JP6256982B2 - Non-contact type positioning device for steel plate - Google Patents
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Description
本発明は、鋼板の搬送の際に生じる振動を非接触で抑制し、この振動による歪みを矯正して鋼板を位置決めするための鋼板の非接触型位置決め装置に関する。 The present invention relates to a non-contact type positioning apparatus for a steel sheet for suppressing vibration generated during conveyance of the steel sheet in a non-contact manner and correcting the distortion caused by the vibration to position the steel sheet.
鋼板のめっき加工工程において、一般的には、焼鈍し等の前処理を連続的に施し高温に保持した被めっき鋼板を、溶融金属ポット（溶融めっき浴）中のシンクロールに通板して上方へ走行させ、その走行下でめっき付着量、つまり溶融金属の膜厚が調整されている。 In the steel plate plating process, in general, the steel plate to be plated, which has been continuously subjected to pretreatments such as annealing and kept at a high temperature, is passed through a sink roll in a molten metal pot (a hot dipping bath) and moved upward. The amount of plating adhesion, that is, the thickness of the molten metal is adjusted under the traveling.
めっきされた鋼板は乾燥工程へと搬送されるが、めっきが乾燥する前にローラを接触させるとキズとなるため、シンクロールから乾燥工程までの間にローラを用いることができない。よって、この搬送工程において通板の際に発生する機械的振動やたわみによって歪みが生じやすくなる。ゆえに、通板の際に生じる歪みを非接触で抑制することが求められる。 The plated steel sheet is transported to the drying process, but if the roller is brought into contact with the plating before the plating is dried, the roller cannot be used between the sink roll and the drying process. Therefore, distortion is likely to occur due to mechanical vibration or deflection that occurs during sheet passing in this transport process. Therefore, it is required to suppress non-contact distortion generated when the sheet is passed.
従来、めっき加工工程における非接触型の鋼板位置決め装置として、鋼板の走行方向に沿って両側に電磁石や永久磁石を配置し、この電磁石や永久磁石をアクチュエータで操作する装置が用いられている（非特許文献１）。非特許文献１記載の装置は、アクチュエータを用いて鋼板がゆがんだ方向へ磁石を移動させることにより、磁石と鋼板との距離を調整するものである。これにより、鋼板の歪みを矯正することができる。 Conventionally, as a non-contact type steel plate positioning apparatus in the plating process, an apparatus in which an electromagnet or a permanent magnet is arranged on both sides along the traveling direction of the steel sheet and this electromagnet or permanent magnet is operated by an actuator is used (non- Patent Document 1). The apparatus described in Non-Patent Document 1 adjusts the distance between a magnet and a steel plate by moving the magnet in a direction in which the steel plate is distorted using an actuator. Thereby, distortion of a steel plate can be corrected.
このような非接触型の鋼板位置決め装置において、鋼板に発生する磁力（吸引力）の向上が求められている。 In such a non-contact type steel plate positioning apparatus, improvement in magnetic force (attraction force) generated in the steel plate is required.
また、電磁石を用いる場合、電力消費が大きく、振動が一定距離を超える場合、鋼板位置決め装置に接触する可能性があるという問題がある。 Moreover, when using an electromagnet, there exists a problem that there exists a possibility of contacting a steel plate positioning apparatus, when power consumption is large and a vibration exceeds a fixed distance.
上記電磁石を用いた場合の問題点を解消するべく、永久磁石を用いることで、省電力化、制御範囲の拡大を図ることも提案されている。しかし、薄鋼板の場合、高磁場を働かせたときに磁気飽和しやすくなるという問題がある。 In order to solve the problems in the case of using the electromagnet, it has been proposed to use a permanent magnet to save power and expand the control range. However, in the case of a thin steel plate, there is a problem that magnetic saturation easily occurs when a high magnetic field is applied.
また、磁石を走行する鋼板に対し移動させると、鋼板に渦電流が発生する。この渦電流は鋼板が走行するのを妨げる力となる。 Further, when the magnet is moved with respect to the traveling steel plate, an eddy current is generated in the steel plate. This eddy current is a force that prevents the steel plate from traveling.
非特許文献１に記載の鋼板の非接触型位置決め装置において、鋼板の歪みを矯正するための十分な磁力を得るためには磁石のサイズを大きくする必要がある。しかしながら、磁石のサイズを大きくすると鋼板に生じる渦電流も大きくなる。これにより、鋼板の走行が妨げられるため、鋼板の走行速度が遅くなるという問題、あるいは走行速度を維持するためにより大きな力が必要となるという問題がある。 In the non-contact type positioning apparatus for a steel sheet described in Non-Patent Document 1, it is necessary to increase the size of the magnet in order to obtain a sufficient magnetic force for correcting the distortion of the steel sheet. However, when the size of the magnet is increased, the eddy current generated in the steel plate also increases. This hinders the travel of the steel plate, and thus there is a problem that the travel speed of the steel plate is slow, or a greater force is required to maintain the travel speed.
つまり、従来の鋼板の非接触型位置決め装置では、磁石のサイズが小さいと鋼板を吸引する吸引力も小さくなり、鋼板の振動を十分に抑制することができない。一方、鋼板の振動を抑制するために磁石のサイズ大きくすると、鋼板に発生する渦電流が大きくなり、鋼板の走行が妨げられるという問題がある。
上記問題は、めっき加工工程に限らず、圧延工程などの鋼板を搬送する工程において存在する。
That is, in the conventional non-contact positioning apparatus for steel plates, if the size of the magnet is small, the attractive force for attracting the steel plates also becomes small, and vibration of the steel plates cannot be sufficiently suppressed. On the other hand, when the size of the magnet is increased in order to suppress the vibration of the steel plate, there is a problem that the eddy current generated in the steel plate increases and the travel of the steel plate is hindered.
The said problem exists not only in a plating process but in the process of conveying steel plates, such as a rolling process.
本発明は、上述したような問題点を解決すべくなされたものであって、高い吸引力を有するとともに磁気飽和が改善された鋼板の非接触型位置決め装置を提供するものである。また、鋼板に発生する渦電流を抑制することにより鋼板の搬送速度を維持しつつより小さな力で鋼板の搬送を行うことができる鋼板の非接触型位置決め装置を提供するものである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a non-contact type positioning apparatus for a steel sheet having high attractive force and improved magnetic saturation. It is another object of the present invention to provide a non-contact type positioning apparatus for a steel sheet that can transport the steel sheet with a smaller force while maintaining the conveying speed of the steel sheet by suppressing the eddy current generated in the steel sheet.
請求項１に係る発明は、搬送される鋼板の表面側と裏面側に鋼板吸引用永久磁石を備えた鋼板の非接触型位置決め装置であって、前記鋼板吸引用永久磁石は、前記鋼板の表面及び裏面に対し間隔をおいて且つ対向するように配されており、前記鋼板吸引用永久磁石の前記鋼板と対向する面の配列は、ハルバッハ配列であることを特徴とする鋼板の非接触型位置決め装置に関する。 The invention according to claim 1 is a non-contact type positioning device for a steel plate provided with steel plate attracting permanent magnets on the front surface side and the back surface side of the steel plate to be conveyed, wherein the steel plate attracting permanent magnet is a surface of the steel plate. And the rear surface of the permanent magnet for attracting the steel plate, the arrangement of the surface of the permanent magnet for facing the steel plate facing the steel plate is a Halbach arrangement. Relates to the device.
請求項２に係る発明は、前記鋼板吸引用永久磁石は、円筒状または多角形筒状であり、その側面が互いに対向するとともに基準軸が前記鋼板の搬送方向に対して垂直となるように配されており、前記鋼板吸引用永久磁石の配列は、周方向にハルバッハ配列が組まれており、前記鋼板の非接触型位置決め装置は、前記鋼板吸引用永久磁石を基準軸回りに回転させる回転駆動手段を備えていることを特徴とする請求項１記載の鋼板の非接触型位置決め装置に関する。
The invention according to claim 2, wherein the steel sheet suction permanent magnet is a cylindrical or polygonal tubular shape, so that the criteria axis together when the sides are opposed to each other is perpendicular to the conveying direction of the steel sheet The steel plate attracting permanent magnets are arranged in a Halbach array in the circumferential direction, and the non-contact positioning device for the steel plates rotates the steel plate attracting permanent magnets around a reference axis. 2. The non-contact type positioning apparatus for a steel sheet according to claim 1, further comprising a rotation driving means.
請求項３に係る発明は、前記鋼板吸引用永久磁石の配列は、長手方向に隣り合う磁石が１／２〜１／４位相ずつずらした組み合わせからなることを特徴とする請求項２記載の鋼板の非接触型位置決め装置に関する。 The invention according to claim 3 is the steel plate according to claim 2, wherein the arrangement of the permanent magnets for attracting the steel plate is a combination in which magnets adjacent in the longitudinal direction are shifted by 1/2 to 1/4 phase. The present invention relates to a non-contact type positioning apparatus.
請求項４に係る発明は、前記鋼板吸引用永久磁石は八角以上の多角形筒状であることを特徴とする請求項２又は３に記載の鋼板の非接触型位置決め装置に関する。 The invention according to claim 4 relates to the non-contact type positioning apparatus for a steel plate according to claim 2 or 3, wherein the steel plate attracting permanent magnet has an octagonal or more polygonal cylindrical shape.
請求項１に係る発明によれば、鋼板吸引用永久磁石が鋼板の表面及び裏面に対し間隔をおいて且つ対向するように配されており、前記鋼板吸引用永久磁石の前記鋼板と対向する面の配列がハルバッハ配列であることにより、高い吸引力を有するとともに磁気飽和が改善された鋼板の非接触型位置決め装置とすることができる。 According to the first aspect of the present invention, the steel plate attracting permanent magnets are arranged so as to be opposed to the front and back surfaces of the steel plate with a space therebetween, and the surface of the steel plate attracting permanent magnet facing the steel plate. Since the arrangement is a Halbach arrangement, a non-contact type positioning apparatus for a steel sheet having a high attractive force and improved magnetic saturation can be obtained.
請求項２に係る発明によれば、鋼板吸引用永久磁石は、円筒状または多角形筒状であり、その側面が互いに対向するとともに基準軸が前記鋼板の搬送方向に対して垂直となるように配されており、前記鋼板吸引用永久磁石の配列は、周方向にハルバッハ配列が組まれており、前記鋼板の非接触型位置決め装置は、前記鋼板吸引用永久磁石を基準軸回りに回転させる回転駆動手段を備えていることにより、鋼板への渦電流の発生を抑制することができ、これにより鋼板の走行を妨げる力を抑えることができる。よって、より小さな力で搬送速度を落とすことなく鋼板の搬送を行うことができる。よって、鋼板吸引用永久磁石のサイズが小さくても鋼板の位置決めを行うのに十分な吸引力を発揮することができる。
According to the invention of claim 2, the steel sheet suction permanent magnet, a cylindrical or polygonal cylindrical, standards axis together when the sides are opposed to each other is perpendicular to the conveying direction of the steel sheet The arrangement of the permanent magnets for attracting steel plates is a Halbach array in the circumferential direction, and the non-contact positioning device for the steel plates rotates the permanent magnets for attracting steel plates around a reference axis. By providing the rotational drive means to be generated, it is possible to suppress the generation of eddy currents in the steel sheet, and thereby it is possible to suppress the force that hinders the traveling of the steel sheet. Therefore, the steel sheet can be transported without reducing the transport speed with a smaller force. Therefore, even if the size of the permanent magnet for attracting the steel plate is small, a sufficient attractive force for positioning the steel plate can be exhibited.
請求項３に係る発明によれば、鋼板吸引用永久磁石の配列が、長手方向に隣り合う磁石が１／２〜１／４位相ずつずらした組み合わせからなることにより、通板の際の渦電流の発生をより抑えることができ、吸引力を回転角度に依存せずより一定に維持することができる。 According to the invention according to claim 3, the arrangement of the permanent magnets for attracting steel plates is a combination in which the magnets adjacent in the longitudinal direction are shifted by ½ to ¼ phase, so Generation can be further suppressed, and the suction force can be kept more constant without depending on the rotation angle.
請求項４に係る発明によれば、鋼板吸引用永久磁石が八角以上の多角形筒状であることにより、鋼板と対向する鋼板吸引部材の側面の面積がより小さくなるため、鋼板に発生する渦電流をより小さくすることができ、これにより鋼板の走行を妨げる力をより抑えることができる。よって、より小さな力で搬送速度を落とすことなく鋼板の搬送を行うことができる。 According to the invention which concerns on Claim 4, since the permanent magnet for steel plate attraction | suction is a polygonal cylinder shape of an octagon or more, since the area of the side surface of the steel plate attraction | suction member facing a steel plate becomes smaller, the eddy which generate | occur | produces in a steel plate The electric current can be further reduced, and thereby the force that hinders the running of the steel sheet can be further suppressed. Therefore, the steel sheet can be transported without reducing the transport speed with a smaller force.
以下、本発明に係る鋼板の非接触型位置決め装置について、図面を参照しながら説明する。尚、本実施形態において、本発明に係る鋼板の非接触型位置決め装置をめっき加工工程にて使用する形態について説明するが、本発明に係る鋼板の非接触型位置決め装置は、めっき加工工程に限定されるものではなく、圧延工程などの鋼板を搬送する工程において鋼板の振動を抑制することが必要な工程で使用することができる。 Hereinafter, a non-contact type positioning apparatus for steel sheets according to the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, in this embodiment, although the form which uses the non-contact type positioning device of the steel plate which concerns on this invention in a plating process is demonstrated, the non-contact type positioning device of the steel plate which concerns on this invention is limited to a plating process However, it can be used in a process that needs to suppress vibration of the steel sheet in a process of conveying the steel sheet, such as a rolling process.
図１は、本発明に係る鋼板の非接触型位置決め装置の第１実施形態の概略図である。鋼板（２）は、溶融金属ポット（４）中のシンクロール（３）に案内されて、溶融金属ポット（４）中に進入し表面にめっきを施した後、溶融金属ポット（４）外へと上方へ走行し、乾燥工程へ送られるようになっている。 FIG. 1 is a schematic view of a first embodiment of a non-contact positioning apparatus for steel sheets according to the present invention. The steel plate (2) is guided by the sink roll (3) in the molten metal pot (4), enters the molten metal pot (4), plating the surface, and then goes out of the molten metal pot (4). It travels upward and is sent to the drying process.
本発明に係る鋼板の非接触型位置決め装置（１０）は、鋼板吸引用永久磁石（１）を備えており、詳しくは、搬送される鋼板（２）の表面側と裏面側に鋼板吸引用永久磁石（１ａ、１ｂ）を備えている。以下、鋼板吸引用永久磁石（１ａ、１ｂ）を永久磁石（１ａ、１ｂ）ともいう。永久磁石（１ａ、１ｂ）は、鋼板（２）の表面及び裏面に対し間隔をおいて且つ対向するように配されている。 The non-contact type positioning device (10) for a steel plate according to the present invention includes a permanent magnet (1) for attracting a steel plate. Specifically, the permanent plate for attracting a steel plate is provided on the front side and the back side of the steel plate (2) to be conveyed. Magnets (1a, 1b) are provided. Hereinafter, the steel plate attracting permanent magnets (1a, 1b) are also referred to as permanent magnets (1a, 1b). The permanent magnets (1a, 1b) are arranged so as to face and face the front and back surfaces of the steel plate (2).
永久磁石（１ａ、１ｂ）の磁力により、鋼板（２）を表面側と裏面側とから吸引することができる。永久磁石（１ａ、１ｂ）は、該永久磁石（１ａ、１ｂ）を図１における左右方向に移動させるためのアクチュエータ（６）と接続されている。これにより、鋼板（２）と磁石（１ａ）との距離と、鋼板（２）と磁石（１ｂ）との距離とが保たれ、鋼板（２）の振動に起因する歪みを矯正することができる。 A steel plate (2) can be attracted | sucked from the surface side and a back surface side with the magnetic force of a permanent magnet (1a, 1b). The permanent magnets (1a, 1b) are connected to an actuator (6) for moving the permanent magnets (1a, 1b) in the left-right direction in FIG. Thereby, the distance of a steel plate (2) and a magnet (1a) and the distance of a steel plate (2) and a magnet (1b) are maintained, and the distortion resulting from the vibration of a steel plate (2) can be corrected. .
図２は、本発明に係る鋼板の非接触型位置決め装置の鋼板吸引用永久磁石の配置を示す概略図であり、（ａ）１次元のハルバッハ配列、（ｂ）２次元のハルバッハ配列を示す図である。
図示の如く、永久磁石（１ａ、１ｂ）の鋼板（２）と対向する面の配列は、ハルバッハ配列である。ハルバッハ配列は、片側に磁場を集中させることで比較的無駄なく磁力を得られる手法である。本発明において、永久磁石（１ａ、１ｂ）の配列をハルバッハ配列とすることにより、吸引力を向上させることができるとともに、磁気飽和を改善することができる。
永久磁石（１ａ、１ｂ）の配列は、図２（ａ）に示す如く一方向にハルバッハ配列を用いた１次元のハルバッハ配列であってもよく、図２（ｂ）に示す如く縦方向及び横方向にハルバッハ配列を用いた２次元のハルバッハ配列であってもよい。
FIG. 2 is a schematic diagram showing the arrangement of steel plate permanent magnets of the non-contact type positioning apparatus for steel plates according to the present invention, (a) one-dimensional Halbach array, (b) two-dimensional Halbach array. It is.
As shown in the figure, the arrangement of the surfaces of the permanent magnets (1a, 1b) facing the steel plate (2) is a Halbach arrangement. The Halbach array is a technique in which a magnetic force can be obtained relatively efficiently by concentrating a magnetic field on one side. In the present invention, by making the arrangement of the permanent magnets (1a, 1b) a Halbach arrangement, the attractive force can be improved and the magnetic saturation can be improved.
The arrangement of the permanent magnets (1a, 1b) may be a one-dimensional Halbach arrangement using a Halbach arrangement in one direction as shown in FIG. 2 (a). A two-dimensional Halbach array using a Halbach array in the direction may be used.
図３は、本発明に係る鋼板の非接触型位置決め装置の第２実施形態の概略図である。
磁石（１ａ、１ｂ）は、円筒状または多角形筒状であり、その側面が互いに対向するとともに基準軸が鋼板（２）の走行方向と垂直となるように配されている。
尚、図示していないが、本実施形態においても、第１実施形態と同様、永久磁石（１ａ、１ｂ）に該永久磁石（１ａ、１ｂ）を図３における左右方向に移動させるためのアクチュエータが接続されており、永久磁石（１ａ、１ｂ）と鋼板（２）との間隙距離を調整することができる。
FIG. 3 is a schematic view of a second embodiment of a non-contact positioning apparatus for steel sheets according to the present invention.
The magnets (1a, 1b) have a cylindrical shape or a polygonal cylindrical shape, and are arranged so that the side surfaces thereof face each other and the reference axis is perpendicular to the traveling direction of the steel plate (2).
Although not shown in the figure, in this embodiment as well, the actuator for moving the permanent magnets (1a, 1b) in the left-right direction in FIG. The gap distance between the permanent magnet (1a, 1b) and the steel plate (2) can be adjusted.
本発明に係る鋼板の非接触型位置決め装置（１０）は、磁石（１ａ、１ｂ）を基準軸回りに回転させる回転駆動手段（図示せず）を備えている。
回転駆動手段は、永久磁石（１ａ、１ｂ）の基準軸回りに回転させることができるものであれば特に限定されるものではなく、モータが好適に用いられる。永久磁石（１ａ、１ｂ）の回転方向は限定されず、任意の方向とされる。
The steel sheet non-contact positioning device (10) according to the present invention is provided with a rotation driving means (not shown) for rotating the magnets (1a, 1b) around a reference axis.
The rotation driving means is not particularly limited as long as it can be rotated around the reference axis of the permanent magnet (1a, 1b), and a motor is preferably used. The direction of rotation of the permanent magnets (1a, 1b) is not limited and may be any direction.
回転駆動手段により、永久磁石（１ａ、１ｂ）を基準軸回りに回転させる。永久磁石（１ａ、１ｂ）が回転することで、通板の際に発生する渦電流を抑制することができる。
回転速度は、鋼板の走行速度と同じとすることが好ましい。これにより、応答に優れたものとすることができる。
The permanent magnets (1a, 1b) are rotated around the reference axis by the rotation driving means. By rotating the permanent magnets (1a, 1b), it is possible to suppress eddy currents that occur when the plate is passed.
The rotational speed is preferably the same as the traveling speed of the steel plate. Thereby, it can be excellent in the response.
さらに、永久磁石（１ａ、１ｂ）が円筒状または多角形筒状であることにより、鋼板（２）と対向する永久磁石（１ａ、１ｂ）の側面の面積が小さくなる。図３に示す如く、永久磁石（１ａ、１ｂ）が基準軸回りに回転する際、鋼板（２）と対向する面（即ち、鋼板（２）と最も距離が近い面）は、多角形の一辺を含む側面のうちいずれか一面のみである。したがって、鋼板（２）に発生する渦電流を小さくすることができる。鋼板（２）に発生する渦電流は鋼板（２）の走行を妨げるものであるので、渦電流を小さくすることにより鋼板（２）の走行を妨げる力を抑えることができる。よって、より小さな力で搬送速度を落とすことなく鋼板（２）の搬送を行うことができる。 Furthermore, the area of the side surface of the permanent magnet (1a, 1b) facing the steel plate (2) is reduced because the permanent magnet (1a, 1b) is cylindrical or polygonal cylindrical. As shown in FIG. 3, when the permanent magnet (1a, 1b) rotates around the reference axis, the surface facing the steel plate (2) (that is, the surface closest to the steel plate (2)) is one side of the polygon. Only one of the side surfaces including Therefore, the eddy current generated in the steel plate (2) can be reduced. Since the eddy current generated in the steel plate (2) hinders the travel of the steel plate (2), the force that hinders the travel of the steel plate (2) can be suppressed by reducing the eddy current. Therefore, the steel plate (2) can be transported without lowering the transport speed with a smaller force.
図４は、本発明に係る鋼板の非接触型位置決め装置の第２実施形態の鋼板吸引用永久磁石の配列を示す概略図であり、（ａ）長手方向に隣り合う磁石の位相が同じである場合、（ｂ）長手方向に隣り合う磁石が１／４位相ずつずらした組み合わせからなる場合、（ｃ）長手方向に隣り合う磁石が１／２位相ずつずらした組み合わせからなる場合の斜視図である。
永久磁石（１ａ、１ｂ）は、八角以上の多角形筒状であることがより好ましく、図３に示す如く八角形筒状であってもよく、図４に示す如く十六角形筒状であってもよい。磁石（１ａ、１ｂ）を八角以上の多角形筒状とすることにより、鋼板（２）と対向する磁石（１ａ、１ｂ）の側面の面積がより小さくなるため、鋼板（２）に発生する渦電流をより小さくすることができる。これにより鋼板（２）の走行を妨げる力をより抑えることができる。よって、より小さな力で搬送速度を落とすことなく鋼板（２）の搬送を行うことができる。
また磁石（１ａ、１ｂ）を多角形筒状とすることにより、円筒状に比べて磁石の製作が容易である。
FIG. 4 is a schematic view showing an arrangement of steel plate attracting permanent magnets of a second embodiment of the non-contact positioning apparatus for steel plates according to the present invention, and (a) the phases of magnets adjacent in the longitudinal direction are the same. In the case, (b) When the magnets adjacent to each other in the longitudinal direction are composed of a combination shifted by ¼ phase, (c) When the magnets adjacent to each other in the longitudinal direction are composed of a combination shifted by ½ phase, .
The permanent magnets (1a, 1b) are more preferably octagonal or more polygonal cylinders, and may be octagonal cylinders as shown in FIG. 3 or dodecagonal cylinders as shown in FIG. May be. By making the magnets (1a, 1b) into a polygonal cylinder with an octagon or more, the area of the side surface of the magnet (1a, 1b) facing the steel plate (2) becomes smaller, so vortices generated in the steel plate (2) The current can be further reduced. Thereby, the force which prevents driving | running | working of a steel plate (2) can be suppressed more. Therefore, the steel plate (2) can be transported without lowering the transport speed with a smaller force.
Moreover, by making the magnets (1a, 1b) into a polygonal cylindrical shape, the magnet can be easily manufactured as compared with the cylindrical shape.
永久磁石（１ａ、１ｂ）は、図４（ａ）に示す如く、周方向にハルバッハ配列が組まれている。これにより、高い吸引力を有するとともに、通板の際に発生する渦電流を抑制することができる。
永久磁石（１ａ、１ｂ）は、図４（ｂ）、（ｃ）に示す如く、長手方向に隣り合う磁石が１／２〜１／４位相ずつずらした組み合わせからなることが好ましい。これにより、渦電流の発生をより抑えることができ、吸引力を回転角度に依存せずより一定に維持することができる。
As shown in FIG. 4A, the permanent magnets (1a, 1b) are arranged in a Halbach array in the circumferential direction. Thereby, while having a high attraction | suction force, the eddy current generate | occur | produced in the case of a plate can be suppressed.
As shown in FIGS. 4B and 4C, the permanent magnets (1a, 1b) are preferably made of a combination in which magnets adjacent in the longitudinal direction are shifted by 1/2 to 1/4 phase. Thereby, generation | occurrence | production of an eddy current can be suppressed more and an attraction force can be maintained more constant irrespective of a rotation angle.
磁石（１ａ、１ｂ）の径及び高さは、鋼板（２）の幅などによって適宜決定することができる。 The diameter and height of the magnets (1a, 1b) can be appropriately determined depending on the width of the steel plate (2).
以下の実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明に係る鋼板の非接触型位置決め装置は、これらに限定されるものではない。 Although it demonstrates still in detail based on the following examples, the non-contact-type positioning device of the steel plate concerning the present invention is not limited to these.
＜実施例１＞
図１に示す鋼板の非接触型位置決め装置において、鋼板吸引用永久磁石として、縦４０×横４０ｍｍ×厚さ１．０ｍｍのネオジム磁石からなるとともに、鋼板と対向する面が図２（ａ）に示す如く５つの磁石が一方向にハルバッハ配列を用いて配列された１次元のハルバッハ配列を用いたものを実施例１とした。
<Example 1>
In the non-contact type positioning apparatus for a steel plate shown in FIG. 1, a permanent magnet for attracting a steel plate is composed of a neodymium magnet of length 40 × width 40 mm × thickness 1.0 mm, and the surface facing the steel plate is shown in FIG. As shown in the drawing, Example 1 is one using a one-dimensional Halbach array in which five magnets are arrayed in one direction using a Halbach array.
＜実施例２＞
実施例１とは、鋼板吸引用永久磁石として９つの磁石が一方向にハルバッハ配列を用いて配列された１次元のハルバッハ配列を用いたこと以外は同じである。
<Example 2>
Example 1 is the same as that of Example 1 except that a one-dimensional Halbach array in which nine magnets are arranged in one direction using a Halbach array as a steel plate attracting permanent magnet is used.
＜実施例３＞
実施例１とは、鋼板吸引用永久磁石として、図２（ｂ）に示す如く、縦方向及び横方向に５×５の磁石がハルバッハ配列を用いて配列された２次元のハルバッハ配列を用いたこと以外は同じである。
<Example 3>
The first embodiment uses a two-dimensional Halbach array in which 5 × 5 magnets are arrayed in a vertical direction and a horizontal direction using a Halbach array as shown in FIG. It is the same except that.
＜実施例４＞
実施例１とは、鋼板吸引用永久磁石として、縦方向及び横方向に９×９の磁石がハルバッハ配列を用いて配列された２次元のハルバッハ配列を用いたこと以外は同じである。
<Example 4>
The first embodiment is the same as the permanent magnet for attracting steel plates except that a two-dimensional Halbach array in which 9 × 9 magnets are arrayed in the longitudinal direction and the lateral direction using the Halbach array is used.
＜実施例５＞
実施例１とは、鋼板吸引用永久磁石として、縦方向及び横方向に１１×１１の磁石がハルバッハ配列を用いて配列された２次元のハルバッハ配列を用いたこと以外は同じである。
<Example 5>
Example 1 is the same as that of Example 1 except that a two-dimensional Halbach array in which 11 × 11 magnets are arrayed in a vertical direction and a horizontal direction using a Halbach array is used as a steel plate attracting permanent magnet.
＜比較例１＞
鋼板吸引用永久磁石として、縦４０×横４０ｍｍ×厚さ１．０ｍｍのネオジム磁石からなるとともにハルバッハ配列を用いていないものを比較例１とした。
<Comparative Example 1>
Comparative Example 1 was a permanent magnet for attracting steel plates that was composed of neodymium magnets of length 40 × width 40 mm × thickness 1.0 mm and did not use a Halbach array.
（試験方法）
板幅４０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍのＳＳ４００製の薄鋼板の両サイドに、実施例１−５及び比較例１の永久磁石を配置し、静止する或いは走行する鋼板に対し永久磁石を近づけていった場合の吸引力の変化を測定した。
(Test method)
The permanent magnets of Example 1-5 and Comparative Example 1 are arranged on both sides of a SS400 thin steel plate having a plate width of 40 mm and a thickness of 0.5 mm, and the permanent magnet is brought close to the steel plate that is stationary or traveling. The change in suction force was measured.
図５は、実施例１−４及び比較例１の鋼板の非接触型位置決め装置の吸引力と空隙との関係を示すグラフである。鋼板は静止した状態である。
図５からわかるように、ハルバッハ配列を用いた実施例１−４はハルバッハ配列を用いていない比較例１に比べて吸引力が大きく、鋼板との間隙距離を近づけていくと急激に吸引力が増加する。
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the suction force and the air gap of the non-contact type positioning apparatus for steel plates of Examples 1-4 and Comparative Example 1. The steel plate is stationary.
As can be seen from FIG. 5, Example 1-4 using the Halbach array has a greater suction force than Comparative Example 1 not using the Halbach array, and the suction force suddenly increases as the gap distance from the steel plate is reduced. To increase.
図６は、実施例５及び比較例１の鋼板の非接触型位置決め装置の磁場と最大磁束密度の関係を示すグラフである。配列無しの永久磁石（比較例１）は、間隙２．０ｍｍでＳＳ４００の飽和磁束密度（＝１．９５［Ｔ］）を超えているのに対し、２次元ハルバッハ配列を用いた永久磁石（実施例５）は０．９ｍｍで初めてＳＳ４００の飽和磁束密度を超えた。これは、ハルバッハ配列を用いることにより、吸引力向上だけでなく、磁気飽和を改善することができることを示している。 FIG. 6 is a graph showing the relationship between the magnetic field and the maximum magnetic flux density of the non-contact type positioning apparatus for steel plates of Example 5 and Comparative Example 1. The permanent magnet without the arrangement (Comparative Example 1) exceeds the saturation magnetic flux density (= 1.95 [T]) of SS400 with a gap of 2.0 mm, whereas the permanent magnet using the two-dimensional Halbach arrangement (implementation) Example 5) exceeded the saturation magnetic flux density of SS400 for the first time at 0.9 mm. This indicates that the magnetic saturation can be improved as well as the attraction force by using the Halbach array.
図７は、実施例５の鋼板の非接触型位置決め装置の、鋼板が走行する場合と走行しない場合の吸引力と空隙との関係を示すグラフである。鋼板の走行速度は２００ｍ／ｍｉｎとした。鋼板が走行する場合は、走行しない場合に比べて、通板による渦電流損によって吸引力が半減した。
この渦電流損回避を図るため、以下の実施例にて渦電流損回避の程度を調べた。
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the suction force and the gap when the steel plate travels and when the steel plate does not travel, in the non-contact positioning apparatus for steel plates of Example 5. The running speed of the steel plate was 200 m / min. When the steel plate traveled, the attractive force was reduced by half due to the eddy current loss caused by the through plate compared to the case where the steel plate did not travel.
In order to avoid this eddy current loss, the degree of eddy current loss avoidance was examined in the following examples.
＜実施例６＞
図３に示す鋼板の非接触型位置決め装置において、図４（ａ）に示す如く、周方向にハルバッハ配列を組んで配列された、半径２０ｍｍ×長さ４０ｍｍの１６角形筒状のネオジム磁石を用いたものを実施例６とした。
<Example 6>
In the non-contact type positioning apparatus for a steel plate shown in FIG. 3, as shown in FIG. 4 (a), a hexagonal cylindrical neodymium magnet having a radius of 20 mm and a length of 40 mm arranged in a Halbach array in the circumferential direction is used. This was designated as Example 6.
＜実施例７＞
鋼板吸引用永久磁石において、図４（ｂ）に示す如く、長手方向に隣り合う磁石を１／４位相ずつずらしたこと以外は実施例６と同じとした。
<Example 7>
The steel plate attracting permanent magnet was the same as Example 6 except that the magnets adjacent in the longitudinal direction were shifted by ¼ phase as shown in FIG.
＜実施例８＞
鋼板吸引用永久磁石において、図４（ｃ）に示す如く、長手方向に隣り合う磁石を１／２位相ずつずらしたこと以外は実施例６と同じとした。
<Example 8>
The steel plate attracting permanent magnet was the same as Example 6 except that the magnets adjacent to each other in the longitudinal direction were shifted by ½ phase as shown in FIG.
図８は、実施例６−８の鋼板の非接触型位置決め装置の、永久磁石が回転する場合と回転しない場合の吸引力と間隙との関係を示すグラフである。尚、永久磁石と鋼板との間隙距離は４．０ｍｍ、鋼板の走行速度は２００ｍ／ｍｉｎとし、永久磁石の回転速度は鋼板の走行速度と同じとした。
図８から、永久磁石を回転させることにより発生する渦電流を減少させることができることがわかる。また、長手方向に隣り合う磁石の位相をずらしたもの（実施例７及び８）は、位相をずらしていないもの（実施例６）に比べて渦電流の発生を抑制することができ、特に１／２位相ずつずらしたもの（実施例８）が、最も吸引力が一定にできることがわかる。
FIG. 8 is a graph showing the relationship between the attractive force and the gap when the permanent magnet rotates and when the permanent magnet does not rotate in the non-contact positioning apparatus for steel plates of Example 6-8. The gap distance between the permanent magnet and the steel plate was 4.0 mm, the running speed of the steel plate was 200 m / min, and the rotational speed of the permanent magnet was the same as the running speed of the steel plate.
It can be seen from FIG. 8 that the eddy current generated by rotating the permanent magnet can be reduced. Also, the magnets that are shifted in phase in the longitudinal direction (Examples 7 and 8) can suppress the generation of eddy currents compared to those that are not shifted in phase (Example 6). It can be seen that the suction force can be made most constant when the phase is shifted by / 2 phases (Example 8).
本発明は、鋼板のめっき加工工程や圧延工程などの鋼板を搬送する工程において、鋼板の振動を抑制することにより鋼板の位置決めを行う装置として好適に利用されるものである。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is suitably used as an apparatus for positioning a steel sheet by suppressing the vibration of the steel sheet in a process of conveying the steel sheet such as a steel plate plating process or a rolling process.
１（１ａ、１ｂ） 鋼板吸引用永久磁石（磁石）
２ 鋼板
３ シンクロール
４ 溶融金属ポット
６ アクチュエータ
１０ 鋼板の非接触型位置決め装置
1 (1a, 1b) Permanent magnet for attracting steel plates (magnet)
2 Steel plate 3 Sink roll 4 Molten metal pot 6 Actuator 10 Non-contact positioning device for steel plate
Claims (4)
前記鋼板吸引用永久磁石は、前記鋼板の表面及び裏面に対し間隔をおいて且つ対向するように配されており、
前記鋼板吸引用永久磁石の前記鋼板と対向する面の配列は、ハルバッハ配列であることを特徴とする鋼板の非接触型位置決め装置。 A non-contact type positioning device for a steel plate provided with permanent magnets for steel plate suction on the front side and the back side of the steel plate to be conveyed,
The steel plate attracting permanent magnet is arranged so as to face and face the front and back surfaces of the steel plate,
The non-contact type positioning device for a steel plate, wherein the arrangement of the surface of the permanent magnet for attracting the steel plate facing the steel plate is a Halbach array.
前記鋼板吸引用永久磁石の配列は、周方向にハルバッハ配列が組まれており、
前記鋼板の非接触型位置決め装置は、前記鋼板吸引用永久磁石を基準軸回りに回転させる回転駆動手段を備えていることを特徴とする請求項１記載の鋼板の非接触型位置決め装置。 The steel sheet suction permanent magnet is a cylindrical or polygonal tubular shape, and disposed so as to be perpendicular standards axis together when the sides are opposed to each other with respect to the transport direction of the steel sheet,
The arrangement of the permanent magnets for attracting steel plates is a Halbach arrangement in the circumferential direction,
2. The non-contact type positioning apparatus for a steel plate according to claim 1, wherein the non-contact type positioning device for the steel plate includes a rotation driving means for rotating the permanent magnet for attracting the steel plate about a reference axis.
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