JPH06267628A - 通電ロール装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回転する通電ロールの製造を容易にすると共
に、鋼板を搬送しつつ電気めっきを行う場合に効率良く
均一なめっきを行う。 【構成】 通電ロール１を、胴体部３と軸部４ａ・４ｂ
とを同軸的にボルト結合して中空筒状に形成し、その内
周面を形成する導電性スリーブ５を胴体部３に焼きばめ
する。通電ロール１の外方に設けた台車９により片持ち
支持されたブスバー１１ａ〜１１ｄの遊端部に集電子１
２ａ〜１２ｄを設け、エアシリンンダ１３のロッド１３
ａにより駆動されるリンク１５ａにより行う。また、集
電子をスリーブ５に選択的に通電し得るようにする。 【効果】 胴体部と軸部とからロールを構成することか
ら、ロールを中空筒状に製造し易い。胴体部に設けたス
リーブを介して通電するため、軸部に電流が流れず、鋼
板を電気めっきする際に効率良く均一なめっきを行い得
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、通電ロール装置に関
し、特に、回転するロールを介して通電を行うのに適す
る通電ロール装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、連続して搬送される鋼板に対し
てＥＴＬ、ＥＧＬなどにより電気めっきを行うには、め
っき槽中に設けた通電ロールにより鋼板を搬送しつつ行
っている。そのような通電ロールにあっては、回転可能
であり、かつ数千Ａから十数万Ａの大電流を流し得る構
造にする必要がある。

【０００３】上記ＥＴＬ、ＥＧＬなどにより大電流を供
給して電気めっきを行うものとして、直流電源装置の一
方の電極からブスバーを介して電解液中のアノード電極
へ給電して、電解液のイオン電導によりカソードである
鋼板へ電流を流してめっきを行い、鋼板へ流れた電流
を、通電ロールを介して直流電源装置の他方の電極へ流
すようにしたものがある。この場合、鋼板の幅方向への
均一なめっき行うためには、鋼板に対して均一に通電す
る必要があり、鋼板の幅より通電ロールの通電幅を多少
狭くした方が鋼板端部へのめっきの付着量の増大を低減
し得ることが知られている。さらに、回路の抵抗を少な
くする事によりエネルギの損失を少なくする事が望まれ
ている。

【０００４】従来の上記したような装置にあっては、例
えば実公昭６２ー９６７２号公報に開示されているよう
に、めっき用通電ロールへの電流の供給を、ロール軸端
側に設けた通電ブラシから軸端を介してロール本体に通
電していた。また、メンテナンス時等のロール交換を可
能にするべく、ブラシ保持装置をロール軸に対して開閉
自在にして、通電ブラシを着脱自在な機構等で構成して
いた。

【０００５】しかしながら、通電ロールの軸部からの給
電であるため、ロール軸に電流が集中して温度が上昇す
ることにより通電電流容量が制限されると共に、大電流
を流すためにはロール軸径が大きくなり、また、通電ロ
ールの軸端側に集電子が取り付けられているため、鋼板
から通電ロールへの均一な集電を行い難く、鋼板の幅方
向について不均一にめっきされる要因になっていたばか
りでなく、ロール軸に配置するブラシ保持装置の構造が
複雑であった。また、鋼板との非接触部分にも電流が流
れるため、ロール表面の電食による腐食が起こるばかり
でなく、鋼板からロール軸の集電子までのロール材質の
電気抵抗により大きな熱損失があると共に、大電流をロ
ール軸から通電するため、ロール軸がより一層発熱する
等の問題があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記したような従来構
造の通電ロールでは、ロール軸部から給電するため軸部
に通電スリーブを装着し、軸部と通電ロール本体との電
気抵抗を少なくするため焼きばめ構造とすると、製造方
法が難しいという問題がある。また、軸受け部に電流が
流れるため、完全な漏電防止が難しい。さらに、ロール
の冷却を、ロール内部にパイプを配設して冷却水を通水
したり、ロール内部に水溜まりを設けてそこへ通水する
等できるが、均一であって効率の良い冷却を行うことが
困難である等の問題があった。

【０００７】また、通電ロールの表面はめっき液に晒さ
れており、ロール表面の温度を下げる事によりロール表
面の摩耗を防止して通電ロールの寿命を延長し得るが、
通電ロールにあっては、鋼板と接触しない軸線方向端部
のエッジ部分の腐食が大きいという問題もあった。さら
に、通電ロールのメンテナンス等に於ける交換作業を短
時間で終える事が望ましく、また通電ロールの構造にあ
っては、製造が容易であることが望まれている。

【０００８】このような従来技術の問題点に鑑み、本発
明の主な目的は、通電ロールの製造が容易であり、また
通電ロールを用いて鋼板を搬送しつつ電気めっきを行う
場合に効率良く均一なめっきを行い得る通電ロール装置
を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】このような目的は、本発
明によれば、回転する導電体からなるロールに通電する
ための通電ロール装置であって、前記ロールが中空筒状
をなし、かつその内周面に摺接する集電手段を設けたこ
とを特徴とする通電ロール装置を提供することにより達
成される。特に、前記ロールの内周面が、同軸的に固着
された導電性スリーブにより形成されていると良い。ま
た、前記集電手段が、集電子と、前記集電子を前記スリ
ーブの内周面に選択的に通電させるための通電用断路器
とを有し、または、前記集電手段が、集電子と、前記集
電子を前記スリーブの略半径方向に変位させるリンク機
構と、前記リンク機構を駆動するための駆動手段とを有
し、または、前記集電手段が、前記ロールの軸線方向に
移動可能な台車により支持されていると良い。また、前
記集電子が複数設けられ、前記複数の集電子毎に接続さ
れかつ前記台車と固定架台との間にて前記台車の移動に
伴って湾曲変形し得るように掛け渡された複数の通電ケ
ーブルと、前記複数の通電ケーブルを束ねるように支持
するべく環状をなしかつ伸縮自在なケーブル連結帯とを
有すると良い。また、前記ロールが、胴体部と、前記胴
体部に同軸的に着脱自在に結合された軸部とからなると
良い。また、前記ロール内に、前記ロールの内周面に向
けて冷却水を噴射するための冷却水噴射口が受容されて
いると良い。

【００１０】

【作用】このようにすれば、中空の通電ロールの内周面
に摺接する集電手段を設ける事から、通電ロールにより
鋼板を搬送しつつ電気めっきする場合に、大電流を鋼板
に対して均一に供給できると共に、鋼板と集電子との間
を最短距離で通電し得るため、通電路中の電気抵抗が小
さくなり、ロールによる熱損失を低減する事ができる。

【００１１】また、ロール内周面に集電子を接離させる
ようにすることにより、ロール交換時に於けるロールと
集電子との干渉を回避でき、ロール交換を素早くできる
と共に、集電手段のメンテナンスも簡単にできる。

【００１２】また、集電子接離手段を台車により支持し
てロールの軸線方向に対する位置を変更可能にすること
ができる。更に、集電子を鋼板毎にその板幅に応じた最
適位置に通電できるため、ロールの鋼板と非接触状態の
部分への電流の余分な流れを防止でき、集電スリーブの
長寿命化を図れる。

【００１３】また、集電子に接続された通電ケーブル
を、台車と固定架台との間にて湾曲変形し得るように掛
け渡し、かつ環状かつ伸縮自在なケーブル連結体により
各通電ケーブルを束ねるように連結して、そのケーブル
連結体をカウンタウェイトにて支持することにより、台
車の移動を簡単に行うことができる。

【００１４】また、ロールを胴体部と軸部とにより構成
する事により、ロールを中空筒状に形成することを容易
に行うことができると共に、電食などにより胴体部を交
換する際に軸部を再使用可能であり、胴体部と軸部との
間に絶縁物を介装する事により軸部への漏電を防止し得
る。さらに、ロール内に冷却水噴射口を設ける事により
ロール冷却を効率良く行う事ができる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の好適実施例を添付の図面につ
いて詳しく説明する。

【００１６】図１は、本発明が適用された鋼板用電気め
っき装置に用いられる通電ロール１の模式的側断面図で
ある。この通電ロール１は、図示されない電気めっき槽
内上下に交互に配設され、鋼板２をめっき槽内で上下に
波状に搬送しつつ電気めっきする際の一方の電極として
用いられる。

【００１７】本通電ロール１は、図に良く示されるよう
に、鋼板２を巻き掛けるための円筒状胴体部３と、その
胴体部３と同軸的に一体をなす左右の軸部４ａ・４ｂ
と、胴体部３に同心的に装着された導電性の良い例えば
銅製のスリーブ５とからなる。従って、スリーブ５の内
周面により通電ロール１の内周面が形成されており、そ
のスリーブ５が胴体部３に焼きばめされていると共に、
胴体部３の軸線方向両端面と各軸受部４ａ・４ｂとの間
に設けられた薄板円環状の絶縁シート６を挟持するよう
に、胴体部３と両軸受部４ａ・４ｂとが複数のボルト７
により結合されている。

【００１８】上記各軸受部４ａ・４ｂは、図に示される
ようにスリーブ５の内径と同一の内径の軸線方向孔を有
する筒状をなしており、従って、通電ロール１は、軸線
方向に貫通する孔を設けられた中空形状をなす。そし
て、両軸受部４ａ・４ｂが、電気めっき槽の対向側壁に
軸受８を介して回転自在に支持されていると共に、図示
されないシール手段により水密構造にされている。

【００１９】電気めっき槽の一方の側壁の外方には、通
電ロール１の軸線方向に平行に往復動し得るようにされ
た台車９が設けられている。台車９には集電子スタンド
９ａが立設しており、その集電子スタンド９ａには、通
電ロール１の貫通孔内に至るように延出する複数本のブ
スバー１１ａ・１１ｂ・１１ｃ・１１ｄがそれぞれ片持
ち支持されている。それらブスバー１１ａ〜１１ｄの各
遊端部には、それぞれ集電子１２ａ・１２ｂ・１２ｃ・
１２ｄが設けられている。なお、各集電子１２ａ〜１２
ｄは、通電ロール１の軸線方向について所定のピッチに
て４箇所に設けられているが、各位置にてそれぞれ周方
向に例えば４個ずつ配設されている（図では各位置のそ
れぞれ一部を示す）。

【００２０】上記集電子スタンド９ａには例えばエアシ
リンンダ１３が一体的に設けられており、そのロッド１
３ａが、通電ロール１の貫通孔内に軸線方向に沿って往
復動し得るようにされている。なお、ロッド１３ａは、
エアシリンンダ１３のシリンンダ本体に同軸的に結合さ
れて通電ロール１の貫通孔内に延出するパイプ状ガイド
体１４内により軸線方向に変位自在に支持されていると
共に、パイプ状ガイド体１４の突出端の開口から所定長
延出するようにされている。

【００２１】上記ロッド１３ａは、前記各集電子１２ａ
〜１２ｄの内の通電ロール１について最も中心寄りの集
電子１２ａに対応しており、そのロッド１３ａの突出端
部と集電子１２ａとが図に於ける一対のリンク１５ａを
介して互いに連結されている。なお、他の各集電子１２
ｂ〜１２ｄに於いても、それぞれエアシリンンダ及びそ
のロッドがそれぞれ同様に設けられている（図示せ
ず）。

【００２２】また、上記一対のリンク１５ａの中間部に
は、図に於ける一対のガイドバー１６の中間部がそれぞ
れ枢着されている。ガイドバー１６のロッド１３ａにつ
いての突出方向側の遊端部１６ａが、通電ロール１の内
周面に背を向けるようにＣ字状に湾曲形成されており、
その遊端部１６ａと上記リンク１５ａの枢着部との間に
は、パイプ状ガイド体１４の突出端部に一端を枢支され
たリンク１５ｂの他端がスライド自在に連結されてい
る。なお、図１の状態では、集電子１２ａがスリーブ５
に当接し、ガイドバー１６の遊端部１６ａがスリーブ５
に対して離隔している。

【００２３】上記したようにして、集電手段を構成する
リンク機構及びその駆動手段としてのエアシリンンダ１
３と、ブスバー１１ａ〜１１ｄの遊端部に設けられ集電
子１２ａ〜１２ｄとにより集電手段が構成されている。
本装置にあっては、ロッド１３ａを後退させる向きにエ
アシリンンダ１３を駆動すると、図２に示されるよう
に、リンク１５ａの傾動動作によりブスバー１１ａの先
端部が通電ロール１の半径方向内向きにたわみ、スリー
ブ５から集電子１２ａが離脱し得る。同時に、両リンク
１５ａ・１５ｂの相対変位により、ガイドバー１６が、
その遊端部１６ａをスリーブ５の内周面に衝当させるよ
うに傾動する。

【００２４】なお、ロッド１３ａの遊端部には冷却水ノ
ズル１７とエアノズル１８とが設けられており、エアや
冷却水は、ロッド１３ａ中を送られてくるようになって
いる。

【００２５】前記台車９には、レール上を転動する車輪
を駆動するためのモータ１９が取り付けられていると共
に、モータ１９に取り付けられたロータリエンコーダ等
による位置決めセンサ２０が設けられている。その位置
決めセンサ２０により台車９の移動距離を検出して、設
定位置に達したら図示されないロック装置により台車９
を選択的に固定するようになっている。

【００２６】また、集電子スタンド９ａには、各ブスバ
ー１１ａ〜１１ｄ毎に電気的に接続される複数本の通電
ケーブル２１の各一端がそれぞれ接続されている。それ
ら通電ケーブル２１は、可撓性のフレキシブルケーブル
からなり、図３に示されるように他端を固定中継端子台
２２に接続されており、通電ケーブル２１の束からなる
中間部が、集電子スタンド９ａと固定中継端子台２２と
の両接続部を結ぶ軸線の半径方向に膨張収縮するよう
に、各通電ケーブル２１の中間部が外側に湾曲するよう
に曲成されている。

【００２７】上記通電ケーブル２１の束には、各通電ケ
ーブル２１を横切るようにされかつそれぞれと連結され
た環状の弾性体からなるケーブル連結帯としての複数の
ケーブルバインダ２３が適所（図では３箇所）に掛け渡
されている。なお、前記した冷却水ノズル１７やエアノ
ズル１８に冷却水やエアを供給するための各ホースもケ
ーブルバインダ２３に一体的に連結されている。

【００２８】図３に於ける中間部のケーブルバインダ２
３が、ケーブル支持架台２４の台車９の移動方向に沿っ
て水平方向に延出するアーム２４ａ上を移動可能に設け
られた可動滑車２５に掛け渡されたロープにより吊り下
げ状態に支持されている。その可動滑車２５には、通電
ケーブル２１の束の重量による可動滑車２５の移動を抑
止するように、ロープを介してカウンタウェイト２６が
連結されている。

【００２９】なお、前記した固定中継端子台２２には図
示されない電気室の集電端子台２７に至るブスバー２８
が接続されており、集電端子台２７と図示されない電源
盤との間には通電用断路器２９が設けられている。な
お、断路器２９は、各集電子１２ａ〜１２ｄ毎に選択的
に通電し得るように複数設けられている。

【００３０】通電ロール装置にあっては通電ロール１に
大電流が流れるため、胴体部３の外周面が荒れたり、集
電子１２ａ〜１２ｄも損耗することにより、通電ロール
１のメンテナンスを適宜行う必要がある。上記したよう
にして構成された本装置によれば、そのメンテナンス時
などに於いて通電ロール１を分解する際には、台車９を
後退させることにより、通電ロール１内から集電子１２
ａ〜１２ｄなどを引き出すことができ、通電ロール１を
容易かつ速やかに装置から取外すことができる。

【００３１】その集電子１２ａ〜１２ｄの引き出し作業
時には、まず、エアシリンンダ１３を駆動してロッド１
３ａを後退させて、前記したようにリンク１５ａの傾動
運動により集電子１２ａがスリーブ５から離脱する。な
お、他のエアシリンンダも同時に駆動して全集電子を同
様に離脱させる。この時、両リンク１５ａ・１５ｂの連
動によりガイドバー１６が起き上がるように傾動して、
その遊端部１６ａがスリーブ５の内周面に衝当する。そ
の後、台車９を移動する際には、通電ロール１の内周面
にガイドバー１６の遊端部１６ａがガイドされて、通電
ロール１の内周面に集電子１２ａ〜１２ｄが接触するこ
とがなく、集電子１２ａ〜１２ｄの不必要な接触による
損傷を好適に防止し得る。

【００３２】組立時にも、上記と同様にロッド１３ａを
後退させてガイドバー１６の遊端部１６ａのみを通電ロ
ール１の内周面に摺接させることにより、集電子１２ａ
〜１２ｄを非接触状態に保持しつつ通電ロール１内に挿
入し得る。そして、ロッド１３ａを前進させる向きにエ
アシリンンダ１３を駆動して、上記とは逆の動作にて集
電子１２ａ〜１２ｄをスリーブ５の内周面に衝当させ
る。

【００３３】なお、前記したように固定集電端子台２２
との間を連結する通電ケーブル２１の束が台車９の移動
に伴って好適に伸縮し得るようにされていることから、
台車９を、位置決めセンサ２０を用いて任意の位置に停
止させることができる。従って、集電子１２ａ〜１２ｄ
の接触位置を通電ロール１の軸線方向に対して容易に変
更可能であるため、スリーブ５と集電子１２ａ〜１２ｄ
との接触位置を分散させることができ、スリーブ５を長
寿命化し得る。

【００３４】また、鋼板の板幅に応じて集電子１２ａ〜
１２ｄの接触位置を最適に調整でき、鋼板に対して大電
流を均一に流すことができる。さらに、エアシリンンダ
１３の駆動圧を調節することにより、集電子１２ａ〜１
２ｄの接触圧を変えることができ、均一となるような最
適な押圧力をもって集電子１２ａ〜１２ｄをスリーブ５
に接触させることができ、より一層スリーブ５を長寿命
化し得る。

【００３５】図４に示すように各断路器２９を個別にオ
ン／オフすることにより各集電子１２への通電を個別ま
たはグループ毎に選択でき、台車９の任意の位置での固
定との組み合わせにより、鋼板の板幅の違いに応じた適
切な位置での通電を行わせることができる。従って、鋼
板の縁から電流が流れてめっきにむらが生じることを好
適に防止し得る。

【００３６】本通電ロール装置では、冷却水を冷却水ノ
ズル１７からスリーブ５の内周面に向けて噴射すること
により、通電ロール１を効率良く冷却し得ると共に、エ
アをエアノズル１８から吹き出して、冷却水を通電ロー
ル１の外に積極的に排出する。このようにすることによ
り、通電ロール１を効率良く冷却し得る。

【００３７】本通電ロール１にあっては、前記したよう
に胴体部３のみの通電を行い得ることから、軸受部４ａ
・４ｂには漏電し難いが、さらに胴体部３と軸受部４ａ
・４ｂとの間に絶縁シート６を挟持していることから、
容易にに軸受部４ａ・４ｂへの漏電を防止し得る。従っ
て、軸受部４ａ・４ｂの電食を防止でき、胴体部３やス
リーブ５を交換しても、軸受部４ａ・４ｂの再使用が可
能であり、ランニングコストを低減し得る。

【００３８】なお、本通電ロール装置にあっては、鋼板
の電気めっき装置への使用に適するが、回転する物体に
比較的大電流を流す構造を有する種々の装置に好適に適
用可能である。

【００３９】

【発明の効果】このように本発明によれば、通電ロール
を中空構造にしてその胴体部に対して最短距離にて通電
するようにしたことから、鋼板用電気めっき装置に於い
ては、従来の通電ロールのように軸受部を介して胴体部
に大電流を流すような構造に対して、ロールの内部抵抗
が小さくなり、ロールの発熱を好適に低減できると共
に、鋼板の板幅の範囲で通電を行い得ることから、鋼板
のエッジから大量に電流が流れてしまうことを防止で
き、均一なめっきを容易に実現し得るため、めっきのエ
ネルギ源単位を下げられる。また、集電子の通電ロール
の軸線方向に対する位置を可変にし得るため、集電スリ
ーブに対する接触位置を変えることができ、集電スリー
ブを長寿命化し得ると共に、集電子をスリーブの内周面
に選択的に接離させるための集電子接離手段を設けるこ
とにより、集電子をスリーブから離脱させることができ
るため、集電子を通電ロール内から容易にかつ速やかに
取り出すことができ、通電ロールのメンテナンス時など
に於ける分解作業時間を短縮化し得る。このようにスリ
ーブの内周面に集電子が摺接する構造のため、両者の接
触面積を広くすることができ、集電子の単位面積中りの
通電電流を低減できるため、スリーブ及び集電子を長寿
命化し得る。また、胴体部と軸受部とを分解し得ること
から、中空形状の通電ロールを容易に製造できると共
に、電食により交換する必要が生じる胴体部に対して軸
受部を再使用することができ、ランニングコストを低減
し得る。また、台車と固定架台との間に掛け渡された複
数の通電ケーブルを、環状をなしかつ伸縮自在なケーブ
ル連結帯により支持することにより、台車の移動に対し
て湾曲変形することができ、上記集電子の移動動作に対
して何等不都合を生じることがない。さらに、中空通電
ロール内部に直接冷却水を噴射することができ、通電ロ
ールの交換時期を延ばすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用された通電ロール装置の模式的側
断面図。

【図２】通電ケーブル部を示す部分図。

【図３】集電子部分の動作を示す説明図。

【図４】通電ロールへの通電装置の概念図。

【符号の説明】

１ 通電ロール ２ 鋼板 ３ 胴体部 ４ａ・４ｂ 軸部 ５ スリーブ ６ 絶縁シート ７ ボルト ８ 軸受 ９ 台車 ９ａ 集電子スタンド １１ａ〜１１ｄ ブスバー １２ａ〜１２ｄ 集電子 １３ エアシリンンダ １３ａ ロッド １４ ガイド体 １５ａ・１５ｂ リンク １６ ガイドバー １６ａ 遊端部 １７ 冷却水ノズル １８ エアノズル １９ モータ ２０ 位置決めセンサ ２１ 通電ケーブル ２２ 固定中継端子台 ２３ ケーブルバインダ ２４ ケーブル支持架台 ２４ａ アーム ２５ 可動滑車 ２６ カウンタウェイト ２７ 集電端子台 ２８ ブスバー ２９ 断路器

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転する導電体からなるロールに通電す
   るための通電ロール装置であって、 前記ロールが中空筒状をなし、かつその内周面に摺接す
   る集電手段を設けたことを特徴とする通電ロール装置。
2. 【請求項２】 前記ロールの内周面が、同軸的に固着さ
   れた導電性スリーブにより形成されていることを特徴と
   する請求項１に記載の通電ロール装置。
3. 【請求項３】 前記集電手段が、集電子と、前記集電子
   を前記ロールの内周面に選択的に通電させるための通電
   用断路器とを有することを特徴とする請求項１若しくは
   請求項２に記載の通電ロール装置。
4. 【請求項４】 前記集電手段が、集電子と、前記集電子
   を前記ロールの略半径方向に変位させるリンク機構と、
   前記リンク機構を駆動するための駆動手段とを有するこ
   とを特徴とする請求項１若しくは請求項２に記載の通電
   ロール装置。
5. 【請求項５】 前記集電手段が、前記ロールの軸線方向
   に移動可能な台車により支持されていることを特徴とす
   る請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の通電ロール
   装置。
6. 【請求項６】 前記集電子が複数設けられ、前記複数の
   集電子毎に接続されかつ前記台車と固定架台との間にて
   前記台車の移動に伴って湾曲変形し得るように掛け渡さ
   れた複数の通電ケーブルと、前記複数の通電ケーブルを
   束ねるように支持するべく環状をなしかつ伸縮自在なケ
   ーブル連結帯とを有することを特徴とする請求項５に記
   載の通電ロール装置。
7. 【請求項７】 前記ロールが、胴体部と、前記胴体部に
   同軸的に着脱自在に結合された軸部とからなることを特
   徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の通電
   ロール装置。
8. 【請求項８】 前記ロール内に、前記ロールの内周面に
   向けて冷却水を噴射するための冷却水噴射口が受容され
   ていることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれ
   かに記載の通電ロール装置。