(57)【要約】【課題】回転抵抗が増大しない開口穴を側板に設けた連続溶融金属めっき装置のシンクロールを提供する。【解決手段】円筒状の胴部４と、この胴部の両端部に一体化した一対の側板６とを備えて中空円筒形状をなし、連続溶融金属めっき装置のめっき浴槽中に配置され、めっき浴槽に導入した鋼帯を胴部の外周に沿わせて移送するシンクロール２である。このシンクロールは、側板の外周側に、ロール内部と外部とを連通する開口穴１２を設けている。この開口穴は、周方向に長い形状で開口しているとともに、開口穴の略径方向の長さをＡとし、前記側板の板厚をＣとすると、Ａ／Ｃ≦１の関係を満たしている。【選択図】　　　　図１
2004043858.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状の胴部と、この胴部の両端部に一体化した一対の側板とを備えて中空円筒形状をなし、連続溶融金属めっき装置のめっき浴槽中に配置され、前記めっき浴槽に導入した鋼帯を前記胴部の外周に沿わせて移送するロールであり、前記側板の外周側に、ロール内部と外部とを連通する開口穴を設けたシンクロールにおいて、
前記開口穴は、周方向に長い形状で開口しているとともに、前記開口穴の略径方向の長さをＡとし、前記側板の板厚をＣとすると、Ａ／Ｃ≦１の関係を満たすことを特徴とする連続溶融金属めっき装置のシンクロール。
【請求項２】
円筒状の胴部と、この胴部の両端部に一体化した一対の側板とを備えて中空円筒形状をなし、連続溶融金属めっき装置のめっき浴槽中に配置され、前記めっき浴槽に導入した鋼帯を前記胴部の外周に沿わせて移送するロールであり、前記側板の外周側に、ロール内部と外部とを通じる開口穴を周方向に所定間隔をあけて複数設けたシンクロールにおいて、
各々の開口穴は、周方向に長い形状で開口しているとともに、前記開口穴の略周方向の長さをＢとし、隣接する開口穴どうしの略周方向の間隔をＤとし、Ｒ＝Ｂ／（Ｂ＋Ｄ）で定義される前記側板の周方向における前記開口穴の開口率Ｒが、５０％以下に設定されてなることを特徴とする連続溶融金属めっき装置のシンクロール。
【請求項３】
円筒状の胴部と、この胴部の両端部に一体化した一対の側板とを備えて中空円筒形状をなし、連続溶融金属めっき装置のめっき浴槽中に配置され、前記めっき浴槽に導入した鋼帯を前記胴部の外周に沿わせて移送するロールであり、前記側板の外周側に、ロール内部と外部とを通じる開口穴を周方向に所定間隔をあけて複数設けたシンクロールにおいて、
各々の開口穴は、周方向に長い形状で開口しているとともに、前記開口穴の略径方向の長さをＡとし、前記側板の板厚をＣとすると、Ａ／Ｃ≦１の関係を満たすとともに、
前記開口穴の略周方向の長さをＢとし、隣接する開口穴どうしの略周方向の間隔をＤとし、Ｒ＝Ｂ／（Ｂ＋Ｄ）で定義される前記側板の周方向における前記開口穴の開口率Ｒが、５０％以下に設定されてなることを特徴とする連続溶融金属めっき装置のシンクロール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、連続溶融金属めっき装置の溶融金属を満たしためっき浴槽中に配置されているシンクロールの改善に関する。
【０００２】
【従来の技術】
連続溶融金属めっき装置は、高温度の溶融金属を満たしためっき浴槽中の下部に、浴中ロールとしてのシンクロールが配置されている。このシンクロールは、めっき浴槽に固定したロール支持部に水平状態で支持され、軸受を介して回転自在に配置されている。
【０００３】
そして、所定の通板速度でめっき浴槽中に進入してきた鋼帯は、浴槽下部のシンクロールの外周上を周回することで進行方向が転換され、浴槽外部に引き上げられることで、連続的にめっき付着処理が行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記シンクロールには種々の形状のものがあるが、円筒状の胴部の両端部に一対の側板を一体化した中空円筒形状のシンクロールが知られている。この形状のシンクロールは、通常、ロール中空部と外部とが連通するように側板に開口穴を設けており、めっき浴槽中に配置したときに開口穴からロール中空部に溶融金属を流入させることで浮力の発生を抑制し、めっき浴槽から引き上げるときに開口穴からロール中空部の溶融金属を外部に排出させることで引き上げ作業を容易としている。
【０００５】
ところで、めっき浴槽に配置されているシンクロールは、回転速度が上昇していくと溶融金属に対する回転抵抗が増大して円滑な回転動作が阻害されやすく、鋼帯の通板速度が速くなるに従い、胴部外周上を周回する鋼帯の速度とシンクロールの回転速度が同一とならず、胴部と鋼帯との間でスリップが生じ、鋼帯に傷が付いて製品品質の劣悪化を招くおそれがある。
【０００６】
特に、側板に形成した開口穴の形状は、シンクロールが回転する際の回転抵抗に影響しやすい。すなわち、シンクロールの回転方向（側板の周方向）に、開口穴の面積の大きな開口縁部が存在していると、その開口縁部に衝突した溶融金属が側板から剥離しやすくなり、外乱の発生により圧力損失が増大してシンクロールの回転抵抗が増大してしまう。
【０００７】
このため、鋼帯のめっき付着処理の効率を図り、且つ、製品品質の向上を図るために、シンクロールの側板に形成する開口穴を、回転抵抗が増大しない形状とする必要がある。
したがって、本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、回転抵抗が増大しない開口穴を側板に設けた連続溶融金属めっき装置のシンクロールを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の連続溶融金属めっき装置のシンクロールは、円筒状の胴部と、この胴部の両端部に一体化した一対の側板とを備えて中空円筒形状をなし、連続溶融金属めっき装置のめっき浴槽中に配置され、前記めっき浴槽に導入した鋼帯を前記胴部の外周に沿わせて移送するロールであり、前記側板の外周側に、ロール内部と外部とを連通する開口穴を設けたシンクロールにおいて、前記開口穴は、周方向に長い形状で開口しているとともに、前記開口穴の略径方向の長さをＡとし、前記側板の板厚をＣとすると、Ａ／Ｃ≦１の関係を満たすこととした。
【０００９】
また、請求項２記載の連続溶融金属めっき装置のシンクロールは、円筒状の胴部と、この胴部の両端部に一体化した一対の側板とを備えて中空円筒形状をなし、連続溶融金属めっき装置のめっき浴槽中に配置され、前記めっき浴槽に導入した鋼帯を前記胴部の外周に沿わせて移送するロールであり、前記側板の外周側に、ロール内部と外部とを通じる開口穴を周方向に所定間隔をあけて複数設けたシンクロールにおいて、各々の開口穴は、周方向に長い形状で開口しているとともに、前記開口穴の略周方向の長さをＢとし、隣接する開口穴どうしの略周方向の間隔をＤとし、Ｒ＝Ｂ／（Ｂ＋Ｄ）で定義される前記側板の周方向における前記開口穴の開口率Ｒを、５０％以下に設定した。
【００１０】
さらに、請求項３記載の連続溶融金属めっき装置のシンクロールは、円筒状の胴部と、この胴部の両端部に一体化した一対の側板とを備えて中空円筒形状をなし、連続溶融金属めっき装置のめっき浴槽中に配置され、前記めっき浴槽に導入した鋼帯を前記胴部の外周に沿わせて移送するロールであり、前記側板の外周側に、ロール内部と外部とを通じる開口穴を周方向に所定間隔をあけて複数設けたシンクロールにおいて、各々の開口穴は、周方向に長い形状で開口しているとともに、前記開口穴の略径方向の長さをＡとし、前記側板の板厚をＣとすると、Ａ／Ｃ≦１の関係とするとともに、前記開口穴の略周方向の長さをＢとし、隣接する開口穴どうしの略周方向の間隔をＤとし、Ｒ＝Ｂ／（Ｂ＋Ｄ）で定義される前記側板の周方向における前記開口穴の開口率Ｒを、５０％以下に設定した。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る連続溶融金属めっき装置のシンクロールの実施形態について、図面を参照して説明する。
図１の（ａ）（ｂ）は、第１実施形態のシンクロール２を示す図である。
本実施形態のシンクロール２は、円筒状の胴部４と、この胴部４の両端開口部を閉塞しながら一体化されている円形状の一対の側板６と、側板６の中心を貫通して胴部４の長手方向に延在している回転軸８とを備えており、内部にロール中空部１０が設けられている。
【００１２】
このシンクロール２の側板６には、ロール中空部１０と外部とを連通する開口穴１２が形成されている。そして、上記シンクロール２を、連続溶融金属めっき装置のめっき浴槽中に配置すると、開口穴１２からロール中空部１０に溶融金属が流入してシンクロール２の浮力の発生が抑制され、めっき浴槽から引き上げる際には、開口穴１２からロール中空部１０の溶融金属が外部に排出されるので、シンクロール２の引き上げ作業が容易となる。
【００１３】
ここで、開口穴１２は、側板６の外周側に位置し、略周方向に延在して形成されている。すなわち、図１（ａ）に示すように、この開口穴１２は矩形状に開口しており、短辺側の開口縁部１２ａが略径方向に延在し、長辺側の開口縁部１２ｂが略周方向に延在して形成されている。
また、開口穴１２の短辺側の開口縁部１２ａの長さをＡとし、開口穴１２を形成している側板６の板厚をＣすると、これらＡ、Ｃの関係を、以下の（１）式としている。
【００１４】
Ａ／Ｃ≦１　　　　　　　…………（１）
発明者等は、側板６の厚さＣ、開口縁部１２ａの長さＡが浴中におけるシンクロール２の回転抵抗に及ぼす影響を調査し、側板の厚さＣが一定であれば、この厚さＣに対する開口縁部１２ａの長さＡの比Ａ／Ｃが１を超える領域では、この比が小さくなる程、シンクロール２の回転抵抗は小さくなるが、この比が１以下では、それ以上小さくしても回転抵抗は小さくならないことがわかった。よって、側板６の厚さＣと開口縁部１２ａの長さＡが上記（１）式を満たすようにした。
【００１５】
このように、開口穴１２の短辺側の開口縁部１２ａの長さＡと、側板６の板厚Ｃの関係を、Ａ／Ｃ≦１とすると、シンクロール２の回転方向（側板６の周方向）に面している開口穴１２の短辺側の開口縁部１２ａの面積が小さくなり、その開口縁部１２ａに衝突する溶融金属が側板６から剥離しにくくなる。これにより、シンクロール２が高速で回転する場合にも、溶融金属に外乱がほとんど発生せず、圧力損失が減少するので、シンクロール２の回転抵抗の増大を防止することができる。
【００１６】
したがって、上記構成の開口穴１２を設けたシンクロール２を連続溶融金属めっき装置に使用すると、シンクロール２の回転抵抗を小さくでき、鋼帯の通板速度とシンクロール２の回転速度を同一とできる最大通板速度が大きくなり、高速で通板しても、胴部４と鋼帯との間でスリップが生じないので、鋼帯の製品品質の向上を図ることができるとともに、鋼帯のめっき付着処理の効率を図ることができる。
【００１７】
次に、図２は、第２実施形態のシンクロール２０を示す図である。なお、図１に示したシンクロール２０の構成と同一構成部分には、同一符号を付して説明を省略する。
本実施形態のシンクロール２０の側板６には、ロール中空部１０と外部とを連通する２つの開口穴２２が形成されている。
【００１８】
この２つの開口穴２２は、側板６の外周側に位置し、略周方向に延在して形成されている。すなわち、これら開口穴２２は矩形状に開口しており、短辺側の開口縁部２２ａが略径方向に延在し、長辺側の開口縁部２２ｂが略周方向に延在して形成されている。
そして、各々の開口穴２２の短辺側の開口縁部２２ａの長さＡと、開口穴２２を形成している側板６の板厚Ｃの関係は、第１実施形態と同様に、以下の（１）式となっている。
【００１９】
Ａ／Ｃ≦１　　　　　　　…………（１）
また、開口穴２２の長辺側の開口縁部２２ｂの長さをＢとし、２つの開口穴２２の略周方向の間隔をＤとし、側板６の外周側の周方向における開口穴２２の開口率Ｒは、以下の（２）式であらわされる。
Ｒ＝Ｂ／（Ｂ＋Ｄ）　　　…………（２）
そして、側板６の外周側周方向における開口穴２２の開口率Ｒは、以下の（３）式に示す範囲としている。
【００２０】
Ｒ≦５０％　　　…………（３）
上記（３）式の関係としたことで、側板６の外周側における周方向領域のうち開口穴２２が占める割合が多過ぎず、各開口穴２２の開口縁部２２ａに衝突する溶融金属が側板６から剥離しにくくなる。これにより、シンクロール２０が高速で回転する場合にも、溶融金属に外乱がほとんど発生せず、圧力損失が減少するので、シンクロール２０の回転抵抗の増大を防止することができる。
【００２１】
そして、上記（１）式の関係としたことで、シンクロール２０の回転方向に面している各開口穴２２の短辺側の開口縁部２２ａの面積が小さくなり、さらにシンクロール２０の回転抵抗が減少していく。
したがって、本実施形態の複数の開口穴２２を設けたシンクロール２０を連続溶融金属めっき装置に使用すると、シンクロール２の回転抵抗を小さくでき、鋼帯の通板速度とシンクロール２の回転速度を同一とできる最大通板速度が大きくなり、高速で通板しても胴部４と鋼帯との間でスリップが生じないので、鋼帯の製品品質の向上を図ることができるとともに、鋼帯のめっき付着処理の効率を図ることができる。
【００２２】
なお、第２実施形態では、前述した（１）式及び（３）式の関係となるシンクロール２０について説明したが、（３）式のみの関係を有したシンクロールであっても、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００２３】
【実施例】
図３に示す連続溶融金属めっき装置の水モデルによる実験装置を使用して第１実施形態のシンクロール２のスリップ評価及び第２実施形態のシンクロール２０のスリップ評価を行った。
図３に示す実験装置は、水Ｗを満たしている水槽３２、水槽３２の外に配置した駆動モータ３４と、この駆動モータ３４から回転力が伝達され、大気中で回転する駆動ロール３６と、水槽３２内に配置されて回転する試験用シンクロールＴＲと、試験用シンクロールＴＲの上方位置の大気中で回転する従動ロール４０と、駆動ロール３６、試験用シンクロールＴＲ及び従動ロール４０間に掛け渡された無端ベルト４２とを備えている。水槽３２内の水は、温度が略２０℃に設定されており、略２０℃の水は動粘度が１．００３８ｍｍ２／ｓであり、例えば連続溶融亜鉛めっき装置のめっき浴槽中に満たされている４５０℃程度の溶融亜鉛の動粘度の略倍の値である。
【００２４】
よって、水モデルの大きさを実際の溶融亜鉛めっき装置の１／２として、水モデルにおけるレイノルズ数が実際の溶融亜鉛めっき装置におけるものと同レベルとし、実機を模擬できるようにしている。
この実験装置では、試験用シンクロールＴＲの回転抵抗が、無端ベルト４２と試験用シンクロールＴＲとの間にスリップを生じさせない程度に小さい場合には、駆動ロール３６の回転速度と試験用シンクロールＴＲの回転速度は同一となり、試験用シンクロールＴＲの回転抵抗が大きくなると、無端ベルト４２と試験用シンクロールＴＲとの間にスリップが生じるため、駆動ロール３６よりも試験用シンクロールＴＲの回転速度が小さくなる。そして、駆動ロール３６の回転速度を低速から徐々に高速側へ上げていくと、ある速度でシンクロールＴＲの回転抵抗がスリップを生じさせる程に大きくなり、駆動ロール３６の回転速度に対する試験用シンクロールＴＲの回転速度の比が１よりも小さくなる。よって、駆動ロール３６及び試験用シンクロールＴＲの回転速度を測定しながら、駆動ロール３６の回転速度を増大させていき、上記回転速度の比が１より小さくなるときの回転速度を求めることで、スリップが始まる速度を評価できる。
【００２５】
上記構成の実験装置を使用し、試験用シンクロールＴＲとして第１実施形態のシンクロール２を配置した場合と、試験用シンクロールＴＲとして第２実施形態のシンクロール２０を配置した場合における、これら試験用シンクロールと無端ベルト４２との間のスリップについて評価を行った。
図４は、上記構成の実験装置を使用し、試験用シンクロールＴＲとして第１実施形態のシンクロール２を配置した場合におけるシンクロール２と無端ベルト４２との間のスリップについて評価した結果である。この図の縦軸は、シンクロール２と無端ベルト４２との間でスリップが始まった速度（スリップ速度）を示し、横軸は、開口穴１２の短辺側の開口縁部１２ａの長さＡと、側板６の板厚Ｃとの比を示している。そして、実線は、板厚Ｃが５０ｍｍの側板６を使用したシンクロール２を示し、破線は、板厚Ｃが８０ｍｍの側板６を使用したシンクロール２を示している。
【００２６】
この図４の結果から、Ａ／Ｃ≦１のときにスリップ速度が高くなることがわかる。すなわち、Ａ／Ｃ≦１のときに、シンクロール２と無端ベルト４２との間でスリップが発生しにくくなり、シンクロール２が高速で回転しても回転抵抗の増大を防止することができる。
また、図５は、上記構成の実験装置を使用し、試験用シンクロールＴＲとして第２実施形態のシンクロール２０を配置した場合におけるシンクロール２０と無端ベルト４２との間のスリップについて評価した結果である。この図の縦軸は、シンクロール２０と無端ベルト４２との間でスリップが始まった速度（スリップ速度）を示し、横軸は、側板６の外周側周方向における開口穴２２の開口率Ｒを示している。
【００２７】
この図５の結果から、Ｒ≦５０％のときにスリップ速度が高くなることがわかる。すなわち、Ｒ≦５０％のときに、シンクロール２０と無端ベルト４２との間でスリップが発生しにくくなり、シンクロール２０が高速で回転しても回転抵抗の増大を防止することができる。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の連続溶融金属めっき装置のシンクロールによると、シンクロールが高速で回転しても、側板に設けた開口穴の周囲の溶融金属に外乱がほとんど発生せず、圧力損失が減少するので、回転抵抗の増大を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１実施形態のシンクロールを示す図であるり、（ａ）はシンクロールを側板側から示した図であり、（ｂ）はシンクロールを軸方向の断面で示した図である。
【図２】本発明に係る第２実施形態のシンクロールを側板側から示した図である。
【図３】本発明に係るシンクロールのスリップを評価するために使用した実験装置を示す図である。
【図４】本発明に係る第１実施形態のシンクロールのスリップ評価の結果を示すグラフである。
【図５】本発明に係る第２実施形態のシンクロールのスリップ評価の結果を示すグラフである。
【符号の説明】
２，２０シンクロール
４　　　　胴部
６　　　　側板
１０　ロール中空部（ロール内部）
１２，２２　開口穴
１２ａ　開口縁部（開口穴の略径方向に延在している縁部）
１２ｂ　　　　　　開口縁部（開口穴の略周方向に延在している縁部）
２２ａ　　　　　　開口縁部（開口穴の略径方向に延在している縁部）
２２ｂ　　　　　　開口縁部（開口穴の略周方向に延在している縁部）
Ｃ　側板の板厚
Ｒ　側板の外周側周方向における開口穴の開口率
【図１】
2004043858.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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