(57)【要約】【課題】  薄板圧延において圧延材に発生する縦じわを確実に防止する。【解決手段】本発明では圧延機２の巻取装置６及び／又は巻出装置５に中間ロール機構１を設けている。この中間ロール機構１は、中間ロール１３を圧延材３が巻回リールに接触する側の反対面から圧延材３に接触するように配備しており、さらに巻回リールに巻かれた圧延材３の表面が中間ロール１３に非接触でありかつ所定の距離となるように中間ロール１３を移動させる移動手段１４を設けているものである。【選択図】図２
2009131894.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧延される又は圧延された圧延材と接触しているデフレクタロールと、該デフレクタロールを経由した圧延材が巻回された巻回リールとを備えた圧延機に設けられ、且つ前記巻回リールとデフレクタロールとの間に配置された中間ロールと該中間ロールを移動させる移動手段とを備えた中間ロール機構であって、
前記中間ロールは、前記圧延材が巻回リールに接触する側の反対面から当該圧延材に接触するように配備され、
前記移動手段は、前記中間ロールが前記巻回リールに巻かれた圧延材の表面に非接触でありかつ前記表面から所定の距離となるように当該中間ロールを移動させるように構成されていることを特徴とする中間ロール機構。
【請求項２】
前記移動手段は、
先端側に前記中間ロールが回動自在に枢支され、基端側が前記中間ロールの軸心と平行な回転軸回りに揺動可能とされた支持部材と、
先端側が前記支持部材の中途部に枢支され基端側に対して伸縮自在とされた伸縮部材と、を有していることを特徴とする請求項１に記載の中間ロール機構。
【請求項３】
前記圧延材が前記巻回リールに対して上巻取の場合は、
前記中間ロールが前記圧延材の上面側に接触するように配備されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の中間ロール機構。
【請求項４】
前記圧延材が前記巻回リールに対して下巻取の場合は、
前記中間ロールが前記圧延材の下面側に接触するように配備されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の中間ロール機構。
【請求項５】
圧延される又は圧延された圧延材と接触しているデフレクタロールと、該デフレクタロールを経由した圧延材が巻回された巻回リールとを備えた圧延機に設けられ、且つ前記巻回リールとデフレクタロールとの間に配置された中間ロールと該中間ロールを移動させる移動手段とを備えた中間ロール機構の制御方法であって、
前記中間ロールを、前記圧延材が巻回リールに接触する側の反対面から当該圧延材に接触するように配備し、
前記移動手段により、前記中間ロールが前記巻回リールに巻かれた圧延材の表面に非接触でありかつ前記表面から所定の距離となるように当該中間ロールの位置を制御することを特徴とする中間ロール機構の制御方法。
【請求項６】
前記中間ロールを当該中間ロールの軸心と平行な回転軸回りに揺動させることを特徴とする請求項５に記載の中間ロール機構の制御方法。
【請求項７】
圧延される又は圧延された圧延材と接触しているデフレクタロールと、該デフレクタロールを経由した圧延材が巻回された巻回リールとを備えた圧延機に設けられ、且つ前記巻回リールとデフレクタロールとの間に配置された中間ロールと該中間ロールを移動させる移動手段とを備えた中間ロール機構の制御方法であって、
前記中間ロールを、前記圧延材が巻回リールに接触する側の反対面から当該圧延材に接触するように配備し、
前記移動手段により、前記中間ロールが前記巻回リールに巻かれた圧延材の表面に非接触でありかつ前記表面から所定の距離となるように圧延材に対する当該中間ロールの押し付け力を制御することを特徴とする中間ロール機構の制御方法。
【請求項８】
前記巻回リールに巻かれた圧延材の径に応じて前記押し付け力を変化させる場合にあっては、前記中間ロールの自重により前記押し付け力を補正することを特徴とする請求項７に記載の中間ロール機構の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄板圧延における圧延材の巻取り又は巻出しに用いられる中間ロール機構及びこの中間ロール機構の制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、金属鋼板は圧延材をリバース圧延若しくは一方向のノンリバース圧延をすることで製造されている。
リバース圧延を行う圧延機としては多段式圧延機などが用いられている。圧延機は、圧延材を圧延するワークロールとワークロールをバックアップする複数のバックアップロールとを有している。さらに、圧延材の巻取り側と巻出し側とには、それぞれテンションリール（巻回リール）とデフレクタロールとがそれぞれ備えられている。
リバース圧延では、圧延材は通板方向を正逆反転させて複数回に亘って圧延される。つまり、巻取り側と巻出し側とにそれぞれ設けられたテンションリールは、巻取り機としての機能と巻出し機としての機能とを交互に担う。例えば、一方のテンションリールで圧延材の巻き取りが行われている場合には他方のテンションリールで圧延材の巻き出しが行われ、通板方向が切り替わると一方のテンションリールで巻き出し他方のテンションリールで巻き取りが行われることになる。
【０００３】
また、ノンリバース圧延を行う圧延機としてはアルミ用４段もしくは６段圧延機などが用いられている。ノンリバース圧延の場合、圧延材は一方向に一度圧延される。
ところで、この種のリバース圧延やノンリバース圧延は高速の圧延速度で行われることが多く、圧延材には高い張力が付与される。そのため、テンションリールとデフレクタロールとの間の圧延材には高張力により圧延材の通板方向に沿って縦じわが生じやすい。縦じわが発生したままの圧延材がテンションリールに巻取られると折れ込み疵が発生する原因となり、またワークロール（圧延ロール）で圧延されると圧延欠陥の原因となる虞がある。
【０００４】
それゆえ、従来の圧延機においてはしわ防止機能を備えた中間ロールがテンションリールとデフレクタロールの間に設けられている。例えば特許文献１には、凸クラウン又は凹クラウンを付けた中間ロールを、テンションリールとデフレクタロールとの間に２本づつ配備した圧延機が開示されている。また特許文献２には回転方向に対して傾斜した溝を全周に亘って有する中間ロールを、テンションリールとデフレクタロールとの間に１本づつ配備した圧延機が開示されている。
一方、特許文献３にも、中間ロールとこの中間ロールを中途部に回動自在に有するアームとを有する圧延材の巻取装置が開示されている。中間ロールは、しわ防止機能を備えており、テンションリールに巻取られた圧延材の径に合わせて移動可能とされている。また、アームの先端にはタッチロールが備えられており、縦じわを除去した圧延材はこのタッチロールで押圧されながらテンションリールに巻取られる。
【特許文献１】特開２００２−６６６３０号公報
【特許文献２】特開２００２−８６２０７号公報
【特許文献３】特開平１１−４７８３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１や特許文献２の圧延機では、中間ロールが位置固定状態で取り付けられており、中間ロールを移動させることができない構造となっている。それゆえ、テンションリールに巻取られた圧延材の径が変わるにつれて、巻取られた圧延材の表面から固定された中間ロールまでの距離も変動することになる。特にテンションリールへの巻取り初期には、中間ロールと巻取られた圧延材の表面との間が大きく離れる。それゆえ、中間ロールで縦じわを除いてもテンションリールに圧延材が到達するときには縦じわが再発してしまい、縦じわに起因する折れ込み疵が十分に防止できない可能性がある。
【０００６】
一方、特許文献３の巻取装置では圧延材が中間ロールを背面パスする（巻取り側から見て中間ロールの背面を通る）構造となっている。中間ロールを背面パスした圧延材は大きな角度でテンションリールに巻取られるため、圧延材が空気を巻き込んで巻き取られやすく、巻きズレを起こしやすくなる。
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、簡単な構造でありながら縦じわの発生を確実に防止できる中間ロール機構、及びこの中間ロール機構の制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の中間ロール機構は以下の技術的手段を講じている。
即ち、圧延される又は圧延された圧延材と接触しているデフレクタロールと、該デフレクタロールを経由した圧延材が巻回された巻回リールとを備えた圧延機に設けられ、且つ前記巻回リールとデフレクタロールとの間に配置された中間ロールと該中間ロールを移動させる移動手段とを備えた中間ロール機構であって、
前記中間ロールは、前記圧延材が巻回リールに接触する側の反対面から当該圧延材に接触するように配備され、前記移動手段は、前記中間ロールが前記巻回リールに巻かれた圧延材の表面に非接触でありかつ前記表面から所定の距離となるように当該中間ロールを移動させるように構成されていることを特徴とする。
【０００８】
このようにすれば、巻回リールに巻かれた圧延材の表面から所定の距離だけ離れた位置に中間ロールを常に配置し続けることが可能となり、簡単な構造でありながら縦じわの発生を確実に防止することができる。また、圧延材に巻回リールが接触する側の反対面から中間ロールが接触するため、圧延材を小さい角度で巻き取ることが可能になり、巻回リールに圧延材を空気が巻き込まれにくい状態で巻取ることが可能となる。
前記移動手段は、先端側に前記中間ロールが回動自在に枢支され、基端側が前記中間ロールの軸心と平行な回転軸回りに揺動可能とされた支持部材と、先端側が前記支持部材の中途部に枢支され基端側に対して伸縮自在とされた伸縮部材と、を有していることが好ましい。
【０００９】
これによって、伸縮部材を伸縮させて中間ロールを支持部材ごと揺動させることが可能となり、中間ロールを巻回リールに巻かれた圧延材の表面に対して所定の距離に保ったまま移動させることが容易となる。
なお、中間ロールを圧延材が巻回リールに接触する側の反対面から当該圧延材に接触するように配備する為には、前記圧延材が前記巻回リールに対して上巻取の場合は、前記中間ロールを前記圧延材の上面側に接触するように配備することができる。また、前記圧延材が前記巻回リールに対して下巻取の場合は、前記中間ロールを前記圧延材の下面側に接触するように配備することもできる。
【００１０】
一方、本発明の中間ロール機構の制御方法は以下の技術的手段を講じている。
即ち、圧延される又は圧延された圧延材と接触しているデフレクタロールと、該デフレクタロールを経由した圧延材が巻回された巻回リールとを備えた圧延機に設けられ、且つ前記巻回リールとデフレクタロールとの間に配置された中間ロールと該中間ロールを移動させる移動手段とを備えた中間ロール機構の制御方法であって、
前記中間ロールを、前記圧延材が巻回リールに接触する側の反対面から当該圧延材に接触するように配備し、前記移動手段により、前記中間ロールが前記巻回リールに巻かれた圧延材の表面に非接触でありかつ前記表面から所定の距離となるように当該中間ロールの位置を制御することを特徴とする。
【００１１】
このようにすれば、巻回リールに巻かれた圧延材の表面から所定の距離だけ離れた位置に中間ロールを常に配置し続けることが可能となり、簡単な構造でありながら縦じわの発生を確実に防止することができる。また、圧延材に巻回リールが接触する側の反対面から中間ロールが接触するため、圧延材を小さい角度で巻くことが可能になり、巻回リールに圧延材を空気が巻き込まれにくい状態で巻取ることが可能となる。
なお、前記中間ロールを当該中間ロールの軸心と平行な回転軸回りに揺動させることが好ましい。
【００１２】
また、本発明の中間ロール機構の制御方法としては、以下の技術的手段を講じることもできる。
即ち、本発明の中間ロール機構の制御方法は、圧延される又は圧延された圧延材と接触しているデフレクタロールと、該デフレクタロールを経由した圧延材が巻回された巻回リールとを備えた圧延機に設けられ、且つ前記巻回リールとデフレクタロールとの間に配置された中間ロールと該中間ロールを移動させる移動手段とを備えた中間ロール機構の制御方法であって、前記中間ロールを、前記圧延材が巻回リールに接触する側の反対面から当該圧延材に接触するように配備し、前記移動手段により、前記中間ロールが前記巻回リールに巻かれた圧延材の表面に非接触でありかつ前記表面から所定の距離となるように圧延材に対する当該中間ロールの押し付け力を制御することを特徴とするものである。
【００１３】
なお、前記巻回リールに巻かれた圧延材の径に応じて前記押し付け力を変化させる場合にあっては、前記中間ロールの自重により前記押し付け力を補正するのが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の中間ロール機構及び中間ロール機構の制御方法により、簡単な構造でありながら縦じわの発生を確実に防止できる。
また、本発明の中間ロール機構及び中間ロール機構の制御方法では、圧延材の圧延方向の拘束点（圧延材に巻回リール、デフレクタロール又は中間ロールのそれぞれが接触する点）間の距離が短くなり、圧延材に撓みが生じにくくなる。その結果、空気を巻き込まないように圧延材を巻き取ることが可能となり、巻きズレの発生を抑制乃至防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明に係る中間ロール機構及び中間ロール機構の制御方法の実施形態を、図面に基づき詳しく説明する。
図１は、本発明の中間ロール機構１が設けられた圧延機２を示している。圧延機２は、圧延材３を巻出す巻出装置５と、圧延された圧延材３を巻取る巻取装置６と、を有している。
なお、以下の説明において、図１の紙面上での上下を以降で圧延機２を説明する際の上下と、紙面上での左右を圧延機２の左右とする。また、圧延材３の通板方向において図１の右から左に向かう通板方向を正方向Ｆ、左から右に向かう方向を逆方向Ｒという。
【００１６】
圧延機２は、リバース圧延に用いられるものであり、通板方向を正方向Ｆと逆方向Ｒとで切り替え（反転させ）ながら圧延材３の圧延が行われる。図１に示すように、圧延機２の左側の装置は、圧延材３が正方向Ｆに通板されている場合は巻取装置６となり、圧延材３の通板方向を逆方向Ｒに切り替えると巻出装置５となる。右の装置も同様に巻出装置５と巻取装置６とで切り替えられる。
圧延材３は、鋼、ステンレス、銅、アルミなどの金属の箔帯である。圧延材３の板厚（箔厚）は０．１ｍｍ以下とされる。
【００１７】
圧延機２は、圧延材３を圧延する上下一対のワークロール７と、上下それぞれのワークロール７をバックアップする複数のバックアップロール８とを有している。
ワークロール７は、正逆回転自在の駆動モータ（図示略）によって上下で異なる方向に回転トルクを与えられている。また、上下のワークロール７はそれぞれ上下方向に位置調整自在とされており、上下のワークロールによる圧下で圧延材３を所定の厚みに圧延可能となっている。
バックアップロール８は、上側のワークロール７の上方と下側のワークロール７の下方とにそれぞれ設けられており、それぞれのワークロール７の変形を抑制可能となっている。
【００１８】
巻取装置６は、巻取り側のデフレクタロール９と、この巻取り側のデフレクタロール９の下方に位置し且つ巻取り側のデフレクタロール９を経由した圧延材３を巻取っている巻取リール１０（巻回リール）とを備えている。
巻取り側のデフレクタロール９は、ワークロール７とほぼ同じ上下方向の位置で圧延材３に接するように配備されている。巻取り側のデフレクタロール９は、ワークロール７から水平に供給される圧延材３に対して下方から接触し、圧延材３の通板方向を水平方向から下方に変位させている。巻取り側のデフレクタロール９を経由した圧延材３は、巻取り側のデフレクタロール９の巻取り側下方（図１の左下方）に設けられた巻取リール１０に送られる。
【００１９】
巻取リール１０は、正逆方向に回転方向を切り替え自在とされた駆動装置（図示略）を有しており、図１では反時計方向Ｔ’に回転しながら上面側から（上巻取にて）圧延材３を巻取っている。
巻出装置５は、上述の巻取装置６と同じ構成となっており、圧延機２における巻取装置６の上流側（図１では右側）に設けられている。巻出装置５は、ワークロール７で圧延される圧延材３を巻出す巻出リール１１（巻回リール）と、巻出し側のデフレクタロール１２とを備えている。
【００２０】
巻出リール１１は、圧延機２の最も上流側（図１の右側）に設けられており、巻出し側のデフレクタロール１２に圧延材３を巻出している。巻出リール１１は、図１では反時計方向Ｔ’に回転して、上面側から圧延材３を巻出している。
巻出し側のデフレクタロール１２は、巻取り側のデフレクタロール９と同様にワークロール７とほぼ同じ上下方向位置で圧延材３に接するように配備されており、圧延材３を水平状態でワークロール７に供給可能になっている。巻出し側のデフレクタロール１２は、巻出リール１１から供給される圧延材３に下方から接触しており、圧延材３の通板方向を左上方に向かう方向から水平方向に変化させている。
【００２１】
次に、本発明の中間ロール機構１を以下に詳しく説明する。
本発明の中間ロール機構１は、圧延機２の巻取装置６及び巻出装置５の双方に設けられている。なお、中間ロール機構１は巻取装置６のみに設けられても良いし、巻出装置５のみに設けられても良い。
また、中間ロール機構１が設けられている巻回リールは、巻取リール１０と巻出リール１１とのいずれかまたは双方を含む表現である。例えば、中間ロール機構１が巻取装置６に設けられていれば巻回リールは巻取リール１０となり、巻出装置５に設けられていれば巻回リールは巻出リール１１となる。そして、巻出装置５と巻取装置６との双方にそれぞれ中間ロール機構１が設けられている場合には、巻回リールは巻取リール１０と巻出リール１１との双方を示す。
【００２２】
なお、以降の説明では巻取装置６に設けられた中間ロール機構１を第１実施形態として説明する。この第１実施形態は、巻回リールが巻取装置６の巻取リール１０とされた中間ロール機構１に相当する。
図２に示すように、中間ロール機構１は、巻取リール１０と巻取り側のデフレクタロール９との間に配置された中間ロール１３と、この中間ロール１３を移動させる移動手段１４と、を有している。中間ロール機構１は、巻取リール１０の上方から巻取られる圧延材３に対して上方から接触可能なように圧延機２に対して吊下状態で備え付けられている。
【００２３】
中間ロール１３は、支持部材１５に対して正逆回動自在に取り付けられており、図２では時計方向Ｔに回転しながら圧延材３に上方から接触している。中間ロール１３の回転軸心１７は、巻取リール１０と平行であって圧延材３の通板する方向に垂直に設けられる。中間ロール１３は、本実施形態においてはクラウンや溝付けがされていないロールを用いている。しかしながら、中間ロール１３には、圧延材３の材質やサイズに合わせてクラウン加工がされたものや、溝付けしたものを用いることも可能である。
中間ロール１３は、巻取リール１０が圧延材３の下方に配備されるのに対し巻取リール１０とは反対の上方に配備され、上方から圧延材３に接触している。圧延材３に対する中間ロール１３の接触面を巻取リール１０が接触する面の反対面とすることで、圧延材３を巻取リール１０に小さい角度で巻取ることができ、空気の巻き込みを少なくしたり巻きズレを予防することが可能となる。
【００２４】
中間ロール１３は、巻取り側のデフレクタロール９と巻取リール１０の間における巻取リール１０寄り（巻取リール１０の近傍）に設けられており、巻取リール１０に巻取られた圧延材３の表面（コイル表面）からの距離Ｌを所定の範囲（所定の距離）とするように配備されている。所定の距離は、用いられる巻取リール１０や中間ロール１３の径、又は圧延材３の材質や幅や厚み、あるいは圧延速度などにより変動するが、当業者であれば操業条件や過去の実績に基づいて距離Ｌを定めることが可能である。
なお、距離Ｌは、中間ロール１３が巻取り側のデフレクタロール９から巻取リール１０までの間に位置する範囲に設定され、好ましくは巻取り側のデフレクタロール９から巻取リール１０までの間であっても巻取リール１０寄りに位置する範囲に設定される。
【００２５】
移動手段１４は、先端側に中間ロール１３が回動自在に枢支されると共に基端側が中間ロール１３の回転軸心１７と平行な揺動軸１８回りに揺動可能とされた支持部材１５と、この支持部材１５を揺動するように伸縮自在とされた伸縮部材１６とを有している。また、移動手段１４は、巻取リール１０に巻取られた圧延材３の径（コイル径）に基づいて伸縮部材１６を所定の伸縮量まで伸縮させる信号を出力する制御部１９とを有している。
支持部材１５は、長尺に形成されており、中間ロール１３の両端に対応してそれぞれ一対設けられている。支持部材１５は、先端側に中間ロール１３が回動自在に取り付けられると共に基端側が圧延機２の取付台２０に枢支されている。取付台２０には支持部材１５の揺動軸１８が設けられており、中間ロール１３をこの中間ロール１３の回転軸心１７と平行とされた揺動軸１８回りに揺動可能としている。それゆえ、支持部材１５を所定の揺動角θだけ揺動させると、巻取リール１０に巻かれた圧延材３の表面から中間ロール１３までの距離Ｌが調整可能となる。
【００２６】
伸縮部材１６は、サーボ油圧シリンダ機構を採用しており、圧延機２の取付部２１に中途部が枢支される本体２２と、この本体２２に対して伸縮自在とされたロッド部２３とを有している。本体２２は圧延材３の通板方向と垂直な軸回りに回転自在に取り付けられており、ロッド部２３は制御部１９から出力される信号に基づいて本体２２に対して伸縮自在とされている。伸縮部材１６は、一対の支持部材１５のそれぞれに設けられており、本体２２に対するロッド部２３の伸縮量を変化させることで支持部材１５を所定の揺動角θに揺動（制御）可能となっている。
【００２７】
制御部１９は、巻取リール１０に巻取られた圧延材３のコイル径を算出するコイル径算出部２４と、コイル径算出部２４で算出されたコイル径に基づいて支持部材１５の揺動角θを計算して伸縮部材１６を所定の伸縮量だけ伸縮させる信号を出力する伸縮制御部２５とを備えている。制御部１９は、具体的にはプロセスコンピュータ又はシーケンサから構成されている。
コイル径算出部２４は、巻取リール１０（巻回リール）の回転数、巻取り側のデフレクタロール９の回転数及び厚みに基づいて、巻取リール１０に巻取られた圧延材３のコイル径を計算している。圧延材３のコイル径は、以下の式（１）に基づいて計算される。計算されたコイル径は伸縮制御部２５に送られる。
【００２８】
【数１】
2009131894.tif 000003
【００２９】
伸縮制御部２５は、コイル径算出部２４で算出されたコイル径に基づいて、巻取リール１０のコイル表面からの距離Ｌが所定の範囲となる中間ロール１３の位置を計算し、この位置まで中間ロール１３とこの中間ロール１３を支持する支持部材１５を揺動させるために必要な伸縮部材１６の伸縮量を信号として伸縮部材１６に出力している。
次に、制御部１９で行われる処理、すなわち第１実施形態の中間ロール機構１の制御方法について説明する。
図３は巻取りにおける中間ロール機構１の動作を巻き始めと巻き終わりとで比較して示したものである。図３（ａ）は巻き始めにおける中間ロール機構１の動作を示しており、図３（ｂ）は巻き終わりにおける動作を示している。
【００３０】
図３（ａ）にあるように、巻き始めには巻取リール１０に圧延材３は少量しか巻取られていない。中間ロール１３は圧延材３の（コイル）表面からの距離Ｌが所定の範囲になるよう巻取リール１０の近傍に位置しており、支持部材１５は中間ロール１３が巻取リール１０に最も近接するように水平方向に対して最も起立した揺動角θに設定されている。また、伸縮部材１６は最も縮退された状態とされている。
図３（ｂ）に示されるように、圧延材３が巻取リール１０に巻取られるにつれて、巻取リール１０における圧延材３のコイル径は大きくなる。同時に、制御部１９のコイル径算出部２４から伸縮制御部２５に出力されるコイル径の計算値も大きな値となる。その結果、伸縮制御部２５では大きなコイル径に合わせて中間ロール１３を巻取リール１０から離す方向に移動させるべく伸縮部材１６をＰ方向に伸長させる信号が出力される。信号を受けた伸縮部材１６はＰ方向に伸長し、伸縮部材１６と連結している支持部材１５がＱ方向に揺動する。その結果、中間ロール１３が、巻取リール１０から離反して、巻取リール１０のコイル表面からの距離Ｌが所定の範囲となる位置に移動する。
［第２実施形態］
次に、第２実施形態の中間ロール機構１及びその制御方法について説明する。
【００３１】
図４は巻取り状態における第２実施形態の中間ロール機構１を示している。図４にあるように、第２実施形態の圧延機２は、第１実施形態とは異なり巻取リール１０（巻回リール）の下側から圧延材３を巻取る（下巻取）機構となっている。
また、第２実施形態の中間ロール機構１は、圧延材３に対して下方から接触可能なように圧延機２に載置状態で備え付けられている点、圧延材３に上方から接触する巻取リール１０に対してその反対の下方から圧延材３に接触する中間ロール１３を備えている点、及び伸縮部材１６が縮退することで中間ロール１３が巻取リール１０から離反し伸縮部材１６が伸長することで中間ロール１３が巻取リール１０に近接する移動手段１４を備えている点で第１実施形態と異なっている。
【００３２】
それゆえ、第２実施形態の中間ロール機構１の制御方法においては、制御部１９での信号処理の内容が第１実施形態と異なっている。制御部１９では以下のような処理が行われる。
図５に示されるように、巻取リール１０における圧延材３のコイル径が大きくなり、コイル径算出部２４から大きな値がコイル径の計算値として出力されると、伸縮制御部２５では大きなコイル径に合わせて中間ロール１３を巻取リール１０から離す方向に移動させるべく伸縮部材１６を縮退させる信号が出力される。信号を受けた伸縮部材１６はＰ’方向に縮退し、支持部材１５がＱ’方向に揺動して中間ロール１３が巻取リール１０から離反する。その結果、中間ロール１３が、巻取リール１０から離反して、巻取リール１０のコイル表面からの距離Ｌが所定の距離になる位置に移動する。第２実施形態の中間ロール機構１及びその制御方法における上記以外の構成及び作用効果については第１実施形態と同じである。
［第３実施形態］
次に、第３実施形態の中間ロール機構１及びその制御方法について説明する。
【００３３】
図６にあるように、第３実施形態の中間ロール機構１は、第１実施形態とは異なり圧延材３を上側から巻き出す巻出リール１１（巻回リール）を備えた巻出装置５に設けられている。この第３実施形態は、巻回リールが巻出装置５の巻出リール１１とされた中間ロール機構１に相当する。
第３実施形態の中間ロール機構１は、第１実施形態と同様に中間ロール１３と移動手段１４とを有しているが、これらの中間ロール１３と移動手段１４とは第１実施形態の中間ロール機構１に対してワークロール７を中心に左右反転させた配置となっている。
【００３４】
それゆえ、第３実施形態の中間ロール機構１においては、中間ロール１３が巻出し側のデフレクタロール１２と巻出リール１１の間における巻出リール１１寄り（巻出リール１１の近傍）に設けられており、この中間ロール１３を巻出リール１１に巻取られた圧延材３の表面（コイル表面）からの距離Ｌを所定の範囲とするように移動させる移動手段１４が配備されている。
なお、第３実施形態の中間ロール機構１におけるその他の構成については、第１実施形態の中間ロール機構１と同じである。
【００３５】
次に、第３実施形態の中間ロール機構１の制御方法を説明する。
図７は、巻出しにおける中間ロール機構１の動作を巻き始めと巻き終わりとで比較して示したものである。図７（ａ）は巻き始めにおける中間ロール機構１の動作を示しており、図７（ｂ）は巻き終わりにおける動作を示している。
図７（ａ）にあるように、巻き始めの巻出リール１１には、巻取リール１０の場合とは逆に、圧延材３が最も多く巻取られている。支持部材１５は、中間ロール１３が圧延材３の（コイル）表面からの距離Ｌが所定の範囲に位置するように、水平方向に対して最も傾斜した揺動角θに設定されている。そして、伸縮部材１６は最も伸長された状態となっている。
【００３６】
図７（ｂ）に示されるように、圧延材３が巻出リール１１から巻き出されるにつれて、巻出リール１１に巻かれた圧延材３はコイル径が小さくなる。これに伴い、制御部１９のコイル径算出部２４から伸縮制御部２５に出力されるコイル径の計算値も小さな値となり、伸縮制御部２５から伸縮部材１６をＰ’方向に縮退させる信号が出力される。その結果、伸縮部材１６と連結している支持部材１５が揺動軸１８回りにＱ’方向に揺動して、中間ロール１３から巻出リール１１のコイル表面までの距離Ｌが所定の範囲に調整される。
なお、第３実施形態の中間ロール機構１は、第２実施形態のように圧延材３を下側から巻き出す巻出リール１１（巻回リール）を有する巻出装置５にも設けることができる。
［第４実施形態］
次に、第４実施形態の中間ロール機構１及びその制御方法について説明する。
【００３７】
図８にあるように、第４実施形態の中間ロール機構１は、第２実施形態と同様に圧延材３を下側から巻き取る巻取リール１０（巻回リール）を備えた巻取装置６に設けられている。第４実施形態の中間ロール機構１が第２実施形態と異なっている点は、中間ロール１３を移動させる移動手段１４が、中間ロール１３を振り子のように揺動させる構成とされている点である。また、第４実施形態の中間ロール機構１では、制御部１９が圧延材３に対する中間ロール１３の押し付け力を制御する構成となっている点でも第２実施形態と異なっている。
【００３８】
すなわち、第４実施形態の巻取装置６には、床面に起立状に立設された取付台２０が設けられている。この取付台２０は、上端側が巻取リール１０側に向かって略Ｌ字状に折れ曲がっており、この折れ曲がった部分の突端に設けられた揺動軸１８に支持部材１５の上端が揺動自在に枢支されている。そして、支持部材１５の下端側には中間ロール１３が回動自在に設けられており、中間ロール１３は揺動軸１８を中心として振り子状に揺動可能となっている。また、取付台２０の上下方向の中途側には伸縮部材１６の本体２２が回動自在に取り付けられており、取付台２０に固定された本体２２に対してロッド部２３は巻取リール１０側に向かって伸縮可能とされている。このロッド部２３の先端は支持部材１５の中途側に固定されており、ロッド部２３を本体２２に対して伸縮させると中間ロール１３が揺動軸１８を中心として円弧状に揺動して巻取リール１０に対して近接離反するようになっている。
【００３９】
一方、第４実施形態の制御部１９は、コイル径を算出するコイル径算出部２４だけでなく、中間ロール１３に加わる圧延材３の張力を計測する張力算出部２６を備えている。そして、制御部１９の伸縮制御部２５では、コイル径算出部２４で算出されたコイル径、張力算出部２６で算出された張力に基づいて、伸縮部材１６が支持部材１５を巻取リール１０側に向かって押圧する際の力、言い替えれば圧延材３に対する中間ロール１３の押し付け力（押圧力）をいくつにするかを算出し、指令信号として伸縮部材１６に出力している。そして、指令信号を受けた伸縮部材１６が油圧や空気圧のレギュレータ（図示略）を作動させて伸縮部材１６を所定の力で押すことで、中間ロール１３が圧延材３の表面から距離Ｌの位置にあるときに、圧延材３に対する中間ロール１３の押し付け力と圧延材３の張力により中間ロール１３を押し戻そうとする力とが釣り合うように制御が行われる。
【００４０】
次に、制御部１９で行われる処理、すなわち第４実施形態の中間ロール機構１の制御方法について説明する。本実施形態の中間ロール機構１の制御方法は、移動手段１４により、中間ロール１３が巻取リール１０に巻かれた圧延材３の表面に非接触でありかつ表面から所定の距離Ｌとなるように圧延材３に対する中間ロール１３の押し付け力を制御することを特徴とするものである。
具体的には、中間ロール機構１の制御方法は以下のように行われる。
図９（ａ）に示されるように、巻き始めの巻取リール１０には、圧延材３が少量しか巻取られていない。このとき、張力算出部２６では図示しない張力計により圧延材３の張力が検出されており、検出された圧延材３の張力は伸縮制御部２５に送られる。
【００４１】
次に、伸縮制御部２５では、検出された圧延材３の張力に抗する力であって、中間ロール１３を圧延材３の表面から距離Ｌの位置とする押圧力を演算する。そして、中間ロール１３が演算された押圧力で圧延材３を押すように伸縮部材１６に指令信号を出力する。
指令信号を受けた伸縮部材１６では、油圧や空気圧のレギュレータ（図示略）を作動させて、ロッド部２３が支持部材１５を所定の力で巻取リール１０側に押す。
ここで、何らかの理由により圧延材３の張力が急激に変化する場合を考える。圧延材３の張力が急激に変化しても中間ロール１３に加わる押圧力が一定のままであれば、力の釣り合いが失われた中間ロール３が押し込まれ、例えば中間ロール３が圧延材３の表面に接触する可能性がある。
【００４２】
そこで、本制御方法では、張力算出部２６において圧延材３の張力の変化を張力算出部２６が検出し、検出された張力の変化に合わせて、伸縮制御部２５が伸縮部材１６を制御するようにしている。すなわち、圧延材３の張力が小さくなった場合には、それに連動して、中間ロール３の押圧力を小さくする。圧延材３の張力が大きくなった場合には、それに連動して、中間ロール３の押圧力を大きくする。
このようにすれば、中間ロール１３の巻き付き角度（中間ロール１３の入側にある圧延材３と出側にある圧延材３とがなす角度）が張力の変化によらず常に一定となると共に、張力が変化しても中間ロール３が巻取リール１０の圧延材３の表面に接触する虞がない。
【００４３】
一方、図９（ｂ）に示されるように、圧延材３が巻取リール１０に巻き取られるにつれて、巻取リール１０に巻かれた圧延材３はコイル径が大きくなる。これに伴い、制御部１９のコイル径算出部２４から伸縮制御部２５に出力されるコイル径の計算値も大きな値となる。その場合であっても、伸縮制御部２５では、コイル径算出部２４が算出した大きなコイル径に合わせて、圧延材３の張力に抗する力であって、中間ロール１３を圧延材３の表面から距離Ｌの位置とする押圧力（中間ロール１３の押圧力）を演算する。その結果を基に、中間ロール１３が演算された押圧力で圧延材３を押すように伸縮部材１６に指令信号を出力する。
【００４４】
このようにすれば、コイル径が変化しても、コイル径の変化に合わせて中間ロール１３を圧延材３の表面から所定の距離Ｌとなるような非接触な位置に保持することができる。
なお、伸縮制御部２５は、中間ロール１３の自重により圧延材３に対する中間ロール１３の押し付け力を補正する構成とされているのが好ましい。すなわち、中間ロール１３や支持部材１５は一定の重量を備えているので、支持部材１５が水平方向に起きあがった姿勢となっているか鉛直方向に向かって垂れ下がった姿勢となっているかで押し付け力を増減するのが好ましい。
【００４５】
例えば、支持部材１５がその枢支軸１８より巻取リール１０側で揺動する場合は、図９（ａ）のような巻き始めではコイル径算出部２４で算出されたコイル径が小さいため、支持部材１５は鉛直方向から水平方向に向かって起きあがった姿勢となっている。それゆえ、中間ロール１３の自重に由来して支持部材１５には伸縮部材１６の押し付け方向と反対の方向に自重のモーメントに由来する力が加わっており、伸縮部材１６から中間ロール１３に加わる力は減少する。そこで、伸縮部材１６に対する指令信号に対して、その押圧力をモーメントに由来する力の分だけ大きくする補正が行われる。伸縮制御部２５で補正により大きくされた指令信号（押圧力）は伸縮部材１６に出力され、伸縮部材１６が補正後の押圧力で中間ロール１３を巻取リール１０側に押圧する。
【００４６】
図９（ｂ）に示されるように、圧延材３が巻取リール１０に巻き取られるにつれて、支持部材１５が水平方向から鉛直方向に向かって垂れ下がった姿勢となる。そして、コイル径が大きくなるのに合わせて制御部１９のコイル径算出部２４から伸縮制御部２５に出力されるコイル径の計算値も大きな値となり、支持部材１５に加わる自重のモーメントに由来する力も小さくなる。そこで、伸縮制御部２５では、張力に基づいて計算された押圧信号に対する補正量を小さくする。
このようにすると、中間ロール１３に自重のモーメントに由来する力が加わっても、この力の分だけ伸縮部材１６が中間ロール１３を押す力を増減させるので、巻取リール１０に巻き回された圧延材３の（コイル）表面からの距離Ｌとなる位置で押圧力と張力との釣り合いが確実に取れるようになる。
【００４７】
なお、支持部材１５が枢支軸１８より巻取リール１０の反対側で揺動する場合であっても、上述した自重による補正を行うことは非常に好ましい。すなわち、支持部材１５が枢支軸１８より巻取リール１０の反対側で揺動する場合は、自重のモーメントに由来する力が伸縮部材１６の押し付け方向と同じ方向に働くことになる。そこで、伸縮部材１６に対する指令信号から補正分の力を減算するとよい。
本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、発明の本質を変更しない範囲で各部材の形状、構造、材質、組み合わせなどを適宜変更可能である。
【００４８】
例えば、上記実施形態では、コイル径の計算値に基づいて中間ロール１３の移動を行っていたが、例えばコイルの径を測定する光学式のセンサを設けて、コイル径の測定値に基づいて中間ロール１３を移動させる機構とすることもできる。
また、中間ロール１３が取り付けられた支持部材１５の先端にセンサを設け、センサで計測されるコイル表面までの距離Ｌを所定の範囲とするように支持部材１５を伸縮部材１６で揺動させることもできる。
上記実施形態では圧延機２はリバース圧延に用いられるものを例示したが、本発明の中間ロール機構１はリバース圧延以外の圧延方法（例えば、ノンリバース圧延方法）を採用する圧延機２にも適用することができる。
【００４９】
本発明の中間ロール機構１は、上記実施形態では中間ロール機構１は圧延装置２の巻取り側と巻出し側との双方に設けられていたが、一方だけに設けられていても良い。
本発明の中間ロール機構１では、中間ロール１３が支持された支持部材１５を揺動させることで中間ロール１３を移動させていたが、例えば巻回リールの径方向にスライド可能な支持部材１５に中間ロール１３を支持して移動させることもできる。
第４実施形態では、押圧力により中間ロール１３の位置を制御する中間ロール機構１が、圧延材３を下巻取する巻取装置６の巻取リール１０に用いられた例を挙げたが、本発明はこれに限定されない。本発明に係る中間ロール機構１は、第１実施形態〜第３実施形態に開示した技術に対し適用することもできる。つまり、巻出装置５（巻出リール）に設けてもい。圧延材３が巻回リールに対して、上巻き取り、下巻き取りのいずれであってもよい。
【００５０】
また、第４実施形態で開示した「中間ロール１３の自重に基づいた押圧力の補正」の技術も、第１実施形態〜第３実施形態に開示した技術に対し適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】第１実施形態に係る中間ロール機構を備えた圧延機の正面図である。
【図２】図１の巻取装置の拡大図である。
【図３】第１実施形態の中間ロール機構の動作を示す図である。
【図４】第２実施形態に係る中間ロール機構を備えた圧延機の巻取装置の拡大図である。
【図５】第２実施形態の中間ロール機構の動作を示す図である。
【図６】第３実施形態に係る中間ロール機構を備えた圧延機の巻出装置の拡大図である。
【図７】第３実施形態の中間ロール機構の動作を示す図である。
【図８】第４実施形態に係る中間ロール機構を備えた圧延機の巻取装置の拡大図である。
【図９】第４実施形態の中間ロール機構の動作を示す図である。
【符号の説明】
【００５２】
１  中間ロール機構
２  圧延機
３  圧延材
５  巻出装置
６  巻取装置
７  ワークロール
８  バックアップロール
９  巻取り側のデフレクタロール
１０  巻取リール
１１  巻出リール
１２  巻出し側のデフレクタロール
１３  中間ロール
１４  移動手段
１５  支持部材
１６  伸縮部材
１７  回転軸心
１８  揺動軸
１９  制御部
２０  取付台
２１  取付部
２２  本体
２３  ロッド部
２４  コイル径算出部
２５  伸縮制御部
２６  張力算出部
θ  揺動角
Ｆ  正方向
Ｌ  距離
Ｒ  逆方向
Ｔ’反時計方向
Ｔ  時計方向
【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】
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