JP3011929B1 - 溶融めっき用シンクロールの支持構造 - Google Patents
溶融めっき用シンクロールの支持構造Info
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Abstract
ック製の軸受が割れることのないシンクロール支持構造
を提供する。 【解決手段】 溶融めっき用の金属浴中に浸漬されるシ
ンクロール11を、サポート部材14およびその先端付
近の金属製軸受枠内に設けられたセラミック製の軸受を
介して回転可能に支持する支持構造10である。シンク
ロール11が金属浴中に浸漬されていないとき、上記の
軸受枠を含むサポート部材14の先端付近を保温し得る
ようにした。保温のためには、たとえば、電磁誘導コイ
ルを内蔵した保温カバー40を、サポート部材17の先
端付近にかぶせることとしている。
Description
っき等をなす連続溶融めっきラインにおいて金属浴中に
浸漬されるシンクロール(浴中ロール)の支持構造に関
するものである。
連続溶融亜鉛めっきラインには、図4のような溶融亜鉛
ポット1やシンクロール11が使用される。ポット1は
溶融亜鉛(または、鋼板xへの亜鉛の付着性をよくする
ために溶融アルミを添加したもの)を貯留する容器であ
り、シンクロール11は、鋼板xをU字状に巻き掛ける
円筒状ロールである。上流側のリール(図示せず)から
送り出される鋼板xを、直前の焼鈍炉(図示せず)にお
いて酸化膜を除去しながら熱処理したのち、図のように
シンクロール11に掛けた経路でポット1内の亜鉛浴2
中に通すことによって、鋼板xの表面に亜鉛被膜を付着
させる。同めっきラインではさらに、シンクロール11
の上のサポートロール21・31により鋼板xを支えた
状態で、エアナイフ(図示せず)からエアを吹き付けて
めっき厚さの調整を行い、そののちに鋼板xを冷却して
下流側のリール(図示せず)に巻き取る。なお、「シン
クロール」とは、一般に図4中の最下部にあるロール1
1をいうが、その上部にあって鋼板xを支えるサポート
ロール21・31も広義のシンクロールである。
の軸12において二本のサポート部材14により支持さ
れている。シンクロール11が回転しなければ、送られ
る鋼板xとシンクロール11の表面とが擦れて鋼板xの
表面に傷が付くため、サポート部材14の先端付近には
軸受17が設けられ、シンクロール11はそれを介して
回転可能に支持されている。軸受17は金属製の軸受枠
(図5の場合には円筒状のブシュ)16の内側に保持さ
れ、その軸受17の内側に、シンクロール11の軸12
が回転可能に支えられているのである。
としては、セラミック製のものが使用されることが多
い。約400℃になっていて溶融状態にある亜鉛浴2
(図4)中に浸漬されることから、その軸受17には、
相当の耐熱性・耐摩耗性・耐溶損性等があり耐久性にす
ぐれていることが必要だからである。このようにセラミ
ック製の軸受17を使用するシンクロール11の支持構
造10については、たとえば特開平2−153055号
公報に記載されている。
に比べると靱性が低く割れやすい、という弱点を本来的
に有している。そのため、シンクロールの支持構造に使
用される上記のようなセラミック製の軸受も、亜鉛浴中
に浸漬されたのち引き上げられたときなどに破損するこ
とが多い。当該軸受が破損しやすい理由はつぎのとおり
である。
中に漬かっている間に軸受枠の内周面と軸受の外周面と
の間に溶融亜鉛が浸入するからである。溶融亜鉛中に前
記のようにアルミが含まれる場合には、溶湯の浸透性が
増すためこの浸入がとくに起こりやすい。軸受枠・軸受
間に浸入したその溶融亜鉛は、シンクロールが引き上げ
られて温度が低下したときに凝固して体積を増す結果、
セラミック製のその軸受を内向きに圧迫して割れを発生
させる。
られて温度が低下したとき、外側の軸受枠が軸受よりも
大きく収縮して、軸受に対し強い締付け力を及ぼすから
である。上記の軸受として使用できるセラミックは、金
属と比べて一般に熱膨張率が小さいため、温度が下がっ
たとき金属ほどには径を収縮させない。そのため、軸受
枠内に締まりばめの状態に軸受を取り付けていて温度が
下がった場合や、軸受枠と軸受との間に亜鉛が入って凝
固した場合などには、軸受枠の収縮にともなう締付け力
が軸受に強く作用して軸受を破損させる。前掲の公報で
は軸受枠の内部に調心機構やパッキン材を設けるよう提
案されているが、セラミック製軸受の外側に金属製の軸
受枠があり、両者間に亜鉛が入って凝固する可能性があ
る以上、軸受の破損を完全に防止することは難しい。
ときにセラミック製の軸受が割れることのないシンクロ
ール支持構造を提供せんとするものである。
めっき用シンクロールの支持構造は、溶融めっき用の金
属浴中に浸漬され、かつそれより引き上げられるシンク
ロールを、サポート部材およびその先端付近の金属製軸
受枠内に設けられたセラミック製の軸受を介して回転可
能に支持する支持構造であるが、シンクロールが金属浴
中に浸漬されていないときに、上記の軸受枠を含むサポ
ート部材の先端付近を保温し得るようにしたことを特徴
とする。
ルを高温の金属浴中から引き上げたときサポート部材の
先端付近を保温することにより、金属製の軸受枠および
その軸受枠と軸受との間に浸入した溶融金属について温
度の低下を防止することができる。金属製軸受枠の温度
低下を防止すると、その軸受枠が熱収縮することがな
く、したがって、内側のセラミック製軸受との間に前記
のような熱膨張率の差があっても、それによる締付け力
が当該軸受に作用することはない。また、軸受枠と軸受
との間に浸入した溶融金属を凝固させないでおけるな
ら、その金属の凝固特性(体積変化率)にかかわらず、
その金属が軸受に内向きの力を及ぼすことは防止され
る。
引き上げられたときにはサポート部材の先端付近を保温
することとすれば、浴中への浸漬・引き上げにともなう
セラミック製軸受の破損が防止される。セラミック製の
軸受は、金属性のものに比べて材料費および加工費が一
般に高価であるため、こうしてその軸受の破損が防止さ
れると、溶融めっきに必要なコストがかなり削減される
ことになる。
ート部材の先端付近に、発熱体(電気ヒータやガスバー
ナーなど)か電磁誘導コイルかを含む保温カバーを着脱
し得るようにしたことを特徴とする。
先端付近に着脱し得るものであるため、シンクロール
(およびサポート部材)が金属浴中から引き上げられた
とき取り付けて機能させることにより、サポート部材の
先端付近を保温し、上記のようにセラミック製軸受の破
損を防止することができる。発熱体は自らが熱を発して
それを伝えることにより軸受枠等を保温し、電磁誘導コ
イルは、自らが発する磁束の変化によって導体中に誘導
電流を生じさせ、それによる発熱(ジュール熱)によっ
て軸受枠等を保温する。
浸漬されるときには取り外され得るので、浴中に漬けら
れてその保温カバーが損傷したり故障したりすること
は、容易に防止される。なお、シンクロールやその軸、
軸受枠、サポート部材等にはかなりの熱容量があり、金
属浴中から引き上げられた状態で全く保温されなくても
すぐに温度降下するわけではないので、保温カバーの着
脱に特別な迅速性が求められることはない。
材の先端付近に、発熱体または電磁誘導コイルを内蔵し
ていることを特徴とする。
導コイルを内蔵しておくと、シンクロール(およびサポ
ート部材)が金属浴中から引き上げられたときそれらを
機能させて軸受枠等を保温し、もって上記のとおりセラ
ミック製軸受の破損を防止することができる。発熱体お
よび電磁誘導コイルの機能は、上記した保温カバーにお
けるものの機能とそれぞれ同じである。この支持構造で
は、発熱体やコイルをサポート部材のうちに内蔵するこ
とによりそれらが溶融金属と接触することのないように
しているため、シンクロールを金属浴中に浸漬する際に
もそれらを取り外す必要がない。
に加えて、1)上記の金属製軸受枠の内側に、金属浴に浸
漬されているときの温度において締まりばめ(当然なが
ら、はめ合い部品が永久変形したり損傷したりすること
のない適度な締まりばめをいう)になるように上記のセ
ラミック製軸受が取り付けられており、2)その軸受の内
側に、金属浴中から引き上げられたとき溶融金属が流出
するほどの隙間を有する隙間ばめによってシンクロール
の金属軸が支持されている−ことをも特徴とする。
シンクロールの軸(金属軸)が通されているため、両者
の関係によっては、上述の保温が、狭い温度範囲内にお
さまるよう厳密に制御されねばならない場合も考えられ
る。セラミックよりも金属の方が熱膨張率が大きいた
め、保温が過剰に行われて金属軸が温度上昇すると、そ
の熱膨張によりセラミック製軸受が内側から力を受けて
損傷する可能性があるからである。しかしこの請求項4
の支持構造では、軸受・金属軸間を上記2)のとおり大き
な隙間を介した隙間ばめにしているので、金属軸が仮に
大幅に温度上昇しても差し支えない。そのため、上述し
たサポート部材等の保温をラフな温度範囲で行えば足り
ることになる。保温温度に高い精度が必要でないなら、
高級な制御機器が不要であり、また操作員等に求められ
る注意力や作業量もわずかになるので、所要コストが低
減されることになる。
ばめにしていることから、請求項4のこの支持構造で
は、シンクロールの交換を容易に行うことができる。軸
受・金属軸間は隙間ばめであるうえ、その隙間が大きく
て、金属浴中から引き上げられたときそこから溶融金属
が流出するため、もし金属軸が温度降下しても、それと
軸受との間でその金属が凝固して金属軸の引き抜きを妨
げる、といった事態が生じないからである。シンクロー
ルは、長時間の使用によって表面が荒れるとその表面に
再研磨等を施す必要があるため、このように交換が容易
であることにはコストおよび能率上の大きな意義があ
る。
り金属浴に浸漬されているときの温度において締まりば
めになるよう軸受枠内に取り付けているため、セラミッ
ク製軸受の交換も難しくない。そのようなはめ合いに起
因して軸受の交換が容易であるのは、つぎの理由によ
る。すなわち、イ)使用中の温度において締まりばめにな
るように取り付けるので、使用中に軸受が軸受枠から抜
け出るのを防止する目的でナットや止め輪などのリテー
ナ部材を配置する必要がない、ロ)リテーナ部材を配置し
ない以上、軸受を交換する際、同部材を取り外したり再
び取り付けたりする必要はなく、劣化等した元の軸受を
割って抜き出したのち、新しい軸受を常温のまま軸受枠
内に挿入すれば足りる−からである。なお、ロ)のよう
に新しい軸受を常温で挿入することは、軸受枠が金属浴
から引き上げられて(またはその後に保温されて)高温
の状態にあり内径が大きくなっているため、容易であ
る。その後に前述の保温を行って軸受等の温度を上昇さ
せれば(または金属浴中にシンクロールとともに軸受等
を浸漬すれば)、その新たな軸受と軸受枠とを締まりば
めの状態にすることができる。セラミック製の軸受は、
前述の保温によって損傷が防止されるとはいえ、過酷な
条件下で使用されて他の部品よりも早期に劣化・摩耗等
するため、交換容易であることにはやはり重要な意義が
ある。
介する。いずれも、鋼板の連続溶融亜鉛めっきラインに
設けられるシンクロール11の支持構造10についての
図面であり、図1〜図3のそれぞれは、サポート部材1
4の先端付近における保温手段を含めて支持構造10を
示すものである。また、図4および図5は先に説明に用
いたもので、それぞれ、ポット1の亜鉛浴2中で使用さ
れる際のシンクロール11等の側面図、および支持構造
10についての詳細図である。
たとおり、二本のサポート部材14によりシンクロール
11を回転可能に支えるものである。シンクロール11
は、鋼板xを巻き掛ける(図4参照)本体部分の両端に
金属軸12を有しており、サポート部材14は、その軸
12の外周をセラミック製の軸受17を介して支持して
いる。
けたフレーム13の下に相互間の間隔を変更可能にして
配置したものだが、軸12を支持させたその先端付近の
詳細はつぎのとおりである。すなわち、 a) サポート部材14の先端付近には、ステンレス製の
環状の軸受枠(スリーブ)16を固定している。つまり
図5(b)のように、サポート部材14の先端付近に
は、グラファイト製のパッキン15をはさんで分割片1
4aをボルト14bにより一体化するとともに、それら
によって内側に軸受枠16を保持させるのである。この
軸受枠16は、サポート部材14の先端付近に溶接等に
よって固定するのもよいが、上記のように分割片14a
とボルト14bとを用いて保持させるなら、シンクロー
ル11の軸12がサポート部材14から抜き出せないと
いう万一の事態への対応が容易である。また、グラファ
イト製のパッキン15の作用により、軸受17に作用す
る衝撃が緩和されるという点でも好ましい。
りばめとなるように嵌め合い寸法を定めて、円筒形のセ
ラミック製すべり軸受17を装着している。使用中とい
うのはシンクロール11やその軸受17等を図4のよう
に亜鉛浴2中に浸漬しているときをいい、その場合、浸
漬した部品が亜鉛浴2の温度(400℃前後)に近くな
る。もし常温時に締まりばめになるようにすると、使用
したセラミックと金属との間の熱膨張差(前者の熱膨張
率は後者のそれよりも小さい)に基づいて高温時には両
者間に隙間ができるため、軸受枠16からの軸受17の
抜けを防止すべく別の部品が必要になり、好ましくな
い。
mm(直径差で約2mm)の隙間ができるような隙間ば
めにしてシンクロール11に金属軸12を挿入してい
る。軸受17と軸12との間にこのように大きな隙間を
設けておくと、その隙間に入った溶融亜鉛が容易に流出
することと相まって、両者の温度がどのように変化して
も熱膨張差により軸12から軸受17に無理な力のかか
ることがない。また、そのような隙間があると、両サポ
ート部材14間の間隔を広げることによって軸受17か
ら軸12を容易に抜き出すことができ、シンクロール1
1の交換を簡単かつ迅速に行うことができる。
て、図4のポット1(亜鉛浴2)からシンクロール11
を引き上げたときには、サポート部材14の先端付近
を、浸漬中の温度に等しい400℃程度にまで保温する
こととする。図5に示した軸受枠16の内側には上記b)
のとおり締まりばめによって軸受17を取り付けてお
り、しかも両者間には溶融亜鉛や溶融アルミ(亜鉛浴2
中に添加されるもの)が浸入しがちであるため、付近の
温度が下がると、軸受枠16・軸受17間の冷却時の収
縮差および溶融金属の凝固によりセラミック製のその軸
受17が内向きの力を受けて割れる恐れがあるからであ
る。
めには、図1〜図3のうちいずれかの手段を採用する。
各図の保温手段に関する構成と作用はそれぞれつぎのと
おりである。
ル(図示せず)を内蔵した保温カバー40である。図1
(a)のとおりサポート部材14の先端付近を内側に挿
入することができ、しかもそのときシンクロール11の
軸12(図5参照)を外さなくてすむよう、図1(b)
のとおり、中空部41と溝42とを含むボックス状のも
のに仕上げている。
11を亜鉛浴2中から引き上げたときには、この保温カ
バー40を図1(a)のようにサポート部材14の先か
らその先端付近にかぶせるように取り付け、給電ケーブ
ル(図示せず)を介してその電磁誘導コイルに交流電力
を供給する。同コイルが発する磁束の変化により、導体
であるサポート部材14の先端付近や軸受枠16(図
5)中に誘導電流を生じさせ、ジュール熱によって当該
付近を保温する。カバー40には溝42を形成している
ため、こうして保温している間にシンクロール11を交
換すべく軸12を軸受17から抜き出し、かつ再挿入す
ることも可能である。なお、カバー40そのものが発熱
するのを避ける必要があれば、カバー40の材質を不導
体にするとよい。また軸受枠16の温度は、供給電力を
増減することによって、前記のとおり400℃前後に調
整する。そしてもちろん、シンクロール11を亜鉛浴2
中に浸漬する直前には保温カバー40はサポート部材1
4の先から取り外す。
た耐熱ブランケット製の保温カバー50を示している。
図2(b)のようにこのカバー50にも、サポート部材
14の先端付近を差し入れるための中空部51と、軸1
2(図5)を通せる溝52とを形成している。ブランケ
ット製であるため、断熱性にすぐれていて内部の熱を外
部へ逃がしにくいほか、サポート部材14に取り付ける
とき必要に応じて多少変形させることも容易である。
が亜鉛浴2中から引き上げられたとき図2(a)のよう
にサポート部材14の先端付近に取り付けて、給電ケー
ブル(図示せず)からヒータ53に通電する。ヒータ5
3の発する熱が伝わることにより、サポート部材14の
先端付近や軸受枠16(図5)を保温する。保温してい
る間にシンクロール11を交換することもできること、
供給電力の増減によって発熱量の調整を行えること、亜
鉛浴2中に浸漬する際には保温カバー50を取り外すべ
きことは、図1の保温カバー40の場合と同様である。
電磁誘導コイル60を内蔵した例を示す。シンクロール
11が亜鉛浴2中から引き上げられたとき、サポート部
材の内部に通してある給電ケーブル(図示せず)から同
コイル60に交流電力を供給する。それによって軸受枠
16等を保温し、セラミック製の軸受17が割れるのを
防止する。なお、このコイル60を電熱ヒータ等に置き
換えることも可能である。
部材14のうちに内蔵し、先端付近が亜鉛浴2に漬かっ
たときにもサポート部材14の内部に溶融亜鉛が入るこ
とのないように構成している。そのため、シンクロール
11を亜鉛浴2中に浸漬する際にも、サポート部材14
等からは何の機器・部品も取り外す必要がない。シンク
ロール11およびサポート部材14の先端付近を亜鉛浴
2に浸漬している際、電磁誘導コイルの出力を相当程度
上昇させることができるなら、そのコイルによって亜鉛
浴2を保温し、その温度調整を行うことも可能になる。
求項の発明は図4に例示するシンクロール11に限って
適用するものではない。図4中のサポートロール21・
31についても、それぞれがサポート部材24・34の
先にセラミック製の軸受を介して支持されているのな
ら、上述の実施形態と同様にそれらにも発明を実施する
ことができる。また、以上には亜鉛めっきのために溶融
亜鉛浴中にシンクロール11を浸漬する場合について説
明したが、亜鉛めっきでなく錫(スズ)やアルミ等のめ
っきを行うため、溶融錫や溶融アルミ等の金属浴中に浸
漬するシンクロールの支持構造として発明を実施するこ
とももちろん可能である。
ロールの支持構造によれば、シンクロールの浴中への浸
漬・引き上げにともなうセラミック製軸受の破損を防止
することができる。セラミック製の軸受は一般に高価で
あるため、溶融めっきに必要なコストをこれによってか
なり削減できることになる。
式の保温カバーを使用することによって、請求項1に関
し記載した効果を得ることができる。
ールの浸漬・引き上げの際に、保温のための機器や部品
を取り付けたり取り外したりする必要がない。
ミック製軸受と金属軸との間に十分な隙間をもたせてい
ることから、まず、保温が過剰に行われても軸受に内側
から無理な力の作用することがないためラフな温度範囲
で保温を行えばよく、高級な制御機器が不要になるとと
もに操作員等の作業負担が軽減される。また、軸受・金
属軸間には大きな隙間があるために、シンクロールの交
換を容易に行うことができる。軸受が使用中に軸受枠か
ら抜け出るのを防止する目的で何らのリテーナ部材を設
ける必要もないため、軸受を交換することも容易であ
る。
クロール11の支持構造10においてサポート部材14
の先端付近に保温カバー40を取り付ける場合の図面で
ある。図1(a)はカバー40の取り付け状態を示す斜
視図、同(b)は取り外した状態の斜視図である。
を示す図面である。図1(a)は取り付け状態を示す斜
視図、同(b)は取り外した状態の斜視図である。
部材14のうちに保温のための手段を内蔵した例を示す
斜視図である。
の側面図であり、ポット1の亜鉛浴2中にシンクロール
11が浸漬された状態を示す。
(a)は正面図(図4におけるV−V矢視図)、図5
(b)は同(a)におけるb−b矢視図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 溶融めっき用の金属浴中に浸漬され、か
つそれより引き上げられるシンクロールを、サポート部
材およびその先端付近の金属製軸受枠内に設けられたセ
ラミック製の軸受を介して回転可能に支持する支持構造
であって、 シンクロールが金属浴中に浸漬されていないとき、上記
の軸受枠を含むサポート部材の先端付近が保温され得る
ことを特徴とする溶融めっき用シンクロールの支持構
造。 - 【請求項2】 サポート部材の先端付近に、発熱体また
は電磁誘導コイルを含む保温カバーが着脱され得ること
を特徴とする請求項1に記載の溶融めっき用シンクロー
ルの支持構造。 - 【請求項3】 サポート部材の先端付近に、発熱体また
は電磁誘導コイルが内蔵されていることを特徴とする請
求項1に記載の溶融めっき用シンクロールの支持構造。 - 【請求項4】 上記の金属製軸受枠の内側に、金属浴に
浸漬されているときの温度において締まりばめになるよ
うに上記のセラミック製軸受が取り付けられており、 その軸受の内側に、金属浴中から引き上げられたとき溶
融金属が流出するほどの隙間を有する隙間ばめによって
シンクロールの金属軸が支持されていることを特徴とす
る請求項1〜3のいずれかに記載の溶融めっき用シンク
ロールの支持構造。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP29492598A JP3011929B1 (ja) | 1998-10-16 | 1998-10-16 | 溶融めっき用シンクロールの支持構造 |
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JP29492598A JP3011929B1 (ja) | 1998-10-16 | 1998-10-16 | 溶融めっき用シンクロールの支持構造 |
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JP3011929B1 true JP3011929B1 (ja) | 2000-02-21 |
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GB0515649D0 (en) * | 2005-07-29 | 2005-09-07 | Surface Transforms Plc | Method and apparatus for treatment of preforms |
-
1998
- 1998-10-16 JP JP29492598A patent/JP3011929B1/ja not_active Expired - Fee Related
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