JPH0656342B2 - 薄肉板状体の張力測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、例えば薄物圧延条のような薄肉板状体の張力
ないし当該張力の分布状況を、製造工程中あるいは停止
時いずれを問わず高精度かつ連続的に測定することので
きる張力測定装置の改良に関するものである。

［従来の技術と問題点］ 薄肉板状体は、金属あるいは非金属のいずれの場合に
も、これを単品のまま使用することはすくなく、いわゆ
る積層構造として使用する例が多い。このような積層の
ためには素材同士がいずれも平坦度のすぐれたものであ
る必要があり、近年かかる積層材の精密分野への進出に
伴い、この平坦度への要求はますますきびしさを増しつ
つある。

一般に、上記した薄肉板状体は、圧延により製造される
例が大部分であるが、圧延により長手方向に連続して製
造されるシートあるいは板の平坦度を悪化させる最大の
原因は、これを巾方向の各分布点でみた場合に、各点に
おける長手方向の長さすなわち圧延伸びに差が生ずるこ
とに起因している。すなわち、この長手方向に伸びた長
さの大きい巾部分に波打ち現象が生じ、平坦度が大きく
損なわれるのである。

近年にいたり、上記波打ち現象の原因が解明されるにつ
れ、薄肉のシートあるいは板を圧延するための圧延機に
さまざまな工夫がこらされるようになり、ロールのベン
ディング、シフトなどといった種々な手段をうまく組み
合わせ、これを最適条件を保持するように制御すること
により、高い形状制御ないし平坦度制御が可能となるよ
うになりつつある。

しかし、上記高性能圧延機の出現があったとはいえ、こ
れを十分に駆使し、圧延機の能力をフルに発揮せしめる
ためには、圧延中のシートないし板の形状あるいは状況
をつねに高精度に把握し、その結果を圧延機の制御装置
に正確にフィードバックしてやり、つねにロールの圧延
条件を最適条件に保つよう修正可能状態に置かねばなら
ない。

しかし、例えば冷間圧延金属箔を例にとってみるなら
ば、該金属箔には冷間圧延中高い前方張力が圧延張力と
して負荷されるのが通常であり、前記した平坦度に大き
な悪影響を及ぼす長手方向の圧延伸びの差異が生じたと
しても、この圧延張力によって引張られていることによ
り吸収打ち消されてしまい、外見的あるいは偏位測定的
観測によっては、その波打ち現象を検知することはでき
ないのである。

従って、上記の場合、平坦度の評価は、前記前方張力が
圧延伸びの部分的差異に応じて変化する張力分布を測定
する以外に、前記巾方向分布において生じた長さの差異
を評価するうまい方法はない。

このため、上記の見地に立って圧延中の板状体の張力分
布を測定しようとする試みには、すでにいくつかの提案
がなされている。

第３図は、そのようなすでに提案された張力測定装置の
一例を示すものであり、支軸２１に支承されて回転可能
になる張力受け部材２０の内側に電気鉄板を重ねて配置
し、第２図にみるように圧延張力Ｔの負荷されている薄
肉板状体（第２図では符号１０）を張力受け部材２０に
接触せしめて、当該張力受け部材２０に板状体１０の張
力を伝達せしめるものであって、その張力伝達により当
該張力が圧縮力に変化され、圧縮力による透磁率の変化
をセンサー２２がコイル電圧の変化として出力するよう
に構成されたものである。

この装置の欠点は、前記コイル電圧の出力をスリップリ
ングを介して取出さねばならないことで、センサーが内
蔵型のため、出力の取出し構造も複雑となり、前記スリ
ップリング方式であることと併せ、信頼性にどうしても
難があることである。

また、第４図に示すものは、別な従来例を示すものであ
り、張力受け部材３０の内側に焼付防止リング３２を設
け、固定軸３１と前記焼付防止リング３２との間には、
間隙３３が形成されていて、固定軸３１に図のように多
数配置された噴出孔より空気３４，３４を前記間隙３３
に向って噴出せしめる。

しかして、固定軸の上と下には上側圧力測定孔３５と、
下側圧力測定孔３６とが設けられており、前記板状体の
張力が張力受け部材３０に伝達されたときに生ずる上側
圧力測定孔３５の圧力と下側孔３６との圧力差を測定す
ることで、伝達された張力の大小を知ろうとするもので
ある。

この方式で、なによりも問題点となるのは、使用する空
気を浄化して使用せねばならないことであり、非常に高
価な空気清浄器を取付けて使用せねばならないというこ
とである。

さらに、第５図も、別な従来例であって、同じく円筒形
張力受け部材４０の表面より少し内側に圧力検出装置４
１を埋め込んでおいて、それぞれの張力受け部材４０，
４０をロッド４２により連結した構成よりなる。

この方式ではセンサーが内蔵されているために、出力の
取出しが難しいという大きな欠点がある。

以上すでに提案された３様の従来構成を示したが、いず
れもセンサーが内蔵されたタイプのものであり、出力の
取出しが困難であるばかりでなく、メインテナンスが容
易でなく、結果的に高価額となる上に、信頼性の面から
いってもいま一つ不十分であるという、いずれにも共通
した問題点を有していた。

［発明の目的］ 本発明は、上記のような実情にかんがみてなされたもの
であり、薄肉板状体の張力検知センサーを前記従来例の
ように張力受け部材の内部に配置するのではなく、これ
を外部に配置し、しかも高精度を維持しつつ簡便かつ高
信頼性をもって張力測定のできる新規な張力測定装置を
提供しようとするものである。

［発明の概要］ すなわち、本発明の要旨とするところは、円筒形回転体
よりなる張力受け部材と、当該張力受け部材の内径より
も小さい外径を有し、前記張力受け部材の円筒体内に回
転自在に平行挿入されてなる軸ロールと、前記張力受け
部材の外周に接し、前記軸ロールと共働して前記張力受
け部材の円筒壁を内側と外側より挟持するように配置さ
れたタッチロールと、該タッチロールに連設された荷重
検出部とよりなる薄肉板状体の張力測定装置にあり、か
くの如く構成することにより、板状体の張力をタッチロ
ールを介して直接荷重検出部に伝達でき、簡易かつ即座
に板状体の張力を知ることができるのである。

［実施例］ 以下に本発明について、実施例に基いて順次説明する。

第１図は本発明に係る張力測定装置の一実施例の実用段
階での配置状況を示す説明図であり、第２図は、同じく
その動作原理の説明図である。

図において、１は円筒回転体よりなる張力受け部材、２
は上記張力受け部材１の内径よりは小さい外径を有し、
図のように張力受け部材１内にこれと平行に挿入されて
いる軸ロールであって、ベアリング３により、軸ロール
２は自由に回転できるようになっている。４は、前記軸
ロール２と共働して前記張力受け部材１の円筒肉厚壁を
挟持するように配置され、それ自体回転可能に構成され
ているタッチロールであって、当該タッチロール４はこ
れを支持する支持部片５を介して荷重検出部６と連設さ
れている。

以下に第２図に基き、本発明の動作原理について説明す
る。

１０は圧延張力Ｔが負荷された状態で圧延され巻取られ
ている薄肉板状体であり、当該薄肉板状体１０に本発明
に係る装置の張力受け部材１が図のように接触せしめら
れる。張力受け部材１は、板状体１０の圧延進行にとも
ない、矢印ａのように回転し、これと内側で接している
軸ロール２が矢印ｂのように、そして外側で接している
タッチロール４が矢印ｃのようにと回転し、本装置の接
触があっても板状体１０の圧延に対してはなんの妨げと
もならない。

第２図に示すように、板状体１０に本装置が接触せしめ
られると、板状体１０の張力Ｔは張力受け部材１、タッ
チロール４を介し圧力荷重Ｗに転換される。この荷重Ｗ
を荷重検出部６により検出する構成となっているのであ
る。このときの荷重Ｗの値から板状体１０の張力Ｔを求
めるには、既知な張力による張力−荷重線図を予め作成
しておくなり、計算器により計算表示せしめるなりして
容易に求め得る。

しかして、第２図は動作原理を示したものであるが、実
用上からすると板状体１０の巾方向における長手方向圧
延伸び分布の差異の有無を知るため、これの複数が使用
される。

第１図は、かかる実用的見地に立って構成された本発明
に係る張力測定装置であって、１本の軸ロール２にそれ
ぞれが独立してなる複数の張力受け部材１，１が挿入さ
れ、それぞれの張力受け部材１，１にはそれぞれ独立し
てタッチロール４，４、荷重検出部６，６が第２図に示
すように対向配置される。

上記のように構成される張力測定装置を、板状体１０の
巾方向に平行方向にわたり第２図のような状態に設置
し、それぞれ独立している張力受け部材１，１の張力測
定結果を読み取れば、圧延による部分伸びの生じた部分
は長さがその部分だけ長くなったこととなり、張力は小
さくあらわれるから、直ちに圧延ロールを調整し、部分
伸びの生じない状態に修正することができ、つねに平坦
度の高い薄肉板状体の圧延を行なうことができるのであ
る。

なお、上記実施例においては、タッチロールが複数配置
された例が示されているが、単独ロールであってもよ
く、また荷重検出部についても、タッチロールと別体に
のみ配置する必要はなく、タッチロールそのものにかか
る荷重検出機能をもたせたものであってもよいのであっ
て、本発明にいう荷重検出部の連設の意味の中には、そ
のような構成も含まれる。

また、第１図の構成の場合、一部分に張力のアンバラン
スが生じたとき、そのアンバランスは他の検出部セクシ
ョンにもなんらかの影響を及ぼすことが理解されるが、
他のセクションにどのような影響を及ぼすかは計算や実
験で簡単に知り得るからそのような補正表ないし補正曲
線を作成しておくことで、逆に真のアンバランス点を知
ることができるのである。

本発明に係る張力測定装置は、板状体を対象にするもの
ではあるが、線条とくに複数の平行線条の張力修正等に
応用が可能である。

［発明の効果］ 以上詳記の通り、本発明に係る張力測定装置は張力検出
のためのセンサー部が張力受け部材の外部にあるから、
センサー内蔵タイプの従来例に比較して、メインテナン
スが格段に容易であり、出力の取出しも簡易かつ正確で
あって、従来例に比較し測定精度・信頼性の向上が著し
く、構造も簡単で安価といった数々の顕著な長所を有す
るものであって、平坦度の高い品質のすぐれた製品を市
場に提供する上で、本発明に係る装置の果す役割は、今
後益々高く評価さるべきものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る装置の一実施例を示す説明図、
第２図は本発明に係る装置の動作原理を示す説明図、第
３から５図は、従来提案されている張力測定装置のそれ
ぞれの説明図である。 １……張力受け部材、 ２……軸ロール、 ４……タッチロール、 ６……荷重検出部、 １０……薄肉板状体。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】円筒形回転体よりなる張力受け部材と、当
   該張力受け部材の内径よりも小さい外径を有し、前記張
   力受け部材の円筒体内に回転自在に平行挿入されてなる
   軸ロールと、前記張力受け部材の外周に接し、前記軸ロ
   ールと共働して前記張力受け部材の円筒壁を内側と外側
   より挟持するように配置されたタッチロールと、該タッ
   チロールに連設された荷重検出部とよりなる薄肉板状体
   の張力測定装置。
2. 【請求項２】タッチロールが１個のロールにより構成さ
   れている特許請求の範囲第１項記載の張力測定装置。
3. 【請求項３】タッチロールが複数個のロールにより構成
   されている特許請求の範囲第１項記載の張力測定装置。
4. 【請求項４】一の軸ロールに複数組の張力受け部材、タ
   ッチロール、荷重検出部がそれぞれ独立して直列に配置
   されてなる特許請求の範囲第１から３項のいずれかに記
   載の張力測定装置。
5. 【請求項５】タッチロールそのものに荷重検出機能が具
   有せしめられている特許請求の範囲第１から４項のいず
   れかに記載の張力測定装置。