JPH0543099A - 張力制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 外部からの急峻な張力変動や微小な張力変動
に対しても、応答性良く、且つ、精度良くストリップの
張力を制御する。 【構成】 支持軸１３を中心に旋回動するアーム１０の
該支持軸１３反対側端に可動搬送ロール９を設ける。該
支持軸１３を中心としたアーム１０のトルクによりスト
リップ１に張力を付与する。前記支持軸１３に直結した
電動機２０（及びカウンタウェイト６０）により、前記
アーム１０に前記支持軸１３を中心としたトルクを発生
させる。角度検出器２１で検出されたアームの旋回動角
度θと、張力検出器１２で検出されたストリップ１の張
力Ｔに基づき、前記電動機トルク（及びカウンタウェイ
ト位置Ｓt ）によるトルクを制御してアーム１０に発生
させるトルクを制御し、ストリップ１の張力Ｔを目標張
力Ｔr に制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、張力制御装置に係り、
特に、圧延等のプロセスラインにおいて処理セクション
のストリップ張力を一定に保つ際に用いるのに好適な、
搬送ロール及び可動搬送ロール間にストリップを通板さ
せ、該可動搬送ロールの移動によりストリップの張力を
制御する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、圧延等のプロセスラインにおい
て、ストリップに安定した品質を確保するために、ライ
ン中央部（中央セクション）では、一定の速度及び張力
をストリップに付与しつつ連続的に運転することが必要
となる。

【０００３】一方、プロセスラインの入側セクション又
は出側セクションでは、有限長のストリップをコイル単
位で巻き出し、あるいは巻き取りを行っている。その結
果、コイルの繋ぎや巻き取りにおける切替えに伴って、
入側セクション又は出側セクションにおいてストリップ
に一時的な減速又は停止が発生する。

【０００４】このような一時的な減速又は停止に対処し
て、中央セクションにおける連続的な運転を確保するべ
く、前記プロセスラインにおいてはルーパが備えられて
いる。

【０００５】しかしながら、入側セクション又は出側セ
クションの減速、停止、又は加速に伴いルーパの動作が
発生するに際して、連続的に運転されている中央セクシ
ョンのストリップに、入側セクションあるいは出側セク
ションからの張力変動が伝播する場合がある。このよう
な張力変動の伝播は、中央セクションにおける品質確保
に悪影響を及ぼすことがあるばかりでなく、張力変動に
伴ってストリップに蛇行が生じ、板破断に至る可能性も
有している。

【０００６】これに対し、従来は、ダンサロールを前記
中央セクションに設置し、前記のような張力変動の伝播
を抑止してストリップに一定の張力を与えようとする張
力制御装置が提案されている（例えば、特開平１−３０
８３４７号公報等）。

【０００７】前記のようなダンサロールを有する張力制
御装置には、図４に示すような構成のものがある。図４
においては、ストリップ１が搬送ロール２からダンサロ
ール３を介して他の搬送ロール２に通板する。この張力
制御装置において、ダンサロール３は、ワイヤ５を介し
て巻き取りドラム４及びカウンタウェイト６に繋がれて
おり、該巻き取りドラム４は減速機７を介して電動機８
に連結されている。又、この電動機８が減速機７を介し
て巻き取りドラム４を回転させてダンサロール３を上下
動させており、この電動機のトルクを制御することによ
り、ストリップ１の張力を制御している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来のダンサロールを有する張力制御装置においては、中
央セクションのストリップに外部から急峻な張力変動が
侵入してきた場合、次のような理由から、該張力変動に
対しては全く無力であり、当該張力変動に対して、高い
応答性で且つ高い精度で張力制御を行い得ないという問
題点がある。

【０００９】即ち、ダンサロールは、その動作に際して
機械抵抗が大きなものだからである。図４には図示され
ていないが、実際のダンサロールにはその動作方向を定
めるガイドが設けられており、更に、巻き取りドラム４
とワイヤ５とに機械抵抗が存在する。

【００１０】又、ダンサロールは、動作に際して慣性モ
ーメントが大きいものだからである。例えば、図４にお
いて、減速機７を介した電動機８や巻き取りドラム４等
が影響して、ダンサロール３の昇降における慣性モーメ
ントは大きなものとなる。

【００１１】又、減速機の機械的がた（バックラッシ
ュ）により、動作遅れやダンサロールの動作に伴う新た
な張力変動が発生する。

【００１２】更に、前記従来のダンサロールを有する張
力制御装置は、その構造上機械的損失が大きいこと、機
械系にバックラッシュがあること、あるいは、機械等の
抵抗が大きいことなどから、微小な張力変動に対して全
く無力であり、このような張力変動に対して、高い精度
で張力制御を行い得ないという問題点もある。

【００１３】本発明は、前記従来の問題点を解消するべ
くなされたものであって、外部からの急峻な張力変動に
対しても高い応答性で、且つ、高い精度でストリップの
張力を制御することができる張力制御装置を提供するこ
とを第１の課題とする。

【００１４】本発明は、又、微小な張力変動に対しても
小容量の電動機を用いて応答性良く、且つ、精度良くス
トリップの張力を制御することができる張力制御装置を
提供することを第２の課題とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の第１発明は、搬
送ロール及び可動搬送ロール間にストリップを通板さ
せ、該可動搬送ロールの移動により、ストリップの張力
を制御する装置において、支持軸を中心に旋回動し、且
つ、該支持軸反対側端に前記可動搬送ロールが設けられ
たアームと、前記支持軸に直結され、前記アームに前記
支持軸を中心としたトルクを発生させて、前記ストリッ
プに張力を付与するための電動機と、前記アームの旋回
動の角度を検出する角度検出器と、前記ストリップの張
力を検出するための張力計と、検出角度及び検出張力に
より、前記アームに発生させるトルクを補正して、スト
リップの張力を目標張力に制御するための手段とを備え
たことにより、前記第１の課題を解決するものである。

【００１６】この第１発明の構成は、国内優先権を主張
した元の出願（平成３年６月５日出願の特願平３−１６
０９４１号）に記載されている。

【００１７】又、本発明の第２発明は、搬送ロール及び
可動搬送ロール間にストリップを通板させ、該可動搬送
ロールの移動により、ストリップの張力を制御する装置
において、支持軸を中心に旋回動し、且つ、該支持軸反
対側端に前記可動搬送ロールが設けられていて、該支持
軸を中心としたトルクによりストリップに張力を付与す
るためのアームと、前記支持軸に直結され、前記アーム
に前記支持軸を中心としたトルクを発生させるための電
動機と、前記電動機のトルクを制御して、前記電動機が
アームに発生させるトルクを制御するための電動機トル
ク制御手段と、前記支持軸に対する直角方向の位置が調
整可能に前記支持軸に設けられて、前記アームに前記支
持軸を中心としたトルクを発生させるためのカウンタウ
ェイトと、前記カウンタウェイトの前記直角方向の位置
を調整して、前記アームに発生させるトルクを制御する
ためのカウンタウェイト位置調整手段と、前記アームの
旋回動の角度を検出するための角度検出器と、前記スト
リップの張力を検出するための張力計と、検出角度及び
検出張力に基づき、前記ストリップの張力が目標張力と
なるように、前記電動機トルク制御手段及びカウンタウ
ェイト位置調整手段の制御によりアームに発生させるト
ルクを制御するための手段とを備えたことにより、前記
課題を解決するものである。

【００１８】この第２発明の構成は、新規性喪失の例外
主張の基礎とした刊行物（平成３年３月５日発行の日本
鉄鋼協会講演論文集「材料とプロセス」Ｖol. ４（１９
９１）Ｎo.２の第５９８頁）に記載されている。

【００１９】

【作用】第１発明の張力制御装置においては、支持軸を
中心に旋回動するアームに、該支持軸反対側端に可動搬
送ロールを設けている。又、前記支持軸に電動機を直結
して、前記アームに前記支持軸を中心としたトルクを発
生させて、前記ストリップに張力を付与する。又、前記
アームの旋回動の角度を角度検出器で検出し、前記スト
リップの張力を張力計で検出し、検出角度及び検出張力
により前記アームに発生させるトルクを補正して、スト
リップの張力を目標張力に制御する。

【００２０】このように電動機によりアームのトルクを
制御し、アームを介して可動搬送ロールを旋回動させる
構成で張力制御するため、従来のダンサロールのよう
に、巻き取りドラムやワイヤを必要とせず、従って、機
械抵抗が極めて小さくなる。又、これら巻き取りドラム
等を必要としないため、機械軸系の慣性モーメントが低
くなる。又、前記支持軸に電動機を直結するため、減速
機を設けたときのようなバックラッシュに起因する、動
作遅れや新たな張力変動が生じることがない。

【００２１】よって、外部からの中央セクション等に侵
入してきた急峻なストリップの張力変動に対しても、高
い応答性で且つ高い精度で当該ストリップの張力を制御
することが可能となる。このため、従来のダンサロール
では得られない極めて有効な張力制御を行うことができ
る。

【００２２】又、第２発明の張力制御装置においても、
支持軸を中心に旋回動するアームに、該支持軸反対側端
に可動搬送ロールを設けていて、アームにその支持軸を
中心としたトルクを付与することにより、ストリップの
張力を制御する。

【００２３】なお、アームのトルクは次のように発生さ
せている。即ち、前記支持軸に電動機を直結して、この
電動機により前記アームに前記支持軸を中心としたトル
クを発生させる。更に、支持軸に対する直角方向の位置
が調整可能なカウンタウェイトを支持軸に設け、カウン
タウェイトにより前記アームに前記支持軸を中心とした
トルクを発生させる。これら電動機トルクの制御及びカ
ウンタウェイトの位置の調整でアームに発生させるトル
クを制御可能とする。

【００２４】又、前記アームの旋回動の角度を角度検出
器で検出し、前記ストリップの張力を張力計で検出し、
検出角度及び検出張力に基づき、前記電動機出力及びカ
ウンタウェイトの位置を制御して、前記アームに発生さ
せるトルクを制御し、ストリップの張力を目標張力に制
御する。

【００２５】従って、第２発明によれば、電動機による
トルク制御とカウンタウェイトの位置制御によるトルク
制御とを併用することが可能である。

【００２６】よって、応答性良く、且つ、精度良くスト
リップの張力を制御できる。よって、微小なストリップ
の張力変動を高い精度で解消することができる等、従来
のダンサロールでは得られない極めて有効な張力制御を
行うことができる。

【００２７】又、電動機によるトルク制御と共にカウン
タウェイトの位置制御によるトルク制御を併用するた
め、電動機に必要なトルクを低く抑えることができる。

【００２８】例えば目標張力に応じてある程度固定して
付与すべきアームトルクはカウンタウェイトの位置調整
で得るようにし、張力変動に応じた立ち上がりの早いア
ームトルクは電動機のトルク制御で得るようにし得る。
従って、電動機は前記張力変動分のみのトルクを負担す
ればよいため、電動機容量は小容量で済むものとなる。

【００２９】よって、電動機及びその駆動装置は低価格
なものを用いることができ、経済的に有利である。又、
そればかりでなく、電動機のトルクを補うトルクの初期
設定的使用として、カウンタウェイトの位置制御による
トルク制御を行うと共にダイナミックなトルク制御を電
動機により行うという合理的な張力制御を実現でき、高
精度な張力制御が可能となる。

【００３０】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。

【００３１】本発明の第１実施例は、図１に示すような
構成の張力制御装置である。

【００３２】図１に示すように、この張力制御装置は、
搬送ロール２及び可動搬送ロール９間にストリップ１を
通板させ、該可動搬送ロール９の移動（軸１３を中心と
した旋回動による上下動）によりストリップ１の張力を
制御する装置であって、主に可動搬送ロール９、アーム
１０、支持軸１３、アーム駆動用電動機２０、アーム角
度検出器２１、張力検出器１２、張力制御部２２、ブラ
イドルロール１１、ブライドルロール駆動用電動機２
３、ストリップ速度制御部２４を有する。

【００３３】前記アーム１０は、支持軸１３に支持され
て当該軸１３を中心に旋回動し、且つ、前記アーム１０
には該軸１３反対側端に前記可動搬送ロール９が設けら
れている。なお、支持軸１３は軸受１３Ａに軸支されて
いる。又、可動搬送ロール９はその軸両端がアーム１０
に支持されている。

【００３４】前記アーム駆動用電動機２０は、前記支持
軸１３と同一軸上に連結され、前記アーム１０に前記支
持軸１３を中心としたトルクを発生させて、前記ストリ
ップ１に張力を付与するためのものである。

【００３５】前記アーム角度検出器２１は、前記アーム
１０の旋回動の回転角、又は、アーム駆動用電動機２０
の回転角を検出するためのものであり、検出角度θは張
力制御部２２及びストリップ速度制御部２４に入力され
る。

【００３６】前記張力検出器１２は、前記ストリップ１
の張力を検出するものであり、搬送ロール２の直近に設
けられている。

【００３７】前記張力制御部２２は、前記張力検出器１
２の検出張力Ｔを、ストリップ１に付与すべき目標張力
指令Ｔr に対してフィードバックして、トルク制御指令
Ｔ1を求め、これにより前記電動機２０のトルクを制御
してストリップ１の張力を目標張力Ｔr に制御するもの
である。

【００３８】詳細には、張力制御部２２は、目標張力Ｔ
r に対し検出張力Ｔをフィードバックして比較演算し、
トルク制御指令Ｔ1 を出力する張力制御器３０と、前記
角度検出器２１の検出角度θにより、可動搬送ロール９
及びアーム１０の自重分の慣性モーメントを補償するた
めの自重補償演算器３３と、アーム１０の角度によりス
トリップ張力と電動機２０の軸トルクとの関係が変化す
ることを補償（軸トルク補償）するための張力角度補償
演算器３４とを有する。

【００３９】なお、前記トルク制御指令Ｔ1 は、前記各
演算器３３及び３４出力で補償されて補償トルク指令Ｔ
1 ′となり、電流制御器３１に入力される。

【００４０】又、前記電動機２０の電源線には、当該電
源線を流れる電流を検出して補償トルク指令Ｔ1 ′にフ
ィードバックするための電流検出器２５が設けられてい
る。フィードバックされた補償トルク指令値Ｔ1 ′つま
り電流指令は、電流制御器３１に入力される。

【００４１】電流制御器３１は、入力電流指令により電
動機２０の入力電流（トルク）を制御するための指令を
電動機駆動器３２に入力するものである。

【００４２】ここで、前記自重補償演算器３３が行う自
重分補償は、例えば次のようになる。

【００４３】即ち、可動搬送ロール９、アーム１０等の
自重をＷ、これの重心と支点との間の距離をＬo 、アー
ム１０の水平（角度は０°）からの偏位角度をθとした
ときに、自重分のトルク補償量Ｔqsは、次式（１）で与
えられる。

【００４４】 Ｔqs＝Ｗ・Ｌo ・cos θ ………（１）

【００４５】このトルク補償量Ｔqsを前記張力指令Ｔl
に加算することにより、自重分のトルクを補償する。

【００４６】又、前記張力角度補償演算器３４の行う軸
トルク補償は、例えば次のようになる。

【００４７】即ち、ストリップ張力をＴo とし、アーム
１０と支持軸１３との間の距離をＬr とすると、前記角
度θに応じて軸トルクを補償するための軸トルク補償分
Ｔqtは、次式（２）で与えられる。

【００４８】 Ｔqt＝２Ｔo ・Ｌr ・ cosθ ………（２）

【００４９】この軸トルク補償分Ｔqtを前記張力指令に
加算することにより軸トルク補償を行う。

【００５０】前記ストリップ速度制御部２４は、ストリ
ップ１の搬送速度を制御して、ストリップ搬送速度をラ
イン目標速度Ｖr とすると共に、目標角度Ａr に前記ア
ーム１０の角度θを制御しようとするものである。

【００５１】即ち、該速度制御部２４は、目標角度Ａr
と検出角度θを比較してアーム１０の角度を補正するた
めの速度修正指令を出力するため角度制御器４０と、該
速度修正指令のうち過渡的な微小な角度変化分を遮断し
た速度修正指令を速度制御器４２に入力するためのデッ
ドバンド（不感帯）発生器４１と、前記補正された速度
修正指令により、ブライドルロール駆動用電動機２３の
速度、ひいては駆動搬送ロール１１の回転速度を制御し
て、ストリップ１の搬送速度を介してアームの角度を一
定に保つようにする速度制御器４２とを有する。

【００５２】なお、デッドバンド発生器４１は、角度補
正のための速度修正信号が過渡的な微小な角度変化分を
含んだ場合、そのまま速度修正信号として入力すると有
害となるため、該角度変化分を除去するものである。

【００５３】次に、第１実施例の作用を説明する。

【００５４】図１の張力制御装置においては、ストリッ
プ１が、ブライドルロール１１から巻き送られて、搬送
ロール２、可動搬送ロール９、更には他の搬送ロール２
に通板された後に後流に送り出される。この場合におい
て、ストリップ１の張力Ｔを張力検出器１２で検出する
と共に、可動搬送ロール９が設けられたアーム１０の水
平に対する角度θが角度検出器２１で検出される。これ
ら検出張力Ｔ及び検出角度θは張力制御部２２に入力さ
れ、それと共に、当該制御部２２には目標張力Ｔr が設
定される。該制御部２２においては、目標張力Ｔrに検
出張力Ｔがフィードバックされてトルク制御指令Ｔ1 が
求められる。

【００５５】一方、前記検出角度θは自重補償演算器３
３及び張力角度補償演算器３４に入力され、これら演算
器３３及び３４は、前出（１）及び（２）式で、自重分
のトルク補償量Ｔqsと張力の軸トルク補償分Ｔqtとを求
める。これら補償分が、前記張力指令Ｔ1 に加算され、
当該張力指令Ｔ1 が補償され、補償トルク指令Ｔ1 ′と
なる。

【００５６】補償トルク指令Ｔ1 ′はトルク指令値とし
て、つまり電流指令値として電流制御器３１に入力され
る。該電流制御器３１は、このトルク指令Ｔ１′に従っ
て、電動機駆動器３２を制御することにより、アーム駆
動用電動機２０のトルク、ひいてはストリップ１の張力
を制御する。この場合、電流検出器２５で検出された電
動機電流は、補償トルク指令Ｔ1 ′にフィードバックさ
れて、電流制御器３１に入力される。該電流制御器３１
は、当該トルク指令Ｔ1 ′に応じて電動機駆動器３２か
らアーム駆動用電動機２０に供給する電流を制御し、該
電動機２０のトルクが前記指令値Ｔl ′になるように前
記電動機電流を制御する。

【００５７】一方、前記アーム１０の角度θの偏位は、
予め定めた目標角度Ａr と比較して速度制御器４０は角
度を補正するべく、ライン速度Ｖr に対し速度修正指令
を出力する。この場合、デッドバント発生器４１により
過渡的な微少の角度変化分を除去し障害が生じるのを防
止する。

【００５８】前記デッドバンド後の速度補正信号は目標
ライン速度Ｖr に加算されて速度制御器４２に速度指令
として入力される。該速度制御部４２は、入力速度指令
によりブライドルロール駆動用電動機２３を制御してス
トリップの搬送速度を目標速度Ｖr に制御すると共に、
アーム１０の角度θを目標角度Ａr に制御する。

【００５９】ここで、第１発明を実施した張力制御装置
においては、従来のダンサーロールによる張力制御装置
と比較して、図２に示すような効果が確認された。この
場合、比較した諸元は機械軸の慣性モーメントＧＤ
² と、機械的損失（メカニカルロス）、バックラッシュ
である。従来装置の慣性モーメントに比較して本発明装
置の慣性モーメントは従来の約１／２に減少した。又、
機械的損失についても、ストリップのテンション分に換
算して従来装置では約５０kgであったものが、本装置で
は約２kgに減少した。これは、前記従来装置がダンサー
ロールの上下動機構の機械的損失を有するのに対して、
第１発明装置が支持軸の軸受の摩擦トルクのみを有する
からである。

【００６０】又、バックラッシュについては、従来装置
では存在しているが、第１発明装置ではなくなってい
る。これは、電動機を直接アーム支持軸に直結している
からである。

【００６１】次に、本発明の第２実施例について説明す
る。

【００６２】本発明の第２実施例は、図３に示すような
構成の張力制御装置である。

【００６３】図３に示すように、この張力制御装置は、
第１実施例と同様の装置であって、更に、カウンタウェ
イト６０、カウンタウェイト位置移動（シフト）用電動
機５０、カウンタウェイト位置検出器５１を有する。

【００６４】前記カウンタウェイト６０は、前記アーム
１０に、アーム１０の長手方向（前記軸１３の直角方向
に相当）に移動可能に設けられており、前記カウンタウ
ェイト６０は、前記長手方向の位置の調整により前記ア
ーム１０に発生させるトルクを制御するものである。当
該カウンタウェイト６０の移動はカウンタウェイトシフ
ト用電動機５０の駆動により行われるようになってい
る。又、このカウンタウェイトの位置はカウンタウェイ
ト位置検出器５１で検出されて、張力制御部２２（張力
制御部２２中の自重補償演算器３３）に入力される。

【００６５】詳細には、張力制御部２２は、目標張力Ｔ
r に対し検出張力Ｔをフィードバックして比較演算し、
トルク制御指令Ｔ1 を出力する張力制御器３０と、前記
角度検出器２１の検出角度θに基づき、可動搬送ロール
９及びアーム１０の自重分の慣性モーメントを補償する
ための自重補償演算器３３と、アーム１０の角度により
ストリップ張力と電動機２０の軸トルクとの関係が変化
することを補償（軸トルク補償）するための張力角度補
償演算器３４と、目標張力Ｔr に基づき、カウンタウェ
イト６０の位置を設定するためのカウンタウェイト位置
設定器５３とを有する。

【００６６】前記カウンタウェイト位置設定器５３は、
設定された目標張力Ｔr に応じて、カウンタウェイト６
０の位置Ｓt を演算により求め、当該位置Ｓt 信号をカ
ウンタウェイト駆動部５２に入力するものである。な
お、このカウンタウェイト位置Ｓt の演算の内容は、後
に詳述する。

【００６７】前記カウンタウェイト駆動部５２は、前記
入力位置信号に基づき、カウンタウェイト位置シフト用
電動機５０の駆動により前記カウンタウェイト６０を移
動させ、前記カウンタウェイト６０の位置を前記設定器
５３で求められた位置に設定するものである。

【００６８】前記ストリップ速度制御部２４は、目標角
度Ａr と検出角度θを比較してアーム１０の角度を補正
するべく速度修正指令を出力するため角度制御器４０
と、出力された速度修正指令により、ブライドルロール
駆動用電動機２３の速度、ひいてはブライドルロール１
１の回転速度を制御して、ストリップ１の搬送速度を介
してアームの角度を一定に保つようにする速度制御器４
２とを有する。

【００６９】他の構成は、第１実施例と同じであるので
同じ番号を付して説明は省略する。

【００７０】次に、第２実施例の作用のうち、第１実施
例と異なる部分を説明する。

【００７１】前記目標張力Ｔr は、カウンタウェイト位
置設定器５３に入力されており、該カウンタウェイト位
置設定器５３は入力目標張力Ｔr に応じてカウンタウェ
イト６０の位置Ｓt を求めて、カウンタウェイト駆動部
５２に設定する。

【００７２】ここで、目標張力を設定した際、及び目標
張力の設定を変更した際に、カウンタウェイト位置Ｓt
の設定を次のように行う。

【００７３】まず、アーム駆動用電動機５０に必要とな
るトルクＴq は、ストリップ張力がＴとすれば、次式
（３）から与えられる。

【００７４】 Ｔq ＝２・Ｔ・Ｌr ＋Ｗm ・Ｌm −（Ｗw ・Ｓt ＋Ｗr ・Ｌr ＋Ｗf ・Ｌf ） …（３）

【００７５】但し、 Ｌr ：可動搬送ロール９の中心軸及びアーム１０の軸１
３間の距離、 Ｌf ：アーム１０の重心及び前記軸１３間の距離、 Ｌm ：カウンタウェイトシフト用電動機５０（検出器等
も含む）重心及び前記軸１３間の距離、 Ｗr ：可動搬送ロール９の重量、 Ｗw ：カウンタウェイト６０の重量、 Ｗf ：アーム１０の重量、 Ｗm ：カウンタウェイトシフト用電動機５０の重量（含
む検出器）。

【００７６】なお、第２実施例では、図３に示すよう
に、カウンタウェイトシフト用電動機５０が、軸１３を
挟んで可動搬送ロール９の反対側に設けられているた
め、該電動機５０の重量Ｗw によりアーム１０に作用す
るトルクＷm・Ｓt は、（３）式の第１項に示すよう
に、ストリップの張力によりアーム１０に作用する方向
と同様の方向のものとなる。

【００７７】又、仮にアーム駆動用電動機２０のトルク
をＣtqとし、張力目標値をＴref とすれば、前記（３）
式より、カウンタウェイトの位置Ｓt は次式（４）で与
えられる。

【００７８】 Ｓt ＝｛２Ｔref ・Ｌr ＋Ｗm ・Ｌm −（Ｗr ・Ｌr ＋Ｗf ・Ｌf ＋Ｃtq）｝／Ｗw …（４）

【００７９】カウンタウェイト６０の移動可能な範囲
（前記位置Ｓt の最大値〜最小値の範囲）は、操業上必
要となる張力目標値Ｔref の最大値及び最小値を、
（４）式における前記電動機２０のトルクＣtqと各々そ
の他の定数より考慮し、経済的な、且つ、慣性モーメン
トを極力低く抑えて要求性能を満し得る数値を決定すれ
ばよい。

【００８０】このようにしてカウンタウェイト６０の移
動可能な範囲が決定された後には、前記電動機２０のト
ルクＣtqの許す範囲で極力カウンタウェイト６０がアー
ム１０の軸１３の近くなるように、カウンタウェイト位
置Ｓt を決定する。これにより慣性モーメントは低くな
り、張力制御を高感度に行い得る状態が得られる。

【００８１】前記のようにして、カウンタウェイトの位
置Ｓt が決定された後は、張力設定タイミング又は張力
設定変更のタイミングになった際に、カウンタウェイト
６０を決定カウンタウェイトの位置Ｓt に移動させて目
標張力Ｔref を得るようにする。

【００８２】この際、カウンタウェイト６０は、停止状
態からある速度パターンをもって前記位置Ｓt に位置決
めされることになるため、これだけでは、前記張力設定
タイミング又は張力設定変更タイミングとなると同時に
はストリップ１に張力目標値Ｔref を得ることができ
ず、張力制御に遅れが生じる。

【００８３】そこで、この制御遅れを解消すべく、ま
ず、カウンタウェイト６０の位置を検出器５１により検
出して張力制御部２２にフィードバックし、前記（３）
式で目標張力値Ｔref となる前記電動機２０のトルクＴ
q をダイナミックに演算する。次いで、この演算された
トルクＴq を電流制御器３１に入力することにより、ア
ーム駆動用電動機２０で前記トルクＴq をアーム１０に
付与する。

【００８４】このようにして、カウンタウェイト６０の
張力制御の遅れを補償して、張力設定タイミング又は張
力設定変更タイミングに遅れを生じさせることなく、ス
トリップ１の張力を目標張力Ｔref に制御することがで
きる。

【００８５】なお、第２実施例では、カウンタウェイト
６０をアーム１０に移動可能に設けて、支持軸１３から
直角方向への位置を調整できるようにしていた。しかし
ながら、第２発明においてカウンタウェイトを設けるの
はアームに限定されず、支持軸の直角方向へ移動可能な
手段であればいずれの手段を用いてカウンタウェイトを
設けることが可能である。

【００８６】

【発明の効果】以上説明したとおり、第１発明によれ
ば、外部からの中央セクション等に侵入してきた急峻な
ストリップ変動に対しても高い応答性で且つ、高い精度
で張力を制御することが可能となる。

【００８７】又、第２発明によれば、微小なストリップ
変動に対しても、小容量の電動機で応答性良く、且つ、
精度良く張力を制御することが可能となる。

【００８８】又、いずれの発明においても、張力の設定
又は設定変更の際にも所望の目標張力に制御することが
可能となる。このため、従来のダンサーロールでは得ら
れない極めて有効な張力制御を行うことができる。

【００８９】発明者の調査によれば、本発明装置におい
ては、前記諸元が向上した結果、高精度な張力制御が実
現し、張力変動についても従来の約１／３程度に抑制す
る効果が得られることが確認できた。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の第１実施例の全体構成を示
す、一部配置図を含むブロック図である。

【図２】図２は、第１実施例の効果を示す線図である。

【図３】図３は、本発明の第２実施例の全体構成を示
す、一部配置図を含むブロック図である。

【図４】図４は、従来のダンサーロールによる張力制御
装置の構成例を示す配置図である。

【符号の説明】

１…ストリップ、 ２…搬送ロール、 ９…可動搬送ロール、 １０…アーム、 １１…ブライドルロール、 １２…張力検出器、 １３…支持軸、 ２０…アーム駆動用電動機、 ２１…アーム角度検出器、 ２２…張力制御部、 ２３…ブライドルロール駆動用電動機、 ２４…ストリップ速度制御部、 ２５…電流検出器、 ３０…張力制御器、 ３１…電流（トルク）制御器、 ３２…電動機駆動器、 ３３…自重補償演算器、 ３４…張力角度補償演算器、 ４０…角度制御器、 ４１…デッドバンド発生器、 ４２…速度制御器、 ５０…カウンタウェイト移動（シフト）用電動機、 ５１…カウンタウェイト位置検出器、 ５２…カウンタウェイト駆動部、 ５３…カウンタウェイト位置設定部、 ６０…カウンタウェイト。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】搬送ロール及び可動搬送ロール間にストリ
   ップを通板させ、該可動搬送ロールの移動により、スト
   リップの張力を制御する装置において、 支持軸を中心に旋回動し、且つ、該支持軸反対側端に前
   記可動搬送ロールが設けられたアームと、 前記支持軸に直結され、前記アームに前記支持軸を中心
   としたトルクを発生させて、前記ストリップに張力を付
   与するための電動機と、 前記アームの旋回動の角度を検出する角度検出器と、 前記ストリップの張力を検出するための張力計と、 検出角度及び検出張力により、前記アームに発生させる
   トルクを補正して、ストリップの張力を目標張力に制御
   するための手段と、 を備えたことを特徴とする張力制御装置。
2. 【請求項２】搬送ロール及び可動搬送ロール間にストリ
   ップを通板させ、該可動搬送ロールの移動により、スト
   リップの張力を制御する装置において、 支持軸を中心に旋回動し、且つ、該支持軸反対側端に前
   記可動搬送ロールが設けられていて、該支持軸を中心と
   したトルクによりストリップに張力を付与するためのア
   ームと、 前記支持軸に直結され、前記アームに前記支持軸を中心
   としたトルクを発生させるための電動機と、 前記電動機のトルクを制御して、前記電動機がアームに
   発生させるトルクを制御するための電動機トルク制御手
   段と、 前記支持軸に対する直角方向の位置が調整可能に前記支
   持軸に設けられて、前記アームに前記支持軸を中心とし
   たトルクを発生させるためのカウンタウェイトと、 前記カウンタウェイトの前記直角方向の位置を調整し
   て、前記アームに発生させるトルクを制御するためのカ
   ウンタウェイト位置調整手段と、 前記アームの旋回動の角度を検出するための角度検出器
   と、 前記ストリップの張力を検出するための張力計と、 検出角度及び検出張力に基づき、前記ストリップの張力
   が目標張力となるように、前記電動機トルク制御手段及
   びカウンタウェイト位置調整手段の制御によりアームに
   発生させるトルクを制御するための手段と、を備えたこ
   とを特徴とする張力制御装置。