(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平な支持軸と、該支持軸に空気軸受により回転可能に浮動支持され、かつ軸方向に隣接して配置された複数の回転ロータと、該ロータ内面の空気圧を検出する圧力検出器と、を備えた形状測定ローラにおいて、
支持軸を軸方向に移動させるシフト装置と、圧延材の両端がそれぞれ接する単一の回転ロータのみにおける前記圧延材との接触幅ｘを算出しシフト装置を制御する演算制御器と、を備え、
前記演算制御器は、前記接触幅ｘが、当該接触幅ｘで圧延材に接する回転ロータの幅Ｂの１／２より小さい場合に、前記支持軸を所定の距離軸方向に移動するように前記シフト装置を制御する、ことを特徴とする形状測定ローラ。
【請求項２】
前記所定の距離は、圧延材端部が接する回転ロータの幅Ｂの略１／２である、ことを特徴とする請求項１に記載の形状測定ローラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属薄板や箔を製造する圧延機において、圧延中に間接的に平坦度を測定する形状測定ローラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３は、従来の形状測定ローラを用いた圧延機の一例を示す図であり、図４は、圧延機が形状測定ローラに及ぼす面圧を示す図であり、図５は形状測定ローラで用いられる静圧軸受を示す図である。なお、かかる形状測定ローラは、本願出願人による特開平７−３０６００４号等に開示されている。
【０００３】
図３において、金属薄板や箔である圧延板１は、圧延ローラ３で所定の板厚に圧延され、巻取ロール９で巻き取られる。圧延ローラ３と巻取ロール９の間には、圧延板１を案内するガイドローラ７と、圧延板１の平坦度を測定する形状測定ローラ５が設けられている。図４に示すように、形状測定ローラ５は、圧延板１の幅方向に複数設けられた回転ロータ４と、この回転ロータ４を内側で支持し両端で固定側８ａ，８ｂに固定された支持軸６とによって支持される。また、それぞれの回転ロータ４には、圧延板１の平坦度による張力分布に応じた面圧ｐ1,ｐ2,...,ｐn が作用している。更に、図５に示すように、形状測定ローラ５には、回転ロータ４と支持軸６との隙間により変化する圧力を検出するノズル１１ａ，１１ｂが支持軸６の上部と下部に設けられる。ノズル１１ａ，１１ｂはそれぞれ圧力センサー１３ａ，１３ｂに接続され、圧力センサー１３ａは演算器１５の−端子に接続され、圧力センサー１３ｂは演算器１５の＋端子に接続されている。
【０００４】
上述した構成により、圧延板１の平坦度は幅方向の張力分布により知ることができる。すなわち、図４に示すように、支持軸６の内部を圧縮空気が流れており、回転ロータ４のそれぞれに加わる張力分布は面圧ｐ1 ，ｐ2 ，．．．ｐn となっている。この面圧ｐ1 ，ｐ2 ，．．．ｐn のうちのある面圧ｐに注目すると、図５に示すように、支持軸６の内部に圧縮空気が吹き込まれることで回転ロータ４を支持する静圧軸受の回転ロータ４と支持軸６との隙間が変化し、回転ロータ４と上部ノズル１１ａの隙間が小さくなり、回転ロータ４と下部ノズル１１ｂとの隙間が大きくなり、それぞれの隙間の生じる圧力差ΔＰにより面圧ｐが支持される。従って、圧力センサー１３ａ，１３ｂで上下の空気圧を測定し、演算器１５でその差を演算すれば、面圧ｐの大きさに応じた演算結果が得られる。この演算結果は、圧延板１の厚みの厚い部分では面圧が大きくなるため大きな値となり、厚みの薄い部分では面圧が小さくなるため小さな値となり、この値の変化を図１に示した圧延ローラ３を制御する制御部へフィードバックすることにより、圧延板１の板厚をコントロールすることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の形状測定ローラでは、圧延板１の幅方向端部が回転ロータに作用する幅がロータ幅の半分以下になる場合に、▲１▼ロータにモーメントが作用して傾き、検出精度が低下すると共に、▲２▼ロータの内面のエッジが支持軸６に接触してロータの回転不良を起こし測定不能となる、等の問題点があった。
【０００６】
従来は、▲１▼の精度低下が発生する場合には、圧延材端部に位置するロータからの信号を無視して、その他の部分の張力分布のみを計測していた。しかし、この場合に板厚分布が最も悪化しやすい部分、すなわち最も計測が重要な板端部の形状が計測できなくなる問題点があった。また、この場合に、板幅端部が未測定のまま非常に薄くなり、形状不良が生じて板切れを起こすことがあった。
【０００７】
一方、▲２▼のロータの焼付きを防ぐために、従来はロータ幅を最狭でも約５０ｍｍ程度としていたが、この場合に、銅板等の全幅が小さい（例えば４００〜５００ｍｍ）場合に、全幅の１割以上が計測できなくなり、ほとんど実用的でなくなる問題点があった。
【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、回転ロータに作用する圧延板端部の幅が狭い場合でも、ロータの傾きを防止して高い検出精度を保持でき、かつ、狭いロータ幅の場合でもロータと支持軸との干渉を防止でき、これにより全幅の小さい圧延材の場合でも常に全板幅にわたって高精度に形状検出できる形状測定ローラを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
回転ロータに作用する圧延板端部の幅ｘがロータ幅Ｂよりも狭い場合には、その比率ｘ／Ｂによる補正を従来から行っている。この補正は、比率ｘ／Ｂが１／２よりも大きい限りでは、実績的に精度よく形状検出できるが、１／２以下になるとロータの傾きの影響で精度が悪化する。本発明はかかる知見を基に創案されたものである。
【００１０】
すなわち、本発明によれば、が提供される。本発明の好ましい実施形態によれば、水平な支持軸と、該支持軸に空気軸受により回転可能に浮動支持され、かつ軸方向に隣接して配置された複数の回転ロータと、該ロータ内面の空気圧を検出する圧力検出器と、を備えた形状測定ローラにおいて、支持軸を軸方向に移動させるシフト装置と、圧延材の両端がそれぞれ接する単一の回転ロータのみにおける前記圧延材との接触幅ｘを算出しシフト装置を制御する演算制御器と、を備え、前記演算制御器は、前記接触幅ｘが、当該接触幅ｘで圧延材に接する回転ロータの幅Ｂの１／２より小さい場合に、前記支持軸を所定の距離軸方向に移動するように前記シフト装置を制御する、ことを特徴とする形状測定ローラが提供される。本発明の好ましい実施形態によれば、前記所定の距離は、圧延材端部が接する回転ロータの幅Ｂの略１／２である。
【００１１】
上記本発明の構成によれば、回転ロータに作用する圧延板端部の幅ｘ1 がロータ幅Ｂよりも狭い場合で、その比率ｘ1 ／Ｂが１／２以上の場合には、従来同様、その比率ｘ1 ／Ｂによる補正を行えば、高精度に形状検出ができる。また、比率ｘ1 ／Ｂが１／２以下の場合には、支持軸を軸方向に所定の距離（例えばロータ幅Ｂの１／２）シフトすることにより、回転ロータに作用する圧延板両端部の幅ｘ2 はｘ1 ＋Ｂ／２となり、比率ｘ2 ／Ｂは、常に１／２以上となるので、その比率ｘ2 ／Ｂによる補正を行うことにより、高精度に形状検出ができる。
【００１２】
【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、本発明による形状測定ローラの全体構成図である。この図において、本発明の形状測定ローラ２０は、水平な支持軸２２と、支持軸２２に空気軸受により回転可能に浮動支持され、かつ軸方向に隣接して配置された複数の回転ロータ２４と、ロータ内面の空気圧を検出する圧力検出器（図示せず）とを備えている。かかる構成は、図３〜図５に示した従来の形状測定ローラと同様である。この構成により、従来と同様に、各ロータ２４に作用する張力を空気圧から算出し、形状検出を高精度に行うことができる。
【００１３】
本発明の形状測定ローラ２０は、更に、支持軸２２を軸方向に移動させるシフト装置２６と、圧延材１の両端部がそれぞれ接する単一の回転ロータ２４のみにおける圧延材１との接触幅ｘを算出し、シフト装置を制御する演算制御器２８と、を備えている。シフト装置２６は、図１の例では、支持軸２２の両端を支持し支持軸の軸方向（圧延材１の幅方向）に移動可能に設置された水平支持ビーム２６ａと、水平支持ビーム２６ａを水平移動可能に支持する固定架台２６ｂと、固定架台２６ｂにシリンダ側が取り付けられロッド側が水平支持ビーム２６ａに取り付けられた直動シリンダ２６ｃとからなる。この構成により、直動シリンダ２６ｃにより支持軸２２をその軸方向に移動することにより、同時に支持軸２２の浮動支持された回転ロータ２４を軸方向に任意に移動することができる。
【００１４】
圧延材１は幅方向にガイドされて回転ロータ２４上に供給される。従って、演算制御器２８により、圧延材１の全幅と、回転ロータ２４の各幅から圧延材１の両端部がそれぞれ回転ロータ２４に接する幅ｘを算出することができる。なお、回転ロータ２４の幅は全て同一であるのがよいが、本発明はこれに限定されず、幅方向に任意に変化させてもよい。以下、回転ロータ２４の幅Ｂが一定の場合について説明する。
【００１５】
更に、演算制御器２８は、接触幅ｘが、この接触幅ｘで圧延材１に接する回転ロータ２４の幅Ｂの１／２より小さい場合に、直動シリンダ２６ｃを作動させ、支持軸２２を軸方向に所定の距離Ｌを移動（シフト）するようになっている。このシフト距離Ｌは、圧延材端部が接する回転ロータの幅Ｂの１／２であることが好ましいが、本発明はこれに限定されず、距離Ｌを接触幅ｘより大きく１／２＋ｘより小さい範囲で任意に選定することができる。なお、以下、シフト距離Ｌが回転ロータの幅Ｂの１／２である場合について説明する。
【００１６】
図２は、本発明の原理図である。この図において、（Ａ）は接触幅ｘ1 がロータ幅Ｂの１／２よりも広い場合、（Ｂ）は接触幅ｘ1 がロータ幅Ｂの１／２よりも狭い場合を示している。
この図に示すように、上記本発明の構成によれば、回転ロータに作用する圧延板端部の幅ｘ1 がロータ幅Ｂよりも狭い場合で、その比率ｘ1 ／Ｂが１／２以上の場合（図２Ａ）には、従来同様、その比率ｘ1 ／Ｂによる補正を行えば、高精度に形状検出ができる。
【００１７】
また、比率ｘ1 ／Ｂが１／２以下の場合（図２Ｂ）には、支持軸を軸方向に所定の距離（この例ではロータ幅Ｂの１／２）移動することにより、回転ロータに作用する圧延板左端部の幅ｘ2 は、図２（Ｂ）から明かなように、ｘ1 ＋Ｂ／２となる。また、圧延板右端部の幅ｙは、Ｂ＋ｘ1 −Ｂ／２であり、同様にｘ1 ＋Ｂ／２となる。従って、比率ｘ2 ／Ｂは、常に１／２以上となるので、その比率ｘ2 ／Ｂによる補正を行うことにより、高精度に形状検出ができる。
【００１８】
従って、回転ロータに作用する圧延板端部の幅が狭い場合でも、ロータの傾きを防止して高い検出精度を保持でき、かつ、狭いロータ幅の場合でもロータと支持軸との干渉を防止できる。また、ロータの傾きを未然に防止することができることから、ロータ幅を従来の最狭幅（約５０ｍｍ）の半分程度にすることができ、これにより全幅の小さい圧延材の場合でも常に全板幅にわたって高精度に形状検出できるようになる。
【００１９】
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。
【００２０】
【発明の効果】
上述したように、本発明の形状測定ローラは、回転ロータに作用する圧延板端部の幅が狭い場合でも、ロータの傾きを防止して高い検出精度を保持でき、かつ、狭いロータ幅の場合でもロータと支持軸との干渉を防止でき、これにより全幅の小さい圧延材の場合でも常に全板幅にわたって高精度に形状検出できる、等の優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による形状測定ローラの全体構成図である。
【図２】本発明の原理図である。
【図３】従来の形状測定ローラを用いた圧延機の構成図である。
【図４】圧延機が形状測定ローラに及ぼす面圧を示す図である。
【図５】形状測定ローラで用いられる静圧軸受の図である。
【符号の説明】
１  圧延板
３  圧延ローラ
４  回転ロータ
５  形状測定ローラ
６  支持軸
７  ガイドローラ
８ａ，８ｂ  支持軸
９  巻取ロール
１１ａ，１１ｂ  ノズル
１３ａ，１３ｂ  圧力センサー
１５  演算制御器
２０  形状測定ローラ
２２  支持軸
２４  回転ローラ
２６  シフト装置
２８  演算制御器
【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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