(57)【要約】 【課題】鋼帯とセンサを衝突させることなく、鋼帯に対するガスワイピング装置のガス吹出口の位置や幅を精度よく調整することができ、閉塞部材やセンサを駆動させる機構が簡素化され、システム製造コストが安価であるガスワイピングシステムを提供すること。【解決手段】ガスワイピングシステム１００Ａにおいて、鋼帯Ｋの表裏面側にそれぞれ配設されている２台のガスワイピング装置１０Ａ，１０Ｂにおいて、それらの少なくとも一方の左右の閉塞部材の少なくとも一方側に２つの光電センサが併設されているガスワイピング装置１０Ａ，１０Ｂと、駆動部と、制御部とからなり、２台のガスワイピング装置１０Ａ，１０Ｂの左右の閉塞部材のスライドがそれぞれ固有の駆動部にて駆動制御され、光電センサが近傍に存在する閉塞部材では、制御部から駆動部への指令信号に基づき、光電センサのスライドと閉塞部材のスライドが同期して実行制御される。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼帯の表裏面にガスを吹き付けて、該表裏面に付着しためっき用の溶融金属の付着量を調整する２台のガスワイピング装置を備えたガスワイピングシステムであって、
前記ガスワイピングシステムは、
ガス吹出口に連通するガス流路を形成するとともに左右にスライドしてガス吹出口の幅を可変に調整する左右の閉塞部材を備え、鋼帯の表裏面側にそれぞれ配設されている２台のガスワイピング装置において、２台のガスワイピング装置のうちの少なくとも一方の左右の閉塞部材の少なくとも一方側に２つの光電センサが併設されている、ガスワイピング装置と、
駆動部と、
制御部と、からなり、
２台のガスワイピング装置の左右の閉塞部材のスライドはそれぞれ、固有の前記駆動部にて駆動制御され、
光電センサが近傍に存在する閉塞部材では、前記制御部から前記駆動部への指令信号に基づき、光電センサのスライドと閉塞部材のスライドが同期して実行制御されるガスワイピングシステム。
【請求項２】
前記光電センサは投受光器で構成され、投受光器からの信号光が鋼帯で反射してなる反射光を受光する反射型の光電センサであり、
２つの投受光器が一方のガスワイピング装置の左右の閉塞部材の少なくとも一方側に併設され、
投受光器が近傍に存在する閉塞部材では、前記制御部から前記駆動部への指令信号に基づき、投受光器のスライドと閉塞部材のスライドが同期して実行制御される請求項１に記載のガスワイピングシステム。
【請求項３】
一方のガスワイピング装置の左右の閉塞部材の近傍にそれぞれ２つの投受光器が併設されており、
閉塞部材と近傍の２つの投受光器が固有の駆動部にて駆動制御される請求項２に記載のガスワイピングシステム。
【請求項４】
前記光電センサは投受光器と反射板で構成され、投受光器からの信号光が反射板で反射してなる反射光が投受光器で受光される回帰反射型の光電センサであり、
２つの投受光器が一方のガスワイピング装置の左右の閉塞部材の少なくとも一方側に併設され、
前記投受光器に対応する反射板が他方のガスワイピング装置の左右の閉塞部材の少なくとも一方側に併設されており、
投受光器が近傍に存在する閉塞部材では、前記制御部から前記駆動部への指令信号に基づき、投受光器のスライドと閉塞部材のスライドが同期して実行制御され、
反射板が近傍に存在する閉塞部材では、前記制御部から前記駆動部への指令信号に基づき、反射板のスライドと閉塞部材のスライドが同期して実行制御される請求項１に記載のガスワイピングシステム。
【請求項５】
一方のガスワイピング装置の左右の閉塞部材の近傍にそれぞれ２つの投受光器が併設され、
他方のガスワイピング装置の左右の閉塞部材の近傍にそれぞれ２つの反射板が併設されており、
閉塞部材と近傍の２つの投受光器が固有の駆動部にて駆動制御され、閉塞部材と近傍の反射板が固有の駆動部にて駆動制御される請求項４に記載のガスワイピングシステム。
【請求項６】
前記光電センサは投光器と受光器で構成され、投光器からの信号光が受光器で受光される透過型の光電センサであり、
２つの投光器が一方のガスワイピング装置の左右の閉塞部材の少なくとも一方側に併設され、
前記投光器に対応する受光器が他方のガスワイピング装置の左右の閉塞部材の少なくとも一方側に併設されており、
投光器が近傍に存在する閉塞部材では、前記制御部から前記駆動部への指令信号に基づき、投光器のスライドと閉塞部材のスライドが同期して実行制御され、
受光器が近傍に存在する閉塞部材では、前記制御部から前記駆動部への指令信号に基づき、受光器のスライドと閉塞部材のスライドが同期して実行制御される請求項１に記載のガスワイピングシステム。
【請求項７】
一方のガスワイピング装置の左右の閉塞部材の近傍にそれぞれ２つの投光器が併設され、
他方のガスワイピングノ装置の左右の閉塞部材の近傍にそれぞれ２つの受光器が併設されており、
閉塞部材と近傍の２つの投光器が固有の駆動部にて駆動制御され、閉塞部材と近傍の受光器が固有の駆動部にて駆動制御される請求項６に記載のガスワイピングシステム。
【請求項８】
２つの投受光器の中間位置、もしくは２つの投光器の中間位置に鋼帯の端部が位置するように２つの投受光器もしくは２つの投光器をスライド制御する請求項２〜７のいずれかに記載のガスワイピングシステム。
【請求項９】
前記ガスワイピング装置は、鋼帯の幅方向に延設して前記中空からガスを吹出すスリットと、ガスを該中空に導入するガス導入口を備えた隔壁と、を備えており、
前記スリットには、鋼帯の幅に応じて左右の領域を閉塞するとともに該スリットに沿ってスライド自在な左右の閉塞部材が配設され、かつ、離間した該左右の閉塞部材の間に前記ガス吹出口が形成されており、
前記中空において、前記左右の閉塞部材のそれぞれのガス吹出口側端部から前記隔壁へ延設する左右の整流片が配設され、該左右の整流片の間で前記ガス流路が形成されており、
前記ガス吹出口の幅と前記ガス流路の幅が同じである請求項１〜８のいずれかに記載のガスワイピングシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続搬送されてめっき浴中に浸漬された鋼帯の表面にガスを吹き付けて該表面に付着するめっき用の溶融金属の付着量を調整するガスワイピングシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
溶融金属のめっき浴中に鋼帯を連続的に浸漬させて溶融金属めっきをおこなうに当たり、浸漬後の鋼帯の未凝固めっき面にガスを吹付けて溶融金属の付着量を調整する、いわゆるガスワイピングが一般におこなわれており、たとえば、連続搬送される鋼帯の両側にガスワイピングノズルを備えたガスワイピング装置を配置しておき、該鋼帯の両側にガスを吹出すことによってガスワイピングがおこなわれる。
【０００３】
ガスワイピングノズルにはスリット状のガス吹出口が設けてあり、このガス吹出口は、メッキポットの溶融金属内に浸漬されてその前方を上方に搬送される鋼帯の幅方向の長さに対応する細長形状を有し、該幅方向（長手方向）に沿ってガスを吹き出すものである。このガス吹出口から鋼帯に対してその幅方向の一端から他端に亘って直線状にガスを吹き付けることにより、鋼帯の表面の溶融金属を所望に払拭してその付着量が調整される。
【０００４】
ところで、上記するガスワイピングにおいては、鋼帯幅方向の両端部における溶融金属の付着量が他の部分よりも多くなるオーバーコートや、両端部でガスに払拭された溶融金属が飛散するスプラッシュが問題となっている。これらのオーバーコートやスプラッシュといった問題は、鋼帯の両端部付近において対向するガスワイピングノズルから吐出されたガス同士の衝突によって乱流が発生することなどに起因するものである。
【０００５】
そこで、鋼帯の幅方向両端部における上記オーバーコートやスプラッシュを低減できるガスワイピング装置を、本出願人は特許文献１に開示している。ここで開示されるガスワイピング装置は、ガスワイピングノズルにおいて鋼帯の幅方向に延設して中空からガスを吹出すスリットと、中空にガスを導入するガス導入口を備え、このスリットにはその左右の領域を閉塞するとともにスライド自在な左右の閉塞部材が配設され、これら閉塞部材の間にガス吹出口が形成されており、中空において、左右の閉塞部材のそれぞれのガス吹出口側端部から隔壁へ延設する左右の整流片が配設され、該左右の整流片の間でガス流路が形成されており、ガス吹出口の幅とガス流路の幅が同じであるガスワイピング装置である。
【０００６】
このガスワイピング装置によれば、ガス吹出口を形成するスリット内の左右の閉塞部材のガス吹出口側端部と、ガスワイピングノズルの中空内でガス流路を画成する左右の整流片を繋ぐという極めて簡易な構造改良により、ガスワイピングノズルの中空内を流通してきたガスがガス吹出口で大幅に縮流され、この縮流によって周期的に渦が生ぜしめられてこの渦がガス流れを乱すといった作用が生じることがなくなり、乱されたガス流れに起因する鋼帯の幅方向端部におけるオーバーコートやスプラッシュを完全に解消することができる。
【０００７】
ところで、特許文献１では、その図７、８において、２種類の左右の閉塞部材のスライド機構を開示している。
【０００８】
図７で示す左右の閉塞部材のスライド機構において、鋼帯を検出するセンサは、ガス吹出口のセンターラインに対する鋼帯のセンターラインのずれ量を検出することが目的であり、センサは固定設置されることから、鋼帯幅の変化量に加えて鋼帯の蛇行量をカバーする検出範囲が要求されることになる。たとえば、鋼帯幅が700〜1800mmで予想される蛇行量が200mmである場合、片側650mm以上の検出範囲が必要になる。この要求を満足するセンサとしてフォトダイオードを検出幅に配列した受光素子の受光量によって鋼帯の位置を検出するものがあるが、その検出原理上、直線性が良好でなく（たとえば±1.5%）、650mmの検出幅に対して±9.75mmの誤差を生じてしまう。また、他にCCDカメラセンサで検出する方法があり、この方法によればセンサ自体の直線性は良好で分解能も十分となる（例えば4096画素）。しかしながら、CCDカメラセンサはその検出原理上、鋼帯までの距離によって検出位置が変化することから、溶融亜鉛メッキのメッキ後の縦パスのようにロール間距離が長く鋼帯が傾斜しやすい場所での使用には適さないことに加えて、コスト高になり易い。さらに、図７で示す機構はベーススライド機構の上に左右スライド機構が搭載され、構造の簡素化が望まれる。
【０００９】
一方、図８で示す左右の閉塞部材のスライド機構において、センサにはコの字型センサを使用しており、検出精度は良好であり（たとえば0.3mm 程度）、検出誤差の問題はない。しかしながら、センサの形がコの字型であることから、異幅の鋼帯の接続点通過時に鋼帯の蛇行(接続点では、前後鋼帯の接続状況により、鋼帯の蛇行が発生し易い状況にある)により、鋼帯と衝突する可能性がある。また、鋼帯との衝突を回避するために、センサの回避位置は鋼帯左右端から余裕代をもった位置となるため、余裕代を考慮した回避位置への回避時間と、回避位置から鋼帯左右端を捕まえるまでの間は、鋼帯のエッジオーバーコートやスプラッシュ量が多くなる可能性がある。さらに、図８で示す機構はセンサを動かすアクチュエータとガス吹出口を動かすアクチュエータが別々に存在している。そのため、センサを動かすアクチュエータの動作位置を検出し、それに同期してガス吹出口を動かすアクチュエータを作動させなければならず、機構と制御方法が複雑になってしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１２−２５１２３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は上記する問題に鑑みてなされたものであり、鋼帯の表面にガスを吹き付けて該表面に付着しためっき用の溶融金属の付着量を調整するガスワイピング装置を備えたガスワイピングシステムに関し、鋼帯とセンサを衝突させることなく、鋼帯に対するガスワイピング装置のガス吹出口の位置や幅を精度よく調整することができ、さらに閉塞部材やセンサを駆動させる機構が簡素化され、システム製造コストが安価であるガスワイピングシステムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記目的を達成すべく、本発明によるガスワイピングシステムは、鋼帯の表裏面にガスを吹き付けて、該表裏面に付着しためっき用の溶融金属の付着量を調整する２台のガスワイピング装置を備えたガスワイピングシステムであって、前記ガスワイピングシステムは、ガス吹出口に連通するガス流路を形成するとともに左右にスライドしてガス吹出口の幅を可変に調整する左右の閉塞部材を備え、鋼帯の表裏面側にそれぞれ配設されている２台のガスワイピング装置において、２台のガスワイピング装置のうちの少なくとも一方の左右の閉塞部材の少なくとも一方側に２つの光電センサが併設されている、ガスワイピング装置と、駆動部と、制御部と、からなり、２台のガスワイピング装置の左右の閉塞部材のスライドはそれぞれ、固有の前記駆動部にて駆動制御され、光電センサが近傍に存在する閉塞部材では、前記制御部から前記駆動部への指令信号に基づき、光電センサのスライドと閉塞部材のスライドが同期して実行制御されるものである。
【００１３】
本発明のガスワイピングシステムは、光電センサを適用して鋼帯の端部をセンシングすることにより、センサと鋼帯の衝突を解消することができ、また、ガス吹出口の幅を可変に調整する左右の閉塞部材と光電センサの駆動制御を共通の駆動部にて実行することにより、閉塞部材やセンサを駆動させる機構の簡素化を図ることができ、システム製造コストの低廉化を図ることができるものである。
【００１４】
本明細書において「左右」とは、メッキポットから上方に搬送される鋼帯の幅方向を左右方向と規定し、この鋼帯の幅方向を基準として、鋼帯の左右、スリットの左右の領域、ガス導入口の左右端などと称呼するものである。
【００１５】
鋼帯の表裏面にそれぞれガスワイピング装置が配設され、各ガスワイピング装置は左右２つの閉塞部材を備えている。
【００１６】
２つの光電センサを近傍に備えた閉塞部材は、共通の駆動部（電動スライダや電動シリンダ、油圧シリンダ等）の駆動により、ワイヤ等を介してスライド自在となっている。一方、光電センサを近傍に具備しない閉塞部材は、その閉塞部材固有の駆動部にてスライド自在となっている。
【００１７】
ここで、光電センサには、反射型の光電センサ、回帰反射型の光電センサ、透過型の光電センサの三種の実施の形態があり、それぞれの光電センサごとにシステムの具体的な実施の形態が相違する。
【００１８】
まず、反射型の光電センサを具備する本発明のガスワイピングシステムにおいて、前記光電センサは投受光器で構成され、投受光器からの信号光が鋼帯で反射してなる反射光を受光する反射型の光電センサであり、２つの投受光器が一方のガスワイピング装置の左右の閉塞部材の少なくとも一方側に併設され、投受光器が近傍に存在する閉塞部材では、前記制御部から前記駆動部への指令信号に基づき、投受光器のスライドと閉塞部材のスライドが同期して実行制御されるものである。
【００１９】
ここで、「２つの投受光器が一方のガスワイピング装置の左右の閉塞部材の少なくとも一方側に併設され、」とは、たとえば鋼帯の表面側のガスワイピング装置が投受光器を具備し、鋼帯の裏面側のガスワイピング装置は光電センサ構成部材を具備していない形態、もしくはその逆の構成を具備する形態を意味しており、さらに、鋼帯の表面側のガスワイピング装置の左右の閉塞部材の双方がそれぞれ２つの投受光器を具備している形態のほか、左右の閉塞部材の一方のみが２つの投受光器を具備している形態を含む意味である。
【００２０】
２つの投受光器を要するのは、外側の投受光器と内側の投受光器からの信号光が鋼帯に反射するかしないかを特定することにより、鋼帯の端部位置の特定が可能になるためである。たとえば、外側の投受光器からの信号光は反射せず、内側の投受光器からの信号光が反射した際に、鋼帯の端部が２つの投受光器の内側に位置していることが特定される。
【００２１】
左右の閉塞部材がともにそれらの近傍に２つの投受光器を具備する形態では、駆動部にて投受光器を駆動させながら２つの投受光器の内部（好ましくは２つの投受光器の中間位置）に鋼帯の左右端が位置するように投受光器がスライド制御され、この際に左右の閉塞部材も同期して同じ駆動部にてスライド制御される。２つの投受光器の内部に鋼帯の端部が位置しているか否かの情報は随時制御部に送られ、制御部から駆動部へ指令信号が送信されて閉塞部材とその近傍の２つの投受光器のスライド制御が実行される。そして、左右の閉塞部材の離間（ガス吹出口の幅）が鋼帯の幅と同程度となるように左右の閉塞部材がスライド制御されることになる。
【００２２】
一方、鋼帯の正確な幅情報が分かっている場合には、鋼帯のたとえば左側の端部位置が特定できれば、左側の閉塞部材の位置が制御でき、左側の閉塞部材から鋼帯の幅だけ離れた位置に右側の閉塞部材の位置を制御することが可能となる。なお、この際に、投受光器を近傍に具備しない右側の閉塞部材は、制御部からの指令信号に基づいて駆動制御される固有の駆動部によって、所定の位置までスライド制御される。
【００２３】
次に、回帰反射型の光電センサを具備する本発明のガスワイピングシステムにおいて、前記光電センサは投受光器と反射板で構成され、投受光器からの信号光が反射板で反射してなる反射光が投受光器で受光される回帰反射型の光電センサであり、２つの投受光器が一方のガスワイピング装置の左右の閉塞部材の少なくとも一方側に併設され、前記投受光器に対応する反射板が他方のガスワイピング装置の左右の閉塞部材の少なくとも一方側に併設されており、投受光器が近傍に存在する閉塞部材では、前記制御部から前記駆動部への指令信号に基づき、投受光器のスライドと閉塞部材のスライドが同期して実行制御され、反射板が近傍に存在する閉塞部材では、前記制御部から前記駆動部への指令信号に基づき、反射板のスライドと閉塞部材のスライドが同期して実行制御されるものである。
【００２４】
たとえば鋼帯の表面側のガスワイピング装置が投受光器を具備し、鋼帯の裏面側のガスワイピング装置が反射板を具備している形態、もしくはその逆の構成を具備する形態があり、さらに、鋼帯の表面側のガスワイピング装置の左右の閉塞部材の双方がそれぞれ２つの投受光器を具備し、裏面側のガスワイピング装置の左右の閉塞部材の双方がそれぞれ２つの反射板を具備している形態のほか、鋼帯の表面側のガスワイピング装置の左右の閉塞部材の一方のみが２つの投受光器を具備し、裏面側のガスワイピング装置の左右の閉塞部材の一方のみが２つの反射板を具備している形態がある。
【００２５】
さらに、透過型の光電センサを具備する本発明のガスワイピングシステムにおいて、前記光電センサは投光器と受光器で構成され、投光器からの信号光が受光器で受光される透過型の光電センサであり、２つの投光器が一方のガスワイピング装置の左右の閉塞部材の少なくとも一方側に併設され、前記投光器に対応する受光器が他方のガスワイピング装置の左右の閉塞部材の少なくとも一方側に併設されており、投光器が近傍に存在する閉塞部材では、前記制御部から前記駆動部への指令信号に基づき、投光器のスライドと閉塞部材のスライドが同期して実行制御され、受光器が近傍に存在する閉塞部材では、前記制御部から前記駆動部への指令信号に基づき、受光器のスライドと閉塞部材のスライドが同期して実行制御されるものである。
【００２６】
たとえば鋼帯の表面側のガスワイピング装置が投光器を具備し、鋼帯の裏面側のガスワイピング装置が受光器を具備している形態、もしくはその逆の構成を具備する形態があり、さらに、鋼帯の表面側のガスワイピング装置の左右の閉塞部材の双方がそれぞれ２つの投光器を具備し、裏面側のガスワイピング装置の左右の閉塞部材の双方がそれぞれ２つの受光器を具備している形態のほか、鋼帯の表面側のガスワイピング装置の左右の閉塞部材の一方のみが２つの投光器を具備し、裏面側のガスワイピング装置の左右の閉塞部材の一方のみが２つの受光器を具備している形態がある。
【００２７】
上記いずれの光電センサを具備するシステムであっても、光電センサを適用して鋼帯の端部をセンシングすることにより、センサと鋼帯の衝突を解消することができ、ガス吹出口の幅を可変に調整する左右の閉塞部材と光電センサの駆動制御を共通の駆動部にて実行することにより、閉塞部材やセンサを駆動させる機構の簡素化を図ることができ、システム製造コストの低廉化を図ることができる。
【００２８】
ここで、本発明のガスワイピングシステムを構成するガスワイピング装置の好ましい実施の形態は、装置を構成するガスワイピングノズルが、鋼帯の幅方向に延設して前記中空からガスを吹出すスリットと、ガスを該中空に導入するガス導入口を備えた隔壁と、を備えており、前記スリットには、鋼帯の幅に応じて左右の領域を閉塞するとともに該スリットに沿ってスライド自在な左右の閉塞部材が配設され、かつ、離間した該左右の閉塞部材の間に前記ガス吹出口が形成されており、前記中空において、前記左右の閉塞部材のそれぞれのガス吹出口側端部から前記隔壁へ延設する左右の整流片が配設され、該左右の整流片の間で前記ガス流路が形成されており、前記ガス吹出口の幅と前記ガス流路の幅が同じである。
【００２９】
ガスワイピングノズルの中空内において、ガス導入口の左右端から左右の閉塞部材それぞれのガス吹出口側端部に延設する左右の整流片が配設され、この左右の整流片によって中空におけるガス流路が画成されていることにより、ガス導入口から導入されたガスのうち、特にガス流路の左右端で整流片に沿って流れるガスは、連続する整流片と閉塞部材のガス吹出口側端部を介してガス吹出口からスムーズに吐出されることになる。
【００３０】
すなわち、ガスワイピングノズルの中空内を流通してきたガスがガス吹出口で大幅（急激）に縮流され、この縮流によって周期的に渦が生ぜしめられてこの渦がガス流れを乱すといった作用は生じ得ない。このことにより、生成される渦によって乱されたガス流れに起因する鋼帯の幅方向端部におけるオーバーコートやスプラッシュを完全に解消することができる。
【００３１】
そして、ガスワイピングノズルの中空内における左右の整流片によって画成されるガス流路の幅とガス吹出口の幅が常に同じに保たれるものであり、左右の閉塞部材のスライドによってガス吹出口の幅が変化した際には、これに追随して左右の整流片も同様にスライドし、ガス流路の幅とガス吹出口の幅が同じ状態で変化するものである。そして、このように左右の整流片がスライドすることから、本実施の形態における整流片は隔壁と縁切りされた構造を呈している。
【発明の効果】
【００３２】
以上の説明から理解できるように、本発明のガスワイピングシステムによれば、光電センサを適用して鋼帯の端部をセンシングすることにより、センサと鋼帯の衝突を解消しながら、鋼帯に対するガスワイピング装置のガス吹出口の位置や幅を精度よく調整することができ、また、ガス吹出口の幅を可変に調整する左右の閉塞部材と光電センサの駆動制御を共通の駆動部にて実行することにより、閉塞部材やセンサを駆動させる機構の簡素化を図ることができ、システム製造コストの低廉化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】溶融金属めっき装置の構成を示す模式図である。
【図２】ガスワイピング装置の一実施の形態の斜視図である。
【図３】図２のIII−III矢視図である。
【図４】図３のIV−IV矢視図である。
【図５】ガスワイピングシステムの実施の形態１を説明した模式図である。
【図６】鋼帯に対する２つの光電センサの位置制御を説明した模式図である。
【図７】電動スライダの制御フローを説明したフロー図である。
【図８】ガスワイピングシステムの実施の形態２を説明した模式図である。
【図９】ガスワイピングシステムの実施の形態３を説明した模式図である。
【図１０】（ａ）は特許文献１の図８で示すセンサ機構において、センサが異幅の鋼帯接続点を通過する際にセンサと鋼帯の衝突を回避するためのセンサの動作制御態様を説明した図であり、（ｂ）は本発明のガスワイピングシステムにおいて、センサが異幅の鋼帯接続点を通過する際のセンサのスライド態様を説明した図である。
【図１１】２つの光電センサの中間位置に鋼帯の端部を位置決めする制御方法を説明した図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、図面を参照して本発明のガスワイピングシステムの実施の形態と、ガスワイピングシステムを構成するガスワイピング装置の実施の形態を説明する。なお、図示するガスワイピング装置は、ガス吹出口の幅とガス流路の幅が同じである好ましい実施の形態を示しているが、特許文献１の図１１で示す従来構造のガスワイピング装置の適用を排除するものではない。
【００３５】
（めっき装置）
まず、図１を参照して、本発明のガスワイピングシステムが適用される溶融金属めっき装置を概説する。同図で示すめっき装置は、溶融亜鉛や溶融アルミ等の溶融金属Ｍからなるめっき浴が収容され、その内側に不図示の耐火煉瓦等がライニングされてなるめっきポットＹ内にシンクロールＲが回転自在に配設され、不図示のスナウト等を介して還元焼鈍炉から送られてきた鋼帯Ｋが溶融金属Ｍ内に浸漬され、シンクロールＲを介して鉛直上方に搬送されるようになっている（Ｘ１方向）。
【００３６】
鉛直上方に搬送された鋼帯Ｋは、その両側面に溶融金属が付着されているが、めっきポットＹの上方には、鉛直上方に搬送される鋼帯Ｋの搬送路の両側にガスワイピング装置１０Ａ，１０Ｂが配設されており、これらのガスワイピング装置１０Ａ，１０Ｂから吹出されたガス（空気、窒素、不活性ガスなど）により、鋼帯Ｋの両側面に付着した溶融金属の一部が払拭されて所望の付着量に調整されるようになっている。
【００３７】
（ガスワイピング装置の実施の形態）
次に、図２〜図４を参照してガスワイピング装置を概説する。ここで、図２は、図１のめっき装置を構成するガスワイピング装置の一実施の形態を斜視図で示すものであり、図３は、図２のIII−III矢視図、図４は、図３のIV−IV矢視図である。なお、以下の説明では２つのガスワイピング装置のうち、鋼帯Ｋの表面側に配設されているガスワイピング装置１０Ａを取り上げて説明するが、鋼帯Ｋの裏面側に配設されているガスワイピング装置１０Ｂの基本構成はガスワイピング装置１０Ａと同様である（装着される光電センサの有無、光電センサの構成要素のみが異なる）。
【００３８】
図２〜図４で示すガスワイピング装置１０Ａは、中空のガスワイピングノズル１と、この後方に設けられてガスが該ガスワイピングノズル１の中空内に提供されるガス流入管３にガスを供給する不図示のガス供給装置（ガス供給源）と、装置全体を不図示の吊り機器に吊り持するための左右の吊り架構５と、左右の吊り架構５間に架け渡されたラック４から大略構成されている。
【００３９】
ガスワイピングノズル１は、鋼帯Ｋの幅方向に延設してその中空からガスを吹出すスリット１ａ’（その全幅はＴ）を有し、該スリット１ａ’内において、その左右の領域を閉塞するとともに該スリット１ａ’に沿ってスライド自在な（Ｙ１方向）左側の閉塞部材２Ａおよび右側の閉塞部材２Ｂが配設されていて、これら離間した左右の閉塞部材２Ａ，２Ｂの間のスリット領域にガス吹出口１ａが形成されている。そして、ラック４の上で左側の閉塞部材２Ａの近傍位置には２つの光電センサ６ａ１，６ａ２が装備されており、ラック４の上で右側の閉塞部材２Ｂの近傍位置には２つの光電センサ６ａ３，６ａ４が装備されている。
【００４０】
ガスワイピングノズル１の内部後方にはガス流入管３が連通しており、その前方には複数のガス導入口１ｅを備えた隔壁１ｄが設けてある。不図示のガス供給装置から提供されたガスは、ガス流入管３を介して（Ｘ２方向）ガスワイピングノズル１内に導入され、ガス導入口１ｅを介して中空内に導入される。
【００４１】
また、ガスワイピングノズル１の中空において、左右の閉塞部材２Ａ，２Ｂのそれぞれのガス吹出口側端部２ａ，２ａから隔壁１ｄへ延設する左右の整流片１ｃ、１ｃが配設されており、該左右の整流片１ｃ、１ｃと中空の上面および下面で画成された空間がガス流路ＧＲとなっている。
【００４２】
ガスワイピング装置１０Ａでは、左右の整流片１ｃ、１ｃの間に形成されるガス流路ＧＲの幅ｔと、ガス吹出口１ａの幅ｔが常に同じとなるように構成されている。すなわち、左右の閉塞部材２Ａ，２Ｂそれぞれのガス吹出口側端部２ａ，２ａに対して左右の整流片１ｃ、１ｃの一端が直交姿勢で固定されており、かつ、左右の整流片１ｃ、１ｃの他端は隔壁１ｄと完全に縁切りされた構造を呈していることで、ガス吹出口１ａの幅ｔとガス流路ＧＲの幅ｔをともに同じ幅で可変調整することができる。
【００４３】
左右の閉塞部材２Ａ，２Ｂのスライド（Ｙ１方向）によってガス吹出口１ａの幅ｔが調整自在となっており、たとえば700〜1800mm程度の間で変化する鋼帯Ｋの幅とガス吹出口１ａの幅ｔを同じに調整する調整形態や、ガス吹出口１ａの幅ｔを鋼帯Ｋの幅の左右からそれぞれ10mm程度広げた幅に調整する調整形態などがあり、鋼帯Ｋの幅の変化に応じて所望にガス吹出口１ａの幅ｔが調整される。
【００４４】
この左右の閉塞部材２Ａ，２Ｂのスライドによるガス吹出口１ａの幅ｔの調整に関しは、その制御態様を含めて以下で詳述する。
【００４５】
図３からも明らかなように、複数のガス導入口１ｅからガス流路ＧＲ内に導入されたガス（Ｘ３方向）のうち、特にガス流路ＧＲの左右端で整流片１ｃ、１ｃに沿って流れるガスは、連続する整流片１ｃと閉塞部材２Ａ，２Ｂのガス吹出口側端部２ａを介してガス吹出口１ａからスムーズに吐出されることになる（Ｘ４方向）。
【００４６】
すなわち、ガスワイピングノズル１の中空内を流通してきたガスがガス吹出口１ａで急激に縮流され、この縮流によって周期的に渦が生ぜしめられてこの渦がガス流れを乱すといった作用は生じ得ない。このことにより、生成される渦によって乱されたガス流れに起因する鋼帯の幅方向端部におけるオーバーコートやスプラッシュを完全に解消することができる。
【００４７】
次に、以下、図５〜図９を参照してガスワイピングシステムの実施の形態１〜３について説明する。これら３つのガスワイピングシステムはそれぞれ、異なる形態の光電センサを備えている。具体的には、実施の形態１にかかるガスワイピングシステム１００Ａは回帰反射型の光電センサを具備するガスワイピングシステムであり、実施の形態２にかかるガスワイピングシステム１００Ｂは反射型のガスワイピングシステムであり、実施の形態３にかかるガスワイピングシステム１００Ｃは透過型のガスワイピングシステムである。以下、それぞれの形態のガスワイピングシステムを説明するとともに、ガスワイピングシステム１００Ａを用いて、システムを構成する制御部と駆動部の構成や電動スライダの具体的な制御方法を説明する。
【００４８】
（ガスワイピングシステムの実施の形態１）
図５は、ガスワイピングシステムの実施の形態１を説明した模式図である。図示するガスワイピングシステム１００Ａは、鋼帯Ｋの表面側に配設されたガスワイピング装置１０Ａが、左側の閉塞部材２Ａの近傍に２つの投受光器６ａ１，６ａ２を備え、右側の閉塞部材２Ｂの近傍に２つの投受光器６ａ３，６ａ４を備えている。さらに、鋼帯Ｋの裏面側に配設されたガスワイピング装置１０Ｂが、左側の閉塞部材２Ｃの近傍に２つの反射板６ｂ１，６ｂ２を備え（それぞれ投受光器６ａ１，６ａ２に対応）、右側の閉塞部材２Ｄの近傍に２つの反射板６ｂ３，６ｂ４を備えている（それぞれ投受光器６ａ３，６ａ４に対応）。このように、図示するガスワイピングシステム１００Ａは、投受光器６ａ１，６ａ２，６ａ３，６ａ４と反射板６ｂ１，６ｂ２，６ｂ３，６ｂ４から構成される光電センサを備えたシステムである。
【００４９】
投受光器６ａ１，６ａ２，６ａ３，６ａ４は発光素子と受光素子をセンサアンプ内に内蔵しており、反射板からの反射光を受光する。また、制御部を構成するコントローラ２０と４つのドライバ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄと、駆動部を構成する４つの電動スライダ４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄを備えている。なお、電動スライダ以外にも、電動シリンダや油圧シリンダなど、他の形態のアクチュエータを適用してもよい。
【００５０】
光電センサによって２つのセンサ（２つの投受光器６ａ１，６ａ２もしくは２つの投受光器６ａ３，６ａ４）と鋼帯Ｋの端部位置の関係がセンシングされ、センシングデータが随時コントローラ２０に送信される。たとえば左側の投受光器６ａ１，６ａ２について説明すると、投受光器６ａ１，６ａ２の間（望ましくは投受光器６ａ１，６ａ２の中間位置）に鋼帯Ｋの左端が位置するように、コントローラ２０から位置決めパルス信号がドライバ３０Ａを介して電動スライダ４０Ａに送信される。
【００５１】
電動スライダ４０Ａは、受信信号に応じて左右にスライドする（Ｚ１方向）。
【００５２】
電動スライダ４０Ａには、複数のプーリを介して２巻のワイヤＷ１、Ｗ２が取り付けられており、ワイヤＷ１は電動スライダ４０Ａと左側の閉塞部材２Ａを繋いでおり、ワイヤＷ２は電動スライダ４０Ａと閉塞部材２Ａの近傍にある２つの投受光器６ａ１，６ａ２を繋いでいる。そして、電動スライダ４０Ａのスライドにより、左側の閉塞部材２Ａと２つの投受光器６ａ１，６ａ２は同期して同じ方向に同じ量だけスライドすることができる（閉塞部材２ＡのスライドはＹ１方向、投受光器６ａ１，６ａ２のスライドはＹ２方向）。
【００５３】
その他、ドライバ３０Ｂと電動スライダ４０Ｂ、右側の閉塞部材２Ｂおよびその近傍の投受光器６ａ３，６ａ４が同系列となっており、裏面側のガスワイピング装置１０Ｂにおいても、ドライバ３０Ｃと電動スライダ４０Ｃ、左側の閉塞部材２Ｃおよびその近傍の反射板６ｂ１，６ｂ２が同系列となっており、ドライバ３０Ｄと電動スライダ４０Ｄ、右側の閉塞部材２Ｄおよびその近傍の反射板６ｂ３，６ｂ４が同系列となっている。
【００５４】
このように、閉塞部材とその近傍の投受光器もしくは反射板が一つの駆動部にて同期してスライド制御される機構となっていることから、閉塞部材やセンサを駆動させる機構の簡素化を図ることができ、システム製造コストの低廉化を図ることができる。
【００５５】
ガスワイピングシステム１００Ａにおいては、光電センサが回帰反射型の光電センサであることより、投受光器６ａ１，６ａ２，６ａ３，６ａ４から照射された信号光ＳＬのうち、反射板６ｂ１、６ｂ３で反射した反射光ＲＬを投受光器６ａ１、６ａ３で受光する。
【００５６】
左側の閉塞部材２Ａ、２Ｃに関しては、投受光器６ａ１，６ａ２で受光した受光信号がコントローラ２０に送信されることにより、鋼帯Ｋの左端の位置が投受光器６ａ１，６ａ２の間に入っているか否かが検知される。このことは、右側の閉塞部材２Ｂ、２Ｄに関しても同様である。
【００５７】
この鋼帯Ｋの左端の位置を投受光器６ａ１，６ａ２の間に位置決めする際には、図６で示すように、投受光器６ａ１，６ａ２の間の距離dPHの中間位置dPH/2に鋼帯Ｋの左端が位置するように投受光器６ａ１，６ａ２（および左側の閉塞部材２Ａ）をスライド制御するのがよい。
【００５８】
ここで、電動スライダの制御フローを図７を参照して説明する。ここで、図中、Lは通光（信号光が鋼帯に衝突していないこと）を示し、Dは遮光（信号光が鋼帯に衝突していること）を示し、LLは２つの投受光器からの信号光がともに通光であることを示し、DDは２つの投受光器からの信号光がともに遮光であることを示し、LDは外側の投受光器６ａ１が通光で内側の投受光器６ａ２が遮光であること（目標となる制御態様であること）を示している。
【００５９】
まず、ステップＳ１で２つのセンサ（投受光器６ａ１，６ａ２）の間隔を測定する。
【００６０】
次に、ステップＳ２でセンサパターン、すなわち、２つのセンサと鋼帯の端部の位置関係を特定する。
【００６１】
センサパターンのうち、ステップＳ３のDDの場合、ステップＳ４のLLの場合のいずれの場合でも、電動スライダの目標値をセットし、より具体的には、DDの場合は目標値を現在値＋センサ間隔/2とし、LLの場合は目標値を現在値−センサ間隔/2とする。
【００６２】
目標値のセットはDD、LLが解消されるまで、また制御周期ごとに繰り返し更新される。
【００６３】
このような制御フローにて、鋼帯の端部が２つのセンサの中間位置に来るようにセンサ位置をスライドさせ、このスライドに同期して閉塞部材もスライドさせることで、鋼帯の端部位置に対して閉塞部材を所望の位置にスライド制御することができる。
【００６４】
なお、図５で示すガスワイピングシステム１００Ａでは、鋼帯Ｋの左右端をそれぞれ２つの光電センサにてセンシング（投受光器６ａ１，６ａ２と反射板６ｂ１，６ｂ２にて鋼帯Ｋの左端をセンシングし、投受光器６ａ３，６ａ４と反射板６ｂ３，６ｂ４にて鋼帯Ｋの右端をセンシング）する形態であるが、鋼帯Ｋの幅が予め確定している場合には、たとえば鋼帯Ｋの右端のセンシングを省略（したがって、投受光器６ａ３，６ａ４と反射板６ｂ３，６ｂ４を省略）してもよい。この場合、電動スライダ４０Ｂによるスライド制御はガスワイピング装置１０Ａの右側の閉塞部材２Ｂのみとなり、同様に、電動スライダ４０Ｄによるスライド制御はガスワイピング装置１０Ｂの右側の閉塞部材２Ｄのみとなる。
【００６５】
（ガスワイピングシステムの実施の形態２）
図８は、ガスワイピングシステムの実施の形態２を説明した模式図である。図示するガスワイピングシステム１００Ｂは、鋼帯Ｋの表面側に配設されたガスワイピング装置１０Ａが、左側の閉塞部材２Ａの近傍に２つの投受光器６ｃ１，６ｃ２を備え、右側の閉塞部材２Ｂの近傍に２つの投受光器６ｃ３，６ｃ４を備えている。このように、図示するガスワイピングシステム１００Ｂは、投受光器６ｃ１，６ｃ２，６ｃ３，６ｃ４から構成される光電センサを備えたシステムである。
【００６６】
投受光器６ｃ１，６ｃ２，６ｃ３，６ｃ４は発光素子と受光素子をセンサアンプ内に内蔵しており、鋼帯からの反射光を受光する。
【００６７】
このように反射型の光電センサを備えたガスワイピングシステム１００Ｂによっても、ガスワイピングシステム１００Ａと同様に、閉塞部材やセンサを駆動させる機構の簡素化を図ることができ、システム製造コストの低廉化を図ることができるとともに、鋼帯の端部位置に対して閉塞部材を所望の位置にスライド制御することができる。
【００６８】
（ガスワイピングシステムの実施の形態３）
図９は、ガスワイピングシステムの実施の形態３を説明した模式図である。図示するガスワイピングシステム１００Ｃは、鋼帯Ｋの表面側に配設されたガスワイピング装置１０Ａが、左側の閉塞部材２Ａの近傍に２つの投光器６ｄ１，６ｄ２を備え、右側の閉塞部材２Ｂの近傍に２つの投光器６ｄ３，６ｄ４を備えている。さらに、鋼帯Ｋの裏面側に配設されたガスワイピング装置１０Ｂが、左側の閉塞部材２Ｃの近傍に２つの受光器６ｅ１，６ｅ２を備え（それぞれ投光器６ｄ１，６ｄ２に対応）、右側の閉塞部材２Ｄの近傍に２つの受光器６ｅ３，６ｅ４を備えている（それぞれ投光器６ｄ３，６ｄ４に対応）。このように、図示するガスワイピングシステム１００Ｃは、投光器６ｄ１，６ｄ２，６ｄ３，６ｄ４と受光器６ｅ１，６ｅ２，６ｅ３，６ｅ４から構成される光電センサを備えたシステムである。
【００６９】
投光器６ｄ１，６ｄ２，６ｄ３，６ｄ４と受光器６ｅ１，６ｅ２，６ｅ３，６ｅ４が分離された透過型の光電センサにおいて、信号光ＳＬが鋼帯Ｋに衝突して遮光されると、信号光ＳＬは受光器にて受信されない。
【００７０】
このように透過型の光電センサを備えたガスワイピングシステム１００Ｃによっても、ガスワイピングシステム１００Ａ，Ｂと同様に、閉塞部材やセンサを駆動させる機構の簡素化を図ることができ、システム製造コストの低廉化を図ることができるとともに、鋼帯の端部位置に対して閉塞部材を所望の位置にスライド制御することができる。  
【００７１】
（本発明のガスワイピングシステムによる鋼帯とセンサの衝突回避に関する考察）
図１０ａは特許文献１の図８で示すセンサ機構において、センサが異幅の鋼帯接続点を通過する際にセンサと鋼帯の衝突を回避するためのセンサの動作制御態様を説明した図であり、図１０ｂは本発明のガスワイピングシステムにおいて、センサが異幅の鋼帯接続点を通過する際のセンサのスライド態様を説明した図である。
【００７２】
図１０ａより、特許文献１の図８で示すセンサ機構では、鋼帯の搬送速度（Line Speed）が150m/minで、幅800mmから幅1000mmに異幅の接続部がセンサ近傍を通過する際に、センサの回避動作を動作速度100mm/secでおこない、鋼帯左右端より余裕代100mmでセンサを退避させ、退避位置から鋼帯左右端を捕まえるまでの動作速度を30mm/secでおこなった場合に、鋼帯は13333mm通過することになる。
【００７３】
これに対し、図１０ｂで示す本発明のガスワイピングシステムでは、異幅に応じて光電センサをスライドさせる際の動作速度を100mm/secでおこなった際に、図１０ａで示す回避動作の際の鋼帯通過量(13333mm)のうち、10833mmが解消されることとなり、この解消分が鋼帯の歩留り改善に繋がる。
【００７４】
（２つの光電センサの中間位置に鋼帯の端部を位置決めする制御方法に関する検証）
図１１は２つの光電センサの中間位置に鋼帯の端部を位置決めする制御方法を説明した図である。
【００７５】
センサ間の距離を短くすることが鋼帯に対するセンサの位置決め制御の際の精度向上に繋がる。ここで、センサ間の距離を短くすることは鋼帯の左右端をセンサ間に納める制御の安定性を損ない、ハンチングを発生させる要因となる。そこで、２つのセンサ間でアクチュエータの動作を安定させるために以下の制御方法を用いる。
【００７６】
２つのセンサの間隔 (センサ間隔) を検出記憶する機構を設け、２つのセンサ間隔の中間位置に鋼帯の左右端が位置するように制御する。この制御方法を用いることで、鋼帯を検出してからの停止距離が短過ぎることによるアクチュエータの頻発動作や、鋼帯を検出してからの停止距離が長過ぎることによるハンチング動作の発生を抑止することができる。
【００７７】
たとえば、図１１で示す条件で制御を実行した。ここで、アクチュエータの分解能は10μm、アクチュエータの加減速レートは500mm/sec2、アクチュエータの移動速度は30mm/sec、コントローラの制御周期は0.5msec、センサのビーム幅は1.0mmである。また、同図において、面積Aはセンサが鋼帯を検出してからコントローラによる減速開始指令までの惰走距離で0.015mm、面積Bはコントローラによる減速開始指令から停止までの惰走距離で0.9mmであり、面積A＋面積Bは0.915mmとなる。
【００７８】
検証の結果、センサ間隔2mmの場合に鋼帯左右端±1.0mmの精度にて、閉塞部材を安定して制御することができた。すなわち、上記面積A＋面積Bが0.915mmより、センサ間隔2mmの半分の1mmで0.915mm以上となる。
【００７９】
以上、本発明の実施の形態を図面を用いて詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。
【符号の説明】
【００８０】
１…ガスワイピングノズル、１ａ…ガス吹出口、１ａ’…スリット、１ｃ…整流片、１ｄ…隔壁、１ｅ…ガス導入口、２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ…閉塞部材、２ａ…閉塞部材のガス吹出口側端部、３…ガス流入管、４…ラック、５…吊り架構、６ａ１，６ａ２，６ａ３，６ａ４…投受光器（光電センサ）、６ｂ１，６ｂ２，６ｂ３，６ｂ４…反射板（光電センサ）、６ｃ１，６ｃ２，６ｃ３，６ｃ４…投受光器、６ｄ１，６ｄ２，６ｄ３，６ｄ４…投光器、６ｅ１，６ｅ２，６ｅ３，６ｅ４…受光器、１０Ａ，１０Ｂ…ガスワイピング装置、２０…コントローラ（制御部）、３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ…ドライバ（制御部）、４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄ…電動スライダ（アクチュエータ、駆動部）、１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ…ガスワイピングシステム、Ｍ…溶融金属（めっき浴）、Ｋ…鋼帯、Ｙ…めっきポット、Ｒ…シンクロール、Ｗ１、Ｗ２…ワイヤ、ＳＬ…信号光、ＲＬ…反射光
【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】
2015229790.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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