(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼板の両側耳部を同時に切断する耳部切断機と、該耳部切断機の入側および出側に設けられ、鋼板の両耳部近傍の各々を上下１対のロールで挟むピンチロールと、鋼板を幅方向に沿って分割する分割切断機と、該分割切断機の入側および出側に設けられ、分割する鋼板の両側端部近傍の各々を上下１対のロールで挟むピンチロールとからなる厚板剪断設備であって、前記耳部切断機または分割切断機を、鋼板が走行中は、鋼板の蛇行量を算出する鋼板蛇行検出装置と、算出した蛇行量を相殺する方向に各ピンチロール列をロール軸芯方向に強制変位させる機構と、前記耳部切断機または分割切断機で鋼板を剪断中は、鋼板の横ずれを防止するために、ピンチロールの軸芯方向への移動を停止する機構と、左右ピンチロールの径差に起因する蛇行発生を管理するピンチロール径管理機構とを有するピンチロールを備えたことを特徴とする厚板剪断設備。
【請求項２】
前記鋼板蛇行検出装置は、耳部切断機および分割切断機に配置された左右ピンチロールの上ピンチロール軸受が固定されている左右の昇降フレーム間に鋼板搬送方向と直行する方向で鋼板面上方に設けられたロール軸と、鋼板に接触して該ロール軸上を回転摺動する蛇行検出ロールと、該蛇行検出ロールの軸芯方向変位を測定するロール位置検出センサと、該ロールの変位量から蛇行量を算出する蛇行量演算装置とからなり、前記ピンチロールをロール軸芯方向に強制変位させる機構は、上下ピンチロールとロール駆動力発生源との間の動力伝達軸をスプライン連結構造としピンチロール側面またはピンチロール側のスプライン軸外周に設けたフランジ面もしくはスプライン軸端面をスラスト軸受を介して固定する位置保持機能付きアクチュエータとからなり、ピンチロール径管理機構は、ピンチロール径測定装置と径差演算装置とからなることを特徴とする請求項１に記載の厚板剪断設備。
【請求項３】
請求項２に記載の厚板剪断設備を用いて、鋼板搬送中は、位置保持機能付きアクチュエータにより、鋼板蛇行検出装置で算出された蛇行量を相殺する方向にピンチロール列を強制変位させて鋼板蛇行を防止するとともに、耳部切断機または分割切断機で鋼板を切断中は、前記アクチュエータを位置保持状態にて固定することで、ピンチロールの軸芯方向変位を固定し、鋼板切断時の横ずれを防止することを特徴とする鋼板の蛇行防止方法。
【請求項４】
前記耳部切断機または分割切断機での鋼板剪断が完了し、次の鋼板の剪断が開始される前に、ピンチロールのロール軸芯方向変位が初期位置に戻るように、前記アクチュエータのストロークを調節することを特徴とする請求項３に記載の鋼板の蛇行防止方法。
【請求項５】
請求項２に記載の厚板剪断設備を用いて、鋼板幅方向左右のピンチロールの径を測定し、その差分が管理目標値を外れた場合は、ピンチロールを交換することを特徴とする請求項３または４に記載の鋼板の蛇行防止方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、厚板剪断設備および鋼板の蛇行防止方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、厚板剪断設備における鋼板の蛇行防止技術としては、特許文献１に開示された技術がある。本文献の蛇行防止技術は、押えローラおよび中間押えローラを使用して鋼板の蛇行を防止するものであるが、この技術を図６の側面図および図７の平面図を用いて説明すると、次のとおりである。
【０００３】
すなわち、この鋼板の蛇行防止技術を適用した厚板剪断設備は、鋼板２１の進行方向に沿って、複数本のテ−ブルロ−ル２２からなる入側搬送テーブル２３と、鋼板２１の両側耳部を同時に剪断する両側耳部切断機（ＤｏｕｂｌｅＳｉｄｅ Ｓｈｅａｒ）（以下ＤＳＳと呼ぶ）２５と、上下ロールからなるピンチロールを左右に１対づつ配置したＤＳＳ入側ピンチロール２４およびＤＳＳ出側ピンチロール２６と、鋼板２１を長手方向に剪断し、幅方向に沿って複数枚に分割する分割剪断機（Ｓｌｉｔｔｅｒ）（以下ＳＬと呼ぶ）２８と、上下ロールからなるピンチロールを左右に１対づつ配置したＳＬ入側ピンチロール２７およびＳＬ出側ピンチロール２９と、複数本のテ−ブルロ−ル２２からなる出側搬送テーブル３１とから成っている。
【０００４】
さらに、これらの設備に加えて、押えローラ３２を入側搬送テーブル２３に、押えローラ３４を出側搬送テーブル３１に配置するとともに、中間押えローラ３６をＤＳＳ２５内に配置している。
【０００５】
上述した押えローラ３２、３４は、図８の正面図に示すように、外周面を高摩擦弾性材料で被覆されている。そして、それぞれの押えローラ３２、３４は、テーブルロール２２との間で鋼板２１を挟み込むようになっており、その両側の軸受部３２ａ、３４ａの位置において、流体圧シリンダ３８により昇降自在に支持されている。
【０００６】
また、図９の正面図に示すように、中間押えローラ３６も、外周面を高摩擦弾性材料で被覆されている。そして、中間押えローラ３６は、ＤＳＳ２５内で両側耳部を剪断中の鋼板２１に、上面から接触するようになっており、中間押えローラ３６を回転自在に支持している支持部材３９に取付けられた流体圧シリンダ３８により、昇降可能となっている。
【０００７】
上述した厚板剪断設備においては、鋼板を剪断するときに、ＤＳＳ入側ピンチロール２４、ＤＳＳ出側ピンチロール２６、ＳＬ入側ピンチロール２７およびＳＬ出側ピンチロール２９のそれぞれの上下１対のピンチロールにより、鋼板２１を挟み、かつ鋼板２１を断続的に走行させながら剪断する。
【０００８】
このとき鋼板２１には、鋼板２１を蛇行させようとする力が働くが、この蛇行させようとする力を、上述した押えローラ３２、３４と、中間押えローラ３６の押圧力で阻止しようとするものであり、鋼板２１の蛇行を阻止しないまま切断すると、鋼板２１の両側面２１ａが、図１０の平面図に示すように、鋸刃状の形状となり、製品不良の原因となる。
【０００９】
また、ウェブ状シートを間欠的に送る蛇行調整フィーダー装置における、蛇行防止技術として、特許文献２に開示された技術がある。本技術は、ウェブ状シートを間欠的に送る蛇行調整フィーダー装置であって、ウェブ状シートを間に挟んだニップロールとフィードロールの幅方向の位置を移動することによって、ウェブ状シートの幅方向の位置を調整する機能を有することを特徴とする蛇行調整フィーダー装置である。ウェブ状シートの幅方向の位置を検出するセンサーからの信号に基づき、フィードロールの幅方向の位置を制御することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】実開平５−１８７０２号公報
【特許文献２】特開２００６−２８２３７３号公報
【特許文献３】特開２００３−３４０５１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述した剪断中の鋼板に発生する蛇行の原因としては、
（１）左右のピンチロールの軸芯を含む水平面内における鋼板搬送方向とロール軸芯とのなす角度（θ）に起因した蛇行発生力（以下、直行度差と呼ぶ）、
（２）左右のピンチロールの偏摩耗差に起因した鋼板の搬送時の左右速度差（以下、偏摩耗差と呼ぶ）、
（３）左右のピンチロールの速度差に起因した鋼板の搬送時の左右速度差（以下、周速差と呼ぶ）、
（４）上下ピンチロールを昇降させるアクチュエータにより鋼板を挟圧する際の左右ピンチ力差（以下、ピンチ力差と呼ぶ）等が考えられる。
【００１２】
上記蛇行発生原因のうち、（３）については左右ピンチロールの間に連結軸を設けたメカタイ構造化もしくは左右ロール周速を同期化するためのピンチロール駆動アクチュエータの電気信号制御、（４）についてはアクチュエータ設定（例えば油圧シリンダの場合は設定圧力）の調整により、管理するのが一般的である。
【００１３】
しかし、（１）のピンチロールの直行度差については、直行度の基準となる鋼板搬送方向の高精度測定が必要となる。例えば、厚板剪断設備の入側から出側の全長にわたり、鋼板搬送方向に相当するピアノ線を張り渡し、ピンチロールとの位置関係を測定することとなるが、通常、このような測定作業は大きな労力と長いライン停止時間を伴うため、定期的な管理が困難となるという問題がある。
【００１４】
一方、特許文献１に開示された厚板剪断設備における鋼板の蛇行防止方法は、それなりの蛇行防止効果はあるものの、発生する蛇行力をローラの摩擦力で対抗させて、蛇行を防止する対処療法的な方法であり、抜本的な蛇行防止対策とならないという問題がある。
また、ローラの摩耗等によって摩擦力が低下した際に、蛇行防止効果が低下するため、ローラの交換が必要になるという問題がある。更に、鋼板の蛇行量を検出出来ないため、上記ローラの交換周期が正確に把握できず、大量の品質不良を誘発することも有りうるという問題がある。
【００１５】
また、特許文献２に開示された蛇行防止方法は、ウェブ状シート の幅方向の位置を検出するセンサーからの信号に基づくことを前提としているが、厚板剪断設備における鋼板蛇行量検出手段に関して、現実的には鋼板は完全な直方体ではなく、搬送方向に対して曲がりを有するケースがある上、厚板剪断設備による板幅端面の剪断により、鋼板端面が変化するため、一般的な蛇行量検出手段である鋼板端面位置測定のみでは、正確な蛇行量を評価することが困難であるという問題もある。
【００１６】
本発明は、従来技術の上述したような問題を解消するためになされたもので、ピンチロールの設置状態を検討して、本質的な蛇行原因に対する対策が実施可能であり、一般的な蛇行量検出手段である鋼板端面位置測定に関する問題を解決し、設置スペースや諸費用を節減することができる厚板剪断設備および鋼板蛇行防止方法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】
【００１７】
発明者等は、鋼板剪断ラインにおける鋼板の蛇行現象を鋭意検討し、
（ａ）ピンチロールの軸芯を含む水平面内における鋼板搬送方向とピンチロールの軸芯とのなす角度が直行する場合は、鋼板搬送方向と実際の鋼板移動方向は一致するので、鋼板の蛇行は生じないことに着目し、
（ｂ）直行度にずれを生じた場合には、鋼板搬送方向とピンチロールの周速方向とのずれによる相対速度成分が蛇行速度成分となり、当該速度に応じた鋼板の蛇行が発生すること、
（ｃ）ピンチロールの軸芯方向に、蛇行速度成分を打消す速度成分を与えれば、直行度差があっても鋼板搬送方向と実際の鋼板移動方向は一致すること、
を知見し、更に、ロール径差の影響も加味して、本発明を完成させたものである。
【００１８】
本発明の要旨は以下の通りである。
【００１９】
第一の発明は、鋼板の両側耳部を同時に切断する耳部切断機と、該耳部切断機の入側および出側に設けられ、鋼板の両耳部近傍の各々を上下１対のロールで挟むピンチロールと、鋼板を幅方向に沿って分割する分割切断機と、該分割切断機の入側および出側に設けられ、分割する鋼板の両側端部近傍の各々を上下１対のロールで挟むピンチロールとからなる厚板剪断設備であって、前記耳部切断機または分割切断機を、鋼板が走行中は、鋼板の蛇行量を算出する鋼板蛇行検出装置と、算出した蛇行量を相殺する方向に各ピンチロール列をロール軸芯方向に強制変位させる機構と、前記耳部切断機または分割切断機で鋼板を剪断中は、鋼板の横ずれを防止するために、ピンチロールの軸芯方向への移動を停止する機構と、左右ピンチロールの径差に起因する蛇行発生を管理するピンチロール径管理機構とを有するピンチロールを備えたことを特徴とする厚板剪断設備である。
【００２０】
第二の発明は、前記鋼板蛇行検出装置は、耳部切断機および分割切断機に配置された左右ピンチロールの上ピンチロール軸受が固定されている左右の昇降フレーム間に鋼板搬送方向と直行する方向で鋼板面上方に設けられたロール軸と、鋼板に接触して該ロール軸上を回転摺動する蛇行検出ロールと、該蛇行検出ロールの軸芯方向変位を測定するロール位置検出センサと、該ロールの変位量から蛇行量を算出する蛇行量演算装置とからなり、前記ピンチロールをロール軸芯方向に強制変位させる機構は、上下ピンチロールとロール駆動力発生源との間の動力伝達軸をスプライン連結構造としピンチロール側面またはピンチロール側のスプライン軸外周に設けたフランジ面もしくはスプライン軸端面をスラスト軸受を介して固定する位置保持機能付きアクチュエータとからなり、ピンチロール径管理機構は、ピンチロール径測定装置と径差演算装置とからなることを特徴とする第一の発明に記載の厚板剪断設備である。
【００２１】
第三の発明は、第二の発明に記載の厚板剪断設備を用いて、鋼板搬送中は、位置保持機能付きアクチュエータにより、鋼板蛇行検出装置で算出された蛇行量を相殺する方向にピンチロール列を強制変位させて鋼板蛇行を防止するとともに、耳部切断機または分割切断機で鋼板を切断中は、前記アクチュエータを位置保持状態にて固定することで、ピンチロールの軸芯方向変位を固定し、鋼板切断時の横ずれを防止することを特徴とする鋼板の蛇行防止方法である。
【００２２】
第四の発明は、前記耳部切断機または分割切断機での鋼板剪断が完了し、次の鋼板の剪断が開始される前に、ピンチロールのロール軸芯方向変位が初期位置に戻るように、前記アクチュエータのストロークを調節することを特徴とする第三の発明に記載の鋼板の蛇行防止方法である。
【００２３】
第五の発明は、第二の発明に記載の厚板剪断設備を用いて、鋼板幅方向左右のピンチロールの径を測定し、その差分が管理目標値を外れた場合は、ピンチロールを交換することを特徴とする第三または第四の発明に記載の鋼板の蛇行防止方法である。
【発明の効果】
【００２４】
この発明により、左右のピンチロールの軸芯を含む水平面内における鋼板搬送方向とロール軸芯とのなす角度（θ）に起因した蛇行現象について、大きな労力及びライン停止時間を伴うロールアライメント測定作業を発生させることなく、同要因に起因した蛇行を防止できる。また、 押えロール等を新たに設置することなく、鋼板の蛇行が防止できるので、鋼板の蛇行防止に要する費用や設置スペースが大幅に低減できる。また、左右ピンチロール径差管理を併せて実施することにより、種々の蛇行要因の中でも特に影響度の大きい２要因、ロールアライメントずれ及び左右ロール径差に対し、互いに補間しあう形で対策が実施できるため、それぞれ単独での対策を実施する場合に対し、大幅に蛇行を低減できる。また、鋼板の曲がりや剪断による板幅端面位置の変化に起因した、従来の蛇行検出方法に関する問題点も解決できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明のピンチロール設備を説明する平面図である。
【図２】本発明の動作原理を説明する図である。
【図３】左右ピンチロール径差による蛇行原理を説明する図である。
【図４】本発明の設備を用いた運転サイクルを説明する図である。
【図５】本発明の効果を説明する図である。
【図６】従来の厚板剪断設備を示す側面図である。
【図７】従来の厚板剪断設備を示す平面図である。
【図８】従来の厚板剪断設備の押えロールの構造を示す正面図である。
【図９】従来の厚板剪断設備の中間押えロールの構造を示す正面図である。
【図１０】蛇行しながら剪断された鋼板の端面形状を示す平面図である。
【図１１】本発明のレーザ光走査方式によるピンチロール径測定装置の一例を示すロール断面方向からみた図である。
【図１２】本発明のレーザ光走査距離と反射強度の関係を示す図である。
【図１３】本発明方法により測定したロール径差の経時変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
厚鋼板の剪断設備は図７にその概要を示すように、鋼板剪断ラインに鋼板長手方向の両エッジ部を切断するＤＳＳ２５と鋼板の幅方向中央部を切断するＳＬ２８が隣接配置され、ＤＳＳ２５の入、出側、ＳＬ２８の入、出側に鋼板の幅方向両端部を上下から挟んで駆動する上下一対のピンチロール２４、２６、２７、２９が設置されている。
【００２７】
上下一対のピンチロールは、いずれも図１にその平面図を示すように、上ロール、下ロール共にモータＭにより減速機（図示せず）、動力伝達軸（ロール軸）を介して回転駆動される仕組みとなっている。また、上ロールおよび下ロールは、図示しない流体圧シリンダ（例えば図８の３８）により開閉される機構となっており、これにより上下ロールで鋼板を挟むと鋼板を一定長さ搬送できるようになっている。
【００２８】
本発明において、モータＭからの動力伝達軸（ロール軸）はスプライン連結構造（図１（ａ））となっており、ピンチロールの上下ロールはロール軸方向に拘束されずに移動できる構造となっている。
本発明に用いるスプライン連結構造は、例えば、モータ側を中空構造のボス側、ピンチロール側をインボリュート歯形加工を施したスプライン軸とし、作動中の歯車かみあい部の自動調心性を有し、大きなトルク伝達が可能なインボリュートスプライン構造とするのが良い。
【００２９】
本発明においては、さらに、ピンチロール側面またはピンチロール側のスプライン軸外周に設けたフランジ面もしくはスプライン軸端面をスラスト軸受を介して固定する位置保持機能付きアクチュエータを設けている（図１（ａ））。
【００３０】
位置保持機能付きアクチュエータは、油圧シリンダの一種でありシリンダとシリンダロッドとの間に油圧を付与し、シリンダの内周壁を膨張させることによりシリンダロッドを移動できるようにし、油圧を解除するとシリンダが締り嵌めされた元の状態に戻り、シリンダロッドを固定保持できるようになっている（図１（ｃ）、（ｄ））。なお、アクチュエータとしては、任意のタイミングで、その動作を固定できるものであれば他の方式を用いたアクチュエータであっても良い。
【００３１】
本発明においては、上述した構造を採用することにより、上下ピンチロールをロール軸方向に拘束されずに移動可能とするとともに、任意のタイミングでピンチロールのロール軸方向への移動を固定することが可能となる。
【００３２】
さらに、蛇行量計測装置として、上ピンチロール軸受が固定されている左右の昇降フレーム間には、鋼板搬送方向と直行する方向で鋼板面上方にロール軸が渡され、該ロール軸には、鋼板に接触してロール軸上を拘束されずに回転摺動する蛇行検出ロールが嵌合わされている。そして、該蛇行検出ロールの鋼板幅方向変位を測定するロール位置検出センサが、前記昇降フレームに取付けられている（図１（ａ）、（ｂ））。
【００３３】
なお、蛇行検出ロールは、上下ピンチロールが鋼板を挟んでいる間は鋼板表面に接触して鋼板の移動とともに回転し、かつ鋼板の蛇行が発生するとロール軸に沿って摺動可能となっている。なお、当該ロールは鋼板表面との間で滑りを生じると蛇行量の検出が不正確となるのでロール軸方向への摺動を妨げない程度の摩擦抵抗を有する材質、形状を選ぶ必要がある。
【００３４】
例えば、特許文献３に開示されているロール等は中空体で構成されており、中空体の側面部が内周面側から外周面側に向かって、鉄鋼層、繊維強化プラスチック層（ＣＦＲＰ）、硬化性溶射被覆層が順次形成された積層構造となっていることを特徴としている。これにより、従来の鉄製ロールに比べて、約１／４の慣性モーメントで、ほぼ同等の耐摩耗性、強度を備えており、本発明における蛇行検出ロールの用途に適している。
【００３５】
また、蛇行検出ロールによる蛇行演算量の誤差を低減するためには、特に蛇行方向へのスリップを防止するのが効果的である。例えば、ロール表面に円周方向に沿って数列の凹溝構造を設けたロール形状とすることにより、鋼板とロールとの間の接触に伴う弾性変形によるグリップ効果が期待できる。
【００３６】
次に、図２を用いて、本発明における鋼板蛇行検知装置の動作原理を述べる。
【００３７】
図２（ａ）は、蛇行が発生していない状態を示しており、左右のピンチロールの軸心を含む水平面内における鋼板搬送方向と鋼板蛇行検知装置を構成する蛇行検出ロールの軸芯とのなす角度（θ）が直行するため（θ＝９０°）、この状態においては、蛇行検出ロールのロール軸芯方向変位は発生しない。
【００３８】
図２（ｂ）は、蛇行が発生している状態を示しており、この場合は、鋼板搬送方向とロール周速方向のずれによる相対速度成分が蛇行速度成分となる。
【００３９】
図２（ｃ）は、蛇行検出ロールがロール軸方向に摺動可能な状態にロール軸に嵌め合わされており、本発明における状態を示す図である。図２（ｂ）における蛇行速度成分は、同方向に蛇行検出ロールのロール軸芯方向変位をロール位置検出センサにより検出することにより、曲がり等の鋼板形状及び鋼板両端剪断による端面位置変化に依存することなく、鋼板の蛇行挙動を検出することが可能となる。
【００４０】
さらに、上下ピンチロールによって鋼板を挟み、鋼板が走行している間は、算出した蛇行量を相殺する方向にピンチロールをロール軸芯方向に強制変位させることで、鋼板蛇行を防止する蛇行制御が可能となる。
【００４１】
次に、本設備の作用について図１を用いて述べる。
【００４２】
図１（ａ）はピンチロールの軸方向移動が零となる初期状態（鋼板の蛇行が生じていない状態）を示す図である。
【００４３】
図１（ｂ）は本発明におけるピンチロールのロール軸芯方向位置制御を適用していない場合に、鋼板走行中に蛇行が発生している状態を示す図である。鋼板蛇行検出装置において、蛇行検出ロールは鋼板に接触して回転し、且つ昇降フレーム間に渡されたロール軸に沿って、鋼板の蛇行に応じて回転摺動するので、蛇行検出ロールのロール軸上での位置をロール位置検出センサで逐次測定することで、蛇行量演算装置（図示せず）によりロールの初期位置から摺動変化量を算出し、蛇行量を決定する。
【００４４】
図１（ｃ）は、本発明におけるピンチロールのロール軸芯方向位置制御を適用した場合を示す図である。即ち、図１（ｂ）で算出された蛇行量に基づき、位置保持機能付アクチュエータを作動して、スプライン連結構造を有するピンチロールの動力伝達軸を伸縮して、算出された蛇行量を相殺する方向にピンチロールをロール軸芯方向に強制変位させることで鋼板蛇行を防止することができる。
【００４５】
図１（ｄ）は、鋼板剪断中の状態を示す図であり、位置保持機能付アクチュエータを締り嵌め効果によってロックさせて、ピンチロールのロール軸芯方向変位を固定し、鋼板切断時の横ずれを防止する。
【００４６】
鋼板搬送方向とロール軸芯とのなす角度（θ）に起因した蛇行発生力はピンチロールのロール軸芯方向変位により相殺可能となるが、同じく蛇行発生要因となる鋼板を走行させている際の左右ピンチロールによる走行量の差、すなわち左右ピンチロール径差ΔＤについても併せて対策が必要である。図３を用いて左右のピンチロールの偏摩耗差に起因した鋼板の推進時の左右速度差を模式的に説明する。
【００４７】
最も単純な事例として左右１組のピンチロールにより鋼板を走行させている場合を示しているが、フィードあたりピンチロール送り量は式（１）で表せるため、左右ピンチロールロール径差ΔＤが存在する場合、式（２）に示すような左右ピンチロール送り量差ΔＬが発生する。また、鋼板のフィードあたり蛇行量δは、式（３）、（４）に示すように幾何学的に求めることができる。図１０に蛇行しながら剪断された厚板鋼板の平面図において、鋸歯状となった不連続代をフィードあたり蛇行管理目標値δｔ以下とするためには、式（５）に示す不等式が成り立つ必要があり、式（４）と式（５）から式（６−ａ）が、式（６−ａ）に式（２）を導入して式（６−ｂ）が得られ、これをΔＤについて整理すると、式（６）に示す左右ピンチロール径差ΔＤが得られる。
【００４８】
【数１】
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【００４９】
【数２】
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【００５０】
【数３】
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【００５１】
【数４】
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【００５２】
【数５】
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【００５３】
【数６】
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【００５４】
但し、本計算式より得られる左右ピンチロール径差ΔＤは左右１組のピンチロールにより鋼板を走行させている仮定に基づくため、本式によって見積もった管理値は実際の蛇行現象に対し、非常に厳しい管理値となる。実際には複数列のピンチロールを同時に駆動しているため、互いに鋼板を水平面内で回転（蛇行）させるモーメントを打消し合う方向に作用するうえ、ロールと鋼板の間のスリップ現象も伴い、厳密な蛇行挙動を推定することは非常に困難となる。このため、左右ピンチロール径差ΔＤの管理に関しては、実際の蛇行挙動との相関を見ながら、経験的に設定、管理することが望ましい。
本発明によれば、上述した蛇行発生要因のうち、特に影響度の大きい２要因、（１）左右のピンチロールの軸芯を含む水平面内における鋼板搬送方向とロール軸芯とのなす角度（θ）に起因した蛇行発生力、（２）左右のピンチロールの径摩耗差に起因した鋼板の搬送時の左右速度差（左右ピンチロール径差ΔＤ）に対し、互いに補間しあう形で蛇行対策を実施できるため、それぞれ単独での対策を実施する場合に比較して、大幅に蛇行を低減できる。
【００５５】
なお、ピンチロールの径は光学式外径測定器（例えば、レーザ光走査方式）など通常用いられている計測装置（ピンチロール径測定装置）を用いて測定し、プロセスコンピュータに送られた各測定値から径差演算装置により左右ピンチロールのロール径差ΔＤを算出し、その値が実際の蛇行挙動との相関を見ながら、経験的に設定されたピンチロール取替え基準値に到達した時にピンチロールを取替えることとする。
【００５６】
ピンチロール径測定装置の一例として、レーザ光走査方式の事例を図１１に示す。本発明においては、ピンチロール径測定が目的であるため、レーザ光源からレーザ光を鉛直方向（ピンチロール断面方向）に走査し、ピンチロール表面における反射波強度を検出器にて検出する。図１２に走査距離と反射波強度の関係を示すように、ピンチロール表面での反射の有無によりピンチロールのエッジ検出が可能であるため、左右エッジ間の距離からピンチロール径Ｄが算出できる。同手法によって測定された左右ピンチロール径Ｄより、径差演算装置により左右ピンチロール径差ΔＤが算出される。
【００５７】
図１３に同手法によって測定した左右ピンチロール径差の経時変化を示す。例えば、本発明の場合、左右ピンチロール径差ΔＤが０．５ｍｍを超えてロール摩耗が進行した場合に蛇行挙動は増大し、図１０に示すような製品不良の発生頻度が増大する傾向がみられた。本経験上、ピンチロール取替基準値を０．５ｍｍとし、左右ピンチロール径差ΔＤが零近傍に復帰するようにピンチロールの取替えを実施した。
【００５８】
次に、図４を用いて、鋼板一枚分の厚板剪断設備の運転サイクルを述べる。
鋼板が走行中は、ピンチロールのロール軸芯方向位置制御が適用される。即ち、蛇行検出ロールは昇降フレーム間に渡されたロール軸に沿って、鋼板蛇行量に応じて摺動し、その摺動位置をロール位置検出センサで逐次測定し、算出された蛇行量に基づき、位置保持機能付アクチュエータを作動して、ピンチロールをロール軸芯方向に強制変位させる。
【００５９】
次いで、鋼板の剪断開始の信号（図示せず）を受けて、アクチュエータの位置保持機能は固定されるので、ピンチロールはロール軸芯方向への移動が固定される。剪断の１カットが終了すると、終了信号（図示せず）を受けてピンチロールが駆動し、鋼板は一定長さ搬送される。
【００６０】
剪断の１カット毎に上記動作を繰り返し、当該鋼板の剪断作業が完了すると、次の鋼板の剪断が開始されるまでの間に、アクチュエータを作動して、ピンチロールをロール軸芯軸方向変位が零となる初期位置状態に復帰させる。
【実施例１】
【００６１】
鋼板蛇行量検出装置およびピンチロールのロール軸芯方向位置制御を厚板剪断設備に適用した例を図１を用いて説明する。
【００６２】
本発明において、モータＭからの動力伝達軸（ロール軸）はスプライン連結構造（図１（ａ））となっており、ピンチロールの上下ロールはロール軸方向に拘束されずに移動できる構造となっている。
【００６３】
スプライン連結構造は、モータ側を中空構造のボス側、ピンチロール側をインボリュート歯形加工を施したスプライン軸とし、作動中の歯車かみあい部の自動調心性を有し、大きなトルク伝達が可能なインボリュートスプライン構造となっている。さらに、スプライン軸端面をスラスト軸受を介して固定する位置保持機能付きアクチュエータを設けている（図１（ａ））。位置保持機能付きアクチュエータは、油圧シリンダの一種でありシリンダとシリンダロッドとの間に油圧を付与し、シリンダの内周壁を膨張させることによりシリンダロッドを移動できるようにし、油圧を解除するとシリンダが締り嵌めされた元の状態に戻り、シリンダロッドを固定保持できるようになっている（図１（ｃ）、（ｄ））。
【００６４】
蛇行量計測装置として、上ピンチロール軸受が固定されている左右の昇降フレーム間には、鋼板搬送方向と直行する方向で鋼板面上方にロール軸が渡され、該ロール軸には、鋼板に接触してロール軸上を拘束されずに回転摺動する蛇行検出ロールが嵌合わされている。そして、該蛇行検出ロールの鋼板幅方向位置を測定するロール位置検出センサが、前記昇降フレームに取付けられている（図１（ａ））。
【００６５】
鋼板蛇行検出装置を用いた鋼板蛇行制御は以下のように行う。
【００６６】
鋼板が搬送モードの場合は、ピンチロールの軸芯方向位置を初期状態（蛇行量零）に設定し、蛇行検出ロールの鋼板幅方向位置を初期状態（蛇行量零）に設定する。鋼板搬送中
はロール位置検出センサにより蛇行検出ロールの端面位置を逐次測定し、データを蛇行量演算装置に送信する（図１（ｂ））。
【００６７】
蛇行量演算装置では、蛇行検出ロールの端面位置測定値と初期状態を比較し、鋼板蛇行量と蛇行方向を決定する。そして、鋼板蛇行量が設定値を超えると位置保持機能付アクチュエータを作動して、スプライン連結構造を有するピンチロールの動力伝達軸を伸縮して、算出された蛇行量を相殺する方向にピンチロール列をロール軸芯方向に強制変位（強制移動）させることで鋼板蛇行を防止する（図１（ｃ））。なお、ピンチロール列とは、鋼板幅方向左右に設置される上下一対のピンチロールを鋼板長さ方向の列といい、ピンチロールの鋼板幅方向への移動は当該列毎に行なう。蛇行量の設定値は、任意に設定できピンチロール列の移動が滑らかに行われるようにする。
【００６８】
図１（ｄ）は、鋼板剪断中の状態を示す図であり、位置保持機能付アクチュエータを締り嵌め効果によってロックさせて、ピンチロールのロール軸芯方向変位を固定し、鋼板切断時の横ずれを防止する。
【００６９】
左右ピンチロール径差ΔＤに関して、本実施例においては、左右ピンチロール径差を２ヶ月に１度定期的に測定し、左右ピンチロール径差ΔＤが常時０．５ｍｍ以内に収まるようにピンチロールを交換する左右ロール径差管理を実施した。
【００７０】
本発明により、蛇行発生要因のうち、特に影響度の大きい２要因、（１）左右のピンチロールの軸芯を含む水平面内における鋼板搬送方向とロール軸芯とのなす角度（θ）に起因した蛇行発生力、（２）左右のピンチロールの径摩耗差に起因した鋼板の搬送時の左右速度差（左右ピンチロール径差ΔＤ）に対し、互いに補間しあう形で蛇行対策を実施できた。尚、本実施例においては、（３）左右のピンチロールの速度差に起因した鋼板の搬送時の左右速度差に対しては、左右ピンチロールの間に連結軸を設けたメカタイ構造化、（４）上下ピンチロールを昇降させるアクチュエータにより鋼板を挟圧する際の左右ピンチ力差に対しては、操業前の作動流体圧の圧力点検、調整による対策を実施した。
【００７１】
図５には、本発明を厚板剪断ラインのピンチロールに適用した場合の効果を示す。本発明適用前における蛇行起因の製品不良発生頻度の平均を１．０とした場合、本発明の適用により製品不良発生頻度は適用前の１／１０に激減でき、鋼板製品の剪断面の品質が大きく向上した。
【符号の説明】
【００７２】
２１    鋼板
２１ａ  鋼板幅端部
２２    テーブルロール
２３    入側搬送テーブル
２４    ＤＳＳ入側ピンチロール
２５    両側耳切断機（ＤＳＳ）
２６    ＤＳＳ出側ピンチロール
２７    ＳＬ入側ピンチロール
２８    分割剪断機（ＳＬ）
２９    ＳＬ出側ピンチロール
３１    出側搬送テーブル
３２    入側押えローラ
３４    出側押えローラ
３６    中間押えローラ
３８    流体圧シリンダ
３９    支持部材
Ｌ    フィードあたりピンチロール送り量
Ｖ    ピンチロール周速
Ｄ    ピンチロール径
θ    蛇行角度
ΔＬ  フィードあたりピンチロール送り量差分
δ    フィードあたり蛇行量
Ｂ    鋼板幅
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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