JPH0440301A - 金属ストリップの形状検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、金属ストリップの形状検出装置、特に、走行
中の調帯あるいは弾性を有する金ＫＴｉｌ板、例えばア
ルミニウム帯板等の幅方向の張力分布をオンラインで検
出する装置、例えば冷間圧延機出側に設けられるシェー
プメータ等のロール式の金属ストリップ形状検出装置に
関する。

（従来の技術） 近年の技術進歩に伴って圧延製品の一層の精度向上要求
に対応するため、例えば圧延された金属ストリップ（以
下、単に「ストリップ」ということもある）の形状（平
坦度）を形状検出装置によって検出し、この検出信号に
基づいて圧延機のロール撓みやクラウン量を制御する方
法が開発されている。そして、形状検出を行う場合、ス
トリップは一般に高張力が負荷された状態であるため、
見かけ上平坦となっていることから、真の平坦度を測定
するには、ストリップ幅方向における主に張力分布を検
出し、その値より形状を推定する方法が採用されている
。

そのようなストリップの張力分布を測定する装置として
、例えば、特開昭４９−１２０６６５号に示す分割ロー
ルが提案されている。

第７図に示すようにこの従来装置においては、ロール１
００は各分割ロール１０１から成り、各分割ロール１０
１はアーバ軸１０２に設けられたロードセル１０６およ
びその上に軸受１０４を介して設けられた金属スリーブ
１０８から構成されている。アーバ軸１０２に対して、
ロードセル１０６を介して、軸受１０４を装嵌している
ため、ロール１００は自在に回転する構造となっている
。しかし、各分割ロール１０１は、測定ロールの分割数
に対応したユニットとして製作され、これを多数組み合
わせた構造となっている。アーバ軸１０２も長軸１１０
に各分割ロール】０１に対応する複数の支持軸１１２が
嵌装された構造となっている。

（発明が解決しようとする課題） しかし、そのような構造では強度的に不十分であり、金
属ストリップの張力によってロール軸が撓むという問題
点を有するため、精度の高い検出が不可能である。

また、個々のロードセルの設定において、適切な調整機
構を有しないため、ロールとして組み上げる時に扱いが
繁雑となる。

加えて、ロードセルに予荷重を負わせることが不可能で
あり、検出器に金属ストリップの張力荷重がかかると、
ガタつきを発生する欠点があるため、安定した荷重の検
出が不可能である。

ここに、本発明の目的は、上記従来装置の問題を解決し
、ストリップの形状を容品に測定できる形状検出装置を
提供することである。

（課題を解決するための手段） そこで、これらの課題を解決すべく種々検討を重ねたと
ころ、■ロール軸の強度改善には一体的に製作された固
定式の真直ぐなアーバ軸を用いることで改善されること
、そしてその場合、■アーバ軸の断面形状を扇形にして
も、十分な剛性を確保しつつ、軸受けを介して設けられ
た個々の分割スリーブがアーバ軸に対して自由に回転す
るようにすることができること、さらに■アーへ軸の断
面を扇形にすることによって、アーバ軸上面と軸受は内
側レース内面との間に荷重検出機構であるロードセルお
よび該ロードセルの予荷重調整機構を設けることができ
る空間を与えることができ、そして■このように予荷重
調整機構を設けることによって張力が負荷された状態で
も、前記ロードセルとアーバ軸の扇形面とで軸受は内側
レースを安定して支持できるため、軸受の振動による荷
重変動を防止できることを知り、本発明に至った。

したがって、本発明の要旨とするところは、真直なアー
バ軸と、該アーバ軸に嵌装された複数個の軸受と、該軸
受に嵌装され、それぞれが前記アーバ軸に対して自由に
回転する複数個の第１スリーブと、複数個の荷重検出器
によって構成された分割ロール式の形状検出装置におい
て、前記アーバ軸の断面形状を扇形とし、該扇形の開き
角度（α）を９０°以上１７５°以下とするとともに、
該アーバ軸と軸受との間に前記荷重検出器を設けさらに
該荷重検出器に予荷重を設定する機構を前記アーバ軸に
設けたことを特徴とする金属ストリップの形状検出装置
である。

本発明の好適態様によれば、前記第１スリーブは金属ス
リーブであって、それらの金属スリーブから構成される
ロール表面にライニング加工を施してもよい、ナイロン
等のライニングをすることによって例えばストリップが
アルミ箔等の班つきやすい材質の場合、特に存効である
。

また、前記第１スリーブから構成されるロール表面にさ
らに単一の第２スリーブを嵌め、個々の分割された前記
金属スリーブをつなぐようにしてもよい、この追加のス
リーブは金属製であることは必ずしも要さず、例えばゴ
ム、プラスチック等適宜弾性を示す限りいずれであって
もよい。

（作用） 本発明による金属ストリップの形状検出装置の構成の一
例を第１図および第２図に示す。

第１図は正面図、第２図は、荷重検出部の断面図である
。なお、以下にあって第１スリーブとしての金属スリー
ブだけを設けた例だけを示しているが、すでに述べたよ
うに、必要に応じさらに金属製でなく塩化ビニールのよ
うな弾性材料であってもよＩ、単一あるいは極少数の第
２スリーブを嵌装させてもよい。

図示しであるように、真直なアーバ軸ｌに対して軸受２
を嵌めさらにそのうえに金属スリーブ３を嵌めることに
よって金属スリーブが個々に回転する軸固定型の分割ロ
ールを製作できる。アーバ軸断面は第２図からよく分か
るように扇形をなしており、その開き角度（α）の部分
１ａによって軸受２を支持している。ここで各金属スリ
ーブ３同士の間のすきまは製作時に自由に設定できるた
め、ストリップに光沢むらやキズ等を発生させないよう
に１／１００■−以下に設定できる。

アーバ軸１に嵌装された軸受２はロール両端の軸受押え
板４によって脱落しないように支持される。装置全体は
ロール固定台５によって支持されている。

荷重検出器の構造をロードセルを例にとって第２図で説
明すると、ロードセル６は、互いの対向面をテーパ加工
した２つの摺動部材７．８から成る予荷重設定機構２０
にセットされており、調節ボルト９．１０でこれらの摺
動部材７．８を互いに相対的に移動させてその高さを調
節して、軸受２を嵌めた後のロードセル６に対する予荷
重を設定可能としている。

アーバ軸１の断面形状は扇形になっており、軸受２との
接触角、つまり扇形の開き角度（α）は１８０°あるい
はそれ以上では軸受が荷重に対して動けなくなるため、
１７５°以下が望ましい、また、高速で金属スリーブ３
が回転すると振動の問題があるため９０°以上必要であ
る。つまり、９０≦α≦１７５″″であれば安定して荷
重検出が可能である。

加えて、アーバ軸１は一体物として構成されているため
、高剛性の分割ロールとすることができる。

そして、本発明の場合、アーバ軸１は固定式であるため
、荷重検出器を回転する分割ロール部、つまり金属スリ
ーブに設けず非回転のアーハ軸１内に組み付けることが
でき、ロードセル６からの検出信号をケーブル１１によ
り直接装置外へ取り出せる利点があり、スリップリング
等を介する必要がない、スリップリング等を用いると装
置の分解能を上げるため分割数を増すとそれだけで複雑
になるが、本発明による方式では、簡単にかつ安価に分
割数を増して高剛性、高精度化を図った形状検出装置を
提供できる。

なお、本発明における荷重検出器としては上述のロード
セル６以外にも油圧機構と圧力針等が使用可能であり、
また予荷重設定は、初期の油圧を変更することによって
可能である。ただし、油圧系は分割数に応じて設け、荷
重検出時には油の流れを固定して油圧の変動を測定する
。いずれにしてもこれらの点についてはこれまでの説明
から当業者には多くの変更が可能であることが理解され
よう。

第３図（ａ）、ら）にそれぞれ略式斜視図、側面図で示
すように、個々の荷重検出器による荷重の検出は、アー
バ軸ｌと軸受２の中間に設けた複数のロードセル６によ
ってそれぞれ行う、つまり、ストリップ１３に対して分
割ロール式形状検出装置１２を第３図（１）、ら）に示
すように設置することによって、分割した金属スリーブ
３の幅にかかるストリップ１３の部分張力ΔＴで決まる
垂直荷重Ｆを計測することによって、下記式（１）によ
りロールレイアウトを示す角度（θ）が決まればΔＴが
求まる。ストリップ幅方向および長手方向のこのΔＴの
分布を求めることによりストリンブ形状を検出できる。

なお、この原理それ自体はすでに公知であって、これ以
上の説明を略す。

Ｆ＝２ΔＴ　・ｓｉｎθ・・・・（１）第４図には、本
発明によるストリップ形状検出装置からの出力処理シス
テムの一例を示す概略説明図であり、ストリップ形状検
出ロールを構成する複数の各金属スリーブからロードセ
ルを経由して得られる信号は固定アーバ軸内部から適宜
取り出し、出力増幅器を経て演算処理装置に送られる。

演算結果は圧延プロセスコンピュータに制御信号として
送られ、同時にＣＲＴに画像出力される。

第４図に示すシステムは一例であって、当業者には多く
の変更例が考えられる。

次に、本発明の作用効果について具体的例をもってさら
に詳述する。

実施例１ 本例では第１図および第２図に示す金属スリーブの部分
の寸法が１００φＸ３００　ｉｔ　（ｍｍ）の本発明に
よる形状検出装置を製作し、テストミルラインで形状検
出能力を評価した。ただし、ロールの分割数、つまり金
属スリーブの数は１６とした。

ここでストリップを圧延し、その直後コイルに巻取る前
にオンラインで形状を測定した結果と、圧延巻取後のコ
イルを展開しオフラインで測定した結果を比較した。結
果を第５図にグラフで示す。

なお、形状検出装置からの信号処理システムは第４図に
示すそれであった。

第５図に示すように、オンラインとオフラインとの急峻
度がほぼ一致しており、本発明にかかる形状検出装置に
よってオンラインで高精度の形状検出が可能であること
を確認した。

実施例２ 第１図および第２図に示す同しく寸法４００φ×２１０
０１　（＋ｕ＋）の本発明による形状検出装置を製作し
、冷間圧延ラインで形状検出を行った。ここで検出ロー
ルは４８分割とした。

実施例１と同様に圧延中の形状測定データと、コイル展
開による静止状態での測定データを比較した結果、十分
な精度での検出を確認した。

また、従来の分割ロールで懸念されていた光沢むらやキ
ズ等の発生は皆無であった。

実施例３ 第１図および第２図に示す寸法１５０φＸ４００　ｆ！
（−■）の本発明にがかる形状検出装置を試作し、これ
を２スタンドタンデム仕上圧延テストミルラインのスタ
ンド間に設置し、スタンド間における熱間圧延材の幅方
向張力分布をオンラインで測定した。その際のロールの
分割数は９とした。本例の形状検出装置を使いオンライ
ンで測定した結果とコイルを冷却した後展開してオフラ
インで顕在形状を測定した結果を比較した。

結果を第６図にグラフで示す、同図の結果より熱間圧延
においても本発明装置で高精度な測定が可能であること
がわかる。また、測定の際に圧延材の熱で検出装置がダ
メージを受けるということはなかった。

（発明の効果） 以上の述べたように、本発明にかかる金属ストリップの
形状検出装置によれば次に示す効果が得られる。

（１）稼動中の金属ストリップの形状を安価でかつ容品
に検出でき、そのようにして検出された信号により圧延
機やその他のストリップ処理ライン、例えばレベリング
ライン等で形状制御を行うことが可能となり、圧延製品
の製品精度が著しく向上する。

（２）従来装置で発生していた金属ストリップの光沢む
ら、キズ等を防止できる。

（３）従来装置では難しかった、熱間材においても形状
測定が可能となる。

（４）ロール１回転毎の測定ではなく、常に荷重検出を
しており、データ量が増し、信転性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明にかかる形状検出装置の一実施例の一
部内部も示す正面図； 第２図は、第１図の形状検出装置の断面図：第３図（ａ
）、ｂ）は、本発明装置による張力検出要領の概念図； 第４図は、本発明にかかる検出装置からの出力処理シス
テムの説明図； 第５図は、本発明装置による検出精度を示す急峻度の比
較結果を示すグラフ： 第６図は、本発明装置による別の適用例による検出精度
の比較結果を示すグラフ；および第７図は、従来装置の
略式断面図である。 １：アーバ軸　　　　２：軸受 ３：金属スリーブ　　４：軸受押え板 ５：ロール固定台　　６：ロードセル ７．８：　ロードセル調節機構 ９．１０： ロードセル予荷重調節ボルト １１　： 出カケープル １２　： ロール本体

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）真直なアーバ軸と、該アーバ軸に嵌装された複数
   個の軸受と、該軸受に嵌装され、それぞれが前記アーバ
   軸に対して自由に回転する複数個の第１スリーブと、複
   数個の荷重検出器によって構成された分割ロール式の形
   状検出装置において、前記アーバ軸の断面形状を扇形と
   し、該扇形の開き角度（α）を９０゜以上１７５゜以下
   とするとともに、該アーバ軸と軸受との間に前記荷重検
   出器を設けさらに該荷重検出器に予荷重を設定する予荷
   重設定機構を前記アーバ軸に設けたことを特徴とする金
   属ストリップの形状検出装置。
2. （２）前記第１スリーブから構成されるロール表面にラ
   イニング加工を施したことを特徴とする請求項１記載の
   金属ストリップの形状検出装置。
3. （３）前記第１スリーブから構成される分割ロール表面
   にさらに単一の第２スリーブを嵌め、個々の分割された
   前記第１スリーブをつないだことを特徴とする請求項１
   または２記載の金属ストリップの形状検出装置。