欠陥マーキング装置、欠陥マーキング処理ライン、欠陥マーキング方法及び欠陥マーキングされたコイルの製造方法
【課題】アルミニウム板をコイルに巻き取る処理ラインにおいて、防錆油の有無及び加工メーカー側の欠陥検出性能に関らず、目視によって容易に確認可能な圧痕を形成することができる欠陥マーキング装置、欠陥マーキング方法及び欠陥マーキングされたコイルを提供することを目的とする。
【解決手段】欠陥マーキング装置５を構成する圧痕装置５ａは、円筒部８ａと、その外周面に沿って形成された複数の突起部８ｂからなるローラ８と、前記ローラ８を回転自在に支持するベアリング９と、前記ベアリング９を支持するシリンダ１０と、前記シリンダ１０の駆動速度を制御するスピードコントローラ１１と、を備えている。そして、欠陥検出装置の指示に基づいてシリンダ１０が下方に駆動し、ローラ８が回転しながらアルミニウム板を押圧することで、欠陥部に対して深さ５〜５０μｍの圧痕を形成することができる。
【解決手段】欠陥マーキング装置５を構成する圧痕装置５ａは、円筒部８ａと、その外周面に沿って形成された複数の突起部８ｂからなるローラ８と、前記ローラ８を回転自在に支持するベアリング９と、前記ベアリング９を支持するシリンダ１０と、前記シリンダ１０の駆動速度を制御するスピードコントローラ１１と、を備えている。そして、欠陥検出装置の指示に基づいてシリンダ１０が下方に駆動し、ローラ８が回転しながらアルミニウム板を押圧することで、欠陥部に対して深さ５〜５０μｍの圧痕を形成することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミニウムまたはアルミニウム合金（以下、アルミニウムという）板をコイルに巻き取る処理ラインにおいて、アルミニウム板の表面欠陥をマーキングするための欠陥マーキング装置、欠陥マーキング処理ライン、欠陥マーキング方法及び欠陥マーキングされたコイルの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、アルミニウム板材は、鋳造、面削、均質化処理を施したスラブに熱間圧延を施した後、必要に応じて冷間圧延、焼鈍、精整工程（例えば、平滑な平面にする矯正工程、適正製品の寸法の幅にスリットする工程、適正な長さに断裁する工程等）を施して製造され、コイルあるいはシートの製品形態で飲料缶成形メーカー、自動車メーカー、箔圧延メーカー、印刷版メーカー、電気部品メーカー等の加工メーカーへ出荷される。
【０００３】
これらの加工メーカーは、アルミニウム板材の使用を開始した当初は使い勝手のよいアルミニウムシート（以下、シートという）を使用することが多いが、使用量が増加するにつれ、より低コストなアルミニウムコイル（以下、コイルという）を使用する傾向が高い。近年、コイルは缶用材料、印刷板（ＰＳ板）用材料、箔用材料、自動車パネル用材料（特にアウター材）、ＤＶＤやパソコン等の筐体、カーステレオやカーナビのＤＶＤ及びＣＤシャーシ用材料等の分野に幅広く用いられているが、このような分野においては、たとえ微細な疵であっても最終製品の機能に致命的欠陥をもたらす可能性がある。
【０００４】
このため、特許文献１に記載されているように、アルミニウム板材に限らず金属板材の製造ラインには、従来からＣＣＤカメラ等でコイルの全長・全幅に渡って欠陥部の有無を検査し、欠陥部を除去する工程が設けられている。しかし、このような手法をコイルの製造工程で用いると、欠陥部を除去することによって各コイル単重が不揃いになるという問題が生じる。従って現在では、製造メーカー側が予め欠陥部にマーキングを行なってマーキング済コイルを納入した後、加工メーカー側でマーキングに従って欠陥部を除去する、という手法が用いられている。
【０００５】
例えば特許文献２には、疵検出装置で検出した有疵部に対してインクを噴射する有疵部マーキング装置が、特許文献３には、表面欠陥計で検出した表面疵に対して、インクを染み込ませたフェルトでマーキングする方法が開示されている。また、特許文献４には、鋼板面に対して垂直に刻印を施すことができる刻印装置が、特許文献５には、光学式読取装置によって確実に読み取ることができる打刻痕を刻印できる打刻式マーキング装置が、開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−３０７００９号公報（段落００２９〜００３８、図１）
【特許文献２】特開平４−２９１１３８号公報（段落０００９〜００１３，図１）
【特許文献３】特開２００１−１８８０４６号公報（段落００３７〜００４８，図３）
【特許文献４】特開平８−９００６５号公報（段落００１０〜００１３、図１）
【特許文献５】特開２００２−４２０７２号公報（段落００１５〜００１６、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記の方法及び装置は以下のような問題を有している。すなわち、アルミニウム材料は鋼鉄材料等と比べて軟質で、熱膨張率及び熱伝導率が高いため、他の材料よりも疵等の表面欠陥が発生しやすい。従って、処理ラインでは表面欠陥防止のためにアルミニウム板に防錆油を塗油する工程が設けられ、さらに現在では脱脂に要するコストを抑えるために、防錆油に揮発性の高い油種を使用している。
【０００８】
従って、特許文献２，３のようなインクマーキング方式では、揮発性の高い防錆油が塗油されていることが原因で、インクのにじみ、変色、変質、消滅等の不具合や、乾燥していないインクが転写することによる正常部の除去、あるいは、インクの消滅により欠陥部を含んだコイルがそのまま次の工程に進んでしまう、といった問題が生じることがあった。さらに、インクマーキング方式では、加工メーカーにおけるプレス段階で欠陥部を見落としてしまうと、塗装された完成品の段階でマーキング（欠陥部）を発見することが不可能であるという問題もあった。
【０００９】
なお、特許文献４，５に開示されている打刻マーキング方式であれば、防錆油を原因とする上記のような問題は発生しない。しかし、従来の打刻装置は回転不可能な打刻ペンを用いているため、５０〜１００ｍ／ｍｉｎで搬送される板材の速度に追従することは困難であり、仮に速度に追従できたとしても、欠陥検出から打刻までの所要時間を算出し、正確に欠陥部を打刻することは非常に困難であった。さらに、アルミニウム板材は軟質であるため、打刻によって板材を貫通してしまう、あるいは、打刻装置が防錆油で滑ってしまい正常に打刻できない、打刻される面積が小さくてマーキング（欠陥部）を見落としてしまう、等の種々の問題が生じた。
【００１０】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、処理ラインにおける防錆油の有無や、加工メーカー側の欠陥検出性能に関らず、アルミニウム板の欠陥部に対して目視で容易に確認可能な圧痕を形成することにより、確実に欠陥部を検出・除去できる欠陥マーキング装置、欠陥マーキング処理ライン、欠陥マーキング方法及び欠陥マーキングされたコイル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】
【００１１】
前記課題を解決するため、搬送ロールにより搬送されるアルミニウム板をコイルに巻き取る処理ラインにおいて、欠陥検出装置で検出した欠陥部に圧痕を形成する欠陥マーキング装置であって、前記欠陥マーキング装置は、円筒部と、前記円筒部の外周面に沿って形成された複数の突起部と、からなるローラと、前記ローラを回転自在に支持する軸受と、前記軸受を支持するとともに、前記アルミニウム板に当接する方向に駆動する上下機構と、前記上下機構の下方で前記アルミニウム板を支持する従動ロールと、を備え、前記欠陥検出装置からの指示に基づいて、前記ローラで前記従動ロール上の前記アルミニウム板を押圧し、前記アルミニウム板の欠陥部に対して深さ５〜５０μｍの圧痕を形成することを特徴とする。
【００１２】
このような構成を備える欠陥マーキング装置は、欠陥検出装置の指示に基づいて、ローラを回転させながらアルミニウム板を押圧し、アルミニウム板の欠陥部に対して複数の凹部からなる圧痕を形成することができる。
【００１３】
請求項２に係る発明は、前記複数の突起部は、断面が円相当径０．５〜５ｍｍの柱状であることを特徴とする。
【００１４】
このような構成を備える欠陥マーキング装置は、欠陥検出装置の指示に基づいて、ローラを回転させながらアルミニウム板を押圧し、アルミニウム板の欠陥部に対して目視による確認が容易な大きさの、柱状の圧痕を形成することができる。
【００１５】
請求項３に係る発明は、前記従動ロールは、ウレタン材料またはゴム材料から形成され、前記複数の突起部は、前記ローラの幅方向中央に形成された突起部を頂点として、曲率を有するように一定間隔を置いて設けられ、前記曲率の半径は、５００〜２０００ｍｍの範囲内であることを特徴とする。
【００１６】
このような構成を備える欠陥マーキング装置は、圧痕装置の下に配置された従動ロールがウレタン材料、ゴム材料等の柔軟な素材からなる場合であっても、アルミニウム板を歪ませることなく押圧し、幅方向に均一な深さの圧痕を形成することができる。
【００１７】
請求項４に係る発明は、前記欠陥マーキング装置は、前記アルミニウム板の欠陥部に対して長さ２００〜６００ｍｍの圧痕群を形成することを特徴とする。
【００１８】
このような構成を備える欠陥マーキング装置は、欠陥検出装置の指示に基づいて、ローラを回転させながらアルミニウム板を押圧し、アルミニウム板の欠陥部に対して、一定範囲内に複数の圧痕群を形成することができる。
【００１９】
請求項５に係る発明は、前記上下機構は、内部の流体が排出される排出路に、前記流体の排出量を調整することによって前記上下機構の駆動速度を制御する流量制御弁を備え、 前記流量制御弁は、前記排出路の開度を１５〜６０％の範囲内に調整することにより、前記上下機構の駆動速度を減速させることを特徴とする。
【００２０】
このような構成を備える欠陥マーキング装置は、流量制御弁の開度を調整して上下機構内の流体の流量を制限することにより、上下機構の下降速度を減速させて、圧痕装置のローラをアルミニウム板にゆっくりと接触させることができる。
【００２１】
請求項６に係る発明は、搬送ロール上を流れるアルミニウム板の欠陥部に圧痕群を形成してコイルに巻き取る欠陥マーキング処理ラインであって、前記アルミニウム板の表面の欠陥部を検出する欠陥検出装置と、前記アルミニウム板の表面に防錆油を塗油する防錆油塗油装置と、前記欠陥検出装置からの指示に基づいて、前記アルミニウム板を押圧し、前記アルミニウム板の欠陥部に対して深さ５〜５０μｍの圧痕を形成する欠陥マーキング装置と、を有することを特徴とする。
【００２２】
このような構成を備える欠陥マーキング処理ラインは、欠陥検出装置の指示に基づいて、ローラを回転させながら、アルミニウム板を押圧し、アルミニウム板の欠陥部に対して複数の凹部からなる圧痕を形成することができる。
【００２３】
請求項７に係る発明は、前記防錆油塗油装置の後に前記圧痕装置を配置することを特徴とする。
【００２４】
このような構成を備える欠陥マーキング処理ラインは、欠陥検出装置の指示に基づいて、表面に予め防錆油が塗油されたアルミニウム板を回転しながら押圧し、アルミニウム板の欠陥部に対して、圧痕群を形成することができる。
【００２５】
請求項８に係る発明は、搬送ロール上を流れるアルミニウム板をコイルに巻き取る処理ラインにおいて、欠陥部に圧痕群を形成する欠陥マーキング方法であって、欠陥検出装置により、前記アルミニウム板の表面の欠陥部を検出する検出工程と、防錆油塗油装置により、前記アルミニウム板の表面に防錆油を塗油する塗油工程と、前記欠陥検出装置からの指示に基づいて、ローラを備えた圧痕装置によって前記アルミニウム板を押圧し、前記アルミニウム板の欠陥部に対して深さ５〜５０μｍの圧痕を形成する圧痕工程と、を有することを特徴とする。
【００２６】
このような構成を備える欠陥マーキング方法は、欠陥検出装置の指示に基づいて、防錆油が塗油されたアルミニウム板を回転押圧し、アルミニウム板の欠陥部に対して目視による確認が容易な深さの圧痕を形成することができる。
【００２７】
請求項９に係る発明は、搬送ロール上を流れるアルミニウム板をコイルに巻き取る処理ラインにおいて、欠陥マーキングがされたコイルの製造方法であって、欠陥検出装置により、前記アルミニウム板の表面の欠陥部を検出する検出工程と、防錆油塗油装置により、前記アルミニウム板の表面に防錆油を塗油する塗油工程と、前記欠陥検出装置からの指示に基づいて、ローラを備えた圧痕装置によって前記アルミニウム板を押圧し、前記アルミニウム板の欠陥部に対して深さ５〜５０μｍの圧痕を形成する圧痕工程と、前記圧痕工程を経たアルミニウム板を巻き取りコイルにする巻取工程と、を有することを特徴とする。
【００２８】
このような構成を備える欠陥マーキングされたコイルの製造方法は、欠陥検出装置の指示に基づいて、防錆油が塗油されたアルミニウム板を回転押圧し、アルミニウム板の欠陥部に対して目視による確認が容易な深さの圧痕を形成することができる。
【発明の効果】
【００２９】
請求項１に係る欠陥マーキング装置によれば、揮発性の高い防錆油が予め塗油されたアルミニウム板であっても、確実に欠陥部に対して圧痕を形成することができる。従って、欠陥部を確実に除去でき、欠陥部を含んだ製品が市場に流通することを防止することができる。また、マーキングにインクや塗料を用いないため、別途マーキングを乾燥させる設備が不要になり、作業効率の向上及び低コスト化を実現できる。
【００３０】
請求項２に係る欠陥マーキング装置によれば、突起部の先端が目視での確認が容易な大きさの平面で形成されているため、アルミニウム板に防錆油が塗油されている場合や、処理ラインが高速の場合であっても、欠陥部に対して、確実に目視で確認可能な圧痕を形成することができる。
【００３１】
請求項３に係る欠陥マーキング装置によれば、圧痕装置の下方に配置された従動ロールがウレタン材料、ゴム材料等の柔軟な素材で形成されている場合であっても、アルミニウム板を歪ませることなく、欠陥部に対して、目視で確認可能であって、幅方向及び長さ方向に均一な深さの圧痕を形成することができる。
【００３２】
請求項４に係る欠陥マーキング装置によれば、アルミニウム板の表面に、目視での確認が十分に可能な広さの圧痕群を形成することにより、欠陥部を確実に除去でき、欠陥部を含んだ製品が市場に流通することを防止することができる。
【００３３】
請求項５に係る欠陥マーキング装置によれば、圧痕装置のローラがアルミニウム板に最初に接触する際の衝撃を和らげ、アルミニウム板の欠陥部に対して、均一かつ正常な圧痕を形成することができる。
【００３４】
請求項６に係る欠陥マーキング処理ラインによれば、アルミニウム板の欠陥部に対して圧痕を形成することで、欠陥部を確実に除去でき、欠陥部を含んだ製品が市場に流通することを防止することができる。また、マーキングにインクや塗料を用いないため、別途マーキングを乾燥させる設備が不要になり、作業効率の向上及び低コスト化を実現できる。
【００３５】
請求項７に係る欠陥マーキング処理ラインによれば、揮発性の高い防錆油が予め塗油されたアルミニウム板であっても、確実に欠陥部に対して圧痕を形成することができる。従って、欠陥部をより確実に除去でき、欠陥部を含んだ製品が市場に流通することを防止することができる。
【００３６】
請求項８に係る欠陥マーキング方法によれば、揮発性の高い防錆油が予め塗油されたアルミニウム板であっても、目視での確認が容易な深さのマーキングを確実に施すことができる。従って、欠陥部を確実に除去でき、欠陥部を含んだ製品が市場に流通することを防止することができる。また、マーキングにインクや塗料を用いないため、別途マーキングを乾燥させる設備が不要になり、作業効率の向上及び低コスト化を実現できる。
【００３７】
請求項９に係る欠陥マーキングがされたコイルの製造方法によれば、揮発性の高い防錆油が予め塗油されたアルミニウム板であっても、目視での確認が容易な深さのマーキングを確実に施すことができる。従って、欠陥部を確実に除去できるコイルを製造することができる。また、マーキングにインクや塗料を用いないため、別途マーキングを乾燥させる設備が不要になり、作業効率の向上及び低コスト化を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の説明に用いるアルミニウム板１ａをコイル１ｂに巻き取る処理ラインにおける、要部設備の配置図である。
【図２】本発明に係る圧痕装置５ａの構成を示す全体斜視図である。
【図３】本発明に係るローラ８の構成を示す全体斜視図である。
【図４】本発明に係る圧痕装置５ａによってアルミニウム板１ａに形成された圧痕群１３を説明する平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。図１に示すように、アルミニウム板１ａをコイル１ｂに巻き取る処理ラインは、欠陥検出装置２と、制御部３と、防錆油塗油装置４と、圧痕装置５ａ及び従動ロール５ｂからなる欠陥マーキング装置５と、搬送ロール６と、テンションリール７と、から構成される。また、処理ラインは、欠陥検出装置２が最も上流に、その後に防錆油塗油装置４、圧痕装置５ａの順に配設することが好ましい。
【００４０】
アルミニウム板１ａは、アルミニウム（合金）のスラブに熱間圧延等を施して製造されるものであり、搬送ロール６によって処理ラインの上流から下流へと搬送され、コイル１ｂに巻き取られるものである。アルミニウム板１ａの板厚は、０．２〜１６ｍｍの範囲内であることが好ましい。板厚を当該範囲内とすることで、より均一かつ正常な圧痕を形成することができる。
【００４１】
欠陥検出装置２は、アルミニウム板１ａの表裏両面に疵等の欠陥部がないかを常時監視し、欠陥部を検出すると、制御部３に対して欠陥位置、大きさ等の情報が含まれた欠陥検出信号を送信するものである。欠陥検出装置２は、例えばＣＣＤカメラ等により構成される。
【００４２】
制御部３は、欠陥検出装置２に内蔵され、圧痕装置５ａの動作を制御するものである。制御部３は、欠陥部の位置、大きさ、範囲に関する情報やアルミニウム板１ａの搬送速度に関する情報等から、圧痕のタイミング、圧痕の時間を算出し、圧痕装置５ａに対して当該情報を送信してマーキング指示を行なう。
【００４３】
防錆油塗油装置４は、アルミニウム板１ａに防錆油を塗油するものである。アルミニウム板１ａに防錆油を塗油することにより、搬送時、輸送時等に形成される疵を防止することができるとともに、圧痕を形成した際のバリ・磨耗粉を抑制することができる。
【００４４】
圧痕装置５ａは、制御部３の指示に基づいて、処理ラインの上流から送られてきたアルミニウム板１ａを押圧して圧痕を形成するものであり、従動ロール５ｂと共に本発明に係る欠陥マーキング装置５を構成するものである。ここで、圧痕装置５ａは、処理ラインにおいて、防錆油塗油装置４の下流に配設することが好ましい。防錆油塗油装置４と圧痕装置５をこのような順序で配設することで、圧痕を形成した際のバリ・磨耗粉を抑制することができ、かつ、当該バリ・磨耗粉を原因とするアルミニウム板の表面欠陥の発生をも防止することができる。なお、圧痕装置５ａの詳しい構成及び動作については後述する。
【００４５】
従動ロール５ｂは、圧痕装置５ａの下に配置され、圧痕装置５ａと共に本発明に係る欠陥マーキング装置５を構成するものである。従動ロール５ｂは、ウレタン材料、ゴム材料等の柔軟な素材から構成され、圧痕装置５ａに従動するものである。従動ロール５ｂにこのような素材を用いることにより、鉄鋼材料等と比べて軟質で疵付きやすいアルミニウム材料を、疵付けることなく安全に搬送することができる。
【００４６】
搬送ロール６は、アルミニウム板１ａを搬送するためのものであり、処理ラインに沿って複数配設されるものである。搬送ロール６は、回転決定手段６ａを備え、図示しないモータ等を駆動源として、回転決定手段６ａの操作により所定速度で回転駆動し、アルミニウム板１ａを上流から下流に搬送する。また、搬送ロール６の回転決定手段６ａは、制御部３に対して、アルミニウム板１ａの搬送速度に関する情報である搬送速度信号を送信する。
【００４７】
テンションリール７は、処理ラインを流れるアルミニウム板１ａを巻き取るためのものであり、処理ラインの最下流に配設されるものである。テンションリール７は、図示しないモータ等を駆動源として回転駆動し、これにより最下流でアルミニウム板１ａをコイル１ｂに巻き取る。なお、上記回転決定手段６ａを搬送ロール６ではなくテンションリール７に設け、制御部３に対してテンションリール７の回転速度に関する情報を送信するように構成してもよい。
【００４８】
次に、圧痕装置５ａの詳しい構成及び動作について詳述する。図２、図３を参照すると、圧痕装置５ａは、ローラ８と、ベアリング９と、シリンダ１０と、から構成される。
【００４９】
ローラ８は、処理ラインの搬送速度に追従しつつ、回転しながらアルミニウム板１ａを押圧するためのものである。ローラ８は、中空円筒形に形成された円筒部８ａと、円筒部８ａの外周面に沿って形成された突起部８ｂと、から構成され、ベアリング９によって回転自在に支持されている。ここで、ローラ８は、アルミニウム板１ａの搬送速度に追従しやすいように、モータ等の駆動源を設けずに構成することが好ましい。また、ローラ８を構成する円筒部８ａと、突起部８ｂは、鉄、チタン等の材料で一体的に形成することが好ましい。
【００５０】
突起部８ｂは、ローラ８がアルミニウム板１ａを押圧する際に、複数の凹部からなる圧痕を形成するためのものである。突起部８ｂは、円筒部８ａの外周面に、略垂直に突設するように、軸（幅）方向及び周方向にそれぞれ複数個形成されることが好ましい。また、突起部８ｂの各々の間隔及び数量は、円筒部８ａの大きさや希望する圧痕の範囲に従って適宜変更することができる。
【００５１】
突起部８ｂは、断面が円相当径０．５〜５ｍｍの柱状で形成することが好ましい。これは、突起部８ｂの形状を半球状や角錐・円錐状等のように曲率や傾斜を持たせて形成すると、防錆油が原因でローラ８がアルミニウム板１ａの表面を滑ってしまい、正常な圧痕を形成できない場合があるためである。従って、このように突起部８ｂの先端が平面になるように柱状で形成することにより、防錆油の有無に関らず確実に圧痕を形成することができる。なお、突起部８ｂは、例えば円柱状、角柱状、またはこれらの組み合わせで形成することが好ましい。
【００５２】
突起部８ｂの大きさは、円柱状に形成する場合は直径０．５〜５ｍｍ、角柱状で形成する場合は１辺の長さ０．５〜５ｍｍの範囲内で形成することが好ましい。これは、突起部８ｂの直径及び１辺の長さが０．５ｍｍ以下だと、圧痕の面積が小さすぎて目視での確認が困難となる場合がある、逆に５ｍｍを超えると、圧痕の面積が大きすぎて他の正常面に悪影響を及ぼす場合があるためである。なお、目視による確認が容易な深さの圧痕を形成するために、突起部８ｂの高さは０．１〜５ｍｍとすることが好ましい。
【００５３】
円筒部８ａに形成された複数の突起部８ｂは、円筒部８ａの幅方向中央に形成された突起部８ｂを頂点として、５００〜２０００ｍｍの範囲内の曲率を有するように、各突起部８ｂの先端部の高さ位置に差異を設けて構成することが好ましい。これは、各突起部８ｂの先端部の高さを揃えると、従動ロール５ｂがウレタン材料やゴム材料等の柔軟な素材で形成されている場合、押圧の際にアルミニウム板１ａが歪み、幅及び長さ方向の深さが均一な圧痕を形成できない場合があるためである。
【００５４】
ここで、突起部８ｂの曲率半径が５００ｍｍ未満だと、アルミニウム板１ａの幅方向中央の圧痕が幅両端よりも深く形成されてしまい、逆に曲率半径が２０００ｍｍを超えると、アルミニウム板１ａの幅両端の圧痕が幅方向中央よりも深く形成されてしまう。従って、曲率半径は上記の範囲内とすることが好ましい。なお、曲率半径は７００〜９００ｍｍであることがさらに好ましい。
【００５５】
ベアリング９は、ローラ８を両側から回転自在に支持するものである。ベアリング９は、例えばボールベアリング等で構成され、シリンダ１０によって支持されている。
【００５６】
シリンダ１０は、内部に密閉された流体の圧力によって、上下に往復駆動する機構である。具体的には、シリンダ１０内部には流体（例えば空気）が密閉され、当該流体が図示しないピストンを押圧することにより、上下に駆動する。そしてそれに伴い、シリンダ１０の一端に設けられたローラ８が、回転しながらアルミニウム板１ａを押圧することで圧痕を形成する。シリンダ１０は、例えば空気圧式で構成される。
【００５７】
圧痕を形成する際の圧力は、突起部８ｂの形状によって左右されるが、好ましくは０．２〜０．５ＭＰａの範囲内とすることが好ましい。そして、例えば１辺の長さが１ｍｍの角柱状ローラの場合は、０．４ＭＰａ程度とすることが好ましい。圧力を上記の範囲内とすることにより、目視による確認が容易な深さの圧痕を形成することができる。
【００５８】
なお、圧痕装置５ａは、図２のようにスピードコントローラ１１を備えて構成することが好ましい。スピードコントローラ１１は、シリンダ１０内に密閉された流体の流量を調整してシリンダ１０の駆動速度を制御するものであり、流量制御弁（速度制御弁）として機能するものである。
【００５９】
スピードコントローラ１１は、シリンダ１０に設けられた図示しない流体の排出路に取り付けられ、当該排出路の開度を調整することにより、シリンダ１０内の流体の流量を制御して、シリンダ１０の駆動速度を制御することができるものである。つまり、スピードコントローラ１１の開度を１００％以下に調整することで、シリンダ１０の駆動速度を減速させることができる。なお、スピードコントローラ１１の制御は、予め開度を手動で調整することにより行い、スピードコントローラ１１は、制御部３に対して、開度に関する情報である開度信号を送信する。
【００６０】
スピードコントローラ１１は、シリンダ１０が下降する際の開度を１５〜６０％の範囲内とすることが好ましい。これは、シリンダ１０を元の速度のまま下降させると、ローラ８がアルミニウム板１ａに接触する際の衝撃が大きく、圧痕開始時の圧痕が深く形成されて、幅及び長さ方向に均一な深さの圧痕を形成できない場合があるからである。
【００６１】
ここで、下降時の開度が１５％未満だと、シリンダ１０の下降速度が遅すぎるため、高速で搬送されるアルミニウム板１ａと接触した際にローラ８がバウンドする場合があり、逆に開度が６０％を超えると、シリンダ１０の下降速度が速すぎるため、圧痕開始時の圧痕が深くなりすぎて均一な深さの圧痕を形成できない場合がある。従って、開度は上記の範囲内とすることが好ましい。なお、開度は２５〜５０％であることがさらに好ましい。
【００６２】
圧痕装置５ａは、スピードコントローラ１１を使用しない場合であっても、シリンダ１０内の流体の流量を制限することで、シリンダ１０の下降速度を減速させることができる。しかし、上記のようにスピードコントローラ１１を使用することで、より簡便に、かつ、きめ細かくシリンダ１０の下降速度を制御することができる。また、シリンダ１０の上昇速度については特に制御する必要はない。
【００６３】
次に、圧痕装置５ａによって形成する圧痕群１３について詳述する。まず圧痕群１３の深さは、５〜５０μｍの範囲内で形成することが好ましい。圧痕群１３の深さを当該範囲内にすることにより、アルミニウム板の欠陥部に対して目視による確認が確実に可能な圧痕群１３を形成することができる。
【００６４】
図４に記載されている通り、圧痕装置５ａは、アルミニウム板１ａにおける欠陥部１２の位置に関らず、幅方向に欠陥部１２が含まれる長さの圧痕群１３をアルミニウム板１ａに形成することが好ましい。また圧痕群１３は、アルミニウム板１ａの幅方向中央に形成することが好ましい。但し、常に欠陥部１２が含まれる長さになるように形成するのであれば、圧痕群１３は幅方向中央でなくてもよい。
【００６５】
圧痕群１３の長さをこのように規制することにより、欠陥部１２の位置に合わせて（欠陥部１２に追従して）マーキングを行なうための制御が不要となる。従って、処理ラインの搬送速度をさらに高速化した場合であっても、その速度に追従して圧痕群１３を形成することができる。
【００６６】
また、圧痕装置５ａは、ここでは欠陥部１２が圧痕群１３の長さ方向の中心位置に位置するようなタイミングで、アルミニウム板１ａに圧痕群１３を形成することが好ましい。さらに、図４のように、アルミニウム板１ａに複数の欠陥部１２が存在する場合は、複数の欠陥部１２の内で最もアルミニウム板１ａの幅方向中央寄りに存在する欠陥部１２が、圧痕群１３の長さ方向の中心位置に位置するようなタイミングで、アルミニウム板１ａに圧痕群１３を形成することが好ましい。
【００６７】
圧痕群１３をこのように形成することにより、欠陥部１２がどこに位置するのかを目視で容易に確認することができる。従って、アルミニウム板１ａの欠陥部１２を確実に除去でき、欠陥部１２を含んだ製品が市場に流通することを防止することができる。
【００６８】
圧痕群１３は、欠陥部１２を中央として、長さ２００〜６００ｍｍの範囲内で形成することが好ましい。圧痕群１３の長さが上記の範囲未満だと、目視での確認が困難となり、逆に上記の範囲を超えると、他の正常面に疵付きが発生する等の悪影響が生じる場合があるためである。なお、圧痕群１３は、欠陥部１２を中央として、前後に２００ｍｍずつの合計４００ｍｍの長さで形成することがさらに好ましい。また、圧痕群１３の幅は、欠陥部１２を中央として、２０〜１００ｍｍの範囲内で形成することが好ましい。
【００６９】
なお、圧痕群は１３は、図４のように、防錆油塗油装置４によって予め防錆油が塗油されたアルミニウム板１ａに対して形成することが好ましい。これにより、圧痕を形成した際のバリ・磨耗粉を抑制することができ、かつ、当該バリ・磨耗粉を原因とするアルミニウム板の表面欠陥の発生をも防止することができる。
【００７０】
圧痕群１３は、具体的には以下の手順で形成される。まず、制御部３は、欠陥検出装置２から欠陥検出信号を、搬送ロール６の回転決定手段６ａから搬送速度信号を、スピードコントローラ１１から開度信号を受信する。ここで、上記の通り、欠陥検出信号は欠陥部１２の位置、大きさ、範囲に関する情報を、搬送速度信号はアルミニウム板１ａの搬送速度に関する情報を、開度信号はスピードコントローラ１１の開度に関する情報をそれぞれ含むものである。
【００７１】
制御部３は、欠陥部１２の位置、大きさ、範囲（欠陥検出信号）から、圧痕群１３を形成する時間を算出する。さらに、アルミニウム板１ａの搬送速度（搬送速度信号）及び、スピードコントローラ１１の開度（開度信号）から導き出したシリンダ１０の下降速度から、圧痕群１３を形成するタイミングを算出し、これらの情報を圧痕装置５ａに送信する。そして圧痕装置５ａは、制御部３に指示されたタイミングで、指示された時間だけアルミニウム板１ａを押圧し、欠陥部１２が長さ方向の中心位置に位置するように圧痕群１３を形成する。
【００７２】
以上、本発明を実施するための形態について述べてきたが、上記以外にも実施の形態を適宜変更することが可能である。例えば、処理ラインは、防錆油塗油装置４を配設しない構成や、圧痕装置５ａの下流に防錆油塗油装置４を配設する構成に変更することができる。本発明に係る欠陥マーキング装置５であれば、予め防錆油を塗油しない場合であっても、アルミニウム板１ａに対して均一かつ正常に圧痕を形成することができる。
【００７３】
また、圧痕装置５ａは、ローラ８を幅方向に複数並べて構成することもできる。ローラ８を複数並べて構成することにより、圧痕群１３の幅を広げることができ、圧痕の目視による確認がさらに容易となる。また、圧痕装置５ａは、円筒部８ａ自体をいわゆるビア樽形状にすることで、ローラ８の幅方向中央に形成された突起部８ｂを頂点として、５００〜２０００ｍｍの範囲内の曲率を有するように構成することもできる。
【００７４】
また、シリンダ１０は、油圧式で構成することもできる。圧縮性である空気と異なり油は非圧縮性であるため、空気圧式よりも駆動効率がよく、ハイパワーの上下機構を構成することができる。また、本発明を実施するための形態では、欠陥マーキング装置５をアルミニウム板材に適用した場合について述べたが、アルミニウム板材のみならず、銅板、鋼板にも適用することができる。
【実施例１】
【００７５】
以下に、本発明の効果を確認した実施例を、本発明の要件を満たさない比較例と比較しながら具体的に説明する。なお、本発明はこの実施例のみに限定されるものではない。
【００７６】
表１に、本発明に係るマーキング方式の必要条件を満たす実施例（Ｎｏ．１〜４）及び必要条件を満たさない比較例（Ｎｏ．５〜１０）の構成と、各々の方式でマーキングを行った場合の評価結果を示す。
【００７７】
【表１】
【００７８】
本試験では、従来の方法で製造した板厚約１ｍｍのアルミニウム板材（１１００−Ｏ材：１ｔ）に対して、ボールペン先端を押し付けて幅１．０ｍｍ×長さ１．０ｍｍの欠陥を人工的に入れ、１００ｍ／ｍｉｎの速度でラインに搬送した。そして防錆油を１ｇ／ｍ２塗油した後、各条件によりマーキングを実施した。
【００７９】
アルミニウム板へのマーキングは、直径５ｍｍの円柱状または、一片５ｍｍの四角柱状の突起部を備える回転ロール方式、インクジェット方式、マジック方式、ペイント方式、打刻ペン方式によって施した。また、回転ロール方式では、圧痕時の圧力を０．４ＭＰａに設定した。
【００８０】
回転ロール方式は、本発明に係る方式による実施例であり、欠陥検出装置の欠陥検出信号に連動して、アルミニウム板を押圧して長さ５００ｍｍの圧痕群を形成するものである。また、インクジェット・マジック・ペイント方式は、上記欠陥検出信号に連動して、噴霧機あるいはペイント装置によりマーキングを施すものである。また、打刻ペン方式は、先端が４５度に傾斜した鋼製楔形治具により、深さ５０μｍの打刻痕を刻印するものである。
【００８１】
マーキング転写の評価は、他の正常面にインク・塗料等が転写していないかどうかを、目視で確認することにより行ない、マーキングが転写していないものを「○（良好）」、やや転写しているものを「△（概ね良好）」、転写しているものを「×（不良）」と評価した。
【００８２】
搬送時疵付きの評価は、１００ｍ／ｍｉｎで搬送した場合にでもアルミニウム板を疵付けることなくマーキングできたか否かによって行い、疵付けることなくマーキングできたものを「○（良好）」、疵付きが発生したものを「×（不良）」とした。
【００８３】
巻き取り時疵付きの評価は、得られたアルミニウムコイルの全長を長手方向に１ｍ長さに切断し、その切断板全ての表裏面を目視で検査し、前記人工的に入れた欠陥およびマーキングされた疵以外の疵が発見されなかった装置構成を「○（良好）」、疵が発見された装置構成を「×（不良）」と評価した。なお、人工的に入れた欠陥およびマーキングされた疵以外の疵としては、アルミコイル表面にマーキングすることにより生じたアルミニウム粉やアルミニウム細片（バリが千切れたもの）がコイル巻き取りによって押し込まれた欠陥が発見された。
【００８４】
マーキング読取可否の評価は、光学式検出機及び目視検出により、マーキングが確認できたかどうかにより行ない、マーキングの読取が可能なものを「○（良好）」、にじみ等で一部不可能なものを「△（概ね良好）」、不可能なものを「×（不良）」とした。
【００８５】
表１に示すように、本発明に係る圧痕装置の必要条件を満たす実施例（Ｎｏ．１〜４）を用いてマーキングした場合は、マーキング転写、搬送時疵付き、巻き取り時疵付き、マーキング読取可否のいずれの評価においても、「○（良好）」であることがわかる。またその際、防錆油塗油による影響も見られなかった。
【００８６】
一方、本発明の必要条件を満たさない比較例（Ｎｏ．５〜１０）においては、マーキング方式が本発明とは異なるか、マーキングの深さが本発明で規定する範囲の下限値未満または上限値超であるため、マーキング時に要求される値を十分に満たしていないという結果が得られた。
【００８７】
比較例Ｎｏ．５においては、回転ロールによって形成された圧痕の深さが本発明で規定する範囲の下限値以下である。従って、油膜の影響で圧痕による凹凸が不明確となり、マーキング読取可否が「×（不良）」と評価された。また、比較例Ｎｏ．６においては、回転ロールによって形成された圧痕の深さが本発明で規定する範囲の上限値超である。従って、圧痕形成時に発生するバリが多く、コイルの正常面に疵付きが発生し、巻き取り時疵付きが「×（不良）」と評価された。
【００８８】
比較例（Ｎｏ．７〜９）においては、インク・塗料等を用いてマーキングを行なっているため、マーキング転写の評価では、インクジェット方式及びペイント方式では「△（概ね良好）」と、マジック方式では「×（不良）」と評価された。また、マーキング読取可否の評価では、マジックマーキング方式が光学式検出器で「×（不良）」と、インクジェット方式及びマジック方式が目視検出で「△（概ね良好）」と評価された。さらに、比較例（Ｎｏ．７〜９）においては、防錆油によってインク・塗料のにじみが発生した。
【００８９】
比較例（Ｎｏ．１０）においては、回転不可能な打刻ペンを用いているため、搬送速度に正確に追従することができず、打刻の際にロール表面に大きな線状の疵が発生した。従って、搬送時疵付き、巻き取り時疵付きが「×（不良）」と評価された。
【実施例２】
【００９０】
以下では、防錆油の塗油、回転ロールのクラウンの曲率半径及び、スピードコントローラ（以下、スピコン）の開度が圧痕群に及ぼす影響について、具体的に説明する。表２に、スピコンの開度を適切に調整した場合（Ｎｏ．１〜３）及びスピコンの開度を適切に調整しなかった場合（Ｎｏ．４〜８）の構成と、各々の条件でマーキングを行った場合の結果を示す。
【００９１】
【表２】
【００９２】
本試験で用いたアルミニウム板の製造方法、素材、搬送速度、圧力等の各条件は、実施例１の試験と同様である。また、アルミニウム板へのマーキングは、本発明に係る角柱状回転ロール（一辺５ｍｍ）を備える圧痕装置で行ない、各実施例ともアルミニウム板の長さ方向に５００ｍｍの圧痕群を形成するようにした。また、マーキング条件としては、圧痕前における防錆油の塗油有無、突起部におけるクラウンの曲率半径（７００〜３０００ｍｍ）、スピコンの開度（８〜１００％）、圧痕群の状態の４つを設けた。
【００９３】
バリの発生の評価は、圧痕群を形成したアルミニウム板にバリ・磨耗粉がどの程度発生したかにより行なった。
【００９４】
巻き取り時疵付きの評価は、得られたアルミニウムコイルの全長を長手方向に１ｍ長さに切断し、その切断板全ての表裏面を目視で検査し、前記人工的に入れた欠陥およびマーキングされた疵以外の疵が発見されなかった装置構成を「○（良好）」、疵が発見された装置構成を「×（不良）」と評価した。なお、人工的に入れた欠陥およびマーキングされた疵以外の疵としては、アルミコイル表面にマーキングすることにより生じたアルミニウム粉やアルミニウム細片（バリが千切れたもの）がコイル巻き取りによって押し込まれた欠陥が発見された。
【００９５】
また、圧痕群の深さの評価は、圧痕群をＶｅｃｏｏ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ Ｉｎｃ．製（米国）の『ＷＹＫＯ ＮＴ３３００（表面形状測定システム）』にて形状測定して、凹凸の深さを測定するとともに、当該深さが幅方向及び長さ方向に均一であるかどうかを確認することにより行った。また、圧痕群の状態の評価は、アルミニウム板に形成した圧痕群の状態を具体的に検証した。
【００９６】
表２に示すように、スピコンの開度を適切に調整した場合（Ｎｏ．１１〜１３）は、バリの発生、巻き取り時疵付き、圧痕群の深さいずれの評価においても、良好であり、圧痕群の状態も深さ及び長さ方向でほぼ均一であることがわかる。
【００９７】
一方、スピコンの開度を適切に調整しなかった場合（Ｎｏ．１４〜１８）は、防錆油が塗油されていないか、クラウンの曲率半径またはスピコンの開度が本発明で規定する範囲の下限値未満または上限値超であるため、上記Ｎｏ．１１〜１３と比較してマーキングが不均一になるという結果が得られた。
【００９８】
Ｎｏ．１４においては、圧痕前に防錆油を塗油しなかったため、マーキング後のアルミニウム板に大量のバリが発生するとともに、コイルの正常面に疵付きが発生し、巻き取り時疵付きが「×（不良）」と評価された。また、Ｎｏ．１５においては、クラウンの曲率半径が本発明で規定する範囲の下限値未満であったため、圧痕群の幅方向中央にバリが発生するとともに、コイルの正常面に疵付きが発生し、巻き取り時疵付きが「×（不良）」と評価された。さらに、幅方向中央の圧痕の深さが幅両端よりも深くなった。
【００９９】
Ｎｏ．１６においては、クラウンの曲率半径が本発明で規定する範囲の上限値超であったため、圧痕群の幅両端にバリが発生するとともに、コイルの正常面に疵付きが発生し、巻き取り時疵付きが「×（不良）」と評価された。さらに、幅両端の圧痕の深さが幅方向中央よりも深くなった。また、Ｎｏ．１７においては、スピコンの開度が本発明で規定する範囲の下限値未満であったため、圧痕群の長さ方向初期が不均一となった。また、Ｎｏ．１８においては、スピコンの開度が本発明で規定する範囲の上限値超であったため、圧痕時の圧痕群の長さ方向初期が深くなった。
【符号の説明】
【０１００】
１ａ アルミニウム板
１ｂ コイル
２ 欠陥検出装置
３ 制御部
４ 防錆油塗油装置
５ 欠陥マーキング装置
５ａ 圧痕装置
５ｂ 従動ロール
６ 搬送ロール
６ａ 回転決定手段
７ テンションリール
８ ローラ
８ａ 円筒部
８ｂ 突起部
９ ベアリング
１０ シリンダ
１１ スピードコントローラ
１２ 欠陥部
１３ 圧痕群
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミニウムまたはアルミニウム合金（以下、アルミニウムという）板をコイルに巻き取る処理ラインにおいて、アルミニウム板の表面欠陥をマーキングするための欠陥マーキング装置、欠陥マーキング処理ライン、欠陥マーキング方法及び欠陥マーキングされたコイルの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、アルミニウム板材は、鋳造、面削、均質化処理を施したスラブに熱間圧延を施した後、必要に応じて冷間圧延、焼鈍、精整工程（例えば、平滑な平面にする矯正工程、適正製品の寸法の幅にスリットする工程、適正な長さに断裁する工程等）を施して製造され、コイルあるいはシートの製品形態で飲料缶成形メーカー、自動車メーカー、箔圧延メーカー、印刷版メーカー、電気部品メーカー等の加工メーカーへ出荷される。
【０００３】
これらの加工メーカーは、アルミニウム板材の使用を開始した当初は使い勝手のよいアルミニウムシート（以下、シートという）を使用することが多いが、使用量が増加するにつれ、より低コストなアルミニウムコイル（以下、コイルという）を使用する傾向が高い。近年、コイルは缶用材料、印刷板（ＰＳ板）用材料、箔用材料、自動車パネル用材料（特にアウター材）、ＤＶＤやパソコン等の筐体、カーステレオやカーナビのＤＶＤ及びＣＤシャーシ用材料等の分野に幅広く用いられているが、このような分野においては、たとえ微細な疵であっても最終製品の機能に致命的欠陥をもたらす可能性がある。
【０００４】
このため、特許文献１に記載されているように、アルミニウム板材に限らず金属板材の製造ラインには、従来からＣＣＤカメラ等でコイルの全長・全幅に渡って欠陥部の有無を検査し、欠陥部を除去する工程が設けられている。しかし、このような手法をコイルの製造工程で用いると、欠陥部を除去することによって各コイル単重が不揃いになるという問題が生じる。従って現在では、製造メーカー側が予め欠陥部にマーキングを行なってマーキング済コイルを納入した後、加工メーカー側でマーキングに従って欠陥部を除去する、という手法が用いられている。
【０００５】
例えば特許文献２には、疵検出装置で検出した有疵部に対してインクを噴射する有疵部マーキング装置が、特許文献３には、表面欠陥計で検出した表面疵に対して、インクを染み込ませたフェルトでマーキングする方法が開示されている。また、特許文献４には、鋼板面に対して垂直に刻印を施すことができる刻印装置が、特許文献５には、光学式読取装置によって確実に読み取ることができる打刻痕を刻印できる打刻式マーキング装置が、開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−３０７００９号公報（段落００２９〜００３８、図１）
【特許文献２】特開平４−２９１１３８号公報（段落０００９〜００１３，図１）
【特許文献３】特開２００１−１８８０４６号公報（段落００３７〜００４８，図３）
【特許文献４】特開平８−９００６５号公報（段落００１０〜００１３、図１）
【特許文献５】特開２００２−４２０７２号公報（段落００１５〜００１６、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記の方法及び装置は以下のような問題を有している。すなわち、アルミニウム材料は鋼鉄材料等と比べて軟質で、熱膨張率及び熱伝導率が高いため、他の材料よりも疵等の表面欠陥が発生しやすい。従って、処理ラインでは表面欠陥防止のためにアルミニウム板に防錆油を塗油する工程が設けられ、さらに現在では脱脂に要するコストを抑えるために、防錆油に揮発性の高い油種を使用している。
【０００８】
従って、特許文献２，３のようなインクマーキング方式では、揮発性の高い防錆油が塗油されていることが原因で、インクのにじみ、変色、変質、消滅等の不具合や、乾燥していないインクが転写することによる正常部の除去、あるいは、インクの消滅により欠陥部を含んだコイルがそのまま次の工程に進んでしまう、といった問題が生じることがあった。さらに、インクマーキング方式では、加工メーカーにおけるプレス段階で欠陥部を見落としてしまうと、塗装された完成品の段階でマーキング（欠陥部）を発見することが不可能であるという問題もあった。
【０００９】
なお、特許文献４，５に開示されている打刻マーキング方式であれば、防錆油を原因とする上記のような問題は発生しない。しかし、従来の打刻装置は回転不可能な打刻ペンを用いているため、５０〜１００ｍ／ｍｉｎで搬送される板材の速度に追従することは困難であり、仮に速度に追従できたとしても、欠陥検出から打刻までの所要時間を算出し、正確に欠陥部を打刻することは非常に困難であった。さらに、アルミニウム板材は軟質であるため、打刻によって板材を貫通してしまう、あるいは、打刻装置が防錆油で滑ってしまい正常に打刻できない、打刻される面積が小さくてマーキング（欠陥部）を見落としてしまう、等の種々の問題が生じた。
【００１０】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、処理ラインにおける防錆油の有無や、加工メーカー側の欠陥検出性能に関らず、アルミニウム板の欠陥部に対して目視で容易に確認可能な圧痕を形成することにより、確実に欠陥部を検出・除去できる欠陥マーキング装置、欠陥マーキング処理ライン、欠陥マーキング方法及び欠陥マーキングされたコイル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】
【００１１】
前記課題を解決するため、搬送ロールにより搬送されるアルミニウム板をコイルに巻き取る処理ラインにおいて、欠陥検出装置で検出した欠陥部に圧痕を形成する欠陥マーキング装置であって、前記欠陥マーキング装置は、円筒部と、前記円筒部の外周面に沿って形成された複数の突起部と、からなるローラと、前記ローラを回転自在に支持する軸受と、前記軸受を支持するとともに、前記アルミニウム板に当接する方向に駆動する上下機構と、前記上下機構の下方で前記アルミニウム板を支持する従動ロールと、を備え、前記欠陥検出装置からの指示に基づいて、前記ローラで前記従動ロール上の前記アルミニウム板を押圧し、前記アルミニウム板の欠陥部に対して深さ５〜５０μｍの圧痕を形成することを特徴とする。
【００１２】
このような構成を備える欠陥マーキング装置は、欠陥検出装置の指示に基づいて、ローラを回転させながらアルミニウム板を押圧し、アルミニウム板の欠陥部に対して複数の凹部からなる圧痕を形成することができる。
【００１３】
請求項２に係る発明は、前記複数の突起部は、断面が円相当径０．５〜５ｍｍの柱状であることを特徴とする。
【００１４】
このような構成を備える欠陥マーキング装置は、欠陥検出装置の指示に基づいて、ローラを回転させながらアルミニウム板を押圧し、アルミニウム板の欠陥部に対して目視による確認が容易な大きさの、柱状の圧痕を形成することができる。
【００１５】
請求項３に係る発明は、前記従動ロールは、ウレタン材料またはゴム材料から形成され、前記複数の突起部は、前記ローラの幅方向中央に形成された突起部を頂点として、曲率を有するように一定間隔を置いて設けられ、前記曲率の半径は、５００〜２０００ｍｍの範囲内であることを特徴とする。
【００１６】
このような構成を備える欠陥マーキング装置は、圧痕装置の下に配置された従動ロールがウレタン材料、ゴム材料等の柔軟な素材からなる場合であっても、アルミニウム板を歪ませることなく押圧し、幅方向に均一な深さの圧痕を形成することができる。
【００１７】
請求項４に係る発明は、前記欠陥マーキング装置は、前記アルミニウム板の欠陥部に対して長さ２００〜６００ｍｍの圧痕群を形成することを特徴とする。
【００１８】
このような構成を備える欠陥マーキング装置は、欠陥検出装置の指示に基づいて、ローラを回転させながらアルミニウム板を押圧し、アルミニウム板の欠陥部に対して、一定範囲内に複数の圧痕群を形成することができる。
【００１９】
請求項５に係る発明は、前記上下機構は、内部の流体が排出される排出路に、前記流体の排出量を調整することによって前記上下機構の駆動速度を制御する流量制御弁を備え、 前記流量制御弁は、前記排出路の開度を１５〜６０％の範囲内に調整することにより、前記上下機構の駆動速度を減速させることを特徴とする。
【００２０】
このような構成を備える欠陥マーキング装置は、流量制御弁の開度を調整して上下機構内の流体の流量を制限することにより、上下機構の下降速度を減速させて、圧痕装置のローラをアルミニウム板にゆっくりと接触させることができる。
【００２１】
請求項６に係る発明は、搬送ロール上を流れるアルミニウム板の欠陥部に圧痕群を形成してコイルに巻き取る欠陥マーキング処理ラインであって、前記アルミニウム板の表面の欠陥部を検出する欠陥検出装置と、前記アルミニウム板の表面に防錆油を塗油する防錆油塗油装置と、前記欠陥検出装置からの指示に基づいて、前記アルミニウム板を押圧し、前記アルミニウム板の欠陥部に対して深さ５〜５０μｍの圧痕を形成する欠陥マーキング装置と、を有することを特徴とする。
【００２２】
このような構成を備える欠陥マーキング処理ラインは、欠陥検出装置の指示に基づいて、ローラを回転させながら、アルミニウム板を押圧し、アルミニウム板の欠陥部に対して複数の凹部からなる圧痕を形成することができる。
【００２３】
請求項７に係る発明は、前記防錆油塗油装置の後に前記圧痕装置を配置することを特徴とする。
【００２４】
このような構成を備える欠陥マーキング処理ラインは、欠陥検出装置の指示に基づいて、表面に予め防錆油が塗油されたアルミニウム板を回転しながら押圧し、アルミニウム板の欠陥部に対して、圧痕群を形成することができる。
【００２５】
請求項８に係る発明は、搬送ロール上を流れるアルミニウム板をコイルに巻き取る処理ラインにおいて、欠陥部に圧痕群を形成する欠陥マーキング方法であって、欠陥検出装置により、前記アルミニウム板の表面の欠陥部を検出する検出工程と、防錆油塗油装置により、前記アルミニウム板の表面に防錆油を塗油する塗油工程と、前記欠陥検出装置からの指示に基づいて、ローラを備えた圧痕装置によって前記アルミニウム板を押圧し、前記アルミニウム板の欠陥部に対して深さ５〜５０μｍの圧痕を形成する圧痕工程と、を有することを特徴とする。
【００２６】
このような構成を備える欠陥マーキング方法は、欠陥検出装置の指示に基づいて、防錆油が塗油されたアルミニウム板を回転押圧し、アルミニウム板の欠陥部に対して目視による確認が容易な深さの圧痕を形成することができる。
【００２７】
請求項９に係る発明は、搬送ロール上を流れるアルミニウム板をコイルに巻き取る処理ラインにおいて、欠陥マーキングがされたコイルの製造方法であって、欠陥検出装置により、前記アルミニウム板の表面の欠陥部を検出する検出工程と、防錆油塗油装置により、前記アルミニウム板の表面に防錆油を塗油する塗油工程と、前記欠陥検出装置からの指示に基づいて、ローラを備えた圧痕装置によって前記アルミニウム板を押圧し、前記アルミニウム板の欠陥部に対して深さ５〜５０μｍの圧痕を形成する圧痕工程と、前記圧痕工程を経たアルミニウム板を巻き取りコイルにする巻取工程と、を有することを特徴とする。
【００２８】
このような構成を備える欠陥マーキングされたコイルの製造方法は、欠陥検出装置の指示に基づいて、防錆油が塗油されたアルミニウム板を回転押圧し、アルミニウム板の欠陥部に対して目視による確認が容易な深さの圧痕を形成することができる。
【発明の効果】
【００２９】
請求項１に係る欠陥マーキング装置によれば、揮発性の高い防錆油が予め塗油されたアルミニウム板であっても、確実に欠陥部に対して圧痕を形成することができる。従って、欠陥部を確実に除去でき、欠陥部を含んだ製品が市場に流通することを防止することができる。また、マーキングにインクや塗料を用いないため、別途マーキングを乾燥させる設備が不要になり、作業効率の向上及び低コスト化を実現できる。
【００３０】
請求項２に係る欠陥マーキング装置によれば、突起部の先端が目視での確認が容易な大きさの平面で形成されているため、アルミニウム板に防錆油が塗油されている場合や、処理ラインが高速の場合であっても、欠陥部に対して、確実に目視で確認可能な圧痕を形成することができる。
【００３１】
請求項３に係る欠陥マーキング装置によれば、圧痕装置の下方に配置された従動ロールがウレタン材料、ゴム材料等の柔軟な素材で形成されている場合であっても、アルミニウム板を歪ませることなく、欠陥部に対して、目視で確認可能であって、幅方向及び長さ方向に均一な深さの圧痕を形成することができる。
【００３２】
請求項４に係る欠陥マーキング装置によれば、アルミニウム板の表面に、目視での確認が十分に可能な広さの圧痕群を形成することにより、欠陥部を確実に除去でき、欠陥部を含んだ製品が市場に流通することを防止することができる。
【００３３】
請求項５に係る欠陥マーキング装置によれば、圧痕装置のローラがアルミニウム板に最初に接触する際の衝撃を和らげ、アルミニウム板の欠陥部に対して、均一かつ正常な圧痕を形成することができる。
【００３４】
請求項６に係る欠陥マーキング処理ラインによれば、アルミニウム板の欠陥部に対して圧痕を形成することで、欠陥部を確実に除去でき、欠陥部を含んだ製品が市場に流通することを防止することができる。また、マーキングにインクや塗料を用いないため、別途マーキングを乾燥させる設備が不要になり、作業効率の向上及び低コスト化を実現できる。
【００３５】
請求項７に係る欠陥マーキング処理ラインによれば、揮発性の高い防錆油が予め塗油されたアルミニウム板であっても、確実に欠陥部に対して圧痕を形成することができる。従って、欠陥部をより確実に除去でき、欠陥部を含んだ製品が市場に流通することを防止することができる。
【００３６】
請求項８に係る欠陥マーキング方法によれば、揮発性の高い防錆油が予め塗油されたアルミニウム板であっても、目視での確認が容易な深さのマーキングを確実に施すことができる。従って、欠陥部を確実に除去でき、欠陥部を含んだ製品が市場に流通することを防止することができる。また、マーキングにインクや塗料を用いないため、別途マーキングを乾燥させる設備が不要になり、作業効率の向上及び低コスト化を実現できる。
【００３７】
請求項９に係る欠陥マーキングがされたコイルの製造方法によれば、揮発性の高い防錆油が予め塗油されたアルミニウム板であっても、目視での確認が容易な深さのマーキングを確実に施すことができる。従って、欠陥部を確実に除去できるコイルを製造することができる。また、マーキングにインクや塗料を用いないため、別途マーキングを乾燥させる設備が不要になり、作業効率の向上及び低コスト化を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の説明に用いるアルミニウム板１ａをコイル１ｂに巻き取る処理ラインにおける、要部設備の配置図である。
【図２】本発明に係る圧痕装置５ａの構成を示す全体斜視図である。
【図３】本発明に係るローラ８の構成を示す全体斜視図である。
【図４】本発明に係る圧痕装置５ａによってアルミニウム板１ａに形成された圧痕群１３を説明する平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。図１に示すように、アルミニウム板１ａをコイル１ｂに巻き取る処理ラインは、欠陥検出装置２と、制御部３と、防錆油塗油装置４と、圧痕装置５ａ及び従動ロール５ｂからなる欠陥マーキング装置５と、搬送ロール６と、テンションリール７と、から構成される。また、処理ラインは、欠陥検出装置２が最も上流に、その後に防錆油塗油装置４、圧痕装置５ａの順に配設することが好ましい。
【００４０】
アルミニウム板１ａは、アルミニウム（合金）のスラブに熱間圧延等を施して製造されるものであり、搬送ロール６によって処理ラインの上流から下流へと搬送され、コイル１ｂに巻き取られるものである。アルミニウム板１ａの板厚は、０．２〜１６ｍｍの範囲内であることが好ましい。板厚を当該範囲内とすることで、より均一かつ正常な圧痕を形成することができる。
【００４１】
欠陥検出装置２は、アルミニウム板１ａの表裏両面に疵等の欠陥部がないかを常時監視し、欠陥部を検出すると、制御部３に対して欠陥位置、大きさ等の情報が含まれた欠陥検出信号を送信するものである。欠陥検出装置２は、例えばＣＣＤカメラ等により構成される。
【００４２】
制御部３は、欠陥検出装置２に内蔵され、圧痕装置５ａの動作を制御するものである。制御部３は、欠陥部の位置、大きさ、範囲に関する情報やアルミニウム板１ａの搬送速度に関する情報等から、圧痕のタイミング、圧痕の時間を算出し、圧痕装置５ａに対して当該情報を送信してマーキング指示を行なう。
【００４３】
防錆油塗油装置４は、アルミニウム板１ａに防錆油を塗油するものである。アルミニウム板１ａに防錆油を塗油することにより、搬送時、輸送時等に形成される疵を防止することができるとともに、圧痕を形成した際のバリ・磨耗粉を抑制することができる。
【００４４】
圧痕装置５ａは、制御部３の指示に基づいて、処理ラインの上流から送られてきたアルミニウム板１ａを押圧して圧痕を形成するものであり、従動ロール５ｂと共に本発明に係る欠陥マーキング装置５を構成するものである。ここで、圧痕装置５ａは、処理ラインにおいて、防錆油塗油装置４の下流に配設することが好ましい。防錆油塗油装置４と圧痕装置５をこのような順序で配設することで、圧痕を形成した際のバリ・磨耗粉を抑制することができ、かつ、当該バリ・磨耗粉を原因とするアルミニウム板の表面欠陥の発生をも防止することができる。なお、圧痕装置５ａの詳しい構成及び動作については後述する。
【００４５】
従動ロール５ｂは、圧痕装置５ａの下に配置され、圧痕装置５ａと共に本発明に係る欠陥マーキング装置５を構成するものである。従動ロール５ｂは、ウレタン材料、ゴム材料等の柔軟な素材から構成され、圧痕装置５ａに従動するものである。従動ロール５ｂにこのような素材を用いることにより、鉄鋼材料等と比べて軟質で疵付きやすいアルミニウム材料を、疵付けることなく安全に搬送することができる。
【００４６】
搬送ロール６は、アルミニウム板１ａを搬送するためのものであり、処理ラインに沿って複数配設されるものである。搬送ロール６は、回転決定手段６ａを備え、図示しないモータ等を駆動源として、回転決定手段６ａの操作により所定速度で回転駆動し、アルミニウム板１ａを上流から下流に搬送する。また、搬送ロール６の回転決定手段６ａは、制御部３に対して、アルミニウム板１ａの搬送速度に関する情報である搬送速度信号を送信する。
【００４７】
テンションリール７は、処理ラインを流れるアルミニウム板１ａを巻き取るためのものであり、処理ラインの最下流に配設されるものである。テンションリール７は、図示しないモータ等を駆動源として回転駆動し、これにより最下流でアルミニウム板１ａをコイル１ｂに巻き取る。なお、上記回転決定手段６ａを搬送ロール６ではなくテンションリール７に設け、制御部３に対してテンションリール７の回転速度に関する情報を送信するように構成してもよい。
【００４８】
次に、圧痕装置５ａの詳しい構成及び動作について詳述する。図２、図３を参照すると、圧痕装置５ａは、ローラ８と、ベアリング９と、シリンダ１０と、から構成される。
【００４９】
ローラ８は、処理ラインの搬送速度に追従しつつ、回転しながらアルミニウム板１ａを押圧するためのものである。ローラ８は、中空円筒形に形成された円筒部８ａと、円筒部８ａの外周面に沿って形成された突起部８ｂと、から構成され、ベアリング９によって回転自在に支持されている。ここで、ローラ８は、アルミニウム板１ａの搬送速度に追従しやすいように、モータ等の駆動源を設けずに構成することが好ましい。また、ローラ８を構成する円筒部８ａと、突起部８ｂは、鉄、チタン等の材料で一体的に形成することが好ましい。
【００５０】
突起部８ｂは、ローラ８がアルミニウム板１ａを押圧する際に、複数の凹部からなる圧痕を形成するためのものである。突起部８ｂは、円筒部８ａの外周面に、略垂直に突設するように、軸（幅）方向及び周方向にそれぞれ複数個形成されることが好ましい。また、突起部８ｂの各々の間隔及び数量は、円筒部８ａの大きさや希望する圧痕の範囲に従って適宜変更することができる。
【００５１】
突起部８ｂは、断面が円相当径０．５〜５ｍｍの柱状で形成することが好ましい。これは、突起部８ｂの形状を半球状や角錐・円錐状等のように曲率や傾斜を持たせて形成すると、防錆油が原因でローラ８がアルミニウム板１ａの表面を滑ってしまい、正常な圧痕を形成できない場合があるためである。従って、このように突起部８ｂの先端が平面になるように柱状で形成することにより、防錆油の有無に関らず確実に圧痕を形成することができる。なお、突起部８ｂは、例えば円柱状、角柱状、またはこれらの組み合わせで形成することが好ましい。
【００５２】
突起部８ｂの大きさは、円柱状に形成する場合は直径０．５〜５ｍｍ、角柱状で形成する場合は１辺の長さ０．５〜５ｍｍの範囲内で形成することが好ましい。これは、突起部８ｂの直径及び１辺の長さが０．５ｍｍ以下だと、圧痕の面積が小さすぎて目視での確認が困難となる場合がある、逆に５ｍｍを超えると、圧痕の面積が大きすぎて他の正常面に悪影響を及ぼす場合があるためである。なお、目視による確認が容易な深さの圧痕を形成するために、突起部８ｂの高さは０．１〜５ｍｍとすることが好ましい。
【００５３】
円筒部８ａに形成された複数の突起部８ｂは、円筒部８ａの幅方向中央に形成された突起部８ｂを頂点として、５００〜２０００ｍｍの範囲内の曲率を有するように、各突起部８ｂの先端部の高さ位置に差異を設けて構成することが好ましい。これは、各突起部８ｂの先端部の高さを揃えると、従動ロール５ｂがウレタン材料やゴム材料等の柔軟な素材で形成されている場合、押圧の際にアルミニウム板１ａが歪み、幅及び長さ方向の深さが均一な圧痕を形成できない場合があるためである。
【００５４】
ここで、突起部８ｂの曲率半径が５００ｍｍ未満だと、アルミニウム板１ａの幅方向中央の圧痕が幅両端よりも深く形成されてしまい、逆に曲率半径が２０００ｍｍを超えると、アルミニウム板１ａの幅両端の圧痕が幅方向中央よりも深く形成されてしまう。従って、曲率半径は上記の範囲内とすることが好ましい。なお、曲率半径は７００〜９００ｍｍであることがさらに好ましい。
【００５５】
ベアリング９は、ローラ８を両側から回転自在に支持するものである。ベアリング９は、例えばボールベアリング等で構成され、シリンダ１０によって支持されている。
【００５６】
シリンダ１０は、内部に密閉された流体の圧力によって、上下に往復駆動する機構である。具体的には、シリンダ１０内部には流体（例えば空気）が密閉され、当該流体が図示しないピストンを押圧することにより、上下に駆動する。そしてそれに伴い、シリンダ１０の一端に設けられたローラ８が、回転しながらアルミニウム板１ａを押圧することで圧痕を形成する。シリンダ１０は、例えば空気圧式で構成される。
【００５７】
圧痕を形成する際の圧力は、突起部８ｂの形状によって左右されるが、好ましくは０．２〜０．５ＭＰａの範囲内とすることが好ましい。そして、例えば１辺の長さが１ｍｍの角柱状ローラの場合は、０．４ＭＰａ程度とすることが好ましい。圧力を上記の範囲内とすることにより、目視による確認が容易な深さの圧痕を形成することができる。
【００５８】
なお、圧痕装置５ａは、図２のようにスピードコントローラ１１を備えて構成することが好ましい。スピードコントローラ１１は、シリンダ１０内に密閉された流体の流量を調整してシリンダ１０の駆動速度を制御するものであり、流量制御弁（速度制御弁）として機能するものである。
【００５９】
スピードコントローラ１１は、シリンダ１０に設けられた図示しない流体の排出路に取り付けられ、当該排出路の開度を調整することにより、シリンダ１０内の流体の流量を制御して、シリンダ１０の駆動速度を制御することができるものである。つまり、スピードコントローラ１１の開度を１００％以下に調整することで、シリンダ１０の駆動速度を減速させることができる。なお、スピードコントローラ１１の制御は、予め開度を手動で調整することにより行い、スピードコントローラ１１は、制御部３に対して、開度に関する情報である開度信号を送信する。
【００６０】
スピードコントローラ１１は、シリンダ１０が下降する際の開度を１５〜６０％の範囲内とすることが好ましい。これは、シリンダ１０を元の速度のまま下降させると、ローラ８がアルミニウム板１ａに接触する際の衝撃が大きく、圧痕開始時の圧痕が深く形成されて、幅及び長さ方向に均一な深さの圧痕を形成できない場合があるからである。
【００６１】
ここで、下降時の開度が１５％未満だと、シリンダ１０の下降速度が遅すぎるため、高速で搬送されるアルミニウム板１ａと接触した際にローラ８がバウンドする場合があり、逆に開度が６０％を超えると、シリンダ１０の下降速度が速すぎるため、圧痕開始時の圧痕が深くなりすぎて均一な深さの圧痕を形成できない場合がある。従って、開度は上記の範囲内とすることが好ましい。なお、開度は２５〜５０％であることがさらに好ましい。
【００６２】
圧痕装置５ａは、スピードコントローラ１１を使用しない場合であっても、シリンダ１０内の流体の流量を制限することで、シリンダ１０の下降速度を減速させることができる。しかし、上記のようにスピードコントローラ１１を使用することで、より簡便に、かつ、きめ細かくシリンダ１０の下降速度を制御することができる。また、シリンダ１０の上昇速度については特に制御する必要はない。
【００６３】
次に、圧痕装置５ａによって形成する圧痕群１３について詳述する。まず圧痕群１３の深さは、５〜５０μｍの範囲内で形成することが好ましい。圧痕群１３の深さを当該範囲内にすることにより、アルミニウム板の欠陥部に対して目視による確認が確実に可能な圧痕群１３を形成することができる。
【００６４】
図４に記載されている通り、圧痕装置５ａは、アルミニウム板１ａにおける欠陥部１２の位置に関らず、幅方向に欠陥部１２が含まれる長さの圧痕群１３をアルミニウム板１ａに形成することが好ましい。また圧痕群１３は、アルミニウム板１ａの幅方向中央に形成することが好ましい。但し、常に欠陥部１２が含まれる長さになるように形成するのであれば、圧痕群１３は幅方向中央でなくてもよい。
【００６５】
圧痕群１３の長さをこのように規制することにより、欠陥部１２の位置に合わせて（欠陥部１２に追従して）マーキングを行なうための制御が不要となる。従って、処理ラインの搬送速度をさらに高速化した場合であっても、その速度に追従して圧痕群１３を形成することができる。
【００６６】
また、圧痕装置５ａは、ここでは欠陥部１２が圧痕群１３の長さ方向の中心位置に位置するようなタイミングで、アルミニウム板１ａに圧痕群１３を形成することが好ましい。さらに、図４のように、アルミニウム板１ａに複数の欠陥部１２が存在する場合は、複数の欠陥部１２の内で最もアルミニウム板１ａの幅方向中央寄りに存在する欠陥部１２が、圧痕群１３の長さ方向の中心位置に位置するようなタイミングで、アルミニウム板１ａに圧痕群１３を形成することが好ましい。
【００６７】
圧痕群１３をこのように形成することにより、欠陥部１２がどこに位置するのかを目視で容易に確認することができる。従って、アルミニウム板１ａの欠陥部１２を確実に除去でき、欠陥部１２を含んだ製品が市場に流通することを防止することができる。
【００６８】
圧痕群１３は、欠陥部１２を中央として、長さ２００〜６００ｍｍの範囲内で形成することが好ましい。圧痕群１３の長さが上記の範囲未満だと、目視での確認が困難となり、逆に上記の範囲を超えると、他の正常面に疵付きが発生する等の悪影響が生じる場合があるためである。なお、圧痕群１３は、欠陥部１２を中央として、前後に２００ｍｍずつの合計４００ｍｍの長さで形成することがさらに好ましい。また、圧痕群１３の幅は、欠陥部１２を中央として、２０〜１００ｍｍの範囲内で形成することが好ましい。
【００６９】
なお、圧痕群は１３は、図４のように、防錆油塗油装置４によって予め防錆油が塗油されたアルミニウム板１ａに対して形成することが好ましい。これにより、圧痕を形成した際のバリ・磨耗粉を抑制することができ、かつ、当該バリ・磨耗粉を原因とするアルミニウム板の表面欠陥の発生をも防止することができる。
【００７０】
圧痕群１３は、具体的には以下の手順で形成される。まず、制御部３は、欠陥検出装置２から欠陥検出信号を、搬送ロール６の回転決定手段６ａから搬送速度信号を、スピードコントローラ１１から開度信号を受信する。ここで、上記の通り、欠陥検出信号は欠陥部１２の位置、大きさ、範囲に関する情報を、搬送速度信号はアルミニウム板１ａの搬送速度に関する情報を、開度信号はスピードコントローラ１１の開度に関する情報をそれぞれ含むものである。
【００７１】
制御部３は、欠陥部１２の位置、大きさ、範囲（欠陥検出信号）から、圧痕群１３を形成する時間を算出する。さらに、アルミニウム板１ａの搬送速度（搬送速度信号）及び、スピードコントローラ１１の開度（開度信号）から導き出したシリンダ１０の下降速度から、圧痕群１３を形成するタイミングを算出し、これらの情報を圧痕装置５ａに送信する。そして圧痕装置５ａは、制御部３に指示されたタイミングで、指示された時間だけアルミニウム板１ａを押圧し、欠陥部１２が長さ方向の中心位置に位置するように圧痕群１３を形成する。
【００７２】
以上、本発明を実施するための形態について述べてきたが、上記以外にも実施の形態を適宜変更することが可能である。例えば、処理ラインは、防錆油塗油装置４を配設しない構成や、圧痕装置５ａの下流に防錆油塗油装置４を配設する構成に変更することができる。本発明に係る欠陥マーキング装置５であれば、予め防錆油を塗油しない場合であっても、アルミニウム板１ａに対して均一かつ正常に圧痕を形成することができる。
【００７３】
また、圧痕装置５ａは、ローラ８を幅方向に複数並べて構成することもできる。ローラ８を複数並べて構成することにより、圧痕群１３の幅を広げることができ、圧痕の目視による確認がさらに容易となる。また、圧痕装置５ａは、円筒部８ａ自体をいわゆるビア樽形状にすることで、ローラ８の幅方向中央に形成された突起部８ｂを頂点として、５００〜２０００ｍｍの範囲内の曲率を有するように構成することもできる。
【００７４】
また、シリンダ１０は、油圧式で構成することもできる。圧縮性である空気と異なり油は非圧縮性であるため、空気圧式よりも駆動効率がよく、ハイパワーの上下機構を構成することができる。また、本発明を実施するための形態では、欠陥マーキング装置５をアルミニウム板材に適用した場合について述べたが、アルミニウム板材のみならず、銅板、鋼板にも適用することができる。
【実施例１】
【００７５】
以下に、本発明の効果を確認した実施例を、本発明の要件を満たさない比較例と比較しながら具体的に説明する。なお、本発明はこの実施例のみに限定されるものではない。
【００７６】
表１に、本発明に係るマーキング方式の必要条件を満たす実施例（Ｎｏ．１〜４）及び必要条件を満たさない比較例（Ｎｏ．５〜１０）の構成と、各々の方式でマーキングを行った場合の評価結果を示す。
【００７７】
【表１】
【００７８】
本試験では、従来の方法で製造した板厚約１ｍｍのアルミニウム板材（１１００−Ｏ材：１ｔ）に対して、ボールペン先端を押し付けて幅１．０ｍｍ×長さ１．０ｍｍの欠陥を人工的に入れ、１００ｍ／ｍｉｎの速度でラインに搬送した。そして防錆油を１ｇ／ｍ２塗油した後、各条件によりマーキングを実施した。
【００７９】
アルミニウム板へのマーキングは、直径５ｍｍの円柱状または、一片５ｍｍの四角柱状の突起部を備える回転ロール方式、インクジェット方式、マジック方式、ペイント方式、打刻ペン方式によって施した。また、回転ロール方式では、圧痕時の圧力を０．４ＭＰａに設定した。
【００８０】
回転ロール方式は、本発明に係る方式による実施例であり、欠陥検出装置の欠陥検出信号に連動して、アルミニウム板を押圧して長さ５００ｍｍの圧痕群を形成するものである。また、インクジェット・マジック・ペイント方式は、上記欠陥検出信号に連動して、噴霧機あるいはペイント装置によりマーキングを施すものである。また、打刻ペン方式は、先端が４５度に傾斜した鋼製楔形治具により、深さ５０μｍの打刻痕を刻印するものである。
【００８１】
マーキング転写の評価は、他の正常面にインク・塗料等が転写していないかどうかを、目視で確認することにより行ない、マーキングが転写していないものを「○（良好）」、やや転写しているものを「△（概ね良好）」、転写しているものを「×（不良）」と評価した。
【００８２】
搬送時疵付きの評価は、１００ｍ／ｍｉｎで搬送した場合にでもアルミニウム板を疵付けることなくマーキングできたか否かによって行い、疵付けることなくマーキングできたものを「○（良好）」、疵付きが発生したものを「×（不良）」とした。
【００８３】
巻き取り時疵付きの評価は、得られたアルミニウムコイルの全長を長手方向に１ｍ長さに切断し、その切断板全ての表裏面を目視で検査し、前記人工的に入れた欠陥およびマーキングされた疵以外の疵が発見されなかった装置構成を「○（良好）」、疵が発見された装置構成を「×（不良）」と評価した。なお、人工的に入れた欠陥およびマーキングされた疵以外の疵としては、アルミコイル表面にマーキングすることにより生じたアルミニウム粉やアルミニウム細片（バリが千切れたもの）がコイル巻き取りによって押し込まれた欠陥が発見された。
【００８４】
マーキング読取可否の評価は、光学式検出機及び目視検出により、マーキングが確認できたかどうかにより行ない、マーキングの読取が可能なものを「○（良好）」、にじみ等で一部不可能なものを「△（概ね良好）」、不可能なものを「×（不良）」とした。
【００８５】
表１に示すように、本発明に係る圧痕装置の必要条件を満たす実施例（Ｎｏ．１〜４）を用いてマーキングした場合は、マーキング転写、搬送時疵付き、巻き取り時疵付き、マーキング読取可否のいずれの評価においても、「○（良好）」であることがわかる。またその際、防錆油塗油による影響も見られなかった。
【００８６】
一方、本発明の必要条件を満たさない比較例（Ｎｏ．５〜１０）においては、マーキング方式が本発明とは異なるか、マーキングの深さが本発明で規定する範囲の下限値未満または上限値超であるため、マーキング時に要求される値を十分に満たしていないという結果が得られた。
【００８７】
比較例Ｎｏ．５においては、回転ロールによって形成された圧痕の深さが本発明で規定する範囲の下限値以下である。従って、油膜の影響で圧痕による凹凸が不明確となり、マーキング読取可否が「×（不良）」と評価された。また、比較例Ｎｏ．６においては、回転ロールによって形成された圧痕の深さが本発明で規定する範囲の上限値超である。従って、圧痕形成時に発生するバリが多く、コイルの正常面に疵付きが発生し、巻き取り時疵付きが「×（不良）」と評価された。
【００８８】
比較例（Ｎｏ．７〜９）においては、インク・塗料等を用いてマーキングを行なっているため、マーキング転写の評価では、インクジェット方式及びペイント方式では「△（概ね良好）」と、マジック方式では「×（不良）」と評価された。また、マーキング読取可否の評価では、マジックマーキング方式が光学式検出器で「×（不良）」と、インクジェット方式及びマジック方式が目視検出で「△（概ね良好）」と評価された。さらに、比較例（Ｎｏ．７〜９）においては、防錆油によってインク・塗料のにじみが発生した。
【００８９】
比較例（Ｎｏ．１０）においては、回転不可能な打刻ペンを用いているため、搬送速度に正確に追従することができず、打刻の際にロール表面に大きな線状の疵が発生した。従って、搬送時疵付き、巻き取り時疵付きが「×（不良）」と評価された。
【実施例２】
【００９０】
以下では、防錆油の塗油、回転ロールのクラウンの曲率半径及び、スピードコントローラ（以下、スピコン）の開度が圧痕群に及ぼす影響について、具体的に説明する。表２に、スピコンの開度を適切に調整した場合（Ｎｏ．１〜３）及びスピコンの開度を適切に調整しなかった場合（Ｎｏ．４〜８）の構成と、各々の条件でマーキングを行った場合の結果を示す。
【００９１】
【表２】
【００９２】
本試験で用いたアルミニウム板の製造方法、素材、搬送速度、圧力等の各条件は、実施例１の試験と同様である。また、アルミニウム板へのマーキングは、本発明に係る角柱状回転ロール（一辺５ｍｍ）を備える圧痕装置で行ない、各実施例ともアルミニウム板の長さ方向に５００ｍｍの圧痕群を形成するようにした。また、マーキング条件としては、圧痕前における防錆油の塗油有無、突起部におけるクラウンの曲率半径（７００〜３０００ｍｍ）、スピコンの開度（８〜１００％）、圧痕群の状態の４つを設けた。
【００９３】
バリの発生の評価は、圧痕群を形成したアルミニウム板にバリ・磨耗粉がどの程度発生したかにより行なった。
【００９４】
巻き取り時疵付きの評価は、得られたアルミニウムコイルの全長を長手方向に１ｍ長さに切断し、その切断板全ての表裏面を目視で検査し、前記人工的に入れた欠陥およびマーキングされた疵以外の疵が発見されなかった装置構成を「○（良好）」、疵が発見された装置構成を「×（不良）」と評価した。なお、人工的に入れた欠陥およびマーキングされた疵以外の疵としては、アルミコイル表面にマーキングすることにより生じたアルミニウム粉やアルミニウム細片（バリが千切れたもの）がコイル巻き取りによって押し込まれた欠陥が発見された。
【００９５】
また、圧痕群の深さの評価は、圧痕群をＶｅｃｏｏ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ Ｉｎｃ．製（米国）の『ＷＹＫＯ ＮＴ３３００（表面形状測定システム）』にて形状測定して、凹凸の深さを測定するとともに、当該深さが幅方向及び長さ方向に均一であるかどうかを確認することにより行った。また、圧痕群の状態の評価は、アルミニウム板に形成した圧痕群の状態を具体的に検証した。
【００９６】
表２に示すように、スピコンの開度を適切に調整した場合（Ｎｏ．１１〜１３）は、バリの発生、巻き取り時疵付き、圧痕群の深さいずれの評価においても、良好であり、圧痕群の状態も深さ及び長さ方向でほぼ均一であることがわかる。
【００９７】
一方、スピコンの開度を適切に調整しなかった場合（Ｎｏ．１４〜１８）は、防錆油が塗油されていないか、クラウンの曲率半径またはスピコンの開度が本発明で規定する範囲の下限値未満または上限値超であるため、上記Ｎｏ．１１〜１３と比較してマーキングが不均一になるという結果が得られた。
【００９８】
Ｎｏ．１４においては、圧痕前に防錆油を塗油しなかったため、マーキング後のアルミニウム板に大量のバリが発生するとともに、コイルの正常面に疵付きが発生し、巻き取り時疵付きが「×（不良）」と評価された。また、Ｎｏ．１５においては、クラウンの曲率半径が本発明で規定する範囲の下限値未満であったため、圧痕群の幅方向中央にバリが発生するとともに、コイルの正常面に疵付きが発生し、巻き取り時疵付きが「×（不良）」と評価された。さらに、幅方向中央の圧痕の深さが幅両端よりも深くなった。
【００９９】
Ｎｏ．１６においては、クラウンの曲率半径が本発明で規定する範囲の上限値超であったため、圧痕群の幅両端にバリが発生するとともに、コイルの正常面に疵付きが発生し、巻き取り時疵付きが「×（不良）」と評価された。さらに、幅両端の圧痕の深さが幅方向中央よりも深くなった。また、Ｎｏ．１７においては、スピコンの開度が本発明で規定する範囲の下限値未満であったため、圧痕群の長さ方向初期が不均一となった。また、Ｎｏ．１８においては、スピコンの開度が本発明で規定する範囲の上限値超であったため、圧痕時の圧痕群の長さ方向初期が深くなった。
【符号の説明】
【０１００】
１ａ アルミニウム板
１ｂ コイル
２ 欠陥検出装置
３ 制御部
４ 防錆油塗油装置
５ 欠陥マーキング装置
５ａ 圧痕装置
５ｂ 従動ロール
６ 搬送ロール
６ａ 回転決定手段
７ テンションリール
８ ローラ
８ａ 円筒部
８ｂ 突起部
９ ベアリング
１０ シリンダ
１１ スピードコントローラ
１２ 欠陥部
１３ 圧痕群
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送ロールにより搬送されるアルミニウム板をコイルに巻き取る処理ラインにおいて、欠陥検出装置で検出した欠陥部に圧痕を形成する欠陥マーキング装置であって、
前記欠陥マーキング装置は、
円筒部と、前記円筒部の外周面に沿って形成された複数の突起部と、からなるローラと、
前記ローラを回転自在に支持する軸受と、
前記軸受を支持するとともに、前記アルミニウム板に当接する方向に駆動する上下機構と、
前記上下機構の下方で前記アルミニウム板を支持する従動ロールと、を備え、
前記欠陥検出装置からの指示に基づいて、前記ローラで前記従動ロール上の前記アルミニウム板を押圧し、前記アルミニウム板の欠陥部に対して深さ５〜５０μｍの圧痕を形成することを特徴とする欠陥マーキング装置。
【請求項２】
前記複数の突起部は、断面が円相当径０．５〜５ｍｍの柱状であることを特徴とする請求項１に記載の欠陥マーキング装置。
【請求項３】
前記従動ロールは、ウレタン材料またはゴム材料から形成され、
前記複数の突起部は、前記ローラの幅方向中央に形成された突起部を頂点として、曲率を有するように一定間隔を置いて設けられ、
前記曲率の半径は、５００〜２０００ｍｍの範囲内であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の欠陥マーキング装置。
【請求項４】
前記欠陥マーキング装置は、前記アルミニウム板の欠陥部に対して長さ２００〜６００ｍｍの圧痕群を形成することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の欠陥マーキング装置。
【請求項５】
前記上下機構は、内部の流体が排出される排出路に、前記流体の排出量を調整することによって前記上下機構の駆動速度を制御する流量制御弁を備え、
前記流量制御弁は、前記排出路の開度を１５〜６０％の範囲内に調整することにより、前記上下機構の駆動速度を減速させることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の欠陥マーキング装置。
【請求項６】
搬送ロール上を流れるアルミニウム板の欠陥部に圧痕群を形成してコイルに巻き取る欠陥マーキング処理ラインであって、
前記アルミニウム板の表面の欠陥部を検出する欠陥検出装置と、
前記アルミニウム板の表面に防錆油を塗油する防錆油塗油装置と、
前記欠陥検出装置からの指示に基づいて、前記アルミニウム板を押圧し、前記アルミニウム板の欠陥部に対して深さ５〜５０μｍの圧痕を形成する欠陥マーキング装置と、
を有することを特徴とする欠陥マーキング処理ライン。
【請求項７】
前記防錆油塗油装置の後に前記圧痕装置を配置することを特徴とする請求項６に記載の欠陥マーキング処理ライン。
【請求項８】
搬送ロール上を流れるアルミニウム板をコイルに巻き取る処理ラインにおいて、欠陥部に圧痕群を形成する欠陥マーキング方法であって、
欠陥検出装置により、前記アルミニウム板の表面の欠陥部を検出する検出工程と、
防錆油塗油装置により、前記アルミニウム板の表面に防錆油を塗油する塗油工程と、
前記欠陥検出装置からの指示に基づいて、ローラを備えた圧痕装置によって前記アルミニウム板を押圧し、前記アルミニウム板の欠陥部に対して深さ５〜５０μｍの圧痕を形成する圧痕工程と、
を有することを特徴とする欠陥マーキング方法。
【請求項９】
搬送ロール上を流れるアルミニウム板をコイルに巻き取る処理ラインにおいて、欠陥マーキングがされたコイルの製造方法であって、
欠陥検出装置により、前記アルミニウム板の表面の欠陥部を検出する検出工程と、
防錆油塗油装置により、前記アルミニウム板の表面に防錆油を塗油する塗油工程と、
前記欠陥検出装置からの指示に基づいて、ローラを備えた圧痕装置によって前記アルミニウム板を押圧し、前記アルミニウム板の欠陥部に対して深さ５〜５０μｍの圧痕を形成する圧痕工程と、
前記圧痕工程を経たアルミニウム板を巻き取りコイルにする巻取工程と、
を有することを特徴とする欠陥マーキングされたコイルの製造方法。
【請求項１】
搬送ロールにより搬送されるアルミニウム板をコイルに巻き取る処理ラインにおいて、欠陥検出装置で検出した欠陥部に圧痕を形成する欠陥マーキング装置であって、
前記欠陥マーキング装置は、
円筒部と、前記円筒部の外周面に沿って形成された複数の突起部と、からなるローラと、
前記ローラを回転自在に支持する軸受と、
前記軸受を支持するとともに、前記アルミニウム板に当接する方向に駆動する上下機構と、
前記上下機構の下方で前記アルミニウム板を支持する従動ロールと、を備え、
前記欠陥検出装置からの指示に基づいて、前記ローラで前記従動ロール上の前記アルミニウム板を押圧し、前記アルミニウム板の欠陥部に対して深さ５〜５０μｍの圧痕を形成することを特徴とする欠陥マーキング装置。
【請求項２】
前記複数の突起部は、断面が円相当径０．５〜５ｍｍの柱状であることを特徴とする請求項１に記載の欠陥マーキング装置。
【請求項３】
前記従動ロールは、ウレタン材料またはゴム材料から形成され、
前記複数の突起部は、前記ローラの幅方向中央に形成された突起部を頂点として、曲率を有するように一定間隔を置いて設けられ、
前記曲率の半径は、５００〜２０００ｍｍの範囲内であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の欠陥マーキング装置。
【請求項４】
前記欠陥マーキング装置は、前記アルミニウム板の欠陥部に対して長さ２００〜６００ｍｍの圧痕群を形成することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の欠陥マーキング装置。
【請求項５】
前記上下機構は、内部の流体が排出される排出路に、前記流体の排出量を調整することによって前記上下機構の駆動速度を制御する流量制御弁を備え、
前記流量制御弁は、前記排出路の開度を１５〜６０％の範囲内に調整することにより、前記上下機構の駆動速度を減速させることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の欠陥マーキング装置。
【請求項６】
搬送ロール上を流れるアルミニウム板の欠陥部に圧痕群を形成してコイルに巻き取る欠陥マーキング処理ラインであって、
前記アルミニウム板の表面の欠陥部を検出する欠陥検出装置と、
前記アルミニウム板の表面に防錆油を塗油する防錆油塗油装置と、
前記欠陥検出装置からの指示に基づいて、前記アルミニウム板を押圧し、前記アルミニウム板の欠陥部に対して深さ５〜５０μｍの圧痕を形成する欠陥マーキング装置と、
を有することを特徴とする欠陥マーキング処理ライン。
【請求項７】
前記防錆油塗油装置の後に前記圧痕装置を配置することを特徴とする請求項６に記載の欠陥マーキング処理ライン。
【請求項８】
搬送ロール上を流れるアルミニウム板をコイルに巻き取る処理ラインにおいて、欠陥部に圧痕群を形成する欠陥マーキング方法であって、
欠陥検出装置により、前記アルミニウム板の表面の欠陥部を検出する検出工程と、
防錆油塗油装置により、前記アルミニウム板の表面に防錆油を塗油する塗油工程と、
前記欠陥検出装置からの指示に基づいて、ローラを備えた圧痕装置によって前記アルミニウム板を押圧し、前記アルミニウム板の欠陥部に対して深さ５〜５０μｍの圧痕を形成する圧痕工程と、
を有することを特徴とする欠陥マーキング方法。
【請求項９】
搬送ロール上を流れるアルミニウム板をコイルに巻き取る処理ラインにおいて、欠陥マーキングがされたコイルの製造方法であって、
欠陥検出装置により、前記アルミニウム板の表面の欠陥部を検出する検出工程と、
防錆油塗油装置により、前記アルミニウム板の表面に防錆油を塗油する塗油工程と、
前記欠陥検出装置からの指示に基づいて、ローラを備えた圧痕装置によって前記アルミニウム板を押圧し、前記アルミニウム板の欠陥部に対して深さ５〜５０μｍの圧痕を形成する圧痕工程と、
前記圧痕工程を経たアルミニウム板を巻き取りコイルにする巻取工程と、
を有することを特徴とする欠陥マーキングされたコイルの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−１９０６４２（Ｐ２０１０−１９０６４２Ａ）
【公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−３３７６３（Ｐ２００９−３３７６３）
【出願日】平成２１年２月１７日（２００９．２．１７）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月１７日（２００９．２．１７）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
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