(57)【要約】【課題】本発明は、ハースロールの耐ピックアップ性を容易かつ高精度に推定可能なピックアップシミュレータを提供することを課題とする。【解決手段】本発明の一態様に係るピックアップシミュレータは、テストロール及びテスト鋼板を加熱雰囲気下及び所定のガス雰囲気下で収容可能な試験炉と、上記テストロールをその軸回りに回転可能に保持する第１保持機構と、上記テストロールをその軸方向に往復駆動可能な往復駆動機構と、上記テスト鋼板を上記テストロールの外周面と接するように支持可能な支持板と、上記テスト鋼板が上記テストロールの回転軸と直交する軸回りに回転できるよう上記支持板を回転可能に保持する第２保持機構と、上記テストロール及びテスト鋼板が接触状態で互いに回転するよう上記テストロール及び上記支持板の少なくとも一方を回転駆動可能な回転駆動機構とを備える。【選択図】図１
2020159892.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハースロールを模したテストロールとテスト鋼板とを接触状態で回転させることによりハースロールの耐ピックアップ性を推定可能なピックアップシミュレータであって、
上記テストロール及びテスト鋼板を加熱雰囲気下及び所定のガス雰囲気下で収容可能な試験炉と、
上記テストロールをその軸回りに回転可能に保持する第１保持機構と、
上記テストロールをその軸方向に往復駆動可能な往復駆動機構と、
上記テスト鋼板を上記テストロールの外周面と接するように支持可能な支持板と、
上記テスト鋼板が上記テストロールの回転軸と直交する軸回りに回転できるよう上記支持板を回転可能に保持する第２保持機構と、
上記テストロール及びテスト鋼板が接触状態で互いに回転するよう上記テストロール及び上記支持板の少なくとも一方を回転駆動可能な回転駆動機構と
を備えるピックアップシミュレータ。
【請求項２】
上記テストロールとテスト鋼板との接触圧力を調節可能な調圧機構をさらに備える請求項１に記載のピックアップシミュレータ。
【請求項３】
ハースロールを模したテストロールとテスト鋼板とを接触状態で回転させることによりハースロールの耐ピックアップ性を推定可能なピックアップシミュレーション方法であって、
上記テストロールをその軸回りに回転可能に保持する第１保持機構と、
上記テスト鋼板を上記テストロールの外周面と接するように支持可能な支持板と、
上記テスト鋼板が上記テストロールの回転軸と直交する軸回りに回転できるよう上記支持板を回転可能に保持する第２保持機構と
を備えるピックアップシミュレータを用い、
上記テストロール及びテスト鋼板を所定のガス雰囲気下に保持する工程と、
上記テストロール及びテスト鋼板を加熱する工程と、
上記保持工程及び加熱工程後に、上記テストロール及びテスト鋼板の接触状態で、上記テストロールをその軸方向に往復移動しつつ、上記テストロール及びテスト鋼板を互いに回転させる工程と
を備えるピックアップシミュレーション方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピックアップシミュレータ及びピックアップシミュレーション方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば自動車用鋼板を製造するための連続焼鈍ラインでは、鋼板を通板するためにハースロールが用いられている。この連続焼鈍ラインでは、通板中に鋼板表面に生成するＦｅ、Ｍｎ等の酸化物がハースロールの表面に付着し、ピックアップ（堆積物）が形成されることがある。
【０００３】
このピックアップが形成されると、ハースロールの手入れ等のために製造ラインを停止する必要が生じ、製造効率の低下を招来する。また、このピックアップは、連続焼鈍ラインの安定稼働の妨げともなり得る。
【０００４】
さらに、ピックアップが形成されたハースロールと鋼板とが接触すると、鋼板に押し疵が形成される。この押し疵が形成されると、外観不良によって鋼板を製品として使用できなくなる場合がある。
【０００５】
そのため、ピックアップの発生を抑制できるよう、ハースロールの交換のタイミングを予め予測できることが望まれる。しかしながら、ピックアップの発生のしやすさは鋼板やハースロールの種類等によって異なる。そのため、実機による経験則に基づくと、鋼板やハースロールの種類が変更された場合に適切に対応できなくなる。
【０００６】
今日では、このような観点から、試験炉を用いたハースロールの耐ピックアップ性評価装置及び評価方法が提案されている（特開平６−８８７７０号公報、特開平３−２７７７１３号公報参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平６−８８７７０号公報
【特許文献２】特開平３−２７７７１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１には、一定張力のもとにコイルから鋼帯を供給し、この鋼帯をテストロールに接触させたうえ、巻取装置で巻取るハースロール材質の評価装置が記載されている。
【０００９】
特許文献２には、一対のテストロールを互いに平行に水平配置し、かつ円形断面の鋼ブロックをこの一対のテストロールに担持させた状態で、一対のテストロールを所定の回転速度で回転させる加熱炉内ハースロール材料のビルドアップ試験方法が記載されている。
【００１０】
しかしながら、特許文献１に記載の評価装置は、コイル状に巻かれた長尺状の鋼帯を用意することを要し、評価するまでの準備作業に手間が掛かる。
【００１１】
特許文献２に記載の試験方法は、鋼ブロックを用意することを要し、評価するまでの準備作業に手間が掛かる。また、この試験方法は、一対のテストロールの回転に合わせてこれらのテストロールに担持される鋼ブロックを回転させるもので、鋼ブロックが１回転する毎に、この鋼ブロックの外周面の全領域が各テストロールに接触する。つまり、この試験方法によると、鋼ブロックの同じ部分が連続的にテストロールと接触することになる。そのため、この試験方法によると、例えばテストロールとの接触により酸化物が除去された鋼ブロックの表面がテストロールに連続的に接触する場合があり、テストロールの正確な耐ピックアップ性を評価し難い。
【００１２】
本発明は、このような事情に基づいてなされたもので、ハースロールの耐ピックアップ性を容易かつ高精度に推定可能なピックアップシミュレータ及びピックアップシミュレーション方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するためになされた本発明の一態様に係るピックアップシミュレータは、ハースロールを模したテストロールとテスト鋼板とを接触状態で回転させることによりハースロールの耐ピックアップ性を推定可能なピックアップシミュレータであって、上記テストロール及びテスト鋼板を加熱雰囲気下及び所定のガス雰囲気下で収容可能な試験炉と、上記テストロールをその軸回りに回転可能に保持する第１保持機構と、上記テストロールをその軸方向に往復駆動可能な往復駆動機構と、上記テスト鋼板を上記テストロールの外周面と接するように支持可能な支持板と、上記テスト鋼板が上記テストロールの回転軸と直交する軸回りに回転できるよう上記支持板を回転可能に保持する第２保持機構と、上記テストロール及びテスト鋼板が接触状態で互いに回転するよう上記テストロール及び上記支持板の少なくとも一方を回転駆動可能な回転駆動機構とを備える。
【００１４】
当該ピックアップシミュレータは、テストロールの外周面とテスト鋼板とが接触した状態で、上記テストロールをその軸回りに、かつ上記テスト鋼板を上記テストロールの回転軸と直交する軸回りに回転させることで、上記テストロール及び上記テスト鋼板を継続的に接触させることができる。また、当該ピックアップシミュレータは、往復駆動機構によって上記テストロールをその軸方向に往復駆動することで、上記テスト鋼板の上記テストロールとの接触位置をずらすことができ、上記テスト鋼板の同一箇所が上記テストロールと連続的に接触することを抑制できる。そのため、当該ピックアップシミュレータは、上記テストロールの耐ピックアップ性の推定精度を高めることができる。当該ピックアップシミュレータは、上記テスト鋼板を長尺状、ロール状等に加工することを要しないので、上記テストロールの耐ピックアップ性を容易に推定することができる。
【００１５】
当該ピックアップシミュレータは、上記テストロールとテスト鋼板との接触圧力を調節可能な調圧機構をさらに備えるとよい。このように、上記テストロールとテスト鋼板との接触圧力を調節可能な調圧機構をさらに備えることによって、上記テストロールの耐ピックアップ性を、実機を模した条件で容易に推定することができる。
【００１６】
上記課題を解決するためになされた本発明の他の一態様に係るピックアップシミュレーション方法は、ハースロールを模したテストロールとテスト鋼板とを接触状態で回転させることによりハースロールの耐ピックアップ性を推定可能なピックアップシミュレーション方法であって、上記テストロールをその軸回りに回転可能に保持する第１保持機構と、上記テスト鋼板を上記テストロールの外周面と接するように支持可能な支持板と、上記テスト鋼板が上記テストロールの回転軸と直交する軸回りに回転できるよう上記支持板を回転可能に保持する第２保持機構とを備えるピックアップシミュレータを用い、上記テストロール及びテスト鋼板を所定のガス雰囲気下に保持する工程と、上記テストロール及びテスト鋼板を加熱する工程と、上記保持工程及び加熱工程後に、上記テストロール及びテスト鋼板の接触状態で、上記テストロールをその軸方向に往復移動しつつ、上記テストロール及びテスト鋼板を互いに回転させる工程とを備える。
【００１７】
当該ピックアップシミュレーション方法は、上記回転工程で、上記テストロールをその軸方向に往復移動しつつ、上記テストロール及びテスト鋼板を互いに回転させるので、上記テスト鋼板の同一箇所が上記テストロールと連続的に接触することを抑制しつつ、上記テストロール及び上記テスト鋼板を継続的に接触させることができる。そのため、当該ピックアップシミュレーション方法は、上記テストロールの耐ピックアップ性の推定精度を高めることができる。当該ピックアップシミュレーション方法は、上記テスト鋼板を長尺状、ロール状等に加工することを要しないので、上記テストロールの耐ピックアップ性を容易に推定することができる。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように、本発明の一態様に係るピックアップシミュレータ及び本発明の他の一態様に係るピックアップシミュレーション方法は、ハースロールの耐ピックアップ性を容易かつ高精度に推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係るピックアップシミュレータを示す模式図である。
【図２】図２は、図１のピックアップシミュレータのテストロールとテスト鋼板との接触状態を示す模式的平面図である。
【図３】図３は、本発明の一実施形態に係るピックアップシミュレーション方法を示すフロー図である。
【図４】図４は、実施例によるピックアップシミュレーション後のテストロールの外観写真である。
【図５】図５は、図４のテストロールの表面性状を示す断面写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態を詳説する。
【００２１】
［ピックアップシミュレータ］
図１のピックアップシミュレータ１は、ハースロールを模したテストロールＲとテスト鋼板Ｓとを接触状態で回転させることにより、ハースロールの耐ピックアップ性を推定可能に構成されている。当該ピックアップシミュレータ１は、テストロールＲ及びテスト鋼板Ｓを加熱雰囲気下及び所定のガス雰囲気下で収容可能な試験炉２と、テストロールＲをその軸回りに回転可能に保持する第１保持機構３と、テストロールＲをその軸方向に往復駆動可能な往復駆動機構４と、テスト鋼板ＳをテストロールＲの外周面と接するように支持可能な支持板５と、テスト鋼板ＳがテストロールＲの回転軸と直交する軸回りに回転できるよう支持板５を回転可能に保持する第２保持機構６と、テストロールＲ及びテスト鋼板Ｓが接触状態で互いに回転するようテストロールＲ及び支持板５の少なくとも一方を回転駆動可能な回転駆動機構７とを備える。また、当該ピックアップシミュレータ１は、試験炉２内を加熱するヒーター８と、テストロールＲとテスト鋼板Ｓとの接触圧力を調節可能な調圧機構９と、テスト鋼板Ｓの加熱温度を測定可能な温度測定機構１０と、往復駆動機構４、回転駆動機構７及び調圧機構９を駆動制御する制御部１１とを備える。なお、「テスト鋼板がテストロールの回転軸と直交する軸回りに回転する」とは、テスト鋼板の回転軸とテストロールの回転軸とのなす角度が８７°以上９０°以下、好ましくは８９°以上９０°以下、より好ましくは９０°であることをいう。
【００２２】
当該ピックアップシミュレータ１は、試験炉２内の雰囲気を、自動車用鋼板を製造するための連続焼鈍ライン等、実際の製造ラインにおける雰囲気温度及びガス雰囲気に調整した状態で、テストロールＲとテスト鋼板Ｓとを接触状態で回転させる。当該ピックアップシミュレータ１は、実機を模した環境下でテストロールＲとテスト鋼板Ｓとを接触状態で回転させることで、ハースロールの耐ピックアップ性を推定する。
【００２３】
（テストロール）
テストロールＲは、例えば円柱状又は円筒状である。テストロールＲは、その外周面をテスト鋼板Ｓと接触させつつ、その軸回りに回転する。また、テストロールＲは、図２に示すように、テスト鋼板Ｓと互いに回転する際に、往復駆動機構４によってその軸方向に往復駆動される。テストロールＲは、実機で用いるハースロールを模したものである限り、その種類、材質等は特に限定されない。テストロールＲ（すなわちハースロール）としては、例えば溶射ロールが挙げられる。当該ピックアップシミュレータ１によると、テストロールＲを用いることで、溶射ロールの耐ピックアップ性を容易に推定することができる。
【００２４】
（テスト鋼板）
テスト鋼板Ｓは、例えば実機から採取した鋼板の一部を切断することで得られる。図２に示すように、テスト鋼板Ｓは、テストロールＲと接触する平面視円形状の接触領域Ｓ１を有する。テスト鋼板Ｓは例えば円板状である。テスト鋼板Ｓは、例えばねじの締め付けによって支持板５に固定される。この場合、テスト鋼板Ｓには、厚さ方向に貫通するねじ穴が形成される。当該ピックアップシミュレータ１では、テストロールＲ及びテスト鋼板Ｓを互いに回転させつつ、テストロールＲをその軸方向に往復移動させる。例えば当該ピックアップシミュレータ１では、往復駆動機構４によってテストロールＲに接触領域Ｓ１の回転中心と周縁との間を往復移動させる。これにより、テストロールＲは、接触領域Ｓ１上を渦巻き状に相対移動する。このような往復移動を行う観点から、接触領域Ｓ１の半径ｒはテストロールＲの軸方向長さＬよりも大きい。接触領域Ｓ１の半径ｒとしては、例えば５０ｍｍ以上２５０ｍｍ以下とすることができる。
【００２５】
テストロールＲがテスト鋼板Ｓの同一箇所に連続接触することを極力回避する観点から、接触領域Ｓ１の半径ｒに対するテストロールＲの軸方向長さＬの比（Ｌ／ｒ）は小さいことが好ましい。上記比（Ｌ／ｒ）の上限として０．２が好ましい。上記比（Ｌ／ｒ）が上記上限を超えると、１回の試験においてテスト鋼板Ｓの同一箇所がテストロールＲと連続的に接触する時間が長くなり、テストロールＲの正確な耐ピックアップ性が推定し難くなるおそれがある。一方、上記比（Ｌ／ｒ）の下限としては０．０４が好ましい。上記比（Ｌ／ｒ）が上記下限に満たないと、テストロールＲの軸方向長さＬが小さくなり過ぎて、実機で発生する大きさ（１〜２ｍｍ程度）のピックアップの再現が困難になり、耐ピックアップ性を評価し難くなる恐れがある。
【００２６】
（試験炉）
試験炉２は、内部を所望の加熱雰囲気下に保てるよう耐熱性を有する。試験炉２は、内部を所定のガス雰囲気下に保持するための給排気機構を有する。具体的には、試験炉２は、雰囲気ガス供給器（不図示）から供給される雰囲気ガスを試験炉２内に導入可能な給気口２ａと、内部に存在するガスを外部に排出可能な排気口２ｂとを有する。また、試験炉２は、ヒーター８の熱によるテストロールＲの偏熱を抑制するための遮熱板（不図示）や、テストロールＲとテスト鋼板Ｓとの接触状態を外部から観察可能な窓部（不図示）等を有していてもよい。
【００２７】
（第１保持機構）
第１保持機構３は、例えば棒状のシャフト３ａと、このシャフト３ａを回転可能に保持する保持部３ｂとを有する。シャフト３ａは、テストロールＲの中心に接続され、テストロールＲの中心軸方向に延在している。シャフト３ａのテストロールＲに接続される側の端部は試験炉２内に配置される。一方、シャフト３ａのテストロールＲに接続される側と反対側の端部は試験炉２外に配置される。
【００２８】
（往復駆動機構）
往復駆動機構４は、保持部３ｂをシャフト３ａと共にその軸方向に移動可能に保持するリニアガイド４ａと、シャフト３ａ及び保持部３ｂをリニアガイド４に沿ってその軸方向に往復駆動可能な往復駆動用モータ４ｂとを有する。往復駆動機構４は、テストロールＲを接触領域Ｓ１の回転中心と周縁との間で往復移動できるよう構成されている。
【００２９】
（支持板）
支持板５は試験炉２内に配置される。支持板５は、テスト鋼板Ｓが固定される支持面５ａを有する。支持面５ａは、水平方向に配置されることが好ましい。支持板５は、テスト鋼板Ｓをねじの締め付けによって支持面５ａ上に固定するためのねじ穴を有していてもよい。
【００３０】
（第２保持機構）
第２保持機構６は、支持板５を支持面５ａに垂直な軸回りに回転可能に保持している。
第２保持機構６は、例えば棒状のシャフト６ａと、このシャフト６ａを回転可能に保持する保持部６ｂとを有する。シャフト６ａは、支持板５の中心に接続され、支持板５の下面（支持面５ａと反対側の面）側から中心軸方向に延びている。シャフト６ａの支持板５に接続される側の端部は試験炉２内に配置される。一方、シャフト６ａの支持板５に接続される側と反対側の端部は試験炉２外に配置される。
【００３１】
（回転駆動機構）
回転駆動機構７は、テストロールＲをその軸回りに回転駆動可能な第１回転駆動機構７ａと、支持板５をテストロールＲの回転軸と直交する軸回りに回転駆動可能な第２回転駆動機構７ｂとを有する。当該ピックアップシミュレータ１は、回転駆動機構７によってテストロールＲ及び支持板５のいずれか一方を回転駆動することで、両者の摩擦によりテストロールＲ及び支持板５の他方を回転させてもよい。また、当該ピックアップシミュレータ１は、回転駆動機構７によってテストロールＲ及び支持板５を同時に回転駆動してもよい。
【００３２】
第１回転駆動機構７ａは、例えば第１保持機構３のシャフト３ａのテストロールＲに接続される側と反対側の端部に接続される回転用モータによって構成される。第１回転駆動機構７ａは、シャフト３ａをその軸回りに回転駆動することで、このシャフト３ａに接続されたテストロールＲをシャフト３ａと一体的に回転させる。
【００３３】
第２回転駆動機構７ｂは、第２保持機構６のシャフト６ａに着脱可能に取り付けられる駆動伝達ベルト７ｃと、この駆動伝達ベルト７ｃを介してシャフト６ａをその軸回りに回転駆動可能な回転用モータ７ｄとを有する。駆動伝達ベルト７ｃは、回転用モータ７ｄの出力軸から動力をシャフト６ａに伝達する。第２回転駆動機構７ｂは、駆動伝達ベルト７ｃをシャフト６ａから取り外すことで、シャフト６ａを第２回転駆動機構７ｂとの接続が切れた状態で（つまり、シャフト６ａが保持部６ｂによって回転自在に保持された状態で）保持可能に構成されている。
【００３４】
（ヒーター）
ヒーター８は、例えば１又は複数の電気ヒーター８ａと、１又は複数の赤外線ヒーター８ｂとを有する。当該ピックアップシミュレータ１は、例えば１又は複数の電気ヒーター８ａのみでは試験炉２内を所望の加熱雰囲気下に調整し難い場合に、１又は複数の赤外線ヒーター８ｂを用いて試験炉２内を加熱する。
【００３５】
（調圧機構）
調圧機構９は、第２保持機構６の保持部６ｂを下端側から支持し、支持面５ａ側から支持板５に加わる荷重を検知可能なロードセル９ａと、保持部６ｂをシャフト６ａと共に上下方向（シャフト６ａの軸方向）に移動可能に保持するリニアガイド９ｂと、シャフト６ａ及び保持部６ｂをリニアガイド９ｂに沿ってその軸方向に駆動可能な駆動源９ｃとを有する。駆動源９ｃとしては、例えばエアシリンダ、昇降駆動用モータが挙げられる。
【００３６】
調圧機構９は、ロードセル９ａで検知される荷重が所望の数値となるよう、駆動源９ｃによってシャフト６ａ及び保持部６ｂを上下方向に移動させることで、テストロールＲとテスト鋼板Ｓとの接触圧力を調節可能に構成されている。当該ピックアップシミュレータ１は、調圧機構９を備えることで、テストロールＲの耐ピックアップ性を、実機を模した条件で容易に推定することができる。
【００３７】
（温度測定機構）
温度測定機構１０は、テスト鋼板Ｓの支持面５ａとの接触面側の温度を測定可能な熱電対１０ａと、この熱電対１０ａと接続され、熱電対１０ａからの温度データを取り込み、この取り込んだデータを記憶可能なデータロガー１０ｂとを有する。
【００３８】
（制御部）
制御部１１は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有するコンピュータである。制御部１１は、オペレータの操作又は予め設定された手順に従って、往復駆動機構４、回転駆動機構７及び調圧機構９を駆動制御する。
【００３９】
［ピックアップシミュレーション方法］
次に、図３を参照して、本発明の一実施形態に係るピックアップシミュレーション方法について説明する。当該ピックアップシミュレーション方法は、ハースロールを模したテストロールとテスト鋼板とを接触状態で回転させることによりハースロールの耐ピックアップ性を推定可能である。当該ピックアップシミュレーション方法は、上記テストロールをその軸回りに回転可能に保持する第１保持機構と、上記テスト鋼板を上記テストロールの外周面と接するように支持可能な支持板と、上記テスト鋼板が上記テストロールの回転軸と直交する軸回りに回転できるよう上記支持板を回転可能に保持する第２保持機構とを備えるピックアップシミュレータを用いて行う。具体的には、当該ピックアップシミュレーション方法は、図１のピックアップシミュレータ１を用いて実行可能である。そのため、以下では図１のピックアップシミュレータ１を用いる場合について説明する。
【００４０】
当該ピックアップシミュレーション方法は、テストロールＲ及びテスト鋼板Ｓを所定のガス雰囲気下に保持する工程（保持工程）と、テストロールＲ及びテスト鋼板Ｓを加熱する工程（加熱工程）と、上記保持工程及び加熱工程後に、テストロールＲとテスト鋼板Ｓとが接触している状態で、テストロールＲをその軸方向に往復移動しつつ、テストロールＲ及びテスト鋼板Ｓを互いに回転させる工程（回転工程）とを備える。また、当該ピックアップシミュレーション方法は、上記回転工程前に、テストロールＲとテスト鋼板Ｓとの接触圧力を調節する工程（調圧工程）をさらに備えていてもよい。
【００４１】
（保持工程）
上記保持工程では、試験炉２内が所定のガス雰囲気下になるよう試験炉２内に雰囲気ガスを導入する。上記保持工程では、雰囲気ガスを給気口２ａから試験炉２内に導入することで、試験炉２内を実機に模した所定のガス雰囲気下に保持する。上記保持工程で導入する雰囲気ガスとしては、例えば窒素ガスが挙げられる。
【００４２】
（加熱工程）
上記加熱工程では、試験炉２内が実機を模した加熱雰囲気になるよう試験炉２内を加熱する。上記加熱工程では、ヒーター８によって試験炉２内を加熱する。自動車用鋼板を製造するための連続焼鈍ラインで用いられるハースロールの耐ピックアップ性を推定する場合、上記加熱工程では、例えば試験炉２内を４００℃以上１０００℃以下程度に加熱する。
【００４３】
（調圧工程）
上記調圧工程では、例えばテストロールＲとテスト鋼板Ｓとの接触圧力を実機を模した圧力条件に調節する。上記調圧工程では、駆動源９ｃによって第２保持機構６の保持部６ｂをシャフト６ａと共に上下方向に移動させることで、テストロールＲとテスト鋼板Ｓとの接触圧力を調節する。
【００４４】
（回転工程）
上記回転工程では、上記保持工程及び加熱工程により試験炉２内が所定のガス雰囲気下及び加熱雰囲気下に保持された状態で、テストロールＲ及びテスト鋼板Ｓを互いに回転させつつ、テストロールＲを往復移動させる。上記回転工程では、テスト鋼板Ｓの接触領域Ｓ１上でテストロールＲを往復移動させることで、このテストロールＲを接触領域Ｓ１上で渦巻き状に移動させる。
【００４５】
＜利点＞
当該ピックアップシミュレータ１は、テストロールＲの外周面とテスト鋼板Ｓとが接触した状態で、テストロールＲをその軸回りに、かつテスト鋼板ＳをテストロールＲの回転軸と直交する軸回りに回転させることで、テストロールＲ及びテスト鋼板Ｓを継続的に接触させることができる。また、当該ピックアップシミュレータ１は、往復駆動機構４によってテストロールＲをその軸方向に往復駆動することで、テスト鋼板ＳのテストロールＲとの接触位置をずらすことができ、テスト鋼板Ｓの同一箇所がテストロールＲと連続的に接触することを抑制できる。そのため、当該ピックアップシミュレータ１は、テストロールＲとの接触により酸化物が除去されたテスト鋼板Ｓの表面がテストロールＲと連続的に接触することを抑制することができ、テストロールＲの耐ピックアップ性の推定精度を高めることができる。当該ピックアップシミュレータ１は、テスト鋼板Ｓを長尺状、ロール状等に加工することを要しないので、テストロールＲの耐ピックアップ性を容易に推定することができる。
【００４６】
当該ピックアップシミュレータ１は、実機でのハースロールのピックアップを模擬し、ハースロールの初期ピックアップのタイミングやピックアップ成長速度の定量化を図ることができる。これにより、当該ピックアップシミュレータ１は、鋼板への押し疵のメカニズム解明や、ハースロールの寿命評価を行うことができる。当該ピックアップシミュレータ１によると、鋼板への押し疵のメカニズム解明することで、実機におけるピックアップ抑制対策を立てることができる。また、当該ピックアップシミュレータ１によると、ハースロールの寿命を評価することで、必要なハースロール予備数を把握し、ハースロールの不必要なストックを削減することで、経費の削減を図ることができる。
【００４７】
当該ピックアップシミュレーション方法は、上記回転工程で、テストロールＲをその軸方向に往復移動しつつ、テストロールＲ及びテスト鋼板Ｓを互いに回転させるので、テスト鋼板Ｓの同一箇所がテストロールＲと連続的に接触することを抑制しつつ、テストロールＲ及びテスト鋼板Ｓを継続的に接触させることができる。そのため、当該ピックアップシミュレーション方法は、テストロールＲの耐ピックアップ性の推定精度を高めることができる。当該ピックアップシミュレーション方法は、テスト鋼板Ｓを長尺状、ロール状等に加工することを要しないので、テストロールＲの耐ピックアップ性を容易に推定することができる。
【００４８】
［その他の実施形態］
上記実施形態は、本発明の構成を限定するものではない。従って、上記実施形態は、本明細書の記載及び技術常識に基づいて上記実施形態各部の構成要素の省略、置換又は追加が可能であり、それらは全て本発明の範囲に属するものと解釈されるべきである。
【００４９】
例えば上記回転駆動機構は、テストロールをその軸回りに回転駆動可能な第１回転駆動機構及び支持板をテストロールの回転軸と直交する軸回りに回転駆動可能な第２回転駆動機構のいずれか一方のみを有していてもよい。
【００５０】
当該ピックアップシミュレータは、上述の調圧機構を備える方が、所望の接触圧力条件でハースロールの耐ピックアップ性を推定できる観点から好ましい。但し、当該ピックアップシミュレータは、接触圧力条件の調節を要しない場合等であれば、上記調圧機構を備えない構成とすることも可能である。
【実施例】
【００５１】
以下、実施例に基づき本発明を詳述するが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるものではない。
【００５２】
図１の構成を有するピックアップシミュレータ１を用い、ハースロールを模したテストロールＲとテスト鋼板Ｓとを接触状態で回転させ、ハースロールの耐ピックアップ性を推定した。テストロールＲとしては溶射ロールを用いた。テスト鋼板Ｓとしては、ミルシートに記載される成分組成として、表１の組成を有する円板状の鋼板を用いた。
【００５３】
【表１】
2020159892.tif 000003
【００５４】
まず、第１保持機構３のシャフト３ａの一端側にテストロールＲを接続した。また、支持板５の支持面５ａ上にテスト鋼板Ｓを設置した。テスト鋼板Ｓはねじ締めによって支持面５ａ上に固定した。
【００５５】
（保持工程）
テストロールＲ及びテスト鋼板Ｓを試験炉２内に配置した状態で給気口２ａから試験炉２内に雰囲気ガスとして窒素ガスを導入し、試験炉２内を窒素ガス雰囲気下に保持した。
【００５６】
（加熱工程）
続いて、回転数を３２ｒｐｍとし、第２回転駆動機構７ｂの回転用モータ７ｄを駆動することで、テスト鋼板Ｓを回転させた。また、複数の電気ヒーター８ａにより加熱温度９００℃で試験炉２内を加熱した。さらに、テスト鋼板Ｓの温度が加熱温度（９００℃）に達するよう複数の赤外線ヒーター８ｂで試験炉２内を加熱した。温度測定機構１０による測定でテスト鋼板Ｓの温度が加熱温度に達した後、回転数を３０ｒｐｍとし、第１回転駆動機構７ａを駆動することでテストロールＲを回転させた。この加熱工程では、テスト鋼板Ｓ及びテストロールＲを回転させることで、テスト鋼板Ｓ及びテストロールＲの偏熱を抑制した。
【００５７】
（調圧工程）
次に、回転用モータ７ｄの駆動を停止し、第２保持機構６のシャフト６ａから駆動伝達ベルト７ｃを取り外し、第２保持機構６と第２回転駆動機構７ｂとの接続を解除した。また、駆動源９ｃに計装空気を供給した。ロードセル９ａで検知される自重による荷重を仮の０点とし、制御部１１によって荷重を２ｋｇに設定して駆動源９ｃを駆動した。
【００５８】
（回転工程）
テストロールＲとテスト鋼板Ｓとの接触状態で、テストロールＲを回転数３０ｒｐｍで回転しつつ、制御部１１によりテストロールＲの往復移動量を設定し、往復駆動機構４の往復駆動用モータ４ｂを駆動させ、テストロールＲをその軸方向に往復移動させた。この回転工程では、テストロールＲをその軸方向に往復移動しつつ、その軸回りに回転させる一方、テスト鋼板Ｓは第２回転駆動機構７ｂとの接続が切れた回転自由な状態で第２保持機構６に保持させた。つまり、この回転工程では、テスト鋼板Ｓを、テストロールＲとの摩擦によってテストロールＲの回転に合わせて周方向に回転させた。この回転工程を２４時間継続して行った。
【００５９】
上記回転工程後、複数の電気ヒーター８ａ及び複数の赤外線ヒーター８ｂによる加熱を停止した。また、駆動源９ｃの駆動を停止し、テストロールＲとテスト鋼板Ｓとの接触を解除すると共に往復駆動用モータ４ｂの駆動を停止した。なお、テストロールＲの温度の低下を促進するため、テストロールＲの回転は継続させた。また、支持板５の温度の低下を促進するため、第２保持機構６のシャフト６ａに駆動伝達ベルト７ｃを取り付け、回転数を３２ｒｐｍとし、第２回転駆動機構７ｂの回転用モータ７ｄを駆動することで、テスト鋼板Ｓを回転させた。
【００６０】
テスト鋼板Ｓ及び試験炉２内の温度が５０℃以下になった後、テストロールＲ及び支持板５の回転を停止した。また、試験炉２内への雰囲気ガスの導入を停止した。テストロールＲ及びテスト鋼板Ｓを試験炉２外に取り出し、テストロールＲの耐ピックアップ性を確認した。試験炉２外に取り出したテストロールＲの外観写真を図４に示す。図４に示すように、本実施例によると、テストロールＲにピックアップが形成されていることが分かる。
【００６１】
テストロールＲのピックアップ形成部位Ｒ１の厚さ方向の断面を撮影したＳＥＭ写真を図５に示す。図５によると、テストロールの表面に、厚さ１５〜２０μｍ程度の純鉄層Ｐ１及び厚さ７０μｍ程度の酸化鉄層Ｐ２が形成されていることが分かる。
【００６２】
このように、本発明に係るピックアップシミュレータ及びピックアップシミュレーション方法によると、実機を模した条件でテストロールＲのピックアップ発生状況を容易に確認することができ、実機におけるハースロールのピックアップ発生状況を精度よく再現できることが分かった。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
以上説明したように、本発明の一態様に係るピックアップシミュレータは、実機におけるハースロールの耐ピックアップ性を推定するのに適している。
【符号の説明】
【００６４】
１  ピックアップシミュレータ
２  試験炉
２ａ  給気口
２ｂ  排気口
３  第１保持機構
３ａ，６ａ  シャフト
３ｂ，６ｂ  保持部
４  往復駆動機構
４ａ  リニアガイド
４ｂ  往復駆動用モータ
５  支持板
５ａ  支持面
６  第２保持機構
７  回転駆動機構
７ａ  第１回転駆動機構
７ｂ  第２回転駆動機構
７ｃ  駆動伝達ベルト
７ｄ  回転用モータ
８  ヒーター
８ａ  電気ヒーター
８ｂ  赤外線ヒーター
９  調圧機構
９ａ  ロードセル
９ｂ  リニアガイド
９ｃ  駆動源
１０  温度測定機構
１０ａ  熱電対
１０ｂ  データロガー
１１  制御部
Ｒ  テストロール
Ｒ１  ピックアップ形成部位
Ｓ  テスト鋼板
Ｓ１  接触領域
Ｐ１  純鉄層
Ｐ２  酸化鉄層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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