JP7165290B2 - アルミロール端面揃え装置 - Google Patents

Description

本発明は、帯状の金属薄板を巻き取り、その端面をきれいに揃える金属ロール端面揃え装置に関する。

トランスは一般的に、絶縁シートと導電シートとが交互に巻かれた構成を有する。発電所や変電所には大型のトランスが備わるが、これも原理は同じであり、導電シートには、たとえば、厚みが１ｍｍ～２ｍｍ程度、幅が５００ｍｍ～８００ｍｍ、長さは５００ｍ～１５００ｍの帯状の金属薄板が用いられる。

トランスを製造する際には、金属薄板と絶縁シートとを揃えて捲回していくが、このとき、金属薄板の送り出し側に精度が求められ、端面の揃った金属薄板のロールが必要とされる。

従来では、ロール端面を揃える方式として、図４（ａ）に示したような、巻き付ける軸自体を軸方向に前後させる端面移動調整方式や、図４（ｂ）に示したような、一定のテンションをかけ続けて巻き取る、ルーフピット・テンションパッド方式などが知られていた。

しかしながら、従来の技術では以下の問題点があった。
生産性の観点から巻取速度は、５００ｍｍ／ｓｅｃ以上を要求され、５００ｍｍ以上もある巾を１ｍｍ以内のずれで常時収める必要があるため、図４（ａ）の方式では、油圧を用いて巻取側を前後せざるをえず、油圧駆動部分も含めると装置が極めて大がかりとなる、という問題点があった。

また、この方式では、一軸に対して一つのロールしか形成できないので、生産性が低いという問題点があった。

図４（ｂ）の方式では複数ロールを同時に巻き取ることが可能であるが、一旦垂れ下げて巻取張力を調整するピットが必要となり、こちらも装置が大がかりとなるという問題点があった。

特開２００１－１０２３号 特開２００２－２７４７１８号 特開２０１１－４２４５９号

本発明は上記に鑑みてなされたものであって、装置の大型化を招来せず端面の揃った金属ロールを形成可能な装置を提供することを目的とする。
また、一軸で多数のロールの形成も可能な金属ロール端面揃え装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の金属ロール端面揃え装置は、連続的に供給される一定幅のアルミ薄板の帯を巻きつける軸棒と、軸棒を回転させアルミ薄板の帯を巻き取る回転手段と、軸棒に巻き付くより上流の位置にて、送られてくる帯の縁の位置ずれの量を検知する検知手段と、検知手段より上流の帯の左右にそれぞれ配したローラであって、独立して、帯の左側または右側を押し下げて厚み方向に圧力をかけるローラと、検知手段による位置ずれの量に基づき、はみ出している側のローラを帯に押し当て、ローラを押し当てる圧力またはローラを押し当てる時間を制御して位置ずれをなくすローラ制御手段と、を具備し、アルミロールを形成することを特徴とする。

すなわち、請求項１にかかる発明は、簡便な機構により端面を揃えることができる。具体的には、はみ出し側にローラを押し当ててはみ出しをもとに戻す（規定値以内に収める）ことができる。また、従量的な動的制御を実現する。

なお、軸棒は、金属薄板の湾曲癖が強くない方が良いので、大径、たとえば、直径３００ｍｍ程度とするのが好ましい。
ローラは、車輪様でも円筒様でも球様でもよく、押圧ないし押し込み（押し下げ）できるものであれば特に限定されない。

請求項２に記載の金属ロール端面揃え装置は、請求項１に記載の金属ロール端面揃え装置において、軸棒に対して複数のアルミ薄板の帯を巻きつけ、検出手段と左右それぞれのローラとを組にして、各アルミ薄板の帯に配したことを特徴とする。

すなわち、請求項２にかかる発明は、一軸にて複数ロールを形成することができる。
なお、ローラ制御手段は、それぞれのローラを制御できるのはいうまでもない。

請求項３に記載の金属ロール端面揃え装置は、請求項２に記載の金属ロール端面揃え装置において、アルミ薄板の帯を供給方向に切断して前記複数のアルミ薄板の帯に分割する切断刃を上流に設けたことを特徴とする。

すなわち、請求項３にかかる発明は、要求される製品仕様にあわせて効率よく複数ロールを同時に形成することができる。

本発明によれば、装置の大型化を招来せず端面の揃った金属ロールを形成可能な装置を提供することができる（請求項１）。
また、一軸で多数のロールの形成も可能な装置を提供することができる（請求項２，３）。

揃え装置の外観構成図である。 ロールによる押し当ての様子を示した説明図である。 一つの軸棒に対して二つの金属ロールを形成する揃え装置の構成例を示した概要図である。 従来の揃え装置のうち、端面移動調整方式（ａ）と、ルーフピット・テンションパッド方式（ｂ）を示した説明図である。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。ここでは、上流から送られてくる、切れ目のない巾５００ｍｍ、厚み１．５ｍｍのアルミ薄板Ａの帯を、端面を揃えてロール状に巻き取る例について説明する。なお、以降では、本発明の金属ロール端面揃え装置を、単に揃え装置と称することとする。
図１は、揃え装置の外観構成図である。図２は、ロールによる押し当ての様子を示した説明図である。なお、説明の便宜上、各構成部は必ずしも縮尺を同じとせず描画している。

揃え装置１は、軸駆動部１０と、センサ２０と、押圧部３０と、制御部４０と、を有する。

軸駆動部１０は、軸棒１１と、駆動部１２と、軸受１３と、により構成される。
軸棒１１は、直径３００ｍｍの円柱であり、ここに薄板Ａを巻き付ける。なお、ロール状に巻き付けると薄板Ａには癖がつきやすくなるが、曲率が小さいほど（直径が大きいほど）癖が残りにくいので、軸棒１１は大径としている。
駆動部１２は、軸棒１１を一方向に回転し軸棒１１による薄板Ａの巻き取りをおこなう。最終的に外径約７００ｍｍのロールを形成していくが（内径は３００ｍｍ）、薄板Ａが軸棒１１に巻き付くにしたがってロールが太くなるため、アルミ薄板Ａの移送速度（巻き取り速度）が５００ｍｍ／ｓｅｃとなるように駆動部１２はその回転速度を調整するようにしている。なお、駆動に際しては、モータを介したベルトドライブ方式を採用している。
軸受１３は、大重量となるロールを、軸棒１１による片支えとならないように、軸棒１１の他端を受けて、安定的な回転を実現する。

センサ２０は、軸棒１１による巻き付き位置から５００ｍｍ上流に配され、アルミ薄板Ａの端部をモニタリングする。ここでは、端面へ向けてレーザ光を照射し、透過したか否かで境界（縁）を検出し、規定位置からどれだけずれているか（はみ出しているか、引っ込んでいるか）を検知する透過型レーザセンサを採用している。なお、サンプリングは０．０１秒ごととしている。

押圧部３０は、ローラ３１と、昇降部３２と、により構成され、センサ２０の５００ｍｍ程度上流の薄板Ａの左右に配されている（以降では、軸棒１１を背にして右側をローラ３１Ｒ，左側をローラ３１Ｌと称することとする）。
ローラ３１は、直径４０ｍｍ長さ９０ｍｍの円筒ローラであって、軸ホルダ３３により自由に回転する。
昇降部３２は、この軸ホルダ３３を昇降させローラ３１の薄板Ａへの押し当てまたは引き戻しをおこなう。駆動には、ここではＡＣサーボシリンダを用いている。図２に、非作動時の状態（ａ）と、作動時（降下時）の状態（ｂ）を示した。ローラ３１が押しあたると、移送されてくる薄板Ａは他方のローラ３１側へ少しずつ移動していく。すなわち、薄板Ａは、ローラ３１Ｒが下がるとローラ３１Ｌ側寄りとなり、ローラ３１Ｌが下がるとローラ３１Ｒ側寄りとなる。なお、移動量はローラ３１が押しあたる強さまたは時間に依存する。

制御部４０は、センサ２０からずれ量を入力し、設定値である０．５ｍｍプラス、または０．５ｍｍマイナスを超えた場合、はみ出している側のローラ３１を降下させるべく昇降部３２に降下信号を送出する。
なお、制御部４０は、設定値以内に収まったら上昇信号を送信してもよいし、それまでのはみ出し量の推移から、はみ出し速度やはみ出し加速度を算出し、それに基づいて押し当て時間や押し当て強さ（降下深さ）を調整するようにしても良い。

揃え装置１の構成は、以上であるので、位置ずれをなくしつつ巻き取って、端面の揃った金属ロールを形成することができる。軸棒１１はただ回転するだけであり、軸棒１１自体の移動が不要であり、装置構成を大がかりとすることなく、効率的かつ経済的な端面揃えが可能となる。

なお、揃え装置は上記の態様に限定されない。
たとえば、上流から供給される幅広のアルミ薄板Ａを中途で分割し、それぞれに対して、センサと押圧部と制御部とを有し、軸棒一つで複数の金属ロールを形成することもできる。

図３は、一つの軸棒に対して二つの金属ロールを形成する揃え装置の構成例を示した概要図である。なお、ここでは、説明の便宜上、分割された一方のアルミ薄板を薄板Ａ１、他方を薄板Ａ２と称することとする。また上記の説明と同様の構成部分は同一の符号を付し、その説明を省略する。

揃え装置２は、軸駆動部１０と、センサ２０と、押圧部３０と、制御部４０と、切断刃５０と、を有する。なお、センサ２０と押圧部３０と制御部４０とは、セットとなり、それぞれ、薄板Ａ１と薄板Ａ２に備わる。

切断刃５０は、押圧部３０の上流に配され、軸棒１１を介した軸駆動部１０による薄板Ａの引っ張り力に伴い薄板Ａを連続的に二分割していく。ここでは、固定刃を採用しているが、仕様の態様により、回転刃を用いてもよい。

下流では、軸棒１１に対して、薄板Ａ１によるロールと、薄板Ａ２によるロールがそれぞれ形成される。ここで、それぞれの薄板に対して、それぞれのセットがずれを動的に補正していくので、一回の巻取動作にて、所望の幅（同じ幅であってもよい）の、端面の揃った二つのロールを調製することができる。

なお、この例では元の帯状薄板を二つに切断しながら巻き取る例を説明したが、切断刃５０を複数設け、形成するロールの数を増やしてもよい。

揃え装置２によれば、巻取時間は同じままで、端面の揃った複数のロールを得ることができ、生産性を向上させることができる。また、揃え装置１と同様に装置の大型化も招来しない。

以上の説明ではアルミ薄板を対象としたが、これに限らず、他の金属薄板でもよく、更には、ローラの当接によりヨレが生じない、ある程度の厚みがある、または、ある程度の剛性があるシート状素材であれば、同様に端面の揃ったロールを形成することが可能である。

１，２ 揃え装置
１０ 軸駆動部
１１ 軸棒
１２ 駆動部
１３ 軸受
２０ センサ
３０ 押圧部
３１ ローラ
３２ 昇降部
３３ 軸ホルダ
４０ 制御部
５０ 切断刃

Claims (3)

1. 連続的に供給される一定幅のアルミ薄板の帯を巻きつける軸棒と、
   軸棒を回転させアルミ薄板の帯を巻き取る回転手段と、
   軸棒に巻き付くより上流の位置にて、送られてくる帯の縁の位置ずれの量を検知する検知手段と、
   検知手段より上流の帯の左右にそれぞれ配したローラであって、独立して、帯の左側または右側を押し下げて厚み方向に圧力をかけるローラと、
   検知手段による位置ずれの量に基づき、はみ出している側のローラを帯に押し当て、ローラを押し当てる圧力またはローラを押し当てる時間を制御して位置ずれをなくすローラ制御手段と、
   を具備し、
   アルミロールを形成することを特徴とするアルミロール端面揃え装置。
2. 軸棒に対して複数のアルミ薄板の帯を巻きつけ、
   検出手段と左右それぞれのローラとを組にして、各アルミ薄板の帯に配したことを特徴とする請求項１に記載のアルミロール端面揃え装置。
3. アルミ薄板の帯を供給方向に切断して前記複数のアルミ薄板の帯に分割する切断刃を上流に設けたことを特徴とする請求項２に記載のアルミロール端面揃え装置。

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