(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼帯製造ラインにおいて、鋼帯を巻き付けたターンロールを移動して該鋼帯の蛇行を修正する鋼帯のステアリング装置であって、
鋼帯を巻き付けたターンロールを入側の鋼帯と平行な面内で、ライン直角方向に移動させるロール移動手段と、前記ターンロールが移動する際に、入側の鋼帯と平行な面内にある仮想支点を中心として円弧状に移動するように、該ターンロールを案内する案内機構とを有し、前記案内機構は、固定フレームにベースプレートを介して取り付けられたレール上を走行するスライダーからなるスライドガイドとし、前記案内機構の固定フレームにスライドガイドを取り付けるベースプレートに複数の長穴を設けることにより、該ベースプレートを取り付けるボルトの位置を調整して、前記仮想支点を中心とする円弧の半径を設定できることを特徴とする鋼帯のステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼板製造設備に用いる鋼帯の蛇行を修正するステアリング方法およびステアリング装置に関する。
【０００２】
例えば鋼帯製造ラインにおいて、鋼帯を巻き付けたターンロールを移動して該鋼帯の蛇行を修正する鋼帯のステアリング方法およびステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
従来、ルーパー等180°巻付で使用される鋼帯のステアリング装置は、入側のライン中心を支点としてストリップと直角にターンロールを捻るディスプレイスメントタイプが使用されていた。
このステアリング装置は、ロールに巻き付いた板の出側をライン中心に移動する移送効果型のステアリング装置であり、板の蛇行修正時の応答性は良好であるが、板の入側・ターンロール内部の板の偏りは修正することが不可能であり、また修正動作の都合上構造が複雑になり、過大なフレームを必要とした。
【０００４】
前記の問題の解決として、特開平10-194540号公報（特許文献１）においては、ディスプレイスメントタイプのステアリング装置の修正操作に加え、ロールの回転軸を傾動させる動作を追加し、３次元的に動作させることにより修正動作時に収束方向の糸巻き効果を発生させる方法が紹介されている。
また、特開平10-297804号公報（特許文献２）においては、ダブルロールのディスプレイスメントタイプのステアリング装置の入側ロールを糸巻き効果型のステアリング装置として動作させることにより入側の板を修正する方法が紹介されている。
【０００５】
しかし、これらの従来技術は、ターンロールに複雑な動作をさせる必要があるため、制御性が悪く実際の鋼板製造ラインへの適用は困難であった。
【０００６】
また、従来型の捻りタイプの装置であれば、移送効果を用いて蛇行制御するため、偏り修正時の応答性は良好であるが、装置入側・ロール内部での板の偏りは修正不可能であった。
【０００７】
また、従来型の糸巻き効果型の装置であれば装置入側・ロール内部での板の偏り修正が可能であるが、比例動作で制御するため、応答性がライン速度の影響を受け、迅速に修正しようとすればハンチングを起こしやすく、応答性を下げ安定動作をさせると、偏り修正が間に合わずロールアウトを起こしやすい傾向にあった。
【特許文献１】特開平10-194540号公報
【特許文献２】特開平10-297804号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、前述のような従来技術の問題点を解決し、ターンロールの入側および出側の鋼帯の安定した蛇行修正が可能で、しかも、コンパクトで安価な鋼帯のステアリング方法およびステアリング装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、前述の課題を解決するために鋭意検討の結果、鋼帯を巻きつけたターンロールを、鋼帯と平行な面内で前記仮想支点を中心とする円弧状に移動させ、前記鋼帯中心ライン中心が一致するように修正する移送効果と、前記ターンロールのロール中心と鋼帯中心が一致するように修正する糸巻効果との双方を発生させることにより、ターンロールの入側および出側の鋼帯の安定した蛇行修正が可能で、しかも、コンパクトで安価な鋼帯のステアリング装置を提供するものであり、その要旨とするところは特許請求の範囲に記載した通りの下記内容である。
（１）  鋼帯製造ラインにおいて、鋼帯を巻き付けたターンロールを移動して該鋼帯の蛇行を修正する鋼帯のステアリング装置であって、
鋼帯を巻き付けたターンロールを入側の鋼帯と平行な面内で、ライン直角方向に移動させるロール移動手段と、前記ターンロールが移動する際に、入側の鋼帯と平行な面内にある仮想支点を中心として円弧状に移動するように、該ターンロールを案内する案内機構とを有し、前記案内機構は、固定フレームにベースプレートを介して取り付けられたレール上を走行するスライダーからなるスライドガイドとし、前記案内機構の固定フレームにスライドガイドを取り付けるベースプレートに複数の長穴を設けることにより、該ベースプレートを取り付けるボルトの位置を調整して、前記仮想支点を中心とする円弧の半径を設定できることを特徴とする鋼帯のステアリング装置。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のステアリング方法およびテアリング装置によれば、鋼帯を巻きつけたターンロールを、鋼帯と平行な面内で前記仮想支点を中心とする円弧状に移動させ、前記鋼帯の鋼帯中心とライン中心が一致するように修正する移送効果と、前記ターンロール中心と鋼帯中心が一致するように修正する糸巻効果との双方を発生させるため、ラインに対する板の偏り修正は、移送効果を用い装置入出側とも迅速に修正され、ライン速度の影響を受けることはないうえ、糸巻き効果を発生するロールの傾きは、修正動作に伴い板の修正量に見合った量のみ付加されるため過大な操作になることがなく、ターンロールの入側および出側の鋼帯の安定した蛇行修正が可能で、しかも、コンパクトで安価な鋼帯のステアリング方法およびステアリング装置を提供することができるなど、産業上有用な著しい効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
発明を実施するための最良の形態について、図１乃至図１４を用いて詳細に説明する。
【００１２】
図１は、従来の移送効果型の鋼帯のステアリング装置を例示する図であり、図２は移送効果型のステアリング装置の動作を説明する図である。
【００１３】
図１および図２において、１は鋼帯、２はターンロール、３は油圧シリンダーを示す。
【００１４】
図１に示すように、鋼帯１は、ターンロール２の片側（入側）から巻き付けられ、ターンロール２で１８０度ターンして出側から排出される。このとき、鋼帯１がライン中心から偏心した位置にずれている場合には、油圧シリンダー３を動作させて、ターンロール２を入側の鋼帯面に対して垂直な方向に傾けることによって鋼帯１の蛇行を修正する。
【００１５】
例えば、ターンロールを側面から見た図２に示すように、入側板中心がＷＳに偏差が発生した場合には、鋼帯入側のライン中心に設定されたターンロール回転軸を中心としてターンロールを傾斜させ、ＷＳを下げ、ＤＳを上げるように動作させることによって、ターンロールの下面がＤＳ側に移動するため、出側板中心とライン中心を一致させることができる。
【００１６】
しかし、この場合、ターンロール回転軸を鋼帯入側のライン中心に設定しているため、入側鋼帯の偏差はそのままで修正することができない。
【００１７】
すなわち、図１および図２に示す従来の移送効果型の鋼帯のステアリング装置は、以下のような特徴を有する。
利点：鋼帯を直接移送するため、応答性がよい。
【００１８】
鋼帯に張力差が発生しないため、鋼帯に耳延びが発生しにくい。
欠点：鋼帯入側・ロール内の鋼帯の偏差は矯正できない。
【００１９】
１８０度巻き付け以外では使用しづらい。
【００２０】
図３は、従来の糸巻き効果型の鋼帯のステアリング装置を例示する図であり、図４は糸巻き効果型のステアリング装置の動作を説明する図である。
【００２１】
図３および図４において、１は鋼帯、２はターンロールを示す。
【００２２】
図３に示すように、鋼帯１は、ターンロール２の片側（入側）から巻き付けられ、ターンロール２で１８０度ターンして出側から排出される。このとき、鋼帯１がロール中心から偏心した位置にずれている場合には、モータなどによりターンロール２を入側の鋼帯面に対して水平な方向に傾けることによって鋼帯１の蛇行を修正する。
【００２３】
例えば、ターンロールを上面から見た図４に示すように、入側板中心がＷＳに偏差が発生した場合には、例えば、ＤＳに設定されたターンロール回転軸を中心にターンロールを鋼帯と平行な面内で傾斜させ、ＷＳを鋼帯入側から遠くするように動作させることによって、ロールと鋼帯のミスアラインメントにより、鋼帯がＤＳの方向に移動する糸巻き効果が発生するため、鋼帯がターンロールに対してＤＳにウォークし鋼帯中心とライン中心を一致させることができる。
【００２４】
図５は、従来の糸巻き効果型の鋼帯のステアリング装置の原理を説明する図である。
【００２５】
図５に示すように、鋼帯がロールに対し角度がある場合に、ロールを回転すると、糸が巻かれるように鋼帯がロール上を移動するため、この鋼帯とロールとの角度によって生じる鋼帯とロールとの相対移動を糸巻き効果という。
【００２６】
図３および図４に示す従来の移送効果型の鋼帯のステアリング装置は、以下のような特徴を有する。
利点：鋼帯をロールの中心に矯正するためロールアウトしにくい。
【００２７】
１８０度巻き付け以外でも使用できる。
欠点：移送効果型に比べて応答性が悪い。
【００２８】
応答性がライン通板速度よって変化する。
【００２９】
矯正の際に鋼帯に張力差が発生するため、耳延びしやすい。
【００３０】
図６は、本発明における鋼帯のステアリング装置の実施形態を例示する斜視図であり、図７はその平面図である。
【００３１】
図６および図７において、１は鋼帯、２はターンロール、３は油圧シリンダー（ロール移動手段）、４は移動フレーム、５は蛇行検出手段を示す。
【００３２】
本発明の鋼帯のステアリング方法は、鋼帯１を巻き付けたターンロール２を移動して該鋼帯１の蛇行を修正する鋼帯のステアリング方法であって、入側の鋼帯１と平行な面内に仮想支点Ｐを設け、該鋼帯１を巻きつけたターンロール２を、前記鋼帯１と平行な面内で前記仮想支点Ｐを中心とする円弧状に移動させることにより、前記鋼帯の鋼帯中心とライン中心を一致させるように修正する移送効果と、前記ターンロールのロール中心と鋼帯中心を一致させるように修正する糸巻効果との双方を同時に発生させることを特徴とする。
【００３３】
図６において、鋼帯１の板幅方向の位置に偏差が発生し、蛇行検出手段５がこれを検出すると、油圧シリンダー３（ロール移動手段）を動作させて、鋼帯１をライン中心に矯正するようにターンロール２を水平移動する。水平移動のため鋼帯の入側および出側の双方の偏差を矯正することができる。
【００３４】
油圧シリンダー３（ロール移動手段）を動作させて、鋼帯１をライン中心に矯正するようにターンロール２を水平移動すると、入側の鋼帯１と平行な面内に設けられた仮想支点Ｐを中心としてターンロール２を円弧状に移動することにより修正動作時にライン直角に対しロール中心が傾きを発生し、板にロール中心に向かう糸巻き効果が発生する。
【００３５】
なお、ターンロール２は、移動フレーム４に固定されており、油圧シリンダー３（ロール移動手段）により移動フレーム４を押すことにより移動フレーム４ごとターンロール２を水平移動させることができる。
【００３６】
ターンロール２が水平移動すると、図示されていない固定フレームに固定されている案内機構がターンロール２の軌道を制限するため、ターンロール２が鋼帯１と平行な面内で仮想支点Ｐを中心とする円弧状に移動するため、ターンロール２における鋼帯が偏った側が鋼帯入側から遠くなり、前述の糸巻き効果が発生して鋼帯１がターンロール２の中心に向かって移動する。
【００３７】
そして、鋼帯１の移動に伴って、ターンロール２がライン中心に戻る。
【００３８】
このように、図６および図７に示すステアリング装置は、鋼帯１と平行な面内に仮想支点Ｐを有する円弧状を移動させる方式を使用したことにより、従来では修正不可能であったステアリング装置入側および出側の安定した蛇行修正が可能となり、また、同一構造で上下どちらからの通板にも対応可能となったうえ、巻き付け角も１８０度に限らず、任意の巻き付け角のターンロールに適用することができる。
【００３９】
すなわち、従来は捻り動作により、ターンロール出側の板のみ修正していた物を、ターンロールをラインと直角方向に板と平行に偏りと逆の方向に移動させることにより、出側の板の修正と同時に入側の板も修正可能とした。
【００４０】
それにより、板は偏りと逆方向にロールを移動し、それに伴いターンロール自身がライン中央位置に復帰する。
【００４１】
また、仮想支点Ｐを、ターンロール２の中心軸から鋼帯の入側方向に１０ｍ以上離れた位置にすることにより、糸巻き効果による鋼帯の矯正動作を緩やかにし、ターンロール２の水平移動に伴う移送効果による鋼帯の矯正動作を主体とすることによって、過剰な糸巻き効果によりハンチングを起こし制御不能になることを防止して、安定な鋼帯の蛇行修正を実現することができる。
【００４２】
なお、本発明においては蛇行検出装置５の方式は問わないが、鋼帯の幅方向のエッジ部をCCDなどの光学検知手段により検出する方法が好ましい。
【００４３】
図７に示すように、鋼帯１の出側に設置された蛇行検出手段５によって、常に鋼帯がライン中央に位置しているかどうか確認し、鋼帯１の幅方向の位置に例えばＤＳに50ｍｍの偏差が発生すると、その信号が制御部に送られ、油圧ユニットに指令が出されて油圧シリンダー３（ロール移動手段）が鋼帯１をライン中心に修正する方向であるＷＳに50ｍｍ動作すると、鋼帯１と平行な面でターンロール２に鋼帯１の入側前方に設定された仮想支点Pを中心とする円弧状に移動することにより傾きが発生し、それにより板にロール中心に向かう糸巻き効果が発生する。
【００４４】
図８および図９は、本発明における鋼帯のステアリング装置の動作を説明する図である。
【００４５】
図８および図９において、１は鋼帯、２はターンロール、３は油圧シリンダー（ロール移動手段）、５は蛇行検出手段、６は案内機構、７はベアリング、９は固定フレーム、１０は受けローラを示す。
【００４６】
まず、図８（a）に示すように、蛇行検出手段５が鋼帯１にＷＳ方向の偏りが発生したことを検出すると、図８（b）に示すように鋼帯１がライン中心となるように油圧シリンダー３（ロール移動手段）にてターンロール２をＷＳからＤＳに横移動させる。
【００４７】
その際、ターンロール２は、ラインに対して左右にハの字状に傾斜して配置された案内機構によって、入側の鋼帯と平行な面内にある仮想支点Ｐを中心として円弧状に移動し、傾きが発生する。
【００４８】
次に、図９（c）に示すように、ターンロール２が傾くことによって発生する糸巻き効果によって、鋼帯１がターンロール２の中心方向に向かう力が発生する。
【００４９】
そして、鋼帯１がターンロール中心方向に移動するのに伴ってターンロール２がライン中心に復帰する。この間、鋼帯１はライン中心に保たれる。
このように、本発明のステアリング装置は、ターンロール２に対し、偏り修正時に鋼帯１と平行に修正方向にロールをシフトすると同時に、その際、角度をつけて設置したスライドガイドなどの案内機構上を移動させて、入側遠方に仮想の支点Ｐを有する円弧に近い動作をさせることによって、ロール中心方向に鋼帯をウォークさせて蛇行を修正することができる。
【００５０】
図１０は、本発明における鋼帯のステアリング装置の考え方を説明する図である。
【００５１】
図１０（a）に示すように、本発明のステアリング装置の構造のモデルとしては、移動フレーム４に固定されたベアリング７と、このベアリング７が入側の鋼帯１と平行な面内にある仮想支点Ｐを中心として円弧状に移動するようにガイドする案内機構６から構成される。
【００５２】
この案内機構は図示されていない固定フレームに固定されており、図１０（a）に示すような案内溝にピンを差し込んだものでもよく、後述のようなスライダーがレール上を移動するスライドガイドのようなものでもよい。
【００５３】
図１０（a）に示すように、案内機構６をラインに対して左右にハの字状に傾斜して配置する理由は、油圧シリンダー３（ロール移動手段）を横移動する際に、ターンロール２が設置される移動フレーム４に回転動作を与えるためであり、移動フレームからベアリング７によって支持する理由は、回転動作時に発生する案内機構６と移動フレーム４との角度変化を吸収するためである。
【００５４】
図１０（b）に示すように、移動フレーム４を横移動させると、ベアリング７が案内機構６の傾きに沿って移動し、移動フレーム４全体が傾くように移動し仮想円弧動作を行い、その際、案内機構６と移動フレーム４には、移動フレーム４の傾きの分だけ角度変位が発生する。
【００５５】
図１１乃至図１４は、本発明における鋼帯のステアリング装置の実施例を示す図であり、図１１は平面図、図１２は側面図、図１３及び図１４はステアリング装置のスライド部の詳細図である。
【００５６】
具体的には、図１２、図１３、図１４は、それぞれ図１１のＡ矢視、Ｂ矢視、図１２図および図１３図のＣ矢視図を示している。
【００５７】
図１１乃至図１４において、２はターンロール、３は油圧シリンダー（ロール移動手段）、４は移動フレーム、７はベアリング、８はスライドガイド、９は固定フレーム、１０は受けローラ、１１は位置決めピン、１２はベースプレート、１３は中間ベース、１４は長穴、１５は取付けボルト、１６は調整ネジ、１７はスライダー、１８はレールを示す。
【００５８】
ターンロール２は、移動フレーム４に固定され、油圧シリンダー３にてライン直角方向に移動する。
【００５９】
移動フレーム４の、荷重状態において引き抜き側の構造は、図１３に示すように、ベアリング７と中間ベース１３を介しスライドガイド８のスライダー１７に固定され、スライドガイド８はベースプレート１２を介し固定フレーム９に固定される。
ベースプレート１２の中心には、固定フレーム９との間に位置決めピン１１を設置し、角度調整時の中心位置を固定する。
荷重状態において押し付け側の構造は、受けローラ１０によって支持され、受けローラ１０も、スライドガイド８と同様の角度調整機構を有する。
【００６０】
図１１乃至図１４の実施例においては、ターンロール２が設置された移動フレーム４を鋼帯と平行な面内にある仮想支点Ｐを中心として円弧状に移動するようにガイドする図８乃至図１０における案内機構６を、レール１８上を走行するスライダー１７からなるスライドガイド８とし、そのスライドガイド８の上部にベアリング７を設置したことを特徴とする。
【００６１】
図８乃至図１０における案内機構６は、最も簡単な案内溝とその案内溝の中を移動するピンでもよいが、図１３および図１４に示すような、レール１８とそのレール上を滑走するスライダー１７からなるスライドガイド８を固定フレーム９に固定されたベースプレート１２上に設置することによって、安定した円弧動作を実現することができ、そのスライダー１７の上部に設置したベアリング７によって、回転動作時に発生するスライドガイド８と移動フレーム４との角度変化を吸収することができる。
【００６２】
また、図１４に示すように、固定フレーム９にスライドガイド８を取り付けるベースプレート１２に複数の長穴を設けることにより、調整ネジ１６を回すことにより、ベースプレート１２を取り付ける取付ボルト１５の位置を調整して、前記仮想支点Ｐを中心とする円弧の半径を設定することができる。
【００６３】
このように、本実施例によれば、ターンロール２移動用のスライドガイド８に角度をつけて設置することにより、仮想支点Ｐを持った円弧に近い動作を実現し、修正動作によりロールをシフトした時に、板にロール中心に向かう糸巻き効果を発揮させる動作を実現し、スライドガイドの角度を調整可能とすることにより、板の調芯性を変化させることが可能となった。
【００６４】
また、仮想円弧を実現するためのスライド機構に調整機能を持たせたことにより、蛇行修正時におけるシリンダー修正量の調整が可能となった。
【００６５】
また、構造上の利点として、従来のステアリング装置では、揺動動作を実現するためライン中央に揺動支点の配置が不可欠であり、張力支持構造を含め複雑で過大なフレームを必要としたが。今回の構造では、上下２面のフレームとスライドガイド、回転支点、受けローラで構成でき、コンパクトで安価な構造とすることが可能となり、取付時も事前組立が可能となり現地工事が短縮可能となった。
【００６６】
さらに、従来型では、パスの方向によりその構造を替える必要があったが、今回の方式では同じ構造で上下どちらからの通板にも対応可能となった。
【００６７】
また、従来の動作では、ステアリング装置の上下にロールが揺動するためのスペースが必要であるが、今回の機構では板と平行に動作するため、パス間の狭いスペースで設置可能となった。
【００６８】
また、スライドガイドの角度を調整することにより、偏りの修正動作でターンロールをシフトした際のロールの傾き量を変化させることができ、装置の調芯性の調整が可能となった。
【００６９】
なお、ターンロール２のスライドガイド８と逆側は、ガイドをする必要がないこと、および、円弧動作時の角度変位等の吸収を考慮し、受けローラ１０にて支持する構造とした。
【００７０】
また、位置決めピン１１は、ベースプレート１２を設置する中心位置を特定するために用いることができる。
【実施例】
【００７１】
本発明のステアリング装置立ち上げ時の試運転の結果、スライドガイドの支点間距離2400mmで、ガイドの傾き量1.5°（仮想支点半径：45.3m）で通板した場合、溶接点通過時はシリンダーストロークエンド（130mm）でさらに100mm程度偏りが発生してたが、ガイドの傾き量を1.5°から5°（仮想支点半径：13.3m）に調整した後は、溶接点通過時においてシリンダー偏差が±50mm程度、ストリップ偏差は常時0の範囲で通板可能となった。
【００７２】
一般的に鋼帯はいくらかの癖を持っており、本装置を使用した通常通板時は、鋼帯の癖に見合った分（30mm程度）のシリンダー偏差の状態で、ほとんど修正動作をせずに安定して通板することができることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明の鋼帯のステアリング方法およびステアリング装置は、１８０度巻き付けのターンロールだけでなく、任意の巻き付け角のターンロールに適用できるうえ、設置スペースがコンパクトで安価であることから鋼帯の蛇行修正が必要となる鋼帯製造ラインに広く適用ができる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】従来の移送効果型の鋼帯のステアリング装置を例示する図である。
【図２】従来の移送効果型の鋼帯のステアリング装置の動作を説明する図である。
【図３】従来の糸巻き効果型の鋼帯のステアリング装置を例示する図である。
【図４】従来の糸巻き効果型の鋼帯のステアリング装置の動作を説明する図である。
【図５】従来の糸巻き効果型の鋼帯のステアリング装置の原理を説明する図である。
【図６】本発明における鋼帯のステアリング装置の実施形態を例示する斜視図である。
【図７】本発明における鋼帯のステアリング装置の実施形態を例示する平面図である。
【図８】本発明における鋼帯のステアリング装置の動作を説明する図である。
【図９】本発明における鋼帯のステアリング装置の動作を説明する図である。
【図１０】本発明における鋼帯のステアリング装置の考え方を説明する図である。
【図１１】本発明における鋼帯のステアリング装置の実施例を示す平面図である。
【図１２】本発明における鋼帯のステアリング装置の実施例を示す側面図である。
【図１３】本発明における鋼帯のステアリング装置のスライド部の詳細図である。
【図１４】本発明における鋼帯のステアリング装置のスライド部の詳細図である。
【符号の説明】
【００７５】
１  鋼帯
２  ターンロール
３  油圧シリンダー（ロール移動手段）
４  移動フレーム
５  蛇行検出手段
６  案内機構
７  ベアリング
８  スライドガイド
９  固定フレーム
１０  受けローラ
１１  位置決めピン
１２  ベースプレート
１３  中間ベース
１４  長穴
１５  取付けボルト
１６  調整ネジ
１７  スライダー
１８  レール
Ｐ  仮想支点
【図１】
0004734181.tif 000002
【図２】
0004734181.tif 000003
【図３】
0004734181.tif 000004
【図４】
0004734181.tif 000005
【図５】
0004734181.tif 000006
【図６】
0004734181.tif 000007
【図７】
0004734181.tif 000008
【図８】
0004734181.tif 000009
【図９】
0004734181.tif 000010
【図１０】
0004734181.tif 000011
【図１１】
0004734181.tif 000012
【図１２】
0004734181.tif 000013
【図１３】
0004734181.tif 000014
【図１４】
0004734181.tif 000015