(57)【要約】      （修正有）【課題】サポートロールを無駆動で安定して回転させることのできる金属帯の連続溶融めっき装置の提供。【解決手段】溶融金属浴に侵入した金属帯を無駆動回転するシンクロール４で鉛直上方に方向転換させた後、高さ方向位置を互いにずらして金属帯の両側の面に配置した上下２本の無駆動回転サポートロール６，５の間を接触させながら通過させて溶融金属浴から引き上げ、溶融金属浴上に配置されたガスワイピングノズルを通過させて金属帯の溶融金属付着量を制御する金属帯の連続溶融めっき装置であって、少なくとも前記シンクロール４と下サポートロール５は、水平方向へシフト可能とするシフト駆動装置８，７と、該シフト駆動装置を制御するシフト制御装置９とを有し、前記上サポートロール６に対し前記下サポートロール５を金属帯側に押し込む方向の相対シフト量の下限値を規定するリミッターを有することを特徴とする金属帯の連続溶融めっき装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融金属浴に侵入した金属帯を無駆動回転するシンクロールで鉛直上方に方向転換させた後、高さ方向位置を互いにずらして金属帯の両側の面に配置した上下２本の無駆動回転サポートロールの間を各々のサポートロールに接触させながら通過させて溶融金属浴から引き上げ、溶融金属浴上のパスライン位置に配置されたガスワイピングノズルを通過させて金属帯の溶融金属付着量を制御する金属帯の連続溶融めっき装置であって、
少なくとも前記シンクロールと下サポートロールは、水平方向へシフト可能とするシフト駆動装置と、該シフト駆動装置を制御するシフト制御装置とを有し、
前記上サポートロールに対し前記下サポートロールを金属帯側に押し込む方向の相対シフト量の下限値を規定するリミッターを有することを特徴とする金属帯の連続溶融めっき装置。
【請求項２】
前記リミッターが前記シフト制御装置内に内包されてい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。
【請求項３】
前記リミッターで規定する下限値が予め規定された値であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の金属帯の連続溶融めっき装置。
【請求項４】
前記リミッターに対し、金属帯の張力、シンクロールの位置情報および上サポートロールの位置情報を入力し、該情報に基づいて下限値を決定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の金属帯の連続溶融めっき装置。
【請求項５】
前記サポートロールの回転検知センサーを有し、前記シフト制御装置に該回転検知センサーの信号が入力されることを特徴とする請求項1ないし請求項４のいずれか１項に記載の金属帯の連続溶融めっき装置。
【請求項６】
前記サポートロールの回転検知センサーが、金属帯が溶融金属から引き上げられた後の表面を映し出すカメラ、めっき付着量計、または疵検査装置のいずれかであることを特徴とする、請求項５に記載の金属帯の連続溶融めっき装置。
【請求項７】
溶融金属浴上部に、電磁力にて鋼板の幅方向断面形状を調整可能な装置を有することを特徴とする、請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の金属帯の連続溶融メッキ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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シフト装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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、例えば特許文献１に記載されているように、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、通常、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。しかし、このような従来技術では、時間とともに、溶融めっき浴内における腐食環境が厳しいために、十字ピンとその受け溝の隙間が不均一となり、また、スピンドルが温度差により曲がる等の機構的な要因から、サポートロールの回転が不等速となりやすいという問題を有していた。サポートロールの回転が不等速となると、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や縞模様等を発生させ、製品品質を著しく低下させる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では、サポートロールの駆動そのものを廃止する発明が開示されている。
また、特許文献２には、電動機の出力軸にかさ歯車を設け、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かさ歯車に噛み合うかさ歯車を設け、かさ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。
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。
【特許文献１】特開平０６−１２８７１１号公報
【特許文献２】特開平０６−０５７３８９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
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１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金属帯の振動発生要因を排除することになり製品品質の向上に効果的であるが、同文献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かった。
また、上記特許文献２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、経済的でなかった。
一方、特許文献３〜５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かった。なぜならば、特に金属帯とサポートロールの巻付き長さの短い（巻付き角の小さい）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。
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。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記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）溶融金属浴に侵入した金属帯を無駆動回転するシンクロールで鉛直上方に方向転換させた後、高さ方向位置を互いにずらして金属帯の両側の面に配置した上下２本の無駆動回転サポートロールの間を各々のサポートロールに接触させながら通過させて溶融金属浴から引き上げ、溶融金属浴上のパスライン位置に配置されたガスワイピングノズルを通過させて金属帯の溶融金属付着量を制御する金属帯の連続溶融めっき装置であって、
少なくとも前記シンクロールと下サポートロールは、水平方向へシフト可能とするシフト駆動装置と、該シフト駆動装置を制御するシフト制御装置とを有し、
前記上サポートロールに対し前記下サポートロールを金属帯側に押し込む方向の相対シフト量の下限値を規定するリミッターを有することを特徴とする金属帯の連続溶融めっき装置。
（２）前記リミッターが前記シフト制御装置内に内包されていることを特徴とする（１）に記載の金属帯の連続溶融めっき装置。
（３）前記リミッターで規定する下限値が予め規定された値であることを特徴とする（１）または（２）に記載の金属帯の連続溶融めっき装置。
（４）前記リミッターに対し、金属帯の張力、シンクロールの位置情報および上サポートロールの位置情報を入力し、該情報に基づいて下限値を決定することを特徴とする（１）または（２）に記載の金属帯の連続溶融めっき装置。
（５）  前記サポートロールの回転検知センサーを有し、前記シフト制御装置に該回転検知センサーの信号が入力されることを特徴とする上記（1）ないし（４）のいずれか１項に記載の金属帯の連続溶融めっき装置。
（６）  前記サポートロールの回転検知センサーが、金属帯が溶融金属から引き上げられた後の表面を映し出すカメラ、めっき付着量計、または疵検査装置のいずれかであることを特徴とする、上記（５）に記載の金属帯の連続溶融めっき装置。
（７）  溶融金属浴上部に、電磁力にて鋼板の幅方向断面形状を調整可能な装置を有することを特徴とする、上記（１）ないし（６）のいずれか１項に記載の金属帯の連続溶融メッキ装置。
【発明の効果】
【０００６】
本発明により、金属溶融めっき浴中で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、サポートロールの振動に起因するめっき付着のバラッキ等の問題の発生を有利に防止することができるなど、産業上有用な著しい効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
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１は、請求項１に記載の本発明が対象とする金属帯の連続溶融めっき装置を模式的に説明する図である。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。
請求項１に記載の本発明における、上サポートロールに対し下サポートロールを押し込む方向の相対シフト量の下限値を規定するリミッターが必要である理由について以下に説明する。
【０００８】
金属溶融めっき浴３中でサポートロール５、６を無駆動回転させるためには、サポートロール軸の回転抵抗に対し、サポートロール５、６に鋼板１から与える駆動力が十分大きければよい。この鋼板１からサポートロール５、６に与える駆動力は、鋼板１のサポートロー５、６に対する巻付き角と鋼板張力によって決まる。一般的に張力は鋼板サイズ、鋼板種類によりおおよそある一定値をとるため、巻付き角を必要最低限以上確保すればよい。そのため、本発明では、上サポートロール６に対し下サポートロール５を押し込む方向の相対シフト量の下限値を規定するリミッター１０を設置して、常にサポートロール５、６が回転するに十分な鋼板巻付き角を確保できるようにするものである。
上サポートロール６に対する下サポートロール５の押し込み量は、常にリミッター１０の設定値以上となるため、金属帯（鋼板）１のサポートロー５、６に対する巻付き角はサポートロール５、６を無駆動回転させるために十分な量が常時確保されるため、安定的に無駆動回転可能となる。
図２は、請求項２に記載の本発明が対象とする金属帯の連続溶融めっき装置を模式的に説明する図である。請求項２に記載の本発明で、前記リミッター１０をシフト制御装置９内に内包しているのは、サポートロールシフト駆動装置７、シンクロールシフト駆動装置８を制御するシフト制御装置９でリミットをかけた方が装置構成がシンプルになるため合理的であるからである。
【０００９】
また、リミッター１０での下限値は、請求項３に記載の本発明のように、生産する通板材のサイズ全範囲でサポートロールが回転する所定の数値を予め規定する方法がある。ただし、通板する金属帯のサイズ範囲が広い場合、この数値を一律とすると、あるサイズ、具体的には厚手材の通板時には、サポートロール押し込み量が大きくなり過ぎて、金属帯鋼板に折れ模様を発生させてしまうこともあるため、このような場合には通板材のサイズによりリミッターの数値を変えた方がよい。望ましくは請求項４に記載の本発明のように、通板時の金属帯の張力の情報、シンクロールの位置情報、上サポートロールの位置の情報から、サポートロール回転に必要なシフト量下限を算出し、その値をリミッター設定値とする方が望ましい。
上記のような対応をしても、万が一にもサポートロールが不回転となるのを防止するためには、ロールの不回転を検知する回転検知センサーの信号をシフト制御装置へ入力し、サポートロール不回転時にシフト駆動装置を押し込み方向に駆動させることが必要である。
サポートロールはベアリング及びロール共に溶融亜鉛中に浸漬されているので、回転しているか否かを直接的に検知することは困難である。そこで、ロール回転の検知方法として、金属帯（鋼板）が溶融金属から引き上げられた後の表面を映し出すカメラを利用する方法、メッキ付着量計、疵検査装置を用いる方法がある。サポートロール５、６が不回転を起こしたとき、金属帯（鋼板）１の表面には、金属帯（鋼板）長手方向に沿って筋状の模様が生ずる。回転検知センサーとして、カメラ１０を用いた場合（図６参照）は、図９に示すように、その画像を処理することによりサポートロール５、６の不回転が検知できる。回転検知センサーとしてメッキ付着量計１１を用いた場合（図７参照）、付着量の後半幅方向プロフィールが図１０に示すようなパターンをとる。すなわち、金属帯（鋼板）長手方向に筋上に付着量か過多あるいは過小となるため、このパターンが生じたときをサポートロール不回転と判別することが可能である。回転検知センサーとして疵検査装置１２を用いた場合（図８参照）は、図１１に示されるように、金属帯（鋼板）長手方向に筋状の模様が疵欠陥（例えば、欠陥指標値）として感知されるので、その信号をもってサポートロール不回転と判別することが可能である。
一方サポートロールを回転させるためには、ロールの押し込み量（インターメッシュ）をある程度とる必要があり、そうすることにより溶融金属浴からでた所での金属帯（鋼板）の形状としては反りを伴ったものとなる場合は多い。その結果、めっきの付着量は幅方向での均質性が損なわれやすい。その対策として図１２に示すような電磁力にて非接触で金属帯（鋼板）の幅方向断面形状を平坦に調整可能な装置１３を、溶融金属浴上部に設置することが有効である。
なお、サポートロールの配置であるが、図４に示すように二通りが考えられるが、本発明はそのどちらでもよい。
【実施例１】
【００１０】
図５に示す溶融めっきラインにて、各種条件にてサポートロールの回転状況を確認した。その結果を表１および表２に示す。このとき、本発明を適用した場合と適用しない場合の二通りについて確認を行なった。また、浴中ロールのサポートロール配置は図４に示す二通りについて行なった。
本発明の実施例では、リミッターで押し込み量の下限値以上を確保しているため、いずれの例も回転している。この例からも本発明がサポートロールの無駆動回転に有効であることがわかる。一方、比較例はいずれもリミッターがないため、サポートロールの押し込み量が足らず、ロールの回転に必要な巻付き角が十分確保できないため、不回転ないし散発的な不回転を起こしている。
【表１−１】
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【表１−２】
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【表１−３】
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【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】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２】本発明を適用する他の金属帯の連続溶融めっき装置の例を模式的に示す図である。
【図３】本発明を適用するさらに他の金属帯の連続溶融めっき装置の例を模式的に示す図である。
【図４】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。
【図５】実施例で用いた溶融めっきラインの設備列を模式的に説明する図である。
【図６】本発明を適用する回転検知センサーとしてカメラを用いた金属帯の連続溶融めっき装置の例を模式的に示す図である。
【図７】本発明を適用する回転検知センサーとしてめっき付着量を用いた金属帯の連続溶融めっき装置の例を模式的に示す図である。
【図８】本発明を適用する回転検知センサーとして疵検査装置を用いた金属帯の連続溶融めっき装置の例を模式的に示す図である。
【図９】回転検知センサーとしてカメラを用いた場合の画像処理パターン例を模式的に示す図である。
【図１０】回転検知センサーとしてめっき付着量を用いたときの付着量プロフィールを模式的に示す図である。
【図１１】回転検知センサーとして疵検査装置を用いた場合の画像処理パターンの一例を模式的に示す図である。
【図１２】本発明を適用する電磁力による鋼板の形状調整装置を付与した金属帯の連続溶融めっき装置の例を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００１２】
１    金属帯（鋼板）
２    スナウト
３    溶融金属浴
４    シンクロール
５    下サポートロール
６    上サポートロール
７    下サポートロールシフト駆動装置
８    シンクロールシフト駆動装置
９    シフト制御装置
１０  回転検出用カメラ
１１  めっき付着量計
１２  疵検査装置
１３  電磁力による鋼板形状調整装置
【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】
2005232589.tif 000012
【図８】
2005232589.tif 000013
【図９】
2005232589.tif 000014
【図１０】
2005232589.tif 000015
【図１１】
2005232589.tif 000016
【図１２】
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