JP6814323B1 - 縦型ルーパのキャリッジ水平維持装置 - Google Patents

Abstract

【課題】停止状態であっても昇降動作中であっても、キャリッジの姿勢を高精度で細密にかつ連続的に水平に維持する制御が可能な縦型ルーパのキャリッジ水平維持装置を提供する。【解決手段】固定ベッド３の下ロール４と、第１及び第２チェーン７，８で吊り下げて昇降動作されるキャリッジ５の上ロール６とに交互に、帯状材２を掛け回すようにした縦型ルーパ１であって、キャリッジと第１チェーンとの間に設けられ、吊り方向にストローク動作されて、キャリッジの吊り下げ高さ位置を調整するジャッキ２２と、キャリッジの昇降動作方向に沿って鉛直に設けられた測距用ターゲット２５と、キャリッジの上部側及び下部側に搭載され、測距用ターゲットまでの水平距離をそれぞれ測定する上部及び下部変位測定センサ２６，２７と、変位測定センサから水平距離が入力され、両者の水平距離が等距離となるようにジャッキを動作させるコントローラ２８とを備えた。【選択図】図２

Description

本発明は、停止状態であっても昇降動作中であっても、キャリッジの姿勢を高精度で細密にかつ連続的に水平に維持する制御が可能な縦型ルーパのキャリッジ水平維持装置に関する。

固定ベッドに配列される固定ロールと、吊り材で吊り下げて昇降動作されるキャリッジに配列される移動ロールとに交互に、帯状材を掛け回すようにした縦型ルーパに関する技術として、特許文献１〜４が知られている。特許文献１の「金属ストリップの蛇行修正方法およびその装置」は、縦型ルーパ設備の入側、出側のうち少なくとも一方に鋼帯の蛇行量検出装置（エッジ位置検出器）を設けるとともに、ルーパキャリッジを吊り下げる４本のワイヤロープを別個の巻き上げドラムおよびモータに接続して長さを個々に調整可能にして構成している。

特許文献２の「縦型ルーパ設備におけるキャリッジ水平度測定方法および鋼帯の蛇行修正方法」は、ルーパーキャリッジの水平度（水平度異常量）を光学式距離計を用いて測定するとともに、鋼帯の寄り量（蛇行量）を測定し、その蛇行量が許容範囲を超えている場合には、ルーパーキャリッジの水平度を許容範囲内で変更して、鋼帯の蛇行量が許容範囲内に収まるようにするようにしている。

光学式距離計は、固定ステージに設置され、固定ステージから、昇降されるルーパキャリッジまでの高さ方向距離を測定するようにしている。

特許文献３の「縦型ルーパの傾き測定装置」は、キャリッジに設置した反射鏡と、反射鏡に鉛直に角度検出用の光線を照射する発光器と、反射鏡で反射された角度検出用の光線を受光する受光器と、前記光線の発光位置と受光位置間の検出距離と、発光器と反射鏡間の距離に基づいてキャリッジの傾きを演算する演算部からなり、高精度でキャリッジの傾きを検出でき、キャリッジの傾きに起因するストリップの蛇行を事前に防止できるようにしている。

発光器及び受光器は、地上に設置され、地上から、昇降されるルーパキャリッジに設置した反射鏡までの高さ方向距離を利用してキャリッジの傾きを測定するようにしている。

特許文献４の「竪型ルーパの傾き検出方法」では、ストリップの加工ラインに設けられた竪型ルーパのキャリッジの傾きを測定する方法であって、昇降動するキャリッジの左右両端部と該両端部に対向位置する両固定部に、前記キャリッジが水平姿勢にある場合に、左右同時に感応すべくセンサを配置し、測定時における前記キャリッジの昇降動速度と、前記左右両センサの感応時間差とを積算して、前記キャリッジの傾きを検出する、あるいは、水平時における前記キャリッジの昇降動速度と、前記左右両センサの感応時間差とを積算して得た値を、測定時における前記キャリッジの昇降動速度と、前記左右両センサの感応時間差とを積算して得た値から減算することによって、前記キャリッジの傾きを検出するようにしている。

しかし、これは、昇降動中のいずれかの高さ位置（センサ設置位置）におけるキャリッジの傾きを検出するものであった。

特開平８−２６７１３９号公報 特開２０１２−２２３７７１号公報 特開平１０−１５６４３５号公報 特開平４−５９１２２号公報

特許文献１は、鋼帯のエッジの位置を測定するものであり、ルーパキャリッジの水平度を直接検出するものではないため、フィードバック制御による蛇行修正となり、動作が不確実なものとなってしまう。

特許文献２は、光学式距離計による測定距離が非常に長くなるものであり、満足できる測定精度を確保できず、高精度で細密な制御に対応することが難しい。

特許文献３も、発光器、受光器及び反射鏡による測定距離が非常に長くなるものであり、満足できる測定精度を確保できず、高精度で細密な制御に対応することが難しい。

特許文献４は、センサの設置位置のみでしかキャリッジの傾きを測定することができず、昇降中のキャリッジの傾きを連続的に修正することはできなかった。

本発明は上記従来の課題に鑑みて創案されたものであって、停止状態であっても昇降動作中であっても、キャリッジの姿勢を高精度で細密にかつ連続的に水平に維持する制御が可能な縦型ルーパのキャリッジ水平維持装置を提供することを目的とする。

本発明にかかる縦型ルーパのキャリッジ水平維持装置は、固定ベッドに配列される第１ロールと、吊り材で吊り下げて昇降動作されるキャリッジに配列される第２ロールとに交互に、帯状材を掛け回すようにした縦型ルーパであって、上記キャリッジと上記吊り材との間に設けられ、吊り方向にストローク動作されて、吊り下げられる該キャリッジの吊り下げ高さ位置を調整する調整手段と、上記キャリッジの昇降動作方向に沿って鉛直に設けられた被測定体と、昇降される上記キャリッジの上部側に搭載され、上記被測定体までの第１水平距離を測定する上部変位測定センサと、昇降される上記キャリッジの下部側に搭載され、上記被測定体までの第２水平距離を測定する下部変位測定センサと、これら上部変位測定センサ及び下部変位測定センサから上記第１水平距離及び上記第２水平距離が入力され、これら水平距離が等距離となるように上記調整手段を動作させるコントローラとを備えたことを特徴とする。

前記キャリッジには、前記第２ロールがロール軸を該キャリッジの幅方向に向けて設けられ、前記第１水平距離及び前記第２水平距離は、上記キャリッジの幅方向に測定されることを特徴とする。

前記被測定体は、前記吊り材を支持するフレームに上端が連結された線材と、該線材の下端に連結され、当該線材を鉛直方向に真直に張るためのウエイトとからなることを特徴とする。

前記被測定体は、前記吊り材を支持するフレームに鉛直方向に真直に設置された板材であることを特徴とする。

前記被測定体は、振れ止めのために、油溜まりに下方部分が浸漬されることを特徴とする。

前記被測定体は、前記吊り材を支持するフレームに鉛直方向に真直に設置された柱材であることを特徴とする。

昇降される前記キャリッジの上部側には、前記第２ロールの配列方向に沿う該キャリッジの長さ方向に、前記被測定体までの第３水平距離を測定する追加の上部変位測定センサが搭載され、昇降される前記キャリッジの下部側には、該キャリッジの長さ方向に、上記被測定体までの第４水平距離を測定する追加の下部変位測定センサが搭載され、前記コントローラは、前記第１及び第２水平距離が等距離となることに加えて、これら追加の上部変位測定センサ及び追加の下部変位測定センサから入力される上記第３水平距離及び上記第４水平距離が等距離となるように前記調整手段を動作させることを特徴とする。

本発明にかかる縦型ルーパのキャリッジ水平維持装置にあっては、停止状態であっても昇降動作中であっても、キャリッジの姿勢を高精度で細密にかつ連続的に水平に維持することができる。

本発明にかかる縦型ルーパのキャリッジ水平維持装置の好適な一実施形態を説明するための、縦型ルーパの正面図である。 図１に示した縦型ルーパの側面図である。 図１に示した縦型ルーパに備えられるキャリッジの昇降機構の一例を説明する説明図である。 図１及び図２に示した実施形態における測距用ターゲットと上部及び下部変位測定センサとの位置関係を説明する平面図である。 図４に示した上部及び下部変位測定センサによる水平距離の測定状態を説明する斜視図である。 図１及び図２に示した実施形態におけるジャッキへの出力信号について説明する説明図である。 図１及び図２に示した実施形態におけるキャリッジへの上部及び下部変位測定センサの取り付け状態の例を説明する説明図である。 図１及び図２に示した実施形態における測距用ターゲットの変形例を説明する説明図である。 図１及び図２に示した実施形態における測距用ターゲットの他の変形例を説明する説明図である。

以下に、本発明にかかる縦型ルーパのキャリッジ水平維持装置の好適な実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。縦型ルーパは、金属ストリップなどの帯状材の加工ラインの入側及び出側にそれぞれ設置される。

図１及び図２に示すように、縦型ルーパ１は従来周知のように、回転自在に軸支されて、固定ベッド３に並べて配列される複数の第１ロールとしての下ロール４と、回転自在に軸支されて、固定ベッド３上方のキャリッジ５に並べて配列される複数の第２ロールとしての上ロール６とを備え、帯状材２を、下ロール４と上ロール６に交互に、これらロール４，６の配列方向に向かって順次掛け回し、固定ベッド３に対しキャリッジ５を昇降動作することで、上ロール６と下ロール４の間隔を調整して、これによって、加工ラインを停止させることなく、入側及び出側の速度の加減速や停止を可能にしている。

本実施形態では、以下、下ロール４が固定ロールであり、上ロール６が昇降動作される移動ロールである場合を例示して説明するが、下ロール４が移動ロールであり、上ロール６が固定ロールであっても良いことはもちろんである。

キャリッジ５及び固定ベッド３はともに、平面視で細長な長方形状に形成される。キャリッジ５は、水平姿勢をとり得るように、後述するチェーン７，８やワイヤロープなどの吊り材により４点で支持される。

吊り材７，８は、縦型ルーパ１を構成する立体フレーム９の天井部１０から支持される。立体フレーム９は、キャリッジ５及び固定ベッド３を取り囲むようにして、天井部１０の四隅を４本の支柱１１で支えることで構成され、固定ベッド３が設置される機台１２上に組み立てて設けられる。

複数の上ロール６及び下ロール４は、キャリッジ５及び固定ベッド３の長辺に沿うそれらの長さ方向に配列される。

吊り材７，８がチェーンの場合のキャリッジ５の昇降機構について、図３を参照して略述する。図３（Ａ）は、天井部１０の平面図、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）中、Ｂ−Ｂ線矢視断面図、図３（Ｃ）は、図３（Ａ）中、Ｃ−Ｃ線矢視断面図である。

キャリッジ５の昇降機構は、天井部１０の中央位置に設けられた駆動モータ１３と、天井部１０に設けられて駆動モータ１３と連結され、キャリッジ５の長さ方向にカップリング４１を介して一連に連設された回転軸系１４に駆動モータ１３の回転駆動力を減速して伝達するギヤボックス１５と、天井部１０に設けられ、回転軸系１４の両端部を支持する各軸受部材１６近くで、当該回転軸系１４の両端部に、互いに隣り合う配置で連結されて、回転軸系１４により等速度で同じ方向に回転駆動されることにより、それぞれに巻き掛けられる第１チェーン７及び第２チェーン８を等速で駆動する同一寸法の一組の第１スプロケット１７及び第２スプロケット１８と、天井部１０に、各第１スプロケット１７それぞれと向かい合う配置で、軸受部材１９を介して回転自在に支持され、第１スプロケット１７から巻き掛けられる第１チェーン７を案内する２つの第３スプロケット２０と、キャリッジ５の長さ方向の両側それぞれで、第１チェーン７及び第２チェーン８の各一端部が連結される重錘２１とから構成される。

重錘２１は、キャリッジ５の昇降動作に要する必要動力を低減すると共に、チェーン７，８の浮き上がりを防止する。

キャリッジ５には、幅方向一方の側で、長さ方向に間隔を隔てて２つの第１チェーン７の他端部が連結されると共に、幅方向他方の側で、長さ方向に間隔を隔てて２つの第２チェーン８の他端部が連結され、これによりキャリッジ５は、４本のチェーン７，８により４点で支持される。

吊り点となる４点は、キャリッジ５の幅方向を短辺方向とする長方形状の４隅であることが望ましい。

吊り材７，８がワイヤロープの場合には、スプロケット１７，１８，２０に代えて、プーリが用いられる。

例えば、駆動モータ１３を正転駆動すると、一組の第１及び第２スプロケット１７，１８が同じ方向に正転駆動されると共に、第１チェーン７を介して各第３スプロケット２０も同じ方向に正回転され、第１及び第２チェーン７，８は、それらの一端で重錘２１を引き上げながら他端でキャリッジ５を下降動作させ、他方、駆動モータ１３を逆転駆動すると、第１〜第３スプロケット１７，１８，２０はすべて同じ方向に逆転駆動されて、第１及び第２チェーン７，８は、それらの一端で重錘２１の吊り降ろしをしながら他端でキャリッジ５を吊り上げて上昇動作させる。

また、この機構に代えて、ウィンチ(図示せず)を用い、チェーン７，８に代わるワイヤなどの吊り材を巻き上げ、巻き下ろすようにしても良い。

キャリッジ５には、チェーン７，８による吊り方向にストローク動作され、吊り下げられるキャリッジ５の吊り下げ高さ位置を調整する調整手段２２が搭載される。

調整手段２２は本実施形態では、ジャッキを用いる場合が例示されており、第１チェーン７の他端とキャリッジ５の間に設けられる。調整手段２２は、ジャッキに限定されるものではなく、吊り方向にストローク動作されるものであれば、どのような手段であってもよい。

図示例のジャッキ２２は、モータ駆動式ネジ機構２３でロッド２４に出没するストロークが生じる周知のネジジャッキであり、ネジ機構２３の部分がキャリッジ５に取り付けられ、ロッド２４が第１チェーン７と連結されている。

第１及び第２チェーン７，８によってキャリッジ５の吊り下げ状態が一定であるとき、ロッド２４に進出ストロークが生じると、第２チェーン８側に対し第１チェーン７側で、吊り下げられているキャリッジ５の吊り下げ高さ位置が低くなり、反対にロッド２４に没入ストロークが生じると、キャリッジ５の吊り下げ高さ位置が高くなり、これにより、第１及び第２チェーン７，８でキャリッジ５が水平に吊り下げられていない場合であっても、ジャッキ２２のストローク調整で、チェーン７，８によりキャリッジ５を水平姿勢で吊り下げることができるようになっている。

ジャッキなどの調整手段２２は、第１チェーン７に代えて、第２チェーン８とキャリッジ５の間に設けるようにしてもよい。

縦型ルーパ１では、キャリッジ５の長さ方向に複数配列され、ロール軸６ａがキャリッジ５の幅方向に向けて設置される上ロール６の当該ロール軸６ａがキャリッジ５の幅方向で傾くことにより、帯状材２の蛇行が発生するため、キャリッジ５の幅方向において、当該キャリッジ５の水平姿勢を維持することが求められる（図１及び図２参照）。言い換えれば、キャリッジ５が幅方向で傾かないようにすることが要請される。

キャリッジ５の幅方向において、キャリッジ５の吊り下げ姿勢を検出し水平姿勢に維持する構成として、被測定体としての測距用ターゲット２５と、キャリッジ５の上部側及び下部側に搭載される変位測定センサ２６，２７と、これら変位測定センサ２６，２７からの検出信号でジャッキ２２を動作制御するコントローラ２８とが備えられる。

図１及び図２に示すように、測距用ターゲット２５は、立体フレーム９の天井部１０側から固定ベッド３側に向けてキャリッジ５の昇降動作方向に沿って鉛直に設けられる。測距用ターゲット２５は、キャリッジ５の昇降動作や帯状材２と干渉しないようにして、キャリッジ５の周りに、変位測定センサ２６，２７と隣接する配置で設けられる。

測距用ターゲット２５は、キャリッジ５が４点で吊り下げられる場合、姿勢制御のために２つ設けられる。本実施形態では、キャリッジ５の長さ方向の両端部側それぞれに変位測定センサ２６，２７が設けられていて、測距用ターゲット２５は、これら２組の変位測定センサ２６，２７それぞれに対応させて、キャリッジ５の長さ方向両端部側に２つ設けられている。

変位測定センサ２６，２７がキャリッジ５の幅方向の両側に設けられる場合には、測距用ターゲット２５は、キャリッジ５の幅方向の両側に２つ設ければよい。

図示例の測距用ターゲット２５は、チェーン７，８を支持する立体フレーム９の天井部１０に、吊り下げベース２９を介して、上端が連結されたワイヤなどの線材３０と、線材３０の下端に連結され、当該線材３０を下方へ引張して鉛直方向に真直に張るためのウエイト３１とを備える。

測距用ターゲット２５の下方部分であるウエイト３１は、線材３０の振れ止めのために、固定ベッド３側に設置された容器３２内に油を満たした油溜まりに浸漬される。ウエイト３１は、外力などを受けて動くようなことがあっても、油溜まりのダンピング作用で一定の位置に復元されて保持され、線材３０の鉛直な設置状態が安定に維持される。

図１〜図５に示すように、キャリッジ５には、当該キャリッジ５の上面５ａに取り付けられる上部変位測定センサ２６と当該キャリッジ５の下面５ｂに取り付けられる下部変位測定センサ２７とが対で設けられる。

これら変位測定センサ２６，２７は、投光部３３からキャリッジ５の幅方向に、隣接する測距用ターゲット２５に向けてレーザー光Ｌを発出し、測距用ターゲット２５で反射したキャリッジ５の幅方向からのレーザー光Ｌを受光部３４で受光して、測距用ターゲット２５までの水平距離Ｄ１，Ｄ２を測定するようになっている。

これら上部及び下部変位測定センサ２６，２７のキャリッジ５への取り付けは具体的には、キャリッジ２５が傾きのない水平状態であって、変位測定センサ２６，２７の受光部３４の位置が鉛直方向で同じ位置であってかつ水平方向で測距用ターゲット２５の線材３０から等距離の位置であることが望ましい。

しかしながら、これら変位測定センサ２６，２７が、測距用ターゲット２５との相対位置の変化（距離の変化）、すなわち両者間に生じた変位を計測する場合には、変位である基準距離に対する増減を計測すればよく、必ずしも上記のような取り付けを行わなくてもよい。

レーザー光を利用するセンサに関し、本願発明者が試験・検討を行ったところ、この種のセンサは、温度、外乱光、ほこりなど、周囲の環境外乱の影響を受けることで、測定誤差が生じやすく、測定距離が長ければ長いほど、その誤差が大きくなることが分かった。例えば、固定ベッド３側にセンサを固定し、このセンサから、上下方向に昇降するキャリッジ５までの高さ距離を測定する場合には、測定距離が長くなり、誤差が大きくなってしまう。

本実施形態では、昇降動作されるキャリッジ５がどのような高さ位置であっても、これら変位測定センサ２６，２７で測定する距離が短くなるように、キャリッジ５に変位測定センサ２６，２７を設けると共に、変位測定センサ２６，２７で距離を測定する対象を、キャリッジ５の昇降方向に沿って鉛直に設けた測距用ターゲット２５としている。

これにより、測距用ターゲット２５をキャリッジ５の近隣、すなわち変位測定センサ２６，２７の近傍に設ければ、キャリッジ５の高さ位置に関わらず、短い距離でかつほぼ同じ距離関係で、測距用ターゲット２５までの水平距離Ｄ１，Ｄ２が測定される。

上部変位測定センサ２６は、キャリッジ５の上部で、キャリッジ５の幅方向に測距用ターゲット２５までの第１水平距離Ｄ１を測定する。下部変位測定センサ２７は、キャリッジ５の下部で、キャリッジ５の幅方向に測距用ターゲット２５までの第２水平距離Ｄ２を測定する。

キャリッジ５が水平姿勢であるとき、これら第１及び第２水平距離Ｄ１，Ｄ２は、等しくなるが、キャリッジ５が水平姿勢でなくなると、これら第１及び第２水平距離Ｄ１，Ｄ２は異なるようになる。

第１水平距離Ｄ１が第２水平距離Ｄ２よりも大きいときには、図の例では、キャリッジ５のジャッキ２２取り付け側が高くなるように傾いており、反対に、第１水平距離Ｄ１が第２水平距離Ｄ２よりも小さいときには、ジャッキ２２取り付け側が低くなるように傾いている。これら水平距離Ｄ１，Ｄ２は、上述した変位として計測することも可能で、この場合、測距用ターゲット２５と各変位測定センサ２６，２７それぞれとの間に生じた変位の増減として測定される。

コントローラ２８には、上部変位測定センサ２６及び下部変位測定センサ２７から検出信号として、第１水平距離Ｄ１及び第２水平距離Ｄ２が入力される。コントローラ２８は、ジャッキ２２に向けて制御信号を出力する。

上部変位測定センサ２６及び下部変位測定センサ２７は、キャリッジ５の昇降動作中、常時継続的に、時々刻々と第１及び第２水平距離Ｄ１，Ｄ２を測定し、コントローラ２８へ入力する。

縦型ルーパ１の稼働中常時、すなわちキャリッジ５の昇降動作中だけでなく、停止中であっても、これら上部及び下部変位測定センサ２６，２７が測定した第１及び第２水平距離Ｄ１，Ｄ２をコントローラ２８に入力するようにしてもよいことはもちろんである。

コントローラ２８は、これら水平距離Ｄ１，Ｄ２が異なるとき（水平姿勢でないとき）に、その差の値が「零」となって等距離となるように、言い換えれば変位の増減を相殺するように、ジャッキ２２に対し、進出ストロークや没入ストロークの制御信号を出力し、ジャッキ２２を動作させる。

コントローラ２８は、ジャッキ２２のストローク制御について、測距用ターゲット２５と水平姿勢を維持するために制御されるジャッキ２２の位置が異なることを考慮し、図６に示すように、水平距離Ｄ１，Ｄ２を測定する上部及び下部変位測定センサ２６，２７（受光部３４）間の鉛直距離Ｖと、キャリッジ５を吊り下げている第１及び第２チェーン７，８間の水平距離Ｈとから、第１及び第２水平距離Ｄ１，Ｄ２の差の値に対し、Ｈ／Ｖの倍率を乗じた制御信号をジャッキ２２に出力するようになっている。これら鉛直距離Ｖ及び水平距離Ｈは、キャリッジ５が水平姿勢のときに計測される寸法である。

図７には、上部及び下部変位測定センサのキャリッジへの取り付け状態の例が示されている。図１〜図６では、変位測定センサは単に、キャリッジの上面上及び下面下に取り付けられる構成であった。

図７（Ａ）は、これら変位測定センサ２６，２７のキャリッジ５への取り付け状態の要部平面図、図７（Ｂ）は、図７（Ａ）中、Ｅ−Ｅ線矢視図、図７（Ｃ）は、図７（Ａ）中、Ｆ−Ｆ線矢視図、図７（Ｄ）は、これら変位測定センサ２６，２７のキャリッジ５への他の取り付け状態を示す、図７（Ｂ）に対応する図である。

図７（Ａ）〜（Ｃ）に示す例は、Ｌ字状の横向き部３５ａを縦向き部３５ｂに対して直角方向に折り曲げて形成した折り曲げブラケット３５を上下反対向きにして２つ用い、各折り曲げブラケット３５の横向き部３５ａがキャリッジ５の周側面５ｃの上部及び下部にそれぞれ接合され、キャリッジ５から上方へ延びる縦向き部３５ｂの上端部に上部変位測定センサ２６が、下方へ延びる縦向き部３５ｂの下端部に下部変位測定センサ２７が設けられる。

変位測定センサ２６，２７によって測定される第１及び第２水平距離Ｄ１，Ｄ２から得られるキャリッジ５の傾きは、このように各折り曲げブラケット３５の上端部と下端部とに変位測定センサ２６，２７を取り付けて、両変位測定センサ２６，２７の鉛直距離Ｖを長くすれば長くするほど、測定精度を向上することができる。

他方、キャリッジ５の昇降動作などに伴う折り曲げブラケット３５の振れ動きなどによって、変位測定センサ２６，２７で測定される水平距離Ｄ１，Ｄ２自体の精度が懸念される場合には、図７（Ｄ）に示すように、鉛直距離Ｖをできる限り確保する意味合いで、キャリッジ５の上縁５ｄ及び下縁５ｅに沿って２つのＬ字型ブラケット３６を接合し、これらＬ字型ブラケット３６にそれぞれ変位測定センサ２６，２７を取付固定するようにしてもよいことはもちろんである。

変位測定センサ２６，２７が設けられるキャリッジ５の上部側及び下部側とは、折り曲げブラケット３５の場合のようにキャリッジ５の上方及び下方や、上述したキャリッジ５の上面５ａ及び下面５ｂに限らず、Ｌ字型ブラケット３６の場合のように、上面５ａと下面５ｂの間の周側面５ｃにおける上縁５ｄ及び下縁５ｅを含む意味である。

本実施形態にかかる縦型ルーパのキャリッジ水平維持装置の作用について説明すると、縦型ルーパ１の稼働中常時、キャリッジ５の長さ方向両端部側それぞれで、上部及び下部変位測定センサ２６，２７が測距用ターゲット２５までの第１及び第２水平距離Ｄ１，Ｄ２を測定する。

測定された第１及び第２水平距離Ｄ１，Ｄ２は時々刻々と、コントローラ２８に入力され、コントローラ２８は、第１及び第２水平距離Ｄ１，Ｄ２が等しくなるように、キャリッジ５の長さ方向に間隔を隔てる２つのジャッキ２２それぞれに、出没ストロークの制御信号を出力する。

各ジャッキ２２は、リアルタイムで各第１チェーン７の吊り方向にストローク動作され、４点で吊り下げられているキャリッジ５の吊り下げ高さ位置を調整し、これにより、キャリッジ５の水平姿勢を維持することができる。

本実施形態にかかる縦型ルーパのキャリッジ水平姿勢維持装置は、キャリッジ５と第１チェーン７との間に設けられ、吊り方向にストローク動作されて、吊り下げられるキャリッジ５の吊り下げ高さ位置を調整するためのジャッキ２２と、キャリッジ５の昇降動作方向に沿って鉛直に設けられた測距用ターゲット２５と、昇降されるキャリッジ５の上部側に搭載され、測距用ターゲット２５までの第１水平距離Ｄ１を測定する上部変位測定センサ２６と、キャリッジ５の下部側に搭載され、測距用ターゲット２５までの第２水平距離Ｄ２を測定する下部変位測定センサ２７と、縦型ルーパ１の稼働中常に、これら上部変位測定センサ２６及び下部変位測定センサ２７から時々刻々と第１水平距離Ｄ１及び第２水平距離Ｄ２が入力され、これら水平距離Ｄ１，Ｄ２が等距離となるようにジャッキ２２を動作させて出没ストロークを制御するコントローラ２８とを備えたので、キャリッジ５の姿勢を直接測定してその姿勢を制御でき、安定してキャリッジ５を水平に維持することができる。

キャリッジ５がどのような高さ位置であっても、測距用ターゲット２５と変位測定センサ２６，２７とを隣接させることが可能で、測定距離が短くなり、高精度で細密な制御を確保することができる。

さらに、キャリッジ５の停止状態に限らず、キャリッジ５が昇降動作中であっても、キャリッジ５に設けた変位測定センサ２６，２７で測距用ターゲット２５までの水平距離Ｄ１，Ｄ２を測定して、時々刻々連続的にキャリッジ５の姿勢制御を高精度で細密に実行することができる。

キャリッジ５には、上ロール６がロール軸６ａをキャリッジ５の幅方向に向けて設けられ、第１水平距離Ｄ１及び第２水平距離Ｄ２は、キャリッジ５の幅方向に測定されるので、帯状材２に蛇行を生じさせるキャリッジ５の幅方向の水平姿勢を的確に維持することができ、帯状材２の蛇行を防止することができる。

測距用ターゲット２５は、チェーン７，８を支持する立体フレーム９に上端が連結された線材３０と、線材３０の下端に連結され、当該線材３０を鉛直方向に真直に張るためのウエイト３１とからなり、きわめて簡易な構成でありながら、的確な鉛直度を確保して、変位測定センサ２６，２７により高精度で水平距離Ｄ１，Ｄ２を測定することができる。

測距用ターゲット２５は、振れ止めのために、容器３２内の油溜まりにウエイト３１が浸漬されるので、ウエイト３１が、外力などを受けて動くようなことがあっても、油溜まりのダンピング作用で一定の位置に復元されて保持され、線材３０の鉛直な設置状態を安定的に維持することができる。

図８には、測距用ターゲット２５の変形例が示されている。図８（Ａ）は、キャリッジ５の上方から見下ろした平面図、図８（Ｂ）は、図８（Ａ）中、Ｇ−Ｇ線矢視図である。

上記実施形態では、測距用ターゲット２５として、線材３０を用いる場合を説明したが、測距用ターゲット２５は、チェーン７，８を支持する立体フレーム９の天井部１０から鉛直方向に真直に設置され、板面３７ａが変位測定センサ２６，２７に面するように配される板材３７であってもよい。

板材３７の下方部分は、振れ止めのために、上述した油溜まりに浸漬される。これにより、外力などを受けて板材３７が動くようなことがあっても、当該板材３７を鉛直な設置状態に安定的に維持することができる。

さらに、板材３７の下端部に、線材３０の場合と同様に、ウエイト３１を設けるようにし、このウエイト３１を油溜まりに浸漬する構成としてもよい。

図９には、測距用ターゲットの他の変形例が示されている。図９（Ａ）は、キャリッジ５の上方から見下ろした平面図、図９（Ｂ）は、図９（Ａ）中、Ｊ−Ｊ線矢視図である。

測距用ターゲット２５として、上述した線材３０や板材３７に代えて、立体フレーム９と固定ベッド３側との間に鉛直方向に真直に固定して設置した柱材３８を用いてもよい。柱材３８としては、立体フレーム９の支柱１１を兼用してもよい。

柱材３８の設置に際しては、上述した線材３０を仮設材とし、この仮設の線材３０を基準にして取り付けを行うことで、柱材３８を適切に鉛直に設けることができる。

図８及び図９に示した板材３７や柱材３８を用いた側距用ゲージ２５の場合であっても、線材３０の場合について説明した上記実施形態と同様の作用効果を奏することはもちろんである。

さらに、図４には、上記実施形態の変形例が、一点鎖線を用いて示されている。上記実施形態では、キャリッジ５の前後左右（長さ方向及び幅方向）の４点で吊り下げられるキャリッジ５の幅方向に水平距離Ｄ１，Ｄ２を測定してキャリッジ５の水平姿勢を制御するもので、通常はこの制御で十分であるが、キャリッジ５は、長さ方向に傾く場合もあり得ないわけではない。

この変形例では、キャリッジ５の上部側には、上ロール６が複数配列される方向に沿うキャリッジ５の長さ方向に、測距用ターゲット２５までの第３水平距離Ｄ３を測定する追加の上部変位測定センサ３９が搭載されると共に、キャリッジ５の下部側には、キャリッジ５の長さ方向に、測距用ターゲット２５までの第４水平距離Ｄ４を測定する追加の下部変位測定センサ４０が搭載される。

また、図示しないが、第１チェーン７側と同様に、第２チェーン８側にもジャッキ２２を設け、合計４つのジャッキ２２でキャリッジ５を三次元的に動かして、水平姿勢の制御を行うようにしている。

コントローラ２８は、縦型ルーパ１の稼働中、上述の第１及び第２水平距離Ｄ１，Ｄ２が等距離となることに加えて、これら追加の上部変位測定センサ３９及び追加の下部変位測定センサ４０から時々刻々と入力される第３水平距離Ｄ３及び第４水平距離Ｄ４が等距離となるようにジャッキ２２を動作させるようになっている。

追加の変位測定センサ３９，４０で第３及び第４距離Ｄ３，Ｄ４を測定するための測距用ターゲット２５は、図示したように、第１及び第２距離Ｄ１，Ｄ２を測定するためのものを共用してもよいし、専用のものを別に設けてもよい。

この変形例でも、キャリッジ５の長さ方向の両端部側それぞれのキャリッジ５の上面５ａ及び下面５ｂに追加の変位測定センサ３９，４０が設けられていて、測距用ターゲット２５は、これら２組の追加の変位測定センサ３９，４０それぞれに対応させて、キャリッジ５の長さ方向両端部側に２つ設けられている。

測距用ターゲット２５としては、上述したように、線材３０（例えば、図１及び図２参照）であっても、あるいは板材３７（図８参照）や柱材３８（図９参照）であってもよい。

追加の変位測定センサ３９，４０は、上述の変位測定センサ２６，２７と同様であって、投光部３３からキャリッジ５の長さ方向に、隣接する測距用ターゲット２５に向けてレーザー光Ｌを発出し、測距用ターゲット２５で反射したキャリッジ５の長さ方向からのレーザー光Ｌを受光部３４で受光して、測距用ターゲット２５までの水平距離Ｄ３，Ｄ４を測定するようになっている。

縦型ルーパ１の稼働中、常時継続的に、追加の上部変位測定センサ３９は、キャリッジ５の上部で、キャリッジ５の長さ方向に測距用ターゲット２５までの第３水平距離Ｄ３を測定し、追加の下部変位測定センサ４０は、キャリッジ５の下部で、キャリッジ５の長さ方向に測距用ターゲット２５までの第４水平距離Ｄ４を測定し、コントローラ２８には、時々刻々と第３及び第４水平距離Ｄ３，Ｄ４が入力される。

コントローラ２８は、これら水平距離Ｄ３，Ｄ４が異なるとき（水平姿勢でないとき）に、その差の値が「零」となって等距離となるように、ジャッキ２２に対し、進出ストロークや没入ストロークの制御信号を出力し、ジャッキ２２を動作させる。

コントローラ２８によるジャッキ２２の制御は、キャリッジ５の長さ方向に対するジャッキ制御よりも、帯状材２の蛇行に影響が大きく調整頻度の高いキャリッジ５の幅方向に対する制御を優先することが望ましい。言い換えれば、キャリッジ５の幅方向で水平姿勢が得られている（第１及び第２水平距離Ｄ１，Ｄ２が等しい）ときに、キャリッジ５の長さ方向で水平姿勢の制御を行うことが好ましい。

追加の変位測定センサ３９，４０のキャリッジ５への取り付けについても、図７に示されている取り付け状態の例を採用できることはもちろんである。

上記説明では、投光部３３及び受光部３４を備えた変位測定センサ２６，２７，３９，４０を用いる場合について説明したが、距離を測定できるものであれば、他の形式のセンサを用いても良い。

上記説明では、第１ロール（下ロール４）を設けた固定ベッド３を床面に設置し、その上方で、第２ロール（上ロール６）を設けたキャリッジ５が昇降動作される縦型ルーパ１を例示したが、天井部１０に、第１ロールの固定ベッド３を設置し、その下方で、第２ロールのキャリッジ５が昇降動作される縦型ルーパ１に対しても適用できることはもちろんである。

上記実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることはいうまでもない。

１ 縦型ルーパ
２ 帯状材
３ 固定ベッド
４ 下ロール
５ キャリッジ
５ａ キャリッジの上面
５ｂ キャリッジの下面
５ｃ キャリッジの周側面
５ｄ キャリッジの上縁
５ｅ キャリッジの下縁
６ 上ロール
６ａ 上ロールのロール軸
７ 第１チェーン（吊り材）
８ 第２チェーン（吊り材）
９ 立体フレーム
１０ 天井部
１１ 支柱
１２ 機台
１３ 駆動モータ
１４ 回転軸系
１５ ギヤボックス
１６ 軸受部材
１７ 第１スプロケット
１８ 第２スプロケット
１９ 軸受部材
２０ 第３スプロケット
２１ 重錘
２２ ジャッキ（調整手段）
２３ モータ駆動式ネジ機構
２４ ロッド
２５ 測距用ターゲット
２６ 上部変位測定センサ
２７ 下部変位測定センサ
２８ コントローラ
２９ 吊り下げベース
３０ 線材
３１ ウエイト
３２ 容器
３３ 投光部
３４ 受光部
３５ 折り曲げブラケット
３５ａ 横向き部
３５ｂ 縦向き部
３６ Ｌ字型ブラケット
３７ 板材
３７ａ 板面
３８ 柱材
３９ 追加の上部変位測定センサ
４０ 追加の下部変位測定センサ
４１ カップリング
Ｄ１ 第１水平距離
Ｄ２ 第２水平距離
Ｄ３ 第３水平距離
Ｄ４ 第４水平距離
Ｈ 第１及び第２チェーン間の水平距離
Ｌ レーザー光
Ｖ 上部及び下部変位測定センサ間の鉛直距離

Claims (7)

1. 固定ベッドに配列される第１ロールと、吊り材で吊り下げて昇降動作されるキャリッジに配列される第２ロールとに交互に、帯状材を掛け回すようにした縦型ルーパであって、
   上記キャリッジと上記吊り材との間に設けられ、吊り方向にストローク動作されて、吊り下げられる該キャリッジの吊り下げ高さ位置を調整する調整手段と、
   上記キャリッジの昇降動作方向に沿って鉛直に設けられた被測定体と、
   昇降される上記キャリッジの上部側に搭載され、上記被測定体までの第１水平距離を測定する上部変位測定センサと、
   昇降される上記キャリッジの下部側に搭載され、上記被測定体までの第２水平距離を測定する下部変位測定センサと、
   これら上部変位測定センサ及び下部変位測定センサから上記第１水平距離及び上記第２水平距離が入力され、これら水平距離が等距離となるように上記調整手段を動作させるコントローラとを備えたことを特徴とする縦型ルーパのキャリッジ水平維持装置。
2. 前記キャリッジには、前記第２ロールがロール軸を該キャリッジの幅方向に向けて設けられ、前記第１水平距離及び前記第２水平距離は、上記キャリッジの幅方向に測定されることを特徴とする請求項１に記載の縦型ルーパのキャリッジ水平維持装置。
3. 前記被測定体は、前記吊り材を支持するフレームに上端が連結された線材と、該線材の下端に連結され、当該線材を鉛直方向に真直に張るためのウエイトとからなることを特徴とする請求項１または２に記載の縦型ルーパのキャリッジ水平維持装置。
4. 前記被測定体は、前記吊り材を支持するフレームに鉛直方向に真直に設置された板材であることを特徴とする請求項１または２に記載の縦型ルーパのキャリッジ水平維持装置。
5. 前記被測定体は、振れ止めのために、油溜まりに下方部分が浸漬されることを特徴とする請求項３または４に記載の縦型ルーパのキャリッジ水平維持装置。
6. 前記被測定体は、前記吊り材を支持するフレームに鉛直方向に真直に設置された柱材であることを特徴とする請求項１または２に記載の縦型ルーパのキャリッジ水平維持装置。
7. 昇降される前記キャリッジの上部側には、前記第２ロールの配列方向に沿う該キャリッジの長さ方向に、前記被測定体までの第３水平距離を測定する追加の上部変位測定センサが搭載され、
   昇降される前記キャリッジの下部側には、該キャリッジの長さ方向に、上記被測定体までの第４水平距離を測定する追加の下部変位測定センサが搭載され、
   前記コントローラは、前記第１及び第２水平距離が等距離となることに加えて、これら追加の上部変位測定センサ及び追加の下部変位測定センサから入力される上記第３水平距離及び上記第４水平距離が等距離となるように前記調整手段を動作させることを特徴とする請求項１〜６いずれかの項に記載の縦型ルーパのキャリッジ水平維持装置。

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