特許 5852391 金属帯巻取ドラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5852391

(24)【登録日】2015年12月11日

(45)【発行日】2016年2月3日

(54)【発明の名称】金属帯巻取ドラム

(51)【国際特許分類】

   B21C 47/28 20060101AFI20160114BHJP

【ＦＩ】

   B21C47/28 B

【請求項の数】3

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2011-216974(P2011-216974)

(22)【出願日】2011年9月30日

(65)【公開番号】特開2013-75321(P2013-75321A)

(43)【公開日】2013年4月25日

【審査請求日】2014年9月29日

(73)【特許権者】

【識別番号】714003416

【氏名又は名称】日新製鋼株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100110423

【弁理士】

【氏名又は名称】曾我 道治

(74)【代理人】

【識別番号】100111648

【弁理士】

【氏名又は名称】梶並 順

(74)【代理人】

【識別番号】100147500

【弁理士】

【氏名又は名称】田口 雅啓

(72)【発明者】

【氏名】工藤 文貴

【審査官】 長谷部 智寿

(56)【参考文献】

【文献】 実開昭５７−０７０７１１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実公昭４６−０２６２６１（ＪＰ，Ｙ１）

【文献】 実開昭４８−０４１８２７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 米国特許第０３７７４８６２（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０７９０３５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２１Ｃ ４７／２８

Ｂ２１Ｃ ４７／３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転することによって金属帯が巻き付けられる金属帯巻取ドラムにおいて、
金属帯が外表面に巻き付けられる筒状をしたドラム部と、
前記ドラム部の前記外表面に形成された、前記金属帯の挿入溝とを備え、
前記挿入溝は、前記外表面に縁部を有し、
前記挿入溝と前記外表面との間に形成される前記縁部の角が全く落とされていないか又は１ｍｍ以下の面取り（≦Ｃ１）若しくは半径１ｍｍ以下の丸み付けされている金属帯巻取ドラム。

【請求項2】

前記挿入溝は、前記縁部から前記ドラム部の内部側にある前記挿入溝の底部に向かって、両側の前記縁部の中央から前記ドラム部の中心軸に向かう径方向から離れるように、前記ドラム部の回転方向へ傾斜する請求項１に記載の金属帯巻取ドラム。

【請求項3】

前記挿入溝が前記径方向に対して傾斜する角度は、０°以上４０°以下である請求項１または２に記載の金属帯巻取ドラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、金属帯の巻取ドラムに関する。

【背景技術】

【0002】

薄い金属帯を製造する際、熱間圧延された熱延金属帯が、薄い金属帯に冷間圧延されて巻取ドラムに巻き付けられ、さらに、巻取ドラムが引き抜かれてコイル状の金属帯とされる。巻取ドラムへの巻き付け時には金属帯に引張力が加わるため、巻取ドラムに巻き付けられた金属帯には巻き締まり力がかかる。そして、この巻取ドラムには円柱状をしたソリッドブロックが用いられる場合がある。ソリッドブロックは、その外周面に軸方向に延びる挿入溝を有しており、金属帯は、その端部が挿入溝に挿入されてソリッドブロックに巻き付けられる。巻き締まり力がかかりつつ巻き取られる金属帯には、挿入溝での１巻目の金属帯と２巻目の金属帯との間での段差、挿入溝への落ち込み等が生じ、それにより、挿入溝の位置で折れ等によるしわ状の模様（ブレーク）が何巻きにもわたって生じやすい。このため、ソリッドブロックにおいて金属帯のコイルに発生するブレークを低減する技術が提案されている。

【0003】

例えば、特許文献１には、リバースミルで圧延を行う場合の鋼帯の巻取ドラムとしてソリッドブロックを用いた発明が記載されている。特許文献１におけるソリッドブロックは、鋼帯の端部を把持する溝付きのグリッパを取り外し可能に有しており、溝の両側の上縁には段差が設けられている。グリッパは、鋼帯の巻取方向に応じて１巻目の最初に巻き付く側が低くなるように、ソリッドブロックに切替自在にセットされ、それにより、溝での１巻目の鋼帯と２巻目の鋼帯との間の段差を低減している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平１１−１９７２３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１におけるグリッパの溝の上縁のグリッパ角部は、１０ｍｍのアールで丸められている。このとき、グリッパの外表面における溝による開口幅が、両側の上縁で角を丸めた分だけ溝の幅より広くなる。それにより、ソリッドブロックに巻き付けられた鋼帯は、溝による開口部分では、さらに上側に巻き付けられる鋼帯の巻き締まり力によって開口部分に押し下げられて落ち込む範囲が広くなる。このため、特許文献１のソリッドブロックでは、この鋼帯の落ち込みによって、巻き付けられた鋼帯に何巻きにもわたってブレークが発生してしまい、ブレークの低減効果が低いという問題がある。

【0006】

この発明はこのような問題点を解決するためになされたものであり、巻き付けられた金属帯に発生するブレークの低減を図る金属帯巻取ドラムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記の課題を解決するために、この発明に係る金属帯巻取ドラムは、回転することによって金属帯が巻き付けられる金属帯巻取ドラムにおいて、金属帯が外表面に巻き付けられる筒状をしたドラム部と、ドラム部の外表面に形成された、金属帯の挿入溝とを備え、挿入溝は、外表面に縁部を有し、挿入溝と外表面との間に形成される縁部の角が全く落とされていないか又は１ｍｍ以下の面取り（≦Ｃ１）若しくは半径１ｍｍ以下の丸み付けされている。

【0008】

挿入溝は、縁部からドラム部の内部側にある挿入溝の底部に向かって、両側の縁部の中央からドラム部の中心軸に向かう径方向から離れるように、ドラム部の回転方向へ傾斜してもよい。
挿入溝が径方向に対して傾斜する角度は、０°以上４０°以下であってもよい。

【発明の効果】

【0009】

この発明に係る金属帯巻取ドラムによれば、巻き付けられた金属帯に発生するブレークを低減することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】この発明の実施の形態１に係るソリッドブロックを備える巻取機の模式的な斜視図である。

【図2】図１のソリッドブロックの挿入溝を拡大した模式断面側面図である。

【図3】図２のソリッドブロックに金属帯を巻き付けた状態と、従来のソリッドブロックに金属帯を巻き付けた状態とを比較した図である。

【図4】この発明の実施の形態２に係るソリッドブロックにおける挿入溝の模式断面側面図である。

【図5】図４のソリッドブロックに金属帯を巻き付けた状態と、実施の形態１のソリッドブロックに金属帯を巻き付けた状態と、図４のソリッドブロックにおいて挿入溝の傾斜角を変更したものに金属帯を巻き付けた状態と比較した図である。

【図6】挿入溝における溝幅に対する外表面幅の幅変化率と挿入溝の傾斜角との関係を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、この発明の実施の形態について添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１を参照すると、この発明の実施の形態１に係るソリッドブロック１０１を備えた巻取機１０の一例が示されている。
巻取機１０は、金属帯巻取ドラムである略円柱状をしたソリッドブロック１０１の軸部１の両端を回転自在に支持する減速機１１及び軸受台１２と、減速機１１に接続された駆動モータ１３とを有している。減速機１１は内部に複数のギヤを有するギヤボックスを構成しており、ソリッドブロック１０１の軸部１の一方の端部及び駆動モータ１３の駆動軸が減速機１１内部のギヤにギヤ係合している。また、ソリッドブロック１０１の軸部１の他方の端部は、軸受台１２の内部の軸受によって支持されている。このため、駆動モータ１３の回転駆動力は、減速機１１内のギヤによって駆動力が増大されてソリッドブロック１０１に伝達され、軸部１の中心軸Ｃを中心にソリッドブロック１０１を回転駆動する。

【0012】

ソリッドブロック１０１は、軸部１の中央側に、軸部１の断面を同心円状に拡径した断面をもつ円筒状のドラム部２を有し、ドラム部２の外表面２ａには、軸部１及びドラム部２の中心軸Ｃと平行に延びる挿入溝３が形成されている。そして、薄板状の金属帯２０の端部が挿入溝３に差し込まれ、ソリッドブロック１０１が方向Ｐ１に回転されることによって、ドラム部２上に金属帯２０がその巻取方向Ｐ２と反対方向Ｑへの引張力を受けつつコイル状に巻き付けられる。

【0013】

さらに、図２を参照すると、ソリッドブロック１０１のドラム部２における挿入溝３の断面側面図が示されている。
挿入溝３は、ドラム部２の外表面２ａから内部側の中心軸Ｃ（図１参照）であるドラム部２の円形断面の中心Ｃに向かって形成されている。挿入溝３は、ドラム部２の外表面２ａから互いに平行に延びる第一側部３ａ及び第二側部３ｂと、第一側部３ａ及び第二側部３ｂにおけるドラム部２の中心Ｃ側の第一端部３ａ２及び第二端部３ｂ２を連結する底部３ｃとによって形成されている。さらに、第一側部３ａは、ドラム部２の回転方向Ｐ１（紙面上で反時計回り）側に位置し、第二側部３ｂは、ドラム部２の回転方向Ｐ１と反対方向側に位置している。そして、挿入溝３は、第一側部３ａ及び第二側部３ｂの間の距離である溝幅Ｘ、深さＬを有して形成されている。

【0014】

第一側部３ａ及び第二側部３ｂはそれぞれ、ドラム部２の外表面２ａで第一縁部３ａ１及び第二縁部３ｂ１を形成している。第一縁部３ａ１及び第二縁部３ｂ１はそれぞれ、面取り、丸みを付ける等することによって角３ａ１ａ及び３ｂ１ａが落とされておらず、第一側部３ａ及び第二側部３ｂと外表面２ａとを延長してこれらがそのまま交わって形成する形状を有し、第一側部３ａ及び第二側部３ｂと外表面２ａとで形成されている。

【0015】

また、半径線Ｒが、第一縁部３ａ１及び第二縁部３ｂ１の間の中央とドラム部２の中心Ｃ（図１参照）とを結ぶ直線として延び、第一側部３ａ及び第二側部３ｂの間の中央を通って延びている。
なお、第一縁部３ａ１及び第二縁部３ｂ１それぞれの角３ａ１ａ及び３ｂ１ａが落とされていないとは、角が全く落とされていない場合の他、機械加工時に必然的に生じる第一縁部３ａ１及び第二縁部３ｂ１の角での微少な面や丸み等がある場合、第一縁部３ａ１及び第二縁部３ｂ１の角の欠損の防止や取扱い時の安全のために形成された微少な面取り、丸み付け等がある場合等を含むものである。例えば、第一縁部３ａ１及び第二縁部３ｂ１の角が落とされていないとは、面取りの場合は縁部の角から１ｍｍ以下（≦Ｃ１）、丸み付けの場合は、半径１ｍｍ以下（≦ｒ１）程度をいう。

【0016】

さらに、図３を参照すると、本実施の形態１のソリッドブロック１０１のドラム部２における挿入溝３の断面側面図と、比較例１としての従来のソリッドブロック１００のドラム部２における挿入溝３１の断面側面図とが、金属帯２０を巻き付けた状態で示されている。
ソリッドブロック１０１のドラム部２に金属帯２０を巻き付ける際、金属帯２０の端部２０ａが図示しない機械によって挿入溝３に挿入される。そして、その挿入を円滑にするために、挿入溝３の溝幅Ｘは通常、金属帯２０の厚さより大きく形成されている。
金属帯２０の端部２０ａが挿入された後、ソリッドブロック１０１のドラム部２が回転方向Ｐ１に回転されて金属帯２０がドラム部２の外表面２ａ上に巻き付けられる。
このとき、金属帯２０は、挿入溝３内で湾曲しつつ第二縁部３ｂ１で曲げられ、その際に第二縁部３ｂ１では、急に曲げられることによって曲がり切れない部分が盛り上がりを生じ、その後ドラム部２の外表面２ａ上に沿って巻き付けられる。

【0017】

そして、金属帯２０がドラム部２に巻き付けられるとき、回転方向Ｐ１と反対方向Ｑへの引張力が金属帯２０に作用する。引張力が２巻目以降の金属帯２０に作用するとき、この２巻目以降の金属帯２０は、ドラム部２側となる下側の金属帯２０に対して、第一縁部３ａ１及び第二縁部３ｂ１の間では挿入溝３内に向かって押し付ける。これにより、挿入溝３の上を横切る１巻目の金属帯２０は、２巻目以降の金属帯２０によって押し付けられることによって、第一縁部３ａ１の角３ａ１ａ及び第二縁部３ｂ１の角３ｂ１ａの間で落ち込んで変形する。よって、ドラム部２に巻き付けられた１巻目の金属帯２０の挿入溝３付近では、第二縁部３ｂ１付近での盛り上がりと、第一縁部３ａ１の角３ａ１ａ及び第二縁部３ｂ１の角３ｂ１ａの間での落ち込みとによって、幅Ｂ１にわたって金属帯２０の板幅方向に変形が生じる。そして、この変形が２巻目以降の金属帯２０にブレークを生じさせる。

【0018】

また、比較例１のソリッドブロック１００のドラム部２における挿入溝３１は、本実施の形態１のソリッドブロック１０１の挿入溝３と同様に、互いに平行に延びる第一側部３１ａ及び第二側部３１ｂと、第一側部３１ａの第一端部３１ａ２及び第二側部３１ｂの第二端部３１ｂ２を連結する底部３１ｃとを有し、半径線Ｒが、第一側部３１ａ及び第二側部３１ｂの間の中央を通って延びている。また、第一側部３１ａの第一縁部３１ａ１の角３１ａ１ａ及び第二側部３１ｂの第二縁部３１ｂ１の角３１ｂ１ａは、丸められており半径ｒの曲面の一部を形成している、つまりアールがｒの曲面を形成している。よって、挿入溝３１は、外表面２ａ上において、第一縁部３１ａ１の角３１ａ１ａにおける半径ｒの曲面部分の回転方向Ｐ１側の終端から、第二縁部３１ｂ１の角３１ｂ１ａにおける半径ｒの曲面部分の回転方向Ｐ１と反対方向側の終端にわたって、窪み（開口）を形成する。また、挿入溝３１は、挿入溝３と同じ深さ、同じ溝幅Ｘで形成されている。

【0019】

そして、ソリッドブロック１００のドラム部２の外表面２ａに金属帯２０を巻き付ける場合は、上述のソリッドブロック１０１と同様にして実際される。
金属帯２０は、挿入溝３１内で湾曲しつつ第二縁部３１ｂ１で曲げられ、さらに、第二縁部３１ｂ１で曲がり切れない部分が僅かに盛り上がりを生じた後、外表面２ａ上を沿う。また、挿入溝３１の上を横切る１巻目の金属帯２０では、第一縁部３１ａ１における半径ｒの曲面部分の回転方向Ｐ１側の終端から第二縁部３１ｂ１にわたって、挿入溝３１内への落ち込みによる変形を生じる。よって、ソリッドブロック１００のドラム部２に巻き付けられた１巻目の金属帯２０の挿入溝３１付近では、第二縁部３１ｂ１付近での盛り上がりと、第一縁部３１ａ１から第二縁部３１ｂ１にわたる落ち込みとによって、幅Ｂ１’にわたって変形が生じる。そして、この変形が２巻目以降の金属帯２０にブレークを生じさせる。

【0020】

また、ソリッドブロック１００の挿入溝３１では、第一縁部３１ａ１の角３１ａ１ａ及び第二縁部３１ｂ１の角３１ｂ１ａが丸められていることによって、第一縁部３１ａ１から第二縁部３１ｂ１にわたって形成される外表面２ａより窪んだ部位の幅が、ソリッドブロック１０１の挿入溝３での第一縁部３ａ１から第二縁部３ｂ１にわたって形成される外表面２ａより窪んだ部位の外表面幅Ｗ１より、大幅に大きくなっている。このため、ソリッドブロック１００の挿入溝３１での落ち込みによる金属帯２０の変形範囲が、ソリッドブロック１０１の挿入溝３での落ち込みによる金属帯２０の変形範囲より、大幅に大きくなる。
よって、実施の形態１のソリッドブロック１０１における１巻目の金属帯２０に生じる変形幅Ｂ１より、比較例１のソリッドブロック１００における１巻目の金属帯２０に生じる変形幅Ｂ１’の方が大幅に大きくなる。また、比較例１のソリッドブロック１００における１巻目の金属帯２０に生じる落ち込みによる半径線Ｒ方向の変形量も、実施の形態１のソリッドブロック１０１における１巻目の金属帯２０に生じる落ち込みによる半径線Ｒ方向の変形量より、大きくなる。

【0021】

そして、実施の形態１のソリッドブロック１０１及び比較例１のソリッドブロック１００のいずれにおいても、金属帯２０の変形部分の上に巻き付けられた金属帯２０には何巻きかにわたってブレークが発生する。しかしながら、１巻目の金属帯２０に発生する変形範囲及び変形量が小さい実施の形態１のソリッドブロック１０１の金属帯２０にブレークが生じる巻き数は、１巻目の金属帯２０に発生する変形範囲及び変形量がより大きい比較例１のソリッドブロック１００の金属帯２０にブレークが生じる巻き数より少なくなる。

【0022】

上述で説明するように、この発明の実施の形態１に係るソリッドブロック１０１は、回転することによって金属帯２０が巻き付けられる。ソリッドブロック１０１は、金属帯２０が外表面２ａに巻き付けられる筒状をしたドラム部２と、ドラム部２の外表面２ａに形成された、金属帯２０の挿入溝３とを備える。挿入溝３は、外表面２ａに縁部３ａ１及び３ｂ１を有し、挿入溝３と外表面２ａとの間に形成される縁部３ａ１及び３ｂ１それぞれの角３ａ１ａ及び３ｂ１ａが落とされていない。これによって、ドラム部２の外表面２ａにおいて第一縁部３ａ１から第二縁部３ｂ１にわたって形成される窪み（開口）の幅が狭くなる。よって、この窪みに起因する金属帯２０の落ち込み範囲及び落ち込み量が減少し、それにより、ドラム部２に巻き付けられた金属帯２０においてブレークが発生する巻き数を低減することが可能になる。

【0023】

実施の形態２．
この発明の実施の形態２に係るソリッドブロック２０１は、実施の形態１のソリッドブロック１０１における挿入溝３を半径線Ｒに対して傾斜させたものである。
なお、以下の実施の形態において、前出した図における参照符号と同一の符号は、同一または同様な構成要素であるので、その詳細な説明は省略する。

【0024】

図４を参照すると、実施の形態２に係るソリッドブロック２０１のドラム部２における挿入溝２３の断面側面図が示されている。
挿入溝２３は、ドラム部２の外表面２ａから中心Ｃ（図１参照）に向かって、半径線Ｒに対して傾斜角α（αは０より大きい）で傾斜して延びている。
具体的には、挿入溝２３は、実施の形態１における挿入溝３と同様にして、互いに平行に延びる第一側部２３ａ及び第二側部２３ｂと、第一側部２３ａの第一端部２３ａ２及び第二側部２３ｂの第二端部２３ｂ２を連結する底部２３ｃとによって形成されている。そして、挿入溝２３は、実施の形態１の挿入溝３と同様の溝幅Ｘ、深さＬを有している。
第一側部２３ａの第一縁部２３ａ１及び第二側部２３ｂの第二縁部２３ｂ１はそれぞれ、面取り、丸みを付ける等することによって角２３ａ１ａ及び２３ｂ１ａが落とされておらず、第一側部２３ａ及び第二側部２３ｂと外表面２ａとで形成されている。

【0025】

また、半径線Ｒは、第一縁部２３ａ１の角２３ａ１ａと第二縁部２３ｂ１の角２３ｂ１ａの間の中央とドラム部２の中心Ｃ（図１参照）とを結ぶ直線である。そして、第一側部２３ａは、半径線Ｒに対して、第一縁部２３ａ１から第一端部２３ａ２に向かって回転方向Ｐ１側に半径線Ｒから離れるようにして、傾斜角αで傾斜している。同様に、第二側部２３ｂは、半径線Ｒに対して、第二縁部２３ｂ１から第二端部２３ｂ２に向かって回転方向Ｐ１側に半径線Ｒから離れるようにして、傾斜角αで傾斜している。つまり、挿入溝２３は、第一縁部２３ａ１及び第二縁部２３ｂ１から底部２３ｃに向かって回転方向Ｐ１側に半径線Ｒから離れるようにして、傾斜角αで傾斜している。

【0026】

そして、外表面２ａにおいて第一縁部２３ａ１の角２３ａ１ａ及び第二縁部２３ｂ１の角２３ｂ１ａがそれらの間に形成する開口の幅（外表面幅Ｗ２とする）は、溝幅Ｘより大きくなっており、外表面幅Ｗ２＝溝幅Ｘ／ｃｏｓαとなる。

【0027】

さらに、図５を参照すると、本実施の形態２のソリッドブロック２０１のドラム部２における挿入溝２３の断面側面図と、実施の形態１のソリッドブロック１０１のドラム部２における挿入溝３の断面側面図と、ソリッドブロック２０１における挿入溝２３の傾きを変更して傾斜角を−αとした比較例２としてのソリッドブロック２００のドラム部２における挿入溝３２の断面側面図とが、金属帯２０を巻き付けた状態で示されている。

【0028】

本実施の形態２のソリッドブロック２０１のドラム部２の外表面２ａに金属帯２０を巻き付ける場合は、上述のソリッドブロック１０１と同様にして実際される。
金属帯２０は、挿入溝２３内で湾曲しつつ第二縁部２３ｂ１で曲げられた後、第二縁部２３ｂ１及びドラム部２の外表面２ａに沿って巻き付けられる。このとき、挿入溝２３が底部２３ｃを回転方向Ｐ１側に半径線Ｒから離すようにして傾斜しているため、第二縁部２３ｂ１における金属帯２０の曲げ角度が小さくなる。さらに、金属帯２０は、挿入溝２３内で湾曲しつつ第二縁部２３ｂ１で曲げられる。このため、金属帯２０は、第二縁部２３ｂ１で急な曲げ角度での曲げにより曲がり切れずに生じる盛り上がり等を起こさずに、第二縁部２３ｂ１及びドラム部２の外表面２ａに沿うように巻き付く。

【0029】

よって、ソリッドブロック２０１のドラム部２に巻き付けられた１巻目の金属帯２０は、第二縁部２３ｂ１付近で盛り上がりをほとんど発生せず、落ち込みも第一縁部２３ａ１の角２３ａ１ａから第二縁部２３ｂ１の角２３ｂ１ａまでの範囲内に限定される。さらに、挿入溝２３の第一縁部２３ａ１及び第二縁部２３ｂ１ではいずれも角２３ａ１ａ及び２３ｂ１ａが落とされていない。このため、ソリッドブロック２０１の１巻目の金属帯２０に変形が発生する幅Ｂ２は外表面幅Ｗ２（図４参照）とほぼ同等となる。

【0030】

また、外表面幅Ｗ２（図４参照）は、挿入溝２３の傾斜角αによって変化し、外表面幅Ｗ２＝溝幅Ｘ／ｃｏｓαで示されるように、傾斜角αが大きくなるほど大きくなる。
ここで、図６を参照すると、幅変化率Ｆと傾斜角αとの関係が示されている。なお、幅変化率Ｆは、外表面幅Ｗ２を溝幅Ｘで除したものであり、Ｆ＝１／ｃｏｓαとなる。
これから傾斜角度αが大きくなるほど幅変化率Ｆ、換言すれば外表面幅Ｗ２が指数関数的に大きくなることがわかる。
図５及び図６をあわせて参照すると、例えば、実施の形態１のソリッドブロック１０１の１巻目の金属帯２０に変形が生じる幅Ｂ１を溝幅Ｘで除した幅Ｂ１／溝幅Ｘよりも、幅変化率Ｆの方が小さくなるように傾斜角αを設定すれば、本実施の形態２のソリッドブロック２０１の１巻目の金属帯２０に変形が生じる幅Ｂ２の方をより小さくすることができ、金属帯２０にブレークが生じる巻き数を低減することができる。

【0031】

また、幅変化率Ｆは、金属帯２０における落ち込みによる変形を抑え且つ巻き付け時に金属帯２０が挿入溝２３から抜けることを防ぐために、外表面幅Ｗ２（図４参照）の増大を抑えるように設定され、幅変化率Ｆが指数関数的に大きくならない１．０から約１．３までの範囲内で選定される。そして、１．０〜約１．３の幅変化率Ｆに相当する傾斜角αは、４０°以下となる。よって、傾斜角αは４０°を上限とするように選定される。
また、傾斜角度αの上限を４０°とすることで、挿入溝２３への金属帯２０のセット時や巻取り開始時に、金属帯２０が挿入溝２３から抜け落ちることを防止できるというメリットもある。
このように、傾斜角αを４０°以下として外表面幅Ｗ２の増大を抑えることによって、金属帯２０における第一縁部２３ａ１及び第二縁部２３ｂ１の間での落ち込みによる変形量及び変形範囲が小さくなり、ドラム部２に巻き付けられた金属帯２０においてブレークが生じる巻き数が低減する。
また、この発明の実施の形態２に係るソリッドブロック２０１のその他の構成は、実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。

【0032】

図５を参照すると、比較例２のソリッドブロック２００のドラム部２における挿入溝３２は、本実施の形態２のソリッドブロック２０１の挿入溝２３と同様に、互いに平行に延びる第一側部３２ａ及び第二側部３２ｂと、第一側部３２ａの第一端部３２ａ２及び第二側部３２ｂの第二端部３２ｂ２を連結する底部３２ｃとを有し、半径線Ｒが、第一縁部３２ａ１の角３２ａ１ａ及び第二縁部３２ｂ１の角３２ｂ１ａの間の中央を通って延びている。そして、第一側部３２ａ及び第二側部３２ｂはそれぞれ、第一縁部３２ａ１及び第二縁部３２ｂ１から底部３２ｃに向かって回転方向Ｐ１と反対側に半径線Ｒから離れるようにして、傾斜角βで傾斜している。なお、傾斜角βの大きさは、傾斜角αの大きさと同一である。また、挿入溝３２は、実施の形態２の挿入溝２３と同様の溝幅Ｘ、深さＬを有している。このため、挿入溝３２は、挿入溝２３において傾斜角を−αとしたものと同じである。

【0033】

そして、ソリッドブロック２００のドラム部２の外表面２ａに金属帯２０を巻き付ける場合は、上述のソリッドブロック１０１と同様にして実際される。
金属帯２０は、挿入溝３２内で湾曲しつつ第二縁部３２ｂ１で挿入溝３２の延在方向に対して鋭角的に曲げられ、これにより、第二縁部３２ｂ１で曲がり切れない部分が大きく湾曲して盛り上がり、その後、ドラム部２の外表面２ａに沿って巻き付けられる。このとき、金属帯２０は、急激に鋭角的に曲げられるため、実施の形態１のソリッドブロック１０１に巻き付けられた金属帯２０より、第二縁部３２ｂ１での盛り上がりが大きい。

【0034】

また、挿入溝３２の第一縁部３２ａ１及び第二縁部３２ｂ１ではいずれも角３２ａ１ａ及び３２ｂ１ａが落とされていないため、角３２ａ１ａ及び３２ｂ１ａの間の外表面幅は、実施の形態２のソリッドブロック２０１における外表面幅Ｗ２（図４参照）と同一である。
そして、ソリッドブロック２００のドラム部２に巻き付けられた１巻目の金属帯２０の挿入溝３２付近では、第一縁部３２ａ１の角３２ａ１ａから第二縁部３２ｂ１の角３２ｂ１ａまでの範囲内で発生する落ち込みと、第二縁部３２ｂ１付近での盛り上がりとによって、幅Ｂ２’にわたる変形が生じる。そして、幅Ｂ２’は、幅Ｂ２及び幅Ｂ１よりも大幅に大きくなる。このため、比較例２のソリッドブロック２００では、実施の形態２のソリッドブロック２０１及び実施の形態１のソリッドブロック１０１より、金属帯２０にブレークが生じる巻き数が多くなる。

【0035】

（実施例）
また、本実施の形態２のソリッドブロック２０１に形成した挿入溝２３の一例と、比較例１及び２のソリッドブロック１００及び２００に形成した挿入溝３１及び３２の一例と、別の形状の挿入溝の例とを比較したものを表１に示す。なお、表１の挿入溝はいずれも、溝幅Ｘが３ｍｍ、溝の深さＬが４０ｍｍであり、巻き付けられる金属帯２０は、材質がＳＵＳ３０４、板厚が０．４８ｍｍ、板幅が１２６０ｍｍである。また、挿入溝において角が丸められた縁部は、アールが１０ｍｍの曲面で丸められている。

【0036】

【表1】

【0037】

表１の実施例１は、本実施の形態２の挿入溝２３の一例で、傾斜角αを２０°としたものの例である。
表１の比較例１は、図３の比較例１の挿入溝３１の一例である。
表１の比較例２は、図５の比較例２の挿入溝３２の一例で、傾斜角βを２０°としたものの例であり、つまり、本実施の形態２の挿入溝２３において傾斜角αを−２０°としたものの例である。
表１の比較例３は、本実施の形態２の挿入溝２３において第一縁部２３ａ１の角２３ａ１ａ及び第二縁部２３ｂ１の角２３ｂ１ａを丸めたものの一例である。
表１の実施例１と比較例１〜３との間で、ドラム部２に巻き付けられた金属帯２０にブレークが発生する長さを比較すると、比較例１〜３でのブレーク発生長は、実施例１でのブレーク発生長の約１．４６〜約２．２４倍となっており、実施例１でのブレーク発生長が大幅に低減されていることがわかる。

【0038】

上述で説明するように、実施の形態２におけるソリッドブロック２０１によれば、上記実施の形態１のソリッドブロック１０１と同様な効果が得られる。
また、ソリッドブロック２０１において、挿入溝２３は、縁部２３ａ１及び２３ｂ１からドラム部２の内部側にある挿入溝２３の底部２３ｃに向かって、両側の縁部２３ａ１及び２３ｂ１の中央からドラム部２の中心軸Ｃに向かう径方向の半径線Ｒから離れるように、ドラム部２の回転方向Ｐ１へ傾斜する。これによって、ドラム部２に巻き付けられる際の金属帯２０では、挿入溝２３の第二縁部２３ｂ１での曲げ角度が小さくなるため、第二縁部２３ｂ１で金属帯２０が曲がりきれずに引き起こす盛り上がり等が低減され、それにより、ドラム部２に巻き付けられた金属帯２０においてブレークが発生する巻き数を低減することが可能になる。

【0039】

また、ソリッドブロック２０１において、半径線Ｒに沿う方向である径方向に対して挿入溝２３が傾斜する角度は、０°より大きく４０°以下である。これにより、ドラム部２の外表面２ａにおいて第一縁部２３ａ１及び第二縁部２３ｂ１の間に形成される開口の外表面幅Ｗ２の増大が抑えられる。よって、この開口の窪みに起因する金属帯２０の落ち込み範囲の増大が抑えられ、金属帯２０のブレークを低減することができる。

【0040】

また、実施の形態１及び２において、挿入溝３及び２３の溝幅Ｘは、金属帯２０の厚さより大きく形成されていたが、これに限定されるものでなく、金属帯２０の厚さとほぼ同一であってもよい。

【符号の説明】

【0041】

２ ドラム部、２ａ 外表面、３，２３ 挿入溝、３ａ１，２３ａ１ 第一縁部、３ａ１ａ，２３ａ１ａ 角（第一縁部の角）、３ｂ１，２３ｂ１ 第二縁部、３ｂ１ａ，２３ｂ１ａ 角（第二縁部の角）、３ｃ，２３ｃ 底部、２０ 金属帯、１０１，２０１ ソリッドブロック（金属帯巻取ドラム）、Ｃ 中心軸、Ｐ１ 回転方向、Ｒ 半径線。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】