JPH0570918A

JPH0570918A - めつき浴中ロールの振動抑制装置

Info

Publication number: JPH0570918A
Application number: JP26706291A
Authority: JP
Inventors: Tomio Kondo; 富男近藤; Shingo Sueyoshi; 新吾末吉
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1991-09-17
Filing date: 1991-09-17
Publication date: 1993-03-23
Anticipated expiration: 2012-04-16
Also published as: JP2601074B2

Abstract

(57)【要約】【目的】溶融めっきラインのめっき浴中ロールの駆動
系に起因する振動の発生を抑制する。【構成】溶融めっきラインのめっき浴３中ロール１、
２と駆動モータ６、７の間に、流体継手あるいはトルク
コンバータ等の流体伝動装置１６、１７を組込み、駆動
モータ６、７と浴中ロール１、２間での角速度の脈動に
起因する浴中ロール１、２の振動発生を抑制する。【効果】めっき浴中サポートロールの振動発生に起因
するめっき鋼帯のチャタマーク、ビビリマーク、ドロス
欠陥等が防止され、めっき鋼帯の表面品質が大幅に向上
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、溶融めっきラインの
浴中に浸漬されて被めっき鋼帯のパス安定化および反り
等の形状修正を行うめっき浴中ロールにおいて、浴中ロ
ールの負荷変動によって生じる振動を抑制する装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】近年、耐食性、溶接性および塗装性に優
れた溶融めっき鋼板等の表面処理鋼板の需要が急速に拡
大している。この表面処理鋼板の代表的な溶融めっき鋼
板の製造方法は、図２に示す通りであり、図示しない連
続焼鈍炉で表面を清浄、活性化した被めっき鋼帯２１
は、めっき浴槽２２中に浸漬され、浴中のシンクロール
２３により進行方向が変えられ、コレクティングロール
２４、スタビライジングロール２５を経てめっき浴槽２
２から上方に引上げられる。そしてワイピングノズル２
６からエアー等の圧縮気体を噴射して過剰のめっき液を
絞り取ってめっき付着量を調整している。

【０００３】上記溶融めっきラインのコレクティングロ
ール２４は、めっき鋼帯の反り等を修正するための形状
修正ロールで、スタビライジングロール２５は、めっき
鋼帯のパス安定化ロールであり、これらを総称して一般
的にサポートロールと呼ばれている。これらサポートロ
ールは、非駆動状態で使用するのがめっき鋼帯の表面品
質上最も理想的であるが、実際にはロールへの巻き付け
角およびロール径が小さいため、めっき鋼帯の板厚、板
幅が小さい場合あるいはめっき鋼帯の張力が小さい場
合、非駆動状態ではライン速度に同期して回転すること
が困難である。しかもロール軸受の損傷等による回転不
良が発生した場合は、めっき鋼帯にすり疵が生じるとこ
ろから、多くの場合めっき浴槽の外部から駆動シャフト
を介して浴中ロールを駆動させる駆動方式が採用されて
いる。

【０００４】上記めっき浴中のサポートロールの駆動装
置は、図３に示すとおり、サポートロール２４、２５を
めっき浴槽２２中に浸漬させて使用する構造のため、駆
動シャフト２７、２８は、各々めっき浴に対して侵入角
度α₁、α₂を有している。このため、駆動モータ２９か
ら減速機３０、等速ジョイント３１、駆動シャフト２
７、２８、浴中カップリング３２、３３を介してロール
軸に伝えられた回転速度は、駆動シャフト２７、２８の
侵入角度α₁、α₂のため、等速伝達とならず後に詳述す
る角速度の脈動を派生させる。このため、サポートロー
ル２４、２５には、振動が発生することとなり、その結
果、めっき鋼帯表面にチャタマーク、ビビリマーク、ド
ロス欠陥等の表面品質欠陥を発生させ、特に自動車用外
装材のめっき鋼帯を製造する場合には、その商品価値を
著しく損ねていた。

【０００５】上記溶融めっきラインにおけるめっき鋼帯
の振動を防止する公知技術としては、ワイピングノズル
の近傍に位置してめっき鋼帯のエッジ部に幅方向外側か
ら対向して、永久磁石によりめっき鋼帯に非接触状態で
幅方向の張力を与える振止め用磁性手段を配置した装置
（特開昭５７−８５９６４号公報）、ワイピングノズル
の上方にめっき鋼帯の両面を挟んで水平に支持枠を配置
し、支持枠の両側に水平移動可能に支持された２基の基
台に下方に向けて垂設された垂直軸に、軸受を介して水
平回動可能にめっき鋼帯の両端部に接触する上下一対の
振動防止ロールを設け、該振動ロールの一方がめっき鋼
帯の一方の面に向けて端部から斜めに突出し、その他方
がめっき鋼帯の他方の面に向けて端部から斜めに突出す
るように、互いに交差して配置した装置（特開昭６２−
２３８３５７号公報）等が提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記特開昭５７−８５
９６４号公報および特開昭６２−２３８３５７号公報に
開示の装置は、いずれも発生しためっき鋼帯の振動を抑
制するためのもので、めっき鋼帯の振動の発生原因その
ものを抑制するものではなく、前記問題の根本的な解決
策とはなり得ないため、十分な効果を達成することがで
きなかった。

【０００７】この発明は前記実状に鑑みなされたもの
で、その目的は、溶融めっきラインのめっき浴中ロール
に起因するめっき鋼帯の振動の発生を抑制する装置を提
供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成すべく鋭意試験研究を行った。その結果、めっき
浴中ロールの振動発生は、浴中ロールの駆動シャフトが
めっき浴に対し侵入角度を有しているため、等速伝達と
ならずカップリング部で角速度の脈動が発生し、該脈動
が加振源となって大きい慣性モーメントを有する浴中ロ
ールと駆動モータ間で振動を誘因するのが原因である。
この浴中ロールの振動は、めっき鋼帯の移動により回転
される浴中ロールの周速度が、駆動モータの駆動力によ
り回転される浴中ロールの周速度（駆動速度）より大き
い場合に顕著に発生していることを見い出した。このよ
うな状態は、浴中ロールがめっき鋼帯の移動速度に同期
して回転している場合に発生する。そしてめっき鋼帯の
移動により回転される浴中ロールの周速度が駆動モータ
のロール駆動速度より大きい場合は、浴中ロール側から
逆に駆動モータ側に駆動力が付与され、駆動モータが過
回転して振動の発生が助長される。上記浴中ロールの周
速度が駆動モータのロール駆動速度より大きい場合の振
動発生や、浴中ロールの周速度がライン速度より大幅に
小さくなるのを防止するには、浴中ロールの駆動系に流
体継手あるいはトルクコンバータ等の流体伝動装置を設
けるのが有効であることを究明し、この発明に到達し
た。

【０００９】すなわちこの発明は、溶融めっきラインの
めっき浴中ロールと駆動モータの間に、流体継手あるい
はトルクコンバータ等の流体伝動装置を設けるのであ
る。

【００１０】

【作用】前記めっき浴中ロールのロール軸と駆動シャフ
トを連結する浴中カップリングは、クロスピン方式のう
ち浴中での脱着性、構造シンプル化のため図４（ａ）図
に示す４ピン方式を採用する場合が多い。この場合、図
４（ｂ）図に示すとおりＩ軸（θ₁）のｙ軸方向より投
影した角度ψ₁は、ｔａｎψ₁＝ｔａｎθ₁・ｃｏｓγ、
同様にＪ軸のｙ方向より投影した角度ψ₂は、ｔａｎψ₂
＝ｔａｎθ₁×１／ｃｏｓγで与えられる。これをθ₁を
変数にψ₁、ψ₂、またψ_i−θ₁（ｉ＝１、２）を図示す
ると図５（ａ）図、（ｂ）図のようになる。このため、
浴中カップリングの出力軸（Ｄ軸）側のクロスピンに当
接する溝部には、Ｍａｘ｜ψ₁−ψ₂｜の隙間を初期隙間
として与える。この浴中クロスピンで動力伝達を考え
る。この場合簡単にするため、出力軸側（Ｄ軸側）は常
に入力軸側（Ｅ軸側）に対してブレーキングするものと
考えると、ｙ軸方向より見たＤ軸とクロスピンとの関係
は、θ＝０、θ＝π／２、θ＝πの場合Ｉ軸、Ｊ軸共に
動力伝達面に当接し、０≦θ≦π／２の場合Ｊ軸側のみ
が動力を伝達してＩ軸は動力伝達面から離れ、π／２≦
θ≦πの場合Ｉ軸側のみが動力を伝達してＪ軸は動力伝
達面から離れている。これを角度線図で示すと図６
（ａ）図に示すとおり、入力軸（Ｅ軸）〜出力軸（Ｄ
軸）へ回転を伝える場合の角度変動により、図６（ｂ）
図に示すとおり、浴中クロスピンでは角速度の脈動が発
生する。

【００１１】溶融めっきラインの浴中ロールの駆動系に
ついて見ると、ユニバーサルジョイントの伝達特性とし
て、減速機と駆動シャフト間のモータ側カップリングお
よび駆動シャフトとロール軸間の浴中カップリングによ
り、駆動モータと浴中ロール間の伝達特性は、図７に示
すとおり、いずれの場合も角速度の脈動を生じ、同脈動
が加振源となって大きい慣性モーメント（ＧＤ²）を有
する浴中ロールと駆動モータ間で、振動を誘因する。浴
中カップリングにクロスピン方式を使用する以上、上記
角速度の脈動は不可避であり、同脈動がＧＤ²大なる駆
動モータとロール間で生じることにより、振動を誘起す
るため、この軸系の脈動を緩和、吸収して切除するのが
この発明の主旨とするところである。

【００１２】また、浴中ロール側から逆に駆動モータ側
に伝達される速度脈動分を吸収、調節することによっ
て、クロスピン部で発生する脈動は、ＧＤ²の小さなス
ピンドル部のみで発生し、ＧＤ²大なるモータ、減速機
とロール間では発生しない。

【００１３】この発明装置によれば、溶融めっきライン
のめっき浴中ロールの駆動モータとロール軸との間に組
込んだ流体継手あるいはトルクコンバータ等の流体伝動
装置は、流体を媒体として伝動する装置であるから、急
激な速度変動に追従し難い特性を有するため、軸系の振
動や衝撃を切除し、または吸収緩和する特性を有してい
る。このため、前記クロスピン部で発生する角速度の脈
動は、流体伝動装置によって吸収緩和され、図８に示す
とおり、駆動モータ、減速機と浴中ロール間ではほとん
ど発生しない。また、浴中ロール側の負荷変動は、該流
体伝動装置により自在に吸収、調節されるから、駆動モ
ータ側に影響を与えることが防止され、浴中ロールの負
荷変動による浴中ロールと駆動モータ間での振動発生が
抑制される。すなわち、浴中ロールの負荷変動に応じて
流体伝動装置の被駆動軸回転速度が自動的に自在に変化
し、負荷と吊り合う条件に保たれるのである。上記流体
伝動装置としては、流体継手、トルクコンバータを挙げ
たが、浴中ロール側の負荷変動に追従できる機構を有
し、かつ、カップリング部の角速度の脈動を吸収緩和で
きるものであればよい。

【００１４】

【実施例】

実施例１以下にこの発明による溶融めっき浴中のサポートロール
の振動防止装置について、実施の一例を示す図１に基い
て説明する。図１はこの発明のめっき浴中ロールの振動
抑制装置の説明図である。図１において、サポートロー
ル１、２は、めっき浴槽３中に浸漬させて使用する構造
のため、駆動シャフト４、５は、各々めっき浴に対して
侵入角度を有している。このため、駆動モータ６、７か
ら減速機８、９、等速ジョイント１０、１１、駆動シャ
フト４、５、クロスピン方式の浴中カップリング１２、
１３を介してロール軸１４、１５に伝えられた回転動力
は、駆動シャフト４、５の侵入角度のため、前記したと
おり等速伝導とならず角速度の脈動を派生させる。その
対策として、減速機８、９前のラブフレックスカップリ
ングに替えてトルクコンバータ１６、１７を組込み、駆
動シャフト４、５の侵入角度による浴中カップリング１
２、１３等の角速度の脈動ならびにサポートロール１、
２側の負荷変動を該トルクコンバータ１６、１７により
自在に緩和、吸収、調節するように構成する。

【００１５】上記のとおり構成したから、駆動シャフト
４、５の侵入角度のため等速ジョイント１０、１１およ
び浴中カップリング１２、１３部で発生する回転動力の
脈動は、トルクコンバータ１６、１７により吸収され
る。また、サポートロール１、２の負荷変動に対して
は、トルクコンバータ１６、１７が被動軸トルクの変動
に追従して自動的に被動軸回転速度を変化させ、原動軸
トルクに影響があまり及ばないため、駆動モータ６、７
が過回転することがなく、望ましい範囲内で常に運転さ
れる。このため、駆動シャフト４、５のめっき浴槽３へ
の侵入角度に起因して等速ジョイント１０、１１および
浴中カップリング１２、１３部で発生する角速度の脈動
は、トルクコンバータ１６、１７により吸収されて縁切
りされ、駆動モータ６、７とサポートロール１、２間で
角速度の脈動による振動を誘起することはなく、サポー
トロール１、２の振動によるめっき鋼帯表面へのチャタ
マークの発生が防止される。また、サポートロール１、
２が負荷変動した場合は、トルクコンバータ１６、１７
が被動軸トルクの変動に追従して自動的に被動軸回転速
度を変化させ、駆動モータ６、７の原動軸トルクに影響
があまり及ばないため、駆動モータ６、７の過回転が防
止され、サポートロール１、２の振動によるめっき鋼帯
表面へのチャタマークの発生が抑制される。

【００１６】実施例２実施例１に記載のこの発明装置を使用し、板厚０．８ｍ
ｍ、板幅１８００ｍｍ、の被めっき鋼帯を、コレクティ
ングロール押込み量２５ｍｍ、スタビライジングロール
オフセット量約３ｍｍ、ライン速度７５ｍ／ｍｉｎの条
件下において、溶融めっき浴中を通過せしめてめっき鋼
帯を製造した。そしてめっき鋼帯表面のチャタマークの
発生状況を調査したが、チャタマークの発生は皆無であ
った。

【００１７】

【発明の効果】以上述べたとおり、この発明装置によれ
ば、溶融めっき浴中ロールの振動発生原因を流体伝動装
置によって吸収切除することができ、めっき浴中ロール
の振動に起因するめっき鋼帯のチャタマークの発生が防
止ないしは大幅に軽減され、めっき鋼帯の表面品質を大
幅に向上せしめることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のめっき浴中ロールの振動抑制装置の
説明図である。

【図２】一般的な溶融めっきラインの説明図である。

【図３】一般的な溶融めっきラインのサポートロールの
駆動系の説明図である。

【図４】４ピン方式のクロスピンの説明図で、（ａ）図
は構造説明図、（ｂ）図はｙ軸方向より投影したＩ軸お
よびＪ軸の角度説明図である。

【図５】同じくＩ軸およびＪ軸の角度線図で、（ａ）図
はθ₁を変数にψ₁、ψ₂の角度線図、（ｂ）図はψ_i−θ
₁（ｉ＝１、２）の角度線図である。

【図６】（ａ）図は出力軸とクロスピンとの関係の角度
線図、（ｂ）図は角速度の脈動を示す角度線図である。

【図７】モータ側クロスピン、浴中十字クロスピンおよ
び駆動モータから浴中ロールへの伝達特性を示す線図で
ある。

【図８】流体伝動装置を用いた場合の駆動モータから浴
中ロールへの伝達特性を示す線図である。

【符号の説明】

１、２サポートロール３、２２めっき浴槽４、５、２７、２８駆動シャフト６、７、２９駆動モータ８、９、３０減速機１０、１１、３１等速ジョイント１２、１３浴中カップリング１４、１５ロール軸１６、１７トルクコンバータ２１被めっき鋼帯２３シンクロール２４コレクティングロール２５スタビライジングロール２６ワイピングノズル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】溶融めっきラインのめっき浴中ロールと
駆動モータの間に、流体伝動装置を設けたことを特徴と
するめっき浴中ロールの振動抑制装置。