(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼帯の面を対向させる案内面を筒体の周面に軸方向に所定幅で設け、この案内面は螺旋帯状に形成され、前記案内面に、筒体内から鋼帯の面に向けて流体を噴出させる複数の流体噴出口を設け、この流体噴出口から噴出する流体によって、鋼帯を案内面から浮上状態で筒体の軸方向と交差する方向に案内することで、その進行方向を変更する鋼帯進行方向変更装置において、
前記案内面の幅方向両端側の流体噴出口を覆うカバーを筒体内に設けるとともに、前記カバーを筒体の軸方向に移動可能とする移動手段と、前記カバーの前記軸方向の位置を検出するカバー位置検出手段と、前記鋼帯の幅方向端部を検出する鋼帯端部位置検出手段と、前記カバー位置検出手段によるカバー位置検出値および前記鋼帯端部位置検出手段による鋼帯端部位置検出値に基づいて、前記鋼帯の幅方向各端部とカバーの案内面側端部との間に所定の間隔が開くように前記移動手段の移動量を制御する移動量制御手段と、を備え、
前記鋼帯端部位置検出手段は、鋼帯の案内面への入側および出側に設けた鋼帯端部位置検出装置と、当該各検出装置による検出値に基づいて鋼帯端部位置を算出する鋼帯端部位置算出手段とを備えたことを特徴とする鋼帯進行方向変更装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼帯等の帯状材に複数の処理を連続して行う場合等に使用される帯状材進行方向変更装置に関し、特に、帯状材を筒体内からの噴出流体によって浮上させながら非接触で案内するものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
鋼帯に複数の処理を連続して行う際等には、設備全体のレイアウト上の問題等から処理装置間で鋼帯の進行方向を変更する場合があり、その際に使用される帯状材進行方向変更装置としては、例えば、特開平４−５５２５４号公報に記載されているものがある。
【０００３】
この装置は、図５および６に示すように、筒状フロータ１ａの半円状の周面に鋼帯面を対向させる螺旋帯状部２ａを設けて、この螺旋帯状部２ａに多数の流体噴出口２２，２２ａを貫通させたものであり、筒状フロータ１ａ内に導入した流体をこの流体噴出口２２から鋼帯面に向けて噴出させて、螺旋帯状部２ａを進行通路として鋼帯Ｓを浮上状態で案内する。
【０００４】
また、筒状フロータ１ａには、進行通路の幅ＷK を鋼帯Ｓの板幅に応じた幅にするために、螺旋帯状部２ａの幅方向外形線に沿った形状の一対のサイドプレート５が立設されている。このサイドプレート５は、筒状フロータ１ａに外嵌可能な内径の筒体３１の一端に形成され、この筒体３１が、非進行通路となる螺旋帯状部の流体噴出口２２ａを塞ぐカバーとなっている。
【０００５】
このサイドプレートは、鋼帯端部とサイドプレートとの間から流出する流体の圧損を大きくすることにより鋼帯の浮上量を増加させ、また、鋼帯の端部がサイドプレートに近づくと、圧損がより大きくなって、逆に鋼帯を押し戻す力が働く、すなわちセンタリングフォースが発生し、鋼帯の蛇行や斜行を防止するなどの作用を有している。また、前記カバーは、螺旋帯状部の非進行通路となる部分から流体を無駄に噴出させないことを目的にして設置されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなサイドプレートを有する帯状材進行方向変更装置では、板厚の厚い鋼帯（剛性の高い帯状材）を螺旋状に曲げながら通板すると、図７に示すように、鋼帯Ｓが円筒体１の周面に沿わずに蛇行するようになるため、鋼帯Ｓの幅方向端部がサイドプレートに接触して、鋼帯Ｓに疵が発生する恐れがある。
【０００７】
これを防止するため本発明者等は、カバーを筒体内に設け、このカバーで内側から案内面両端の流体噴出口を塞ぐとともに、進行通路の幅を鋼帯の板幅に応じた幅にすることを提案した（特願平８−４００８８号明細書参照）。しかしながら、この装置は、サイドプレートを有するものと比較して前述のセンタリングフォースが働かないため鋼帯の蛇行量が大きく、鋼帯の幅方向端部が、カバーにより流体噴出口が塞がれた位置にまで達して、振動したり折れたりする恐れがある。
【０００８】
本発明は、このような点に着目してなされたものであり、流体の噴出によって帯状材を浮上状態で案内しながらその進行方向を変更する帯状材進行方向変更装置において、板厚の厚い鋼帯のように蛇行しやすい帯状材であっても、幅方向端部に疵や振動や折れを発生させないようにすることを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、鋼帯の面を対向させる案内面を筒体の周面に軸方向に所定幅で設け、この案内面は螺旋帯状に形成され、前記案内面に、筒体内から鋼帯の面に向けて流体を噴出させる多数の流体噴出口を設け、この流体噴出口から噴出する流体によって、鋼帯を案内面から浮上状態で筒体の軸方向と交差する方向に案内することで、その進行方向を変更する鋼帯進行方向変更装置において、前記案内面の幅方向両端側の流体噴出口を覆うカバーを筒体内に設けるとともに、前記カバーを筒体の軸方向に移動可能とする移動手段と、前記カバーの前記軸方向の位置を検出するカバー位置検出手段と、前記鋼帯の幅方向端部を検出する鋼帯端部位置検出手段と、前記カバー位置検出手段によるカバー位置検出値および前記鋼帯端部位置検出手段による鋼帯端部位置検出値に基づいて、前記鋼帯の幅方向各端部とカバーの案内面側端部との間に所定の間隔が開くように前記移動手段の移動量を制御する移動量制御手段と、を備え、前記鋼帯端部位置検出手段は、鋼帯の案内面への入側および出側に設けた鋼帯端部位置検出装置と、当該各検出装置による検出値に基づいて鋼帯端部位置を算出する鋼帯端部位置算出手段とを備えたことを特徴とする鋼帯進行方向変更装置を提供する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態に相当する帯状材進行方向変更装置を示す概略斜視図であり、図２はこの装置と帯状材との配置を示す概略側面図であり、図３はこの装置の部分断面図である。
【００１２】
これらの図に示すように、鋼帯Ｓの面を対向させる案内面２は、円筒体１の一方の半円周面１１の軸方向中心部分に、この軸を中心とする同じ二本の螺旋を幅方向の外形線２１として、軸方向に所定幅ＷA （案内される鋼帯Ｓの幅ＷS より十分に大きな寸法）で設けられている。この案内面２の全面には、等間隔で貫通穴（流体噴出口）２２が設けられている。このような案内面２は、例えば、円筒体１の二本の外形線２１の間に相当する部分をパンチングメタルで形成すること等によって形成される。
【００１３】
この円筒体１内の案内面２の幅方向両端側には、半円周面１１に内嵌される曲面を外周面とし、幅方向両端の外形線が案内面２の螺旋状の外形線２１と同じに形成された板状のカバー３が設けてある。このカバー３は、図３に示すように、案内面２の幅方向両端側の貫通穴２２を塞いで、流体噴出幅（進行通路幅）ＷK を、鋼帯Ｓの幅ＷS に応じた（案内面２の幅ＷA より小さい）幅とするためのものであり、例えば、薄板を、外周面が半円周面１１に内嵌される曲面となるように曲げ加工した後、螺旋状の外形線２１で所定幅の帯状に切断することによって形成される。
【００１４】
このカバー３は、また、円筒体１内の所定位置にシリンダ部４１が固定された油圧シリンダ４によって円筒体１の軸方向に移動可能となっている。油圧シリンダ４のシリンダ部４１は、例えば、円筒体１の内面から突設させたブラケットに固定され、ロッド部４２の先端はカバー３の幅方向端面（案内面とは反対側の端面）に固定されて、油圧シリンダ４の進退によって当該端面が押し引きされることにより、カバー３により案内面２を塞ぐ幅が変化するようになっている。また、油圧シリンダ４の進退範囲の設定により、カバー３の案内面２側の端面は、円筒体１の軸方向で案内面２より外側には位置しないようになっている。
【００１５】
また、円筒体１内には、図示されない流体導入装置によって所定の圧力で流体が導入され、導入された流体が、円筒体１内から貫通穴２２を通して鋼帯Ｓの面に向けて噴出されるようになっている。この噴出流体により、鋼帯Ｓは案内面２に沿って円筒体１から浮上状態で案内されて進むため、その進行方向が変更される。
【００１６】
一方、鋼帯Ｓの案内面２への入側および出側には、鋼帯Ｓの幅方向各端部の位置を検出する帯状材端部位置検出装置５（５Ｌ，５Ｒ）が設置されている。この帯状材端部位置検出装置５としては、例えば、鋼帯Ｓを挟んで対向配置される投光器５ａと受光器５ｂとで構成されるもの（図２参照）を使用することができる。この帯状材端部位置検出装置５Ｌ，５Ｒによって、案内面２に入る直前の鋼帯Ｓの幅方向端面位置ＬI と案内面２から出た直後の鋼帯Ｓの幅方向端面位置ＬO が、左右各端部について検出される。これらの位置ＬI ，ＬO （Ｌ）は図３に示すように、例えば、円筒体１の軸方向で案内面２より外側となる所定点ＢR を基準点として、この点ＢR からの距離として検出される。
【００１７】
また、円筒体１内には、カバー３の案内面２側の幅方向端面位置Ｋを、案内面２の鋼帯進行方向の中心部において検出するカバー位置検出器６が、左右それぞれのカバー３について設置されている。このカバー位置検出器６としては、例えば、カバー３の移動に伴ってゼンマイ状に巻かれたワイヤーの巻き戻し長さが変化する構造のアナログ位置検出器を使用することができ、また、油圧シリンダ４に位置センサーが付いている場合には、これを利用することもできる。なお、ここでは、この位置Ｋも、前記位置ＬI ，ＬO と同じ基準点ＢR からの距離として検出されるようになっている。
【００１８】
これらの位置検出値ＬI ，ＬO ，Ｋは、左端右端についてそれぞれ、図４にブロック図で示すように、例えばマイクロコンピュータからなる制御装置７に入力され、この制御装置７内で所定の演算処理がなされて、圧力指令値に相当する電流値ＩP が油圧シリンダ４に出力されるようになっている。
【００１９】
入側に設置された帯状材端部位置検出装置５Ｒ（５Ｌ）からの位置検出値ＬI および入側に設置された帯状材端部位置検出装置５Ｒ（５Ｌ）からの位置検出値ＬO は、制御装置７の帯状材端部位置演算器７１に入力され、この帯状材端部位置演算器７１は、両検出値ＬI ，ＬO の平均値を帯状材端部位置Ｌ（＝（ＬI ＋ＬO ）／２）として算出する。算出された帯状材端部位置Ｌは加減算器７２に入力される。
【００２０】
加減算器７２には、この帯状材端部位置算出値Ｌとともに、帯状材−カバー間隔設定器８から設定値Ａが入力されるようになっており、この加減算器７２で、帯状材端部位置算出値Ｌから設定値Ａを減じることによって、鋼帯Ｓの端面位置とカバー３の端面位置との間隔が設定値Ａとなるためのカバー３の端面位置（目標値）Ｋ0 を算出する。算出された端面位置Ｋ0 は加減算器７３に入力される。なお、帯状材−カバー間隔設定器８は、鋼帯Ｓの板幅や板厚、材質などに応じて、鋼帯Ｓの幅方向端面位置とカバー３の案内面２側の端面位置との間隔として適切な値Ａを例えば人間が選択して、制御装置７の加減算器７２に入力するものである。
【００２１】
加減算器７３には、この端面位置Ｋ0 とともに、カバー位置検出器６からの位置検出値Ｋ（現時点でのカバー３の端面位置）が入力されるようになっており、この加減算器７３で、端面位置Ｋ0 から位置検出値Ｋを減じることによって、鋼帯Ｓの端面位置とカバー３の端面位置との間隔が設定値Ａとなるために必要なカバー３の移動量ΔＫを算出する。
【００２２】
算出されたカバー移動量ΔＫはＰＩ制御演算器７４に入力されて、所定の比例積分動作信号ｆ（ΔＫ）に変換され、この値が圧力制御装置７５に入力される。この圧力制御装置７５は、油圧シリンダ４の移動量を前記信号ｆ（ΔＫ）に相当する量とするための電流指令値ＩP を算出して、この電流指令値ＩP を油圧シリンダ４に出力する。これにより、油圧シリンダ４の進退量はそのままカバー３の移動量となってカバー３が移動する。
【００２３】
なお、この制御装置７では、カバー端面位置の検出値Ｋが加減算器７３にフィードバックされて、この値Ｋが目標値Ｋ0 になるまで訂正動作を繰り返すフィードバック制御がなされるようになっている。また、前述のように、カバー３の案内面２側の端面は、円筒体１の軸方向で案内面２より外側には位置しないようになっているため、前記目標値Ｋ0 が当該位置に設定された場合には、例えばエラー信号が出力されるようになっている。
【００２４】
この制御装置７のうち、加減算器７２，７３、ＰＩ制御演算器７４、および圧力制御器７５が、本発明の移動量制御手段に相当する。
これにより、鋼帯Ｓの幅方向端面位置とカバー３の案内面２側の端面位置との間隔は設定値Ａに保持されるようになる。
【００２５】
したがって、左右のカバー３間隔に相当する進行通路幅ＷK からの噴出流体（例えば空気等の気体や液体）により、鋼帯Ｓは案内面２に沿って円筒体１から浮上状態で案内されて進み、その進行方向が変更されるが、この時、鋼帯Ｓの幅方向端面位置とカバー３の案内面２側の端面位置との間隔が設定値Ａに保持されるため、鋼帯Ｓの幅方向端部が、カバー３により流体噴出口２２が塞がれた位置にまで達することがない。これにより、鋼帯Ｓが蛇行した場合でも、その幅方向端部が振動したり折れたりすることが防止され、疵の発生も防止される。また、板幅方向の浮上量も均一になって蛇行量自体も減少する。
【００２６】
なお、前記実施形態では、帯状材端部位置検出装置５Ｌ，５Ｒを鋼帯Ｓの案内面２への入側と出側の両方に設置して、各検出装置による検出値ＬI ，ＬO の平均値（案内面２の鋼帯進行方向の中心部での値）を帯状材端部位置Ｌとしているため、図７に示すように、鋼帯Ｓがねじれて案内面２に沿わないような場合でも、帯状材端部位置Ｌが正確に検出される。また、帯状材端部位置検出装置５Ｌ，５Ｒを、案内面２の鋼帯進行方向の中心部ではなく入側と出側に設置することによって、検出装置と鋼帯Ｓとの接触を避けることができる。
【００２７】
また、前記実施形態では、前記目標値Ｋ0 が円筒体１の軸方向で案内面２より外側となる位置に設定された場合には、例えばエラー信号が出力されるようになっているため、油圧シリンダ４に無理な負荷がかからない。
【００２８】
また、前記実施形態では、カバー位置検出器６として、カバー３の案内面２側の幅方向端面位置Ｋを検出するものを使用しているが、これに限定されず、カバー３の幅方向（円筒体１の軸方向）での位置が特定され、結果として案内面２側の幅方向端面位置が得られるものであればよい。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の帯状材進行方向変更装置によれば、通板される帯状材の幅方向各端部と筒体内部に配置されたカバーの案内面側端部との間に所定の間隔が開くように制御されるため、帯状材の幅方向端部が、カバーにより流体噴出口が塞がれた位置にまで達することがなくなり、帯状材が蛇行した場合でも、その幅方向端部が振動したり折れたりすることが防止され、疵の発生も防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の帯状材進行方向変更装置の一実施形態を示す概略斜視図である。
【図２】図１の帯状材進行方向変更装置と帯状材との配置を示す概略側面図である。
【図３】図１の帯状材進行方向変更装置の部分断面図である。
【図４】図１の帯状材進行方向変更装置で行われる制御方法を示すブロック図である。
【図５】帯状材進行方向変更装置の従来例を示す正面図である。
【図６】図５の帯状材進行方向変更装置の部分断面図である。
【図７】帯状材進行方向変更装置で、鋼帯が円筒面に沿わずに蛇行し、ねじれている状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
１    円筒体
２    案内面
３    カバー
４    油圧シリンダ（移動手段）
５（５Ｒ，５Ｌ）
帯状材端部位置検出装置（帯状材端部位置検出手段）
６    カバー位置検出器（カバー位置検出手段）
７    制御装置（移動量制御手段）
１１  半円周面
２２  貫通穴（流体噴出口）
７１  帯状材端部位置演算器
（帯状材端部位置検出手段、帯状材端部位置算出手段）
Ｓ    鋼帯（帯状材）
【図１】
0003978620.tif 000002
【図２】
0003978620.tif 000003
【図３】
0003978620.tif 000004
【図４】
0003978620.tif 000005
【図５】
0003978620.tif 000006
【図６】
0003978620.tif 000007
【図７】
0003978620.tif 000008