(57)【要約】      （修正有）【課題】ローラの軸方向において表面温度を均一化することができる技術を提供する。【解決手段】金属シート製造装置６は、間隙Ｓを隔てて対向する一対のローラ１０，２０と、間隙Ｓに金属溶湯を供給するダンディッシュ５０と、一方のローラ１０における軸方向の表面温度分布を検知する熱電対群３０ａ，３０ｂ，３０ｃと、他方のローラ２０における軸方向の表面温度分布を検知する熱電対群４０ａ，４０ｂ，４０ｃと、ローラ１０を加熱可能であるヒータ群３６ａ，３６ｂ，３６ｃと、ローラ２０を加熱可能であるヒータ群４６ａ，４６ｂ，４６ｃと、制御装置を備えている。制御装置は、ローラ１０，２０の軸方向における表面温度分布が均一になるように各ヒータ３６ａ等を制御する。【選択図】図１
2005262223.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属シートを製造する装置であり、間隙を隔てて対向する一対のローラと、前記間隙に加熱された金属を供給する手段を備えており、個々のローラに、
ローラを冷却する冷却手段と、
ローラの軸方向に分散配置されており、それぞれの加熱量が独立して制御可能であり、それぞれにローラを加熱する加熱手段群と、
ローラの軸方向の表面温度分布を検知する手段と、
ローラの軸方向の表面温度分布が均一になるように、それぞれの加熱手段の加熱量を制御する手段と、
が設けられている金属シート製造装置。
【請求項２】
前記加熱手段群は、ローラの外部に配置されてローラの外部からローラを加熱することを特徴とする請求項１の金属シート製造装置。
【請求項３】
前記検知手段は、ローラの外部に配置されてローラの外部からローラの軸方向の表面温度分布を検知することを特徴とする請求項１又は２の金属シート製造装置。
【請求項４】
金属シートを製造する装置であり、間隙を隔てて対向する一対のローラと、前記間隙に加熱された金属を供給する手段を備えており、個々のローラに、
ローラを冷却する冷却手段と、
ローラを加熱する加熱手段が設けられており、
その加熱手段は、ローラを軸方向に三等分した中央領域に対する総加熱量よりも、その中央領域に隣接する個々の周辺領域に対する総加熱量の方が大きいことを特徴とする金属シート製造装置。
【請求項５】
金属シートを製造する装置であり、間隙を隔てて対向する一対のローラと、前記間隙に加熱された金属を供給する手段を備えており、個々のローラに、
ローラの軸方向に分散配置されており、それぞれの冷却量が独立して制御可能であり、それぞれにローラを冷却する冷却手段群と、
ローラの軸方向の表面温度分布を検知する手段と、
ローラの軸方向の表面温度分布が均一になるように、それぞれの冷却手段の冷却量を制御する手段と、
が設けられている金属シート製造装置。
【請求項６】
金属シートを製造する装置であり、間隙を隔てて対向する一対のローラと、前記間隙に加熱された金属を供給する手段を備えており、個々のローラに、
ローラを冷却する冷却手段が設けられており、
その冷却手段は、ローラを軸方向に三等分した中央領域に対する総冷却量よりも、その中央領域に隣接する個々の周辺領域に対する総冷却量の方が小さいことを特徴とする金属シート製造装置。
【請求項７】
間隙を隔てて対向する一対のローラ間に加熱された金属を通過させて金属シートを製造する方法であり、
それぞれのローラを冷却しながら同時に加熱する工程を備えており、
その加熱量のローラ軸方向の分布が、ローラを軸方向に三等分した中央領域に対する総加熱量よりも、その中央領域に隣接する個々の周辺領域に対する総加熱量の方が大きく調整されていることを特徴とする金属シートの製造方法。
【請求項８】
間隙を隔てて対向する一対のローラ間に加熱された金属を通過させて金属シートを製造する方法であり、
それぞれのローラを冷却する工程を備えており、
その冷却量のローラ軸方向の分布が、ローラを軸方向に三等分した中央領域に対する総冷却量よりも、その中央領域に隣接する個々の周辺領域に対する総冷却量の方が小さく調整されていることを特徴とする金属シートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属シートの製造技術に関する。特に、間隙を隔てて対向する一対のローラ間に加熱された金属を通過させることによって金属シートを製造する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
間隙を隔てて対向する一対のローラ間の間隙に、加熱されて溶融した金属、または加熱されて半溶融状態（半凝固状態）になっている金属を送込み、送込まれた金属を一対のローラで冷却して金属シートを製造する技術が知られている。
この技術では、加熱された金属と接触する位置のローラ表面温度を一定に維持することが重要である。加熱金属と接触する位置のローラ表面温度が変動すると、金属シートの板厚が不均一になったり、金属シートにシワが発生したりする。金属シートの不均一な板厚やシワは、その後の加工工程（例えば圧延工程）で取り除くことが困難である。
特許文献１に、ローラ表面温度を安定化する技術が開示されている。特許文献１の金属シート製造装置では、冷却水で冷却する冷却ローラの内部に、ローラの軸方向のほぼ全長に亘って伸びる発熱体を埋設している。複数の発熱体が利用され、周方向に均一に配置されている。ローラが冷えすぎれば複数の発熱体の発熱量を増大させ、ローラが過熱されれば発熱量を減少させる。発熱量を経時的に調整することによってローラ表面温度を時間的に安定化させることができる。
【特許文献１】特開平５−６９０９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
冷却ローラは、軸方向に分割して考察したときに、中央領域よりも周辺領域で放熱しやすく、中央領域での表面温度よりも周辺領域での表面温度が低下しやすい。また、工場内のローラの配置場所によって、ローラの表面温度が軸方向で分布することがある。ローラの一端側に加熱源が近接して配置されている場合には、その一端側のローラ表面温度が、他端側のローラ表面温度より高くなりやすい。金属シートの品質を安定させるためには、ローラ表面温度が軸方向に均一となるように調整しなければならない。
特許文献１の技術によると、ローラ表面温度が時間的に変動することに対しては対策することができる。しかしながら、ローラ表面温度が軸方向に変動することを解消することができない。軸方向の所定位置では適温に維持できても、それから離れた位置では不適当温度に維持することになってしまう。
【０００４】
本発明は、上記した実情に鑑みてなされたものであり、ローラの軸方向においてローラ表面温度を均一化することができる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明では、金属シートを製造する装置を提供する。この金属シート製造装置は、間隙を隔てて対向する一対のローラと、前記した間隙に加熱された金属を供給する手段を備えている。そして個々のローラに、ローラを冷却する冷却手段が設けられている。また、ローラの軸方向に分散配置されており、それぞれの加熱量が独立して制御可能であり、それぞれにローラを加熱する加熱手段群が設けられている。また、ローラの軸方向の表面温度分布を検知する手段が設けられている。また、ローラの軸方向の表面温度分布が均一になるように、それぞれの加熱手段の加熱量を制御する手段が設けられている。
【０００６】
上記した「ローラの軸方向の表面温度分布を検知する」ことは、ローラ軸方向での全ての位置に亘って表面温度を検知することのみに限定されることはない。例えば、以下のようにして表面温度分布を検知してもよい。（１）ローラ軸方向での中央位置のローラ表面温度と、その中央位置から所定距離だけ一端側の位置のローラ表面温度と、その中央位置から所定距離だけ他端側の位置のローラ表面温度を検知する。（２）ローラ軸方向での中央位置を中心としてローラ表面温度分布が軸方向に対称になると仮定できる場合には、ローラ軸方向での中央位置のローラ表面温度と、その中央位置から所定距離だけ一端側の位置のローラ表面温度を検知する。この場合、上記した中央位置から所定距離だけ他端側の位置のローラ表面温度は検知しない。
ローラ表面温度を検知するためには、ローラ表面に接触する温度センサを用いてもよい。また、非接触式の温度センサを用いてローラ表面付近の温度を検知してもよい。これは、ローラ表面温度を検知することと等価である。また、サーモグラフィーを用いてローラ表面温度を検知することもできる。
また、一方のローラにおける軸方向の表面温度分布と他方のローラにおける軸方向の表面温度分布がほぼ一致すると仮定できる場合には、一方又は他方のローラにおける軸方向の表面温度分布を検知することによって、両方のローラにおける軸方向の表面温度分布を検知したことにしてもよい。
また、金属シートにおけるローラ軸方向の温度分布を検知することも、ローラの軸方向の表面温度分布を検知することと等価である。金属シートにおけるローラ軸方向の温度分布は、ローラにおける軸方向の表面温度分布によく相関するからである。
【０００７】
上記した制御手段は、ローラにおける軸方向の表面温度分布が均一になるように各加熱手段を独立に制御する。例えば、ローラにおける軸方向での一端側よりも他端側の方がローラ表面温度が低いと検知された場合には、一端側の加熱量よりも他端側の加熱量が大きくなるように加熱手段群のそれぞれを制御する。この場合、例えば、一端側を加熱する加熱手段をＯＦＦ（即ち加熱量ゼロ）し、他端側を加熱する加熱手段をＯＮすることによってローラ表面温度を均一化するようにしてもよい。なお、一つの制御装置が一方のローラの制御手段と他方のローラの制御手段を兼用するように構成してもよいし、ローラ毎に制御装置を設けるようにしてもよい。
本発明に係る金属シート製造装置によると、ローラの軸方向において表面温度を均一化することができる。これにより、高品質の金属シートを製造することができる。
【０００８】
前記した加熱手段群は、ローラの外部に配置されてローラの外部からローラを加熱するものであってもよい。
このようにすると、ローラ表面を直接的に加熱することができ、ローラの内部に加熱手段を設けるよりもローラ表面温度を短時間で上昇させることができる。このために、ローラ軸方向において表面温度差が生じた場合でも、それを素早く解消させることができる。
また本発明によると、ローラ内部に加熱手段を設けるよりもローラ構造を簡単化することができる。
【０００９】
前記した検知手段は、ローラの外部に配置されてローラの外部からローラの軸方向の表面温度分布を検知するものであってもよい。
このようにすると、検知手段をローラの内部に設置するよりも、ローラの構成を簡易化することができる。
【００１０】
また本発明では、次の金属シート製造装置を提供する。この金属シート製造装置は、間隙を隔てて対向する一対のローラと、前記した間隙に加熱された金属を供給する手段を備える。そして、個々のローラに、ローラを冷却する冷却手段と、ローラを加熱する加熱手段が設けられている。その加熱手段は、ローラを軸方向に三等分した中央領域に対する総加熱量よりも、その中央領域に隣接する個々の周辺領域に対する総加熱量の方が大きい。
上記した「総加熱量」とは、金属シートの製造過程でのトータルの加熱量を意味する。
上述したように、ローラは、その両端面からの放熱の影響により、軸方向での中央付近よりも両端付近の方が表面温度が低くなる傾向がある。本発明では、ローラを軸方向に三等分した場合の周辺領域に対して大きい加熱量を与えるために、軸方向での中央付近のローラ表面温度と両端付近のローラ表面温度に差が生じることを抑制することができる。このために、ローラの軸方向において表面温度を均一化することができる。
なお、上記した中央領域に対する総加熱量はゼロであってもよい。即ち、加熱手段は、周辺領域のみを加熱するものであってもよい。
【００１１】
また本発明では、次の金属シート製造装置を提供する。この金属シート製造装置は、間隙を隔てて対向する一対のローラと、前記した間隙に加熱された金属を供給する手段を備えている。そして、個々のローラに、ローラの軸方向に分散配置されており、それぞれの冷却量が独立して制御可能であり、それぞれにローラを冷却する冷却手段群が設けられている。また、ローラの軸方向の表面温度分布を検知する手段が設けられている。また、ローラの軸方向の表面温度分布が均一になるように、それぞれの冷却手段の冷却量を制御する手段が設けられている。
この金属シート製造装置では、検知手段の検知結果に基づいて、ローラの軸方向において表面温度が均一になるように各位置の冷却量が調整される。本発明に係る金属シート製造装置によると、ローラの軸方向において表面温度を均一化することができ、高品質の金属シートを製造することができる。
【００１２】
また本発明では、次の金属シート製造装置を提供する。この金属シート製造装置は、間隙を隔てて対向する一対のローラと、前記した間隙に加熱された金属を供給する手段を備える。そして、個々のローラに、ローラを冷却する冷却手段が設けられている。その冷却手段は、ローラを軸方向に三等分した中央領域に対する総冷却量よりも、その中央領域に隣接する個々の周辺領域に対する総冷却量の方が小さい。
上記した「総冷却量」とは、金属シートの製造過程でのトータルの冷却量を意味する。
本発明では、ローラを軸方向に三等分した場合の周辺領域に対して小さい冷却量を与えるために、軸方向での中央付近のローラ表面温度と両端付近のローラ表面温度に差が生じることを抑制することができる。
【００１３】
本発明では、間隙を隔てて対向する一対のローラ間に加熱された金属を通過させて金属シートを製造する方法を提供する。この金属シート製造方法は、それぞれのローラを冷却しながら同時に加熱する工程を備えている。そして、その加熱量のローラ軸方向の分布が、ローラを軸方向に三等分した中央領域に対する総加熱量よりも、その中央領域に隣接する個々の周辺領域に対する総加熱量の方が大きく調整されている。
本発明では、ローラを軸方向に三等分した場合の各周辺領域に対して中央領域よりも大きい加熱量を与えるために、軸方向での中央付近のローラ表面温度と両端付近のローラ表面温度に差が生じることを抑制することができる。
なお、上記した中央領域に対する総加熱量はゼロであってもよい。即ち、本発明には、周辺領域のみを加熱するようにすることも含まれる。
【００１４】
また本発明では、次の金属シート製造方法を提供する。この金属シート製造方法は、それぞれのローラを冷却する工程を備えている。そして、その冷却量のローラ軸方向の分布が、ローラを軸方向に三等分した中央領域に対する総冷却量よりも、その中央領域に隣接する個々の周辺領域に対する総冷却量の方が小さく調整されている。
本発明では、ローラを軸方向に三等分した場合の各周辺領域が中央領域よりも小さい冷却量で冷却されるために、軸方向での中央付近のローラ表面温度と両端付近のローラ表面温度に差が生じることを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
最初に、下記の実施例に記載の技術の主要な特徴をまとめておく。
（形態１）一対のローラは間隙を隔てて横並びに配置される。一対のローラ間の間隙の上方には、その間隙に向けて金属溶湯（例えばアルミ溶湯）を送り出すダンディッシュ（加熱された金属を供給する手段）が配置される。
（形態２）各ローラの内部には、冷却水を案内する流路が形成されている（冷却手段）。
（形態３）一方のローラの表面に対向して３つの熱電対（検知手段）が配置される。３つの熱電対は、一方のローラの軸方向での中央位置と、その中央位置から所定距離だけ一端側の位置と、その中央位置から所定距離だけ他端側の位置に配置される。これらの熱電対は同じ高さに配置される。
同様に、他方のローラの表面に対向して３つの熱電対（検知手段）が配置される。３つの熱電対は、他方のローラの軸方向での中央位置と、その中央位置から所定距離だけ一端側の位置と、その中央位置から所定距離だけ他端側の位置に配置される。これらの熱電対は同じ高さに配置される。
（形態４）一方のローラの外部に、そのローラを加熱する３つのヒータ（加熱手段群）が配置される。３つのヒータは、一方のローラの軸方向での中央位置と、その中央位置から所定距離だけ一端側の位置と、その中央位置から所定距離だけ他端側の位置に配置される。これらのヒータは同じ高さに配置される。
同様に、他方のローラの外部に、そのローラを加熱する３つのヒータ（加熱手段群）が配置される。３つのヒータは、一方のローラの軸方向での中央位置と、その中央位置から所定距離だけ一端側の位置と、その中央位置から所定距離だけ他端側の位置に配置される。これらのヒータは同じ高さに配置される。
（形態５）制御装置は、ローラの回転速度を制御することによって、ローラの表面温度を調整する。
（形態６）それぞれのローラの内部には、軸方向の中央位置を周方向に伸びる冷却水流路と、その中央位置から所定距離だけ一端側の位置を周方向に伸びる冷却水流路と、その中央位置から所定距離だけ他端側の位置を周方向に伸びる冷却水流路が形成されている。冷却水流路毎に、その冷却水流路の流量を調整できるバルブが設けられている。
【実施例】
【００１６】
（第１実施例）  図面を参照して本発明の実施例を説明する。図１に、本実施例に係る金属シート製造装置６の外観を簡略化して示している。図２は、金属シート製造装置６の一部縦断面図を示している。金属シート製造装置６は、一対のローラ１０，２０と、ダンディッシュ５０と、複数の熱電対３０ａ〜３０ｃ，４０ａ〜４０ｃと、複数のヒータ３６ａ〜３６ｃ，４６ａ〜４６ｃ等を有している。
ローラ１０とローラ２０は、間隙Ｓを隔てて横並びに配置されている。図２に示されるように、ローラ１０の内部には冷却水流路１２が設けられており、冷却水バルブ１４から所定の流量の冷却水が供給される。ローラ２０の内部には冷却水流路２２が設けられており、冷却水バルブ２４から所定の流量の冷却水が供給される。図１の符号１６はローラ１０を回転させるモータである。このモータ１６が駆動することによって、ローラ１０が矢印Ｄ１方向に回転する。符号２６はローラ２０を回転させるモータである。このモータ２６が駆動することによって、ローラ２０が矢印Ｄ２方向に回転する。
【００１７】
ダンディッシュ５０は、耐熱性のセラミックによって構成されており、金属溶湯２（図２参照）を貯えることができる。本実施例の金属溶湯２はアルミ溶湯であり、金属シート製造装置６はアルミシート４を製造する。ダンディッシュ５０は、金属溶湯２を加圧してローラ１０，２０の間隙Ｓに向けて送り出す加圧装置５４と、金属溶湯２を所定温度に加熱するヒータ５６を有している。
ダンディッシュ５０の下面にはスリット５２が開口している。加圧装置５４で加圧された金属溶湯２は、スリット５２からローラ１０，２０の間隙Ｓに送り出される。スリット５２から間隙Ｓに向けて送り出された金属溶湯２は、表面張力によってローラ１０，２０の外周面に向けて広がり、ローラ１０，２０の回転によって間隙Ｓに送り込まれる。間隙Ｓに送り込まれた金属溶湯２は、ローラ１０，２０の表面と接する部分から固化が始まる。ローラ１０，２０の間隙Ｓの間で金属溶湯２が中心部まで固化することによって金属シート４となる。ローラ１０，２０の回転によって金属シート４は下方へと送り出される。
なお、ダンディッシュ５０から金属溶湯２を送り出すかわりに半凝固状態に加熱された金属を送り出し、これをローラ１０，２０で冷却して金属シート４を製造するようにしてもよい。
【００１８】
図１に示されるように、３つの熱電対３０ａ，３０ｂ，３０ｃはローラ１０の上方に配置されている。３つの熱電対３０ａ，３０ｂ，３０ｃは、ローラ１０の軸方向に並んで配置されている。熱電対３０ｂは、ローラ１０の軸方向での中央に配置されている。熱電対３０ａと熱電対３０ｃは、熱電対３０ｂを中心としてローラ１０の軸方向に対称となるように配置されている。熱電対３０ａと熱電対３０ｃは、ローラ１０を軸方向に三等分した場合の左右の周辺領域にそれぞれ配置されている。
熱電対３０ａ，３０ｂ，３０ｃは、ローラ１０に接触しないで配置されており、ローラ１０の表面付近の温度を検知する。ローラ表面付近の温度は、ローラ表面からの放熱によって変動するものであるために、ローラ表面温度と非常によく相関する。ローラ表面付近の温度を検知することは、ローラ表面温度を検知することに等しい。熱電対３０ａ〜３０ｃによって、ローラ１０における軸方向の表面温度分布が検知されることになる。
３つの熱電対４０ａ，４０ｂ，４０ｃは、ローラ２０の上方に配置されている。３つの熱電対４０ａ，４０ｂ，４０ｃは、ローラ２０の軸方向に並んで配置されている。熱電対４０ｂは、ローラ２０の軸方向での中央に配置されている。熱電対４０ａと熱電対４０ｃは、熱電対４０ｂを中心としてローラ２０の軸方向に対称となるように配置されている。熱電対４０ａと熱電対４０ｃは、ローラ２０を軸方向に三等分した場合の左右の周辺領域にそれぞれ配置されている。
熱電対４０ａ，４０ｂ，４０ｃは、ローラ２０に接触しないで配置されており、ローラ２０の表面付近の温度を検知する。これにより、ローラ２０における軸方向の表面温度分布が検知されることになる。
【００１９】
図１に示されるように、３つのヒータ３６ａ，３６ｂ，３６ｃは、ローラ１０の下方に配置されている。３つのヒータ３６ａ，３６ｂ，３６ｃは、ローラ１０の軸方向に並んで配置されている。各ヒータ３６ａ，３６ｂ，３６ｃは、各熱電対３０ａ，３０ｂ，３０ｃに対応する位置に配置されている。即ち、ヒータ３６ｂは、ローラ１０の軸方向での中央に配置されており、ヒータ３６ａとヒータ３６ｃは、ヒータ３６ｂを中心としてローラ１０の軸方向に対称となるように配置されている。熱電対３０ａの直下にヒータ３６ａが配置されており、熱電対３０ｃの直下にヒータ３６ｃが配置されている。各ヒータ３６ａ，３６ｂ，３６ｃはＩＨヒータである。
３つのヒータ４６ａ，４６ｂ，４６ｃは、ローラ２０の下方に配置されている。３つのヒータ４６ａ，４６ｂ，４６ｃは、ローラ２０の軸方向に並んで配置されている。各ヒータ４６ａ，４６ｂ，４６ｃは、各熱電対４０ａ，４０ｂ，４０ｃに対応する位置に配置されている。即ち、ヒータ４６ｂは、ローラ２０の軸方向での中央に配置されており、ヒータ４６ａとヒータ４６ｃは、ヒータ４６ｂを中心としてローラ２０の軸方向に対称となるように配置されている。熱電対４０ａの直下にヒータ４６ａが配置されており、熱電対４０ｃの直下にヒータ４６ｃが配置されている。各ヒータ４６ａ，４６ｂ，４６ｃはＩＨヒータである。
本実施例では、各ヒータ３６ａ等はＯＮ／ＯＦＦ制御のみが可能であり、ヒータ３６ａ等の加熱量を定量的に変化させることはできない。ただし、加熱量を定量的に変化させることができるヒータを利用するようにしてもよい。各ヒータ３６ａ等は全て同じ構成であり、ＯＮされた場合の加熱量は同じである。
【００２０】
続いて、金属シート製造装置６の制御構成について説明する。図３は、制御系の構成を示したブロック図である。図３では、本発明にあまり関連しない要素を図示していない。
金属シート製造装置６は制御装置１００を有している。制御装置１００は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等から構成される公知のプロセッサであり、ハード構成についての詳細な説明を省略する。
制御装置１００は、各熱電対３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，４０ａ，４０ｂ，４０ｃと接続されている。制御装置１００には、熱電対３０ａ等の熱起電力とローラ表面温度の関係が記述されたデータが記憶されている。これにより制御装置１００は、各熱電対３０ａ等で発生した熱起電力を入力することによって、各熱電対３０ａ等に対応する位置のローラ表面温度（正確にはローラ表面付近の温度）を特定することができる。
制御装置１００は、各ヒータ３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，４６ａ，４６ｂ，４６ｃと接続されている。制御装置１００は、各ヒータ３６ａ等のそれぞれを独立してＯＮ／ＯＦＦ制御することができる。
制御装置１００は、モータ１６，２６と接続されている。制御装置１００は、モータ１６とモータ２６を独立して制御することができる。制御装置１００は、モータ１６，２６への通電量を調整することによって、モータ１６，２６の回転数を制御する。
【００２１】
続いて、制御装置１００が実行する処理について説明する。本明細書では、本発明に関連する処理を中心に説明していく。図４に、制御装置１００が実行する処理のフローチャートを示している。
制御装置１００は、まず、各熱電対３０ａ等によって検知されたローラ表面温度を特定する（ステップＳ２）。以下では、熱電対３０ａの検知温度をｔａと記述し、熱電対３０ｂの検知温度をｔｂと記述し、熱電対３０ｃの検知温度をｔｃと記述し、熱電対４０ａの検知温度をｔａ’と記述し、熱電対４０ｂの検知温度をｔｂ’と記述し、熱電対４０ｃの検知温度をｔｃ’と記述する。
続いて、特定されたｔａとｔｂとｔｃの中から最大値ｔｍａｘを特定し、その最大値ｔｍａｘが所定値Ｔに等しいか否かを判別する（ステップＳ４）。所定値Ｔは、所望の品質の金属シート４を得ることができるローラ表面温度であり、制御装置１００に予め設定されている。
【００２２】
ｔｍａｘが所定値Ｔに一致しないと判別された場合（ステップＳ４でＮＯの場合）はステップＳ６に進む。
ステップＳ６では、ｔｍａｘと所定値Ｔが一致するようにローラ１０の回転速度を調整する。本実施例では、ローラ１０の回転速度を高速、中速、低速のいずれかに調整できるようになっている（但し、回転速度をより細分化して調整できるようにしてもよい）。ローラ１０の回転速度は、モータ１６への通電量を制御することによって調整される。ローラ１０の回転速度が大きくなると、単位時間当りにローラ１０の表面の各位置が金属溶湯２と接する機会が多くなるためにローラ１０の表面温度が高くなる。本実施例では、ローラ１０の回転速度を高速に設定した場合、ローラ１０の表面温度を全体的に上昇させることができる。逆に、ローラ１０の回転速度を低速に設定した場合、ローラ１０の表面温度を全体的に低下させることができる。ローラ１０の回転速度が中速の場合は、ローラ１０の表面温度をほぼ保持することができる。ステップＳ６では、ｔｍａｘ＞Ｔの場合にはローラ１０の回転速度を低速に設定する（既に低速に設定されている場合には低速を維持する）。また、ｔｍａｘ＝Ｔの場合にはローラ１０の回転速度を中速に設定する（既に中速に設定されている場合には中速を維持する）。また、ｔｍａｘ＜Ｔの場合にはローラ１０の回転速度を高速に設定する（既に高速に維持されている場合には高速を維持する）。
制御装置１００は、ステップＳ６の処理を終えた場合、又はステップＳ４でＹＥＳと判別された場合は、ステップＳ８に進む。なお、ステップＳ４でＹＥＳと判別された場合は、ローラ１０の回転速度が中速か否かを確認し、中速でない場合は中速に調整する処理を実行する。
【００２３】
ステップＳ８では、ｔａとｔｂとｔｃが等しいか否かを判別する。ここでＮＯと判別されるとステップＳ１０に進む。
ステップＳ１０では、ｔａ＝ｔｂ＝ｔｃとなるようにヒータ３６ａ〜３６ｃを制御する。即ち、ｔａとｔｂとｔｃの温度差が小さくなるようにヒータ３６ａ〜３６ｃをＯＮ／ＯＦＦ制御する。例えば、ｔａとｔｃがｔｂよりも小さい場合には、ヒータ３６ａとヒータ３６ｃをＯＮにする。このとき、後で説明する場合を除いてヒータ３６ｂはＯＦＦにする。これにより、ｔａとｔｂとｔｃの温度差が小さくなる。
図５を参照して、上記したステップＳ２〜Ｓ１０の処理を詳しく説明する。ローラ１０における軸方向の表面温度分布が図５（ａ）に示されるような場合は、３つの表面温度ｔａ，ｔｂ，ｔｃの中で最も大きいｔｂがｔｍａｘとなり、そのｔｍａｘが所定値Ｔより大きい。この場合、ステップＳ４でＮＯと判別され、ステップＳ６においてローラ１０の回転速度が低速に調整される。また、ｔａとｔｃは同値であるが、それよりもｔｂが大きいために、ステップＳ８でＮＯと判別されて、ステップＳ１０においてヒータ３６ａとヒータ３６ｃがＯＮにされる。このときヒータ３６ｂはＯＦＦにされている。これにより、図５（ａ）の表面温度分布が、図５（ｂ）に示される表面温度分布を経て、最終的には図５（ｃ）の表面温度分布まで変化する。図５（ｂ）では、ｔａ（＝ｔｃ）とｔｂの温度差が図５（ａ）のときよりも小さくなっている。これは、ヒータ３６ａとヒータｃがＯＮされていてヒータ３６ｂがＯＦＦされているために、各位置における表面温度の下がり方に差が生じるからである。図５（ｃ）の状態では、ローラ１０の軸方向において表面温度が所望の値Ｔで均一になっている。
図５をみるとわかるように、本実施例の金属シート製造装置６では、ローラ１０の軸方向での両端付近は表面温度が低くなる傾向にある。ローラ１０の両端面からの放熱の影響を受けるからである。従って、多くの場合でｔｂがｔｍａｘになる。ｔｂがｔｍａｘである場合、ｔｍａｘが所定値Ｔより大きいとヒータ３６ｂがＯＮにされることがない。ヒータ３６ｂは、次に説明するように、ｔｂ（即ちｔｍａｘ）が所定値Ｔよりも小さい場合にＯＮにされる。
【００２４】
図６（ａ）に示すようにｔｍａｘ（ｔｂ）が所定値Ｔより小さい場合には、ステップＳ６においてローラ回転速度が高速に調整されるとともに、ステップＳ１０においてヒータ３６ａ，３６ｂ，３６ｃが全てＯＮにされる。これにより、ローラ表面温度ｔａ，ｔｂ，ｔｃが所定値Ｔに近づく（図６（ｂ））。図６（ａ）の場合におけるｔｂとｔａ（＝ｔｃ）の差と、図６（ｂ）の場合におけるｔｂとｔａ（＝ｔｃ）の差はほぼ等しい。これは、３つのヒータ３６ａ〜３６ｃが全てＯＮ状態にされるために、軸方向の各位置におけるローラ表面温度の上がり方がほぼ等しくなるからである。ローラ表面温度が上昇してｔｂが所定値Ｔに一致すると、ステップＳ６においてローラ１０の回転速度が中速に調整されるとともにステップＳ１０においてヒータ３６ｂがＯＦＦにされる（ヒータ３６ａ，３６ｃはＯＮ状態が維持される）。これによりｔａとｔｃのみが上昇し、最終的にはｔａとｔｂとｔｃの全てが所定値Ｔに一致する（図６（ｃ））。
【００２５】
制御装置１００は、ステップＳ１０の処理を終えた場合、又はステップＳ８でＹＥＳと判別された場合は、ステップＳ１２に進む。なお、ステップＳ８でＹＥＳと判別された場合には、全てのヒータ３６ａ，３６ｂ，３６ｃがＯＦＦ状態であるか否かを確認し、ＯＮ状態のヒータはＯＦＦ状態に切換える処理を実行する。
【００２６】
制御装置１００は、他方のローラ２０に関して、上記したステップＳ４〜Ｓ１０と同様の処理を実行する（ステップＳ１２〜Ｓ１８）。即ち、ｔａ’とｔｂ’とｔｃ’のうちの最大値ｔ’ｍａｘが所定値Ｔに等しいか否かを判別し（ステップＳ１２）、ｔ’ｍａｘが所定値Ｔに一致しないと判別された場合はｔ’ｍａｘと所定値Ｔが一致するようにローラ２０の回転速度を調整する（ステップＳ１４）。そして、ｔａ’＝ｔｂ’＝ｔｃ’であるか否かを判別し（ステップＳ１６）、ＮＯと判別された場合にはｔａ’＝ｔｂ’＝ｔｃ’となるようにヒータ４６ａ，４６ｂ，４６ｃのＯＮ／ＯＦＦを制御する（ステップＳ１８）。
なお、ステップＳ１２でＹＥＳと判別された場合は、ローラ２０の回転速度が中速か否かを確認し、中速でない場合には中速に調整する処理を実行する。また、ステップＳ１６でＹＥＳと判別された場合は、ヒータ４６ａ，４６ｂ，４６ｃが全てＯＦＦ状態であるか否かを確認し、ＯＮ状態のヒータをＯＦＦ状態に切換える処理を実行する。
ステップＳ１２〜Ｓ１８の処理は、上記のステップＳ４〜Ｓ１０と同様の処理であり、詳しい説明を省略する。
ステップＳ１６でＹＥＳと判別された場合、又はステップＳ１８の処理を終えた場合は、ステップＳ２以降の処理を繰返し実行する。制御装置１００は、図４に示す処理を高速で繰返し実行する。これにより、ローラ１０，２０における軸方向の表面温度が所定値Ｔで均一に保持される。
【００２７】
上記したように、本実施例では、ローラ１０，２０の軸方向での中央付近よりも両端付近の方が表面温度が低くなる傾向にある。従って、図４で示した処理を実行すると、ヒータ３６ａ，３６ｃがＯＮされる総時間はヒータ３６ｂがＯＮされる総時間よりも長くなるとともに、ヒータ４６ａ，４６ｃがＯＮされる総時間はヒータ４６ｂがＯＮされる総時間よりも長くなる。従って、金属シート製造過程において、ローラ１０を軸方向に三等分した場合の中央領域に対する総加熱量よりも、その中央領域の両隣の周辺領域のそれぞれに対する総加熱量の方が大きくなると言える。また、ローラ２０を軸方向に三等分した場合の中央領域に対する総加熱量よりも、その中央領域の両隣の周辺領域のそれぞれに対する総加熱量の方が大きくなると言える。
【００２８】
本実施例によると、ローラ１０，２０の軸方向において表面温度が均一に保持されるために、高品質の金属シート４を製造することができる。
【００２９】
（第２実施例）
ここでは、第１実施例と異なる点を中心に説明する。上述したが、ローラの軸方向での両端付近は軸方向での中央付近よりも冷却され易い。しかも一般的に、ローラの軸方向での表面温度は、軸方向での中央を中心に左右対称となる（図５や図６にｔａとｔｃが同値であり左右対称となっていることが例示されている）。また、一方のローラと他方のローラは同一の環境に配置されることが多いために、一方のローラにおける軸方向の表面温度分布は、他方のローラにおける軸方向の表面温度分布と一致すると仮定することができる。本実施例では、上記のことに鑑みて熱電対とヒータの配置場所を工夫している。
【００３０】
図７に、本実施例の金属シート製造装置６の外観を簡単に示している。図７に示されるように、本実施例では、ローラ１０，２０の表面温度分布を検知するのに２つの熱電対３０ａ，３０ｂしか配置されていない。熱電対３０ｂは、ローラ１０の軸方向での中央のローラ表面温度を検知する。熱電対３０ａは、熱電対３０ｂから所定距離だけ一端側に配置されている。本実施例では熱電対３０ｃ（図１参照）が存在しない。熱電対３０ａで検知されたローラ表面温度が、熱電対３０ｃの位置でのローラ表面温度と同じになると仮定する。また本実施例では、ローラ１０における軸方向の表面温度分布とローラ２０における軸方向の表面温度分布が等しいと仮定する。従って、熱電対３０ａと熱電対３０ｂによって、ローラ１０の表面温度分布とローラ２０の表面温度分布が検知されることになる。
【００３１】
また本実施例では、ローラ１０に対して２つのヒータ３６ａ，３６ｃしか配置されていないとともに、ローラ２０に対して２つのヒータ４６ａ，４６ｃしか配置されていない。即ち、本実施例では、ローラ１０，２０の軸方向での中心付近は加熱されない。ローラ１０，２０の軸方向での中央付近は両端付近と比べて高温になるために、両端付近のみを加熱すれば軸方向の表面温度分布を均一化することができるからである。
【００３２】
図７の下方には、本実施例の制御装置１００と、それに接続される各構成要素３０ａ，３０ｂ，３６ａ，３６ｃ，４６ａ，４６ｃ，１６，２６を示している。
図８を参照して、本実施例の制御装置１００が実行する処理内容について説明する。図８は、制御装置１００が実行する処理のフローチャートを示している。
制御装置１００は、熱電対３０ａによって検知された表面温度ｔａと、熱電対３０ｂによって検知された表面温度ｔｂを特定する（ステップＳ３０）。
続いて、ｔｂが所定値Ｔに一致するか否かを判別する（ステップＳ３２）。ここでの所定値Ｔも、第１実施例の場合と同様に設定されたものである。ステップＳ３２でＮＯと判別されるとステップＳ３４に進む。
ステップＳ３４では、ｔｂ＝Ｔとなるようにローラ回転速度を調整する。ステップＳ３４では、２つのローラ１０，２０の回転速度を同時に調整する。ｔｂ＞Ｔの場合には、ローラ回転速度が低速になるようにローラ回転速度を調整する（既に低速に調整されている場合は低速を維持する）。また、ｔｂ＝Ｔの場合には、ローラ回転速度が中速になるようにローラ回転速度を調整する（既に中速に調整されている場合は中速を維持する）。そして、ｔｂ＜Ｔの場合には、ローラ回転速度が高速になるようにローラ回転速度を調整する（既に高速に調整されている場合は高速を維持する）。
ステップＳ３４の処理を終えた場合、又はステップＳ３２でＹＥＳと判別された場合は、ステップＳ３６の処理を実行する。なお、ステップＳ３２でＹＥＳと判別された場合には、ローラ１０，２０の回転速度が中速か否かを確認し、中速でない場合には中速に切換える処理を実行する。
【００３３】
ステップＳ３６では、ｔａとｔｂが一致しているか否かを判別する。ｔａとｔｂが一致していない場合（ステップＳ３６でＮＯの場合）は、ｔａとｔｂが一致するようにヒータ３６ａ，３６ｃ，４６ａ，４６ｃを制御する（ステップＳ３８）。ｔａ＜ｔｂの場合には、各ヒータ３６ａ，３６ｃ，４６ａ，４６ｃをＯＮにする（既にＯＮ状態の場合にはＯＮ状態を維持する）。これにより、ローラ１０，２０の軸方向での両端付近が加熱され、ローラ１０，２０における軸方向の表面温度が均一化する。また、ｔａ＞ｔｂの場合には、各ヒータ３６ａ，３６ｃ，４６ａ，４６ｃをＯＦＦ状態にする（既にＯＦＦ状態の場合にはＯＦＦ状態を維持する）。この場合、ローラ１０，２０の軸方向での両端付近の表面温度（ｔａとｔｃ）が、ローラ１０，２０の両端面からの放熱によって徐々に低下する。これによりｔａとｔｂが一致する。
ステップＳ３８の処理を終えた場合、又はステップＳ３６でＹＥＳと判別された場合は、ステップＳ３０以降の処理を繰返し実行する。なお、ステップＳ３６でＹＥＳと判別された場合は、ヒータ３６ａ，３６ｃ，４６ａ，４６ｃが全てＯＦＦ状態であるか否かを確認し、ＯＮ状態のヒータをＯＦＦ状態に切換える処理を実行する。
制御装置１００は、図８に示される処理を高速で繰返し実行する。これにより、ローラ１０，２０の軸方向での表面温度分布が所定値Ｔで保持される。
【００３４】
本実施例では、ローラ１０，２０の軸方向での中央付近を加熱するヒータが設けられない。従って、金属シート製造過程において、ヒータ１０を軸方向に三等分した場合の中央領域に対する総加熱量よりも、その中央領域の両隣の周辺領域のそれぞれに対する総加熱量の方が大きくなる。また、ヒータ２０を軸方向に三等分した場合の中央領域に対する総加熱量よりも、その中央領域の両隣の周辺領域のそれぞれに対する総加熱量の方が大きくなる。
本実施例によると、ローラ１０，２０の軸方向において表面温度を均一化することができる。
本実施例では、第１実施例と比べて熱電対の数を減らすことができるとともに、ヒータの数も減らすことができる。金属シート製造装置６を簡易な構成で実現することができる。制御装置１００の処理負担も第１実施例と比べて低減させることができる。
【００３５】
（第２実施例の変形例）
第２実施例において、熱電対３０ａ，３０ｂを設けないようにしてもよい。即ち、ローラ１０，２０における軸方向の表面温度分布を検知しないようにしてもよい。ヒータ３６ａ，３６ｃ，４６ａ，４６ｃは、金属シート製造過程において所定の加熱量で加熱し続けるようにする。この所定の加熱量は、ローラ１０，２０の両端面からの放熱によってローラ１０，２０の軸方向での中央付近と端部付近とでローラ表面温度差が生じないような値に設定される。即ち、ローラ１０，２０における軸方向の表面温度が均一化するような値に設定される。
本変形例のようにしても、ローラ１０，２０の軸方向において表面温度を均一化することができる。
【００３６】
（第３実施例）
ここでは、第１実施例と異なる点を中心に説明する。本実施例では、ヒータで加熱するかわりに冷却することによってローラ１０，２０の表面温度を均一化させる。図９に、本実施例のローラ２０の斜視図を簡単に示している。
ローラ２０の内部には、６０ａ→６０ｂ→６０ｃの順に冷却水を案内する第１冷却水流路と、６２ａ→６２ｂ→６２ｃの順に冷却水を案内する第２冷却水流路と、６４ａ→６４ｂ→６４ｃの順に冷却水を案内する第３冷却水流路が設けられている。
第１冷却水流路のローラ内部流路６０ｂは、熱電対４０ａに対応する位置に配置されている。第２冷却水流路のローラ内部流路６２ｂは、熱電対４０ｂに対応する位置に配置されている。第３冷却水流路のローラ内部流路６４ｂは、熱電対４０ｃに対応する位置に配置されている。各ローラ内部流路６０ｂ，６２ｂ，６４ｂは、ローラ２０の内部を周方向にほぼ一周するように形成されている。
各冷却水流路には、冷却水の流量を調整できるバルブ７０，７２，７４が接続されている。図３に示される制御装置１００は、各バルブ７０，７２，７４と接続されており、各バルブ７０，７２，７４の開度（即ち冷却水量）を独立して制御することができる。
本実施例では、各冷却水流路の流量を制御することで、ローラ２０の軸方向における表面温度を均一化させる。例えば、熱電対４０ａ（図１等参照）の検知温度と熱電対４０ｃの検知温度が等しく、それよりも熱電対４０ｂの検知温度が高い場合には、バルブ７２の開度がバルブ７０，７４の開度より大きくなるように制御する。
ローラ１０（図１等参照）も、ローラ２０と同様の構成を有する。即ち、ローラ１０の内部には、３本の冷却水流路が設けられており、各冷却水流路の流量を独立して調整することができる。
【００３７】
本実施例でも、ローラ１０，２０の両端面からの放熱によって、ローラ１０，２０の軸方向での中央付近よりも両端付近の方が表面温度が低くなる。従って、ローラ１０，２０の軸方向における表面温度分布を均一化するためには、第１冷却水流路６０ａ，６０ｂ，６０ｃの流量（金属シート製造過程での総流量）や第３冷却水流路６４ａ，６４ｂ，６４ｃの流量は、第２冷却水流路６２ａ，６２ｂ，６２ｃの流量よりも少なくなる。この場合、金属シート製造過程において、ローラ２０を軸方向に三等分した場合の中央領域に対する総冷却量（即ち第２冷却水流路６２ａ，６２ｂ，６２ｃの総流量）よりも、その中央領域の両隣の周辺領域のそれぞれに対する総冷却量（即ち第１冷却水流路６０ａ，６０ｂ，６０ｃの総流量や第３冷却水流路６４ａ，６４ｂ，６４ｃの総流量）の方が小さくなると言える。同様に、ローラ１０を軸方向に三等分した場合の中央領域に対する総冷却量よりも、その中央領域の両隣の周辺領域のそれぞれに対する総冷却量の方が小さくなると言える。
【００３８】
本実施例のようにしても、ローラ１０，２０の軸方向において表面温度を均一化させることができ、高品質の金属シートを製造することができる。
【００３９】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
（１）例えば、熱電対以外の温度センサを用いてローラ表面温度を検知するようにしてもよい。またサーモグラフィを用いてローラ表面温度を検知するようにしても。例えば、金属シート４（図２参照）におけるローラ軸方向の表面温度分布をサーモグラフィを用いて検知するようにしてもよい。これは、ローラにおける軸方向の表面温度分布を検知するのと等価である。
（２）例えば、ローラ外部にヒータ３６ａ等を設けるのではなくて、ローラ内部に加熱源を設けるようにしてもよい。また、ローラ内部に、ローラ表面温度センサを設けるようにしてもよい。
（３）また上記した各実施例では、ローラ１０，２０を冷却する手段としてローラ内部に冷却水流路を設けているが、ローラ外部から冷却剤（例えば冷却液）を付与してローラ１０，２０を冷却してもよい。
【００４０】
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】金属シート製造装置の外観を簡単に示した図である。
【図２】金属シート製造装置の一部縦断面図である。
【図３】制御装置とそれに接続される各要素を示したブロック図である。
【図４】制御装置が実行する処理のフローチャートである。
【図５】ローラの軸方向において表面温度が均一化していく様子を説明するための図である。
【図６】ローラの軸方向において表面温度が均一化していく様子を説明するための図である。
【図７】金属シート製造装置の外観を簡単に示した図である（第２実施例）。
【図８】制御装置が実行する処理のフローチャートである（第２実施例）。
【図９】第３実施例のローラと冷却水流路の構成を簡単に示した図である。
【符号の説明】
【００４２】
２：金属溶湯
４：金属シート
６：金属シート製造装置
１０：ローラ
１２：冷却水流路
１４：バルブ
１６：モータ
２０：ローラ
２２：冷却水流路
２４：バルブ
２６：モータ
３０ａ，３０ｂ，３０ｃ：熱電対
３６ａ，３６ｂ，３６ｃ：ヒータ
４０ａ，４０ｂ，４０ｃ：熱電対
４６ａ，４６ｂ，４６ｃ：ヒータ
５０：ダンディッシュ
５２：スリット
５４：加圧装置
５６：ヒータ
１００：制御装置
【図１】
2005262223.tif 000003
【図２】
2005262223.tif 000004
【図３】
2005262223.tif 000005
【図４】
2005262223.tif 000006
【図５】
2005262223.tif 000007
【図６】
2005262223.tif 000008
【図７】
2005262223.tif 000009
【図８】
2005262223.tif 000010
【図９】
2005262223.tif 000011