特許 6875917 密閉容器構成部材の合体位置合わせ方法及び密閉容器構成部材の合体位置合わせ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6875917

(24)【登録日】2021年4月27日

(45)【発行日】2021年5月26日

(54)【発明の名称】密閉容器構成部材の合体位置合わせ方法及び密閉容器構成部材の合体位置合わせ装置

(51)【国際特許分類】

   C23C 8/16 20060101AFI20210517BHJP

   C22C 18/00 20060101ALI20210517BHJP

   C23C 2/26 20060101ALI20210517BHJP

   C22C 18/04 20060101ALN20210517BHJP

   C22C 21/10 20060101ALN20210517BHJP

【ＦＩ】

   C23C8/16

   C22C18/00

   C23C2/26

   !C22C18/04

   !C22C21/10

【請求項の数】8

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2017-72391(P2017-72391)

(22)【出願日】2017年3月31日

(65)【公開番号】特開2018-172743(P2018-172743A)

(43)【公開日】2018年11月8日

【審査請求日】2020年3月3日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006655

【氏名又は名称】日本製鉄株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000170716

【氏名又は名称】黒崎播磨株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100128923

【弁理士】

【氏名又は名称】納谷 洋弘

(74)【代理人】

【識別番号】100180297

【弁理士】

【氏名又は名称】平田 裕子

(74)【代理人】

【識別番号】100197848

【弁理士】

【氏名又は名称】石塚 良一

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼橋 一郎

(72)【発明者】

【氏名】中溝 浩行

(72)【発明者】

【氏名】安田 豊治

(72)【発明者】

【氏名】山本 正樹

(72)【発明者】

【氏名】中野 忠

(72)【発明者】

【氏名】湯倉 義孝

(72)【発明者】

【氏名】太田 勉

(72)【発明者】

【氏名】梶本 真一

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 昇

(72)【発明者】

【氏名】土山 雅彦

(72)【発明者】

【氏名】村井 裕輔

【審査官】 菅原 愛

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭５３−０４７６７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−３１２７７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１６／０２８１２０７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１２−１３２０６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−０５７０８７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ２３Ｃ ８／００−１６／５６

Ｃ２３Ｃ ２／００− ２／４０

Ｆ１６Ｊ１２／００−１３／２４

Ｂ０１Ｊ ３／００− ３／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

上側分割体と下側分割体とが合体して構成される密閉容器において当該上側分割体を当該下側分割体との合体位置に対して位置合わせする密閉容器構成部材の合体位置合わせ方法であって、
前記上側分割体を前記下側分割体の上方へ移動させる上方移動工程と、
前記下側分割体の上方に位置する前記上側分割体を、第１ガイドポールを有する第１ガイド機構によって前記合体位置に向かって所定の位置精度でガイドして降下させる第１降下工程と、
前記第１ガイド機構によってガイドされて降下中の前記上側分割体を、前記第１ガイドポールを中心とする径方向に離れた別の位置に設けられた第２ガイド機構によって、前記第１ガイド機構よりも高い位置精度でガイドして前記下側分割体との合体位置に向かって降下させる第２降下工程と、を少なくとも備える
ことを特徴とする、密閉容器構成部材の合体位置合わせ方法。

【請求項2】

前記第１ガイド機構は、
前記上側分割体に設けられた第１位置合わせ孔と、
前記下側分割体又は当該下側分割体が設置される場所に設けられ、前記第１位置合わせ孔に所定のクリアランスを有した状態で挿通される前記第１ガイドポールと、を少なくとも含み、
前記第２ガイド機構は、
前記上側分割体に設けられた第２位置合わせ孔と、
前記下側分割体又は当該下側分割体が設置される場所に設けられ、前記第２位置合わせ孔に前記所定のクリアランスよりも小さいクリアランスを有した状態で前記第２位置合わせ孔に挿通される第２ガイドポールと、を少なくとも含む
ことを特徴とする、請求項１に記載の密閉容器構成部材の合体位置合わせ方法。

【請求項3】

前記第１ガイドポールと前記第１位置合わせ孔との組が、少なくとも二つ備えられるとともに、一の組における第１ガイドポールの第１位置合わせ孔への挿通開始高さは、他の組における第１ガイドポールの第１位置合わせ孔への挿通開始高さよりも高い位置にある
ことを特徴とする、請求項２に記載の密閉容器構成部材の合体位置合わせ方法。

【請求項4】

前記第１位置合わせ孔に前記第１ガイドポールを挿通して前記上側分割体を降下させることにより、前記第２位置合わせ孔が前記第２ガイドポールを挿通可能な位置に導かれるように、前記第１ガイドポールと前記第１位置合わせ孔とのクリアランスが設定されている
ことを特徴とする、請求項２又は３に記載の密閉容器構成部材の合体位置合わせ方法。

【請求項5】

上側分割体と下側分割体とが合体して構成される密閉容器において当該上側分割体を当該下側分割体との合体位置に対して位置合わせする密閉容器構成部材の合体位置合わせ装置であって、
第１ガイドポールを有し、前記下側分割体の上方に位置している前記上側分割体を降下させる際に、当該上側分割体を当該下側分割体との合体位置に向かって所定の位置精度でガイドする棒状の第１ガイド機構と、
前記第１ガイド機構にガイドされて降下中の前記上側分割体を、前記第１ガイドポールを中心とする径方向に離れた別の位置に設けられ、前記第１ガイド機構よりも高い位置精度で前記下側分割体との合体位置に向かってガイドする第２ガイド機構と、を少なくとも備える、
ことを特徴とする、密閉容器構成部材の合体位置合わせ装置。

【請求項6】

前記第１ガイド機構は、
前記上側分割体に設けられた第１位置合わせ孔と、
前記下側分割体又は当該下側分割体が設置される場所に設けられ、当該第１位置合わせ孔に所定のクリアランスを有した状態で挿通される前記第１ガイドポールと、を少なくとも含み、
前記第２ガイド機構は、
前記上側分割体に設けられた第２位置合わせ孔と、
前記下側分割体又は当該下側分割体が設置される場所に設けられ、当該第２位置合わせ孔に前記所定のクリアランスよりも小さいクリアランスを有した状態で挿通される第２ガイドポールと、を少なくとも含む
ことを特徴とする、請求項５に記載の密閉容器構成部材の合体位置合わせ装置。

【請求項7】

前記第１ガイドポールと前記第１位置合わせ孔との組が、少なくとも二つ備えられるとともに、一の組における第１ガイドポールの第１位置合わせ孔への挿通開始高さは、他の組における第１ガイドポールの第１位置合わせ孔への挿通開始高さよりも高い位置にある
ことを特徴とする、請求項６に記載の密閉容器構成部材の合体位置合わせ装置。

【請求項8】

前記第１位置合わせ孔に前記第１ガイドポールを挿通して前記上側分割体を降下させることにより、前記第２位置合わせ孔が前記第２ガイドポールを挿通可能な位置に導かれるように、前記第１ガイドポールと前記第１位置合わせ孔とのクリアランスが設定されている
ことを特徴とする、請求項６又は７に記載の密閉容器構成部材の合体位置合わせ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、密閉容器構成部材を、精密に合体位置に合わせる方法及び精密に合体位置に合わせる装置に関する。

【背景技術】

【0002】

鋼板の意匠性及び耐食性の観点から、鋼板の表面を酸化させて、鋼板の表面に青色皮膜を形成する表面処理技術（ブルーイング）が知られている。例えば、特許文献１には、鋼帯を巻いたコイルを密閉容器（熱処理炉本体）中で水蒸気と接触させて、ブルーイングする方法が開示されている。

【0003】

また、建築物の屋根材や外装材、家電製品、自動車などの分野では、意匠性などの観点から黒色の外観を有する鋼板のニーズが高まっている。鋼板の表面を黒色化する方法としては、鋼板の表面に黒色塗料を塗布して黒色塗膜を形成する方法があるが、黒色塗膜を形成せずに、めっき鋼板の金属光沢および銀白色の色調を遮蔽して、めっき層そのものを酸化させて黒色化する方法が提案されている。例えば、特許文献２および特許文献３には、溶融Ａｌ、Ｍｇ含有Ｚｎめっき鋼板を、密閉容器の内部で水蒸気と接触させて、黒色化した酸化皮膜を溶融Ａｌ、Ｍｇ含有Ｚｎめっき層に形成させる方法が記載されている。

【0004】

以下、この明細書では、溶融Ａｌ、Ｍｇ含有Ｚｎめっき鋼板を、単に「めっき鋼板」とも言うことがある。また、溶融Ａｌ、Ｍｇ含有Ｚｎめっき鋼板の溶融Ａｌ、Ｍｇ含有Ｚｎめっき層を、単に「めっき層」ということがある。さらに、溶融Ａｌ、Ｍｇ含有Ｚｎめっき鋼板の溶融Ａｌ、Ｍｇ含有Ｚｎめっき層を黒色化するために、密閉容器の内部で溶融Ａｌ、Ｍｇ含有Ｚｎめっき鋼板に水蒸気を接触させることを、単に「水蒸気処理」ともいう。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１２−１３２０６１号公報

【特許文献2】特許第５３３５１５９号公報

【特許文献3】特許第６０７２９５２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

例えば特許文献１に記載されたブルーイングを行う場合、鋼板を密閉容器の内部に収容して行われるため、大型の密閉容器が用いられる。この大型の密閉容器は、鋼板を支持するベースフレームと、このベースフレームに合体して組み付けられる内カバー及び外カバーとに分割可能に構成されている。密閉容器内への鋼板の出し入れは内カバー及び外カバーを移動させて行われるが、この移動させた内カバー及び外カバーをベースフレームに合体して組み付ける際には、上述の水蒸気処理を行う上で、高い気密性が要求される。

【0007】

しかしながら、内カバー及び外カバーは大型故、ベースフレーム上の合体位置へ精度よく移動させることは非常に難しい。すなわち、ベースフレームから一旦取り外された内カバー及び外カバーを、再びベースフレームとの合体位置に精度よく戻すことは容易ではない。内カバー及び外カバーをベースフレームとの合体位置に精度よく戻せない場合、内カバー及び外カバーとベースフレームとの間において高い気密性を確保できない虞がある。

【0008】

特許文献２、３に記載された水蒸気処理も、高い気密性が要求される密閉容器（上下に分割可能な容器）内で行われるため、特許文献２、３に記載された密閉容器においても、特許文献１と同様の上記の問題が生じる虞がある。

【0009】

なお、特許文献１の技術（鋼板のブルーイング）は、鋼板を水蒸気と接触させる処理を行なう点では特許文献２，３の技術（めっき鋼板の黒色化処理）と同様であるものの、特許文献２，３の設備（密閉容器）の方が高い圧力で使用されるため、密閉容器（分割体）のセットにより高い精度が要求される。また、鋼板のブルーイングとめっき鋼板の黒色化処理とでは、水蒸気圧力の制御範囲が大きく異なるため、特許文献１の設備では、黒色化した酸化皮膜を溶融Ａｌ、Ｍｇ含有Ｚｎめっき層に形成させる処理を行なうことはできない。

【0010】

そこで、本願発明では、高い気密性が要求される密閉容器において、当該密閉容器を構成する部材同士を精度よく位置合わせすることができる、合体位置合わせ方法及び合体位置合わせ装置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】

（１）上側分割体と下側分割体とが合体して構成される密閉容器において当該上側分割体を当該下側分割体との合体位置に対して位置合わせする密閉容器構成部材の合体位置合わせ方法であって、
前記上側分割体を前記下側分割体の上方へ移動させる上方移動工程と、
前記下側分割体の上方に位置する前記上側分割体を、第１ガイドポールを有する第１ガイド機構によって前記合体位置に向かって所定の位置精度でガイドして降下させる第１降下工程と、
前記第１ガイド機構によってガイドされて降下中の前記上側分割体を、前記第１ガイドポールを中心とする径方向に離れた別の位置に設けられた第２ガイド機構によって、前記第１ガイド機構よりも高い位置精度でガイドして前記下側分割体との合体位置に向かって降下させる第２降下工程と、を少なくとも備える
ことを特徴とする、密閉容器構成部材の合体位置合わせ方法。

【0012】

（２）前記第１ガイド機構は、前記上側分割体に設けられた第１位置合わせ孔と、前記下側分割体又は当該下側分割体が設置される場所に設けられ、前記第１位置合わせ孔に所定のクリアランスを有した状態で挿通される前記第１ガイドポールと、を少なくとも含み、前記第２ガイド機構は、前記上側分割体に設けられた第２位置合わせ孔と、前記下側分割体又は当該下側分割体が設置される場所に設けられ、前記第２位置合わせ孔に前記所定のクリアランスよりも小さいクリアランスを有した状態で前記第２位置合わせ孔に挿通される第２ガイドポールと、を少なくとも含むことを特徴とする、（１）に記載の密閉容器構成部材の合体位置合わせ方法。

【0013】

（３）前記第１ガイドポールと前記第１位置合わせ孔との組が、少なくとも二つ備えられるとともに、一の組における第１ガイドポールの第１位置合わせ孔への挿通開始高さは、他の組における第１ガイドポールの第１位置合わせ孔への挿通開始高さよりも高い位置にあることを特徴とする、（２）に記載の密閉容器構成部材の合体位置合わせ方法。

【0014】

（４）前記第１位置合わせ孔に前記第１ガイドポールを挿通して前記上側分割体を降下させることにより、前記第２位置合わせ孔が前記第２ガイドポールを挿通可能な位置に導かれるように、前記第１ガイドポールと前記第１位置合わせ孔とのクリアランスが設定されていることを特徴とする、（２）又は（３）に記載の密閉容器構成部材の合体位置合わせ方法。

【0015】

（５）上側分割体と下側分割体とが合体して構成される密閉容器において当該上側分割体を当該下側分割体との合体位置に対して位置合わせする密閉容器構成部材の合体位置合わせ装置であって、
第１ガイドポールを有し、前記下側分割体の上方に位置している前記上側分割体を降下させる際に、当該上側分割体を当該下側分割体との合体位置に向かって所定の位置精度でガイドする棒状の第１ガイド機構と、
前記第１ガイド機構にガイドされて降下中の前記上側分割体を、前記第１ガイドポールを中心とする径方向に離れた別の位置に設けられ、前記第１ガイド機構よりも高い位置精度で前記下側分割体との合体位置に向かってガイドする第２ガイド機構と、を少なくとも備える、
ことを特徴とする、密閉容器構成部材の合体位置合わせ装置。

【0016】

（６）前記第１ガイド機構は、前記上側分割体に設けられた第１位置合わせ孔と、前記下側分割体又は当該下側分割体が設置される場所に設けられ、当該第１位置合わせ孔に所定のクリアランスを有した状態で挿通される前記第１ガイドポールとを備え、前記第２ガイド機構は、前記上側分割体に設けられた第２位置合わせ孔と、前記下側分割体又は当該下側分割体が設置される場所に設けられ、当該第２位置合わせ孔に前記所定のクリアランスよりも小さいクリアランスを有した状態で挿通される第２ガイドポールとを備えることを特徴とする、（５）に記載の密閉容器構成部材の合体位置合わせ装置。

【0017】

（７）前記第１ガイドポールと前記第１位置合わせ孔との組が、少なくとも二つ備えられるとともに、一の組における第１ガイドポールの第１位置合わせ孔への挿通開始高さは、他の組における第１ガイドポールの第１位置合わせ孔への挿通開始高さよりも高い位置にある、ことを特徴とする、（６）に記載の密閉容器構成部材の合体位置合わせ装置。

【0018】

（８）前記第１位置合わせ孔に前記第１ガイドポールを挿通して前記上側分割体を降下させることにより、前記第２位置合わせ孔が前記第２ガイドポールを挿通可能な位置に導かれるように、前記第１ガイドポールと前記第１位置合わせ孔とのクリアランスが設定されていることを特徴とする、（６）又は（７）に記載の密閉容器構成部材の合体位置合わせ装置。

【0019】

上記（１）、（５）の構成によれば、第１ガイドポールを有する第１ガイド機構により、上側分割体の、下側分割体との合体位置への、粗方の位置合わせが成され、その後さらに、第１ガイドポールを中心とする径方向に離れた別の位置に設けられた第２ガイド機構により、上側分割体の、下側分割体との密閉可能な合体位置への、より高い精度での位置合わせが成される。つまり、第１ガイド機構および第２ガイド機構により、位置合わせの精度を順次高めることができるため、上側分割体を下側分割体との合体位置に精度よく、しかも素早く位置合わせすることができる。

【0020】

上記（２）、（６）の構成によれば、第１位置合わせ孔と第１ガイドポールとの間のクリアランスよりも、第２位置合わせ孔と第２ガイドポールとの間のクリアランスを小さくすることにより、第２ガイド機構による位置合わせの精度を第１ガイド機構による位置合わせの精度よりも高めている。したがって、位置合わせの精度を順次高めて、精度よく、しかも素早く位置合わせすることができる。

【0021】

上記（３）、（７）の構成によれば、第１ガイドポールと第１位置合わせ孔との組を二組設け、それらの組について、順次、挿通作業を行えばよいので、二つの組について同時に挿通作業を行う場合と比べて容易に挿通作業を行うことができる。

【0022】

上記（４）、（８）の構成によれば、第１位置合わせ孔へ第１ガイドポールが挿通されることによって、上側分割体がそのまま合体位置方向まで降下されれば、第２位置合わせ孔へ第２ガイドポールが挿通されるため、作業者が上側分割体を細かく位置調整する必要がなく、合体位置合わせの作業を極めて容易に行うことができる。

【発明の効果】

【0023】

本願発明によれば、高い気密性が要求される密閉容器において、当該密閉容器を構成する部材同士を精度よく位置合わせすることができる、合体位置合わせ方法及び合体位置合わせ装置を提供することができる。そして、位置合わせを精度よく行うことができることにより、密閉容器の気密性を容易に確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本願発明に係る黒色めっき鋼板を製造する方法のフローチャートである。

【図2】本願発明に係る黒色めっき鋼板を製造する装置の模式図である。

【図3】本発明に係る黒色めっき鋼板を製造する装置の平面図である。

【図4】図３に示される装置を直線（一点鎖線）Ｌ１に沿って切断した状態で示す部分断面図である。

【図5】図３に示される装置を直線（一点鎖線）Ｌ２に沿って切断した状態で示す部分断面図である。

【図6】本発明における第２ガイド機構の要部を拡大して示す平面図である。

【図7】図６に示される要部をさらに拡大して示す平面図である。

【図8】本発明に係る黒色めっき鋼板を製造する装置の上部カバーを底部フレームから退避させた状態から、クレーンを用いて、上部カバーを底部フレームの上方に移動させた状態を示す側面図である。

【図9】本発明に係る黒色めっき鋼板を製造する装置の上部カバーを、第１ガイド機構によってガイドしつつ、クレーンを用いて降下させた状態を示す側面図である。

【図10】本発明に係る黒色めっき鋼板を製造する装置の上部カバーを、第１ガイド機構及び第２ガイド機構によってガイドしつつ、クレーンを用いて降下させた状態を示す側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下、本発明の密閉容器の一例として、黒色めっき鋼板の製造装置を例に挙げて説明するとともに、その装置内で行われる黒色めっき鋼板の製造方法について説明する。

【0026】

なお、この明細書で「密閉容器の内部が正圧である」とは、密閉容器の内部の圧力が密閉容器の外部の圧力（大気圧）よりも大きい状態であることをいう。また、「密閉容器の内部が負圧である」とは、密閉容器の内部の圧力が密閉容器の外部の圧力（大気圧）よりも小さい状態であることをいう。

【0027】

［黒色めっき鋼板を製造する方法］
本願発明に係る黒色めっき鋼板を製造する方法は、ＡｌおよびＭｇを含有する溶融Ａｌ、Ｍｇ含有Ｚｎめっき鋼板を密閉容器の内部で水蒸気に接触させて黒色めっき鋼板を製造する方法である。

【0028】

黒色めっき鋼板の製造方法は、図１のフローチャートに示されているように、密閉容器の内部に溶融Ａｌ、Ｍｇ含有Ｚｎめっき鋼板を搬入する工程と、密閉容器の内部に配置した溶融Ａｌ、Ｍｇ含有Ｚｎめっき鋼板を加熱する第１工程（Ｓ１１０）と、密閉容器の内部の雰囲気ガスを排気して、密閉容器内部の気体圧力を７０ｋＰａ以下にする第２工程（Ｓ１２０）と、密閉容器の内部に水蒸気を導入して所定の圧力の下、めっき層を黒色化する第３工程（Ｓ１３０）と、第３工程（Ｓ１３０）の後に密閉容器の内部の圧力をいったん大気圧に戻した後に、密閉容器内部の気体圧力を再び７０ｋＰａ以下にする第４工程（Ｓ１４０）と、密閉容器内部のめっき鋼板を冷却する第５工程（Ｓ１５０）と、密閉容器から溶融Ａｌ、Ｍｇ含有Ｚｎめっき鋼板を払い出す工程とを、この順番で行われる。なお、雰囲気ガスとは、密閉容器の内部に存在するガスを意味し、本願明細書に記載された大気、水蒸気、水素を含有する水蒸気、窒素ガスなどの総称である。

【0029】

以下、各工程についてより詳しく説明する。

【0030】

以下の第１工程（Ｓ１１０）の前に、密閉容器１０（図２参照）における後述の上部カバー９を後述の底部フレーム８から切り離すことにより、密閉容器１０を開放して、めっき鋼板１を密閉容器１０の内部に搬入する。そして、上部カバー９を底部フレーム８に合体させて、第１工程（Ｓ１１０）に移行する。

【0031】

（第１工程）
第１工程（Ｓ１１０）では、密閉容器の内部に配置しためっき鋼板を加熱する。

【0032】

図２に示されるように、密閉容器１０の内部に、めっき鋼板１が配置される。密閉容器１０は、めっき鋼板１を配置する配置部１２を内部に有し、雰囲気ガスの排気による内部の気体圧力の低下や水蒸気の導入、加熱、冷却などに耐えうる強度を有していればよい。

【0033】

図２に示される例では、密閉容器１０は、底部フレーム８（本発明の「下側分割体」に含まれる）と、上部カバー９（本発明の「上側分割体」に含まれる）とに分割可能に構成されている。底部フレーム８は、めっき鋼板１が配置される配置部１２を備えている。また、上部カバー９は、天井面がドーム状に形成された上部カバー天井部１３と、側面が円形筒状に形成された上部カバー縦壁部１４とを有している。上部カバー９は、下部が開放される形状によって構成されている。上部カバー９と底部フレーム８とは、図外のクランプ部材（クラッチ式締め付けリング）を用いて相互に連結可能に構成されている。具体的には、上部カバー９の下端部に形成された図外の係止爪と、底部フレーム８の上端部に形成された図外の被係止爪とを位置合わせした状態で、これら係止爪と被係止爪とをクランプ部材でクランプすることにより、上部カバー９と底部フレーム８とを連結（合体）できるように構成されている。また、上部カバー９と底部フレーム８の間には、図外のシール部材（例えば、ゴム製パッキン等）が介挿されており、上部カバー９と底部フレーム８とが合体した状態では、このシール部材により上部カバー９と底部フレーム８との間の気密性が確保されるようになっている。なお、この気密性を確保するためには、底部フレーム８と上部カバー９との位置合わせが精密に行われる必要がある。

【0034】

めっき鋼板１の密閉容器１０内への出し入れ作業は、ボルト・ナットによる連結を解除した後に、上部カバー９をクレーン１０２（図８参照）で吊り上げ、所定の退避場所に上部カバー９を一旦退避させ、その後、配置部１２上のめっき鋼板１を出し入れした後に、再び、クレーン１０２で上部カバー９を吊り上げて、底部フレーム８との密閉可能な合体位置に戻すことにより行われる。したがって、密閉容器１０は、その外部から内部への気体の流入が実質的に不可能な密閉状態と、めっき鋼板の搬出、搬入が可能な開放状態との、いずれをもとることが可能に構成されている。

【0035】

めっき鋼板１は、基材鋼板と、基材鋼板の表面に形成された溶融Ａｌ、Ｍｇ含有Ｚｎめっき層とを有する。

【0036】

溶融Ａｌ、Ｍｇ含有Ｚｎめっき層は、水蒸気との接触により黒色化する組成を有していればよい。めっき層が水蒸気との接触により黒色化するメカニズムは不明であるが、一つの仮説としては、水蒸気との接触によりめっき層表面およびめっき層中に酸素欠乏型の欠陥構造を有するＺｎ、Ａｌ、Ｍｇの酸化物（例えば、ＺｎＯ_１−ｘなど）や水酸化物が生成されるためと推察される。このように、酸素欠乏型の酸化物や水酸化物が生成されると、その欠陥準位に光がトラップされるため、上記の酸化物や水酸化物が黒色外観を呈することになる。例えば、Ａｌが０．１質量％以上６０質量％以下、Ｍｇが０．０１質量％以上１０質量％以下、Ｚｎが残部の組成を有するめっき層は、水蒸気との接触によって好適に黒色化することができる。

【0037】

また、第１工程（Ｓ１１０）において、めっき鋼板１は、露点が常にめっき鋼板温度未満であるガス（低水蒸気ガス）の存在下で加熱される。つまり、密閉容器１０の内部に存在する雰囲気ガスは低水蒸気ガスである。めっき鋼板１の加熱作業を容易にする観点から、低水蒸気ガスは大気であってもよいが、めっき鋼板１の黒色化が可能な限りにおいて、窒素などの不活性ガスに置換してもよい。その他、大気よりも低露点の雰囲気に置換してもよい。なお、低水蒸気ガスは、密閉容器１０に接続されたガス導入部５０から密閉容器１０内へ導入することができる。第１工程（Ｓ１１０）では、めっき鋼板１を低水蒸気ガスの存在下で加熱するので、密閉容器１０に容器外から外気が侵入しないことが好ましい。このため、密閉容器１０には内部の正圧に対する気密性が必要である。そして、密閉容器１０の正圧に対する気密性を確保するためには、底部フレーム８と上部カバー９との位置合わせが精密に行われている必要がある。
なお、この明細書では、露点がめっき鋼板温度未満であるガスのことを「低水蒸気ガス」という。

【0038】

（第２工程）
第２工程（Ｓ１２０）では、密閉容器１０内の雰囲気ガスを、排気配管３１を通じて排気し、密閉容器１０内の気体の圧力を７０ｋＰａ以下にする。例えば、密閉容器１０外に設置した排気ポンプ（図示せず。）で、密閉容器１０の中の雰囲気ガスを排出することで、密閉容器１０内の気体の圧力を上記範囲にすることができる。第２工程（Ｓ１２０）においては、雰囲気ガスの排気を１回のみ行ってもよいし、密閉容器１０内に残存する水蒸気以外の気体成分の量をより少なくするため、雰囲気ガスの排気と、ガス導入配管５１からの低水蒸気ガスの導入を繰り返し行ってもよい。第２工程（Ｓ１２０）では、密閉容器１０の内部が真空またはそれに近い状態となるように排気するので、密閉容器１０には内部の負圧に対する気密性が必要である。そして、密閉容器１０の負圧に対する気密性を確保するためには、底部フレーム８と上部カバー９との位置合わせが精密に行われている必要がある。

【0039】

（第３工程）
第３工程（Ｓ１３０）では、密閉容器１０内に水蒸気を導入してめっき鋼板１のめっき層を黒色化する。すなわち、第３工程（Ｓ１３０）では、めっき鋼板１に対して、水蒸気処理を行う。第３工程（Ｓ１３０）では、密閉容器１０の内部に水蒸気を導入して、密閉容器１０内を正圧に維持する必要があるため、密閉容器１には内部の正圧に対する気密性が必要である。

【0040】

（第４工程）
第４工程（Ｓ１４０）では、密閉容器１０の内部の圧力をいったん大気圧に戻した後に、密閉容器１０の内部の雰囲気ガスを排気して、密閉容器の内部の気体圧力を７０ｋＰａ以下にする。例えば、密閉容器１０の内部の圧力をいったん大気圧に戻すためには、密閉容器に設けた大気圧開放弁（図示せず。）を開くことで行うことができる。また、密閉容器１０内の気体圧力を７０ｋＰａ以下とするためには、密閉容器外に設置した排気ポンプ（図示せず。）使用し、密閉容器１０内の雰囲気ガスを、排気配管３１を通じて排出することで密閉容器１０内の圧力を低くすることができる。第４工程（Ｓ１４０）では、密閉容器１０の内部が真空またはそれに近い状態となるように排気するので、密閉容器１０には内部の負圧に対する気密性が必要である。

【0041】

（第５工程）
第５工程（Ｓ１５０）では、密閉容器１０の内部に露点が常にめっき鋼板温度未満であるガス（低水蒸気ガス）をガス導入部５０から導入してめっき鋼板１を冷却する。第５工程（Ｓ１５０）で導入されるガスは、加熱されていないことが好ましいが、必要に応じて、密閉容器１０内の雰囲気温度よりも低温に加熱されていてもよい。第５工程（Ｓ１５０）では、めっき鋼板１を低水蒸気ガスの存在下で冷却するので、密閉容器１０に容器外から外気が侵入しないことが好ましい。このため、密閉容器１０には内部の正圧に対する気密性が必要である。

【0042】

例えば、第５工程（Ｓ１５０）で導入される低水蒸気ガスは、大気、窒素ガス、または不活性ガスとすることができ、作業性を考慮すると、密閉容器１０を大気開放して、大気を導入することが好ましい。

【0043】

第５工程（Ｓ１５０）の後に、密閉容器１０における後述の上部カバー９を後述の底部フレーム８から切り離すことにより、密閉容器１０を開放して、めっき鋼板１を密閉容器１０から払い出す（搬出する）。

【0044】

次に、黒色めっき鋼板の製造装置について説明する。
［黒色めっき鋼板を製造する装置］
（装置の構成）
黒色めっき鋼板を製造する装置は、模式断面図である図２に示されているように、めっき鋼板１を取り出し可能に配置できる配置部１２を有する密閉容器１０等を有している。

【0045】

さらに、本発明の密閉容器１０には、底部フレーム８の上方に位置している上部カバー９を、底部フレーム８との合体位置に向かって所定の位置精度でガイドして降下させる第１ガイド機構８１と、第１ガイド機構８１によりガイドされて降下中の上部カバー９を、当該第１ガイド機構８１よりも高い位置精度でガイドしつつ上記合体位置まで降下させる第２ガイド機構８２とが備えられている。第１ガイド機構８１と第２ガイド機構８２とにより、本実施形態における合体位置合わせ装置１０３が構成されている。また、本実施形態において上部カバー９を移動および合体位置まで降下させるクレーン１０２は、例えば天井クレーンであり、その場合には、建屋の両側の壁に沿って設けられた図外のランウェイ（走行軌道） と、ランウェイを走行する図外の走行部と、走行部から上下方向の長さを調整可能に垂下するワイヤ１０４と、ワイヤ１０４の先端に設けられたフック１０５とを備えている。なお、上記した合体位置合わせ装置は、黒色めっき鋼板を製造する装置に限らず、気密性が要求される密閉容器に好適に利用することが可能である。

【0046】

（第１ガイド機構８１の構成）
第１ガイド機構８１は、上部カバー９の外壁面に当該外壁面から径方向外側に突出するように設けられる複数の第１ブラケット８３（図２、３、４参照）と、底部フレーム８が配置される台座８７に支持され、当該台座８７から上向きに延びる第１ガイドポール８８とを備えている。図３に示される例では、２つの第１部ブラケット８３が、上部カバー９の径方向中心を通る直線Ｌ１上で、互いに反対側に位置するように配置されている。なお、図２においては、便宜上、第１ブラケット８３と、後述の第２ブラケット８４とを図示している。なお、第１ガイドポール８８は、底部フレーム８に設けられていてもよい。

【0047】

本実施形態においては、図４に示されるように、２つの第１ブラケット８３に対応して、台座８７に２本の第１ガイドポール８８が立設されている。２本の第１ガイドポール８８のうちの一方の第１ガイドポール８８（図４における左側の第１ガイドポール８８）は、他方の第１ガイドポール８８（図４における右側の第１ガイドポール８８）よりも長い長さとされている。つまり、図４において右側の第１ガイドポール８８の上端高さを示す直線Ｌ３よりも、左側の第１ガイドポール８８の上端位置は高い位置にある。換言すれば、一方の第１ガイドポール８８の第１位置合わせ孔８５（後述）への挿通開始高さが、他方の第１ガイドポール８８の第１位置合わせ孔８５（後述）への挿通開始高さよりも高い位置にある。

【0048】

一方の第１ガイドポール８８の第１位置合わせ孔８５への挿通開始高さを、他方の第１ガイドポール８８の第１位置合わせ孔８５への挿通開始高さよりも高い位置に設定することで、以下の利点が得られる。詳しく説明すると、２本の第１ガイドポール８８を、各々、第１位置合わせ孔８５に挿通する際に、まず、一方の第１ガイドポール８８（長い方の第１ガイドポール８８）を第１位置合わせ孔８５に挿通し、その後に、他方の第１ガイドポール８８（短い方の第１ガイドポール８８）を第１位置合わせ孔８５に挿通すればよい（つまり、２本の第１ガイドポール８８の挿通作業を順次行えばよい）。このように、一方の第１ガイドポール８８の第１位置合わせ孔８５への挿通開始高さを、他方の第１ガイドポール８８の第１位置合わせ孔８５への挿通開始高さよりも高い位置に設定することにより、２本の第１ガイドポール８８の挿通開始高さを互いに同じ高さに設定して（２本の第１ガイドポール８８の上端高さを互いに同じ高さに設定して）２本の第１ガイドポール８８の挿通作業を同時に行う場合と比べて、挿通作業を容易に行うことができる。

【0049】

第１ブラケット８３は、第１ガイドポール８８を挿通可能な第１位置合わせ孔８５を有している。第１ガイドポール８８は、本実施形態では円柱状に構成されるとともに、上端部が円錐状に尖っており、第１位置合わせ孔８５に所定のクリアランスを有した状態で挿通可能となっている。つまり、第１位置合わせ孔８５の直径は、第１ガイドポール８８の直径よりも所定のクリアランス分だけ大きい値に設定されている。具体的には、第１位置合わせ孔８５に第１ガイドポール８８を挿通して上部カバー９を降下させれば（図９参照）、後述の第２位置合わせ孔８６が後述の第２ガイドポール８９先端の円錐部に導かれるように、第１ガイドポール８８と第１位置合わせ孔８５とのクリアランスが設定されている。これにより、第１位置合わせ孔８５に第１ガイドポール８８が挿通されていさいすれば、上部カバー９をそのまま合体位置方向へ降下させることで、第２ガイド機構８２における第２位置合わせ孔８６（後述）へ第２ガイドポール８９（後述）が挿通されるので、オペレータ１００による上部カバー９の細かな位置調整が必要なくなり、合体位置合わせ作業を極めて容易に行うことができる（図９、１０参照）。

【0050】

（第２ガイド機構８２の構成）
第２ガイド機構８２は、上部カバー９の外壁面に当該外壁面から径方向外側に突出するように設けられる複数の第２ブラケット８４（図２、３、５〜７参照）と、底部フレーム８が配置される台座８７に支持され、当該台座８７から上向きに延びる第２ガイドポール８９と、台座８７に柱部９１を介して支持され、第２ブラケット８４の位置を調整する位置調整機構９２とを備えている。図３に示される例では、２つの第２部ブラケット８４が、上部カバー９の径方向中心を通る直線Ｌ２上で、互いに反対側に位置するように配置されている。第２ブラケット８４は、第２ガイドポール８９を挿通可能な第２位置合わせ孔８６を有している。

【0051】

第２ガイドポール８９は、本実施形態では第１ガイドポール８８よりも小さい径で円柱状に構成されるとともに、上端部が円錐状に尖っている。第２ガイドポール８９の上端は、第１ガイドポール８８の上端よりも下方に位置している。図８〜１０に示される例では、第２ガイドポール８９と第１ガイドポール８８とは、台座８７における同じ高さ位置から上方に延びており、第２ガイドポール８９は、第１ガイドポール８８よりも短く構成されている。これにより、上部カバー９を降下させる際に、第１ガイドポール８８を第１位置合わせ孔８５に入れて、上部カバー９の、底部フレーム８との合体位置への粗方の位置決めを行った後に、第２ガイドポール８９を第２位置合わせ孔８６に入れることができる。したがって、第２ガイドポール８９を第２位置合わせ孔８６に入れ易くなる。なお、第２ガイドポール８９は、底部フレーム８に設けられていてもよい。

【0052】

また、第２位置合わせ孔８６と第２ガイドポール８９とのクリアランスは、第１位置合わせ孔８５と第１ガイドポール８８とのクリアランスよりも小さいクリアランスを有している。したがって、第２ガイド機構８２は、第１ガイド機構８１よりも、より高い位置精度で上部カバー９を合体位置まで誘導することに貢献している。詳しく説明すると、第１ガイド機構８１により、上部カバー９の、底部フレーム８との合体位置への粗方の位置合わせが成され、その後さらに、第２ガイド機構８２により、上部カバー９の、底部フレーム８との密閉可能な合体位置への、より高い精度の位置合わせがなされる。つまり、第１ガイド機構８１および第２ガイド機構８２により、位置合わせの精度を順次高めることができるため、上部カバー９を下部カバー８との合体位置に精度よく、しかも素早く位置合わせすることができる。

【0053】

位置調整機構９２は、図７に示されるように、第２ブラケット８４の外側端部に回転自在に当接するローラ９３と、このローラ９３における直線Ｌ２に沿った方向の位置を調整する回転自在のローラ９４とを備えている。したがって、ローラ９３の位置を適宜調整することにより、合体位置のより細かい位置調整が可能となっている。

【0054】

次に、図８〜１０を参照しつつ、底部フレーム８から退避場所へ退避した上部カバー９を、クレーン１０２及び位置合わせ装置１０３を用いて、底部フレーム８と上部カバー９とが密閉可能な合体位置に移動させる方法について説明する。

【0055】

［上部カバー９を底部フレーム８との合体位置に移動させる方法］
（上方移動工程）
この工程では、図８に示されるように、底部フレーム８から退避した上部カバー９を、クレーン１０２を用いて底部フレーム８の上方へ移動させる。このとき、クレーン１０２のオペレータ１００は、第１ガイド機構８１の第１位置合わせ孔８５が、第１ガイドポール８８の真上に位置していることを目視で確認する。ここでいう「真上」には、第１位置合わせ孔８５の径方向中心と、第１ガイドポール８８の径方向中心とが径方向において一致している場合の他、径方向に若干ずれている場合も含まれる。

【0056】

（第１降下工程）
この工程では、図９に示されるように、底部フレーム８の真上に位置する上部カバー９を、第１ガイド機構８１を用いて合体位置に向かって所定の位置精度でガイドしつつクレーン１０２を用いて降下させる。具体的には、第１ガイドポール８８付近に配置された監視員１０１の合図により、オペレータ１００がクレーン１０２を操作して、第１位置合わせ孔８５に第１ガイドポール８８を挿通しながら、上部カバー９を降下させる。上部カバー９は、第２位置合わせ孔８６が第２ガイドポール８９の若干上の位置に来るまで降下される。このとき、第２ガイドポール９１付近に配置された監視員１０１は、第２ガイド機構８２の第２位置合わせ孔８６が、第２ガイドポール８９の真上に位置していることを目視で確認する。ここでいう「真上」には、第２位置合わせ孔８６の径方向中心と、第２ガイドポール８９の径方向中心とが径方向において一致している場合の他、径方向に若干ずれている場合も含まれる。

【0057】

この工程では、一方の第１ガイドポール８８（上端高さが高い方の第１ガイドポール８８）を第１位置合わせ孔８５に挿通した後に、他方の第１ガイドポール８８（上端高さが低い方の第１ガイドポール８８）を第１位置合わせ孔８５に挿通する。これにより、２本の第１ガイドポールの上端高さを互いに同じ高さに設定して２本の第１ガイドポールの挿通作業を同時に行う場合と比べて、挿通作業を容易に行うことができる。

【0058】

（第２降下工程）
この工程では、図１０に示されるように、第１ガイド機構８１にガイドされて降下中の上部カバー９を、第２ガイド機構８２を用いて第１ガイド機構８１よりも高い位置精度でガイドしつつクレーン１０２を用いて底部フレーム８との合体位置まで降下させる。具体的には、第２ガイドポール８９付近に配置された監視員１０１の合図により、オペレータ１００がクレーン１０２を操作して、第２位置合わせ孔８６に第２ガイドポール８９を挿通しながら、上部カバー９を降下させて底部フレーム８上に載せる。その後、ボルト・ナットで上部カバー９と底部フレーム８とを相互に連結する。

【0059】

本実施形態では、第１位置合わせ孔８５に第１ガイドポール８８を挿通して上部カバー９を降下させれば（図９参照）、第２位置合わせ孔８６が第２ガイドポール８９先端の円錐部に導かれるように、第１ガイドポール８８と第１位置合わせ孔８５とのクリアランスが設定されている。これにより、第１位置合わせ孔８５に第１ガイドポール８８が挿通されていさいすれば、上部カバー９をそのまま合体位置方向へ降下させることで、第２位置合わせ孔８６へ第２ガイドポール８９が挿通されるので、オペレータ１００による上部カバー９の細かな位置調整が必要なくなり、合体位置合わせ作業（図１０参照）を極めて容易に行うことができる。

【0060】

（効果）
上記本願発明の方法によれば、第１ガイド機構８１により、上部カバー９の、底部フレーム８との合体位置への、粗方の位置合わせが成され、その後さらに、第２ガイド機構８２により、上部カバー９の、底部フレーム８と密閉可能な合体位置へのより高い精度での位置合わせが成される。つまり、第１ガイド機構８１および第２ガイド機構８２により、位置合わせの精度を順次高めることができるため、上部カバー９を、底部フレーム８との合体位置に精度よく、しかも素早く位置合わせすることができる。また、めっき鋼板１の黒色化に用いられる密閉容器１０は、大型で重量が大きいものであるため、上部カバー９をクレーン等の揚重機械を用いて移動させる必要がある。しかし、クレーン等の揚重機械を用いて上部カバー９のような重量物を移動させる場合、上部カバー９には多少なりとも揺れが生じるため、高い気密性を維持できるように上部カバー９と底部フレーム８とを密閉することは困難を極める。この点、本実施形態に係る方法及び装置を用いて上部カバー９を移動させると、上部カバー９と底部フレーム８とを高い気密性で密閉可能な合体位置への位置合わせを精度よく、しかも素早く行うことができる。

【0061】

なお、上記実施形態では、第１ガイド機構による第１降下工程と、第２ガイド機構による第２降下工程とにより、合体位置合わせを行っているが、本実施形態はこれに限られない。例えば、３つ以上のガイド機構を設け、それらガイド機構の位置合わせの精度を順次高いものとして、これらガイド機構による３つ以上の降下工程により、合体位置合わせを行ってもよい。

【0062】

また、上記実施形態に係る合体位置合わせ方法及び合体位置合わせ装置は、水蒸気処理によるめっき鋼板の黒色化に用いられているが、これに限られるものではない。

【産業上の利用可能性】

【0063】

本願発明の方法は、密閉容器１０の上部カバー９を、底部フレーム８との合体位置に精度よく素早く位置合わせすることができるので、黒色化されためっき鋼板の生産性を向上させて、そのより一層の普及に貢献することが期待される。

【符号の説明】

【0064】

８ 底部フレーム
９ 上部カバー
１０ 密閉容器
８１ 第１ガイド機構
８２ 第２ガイド機構
８５ 第１位置合わせ孔
８６ 第２位置合わせ孔
８８ 第１ガイドポール
８９ 第２ガイドポール

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】