(57)【要約】【課題】鋼帯の蛇行や幅変更があってもエッジマスクの追従制御の遅れをカバーし、鋼帯端部とエッジマスクの接触を未然に防ぎ、鋼帯幅方向全域にわたってエッジオーバーコート、デンドライト析出物やエッジ部付近のアンダーコートを防止できるエッジマスクを提供する。【解決手段】めっき槽に設置した電極間を走行させて鋼帯に電気めっきを施す連続式電気めっき設備のエッジマスク装置であって、エッジマスク先端部を、鋼帯端部を挟むようにしてコの字状になし、エッジマスクのつば厚みｔと懐長さＬとの比率（ｔ／Ｌ）、および、エッジマスクの懐高さｂと電極間距離ｈとの比率（ｂ／ｈ）が、各々下記（Ａ）式および（Ｂ）式を満足することを特徴とする連続式電気めっき設備のエッジマスク装置。０．００８≦ｔ／Ｌ≦０．０５・・・（Ａ）０．６５  ≦ｂ／ｈ＜１．０  ・・・（Ｂ）但し、ｂ＋２ｔ＜ｈ【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
めっき槽に設置した電極間を走行させて鋼帯に電気めっきを施す連続式電気めっき設備のエッジマスク装置であって、
エッジマスク先端部を、鋼帯端部を挟むようにしてコの字状になし、エッジマスクのつば厚みｔと懐長さＬとの比率（ｔ／Ｌ）、および、エッジマスクの懐高さｂと電極間距離ｈとの比率（ｂ／ｈ）が、各々下記（Ａ）式および（Ｂ）式を満足することを特徴とする連続式電気めっき設備のエッジマスク装置。
０．００８≦ｔ／Ｌ≦０．０５・・・（Ａ）
０．６５  ≦ｂ／ｈ＜１．０  ・・・（Ｂ）
但し、ｂ＋２ｔ＜ｈ
【発明の詳細な説明】
【発明の属する技術分野】
本発明は、めっき槽に設置した電極間を走行させて鋼帯に電気めっきを施す連続式電気めっき設備のエッジマスク装置に関する。
具体的には、連続して走行する鋼帯の表面に電気めっきを施す際に発生する鋼帯端部のエッジオーバーコートを防止する連続式電気めっき設備のエッジマスク装置に関する。
【従来の技術】
図５は、連続式電気めっき設備のめっきセルの断面構造を示す図である。
めっきセル４内において、鋼帯１を連続的に上電極５と下電極６間を走行させて電気めっきを行う際に、鋼帯１の両エッジ部近傍にめっき電流が集中することによって過剰めっき、即ち、いわゆるエッジオーバーコートが生じる。
また、鋼帯１両端部では、めっき電流の集中が大きくまた迷走電流の影響により、デンドライト状析出物が生成する。このデンドライト状析出物は非常に脆弱で需要家でのプレス成形時に剥離し易く、押し込み疵を誘発する怖れがある。従って、電気めっき時において、このデンドライト状析出物の発生を防止することが重要となる。
そこで、鋼帯１のエッジオーバーコート、および、デンドライト状析出物を抑制する方法として、従来から、鋼帯端部にエッジマスク装置を設置する方法が採用されており、このエッジマスク装置は、エッジマスク先端部２と連結部３から構成されたエッジマスクが、鋼帯１端部に追従する機構を有することにより、鋼帯端部付近のめっき電流の集中を緩和し、エッジオーバーコートを軽減するものである。
例えば、特開平７−２７８８５号公報には、断面がコの字状のエッジマスク開口部の懐高さ（本従来技術では“マスク開口部両先端間距離ａ”と表現）を上下電極間（ｄ）の１／３以下とし、さらにエッジマスク開口部のつば厚み（本従来技術では“マスク材厚みｂ”と表現）を上下電極間の距離（ｄ）の１／１５以上としたエッジマスクが提案されている。
そして、この従来技術文献には、エッジマスクのつば厚みｔを大きくすることにより、エッジマスクの開口端部を、鋼帯端部から離した位置に設置した場合でもエッジオーバーコートを防止できることが記載されている。
【特許文献１】特開平７−２７８８５号公報
【発明が解決しようとする課題】
ところで、電気めっき工程においては、電極間（電極と鋼帯間、または上部電極と下部電極間）の距離をできるだけ短くすることによって電力原単位を向上させることが必要である。
従って、このように電極間を短くしなければならない状況のもとでは、鋼帯の形状が悪く耳伸び状態になっているときや、鋼帯１に急な蛇行が発生した場合には、図７に示すように鋼帯１の端部がエッジマスク先端部２に干渉したり、乗り上げたりすることがあり、エッジマスク自体を損傷したり、鋼帯１のエッジ部に疵を生じたりする不具合が生じる。
図１０は、このエッジマスク先端部の拡大図であるが、このようなトラブルは、すなわちエッジマスク先端部２のつば部厚みｔが大きくなり、従って上下電極間距離が制限されているためにエッジマスク先端部２の懐高さｂが小さくなる場合に発生する。
前述の特開平７−２７８８５号公報にて提案されているエッジマスクは、積極的にこのつば部厚みｔを大きくし、エッジマスク先端部２の懐高さｂを小さくすることで、エッジマスク先端部と鋼帯端部との距離を離した状態での操業を可能としているが、実際、エッジマスク先端部２と鋼帯１端部との距離の限界値は、最大でも上下電極間距離の０．４倍程度であるため、鋼帯１に急な蛇行が発生した場合には、この方法においてもエッジマスク先端部２と鋼帯１端部とが接触を防止することは難しいという問題点があった。
従って、できるだけエッジマスク先端部２の懐高さｂを大きくすると同時に、鋼帯１の蛇行発生時には、エッジマスクの追従性の遅れを考慮してエッジマスク先端部２の懐長さＬをできるだけ広くとることが望まれる。
すなわち、図６に示すエッジマスクの追従制御のシステムフローにおいて、鋼帯１の幅情報およびトラッキング情報は信号ａとしてエッジマスク制御盤８にインプットされ、さらに出側に設けられた蛇行検知器１０、蛇行検知器制御盤９からの蛇行検知信号ｂによって補正されて、エッジマスク制御盤８からアクチュエーター１１を作動させることによってエッジマスクの追従制御を行っているが、複数並ぶめっきセルにおいてトラッキング情報や蛇行検知信号による補正制御の遅れがあると、鋼帯１とエッジマスク先端部２が接触する怖れが生じるので、予めエッジマスク先端部２の懐長さＬを大きく設けて多少の制御遅れが生じた場合でも鋼帯端部とエッジマスク先端部２が接触することがないようすることが有効である。
しかし、懐長さＬが長い形状では、エッジマスクのめっき液流の影響による振動やエッジマスク自身の垂れ下がりなどの問題を誘発する怖れがあり、従来実機化が困難とされ実用に供されていなかった。
このように、従来はエッジマスクの懐を広くとることが不可能とされており、従って鋼帯の耳伸びや蛇行等通常操業において不可避的に生じる操業条件を考慮して、鋼帯１端部にエッジマスク先端部２を安定的にオーバーラップさせて操業することは困難であった。従って、エッジマスク先端部２を図８に示すように断面を若干凹型にして、鋼帯エッジ端面と距離Ｓまで近接させるか、若しくは図９に示すように距離Ｃだけ僅かにオーバーラップさせて使用するに留まり、鋼帯端部のめっき電流の集中を十分に緩和することができなかった。
そこで、本発明は、鋼帯の蛇行や幅変更があってもエッジマスクの追従制御の遅れをカバーし、鋼帯端部とエッジマスクの接触を未然に防ぎ、鋼帯幅方向全域にわたってエッジオーバーコート、デンドライト析出物やエッジ部付近のアンダーコートを防止できるエッジマスクを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
本発明では、前述の課題を解決するために鋭意検討の結果なされたものであり、その要旨とするところは、特許請求の範囲に記載した通りの下記内容である。（１）めっき槽に設置した電極間を走行させて鋼帯に電気めっきを施す連続式電気めっき設備のエッジマスク装置であって、
エッジマスク先端部を、鋼帯端部を挟むようにしてコの字状になし、エッジマスクのつば厚みｔと懐長さＬとの比率（ｔ／Ｌ）、および、エッジマスクの懐高さｂと電極間距離ｈとの比率（ｂ／ｈ）が、各々下記（Ａ）式および（Ｂ）式を満足することを特徴とする連続式電気めっき設備のエッジマスク装置。
０．００８≦ｔ／Ｌ≦０．０５・・・（Ａ）
０．６５  ≦ｂ／ｈ＜１．０  ・・・（Ｂ）
但し、ｂ＋２ｔ＜ｈ
【発明の実施の形態】
図１に本発明におけるエッジマスク先端部の形状の実施例を示す。
本発明のエッジマスクは、連結部３の先端に断面形状がコの字状のエッジマスク先端部２が取り付いて構成されている。ここでは、エッジマスクのコの字状の開口部における上下つば部の厚みを“つば厚みｔ”、エッジマスク開口部の奥行きを“懐長さＬ”、エッジマスク開口部の高さを“懐高さｂ”と称している。尚、エッジマスク先端部２は、ＦＲＰ等の非電導体を材料として用いている。
図２および図３は連続式電気めっき設備の電気めっきセル内に設置された上電極５と下電極６の間に本発明のエッジマスクを設置した状態を示した図である。電気めっきセルにおいて、上下の電極５，６間距離ｈは１８ｍｍ〜３５ｍｍの範囲で出きるだけ短くすることにより電力効率を高めるようになされている。この上下電極５，６間において鋼帯１の幅に応じて追従するエッジマスクについて、発明者らは種々考察を重ねた結果、エッジマスクのつば厚みｔと、懐長さＬとの比率（ｔ／Ｌ）を、下記（Ａ）式を満足する範囲にすることによって、図２に示すようにめっき液流によって生じるエッジマスク先端部２の懐内圧力Ｐ１と背面の圧力Ｐ２との圧力差Ｐ１−Ｐ２    を利用して、図３に示すようにエッジマスク先端部のつば部を電極５，６側に各々押し広げることが可能になることを見出した。
０．００８≦ｔ／Ｌ≦０．０５・・・（Ａ）
これによって、めっき操業中に常に内側から圧力Ｐ１を受けるエッジマスクのつば部は、従来のようにめっき液流の影響を受けず振動することがなくなり、加えてエッジマスク自身の剛性低下に伴う垂れ下がり現象を回避することができるようになる。
エッジマスクのつば部を電極側に押し広げる原動力となるエッジマスク先端部２の懐内部の圧力Ｐ１は、エッジマスク先端部２の形状によって変化し圧力差Ｐ１−Ｐ２    とエッジマスク先端部の懐高さｂと電極間距離ｈの比（ｂ／ｈ）との関係で整理すると図４に示すようになる。発明者らは数多くの考察と実験により、エッジマスクのつば厚みｔと、懐長さＬの比率ｔ／Ｌを０．００８〜０．０５の範囲になしたエッジマスク先端部において、つば部を電極の方向に押し広げるために必要な圧力差Ｐを得るためには、ｂ／ｈを０．６５以上にすることが必要であることを見出し、下記（Ｂ）式を満足する範囲を適正範囲とした。
０．６５  ≦ｂ／ｈ＜１．０  ・・・（Ｂ）
ｂ／ｈが０．６５未満の場合には、ｔ／Ｌを０．００８〜０．０５の範囲としたエッジマスクであっても、つば部の電極５、６側への押し広げ代が大きくなるため、つば部の剛性、めっき液流の影響により、つば部を安定的に上下電極５，６側へ押し広げることができない。また、エッジマスクの構造上、ｂはｈ以上となることはないのでｂ／ｈを１未満とした。
ここでいうエッジマスク開口部の懐高さｂとは、設計時の値であり、圧力差Ｐ１−Ｐ２により押し広げられた状態での値ではない。
なお、図１に示す実施例おいては、つば厚ｔを通常０．５ｍｍ乃至２．０ｍｍとし、懐長さＬを４０ｍｍ乃至６０ｍｍとしており、ｔ／Ｌは０．００８乃至０．０５となる範囲とし、且つ、エッジマスクのつば部懐高さｂは１５ｍｍ乃至１８ｍｍとし電極間距離ｈ＝２０ｍｍの場合、ｂ／ｈを０．７５乃至０．９としたところ、本発明の効果を確認することができた。
【発明の効果】
本発明によれば、エッジマスクを十分な懐長さを有したコの字型形状とすることができるため、エッジマスクを鋼帯端部に近接させることや十分にオーバーラップさせることができるようになるので、鋼帯幅方向全域にわたってエッジオーバーコート、デンドライト状析出物やエッジ部付近のアンダーコートを防止でき優れためっき付着量均一性を得ることができるようになる。
また、コの字型形状においてｔ／Ｌおよびｂ／ｈを適正範囲に設定しているので、懐が長く、鋼帯の蛇行や幅変更があってもエッジマスクの追従制御の遅れをカバーし鋼帯端部とエッジマスクの接触を防ぐ充分な距離を確保することができるので、エッジマスクの変形や鋼帯の疵入り若しくはスパーク現象を未然に防ぎ生産効率を高めることができるようになる。
さらにｔ／Ｌを０．００８〜０．０５の適正範囲に設定し、ｂ／ｈを０．６５以上とすることによってエッジマスク先端部をめっき液流によって発生する圧力差Ｐ１−Ｐ２    を利用してエッジマスク先端部のつば部を電極側に押し広げることが可能になるため、エッジマスク先端部自身の剛性低下を補償しつつエッジマスク先端部のつば部の振動や垂れ下がりを防止できるとともに、エッジマスクの開口部の懐高さを広げることができ、その相当分だけ電極間距離を従来に比べてさらに短くすることができるのでめっき電力原単位を従来以上に高めることができるなど、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】本発明におけるエッジマスク装置の先端形状の実施形態を例示するの図である。
【図２】エッジマスク先端部に発生するめっき液流による圧力を模式的に示す図である。
【図３】エッジマスク先端部のつば部が押し広げられる状況を示す図である。
【図４】ｂ／ｈと発生圧力差Ｐ１−Ｐ２    をの関係を示す説明図である。
【図５】めっきセルの断面構造を示す図である。
【図６】従来のエッジバーナーの追従制御を示すフロー図である。
【図７】従来のエッジマスクに鋼帯が乗り上げた状態を示す図である。
【図８】従来のエッジマスクと鋼帯端部との位置関係を示す図であり、隙間Ｓを隔てて鋼帯とエッジマスクが近接している状態を示す。
【図９】従来のエッジマスクと鋼帯端部との位置関係を示す図であり、距離Ｃだけオーバーラップしている状態を示す。
【図１０】従来のエッジマスク先端形状の拡大図である。
【符号の説明】
１・・・鋼帯、
２・・・エッジマスク先端部、
３・・・連結部、
４・・・めっきセル、
５・・・上電極、
６・・・下電極、
８・・・エッジマスク制御盤、
９・・・蛇行検出器制御盤、
１０・・・蛇行検出器、
１１・・・アクチュエーター、
信号ａ・・・トラッキング信号、
信号ｂ・・・蛇行量検知信号
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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