特許 5908959 圧延装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】5908959

(24)【登録日】2016年4月1日

(45)【発行日】2016年4月26日

(54)【発明の名称】圧延装置

(51)【国際特許分類】

   B29C 43/24 20060101AFI20160412BHJP

   B29C 43/46 20060101ALI20160412BHJP

   B29C 43/58 20060101ALI20160412BHJP

   B21B 31/20 20060101ALI20160412BHJP

   B21B 38/10 20060101ALI20160412BHJP

【ＦＩ】

   B29C43/24

   B29C43/46

   B29C43/58

   B21B31/20 D

   B21B38/10 Z

【請求項の数】8

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2014-204924(P2014-204924)

(22)【出願日】2014年10月3日

【審査請求日】2016年1月14日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000000099

【氏名又は名称】株式会社ＩＨＩ

(73)【特許権者】

【識別番号】000198329

【氏名又は名称】株式会社ＩＨＩ機械システム

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100176245

【弁理士】

【氏名又は名称】安田 亮輔

(74)【代理人】

【識別番号】100153969

【弁理士】

【氏名又は名称】松澤 寿昭

(72)【発明者】

【氏名】岡部 道成

(72)【発明者】

【氏名】根上 直行

【審査官】 山本 雄一

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０９−２３４７５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５４−０１１０５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５１−０５５７６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−０３９５９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１６３８４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５２−１０４１４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２８６６９６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２９Ｃ ４３／００−４３／５８

Ｂ２１Ｂ ３１／２０

Ｂ２１Ｂ ３８／１０

Ｇ０１Ｂ ５／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

隣り合う第１及び第２のロールと、
前記第１のロールの軸を回転可能に支持する第１の軸箱と、
前記第２のロールの軸を回転可能に支持し且つ前記第１の軸箱と隣り合う第２の軸箱と、
前記第１のロールと第２のロールとを近接及び離間させるように前記第１の軸箱の位置を調節する調節部と、
前記第１の軸箱と前記第２の軸箱との間に介在し且つその両者に接するセンサユニットと、
制御部とを備え、
前記センサユニットは、前記第１及び第２の軸箱が並ぶ一の方向において伸縮する伸縮部を備える距離センサを含み、
前記制御部は、前記伸縮部の伸縮量に基づいて前記調節部を制御する、圧延装置。

【請求項2】

２つの前記センサユニットは、前記第１のロールの軸と前記第２のロールの軸とを結ぶ仮想直線が間に位置するように配置されている、請求項１に記載の圧延装置。

【請求項3】

前記センサユニットは、
前記距離センサを保持する第１の部材と、
前記伸縮部と当接し且つ前記一の方向に沿ってスライド可能に前記第１の部材に対して取り付けられた第２の部材とをさらに含む、請求項１又は２に記載の圧延装置。

【請求項4】

前記第１及び第２の部材の一方は、前記第１及び第２の軸箱の一方に固定され、
前記第１及び第２の部材の他方は、前記第１及び第２の軸箱の他方に固定されておらず、前記第１及び第２の軸箱の他方の表面に当接しつつ当該表面の面内において移動可能な接触面を含む、請求項３に記載の圧延装置。

【請求項5】

前記センサユニットは、前記距離センサに冷却ガスを供給するための供給路をさらに含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の圧延装置。

【請求項6】

隣り合う第１及び第２のロールと、
前記第１のロールの軸を回転可能に支持する第１の軸箱と、
前記第２のロールの軸を回転可能に支持し且つ前記第１の軸箱と隣り合う第２の軸箱と、
前記第１のロールと第２のロールとを近接及び離間させるように前記第１の軸箱の位置を調節する調節部と、
前記第１の軸箱と前記第２の軸箱との間に介在し且つその両者に接しており、前記第１の軸箱と前記第２の軸箱との間のギャップを計測する接触式の計測手段と、
前記計測手段によって計測された前記ギャップに基づいて前記調節部を制御する制御部とを備える、圧延装置。

【請求項7】

２つの前記計測手段は、前記第１のロールの軸と前記第２のロールの軸とを結ぶ仮想直線が間に位置するように配置されている、請求項６記載の圧延装置。

【請求項8】

前記計測手段に冷却ガスを供給するように構成された供給手段をさらに備える、請求項６又は７に記載の圧延装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、圧延装置及びセンサユニットに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、一対のロール間に材料を供給して圧延し、略均一な厚みを有するシート状の製品を製造するためのカレンダ装置を開示している。当該製品の厚みを略均一にするためには、一対のロール間のギャップを一定に保つことが求められる。そこで、特許文献１に記載のカレンダ装置では、非接触式の距離センサを用いて、一対のロール間のギャップを計測している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平６−０５５５６１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

近年、材料を一対のロールで圧延して製造される製品の品質向上のために、製品の厚みの均一性をより高精度に管理することが求められている。

【0005】

そのため、本発明の目的は、より均一な厚みの製品を得るために、一対のロール間のギャップを極めて高精度に検出することが可能な圧延装置及びセンサユニットを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一つの観点に係る圧延装置は、隣り合う第１及び第２のロールと、第１のロールの軸を回転可能に支持する第１の軸箱と、第２のロールの軸を回転可能に支持し且つ第１の軸箱と隣り合う第２の軸箱と、第１のロールと第２のロールとを近接及び離間させるように第１の軸箱の位置を調節する調節部と、第１の軸箱と第２の軸箱との間に介在し且つその両者に接するセンサユニットと、制御部とを備え、センサユニットは、第１及び第２の軸箱が並ぶ一の方向において伸縮する伸縮部を備える距離センサと、距離センサを保持する第１の部材と、伸縮部と当接し且つ一の方向に沿ってスライド可能に第１の部材に対して取り付けられた第２の部材とを含み、制御部は、伸縮部の伸縮量に基づいて調節部を制御する。

【0007】

本発明の一つの観点に係る圧延装置では、センサユニットは、第１の軸箱と第２の軸箱との間に介在し且つその両者に接している。また、センサユニットは、第１及び第２の軸箱が並ぶ一の方向において伸縮する伸縮部を備える距離センサと、距離センサを保持する第１の部材と、伸縮部と当接し且つ一の方向に沿ってスライド可能に第１の部材に対して取り付けられた第２の部材とを含む。そのため、第１及び第２の軸箱が近接する場合には、その近接した大きさだけ、第２の部材が一の方向にスライドして伸縮部が一の方向に縮む。一方、第１及び第２の軸箱が離間する場合には、その離間した大きさだけ、第２の部材が一の方向にスライドして伸縮部が一の方向に伸びる。このように、第１及び第２の軸箱の一の方向における移動量を、伸縮部の伸縮量として直接計測することができる。従って、センサユニットを用いて、一対のロール間のギャップを極めて高精度に検出することができる。

【0008】

２つのセンサユニットは、第１のロールの軸と第２のロールの軸とを結ぶ仮想直線が間に位置するように配置されていてもよい。この場合、第１及び第２の軸箱のうち一方が他方に対して傾いても、２つのセンサユニットで計測された２つの伸縮量の例えば平均値を用いることにより、一対のロール間のギャップを極めて高精度に検出することができる。

【0009】

第１及び第２の部材の一方は、第１及び第２の軸箱の一方に固定され、第１及び第２の部材の他方は、第１及び第２の軸箱の他方に固定されておらず、第１及び第２の軸箱の他方の表面に当接しつつ当該表面の面内において移動可能な接触面を含んでいてもよい。この場合、一の方向に直交する仮想平面において第１及び第２のロールのうち一方が他方に対してずれるように移動しても、接触面もそれに追従して第１及び第２の軸箱の他方の表面に当接しつつ当該表面の面内において移動する。従って、当該仮想平面に沿った方向においてセンサユニットに負荷が生ずることを抑制できる。また、伸縮部の伸縮方向が一の方向のままに保たれるので、第１及び第２のロールの間において上記のようなずれが生ずるような場合でも一対のロール間のギャップを極めて高精度に検出することができる。

【0010】

センサユニットは、距離センサに冷却ガスを供給するための供給路をさらに含んでいてもよい。圧延装置の動作中、第１及び第２のロールは加熱されるので、その熱によって距離センサが加熱されると温度ドリフトによって距離センサからの出力値が変動する虞がある。しかしながら、上記の場合には、供給路を通じて冷却ガスで距離センサを冷却することができる。そのため、一対のロール間のギャップをより高精度に検出することができる。

【0011】

本発明の他の観点に係るセンサユニットは、一の方向において伸縮する伸縮部を備える距離センサと、距離センサを保持し且つ一対の測定対象物の一方に接する第１の部材と、伸縮部と当接し、一の方向に沿ってスライド可能に第１の部材に対して取り付けられ且つ一対の測定対象物の他方に接する第２の部材とを備える。

【0012】

本発明の他の観点に係るセンサユニットでは、一対の測定対象物が近接する場合には、その近接した大きさだけ、第２の部材が一の方向にスライドして伸縮部が一の方向に縮む。一方、一対の測定対象物が離間する場合には、その離間した大きさだけ、第２の部材が一の方向にスライドして伸縮部が一の方向に伸びる。このように、一対の測定対象物の一の方向における移動量を、伸縮部の伸縮量として直接計測することができる。従って、センサユニットを用いて、一対の測定対象物の離間距離を極めて高精度に検出することができる。

【0013】

第１及び第２の部材の一方は、一の方向において離間する一対の計測対象物の一方に固定され、第１及び第２の部材の他方は、一対の測定対象物の他方に固定されておらず、一対の測定対象物の他方の表面に当接しつつ当該表面の面内において移動可能な接触面を含んでいてもよい。この場合、一の方向に直交する仮想平面において一対の測定対象物のうち一方が他方に対してずれるように移動しても、接触面もそれに追従して一対の測定対象物の他方の表面に当接しつつ当該表面の面内において移動する。従って、当該仮想平面に沿った方向においてセンサユニットに負荷が生ずることを抑制できる。また、伸縮部の伸縮方向が一の方向のままに保たれるので、一対の測定対象物において上記のようなずれが生ずるような場合でも一対の測定対象物の離間距離を極めて高精度に検出することができる。

【0014】

距離センサに冷却ガスを供給するための供給路をさらに含んでいてもよい。センサユニットが取り付けられる環境によっては、センサユニットの使用時に周囲からの熱によって距離センサが加熱されることがある。このとき、温度ドリフトによって距離センサからの出力値が変動する虞がある。しかしながら、上記の場合には、供給路を通じて冷却ガスで距離センサを冷却することができる。そのため、一対の測定対象物の離間距離をより高精度に検出することができる。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、一対のロール間のギャップを極めて高精度に検出することが可能な圧延装置及びセンサユニットを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】図１は、カレンダ装置の概要を示す側面図である。

【図2】図２は、主としてロール及びセンサユニットの関係を概略的に示す側面図である。

【図3】図３の（ａ）は斜め方向から見た一対のロールの概略を示し、図３の（ｂ）は一対のロールが重なり合う様子を示す。

【図4】図４の（ａ）はセンサユニットの断面を示し、図４の（ｂ）は図４の（ａ）のＢ−Ｂ線断面を示す。

【発明を実施するための形態】

【0017】

本発明の実施形態に係るカレンダ装置１について図面を参照して説明するが、以下の本実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明を以下の内容に限定する趣旨ではない。説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。各要素の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。

【0018】

カレンダ装置１は、図１に示されるように、フレーム１０と、ロール（測定対象物）１２Ａ〜１２Ｄと、軸箱１４Ａ〜１４Ｄと、油圧シリンダ（調節部）１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｄと、ロールクロス機構２２Ａ，２２Ｄと、センサユニット２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｄと、制御部２６とを備える。

【0019】

フレーム１０は、床面上に設置されている。フレーム１０は、開口部１０ａ〜１０ｃを含む。開口部１０ａは、側方から見て、床面に対して傾斜したＸ方向に沿って延びている。開口部１０ｂは、側方から見て、Ｘ方向に直交するＹ方向に沿って延びている。開口部１０ｂは、開口部１０ａと交差している。開口部１０ｃは、開口部１０ｂに対して開口部１０ａとは反対側に向けてＸ方向に沿って延びているが、開口部１０ａと同一直線上には位置していない。開口部１０ｃは、開口部１０ｂと交差している。

【0020】

ロール１２Ａは、開口部１０ａ内に配置されている。ロール１２Ａは、円柱形状を呈している。ロール１２Ａは、Ｘ方向及びＹ方向に共に直交するＺ方向（図１の紙面に対して垂直方向）に延びている。ロール１２Ａは、両端からその軸心方向に沿って延びる軸部を介して、一対の軸箱１４Ａに回転可能に支持されている（図３の（ａ）参照）。一対の軸箱１４Ａは、開口部１０ａ内において、図示しないスライダを介してフレーム１０に取り付けられている。そのため、ロール１２Ａは、開口部１０ａ内をその延びる方向（Ｘ方向）に移動可能である。

【0021】

油圧シリンダ１８Ａは、ハウジング２０Ａを介してフレーム１０に取り付けられている。油圧シリンダ１８Ａは、開口部１０ａのうちＸ方向における開口部１０ｂ，１０ｃとは離れた側の端部に位置している。油圧シリンダ１８Ａのピストンは、軸箱１４Ａのうち、Ｘ方向において軸箱１４Ｂとは反対側に位置する端縁に接続されている。油圧シリンダ１８Ａは、制御部２６からの信号に基づいて、軸箱１４Ａを介してロール１２ＡをＸ方向に押し引きする。

【0022】

ロールクロス機構２２Ａは、モータ２８Ａと、シャフト３０Ａと、ギアボックス３２Ａとを含む。モータ２８Ａは、フレーム１０の外側に取り付けられている。シャフト３０Ａは、Ｙ方向に沿って、フレーム１０の外側から開口部１０ａへと延びている。シャフト３０Ａの先端は、軸箱１４ＡのうちＸ方向に延びる側縁に接続されている。ギアボックス３２Ａは、モータ２８Ａの回転運動をシャフト３０ＡのＹ方向における直線運動に変換する。そのため、モータ２８Ａは、制御部２６からの信号に基づいて、シャフト３０ＡをＹ方向に進退させることで、軸箱１４ＡをＹ方向に押し引きする。これにより、隣り合うロール１２Ａ，１２Ｂが並ぶ方向（Ｘ方向）から見て、ロール１２Ａがロール１２Ｂに対して所定の角度θ傾斜する（図３の（ｂ）参照）。

【0023】

ロール１２Ａがロール１２Ｂに対して傾斜すると、カレンダ装置１に材料が供給されていない時には、ロール１２Ａ，１２Ｂ間のギャップが、ロール１２Ａ，１２Ｂの中央部で狭くなり、ロール１２Ａ，１２Ｂの両端部で広くなる。一方、ロール１２Ａ，１２Ｂ間に材料が供給されると、ロール１２Ａ，１２Ｂの中央部のギャップが押し広げられてロール１２Ａ，１２Ｂの中央部が外方に向けて撓む。そのため、ロール１２Ａ，１２Ｂ間のギャップが略一定となるので、ロール１２Ａ，１２Ｂ間を通過して圧延された後の材料を略均一な厚さとすることができる。

【0024】

ロール１２Ｂは、開口部１０ｂ内に配置されている。ロール１２Ｂは、円柱形状を呈している。ロール１２Ｂは、Ｚ方向（図１の紙面に対して垂直方向）に延びている。ロール１２Ｂは、両端からその軸心方向に沿って延びる軸部を介して、一対の軸箱１４Ｂに回転可能に支持されている（図３の（ａ）参照）。一対の軸箱１４Ｂは、開口部１０ｂ内において、図示しないスライダを介してフレーム１０に取り付けられている。そのため、ロール１２Ｂは、開口部１０ｂ内をその延びる方向（Ｙ方向）に移動可能である。一対の軸箱１４Ｂは、Ｘ方向において一対の軸箱１４Ａと隣り合っている。

【0025】

油圧シリンダ１８Ｂは、ハウジング２０Ｂを介してフレーム１０に取り付けられている。油圧シリンダ１８Ｂは、開口部１０ｂのうちＹ方向における開口部１０ａ，１０ｃとは離れた側の端部に位置している。油圧シリンダ１８Ｂのピストンは、軸箱１４Ｂのうち、Ｙ方向において軸箱１４Ｃとは反対側に位置する端縁に接続されている。油圧シリンダ１８Ｂは、制御部２６からの信号に基づいて、軸箱１４Ｂを介してロール１２ＢをＹ方向に押し引きする。

【0026】

ロール１２Ｃは、開口部１０ｃ内に配置されている。ロール１２Ｃは、円柱形状を呈している。ロール１２Ｃは、Ｚ方向（図１の紙面に対して垂直方向）に延びている。ロール１２Ｃは、両端からその軸心方向に沿って延びる軸部を介して、一対の軸箱１４Ｃに回転可能に支持されている。一対の軸箱１４Ｃは、開口部１０ｃのうち開口部１０ａ，１０ｂ側の端部に位置しており、開口部１０ｃ内において固定されている。そのため、ロール１２Ｃは、開口部１０ｃ内において移動しない。一対の軸箱１４Ｃは、Ｙ方向において一対の軸箱１４Ｂと隣り合っている。

【0027】

ロール１２Ｄは、開口部１０ｃ内に配置されている。ロール１２Ｄは、円柱形状を呈している。ロール１２Ｄは、Ｘ方向及びＹ方向に共に直交するＺ方向（図１の紙面に対して垂直方向）に延びている。ロール１２Ｄは、両端からその軸心方向に沿って延びる軸部を介して、一対の軸箱１４Ｄに回転可能に支持されている。一対の軸箱１４Ｄは、開口部１０ｃ内において、図示しないスライダを介してフレーム１０に取り付けられている。そのため、ロール１２Ｄは、開口部１０ｃ内をその延びる方向（Ｘ方向）に移動可能である。一対の軸箱１４Ｄは、Ｘ方向において一対の軸箱１４Ｃと隣り合っている。

【0028】

油圧シリンダ１８Ｄは、ハウジング２０Ｄを介してフレーム１０に取り付けられている。油圧シリンダ１８Ｄは、開口部１０ｃのうちＸ方向における開口部１０ａ，１０ｂとは離れた側の端部に位置している。油圧シリンダ１８Ｄのピストンは、軸箱１４Ｄのうち、Ｘ方向において軸箱１４Ｃとは反対側に位置する端縁に接続されている。油圧シリンダ１８Ｄは、制御部２６からの信号に基づいて、軸箱１４Ｄを介してロール１２ＤをＸ方向に押し引きする。

【0029】

ロールクロス機構２２Ｄは、モータ２８Ｄと、シャフト３０Ｄと、ギアボックス３２Ｄとを含む。モータ２８Ｄは、フレーム１０の外側に取り付けられている。シャフト３０Ｄは、Ｙ方向に沿って、フレーム１０の外側から開口部１０ｃへと延びている。シャフト３０Ｄの先端は、軸箱１４ＤのうちＸ方向に延びる側縁に接続されている。ギアボックス３２Ｄは、モータ２８Ｄの回転運動をシャフト３０ＤのＹ方向における直線運動に変換する。そのため、モータ２８Ｄは、制御部２６からの信号に基づいて、シャフト３０ＤをＹ方向に進退させることで、軸箱１４ＤをＹ方向に押し引きする。これにより、隣り合うロール１２Ｃ，１２Ｄが並ぶ方向（Ｘ方向）から見て、ロール１２Ｄがロール１２Ｃに対して所定の角度傾斜する。

【0030】

ロール１２Ｄがロール１２Ｃに対して傾斜すると、カレンダ装置１に材料が供給されていない時には、ロール１２Ｃ，１２Ｄ間のギャップが、ロール１２Ｃ，１２Ｄの中央部で狭くなり、ロール１２Ｃ，１２Ｄの両端部で広くなる。一方、ロール１２Ｃ，１２Ｄ間に材料が供給されると、ロール１２Ｃ，１２Ｄの中央部のギャップが押し広げられてロール１２Ｃ，１２Ｄの中央部が外方に向けて撓む。そのため、ロール１２Ｃ，１２Ｄ間のギャップが略一定となるので、ロール１２Ｃ，１２Ｄ間を通過して圧延された後の材料を略均一な厚さとすることができる。

【0031】

センサユニット２４Ａは、軸箱１４Ａと軸箱１４Ｂとの間に介在し且つその両者に接している（図１〜図３参照）。センサユニット２４Ａは、軸箱１４Ａと軸箱１４Ｂとの間において、Ｙ方向に並ぶように２つ配置されている。２つのセンサユニット２４Ａは、ロール１２Ａの軸とロール１２Ｂの軸とを結ぶ仮想直線が間に位置するように配置されている。

【0032】

センサユニット２４Ｂは、軸箱１４Ｂとフレーム１０との間に介在し且つその両者に接している（図１及び図２参照）。センサユニット２４Ｂは、軸箱１４Ｂの側縁のうちＹ方向において油圧シリンダ１８Ｂとは反対側に位置している。

【0033】

センサユニット２４Ｄは、軸箱１４Ｃと軸箱１４Ｄとの間に介在し且つその両者に接している（図１及び図２参照）。センサユニット２４Ｄは、軸箱１４Ｃと軸箱１４Ｄとの間において、Ｙ方向に並ぶように２つ配置されている。２つのセンサユニット２４Ｄは、ロール１２Ｃの軸とロール１２Ｄの軸とを結ぶ仮想直線が間に位置するように配置されている。

【0034】

センサユニット２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｄの構成について、さらに詳しく説明する。センサユニット２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｄの構成はいずれも同様であるので、以下ではセンサユニット２４Ａの構成について図４を参照しつつ説明し、他のセンサユニット２４Ｂ，２４Ｄの説明は省略する。

【0035】

センサユニット２４Ａは、距離センサ３４と、筐体（第１の部材）３６と、筐体（第２の部材）３８と、ガイド部材４０と、２つのボルト４２と、２つのコイルばね４４とを含む。距離センサ３４は、伸縮部３４ａと、センサ本体部３４ｂとを含む。伸縮部３４ａは、その長さ方向（図４の左右方向）に伸縮可能である。伸縮部３４ａは、その長さ方向において外力が加えられると縮み、当該外力が除かれると元の長さに復元する。センサ本体部３４ｂは、円柱状の連結部材３４ｄを介して伸縮部３４ａと接続されている。センサ本体部３４ｂは、伸縮部３４ａの伸縮量を電気信号に変換する。センサユニット２４Ａにおいて、伸縮部３４ａの伸縮方向は、軸箱１４Ａ，１４Ｂが隣り合う方向（Ｘ方向）である。

【0036】

筐体３６は、内側筒状部（第１の部材）３６ａと、底壁（第１の部材）３６ｂと、外側筒状部３６ｃと、接続壁３６ｄとを含む。内側筒状部３６ａは、センサ本体部３４ｂを収容している。内側筒状部３６ａの側壁には、２つの貫通孔（供給路）Ｈ１，Ｈ２が異なる位置に形成されている。内側筒状部３６ａの一端は、軸箱１４Ａ，１４Ｂの一方に固定されている。

【0037】

貫通孔Ｈ１は、図示しないガス供給源に接続されており、貫通孔Ｈ１からは、内側筒状部３６ａ内に冷却ガス（例えば空気）が導入される。貫通孔Ｈ２からは、内側筒状部３６ａ内においてセンサ本体部３４ｂと熱交換した後の冷却ガスが内側筒状部３６ａから排出される。貫通孔Ｈ２は、センサ本体部３４ｂに接続された信号線３４ｃをセンサユニット２４Ａの外に取り出すためにも用いられる。

【0038】

底壁３６ｂは、内側筒状部３６ａの他端を閉塞している。底壁３６ｂには、内側筒状部３６ａの内外を連通する貫通孔Ｈ３が形成されている。貫通孔Ｈ３には、伸縮部３４ａが内側筒状部３６ａの外側に位置し且つセンサ本体部３４ｂが内側筒状部３６ａの内側に位置するように、連結部材３４ｄが挿通されている。そのため、連結部材３４ｄは、貫通孔Ｈ３によって支持される。すなわち、距離センサ３４は、内側筒状部３６ａに保持されている。

【0039】

外側筒状部３６ｃは、内側筒状部３６ａの外側に位置しており、内側筒状部３６ａと同軸上に延びている。接続壁３６ｄは、内側筒状部３６ａ及び外側筒状部３６ｃを接続している。接続壁３６ｄには、伸縮部３４ａの伸縮方向に延びる貫通孔Ｈ４が４つ形成されている。

【0040】

筐体３８は、筒状部（第２の部材）３８ａと、底壁（第２の部材）３８ｂと、鍔部３８ｃとを含む。筒状部３８ａは、内側筒状部３６ａと外側筒状部３６ｃとの間に位置している。筒状部３８ａは、内側筒状部３６ａ及び外側筒状部３６ｃと同軸上に延びている。

【0041】

底壁３８ｂは、筒状部３８ａの一端を閉塞している。底壁３８ｂのうち内側筒状部３６ａに面する内表面Ｆ１には、伸縮部３４ａの先端が当接している。底壁３８ｂのうち外表面Ｆ２は、軸箱１４Ａ，１４Ｂの他方に固定されておらず、軸箱１４Ａ，１４Ｂの他方の表面に当接しつつ当該表面の面内において移動可能な接触面である。

【0042】

鍔部３８ｃは、環状を呈しており、筒状部３８ａの外方に向けて延びている。鍔部３８ｃには、伸縮部３４ａの伸縮方向に延びる貫通孔Ｈ５が４つ形成されている。各貫通孔Ｈ５はそれぞれ、伸縮部３４ａの伸縮方向から見て、対応する貫通孔Ｈ４と重なり合っている。

【0043】

ガイド部材４０は、内側筒状部３６ａの外周面と筒状部３８ａの内周面との間に介在している。ガイド部材４０は、筒状部３８ａを内側筒状部３６ａに対して回転可能に支持すると共に、筒状部３８ａを内側筒状部３６ａに対して伸縮部３４ａの伸縮方向に案内可能に支持している。そのため、筒状部３８ａ（筐体３８）は、ガイド部材４０を介して内側筒状部３６ａ（筐体３６）に取り付けられている。

【0044】

ボルト４２はそれぞれ、貫通孔Ｈ４，Ｈ５内に挿通されている。ボルト４２の先端は、鍔部３８ｃと螺合している。そのため、ボルト４２も、筒状部３８ａを内側筒状部３６ａに対して伸縮部３４ａの伸縮方向に案内する機能を有する。

【0045】

コイルばね４４はそれぞれ、ボルト４２に挿通されている。コイルばね４４は、接続壁３６ｄと鍔部３８ｃとの間に配置されている。コイルばね４４は、接続壁３６ｄと鍔部３８ｃとを離間させる方向に両者の間に付勢力を付与する。

【0046】

以上の構成を有するセンサユニット２４Ａは、伸縮部３４ａが所定量だけ縮められ且つ完全には縮められていない状態（以下、「基準状態」という。）で、軸箱１４Ａ，１４Ｂ間に配置される。そのため、軸箱１４Ａ，１４Ｂ間の離間距離が大きくなった場合には、伸縮部３４ａもそれに追従して伸びる。その結果、距離センサ３４は、基準状態に対する伸縮部３４ａの伸び量を検出し、当該伸び量に基づいて隣り合うロール１２Ａ，１２Ｂ間のギャップを算出する。一方、軸箱１４Ａ，１４Ｂ間の離間距離が小さくなった場合には、伸縮部３４ａもそれに追従して縮まる。その結果、距離センサ３４は、基準状態に対する伸縮部３４ａの縮み量を検出し、当該縮み量に基づいて隣り合うロール１２Ａ，１２Ｂ間のギャップを算出する。このように、距離センサ３４は、伸縮部３４ａの伸縮量に基づいて、隣り合うロール１２Ａ，１２Ｂ間のギャップを計測する。

【0047】

図１に戻って、制御部２６は、一つ又は複数の制御用コンピュータにより構成され、カレンダ装置１を制御する。制御部２６は、制御条件に基づいてカレンダ装置１の各部の制御処理を実行する処理部（図示せず）と、コンピュータ読み取り可能な記録媒体からプログラムを読み取る読み取り部（図示せず）とを有する。当該記録媒体に記録されているプログラムは、カレンダ装置１の各部に制御処理を実行させるためのプログラムである。記録媒体としては、例えば、半導体メモリ、光記録ディスク、磁気記録ディスク、光磁気記録ディスクであってもよい。

【0048】

具体的には、制御部２６はカレンダ装置１を制御して、ロール１２Ａ，１２Ｂ間に供給された材料Ｍ１及びロール１２Ｃ，１２Ｄ間に供給されたＭ２と共にシート状の基材Ｓ１をロール１２Ｂ，１２Ｃで圧延することで、基材Ｓ１の各面に材料Ｍ１，Ｍ２の膜が成形されたシート状の製品Ｓ２をカレンダ装置１に製造させる（図２参照）。このとき、制御部２６は、距離センサ３４からの信号に基づいて、隣り合うロール１２Ａ，１２Ｂ間のギャップと、隣り合うロール１２Ｂ，１２Ｃ間のギャップと、隣り合うロール１２Ｃ，１２Ｄ間のギャップが一定となるように、各油圧シリンダ１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｄを制御する。

【0049】

例えば、距離センサ３４によって計測された隣り合うロール１２Ａ，１２Ｂ間のギャップが、目標値よりも小さい場合には、ロール１２Ａがロール１２Ｂから離間するように、軸箱１４Ａを油圧シリンダ１８Ａ側に引き寄せる。一方、距離センサ３４によって計測された隣り合うロール１２Ａ，１２Ｂ間のギャップが、目標値よりも大きい場合には、ロール１２Ａがロール１２Ｂに近接するように、油圧シリンダ１８Ａによって軸箱１４Ａを押す。

【0050】

以上のような本実施形態では、センサユニット２４Ａは、軸箱１４Ａと軸箱１４Ｂとの間に介在し且つその両者に接している。また、センサユニット２４Ａは、軸箱１４Ａ，１４Ｂが並ぶ一の方向において伸縮する伸縮部３４ａを備える距離センサ３４と、距離センサ３４を保持する筐体３６と、伸縮部３４ａと当接し且つ一の方向に沿ってスライド可能に筐体３６に対して取り付けられた筐体３８とを含む。そのため、軸箱１４Ａ，１４Ｂが近接する場合には、その近接した大きさだけ、筐体３８が一の方向にスライドして伸縮部３４ａが一の方向に縮む。一方、軸箱１４Ａ，１４Ｂが離間する場合には、その離間した大きさだけ、筐体３８が一の方向にスライドして伸縮部３４ａが一の方向に伸びる。このように、軸箱１４Ａ，１４Ｂの一の方向における移動量を、伸縮部３４ａの伸縮量として直接計測することができる。従って、センサユニット２４Ａを用いて、ロール１２Ａ，１２Ｂ間のギャップを極めて高精度に検出することができる。特に、特許文献１に記載のような非接触式の距離センサを用いた場合の精度は例えば１０μｍ以上であるが、伸縮部３４ａにより軸箱１４Ａ，１４Ｂの一の方向における移動量を伸縮量として直接計測した場合の精度は例えば１μｍ程度である。その結果、制御部２６が当該伸縮量に基づいて油圧シリンダ１８Ａを制御することにより、ロール１２Ａ，１２Ｂ間のギャップに関し、極めて高精度な制御が実現される。

【0051】

本実施形態では、２つのセンサユニット２４Ａは、ロール１２Ａの軸とロール１２Ｂの軸とを結ぶ仮想直線が間に位置するように配置されている。そのため、軸箱１４Ａ，１４Ｂのうち一方が他方に対して傾いても、２つのセンサユニット２４Ａで計測された２つの伸縮量の例えば平均値を用いることにより、ロール１２Ａ，１２Ｂ間のギャップを極めて高精度に検出することができる。

【0052】

本実施形態では、内側筒状部３６ａ（筐体３６）は、軸箱１４Ａに固定されている。底壁３８ｂ（筐体３８）は、軸箱１４Ｂに固定されておらず、軸箱１４Ｂの表面に当接しつつ当該表面の面内において移動可能な外表面Ｆ２を含んでいる。そのため、一の方向（伸縮部３４ａの伸縮方向）に直交する仮想平面においてロール１２Ａ，１２Ｂのうち一方が他方に対してずれるように移動しても、外表面Ｆ２もそれに追従して軸箱１４Ｂの表面に当接しつつ当該表面の面内において移動する。従って、当該仮想平面に沿った方向においてセンサユニット２４Ａに負荷が生ずることを抑制できる。また、伸縮部３４ａの伸縮方向が一の方向のままに保たれるので、ロール１２Ａ，１２Ｂの間において上記のようなずれが生ずるような場合でもロール１２Ａ，１２Ｂ間のギャップを極めて高精度に検出することができる。

【0053】

カレンダ装置１の動作中、ロール１２Ａ，１２Ｂは加熱されるので、その熱によって距離センサ３４が加熱されると温度ドリフトによって距離センサ３４からの出力値が変動する虞がある。しかしながら、本実施形態では、距離センサ３４（センサ本体部３４ｂ）に冷却ガスを供給するための供給路として、内側筒状部３６ａに貫通孔Ｈ１，Ｈ２が形成されている。そのため、貫通孔Ｈ１，Ｈ２を通じて冷却ガスで距離センサ３４を冷却することができる。従って、ロール１２Ａ，１２Ｂ間のギャップをより高精度に検出することができる。

【0054】

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記した実施形態に限定されるものではない。例えば、筐体３６，３８の一方は、軸箱１４Ａ，１４Ｂの一方に固定されており、筐体３６，３８の他方は、軸箱１４Ａ，１４Ｂの他方に固定されておらず、軸箱１４Ａ，１４Ｂの他方の表面に当接しつつ当該表面の面内において移動可能な接触面を含んでいてもよい。

【0055】

隣り合う一対の軸箱間には、少なくとも１つのセンサユニットが介在していてもよい。

【0056】

装置の動作時において、距離センサ３４の周囲に熱が生じ難い場合には、距離センサ３４を冷却するための供給路をセンサユニット２４Ａが含んでいなくてもよい。

【0057】

貫通孔Ｈ１，Ｈ２を通じて冷却ガスで距離センサを冷却する代わりに、筐体３６，３８を断熱材等で形成してもよい。この場合、距離センサ３４に付与される熱を低減することができるので、温度ドリフトによる影響を抑制することができる。従って、ロール１２Ａ，１２Ｂ間のギャップをより高精度に検出することができる。

【0058】

カレンダ装置１は、油圧シリンダ１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｄがロール１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｄからそれぞれ受けた圧力を電気信号に変換する圧力変換器を備えていてもよい。

【0059】

上記の実施形態では、カレンダ装置１について説明したが、隣り合う一対のロールによって材料を圧延する圧延装置に対して、本発明を広く適用することができる。

【符号の説明】

【0060】

１ カレンダ装置
１２Ａ〜１２Ｄ ロール
１４Ａ〜１４Ｄ 軸箱
１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｄ 油圧シリンダ
２２Ａ，２２Ｄ ロールクロス機構
２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｄ センサユニット
２６ 制御部
３４ 距離センサ
３４ａ 伸縮部
３４ｂ センサ本体部
３６，３８ 筐体
３６ａ 内側筒状部
３６ｂ 底壁
３８ａ 筒状部
３８ｂ 底壁
Ｈ１，Ｈ２ 貫通孔
Ｆ２ 外表面

【要約】

【課題】一対のロール間のギャップを極めて高精度に検出する。
【解決手段】カレンダ装置１は、隣り合うロール１２Ａ，１２Ｂと、ロール１２Ａの軸を回転可能に支持する軸箱１４Ａと、ロール１２Ｂの軸を回転可能に支持し且つ軸箱１４Ａと隣り合う軸箱１４Ｂと、ロール１２Ａとロール１２Ｂとを近接及び離間させるように軸箱１４Ａの位置を調節する油圧シリンダ１８Ａと、軸箱１４Ａと軸箱１４Ｂとの間に介在し且つその両者に接するセンサユニット２４Ａと、制御部２６とを備える。センサユニット２４Ａは、軸箱１４Ａ，１４Ｂが並ぶ方向において伸縮する伸縮部を備える距離センサと、距離センサを保持する内側筒状部と、伸縮部と当接し且つ伸縮部の伸縮方向に沿ってスライド可能に内側筒状部に対して取り付けられた筒状部とを含む。制御部２６は、伸縮部の伸縮量に基づいて油圧シリンダ１８Ａを制御する。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】