ガスワイピングノズル及びガスワイピング装置
【課題】ガスワイピングノズルのスリット隙間ｇを液圧により調整する。
【解決手段】ガスワイピングノズル１００は、上ノズルリップ金物１０２と下ノズルリップ金物１０３とが接合されて構成されており、静圧チャンバ１０４内に供給されたワイピングガスが、スリット１０１を介して帯鋼に向けて噴射される。下ノズルリップ金物１０３には、鋼板の幅方向に沿い伸びる液圧孔１０５が穿設されている。液圧孔１０５の、下ノズルリップ金物１０３の厚さ方向の位置は中心からずれており、厚さＡが厚さＢよりも薄くなっている。液圧孔１０５に圧油を供給すると、液圧孔１０５の径が膨張し、Ａ，Ｂでの膨張差により下ノズルリップ金物１０３が弾性変形し、スリット１０１のスリット隙間ｇが大きくなる。
【解決手段】ガスワイピングノズル１００は、上ノズルリップ金物１０２と下ノズルリップ金物１０３とが接合されて構成されており、静圧チャンバ１０４内に供給されたワイピングガスが、スリット１０１を介して帯鋼に向けて噴射される。下ノズルリップ金物１０３には、鋼板の幅方向に沿い伸びる液圧孔１０５が穿設されている。液圧孔１０５の、下ノズルリップ金物１０３の厚さ方向の位置は中心からずれており、厚さＡが厚さＢよりも薄くなっている。液圧孔１０５に圧油を供給すると、液圧孔１０５の径が膨張し、Ａ，Ｂでの膨張差により下ノズルリップ金物１０３が弾性変形し、スリット１０１のスリット隙間ｇが大きくなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続溶融めっき設備のガスワイピングノズルに関し、液圧を利用して、ガスワイピングノズルのスリット隙間を任意に調整することができるように工夫した、ガスワイピングノズル及びガスワイピング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
亜鉛やアルミニウム等をはじめとする溶融金属のめっき方法は、古くから実用化されている。特に、これらの溶融金属でめっきした溶融金属めっき鋼板は、自動車用、家電用、建材用の防錆鋼板として、その需要が増加している。そして、自動車、家電、建材等の最終製品の品質向上に伴い、そのめっき付着量の均一化や表面欠陥の抑制等、更に高品質な製品が求められている。
【０００３】
現在、連続した帯鋼に対して溶融金属をめっきする方法としては、例えば、ガスワイピング法が一般的である。このガスワイピング法では、溶融金属のめっき浴中に連続的に浸漬させた帯鋼（帯板）をめっき浴から上方に引き上げて、この上昇過程の帯鋼に対して、ガスワイピングノズルからワイピングガスを吹き付けるようにしている。これにより、帯鋼の表面に余剰に付着した溶融金属が除去されて、帯鋼は所定のめっき付着量に調整される。
【０００４】
このようなガスワイピング法では、搬送される帯鋼の幅方向両側部、即ち、エッジ部よりも外側の空間においては、対向するガスワイピングノズルから噴射されるワイピングガス流同士が衝突することになる。これにより、その空間においてガス流の乱れが発生し、帯鋼のエッジ部付近におけるガス衝突圧が低下することに起因して、このエッジ部付近のめっき付着量が多くなるという、いわゆる、エッジオーバーコートと称せられる現象が発生する。つまり、エッジ部におけるガス衝突圧が中央部におけるガス衝突圧に比べて弱くなり、エッジ部のめっき付着量が中央部のめっき付着量よりも多くなってしまう。
【０００５】
そして、このようにエッジオーバーコートが生じた溶融金属めっき鋼板をコイル状に巻き取ると、エッジ部付近の巻取径が中央部の巻取径よりも大きくなり、コイルの巻取形状不良となる。また、これに伴って、その幅方向における巻取径の差と巻取張力との作用によって、エッジ部が塑性変形を受けることになる。
【０００６】
そこで、従来のガスワイピング法では、スリット隙間を、帯鋼の両エッジ部に位置する部分で広くしたワイピングノズル（スマイルピースノズルと称される）が用いられ、このスリット間隔を調整する手段が提案されている。
前記ワイピングノズルのスリット間隔により、中央部より両エッジ部でワイピングガスを多く噴出させ、帯鋼の両エッジ表面に付着した溶融金属を多く除去することができる。その効果によって、前記エッジオーバーコートを防止している。
【０００７】
例えば、特許文献１に示す技術では、ガスワイピングノズルのスリットの幅方向に沿う複数箇所に、電熱ヒータを備えたギャップ調整用のボルトを配置し、各電熱ヒータの加熱量を個別に調整することにより、各ボルトを個別に熱膨張させている。このように各ボルトの熱膨張を個別に調整することにより、下リップを弾性変形させて、スリット隙間をスマイルピースノズルのプロフィールに調整している。
【０００８】
また特許文献２に示す技術では、ガスワイピングノズルのスリットの幅方向に沿う複数箇所に、下リップを押すロッドを配置し、更に、電動機又はシリンダーのストロークにより楔を前後する調整機構を備え、楔を前後に調整することでノズルリップを弾性変形させて調整している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第３２０１２６０号
【特許文献２】特許第３７０２２１３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、電熱ヒータを備えたギャップ調整用のボルトを備えた従来技術では、電熱ヒータの温度でストロークを制御するため誤差が生じ易く正確な調整をすることが難しい。また、多くのヒータの温度を計測したり、ヒータの伸び量を計測したりする必要があるため、多数の計測センサが必要であると共に、制御が煩雑となる。
【００１１】
また、電動機又はシリンダーのストロークにより楔を前後する調整機構を備えた従来技術では、楔の滑り部の焼き付きの心配があると共に、機械的なバックラッシュが発生して正確な調整をすることが難しい。
【００１２】
本発明は、上記従来技術に鑑み、液圧を利用して、ガスワイピングノズルのスリット隙間を調整することができる、ガスワイピングノズル及びガスワイピング装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決する本発明のガスワイピングノズルの構成は、
溶融金属めっき浴から連続して引き上げられる帯板に対し、ワイピングガスを吹き付けることにより、前記帯板の表面に余剰に付着した溶融金属を除去して、所定のめっき付着量に制御するガスワイピングノズルにおいて、
前記ガスワイピングノズルは、上ノズルリップ金物と下ノズルリップ金物とが接合して形成されており、前記上ノズルリップ金物のうち前記帯板側に位置する先端部と、前記下ノズルリップ金物のうち前記帯板側に位置する先端部とが、スリット隙間を介して対向することにより前記ワイピングガスを吹き出すスリットが形成されており、
前記ガスワイピングノズルの上ノズルリップ金物と下ノズルリップ金物のうちの少なくとも一方のノズルリップ金物には、前記スリットの長手方向に沿い伸びる液圧孔が穿設されており、前記液圧孔に加圧流体を導くことにより、前記液圧孔が形成されたノズルリップ金物を弾性変形させて前記スリットのスリット隙間を調整することを特徴とする。
【００１４】
また本発明のガスワイピングノズルの構成は、
前記ノズルリップ金物の厚さ方向に関して、偏芯した位置に前記液圧孔を穿設することにより、液圧孔の上下で前記ノズルリップ金物の肉厚が異なっていることを特徴とする。
【００１５】
また本発明のガスワイピングノズルの構成は、
前記液圧孔を複数穿設したことを特徴とする。
【００１６】
また本発明のガスワイピング装置の構成は、
前記のガスワイピングノズルと、
前記液圧孔内に移動自在に配置された第１のピストン及び第２のピストンと、
第１のピストン及び第２のピストンを前記液圧孔内で移動させるピストン移動手段と、
前記液圧孔の一方の端面と前記第１のピストンとの間で形成される第１の液圧室と、前記液圧孔の他方の端面と前記第１のピストンとの間で形成される第２の液圧室とに、加圧した液体を供給する加圧液体供給手段と、
を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明では、ノズルリップ金物に液圧孔を穿設し、この液圧孔に供給する液圧を調整することにより、ノズルリップ金物を弾性変形させてスリット隙間を調整するため、機械的な摺動部が無くなり、スリット隙間のスムーズな調整ができる。また、液圧孔に供給する流体を循環させることでガスワイピングノズルの冷却も図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】ガスワイピングノズルを備えた溶融金属めっき装置を示す構成図。
【図２】本発明の実施例１に係るガスワイピングノズルを示す断面図。
【図３】本発明の実施例２に係るガスワイピングノズルを示す断面図。
【図４】本発明の実施例３に係るガスワイピングノズルを示す断面図。
【図５】本発明の実施例４に係るガスワイピングノズルを示す断面図。
【図６】本発明の実施例５に係るガスワイピング装置を、ガスワイピングノズルを側面側から見た断面状態で示す断面図。
【図７】本発明の実施例５に係るガスワイピング装置を、ガスワイピングノズルを図６のvii−vii断面状態で示す断面図。
【図８】ガスワイピングノズルの変形状態を、コンピュータシミュレーションによって解析した状態を示す解析図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について、実施例に基づき詳細に説明する。
【実施例１】
【００２０】
本発明の実施例１に係るガスワイピングノズル１００の詳細を説明するのに先立ち、このガスワイピングノズル１００を備えた溶融金属めっき装置１を、図１を参照して説明する。この溶融金属めっき装置１は、連続的に搬送される帯鋼（帯板）Ｓに対して、例えば、亜鉛やアルミニウム等の溶融金属をめっきするものである。
【００２１】
図１に示すように、溶融金属めっき装置１の下方には、高温に保持された溶融金属２が貯溜された浴槽（図示省略）が配置されている。溶融金属２が貯溜された浴槽内には、シンクロール３が回転自在に支持されている。溶融金属２内に浸漬された帯鋼Ｓは、シンクロール３に巻き掛けられることにより、その搬送方向がほぼ鉛直上方に方向転換される。これにより、溶融金属２の液面よりも上方に搬送される（引き上げられる）帯鋼Ｓの表面には、溶融金属２が付着する。
【００２２】
溶融金属２の液面上方には、帯鋼Ｓを間に挟んで、一対のガスワイピングノズル１００が配置されている。各ガスワイピングノズル１００の先端部（帯鋼Ｓ側の端部）には、帯鋼Ｓの幅方向に沿いスリット１０１が形成されている。
ガスワイピングノズル１００は、スリット１０１から帯鋼Ｓに対してワイピングガスを吹き付けることにより、帯鋼Ｓの表面に余剰に付着していた溶融金属を除去して、帯鋼Ｓに付着するめっき量を調整している。
【００２３】
ここで、実施例１に係るガスワイピングノズル１００の詳細構造を、断面図である図２を参照して説明する。
【００２４】
図２に示すように、ガスワイピングノズル１００は、上ノズルリップ金物１０２と下ノズルリップ金物１０３とが接合して形成されている。両ノズルリップ金物１０２，１０３は、弾性を有する金属系材料により形成されている。
【００２５】
このガスワイピングノズル１００の内部には、ワイピングガスを鋼帯幅方向に均等な圧力で供給するための静圧チャンバ１０４が形成されている。
つまり、静圧チャンバ１０４の周囲を、上ノズルリップ金物１０２と下ノズルリップ金物１０３とで囲いつつ、上ノズルリップ金物１０２と下ノズルリップ金物１０３とが接合されている。
静圧チャンバ１０４には、ガス供給管（図示省略）を介してワイピングガスが供給される。静圧チャンバ１０４内に供給されたワイピングガスは、この静圧チャンバ１０４に連通したスリット１０１を介して噴出され、帯鋼に吹き付けられる。
【００２６】
上ノズルリップ金物１０２の先端部（帯鋼側に位置する部分、図２では左側部分）と、下ノズルリップ金物１０３の先端部（帯鋼側に位置する部分、図２では左側部分）とは、隙間を介して対向しており、この隙間が、スリット１０１となっている。
このスリット１０１は、帯鋼の幅方向（図２では紙面に対して垂直方向）に沿い形成されている。
なお、スリット１０１において、帯鋼の搬送方向（図２では上下方向）に沿う長さを「スリット隙間ｇ」とする。
【００２７】
下ノズルリップ金物１０３には、帯鋼の幅方向（スリット１０１の長手方向）に沿って伸びる液圧孔１０５が穿設されている。この液圧孔１０５の両端（帯鋼の幅方向に沿う両端）は閉塞されており、この液圧孔１０５には、加圧した圧油が油供給管（図示省略）を介して供給されるようになっている。
【００２８】
液圧孔１０５の形成位置は、下ノズルリップ金物１０３の厚さ方向（鋼板の搬送方向に沿う方向、図２では上下方向）に関して、中央位置からずれている。
本例では、液圧孔１０５と静圧チャンバ１０４（下ノズルリップ金物１０３の上面）との間の肉厚をＡ、液圧孔１０５と外部空間（下ノズルリップ金物１０３の下面）との間の肉厚をＢとすると、Ａ＜Ｂとなるようにしている。
【００２９】
上記構成となっているガスワイピングノズル１００は、ノズル固定部１１０に固定されている。
【００３０】
このガスワイピングノズル１００の液圧孔１０５に、圧油を供給すると、液圧孔１０５はその径が増大する方向に膨張する。このとき、肉厚Ａが肉厚Ｂよりも薄くなっているため、肉厚Ａの部分の伸びが、肉圧Ｂの部分の伸びよりも大きくなり、下ノズルリップ金物１０３が弾性変形し、下ノズルリップ金物１０３の先端部は、上ノズルリップ金物１０２の先端部から離れる方向に移動する。
これにより、スリット隙間ｇが大きくなる。
【００３１】
一方、ガスワイピングノズル１００の液圧孔１０５に供給していた圧油の圧力を低減していくと、膨張していた液圧孔１０５はその径が減少する。したがって、下ノズルリップ金物１０３の弾性変形量が減少し、下ノズルリップ金物１０３の先端部は、上ノズルリップ金物１０２の先端部に近づく方向に移動する。
これにより、スリット隙間ｇを減少させ、最終的にはスリット隙間ｇを初期長に戻すことができる。
【００３２】
従って、液圧孔１０５に供給する圧油の圧力を調整することにより、スリット１０１のスリット隙間ｇを調整することができ、その結果、スリット１０１を介して帯鋼に吹き付けるワイピングガスの量を調整することができる。
【００３３】
なお上記の例では、肉厚Ａ＜肉圧Ｂとしていたが、肉厚Ａ＞肉厚Ｂとなるように、液圧孔１０５の形成位置を設定することもできる。
このように、肉厚Ａ＞肉厚Ｂとなるように液圧孔１０５の形成位置を設定した場合には、液圧孔１０５内に圧油を供給することにより、スリット隙間ｇが狭くなり、圧油の圧力を低下していくことにより、スリット隙間ｇが初期長に戻る。
【００３４】
なお、図２の例では、液圧孔１０５を下ノズル金物１０３に形成したが、液圧孔１０５を上ノズル金物１０２に形成するようにしてもよい。また、圧油の代わりに、加圧した他の流体を使用することもできる。
【実施例２】
【００３５】
本発明の実施例２に係るガスワイピングノズル１２０を、断面図である図３を基に説明する。なお、図２に示す実施例１と同一機能を果たす部分には、同一符号を付し重複する説明は省略する。
【００３６】
図３に示すようにこのガスワイピングノズル１２０の下ノズルリップ金物１０３には、帯鋼の幅方向に沿って伸びる液圧孔１２１が穿設されている。この液圧孔１２１の両端（帯鋼の幅方向に沿う両端）は閉塞されており、この液圧孔１２１には、加圧した圧油が油供給管（図示省略）を介して供給されるようになっている。
【００３７】
更に、下ノズルリップ金物１０３の静圧チャンバ１０４に臨む面（図３では上側の面）には、静圧チャンバ側に突出する突出部１２２が形成されている。この突出部１２２は、液圧孔１２１に対面した位置に形成されている。つまり、液圧孔１２１の形成位置から、下ノズルリップ金物１０３の厚さ方向（帯鋼の搬送方向）に沿い上側に移動した位置に、突出部１２２を形成している。
突出部１２２は、静圧チャンバ１０４内において、帯鋼の幅方向に沿って伸びており、その表面は円弧状になっている。
【００３８】
他の部分の構成は、図２に示す実施例１と同様である。
【００３９】
このガスワイピングノズル１２０の液圧孔１２１に、圧油を供給すると、液圧孔１２１はその径が増大する方向に膨張する。このとき、表面が湾曲している突出部１２２の部分は他の部分に比べて大きく膨張するため、下ノズルリップ金物１０３が弾性変形して、下ノズルリップ金物１０３の先端部は、上ノズルリップ金物１０２の先端部から離れる方向に移動する。
これにより、スリット隙間ｇが大きくなる。
【００４０】
一方、ガスワイピングノズル１２０の液圧孔１２１に供給していた圧油の圧力を低減していくと、膨張していた液圧孔１２１はその径が減少する。したがって、下ノズルリップ金物１０３の弾性変形量が減少し、下ノズルリップ金物１０３の先端部は、上ノズルリップ金物１０２の先端部に近づく方向に移動する。
これにより、スリット隙間ｇを減少させ、最終的にはスリット隙間ｇを初期長に戻すことができる。
【００４１】
従って、液圧孔１２１に供給する圧油の圧力を調整することにより、スリット１０１のスリット隙間ｇを調整することができ、その結果、スリット１０１を介して帯鋼に吹き付けるワイピングガスの量を調整することができる。
【００４２】
なお、図３の例では、液圧孔１２１及び突出部１２２を下ノズルリップ金物１０３に形成したが、液圧孔１２１及び突出部１２２を上ノズルリップ金物１０２に形成するようにしてもよい。また、圧油の代わりに、加圧した他の流体を使用することもできる。
【実施例３】
【００４３】
本発明の実施例３に係るガスワイピングノズル１３０を、断面図である図４を基に説明する。なお、図２に示す実施例１と同一機能を果たす部分には、同一符号を付し重複する説明は省略する。
【００４４】
図４に示すように、このガスワイピングノズル１３０の下ノズルリップ金物１０３には、帯鋼の幅方向に沿って伸びる２つの独立した液圧孔１３１，１３３が並んで形成されている。この例では、液圧孔１３１，１３３の並び方向は、下ノズルリップ金物１０３の厚み方向に直交する方向（図４では左右方向）である。
両液圧孔１３１、１３３の両端（帯鋼の幅方向に沿う両端）は閉塞されており、各液圧孔１３１，１３３には、加圧した圧油が油供給管（図示省略）を介して供給されるようになっている。
【００４５】
更に、下ノズルリップ金物１０３の静圧チャンバ１０４に臨む面（図４では上側の面）には、静圧チャンバ側に突出する突出部１３２，１３４が形成されている。突出部１３２は液圧孔１３１に対面した位置に形成され、突出部１３４は液圧孔１３３に対面した位置に形成されている。つまり、液圧孔１３１，１３３の形成位置から、下ノズルリップ金物１０３の厚さ方向（帯鋼の搬送方向）に沿い上側に移動した位置に、突出部１３２，１３４を形成している。
突出部１３２，１３４は、静圧チャンバ１０４内において、帯鋼の幅方向に沿って伸びており、その表面は円弧状になっている。
【００４６】
他の部分の構成は、図２に示す実施例１と同様である。
【００４７】
このガスワイピングノズル１３０の液圧孔１３１，１３３に、圧油を供給すると、液圧孔１３１，１３３はその径が増大する方向に膨張する。このとき、表面が湾曲している突出部１３２，１３４の部分は他の部分に比べて大きく膨張するため、下ノズルリップ金物１０３が弾性変形して、下ノズルリップ金物１０３の先端部は、上ノズルリップ金物１０２の先端部から離れる方向に移動する。
これにより、スリット隙間ｇが大きくなる。
【００４８】
一方、ガスワイピングノズル１３０の液圧孔１３１，１３３に供給していた圧油の圧力を低減していくと、膨張していた液圧孔１３１，１３３はその径が減少する。したがって、下ノズルリップ金物１０３の弾性変形量が減少し、下ノズルリップ金物１０３の先端部は、上ノズルリップ金物１０２の先端部に近づく方向に移動する。
これにより、スリット隙間ｇを減少させ、最終的にはスリット隙間ｇを初期長に戻すことができる。
【００４９】
従って、液圧孔１３１，１３３に供給する圧油の圧力を調整することにより、スリット１０１のスリット隙間ｇを調整することができ、その結果、スリット１０１を介して帯鋼に吹き付けるワイピングガスの量を調整することができる。
しかも、２つの液圧孔１３１，１３３及び２つの突出部１３２，１３４を備えたため、下ノズルリップ金物１０３の弾性変形量を大きくすることができ、この結果、スリット隙間ｇの調整幅が大きくなり、スリット１０１を介して帯鋼に吹き付けるワイピングガスの量の調整幅が大きくなる。
【００５０】
なお、図４の例では、液圧孔１３１，１３３及び突出部１３２，１３４を下ノズルリップ金物１０３に形成したが、液圧孔１３１，１３３及び突出部１３２，１３４を上ノズルリップ金物１０２に形成するようにしてもよい。また、圧油の代わりに、加圧した他の流体を使用することもできる。
更に液圧孔の数は２個に限らず、３個以上にしてもよい。
【実施例４】
【００５１】
本発明の実施例４に係るガスワイピングノズル１４０を、断面図である図５を基に説明する。なお、図２に示す実施例１と同一機能を果たす部分には、同一符号を付し重複する説明は省略する。
【００５２】
図５に示すように、このガスワイピングノズル１４０の下ノズルリップ金物１０３には、帯鋼の幅方向に沿って伸びる２つの独立した液圧孔１４１，１４３が並んで穿設されている。この例では、液圧孔１４１，１４３の並び方向は、下ノズルリップ金物１０３の厚さ方向に沿う方向（図４では上下方向）である。
両液圧孔１４１、１４３の両端（帯鋼の幅方向に沿う両端）は閉塞されており、各液圧孔１４１，１４３には、加圧した圧油が油供給管（図示省略）を介して独立して供給されるようになっている。
【００５３】
更に、下ノズルリップ金物１０３の静圧チャンバ１０４に臨む面（図５では上側の面）には、静圧チャンバ側に突出する突出部１４２が形成されている。突出部１４２は液圧孔１４１に対面した位置に形成されている。また下ノズルリップ金物１０３の外部空間に臨む面（図５では下側の面）には、外部空間側に突出する突出部１４４が形成されている。
つまり、液圧孔１４１の形成位置から、下ノズルリップ金物１０３の厚さ方向（帯鋼の搬送方向）に沿い上側に移動した位置に、突出部１４２を形成し、液圧孔１４３の形成位置から、下ノズルリップ金物１０３の厚さ方向（帯鋼の搬送方向）に沿い下側に移動した位置に、突出部１４４を形成している。
突出部１４２，１４４は、帯鋼の幅方向に沿って伸びており、その表面は円弧状になっている。
【００５４】
他の部分の構成は、図２に示す実施例１と同様である。
【００５５】
このガスワイピングノズル１４０の液圧孔１４１に、圧油を供給すると、液圧孔１４１はその径が増大する方向に膨張する。このとき、表面が湾曲している突出部１４２の部分は他の部分に比べて大きく膨張するため、下ノズル金物１０３が弾性変形して、下ノズル金物１０３の先端部は、上ノズルリップ金物１０２の先端部から離れる方向に移動する。
これにより、スリット隙間ｇが大きくなる。
【００５６】
一方、ガスワイピングノズル１４０の液圧孔１４３に、圧油を供給すると、液圧孔１４３はその径が増大する方向に膨張する。このとき、表面が湾曲している突出部１４４の部分は他の部分に比べて大きく膨張するため、下ノズルリップ金物１０３が弾性変形して、下ノズルリップ金物１０３の先端部は、上ノズルリップ金物１０２の先端部に近づく方向に移動する。
これにより、スリット隙間ｇが小さくなる。
【００５７】
従って、液圧孔１４１に圧油を供給することによりスリット隙間ｇを大きくすることができ、液圧孔１４３に圧油を供給することによりスリット隙間ｇを小さくすることができ、スリット隙間ｇを増加する方向にも減少する方向にも正確・迅速に調整することが可能となった。
【００５８】
なお、図５の例では、液圧孔１４１，１４３及び突出部１４２，１４４を下ノズルノズルリップ金物１０３に形成したが、液圧孔１４１，１４３及び突出部１４２，１４４を上ノズルリップ金物１０２に形成するようにしてもよい。また、圧油の代わりに、加圧した他の流体を使用することもできる。
【実施例５】
【００５９】
次に本発明の実施例５にかかるガスワイピング装置５００を、ガスワイピングノズルを側面側から見た断面図で示す図６と、ガスワイピングノズルを図６のvii−vii断面状態で示す図７を参照して説明する。
【００６０】
ガスワイピングノズル１００は、図２に示す実施例１のものと同様である。即ち図６に示すように、ガスワイピングノズル１００は、上ノズルリップ金物１０２と下ノズルリップ金物１０３とで構成されている。両ノズルリップ金物１０２，１０３は、弾性を有する金属系材料により形成されている。
【００６１】
このガスワイピングノズル１００の内部には、ワイピングガスを鋼帯幅方向に均等な圧力で供給するための静圧チャンバ１０４が形成されている。
つまり、静圧チャンバ１０４の周囲を、上ノズルリップ金物１０２と下ノズルリップ金物１０３とで囲いつつ、上ノズルリップ金物１０２と下ノズルリップ金物１０３とが接合されている。
静圧チャンバ１０４には、ガス供給管（図示省略）を介してワイピングガスが供給される。静圧チャンバ１０４内に供給されたワイピングガスは、この静圧チャンバ１０４に連通したスリット１０１を介して噴出され、帯鋼に吹き付けられる。
【００６２】
上ノズルリップ金物１０２の先端部（帯鋼側に位置する部分、図６では左側部分）と、下ノズルリップ金物１０３の先端部（帯鋼側に位置する部分、図６では左側部分）とは、隙間を介して対向しており、この隙間が、スリット１０１となっている。
このスリット１０１は、帯鋼の幅方向（図６では紙面に対して垂直方向）に沿い形成されている。
なお、スリット１０１において、帯鋼の搬送方向（図２では上下方向）に沿う長さを「スリット隙間ｇ」とする。
【００６３】
下ノズルリップ金物１０３には、帯鋼の幅方向に沿って伸びる液圧孔１０５が穿設されている。この液圧孔１０５の両端（帯鋼の幅方向に沿う両端）は閉塞されており、この液圧孔１０５には、加圧した圧油が油供給管（詳細は後述）を介して供給されるようになっている。
【００６４】
液圧孔１０５の形成位置は、下ノズルリップ金物１０３の厚さ方向（鋼板の搬送方向に沿う方向、図６では上下方向）に関して、中央位置からずれている。
本例では、液圧孔１０５と静圧チャンバ１０４（下ノズルリップ金物１０３の上面）との間の肉厚をＡ、液圧孔１０５と外部空間（下ノズルリップ金物１０３の下面）との間の肉厚をＢとすると、Ａ＜Ｂとなるようにしている。
【００６５】
図７に示すように、ガスワイピングノズル１００の液圧孔１０５内には、第１のピストン５０１と第２のピストン５０２が配置されている。両ピストン５０１，５０２は、液圧孔１０５内において移動自在に配置されている。
更に、液圧孔１０５内には、ねじ軸５０３が軸受５０４ａ，５０４ｂにより回転自在に配置されると共に、ねじ軸５０５が軸受５０６ａ，５０６ｂにより回転自在に配置されている。
第１のピストン５０１にはねじ軸５０３が螺合しており、ねじ軸５０３が回転すると、第１のピストン５０１が液圧孔１０５内で移動する。また、第２のピストン５０２にはねじ軸５０５が螺合しており、ねじ軸５０５が回転すると、第２のピストン５０２が液圧孔１０５内で移動する。
【００６６】
ねじ軸５０３には歯車５０７が取り付けられ、ねじ軸５０５には歯車５０８が取り付けられている。
【００６７】
ガスワイピングノズル１００には、図６に示すように、モータ５０９が配置されており、このモータ５０９により歯車５１０が回転駆動されるようになっている。この歯車５１０は、ねじ軸５０３，５０５に取り付けた歯車５０７，５０８に螺合している。
【００６８】
このため、モータ５０９により歯車５１０を正転回転させると、この回転が歯車５０７，５０８を介してねじ軸５０３，５０５に伝わり、ねじ軸５０３，５０５が正転回転して、ピストン５０１，５０２は相互に近接する方向に移動する。
逆に、モータ５０９により歯車５１０を逆転回転させると、この回転が歯車５０７，５０８を介してねじ軸５０３，５０５に伝わり、ねじ軸５０３，５０５が逆転回転して、ピストン５０１，５０２は相互に離反する方向に移動する。
【００６９】
液圧孔１０５の一方の端面と第１のピストン５０１との間には、第１の液圧室Ｒ１が形成され、液圧孔１０５の他方の端面と第２のピストン５０２との間には、第２の液圧室Ｒ２が形成され、第１のピストン５０１と第２のピストン５０２との間には第３の液圧室Ｒ３が形成される。
液圧室Ｒ１には油供給路５１１が連結しており、液圧室Ｒ２には油供給路５１２が連通している。
【００７０】
油槽５２０には油が貯溜されており、モータ５２１により駆動する油圧ポンプ５２２は、油槽５２０に貯溜した油を加圧して送出する。
油圧ポンプ５２２から送出された圧油は、液圧調整装置５２３，油供給管５２４，油供給路５１１を介して液圧室Ｒ１に供給されると共に、液圧調整装置５２５，油供給管５２６，油供給路５１２を介して液圧室Ｒ２に供給される。
【００７１】
液圧室Ｒ１に供給された圧油は、絞り弁５２７及び戻り管５２９を介して油槽５２０に排出されると共に、液圧室Ｒ２に供給された圧油は、絞り弁５２８及び戻り管５２９を介して油槽５２０排出される。
【００７２】
また液圧室Ｒ１に供給された圧油は、ピストン５０１と液圧孔１０５の内周面との間に隙間を介して液圧室Ｒ３側に少しずつ漏れ出ると共に、液圧室Ｒ２に供給された圧油は、ピストン５０２と液圧孔１０５の内周面との間に隙間を介して液圧室Ｒ３側に少しずつ漏れ出る。液圧室Ｒ３に漏れ出た油は、戻り管５２９を通って油槽５２０に戻る。
【００７３】
上記構成となっているガスワイピング装置５００では、圧油を液圧室Ｒ１，Ｒ２に供給すると、スリット１０１のうち、液圧室Ｒ１，Ｒ２が存在する部分において、下ノズルリップ金物１０３が変形して、スリット隙間ｇが大きくなる。つまり、スリット１０１の幅方向（帯鋼の幅方向）に関して、液圧室Ｒ１，Ｒ２が存在する両端部分において、スリット隙間ｇが大きくなり、この部分から吹き出されるワイピングガスの量が増加する。
【００７４】
このとき、液圧調整装置５２３，５２５により、液圧室Ｒ１，Ｒ２に供給する圧油の圧力を調整することにより、スリット隙間ｇの大きさを調整して、ワイピングガスの吹き出し量を調整することができる。
【００７５】
更に、モータ５０９を駆動してピストン５０１，５０２の配置位置を変更して、液圧室Ｒ１，Ｒ２の長さを変更することにより、スリット１０１の幅方向（帯鋼の幅方向）に関して、スリット隙間ｇを大きくする範囲を変更することができる。
【００７６】
このようにして、スリット１０１の幅方向（帯鋼の幅方向）に関して、スリット隙間 ｇを大きくする範囲を変更でき、しかも、スリット隙間ｇの大きさも調整することができるので、帯鋼の幅に合わせて最適な範囲に、最適量のワイピングガスを吹き付けることができる。
【００７７】
また液圧室Ｒ１，Ｒ２から油槽５２０に圧油が排出されるようにしているため、液圧室Ｒ１，Ｒ２には新たな圧油が順次供給される結果、ガスワイピングノズル１００を油冷却することができる。これにより、帯鋼や溶融金属からの輻射熱による熱変形を防止することができる。
【００７８】
なお、上記例では、ねじ軸５０３，５０５を同一の駆動機構（モータ５０９，歯車５１０）により駆動しているが、ねじ軸５０３とねじ軸５０５を独立した別の駆動機構により駆動するようにしてもよい。
このように独立してねじ軸５０３とねじ軸５０５を駆動するようにすれば、液圧室Ｒと液圧室Ｒ２の位置や幅を独立して制御することができ、
【００７９】
また、ガスワイピングノズル１００の代わりに、図３，図４，図５に示すガスワイピングノズル１２０，１３０，１４０を使用することもできる。
【００８０】
なお図８は、実施例２に係るガスワイピングノズル１２０の下ノズルリップ金物１０３の変形状態を、コンピュータシミュレーションによって解析した状態を示す解析図である。図８の（ａ）は全体図、図８の（ｂ）は先端部分を拡大した図である。
図８からも、下ノズルリップ金物１０３が変形することにより、スリット隙間ｇを可変にすることが可能であることが実証できた。
なお、この例では、下ノズルリップ金物１０３の変位量は、０．０１ｍｍ〜０．０５ｍｍ程度であった。
【符号の説明】
【００８１】
１ 溶融金属めっき装置
２ 溶融金属
３ シンクロール
１００，１２０，１３０，１４０ ガスワイピングノズル
１０１ スリット
１０２ 上ノズルリップ金物
１０３ 下ノズルリップ金物
１０４ 静圧チャンバ
１０５ 液圧孔
１１０ ノズル固定部
１２１ 液圧孔
１２２ 突出部
１３１，１３３ 液圧孔
１３２，１３４ 突出部
１４１，１４３ 液圧孔
１４２，１４４ 突出部
５００ ガスワイピング装置
５０１，５０２ ピストン
５０３，５０５ ねじ軸
５０７，５０８，５１０ 歯車
５０９ モータ
５２０ 油槽
５２１ モータ
５２２ 油圧ポンプ
５２３，５２５ 液圧調整装置
５２４，５２６ 油供給管
Ｓ 鋼板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続溶融めっき設備のガスワイピングノズルに関し、液圧を利用して、ガスワイピングノズルのスリット隙間を任意に調整することができるように工夫した、ガスワイピングノズル及びガスワイピング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
亜鉛やアルミニウム等をはじめとする溶融金属のめっき方法は、古くから実用化されている。特に、これらの溶融金属でめっきした溶融金属めっき鋼板は、自動車用、家電用、建材用の防錆鋼板として、その需要が増加している。そして、自動車、家電、建材等の最終製品の品質向上に伴い、そのめっき付着量の均一化や表面欠陥の抑制等、更に高品質な製品が求められている。
【０００３】
現在、連続した帯鋼に対して溶融金属をめっきする方法としては、例えば、ガスワイピング法が一般的である。このガスワイピング法では、溶融金属のめっき浴中に連続的に浸漬させた帯鋼（帯板）をめっき浴から上方に引き上げて、この上昇過程の帯鋼に対して、ガスワイピングノズルからワイピングガスを吹き付けるようにしている。これにより、帯鋼の表面に余剰に付着した溶融金属が除去されて、帯鋼は所定のめっき付着量に調整される。
【０００４】
このようなガスワイピング法では、搬送される帯鋼の幅方向両側部、即ち、エッジ部よりも外側の空間においては、対向するガスワイピングノズルから噴射されるワイピングガス流同士が衝突することになる。これにより、その空間においてガス流の乱れが発生し、帯鋼のエッジ部付近におけるガス衝突圧が低下することに起因して、このエッジ部付近のめっき付着量が多くなるという、いわゆる、エッジオーバーコートと称せられる現象が発生する。つまり、エッジ部におけるガス衝突圧が中央部におけるガス衝突圧に比べて弱くなり、エッジ部のめっき付着量が中央部のめっき付着量よりも多くなってしまう。
【０００５】
そして、このようにエッジオーバーコートが生じた溶融金属めっき鋼板をコイル状に巻き取ると、エッジ部付近の巻取径が中央部の巻取径よりも大きくなり、コイルの巻取形状不良となる。また、これに伴って、その幅方向における巻取径の差と巻取張力との作用によって、エッジ部が塑性変形を受けることになる。
【０００６】
そこで、従来のガスワイピング法では、スリット隙間を、帯鋼の両エッジ部に位置する部分で広くしたワイピングノズル（スマイルピースノズルと称される）が用いられ、このスリット間隔を調整する手段が提案されている。
前記ワイピングノズルのスリット間隔により、中央部より両エッジ部でワイピングガスを多く噴出させ、帯鋼の両エッジ表面に付着した溶融金属を多く除去することができる。その効果によって、前記エッジオーバーコートを防止している。
【０００７】
例えば、特許文献１に示す技術では、ガスワイピングノズルのスリットの幅方向に沿う複数箇所に、電熱ヒータを備えたギャップ調整用のボルトを配置し、各電熱ヒータの加熱量を個別に調整することにより、各ボルトを個別に熱膨張させている。このように各ボルトの熱膨張を個別に調整することにより、下リップを弾性変形させて、スリット隙間をスマイルピースノズルのプロフィールに調整している。
【０００８】
また特許文献２に示す技術では、ガスワイピングノズルのスリットの幅方向に沿う複数箇所に、下リップを押すロッドを配置し、更に、電動機又はシリンダーのストロークにより楔を前後する調整機構を備え、楔を前後に調整することでノズルリップを弾性変形させて調整している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第３２０１２６０号
【特許文献２】特許第３７０２２１３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、電熱ヒータを備えたギャップ調整用のボルトを備えた従来技術では、電熱ヒータの温度でストロークを制御するため誤差が生じ易く正確な調整をすることが難しい。また、多くのヒータの温度を計測したり、ヒータの伸び量を計測したりする必要があるため、多数の計測センサが必要であると共に、制御が煩雑となる。
【００１１】
また、電動機又はシリンダーのストロークにより楔を前後する調整機構を備えた従来技術では、楔の滑り部の焼き付きの心配があると共に、機械的なバックラッシュが発生して正確な調整をすることが難しい。
【００１２】
本発明は、上記従来技術に鑑み、液圧を利用して、ガスワイピングノズルのスリット隙間を調整することができる、ガスワイピングノズル及びガスワイピング装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決する本発明のガスワイピングノズルの構成は、
溶融金属めっき浴から連続して引き上げられる帯板に対し、ワイピングガスを吹き付けることにより、前記帯板の表面に余剰に付着した溶融金属を除去して、所定のめっき付着量に制御するガスワイピングノズルにおいて、
前記ガスワイピングノズルは、上ノズルリップ金物と下ノズルリップ金物とが接合して形成されており、前記上ノズルリップ金物のうち前記帯板側に位置する先端部と、前記下ノズルリップ金物のうち前記帯板側に位置する先端部とが、スリット隙間を介して対向することにより前記ワイピングガスを吹き出すスリットが形成されており、
前記ガスワイピングノズルの上ノズルリップ金物と下ノズルリップ金物のうちの少なくとも一方のノズルリップ金物には、前記スリットの長手方向に沿い伸びる液圧孔が穿設されており、前記液圧孔に加圧流体を導くことにより、前記液圧孔が形成されたノズルリップ金物を弾性変形させて前記スリットのスリット隙間を調整することを特徴とする。
【００１４】
また本発明のガスワイピングノズルの構成は、
前記ノズルリップ金物の厚さ方向に関して、偏芯した位置に前記液圧孔を穿設することにより、液圧孔の上下で前記ノズルリップ金物の肉厚が異なっていることを特徴とする。
【００１５】
また本発明のガスワイピングノズルの構成は、
前記液圧孔を複数穿設したことを特徴とする。
【００１６】
また本発明のガスワイピング装置の構成は、
前記のガスワイピングノズルと、
前記液圧孔内に移動自在に配置された第１のピストン及び第２のピストンと、
第１のピストン及び第２のピストンを前記液圧孔内で移動させるピストン移動手段と、
前記液圧孔の一方の端面と前記第１のピストンとの間で形成される第１の液圧室と、前記液圧孔の他方の端面と前記第１のピストンとの間で形成される第２の液圧室とに、加圧した液体を供給する加圧液体供給手段と、
を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明では、ノズルリップ金物に液圧孔を穿設し、この液圧孔に供給する液圧を調整することにより、ノズルリップ金物を弾性変形させてスリット隙間を調整するため、機械的な摺動部が無くなり、スリット隙間のスムーズな調整ができる。また、液圧孔に供給する流体を循環させることでガスワイピングノズルの冷却も図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】ガスワイピングノズルを備えた溶融金属めっき装置を示す構成図。
【図２】本発明の実施例１に係るガスワイピングノズルを示す断面図。
【図３】本発明の実施例２に係るガスワイピングノズルを示す断面図。
【図４】本発明の実施例３に係るガスワイピングノズルを示す断面図。
【図５】本発明の実施例４に係るガスワイピングノズルを示す断面図。
【図６】本発明の実施例５に係るガスワイピング装置を、ガスワイピングノズルを側面側から見た断面状態で示す断面図。
【図７】本発明の実施例５に係るガスワイピング装置を、ガスワイピングノズルを図６のvii−vii断面状態で示す断面図。
【図８】ガスワイピングノズルの変形状態を、コンピュータシミュレーションによって解析した状態を示す解析図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について、実施例に基づき詳細に説明する。
【実施例１】
【００２０】
本発明の実施例１に係るガスワイピングノズル１００の詳細を説明するのに先立ち、このガスワイピングノズル１００を備えた溶融金属めっき装置１を、図１を参照して説明する。この溶融金属めっき装置１は、連続的に搬送される帯鋼（帯板）Ｓに対して、例えば、亜鉛やアルミニウム等の溶融金属をめっきするものである。
【００２１】
図１に示すように、溶融金属めっき装置１の下方には、高温に保持された溶融金属２が貯溜された浴槽（図示省略）が配置されている。溶融金属２が貯溜された浴槽内には、シンクロール３が回転自在に支持されている。溶融金属２内に浸漬された帯鋼Ｓは、シンクロール３に巻き掛けられることにより、その搬送方向がほぼ鉛直上方に方向転換される。これにより、溶融金属２の液面よりも上方に搬送される（引き上げられる）帯鋼Ｓの表面には、溶融金属２が付着する。
【００２２】
溶融金属２の液面上方には、帯鋼Ｓを間に挟んで、一対のガスワイピングノズル１００が配置されている。各ガスワイピングノズル１００の先端部（帯鋼Ｓ側の端部）には、帯鋼Ｓの幅方向に沿いスリット１０１が形成されている。
ガスワイピングノズル１００は、スリット１０１から帯鋼Ｓに対してワイピングガスを吹き付けることにより、帯鋼Ｓの表面に余剰に付着していた溶融金属を除去して、帯鋼Ｓに付着するめっき量を調整している。
【００２３】
ここで、実施例１に係るガスワイピングノズル１００の詳細構造を、断面図である図２を参照して説明する。
【００２４】
図２に示すように、ガスワイピングノズル１００は、上ノズルリップ金物１０２と下ノズルリップ金物１０３とが接合して形成されている。両ノズルリップ金物１０２，１０３は、弾性を有する金属系材料により形成されている。
【００２５】
このガスワイピングノズル１００の内部には、ワイピングガスを鋼帯幅方向に均等な圧力で供給するための静圧チャンバ１０４が形成されている。
つまり、静圧チャンバ１０４の周囲を、上ノズルリップ金物１０２と下ノズルリップ金物１０３とで囲いつつ、上ノズルリップ金物１０２と下ノズルリップ金物１０３とが接合されている。
静圧チャンバ１０４には、ガス供給管（図示省略）を介してワイピングガスが供給される。静圧チャンバ１０４内に供給されたワイピングガスは、この静圧チャンバ１０４に連通したスリット１０１を介して噴出され、帯鋼に吹き付けられる。
【００２６】
上ノズルリップ金物１０２の先端部（帯鋼側に位置する部分、図２では左側部分）と、下ノズルリップ金物１０３の先端部（帯鋼側に位置する部分、図２では左側部分）とは、隙間を介して対向しており、この隙間が、スリット１０１となっている。
このスリット１０１は、帯鋼の幅方向（図２では紙面に対して垂直方向）に沿い形成されている。
なお、スリット１０１において、帯鋼の搬送方向（図２では上下方向）に沿う長さを「スリット隙間ｇ」とする。
【００２７】
下ノズルリップ金物１０３には、帯鋼の幅方向（スリット１０１の長手方向）に沿って伸びる液圧孔１０５が穿設されている。この液圧孔１０５の両端（帯鋼の幅方向に沿う両端）は閉塞されており、この液圧孔１０５には、加圧した圧油が油供給管（図示省略）を介して供給されるようになっている。
【００２８】
液圧孔１０５の形成位置は、下ノズルリップ金物１０３の厚さ方向（鋼板の搬送方向に沿う方向、図２では上下方向）に関して、中央位置からずれている。
本例では、液圧孔１０５と静圧チャンバ１０４（下ノズルリップ金物１０３の上面）との間の肉厚をＡ、液圧孔１０５と外部空間（下ノズルリップ金物１０３の下面）との間の肉厚をＢとすると、Ａ＜Ｂとなるようにしている。
【００２９】
上記構成となっているガスワイピングノズル１００は、ノズル固定部１１０に固定されている。
【００３０】
このガスワイピングノズル１００の液圧孔１０５に、圧油を供給すると、液圧孔１０５はその径が増大する方向に膨張する。このとき、肉厚Ａが肉厚Ｂよりも薄くなっているため、肉厚Ａの部分の伸びが、肉圧Ｂの部分の伸びよりも大きくなり、下ノズルリップ金物１０３が弾性変形し、下ノズルリップ金物１０３の先端部は、上ノズルリップ金物１０２の先端部から離れる方向に移動する。
これにより、スリット隙間ｇが大きくなる。
【００３１】
一方、ガスワイピングノズル１００の液圧孔１０５に供給していた圧油の圧力を低減していくと、膨張していた液圧孔１０５はその径が減少する。したがって、下ノズルリップ金物１０３の弾性変形量が減少し、下ノズルリップ金物１０３の先端部は、上ノズルリップ金物１０２の先端部に近づく方向に移動する。
これにより、スリット隙間ｇを減少させ、最終的にはスリット隙間ｇを初期長に戻すことができる。
【００３２】
従って、液圧孔１０５に供給する圧油の圧力を調整することにより、スリット１０１のスリット隙間ｇを調整することができ、その結果、スリット１０１を介して帯鋼に吹き付けるワイピングガスの量を調整することができる。
【００３３】
なお上記の例では、肉厚Ａ＜肉圧Ｂとしていたが、肉厚Ａ＞肉厚Ｂとなるように、液圧孔１０５の形成位置を設定することもできる。
このように、肉厚Ａ＞肉厚Ｂとなるように液圧孔１０５の形成位置を設定した場合には、液圧孔１０５内に圧油を供給することにより、スリット隙間ｇが狭くなり、圧油の圧力を低下していくことにより、スリット隙間ｇが初期長に戻る。
【００３４】
なお、図２の例では、液圧孔１０５を下ノズル金物１０３に形成したが、液圧孔１０５を上ノズル金物１０２に形成するようにしてもよい。また、圧油の代わりに、加圧した他の流体を使用することもできる。
【実施例２】
【００３５】
本発明の実施例２に係るガスワイピングノズル１２０を、断面図である図３を基に説明する。なお、図２に示す実施例１と同一機能を果たす部分には、同一符号を付し重複する説明は省略する。
【００３６】
図３に示すようにこのガスワイピングノズル１２０の下ノズルリップ金物１０３には、帯鋼の幅方向に沿って伸びる液圧孔１２１が穿設されている。この液圧孔１２１の両端（帯鋼の幅方向に沿う両端）は閉塞されており、この液圧孔１２１には、加圧した圧油が油供給管（図示省略）を介して供給されるようになっている。
【００３７】
更に、下ノズルリップ金物１０３の静圧チャンバ１０４に臨む面（図３では上側の面）には、静圧チャンバ側に突出する突出部１２２が形成されている。この突出部１２２は、液圧孔１２１に対面した位置に形成されている。つまり、液圧孔１２１の形成位置から、下ノズルリップ金物１０３の厚さ方向（帯鋼の搬送方向）に沿い上側に移動した位置に、突出部１２２を形成している。
突出部１２２は、静圧チャンバ１０４内において、帯鋼の幅方向に沿って伸びており、その表面は円弧状になっている。
【００３８】
他の部分の構成は、図２に示す実施例１と同様である。
【００３９】
このガスワイピングノズル１２０の液圧孔１２１に、圧油を供給すると、液圧孔１２１はその径が増大する方向に膨張する。このとき、表面が湾曲している突出部１２２の部分は他の部分に比べて大きく膨張するため、下ノズルリップ金物１０３が弾性変形して、下ノズルリップ金物１０３の先端部は、上ノズルリップ金物１０２の先端部から離れる方向に移動する。
これにより、スリット隙間ｇが大きくなる。
【００４０】
一方、ガスワイピングノズル１２０の液圧孔１２１に供給していた圧油の圧力を低減していくと、膨張していた液圧孔１２１はその径が減少する。したがって、下ノズルリップ金物１０３の弾性変形量が減少し、下ノズルリップ金物１０３の先端部は、上ノズルリップ金物１０２の先端部に近づく方向に移動する。
これにより、スリット隙間ｇを減少させ、最終的にはスリット隙間ｇを初期長に戻すことができる。
【００４１】
従って、液圧孔１２１に供給する圧油の圧力を調整することにより、スリット１０１のスリット隙間ｇを調整することができ、その結果、スリット１０１を介して帯鋼に吹き付けるワイピングガスの量を調整することができる。
【００４２】
なお、図３の例では、液圧孔１２１及び突出部１２２を下ノズルリップ金物１０３に形成したが、液圧孔１２１及び突出部１２２を上ノズルリップ金物１０２に形成するようにしてもよい。また、圧油の代わりに、加圧した他の流体を使用することもできる。
【実施例３】
【００４３】
本発明の実施例３に係るガスワイピングノズル１３０を、断面図である図４を基に説明する。なお、図２に示す実施例１と同一機能を果たす部分には、同一符号を付し重複する説明は省略する。
【００４４】
図４に示すように、このガスワイピングノズル１３０の下ノズルリップ金物１０３には、帯鋼の幅方向に沿って伸びる２つの独立した液圧孔１３１，１３３が並んで形成されている。この例では、液圧孔１３１，１３３の並び方向は、下ノズルリップ金物１０３の厚み方向に直交する方向（図４では左右方向）である。
両液圧孔１３１、１３３の両端（帯鋼の幅方向に沿う両端）は閉塞されており、各液圧孔１３１，１３３には、加圧した圧油が油供給管（図示省略）を介して供給されるようになっている。
【００４５】
更に、下ノズルリップ金物１０３の静圧チャンバ１０４に臨む面（図４では上側の面）には、静圧チャンバ側に突出する突出部１３２，１３４が形成されている。突出部１３２は液圧孔１３１に対面した位置に形成され、突出部１３４は液圧孔１３３に対面した位置に形成されている。つまり、液圧孔１３１，１３３の形成位置から、下ノズルリップ金物１０３の厚さ方向（帯鋼の搬送方向）に沿い上側に移動した位置に、突出部１３２，１３４を形成している。
突出部１３２，１３４は、静圧チャンバ１０４内において、帯鋼の幅方向に沿って伸びており、その表面は円弧状になっている。
【００４６】
他の部分の構成は、図２に示す実施例１と同様である。
【００４７】
このガスワイピングノズル１３０の液圧孔１３１，１３３に、圧油を供給すると、液圧孔１３１，１３３はその径が増大する方向に膨張する。このとき、表面が湾曲している突出部１３２，１３４の部分は他の部分に比べて大きく膨張するため、下ノズルリップ金物１０３が弾性変形して、下ノズルリップ金物１０３の先端部は、上ノズルリップ金物１０２の先端部から離れる方向に移動する。
これにより、スリット隙間ｇが大きくなる。
【００４８】
一方、ガスワイピングノズル１３０の液圧孔１３１，１３３に供給していた圧油の圧力を低減していくと、膨張していた液圧孔１３１，１３３はその径が減少する。したがって、下ノズルリップ金物１０３の弾性変形量が減少し、下ノズルリップ金物１０３の先端部は、上ノズルリップ金物１０２の先端部に近づく方向に移動する。
これにより、スリット隙間ｇを減少させ、最終的にはスリット隙間ｇを初期長に戻すことができる。
【００４９】
従って、液圧孔１３１，１３３に供給する圧油の圧力を調整することにより、スリット１０１のスリット隙間ｇを調整することができ、その結果、スリット１０１を介して帯鋼に吹き付けるワイピングガスの量を調整することができる。
しかも、２つの液圧孔１３１，１３３及び２つの突出部１３２，１３４を備えたため、下ノズルリップ金物１０３の弾性変形量を大きくすることができ、この結果、スリット隙間ｇの調整幅が大きくなり、スリット１０１を介して帯鋼に吹き付けるワイピングガスの量の調整幅が大きくなる。
【００５０】
なお、図４の例では、液圧孔１３１，１３３及び突出部１３２，１３４を下ノズルリップ金物１０３に形成したが、液圧孔１３１，１３３及び突出部１３２，１３４を上ノズルリップ金物１０２に形成するようにしてもよい。また、圧油の代わりに、加圧した他の流体を使用することもできる。
更に液圧孔の数は２個に限らず、３個以上にしてもよい。
【実施例４】
【００５１】
本発明の実施例４に係るガスワイピングノズル１４０を、断面図である図５を基に説明する。なお、図２に示す実施例１と同一機能を果たす部分には、同一符号を付し重複する説明は省略する。
【００５２】
図５に示すように、このガスワイピングノズル１４０の下ノズルリップ金物１０３には、帯鋼の幅方向に沿って伸びる２つの独立した液圧孔１４１，１４３が並んで穿設されている。この例では、液圧孔１４１，１４３の並び方向は、下ノズルリップ金物１０３の厚さ方向に沿う方向（図４では上下方向）である。
両液圧孔１４１、１４３の両端（帯鋼の幅方向に沿う両端）は閉塞されており、各液圧孔１４１，１４３には、加圧した圧油が油供給管（図示省略）を介して独立して供給されるようになっている。
【００５３】
更に、下ノズルリップ金物１０３の静圧チャンバ１０４に臨む面（図５では上側の面）には、静圧チャンバ側に突出する突出部１４２が形成されている。突出部１４２は液圧孔１４１に対面した位置に形成されている。また下ノズルリップ金物１０３の外部空間に臨む面（図５では下側の面）には、外部空間側に突出する突出部１４４が形成されている。
つまり、液圧孔１４１の形成位置から、下ノズルリップ金物１０３の厚さ方向（帯鋼の搬送方向）に沿い上側に移動した位置に、突出部１４２を形成し、液圧孔１４３の形成位置から、下ノズルリップ金物１０３の厚さ方向（帯鋼の搬送方向）に沿い下側に移動した位置に、突出部１４４を形成している。
突出部１４２，１４４は、帯鋼の幅方向に沿って伸びており、その表面は円弧状になっている。
【００５４】
他の部分の構成は、図２に示す実施例１と同様である。
【００５５】
このガスワイピングノズル１４０の液圧孔１４１に、圧油を供給すると、液圧孔１４１はその径が増大する方向に膨張する。このとき、表面が湾曲している突出部１４２の部分は他の部分に比べて大きく膨張するため、下ノズル金物１０３が弾性変形して、下ノズル金物１０３の先端部は、上ノズルリップ金物１０２の先端部から離れる方向に移動する。
これにより、スリット隙間ｇが大きくなる。
【００５６】
一方、ガスワイピングノズル１４０の液圧孔１４３に、圧油を供給すると、液圧孔１４３はその径が増大する方向に膨張する。このとき、表面が湾曲している突出部１４４の部分は他の部分に比べて大きく膨張するため、下ノズルリップ金物１０３が弾性変形して、下ノズルリップ金物１０３の先端部は、上ノズルリップ金物１０２の先端部に近づく方向に移動する。
これにより、スリット隙間ｇが小さくなる。
【００５７】
従って、液圧孔１４１に圧油を供給することによりスリット隙間ｇを大きくすることができ、液圧孔１４３に圧油を供給することによりスリット隙間ｇを小さくすることができ、スリット隙間ｇを増加する方向にも減少する方向にも正確・迅速に調整することが可能となった。
【００５８】
なお、図５の例では、液圧孔１４１，１４３及び突出部１４２，１４４を下ノズルノズルリップ金物１０３に形成したが、液圧孔１４１，１４３及び突出部１４２，１４４を上ノズルリップ金物１０２に形成するようにしてもよい。また、圧油の代わりに、加圧した他の流体を使用することもできる。
【実施例５】
【００５９】
次に本発明の実施例５にかかるガスワイピング装置５００を、ガスワイピングノズルを側面側から見た断面図で示す図６と、ガスワイピングノズルを図６のvii−vii断面状態で示す図７を参照して説明する。
【００６０】
ガスワイピングノズル１００は、図２に示す実施例１のものと同様である。即ち図６に示すように、ガスワイピングノズル１００は、上ノズルリップ金物１０２と下ノズルリップ金物１０３とで構成されている。両ノズルリップ金物１０２，１０３は、弾性を有する金属系材料により形成されている。
【００６１】
このガスワイピングノズル１００の内部には、ワイピングガスを鋼帯幅方向に均等な圧力で供給するための静圧チャンバ１０４が形成されている。
つまり、静圧チャンバ１０４の周囲を、上ノズルリップ金物１０２と下ノズルリップ金物１０３とで囲いつつ、上ノズルリップ金物１０２と下ノズルリップ金物１０３とが接合されている。
静圧チャンバ１０４には、ガス供給管（図示省略）を介してワイピングガスが供給される。静圧チャンバ１０４内に供給されたワイピングガスは、この静圧チャンバ１０４に連通したスリット１０１を介して噴出され、帯鋼に吹き付けられる。
【００６２】
上ノズルリップ金物１０２の先端部（帯鋼側に位置する部分、図６では左側部分）と、下ノズルリップ金物１０３の先端部（帯鋼側に位置する部分、図６では左側部分）とは、隙間を介して対向しており、この隙間が、スリット１０１となっている。
このスリット１０１は、帯鋼の幅方向（図６では紙面に対して垂直方向）に沿い形成されている。
なお、スリット１０１において、帯鋼の搬送方向（図２では上下方向）に沿う長さを「スリット隙間ｇ」とする。
【００６３】
下ノズルリップ金物１０３には、帯鋼の幅方向に沿って伸びる液圧孔１０５が穿設されている。この液圧孔１０５の両端（帯鋼の幅方向に沿う両端）は閉塞されており、この液圧孔１０５には、加圧した圧油が油供給管（詳細は後述）を介して供給されるようになっている。
【００６４】
液圧孔１０５の形成位置は、下ノズルリップ金物１０３の厚さ方向（鋼板の搬送方向に沿う方向、図６では上下方向）に関して、中央位置からずれている。
本例では、液圧孔１０５と静圧チャンバ１０４（下ノズルリップ金物１０３の上面）との間の肉厚をＡ、液圧孔１０５と外部空間（下ノズルリップ金物１０３の下面）との間の肉厚をＢとすると、Ａ＜Ｂとなるようにしている。
【００６５】
図７に示すように、ガスワイピングノズル１００の液圧孔１０５内には、第１のピストン５０１と第２のピストン５０２が配置されている。両ピストン５０１，５０２は、液圧孔１０５内において移動自在に配置されている。
更に、液圧孔１０５内には、ねじ軸５０３が軸受５０４ａ，５０４ｂにより回転自在に配置されると共に、ねじ軸５０５が軸受５０６ａ，５０６ｂにより回転自在に配置されている。
第１のピストン５０１にはねじ軸５０３が螺合しており、ねじ軸５０３が回転すると、第１のピストン５０１が液圧孔１０５内で移動する。また、第２のピストン５０２にはねじ軸５０５が螺合しており、ねじ軸５０５が回転すると、第２のピストン５０２が液圧孔１０５内で移動する。
【００６６】
ねじ軸５０３には歯車５０７が取り付けられ、ねじ軸５０５には歯車５０８が取り付けられている。
【００６７】
ガスワイピングノズル１００には、図６に示すように、モータ５０９が配置されており、このモータ５０９により歯車５１０が回転駆動されるようになっている。この歯車５１０は、ねじ軸５０３，５０５に取り付けた歯車５０７，５０８に螺合している。
【００６８】
このため、モータ５０９により歯車５１０を正転回転させると、この回転が歯車５０７，５０８を介してねじ軸５０３，５０５に伝わり、ねじ軸５０３，５０５が正転回転して、ピストン５０１，５０２は相互に近接する方向に移動する。
逆に、モータ５０９により歯車５１０を逆転回転させると、この回転が歯車５０７，５０８を介してねじ軸５０３，５０５に伝わり、ねじ軸５０３，５０５が逆転回転して、ピストン５０１，５０２は相互に離反する方向に移動する。
【００６９】
液圧孔１０５の一方の端面と第１のピストン５０１との間には、第１の液圧室Ｒ１が形成され、液圧孔１０５の他方の端面と第２のピストン５０２との間には、第２の液圧室Ｒ２が形成され、第１のピストン５０１と第２のピストン５０２との間には第３の液圧室Ｒ３が形成される。
液圧室Ｒ１には油供給路５１１が連結しており、液圧室Ｒ２には油供給路５１２が連通している。
【００７０】
油槽５２０には油が貯溜されており、モータ５２１により駆動する油圧ポンプ５２２は、油槽５２０に貯溜した油を加圧して送出する。
油圧ポンプ５２２から送出された圧油は、液圧調整装置５２３，油供給管５２４，油供給路５１１を介して液圧室Ｒ１に供給されると共に、液圧調整装置５２５，油供給管５２６，油供給路５１２を介して液圧室Ｒ２に供給される。
【００７１】
液圧室Ｒ１に供給された圧油は、絞り弁５２７及び戻り管５２９を介して油槽５２０に排出されると共に、液圧室Ｒ２に供給された圧油は、絞り弁５２８及び戻り管５２９を介して油槽５２０排出される。
【００７２】
また液圧室Ｒ１に供給された圧油は、ピストン５０１と液圧孔１０５の内周面との間に隙間を介して液圧室Ｒ３側に少しずつ漏れ出ると共に、液圧室Ｒ２に供給された圧油は、ピストン５０２と液圧孔１０５の内周面との間に隙間を介して液圧室Ｒ３側に少しずつ漏れ出る。液圧室Ｒ３に漏れ出た油は、戻り管５２９を通って油槽５２０に戻る。
【００７３】
上記構成となっているガスワイピング装置５００では、圧油を液圧室Ｒ１，Ｒ２に供給すると、スリット１０１のうち、液圧室Ｒ１，Ｒ２が存在する部分において、下ノズルリップ金物１０３が変形して、スリット隙間ｇが大きくなる。つまり、スリット１０１の幅方向（帯鋼の幅方向）に関して、液圧室Ｒ１，Ｒ２が存在する両端部分において、スリット隙間ｇが大きくなり、この部分から吹き出されるワイピングガスの量が増加する。
【００７４】
このとき、液圧調整装置５２３，５２５により、液圧室Ｒ１，Ｒ２に供給する圧油の圧力を調整することにより、スリット隙間ｇの大きさを調整して、ワイピングガスの吹き出し量を調整することができる。
【００７５】
更に、モータ５０９を駆動してピストン５０１，５０２の配置位置を変更して、液圧室Ｒ１，Ｒ２の長さを変更することにより、スリット１０１の幅方向（帯鋼の幅方向）に関して、スリット隙間ｇを大きくする範囲を変更することができる。
【００７６】
このようにして、スリット１０１の幅方向（帯鋼の幅方向）に関して、スリット隙間 ｇを大きくする範囲を変更でき、しかも、スリット隙間ｇの大きさも調整することができるので、帯鋼の幅に合わせて最適な範囲に、最適量のワイピングガスを吹き付けることができる。
【００７７】
また液圧室Ｒ１，Ｒ２から油槽５２０に圧油が排出されるようにしているため、液圧室Ｒ１，Ｒ２には新たな圧油が順次供給される結果、ガスワイピングノズル１００を油冷却することができる。これにより、帯鋼や溶融金属からの輻射熱による熱変形を防止することができる。
【００７８】
なお、上記例では、ねじ軸５０３，５０５を同一の駆動機構（モータ５０９，歯車５１０）により駆動しているが、ねじ軸５０３とねじ軸５０５を独立した別の駆動機構により駆動するようにしてもよい。
このように独立してねじ軸５０３とねじ軸５０５を駆動するようにすれば、液圧室Ｒと液圧室Ｒ２の位置や幅を独立して制御することができ、
【００７９】
また、ガスワイピングノズル１００の代わりに、図３，図４，図５に示すガスワイピングノズル１２０，１３０，１４０を使用することもできる。
【００８０】
なお図８は、実施例２に係るガスワイピングノズル１２０の下ノズルリップ金物１０３の変形状態を、コンピュータシミュレーションによって解析した状態を示す解析図である。図８の（ａ）は全体図、図８の（ｂ）は先端部分を拡大した図である。
図８からも、下ノズルリップ金物１０３が変形することにより、スリット隙間ｇを可変にすることが可能であることが実証できた。
なお、この例では、下ノズルリップ金物１０３の変位量は、０．０１ｍｍ〜０．０５ｍｍ程度であった。
【符号の説明】
【００８１】
１ 溶融金属めっき装置
２ 溶融金属
３ シンクロール
１００，１２０，１３０，１４０ ガスワイピングノズル
１０１ スリット
１０２ 上ノズルリップ金物
１０３ 下ノズルリップ金物
１０４ 静圧チャンバ
１０５ 液圧孔
１１０ ノズル固定部
１２１ 液圧孔
１２２ 突出部
１３１，１３３ 液圧孔
１３２，１３４ 突出部
１４１，１４３ 液圧孔
１４２，１４４ 突出部
５００ ガスワイピング装置
５０１，５０２ ピストン
５０３，５０５ ねじ軸
５０７，５０８，５１０ 歯車
５０９ モータ
５２０ 油槽
５２１ モータ
５２２ 油圧ポンプ
５２３，５２５ 液圧調整装置
５２４，５２６ 油供給管
Ｓ 鋼板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融金属めっき浴から連続して引き上げられる帯板に対し、ワイピングガスを吹き付けることにより、前記帯板の表面に余剰に付着した溶融金属を除去して、所定のめっき付着量に制御するガスワイピングノズルにおいて、
前記ガスワイピングノズルは、上ノズルリップ金物と下ノズルリップ金物とが接合して形成されており、前記上ノズルリップ金物のうち前記帯板側に位置する先端部と、前記下ノズルリップ金物のうち前記帯板側に位置する先端部とが、スリット隙間を介して対向することにより前記ワイピングガスを吹き出すスリットが形成されており、
前記ガスワイピングノズルの上ノズルリップ金物と下ノズルリップ金物のうちの少なくとも一方のノズルリップ金物には、前記スリットの長手方向に沿い伸びる液圧孔が穿設されており、前記液圧孔に加圧流体を導くことにより、前記液圧孔が形成されたノズルリップ金物を弾性変形させて前記スリットのスリット隙間を調整することを特徴とするガスワイピングノズル。
【請求項２】
請求項１において、
前記ノズルリップ金物の厚さ方向に関して、偏芯した位置に前記液圧孔を穿設することにより、液圧孔の上下で前記ノズルリップ金物の肉厚が異なっていることを特徴とするガスワイピングノズル。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記液圧孔を複数穿設したことを特徴とするガスワイピングノズル。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載のガスワイピングノズルと、
前記液圧孔内に移動自在に配置された第１のピストン及び第２のピストンと、
第１のピストン及び第２のピストンを前記液圧孔内で移動させるピストン移動手段と、
前記液圧孔の一方の端面と前記第１のピストンとの間で形成される第１の液圧室と、前記液圧孔の他方の端面と前記第１のピストンとの間で形成される第２の液圧室とに、加圧した液体を供給する加圧液体供給手段と、
を有することを特徴とするガスワイピング装置。
【請求項１】
溶融金属めっき浴から連続して引き上げられる帯板に対し、ワイピングガスを吹き付けることにより、前記帯板の表面に余剰に付着した溶融金属を除去して、所定のめっき付着量に制御するガスワイピングノズルにおいて、
前記ガスワイピングノズルは、上ノズルリップ金物と下ノズルリップ金物とが接合して形成されており、前記上ノズルリップ金物のうち前記帯板側に位置する先端部と、前記下ノズルリップ金物のうち前記帯板側に位置する先端部とが、スリット隙間を介して対向することにより前記ワイピングガスを吹き出すスリットが形成されており、
前記ガスワイピングノズルの上ノズルリップ金物と下ノズルリップ金物のうちの少なくとも一方のノズルリップ金物には、前記スリットの長手方向に沿い伸びる液圧孔が穿設されており、前記液圧孔に加圧流体を導くことにより、前記液圧孔が形成されたノズルリップ金物を弾性変形させて前記スリットのスリット隙間を調整することを特徴とするガスワイピングノズル。
【請求項２】
請求項１において、
前記ノズルリップ金物の厚さ方向に関して、偏芯した位置に前記液圧孔を穿設することにより、液圧孔の上下で前記ノズルリップ金物の肉厚が異なっていることを特徴とするガスワイピングノズル。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記液圧孔を複数穿設したことを特徴とするガスワイピングノズル。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載のガスワイピングノズルと、
前記液圧孔内に移動自在に配置された第１のピストン及び第２のピストンと、
第１のピストン及び第２のピストンを前記液圧孔内で移動させるピストン移動手段と、
前記液圧孔の一方の端面と前記第１のピストンとの間で形成される第１の液圧室と、前記液圧孔の他方の端面と前記第１のピストンとの間で形成される第２の液圧室とに、加圧した液体を供給する加圧液体供給手段と、
を有することを特徴とするガスワイピング装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−１５６７（Ｐ２０１１−１５６７Ａ）
【公開日】平成２３年１月６日（２０１１．１．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１４２９４０（Ｐ２００９−１４２９４０）
【出願日】平成２１年６月１６日（２００９．６．１６）
【出願人】（５０２２５１７８４）三菱日立製鉄機械株式会社 (130)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月６日（２０１１．１．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月１６日（２００９．６．１６）
【出願人】（５０２２５１７８４）三菱日立製鉄機械株式会社 (130)
【Ｆターム（参考）】
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