(57)【要約】      （修正有）【課題】新規な急速排液弁付きロールクーラントバルブの提供。【解決手段】空気圧によりポペットを上方に移動させるロールクーラントバルブであって、第１の弾性要素３５は弁座３４を下方に付勢するように配置され、弁座には空気を通す貫通孔が設けられ、ポペットを下方に付勢するように配置される第２の弾性要素３９をさらに有し、空気流入口３１より圧縮空気が導入されると、弁座は第１の弾性要素を圧縮し、上方に移動され、弁座が排気口３２を閉鎖し、バルブボディ内を加圧して第２の弾性要素を圧縮し、ポペットを上方に移動させ、圧縮空気の導入が停止されると、第１の弾性要素の力により弁座は下方に移動され、排気口を開放し、バルブボディ内の圧縮空気を排出し、第２の弾性要素の力によりポペットは下方に移動されるロールクーラントバルブ【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気流入口、排気口、クーラント入り口およびバルブ先端のクーラント出口を有するバルブボディ、該バルブボディ内に下方から上方に向けて弁座、第１の弾性要素、およびポペットを有し、空気圧によりポペットを上方に移動させるロールクーラントバルブであって、
該第１の弾性要素は該弁座を下方に付勢するように配置され、該弁座には空気を通す貫通孔が設けられ、該ポペットを下方に付勢するように配置される第２の弾性要素をさらに有し、
該空気流入口より圧縮空気が導入されると、該弁座は該第１の弾性要素を圧縮し、上方に移動され、該弁座が排気口を閉鎖し、該バルブボディ内を加圧して該第２の弾性要素を圧縮し、該ポペットを上方に移動させ、
圧縮空気の導入が停止されると、該第１の弾性要素の力により該弁座は下方に移動され、排気口を開放し、該バルブボディ内の圧縮空気を排出し、該第２の弾性要素の力により該ポペットは下方に移動されるロールクーラントバルブ。
【請求項２】
該弾性要素がスプリングである、請求項１記載のロールクーラントバルブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、急速排液弁付きロールクーラントバルブに関する。
【背景技術】
【０００２】
圧延工程においては、ケロシン、水と油のエマルションまたは水などのクーラント（冷却材）をワークロールに噴射して、圧延される圧延材の局所的な伸びや、局所的な形状不良を修正する制御が実施されている。すなわち、ワークロール、バックアップロール、および／または中間ロールなどのロールに沿って圧延材の板幅方向に、クーラントを噴射する噴射ノズルを複数個並べて設置し、その噴射ノズルからロールに向けてクーラントを噴射する。このとき、噴射ノズルごとに独立にクーラントの噴射がＯＮ／ＯＦＦ制御される。
【０００３】
クーラントの噴射のＯＮ／ＯＦＦ制御により、ロールのクーラントの噴射を受けた部分は、冷却されて収縮し、一方、クーラントの噴射を受けなかった部分は、圧延による発熱のため膨張する。従って、ロールが膨張した部分では、圧延材がより薄く伸ばされ、また、ロールが収縮した部分では、圧延材の伸びが抑制される。つまり、クーラントの噴射を受けた部分の圧延材の形状は伸びない方向となり、クーラントの噴射を受けなかった部分の圧延材の形状は伸びる方向となる。
【０００４】
一般に、板形状を制御する圧延制御装置は、あらかじめ目標形状を設定し、形状検出器によって検出される形状が目標形状に近づくように、ロールや噴射ノズルのアクチュエータを操作する。一般にはクーラントバルブは、通常２５ｍｍ、５０ｍｍ、または１００ｍｍなどのピッチでロールの巾方向に取付けられ、それぞれノズルが取付けられている。圧延機出側に取付けられた板の形状センサー（プロフィールメータ）からの信号により、クーラントバルブをＯＮ／OFFさせ、スプレーを出したり止めたりして、ロールの形状をコントロールする。
【０００５】
代表的クーラントバルブの構造を図１に示す。バルブ１０は、バルブボディ１１内にシール１２およびシール１３を有するポペット１４，スプリング１５を有する。該ボディには排気口１６、クーラント入り口１７が形成される。また該ボディ内にはエアー用の部屋１８および１９が設けられる。バルブ作動用の空気は、エアー用電磁弁２０に接続された、一般的には内径２．５ｍｍ程度のエアーチューブ２１によりバルブ内に導入される。空気のＯＮ／ＯＦＦ、すなわちバルブのＯＮ／ＯＦＦは、エアー用電磁弁２０により行われる。一般にエアー用電磁弁は、クーラントバルブと十数メートル以上離れた場所に設けられる。なお図中の２２はロールである。
【０００６】
クーラント液は、水、エマルジョンまたはケロシンなどの潤滑性の低い流体である場合が多く、シールが傷つくと、クーラント液はクーラントバルブの切替時に、シール1２および１３を越えてエアーの部屋１８に入り、次いでチューブ内にクーラント流体が侵入し、次いで電磁弁より大気中に排出されることとなる。このため電磁弁が作動不良を起し、トラブルが頻発するケースがある。またエアーチューブ内に液体が侵入すると、弁の作動が極端に遅くなるため、得られる圧延板の形状に影響を与えてしまっていた。しかし従来のバルブではシールの損耗は避けられない為、部屋１８および１９への流体の侵入も避けられなかった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記の課題を解決する、新規な急速排液弁付きロールクーラントバルブに関する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、空気流入口、排気口、クーラント入り口およびバルブ先端のクーラント出口を有するバルブボディ、該バルブボディ内に下方から上方に向けて弁座、第１の弾性要素、およびポペットを有し、空気圧によりポペットを上方に移動させるロールクーラントバルブであって、
該第１の弾性要素は該弁座を下方に付勢するように配置され、該弁座には空気を通す貫通孔が設けられ、該ポペットを下方に付勢するように配置される第２の弾性要素をさらに有し、
該空気流入口より圧縮空気が導入されると、該弁座は該第１の弾性要素を圧縮し、上方に移動され、該弁座が排気口を閉鎖し、該バルブボディ内を加圧して該第２の弾性要素を圧縮し、該ポペットを上方に移動させ、
圧縮空気の導入が停止されると、該第１の弾性要素の力により該弁座は下方に移動され、排気口を開放し、該バルブボディ内の圧縮空気を排出し、該第２の弾性要素の力により該ポペットは下方に移動されるロールクーラントバルブに関する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明においては、圧縮空気により移動される弁座により排出口の開閉を行う。そのため、ボディから直接、短い通路により大気圧に圧縮空気が開放されるため、急速な圧力の低下が可能となる。また空気室に漏れ出たクーラント液がエアーチューブに逆流することも防止できる。したがって、応答性が速く、安定した作動のバルブが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は従来のロールクーラントバルブの断面図を示す。
【図２】図２は本発明のロールクーラントバルブの一例の、バルブ閉鎖時の断面図を示す。
【図３】図３は本発明のロールクーラントバルブの一例の、バルブ解放時の断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明のロールクーラントバルブについて、図２および図３を参照して説明する。
バルブボディ３０は図３において灰色の部分である。
バルブボディ３０は、空気流入口３１、排気口３２、クーラント入り口およびクーラント出口（図示せず）を有する。該バルブボディ内には、空気流入口３１から延びる開口部３３、弁座３４、第１の弾性要素３５、およびポペット３８がバルブの下方から順に配置される。また第２の弾性要素３９がポペット３８を下方に付勢するように配置される。なお、図面の上側であるクーラント出口方向を上方、空気流入口の方向を下方と呼ぶ。また、ポペット部分の構造およびバルブボディのクーラント射出部分は従来と同じものが使用されるので、説明は省略する。
【００１２】
圧縮空気導入前には第１の弾性要素３５により弁座３４は下方に付勢され、空気流入口３１から延びる開口部３３と当接し、空気流入口を密閉状態に保持している。なお、両者の間にシール部分を設けることが好ましい。圧縮空気が導入されるとその圧力により、弁座３４は第１の弾性要素３５を圧縮して上方に移動される。弁座３４が移動されると、空気室４０が生じるとともに、排気口３２が閉鎖され、ボディ内の圧力が増大する。弁座３４には空気を通す貫通孔が設けられるので、ポペット３８の下端に空気室４１が生じ、加圧され、その圧力によりポペット３８が上方に移動され、その結果バルブが閉じられる。なお、空気流入口３１は典型的にはバルブの底面の中央に設けられる。
【００１３】
圧縮空気の導入が停止されると、第１の弾性要素３５の力により弁座３４が下方に移動される。またポペット３８も第２の弾性要素３９により下方に移動される。弁座３４の移動により排気口３２が開放され、バルブボディ内の圧縮空気が急速に排出される。ボディ内の圧力が急激に低下し、バルブが開放される。この際、ボディ内に漏れ出たクーラント液も空気とともに排気口３２から排出される。
【００１４】
弁座３４は、圧縮空気が導入されて上方に移動した時には排気口３２を閉鎖し、圧縮空気が導入されていない時には第１の弾性要素３５により下方に移動され、排気口３２を開放する。弁座３４の長さおよび／または形状を調節することにより排気口３２の閉鎖と開放を制御することができる。また弁座３４の一部に開口を設けることにより排気口３２の閉鎖と開放を制御することもできる。さらに弁座３４には、弁座の下方と弁座の上方の空間との連通を保つために空気を通す貫通孔が設けられる。貫通孔の配置や大きさは適宜決定することができる。なお、弁座３４の動きとともに一体的または関連して移動される部材を使用することにより、排気口３２の閉鎖と開放を制御することもできる。
【００１５】
第１の弾性要素３５は、圧縮空気の圧力により圧縮されることができ、かつ圧縮空気による加圧がない状態では弁座３４を下方に付勢し、弁座３４と空気流入口３１から延びる開口部３３の密閉を達成するに十分な弾性率を有することが必要である。同様に第２の弾性要素は、圧縮空気の圧力により圧縮されることができ、かつ圧縮空気による加圧がない状態ではポベット３８を下方に付勢し、バルブを解放するに十分な弾性率を有することが必要である。第１の弾性要素３５および第２の弾性要素３９は一般的にはスプリングであることができる。なお、図１ないし図３においては、スプリングの断面のみを示している。
【００１６】
排気口３２の位置、内径などは適宜決定することができる。一般的には、排気口３２は直線的に、短い距離となるように設けられる。
【符号の説明】
【００１７】
１０：バルブ
１１：バルブボディ
１２：シール
１３：シール
１４：ポペット
１５：スプリング
１６：排気口
１７：クーラント入り口
１８：エアー用の部屋
１９：エアー用の部屋
２０：エアー用電磁弁
２１：エアーチューブ
２２：ロール
３０：バルブボディ
３１：空気流入口
３２：排気口
３３：空気流入口から延びる開口部
３４：弁座
３５：第１の弾性要素
３８：ポペット
３９：第２の弾性要素
４０：空気室
４１：空気室
【図１】
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【図２】
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【図３】
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