(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属ストリップをブラッシングするブラシロールを装備したブラシロールスタンド、該ブラシロールスタンドを移動させる移動手段、及び制御手段を備え、前記ブラシロールスタンドが該制御手段によって制御されて前記金属ストリップの幅方向に往復移動するロール往復動型ブラッシング装置であって、
前記ブラシロールスタンドに取付けられ、前記金属ストリップの幅方向の端部を検出する位置検出装置を備え、
該位置検出装置は、前記ブラシロールの両端部の各々に該当する位置において水または空気を線状流として前記金属ストリップの表裏面の一方の側から他方の側に向けて射出する射出部と、前記金属ストリップに対して前記各射出部とは反対側に配置され、前記射出された水または空気の線状流を受け、該線状流の入射の有無に起因して検出信号を前記制御手段に出力する受容部とを備え、
前記受容部は、一端に前記線状流を入射される開口部を有するケーシング及び該ケーシング内に収容された検出片を備え、
該検出片は、前記ケーシング内で移動可能とされ、前記線状流の入射がないときに、重力又はばね力を受けて前記ケーシング内で前記一端側に位置し、前記線状流が入射したときに、前記重力又はばね力に抗して前記ケーシングの他端側へ移動し、
前記ケーシングの前記開口部に対向する他端に、水または空気を排出するための孔が形成されていることを特徴とするロール往復動型ブラッシング装置。
【請求項２】
前記ケーシングが筒状であり、
前記検出片は、中央部が棒状であり、両端に、前記ケーシングの内壁にほぼ内接するフランジ部を有し、
前記検出片の前記中央部と前記ケーシングの内壁との間に、水または空気が容易に移動可能な間隙が形成され、
前記フランジは、水または空気が容易に通過する手段を有することを特徴とする請求項１に記載のロール往復動型ブラッシング装置。
【請求項３】
前記受容部は、スイッチを備え、
該スイッチは、前記検出片の移動に起因して前記検出信号を前記制御手段に出力することを特徴とする請求項２に記載のロール往復動型ブラッシング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロール往復動型ブラッシング装置に関し、特に、ブラッシング処理の対象である長さ方向に走行する帯状の金属板（以下「金属ストリップ」と記す）の幅方向の端部を検出するための位置検出装置を備えたロール往復動型ブラッシング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
製綱所等の金属ストリップ製造ライン等において、ブラッシング装置によって金属ストリップのブラッシング処理が行なわれる。通常、金属ストリップの幅よりも長いブラシロールが使用され、金属ストリップの幅方向の端部（以下「左右端」と記す）を越えてはみ出した領域が摩擦せずに残るという形でブラシの磨耗が進み、より幅の広い金属ストリップ対しては使用することが困難となり、実質上ブラッシング可能な幅が徐々に短かいものになってしまう。
【０００３】
この様なブラシロールの偏磨耗を防止するために、ブラシロールを金属ストリップの幅方向に一定のストロークで往復動させつつ、ブラッシングするブラシロール機が提案されている。さらに、金属ストリップはある程度蛇行しながら進行することから、一定のストロークでのブラッシングでは偏磨耗の発生を十分に抑えることが困難であり、金属ストリップの幅の範囲内でブラシロールを往復運動するブラッシング装置が、本願出願人によって開発されている（特開平５−２０８３５９号公報）。同装置は、部分的に幅の異なる金属ストリップに対応可能であり、ブラッシング処理が金属ストリップの長さ方向の末端領域に進んだときに、処理の効率化のために、その金属ストリップの末端に幅の異なる新たな金属ストリップが溶接接続されてブラッシング処理が継続される場合にも対応可能なブラッシング装置である。
【０００４】
図８は、従来のブラッシング装置の平面図及び正面図であり、図９は、該ブラッシング装置に使用される金属ストリップの左右端の位置検出装置９００を示している斜視図である。
【０００５】
図８において、ブラシロールスタンド１は、金属ストリップＰをブラッシングする２つのブラシロール２を備えており、ブラシロール２は２つのモータ５によって回転される。ブラシロールスタンド１の下には、移動を案内するガイドレール３、リニアベアリング４を備えている。ブラシロールスタンド１及びモーター５は、変速可能なサーボモーター６及び送りねじ、ボールねじ（いずれも図示せず）を備えた駆動機構部７によって、金属ストリップＰの幅方向に往復動される。位置検出装置９００の基部９１０はブラシロールスタンド１に固定されている。
【０００６】
図９の（ａ）、（ｂ）に示すように、位置検出装置９００は、ストッパー９０１、アーム９０２、ロッド９０３、スリット板９０４、スイッチ固定手段９０５を備えて構成されており、スリット板９０４はスリット９０６を有し、スイッチ固定手段９０５には光電スイッチの送信部９０７、受信部９０８が対向して設置されている。光電スイッチの送信部９０７から送信される光は、広がりが小さいレーザーなどの指向性のある光が使用される。受信部９０８は、送信部９０７から送信される光を受信し、受信信号をケーブル（図示せず）を介してサーボモーター６を制御する制御装置（図示せず）に伝送する。
【０００７】
アーム９０２は、軸９０９を中心として回転運動を行なうことができ、初期位置から外力を受けて移動した後、外力から開放されると初期位置に復帰するためのばねなどによる復帰手段（図示せず）を備えている。初期状態において、ストッパー９０１は、軸９０８よりも金属ストリップ側に突出した位置にあり、光電スイッチの発信部９０７から発せられた光の経路とスリット９０６が所定の距離だけ離れ、その光がスリット板９０４によって遮られるように配置されている。ブラッシング処理が開始されると、ブラシロールスタンド１が往復運動を開始することによって、ブラシロールが軸方向に往復運動を行ない、２つの位置検出装置９００も同様に往復運動を行なう。
【０００８】
ブラシロールの偏磨耗を軽減するために、位置検出装置９００は、ストッパー９０１がブラシロールの端部に位置するように、ブラシロールスタンド１に取付けられている。ブラッシング処理において、ブラシロールスタンド１の往復運動及び金属ストリップＰの蛇行によって、位置検出装置９００のストッパー９０１と金属ストリップＰの左右端が接触することとなる。このとき、ストッパー９０１が金属ストリップＰによって押し込まれ、スリット板９０４が移動する。これに対して、スイッチ固定手段９０５は、ブラシロールスタンド１に対して固定されている。従って、ストッパー９０１が金属ストリップＰによって所定の距離だけ押し込まれたとき、スリット９０６が移動して、光電スイッチの送信部９０７からの光はスリット９０６を通過することとなる。これによって、受信部９０８から制御装置に対して受信信号が出力され、制御装置は、金属ストリップＰがストッパー９０１に接触したと判断し、ブラシロールスタンド１を、ストッパー９０１が押し込まれた方向に移動させる。このようにして、金属ストリップＰの幅の範囲内で、ブラシロール２が往復運動する。
【０００９】
ブラッシング処理の対象となる金属ストリップは、板厚が非常に薄くて端面が刃物のように鋭い場合や、板厚が厚くて端面が未処理のためにのこぎり状になっている場合がある。これらの場合、金属ストリップＰが僅かに接触しただけでも位置検出装置９００は損傷を受けたり、位置検出精度に影響するガタツキが発生する。従って、過度の接触を回避するために、かすかな接触を検知して速やかにストッパー９０１を退避させる引き込み機構（図示せず）も備えられている。受信部９０８からの信号を受信した制御装置は、ブラシロール２を反転させると同時に、引き込み機構を作動させて、ストッパー９０１の部分を金属ストリップから急速に引き離す。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記した金属ストリップの左右端の位置検出装置は、ブラッシング処理によって発生する金属紛及び金属ストリップに吹き付けられる洗浄水を避けて、電気回路部分を保護するために、光電スイッチ部分をストッパーから離れた場所に位置させる必要があり、機構が複雑であった。
【００１１】
また、位置検出装置の機構部は、洗浄水と金属紛の影響を受けて動きの滑らかさが低下する、金属ストリップとの接触を受けて遊びが生じるなど、検出精度が低下し易い問題があった。
【００１２】
また、金属ストリップとの接触による損傷を回避するための機構を設けなければならず、位置検出装置のストッパーを速やかに退避させるために高い検出精度が要求され、位置検出装置のメンテナンス作業も頻繁に必要であった。
【００１３】
本発明は、上記の課題を解決すべく、ブラッシング処理するときの金属紛と洗浄水による影響を受け難く、金属ストリップとの接触による損傷を受ることがない金属ストリップの左右端の位置検出装置を備えたロール往復動型ブラッシング装置を提供することを目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、以下の手段によって達成される。
【００１５】
即ち、本発明に係るロール往復動型ブラッシング装置は、金属ストリップをブラッシングするブラシロールを装備したブラシロールスタンド、該ブラシロールスタンドを移動させる移動手段、及び制御手段を備え、前記ブラシロールスタンドが該制御手段によって制御されて前記金属ストリップの幅方向に往復移動するロール往復動型ブラッシング装置であって、前記ブラシロールスタンドに取付けられ、前記金属ストリップの幅方向の端部を検出する位置検出装置を備え、該位置検出装置が、前記ブラシロールの両端部の各々に該当する位置において水または空気を線状流として前記金属ストリップの表裏面の一方の側から他方の側に向けて射出する射出部と、前記金属ストリップに対して前記各射出部とは反対側に配置され、前記射出された水または空気の線状流を受け、該線状流の入射の有無に起因して検出信号を前記制御手段に出力する受容部とを備え、前記受容部は、一端に前記線状流を入射される開口部を有するケーシング及び該ケーシング内に収容された検出片を備え、該検出片は、前記ケーシング内で移動可能とされ、前記線状流の入射がないときに、重力又はばね力を受けて前記ケーシング内で前記一端側に位置し、前記線状流が入射したときに、前記重力又はばね力に抗して前記ケーシングの他端側へ移動し、前記ケーシングの前記開口部に対向する他端に、水または空気を排出するための孔が形成されている。
【００１６】
また、前記ケーシングが筒状であり、前記検出片は、中央部が棒状であり、両端に、前記ケーシングの内壁にほぼ内接するフランジ部を有し、前記検出片の前記中央部と前記ケーシングの内壁との間に、水または空気が容易に移動可能な間隙が形成され、前記フランジは、水または空気が容易に通過する手段を有するものとすることができる。
【００１７】
さらに、前記受容部は、スイッチを備え、該スイッチが、前記検出片の移動に起因して前記検出信号を前記制御手段に出力するものとすることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施の形態を、添付した図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施の形態に係るロール往復動型ブラッシング装置の正面図であり、位置検出装置を取り付けた部分及びその付近を示している。
【００１９】
ブラッシング装置本体は、図８と同様の構造である。２つの位置検出装置１００は、ブラシロールスタンド１に対して水平方向に取り付け位置を調節することができる取付位置調節手段１１０を介して、所定の間隔で支持手段１２０の端部該当位置に取り付けられている。位置検出装置１００は、射出部１０１、受容部１０２、パイプ１０３を備えて構成されており、送水ポンプ（図示せず）によって加圧され、パイプ１０３を介して送られてくる水が、射出部１０１から受容部１０２に向けて、即ち下から上に向けて線状流として射出される。
【００２０】
図２は、受容部１０２の断面図を示しており、（ａ）は射出部１０１からの射出水Ｗが入射している状態を示し、（ｂ）は射出水Ｗが入射していない状態を示している。受容部１０２は、高周波誘導式の近接スイッチ２０１、下端が開放され上端部に逃し孔２０５が形成された筒体２０４、樹脂などの非導電物質から成る保持体とその内部の金属などの導電物質２０３を備えた検出片２０２、及び逃し孔２０５に接続されたＵ字管２０６を備えている。受容部１０２が射出部１０１からの射出水Ｗの入射を受けているときは、射出水Ｗによって検出片２０２が押し上げられ、導電物質２０３は近接スイッチ２０１から離れて位置している（図２の（ａ））。これに対し、受容部１０２が射出水Ｗの入射を受けていないときは、検出片２０２は筒体２０４の最下部に位置し、近接スイッチ２０１の近傍に検出片２０２の導電物質２０３が位置することとなる（図２の（ｂ））。
【００２１】
高周波誘導式の近接スイッチ２０１は、該スイッチ内部の発振器（図示せず）によって、近傍に高周波磁場を生成し、近傍に導電物質があれば高周波磁場が導電物質の表面に渦電流を発生させる。これによって生じるエネルギー損失による発振器の発振レベルの変化によって、導電物質の有無を検出することができる。従って、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、近接スイッチ２０１が、検出片２０２内部の導電物質２０３の位置の変化を検出することによって、受容部１０２に射出部１０１から射出された水が到達しているか否かを判断することができる。
【００２２】
尚、逃し孔２０５は、射出水Ｗによって押し上げられて筒体２０４の奥に密着した検出片２０２が、射出水Ｗが入射しなくなった場合に、速やかに落下できるようにするためのものであり、Ｕ字管２０６は、ブラッシング時に散水される洗浄水が筒体２０４の内部に入らないようにするためのものである。また、検出片２０２は、筒体２０４内での上下動を滑らかにするために、上下部分にフランジを備えている。フランジは、筒体２０４と検出片２０２の隙間に溜まった水を速やかに排出するために、例えば、筒体２０４にフランジの全周が内接しない形状（図３の（ａ））や、水抜用の穴を設けた形状（図３の（ｂ））などであることが望ましい。図３の（ａ）、（ｂ）は、図２の（ｂ）のIII−IIIにおける断面図である。
【００２３】
次に、図１、２に示す位置検出装置１００を使用した金属ストリップの左右端の検出処理に関して説明する。
【００２４】
図４の（ａ）〜（ｃ）は、ブラシロール２（下側のブラシロールは省略）、金属ストリップＰ、及び２つの位置検出装置１００（射出部１０１及び受容部１０２）の位置関係を示している。図４の（ａ）はブラッシング処理を開始する前の初期状態を示しており、射出部１０１及び受容部１０２は、ブラシロール２の両端に対応する位置にセットされている。
【００２５】
ブラッシング処理が開始されると、ブラシロールスタンド１は往復運動しながらブラッシングを行なう。このとき、射出部１０１から受容部１０２に水が射出され、検出片２０２は入射した水に押し上げられた状態を維持する。ここでは、ブラシロールスタンド１は、図４の（ａ）の状態から右に移動すると想定する。これによって、ブラシロールスタンド１に固定されているブラシロール２及び位置検出装置１００も同様に右に移動し、図４の（ｂ）に示すように、金属ストリップＰの左端が左側の射出部１０１からの射出水Ｗを遮る位置にくる。これにより、射出水Ｗが受容部１０２に到達しなくなり、検出片２０２は落下し（図２の（ｂ））、上記したように近接スイッチ２０１から、金属ストリップＰの左端が所定の位置、即ちブラシロール２の左端に達したことを示す検出信号が出力される。制御装置（図示せず）は、信号ケーブル２０７を介して近接スイッチ２０１からの検出信号を受信して、ブラシロール２を左に移動すべく、ブラシロールスタンド１を左に移動させる。
【００２６】
同様に、図４の（ｃ）は、ブラシロールスタンド１が左に移動した結果、金属ストリップＰの右端がブラシロール２の右端に達したことを検出した状態を示している。この場合、近接スイッチ２０１からの検出信号を受けた制御装置は、ブラシロールスタンド１を右に移動させる制御を行なう。
【００２７】
このように、金属ストリップＰより幅の広いブラシロール２の両端に該当する位置に位置検出装置１００を取付け、金属ストリップＰの端部がその位置に到達したことを検出したときに、ブラシロールスタンド１の移動方向を転換することによって、ブラシの偏磨耗を軽減することが可能となる。金属ストリップＰの蛇行による左右の動きが加わっても、同様に金属ストリップＰの端部を検出することができる。また、金属ストリップＰの幅の変化にも対応可能である。
【００２８】
図５は、本発明の別の実施形態に係る位置検出装置５００を示す断面図であり、図１に示す位置検出装置１００と同様に、射出部５０１、受容部５０２を備えているが、図１に示す射出部１０１と受容部１０２の取り付け位置を逆にした配置となっている。図６は、図５に示す位置検出装置５００の受容部５０２の断面図であり、（ａ）は射出水Ｗが入射している状態を示しており、（ｂ）は射出水Ｗが入射していない状態を示している。
【００２９】
図６は、図５と同様に近接スイッチ６０１、筒体６０４、内部に導電物質６０３を備えている検出片６０２、及び水抜き穴６０５を備えており、さらにばね６０６を備えている。この構造によって、図６の（ａ）において、検出片６０２は、ばね６０６の反発力よりも強い射出水Ｗの力を受けて押し込まれており、導電物質６０３は、近接スイッチ６０１から離れて位置している。また、水が入射していない図６の（ｂ）においては、ばね６０６が伸びて検出片６０２が筒体６０４の上部に位置し、導電物質６０３が近接スイッチ６０１の近傍に位置することとなる。
【００３０】
また、図７は、本発明のさらなる別の実施形態に係る位置検出装置７００を示す断面図である。図７は、図１に示す位置検出装置１００と比較して、受容部１０２の構造が異なっている。図７の受容部７０２は、近接スイッチ７１１及び検出片７１２を備えており、検出片７１２は、射出水Ｗを受ける皿部７１３を備え、ピン７１４を中心として回転し得る構造となっている。ピン７１４は、検出片７１２及び皿部７１３を一体とした場合の重心が、ピン７１４の右側に位置するように配置されている。近接スイッチ７１１は、図1と同様に電磁誘導式のスイッチであり、検出片７１２は導電物質からなる。図７の（ａ）の状態においては、皿部７１３に射出水Ｗが当たって検知片７１４の右端が上がり、近接スイッチ７１１から離れて検出片７１２が位置している。これに対し、図７の（ｂ）に示すように、射出水Ｗが皿部７１３に入射しなくなると、検知片７１４の左端が下がり、検出片７１２の左端が近接スイッチ７１１の近傍に位置することとなる。
【００３１】
上記した図６、７に示している受容部５０２、７０２は、図１に示す位置検出装置１００の受容部１０２と同様の働きをし、金属ストリップＰの端部の検出に使用することが可能である。
【００３２】
図４に基づく説明において、位置検出装置１００は、ブラシロール２の両端に該当する位置に設置されると説明したが、検出片２０２の動きや制御の遅れを考慮して、金属ストリップＰがブラシロール２の両端に到達するよりも少し早く、金属ストリップＰの端部を検出できるように、ブラシロール２の両端に対応する位置よりも少し内側に位置するように、位置調節手段１１０によって調節されることが望ましく、「該当する位置」とはこのように制御上有利な或いは支障のない若干のずれがある場合も含む。
【００３３】
図２、６においては、射出水Ｗが受容部１０２、５０２に到達していない場合に、導電物質２０３、６０３が近接スイッチ２０１、６０１に接近する構造となっているが、検出片２０２、６０２内部の導電物質の位置を変更し、導電物質２０３、６０３が、射出水Ｗが入射している場合に近接スイッチ２０１、６０１に接近し、射出水Ｗが入射していない場合に近接スイッチ２０１、６０１から離れる構造としても、同様に金属ストリップＰの端部の位置を検出することが可能である。同様に、図７において、射出水Ｗが受容部７０２に入射していない場合に、導電物質からなる検出片７１２の一端が近接スイッチ７１１に接近する構造となっているが、射出水Ｗが入射している場合に、検出片７１２の一端が近接スイッチ７１１に接近する構造とすることも可能である。
【００３４】
また、受容部の機構に関して、近接スイッチが検出片の変位を検出できる範囲内において、検出片の形状を変更すること、検出片の移動方向を変更すること、近接スイッチと検出片との位置関係を変更すること、重力やばね力以外の復元手段を備えた構造とすることなど、各種の変更が可能である。
【００３５】
また、近接スイッチとして、高周波誘導式のスイッチを使用する場合を説明したが、Ｌ−Ｃ共振回路を備え、誘電物質の接近によるコンデンサ容量の変化による共振状態の変化として、物質を検知する静電容量方式の近接スイッチを使用することも可能である。その場合には、導電物質を使用せずに、誘電物質だけからなる検出片を使用することも可能である。これらの他、検出片の移動によって作動する種々の接触式又は非接触式のスイッチを使用可能である。
【００３６】
また、受容部の検出片を、入射する水によって回転するプロペラや羽根車とし、その回転を検出する機構とすることや、受容部に入射した水の水圧を圧力センサーによって検出するようにすることも可能である。
【００３７】
また、水に代わる液体を射出することや、圧縮空気その他の圧縮ガスを使用することも可能である。
【００３８】
【発明の効果】
本発明に係るロール往復動型ブラッシング装置は、水または空気を線状流として射出する射出部と、射出された水または空気の線状流を受け、該線状流の入射の有無に起因して検出信号を制御手段に出力する受容部とを備えた位置検出装置を、ブラシロールの両端部の各々に該当する位置においてブラシロールスタンドに取付けるという簡単な機構であることから、金属紛や洗浄水による影響を受けて位置検出精度が低下するということがなく、金属ストリップのブラッシングを精度よく行なうことが可能となる。
【００３９】
また、金属ストリップとの接触による損傷を回避するための機構も不要であり、従来よりも少ないメンテナンス回数で、継続してブラッシング処理を行なうことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態に係るロール往復動型ブラッシング装置の位置検出装置付近の正面図である。
【図２】  図１の位置検出装置の受容部の縦断面図であり、（ａ）は射出水が入射している状態であり、（ｂ）は射出水が入射していない状態を示している。
【図３】  （ａ）、（ｂ）は、検出片のフランジの形状を示す横断面図である。
【図４】  （ａ）〜（ｃ）は、金属ストリップの左右端の検出処理を説明する説明図である。
【図５】  本発明の別の実施形態に係る位置検出装置を示す縦断面図である。
【図６】  図５の受容部を示す縦断面図であり、（ａ）は射出水が入射している状態であり、（ｂ）は射出水が入射していない状態を示している。
【図７】  本発明のさらなる別の実施形態に係る位置検出装置を示す縦断面図であり、（ａ）は射出水が入射している状態であり、（ｂ）は射出水が入射していない状態を示している。
【図８】  従来のロール往復動型ブラッシング装置を示す平面図及び正面図である。
【図９】  （ａ）は、従来の位置検出装置を示す斜視図であり、（ｂ）は、光電スイッチとスリットとの位置関係を示す斜視図である。
【符号の説明】
１    ブラシロールスタンド
２    ブラシロール
Ｐ    金属ストリップ
Ｗ    射出水
１００、５００、７００    位置検出装置
１０１    射出部
１０２、５０２、７０２    受容部
２０１、６０１、７１１    近接スイッチ
２０２、６０２、７１２    検出片
２０３、６０３    導電物質
２０４、６０４    筒体
２０５    逃し孔
２０６    Ｕ字管
６０５    水抜き孔
６０６    ばね
７１３    皿部
７１４    ピン
【図１】
0003852001.tif 000002
【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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