溶融金属めっき浴用ロール
【課題】本発明は、使用中破損しない低コストな溶融金属めっき浴用ロールを提供することを目的としている。
【解決手段】本発明の一態様は、セラミックスからなる胴部と、前記胴部の端から軸心方向に延びる外観が略円柱形状の軸部とを有する溶融金属めっき浴用ロールであって、前記胴部は、略円筒形状の薄肉部と、前記薄肉部の端に同軸に配置される略円環形状の厚肉部を有し、前記軸部は前記厚肉部に挿着されていることを特徴とする溶融金属めっき浴用ロールである。なお、前記厚肉部の内周面は、前記薄肉部の内周面より内方に配置されており、前記胴部の外周面は段差の無い平滑面であることが望ましい。
【解決手段】本発明の一態様は、セラミックスからなる胴部と、前記胴部の端から軸心方向に延びる外観が略円柱形状の軸部とを有する溶融金属めっき浴用ロールであって、前記胴部は、略円筒形状の薄肉部と、前記薄肉部の端に同軸に配置される略円環形状の厚肉部を有し、前記軸部は前記厚肉部に挿着されていることを特徴とする溶融金属めっき浴用ロールである。なお、前記厚肉部の内周面は、前記薄肉部の内周面より内方に配置されており、前記胴部の外周面は段差の無い平滑面であることが望ましい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、亜鉛、アルミニウムまたはそれらの合金などの溶融金属めっき浴に浸漬して使用される溶融金属めっき浴用ロールに関する発明である。
【背景技術】
【０００２】
上記技術分野に係わる発明の一例が、下記特許文献１に開示されている。特許文献１の溶融金属めっき用ロールは、「セラミックス製の筒状の胴部の端部に、支持部と嵌合部とからなるセラミックス製の軸部が接続された溶融金属めっき用ロールにおいて、前記嵌合部の表面および前記胴部の表面に、前記胴部または前記軸部に用いられるセラミックスの使用時の熱膨張よりも大きい高さの凹凸部を設け、該凹凸部を組み合わせる形で焼成時のセラミックスの収縮により前記胴部と前記軸部とを嵌合して接合したことを特徴とする溶融金属めっき用ロール」、である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−４７０３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の溶融金属めっき浴用ロールのように、溶融金属めっき浴に対する化学反応性が低く耐蝕性に優れたセラミックスで胴部および軸部を構成した場合には、胴部および軸部の腐蝕磨耗が抑制され、溶融金属めっき浴用ロールが長寿命化されるので、溶融金属めっき浴用ロールの取替えなどに伴う操業損を低減せしめることが可能となる。一方で、胴部および軸部の全てをセラミックスで構成した溶融金属めっき浴用ロールは極めて高価であり、廉価な溶融金属めっき浴用ロールの実現が要請されている。
【０００５】
ここで、磨耗による寿命という観点で見たとき、軸部には、溶融金属めっき浴による腐蝕磨耗に加え、軸受との摺動による摩擦磨耗も生じるため、軸部の磨耗量は胴部よりも多く、溶融金属めっき浴用ロールの寿命は軸部の磨耗により決定される。このように使用時の磨耗量が少ない胴部の薄肉化を図ることが、原料やエネルギーの消費コスト、設備コストその他各種観点から溶融金属めっき浴用ロールの低コスト化のためには有効である。しかしながら、胴部の肉厚を単に薄肉化する場合には、以下のような問題が生じる。すなわち、胴部の端には、軸部の一端（特許文献１においては嵌合部である。）が挿着され固定されるが、胴部が一様に薄肉である場合には、軸部が固定される部分の強度が不足し、高温の溶融金属めっき浴への浸漬時に当該部分で破損する可能性がある。また、過度な浮力を抑制するため、胴部は、その中空部に溶融金属めっき浴が浸入するよう構成されている。そして、めっき浴槽からの引上後に凝固する溶融金属めっき浴による胴部の破損を回避するため、胴部の端には溶融金属めっき浴を排出するための排出孔や排出溝を形成する必要があるが、胴部が一様に薄肉である場合には、この排出孔や排出溝を形成することも困難となる。
【０００６】
本発明は、上記従来技術を鑑みてなされたものであり、使用中破損しない低コストな溶融金属めっき浴用ロールを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成する、本発明の一態様は、セラミックスからなる胴部と、前記胴部の端から軸心方向に延びる外観が略円柱形状の軸部とを有する溶融金属めっき浴用ロールであって、前記胴部は、略円筒形状の薄肉部と、前記薄肉部の端に同軸に配置される略円環形状の厚肉部を有し、前記軸部は前記厚肉部に挿着されていることを特徴とする溶融金属めっき浴用ロールである。
【０００８】
なお、前記厚肉部の内周面は、前記薄肉部の内周面より内方に配置されており、前記胴部の外周面は段差の無い平滑面であることが望ましい。
【０００９】
さらに、前記胴部の軸心方向において、前記厚肉部の内周面の側縁にはＲ面またはＣ面が形成されていることが望ましい。
【００１０】
加えて、前記厚肉部は、前記胴部の軸心方向において前記肉厚部に向かい肉厚が漸増し厚肉部と連結する部分を有することが望ましい。
【００１１】
さらに加えて、前記厚肉部には、溶融金属めっき浴が流通する溝または貫通孔が前記胴部の軸心に沿い形成されていることが望ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、その目的を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係わる第１態様のシンクロールが組み込まれた溶融金属めっき装置の概略構成図である。
【図２】一部が断面図である図１のシンクロールの正面図である。
【図３】図３（ａ）は図２のシンクロールの右側面図、図３（ｂ）は図２のＡ部拡大図である、
【図４】一部が断面図である本発明に係わる第２態様のシンクロールの正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明について、その第１実施態様および第２実施態様に基づき、図面を参照しつつ説明する。なお、以下説明する本発明の各要素は、単独にまたは適宜組み合わせて利用することができ、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変形して利用することができる。
【００１５】
［溶融金属めっき装置］
まず、本発明に係わる溶融金属めっき浴用ロールが溶融金属めっき浴に浸漬されて使用される溶融金属めっき装置について、その概略構成図である図１を参照しつつ説明する。
【００１６】
図１に示すように、溶融金属めっき装置８０は、溶融金属めっき浴（以下単に「めっき浴」と言う場合がある。）８１を入れた浴槽８２と、めっき浴８１の表層部分に浸漬されて、めっき浴８１の内に導入される鋼板の酸化を防止するためのスナウト８３と、めっき浴８１の中に配置されたシンクロール１と、めっき浴８１の内でシンクロール１の上方に位置する一対のサポートロール３・３と、めっき浴８１の表面より僅か上方に位置するガスワイピングノズル８６とを有する。シンクロール１自体には外部駆動力が付与されず、移動する鋼板との接触により駆動される。またサポートロール３・３は、通例、一方のサポートロール６が外部のモーター（
図示せず） に連結された駆動ロールであり、他方のサポートロール７が非駆動ロールである。なお、サポートロール３には外部駆動力が付与されない無駆動タイプもある。溶融金属めっき浴用ロールであるシンクロール１及び一対のサポートロール３・３は、フレーム８４・８５に取り付けられた軸受８７・８８により回転自在に各々支持されており、常に一体としてめっき浴８１の内に浸漬される。
【００１７】
鋼板Ｐは、スナウト８３を経てめっき浴８１の内に斜方から進入し、シンクロール１を経由して上方に進行方向を変えられる。めっき浴８１の中を上昇する鋼板Ｐは一対のサポートロール３・３に挟まれ、パスラインが保たれるとともに、反りや振動が防止される。ガスワイピングノズル８６は、めっき浴８１から出てきた鋼板Ｐ１に高速ガスを吹き付ける。高速ガスのガス圧及び吹き付け角度により、鋼板Ｐ１に付着した溶融金属めっきの厚さを均一に調整する。このようにして、溶融金属めっきが施された鋼板Ｐ１
が得られる。
【００１８】
［シンクロール］
図１の溶融金属めっき装置８０に組み込まれるシンクロール１の構成について、一部を断面で示したその平面図である図２、図２の右側面図である図３（ａ）、図２のＡ部の拡大図である図３（ｂ）を参照して説明する。なお、以下の第２態様のシンクロールの構成についても同様であるが、基本的に、シンクロールを例として説明する構成はサポートロールにも適用することができ、サポートロールを例として説明する構成はシンクロールにも適用することができる。
【００１９】
図２・３に示すように、シンクロール１は、中空部１ｎを有する円筒体であるセラミックス製の胴部１ａと、胴部１ａと同軸に配置されるとともに胴部１ａの軸心Ｉに沿う方向（以下軸心方向と言う。）に胴部１ａの両端から延びる軸部１ｄを有している。以下、胴部１ａおよび軸部１ｄの構成について説明するが、胴部１ａの両端に配置される二の軸部１ｄの構成およびそれらと胴部１ａとの関係は同一であるので、右側の軸部１ｄのみ説明し、左側の軸部１ｄの説明は省略する。
【００２０】
［胴部］
所定の外径となるよう外周面が形成されている本態様のセラミックス製の胴部１ａは、めっき処理される鋼板Ｐが直接接触する部分である略円筒形状の薄肉部１ｂと、薄肉部１ｂの両端に薄肉部１ｂと同軸に配置される、軸心方向に貫通された挿着孔部１ｐを有する略円環形状の厚肉部１ｊを有している。図３（ｂ）に示すように、肉厚がｔ１である薄肉部に対し肉厚がｔ２と厚い厚肉部１ｊは、継ぎ目なく一体化されており、望ましくは、胴部１ａにおいて、厚肉部１ｊの残余の部分は、全て厚肉部１ｊの肉厚ｔ２よりも薄い肉厚ｔ１の薄肉部１ｂとなっている。このように、セラミックス製の胴部１ａを構成する主体となる部分を薄肉部１ｂとすることにより、シンクロール１を低コストで製造することができる。さらに、なお、シンクロール１は、めっき浴への浸漬時および引上時に急熱・急冷されるために、肉厚急変部が存在すると過大な熱応力が生じ、割損する可能性がある。したがって、薄肉部１ａおよび厚肉部１ｊの肉厚ｔ１・ｔ２は、各々、軸心方向において一定の厚みであることが望ましい。
【００２１】
ここで、図２において符号１ｏで示す厚肉部のように、薄肉部１ｂの外周面から外方に突起するように設けてもよいが、厚肉部１ｊのように、その内周面が薄肉部１ｂの内周面より内方に配置する、つまり薄肉部１ｂの内周面より内方に突起するように設け、胴部１ａの外周面は段差のない平滑面とすることが望ましい。このような構成とすることにより、軸心方向に振れながら走行する鋼板が、突起部に衝突し、胴部１ａが破損することを回避することができる。また、図３（ｂ）に示すように、切欠効果による破損防止のため薄肉部１ｂと厚肉部１ｊとの角部にはＲ面１ｋを設けることが好ましい。このＲ面１ｋはＣ面であってもよい。
【００２２】
本態様の厚肉部１ｊには、好ましい要素として、軸心方向において、その内周面の側縁にＲ面１Ｌおよび１ｍを設けている。なお、Ｒ面１Ｌ・１ｍはＣ面であってもよく、一方の側縁にのみ設けてもよい。このようにＲ面１Ｌ・１ｍを設けた理由を以下説明する。すなわち、厚肉部１ｊの側縁が鋭角であると、軸部１ｄを厚肉部１ｊの挿着孔部１ｐに、例えば焼嵌めにより挿着する際に軸部１ｄの外周面を損傷せしめ、これにより生じたクラックを起点とし軸部１ｄが破損する可能性がある。また、操業時において鋼板Ｐからの引上により胴部１ａは軸部１ｄに押し付けられるが、その際にも、厚肉部１ｊの側縁が軸部１ｄの外周面を損傷させる可能性がある。一方で、本態様の厚肉部１ｊは、その側縁にＲ面１Ｌおよび１ｍが形成されているので、側縁の押し付けにより生じる軸部１ｄの損傷を回避することが可能となる。
【００２３】
さらに、本態様の厚肉部１ｊには、別の好ましい要素として、軸心Ｉに直交する方向（以下半径方向と言う。）において厚肉部１ｊの内周面と薄肉部１ｂの内周面との間に形成された、軸心方向に貫通する小径の貫通孔１ｃを有している。めっき浴が流通する流路としての機能を果たす貫通孔１ｃは、図３（ａ）に示すように、軸心周りに３０°のピッチで等角度に形成されており、シンクロール１をめっき浴に浸漬する場合には、その内部にめっき浴を円滑に導入してシンクロール１の熱衝撃による割損を防止し、さらにシンクロール１をめっき浴から取り出す場合には、内部に侵入しためっき浴を円滑に外部に排出して溶融金属が内部で凝固することを防止する機能を果たしている。また、シンクロール１の中空部に貫通孔１ｃを通じて溶融金属を導入することにより、シンクロール１の内部の空気を排出することで、浮力で上昇し過大な力で軸受と接触して磨耗が進行することを抑制することができる。
【００２４】
なお、貫通孔１ｃの構成は、好ましい態様である図示に限定されることなく、異なる孔径の貫通孔１ｃを複数設けてもよく、貫通孔１ｃを配置する角度ピッチも同一である必要もなく、同一円周上に設ける必要もない。さらに、溶融金属の導入・排出をさらに円滑にするためには、軸心方向から見たときに右側の厚肉部１ｊに形成した貫通孔１ｃに対し、左側の厚肉部１ｊに形成した貫通孔１ｃがずれた位置となるように両者を配置してもよい。また、厚肉部１ｊの内周面に軸心方向に伸びる複数の溝を形成し、厚肉部１ｊの挿着孔部１ｐに軸部１ｄが嵌入され固定されたときに軸部１ｄの外周面と溝とで貫通孔を構成してもよい。
【００２５】
［軸部］
本態様の軸部１ｄは中空状であり、厚肉部１ｊの挿着孔部１ｐに挿着される大径部１ｅと、回転自在に軸受で支持される小径部１ｇと、大径部１ｅと小径部１ｇとを連結する連結部１ｆとを有している。なお、軸部１ｄは中実であってもよい。このように、本態様のシンクロール１では、胴部１ａに形成された厚肉部１ｊに軸部１ｄを挿着し固定するよう構成しているので、軸部１ｄの接合後においても十分な強度を確保することができ、めっき浴への浸漬時における胴部１ａの破損を防止することができる。
【００２６】
ここで、めっき浴による腐蝕磨耗を抑制する点から胴部１ａと同様に軸部１ｄもセラミックスで構成することが望ましいが、セラミックスは靭性に乏しく、鋭角な部分が存在すると破壊の起点となるため、連結部１ｆと大径部１ｅおよび小径部１ｇの結合部分は、軸心方向に沿う断面視において各々滑らかな曲線で形成することが望ましい。図２において、符号１ｈは、軸心方向にシンクロール１を支持するスラスト受け部である。セラミックスで構成されたスラスト受け部１ｈは、小径部１ｇの端部開口に挿着されており、シンクロール１の回転性を考慮し、軸受に接触する面積が小さくなるように構成されており、その右端面の半径方向に沿う断面視は、右方向に凸である全体として弧状をなしている。
【００２７】
厚肉部１ｊへの軸部１ｄの固定方法は、固定部材などで機械的に固定してもよいが、シンクロール１の操業の安定性およびコストの面から、焼嵌めにより固定することが好ましい。その焼嵌め率は０．０１／１０００〜０．５／１０００の範囲内であるのが好ましい。焼嵌め率が０．０１／１０００未満であると、厚肉部１ｊによる軸部１ｄの締付け力が不十分であり、軸部１ｄが脱落するおそれがある。また焼嵌め率が０．５／１０００を超えると、焼嵌めによる締付け力が大きくなりすぎ、胴部１ａまたは軸部１ｄが破損するおそれがある。より好ましい焼嵌め率は０．２／１０００〜０．３／１０００である。
【００２８】
［材料構成］
以下、上記胴部１ａおよび好ましくは軸部１ｄを構成するセラミックスについて、その好適な例を説明する。セラミックスとしては、回転体が使用される雰囲気その他の操業条件の要請による耐熱衝撃性・耐蝕性などに応じ、アルミナ・ジルコニア・シリカその他の酸化物系セラミックス、硼化ジルコニウム・硼化チタン・硼化ボロンその他の硼化物系セラミックス、炭化シリコン・炭化ボロンその他の炭化物系セラミックス、またはカーボンなどの無機材料を利用してよい。そして、本態様のシンクロールは、めっき浴への浸漬および取出しの際に急熱・急冷されるため、耐熱衝撃性に優れている必要がある。そのため、シンクロールを構成するセラミックスとしては、熱伝導率が高い窒化珪素・窒化アルミその他の窒化物系セラミックスが好ましく、めっき浴である溶融金属に対し高い耐溶損性および耐磨耗性を有し、高温強度に優れた窒化珪素系セラミックスが特に好ましい。以下、シンクロールを構成するに好適な窒化珪素セラミックスについて詳述するが、窒化珪素セラミックス自体は特開２００１−３３５３６８号に記載のものと同じでよい。
【００２９】
窒化珪素セラミックス中に存在するアルミニウム及び酸素はフォノン散乱源となり、熱伝導率を低減させる。窒化珪素セラミックスは、窒化珪素粒子とその周囲の粒界相とから構成され、アルミニウム及び酸素はこれらの相に含有される。アルミニウムは珪素に近いイオン半径を有するため、窒化珪素粒子内に容易に固溶する。アルミニウムの固溶により窒化珪素粒子自身の熱伝導率が低下し、窒化珪素セラミックスの熱伝導率は著しく低下する。従って、窒化珪素セラミックス中におけるアルミニウムの含有量はできるだけ少なくすることが望ましい。
【００３０】
焼結助剤として添加する酸化物中の酸素の多くは粒界相に存在する。窒化珪素セラミックスの高熱伝導率化を達成するには、窒化珪素粒子に比べて熱伝導率が低い粒界相の量を低減することが必要である。焼結助剤の添加量の下限は、８．５％以上の相対密度を有する焼結体が得られる量である。焼結助剤の添加量をこの範囲内でできるだけ少なくすることにより、粒界相中の酸素量を低減させることが望ましい。
【００３１】
酸素量の少ない窒化珪素粉末を原料とすると、粒界相中の酸素量が低減できるために粒界相の量自体を低減でき、焼結体の高熱伝導率化が達成されるが、焼結過程で生成するＳｉＯ２の量の減少により難焼結性となる。ところが、他の酸化物より焼結性に優れたＭｇＯを焼結助剤として用いると、焼結助剤の添加量を少なくして、緻密な焼結体を得ることができる。その結果、焼結体の熱伝導率は飛躍的に高くなる。
【００３２】
また、マグネシウムとともに添加し得る焼結助剤としては、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ，Ｌｕ等の周期律表第３族（後述）が挙げられる。なかでも、焼結温度及び圧力が高くなり過ぎないという点で、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｙｂが好ましい。
【００３３】
本発明に使用する窒化珪素セラミックスの常温における熱伝導率は５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であり、より好ましくは６０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上である。従って、窒化珪素系セラミックス中の酸素含有量は、５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の熱伝導率を得るには５重量％以下であり、６０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の熱伝導率を得るには３重量％以下である。また窒化珪素粒子中の酸素含有量は、５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の熱伝導率を得るには２．５重量％以下であり、６０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の熱伝導率を得るには１．５重量％以下である。さらに窒化珪素系セラミックス中のアルミニウムの含有量は、５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の熱伝導率を得るには０．２重量％以下であり、６０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の熱伝導率を得るには０．１重量％以下である。
【００３４】
窒化珪素セラミックス中の酸化マグネシウム（ＭｇＯ）と周期律表第３族元素酸化物の合計量は０．６〜７重量％であるのが好ましい。その合計量が０．６重量％未満では、焼結体の相対密度が９５％未満と不十分である。一方７重量％を超えると、熱伝導率の低い粒界相の量が過剰となり、焼結体の熱伝導率が５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）未満となる。ＭｇＯ＋第３族元素酸化物は０．６〜４重量％であるのがより好ましい。
【００３５】
ＭｇＯ／第３族元素酸化物の重量比は１〜７０が好ましく、１〜１０がより好ましく、１〜５が最も好ましい。ＭｇＯ／第３族元素酸化物が１未満では、粒界相中の希土類酸化物の割合が多すぎるため、難焼結性となり緻密な焼結体が得られない。また、ＭｇＯ／
第３族元素酸化物が７０を超えると焼結時におけるＭｇの拡散を抑制できず、焼結体表面に色むらが生じる。ＭｇＯ／ＩＩＩＡ２Ｏ３
が１〜７０の範囲にあると、１６５０〜１８５０℃での焼結により高熱伝導率化が著しい。焼結体を１８００〜２０００℃で熱処理すると、さらに高熱伝導率化される。熱処理による高熱伝導率化は、窒化珪素粒子の成長と蒸気圧の高いＭｇＯの揮発による。
【００３６】
窒化珪素粒子中のアルミニウム、マグネシウム及び周期律表第３族元素の合計量は１．０重量％以下であるのが好ましい。
【００３７】
窒化珪素焼結体中のβ型窒化珪素粒子のうち、短軸径が５μｍ以上のβ型窒化珪素粒子の割合が１０体積％超では、焼結体の熱伝導率は向上するが、組織中に導入された粗大粒子が破壊の起点として作用するため破壊強度が著しく低下し、７００Ｍｐａ以上の曲げ強度が得られない。従って、窒化珪素焼結体中のβ型窒化珪素粒子のうち、短軸径が５μｍ以上のβ型窒化珪素粒子の割合は１０体積％以下であるのが好ましい。同様に、組織中に導入された粗大粒子が破壊の起点として作用することを抑えるために、β型窒化珪素粒子のアスペクト比は１５以下であるのが好ましい。
【００３８】
シンクロール１において胴部１ａを形成する窒化珪素セラミックスは、急激な温度変化に対して十分な抵抗力を有する必要がある。急激な温度変化に対する抵抗力は下記式（１）：
Ｒ＝αｃ（１−ν）／Ｅα・・・（１）
（ 但し、αｃ：常温における4点曲げ強度（ＭＰａ）、ν：常温におけるポアソン比、Ｅ：常温におけるヤング率（ＭＰａ）、α：常温から８００℃までの平均熱膨張係数）
により表される係数で表される係数Ｒは６００以上であるのが好ましく、７００以上であるのがより好ましい。係数Ｒが６００未満であるとロールが破壊するおそれがある。係数Ｒは、ロールから切り出した試験片に対して測定した常温における４点曲げ強度αｃ（ＭＰａ）
、常温におけるポアソン比ν、常温におけるヤング率Ｅ（ＭＰａ）及び常温から８００℃までの平均熱膨張係数αから求める。
【００３９】
［第２実施態様］
本発明に係わる第２態様のシンクロール２について、図４を参照しつつ説明する。なお図４に示すシンクロール２おいて、上記シンクロール１と同様な要素については同一符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００４０】
第２態様のシンクロール２の胴部２ａは、軸心方向において複数個、本態様においては２個に分割された中空状の第１の胴部材２ｔと、第１の胴部材２ｔと外径が同一で長さが略同一である中空状の第２の胴部材２ｕとで構成されている。そして第２の胴部材２ｕは、第１の胴部材２ｔと同軸に、その左端面が第１の胴部材２ｔの右端面に相対する状態で配置されている。なお、サポートロールの場合には、鋼板の表面に薄く付着した溶融金属層に損傷を与えないように、第１の胴部材２ｔと第２の胴部材２ｕの各々の端面は隙間なく密着している必要があるが、シンクロール２の場合には、必ずしも密着している必要はなく、両端面は一定の間隙２ｓを介して相対する状態となるよう配置されていればよい。
【００４１】
そして、本態様のシンクロール２は、上記のように配置された胴部材２ｔ・２ｕを連結する接合部材２ｒを有している。胴部材２ｔ・２ｕの各々の内周面に外周面が密着する略円環形状の接合部材２ｒは、軸心方向において、第１の胴部材２ｔおよび第２の胴部材２ｕの相対する端面の双方を含むように配置され、焼嵌めにより双方を連結している。なお、軸部１ｄは、胴部材２ｔ・２ｕと別体の部品として構成されている必要はなく、第１の胴部材２ｔに一方の軸部１ｄを、第２の胴部材２ｕに他方の軸部１ｄを、継目なく一体的に構成しておいてもよい。
【００４２】
なお、本態様の胴部２ａを構成する胴部材２ｔ・２ｕは、いずれも薄肉部２ｂおよび厚肉部１ｊを有するが、鋼板からの負荷による薄肉部２ｂの変形を抑制し、胴部１ａの外周面と鋼板Ｐとの密着性をより高めるため、薄肉部２ｂは、軸心方向において肉厚が一定である部分（以下第１の部分と言う。）２ｐと、厚肉部１ｊに向かい肉厚が漸増し厚肉部１ｊに連結する部分（以下第２の部分と言う。）２ｑを有していることが好ましい。このように、第１の部分２ｐと厚肉部１ｊとの間に第２の部分２ｑを介在させることにより肉厚の急変部が少なくなるので、熱応力による胴部２ａの破損も抑制することができる。なお、第２の部分２ｑの内周面の軸心Ｉに沿う断面視の形状は図示に限定されることなく、Ｒ形状または弧状であってもよく、複数の段差を伴う形状であってもよい。
【符号の説明】
【００４３】
１（２） シンクロール
３ サポートロール
１ａ（２ａ） 胴部
１ｂ（２ｂ） 薄肉部
１ｃ 貫通孔
１ｄ 軸部
１ｊ 厚肉部
Ｐ 鋼板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、亜鉛、アルミニウムまたはそれらの合金などの溶融金属めっき浴に浸漬して使用される溶融金属めっき浴用ロールに関する発明である。
【背景技術】
【０００２】
上記技術分野に係わる発明の一例が、下記特許文献１に開示されている。特許文献１の溶融金属めっき用ロールは、「セラミックス製の筒状の胴部の端部に、支持部と嵌合部とからなるセラミックス製の軸部が接続された溶融金属めっき用ロールにおいて、前記嵌合部の表面および前記胴部の表面に、前記胴部または前記軸部に用いられるセラミックスの使用時の熱膨張よりも大きい高さの凹凸部を設け、該凹凸部を組み合わせる形で焼成時のセラミックスの収縮により前記胴部と前記軸部とを嵌合して接合したことを特徴とする溶融金属めっき用ロール」、である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−４７０３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の溶融金属めっき浴用ロールのように、溶融金属めっき浴に対する化学反応性が低く耐蝕性に優れたセラミックスで胴部および軸部を構成した場合には、胴部および軸部の腐蝕磨耗が抑制され、溶融金属めっき浴用ロールが長寿命化されるので、溶融金属めっき浴用ロールの取替えなどに伴う操業損を低減せしめることが可能となる。一方で、胴部および軸部の全てをセラミックスで構成した溶融金属めっき浴用ロールは極めて高価であり、廉価な溶融金属めっき浴用ロールの実現が要請されている。
【０００５】
ここで、磨耗による寿命という観点で見たとき、軸部には、溶融金属めっき浴による腐蝕磨耗に加え、軸受との摺動による摩擦磨耗も生じるため、軸部の磨耗量は胴部よりも多く、溶融金属めっき浴用ロールの寿命は軸部の磨耗により決定される。このように使用時の磨耗量が少ない胴部の薄肉化を図ることが、原料やエネルギーの消費コスト、設備コストその他各種観点から溶融金属めっき浴用ロールの低コスト化のためには有効である。しかしながら、胴部の肉厚を単に薄肉化する場合には、以下のような問題が生じる。すなわち、胴部の端には、軸部の一端（特許文献１においては嵌合部である。）が挿着され固定されるが、胴部が一様に薄肉である場合には、軸部が固定される部分の強度が不足し、高温の溶融金属めっき浴への浸漬時に当該部分で破損する可能性がある。また、過度な浮力を抑制するため、胴部は、その中空部に溶融金属めっき浴が浸入するよう構成されている。そして、めっき浴槽からの引上後に凝固する溶融金属めっき浴による胴部の破損を回避するため、胴部の端には溶融金属めっき浴を排出するための排出孔や排出溝を形成する必要があるが、胴部が一様に薄肉である場合には、この排出孔や排出溝を形成することも困難となる。
【０００６】
本発明は、上記従来技術を鑑みてなされたものであり、使用中破損しない低コストな溶融金属めっき浴用ロールを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成する、本発明の一態様は、セラミックスからなる胴部と、前記胴部の端から軸心方向に延びる外観が略円柱形状の軸部とを有する溶融金属めっき浴用ロールであって、前記胴部は、略円筒形状の薄肉部と、前記薄肉部の端に同軸に配置される略円環形状の厚肉部を有し、前記軸部は前記厚肉部に挿着されていることを特徴とする溶融金属めっき浴用ロールである。
【０００８】
なお、前記厚肉部の内周面は、前記薄肉部の内周面より内方に配置されており、前記胴部の外周面は段差の無い平滑面であることが望ましい。
【０００９】
さらに、前記胴部の軸心方向において、前記厚肉部の内周面の側縁にはＲ面またはＣ面が形成されていることが望ましい。
【００１０】
加えて、前記厚肉部は、前記胴部の軸心方向において前記肉厚部に向かい肉厚が漸増し厚肉部と連結する部分を有することが望ましい。
【００１１】
さらに加えて、前記厚肉部には、溶融金属めっき浴が流通する溝または貫通孔が前記胴部の軸心に沿い形成されていることが望ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、その目的を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係わる第１態様のシンクロールが組み込まれた溶融金属めっき装置の概略構成図である。
【図２】一部が断面図である図１のシンクロールの正面図である。
【図３】図３（ａ）は図２のシンクロールの右側面図、図３（ｂ）は図２のＡ部拡大図である、
【図４】一部が断面図である本発明に係わる第２態様のシンクロールの正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明について、その第１実施態様および第２実施態様に基づき、図面を参照しつつ説明する。なお、以下説明する本発明の各要素は、単独にまたは適宜組み合わせて利用することができ、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変形して利用することができる。
【００１５】
［溶融金属めっき装置］
まず、本発明に係わる溶融金属めっき浴用ロールが溶融金属めっき浴に浸漬されて使用される溶融金属めっき装置について、その概略構成図である図１を参照しつつ説明する。
【００１６】
図１に示すように、溶融金属めっき装置８０は、溶融金属めっき浴（以下単に「めっき浴」と言う場合がある。）８１を入れた浴槽８２と、めっき浴８１の表層部分に浸漬されて、めっき浴８１の内に導入される鋼板の酸化を防止するためのスナウト８３と、めっき浴８１の中に配置されたシンクロール１と、めっき浴８１の内でシンクロール１の上方に位置する一対のサポートロール３・３と、めっき浴８１の表面より僅か上方に位置するガスワイピングノズル８６とを有する。シンクロール１自体には外部駆動力が付与されず、移動する鋼板との接触により駆動される。またサポートロール３・３は、通例、一方のサポートロール６が外部のモーター（
図示せず） に連結された駆動ロールであり、他方のサポートロール７が非駆動ロールである。なお、サポートロール３には外部駆動力が付与されない無駆動タイプもある。溶融金属めっき浴用ロールであるシンクロール１及び一対のサポートロール３・３は、フレーム８４・８５に取り付けられた軸受８７・８８により回転自在に各々支持されており、常に一体としてめっき浴８１の内に浸漬される。
【００１７】
鋼板Ｐは、スナウト８３を経てめっき浴８１の内に斜方から進入し、シンクロール１を経由して上方に進行方向を変えられる。めっき浴８１の中を上昇する鋼板Ｐは一対のサポートロール３・３に挟まれ、パスラインが保たれるとともに、反りや振動が防止される。ガスワイピングノズル８６は、めっき浴８１から出てきた鋼板Ｐ１に高速ガスを吹き付ける。高速ガスのガス圧及び吹き付け角度により、鋼板Ｐ１に付着した溶融金属めっきの厚さを均一に調整する。このようにして、溶融金属めっきが施された鋼板Ｐ１
が得られる。
【００１８】
［シンクロール］
図１の溶融金属めっき装置８０に組み込まれるシンクロール１の構成について、一部を断面で示したその平面図である図２、図２の右側面図である図３（ａ）、図２のＡ部の拡大図である図３（ｂ）を参照して説明する。なお、以下の第２態様のシンクロールの構成についても同様であるが、基本的に、シンクロールを例として説明する構成はサポートロールにも適用することができ、サポートロールを例として説明する構成はシンクロールにも適用することができる。
【００１９】
図２・３に示すように、シンクロール１は、中空部１ｎを有する円筒体であるセラミックス製の胴部１ａと、胴部１ａと同軸に配置されるとともに胴部１ａの軸心Ｉに沿う方向（以下軸心方向と言う。）に胴部１ａの両端から延びる軸部１ｄを有している。以下、胴部１ａおよび軸部１ｄの構成について説明するが、胴部１ａの両端に配置される二の軸部１ｄの構成およびそれらと胴部１ａとの関係は同一であるので、右側の軸部１ｄのみ説明し、左側の軸部１ｄの説明は省略する。
【００２０】
［胴部］
所定の外径となるよう外周面が形成されている本態様のセラミックス製の胴部１ａは、めっき処理される鋼板Ｐが直接接触する部分である略円筒形状の薄肉部１ｂと、薄肉部１ｂの両端に薄肉部１ｂと同軸に配置される、軸心方向に貫通された挿着孔部１ｐを有する略円環形状の厚肉部１ｊを有している。図３（ｂ）に示すように、肉厚がｔ１である薄肉部に対し肉厚がｔ２と厚い厚肉部１ｊは、継ぎ目なく一体化されており、望ましくは、胴部１ａにおいて、厚肉部１ｊの残余の部分は、全て厚肉部１ｊの肉厚ｔ２よりも薄い肉厚ｔ１の薄肉部１ｂとなっている。このように、セラミックス製の胴部１ａを構成する主体となる部分を薄肉部１ｂとすることにより、シンクロール１を低コストで製造することができる。さらに、なお、シンクロール１は、めっき浴への浸漬時および引上時に急熱・急冷されるために、肉厚急変部が存在すると過大な熱応力が生じ、割損する可能性がある。したがって、薄肉部１ａおよび厚肉部１ｊの肉厚ｔ１・ｔ２は、各々、軸心方向において一定の厚みであることが望ましい。
【００２１】
ここで、図２において符号１ｏで示す厚肉部のように、薄肉部１ｂの外周面から外方に突起するように設けてもよいが、厚肉部１ｊのように、その内周面が薄肉部１ｂの内周面より内方に配置する、つまり薄肉部１ｂの内周面より内方に突起するように設け、胴部１ａの外周面は段差のない平滑面とすることが望ましい。このような構成とすることにより、軸心方向に振れながら走行する鋼板が、突起部に衝突し、胴部１ａが破損することを回避することができる。また、図３（ｂ）に示すように、切欠効果による破損防止のため薄肉部１ｂと厚肉部１ｊとの角部にはＲ面１ｋを設けることが好ましい。このＲ面１ｋはＣ面であってもよい。
【００２２】
本態様の厚肉部１ｊには、好ましい要素として、軸心方向において、その内周面の側縁にＲ面１Ｌおよび１ｍを設けている。なお、Ｒ面１Ｌ・１ｍはＣ面であってもよく、一方の側縁にのみ設けてもよい。このようにＲ面１Ｌ・１ｍを設けた理由を以下説明する。すなわち、厚肉部１ｊの側縁が鋭角であると、軸部１ｄを厚肉部１ｊの挿着孔部１ｐに、例えば焼嵌めにより挿着する際に軸部１ｄの外周面を損傷せしめ、これにより生じたクラックを起点とし軸部１ｄが破損する可能性がある。また、操業時において鋼板Ｐからの引上により胴部１ａは軸部１ｄに押し付けられるが、その際にも、厚肉部１ｊの側縁が軸部１ｄの外周面を損傷させる可能性がある。一方で、本態様の厚肉部１ｊは、その側縁にＲ面１Ｌおよび１ｍが形成されているので、側縁の押し付けにより生じる軸部１ｄの損傷を回避することが可能となる。
【００２３】
さらに、本態様の厚肉部１ｊには、別の好ましい要素として、軸心Ｉに直交する方向（以下半径方向と言う。）において厚肉部１ｊの内周面と薄肉部１ｂの内周面との間に形成された、軸心方向に貫通する小径の貫通孔１ｃを有している。めっき浴が流通する流路としての機能を果たす貫通孔１ｃは、図３（ａ）に示すように、軸心周りに３０°のピッチで等角度に形成されており、シンクロール１をめっき浴に浸漬する場合には、その内部にめっき浴を円滑に導入してシンクロール１の熱衝撃による割損を防止し、さらにシンクロール１をめっき浴から取り出す場合には、内部に侵入しためっき浴を円滑に外部に排出して溶融金属が内部で凝固することを防止する機能を果たしている。また、シンクロール１の中空部に貫通孔１ｃを通じて溶融金属を導入することにより、シンクロール１の内部の空気を排出することで、浮力で上昇し過大な力で軸受と接触して磨耗が進行することを抑制することができる。
【００２４】
なお、貫通孔１ｃの構成は、好ましい態様である図示に限定されることなく、異なる孔径の貫通孔１ｃを複数設けてもよく、貫通孔１ｃを配置する角度ピッチも同一である必要もなく、同一円周上に設ける必要もない。さらに、溶融金属の導入・排出をさらに円滑にするためには、軸心方向から見たときに右側の厚肉部１ｊに形成した貫通孔１ｃに対し、左側の厚肉部１ｊに形成した貫通孔１ｃがずれた位置となるように両者を配置してもよい。また、厚肉部１ｊの内周面に軸心方向に伸びる複数の溝を形成し、厚肉部１ｊの挿着孔部１ｐに軸部１ｄが嵌入され固定されたときに軸部１ｄの外周面と溝とで貫通孔を構成してもよい。
【００２５】
［軸部］
本態様の軸部１ｄは中空状であり、厚肉部１ｊの挿着孔部１ｐに挿着される大径部１ｅと、回転自在に軸受で支持される小径部１ｇと、大径部１ｅと小径部１ｇとを連結する連結部１ｆとを有している。なお、軸部１ｄは中実であってもよい。このように、本態様のシンクロール１では、胴部１ａに形成された厚肉部１ｊに軸部１ｄを挿着し固定するよう構成しているので、軸部１ｄの接合後においても十分な強度を確保することができ、めっき浴への浸漬時における胴部１ａの破損を防止することができる。
【００２６】
ここで、めっき浴による腐蝕磨耗を抑制する点から胴部１ａと同様に軸部１ｄもセラミックスで構成することが望ましいが、セラミックスは靭性に乏しく、鋭角な部分が存在すると破壊の起点となるため、連結部１ｆと大径部１ｅおよび小径部１ｇの結合部分は、軸心方向に沿う断面視において各々滑らかな曲線で形成することが望ましい。図２において、符号１ｈは、軸心方向にシンクロール１を支持するスラスト受け部である。セラミックスで構成されたスラスト受け部１ｈは、小径部１ｇの端部開口に挿着されており、シンクロール１の回転性を考慮し、軸受に接触する面積が小さくなるように構成されており、その右端面の半径方向に沿う断面視は、右方向に凸である全体として弧状をなしている。
【００２７】
厚肉部１ｊへの軸部１ｄの固定方法は、固定部材などで機械的に固定してもよいが、シンクロール１の操業の安定性およびコストの面から、焼嵌めにより固定することが好ましい。その焼嵌め率は０．０１／１０００〜０．５／１０００の範囲内であるのが好ましい。焼嵌め率が０．０１／１０００未満であると、厚肉部１ｊによる軸部１ｄの締付け力が不十分であり、軸部１ｄが脱落するおそれがある。また焼嵌め率が０．５／１０００を超えると、焼嵌めによる締付け力が大きくなりすぎ、胴部１ａまたは軸部１ｄが破損するおそれがある。より好ましい焼嵌め率は０．２／１０００〜０．３／１０００である。
【００２８】
［材料構成］
以下、上記胴部１ａおよび好ましくは軸部１ｄを構成するセラミックスについて、その好適な例を説明する。セラミックスとしては、回転体が使用される雰囲気その他の操業条件の要請による耐熱衝撃性・耐蝕性などに応じ、アルミナ・ジルコニア・シリカその他の酸化物系セラミックス、硼化ジルコニウム・硼化チタン・硼化ボロンその他の硼化物系セラミックス、炭化シリコン・炭化ボロンその他の炭化物系セラミックス、またはカーボンなどの無機材料を利用してよい。そして、本態様のシンクロールは、めっき浴への浸漬および取出しの際に急熱・急冷されるため、耐熱衝撃性に優れている必要がある。そのため、シンクロールを構成するセラミックスとしては、熱伝導率が高い窒化珪素・窒化アルミその他の窒化物系セラミックスが好ましく、めっき浴である溶融金属に対し高い耐溶損性および耐磨耗性を有し、高温強度に優れた窒化珪素系セラミックスが特に好ましい。以下、シンクロールを構成するに好適な窒化珪素セラミックスについて詳述するが、窒化珪素セラミックス自体は特開２００１−３３５３６８号に記載のものと同じでよい。
【００２９】
窒化珪素セラミックス中に存在するアルミニウム及び酸素はフォノン散乱源となり、熱伝導率を低減させる。窒化珪素セラミックスは、窒化珪素粒子とその周囲の粒界相とから構成され、アルミニウム及び酸素はこれらの相に含有される。アルミニウムは珪素に近いイオン半径を有するため、窒化珪素粒子内に容易に固溶する。アルミニウムの固溶により窒化珪素粒子自身の熱伝導率が低下し、窒化珪素セラミックスの熱伝導率は著しく低下する。従って、窒化珪素セラミックス中におけるアルミニウムの含有量はできるだけ少なくすることが望ましい。
【００３０】
焼結助剤として添加する酸化物中の酸素の多くは粒界相に存在する。窒化珪素セラミックスの高熱伝導率化を達成するには、窒化珪素粒子に比べて熱伝導率が低い粒界相の量を低減することが必要である。焼結助剤の添加量の下限は、８．５％以上の相対密度を有する焼結体が得られる量である。焼結助剤の添加量をこの範囲内でできるだけ少なくすることにより、粒界相中の酸素量を低減させることが望ましい。
【００３１】
酸素量の少ない窒化珪素粉末を原料とすると、粒界相中の酸素量が低減できるために粒界相の量自体を低減でき、焼結体の高熱伝導率化が達成されるが、焼結過程で生成するＳｉＯ２の量の減少により難焼結性となる。ところが、他の酸化物より焼結性に優れたＭｇＯを焼結助剤として用いると、焼結助剤の添加量を少なくして、緻密な焼結体を得ることができる。その結果、焼結体の熱伝導率は飛躍的に高くなる。
【００３２】
また、マグネシウムとともに添加し得る焼結助剤としては、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ，Ｌｕ等の周期律表第３族（後述）が挙げられる。なかでも、焼結温度及び圧力が高くなり過ぎないという点で、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｙｂが好ましい。
【００３３】
本発明に使用する窒化珪素セラミックスの常温における熱伝導率は５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であり、より好ましくは６０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上である。従って、窒化珪素系セラミックス中の酸素含有量は、５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の熱伝導率を得るには５重量％以下であり、６０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の熱伝導率を得るには３重量％以下である。また窒化珪素粒子中の酸素含有量は、５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の熱伝導率を得るには２．５重量％以下であり、６０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の熱伝導率を得るには１．５重量％以下である。さらに窒化珪素系セラミックス中のアルミニウムの含有量は、５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の熱伝導率を得るには０．２重量％以下であり、６０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の熱伝導率を得るには０．１重量％以下である。
【００３４】
窒化珪素セラミックス中の酸化マグネシウム（ＭｇＯ）と周期律表第３族元素酸化物の合計量は０．６〜７重量％であるのが好ましい。その合計量が０．６重量％未満では、焼結体の相対密度が９５％未満と不十分である。一方７重量％を超えると、熱伝導率の低い粒界相の量が過剰となり、焼結体の熱伝導率が５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）未満となる。ＭｇＯ＋第３族元素酸化物は０．６〜４重量％であるのがより好ましい。
【００３５】
ＭｇＯ／第３族元素酸化物の重量比は１〜７０が好ましく、１〜１０がより好ましく、１〜５が最も好ましい。ＭｇＯ／第３族元素酸化物が１未満では、粒界相中の希土類酸化物の割合が多すぎるため、難焼結性となり緻密な焼結体が得られない。また、ＭｇＯ／
第３族元素酸化物が７０を超えると焼結時におけるＭｇの拡散を抑制できず、焼結体表面に色むらが生じる。ＭｇＯ／ＩＩＩＡ２Ｏ３
が１〜７０の範囲にあると、１６５０〜１８５０℃での焼結により高熱伝導率化が著しい。焼結体を１８００〜２０００℃で熱処理すると、さらに高熱伝導率化される。熱処理による高熱伝導率化は、窒化珪素粒子の成長と蒸気圧の高いＭｇＯの揮発による。
【００３６】
窒化珪素粒子中のアルミニウム、マグネシウム及び周期律表第３族元素の合計量は１．０重量％以下であるのが好ましい。
【００３７】
窒化珪素焼結体中のβ型窒化珪素粒子のうち、短軸径が５μｍ以上のβ型窒化珪素粒子の割合が１０体積％超では、焼結体の熱伝導率は向上するが、組織中に導入された粗大粒子が破壊の起点として作用するため破壊強度が著しく低下し、７００Ｍｐａ以上の曲げ強度が得られない。従って、窒化珪素焼結体中のβ型窒化珪素粒子のうち、短軸径が５μｍ以上のβ型窒化珪素粒子の割合は１０体積％以下であるのが好ましい。同様に、組織中に導入された粗大粒子が破壊の起点として作用することを抑えるために、β型窒化珪素粒子のアスペクト比は１５以下であるのが好ましい。
【００３８】
シンクロール１において胴部１ａを形成する窒化珪素セラミックスは、急激な温度変化に対して十分な抵抗力を有する必要がある。急激な温度変化に対する抵抗力は下記式（１）：
Ｒ＝αｃ（１−ν）／Ｅα・・・（１）
（ 但し、αｃ：常温における4点曲げ強度（ＭＰａ）、ν：常温におけるポアソン比、Ｅ：常温におけるヤング率（ＭＰａ）、α：常温から８００℃までの平均熱膨張係数）
により表される係数で表される係数Ｒは６００以上であるのが好ましく、７００以上であるのがより好ましい。係数Ｒが６００未満であるとロールが破壊するおそれがある。係数Ｒは、ロールから切り出した試験片に対して測定した常温における４点曲げ強度αｃ（ＭＰａ）
、常温におけるポアソン比ν、常温におけるヤング率Ｅ（ＭＰａ）及び常温から８００℃までの平均熱膨張係数αから求める。
【００３９】
［第２実施態様］
本発明に係わる第２態様のシンクロール２について、図４を参照しつつ説明する。なお図４に示すシンクロール２おいて、上記シンクロール１と同様な要素については同一符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００４０】
第２態様のシンクロール２の胴部２ａは、軸心方向において複数個、本態様においては２個に分割された中空状の第１の胴部材２ｔと、第１の胴部材２ｔと外径が同一で長さが略同一である中空状の第２の胴部材２ｕとで構成されている。そして第２の胴部材２ｕは、第１の胴部材２ｔと同軸に、その左端面が第１の胴部材２ｔの右端面に相対する状態で配置されている。なお、サポートロールの場合には、鋼板の表面に薄く付着した溶融金属層に損傷を与えないように、第１の胴部材２ｔと第２の胴部材２ｕの各々の端面は隙間なく密着している必要があるが、シンクロール２の場合には、必ずしも密着している必要はなく、両端面は一定の間隙２ｓを介して相対する状態となるよう配置されていればよい。
【００４１】
そして、本態様のシンクロール２は、上記のように配置された胴部材２ｔ・２ｕを連結する接合部材２ｒを有している。胴部材２ｔ・２ｕの各々の内周面に外周面が密着する略円環形状の接合部材２ｒは、軸心方向において、第１の胴部材２ｔおよび第２の胴部材２ｕの相対する端面の双方を含むように配置され、焼嵌めにより双方を連結している。なお、軸部１ｄは、胴部材２ｔ・２ｕと別体の部品として構成されている必要はなく、第１の胴部材２ｔに一方の軸部１ｄを、第２の胴部材２ｕに他方の軸部１ｄを、継目なく一体的に構成しておいてもよい。
【００４２】
なお、本態様の胴部２ａを構成する胴部材２ｔ・２ｕは、いずれも薄肉部２ｂおよび厚肉部１ｊを有するが、鋼板からの負荷による薄肉部２ｂの変形を抑制し、胴部１ａの外周面と鋼板Ｐとの密着性をより高めるため、薄肉部２ｂは、軸心方向において肉厚が一定である部分（以下第１の部分と言う。）２ｐと、厚肉部１ｊに向かい肉厚が漸増し厚肉部１ｊに連結する部分（以下第２の部分と言う。）２ｑを有していることが好ましい。このように、第１の部分２ｐと厚肉部１ｊとの間に第２の部分２ｑを介在させることにより肉厚の急変部が少なくなるので、熱応力による胴部２ａの破損も抑制することができる。なお、第２の部分２ｑの内周面の軸心Ｉに沿う断面視の形状は図示に限定されることなく、Ｒ形状または弧状であってもよく、複数の段差を伴う形状であってもよい。
【符号の説明】
【００４３】
１（２） シンクロール
３ サポートロール
１ａ（２ａ） 胴部
１ｂ（２ｂ） 薄肉部
１ｃ 貫通孔
１ｄ 軸部
１ｊ 厚肉部
Ｐ 鋼板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミックスからなる胴部と、前記胴部の端から軸心方向に延びる外観が略円柱形状の軸部とを有する溶融金属めっき浴用ロールであって、前記胴部は、略円筒形状の薄肉部と、前記薄肉部の端に同軸に配置される略円環形状の厚肉部を有し、前記軸部は前記厚肉部に挿着されていることを特徴とする溶融金属めっき浴用ロール。
【請求項２】
前記厚肉部の内周面は、前記薄肉部の内周面より内方に配置されており、前記胴部の外周面は段差の無い平滑面である請求項１に記載の溶融金属めっき浴用ロール。
【請求項３】
前記胴部の軸心方向において、前記厚肉部の内周面の側縁にはＲ面またはＣ面が形成されている請求項１または２のいずれかに記載の溶融金属めっき浴用ロール。
【請求項４】
前記薄肉部は、前記胴部の軸心方向において前記肉厚部に向かい肉厚が漸増し厚肉部と連結する部分を有する請求項１乃至３のいずれかに記載の溶融金属めっき浴用ロール。
【請求項５】
前記厚肉部には、溶融金属めっき浴が流通する溝または貫通孔が前記胴部の軸心に沿い形成されている請求項１乃至４のいずれかに記載の溶融金属めっき浴用ロール。
【請求項１】
セラミックスからなる胴部と、前記胴部の端から軸心方向に延びる外観が略円柱形状の軸部とを有する溶融金属めっき浴用ロールであって、前記胴部は、略円筒形状の薄肉部と、前記薄肉部の端に同軸に配置される略円環形状の厚肉部を有し、前記軸部は前記厚肉部に挿着されていることを特徴とする溶融金属めっき浴用ロール。
【請求項２】
前記厚肉部の内周面は、前記薄肉部の内周面より内方に配置されており、前記胴部の外周面は段差の無い平滑面である請求項１に記載の溶融金属めっき浴用ロール。
【請求項３】
前記胴部の軸心方向において、前記厚肉部の内周面の側縁にはＲ面またはＣ面が形成されている請求項１または２のいずれかに記載の溶融金属めっき浴用ロール。
【請求項４】
前記薄肉部は、前記胴部の軸心方向において前記肉厚部に向かい肉厚が漸増し厚肉部と連結する部分を有する請求項１乃至３のいずれかに記載の溶融金属めっき浴用ロール。
【請求項５】
前記厚肉部には、溶融金属めっき浴が流通する溝または貫通孔が前記胴部の軸心に沿い形成されている請求項１乃至４のいずれかに記載の溶融金属めっき浴用ロール。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−１９１３（Ｐ２０１３−１９１３Ａ）
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３０９１７（Ｐ２０１１−１３０９１７）
【出願日】平成２３年６月１３日（２０１１．６．１３）
【出願人】（０００００５０８３）日立金属株式会社 (2,051)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月１３日（２０１１．６．１３）
【出願人】（０００００５０８３）日立金属株式会社 (2,051)
【Ｆターム（参考）】
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