(57)【要約】【課題】無端状金属リングの圧延加工において、圧延ローラと加圧ローラとを同調させるように制御することによって、ローラと金属リングとの間の滑りを抑制し、高品質な金属ベルトを得る。【解決手段】圧延加工装置１０に、無端状金属リング９が周回されるテンションローラ１１・１２と、間に介在させた前記金属リング９を圧延する圧延ローラ２０及び受圧ローラ（テンションローラ１１）と、前記受圧ローラを圧延ローラ側に加圧するとともに回転させる加圧ローラ３０と、前記圧延ローラ２０を回転駆動する主軸回転駆動手段２２と、前記加圧ローラ３０を回転駆動する副軸回転駆動手段３２と、前記金属リング９の板厚測定手段４０と、前記副軸回転駆動手段３２を制御する制御手段２５とを備え、前記制御手段２５は、加圧ローラ３０の回転数制御と、加圧ローラ３０の回転トルク制御とを、切り替えて実行する。【選択図】図７
2008114251.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無端状金属リングが周回されるテンションローラと、
間に介在させた前記金属リングを圧延する圧延ローラ及び受圧ローラと、
前記受圧ローラを圧延ローラ側に加圧するとともに回転させる加圧ローラと、
前記圧延ローラを回転駆動する主軸回転駆動手段と、
前記加圧ローラを回転駆動する副軸回転駆動手段と、
前記加圧ローラの慣性と、前記加圧ローラの摩擦抵抗と、前記圧延ローラと前記加圧ローラとのローラ径比と、前記主軸回転駆動手段に指令する前記圧延ローラの回転数との各値に基づいて、前記金属リングの板厚を略一定と仮定して前記圧延ローラと前記金属リングとの間に滑りを生じさせないために前記加圧ローラに必要な回転トルクを得て、前記副軸回転駆動手段を前記回転トルクにて回転駆動させるように制御する制御手段とを、
含んで成ることを特徴とする、圧延加工装置。
【請求項２】
無端状金属リングが周回されるテンションローラと、
間に介在させた前記金属リングを圧延する圧延ローラ及び受圧ローラと、
前記受圧ローラを圧延ローラ側に加圧するとともに回転させる加圧ローラと、
前記圧延ローラを回転駆動する主軸回転駆動手段と、
前記加圧ローラを回転駆動する副軸回転駆動手段と、
前記金属リングの板厚測定手段と、
前記板厚測定手段にて測定された金属リングの板厚と、前記圧延ローラのローラ径と、前記加圧ローラのローラ径と、前記主軸回転駆動手段に指令する前記圧延ローラの回転数との各値に基づいて、前記圧延ローラと前記金属リングとの間に滑りを生じさせないために前記加圧ローラに必要な回転数を得て、前記副軸回転駆動手段を前記回転数にて回転駆動させるように制御する制御手段とを、
含んで成ることを特徴とする、圧延加工装置。
【請求項３】
無端状金属リングが周回されるテンションローラと、
間に介在させた前記金属リングを圧延する圧延ローラ及び受圧ローラと、
前記受圧ローラを圧延ローラ側に加圧するとともに回転させる加圧ローラと、
前記圧延ローラを回転駆動する主軸回転駆動手段と、
前記加圧ローラを回転駆動する副軸回転駆動手段と、
前記金属リングの板厚測定手段と、
前記副軸回転駆動手段を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、
前記板厚測定手段にて測定された金属リングの板厚と、前記圧延ローラのローラ径と、前記加圧ローラのローラ径と、前記主軸回転駆動手段に指令する前記圧延ローラの回転数との各値に基づいて、前記圧延ローラと前記金属リングとの間に滑りを生じさせないために前記加圧ローラに必要な回転数を得て、前記副軸回転駆動手段を前記回転数にて回転駆動させる、加圧ローラの回転数制御と、
前記加圧ローラの慣性と、前記加圧ローラの摩擦抵抗と、前記圧延ローラと前記加圧ローラとのローラ径比と、前記主軸回転駆動手段に指令する前記圧延ローラの回転数との各値に基づいて、前記金属リングの板厚を略一定と仮定して前記圧延ローラと前記金属リングとの間に滑りを生じさせないために前記加圧ローラに必要な回転トルクを得て、前記副軸回転駆動手段を前記回転トルクにて回転駆動させる、加圧ローラの回転トルク制御とを、
切り替えて実行可能であることを特徴とする、圧延加工装置。
【請求項４】
前記制御手段は、１サイクルの圧延加工において前記加圧ローラの回転数制御を行い、前記圧延ローラの回転数が変化するときにのみ、前記加圧ローラの回転トルク制御を行うことを特徴とする、
請求項３に記載の圧延加工装置。
【請求項５】
前記制御手段は、１サイクルの圧延加工において、初期工程である粗加工工程において前記加圧ローラの回転数制御を行い、後期工程である仕上げ加工工程において前記加圧ローラの回転トルク制御を行うことを特徴とする、
請求項３に記載の圧延加工装置。
【請求項６】
前記板厚測定手段は、前記金属リングの周長を測定する手段であることを特徴とする、
請求項２又は請求項３に記載の圧延加工装置。
【請求項７】
前記板厚測定手段は、前記圧延ローラと前記受圧ローラとの軸間距離を測定する手段であることを特徴とする、
請求項２又は請求項３に記載の圧延加工装置。
【請求項８】
無端状金属リングが周回されるテンションローラと、間に介在させた前記金属リングを圧延する圧延ローラ及び受圧ローラと、前記受圧ローラを圧延ローラ側に加圧するとともに回転させる加圧ローラと、前記圧延ローラを回転駆動する主軸回転駆動手段と、前記加圧ローラを回転駆動する副軸回転駆動手段と、前記副軸回転駆動手段の動作を制御する制御手段とを、少なくとも備えた圧延加工装置にて、
前記制御手段は、
前記加圧ローラの慣性と、前記加圧ローラの摩擦抵抗と、前記圧延ローラと前記加圧ローラとのローラ径比と、前記主軸回転駆動手段に指令する前記圧延ローラの回転数との各値に基づいて、前記圧延ローラと前記金属リングとの間に滑りを生じさせないために前記加圧ローラに必要な回転トルクを得て、前記副軸回転駆動手段を前記回転トルクにて回転駆動させることを特徴とする、
圧延加工方法。
【請求項９】
無端状金属リングが周回されるテンションローラと、間に介在させた前記金属リングを圧延する圧延ローラ及び受圧ローラと、前記受圧ローラを圧延ローラ側に加圧するとともに回転させる加圧ローラと、前記圧延ローラを回転駆動する主軸回転駆動手段と、前記加圧ローラを回転駆動する副軸回転駆動手段と、前記金属リングの板厚測定手段と、前記副軸回転駆動手段の動作を制御する制御手段とを、少なくとも備えた圧延加工装置にて、
前記制御手段は、
前記板厚測定手段にて測定された金属リングの板厚と、前記圧延ローラのローラ径と、前記加圧ローラのローラ径と、前記主軸回転駆動手段に指令する前記圧延ローラの回転数との各値に基づいて、前記圧延ローラと前記金属リングとの間に滑りを生じさせないために前記加圧ローラに必要な回転数を得て、前記副軸回転駆動手段を前記回転数にて回転駆動させることを特徴とする、
圧延加工方法。
【請求項１０】
無端状金属リングが周回されるテンションローラと、
間に介在させた前記金属リングを圧延する圧延ローラ及び受圧ローラと、
前記受圧ローラを圧延ローラ側に加圧するとともに回転させる加圧ローラと、
前記圧延ローラを回転駆動する主軸回転駆動手段と、
前記加圧ローラを回転駆動する副軸回転駆動手段と、
前記金属リングの板厚測定手段と、
前記副軸回転駆動手段を制御する制御手段とを、少なくとも備えた圧延加工装置にて、
前記制御手段は、
前記板厚測定手段にて測定された金属リングの板厚と、前記圧延ローラのローラ径と、前記加圧ローラのローラ径と、前記主軸回転駆動手段に指令する前記圧延ローラの回転数との各値に基づいて、前記圧延ローラと前記金属リングとの間に滑りを生じさせないために前記加圧ローラに必要な回転数を得て、前記副軸回転駆動手段を前記回転数にて回転駆動させる、加圧ローラの回転数制御と、
前記加圧ローラの慣性と、前記加圧ローラの摩擦抵抗と、前記圧延ローラと前記加圧ローラとのローラ径比と、前記主軸回転駆動手段に指令する前記圧延ローラの回転数との各値に基づいて、前記金属リングの板厚を略一定と仮定して前記圧延ローラと前記金属リングとの間に滑りを生じさせないために前記加圧ローラに必要な回転トルクを得て、前記副軸回転駆動手段を前記回転トルクにて回転駆動させる、加圧ローラの回転トルク制御とを、
切り替えて実行することを特徴とする、圧延加工方法。
【請求項１１】
前記制御手段は、１サイクルの圧延加工において前記加圧ローラの回転数制御を行い、前記圧延ローラの回転数が変化するときにのみ、前記加圧ローラの回転トルク制御を行うことを特徴とする、
請求項１０に記載の圧延加工方法。
【請求項１２】
前記制御手段は、１サイクルの圧延加工において、初期工程である粗加工工程において前記加圧ローラの回転数制御を行い、後期工程である仕上げ加工工程において前記加圧ローラの回転トルク制御を行うことを特徴とする、
請求項１０に記載の圧延加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無端状金属リングを無端状金属ベルトに圧延加工するための圧延加工装置に関し、詳細には、圧延ローラと金属リングと間の滑りを解消するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、動力伝達用ベルト等に使用される無端状金属ベルトを製造するために、無端状金属リングを帯状に圧延する圧延加工装置が知られている。
【０００３】
特許文献１に記載の圧延加工装置は、図９に示すように、金属リング９を巻回した一組のテンションローラ１１・１２と、該金属リング９の環内に配設された受圧ローラ１５と、前記金属リング９を前記受圧ローラ１５との間で挟持する圧延ローラ２０と、前記受圧ローラ１５と当接する加圧ローラ３０とが設けられたものである。
【０００４】
また、特許文献２に記載の圧延加工装置は、図１０に示すように、金属リング９が細長い形態で保持されるように意図された一組のテンションローラ１１・１２と、受圧ローラとして機能する第一のテンションローラ１１との間で金属リング９を挟持する圧延ローラ２０と、前記第一のテンションローラ１１に一組の支持ローラ１３・１３を介して接する加圧ローラ３０とが設けられたものである。
【０００５】
上記特許文献１又は特許文献２に記載の圧延加工装置では、前記圧延ローラ及び前記加圧ローラが回転することによって、金属リングがテンションローラ間を周回し、この間に該金属リングが圧延ローラと受圧ローラ（又はテンションローラ）とにより圧延される。
【０００６】
前記加圧ローラには、圧延ローラとの間に巻回された伝動ベルト等により該圧延ローラに従動して回転する「従動型」のものや、回転駆動手段を備えて前記圧延ローラから独立して回転する「駆動型」のものがある。
従動型と駆動型の何れの加圧ローラも、圧延加工開始時には、圧延ローラと同調して回転し、圧延加工装置に具備される各ローラと金属リングとの間で滑りが生じないように設定される。しかし、金属リングは、圧延されるうちに次第に厚み（板厚）が小さくなる。
【０００７】
従動型の加圧ローラでは、金属リングの厚みが小さくなると圧延ローラと加圧ローラとの回転比の変化に対応するために圧延加工中にクラッチが開放されて、圧延ローラの従動が解消される。この結果、圧延ローラと金属リングとの摩擦を利用して加圧ローラが回転されることとなり、圧延ローラの回転数を変化させる際に、金属リングと該金属リングに接するローラとの間で滑りが生じてしまう。
また、駆動型の加圧ローラでは、圧延ローラと加圧ローラ（又は金属リングに接するその他のローラ）との回転数差が所定値以上となれば、所定のトルクを加圧ローラに付与するように制御されるものがある。このような場合、金属リングの厚みが小さくなると、金属リングと該金属リングに接するローラとの間で滑りが生じてしまう。
【０００８】
圧延加工では、圧延ローラの回転数を変化させながら行うが、特に、この回転数を大きく変化させる際に、金属リングと該金属リングに接するローラとの間で滑りが生じると、製品に傷が付いてしまったり、金属ベルトの板厚精度が低下したり、ローラの寿命が低下したりするという不具合があった。
【０００９】
圧延材料と該圧延材料を搬送するローラとの滑りを低減するための技術として、例えば、特許文献３では、金属板の圧延加工装置において、圧延材料を搬送するローラと、搬送される圧延材料の速度とを検出し、これらの速度比が所定の範囲となるように、ローラを回転させるモータのトルクを制御することにより、材料速度と圧延材料を搬送するローラの速度とを同調させる技術が開示されている。
【特許文献１】特開平１１−２９０９０８号公報
【特許文献２】特表２００６−５０７９４９号公報
【特許文献３】特開２００２−２２４７２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記従来技術に鑑み、本発明では、無端状金属リングの圧延加工において、圧延ローラと加圧ローラとを同調させるように制御することによって、ローラと金属リングとの間の滑りを抑制し、高品質な金属ベルトを得ることのできる技術を提案する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【００１２】
即ち、請求項１においては、無端状金属リングが周回されるテンションローラと、間に介在させた前記金属リングを圧延する圧延ローラ及び受圧ローラと、前記受圧ローラを圧延ローラ側に加圧するとともに回転させる加圧ローラと、前記圧延ローラを回転駆動する主軸回転駆動手段と、前記加圧ローラを回転駆動する副軸回転駆動手段と、前記加圧ローラの慣性と、前記加圧ローラの摩擦抵抗と、前記圧延ローラと前記加圧ローラとのローラ径比と、前記主軸回転駆動手段に指令する前記圧延ローラの回転数との各値に基づいて、前記金属リングの板厚を略一定と仮定して前記圧延ローラと前記金属リングとの間に滑りを生じさせないために前記加圧ローラに必要な回転トルクを得て、前記副軸回転駆動手段を前記回転トルクにて回転駆動させるように制御する制御手段とを、含んで成る圧延加工装置である。
【００１３】
請求項２においては、無端状金属リングが周回されるテンションローラと、間に介在させた前記金属リングを圧延する圧延ローラ及び受圧ローラと、前記受圧ローラを圧延ローラ側に加圧するとともに回転させる加圧ローラと、前記圧延ローラを回転駆動する主軸回転駆動手段と、前記加圧ローラを回転駆動する副軸回転駆動手段と、前記金属リングの板厚測定手段と、前記板厚測定手段にて測定された金属リングの板厚と、前記圧延ローラのローラ径と、前記加圧ローラのローラ径と、前記主軸回転駆動手段に指令する前記圧延ローラの回転数との各値に基づいて、前記圧延ローラと前記金属リングとの間に滑りを生じさせないために前記加圧ローラに必要な回転数を得て、前記副軸回転駆動手段を前記回転数にて回転駆動させるように制御する制御手段とを、含んで成る圧延加工装置である。
【００１４】
請求項３においては、無端状金属リングが周回されるテンションローラと、間に介在させた前記金属リングを圧延する圧延ローラ及び受圧ローラと、前記受圧ローラを圧延ローラ側に加圧するとともに回転させる加圧ローラと、前記圧延ローラを回転駆動する主軸回転駆動手段と、前記加圧ローラを回転駆動する副軸回転駆動手段と、前記金属リングの板厚測定手段と、前記副軸回転駆動手段を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記板厚測定手段にて測定された金属リングの板厚と、前記圧延ローラのローラ径と、前記加圧ローラのローラ径と、前記主軸回転駆動手段に指令する前記圧延ローラの回転数との各値に基づいて、前記圧延ローラと前記金属リングとの間に滑りを生じさせないために前記加圧ローラに必要な回転数を得て、前記副軸回転駆動手段を前記回転数にて回転駆動させる、加圧ローラの回転数制御と、前記加圧ローラの慣性と、前記加圧ローラの摩擦抵抗と、前記圧延ローラと前記加圧ローラとのローラ径比と、前記主軸回転駆動手段に指令する前記圧延ローラの回転数との各値に基づいて、前記金属リングの板厚を略一定と仮定して前記圧延ローラと前記金属リングとの間に滑りを生じさせないために前記加圧ローラに必要な回転トルクを得て、前記副軸回転駆動手段を前記回転トルクにて回転駆動させる、加圧ローラの回転トルク制御とを、切り替えて実行可能な圧延加工装置である。
【００１５】
請求項４においては、前記制御手段は、１サイクルの圧延加工において前記加圧ローラの回転数制御を行い、前記圧延ローラの回転数が変化するときにのみ、前記加圧ローラの回転トルク制御を行うものである。
【００１６】
請求項５においては、前記制御手段は、１サイクルの圧延加工において、初期工程である粗加工工程において前記加圧ローラの回転数制御を行い、後期工程である仕上げ加工工程において前記加圧ローラの回転トルク制御を行うものである。
【００１７】
請求項６においては、前記板厚測定手段は、前記金属リングの周長を測定する手段であるものである。
【００１８】
請求項７においては、前記板厚測定手段は、前記圧延ローラと前記受圧ローラとの軸間距離を測定する手段であるものである。
【００１９】
請求項８においては、無端状金属リングが周回されるテンションローラと、間に介在させた前記金属リングを圧延する圧延ローラ及び受圧ローラと、前記受圧ローラを圧延ローラ側に加圧するとともに回転させる加圧ローラと、前記圧延ローラを回転駆動する主軸回転駆動手段と、前記加圧ローラを回転駆動する副軸回転駆動手段と、前記副軸回転駆動手段の動作を制御する制御手段とを、少なくとも備えた圧延加工装置にて、前記制御手段は、前記加圧ローラの慣性と、前記加圧ローラの摩擦抵抗と、前記圧延ローラと前記加圧ローラとのローラ径比と、前記主軸回転駆動手段に指令する前記圧延ローラの回転数との各値に基づいて、前記圧延ローラと前記金属リングとの間に滑りを生じさせないために前記加圧ローラに必要な回転トルクを得て、前記副軸回転駆動手段を前記回転トルクにて回転駆動させる、圧延加工方法である。
【００２０】
請求項９においては、無端状金属リングが周回されるテンションローラと、間に介在させた前記金属リングを圧延する圧延ローラ及び受圧ローラと、前記受圧ローラを圧延ローラ側に加圧するとともに回転させる加圧ローラと、前記圧延ローラを回転駆動する主軸回転駆動手段と、前記加圧ローラを回転駆動する副軸回転駆動手段と、前記金属リングの板厚測定手段と、前記副軸回転駆動手段の動作を制御する制御手段とを、少なくとも備えた圧延加工装置にて、前記制御手段は、前記板厚測定手段にて測定された金属リングの板厚と、前記圧延ローラのローラ径と、前記加圧ローラのローラ径と、前記主軸回転駆動手段に指令する前記圧延ローラの回転数との各値に基づいて、前記圧延ローラと前記金属リングとの間に滑りを生じさせないために前記加圧ローラに必要な回転数を得て、前記副軸回転駆動手段を前記回転数にて回転駆動させる、圧延加工方法である。
【００２１】
請求項１０においては、無端状金属リングが周回されるテンションローラと、間に介在させた前記金属リングを圧延する圧延ローラ及び受圧ローラと、前記受圧ローラを圧延ローラ側に加圧するとともに回転させる加圧ローラと、前記圧延ローラを回転駆動する主軸回転駆動手段と、前記加圧ローラを回転駆動する副軸回転駆動手段と、前記金属リングの板厚測定手段と、前記副軸回転駆動手段を制御する制御手段とを、少なくとも備えた圧延加工装置にて、前記制御手段は、前記板厚測定手段にて測定された金属リングの板厚と、前記圧延ローラのローラ径と、前記加圧ローラのローラ径と、前記主軸回転駆動手段に指令する前記圧延ローラの回転数との各値に基づいて、前記圧延ローラと前記金属リングとの間に滑りを生じさせないために前記加圧ローラに必要な回転数を得て、前記副軸回転駆動手段を前記回転数にて回転駆動させる、加圧ローラの回転数制御と、前記加圧ローラの慣性と、前記加圧ローラの摩擦抵抗と、前記圧延ローラと前記加圧ローラとのローラ径比と、前記主軸回転駆動手段に指令する前記圧延ローラの回転数との各値に基づいて、前記金属リングの板厚を略一定と仮定して前記圧延ローラと前記金属リングとの間に滑りを生じさせないために前記加圧ローラに必要な回転トルクを得て、前記副軸回転駆動手段を前記回転トルクにて回転駆動させる、加圧ローラの回転トルク制御とを、切り替えて実行する、圧延加工方法である。
【００２２】
請求項１１においては、前記制御手段は、１サイクルの圧延加工において前記加圧ローラの回転数制御を行い、前記圧延ローラの回転数が変化するときにのみ、前記加圧ローラの回転トルク制御を行うものである。
【００２３】
請求項１２においては、前記制御手段は、１サイクルの圧延加工において、初期工程である粗加工工程において前記加圧ローラの回転数制御を行い、後期工程である仕上げ加工工程において前記加圧ローラの回転トルク制御を行うものである。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００２５】
本発明によれば、圧延ローラ、テンションローラ、支持ローラ等の金属リングに接するローラと、該金属リングとの間で生じる滑りを低減させることができる。これにより、圧延加工中に金属リングが圧延されて成る金属ベルトに傷が付いてしまったり、金属ベルトの板厚精度が低下したり、ローラの寿命が低下したりするという不具合の解消を図ることができる。これにより、高品質な無端状金属ベルト（リング）の高速製造の実現に寄与することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
次に、発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の実施例に係る圧延加工装置の構成を示す平面図、図２は圧延加工装置の構成を示す側面図、図３は圧延加工装置における同調制御のブロック図である。
図４は実施例２に係る同調制御のブロック図、図５は実施例２に係る圧延加工装置の構成を示す平面図、図６は実施例２に係る圧延加工装置の構成の別形態を示す平面図である。
図７は圧延加工の１サイクルにおける主軸回転数の変化と同調制御の切替を説明する図、図８は圧延加工の１サイクルにおける同調制御の切替を説明する図である。
図９は従来の圧延加工装置の構成図、図１０は従来の圧延加工装置の構成図である。
【００２７】
まず、本発明の実施例に係る圧延加工装置１０の構成について説明する。
但し、圧延加工装置の構成は本実施例に限定されるものではなく、少なくとも圧延ローラ、受圧ローラ、及び加圧ローラと、金属リングを周回したテンションローラとを備える圧延加工装置に適用させることができる。
【００２８】
図１及び図２に示すように、圧延加工装置１０には、無端状金属リング９が周回される一組のテンションローラ１１・１２と、前記金属リング９を間に介在させて該金属リング９の圧延を行う圧延ローラ２０及び受圧ローラ（第一のテンションローラ１１）と、前記受圧ローラを加圧するとともに回転させる加圧ローラ３０とが、少なくとも設けられる。
なお、本実施例においては、前記一組のテンションローラ１１・１２のうち、第一のテンションローラ１１は受圧ローラとして機能し、該テンションローラ１１と圧延ローラ２０との間を前記金属リング９が通過することにて、該金属リング９が圧延される。
また、前記テンションローラ１１には、一組の支持ローラ１３・１３を介して前記加圧ローラ３０が接している。
【００２９】
前記一組のテンションローラ１１・１２のうち少なくとも一方（本実施例においては、テンションローラ１２）は、他方のテンションローラに対して離接する方向に可動に構成されるとともに、離接する方向に移動させるための移動駆動手段が備えられる。これらにより、一組のテンションローラ１１・１２間に周回された金属リング９に、引張力を与えることができる。
なお、一組のテンションローラ１１・１２間を、金属リング９がテンションを保持した状態で振れたりズレたりすることなく巡るように、単数又は複数のガイドローラを別途設けることもできる。
【００３０】
図３にも示すように、前記圧延ローラ２０の回転軸（以下、「主軸２１」と記載する）には、例えば電動モータ等の主軸回転駆動手段２２が備えられており、圧延ローラ２０は主軸回転駆動手段２２により強制駆動される。そして、前記主軸回転駆動手段２２には、その動作を制御する駆動制御部２３が設けられる。また、主軸２１には、該主軸２１の回転数（又は回転速度）を検出するための回転数検出手段２４が設けられる。
【００３１】
一方、前記加圧ローラ３０の回転軸（以下、「副軸３１」と記載する）には、例えば電動モータ等の副軸回転駆動手段３２が備えられており、加圧ローラ３０は副軸回転駆動手段３２により強制駆動される。そして、前記副軸回転駆動手段３２には、その動作を制御する駆動制御部３３が設けられる。また、副軸３１には、該副軸３１の回転数（又は回転速度）を検出するための回転数検出手段３４が設けられる。
【００３２】
前記主軸２１の駆動制御部２３と回転数検出手段２４、並びに、前記副軸３１の駆動制御部３３と回転数検出手段３４とは、制御手段２５に接続される。該制御手段２５は、金属リング９と、これに接する圧延ローラ２０、テンションローラ１１・１２、支持ローラ１３・１３との間で生じる滑りを低減させるために、圧延ローラ２０と加圧ローラ３０との回転を同調すべく、主軸回転駆動手段２２と副軸回転駆動手段３２の制御を行うものである。
【００３３】
なお、前記制御手段２５では、前記回転数検出手段２４にて検出される主軸２１の回転数と、回転数検出手段３４にて検出される副軸３１の回転数との比に、所定値以上の変化が生じた場合には、主軸回転駆動手段２２若しくは駆動制御部２３、又はこれら双方の駆動を停止する処理が行われる。
【００３４】
また、上記構成の圧延加工装置１０では、主軸２１の回転数検出手段２４及び副軸３１の回転数検出手段３４をそれぞれ備えているが、回転数検出手段２４及び回転数検出手段３４、又は、回転数検出手段２４を省略した構成とすることもできる。つまり、駆動制御部２３から主軸回転駆動手段２２に与えられる指令回転数を主軸２１の回転数とみなし、この主軸２１の回転数に基づいて副軸３１の回転数を予測したり、或いは、副軸３１のみ回転数検出手段３４を設けて回転数を検出したりする構成ともできる。
【００３５】
以下に示す実施例１〜実施例３では、前記制御手段２５による圧延ローラ２０と加圧ローラ３０との同調制御について説明する。
以下に示す同調制御を制御手段２５にて実施すれば、圧延ローラ２０、テンションローラ１１・１２、支持ローラ１３・１３等の金属リング９に接するローラと、該金属リング９との間で生じる滑りを低減させることができる。これにより、圧延加工中に製品である金属ベルトに傷が付いてしまったり、金属ベルトの板厚精度が低下したり、ローラの寿命が低下したりするという不具合の解消を図ることができる。
【実施例１】
【００３６】
［加圧ローラ３０の回転トルク制御］
本発明の実施例１に係る制御手段２５による同調制御について説明する。
実施例１に係る同調制御は、加圧ローラ３０の回転軸である副軸３１の回転トルク制御を行うことにて、圧延ローラ２０と加圧ローラ３０との同調制御を行うものである。
【００３７】
前記制御手段２５には、加圧ローラ３０の慣性（イナーシャ）Ｉ、加圧ローラ３０の摩擦抵抗Ｆ、圧延ローラ２０のローラ径ｒ１と加圧ローラ３０のローラ径ｒ２とのローラ径比γ、主軸２１の目標回転数αが、予め設定される。
前記ローラ径比γは、金属リング９の板厚Ｄの変化はなく一定であると仮定して、定められる。
前記主軸２１の目標回転数αとは、主軸２１の主軸回転駆動手段２２の駆動制御部２３に対して、制御手段２５が指令する回転数であって、例えば図７に示すマップに基づいて、時間変化するものである。なお、一般に圧延加工では、例えば図７のマップに示すように、圧延ローラ２０の回転数の、加速、減速、速度保持が、加工段階（加工時間）に応じて制御される。
【００３８】
上記構成において、制御手段２５では、例えば次に示す［式１］と、加圧ローラ３０の慣性Ｉと、前記加圧ローラ３０の摩擦抵抗Ｆと、圧延ローラ２０と加圧ローラ３０とのローラ径比γと、主軸２１の目標回転数αとの各値に基づき、金属リング９の板厚Ｄを略一定と仮定して、加圧ローラ３０（副軸３１）の指令回転トルクＴが算出される。そして、制御手段２５では、算出された指令回転トルクＴに基づいて、加圧ローラ３０（副軸３１）を回転駆動させるべく副軸回転駆動手段３２の駆動制御部３３に制御信号が送信される。
［式１］
Ｔ＝Ｉ・γα＋Ｆ
【００３９】
前記指令回転トルクＴは、金属リング９と、これに接する圧延ローラ２０、テンションローラ１１・１２、支持ローラ１３・１３との間で生じる滑りを低減させるために、加圧ローラ３０に与えるべき回転トルクである。
つまり、この指令回転トルクＴにて加圧ローラ３０が回転することにより、金属リング９と圧延ローラ２０との接点において、金属リング９の周速と圧延ローラ２０の周速とが略等しくなるのである。
【００４０】
上述の通り、本実施例において前記制御手段２５は、加圧ローラ３０の慣性Ｉと、加圧ローラ３０の摩擦抵抗Ｆと、圧延ローラ２０と加圧ローラ３０とのローラ径比γと、主軸回転駆動手段２２に指令する圧延ローラ２０の目標回転数αとの各値に基づいて、金属リング９の板厚Ｄを略一定と仮定し、圧延ローラ２０と金属リング９との間に滑りを生じさせないために必要となる加圧ローラ３０の指令回転トルクＴを得て、副軸回転駆動手段３２を前記指令回転トルクＴにて回転駆動させるように制御するのである。
【実施例２】
【００４１】
［加圧ローラ３０の回転数（回転速度）制御］
本発明の実施例２に係る制御手段２５による同調制御について説明する。
実施例２に係る同調制御は、加圧ローラ３０の回転軸である副軸３１の回転数（回転速度）制御を行うことにて、圧延ローラ２０と加圧ローラ３０との同調制御を行うものである。
【００４２】
制御手段２５には、圧延ローラ２０のローラ径ｒ１と、加圧ローラ３０のローラ径ｒ２と、主軸２１の目標回転数αとが、予めに設定される。
前記主軸２１の目標回転数αとは、主軸回転駆動手段２２の駆動制御部２３に対して、制御手段２５が指令する回転数であって、例えば図７に示すマップに基づいて、時系列に変化するものである。
【００４３】
更に、図４及び図５に示すように、前記制御手段２５には、金属リング９の板厚Ｄを測定する板厚測定手段４０が接続される。
【００４４】
前記板厚測定手段４０は、一組のテンションローラ１１・１２の回転軸の軸間距離ｄ１の変位を測定するものである。詳細には、可動であるテンションローラ１２の回転軸の変位測定手段が板厚測定手段４０として設けられる。
圧延加工において、金属リング９の板厚Ｄは変化しても体積は一定である。そこで、金属リング９の幅は一定であると仮定して、圧延加工中の金属リング９の周長を測定し、板厚Ｄを推定（算出）するのである。圧延加工中の金属リング９の周長は、測定されたテンションローラ１１・１２の軸間距離ｄ１と、テンションローラ１１・１２のローラ径と、金属リング９の幅とから、算出することが可能である。
【００４５】
また、前記板厚測定手段４０は、図６に示すように、金属リング９を把持している圧延ローラ２０とテンションローラ１１とのそれぞれの回転軸の軸間距離ｄ２の変位を検出するものともできる。詳細には、圧延ローラ２０の回転軸である主軸２１と、テンションローラ１１の回転軸との軸間距離ｄ２の変位測定手段が板厚測定手段４０として設けられる。この場合、圧延ローラ２０の回転軸である主軸２１と、テンションローラ１１の回転軸との軸間距離ｄ２の変位は、すなわち、金属リング９の板厚Ｄの変位であり、直接的に金属リング９の板厚Ｄを計測することとなる。
【００４６】
なお、上記変位測定手段として、例えば、渦電流式変位計、光学式変位計、超音波式変位計、接触式変位計の何れか一つ又は複数の組み合わせを採用することができ、変位測定手段の種類や構成は限定されるものではない。但し、高い精度と、速い応答速度とが必要とされることから、渦電流式変位計又は光学式変位計を採用することが望ましい。
【００４７】
上記構成において、制御手段２５では、制御手段２５には、圧延ローラ２０のローラ径ｒ１と、加圧ローラ３０のローラ径ｒ２と、主軸２１の目標回転数αと、金属リング９の板厚Ｄとから、副軸３１の指令回転数Ｎが算出される。そして、制御手段２５では、算出された指令回転数Ｎに基づいて、加圧ローラ３０（副軸３１）を回転駆動させるべく副軸回転駆動手段３２の駆動制御部３３に制御信号が送信される。
【００４８】
前記指令回転数Ｎは、金属リング９と、これに接する圧延ローラ２０、テンションローラ１１・１２、支持ローラ１３・１３との間で生じる滑りを低減させるために適した、加圧ローラ３０の回転数（回転速度）である。
つまり、この指令回転数Ｎにて加圧ローラ３０が回転することにより、金属リング９と圧延ローラ２０との接点において、金属リング９の周速と圧延ローラ２０の周速とが略等しくなるものである。
【００４９】
上述の通り、本実施例において前記制御手段２５は、前記板厚測定手段４０にて得られた金属リング９の板厚Ｄと、前記圧延ローラ２０のローラ径ｒ１と、前記加圧ローラ３０のローラ径ｒ２と、前記主軸回転駆動手段２２に指令する前記圧延ローラ２０の目標回転数αとの各値に基づいて、前記圧延ローラ２０と前記金属リング９との間に滑りを生じさせないために必要となる前記加圧ローラ３０の指令回転数Ｎを得て、前記副軸回転駆動手段を前記指令回転数Ｎにて回転駆動させるように制御するのである。
【００５０】
なお、実験的に得られた圧延加工サイクルにおける金属リング９の板厚Ｄの時間変化を特定するマップを作成し、これを制御手段２５に設定し、該制御手段２５では板厚測定手段４０を用いずに金属リング９の板厚Ｄの値を得て、前述のように副軸３１の指令回転数Ｎを算出するように、構成することもできる。
さらに、実験的に得られた圧延加工サイクルにおける金属リング９の板厚Ｄの時間変化を特定するマップから、圧延加工サイクルにおける副軸３１の指令回転数Ｎの時間変化を特定するマップを作成し、これを制御手段２５に設定し、該制御手段２５では前記マップに基づいて副軸３１を回転駆動させるべく副軸回転駆動手段３２の駆動制御部３３に制御信号が送信されるように、構成することもできる。
【実施例３】
【００５１】
［加圧ローラ３０の回転トルク制御及び回転数制御の組み合わせ］
本発明の実施例３に係る制御手段２５による同調制御について説明する。
実施例３に係る制御手段２５は、前記実施例１に記載した加圧ローラ３０の回転トルク制御（以下、単に「回転トルク制御」と記載する。）と、前記実施例２に記載した加圧ローラ３０の回転数制御（以下、単に「回転数制御」と記載する。）とを、１サイクルの圧延加工において切り替えて実行可能とされる。そして、前記制御手段２５による同調制御は、前記回転トルク制御並びに前記回転数制御を組み合わせて採用したものである。
【００５２】
図７に示すように、１サイクルの圧延加工では、テンションローラ１１・１２にて金属リング９に引張力と圧下力とを与えながら、圧延ローラ２０の回転数を所定値まで急激に増大させたうえで、保持する粗加工工程と、段階的に圧延ローラ２０の回転数を低減させる仕上げ加工工程とが、行われる。
【００５３】
上記１サイクルの圧延加工において、制御手段２５では、原則として、金属リング９の板厚Ｄの測定（推定）が困難で精度が低い場合に、回転トルク制御が行なわれ、それ以外は、回転数制御が行われるように、同調制御が切り替えられる。
【００５４】
圧延ローラ２０と加圧ローラ３０との同調制御として、例えば、図７に示すように、１サイクルの圧延加工のうち、金属リング９の板厚Ｄの変化が比較的大きい初期工程である粗加工工程において、制御手段２５では回転数制御が行われ、金属リング９の板厚Ｄの変化が比較的小さい後期工程である仕上げ加工工程において、制御手段２５では回転トルク制御が行われる。
【００５５】
また、圧延ローラ２０と加圧ローラ３０との同調制御として、例えば、図８に示すように、１サイクルの圧延加工のうち、加圧ローラ３０の回転数制御をベースとして、圧延ローラ２０の回転数、圧延ローラ２０の圧下力、及び、テンションローラ１１・１２による引張力が、比較的大きく変化する過渡領域においてのみ、回転トルク制御が行われる構成とすることもできる。
【００５６】
上記のように圧延ローラ２０と加圧ローラ３０との同調制御を、回転トルク制御と回転数制御とで切り替えることによって、より効果的に、圧延ローラ２０、テンションローラ１１・１２、支持ローラ１３・１３等の金属リング９に接するローラと、該金属リング９との間で生じる滑りを低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の実施例に係る圧延加工装置の構成を示す平面図。
【図２】圧延加工装置の構成を示す側面図。
【図３】圧延加工装置における同調制御のブロック図。
【図４】実施例２に係る同調制御のブロック図。
【図５】実施例２に係る圧延加工装置の構成を示す平面図。
【図６】実施例２に係る圧延加工装置の構成の別形態を示す平面図。
【図７】圧延加工の１サイクルにおける主軸回転数の変化と同調制御の切替を説明する図。
【図８】圧延加工の１サイクルにおける同調制御の切替を説明する図。
【図９】従来の圧延加工装置の構成図。
【図１０】従来の圧延加工装置の構成図。
【符号の説明】
【００５８】
９  金属リング
１０  圧延加工装置
１１  テンションローラ（受圧ローラ）
１２  テンションローラ
１３  支持ローラ
２０  圧延ローラ
２１  主軸
２２  主軸回転駆動手段
２３  駆動制御部
２４  回転数検出手段
２５  制御装置
３０  加圧ローラ
３１  副軸
３２  副軸回転駆動手段
３３  駆動制御部
３４  回転数検出手段
【図１】
2008114251.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2008114251.tif 000009
【図８】
2008114251.tif 000010
【図９】
2008114251.tif 000011
【図１０】
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