(57)【要約】      （修正有）【課題】金属ストリップのステアリング装置及び金属をステアリングする方法の提供。【解決手段】磁気ロータステアリングデバイス１００は、金属ストリップ１０２の近くに配置された１つまたは複数の磁気ロータ１１０を含み、各磁気ロータ１１０は、１つまたは複数の永久磁石を含み、近くを通過する金属ストリップ１０２上に変化する磁場を与えるために回転し、磁気ロータ１１０は、金属ストリップ１０２の長手方向のステアリング方向に平行な回転軸の周りに回転することができ、横方向、縦方向、または縦方向の任意の組み合わせでストリップ１０２に力を与えるように配置され、制御機構は、ロータの速度、ロータの方向、ロータの垂直位置、ロータ間の垂直間隔、および／またはロータの横方向位置を制御することができる、装置１００と金属ストリップ１０２をステアリングする方法の提供。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動する金属ストリップをステアリングする磁気ステアリング装置であって、前記装置が、
前記移動する金属ストリップで変化する磁界を誘起する回転可能な少なくとも１つの磁気ロータであって、前記変化する磁界が、前記移動する金属ストリップの中心線を所望のパスラインの中心線に向けてステアリングするために、前記移動する金属ストリップに力を発生させるのに適している、少なくとも１つの磁気ロータを含む、磁気ステアリング装置。
【請求項２】
前記少なくとも１つの磁気ロータは、
それぞれの第一の回転軸の周りを回転する少なくとも第一の磁気ロータを含む第一のロータセットと、
それぞれの第二の回転軸の周りを回転する少なくとも第二の磁気ロータを含む第二のロータセットであって、前記第一の回転軸は前記第二の回転軸と同一直線上になく、前記第一および第二のロータセットの各磁気ロータは、前記移動する金属ストリップの走行方向に垂直な平面と交差し、前記第一の回転軸および前記第二の回転軸のそれぞれが、前記平面において前記移動する金属ストリップの横方向中心線からオフセットされている、第二のロータセットと、
前記磁気ロータを回転させ、前記磁気ロータに近接する変化する磁界を誘起するように前記第一および第二磁気ロータに連結された１つまたは複数のロータモータであって、前記変化する磁界のうちの少なくとも１つは、前記移動する金属ストリップが少なくとも１つの移動する磁界を通過する際に、前記移動する金属ストリップをステアリングするように前記移動する金属ストリップに力を生成する、１つまたは複数のロータモータとを含む、請求項１に記載の磁気ステアリング装置。
【請求項３】
前記磁気ロータの各々が１つまたは複数の永久磁石を含む、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記第一の回転軸が前記移動する金属ストリップの横方向中心線を介して前記第二の回転軸線の反対に配置可能であり、前記第一および前記第二の回転軸が前記移動する金属ストリップの幅よりも大きい距離だけ横方向に離間している、請求項２に記載の装置。
【請求項５】
前記第一ロータセットが第三磁気ロータを含み、前記第二のロータセットが第四磁気ロータを含み、前記第一および第三の磁気ロータが前記移動する金属ストリップの前記横方向中心線を介して、前記第二および第四の磁気ロータの水平方向に反対に位置し、前記第一および第三の磁気ロータが互いに垂直方向に離間して、前記第二および第四の磁気ロータが互いに垂直方向に離間している、請求項２に記載の装置。
【請求項６】
さらに、１つまたは複数の磁気ロータの垂直方向の位置、または水平方向の位置、または垂直方向かつ水平方向の位置を調整するために、前記第一ロータセットおよび前記第二のロータセットの前記１つまたは複数の磁気ロータに連結される１つまたは複数のアクチュエータを含む、請求項２に記載の装置。
【請求項７】
さらに、センサからの信号に応答して前記１つまたは複数の磁気ロータの前記垂直方向の位置、または水平方向の位置、または垂直方向かつ水平方向の位置を調整するために、前記センサおよび前記１つまたは複数のアクチュエータに連結されるコントローラを含む、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
さらに、前記第一ロータセットおよび前記第二のロータセットの各磁気ロータに対して、前記磁気ロータを取り囲み、囲まれた空間を画定する、ロータシールドを含む、請求項２に記載の装置。
【請求項９】
さらに、前記第一のロータセットおよび前記第二のロータセットの各磁気ロータに対して、前記磁気ロータからの熱を除去するために前記囲まれた空間に流体的に連結された冷却剤源を含む、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
さらに、それぞれの追加の回転軸の周りを回転し、前記平面と交差する少なくとも１つの追加の磁気ロータを有する第三のロータセットであって、
前記第三のロータセットの各追加の磁気ロータの前記追加の回転軸が前記平面で、前記第一の回転軸および前記第二の回転軸のそれぞれから横方向にオフセットされている、第三のロータセットを含む、請求項２に記載の装置。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの磁気ロータが、
前記所望のパスラインを介して第一の下部ロータの反対に垂直に位置する第一の上部ロータを含む第一のロータセットであって、前記第一の上部ロータおよび前記第一の下部ロータのそれぞれが、１つまたは複数の永久磁石を含み、前記第一の上部ロータおよび前記第一の下部ロータの各々は、前記ロータに近接する変化する磁界を誘起するために、前記ロータを回転させるための前記ロータに連結されたモータを含むようにしてなる、第一のロータセットと、
前記所望のパスラインを介して第二の下部ロータの反対に垂直に位置する第二の上部ロータを含む第二のロータセットであって、前記第二の上部ロータおよび前記第二の下部ロータのそれぞれが、１つまたは複数の永久磁石を含み、前記第二の上部ロータおよび前記第二の下部ロータのそれぞれが、前記ロータに近接する変化する磁界を誘起するために、前記ロータに連結されたモータを含み、前記１つまたは複数の変化する磁界が、前記移動する金属ストリップの中心線を所望のパスラインの中心線に向けてステアリングするように、前記第一のロータセットおよび前記第二のロータセットに近接して走行する前記移動する金属ストリップに力を発生させるように、前記第一の上部ロータおよび前記第一の下部ロータの回転軸が、前記第二の上部ロータおよび前記第二の下部ロータの回転軸から横方向に離間し、前記所望のパスラインの前記中心線を介して前記第二の上部ロータおよび前記第二の下部ロータの回転軸の反対に配置されるようにしてなる、第二のロータセットとを含む、請求項１に記載の磁気ステアリング装置。
【請求項１２】
前記第一の上部ロータと前記第一の下部ロータが第一の垂直方向支持体に連結され、
前記第二の上部ロータおよび前記第二の下部ロータが第二の垂直方向支持体に連結され、
前記第一の垂直方向支持体および前記第二の垂直方向支持体は、両方とも水平方向支持体に沿って水平に配置可能である、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記第一の上部ロータおよび前記第二の上部ロータが上部水平方向支持体に沿って水平方向に配置可能であり、前記第一の下部ロータおよび前記第二の下部ロータが下部水平方向支持体に沿って水平方向に配置可能である、請求項１１に記載の装置。
【請求項１４】
前記第一の上部ロータおよび前記第二の上部ロータが前記上部水平方向支持体に対して垂直方向に配置可能であり、前記第一の下部ロータおよび前記第二の下部ロータが前記下部水平方向支持体に対して垂直方向に配置可能である、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
さらに、前記第一ロータセットおよび前記第二のロータセットの各ロータについて、前記ロータを取り囲み、囲まれた空間を確定する、ロータシールドを含む、請求項１１に記載の装置。
【請求項１６】
さらに、前記第一ロータセットおよび前記第二のロータセットの各ロータについて、前記ロータからの熱を除去するために前記囲まれた空間に流体連結された冷却剤源を含む、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記第一の上部ロータおよび前記第一の下部ロータの回転軸と、前記第二の上部ロータおよび前記第二の下部ロータの回転軸との間の横方向距離が前記金属ストリップの幅の６％の偏差内にある、請求項１１に記載の装置。
【請求項１８】
前記第一の上部ロータおよび前記第一の下部ロータの回転軸と、前記第二の上部ロータおよび前記第二の下部ロータの回転軸との間の前記横方向距離が前記金属ストリップの幅よりも大きい、請求項１１に記載の装置。
【請求項１９】
前記第一の上部ロータおよび前記第一の下部ロータの回転軸と、前記第二の上部ロータおよび前記第二の下部ロータの回転軸との間の前記横方向距離が前記金属ストリップの幅よりも少なくとも前記第一の上部ロータおよび前記第二の上部ロータの半径の合計だけ大きい、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記第一の上部ロータおよび前記第一の下部ロータの回転軸と、前記第二の上部ロータおよび前記第二の下部ロータの回転軸との間の前記横方向距離が前記金属ストリップの幅より少なくとも前記金属ストリップの幅の半分だけ大きい、請求項１８に記載の装置。
【請求項２１】
前記金属ストリップの前記中心線が前記金属ストリップの横方向中心線であり、前記所望のパスラインの前記中心線が前記所望のパスラインの横方向中心線である、請求項１１に記載の装置。
【請求項２２】
移動する金属ストリップを受け入れるための加工機器であって、所望のパスラインを有する前記加工機器と、
請求項１に記載の前記磁気ステアリング装置であって、前記磁気ステアリング装置の前記所望のパスラインが前記加工機器の前記所望のパスラインである、前記磁気ステアリング装置とを含む、金属加工システム。
【請求項２３】
前記加工機器が連続焼鈍ラインの炉ゾーンおよび冷却ゾーンから選択される、請求項２２に記載のシステム。
【請求項２４】
前記磁気ロータステアリングデバイスが前記加工機器の入口および前記加工機器の出口の少なくとも一方に隣接して配置される、請求項２２に記載のシステム。
【請求項２５】
前記磁気ロータステアリングデバイスが前記加工機器の入口および前記加工機器の出口の間に配置される、請求項２２に記載のシステム。
【請求項２６】
前記加工機器は、凹部を有する外壁を含み、前記磁気ロータステアリングデバイスは、少なくとも部分的に前記凹部内に配置される、請求項２２に記載のシステム。
【請求項２７】
さらに、前記少なくとも１つの磁気ロータの垂直方向の位置、または水平方向の位置、または垂直方向かつ水平方向の位置を調整するために前記少なくとも１つの磁気ロータに連結された１つまたは複数のアクチュエータと、
センサからの信号に応答して前記少なくとも１つの磁気ロータの垂直方向の位置、または水平方向の位置、または垂直方向かつ水平方向の位置を調整するために、前記センサおよび前記１つまたは複数のアクチュエータに連結されたコントローラとを含む、請求項２２に記載のシステム。
【請求項２８】
前記少なくとも１つの磁気ロータの各々が１つまたは複数の永久磁石である、請求項２２に記載のシステム。
【請求項２９】
前記少なくとも１つの磁気ロータが、前記移動する金属ストリップの第一の縁部に隣接する第一の組のロータと、前記移動する金属ストリップの第二の縁部に隣接する第二の組のロータとを含み、前記第一の縁部が、前記移動する金属ストリップの横方向の中心線を介して前記第二の縁部の反対に配置される、請求項２２に記載のシステム。
【請求項３０】
前記第一の組のロータの１つが、前記移動する金属ストリップを介して前記第一の組のロータの別のものと反対に配置され、前記第二の組のロータの１つが、前記移動する金属ストリップを介して前記第二の組のロータの別のものと反対に配置される、請求項２９に記載のシステム。
【請求項３１】
前記移動する金属ストリップが、前記加工機器の１セクションのための物理的に接触する支持体によって支持されず、前記磁気ロータステアリングデバイスが、前記セクション内に配置される、請求項２２に記載のシステム。
【請求項３２】
前記金属ストリップの前記中心線が前記金属ストリップの横方向中心線であり、前記所望のパスラインの前記中心線が前記所望のパスラインの横方向中心線である、請求項２２に記載のシステム。
【請求項３３】
移動する金属ストリップをステアリングする方法であって、
請求項１に記載の金属加工システムに隣接して金属ストリップを通過させることと、
前記移動する金属ストリップで前記変化する磁界を誘起するために、前記少なくとも１つの磁気ロータを回転させることと、
前記変化する磁界を誘起することに応答して前記移動する金属ストリップに力を生成することとを含む、方法。
【請求項３４】
さらに、前記金属ストリップの位置を感知することと、
前記感知された位置に基づいて前記少なくとも１つの磁気ロータに連結されたアクチュエータを制御することであって、前記アクチュエータを制御することが、前記少なくとも１つの磁気ロータの水平位置または垂直方向位置の少なくとも１つを調整することを含むように、制御することとを含む、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
さらに、前記ストリップの所定のパラメータにアクセスすることと、
前記所定のパラメータに基づいて前記少なくとも１つの磁気ロータに連結されたアクチュエータを制御することであって、前記アクチュエータを制御することが、前記少なくとも１つの磁気ロータの水平位置または垂直方向位置の少なくとも１つを調整することを含むように、制御することとを含む、請求項３３に記載の方法。
【請求項３６】
前記ストリップの前記所定のパラメータにアクセスすることが、ストリップ幅、ストリップ厚さ、および所望のパスラインの横方向中心線の位置からなる群から選択された少なくとも１つにアクセスすることを含む、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
さらに、前記金属ストリップの位置を感知することと、
前記感知された位置に基づいて連結された前記少なくとも１つの磁気ロータの回転速度を制御することとを含む、請求項３３に記載の方法。
【請求項３８】
前記金属ストリップを通過させることは、４１Ｍｐａ以下の張力で前記金属ストリップを通過させることを含む、請求項３３に記載の方法。
【請求項３９】
前記金属ストリップを通過させることは、６Ｍｐａ以下の張力で前記金属ストリップを通過させることを含む、請求項３３に記載の方法。
【請求項４０】
磁気ロータステアリングための加工装置を変更する方法であって、前記方法が、
前記加工機器から外壁の一部分を除去することと、
前記外壁の一部分を水平壁と少なくとも１つの垂直壁とを有する凹部で置き換えることと、
前記少なくとも１つの磁気ロータが前記水平壁を介して前記加工機器の内部の反対にあるように、請求項１に記載の前記磁気ステアリング装置を前記凹部内に配置することとを含む、方法。
【請求項４１】
さらに、前記加工機器の前記内部に変化する磁界を誘起するために前記磁気ロータを回転させることであって、前記変化する磁界が、前記加工機器の前記内部を通って移動する金属ストリップに力を発生させるのに十分であるように、回転させることを含む、請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
前記水平壁が垂直壁の厚さよりも薄い厚さを有する、請求項４０に記載の方法。
【請求項４３】
さらに、前記外壁の前記一部分を特定することであって、前記一部分を特定することが、１つまたは複数の隣接するノズルから長手方向にオフセットされた外壁の距離を決定することを含むように、特定することを含む、請求項４０に記載の方法。
【請求項４４】
金属ストリップに直流電流を印加するための電流源と、
前記金属ストリップを介して前記直流電流を印加するために前記電流源に連結され、前記金属ストリップの表面に向かってバイアスされる一対の電極と、
前記金属ストリップを通過する前記直流電流の方向に垂直な方向に前記金属ストリップを通る磁界を誘起するために、前記金属ストリップに近接して配置された永久磁石とを含む、印加電流磁気ステアリング装置。
【請求項４５】
さらに、前記金属ストリップに第二の直流電流を印加するための第二の電流源と、
前記金属ストリップを介して前記第二の直流電流を印加するために、前記第二の電流源に連結され、前記金属ストリップの第二の縁部に向かってバイアスされ、前記電極対が前記金属ストリップの前記第二の縁部に対向する前記金属ストリップの第一の縁部に向かってバイアスされる、第二の電極対と、
前記金属ストリップを通過する前記第二の直流電流の方向に垂直な方向に前記金属ストリップを通る第二の磁界を誘起するために、前記金属ストリップに近接して配置された第二の永久磁石とを含む、請求項４４に記載の装置。
【請求項４６】
さらに、前記金属ストリップに第二の直流電流を印加するための第二の電流源と、
前記金属ストリップを介して前記第二の直流電流を印加するために前記第二の電流源に連結され、前記金属ストリップの第二の縁部に向かってバイアスされる、第二の電極対であって、前記電極対が前記金属ストリップの前記第二の縁部に対向する前記金属ストリップの第一の縁部に向かってバイアスされ、前記磁界が前記金属ストリップを通過する前記第二の直流電流の前記方向に垂直な方向に誘起されるように、前記永久磁石が、前記金属ストリップの幅に渡って横方向に延びる、第二の電極対とを含む、請求項４４に記載の装置。
【請求項４７】
移動する金属ストリップの走行方向に平行な方向に前記移動する金属ストリップの縁部に沿って直流電流を印加することと、
前記少なくとも１つの印加された磁界が前記印加された直流電流と垂直に交差するように、前記移動する金属ストリップの前記縁部に沿って少なくとも１つの磁界を印加することとを含む、金属をステアリングする方法。
【請求項４８】
少なくとも１つの磁界を印加することが、第一の磁界を前記移動する金属ストリップの第一の縁部に沿って印加することと、第二の磁界を前記移動する金属ストリップの第二の縁部に沿って印加することとを含む、請求項４７に記載の方法。
【請求項４９】
前記移動する金属ストリップの前記縁部に沿って前記直流電流を印加することが、
第一の組の電極、第一の電流源、および前記移動する金属ストリップの第一の縁部の間の第一の回路を完成させることと、
第二の組の電極、第二の電流源、および前記移動する金属ストリップの第二の縁部の間の第二の回路を完成させることとを含む、請求項４７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１５年６月９日に出願された米国仮特許出願第６２／１７３，０９７号の利益を主張するものであり、本明細書によりその全体が引用されることにより組み込まれる。
【０００２】
本開示は、一般に、金属ストリップの加工に関し、より詳細には、加工中の金属ストリップ、特に非鉄金属ストリップのステアリングまたは制御に関する。
【背景技術】
【０００３】
多くの金属加工プロセスは、連続金属ストリップのステアリングおよび加工を含む。金属をストリップとして加工することにより、金属の長い長さを迅速に加工することが可能になるが、金属ストリップは加工機器の所望のパスラインからの一定の差異内の中心に留まる必要がある。ストリップが機器の所望のパスラインから離れすぎると、ストリップが機器の縁部に望ましくない接触をすることがあり、ストリップが正しく処理されないことがある（例えば、均一に加熱または冷却されないなど）、または他の望ましくない結果、または危険な結果、または高価格になる結果が生じる可能性がある。特定の機器では、金属ストリップは高い張力で保持されており、能動的なステアリングは必要ではない。しかし、ストリップが冷間圧延機に最初に供給されるときや、連続焼鈍ラインで金属ストリップを加工するときのように、金属ストリップが高張力で保持されていないときには、能動的なステアリングまたは制御の必要性が増す可能性がある。能動的なステアリングは、他の状況においても有用であることができる。
【０００４】
さらに、アルミニウムなどの特定の金属は、機器との接触によって損傷を受ける可能性がある。特に、金属が軟らかいとき（例えば、加熱により）金属を加工する場合、非接触ステアリング機器の使用が望ましい。さらに、特定の金属は、金属中の局部的なホットスポットによって害される可能性がある。
【発明の概要】
【０００５】
実施形態という用語および同様の用語は、本開示の主題および以下の特許請求項のすべてを広く参照するように意図されている。これらの用語を含む記述は、本明細書に記載される主題を限定するものでもなく、以下の特許請求項の意味または範囲を限定するものでもないと理解すべきである。本明細書に包含される本開示の実施形態は、本明細書の要約ではなく、以下の特許請求項によって定義される。この要約は、本開示の様々な態様を概説したものであり、以下の「発明を実施するための形態」の節でさらに説明する概念のいくつかを紹介する。この要約は、特許請求された主題の重要な、または本質的な特徴を特定することを意図するものではなく、請求される主題の範囲を決定するために単独で使用されることも意図していない。主題は、開示の明細書全体の適切な部分、任意のまたはすべての図面および各請求項を参照することによって理解されるべきである
【０００６】
本開示の態様は、金属を磁気的にステアリングまたは配置するためのシステムおよび方法を含む。システムおよび方法は、金属に隣接して配置されたロータに取り付けられた磁石のように、金属に物理的に接触しない磁石を使用することによって、移動する金属ストリップまたは固定金属片をステアリングすることができる。場合によっては、固定磁石を移動する金属ストリップに隣接して配置することができ、移動する金属ストリップを通過した電気が金属ストリップ内での動きを誘起することができる。
【０００７】
非接触ステアリングデバイスは、金属ストリップの近くに配置された１つまたは複数の磁気ロータを含むことができる。各ロータは、１つまたは複数の永久磁石を含むことができ、回転することができ、近くを通過する金属ストリップ上に変化する磁界を与えることができる。磁気ロータは、金属ストリップの長手方向の走行方向に平行な回転軸を中心に回転することができる。磁気ロータは、横方向、縦方向、または縦方向の任意の組み合わせでストリップに力を与えるように配置することができる。制御機構は、ロータ速度、ロータ方向、ロータの垂直方向位置、ロータ間の垂直方向間隔、および／またはロータの横方向位置を制御することができる。場合によっては、制御機構は、非接触磁気ロータステアリングデバイスを通過する金属ストリップの閉ループフィードバック制御を提供するために、ライトカーテンおよびレーザ距離センサのようなセンサに連結することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本明細書は、以下の添付図面を参照するものであり、異なる図面における同様の参照番号の使用は、同様または類似の構成要素を示すことを意図している。
【図１】図１は、本開示のいくつかの態様による磁気ロータステアリングデバイスの図である。
【図２】図２は、本開示のいくつかの態様による図１の磁気ロータステアリングデバイスの正面図である。
【図３】図３は、本開示のいくつかの態様による図１の磁気ロータステアリングデバイスの垂直方向支持体および２つのロータのクローズアップ図である。
【図４】図４は、本開示のいくつかの態様による図１の磁気ロータステアリングデバイスの垂直方向支持体および２つのロータのクローズアップ背面図である。
【図５】図５は、本開示のいくつかの態様によるロータシールドを適所に有する、図１の磁気ロータステアリングデバイスの垂直方向支持体および２つのロータのクローズアップ図である。
【図６】図６は、本開示のいくつかの態様による冷却剤シールドおよびロータシールドが適所にある、磁気ロータステアリングデバイスの２つのロータのクローズアップ、正面、切開図である。
【図７】図７は、本開示のいくつかの態様による金属ストリップの周辺の定位置にある永久磁石磁気ロータステアリングデバイスを示す上面図である。
【図８】図８は、本開示のいくつかの態様による図７の永久磁石磁気ロータステアリングデバイスを示す正面図である。
【図９】図９は、本開示のいくつかの態様による連続焼鈍ラインの様々な位置に配置された磁気ロータステアリングデバイスを示す概略図である。
【図１０】図１０は、本開示のいくつかの態様による金属ストリップにおける正弦波タイプの変動を誘起するために使用されるオフセットロータを示す概略側面図である。
【図１１】図１１は、本開示のいくつかの態様によるフィードバック制御プロセスを示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、本開示のいくつかの態様によるフィードバック制御なしで金属ストリップをステアリングするためのプロセスを示すフローチャートである。
【図１３Ａ】図１３Ａは、本開示のいくつかの態様による金属ストリップの上方に長手方向に配置可能なロータを含む磁気ロータステアリングデバイスの俯瞰図である。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは、本開示のいくつかの態様による金属ストリップの上に長手方向に配置可能なロータを含む図１３Ａの磁気ロータステアリングデバイスの正面図である。
【図１３Ｃ】図１３Ｃは、本開示のいくつかの態様による金属ストリップの上に長手方向に配置可能なロータを含む図１３Ａの磁気ロータステアリングデバイスの側面図である。
【図１４】図１４は、本開示のいくつかの態様によるストリップ加工機器に入る前に金属ストリップをステアリングするために使用される磁気ロータステアリングデバイスを含む金属加工システムを示す概略立面図である。
【図１５】図１５は、本開示のいくつかの態様による図１４の金属加工システムを示す概略上面図である。
【図１６】図１６は、本開示のいくつかの態様によるストリップ加工機器を出た後に金属ストリップをステアリングするために使用される磁気ロータステアリングデバイスを含む金属加工システムを示す概略立面図である。
【図１７】図１７は、本開示のいくつかの態様による図１６の金属加工システムを示す概略上面図である。
【図１８】図１８は、本開示のいくつかの態様による印加電流磁気ステアリング装置の軸測投影図である。
【図１９】図１９は、本開示のいくつかの態様による図１８の印加電流磁気ステアリング装置の正面図である。
【図２０Ａ】図２０Ａは、本開示のいくつかの態様による図１８の印加電流磁気ステアリング装置の上面図である。
【図２０Ｂ】図２０Ｂは、本開示のいくつかの態様による印加電流磁気ステアリング装置の上面図である。
【図２１】図２１は、本開示のいくつかの態様による磁気ロータステアリングデバイスの正面図である。
【図２２】図２２は、本開示のいくつかの態様による磁気ロータステアリングデバイスが嵌め込まれる炉の切開側面図である。
【図２３】図２３は、本開示のいくつかの態様による磁気ロータステアリング装置を受け入れるように変更された炉の切開側面図である。
【図２４】図２４は、本開示のいくつかの態様による炉内に組み込まれた磁気ロータステアリング装置を示す切開側面図である。
【図２５】図２５は、本開示のいくつかの態様による炉入口で炉内に組み込まれた磁気ロータステアリング装置を示す切開側面図である。
【図２６】図２６は、本開示のいくつかの態様による炉出口で炉内に組み込まれた磁気ロータステアリング装置を示す切開側面図である。
【図２７】図２７は、本開示のいくつかの態様による二次ロータを有する磁気ロータステアリングデバイスの正面図である。
【図２８】図２８は、本開示のいくつかの態様による金属ストリップをステアリングするための磁気ステアリングデバイスの正面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本開示のいくつかの態様および特徴は、非接触磁気ロータステアリングデバイスおよび使用方法に関する。非接触ステアリングデバイスは、金属ストリップの近くに配置された１つまたは複数の磁気ロータを含む。各磁気ロータは、１つまたは複数の永久磁石（例えば、サマリウムコバルト磁石、ネオジウム磁石、または他の磁石）を含む。各磁気ロータが回転すると、それは近くを通過する金属ストリップ上に変化する磁界を与える。磁気ロータは、それぞれ、金属ストリップの長手方向の走行方向に平行な回転軸の周りを回転することができる。他の態様では、磁気ロータは、金属ストリップの長手方向の走行方向に垂直な回転軸の周りを回転することができる。磁気ロータは、横方向、垂直方向、または縦方向の任意の組み合わせでストリップに力を与えるように配置することができる。制御機構は、ロータの速度、ロータの方向、ロータの垂直方向位置、ロータの横方向位置、ロータ間の水平方向間隔、および／またはロータ間の垂直方向間隔を制御することができる。場合によっては、制御機構は、非接触磁気ロータステアリングデバイスを通過する金属ストリップの閉ループフィードバック制御を提供するために、ライトカーテンおよびレーザ距離センサなどのセンサに連結する。ステアリングデバイスは、アルミニウムのような導電性非鉄金属ストリップ上に使用することができる。他の導電性非鉄金属を使用することができる。
【００１０】
ステアリングデバイスは、金属ストリップの電流パスライン（例えば、金属ストリップが加工機器を通って沿うように走行する電流経路）、位置、方向、および／または形状に対する調整が必要なときはいつでも使用することができる。ステアリングデバイスを使用して、移動する金属ストリップを所望のパスラインに向かって付勢することができる。所望のパスラインは、金属ストリップが加工機器を通って沿うように走行する所望の経路とすることができる。パスラインは、横方向成分（例えば、機器の側壁から、のような機器内の金属ストリップの横方向位置）と、垂直方向成分（例えば、機器の上面壁および底面壁から、のような機器内の金属ストリップの垂直方向位置）とを含むことができる。所望のパスラインの横方向中心線は中心線ターゲットとして知られ、金属ストリップが所望のパスラインに沿って走行しているときに、金属ストリップの横方向中心線の所望の位置であることができる。所望のパスラインの垂直方向中心線は垂直ターゲットとして知られており、金属ストリップが所望のパスラインに沿って走行しているときに、金属ストリップの垂直方向中心線の所望の位置であることができる。
【００１１】
ステアリングデバイスは、任意の数のロータを含むことができる。各ロータは、１つまたは複数の永久磁石を含む。適切な永久磁石を、強度、温度抵抗、および／または他の要因に基づいて選択することができる。適切な永久磁石は、今日知られているか、または将来発見される任意の永久磁石から選択することができる。適切な永久磁石は、サマリウムコバルト磁石を含むことができる。永久磁石は、ロータの周囲のまわり、またはロータの周囲内に配置することができ、またはロータ自体を構成することができる。永久磁石は、ロータの周囲の周りに交互の方向に配置することができる。永久磁石は、ロータの外側に磁界を集中させるために、ハルバッハ配列など、多くの異なる構成で配置することができる。
【００１２】
ロータは、適切な方法で金属ストリップに近接して支持される。そのような好適な方法の１つは、各ロータが１つのロータアーム上に配置されることを含む。ロータアームは、ロータを駆動するのに必要な機器を含むことができる。場合によっては、ロータアームは、ベルトを介してロータに連結された駆動モータを含む。駆動モータは、ロータ自体の回転速度および回転方向を制御する。ロータアームは、垂直方向支持体に取り付けることができる。場合によっては、単一の垂直方向支持体は、２つのロータアームと、金属ストリップの上方または所望のパスラインの垂直方向中心線の上方に位置する上部ロータアームと、金属ストリップの下方または所望のパスラインの垂直方向中心線の下方に位置する下部ロータアームとを含む。単一の垂直方向支持体上に、任意の数のロータアームを使用することができる。場合によっては、ステアリングデバイスは、２つの垂直方向支持体、すなわち、ストリップの右縁端に近接して配置された右垂直方向支持体と、ストリップの左縁端に近接して配置された左垂直方向支持体とを含む。ステアリングデバイスには、任意の数の垂直方向支持体を使用することができる。垂直方向配置モータは、垂直方向支持体上の１つまたは複数のロータアームの垂直方向位置を制御するために使用することができる。単一の垂直方向支持体上のすべてのロータアームを垂直に動かすため、および単一の垂直方向支持体上のロータアーム間を垂直に分離するため、十分な垂直方向配置モータを使用することができる。各垂直方向支持体は、水平移動のために（例えば、ストリップの中心線に近づく、またはストリップの中心線から離れるように）トラック上に配置される。水平方向配置モータを使用して、垂直方向支持体、および、故に、取り付けられたロータアームの水平移動を制御することができる。場合によっては、水平方向配置モータは、垂直方向支持体に対する単一のロータの水平方向の配置を制御するように配置することができる。
【００１３】
種々の配置モータおよび駆動モータを介して、ステアリングデバイスは、ロータ速度、ロータ方向、ロータの垂直方向の配置、およびロータの水平方向の配置の少なくとも４つの動作範囲を提供することができる。場合によっては、ステアリング装置は、同じ垂直方向支持体を共有する別のロータの間の垂直隙間である、少なくとも第五の範囲の運動をさらに提供することができる。場合によっては、隣接するロータが第一の回転ロータとの磁気的結合により駆動されるとき、その第一のロータをロータモータによって駆動することができる。
【００１４】
任意の適切なロータ速度を使用することができる。場合によっては、ロータが所望の速度で駆動される地点で、必要とされるまでロータを静止させる（例えば毎分ゼロ回転）ことができる。場合によっては、ロータの適切な回転速度は、毎分０回転（ＲＰＭ）から２０００ＲＰＭまでとすることができる。場合によっては、速度が２０００ＲＰＭを超えることができる。２５０〜２０００ＲＰＭ、または５００〜１７５０ＲＰＭ、または１０００〜１６００ＲＰＭ、または１２００〜１５００ＲＰＭ、または１３００〜１５００ＲＰＭの範囲の速度、またはその中の任意の他の範囲の速度でロータを操作することが望ましい場合がある。場合によっては、適切な回転速度は、回転軸の垂直方向および／または横方向の配置および磁石の強度などの様々な要因に依存することができる。場合によっては、磁石の温度が変動すると、ロータの永久磁石の強度の変動を補償するために、温度センサに連結されたコントローラを使用してロータの回転速度を調整することができる。例えば、冷却システムが磁石の温度を所望のレベルに維持することができない場合、磁石の強度は低下し、コントローラは、これらの磁石を支持するロータの速度を増加させて、磁石の磁気強度が低下するのを補償することができる。
【００１５】
各ロータは、ロータシールド内に収容することができる。ロータシールドは、さらにロータアームと、場合によっては、垂直方向支持体の一部または全部とをその中に入れることができる。ロータシールドは、１つまたは複数の部品とすることができる。ロータシールドは、防水性であるか、そうでなければロータを周囲環境から液体的に隔離することができる。ロータシールドは、磁気透過性材料または略磁気透過性材料から選択することができる。換言すれば、ロータシールドは、回転するロータによって生成される磁界のいずれも吸収しないように設計することができる。ロータシールドは断熱性であることができる。液体隔離ロータシールドは、連続焼鈍ラインの焼入れセクション内のように、水分および液体に曝される可能性がある特定の機器の中または近くで、ステアリングデバイスを使用することを可能にする。様々な場合において、ロータシールドは、流体シールドおよび／または断熱のいずれか１つまたはそれらの組み合わせとすることができる。
【００１６】
場合によっては、ロータの永久磁石を冷却するために、ロータを通ってまたはロータの近くに冷却剤が循環される。冷却剤は、冷却ガスなどの流体とすることができる。場合によっては、ロータから熱を取り出すために、ヒートパイプがロータアームに組み込まれる。場合によっては、冷却剤は、内部冷却剤シールドとロータシールドとの間の空間内を循環する。内部冷却剤シールドはロータを囲むことができ、ロータが冷却剤シールド内で自由に動くことを可能にする。冷却剤シールドは、冷却剤がロータおよびロータシールドを通過して熱を除去するのを可能にしつつ、ロータが冷却剤と直接接触するのを保護することができる。ロータを冷却剤と直接接触させることが望ましくないことはない場合（例えば、空気が冷却剤である場合）、冷却剤は、内部冷却剤シールドが使用されないなどの状態で、ロータシールドの容積内で循環することができる。
【００１７】
永久磁石は、比較的高い温度（例えば、サマリウムコバルト磁石では最大約５５０℃、ネオジム磁石では最大約２００℃）で動作することができるので、ステアリングデバイスが炉のような高温ゾーン内で使用される場合、適度な量の冷却だけが実施される必要がある。一実施例では、約６００℃〜６５０℃で動作する炉内で使用される非接触永久磁石磁気ロータステアリングデバイスは、約１００℃〜１５０℃の冷却しか必要としない。所望の永久磁石から強い磁界を得るためには、追加の冷却が望ましいことがあり得る。いくらかの付加的な冷却が非接触永久磁石磁気ロータステアリングデバイスの永久磁石と共に使用される他の部品（例えば、ベアリング、モータなど）に必要とされることがあり得る。場合によっては、サマリウムコバルト磁石は高熱で磁界強度の低下がおそいので、高熱が予想される場合にはネオジム磁石よりもサマリウムコバルト磁石が望ましい場合があり得る。しかし、ネオジム磁石は、より低い温度で強い磁界強度を有するので、より高い熱が予想されない場合、ネオジム磁石がサマリウムコバルト磁石よりも望ましい場合があり得る。
【００１８】
加えて、永久磁石の使用は、電磁石と比較して、特に動作温度が上昇するにつれて、ステアリング動作を誘起するのに必要とされるエネルギは小さい。動作温度が高くなり過ぎると、電磁石は適切に機能しなくなり、電磁石を十分に冷却するためにはかなりの資源を費やさなければいけない。対照的に、永久磁石はより高い温度で働き、要求される冷却は小さい。
【００１９】
さらに、金属ストリップをステアリングするために使用される回転永久磁石は、ストリップの幅に渡って熱変動を最小限にするかまたは熱変動を与えない。ストリップをステアリングするためにストリップの幅に渡って与えられる誘導電磁界を変化させるため、固定電磁石を使用することにより、または誘導性ステアリングすることにより、ストリップ内に局部的なホットスポットを生成することができる。誘導電磁界の変化は、電磁石の通常の巻線の差異によって引き起こされることがあり得る。電磁石巻線の差異により、いくつかの横方向位置において、隣接する横方向位置よりも多くの熱を発生させる結果となり得る。局部的なホットスポットは、不均一にストリップを変形させ、他の製造上の欠陥を引き起こすことがあり得る。対照的に、回転する永久磁石によって生成された誘導電磁界は、そのような局部的なホットスポットを誘起するようには、金属ストリップの全幅に渡って生じず、十分に高い周波数では発生しない。永久磁石は、その寸法全体に渡って、または１つの磁石から別の磁石に対し、あるレベルの固有の磁気の差異を含むことがあり得るが、この差異はロータ内の永久磁石の回転により平均化される。いずれの永久磁石も任意の横方向固定位置に保持されない。故に、平均磁界は回転する永久磁石によって印加される。このように、回転磁気ロータステアリングデバイスは、望ましくない局部的なホットスポットの誘起を最小限にするかまたは無しにして金属ストリップをステアリングすることができる。
【００２０】
場合によっては、電磁石をロータに含めることによって有利に使用することができる。ロータに配置され、永久磁石が回転する方法と同様に回転されると、電磁石は、上記のように固定電磁石が使用されるときに現れる局所的なホットスポット形成の懸念なしに、変化する磁界を提供することができる。ロータ内の回転電磁石は、ロータ内の電磁石の回転にもかかわらず、隣接する金属ストリップに印加される磁界が連続的に変化することを確保するために、整流子の代わりにブラシ、スリップリング、または類似の電気回転継手の使用を含むことができる。場合によっては、ステアリングデバイスは、少なくとも４つのロータを含み、１つのロータがストリップの横方向縁の上側および下側のそれぞれに配置されている（例えば、左上に１つ、左下に１つ、右上に１つ、右下に１つ）。この４つのロータ構成により、ステアリングデバイスは、金属ストリップ上に、または金属ストリップの縁部またはその近くに、横方向の力を付与することが可能になる。金属ストリップが所望のパスラインから横方向に外れ過ぎ始めると、偏差方向の縁部に近いロータは、適切な方向および速度で回転し、必要に応じて水平または垂直に配置され、金属ストリップを所望のパスラインに向けてステアリングするか戻すようにすることができる。同様に、金属ストリップの反対側の縁部上の（例えば、偏差から離れた）ロータは、金属ストリップを所望のパスラインに向かって引き戻す力を加えることができる。さらに、金属ストリップが所望のパスラインの近くを走行している場合でも、ステアリングデバイスは、そのロータを回転させて、ストリップの横幅に渡って張力または圧縮力を付与することができる。そのような張力または圧縮力は、金属ストリップを所望のパスラインの中心に保つのを助け、金属ストリップのシート形状または平坦度を制御するのを助けることができる。
【００２１】
場合によっては、何組かのロータ対は、金属ストリップに正弦波状の変動を与えるために、一対のロータを互いに長手方向にオフセット（例えば、ストリップの幅に渡ってオフセットするのではなく、ストリップの連続長さに沿って）させて配置することができる。第一のロータ対は、金属ストリップの両縁部またはその近くに配置され、かつ金属ストリップまたは所望のパスラインの垂直方向中心線以下で垂直にオフセットすることができる。第一のロータ対は、金属ストリップを常態のパスライン（例えば、正弦波変動のない標準的なパスライン）の上に押し上げるように上方へのステアリングを提供することができる。第一のロータ対から長手方向にオフセットした第二のロータ対は、金属ストリップの両端またはその近くに配置され、金属ストリップまたは所望のパスラインの垂直方向中心線以上で垂直にオフセットすることができる。第二のロータ対は、金属ストリップを常態のパスラインの下に押し込むように下方へのステアリングを提供することができる。金属ストリップの上方または下方への動きを誘起するために、追加のロータ対を第一および第二のロータ対からの縦方向にオフセットした位置に使用することができる。その結果の長手方向にオフセット位置での金属ストリップの上方および下方への移動は、金属ストリップに正弦波状の変動を誘起することができる。この正弦波状の変動は、金属ストリップが横方向にたわむことなく（例えば、ストリップの中心線がストリップの縁以上にたわむことなく）加工機器を通過して走行するのを助け、クロスボウおよびガルウィングなどの形状／平坦条件に対し補正することができる。ロータは、シートの長手方向軸に垂直または平行に配置されてもよいし（例えば、シートの移動方向に走行する軸）、またはそれらの任意の組み合わせであってもよい。
【００２２】
ロータは、円筒形または略円筒形であり得る。場合によっては、ロータは樽形状の輪郭を有する（例えば、ロータの中心はロータの縁よりも大きい直径を有する）。樽形状の輪郭は、本明細書で説明するように、正弦波状の変動を引き起こす場合に特に有用であることができる。樽形状の輪郭は、ストリップとロータとの間の望ましくない接触を回避するのに有用であることができる。他の形状の輪郭も使用できる。
【００２３】
場合によっては、回転軸が金属ストリップの横幅に平行になるように、少なくとも１つのロータが配置される。１つの態様では、単一のロータが、金属ストリップまたは所望のパスラインの垂直方向中心線の上または下に配置され、金属ストリップの上方または下方への動きを誘起する。単一のロータをストリップ通過ラインの下に配置して、ストリップの横方向のクロスボウを誘起することができる（例えば、ここで、ストリップの中心がストリップの縁部よりも高い位置に垂直にオフセットしている）。場合によっては、単一のロータを、金属ストリップの横方向中心線に、またはその近くに配置することができる。横方向のクロスボウは、液体がストリップの縁から落ちるのを可能にするので、水などの液体がストリップの中央部に溜まらないようにするのに有用であることができる。場合によっては、単一のロータが回転軸を金属ストリップの長手方向軸に平行にして配置される。
【００２４】
ステアリングデバイスは、高張力下にない金属ストリップをステアリングするのに特に有用であることができる。例えば、金属ストリップが約４０ＭＰａ以下、または約３０ＭＰａ以下、または約２０ＭＰａ以下、または約１０ＭＰａ以下、または約５ＭＰａ以下、または約２ＭＰａ以下、または約１ＭＰａ以下の長手方向張力を受けているとき、ステアリングデバイスを使うことができる。場合によっては、ステアリング装置は、高い張力を受けている金属ストリップを操舵するのに有用であることができる。例えば、ステアリング装置は、金属ストリップが約１ＭＰａ以上、または約２ＭＰａ以上、または約５ＭＰａ以上、または約１０ＭＰａ以上、または約２０ＭＰａ以上、または約３０ＭＰａ以上、または約４０ＭＰａ以上の長手方向張力を受けているとき有用であることができる。場合によっては、より大きい直径のロータ（例えば、より強い磁界を有するより大きな磁石）は、より高い張力下での金属ストリップのステアリングに有用であることができる。場合によっては、回転数を増加すると、図２７を参照して説明した一次および二次ロータなどの金属ストリップをステアリングするのに有用であることができる。
【００２５】
ステアリングデバイスは、ストリップに協調横力を誘起して、ストリップを加工機器の所望のパスラインに整列させるなど、ストリップの横方向の動きを誘起することができる、または金属ストリップが所望のパスラインからあまりにも遠く離れすぎてずれている場合には、所望のパスラインに向かって金属ストリップ内に横方向の力を誘起することができる。所望のパスラインは、機器の中心線をたどるか否かにかかわらず、機器を通るどのようなパスラインであってもよい。例えば、所望のパスラインは、機器の垂直方向および水平方向の中心線の中心に置くことができる。オプションで、所望のパスラインは、機器の垂直方向および水平方向の中心線の一方または両方からオフセットすることができる。場合によっては、所望のパスラインは、機器を通るストリップの自然なパスラインであってもよい（例えば、ストリップが、ステアリング機構が所定の位置にない機器を通って走行する経路）。しかし、オプションで、所望のパスラインは、自然のパスライン以外のパスラインであってもよい。ステアリングデバイスは、ストリップ上で対向する横方向の力を誘起して、ストリップに横方向の張力または圧縮を誘起することができる。ステアリングデバイスは、ストリップをその電流パスラインの上または下に上昇または下降させるというように、ストリップの垂直移動を誘起することができる。ステアリングデバイスはさらに、ストリップの位置を目標垂直方向位置（例えば、加工機器の上部および下部に対して）および／または目標横方向位置（例えば、加工機器の一部の側壁に対して）を保持することができる。例えば、ステアリングデバイスがストリップを１つの機器を通る所望のパスラインで保持するように使用することができる。
【００２６】
制御システムは、ステアリング装置のロータの位置、速度、および／または方向を管理することができる。制御システムは、ロータのフィードバック制御（例えば、閉ループフィードバック制御）のための１つまたは複数のセンサに連結することができる。１つまたは複数のセンサは、磁気ロータステアリングデバイスのロータに隣接して配置され得るか、または上流方向または下流方向の一方または両方においてロータから間隔をあけて配置され得る。任意の適切なセンサを使用することができる。場合によっては、ライトカーテンなどの横方向位置センサがストリップの所望のパスラインからの横方向の偏差を検出するために使用される。横方向位置センサは、ライトカーテンの追加の部分が閉塞された場合など、ストリップの中心からの横方向の偏差を検出することができる。横方向位置センサからの信号は、ストリップを所望のパスラインに向けて押すか引くような追加の横方向の力を加えるためにロータを操作する制御システムの引き金を引くことができる。場合によっては、ストリップが所望のパスラインから垂直にずれているかどうかを判定するために、１つまたは複数の垂直方向位置センサ（例えば、レーザ距離計）を使用することができる。垂直方向位置センサは、ストリップの所望のパスラインからの垂直方向の偏差を検出することができる。垂直方向位置センサからの信号は、ストリップを所望のパスラインに向けて押し戻すように追加の垂直方向の力を加えるためにロータを操作する（例えば、ロータを垂直に移動させる）制御システムの引き金を引くことができる。シートの形状または平坦度を決定するために、一群の垂直方向位置センサを使用することができる。次いで、制御システムは、適切な力をストリップに加えることによって所望の形状および／または平坦度を達成するためにロータを操作することができる。
【００２７】
場合によっては、ロータモータがロータを駆動している間にトルクの変化を測定するために、センサをロータまたはロータモータに連結することができる。トルク測定値は、金属ストリップが高いところ、または低いところで走行しているか、または所望のパスラインから横方向にずれているかどうかなど、移動する金属ストリップの位置に関する情報を決定するために使用することができる。
【００２８】
場合によっては、制御システムは、横方向位置センサまたは縦方向位置センサを使用しないなど、フィードバック制御なしで動作することができる。そのような場合、制御システムは、動作中にロータを絶えず動かすことができる。適切に配置されたロータ（例えば、金属ストリップの横方向縁に位置するか、またはそれを過ぎてすぐのところに位置する）によって、フィードバックのない定常のロータ動作は、移動する金属ストリップの横方向位置をある程度まで維持することができるが、このことは様々な動作に適していることがあり得る。金属ストリップが中心から横方向に逸れ始めると、金属ストリップは、１組のロータの移動磁界内に移動しつつ、同時に金属ストリップの横方向の反対側に位置する別の組のロータの移動磁界から離れて移動する。金属ストリップは、第二組の移動磁界よりも第一組の移動磁界内にあるので、第一組の移動磁界は、第二組の移動磁界よりもはるかに強い力で金属ストリップを所望のパスラインに向かって押す。したがって、このことによりセンサからの能動的なフィードバックを必要とせずに自動的に是正措置を提供する。しかしながら、場合によっては、センサからの能動的なフィードバックがより能動的な制御のために望ましい場合があり得る。
【００２９】
場合によっては、ロータの回転軸は、金属ストリップの縁部と同一平面上である、または金属ストリップの縁部のロータの半径内にある、または金属ストリップの縁部から（例えば、ロータの半径よりも大きな距離だけ）離れて間隔をあけて遠位（例えば、所望のパスラインの横方向の中心線から離れて）にある、垂直平面にあることができる。一実施例では、幅が１メートルである金属ストリップの加工は、ロータを所望のパスラインの横方向の中心線から横方向に１メートル離れて配置することを含むことができ、結果として金属ストリップが所望のパスラインに沿って走行しているときに、ロータの回転軸と金属ストリップの縁部を含む垂直平面同士間に０．５メートルの隙間が生じる。
【００３０】
一実施例では、必要に応じてストリップを操向するために冷間圧延機の直前にステアリングデバイスを配置して、ストリップが圧延機に供給される際に中央に位置するように確保する。もしストリップが中心からずれ始めると、ステアリングデバイスはストリップを中心に戻すのに役立つよう横方向の力を与えることができる。したがって、ストリップがステアリングデバイスに供給される際のストリップ整列の不正確さは、ストリップが最終的に圧延機に入る前に、金属ストリップに接触することなく補正することができる。
【００３１】
別の実施例では、ステアリングデバイスは、誘導ヒータなどの様々な加熱機器の中または近くで使用される。加熱されたストリップは柔軟であり得るので、ストリップが十分に冷却されるか、またはさらに加工されるまで、金属ストリップに接触しないことが望ましいことがあり得る。非接触ステアリングデバイスは、加熱されたストリップに触れることなく、ストリップを中心にし、ストリップが適切なパスライン（例えば、所望のパスライン）上に確実に維持されるよう確保することができる。さらに、電磁石の代わりに永久磁石を使用することにより、非接触ステアリングデバイスが、本明細書に記載の加熱機器の高温で、またはその温度の近傍で動作することが可能になる。さらに、電磁石とは対照的に、永久磁石の冷却が少なくて済む。電磁石に代えて永久磁石を使用することにより、非接触ステアリングデバイスが、局部的なホットスポットの誘起が最小となる、またはホットスポットの誘起がない金属ストリップをステアリングすることも可能になる。
【００３２】
別の実施例では、コイルを巻くときにステアリングデバイスが使用される。金属ストリップがコイルに巻きつけられるとき、ストリップが中心からずれてしまうと、巻き付けが不完全なコイルになる可能性があり、このことで取り扱いが困難であったり、金属に損傷を与えたり、そうでなければ望ましくないことがあり得る。コイルが巻かれているときにストリップが中央に位置することを確保するために、ステアリングデバイスを、ストリップをコイルの中心線に沿って中心に保つよう使用することができる。
【００３３】
別の実施例では、ステアリングデバイスは、ホットミルの非張力部または低張力部（例えば、反転部とタンデム部との間）に使用することができる。
【００３４】
別の実施例では、ステアリングデバイスは、ループピットスリッタの低張力領域内の分離された金属ストランドを安定化するために使用され得る。
【００３５】
別の実施例では、ステアリングデバイス．は、移動する金属ストリップを打ち抜き加工機などの１つの加工機器内の正しい位置に配置するのに使用することができる。
【００３６】
場合によっては、磁気ステアリング装置は、固定金属片を移動または配置するために使用する場合、磁気配置装置と呼ぶことができる。例えば、磁気配置装置は、固定金属片を所望の位置に動かすために固定金属片に力を誘起する移動磁界を発生させるために使用される、本明細書に開示され、様々な図を参照するような回転磁石を含むことができる。１つまたは複数の回転磁石を、スタンプ機械の周囲などの所望の位置に近接して配置して、固定金属ピースを、スタンプ機械内の所望の位置などの所望の位置に付勢することができる。
【００３７】
すべての実施例において、非接触磁気ロータステアリングデバイスは、金属ストリップに接触することなく金属ストリップの配置を制御することができる。
【００３８】
一実施例では、非接触磁気ロータステアリングデバイスは、連続焼鈍ラインに使用することができる。連続焼鈍溶体化熱処理（ＣＡＳＨ）ラインとしても知られている連続焼鈍ラインでは、金属は低張力下で多数のセクションを通過しなければならない。ＣＡＳＨラインの中には、約８００メートル以上のものがある。炉および冷却セクションのようないくつかのセクションでは、金属ストリップはローラまたは他の接触デバイスによって支持されないことがあり得る。金属ストリップは、約１００メートル以上の支持されていないセクションを通過することがあり得る。将来のＣＡＳＨラインが開発されると、これらの長さはさらに長くなる可能性がある。支持されていないセクションでは、金属ストリップを流体（例えば気体または空気）のクッション上に浮かべることができる。金属ストリップはかなりの距離に渡って支持されていないので、金属ストリップは加工機器の所望のパスラインから離れる傾向があり得る。さらに、水急冷ノズル、空気ノズル、または他のプロセス機器は、シートを望ましくない方法で押したり動かしたりすることがあり得る。ストリップが所望のパスラインから遠くに外れ過ぎた場合、問題を解決するために加工機器を停止する必要があり得る。ストリップが炉の縁部などの加工機器の縁部に接触すると、炉および周囲の領域が時間および材料の著しい損失を伴う。また、ストリップが加工機器の端に接触すると、人員に危険が生じる可能性がある。シャットダウンが発生するたびに、かなりの量の金属ストリップを廃棄しなければならない。
【００３９】
場合によっては、本明細書で開示されるような非接触磁気ロータステアリングデバイスの使用により、金属ストリップがある期間に渡って支持されない可能性のあるＣＡＳＨライン内または他のライン内を低速で移動する金属ストリップの適切な位置を維持するのを助けることができる。非接触磁気ロータステアリングデバイスを使用しない場合、ＣＡＳＨラインの始動の際または停止中など、ＣＡＳＨラインを低速で移動する金属ストリップを、金属ストリップが物理的に支持体に接触することなく適切なパスラインを維持するための最低速度に達するまで、（例えば、ローラまたは木材などの物理的に接触する支持材によって）支持する必要があり得る。適切なパスラインは、望ましくない衝突などの望ましくない結果を伴わずに金属ストリップが加工機器を通過することを可能にするような、所望のパスラインであってもよいし、１組のパスライン（例えば、所望のパスライン群、準最適なパスライン群、またはそれらの組み合わせ）であってもよい。しかしながら、非接触磁気ロータステアリングデバイスが使用される場合、移動する金属ストリップがもはや物理的に接触する支持体で支持される必要がなくなるまで必要とされる最小速度は、より小さくてもよい。ＣＡＳＨライン内の物理的に接触する支持体によって支持される移動する金属ストリップの長さは、廃棄される必要があるかもしれない。したがって、１つまたは複数の非接触磁気ロータステアリングデバイスを使用すれば、適切なパスラインを維持するための最小速度はより低いので、移動する金属ストリップが、物理的に接触する支持体によって支持される必要があるのは短い時間である、またはその時間が不要であるので、発生する破棄の量を減じることができる。ＣＡＳＨラインがより低い最低速度で動くことができることで追加の利益をもたらすことができる。例えば、始動時の最低速度での運転は、炉の温度が所望の動作温度に上昇するとき、発生するスクラップを少なくすることができる。所望の温度に達する前に炉を通過した材料は廃棄される必要があるので、所望の炉温度に達する前の始動中のストリップ速度を利用可能な範囲で減少させると、予熱されていない炉を通過する材料が少なくて良い結果となることができる。したがって廃棄する必要のある材料の量が少なくなる。
【００４０】
非接触磁気ロータステアリングデバイスは、ＣＡＳＨラインにおける、炉セクション内、または炉セクションと冷却セクションとの間、または冷却セクション内、または冷却セクション間、または冷却セクションの後に配置することができる。本明細書に記載のステアリング能力を提供することに加えて、非接触磁気ロータステアリングデバイスは、空気浮揚が実用的でない、または望ましくない場所に金属ストリップを浮かせるように動作することができる。複数のステアリングデバイスをＣＡＳＨライン全体で使用することができる。例えば、ＣＡＳＨライン全体にわたる複数のステアリングデバイスの使用としては、下記の何れをも、またはその何れかの組み合わせを含む。すなわち、炉セクション内に配置された１つまたは複数のステアリングデバイス、および冷却セクションに配置された１つまたは複数のステアリングデバイス、および炉区画の直前に配置された１つまたは複数のステアリングデバイス、および炉セクションの直後に配置された１つまたは複数のステアリングデバイス、および冷却セクションの直前に配置された１つまたは複数のステアリングデバイス、および冷却部の直後に配置された１つまたは複数のステアリングデバイスである。
【００４１】
別の実施例では、ステアリングデバイスが金属ストリップに横方向の力を加えるために使用される。ストリップがステアリングデバイスを通過する際に、これらの横方向の力を所望のシート形状および／または平坦度を生成するために使用することができる。シート形状および／または平坦度の制御は、テーブルローラおよび他の機器において有用であることができる。一実施例では、金属ストリップが急冷機器を通過する際に、シート形状および／または平坦度を制御することにより金属ストリップをより一貫して冷却することが可能になる。金属ストリップの形状および／または平坦度を維持するのを助けることによって、ステアリングデバイスは、金属ストリップを横切って横方向に配置された様々なノズルから分散される冷却流体がほぼ同時に金属ストリップに到達することを保証することができる。さらに、改善された平坦度または正のクロスボウまたは正弦波の導入により、冷却流体が金属ストリップのたわんだ形状の領域に溜まらないようにすることができる。さらに、ステアリングデバイスは、冷却流体を分散させるノズルの領域内にストリップを中心に保つことができる。ストリップが中央に保持されない場合、ストリップが不均一に冷却されることがあり得る。ストリップが水などにより下部のみから冷却される場合、流体（例えば、水）がストリップを損傷させる可能性があるストリップの上部に到達するのを可能にすることは望ましくないことがあり得る。そのような場合、冷却剤ノズルは、水がストリップの上部に達しないように、水が上方に噴霧されるのをブロックすることができる調節可能な幅のカバーを備えていることが多い。ステアリング装置は、幅のカバーを調整する必要がないように、ストリップをノズルの領域の中央に維持するために使用することができる。さらに、ステアリングユニットと組み合わせたストリップ位置測定結果を、幅カバーが所望のシート形状および／または平坦度を得るのに適したストリップ縁部に対する位置に配置されるのを確保するために使用することができる。場合によっては、本明細書に開示されているステアリングデバイスを使用する急冷機器は、調整可能な幅のカバーを必要とせずに動作することができる。場合によっては、既知の入力（例えば、金属ストリップの幅）が与えられると、本明細書で開示されるようなフィードバックのないステアリングデバイスは、調節可能な幅のカバーを備えた急冷機器と連動して動作することができる。
【００４２】
非接触磁気ロータステアリングデバイスは、全体の寸法を比較的小さくすることができ、既存の機器の中または近くに容易に組み込むことができる。例えば、シートが１つの機器に出入りする際に自動的に整列不良を補正する能力をステアリングデバイスに与えることによってその機器をアップグレードまたは改良するために、ステアリングデバイスをその機器（例えば、ループピットスリッター）に取り付けることができる。
【００４３】
ステアリングデバイスは、（例えば、ストリップの一方の側でロータを下降させながらストリップの他方の側でロータを上昇させることによって）ストリップをねじることを含む多くの方法でストリップを操作することができる。ストリップの位置および／または形状の制御（例えば所望のパスラインの横方向の中心線からの横方向の偏差のような所望のパスラインからの僅かな偏差を補正する）を維持するためにステアリングデバイスを使用できるだけでなく、シートに接触せずにシートを能動的にステアリングする（例えば、シートの向きを変える、回転させる、またはその他には１つの機器から別の機器に例えば上向きまたは下向きにシートを導く）ために、ステアリングデバイスを使用することができる。
【００４４】
場合によっては、１つまたは複数のロータが追加の自由度で支持され（例えば、ロボットアームによって支持される）、ロータを金属ストリップの周りにより高い精度で配置することができる。
【００４５】
場合によっては、フィードバック制御回路は、フィードバック制御プロセスを用いてステアリングデバイスのロータを制御する。フィードバック制御回路は、金属ストリップの水平偏差および垂直偏差の一方または両方を測定するためのセンサに連結することができる。測定結果に基づいて、フィードバック制御回路は、金属ストリップを所望の経路に戻すのに必要な補正力の方向および強度を決定することができる。場合によっては、補正力の方向のみが決定される。補正力の方向および強度は、各ロータ毎に、個別に決定することができる。フィードバック制御回路は、適切な補正力を加えるためにどのような調整が必要であるかをロータ毎に、決定することができる。決定された調整には、各ロータの速度の調整、ロータの方向の調整、ロータの垂直方向位置の調整、ロータの水平位置の調整、および／または同じ垂直方向支持体上の別のロータからのロータの垂直方向の分離の調整が含まれる。場合によっては、決定された調整には、上述で検討した他の自由度に基づく調整が含まれる。次に、フィードバック制御回路は、必要に応じてロータをステアリングすることによって決定された調整を実施することができる。ロータをステアリングすることは、永久磁石ロータの回転速度または方向を調整すること、またはストリップに対して永久磁石ロータの位置を調整することを含むことができる。次に、フィードバック制御プロセスは、フィードバック制御回路が新しい水平偏差および新しい垂直偏差のうちの１つまたは複数を測定するときに繰り返すことができる。
【００４６】
場合によっては、より複雑なフィードバック制御回路またはより複雑でないフィードバック制御回路を使用することができる。例えば、ストリップが金属ストリップの一方の側に向きを変えすぎるとき、金属ストリップのその一方の側のロータを単にスイッチオンにするようにフィードバック制御回路を設定することができる。別の実施例では、フィードバック制御回路は、ストリップを所望の経路に戻すために、またはストリップを所望の経路上に維持するために、どの調整が必要であるかを決定するために、フルビジョンカメラなどの追加のセンサを使用することができる。場合によっては、ステアリングデバイスは、シート内の圧縮応力または引張応力を連続的に誘起するために、ストリップの両端で使用することができる。連続的な応力は、所望のシート形状および／または平坦度を達成することができると共に、ストリップを所望の位置に保持することができる。他の場合には、フィードバックループが必要とされないことがあり得る。例えば、ステアリングデバイスは、ストリップをその所望のパスライン上に、またはその近くに保持するために、またはストリップを他の方法で制御するために、（例えば、フィードバック制御なしでロータ速度、ロータ方向およびロータ位置の事前設定に基づいて）連続的に動作することができる。そのような場合には、空気ノズルなどの垂直安定性のための追加の制御をオプションで含めることができるが、空気ノズルに限定されない。場合によっては、フィードバック制御のないステアリングデバイスの動作設定は、処理される金属ストリップの既知の幅または予測幅に基づくことができる。
【００４７】
場合によっては、磁気ステアリング装置は、移動する金属ストリップに近接して配置されるとき、移動する金属ストリップを所望のパスラインに向かって付勢するために、移動する金属ストリップに力を誘起する固定磁石を含むことができる。
【００４８】
これらの例示的な実施例は、読者に本明細書で論じた全般の主題を紹介するために与えられたものであり、開示された概念の範囲を限定することを意図するものではない。以下の節では、図面を参照して様々な追加の特徴および実施例を説明している。図面中、類似の数字は同様の要素を示しており、説明のための例を説明するために方向性を示す記載が用いられるが、これらの記載は、例示的な例と同様に、本発明を限定するために用いるべきではない。本明細書の図に含まれる要素は、正確な縮尺ではなく描かれる場合がある。
【００４９】
図１は、本開示のいくつかの態様による磁気ロータステアリングデバイス１００を示す。制御される金属ストリップ１０２は、ステアリングデバイス１００のロータ１１０を長手方向１１２に通過する。金属ストリップ１０２は、例示的説明のため部分的に切開して示されている。各ロータ１１０は、その外面を取り囲む磁界を提示するように配置された１つまたは複数の永久磁石からなる。ロータ１１０が回転すると、変化する磁界がロータ１１０に近接して誘起される。ステアリングデバイス１００のロータ１１０の位置および回転の制御により、ロータ１１０の近くを通過する金属ストリップ１０２に所望の力を誘起することができる。
【００５０】
ステアリングデバイス１００は、側方トラック１０６上に移動可能に配置された２つの垂直方向支持体１０４を含むことができる。場合によっては、各垂直方向支持体１０４は、それ自身の側方トラック１０６によって支持される。各垂直方向支持体１０４は、側方トラック１０６に沿って移動するように個別に制御され、故にその特定の垂直方向支持体１０４に連結された任意のロータ１１０の横方向の動きを制御することができる。場合によっては、垂直方向支持体１０４は、側方トラック１０６に沿って同じ方向（例えば、左または右）または反対方向（例えば、一緒にまたは離れて）に同じ距離だけ移動するように連動して制御される。垂直方向支持体１０４の横方向の移動は、１つまたは複数のリニアアクチュエータ１２４によって達成することができる。垂直方向支持体１０４の横方向移動は、ステアリングデバイス１００が様々な幅の金属ストリップ１０２を収容することを可能にすると共に、ロータ１１０によって与えられる変化する磁界の更なる制御を可能にする。
【００５１】
各垂直方向支持体１０４は、１つまたは複数のロータアーム１０８を含むことができる。図１に示すようないくつかの例では、各垂直方向支持体１０４は、一方がストリップ１０２の下に配置され、他方がストリップ１０２の上に配置されるような２つのロータアーム１０８を含む。各ロータアーム１０８は、本明細書でさらに詳細に説明するように、保護ロータシールド１２０によって覆うことができる。図１に見られるように、例示的説明のため最も左側の垂直方向支持体１０４上のロータアーム１０８は、ロータシールド１２０が無いので図示され、最も右側の垂直方向支持体１０４のロータアーム１０８は、ロータシールド１２０があるので図示されない。各ロータアーム１０８は、１つまたは複数のロータ１１０を支持する。垂直方向支持体１０４上の各ロータアーム１０８の垂直方向位置は個別に制御することができ、故にその特定のロータアーム１０８に連結されたロータ１１０の垂直運動を制御することができる。場合によっては、単一の垂直方向支持体１０４のロータアーム１０８は、垂直方向支持体１０４に沿って同じ方向（例えば上または下）または反対の方向（例えば一緒にまたは離れて）に同じ距離を移動させるようことができるよう連動して制御することができる。垂直制御は、１つまたは複数のリニアアクチュエータ１２２によって達成することができる。
【００５２】
各ロータアーム１０８は、１つまたは複数のロータ１１０を含むことができる。ロータアームは、ロータアーム１０８上のすべてのロータ１１０または各ロータ１１０のためのロータモータ１１６を収容することができる。ロータモータ１１６は、磁気シールド１２６によって保護することができる。例示的説明のため、左上ロータモータ１１６を取り囲む磁気シールド１２６は、図３の中で隠されている。ロータモータ１１６は、ロータ１１０の回転を制御するために、搬送ベルト１１４を用いてロータ１１０に連結することができる。搬送ベルト１１４は、回転をロータ１１０に伝達するための、チェーンまたは平ベルトなどの任意の適切なデバイスとすることができる。場合によっては、ロータモータ１１６を他の場所に配置することができる。ロータモータ１１６は、取り付けられたロータ１１０を内側方向１１８（例えば、金属ストリップ１０２に最も近いロータの側が金属ストリップ１０２の中心に向かって動く）、または外側方向（例えば、内側方向１１８に反対の回転）に回転させる力を与えることができる。本明細書では、用語「内側方向」および「外側方向」は、ロータの近くを通過するシートを参照してロータの一般的な回転方向を説明するのを助けるために便宜上使用される。垂直方向支持体１０４上の金属ストリップ１０２の上に配置された第一のロータ１１０が内側方向に回転しているとき（例えば、図１に示す金属ストリップ移動の長手方向１１２でステアリングデバイス１００に対向して見て反時計回りに回転する）、第一のロータ１１０は、実際には、同様に内側方向に回転している同じ垂直方向支持体１０４上の金属ストリップ１０２の下に位置する第二のロータ１１０とは反対の方向に回転していることは（例えば、金属ストリップ１０２の下方の内側に回転するロータ１１０は、図１に示すように、金属ストリップ移動の長手方向１１２においてステアリングデバイス１００に対向して見て時計回りに回転する）、明らかである。
【００５３】
各ロータ１１０の回転の方向および速度は、個別に制御することができる。場合によっては、単一の垂直方向支持体１０４上のロータ１１０は、ストリップ１０２に対して同じ速度および／または同じ方向に回転するように連動して制御される。
【００５４】
場合によっては、各ロータアーム１０８および／または各ロータ１１０は、垂直方向支持体１０４からのロータ１１０の横方向距離を調整するよう個別に制御される。場合によっては、ロータアーム１０８を垂直方向支持体１０４に対して旋回するように（例えば、垂直方向支持体１０４に垂直な回転軸を中心に旋回する）垂直方向支持体１０４に固定することができる。
【００５５】
図１に示すように、ロータ１１０は、ストリップ１０２の縁部に隣接して配置される。各ロータ１１０の回転軸１２８は、ストリップ１０２の長手方向１１２に平行である。他の構成では、各ロータ１１０の回転軸１２８は、ストリップ１０２の長手方向１１２に対して非平行であってもよい。さらに、各ロータ１１０の回転軸１２８は、垂直方向支持体１０４の下部からその上部まで延びる垂直回転軸に沿った垂直方向支持体１０４の回転などによって、ストリップ１０２に関し調整可能であってもよい。いくつかの構成では、ロータ１１０は、金属ストリップ１０２の上方または下方（例えば、縁部に直に隣接しない）に配置することができ、または金属ストリップ１０２の縁部の真上または真下に配置することができ、または金属ストリップまたは金属ストリップの縁部の真上または真下ではなく、金属ストリップ１０２の縁部近くに配置することができる。ステアリングデバイス１００が、金属ストリップの中心を横切って互いに横方向に対向して配置された少なくとも２つのロータ１１０を含む場合、２つのロータ１１０の回転軸１２８の間の距離は、金属ストリップ１０２の幅より小さくても、同じでも、大きくてもよい。
【００５６】
ステアリングデバイス１００は、本明細書でさらに詳細に説明するように、シールド（図示せず）を含むことができる。シールドを使用することで、正常でない金属ストリップによる損傷から機器を保護すること、またはシールド内の構成要素の温度を制御すること、またはその他の目的を達成することが望ましい方向でできる。場合によっては、ロータ１００は、シールドなしに（例えば、ロータシールド１２０なしで）使用することができる。
【００５７】
図２は、本開示のいくつかの態様による図１の磁気ロータステアリングデバイス１００の正面図である。例示のため、ロータシールド１２０は図２には示されていない。ステアリングデバイス１００は、それぞれの側方トラック１０６上に２つの垂直方向支持体１０４を含む。各垂直方向支持体１０４は、それぞれがロータ１１０を支持する２つのロータアーム１０８を保持する。４つのロータ１１０は、本明細書で説明されるように、金属ストリップ１０２の周りに制御可能に配置可能であり得る。図２に示すように、すべてのロータ１１０は内側方向に回転している（例えば、右上および左下のロータ１１０は図２に示すように時計回り方向に回転しているが、一方で左上および右下のロータ１１０は反時計回りの方向に回転している）。すべてのロータ１１０のこのような内側方向の回転により、圧縮力が金属ストリップ１０２に渡り、横方向に加えられることになる。ロータ１１０は、金属ストリップ１０２の横方向に引っ張り力を加えるよう、図２に示す方向とは反対の方向に回転することができる。
【００５８】
ロータ１１０の位置は、各ロータ１１０の回転軸１２８を参照して、または回転軸が存在する平面を参照して説明することができる。ロータ平面２０２は、金属ストリップ１０２の横方向中心線２０８の一方の側または所望のパスラインの横方向中心線２１４の一方の側の１つまたは複数のロータ１１０の回転軸によって画定され得る。ロータ平面２０２は、回転軸から垂直に延びることができる。図２に示すように、ロータ平面２０２は、距離２０６だけ金属ストリップ１０２の縁部２１２（例えば、金属ストリップ１０２の縁部２１２と同一平面上にある垂直ライン２０４）から横方向に離間している。場合によっては、ロータ平面２０２は、金属ストリップ１０２の縁部２１２と垂直に整列することができる（例えば、距離２０６はゼロまたは略ゼロである）。場合によっては、ロータ平面２０２は、金属ストリップ１０２の中心線２０８から離れて金属ストリップ１０２の縁部２１２から横方向に離間することができる（例えば、金属ストリップの中心線２０８とロータ平面２０２との間の距離が金属ストリップ１０２の幅の半分より大きい）。場合によっては、ロータ平面２０２は、金属ストリップ１０２の中心線２０８と金属ストリップ１０２の縁部２１２との間で、金属ストリップ１０２の縁部２１２から横方向に離間することができる（例えば、金属ストリップ１０２の中心線２０８とロータ平面２０２との距離は、金属ストリップ１０２の幅の半分よりも小さい）。
【００５９】
場合によっては、ロータ平面２０２同士が金属ストリップ１０２の横方向中心線２０８または所望のパスラインの横方向中心線２１４の周りにセンタリングされていると仮定すると、ロータ配置をロータ平面２０２間の距離に基づいて記述することができる。金属ストリップ１０２の縁部に配置されたロータの場合、ロータ平面２０２同士は、金属ストリップ１０２の幅の１０％かまたはそれより小さい偏差以内で、または９％かまたはそれより小さい偏差以内で、または８％かまたはそれより小さい偏差以内で、または７％かまたはそれより小さい偏差以内で、または６％かまたはそれより小さい偏差以内で、または５％かまたはそれより小さい偏差以内で、または４％かまたはそれより小さい偏差以内で、または３％かまたはそれより小さい偏差以内で、または２％かまたはそれより小さい偏差以内で、または１％かまたはそれより小さい偏差以内で、など金属ストリップ１０２の幅にほぼ等しい距離だけ分離することができる。金属ストリップ１０２の縁部内または縁部の外側に配置されたロータの場合、ロータ平面２０２同士は、金属ストリップ１０２の幅よりも小さいかまたは大きい距離だけ離れていることができる。場合によっては、金属ストリップ１０２が所望のパスライン上にセンタリングされるとき、ロータが金属ストリップ１０２の真上にはないように、距離は、ロータ平面２０２の各々における対向するロータの半径の少なくとも合計だけ、金属ストリップ１０２の幅よりも大きくすることができる。場合によっては、距離は、金属ストリップ１０２の幅の少なくとも２０％、または３０％、または４０％、または５０％、または６０％、または７０％、または８０％、または９０％、または１００％、またはそれ以上、金属ストリップ１０２の幅より大きくすることができる。
【００６０】
ロータ平面２０２間の距離が金属ストリップの幅よりも大きい場合、ロータ平面２０２は、それぞれ、金属ストリップ１０２の縁部２１２と障害物との間に配置することができる。ここで障害物とは、機器の壁、または隣接する機器、または建物の壁、またはオペレータの歩道、または金属ストリップ１０２が所望のパスラインからの偏差が大きすぎる場合移動する金属ストリップ１０２に接触する危険性がある他の障害物などである。ロータ平面２０２は、金属ストリップ１０２が障害物と接触する前に金属ストリップ１０２が所望のパスラインに向かって確実にステアリングされるように、障害物と金属ストリップ１０２との間のどこにでも配置することができる。
【００６１】
さらに、各ロータ１１０の回転軸は、共通の縦断面２１０と交差する。図２に示すように、共通の縦断面２１０は、図２のページと同一平面であり、磁気ロータステアリングデバイス１００の各ロータ１１０と交差する平面である。
【００６２】
図３は、本開示のいくつかの態様による図１の磁気ロータステアリングデバイス１００の垂直方向支持体１０４および２つのロータ１１０のクローズアップ図である。例示的説明のため、ロータシールド１２０および金属ストリップ１０２は、図３には示されていない。垂直方向支持体１０４が２つのロータアーム１０８を支持して示されており、その各々はロータ１１０を支持している。各ロータアーム１０８は、それぞれの搬送ベルト１１４によってそれぞれのロータ１１０に連結されたロータモータ１１６を含む。垂直方向支持体１０４を側方トラック１０６に沿って横方向に移動させるためのリニアアクチュエータ１２４を見ることができる。場合によっては、ロータモータ１１６は、回転するロータ１１０によって生成される変化する磁界を減衰させることができる磁気シールド１２６を含む。そのような場合、磁気ベースのモータ（例えば、空気圧ベースまたは油圧ベースのモータとは対照的に）を使用することができる。例示的目的のため、上部ロータモータ１１６の磁気シールド１２６は、図３には示されていない。共通の縦断面２１０のセグメントが図３に示されている。
【００６３】
図４は、本開示のいくつかの態様による図１の磁気ロータステアリングデバイス１００の垂直方向支持体１０４および２つのロータ１１０のクローズアップ背面図である。例示的説明のため、上部ロータシールド１２０および金属ストリップ１０２は図４には示されていないが、下部ロータシールド１２０はスリット１２１で示されている。垂直方向支持体１０４が２つのロータアーム１０８を支持して示されており、その各々はロータ１１０を支持している。リニアアクチュエータ４０２は、垂直方向支持体１０４に沿った各ロータアーム１０８の垂直方向の動きを制御する。本明細書に記載されるような任意の適切なリニアアクチュエータを含む各ロータアーム１０８の垂直方向の動きを制御するために、他の機構を使用することができる。場合によっては、リニアアクチュエータ４０２はモータ４０４によって動力を供給される。
【００６４】
側方トラック１０６に沿った垂直方向支持体１０４の横方向移動を制御するためのリニアアクチュエータ１２４を見ることができる。場合によっては、リニアアクチュエータ１２４は、モータ４０６によって動力を供給することができる。
【００６５】
図５は、本開示のいくつかの態様による、ロータシールド１２０が適所にある、図１の磁気ロータステアリングデバイス１００の垂直方向支持体１０４および２つのロータ１１０のクローズアップ図である。ロータシールド１２０内のロータ１１０の回転によって誘起される変化する磁界が金属ストリップ１０２を通過するように、金属ストリップ１０２は、ロータシールド１２０の間を通過する。垂直方向支持体１０４は、それぞれがロータ１１０を支持する２つのロータアーム１０８を支持して示されており、ロータの各々はロータシールド１２０によって密閉されている。
【００６６】
本明細書でさらに詳細に説明するように、ロータシールド１２０は、単層または多層であってもよく、ロータシールド１２０内のロータ１１０および他の機器をほこり、破片、流体または他の汚染物から保護することができる。ロータシールド１２０はまた、断熱性を有することができ、したがって、ロータシールド１２０を横切って伝達される熱量を減少させる。
【００６７】
ロータシールド１２０は、任意の適切な輪郭または形状とすることができる。場合によっては、追加のシールドが垂直方向支持体１０４の上または周囲に含まれる。追加のシールドは、垂直方向支持体１０４のロータシールド１２０に連結されてもよく、連続してもよい。追加のシールドは、ロータ１１０または垂直方向支持体１０４に関連するすべてのモータおよびアクチュエータを保護し、冷却するのに有用であることができる。
【００６８】
ロータシールド１２０が金属製である場合などのいくつかのケースにおいて、ロータシールド１２０は、ロータシールド１２０内の渦電流を低減するためのスリット１２１または他の開口部を含むことができる。このようなスリット１２１または他の開口がなければ、ロータ１１０によって生成された移動する磁界が、導電性ロータシールド１２０内に実質的な熱の増大を誘起する可能性がある。スリット１２１または他の開口部は、渦電流を低減するための任意の適切な形状またはパターンとすることができる。場合によっては、スリット１２１または他の開口部は、その後、電気絶縁材料で充填されるか、または電気絶縁材料で覆われる。場合によっては、ロータシールド１２０は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などの非導電性材料の外層または被覆を含む。場合によっては、ロータシールド１２０は、非電気伝導性の材料から作られ、スリット１２１または他の開口部を含まない。場合によっては、渦電流の影響を低減するために積層構造を用いる。
【００６９】
場合によっては、ロータシールド１２０は、移動する金属ストリップによる接触の際にロータ１１０を保護するために、ステンレス鋼のような金属で作られる。場合によっては、ロータシールド１２０は、移動する金属ストリップがロータシールド１２０に接触した場合、金属ストリップまたはロータシールド１２０への損傷を低減するために、ＰＴＦＥ（例えば、ＴｅｆｌｏｎＴＭ）または他の低摩擦コーティングの層を含む。
【００７０】
オプションの変位センサ５０２が図５にさらに示されている。変位センサ５０２は、垂直方向支持体１０４、ロータアーム１０８、ロータシールド１２０、または任意の他の適切な機器に連結することができる。変位センサ５０２は、ロータ１１０に対して横方向に静止した状態に維持されるように連結することができる。変位センサ５０２は、ロータアーム１０８に対して垂直方向に静止した状態に維持されるように連結することができる。場合によっては、変位センサ５０２は、ロータ１１０に対する金属ストリップ１０２の垂直方向変位を測定することができる。場合によっては、変位センサ５０２は、ロータ１１０に対する金属ストリップ１０２の横方向変位を測定することができる。
【００７１】
一実施例では、変位センサ５０２は、第一のビーム５０４および第二のビーム５０６を提供するレーザセンサである。第一のビーム５０４は、金属ストリップ１０２の所望の縁部位置と整列することができるが、一方で第二のビーム５０６は、金属ストリップ１０２の所望の縁部位置から横方向に離間することができる。（例えば、図５に示されるような所望のパスラインに向かって、または所望のパスラインから離れるように）。各ビーム５０４，５０６は、その下の金属ストリップ１０２の存在を測定することができ、または変位センサ５０２から金属ストリップ１０２までの距離を測定することができる。これらの測定結果は、ロータ１１０に対する金属ストリップ１０２の縁部の位置を近似するか、またはそうでなければ決定するために使うことができる。変位センサ５０２は、本明細書でさらに詳細に説明するように、金属ストリップ１０２の位置について提供するフィードバックセンサとして使用することができる。
【００７２】
図６は、本開示のいくつかの態様による、冷却剤シールド６０２およびロータシールド６１２が適所にある場合の、磁気ロータステアリングデバイス６００の２つのロータ６１０のクローズアップ正面切開図である。各ロータアーム６１４は、ロータ６１０を支持することができる。ロータ６１０およびロータアーム６１４を囲むシールドは、ロータシールド６１２（例えば、外層）および冷却剤シールド６０２（例えば、内層）を含むことができる。ロータシールド６１２および冷却剤シールド６０２はロータ６１０および任意の他の包囲された部分の周囲に保護シールド６０８を形成するために共に作用することができる。場合によっては、冷却剤６０４を冷却剤シールド６０２とロータシールド６１２との間の空間に循環させることができる。場合によっては、冷却剤６０４は、冷却剤シールド６０２とロータシールド６１２との間に位置する経路またはチューブを通って循環される。冷却剤６０４は、冷却剤ポンプ６０６を使用して循環させることができる。
【００７３】
一実施例では、冷却剤ポンプ６０６は、冷却剤６０４を金属ストリップ６１６に最も近い保護シールド６０８の側で冷却剤シールド６０２とロータシールド６１２との間の空間に送り込む。冷却剤６０４は、保護シールド６０８内を循環し、金属ストリップ１０２から最も遠い保護シールド６０８の側で引き出されることができる。しかし、冷却剤６０４は他の方法で循環させることができる。保護シールド６０８を通って循環される冷却剤６０４は、熱をロータ６１０から抽出し、ポンプを使って保護シールド６０８を再び通す前に抽出された熱を放出する（例えば、冷却する）ことができる。他の部品（例えば、ベアリング、モータ、アクチュエータ）も同様に冷却することができる。
【００７４】
場合によっては、冷却剤ポンプは、（例えば、別個の冷却剤シールド６０２が使用されない場合）冷却剤シールド６０２またはロータシールド６１２の全体容積内に冷却剤を送り込む。冷却剤は、冷却剤シールド６０２またはロータシールド６１２内の部品の周りを循環させることができる。ロータ６１０の移動により、冷却剤シールド６０２またはロータシールド６１２の全容積に渡って冷却剤を移動させるのを助けることができる。場合によっては、ロータ６１０の近くまたはそれを通過する冷却剤の流れを導くためにダクトまたは他の装備を使用することができる。
【００７５】
冷却剤６０４は、空気、水、または冷媒などの流体を含む、任意の適切な冷却剤とすることができる。
【００７６】
図７は、本開示のいくつかの態様による、金属ストリップ７０２の周りの定位置にある永久磁石磁気ロータステアリングデバイス７００を示す上面図である。金属ストリップ７０２は、ステアリングデバイス７００のロータ７１０を長手方向７１２に通過するように制御される。各ロータ７１０は、その外面を取り囲む磁界を呈するように配置された１つまたは複数の永久磁石７５２からなる。ロータ７１０が回転すると、変化する磁界がロータ７１０に近接して誘起される。ステアリングデバイス７００のロータ７１０の位置および回転の制御により、所望の力をロータ７１０の近くを通過する金属ストリップ７０２に誘起することができる。各ロータ７１０は、それ自身の回転軸７７０の周りを回転することができる。各ロータ７１０は、金属ストリップ７０２の長手方向７１２（例えば、走行方向）に対して垂直な共通平面７７２と交差することができる。各ロータ７１０の回転軸７７０は、長手方向７１２に平行であってもよいし、長手方向７１２と平行でなくてもよい。金属ストリップ７０２は、共通平面７７２を通過することができる。長手方向７１２に対する各ロータ７１０の回転軸７７０の向きにかかわらず、ロータ７１０は、共通平面７７２において互いに離間することができる。
【００７７】
ステアリングデバイス７００は、側方トラック７０６上に移動可能に配置された２つの垂直方向支持体７０４を含むことができる。各垂直方向支持体７０４は、側方トラック７０６に沿って移動するように個別に制御することができ、したがって、その特定の垂直方向支持体７０４に連結された任意のロータ７１０の横方向移動を制御することができる。場合によっては、垂直方向支持体７０４同士は、側方トラック７０６に沿って同じ方向（例えば、左または右）または反対方向（例えば、一緒にまたは離れて）に同じ距離を移動するように連動して制御される。垂直方向支持体７０４の横方向移動は、モータ７５４によって制御することができる。モータ７５４は、側方トラック７０６に沿って垂直方向支持体７０４を移動させるリニアねじ７５６を駆動することができる。
【００７８】
各垂直方向支持体７０４は、１つまたは複数のロータアーム７０８を含むことができる。各ロータアーム７０８は、１つまたは複数のロータ７１０を支持する。垂直方向支持体７０４上の各ロータアーム７０８の垂直方向位置は個別に制御され、故にその特定のロータアーム７０８に連結された任意のロータ７１０の垂直方向の動きを制御することができる。配置モータ７６０は、それぞれのロータアーム７０８の垂直方向の動きを制御することができる。場合によっては、十分な数の配置モータ７６０が、各ロータアーム７０８の垂直方向の動きを個別に制御するために使用される（例えば、ロータアーム７０８当たり１つの配置モータ７６０）。場合によっては、単一の配置モータ７６０が、特定の垂直方向支持体７０４上のすべてのロータアーム７０８の垂直方向の動きを連動して制御することができる。
【００７９】
各ロータアーム７０８および関連するロータ７１０は、本明細書でさらに詳細に説明するように、保護シールド７５０に密閉することができる。
【００８０】
場合によっては、金属ストリップ７０２の横方向変位を検出するために、ライトカーテンセンサ（例えば、ライトカーテントランスミッタ７６２およびライトカーテンレシーバ７６４）をロータ７１０の近くに配置することができる。横方向変位は、所望のパスラインの横方向中心線７６８から離れた変位に基づいて検出することができる。金属ストリップ７０２が一方向または他の方向に横方向にずれ過ぎ始める場合、コントローラは、金属ストリップ７０２に力を加えて、偏差を補正するために、１つまたは複数のロータ７１０の位置、回転速度、および／または回転方向を変えることができる。
【００８１】
場合によっては、１つまたは複数の垂直方向位置センサ７６６が、所望のパスラインからの金属ストリップ７０２の垂直偏差を測定するためにロータ７１０の近くに配置される。金属ストリップ７０２が、一方向または他の方向に垂直方向にずれ過ぎ始めると、コントローラは、金属ストリップ７０２に力を加えて、偏差を補正するために、１つまたは複数のロータ７１０の位置、回転速度、および／または回転方向を変えることができる。
【００８２】
ロータ７１０を動作位置（例えば、金属ストリップ７０２に隣接する）に移動させる前に、１つまたは複数の垂直方向位置センサ７６６を、初期測定（例えば、初期パスライン高さ測定）を行うために使用することもできる。ロータ７１０は、最初のパスライン高さの測定が行われるまで非動作位置（例えば、金属ストリップ７０２の所望のパスラインまたは予想されるパスラインから離れた位置）に保持することができ、その後、各ロータ７１０を動作位置に移動させることができる。
【００８３】
ロータモータ７５８は、ロータ７１０の回転運動に動力を供給するために各ロータアーム７０８上に配置することができる。ロータモータ７５８は、ロータアーム７０８および保護シールド７５０の外部に配置されるように示されているが、ロータモータ７５８は、場合によっては、ロータアーム７０８および／または保護シールド７５０内に配置される。
【００８４】
図８は、本開示のいくつかの態様による図７の永久磁石磁気ロータステアリングデバイス７００を示す正面図である。金属ストリップ７０２は、ロータ７１０の間に見られる。図８に見られるように、各ロータ７１０は、外部表面に連結されたいくつかの永久磁石７５２を含む。単一のロータ７１０上の隣接する永久磁石７５２は、異なる磁極（例えば、半径方向外側に面する交互のＮ極およびＳ極）を提示するように配置することができる。オプションとして、単一のロータ７１０上の隣接する永久磁石７５２は、ハルバッハ配列構成または他の構成などの他の構成にしたがって配置することができるが、これらの構成に限定されない。ロータ７１０の永久磁石７５２は、ロータ７１０の外面に連結されるか、またはロータ７１０のケーシング内に封入され得る。磁石の単一の構成が図７〜図８に示されているが、他の構成の磁石をロータ７１０に関して使用することもできる。例えば、いくつかの永久磁石は、ハルバッハ配列などの任意の適切な配置において、ロータの幅に渡って（例えば、図７に示す永久磁石７５２によって占有される空間内に）、および／またはロータの周囲に渡って配列することができ、ロータ７１０が回転するときにロータ７１０を取り囲む所望の磁界を出力するように設計することができる。一実施例では、図７〜８に示す永久磁石７５２の各々を、永久磁石７５２の形状で一緒に連結されたハルバッハ配列のいくつかの磁石で代わりに、置き換えることができる。
【００８５】
垂直方向支持体７０４が示され、それぞれは、各モータ７５４の作動によって側方トラック７０６に沿って移動可能に配置可能である。
【００８６】
ロータアーム７０８は、それぞれのロータ７１０を支持し、それぞれの保護シールド７５０に囲まれて示されている。垂直方向支持体７０４のロータ７１０の垂直方向の配置は、個別にかつ連動して、配置モータ７６０を介してそれぞれ達成することができる。
【００８７】
ロータモータ７５８は、ロータ７１０の回転運動に動力を供給するため、各ロータアーム７０８上に配置することができる。ロータモータ７５８は、ロータアーム７０８および保護シールド７５０の外部に配置されるように示されているが、ロータモータ７５８は、場合によっては、ロータアーム７０８および／または保護シールド７５０内に配置される。
【００８８】
ライトカーテンセンサ（例えば、ライトカーテントランスミッタ７６２およびライトカーテンレシーバ７６４）は、ロータ７１０に隣接して示されている。ライトカーテントランスミッタ７６２から発光されるライト８０６は、ライトカーテンレシーバ７６４によって受け取られる。発光された光８０６がライトカーテンレシーバ７６４に到達するかしないかを追跡することによって、ライトカーテンセンサは、金属ストリップ７０２の横方向変位を検出することができる。
【００８９】
垂直方向位置センサ７６６は、ロータ７１０に隣接して示されている。場合によっては、レーザ光８０４が、垂直方向位置センサ７６６によって金属ストリップ７０２の表面から跳ね返されて、所望のパスラインの垂直方向中心線８０２からの金属ストリップ７０２の垂直偏差を測定する。金属ストリップの厚さを、金属ストリップの表面と金属ストリップの中心との間の距離を考慮して、知ることができるかまたは計算することができる。金属ストリップ７０２が一方向または他の方向に垂直にずれ過ぎ始めると、コントローラは、金属ストリップ７０２に力を加えて、偏差を補正するために、１つまたは複数のロータ７１０の位置、回転速度、および／または回転方向を変えることができる。
【００９０】
図９は、本開示のいくつかの態様による連続焼鈍ライン９００内の様々な位置に配置された磁気ロータステアリングデバイス９０２を示す概略図である。隙間９１２によって分離された炉セクション９０８および冷却セクション９１０を含む連続焼鈍ライン９００の一部が示されている。金属ストリップ９０４は、連続焼鈍ライン９００を方向９０６に通過することができる。
【００９１】
炉セクション９０８は、隙間９１８によって分離された第一の炉セクション９１４および第二の炉セクション９１６を含むことができる。冷却セクション９１０は、隙間９２４によって分離された第一の冷却ゾーン９２０および第二の冷却ゾーン９２２を含むことができる。示されているように、オプションの熱ブースタゾーン９２６が、炉セクション９０８と冷却セクション９１０との間に配置されている。隙間９２８は、炉セクション９０８と熱ブースタゾーン９２６との間に位置し、隙間９３０は、熱ブースタゾーン９２６と冷却セクション９１０との間に位置する。熱ブースタゾーン９２６では、金属ストリップ９０４の温度を、加熱または冷却するのではなく、維持することができる。場合によっては、熱ブースタゾーン９２６は使用されず、隙間９１２は比較的小さく、炉セクション９０８の終了は冷却セクション９１０の終了に隣接する。場合によっては、熱ブースタゾーン９２６は、単に熱ブースタモードで動作する冷却セクション９１０の冷却ゾーンの１つである。
【００９２】
場合によっては、炉セクション９０８、冷却セクション９１０、および／または熱ブースタゾーン９２６は、図９に示されているよりも少ないまたはより多くのゾーンを有することができる。特定セクションの各ゾーン（例えば、炉セクション９０８の第一の炉ゾーン９１４および第二の炉ゾーン９１６）は、それ自身のハウジングを含むことができる（例えば、第一の炉ゾーン９１４は第二の炉ゾーン９１６とは別のハウジング内にある）。ゾーン内に配置されたステアリングデバイス９０２は、その特定のゾーンのためにハウジング内に配置することができ、隙間（例えば、隙間９１８）に配置されたステアリングデバイス９０２は、周囲ゾーンのハウジングの外側に配置することができる。場合によっては、特定のセクションの１つまたは複数のゾーン（例えば、炉セクション９０８の第一の炉ゾーン９１４および第二の炉ゾーン９１６）は、または隣接するセクションの１つまたは複数のゾーン（例えば、第二の炉ゾーン９１６および熱ブースタゾーン９２６または第一の冷却ゾーン９２０）でさえあってもよいが、それらのゾーンは共有の共通のハウジング内（例えば、第一の炉ゾーン９１４および第二の炉ゾーン９１６は、単一の炉ハウジング内に配置される）に位置する。そのような場合には、ゾーン内に配置されたステアリングデバイス９０２は、隙間（例えば、隙間９１８）に配置されたステアリングデバイス９０２と同じ共通ハウジング内に配置することができるし、異なる位置に配置することができる。例えば、第一の炉ゾーン９１４内に配置されたステアリングデバイス９０２は、隙間９１８内に配置されたステアリングデバイス９０２と同じ全体ハウジング内に配置することができるが、第一の炉ゾーン９１４内に配置されたステアリングデバイス９０２は、第一の炉セクション９１４の温度制御要素のとなりであってもよい。単一の連続焼鈍ライン９００は、１つまたは複数のセクション（例えば、炉セクション９０８および冷却セクション９１０）、および／または個々または共有のハウジングを有するゾーン（例えば、第一の炉ゾーン９１４および熱ブースタゾーン９２６）を有する１つまたは多数のハウジングを含むことができる。換言すれば、以下に使用される用語「隙間」は、隣接要素間の一般的な空間を反映するが、隣接要素の物理的ハウジング間の空間を反映してもしなくてもよい。
【００９３】
図９の１１個のステアリングデバイス９０２（例えば、図１のステアリングデバイス１００または図７のステアリングデバイス７００など）で示されるように、連続焼鈍ライン９００は、任意位置の組み合わせにおいて、より少ない、またはより多くのステアリングデバイス９０２を有することができる。ステアリングデバイス９０２は、炉セクション９０８の前に（例えば、炉セクション９０８の入口に隣接して）配置することができる。ステアリングデバイス９０２は、第一の炉ゾーン９１４内、隙間９１８内、および／または第二の炉ゾーン９１６内などの、炉セクション９０８内に配置することができる。ステアリングデバイス９０２は、炉セクション９０８および冷却セクション９１０の間の隙間９１２内に配置することができる。熱ブースタゾーン９２６が使用される場合、ステアリングデバイス９０２は、隙間９２８内、熱ブースタゾーン９２６内、および／または隙間９３０内に配置することができる。ステアリングデバイス９０２は、第一の冷却ゾーン９２０内（例えば、第一の冷却ゾーン９２０の入口内およびその近傍）、隙間９２４内、および／または第二の冷却ゾーン９２２内などの冷却セクション９１０内に配置することができる。ステアリングデバイス９０２は、冷却セクション９１０の後に（例えば、冷却セクション９１０の出口に隣接して）配置することができる。ステアリングデバイス９０２は、連続焼鈍ライン９００内の他の位置に配置することができる。
【００９４】
図１０は、本開示のいくつかの態様による金属ストリップ１００２の正弦波型変動を誘起するために使用されるオフセットしたロータ１０１０を示す概略側面図である。ストリップ１００２は、方向１０１２に走行して示されている。３つのロータ１０１０が長手方向にオフセットした位置に示されている。ロータ１０１０は、各ロータの回転軸が図示のように、ストリップの長手方向に平行であるように配列することができる。場合によっては、ロータ１０１０は、各ロータの回転軸がストリップの横幅に（図示せず）に平行であるように配列することができる。
【００９５】
各ロータ１０１０は、金属ストリップ１００２に力を加えて、金属ストリップ１００２をニュートラルなパスライン（例えば、略平坦なパスラインまたは予想されるパスライン）の垂直方向経路１００４から垂直方向に変位させることができる。隣接するロータ１０１０が長手方向にオフセットされ、金属ストリップ１００２の両側に交互に配置されると（例えば、パスラインの上とパスラインの下で交互に）、ロータ１０１０からの垂直方向の変位は、図１０に示すように、金属ストリップ１００２に正弦波の変動を形成する。場合によっては、ロータ１０１０は、金属ストリップ１００２の一般的な正弦波形状に一致する輪郭を有することができ、金属ストリップ１００２に接触する危険なく、ロータ１０１０を金属ストリップ１００２の近くに配置することができる。例えば、ロータ１０１０は樽型であってもよいが、他の形状のプロファイルを使用することもできる。
【００９６】
図１１は、本開示のいくつかの態様によるフィードバック制御プロセス１１００を示すフローチャートである。フィードバック制御プロセス１１００は、本明細書で開示されるセンサ、配置モータ、および駆動モータの任意の組み合わせに連結されるコントローラ（例えば、１つまたは複数の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣｓ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰｓ）、デジタル信号処理機器（ＤＳＰＤｓ）、プログラム可能なロジックデバイス（ＰＬＤｓ）、フィールドプログラム可能なゲートアレイ（ＦＰＧＡｓ）、プロセッサ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、本明細書に記載の機能を実行するように設計された他の電子ユニット、および／またはそれらの組み合わせ）によって実行することができる。
【００９７】
ブロック１１０２において、ライトカーテンなどによって、水平偏差を感知することができる。水平偏差を感知することは、水平偏差の量を測定することを含むことができる。ブロック１１０４では、垂直方向位置センサなどにより垂直偏差を検出することができる。垂直偏差を感知することは、垂直偏差の量を測定することを含むことができる。いくつかのフィードバック制御プロセス１１００では、ブロック１１０２およびブロック１１０４のいずれかまたは両方を実行することができる。
【００９８】
ブロック１１０６において、補正力の方向は、それぞれのブロック１１０２および１１０４からの水平偏差測定値および／または垂直偏差測定値に基づいて決定することができる。ブロック１１０８において、補正力の強さは、それぞれのブロック１１０２および１１０４からの水平偏差測定値および／または垂直偏差測定値に基づいて決定することができる。
【００９９】
ブロック１１１０において、永久磁石ロータに対する調整を決定することができる。決定された調整は、ブロック１１０６で決定された補正力の方向および／またはブロック１１０８で決定された補正力の強度に基づくことができる。
【０１００】
ブロック１１１２において、ロータが操作される。ロータは、ブロック１１１０で決定された調整に基づいてブロック１１１２で操作されることができる。ロータのステアリングは、磁気ロータステアリングデバイスの１つまたは複数のロータの位置、回転速度、および／または回転方向の調整を含むことができる。
【０１０１】
場合によっては、ブロック１１０６，１１０８、および１１１０は実行されず、その代わりに、ブロック１１０２における水平偏差の検出および／またはブロック１１０４における垂直偏差の検出に基づいてロータを直接操作する。例えば、光ゲートを所望の縁部ポイントに配置することができる。金属シートが所望の縁部ポイントを越えて横方向にずれた場合、光ゲートは、トリガされた光ゲート近くのロータをオンにするなど、ロータを操作するコントローラに信号を送信する。そのようなシステムは、計算されたフィードバック制御（例えば、ブロック１１０６，１１０８、および１１１０を使用して）ではなく、単純なオン／オフフィードバック制御を提供する。
【０１０２】
プロセス１１００は、連続的かつ反復的に動作することができる。
【０１０３】
図１２は、本開示のいくつかの態様による、フィードバック制御なしで金属ストリップをステアリングするためのプロセス１２００を示すフローチャートである。ブロック１２０２において、金属ストリップは、所望のパスラインを有する加工機器を通過する。ブロック１２０４において、所望のパスラインの横方向中心線の両側の磁気ロータ、または金属ストリップの横方向中心線の両側の磁気ロータが回転して、磁気ロータに近接する変化する磁界を誘起する。ブロック１２０６において、金属ストリップの横方向の中心線は、加工機器の所望のパスラインの横方向の中心線から、回転する磁気ロータの少なくとも１つに向かってずれることが可能である。ブロック１２０８において、変化する磁界の少なくとも１つ（例えば、金属ストリップがその方向に移動した磁気ロータに近接する変化する磁界）によって、金属ストリップに力が発生する。ブロック１２０８で生成された力は、金属ストリップの横方向中心線を加工機器の所望のパスラインの横方向中心線に向かって付勢することができる。場合によっては、プロセス１２００は、ブロック１２０６および１２０８を繰り返し続けて、金属ストリップを加工機器の所望のパスラインの中心に保つことができる。
【０１０４】
図１３Ａは、本開示のいくつかの態様による金属ストリップ１３０２の上方に長手方向に配置可能なロータ１３１０を含む磁気ロータステアリングデバイス１３００の俯瞰図である。ロータ１３１０は、その回転軸がストリップ１３０２の長手方向の走行方向に平行であるように配向することができる。ロータ１３１０は、ストリップ１３０２の横方向幅の一部に及ぶことができる。
【０１０５】
様々な数のロータ１３１０を使用することができる。場合によっては、単一のロータを、所望のパスラインの略横方向中心線または金属ストリップの略横方向中心線に位置付けることができ、単一のロータは、所望のパスラインの横方向中心線からの金属ストリップの横方向中心線の検出された偏差（例えば、所望のパスラインからの横方向偏差）に応じて、時計回りまたは反時計回りのいずれかの方向に回転することができる。場合によっては、図１３Ａ〜図１３Ｃに示すように、ロータ１３１０の数は偶数とすることができる。複数のロータ１３１０は、平行な回転軸で配置することができる。場合によっては、ロータ１３１０に対向するストリップ１３０２の下にロータが配置されない。場合によっては、１つまたは複数のロータが、ロータ１３１０に対向するストリップ１３０２の下に配置される。
【０１０６】
ストリップ１３０２の横方向の幅をロータ１３１０でより多く覆って、その位置でのストリップ１３０２の垂直方向の制御を増加させることが望ましい場合があり得る。
【０１０７】
図１３Ｂは、本開示のいくつかの態様による、金属ストリップ１３０２の上方に長手方向に配置可能なロータ１３１０（破線で示された金属ストリップ１３０２の下のオプションのロータ１３１０）を含む、図１３Ａの磁気ロータステアリングデバイス１３００の正面図である。金属ストリップ１３０２の上方にあるロータ１３１０は、所望のパスラインの横方向中心線の周りにセンタリングされる。金属ストリップ１３０２の下のロータ１３１０は、所望のパスラインの横方向中心線の周りにセンタリングされる。横方向に隣接するロータ１３１０は、反対方向（例えば、図１３Ｂに見られるように時計回りまたは反時計回り）に回転することができる。ロータ１３１０の数は偶数であるので、金属ストリップ１３０２が所望のパスラインの中心にあるとき、ロータ１３１０によって誘起される変化する磁界によって金属ストリップ１３０２に発生する正味の横方向の力はゼロである。
【０１０８】
図１３Ｃは、本開示のいくつかの態様による、金属ストリップ１３０２の上に長手方向に配置可能なロータ１３１０（オプションのロータ１３１０が金属ストリップ１３０２の下に破線で示されている）を含む、図１３Ａの磁気ロータステアリングデバイス１３００の側面図である。
【０１０９】
図１４は、本開示のいくつかの態様によるストリップ加工機器１４０６に入る前に金属ストリップ１４０２をステアリングするために使用される磁気ロータステアリングデバイス１４０４を含む金属加工システム１４００を示す概略立面図である。ストリップ１４０２は、方向１４１０でストリップ加工機器１４０６を通過することができる。ステアリングデバイス１４０４に入る前に、ストリップ１４０２は、所望のパスラインの垂直方向経路１４０８（例えば、垂直方向中心線の組）から垂直方向にオフセットすることができる。ステアリングデバイス１４０４は、垂直偏差を補正することができ、その結果、ストリップ１４０２は、所望のパスラインの垂直方向経路１４０８と垂直に整列するストリップ加工機器１４０６に入る。ステアリングデバイス１４０４は、本明細書で説明されるような任意のステアリングデバイスとすることができる。
【０１１０】
図１５は、本開示のいくつかの態様による図１４の金属加工システム１４００を示す概略上面図である。ストリップ１４０２は、方向１４１０でストリップ加工機器１４０６を通過することができる。ステアリングデバイス１４０４に入る前に、ストリップ１４０２は、所望のパスラインの所望の横方向中心線１５０２から水平方向にオフセットすることができる。ステアリングデバイス１４０４は水平偏差を補正することができ、結果的に、ストリップ１４０２は所望のパスラインの所望の横方向中心線１５０２と水平に整列し、ストリップ加工機器１４０６に入る。ステアリングデバイス１４０４は、本明細書で説明されるような任意のステアリングデバイスとすることができる。
【０１１１】
図１６は、本開示のいくつかの態様による、ストリップ加工機器１６０６を出た後の金属ストリップ１６０２をステアリングするために使用される磁気ロータステアリングデバイス１６０４を含む金属加工システム１６００を示す概略正面図である。ストリップ１６０２は、ストリップ加工機器１６０６を方向１６１０で通過することができる。ストリップ加工機器１６０６を出た後、ストリップ１６０２は、所望のパスラインの垂直方向経路１６０８から垂直方向にオフセットすることができる。ステアリングデバイス１６０４は垂直偏差を補正することができ、結果的にストリップ加工機器１６０６によって課せられた問題、またはストリップ加工機器１６０６の前で課せられた問題にもかかわらず、ストリップ１６０２が所望のパスラインの垂直方向経路１６０８と垂直に整列するようになる。ステアリングデバイス１６０４は、本明細書で説明される任意のステアリングデバイスとすることができる。
【０１１２】
図１７は、本開示のいくつかの態様による図１６の金属加工システム１６００を示す概略上面図である。ストリップ１６０２は、ストリップ加工機器１６０６を方向１６１０で通過することができる。ストリップ加工機器１６０６を出た後、ストリップ１６０２は、所望のパスラインの所望の横方向中心線１７０２から水平方向にオフセットすることができる。ステアリングデバイス１６０４は、水平偏差を補正することができ、結果的にストリップ１６０２が所望のパスラインの所望の横方向中心線１７０２と水平方向に整列するようなる。ステアリングデバイス１６０４は、本明細書で説明される任意のステアリングデバイスとすることができる。
【０１１３】
図１８は、本開示のいくつかの態様による印加電流磁気ステアリング装置１８００の不等角投影図である。印加電流磁気ステアリング装置１８００は、磁界の方向および電流の方向に垂直な力を誘起するために、金属ストリップ１８０２を磁界に通し、金属ストリップ１８０２の少なくとも一部に電流を印加する。磁界は、電磁石または永久磁石などの任意の適切な技術によって生成することができる。直流（ＤＣ）電流は、黒鉛ブラシ、導電性ローラ、または他の技術などの任意の適切な技術によって金属ストリップ１８０２に印加することができる。
【０１１４】
印加電流磁気ステアリング装置１８００は、横方向支持体１８０４の対（例えば、金属ストリップ１８０２の所望のパスラインの垂直方向中心線１８２２の上方の上部フレームと、所望のパスラインの垂直方向中心線１８２２の下方の下部フレーム）に静置される一対の永久磁石１８０８を含むことができる。永久磁石１８０８同士は、所望のパスラインの垂直方向中心線１８２２に正負の磁極を与えることができ、故に所望のパスラインの垂直方向中心線１８２２を通る磁界１８２０を生成することができる。場合によっては、フレームは、所望のパスラインの垂直方向中心線１８２２の代わりに金属ストリップ１８０２の垂直方向中心線に対して配置することができる。場合によっては、不均一な磁界を使用することもできるが、磁界１８２０は、金属ストリップ１８０２の幅に渡って均一な磁界であることができる。場合によっては、磁石１８０８は、金属ストリップ１８０２の縁部付近にのみ磁界を生成するように配置される。場合によっては、１つまたは複数の永久磁石１８０８が、金属ストリップ１８０２の片側のみ（例えば、上部のみまたは下部のみ）に金属ストリップ１８０２の近くに配置される。
【０１１５】
横方向支持体１８０４は、１対の垂直方向支持体１８０６によって支持することができる。垂直方向支持体１８０６上のリニアアクチュエータ１８１０は、金属ストリップ１８０２からの垂直方向支持体１８０６の一方または両方の垂直距離を制御することができる。リニアアクチュエータ１８１０は、各横方向支持体１８０４（例えば、上部支持体および下部支持体）の垂直方向位置を個別にまたは一緒に制御することができる。場合によっては、いくつかのリニアアクチュエータ１８１０は、横方向支持体１８０４間の隙間を制御することができ、他のリニアアクチュエータ１８１０は、上部および下部横方向支持体１８０４の間の中心線の垂直方向変位を制御することができる。任意の適切な数のリニアアクチュエータ１８１０を使用することができる。任意の適切なリニアアクチュエータ１８１０、例えば、モータとスクリューの組み合わせまたは油圧アクチュエータを使用することができる。
【０１１６】
１つまたは複数の電極１８１２，１８１４を他の機器によっても支持することができるが、各垂直方向支持体１８０６が１つまたは複数の電極１８１２，１８１４を支持することができる。１つまたは複数の電極１８１２，１８１４は、金属ストリップ１８０２に電流を印加することができる。電極１８１２，１８１４は、磁界１８２０内の金属ストリップ１８０２の幅に渡って、またはそれらの任意の組み合わせで、磁界１８２０内の金属ストリップ１８０２の縁部に沿って、金属ストリップ１８０２に電流を印加するように配置することができる。場合によっては、各垂直方向支持体１８０６は、１つの正電極１８１２および１つの負電極１８１４を支持することができる。正電極１８１２および負電極１８１４は、横方向支持体１８０４の間に形成された平面の両側に配置することができる。いくつかの場合には、１つの垂直方向支持体１８０６の正電極１８１２は、別の垂直方向支持体１８０６の負電極１８１４から金属ストリップ１８０２を横切って横方向に配置することができるが、他の場合には別の垂直方向支持体１８０６の正電極１８１２から金属ストリップ１８０２を横切って横方向に配置することができる。
【０１１７】
場合によっては、電極１８１２，１８１４は、印加電流磁気ステアリング装置１８００の他の要素（例えば、永久磁石１８０８）から任意の距離を含む、垂直方向支持体１８０６または横支持体１８０４以外の機器上のような他の場所に配置される。印加電流磁気ステアリング装置１８００によって生成された磁界１８２０に電流が流れるかぎり、電極１８１２，１８１４は、金属ストリップ１８０２と接触する任意の場所に配置することができる。例えば、正電極１８１２を１つまたは複数の金属ストリップ加工機器の始まりの近くに配置することができる。一方負電極１８１４を、１つまたは複数の金属ストリップ加工機器の端部の近くに配置し、永久磁石１８０８が電極１８１２，１８１４の間の任意の位置に磁界１８２０を生成する。場合によっては、金属ストリップ１８０２が、金属ストリップ１８０２がステアリングされている場所（例えば、磁界１８２０が金属ストリップ１８０２交差する場所）でよりも、大きな張力を受けている、および／またはより涼しい場所に、電極１８１２，１８１４を配置することができる。金属ストリップが高張力および／または比較的低温（例えば、連続焼鈍ラインの冷却セクションで冷却された後、および／または、連続焼鈍ラインの炉セクション内で加熱される前の室温またはそれに近い温度）にあるとき金属ストリップ１８０２を電極１８１２，１８１４と接触させることで、金属ストリップ１８０２に対する接触に基づく損傷を回避することができる。永久磁石１８０８は、ステアリングが望ましい任意の場所に配置することができる。
【０１１８】
各電極１８１２，１８１４は、電流を金属ストリップ１８０２に伝達するための任意の適切な機構を含むことができる。場合によっては、電極１８１２，１８１４は黒鉛ブラシを含むが、他の機構を使用して電流を金属ストリップ１８０２に伝達することもできる。場合によっては、アーク放電を最小限にするためにローラが、金属ストリップ１８０２と電極１８１２，１８１４の間で接触を維持するために、電極１８１２，１８１４でまたはそれに隣接して金属ストリップ１８０２に接触するように、配置される。電流の印加に先立って金属ストリップ１８０２との接触を確保するために、ローラを（例えば、ばねを用いて）付勢することができる。電極１８１２，１８１４は、金属ストリップ１８０２に接触して配置することができ、故に金属ストリップ１８０２が所定の公差を超えて所望のパスラインからずれた場合にのみ、補正力を生成することができるので、印加電流磁気ステアリング装置１８００は、金属ストリップの過度の走行（例えば、所望のパスラインの横方向の中心線からの所望の距離を越えた金属ストリップの横方向中心線の移動）を防止するのに役立つ。
【０１１９】
金属ストリップ１８０２を介して印加される電流は、ＤＣとすることができる。電極１８１２，１８１４は、ケーブル１８１６を介して電源に接続することができる。場合によっては、ステアリングが必要と判断されるまで（例えば、補正が必要とされる）、金属ストリップ１８０２に電流が印加されない。印加電流磁気ステアリング装置１８００は、ステアリングがいつ必要とされるかを決定するために、磁気ロータステアリングデバイス（例えば、図７の永久磁石磁気ロータステアリングデバイス７００）に関して本明細書で開示される検知機器のいずれかを含むことができる。
【０１２０】
場合によっては、長手方向にオフセットした位置に複数の磁界１８２０を生成するために長手方向にオフセットした位置に複数の永久磁石１８０８を使用する。そのような場合、電極１８１２，１８１４は、金属ストリップ１８０２を流れる電流が、複数の磁界１８２０のそれぞれを通過するように、第一の組の永久磁石１８０８の前に配置され、最後の組の永久磁石１８０８の後に配置され得る。そのような場合、金属ストリップ１８０２のステアリングは、各特定の位置で磁界１８２０を制御することによって、様々な場所で制御することができる。特定の位置における磁界１８２０は、その特定の位置における永久磁石１８０８と金属ストリップ１８０２との間の垂直距離を調整することによって制御することができる。例えば、第一の組の磁石で大きいステアリング力を加え、第二の組の磁石でより少ないステアリング力を加えるために、同じ電流を金属ストリップ１８０２流すことができ、第一の組の磁石は、第二の組の磁石よりも金属ストリップに垂直方向により近くに動かすことができる。電流は一定に保つことも、同時に制御することもできる。各組の磁石は、金属ストリップに対する特定の組の磁石の垂直方向距離を制御するために、それ自身の組の検知機器と関連付けることができる。
【０１２１】
場合によっては、印加電流磁気ステアリング装置１８００は、金属ストリップ１８０２に対して横方向以外の方向に配向された永久磁石１８０８を含む。例えば、印加された磁気式ステアリング装置１８００は、金属ストリップ１８０２の縁部を通って磁界１８２０を生成するために、金属ストリップ１８０２の縁部の上下に、金属ストリップ１８０２に対して長手方向に配向された永久磁石１８０８を含むことができる。そのような場合は、例えば、長手方向距離（例えば、永久磁石１８０８の長さまたは結果的に生じる磁界１８２０の長手方向長さ）に対し金属ストリップ１８０２の端部にステアリング力を加えるのに、使用することができる。
【０１２２】
図１９は、本開示のいくつかの態様による、図１８の適用された印加電流磁気ステアリング装置１８００の正面図である。印加された磁気式ステアリング装置１８００は、２つの横方向支持体１８０４を支持する２つの垂直方向支持体１８０６を含む。永久磁石１８０８は、金属ストリップ１８０２の上下の横方向支持体１８０４によって支持される。電極１８１２，１８１４は、金属ストリップ１８０２の縁部でまたはその近くで金属ストリップ１８０２と接触する。リニアアクチュエータ１８１０は、上述したように、横方向支持体１８０４の垂直方向の位置を調節することができる。
【０１２３】
ケーブル１８１６は、電極１８１４を電源１９０２に連結する。電源１９０２は、金属ストリップ１８０２を通して電流を供給するのに適した任意の電源とすることができる。
【０１２４】
図２０Ａは、本開示のいくつかの態様による図１８の適用された印加電流磁気ステアリング装置１８００の上面図である。印加電流磁気ステアリング装置１８００は、２つの垂直方向支持体１８０６が横方向支持体１８０４を支持して示されている。電極１８１２，１８１４は、金属ストリップ１８０２の縁部でまたはその近くで金属ストリップ１８０２と接触する。リニアアクチュエータ１８１０は、上述したように、横方向支持体１８０４の垂直方向の位置を調節することができる。ケーブル１８１６は、金属ストリップ１８０２に電流を印加するために電極１８１４に電力を供給する。
【０１２５】
場合によっては、印加電流磁気ステアリング装置は、金属ストリップ１８０２に遮断が生じたときに、いずれかの電極によって印加された電流が、他の機器を損傷させるか危険をもたらす可能性のある接地への経路を見つけることができないようにする安全機器を含む。場合によっては、他の機器を損傷せず、危険をもたらすことのない接地への経路が存在することを保証するために、接地機器（例えば、導電性ローラ）を印加電流磁気ステアリング装置の前および／または後に配置することができる。場合によっては、予期しない負荷が発生した場合に装置の安全を確保するために、回路遮断器（例えば、地絡遮断回路）を使用することができる。場合によっては、遮断が検出された場合には、遮断が印加電流磁気ステアリング装置に達する前に印加電流磁気ステアリング装置が停止するか機能を無効にするように、印加電流磁気ステアリング装置の前にストリップ遮断検出機器（例えば、視覚的または導通による）を配置することができる。他の種類の安全機器を使用することができる。
【０１２６】
図１４〜図１７の非接触磁気ロータステアリングデバイス１６０４などの代わりに、ステアリングが必要な場所であれば、本明細書に記載の印加電流磁気ステアリング装置を使用することができる。印加電流磁気ステアリング装置は、図１１のフィードバック制御プロセス１１００などにおいて、様々なステアリングデバイスを参照して上述した検出機器と共に使用することもできる。図１１のフィードバック制御プロセス１１００において印加電流磁気ステアリング装置を使用すると、ブロック１１１０で永久磁石ロータの調整を決定すること、およびブロック１１１２でロータをステアリングすることは、印加電流および／または磁界に対する調整（例えば、永久磁石を支持する横方向支持体に対する垂直方向の調整を介して）を決定すること、および印加された電流および／または磁界をそれぞれ操作することに取って代わられるであろう。印加電流磁気ステアリング装置は、図９の連続焼鈍ライン９００のような連続焼鈍ラインの任意の適切な位置で使用することもできるが、ここで、磁気ロータステアリングデバイス９０２の各々またはいずれかは、印加電流磁気ステアリング装置であることができる。
【０１２７】
図２０Ｂは、本開示のいくつかの態様による印加電流磁気ステアリング装置２０００の上面図である。印加電流磁気ステアリング装置２０００は、図１８〜図２０の適用印加電流磁気ステアリング装置１８００と同様であるが、図１８の磁石１８０８の代わりに縁部配置磁石２００８を有する。
【０１２８】
印加電流磁気ステアリング装置１８００は、電極１８１２，１８１４を支持する一対の垂直方向支持体１８０６を含むことができる。各垂直方向支持体１８０６は、電極１８１２，１８１４間の金属ストリップ１８０２の縁部に沿って、金属ストリップ１８０２の上下の一組の永久磁石２００８を支持することができる。
【０１２９】
図２１は、本開示のいくつかの態様による磁気ロータステアリングデバイス２１００の正面図である。磁気ロータステアリングデバイス２１００は、水平方向支持体２１０４に連結された一組のロータ２１１０を含むことができる。各ロータ２１１０は、本明細書で開示されるように、永久磁石ロータまたは電磁石ロータとすることができる。磁気ロータステアリングデバイス２１００は、図１の磁気ロータステアリングデバイス１００と同様でよいが、金属ストリップが万一所望のパスラインの横方向中心線２１０６から逸れ過ぎる場合、金属ストリップ２１０２が衝突する垂直方向に隣接するローラ（例えば、図２１に見られるように、最も左側の２つのローラまたは２つの最も右側のローラ）の間に構造物がないように、ロータ２１１０が金属ストリップ２１０２の上下から取り付けられている。ロータ２１１０は、ロータアーム２１０８によって水平方向支持体２１０４から支持することができる。
【０１３０】
場合によっては、ロータアーム２１０８は、ロータ２１１０を垂直方向２１１８（例えば、上方または下方）に操作するように調整される。場合によっては、ロータアーム２１０８は、ロータを水平方向２１１６に操作する（例えば、所望のパスラインの横方向中心線２１０６から離れるか、またはその方向に向かう）ように、水平方向支持体２１０４に沿って移動可能である。場合によっては、制御システムまたはフィードバックセンサからのフィードバックは、ロータ２１１０の位置を調整することができる。しかしながら、場合によっては、ロータアーム２１０８は、ロータ２１１０を水平方向支持体２１０４に対して静止（例えば、水平および垂直に静止した状態）して保持することができる。
【０１３１】
場合によっては、モータまたは他の駆動装置は、各ロータ２１１０を時計回り２１１４または反時計回り２１１２の方向に回転させる。本明細書で開示されるステアリングデバイス２１００または他のステアリングデバイスのロータを回転させるために使用されるモータまたは他のドライバは、ロータの回転速度に調整を提供するための可変速度ドライバであってもよいし、それを含んでもよい。例えば、可変周波数ドライバを、交流（ＡＣ）モータの速度を調整するために使用することができる。回転速度は、あらかじめ設定された値またはフィードバックセンサからのフィードバックを用いて制御することができる。場合によっては、モータまたは他のドライバは、任意の可変速度制御またはセンサフィードバックを必要とせずに、ロータを回転させるために定常的な力を提供することができる。
【０１３２】
場合によっては、所望のパスラインの垂直方向中心線２１２０に最も近い各ロータの表面が、所望のパスラインの横方向中心線２１０６に向かって移動するように、モータまたは他のドライバは、ロータ２１１０を適切な方向に回転させることができる。言い換えれば、図２１に示すように左上から始まり時計回りに続けたとき、第一および第三のロータ２１１０は反時計回りの方向２１１２に回転することができ、第二および第四のロータ２１１０は時計回りの方向２１１４に回転することができる。
【０１３３】
図２２は、本開示のいくつかの態様による磁気ロータステアリングデバイスが嵌め込まれる炉２２００の切開側面図である。場合によっては、図９を参照して上述したような炉ゾーンまたは冷却ゾーン内に磁気ロータステアリング装置を配置することが望ましいことがあり得る。いくつかの場合には、磁気ロータステアリング装置を炉ゾーンの炉２２００のハウジングまたは外壁２２０２の外側に配置することが望ましいことがあり得るが、金属ストリップ２２１０をステアリングするために金属ストリップ２２１０に十分隣接することが望ましいことがあり得る。
【０１３４】
炉ゾーン内の炉２２００は、いくつかの空気ノズル２２０４を囲む外壁２２０２を含むことができる。金属ストリップ２２１０が通過する上部空気ノズル２２０４と下部空気ノズル２２０４との間には、パスライン隙間２２１４が存在する。空気ノズル２２０４は、金属ストリップ２２１０を所望のパスラインの垂直方向経路２２１２またはその近傍に維持するのに十分な空気流を提供することができる。金属ストリップ２２１０は、炉２２００を通過する際に正弦波形状をとることができる。
【０１３５】
隙間２２１６は、既存の炉２２００の隣接する空気ノズル２２０４の間に存在してもよい。外壁２２０２の一部２２０８を除去するために、点２２０６で外壁２２０２に切り込みを入れることができる。一部２２０８が除去されると、図２３および２４に見られるように、凹部が外壁２２０２に設置され得る。
【０１３６】
図２３は、磁気ロータステアリング装置を受けるように変更された炉２３００の切開側面図である。外壁２２０２には、一部が除去された凹部２３０８が設けられている。凹部は、垂直壁２３１８および水平壁２３２０を含むことができる。水平壁２３２０は、ノズル２３０４の端部とほぼ同じ距離だけ、所望のパスラインの垂直方向経路２３１２から離間しており、したがって修正前とほぼ同じ通過ライン隙間２３１４を維持することができる。
【０１３７】
凹部２３０８の壁２３１８，２３２０は、炉２３００内の熱を維持するための断熱を提供することができる。いくつかの場合には、垂直壁２３１８は、水平壁２３２０よりも多くの断熱を提供することができる。場合によっては、水平壁２３２０を垂直壁２３１８よりも薄くすることができ、磁気ロータステアリングデバイスを、炉２３００を通過する金属ストリップ２３１０の所望のパスラインの垂直方向経路２３１２の近くに配置することができる。
【０１３８】
いくつかの場合には、オプションのローラ２３２２を、パスラインの隙間２３１４内の凹部２３０８に隣接して設置することができる。金属ストリップ２３１０が所望のパスラインの垂直方向経路２３１２から離れすぎて移動すると、金属ストリップ２３１０が凹部２３０８に衝突する代わりにローラ２３２２に接触するように、ローラ２３２２は、自由に回転することができる、または炉２３００を通って移動する金属ストリップ２３１０の速度で回転することができる。
【０１３９】
炉２３００が凹部２３０８を含むように変更されると、図２４に示すように、磁気ロータステアリングデバイスを凹部２３０８のＵ空間内に配置することができる。
【０１４０】
図２４は、本開示のいくつかの態様による炉２４００に組み込まれた磁気ロータステアリング装置２４２４を示す切開側面図である。炉２４００は、炉２４００の外壁２４０２に凹部２４０８を含むことができる。凹部２４０８は、もともと炉２４００の外壁２４０２に組み込まれてもよいし、図２２〜図２３を参照して上述したような修正を介して既存の炉に追加されてもよい。金属ストリップ２４１０は、空気ノズル２４０４の間の所望のパスラインの垂直方向経路２４１２でまたはその近傍で炉２４００内を移動することができる。
【０１４１】
場合によっては、凹部２４０８の垂直壁２４１８は、高度の断熱を提供し、炉２４００内の熱を維持し、および炉２４００から磁気ロータステアリング装置２４２４への熱伝達量を減少させるのに十分な厚さを有するか、十分な材料で作ることができる。場合によっては、凹部２４０８の水平壁２４２０を垂直壁２４１８よりも薄くすることができ、そのことで磁気ロータステアリング装置２４２４のロータ２４２６を金属ストリップ２４１０に可能なかぎり近接させて配置することができる。場合によっては、凹部２４０８の水平壁２４２０は、非導電性材料から形成することができる。場合によっては、凹部２４０８の水平壁２４２０は、図５のロータシールド１２０を参照して上述したように、導電性材料で作ることができ、渦電流を低減するためのスリットをオプションで備えることができる。
【０１４２】
図２５は、本開示のいくつかの態様による炉入口２５５０で炉２５００に組み込まれた磁気ロータステアリング装置２５２４を示す切開側面図である。炉２５００は炉入口２５５０で炉２５００の外壁２５０２に凹部２５０８を含むことができる。凹部２５０８は、もともと炉２５００の外壁２５０２に組み込まれてもよいし、図２２〜図２３を参照して上述したような修正によって既存の炉に追加されてもよい。金属ストリップ２５１０は、空気ノズル２５０４の間の所望のパスラインの垂直方向経路２５１２で、またはその近傍で炉２５００を通って移動することができる。
【０１４３】
炉入口２５５０で実施される場合、凹部２５０８は、垂直壁２５１８および水平壁２５２０を含むことができる。場合によっては、垂直壁２５１８から水平壁２５２０と反対側の面を開放または半開きにすることができ（例えば、垂直壁２５１８よりも小さい垂直壁面を有する）、そのことで磁気ロータステアリング装置２５２４へのアクセスを容易にすることができる。
【０１４４】
図２６は、本開示のいくつかの態様による炉出口２６５０で炉２６００に組み込まれた磁気ロータステアリング装置２６２４を示す切開側面図である。炉２６００は、炉出口２６５０で炉２６００の外壁２６０２に凹部２６０８を含むことができる。凹部２６０８は、もともと炉２６００の外壁２６０２に組み込まれてもよいし、図２２〜図２３を参照して上述したような修正を介して既存の炉に追加されてもよい。金属ストリップ２６１０は、空気ノズル２６０４の間の所望のパスラインの垂直方向経路２６１２でまたはその近傍で炉２６００を通過することができる。
【０１４５】
炉出口２６５０で実施される場合、凹部２６０８は、垂直壁２６１８および水平壁２６２０を含むことができる。場合によっては、垂直壁２６１８から水平壁２６２０と反対側の面を開放または半開き（例えば、垂直壁２６１８よりも小さい垂直壁面を有する）にして、磁気ロータステアリング装置２６２４へのアクセスを容易にすることができる。
【０１４６】
図２７は、本開示のいくつかの態様による二次ロータを有する磁気ロータステアリングデバイス２７００の正面図である。磁気ロータステアリングデバイス２７００は、本明細書で開示されるように、永久磁石ロータまたは電磁石ロータである複数のロータ２７１０を含むことができる。図２７に示すように、各ロータ２７１０は、図２１と同様に金属ストリップ２７０２の上下に位置する水平方向支持体２７０４に取り付けられる。しかし、場合によっては、ロータ２７１０は、図１に示すような垂直方向支持体に取り付けられる。ロータ２７１０は、ロータアーム２７０８によって支持することができる。
【０１４７】
磁気ロータステアリングデバイス２７００は、一次ロータ２７３０および二次ロータ２７３２を含むことができる。一次ロータ２７３０は、二次ロータ２７３２よりも所望のパスラインの中心線の横方向中心線２７０６の近くに配置することができる。二次ロータ２７３２は、一次ロータ２７３０から距離２７４０だけ離間して配置することができる。距離２７４０は、隣接するロータ２７１０の間の磁気干渉を回避するのに十分であり得る（例えば、一次ロータ２７３０に隣接する二次ロータ２７３２の回転が一次ロータ２７３０の回転効率を少なくとも２０％、または１５％、または１０％、または９％、または８％、または７％、または６％、または５％、または４％、または３％、または２％、または１％だけ減少させるなどのように）。一次ロータ２７３０のいずれかが、所望のパスラインの横方向の中心線２７０６と横方向に整列した金属ストリップ２７０２を維持できない場合、またはそこからの所望の横方向のオフセット内に金属ストリップ２７０２を維持できない場合（例えば、一次ロータ２７３０またはそれに取り付けられた任意のモータの故障により、または他の要因による金属ストリップ２７０２に課せられた圧倒的に強い横方向の力により）、二次ロータ２７３２が、金属ストリップ２７０２を所望のパスラインの横方向中心線２７０６に向かって付勢する追加の力を提供することができる。
【０１４８】
図２７に示すように、二次ロータ２７３２の各々は、二次ロータ２７３０とは別個のロータアーム２７０８によって支持されているが、そうである必要はない。場合によっては、二次ロータ２７３２を一次ロータ２７３０のロータアーム２７０８に連結することができる。一次ロータ２７３０および二次ロータ２７３２は、別個のモータによって動力を与えられても回転されてもよいが、そうである必要はない。場合によっては、単一のモータが、二次ロータ２７３２と二次ロータ２７３０の両方に動力を供給するか、または回転させることができる。
【０１４９】
各一次ロータ２７３０は、一次ロータ平面２７３４に沿って配置することができる（例えば、一次ロータ２７３０が一次ロータ平面２７３４上に見られる回転軸の周りを回転するように）。各二次ロータ２７３２は、二次ロータ平面２７３６に沿って配置することができる（例えば、二次ロータ２７３２が二次ロータ平面２７３６上に見られる回転軸の周りを回転するように）。したがって、二次ロータ平面２７３６は、金属ストリップ２７０２の所望のパスラインの横方向中心線を介して一次ロータ平面２７３４に対向して配置される（例えば、二次ロータ平面２７３６は、金属ストリップ２７０２の所望のパスラインの横方向中心線から離れた一次ロータ平面２７３４から離間している）。一次ロータセット２７４２は、単一の一次ロータ平面２７３４上に配置された１つまたは複数の一次ロータ２７３０を含むことができる。第二のロータセット２７４４は、単一の二次ロータ平面２７３６上に配置された１つまたは複数の二次ロータ２７３２を含むことができる。図２７は、それぞれが２つのロータ２７１０（例えば、金属ストリップ２７０２の上に位置する上部ロータ２７１０および金属ストリップ２７０２の下に位置する下部ロータ２７１０）を有する２つの一次ロータセット２７４２および２つの二次ロータセット２７４４を示す。
【０１５０】
一次ロータ平面２７３４、および二次ロータ平面２７３６は、水平方向支持体２７０４に沿ってロータアーム２７０８を調整することによって調整可能である。場合によっては、一次ロータ平面２７３４および二次ロータ平面２７３６を固定することができる。図２７に示すように、一次ロータ平面２７３４は、金属ストリップ２７０２の横方向縁部２７３８に、またはその周りに配置（例えば、固定してまたは調節可能に）することができる。本明細書で使用されるように、ロータ平面の横方向縁部からの距離は、ロータ平面と金属ストリップの横方向縁との間の距離を指すことができ、その横方向中心線は所望のパスラインの横方向中心線に整列する。場合によっては、主ロータ平面２７３４は、横方向縁部２７３８のロータの半径内に配置することができる。場合によっては、一次ロータ平面２７３４は、横方向縁部２７３８から離れたある距離だけ、例えばロータの半径未満の距離、または略ロータの半径の距離、またはロータの半径超の距離、などの距離だけ遠位に（例えば、所望のパスラインの外側中心線２７０６から離れて）離間することができる。
【０１５１】
一次ロータ２７３０および二次ロータ２７３２は、モータまたは他の駆動装置が各ロータ２７１０を時計回り２７１４または反時計回り２７１２方向に回転させながら、連続的に動作することができる。場合によっては、二次ロータ２７３２は、金属ストリップ２７０２が所望のパスラインの横方向中心線２７０６から横方向に十分に離れるときだけ、回転開始して動作することができる。
【０１５２】
場合によっては、所望のパスラインの垂直方向中心線２７２０に最も近い各ロータの表面が所望のパスラインの横方向中心線２７０６に向かって移動するように、モータまたは他のドライバは、ロータ２７１０を適切な方向に回転させることができる。言い換えれば、図２７に示すように左上から始まり右回りに続けて、第一、第二、第五および第六のロータ２７１０が反時計方向２７１２に回転することができ、第三、第四、第七および第八のロータ２７１０が時計回りの方向２７１４に回転することができる。
【０１５３】
モータまたは他のドライバは、ロータ２７１０の回転速度を調整するための可変速度ドライバであってもよいし、またはこれを含むことができる。例えば、可変周波数ドライバを交流（ＡＣ）モータの速度を調整するために使用することができる。回転速度は、あらかじめ設定された値またはフィードバックセンサからのフィードバックを用いて制御することができる。場合によっては、モータまたは他のドライバは、任意の可変速度制御またはセンサフィードバックを必要とせずに、ロータ２７１０を回転させるために定常的な力を提供することができる。
【０１５４】
二次ロータ２７３２および一次ロータ２７３４は、同一または異なる大きさであってもよく、同じまたは異なるレベルの磁化（例えば、ロータ内の磁石の数、サイズ、およびタイプの選択により）を含むことができる。二次ロータ２７３２および一次ロータ２７３４は、同じまたは異なる回転速度で動作することができる。場合によっては、二次ロータ２７３２は、二次ロータ２７３０の速度よりも大きな速度で動作することができる。
【０１５５】
図２７は一次ロータ２７３０および二次ロータ２７３２を示しているが、磁気ロータステアリングデバイス２７００は、三次、四次等の任意の数のさらなる横方向に離間したロータを含むことができる。
【０１５６】
図２８は、本開示のいくつかの態様による金属ストリップ２８０２をステアリングするための磁気ステアリングデバイス２８００の正面図である。金属ストリップ２８０２は、平面２８１０に垂直な（例えば、図２８の観察者に向かって）ストリップ走行方向に移動することができる。１つまたは複数の磁石２８０４（例えば、永久磁石または電磁石）を金属ストリップ２８０２の上方および／または下方に配置することができる。場合によっては、１つまたは複数の磁石２８０４は、金属ストリップ２８０２の中心線２８１４を介して第二の組の磁石２８１６の反対に配置された第一の組の磁石２８１２を含む。磁石２８０４はすべて共通の平面２８１０に配置することができる。
【０１５７】
磁石２８０４は、平面２８１０内で様々な方向に移動および／または平行移動することができる。適切なアクチュエータ（例えば、リニアアクチュエータ）および／またはリンケージを、閉ループを形成する経路２８０６に沿って磁石２８０４を移動させるために、使用することができる。経路２８０６は、円形、楕円形、卵形、略矩形、またはその他のものを含む、任意の適切な形状とすることができる。磁石２８０４が第一の横方向（例えば、左から右）に移動するときは金属ストリップ２８０２に近づくように、および反対の横方向（例えば、右から左）に移動するときは金属ストリップ２８０２から離れるように、経路２８０６は、金属ストリップの中心の水平面２８１８に近接した部分、およびその面２８１８からさらに離れて位置する部分を含むことができる。金属ストリップ２８０２に最も近いときの磁石２８０４の移動は、金属ストリップ２８０２を横方向に（例えば、金属ストリップ２８０２に最も近いときに磁石２８０４の移動の方向に）動かすように力を作り出すことができる。
【０１５８】
電磁石が使用される場合では、経路２８０６は、２つの点の間で直線状、弧状、または曲線状の経路とすることができる。２点間のこのような経路（例えば、閉ループではない）は、磁石２８０４が第一の方向および反対方向の両方で金属ストリップ２８０２に最も近づいて通過することを含むことができるので、電磁石は第一の方向に通過するときにオンになり、反対方向に通過するときにオフになるか、またはほとんど減衰するように駆動できる。故に第一の方向に正味の力を誘起する。
【０１５９】
磁気ステアリングデバイス２８００は、適宜、磁気ロータに関し、本明細書で説明したものと同様のセンサ、制御装置、および他の要素と共に使用することができる。
【０１６０】
例示の実施例を含む実施例の前述の説明は、例示および説明の目的でのみ提示されたものであり、開示された厳密な形態を網羅するものではないし、制限するものでもない。数多くの修正、適合、およびその使用は、当業者には明らかであろう。
【０１６１】
以下に使用されるように、一連の実施例に対する任意の言及は、これらの実施例のそれぞれを選言的に参照するものとして理解されるべきである（例えば実施例１〜４は、“実施例１，２，３または４”と理解されるべきである）。
【０１６２】
実施例１は、それぞれの第一の回転軸の周りを回転する少なくとも第一の磁気ロータを含む第一のロータセットと、それぞれの第二の回転軸の周りを回転する少なくとも第二の磁気ロータを含む第二のロータセットであって、該第一の回転軸は該第二の回転軸と同一直線上になく、該第一および第二のロータセットの各磁気ロータは、該移動する金属ストリップの走行方向に垂直な平面と交差し、該第一の回転軸および該第二の回転軸のそれぞれが、該平面において該移動する金属ストリップの横方向中心線からオフセットされている、第二のロータセットと、該磁気ロータを回転させ、該磁気ロータに近接する変化する磁界を誘起するように該第一および第二磁気ロータに連結された１つまたは複数のロータモータであって、該変化する磁界のうちの少なくとも１つは、該移動する金属ストリップが少なくとも１つの移動する磁界を通過する際に、移動する金属ストリップをステアリングするように移動する金属ストリップに力を生成する、１つまたは複数のロータモータとを含む、磁気ステアリング装置である。
【０１６３】
実施例２は、該磁気ロータの各々が１つまたは複数の永久磁石を含む、実施例１の装置である。
【０１６４】
実施例３は、該第一の回転軸が該移動する金属ストリップの横方向中心線を介して該第二の回転軸線の反対に配置可能であり、該第一および第二の回転軸が該移動する金属ストリップの幅よりも大きい距離だけ横方向に離間している、実施例１または２の装置である。
【０１６５】
実施例４は、該第一ロータセットが第三磁気ロータを含み、該第二のロータセットが第四磁気ロータを含み、該第一および第三の磁気ロータが該移動する金属ストリップの該横方向中心線を介して、該第二および第四の磁気ロータの水平方向に反対に位置し、該第一および第三の磁気ロータが互いに垂直方向に離間して、該第二および第四の磁気ロータが互いに垂直方向に離間している、実施例１〜３の装置である。
【０１６６】
実施例５は、さらに、該１つまたは複数の磁気ロータの垂直方向の位置、または水平方向の位置、または垂直方向かつ水平方向の位置を調整するために、該第一ロータセットおよび該第二のロータセットの１つまたは複数の磁気ロータに連結される１つまたは複数のアクチュエータを含む、実施例１〜４の装置である。
【０１６７】
実施例６は、さらに、センサからの信号に応答して該１つまたは複数の磁気ロータの該垂直方向の位置、または該水平方向の位置、または該垂直方向かつ水平方向の位置を調整するために、該センサおよび該１つまたは複数のアクチュエータに連結されるコントローラを含む、実施例５の装置である。
【０１６８】
実施例７は、さらに、該第一ロータセットおよび該第二のロータセットの各磁気ロータに対して、該磁気ロータを取り囲み、囲まれた空間を画定する、該ロータシールドを含む、実施例１〜６の装置である。
【０１６９】
実施例８は、さらに、該第一のロータセットおよび該第二のロータセットの各磁気ロータに対して、磁気ロータからの熱を除去するために該囲まれた空間に流体的に連結された冷却剤源を含む、例７の装置である。
【０１７０】
実施例９は、さらに、それぞれの追加の回転軸の周りを回転し、該平面と交差する少なくとも１つの追加の磁気ロータを有する第三のロータセットであって、該第三のロータセットの各追加の磁気ロータの該追加の回転軸が該平面で、該第一の回転軸および該第二の回転軸のそれぞれから横方向にオフセットされている、第三のロータセットを含む、実施例１〜８の装置である。
【０１７１】
実施例１０は、該所望のパスラインを介して第一の下部ロータの反対に垂直に位置する第一の上部ロータを含む第一のロータセットであって、該第一の上部ロータおよび該第一の下部ロータのそれぞれが、１つまたは複数の永久磁石を含み、該第一の上部ロータおよび該第一の下部ロータの各々は、該ロータに近接する変化する磁界を誘起するために、該ロータを回転させるための該ロータに連結されたモータを含むようにしてなる、第一のロータセットと、該所望のパスラインを介して第二の下部ロータの反対に垂直に位置する第二の上部ロータを含む第二のロータセットであって、該第二の上部ロータおよび該第二の下部ロータのそれぞれが、１つまたは複数の永久磁石を含み、該第二の上部ロータおよび該第二の下部ロータのそれぞれが、該ロータに近接する変化する磁界を誘起するために、該ロータに連結されたモータを含み、該１つまたは複数の変化する磁界が、該移動する金属ストリップの中心線を所望のパスラインの中心線に向けてステアリングするように、該第一のロータセットおよび該第二のロータセットに近接して走行する該移動する金属ストリップに力を発生させるように、該第一の上部ロータおよび該第一の下部ロータの回転軸が、該第二の上部ロータおよび該第二の下部ロータの回転軸から横方向に離間し、該所望のパスラインの該中心線を介して該第二の上部ロータおよび該第二の下部ロータの回転軸の反対に配置されるようにしてなる、第二のロータセットとを含む、磁気ステアリング装置である。
【０１７２】
実施例１１は、該第一の上部ロータと該第一の下部ロータが第一の垂直方向支持体に連結され、該第二の上部ロータおよび該第二の下部ロータが第二の垂直方向支持体に連結され、該第一の垂直方向支持体および該第二の垂直方向支持体は、両方とも水平方向支持体に沿って水平に配置可能である、実施例１０の装置である。
【０１７３】
実施例１２は、該第一の上部ロータおよび該第二の上部ロータが上部水平方向支持体に沿って水平方向に配置可能であり、該第一の上部ロータおよび該第二の上部ロータが下部水平方向支持体に沿って水平方向に配置可能である、実施例１０または１１の装置である。
【０１７４】
実施例１３は、該第一の上部ロータおよび該第二の上部ロータが該上部水平方向支持体に対して垂直方向に配置可能であり、該第一の上部ロータおよび該第二の上部ロータが該下部水平方向支持体に対して垂直方向に配置可能である、実施例１２の装置である。
【０１７５】
実施例１４は、さらに、該第一ロータセットおよび該第二のロータセットの各ロータについて、該ロータを取り囲み、囲まれた空間を確定する、ロータシールドを含む、実施例１０〜１３の装置である。
【０１７６】
実施例１５は、さらに、該第一ロータセットおよび該第二のロータセットの各ロータについて、該ロータからの熱を除去するために該囲まれた空間に流体連結された冷却剤源を含む、実施例１４の装置である。
【０１７７】
実施例１６は、該第一の上部ロータおよび該第一の下部ロータの回転軸と、該第二の上部ロータおよび該第二の下部ロータの回転軸との間の横方向距離が該金属ストリップの幅の５％の偏差内にある、実施例１０〜１５の装置である。
【０１７８】
実施例１７は、該第一の上部ロータおよび該第一の下部ロータの回転軸と、該第二の上部ロータおよび該第二の下部ロータの回転軸との間の該横方向距離が該金属ストリップの幅よりも大きい、実施例１０〜１６の装置である。
【０１７９】
実施例１８は、該第一の上部ロータおよび該第一の下部ロータの回転軸と、該第二の上部ロータおよび該第二の下部ロータの回転軸との間の該横方向距離が該金属ストリップの幅よりも少なくとも該第一の上部ロータおよび該第二の上部ロータの半径の合計だけ大きい、実施例１７の装置である。
【０１８０】
実施例１９は、該第一の上部ロータおよび該第一の下部ロータの回転軸と、該第二の上部ロータおよび該第二の下部ロータの回転軸との間の該横方向距離が該金属ストリップの幅より少なくとも該金属ストリップの幅の半分だけ大きい、実施例１７の装置である。
【０１８１】
実施例２０は、該金属ストリップの該中心線が該金属ストリップの横方向中心線であり、該所望のパスラインの該中心線が該所望のパスラインの横方向中心線である、実施例１０〜１９の装置である。
【０１８２】
例２１は、移動金属ストリップを受け入れ、所望のパスラインを有する加工機器と、該移動する金属ストリップに近接して配置可能で、少なくとも１つの磁気ロータを含む、磁気ロータステアリング装置であって、該少なくとも１つの磁気ロータが、該移動する金属ストリップの横方向中心線を該加工機器の所望の該パスラインの横方向中心線に向けてステアリングするために、該移動する金属ストリップに力を発生させるために適切な変化する磁界を、該移動する金属ストリップで誘起するように回転可能である、磁気ロータステアリング装置とを含む、金属加工システムである。
【０１８３】
実施例２２は、該加工機器が連続焼鈍ラインの炉ゾーンおよび冷却ゾーンから選択される、実施例２１のシステムである。
【０１８４】
実施例２３は、該磁気ロータステアリングデバイスが該加工機器の入口および該加工機器の出口の少なくとも一方に隣接して配置される、実施例２１または２２のシステムである。
【０１８５】
実施例２４は該磁気ロータステアリングデバイスが該加工機器の入口および該加工機器の出口の間に配置される、実施例２１または２２のシステムである。
【０１８６】
実施例２５は、該加工機器が、凹部を有する外壁を含み、該磁気ロータステアリングデバイスは、少なくとも部分的に該凹部内に配置される、実施例２１〜２４のシステムである。
【０１８７】
実施例２６は、さらに、該少なくとも１つの磁気ロータの垂直方向の位置、または水平方向の位置、または垂直方向かつ水平方向の位置を調整するために該少なくとも１つの磁気ロータに連結された１つまたは複数のアクチュエータと、センサからの信号に応答して該少なくとも１つの磁気ロータの垂直方向の位置、または水平方向の位置、または垂直方向かつ水平方向の位置を調整するために、該センサおよび該１つまたは複数のアクチュエータに連結されたコントローラとを含む、実施例２１〜２５のシステムである。
【０１８８】
実施例２７は、該少なくとも１つの磁気ロータの各々が１つまたは複数の永久磁石である、実施例２１〜２６のシステムである。
【０１８９】
実施例２８は該少なくとも１つの磁気ロータが、該移動する金属ストリップの第一の縁部に隣接する第一の組のロータと、該移動する金属ストリップの第二の縁部に隣接する第二の組のロータとを含み、該第一の縁部は、該移動する金属ストリップの横方向の中心線を介して該第二の縁部の反対に配置される、実施例２１〜２７のシステムである。
【０１９０】
実施例２９は、該第一の組のロータの１つが、該移動する金属ストリップを介して該第一の組のロータの別のものと反対に配置され、該第二の組のロータの１つが、該移動する金属ストリップを介して該第二の組のロータの別のものと反対に配置される、実施例２８のシステムである。
【０１９１】
実施例３０は、該移動する金属ストリップが、該加工機器の１セクションのための物理的に接触する支持体によって支持されず、該磁気ロータステアリングデバイスが、該１セクション内に配置される、実施例２１〜２９のシステムである。
【０１９２】
実施例３１は、該金属ストリップの該中心線が該金属ストリップの横方向中心線であり、該所望のパスラインの該中心線が該所望のパスラインの横方向中心線である、実施例２１〜３０の装置である。
【０１９３】
実施例３２は、該金属ストリップの表面から離間された少なくとも１つの磁気ロータに隣接して金属ストリップを通過させることと、該移動する金属ストリップで該変化する磁界を誘起するために、該少なくとも１つの磁気ロータを回転させることと、該変化する磁界を誘起することに応答して該移動する金属ストリップに力を生成することとを含む、移動する金属ストリップをステアリングする方法である。
【０１９４】
実施例３３は、さらに、該金属ストリップの位置を感知することと、
該検出された位置に基づいて該少なくとも１つの磁気ロータに連結されたアクチュエータを制御することであって、該アクチュエータを制御することが、該少なくとも１つの磁気ロータの水平位置または垂直方向位置の少なくとも１つを調整することを含むように、制御することとを含む、実施例３２の方法である。
【０１９５】
実施例３４は、該ストリップの所定のパラメータにアクセスすることと、該所定のパラメータに基づいて該少なくとも１つの磁気ロータに連結されたアクチュエータを制御することであって、該アクチュエータを制御することが、該少なくとも１つの磁気ロータの水平位置または垂直方向位置の少なくとも１つを調整することを含むように、制御することとを含む、実施例３２または３３の方法である。
【０１９６】
実施例３５は、該ストリップの該所定のパラメータにアクセスすることが、ストリップ幅、およびストリップ厚さ、および所望のパスラインの横方向中心線の位置からなる群から選択された少なくとも１つにアクセスすることを含む、実施例３４の方法である。
【０１９７】
実施例３６は、さらに、該金属ストリップの位置を感知することと、該検出された位置に基づいて連結された該少なくとも１つの磁気ロータの回転速度を制御することとを含む、実施例３２〜３５の方法である。
【０１９８】
実施例３７は、該金属ストリップを通過させることは、４０Ｍｐａ以下の張力で該金属ストリップを通過させることを含む、実施例３２〜３６の方法である。
【０１９９】
実施例３８は、該金属ストリップを通過させることが、５Ｍｐａ以下の張力で該金属ストリップを通過させることを含む、実施例３２〜３７の方法である。
【０２００】
実施例３９は、磁気ロータステアリングための加工装置を変更する方法であって、該加工機器から外壁の一部分を除去することと、該外壁の一部分を水平壁と少なくとも１つの垂直壁とを有する凹部で置き換えることと、該少なくとも１つの磁気ロータが該水平壁を介して該加工機器の内部の反対にあるように、請求項１に記載の該磁気ステアリング装置を該凹部内に配置することとを含む、方法である。
【０２０１】
実施例４０は、さらに、該加工機器の該内部に変化する磁界を誘起するために該磁気ロータを回転させることであって、該変化する磁界が、該加工機器の該内部を通って移動する金属ストリップに力を発生させるのに十分であるように、回転させることを含む、実施例３９の方法である。
【０２０２】
実施例４１は、該水平壁が垂直壁の厚さよりも薄い厚さを有する、実施例３９〜４０の方法である。
【０２０３】
実施例４２はさらに、該外壁の該一部分を特定することであって、該一部分を特定することが、１つまたは複数の隣接するノズルから長手方向にオフセットされた外壁の距離を決定することを含むように、特定することを含む、実施例３９〜４１の方法である。
【０２０４】
実施例４３は、さらに、金属ストリップに直流電流を印加するための電流源と、該金属ストリップを介して該直流電流を印加するために該電流源に連結され、該金属ストリップの表面に向かってバイアスされる一対の電極と、該金属ストリップを通過する該直流電流の方向に垂直な方向に該金属ストリップを通る磁界を誘起するために、該金属ストリップに近接して配置された永久磁石とを含む、印加電流磁気ステアリング装置である。
【０２０５】
実施例４４は、さらに、該金属ストリップに第二の直流電流を印加するための第二の電流源と、該金属ストリップを介して該第二の直流電流を印加するために、該第二の電流源に連結され、該金属ストリップの第二の縁部に向かってバイアスされ、該電極対が該金属ストリップの該第二の縁部に対向する該金属ストリップの第一の縁部に向かってバイアスされる、第二の電極対と、該金属ストリップを通過する該第二の直流電流の方向に垂直な方向に該金属ストリップを通る第二の磁界を誘起するために、該金属ストリップに近接して配置された第二の永久磁石とを含む、実施例４３の装置である。
【０２０６】
実施例４５は、さらに、該金属ストリップに第二の直流電流を印加するための第二の電流源と、該金属ストリップを介して該第二の直流電流を印加するために該第二の電流源に連結され、該金属ストリップの第二の縁部に向かってバイアスされる、第二の電極対であって、該電極対が該金属ストリップの該第二の縁部に対向する該金属ストリップの第一の縁部に向かってバイアスされ、該磁界が該金属ストリップを通過する該第二の直流電流の該方向に垂直な方向に誘起されるように、該永久磁石が、該金属ストリップの幅に渡って横方向に延びる、第二の電極対とを含む、実施例４３の装置である。
【０２０７】
実施例４６は、移動する金属ストリップの走行方向に平行な方向に該移動する金属ストリップの縁部に沿って直流電流を印加することと、該少なくとも１つの印加された磁界が該印加された直流電流と垂直に交差するように、該移動する金属ストリップの該縁部に沿って少なくとも１つの磁界を印加することとを含む、金属をステアリングする方法である。
【０２０８】
実施例４７は、少なくとも１つの磁界を印加することが、第一の磁界を該移動する金属ストリップの第一の縁部に沿って印加することと、第二の磁界を該移動する金属ストリップの第二の縁部に沿って印加することとを含む、実施例４６の方法である。
【０２０９】
実施例４８は、該移動する金属ストリップの該縁部に沿って該直流電流を印加することが、第一の組の電極、第一の電流源、および該移動する金属ストリップの第一の縁部の間の第一の回路を完成させることと、第二の組の電極、第二の電流源、および該移動する金属ストリップの第二の縁部の間の第二の回路を完成させることとを含む、実施例４６または４７の方法である。
【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１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【手続補正書】
【提出日】平成31年4月19日(2019.4.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属ストリップに直流電流を印加するための電流源と、
前記金属ストリップを介して前記直流電流を印加するために前記電流源に連結され、前記金属ストリップの表面に向かってバイアスされる一対の電極と、
前記金属ストリップを通過する前記直流電流の方向に垂直な方向に前記金属ストリップを通る磁界を誘起するために、前記金属ストリップに近接して配置された永久磁石とを含む、印加電流磁気ステアリング装置。
【請求項２】
さらに、前記金属ストリップに第二の直流電流を印加するための第二の電流源と、
前記金属ストリップを介して前記第二の直流電流を印加するために、前記第二の電流源に連結され、前記金属ストリップの第二の縁部に向かってバイアスされ、前記電極対が前記金属ストリップの前記第二の縁部に対向する前記金属ストリップの第一の縁部に向かってバイアスされる、第二の電極対と、
前記金属ストリップを通過する前記第二の直流電流の方向に垂直な方向に前記金属ストリップを通る第二の磁界を誘起するために、前記金属ストリップに近接して配置された第二の永久磁石とを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
さらに、前記金属ストリップに第二の直流電流を印加するための第二の電流源と、
前記金属ストリップを介して前記第二の直流電流を印加するために前記第二の電流源に連結され、前記金属ストリップの第二の縁部に向かってバイアスされる、第二の電極対であって、前記電極対が前記金属ストリップの前記第二の縁部に対向する前記金属ストリップの第一の縁部に向かってバイアスされ、前記磁界が前記金属ストリップを通過する前記第二の直流電流の前記方向に垂直な方向に誘起されるように、前記永久磁石が、前記金属ストリップの幅に渡って横方向に延びる、第二の電極対とを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
移動する金属ストリップの走行方向に平行な方向に前記移動する金属ストリップの縁部に沿って直流電流を印加することと、
前記少なくとも１つの印加された磁界が前記印加された直流電流と垂直に交差するように、前記移動する金属ストリップの前記縁部に沿って少なくとも１つの磁界を印加することとを含む、金属をステアリングする方法。
【請求項５】
少なくとも１つの磁界を印加することが、第一の磁界を前記移動する金属ストリップの第一の縁部に沿って印加することと、第二の磁界を前記移動する金属ストリップの第二の縁部に沿って印加することとを含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記移動する金属ストリップの前記縁部に沿って前記直流電流を印加することが、
第一の組の電極、第一の電流源、および前記移動する金属ストリップの第一の縁部の間の第一の回路を完成させることと、
第二の組の電極、第二の電流源、および前記移動する金属ストリップの第二の縁部の間の第二の回路を完成させることとを含む、請求項４に記載の方法。
【外国語明細書】
2019141912000001.pdf