JP3046489B2 - 帯状磁性体の保持装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は帯状磁性体の保持に関
し、例えばライン上を搬送される鋼板の非接触での位置
決めに利用しうる。

【０００２】

【従来の技術】例えば、鋼板の製造ラインにおいて、鋼
板を加熱炉，塗装設備，メッキ設備などのような処理設
備に通す場合、処理設備の内部及びその前後では、接触
するロ−ラなどを用いて鋼板を支持することができな
い。しかしながら、長い距離に渡って鋼板の支持をしな
いと、鋼板にある程度張力を与えたとしても、水平に搬
送するラインでは鋼板のたるみと重力によって中央部が
垂れ下がるし、振動や反りなどの変形によって、所定の
パスラインからずれた位置を鋼板が通過することにな
る。このため、従来より、加熱炉のような処理設備は、
鋼板が所定のパスラインからずれた場合でもそれとの接
触が生じないように、鋼板のパスラインとの間に充分に
大きな間隔を設けてある。しかし、この間隔が大きい
と、加熱炉が大型になるし、加熱の効率が低下するため
電力などのエネルギ−の無駄な損失が比較的大きくな
る。

【０００３】そこで例えば特開昭５３−１４１１１３号
公報では、誘導加熱装置を移動装置で支持し、鋼板の幅
方向の位置変化に応じて、それに追従するように誘導加
熱装置を幅方向に移動することを提案している。

【０００４】また、例えば特開平２−６２３５５号公報
では、厚み方向に鋼板を挟むように配置された１組の電
磁石を用いて、鋼板の振動を抑制し鋼板が所定のパスラ
インを通るように制御することを提案している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、例えば
水平に搬送される鋼板を長距離に渡って接触部材で支持
できない場合には、鋼板がカテナリ状に曲がるので、特
開昭５３−１４１１１３号公報のように処理設備を移動
する機構を用いても、処理設備と鋼板との間隔はある程
度大きくせざるを得ない。また、特開平２−６２３５５
号公報のような１組の電磁石を設置して、ある位置で鋼
板をパスラインに沿うように位置決めしたとしても、そ
れを設置していない位置では鋼板がパスラインからずれ
るので、やはり処理設備と鋼板との間隔はある程度大き
くせざるを得ない。

【０００６】また、鋼板上に生じる様々な変形、即ちロ
−リング，ピッチング，ねじれ等は、単に複数の電磁石
を用いただけでは抑制することはできない。

【０００７】更に、製造ラインを通過する鋼板は、一般
に、互いに仕様の異なる複数の鋼板の後端と前端とが溶
接により互いに連結され、それらが連続的にラインを通
過するので、溶接点が設備を通過する時には、鋼板の厚
み，幅，比重等の変化、即ち重力の変化が生じる。従っ
て、鋼板が所定のパスラインを通るように電磁石で制御
する場合に、制御系にステップ状の外乱が加わり、鋼板
がパスラインから一時的に大きくずれる可能性がある。
このような場合、処理設備と鋼板のパスラインとの間隔
が小さいと、それらが接触してしまう。

【０００８】従って本発明は、処理設備と鋼板のパスラ
インとの間隔を小さくしても鋼板が処理設備に接触しな
いように、処理設備の位置での鋼板のパスラインからの
ずれを小さくすることを第１の課題とし、鋼板に生じる
ロ−リング，ピッチング，ねじれ等の変形を抑制して前
記間隔を更に小さくすることを第２の課題とし、外乱に
対する鋼板のパスラインからの位置ずれを抑制して前記
間隔を更に小さくすることを第３の課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の第１および第２
態様の帯状磁性体の保持装置はまず、帯状磁性体(1)の
通路に隣接して設置された処理設備(2)；該処理設備の
入側で、帯状磁性体と対向する位置に設置され、少なく
とも１つの電磁石手段を備える第１の保持力発生手段(3
A,3B,3C)；前記処理設備の出側で、帯状磁性体と対向す
る位置に設置され、少なくとも１つの電磁石手段を備え
る第２の保持力発生手段(3D,3E,3F)；及び前記第１の保
持力発生手段及び第２の保持力発生手段を制御して、そ
れらと帯状磁性体との間隔を目標値に近づける保持力制
御手段(4A,4B)；を備える。

【００１０】本発明の第１態様の帯状磁性体の保持装置
はそれに加えて、前記第１の保持力発生手段及び第２の
保持力発生手段に、それぞれ、第１軸方向の互いに異な
る位置に配置された複数の電磁石手段(11・12, 13・1
4)、及び第２軸方向の互いに異なる位置に配置された複
数の電磁石手段(11・13, 12・14)を備え、更に、前記第
１軸方向の互いに異なる位置でそれぞれ前記帯状磁性体
の厚み方向の位置を検出する複数の位置検出手段(15・1
6, 17・18)と、前記第２軸方向の互いに異なる位置でそ
れぞれ前記帯状磁性体の厚み方向の位置を検出する複数
の位置検出手段(15・17, 16・18)とを備え、前記保持力
制御手段は、前記第１軸方向の前記複数の位置検出手段
の検出値と、前記第２軸方向の前記複数の位置検出手段
の検出値とに基づいて、前記帯状磁性体の厚み方向の位
置に関する複数モ−ドの変位を検出するモ−ド変換手段
(21)、及び検出されたそれぞれの位置に関する誤差量
を、前記第１軸方向の複数の電磁石手段及び前記第２軸
方向の複数の電磁石手段にそれぞれ配分してそれらの電
磁石手段に対する制御量を決定するモ−ド逆変換手段(2
2)を備える。

【００１１】本発明の第２態様の帯状磁性体の保持装置
は上記に加えて、少なくとも前記帯状磁性体の厚みの変
化を認識する外乱検出手段(23)、及び検出した外乱に対
応して前記保持力制御手段の制御ゲインを自動的に修正
するゲイン変更手段(23)を更に備える。

【００１２】本発明の後述の実施例では、前記第１の保
持力発生手段が、前記帯状磁性体の進行方向の互いに異
なる位置に複数設置され、前記第２の保持力発生手段
が、前記帯状磁性体の進行方向の互いに異なる位置に複
数設置され、複数の第１の保持力発生手段(3A,3B,3C)の
各々の近傍及び複数の第２の保持力発生手段(3D,3E,3F)
の各々の近傍に、それぞれ帯状磁性体の厚み方向の位置
を検出する位置検出手段(15〜18)が設置され、前記保持
力制御手段は、複数の第１の保持力発生手段及び複数の
第２の保持力発生手段のそれぞれを、各々の近傍に設置
された位置検出手段の検出値に基づいて独立に制御する
ように構成される。

【００１３】なお上記括弧内に示した記号は、後述する
実施例中の対応する要素の符号を参考までに示したもの
であるが、本発明の各構成要素は実施例中の具体的な要
素のみに限定されるものではない。

【００１４】

【作用】以上のとおり本発明の第１及び第２の態様によ
れば、帯状磁性体(1)の通路に隣接して設置された処理
設備(2)の入側と出側に、それぞれ第１の保持力発生手
段(3A,3B,3C)及び第２の保持力発生手段(3D,3E,3F)が設
置されているので、処理設備(2)の入側と出側のそれぞ
れの位置で、帯状磁性体が所定のパスラインから位置ず
れしたり、振動したりするのを抑制することができる。
このため、例えば水平な方向に帯状磁性体を搬送しなが
らそれを処理設備に通す場合であっても、処理設備内部
を通過する部分での、帯状磁性体の垂れ下がり等によっ
て生じる位置ずれを最小限に抑えることができる。従っ
て、帯状磁性体のパスラインと処理設備の内壁との間隙
を小さくした場合でも、両者が接触することがなくな
る。これにより、処理設備の小型化が可能になり、また
処理設備におけるエネルギ−の損失が低減される。

【００１５】本発明の第１態様ではそれに加えて、複数
の位置検出手段(15,17,16,18)が、第１軸方向の互いに
異なる位置及び第２軸方向の互いに異なる位置に配置さ
れているので、これら複数の位置検出手段の検出値に基
づいて、複数モ−ドの変位を検出することができる。例
えば、図５に示すように互いに異なる位置に配置された
４つの位置検出手段が、ギャップ値変位としてそれぞれ
Δｇ１，Δｇ２，Δｇ３及びΔｇ４を検出した場合、こ
れらのギャップ値変位のマトリクス計算によって、帯状
磁性体の位置ずれのヒ−ブ成分，ロ−ル成分，ピッチ成
分，及びツイスト成分を求めることができる。従って、
ヒ−ブ成分，ロ−ル成分，ピッチ成分，及びツイスト成
分のそれぞれを抑制するような制御量を生成しうる。ま
た、複数の電磁石手段(11,12,13,14)が、第１軸方向の
互いに異なる位置及び第２軸方向の互いに異なる位置に
配置されているので、これら複数の電磁石手段を独立に
制御することによって、ヒ−ブ成分，ロ−ル成分，ピッ
チ成分，及びツイスト成分のそれぞれを抑制するような
磁気吸引力を帯状磁性体に与えることができる。これに
より、帯状磁性体上の撓みや捩じれのような変形による
部分的な位置ずれまでも抑制されるので、帯状磁性体の
パスラインと処理設備の内壁との間隙を更に小さくする
ことができる。

【００１６】本発明の第２態様では上記に加えて、帯状
磁性体の厚み（ｄ）の変化などの外乱に対して、保持力
制御手段の制御ゲイン（Ｋ1〜Ｋ4）が自動的に修正され
るので、互いに連結された複数の帯状磁性体の連結部分
が通過する場合のように、厚みなどがステップ状に変化
する場合であっても、帯状磁性体の位置ずれが増大する
のを抑制しうる。従って、帯状磁性体のパスラインと処
理設備の内壁との間隙を更に小さくすることができる。

【００１７】また、本発明の後述の実施例では、帯状磁
性体の進行方向の互いに異なる位置に配置された、複数
の第１の保持力発生手段(3A,3B,3C)と複数の第２の保持
力発生手段(3D,3E,3F)がそれぞれ独立に制御される。従
って、帯状磁性体が製造ライン上の比較的長い距離（例
えば４０ｍ）の間を支持なしで搬送される場合であって
も、第１の保持力発生手段及び第２の保持力発生手段を
設置した複数の位置のそれぞれにおいて、帯状磁性体が
所定のパスラインに沿って移動するように制御しうる。
帯状磁性体を水平方向に搬送する場合には、第１の保持
力発生手段及び第２の保持力発生手段が発生する磁気吸
引力によって、帯状磁性体を浮上させ、それを非接触で
支持することができる。

【００１８】

【実施例】一実施例の構成を図１に示す。図１に示すの
は、鋼板１の製造ライン中の、鋼板１を誘導加熱炉２に
通す部分である。誘導加熱炉２は、鋼板１を通す所定の
パスラインを囲むように配置されており、高周波電流が
供給される電気コイルで構成されている。この例では、
鋼板１は左側から右側に向かう方向に水平に搬送され、
誘導加熱炉２の内空間を通過する時に誘導加熱される。
誘導加熱炉２の長さは約２ｍである。鋼板１は、図１に
示した部分よりも左側の位置、及び図１に示した部分よ
りも右側の位置で、それぞれ図示しないロ−ルによって
支持されている。

【００１９】誘導加熱炉２の入側（左側）及び出側（右
側）には、鋼板１のパスラインの上方に、６組の電磁石
ユニット３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，３Ｅ及び３Ｆが設置
されている。これらの電磁石ユニット３Ａ，３Ｂ，３
Ｃ，３Ｄ，３Ｅ及び３Ｆは、各々電磁石を内蔵してお
り、浮上，制振，矯正等のために必要な磁気吸引力を鋼
板１に与える。即ち、鋼板１を長い距離に渡って非接触
で支持するために、電磁石ユニット３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，
３Ｄ，３Ｅ及び３Ｆの吸引力によって鋼板１に浮力上を
与える。また、鋼板１に振動や変形が生じると、鋼板１
がパスラインから大きくずれ、誘導加熱炉２の内壁と接
触する。このような接触を防止し、かつ、誘導加熱炉２
の内壁と鋼板１のパスラインとの間隙を小さくするため
に、振動や変形を抑制する力を電磁石ユニット３Ａ，３
Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，３Ｅ及び３Ｆが鋼板１に与える。

【００２０】電磁石ユニット３Ａ，３Ｂ及び３Ｃはコン
トロ−ラ４Ａによって制御され、電磁石ユニット３Ｄ，
３Ｅ及び３Ｆはコントロ−ラ４Ｂによって制御される。
コントロ−ラ４Ａは、直流電源５Ａから電磁石ユニット
３Ａ，３Ｂ及び３Ｃに供給される電力をそれぞれ独立に
制御し、コントロ−ラ４Ｂは、直流電源５Ｂから電磁石
ユニット３Ｄ，３Ｅ及び３Ｆに供給される電力をそれぞ
れ独立に制御する。コントロ−ラ４Ａ及び４Ｂには、こ
の設備を通過する鋼板１の板厚，板幅などの情報が、プ
ロセスコンピュ−タ６から入力される。

【００２１】電磁石ユニット３Ａ及び３Ｂの構成を、図
２及び図３に示す。図２は、図１の一部分を拡大して示
すものであり、図３は、図２のIII−III線から見た状態
を示している。図３を参照すると、電磁石ユニット３Ａ
及び３Ｂは、それぞれ、互いに異なる位置に配置された
４個の電磁石１１，１２，１３及び１４と、これらの電
磁石の各々の近傍に配置された４個のギャップセンサ１
５，１６，１７及び１８を備えている。他の電磁石ユニ
ット３Ｃ〜３Ｆも、電磁石ユニット３Ａ及び３Ｂと同一
の構成である。

【００２２】電磁石１１，１２，１３及び１４の各々
は、鉄心１１ａと電気コイル１１ｂで構成されている。
電気コイル１１ｂに通電すると、それによって生じた磁
束が、鉄心１１ａの内部−鉄心１１ａと鋼板１との空隙
部分Ａ１−鋼板１内−空隙部分Ａ２−鉄心１１ａの内
部、を通るように磁路が形成され、電磁石と鋼板１との
間に磁気吸引力が働く。重力等によって鋼板１に生じる
下向きの力と、電磁石が発生する上向きの磁気吸引力と
を平衡させることによって、鋼板１を浮上させ、所定位
置に静止させることができる。また、磁気吸引力の大き
さを調整することによって、鋼板１に生じる振動を抑制
したり、変形を矯正する力を鋼板１に与えることができ
る。鋼板１の厚み方向の位置を検出するために、ギャッ
プセンサ１５，１６，１７及び１８が設置されている。

【００２３】ギャップセンサ１５，１６，１７及び１８
は、それぞれ電磁石１１，１２，１３及び１４に接する
ように配置されており、ギャップセンサ１５，１６とギ
ャップセンサ１７，１８とは互いに鋼板１の搬送方向の
異なる位置に配置され、ギャップセンサ１５，１７とギ
ャップセンサ１６，１８とは鋼板１の幅方向（搬送方向
と直交する軸の方向）の互いに異なる位置に配置され、
それぞれ固定されている。ギャップセンサ１７，１８，
１５及び１６は、それらの各々と鋼板１の表面とのギャ
ップの大きさを示す信号ｇ１，ｇ２，ｇ３及びｇ４を出
力する。これらの信号ｇ１，ｇ２，ｇ３及びｇ４が示す
ギャップの大きさとそれらの基準値（鋼板１の位置がパ
スラインと一致する時の値）との偏差をそれぞれΔｇ
１，Δｇ２，Δｇ３及びΔｇ４とすれば、図５に示すよ
うに、これらの偏差Δｇ１，Δｇ２，Δｇ３及びΔｇ４
のマトリクス計算によって、その位置での鋼板１の変位
のヒ−ブ，ロ−ル，ピッチ，及びツイストの各モ−ドの
成分を求めることができる。従って、変位のヒ−ブ，ロ
−ル，ピッチ，及びツイストの各モ−ド毎に、それを抑
制するような制御量を生成することができる。

【００２４】また、ギャップセンサ１５，１６，１７及
び１８と同様に、電磁石１１，１２と電磁石１３，１４
とは互いに鋼板１の搬送方向の異なる位置に配置され、
電磁石１１，１３と電磁石１２，１４とは鋼板１の幅方
向の互いに異なる位置に配置されているので、ヒ−ブ，
ロ−ル，ピッチ，及びツイストのモ−ド毎に、生成した
制御量を電磁石１１，１２，１３及び１４に配分して、
それらが発生する磁気吸引力の分布を調整すれば、ヒ−
ブ，ロ−ル，ピッチ，及びツイストのそれぞれのモ−ド
について、鋼板１の変位を抑制しうる。

【００２５】コントロ−ラが電磁石１１〜１４の各電気
コイルに電力を供給する信号線には、それぞれを流れる
電流のレベルを検出する電流センサＣ１，Ｃ２，Ｃ３及
びＣ４が設置されている。

【００２６】コントロ−ラ４Ａの機能のうち、電磁石ユ
ニット３Ａ，３Ｂ，３Ｃのうちの１つを制御する部分の
主要部の構成を図４に示す。実際には、コントロ−ラ４
Ａには図４に示した要素が３組備わっている。また、コ
ントロ−ラ４Ｂについては、制御対象の電磁石ユニット
が異なる他は、コントロ−ラ４Ａと同一の構成になって
いる。

【００２７】図４を参照して説明する。４個のギャップ
センサ１５，１６，１７及び１８が出力する信号（ｇ１
〜ｇ４）と、４個の電流センサＣ１〜Ｃ４が出力する信
号は、それぞれ信号処理回路３１に入力される。信号処
理回路３１は、ノイズ除去回路，波形整形回路及びＡ／
Ｄ変換器を内蔵しており、入力される８種類の信号を、
それぞれ周期的にサンプリングし、それぞれをＡ／Ｄ変
換して、その結果、即ちギャップ検出値（ｇ１〜ｇ４）
及び電流検出値を出力する。

【００２８】信号処理回路３１が出力する４種類のギャ
ップ検出値はそれぞれ減算部３３に入力され、４種類の
電流検出値はそれぞれ減算部３４に入力される。減算部
３３は、レジスタ２５に保持されたギャップ基準値Ｇo
を、４種類のギャップ検出値のそれぞれから減算した結
果を、ギャップ偏差ｘ₁（Δｇ１，Δｇ２，Δｇ３，Δ
ｇ４）として出力し、減算部３４は、レジスタ２５に保
持された電流基準値ｉsを、４種類の電流検出値のそれ
ぞれから減算した結果を、電流偏差ｉ₁（４つの値の１
組）として出力する。

【００２９】電流偏差ｉ₁は、乗算部３７に入力され、
ギャップ偏差ｘ₁は、積分部３２を介して乗算部３６に
入力される。またギャップ偏差ｘ₁は、モ−ド変換部２
１にも入力される。モ−ド変換部２１は、図６に示すよ
うに構成されており、入力されるギャップ偏差ｘ₁（Δ
ｇ１，Δｇ２，Δｇ３，Δｇ４）のマトリクス計算を実
施して、ギャップ偏差のヒ−ブｘｈ，ロ−ルｘｒ，ピッ
チｘｐ，及びツイストｘｔの各モ−ド成分（図５参照）
を生成する。モ−ド変換部２１の出力値ｘｈ，ｘｒ，ｘ
ｐ及びｘｔは、乗算部３９に入力されるとともに、微分
部３５を介して、乗算部３８に入力される。

【００３０】乗算部３９では、モ−ド変換部２１の出力
（ｘｈ，ｘｒ，ｘｐ，ｘｔ）のそれぞれに制御ゲインＫ
₁が乗算され、乗算部３８では、微分部３５の出力のそ
れぞれに制御ゲインＫ₂が乗算され、乗算部３７では、
減算部３４の出力のそれぞれに制御ゲインＫ₃が乗算さ
れ、乗算部３６では、積分部３２の出力のそれぞれに制
御ゲインＫ₄が乗算される。

【００３１】制御ゲインＫ₁，Ｋ₂，Ｋ₃及びＫ₄について
は、鋼板１の様々な厚みのそれぞれに対応する最適な値
が、予め現代制御理論に基づいた計算処理１９により求
められ、それらの全てがメモリ２４上に登録されてい
る。これらの値は、板厚ｄに対応付けたアドレスにそれ
ぞれ登録されており、板厚ｄに基づいて生成したアドレ
ス値をメモリ２４に与えることにより、特定の板厚に対
する最適な１組の制御ゲインＫ₁，Ｋ₂，Ｋ₃及びＫ₄を読
み出すことができる。即ち、各電磁石ユニットの位置を
通過する鋼板１の厚みｄが変化すると、レジスタ２５が
出力する値ｄに対応するアドレス値がメモリ２４に印加
され、そのアドレスに登録されている１組の制御ゲイン
Ｋ₁，Ｋ₂，Ｋ₃及びＫ₄の情報がメモリ２４から読み出さ
れ、これらがレジスタ２６に保持される。レジスタ２６
の保持する値が、乗算部３９，３８，３７及び３６に制
御ゲインとして入力される。

【００３２】乗算部３９から出力される１組の値（ヒ−
ブ，ロ−ル，ピッチ，ツイストの各々に対応するＳ１
ｈ，Ｓ１ｒ，Ｓ１ｐ，Ｓ１ｔの値）、及び乗算部３８か
ら出力される１組の値（ヒ−ブ，ロ−ル，ピッチ，ツイ
ストの各々に対応するＳ２ｈ，Ｓ２ｒ，Ｓ２ｐ，Ｓ２ｔ
の値）は、それぞれモ−ド逆変換部２２に入力される。
モ−ド逆変換部２２は、図７に示すように構成されてお
り、入力されるヒ−ブ値Ｓ１ｈ，ロ−ル値Ｓ１ｒ，ピッ
チ値Ｓ１ｐ，及びツイスト値Ｓ１ｔのマトリクス計算を
実施して、４個の電磁石１３，１４，１１及び１２の各
々に対応する制御量の値Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３及びＳ
１４を生成する。また、入力されるヒ−ブ値Ｓ２ｈ，ロ
−ル値Ｓ２ｒ，ピッチ値Ｓ２ｐ，及びツイスト値Ｓ２ｔ
のマトリクス計算を実施して、４個の電磁石１３，１
４，１１及び１２の各々に対応する制御量の値Ｓ２１，
Ｓ２２，Ｓ２３及びＳ２４を生成する。モ−ド逆変換部
２２は、Ｓ１１〜Ｓ１４及びＳ２１〜Ｓ２４を出力す
る。

【００３３】演算部４０は、４個の電磁石１１〜１４の
それぞれについて、レジスタ２５が出力する電流基準値
ｉｓ，モ−ド逆変換部２２の出力値，乗算部３７の出力
値，及び乗算部３６の出力値を計算し、各電磁石に対す
る４つの制御量ｅ０を生成する。例えば、ギャップセン
サ１７のギャップ検出値ｇ１に対応する乗算部３６の出
力値と、電流センサＣ３の電流検出値に対応する乗算部
３７の出力値と、モ−ド逆変換部２２が出力するＳ１１
及びＳ２１を、電流基準値ｉｓから減算した結果が、電
磁石１３の制御量ｅ０になる。また、ギャップセンサ１
８のギャップ検出値ｇ２に対応する乗算部３６の出力値
と、電流センサＣ４の電流検出値に対応する乗算部３７
の出力値と、モ−ド逆変換部２２が出力するＳ１２及び
Ｓ２２を、電流基準値ｉｓから減算した結果が、電磁石
１４の制御量ｅ０になる。４つの制御量ｅ０が、チョッ
パ４１に入力される。

【００３４】チョッパ４１は、１つの電磁石ユニットを
構成する４つの電磁石１１〜１４の各々のコイルの電流
を独立に制御する互いに同一構成の４つの回路で構成さ
れている。その回路の１つを図８に示す。図８を参照す
ると、チョッパ４１は増幅器１１１，三角波発生器１１
２，アナログ比較器１１３，ゲ−トドライバ１１４，ス
イッチングトランジスタ１１５，及びダイオ−ド１１７
を備えている。三角波発生器１１２は、周波数及び振幅
が一定の三角波信号電圧ｅ２を出力する。アナログ比較
器１１３は、指令電圧ｅ０を増幅した電圧ｅ１と、三角
波発生器１１２が出力する三角波電圧ｅ２とを比較し、
ｅ１＞ｅ２の時には出力信号ｅ３が高レベルＨ（オンレ
ベル）になり、ｅ１＜ｅ２の時には出力信号ｅ３が低レ
ベルＬ（オフレベル）になる。従って、信号ｅ３はパル
ス信号になり、パルスのオン時間の比率、即ちデュ−テ
ィ比は、指令電圧ｅ０に比例する。信号ｅ３のオン／オ
フに応じて、トランジスタ１１５がオン／オフする。ト
ランジスタ１１５がオンすると、直流電源５Ａから電磁
石のコイルに電流が流れ、トランジスタ１１５がオフす
ると、コイルの電流が遮断される。つまり、コイルに流
れる平均的な電流の大きさは、指令電圧ｅ０に比例す
る。

【００３５】なお、図４に示す制御回路のブロック中に
おいて、メモリ２４，レジスタ２５，２６，信号処理回
路３１及びチョッパ４１はハ−ドウェア回路で構成して
あるが、それ以外の部分はコンピュ−タのソフトウェア
処理で実現してある。

【００３６】板厚ｄ，電流基準値ｉs，及びギャップ基
準値Ｇoの情報は、コントロ−ラ５Ａ（又は５Ｂ）に内
蔵されたコンピュ−タが実行する処理２３によって生成
される。この処理２３の内容について説明する。

【００３７】鋼板１は、有限長の複数の鋼板の後端と先
端とを互いに溶接することによって連結され、連続的に
ライン上を搬送されるので、その連結位置が通過する時
には、鋼板１の厚み寸法，幅寸法，材質等がステップ状
に変化する。鋼板１の厚み寸法，幅寸法，材質等が変化
すると、その重量などが変わるので、鋼板１を所定の目
標位置（高さ）に維持するために必要な各電磁石の吸引
力もステップ状に変化する。図４に示す制御回路が実施
するフィ−ドバック制御だけでは、このようなステップ
状の外乱に対して、応答遅れが生じるのは避けられな
い。しかし、外乱に対して鋼板１の位置ずれが生じる
と、鋼板１が誘導加熱炉２と接触する可能性が高くな
る。

【００３８】プロセスコンピュ−タ６は、鋼板１の各部
の仕様（板幅，板厚，材質等々）の情報を全て保持して
おり、また各溶接点の位置のトラッキングを行なってい
るので、図４に示す制御系に対して外乱を及ぼす板幅，
板厚，材質等の変化を常に把握している。そして、電磁
石ユニット３Ａ，３Ｂ，３Ｃ（３Ｄ，３Ｅ．３Ｆ）の各
位置を溶接点が通過する時には、プロセスコンピュ−タ
６は、鋼板１上の板幅，板厚，材質等々の変化の情報
を、コントロ−ラ５Ａ（又は５Ｂ）のコンピュ−タに送
る。この情報に基づいて、コントロ−ラ５Ａ（又は５
Ｂ）のコンピュ−タは、処理２３において、板厚ｄ，電
流基準値ｉs及びギャップ基準値Ｇoを更新する。例え
ば、鋼板１の板厚が増大する方向にステップ状に変化す
る場合、その重量が増大するので、電流基準値ｉsを大
きくして、浮上力（電磁石の磁気吸引力）を大きくする
ことによって、位置の変化を抑制することができる。ま
た、鋼板１の厚み方向の中心がパスラインと一致するよ
うに制御する場合には、厚みが増大する時には、ギャッ
プ基準値Ｇoを小さくする必要がある。

【００３９】また、板厚ｄが変化すると、この値がアド
レスとしてメモリ２４に印加されるので、メモリ２４か
ら読み出される制御ゲインＫ₁〜Ｋ₄が、最新の板厚ｄに
応じた適切なものに更新される。

【００４０】なお、上記実施例においては、電磁石１１
〜１４の各々に隣接する位置に、それぞれギャップセン
サ１５〜１８を配置したが、ギャップセンサは各電磁石
に内蔵してもよい。また、電磁石と鋼板１とのギャップ
変化に対応して電磁石のコイルのインダクタンスが変化
するので、該コイルの電流や電圧からギャップ値を検出
することが可能であり、そのようにすれば、ギャップセ
ンサ１５〜１８を設置する必要はなくなる。

【００４１】

【発明の効果】以上のとおり本発明の第１及び第２の態
様によれば、帯状磁性体(1)の通路に隣接して設置され
た処理設備(2)の入側と出側に、それぞれ第１の保持力
発生手段(3A,3B,3C)及び第２の保持力発生手段(3D,3E,3
F)が設置されているので、処理設備(2)の入側と出側の
それぞれの位置で、帯状磁性体が所定のパスラインから
位置ずれしたり、振動したりするのを抑制することがで
きる。このため、例えば水平な方向に帯状磁性体を搬送
しながらそれを処理設備に通す場合であっても、処理設
備内部を通過する部分での、帯状磁性体の垂れ下がり等
によって生じる位置ずれを最小限に抑えることができ
る。従って、帯状磁性体のパスラインと処理設備の内壁
との間隙を小さくした場合でも、両者が接触することが
なくなる。これにより、処理設備の小型化が可能にな
り、また処理設備におけるエネルギ−の損失が低減され
る。

【００４２】それに加えて本発明の第１態様では、複数
の位置検出手段(15,17,16,18)が、第１軸方向の互いに
異なる位置及び第２軸方向の互いに異なる位置に配置さ
れているので、これら複数の位置検出手段の検出値に基
づいて、複数モ−ドの変位を検出することができる。例
えば、図５に示すように互いに異なる位置に配置された
４つの位置検出手段が、ギャップ値変位としてそれぞれ
Δｇ１，Δｇ２，Δｇ３及びΔｇ４を検出した場合、こ
れらのギャップ値変位のマトリクス計算によって、帯状
磁性体の位置ずれのヒ−ブ成分，ロ−ル成分，ピッチ成
分，及びツイスト成分を求めることができる。従って、
ヒ−ブ成分，ロ−ル成分，ピッチ成分，及びツイスト成
分のそれぞれを抑制するような制御量を生成しうる。ま
た、複数の電磁石手段(11,12,13,14)が、第１軸方向の
互いに異なる位置及び第２軸方向の互いに異なる位置に
配置されているので、これら複数の電磁石手段を独立に
制御することによって、ヒ−ブ成分，ロ−ル成分，ピッ
チ成分，及びツイスト成分のそれぞれを抑制するような
磁気吸引力を帯状磁性体に与えることができる。これに
より、帯状磁性体上の撓みや捩じれのような変形による
部分的な位置ずれまでも抑制されるので、帯状磁性体の
パスラインと処理設備の内壁との間隙を更に小さくする
ことができる。

【００４３】本発明の第２態様では上記に加えて、帯状
磁性体の厚み（ｄ）の変化などの外乱に対して、保持力
制御手段の制御ゲイン（Ｋ1〜Ｋ4）が自動的に修正され
るので、互いに連結された複数の帯状磁性体の連結部分
が通過する場合のように、厚みなどがステップ状に変化
する場合であっても、帯状磁性体の位置ずれが増大する
のを抑制しうる。従って、帯状磁性体のパスラインと処
理設備の内壁との間隙を更に小さくすることができる。

【００４４】また、本発明の上述の実施例では、帯状磁
性体の進行方向の互いに異なる位置に配置された、複数
の第１の保持力発生手段(3A,3B,3C)と複数の第２の保持
力発生手段(3D,3E,3F)がそれぞれ独立に制御される。従
って、帯状磁性体が製造ライン上の比較的長い距離（例
えば４０ｍ）の間を支持なしで搬送される場合であって
も、第１の保持力発生手段及び第２の保持力発生手段を
設置した複数の位置のそれぞれにおいて、帯状磁性体が
所定のパスラインに沿って移動するように制御しうる。
帯状磁性体を水平方向に搬送する場合には、第１の保持
力発生手段及び第２の保持力発生手段が発生する磁気吸
引力によって、帯状磁性体を浮上させ、それを非接触で
支持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例の設備の構成を示す正面図である。

【図２】 図１の一部分を拡大して示す正面図である。

【図３】 図２のIII−III線から見た平面図である。

【図４】 １つの電磁石ユニットの制御系の構成を示す
ブロック図である。

【図５】 鋼板１に生じる変位の４種類のモ−ドと４位
置のギャップ偏差の向きとの関係を示す斜視図である。

【図６】 図４のモ−ド変換部２１の構成を示すブロッ
ク図である。

【図７】 図４のモ−ド逆変換部２２の構成を示すブロ
ック図である。

【図８】 図４のチョッパ４１の一系統の構成を示すブ
ロック図である。

【符号の説明】

１：鋼板 ２：誘導加熱炉 ３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，３Ｅ，３Ｆ：電磁石ユニット ４Ａ，４Ｂ：コントロ−ラ ５Ａ，５Ｂ：直流電
源 ６：プロセスコンピュ−タ １１，１２，１３，
１４：電磁石 １１ａ：鉄心 １１ｂ：電気コイル １５，１６，１７，１８：ギャップセンサ ２１：モ−ド変換部 ２２：モ−ド逆変換
部 ２４：メモリ ２５，２６：レジス
タ ３２：積分部 ３５：微分部 ４１：チョッパ Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４：電流センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 定 木 淳 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株 式会社 技術開発本部内 (72)発明者 梅 津 健 司 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株 式会社 技術開発本部内 (72)発明者 道 岡 力 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株 式会社 技術開発本部内 (56)参考文献 特開 平６−7825（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−153804（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B65G 54/00 - 54/02 B65H 20/00 - 20/40 B65H 23/18 - 23/198 B05C 7/00 - 21/00 B21B 39/14 B21D 43/09

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 帯状磁性体の通路に隣接して設置された
   処理設備； 該処理設備の入側で、帯状磁性体と対向する位置に設置
   され、少なくとも１つの電磁石手段を備える第１の保持
   力発生手段； 前記処理設備の出側で、帯状磁性体と対向する位置に設
   置され、少なくとも１つの電磁石手段を備える第２の保
   持力発生手段；及び 前記第１の保持力発生手段及び第２の保持力発生手段を
   制御して、それらと帯状磁性体との間隔を目標値に近づ
   ける保持力制御手段； を備える帯状磁性体の保持装置であって、 前記第１の保持力発生手段及び第２の保持力発生手段
   は、各々、第１軸方向の互いに異なる位置に配置された
   複数の電磁石手段、及び第２軸方向の互いに異なる位置
   に配置された複数の電磁石手段を含み、 更に、前記第１軸方向の互いに異なる位置でそれぞれ前
   記帯状磁性体の厚み方向の位置を検出する複数の位置検
   出手段と、前記第２軸方向の互いに異なる位置でそれぞ
   れ前記帯状磁性体の厚み方向の位置を検出する複数の位
   置検出手段とを備え、 前記保持力制御手段は、前記第１軸方向の前記複数の位
   置検出手段の検出値と、前記第２軸方向の前記複数の位
   置検出手段の検出値とに基づいて、前記帯状磁性体の厚
   み方向の位置に関する複数モ−ドの変位を検出するモ−
   ド変換手段、及び検出されたそれぞれの位置に関する誤
   差量を、前記第１軸方向の複数の電磁石手段及び前記第
   ２軸方向の複数の電磁石手段にそれぞれ配分してそれら
   の電磁石手段に対する制御量を決定するモ−ド逆変換手
   段を備える 帯状磁性体の保持装置。
2. 【請求項２】 帯状磁性体の通路に隣接して設置された
   処理設備； 該処理設備の入側で、帯状磁性体と対向する位置に設置
   され、少なくとも１つの電磁石手段を備える第１の保持
   力発生手段； 前記処理設備の出側で、帯状磁性体と対向する位置に設
   置され、少なくとも１つの電磁石手段を備える第２の保
   持力発生手段；及び 前記第１の保持力発生手段及び第２の保持力発生手段を
   制御して、それらと帯 状磁性体との間隔を目標値に近づ
   ける保持力制御手段； を備える帯状磁性体の保持装置であって、 少なくとも前記帯状磁性体の厚みの変化を認識する外乱
   検出手段、及び検出した外乱に対応して前記保持力制御
   手段の制御ゲインを自動的に修正するゲイン変更手段を
   備える帯状磁性体の保持装置。