連続溶融メッキラインのメッキ槽ロール軸受部装置
本発明は鋼板の溶融金属メッキ槽に浸漬され移送鋼板を支持する安定化ロールのようなメッキ槽ロールを提供する。
鋼板の溶融金属（溶融亜鉛）メッキ時、メッキ槽（亜鉛メッキ槽）に浸漬されるメッキ槽ロール軸受部装置であって、スリーブが上記メッキ槽ロールの軸に結合される。ブッシュハウジングは上記スリーブを支えるブッシュが内部に固定され湾曲外曲面を備える。またブッシュハウジング固定リングが上記メッキ槽ロールのリグと連携設置される固定リングハウジングの内部の両側に固定される。上記それぞれのブッシュハウジング固定リングはブッシュハウジングを両側で支持しながら上記ブッシュハウジングの湾曲外曲面と面接触する湾曲内曲面を備える。
鋼板の溶融金属（溶融亜鉛）メッキ時、メッキ槽（亜鉛メッキ槽）に浸漬されるメッキ槽ロール軸受部装置であって、スリーブが上記メッキ槽ロールの軸に結合される。ブッシュハウジングは上記スリーブを支えるブッシュが内部に固定され湾曲外曲面を備える。またブッシュハウジング固定リングが上記メッキ槽ロールのリグと連携設置される固定リングハウジングの内部の両側に固定される。上記それぞれのブッシュハウジング固定リングはブッシュハウジングを両側で支持しながら上記ブッシュハウジングの湾曲外曲面と面接触する湾曲内曲面を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は鋼板の溶融金属メッキ槽に浸漬され移送鋼板を支持する安定化ロール（ｓｔａｂｉｌｉｚｉｎｇ ｒｏｌｌ）のようなメッキ槽ロールに関するもので、さらに詳しくは、ロール軸受部の部品間の局部摩耗などによる軸受部の振れなどを効果的に防ぐことにより、鋼板メッキの高速操業を可能とする一方、ロールの連続使用期間を延長させることは勿論、鋼板のメッキ品質を向上させる連続溶融メッキラインのメッキ槽ロール軸受部装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属鋼板の表面に第２の他の金属層をメッキする場合、電気化学的処理法を用いたメッキ法や、または、メッキしようとする第２金属が溶融されているメッキ槽（Ｚｉｎｃ Ｐｏｔ）内に鋼板が浸漬されてメッキされる溶融メッキ槽を用いたメッキ法を主に使用する。
【０００３】
ところが、代表的な溶融金属メッキ形態の一つが鋼板の表面に亜鉛をメッキするために溶融亜鉛を満たしたメッキ槽を鋼板が通過しながら表面に亜鉛をメッキする亜鉛メッキ鋼板のメッキ形態である。
【０００４】
特に、鋼板を連続的にメッキ槽を通過させ鋼板の表面に連続的にメッキする設備を連続溶融メッキライン（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｇａｌｖａｎｉｚｉｎｇ Ｌｉｎｅ、ＣＧＬ）という。
【０００５】
溶融亜鉛メッキ鋼板は初期には殆ど建資材として使用されてきたが、最近は厳しい加工条件でも耐えられる溶融亜鉛メッキ鋼板の大量生産が可能になることにより、その用途が各種の家電製品または自動車用素材に幅広く拡大れている。
【０００６】
従って、表面品質が重要な家電製品または自動車用素材にまでその使用範囲が広くなることにより、メッキ鋼板を用いた素材の表面光沢、耐食性、溶接性または塗装性などの品質向上のための鋼板のメッキ品質に対する基準が徐々に高くなる実情にある。
【０００７】
図１では溶融亜鉛連続メッキライン（ＣＧＬ）のメッキ槽とその内部設備を図示している。
【０００８】
即ち、図１に図示した通り、鋼板２００が緩み装置（未図示）から連続的に供給され、加熱炉（未図示）及びこれに連結されメッキ槽２２０の湯面の下に浸漬されたスナウト２１０を通して溶融亜鉛２２２が満たされたメッキ槽２２０に導入される。
【０００９】
そして、メッキ槽２２０内に浸漬されたメッキ槽ロール、即ちシンクロール２３０とその直上部の安定化ロール２４０により鋼板２００はそのパスラインがメッキ槽の直上部に垂直に変わることにより連続移送される。
【００１０】
即ち、メッキ槽２２０内に満たされた溶融金属２２２、例えば、溶融 亜鉛が鋼板２００の表面に付着してメッキされる。
【００１１】
この際、シンクロール２３０を通過した鋼板２００は、その直上部の一対の安定化ロール２４０の間を通過することで安定化ロールの作動により鋼板はその反りが矯正される。
【００１２】
そして、矯正された鋼板２００はメッキ槽の湯面の直上部に配置された一対のエアナイフ２５０の間を通過することにより溶融亜鉛の鋼板付着量が調節される。
【００１３】
その後、鋼板は冷却固形化され巻取装置（未図示）を通してコイル形態に巻取される。
【００１４】
従って、図１のシンクロール２３０と安定化ロール２４０は、メッキ槽内の溶融金属（溶融亜鉛）に浸漬されるロールで、鋼板２００のパスラインを案内したり、または鋼板が高温のメッキ槽内に浸漬された後湯面の上に排出されるときに発生する鋼板の反りを矯正する役割をする。例えば、図１で加熱炉と連結されメッキ槽の湯面に浸漬された密閉管形態のスナウト２１０を通過した鋼板２００は、シンクロール２３０によってその進行方向が転換され垂直に上部に進行し、シンクロール２３０の直上部に配置された一対の安定化ロール２４０はその間を通過する移送鋼板２００の前後表面を圧迫する。
【００１５】
従って、このようなシンクロール２３０と安定化ロール２４０は高温状態の鋼板２００の反り、歪み、反曲または振動（振れ）などを抑制する。
【００１６】
しかし、通常高温の溶融亜鉛が満たされたメッキ槽２２０に浸漬された状態で駆動されるメッキ槽ロール（シンクロール２３０と安定化ロール２４０）は通常の常温で駆動される駆動ロールとは異なり、略４５０℃〜４６０℃程度の高温溶融亜鉛液体内で作動することとなる。
【００１７】
そして、このようなメッキ槽ロールは別途の駆動源が連携されていなく、無動力状態で鋼板と接触しながら鋼板が移送される移送力により回転することとなる。従って、通過する鋼板２００の厚さと幅によって張力の負荷は異なって作用する。
【００１８】
一方、図１においてシンクロール２３０と冷却帯の上部に位置した偏向ロール（図示せず）の間の間隔は５０ｍ−６０ｍ程度であるため、この区間では鋼板の張力の損失や移送の精密性が劣るため鋼板の振動（振れ）が激しく発生する。
【００１９】
従って、シンクロール２３０の直上部に設置される安定化ロール２４０は、メッキ鋼板が移送する時の振動（振れ）現象と反曲などの形状の変形を矯正する重要な役割をする。
【００２０】
ところで、現在の製鉄工場で生産する鋼板の厚さは０．４〜２．３ｍｍ程度で、幅は８００ｍｍ〜１８６０ｍｍ程度と多様であるため、一対の安定化ロール２４０の一つ（図１の左側）は固定型で設置され、もう一つ（図１の右側）は移動型で設置される。
【００２１】
例えば、図２に図示した通り、安定化ロールの一側２４０ａはリグ２５０上に固定型で設置され、他側２４０ｂは油圧シリンダー、駆動モータなどの駆動源により前後移動する移動アーム２６０と連携されて鋼板の厚さや幅などに対応して適切に鋼板を矯正するようリグ上に設置される。
【００２２】
また、リグ（ハウジング）２５０の下部にはシンクロール２３０が連携設置される。
【００２３】
従って、リグ２５０と一体にロール２３０、２４０ａ、２４０ｂのメッキ槽の導入や取出が行われる。
【００２４】
しかし、図１及び図２に図示した通り、メッキ槽ロールのうち特に、シンクロールより直径が小さくて長さの長い安定化ロールは４５０℃以上の高温の溶融金属２２２に浸漬された状態で回転するため、支持する鋼板２００の張力により曲げ変形を受けることとなりロール軸の中心線が傾く現象が発生する。
【００２５】
例えば、図３ではメッキ槽に浸漬された状態で作動する安定化ロール２４０の実際荷重の分布を分析したものを模式図で図示している。
【００２６】
図３に図示した通り、直径が５０〜７０ｍｍの軸を使用する安定化ロールで鋼板張力に影響を受ける前にはＣ１のロール軸中心線を維持するが、鋼板の張力に影響を受けるとＣ２のロール軸中心線にそのロール軸の中心線が傾くことが分かる。
【００２７】
次に、図４では連続溶融メッキラインのメッキ槽ロール、特に従来の安定化ロール２４０とその軸受部を図示している。
【００２８】
即ち、図４に図示した通り、ロール軸２４１に固定されたスリーブ２４２を支持する軸受部のブッシュ２４３が固定型のブッシュハウジング２４４により固定され、この固定型ブッシュハウジング２４４は先に説明したリグ２５０と連携されたフレーム２４５に固定されている。
【００２９】
従って、図３及び図４に図示した通り、従来のメッキ槽の安定化ロール２４０の場合には、鋼板張力による曲げ変形により中心線が傾こうとする力を持続的に受けるが、実際のロール軸受部ではその中心線の傾きを補償することが出来なかった。
【００３０】
例えば、図４で固定型ブッシュハウジング２４４にブッシュ２４３が一体で合体した構造であるため、ロール軸２４１のスリーブ２４２がブッシュ２４３に局部接触してしまい容易に挟まれるようになる。
【００３１】
従って、ロール軸の回転時にスリーブとブッシュとの局部摩擦が増加して結局はロール軸と共にロール自体の回転が円滑にならない。
【００３２】
そして、ロール軸２４１の回転が円滑ではないと、メッキ槽内で安定化ロール２４０の表面とこれに接触する鋼板２００との間では滑りが発生する。
【００３３】
結果として、このような鋼板とロールとの間の滑りは鋼板の表面欠陥を引き起こす。
【００３４】
そして、シンクロールや安定化ロールのようなメッキ槽ロールは、別途の駆動源無しで溶融金属が充填されたメッキ槽２２０内で鋼板とロール表面との摩擦力だけで回転するため、上記安定化ロールの回転時に溶融金属の粘性抵抗摩擦力やロール軸受部の滑り摩擦力によりロールの回転力を低下させる。
【００３５】
通常、粘性抵抗及び滑り摩擦力は相互物体の相対速度の増加により増加することとなる。従って、メッキ槽浸漬ロールの回転は鋼板とロール表面との摩擦力が粘性抵抗摩擦力と軸受部摩擦力の和より大きい場合にのみ可能である。
【００３６】
しかし、製鉄工場の実際操業ラインで溶融メッキ鋼板の生産速度（操業速度）を高めるために鋼板２００のメッキ槽通過速度を高めると、先に説明したように抵抗摩擦力が回転力より大きくなり、ロールと鋼板との滑りが発生した。即ち、実際の操業ラインでメッキされる鋼板の進行速度を高めることは容易ではない。
【００３７】
従って、メッキ槽ロールにおいて、図３のようにロールの曲げ変形を補償して軸スリーブとブッシュとの局部接触が発生しないようにすることが重要となった。
【００３８】
一方、別途の図面により図示してはいないが、このような通常のメッキ槽ロールから発生する問題を解決した従来の他のメッキ槽ロールの軸受部が特許文献１に開示されている。
【００３９】
例えば、別途の図面により図示してはいないが、上記米国特許の図６では溶解槽ロールが開示され、ロール軸に嵌め込み結合されたスリーブが固定され、球形外曲面（ｓｐｈｅｒｉｃａｌ ａｎｎｕｌａｒ ｃｏｖｅｘ ｓｕｒｆａｃｅ）を備えるリテーナの左側外曲面が流動可能に支持される円錐形内曲面（ｆｒｕｓｔｏ−ｃｏｎｉｃａｌ ｃｏｎｃａｖｅ ａｎｎｕｌａｒ ｂｅａｒｉｎｇ ｓｈｏｕｌｄｅｒ）を備え、ハウジングで支持されるスリーブと、上記リテーナの右側外曲面が流動可能に支持される円錐形内曲面（ａｎｎｕｌａｒ ｃｏｎｃａｖｅ ｆｒｕｓｔｏ−ｃｏｎｉｃａｌ ｓｕｒｆａｃｅ）を備え、スリーブで固定されるベアリングリングで構成されている。
【００４０】
従って、上記米国特許のメッキ槽ロールはリテーナの球形外曲面がスリーブの円錐形内曲面とは点接触（円錐形の内曲面により）するため、実質的にリテーナとスリーブの点接触部位に集中荷重が発生し、これにより局部的な変形が発生する。
【００４１】
そして、リテーナとスリーブとの間で発生する滑り摩擦により局部摩耗が発生し、局部摩耗はロールの回転時に振れを加重させるという問題点があった。
【００４２】
【特許文献１】米国特許５，５４９，３９３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００４３】
本発明は、上記のような従来の問題点を改善するため案出されたもので、その目的は、長時間の使用にも偏有隔や偏心回転が防止されロール軸の振れによる鋼板振動を抑制し、メッキ鋼板の高速運転にも正常のメッキを可能とするメッキ槽ロール軸受部装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００４４】
上記の目的を達成するための技術的な側面として本発明は、メッキ槽ロールの軸に結合されるスリーブと、上記スリーブを支えるブッシュが内部固定され湾曲外曲面を備えるブッシュハウジングと、上記ブッシュハウジングを両側で支持しながら上記ブッシュハウジングの湾曲外曲面と面接触する湾曲内曲面を備え、メッキ槽ロールのリグと連携設置される固定リングハウジングの内部の両側に固定されるブッシュハウジング固定リングとを含んで構成された連続溶融メッキラインのメッキ槽ロール軸受部装置を提供する。
【００４５】
好ましくは、上記ブッシュハウジングの湾曲外曲面は凸球面に形成され、上記ブッシュハウジング固定リングの湾曲内曲面は上記ブッシュハウジングの凸球面と面接触が可能であるよう凹球面に形成される。
【００４６】
好ましくは、上記ブッシュを固定するよう上記ブッシュハウジングの一側に結合されるブッシュハウジングリングをさらに含む。
【００４７】
さらに好ましくは、上記ブッシュハウジングリングと上記ブッシュハウジングリングに近接したブッシュとの間に挿入される緩衝フィルムをさらに含む。
【００４８】
上記固定リングハウジングとブッシュハウジング固定リングの両側に配置されて固定される内外部固定リングとシェルハウジングをさらに含み、上記シェルハウジングはメッキ槽ロールのリグと連結固定される。
【００４９】
好ましくは、上記内部固定リングとシェルハウジング及び、上記外部固定リングとシェルハウジングとの間に溶融金属の浸透を遮断するよう挿入されるガスケットをさらに含むことが出来る。
【００５０】
上記固定リングハウジングに設けられ上記ブッシュハウジングの回転を防ぐよう上記ブッシュハウジングのピンホールに挿入される固定ピンをさらに含むことが出来る。
【００５１】
また、上記ブッシュハウジングの端部で上記ブッシュハウジング固定リングの間に溶融金属の内部浸透を遮断するよう覆われる第１、２カバー部材をさらに含む。
【００５２】
好ましくは、上記第１カバー部材は上記ブッシュハウジングに固定される内径部と、上記ブッシュハウジングリングと内部固定リングとの間に固定される外径部とを備え、上記第２カバー部材は反対側のブッシュハウジング固定リングに固定される内径部と、上記ブッシュハウジング固定リングと外部固定リングとの間に固定される外径部とを備える。
【００５３】
好ましくは、上記ブッシュは上記スリーブ潤滑膜を形成するよう内側面に形成される溝を備える。
【００５４】
ここで、上記メッキ槽ロールはメッキ槽シンクロールを通過する鋼板をエアナイフの下部で支持する安定化ロールで構成されることが出来る。
【発明の効果】
【００５５】
本発明のメッキ槽ロール軸受部装置によると次のような優れた効果を提供する。
【００５６】
先ず、メッキ槽ロールの回転速度がさらに拡張されメッキ鋼板の生産性を向上させる。
【００５７】
そして、ブッシュとスリーブが操業中に面接触を維持し局部摩耗が発生せず、接触面全体に接触力が分散して摩耗が減少するため、摩耗の深さを相対的に減少させる。
【００５８】
従って、長時間の使用にも局部的な摩耗の進展が減少してブッシュとスリーブとの間の初期有隔が維持されることにより、ロールの偏心回転による鋼板の振動が減少し、結果としてメッキの品質を非常に向上させる。
【００５９】
また、ロールのリグなどのフレームの振動が小さくなり長期の操業時にも良好な操業条件を維持する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６０】
以下、添付の図面により本発明を詳しく説明する。
【００６１】
先ず、図５乃至図７では、本発明による連続溶融メッキライン（ＣＧＬ）のメッキ槽ロール、特に、安定化ロールの軸回転が可能であるよう支持する軸受部装置１を図示している。
【００６２】
即ち、このような本発明のメッキ槽ロール軸受部装置１は、図５及び図６に図示した通り、ロールの軸１１２に結合されたスリーブ（ｓｌｅｅｖｅ）１０と、スリーブ１０を支えるブッシュ（ｂｕｓｈ）２０が内部固定され湾曲外曲面３２を備えるブッシュハウジング（ｂｕｓｈ ｈｏｕｓｉｎｇ）３０と、ブッシュハウジング３０を両側で支持し上記ブッシュハウジング外曲面と面接触する湾曲内曲面４２を備え、メッキ槽ロールのリグと連携設置される固定リングハウジング（ｆｉｘｅｄ ｒｉｎｇ ｈｏｕｓｉｎｇ）５０の内部の両側に固定されるブッシュハウジング固定リング（ｂｕｓｈ ｈｏｕｓｉｎｇ ｆｉｘｅｄ ｒｉｎｇｓ）４０とを含んで構成されている。
【００６３】
従って、本発明のメッキ槽ロール軸受部装置１の特徴は、ロール軸１１２が嵌め込み結合されるスリーブ１０を支えるブッシュ２０が内径部に嵌められるブッシュハウジング３０の外曲面を、図６のように中央が膨らむようになった凸球形の外曲面３２に形成し、これに接するブッシュハウジング固定リング４０は、ブッシュハウジング３０の球形外曲面３２と、従来とは異なって、球形の曲面にロール軸の中心変形が発生しても面接触するようにする凹球形の湾曲内曲面４２を備えることにある。
【００６４】
即ち、図７に図示した通り、本発明のメッキ槽ロール軸受部装置１は、図３のような高温の溶融亜鉛が充填されたメッキ槽内で鋼板の張力により曲げ変形が発生する場合、ブッシュハウジング３０の球形外曲面３２がブッシュハウジング固定リング４０の球形内曲面と面接触した状態で相互曲面状に接触流動することにその特徴がある。
【００６５】
従って、図３のように、ロール軸の中心線がＣ１からＣ２に変更する場合にもロール軸スリーブとブッシュとの間の局部集中的な摩擦が発生せず、摩耗が接触面の全体部分に渡って均一に発生して従来の軸受部で最も問題とされる偏摩耗発生を抑制させる。
【００６６】
この際、図６及び図７に図示した通り、ブッシュハウジング３０の外曲面３２は凸球面に形成され、ブッシュハウジング固定リング４０の内曲面は上記外曲面との面接触が可能であるよう凹球面に形成されることが摩擦抵抗などを考えたとき最も好ましい。
【００６７】
結局、本発明でブッシュハウジング３０の外曲面３２と一対のブッシュハウジング固定リング４０の内曲面４２が、従来の溶解槽ロールが点接触することとは異なって、完全に面接触するため局部摩耗が発生せず摩耗されても面全体に渡って発生するため局部摩耗によるロールの振れ（振動）の発生を減少させる。
【００６８】
このような本発明のメッキ槽ロール軸受部装置１は、ロールの軸中心の変形による軸の嵌め込みによる抑制トルクの増加を減少させるために、ロールの中心線と軸を支持するブッシュの中心線が常に一致して維持できるようにする。
【００６９】
また、図５及び図６に図示した通り、ブッシュハウジングリング３４と上記ブッシュハウジングリングに近接したブッシュとの間には緩衝フィルム（図示せず）が介在することが好ましい。
【００７０】
このような緩衝フィルムは、耐摩耗性は高いが衝撃には多少弱い上記ブッシュを熱変形や衝撃荷重から保護する。
【００７１】
また、図５及び図６に図示した通り、固定リングハウジング５０とその 内側に両側に固定されるブッシュハウジング固定リング４０は、両側に付着されて囲われる内外部固定リング（ｉｎｎｅｒ ａｎｄ ｏｕｔｅｒ ｆｉｘｅｄ ｒｉｎｇｓ）６０、６０’とシェルハウジング（ｓｈｅｌｌ ｈｏｕｓｉｎｇ）７０により固定され、シェルハウジング７０はメッキ槽浸漬ロールのリグ（図２の２５０）と連携されている。
【００７２】
そして、図６に図示した固定リングハウジング５０の外面に略４つが一定の間隔で加工された凹んだ加工面５０ａは、シェルハウジング７０との組み立てのための組立面である。
【００７３】
一方、図６に図示した通り、内部固定リング６０とシェルハウジング７０及び、外部固定リング６０’とシェルハウジングとの間にはガスケット（ｇａｓｋｅｔｓ）Ｇが介在されることが好ましい。このようなガスケットは溶融金属の浸透を遮断する。
【００７４】
例えば、上記ガスケットＧは複数の固定リングとハウジングとの間に溶融金属が浸透することを防ぎ、軸受部装置の再使用のための常温での分解及び再組立を容易にする。
【００７５】
また、図５及び図６に図示した通り、固定リングハウジング５０に設置されブッシュハウジング３０に挿入されてブッシュハウジングの回転を防ぐ固定ピン８０をさらに備えることが好ましい。
【００７６】
即ち、固定ピン８０は図６のようにブッシュハウジングの外曲面の中央部分に形成されたピンホール３０ａに挿入支持される。
【００７７】
従って、このような固定ピン８０はブッシュハウジング３０とブッシュハウジング固定リング４０との間の滑りによる摩耗を防ぐ。
【００７８】
例えば、米国特許で開示された従来の場合には、このような固定ピン構造が無いため、実質的にブッシュを固定するハウジングとこれを固定するリテーナとの間の滑り現象が発生しやすい。
【００７９】
即ち、図５においてロール軸１１２が回転するとき、ブッシュ２０とスリーブ１０の摩擦により一体で構成されたブッシュとブッシュハウジングがロール軸に沿って回転すると、ブッシュハウジング３０の曲面とブッシュハウジング固定リング４０の曲面との滑り摩耗が発生し、このような摩耗が進展して有隔が拡大すると、ブッシュの振動が誘発される。
【００８０】
従って、ブッシュハウジングの回転を防ぐためブッシュハウジング３０にピンホール３０ａ（図７）を形成させ固定ピン８０を設置することが好ましい。
【００８１】
一方、このような固定ピン８０はブッシュハウジングを拘束して一定範囲（例えば２−３°）を外れる回転を防ぐ。
【００８２】
従って、ブッシュハウジング（ブロック）が定められた位置の一定範囲内に拘束されているため、軸との摩耗部分が限定的に維持され一回の作業を終えた後ブッシュハウジングの設置角度を変えて設置すると、新しいブッシュの内面を使用することが可能となり少なくとも４回ほどの再使用が可能となる。
【００８３】
即ち、図７のようにロール軸の軸中心の変形（Ｃ１−＞Ｃ２）によるスリーブ１０とブッシュ２０との接触部位が制限され、固定ピンとピンホールの位置をブッシュハウジングの組立時に調整すると、軸の変形時にブッシュとスリーブの接触部位が可変してブッシュの使用期間を延長することが可能となる。
【００８４】
一方、図５に図示した通り、ブッシュハウジング３０の端部からブッシュハウジング固定リング４０の間に覆われて固定されるカバー部材９０をさらに備えることが好ましい。
【００８５】
この際、図５に図示した通り、カバー部材９０の一つは締結ボルト９６であって、ブッシュハウジング３０に固定される内径部（ｉｎｎｅｒ ｓｉｄｅ）９２と、ブッシュハウジングリング３４と内部固定リング６０との間に固定される外径部（ｏｕｔｅｒ ｓｉｄｅ）９４を備える。また、他のカバー部材９０は固定ボルト９６であって、反対側のブッシュハウジング固定リング４０に締結固定される内径部と、ブッシュハウジング固定リング４０と外部固定リング６０’との間に固定される外径部とを含む。
【００８６】
即ち、本発明のカバー部材９０は内径部側が内側に凹んだリング状に形成されロール軸受部の両側に付着され、このようなカバー部材９０は耐熱性のある材質、例えば、ＳＵＳ３１６Ｌ系列を使用する。
【００８７】
図５に図示した通り、カバー部材９０はブッシュハウジング３０とブッシュハウジング固定リング４０との間に溶融亜鉛の溶融金属やドロス（ｄｒｏｓｓ）などの金属化合物が浸透することを遮断する。
【００８８】
従って、ブッシュハウジング外曲面３２と固定リング内曲面４２との間の面接触部位に溶融金属や金属化合物が浸透すると、ロール軸受部装置の再使用のための常温での整備作業時、浸透した溶融金属及び金属化合物が内部で凝固して外曲面３２と内曲面４２を固着させるという問題を解消する。
【００８９】
溶融金属などが浸透して固着すると、洗浄及び溶融金属融点温度以上に高くしても固着を解消することが難しく、結果としてロール軸受部装置の再使用時に少なくともブッシュとブッシュハウジング及びブッシュハウジング固定リングのブッシュブロック全体を分解した後、再度組立なければならない。
【００９０】
次に、図５及び図８に図示した通り、本発明のロール軸受部装置１において、スリーブ１０を支えながら接触するブッシュ２０の内面に一体に形成され、溶融金属、即ち溶融亜鉛が満たされてスリーブ潤滑膜を提供する溝２０ａ、例えば、エンボスをさらに含む。
【００９１】
即ち、本発明においてブッシュ２０は耐熱性に優れたセラミックスで作製し、ロール軸１１２が組立られるスリーブ２０が接触する駆動面、即ち内面に溝
２０ａを図８のように一定の配列で形成させる。
【００９２】
従って、ブッシュ２０で支えられ回転するスリーブ１０の間に溝２０ａに満たされた溶融亜鉛がスリーブを押し出す役割、即ち潤滑性を高め、結局、ロール軸の回転に直接的な影響を与えるスリーブとブッシュ駆動面の摩擦力を減少させる。
【００９３】
結局、本発明のメッキ槽ロール軸受部装置１の場合にはロール軸の回転が非常に円滑で、各構成部品間の局部的な摩耗要因を最少化させることにより、その分だけメッキ槽浸漬ロール、特に、鋼板の張力に影響されながら軸の反り変形が容易に発生する安定化ロール（図２、３の２４０）の場合に適用することが好ましい。
【００９４】
従って、本発明のロール軸受部装置１を備える連続溶融メッキラインのメッキ槽ロール１００の作動性も向上することとなる。
【００９５】
次に、これまで説明した本発明のロール軸受部装置１のロール軸の組立をみると、図５及び図６に図示した通り、先ず、メッキ槽ロール１００のロール胴体１１０に一体になったロール軸１１２に軸との滑り摩耗から軸部分を保護するために耐摩耗性が大きいスリーブ１０を嵌め、軸の外に離脱しないようスリーブリング１２（図５、６）をロール軸１１２に溶接固定する。
【００９６】
次に、ロール軸が嵌められたスリーブ１０を支えるブッシュ２０をブッシュハウジング３０に熱打ちで固定しブッシュハウジングリング３４を溶接結合して離脱を防ぎ、この際ブッシュ２０は耐摩耗性に優れ摩擦界面が均一なセラミックス材質を使用する。
【００９７】
また、先に説明したように、ブッシュハウジングリング３４とブッシュハウジングリングに近接したブッシュとの間には熱膨張の差による熱変形の荷重を緩和させるため緩衝フィルム（図示せず）が介在される。
【００９８】
また、凸球形外曲面の湾曲外曲面３２と面接触する凹球形内曲面の湾曲内曲面４２をそれぞれ含むブッシュハウジング３０とブッシュハウジング固定リング４０及び固定リングハウジング５０は、スクリュー（Ｓ）として結合される内外部固定リング６０、６０’とシェルハウジング７０とに組立てブロック化拘束する。
【００９９】
そして、軸受部装置の分解、組立及び脱付着を容易にするため溶融金属が部品の間に浸透しないよう、内部固定リング６０とシェルハウジング７０との間と、シェルハウジング７０と外部固定リング６０’との間にそれぞれガスケットＧを挿入して組立て、組立時の精密性を考えてスクリュー（Ｓ）を用いて各部品を締結する。
【０１００】
さらに、カバー部材９０をブッシュハウジング３０の端部でブッシュハウジング固定リング４０の間に溶融金属の内部浸透を遮断するよう挿入される。
【０１０１】
従って、本発明のメッキ槽ロール軸受部装置１は、メッキ槽ロールの軸中心線とブッシュ中心線が一致しない場合にもブッシュハウジングはこれを補償する形態で固定リングと面接触するため、摩擦力の増加によるロールの回転力の低下を発生せず、特にロールの偏心回転を防いでロール軸の振れによるメッキ
鋼板の振動を抑制する。
【０１０２】
本発明は特定の実施例に関して図示し説明したが、以下の特許請求範囲により備えられる本発明の精神や分野を外れない範囲内で本発明が多様に改造及び変化出来るということを当業者は容易に分かることを明らかにする。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】連続溶融メッキライン（ＣＧＬ）のメッキ槽（Ｚｉｎｃ Ｐｏｔ）とその内部設備を図示した斜視図である。
【図２】メッキ槽ロールを図示した正面図である。
【図３】メッキ槽ロールの軸変形現象を図示した模式図である。
【図４】従来のメッキ槽ロール（ｓｔａｂｉｌｉｚｉｎｇ ｒｏｌｌ）とその軸受部を図示した構造図である。
【図５】本発明によるメッキ槽ロールとその軸受部装置を図示した構造図である。
【図６】図５の一部分解斜視図である。
【図７】本発明のメッキ槽ロールの軸可変状態を図示した作動状態図である。
【図８】本発明のメッキ槽ロール軸受部装置のブッシュ変形構造を図示した構造図である。
【符号の説明】
【０１０４】
１ ロール軸受部装置
１０ スリーブ
２０ ブッシュ
２０ａ 溝
３０ ブッシュハウジング
３２ ブッシュハウジングの湾曲外曲面
４０ ブッシュハウジング固定リング
４２ 固定リングの湾曲内曲面
５０ 固定リングハウジング
６０、６０’ 内外部固定リング
７０ シェルハウジング
８０ 固定ピン
９０ カバー部材
１００ メッキ槽ロール（安定化ロール）
１１０ ロール胴体
１１２ ロール軸
【技術分野】
【０００１】
本発明は鋼板の溶融金属メッキ槽に浸漬され移送鋼板を支持する安定化ロール（ｓｔａｂｉｌｉｚｉｎｇ ｒｏｌｌ）のようなメッキ槽ロールに関するもので、さらに詳しくは、ロール軸受部の部品間の局部摩耗などによる軸受部の振れなどを効果的に防ぐことにより、鋼板メッキの高速操業を可能とする一方、ロールの連続使用期間を延長させることは勿論、鋼板のメッキ品質を向上させる連続溶融メッキラインのメッキ槽ロール軸受部装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属鋼板の表面に第２の他の金属層をメッキする場合、電気化学的処理法を用いたメッキ法や、または、メッキしようとする第２金属が溶融されているメッキ槽（Ｚｉｎｃ Ｐｏｔ）内に鋼板が浸漬されてメッキされる溶融メッキ槽を用いたメッキ法を主に使用する。
【０００３】
ところが、代表的な溶融金属メッキ形態の一つが鋼板の表面に亜鉛をメッキするために溶融亜鉛を満たしたメッキ槽を鋼板が通過しながら表面に亜鉛をメッキする亜鉛メッキ鋼板のメッキ形態である。
【０００４】
特に、鋼板を連続的にメッキ槽を通過させ鋼板の表面に連続的にメッキする設備を連続溶融メッキライン（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｇａｌｖａｎｉｚｉｎｇ Ｌｉｎｅ、ＣＧＬ）という。
【０００５】
溶融亜鉛メッキ鋼板は初期には殆ど建資材として使用されてきたが、最近は厳しい加工条件でも耐えられる溶融亜鉛メッキ鋼板の大量生産が可能になることにより、その用途が各種の家電製品または自動車用素材に幅広く拡大れている。
【０００６】
従って、表面品質が重要な家電製品または自動車用素材にまでその使用範囲が広くなることにより、メッキ鋼板を用いた素材の表面光沢、耐食性、溶接性または塗装性などの品質向上のための鋼板のメッキ品質に対する基準が徐々に高くなる実情にある。
【０００７】
図１では溶融亜鉛連続メッキライン（ＣＧＬ）のメッキ槽とその内部設備を図示している。
【０００８】
即ち、図１に図示した通り、鋼板２００が緩み装置（未図示）から連続的に供給され、加熱炉（未図示）及びこれに連結されメッキ槽２２０の湯面の下に浸漬されたスナウト２１０を通して溶融亜鉛２２２が満たされたメッキ槽２２０に導入される。
【０００９】
そして、メッキ槽２２０内に浸漬されたメッキ槽ロール、即ちシンクロール２３０とその直上部の安定化ロール２４０により鋼板２００はそのパスラインがメッキ槽の直上部に垂直に変わることにより連続移送される。
【００１０】
即ち、メッキ槽２２０内に満たされた溶融金属２２２、例えば、溶融 亜鉛が鋼板２００の表面に付着してメッキされる。
【００１１】
この際、シンクロール２３０を通過した鋼板２００は、その直上部の一対の安定化ロール２４０の間を通過することで安定化ロールの作動により鋼板はその反りが矯正される。
【００１２】
そして、矯正された鋼板２００はメッキ槽の湯面の直上部に配置された一対のエアナイフ２５０の間を通過することにより溶融亜鉛の鋼板付着量が調節される。
【００１３】
その後、鋼板は冷却固形化され巻取装置（未図示）を通してコイル形態に巻取される。
【００１４】
従って、図１のシンクロール２３０と安定化ロール２４０は、メッキ槽内の溶融金属（溶融亜鉛）に浸漬されるロールで、鋼板２００のパスラインを案内したり、または鋼板が高温のメッキ槽内に浸漬された後湯面の上に排出されるときに発生する鋼板の反りを矯正する役割をする。例えば、図１で加熱炉と連結されメッキ槽の湯面に浸漬された密閉管形態のスナウト２１０を通過した鋼板２００は、シンクロール２３０によってその進行方向が転換され垂直に上部に進行し、シンクロール２３０の直上部に配置された一対の安定化ロール２４０はその間を通過する移送鋼板２００の前後表面を圧迫する。
【００１５】
従って、このようなシンクロール２３０と安定化ロール２４０は高温状態の鋼板２００の反り、歪み、反曲または振動（振れ）などを抑制する。
【００１６】
しかし、通常高温の溶融亜鉛が満たされたメッキ槽２２０に浸漬された状態で駆動されるメッキ槽ロール（シンクロール２３０と安定化ロール２４０）は通常の常温で駆動される駆動ロールとは異なり、略４５０℃〜４６０℃程度の高温溶融亜鉛液体内で作動することとなる。
【００１７】
そして、このようなメッキ槽ロールは別途の駆動源が連携されていなく、無動力状態で鋼板と接触しながら鋼板が移送される移送力により回転することとなる。従って、通過する鋼板２００の厚さと幅によって張力の負荷は異なって作用する。
【００１８】
一方、図１においてシンクロール２３０と冷却帯の上部に位置した偏向ロール（図示せず）の間の間隔は５０ｍ−６０ｍ程度であるため、この区間では鋼板の張力の損失や移送の精密性が劣るため鋼板の振動（振れ）が激しく発生する。
【００１９】
従って、シンクロール２３０の直上部に設置される安定化ロール２４０は、メッキ鋼板が移送する時の振動（振れ）現象と反曲などの形状の変形を矯正する重要な役割をする。
【００２０】
ところで、現在の製鉄工場で生産する鋼板の厚さは０．４〜２．３ｍｍ程度で、幅は８００ｍｍ〜１８６０ｍｍ程度と多様であるため、一対の安定化ロール２４０の一つ（図１の左側）は固定型で設置され、もう一つ（図１の右側）は移動型で設置される。
【００２１】
例えば、図２に図示した通り、安定化ロールの一側２４０ａはリグ２５０上に固定型で設置され、他側２４０ｂは油圧シリンダー、駆動モータなどの駆動源により前後移動する移動アーム２６０と連携されて鋼板の厚さや幅などに対応して適切に鋼板を矯正するようリグ上に設置される。
【００２２】
また、リグ（ハウジング）２５０の下部にはシンクロール２３０が連携設置される。
【００２３】
従って、リグ２５０と一体にロール２３０、２４０ａ、２４０ｂのメッキ槽の導入や取出が行われる。
【００２４】
しかし、図１及び図２に図示した通り、メッキ槽ロールのうち特に、シンクロールより直径が小さくて長さの長い安定化ロールは４５０℃以上の高温の溶融金属２２２に浸漬された状態で回転するため、支持する鋼板２００の張力により曲げ変形を受けることとなりロール軸の中心線が傾く現象が発生する。
【００２５】
例えば、図３ではメッキ槽に浸漬された状態で作動する安定化ロール２４０の実際荷重の分布を分析したものを模式図で図示している。
【００２６】
図３に図示した通り、直径が５０〜７０ｍｍの軸を使用する安定化ロールで鋼板張力に影響を受ける前にはＣ１のロール軸中心線を維持するが、鋼板の張力に影響を受けるとＣ２のロール軸中心線にそのロール軸の中心線が傾くことが分かる。
【００２７】
次に、図４では連続溶融メッキラインのメッキ槽ロール、特に従来の安定化ロール２４０とその軸受部を図示している。
【００２８】
即ち、図４に図示した通り、ロール軸２４１に固定されたスリーブ２４２を支持する軸受部のブッシュ２４３が固定型のブッシュハウジング２４４により固定され、この固定型ブッシュハウジング２４４は先に説明したリグ２５０と連携されたフレーム２４５に固定されている。
【００２９】
従って、図３及び図４に図示した通り、従来のメッキ槽の安定化ロール２４０の場合には、鋼板張力による曲げ変形により中心線が傾こうとする力を持続的に受けるが、実際のロール軸受部ではその中心線の傾きを補償することが出来なかった。
【００３０】
例えば、図４で固定型ブッシュハウジング２４４にブッシュ２４３が一体で合体した構造であるため、ロール軸２４１のスリーブ２４２がブッシュ２４３に局部接触してしまい容易に挟まれるようになる。
【００３１】
従って、ロール軸の回転時にスリーブとブッシュとの局部摩擦が増加して結局はロール軸と共にロール自体の回転が円滑にならない。
【００３２】
そして、ロール軸２４１の回転が円滑ではないと、メッキ槽内で安定化ロール２４０の表面とこれに接触する鋼板２００との間では滑りが発生する。
【００３３】
結果として、このような鋼板とロールとの間の滑りは鋼板の表面欠陥を引き起こす。
【００３４】
そして、シンクロールや安定化ロールのようなメッキ槽ロールは、別途の駆動源無しで溶融金属が充填されたメッキ槽２２０内で鋼板とロール表面との摩擦力だけで回転するため、上記安定化ロールの回転時に溶融金属の粘性抵抗摩擦力やロール軸受部の滑り摩擦力によりロールの回転力を低下させる。
【００３５】
通常、粘性抵抗及び滑り摩擦力は相互物体の相対速度の増加により増加することとなる。従って、メッキ槽浸漬ロールの回転は鋼板とロール表面との摩擦力が粘性抵抗摩擦力と軸受部摩擦力の和より大きい場合にのみ可能である。
【００３６】
しかし、製鉄工場の実際操業ラインで溶融メッキ鋼板の生産速度（操業速度）を高めるために鋼板２００のメッキ槽通過速度を高めると、先に説明したように抵抗摩擦力が回転力より大きくなり、ロールと鋼板との滑りが発生した。即ち、実際の操業ラインでメッキされる鋼板の進行速度を高めることは容易ではない。
【００３７】
従って、メッキ槽ロールにおいて、図３のようにロールの曲げ変形を補償して軸スリーブとブッシュとの局部接触が発生しないようにすることが重要となった。
【００３８】
一方、別途の図面により図示してはいないが、このような通常のメッキ槽ロールから発生する問題を解決した従来の他のメッキ槽ロールの軸受部が特許文献１に開示されている。
【００３９】
例えば、別途の図面により図示してはいないが、上記米国特許の図６では溶解槽ロールが開示され、ロール軸に嵌め込み結合されたスリーブが固定され、球形外曲面（ｓｐｈｅｒｉｃａｌ ａｎｎｕｌａｒ ｃｏｖｅｘ ｓｕｒｆａｃｅ）を備えるリテーナの左側外曲面が流動可能に支持される円錐形内曲面（ｆｒｕｓｔｏ−ｃｏｎｉｃａｌ ｃｏｎｃａｖｅ ａｎｎｕｌａｒ ｂｅａｒｉｎｇ ｓｈｏｕｌｄｅｒ）を備え、ハウジングで支持されるスリーブと、上記リテーナの右側外曲面が流動可能に支持される円錐形内曲面（ａｎｎｕｌａｒ ｃｏｎｃａｖｅ ｆｒｕｓｔｏ−ｃｏｎｉｃａｌ ｓｕｒｆａｃｅ）を備え、スリーブで固定されるベアリングリングで構成されている。
【００４０】
従って、上記米国特許のメッキ槽ロールはリテーナの球形外曲面がスリーブの円錐形内曲面とは点接触（円錐形の内曲面により）するため、実質的にリテーナとスリーブの点接触部位に集中荷重が発生し、これにより局部的な変形が発生する。
【００４１】
そして、リテーナとスリーブとの間で発生する滑り摩擦により局部摩耗が発生し、局部摩耗はロールの回転時に振れを加重させるという問題点があった。
【００４２】
【特許文献１】米国特許５，５４９，３９３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００４３】
本発明は、上記のような従来の問題点を改善するため案出されたもので、その目的は、長時間の使用にも偏有隔や偏心回転が防止されロール軸の振れによる鋼板振動を抑制し、メッキ鋼板の高速運転にも正常のメッキを可能とするメッキ槽ロール軸受部装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００４４】
上記の目的を達成するための技術的な側面として本発明は、メッキ槽ロールの軸に結合されるスリーブと、上記スリーブを支えるブッシュが内部固定され湾曲外曲面を備えるブッシュハウジングと、上記ブッシュハウジングを両側で支持しながら上記ブッシュハウジングの湾曲外曲面と面接触する湾曲内曲面を備え、メッキ槽ロールのリグと連携設置される固定リングハウジングの内部の両側に固定されるブッシュハウジング固定リングとを含んで構成された連続溶融メッキラインのメッキ槽ロール軸受部装置を提供する。
【００４５】
好ましくは、上記ブッシュハウジングの湾曲外曲面は凸球面に形成され、上記ブッシュハウジング固定リングの湾曲内曲面は上記ブッシュハウジングの凸球面と面接触が可能であるよう凹球面に形成される。
【００４６】
好ましくは、上記ブッシュを固定するよう上記ブッシュハウジングの一側に結合されるブッシュハウジングリングをさらに含む。
【００４７】
さらに好ましくは、上記ブッシュハウジングリングと上記ブッシュハウジングリングに近接したブッシュとの間に挿入される緩衝フィルムをさらに含む。
【００４８】
上記固定リングハウジングとブッシュハウジング固定リングの両側に配置されて固定される内外部固定リングとシェルハウジングをさらに含み、上記シェルハウジングはメッキ槽ロールのリグと連結固定される。
【００４９】
好ましくは、上記内部固定リングとシェルハウジング及び、上記外部固定リングとシェルハウジングとの間に溶融金属の浸透を遮断するよう挿入されるガスケットをさらに含むことが出来る。
【００５０】
上記固定リングハウジングに設けられ上記ブッシュハウジングの回転を防ぐよう上記ブッシュハウジングのピンホールに挿入される固定ピンをさらに含むことが出来る。
【００５１】
また、上記ブッシュハウジングの端部で上記ブッシュハウジング固定リングの間に溶融金属の内部浸透を遮断するよう覆われる第１、２カバー部材をさらに含む。
【００５２】
好ましくは、上記第１カバー部材は上記ブッシュハウジングに固定される内径部と、上記ブッシュハウジングリングと内部固定リングとの間に固定される外径部とを備え、上記第２カバー部材は反対側のブッシュハウジング固定リングに固定される内径部と、上記ブッシュハウジング固定リングと外部固定リングとの間に固定される外径部とを備える。
【００５３】
好ましくは、上記ブッシュは上記スリーブ潤滑膜を形成するよう内側面に形成される溝を備える。
【００５４】
ここで、上記メッキ槽ロールはメッキ槽シンクロールを通過する鋼板をエアナイフの下部で支持する安定化ロールで構成されることが出来る。
【発明の効果】
【００５５】
本発明のメッキ槽ロール軸受部装置によると次のような優れた効果を提供する。
【００５６】
先ず、メッキ槽ロールの回転速度がさらに拡張されメッキ鋼板の生産性を向上させる。
【００５７】
そして、ブッシュとスリーブが操業中に面接触を維持し局部摩耗が発生せず、接触面全体に接触力が分散して摩耗が減少するため、摩耗の深さを相対的に減少させる。
【００５８】
従って、長時間の使用にも局部的な摩耗の進展が減少してブッシュとスリーブとの間の初期有隔が維持されることにより、ロールの偏心回転による鋼板の振動が減少し、結果としてメッキの品質を非常に向上させる。
【００５９】
また、ロールのリグなどのフレームの振動が小さくなり長期の操業時にも良好な操業条件を維持する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６０】
以下、添付の図面により本発明を詳しく説明する。
【００６１】
先ず、図５乃至図７では、本発明による連続溶融メッキライン（ＣＧＬ）のメッキ槽ロール、特に、安定化ロールの軸回転が可能であるよう支持する軸受部装置１を図示している。
【００６２】
即ち、このような本発明のメッキ槽ロール軸受部装置１は、図５及び図６に図示した通り、ロールの軸１１２に結合されたスリーブ（ｓｌｅｅｖｅ）１０と、スリーブ１０を支えるブッシュ（ｂｕｓｈ）２０が内部固定され湾曲外曲面３２を備えるブッシュハウジング（ｂｕｓｈ ｈｏｕｓｉｎｇ）３０と、ブッシュハウジング３０を両側で支持し上記ブッシュハウジング外曲面と面接触する湾曲内曲面４２を備え、メッキ槽ロールのリグと連携設置される固定リングハウジング（ｆｉｘｅｄ ｒｉｎｇ ｈｏｕｓｉｎｇ）５０の内部の両側に固定されるブッシュハウジング固定リング（ｂｕｓｈ ｈｏｕｓｉｎｇ ｆｉｘｅｄ ｒｉｎｇｓ）４０とを含んで構成されている。
【００６３】
従って、本発明のメッキ槽ロール軸受部装置１の特徴は、ロール軸１１２が嵌め込み結合されるスリーブ１０を支えるブッシュ２０が内径部に嵌められるブッシュハウジング３０の外曲面を、図６のように中央が膨らむようになった凸球形の外曲面３２に形成し、これに接するブッシュハウジング固定リング４０は、ブッシュハウジング３０の球形外曲面３２と、従来とは異なって、球形の曲面にロール軸の中心変形が発生しても面接触するようにする凹球形の湾曲内曲面４２を備えることにある。
【００６４】
即ち、図７に図示した通り、本発明のメッキ槽ロール軸受部装置１は、図３のような高温の溶融亜鉛が充填されたメッキ槽内で鋼板の張力により曲げ変形が発生する場合、ブッシュハウジング３０の球形外曲面３２がブッシュハウジング固定リング４０の球形内曲面と面接触した状態で相互曲面状に接触流動することにその特徴がある。
【００６５】
従って、図３のように、ロール軸の中心線がＣ１からＣ２に変更する場合にもロール軸スリーブとブッシュとの間の局部集中的な摩擦が発生せず、摩耗が接触面の全体部分に渡って均一に発生して従来の軸受部で最も問題とされる偏摩耗発生を抑制させる。
【００６６】
この際、図６及び図７に図示した通り、ブッシュハウジング３０の外曲面３２は凸球面に形成され、ブッシュハウジング固定リング４０の内曲面は上記外曲面との面接触が可能であるよう凹球面に形成されることが摩擦抵抗などを考えたとき最も好ましい。
【００６７】
結局、本発明でブッシュハウジング３０の外曲面３２と一対のブッシュハウジング固定リング４０の内曲面４２が、従来の溶解槽ロールが点接触することとは異なって、完全に面接触するため局部摩耗が発生せず摩耗されても面全体に渡って発生するため局部摩耗によるロールの振れ（振動）の発生を減少させる。
【００６８】
このような本発明のメッキ槽ロール軸受部装置１は、ロールの軸中心の変形による軸の嵌め込みによる抑制トルクの増加を減少させるために、ロールの中心線と軸を支持するブッシュの中心線が常に一致して維持できるようにする。
【００６９】
また、図５及び図６に図示した通り、ブッシュハウジングリング３４と上記ブッシュハウジングリングに近接したブッシュとの間には緩衝フィルム（図示せず）が介在することが好ましい。
【００７０】
このような緩衝フィルムは、耐摩耗性は高いが衝撃には多少弱い上記ブッシュを熱変形や衝撃荷重から保護する。
【００７１】
また、図５及び図６に図示した通り、固定リングハウジング５０とその 内側に両側に固定されるブッシュハウジング固定リング４０は、両側に付着されて囲われる内外部固定リング（ｉｎｎｅｒ ａｎｄ ｏｕｔｅｒ ｆｉｘｅｄ ｒｉｎｇｓ）６０、６０’とシェルハウジング（ｓｈｅｌｌ ｈｏｕｓｉｎｇ）７０により固定され、シェルハウジング７０はメッキ槽浸漬ロールのリグ（図２の２５０）と連携されている。
【００７２】
そして、図６に図示した固定リングハウジング５０の外面に略４つが一定の間隔で加工された凹んだ加工面５０ａは、シェルハウジング７０との組み立てのための組立面である。
【００７３】
一方、図６に図示した通り、内部固定リング６０とシェルハウジング７０及び、外部固定リング６０’とシェルハウジングとの間にはガスケット（ｇａｓｋｅｔｓ）Ｇが介在されることが好ましい。このようなガスケットは溶融金属の浸透を遮断する。
【００７４】
例えば、上記ガスケットＧは複数の固定リングとハウジングとの間に溶融金属が浸透することを防ぎ、軸受部装置の再使用のための常温での分解及び再組立を容易にする。
【００７５】
また、図５及び図６に図示した通り、固定リングハウジング５０に設置されブッシュハウジング３０に挿入されてブッシュハウジングの回転を防ぐ固定ピン８０をさらに備えることが好ましい。
【００７６】
即ち、固定ピン８０は図６のようにブッシュハウジングの外曲面の中央部分に形成されたピンホール３０ａに挿入支持される。
【００７７】
従って、このような固定ピン８０はブッシュハウジング３０とブッシュハウジング固定リング４０との間の滑りによる摩耗を防ぐ。
【００７８】
例えば、米国特許で開示された従来の場合には、このような固定ピン構造が無いため、実質的にブッシュを固定するハウジングとこれを固定するリテーナとの間の滑り現象が発生しやすい。
【００７９】
即ち、図５においてロール軸１１２が回転するとき、ブッシュ２０とスリーブ１０の摩擦により一体で構成されたブッシュとブッシュハウジングがロール軸に沿って回転すると、ブッシュハウジング３０の曲面とブッシュハウジング固定リング４０の曲面との滑り摩耗が発生し、このような摩耗が進展して有隔が拡大すると、ブッシュの振動が誘発される。
【００８０】
従って、ブッシュハウジングの回転を防ぐためブッシュハウジング３０にピンホール３０ａ（図７）を形成させ固定ピン８０を設置することが好ましい。
【００８１】
一方、このような固定ピン８０はブッシュハウジングを拘束して一定範囲（例えば２−３°）を外れる回転を防ぐ。
【００８２】
従って、ブッシュハウジング（ブロック）が定められた位置の一定範囲内に拘束されているため、軸との摩耗部分が限定的に維持され一回の作業を終えた後ブッシュハウジングの設置角度を変えて設置すると、新しいブッシュの内面を使用することが可能となり少なくとも４回ほどの再使用が可能となる。
【００８３】
即ち、図７のようにロール軸の軸中心の変形（Ｃ１−＞Ｃ２）によるスリーブ１０とブッシュ２０との接触部位が制限され、固定ピンとピンホールの位置をブッシュハウジングの組立時に調整すると、軸の変形時にブッシュとスリーブの接触部位が可変してブッシュの使用期間を延長することが可能となる。
【００８４】
一方、図５に図示した通り、ブッシュハウジング３０の端部からブッシュハウジング固定リング４０の間に覆われて固定されるカバー部材９０をさらに備えることが好ましい。
【００８５】
この際、図５に図示した通り、カバー部材９０の一つは締結ボルト９６であって、ブッシュハウジング３０に固定される内径部（ｉｎｎｅｒ ｓｉｄｅ）９２と、ブッシュハウジングリング３４と内部固定リング６０との間に固定される外径部（ｏｕｔｅｒ ｓｉｄｅ）９４を備える。また、他のカバー部材９０は固定ボルト９６であって、反対側のブッシュハウジング固定リング４０に締結固定される内径部と、ブッシュハウジング固定リング４０と外部固定リング６０’との間に固定される外径部とを含む。
【００８６】
即ち、本発明のカバー部材９０は内径部側が内側に凹んだリング状に形成されロール軸受部の両側に付着され、このようなカバー部材９０は耐熱性のある材質、例えば、ＳＵＳ３１６Ｌ系列を使用する。
【００８７】
図５に図示した通り、カバー部材９０はブッシュハウジング３０とブッシュハウジング固定リング４０との間に溶融亜鉛の溶融金属やドロス（ｄｒｏｓｓ）などの金属化合物が浸透することを遮断する。
【００８８】
従って、ブッシュハウジング外曲面３２と固定リング内曲面４２との間の面接触部位に溶融金属や金属化合物が浸透すると、ロール軸受部装置の再使用のための常温での整備作業時、浸透した溶融金属及び金属化合物が内部で凝固して外曲面３２と内曲面４２を固着させるという問題を解消する。
【００８９】
溶融金属などが浸透して固着すると、洗浄及び溶融金属融点温度以上に高くしても固着を解消することが難しく、結果としてロール軸受部装置の再使用時に少なくともブッシュとブッシュハウジング及びブッシュハウジング固定リングのブッシュブロック全体を分解した後、再度組立なければならない。
【００９０】
次に、図５及び図８に図示した通り、本発明のロール軸受部装置１において、スリーブ１０を支えながら接触するブッシュ２０の内面に一体に形成され、溶融金属、即ち溶融亜鉛が満たされてスリーブ潤滑膜を提供する溝２０ａ、例えば、エンボスをさらに含む。
【００９１】
即ち、本発明においてブッシュ２０は耐熱性に優れたセラミックスで作製し、ロール軸１１２が組立られるスリーブ２０が接触する駆動面、即ち内面に溝
２０ａを図８のように一定の配列で形成させる。
【００９２】
従って、ブッシュ２０で支えられ回転するスリーブ１０の間に溝２０ａに満たされた溶融亜鉛がスリーブを押し出す役割、即ち潤滑性を高め、結局、ロール軸の回転に直接的な影響を与えるスリーブとブッシュ駆動面の摩擦力を減少させる。
【００９３】
結局、本発明のメッキ槽ロール軸受部装置１の場合にはロール軸の回転が非常に円滑で、各構成部品間の局部的な摩耗要因を最少化させることにより、その分だけメッキ槽浸漬ロール、特に、鋼板の張力に影響されながら軸の反り変形が容易に発生する安定化ロール（図２、３の２４０）の場合に適用することが好ましい。
【００９４】
従って、本発明のロール軸受部装置１を備える連続溶融メッキラインのメッキ槽ロール１００の作動性も向上することとなる。
【００９５】
次に、これまで説明した本発明のロール軸受部装置１のロール軸の組立をみると、図５及び図６に図示した通り、先ず、メッキ槽ロール１００のロール胴体１１０に一体になったロール軸１１２に軸との滑り摩耗から軸部分を保護するために耐摩耗性が大きいスリーブ１０を嵌め、軸の外に離脱しないようスリーブリング１２（図５、６）をロール軸１１２に溶接固定する。
【００９６】
次に、ロール軸が嵌められたスリーブ１０を支えるブッシュ２０をブッシュハウジング３０に熱打ちで固定しブッシュハウジングリング３４を溶接結合して離脱を防ぎ、この際ブッシュ２０は耐摩耗性に優れ摩擦界面が均一なセラミックス材質を使用する。
【００９７】
また、先に説明したように、ブッシュハウジングリング３４とブッシュハウジングリングに近接したブッシュとの間には熱膨張の差による熱変形の荷重を緩和させるため緩衝フィルム（図示せず）が介在される。
【００９８】
また、凸球形外曲面の湾曲外曲面３２と面接触する凹球形内曲面の湾曲内曲面４２をそれぞれ含むブッシュハウジング３０とブッシュハウジング固定リング４０及び固定リングハウジング５０は、スクリュー（Ｓ）として結合される内外部固定リング６０、６０’とシェルハウジング７０とに組立てブロック化拘束する。
【００９９】
そして、軸受部装置の分解、組立及び脱付着を容易にするため溶融金属が部品の間に浸透しないよう、内部固定リング６０とシェルハウジング７０との間と、シェルハウジング７０と外部固定リング６０’との間にそれぞれガスケットＧを挿入して組立て、組立時の精密性を考えてスクリュー（Ｓ）を用いて各部品を締結する。
【０１００】
さらに、カバー部材９０をブッシュハウジング３０の端部でブッシュハウジング固定リング４０の間に溶融金属の内部浸透を遮断するよう挿入される。
【０１０１】
従って、本発明のメッキ槽ロール軸受部装置１は、メッキ槽ロールの軸中心線とブッシュ中心線が一致しない場合にもブッシュハウジングはこれを補償する形態で固定リングと面接触するため、摩擦力の増加によるロールの回転力の低下を発生せず、特にロールの偏心回転を防いでロール軸の振れによるメッキ
鋼板の振動を抑制する。
【０１０２】
本発明は特定の実施例に関して図示し説明したが、以下の特許請求範囲により備えられる本発明の精神や分野を外れない範囲内で本発明が多様に改造及び変化出来るということを当業者は容易に分かることを明らかにする。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】連続溶融メッキライン（ＣＧＬ）のメッキ槽（Ｚｉｎｃ Ｐｏｔ）とその内部設備を図示した斜視図である。
【図２】メッキ槽ロールを図示した正面図である。
【図３】メッキ槽ロールの軸変形現象を図示した模式図である。
【図４】従来のメッキ槽ロール（ｓｔａｂｉｌｉｚｉｎｇ ｒｏｌｌ）とその軸受部を図示した構造図である。
【図５】本発明によるメッキ槽ロールとその軸受部装置を図示した構造図である。
【図６】図５の一部分解斜視図である。
【図７】本発明のメッキ槽ロールの軸可変状態を図示した作動状態図である。
【図８】本発明のメッキ槽ロール軸受部装置のブッシュ変形構造を図示した構造図である。
【符号の説明】
【０１０４】
１ ロール軸受部装置
１０ スリーブ
２０ ブッシュ
２０ａ 溝
３０ ブッシュハウジング
３２ ブッシュハウジングの湾曲外曲面
４０ ブッシュハウジング固定リング
４２ 固定リングの湾曲内曲面
５０ 固定リングハウジング
６０、６０’ 内外部固定リング
７０ シェルハウジング
８０ 固定ピン
９０ カバー部材
１００ メッキ槽ロール（安定化ロール）
１１０ ロール胴体
１１２ ロール軸
【特許請求の範囲】
【請求項１】
メッキ槽ロールの軸に結合されるスリーブと、
前記スリーブを支えるブッシュが内部固定され湾曲外曲面を備えるブッシュハウジングと、
前記ブッシュハウジングを両側で支持しながら前記ブッシュハウジングの湾曲外曲面と面接触する湾曲内曲面を備え、メッキ槽ロールのリグと連携設置される固定リングハウジングの内部の両側に固定されるブッシュハウジング固定リングと、
を含んで構成された連続溶融メッキラインのメッキ槽ロール軸受部装置。
【請求項２】
前記ブッシュハウジングの湾曲外曲面は凸球面で形成され、前記ブッシュハウジング固定リングの湾曲内曲面は前記ブッシュハウジングの凸球面と面接触が可能であるよう凹球面に形成されたことを特徴とする請求項１に記載のメッキ槽ロール軸受部装置。
【請求項３】
前記ブッシュを固定するよう前記ブッシュハウジングの一側に結合されるブッシュハウジングリングをさらに含むことを特徴とする請求項１または２に記載のメッキ槽ロール軸受部装置。
【請求項４】
前記ブッシュハウジングリングと前記ブッシュハウジングリングに近接したブッシュとの間に挿入される緩衝フィルムをさらに含むことを特徴とする請求項３に記載のメッキ槽ロール軸受部装置。
【請求項５】
前記固定リングハウジングとブッシュハウジング固定リングの両側に配置されて固定される内外部固定リングとシェルハウジングをさらに含み、前記シェルハウジングはメッキ槽ロールのリグと連結固定されたことを特徴とする請求項１に記載のメッキ槽ロール軸受部装置。
【請求項６】
前記内部固定リングとシェルハウジング及び、前記外部固定リングとシェルハウジングとの間に溶融金属の浸透を遮断するよう挿入されるガスケットをさらに含むことを特徴とする請求項５に記載のメッキ槽ロール軸受部装置。
【請求項７】
前記固定リングハウジングに設けられ前記ブッシュハウジングの回転を防ぐよう前記ブッシュハウジングのピンホールに挿入される固定ピンをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のメッキ槽ロール軸受部装置。
【請求項８】
前記ブッシュハウジングの端部で前記ブッシュハウジング固定リングの間に溶融金属の内部浸透を遮断するよう覆われる第１、２カバー部材をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のメッキ槽ロール軸受部装置。
【請求項９】
前記第１カバー部材は、前記ブッシュハウジングに固定される内径部と、前記ブッシュハウジングリングと内部固定リングとの間に固定される外径部とを備え、
前記第２カバー部材は、反対側のブッシュハウジング固定リングに固定される内径部と、前記ブッシュハウジング固定リングと外部固定リングとの間に固定される外径部とを備えることを特徴とする請求項８に記載のメッキ槽ロール軸受部装置。
【請求項１０】
前記ブッシュは、前記スリーブ潤滑膜を形成するよう内側面に形成される溝を備えることを特徴とする請求項１に記載のメッキ槽ロール軸受部装置。
【請求項１１】
前記メッキ槽ロールはメッキ槽シンクロールを通過する鋼板をエアナイフの下部で支持する安定化ロールで構成されたことを特徴とする請求項１に記載のメッキ槽ロール軸受部装置。
【請求項１】
メッキ槽ロールの軸に結合されるスリーブと、
前記スリーブを支えるブッシュが内部固定され湾曲外曲面を備えるブッシュハウジングと、
前記ブッシュハウジングを両側で支持しながら前記ブッシュハウジングの湾曲外曲面と面接触する湾曲内曲面を備え、メッキ槽ロールのリグと連携設置される固定リングハウジングの内部の両側に固定されるブッシュハウジング固定リングと、
を含んで構成された連続溶融メッキラインのメッキ槽ロール軸受部装置。
【請求項２】
前記ブッシュハウジングの湾曲外曲面は凸球面で形成され、前記ブッシュハウジング固定リングの湾曲内曲面は前記ブッシュハウジングの凸球面と面接触が可能であるよう凹球面に形成されたことを特徴とする請求項１に記載のメッキ槽ロール軸受部装置。
【請求項３】
前記ブッシュを固定するよう前記ブッシュハウジングの一側に結合されるブッシュハウジングリングをさらに含むことを特徴とする請求項１または２に記載のメッキ槽ロール軸受部装置。
【請求項４】
前記ブッシュハウジングリングと前記ブッシュハウジングリングに近接したブッシュとの間に挿入される緩衝フィルムをさらに含むことを特徴とする請求項３に記載のメッキ槽ロール軸受部装置。
【請求項５】
前記固定リングハウジングとブッシュハウジング固定リングの両側に配置されて固定される内外部固定リングとシェルハウジングをさらに含み、前記シェルハウジングはメッキ槽ロールのリグと連結固定されたことを特徴とする請求項１に記載のメッキ槽ロール軸受部装置。
【請求項６】
前記内部固定リングとシェルハウジング及び、前記外部固定リングとシェルハウジングとの間に溶融金属の浸透を遮断するよう挿入されるガスケットをさらに含むことを特徴とする請求項５に記載のメッキ槽ロール軸受部装置。
【請求項７】
前記固定リングハウジングに設けられ前記ブッシュハウジングの回転を防ぐよう前記ブッシュハウジングのピンホールに挿入される固定ピンをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のメッキ槽ロール軸受部装置。
【請求項８】
前記ブッシュハウジングの端部で前記ブッシュハウジング固定リングの間に溶融金属の内部浸透を遮断するよう覆われる第１、２カバー部材をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のメッキ槽ロール軸受部装置。
【請求項９】
前記第１カバー部材は、前記ブッシュハウジングに固定される内径部と、前記ブッシュハウジングリングと内部固定リングとの間に固定される外径部とを備え、
前記第２カバー部材は、反対側のブッシュハウジング固定リングに固定される内径部と、前記ブッシュハウジング固定リングと外部固定リングとの間に固定される外径部とを備えることを特徴とする請求項８に記載のメッキ槽ロール軸受部装置。
【請求項１０】
前記ブッシュは、前記スリーブ潤滑膜を形成するよう内側面に形成される溝を備えることを特徴とする請求項１に記載のメッキ槽ロール軸受部装置。
【請求項１１】
前記メッキ槽ロールはメッキ槽シンクロールを通過する鋼板をエアナイフの下部で支持する安定化ロールで構成されたことを特徴とする請求項１に記載のメッキ槽ロール軸受部装置。
【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】
【公表番号】特表２００９−５２０８８３（Ｐ２００９−５２０８８３Ａ）
【公表日】平成２１年５月２８日（２００９．５．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５４７０９６（Ｐ２００８−５４７０９６）
【出願日】平成１８年１２月１５日（２００６．１２．１５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＫＲ２００６／００５４９４
【国際公開番号】ＷＯ２００７／０７３０６０
【国際公開日】平成１９年６月２８日（２００７．６．２８）
【出願人】（５０８０５５３４２）
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２１年５月２８日（２００９．５．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１２月１５日（２００６．１２．１５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＫＲ２００６／００５４９４
【国際公開番号】ＷＯ２００７／０７３０６０
【国際公開日】平成１９年６月２８日（２００７．６．２８）
【出願人】（５０８０５５３４２）
【Ｆターム（参考）】
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