(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定ロール（６）と、前記固定ロール（６）に対して接近離間可能に配置された可動ロール（１８）と、前記可動ロール（１８）を前記固定ロール（６）に対して接近離間させるための滞留距離調整機構（２６）と、旋回ロール（８）と、前記旋回ロール（８）を旋回させるための幅方向位置調整機構（１４）とを具備し、
前記固定ロール（６）、可動ロール（１８）、および旋回ロール（８）により条材（Ｔ）を蛇行させ、前記滞留距離調整機構（２６）によって条材（Ｔ）の蛇行距離を調整するとともに、前記幅方向位置調整機構（１４、１６）によって条材（Ｔ）の幅方向の位置を調整する条材滞留装置であって、
前記幅方向位置調整機構（１４、１６）は、前記可動ロール（１８）と前記固定ロール（６）との離間量に基づいて旋回角度を算出し、得られた旋回角度に基づいて旋回ロール（８）を旋回させることを特徴とする条材滞留装置。
【請求項２】
条材（Ｔ）の幅方向における条材の位置を検出する条材位置検出機構（３０）と、前記可動ロール（１８）と前記固定ロール（６）との離間量を検出する離間量検出機構（２）と、前記条材位置検出機構（３０）によって検出された変位量（Ｘ）に対応した理想旋回角度（Ａｃ）を算出し、この理想旋回角度に前記離間量検出機構（２）が検出した離間量（Ｄ）に対応する係数（Ｐ）を乗じて旋回角度（Ａｒ）を算出する旋回角度計算機構（１６）とを具備することを特徴とする請求項１記載の条材滞留装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、長尺かつ帯状の物品（条材）の蛇行長さを調整するための条材滞留装置に関し、特に、条材のずれを防止するための改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、金属などの条材を連続加工する場合には、前工程と後工程の処理速度の差を吸収するために、前工程と後工程との間に条材滞留装置が設けられている。この種の条材滞留装置は、複数の固定ロールと、これら固定ロールに対して接近離間可能に配置された複数の可動ロールと、可動ロールを固定ロールに対して接近離間させるための滞留距離調整機構とを有し、可動ロールと固定ロールとの間で条材を蛇行させつつ、条材を走行させる。前工程からの条材の供給が遅くなったり、止まったりした場合には、可動ロールを固定ロールに接近させて蛇行距離を短くし、装置内の条材を放出して後工程への供給速度に変化が生じないようにする。また、後工程での条材処理が滞った場合には、可動ロールを固定ロールから離間させ、蛇行距離を増して装置内に条材を吸収し、前工程からの供給速度に変化が生じないようにする。
【０００３】
ところで、可動ロールと固定ロールの間で条材を蛇行させていると、条材が徐々に幅方向へずれてくることがあり、装置から排出される条材の位置がずれて後工程への導入に支障が生じることがある。そこで、条材滞留装置内で条材のずれを防止する条材ずれ防止機構も案出されている。この条材ずれ防止機構は、蛇行する条材の一部を支持する旋回ロールを有し、この旋回ロールをわずかに旋回させることにより、条材のずれを強制的に修正する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記条材ずれ防止機構は、可動ロールと固定ロールとの離間量が大きい場合には問題がないが、可動ロールが固定ロールに近づいた場合、すなわち蛇行距離が小さくなった場合に、条材に無理なひねり力を与えるおそれがあった。最近では、この種の条材から得られる製品の形状に要求される加工精度が極めて高くなっているため、条材ずれ防止機構によって過剰なひねりが加えられた条材では要求精度が満たせないおそれが生じている。同様の問題は、金属以外の条材にもいえることである。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、可動ロールが固定ロールに近づいた場合、すなわち蛇行距離が小さくなった場合にも、条材に無理なひねり力を与えるおそれが少ない条材滞留装置を提供することを課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係る条材滞留装置は、固定ロールと、前記固定ロールに対して接近離間可能に配置された可動ロールと、前記可動ロールを前記固定ロールに対して接近離間させるための滞留距離調整機構と、旋回ロールと、前記旋回ロールを旋回させるための幅方向位置調整機構とを具備し、前記固定ロール、可動ロール、および旋回ロールにより条材を蛇行させ、前記滞留距離調整機構によって条材の蛇行距離を調整するとともに、前記幅方向位置調整機構によって条材の幅方向の位置を調整する条材滞留装置であって、前記幅方向位置調整機構は、前記可動ロールと前記固定ロールとの離間量に基づいて旋回角度を算出し、得られた旋回角度に基づいて旋回ロールを旋回させる。
【０００７】
なお、前記条材滞留装置はさらに、条材の幅方向における条材の位置を検出する条材位置検出機構と、前記可動ロールと前記固定ロールとの離間量を検出する離間量検出機構と、前記条材位置検出機構によって検出された変位量に対応した理想旋回角度を算出し、この理想旋回角度に前記離間量検出機構が検出した離間量に対応する係数を乗じて旋回角度を算出する旋回角度計算機構とを具備していてもよい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。
図１および図２は、本発明の実施形態に係る条材滞留装置の側面図および平面図である。始めに概略を述べると、この条材滞留装置は、複数の固定ロール６と、固定ロール６に対して接近離間可能に配置された複数の可動ロール１８と、可動ロール１８を固定ロール６に対して接近離間させるための滞留距離調整機構２６と、旋回ロール８と、旋回ロール８を旋回させるための幅方向位置調整機構１４、１６とを具備する。図示しない前工程から装置に導入された条材は、固定ロール６、可動ロール１８、および旋回ロール８により蛇行させられ、滞留距離調整機構２６が条材Ｔの蛇行距離を調整するとともに、幅方向位置調整機構１４、１６が旋回ロール８を回動させて条材Ｔの幅方向のずれを調整する。その際、幅方向位置調整機構１４、１６は、可動ロール１８と固定ロール６との離間量に基づいて旋回角度を算出し、得られた旋回角度に基づいて旋回ロール８を旋回させる。
【０００９】
この装置ではさらに、条材Ｔの幅方向における条材Ｔの位置を検出する条材位置検出機構３０と、可動ロール１８と固定ロール６との離間量を検出する離間量検出機構２と、条材位置検出機構３０によって検出された変位量Ｄに対応した理想旋回角度を算出し、この理想旋回角度に離間量検出機構２が検出した離間量に対応する係数を乗じて旋回角度を算出する旋回角度計算機構（１６に含まれる）とが設けられている。
【００１０】
以下、具体的に条材滞留装置の構成を説明する。
フレーム１は装置全体の外殻をなし、水平なフレーム下部１Ａ、垂直なフレーム柱部１Ｂ、および水平なフレーム上部１Ｃとから構成されている。フレーム１には図示しない支持部材を介して複数の固定ロール６が互いに平行かつ水平に取り付けられ、個々の固定ロール６は軸線回りに回転自在とされている。固定ロール６列の中間には、２本の旋回ロール８が固定ロール６と平行に配置され、固定ロール６および旋回ロール８は、図２に示すようにほぼ等間隔で配置されている。旋回ロール８の本数は２本に限定されず、１本でも３本以上でもよいが、ずれ矯正効果の点からは２本が適している。
【００１１】
２本の旋回ロール８は、水平に配置された旋回フレーム１０に対して固定されており、この旋回フレーム１０は旋回器１４の旋回軸１２に垂直に固定されている。旋回器１４が旋回軸１２を回動させると、旋回ロール８が旋回軸１２を中心として回動する。旋回軸１２の位置は、この実施形態では、条材Ｔの走行方向上流側の旋回ロール８のさらに上流側に配置されているが、この配置に限定されることはなく、旋回ロール８同士の間であってもよいし、下流側の旋回ロール８より下流側に配置されていてもよい。旋回器１４は通常のモーターとギヤを組み合わせたものであってもよいし、他の形式の回転アクチュエーターであってもよいが、回転角度を正確に制御できることが必要である。旋回器１４はコントローラ１６に接続され、コントローラ１６によって旋回ロール８の角度が調整できるようになっている。
【００１２】
各フレーム柱部１Ｂには、スライド式のガイド２が固定されており、これらガイド２間に昇降フレーム４が昇降可能に取り付けられている。これらガイド２には、昇降フレーム４の高さを検出するためのセンサ（図示略）が設けられており、センサの出力信号はコントローラ１６に伝達される。
【００１３】
昇降フレーム４には、隣接する固定ロール６同士の間、および隣接する固定ロール６と旋回ロール８との間の直上において、可動ロール１８が固定ロール６と平行にそれぞれ固定され、いずれも回転自在にされている。前工程から導入された条材Ｔは、まず固定ロール６の下を通され、可動ロール１８との間で往復して蛇行され、さらに可動ロール１８から一対の旋回ロール８の下を通って再び可動ロール１８と固定ロール６との間で蛇行され、最後に固定ロール６の下を通って次工程へと運ばれる。
【００１４】
フレーム上部１Ｃには、フレーム昇降モータ２６が固定され、このフレーム昇降モータ２６によって回転される水平なシャフト２４が設けられ、シャフト２４の両端にはスプロケット２２が固定されている。スプロケット２２にはそれぞれチェーン２０が巻回され、各チェーン２０の下端は昇降フレーム４に固定されている。これにより、フレーム昇降モータ２６を回転させると、スプロケット２２がチェーン２０を動かし、昇降フレーム４が上昇または下降する。フレーム昇降モータ２６はコントローラ１６に接続され、コントローラ１６からの信号に応じて回転量が制御される。
【００１５】
下流側の旋回ロール８とその次の可動ロール１８との間を走行する条材Ｔを挟むように、投光器２８および受光器３０が配置されている。投光器２８は条材Ｔの片面に光を照射し、ラインセンサやＣＣＤ等を具備する受光器３０は条材Ｔの影を検出する。これにより条材Ｔの幅方向における位置を検出することができる。受光器３０の出力信号はコントローラ１６に伝達される。
【００１６】
コントローラ１６の機能を説明する。前述したように、コントローラ１６は受光器３０から、旋回ロール８から可動ロール１８へ移動する時点での条材Ｔの位置に関する信号を受けるとともに、ガイド２から可動ロール１８と固定ロール６との離間量に関する信号を受け、旋回器１４およびフレーム昇降モータ２６の回転を制御する。
【００１７】
具体的には、フレーム昇降モータ２６は、シャフト２４にかかるトルクを監視するトルクセンサを具備し、このトルクセンサの出力がコントローラ１６に伝達され、トルクセンサが検出したトルクが所定の下限値未満に低下すると、コントローラ１６はフレーム昇降モータ２６を駆動してチェーン２０を巻き上げ、シャフト２４にかかる応力が前記下限値以上となった時点でチェーン２０の巻き上げを停止する。一方、トルクセンサの検出したシャフト２４にかかるトルクが所定の上限値より大きくなった場合には、コントローラ１６は、フレーム昇降モータ２６を駆動してスプロケット２２からチェーン２０を降下させ、シャフト２４にかかる応力が前記上限値より大きくなった時点でチェーンの繰り出しを停止する。これにより、コントローラ１６は、後工程への条材Ｔの供給速度が、前工程からの条材Ｔの供給速度よりも小さくなった場合には、条材Ｔにかかる張力の低下につれてフレーム昇降モータ２６により昇降フレーム４を上昇させ、条材Ｔの蛇行長を増大させて装置内に条材Ｔを吸収し、前工程と後工程との速度差を緩和する。
【００１８】
一方、前工程からの条材Ｔの供給速度が、後工程への条材Ｔの供給速度よりも小さくなった場合には、条材Ｔにかかる張力の上昇につれてフレーム昇降モータ２６により昇降フレーム４を下降させ、条材Ｔの蛇行長を短縮させて装置から条材Ｔを排出し、前工程と後工程との速度差を緩和する。
【００１９】
本発明の主特徴は、条材Ｔのずれ量だけでなく、昇降フレーム４の昇降量に対応して、旋回ロール８の旋回角度をコントローラ１６が制御することにある。すなわち、昇降フレーム４が下方に位置する時（旋回ロール８と可動ロール１８との垂直方向離間量（ロール離間量という）が小さい時）は相対的に旋回角度を小さくし、昇降フレーム４が上方に位置する時（ロール離間量が大きい時）は相対的に旋回角度を大きくする。具体的には、図３〜図５に例示するように、ロール離間量Ｄとロール旋回係数Ｐ（０＜Ｐmin≦Ｐ≦１）との関数を定めておき、条材Ｔのずれ量Ｘに対応して算出される理想旋回角度Ａｃに対し、このロール旋回係数Ｐを乗じて、実際の旋回角度Ａｒを算出する。すなわち、以下の関係で示される。
Ａｃ  ∝  Ｘ
Ａｒ  ＝  Ａｃ・Ｐ
【００２０】
図３はロール離間量Ｄが最小値Ｄminから最大値Ｄmaxに変化するにつれ、旋回係数Ｐが最小値Ｐminから最大値１へ一次関数的に増加する例である。
図４は、ロール離間量Ｄが最小値Ｄminから中間値Ｄｔまで増加するにつれ、旋回係数Ｐが最小値Ｐminから最大値１へ一次関数的に増加し、中間値Ｄｔから最大値Ｄmaxに変化する間は、旋回係数Ｐが最大値１のまま変化しない例である。
図５は、ロール離間量Ｄが最小値Ｄminから最大値Ｄmaxに変化するにつれ、旋回係数Ｐが最小値Ｐminから最大値１へ曲線的（例えば二次関数的）に増加する例である。
旋回係数Ｐは、ロール離間量Ｄが最小値Ｄminから最大値Ｄmaxに変化するにつれ、最小値Ｐminから最大値１へ階段状に増加するものとしてもよいし、さらに他の関数にしたがって増加するようにしてもよい。
【００２１】
一方、受光器３０の出力信号から検出される条材Ｔのずれ量Ｘに対して、理想旋回角度Ａｃは例えば以下のように決定される。Ｑは実験により適宜決定される定数である。
Ａｃ  ＝  Ｘ・Ｑ
図４に示すグラフのように、一定以上のずれ量Ｘに対しては、理想旋回角度Ａｃが一定値になってもよい。
【００２２】
上記構成からなる条材滞留装置によれば、ロール離間量Ｄが小さいときには旋回係数Ｐが小さくなるため、その分、理想旋回角度Ａｃよりも実際の旋回角度Ａｒが小さく設定される。これにより、旋回ロール８と可動ロール１８との距離が短い場合には、旋回ロール８の旋回角度が相対的に小さく抑えられるため、条材Ｔに大きい捻り力が加わりにくく、捻れに起因する条材Ｔの形状精度の悪化を防止することが可能である。
【００２３】
なお、本発明は上記実施例のみに限定されるものではなく、装置の細部は適宜変更してよい。また、本技術分野の当業者が周知の構成を装置に付加することも可能である。また、条材は金属条材に限定されない。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明に係る条材滞留装置によれば、ロール離間量が小さいときには旋回係数が小さくなり、その分、理想旋回角度よりも実際の旋回角度が小さく設定される。これにより、旋回ロールと可動ロールとの距離が短い場合には、旋回ロールの旋回角度が相対的に小さく抑えられるため、条材に大きい捻り力が加わりにくく、捻れに起因する条材の形状精度の悪化を防止することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る条材滞留装置の一実施形態を示す側面図である。
【図２】  同実施形態の平面図である。
【図３】  同実施形態におけるロール離間量と旋回係数との関数の一例を示すグラフである。
【図４】  同実施形態におけるロール離間量と旋回係数との関数の他の例を示すグラフである。
【図５】  同実施形態におけるロール離間量と旋回係数との関数の他の例を示すグラフである。
【符号の説明】
１  フレーム
２  ガイド
４  昇降フレーム
６  固定ロール
８  旋回ロール
１０  旋回フレーム
１２  旋回軸
１４  旋回器（幅方向位置調整機構）
１６  コントローラ（幅方向位置調整機構）
１８  可動ロール
２０  チェーン
２２  スプロケット
２４  シャフト
２６  フレーム昇降モータ（滞留量調整機構）
２８  投光器
３０  受光器（条材位置検出機構）
【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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