(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサーロールの軸心に沿ってその上部に設置された水平レールと、該水平レールに支持され前記軸心に沿って移動可能な台車と、該台車に取り付けられ昇降可能な吊り金具と、該吊り金具に吊り下げられセンサーロールのロータ上に荷重を負荷する較正治具と、前記較正治具に設置されたウエイトとからなり、
吊り金具の下降により、較正治具がロータ上に載り、吊り金具との係合が外れるようになっており、
前記ウエイトが前記ロータよりも下方の位置において前記較正治具に設置されるようになっている、ことを特徴とするセンサーロール用キャリブレーション装置。
【請求項２】
前記較正治具は、センサーロールを囲んで閉じるフレームと、該フレームの上部に取り付けられ吊り金具により吊り上げられる吊上げ部と、フレームの下部に上端が取り付けられ下端部にウエイトを載せるようになった吊りロッドと、フレームの上部にセンサーロールの軸心と直交する水平方向に間隔を隔てて取り付けられ軸心と平行な軸心を有する２つのローラベアリングとからなり、釣り合い位置でウエイトの重心Ｇが２つのローラベアリングの中心位置Ｏを通るようになっている、ことを特徴とする請求項１記載のキャリブレーション装置。
【請求項３】
水平レールに平行に回転可能に設置された送りネジと、該送りネジと螺合し台車に取り付けられた送りネジ用ナットとを備え、送りネジの回転により、ウエイトの重心Ｇがロータの幅中心Ｃと一致するように、台車を移動させる、ことを特徴とする請求項１に記載のセンサーロール用キャリブレーション装置。
【請求項４】
前記台車の下部に昇降用シリンダが取り付けられ、該昇降用シリンダにより吊り金具が昇降される、ことを特徴とする請求項１に記載のセンサーロール用キャリブレーション装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、薄板の張力分布からその形状（平坦度）を検出する形状検出装置に係わり、更に詳しくは、形状検出装置のセンサーロール用キャリブレーション装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
圧延時の薄板の形状精度（平坦度）を高めるために、薄板の幅方向の張力分布を検出する形状検出装置が従来から用いられている（例えば、実公平３−１１６９１号、実公平３−１１６９２号、特願平６−９７２０６号、等）。
図４（Ａ）は、かかる形状検出装置に用いられるセンサーロールの縦断面図であり、図４（Ｂ）はそのＡ−Ａ線における断面図である。この図に示すように、形状検出装置のセンサーロールは、中空軸（アーバ）１、ロータ２、スラストリング３、空気供給ライン４、圧力検出ライン５等からなる。ロータ２はアーバ１で浮揚支持されたリング状のエアベアリングであり、アーバ１に放射状に設けられたラジアルエア孔１ａとスラストリング３に軸方向に設けられたスラストエア孔３ａから吹き出すエア圧により空気浮揚し、ほとんど抵抗なく回転する。また図５（Ｂ）に示すように、使用時にはロータ２は薄板６の張力Ｔにより垂直荷重Ｆを受けてわずかに偏心し、この偏心によりアーバ１とロータ２間の圧力が変化し、この圧力を圧力検出ライン５により測定し、電気信号に変換して各ロータ２に作用する垂直荷重Ｆを換算し、これから張力Ｔの分布を検出するようになっている。なお、図４で４ａは、エアフィルタである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述したようにセンサーロールは、空気軸受で支持されたロータ２の支持圧力のわずかな変化から張力Ｔを測定するため、使用前に予め精密なキャリブレーション（較正）を行なう必要がある。そのため、図５に例示するようなキャリブレーション装置が従来用いられている。
【０００４】
（Ａ）はロータ２上に重量が既知のウエイト７ａを載せ、前後（この図で左右）より手動で位置調整を行い、ウエイト７ａの上側に水準器７ｂを当て、垂直に載せられたことを確認した後、既知重量（試験荷重）に相当した張力に電気信号を調整するようになっている。
（Ｂ）は、基本的には（Ａ）と同様であるが、相違点はウエイト７ａの垂直を調整する治具７ｃをセンサーロール下部に設置し、ウエイト７ａの前後に垂直調整棒７ｄを設け、調整棒７ｄの下端を治具７ｃの上端に当てて、ウエイト７ａがロータ２上に垂直に載せられたことを確認するようになっている。
【０００５】
しかし、図５に例示した従来のキャリブレーション装置は、以下のような問題点があった。
▲１▼ウエイトがロールの上にあるため不安定で荷重方向が中心を通り難く、再現性が低い。また、全ての調整を手作業で行うため、作業員に熟練度及び集中度が要求される。
【０００６】
▲２▼また（Ｂ）のキャリブレーション装置は、調整棒がウエイトに接触した状態で計測するため、荷重が分散し或いは接触による摩擦力が作用して測定精度が低下しやすく、再現性が低く、不安定になりやすい。
▲３▼更に（Ａ）（Ｂ）の各装置において、ウエイトの中心位置がロータの幅方向中心からずれると、ロータに偏荷重が作用し、誤差が大きくなる。
【０００７】
すなわち、一般にキャリブレーション装置では、較正作業時ロータ上に重錘（ウエイト）７ａを載せる際に、ウエイトの重心をロータ２の幅方向中心及び軸方向中心に一致させないと偏荷重が発生し、ロータが傾動して検出出力に誤差が生じる問題があるが、従来のキャリブレーション装置では、この調整が困難であり、熟練度と集中度を必要とし、そのため、較正に時間を要し、自動化がほとんど不可能である問題点があった。
【０００８】
本発明はかかる問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、ウエイトの中心位置をロータの中心位置に容易に短時間に位置決めでき、これにより熟練度及び集中度を要することなくウエイト荷重がロータ中心を垂直に通るように容易に作業性よく調整でき、再現性が高く、外乱荷重がなく試験荷重を一定に保持でき、更に自動化が可能なセンサーロール用キャリブレーション装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、センサーロールの軸心に沿ってその上部に設置された水平レールと、該水平レールに支持され前記軸心に沿って移動可能な台車と、該台車に取り付けられ昇降可能な吊り金具と、該吊り金具に吊り下げられセンサーロールのロータ上に荷重を負荷する較正治具と、前記較正治具に設置されたウエイトとからなり、吊り金具の下降により、較正治具がロータ上に載り、吊り金具との係合が外れるようになっており、前記ウエイトが前記ロータよりも下方の位置において前記較正治具に設置されるようになっている、ことを特徴とするセンサーロール用キャリブレーション装置が提供される。
【００１０】
上記本発明の構成によれば、較正治具を上昇させた状態で台車をレールに沿って移動させることにより、ウエイトの重心Ｇがセンサーロールの軸心Ｚ上に位置したままウエイトを容易に移動させることができる。次いで、隣接するロータの中心位置Ｃまで台車を移動させた後、そのまま吊り金具を下降させることにより、ウエイトの中心位置をロータの中心位置Ｃに容易に短時間に位置決めできる。従って、熟練度及び集中度を要することなくウエイト荷重がロータ中心を垂直に通るように容易に作業性よく調整することができる。更に、吊り金具の下降により、較正治具のみがロータ上に載り、吊上げ部と吊り金具との係合が外れるようになっているので、ロータに較正治具以外の外乱荷重が作用せず試験荷重を一定に保持することができ、誤差が少なく高い再現性を保持することができる。
【００１１】
本発明の好ましい実施形態によれば、前記較正治具は、センサーロールを囲んで閉じるフレームと、該フレームの上部に取り付けられ吊り金具により吊り上げられる吊上げ部と、フレームの下部に上端が取り付けられ下端部にウエイトを載せるようになった吊りロッドと、フレームの上部にセンサーロールの軸心と直交する水平方向に間隔を隔てて取り付けられ軸心と平行な軸心を有する２つのローラベアリングと、からなり、釣り合い位置でウエイトの重心Ｇが２つのローラベアリングの中心位置を通るようになっている。
【００１２】
この構成により、ウエイトの重心Ｇがセンサーロールの中心から十分離れた下方に位置し、かつその重心が釣り合い位置で２つのローラベアリングの中心位置を通るので、ローラベアリングの中心位置がロータの中心Ｃから僅かにずれた場合でも、その偏心を無くすモーメント（ウエイトの重量×ｅ）が較正治具に作用し、ウエイトの重心Ｇをロータの中心Ｃに自動的に一致させる。従って、ウエイトの重量により荷重が中心方向に正確に自動調心されるため、再現性と作業性が良く、容易に自動化することができる。
【００１３】
また、別の実施形態によれば、水平レールに平行に回転可能に設置された送りネジと、該送りネジと螺合し台車に取り付けられた送りネジ用ナットとを備え、送りネジの回転により、ウエイトの重心Ｇがロータの幅中心Ｃと一致するように、台車を移動させる。この構成により、例えば送りネジにボールネジ等を用い、手動のみならず、例えばステッピングモータ等を用いて遠隔操作によっても、台車の幅方向位置を容易に位置決めすることができる。
【００１４】
本発明の好ましい実施形態によれば、前記台車の下部に昇降用シリンダが取り付けられ、該昇降用シリンダにより吊り金具が昇降される。この構成により、ウエイトの重心Ｇをロータの幅中心Ｃと一致したままで、精度よく較正治具を昇降させることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態を図面を参照して説明する。なお、各図において、共通する部分には同一の符号を付して使用する。図１は、本発明によるセンサーロール用キャリブレーション装置の側面図である。この図に示すように、本発明のキャリブレーション装置１０は、センサーロールの軸心Ｚに沿ってその上部に設置された水平レール１２と、水平レール１２に支持され軸心Ｚに沿って移動可能な台車１４と、台車１４に取り付けられ昇降可能な吊り金具１６と、吊り金具１６に吊り下げられセンサーロールのロータ２上に荷重を負荷する較正治具１８と、較正治具１８に設置されたウエイト２１とからなる。
【００１６】
図２は、図１のＡ−Ａ線における断面図である。この図に示すように、較正治具１８は、センサーロール（アーバ１とロータ２）を囲んで閉じるフレーム１９と、フレーム１９の上部に取り付けられ吊り金具１６により吊り上げられる吊上げ部２０と、フレーム１９の下部に上端が取り付けられ下端部にウエイト２１を載せるようになった吊りロッド２２と、フレーム１９の上部にセンサーロールの軸心Ｚと直交する水平方向に間隔を隔てて取り付けられ軸心Ｚと平行な軸心を有する２つのローラベアリング２３とからなる。このように、ウエイト２１がロータ２よりも下方の位置において較正治具１８に設置されるようになっている。釣り合い位置でウエイト２１の重心Ｇ、及び較正治具１８全体の重心が２つのローラベアリング２３の中心位置を通るよう重量バランスが調整されている。
【００１７】
更に、フレーム１９は、センサーロールへの着脱を容易にするため、例えば図に示すように、フレーム１９の中間部でボルト、ピン等で分割又は開閉可能な構造となっているのがよい。また、フレーム１９の側面に突起部１９ａを設け、その端面をロータ２の端面と目視で一致させることにより、ロータ２の軸方向中心にフレーム１９を合わせられるようになっている。
【００１８】
この構成により、図３に模式的に示すように、ウエイト２１の重心Ｇがセンサーロールの中心Ｚから十分離れた下方に位置し、かつその重心Ｇが釣り合い位置で２つのローラベアリング２３の中心位置Ｏを通るので、ローラベアリング２３の中心位置がロータ２の中心Ｃから僅かにずれた場合でも、その偏心を無くすモーメントＭ（ウエイトの重量×ｅ）が較正治具１８に作用し、ウエイト２１の重心Ｇをロータの中心Ｃに自動的に一致させる。従って、ウエイト２１の重量により荷重が中心方向に正確に自動調心されるため、再現性と作業性が良く、容易に自動化することができる。
【００１９】
本発明のキャリブレーション装置１０は、更に、水平レール１２に平行に回転可能に設置された送りネジ２４（例えばボールネジ）と、送りネジ２４と螺合し台車１４に取り付けられた送りネジ用ナット２５とを備え、送りネジ２４の回転により、ウエイト２１の重心Ｇがロータ２の幅中心Ｃと一致するように、台車１４を移動させるようになっている。
【００２０】
また、台車１４の下部に昇降用シリンダ２６が取り付けられ、この昇降用シリンダ２６により吊り金具１６が昇降され、吊り金具１６の下降により、較正治具１８の吊上げ部２０との係合が外れて較正治具１８全体がロータ２上に載るようになっている。なお、図１及び図２において、１１は較正フレーム、１１ａは較正架台、１３は吊りフレーム、２７はステッピングモータ、２８は送り駆動軸箱、２９はブレーキである。
【００２１】
上述した構成により、昇降用シリンダ２６で較正治具１８を上昇させた状態で台車１４を水平レール１２に沿って移動させることにより、ウエイト２１の重心Ｇがセンサーロールの軸心Ｚの真上に位置したままウエイト２１を容易に移動させることができる。次いで、隣接するロータ２の中心位置Ｃまで台車１４を移動させた後、そのまま吊り金具１６を下降させることにより、ウエイト２１の中心位置Ｇをロータの中心位置Ｃに容易に短時間に位置決めできる。従って、熟練度及び集中度を要することなくウエイト荷重がロータ中心Ｃを垂直に通るように容易に作業性よく調整することができる。更に、吊り金具１６の下降により、較正治具１８のみがロータ上に載り、吊上げ部と吊り金具との係合が外れるようになっているので、ロータに較正治具以外の外乱荷重が作用せず試験荷重を一定に保持することができ、誤差が少なく高い再現性を保持することができる。
【００２２】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できることは勿論である。例えば、図１及び図２に示した送りネジ及び送りネジ用ナットの代わりに、▲１▼ピン方式で軸方向の位置決めをしてもよく、或いは▲２▼較正治具の幅（突起部１９ａの端面）をロータ幅に一致させておき目視で軸方向の位置決めをしてもよい。
【００２３】
【発明の効果】
上述したように、本発明のキャリブレーション装置は、ウエイトの中心位置をロータの中心位置に容易に短時間に位置決めでき、これにより熟練度及び集中度を要することなくウエイト荷重がロータ中心を垂直に通るように容易に作業性よく調整でき、再現性が高く、外乱荷重がなく試験荷重を一定に保持でき、更に自動化が可能である、等の優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるセンサーロール用キャリブレーション装置の側面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線における断面図である。
【図３】較正治具の機能を示す説明図である。
【図４】形状検出装置に用いられるセンサーロールの縦断面図とそのＡ−Ａ線における断面図である。
【図５】従来のキャリブレーション装置の模式図である。
【符号の説明】
１  中空軸（アーバ）
１ａ  ラジアルエア孔
２  ロータ
３  スラストリング
３ａ  スラストエア孔
４  空気供給ライン
５  圧力検出ライン
６  薄板
７ａ  ウエイト
７ｂ  水準器
７ｃ  治具
７ｄ  調整棒
１０  キャリブレーション装置
１１  較正フレーム
１２  水平レール
１３  吊りフレーム
１４  台車
１６  吊り金具
１８  較正治具
１９  フレーム
２０  吊上げ部
２１  ウエイト
２２  吊りロッド
２３  ローラベアリング
２４  送りネジ
２５  送りネジ用ナット
２６  昇降用シリンダ
２７  ステッピングモータ
２８  送り駆動軸箱
２９  ブレーキ
Ｃ  ロータの幅中心
Ｇ  ウエイトの重心
Ｚ  センサーロールの軸心
【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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