JP3974881B2 - 金属帯の連続溶融めっき装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属帯の連続溶融めっき装置に関し、特に、金属溶湯中で用いられるロールおよび軸受部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
金属帯を亜鉛等の金属溶融めっき浴中に通して連続的にめっきを施す金属帯の連続溶融めっき装置は、金属帯を溶融めっき浴に案内するシンクロールや金属帯の幅方向の反りを修正するサポートロール等の回転部品を有しており、これらは稼働時は常に溶融めっき浴中に浸漬配置されている。
このサポートロールは、外部駆動により強制的にロール回転されている。このロール回転の駆動力伝達手段は、一般的に、溶融めっき浴の外部に設置された電動機から、自在継手、スピンドルを経て、駆動力がサポートロールに伝達されるものである。この場合、溶融めっき浴中にあるスピンドルとサポートロールとの結合は、スピンドル先端に一体化された十字ピンをロール軸端部に設置された十字ピン受け溝で受ける構造となっている。このため、機構的にサポートロールの回転が不等速となり、そのため金属帯に振動が発生し、この振動がめっき付着のバラッキ等の主原因となっていた。
【０００３】
これらの問題を解決するための手段として、特許文献１には、電動機の出力軸に平歯車を設け、サポートロールの軸端に水平スピンドルを連結しその軸端に前記平歯車に噛み合う平歯車を設け、平歯車の噛み合いで動力を回転力として伝達するギヤ駆動方式の発明が開示されている。
また、特許文献２では、サポートロールの駆動そのものを廃止する方法が開示されている。さらに、特許文献３、特許文献４、特許文献５等には、サポートロールを無駆動で回転させることを目的とした軸受構造が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平０６−５７３８９号公報
【特許文献２】
特開平０６−１２８７１１号公報
【特許文献３】
特開平０５−０４４００２号公報
【特許文献４】
特開平０６−０１７２１２号公報
【特許文献５】
特開２０００−０６４００８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１に示されるような方法は、サポートロール駆動の設備が大掛りになり、設備コスト上昇を招くという問題がある。また、駆動力の伝達機構を有しているため、それらの保守整備が常に必要となり、経済的でない。また、特許文献２に示されるように、サポートロールの駆動を廃止することは効果的であるが、特許文献２ではサポートロールを無駆動で回転させるための具体的方策は示されていない。一方、特許文献３、特許文献４、特許文献５には、金属溶融めっき浴中でサポートロールを無駆動回転させるための具体的なサポートロール軸受の改良が開示されているが、これらの対策を施しても実際にはサポートロールを無駆動化するには至らない。なぜならば、特に金属帯とサポートロールの巻付長さの短い上側サポートロールでは、金属帯の断面積が小さく金属帯からサポートロールに与える駆動力が小さい場合は、ベアリング部の回転抵抗がロール駆動力を上回り、その結果無駆動ではサポートロールを安定して回転させることはできないからである。
【０００６】
そこで、本発明は、上記従来技術の課題を有利に解決して、金属溶融めっき浴中で金属製サポートロールを無駆動で安定して回転させることが可能となる、金属帯の連続溶融めっき装置を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、特許請求の範囲に記載した通りの以下の構成を要旨とする。
（１） 金属溶湯中で軸受に支持されて回転するシンクロールと金属製サポートロールとを備えた金属帯の連続溶融めっき装置において、前記サポートロールの直径Ｄｓと、該サポートロールの軸部の直径Ｄａとの間に、
Ｄｓ／Ｄａ＞４．２
の関係を有し、該サポートロールが、金属帯の通材に伴い金属帯との間の摩擦力を介して無駆動回転することを特徴とする金属帯の連続溶融めっき装置。
（２） 前記サポートロールの軸部に装着するスリーブが、サポートロール胴部側にフランジ部を有することを特徴とする上記（１）に記載の金属帯の連続溶融めっき装置。
（３） 前記スリーブのサポートロール胴部側への固定手段が、前記フランジ縁部での溶接であることを特徴とする上記（２）に記載の金属帯の連続溶融めっき装置。
（４） 前記スリーブのサポートロール胴部側への固定手段が、該サポートロール胴部側の固定箇所に押さえリングを溶接して設け、該押さえリング部に前記フランジ縁部を嵌合させるものであることを特徴とする上記（２）に記載の金属帯の連続溶融めっき装置。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら具体的に説明する。図２は、本発明が対象とする金属帯の連続溶融めっき装置であって、めっきを施す金属帯が鋼板である場合を例にして説明している図である。以下の説明は、溶融金属が亜鉛であり、亜鉛めっきを施す金属帯が鋼板の場合の例を中心にして説明しているが、本発明が対象とするめっきが亜鉛めっきに、また、金属帯が鋼板に限定されないことはいうまでもない。
【０００９】
まず、請求項１に記載の本発明における、金属製サポートロールの直径Ｄｓと金属製サポートロールの軸部の直径Ｄａとの間の、Ｄｓ／Ｄａ＞４．２の関係の限定理由について説明する。
金属溶融めっき浴中で金属製サポートロールを無駆動回転させるためには、金属製サポートロール軸の回転抵抗に対し、金属製サポートロールに鋼板から与える駆動力が十分大きければよい。この鋼板から金属製サポートロールに与える駆動力は、連続溶融めっき装置のめっき部の操業条件によって決まる。しかし、金属製サポートロールを無駆動で回転させる目的だけで操業条件をむやみに変更することは、めっきを不安定にすることにつながり、許されない。
【００１０】
そこで、本発明者らは、金属製サポートロール径と軸径の関係に着目し、金属溶湯中の金属製サポートロールの直径Ｄｓ、軸部の直径Ｄａとの比Ｄｓ／Ｄａと金属製サポートロール無駆動回転の状況を鋭意研究した。その結果、Ｄｓ／Ｄａ≧３とすることで、微小スリップは発生するもののめっき製品として合格となる鋼板を得ることができることを見出した。ただし、Ｄｓ／Ｄａ≧３の条件は、めっき製品として合格となる鋼板を得るための条件の限界に近いため、本発明では、実操業性を考慮してＤｓ／Ｄａ＞４．２とする。さらに、Ｄｓ／Ｄａ≧５とすることで、金属製サポートロールの無駆動回転は完全に安定し、めっき鋼板の品質上の心配をすることなく生産することが可能となる。
【００１１】
次に、請求項２ないし４のいずれかに記載の本発明における、金属製サポートロールの軸部に装着するスリーブとその固定手段について説明する。
金属製サポートロールのロール径Ｄｓは、サポートロールの予備品の都合その他により容易には変更できない。そのため、Ｄｓ／Ｄａ＞４．２とするためには、金属製サポートロールの軸径Ｄａを小さくすることになる。しかし、軸径Ｄａを小さくすることは軸部の強度が弱まることになるため、最低でも必要な強度を確保できる以上の軸径Ｄａは必要である。
【００１２】
通常、金属製サポートロールの軸部は、図３に示すように、軸にスリーブを溶接固定した状態で使用されるが、とりわけ金属溶融めっき浴中では、この溶接部が溶融金属で侵食されやすく、その侵食部を起点として軸の折損が起こりやすいという問題があった。軸径Ｄａを細くした場合、侵食による軸折損の可能性が大きくなる。そこで、本発明では、その防止策として、図４に示すように、スリーブの形状を、金属製サポートロール胴部側にフランジ部を有する形状とし、該スリーブの金属製サポートロール胴部側の固定は、該フランジ縁部を金属製サポートロール胴部またはアクスル部に溶接して固定することにより回避する。これにより、軸部そのものに溶接部がなくなるため、溶融金属での侵食が軸部では発生せず軸折損を回避できる。
【００１３】
耐磨耗性向上目的でスリーブをセラミックス等で作成する場合があるが、この場合はスリーブを溶接できない。その場合は、図５に示すように、スリーブの形状をロール胴部側にフランジ部を有する形状とし、そのフランジを押さえつけるように固定する溶接可能なリングを設置し、そのリングをロール胴部またはアクスル部に溶接すればよい。
図２に示す鋼帯の連続溶融めっき装置で、表１に示される条件にて金属製サポートロールの無駆動での回転状況を確認した。その結果を図１に示す。なお、金属溶融めっき浴中のロール配置が図６の配置１および配置２の両方で行なった。本発明の実施例では、めっき鋼板を問題なく製造できることがわかる。
【表１】

【００１４】
【発明の効果】
本発明により、金属溶融めっき浴中で金属製サポートロールを無駆動で安定して回転させることが可能となり、産業上有用な著しい効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 金属溶湯中の金属製サポートロールの直径Ｄｓ、軸部の直径Ｄａとの比Ｄｓ／Ｄａと金属製サポートロール無駆動回転の関係を示す図である。
【図２】 本発明を適用する金属帯の連続溶融めっき装置の一例を模式的に示す図である。
【図３】 従来のスリーブ形態と金属製サポートロール軸への取り付けを模式的に示す図である。
【図４】 本発明によるスリーブ形態と金属製サポートロール軸への取り付けを模式的に示す図である。
【図５】 本発明による押さえリングを介したスリーブ取り付け方法を模式的に示す図である。
【図６】 金属溶融めっき浴中のロール配置を模式的に示す図である。

Claims (4)

1. 金属溶湯中で軸受に支持されて回転するシンクロールと金属製サポートロールとを備えた金属帯の連続溶融めっき装置において、前記サポートロールの直径Ｄｓと、該サポートロールの軸部の直径Ｄａとの間に、
   Ｄｓ／Ｄａ＞４．２
   の関係を有し、該サポートロールが、金属帯の通材に伴い金属帯との間の摩擦力を介して無駆動回転することを特徴とする金属帯の連続溶融めっき装置。
2. 前記サポートロールの軸部に装着するスリーブが、サポートロール胴部側にフランジ部を有することを特徴とする請求項１に記載の金属帯の連続溶融めっき装置。
3. 前記スリーブのサポートロール胴部側への固定手段が、前記フランジ縁部での溶接であることを特徴とする請求項２に記載の金属帯の連続溶融めっき装置。
4. 前記スリーブのサポートロール胴部側への固定手段が、該サポートロール胴部側の固定箇所に押さえリングを溶接して設け、該押さえリング部に前記フランジ縁部を嵌合させるものであることを特徴とする請求項２に記載の金属帯の連続溶融めっき装置。

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