JPS646974Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は巻取装置のマンドレルに巻取られるス
トリツプの先端の位置を検知する巻取装置のスト
リツプ先端検出装置に関する。

〈従来の技術〉 従来のストリツプ巻取装置の概略構成を第４図
に示す。第４図において、ストリツプ１はピンチ
ロール２とガイド３により案内されて進入し、マ
ンドレル４に巻取られる。このマンドレル４は進
入してくるストリツプ１が完全に巻き付くまでの
間は、ストリツプ１のスレツデイング速度に対し
て、わずかに速いリーデイング速度で回転してお
り、ストリツプ１の巻付き完了後にはスレツデイ
ング速度に同期して回転する。また、マンドレル
４の周囲にはユニツトローラ５が数個配置されて
いる。このユニツトローラ５はストリツプ１がマ
ンドレル４に巻取られる際に、ストリツプ１が緩
むことなく巻付けられるように一定圧力でマンド
レル４の方向にストリツプ１を押付けるものであ
り、上記マンドレル４と同様にストリツプ１のス
レツデイング速度に対してわずかに速いリーデイ
ング速度で回転する。

さらに、各ユニツトローラ５の軸はローラフレ
ーム６に軸支されており、このローラフレーム６
は緩衝ばね７を介装して回動自在にピン８によつ
てユニツトフレーム９に取付けられている。さら
にこのユニツトフレーム９は上記ユニツトローラ
５がマンドレル４に近接できるように、ピン１０
によつて回動自在にハウジング（図示せず）に取
付けられており、油圧シリンダ１１のピストン１
２に接続したアクチユエータ１３に連結されてい
る。この油圧式のアクチユエータ１３はピストン
制御装置１４によつてストリツプ１の板厚に応じ
て設定圧力を維持できるように調整される。尚、
第４図では、１個のユニツトローラ５の動作機構
だけが図示されている。

したがつて、ユニツトフレーム９がアクチユエ
ータ１３によつて適宜マンドレル４方向に押付け
られるため、第５図に示す如くストリツプ１はユ
ニツトローラ５に押付けられながらマンドレル４
に巻取られる。

ところが、このような装置においては、ストリ
ツプ１がマンドレル４に巻取られる際にユニツト
ローラ５の位置にストリツプ１の先端が来ると、
このストリツプ先端のストリツプ厚による段差に
よつてユニツトローラ５が急激に押上げられるた
め、ユニツトローラ５が瞬時的に挑ね上がつてし
まう。そのため、この場合の衝撃によつてストリ
ツプ１先端がその外側に巻かれたストリツプ１の
内面にくい込んで板傷を生ずる場合がある。

また、ユニツトローラ５の挑ね上りによつてス
トリツプ１をマンドレル４に押付ける押付け時間
が減少するため、ストリツプをすべることなく引
締つた状態で巻取ることができず、ストリツプの
巻付き時の完了寸前にストリツプ間にすべりが発
生してストリツプ表面にすり傷を発生してしま
う。さらに、ユニツトローラ５により常時押付け
られてストリツプがマンドレルに巻取られるた
め、ストリツプ先端の段差によつてその外周のス
トリツプがくぼんでしまいストリツプの巻形状が
悪くなる欠点があつた。

そこでマンドレルに巻取られるストリツプ先端
の段差とユニツトローラとの衝突を回避させてこ
の衝突によつて生ずるストリツプの傷を低減させ
るために、マンドレルに巻取られるストリツプ先
端の位置を検知する巻取装置のストリツプ先端検
出装置が従来各種開発された。例えば超音波を利
用した方法（特願昭57−140138（特開昭59−30423
号），57−197776（特開昭59−87918号））や加速度
計を利用した方法更に、電磁式の変位計センサな
ど多くの方法が提案されているが、それぞれ一長
一短が有り未だ、完全なものは実現に至つていな
い。

その大きな問題点の一つに信頼性がある。上記
方法はいづれもストリツプの通過の状態や鋼種、
操業条件などによつて検出が不可能な場合が時折
生じ、必らずしも100％の信頼度を有する検出方
法とは言い難い面が有る。

最も確実な方法の一つとして、ストリツプの温
度を検知する方法がある。通常、本考案が問題と
しているストリツプ巻取時の板傷は、ホツトスト
リツプすなわち、高温の板を巻取る際に生じ易い
現象である。そのため、段差回避を必要とするス
トリツプの温度は通常400℃以上と言われている。
このため、ストリツプの巻取りラインのいづれか
の場所に何らかの温度検知器を取り付け、ストリ
ツプ通過に伴なう輻射熱の変化を検知することに
より先端の検出が可能となる。この方法はストリ
ツプの温度を検知するため、その温度さえ、所定
の値以上に保たれていれば、ほとんどストリツプ
の通過状態や操業条件に依らず、極めて安定し
た、信頼性の高い先端検出方法となるものであ
る。

以上の考えに立ち、既に赤外線検知素子を利用
したストリツプ先端検出装置が開発されている。
この装置は、感度の高い赤外線検知素子をローラ
フレームに取り付け、ストリツプからの輻射熱を
赤外線検知素子で検知し、ストリツプ先端の通過
を検知するものである。この方法は、同じ原埋で
ストリツプ先端を検知する光フアイバ方式の検出
装置（特願昭57−184492（特開昭59−76619号））
に比べ、検出感度が高く、より低温のストリツプ
の検知まで可能とする点で非常に優れた方法であ
る。更に、価格的にも比較的安価で製作可能であ
る。

第６図に上記赤外線検知素子を用いた、先端検
出装置の概略図を示す。この図において符号１〜
１４は第４図に示すものと同様である。更に第６
図において１５が赤外線検知素子、１７が駆動回
路及び信号処理器であり、１８は信号処理器１７
からの先端検出信号を受け、マンドレル４に取り
つけられたパルス発振器１６の信号をもとに、ユ
ニツトローラ５の段差回避信号を形成する段差検
出信号器である。１９は信号ケーブルである。ピ
ストン制御装置１４は、段差回避信号を基に、ス
トリツプ１の段差がユニツトローラ５に近づくと
このユニツトローラ５を逃がし、段差通過後は再
びユニツトローラ５でストリツプ１を押えるよう
油圧シリンダ１１を制御する。

第７図は更に赤外線検知素子１５の取り付け部
分を拡大して示した図である。１５が赤外線検知
素子であり、ローラフレーム６に穴を開けて内部
に取り付けられている。２０はマンドレル周辺に
飛散する冷却水を取り除くためのエアーパージ管
であり、先端部より吹き出したエアーにより、赤
外線検知素子１５の視野２１内の水滴を除去する
役割を果す。使用する赤外線検知素子１５として
は種々有るが実用的には、PbSあるいはPbSeが
ストリツプ先端検出には有効と考えられる。素子
形状は10〜20φmm程度である。

〈考案が解決しようとする問題点〉 ここで問題となるのが、検出素子の取付けであ
る。通常、この種の素子は、衝撃に弱く5G程度
が保証値である。ストリツプ巻取り時にはローラ
フレーム６には数10Gの衝撃が加わるため何らか
の耐衝撃対策が必要である。そのためには、ロー
ラフレーム６に開ける取付け穴は比較的大きなも
のとなるが、ローラフレーム６にあまり大きな穴
を開けるのは得策でない。更に、ローラフレーム
６のストリツプ側はストリツプ１の熱輻射を受け
て、かなり高温となる。そのため、赤外線検知素
子１５をストリツプ側に近づけて取り付けると、
素子の耐熱性も考慮しなければならない。すなわ
ち、赤外線検知素子１５の使用温度は通常40℃以
下であり、素子自身が60℃以上になると、測定不
可となるばかりか、壊れて元に戻らないことにも
なる。

そのため、赤外線検知素子１５の取付けは、な
るべくローラフレーム６の外側にする必要があ
る。しかしながら、穴の後方から検知すればする
ほど、赤外線検知素子１５の視野２１がさえぎら
れて感度が低下することとなる。穴径が20φmmの
場合、100mm後方から検知したときの感度は10mm
後方から検知したときの1/10以下に低下する。こ
のことは、あまり低温のストリツプの場合、検出
が不可能になることを意味している。

本考案は、以上のように、ストリツプ先端検出
装置として有効な赤外線検知素子を用いた装置に
関し、その問題点であつた取付け上の困難を解決
する有効なストリツプ先端検出装置を提供するこ
とを目的とする。

〈問題点を解決するための手段〉 上記目的を達成する本考案の要旨は、ストリツ
プからの輻射赤外線を、反射を利用して導き、赤
外線検知素子が取付け易い所で、検知できるよう
にしたことにある。

〈実施例〉 以下本考案の実施例を図面に基づき詳細に説明
する。

第１図は本考案の実施例を示す。同図におい
て、１５は赤外線検知素子であり、２２は赤外線
の導波部でありその内面は鏡面状に仕上げられて
いる。２３は赤外線素子を衝撃から保護するため
のダンパである。また６はローラフレーム、２０
はエアーパージ管である。

かかる実施例では、ストリツプ１の先端がこの
検出器の前面にさしかかつたとき、そこから輻射
される赤外線の一部が、ローラフレーム６に取り
つけられた赤外線の導波部２２の視野２１から入
射する。もし、この導波部内面の仕上げ精度が粗
く、かつ、赤外線に対しての反射率が低い場合
（放射率が１に近い場合）、入射した赤外線はほと
んど導波部内壁面で吸収され、赤外線検知素子１
５に達する赤外線は導波部をほとんど直進したも
のに限られる。このため、ストリツプ先端の検出
感度は著しく低下するが、本考案のように、導波
部内壁面を鏡面あるいはそれに近い程度に仕上げ
ておくことにより、第６図に示すようなイメージ
で赤外線は吸収されることなく反射して赤外線検
知素子１５に達する。そのため、赤外線検知素子
１５をローラフレーム６の十分奥あるいは外側に
つけていても、あたかもストリツプ通過面近傍に
設置した場合と、ほとんど同量の検出感度を得る
ことができる。これは、一種の光フアイバと同じ
効果を有するものであるが、光フアイバはガラス
製で耐衝撃対策が必要であること、赤外線の吸収
が大きいこと、フアイバ入側、出側での反射損失
があることなど、使用上大きな問題がある。本考
案ではこれらの問題は全くなく、有効に入射赤外
線を赤外線検知素子１５まで導くことができる。
この導波部２２の設置により赤外線素子１５はロ
ーラフレーム６の外側や、検出孔の奥に設置する
ことが可能となるため、前記したような素子自身
の熱的な問題が解決されると同時に、種々の耐衝
撃対策が取り易くなるため赤外線検知素子１５を
用いた先端検出装置を実用化する上で非常に大き
な助けとなる。第１図では緩衝装置として簡単な
ゴムダンパやバネダンパの例を示しているが、そ
の他もつと高性能で複雑なダンパ機構も自由に設
置できることになる。

なお、導波部２２の内壁面の仕上げ方法である
が、もちろん、メツキあるいは蒸着などの技術に
より精度よく鏡面に仕上げることも可能である
が、必らずしも全くの鏡面である必要はなく、反
射率が0.9であつても性能にそれほど大きな差は
出ないと考えられる。そのため、反射率の高い塗
料を塗布したり、あるいは薄いステンレス板を内
側に巻きつけるような方法でも十分な効果が得ら
れる。

また、導波部の形状であるが、特に制約は無
く、円筒であろうが、角筒であろうが問題ではな
い。

第３図には、この応用として、ローラフレーム
６の測定孔自身を導波部２２として利用する例を
示す。

更に、視野２１を狭くしたいなどの要求に対し
ては導波部先端に光学レンズを付けることももち
ろん可能である。

以上の先端検出装置により得られた先端信号は
ユニツトローラ５の回転速度信号１６をもとに段
差検出信号器１８により処理された後、各ユニツ
トローラ５がストリツプ先端通過時に有効に回避
動作を行なうよう制御するための制御装置１４の
段差回避用制御信号となる。

なお、説明は便宜上、赤外線検知素子をローラ
フレームに装着した場合で説明したが、何もこれ
に限ることはなく、ピンチロール２の前後でもよ
いことは言うまでもない。

〈考案の効果〉 以上のように、巻取装置における段差回避制御
に必要なストリツプ先端信号を得るのに有効な赤
外線検知素子を用い、しかも実用上問題であつた
耐温度性、耐衝撃性を解決した。つまり、本考案
に示すように、検知すべき赤外線を有効に赤外線
素子まで導く、導波部を赤外線素子の前面に設け
ることにより、測定対象から素子を離すことが可
能となり、従来の問題点が解決され、実用化が可
能となつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第１の実施例を示す構成図、
第２図は導波部における赤外線の伝わり方を説明
するための説明図、第３図は本考案の第２の実施
例を示す構成図、第４図はストリツプ巻取装置を
示す構成図、第５図はストリツプの巻取状態を示
す説明図、第６図は従来技術を示す構成図、第７
図は従来の先端検出装置を特に抽出・拡大して示
す構成図である。 図面中、１はストリツプ、４はマンドレル、５
はユニツトローラ、６はローラフレーム、１５は
赤外線検知素子、２２は導波部である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. マンドレルに巻取られるストリツプの先端と、
   このストリツプを外方からマンドレル側に押付け
   るユニツトローラとの衝突を回避させる機構を有
   する巻取装置に備えられるストリツプ先端検出装
   置であつて、内周面が赤外線を反射する反射面と
   なつている筒状の導波部の一端を前記ストリツプ
   表面に臨ませるとともにその他端を前記ストリツ
   プから遠れた位置に占位させ、更に赤外線検出素
   子を前記導波部の他端に配置したことを特徴とす
   る巻取装置のストリツプ先端検出装置。