JP6555443B1 - ガスワイピングノズルの製造方法及びガスワイピングノズル - Google Patents

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Abstract

【課題】鋼帯に対する溶融金属の目付量を安定化することを可能とする。【解決手段】互いに対向して設けられる一対のリップ部及び当該一対のリップ部の間にガスの噴出口として形成されるスリットを備え、めっき浴から上方に引き上げられた鋼帯に対してスリットからガスを吹き付けることにより鋼帯の表面に付着した溶融金属膜の膜厚を調節するガスワイピングノズルの製造方法であって、一方のリップ部に設けられる嵌合突起を他方のリップ部に設けられる嵌合孔に嵌合する嵌合工程と、嵌合突起が嵌合孔に嵌合された嵌合状態で一対のリップ部を互いに固定する固定工程とを含み、嵌合突起及び嵌合孔は、鋼帯の幅方向に間隔を空けて２対設けられており、嵌合状態において、一対のリップ部の間での鋼帯の厚み方向の相対的な移動は規制され、嵌合突起と嵌合孔との間の鋼帯の厚み方向の隙間は所定の条件を満たす、ガスワイピングノズルの製造方法が提供される。【選択図】図８

Description

本発明は、ガスワイピングノズルの製造方法及びガスワイピングノズルに関する。
連続溶融金属めっき装置は、鋼帯に代表される金属帯を亜鉛などの溶融金属でめっきするための装置である。この連続溶融金属めっき装置は、溶融金属を貯留しためっき槽中に配置されるロールとして、金属帯の搬送方向を変更するシンクロールと、金属帯の形状を平坦に矯正する一対のサポートロールを備える。めっき浴内に斜め方向に向けて導入された金属帯は、シンクロールによって搬送方向を鉛直方向上方に変更された後、一対のサポートロールの間に挟まれながら通過してめっき浴外に引き上げられる。その後、金属帯の両側に配置されたガスワイピングノズルから金属帯の表面にガスを吹き付けて、金属帯の表面に付着して引き上げられた余剰の溶融金属を掻き取ることにより、溶融金属の付着量（以下、「目付量」とも称する。）が調整される。
ガスワイピングノズルの金属帯側の端部である先端部には、ガスワイピングノズルの内部から噴射されるガスの噴射口として、金属帯の幅方向に延在するスリットが形成されている。ガスワイピングノズルは、当該スリットを介してガスを噴射し、当該ガスをめっき浴から引き上げられた金属帯の表面に対して吹き付けることで、当該金属帯の表面に付着している余剰の溶融金属を掻き取る。それにより、目付量が調整される。ガスワイピングノズルにおいて、スリットは、具体的には、上下方向に互いに対向して設けられる一対のリップ部の各々の先端部の間に形成される。
例えば、特許文献１には、鋼帯の幅方向に均一なガス量（圧）を噴射するために、上下二分割した割型部材を後端部でシムを介して締結し、組み立てるガスノズルのスリット状ガス噴射口とノズル後端間に多数のノズル孔を設けたダンパーを配置し、ノズル孔の配置として所定の配置を採用する技術が開示されている。当該ガスノズルでは、上部材と下部材を、先端中央部を除く対向面間にシムを介して締結することによって、スリット状のガス噴射口が形成される。
実開平６−０２５３５５号公報 実開昭６３−３４１６１号公報
ガスワイピングノズルは、具体的には、上リップ部と下リップ部とを互いに対向させた状態でボルト及びナットを用いたネジ締結等によって固定することによって組み立てられて製造される。さらに、ガスワイピングノズルを構成する部品の一部又は全部をメンテナンスする際には、上リップ部と下リップ部とを組み立て直すことが行われる。このような組み立ては、上リップ部及び下リップ部の対向方向（具体的には鉛直方向）に貫通して各リップ部に設けられるネジ挿通孔にボルトが挿入され、ボルトの先端部にナットが螺合されることによって行われる。
ネジ挿通孔の寸法は、一般的に、挿入されるボルトの呼び径と対応する寸法に設定される。ネジ挿通孔の寸法とボルトの呼び径の対応関係として、例えば、ＪＩＳ規格において規定されている関係が用いられる。具体的には、一対のリップ部の固定にＭ１２のボルトが用いられる場合、当該ボルトと対応するネジ挿通孔の内径は１３．５ｍｍに設定され得る。その場合、各リップ部のネジ挿通孔の内径と、各ネジ挿通孔に挿入されるボルトのねじ山部の外径との差は１．５ｍｍである。ゆえに、各リップ部のネジ挿通孔にボルトが挿入された状態において、上リップ部のネジ挿通孔と下リップ部のネジ挿通孔との間で径方向に最大で３ｍｍの相対的な位置のばらつきが生じ得る。よって、一対のリップ部の間で対向方向に直交する方向（具体的には水平方向）に最大で３ｍｍの相対的な位置のばらつきが生じ得る。このように、上リップ部と下リップ部との組み立てにおいて、一対のリップ部の間での相対的な位置関係は、各リップ部に設けられるネジ挿通孔の寸法とボルトの寸法との差に応じたばらつきを有し得る。
また、リップ部単体の重量は例えば１００ｋｇを超える場合もあり比較的重いので、一対のリップ部をネジ締結する際に一対のリップ部の間の相対的な位置関係を調整することは困難であった。さらに、各リップ部は例えば金属帯の幅方向に１〜２ｍ程度の長さを有し比較的大型であることも、一対のリップ部の間の相対的な位置関係を調整することを困難とする要因としてあった。ゆえに、熟練の組立作業者によって上リップ部と下リップ部との組み立てが行われる場合であっても、一対のリップ部の間での相対的な位置関係がガスワイピングノズルの組み立てに起因してばらつくことを抑制することが困難であった。具体的には、一対のリップ部の固定に上記のようにＭ１２のボルトが用いられる場合、一対のリップ部の間で金属帯の厚み方向に１〜２ｍｍ程度の相対的な位置のばらつきが生じ得る。
なお、例えば、特許文献２に開示されているように、上リップ部の下側と下リップ部側の上側にそれぞれパッキン用溝が形成され、これらのパッキン用溝にパッキンが装着されているガスワイピングノズルがある。このようなガスワイピングノズルでは、パッキンがパッキン用溝に係合されることによって、一対のリップ部の間の相対的な位置決めが実現されることが考えられる。しかしながら、パッキンは、流体をシールするための部品であるので、パッキン及びパッキン用溝による一対のリップ部の間の相対的な位置決めの精度は十分であるとは言えない。
ガスワイピングノズルの先端部の形状はガスワイピングノズルにより噴射されるガスの流れに影響を与えるので、一対のリップ部の間での相対的な位置関係のばらつきが大きいほど、噴射されるガスの流れを制御しにくくなる。特に、一対のリップ部の間での金属帯の厚み方向の相対的な位置関係は、噴射されるガスの流れに大きく影響する。
ところで、近年、鋼帯等の金属帯の溶融金属めっきにおける生産性の向上を目的として、金属帯の搬送速度の高速化が求められている。金属帯の搬送速度を上げた場合には、金属帯に付着して持ち上げられる溶融金属の量が増加するので、目付量を所望の値になるように管理するために、ガスワイピングによって掻き取る溶融金属の量を増大させる必要が生じ得る。そのため、金属帯に対するガスの衝突圧力を比較的大きな圧力へ増大させることが行われる。
金属帯に対するガスの衝突圧力を比較的大きな圧力へ増大させるためには、ガスワイピングノズルにより噴射されるガスの流れを特に精度良く制御する必要が生じ得る。ガスの流れを制御することが困難な場合、ガスの衝突圧力が不足することによって、目付量が金属帯全体で過多になり得る。さらに、ガスの流れを制御することが困難な場合、ガスの衝突圧力がばらつきやすくなるので、金属帯の各位置で目付量がばらつき、目付量が金属帯の幅方向に不均一になることが生じ得る。よって、金属帯の搬送速度が高速化される場合には、一対のリップ部の間での相対的な位置関係のばらつきに起因して、金属帯（具体的には、鋼帯）に対する溶融金属の目付量が不安定になる問題が特に顕著になる。
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、鋼帯に対する溶融金属の目付量を安定化することが可能な、新規かつ改良されたガスワイピングノズルの製造方法及びガスワイピングノズルを提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、互いに対向して設けられる一対のリップ部及び前記一対のリップ部の間にガスの噴出口として形成されるスリットを備え、溶融金属めっき浴から上方に引き上げられた鋼帯に対して前記スリットから前記ガスを吹き付けることにより、前記鋼帯の表面に付着した溶融金属膜の膜厚を調節するガスワイピングノズルの製造方法であって、一方の前記リップ部に固定されている嵌合突起を他方の前記リップ部に設けられる嵌合孔に嵌合する嵌合工程と、前記嵌合突起が前記嵌合孔に嵌合された嵌合状態で、前記一対のリップ部を互いに固定する固定工程と、を含み、前記嵌合突起及び前記嵌合孔は、前記鋼帯の幅方向に間隔を空けて２対設けられており、前記嵌合状態において、前記一対のリップ部の間での前記鋼帯の厚み方向の相対的な移動は規制され、前記嵌合突起と前記嵌合孔との間の前記鋼帯の厚み方向の隙間は下記式（１）を満たす、ガスワイピングノズルの製造方法が提供される。
Ｄ≦０．２５×Ｂ ・・・（１）
ただし、
Ｄ：前記嵌合突起と前記嵌合孔との間の前記鋼帯の厚み方向の隙間［ｍｍ］
Ｂ：前記スリットのスリットギャップ［ｍｍ］
前記嵌合突起は、第１の嵌合突起及び第２の嵌合突起を含み、前記嵌合孔は、前記第１の嵌合突起及び前記第２の嵌合突起がそれぞれ嵌合される第１の嵌合孔及び第２の嵌合孔を含み、前記第１の嵌合突起及び前記第２の嵌合突起の横断面形状は、円形であり、前記第１の嵌合孔は、丸孔であり、前記第２の嵌合孔は、前記鋼帯の厚み方向よりも前記鋼帯の幅方向に長い長孔であってもよい。
前記第２の嵌合孔の前記鋼帯の幅方向の長さは、下記式（２）を満たしてもよい。
Ｌ１≧φ１＋２０×１０−６×ΔＴ×Ｗ ・・・（２）
ただし、
Ｌ１：前記第２の嵌合孔の前記鋼帯の幅方向の長さ［ｍｍ］
φ１：前記第２の嵌合突起の直径［ｍｍ］
ΔＴ：前記一方のリップ部と前記他方のリップ部との間の温度差［Ｋ］
Ｗ：前記一対のリップ部の前記鋼帯の幅方向の長さ［ｍｍ］
前記第１の嵌合突起の突出長さは、前記第２の嵌合突起の突出長さと比較して長く、前記嵌合工程において、前記第１の嵌合突起の先端部が前記第１の嵌合孔に挿入され、その後、前記第１の嵌合突起及び前記第２の嵌合突起がそれぞれ前記第１の嵌合孔及び前記第２の嵌合孔に嵌合されてもよい。
前記嵌合突起は、前記一対のリップ部の対向方向に前記一方のリップ部に貫通して設けられるピン固定孔に取り付けられるピンを含み、前記嵌合孔は、前記一対のリップ部の対向方向に前記他方のリップ部に貫通して設けられるピン挿入孔を含んでもよい。
前記ピンの材質と前記一対のリップ部の材質は、同一であってもよい。
前記嵌合突起は、前記一方のリップ部における前記他方のリップ部側の面に設けられる凸部を含み、前記嵌合孔は、前記他方のリップ部における前記一方のリップ部側の面に設けられる凹部を含んでもよい。
前記凸部は、頂部へ向かうにつれて横断面積が小さくなるテーパ形状を有し、前記凹部は、底部へ向かうにつれて横断面積が小さくなるテーパ形状を有してもよい。
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、互いに対向して設けられる一対のリップ部及び前記一対のリップ部の間にガスの噴出口として形成されるスリットを備え、溶融金属めっき浴から上方に引き上げられた鋼帯に対して前記スリットから前記ガスを吹き付けることにより、前記鋼帯の表面に付着した溶融金属膜の膜厚を調節するガスワイピングノズルであって、一方の前記リップ部には、嵌合突起が固定されており、他方の前記リップ部には、前記嵌合突起が嵌合されている嵌合孔が設けられ、前記嵌合突起及び前記嵌合孔は、前記鋼帯の幅方向に間隔を空けて２対設けられており、前記嵌合突起と前記嵌合孔との間の前記鋼帯の厚み方向の隙間は、下記式（１）を満たす、ガスワイピングノズルが提供される。
Ｄ≦０．２５×Ｂ ・・・（１）
ただし、
Ｄ：前記嵌合突起と前記嵌合孔との間の前記鋼帯の厚み方向の隙間
Ｂ：前記スリットのスリットギャップ
以上説明したように本発明によれば、鋼帯に対する溶融金属の目付量を安定化することが可能となる。
本発明の実施形態に係る連続溶融金属めっき装置の概略構成の一例を示す模式図である。 同実施形態に係るガスワイピングノズルの一例を示す斜視図である。 同実施形態に係るガスワイピングノズルの一例を示す分解斜視図である。 同実施形態に係るガスワイピングノズルの一例を示す断面図である。 同実施形態に係るガスワイピングノズルの製造方法におけるピン取付工程の様子を示す斜視図である。 同実施形態に係るガスワイピングノズルの製造方法におけるシム取付工程の様子を示す斜視図である。 同実施形態に係るガスワイピングノズルの製造方法における嵌合工程の様子を示す斜視図である。 同実施形態に係るガスワイピングノズルの製造方法における嵌合工程の様子を示す斜視図である。 同実施形態に係るガスワイピングノズルの製造方法における固定工程の様子を示す斜視図である。 変形例に係るガスワイピングノズルの一例を示す斜視図である。 変形例に係るガスワイピングノズルの一例を示す分解斜視図である。 変形例に係る上リップ部の一例を示す斜視図である。 変形例に係るガスワイピングノズルの一例を示す断面図である。 変形例に係るガスワイピングノズルの製造方法におけるシム取付工程の様子を示す斜視図である。 変形例に係るガスワイピングノズルの製造方法における嵌合工程の様子を示す斜視図である。 他の変形例に係るガスワイピングノズルの一例を示す断面図である。
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
＜１．連続溶融金属めっき装置の構成＞
まず、図１を参照して、本発明の実施形態に係る連続溶融金属めっき装置１の構成について説明する。図１は、本実施形態に係る連続溶融金属めっき装置１の概略構成の一例を示す模式図である。
図１に示されるように、連続溶融金属めっき装置１は、鋼帯２を、溶融金属を満たしためっき浴３に浸漬することにより、鋼帯２の表面に溶融金属を連続的に付着させた後、溶融金属を所定の目付量にするための装置である。連続溶融金属めっき装置１は、めっき槽４と、スナウト５と、シンクロール６と、上下一対のサポートロール７，８と、トップロール９と、ガスワイピングノズル１０とを備える。
鋼帯２は、溶融金属によるめっき処理を施される対象となる金属帯の一例である。また、めっき浴３を構成する溶融金属としては、例えば、Ｚｎ，Ａｌ，Ｓｎ，Ｐｂの単体又はこれらの合金が例示される。あるいは、溶融金属は、これらの金属又は合金に、例えばＳｉ，Ｐ等の非金属元素、Ｃａ，Ｍｇ，Ｓｒ等の典型金属元素、Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ等の遷移金属元素を含有するものも含まれる。以下の説明では、めっき浴３をなす溶融金属として溶融亜鉛が用いられ、鋼帯２の表面に溶融亜鉛を付着させて、亜鉛めっき鋼板を製造する例について説明する。
めっき槽４は、溶融金属からなるめっき浴３を貯留する。スナウト５は、上端が例えば焼鈍炉の出口側に接続され、下端がめっき浴３内に浸漬させて傾斜して設けられる。シンクロール６は、めっき浴３内の下方に配設される。シンクロール６は、サポートロール７，８よりも大きい直径を有する。シンクロール６は、鋼帯２の搬送に伴って図示の時計回りに回転し、スナウト５を通ってめっき浴３内に斜め下方に向けて導入された鋼帯２の搬送方向を、鉛直方向上方へ変更する。
サポートロール７，８は、めっき浴３中のシンクロール６の上方に配設され、シンクロール６によって方向転換され、鉛直方向上方に引き上げられる鋼帯２を左右両側から挟み込む。サポートロール７，８は、引き上げられる鋼帯２の振動を抑制する。サポートロール７，８は、対にせずに１つだけであってもよいし、３つ以上設けられてもよい。あるいは、サポートロール７，８の配置が省略されていてもよい。トップロール９は、めっき浴３の上方であって、シンクロール６の上方に配設される。トップロール９は、めっき浴３から鉛直方向上方に引き上げられ、溶融金属の目付量が調整された鋼帯２の搬送方向を、搬出方向へ変更する。
ガスワイピングノズル１０は、鋼帯２に対する溶融金属の目付量を調整するために、鋼帯２の表面に吹き付けられる窒素又は空気等のガスを噴射する。ガスワイピングノズル１０には、図示しないコンプレッサ等によって圧縮されたガスが導入される。ガスワイピングノズル１０は、鋼帯２の厚み方向の両側に配置され、サポートロール７，８の上方であって、めっき浴３の浴面から所定の高さの位置に配設される。ガスワイピングノズル１０から噴射されたガスは、めっき浴３から鉛直方向上方に引き上げられた鋼帯２の両面に吹き付けられ、余剰の溶融金属が掻き取られる。これにより、鋼帯２の表面に対する溶融金属の目付量が適正量に調整され、鋼帯２の表面に付着した溶融金属膜の膜厚が調節される。
具体的には、ガスワイピングノズル１０の各々の内部には、ガスが導入されるノズル室が形成され、ガスワイピングノズル１０の各々の鋼帯２側の端部である先端部には、鋼帯２の幅方向に延在するスリットが形成されている。ノズル室に導入されたガスは、スリットから噴射され、鋼帯２へ吹き付けられる。このように、スリットが、ノズル室に導入されたガスを噴射する噴射口として機能する。ガスワイピングノズル１０は、上下方向に互いに対向して設けられる一対のリップ部を備える。一対のリップ部の内側にノズル室が形成され、一対のリップ部の各々の先端部の間にガスの噴射口としてスリットが形成される。
上記構成の連続溶融金属めっき装置１の動作について説明する。連続溶融金属めっき装置１は、図示しない駆動源により鋼帯２を移動させ、装置内の各部を搬送させる。鋼帯２は、スナウト５を通じてめっき浴３中に斜め下方に向けて導入され、シンクロール６を周回して、搬送方向が鉛直方向上方に変更される。次いで、鋼帯２は、サポートロール７，８の間を通過して上昇し、めっき浴３外に引き上げられる。その後、ガスワイピングノズル１０から吹き付けられるガスの圧力により、鋼帯２に付着している余剰の溶融金属が掻き取られて、鋼帯２の表面に対する溶融金属の付着量が所定の目付量に調整される。以上のようにして、連続溶融金属めっき装置１は、鋼帯２をめっき浴３中に連続的に浸漬して、溶融金属をめっきすることにより、所定の目付量の溶融金属めっき鋼板を製造する。
鋼帯２の搬送速度は、具体的には、１５０ｍ／ｍｉｎ以上の比較的高い速度である。それにより、溶融金属めっき鋼板の製造における生産性の向上が図られる。しかしながら、鋼帯２の搬送速度が比較的高い場合、上述したように、鋼帯２に対するガスの衝突圧力を比較的大きな圧力へ増大させるために、ガスワイピングノズル１０により噴射されるガスの流れを特に精度良く制御する必要が生じ得る。ゆえに、一対のリップ部の間での相対的な位置関係のばらつきに起因して、鋼帯２に対する溶融金属の目付量が不安定になる問題が特に顕著になる。
＜２．ガスワイピングノズルの構成＞
続いて、図２〜図４を参照して、本実施形態に係るガスワイピングノズル１０の構成について説明する。図２は、本実施形態に係るガスワイピングノズル１０の一例を示す斜視図である。図３は、本実施形態に係るガスワイピングノズル１０の一例を示す分解斜視図である。図４は、本実施形態に係るガスワイピングノズル１０の一例を示す断面図である。具体的には、図４は、図２に示したＡ−Ａ断面についての断面図である。Ａ−Ａ断面は、鋼帯２の幅方向に直交し、スリット１４０を通る断面である。
なお、ガスワイピングノズル１０は、上述したように、鋼帯２の厚み方向の両側に一対配置されるが、図２〜図４では、その一方について図示されており、他方についての図示は省略されている。また、図３では、後述されるボルトＢ１０及びナットＮ１０の図示は省略されている。また、各図面は、鋼帯２の厚み方向をＸ方向とし、鋼帯２の幅方向をＹ方向とし、Ｘ方向及びＹ方向に直交する鉛直方向をＺ方向として示されている。
本実施形態に係るガスワイピングノズル１０は、例えば、図２〜図４に示されるように、上下方向に互いに対向して設けられる上リップ部１１０及び下リップ部１２０と、上リップ部１１０及び下リップ部１２０との間に挟まれるシム１３０と、上リップ部１１０の鋼帯２側の端部である先端部１１１及び下リップ部１２０の鋼帯２側の端部である先端部１２１の間に形成されるスリット１４０とを含んで構成される。
上リップ部１１０及び下リップ部１２０は、図４に示されるように、互いに対向して設けられ、上リップ部１１０及び下リップ部１２０の内側には、ノズル室１９１及びガスヘッダ室１９２が形成される。上リップ部１１０及び下リップ部１２０は、本発明に係る一対のリップ部に相当する。上リップ部１１０及び下リップ部１２０は、例えば、ステンレスによって形成される。
ノズル室１９１及びガスヘッダ室１９２は、上リップ部１１０及び下リップ部１２０の内側において、ガスワイピングノズル１０の先端側及び後端側にそれぞれ形成される。具体的には、上リップ部１１０の下部の先端側及び後端側には、ノズル室１９１の上部及びガスヘッダ室１９２の上部をそれぞれ構成する窪み部１１２及び窪み部１１４が形成される。一方、下リップ部１２０の上部の先端側及び後端側には、ノズル室１９１の下部及びガスヘッダ室１９２の下部をそれぞれ構成する窪み部１２２及び窪み部１２４が形成される。対応する窪み部が結合されるように上リップ部１１０及び下リップ部１２０が、シム１３０を介して固定されることによって、ノズル室１９１及びガスヘッダ室１９２が形成される。
上リップ部１１０及び下リップ部１２０は、例えば、図４に示されるように、ガスワイピングノズル１０における後端側では、互いに略平行である。ゆえに、ガスヘッダ室１９２の上下方向の寸法は、後端側から先端側へ亘って略一定である。一方、上リップ部１１０及び下リップ部１２０は、ガスワイピングノズル１０における先端側では、先端側へ向かうにつれて互いに近づく。ゆえに、ノズル室１９１の上下方向の寸法は、先端側へ向かうにつれて短くなる。
上リップ部１１０及び下リップ部１２０におけるノズル室１９１とガスヘッダ室１９２との間の部分には、後端側から先端側へ当該部分を貫通する連通孔１１３及び連通孔１２３がそれぞれ設けられる。それにより、ノズル室１９１及びガスヘッダ室１９２は、連通孔１１３，１２３によって互いに連通される。連通孔１１３及び連通孔１２３は、具体的には、鋼帯２の幅方向に沿って複数設けられる。
ガスワイピングノズル１０の後端側には、ガスヘッダ室１９２と外部とを連通し、ガスヘッダ室１９２の内部へガスを導入するための図示しない導入孔が設けられる。例えば、上リップ部１１０における後端側に、導通孔が上下方向に貫通して設けられる。ガスヘッダ室１９２へ導入されたガスは連通孔１１３，１２３を介してノズル室１９１へ導入されるように構成される。具体的には、ガスヘッダ室１９２はガスヘッダとして機能し、ガスヘッダ室１９２の内部へ導入されたガスは、連通孔１１３，１２３を通過することにより、整流されてノズル室１９１に導入される。また、ノズル室１９１は均圧室として機能し、ノズル室１９１の内部に導入されたガスは、後述されるスリット１４０の長手方向の各位置から鋼帯２へ向けて噴射される。
上リップ部１１０及び下リップ部１２０は、例えば、上下方向にボルトＢ１０及びナットＮ１０によるネジ締結によって互いに固定される。具体的には、上リップ部１１０及び下リップ部１２０は、上下方向にシム１３０を挟んだ状態で固定される。
例えば、上リップ部１１０におけるガスヘッダ室１９２より後端側の部分及びノズル室１９１とガスヘッダ室１９２との間の部分には、ザグリ孔１１６及びネジ挿通孔１１７が鋼帯２の幅方向に沿って複数設けられる。ザグリ孔１１６は、上リップ部１１０の上面からボルトＢ１０の頭の寸法と対応する深さまで設けられる。ネジ挿通孔１１７は、ボルトＢ１０のねじ山部の外径より大きい内径を有しボルトＢ１０のねじ山部が挿通される孔であり、ザグリ孔１１６の底面から上リップ部１１０の下面まで貫通して設けられる。
また、下リップ部１２０におけるガスヘッダ室１９２より後端側の部分及びノズル室１９１とガスヘッダ室１９２との間の部分には、ザグリ孔１２６及びネジ挿通孔１２７が鋼帯２の幅方向に沿って複数設けられる。ザグリ孔１２６は、下リップ部１２０の下面からナットＮ１０の寸法と対応する深さまで設けられる。ネジ挿通孔１２７は、ボルトＢ１０のねじ山部の外径より大きい内径を有しボルトＢ１０のねじ山部が挿通される孔であり、ザグリ孔１２６の底面から下リップ部１２０の上面まで貫通して設けられる。下リップ部１２０において、ザグリ孔１２６及びネジ挿通孔１２７は、ザグリ孔１１６及びネジ挿通孔１１７と対応する位置に設けられる。
また、シム１３０におけるガスヘッダ室１９２より後端側の部分及びノズル室１９１とガスヘッダ室１９２との間の部分には、ネジ挿通孔１３７が鋼帯２の幅方向に沿って複数設けられる。ネジ挿通孔１３７は、ボルトＢ１０のねじ山部の外径より大きい内径を有しボルトＢ１０のねじ山部が挿通される孔である。シム１３０において、ネジ挿通孔１３７は、ザグリ孔１１６及びネジ挿通孔１１７やザグリ孔１２６及びネジ挿通孔１２７と対応する位置に設けられる。
ボルトＢ１０は、例えば、上リップ部１１０のザグリ孔１１６側からネジ挿通孔１１７、ネジ挿通孔１３７及びネジ挿通孔１２７に挿通される。そして、下リップ部１２０のザグリ孔１２６内においてナットＮ１０がボルトＢ１０の先端部に螺合される。それにより、上リップ部１１０及び下リップ部１２０が、ボルトＢ１０及びナットＮ１０によって互いに固定される。
本実施形態では、上リップ部１１０には、後述されるガスワイピングノズル１０の製造方法において用いられるピン挿入孔１１８ａ及びピン挿入孔１１８ｂが設けられる。後述される製造方法において、ピン挿入孔１１８ａ及びピン挿入孔１１８ｂには、下リップ部１２０に設けられるピン１５１及びピン１５２が嵌合される。ピン挿入孔１１８ａ及びピン挿入孔１１８ｂは、上リップ部１１０において鋼帯２の幅方向に間隔を空けて設けられる。また、ピン挿入孔１１８ａ及びピン挿入孔１１８ｂは、上下方向（つまり、上リップ部１１０及び下リップ部１２０の対向方向である鉛直方向Ｚ）に上リップ部１１０に貫通して設けられる。具体的には、ピン挿入孔１１８ａは窪み部１１４に対して鋼帯２の幅方向の一側に並設され、ピン挿入孔１１８ｂは窪み部１１４に対して鋼帯２の幅方向の他側に並設される。
本実施形態では、ピン挿入孔１１８ａ及びピン挿入孔１１８ｂが本発明に係る嵌合孔の一例に相当する。具体的には、嵌合孔は、後述する第１の嵌合突起及び第２の嵌合突起がそれぞれ嵌合される第１の嵌合孔及び第２の嵌合孔を含み、ピン挿入孔１１８ａが本発明に係る第１の嵌合孔の一例に相当し、ピン挿入孔１１８ｂが本発明に係る第２の嵌合孔の一例に相当する。なお、ピン挿入孔１１８ａ及びピン挿入孔１１８ｂの形状及び寸法の詳細については、後述にて説明する。
また、本実施形態では、下リップ部１２０には、後述されるガスワイピングノズル１０の製造方法において用いられるピン１５１及びピン１５２が設けられる。後述される製造方法において、ピン１５１及びピン１５２は、ピン挿入孔１１８ａ及びピン挿入孔１１８ｂに嵌合される。ピン１５１及びピン１５２は、下リップ部１２０において鋼帯２の幅方向に間隔を空けて設けられる。具体的には、ピン１５１及びピン１５２は、下リップ部１２０に設けられるピン固定孔１２８ａ及びピン固定孔１２８ｂに取り付けられる。ピン固定孔１２８ａ及びピン固定孔１２８ｂは、下リップ部１２０において鋼帯２の幅方向に間隔を空けてピン挿入孔１１８ａ及びピン挿入孔１１８ｂと対応する位置に設けられる。また、ピン固定孔１２８ａ及びピン固定孔１２８ｂは、上下方向（つまり、上リップ部１１０及び下リップ部１２０の対向方向である鉛直方向Ｚ）に下リップ部１２０に貫通して設けられる。具体的には、ピン固定孔１２８ａは窪み部１２４に対して鋼帯２の幅方向の一側に並設され、ピン固定孔１２８ｂは窪み部１２４に対して鋼帯２の幅方向の他側に並設される。
本実施形態では、ピン固定孔１２８ａ及びピン固定孔１２８ｂにそれぞれ取り付けられるピン１５１及びピン１５２が本発明に係る嵌合突起の一例に相当する。具体的には、嵌合突起は、第１の嵌合突起及び第２の嵌合突起を含み、ピン１５１が本発明に係る第１の嵌合突起の一例に相当し、ピン１５２が本発明に係る第２の嵌合突起の一例に相当する。なお、ピン１５１及びピン１５２並びにピン固定孔１２８ａ及びピン固定孔１２８ｂの形状及び寸法の詳細については、後述にて説明する。
また、本実施形態では、シム１３０には、下リップ部１２０に設けられるピンとの干渉を回避するためにピン挿通孔１３８ａ及びピン挿通孔１３８ｂが設けられる。例えば、ピン挿通孔１３８ａ及びピン挿通孔１３８ｂは、シム１３０においてピン１５１及びピン１５２と対応する位置に、それぞれ上下方向にシム１３０を貫通して設けられる。なお、ピン挿通孔１３８ａ及びピン挿通孔１３８ｂの形状及び寸法の詳細については、後述にて説明する。
シム１３０は、各リップ部の先端部における鋼帯２の幅方向の中央側を除いた部分と当接する。具体的には、シム１３０の上部は、上リップ部１１０の先端部１１１における鋼帯２の幅方向の中央側を除いた部分と当接する。一方、シム１３０の下部は、下リップ部１２０の先端部１２１における鋼帯２の幅方向の中央側を除いた部分と当接する。それにより、上リップ部１１０の先端部１１１及び下リップ部１２０の先端部１２１の間にシム１３０の厚さに応じた隙間を設けることができる。ゆえに、上リップ部１１０の先端部１１１及び下リップ部１２０の先端部１２１の間に、図２及び図４に示されるように、ノズル室１９１に導入されるガスを噴射する噴出口としてスリット１４０が形成される。スリット１４０は、具体的には、鋼帯２の幅方向に延在する。
また、シム１３０は、図３に示されるように、鋼帯２の幅方向の両端側において、それぞれ後端側から先端側へ延在する一対の側方延在部１３３を有する。それにより、スリット１４０は、当該一対の側方延在部１３３の先端部によって長手方向に画成される。
スリット１４０のスリットギャップ（つまり、スリット１４０の上下方向の寸法）は、例えば、０．４ｍｍ〜１．２ｍｍ程度であり、具体的には、鋼帯２に対する溶融金属の目付量が所望の値となるように、種々のパラメータに基づいて適宜設定される。当該パラメータとして、例えば、ガスワイピングノズル１０の各種寸法、ノズル室１９１の内部圧力、ガスワイピングノズル１０と鋼帯２との間の位置関係等が該当し得る。なお、スリット１４０の長手方向の寸法は、鋼帯２の幅に対応して適宜設定され得る。
＜３．ガスワイピングノズルの製造方法＞
続いて、図５〜図９を参照して、本実施形態に係るガスワイピングノズル１０の製造方法について説明する。
本実施形態に係るガスワイピングノズル１０の製造方法は、例えば、ピン取付工程と、シム取付工程と、嵌合工程と、固定工程とを含む。また、ガスワイピングノズル１０の製造方法は、さらに、除去工程を含んでもよい。
ピン取付工程は、下リップ部１２０に対してピンを取り付ける工程である。具体的には、ピン取付工程では、下リップ部１２０に対してピン１５１及びピン１５２の一対のピンが取り付けられる。
図５は、本実施形態に係るガスワイピングノズル１０の製造方法におけるピン取付工程の様子を示す斜視図である。
例えば、ピン取付工程では、ピン１５１は上側からピン固定孔１２８ａに挿入され、ピン１５１の下部がピン固定孔１２８ａとのはめあいによってピン固定孔１２８ａに対して固定される。それにより、ピン１５１は、図５に示されるように、上部が下リップ部１２０から上方に向かって突出した状態でピン固定孔１２８ａに対して取り付けられる。また、ピン１５２は上側からピン固定孔１２８ｂに挿入され、ピン１５２の下部がピン固定孔１２８ｂとのはめあいによってピン固定孔１２８ｂに対して固定される。それにより、ピン１５２は、図５に示されるように、上部が下リップ部１２０から上方に向かって突出した状態でピン固定孔１２８ｂに対して取り付けられる。このように、ピン１５１及びピン１５２は、一方のリップ部に設けられ他方のリップ部側へ向かって突出し、上述したように、本発明に係る嵌合突起の一例に相当する。
ここで、ピン固定孔１２８ａ及びピン固定孔１２８ｂは、上述したように、下リップ部１２０において鋼帯２の幅方向に間隔を空けて設けられる。ゆえに、下リップ部１２０に嵌合突起として設けられるピン１５１及びピン１５２は、鋼帯２の幅方向に間隔を空けて設けられる。また、上述したように、嵌合孔としてのピン挿入孔１１８ａ及びピン挿入孔１１８ｂは、上リップ部１１０において鋼帯２の幅方向に間隔を空けて設けられる。このように、嵌合突起及び嵌合孔は、鋼帯２の幅方向に間隔を空けて２対設けられている。なお、上リップ部１１０及び下リップ部１２０の間での相対的な位置決め精度を効果的に向上させる観点では、嵌合突起及び嵌合孔の各対は、各リップ部における鋼帯２の幅方向の両端部にそれぞれ位置することが好ましい。
本発明に係る第１の嵌合突起の一例に相当するピン１５１及び第２の嵌合突起の一例に相当するピン１５２の横断面形状は、円形である。例えば、ピン１５１及びピン１５２は、円柱形状を有する。ピン１５１及びピン１５２の外径は、例えば、強度及び加工性を確保する観点から、５〜２０ｍｍ程度であることが好ましい。また、下リップ部１２０のピン固定孔１２８ａ及びピン固定孔１２８ｂは、丸孔である。ピン１５１とピン固定孔１２８ａとのはめあい及びピン１５２とピン固定孔１２８ｂとのはめあいは、具体的には、ピン１５１及びピン１５２をハンマー等で叩くことによってピン固定孔１２８ａ及びピン固定孔１２８ｂから取り外すことができる程度のはめあいに設定される。
ここで、ガスワイピングノズル１０の使用時に、下リップ部１２０において、各ピン固定孔と各ピンとの間での熱膨張による変形量の差を抑制する観点では、ピン１５１及びピン１５２の材質と上リップ部１１０及び下リップ部１２０の材質は同一であることが好ましい。すなわち、本実施形態では、ピン１５１及びピン１５２は、上リップ部１１０及び下リップ部１２０と同様に、ステンレスによって形成されるのが好ましい。
なお、ピン１５１及びピン１５２は、円柱形状と異なる形状を有してもよい。例えば、ピン１５１及びピン１５２は多角柱形状を有してもよく、その場合、下リップ部１２０のピン固定孔１２８ａ及びピン固定孔１２８ｂは多角形状の孔であってもよい。このように、下リップ部１２０のピン固定孔１２８ａ及びピン固定孔１２８ｂの形状及び寸法は、ピン１５１及びピン１５２の形状及び寸法に応じて設定される。
また、ピン取付工程では、例えば、ピン１５１の上端部がピン１５２の上端部と比較して上方に位置するようにピン１５１及びピン１５２の取り付けが行われる。この場合、ピン１５１の突出長さ（つまり、下リップ部１２０の上面からピン１５１の上端部までの距離）は、ピン１５２の突出長さ（つまり、下リップ部１２０の上面からピン１５２の上端部までの距離）と比較して長い。このようなピン１５１及びピン１５２の上端部の位置関係は、例えば、ピン１５１としてピン１５２と比較して長いピンを用いることによって実現され得る。
シム取付工程は、下リップ部１２０に対してシム１３０を取り付ける工程である。
図６は、本実施形態に係るガスワイピングノズル１０の製造方法におけるシム取付工程の様子を示す斜視図である。
例えば、シム取付工程では、ピン１５１及びピン１５２の上端部がシム１３０のピン挿通孔１３８ａ及びピン挿通孔１３８ｂを下側から通過するように、シム１３０が上側から下リップ部１２０の上部に積み重ねられる。それにより、シム１３０は、図６に示されるように、下リップ部１２０の先端部１２１における鋼帯２の幅方向の中央側を除いた部分と当接した状態で下リップ部１２０に対して取り付けられる。
シム１３０のピン挿通孔１３８ａ及びピン挿通孔１３８ｂの形状及び寸法は、ピン１５１及びピン１５２の形状及び寸法に応じて設定される。例えば、シム１３０のピン挿通孔１３８ａ及びピン挿通孔１３８ｂは、丸孔である。また、ピン挿通孔１３８ａ及びピン挿通孔１３８ｂの内径は、具体的には、シム１３０がピン１５１及びピン１５２と干渉することを回避し得る程度に比較的大きな寸法に設定される。
嵌合工程は、一方のリップ部に設けられる嵌合突起を他方のリップ部に設けられる嵌合孔に嵌合する工程である。具体的には、本実施形態において、嵌合工程では、嵌合突起として下リップ部１２０に設けられるピン１５１及びピン１５２が嵌合孔として上リップ部１１０に設けられるピン挿入孔１１８ａ及びピン挿入孔１１８ｂに嵌合される。
図７及び図８は、本実施形態に係るガスワイピングノズル１０の製造方法における嵌合工程の様子を示す斜視図である。
例えば、嵌合工程では、ピン１５１及びピン１５２の上部が上リップ部１１０のピン挿入孔１１８ａ及びピン挿入孔１１８ｂに下側からそれぞれ挿入されるように、上リップ部１１０が上側から下リップ部１２０の上部に積み重ねられる。ここで、ピン１５１の上端部は、上述したように、ピン１５２の上端部と比較して上方に位置し得る。この場合、ピン１５１の突出長さは、ピン１５２の突出長さと比較して長い。ゆえに、まず、図７に示されるように、ピン１５１の先端部である上端部がピン挿入孔１１８ａに挿入される。それにより、上リップ部１１０が下リップ部１２０に対してピン１５１の中心軸回りに相対的に回動自在になる。なお、上リップ部１１０の搬送は、例えば、上リップ部１１０にアイボルトを設け、当該アイボルトを用いて上リップ部１１０をクレーン等によって吊し上げることによって実現され得る。
その後、図８に示されるように、ピン１５１及びピン１５２がそれぞれピン挿入孔１１８ａ及びピン挿入孔１１８ｂに嵌合される。それにより、上リップ部１１０及び下リップ部１２０の間でのピン１５１の中心軸回りの相対的な回動が規制されることによって、上リップ部１１０及び下リップ部１２０の間での上下方向（Ｚ方向）以外の方向の相対的な移動が規制される。よって、嵌合突起としてのピン１５１及びピン１５２が嵌合孔としてのピン挿入孔１１８ａ及びピン挿入孔１１８ｂに嵌合された嵌合状態において、上リップ部１１０及び下リップ部１２０の間での鋼帯２の厚み方向（Ｘ方向）の相対的な移動は規制される。
上リップ部１１０のピン挿入孔１１８ａ及びピン挿入孔１１８ｂの形状及び寸法は、ピン１５１及びピン１５２の形状及び寸法に応じて設定される。
例えば、本発明に係る第１の嵌合孔の一例に相当する上リップ部１１０のピン挿入孔１１８ａは、丸孔である。ピン１５１及びピン挿入孔１１８ａの横断面形状が円形であることにより、ピン１５１がピン挿入孔１１８ａに嵌合された状態において、ピン１５１の外周面とピン挿入孔１１８ａの内周面とが全周で互いに当接する。ピン１５１がピン挿入孔１１８ａにこのように嵌合されることによって、上リップ部１１０に設けられるピン挿入孔１１８ａと下リップ部１２０に取り付けられるピン１５１とを同一軸上に位置させることが実現され得る。
ピン１５１とピン挿入孔１１８ａとのはめあいは、具体的には、上リップ部１１０が自重によってピン１５１に対して摺動可能な程度のはめあいに設定される。より詳細には、ピン１５１及びピン１５２がピン挿入孔１１８ａ及びピン挿入孔１１８ｂに嵌合された嵌合状態における上リップ部１１０及び下リップ部１２０の間での鋼帯２の厚み方向の相対的な移動を適切に規制する観点から、ピン１５１とピン挿入孔１１８ａとの間の鋼帯２の厚み方向の隙間Ｄ１［ｍｍ］は、下記式（３）を満たす。なお、式（３）におけるＢ［ｍｍ］は、スリット１４０のスリットギャップを示す。
Ｄ１≦０．２５×Ｂ ・・・（３）
なお、ピン挿入孔１１８ａの内径は、式（３）を満たすように設定される範囲内で比較的小さい寸法であることが好ましい。それにより、ピン１５１及びピン１５２がピン挿入孔１１８ａ及びピン挿入孔１１８ｂに嵌合された嵌合状態における上リップ部１１０及び下リップ部１２０の間での鋼帯２の厚み方向の相対的な移動をより適切に規制することができる。
また、例えば、本発明に係る第２の嵌合孔の一例に相当する上リップ部１１０のピン挿入孔１１８ｂは、鋼帯２の幅方向に沿って延在し、鋼帯２の厚み方向よりも鋼帯２の幅方向に長い長孔である。ゆえに、ピン１５２がピン挿入孔１１８ｂに嵌合された状態において、ピン１５２の外側面とピン挿入孔１１８ｂの内側面とは、鋼帯２の厚み方向に互いに当接する。ピン１５２がピン挿入孔１１８ｂにこのように嵌合されることによって、上リップ部１１０及び下リップ部１２０の間でのピン１５１の中心軸回りの相対的な回動を規制することが実現され得る。
ピン挿入孔１１８ｂの鋼帯２の厚み方向の長さは、具体的には、上リップ部１１０が自重によってピン１５２に対して摺動可能な程度の寸法に設定される。より詳細には、ピン１５１及びピン１５２がピン挿入孔１１８ａ及びピン挿入孔１１８ｂに嵌合された嵌合状態における上リップ部１１０及び下リップ部１２０の間での鋼帯２の厚み方向の相対的な移動を適切に規制する観点から、ピン１５２とピン挿入孔１１８ｂとの間の鋼帯２の厚み方向の隙間Ｄ２［ｍｍ］は、下記式（４）を満たす。
Ｄ２≦０．２５×Ｂ ・・・（４）
なお、ピン挿入孔１１８ｂの鋼帯２の厚み方向の長さは、式（４）を満たすように設定される範囲内で比較的小さい寸法であることが好ましい。それにより、ピン１５１及びピン１５２がピン挿入孔１１８ａ及びピン挿入孔１１８ｂに嵌合された嵌合状態における上リップ部１１０及び下リップ部１２０の間での鋼帯２の厚み方向の相対的な移動をより適切に規制することができる。
上記のように、ガスワイピングノズル１０では、嵌合突起と嵌合孔との間の鋼帯２の厚み方向の隙間Ｄ［ｍｍ］（つまり、嵌合突起の外径と嵌合孔の内径との差）は、下記式（１）を満たす。
Ｄ≦０．２５×Ｂ ・・・（１）
本件発明者は、実機試験や数値解析シミュレーション等を行うことによって、嵌合突起と嵌合孔との間の鋼帯２の厚み方向の隙間Ｄが式（１）を満たすように、嵌合孔の内径及び嵌合突起の外径の各寸法を設定することによって、鋼帯２における目付量のばらつきを１ｇ／ｍ２以下にすることができることを見出した。ここで、目付量のばらつきが１ｇ／ｍ２以下である場合は、要求される品質を確保し得る程度の均一さで溶融金属のめっきが行われる場合に相当する。
具体的には、実機検討の結果から、隙間Ｄが式（１）を満たさない例として、隙間Ｄが０．３５×Ｂである場合には目付量のばらつきが１．０５ｇ／ｍ２となり、隙間Ｄが０．４５×Ｂである場合には目付量のばらつきが１．３５ｇ／ｍ２となることがわかった。この結果は、隙間Ｄが式（１）を満たさない場合には、一対のリップ部の間での鋼帯２の厚み方向の相対的な位置関係のばらつきに起因してガスワイピングノズル１０により噴射されるガスの流れを精度良く制御することが困難となり、鋼帯２に対するガスの衝突圧力がばらつきやすくなることによるものと考えられる。
一方、実機検討の結果から、隙間Ｄが式（１）を満たす例として、隙間Ｄが０．２５×Ｂである場合には目付量のばらつきが０．７５ｇ／ｍ２となり、隙間Ｄが０．１５×Ｂである場合には目付量のばらつきが０．４５ｇ／ｍ２となることがわかった。この結果は、隙間Ｄが式（１）を満たす場合には、一対のリップ部の間での鋼帯２の厚み方向の相対的な位置関係のばらつきが抑制されることによって、ガスワイピングノズル１０により噴射されるガスの流れを精度良く制御することができるようになり、鋼帯２に対するガスの衝突圧力がばらつくことが抑制されることによるものと考えられる。
以上、説明したように、嵌合突起と嵌合孔との間の鋼帯２の厚み方向の隙間Ｄが式（１）を満たすことによって、嵌合状態における一対のリップ部の間での鋼帯２の厚み方向の相対的な移動を適切に規制することができるので、鋼帯２における目付量のばらつきを１ｇ／ｍ２以下にすることができる。
ここで、嵌合工程では、上述したように、ピン１５２の外側面とピン挿入孔１１８ｂの内側面とが鋼帯２の厚み方向に互いに当接することによって、上リップ部１１０及び下リップ部１２０の間でのピン１５１の中心軸回りの相対的な回動が規制される。ゆえに、ピン挿入孔１１８ｂの鋼帯２の幅方向の長さは、上リップ部１１０及び下リップ部１２０の間での相対的な位置決め精度に基本的には影響しない。
ピン挿入孔１１８ｂの鋼帯２の幅方向の長さが過度に短い場合、例えばガスワイピングノズル１０の使用時における熱変形や加工誤差等に起因して、ガスワイピングノズル１０の組立時にピン１５１及びピン１５２をピン挿入孔１１８ａ及びピン挿入孔１１８ｂに挿入することが困難となり得る。
さらに、ガスワイピングノズル１０の使用時には、下リップ部１２０は上リップ部１１０よりもめっき浴３に近いので高温になる。ゆえに、ガスワイピングノズル１０の使用時において、上リップ部１１０と下リップ部１２０との間で温度差が生じて熱膨張による変形量が相違することに起因して、下リップ部１２０に設けられているピン１５２が上リップ部１１０に設けられているピン挿入孔１１８ｂの内側面に押し付けられ得る。
ゆえに、ピン挿入孔１１８ｂの鋼帯２の幅方向の長さは、具体的には、ガスワイピングノズル１０の組立を容易にする観点及びガスワイピングノズル１０の使用時における各リップ部間での熱膨張による変形量の差に起因してピン及びピン挿入孔が損傷することを効果的に抑制する観点から設定されることが好ましい。
より詳細には、ピン挿入孔１１８ｂの鋼帯２の幅方向の長さＬ１［ｍｍ］は、下記式（２）を満たすことが好ましい。なお、式（２）において、φ１［ｍｍ］はピン１５２の直径を示し、ΔＴ［Ｋ］は上リップ部１１０と下リップ部１２０との間の温度差を示し、Ｗ［ｍｍ］は上リップ部１１０及び下リップ部１２０の鋼帯２の幅方向の長さを示す。温度差ΔＴとしては、例えば、上リップ部１１０と下リップ部１２０との間の温度差の操業時における平均的な値が用いられる。
Ｌ１≧φ１＋２０×１０−６×ΔＴ×Ｗ ・・・（２）
上述したように、各リップ部は、例えば、ステンレスによって形成される。ステンレスの線膨張率は、２０×１０−６より小さい。例えば、ＳＵＳ３０４の線膨張率は、１７．３×１０−６程度である。ゆえに、ピン挿入孔１１８ｂの鋼帯２の幅方向の長さＬ１が式（２）を満たすことによって、ガスワイピングノズル１０の使用時において、上リップ部１１０と下リップ部１２０との間での熱膨張による変形量の差に起因してピン１５２がピン挿入孔１１８ｂの内側面に押し付けられることをより確実に防止することができる。よって、ピン及びピン挿入孔が損傷することを効果的に抑制することができる。
なお、ガスワイピングノズル１０の組み立ての作業性を向上させる観点では、ピン挿入孔１１８ｂの鋼帯２の幅方向の長さＬ１は、下記式（５）を満たすことがより好ましい。
Ｌ１≧２×φ１＋２０×１０−６×ΔＴ×Ｗ ・・・（５）
なお、上記では、ピン１５１及び当該ピン１５１が挿入されるピン挿入孔１１８ａの横断面形状が円形である例を説明したが、さらにピン１５２及び当該ピン１５２が挿入されるピン挿入孔１１８ｂの横断面形状が円形であってもよい。つまり、ピン挿入孔１１８ｂが、丸孔であってもよい。
固定工程は、嵌合突起が嵌合孔に嵌合された嵌合状態で、一対のリップ部を互いに固定する工程である。具体的には、本実施形態において、固定工程では、嵌合突起としてのピン１５１及びピン１５２が嵌合孔としてのピン挿入孔１１８ａ及びピン挿入孔１１８ｂに嵌合された嵌合状態で、上リップ部１１０及び下リップ部１２０が互いに固定される。上リップ部１１０及び下リップ部１２０は、例えば、ボルトＢ１０及びナットＮ１０を用いて互いに固定される。それにより、図２に示されるガスワイピングノズル１０が製造される。
図９は、本実施形態に係るガスワイピングノズル１０の製造方法における固定工程の様子を示す斜視図である。
例えば、固定工程では、ボルトＢ１０が、図９に示されるように、上リップ部１１０の各ザグリ孔１１６に上側から挿入される。そして、各ナットＮ１０の先端部にボルトＢ１０が螺合される。それにより、上リップ部１１０及び下リップ部１２０が、ボルトＢ１０及びナットＮ１０によって互いに固定される。
除去工程は、ピンを一方のリップ部から取り外す工程である。具体的には、除去工程では、ピン１５１及びピン１５２が下リップ部１２０から取り外される。
例えば、除去工程では、ピン１５１及びピン１５２をハンマー等で叩くことによって下リップ部１２０のピン固定孔１２８ａ及びピン固定孔１２８ｂから取り外す。このような除去工程を行った場合には、後述するように、ピンの寸法が熱の影響により変化することを抑制することができる。
上述したように、本実施形態に係るガスワイピングノズル１０の製造方法は、一方のリップ部に設けられる嵌合突起を他方のリップ部に設けられる嵌合孔に嵌合する嵌合工程と、嵌合突起が嵌合孔に嵌合された嵌合状態で一対のリップ部を互いに固定する固定工程とを含む。また、嵌合状態において、一対のリップ部の間での鋼帯２の厚み方向の相対的な移動は規制される。
ここで、従来のガスワイピングノズルの製造方法では、嵌合突起を嵌合孔に嵌合させることにより一対のリップ部の間の相対的な位置決めを可能とする嵌合工程は行われていなかった。さらに、上述したように、リップ部単体の重量は比較的重く、比較的大型であるので、一対のリップ部をネジ締結する際に一対のリップ部の間の相対的な位置関係を調整することは困難であった。したがって、熟練の組立作業者によって上リップ部と下リップ部との組み立てが行われる場合であっても、一対のリップ部の間での鋼帯２の厚み方向の相対的な位置関係がガスワイピングノズルの組み立てに起因してばらつくことを抑制することが困難であった。具体的には、一対のリップ部の間で鋼帯２の厚み方向に１〜２ｍｍ程度の相対的な位置のばらつきが生じ得る。
一方、本実施形態では、嵌合工程が行われた後に固定工程が行われる。ここで、嵌合状態において、一対のリップ部の間での鋼帯２の厚み方向の相対的な移動は規制される。具体的には、嵌合突起（具体的には、ピン）及び嵌合孔（具体的には、ピン挿入孔）が鋼帯２の幅方向に間隔を空けて２対設けられていることによって、嵌合状態において一対のリップ部の間での鋼帯２の厚み方向の相対的な移動を規制することが実現される。また、嵌合状態において、嵌合突起と嵌合孔との間の鋼帯２の厚み方向の隙間Ｄが式（１）を満たすように、嵌合孔の内径及び嵌合突起の外径の各寸法が設定されている。それにより、嵌合状態における一対のリップ部の間での鋼帯２の厚み方向の相対的な移動を適切に規制することができる。よって、一対のリップ部の間での鋼帯２の厚み方向の相対的な位置関係がガスワイピングノズル１０の組み立てに起因してばらつくことを抑制することができる。ゆえに、ガスワイピングノズル１０により噴射されるガスの流れを精度良く制御することができるので、鋼帯２に対するガスの衝突圧力がばらつくことを抑制することができる。よって、鋼帯２に対する溶融金属の目付量を安定化することができる。
なお、本実施形態における嵌合工程によって一対のリップ部の間での鋼帯２の厚み方向の相対的な位置関係のばらつきを抑制する効果と、ガスワイピングノズル１０におけるピン固定孔の内径、ピン挿入孔の内径及びピンの外径の各寸法との関係については、後述にて詳細に説明する。
また、上述したように、本実施形態では、第１の嵌合突起（具体的には、ピン１５１）及び第２の嵌合突起（具体的には、ピン１５２）の横断面形状は円形であり、第１の嵌合孔（具体的には、ピン挿入孔１１８ａ）は丸孔であり、第２の嵌合孔（具体的には、ピン挿入孔１１８ｂ）は鋼帯２の厚み方向よりも鋼帯２の幅方向に長い長孔であり得る。それにより、例えばガスワイピングノズル１０の使用時における熱変形や加工誤差等に起因して、ガスワイピングノズル１０の組立時に第１の嵌合突起及び第２の嵌合突起を第１の嵌合孔及び第２の嵌合孔に挿入することが困難となることを抑制することができる。さらに、ガスワイピングノズル１０の使用時において、上リップ部１１０と下リップ部１２０との間で温度差が生じて熱膨張による変形量が相違することに起因して、下リップ部１２０に設けられているピン１５２が上リップ部１１０に設けられているピン挿入孔１１８ｂの内側面に押し付けられることを抑制することができる。ゆえに、ガスワイピングノズル１０の組立を容易にし、さらに、ガスワイピングノズル１０の使用時における各リップ部間での熱膨張による変形量の差に起因してピン及びピン挿入孔が損傷することを抑制することができる。
また、上述したように、本実施形態では、長孔である第２の嵌合孔の鋼帯２の幅方向の長さＬ１は、式（２）を満たし得る。それにより、ガスワイピングノズル１０の組立を効果的に容易にし、さらに、ガスワイピングノズル１０の使用時における各リップ部間での熱膨張による変形量の差に起因してピン及びピン挿入孔が損傷することを効果的に抑制することができる。
また、上述したように、本実施形態では、第１の嵌合突起の突出長さは、第２の嵌合突起の突出長さと比較して長く、嵌合工程において、第１の嵌合突起の先端部が第１の嵌合孔に挿入され、その後、第１の嵌合突起及び第２の嵌合突起がそれぞれ第１の嵌合孔及び第２の嵌合孔に嵌合され得る。それにより、ガスワイピングノズル１０の組立時に第１の嵌合突起及び第２の嵌合突起を第１の嵌合孔及び第２の嵌合孔に容易に挿入することができる。ゆえに、ガスワイピングノズル１０の組立をより効果的に容易にすることができる。
また、上述したように、本実施形態では、嵌合突起は一対のリップ部の対向方向に一方のリップ部に貫通して設けられるピン固定孔に取り付けられるピンを含み、嵌合孔は一対のリップ部の対向方向に他方のリップ部に貫通して設けられるピン挿入孔を含み得る。また、嵌合工程において、当該ピンが、当該ピン挿入孔に挿入されることによって嵌合され得る。それにより、当該ピンが当該ピン挿入孔に嵌合される嵌合状態において、一対のリップ部の間での一対のリップ部の対向方向と交差する方向の相対的な移動を効果的に規制することができる。ゆえに、嵌合状態において、一対のリップ部の間での鋼帯２の厚み方向の相対的な移動を効果的に規制することができる。
また、上述したように、本実施形態では、ピンの材質と一対のリップ部の材質は、同一であり得る。それにより、ガスワイピングノズル１０の使用時に、下リップ部１２０において、各ピン固定孔と各ピンとの間での熱膨張による変形量の差を抑制することができる。ゆえに、ピンの変形量がピン固定孔の変形量を大きく上回ることに起因してピン及びピン挿入孔が損傷すること及びピン固定孔の変形量がピンの変形量を大きく上回ることに起因してピンがピン固定孔から抜け落ちることを抑制することができる。
また、上述したように、本実施形態に係るガスワイピングノズル１０の製造方法は、固定工程の後に、ピンを一方のリップ部から取り外す除去工程を含み得る。それにより、ガスワイピングノズル１０をピンが取り外された状態でめっき浴３の上方に設置することができる。ゆえに、ピンが高温環境下に曝されることを抑制することができる。よって、ピンの寸法が熱の影響により変化することを抑制することができる。
本実施形態における嵌合工程によって一対のリップ部の間での鋼帯２の厚み方向の相対的な位置関係のばらつきを抑制する効果と、上述したガスワイピングノズル１０におけるピン固定孔の内径、ピン挿入孔の内径及びピンの外径の各寸法との関係について実施例を参照して説明する。実施例では、下記のように、上述したガスワイピングノズル１０における各寸法が具体的に設定される。
実施例では、ピン固定孔１２８ａ，１２８ｂの内径の基準寸法を１２ｍｍとし、公差域クラスをＨ７とした。ゆえに、ピン固定孔１２８ａ，１２８ｂの内径の寸法公差の上限値は１２．０１８ｍｍであり、下限値は１２．０００ｍｍである。
また、実施例では、ピン挿入孔１１８ａの内径の基準寸法を１２ｍｍとし、公差域クラスをＨ７とした。ゆえに、ピン挿入孔１１８ａの内径の寸法公差の上限値は１２．０１８ｍｍであり、下限値は１２．０００ｍｍである。
また、実施例では、ピン挿入孔１１８ｂの鋼帯２の厚み方向の長さの寸法公差の上限値を１２．０１８ｍｍとし、下限値を１２．０００ｍｍとした。
また、実施例では、ピン１５１，１５２の外径の基準寸法を１２ｍｍとし、公差域クラスをｈ５とした。ゆえに、ピン１５１，１５２の外径の寸法公差の上限値は１２．０００ｍｍであり、下限値は１１．９９２ｍｍである。
ピン固定孔１２８ａの内径とピン１５１の外径との差は最大で０．０２６ｍｍであり、ピン挿入孔１１８ａの内径とピン１５１の外径との差は最大で０．０２６ｍｍである。ゆえに、各ピンが各ピン挿入孔に嵌合される嵌合状態において、上リップ部１１０のピン挿入孔１１８ａと下リップ部１２０のピン固定孔１２８ａとの間で鋼帯２の厚み方向に最大で０．０５２ｍｍの相対的な位置のばらつきが生じ得る。
ピン固定孔１２８ｂの内径とピン１５２の外径との差は最大で０．０２６ｍｍであり、ピン挿入孔１１８ｂの鋼帯２の厚み方向の長さとピン１５２の外径との差は最大で０．０２６ｍｍである。ゆえに、各ピンが各ピン挿入孔に嵌合される嵌合状態において、上リップ部１１０のピン挿入孔１１８ｂと下リップ部１２０のピン固定孔１２８ｂとの間で鋼帯２の厚み方向に最大で０．０５２ｍｍの相対的な位置のばらつきが生じ得る。
よって、実施例では、一対のリップ部の間での鋼帯２の厚み方向の相対的な位置のばらつきは、最大でも０．０５２ｍｍとなる。このように、上記の実施例によれば、本実施形態における嵌合工程によって、一対のリップ部の間での鋼帯２の厚み方向の位置のばらつきが顕著に抑制されることが確認された。ゆえに、本実施形態では、嵌合工程が行われた後に固定工程が行われることによって、一対のリップ部の間での鋼帯２の厚み方向の相対的な位置関係がガスワイピングノズル１０の組み立てに起因してばらつくことを抑制することができる。
なお、上記では、ピン挿入孔１１８ａの内径の公差域クラスをＨ７とし、ピン１５１，１５２の外径の公差域クラスをｈ５とした例について説明したが、ピン挿入孔１１８ａの内径及びピン１５１，１５２の外径の公差域クラスはこのような例に特に限定されない。また、ピン挿入孔１１８ａの内径とピン挿入孔１１８ｂの鋼帯２の厚み方向の長さとの間で公差域が異なってもよい。なお、これらの公差域は、一対のリップ部の間での鋼帯２の厚み方向の相対的な位置関係のばらつきを抑制する点とガスワイピングノズルの組み立て作業の効率を向上させる点の各々の優先度に応じて適宜設定され得る。
＜４．変形例＞
続いて、図１０〜図１６を参照して、変形例について説明する。
（ガスワイピングノズルの構成）
まず、図１０〜図１３を参照して、変形例に係るガスワイピングノズル２０の構成について説明する。
図１０は、変形例に係るガスワイピングノズル２０の一例を示す斜視図である。図１１は、変形例に係るガスワイピングノズル２０の一例を示す分解斜視図である。図１２は、変形例に係る上リップ部２１０の一例を示す斜視図である。図１３は、変形例に係るガスワイピングノズル２０の一例を示す断面図である。具体的には、図１３は、図１０に示したＢ−Ｂ断面についての断面図である。Ｂ−Ｂ断面は、鋼帯２の幅方向に直交し、シム２３０の側方延在部１３３を通る断面である。
変形例に係るガスワイピングノズル２０では、上述したガスワイピングノズル１０と比較して、上リップ部２１０に嵌合孔として凹部が設けられ、下リップ部２２０に嵌合突起として凸部が設けられる点が異なる。なお、変形例では、上リップ部２１０の構成から上述したピン挿入孔１１８ａ及びピン挿入孔１１８ｂは省略され、下リップ部２２０の構成から上述したピン固定孔１２８ａ及びピン固定孔１２８ｂは省略される。
具体的には、変形例では、上リップ部２１０の下面（つまり、上リップ部２１０における下リップ部２２０側の面）には、図１２及び図１３に示されるように、後述されるガスワイピングノズル２０の製造方法において用いられる凹部２１８ａ及び凹部２１８ｂが設けられる。後述される製造方法において、凹部２１８ａ及び凹部２１８ｂには、下リップ部２２０に設けられる凸部が嵌合される。凹部２１８ａ及び凹部２１８ｂは、上リップ部２１０の下面において鋼帯２の幅方向に間隔を空けて設けられる。具体的には、凹部２１８ａは窪み部１１４に対して鋼帯２の幅方向の一側に並設され、凹部２１８ｂは窪み部１１４に対して鋼帯２の幅方向の他側に並設される。変形例では、凹部２１８ａ及び凹部２１８ｂが本発明に係る嵌合孔の一例に相当する。具体的には、凹部２１８ａが本発明に係る第１の嵌合孔の一例に相当し、凹部２１８ｂが本発明に係る第２の嵌合孔の一例に相当する。なお、凹部２１８ａ及び凹部２１８ｂの形状及び寸法の詳細については、後述にて説明する。
また、変形例では、下リップ部２２０の上面（つまり、下リップ部２２０における上リップ部２１０側の面）には、図１１及び図１３に示されるように、凸部２２８ａ及び凸部２２８ｂが設けられる。凸部２２８ａ及び凸部２２８ｂは、具体的には、下リップ部２２０に一体として設けられる。凸部２２８ａ及び凸部２２８ｂは、下リップ部２２０の上面において鋼帯２の幅方向に間隔を空けて凹部２１８ａ及び凹部２１８ｂと対応する位置にそれぞれ設けられる。具体的には、凸部２２８ａは窪み部１２４に対して鋼帯２の幅方向の一側に並設され、凸部２２８ｂは窪み部１２４に対して鋼帯２の幅方向の他側に並設される。変形例では、凸部２２８ａ及び凸部２２８ｂは、本発明に係る嵌合突起の一例に相当する。具体的には、凸部２２８ａが本発明に係る第１の嵌合突起の一例に相当し、凸部２２８ｂが本発明に係る第２の嵌合突起の一例に相当する。なお、凸部２２８ａ及び凸部２２８ｂの形状及び寸法の詳細については、後述にて説明する。
また、変形例では、シム２３０には、図１１及び図１３に示されるように、後述されるガスワイピングノズル２０の製造方法において下リップ部２２０に設けられる凸部２２８ａ及び凸部２２８ｂとの干渉を回避するために凸部挿通孔２３８ａ及び凸部挿通孔２３８ｂが設けられる。例えば、凸部挿通孔２３８ａ及び凸部挿通孔２３８ｂは、シム２３０において凹部２１８ａ及び凹部２１８ｂと対応する位置に、それぞれ上下方向にシム２３０を貫通して設けられる。なお、凸部挿通孔２３８ａ及び凸部挿通孔２３８ｂの形状及び寸法の詳細については、後述にて説明する。
（ガスワイピングノズルの製造方法）
続いて、図１４及び図１５を参照して、変形例に係るガスワイピングノズル２０の製造方法について説明する。
変形例に係るガスワイピングノズル２０の製造方法は、例えば、シム取付工程と、嵌合工程と、固定工程とを含む。
シム取付工程は、下リップ部２２０に対してシム２３０を取り付ける工程である。
図１４は、変形例に係るガスワイピングノズル２０の製造方法におけるシム取付工程の様子を示す斜視図である。
例えば、シム取付工程では、凸部２２８ａ及び凸部２２８ｂの上端部がシム２３０の凸部挿通孔２３８ａ及び凸部挿通孔２３８ｂを下側から通過するように、シム２３０が上側から下リップ部２２０の上部に積み重ねられる。それにより、シム２３０は、図１４に示されるように、下リップ部２２０の先端部１２１における鋼帯２の幅方向の中央側を除いた部分と当接した状態で下リップ部２２０に対して取り付けられる。
凸部２２８ａ及び凸部２２８ｂは、例えば、円錐台形状を有する。このように、凸部２２８ａ及び凸部２２８ｂは、頂部へ向かうにつれて横断面積が小さくなるテーパ形状を有し得る。一方、シム２３０の凸部挿通孔２３８ａ及び凸部挿通孔２３８ｂは、例えば、丸孔である。凸部挿通孔２３８ａ及び凸部挿通孔２３８ｂの内径は、具体的には、シム２３０が凸部２２８ａ及び凸部２２８ｂと干渉することを回避し得る程度に比較的大きな寸法に設定される。
なお、凸部２２８ａ及び凸部２２８ｂは、円錐台形状と異なる形状を有してもよい。例えば、凸部２２８ａ及び凸部２２８ｂは円柱形状、多角柱形状又は多角錐台形状を有してもよく、その場合、シム２３０の凸部挿通孔２３８ａ及び凸部挿通孔２３８ｂは凸部と対応した形状を有し得る。このように、シム２３０の凸部挿通孔２３８ａ及び凸部挿通孔２３８ｂの形状及び寸法は、凸部２２８ａ及び凸部２２８ｂの形状及び寸法に応じて設定される。
嵌合工程は、上述したように、一方のリップ部に設けられる嵌合突起を他方のリップ部に設けられる嵌合孔に嵌合する工程である。具体的には、変形例において、嵌合工程では、嵌合突起として下リップ部２２０に設けられる凸部２２８ａ及び凸部２２８ｂが嵌合孔として上リップ部２１０に設けられる凹部２１８ａ及び凹部２１８ｂに嵌合される。
図１５は、変形例に係るガスワイピングノズル２０の製造方法における嵌合工程の様子を示す斜視図である。
例えば、嵌合工程では、凸部２２８ａ及び凸部２２８ｂの上部が凹部２１８ａ及び凹部２１８ｂに下側からそれぞれ挿入されるように、上リップ部２１０が上側から下リップ部２２０の上部に積み重ねられる。このように、凸部２２８ａ及び凸部２２８ｂが、凹部２１８ａ及び凹部２１８ｂに挿入されることによって、図１５に示されるように、凹部２１８ａ及び凹部２１８ｂに嵌合される。それにより、上リップ部２１０及び下リップ部２２０の間での上下方向（Ｚ方向）以外の方向の相対的な移動が規制される。よって、嵌合突起としての凸部２２８ａ及び凸部２２８ｂが嵌合孔としての凹部２１８ａ及び凹部２１８ｂに嵌合された嵌合状態において、上リップ部２１０及び下リップ部２２０の間での鋼帯２の厚み方向（Ｘ方向）の相対的な移動は規制される。
なお、凸部２２８ａの突出長さは、凸部２２８ｂの突出長さと比較して長くてもよい。その場合、嵌合工程において、凸部２２８ａの先端部が凹部２１８ａに挿入され、その後、凸部２２８ａ及び凸部２２８ｂがそれぞれ凹部２１８ａ及び凹部２１８ｂに嵌合され得る。
上リップ部２１０の凹部２１８ａ及び凹部２１８ｂの形状及び寸法は、凸部２２８ａ及び凸部２２８ｂの形状及び寸法に応じて設定される。
例えば、本発明に係る第１の嵌合孔の一例に相当する上リップ部２１０の凹部２１８ａは、丸孔である。具体的には、凹部２１８ａは、底部へ向かうにつれて横断面積が小さくなるテーパ形状を有し得る。凸部２２８ａ及び凹部２１８ａの横断面形状が円形であることにより、凸部２２８ａが凹部２１８ａに嵌合された状態において、凸部２２８ａの外周面と凹部２１８ａの内周面とが全周で互いに当接する。凸部２２８ａが凹部２１８ａにこのように嵌合されることによって、上リップ部２１０に設けられる凹部２１８ａと下リップ部２２０に設けられる凸部２２８ａとを同一軸上に位置させることが実現され得る。
凹部２１８ａと凸部２２８ａとの間の鋼帯２の厚み方向の隙間をＤとした場合、凸部２２８ａ及び凸部２２８ｂが凹部２１８ａ及び凹部２１８ｂに嵌合された嵌合状態における上リップ部２１０及び下リップ部２２０の間での鋼帯２の厚み方向の相対的な移動を適切に規制する観点から、当該隙間Ｄは、上述した式（１）を満たす。凹部２１８ａの寸法は、具体的には、凸部２２８ａの外周面と凹部２１８ａの内周面とが当接した状態において、上リップ部２１０の下面及び下リップ部２２０の上面がシム２３０と当接し得るように設定されてもよい。
また、例えば、本発明に係る第２の嵌合孔の一例に相当する上リップ部２１０の凹部２１８ｂは、鋼帯２の幅方向に沿って延在し、鋼帯２の厚み方向よりも鋼帯２の幅方向に長い長孔である。具体的には、凹部２１８ｂは、底部へ向かうにつれて横断面積が小さくなるテーパ形状を有し得る。ゆえに、凸部２２８ｂが凹部２１８ｂに嵌合された状態において、凸部２２８ｂの外側面と凹部２１８ｂの内側面とは、鋼帯２の厚み方向に互いに当接する。凸部２２８ｂが凹部２１８ｂにこのように嵌合されることによって、上リップ部２１０及び下リップ部２２０の間での凸部２２８ａの中心軸回りの相対的な回動を規制することが実現され得る。
凸部２２８ａ及び凸部２２８ｂが凹部２１８ａ及び凹部２１８ｂに嵌合された嵌合状態における上リップ部２１０及び下リップ部２２０の間での鋼帯２の厚み方向の相対的な移動を適切に規制する観点から、凹部２１８ｂと凸部２２８ｂとの間の鋼帯２の厚み方向の隙間をＤとした場合、当該隙間Ｄは、上述した式（１）を満たす。なお、凹部２１８ｂの寸法は、具体的には、凸部２２８ｂの外周面と凹部２１８ｂの内周面とが鋼帯２の厚み方向に当接した状態において、上リップ部２１０の下面及び下リップ部２２０の上面がシム２３０と当接し得るように設定されてもよい。
ここで、嵌合工程では、上述したように、凸部２２８ｂの外周面と凹部２１８ｂの内周面とが鋼帯２の厚み方向に当接することによって、上リップ部２１０及び下リップ部２２０の間での凸部２２８ａの中心軸回りの相対的な回動が規制される。ゆえに、凹部２１８ｂの鋼帯２の幅方向の長さは、上リップ部２１０及び下リップ部２２０の間での相対的な位置決め精度に基本的には影響しない。
凹部２１８ｂの鋼帯２の幅方向の長さが過度に短い場合、例えばガスワイピングノズル２０の使用時における熱変形や加工誤差等に起因して、ガスワイピングノズル２０の組立時に凸部２２８ａ及び凸部２２８ｂを凹部２１８ａ及び凹部２１８ｂに挿入することが困難となり得る。
さらに、ガスワイピングノズル２０の使用時には、上述したように、下リップ部２２０は上リップ部２１０よりもめっき浴３に近いので高温になる。ゆえに、ガスワイピングノズル２０の使用時において、上リップ部２１０と下リップ部２２０との間で温度差が生じて熱膨張による変形量が相違することに起因して、下リップ部２２０に設けられている凸部２２８ｂが上リップ部２１０に設けられている凹部２１８ｂの内側面に押し付けられ得る。
ゆえに、ガスワイピングノズル２０の組立を容易にする観点及びガスワイピングノズル２０の使用時における各リップ部間での熱膨張による変形量の差に起因して凸部及び凹部が損傷することを効果的に抑制する観点から、凹部２１８ｂの鋼帯２の幅方向の長さをＬ１とした場合、当該長さＬ１は、上述した式（２）を満たすことが好ましい。また、ガスワイピングノズル２０の組み立ての作業性を向上させる観点では、当該長さＬ１は、上述した式（５）を満たすことがより好ましい。なお、変形例では、式（２）及び式（５）におけるφ１は凸部２２８ｂの直径を示し、ΔＴは上リップ部２１０と下リップ部２２０との間の温度差を示す。
なお、上記では、凸部２２８ａ及び当該凸部２２８ａが挿入される凹部２１８ａの横断面形状が円形である例を説明したが、さらに凸部２２８ｂ及び当該凸部２２８ｂが挿入される凹部２１８ｂの横断面形状が円形であってもよい。つまり、凹部２１８ｂが、丸孔であってもよい。
固定工程は、上述したように、嵌合突起が嵌合孔に嵌合された嵌合状態で、一対のリップ部を互いに固定する工程である。具体的には、変形例において、固定工程では、嵌合突起としての凸部２２８ａ及び凸部２２８ｂが嵌合孔としての凹部２１８ａ及び凹部２１８ｂに嵌合された嵌合状態で、上リップ部２１０及び下リップ部２２０が互いに固定される。上リップ部２１０及び下リップ部２２０は、例えば、ボルトＢ１０及びナットＮ１０を用いて互いに固定される。それにより、図１０に示されるガスワイピングノズル２０が製造される。
上述したように、変形例に係るガスワイピングノズル２０の製造方法は、一方のリップ部に設けられる嵌合突起を他方のリップ部に設けられる嵌合孔に嵌合する嵌合工程と、嵌合突起が嵌合孔に嵌合された嵌合状態で一対のリップ部を互いに固定する固定工程とを含む。ここで、嵌合状態において一対のリップ部の間での鋼帯２の厚み方向の相対的な移動は規制される。具体的には、嵌合突起（具体的には、凸部）及び嵌合孔（具体的には、凹部）が鋼帯２の幅方向に間隔を空けて２対設けられていることによって、嵌合状態において一対のリップ部の間での鋼帯２の厚み方向の相対的な移動を規制することが実現される。また、嵌合状態において、嵌合突起と嵌合孔との間の鋼帯２の厚み方向の隙間Ｄが式（１）を満たす。それにより、嵌合状態における一対のリップ部の間での鋼帯２の厚み方向の相対的な移動を適切に規制することができる。よって、上述したガスワイピングノズル１０の製造方法と同様に、一対のリップ部の間での鋼帯２の厚み方向の相対的な位置関係がガスワイピングノズル２０の組み立てに起因してばらつくことを抑制することができる。ゆえに、鋼帯２に対するガスの衝突圧力がばらつくことを抑制することができるので、鋼帯２に対する溶融金属の目付量を安定化することができる。
また、上述したように、変形例では、嵌合突起は一方のリップ部における他方のリップ部側の面に設けられる凸部を含み、嵌合孔は他方のリップ部における一方のリップ部側の面に設けられる凹部を含み得る。また、嵌合工程において、当該凸部が、当該凹部に挿入されることによって嵌合され得る。それにより、一対のリップ部の間での一対のリップ部の対向方向と交差する方向の相対的な移動を効果的に規制することができる。ゆえに、嵌合状態において、一対のリップ部の間での鋼帯２の厚み方向の相対的な移動を効果的に規制することができる。
また、上述したように、変形例では、凸部は頂部へ向かうにつれて横断面積が小さくなるテーパ形状を有し、凹部は底部へ向かうにつれて横断面積が小さくなるテーパ形状を有し得る。それにより、嵌合工程において、凸部の中心軸と凹部の中心軸とが同軸上に位置しない状態で凸部が凹部に挿入される場合であっても、凸部の外周面と凹部の内周面とが互いに滑り合いながら凸部の凹部への挿入が進行し得る。ゆえに、凸部を凹部に円滑に嵌合することができる。
上記では、凸部２２８ａ及び凸部２２８ｂが下リップ部２２０に一体として設けられる例について説明したが、嵌合突起としての凸部は下リップ部に別体として設けられてもよい。
図１６は、他の変形例に係るガスワイピングノズル３０の一例を示す断面図である。具体的には、図１６は、鋼帯２の幅方向に直交し、ガスワイピングノズル３０におけるシム２３０の側方延在部１３３を通る断面についての断面図である。
他の変形例に係るガスワイピングノズル３０では、上述したガスワイピングノズル２０と比較して、凸部が下リップ部３２０に別体として設けられる点が異なる。
ガスワイピングノズル３０では、上述したガスワイピングノズル２０と同様に、一対の凸部が下リップ部３２０の上部において凹部２１８ａ及び凹部２１８ｂと対応する位置にそれぞれ設けられる。なお、図１６では、このような一対の凸部のうち、凹部２１８ａと対応する凸部３２８ａが図示されているが、凹部２１８ｂと対応する凸部の図示は省略されている。
ガスワイピングノズル３０では、例えば、一対の窪み部が下リップ部３２０の上部において凹部２１８ａ及び凹部２１８ｂと対応する位置にそれぞれ設けられる。なお、図１６では、このような一対の窪み部のうち、凹部２１８ａと対応する窪み部３２９ａが図示されているが、凹部２１８ｂと対応する窪み部の図示は省略されている。一対の凸部は、一対の窪み部にそれぞれ嵌合された状態で固定される。例えば、凹部２１８ａと対応する凸部３２８ａは、図１６に示されるように、窪み部３２９ａに嵌合された状態で固定される。
このように、凸部が下リップ部に別体として設けられる場合であっても、凸部が下リップ部に一体として設けられる場合と同様に、一対の凸部が一対の凹部に嵌合される嵌合状態において、一対のリップ部の間での鋼帯２の厚み方向の相対的な移動を規制することができる。
＜５．まとめ＞
以上説明したように、本実施形態に係るガスワイピングノズル１０の製造方法は、一方のリップ部に設けられる嵌合突起を他方のリップ部に設けられる嵌合孔に嵌合する嵌合工程と、嵌合突起が嵌合孔に嵌合された嵌合状態で一対のリップ部を互いに固定する固定工程とを含む。ここで、嵌合状態において、一対のリップ部の間での鋼帯２の厚み方向の相対的な移動は規制される。具体的には、嵌合突起及び嵌合孔は、鋼帯２の幅方向に間隔を空けて２対（嵌合突起と嵌合孔の対が合計して２対）設けられていることによって、嵌合状態において一対のリップ部の間での鋼帯２の厚み方向の相対的な移動を規制することが実現される。また、嵌合状態において、嵌合突起と嵌合孔との間の鋼帯２の厚み方向の隙間Ｄが式（１）を満たす。それにより、嵌合状態における一対のリップ部の間での鋼帯２の厚み方向の相対的な移動を適切に規制することができる。よって、一対のリップ部の間での鋼帯２の厚み方向の相対的な位置関係がガスワイピングノズル１０の組み立てに起因してばらつくことを抑制することができる。ゆえに、鋼帯２に対するガスの衝突圧力がばらつくことを抑制することができるので、鋼帯２に対する溶融金属の目付量を安定化することができる。
なお、上記では、ノズル室１９１及びガスヘッダ室１９２が、ガスワイピングノズル１０における先端側及び後端側にそれぞれ形成される例について説明したが、ガスワイピングノズル１０の構成からガスヘッダ室１９２は省略されてもよい。なお、その場合、ノズル室１９１とガスヘッダ室１９２とを連通する連通孔１１３及び連通孔１２３は、上リップ部１１０及び下リップ部１２０の構成から省略される。
また、上記では、下リップ部に嵌合突起として一対のピンが設けられる例及び下リップ部に嵌合突起として一対の凸部が設けられる例を主に説明したが、下リップ部に嵌合突起としてピン及び凸部が混在して設けられてもよい。その場合、上リップ部には、ピンと対応する位置にピン挿入孔が嵌合孔として設けられ、凸部と対応する位置に凹部が嵌合孔として設けられる。
また、上記では、下リップ部に嵌合突起としてピンが設けられる例及び下リップ部に嵌合突起として凸部が設けられる例を主に説明したが、嵌合突起としてのピンや凸部は上リップ部に設けられてもよい。上リップ部に嵌合突起としてピンが設けられる場合、下リップ部には、上リップ部に設けられるピンと対応する位置にピン挿入孔が嵌合孔として設けられる。また、上リップ部に嵌合突起として凸部が設けられる場合、下リップ部には、上リップ部に設けられる凸部と対応する位置に凹部が嵌合孔として設けられる。
また、上記では、嵌合状態において一対のリップ部の間での一対のリップ部の対向方向以外の方向の相対的な移動が規制される例を主に説明したが、嵌合状態において規制される一対のリップ部の間での相対的な移動の方向は、鋼帯２の厚み方向のみであってもよい。例えば、ガスワイピングノズル１０におけるピン挿入孔１１８ａ及びピン挿入孔１１８ｂの双方が鋼帯２の厚み方向よりも鋼帯２の幅方向に長い長孔であってもよい。そのような場合には、嵌合状態において一対のリップ部の間での鋼帯２の幅方向の相対的な移動は規制されないものの、一対のリップ部の間での鋼帯２の厚み方向の相対的な移動は規制され得る。
また、上記では、嵌合状態において一対のリップ部の間での鋼帯２の厚み方向の相対的な移動が双方向に規制される例を主に説明したが、嵌合状態において一対のリップ部の間での鋼帯２の厚み方向の相対的な移動が一方向にのみ規制されてもよい。例えば、下リップ部に設けられる嵌合突起の鋼帯２側の面のみが上リップ部に設けられる嵌合孔の内周面と当接する嵌合状態が考えられる。この場合には、一対のリップ部の間での鋼帯２の厚み方向の相対的な移動のうち、上リップ部が下リップ部に対して相対的に鋼帯２から離れる方向の移動のみが規制される。そのような場合であっても、嵌合状態で一対のリップ部を互いに固定することによって、一対のリップ部の間での鋼帯２の厚み方向の相対的な位置関係がガスワイピングノズルの組み立てに起因してばらつくことを抑制することができる。
また、上記では、上リップ部１１０及び下リップ部１２０がネジ締結によって互いに固定される例について説明したが、上リップ部１１０及び下リップ部１２０は、互いに取り外し可能であれば他の方法によって固定されてもよい。
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は係る例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は応用例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
１ 連続溶融金属めっき装置
２ 鋼帯
３ めっき浴
４ めっき槽
５ スナウト
６ シンクロール
７，８ サポートロール
９ トップロール
１０，２０，３０ ガスワイピングノズル
１１０，２１０ 上リップ部
１１８ａ，１１８ｂ ピン挿入孔
１２０，２２０，３２０ 下リップ部
１２８ａ，１２８ｂ ピン固定孔
１３０，２３０ シム
１３８ａ，１３８ｂ ピン挿通孔
１４０ スリット
１５１，１５２ ピン
１９１ ノズル室
１９２ ガスヘッダ室
２１８ａ，２１８ｂ 凹部
２２８ａ，２２８ｂ，３２８ａ 凸部
２３８ａ，２３８ｂ 凸部挿通孔

Claims (9)

  1. 互いに対向して設けられる一対のリップ部及び前記一対のリップ部の間にガスの噴出口として形成されるスリットを備え、溶融金属めっき浴から上方に引き上げられた鋼帯に対して前記スリットから前記ガスを吹き付けることにより、前記鋼帯の表面に付着した溶融金属膜の膜厚を調節するガスワイピングノズルの製造方法であって、
    一方の前記リップ部に固定されている嵌合突起を他方の前記リップ部に設けられる嵌合孔に嵌合する嵌合工程と、
    前記嵌合突起が前記嵌合孔に嵌合された嵌合状態で、前記一対のリップ部を互いに固定する固定工程と、
    を含み、
    前記嵌合突起及び前記嵌合孔は、前記鋼帯の幅方向に間隔を空けて２対設けられており、
    前記嵌合状態において、前記一対のリップ部の間での前記鋼帯の厚み方向の相対的な移動は規制され、前記嵌合突起と前記嵌合孔との間の前記鋼帯の厚み方向の隙間は下記式（１）を満たす、
    ガスワイピングノズルの製造方法。
    Ｄ≦０．２５×Ｂ ・・・（１）
    ただし、
    Ｄ：前記嵌合突起と前記嵌合孔との間の前記鋼帯の厚み方向の隙間［ｍｍ］
    Ｂ：前記スリットのスリットギャップ［ｍｍ］
  2. 前記嵌合突起は、第１の嵌合突起及び第２の嵌合突起を含み、
    前記嵌合孔は、前記第１の嵌合突起及び前記第２の嵌合突起がそれぞれ嵌合される第１の嵌合孔及び第２の嵌合孔を含み、
    前記第１の嵌合突起及び前記第２の嵌合突起の横断面形状は、円形であり、
    前記第１の嵌合孔は、丸孔であり、
    前記第２の嵌合孔は、前記鋼帯の厚み方向よりも前記鋼帯の幅方向に長い長孔である、
    請求項１に記載のガスワイピングノズルの製造方法。
  3. 前記第２の嵌合孔の前記鋼帯の幅方向の長さは、下記式（２）を満たす、
    請求項２に記載のガスワイピングノズルの製造方法。
    Ｌ１≧φ１＋２０×１０−６×ΔＴ×Ｗ ・・・（２）
    ただし、
    Ｌ１：前記第２の嵌合孔の前記鋼帯の幅方向の長さ［ｍｍ］
    φ１：前記第２の嵌合突起の直径［ｍｍ］
    ΔＴ：前記一方のリップ部と前記他方のリップ部との間の温度差［Ｋ］
    Ｗ：前記一対のリップ部の前記鋼帯の幅方向の長さ［ｍｍ］
  4. 前記第１の嵌合突起の突出長さは、前記第２の嵌合突起の突出長さと比較して長く、
    前記嵌合工程において、前記第１の嵌合突起の先端部が前記第１の嵌合孔に挿入され、その後、前記第１の嵌合突起及び前記第２の嵌合突起がそれぞれ前記第１の嵌合孔及び前記第２の嵌合孔に嵌合される、
    請求項２又は３に記載のガスワイピングノズルの製造方法。
  5. 前記嵌合突起は、前記一対のリップ部の対向方向に前記一方のリップ部に貫通して設けられるピン固定孔に取り付けられるピンを含み、
    前記嵌合孔は、前記一対のリップ部の対向方向に前記他方のリップ部に貫通して設けられるピン挿入孔を含む、
    請求項１〜４のいずれか一項に記載のガスワイピングノズルの製造方法。
  6. 前記ピンの材質と前記一対のリップ部の材質は、同一である、
    請求項５に記載のガスワイピングノズルの製造方法。
  7. 前記嵌合突起は、前記一方のリップ部における前記他方のリップ部側の面に設けられる凸部を含み、
    前記嵌合孔は、前記他方のリップ部における前記一方のリップ部側の面に設けられる凹部を含む、
    請求項１〜６のいずれか一項に記載のガスワイピングノズルの製造方法。
  8. 前記凸部は、頂部へ向かうにつれて横断面積が小さくなるテーパ形状を有し、
    前記凹部は、底部へ向かうにつれて横断面積が小さくなるテーパ形状を有する、
    請求項７に記載のガスワイピングノズルの製造方法。
  9. 互いに対向して設けられる一対のリップ部及び前記一対のリップ部の間にガスの噴出口として形成されるスリットを備え、溶融金属めっき浴から上方に引き上げられた鋼帯に対して前記スリットから前記ガスを吹き付けることにより、前記鋼帯の表面に付着した溶融金属膜の膜厚を調節するガスワイピングノズルであって、
    一方の前記リップ部には、嵌合突起が固定されており、
    他方の前記リップ部には、前記嵌合突起が嵌合されている嵌合孔が設けられ、
    前記嵌合突起及び前記嵌合孔は、前記鋼帯の幅方向に間隔を空けて２対設けられており、
    前記嵌合突起と前記嵌合孔との間の前記鋼帯の厚み方向の隙間は、下記式（１）を満たす、
    ガスワイピングノズル。
    Ｄ≦０．２５×Ｂ ・・・（１）
    ただし、
    Ｄ：前記嵌合突起と前記嵌合孔との間の前記鋼帯の厚み方向の隙間
    Ｂ：前記スリットのスリットギャップ
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