JP3140631B2 - 溶融金属保持装置 - Google Patents

溶融金属保持装置

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JP3140631B2 JP06075512A JP7551294A JP3140631B2 JP 3140631 B2 JP3140631 B2 JP 3140631B2 JP 06075512 A JP06075512 A JP 06075512A JP 7551294 A JP7551294 A JP 7551294A JP 3140631 B2 JP3140631 B2 JP 3140631B2
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賢一 宇ノ木
元巳 中島
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  • Coating With Molten Metal (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、溶融金属メッキ装置
などに利用される装置であって、溶融金属を電磁力によ
り空中に保持する装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図6は従来の溶融金属保持装置を示す。
鉄心5に巻回したコイル2に交流電源3から交番電流を
供給して、磁極5p,5q間に左右水平方向(x軸方
向)に交番磁束Φを生じさせる。耐熱性絶縁物で作られ
た上下開口容器6は、その下部の位置が磁極5p,5q
間に生じる交番磁束Φの中に入るように設けられてい
る。上下開口容器6内の溶融金属7に、交番磁束Φによ
り前後方向(y軸方向)に誘導電流Iが生じ、交番磁束
Φと誘導電流Iとの相互作用(フレミングの左手の法
則)により上方(z軸上方向)に電磁力Fが生じ、この
電磁力Fが溶融金属7を押し上げる。これにより、溶融
金属7は上下開口容器6内に保持される。なお、溶融金
属保持手段に関する先行技術として、特開昭63−10
9149号,特開平5−86449及び特開平5−86
450がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の溶融金属保持装
置は上記のようであるが、図6において、例えば、交番
磁束Φがx軸右方向で、溶融金属7内に流れる誘導電流
Iがy軸手前方向であるとき、交番磁束Φがz軸下方向
へ湾曲させられるため、電磁力Fの方向がz軸上方向か
ら傾斜して、電磁力Fの上方への力が減少する。また、
x軸方向の圧縮力fcが生じるため、溶融金属7の下部
が絞られて液滴となって落下し、溶融金属7の保持が完
全にはできないというような課題があった。
【0004】この発明は上記課題を解消するためになさ
れたもので、電磁力Fの上方への力の減少がなく、溶融
金属を安定して保持することができる溶融金属保持装置
を得ることを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明に係る溶融金属
保持装置は、上下開口容器の交番磁束が貫通する部分の
両側板内面に、強磁性体でない固体導体を着設したもの
である。また、この固体導体は前記溶融金属と同程度の
電気伝導度を有するものである。また、この固体導体は
この側板内面に立面が接着し斜面が上下開口容器の内方
へ向き底面が下にある断面ほぼ三角形状に形成されたも
のである。また、冷却水管を設けて溶融金属を冷却凝固
させて固体導体を形成したものである。
【0006】
【作用】この発明による溶融金属保持装置の上下開口容
器の交番磁束が貫通する部分の両側板内面に着設された
固体導体は、強磁性体でないので、交番磁束の形状をあ
まり変えることなく通し、この固体導体中にも誘導電流
が生じるが、この固体導体がある両側板内面に近い部分
は磁束が湾曲傾斜して電磁力の上向き力が弱い部分であ
り、両固体導体間の電磁力の上向き力が強い部分のみで
溶融金属を支持するので、溶融金属を安定保持する。ま
た、固体導体に生じる誘導電流と溶融金属に生じる誘導
電流とは同方向であり、両固体導体が溶融金属を引き付
けるので、溶融金属の絞りが防止される。また、この固
体導体を溶融金属と同程度の電気伝導度を有するものと
すれば、この固体導体に生じる誘導電流も溶融金属に生
じる誘導電流と同様となり、上記作用が支障なく発揮さ
れる。また、この固体導体を側板内面に立面が接し斜面
が内方へ向き底面が下にある断面ほぼ三角形状に形成す
れば、上下開口容器内の溶融金属はこの両固体導体の斜
面に接し、両固体導体の三角形状の底面の先端と先端と
の間の狭い箇所で溶融金属を支持することになり、中央
部の強い押し上げ電磁力をもって狭い水平断面積で支持
するので、溶融金属を安定して保持することができる。
また、冷却水管により凝固金属を形成させれば、上記と
同様の作用により溶融金属を安定保持する。
【0007】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図1はこの発明の第1実施例による溶融金属保持
装置の縦断面図である。図において、2はコイル、3は
コイル2に交流電流を供給する交流電源、5はコイル2
が巻回された鉄心であり、鉄心5の磁極5pと5qとの
間に強力な磁界及び磁束が生成されるように形成されて
いる。6は溶融金属を保持する上下開口容器であり、上
下開口容器6はセラミックスなどの耐熱性絶縁材質のも
ので作られ、水平断面は紙面の前後方向に長い長方形状
で上下方向に角形筒状に形成され、上下部は開放された
開口となっている。上下開口容器6は、その下部が磁極
5p,5qの間の磁束が通る箇所に位置するように設置
されている。
【0008】図1に示すように、上下開口容器6の下部
の磁極5p,5qに対面する両磁極側側板6xの内面に
付着して固体導体8,8が設けられている。固体導体8
の材質は、強磁性体でないもの、すなわち、常磁性体で
あるアルミニウム,タングステン等、反磁性体である
銅,鉛,亜鉛等とする。強磁性体でない高マンガン鋼,
ステンレス鋼,ステンレス合金,亜鉛合金等とすること
もできる。図1に示すように、固体導体8の正面断面形
状は三角形状であり、立面は両磁極側側板6xの内面に
接着し、斜面は上下開口容器6の内方斜め上向きに向い
ており、底面は下にある。この上下開口容器6内に溶融
金属7が入れられ、後述のように電磁力により保持され
る。
【0009】次に、図1に示す実施例の作用について説
明する。図1において、x軸は右方を正方向として左右
方向に、y軸は手前を正方向として前後方向に、z軸は
上方を正方向として上下方向に座標を設定する。交流電
源3からコイル2に交流電流を供給すれば、鉄心5の磁
極5p,5q間に交番磁界が生じ、図3(A)に拡大し
て示すように、交番磁束Φがx軸方向に通り、磁束Φの
変化により溶融金属7内に誘導電流I及び固体導体8内
に誘導電流Ibがy軸方向に流れ、ローレンツの電磁力
Fがフレミングの左手の法則によりz軸方向に生じる。
図3(B)は上下開口容器6の中央部の側面断面を、図
3(C)は固体導体8がある位置の側面断面を、図1と
同程度の縮尺で示す。図3(B)及び(C)において
は、x軸は紙面を前後に貫通する方向、y軸は左右方
向、z軸は上下方向となる。図3(B)及び(C)に示
すように、誘導電流Iは、例えば、溶融金属7の下部で
は左から右へ流れ、右側を上がり、溶融金属7の上部で
は右から左へ流れ、左側を下がって回流する。溶融金属
7の下部では交番磁束Φがあり、交番磁束Φと誘導電流
Iとの相互作用により上向きの電磁力Fが生じる。
【0010】図3(A)に示すように、この実施例によ
る溶融金属保持装置では、上下開口容器6の両磁極側側
板6x,6xの下部内面に固体導体8,8が接着して設
けられており、固体導体8は強磁性体でないので、この
固体導体8内にも交番磁束Φがあまり変形することなく
通り、固体導体中にも誘導電流Ibが生じて流れる。こ
の部分では前述のように交番磁束Φが湾曲して傾斜する
ので、電磁力Fも傾斜して電磁力Fの上向きの力の大き
さが小さくなるが、この部分には固体導体8が磁極側側
板6xに接着されて存在するので、電磁力Fの上向きの
力の減少は固体導体8が受け持って溶融金属7には関係
なくなる。両固体導体8の間の交番磁束Φがほぼ水平方
向に通る部分に溶融金属7があり、溶融金属7内に生じ
る誘導電流Iにより上方に電磁力Fが生じるので、電磁
力Fの上向き力が減少することなく溶融金属7を持ち上
げるように働く。これにより、溶融金属7が安定保持さ
れる。また、固体導体8内に生じる誘導電流Ibと溶融
金属7内に生じる誘導電流Iとは方向が同一であるの
で、固体導体8が溶融金属7を引き付け、溶融金属7に
絞りが生じて滴下することが防止され、溶融金属7が安
定保持される。
【0011】溶融金属7としては、亜鉛,アルミニュウ
ム,その他の金属,それらの合金等が適用される。ま
た、交流電源3から供給される交流電流の周波数は1乃
至10kHz 程度とするのがよい。
【0012】図4はこの溶融金属保持装置を鋼板のメッ
キ装置として適用したものを示す。交流電源3によりコ
イル2に交流電流を通電して鉄心5の磁極5p,5q間
に交番磁束Φを生じさせ、上下開口容器6内に被メッキ
鋼板31を案内ドラム35及び36により案内させて上
下方向に通し、上下開口容器6内にメッキすべき溶融金
属7を注入し、案内ドラム35,36を介して被メッキ
鋼板31を下から上方へ連続移動させれば、上下開口容
器6内の溶融金属7によって鋼板31の全面に溶融金属
7が付着してメッキ鋼板32が得られる。メッキ鋼板3
2のメッキ面はロール摺傷やドロス付着のない良好な仕
上がりのメッキが得られる。
【0013】図4において、磁極5p,5q間に生じて
いる交番磁束Φを切るように被メッキ鋼板31が下から
上方へ移動するので、この被メッキ鋼板31の移動を妨
げる方向、すなわち、下方向にローレンツの電磁力が生
じるように被メッキ鋼板31内に誘導電流が生じる。す
ると、被メッキ鋼板31に接触している溶融金属7に
は、この電流の復路となる反対の方向に電流が流れる。
したがって、溶融金属7に生じる電磁力の方向は上方向
きとなり、溶融金属7はこの電磁力により支持されて上
下開口容器6内に保持される。鋼板31内に流れる電流
と反対方向の溶融金属7に流れる電流は、鋼板31に近
い部分では強く、離れた部分では弱いので、固体導体8
を設けたこの溶融金属保持装置においては、電磁力の強
い部分のみで溶融金属7を支持することになり、溶融金
属7の安定保持ができる。
【0014】次に、図2に示すこの発明の第2実施例に
よる溶融金属保持装置について説明する。図2におい
て、2はコイル、3は交流電源、5は鉄心であり、磁極
5p,5q間に交番磁束Φを生じさせて、電磁力により
溶融金属を支持させることは前述と同様である。図2に
おいては、上下開口容器6の両磁極側側板6x,6xの
下部の交番磁束Φが通る部分に冷却水管21,21が設
けられている。冷却水管21には図示しない冷却水供給
手段が接続されている。図2において、交流電源3によ
りコイル2に交番電流を流して、磁極5p,5q間に交
番磁束Φを生じさせ、上下開口容器6内に溶融金属7を
入れると、上下開口容器6の下部の両磁極側側板6xに
接する部分では、溶融金属7が冷却水管21により冷却
され凝固して凝固金属28になって付着する。この凝固
金属28により前述のように電磁力の上向き力の強い部
分で溶融金属7を安定保持する作用効果が得られる。
【0015】図5は上下開口容器6内に付設する固体導
体8の変形例を示す。(A)は上述の断面三角形状、
(B)は板条材形状、(C)は円柱の一部を切り取った
形状である。その他の形状とすることもできる。
【0016】次に、図5(A)に示すような固体導体8
を着設した溶融金属保持装置の実施例について説明す
る。ヘッド圧力1300mmAqのウッドメタルをこの
上下開口容器6に封入し、図1及び図3に示すように、
交流電源3から鉄心5に巻回したコイル2に周波数2k
Hz の交流電流を供給して、磁極5p,5q間にx軸方
向の磁束密度0.3Tの交番磁束を発生させた場合、上
下開口容器6の下開口からウッドメタルを漏洩させるこ
となく、安定保持することができた。
【0017】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、上下
開口容器の磁極側側板の下部内面に設けた固体導体が押
し上げ電磁力の弱い部分を肩代わりして、電磁力の上向
き力の強い部分で溶融金属を支持するので、溶融金属を
安定保持することができる溶融金属保持装置が得られ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1実施例による溶融金属保持装置
の縦断面図である。
【図2】この発明の第2実施例による溶融金属保持装置
の縦断面図である。
【図3】図1に示す溶融金属保持装置の作用を示し、
(A)は要部拡大断面図、(B)は中央部の側面断面
図、(C)は固体導体部の箇所の側面断面図である。
【図4】メッキ装置に適用したこの発明による溶融金属
保持装置の縦断面図である。
【図5】この発明による溶融金属保持装置の上下開口容
器に付着する固体導体の変形例を示す縦断面図である。
【図6】従来の溶融金属保持装置の縦断面図である。
【符号の説明】
2:コイル、 3:交流電源、5:鉄心、 5p,5
q:磁極、6:上下開口容器、 6x:磁極側側板、
7:溶融金属、 8:固体導体、Φ:交番磁束、 I:
誘導電流、 F:電磁力、21:冷却水管、 28:凝
固金属、31:被メッキ鋼板、 32:メッキ鋼板、
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宇ノ木 賢一 広島市西区観音新町四丁目6番22号 三 菱重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者 中島 元巳 広島市西区観音新町四丁目6番22号 三 菱重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者 三原 一正 広島市西区観音新町四丁目6番22号 三 菱重工業株式会社広島製作所内 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C23C 2/00 - 2/40

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下端部に水平方向に交番磁束を生じさせ
    て電磁力により溶融金属を上下開口容器内に保持させる
    溶融金属保持装置において、前記上下開口容器の前記交
    番磁束が貫通する部分の両側板内面に、強磁性体でない
    固体導体を着設したことを特徴とする溶融金属保持装
    置。
  2. 【請求項2】 下端部に水平方向に交番磁束を生じさせ
    て電磁力により溶融金属を上下開口容器内に保持させる
    溶融金属保持装置において、前記上下開口容器の前記交
    番磁束が貫通する部分の両側板内面に、前記溶融金属と
    同程度の電気伝導度を有する強磁性体でない固体導体を
    着設したことを特徴とする溶融金属保持装置。
  3. 【請求項3】 下端部に水平方向に交番磁束を生じさせ
    て電磁力により溶融金属を上下開口容器内に保持させる
    溶融金属保持装置において、前記上下開口容器の前記交
    番磁束が貫通する部分の両側板内面に、この側板内面に
    立面が接着し斜面が前記上下開口容器の内方へ向き底面
    が下にある断面ほぼ三角形状の強磁性体でない固体導
    体を着設したことを特徴とする溶融金属保持装置。
  4. 【請求項4】記上下開口容器の前記交番磁束が貫通
    する部分の両側板内面に前記溶融金属を冷却凝結させて
    付着させるように冷却水管を設けたことを特徴とする
    記(1)〜(3)のいずれかに記載の溶融金属保持装
    置。
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