JP2002239628A

JP2002239628A - ユニットロール平行度測定装置

Info

Publication number: JP2002239628A
Application number: JP2001038355A
Authority: JP
Inventors: Yoshimi Harada; 好美原田; Matsuo Yoshimoto; 松男吉本; Masaharu Nakamura; 正治中村; Nami Habara; 奈美羽原
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 2001-02-15
Filing date: 2001-02-15
Publication date: 2002-08-27

Abstract

(57)【要約】【課題】熟練していない測定者でもユニットロールの平
行度等の測定を短時間で、精度良く行うことができるユ
ニットロール平行度測定装置を提供する。【解決手段】マンドレル１の外周に嵌合し、一端部に増
幅器１５等を収容する機器収納部１２を有するスリーブ
１１と、このスリーブの外面、長さ方向に直線状に配設
された複数の変位センサー１３と複数の板ばね１４とか
らなるユニットロールの変位測定手段と、近接センサー
１８と、測定データを受信する受信機１９と、平行度演
算手段および捻れ度演算手段とを有する演算器２０とを
備えているユニットロール平行度測定装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鋼帯等を巻き取る
巻き取り装置のユニットロールの平行度等を測定する装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】鋼帯の巻き取り装置は、図５に示すよう
に、マンドレル１の周囲に４本のユニットロール２a〜
２dが配設されている。これらユニットロール２a〜２d
は矢印の方向から進行してくる鋼帯をマンドレル１に巻
き付けるガイドの役目を果たしている。ユニットロール
２aは、支点軸を中心として図示しない流体シリンダー
によって回動するリンク３aに取付けられた流体シリン
ダー４aによりマンドレル１の方向に進退する。ユニッ
トロール２bは、回動するリンク３bに取付けられた流体
シリンダー４bによりマンドレル１の方向に進退する。
また、ユニットロール２cと２dは、回動するリンク３c
に回動可能に取付けられたくの字状リンク５に取付けら
れ、リンク３cに取付けられた流体シリンダー４cにより
マンドレル１の方向に進退する。

【０００３】マンドレル１が鋼帯を正しく巻き取れるよ
うに、ユニットロール２a〜２dは、その中心軸線がマン
ドレル１の中心軸線に平行となるように、換言すれば、
マンドレル１の外周面からユニットロールロール２a〜
２dを外側に開いたときに、長手方向においてユニット
ロールの外周とマンドレルの外周との隙間が等しくなる
ように設定されている。

【０００４】マンドレル１とユニットロール２a〜２d
は、鋼帯巻き取り時高速で移動する鋼帯と接触する等の
過酷な条件下で使用されるため外面が摩耗し、鋼帯の正
常な巻き取りができなくなるので、一定期間使用すると
予備品と取り替えることになる。マンドレルとユニット
ロールを取り替えた場合、軸受け、リンク支点軸受け等
の摩耗量に違い生じるため、マンドレルとユニットロー
ルの平行度に狂いが生じる。ここに、「平行度」とは、
マンドレルの中心軸線とユニットロールの中心軸線が平
行でなくなる度合い、換言すれば、マンドレルの中心軸
線に対するユニットロール中心軸線の傾斜角度の大小を
言う。

【０００５】このため、部品取替後にマンドレルとユニ
ットロールの平行度の測定をして、マンドレルに対しユ
ニットロールが平行になるように調整が行われる。この
平行度の測定は、次のように行われている。２本の鉛線
をマンドレルの外表面の両端部に手作業で取付け、ユニ
ットロールをマンドレル上の鉛線に押し付ける。そし
て、鉛線のつぶれ量をノギス等で測定し、各々のユニッ
トロールの平行度を求めている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述した鉛線を使用し
て行う平行度の測定は、安全を期するため、以下の手順
で行われる。条件設定（電源管理）→マンドレルに鉛線
取付け→条件解除→ユニットロールの押付け（鉛線つぶ
し）→条件設定→鉛線取出し→鉛線つぶれ量の寸法測定
→平行度調整。この一連の作業を１ユニットロール当た
り４〜５回繰り返しており、全体で４８時間もの時間を
要している。また、平行度を調整する部分が、複雑なリ
ンク機構となっているため、その調整と平行度の測定に
は相当の熟練（経験と勘）が必要な作業となっている。

【０００７】本発明は、上述の問題を解決するためにな
されたもので、熟練していない測定者でもユニットロー
ルの平行度等の測定を短時間で、精度良く行うことがで
きるユニットロール平行度測定装置を提供することを目
的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を、次
の装置によって達成する。

【０００９】請求項１の装置は、鋼帯等の巻き取り装置
のマンドレルの外周に嵌合し、一端部に増幅器、データ
レコーダおよび発信器を収容する機器収納部を有するス
リーブと、このスリーブの外面、長さ方向に直線状に配
設された複数の変位センサーと断面が円弧または楕円弧
状の複数の板ばねとからなるユニットロールの変位測定
手段と、前記スリーブの機器収納部の側壁に取付けられ
た近接センサーと、前記発信器から送信される測定デー
タを受信する受信機と、ユニットロールの平行度を求め
る平行度演算手段およびユニットロールの捻れ度を求め
る捻れ度演算手段とを有する演算器とを備えているユニ
ットロール平行度測定装置である。

【００１０】この装置によれば、板ばねの弾発力により
軸受け等の「ガタ」を消失させることができるので巻き
取り時におけるユニットロールの状態を再現でき、ユニ
ットロールの平行度等を正確に測定することができる。

【００１１】マンドレルにスリーブを装着し、測定する
ユニットロールをスリーブに接近させた後、マンドレル
を回転させることにより、スリーブ両端側（駆動側、反
駆動側）の変位センサーとユニットロール間寸法の時間
推移を求めることができる。この寸法の時間推移からユ
ニットロールの平行度および捻れ度を知ることができ
る。

【００１２】すなわち、測定者は、マンドレルにスリー
ブを装着し、測定するユニットロールをスリーブに接近
させた後、マンドレルを回転させるだけで、ユニットロ
ールの平行度等を知ることができるから、従来の鉛線つ
ぶしによる方法に比べて、平行度等の測定時間が大幅に
短縮でき、また、測定に熟練を必要としない。

【００１３】請求項２の装置は、請求項１の装置に、さ
らに、演算器が平行度演算手段と捻れ度演算手段の演算
結果からユニットロールの軸受けの調整量を求める調整
量演算手段を有するユニットロール平行度測定装置であ
る。

【００１４】この装置により、ユニットロール軸受けの
調整量を知ることができるから、短時間でユニットロー
ル軸受けを調整することができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて以下に説明する。図１は、本発明に係る装置の測定
部を示す斜視図である。図において、ユニットロール平
行度測定装置の測定部１０aは、マンドレル１の外周に
挿入、嵌合するスリーブ１１、このスリーブ１１の一端
部に取り付けた機器収納部１２、スリーブ１１の外周に
取り付けられた複数の変位センサー１３、軸受け、支点
軸受け等の「ガタ」を消去するためにスリーブ１１の外
周に取り付けられた複数の板ばね１４および機器収納部
１２に取り付けられた発信器等の諸機器から構成されて
いる。

【００１６】スリーブ１１は、マンドレル１の外周に嵌
合できる内径とユニットロール２の長さに機器収納部１
２と若干の余裕代を足した長さを有する円筒体である。
前記嵌合できる内径とは、外径が拡縮するマンドレル１
の最大外径より小さく、最小外径より大きい内径であ
る。

【００１７】機器収納部１２は、スリーブ１１の一方端
の外周面から外側に張り出して取付けたリング状側壁１
２bと、このリング状側壁１２bの外周縁に、外周縁から
スリーブ１１の他端側に一定長さ張り出して設けられた
短円筒状のカバー１２aとから構成されている。このカ
バー１２aの内径面とスリーブ１１の外周面との間隔
は、レコーダー等の諸機器を収容できる寸法になってい
る。

【００１８】スリーブ１１の外周に、４個の変位センサ
ー１３a〜１３dが取付けられている。変位センサーとし
ては、薄型の渦流式変位センサー（厚さ：約５mm）が使
用される。そして、スリーブの長さ方向においてこれら
の変位センサー１３a〜１３dの各々を挟むように、断面
が円弧または楕円弧状に成形された４対の板ばね１４
a₁：１４a₂、１４b₁：１４b₂、１４c₁：１４c₂、１４
d₁：１４d₂がスリーブ１１の外周に取り付けられてい
る。

【００１９】スリーブ１１の中心軸線に平行な直線
（イ）上において、機器収納部１２の無い端部側（駆動
側）に変位センサー１３aと一対の板ばね１４a₁：１４a
₂が、機器収納部１２側（反駆動側）に変位センサー１
３bと一対の板ばね１４b₁：１４b ₂がスリーブ１１の外
周に配設されている。また、スリーブ１１の中心軸線に
平行なもう一つの直線（ロ）上において、機器収納部の
無い端部側（駆動側）に変位センサー１３cと一対の板
ばね１４c₁：１４c₂が、機器収納部側（反駆動側）に変
位センサー１３dと一対の板ばね１４d₁：１４d₂がスリ
ーブ１１の外周に配設されている。板ばね１４の自由高
さは、ユニットロール２の平行度測定時、ユニットロー
ルで板ばねを押圧して撓ませるが、板ばねが撓んでもユ
ニットロール外周が変位センサー１３に接触しない高さ
に設定されている。

【００２０】なお、直線（イ）と直線（ロ）の間隔は、
図３に示す一対のユニットローラ２c，２dの取付け間隔
に合わせてある。このように、直線（イ）と直線（ロ）
上に変位センサー１３と板ばね１４を２列に配設してあ
るのは、ユニットローラ２cおよびユニットローラ２d
（図５および図３参照）が、同一リンクに取付けられ、
同一の流体シリンダーで進退する構成になっているか
ら、変位センサー１３と板ばね１４を２列に配設するこ
とにより、ユニットローラの平行度の同時測定ができ、
測定時間の短縮が可能となるからである。

【００２１】機器収納部１２の内部のスリーブ外周に、
増幅器１５、データレコーダ１６および発信器１７が取
付けられている。

【００２２】機器収納部の側壁１２bに近接センサー１
８が取付けられている。この近接センサー１８は、図示
してないが、巻き取り装置のマンドレル１の自由端部を
回転可能に支持するアウターボードに取り付けたターゲ
ット（例、ボルト等の被検出片）を検出したとき、ON作
動するものである。

【００２３】図１に示すように、変位センサー１３a〜
１３dの各出力端子が、増幅器１５に接続された配線３
０に接続されている。また、近接センサー１８と増幅器
１５が配線３１により接続されている。

【００２４】本発明装置は、前述の測定部１０aの他に
図２に示す受信・演算部１０bを有する。受信機１９お
よび表示器２０aを有する演算器２０（例、パーソナル
コンピュータ等）は、マンドレル１に装着した装置１０
aから１０m程度離れた場所に置かれている。演算器２０
は、受信機１９から送信されてきた測定データに基づ
き、ユニットロールの平行度を算出する平行度演算手
段、ユニットロールの捻れ度を算出する捻れ度演算手段
および、平行度演算手段の演算結果より高さ調整すべき
ユニットロール軸受けとその高さ調整量を演算し、ま
た、捻れ度演算手段の演算結果よりスライド調整すべき
ユニットロール軸受けとそのスライド調整量を演算する
調整量演算手段を有している。

【００２５】次に、上述した本発明装置によるユニット
ロールの平行度測定方法を図２〜図４により説明する。（１）巻き取り装置のマンドレル１の外径をスリーブ１
１の内径より若干小さい外径に調整する。（２）マンドレル１の反駆動側（自由端）にスリーブ１
１の機器収納部の無い端部を嵌合させ、スリーブに取付
けられた変位センサー１３と板ばね１４の全てがユニッ
トロール２に対応する長さ範囲に入るまで、スリーブ１
１をマンドレル１に挿入する。図示してないが、このと
き、マンドレル１の自由端部が機器収納部側壁１２bか
ら一定長さ突出している。このマンドレルの突出部に、
図示しないアウターボードを移動し、このアウターボー
ドでマンドレルの突出部を回転可能に支持させる。（３）図３に示すように、ユニットロール２aを、全て
の板ばね１４が撓む距離までスリーブ１１に近づけた
後、マンドレル１を矢印の方向にゆっくり回転させる。
すると、機器収納部側壁１２bに取り付けた近接センサ
ー１８（図２参照）が、図示しないアウターボードのタ
ーゲットの位置でON作動し、変位センサー１４の測定デ
ータ採りを開始する。スリーブ１１が回転してゆくと、
先ず、直線（ロ）上の板ばね１４がユニットロール２a
に接触し、軸受け等の「ガタ」を消失させて撓み、No.1
ユニットロール２aを通り過ぎると、元の高さに戻る。
この後、直線（イ）上の板ばね１４が、同様の挙動をす
る。（４）各変位センサー１４の測定データが、増幅器１
５、データレコーダー１６、発信器１７、受信機１９を
順に経由し、演算器２０に送られる。送られてきた測定
データは、平行度演算手段、捻れ度演算手段および調整
量演算手段で演算処理される。演算結果としての平行
度、捻れ度および調整すべきユニットロール軸受けとそ
の調整量（高さ調整量とスライド調整量）が、演算器の
表示器２０aに表示される。なお、測定データは、発信
器１７から受信機１９の間を無線で送信される。

【００２６】他のユニットロール２b〜２dについて、工
程（３）および（４）を実施することにより、平行度、
捻れ度および調整すべきユニットロール軸受けとその調
整量（高さ調整量とスライド調整量）を知ることができ
る。

【００２７】図４は、駆動側の変位センサー（例；変位
センサー１３c）と反駆動側の変位センサー（例；変位
センサー１３d）の距離出力の時間推移例をに示したも
のである。図において、駆動側の最小隙間L₁と反駆動側
の最小隙間L₂との差が平行度を表す。また、駆動側の最
小隙間L₁になる時刻T₁と反駆動側の最小隙間L₂になる時
刻T₂に時間差（位相差）ΔT＝T₂−T₁があれば、ユニッ
トロール２の中心軸線がスリーブの中心軸線（マンドレ
ルの中心軸線）に対して捻れていることが分かる。この
時間差ΔTから捻れ度を演算することができる。そし
て、駆動側と反駆動側の変位センサー間寸法（既知）、
ユニットロールの軸受け間寸法（既知）、平行度および
捻れ度から軸受けの調整量を演算することができる。

【００２８】

【発明の効果】本発明装置により以下の効果が得られ
る。請求項１の装置によれば、板ばねの弾発力により
軸受け等の「ガタ」を消失させることができるから、ユ
ニットロールの平行度等を正確に測定することができ
る。測定者は、マンドレルにスリーブを装着し、測定
するユニットロールをスリーブに接近させた後マンドレ
ルを回転させるだけで、ユニットロールの平行度および
捻れ度を知ることができる。従って、従来の鉛線つぶし
による方法に比べて測定時間を大幅に短縮でき、また熟
練者でなくとも簡単に平行度等を知ることができる。

【００２９】請求項２の装置によれば、短時間でユニッ
トロール軸受けを調整することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る装置の測定部を示す斜視図であ
る。

【図２】本発明に係る装置の測定部と受信・演算部を示
す斜視図である。

【図３】本発明装置のスリーブ上の板ばねがユニットロ
ールにより押圧されて撓んでいる状態を示す断面図であ
る。

【図４】本発明装置によって得られる駆動側変位センサ
ーと反駆動側変位センサーの距離出力の時間推移例を示
す図である。

【図５】鋼帯の巻き取り装置の構成図である。

【符号の説明】

１マンドレル２a〜２d ユニットロール３a〜３c リンク４a〜４c 流体シリンダー５くの字状リンク１０a 測定部１０b 受信・演算部１１スリーブ１２機器収納部１２a カバー１２b リング状側壁１３、１３a〜１３d 変位センサー１４、１４a₁〜１４d₂ 板ばね１５増幅器１６データレコーダ１７発信器１８近接センサー１９受信機２０演算器２０a 表示器３０、３１配線

フロントページの続き (72)発明者中村正治東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者羽原奈美東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内Ｆターム(参考） 4E026 BC01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鋼帯等の巻き取り装置のマンドレルの外周
に嵌合し、一端部に増幅器、データレコーダおよび発信
器を収容する機器収納部を有するスリーブと、このスリ
ーブの外面、長さ方向に直線状に配設された複数の変位
センサーと断面が円弧または楕円弧状の複数の板ばねと
からなるユニットロールの変位測定手段と、前記スリー
ブの機器収納部の側壁に取付けられた近接センサーと、
前記発信器から送信される測定データを受信する受信機
と、ユニットロールの平行度を求める平行度演算手段お
よびユニットロールの捻れ度を求める捻れ度演算手段と
を有する演算器とを備えていることを特徴とするユニッ
トロール平行度測定装置。
【請求項２】さらに、演算器が平行度演算手段と捻れ度
演算手段の演算結果からユニットロールの軸受けの調整
量を求める調整量演算手段を有する請求項１記載のユニ
ットロール平行度測定装置。