(57)【要約】【課題】本発明は、回転体の大きさや構造的な制限を受けず、めっき浴に浸漬された回転体に作用する浮力による回転体の押上力を低減可能な回転体およびその回転体が組み込まれた溶融金属めっき装置を提供する。【解決手段】溶融金属を鋼板にめっきする溶融金属めっき装置に組み込まれる溶融金属めっき浴用回転体であって、前記鋼板と接触する略円柱形状の鋼板接触領域部と、前記めっき装置に配置される軸受と摺動する軸受摺動部と、所定の荷重が印加される受圧部とを有し、前記受圧部は、前記鋼板の鋼板接触領域部および前記軸受摺動部を含まないよう配置されており、前記受圧部に印加される荷重の方向は、溶融金属めっき浴中において前記溶融金属めっき浴用回転体に作用する浮力に抗する方向であることを特徴とする溶融金属めっき浴用回転体である。【選択図】図２
2014152366.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融金属を鋼板にめっきする溶融金属めっき装置に組み込まれる溶融金属めっき浴用回転体であって、前記鋼板と接触する略円柱形状の鋼板接触領域部と、前記めっき装置に配置される軸受と摺動する軸受摺動部と、所定の荷重が印加される受圧部とを有し、前記受圧部は、前記鋼板接触領部および前記軸受摺動部を含まないよう配置されており、前記受圧部に印加される荷重の方向は、溶融金属めっき浴中において前記溶融金属めっき浴用回転体に作用する浮力に抗する方向であることを特徴とする溶融金属めっき浴用回転体。
【請求項２】
２の前記受圧部を有し、前記２の受圧部は、前記鋼板接触領域部の中心線に沿う方向において、当該鋼板接触領域部の両側に配置されている請求項１に記載の溶融金属めっき浴用回転体。
【請求項３】
前記溶融金属めっき浴用回転体は、前記鋼板接触領域部を有する胴部分と前記受圧部及び軸受摺動部を有する軸部分から形成されている請求項１または２のいずれかに記載の溶融金属めっき浴用回転体。
【請求項４】
前記軸部分は小径域と大径域を有し、前記受圧部は大径域に設けられている請求項３に記載の溶融金属めっき用回転体。
【請求項５】
前記受圧部には粗面域が設けられている請求項１乃至４に記載の溶融金属めっき用回転体。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の溶融金属めっき浴用回転体が組み込まれた溶融金属めっき装置であって、前記受圧部と接触しつつ前記荷重を印加する押圧部材を有し、前記押圧部材の耐摩耗性が、前記受圧部よりも低い溶融金属めっき装置。
【請求項７】
前記押圧部材を連続して供給する押圧部を備えた請求項６に記載の溶融金属めっき装置。
【請求項８】
前記押圧部材は、前記受圧部と接触する一面と、前記一面に一端部が開口するめっき浴の流通通路とを有し、前記流通通路の他端部に接続され、めっき浴を吸引する吸引手段を備える請求項６または７のいずれかに記載の溶融金属めっき装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶融金属めっき浴用回転体および当該溶融金属めっき浴用回転体が組み込まれた溶融金属めっき装置に関する発明である。
【背景技術】
【０００２】
図１に示すように、溶融金属めっき装置２０は、溶融金属めっき浴（以下、単にめっき浴と言う場合がある。）２１が貯留された浴槽２２と、めっき浴２１の表層部分に浸漬されて、めっき浴２１の内に導入される鋼板Ｗの酸化を防止するためのスナウト２３と、めっき浴８１の中に配置されたシンクロール９０と、めっき浴２１の内でシンクロール９０の上方に位置する一対のサポートロール９１・９１と、めっき浴２１の表面より僅か上方に位置するガスワイピングノズル２６とを有している。シンクロール９０自体には外部駆動力が付与されず、走行する鋼板Ｗとの接触により駆動される。またサポートロール９１・９１は、通例、一方のサポートロール９１が外部のモーター（図示せず）に連結された駆動ロールであり、他方のサポートロール９１が非駆動ロールである。なお、サポートロール９１には外部駆動力が付与されない無駆動タイプもある。溶融金属めっき浴用回転体であるシンクロール９０及びサポートロール９１・９１は、フレーム２４・２５に取り付けられた軸受２７・２８により回転自在に各々支持されており、常に一体としてめっき浴２１の内に浸漬される。
【０００３】
走行する鋼板Ｗは、スナウト２３を経てめっき浴２１の内に斜方から進入し、シンクロール９０を経由して上方に進行方向を変えられる。めっき浴２１の中を上昇する鋼板Ｗは一対のサポートロール９１・９１に挟まれ、パスラインが保たれるとともに、反りや振動が防止される。ガスワイピングノズル２６は、めっき浴２１から出てきた鋼板Ｗに高速ガスを吹き付ける。高速ガスのガス圧及び吹き付け角度により、鋼板Ｗに付着した溶融金属めっきの厚さを均一に調整する。このようにして、溶融金属めっき鋼板Ｗが得られる。
【０００４】
ここで、溶融金属めっき浴用回転体（以下、回転体またはロールと言う場合がある。）には、その胴部に接触する鋼板と胴部表面とのスリップにより鋼板表面に擦り疵や模様などの表面欠陥が生じないよう、胴部の回転速度が鋼板の走行速度に追従することが求められる。このためには、図１のシンクロール９０を含む周囲の拡大正面図である図９に示すように、軸部９０ｂと当該軸受９０ｂを支持する軸受２８との間の摺動（摩擦）抵抗を安定化させることが必要である。しかしながら、比重の大きな溶融金属めっき浴（以下、めっき浴と言う場合がある。）に浸漬されるシンクロール９０に作用する浮力Ｗｒが、摺動抵抗の安定化を阻害する要因となっていた。
【０００５】
すなわち、鋼板に負荷される張力によるロール２の引上力の鉛直方向成分の大きさＷｔ（図１参照）とロール９０に作用する浮力Ｗｒとの和からロール９０の自重Ｗｐを減じた大きさの力、つまり（Ｗｒ＋Ｗｔ）−Ｗｐの大きさの力でシンクロール９０は上方に押し上げられ、軸部９０ｂは、その外周面が軸受２８の内面に押し付けられた状態で摺動する。その結果、軸部９０ｂと軸受２８との間の摺動抵抗が大きくなり、両者の摩耗が進展し、それらの表面に損傷が生じ、摺動抵抗を不安定化させる要因となっていた。また、このように軸部９０ｂおよび軸受２８の摩耗が進展するため、軸部９０ｂおよび軸受２８の寿命が短く、溶融金属めっき鋼板のコストを上昇させる要因となっていた。このため、上記浮力Ｗｒによるロール９０の押上力を抑制可能な技術が従来から要請されていた。さらに、近年、腐食性の高いめっき浴への耐腐食性および耐摩耗性の高いセラミックスで構成されたロールが溶融金属めっき装置に適用されつつある。しかしながら、一般に比重が小さいセラミックスでロールを構成した場合、ロールの自重Ｗｐが小さくなり、ロールの押上力が大きくなるため、上記要請が高まっていた。
【０００６】
このめっき浴に浸漬されたロールに作用する浮力によるロールの押上力を低減する従来技術の一例が、下記特許文献１に開示されている。
【０００７】
上記特許文献１に開示されたロールは、「連続溶融めっき装置のめっき浴中に導入される被めっき鋼帯を、胴部表面に沿わせて移送するめっき浴中シンクロールにおいて、ロールの胴部内を軸方向に貫通する複数個の筒状空間が、ロール軸を中心とする円周上に位置して周方向に等間隔に設けられており、該複数個の筒状空間内に、ロール重量を増量するための粉末が封入されて、ロール重量が、所定の重量範囲内に調整されていることを特徴とする連続溶融めっき装置のめっき浴中シンクロール」、または「連続溶融めっき装置における溶融めっき浴中の被めっき鋼帯を、胴部表面に沿わせて移送するめっき浴中シンクロールにおいて、ロール胴部が中空円筒体からなり、その内側空間内に、ロール重量を増量するための粉末が封入されて、ロール重量が、所定の重量範囲内に調整されていることを特徴とする連続溶融めっき装置のめっき浴中シンクロール」である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平８−１９９３２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記特許文献１にロールによれば、胴部に形成された筒状空間または内部空間に封入された粉末によりロール自重Ｗｐが増量されるので、ロールに作用する浮力Ｗｒによるロールの押上力が軽減される。しかしながら、特許文献１のロールは、ロールの大きさや構造的な制限のために充分な容量を有する筒状空間または内部空間を形成できない場合には、その筒状空間または内部空間に封入する粉末の量が少なくなり、そのためロール自重の増量が充分ではなく、ロールの押上力の低減効果が小さくなるという問題がある。この問題は、特に比重が小さなセラミックスでロールを構成した場合には、顕著となる可能性がある。さらに、特許文献１のロールは、封入された粉末が筒状空間または内部空間において偏在すると、動バランスを悪化させてロールの回転時に振動が生じ、溶融金属めっき鋼板の表面品質を劣化させるおそれがある。
【００１０】
本発明は、かかる従来技術の問題に対し本願発明者らが鋭意検討してなされた発明であり、特許文献１のように回転体の大きさや構造的な制限を受けず、めっき浴に浸漬された回転体に作用する浮力による回転体の押上力を低減可能な回転体およびその回転体が組み込まれた溶融金属めっき装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成する本発明の一態様は、溶融金属を鋼板にめっきする溶融金属めっき装置に組み込まれる溶融金属めっき浴用回転体であって、前記鋼板と接触する略円柱形状の鋼板接触領域部と、前記めっき装置に配置される軸受と摺動する軸受摺動部と、所定の荷重が印加される受圧部とを有し、前記受圧部は、前記鋼板の鋼板接触領域部および前記軸受摺動部を含まないよう配置されており、前記受圧部に印加される荷重の方向は、溶融金属めっき浴中において前記溶融金属めっき浴用回転体に作用する浮力に抗する方向であることを特徴とする溶融金属めっき浴用回転体である。なお、２の前記受圧部を有し、前記２の受圧部は、前記鋼板接触領域部の中心線に沿う方向において、当該鋼板接触領域部の中心を挟み両側に配置されていることが好ましい。さらに、前記溶融金属めっき浴用回転体は、前記鋼板接触領域部を有する胴部分と前記受圧部及び軸受摺動部を有する軸部分から形成されていることが望ましい。
【００１２】
さらに、前記軸部分は小径域と大径域を有し、前記受圧部は大径域に設けられていることが望ましい。なお、前記受圧部には粗面域が設けられていることが望ましい。
【００１３】
上記目的を達成する本発明の別の態様は、上記いずれかの溶融金属めっき浴用回転体が組み込まれた溶融金属めっき装置であって、前記受圧部と接触しつつ前記荷重を印加する押圧部材を有し、前記押圧部材の耐摩耗性が、前記受圧部よりも低い溶融金属めっき装置である。
【００１４】
さらに、前記押圧部材を連続して供給する押圧部を備えていることが望ましい。
【００１５】
さらに加えて、前記押圧部材は、前記受圧部と接触する一面と、前記一面に一端部が開口するめっき浴の流通通路とを有し、前記流通通路の他端部に接続され、めっき浴を吸引する吸引手段を備えることが望ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、その目的を達成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】溶融金属めっき装置の概略構成を示す図である。
【図２】図１のシンクロール（本発明の溶融金属めっき浴用回転体）の周囲を部分拡大した正面図である。
【図３（ａ）】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図３（ｂ）】図３（ａ）の押圧部材の変形例を示す図である。
【図４（ａ）】図２のＢ−Ｂ断面図であり、ロールの自重をＷｐ、ロールに作用する浮力をＷｒ、２の受圧部への荷重を各々Ｗｆ１・Ｗｆ２、鋼板に負荷される張力によるロールの引上力の鉛直方向成分の大きさをＷｔとしたとき、（Ｗｒ＋Ｗｔ）−（Ｗｐ＋Ｗｆ１＋Ｗｆ２）＞０の場合の、軸受摺動部と軸受との接触状態を示す図である。
【図４（ｂ）】図２のＢ−Ｂ断面図であり、ロールの自重をＷｐ、ロールに作用する浮力をＷｒ、２の受圧部への荷重を各々Ｗｆ１・Ｗｆ２、鋼板に負荷される張力によるロールの引上力の鉛直方向成分の大きさをＷｔとしたとき、（Ｗｒ＋Ｗｔ）−（Ｗｐ＋Ｗｆ１＋Ｗｆ２）＜０の場合の、軸受摺動部と軸受との接触状態を示す図である。
【図５】図２のシンクロールの受圧部とは別の態様の受圧部を有する溶融金属めっき浴用回転体および溶融金属めっき装置の、当該受圧部の周囲を部分拡大した正面図である。
【図６】図２の溶融金属めっき装置の押圧部とは別の態様の押圧部を有する溶融金属めっき装置の正面図である。
【図７】図２の溶融金属めっき装置の押圧部とは更に別の態様の押圧部を有する溶融金属めっき装置の、当該押圧部の周囲を部分拡大した正面図である。
【図８（ａ）】押圧部材の耐摩耗性の評価装置の概略構成を示す図である。
【図８（ｂ）】図８（ａ）の試験片の平面図である。
【図９】従来技術を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明について、その実施態様に基づき、図面を参照しつつ説明する。なお、溶融金属めっき装置の構成は、従来のロール９０・９１が本発明に係るロールに替わる点および下記説明する押圧部が付加される点以外は、上記説明した図１と同様な構成であるため、詳細な説明を省略する。さらに、以下の説明では、溶融金属めっき浴用回転体としてシンクロールを例に説明するが、本発明は、溶融金属めっき浴中で使用されるロール・ローラその他の回転体に適用することが可能である。加えて、以下説明する各実施形態の回転体の各構成要素は、当該実施形態にのみに限定されず、単独にまたは適宜組み合わせて利用することができ、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変形して利用することができる。
【００１９】
本発明に係る第１実施形態のロール（回転体）１について、図１〜図４を参照しつつ説明する。ここで、図２は図１のシンクロール２の周囲を部分拡大した正面図、図３（ａ）は図２のＡ−Ａ断面図、図３（ｂ）は図３（ａ）の押圧部材の変形例を示す図である。また、図４（ａ）は、図２のＢ−Ｂ断面図であり、ロール２の自重をＷｐ、ロール２に作用する浮力をＷｒ、２の受圧部への荷重を各々Ｗｆ１・Ｗｆ２、鋼板に負荷される張力によるロールの引上力の鉛直方向成分の大きさをＷｔ（図１参照）としたとき、（Ｗｒ＋Ｗｔ）−（Ｗｐ＋Ｗｆ１＋Ｗｆ２）＞０の場合の、軸受摺動部と軸受との接触状態を示す図、図４（ｂ）は、（Ｗｒ＋Ｗｔ）−（Ｗｐ＋Ｗｆ１＋Ｗｆ２）＜０の場合の、軸受摺動部と軸受との接触状態を示す図である。
【００２０】
図１および２に示すように、ロール（回転体）２は、溶融金属を鋼板Ｗにめっきする溶融金属めっき装置２０に組み込まれる。ロール２は、鋼板と接触する略円柱形状鋼板接触領域部２ｄを有する胴部分２ａと、溶融金属めっき装置２０に配置される軸受２８と摺動する軸受摺動部２ｇが形成された軸部分２ｂとを備えている。さらに、ロール２は、所定の荷重Ｗｆが印加される受圧部２ｃを有しており、受圧部２ｃは、鋼板接触領域部２ｄおよび軸受摺動部２ｇを含まないよう配置されている。
【００２１】
上記受圧部２ｃには、荷重Ｗｆが印加される。受圧部２ｃに印加される荷重Ｗｆの方向は、図３（ａ）に示すように、溶融金属めっき浴中においてロール２に作用する浮力Ｗｒに抗する方向、具体的には鉛直方向である。なお、荷重Ｗｆは浮力Ｗｒに抗する方向に印加されればよく、図３（ａ）の変形例である図３（ｂ）に示すように、下斜めに傾斜する方向に荷重Ｗｆを印加してもよい。このように下斜めに傾斜する方向に荷重Ｗｆを印加した場合には、傾斜した荷重Ｗｆの鉛直成分が、浮力Ｗｒに抗することとなる。また、受圧部２ｃは、鋼板接触領域部２ｄおよび軸受摺動部２ｇ以外であれば胴部２ａおよび軸部２ｂのいずれに配置してもよい。
【００２２】
かかる基本的な構成要素を備えたロール２の作用効果を、以下説明する。溶融金属めっき装置２０に組み込まれ、めっき浴中に浸漬されたロール２には浮力Ｗｒが作用し、ロール２は上方に押し上げられる。しかしながら、ロール２の受圧部２ｃには、浮力Ｗｒに抗する方向に荷重Ｗｆが印加されており、この荷重Ｗｆの大きさだけロール２を上方に押し上げる力は減少する。つまり、ロール２の自重をＷｐ、鋼板に負荷される張力によるロール２の引上力の鉛直方向成分の大きさＷｔ（図１参照）としたとき、（Ｗｒ＋Ｗｔ）−（Ｗｐ＋Ｗｆ）となり、ロール２を上方に押し上げる力が減少する。このため、軸受２８へ作用する軸受摺動部２ｇの押付力も減少し、両者の間の摺動抵抗は低下する。その結果、軸受２８と軸受摺動部２ｇの摩耗が抑制され、両者の表面に生じる損傷が減少し、摺動抵抗が安定化する。これにより、鋼板の走行速度に対しロール２の回転速度が追従し、鋼板のスリップに伴う鋼板表面の擦り傷などの発生が抑制される。また、軸受２８と軸受摺動部２ｇとの摺動抵抗が減少するので、軸受２８および軸受摺動部２ｇの摩耗が低減され、軸受２８およびロール２の長寿命化を図ることが可能となる。
【００２３】
さらに、上記構成のロール２によれば、浮力Ｗｒによるロール２の押上力を減ずるためには、その受圧部２ｃに印加する荷重Ｗｆの大きさを調整すればよい。その結果、特許文献１のようにロール２の大きさや構造の制限を受けず、浮力Ｗｒによるロール２の押上力を低減することができ、例えば比重の小さなセラミックス等でロール２を構成した場合でも、荷重Ｗｆの大きさを調整することにより、ロール２に作用する浮力Ｗｒによるロール２の押上力を効果的に減少させることが可能となる。加えて、ロール２は、その回転時における動バランスを低下させる要素を含まず、特許文献１の問題であった回転時におけるロール２の振動が生じることもない。
【００２４】
なお、ロール２の両側に配置された２の軸受２８および軸受摺動部２ｇの摩耗を均一化するためには、図示するように２の受圧部２ｃを設け、当該２の受圧部２ｃを、胴部２ａの中心線に沿う方向（以下、中心線方向という場合がある。）において、胴部２ａの中心線Ｈを挟み両側に配置し、各々に荷重Ｗｆ１・Ｗｆ２（Ｗｆ）を印加することが好ましい。この荷重Ｗｆ１・Ｗｆ２を印加する方向は異なる方向としてもよいが、ほぼ同一の方向であることが好ましい。
【００２５】
受圧部２ｃに印加する荷重Ｗｆ（Ｗｆ１・Ｗｆ２）の大きさは、ロール２の自重Ｗｐ、ロール２に作用する浮力Ｗｒおよび鋼板に負荷される張力によるロール２の引上力の鉛直方向成分の大きさＷｔ（図１参照）により適宜設定すればよい。例えば、（Ｗｒ＋Ｗｔ）−（Ｗｐ＋Ｗｆ１＋Ｗｆ２）＞０となるよう荷重Ｗｆ１・Ｗｆ２の大きさを調整した場合には、ロール２は、上方に押し上げられ、図４（ａ）に示すように、軸受摺動部２ｇは、軸受２８の上方側の内面と摺動する。一方で、（Ｗｒ＋Ｗｔ）−（Ｗｐ＋Ｗｆ１＋Ｗｆ２）＜０となるよう荷重Ｗｆ１・Ｗｆ２の大きさを調整した場合には、ロール２は、下方に押し下げられ、図４（ｂ）に示すように、軸受摺動部２ｇは、軸受２８の下方側の内面と摺動する。さらに、荷重Ｗｆ１・Ｗｆ２の大きさは相違してもよいが、ロール２の両側に配置された２の軸受２８および軸受摺動部２ｇの摩耗の進行を均一化するためには、ほぼ同じ大きさとすることが好ましい。
【００２６】
以下、上記態様のロール２を備えた溶融金属めっき装置（以下、めっき装置と言う場合がある。）２０およびロール２の好ましい構成について、説明する。なお、以下説明するめっき装置およびロールの構成は必須の構成ではなく、必要に応じ選択して利用すればよい。
【００２７】
図２・３に示すように、めっき装置２０は、受圧部２ｃに荷重Ｗｆ１・Ｗｆ２（Ｗｆ）を印加する２の押圧部１を有している。フレーム２４の間に設置された架台１ａに配置さされた２の押圧部１は、中心線方向において２の受圧部２ｃに対応する位置に、各々配置されている。この押圧部１は、受圧部２ｃの外周面に下方（一方）の端面１Ｌが接するように配置された略円柱形状の押圧部材１ｄを有しており、押圧部材１ｄは、架台１ａに配置された略円環形状の案内部材１ｅの内周面に、その外周面が接するよう嵌合されている。さらに、押圧部材１ｄの上方（他方）の端部には任意の大きさの荷重Ｗｆ１・Ｗｆ２を発生可能な、例えば油圧シリンダー等の荷重印加手段１ｂが接続されており、荷重印加手段１ｂは、架台１ａに配置された固定部材１ｃに固定されている。そして、荷重印加手段１ｂは、荷重Ｗｆを印加しつつ押圧部材１ｄを上下方向に昇降可能なよう構成されている。これにより、めっき装置２０にロール２を組み込む場合には、押圧部材１ｄを上昇させておくことで、ロール２への押圧部材１ｄの干渉が防止される。また、ロール２の回転時における受圧部２ｃとの摺動により押圧部材１ｄの下方端面１Ｌが損耗した場合には、押圧部材１ｄを下方に降下させることで、受圧部２ｃには引き続き荷重Ｗｆが印加される。
【００２８】
以上の構成により、受圧部１ｃには、押圧部１の押圧部材１ｄを通じて、任意に調整された大きさの荷重Ｗｆ１・Ｗｆ２（Ｗｆ）が印加される。ここで、走行する鋼板は中心線方向に位置ズレする可能性があり、その場合に、胴部分２ａに受圧部２ｃを配置すると、位置ズレした鋼板が押圧部材１ｄに衝突し、押圧部材１ｄが破損する可能性がある。したがって、図２に示すように、押圧部材１ｄが接触する受圧部２ｃは軸部分２ｂに配置することが好ましい。
【００２９】
さらに、軸部分２ｂは、中心線方向において、胴部分２ａの側に設けられた大径域２ｅと、大径域２ｅよりも外方に設けられた小径域２ｇと、大径域２ｅと小径域２ｇとを連結する連結域２ｆとを有している。そして、本態様の軸部分２ｂでは、大径域２ｅが受圧部２ｃを構成し、小径域２ｇが、軸受２８と摺動する軸受摺動部２ｇを構成している。このように、受圧部２ｃは、印加される荷重Ｗｆを受けるため強度の高い大径域２ｅに設けることが好ましい。
【００３０】
なお、本態様のロール２は、鋼板が直接接触するその外周面が、所定の外径となるよう形成された略円柱形状の胴部分２ａと、胴部分２ａの両端に、当該胴部分２ａと同軸に一体的に軸部分２ｂが設けられた一体型ロールである。しかしながら、例えば、中空部を有する略円筒形状の胴部分の両端に軸部分を固定した組立型の構成としてもよい。また、胴部分２ａを構成する材料は特に限定されないが、耐蝕性および耐摩耗性の点から下記するように少なくとも胴部分２ａおよび軸部分２ｂはセラミックスで形成することが好ましい。特に、比重の小さなセラミックスでロール２を構成した場合には、上記したように本態様のロール２によれば、ロール２に作用する浮力Ｗｒによるロール２の押上力が効果的に低減される。
【００３１】
上記したように、胴部分２ａおよび軸部分２ｂは、めっき浴に対する耐蝕性および耐摩耗性の点から、セラミックスで構成されていることが望ましい。胴部分２ａおよび軸部分２ｂを構成するセラミックスとしては、ロール２が使用される雰囲気その他の操業条件の要請による耐熱衝撃性・耐蝕性などに応じ、アルミナ・ジルコニア・シリカその他の酸化物系セラミックス、硼化ジルコニウム・硼化チタン・硼化ボロンその他の硼化物系セラミックス、炭化シリコン・炭化ボロンその他の炭化物系セラミックス、またはカーボンなどの無機材料を利用してよい。そして、本態様のロール２は、めっき浴への浸漬および取出しの際に急熱・急冷されるため、耐熱衝撃性に優れている必要がある。そのため、胴部分２ａおよび軸部分２ｂを構成するセラミックスとしては、熱伝導率が高い窒化珪素・窒化アルミその他の窒化物系セラミックスが好ましく、めっき浴である溶融金属に対し高い耐溶損性および耐磨耗性を有し、高温強度に優れたサイアロンを含む窒化珪素系セラミックスが特に好ましい。
【００３２】
なお、押圧部材１ｄの耐摩耗性は、受圧部２ｃよりも低いことが好ましい。これにより、受圧部４ｃの摩耗が抑制され、ロール２が長寿命化され、低コストで溶融金属めっき鋼板を製造することができる。なお、受圧部２ｃに対し押圧部材１ｄを優先的に摩耗させることは、下記態様のめっき装置のように受圧部に粗面域を設けるなど、めっき装置自体の構造の工夫により実現することができるが、押圧部材および受圧部を構成する材料の組合せを適宜選択することにより、実現することができる。具体的には、受圧部は、耐摩耗性の高い上記したセラミックス、好ましくは窒化珪素系セラミックスで構成し、押圧部材は、これらセラミックスに対し耐摩耗性に劣るステンレスなどの金属で構成することが望ましい。なお、受圧部の全体をセラミックスで構成する必要は無く、例えば受圧部の外周面に溶射等でセラミックス層を形成してもよい。さらに、セラミックスからなるリング状部材を軸部分の外周に固定して受圧部を構成としてもよい。この場合には、押圧部材との摺動によりリング状部材の外周面が摩耗しても、リング状部材のみを交換すればよく、より低コストで溶融金属めっき鋼板を製造することができる。
【００３３】
上記押圧部材の耐摩耗性は、図８（ａ）にその概略構成を示す、摩擦磨耗試験機による摩擦摩耗試験にて確認することができる。摩擦磨耗試験機８０は、めっき浴２１が貯留される黒鉛製の坩堝８２と、当該坩堝８２の外周に配置され、めっき浴２１を加熱する加熱コイル８１を有しており、加熱されためっき浴に、受圧部を構成する材料で形成された被摩擦物８３を浸漬し回転させ、この回転する被摩擦物８３の外周面に、押圧部材を構成する材料で形成された試料８８を所定の荷重で押付け、押圧部材の耐摩耗性を確認する構成である。
【００３４】
具体的には、被摩擦物８３は直径ｄ４が１５０ｍｍをなす円柱形状であり、不図示のモーター等で矢印Ｍの方向に５０ｒｐｍで回転される。また、試料８８の平面図である図８（ｂ）に示すように、円環の４半部である扇形状の試料８８は、被摩擦物８３の外周面に接触される内面の内径（ｄ１）が１５２ｍｍ、外径（ｄ２）が１６２ｍｍ、紙面に垂直な方向の厚さが５ｍｍである。さらに、被摩擦物８３に対する試料８８の押付荷重は、図８（ａ）に示すカンチレバー８６の支点８５を介し右側に配置されたウエイト８７の重量の適宜調整することにより４９０Ｎとする。なお、試験に使用するめっき浴２１は特に限定されないが、例えば、工業生産において多用されている溶融アルミニウムめっき浴または溶融亜鉛めっき浴を使用する場合には、前者の保持温度は７００℃とし、後者の保持温度は４８０℃とすれば良い。そして、上記条件おいて回転する被摩擦物８３の外周面に試料８９の内周面を押し付け、３時間経過後の両者の磨耗量をマイクロメータまたはデプスマイクロメータで測定し、当該摩耗量を耐摩耗性の指標とする。
【００３５】
ここで、上記摩擦摩耗試験にて確認された試料８８、すなわち押圧部材の摩耗量は、被摩擦物８３（受圧部）に対し、２倍以上であることが好ましい。２倍未満の場合には、押圧部材とともに受圧部の摩耗も進行することとなりロールの長寿命化を図ることができない。なお、押圧部材の耐摩耗性の上限は特に限定されないが、２００倍を超えると、押圧部材１ｄの損耗が大きくなり、工業生産的に溶融金属めっき鋼板を製造するうえでコスト的に不利となる可能性がある。したがって、押圧部材の耐摩耗性の上限値の望ましい範囲は、２００倍以下である。
【００３６】
図２のロール２の受圧部２ｃとは別の態様の受圧部４ｃを有するロール２を備えた、めっき装置３０について、当該受圧部４ｃの周辺を示す拡大正面図である図５を参照して説明する。なお、図５において、図２〜４を参照して説明しためっき装置２０と同一の構成要素には同一符号を付しており、その詳細な説明を省略する（以下説明する他の態様のめっき装置についても同様である。）。
【００３７】
本態様のめっき装置３０も、上記めっき装置２０と同様に受圧部４ｃと接触しつつ荷重Ｗｆを印加する押圧部材１ｄを有しているが、当該押圧部材１ｄの下方端面１Ｌが接触する受圧部４ｃは、その外周面に粗面域４ｈが形成されている点で、上記めっき装置２０と相違している。かかるめっき装置３０によれば、押圧部材１ｄの下方側の端面１Ｌを、粗面域４ｈと接触するよう配置することにより、ロール２の回転時における粗面域４ｈとの摺動により押圧部材１ｄの摩耗が促進される。その結果、押圧部材１ｄに対し受圧部４ｃの摩耗が抑制され、受圧部４ｃの損耗によるロール２の短寿命化が抑制される。特に、受圧部をセラミックス、押圧部材をステンレスなどの金属で形成した場合は、その効果が大きい。なお、めっき装置２０にて説明したように、押圧部材１ｄは、荷重印加手段で下方へ降下するよう構成されており、ロール２の回転時における粗面域４ｈとの摺動により押圧部材１ｄの下方端面１Ｌが損耗した場合には、押圧部材１ｄを下方に降下させることで、受圧部２ｃには引き続き荷重Ｗｆが印加される。
【００３８】
上記粗面域４ｈの算術平均粗さ（Ｒａ）は、１μｍ以上に調整されていることが好ましい。粗面域４ｈの算術平均粗さ（Ｒａ）をこの範囲に調整することにより、受圧部４ｃの摩耗が効果的に抑制される。なお、算術平均粗さ（Ｒａ）の上限値は特に限定されないが、粗面域４ｈの一方で２０μｍを超えると、押圧部材１ｄの損耗が大きくなり、工業生産的に溶融金属めっき鋼板を製造するうえでコスト的に不利となる可能性がある。また、受圧部４ｃをセラミックスで構成した場合には、２０μｍを超えると、高温のめっき浴へロール２を浸漬した際やめっき浴からロール２を引き上げた際の加熱・冷却に伴い生じる熱応力により、受圧部４ｃが破損する可能性がある。したがって、算術平均粗さ（Ｒａ）の上限値の望ましい範囲は、１５μｍ以下であり、より好ましい範囲は、５〜１０μ
ｍ である。ここで、上記範囲の算術平均粗さ（Ｒａ）を有する粗面域４ｈは、例えば、その表面を直径１０〜５００μｍの鋼球やセラミックス粒子（炭化珪素粒子、アルミナ粒子等）でサンドブラスト又はショットピーニングすることにより形成することができる。
【００３９】
図２のめっき装置とは別の態様の押圧部５を有するめっき装置４０について、その正面図である図６を参照して説明する。図６に示すめっき装置４０は、図２〜４を参照し説明しためっき装置２０と基本的に同様な構成であるが、押圧部材１ｄを連続して供給する押圧部５を備えている点で相違している。
【００４０】
すなわち、図６に示すように、めっき装置４０は、中心線方向において２の受圧部２ｃに対応する位置に配置された２の押圧部５を有している。そして、押圧部５は、各々、相対するよう配置された２のローラ５ｉ・５ｊを備えている。このローラ５ｉ・５ｊは、いずれも回転自在に構成されており、各々の外周面と押圧部材５ｄの外周面との間に一定の荷重が付加されつつ両者が密接するよう、ローラ５ｉ・５ｊの配置は調整され、架台１ａに設けられた固定部材５ｋに固定されている。なお、本態様の押圧部材５ｄは、長時間の使用に対応するため、図２の押圧部材１ｄに対して直径は同じであるが長尺となっている。
【００４１】
ローラ５ｉ・５ｊは、いずれも不図示のモーター（荷重印加手段）に接続されており、図示矢印方向で示すように、右側のローラ５ｉは半時計周りに、左側のローラ５ｊは時計周りに回転する。これにより、ローラ５ｉ・５ｊの外周面と密接している押圧部材５ｄは、ローラ５ｉ・５ｊの回転に伴い降下することとなる。なお、押圧部材１ｄを通じて印加される受圧部２ｃへの荷重Ｗｆ（Ｗｆ１・Ｗｆ２）の大きさは、上記態様の押圧部５では、モーターのトルクを制御することにより任意に設定することができる。
【００４２】
かかる押圧部５を有するめっき装置４０によれば、ロール２をめっき装置４０に組み込んだ後に、ローラ５ｉ・５ｊの外周面に密接するよう押圧部材５ｄをローラ５ｉ・５ｊの間に装着する。そして、押圧部材５ｄを、その外周面が嵌合するよう案内部材１ｅに通し、その下方端面１Ｌを受圧部２ｃに接触させる。ロール２の回転に伴い押圧部材５ｄには荷重Ｗｆ（Ｗｆ１・Ｗｆ２）が印加され、受圧部２ｃとの摺動により押圧部材５ｄは、その下方端面１Ｌから摩耗が進行する。しかしながら、上記構成のローラ５ｉ・５ｊの回転により押圧部材５ｄは降下し、受圧部２ｃへ連続的に供給される。その結果、押圧部材５ｄの消耗に伴う押圧部材５ｄの交換のための操業の停止が抑制され、低コストで溶融金属めっき鋼板を製造することが可能となる。なお、本態様のめっき装置４０は、特に上記したように耐摩耗性が受圧部に対し低い押圧部材を設けた場合に有効な構成である。
【００４３】
図２のめっき装置とは更に別の態様の押圧部６を有するめっき装置５０の、当該押圧部６の周囲を部分拡大した正面図である図７を参照して説明する。図７に示すめっき装置５０は、図２〜４を参照し説明しためっき装置２０と基本的に同様な構成であるが、その押圧部材６ｄは、受圧部２ｃと接触する一面である下方端面１Ｌと、その下方端面１Ｌに一端部が開口するめっき浴の流通通路６ｍとを有し、流通通路６ｍの他端部に接続され、めっき浴を吸引するポンプ等から構成された吸引手段Ｐを備える点で相違している。
【００４４】
かかる態様のめっき装置５０によれば、受圧部２ｃとの摺動により摩耗する押圧部材６ｄから生じる摩耗粉を、流通通路６ｍを通じ吸引手段Ｐで吸引することができ、当該摩耗粉がいわゆるドロスとなり溶融金属めっき鋼板の表面品質等が劣化することを抑制することができる。さらに、流通通路６ｍを通じ吸引手段Ｐでめっき浴を吸引することで、押圧部材６ｄの下方端面１Ｌの外側から、受圧部２ｃと押圧部材６ｄの摺動界面にめっき浴が供給され、両者の潤滑性が向上し、押圧部材６ｄとの摩擦による受圧部２ｃの摩耗をより抑制することが可能となる。
【符号の説明】
【００４５】
１（５，６）                    押圧部
１ｂ                            荷重印加手段
１ｄ（５ｄ、６ｄ）              押圧部材
２（９０）                      シンクロール（溶融金属めっき浴用回転体）
２ａ（９０ａ）                  胴部分
２ｂ（９０ｂ）                  軸部分
２ｃ（４ｃ）                    受圧部
２ｄ                            鋼板接触領域部
２ｅ                            大径域
２ｇ                            軸受摺動部（小径域）
２ｆ                            連結域
４ｈ                            粗面域
５ｉ（５ｊ）                    ローラ
２０（３０〜５０）              溶融金属めっき装置
８０                            摩擦磨耗試験機
【図１】
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【図２】
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【図３（ａ）】
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【図３（ｂ）】
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【図４（ａ）】
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【図４（ｂ）】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８（ａ）】
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【図８（ｂ）】
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【図９】
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