JP3389349B2

JP3389349B2 - 磁性体板の位置決め装置

Info

Publication number: JP3389349B2
Application number: JP23001294A
Authority: JP
Inventors: 崎敬介藤
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1994-09-26
Filing date: 1994-09-26
Publication date: 2003-03-24
Anticipated expiration: 2018-03-24
Also published as: JPH0890039A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁性体板の位置決め装
置に関し、特に、鋼板（強磁性体板板）のその面と垂直
な方向の位置決め、特に該方向の振動抑止、を行なう装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、熱間圧延後又は冷間圧延後の薄
鋼板の搬送又は巻取り，もしくはメッキ処理ライン又は
連続熱処理ラインにおける薄鋼板の搬送において、薄鋼
板がその面と垂直な方向に位置ずれあるいは振動を生ず
ると、搬送ライン近くの構造物に当って疵がつくとか、
薄鋼板の張力が変動して品質が劣化するとかの問題が生
ずる。

【０００３】従来は、薄鋼板の板面と垂直な方向（厚み
方向）の位置ずれあるいは振動を防止するために、薄鋼
板の搬送速度を低く設定するとか、薄鋼板搬送ロ−ラの
回転速度を張力が一定になるようにかつ張力が振動しな
いように制御するとか、搬送ロ−ラ間にル−パを介挿し
てこれで薄鋼板のたるみを除去するとか、が行なわれて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、薄鋼板の搬送
速度を低く設定するとその分薄鋼板の加工，処理の生産
性が低下し、また、加工，処理における薄鋼板の搬送速
度制御に支障をもたらすことがある。張力を制御する場
合も、加工，処理における薄鋼板の所要張力や張力制御
に支障をもたらす。ル−パは従動ロ−ラで薄鋼板を支え
るので、それが薄鋼板に疵を付けるおそれがあると共
に、比較的に小さい振幅の振動に対しては効果が期待で
きないばかりか、該振動を増幅してしまうとか、薄鋼板
の張力を振動的に過大にしてしまうこともありうる。

【０００５】本発明は、磁性体板の厚み方向（板面と垂
直な方向）の振動を非接触で抑止することを第１の目的
とし、このために本発明では対の電磁石を用いるが、こ
の電磁石対の振動抑止効果を高くすることを第２の目的
とし、振動抑止の安定性を向上することを第３の目的と
する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の磁性体板の位置
決め装置は、磁性体板(FP)を間に置いてその広幅面に垂
直に(x方向に)磁極端面が相対向する第１および第２電
磁石(1L,1R)；第１電磁石(1L)の磁極端面と前記磁性体
板(FP)との第１ギャップ(Gs)に対応してそれが大きいと
きには高レベルの小さいときには低レベルの電流を、第
１電磁石(1L)の第１電気コイル(1La)に通電する第１通
電手段(5A,4L)；および、第２電磁石(1R)の磁極端面と
前記磁性体板(FP)との第２ギャップ(Gsc)に対応してそ
れが大きいときには高レベルの小さいときには低レベル
の、第１電磁石(1L)の磁極端面の極性に対して第２電磁
石(1R)の磁極端面の極性を逆極性とする電流を、第２電
磁石(1R)の第２電気コイル(1Ra)に通電する第２通電手
段(5B,4R)；を備える。なお、カッコ内には、理解を容
易にするために、後述する実施例中の対応する要素又は
対応事項の符号を、参考までに付記した。

【０００７】

【作用】第１電磁石(1L)の磁極端面と前記磁性体板(FP)
との第１ギャップ(Gs)が大きいと、第１通電手段(5A,4
L)が高レベルの電流を第１電気コイル(1La)に通電し第
１電磁石(1L)が強い力で磁性体板(FP)をｘ方向に吸引
し、このとき、第２ギャップ(Gsc)が小さいので第２通
電手段(5B,4R)は低レベルの電流を第２電気コイル(1Ra)
に通電するので第２電磁石(1R)の磁性体板(FP)吸引力は
弱く、磁性体板(FP)が第１電磁石(1L)に近づく方向に移
動する。すなわち第１ギャップ(Gs)を小さくする方向に
磁性体板(FP)が移動する。第１ギャップ(Gs)が小さくな
るにつれて第２ギャップ(Gsc)が大きくなり、第１電磁
石(1L)が磁性体板(FP)を吸引する力は減少し第２電磁石
(1R)が磁性体板(FP)を吸引する力が増大する。これによ
り、磁性体板(FP)は、第１電磁石(1L)と第２電磁石(1R)
の電磁吸引力が平衡するｘ位置となる。磁性体板(FP)が
振動するときにはその振動を抑止するように第１電磁石
(1L)と第２電磁石(1R)の電流が増減するので、磁性体板
(FP)の振動が防止される。このような、磁性体板(FP)
の、第１電磁石(1L)と第２電磁石(1R)の電磁吸引力が平
衡する位置への駆動は、電磁吸引力による非接触駆動で
あるので、磁性体板(FP)がｘ方向に直交するｙ方向（磁
性体板FPの長手方向）に移動しても、すり疵を生ずるこ
とがない。

【０００８】加えて、第２通電手段(5B,4R)が、第１電
磁石(1L)の磁極端面の極性に対して第２電磁石(1R)の磁
極端面の極性を逆極性とする電流を、第２電磁石(1R)の
第２電気コイル(1Ra)に通電するので、第１電磁石(1L)
が発生した磁束は磁性体板(FP)を貫通して第２電磁石(1
R)に至り、同様に第２電磁石(1R)が発生した磁束は磁性
体板(FP)を貫通して第１電磁石(1L)に至る。すなわち、
同一磁路(磁束ル−プ）に、第１電磁石(1L)と第２電磁
石(1R)が発生する磁束が、相対的に相殺することなく、
逆に助長する形で流れ、これにより磁性体板(FP)に作用
する電磁力がきわめて強い。例えば、図７に示すよう
に、磁性体板(FP)が平衡位置から３ｍｍずれているとき
にそれを平衡位置に戻そうとする電磁力は、両電磁石が
同極極性で対向しているときには、略0.9Ｋｇｆ／ｍ(図
７の（ｂ））であるが、異極極性で対向しているときに
は略10Ｋｇｆ／ｍ（図７の（ａ））であり、10倍以上も
の強い力となる。したがって、磁性体板(FP)を平衡位置
に維持するための両電磁石の通電電流レベルは低くて済
み、電磁石の電力消費効率がきわめて高い。

【０００９】本発明の他の目的及び特徴は、図面を参照
した以下の実施例の説明より明らかになろう。

【００１０】

【実施例】図１に、本発明の一実施例の全体構成を示
す。上下方向ｙに移動する磁性体板ＦＰ（この例では薄
鋼板）のｘ方向左右に、相対向して、しかも磁性体板Ｆ
Ｐの平板面に対向して、電磁石１Ｌ，１Ｒが配置されて
いる。第１および第２電磁石１Ｌ，１Ｒのコア１Ｌｂ，
１Ｒｂには、第１および第２電気コイル１Ｌａ，１Ｒａ
が装着されており、電気コイル１Ｌａ及び１Ｒａには、
コイルドライバ４Ｌおよび４Ｐにより、この実施例では
コア１Ｌｂ及び１Ｒｂの先端面すなわち磁性体板ＦＰの
平板面に対向している端面同士が異極（Ｎ極、Ｓ極が異
る）となる方向に直流電流が流される。

【００１１】第１電磁石１ＬのＮ極コア端面から出た磁
束は、図１に２点破線の矢印にて示すように、磁性体板
ＦＰを貫通して第２電磁石１ＲのＳ極コア端面に至り、
第２電磁石１Ｒのコア１Ｒｂを通ってそのＮ極コア端面
から出て磁性体板ＦＰを貫通して第１電磁石１ＬのＳ極
コア端面に至る。第２電磁石１Ｒに発生する磁束も同じ
ル−プを同方向に流れる。なお、図１に示す基準線Ｌxs
は、相対向する電磁石１Ｌ，１Ｒの間の距離Ｄwの中間
（Ｄw／２）位置を通過するｙ方向に伸びるものであ
る。

【００１２】図１において、磁性体板ＦＰの平板面には
ギャップセンサ３が対向している。このギャップセンサ
３は、第１電磁石１Ｒの端面と磁性体板ＦＰの表面との
ギャップＧｓ（第１ギャップ）を測定し、第１ギャップ
Ｇｓを示すアナログ信号Ｇ1を制御回路５Ａに与える。
電磁石１Ｌ，１Ｒの通電電流レベルを、それぞれコイル
ドライバ４Ｌ，４Ｒを介して、制御回路５Ａ，５Ｂがフ
ィ−ドバック制御する。

【００１３】図２に、図１で２点鎖線枠２ａで囲んだ電
磁石１Ｌ，１Ｒの斜視図を示す。電磁石１Ｌ，１Ｒのコ
ア１Ｌｂ及び１Ｒｂは、上下方向ｙの長さ50mm，左右方
向ｘの長さ40mm、前後方向（磁性体板ＦＰの幅方向）ｚ
の幅1000mmの直方体に、電気コイル１Ｌａ，１Ｒａを挿
入するスロットを開けたものであり、スロット空間は、
30mm(x)×30mm(y)×1000mm(z)の寸法である。電気コイ
ル１Ｌａ及び１Ｒｂはこのスロットに挿入されており、
これらの電気コイルには、コイルドライバ４Ｌ，４Ｒに
より、図２に実線矢印で示す方向に電流が流れる。これ
により、コア１Ｌｂ及び１Ｒｂの向いあう端面は、それ
ぞれＳ,Ｎの異る磁極となる。

【００１４】制御回路５Ａの構成を図３に、制御回路５
Ｂの構成を図６に示す。制御回路５Ａおよび５Ｂには、
搬送する磁性体板ＦＰに関する情報すなわち板厚ｄ，目
標ギャップＧ₀（Ｇ₀＝(Ｄｗ−ｄ)／２で、板厚ｄに一意
的に対応）及び目標ギャップＧ₀対応の基準電流値ｉsが
与えられる。なお、基準電流値ｉsは、板厚ｄの鋼板(所
定規格)をギャップＧs＝Ｇ₀及びＧsc＝Ｇ₀に維持するた
めに電磁石１Ｌの電気コイル１Ｌａに通電する電流であ
る。すなわち、ｉsは、Ｇs及びＧsc＝Ｇ₀で外乱がない
場合、Ｇs＝Ｇ₀及びＧsc＝Ｇ₀を定常的に維持すること
ができる電流値である。

【００１５】図３を参照すると、制御回路５Ａの信号処
理回路９ａが、ギャップセンサ３が与える第１ギャップ
Ｇｓを示すアナログ信号Ｇ1をデジタル変換し、デジタ
ルデ−タＧs*をコンピュ−タ２４ａに与えると共に、制
御回路５Ｂの信号処理回路９ｂにも与える。

【００１６】第１電磁石１Ｌの電気コイル１Ｌａに通電
するコイルドライバ４Ｌには、コイル電流検出回路が内
蔵され、これが電気コイル１Ｌａの電流値を表わすアナ
ログ信号ｉo1を信号処理回路８ａに与える。信号処理回
路８ａはこれをデジタル変換して、電気コイル１Ｌａの
電流値を表わすデジタルデ−タｉLsをコンピュ−タ２４
ａに与える。

【００１７】なお、第２電磁石１Ｒのコア１Ｒｂの左端
面と搬送対象の磁性体板ＦＰの右向平板面との距離がＧ
sc（第２ギャップ）であり、Ｄwは電磁石１Ｌ／１Ｒ間
の距離、ｄは磁性体板ＦＰの板厚である。磁性体板ＦＰ
の板幅値ｄが与えられると、目標ギャップＧ₀＝（Ｄw−
ｄ）／２と一意的に定まり、かつ、第１ギャップＧsを
検出すると、第２ギャップＧsc＝Ｄw−ｄ−Ｇsと算出で
きる。なお、第１ギャップＧsの検出と同様にして、第
２ギャップＧscも検出するようにしてもよい。

【００１８】図６を参照すると、制御回路５Ｂの信号処
理回路９ｂには、第１ギャップＧｓを表すデータＧｓ
＊，電磁石間距離Ｄwおよび磁性体板の板厚ｄが与えら
れ、信号処理回路９ｂは、第２ギャップＧｓｃ＝Ｄw−
ｄ−Ｇs*を算出してこれを表わすデ−タＧsc*をコンピ
ュ−タ２４ｂに与える。電磁石１Ｒの電気コイル１Ｒａ
に通電するコイルドライバ４Ｒには、コイル電流検出回
路が内蔵され、これが電気コイル１Ｒａの電流値を表わ
すアナログ信号ｉo2を信号処理回路８ｂに与える。信号
処理回路８ｂはこれをデジタル変換して、電気コイル１
Ｒａの電流値を表わすデジタルデ−タｉRsをコンピュ−
タ２４ｂに与える。

【００１９】再度図３を参照する。電磁石１Ｌの通電を
制御する制御回路５Ａは、ＣＰＵを主体とするデジタル
コンピュ−タ２４ａ，信号処理回路８ａ，９ａおよびＰ
ＷＭ（パルス幅変調）回路７ａで構成されている。ＰＷ
Ｍ回路７ａは、コンピュ−タ２４ａの出力デ−タ（電流
指示値）に対応する通電デュ−ティを算出し、算出した
通電デュ−ティの通電指示パルスをコイルドライバ４Ｌ
に与える。コイルドライバ４Ｌは、電気コイル１Ｌａを
通電指示パルスに応答してオン／オフする。これによ
り、電気コイル１Ｌａには、前記通電デュ−ティで直流
定電圧が印加され、電気コイル１Ｌａの電圧（時系列平
均値）は、該通電デュ−ティで定まる。すなわち、電気
コイル１Ｌａの印加電圧が、コイルドライバ４Ｌおよび
ＰＷＭ回路７ａを介して、コンピュ−タ２４ａにより制
御される。

【００２０】図３に示すコンピュ−タ２４ａは、位置制
御する磁性体板ＦＰに関する情報（板厚ｄ，目標ギャッ
プＧ₀および基準電流値ｉs）が与えられるとそれを、レ
ジスタ２５ａに格納し、スタ−ト指令が到来すると、レ
ジスタ２５ａの情報に基づいて電気コイル１Ｌａの通電
レベル制御（ＰＷＭ制御）を開始し、ストップ指示が到
来すると電気コイル１Ｌａへの通電を停止し、スタ−ト
等の制御指令が到来するのを待つ。電気コイル１Ｌａの
通電レベル制御においては、所定周期（サンプリング周
期）で信号処理回路８ａおよび９ａの検出デ−タ（ギャ
ップＧs*および電流ｉLs）を読込み、フィ−ドバック演
算により、電流指示値を生成しこれをＰＷＭ回路７ａに
出力する。この制御動作はプログラムに従ったデジタル
処理により行なわれる。この制御機能を、理解を簡単に
するために、図３ではハ−ドウェアブロック（機能ブロ
ック）で代替して示した。以下この機能ブロックを参照
してコンピュ−タ２４ａの制御動作を説明する。

【００２１】なお、メモリ２３ａには、板厚ｄ₁〜ｄ_nの
それぞれに宛てたゲイングル−プが、板厚対応で格納さ
れている。これを模式的に図４に示す。ここでは、１つ
の板厚に宛てたゲイングル−プを格納したメモリ領域を
メモリテ−ブルと称する。１つの板厚ｄ_jのゲイングル
−プのデ−タすなわち１つのメモリテ−ブルｄｊのゲイ
ンデ−タを、やはり模式的に図５に示す。１つの板厚ｄ
ｊに対して、ギャップは、初期値ｘ1よりある一定の公
差ｘdごとにａ個のギャップ領域ｘ1〜ｘaに区分され、
電気コイル電流は、初期値ｉ1よりある一定の公差ｉdご
とにｂ個のギャップ領域ｉ1〜ｉbに区分され、ギヤップ
値(x=p)および電流値(i=q)で特定される各領域に、ゲイ
ンＭ_1,1〜Ｍ_a,b（それぞれがK₁〜K₄の集合)が書込まれ
ている。これは、制御回路５Ｂのメモリ２３ｂについて
も同様である。

【００２２】制御する磁性体板ＦＰに関する情報（板厚
ｄ，目標ギャップＧ₀および基準電流値ｉs）が与えら
れ、スタ−ト指令が到来するとコンピュ−タ２４ａは、
所定周期（サンプリング周期；例えば1〜3msec)で次の
処理を行なう。

【００２３】コンピュータ２４ａはまず、信号処理回路
８ａおよび９ａより、ギャップデ−タ(Ｇs*)および電流
デ−タ(ｉLs)を読込む。次に領域判定２２ａにより、ギ
ャップ(Ｇs*)および電流(ｉLs)が、図５に示す領域のい
ずれにあるかを判定する。この判定では、まず、ギャッ
プ(Ｇs*)が、上述のｐ＝１〜ａのいずれにあるかを判定
し、続いて読込んだ電流(ｉLs)が上述のｑ＝１〜ｂのい
ずれにあるかを判定する（領域情報ｐ，ｑ）。そして、
レジスタ２５ａの板厚ｄ情報より、板厚ｄ対応のメモリ
テ−ブルｄｊ（図４のテ−ブルｄ１〜ｄｎの１つ）を特
定し、領域情報ｐ，ｑで該特定した図５に示すメモリテ
−ブル内ｄｊの１領域を特定して、そこのゲイングル−
プＭ_p,qを読出して、ゲインレジスタ２１ａに書込む。
これにより、指定された板厚ｄ，現在のギャップ(Ｇs*)
および電流(ｉLs)に対応する、ゲインＫ₁〜Ｋ₄が選択さ
れたことになる。

【００２４】コンピュータ２４ａは次に、減算１０ａに
よりギャップ偏差ｘL＝Ｇs*−Ｇ₀を算出し、減算１２ａ
により、現在の偏差ｘLより遅延１１ａにより保持する
１サンプリング周期前の偏差を減算して、ギャップ偏差
の変化速度ｄｘL/ｄｔ（以下ｘL’と表記）を算出し、
減算１８ａにより電流偏差ｉL＝ｉLs−ｉsを算出し、加
算１９ａにより、現在の偏差ｘLに遅延２０ａにより保
持する１サンプリング周期前の偏差累算値を加算して、
ギャップ偏差の累算値（積分値）∫ｘLｄｔを算出す
る。そして、乗算１３ａ，１４ａ，１６ａおよび１７ａ
で、これらの算出値にゲインレジスタのゲインデ−タＫ
₁〜Ｋ₄を乗算し、減算１５ａにより、電気コイル１Ｌａ
に通電する電流レベルＩa_out＝ｉs−Ｋ₁・ｘL−Ｋ₂・ｘL’−Ｋ₃・ｉL−Ｋ₄・∫ｘLｄｔを算出し、これを表わすデ−タをＰＷＭ回路７ａに出力
する。

【００２５】ＰＷＭ回路７ａは、このデ−タＩa_outに基
づいて、電磁石１Ｌの電気コイル１ＬａにＩa_outの電流
を通電するに要する電気コイル印加電圧（時系列平均
値）を与える通電（オン／オフ）デュ−ティ（パルス一
周期の間のＨ区間長）を算出し、該デュ−ティのパルス
をコイルドライバ４Ｌに与える。コイルドライバ４Ｌ
は、ＰＷＭ回路７ａが与えるパルスのＨに応答して電気
コイル１Ｌａを導通（オン）とし、該パルスのＬに応答
して非導通（オフ）とする。

【００２６】以上に説明した、ギャップ値Ｇs*およびコ
イル電流値ｉLsの読込，これらの値てレジスタ２１ａに
格納），設定したゲインを用いたフィ−ドバック出力値
の算出とＰＷＭ回路７ａへの出力、をコンピュータ２４
ａが所定周期で繰返すことにより、フィ−ドバックゲイ
ンが、時々刻々に変わるギャップおよびコイル電流値に
対応したものに更新される。

【００２７】制御回路５Ｂを示す図６を参照する。制御
回路５Ｂは、制御回路５Ａと同じく、ＣＰＵを主体とす
るデジタルコンピュ−タ２４ｂ，信号処理回路８ｂ，９
ｂおよびＰＷＭ（パルス幅変調）回路７ｂで構成されて
いる。ＰＷＭ回路７ｂは、コンピュ−タ２４ｂの出力デ
−タ（電流指示値）に対応する通電デュ−ティを算出
し、算出した通電デュ−ティの通電指示パルスをコイル
ドライバ４Ｒに与える。コイルドライバ４Ｒは、電気コ
イル１Ｒａを通電指示パルスに応答してオン／オフす
る。これにより、電気コイル１Ｒａには、前記通電デュ
−ティで直流定電圧が印加され、電気コイル１Ｒａの電
圧（時系列平均値）は、該通電デュ−ティで定まる。す
なわち、電気コイル１Ｒａの印加電圧が、コイルドライ
バ４ＲおよびＰＷＭ回路７ｂを介して、コンピュ−タ２
４ｂにより制御される。

【００２８】図６に示すコンピュ−タ２４ｂは、制御す
る磁性体板ＦＰに関する情報（板厚ｄ，目標ギャップＧ
₀および基準電流値ｉs）が与えられるとそれを、レジス
タ２５ｂに格納し、スタ−ト指令が到来すると、レジス
タ２５ｂの情報に基づいて電気コイル１Ｒａの印加電圧
制御を開始し、ストップ指示が到来すると電気コイル１
Ｒａへの通電を停止し、スタ−ト等の制御指令が到来す
るのを待つ。電気コイル１Ｒａの印加電圧制御において
は、所定周期（サンプリング周期）で信号処理回路８ｂ
および９ｂの検出デ−タ（ギャップＧsc*および電流ｉR
s）を読込み、フィ−ドバック演算により、電圧指示情
報を生成しこれをＰＷＭ回路７ｂに出力する。この制御
動作はプログラムに従ったデジタル処理により行なわれ
る。この制御機能を、理解を簡単にするために、図６で
はハ−ドウェアブロック（機能ブロック）で代替して示
した。以下この機能ブロックを参照してコンピュ−タ２
４ｂの制御動作を説明する。

【００２９】前述の通り、制御する磁性体板ＦＰに関す
る情報（板厚ｄ，目標ギャップＧ₀および基準電流値ｉ
s）が与えられると、コンピュ−タ２４ｂはそれを、入
力レジスタ２５ｂに格納する。そしてスタ−ト指令が到
来するとコンピュ−タ２４ｂは、所定周期（サンプリン
グ周期；例えば1〜3msec)で次の処理を行なう。

【００３０】コンピュータ２４ｂはまず、信号処理回路
８ｂおよび９ｂより、ギャップデ−タ(Ｇsc*)および電
流デ−タ(ｉRs)を読込む。次に領域判定２２ｂにより、
ギャップ(Ｇsc*)および電流(ｉRs)が、図５に示す領域
のいずれにあるかを判定する。この判定では、まず、ギ
ャップ(Ｇsc*)が、上述のｐ＝１〜ａのいずれにあるか
を判定し、続いて読込んだ電流(ｉRs)が上述のｑ＝１〜
ｂのいずれにあるかを判定する（領域情報ｐ，ｑ）。そ
して、レジスタ２５ｂの板厚ｄ情報より、板厚ｄ対応の
メモリテ−ブル（図４のテ−ブルｄ１〜ｄｎの１つ）を
特定し、判定した領域情報ｐ，ｑで該特定した図５に示
すメモリテ−ブル内ｄｊの１領域を特定して、そこのゲ
イングル−プＭｐ，ｑを読出して、ゲインレジスタ２１
ｂに書込む。これにより、指定された板厚ｄ，現在のギ
ャップ(Ｇsc*)および電流(ｉRs)に対応する、ゲインＫ₁
〜Ｋ₄が選択されたことになる。

【００３１】コンピュータ２４ｂは次に、減算１０ｂに
よりギャップ偏差ｘR＝Ｇsc*−Ｇ₀を算出し、減算１２
ｂにより、現在の偏差ｘRより遅延１１ｂにより保持す
る１サンプリング周期前の偏差を減算して、ギャップ偏
差の変化速度ｄｘR/ｄｔ（以下ｘR’と表記）を算出
し、減算１８ｂにより電流偏差ｉR＝ｉRs−ｉsを算出
し、加算１９ｂにより、現在の偏差ｘLに遅延２０ｂに
より保持する１サンプリング周期前の偏差累算値を加算
して、ギャップ偏差の累算値（積分値）∫ｘRｄｔを算
出する。そして、乗算１３ｂ，１４ｂ，１６ｂおよび１
７ｂで、これらの算出値にゲインレジスタのゲインデ−
タＫ₁〜Ｋ₄を乗算し、減算１５ｂにより、電気コイル１
Ｒａに通電すべき電流レベルＩb_out＝ｉs−Ｋ₁・ｘR−Ｋ₂・ｘR’−Ｋ₃・ｉR−Ｋ₄・∫ｘRｄｔを算出し、これを表わすデ−タをＰＷＭ回路７ｂに出力
する。

【００３２】ＰＷＭ回路７ｂは、このデ−タＩb_outに基
づいて、電磁石１Ｒの電気コイル１ＲａにＩb_outの電流
を通電するに要する電気コイル印加電圧（時系列平均
値）を与える通電（オン／オフ）デュ−ティ（パルス一
周期の間のＨ区間長）を算出し、該デュ−ティのパルス
をコイルドライバ４Ｒに与える。コイルドライバ４Ｒ
は、ＰＷＭ回路７ｂが与えるパルスのＨに応答して電気
コイル１Ｒａを導通（オン）とし、該パルスのＬに応答
して非導通（オフ）とする。

【００３３】以上に説明した、ギャップ値Ｇsc*および
コイル電流値ｉRsの読込，これらの値および板厚ｄに対
応するフィ−ドバックゲインの設定（メモリ２３ｂより
読出してレジスタ２１ｂに格納），設定したゲインを用
いたフィ−ドバック出力値の算出とＰＷＭ回路７ｂへの
出力、をコンピュータ２４ｂが所定周期で繰返すことに
より、フィ−ドバックゲインが、時々刻々に変わるギャ
ップおよびコイル電流値に対応したものに更新される。

【００３４】図１及び図７を参照されたい。図７の
（ａ）には、対向する電磁石１Ｌ，１Ｒの端面の磁極が
異極である時のマクスウェルの応力Ｆｘを示し、（ｂ）
に、電磁石１Ｌ，１Ｒの端面の磁極が同極である時のマ
クスウェルの応力Ｆｘを示す。これより理解できるよう
に、対向する電磁石の磁極が異極である時の方が、同極
である場合より、図１に示す強磁性体板ＦＰの基準線Ｌ
xsからの左右方向の変位Δｘに対して強磁性体板ＦＰに
働く電磁力が大きい。これは、対向する電磁石の端面が
同極である場合には、端面より出る磁力は反発しあい、
磁力線は分散するので強磁性体板ＦＰ部での磁束密度が
低くなり、磁力が弱くなるのに対して、対向する電磁石
の端面が異極である場合には、そ端面より出る磁力は引
かれ合うので、磁力線は、図１に２点破線の矢印で示す
方向に発生して強磁性体板ＦＰを横断する方向に収束
し、強磁性体板ＦＰ部の磁束密度が高くなり、電磁力が
強くなるからである。

【００３５】変位Δｘに対して、強磁性体板ＦＰに作用
する電磁力が大きいということは、すなわち小さい電流
で大きな電磁力が得られるということであり、少容量の
電源で応答性に優れた位置制御が可能となっている。

【００３６】なお、上述の実施例によれば、電磁石１
Ｌ，１Ｒに直流電流が印加され、この電磁石１Ｌ，１Ｒ
が発生する吸引力により強磁性体板ＦＰはその厚み方向
ｘの変位が制御され、常に基準位置Ｌxsに保たれ、強磁
性体板ＦＰの振動が抑止される。更に、電磁石１Ｌ，１
Ｒは強磁性体板ＦＰの位置制御を非接触により行なうの
で、また、強磁性体板ＦＰの平板面が電磁石コアの端面
に吸着することがないので、強磁性体板ＦＰが疵つけら
れることが無い。

【００３７】また、強磁性体板ＦＰの厚みｄと電磁石１
Ｌ，１Ｒに通電される電流ｉ及び電磁石／強磁性体板Ｆ
Ｐ間ギャップＧs,Ｇscに対応で最適なゲインＫをメモリ
２３ａ，２３ｂより読み出してそれを用いて通電電流ｉ
a_out，ｉb_outを算出するようにしているので、強磁性体
板ＦＰの厚みや電流ｉ及び電磁石／強磁性体板ＦＰ間ギ
ャップに整合した吸引力が自動的に発生される。

【００３８】上述の実施例では、コイルドライバ４Ｌ，
４Ｒにより、直流定電圧をＰＷＭ制御によりチョッピン
グして電気コイル１Ｌａ，１Ｒａに印加し、チョッピン
グのデュ−テイ（通電期間／（通電期間＋遮断期間））
を調整して通電レベルを定めるようにしているが、電気
コイル１Ｌａ，１Ｒａを交流通電するようにしてもよ
い。例えば、コイルドライバ４Ｌ，４Ｒを通電素子とし
てサイリスタを用い、その導通位相制御により制御回路
５Ａ，５Ａが指示するレベルの交流電流を電気コイル１
Ｌａ，１Ｒａに通電するようにしてもよく、また、コイ
ルドライバ４Ｌ，４Ｒを交流チョッピング回路として、
そのチョッピングデュ−ティ制御により制御回路５Ａ，
５Ａが指示するレベルの交流電流を電気コイル１Ｌａ，
１Ｒａに通電するようにしてもよい。

【００３９】

【発明の効果】本発明により、電磁石１Ｌ，１Ｒが発生
する吸引力により磁性体板ＦＰを常に基準位置を保つと
同時に、電磁石１Ｌ，１Ｒの対向する端面に発生する磁
極を異極とすることにより、小容量の電源でありなが
ら、変位Δｘに対して、磁性体板ＦＰに作用する電磁力
が大きい、応答性に優れた位置制御装置を得ることがで
きる。更に、電磁石１Ｌ，１Ｒは磁性体板ＦＰの姿勢制
御を非接触により行なうので、また、磁性体板ＦＰの側
面が電磁石コアの端面に吸着することがないので、電磁
石１Ｌ，１Ｒに接触して磁性体板ＦＰが疵つけられるこ
とが無い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の全体構成を示すブロック
図である。

【図２】図１に示す２点破線の枠２ａで囲んだ、電磁
石１Ｌ，１Ｒを示す斜視図である。

【図３】図１に示す制御回路５Ａの構成概要を示すブ
ロック図である。

【図４】図３に示すメモリ２３ａ及び図６に示すメモ
リ２３ｂのメモリ領域を模式的に示すブロック図であ
る。

【図５】図４に示すメモリテーブルｄｊの内容を示す
ブロック図である。

【図６】図１に示す制御回路５Ｂの構成概要を示すブ
ロック図である。

【図７】（ａ）は、図１に示す電磁石１Ｌ，１Ｒの端
面の磁極が異極である時の、磁性体板ＦＰに作用するマ
クスウェルの応力Ｆｘを示すグラフであり、（ｂ）は、
図１に示す電磁石１Ｌ，１Ｒの端面の磁極が同極である
時のマクスウェルの応力Ｆｘを示すグラフである。

【符号の説明】

１Ｌ，１Ｒ：電磁石１Ｌａ，１Ｒａ：電気
コイル１Ｌｂ，１Ｒｂ：コア３：ギャップセンサ４Ｌ，４Ｒ：コイルドライバ５Ａ，５Ｂ：制御回路７ａ，７ｂ：ＰＷＭ回路８ａ，８ｂ：信号処理
回路９ａ，９ｂ：信号処理回路２２ａ，２２ｂ：領域
判定回路２３ａ，２３ｂ：メモリ２４ａ，２４ｂ：コン
ピュータＦＰ：磁性体板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＨ０１Ｆ 7/20 Ｈ０１Ｆ 7/20 Ｚ (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B21B 39/00 B21C 47/34 B65G 54/02 B65H 23/00 F16F 15/03

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】磁性体板を間に置いてその広幅面に垂直に
磁極端面が相対向する第１および第２電磁石；第１電磁石の磁極端面と前記磁性体板との第１ギャップ
が一定となるように電流を、第１電磁石の第１電気コイ
ルに通電する第１通電手段；および、第２電磁石の磁極端面と前記磁性体板との第２ギャップ
が一定となるように、第１電磁石の磁極端面の極性に対
して第２電磁石の磁極端面の極性を逆極性とする電流
を、第２電磁石の第２電気コイルに通電する第２通手
段；を備える磁性体板の位置決め装置。
【請求項２】磁性体板を間に置いてその広幅面に垂直に
磁極端面が相対向する第１および第２電磁石；第１電磁石の磁極端面と前記磁性体板との第１ギャップ
に対応してそれが大きいときには高レベルの小さいとき
には低レベルの電流を、第１電磁石の第１電気コイルに
通電する第１通電手段；および、第２電磁石の磁極端面と前記磁性体板との第２ギャップ
に対応してそれが大きいときには高レベルの小さいとき
には低レベルの、第１電磁石の磁極端面の極性に対して
第２電磁石の磁極端面の極性を逆極性とする電流を、第
２電磁石の第２電気コイルに通電する第２通電手段；を備える磁性体板の位置決め装置。
【請求項３】第１ギャップを検出するギャップ検出手段
を更に備え；第１通電手段は、ギャップ検出手段が検出
した第１ギャップに対応して第１電気コイルに通電する
電流レベルを定める；請求項２記載の磁性体板の位置決
め装置。
【請求項４】前記ギャップ検出手段が検出した第１ギャ
ップに基づいて第２電磁石の磁極端面と前記磁性体板と
の第２ギャップを算出するギャップ演算手段を更に備
え；第２通電手段は、該ギャップ演算手段が算出した第
２ギャップに対応して第２電気コイルに通電する電流レ
ベルを定める；請求項３記載の磁性体板の位置決め装
置。
【請求項５】第１通電手段および第２通電手段は、与え
られる目標ギャップに対する前記第１および第２ギャッ
プの偏差に対応するレベルの電流を、第１および第２電
気コイルに通電する、請求項４記載の磁性体板の位置決
め装置。
【請求項６】装置は更に第１および第２電磁石の電気コ
イルに流れる電流の値を検出する電流検出手段を備え；
第１通電手段は、目標ギャップに対する第１ギャップの
偏差および基準電流値に対する第１電気コイルの電流値
の偏差に第１ギャップ対応のフィ−ドバックゲインを乗
算した値、ならびに、与えられる基準電流値に対応する
レベルの電流を第１電気コイルに通電し；第２通電手段
は、目標ギャップに対する第２ギャップの偏差および基
準電流値に対する第２電気コイルの電流値の偏差に第２
ギャップ対応のフィ−ドバックゲインを乗算した値、な
らびに、与えられる基準電流値に対応するレベルの電流
を通電する、請求項５記載の磁性体板の位置決め装置。
【請求項７】第１および第２通電手段はそれぞれ、ギャ
ップおよび電気コイル電流値に対応するフィ−ドバック
ゲインを格納したメモリ手段、および、各時点のギャッ
プおよび電気コイル電流値に対応するフィ−ドバックゲ
インを前記メモリ手段から読み出すゲイン設定手段、を
備える、請求項６記載の磁性体板の位置決め装置。