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技術 鋼帯巻取装置

出願人 日本製鉄株式会社
発明者 内田啓史
出願日 2014年11月19日 (6年1ヶ月経過) 出願番号 2014-235067
公開日 2016年5月30日 (4年6ヶ月経過) 公開番号 2016-097422
状態 特許登録済
技術分野 圧延材の移送 ウエブの整合,緊張,案内,ローラ 巻取り、巻戻し、材料蓄積装置 圧延のマーキング、インディケータなど
主要キーワード 中心軸間距離 ガイド移動機構 梱包紙 エッジセンサー ラインセンター 蛇行方向 センタリング位置 蛇行抑制
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2016年5月30日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (5)

課題

鋼帯尾端巻き取り時において鋼帯尾端の幅方向のずれを抑制する。

解決手段

走行する鋼帯Sを巻き取る巻取装置1であって、鋼帯Sの幅方向に沿って移動可能に構成された鋼帯Sを巻き取る巻取機と、鋼帯Sを上下から挟み込むピンチロール4と、ピンチロール4の上流側に設けられ、鋼帯Sを幅方向外側から挟み込むように配置された少なくとも一対のサイドガイド2と、各サイドガイド2を幅方向に沿って互いに独立して移動させるガイド移動機構7と、鋼帯幅情報ラインセンターCからの鋼帯幅方向偏差量情報から算出した幅方向の両エッジ位置に基づき、鋼帯尾端において幅方向を拘束するようにガイド移動機構7を制御する制御装置10とを備える。

概要

背景

鋼板製造プロセスにおいては、鋼帯圧延設備冷却設備等に連続的に通板させ、鋼帯を所定の長さに剪断して巻き取る工程がある。一般に、巻取工程ではテンションリールを備えた巻取装置が用いられ、走行する鋼帯は、その巻取装置によりコイル状に巻き取られる(以下、コイル状に巻き取られた鋼帯を単に「コイル」という)。

鋼帯を巻き取る際に、例えばコイル側面から鋼帯のエッジが突出する等のコイル形状の乱れがあると、後工程のコイルの梱包時において、突出するエッジを損傷させたり、梱包紙を破損させたりするおそれがある。このため、テンションリールでコイルを巻き取る際には、鋼帯の幅方向端部(以下、「エッジ」という)を揃えるように巻き取っていく必要がある。

しかし、走行する鋼帯は、自身の内部歪ロール据え付け誤差等により幅方向蛇行することがある。この場合、テンションリールで鋼帯を巻き取る際に、鋼帯のエッジが揃っていない状態で鋼帯が巻き取られ、鋼帯のエッジが幅方向にずれた状態で重なってしまう。

これを回避するために、従来の巻取装置は、鋼帯の蛇行に対応するEPC(Edge Position Control)装置を備えていた。EPC装置とは、走行する鋼帯の幅方向のずれをセンサーにより検知し、鋼帯が蛇行した際には、その蛇行方向と同じ方向にテンションリールを移動させる装置である。これにより、エッジが揃うように鋼帯を巻き取ることができる。

ただし、走行する鋼帯が剪断されることで、鋼帯に作用する張力がなくなった状態でEPC装置を作動させていると、一度ずれ鋼帯尾端の幅方向のずれが、更に大きくなることがある。このため、鋼帯の剪断後においては、EPC装置を停止させることが一般的となっている。一方で、鋼帯尾端の蛇行に対して何らかの対応をする必要があることから、従来の巻取装置には、EPC装置を作動させずに鋼帯尾端の蛇行を抑制する機構が設けられていた。

そのような巻取装置の一例として、特許文献1に記載された装置がある。当該装置は、テンションリールとデフレクターロール(特許文献1の図2)との間に通板テーブルが設けられ、その通板テーブル上にサイドガイドが設けられている。このサイドガイドは、鋼帯を挟み込むようにして設けられ、各サイドガイドが鋼帯の幅方向に沿って移動するような構成となっている。

特許文献1に記載のサイドガイドは、鋼帯が剪断されると、鋼帯のエッジに接触するまで接近するように制御される。これにより、鋼帯尾端のエッジを拘束すし、鋼帯尾端の幅方向のずれを抑制している。

概要

鋼帯尾端の巻き取り時において鋼帯尾端の幅方向のずれを抑制する。走行する鋼帯Sを巻き取る巻取装置1であって、鋼帯Sの幅方向に沿って移動可能に構成された鋼帯Sを巻き取る巻取機と、鋼帯Sを上下から挟み込むピンチロール4と、ピンチロール4の上流側に設けられ、鋼帯Sを幅方向外側から挟み込むように配置された少なくとも一対のサイドガイド2と、各サイドガイド2を幅方向に沿って互いに独立して移動させるガイド移動機構7と、鋼帯幅情報ラインセンターCからの鋼帯幅方向偏差量情報から算出した幅方向の両エッジ位置に基づき、鋼帯尾端において幅方向を拘束するようにガイド移動機構7を制御する制御装置10とを備える。

目的

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、鋼帯尾端の巻き取り時において鋼帯尾端の幅方向のずれを抑制することを目的とする

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

走行する鋼帯を巻き取る鋼帯巻取装置であって、鋼帯の幅方向に沿って移動可能に構成された鋼帯を巻き取る巻取機と、鋼帯を上下から挟み込むピンチロールと、前記ピンチロールの上流側に設けられ、鋼帯を幅方向外側から挟み込むように配置された少なくとも一対のサイドガイドと、各サイドガイドを幅方向に沿って互いに独立して移動させるガイド移動機構と、鋼帯幅情報ラインセンターからの鋼帯幅方向偏差量情報から算出した幅方向の両エッジ位置に基づき、鋼帯尾端において幅方向を拘束するように前記ガイド移動機構を制御する制御装置とを備えた、鋼帯巻取装置。

請求項2

鋼帯の幅方向の両エッジ位置を検知するエッジセンサーが設けられ、前記制御装置は、前記エッジセンサーから得られる鋼帯のエッジ位置情報、又は、鋼帯幅情報とラインセンターからの鋼帯幅方向偏差量情報に基づいて、鋼帯尾端において幅方向を拘束するように前記ガイド移動機構を制御する、請求項1に記載の鋼帯巻取装置。

技術分野

0001

本発明は、鋼板製造プロセスの鋼帯巻き取り工程で使用される巻取装置に関する。

背景技術

0002

鋼板製造プロセスにおいては、鋼帯を圧延設備冷却設備等に連続的に通板させ、鋼帯を所定の長さに剪断して巻き取る工程がある。一般に、巻取工程ではテンションリールを備えた巻取装置が用いられ、走行する鋼帯は、その巻取装置によりコイル状に巻き取られる(以下、コイル状に巻き取られた鋼帯を単に「コイル」という)。

0003

鋼帯を巻き取る際に、例えばコイル側面から鋼帯のエッジが突出する等のコイル形状の乱れがあると、後工程のコイルの梱包時において、突出するエッジを損傷させたり、梱包紙を破損させたりするおそれがある。このため、テンションリールでコイルを巻き取る際には、鋼帯の幅方向端部(以下、「エッジ」という)を揃えるように巻き取っていく必要がある。

0004

しかし、走行する鋼帯は、自身の内部歪ロール据え付け誤差等により幅方向蛇行することがある。この場合、テンションリールで鋼帯を巻き取る際に、鋼帯のエッジが揃っていない状態で鋼帯が巻き取られ、鋼帯のエッジが幅方向にずれた状態で重なってしまう。

0005

これを回避するために、従来の巻取装置は、鋼帯の蛇行に対応するEPC(Edge Position Control)装置を備えていた。EPC装置とは、走行する鋼帯の幅方向のずれをセンサーにより検知し、鋼帯が蛇行した際には、その蛇行方向と同じ方向にテンションリールを移動させる装置である。これにより、エッジが揃うように鋼帯を巻き取ることができる。

0006

ただし、走行する鋼帯が剪断されることで、鋼帯に作用する張力がなくなった状態でEPC装置を作動させていると、一度ずれ鋼帯尾端の幅方向のずれが、更に大きくなることがある。このため、鋼帯の剪断後においては、EPC装置を停止させることが一般的となっている。一方で、鋼帯尾端の蛇行に対して何らかの対応をする必要があることから、従来の巻取装置には、EPC装置を作動させずに鋼帯尾端の蛇行を抑制する機構が設けられていた。

0007

そのような巻取装置の一例として、特許文献1に記載された装置がある。当該装置は、テンションリールとデフレクターロール(特許文献1の図2)との間に通板テーブルが設けられ、その通板テーブル上にサイドガイドが設けられている。このサイドガイドは、鋼帯を挟み込むようにして設けられ、各サイドガイドが鋼帯の幅方向に沿って移動するような構成となっている。

0008

特許文献1に記載のサイドガイドは、鋼帯が剪断されると、鋼帯のエッジに接触するまで接近するように制御される。これにより、鋼帯尾端のエッジを拘束すし、鋼帯尾端の幅方向のずれを抑制している。

先行技術

0009

特開2007−125580号公報
特許4734181

発明が解決しようとする課題

0010

しかしながら、特許文献1に記載の巻取装置においても、鋼帯に張力が作用していない状態に変わりはなく、そのような張力が作用していない状態では、鋼帯の幅方向のずれが大きくなりやすく、一度ずれた鋼帯のずれ量が更に大きくなっていく。また、特許文献1に記載の巻取装置は、テンションロールとデフレクターロールとの間にサイドガイドが設けられた構成であり、デフレクターロールからテンションロールまでの距離が長いために、鋼帯が巻き取られるまでの間に鋼帯のずれが更に大きくなってしまう。

0011

このような状態で、鋼帯のエッジがサイドガイドに接触すると、鋼帯のサイドガイドの外側に移動しようとする力が大きいために、鋼帯が幅方向に沿って波打つように変形したり、鋼帯がサイドガイドを乗り越えたりするおそれがある。そうすると、鋼帯尾端のエッジを揃えて巻き取ることができず、コイル形状の乱れが生じてしまう。

0012

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、鋼帯尾端の巻き取り時において鋼帯尾端の幅方向のずれを抑制することを目的とする。

課題を解決するための手段

0013

上記課題を解決する本発明は、走行する鋼帯を巻き取る鋼帯巻取装置であって、鋼帯の幅方向に沿って移動可能に構成された鋼帯を巻き取る巻取機と、鋼帯を上下から挟み込むピンチロールと、前記ピンチロールの上流側に設けられ、鋼帯を幅方向外側から挟み込むように配置された少なくとも一対のサイドガイドと、各サイドガイドを幅方向に沿って互いに独立して移動させるガイド移動機構と、鋼帯幅情報ラインセンターからの鋼帯幅方向偏差量情報から算出した幅方向の両エッジ位置に基づき、鋼帯尾端において幅方向を拘束するように前記ガイド移動機構を制御する制御装置とを備えていることを特徴とする。

0014

本発明に係る巻取装置は、サイドガイドと巻取機との間にピンチロールを設ける構成としたため、鋼帯尾端の巻き取り時において、特許文献2に示されるような所謂糸巻き効果ロール中心鋼帯中心を一致させるように修正する効果)を向上させることができる。つまり鋼帯が蛇行すると、鋼帯がサイドガイドで拘束される事により、ピンチロールへの鋼帯侵入角変化が起こり、ピンチロールが回転することで鋼帯の蛇行が修正される。さらに、ピンチロールにより鋼帯の上面及び下面が拘束されるため、鋼帯のサイドガイドへの接触による波打ち不良等の発生も抑制される。

発明の効果

0015

本発明によれば、鋼帯剪断後における鋼帯尾端の幅方向のずれを抑制することができる。これにより、鋼帯のエッジを揃えるように鋼帯を巻き取ることができるため、コイル形状の乱れを抑制することができる。

図面の簡単な説明

0016

本発明の実施形態に係る巻取装置の概略構成を示す図である。
本発明の実施形態に係るEPC装置及びサイドガイドの制御内容を時系列に沿って表した図である。
図2に示す時間t1〜t3における巻取装置の各部の動作を示す平面図である。
独立可動しないサイドガイドを設けた場合の鋼帯尾端の巻き取り時の様子を示す図である。

実施例

0017

以下、本発明の実施形態について、鋼帯の巻き取りを行う巻取装置に基づいて図面を参照しながら説明する。また、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

0018

図1に示すように、本実施形態における巻取装置1には、鋼帯Sの幅方向Wの外側から鋼帯Sを挟み込むように配置された一対のサイドガイド2と、鋼帯Sの幅方向Wにおける位置を検知するオートワイドセンサー3と、鋼帯Sを上下から挟み込んで一定の圧力で送り出すピンチロール4と、鋼帯Sを巻き取る巻取機5とが鋼帯Sの走行方向Tに沿って順に設けられている。

0019

サイドガイド2は、ガイドテーブル6上に設けられた縦ロールであり、走行する鋼帯Sが接触することにより回転する。ガイドテーブル6には、当該ガイドテーブル6を幅方向Wに移動させるガイド移動機構7が設けられており、ガイドテーブル6が移動することによりサイドガイド2も移動する構成となっている。また、各ガイドテーブル6には、走行する鋼帯Sのエッジを検知するフォトセンサー(不図示)が設けられている。

0020

ピンチロール4は、鋼帯Sを上下から挟み込むように配置された一対のロールから構成されている。巻取装置近傍におけるこのようなロール配置の場合、下ロールをデフレクターロール、上ロールをピンチロールと呼称する場合もあるが、本明細書では、上下一対のロールをまとめてピンチロール4と呼称する。

0021

巻取機5は、鋼帯Sを巻き取るテンションリール8と、テンションリール8に接続されたEPC装置9から構成される。EPC装置9は、オートワイドセンサー3により検知された鋼帯Sの幅方向Wのずれの情報を受け取り、その情報に基づいて、鋼帯Sがずれた方向と同じ方向にテンションリール8を移動させるように構成されている。

0022

また、巻取装置1は、制御装置10も備えており、制御装置10は、EPC装置9の制御や、フォトセンサー(不図示)により得られた鋼帯Sのエッジ位置情報に基づいて、ガイドテーブル6を移動させる制御等を行う。また、巻取装置1の上流側に配置された鋼帯剪断機(不図示)において、鋼帯Sが剪断されたか否かを認識する機能も有している。

0023

本実施形態における巻取装置1は以上のように構成される。次に、当該巻取装置1を用いた鋼帯Sの巻取方法について説明する。なお、以下の説明で参照する図2は、鋼帯Sの巻取工程におけるEPC装置9及びサイドガイド2の制御内容を時系列に沿って表したものである。また、図3(a)〜(d)は、図2に示す時間t1〜t3における巻取装置1の各部の動作を示す平面図である。

0024

まず、図2図3(a)に示すように、鋼帯Sの先端がサイドガイド2に到達する(t1)。ここで、EPC装置9が作動し、テンションリール8の幅方向Wの中央部がラインセンターCを通るようにテンションリール8がセンタリングされる。

0025

また、一対のサイドガイド2の中心軸間距離中点がラインセンターCを通るように各サイドガイド2が移動する。このとき、制御装置10には鋼帯Sの製品幅の情報(鋼帯幅情報)が入力されており、各サイドガイド2は、その鋼帯幅情報に基づいて鋼帯Sのエッジに接触する位置まで移動する。本明細書では、このときの各サイドガイド2の位置をセンタリング位置という。

0026

次に、図2図3(b)に示すように、鋼帯Sは、オートワイドセンサー3、ピンチロール4を通過して、テンションリール8に巻き付けられる(t2)。ここで、EPC装置9の制御が開始され、各サイドガイド2は開放される。このとき、各サイドガイド2は、互いに所定の間隔を開けるように移動し、各サイドガイド2の中心軸間距離の中点がラインセンターCを通るように移動する。

0027

なお、ここでいう所定の間隔とは、鋼帯Sが通過する際に鋼帯Sの幅方向中央部がラインセンターCを通るような場合において、各サイドガイド2が鋼帯Sのエッジに接触しない間隔をいう。ただし、各サイドガイド2の間隔が広すぎると、鋼帯Sの蛇行抑制効果が小さくなるため、各サイドガイド2の間隔は、鋼帯幅情報に基づいて適宜設定されることが好ましい。

0028

EPC装置9を制御する制御装置10は、図3(c)に示すように、鋼帯SがラインセンターCから幅方向Wにずれた場合(図中の破線が鋼帯Sの初期位置)に、制御装置10がオートワイドセンサー3で検知される鋼帯Sの幅方向Wの位置情報に基づいて、鋼帯Sの幅方向Wのずれを認識する。そして、テンションリール8を鋼帯Sのずれ方向と同一の方向に沿って、鋼帯Sのずれ量と同じ量だけ移動させる。また、鋼帯Sの幅方向Wのずれが更に大きくなったとしても、鋼帯Sのエッジがサイドガイド2に接触するため、鋼帯Sがそれ以上ずれることはない。また、このとき、ピンチロール4により鋼帯Sを拘束していることで、鋼帯Sを拘束していない場合に比べて鋼帯Sの幅方向Wのずれが大きくなりにくい状態にある。鋼帯剪断前の巻取装置1では、このようにして鋼帯Sの幅方向Wのずれを抑制している。

0029

その後、図2図3(d)に示すように、鋼帯Sが巻取装置1の上流において剪断される(t3)。この段階でEPCの制御が終了する。このとき、鋼帯Sは、剪断されたことにより、自身に作用していた張力が失われた状態にある。これにより、剪断前に比べて鋼帯尾端S1が幅方向Wにずれやすい状態となる。

0030

また、鋼帯Sの剪断に並行して、ガイドテーブル6上に設けられたフォトセンサー(不図示)により鋼帯尾端S1のエッジが検知される。そして、そのエッジの位置情報に基づいて、各サイドガイド2が鋼帯尾端S1のエッジに接触するまで移動する。これにより、鋼帯尾端S1のエッジを拘束する。

0031

このように、本実施形態においては、各サイドガイド2で鋼帯エッジを拘束すると共に、各サイドガイド2の下流にピンチロール4が配置されていることにより、糸巻き効果を向上させることができる。つまり鋼帯Sが蛇行すると、サイドガイド2で鋼帯Sが拘束される事により、ピンチロールへの鋼帯侵入角変化が起こり、ピンチロール4が回転することで鋼帯Sの蛇行が修正される。

0032

また、ピンチロール4で鋼帯Sを拘束していることにより、鋼帯Sを拘束していない状態に比べて、鋼帯尾端S1の幅方向Wのずれ量が大きくなりにくい状態となっている。これにより、鋼帯尾端S1がサイドガイド2に接触することにより生じる波打ち変形等の形状不良が抑制される。また、ピンチロール4により鋼帯Sの上面及び下面が拘束されるため、鋼帯尾端S1は変形しにくくなり、形状不良の発生を更に抑制することができる。

0033

その後、鋼帯尾端S1は、ピンチロール4を通過してテンションリール8に巻き取られる。このとき、本実施形態においては、従来技術と異なりピンチロール4とテンションリール8との間にサイドガイド等の設備が設けられていないため、ピンチロール4とテンションリール8との距離が短くなっている。このため、ピンチロール4を通過した鋼帯尾端S1に蛇行が生じる前に鋼帯S1を巻き取ることができる。

0034

以上説明したように、本実施形態によれば、サイドガイド2、ピンチロール4、テンションリール8をこの順で設けることにより、鋼帯尾端S1のエッジを揃えるようにして鋼帯尾端S1を巻き取ることが可能となる。また、ピンチロール4により鋼帯Sの上面及び下面が拘束されるため、鋼帯尾端S1のサイドガイド2への接触による波打ち不良等の形状不良が抑制される。結果として、コイル形状の乱れを抑制することができる。

0035

また、本実施形態に係る巻取装置1は、一対のサイドガイド2が互いに独立して移動する機構を有しているため、鋼帯尾端S1のエッジを確実に拘束することができる。ここで、例えば一対のサイドガイド2が独立して移動せずに、各サイドガイド2が同じ移動量で一体となって可動する場合について考える。この場合、図4(a)に示すように、鋼帯Sが幅方向Wにずれていると、一方のサイドガイド2が鋼帯尾端S1のエッジに接触し、他方のガイドはエッジに接触していない状態となってしまう。

0036

そうすると、図4(b)に示すように、ピンチロール4で鋼帯Sを拘束していたとしても、鋼帯尾端S1のエッジとサイドガイド2との間に隙間があるために、鋼帯尾端S1が幅方向Wにずれやすくなってしまう。即ち、本実施形態のように、各サイドガイド2をそれぞれ独立して移動させる構成とすることにより、鋼帯尾端S1の幅方向Wのずれ抑制効果を更に高めることができる。

0037

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

0038

例えば、上記実施形態では、鋼帯Sの幅方向位置を検知するためにオートワイドセンサー3を用い、鋼帯Sのエッジ位置を検知するためにフォトセンサーを用いたが、センサーの種類はこれらのものに限定されない。また、フォトセンサーをガイドテーブル6上に設けなくても良いし、サイドガイド2をガイドテーブル6上に設けなくても良い。即ち、サイドガイド2を幅方向Wに沿って移動させるガイド移動機構7を有し、鋼帯Sのエッジを検知するためのエッジセンサーがサイドガイド2毎に設けられていれば、上記実施形態で説明した作用効果を享受することができる。

0039

また、上記実施形態におけるフォトセンサーを設けずに、オートワイドセンサー3から得られた鋼帯位置情報に基づいて、鋼帯Sのエッジを推定し、各サイドガイド2を移動させても良い。この場合の鋼帯Sのエッジ推定方法として、例えば、オートワイドセンサー3により検知される鋼帯幅方向Wの位置情報に基づき、鋼帯Sの巻き始めから現時点までの鋼帯SのラインセンターCからの幅方向偏差(鋼帯幅方向偏差量)を算出し、その鋼帯幅方向偏差量情報と鋼帯Sの製品幅の情報(鋼帯幅情報)から各サイドガイド2間を通過する鋼帯Sのエッジ位置を推定する方法がある。オートワイドセンサー3により鋼帯Sのエッジ位置を推定できれば、フォトセンサーを設ける必要がなくなり、巻取装置1への投資コストを抑えることができる。

0040

ただし、フォトセンサー等のサイドガイド2用のエッジセンサーを設けた方が、鋼帯Sのエッジを精度良く検知することができる。なお、サイドガイド2用のエッジセンサーを設ける場合には、エッジセンサーにより鋼帯Sのエッジを検知すると共に、オートワイドセンサー3等の鋼帯Sの幅方向位置を検知するセンサーによって上記エッジ推定方法でエッジ位置を推定しても良い。この場合、推定されたエッジ位置とエッジセンサーで検知されるエッジ位置に大きな差がある場合には、エッジセンサーの故障の可能性があるため、推定されたエッジ位置に基づいてサイドガイド2を移動させるように制御することとすれば、引き続き鋼帯尾端S1の巻き乱れを抑制することができる。

0041

また、上記実施形態では、一対のサイドガイド2を設けることとしたが、これらのサイドガイド2は複数設けても良い。また、ピンチロール4についても複数設けても良い。

0042

本発明は、鋼板製造プロセスにおける鋼帯の巻き取りに適用することができる。

0043

1巻取装置
2サイドガイド
3オートワイドセンサー
4ピンチロール
5巻取機
6ガイドテーブル
7ガイド移動機構
8テンションリール
9 EPC装置
10制御装置
Cラインセンター
S鋼帯
S1鋼帯尾端
T 鋼帯の走行方向
W 鋼帯の幅方向

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