JPH08310697A - ストリップの流体支持ロールと流体支持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】流体使用量を低減できるストリップの浮上搬送
と、ストリップの平坦不良の防止と走行の安定化が図れ
るロール搬送とが可能な流体支持ロールとそれを用いた
装置の提供。 【構成】(1) ストリップのロール巻き掛け領域に噴出す
る給気開口部10を有する固定のロール軸９と、このロー
ル軸に回転可能に外接し複数の給気孔８を有するロール
内筒７と、このロール内筒と一体的回転が可能に外接し
開閉が可能なスリットノズル５と給気室６を有するロー
ル外筒２とで構成され、上記のロール外筒の内部または
表面に高熱伝導金属スリーブ３およびロール外筒の内部
に加熱手段４を備えることことを特徴とするストリップ
の流体支持ロール。上記のロール外筒が有する給気室に
ロール径方向に仕切る高熱伝導金属仕切板を備えること
が望ましい。 (2) ストリップのロール巻き掛け開始線および終了線の
近傍に流体を噴出する流体支持補助装置31を上記 (1)の
流体支持ロール１に近接配置したことを特徴とするスト
リップの流体支持装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はストリップの処理ライン
における浮上搬送装置、特に鋼板の連続焼鈍ライン、連
続めっきライン、連続コーティングライン等において走
行中のストリップを流体力によって浮上・支持して搬送
するロールおよびそれを用いた装置に関する。

【０００２】なお、本発明は鋼板以外の金属ストリップ
の処理ラインにおける搬送にも適用しうるものであり、
以下の説明では鋼板およびその他の金属ストリップを含
め「ストリップ」と総称する。

【０００３】

【従来の技術】流体を用いてストリップを非接触で浮上
支持する方法として、流体ベアリングを多数配置する
方法と、ホバークラフトの原理を応用する方法とが一
般的に知られている。

【０００４】の流体ベアリングを利用する方法は、ド
ラム状の外周面に多数のノズル孔を配置して、これらの
ノズルから外周面に巻き掛けられるストリップに高圧の
流体を噴出させることでストリップを非接触で浮上・支
持して搬送するものである。

【０００５】この方法によってストリップを浮上させる
場合、ストリップの張力を高めると非常に大きな流体圧
が必要になるため、ストリップの動揺が大きくなる。こ
のため、例えば、特開昭62−167162号公報にストリップ
の揺動防止の改善方法が開示されているが、この方法は
写真用フィルムや印画紙、磁気テープなどの軽量で、空
気などの流体噴出力が大きくならないものに使用が限定
されている。すなわち、この方法を金属ストリップの浮
上支持搬送に適用すると、ノズル孔が多くなりすぎ、大
きな流体の噴出圧力が必要となり不経済である。

【０００６】のホバークラフトの原理を応用する方法
では、浮上搬送されるストリップの内周面に向けて噴出
される流体がストリップに衝突し、それによって形成さ
れる流体のクッション圧によってストリップを浮上支持
するものである。言い換えると、流体の運動エネルギー
を静圧または動圧に変換してストリップを支持する方法
であるが、この方法を流体支持ロールに適用すると、ス
トリップの浮上高さがストリップの長手方向で異なると
いう問題点がある。

【０００７】この対策として、固定式のドラムを使用し
た装置を多分割とし、それぞれの流体供給バランスを調
整して、ストリップの長手方向の浮上高さを均一にする
ストリップ浮上支持装置が特開昭62−139832号公報に開
示されている。しかし、この固定式のドラムを使用した
装置でストリップを搬送する場合には、流体を連続して
供給しなければならないので、ランニングコストが嵩む
ことになる。そのため、コスト低減には、浮上搬送を要
しないストリップに対してはロールで搬送することが望
ましい。また、ストリップ先端の板通し作業でも浮上搬
送装置だけでは不具合が生じる場合がある。

【０００８】本発明者らは、浮上搬送とロール搬送の切
り替えの煩雑さを回避し容易に切り替えられる装置とし
て、特開平４−157121号公報にてロール搬送と両立しう
る浮上搬送装置を提案した。しかし、この装置によって
浮上搬送する場合、ロール面に疵が発生したり、ストリ
ップの安定走行に支障やストリップに平坦不良が生じる
という問題がある。

【０００９】この装置では流体の噴出範囲がロール全周
に及び不経済となるので、噴出範囲を限定するため、ス
トリップ巻き掛け面以外のロール面にシール機構を設け
ることが必要となり、これがロール面に疵を発生させる
要因となる。また、ストリップの温度と環境温度とに差
があるとロールとストリップの間で熱の移動が生じる。
このとき、ロール周方向の偏熱は比較的軽減できるが、
ロール幅方向の偏熱は避けられずロールにサーマルクラ
ウンが形成される。ロール表面のクラウン形状が変化す
ることによって、ロール搬送中のストリップに蛇行を誘
発し安定走行に支障が生じたり、ストリップに平坦不良
が生じたりする恐れがある。

【００１０】浮上搬送中の偏熱によって支持装置に発生
する変形を防止するためにロールを回転させる手法が、
特開昭63−258354号公報に開示されている。しかし、こ
れも上述のサーマルクラウン形成を抑制することはでき
ない。また、ロールの熱伝導を高めて軸方向の温度差を
低減しサーマルクラウンを抑制する手法が特開平２−16
3326号公報に示されているが、この手法で用いられるロ
ール外筒はノズル部で分割されているので、ロール構造
的に軸方向の熱伝熱を確保することができずサーマルク
ラウンの抑制が十分でない。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、スト
リップの浮上搬送とロール搬送との切り替えが容易で、
ストリップのロール巻き掛け面にだけ流体を噴出させて
流体使用量を低減できる浮上搬送と、サーマルクラウン
を抑制してストリップの安定走行の確保と平坦不良の防
止を実現できるロール搬送とが可能なストリップの流体
支持ロールおよび流体支持装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、図１、図２お
よび図10に示すように、下記の (1)のストリップの流体
支持ロールおよび (2)のストリップの流体支持装置を要
旨としている。

【００１３】(1) ストリップを巻き掛けて搬送支持する
流体支持ロール１であって、ストリップのロール巻き掛
け領域に噴出する流体を供給する給気開口部10をロール
軸方向に離間させて一対以上有する固定のロール軸９
と、このロール軸に回転可能に外接し前記の給気開口部
が対向する位置の全周にわたり複数の給気孔８を有する
ロール内筒７と、このロール内筒と一体的回転が可能に
外接し前記の給気開口部が対向する位置の全周にわたり
開閉が可能なスリットノズル５と給気室６を有するロー
ル外筒２とで構成され、上記のロール外筒の内部または
表面に高熱伝導金属スリーブ３およびロール外筒の内部
に加熱手段４を備えることを特徴とするストリップの流
体支持ロール（図１、図２参照）。

【００１４】上記のロール外筒が有する給気室にロール
径方向に仕切る高熱伝導金属仕切板を備えることが望ま
しい。

【００１５】(2) ストリップのロール巻き掛け開始線お
よび終了線の近傍に流体を噴出する補助スリットノズル
32を有する流体支持補助装置31を上記 (1)の流体支持ロ
ール１に近接配置したことを特徴とするストリップの流
体支持装置（図10参照）。

【００１６】本発明の流体支持ロールおよび流体支持装
置に用いられるロール材質としては、ロール搬送する場
合にストリップの張力を支持する構造物としての強度が
要求されるので、通常使用されるロール材質である耐熱
鋼やステンレス鋼を用いればよい。

【００１７】上記 (1)の構成において、高熱伝導金属ス
リーブの材質としては、銅、アルミニウム、銀およびこ
れらの合金などを使用することができる。また、加熱手
段としては電熱ヒーターや誘導加熱器材を用いるのが好
適であるが、加熱器材としてこれらに限定されるもので
はない。

【００１８】

【作用】本発明の流体支持ロールの構成とそれを浮上搬
送およびロール搬送に用いる場合の態様を、項分けして
説明する。

【００１９】Ａ．流体支持ロールの構成 図１は、本発明の流体支持ロールの一例を示す縦断面図
である。図示するように、ストリップを巻き掛けて搬送
する流体支持ロール１は、固定設置されたロール軸９
と、ころがり軸受12を介してロール軸９に回転可能に外
接するロール内筒７と、ロール内筒７と一体的回転が可
能に外接するロール外筒２とで構成されている。ロール
軸９は中空であり、軸端部において流体供給管11に接続
され、軸方向に離間して４個の給気開口部10が設けられ
ている。この給気開口部10は、後述するようにストリッ
プが巻き掛けられるロール表面の領域だけに流体を供給
する構造となっており、従来のように流体の噴出範囲を
限定するためロール面にシール機構を設ける必要がな
く、ロール面に疵を発生させるおそれがない。

【００２０】ロール内筒７は、給気開口部10に対向する
位置の全周方向に複数の給気孔８を有している。また、
ロール外筒２は、給気開口部10に対向する位置の全周に
わたり開閉が可能なスリットノズルを有する。そのた
め、ロール外筒２は、ロール軸方向に分割された外筒端
部部材2aと外筒中間部材2bと外筒中央部材2cとから構成
され、各外筒部材はロール軸方向に滑動可能に設けられ
る。これらの外筒部材2a、2b、2cの組み合わせによっ
て、ロール表面全周にわたるスリットノズル５と給気室
６が形成される。

【００２１】スリットノズル５のロール軸に対する傾斜
角度θ₁ は、30°≦θ₁ ≦60°とするのが好ましい。こ
のような傾斜角度θ₁ にすることによって、スリットノ
ズルから等方的に流体を噴出させることができ、ストリ
ップとロール面間に流体クッションを形成してストリッ
プの浮上支持が容易になるからである。このスリットノ
ズル５の開口幅はロール外筒の各外筒部材をロール軸方
向にスライドさせることで調整することができ、ストリ
ップの寸法や張力に応じて適切な浮上支持力が得られ
る。

【００２２】ロール外筒２には、ロール外殻スリーブ2d
に内接して高熱伝導金属スリーブ３および加熱手段４が
配置されている。ロール搬送時にはスリットノズルが閉
塞されるので、高熱伝導金属スリーブが密着し、軸方向
の熱伝導を向上させることができる。さらに、加熱手段
を用いることで分割されたロール外筒の各外筒部材の温
度差を速やかに解消でき、ロール表面温度を均一にして
サーマルクラウンの発生を抑制できる。このように高熱
伝導金属スリーブと加熱手段とをロール外筒の内部に設
けることによってロール表面の加熱ムラを極めて小さく
することができ、サーマルクラウンに起因するトラブル
を防止できて、ストリップの安定走行を確保することが
できる。なお、流体通路はいずれもＯリング13で気密シ
ールが行われている。

【００２３】図２は、本発明の流体支持ロールの他の例
を示す縦断面図である。図２に示す流体支持ロールで
は、ロール外筒２のロール外殻に高熱伝導金属スリーブ
３が設けられている。これによって、さらに軸方向の熱
伝導を向上させることができる。また、図１および図２
で示す加熱手段は加熱器材をロール外筒の内部に組み込
んだものであり、ロール搬送時にはロール表面の温度を
調整してサーマルクラウンの発生を抑制することができ
る。加熱器材の電気接続は、例えばロール内筒７内部に
電気絶縁して埋め込まれた銅合金製の導電性ブラシと加
熱器材を接続し、ロール軸９の外周に電気絶縁して埋め
込まれた導電金属リング状端子と導電性ブラシを接触さ
せて行えばよい。

【００２４】図３は、図１に示す流体支持ロール１のロ
ール軸９を示す図であり、 (a)は斜視図を、 (b)は断面
図を示している。固定設置されるロール軸９の両端の少
なくとも一方に流体供給口が設けられ、流体が供給され
る。ロール軸９のストリップ巻き掛け面に対向する周方
向部分には、ロール軸方向に離間して４個の給気開口部
10が設けられる。図では、給気開口部10がロール軸方向
に対称２対設けられ、この給気開口部10から流体がロー
ル内筒７の給気孔８に向けて噴射される。

【００２５】給気開口部10の形状は、図示のようなスリ
ット状の溝が好ましいが、円、楕円もしくは四角形状の
孔を多数並べて設けてもよい。給気開口部10の噴射範囲
は、通板されるストリップのロール巻き掛け面の領域に
対応する範囲とすればよい。

【００２６】また、開口寸法は、ロール軸の強度を考慮
して、許容最大寸法とすればよい。

【００２７】前述のようにロール内筒７およびロール外
筒２が一体的に回転しても、ロール軸９に設けられた給
気開口部10が常にストリップ巻き掛け面の領域に向けら
れることになり、ストリップ巻き掛け面以外への余分な
流体噴出が抑制されて、流体使用量を削減できる。さら
にストリップ巻き掛け面以外のロール面にシール機構を
施す必要がなく、ロール表面の疵発生を予防できる。

【００２８】図４は、図１に示す流体支持ロール１のロ
ール内筒７を示す図であり、 (a)は斜視図を、 (b)は断
面図を示している。ロール内筒７のロール軸方向には、
前記の給気開口部10に対向する位置の全周にわたり、少
なくとも４個、好ましくは20個以上の給気孔８が設けら
れる。給気孔８の寸法は、給気開口部10の開口寸法と等
しくするのが好ましく、その形状は円、楕円もしくは四
角形状のものであってよい。

【００２９】ロール軸９に同心に外接させてロール内筒
７を設けることで、前記給気開口部10から送られてきた
流体は、給気孔８を経て、ロール外筒２に設けられた給
気室６に送られる。ロール内筒７の両端部内面には軸受
溝 12aが設けられており、ロール内筒７は回転すること
ができる。また、ロール内筒７の内面には給気孔８に平
行してＯリング溝 13aが設けられており、ロール内筒７
とロール軸９の間から流体が漏れない構造となってい
る。

【００３０】図５、図６および図７は、図１に示す流体
支持ロール１のロール外筒２を構成する外筒部材の構造
を示す図である。図５は外筒端部部材2aを示す図であ
り、図６は外筒中間部材2bを示す図であり、図７は外筒
中央部材2cを示す図であって、それぞれ (a)は斜視図
を、 (b)は断面図を示している。図示するように、各外
筒部材2a、2b、2cはロール内筒７に外接させてはめ込む
ことで、ロール外筒２にスリットノズル５と給気室６を
形成する。各外筒部材2a、2b、2cは、ロール内筒７と一
体的回転が可能に、かつロール軸方向に滑動可能に取り
付けられる。そして、ロール内筒７との外接面にはＯリ
ング溝 13aを設けてシールすることで、流体が軸方向に
洩れるのを防いでいる。

【００３１】ロール外筒の給気室６にロール径方向に仕
切る高熱伝導金属仕切板を設けることが望ましい。すな
わち、給気室６を形成する外筒端部部材2a、外筒中間部
材2b、外筒中央部材2cに高熱伝導金属仕切板と、これに
対応する仕切板溝を設けることができる。

【００３２】図８は、高熱伝導金属仕切板20をロール外
筒２の外筒中間部材2bに設けた図であり、図９は、高熱
伝導金属仕切板20に対応する仕切板溝 20aを外筒端部部
材2aに設けた図であって、それぞれ (a)は斜視図を、
(b)は断面図を示している。高熱伝導金属仕切板20を設
けることによって、給気室６は径方向に仕切られ、給気
室６内での円周方向の流体流れを抑制することができ、
スリットノズル５から流体を等方的に噴出させることが
できる。さらに、後述するようにサーマルクラウンの抑
制にも有効である。仕切板は、２枚以上、より好ましく
は20枚以上、最も好ましくは前記のロール内筒７に設け
た給気孔８と等しい枚数設けられる。

【００３３】図８では、高熱伝導金属仕切板20の外周を
高熱伝導金属スリーブ３および加熱手段４の内周に内接
させた場合を示しているが、高熱伝導金属スリーブ３お
よび加熱手段４の外周あるいは給気孔８の外周に外接さ
せてもよい。また、図９では、仕切板20を設けた位置に
対向して仕切板溝 20aが設けられている。これによっ
て、外筒各部部材をロール軸方向への滑動させる場合で
あっても、仕切板20が支障を生じないようになる。

【００３４】Ｂ．浮上搬送に用いる場合 前述の流体支持ロールによってストリップの浮上搬送が
可能であるが、さらに流体支持補助装置を近接配置する
ことによって、ストリップの安定走行がより確保し易く
なる。

【００３５】図10は、本発明の流体支持ロールに近接し
て流体支持補助装置を配置した流体支持装置の一例を示
す図であり、 (a)は装置の斜視図を、 (b)は流体支持補
助装置の縦断面図を示している。図に示すように、流体
支持装置30は、流体支持ロール１に、ストリップのロー
ル巻き掛け開始線および終了線の近傍に流体を噴出する
補助スリットノズル32を有する流体支持補助装置31が近
接配置されている。ストリップを浮上搬送する場合は、
流体支持ロール１に設けた流体供給管11から流体を供給
してスリットノズル５から噴出させるとともに、流体支
持補助装置31に設けた補助流体供給管33から流体を供給
し、補助給気室34を経て補助スリットノズル33から噴出
させる。ここで、補助スリットノズル32のロールの周方
向に対する流体噴出角度θ₂ は、30°≦θ₂ ≦45°とす
るのが望ましい。これによって、ストリップのロール巻
き掛け開始線および終了線近傍でのストリップの浮上支
持が促進され、ストリップがロールに接触するのを防止
することができ、より一層の安定走行が図れる。

【００３６】本発明の流体支持ロールの特徴は、浮上搬
送する場合にストリップの板幅に応じてスリットノズル
を選択できることにある。流体を噴き出すノズルはスト
リップの板幅の内側になければならない。搬送されるス
トリップの板幅が一定であれば使用するスリットノズル
を固定することができるが、製造ラインで搬送されるス
トリップの板幅が単一という場合は少ない。したがっ
て、ストリップの板幅の変更に応じてスリットノズルを
適宜選択できる機能を備える必要がある。

【００３７】図11は、ストリップの板幅の変更に対応し
て流体支持ロールのスリットノズルを選択する一例を示
す縦断面図である。図示する例では、外筒端部部材2aと
外筒中間部材2bとで形成されていたスリットノズル５を
閉塞し、外筒中間部材2bと外筒中央部材2cで形成される
スリットノズル５だけを選択している。このような機能
を備えることで、ストリップの板幅が狭幅になったとき
に、ロール軸方向のスリットノズルの間隔も狭められ、
スリットノズル本数も少なくすることができる。したが
って、ストリップ幅の変更に対して余分な流体を使用せ
ずにストリップの浮上搬送が行える。

【００３８】Ｃ．ロール搬送に用いる場合 本発明の流体支持ロールは、ロール搬送に適用した場合
にロール面に発生するサーマルクラウンを抑制して、ス
トリップの安定走行と平坦不良の防止を図ることができ
る。

【００３９】図12は、図１に示す流体支持ロールをスト
リップのロール搬送として使用する場合の状態を示す縦
断面図である。図示するように、流体支持ロールをロー
ル搬送に適用する場合は、スリットノズル５を使用する
必要がないため、ロール外筒２の外筒端部部材2a、外筒
中間部材2b、外筒中央部材2cをロール軸方向にスライド
させて、スリットノズル５を全て閉塞させる。スリット
ノズル５を全て閉塞した状態では、ロール外殻スリーブ
2dに内接してはめ込まれた各外筒部材2a、2b、2c内の高
熱伝導金属スリーブ３も互いに密着する。さらに加熱手
段４を高熱伝導金属スリーブ３の下層に設ける構造であ
るため、高熱伝導金属スリーブと加熱手段との作用によ
って、ロール搬送にともなってロール表面に温度差が生
じても、ロール軸方向の伝熱が促進され、ロール表面温
度が均一化される。そのため、ロールのサーマルクラウ
ンの発生が抑制され、ストリップの安定走行が確保さ
れ、ロール搬送による平坦不良の発生を防止することが
できる。

【００４０】前述の図１に示すようにロール外筒の内部
に高熱伝導金属スリーブを備える場合を例にして、その
具体的な態様について説明する。高熱伝導金属として
は、銅、アルミニウム、銀等を用いることができる。特
にロール本体にオーステナイト系ステンレス鋼を使用す
る場合には、高熱伝導金属スリーブとして銅を用いると
線膨張係数の差が少ないという利点がある。

【００４１】図13は、高熱伝導金属スリーブの厚さとロ
ール表面温度差の関係を示した図であり、ロール材質は
オーステナイト系ステンレス鋼（SUS 304 ）、高熱伝導
金属スリーブは銅材とした。温度 250℃のストリップ
（板幅 500mm）をロール搬送する場合、高熱伝導金属ス
リーブ厚さが厚くなるほどロール表面温度差 (板幅中央
位置と板幅端部位置との差) が少なくなり、高熱伝導金
属スリーブによる表面温度を均一にする効果が認められ
る。すなわち、加熱手段で取り除くべきロール表面温度
差を小さくすることができる。しかし、スリーブの厚さ
が一定以上になるとこの効果は飽和する傾向にあり、ス
リーブとして銅を使用する場合には15〜20mm程度の厚さ
にすれば十分な効果が得られることが分かる。

【００４２】ロール外筒の各外筒部材の内部に設けられ
た高熱伝導金属スリーブの伝熱効果を促進するには、そ
れぞれを有効に密着させる必要がある。このためには、
各外筒部材の接触面の面圧を0.1Kg/cm² 以上になるよう
に密着させることが好ましい。また、接触界面の粗さを
Ra=1μm 以下に小さくするのが好ましい。

【００４３】図14は、高熱伝導金属スリーブの周方向の
配置例を示す図である。ロール軸方向への伝熱効率を向
上し、周方向のクラウン変動を極小にするには (a)に示
すようにリング状に配置するのが望ましが、リング状で
なくとも (b)に示すように周方向に互いに近接させて分
割配置しても十分な効果が得られる。

【００４４】図15は、ロール搬送時のサーマルクラウン
発生状況を本発明ロールと比較ロールとを対比して示す
図であり、 (a)は本発明ロールのロール外筒の内部に高
熱伝導金属スリーブを設けた場合を、 (b)は同様にロー
ル外筒の内部に高熱伝導金属スリーブおよび加熱手段を
設けた場合を示している。ここでは、高熱伝導金属スリ
ーブとして銅スリーブをリング状に配置しており、加熱
手段として電熱ヒーター内蔵スリーブをリング状に配置
している。

【００４５】伝熱部材等を設けない比較ロールでは、ロ
ールに高温のストリップを巻き掛けるとストリップの通
板位置の温度が上昇し、図中に点線で示すようなサーマ
ルクラウンが形成される。そして、ロール搬送時に凸ク
ラウンの形成によってストリップの平坦不良が発生し易
くなる。これに対し、銅スリーブを設けた本発明ロール
((a)図) では、図中実線で示すように、サーマルクラウ
ンが低減されて、ロール搬送による平坦不良の発生が防
止される。また、銅スリーブと電熱ヒーター内蔵スリー
ブとを設けた本発明ロール((b)図) では、ロール外筒の
各外筒部材に設けられた電熱ヒーターの発熱量を調整す
ることにより、各部部材のロール温度を中央部材の測定
温度に一致させることで、ロール軸方向の温度勾配をな
くすことができる。

【００４６】ロール外筒に高熱伝導金属スリーブまたは
加熱手段を単独に設けても、サーマルクラウンの低減に
は効果があるが、これらを併用することによってロール
軸方向各位置のロール温度が均一化し、図15(b) 中に実
線で示すようにサーマルクラウンの発生を全くなくすこ
とができる。

【００４７】上記の図15は、ストリップが高温の場合に
ついて説明したが、高温雰囲気内に設置されたロールに
よって低温のストリップをロール搬送する場合には、ロ
ールのクラウン形状が凹クラウンとなり、ストリップが
走行中に蛇行し易くなる。この場合でも本発明の流体支
持ロールを使用すれば、ロール軸方向の温度分布が均一
化し、凹クラウンの発生が抑止されてストリップ走行の
安定性が得られる。

【００４８】前述の図８ではロール外筒の給気室に高熱
伝導金属仕切板を設ける例を示したが、この仕切板は流
体の整流効果以外に熱伝達面を増やす効果があり、周方
向のサーマルクラウンの変動を少なくすることができ
る。この場合にも、各仕切板の表面粗さを小さくし、互
いのはめあい精度を高めることが望ましい。熱伝達の観
点からは、仕切板が多いほうが望ましいが、流体の流路
抵抗となるため浮上条件に合わせて選定する必要があ
る。発明者らの知見によれば、目安としては20°ピッチ
で配置した場合が効果的である。

【００４９】

【実施例】本発明の効果を実施例に基づいて説明する。

【００５０】（実施例１）ストリップの搬送ラインを用
いて、下記の（１）浮上搬送試験と（２）ロール搬送試
験を行った。

【００５１】図16は、実施例１に用いたストリップの搬
送ラインの概略構成を示す図であり、搬送ラインには本
発明の流体支持ロールおよび流体支持補助装置からなる
流体支持装置30を組み込み、流体として気体（空気）を
使用した。試験に使用したストリップ、流体支持ロール
および流体支持補助装置の仕様はつぎの通りである。

【００５２】 １．ストリップ：SPCC鋼、板幅 500mm、板厚0.15mm 走行速度200m/min ２．流体支持ロール：ロール径 500mm、ロール胴長 600mm ・スリットノズル：ロール軸方向対称に２対（４個） ノズル長さ 300mmと 400mm、ノズル開口幅２mm ノズル傾斜角度（θ₁ ）45° ・給気室の高熱伝導金属仕切板：銅製仕切板を18枚 ３．流体支持補助装置 ・補助スリットノズル：ノズル長さ 400mm、ノズル開口幅 2.5mm ノズル傾斜角度 (θ₂ °) 45° ・補助給気室：ロール軸方向長さ 600mm さらに、実施例１では、流体支持ロールとしてオーステ
ナイト系ステンレス鋼(SUS 304) を使用する場合に、ロ
ール外筒の内部に外径 490mm、内径 450mm、長さ 500mm
の銅スリーブをロール表面下５mmに配置し、その下層に
電熱ヒーターをはめ込み、計測用としてロール表面下５
mmに熱電対を埋め込んだ。

【００５３】（１）浮上搬送試験 ストリップの浮上搬送試験は、流体供給管および補助流
体供給管から圧縮空気を供給して行ったが、張力測定ロ
ール43で測定した1960N(200Kg)の張力に対して総流量30
Nm³/min の空気を供給した。各スリットノズルの流量
は、ストリップの浮上が均一になるように調整した。ス
トリップの浮上高さは、渦電流式の浮上量測定センサー
47を用いて図16に示すからの４箇所で測定した。

【００５４】図17は、実施例１の浮上搬送試験における
ストリップ板幅方向の浮上高さの測定結果を示す図であ
る。図17から明らかなように、本発明の流体支持ロール
と流体支持補助装置を用いた流体支持装置によれば、い
ずれの位置での浮上高さも４〜６mmと一定しており、安
定した均一浮上搬送が可能である。

【００５５】（２）ロール搬送試験 ストリップのロール搬送試験は、上記の流体支持ロール
のスリットノズルを閉塞させたロールと、比較例として
オーステナイト系ステンレス鋼(SUS 304) 製の中空ロー
ルを使用して行った。供試用のストリップを加熱炉45で
300℃まで昇温し、ロールに巻き付くストリップ温度が
270℃、走行速度が200m/minで約10分走行して、ロール
が十分昇温した後にロールのプロフィールを測定した。

【００５６】ストリップの板幅中央と端部とに対応する
位置のロールのサーマルクラウン量の測定結果は、比較
例のロールでは0.23mmであるのに対し、本発明の流体支
持ロールでは0.02mmであった。この結果から、銅スリー
ブを設けて熱伝導を改善するとともに、電熱ヒーターを
設けて温度センサーの出力値に合わせてロール外筒端部
を加熱することにより、サーマルクラウンを約1/10以下
に抑制できることがわかる。また、比較例では、クラウ
ン発生によるストリップとロールの接触状態が均一でな
く、サーマルクラウンによる不均一な張力の影響など
で、ストリップの平坦不良が発生した。これに対し、本
発明の流体支持ロールでは、いずれもサーマルクラウン
が抑制され、ストリップの平坦不良等の問題は発生しな
かった。

【００５７】（実施例２）本実施例では、流体として気
体（空気）を用い、溶融めっきラインのトップロールの
代替として本発明の流体支持装置を組み込んで、ストリ
ップの浮上搬送試験とロール搬送試験を行った。

【００５８】図18は、実施例２に用いた溶融めっきライ
ンの部分側面図を示す。溶融めっきラインのめっき槽48
の出側のトップロールに本発明の流体支持ロールおよび
流体支持補助装置からなる流体支持装置30を組み込み、
搬送状況を確認した。ここで使用したストリップ、流体
支持ロールおよび流体支持補助装置の仕様はつぎの通り
である。

【００５９】 １．ストリップ：SPCC鋼、板厚 0.6mm、板幅1800mm 走行速度 150m/min ２．流体支持ロール：ロール径1800mm、ロール胴長2200mm ・スリットノズル：ロール軸方向対称に２対（４個） ノズル長さ 900mmと1500mm、ノズル開口幅５mm ノズル傾斜角度（θ₁ ）45° ・給気室の高熱伝導金属仕切板：銅製仕切板を12枚 ３．流体支持補助装置 ・補助スリットノズル：ノズル長さ1800mm、ノズル開口幅10mm ノズル傾斜角度 (θ₂ °) 45° ・補助給気室：ロール軸方向長さ2000mm さらに、流体支持ロールの材質およびロール外筒の構造
は、実施例１における場合と同様とした。

【００６０】ストリップを溶融めっき後、浮上搬送した
ところ、約15mmの浮上高さで安定した浮上が確認され
た。一方、ロール搬送でも、いずれもロールのスリット
ノズル部での疵発生もなく、ストリップの安定走行を確
認した。さらに、浮上搬送とロール搬送の切り換えを繰
り返し行ったが、切り換えは瞬時に行うことができ、ど
ちらの搬送も安定した走行を確保できた。

【００６１】

【発明の効果】本発明によれば、ストリップの浮上搬送
とロール搬送を容易に切り替えることができる。しか
も、浮上搬送時にはストリップ巻き掛け面にだけ流体を
噴出するので、コスト低減とロール面の疵を防止できる
とともに、ロール搬送時にはストリップの平坦不良の発
生を防止し、安定したストリップの走行が可能な実用性
のある流体支持ロールおよび流体支持装置を提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の流体支持ロールの一例を示す縦断面図
である。

【図２】本発明の流体支持ロールの他の例を示す縦断面
図である。

【図３】図１に示す流体支持ロール１のロール軸９を示
す図であり、 (a)は斜視図を、(b)は断面図を示してい
る。

【図４】図１の流体支持ロールのロール内筒を示す図で
ある（ (a) (b)は図３と同じ）。

【図５】図１に示す流体支持ロールのロール外筒の外筒
端部部材2aを示す図である（ (a) (b)は図３と同じ）。

【図６】同じく外筒中間部材を示す図である（ (a) (b)
は図３と同じ）。

【図７】同じく外筒中央部材を示す図である（ (a) (b)
は図３と同じ）。

【図８】高熱伝導金属仕切板をロール外筒の外筒中間部
材に設けた図である（ (a) (b)は図３と同じ）。

【図９】高熱伝導金属仕切板に対応する仕切板溝を外筒
端部部材に設けた図である（ (a) (b)は図３と同じ）。

【図10】本発明の流体支持ロールに近接して流体支持補
助装置を配置した流体支持装置の一例を示す図である
（ (a) (b)は図３と同じ）。

【図11】ストリップの板幅の変更に対応して流体支持ロ
ールのスリットノズルを選択する一例を示す縦断面図で
ある。

【図12】図１に示す流体支持ロールをストリップのロー
ル搬送として使用する場合の状態を示す縦断面図であ
る。

【図13】高熱伝導金属スリーブの厚さとロール表面温度
差の関係を示した図である。

【図14】高熱伝導金属スリーブの周方向の配置例を示す
図であり、(a) はリング状配置を、(b) は分割配置を示
す。

【図15】ロール搬送時のサーマルクラウン発生状況を本
発明ロールと比較ロールとを対比して示す図であり、
(a)は高熱伝導金属スリーブを設けた場合を、(b) は高
熱伝導金属スリーブおよび加熱手段を設けた場合を示
す。

【図16】実施例１に用いたストリップの搬送ラインの概
略構成を示す図である。

【図17】実施例１の浮上搬送試験におけるストリップ板
幅方向の浮上高さの測定結果を示す図である。

【図18】実施例２に用いた溶融めっきラインの部分側面
図を示す図である。

【符号の説明】

１．流体支持ロール ２．ロール外筒
2a. 外筒端部部材 2b. 外筒中間部材 2c. 外筒中央部材
2d. ロール外殻スリーブ ３．高熱伝導金属スリーブ ４．加熱手段 ５．スリットノズル ６．給気室
７．ロール内筒 ８．給気孔 ９．ロール軸
10. 給気開口部 11. 流体供給管 12. 軸受
12a.軸受溝 13. Ｏリング 13a.Ｏリング溝
20. 仕切板 20a.仕切板溝 30. 流体支持装置
31. 流体支持補助装置 32. 補助スリットノズル 33. 補助流体供給管
34. 補助給気室 40. コイル巻戻しロール 41. ガイドロール
42. ブライドルロール 43. 張力測定ロール 44. テンションリール
45. 加熱炉 46. ストリップ 47. 浮上量測定センサー
48. めっき槽

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 閼伽井 光朋 大阪府大阪市中央区北浜４丁目５番33号住 友金属工業株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ストリップを巻き掛けて搬送支持する流体
   支持ロールであって、ストリップのロール巻き掛け領域
   に噴出する流体を供給する給気開口部をロール軸方向に
   離間させて一対以上有する固定のロール軸と、このロー
   ル軸に回転可能に外接し前記の給気開口部が対向する位
   置の全周にわたり複数の給気孔を有するロール内筒と、
   このロール内筒と一体的回転が可能に外接し前記の給気
   開口部が対向する位置の全周にわたり開閉が可能なスリ
   ットノズルと給気室を有するロール外筒とで構成され、
   上記のロール外筒の内部に高熱伝導金属スリーブおよび
   加熱手段を備えることを特徴とするストリップの流体支
   持ロール。
2. 【請求項２】ストリップを巻き掛けて搬送支持する流体
   支持ロールであって、ストリップのロール巻き掛け領域
   に噴出する流体を供給する給気開口部をロール軸方向に
   離間させて一対以上有する固定のロール軸と、このロー
   ル軸に回転可能に外接し前記の給気開口部が対向する位
   置の全周にわたり複数の給気孔を有するロール内筒と、
   このロール内筒と一体的回転が可能に外接し前記の給気
   開口部が対向する位置の全周にわたり開閉が可能なスリ
   ットノズルと給気室を有するロール外筒とで構成され、
   上記のロール外筒の表面に高熱伝導金属スリーブおよび
   ロール外筒の内部に加熱手段を備えることを特徴とする
   ストリップの流体支持ロール。
3. 【請求項３】上記のロール外筒が有する給気室にロール
   径方向に仕切る高熱伝導金属仕切板を備えることを特徴
   とする請求項１または請求項２記載のストリップの流体
   支持ロール。
4. 【請求項４】ストリップのロール巻き掛け開始線および
   終了線の近傍に流体を噴出する補助スリットノズルを有
   する流体支持補助装置を請求項１、請求項２または請求
   項３記載の流体支持ロールに近接配置したことを特徴と
   するストリップの流体支持装置。