JP2008183589A - 接合箇所の検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】先行材の後端部と後行材の先端部とを重ね合わせて接合した帯状材の接合箇所を、簡単な構成の装置を使用して容易に検出できる接合箇所の検出方法を提供する。
【解決手段】それぞれ帯状の先行材１０の後端部と後行材１１の先端部とを重ね合わせて接合した帯状材の接合箇所１２を検出する方法において、先行材１０の後端面および後行材１１の先端面のいずれか一方の検出部１３を、非接触式の光反射型検出器１４を使用して検出する。
【選択図】図１

Description

本発明は、それぞれ帯状の先行材と後行材とを重ね合わせて接合した帯状材の接合箇所の検出方法に関する。

従来、それぞれ帯状の先行材の後端部と後行材の先端部とを重ね合わせて接合した後、この接合された帯状材に、例えば、酸洗、焼鈍、およびめっきのような各種処理が連続的に行われている。
このような各種処理を行うに際しては、先行材と後行材との接合箇所を正確に検出することが重要であるため、この接合箇所の検出方法が種々提案されている。

例えば、特許文献１には、帯状材の接合箇所にパンチ孔をあけ、そのパンチ孔からの通光で接合箇所の位置を検出する方法が開示されている。更に、特許文献１には、磁気抵抗の変化を検出する磁気センサー（渦流式センサー）により、接合箇所の位置を検出する方法も開示されている。
また、特許文献２には、帯状材の接合箇所の幅方向両側または片側に形成されたクリッピング部（接合不十分箇所の除去部分）により、接合箇所を検出する方法が開示されている。
そして、特許文献３には、連続的に搬送される帯状材の厚みを検出し、この検出される信号の急激な変化を認識して、接合箇所を検出する方法が開示されている。
更に、特許文献４には、連続的に搬送される帯状材の接合箇所近傍に、検出用のマークを刻印し、このマークを光学的手段によって検出する方法が開示されている。

特開平１−３０６０９７号公報 特開昭５２−４４７４４号公報 特開昭５４−９４０６７号公報 特開昭６４−６２２１８号公報

しかしながら、前記従来の接合箇所の検出方法には、未だ解決すべき以下のような問題があった。
特許文献１のように、帯状材の接合箇所にパンチ孔をあける場合、帯状材がある程度厚くなければならない。このため、帯状材の板厚が、例えば、１０μｍ以上２４０μｍと薄い場合には、この帯状材にパンチ孔をあけることで、この部分を起点として帯状材が破断する恐れがある。なお、このように板厚が薄い場合、帯状材にピンホールを形成しても、通板中に帯状材が破断する恐れがある。従って、特許文献２のように、帯状材にクリッピング部を形成する場合においても、この部分から帯状材が破断する恐れがある。
また、特許文献１においては、接合箇所を磁気センサーによって検出する方法も開示されているが、前記したように、帯状材の板厚は薄く、しかもその材質がステンレスまたはチタンの場合には、帯状材が磁化しにくい。このため、帯状材の接合箇所を磁気センサーによって検出することはできなかった。

そして、特許文献３のように、帯状材の接合箇所の厚みの変化を検出しようとしても、板厚が薄い場合、先行材と後行材との接合に、例えば、先行材と後行材とを重ね合わせてシーム溶接した場合でも、帯状材の板厚が薄いため板厚変化を検出することは困難であった。従来技術には、近接スイッチまたは変位計のような、一般的に使用されているセンサーで接合箇所を検出できるものはなかなか見当たらなかった。
なお、特許文献４のように、接合箇所に検出用のレーザーマークを施す技術では、板厚が薄い場合、通板中にレーザーマーク部が板破断の原因となったり、マークの検出を正確にできない恐れもあった。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、先行材の後端部と後行材の先端部とを重ね合わせて接合した帯状材の接合箇所を、簡単な構成の装置を使用して容易に検出できる接合箇所の検出方法を提供することを目的とする。

前記目的に沿う本発明に係る接合箇所の検出方法は、それぞれ帯状の先行材の後端面と後行材の先端面とを重ね合わせて接合した帯状材の接合箇所を検出する方法において、
前記先行材の後端面および前記後行材の先端面のいずれか一方の検出部を、非接触式の光反射型検出器を使用して検出する。

本発明に係る接合箇所の検出方法において、前記非接触式の光反射型検出器を２個使用し、該２個の非接触式の光反射型検出器を、前記帯状材の搬送方向および搬送方向とは逆方向に、０〜２０度の角度を有してそれぞれ対向配置することが好ましい。
本発明に係る接合箇所の検出方法において、前記検出部の検出位置を、前記帯状材がロールに巻回されている位置とすることが好ましい。

本発明に係る接合箇所の検出方法において、前記先行材および前記後行材は非磁性体であることが好ましい。
本発明に係る接合箇所の検出方法において、前記先行材および前記後行材は鋼帯であることが好ましい。
本発明に係る接合箇所の検出方法において、前記先行材および前記後行材の各厚みは１０μｍ以上５００μｍ以下であることが好ましい。

請求項１〜６記載の接合箇所の検出方法は、帯状材の接合箇所の検出を、非接触式の光反射型検出器を使用して行うので、例えば、従来のように、接合箇所にパンチ孔をあける必要がなくなり、パンチ孔に起因する帯状材の破断を防止できる。
また、非接触式の光反射型検出器としては、例えば、可視光線または赤外線からなるレーザー光を利用した検出器を使用できるので、装置構成を簡単にできて経済的であるとともに、検出作業も容易である。なお、ＣＣＤカメラを使用した画像処理でも、帯状材の接合箇所の検出はできるが、この場合、装置が高価となって経済的でない。

特に、請求項２記載の接合箇所の検出方法は、２個の非接触式の光反射型検出器を、帯状材の搬送方向および搬送方向とは逆方向に、０〜２０度の角度を有してそれぞれ対向配置するので、先行材と後行材の重ね合わせの状態に関係なく、検出部を確実に検出できる。
この先行材の後端部と後行材の先端部とを重ね合わせる方法としては、先行材を後行材の上に重ねる場合と、後行材を先行材の上に重ねる場合がある。このため、光反射型検出器を前記したように配置することで、いずれの状態で先行材と後行材とを接合したとしても、その接合箇所の検出を容易にできる。

請求項３記載の接合箇所の検出方法は、検出部の検出位置を、帯状材がロールに巻回されている位置とすることで、検出に際しては、重ね合わせられた接合箇所よりも更に端の検出部が、先行材または後行材の表面から起き上がる。このため、例えば、検出方向をロールの接線方向とすることにより、検出部の検出感度を、他の場所で検出する場合よりも高めることができる。
請求項４記載の接合箇所の検出方法は、先行材および後行材が非磁性体であっても、検出部の検出を容易にできる。非磁性体の検出部の検出に際しては、従来のような磁気を利用した検出器を使用することはできないが、非接触式の光反射型検出器を使用することにより、非磁性体の検出部の検出も可能となる。

請求項５記載の接合箇所の検出方法は、先行材および後行材が鋼帯であるので、従来使用されている鋼帯の処理設備に設けられた接合箇所の検出装置にも、非接触式の光反射型検出器を適用できる。これにより、多大な投資を行うことなく、経済的に、しかも容易に検出部の検出が可能になる。
請求項６記載の接合箇所の検出方法は、従来、接合箇所を検出しようとしていたセンサーでは検出できなかった厚みが１０μｍ以上５００μｍ以下の先行材および後行材についても、検出部を容易に検出できる。

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここで、図１は本発明の第１の実施の形態に係る接合箇所の検出方法の説明図、図２は本発明の第２の実施の形態に係る接合箇所の検出方法の説明図である。

先行材と後行材を接合して帯状材を形成する場合、その接合方法としては、例えば、先行材および後行材が鋼材であるときは溶接を、先行材および後行材が樹脂材料であるときは接着剤による接着、あるいは熱による溶着等があるが、本願発明に係る接合箇所の検出方法は、接合方法の如何によらず適用できる。
図１に示すように、本発明の第１の実施の形態に係る接合箇所の検出方法は、それぞれ帯状の先行材１０の後端部と後行材１１の先端部とを重ね合わせて接合した帯状材の接合箇所１２を検出する方法であり、先行材１０の後端面および後行材１１の先端面のいずれか一方の検出部１３を、非接触式の光反射型検出器（以下、単に検出器ともいう）１４を使用して検出する方法である。この先行材１０と後行材１１は、鋼帯であるが、他の材料、例えば、ステンレス、チタン、チタン合金、アルミニウム、またはアルミニウム合金のような金属帯、またはプラスチックフィルム（熱可塑性または熱硬化性）でもよい。また、磁性体でも非磁性体でもよい。以下、詳しく説明する。

先行材１０と後行材１１である鋼帯は、その厚みが１０μｍ以上５００μｍ以下（本実施の形態では、例えば、１０μｍ以上２４０μｍ以下程度）で、幅が例えば２００ｍｍ以上５００ｍｍ以下程度のものである。鋼帯の厚みは、５００μｍを超えても、本願発明による接合箇所の検出は可能である。しかし、鋼帯の厚みが５００μｍを超える場合、従来技術によっても接合箇所の検出が可能であることにより、鋼帯の厚みが５００μｍ以下のものに、本願発明を適用することが好ましい。
この先行材１０の後端部と後行材１１の先端部とは、重ね合わせられて、例えばシーム溶接が行われることにより、連続した帯状材となる。なお、この重ね合わせに際しては、先行材の後端部の上に後行材の先端部を重ね合わせる場合と、後行材の先端部の上に先行材の後端部を重ね合わせる場合があるが、いずれの場合でもよい。

図１に示すように、先行材１０の後端部の上に、後行材１１の先端部を重ね合わせた場合、後行材１１の厚みに伴う段差が生じ、これが検出部１３（具体的には、後行材１１の先端面）となる。
この検出部１３を検出する場合、帯状材の搬送方向に、非接触式の光反射型検出器１４を対向配置する。この検出器１４としては、例えば、可視光線または赤外線からなるレーザー光を利用した従来公知の機器を使用できる。
なお、検出部１３を検出する場合、その段差に照射されたレーザー光の反射光を検出して、接合箇所を認識するため、検出器１４によるレーザー光の照射角度θ１は、先行材１０の表面を基準として可能な限り小さく（例えば、２度以上２０度以下程度とする。本実施の形態では１０度とした。）する方がよい。

また、前記したように、先行材１０と後行材１１との重ね合わせは、例えば、その厚みに応じて、後行材１１の先端部の上に、先行材１１の後端部を重ね合わせる場合もある。
この場合、図１に示す検出器１４の位置では、検出部の段差を検出できないため、搬送方向にレーザー光を照射できるように、例えば、帯状材の搬送方向とは逆方向に、非接触式の光反射型検出器（検出器１４と同様の構成）を対向配置する。
このように、先行材１０と後行材１１の重ね合わせの状況に応じて、検出器の配置位置を適宜設定すればよいが、予め、帯状材の搬送方向、および搬送方向とは逆方向に、レーザー光を照射できるように、少なくとも１セットずつ検出器を対向配置しておくことが好ましい。

次に、本発明の第２の実施の形態に係る接合箇所の検出方法について、図２を参照しながら説明する。
前記した本発明の第１の実施の形態に係る接合箇所の検出方法で説明したように、非接触式の光反射型検出器は、レーザー光を検出部の段差に照射し、その反射光を検出することで、接合箇所を認識している。
このため、この実施の形態においては、レーザー光の反射がより顕著になる部分で、検出部の検出を行っている。

図２に示すように、検出部１３の検出位置を、帯状材がロール１５に巻回され、先行材１０がロール１５に沿って湾曲する位置とする。
帯状材は、例えば、酸洗、焼鈍、およびめっきのような各種処理が行われるときに、複数（ここでは、４個）のロール１５〜１８を介して搬送される。
先行材１０の後端部の上に、後行材１１の先端部が重ね合わせられて接合された帯状材の接合箇所１２がロール表面を移動する場合、検出部１３が先行材１０の表面から起き上がる。これは、後行材１１の先端よりも内側の部分が接合されているためである。
これにより、非接触式の光反射型検出器１９（図１の非接触式の光反射型検出器１４と同様の構成）から照射され、検出部１３から反射されるレーザー光を多くでき、検出部１３の検出精度を高めることができる。

なお、検出器１９は、図２に示すように、帯状材の搬送方向に対向配置され、しかもそのレーザー光が、帯状材の搬送方向とは逆方向に照射されるように配置されている。また、図２のロール１８側には、非接触式の光反射型検出器２０（図１の非接触式の光反射型検出器１４と同様の構成）が、帯状材の搬送方向とは逆方向に対向配置され、しかもそのレーザー光が、帯状材の搬送方向に照射されるように配置されている。
このように、ロール１５側に検出器１９を配置することで、先行材１０の後端部の上に後行材１１の先端部が重ね合わせられた際の検出部１３を検出でき、また、ロール１８側に検出器２０を配置することで、後行材の先端部の上に先行材の後端部が重ね合わせられた際の検出部（具体的には、先行材の後端面）を検出できる。これにより、先行材１０と後行材１１の重ね合わせ方に影響されることなく接合箇所を認識できるが、重ね合わせの状況に応じて、検出器１９と検出器２０のいずれか一方のみを配置することもできる。

この検出器１９（検出器２０についても同様）によるレーザー光の照射角度θ２は、先行材１０の後端部の表面と後行材１１の先端部の表面との間に間隔があき始める位置において、ロール１５の半径方向に対して直行する方向、即ち接線方向（０度）としており、この接線を基準として検出部１３が起き上がる方向へ、例えば、０度以上４５度以下（好ましくは、０度以上２０度以下）程度に設定する。なお、検出器１９によるレーザー光の照射角度θ２は、前記した接線を基準とし、ロール１５の表面側へ向けて、例えば、０度以上２０度以下程度に設定してもよい。
これにより、先行材と後行材のいずれか一方の検出部の検出を確実にでき、先行材と後行材との接合箇所を、容易に認識できる。

以上、本発明を、実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。例えば、前記したそれぞれの実施の形態や変形例の一部または全部を組合せて本発明の接合箇所の検出方法を構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。
また、前記実施の形態においては、帯状材の搬送方向と、搬送方向とは逆方向に、それぞれ１台ずつ検出器を対向配置した場合について説明したが、検出部の検出精度を更に高めるために、先行材と後行材の幅方向に渡って検出器を複数台配置してもよい。

本発明の第１の実施の形態に係る接合箇所の検出方法の説明図である。 本発明の第２の実施の形態に係る接合箇所の検出方法の説明図である。

符号の説明

１０：先行材、１１：後行材、１２：接合箇所、１３：検出部、１４：非接触式の光反射型検出器、１５〜１８：ロール、１９、２０：非接触式の光反射型検出器

Claims (6)

1. それぞれ帯状の先行材の後端部と後行材の先端部とを重ね合わせて接合した帯状材の接合箇所を検出する方法において、
   前記先行材の後端面および前記後行材の先端面のいずれか一方の検出部を、非接触式の光反射型検出器を使用して検出することを特徴とする接合箇所の検出方法。
2. 請求項１記載の接合箇所の検出方法において、前記非接触式の光反射型検出器を２個使用し、該２個の非接触式の光反射型検出器を、前記帯状材の搬送方向および搬送方向とは逆方向に、０〜２０度の角度を有してそれぞれ対向配置することを特徴とする接合箇所の検出方法。
3. 請求項１または２に記載の接合箇所の検出方法において、前記検出部の検出位置を、前記帯状材がロールに巻回されている位置とすることを特徴とする接合箇所の検出方法。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の接合箇所の検出方法において、前記先行材および前記後行材は非磁性体であることを特徴とする接合箇所の検出方法。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の接合箇所の検出方法において、前記先行材および前記後行材は鋼帯であることを特徴とする接合箇所の検出方法。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の接合箇所の検出方法において、前記先行材および前記後行材の各厚みは１０μｍ以上５００μｍ以下であることを特徴とする接合箇所の検出方法。

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