WO2019102578A1 - 金属板の形状計測装置、板反り矯正装置及び連続めっき処理設備並びに金属板の板反り矯正方法 - Google Patents

Abstract

金属板の形状計測装置は、金属板のパスラインを挟んで前記金属板の板厚方向の一方側に配置される１以上の第１センサと他方側に配置される複数の第２センサとを含む複数の距離センサを備え、前記１以上の第１センサは、前記金属板の板幅方向において、該板幅方向にて隣り合う一対の前記第２センサの間の位置に設けられる。

Description

金属板の形状計測装置、板反り矯正装置及び連続めっき処理設備並びに金属板の板反り矯正方法

　本開示は、金属板の形状計測装置及び板反り矯正装置並びに金属板の板反り矯正方法に関する。

　帯状の金属板を連続的に処理する設備において、金属板の反りを矯正して平坦化するために、金属板の形状を計測することがある。

　例えば、特許文献１には、鋼板の板幅方向における同じ位置に配置された電磁石と距離センサのペアが、板幅方向に複数配列されるとともに、鋼板を間に挟んで対向するように配置された板反り矯正装置が開示されている。そして、距離センサの検出結果に基づいて電磁石により鋼板に作用する電磁力を調整することにより、鋼板の反りを矯正することができるようになっている。

特開２０１７－１３１１４号公報

　特許文献１に記載されるように、金属板（鋼板）を挟んで対向するように複数の距離センサを配置することで、金属板の反り等の形状の計測が可能であるが、金属板の形状計測の精度をより向上することが望まれる。

　上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、金属板の形状計測の精度を向上可能な金属板の形状計測装置及び板反り矯正装置並びに金属板の板反り矯正方法を提供することを目的とする。

　本発明の少なくとも一実施形態に係る金属板の形状計測装置は、
　金属板のパスラインを挟んで前記金属板の板厚方向における両側に配置される１以上の第１センサと複数の第２センサとを含む複数の距離センサを備え、
　前記１以上の第１センサは、前記金属板の板幅方向において隣り合う一対の前記第２センサの間の位置に設けられている。

　本発明の少なくとも一実施形態によれば、金属板の形状計測の精度を向上可能な金属板の形状計測装置及び板反り矯正装置並びに金属板の板反り矯正方法が提供される。

一実施形態に係る連続めっき処理設備の概略構成図である。 図１に示す連続めっき処理設備をＡ方向から見た図である。 一実施形態に係る形状計測装置を、金属板の搬送方向に見た模式図である。 一実施形態に係る形状計測装置を、金属板の搬送方向に見た模式図である。 一実施形態に係る形状計測装置を、金属板の搬送方向に見た模式図である。 一実施形態に係る形状計測装置を、金属板の搬送方向に見た模式図である。 典型的な形状計測装置を、金属板の搬送方向に見た模式図である。 典型的な形状計測装置を、金属板の搬送方向に見た模式図である。 一実施形態に係る板反り矯正方法のフローチャートである。 一実施形態に係る板反り矯正方法のフローチャートである。

　以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。

　まず、図１及び図２を参照して、幾つかの実施形態に係る金属板の形状計測装置及び板反り矯正装置が適用される連続めっき処理設備について説明する。
　図１は、一実施形態に係る連続めっき処理設備１００の概略構成図であり、図２は、図１に示す連続めっき処理設備１００をＡ方向から見た図である。

　図１及び図２に示すように、連続めっき処理設備１００は、帯状の金属板２（例えば鋼板）を連続的にめっき処理するための設備であって、金属板２を熱処理するための炉（不図示）と、炉の外部に設けられ、めっき浴９を形成するポット８（溶融金属ポット）と、金属板２へのめっき液（溶融金属）の付着量を調節するためのワイピングノズル１４と、を備える。また、連続めっき処理設備１００は、板反り矯正装置１０を備える。
　なお、図１中の矢印は、金属板２の搬送方向（移動方向；以下、単に「搬送方向」ともいう。）を示す。

　ポット８にはめっき液としての溶融金属が貯留され、めっき浴９が形成される。
　ポット８内に貯留される溶融金属の種類は特に限定されないが、例えば金属板２が鋼板である場合、亜鉛又はアルミニウム、又は、これらを含む合金であってもよい。

　また、ポット８内には、シンクロール１１が設けられている。炉の中で熱処理された金属板２は、炉外のめっき浴９に導入され、シンクロール１１によって上向きに方向転換されて、表面に溶融金属が付着した金属板２がポット８の上方へと進行するようになっている。

　ワイピングノズル１４は、シンクロール１１よりも金属板２の搬送方向における下流側（以下、単に「下流側」ともいう。）に設けられている。
　ワイピングノズル１４は、例えば、金属板２の板幅方向（以下、単に「板幅方向」ともいう。）に沿って延在するとともに、金属板２のパスラインに向かって開口するスリットを含んでいてもよい。ワイピングノズル１４は、例えば上述のスリットから、搬送される金属板２に向かってガスを噴出させて、金属板２の表面における溶融金属の厚さが均一になるように、金属板２に過剰に付着した溶融金属を吹き払うことにより取り除くように構成される。

　板反り矯正装置１０は、金属板２の形状を計測するための形状計測装置１と、金属板２に与える電磁力を生成するための複数の電磁石６Ａ，６Ｂと、矯正ロール１２ａ，１２ｂと、コントローラ２０と、を備える。電磁石６Ａ，６Ｂによって生成される電磁力は、例えば、金属板２の反り等の形状を矯正するために、又は、金属板２の制振のために金属板２に与えられる吸引力であってもよい。
　ここで、金属板２の「板反り」とは、板幅方向の板反り（板幅方向中央部が、板幅方向の両端部に比べて板厚方向に突出した反り、すなわちＣ反り）であってもよい。

　形状計測装置１は複数の距離センサを備える。形状計測装置１は、金属板２のパスライン３を挟んで金属板２の板厚方向（以下、単に「板厚方向」ともいう。）における一方側に１以上の第１センサ４が配置され、他方側に複数の第２センサ５が配置される。図１及び図２に示す例示的な実施形態では、複数の距離センサは、金属板２の板幅方向に沿ってそれぞれ配列された複数の第１センサ４及び複数の第２センサ５を含む。
　複数の距離センサは、該複数の距離センサと、金属板２との距離をそれぞれ検出するように構成される。距離センサは、電磁式又はレーザ式の距離センサであってもよい。

　形状計測装置１の複数の第１センサ４及び複数の第２センサ５は、それぞれ板幅方向に沿って配列されているので、板幅方向における複数の位置においてこれら距離センサと金属板２との距離を検出することにより、金属板２の形状を評価することが可能である。

　複数の電磁石６Ａ，６Ｂは、金属板２のパスライン３を挟んで金属板２の板厚方向における両側に配置される一対の電磁石６Ａ，６Ｂを含む。図２に示すように、複数組の電磁石６Ａ，６Ｂが、板幅方向に配列されていてもよい。
　電磁石６Ａ，６Ｂの各々は、金属板２に吸引力を作用させるように構成される。金属板２に板反りや振れが生じているときに、複数の電磁石６Ａ，６Ｂの各々に、金属板２の形状に応じた適切な吸引力を生じさせることにより、金属板２の板反りを矯正したり、振れを抑制したりすることができる。例えば、板幅方向の複数の箇所で、金属板２の曲がりの程度に応じて両側の電磁石６Ａ，６Ｂの吸引力のバランスを調節することにより、金属板２の板反りを矯正することができる。
　図３に示す例示的な実施形態では、電磁石は金属板のパスラインを挟んで互いに対面して配置されているので、金属板を電磁石に近づけたい側の電磁石に電磁力を生じさせて又は大きくして、近づける必要のない側の電磁石に電磁力を生じさせないで又は小さくして、吸引力のバランスの調整ができる。

　形状計測装置１の第１センサ４及び第２センサ５は、複数の電磁石６Ａ，６Ｂよりも下流側又は上流側のいずれに配置されていてもよい。図１及び図２に示す例示的な実施形態では、第１センサ４及び第２センサ５は、複数の電磁石６Ａ，６Ｂよりも下流側に配置されている。
　なお、金属板２のパスライン３を挟んで同じ側に配置される距離センサ（第１センサ４又は第２センサ５）と電磁石６Ａ又は電磁石６Ｂとは、同一の筐体（不図示）に収容されていてもよい。

　矯正ロール１２ａ，１２ｂは、金属板２の板反りを矯正するためのロールである。矯正ロール１２ａ，１２ｂは、金属板２側への押し込み量が調節可能に構成されていてもよい（すなわち、矯正ロール１２ａ，１２ｂの各々の回転軸が移動可能になっていてもよい）。そして、矯正ロール１２ａ，１２ｂの押し込み量を適切に調節して金属板２を塑性変形させることにより、金属板２の板反りを矯正するようになっていてもよい。

　図１及び図２に示す例示的な実施形態では、シンクロール１１よりも下流側にてめっき浴９のポット８内において金属板２を挟むように、一対の矯正ロール１２ａ，１２ｂが設けられているが、幾つかの実施形態では、矯正ロールは、シンクロール１１よりも金属板２の搬送方向における上流側（以下、単に「上流側」ともいう。）に設けられていてもよい。また、幾つかの実施形態では、矯正ロールは、ポット８の外部、あるいは、めっき浴９の外部に設けられていてもよい。また、いくつの実施形態では、矯正ロールは、単一のロールにより構成されていてもよい。

　シンクロール１１の下流側におけるワイピングノズル１４の位置において、金属板２に板幅方向の板反りがあると、板幅方向において、ワイピングノズル１４と金属板２との距離に分布が生じる。そうすると、ワイピングノズル１４と金属板２との距離に応じて、ワイピングノズル１４によって吹き落とせる溶融金属（めっき液）の量が板幅方向において均一でなくなる。例えば、ワイピングノズル１４と金属板２との間の距離が大きいところでは、ワイピングノズル１４によって吹き落とせる溶融金属（めっき液）の量が低減するため、めっき厚さが厚くなってしまう。逆に、ワイピングノズル１４と金属板２との間の距離が小さいところでは、ワイピングノズル１４によって吹き落とせる溶融金属（めっき液）の量が増大するため、めっき厚さが薄くなってしまう。このようにめっき厚が均一でないと、最小部でのめっき厚を確保しようとするため、必要以上にめっき厚が厚くなり、その分コストの増大につながる場合がある。また、このように金属板２においてめっき厚さのムラは，後工程での金属板を溶接する際に，溶接性（溶接強度）にムラが発生する場合もあり、金属板２の製品としての品質低下につながる。

　そこで、上述した電磁石６Ａ，６Ｂや、矯正ロール１２ａ，１２ｂを用いて金属板２の板反りを矯正することで、ワイピングノズル１４による通過後の金属板２の表面における溶融金属の付着量（めっき厚さ）を均一化することができる。

　コントローラ２０は、第１センサ４及び第２センサ５による検出結果に基づいて、金属板２の形状を算出するように構成された形状算出部、金属板２の位置を推定するように構成された推定部、又は、金属板２の板反りを矯正するように構成された制御部を含んでいてもよい。

　なお、板反り矯正の制御に用いられる金属板２の位置の検出結果は、第１センサ４及び第２センサ５を含む複数のセンサのうち、電磁石６Ａ，６Ｂに対応して設けられる制御用センサにより得られる検出結果であってもよい。制御用センサは、電磁石６Ａ，６Ｂの吸引力を調節するためのセンサであり、幅方向において、該制御用センサに対応する電磁石６Ａ，６Ｂと同じ位置に位置していてもよい。制御用センサによる金属板２の位置の検出結果は、コントローラ２０に送られ、コントローラ２０による電磁石６Ａ，６Ｂの吸引力の制御に用いられるようになっていてもよい。

　コントローラ２０は、後述する金属板２の板反り矯正方法を実行するように構成されていてもよい。

　次に、図３～図８を参照して、幾つかの実施形態に係る形状計測装置１についてさらに詳細に説明する。

　図３～図６は、それぞれ、一実施形態に係る形状計測装置１を、金属板２の搬送方向に見た模式図であり、図７及び図８は、典型的な形状計測装置９０を、金属板２の搬送方向に見た模式図である。
　なお、図３～図８は、形状計測装置１，９０の複数の距離センサ、及び、電磁石６Ａ，６Ｂの板幅方向における位置関係を主に説明するための図であり、説明に登場しない構成部品については、図示が省略されている。
　また、図３、図４及び図６に示す形状計測装置１は、それぞれ同じ装置構成を有している。

　図３～図８において、板幅方向に配列される複数の第１センサ４は、それぞれ、第１センサ４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，…であり、これらをまとめて第１センサ４という場合がある。
　同様に、図３～図８において、板幅方向に配列される複数の第２センサ５は、それぞれ、第２センサ５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，…であり、これらをまとめて第２センサ５という場合がある。

　図３～図８中の点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３…等は、各距離センサ（第１センサ４及び第２センサ５等）の板幅方向における位置、すなわち、これらの距離センサによる金属板２の検出位置である。
　また、図３～図７において、×印は、その板幅方向位置に配置された距離センサによる計測可能範囲の限界点を示し、この位置に対応する距離センサ（例えば図３では第２センサ５Ｂ、５Ｃ）では、金属板２の位置が検出不可能であったことを示す。

　幾つかの実施形態では、図３～図６に示すように、形状計測装置１の複数の距離センサのうち、第１センサ４は、金属板２の板厚方向から金属板２を見たときに、金属板２の板幅方向において、該板幅方向にて隣り合う一対の第２センサ５の間の位置に設けられている。即ち、金属板２の表側の距離センサと裏側の距離センサの幅方向位置が一致しないように設けられている。
　例えば、図３～図６において、第１センサ４Ａは、板幅方向において、該板幅方向にて隣合う第２センサ５Ａと第２センサ５Ｂとの間に設けられている。同様に、板幅方向において、第１センサ４Ｂは、第２センサ５Ｂと第２センサ５Ｃとの間に設けられ、第１センサ４Ｃは、第２センサ５Ｃと第２センサ５Ｄとの間に設けられている。すなわち、図３～図６に示す形状計測装置１では、金属板２のパスライン３を挟んで、複数の第２センサ５Ａ～５Ｄと反対側に位置するすべての距離センサは、いずれも、板幅方向において第２センサ５Ａ～５Ｄからずれた位置に設けられた第１センサ４Ａ～４Ｃである。

　ここで、距離センサによる計測対象物（ここでは金属板２）との間の距離の計測可能範囲には限界がある。したがって、金属板２に板反り等の変形が生じている場合、その変形の程度によっては、幾つかの距離センサと金属板２との間の距離が計測可能範囲を超えてしまい、この距離センサによって金属板２の位置を検出できない場合がある。
　この点、上述の実施形態では、図３～図６に示すように、板厚方向における両側に第１センサ４と第２センサ５とが配置されているので、板厚方向における片側のみに距離センサを設けた場合に比べて、複数の距離センサによる板厚方向における計測可能範囲を広げることができる。

　また、図７及び図８に示す典型的な形状計測装置９０では、金属板２のパスライン３を挟んで、一対の距離センサ（例えば、距離センサ４Ａ’と距離センサ５Ａ’）は、互いに対向するように、板幅方向において同じ位置に位置している。この場合、合計８個の距離センサ４Ａ’～４Ｄ’及び５Ａ’～５Ｄ’による板幅方向における金属板２の位置計測点は、センサ個数の半分（４か所）である。

　これに対し、上述の実施形態では、図３～図６に示すように、第１センサ４は、板幅方向において、該板幅方向にて隣り合う一対の第２センサ５の間に設けられており、３つの第１センサ４Ａ～４Ｃと４つの第２センサ５Ａ～５Ｄを含む７つの距離センサにより、板幅方向において７か所で金属板２の検出を行う。
　このように、板幅方向において、第１センサ４と第２センサ５の位置をずらすことにより、そうでない場合（例えば図７参照）に比べて、板幅方向における金属板２の位置計測点を増やすことができる。これにより、金属板２の形状計測の精度を向上させることができる。

　また、金属板２が、板厚方向における突出方向の異なるカーブを複数有するような、複雑な湾曲形状（例えば、図４又は図８中に実線で示される形状）を有する場合に、図８に示すように、板幅方向に配列された距離センサ４’，５’による板幅方向における位置計測点の数が少ないと、例えば、図８の破線で示すように、金属板２の形状は平坦であると評価される場合がある。このように、金属板２の形状が、実際のものとは異なる形状として評価されてしまうと、距離センサによる計測結果に基づいて、金属板２の板反りの矯正を適切に行うことができなくなる。

　これに対し、図３～図６に示す実施形態によれば、板幅方向において、第１センサ４と第２センサ５の位置をずらすことにより、図板幅方向における金属板２の位置計測点を増やすことができる。これにより、金属板２が板厚方向における突出方向の異なるカーブを複数有するような、複雑な湾曲形状を有する場合であっても、例えば図４の破線で示すように、金属板２の複雑な湾曲形状を適切に評価することができる。よって、上述の実施形態によれば、金属板２の形状計測の精度を向上させることができる。

　幾つかの実施形態では、図３～図６に示すように、複数の距離センサ４，５のうち少なくとも１つは、板幅方向において、金属板２に与える電磁力を生成するための電磁石６Ａ，６Ｂからずれた位置に配置される。なお、図３～図６に示す例示的な実施形態では第１センサ４のいずれもが、板幅方向において、電磁石６Ａ，６Ｂからずれた位置に配置されている。

　図５に示す例示的な実施形態では、複数の電磁石６Ａ，６Ｂは、それぞれ、筐体１６に収容されている。そして、複数の距離センサのうち、一対の電磁石６Ａ，６Ｂ対応する第２センサ５の各々は、板幅方向において該一対の電磁石６Ａ，６Ｂと同じ位置に位置するとともに、電磁石６Ｂと同じ筐体１６に収容されている。また、複数の距離センサのうち、第１センサ４の各々は、金属板２の板幅方向において、該板幅方向にて隣り合う一対の第２センサ５の間に位置するように、電磁石６Ａを収容する筐体１６に取付部材１８を介して取り付けられている。

　なお、図３～図６に示す例示的な実施形態では、一対の電磁石６Ａ，６Ｂと同じ位置に位置する第２センサ５の各々は、電磁石６Ａ，６Ｂの制御に用いられる上述の制御用センサである。

　幾つかの実施形態では、第１センサ４及び第２センサ５を含む複数の距離センサの少なくとも一つは、板幅方向又は板厚方向に移動可能に構成されていてもよい。

　また、幾つかの実施形態では、第１センサ４及び第２センサ５を含む複数の距離センサのうちの制御用センサは、該制御用センサに対応する電磁石６Ａ又は電磁石６Ｂとともに板幅方向又は板厚方向に移動可能に構成されていてもよい。
　例えば、図５に示す例示的な実施形態において、電磁石６Ａ，６Ｂに対応するように設けられた制御用センサとしての第２センサ５は、該第２センサ５に対応する電磁石６Ｂ、及び、該第２センサ５及び電磁石６Ｂを収容する筐体１６とともに、板幅方向又は板厚方向に移動可能に構成されていてもよい。

　なお、距離センサを板幅方向又は板厚方向に移動させるための移動手段は、任意のものを用いることができる。例えば、上述の移動手段は、電動アクチュエータ又は油圧アクチュエータ等のアクチュエータと、移動させる距離センサを所望の方向に案内するためのガイド部材と、を含んでいてもよい。

　なお、電磁石６Ａ又は電磁石６Ｂは、金属板２の板幅の変更や、金属板２自体の板幅方向への移動に合わせて板幅方向に位置が変更されるようになっていてもよい。この場合、電磁石６Ａ又は電磁石６Ｂの位置を示す情報が、例えば手動により、又は、金属板２の端を検知するセンサにより、又は、電磁石６Ａ，６Ｂを移動させる装置により、コントローラ２０に入力されるようになっていてもよい。コントローラ２０は、このようにして入力された位置情報から、電磁石６Ａ，６Ｂの板幅方向における位置、及び、電磁石６Ａ，６Ｂに対応する距離センサの板幅方向における位置を算出するようになっていてもよい。このようにして、電磁石６Ａ，６Ｂ及び電磁石６Ａ，６Ｂに対応する距離センサの板幅方向位置を把握することができる。

　次に、図９～１０を参照して、幾つかの実施形態に係る板反り矯正方法について説明する。図９及び図１０は、それぞれ、一実施形態に係る板反り矯正方法のフローチャートである。なお、以下においては、図６に示す形状計測装置１を用いて板反り矯正方法を実行する場合について説明する。また、以下に説明する板反り矯正方法は、上述したコントローラ２０（図１参照）により実行してもよい。

　図９及び図１０に示す板反り矯正方法の開始時点において、金属板に与える電磁力を生成するための複数の電磁石６Ａ，６Ｂは、作動していない。これは、仮に金属板２の板幅方向の板反りが大きく、複数の電磁石６Ａ，６Ｂのうちのいずれかと、金属板２との距離が近すぎる場合、そのまま電磁石６Ａ，６Ｂを作動させてしまうと、電磁石６Ａ，６Ｂと金属板２とが接触してしまい、金属板２の適切な搬送を妨げる場合があるためである。そこで、図９及び図１０に示す板反り矯正方法では、後述するステップＳ１２～Ｓ１７（図９参照）又はＳ３２～Ｓ３７（図１０参照）の手順により、電磁石６Ａ，６Ｂを適切に作動させるようになっている。

　図９のフローチャートに示す板反り矯正方法では、まず、図６に示す形状計測装置１の第１センサ４と第２センサ５とを含む複数の距離センサを用いて、第１センサ４Ａ～４Ｃ及び第２センサ５Ａ～５Ｄの各々の板幅方向位置Ｐ１～Ｐ７における金属板２の位置（すなわち、距離センサと金属板２との距離）を計測する（ステップＳ１２）。
　ここで、第２センサ５Ａ～５Ｄの各々は、それぞれ、一対の電磁石６Ａ，６Ｂに対応して設けられた制御用センサである。

　次いで、複数の距離センサのうち、電磁石６Ａ，６Ｂに対応する制御用センサである第２センサ５Ａ～５Ｄの何れかが、板厚方向において金属板２に対して計測可能範囲外に位置するか否か（すなわち、第２センサ５Ａ～５Ｄの各々で、金属板２の位置を計測できたか否か）を判定する（ステップＳ１４）。

　そして、第２センサ５Ａ～５Ｄの何れかが、金属板２に対して計測可能範囲外に位置していると判定されれば（ステップＳ１４のＮｏ）、金属板２に対して計測可能範囲内に位置する距離センサの検出結果に基づいて、金属板２の板反りを矯正ロール１２ａ，１２ｂを用いて矯正する（ステップＳ１６）。
　図６に示す例では、ステップＳ１４では、第２センサ５Ａ～５Ｄのうち、第２センサ５Ｂ及び５Ｃにおいて金属板２の位置を検出できず、これらの第２センサ５Ｂ，５Ｃが計測可能範囲外に位置していると判定される。そして、ステップＳ１６では、金属板２に対して計測可能範囲内にある距離センサである第１センサ４Ａ～４Ｃ及び第２センサ５Ａ及び５Ｄの検出結果に基づいて、金属板２の板反りを、矯正ロール１２ａ，１２ｂを用いて矯正する。

　なお、ステップＳ１６では、複数の距離センサの検出結果に基づいて、矯正ロール１２ａ，１２ｂの金属板２側への押し込み量を調節することにより、金属板２の板反りを低減するようにしてもよい。

　上述のステップＳ１２～Ｓ１６を、必要に応じて複数回繰り返して行うことにより、金属板２の板反りが低減される。この結果、ステップＳ１４において、すべての第２センサ５Ａ～５Ｄが、金属板２に対して計測可能範囲内に位置していると判定さることになる（ステップＳ１４のＹｅｓ）。そして、この場合、金属板に与える電磁力を生成するための複数の電磁石６Ａ，６Ｂを作動させる（ステップＳ１７）。

　このようにして、複数の電磁石６Ａ，６Ｂを適切に作動させた後、第１センサ４Ａ～４Ｃ及び第２センサ５Ａ～５Ｄを含む複数の距離センサの検出結果に基づいて、複数の電磁石６Ａ，６Ｂ電磁石に付与する電流を制御して、該電磁石６Ａ，６Ｂの各々により金属板２に与える吸引力（電磁力）を調節することにより、金属板２の板反りを矯正する（ステップＳ１８）。

　さらに、第１センサ４Ａ～４Ｃ及び第２センサ５Ａ～５Ｄを含む複数の距離センサによって、金属板２の板反り量を計測し、この板反り量が目標値以下となるまで、該矯正ロール１２ａ，１２ｂを用いて板反り量を調節する（ステップＳ２０～Ｓ２４）。
　ここで、金属板２の板反り量とは、板幅方向位置Ｐ１～Ｐ７における金属板２の位置における金属板２の板厚方向の板位置の最大値と最小値の差とすればよい。

　なお、電磁石６Ａ，６Ｂによる板反り矯正は、主に、金属板２を弾性変形させることによる板反り矯正であり、電磁石６Ａ，６Ｂにより生じさせる吸引力の大きさを変化させることによって、速やかに金属板２の板反りを矯正することができる反面、弾性変形であるので、磁石から離れるほど板反りの矯正効果が減衰していく。
　一方、矯正ロール１２ａ，１２ｂによる板反り矯正は、主に、金属板２を塑性変形させることによる板反り矯正であり、矯正ロール１２ａ，１２ｂの位置の調整及びこれによる板反り量の調節（低減）に時間がある程度かかる反面、金属板２に与えられた塑性変形によって低減された板反りは矯正ロールの下流側の全て領域で維持される。
　この点、図９に示すフローチャートに係る板反り矯正方法によれば、電磁石６Ａ，６Ｂによる板反り矯正と、矯正ロール１２ａ，１２ｂによる板反り矯正を適切に組み合わせて用いているので、金属板２の板反りを効果的に低減することができる。

　図１０に示すフローチャートに示す板反り矯正方法では、まず、図６に示す形状計測装置１の第１センサ４と第２センサ５とを含む複数の距離センサを用いて、第１センサ４Ａ～４Ｃ及び第２センサ５Ａ～５Ｄの各々の板幅方向位置Ｐ１～Ｐ７における金属板２の位置（すなわち、距離センサと金属板２との距離）を計測する（ステップＳ３２）。
　第２センサ５Ａ～５Ｄの各々は、それぞれ、一対の電磁石６Ａ，６Ｂに対応して設けられた制御用センサである。

　次いで、複数の距離センサのうち、電磁石６Ａ，６Ｂに対応する制御用センサである第２センサ５Ａ～５Ｄの何れかが、板厚方向において金属板２に対して計測可能範囲外に位置するか否か（すなわち、第２センサ５Ａ～５Ｄの各々で、金属板２の位置を計測できたか否か）を判定する（ステップＳ３４）。

　そして、第２センサ５Ａ～５Ｄの何れかが、金属板２に対して計測可能範囲外に位置していると判定されれば（ステップＳ３４のＮｏ）、金属板２に対して計測可能範囲内に位置する距離センサの検出結果に基づいて、ステップＳ３４において、計測可能範囲外に位置していた距離センサの板幅方向位置における金属板２の位置を推定する（すなわち、計測可能範囲外に位置していた距離センサと、金属板２との距離を推定する；ステップＳ３６）。
　図６に示す例では、ステップＳ３４では、第２センサ５Ａ～５Ｄのうち、第２センサ５Ｂ及び５Ｃにおいて金属板２の位置を検出できず、これらの第２センサ５Ｂ，５Ｃが計測可能範囲外に位置していると判定される。そして、ステップＳ３６では、金属板２に対して計測可能範囲内にある距離センサである第１センサ４Ａ～４Ｃ及び第２センサ５Ａ及び５Ｄの検出結果に基づいて、第２センサ５Ｂ及び５Ｃにおいて金属板２の板幅方向位置における金属板２の位置（図６において、白抜きの丸で示す位置）を推定する。

　そして、金属板２に与える電磁力を生成するための複数の電磁石６Ａ，６Ｂを作動させて（ステップＳ３７）、ステップＳ３６での推定結果に基づいて、複数の電磁石６Ａ，６Ｂに付与する電流を制御して該電磁石６Ａ，６Ｂにより金属板２に与える吸引力（電磁力）を調節することにより、金属板２の板反りを矯正する（ステップＳ３８）。

　さらに、第１センサ４Ａ～４Ｃ及び第２センサ５Ａ～５Ｄを含む複数の距離センサによって、金属板２の板反り量を計測し、この板反り量が目標値以下となるまで、該矯正ロール１２ａ，１２ｂを用いて板反り量を調節する（ステップＳ４０～Ｓ４４）。

　図１０に示すフローチャートに示す板反り矯正方法によれば、ステップＳ３２～３４で得られた距離センサによる検出結果に基づいて、ステップＳ３６で金属板２の形状を推定するので、矯正ロール１２ａ，１２ｂの押し込み量の調節等の手順を繰り返すことなく、迅速に電磁石６Ａ，６Ｂを作動させて、金属板２の板反りを迅速に低減させることができる。

　以下、幾つかの実施形態に係る形状計測装置１、板反り矯正装置１０及び連続めっき処理設備１００、並びに、金属板２の板反り矯正方法について概要を記載する。

（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る金属板の形状計測装置は、
　金属板のパスラインを挟んで前記金属板の板厚方向の一方側に配置される１以上の第１センサと他方側に配置される複数の第２センサとを含む複数の距離センサを備え、
　前記１以上の第１センサは、前記金属板の板幅方向において、該板幅方向にて隣り合う一対の前記第２センサの間の位置に設けられている。

　距離センサによる計測対象物との間の距離の計測可能範囲には限界がある。この点、上記（１）の構成では、金属板のパスラインを挟んで該金属板の板厚方向（以下、単に「板厚方向」ともいう。）における両側に第１センサと第２センサとを配置したので、板厚方向における片側のみに距離センサを設けた場合に比べて、複数の距離センサによる板厚方向における計測可能範囲を広げることができる。また、上記（１）の構成では、１以上の第１センサは、金属板の板幅方向（以下、単に「板幅方向」ともいう。）において、隣り合う一対の第２センサの間に設けられている。すなわち、板幅方向において、第１センサと第２センサの位置がずれているので、板幅方向における金属板の位置計測点を増やすことができる。よって、金属板の形状計測の精度を向上させることができる。
　なお、上述の「複数の距離センサ」は、第１センサ及び第２センサ以外の距離センサを含んでいてもよい。すなわち、金属板の板厚方向の一方側には、第１センサと、第１センサ以外の距離センサが配置されていてもよい。この場合、第１センサ以外の距離センサの板幅方向における位置は、金属板の板厚方向の他方側に配置される複数の第２センサの何れかと一致していてもよい。

　幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、
　前記複数の距離センサの少なくとも１つは、前記板幅方向において、前記金属板に与える電磁力を生成するための電磁石からずれた位置に配置される。

　金属板に与える電磁力を生成するための電磁石を用いる場合、通常、板幅方向において電磁石と同じ位置に設置された距離センサの検出結果に基づいて、該電磁石で生成する電磁力の制御が行われる。上記構成では、複数の距離センサのうちの少なくとも一つは、板幅方向において、金属板に与える電磁力を生成するための電磁石からずれた位置に配置されている。このように、板幅方向において電磁石からずれた位置にも距離センサを設けることにより、板幅方向における電磁石と同じ位置にのみ距離センサを設ける場合に比べて、板幅方向における金属板の位置計測点を増やすことができる。よって、金属板の形状計測の精度を向上させることができる。

（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、
　前記複数の距離センサの少なくとも一つは、前記板幅方向又は前記板厚方向に移動可能に構成されている。

　例えば、搬送される帯状の金属板が形状計測の対象である場合、金属板の板幅が途中で変更されたり、金属板の蛇行が生じたりする場合に、板幅方向において、複数の距離センサの位置が、金属板の存在範囲と一致しなくなる場合がある。この点、上記（２）の構成によれば、複数の距離センサの少なくとも一つが板幅方向又は板厚方向に移動可能であるので、距離センサが金属板の位置を検知できない場所に位置していたとしても、距離センサを板幅方向又は板厚方向に適切に移動させることで、距離センサの数を増やさずに、金属板の形状を精度良く計測することができる。

（３）幾つかの実施形態では、上記（１）又は（２）の構成において、
　前記パスラインを挟んで前記複数の第２センサとは反対側に位置する全ての距離センサは、何れも、前記板幅方向において前記第２センサからずれた位置に設けられた前記第１センサである。

　上記（３）の構成によれば、パスラインを挟んで複数の第２センサと反対側に位置するすべての距離センサは、板幅方向において第２センサからずれた位置に設けられているので、比較的少ない距離センサによって板幅方向における金属板の位置計測点を増やすことができる。よって、設備コストを抑制しながら金属板の形状計測の精度を向上させることができる。

（４）本発明の少なくとも一実施形態に係る金属板の板反り矯正装置は、
　上記（１）乃至（３）の何れかの形状計測装置と、
　前記金属板に与える電磁力を生成するための複数の電磁石と、
　前記金属板の板反りを矯正するための制御部と、を備え、
　前記複数の距離センサは、前記複数の電磁石の少なくとも一つとそれぞれ対応して設けられる少なくとも一つの制御用センサを含み、
　前記制御部は、前記少なくとも一つの制御用センサの検出結果に基づいて、前記少なくとも一つの電磁石に付与する電流を制御して該電磁石により前記金属板に与える電磁力を調節するように構成されている。

　上記（４）の構成によれば、電磁石に対応して設けられた制御用センサの検出結果に基づいて、電磁石により金属板に与える電磁力を調節することができるので、電磁石に適切な電磁力を金属板に与えることによって、金属板の形状を矯正することができる。

（５）幾つかの実施形態では、上記（４）の構成において、
　前記複数の距離センサの少なくとも１つは、前記板幅方向において、前記金属板に与える電磁力を生成するための電磁石からずれた位置に配置される。

　金属板に与える電磁力を生成するための電磁石を用いる場合、通常、板幅方向において電磁石と同じ位置に設置された距離センサの検出結果に基づいて、該電磁石で生成する電磁力の制御が行われる。上記（５）の構成では、複数の距離センサのうちの少なくとも一つは、板幅方向において、金属板に与える電磁力を生成するための電磁石からずれた位置に配置されている。このように、板幅方向において電磁石からずれた位置にも距離センサを設けることにより、板幅方向における電磁石と同じ位置にのみ距離センサを設ける場合に比べて、板幅方向における金属板の位置計測点を増やすことができる。よって、金属板の形状計測の精度を向上させることができる。

（６）幾つかの実施形態では、上記（４）又は（５）の構成において、
　前記制御用センサは、該制御用センサに対応する前記電磁石とともに前記板幅方向又は前記板厚方向に移動可能に構成される。

　上記（６）の構成によれば、制御用センサは、該制御用センサに対応する電磁石とともに移動可能であるので、制御用センサと電磁石とを別々に移動させる場合に比べて、距離センサの移動手段に係る設備コストを抑制することができる。

（７）幾つかの実施形態では、上記（４）乃至（６）の何れかの構成において、
　前記板反り矯正装置は、
　前記金属板の搬送方向において前記複数の距離センサよりも上流側に設けられ、前記金属板の板反りを矯正するための矯正ロールをさらに備え、
　前記制御部は、前記複数の距離センサの検出結果に基づいて、前記矯正ロールの前記金属板側への押し込み量を調節するように構成される。

　上記（７）の構成によれば、距離センサの検出結果に基づいて矯正ロールの金属板側への押し込み量を調節することにより、金属板の反りを矯正することができる。

（８）幾つかの実施形態では、上記（７）の構成において、
　前記複数の距離センサの検出結果に基づいて、前記複数の電磁石の各々の前記板幅方向の位置における前記金属板の位置を推定するように構成された推定部をさらに備え、
　前記制御部は、前記推定部による推定結果に基づいて、前記複数の電磁石に付与する電流を制御して前記電磁石により前記金属板に与える電磁力を調節するように構成される。

　上記（８）の構成によれば、複数の距離センサの検出結果に基づいて、複数の電磁石の各々の板幅方向の位置における金属板の位置を推定し、この推定結果に基づいて電磁石に付与する電流を制御して、電磁石により金属板に与える電磁力を調節するので、金属板の形状を適切に矯正することができる。

（９）本発明の少なくとも一実施形態に係る金属板の連続めっき処理設備は、
　上記（４）乃至（８）の何れかに記載の板反り矯正装置を備える。

　上記（９）の構成では、金属板のパスラインを挟んで該金属板の板厚方向における両側に第１センサと第２センサとを配置したので、板厚方向における片側のみに距離センサを設けた場合に比べて、複数の距離センサによる板厚方向における計測可能範囲を広げることができる。また、上記（９）の構成では、１以上の第１センサは、金属板の板幅方向において、隣り合う一対の第２センサの間に設けられている。すなわち、板幅方向において、第１センサと第２センサの位置がずれているので、板幅方向における金属板の位置計測点を増やすことができる。よって、金属板の形状計測の精度を向上させることができる。

（１０）本発明の少なくとも一実施形態に係る金属板の板反り矯正方法は、
　上記（１）乃至（３）の何れかに記載の形状計測装置を用いて金属板の板反り量を検出するステップと、
　前記複数の距離センサのうち少なくとも一つの制御用センサの検出結果に基づいて、少なくとも一つの電磁石に付与する電流を制御して該電磁石により前記金属板に与える電磁力を調節するステップと、
を備える。

　上記（１０）の方法によれば、電磁石に対応して設けられた制御用センサの検出結果に基づいて、電磁石により金属板に与える電磁力を調節することができるので、電磁石に適切な電磁力を金属板に与えることによって、金属板の形状を矯正することができる。

（１１）幾つかの実施形態では、上記（１０）の方法は、
　前記複数の距離センサの何れかが前記板厚方向において前記金属板に対して計測可能範囲外に位置する場合、前記板厚方向において前記金属板に対して計測可能範囲内に位置する距離センサの検出結果から求めた前記板反り量に基づいて前記金属板を矯正ロールにより矯正するステップと、
　前記複数の距離センサの全てが前記金属板に対して計測可能範囲内に位置するようになったとき、前記金属板に与える電磁力を生成するための電磁石を作動させるステップと、をさらに備える。

　金属板の板反り量が大きい場合には、電磁力生成用の電磁石と金属板との接触の可能性が大きくなることから、このような接触を防止するため、電磁石の作動を制限する場合がある。
　この点、上記（１１）の方法によれば、複数の距離センサの何れかが、金属板の反り等に起因して金属板との距離を計測不可能な位置にある場合に、金属板との距離を計測可能な位置にある他の距離センサの検出結果から求めた板反り量に基づいて、矯正ロールにより金属板の板反りを矯正することにより、電磁力生成のための電磁石を作動させることができる。

（１２）幾つかの実施形態では、上記（１０）又は（１１）の方法は、
　前記複数の距離センサの何れかが前記板厚方向において前記金属板に対して計測可能範囲外に位置する場合、前記板厚方向において前記金属板に対して計測可能範囲内に位置する距離センサの検出結果に基づいて、前記計測可能範囲外に位置する前記距離センサの前記板幅方向の位置における前記金属板の位置を推定するステップと、
　前記推定するステップでの推定結果に基づいて、複数の前記電磁石に付与する電流を制御して前記電磁石により前記金属板に与える電磁力を調節することにより、前記金属板の板反りを矯正するステップと、
を備える。

　上記（１２）の方法によれば、複数の距離センサの何れかが、金属板の反り等に起因して金属板との距離を計測不可能な位置にある場合に、金属板との距離を計測可能な位置にある他の距離センサの検出結果から求めた板反り量に基づいて、計測範囲外に位置する距離センサの板幅方向の位置における金属板の位置を推定し、この推定結果に基づいて矯正ロールによる金属板の板反りの矯正を行う。よって、複数の距離センサのうちいずれかが計測可能範囲外に位置する場合であっても、金属板の板反りを適切に矯正することができる。

　以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。

　本明細書において、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
　例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
　また、本明細書において、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
　また、本明細書において、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。

１　　　形状計測装置
２　　　金属板
３　　　パスライン
４，４Ａ～４Ｃ　第１センサ（距離センサ）
５，５Ａ～５Ｄ　第２センサ（距離センサ）
６Ａ　　電磁石
６Ｂ　　電磁石
８　　　ポット
９　　　めっき浴
１０　　板反り矯正装置
１１　　シンクロール
１２ａ　矯正ロール
１２ｂ　矯正ロール
１４　　ワイピングノズル
１６　　筐体
１８　　取付部材
２０　　コントローラ
９０　　形状計測装置
１００　連続めっき処理設備

Claims (12)

1. 　金属板のパスラインを挟んで前記金属板の板厚方向の一方側に配置される１以上の第１センサと他方側に配置される複数の第２センサとを含む複数の距離センサを備え、
   　前記１以上の第１センサは、前記金属板の板幅方向において、該板幅方向にて隣り合う一対の前記第２センサの間の位置に設けられた金属板の形状計測装置。
2. 　前記複数の距離センサの少なくとも一つは、前記板幅方向又は前記板厚方向に移動可能に構成された
   ことを特徴とする請求項１に記載の金属板の形状計測装置。
3. 　前記パスラインを挟んで前記複数の第２センサとは反対側に位置する全ての距離センサは、何れも、前記板幅方向において前記第２センサからずれた位置に設けられた前記第１センサである
   ことを特徴とする金属板の請求項１又は２の何れか一項に記載の金属板の形状計測装置。
4. 　請求項１乃至３の何れか一項に記載の形状計測装置と、
   　前記金属板に与える電磁力を生成するための複数の電磁石と、
   　前記金属板の板反りを矯正するための制御部と、を備え、
   　前記複数の距離センサは、前記複数の電磁石の少なくとも一つとそれぞれ対応して設けられる少なくとも一つの制御用センサを含み、
   　前記制御部は、前記少なくとも一つの制御用センサの検出結果に基づいて、前記少なくとも一つの電磁石に付与する電流を制御して該電磁石により前記金属板に与える電磁力を調節するように構成された
   ことを特徴とする金属板の板反り矯正装置。
5. 　前記複数の距離センサの少なくとも一つは、前記板幅方向において、前記金属板に与える電磁力を生成するための電磁石からずれた位置に配置された
   ことを特徴とする請求項４に記載の金属板の板反り矯正装置。
6. 　前記制御用センサは、該制御用センサに対応する前記電磁石とともに前記板幅方向又は前記板厚方向に移動可能に構成された
   ことを特徴とする請求項４又は５に記載の金属板の板反り矯正装置。
7. 　前記金属板の搬送方向において前記複数の距離センサよりも上流側に設けられ、前記金属板の板反りを矯正するための矯正ロールをさらに備え、
   　前記制御部は、前記複数の距離センサの検出結果に基づいて、前記矯正ロールの前記金属板側への押し込み量を調節するように構成された
   ことを特徴とする請求項４乃至６の何れか一項に記載の金属板の板反り矯正装置。
8. 　前記複数の距離センサの検出結果に基づいて、前記複数の電磁石の各々の前記板幅方向の位置における前記金属板の位置を推定するように構成された推定部をさらに備え、
   　前記制御部は、前記推定部による推定結果に基づいて、前記複数の電磁石に付与する電流を制御して前記電磁石により前記金属板に与える電磁力を調節するように構成された
   ことを特徴とする請求項７に記載の金属板の板反り矯正装置。
9. 　請求項４乃至８の何れか一項に記載の板反り矯正装置を備えたことを特徴とする金属板の連続めっき処理設備。
10. 　請求項１乃至３の何れか一項に記載の形状計測装置を用いて金属板の板反り量を検出するステップと、
    　前記複数の距離センサのうち少なくとも一つの制御用センサの検出結果に基づいて、少なくとも一つの電磁石に付与する電流を制御して該電磁石により前記金属板に与える電磁力を調節するステップと、
    を備えることを特徴とする金属板の板反り矯正方法。
11. 　前記複数の距離センサの何れかが前記板厚方向において前記金属板に対して計測可能範囲外に位置する場合、前記板厚方向において前記金属板に対して計測可能範囲内に位置する距離センサの検出結果から求めた前記板反り量に基づいて前記金属板を矯正ロールにより矯正するステップと、
    　前記複数の距離センサの全てが前記金属板に対して計測可能範囲内に位置するようになったとき、前記金属板に与える電磁力を生成するための少なくとも一つの電磁石を作動させるステップと、をさらに備える
    ことを特徴とする請求項１０に記載の金属板の板反り矯正方法。
12. 　前記複数の距離センサの何れかが前記板厚方向において前記金属板に対して計測可能範囲外に位置する場合、前記板厚方向において前記金属板に対して計測可能範囲内に位置する距離センサの検出結果に基づいて、前記計測可能範囲外に位置する前記距離センサの前記金属板の板幅方向の位置における前記金属板の位置を推定するステップと、
    　前記推定するステップでの推定結果に基づいて、前記少なくとも一つの電磁石に付与する電流を制御して前記電磁石により前記金属板に与える電磁力を調節することにより、前記金属板の板反りを矯正するステップと、を備える
    ことを特徴とする請求項１０又は１１に記載の金属板の板反り矯正方法。

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