JP5303987B2 - 研磨装置 - Google Patents

Description

本発明は、溶融金属めっき浴中のロールに付着したドロス等の付着物を除去する研磨装置に関する。

従来より、溶融金属を帯状体に連続してめっき加工する方法としては、例えば、図４に示す連続溶融金属めっき装置を用いる方法が挙げられる（特許文献１参照）。特許文献１に開示された連続溶融金属めっき装置１は、溶融金属として溶融亜鉛Ｚを貯留しためっき浴槽２と、このめっき浴槽２内に設置された浴中ロールとして、シンクロール３、及び一対のサポートロール４，５とを有する。一対のサポートロール４，５は、シンクロール３の上方において、それぞれの軸の高さを相互にずらして配置されている。シンクロール３、及び一対のサポートロール４，５は、めっき浴槽２の上方に架設されたフレーム（図示せず）に固定されている。

めっき浴槽２中に斜め下方に導入された帯状体（鋼帯）Ｓは、シンクロール３によって上方に方向転換され、一対のサポートロール４，５の間に挟み込まれて更に上方に誘導される。つまり、一対のサポートロール４，５が、帯状体Ｓの表裏面を挟み、その反りを抑制するのである。めっき浴槽２の外部で、かつ一対のサポートロール４，５の上方には、溶融亜鉛Ｚの付着量を制御するガスワイピングノズル６が設置されている。上方に誘導された帯状体Ｓは、ガスワイピングノズル６からガスが吹き付けられることによって、めっき浴槽２で付着した溶融亜鉛Ｚの付着量が制御される。ガスワイピング後の帯状体Ｓは、必要に応じて合金化炉７と呼ばれる炉で加熱され、めっき層を合金化して、合金化溶融金属めっき鋼板にされる。

ここで、一対のサポートロール４，５のうち、少なくともいずれか一方は、帯状体Ｓの原板形状、板厚の変化による溶融亜鉛Ｚの付着量、分布、及び板振動を最適化するために帯状体Ｓの表裏面における法線方向（帯状体Ｓの厚さ方向）へ位置を変化（以下、オフセット移動と呼ぶ）させることができる。
このような構成の連続溶融金属めっき装置を用いて、帯状体Ｓに溶融亜鉛Ｚをめっきする工程を連続して長時間行うと、めっき浴の一部が酸化してドロスと呼ばれる不純物が生成され、めっき浴中に懸濁するようになる。このドロスが各浴中ロールの周面に付着すると、各浴中ロールに接触する帯状体Ｓに転写され、製造された溶融金属めっき鋼板に押し疵という欠陥を生じさせる。
そこで、各浴中ロールの周面に付着したドロスを除去する研磨装置が連続溶融金属めっき装置に設けられる。

図５は、特許文献１に開示された研磨装置の構成を示す概略図である。図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、研磨装置１１６は、ワイパブレード１１０と、ワイパブレード１１０を支持する支持部材１１４と、支持部材１１４をサポートロール４の軸方向へ往復移動（以下、オシレート移動と呼ぶ）させる駆動手段１１５とを有する。

研磨装置１１６は、サポートロール４の胴長よりも小さい幅のワイパブレード１１０の先端部を、サポートロール４の周面に当接させながらオシレート移動させることによって付着物の除去を行う。
ここで、連続溶融金属めっき装置を用いて帯状体Ｓに溶融亜鉛Ｚをめっきする工程では、帯状体Ｓの板形状及び板振動が刻々と変化するため、これらが変化するたびにサポートロール４,５のいずれか一方をオフセット移動させる必要がある。また、研磨装置１１６に設けられたワイパブレード１１０も鋼板表面に押し疵を発生させないために、サポートロール４の周面に対して、常時オシレート移動させる必要がある。
特開２００３−３０１２５１号公報

しかしながら、サポートロール４,５の少なくともいずれか一方をオフセット移動させた状態で、ワイパブレード１１０をオシレート移動させると、研磨装置１１６を破損させる要因となることがあった。

図６は、従来の研磨装置の構成を示す概略図であり、図６（ａ）は、使用期間が短いワイパブレード１１０の形状を示し、図６（ｂ）は、使用期間が長いワイパブレード１１０の形状を示す。図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、ワイパブレード１１０はサポートロール４の周面におけるオシレート方向の往復距離が増加するに従ってサポートロール４の周面形状に沿って摩耗する。これは、支持部材１１４にワイパブレード１１０が固定して接続され、ワイパブレード１１０がサポートロール４の周面に必要以上の圧力で付勢していることが一つの要因であると考えられる。

そして、摩耗したワイパブレード１１０がオシレート動作しているときに、サポートロール４のオフセット移動が行われると、ワイパブレード１１０の摩耗した縁部分にサポートロール４が引っかかりやすくなる。ワイパブレード１１０の摩耗した縁部分にサポートロール４が引っかかると、ワイパブレード１１０に曲げの力がかかり、結果として研磨装置１１６を破損させてしまうことがあった。

ここで、サポートロール４,５がオフセット移動しても、オシレート移動しているワイパブレード１１０に曲げの力を発生させない方法として、一対のサポートロール４，５を支持するフレームと、研磨装置１１６を支持するフレーム（図示せず）とを同一のフレームとする方法が考えられる。しかし、駆動手段１１５は、一対のサポートロール４，５を支持するフレームに積載するには大きすぎ、設置スペースを確保することが難しい。また、サポートロール４，５においては、ワイパブレード１１０がオシレート移動する際に生じる振動の影響を最小限とする必要がある。従って、一対のサポートロール４，５を支持するフレームは、研磨装置１１６を支持するフレーム（図示せず）とは独立に固定される必要があった。

研磨装置１１６の破損につながる曲げ力を発生させる他の要因としては、「ワイパブレード１１０がサポートロール４と接触すると、研磨装置１１６の自重で水平方向にワイパブレード１１０が滑り、曲げ力が発生すること」、及び「浴中に投入されたワイパブレード１１０の熱膨張により、前記曲げ力が更に増加すること」の２点がある。そのため、研磨装置１１６の破損を招く「曲げ力」を開放する必要がある。研磨装置１１６の破損を招く「曲げ力」を開放する方法としては、サポートロール４，５の少なくともいずれか一方をオフセット移動させる際に、研磨装置１１６を上昇させてめっき浴槽２から離脱させる方法が挙げられる。

しかしながら、研磨装置１１６をめっき浴槽２から離脱させると、一対のサポートロール４，５の周面において掻き取られなかったドロスが帯状体Ｓに付着し、押し疵を形成してしまうことがある。このような事情から、従来の連続溶融金属めっき工程では、研磨装置１１６をめっき浴槽２から離脱させている間にめっき加工された帯状体Ｓを棄却していた。これはすなわち、歩留りの低下につながっている。

また、ワイパブレード１１０がサポートロール４の周面に必要以上の圧力で付勢していることにより、洗浄作業等で浴中ロールを離脱させた後のワイパブレード１１０の位置あわせが煩雑となり、これも歩留まり低下の要因となる。
従って、本発明は上述の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、サポートロールをオフセット移動させても、曲げ力を開放して破壊を防ぎ、歩留まりを向上させることができる研磨装置を提供することにある。

上記問題を解決するため、本発明のうち請求項１に係る研磨装置は、めっき浴槽内のめっき液に浸漬され、帯状体を案内するロールの周面に当接して前記ロール周面に付着した付着物を除去するブレード部を備えた研磨装置において、
前記ブレード部を、略上下方向に延びるアーム部の下端部に対して、ヒンジ部を介して少なくとも上下方向に回動可能に支持し、前記ブレード部が、帯状体の厚さ方向に進退可能なロールの周面に追従して当接することを特徴としている。

また、本発明のうち請求項２に係る研磨装置は、請求項１に記載の研磨装置において、前記ヒンジ部は、前記サポートロールの周面において前記ブレード部が当接する当接部よりも下方に位置することを特徴としている。

また、本発明のうち請求項３に係る研磨装置は、請求項１又は２に記載の研磨装置において、前記ヒンジ部を、前記ブレード部が当接する前記ロール周面の位置である当接部よりも下方に位置したことを特徴としている。

本発明のうち請求項１に係る研磨装置によれば、アーム部に対してブレード部が回動するので、前記ブレード部を前記ロール周面に対して必要以上の圧力で付勢させる必要がなく、位置合わせも容易である。これは、ブレード部における当接部分の摩耗を低減させ、ブレード部に発生した曲げ力を開放して研磨装置の破損を防ぐことができる。また、回動可能なブレード部を、その自重を利用して浴中ロール周面に当接させればいいので、洗浄作業等で離脱した浴中ロールを再設置させた際のワイパブレード１１０の位置あわせが容易であり、歩留まりが向上する。

さらに、サポートロールがオフセット移動したとき、アーム部に対してブレード部が回動するので、ブレード部はサポートロールの周面に追従するように当接を維持する。従って、サポートロールがオフセット移動しても、研磨装置のブレード部がオシレート移動し続けることができるので、曲げ力がかかることによる研磨装置の破損を防ぐことができる。また、サポートロールがオフセット移動しても、ブレード部がオシレート移動し続けることができるので、サポートロールがオフセット移動する度に研磨装置をめっき浴槽から離脱させる必要がなく、歩留まりが向上する。

また、本発明のうち請求項２に係る研磨装置によれば、前記ブレード部と前記ヒンジ部との間に連結片が設けられるため、前記ブレード部の回動時における回転モーメントを増大させ、サポートロールの周面に対するブレード部の付勢力がブレード部の自重に加えて増大する。結果として、サポートロールがオフセット移動しても、研磨装置のブレード部が所定以上の付勢力を維持してオシレート移動し続けることができるので、歩留まりが更に向上する。

また、本発明のうち請求項３に係る研磨装置によれば、前記ヒンジ部が当接部よりも下方に位置することにより、ヒンジ部からブレード部側における回転モーメントが更に増大するので、サポートロールの周面に対するブレード部の付勢力がブレード部の自重に加えて更に増大する。結果として、サポートロールがオフセット移動しても、研磨装置のブレード部が所定以上の付勢力を維持してオシレート移動し続けることができるので、歩留まりが更に向上する。

以下、本発明に係る研磨装置の一実施形態について、図面を参照して説明する。
図１は本発明に係る研磨装置の一実施形態における構成を示す概略図である。
図１に示すように、連続溶融金属めっき装置１は、溶融金属として溶融亜鉛Ｚを貯留しためっき浴槽２と、このめっき浴槽２内に設置された浴中ロールとして、シンクロール３、及び一対のサポートロール４，５とを有する。シンクロール３はめっき浴槽２中に導入される帯状体Ｓを案内するロールである。一対のサポートロール４，５は、シンクロール３の上方において、それぞれの軸の高さを相互にずらして配置される。サポートロール４，５は、案内された帯状体Ｓのパスや形状を矯正する矯正用ロールである。

スナウト（図示せず）を介してめっき浴槽２中に斜め下方に導入された帯状体Ｓは、シンクロール３によって上方に方向転換され、一対のサポートロール４，５の間に挟み込まれて更に上方に誘導される。つまり、一対のサポートロール４，５が、帯状体Ｓの表裏面を挟み、その反りを抑制するのである。めっき浴槽２の外部で、かつ一対のサポートロール４，５の上方には、溶融亜鉛Ｚの付着量を制御するガスワイピングノズル（図示せず）が設置されている。上方に誘導された帯状体Ｓは、ガスワイピングノズルからガスが吹き付けられることによって、めっき浴槽２で付着した溶融亜鉛Ｚの付着量が制御されて製品となる。ガスワイピング後の帯状体Ｓは、必要に応じて合金化炉（図示せず）と呼ばれる炉で加熱され、めっき層が合金化される。

ここで、前記帯状体としては、鋼やＡｌ等の金属からなる金属帯や、樹脂等からなるフィルム状帯が挙げられる。
一対のサポートロール４，５の少なくともいずれか一方は、帯状体Ｓの原板形状、板厚の変化による溶融亜鉛Ｚの付着量、分布、及び板振動を最適化するためにオフセット移動させることができる。

各浴中ロールには、研磨装置１０，２０，３０が設置されている。具体的には、シンクロール３の周面に対してオシレート移動する研磨装置１０と、サポートロール４の周面に対してオシレート移動する研磨装置２０と、サポートロール５の周面に対してオシレート移動する研磨装置３０とが設置されている。
研磨装置１０は、シンクロール３の周面に当接するブレード部１１と、このブレード部１１に一方が接続されたアーム部１２とを有する。

研磨装置２０は、ブレード部２１と、アーム部２２と、連結片２３と、ヒンジ部２４とを有する。ブレード部２１は、サポートロール４の周面に当接する。連結片２３は、ブレード部２１に接続され、ヒンジ部２４を介してアーム部２２の一方（下端部）と連結される。すなわち、少なくとも上下方向にブレード部２１が回動可能となるようにアーム部２２と連結片２３とがヒンジ部２４によって連結されている。ヒンジ部２４の設置位置は、サポートロール４の周面においてブレード部２１が当接する当接部４ａよりも下方に設定されることが好ましい。また、連結片２３の長さは、当接部４ａにおけるブレード部２１の付勢力を考慮して設定されることが好ましい。当接部４ａよりも下方にヒンジ部２４を位置させ、連結片２３を長くすることにより、アーム部２２の回転モーメントが増大し、ブレード部２１の自重のみによらず、ブレード部２１をサポートロール４の周面に所定の圧力で付勢させることができる。

研磨装置３０は、サポートロール５の周面に当接するブレード部３１と、このブレード部３１に一方が接続されたアーム部３２とを有する。
シンクロール３、サポートロール４、５、アーム部１２の他方、アーム部２２の他方（上端部）、及びアーム部３２の他方は、連続溶融金属めっき装置１の上方に架設されたフレームにそれぞれ独立して固定されている。これらのうち、アーム部１２の他方、アーム部２２の他方、及びアーム部３２の他方は、それぞれをオシレート移動させる駆動手段（図示せず）に接続される。

ブレード部１１，２１，３１の幅は、当接する各浴中ロールの胴長よりも小さい幅寸法を有している。ブレード部１１，２１，３１は、各浴中ロールの軸方向へオシレート移動されることによって各浴中ロールの周面上のドロス等の付着物の除去を行う。

図２は、本発明に係る研磨装置の一実施形態における動作を示す概略図であり、図２（ａ）は、サポートロール４がオフセット移動する前の研磨装置の動作位置を示し、図２（ｂ）は、サポートロール４がオフセット移動した後の研磨装置の動作位置を示す。図２（ａ）に示すように、サポートロール４がオフセット移動する前では、サポートロール４の周面に研磨装置２０のブレード部２１が当接するように、ヒンジ部２４によってアーム部２２及び連結片２３が所定の角度をなして連結されている。そして、ヒンジ部２４は、サポートロール４の周面における当接部よりも下方に位置しているので、ブレード部２１は、所定の圧力でサポートロール４の周面に付勢しながらオシレート移動する。

その後、図２（ｂ）に示すように、サポートロール４がオフセット移動したときには、ブレード部２１がヒンジ部２４を軸として回動し、サポートロール４の周面上を乗り上げるようにスライドして、ブレード部２１とサポートロール４の周面との当接が維持される。一方、サポートロール５の周面に当接するブレード部３１は、オフセット移動したサポートロール５の周面上を平行移動してサポートロール４上のドロス等の付着物を除去する。

以下に、本発明に係る研磨装置の他の実施形態について、図面を参照して説明する。
図３（ａ）及び図３（ｂ）は、本発明に係る研磨装置の他の実施形態における構成を示す概略図である。まず、図３（ａ）に示すように、研磨装置２０は、当接部４ａをサポートロール４の軸中心からサポートロール５が位置する側となるように設置されている。ヒンジ部２４は、サポートロール４の上方に設置されている。アーム部２２及び連結片２３は、ヒンジ部２４によって所定の角度をなして連結されている。このような構成において、サポートロール５が位置する側にサポートロール４がオフセット移動した際には、アーム部２２に対して連結片２３が回動して、ブレード部２１がサポートロール４に乗り上げて、ブレード部２１とサポートロール４の周面との当接が維持される。サポートロール５が位置する側と反対側にサポートロール４がオフセット移動した際には、アーム部２２に対して連結片２３が回動して、サポートロール４の周面に沿って滑り落ちるようにブレード部２１とサポートロール４の周面との当接が維持される。

また、図３（ｂ）に示すように、研磨装置２０は、当接部４ａをサポートロール４の軸中心からサポートロール５が位置する側と反対側となるように設置されている。ヒンジ部２４は、サポートロール４の上方に設置されている。アーム部２２及び連結片２３は、ヒンジ部２４によって所定の角度をなして連結されている。このような構成において、サポートロール５が位置する側にサポートロール４がオフセット移動した際には、アーム部２２に対して連結片２３が回動して、サポートロール４の周面に沿って滑り落ちるようにブレード部２１とサポートロール４の周面との当接が維持される。サポートロール５が位置する側と反対側にサポートロール４がオフセット移動した際には、アーム部２２に対して連結片２３が回動して、ブレード部２１がサポートロール４に乗り上げて、ブレード部２１とサポートロール４の周面との当接が維持される。

ここで、ブレード部２１の設置角度や形状は、サポートロール４がオフセット移動したときに、サポートロール４の周面からブレード部２１が脱落しなければ、特に制限はなく、サポートロール４の移動量等に応じて適宜選択される。なお、ブレード部２１の設置角度とは、例えば、ブレード部２１の底面と、サポートロール４の当接部における接線とのなす角度である。

以上説明したように、ブレード部が、フレームに固定されたアーム部にヒンジ部を介して連結されているので、サポートロールがオフセット移動しても、回動して曲げ力を開放し、サポートロールにブレード部を追従させることができる。これはすなわち、サポートロールをオフセット移動させる度に、研磨装置をめっき浴槽から離脱させる必要がないことを意味し、結果として歩留まりが向上する。

以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されずに、種々の変更、改良を行うことができる。例えば、ブレード部は、フレームに固定されたアーム部に対して回動可能であればよいので、連結片を備えず、ヒンジ部を介してアーム部に直接連結されてもよい。また、本発明の研磨装置は、一対のサポートロールのうちの一方だけでなく、オフセット移動が可能であるか否かにかかわりなく、浴中ロールのいずれに設けられてもよい。

本発明に係る研磨装置の一実施形態における構成を示す概略図である。 本発明に係る研磨装置の一実施形態における研磨装置の動作を示す概略図である。 本発明に係る研磨装置の他の実施形態における研磨装置の構成を示す概略図である。 従来の連続溶融金属めっき装置の構成を示す概略図である。 従来の研磨装置の構成を示す概略図である。 従来の研磨装置のワイパブレードの形状の変化を示す概略図である。

符号の説明

１ 連続溶融金属めっき装置
２ めっき浴槽
３ シンクロール
４ サポートロール
４ａ 当接部
５ サポートロール
２０ 研磨装置
２１ ブレード部
２２ アーム部
２３ 連結片
２４ ヒンジ部
Ｓ 帯状体
Ｚ 溶融亜鉛

Claims (3)

1. めっき浴槽内のめっき液に浸漬されたロールであって、帯状体を案内するロール、及び帯状体の厚さ方向に進退可能なロールの周面に当接して前記ロール周面に付着した付着物を除去するブレード部を備えた研磨装置において、
   前記ブレード部を、略上下方向に延びるアーム部の下端部に対して、ヒンジ部を介して少なくとも上下方向に回動可能に支持し、
   前記ブレード部が、帯状体の厚さ方向に進退可能なロールの周面に追従して当接することを特徴とする研磨装置。
2. 前記ブレード部は、連結片を介して前記ヒンジ部に連結されたことを特徴とする請求項１に記載の研磨装置。
3. 前記ヒンジ部を、前記ブレード部が当接する前記ロール周面の位置である当接部よりも下方に位置したことを特徴とする請求項１又は２に記載の研磨装置。

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