JPH0459930A - 高エネルギービームの連続照射方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、金属、プラスチック及び種々の複合材等の
ストリップを搬送しながら、このストリップへ向けてレ
ーザービームや電子ビーム等の高エネルギービームを繰
り返し走査し、ストリップの表面に高エネルギービーム
を連続して照射する方法に関する。

（従来の技術） 高エネルギービームの照射は、上記の各種ストリップの
表面改質を目的として広く行われている。

例えば特開昭５８−１８１８２０号公報にはタッチロー
ルでストリップを裏面から支えて平坦にしレーザービー
ムを照射すること、特開昭５８−１９４４０号、同５９
−２３８２３号及び同６３−８３２２７号各公報には複
数の照射装置を並べてレーザービームを照射すること、
特開昭５６−１１２４１９号公報には光ファイバ束をス
トリップの幅方向に線状に並へてレーザービームを照射
すること、かそれぞれ記載されている。

また鋼板の圧延方向と直交する向きに電子ビームを照射
して鋼板の品質を向上することが特開昭６３−９６２１
８号公報に開示され、さらにこの電子ビーム照射の際に
照射位置によってエネルギー密度が変化しない工夫を施
した装置か特開平１−２９８１１８号公報に提案されて
いる。

すなわち固定した照射源から平坦なストリップに向けて
電子ビームを走査すると、走査域の中心で円形であった
ビームスポットは走査域端へ向かうに従ってだ円となる
ため走査域端へ向かってエネルギー密度が小さくなる。

そこで電子ビームが照射されるストリップを断面円弧状
となるように湾曲させる機能を有する装置の提案が、上
記の公報にてなされたわけである。

（発明か解決しようとする課題） 上記の装置によって電子ビームをストリップの幅方向で
均一に照射することは可能であるか、ストリップを搬送
しながらその搬送方向と直交する向きに連続照射を行う
場合は、搬送速度に応じて電子ビームの走査方向を搬送
方向と直交する向きに対して傾斜させなくてはならない
ため、再び、照射位置によってエネルギー密度か変化す
る問題が生じる。

この発明は、搬送中のストリップに対して連続して電子
ビームを照射する際にもストリップの幅方向で均一に照
射し得る方法について提案することを目的とする。

（課題を解決するだめの手段） この発明は、ストリップの搬送路に対向させて固定配置
した高エネルギービームの照射源を、ストリップの搬送
方向と直交する向きから搬送方向へ傾けた向きにて走査
し、ストリップ表面に高エネルギービームを照射するに
当たり、 ストリップは、その搬送方向と直交する向きにおける断
面を２次曲線に従って照射源側に湾曲する凹形状に保持
することを特徴とする高エネルギービームの連続照射方
法である。

またストリップの搬送速度か変化した場合は、その搬送
速度に応じて２次曲線を選択することか実施に当たって
有利である。

次にこの発明に従う高エネルギービームの連続照射につ
いて、第１図を参照して説明する。

図において符号１は搬送中のストリ・ンプて、このスト
リップ１にその搬送方向を横切る向きに、高エネルギー
ビームの照射源、すなわち図示例ては固定配置した電子
銃２を走査し、ストリップ１に電子ビーム３を照射する
。このとき電子銃２は、ストリップ１が移動中であると
ころから、その走査方向をストリップの搬送方向と直交
する向きに対して搬送方向へ傾けて行う。

このように電子ビームの走査方向を傾けてビーム照射す
るに当たり、第１図（ｂ）に示すように、ストリップ１
の搬送方向と直交する向きにおける断面が２次曲線に従
って湾曲する凹形状をストリップ１に付与した上で、ビ
ーム照射を行う。

（作用） さてビームの照射源を固定配置しこの照射源を回動じて
走査する場合における、第２図に示す平坦な面でのビー
ムスポットは、走査長中心のＡ部（照射源からの距離が
最小の位置）でほぼ真円になり、走査端のＢ部（照射源
からの距離が最大の位置）ではだ円となる。従って照射
されるビームのエネルギー密度は、Ａ部で最も高く、一
方このＡ部から走査端のＢ部側へ移るに従って低くなる
。

ビームのエネルギー密度を走査全長にわたって均一にす
る、すなわちビームスポットを走査全長にわたって円形
にするには、Ａ部と照射源との距離を半径とする円弧上
に被照射面を配置すればよく、ストリップをこの円弧に
従って湾曲することて達成できる。

ところで搬送移動中のストリップに対して電子ビームを
照射し、第３図（ａ）に示すように、ストリップＩの幅
方向に電子ビームスポットを規則正しく並べるためには
、同図（ｂ）に示すように、ストリップ１の搬送速度Ｖ
、に従ってビーム走査方向をｔａｎｅ＝ｌ／Ｖｓ　　（
Ｖｓ：ビーム走査速度）で表される角度θてストリップ
１の搬送方向に傾ける必要がある。

このようにビーム走査方向をストリップの搬送方向に傾
けた場合は、上記のようにストリップを円弧に従って湾
曲しても、スポットを走査全長にわたって円形にするこ
とはできない。

上記したようにビーム走査方向か搬送方向と直交する向
きである場合は、ストリップと照射源との距離で決まる
円の弧に従ってストリップを湾曲させることか好ましく
、ここで第４図に示す円柱は上記の円を端面とするもの
と仮定すると、上記円弧はＢＩＢ２となる。この円柱に
おいてその端面をストリップの搬送方向に角度θて傾け
て走査したビームが通るとすると、ストリッ、プの搬送
方向に直交する断面は平面Ｍを通ることになり、この平
面Ｍにて切断された面はだ円となる。したかってだ円の
弧Ｂ＝８４一部か円弧ＢＩ３２に対応することになり、
ビーム走査方向を搬送方向と直交する向きに対して角度
ｅで傾けた場合は、だ円の弧に従ってストリップを湾曲
させることか有利であることかわかる。

なおストリップの湾曲はだ円の弧に従うことか基本であ
るか、ストリップ搬送速度加減速時の変形だ円、ストリ
ップカテナリーによるだ円の変形もしくはストリップ形
状不良に対する修正を考慮してスｌ−ＩＪツブのわん曲
形状を微調整し、より均一な照射とすることもあるので
、この発明においてはだ円の弧に近似の曲線をも含めた
２次曲線に従ってストリップを湾曲することにした。

またビーム走査方向の搬送方向と直交する向きに対する
傾きは、ストリップの搬送速度によって変化するため、
ストリップの湾曲を決定する２次曲線も適宜変化させる
ことか好ましい。

（実施例） この発明に従う高エネルギービームの連続照射は、第５
図に示すように、ビームの照射源２を挟むストリップ１
搬送方向の前後に、ストリップを湾曲させる湾曲付与装
置４を配設した設備にて行つ。

この湾曲付与装置としては、例えば第６図又は第７図に
示すものか有利に適合する。

第６図（ａ）の装置は、ロールの軸方向端部から中央部
へロール径か増大する太鼓状の凸ロール５とこの凸ロー
ル５と逆にロールの軸方向中央部から端部ヘロール径か
増大するっづみ状の凹ロール６とを対向配置し、凸ロー
ル５及び凹ロール６のロールカーブをだ円又は円の弧に
従う形状としたもので、凸ロール５及び凹ロール６はチ
ョック７を介してロールスキューユニット８により、搬
送ライン面上での搬送方向とロール軸との交角（ロール
スキュー角α）を変化するためのロールスキューが可能
である。

そしてストリップ１は凸ロール５及び凹ロール６の間を
通すことによってロール間隙に従って湾曲され、このと
きストリップ１の搬送速度に応じてロールスキュー角α
を変化するとストリップ１に所望の凹形状を付与し得る
。なお同図（ｂｌはロールスキューによるスラスト力を
打消すために、同図（ａ）に示したロールの２組を逆方
向にロールスキューして用いる例を示す。

また第７図の装置はストリップの搬送路の上下で対をな
す車輪９ａ、　９ｂを、搬送路の幅方向に複数並べたも
ので、ストリップ１を車輪９ａ、　９ｂ間て支持すると
同時に曲げを与え、さらに位置制御シリンダー１０にて
各車輪９ａ、　９ｂの位置を自在に制御することによっ
て、任意の凹形状を付与し得る。

次にこの発明の高エネルギービームの連続照射方法につ
いて、具体的に述べる。

すなわち、仕上げ焼鈍を経た一方向性けい素鋼板（厚み
：０．２３ｍｍ、幅：　５００ｍｍ）に、りん酸塩とコ
ロイダルシリカとを主成分とする絶縁被膜を形成させて
巻取ったコイル（約８トン）を、ラインスピード３０ｍ
／ｍｉｎにて前掲第５図に示した処理設備を通し、エレ
クトロンビームをラインスピードに応じて鋼板の搬送方
向と直交する向きから搬送方向へ傾けて、加速電圧６５
ｋＶ、電流６０ｍＡ、走査間隔１０ｍｍ、ビーム径０．
１ｍｍ、及び真空度３ＸＩＯ−’ｎｕｎＨｇの条件下に
照射した。なおエレクトロンビーム照射領域については
、第７図に示した湾曲付与装置を用いて板幅方向にわた
る鋼板面とエレクトロンビーム源との距離か等しくなる
ようだ円の弧状に鋼板を湾曲させた。また比較として鋼
板を円弧状に湾曲させてのエレクトロンビーム照射につ
いても、同様の条件で行った。

かくして得られた製品の板幅方向での鉄損値のばらつき
を調へたところ、比較例で得られた製品のばらつきより
も０．００２　ｗ　／　ｋｇ改善された。

（発明の効果） この発明によれば、高エネルギービームの連続照射を搬
送中のストリップに対しても、その幅方向に均一に行う
ことかでき、従って実生産ラインにおける高エネルギー
ビームの連続照射を容易に達成可能で、この種処理の工
業化に大きく寄与する。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）及び（ｂ）はこの発明に従うビームの連続
照射を示す説明図、 第２図は各照射位置でのビームスポット形を示す説明図
、 第３図（ａ）及び（ｂ）はストリップへのビーム照射方
法を示す説明図、 第４図はビーム走査方向とビームスポットの最適軌跡と
を示す模式図、 第５図はこの発明に使用する設備の模式図、第６及び７
図はストリップに湾曲を付与する装置の模式図である。 １　ストリップ　　２−・照射源 ３　電子ビーム　　４−湾曲付与装置 ５＝凸ロール　　　６−凹ロール ７−　チョック ９ａ、　９ｂ・−車輪

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ストリップの搬送路に対向させて固定配置した高エ
   ネルギービームの照射源を、ストリップの搬送方向と直
   交する向きから搬送方向へ傾けた向きにて走査し、スト
   リップ表面に高エネルギービームを照射するに当たり、 ストリップは、その搬送方向と直交する向きにおける断
   面を２次曲線に従って照射源側に湾曲する凹形状に保持
   することを特徴とする高エネルギービームの連続照射方
   法。 ２、ストリップは、ストリップの搬送速度に応じて選択
   した２次曲線に従って湾曲する凹形状に保持する請求項
   １に記載の方法。