JPS6132226B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は長さの変る金属又はその他の帯を長手
方向に動かし乍ら中間的に保管する装置に関す
る。この装置は処理設備、例えば帯鋼焼鈍ライン
の供給端に必要であり、このラインは帯材が端部
同志接合されねばならない最終長さのコイルに供
給される間中断されない速度を必要とする。

私の1967年３月21日付アメリカ特許第3310255
号はこの種装置で２個の帯材のらせんコイルが垂
直軸線のまわりに重ねられるものを記載してい
る。なお、帯を接合する溶接機とその上下流側の
処理設備とは帯材が水平位置にあることを必要と
し、この事は帯材が水平から垂直位置に捩られ再
び水平位置に戻されねばならぬことを意味し、こ
の事は空間及び設備で高価につく。

この事は軸線が水平の時には起らず、しかし帯
材がコイルを形成するため水平軸線のまわりに巻
かれる時は直径の決められた外側の巻きから始ま
り（即ち普通のコイル巻きとは反対に）、次の巻
きの各々はその前の巻きをより小さい直径に押圧
せねばならず、その周辺は順次より短かくなり、
即ち各巻きの帯材厚さの３倍以上短かくなる。こ
の事は内側巻きの帯がその外側の隣りの巻きの面
の下からその距離だけ一様にずれねばならず、そ
のようになると、ロープをブロツクに巻付けるの
と全く同様に反対方向にだけ漸増する摩擦に打勝
たねばならないことを意味する。この事は良く知
られている指数関数であり、ここで摩擦係数と巻
付け角とは指数関係にある。

前記アメリカ特許第3310255号により作られる
蓄積装置では、この相対摺動は正しく同じ割合で
存在するが、個々の巻きが実際上互に接触しない
ので蓄積の進行を妨害しない。しかしもし同じ図
形形状が水平軸線を持つ蓄積装置に適用されるな
ら、互に乗つている巻きの重量はもし係数が高け
れば速かに、そしてもし帯材が滑らかで塗油して
あればゆつくり（８―10巻き）蓄積のための摩擦
を生じ、蓄積は止められてしまう。

このような状態に達すると、さらに巻きを加え
ることによつて蓄積を続けようとするどんな試み
もただ内側のコイル巻きをしわ寄せするだけであ
り、それ以上に進めることが出来ない。しかし同
時にこの傾向はコイル内の帯材の個々の層間の接
触面上で逃げない応力から生じ、この応力は蓄積
の進行につれて増大する。

申請者はこの困難に打勝つ方法を開発するのに
成功している。彼は、２個のコイルがその周辺の
まわりのすべてで一様に押圧されないこと、頂部
は内側支持ローラの圧力下にあること、両横部分
は実質的にすべての圧力から解放され、一方底部
はこれが外部ローラにより支持されているかいな
いかによつて圧力下にあるかないかであることの
利点をとりあげている。

２個の隣接ローラ間にあるコイルの切片はそれ
自身の重量でいくらか弾性的に撓み、撓みはロー
ラ間の距離、帯材の厚さ、巻きの数、摩擦係数の
如何による。

申請者は、支持ローラ間のこの距離を、帯を正
しく支持して案内するのに適するよう十分大きく
とることにより、彼は個々の巻きの間のずれ運動
を最小にして、これが巻き自身を横の巻いて無い
コイル部分の所で釣合いを保ち、コイルの各巻き
の所で必要な全ずれを生ずることを見出してい
る。

コイルの撓みを全く不適当にさせるような厚い
帯材又はその他の条件の場合、コイルの内側の巻
きに加えられる前向きの引張力は必要量のずれを
生じる。

水平軸線のまわりにコイルを形成するよう設計
された蓄積装置は知られている。これらのものは
1970年４月14日付アメリカ特許第3506210号、
1975年２月25日付第3868065号、1975年５月27日
付第3885748号があるが、本明細書に記載のよう
な蓄積の方法は、蓄積装置の能力、作動の簡単、
安全性、対応する装置の価格の点で先行技術のも
の以上にかなり技術的な進展を示している。

帯材の供給は蓄積装置の入口、出口端にあるは
さみローラで制御され、帯材の滑らかな供給はコ
イルの内周にある円形に連なる支持ローラにより
容易にされ、その軌道はコイルの変化する厚さと
調和して制御される。支持ローラは周辺方向に離
隔され、その間の板材の撓みを制御することが出
来、コイルの隣接巻きの間に接触面ずれを生じ、
それゆえ入口から出口に帯材の動きを容易にす
る。このずれの効果は拘束せずに帯材の前進を容
易にするため支持ローラ上に引張力を与えること
によつて強められる。

その他の目的は添付図面に関連した本発明の次
の記載から明らかとなる。

第１図、第２図に示す実施例は円筒形ロータ１
で構成され、ロータは装置のベースＢ内に置かれ
た４個のフランジ付車輪２で支持、駆動される。
ロータ１は２個の円形ローラ３，３′で取巻か
れ、このローラは個々のモータ４，４′など既知
の装置で駆動され、且ホルダ８，８′内に保持さ
れる夫々のベアリング５，６，５′，６′内に置か
れる。これらのホルダはロータ１の周辺のまわり
に等間隔で置かれた半径方向の突起１′内に設け
られた孔の中で軸線方向に摺動出来る。第１図に
示すように、ローラは互に30゜だけ離隔され、隣
接ローラ間で帯材が撓むことが出来、隣接する巻
きの間の接触面ずれを強める。

ローラ３は帯材２１の第１コイル１０を支持、
推進し、帯材は前記らせんコイル１０の内側の巻
きと係合することにより装置内に保管される。帯
材は第１コイル１０のらせん通路に従つて、その
外側巻き（第２図で上半分に示す）で、且直径の
決まつた第１の巻きから始まり、らせんに沿つて
順次直径が小さい（第２図の下半分に示す）巻き
に続くから、支持ローラ３とそのためのベアリン
グ支持体との円は、蓄積が進む時に内側の巻きの
実際の直径に適合するためローラ円の直径を調節
する装置が設けられる。この目的のため外側ベア
リング５５がベアリング５の近くに設けられ、且
一連の周辺方向に置かれたカム円板１１上に乗り
カムの傾斜に沿つて滑ることの出来るチヨツク内
に装架され、このカムは突起１′を越えてロータ
１の上に回転可能に装架される。

同様に、ローラ３と同軸線に配置されたローラ
３′は帯材２１の第１コイル即ち巻きを支持し、
ロータの一端近くに入つて来る材料を、ロータ内
の開口２０を経て案内し、その内部で、帯材はロ
ータの他端近くのロータ１内の出口開口２０′を
経て進むようＳ字型案内通路Ｇにより方向を反転
される。開口２０，２０′は互に直径方向に対向
しているがロータの長手に沿つて偏り、角度的に
移行した通路Ｇによつて橋掛けされ通路内には第
１図に示すよう案内ローラ２２が取付けられる。

ローラ３′は第１図、第２図の下半分に示すよ
う第２らせんコイル１０′の内側の巻きと係合
し、このローラは可変直径であり、らせんコイル
１０′に沿つて順次直径が大きい巻きに連続し、
最后にはさみローラ２７により外側の巻きから引
出される。

ローラ３の場合のように、各ローラ３′は外側
ベアリング５５′を設けられ、その位置はロータ
１上のローラ３′と反対端に装架された回転可能
カム円板１１′のカム片により制御される。

ロータ１上に装架された１つのローラ３に関
し、２個のカム円板１１を円板１１の一つのカム
面に等しい円弧だけ同期的に回転させるため、第
１図、第２図、第３図にロータ１の周辺に関して
ローラ３の半径方向位置を調節する装置が例示さ
れている。軸１２は円筒形ロータ１の内面にその
回転軸線に平行に取付けられたベアリング内に装
架される。５個の先端を設けられた星形輪１４
（ジユネーブ輪）は前記軸の各外端にキー付けさ
れ、先端はチエーンスプロケツト１３と係合す
る。短かいローラチエーン１６はその両端部１
７，１７′を外側カム円板１１に結合され、これ
に近いスプロケツト１３と係合する。ロータ１が
帯材の蓄積時に１回転する時、星形輪１４の一先
端は装置のベース２″上に装架されたラグ１８に
打当たり、このスプロケツトを一歯だけ回し、そ
れによりカム円板１１をベアリングチヨツク５５
の摺動を伴なつて前記カムの傾斜の下に僅かに回
し、コイル一巻きの厚さだけ支持ローラ３の円の
直径を増分的に減らす。帯材の厚さが変わればも
ちろん歯数の異なるスプロケツトを必要とする。
帯材の保管長が減る時はこの反対が起る。

ローラ３の間隔は、２個の隣接ローラ３の間に
あるコイル扇形の長さがそれ自身の重量でローラ
を通る毎にわずかに撓み、この領域内のすべての
帯材が互に僅かにずれて、それで内側（下流側）
の巻きが外側の巻き（上流側）に対し僅かに前進
するほどでなければならず、それは帯材の速度
が、内側の巻きがらせん曲線に沿つて順次小さく
なる時に一様であるからである。

巻きの間の接触摩擦が極めて高い場合、駆動即
ち引張力が支持ローラ３，３′上に加えられ、こ
れが各コイルの所で帯材上に働らく引張力を作
り、この前進ずれを強めるよう働らく。

上記のように、帯板用にその第１コイルの内側
巻きからの通路上にあるＳ字型移行案内Ｇは帯材
の巻き方向を第２コイル１０′の内側巻きに反転
する。この案内はロータ１の内側に収容され、こ
れにしつかり取付けられる。案内はＳ曲線に沿つ
て置かれた複数個の離隔された案内ローラ２２の
対を支持する剛い溝型で構成され、これらローラ
は互に平行であるが、前記曲線の２個の末端、即
ち前記帯材が第２コイルに移行する角度に従うよ
う僅かに捩じられ、これが第２コイルに近付く時
に再び捩じれが戻る所では平行ではない。

何れにしても主として帯材の接触摩擦のため
に、前記案内ローラ２２に駆動力を加えるのが好
ましく、第２図に示すモータ４と同様な個々なモ
ータを持つローラ３と同様な中実ローラを使うの
が、第１図に示すようにそのための梁装架体内に
取付けられた短かい案内ローラ２２を使うよりむ
しろよい。

前述のように、内側の巻きで始まる第２コイル
１０′が外側巻きの端部に接線方向に出ており、
出口はさみローラ２７により十分な張力で引張ら
れる。巻きの数が増す時に蓄積し勝ちな接触摩擦
に打勝つため、第１コイルの巻きに関して述べた
ようにコイル帯が支持ローラ３′の一方から他方
に進む時にコイル帯を一様に撓ませることにより
逃げが得られる。出口はさみローラ２７により与
えられる張力はそれでこの撓み作用と共用して前
述の僅かな接触ずれ作用をらせん曲線に沿うすべ
てで強める。

作動時に、蓄積装置に帯を通すため、支持ロー
ラベアリング５のホルダ７，７′は先ずカム円板
１１を反時計方向末端まで回すことにより第１コ
イルの外側の巻きを支えるようその最外位置に置
かされる。次に帯材２１の先端をはさみローラ２
６に入れて、２個の支持ローラ３の何れかの間の
空間を通して、ロータ１の壁の開口２０を通し
て、Ｓ字型案内Ｇを通して次に再び反対側の２個
の支持ローラ３′の何れかの間を通して、第２コ
イル１０′を支えるローラ３′の円のまわり、を通
し、最后に出口はさみローラ２７を通して、この
ローラによる引張作用で供給する。蓄積装置を負
荷するには、出口はさみローラ２７を止め、一方
入口はさみローラ２６はより以上に帯材を供給し
続ける。第１コイル１０は回り続けるが第２コイ
ルは出口はさみローラ２７と共に静止している。
ロータ１は案内Ｇと共に回転し、時計方向（第１
図）での各回転毎に両コイルの各々の内側に１巻
きを置きそのらせん曲線を続ける。同時に両カム
円板１１，１１′は時計方向に回り続け、支持ロ
ーラ３，３′の円形軌道の直径を徐々に減少し
次々のコイル１０，１０′の巻きはそのらせん曲
線をたどることが出来る。

出口はさみローラ２７が下流側処理装置に供給
するよう作動し、一方蓄積装置がまだ充たされて
いる時、もし両入口、出力速度が同じならば、両
コイルは夫々のはさみローラの速度で回転し続け
るがロータ１の回転はその案内Ｇと共に止まり、
両コイルのらせん巻き内の巻数は同数で安定した
ままでいる。

反対に、入口はさみローラ２６が次のコイルと
接合などで止まる時は、第１コイルは入口はさみ
ローラと共に止まり、第２コイルと出口はさみロ
ーラ２７とは下流側装置に中断されない供給を続
けるから、ロータ１はそのＳ字型案内Ｇと共に第
１図で見て反時計方向に回り、各回転毎に２個の
コイルの各々の内側の巻きの一つ宛を減少すす
る。

帯材はどんな幅でも、支持ローラ３，３′の中
心に維持されるのが好ましく、この目的のため帯
材２１の幅に適合する縁を調節出来る案内ローラ
２９が第１コイル１０に対し入口はさみローラ２
６の近くに設けられ、縁案内ローラ２９′は前記
帯材が第２コイル１０′の内側の巻きに入る所に
置かれる。

大きく作り上げられるコイルに対して、私は第
４図に示す実施例を使うことを推奨し、ここで第
１コイル、第２コイルの両方は少くともその周辺
の下部のまわりの所で、前記コイルと同軸線の支
持ローラ２３の、そして前記コイルの外径に対応
する固定半径の円弧で取巻かれている。

前記円弧を支えるフレーム２４は、外側支持ロ
ーラ２３と内側ローラ３ａとの間にコイルの重量
を分布するためくさび２４′などでその高さを調
節出来るよう作るのが好ましい。実際上もし薄い
帯材のコイルが十分やわらかければ、これを内側
ローラ３ａの上にゆるく吊下げ僅かに楕円型にさ
せ、コイルの張出し下半分だけを支持するようロ
ール２３の高さを調節するのが好ましい。

支持ローラ２３はコイルを回すよう駆動され、
特に第２コイルの場合又外側巻きに引張を働らか
せて上記のような接触ずれを強めるのがよい。内
側ローラ３ａはこの場合駆動する必要はないが、
重いコイルではこの駆動を設けるのが好ましく、
特に第２コイルに対し内側ローラ３ａ上に減速ト
ルクを働らかせて、出口はさみローラにより与え
られる引張力と共同して前記コイルの巻きがより
一様な接触ずれを得るのが好ましい。

第５図、第６図に示す実施例は、両コイルの内
側巻きの直径に適合するよう内側支持ローラ３の
円の直径を徐々に増減するための簡単化した装置
を示している。ローラ３のベアリング５ａを保持
する柄７ａはロータ１の内方に延びる取付体１ａ
の孔の中に摺動可能に装架される。ギヤーラツク
３１が各柄の側部に設けられ、ラツクは軸３８上
にキー付けされ、各ローラ３に付属する両取付体
１ａ内に軸受けされたピニオン３２と噛合う。こ
の事はローラ３とコイル軸線との平行性を確実に
する。細かいピツチのＶ字型の歯を持つ歯車３４
は軸３８の一端にキー付けされ、その歯は取付体
１ａ内の孔の中に置かれた軸３６のまわりで回動
する爪３５と係合する。回動爪３５の反対端はそ
の端部に釣合錘３７を持つレバーを有し、その軌
道の上下部分の時にローラ３上に差動制御を働ら
かせる。ローラ３がその円の下半分にある毎に釣
合錘３７は爪３５を歯車３４との係合から引出
し、柄７ａを自由に摺動させ、一方ローラ３はコ
イルの内側巻きと接触を維持し、この位置はその
瞬間のコイルの内側巻きの正しい半径に該当す
る。ローラが円の上半分に達するや否や、釣合錘
３７は下方に揺動し（第５図）、爪３５を歯車３
４と係合させ、この事は柄７ａとそのローラ３と
の両者をその半径方向の位置に、ラツク３１とピ
ニオン３２との係合により一体に固着させ、それ
でローラはそのコイルの重量の持ち分を負担す
る。

本発明による蓄積装置は特定の必要に対し寸法
を変えることが出来る。その場合装置は数cm（２
―３インチ）幅だけの帯に対してむしろ小寸法に
作られる。もしこの帯が十分弾性のある材料で作
られるならば、内側の巻きはそれ自身を支持し、
内側ローラ円は必要ない。中間寸法に対し、私は
第７図、第８図に示す経済的実施例を推奨し、こ
こで内側ロータは支持ローラ３ｂと中央のＳ字型
案内G′とを担持している。ロータは二又４０が
点４１のまわりで関節付けされている浮面二又フ
レーム本体として考えられる。外側の関節点は又
ローラ３ｂ用のベアリング５ａを担持し、ローラ
の各円に対し２個のこのような円形二又フレーム
があり、その平行性を確保するため適当な横つな
ぎを持つている。各ローラ３ｂに２個づつの流体
シリンダ４２は構造体を広げるよう働らき、それ
によりローラ３ｂをコイルの内側の巻きに対し押
圧する。横つなぎは又コイル１０のロータフレー
ムをコイル１０′のそれに結合するよう延伸し、
それは両コイルの内側巻きの直径が何時も同じだ
からである。

帯材をコイル１０の内側の巻きからコイル１
０′の内側の巻きに導くＳ字型案内G′はこの構造
体に取付けられる。この案内は４個の長手梁４
５，４５′，４６，４６′で構成される関節フレー
ム上に置かれ、梁の各々は前記ロータフレームの
２個の直径方向に対向する関節点４１′の一つに
回転可能にリンク付けされ、いくつかの平行な結
合リンク梁４７により回転可能に横つなぎされ、
梁の２対は２個の案内プーリ４９，４９′の軸を
置くためのベアリング４８を設けられる。前記プ
ーリの少くとも第２のもの（下流側）は、帯材に
いくらかの引張を与えるためトルクモータを設け
るのが好ましい。

梁４５，４５′はさらに構造体の剛性を確保す
るためつなぎ（図示なし）によりしつかり横つな
ぎされる。その上、両コイルの内径の減少によ
り、梁４５，４５′，４６，４６′とロータ軸線と
の間の角度が又変るから、関節点４１′の各対の
一つは又差込式に出来るようにされる。

大容量の蓄積装置の場合、支持ローラ２３の外
円はそのベアリングが円形フレーム５１の横梁５
０上に置かれるように設けられ、このフレームは
第４図に示すフレーム２４と同様床上に装架する
のがよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の好適実施例の一部断面化した
前面図で、図面の左側は作動開始時の蓄積装置の
部品、図面の右側は材料の蓄積がほぼ完了した時
の部品の位置を示し、第２図は第１図の中心部分
に沿う垂直断面図で、物品は側面図であり、図面
の上部は蓄積作動開始時の部品の位置を示し、図
面の下部はその完了時の部品を示し、第３図は支
持ローラの軌道を制御するため第１図に示すもの
の拡大詳細図、第４図は第１図、第２図に示すコ
イルの外周に対し追加のローラ支持篭を設けた本
発明の別の実施例の図解図、第５図はコイルの内
周上の支持ローラ３用の装架体の別の実施例の前
面図、第６図は第５図の線６―６における水平断
面図で一部は側面図であり、第７図は本発明の別
の実施例の前面図、第８図は第７図の水平中心線
に沿う断面図で一部は側面図である。 １…ロータ、１′…突起、１ａ…取付体、２…
車輪、３，３′，３ａ，３ｂ…ローラ、４，４′…
モータ、５，５′，５ａ，６，６′…ベアリング、
７，７′…ホルダ、７ａ…柄、８，８′…ホルダ、
１０，１０′…コイル、１１，１１′…カム円板、
１２…軸、１３…スプロケツト、１４…星形輪、
１６…チエーン、１７，１７′…端部、１８…ラ
グ、２０，２０′…溝、２１…帯材、２２，２
３′…ローラ、２４…フレーム、２４′…くさび、
２６，２７，２９，２９′…ローラ、３１…ラツ
ク、３２…ピニオン、３４…歯車、３５…爪、３
６…軸、３７…錘、３８…軸、４０…二又、４
１，４１′…点、４２…シリンダ、４５，４５′，
４６，４７…梁、４８…ベアリング、４９，４
９′…プーリ、５０…横梁、５５…ベアリング。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 共通水平軸線上で回転する２個の隣接するら
   せんコイル上に長さの変る帯材を一時的に、前記
   コイルのらせんが反対方向に巻かれるように保管
   する方法において、 (a) 入つて来る前記帯材を一方のコイル内に巻
   き、前記帯材を他方のコイルから引き出し、そ
   の間に前記２個のコイルの内側部分間の結合を
   前記コイルがその直径を増減する時に前記帯材
   の蓄積とコイルからの排出との割合の相対的な
   優勢に応じて反対方向に動かす段階と、 (b) 前記らせんコイルの各々の内周を複数個の周
   辺方向に離隔された支持ローラで支持する段階
   にして、前記支持ローラは前記帯材を隣接する
   ローラ間でその上昇位置における軌道で撓ませ
   ることが出来、並置された前記帯材の間の運動
   とずれとを自由にすることが出来るようになつ
   ている支持段階と、 (c) 前記支持ローラの円形軌道を前記らせんコイ
   ルの内周の直径の変化と調和して調節し、前記
   コイルの最も内側の巻きの支持とその結果の撓
   みとを前記らせんコイルのすべての厚さに対し
   維持する段階とを有する帯材の一時的保管方
   法。 ２ 共通水平軸線上で回転可能な２個の隣接する
   らせんコイル内に置かれた長さの変る前進帯材
   を、その巻きがほぼ同じ周辺上にあるが反対の方
   向に進むよう保管する装置において (a) 前記巻きの方向を反転するためにコイルの間
   でしかもコイルの内側にある移行装置と、 (b) 前記各らせんコイルの内側のらせんと接触す
   る複数個の周辺方向に分布されたローラと、 (c) 前記コイルの内径の変化に応じて前記ローラ
   の半径方向の軌道を変える装置とを有する帯材
   の保管装置。