JP2953660B1 - 溶融めっき用シンクロールの駆動構造 - Google Patents

Abstract

【要約】 【課題】 浴面上のドロスを巻き込んだり回転速度変動
を生じたりすることのない、シンクロールの駆動構造を
提供する。 【解決手段】 a)駆動力を受けて回転する駆動軸３１
を、浸漬時のシンクロール６と同一の軸線上に、めっき
浴槽１の側壁を貫通し軸線方向に進退し得るよう配置す
るとともに、b)その駆動軸３１の端部とシンクロール６
の端部との間に、分離可能に係合し合って回転を伝達す
る継手部３２を設け、c)上記側壁の貫通部分に配置する
駆動軸用の軸受３３に、その内周面３３ａの温度を下げ
るための冷却手段３４を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】請求項に係る発明は、亜鉛め
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）の駆動構造に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】長尺の鋼板に連続的に亜鉛めっきを行う
連続溶融亜鉛めっきラインには、図３に示すようなめっ
き浴槽（ポット）１とともにシンクロール４・５・６が
使用される。ポット１は溶融亜鉛を貯留する容器であ
り、シンクロール４〜６は、鋼板ｘを案内したり支持し
たりするための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
３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４に掛けた経路でポット１内の亜鉛
浴２中に通して表面に亜鉛被膜を付着させる。その鋼板
ｘに対してさらに、他のシンクロール５・６にて支えた
状態でエアナイフ（図示せず）からエアを吹き付けるこ
とによって、めっき厚さの調整を行う。鋼板ｘはその後
に冷却して下流側のリール（図示せず）に巻き取ること
になる。

【０００３】シンクロール４〜６は、鋼板ｘとの接触に
連れて回るように構成される場合もあるが、モータ等の
駆動源によって駆動されるよう配置される場合もある。
鋼板ｘの巻付角が小さいために連れ回りが難しいシンク
ロール５・６については、後者、すなわち何らかの駆動
構造が付設される場合が多い。

【０００４】図４（ａ）・（ｂ）に、従来採用されてい
るシンクロールの駆動構造を示す。まず図４（ａ）は、
実公昭６０−３８６６８号公報に記載された例であり、
シンクロール６を支持し昇降させるフレーム１０の上部
にモータ２１等を設置し、それとシンクロール６との間
を伝動チェーン２２によって接続するものである。チェ
ーン２２のうち亜鉛浴２の上に出る部分には保温カバー
２３をかぶせてあり、ガスバーナ２４を用いて加熱する
ことにより、チェーン２２に付着した亜鉛が凝固するの
を防止する。一方、図４（ｂ）は、斜めに配置した伝動
軸２５を介してシンクロール６をモータ２８等に接続す
る例である。モータ２８を含む駆動源は浴槽１の上端よ
りも高い位置に設けておき、亜鉛浴２中に浸漬されるシ
ンクロール６と当該駆動源とをその伝動軸２５によって
つなぐのである。駆動源の出力軸とシンクロール６とが
水平であるのに対して伝動軸２５は傾斜しているため、
各軸間の連結部には自在継手２６・２７が設けられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図４（ａ）のような駆
動構造にはつぎのような課題がともなう。すなわち、イ)
伝動用のチェーン２２が高温の亜鉛浴２中に入ったり
出たりするため、そのチェーン２２の耐用寿命が長くな
いことに加え、亜鉛浴２の浴面２ａ上に浮遊する不純物
（「ドロス」と呼ばれる）がチェーン２２によって浴中
に巻き込まれるという不都合がある。そうして浮遊物が
浴中に入ると、鋼板ｘの表面に付着してめっき層の質を
低下させてしまう。鋼板ｘ自身が浴中に入る部分につい
ては、図３のように焼鈍炉３の一部が浴面２ａを囲んで
ドロスの発生しない雰囲気を保っており、鋼板ｘが浴中
から出る部分では前述のエアナイフから出る空気の作用
でドロスが鋼板ｘから遠ざけられることを考慮すると、
図４（ａ）のチェーン２２によってドロスが浴中に巻き
込まれることも本来なら防止されねばならない。

【０００６】ロ) シンクロール６は、鋼板ｘを新たに通
す場合や自身のメンテナンス等のために浴中から引き上
げられることもしばしばあるが、チェーン２２や駆動源
がシンクロール６およびフレーム１０の片側に付設され
ているため、引き上げのための手段が簡単には構成され
ない。同手段は、バランスをとりながらシンクロール６
を引き上げ、かつ、鋼板ｘの送通方向に対してシンクロ
ール６が直角をなし水平でもあるように正確な位置に下
降させる必要があるため、フレーム１０上でチェーン２
２等の重量が偏っている場合には特殊な構成を必要とす
るからである。

【０００７】一方、図４（ｂ）の駆動構造を使用する場
合にも課題がある。たとえば、ハ) 伝動軸２５をかなり
傾斜させて使用するので、自在継手２６・２７を使用す
るとはいえ、回転速度について一定の制限がある。した
がって、鋼板ｘの送り速度を上昇させることが困難なた
めに、生産効率を十分には高められない場合もある。

【０００８】ニ) シンクロール６を、変動のない一定の
速度で駆動することが困難である。自在継手２６・２７
のうち一方（継手２６）は、シンクロール６とともに亜
鉛浴中に漬かるものであるため構造が簡単でなければな
らず、等速で回転を伝達できるような高級な機能をもた
せることができないからである。シンクロール６の回転
速度が変動すると、鋼板ｘが振動したりめっき厚さにム
ラが生じたりする不都合が生じる。

【０００９】請求項の発明は、亜鉛めっきおよび他の溶
融金属めっきを行う場合における以上のような課題を解
決し、浴面上のドロスを巻き込んだり速度ムラを生じた
りすること等のないシンクロールの駆動構造を提供しよ
うとするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載した溶融
めっき用シンクロールの駆動構造は、 a) 駆動力を受けて回転する駆動軸を、浸漬時のシンク
ロールと同一の軸線上（シンクロールの軸の延長線上）
に、めっき浴槽の側壁を貫通し軸線方向に進退し得るよ
う配置するとともに、 b) その駆動軸の端部とシンクロールの端部との間に、
分離可能に係合し合って回転を伝達する継手部を設け、 c) 上記側壁の貫通部分に配置する駆動軸用の軸受に、
その内周面の温度を下げるための冷却手段を設けたこと
を特徴とする。

【００１１】請求項１のこの駆動構造にはつぎのような
作用がある。すなわち、 1) モータなどが発する回転駆動力は、上記a)のように
配置した駆動軸を経由し、b)の継手部を介してシンクロ
ールに伝達される。駆動軸は浸漬時のシンクロールと同
一の軸線上に配置されるため、両者間に係合し合うb)の
継手部は等速で回転を伝達するのが容易である。つま
り、その継手部として、金属浴中に漬かっても差し支え
ない極めて簡単な構造のものを使用しながらも、変動の
ない一定の速度でシンクロールを回転駆動することが可
能である。駆動軸とシンクロールとが同一軸線上に位置
することは、それらの回転速度を高くするうえでも有利
である。そのような点から、この駆動構造によると、図
４（ｂ）に示した駆動構造を採用する場合よりも、鋼板
に対する溶融めっきを高品質なものとして能率的に行う
ことができる。

【００１２】2) 駆動軸は、めっき浴槽の側壁を貫通し
て金属浴中のシンクロールに接続されるため、浴面を横
切って上下に移動することはない。この構造では、シン
クロールを駆動するために浴面を上下に移動するような
手段はほかにも必要でないので、浴面上に浮遊するドロ
スを、シンクロールの駆動にともなって浴中に巻き込む
恐れはない。したがって、図４（ａ）の場合とは違っ
て、浴槽内の溶融金属を長く清浄に保つことができる。

【００１３】3) メンテナンス等のために浴中からシン
クロールを引き上げ、または再び浴中に浸漬する場合、
駆動軸や駆動源（モータ等）とは別にシンクロールを操
作すれば足りる。上記a)のとおり駆動軸が軸線方向に進
退可能であるうえ、b)のとおり継手部が駆動軸・シンク
ロール間で分離可能であるため、その継手部においてシ
ンクロールから駆動軸を分離できるからである。駆動軸
や駆動源を含まないシンクロールを操作するのなら、バ
ランスをとりながらそれを上昇または下降させて所定の
位置・方向におくことも、特殊な構成を必要とすること
なく容易に行うことができる。

【００１４】4) 上記a)のとおり駆動軸は、めっき浴槽
の側壁を貫通して軸線方向に進退可能なように配置され
るが、浴槽内の溶融金属がその貫通部分から浴槽外に漏
れ出ることは防止される。その貫通部分に配置する軸受
に上記c)のとおり冷却手段を設け、その内周面の温度を
下げるからである。軸受の内周面の温度が下がると、溶
融めっき用の金属がその内周面と駆動軸の外周面との間
の隙間に浸入したとしても、冷却されて流動性を低下さ
せる（または凝固して流動性をなくす）結果、外部に漏
れ出ることがないのである。

【００１５】請求項２に記載したシンクロールの駆動構
造は、とくに、上記軸受（の内周面）と上記駆動軸（の
外周面）との間に浸入する溶融めっき用の金属を、上記
冷却手段によって半溶融状態に保つことを特徴とする。

【００１６】この駆動構造においては、軸受と駆動軸と
の間に溶融めっき用の金属が浸入したとしても、それが
半溶融状態に保たれるため、流動性の低下によってその
金属の流出が防止されるとともに、駆動軸の回転につい
て円滑性が低下することがない。軸受と駆動軸との間に
金属が浸入して凝固すると、その金属の凝固特性や、駆
動軸の材質・表面粗さ等によっては、大きな抵抗が生じ
て駆動軸の回転がスムーズでなくなる場合がある。その
点、浸入した金属を上記のように半溶融状態に保つな
ら、金属の種類等にかかわらず駆動軸の回転がつねに円
滑に保たれるのである。

【００１７】請求項３に記載の駆動構造は、とくに、上
記軸受（の内周面）と上記駆動軸（の外周面）との間に
圧力気体を送り込み、めっき浴槽の内側（つまりめっき
浴内）にその気体を出すことを特徴とする。

【００１８】気体がめっき浴内に出るように軸受と駆動
軸との間の隙間に圧力気体を送るなら、その隙間の内部
の圧力が浴槽内の金属の圧力を上回り、その金属が当該
隙間の内部に浸入するのを防止する。その隙間に金属が
全く浸入しないなら、浴槽内の金属が外部に漏れ出るこ
ともあり得ない。また、隙間内での圧力が不均一である
こと等に基づいて隙間の一部に溶融金属が浸入したとし
ても、上記のように軸受が冷却されるにともなってその
金属も冷却され、やはり外部に漏れ出ることがない。な
お、気体には、溶融金属を穏やかに冷却する作用がある
ため、その気体の使用量等をうまく調節することにより
金属を半溶融状態に保つことが容易になる。

【００１９】

【発明の実施の形態】図１に発明の実施についての一形
態を紹介する。同図は、図３に示した連続溶融亜鉛めっ
きラインにおけるシンクロール６とその駆動構造等を示
す側面図である。亜鉛浴２を有する浴槽１等は、当該シ
ンクロール６に沿った鉛直な平面で切断して示してい
る。

【００２０】シンクロール６は、ステンレス系の金属か
らなり、両端付近において支持フレーム１０により回転
可能に支持されている。メンテナンス等のためにはフレ
ーム１０とともに上昇して亜鉛浴２中から引き上げられ
るが、浴中に浸漬されたときには、図示の定位置にまで
正確に下げられ、その向きも定方向（鋼板ｘの長手方向
と直角で水平な方向）に定められる。鋼板ｘと擦れ合う
ことをなくすためには周速が鋼板ｘの速度と同じになる
ようにシンクロール６を回転させたいが、鋼板ｘとの接
触面積が広くないため、鋼板ｘから受ける力で連れ回り
させることは困難である。そこで、シンクロール６には
つぎのような駆動構造を付設している。

【００２１】まず、めっき浴槽１の側壁を貫通させて駆
動軸３１を配置している。駆動軸３１のうち浴槽１の外
に出ている部分には、可変速モータ（図示せず）を含む
駆動源（同）を接続し、それによる回転駆動力を駆動軸
３１を介して伝えることにより、シンクロール６を回転
させるのである。駆動軸３１はステンレス系の合金にて
形成し、その位置は、浴中に浸漬した状態で上記のよう
に定位置・定方向に定められるシンクロール６の延長線
上とする。そして駆動軸３１が貫通する浴槽１の側壁に
は軸受３３を設け、それによって駆動軸３１を回転可能
に支持させている。軸受３３は、やはりステンレス系の
金属で製造し、軸線方向の寸法を浴槽１の鉄皮１ａと耐
火物１ｂとの合計厚さを超えるように定めている。軸受
３３の内周面３３ａは滑らかな円筒面に仕上げ、駆動軸
３１のうち同様に滑らかに仕上げたジャーナル部の外周
面３１ａを、相対回転および軸線方向への相対移動が可
能なように支持させている。なお、駆動軸３１が軸線方
向に移動するのは、前記のようにシンクロール６がメン
テナンス等のために引き上げられる場合に、駆動軸３１
を多少（数ｃｍ）浴槽１の外向きに引き出して後述の継
手部３２を分離するためである。

【００２２】駆動軸３１とシンクロール３との間には継
手部３２を設けることにより、駆動軸３１に伝わる駆動
力をシンクロール６に伝達するようにしている。継手部
３２は、駆動軸３１の先端に設けた継手片３１ｂと、そ
れに係合するようシンクロール６の軸端に一体化した継
手片６ａとからなる。この継手部３２は、前記のように
シンクロール６が上昇する関係でシンクロール６・駆動
軸３１間の分離・接続が容易に行えるものでなければな
らず、また４００℃を超える亜鉛浴２中で機能する必要
上、構造の簡単なものでなければならないので、いわゆ
るドッグクラッチ状の構成を有するものとしている。す
なわち、継手片３１ｂ・６ａのそれぞれに軸線方向に伸
びた突起と穴（または溝）とをそれぞれ少数（各２個程
度）形成しておき、軸線方向への駆動軸３１の移動によ
ってそれら突起と穴とが容易に噛み合い、かつ分離する
ようにした。

【００２３】軸受３３と駆動軸３１とは前記のように相
対回転し軸線方向への相対移動をすることから、前者の
内周面３３ａと後者の外周面３１ａとの間は、０．５ｍ
ｍ以下の直径差がある隙間ばめのはめ合いにしている。
しかしその隙間には浴槽１内の溶融亜鉛が浸入し得るた
め、この支持構造では、浴槽１外に亜鉛が漏れ出るのを
防止する目的で軸受３３を冷却することにしている。軸
受３３を冷却することによって、その隙間に浸入する溶
融亜鉛を凝固させ、または半溶融状態にし、それにて溶
融亜鉛の漏出を防止するのである。

【００２４】軸受３３の冷却のためには、その内部にウ
ォータージャケット３３ｂを形成するとともに、冷却手
段３４によってそこに冷却水を流すこととしている。冷
却手段３４としては、ポンプ３４ａやタンク３４ｅ等を
組み合わせて配置している。タンク３４ｅの冷却水を、
ポンプ３４ａおよび供給管３４ｂによりジャケット３３
ｂへ送って軸受３３内に循環させるのである。ジャケッ
ト３３ｂに循環させた水は、還流管３４ｃおよびフィル
ター３４ｄを通してタンク３４ｅに戻す。溶融亜鉛を半
溶融の状態に保つためには、その冷却水の流量および温
度を適宜に調整する必要がある。

【００２５】続いて図２には、発明の実施について第二
の形態を紹介する。この例も溶融亜鉛めっきラインにお
けるシンクロール６とその駆動構造に関するものであ
る。シンクロール６は支持フレーム１０によって、回転
自在かつ昇降可能に支持されており、亜鉛浴２中では図
示の位置を定位置（および定方向）として使用される。
そのシンクロール６に回転駆動力を伝達する駆動軸３１
は、亜鉛浴２中での使用時のシンクロール６と軸線が共
通になる位置で浴槽１の側壁を貫通するように設け、そ
の側壁に取り付けた軸受３３によって支持させている。
駆動軸３１とシンクロール６との間は、突起と穴とが分
離可能に係合する形式の継手部３２によって接続し、ま
た、駆動軸３１は軸線方向への進退も可能にしている。
駆動軸３１の回転と軸線方向の移動とを可能にするため
に駆動軸３１と軸受３３との間には隙間があり、そこか
らの溶融亜鉛の漏出を防止する必要があることから、軸
受３３の内部にはウォータージャケット３３ｂを形成
し、図１のと同様の冷却手段（図示せず）を用いてそこ
へ冷却水を循環させることにより、当該隙間内に浸入す
る溶融亜鉛を凝固させ、または半溶融状態にすることと
している。

【００２６】図２に示す駆動構造は、以上の点では図１
の駆動構造と同じだが、さらにつぎのような構成を付加
した点に特徴がある。すなわち、軸受３３のうちに、そ
の内周面３３ａにエアを供給するための送気孔３３ｃと
環状のエアだまり３３ｄを形成しておき、そこへ向けて
送気手段３５を接続している点である。送気手段３５
は、エアポンプ３５ａや送気管３５ｂを含んでいて、最
高圧力が７ｋｇ／ｃｍ²Ｇ程度の常温の圧縮乾燥空気を
送ることができる。また浴槽１の外側を向いた軸受３３
の端面にはシール部材３３ｅを取り付けており、軸受３
３と駆動軸３１との間から外側へは空気が漏れないよう
にしている。送気手段３５によって軸受３３に圧力空気
を送ると、その空気は送気孔３３ｃやエアだまり３３ｄ
を経て、軸受３３の内周面と駆動軸３１の外周面との間
の隙間に入り、その隙間を図の右方へ進んで浴槽１中の
亜鉛浴２中に緩やかに吹き出す。

【００２７】上記の隙間内の空気圧力が浴槽内の金属の
圧力を上回り、かつ浴中への空気の吹き出し方が激しく
ならないよう送気手段を調整しながら上記のように圧力
空気を送り続けると、溶融金属が隙間内に浸入するのを
積極的に防止できる。空気の圧力によって溶融亜鉛を浴
槽中に押し返せること、および空気の冷却作用によっ
て、浸入しようとする溶融金属の温度を下げてその流動
性を低下させ得るからである。軸受３３内での駆動軸３
１の位置が偏ることにより上記隙間に大きさ（厚さ）の
不均一が生じ得るため、部分的には隙間内に溶融金属が
浸入することもあり得るが、その場合にも、上記のとお
り軸受３３が冷却水等で冷却されていることにより、溶
融金属の浸入は最小限にとどめられる。最も強い冷却作
用のあるジャケット３３ｂの付近でその金属が冷やさ
れ、外側寄りにあるエアだまり３３ｄの位置に至るまで
に凝固（または半溶融化）して流動性を失う（または大
幅に低下させる）からである。このような作用により、
図２の駆動構造においては、外部への溶融金属の漏出が
図１のものよりもさらに確実に防止されるといえる。

【００２８】以上、発明の実施の形態を紹介したが、こ
れら以外の形態によっても請求項の発明を実施すること
は可能である。たとえば、図３に示すシンクロール６の
みには限らず、他のシンクロール４や５に相当するもの
等においても、駆動構造として同様のものを使用するこ
とができる。また、以上には亜鉛めっきのために溶融亜
鉛浴中に浸漬するシンクロール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
ロールの駆動構造として発明を実施することももちろん
可能である。

【００２９】

【発明の効果】請求項１に記載した溶融めっき用シンク
ロールの駆動構造には、つぎのような効果がある。すな
わち、 1) 浸漬時のシンクロールと同一の軸線上に配置される
駆動軸を介して回転を伝達するので、ムラのない一定の
速度で、しかも高速度でシンクロールを回転させること
ができる。したがってこの駆動構造によると、高品質の
溶融めっきを能率的に行うことができる。

【００３０】2) 駆動軸などのシンクロール駆動用の手
段が、金属浴の浴面を上下に横切って移動することはな
いため、浴面上に浮遊するドロスが浴中に巻き込まれる
恐れがない。したがって、浴槽内の溶融金属が長く清浄
に保たれ、やはり品質の高い溶融めっきを行える。

【００３１】3) シンクロールを駆動軸や駆動源と分離
することにより移動重量を軽くすることができるため、
シンクロールを上昇または下降させて所定の位置・方向
に置く操作を、特殊な構成を必要とすることなく容易に
行うことができる。

【００３２】4) めっき浴槽の側壁を貫通する駆動軸用
の軸受に冷却手段を設けるため、その軸受と駆動軸との
間に溶融めっき用の金属が浸入したとしても、当該貫通
部分からその金属が外部に漏れ出ることが防止される。

【００３３】請求項２に記載したシンクロールの駆動構
造では、 5) 軸受と駆動軸との間からの金属の流出が防止される
ことに加え、金属の種類等にかかわらず駆動軸の回転が
つねに円滑に保たれる。

【００３４】請求項３に記載の駆動構造の場合は、さら
に、 6) 軸受と駆動軸との間の隙間に圧力気体を送って浴槽
内に出すため、浴槽内の溶融金属が当該隙間の内部に浸
入するのを効果的に防止でき、溶融金属の漏出防止効果
も高い。

【図面の簡単な説明】

【図１】発明の実施についての一形態を示す図であり、
図３に示した連続溶融亜鉛めっきラインにおけるシンク
ロール６とその駆動構造などを模式的に示す正面図であ
る。めっき浴槽１等は当該シンクロール６に沿った鉛直
な平面で切断して示している。

【図２】発明の実施について図１とは別の形態を示す図
である。ただし、図３のシンクロール６とその駆動構造
等を模式的に示す正面図であり、浴槽１等をそのシンク
ロール６に沿った鉛直な平面で切断して示している点
は、図１と同様である。

【図３】連続溶融亜鉛めっきラインにおけるめっき浴槽
１とシンクロール４・５・６とを模式的に示す側面図で
あり、図１および図２とは９０゜異なる方向から見たも
のである。

【図４】図４（ａ）・（ｂ）は、それぞれ、従来採用さ
れているシンクロールの駆動構造を示す正面図である。

【符号の説明】

１ めっき浴槽 ２ 亜鉛浴（金属浴） ４・５・６ シンクロール ３１ 駆動軸 ３２ 継手部 ３３ 軸受 ３４ 冷却手段 ３５ 送気手段 ｘ 鋼板

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F16C 37/00 F16J 15/40 C23C 2/00 C23C 2/40

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶融めっき用の金属浴中に浸漬されるシ
   ンクロールを回転駆動するための構造であって、 駆動力を受けて回転する駆動軸を、浸漬時のシンクロー
   ルと同一の軸線上に、めっき浴槽の側壁を貫通し軸線方
   向に進退し得るよう配置するとともに、 その駆動軸の端部とシンクロールの端部との間に、分離
   可能に係合し合って回転を伝達する継手部を設け、 上記側壁の貫通部分に配置する駆動軸用の軸受に、その
   内周面の温度を下げるための冷却手段を設けたことを特
   徴とする溶融めっき用シンクロールの駆動構造。
2. 【請求項２】 上記軸受と上記駆動軸との間に浸入する
   溶融めっき用の金属を、上記冷却手段によって半溶融状
   態に保つことを特徴とする請求項１に記載の溶融めっき
   用シンクロールの駆動構造。
3. 【請求項３】 上記軸受と上記駆動軸との間に圧力気体
   を送り込み、めっき浴槽の内側にその気体を出すことを
   特徴とする請求項１または２に記載の溶融めっき用シン
   クロールの駆動構造。