KR101941763B1

KR101941763B1 - 압연 장치 및 센서 유닛

Info

Publication number: KR101941763B1
Application number: KR1020167033097A
Authority: KR
Inventors: 미치나리 오카베; 나오유키 네아가리
Original assignee: 가부시키가이샤 아이에이치아이; 가부시키가이샤 아이에이치아이 부츠류 산교 시스테무
Priority date: 2014-10-03
Filing date: 2015-08-24
Publication date: 2019-01-23
Also published as: CN106163759B; EP3075510B1; KR20160147945A; EP3075510A1; JP2016074114A; CN106163759A; EP3075510A4; WO2016052003A1; JP5908959B1

Abstract

캘린더 장치는, 인접하는 제1 및 제2 롤과, 제1 롤의 축을 회전 가능하게 지지하는 제1 축상자와, 제2 롤의 축을 회전 가능하게 지지하고 또한 제1 축상자와 인접하는 제2 축상자와, 제1 롤과 제2 롤을 근접 및 이격시키도록 제1 축상자의 위치를 조절하는 조절부와, 제1 축상자와 제2 축상자 사이에 개재시키고 또한 그 양자에 접하는 센서 유닛과, 컨트롤러를 구비한다. 센서 유닛은, 제1 및 제2 축상자가 배열되는 방향에 있어서 신축하는 신축부를 구비하는 거리 센서와, 거리 센서를 보유 지지하는 제1 부재와, 신축부와 맞닿고 또한 신축부의 신축 방향을 따라 슬라이드 가능하게 제1 부재에 대하여 설치된 제2 부재를 포함한다. 컨트롤러는, 신축부의 신축량에 기초하여 조절부를 제어한다.

Description

압연 장치 및 센서 유닛{ROLLING DEVICE AND SENSOR UNIT}

본 출원은, 2014년 10월 3일에 출원된 일본특허출원 제2014-204924호에 기초하고 또한 당해 출원의 우선권을 주장하는 것이며, 그 내용 전체는 참조에 의해 본 명세서에 원용된다.

본 개시는, 압연 장치 및 센서 유닛에 관한 것이다.

특허문헌 1은, 한 쌍의 롤 사이에 재료를 공급해서 압연하여, 대략 균일한 두께를 갖는 시트 형상의 제품을 제조하기 위한 캘린더 장치를 개시하고 있다. 당해 제품의 두께를 대략 균일하게 하기 위해서는, 한 쌍의 롤 사이의 갭을 일정하게 유지할 것이 요구된다. 따라서, 특허문헌 1에 기재된 캘린더 장치에서는, 비접촉식 거리 센서를 사용하여, 한 쌍의 롤 사이의 갭을 계측하고 있다.

일본특허공개 평6-055561호 공보

최근, 재료를 한 쌍의 롤로 압연해서 제조되는 제품의 품질 향상을 위해, 제품의 두께의 균일성을 보다 고정밀도로 관리하는 것이 요구되고 있다.

따라서, 본 개시는, 보다 균일한 두께의 제품을 얻기 위해서, 한 쌍의 롤 사이의 갭을 매우 고정밀도로 검출하는 것이 가능한 압연 장치 및 센서 유닛을 설명한다.

본 개시의 하나의 관점에 관한 압연 장치는, 인접하는 제1 및 제2 롤과, 제1 롤의 축을 회전 가능하게 지지하는 제1 축상자와, 제2 롤의 축을 회전 가능하게 지지하고 또한 제1 축상자와 인접하는 제2 축상자와, 제1 롤과 제2 롤을 근접 및 이격시키도록 제1 축상자의 위치를 조절하는 조절부와, 제1 축상자와 제2 축상자 사이에 개재시키고 또한 그 양자에 접하는 센서 유닛과, 컨트롤러를 구비한다. 센서 유닛은, 제1 및 제2 축상자가 배열되는 일 방향에 있어서 신축하는 신축부를 구비하는 거리 센서와, 거리 센서를 보유 지지하는 제1 부재와, 신축부와 맞닿고 또한 일 방향을 따라 슬라이드 가능하게 제1 부재에 대하여 설치된 제2 부재를 포함한다. 컨트롤러는, 신축부의 신축량에 기초하여 조절부를 제어한다.

본 개시의 다른 관점에 관한 센서 유닛은, 일 방향에 있어서 신축하는 신축부를 구비하는 거리 센서와, 거리 센서를 보유 지지하고 또한 한 쌍의 측정 대상물의 한쪽에 접하는 제1 부재와, 신축부와 맞닿고, 일 방향을 따라 슬라이드 가능하게 제1 부재에 대하여 설치되고 또한 한 쌍의 측정 대상물의 다른 쪽에 접하는 제2 부재를 구비한다.

본 개시에 따른 압연 장치 및 센서 유닛에 따르면, 한 쌍의 롤 사이의 갭을 매우 고정밀도로 검출하는 것이 가능하게 된다.

도 1은 캘린더 장치의 개요를 도시하는 측면도이다.
도 2는 주로 롤 및 센서 유닛의 관계를 개략적으로 도시하는 측면도이다.
도 3의 (a)는 경사 방향에서 본 한 쌍의 롤의 개략을 나타내고, 도 3의 (b)는 한 쌍의 롤이 중첩되는 모습을 나타낸다.
도 4의 (a)는 센서 유닛의 단면을 나타내고, 도 4의 (b)는 도 4의 (a)의 B-B선 단면을 나타낸다.

이하에 설명되는 본 개시에 따른 실시 형태는 본 발명을 설명하기 위한 예시이므로, 본 발명은 이하의 내용에 한정되어서는 안된다.

[1] 실시 형태의 개요

본 실시 형태의 하나의 관점에 관한 압연 장치는, 인접하는 제1 및 제2 롤과, 제1 롤의 축을 회전 가능하게 지지하는 제1 축상자와, 제2 롤의 축을 회전 가능하게 지지하고 또한 제1 축상자와 인접하는 제2 축상자와, 제1 롤과 제2 롤을 근접 및 이격시키도록 제1 축상자의 위치를 조절하는 조절부와, 제1 축상자와 제2 축상자 사이에 개재시키고 또한 그 양자에 접하는 센서 유닛과, 컨트롤러를 구비한다. 센서 유닛은, 제1 및 제2 축상자가 배열되는 일 방향에 있어서 신축하는 신축부를 구비하는 거리 센서와, 거리 센서를 보유 지지하는 제1 부재와, 신축부와 맞닿고 또한 일 방향을 따라 슬라이드 가능하게 제1 부재에 대하여 설치된 제2 부재를 포함한다. 컨트롤러는, 신축부의 신축량에 기초하여 조절부를 제어한다.

본 실시 형태의 하나의 관점에 관한 압연 장치에서는, 센서 유닛은, 제1 축상자와 제2 축상자 사이에 개재시키고 또한 그 양자에 접하고 있다. 또한, 센서 유닛은, 제1 및 제2 축상자가 배열되는 일 방향에 있어서 신축하는 신축부를 구비하는 거리 센서와, 거리 센서를 보유 지지하는 제1 부재와, 신축부와 맞닿고 또한 일 방향을 따라 슬라이드 가능하게 제1 부재에 대하여 설치된 제2 부재를 포함한다. 그로 인해, 제1 및 제2 축상자가 근접하는 경우에는, 그 근접한 크기만큼, 제2 부재가 일 방향으로 슬라이드해서 신축부가 일 방향으로 줄어든다. 한편, 제1 및 제2 축상자가 이격하는 경우에는, 그 이격한 크기만큼, 제2 부재가 일 방향으로 슬라이드해서 신축부가 일 방향으로 신장한다. 이와 같이, 제1 및 제2 축상자의 일 방향에 있어서의 이동량을, 신축부의 신축량으로 해서 직접 계측할 수 있다. 따라서, 센서 유닛을 사용하여, 한 쌍의 롤 사이의 갭을 매우 고정밀도로 검출할 수 있다.

2개의 센서 유닛은, 제1 롤의 축과 제2 롤의 축을 연결하는 가상 직선이 사이에 위치하도록 배치되어 있어도 된다. 이 경우, 제1 및 제2 축상자 중 한쪽이 다른 쪽에 대하여 기울어도, 2개의 센서 유닛에서 계측된 2개의 신축량의 예를 들어 평균값을 사용함으로써, 한 쌍의 롤 사이의 갭을 매우 고정밀도로 검출할 수 있다.

제1 및 제2 부재의 한쪽은, 제1 및 제2 축상자의 한쪽에 고정되고, 제1 및 제2 부재의 다른 쪽은, 제1 및 제2 축상자의 다른 쪽에 고정되어 있지 않고, 제1 및 제2 축상자의 다른 쪽 표면에 맞닿으면서 당해 표면의 면내에 있어서 이동 가능한 접촉면을 포함하고 있어도 된다. 이 경우, 일 방향으로 직교하는 가상 평면에 있어서 제1 및 제2 롤 중 한쪽이 다른 쪽에 대하여 어긋나도록 이동해도, 접촉면도 그에 추종해서 제1 및 제2 축상자의 다른 쪽 표면에 맞닿으면서 당해 표면의 면내에 있어서 이동한다. 따라서, 당해 가상 평면을 따른 방향에 있어서 센서 유닛에 부하가 발생하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 신축부의 신축 방향이 일 방향으로 유지되므로, 제1 및 제2 롤 사이에 있어서 상기와 같은 어긋남이 발생하는 경우에도 한 쌍의 롤 사이의 갭을 매우 고정밀도로 검출할 수 있다.

센서 유닛은, 거리 센서에 냉각 가스를 공급하기 위한 공급로를 더 포함하고 있어도 된다. 압연 장치의 동작 중, 제1 및 제2 롤은 가열되므로, 그 열에 의해 거리 센서가 가열되면 온도 드리프트에 의해 거리 센서로부터의 출력값이 변동될 우려가 있다. 그러나, 상기의 경우에는, 공급로를 통해서 냉각 가스로 거리 센서를 냉각할 수 있다. 그로 인해, 한 쌍의 롤 사이의 갭을 보다 고정밀도로 검출할 수 있다.

본 실시 형태의 다른 관점에 관한 센서 유닛은, 일 방향에 있어서 신축하는 신축부를 구비하는 거리 센서와, 거리 센서를 보유 지지하고 또한 한 쌍의 측정 대상물의 한쪽에 접하는 제1 부재와, 신축부와 맞닿고, 일 방향을 따라 슬라이드 가능하게 제1 부재에 대하여 설치되고 또한 한 쌍의 측정 대상물의 다른 쪽에 접하는 제2 부재를 구비한다.

본 실시 형태의 다른 관점에 관한 센서 유닛에서는, 한 쌍의 측정 대상물이 근접하는 경우에는, 그 근접한 크기만큼, 제2 부재가 일 방향으로 슬라이드해서 신축부가 일 방향으로 줄어든다. 한편, 한 쌍의 측정 대상물이 이격하는 경우에는, 그 이격한 크기만큼, 제2 부재가 일 방향으로 슬라이드해서 신축부가 일 방향으로 신장한다. 이와 같이, 한 쌍의 측정 대상물의 일 방향에 있어서의 이동량을, 신축부의 신축량으로 해서 직접 계측할 수 있다. 따라서, 센서 유닛을 사용하여, 한 쌍의 측정 대상물의 이격 거리를 매우 고정밀도로 검출할 수 있다.

제1 및 제2 부재의 한쪽은, 일 방향에 있어서 이격하는 한 쌍의 계측 대상물의 한쪽에 고정되고, 제1 및 제2 부재의 다른 쪽은, 한 쌍의 측정 대상물의 다른 쪽에 고정되어 있지 않고, 한 쌍의 측정 대상물의 다른 쪽 표면에 맞닿으면서 당해 표면의 면내에 있어서 이동 가능한 접촉면을 포함하고 있어도 된다. 이 경우, 일 방향으로 직교하는 가상 평면에 있어서 한 쌍의 측정 대상물 중 한쪽이 다른 쪽에 대하여 어긋나도록 이동해도, 접촉면도 그에 추종해서 한 쌍의 측정 대상물의 다른 쪽 표면에 맞닿으면서 당해 표면의 면내에 있어서 이동한다. 따라서, 당해 가상 평면을 따른 방향에 있어서 센서 유닛에 부하가 발생하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 신축부의 신축 방향이 일 방향으로 유지되므로, 한 쌍의 측정 대상물에 있어서 상기와 같은 어긋남이 발생하는 경우에도 한 쌍의 측정 대상물의 이격 거리를 매우 고정밀도로 검출할 수 있다.

거리 센서에 냉각 가스를 공급하기 위한 공급로를 더 포함하고 있어도 된다. 센서 유닛이 설치되는 환경에 따라서는, 센서 유닛의 사용 시에 주위로부터의 열에 의해 거리 센서가 가열되는 경우가 있다. 이때, 온도 드리프트에 의해 거리 센서로부터의 출력값이 변동될 우려가 있다. 그러나, 상기의 경우에는, 공급로를 통해서 냉각 가스로 거리 센서를 냉각할 수 있다. 그로 인해, 한 쌍의 측정 대상물의 이격 거리를 보다 고정밀도로 검출할 수 있다.

[2] 실시 형태의 예시

이하에, 본 개시에 따른 실시 형태의 캘린더 장치(1)의 일례에 대해서, 도면을 참조하면서 보다 상세히 설명한다. 이하의 설명에 있어서, 동일 요소 또는 동일 기능을 갖는 요소에는 동일 부호를 사용하기로 하고, 중복된 설명은 생략한다. 각 요소의 치수 비율은 도시된 비율에 한정되는 것은 아니다.

캘린더 장치(1)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 프레임(10)과, 롤(측정 대상물)(12A 내지 12D)과, 축상자(14A 내지 14D)와, 유압 실린더(조절부)(18A, 18B, 18D)와, 롤 크로스 기구(22A, 22D)와, 센서 유닛(24A, 24B, 24D)과, 제어부(컨트롤러)(26)를 구비한다.

프레임(10)은, 바닥면 상에 설치되어 있다. 프레임(10)은, 개구부(10a 내지 10c)를 포함한다. 개구부(10a)는, 측방에서 볼 때, 바닥면에 대하여 경사진 X 방향을 따라 연장되어 있다. 개구부(10b)는, 측방에서 볼 때, X 방향으로 직교하는 Y 방향을 따라 연장되어 있다. 개구부(10b)는, 개구부(10a)와 교차하고 있다. 개구부(10c)는, 개구부(10b)에 대하여 개구부(10a)와는 반대측을 향해서 X 방향을 따라 연장되어 있지만, 개구부(10a)와 동일 직선 상에는 위치하지 않는다. 개구부(10c)는, 개구부(10b)와 교차하고 있다.

롤(12A)은, 개구부(10a) 내에 배치되어 있다. 롤(12A)은, 원기둥 형상을 나타내고 있다. 롤(12A)은, X 방향 및 Y 방향으로 모두 직교하는 Z 방향(도 1의 지면에 대하여 수직 방향)으로 연장되어 있다. 롤(12A)은, 양 끝에서부터 그 축심 방향을 따라 연장되는 축부를 개재해서, 한 쌍의 축상자(14A)에 회전 가능하게 지지되어 있다[도 3의 (a) 참조]. 한 쌍의 축상자(14A)는, 개구부(10a) 내에 있어서, 도시하지 않은 슬라이더를 개재해서 프레임(10)에 설치되어 있다. 그로 인해, 롤(12A)은, 개구부(10a) 내를 그 연장되는 방향(X 방향)으로 이동 가능하다.

유압 실린더(18A)는, 하우징(20A)을 개재해서 프레임(10)에 설치되어 있다. 유압 실린더(18A)는, 개구부(10a) 중 X 방향에 있어서의 개구부(10b, 10c)와는 먼 측의 단부에 위치하고 있다. 유압 실린더(18A)의 피스톤은, 축상자(14A) 중, X 방향에 있어서 축상자(14B)와는 반대측에 위치하는 단부 테두리에 접속되어 있다. 유압 실린더(18A)는, 제어부(26)로부터의 신호에 기초하여, 축상자(14A)를 개재해서 롤(12A)을 X 방향으로 밀거나 당긴다.

롤 크로스 기구(22A)는, 모터(28A)와, 샤프트(30A)와, 기어 박스(32A)를 포함한다. 모터(28A)는, 프레임(10)의 외측에 설치되어 있다. 샤프트(30A)는, Y 방향을 따라서, 프레임(10)의 외측으로부터 개구부(10a)로 연장되어 있다. 샤프트(30A)의 선단은, 축상자(14A) 중 X 방향으로 연장되는 측연부에 접속되어 있다. 기어 박스(32A)는, 모터(28A)의 회전 운동을 샤프트(30A)의 Y 방향에 있어서의 직선 운동으로 변환한다. 그로 인해, 모터(28A)는, 제어부(26)로부터의 신호에 기초하여, 샤프트(30A)를 Y 방향으로 진퇴시킴으로써, 축상자(14A)를 Y 방향으로 밀거나 당긴다. 이에 의해, 인접하는 롤(12A, 12B)이 배열하는 방향(X 방향)에서 볼 때, 롤(12A)이 롤(12B)에 대하여 소정의 각도 θ 경사진다[도 3의 (b) 참조].

롤(12A)이 롤(12B)에 대하여 경사지면, 캘린더 장치(1)에 재료가 공급되지 않을 때에는, 롤(12A, 12B) 사이의 갭이, 롤(12A, 12B)의 중앙부에서 좁아지고, 롤(12A, 12B)의 양단부에서 넓어진다. 한편, 롤(12A, 12B) 사이에 재료가 공급되면, 롤(12A, 12B)의 중앙부의 갭이 벌려져서 롤(12A, 12B)의 중앙부가 외측을 향해서 휜다. 그로 인해, 롤(12A, 12B) 사이의 갭이 대략 일정해지므로, 롤(12A, 12B) 사이를 통과해서 압연된 후의 재료를 대략 균일한 두께로 할 수 있다.

롤(12B)은, 개구부(10b) 내에 배치되어 있다. 롤(12B)은, 원기둥 형상을 나타내고 있다. 롤(12B)은, Z 방향(도 1의 지면에 대하여 수직 방향)으로 연장되어 있다. 롤(12B)은, 양 끝에서부터 그 축심 방향을 따라 연장되는 축부를 개재해서, 한 쌍의 축상자(14B)에 회전 가능하게 지지되어 있다[도 3의 (a) 참조]. 한 쌍의 축상자(14B)는, 개구부(10b) 내에서, 도시하지 않은 슬라이더를 개재해서 프레임(10)에 설치되어 있다. 그로 인해, 롤(12B)은, 개구부(10b) 내를 그 연장되는 방향(Y 방향)으로 이동 가능하다. 한 쌍의 축상자(14B)는, X 방향에 있어서 한 쌍의 축상자(14A)와 인접하고 있다.

유압 실린더(18B)는, 하우징(20B)을 개재해서 프레임(10)에 설치되어 있다. 유압 실린더(18B)는, 개구부(10b) 중 Y 방향에 있어서의 개구부(10a, 10c)와는 먼 측의 단부에 위치하고 있다. 유압 실린더(18B)의 피스톤은, 축상자(14B) 중, Y 방향에 있어서 축상자(14C)와는 반대측에 위치하는 단부 테두리에 접속되어 있다. 유압 실린더(18B)는, 제어부(26)로부터의 신호에 기초하여, 축상자(14B)를 개재해서 롤(12B)을 Y 방향으로 밀거나 당긴다.

롤(12C)은, 개구부(10c) 내에 배치되어 있다. 롤(12C)은, 원기둥 형상을 나타내고 있다. 롤(12C)은, Z 방향(도 1의 지면에 대하여 수직 방향)으로 연장되어 있다. 롤(12C)은, 양 끝에서부터 그 축심 방향을 따라 연장되는 축부를 개재해서, 한 쌍의 축상자(14C)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 한 쌍의 축상자(14C)는, 개구부(10c) 중 개구부(10a, 10b)측의 단부에 위치하고 있고, 개구부(10c) 내에서 고정되어 있다. 그로 인해, 롤(12C)은, 개구부(10c) 내에서 이동하지 않는다. 한 쌍의 축상자(14C)는, Y 방향에 있어서 한 쌍의 축상자(14B)와 인접하고 있다.

롤(12D)은 개구부(10c) 내에 배치되어 있다. 롤(12D)은 원기둥 형상을 나타내고 있다. 롤(12D)은 X 방향 및 Y 방향에 모두 직교하는 Z 방향(도 1의 지면에 대하여 수직 방향)으로 연장되어 있다. 롤(12D)은 양 끝에서부터 그 축심 방향을 따라 연장되는 축부를 개재해서, 한 쌍의 축상자(14D)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 한 쌍의 축상자(14D)는, 개구부(10c) 내에 있어서, 도시하지 않은 슬라이더를 개재해서 프레임(10)에 설치되어 있다. 그로 인해, 롤(12D)은, 개구부(10c) 내를 그 연장되는 방향(X 방향)으로 이동 가능하다. 한 쌍의 축상자(14D)는, X 방향에 있어서 한 쌍의 축상자(14C)와 인접하고 있다.

유압 실린더(18D)는 하우징(20D)을 개재해서 프레임(10)에 설치되어 있다. 유압 실린더(18D)는, 개구부(10c) 중 X 방향에 있어서의 개구부(10a, 10b)와는 먼 측의 단부에 위치하고 있다. 유압 실린더(18D)의 피스톤은, 축상자(14D) 중, X 방향에 있어서 축상자(14C)와는 반대측에 위치하는 단부 테두리에 접속되어 있다. 유압 실린더(18D)는, 제어부(26)로부터의 신호에 기초하여, 축상자(14D)를 개재해서 롤(12D)을 X 방향으로 밀거나 당긴다.

롤 크로스 기구(22D)는, 모터(28D)와, 샤프트(30D)와, 기어 박스(32D)를 포함한다. 모터(28D)는, 프레임(10)의 외측에 설치되어 있다. 샤프트(30D)는, Y 방향을 따라서, 프레임(10)의 외측으로부터 개구부(10c)로 연장되어 있다. 샤프트(30D)의 선단은, 축상자(14D) 중 X 방향으로 연장되는 측연부에 접속되어 있다. 기어 박스(32D)는, 모터(28D)의 회전 운동을 샤프트(30D)의 Y 방향에 있어서의 직선 운동으로 변환한다. 그로 인해, 모터(28D)는, 제어부(26)로부터의 신호에 기초하여, 샤프트(30D)를 Y 방향으로 진퇴시킴으로써, 축상자(14D)를 Y 방향으로 밀거나 당긴다. 이에 의해, 인접하는 롤(12C, 12D)이 배열하는 방향(X 방향)에서 볼 때, 롤(12D)이 롤(12C)에 대하여 소정의 각도 경사진다.

롤(12D)이 롤(12C)에 대하여 경사지면, 캘린더 장치(1)에 재료가 공급되지 않을 때에는, 롤(12C, 12D) 사이의 갭이, 롤(12C, 12D)의 중앙부에서 좁아지고, 롤(12C, 12D)의 양단부에서 넓어진다. 한편, 롤(12C, 12D) 사이에 재료가 공급되면, 롤(12C, 12D)의 중앙부의 갭이 벌려져서 롤(12C, 12D)의 중앙부가 외측을 향해서 휜다. 그로 인해, 롤(12C, 12D) 사이의 갭이 대략 일정해지므로, 롤(12C, 12D) 사이를 통과해서 압연된 후의 재료를 대략 균일한 두께로 할 수 있다.

센서 유닛(24A)은, 축상자(14A)와 축상자(14B) 사이에 개재시키고 또한 그 양자에 접하고 있다(도 1 내지 도 3 참조). 센서 유닛(24A)은, 축상자(14A)와 축상자(14B) 사이에 있어서, Y 방향으로 배열하도록 2개 배치되어 있다. 2개의 센서 유닛(24A)은, 롤(12A)의 축과 롤(12B)의 축을 연결하는 가상 직선이 사이에 위치하도록 배치되어 있다.

센서 유닛(24B)은, 축상자(14B)와 프레임(10) 사이에 개재시키고 또한 그 양자에 접하고 있다(도 1 및 도 2 참조). 센서 유닛(24B)은, 축상자(14B)의 측연부 중 Y 방향에 있어서 유압 실린더(18B)와는 반대측에 위치하고 있다.

센서 유닛(24D)은, 축상자(14C)와 축상자(14D) 사이에 개재시키고 또한 그 양자에 접하고 있다(도 1 및 도 2 참조). 센서 유닛(24D)은, 축상자(14C)와 축상자(14D) 사이에 있어서, Y 방향으로 배열하도록 2개 배치되어 있다. 2개의 센서 유닛(24D)은, 롤(12C)의 축과 롤(12D)의 축을 연결하는 가상 직선이 사이에 위치하도록 배치되어 있다.

센서 유닛(24A, 24B, 24D)의 구성에 대해서, 더욱 상세히 설명한다. 센서 유닛(24A, 24B, 24D)의 구성은 모두 마찬가지이므로, 이하에서는 센서 유닛(24A)의 구성에 대해서 도 4를 참조하면서 설명하고, 다른 센서 유닛(24B, 24D)의 설명은 생략한다.

센서 유닛(24A)은, 거리 센서(34)와, 하우징(제1 부재)(36)과, 하우징(제2 부재)(38)과, 가이드 부재(40)와, 2개의 볼트(42)와, 2개의 코일 스프링(44)을 포함한다. 거리 센서(34)는, 신축부(34a)와, 센서 본체부(34b)를 포함한다. 신축부(34a)는, 그 길이 방향(도 4의 좌우 방향)으로 신축 가능하다. 신축부(34a)는, 그 길이 방향에 있어서 외력이 가해지면 줄어들고, 당해 외력이 없어지면 원래의 길이로 복원한다. 센서 본체부(34b)는, 원기둥 형상의 연결 부재(34d)를 개재해서 신축부(34a)와 접속되어 있다. 센서 본체부(34b)는, 신축부(34a)의 신축량을 전기 신호로 변환한다. 센서 유닛(24A)에 있어서, 신축부(34a)의 신축 방향은, 축상자(14A, 14B)가 인접하는 방향(X 방향)이다.

하우징(36)은, 내측 통 형상부(제1 부재)(36a)와, 저벽(제1 부재)(36b)과, 외측 통 형상부(36c)와, 접속 벽(36d)을 포함한다. 내측 통 형상부(36a)는, 센서 본체부(34b)를 수용하고 있다. 내측 통 형상부(36a)의 측벽에는, 2개의 관통 구멍(공급로)(H1, H2)이 다른 위치에 형성되어 있다. 내측 통 형상부(36a)의 일단부는, 축상자(14A, 14B)의 한쪽에 고정되어 있다.

관통 구멍(H1)은, 도시하지 않은 가스 공급원에 접속되어 있다. 관통 구멍(H1)으로부터는, 내측 통 형상부(36a) 내에 냉각 가스(예를 들어 공기)가 도입된다. 관통 구멍(H2)으로부터는, 내측 통 형상부(36a) 내에서 센서 본체부(34b)와 열 교환한 후의 냉각 가스가 내측 통 형상부(36a)로부터 배출된다. 관통 구멍(H2)은, 센서 본체부(34b)에 접속된 신호선(34c)을 센서 유닛(24A) 밖으로 취출하기 위해서도 사용된다.

저벽(36b)은, 내측 통 형상부(36a)의 타단부를 폐색하고 있다. 저벽(36b)에는, 내측 통 형상부(36a)의 내외를 연통하는 관통 구멍(H3)이 형성되어 있다. 관통 구멍(H3)에는, 신축부(34a)가 내측 통 형상부(36a)의 외측에 위치하고 또한 센서 본체부(34b)가 내측 통 형상부(36a)의 내측에 위치하도록, 연결 부재(34d)가 삽입 관통되어 있다. 그로 인해, 연결 부재(34d)는, 관통 구멍(H3)에 의해 지지된다. 즉, 거리 센서(34)는, 내측 통 형상부(36a)에 보유 지지되어 있다.

외측 통 형상부(36c)는, 내측 통 형상부(36a)의 외측에 위치하고 있고, 내측 통 형상부(36a)와 동축 상으로 연장되어 있다. 접속 벽(36d)은, 내측 통 형상부(36a) 및 외측 통 형상부(36c)를 접속하고 있다. 접속 벽(36d)에는, 신축부(34a)의 신축 방향으로 연장되는 관통 구멍(H4)이 4개 형성되어 있다.

하우징(38)은, 통 형상부(제2 부재)(38a)와, 저벽(제2 부재)(38b)과, 플랜지부(38c)를 포함한다. 통 형상부(38a)는, 내측 통 형상부(36a)와 외측 통 형상부(36c) 사이에 위치하고 있다. 통 형상부(38a)는, 내측 통 형상부(36a) 및 외측 통 형상부(36c)와 동축 상으로 연장되어 있다.

저벽(38b)은, 통 형상부(38a)의 일단부를 폐색하고 있다. 저벽(38b) 중 내측 통 형상부(36a)에 면하는 내표면(F1)에는, 신축부(34a)의 선단이 맞닿고 있다. 저벽(38b) 중 외표면(F2)은, 축상자(14A, 14B)의 다른 쪽에 고정되어 있지 않고, 축상자(14A, 14B)의 다른 쪽 표면에 맞닿으면서 당해 표면의 면내에 있어서 이동 가능한 접촉면이다.

플랜지부(38c)는, 환상을 나타내고 있고, 통 형상부(38a)의 외측을 향해서 연장되어 있다. 플랜지부(38c)에는, 신축부(34a)의 신축 방향으로 연장되는 관통 구멍(H5)이 4개 형성되어 있다. 각 관통 구멍(H5)은 각각, 신축부(34a)의 신축 방향에서 볼 때, 대응하는 관통 구멍(H4)과 중첩되어 있다.

가이드 부재(40)는, 내측 통 형상부(36a)의 외주면과 통 형상부(38a)의 내주면 사이에 개재되어 있다. 가이드 부재(40)는, 통 형상부(38a)를 내측 통 형상부(36a)에 대하여 회전 가능하게 지지함과 함께, 통 형상부(38a)를 내측 통 형상부(36a)에 대하여 신축부(34a)의 신축 방향으로 안내 가능하게 지지하고 있다. 그로 인해, 통 형상부(38a)[하우징(38)]는, 가이드 부재(40)를 개재해서 내측 통 형상부(36a)[하우징(36)]에 설치되어 있다.

볼트(42)는 각각, 관통 구멍(H4, H5) 내에 삽입 관통되어 있다. 볼트(42)의 선단은, 플랜지부(38c)와 나사 결합되어 있다. 그로 인해, 볼트(42)도, 통 형상부(38a)를 내측 통 형상부(36a)에 대하여 신축부(34a)의 신축 방향으로 안내하는 기능을 갖는다.

코일 스프링(44)은 각각, 볼트(42)에 삽입 관통되어 있다. 코일 스프링(44)은, 접속 벽(36d)과 플랜지부(38c) 사이에 배치되어 있다. 코일 스프링(44)은, 접속 벽(36d)과 플랜지부(38c)를 이격시키는 방향으로 양자 사이에 가압력을 부여한다.

이상의 구성을 갖는 센서 유닛(24A)은, 신축부(34a)가 소정량만큼 축소되고 또한 완전히는 단축되지 않은 상태(이하, 「기준 상태」라고 한다)에서, 축상자(14A, 14B) 사이에 배치된다. 그로 인해, 축상자(14A, 14B) 사이의 이격 거리가 커진 경우에는, 신축부(34a)도 그에 추종해서 신장된다. 그 결과, 거리 센서(34)는, 기준 상태에 대한 신축부(34a)의 신장량을 검출하고, 당해 신장량에 기초해서 인접하는 롤(12A, 12B) 사이의 갭을 산출한다. 한편, 축상자(14A, 14B) 사이의 이격 거리가 작아진 경우에는, 신축부(34a)도 그에 추종해서 줄어든다. 그 결과, 거리 센서(34)는, 기준 상태에 대한 신축부(34a)의 수축량을 검출하고, 당해 수축량에 기초해서 인접하는 롤(12A, 12B) 사이의 갭을 산출한다. 이와 같이, 거리 센서(34)는, 신축부(34a)의 신축량에 기초하여, 인접하는 롤(12A, 12B) 사이의 갭을 계측한다.

도 1로 되돌아가서, 제어부(26)는, 1개 또는 복수의 제어용 컴퓨터에 의해 구성되며, 캘린더 장치(1)를 제어한다. 제어부(26)는, 제어 조건에 기초하여 캘린더 장치(1)의 각 부의 제어 처리를 실행하는 처리부(도시하지 않음)와, 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체로부터 프로그램을 판독하는 판독부(도시하지 않음)를 갖는다. 당해 기록 매체에 기록되어 있는 프로그램은, 캘린더 장치(1)의 각 부에 제어 처리를 실행시키기 위한 프로그램이다. 기록 매체로서는, 예를 들어 반도체 메모리, 광 기록 디스크, 자기 기록 디스크, 광 자기 기록 디스크여도 된다.

구체적으로는, 제어부(26)는 캘린더 장치(1)를 제어하고, 롤(12A, 12B) 사이에 공급된 재료(M1) 및 롤(12C, 12D) 사이에 공급된 재료(M2)와 함께 시트 형상의 기재(S1)를 롤(12B, 12C)로 압연함으로써, 기재(S1)의 각 면에 재료(M1, M2)의 막이 성형된 시트 형상의 제품(S2)을 캘린더 장치(1)에 제조시킨다(도 2 참조). 이때, 제어부(26)는, 거리 센서(34)로부터의 신호에 기초하여, 인접하는 롤(12A, 12B) 사이의 갭과, 인접하는 롤(12B, 12C) 사이의 갭과, 인접하는 롤(12C, 12D) 사이의 갭이 일정해지도록, 각 유압 실린더(18A, 18B, 18D)를 제어한다.

예를 들어, 거리 센서(34)에 의해 계측된 인접하는 롤(12A, 12B) 사이의 갭이, 목표값보다 작은 경우에는, 롤(12A)이 롤(12B)로부터 이격하도록, 축상자(14A)를 유압 실린더(18A)측으로 끌어 당긴다. 한편, 거리 센서(34)에 의해 계측된 인접하는 롤(12A, 12B) 사이의 갭이, 목표값보다 큰 경우에는, 롤(12A)이 롤(12B)에 근접하도록, 유압 실린더(18A)에 의해 축상자(14A)를 누른다.

이상과 같은 본 실시 형태에서는, 센서 유닛(24A)은, 축상자(14A)와 축상자(14B) 사이에 개재시키고 또한 그 양자에 접하고 있다. 또한, 센서 유닛(24A)은, 축상자(14A, 14B)가 배열하는 일 방향에 있어서 신축하는 신축부(34a)를 구비하는 거리 센서(34)와, 거리 센서(34)를 보유 지지하는 하우징(36)과, 신축부(34a)와 맞닿고 또한 일 방향을 따라 슬라이드 가능하게 하우징(36)에 대하여 설치된 하우징(38)을 포함한다. 그로 인해, 축상자(14A, 14B)가 근접하는 경우에는, 그 근접한 크기만큼, 하우징(38)이 일 방향으로 슬라이드해서 신축부(34a)가 일 방향으로 줄어든다. 한편, 축상자(14A, 14B)가 이격하는 경우에는, 그 이격한 크기만큼, 하우징(38)이 일 방향으로 슬라이드해서 신축부(34a)가 일 방향으로 신장한다. 이와 같이, 축상자(14A, 14B)의 일 방향에 있어서의 이동량을, 신축부(34a)의 신축량으로 해서 직접 계측할 수 있다. 따라서, 센서 유닛(24A)을 사용하여, 롤(12A, 12B) 사이의 갭을 매우 고정밀도로 검출할 수 있다. 특히, 특허문헌 1에 기재와 같은 비접촉식 거리 센서를 사용한 경우의 정밀도는 예를 들어 10㎛ 이상이지만, 신축부(34a)에 의해 축상자(14A, 14B)의 일 방향에 있어서의 이동량을 신축량으로 해서 직접 계측한 경우의 정밀도는 예를 들어 1㎛ 정도이다. 그 결과, 제어부(26)가 당해 신축량에 기초하여 유압 실린더(18A)를 제어함으로써, 롤(12A, 12B) 사이의 갭에 대하여, 매우 고정밀도의 제어가 실현된다.

본 실시 형태에서는, 2개의 센서 유닛(24A)은, 롤(12A)의 축과 롤(12B)의 축을 연결하는 가상 직선이 사이에 위치하도록 배치되어 있다. 그로 인해, 축상자(14A, 14B) 중 한쪽이 다른 쪽에 대하여 기울어도, 2개의 센서 유닛(24A)에서 계측된 2개의 신축량의 예를 들어 평균값을 사용함으로써, 롤(12A, 12B) 사이의 갭을 매우 고정밀도로 검출할 수 있다.

본 실시 형태에서는, 내측 통 형상부(36a)[하우징(36)]는, 축상자(14A)에 고정되어 있다. 저벽(38b)[하우징(38)]은, 축상자(14B)에 고정되어 있지 않고, 축상자(14B)의 표면에 맞닿으면서 당해 표면의 면내에 있어서 이동 가능한 외표면(F2)을 포함하고 있다. 그로 인해, 일 방향[신축부(34a)의 신축 방향]에 직교하는 가상 평면에 있어서 롤(12A, 12B) 중 한쪽이 다른 쪽에 대하여 어긋나도록 이동해도, 외표면(F2)도 그에 추종해서 축상자(14B)의 표면에 맞닿으면서 당해 표면의 면내에 있어서 이동한다. 따라서, 당해 가상 평면을 따른 방향에 있어서 센서 유닛(24A)에 부하가 발생하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 신축부(34a)의 신축 방향이 일 방향인 상태 그대로 유지되므로, 롤(12A, 12B) 사이에 있어서 상기와 같은 어긋남이 발생하는 경우에도 롤(12A, 12B) 사이의 갭을 매우 고정밀도로 검출할 수 있다.

캘린더 장치(1)의 동작 중, 롤(12A, 12B)은 가열되므로, 그 열에 의해 거리 센서(34)가 가열되면 온도 드리프트에 의해 거리 센서(34)로부터의 출력값이 변동될 우려가 있다. 그러나, 본 실시 형태에서는, 거리 센서(34)[센서 본체부(34b)]에 냉각 가스를 공급하기 위한 공급로로서, 내측 통 형상부(36a)에 관통 구멍(H1, H2)이 형성되어 있다. 그로 인해, 관통 구멍(H1, H2)을 통해서 냉각 가스로 거리 센서(34)를 냉각할 수 있다. 따라서, 롤(12A, 12B) 사이의 갭을 보다 고정밀도로 검출할 수 있다.

이상, 본 실시 형태에 대해서 상세하게 설명했지만, 본 발명은 상기한 실시 형태에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 하우징(36, 38)의 한쪽은, 축상자(14A, 14B)의 한쪽에 고정되어 있고, 하우징(36, 38)의 다른 쪽은, 축상자(14A, 14B)의 다른 쪽에 고정되어 있지 않고, 축상자(14A, 14B)의 다른 쪽 표면에 맞닿으면서 당해 표면의 면내에 있어서 이동 가능한 접촉면을 포함하고 있어도 된다.

인접하는 한 쌍의 축상자 사이에는, 적어도 1개의 센서 유닛이 개재해 있어도 된다.

장치의 동작 시에 있어서, 거리 센서(34)의 주위에 열이 발생하기 어려운 경우에는, 거리 센서(34)를 냉각하기 위한 공급로를 센서 유닛(24A)이 포함하지 않아도 된다.

관통 구멍(H1, H2)을 통해서 냉각 가스로 거리 센서를 냉각하는 대신에, 하우징(36, 38)을 단열재 등으로 형성해도 된다. 이 경우, 거리 센서(34)에 부여되는 열을 저감할 수 있으므로, 온도 드리프트에 의한 영향을 억제할 수 있다. 따라서, 롤(12A, 12B) 사이의 갭을 보다 고정밀도로 검출할 수 있다.

캘린더 장치(1)는, 유압 실린더(18A, 18B, 18D)가 롤(12A, 12B, 12D)로부터 각각 받은 압력을 전기 신호로 변환하는 압력 변환기를 구비하고 있어도 된다.

상기 실시 형태에서는, 캘린더 장치(1)에 대해서 설명했지만, 인접하는 한 쌍의 롤에 의해 재료를 압연하는 압연 장치에 대하여, 본 발명을 널리 적용할 수 있다.

1 : 캘린더 장치
12A 내지 12D : 롤
14A 내지 14D : 축상자
18A, 18B, 18D : 유압 실린더
22A, 22D : 롤 크로스 기구
24A, 24B, 24D : 센서 유닛
26 : 제어부
34 : 거리 센서
34a : 신축부
34b : 센서 본체부
36, 38 : 하우징
36a : 내측 통 형상부
36b : 저벽
38a : 통 형상부
38b : 저벽
H1, H2 : 관통 구멍
F2 : 외표면

Claims

인접하는 제1 및 제2 롤과,
상기 제1 롤의 축을 회전 가능하게 지지하는 제1 축상자와,
상기 제2 롤의 축을 회전 가능하게 지지하고 또한 상기 제1 축상자와 인접하는 제2 축상자와,
상기 제1 롤과 제2 롤을 근접 및 이격시키도록 상기 제1 축상자의 위치를 조절하는 조절부와,
상기 제1 축상자와 상기 제2 축상자 사이에 개재시키고 또한 그 양자에 접하는 센서 유닛과,
제어부를 구비하고,
상기 센서 유닛은, 상기 제1 및 제2 축상자가 배열되는 일 방향에 있어서 신축하는 신축부를 구비하는 거리 센서를 포함하고,
상기 제어부는, 상기 신축부의 신축량에 기초하여 상기 조절부를 제어하고,
상기 센서 유닛은,
상기 거리 센서를 보유 지지하는 제1 부재와,
상기 신축부와 맞닿고 또한 상기 일 방향을 따라 슬라이드 가능하게 상기 제1 부재에 대하여 설치된 제2 부재를 더 포함하고,
상기 제1 및 제2 부재의 한쪽은, 상기 제1 및 제2 축상자의 한쪽에 고정되고,
상기 제1 및 제2 부재의 다른 쪽은, 상기 제1 및 제2 축상자의 다른 쪽에 고정되어 있지 않고, 상기 제1 및 제2 축상자의 다른 쪽 표면에 맞닿으면서 당해 표면의 면내에 있어서 이동 가능한 접촉면을 포함하는, 압연 장치.
제1항에 있어서,
상기 센서 유닛은 2개이고, 상기 제1 롤의 축과 상기 제2 롤의 축을 연결하는 가상 직선이 사이에 위치하도록 배치되어 있는, 압연 장치.
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삭제
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제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 센서 유닛은, 상기 거리 센서에 냉각 가스를 공급하기 위한 공급로를 더 포함하는, 압연 장치.
인접하는 제1 및 제2 롤과,
상기 제1 롤의 축을 회전 가능하게 지지하는 제1 축상자와,
상기 제2 롤의 축을 회전 가능하게 지지하고 또한 상기 제1 축상자와 인접하는 제2 축상자와,
상기 제1 롤과 제2 롤을 근접 및 이격시키도록 상기 제1 축상자의 위치를 조절하는 조절부와,
상기 제1 축상자와 상기 제2 축상자 사이에 개재시키고 또한 그 양자에 접하고 있고, 상기 제1 축상자와 상기 제2 축상자 사이의 갭을 계측하는 센서 유닛과,
상기 센서 유닛에 의해 계측된 상기 갭에 기초하여 상기 조절부를 제어하는 제어부를 구비하고,
상기 센서 유닛은,
상기 제1 및 제2 축상자가 배열되는 일 방향에 있어서 신축하는 신축부를 구비하는 거리 센서를 포함하고,
상기 거리 센서를 보유 지지하는 제1 부재와,
상기 신축부와 맞닿고 또한 상기 일 방향을 따라 슬라이드 가능하게 상기 제1 부재에 대하여 설치된 제2 부재를 더 포함하고,
상기 제1 및 제2 부재의 한쪽은, 상기 제1 및 제2 축상자의 한쪽에 고정되고,
상기 제1 및 제2 부재의 다른 쪽은, 상기 제1 및 제2 축상자의 다른 쪽에 고정되어 있지 않고, 상기 제1 및 제2 축상자의 다른 쪽 표면에 맞닿으면서 당해 표면의 면내에 있어서 이동 가능한 접촉면을 포함하는, 압연 장치.
제8항에 있어서,
상기 센서 유닛은 2개이고, 상기 제1 롤의 축과 상기 제2 롤의 축을 연결하는 가상 직선이 사이에 위치하도록 배치되어 있는, 압연 장치.
제8항 또는 제9항에 있어서,
상기 센서 유닛에 냉각 가스를 공급하도록 구성된 공급 수단을 더 구비하는, 압연 장치.