(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
板材を圧延することで、板厚の異なる差厚部を成形する圧延装置と、成形後の板材を焼鈍する加熱装置と、からなる板材製造装置において、
前記加熱装置は、圧延後の板材を連続的に水平搬送する搬送手段と、この搬送手段の上方に搬送方向に対して直交方向に、且つ、前記板材に沿う水平方向に移動自在に設けた加熱手段と、この加熱手段を移動させる熱源移動手段と、前記板材の差厚部に応じて加熱条件を設定する条件設定手段と、加熱条件に基づいて前記加熱手段及び熱源移動手段を制御する制御手段と、からなることを特徴とする板材製造装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記加熱条件の設定温度に基づいて加熱手段を制御する温度制御部と、加熱条件の移動速度に基づいて熱源移動手段を制御する熱源速度制御部と、を備えたものであることを特徴とする請求項１記載の板材製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は板材に板厚の異なる差厚部を成形する板材製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
板材に差厚部を成形する技術としては、圧延機で差厚部を成形し、圧延後の板材をバッチ式の炉や連続焼なまし炉で焼鈍するものがある。具体的には、圧延機として、例えば、特開昭５９−１８９００４号公報「差厚板の製造方法およびその圧延機」に示されたものがある。この差厚板の製造用圧延機は、同公報の第３図によれば、上側作業ロール１４ａ（符号は公報記載のものを流用した。以下同様。）と下側作業ロール１４ｂとを独立に駆動制御できるものであり、下側作業ロール１４ｂを逆方向に駆動し、圧延成形することで、差厚板を得ることができるというものである。
次に、圧延後の板材の加熱状態を説明する。
【０００３】
図１８（ａ），（ｂ）は従来の板材の加熱を示す図である。
（ａ）において、板材１４１は、差厚部１４２，１４３を成形したものであり、差厚部１４２は厚さｔ２、差厚部１４３は厚さｔ３である。ｔ１は板材１４１の厚さであり、はじめの板の厚さである。
板材１４１を加熱炉１４４に入れ、ヒータ１４５・・・（・・・は複数を示す。以下同様。）で加熱し、板材１４１の焼鈍を行う。Ａ，Ｂ，Ｃは、温度を測定する測定部を示す。その測定結果の一例を次図に示す。
【０００４】
（ｂ）は、板材の加熱状態を示す線図であり、横軸を時間とし、縦軸を板材の温度としたものである。測定部Ａは温度Ｔ３、測定部Ｂは温度Ｔ２、測定部Ｃは温度Ｔ１である。このように加熱炉１４４で板材１４１を加熱することで、板材１４１を焼鈍することができ、差厚部を成形した板材を得ることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記の加熱炉１４４で加熱した板材１４１の温度は図１８（ｂ）に示す通りで、加熱炉１４４は、測定部Ｃの差厚部１４３を所望の温度Ｔ１に加熱するが、それに伴ない、測定部Ｂの差厚部１４２を温度Ｔ２まで加熱するため、焼鈍する際の板材１４１の温度のばらつきが大きい。そのため、板材１４１には、所望の温度で加熱処理した差厚部１４３の材料の強さと、そうでない温度で加熱処理した差厚部１４２との間で、材料の強さに違いが発生し、加熱炉１４４では、材料特性を均一にし難い。
【０００６】
また、加熱炉１４４は、焼鈍を行う必要のない測定部Ａの板材１４１を加熱するとともに、その温度を温度Ｔ３まで上げるので、差厚部を成形した板材の材料特性を均一にし難い。
一方、圧延で差厚部１４２，１４３を成形した後、圧延装置から加熱炉１４４へ板材１４１を搬送する必要があり、板材１４１の焼鈍の段取りに手間がかかる。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、差厚部を成形した板材を焼鈍で均一な材料特性を有する板材に調整することができ、且つ差厚部を成形した板材の生産効率の向上を図ることができる板材製造装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１では、板材を圧延することで、板厚の異なる差厚部を成形する圧延装置と、成形後の板材を焼鈍する加熱装置と、からなる板材製造装置において、加熱装置は、圧延後の板材を連続的に水平搬送する搬送手段と、この搬送手段の上方に搬送方向に対して直交方向に、且つ、前記板材に沿う水平方向に移動自在に設けた加熱手段と、この加熱手段を移動させる熱源移動手段と、板材の差厚部に応じて加熱条件を設定する条件設定手段と、加熱条件に基づいて加熱手段及び熱源移動手段を制御する制御手段と、からなることを特徴とする。
【０００９】
加熱装置は、差厚部に対応させて加熱手段の温度及び加熱手段の位置を制御する。加熱手段を加熱条件に基づいて複数の温度帯に設定し、これらの温度別に加熱手段を熱源移動手段で各々の差厚部の上方に移動させて加熱を行い、差厚部毎に温度管理を実施する。その結果、板材に厚さの異なる複数の差厚部を成形しても、それらの差厚部をほぼ同様に加熱することができ、厚さの違いによる加熱温度のばらつきは極めて小さくなる。
【００１０】
また、加熱装置は、圧延後の板材を連続的に水平搬送する搬送手段を設けたので、圧延装置から加熱装置へ搬送する手間が省けるとともに、焼鈍の段取りに手間がかからない。
【００１１】
請求項２では、制御手段は、加熱条件の設定温度に基づいて加熱手段を制御する温度制御部と、加熱条件の移動速度に基づいて熱源移動手段を制御する熱源速度制御部と、を備えたものであることを特徴とする。
温度制御部で加熱手段の複数の温度を制御しつつ、熱源速度制御部で加熱手段の位置を温度帯別に、且つ板材の搬送に応じて動かすので、複数の差厚部の各々の板厚に応じて加熱することができ、より高度な温度管理が可能となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る板材製造装置の平面図である。図左上に示すＹは圧延の際の搬送方向、ＸはＹに直交する軸である。
板材製造装置１０は、切断機１１と、圧延装置１２と、搬送台１３と、加熱装置１４とをこの順に配置したものである。１５，１６，１７，１８はローラコンベヤ、２１は制御盤、２２は油圧ユニット、２３は圧延装置１２の操作盤、２４は加熱装置１４の操作盤である。１３７は圧延後の板材を示す。
操作盤２４は、条件設定手段２６と、制御手段２７と、を備えるものである。
搬送台１３は、位置決めガイド２８ａと、コンベヤ２８ｂとからなる。
【００１３】
図２は本発明に係る板材製造装置の側面図である。
切断機１１は、図左側から搬入した帯板を切り、所定長さの板材を形成するものである。
圧延装置１２は、テンション装置３０と、圧延手段６０とからなる。
【００１４】
テンション装置３０は、Ｘ軸方向（図１参照）に移動できるものであり、Ｘ軸移動ガイド３０ａ、３０ａと、これらのＸ軸移動ガイド３０ａ、３０ａに載せたＸ軸移動ベース３０ｂと、このＸ軸移動ベース３０ｂをＸ軸方向に移動させる、図１に示すＸ軸駆動手段３０ｃ，３０ｃと、Ｘ軸移動位置検出器３０ｄと、次図で説明する要素とを有する。
【００１５】
図３は本発明に係るテンション装置の斜視図であり、テンション装置３０は、移動台３１上に左クランプ手段３２、右クランプ手段３３並びに張力付与手段３４，３５を有する。
移動台３１は、ベース３６に第１ガイド３７を介してＹ軸移動ベース３８を取付けたものである。
【００１６】
左クランプ手段３２は、Ｙ軸移動ベース３８の左側にハウジング４１を取付け、このハウジング４１の中央にガイドを介して上押圧部４２を上下移動可能に取付けるとともに、この上押圧部４２に対向する下押圧部４３を固定し、ハウジング４１の上部に油圧シリンダ４４，４４を取付けたものであり、油圧シリンダ４４のロッド４５を上押圧部４２に取付けて、油圧によって上押圧部４２を下押圧部４３側へ押し付けるものである。
【００１７】
一方、右クランプ手段３３は、Ｙ軸移動ベース３８の右側に第２ガイド４６を介して取付けたハウジング４７に左クランプ手段３２と同様の上・下押圧部４２，４３、油圧シリンダ４４，４４を設けたものである。４８は左クランプ位置検出器、４９は右クランプ位置検出器であり、これら左・右クランプ位置検出器４８，４９は、例えば、リニアエンコーダやリニア位置センサである。
【００１８】
また、張力付与手段３４は、油圧シリンダ５１であり、油圧シリンダ５１の取付け部５２をベース３６に取付け、ロッド５３をＹ軸移動ベース３８に取付けた。張力付与手段３５は、油圧シリンダ５５であり、油圧シリンダ５５の取付け部５６をＹ軸移動ベース３８に取付け、ロッド５７を右クランプ手段３３に取付けた。
【００１９】
図４は本発明に係る圧延手段の斜視図であり、圧延手段６０は、スタンド６１に第３ガイド６２，６２（手前は図示していない）を介して昇降自在に軸受箱６３，６３を嵌合し、これらの軸受箱６３，６３に図示せぬ軸受を介して上ロールとしてのワークロール６４、バックアップロール６５，６５を嵌合し、これらのロール６４，６５，６５に対称に、スタンド６１に図示せぬ軸受を介して下ロールとしてのワークロール６６、バックアップロール６７，６７を嵌合し、スタンド６１の上部に圧下油圧シリンダ６８，６８を取付け、この圧下油圧シリンダ６８，６８のロッドを軸受箱６３，６３に取付け、ワークロール６４，６６をロール駆動部６９，６９に嵌合したものであり、ロールが６重で、単一の圧延機である。７１はワークロール位置検出器、７２は左クランプ移動限検出器、７３は右クランプ移動限検出器、７４，７４は加熱手段、９０はターンテーブルである。
【００２０】
ワークロール位置検出器７１は、例えばリニアエンコーダやリニア位置センサであり、左・右クランプ移動限検出器７２，７３は、例えばリミットスイッチである。また、加熱手段７４は、電磁誘導加熱（誘導加熱）の熱源（ヒーター）であり、ワークロール６４，６６の左右に設けたものである。
【００２１】
ターンテーブル９０は、据え付け台９１の中央に回転支持部９２を設け、端部に駆動部９３を設けたものである。駆動部９３は、据え付け台９１に取付けたガイド９４と、このガイド９４を駆動するウオーム減速機９５とからなる。
【００２２】
すなわち、ターンテーブル９０の回転支持部９２に圧延手段６０を嵌合するとともに、圧延手段６０にガイド９４の一端を取付けることで、ターンテーブル９０に圧延手段６０を載せたことになる。９６は原点位置検出器、９７は右回転限検出器、９８は左回転限検出器である。
【００２３】
図５は本発明に係る加熱装置の斜視図である。
加熱装置１４は、電気加熱であり、圧延後の板材１３７（図１参照）を連続的に水平搬送する搬送手段１０１と、この搬送手段１０１の上方に搬送方向（Ｘ軸方向）に対して直交方向（Ｙ軸方向）に移動自在に設けた加熱手段１０２と、この加熱手段１０２を移動させる熱源移動手段１０３と、板材１３７（図１０参照）の差厚部としての第１差厚部８３並びに第２差厚部１３６に応じて加熱条件を設定する条件設定手段２６（図１参照）と、加熱条件に基づいて加熱手段１０２及び熱源移動手段１０３を制御する制御手段２７（図１参照）と、Ｙ軸方向へ移動可能に取付けた遮蔽板１０４と、炉本体１０５と、炉本体１０５を支持する支持台１０６と、からなるものである。
【００２４】
炉本体１０５は、壁内に断熱材１０７を取付け、一方に入口１０８を形成し、他方に出口１０９を形成したものである。
加熱手段１０２は、ブラケット１１１・・・に入口１０８側から順に熱源としての近赤外線の第１〜第７放射源１２１、１２２、１２３、１２４、１２５、１２６、１２７を取付けたもので、入口１０８にワークの搬入を検知するワーク搬入検出器１２８を有するものである。
【００２５】
熱源移動手段１０３は、７個のボールねじユニット１３１（モータ１３２、ねじ軸１３３、ナット１３４）・・・からなる。ナット１３４はブラケット１１１を取付けるものである。
遮蔽板１０４は、加熱手段１０２の熱伝達を遮るものである。遮蔽板１０４の材質は、断熱材であるが、断熱材以外の材質を用いることも可能である。
【００２６】
図６は図５の６−６線断面図であり、ワークを搬送する搬送手段１０１の上方に加熱手段１０２の第１〜第７放射源１２１〜１２７を直交方向（Ｙ軸方向）に移動自在に設け、加熱手段１０２と搬送手段１０１との間に遮蔽板１０４を配置したことを示す。
第１〜第７放射源１２１〜１２７は、例えば、石英管形赤外線電球である。
搬送手段１０１は、炉本体１０５外に配置したモータ１３８ａと、炉本体１０５内に配置したローラ１３８ｂとからなる。
【００２７】
以上に述べた板材製造装置の作用を次に説明する。
図７（ａ），（ｂ）は本発明に係る板材製造装置の第１作用図である。
（ａ）において、圧延装置１２に板材８１を通す。具体的には、油圧シリンダ５１（ロッド５３）の前進（矢印▲１▼の方向）によって左クランプ手段３２は所定位置に至る。この際、左クランプ手段３２の行過ぎを左クランプ移動限検出器７２によって防止する。
【００２８】
左・右クランプ手段３２，３３上の油圧シリンダ４４，４４（ロッド）が後退（矢印▲２▼，▲２▼の方向）すると、上押圧部４２が上昇する。一方、圧延手段６０の圧下油圧シリンダ６８によって、軸受箱６３とともに、ワークロール６４、バックアップロール６５，６５が上昇する。
【００２９】
左クランプ手段３２まで圧延前の板材８１を矢印▲３▼の如く通した後、左クランプ手段３２の上押圧部４２を下降させて板材８１の厚肉部８２を把持する。一方、圧下油圧シリンダ６８で板材８１にワークロール６４、バックアップロール６５，６５を圧下する。
【００３０】
（ｂ）において、ワークロール６４を所定のロール速度で駆動回転させることで、第１差厚部８３を成形する。同時に、左クランプ手段３２を張力方向（矢印▲４▼の方向）に移動させることにより、板材８１に一定の張力ｔを掛けつつ、第１差厚部８３を成形する。左クランプ手段３２が所定位置に至ると、停止する。
【００３１】
続けて、圧延手段６０を逆回転せさるために、圧延手段６０の近傍まで右クランプ手段３３を寄せ、右クランプ手段３３上の油圧シリンダ４４で上押圧部４２を下降させて板材８１の厚肉部８２を把持する。その際の右クランプ手段３３の位置は右クランプ移動限検出器７３によって検出する。
【００３２】
図８（ａ），（ｂ）は本発明に係る板材製造装置の第２作用図である。
（ａ）において、圧延手段６０のワークロール６４を逆回転させ、第１差厚部８３をより薄く延ばす。その際、圧下油圧シリンダ６８でワークロール６４をさらに圧下し、ロール間隔を制御する。同時に、油圧シリンダ５１でＹ軸移動ベース３８を逆移動させる。
【００３３】
（ｂ）において、Ｙ軸移動ベース３８を逆移動しつつ、Ｙ軸移動ベース３８上の油圧シリンダ５５によって右クランプ手段３３を移動することで、板材８１に一定の張力ｔを掛ける。その際、右クランプ手段３３の位置は右クランプ位置検出器４９によって行う。
この後、図７，図８に示した第１差厚部８３の成形をさらに繰り返し、所定の厚さの第１差厚部８３を成形する。
【００３４】
すなわち、板材８１を左・右のクランプ手段３２，３３で把持し、板材８１に張力ｔを掛けながら圧延する。第１差厚部８３に張力ｔが作用すると、極めて容易に板材８１の厚肉部８２の一部に第１差厚部８３を成形することができる。
また、張力ｔによって、第１差厚部８３に発生しやすい「しわ」や曲りを防止することができる。
【００３５】
図９（ａ），（ｂ）は本発明に係る板材製造装置の第３作用図である。
（ａ）において、ターンテーブル９０によって圧延手段６０を旋回し、板材８１の長手方向に対してワークロール６６の軸を非直角に設定する。すなわち、ワークロール６６を旋回角θに設定する。
【００３６】
（ｂ）において、ワークロール６４，６６を駆動し、旋回角θのワークロール６４，６６の回転で往復する板材８１に一定の張力を左・右クランプ手段３２，３３で掛ける。ワークロール６４，６６は正転、逆転を繰り返して第１差厚部８３を往復させることで、第１差厚部８３は次第に薄く延び、境界ライン８６は角度θを形成することができる。
【００３７】
また、ターンテーブル９０（ａ参照）によって圧延手段６０を旋回角θだけ戻すとともに、連続して旋回角βだけ旋回させ、同様に往復させて、第１差厚部８３を成形するとともに、境界ライン８５の角度をβに形成することができる。第１差厚部８３の厚さはｔ２である。
【００３８】
なお、Ｘ軸方向の延びが大きい場合は、一旦、上押圧部４２を仮想線のように上昇させ、左クランプ手段３２を原点に戻す。原点に戻すことで、Ｘ軸駆動手段（油圧シリンダ）のストロク量の不足を防止する。
【００３９】
図１０（ａ），（ｂ）は本発明に係る板材製造装置の第４作用図である。
（ａ）において、圧延手段６０で第２差厚部１３６を成形する。具体的には、右クランプ手段３３の上押圧部４２を上昇させて開放し、左クランプ手段３２で張力を掛けつつ、板材８１の一方８１ａをワークロール６４，６６で延ばし、第２差厚部１３６を成形する。８１ｂは板材８１の他方であり、非圧延部である。
第２差厚部１３６の厚さはｔ３であり、第２差厚部１３６の加工度は、第１差厚部８３の加工度より小さい。
【００４０】
ここでは、加工度は圧下率に相当する。圧下率をｒ、第１差厚部８３の圧下率をｒ１、第２差厚部１３６の圧下率をｒ２、入口側板厚をｈ１、出口側板厚をｈ２としたときに、圧下率ｒ，ｒ１，ｒ２は次式で定めることができる。
ｒ（％）＝〔（ｈ１−ｈ２）／ｈ１〕×１００、
ｒ１（％）＝〔（ｔ１−ｔ２）／ｔ１〕×１００、
ｒ２（％）＝〔（ｔ１−ｔ３）／ｔ１〕×１００
【００４１】
（ｂ）は、厚さの異なる第１・第２差厚部８３，１３６を成形し、圧延が完了した板材１３７を示す。
板材１３７は、加工度の違いにより、引張り強さなど材料特性が非圧延部８１ｂ、第１・第２差厚部８３，１３６で各々異なる。そのために、次に板材１３７の焼鈍を実施する。
【００４２】
図１１（ａ），（ｂ）は本発明に係る板材製造装置の第５作用図である。
（ａ）において、板材１３７を加熱装置１４で焼鈍する。具体的には、予め焼鈍に必要な加熱条件を板材１３７の第１・第２差厚部８３，１３６並びにその他の条件に応じて条件設定手段２６（例えば、キーボード）で設定する。
加熱条件は、搬送手段１０１を制御するワーク搬送速度Ｖｗと、熱源移動手段１０３を制御する移動速度Ｖｈ並びにタイマ設定値Ｓ１，Ｓ２と、加熱手段１０２を制御する設定温度Ｔｈ１〜Ｔｈ７とを主とする。
制御手段２７は、ワーク速度制御部２７ａと、熱源速度制御部２７ｂと、タイマＴＭ１，ＴＭ２と、温度制御部２７ｃと、を備えるものである。
【００４３】
加熱装置１４は、条件設定手段２６の所定のボタンを「ＯＮ」することによって、予め設定した条件に基づいて加熱手段１０２が矢印のように移動し、待機状態になるとともに、近赤外線の第１〜第７放射源１２１〜１２７は設定温度Ｔｈ１〜Ｔｈ７の状態でワークを待つ。
【００４４】
予め設定を済ませた後、まず、圧延装置１２を出た板材１３７をローラコンベヤ１７で搬送台１３へ搬送し、搬送台１３から矢印▲５▼の如く位置決めガイド２８ａで位置決めしつつ、加熱装置１４の入口１０８へ移動させる。
位置決めガイド２８ａを設けたので、板材１３７の角度θの境界ライン８６に第１〜第７放射源１２１〜１２７の開始位置を一致させることができるとともに、角度βの境界ライン８５に遮蔽板１０４の端を一致させることができる。
【００４５】
このように、圧延装置１２と、ローラコンベヤ１７と、搬送台１３と、加熱装置１４と、加熱装置１４の搬送手段１０１をこの順に連続的に配置したので、圧延装置１２から加熱装置１４へ第１・第２差厚部８３，１３６を成形した板材１３７を連続して短時間に搬送することができ、加熱装置１４への搬送に手間がかからず、且つ焼鈍の段取りに手間がかからない。従って、第１・第２差厚部８３，１３６を成形した板材１３７の生産効率の向上を図ることができる。
【００４６】
（ｂ）において、板材１３７が入口１０８に達すると、ワーク搬入検出器１２８に信号によって搬送手段１０１のローラ１３８ｂが回転し、所定のワーク搬送速度ＶｗでＸ軸方向に板材１３７を矢印▲６▼の如く搬送する。
また、ワーク搬入検出器１２８に信号によって第１放射源１２１の熱源移動手段１０３は作動し、所定の移動速度ＶｈでＹ軸方向に第１放射源１２１を矢印▲７▼の如く送る。その結果、第１放射源１２１は第１差厚部８３を加熱することができる。
【００４７】
図１２（ａ），（ｂ）は本発明に係る板材製造装置の第６作用図である。
（ａ）において、板材１３７を搬送しつつ、加熱する。ここでは、板材１３７の移動量に応じて、第２・第３放射源１２２，１２３の熱源移動手段１０３が作動する。すなわち、角度θの境界ライン８６に倣って第２放射源１２２並びに第３放射源１２３を移動速度ＶｈでＹ軸方向に送るとともに、第１放射源１２１の移動を継続するので、第１・第３放射源１２１，１２３で第１差厚部８３をより加熱することができるとともに、第２・第４放射源１２２，１２４で第２差厚部１３６を加熱することができる。
【００４８】
（ｂ）は、（ａ）のｂ−ｂ線断面図であり、第１放射源１２１及び第２放射源１２２、遮蔽板１０４を示す。
第１放射源１２１を設定温度Ｔｈ１に設定し、第３放射源１２３を設定温度Ｔｈ３に設定し、矢印▲８▼の如く加熱しながら、且つＹ軸方向に送ることで、所定の昇温速度Ｔｖで第１差厚部８３を昇温することができる。
【００４９】
また、第２放射源１２２を設定温度Ｔｈ２に設定し、第４放射源１２４を設定温度Ｔｈ４に設定し、矢印▲９▼の如く加熱しながら、且つＹ軸方向に送ることで、所定の昇温速度Ｔｖで第２差厚部１３６を昇温することができる。
一方、遮蔽板１０４を設けて、遮蔽板１０４を非圧延部８１ｂの上方に配置したので、第１・第３放射源１２１，１２３の熱伝達を矢印ａの如く遮ることができ、非圧延部８１ｂの温度を低くすることができる。
【００５０】
図１３（ａ），（ｂ）は本発明に係る板材製造装置の第７作用図である。
（ａ）において、板材１３７を搬送しつつ、加熱を続ける。板材１３７の搬送に応じて、第２〜第７放射源１２２〜１２７の熱源移動手段１０３が作動し、第２〜第７放射源１２２〜１２７を移動速度ＶｈでＹ軸方向に送りながら、且つ第５放射源１２５の設定温度Ｔｈ５並びに第７放射源１２７の設定温度Ｔｈ７で第１差厚部８３を加熱するので、第１差厚部８３を所定の保持温度で一定に保持することができる。
同様に、第６放射源１２６の設定温度Ｔｈ６で第２差厚部１３６の温度保持を行うことができる。
【００５１】
（ｂ）において、板材１３７を搬送しつつ、冷却する。板材１３７の搬送に応じて、第５〜第７放射源１２５〜１２７を移動速度ＶｈでＹ軸方向に送りながら、板材１３７の温度保持を行う。
一方、炉本体１０５の出口１０９から炉外に板材１３７を送り出すことで、板材１３７を徐冷することができる。
【００５２】
次に、本発明に係る加熱装置を線図で簡単に補足説明する。
図１４は本発明に係る加熱装置のタイムチャートである。
まず、加熱装置の入口に板材が接近すると、ワーク搬入検出器１２８の信号によってタイマＴＭ１，ＴＭ２がカウントを開始（波線で示す。）する。そして、タイマＴＭ１の各々のタイムアップ信号で第１〜第７リレーＬ１〜Ｌ７が順にＯＮ作動して熱源移動手段１０３の７個のボールねじユニット１３１（モータ１３２）が順に作動し、加熱手段１０２は移動する。
【００５３】
一方、タイマＴＭ２の各々のタイムアップ信号で第１〜第７リレーＬ１〜Ｌ７が順にＯＦＦ作動して熱源移動手段１０３の７個のボールねじユニット１３１（モータ１３２）が順に停止し、加熱手段１０２が停止する。従って、加熱条件に基づいて制御手段２７で熱源移動手段１０３を制御することができる。
このように、板材１３７の第１・第２差厚部８３，１３６に応じて、搬送方向（Ｘ軸方向）に対して直交方向（Ｙ軸方向）に移動自在に設けた加熱手段１０２を移動させることができる。
【００５４】
図１５は本発明に係る加熱装置の設定温度の一例を示すグラフであり、横軸を第１〜第７放射源１２１〜１２７とし、縦軸を温度としたものである。なお、横軸に時間を併記し、二点鎖線は所定の焼鈍温度のチャートを示し、Ｔｖは昇温速度、Ｔ１は保持温度、Ｋｍは保持時間を示す。
【００５５】
第１放射源１２１の設定温度はＴｈ１であり、この温度Ｔｈ１は、第１放射源１２１の近傍の雰囲気下の温度であり、雰囲気が温度Ｔｈ１になるよに出力を設定する。また、第２〜第７放射源１２２〜１２７の設定温度はＴｈ２〜Ｔｈ７であり、同様に各々の出力を設定する。
【００５６】
すなわち、第１・第３・第５・第７放射源１２１，１２３，１２５，１２７は近赤外線の放射出力が小さいので、薄い第１差厚部８３の温度を上げ過ぎることはなく、図の昇温速度Ｔｖにほぼ一致させつつ、薄い第１差厚部８３を昇温することができる。
一方、第２・第４・第６放射源１２２，１２４，１２６は近赤外線の放射出力が大きいので、厚い第２差厚部１３６の温度を上げることができ、図の昇温速度Ｔｖにほぼ一致させつつ、厚い第２差厚部１３６を昇温することができる。
【００５７】
また、第１・第３放射源１２１，１２３の設定温度は、Ｔｈ１＜Ｔｈ３とし、第２・第４放射源１２２，１２４の設定温度は、Ｔｈ２＜Ｔｈ４としたので、図の昇温速度Ｔｖを確保することができる。
さらに、第５・第７放射源１２５，１２７の設定温度をＴｈ５，Ｔｈ７とし、Ｔｈ３に対して少し温度を下げることで、薄い第１差厚部８３の温度をＴ１で一定に保つことができる。
同様に、第６放射源１２６の設定温度をＴｈ６とし、Ｔｈ４に対して少し温度を下げることで、厚い第２差厚部１３６の温度をＴ１で一定に保つことができる。
【００５８】
図１６（ａ），（ｂ）は焼鈍温度を比較したグラフであり、一例を示す。
（ａ）は、比較例で、図１８（ｂ）を写したもので、従来のバッチ式の加熱炉で焼鈍した板材の温度チャートを示す。測定部Ｃに示す厚さｔ３の差厚部１４３の温度Ｔ１に対して、測定部Ｂに示す厚さｔ２の差厚部１４２の温度Ｔ２は高い。また、焼鈍の必要がない厚さｔ１の板材１４１の温度もＴ３まで上昇する。
【００５９】
（ｂ）は、実施例で、本発明の板材製造装置の加熱装置で焼鈍した板材の温度チャートを示す。
グラフから明らかなように、測定部Ｂに示す厚さｔ２の第１差厚部８３の温度はＴ４で、測定部Ｃに示す厚さｔ３の第２差厚部１３６の温度Ｔ１にほぼ一致する。また、測定部Ａに示す厚さｔ１の非圧延部８１ｂの温度はＴ５で、温度Ｔ３に対して低い。
従って、本発明の板材製造装置１０の加熱装置１４では、第１・第２差厚部８３，１３６を成形した板材１３７の温度のばらつきを小さくすることができ、第１・第２差厚部８３，１３６を成形した板材１３７を均一な材料特性を有する板材に調整することができる。
また、非圧延部８１ｂの加熱温度を低くすることができ、第１・第２差厚部８３，１３６を成形した板材１３７をより均一な材料特性を有する板材に調整することができる。
【００６０】
次に、本発明に係る加熱装置による加熱の別実施の形態を示す。
図１７は図１６（ｂ）の別実施の形態を示すグラフであり、上記図１６（ｂ）に示す実施の形態と同じものについては、同一符号を付し説明を省略する。
ここでは、第１差厚部８３の温度を変えたことを特徴とする。すなわち、第１差厚部８３の加熱条件を変更することで、加熱装置１４（図５参照）は、第１差厚部８３を、例えば、昇温速度をＴｖ１とし、保持温度をＴ６とし、保持時間をＫｍ１として焼鈍することができ、より高度な温度管理を行うことができる。従って、第１・第２差厚部８３，１３６を成形した板材１３７を焼鈍で均一な材料特性を有する板材に調整することができるとともに、第１・第２差厚部８３，１３６を成形した板材１３７に対して所望の材料特性を与えることができる。
【００６１】
尚、本発明の実施の形態に示した図１６（ｂ）並びに図１７の温度は一例である。
図５の加熱手段１０２の熱源は第１〜第７放射源の近赤外線に限定するものではなく、誘導加熱でもよい。
帯板を切断した後に、板材を圧延装置１２で圧延したが、逆に、圧延後に板材を切断機１１で帯板から切り離してもよい。その場合は、切断機１１の配置位置を変更する。
加熱装置１４では、板材を搬送しつつ、加熱したが、板材を止めて加熱することも可能である。
【００６２】
加熱装置１４の出入口１０９，１０８に扉など封じ手段を開閉可能に取付けてもよい。
加熱装置１４には示していないが、機器類の温度上昇を避けるために冷却手段を設けてもよい。
搬送台１３に押込み手段を設け、全自動で板材を加熱装置１４に搬入してもよい。
【００６３】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１では、板材製造装置は、板厚の異なる差厚部を成形する圧延装置と、成形後の板材を焼鈍する加熱装置と、からなり、この加熱装置は、圧延後の板材を連続的に水平搬送する搬送手段と、この搬送手段の上方に搬送方向に対して直交方向に、且つ、前記板材に沿う水平方向に移動自在に設けた加熱手段と、この加熱手段を移動させる熱源移動手段と、板材の差厚部に応じて加熱条件を設定する条件設定手段と、加熱条件に基づいて加熱手段及び熱源移動手段を制御する制御手段と、からなり、加熱手段を加熱条件に基づいて複数の温度帯に設定し、これらの温度帯別に加熱手段を熱源移動手段で各々の差厚部の上方に移動させて加熱を行い、差厚部毎に温度管理を実施する。その結果、板材に厚さの異なる複数の差厚部を成形しても、それらの差厚部をほぼ同様に加熱することができ、厚さの違いによる加熱温度のばらつきは極めて小さくなる。従って、差厚部を成形した板材を焼鈍で均一な材料特性を有する板材に調整することができる。
【００６４】
また、加熱装置は、圧延後の板材を連続的に水平搬送する搬送手段を設けたので、圧延装置から加熱装置へ搬送する手間が省けるとともに、焼鈍の段取りに手間がかからない。従って、差厚部を成形した板材の生産効率の向上を図ることができる。
【００６５】
請求項２では、制御手段は、加熱条件の設定温度に基づいて加熱手段を制御する温度制御部と、加熱条件の移動速度に基づいて熱源移動手段を制御する熱源速度制御部と、を備え、温度制御部で加熱手段の複数の温度を制御しつつ、熱源速度制御部で加熱手段の位置を温度帯別に、且つ板材の搬送に応じて動かすので、複数の差厚部の各々の板厚に応じて加熱することができ、より高度な温度管理を行うことができる。従って、差厚部を成形した板材を焼鈍で均一な材料特性を有する板材に調整することができるとともに、差厚部を成形した板材に対して所望の材料特性を与えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る板材製造装置の平面図
【図２】本発明に係る板材製造装置の側面図
【図３】本発明に係るテンション装置の斜視図
【図４】本発明に係る圧延手段の斜視図
【図５】本発明に係る加熱装置の斜視図
【図６】図５の６−６線断面図
【図７】本発明に係る板材製造装置の第１作用図
【図８】本発明に係る板材製造装置の第２作用図
【図９】本発明に係る板材製造装置の第３作用図
【図１０】本発明に係る板材製造装置の第４作用図
【図１１】本発明に係る板材製造装置の第５作用図
【図１２】本発明に係る板材製造装置の第６作用図
【図１３】本発明に係る板材製造装置の第７作用図
【図１４】本発明に係る加熱装置のタイムチャート
【図１５】本発明に係る加熱装置の設定温度の一例を示すグラフ
【図１６】焼鈍温度を比較したグラフ
【図１７】別実施の形態を示すグラフ
【図１８】従来の板材の加熱を示す図
【符号の説明】
１０…板材製造装置、１２…圧延装置、１４…加熱装置、２６…条件設定手段、２７…制御手段、２７ｂ…熱源速度制御部、２７ｃ…温度制御部、８１…圧延前の板材、８３…第１差厚部、１０１…搬送手段、１０２…加熱手段、１０３…熱源移動手段、１３６…第２差厚部、１３７…圧延後の板材、ｔ１，ｔ２，ｔ３…板厚（厚さ）、Ｔｈ１〜Ｔｈ７…設定温度、Ｖｈ…移動速度。
【図１】
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【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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