JPH0573832B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、各種鉄鋼製品の表面処理、例えば、
酸洗処理、洗浄処理、塗装処理等の表面処理方法
とその装置に関するもので、特に、コイル状に巻
回された線材を酸洗液中に浸漬して、線材の表面
に発生しているスケールを酸洗除去する所謂、酸
洗処理に好適な処理方法とその装置を提供せんと
するものである。

〔従来技術の説明〕

鉄鋼製品の表面処理、例えば、熱間圧延で製造
された線材、２次加工工程中において熱処理され
た線材の表面にはスケールが発生しており、これ
らの線材を次工程においてさらに各種の加工を行
うに際しては、適当な手段でもつてスケールを除
去する必要がある。以下、理解を容易にするため
に、線材コイルの酸洗処理について説明を行うこ
ととする。この脱スケール処理法としては、機械
的方法と化学的とがあるが、線材の用途、線材の
表面状況、さらには、工場の立地条件等々に応じ
て前記処理法が使い分けられており、一般的にこ
れら線材の脱スケール処理法としてバツチ式酸洗
法が広く採用されている。

このバツチ式酸洗法は、線材コイルを搬送に使
用されるフツクに懸吊し、このフツクと共に酸洗
液中に暫時浸漬し、線材表面の酸化鉄を化学的に
溶解除去させる。ところで、かかるバツチ式酸洗
法において、処理速度を増大せしめ、また、均一
な表面性状を得る目的のもとに、酸洗液中におけ
る線材コイルに振動を付与し、フツクに懸吊され
た線材を揺振せしめ、線材同士の間〓内に酸洗液
を充分に侵入させることによつて酸洗処理をする
振動酸洗法が実施されている。即ち、第１１図に
示すように、線材コイル１はフツクビーム２の下
部に固設されたかぎ状フツク３（ヘアピンフツク
と呼ばれる）に懸吊され、フツクビーム２は走行
クレーンまたはホイストによつて搬送され、所定
部で昇降する。またフツクビーム２の頂面には加
振装置４が固定され該加振装置としては、電動モ
ータに直結された偏心クランク型、或いは偏心お
もり型等が利用される。図は線材コイル１が浴槽
５内に浸漬された状態を示し、該浴槽５内には酸
洗液６が収容されている。またフツクビーム２の
設置に際しては、浴槽５の両側に立設した梁台
７，７に緩衝装置８，８を介して担持されるよう
に設けられる。そして浸漬された線材コイル１は
加振装置４の起動によつて振動するが、その振動
は線材コイルの懸吊方向であつて、該線材コイル
１を上下に振動して線材同士間の間〓を開いた
り、狭めて均一な処理を施すものであつた。

しかしながら、かかる装置にあつては、線材コ
イルを振動させる加振手段を個々のフツクに備え
なければならず、この場合、 () 生産性、作業性の向上のためフツクの数を
増すと、その数だけ加振装置が必要となり、設
備コストが上昇する。

() フツクの重量は加振装置を含むので、大重
量となり作業性がよくない。

() フツク上の加振装置は、処理時における酸
液の飛散、酸液のヒユームからの保護を必要と
するが、フツク自身が移動する物であるだけ
に、保護構造を取りつけるために構造上制約を
うける。さらに、 () 処理に際しては、フツク上の加振装置と
動力源とを接続する作業が必要となり、常に作
業者を配置する必要があつて、生産性が悪い。

等々の問題がある。

このような問題を解決するために、線材コイル
に揺振運動を与えるための加振装置を、フツクを
支持する支持フレームに設けた表面処理装置（酸
洗装置）が提案されるにいたり（実開昭61−
69276号公報）実用化されている。即ち、第１２
図ないし第１３図にその一例を示すように、浴槽
１０の外側にそれぞれ枠状の架台１１を立設し、
各架台１１には支持座１２を設け、この支持座１
２にフツクの振動を吸収する空気ばねあるいはス
プリングからなる緩衝部材、図示の例では空気バ
ネ１３を取り付けその上に各支持フレーム１４を
支持させている。前記それぞれの支持フレーム１
４の上面には、フツク３を支持フレームと一体化
させるためにフツク３を吸着固定する電磁石１７
が取りつけられており、また、支持フレーム１４
の下面中央部には、例えば、ロータリバイブレー
タからなる加振装置１５が固定されており、また
支持フレーム１４の上面にはそれぞれフツク３の
進入を案内し、かつ、所定位置に保持するための
ガイド部材１６を設けてなるもので、線材コイル
の処理に際しては、フツク３は線材コイル１を吊
り下げた状態でガイド部材１６により案内され、
支持フレーム１４上に移動され、電磁石１７によ
つて吸着固定されることにより処理浴液６中に線
材コイル１を浸漬する。次いで、この状態におい
て支持フレーム１４の加振装置１５を起動させて
フツク３に懸吊された線材コイルに対して振動を
付与し、前述する方法と同様に処理が行われる。

〔発明が解決しようとする課題〕

この装置が提案されたことにより、前記第１の
装置における問題点を解消しうるものであるが、
前述する何れの型式の装置を用いて表面処理を行
うに際しても、線材コイルを懸吊したフツクを支
持する支持フレームの緩衝装置として空気バネを
採用する場合（第１１図における緩衝装置８はコ
イルスプリングであるが、これを空気バネに変更
したような場合）において、新たに、次のような
問題が派生してきた。即ち、かかる装置を用いて
線材コイルを処理する場合において、緩衝装置と
しての空気バネの設定高さを如何に設定するかで
あるが、一般的には表面処理対象とする線材コイ
ル群の中で平均的重量（例えば、１〜4Tonの線
材コイルを処理するのであれば、2.5Ton）を高
さ設定における基準重量として、空気バネの高さ
が最適標準高さとなるように空気バネの内圧を設
定するとともに、この設定された標準高さでもつ
て全線材コイルの表面処理を行つている。従つ
て、線材コイルを支持フレームに載置した時、空
気バネの容積が一定であるために、線材コイルの
重量によつて空気バネの高さが種々に変化し、該
バネ固有の最適標準高さ（空気バネの設計上の最
適高さ）よりも高くなつたり、低くなつたりし、
このため次の如き問題を生じる。

即ち、 (a) 空気バネの固有振動数が変化し、これにより
防振率が低下し、周囲の建物等の構造物へ影響
を与える。

(b) 線材コイルの重量が小さいとき、該コイルが
表面処理浴より突出して完全に浸漬されず、処
理が均一に行われず、表面処理上の品質低下を
もたらす。

(c)線材コイルの重量が小さいとき、フツクの吊部
とクレーンの吊具との間隔が小さくなり、フツ
クの搬送を自動化する時の支障の原因となる。

等々の問題を生じることになる。

前記(a)、(b)の問題に対しては、線材コイル重量
の変動に対応して作業者がチエツクし、空気バネ
の内圧を調整することにより空気バネの高さを最
適高さに調整すれば前記諸問題は一応解消するの
であるが、かかる作業はその都度実施されなけれ
ばならず、また時間を要することから、作業を煩
雑にするのみならず、前記(c)の問題点とも関連し
て自動化を阻み、設備の生産性を阻害することと
なる。

本発明は前述の問題に対応せんとしてなされた
ものであつて、その目的とするところは振動表面
処理上の生産性の低下を招くことなく、被処理対
象としての線材コイルの重量変化に対し、緩衝装
置としての空気バネの高さをその最適標準高さに
簡単に調整可能とする振動表面処理方法および振
動表面処理装置を提供せんとするものである。

また、本発明の第２の目的とするところは、被
処理対象（線材コイル）の重量変化に対して、均
一な表面処理をなすことができ、安定した品質の
物を提供しうる振動表面処理方法および振動表面
処理装置を提供せんとするものである。

さらに本発明の第３の目的は、被処理対象（線
材コイル）の重量変化に対し、緩衝装置としての
空気バネの高さをその最適標準高さに簡単に調整
可能とすることによつて、搬送作業の自動化を可
能とし、振動表面処理設備の生産性を向上させる
得る振動表面処理方法および振動表面処理装置を
提供せんとするものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明に係る振動
表面処理方法および振動表面処理装置は次のよう
な構成を採用する。

即ち、振動表面処理方法として、被処理物をフ
ツクに懸吊し、該フツクを空気バネを有する支持
フレームによりフツクを支持せしめて表面処理浴
に浸漬する場合に、被処理物の重量に応じて自動
的に開閉する給排弁により空気バネへの給排気を
行う給排弁自動開閉手段により空気バネの内圧を
増減することにより、空気バネの高さを該バネ固
有の最適標準高さに自動調整した後、フツクを振
動させながら表面処理することを特徴とするもの
である。

さらに詳しくは、表面処理浴槽と、該浴槽の両
側に架台を配置し、この架台に被処理物を懸吊す
るフツクを支承する支持フレームを空気バネを介
して支持せしめるとともに、前記空気バネと圧力
空気源とを給排弁を介して接続し、前記給排弁を
被処理物の重量に応じて開閉して前記支持フレー
ムの高さが最適標準高さとなるように調整する給
排弁自動開閉手段を備えたことを特徴とする振動
表面処理装置に存するものである。

〔実施例の説明〕

以下、第１図ないし第７図に示す実施例に基づ
いて本発明を詳細に説明する。

本発明を実施する振動表面処理装置の基本的な
構成は、フツクを支承する支持フレームの緩衝装
置として空気バネを採用するものであれば、第１
１図および第１２図に示される何れの型式の表面
処理装置であつても実現可能であるが、特に、第
１２図に示される型式のものが望ましく、第１２
図に示される型式のものに基づいて以下に説明す
る。

即ち、処理液を収容する浴槽の両側に立設され
た各架台１１には支持座１２を設け、この支持座
１２にフツク３の振動を吸収する緩衝部材として
空気バネ１３が固定され、該空気バネ１３の上に
フツク３を支承する支持フレーム１４が載置され
る。前記支持フレーム１４の下面中央部には、加
振装置１５が固定されている。また支持フレーム
１４の上面にはフツク３の進入を案内するガイド
部材１６と、このガイド部材１６の間で支持フレ
ーム１４の上面に電磁石１７が固定されている。

そして、前記支持フレーム１４の緩衝装置であ
る空気バネ１３には、第１図〜第２図に示すよう
に、支持フレーム１４の高さを自動的に調整する
ための機構（即ち、被処理物の重量に応じて自動
的に開閉する給排弁により空気バネへの給排気を
行い、空気バネの高さを最適標準高さに自動調整
する給排弁自動開閉手段）が設けられている。空
気バネ１３に圧縮空気を供給する圧力空気源（図
示を省略した。）に連通する給気配管１８および
空気バネ１３内の圧力を開放する排気配管１９の
途中に回転型の給排弁２０を介設してなり、この
給排弁２０の回転軸２５と支持フレーム１４とを
第１、第２リンク部材２１，２２により連結して
いる。

給排弁２０の詳細構造は、第３図〜第７図に示
すように、ケーシング２３内に回転するように弁
体２４を嵌挿されており、弁体２４から突出する
回転軸２５が第２リンク部材２２に連結されてい
る。前記給排弁２０のケーシング２３には、弁体
２４から空気バネ１３に至る給気配管１８ａが接
続される給気ポート２６と圧力空気源に連通する
給気配管１８が接続される給気ポート２７とが
90゜の位相差で開設され、また同様に軸方向に間
隔を設けて、ケーシング２３から空気バネ１３に
至る給気配管１８ａから分岐された配管１８ｂが
接続される排気ポート２８と、大気に開放する排
気配管１９が接続される排気ポート２９とが90゜
の位相差で開設されている。一方、弁体２４の外
周には、前記給気ポート２６，２７、および、排
気２８，２９を連通せしめるように、それぞれの
位置に対応して給気連通路３０および排気連通路
３１が約90゜の範囲にわたつて設けられる。それ
ぞれの連通路は、振動処理時において支持フレー
ム１３の振動にともない、加振装置１５の振幅の
範囲において第１リンク部材２１が上下に昇降運
動を繰り返すことになり、この結果、第２リンク
部材２２が揺動し弁体２４が極めて微小な回転角
度で反復回転するがこの時において給気配管系お
よび排気配管系が連通しないように、換言すれ
ば、反復回転を許容する如く前記給気連通路３
０、排気連通路３１を削設しておくのが望まし
い。

振動表面処理の実施に際しては、空気バネの高
さが最適標準高さとなるように、空気バネ１３に
圧縮空気を供給し、該バネ１３の高さ：Ｈを最適
標準高さに設定するとともに、給排弁２０におけ
る弁体２４の位置を第６図および第８図に示す中
立（ニユートラル）状態に設定しておく。

この様な状態において、今、表面処理対象とす
る線材コイル群の中で最大重量のものを処理する
場合について説明すると、線材コイル１を懸吊し
てなるフツク３を支持フレーム１３に載置し、電
磁石１７を励磁してフツク３を該指示フレーム１
３に吸着固定し、指示フレーム１３と一体化さ
せ、線材コイル１を浴槽１０内の表面処理浴６に
浸漬する。この時、線材コイル１の重量（フツク
３の重量も含む総重量）によつて支持フレーム１
３が下降するとこの支持フレーム１３に取りつけ
られた第１リンク部材２１が同時に下降し、これ
により第２リンク部材２２が揺動することにな
り、第２リンク部材２２に連結された給排弁２０
の回転軸２５が回転し、第７図に示すように、弁
体２４に設けられた給気連通路３０が給気ポート
２７と２６とを連通する事になり、空気バネ１３
に圧力空気が供給され、空気バネ１３の高さは
徐々に回復（上昇）し、併せて、弁体２４も支持
フレーム１４の上昇にともなつて復帰回転を始
め、空気バネ１３が初期に設定された線材コイル
１の重量に応じた最適標準高さに到達した時点に
おいて給気ポート２７，２６を閉鎖することにな
り、空気バネに対する圧力空気の供給は遮断さ
れ、空気バネ１３における内圧と、線材コイル１
の重量とがバランスした状態において線材コイル
１は最適な浸漬状態となる。即ち、被処理物（線
材コイル１）の重量に応じて給排弁自動開閉手段
の給排弁２０が自動的に開閉し、空気バネ１３へ
の給排気及び給排気遮断が行われ、空気バネ１３
の高さが最適標準高さに自動調整される。

その後、加振装置１５を起動し、フツク３を振
動させ、線材コイル１を揺振させながら表面処理
を行う。この時、フツク３は電磁石１７により支
持フレーム１４に強固に吸着され、これと一体化
された剛性的な結合がなされ、円滑に振動し、表
面処理が行われる。

処理後において、線材コイル１を搬出すると、
支持フレーム１４から荷重が取り除かれるために
空気バネ１３がその内圧によつて上昇を始める。
この時、前述の作用とは逆に第１リンク部材２１
が上昇し、第２リンク部材２２を引き上げること
により弁体２４を回動し、この結果第９図に示す
ように、弁体２４に設けられた排気連通路３１が
排気ポート２８，２９を連通する事になり、空気
バネ１３の内圧は分岐配管１８ｂを通り、さら
に、排気連通路３１を経て排気配管１９から大気
に放出され、徐々に初期の設定高さに向かつて復
帰することになり、この高さの変動に従つて弁体
２４は回動し、初期の設定高さに到達すると前記
排気連通路３１による各ポート２８，２９の連通
を遮断し、初期の設定高さに復帰する。

尚、前述の説明においては線材コイル重量が最
大の場合について説明したものであるが、線材コ
イルの重量如何に関わらず支持フレーム１４、換
言すれば、緩衝装置としての空気バネ１３の最適
高さにたいする自動調整は前述の作用の順序によ
りなされることが理解されるであろう。

第８図以降に示す実施例は、支持フレームの自
動高さ調整機構（即ち、空気バネ高さを最適標準
高さに自動調整する給排弁自動開閉手段）におけ
る各種の変形例を示すもので、第８図は一体型の
給排弁に換えて給気配管系、および、排気配管系
に独立の制御弁４０，４１を使用し、また、高さ
調整機構として、上限、下限にリミツトスイツチ
４２，４３を設け、一方、支持フレーム１４に前
記リミツトスイツチ４２，４３を蹴るストライカ
ー４４を設けたもので、下限のリミツトスイツチ
４３が作動すると給気配管１８に設けた制御弁４
０が作動し、また、上限のリミツトスイツチ４２
が作動すると排気配管１９に設けた制御弁４１が
作動するように構成したもので、その支持フレー
ムの自動高さ調整作動は基本的に前述の実施例に
おけるそれと同一である。

また、第９図に示される実施例においては、高
さ調整機構に光学的な検出手段と、これに基づき
制御弁の作動を行わせるもので、架台７に投光器
４５と受光器４６とを設け、この間に位置するよ
うに遮光板４７を支持フレーム１４に設けたもの
である。

さらにまた、第１０図に示すものは、支持フレ
ーム１４のフツク３の載置位置にロードセル５０
を配置し該ロードセル５０により線材コイル１の
重量を計測し、この検出値を関数発生器５１に入
力し、制御弁４０，４１の開閉を制御するもので
ある。

〔発明の効果〕

本発明によれば、振動表面処理を実施するにあ
たり、支持フレームの高さを自動的に調整するこ
とにより、被処理物の重量が種々に変化した場合
にあつても被処理物の処理浴中における浸漬深さ
を自動的に調整することが可能であり、したがつ
て、表面品質の低下を防止でき、また、振動表面
処理を実施するに際し、緩衝装置の固有振動数を
最適化ならしめ、建屋等周囲に対する振動の影響
を極力防止するとともに、搬送の自動化を可能と
する等産業上きわめて大なる効果を奏するもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る振動表面処理方法を実施
する表面処理装置における緩衝装置部を示す概略
正面図、第２図は同側面図、第３図は給排弁を示
す部分断正面図、第４図は第３図Ａ−Ａ線断面
図、第５図は同作動状態を示す断面図、第６図は
第３図Ｂ−Ｂ線断面図、第７図は同作動状態を示
す断面図、第８図〜第１０図は緩衝装置部におけ
る他の変形実施例をしめす概略正面図、第１１図
は従来における振動表面処理方法を実施する処理
装置の概略正面図、第１２図は従来における他の
実施例を示す概略正面図、第１３図は第１２図の
同部分拡大側面図である。 図において、１０は浴槽、１１は架台、１３は
空気バネ、１４は支持フレーム、１５は加振装
置、１７は電磁石、２０は給排弁、２１は第１リ
ンク部材、２２は第２リンク部材、２４は弁体、
３０，３１は連通路である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被処理物をフツクに懸吊し、空気バネを有す
   る支持フレームにより前記フツクを支持せしめて
   表面処理浴に浸漬すると共に、次いで被処理物の
   重量に応じて自動的に開閉する給排弁により空気
   バネへの給排気を行う給排弁自動開閉手段により
   空気バネの内圧を増減することにより、空気バネ
   の高さを最適標準高さに自動調整した後、フツク
   を振動させながら表面処理することを特徴とする
   振動表面処理方法。 ２ 表面処理浴槽と、該浴槽の両側に架台を配置
   し、この架台に被処理物を懸架するフツクを支承
   する支持フレームを空気バネを介して支持せし
   め、前記空気バネと圧力空気源とを給排弁を介し
   て接続し、前記給排弁を被処理物の重量に応じて
   開閉して前記支持フレームの高さが最適標準高さ
   となるように調整する給排弁自動開閉手段を備え
   たことを特徴とする振動処理装置。 ３ 表面処理浴槽と、該浴槽の両側に架台を配置
   し、この架台に被処理物を懸架するフツクを支承
   する支持フレームを空気バネを介して支持せし
   め、支持フレームに前記フツクを揺振させる加振
   手段を取り付けるとともに、支持フレームの上面
   にはフツクのガイド部材と、当該ガイド部材に挟
   まれた支持フレームの上面にフツクを吸着固定す
   る電磁石とを設けるほか、前記空気バネと圧力空
   気源とを給排弁を介して接続し、前記給排弁を被
   処理物の重量に応じて開閉して前記支持フレーム
   の高さが最適標準高さとなるように調整する給排
   弁自動開閉手段を備えたことを特徴とする振動表
   面処理装置。 ４ 給排弁自動開閉手段が支持フレームと給排弁
   とを連結するリンクレバー構成である請求の範囲
   第２項、第３項記載の振動表面処理装置。 ５ 給排弁自動開閉手段が支持フレームの高さを
   検出する手段と、検出された高さと最適標準高さ
   とを比較しその差に応じて給排弁の開度を制御す
   る給排弁指導開閉手段とを備えた請求の範囲第２
   項、第３項記載の振動表面処理装置。