JPH0116206B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は線、特に鉄線を伸線加工する改善され
た方法に関し、この方法は鉄線用の周知の乾式伸
線技術と非鉄線用の周知の湿式伸線技術とを組合
せたものである。この方法は伸線機の構造並びに
使用法を簡単にすると云う点での利点を有してい
る。

ダイスの下流にある回転巻取ブロツクに線を何
回も巻付けて、ダイスを通して線を引抜くのに必
要とされる引抜き張力を生じさせるのに線の巻取
ブロツクとの係合を用いることによつて、ダイス
を通して線を伸線加工するのが従来のやり方であ
る。この伸線方法［以後、キヤプスタンブロツク
法と称する（注：細物用伸線機では巻取ブロツク
の代りにキヤプスタンブロツクなる用語が用いら
れる）］は多年にわたつて広く用いられており、
またこの方法を実施するための様々なデザインの
装置が開発されている。ダイスを通して線を引抜
くための適当な張力を得るには、線をブロツクの
周りに何回も巻付ける必要があり、そして伸線過
程で生じた熱を、線がキヤプスタンブロツク上に
ある間に線を冷却することによつて、線から抜熱
するのが普通のやり方になつて来ている。線がブ
ロツク表面上にとどまる時間が長い程冷却は一層
効果的であり、従つて伸線速度が高まるにつれて
冷却要件を満たすべくブロツク上の巻付け回数
を、線を引抜くのに必要とされる回数を超えて増
加させる傾向があつた。しかし、多段伸線機の各
キヤプスタンブロツクの上に線を多数回巻付ける
ことは該伸線機の複雑さとコストを高めると共に
線を該伸線機に通す作業を複雑且つ時間のかかる
ものにする。

英国特許明細書第1249926号（BISRA）おいて
は線がキヤプスタンブロツク上にある間に線を冷
却液のスプレーと直接接触させることによつて冷
却することが提案されており、また英国特許明細
書第1428889号（神戸製鋼）においては線がダイ
スを去るにつれてダイスとキヤプスタンブロツク
との間で線を冷却液によつて取囲むことによつて
冷却することが提案されている。

本出願人の英国特許公開明細書第2038219号に
は、回転巻取ホイールの無端溝に線を360゜以下の
円弧にわたつて係合させることによつて線をダイ
スを通して引抜く工程と、ダイスと前記ホイール
との間において線を冷却液の流れに直接接触させ
る工程とを包含する伸線方法が開示されている。

一つの見方によれば本発明は、ダイスを通して
線を伸線加工するのに必要な引抜き張力を生じさ
せるべく回転巻取ブロツクの周りに線を１巻きの
少くとも一部分にわたつて巻付けることによつて
ダイスを通して線を引抜く工程、前記ダイスの直
ぐ下流で線を冷却液に接触させる工程、及び前記
ブロツクの下流で冷却液を線から除去する工程を
包含する伸線方法にして、前記ブロツク上の巻線
の少くとも初めの部分が冷却液の層の中に位置し
ていることを特徴とする伸線方法を提供するもの
である。

好ましくは、冷却液は線がダイスを去るにつれ
て線を取囲むと共に線がブロツクと接触する際に
線の周りに留まつている冷却液の柱状体を形成す
る。そのような柱状体を形成する冷却液はダイス
を適切に冷却する。線が伸線加工されるにつれて
その周りに冷却液の柱状体を形成するための装置
は、該柱状体の中に螺旋状の流れを適切に生じさ
せて冷却効果を向上させると共に、ダイスの下流
及び回転ブロツクの表面に至るまでの過程におい
て前記柱状体を一層よく維持せしめる。

回転巻取ブロツクは前記英国特許公開明細書第
2038219号に記載されている様に溝付きホイール
であつてもよいし或いはフランジ付きキヤプスタ
ンブロツクであつてもよい。前者の場合には巻取
ブロツクの周りに線が完全な一巻き以下だけ巻付
けられるが、後者の場合にはキヤプスタンブロツ
クの周りに線が数回巻付けられる。

冷却液は一般に水又は水を主成分とする溶液で
あり、そして線がブロツクと最初に接触する点の
下流でブロツクの外周縁の相当な部分にわたつて
ブロツクを密接に取囲んでいるカバー部材とブロ
ツクとの間に冷却液の層が形成される。

驚くべきことに、本発明によれば最も苛酷な伸
線加工スケジユールによつて発生する熱は、線が
ブロツクへと通過させられてブロツク上に留めら
れる短時間の内に消散され得ることが判明した。
従来技術のキヤプスタンブロツク（例えばブロツ
ク上に典型的に20〜100回も線が巻かれているも
の）については、線がブロツク上に留まる通過時
間はおおよそ２〜100秒にも及んでいた。匹敵す
る伸線速度で且つ匹敵する直径のブロツクを用い
た場合、本発明の方法において冷却に役立つ時間
は非常に短縮され、完全な冷却がおおよそ0.1〜
５秒の時間内に行われる。

冷却液は空気ぬぐい器によつて線から適当に除
去されるが、このぬぐい器の中では線を取囲んで
いるチヤンバ（これは、線の通路の上流及び下流
方向において、線を受け入れる孔が通過線の断面
よりもほんの少しだけ大きく孔付き板によつて画
成されている）の中に圧搾空気が供給されてい
る。

本発明の方法は、線の断面が素線から最終的に
伸線加工された線へと一段階ごとに次第に減少さ
せられる多段伸線作業の各段階に対して都合良く
用いられる。

線は水溶性粉末（例えばカルシウムを主成分と
するもの）或いは、清浄金属を粉末で被覆するの
を確実にするために静電被覆技術が用いられるな
らば、水溶性潤滑粉末（例えばナトリウムを主成
分とするもの）によつて潤滑され得る。

ダイスは下流側の面に液体冷却手段が備えられ
ている固定ダイスであることができる。

25000Kgの引抜き力が、一段段当り40％以上の
減面率が容易に実現できる状態で得られる。

冷却は従来技術のキヤプスタン伸線機の場合よ
りもはるかに短い時間内に完了されねばならない
が、本発明は多段伸線装置の一つの段階での
33KWの発熱量を、その段階から出て来る線の温
度を90℃以下（これは75℃以下の温度上昇を意味
する）にして、首尾よく消散することができる。
22ｍ／秒以上の伸線速度も達成され、そして従来
技術のキヤプスタン伸線機において得られる最良
の伸線速度と少くとも等しい伸線速度が得られる
ものと予想される。亜鉛メツキされた鉄線もそう
でない鉄線も本発明の方法によつて伸線加工され
得る。

別の見方によれば本発明は、線を伸線加工する
ダイスと、線が前記ダイスを去るにつれて線を取
囲むべく冷却液を供給する装置と、前記ダイスの
下流にある回転巻取ブロツクであつて該ブロツク
の周りに１巻きの少くとも一部分にわたつて巻付
けられた線をダイスを通して引抜く方向に該ブロ
ツクを回転させる手段を備えている前記回転巻取
ブロツクと、前記ブロツク上の線を冷却液で濡ら
された状態に保つ装置と、前記ブロツクの下流に
ある線から冷却液を除去する装置とを包含する伸
線装置にして、前記ブロツク上で線の１巻きの少
くとも初めの部分にわたつて線が冷却液の層に浸
漬されるのを確実にするために、線が前記ブロツ
クと最初に接触する点から該ブロツクの外周縁の
一部分にわたつて、カバー部材が前記ブロツクの
外周縁を密接に取囲んでいることを特徴とする伸
線装置を提供するものである。

回転巻取ブロツクは該ブロツクの周りに線が一
巻の一部分にわたつて位置せしめられる単一無端
Ｖ形溝を含むものであつてもよいが、代替的に該
ブロツクはその側面フランジ間に形成されたわず
かにテーパが付いている円柱面の上に線を数回
（おおよそ３〜５回）巻付けて収容しているもの
であつてもよい。カバー部材が側面フランジの外
周縁に非常に密接して配置されていると、それは
ブロツクの線と係合する面によつて、半径方向内
側に限定される空間容積を画成し、この容積はブ
ロツクの使用中に冷却液で充満されて冷却液の層
を形成し、ブロツク上に部分的に巻かれた線の初
めの部分はこの層を通り抜けて行く。

カバー部材は線を伸線機に通すのを容易にする
ためにブロツクから引き離すことができる。

本発明による装置においては線はブロツクの周
りにほんの数回巻かれるだけなので、本発明によ
る多段伸線装置に線を通すことは従来の多段キヤ
プスタンブロツク伸線機の場合よりもはるかに容
易に行うことができる。更に、各ブロツクと線が
数巻き係合しているだけなので、各ブロツクへの
及び各ブロツクからの線の進路は線の直径の数倍
以下だけ変位される必要があるに過ぎず、このこ
とは多段伸線装置の入口端から出口端へ至る、線
の単一面からの変位が小さくてすむことを意味す
る。

各ダイスの上流において粉末潤滑剤が用いられ
る場合には、この潤滑剤は線がダイスに進入する
直前に通過する石けん箱の中に通常収容されてい
る。残存する冷却液を線からそれが次の石けん箱
に進入する前に除去するためには空気ぬぐい器が
好適であり、このぬぐい器は線の表面から冷却液
を吹き飛ばすべく線を取囲む、軸線方向に噴射さ
れる圧搾空気を用いるものである。石けんの利用
率を向上するためには、潤滑剤を絶えず循環させ
る供給手段を各石けん箱に対して用いるのが有利
である。潤滑剤粉末は線を通すのを容易にするた
めに各石けん箱から排出され得る。

多段伸線装置のブロツクは、それらの回転軸が
平行面内にあると共に水平に配置された状態で配
置されるのが便利である。

各ブロツクは、線が冷却液の層を通り抜けても
冷却液が線の進路の無冷却液部分にはねかからな
いように、ケーシングの中に適切に設けられてい
る。使用済み冷却液は樋（これは伸線装置の基部
の一部分を構成している）の中に集められ、濾過
され、ケーシングに戻される前に任意に冷却され
る。このようにして再循環冷却液システムを備え
ることができる。

多段伸線装置のブロツクに掛けられるトルク従
つてそれらブロツクの相対回転速度の制御は、各
ブロツクとその下流のダイスとの間のダンサプー
リ（dancer pulley）の位置を検知すること、或
いは各ブロツクとその下流のダイスとの間に配置
された固定案内プーリの上に線をよつて生ずる張
力を検知することによつて都合よく行われる。後
者の場合には、固定案内プーリを装架しているジ
ヤーナルは、電気信号を各ダイスにおいて線に発
生する後方張力（back tension）の大きさと関
係付ける力変換器（例えば、ロードセル）に接続
されている。

力変換器の出力を夫々の電動機に対するトルク
制御信号へと変換するために在来型の電気制御回
路を用いることができる。

各ブロツクの線と係合する面に対して冷却液の
層をカバー部材によつて形成する代りに、ブロツ
クを冷却液の深い浴の中に沈ませて線がブロツク
を去る際にこの浴から出て行くようにすることも
できる。

本発明の方法及び装置は円形又は非円形断面の
鉄線及び非鉄線に対して用いることができる。

ダイスは在来型のもの（例えば、固定ダイス又
はローラダイス）でよいが、固定ダイスを選択す
るのが一般的である。

次に、例としての添付図面を参照して本発明に
つき更に説明する。

第１図は、前述の英国特許公開明細書第
2038219号に記載されている種類の多段伸線装置
の一つの段階に係わる線の進路を示すものであ
り、線Ｗは図示の工程へ素線のスプールから或い
はすぐ前の工程から矢印Ｙで示されるように左方
向から進入している。外周面が鋸歯状にされてＶ
形溝２を備えている巻取ブロツク１は矢印Ａの方
向に回転すべく水平軸３に回転可能に装架されて
おり、線が溝２の中に捕えられていることによつ
て線を案内ダイス４、石けん箱５及びダイス６を
通して引抜く。ダイス６は伸線加工される線の寸
法を決定する。冷却液はダイス６を冷却すると共
に線が該ダイスを去るにつれてこの線を取囲むよ
うに矢印Ｃにおいて該ダイスに供給されている。
ダイス６の下流にはシユラウド７が備えられてい
て、これは線の周りに冷却液の密着する柱状体を
形成し、部番８で示されるこの柱状体はブロツク
１の表面へ流出している。

冷却液の柱状体８は、ブロツク１の外周縁を約
180゜の円弧にわたつて密接に取囲んでいるカバー
部材１３が備えられていることによつて、ブロツ
ク１の表面に対して捕捉されて冷却液の層を形成
し、ブロツク１上の線はこの層を通り抜けて行
く。カバー部材１３とブロツク１との間に狭い隙
間１４は第１図に誇張して示されているが、実際
には0.1mm程度のものである。カバー部材１３は、
線を伸線装置に通す作業を容易にすべく該カバー
部材がブロツク１から遠ざかるように枢動するの
を可能にするために、１５において枢着されてい
る。カバー部材１３の下流端部１６は排出接続管
１８を有する上部開口樋１７の上流端部と密接し
て対面しており、冷却液は矢印Ｄで示されるよう
に前記管１８を通して排出される。カバー部材１
３を去る冷却液は樋１７を通過する線のレベルよ
り上においてこの樋を充満し、線が溝２の中に捕
えられている間は常に線が冷却液の層内に位置す
るのを確実にしている。樋１７の下流端壁１９に
は線を受け入れる垂直スロツトが備えられてお
り、そして樋１７は線を伸線装置に通す場合に該
樋がブロツク１から遠ざけられるようにすべく回
転軸２０に枢着されている。固定バツフル板２１
はブロツク１からの冷却液の飛沫が空気ぬぐい器
９の下流の線と接触するのを防止する。

空気ぬぐい器９を通過した後、線は案内プーリ
１０，１１の周りを通り抜けて線の上方進路１２
へと至つており、この進路は伸線装置の次の工程
へ或いは伸線加工を終了した線の為のスプーラへ
導かれている。

案内プーリ１１は多段伸線装置の一工程に対す
る速度制御システムの一部分を構成することがで
き、矢印Ｂの方向に限定された運動が行えるよう
に装架されている。

線の進路が交差する点Ｘにおいては、これら線
の間に小さな隙間（例えば、３cmの隙間）が設け
られているが、この隙間は案内プーリ１０，１１
の一方又は両方をわずかに斜めにすることによつ
て容易に設けることができる。

空気ぬぐい器９は線を取囲むチヤンバによつて
構成することができ、このチヤンバはその両端部
において、線を受け入れる孔が線の断面よりもほ
んの少しだけ大きい孔付き板によつて画成されて
いる。このチヤンバには圧搾空気［例えば、ゲー
ジ圧で2.1Kg／cm²（30psig）の圧力のもの］が供
給され、空気の流れは端部の孔付き板（特に上流
側のもの）を通つてチヤンバから流出して線の表
面から冷却液を除去する。

第２図にはカバー部材１３の一部分と伸線工程
中に生ずる冷却液の流れとが詳細に示されてい
る。バツフル板２２はカバー部材１３によつて画
成されるチヤンネルの内部に配置されていて、ブ
ロツク１の表面から半径方向外向きに投げ飛ばさ
れようとする冷却液を堰止めるべく相互に隔置さ
れた堰を提供している。バツフル板２２はカバー
部材１３内の冷却液の流れを遅くさせて冷却液が
各バツフル板を流れ去るにつれてそれをブロツク
１に向けて押し戻す。このようにしてブロツク１
の表面に対して密着する冷却液の層が形成され
る。冷却液の一部分はカバー部材１３とブロツク
１との間の隙間１４（実際には0.1mm程度のもの
である）及びカバー部材１３の下流端部１６から
絶えず漏れ出て行くが、カバー部材１３の中には
常に新しい冷却液が供給されており、従つてカバ
ー部材の中では冷却液の平衡したレベルが達成さ
れている。第２図には溝２の中に線によつて捕捉
された部番２３によつて示す冷却液も示されてい
る。

第３図及び第４図は本発明による装置の第２実
施例における一つの段階を示すものであり、これ
らの図においては第１図及び第２図で用いた参照
番号が、同一部材を示すべく、ダツシユを付して
用いられている。

第１図に示される装置と第３図に示される装置
との間の主な相違は、第３図に示されるブロツク
１′が４回巻かれた線を収容している細いキヤプ
スタンブロツクである点にある。第４図に示すよ
うに、ブロツク１′に形成されている溝２′は傾斜
した側壁２４を有し、線W′はそれがシユラウド
７′を去るにつれてこの側壁の上を導かれて行く。
側壁２４の傾斜及び溝２′のベース２６の僅かな
テーパ（第４図には非常に誇張して示されている
が実際には0.5゜程度である）は、伸線加工が進行
するに伴つてブロツク１′上の巻線を第４図で右
方向へ進行させる。

ブロツク１′の外面に対して冷却液の層を捕捉
するカバー部材１３′は、第４図においてブロツ
ク１′の外周縁に密接する平らなアーチ状板とし
て示されている。第４図の断面が取られた点の上
流では、カバー部材１３′は大体において三角形
の側壁と合わさるようにブロツク１′の外周面か
ら離れて閉鎖空間容積２７で形成し、この容積は
本装置の使用中に冷却液で充満されることにな
る。

線はブロツク１′の周りに完全に４回巻かれて
いるので線の進入進路と退出進路とは同一平面上
に存せず、従つて空気ぬぐい器９′は、ブロツク
１′の出口区域において、冷却液で充満された容
積２７の一方の側に配置されている。

冷却液排出管２８がカバー部材１３′の最低点
に設けられており、この排出管には冷却液の流出
量を調節して容積２７を冷却液で適当に充満させ
るのを確実にすべくバルブ２９が備えられてい
る。

カバー部材１３′は線を本装置に通すのを容易
にするために第４図のＥ方向に移動させることが
できる。

第３図及び第４図に示される装置において、ブ
ロツク１′の回転速度を周知の態様で制御するた
めに、ロードセルを案内ダイス４′のすぐ上流で
矢印Ｌにて示される位置に設けることができる。

次に第５図を参照すると、本発明による装置の
第３実施例における２つの段階が示されている。
この図では第１図及び第２図で用いた参照番号
が、同一部材を示すべく、ダブルダツシユを付し
て用いられている。

第５図において、線W″は上流工程へ左から進
入して案内ダイス４″、石けん箱５″及びダイス
６″を通り抜けた後矢印の方向に回転する巻取ブ
ロツク１″の無端溝（図示なし）を通過して行く。
ブロツク１″は冷却液の浴３０に沈められており、
線は巻取１″の周りにほとんど３回巻かれた後無
端溝（図示なし）を去つて浴から出て空気ぬぐい
器９″を経てプーリ１１″の上を通過して行く。空
気ぬぐい器９″は線W″を完全に乾燥させて該線が
次工程の案内ダイス、石けん箱及びダイスを通り
抜ける備えをする。

ダイス６″の下流でシユラウド７″が用いられて
おり、このシユラウドにはその上流で矢印C″で
示される如く冷却液が供給されているので冷却液
の移動する柱状体８″が線を、それがダイス６″を
去るにつれて、取囲んで線と共に浴３０の中へと
動いて行く。柱状体８″は、それが線に密着する
のを確実にすること及び線と該柱状体内の冷却液
との間の相互速度を増大することのために、線の
周りを螺旋状に回転するように生じさせることが
できる。

プーリ１１″は、伸線技術において周知な態様
での速度制御の目的で、矢印Ｆの方向に動くよう
に装架することができる。排出管３１が、冷却液
の浴を空にするのを可能にすると共に、随意に、
伸線加工の進行に伴つて浴を介して冷却液が絶え
ず循環するのを可能にするために備えられてい
る。

浴３０は、各ブロツク１″がそれ自身の冷却液
浴を有するように分割（例えば、点線３２で示す
ように）することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による多段伸線装置の第１実施
例における一つの段階を示す概略図。第２図は第
１図に示されるブロツクの外面の一部の拡大図で
あつて、伸線加工されている線に対する冷却効果
を高めるのに用いられるカバー部材を示してい
る。第３図は本発明による多段伸線装置の第２実
施例における一つの段階を示す概略図。第４図は
第３図の−線で取られた概略断面図。第５図
は各段階での巻取ブロツクに対して冷却液の深い
浴を用いている多段伸線装置の二つの段階を示す
図。 １，１′，１″……回転巻取ブロツク、２，２′
……溝、６，６′，６″……ダイス、８，８′……
冷却液の円柱体、９，９′，９″……空気ぬぐい
器、１３，１３′……カバー部材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ダイスを通して線を伸線加工するのに必要な
   引抜き張力を生じさせるべく回転巻取ブロツクの
   周りに線を１巻きの少くとも一部分にわたつて巻
   付けることによつてダイスを通して線を引抜く工
   程、前記ダイスの直ぐ下流で線を冷却液に接触さ
   せる工程、及び前記ブロツクの下流で冷却液を線
   から除去する工程を包含する伸線方法にして、前
   記ブロツク上の巻線の少くとも初めの部分が冷却
   液の層の中に位置していることを特徴とする伸線
   方法。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の伸線方法におい
   て、前記冷却液は線が前記ダイスを去るにつれて
   線を取囲むと共に線が前記ブロツクと接触する際
   に線の周りに留まつている該冷却液の移動する円
   柱体を形成し、そのような円柱体を形成する冷却
   液は伸線加工される線の寸法を決定する前記ダイ
   スを冷却することを特徴とする伸線方法。 ３ 特許請求の範囲第１項又は第２項記載の伸線
   方法において、前記ブロツクに線が最初に接触す
   る点の下流で該ブロツクの外周縁の相当な部分に
   わたつて該ブロツクを密接に取囲んでいるカバー
   部材と該ブロツクとの間に前記冷却液の層が形成
   されていることを特徴とする伸線方法。 ４ 特許請求の範囲第１項から第３項までのいず
   れか一項記載の伸線方法において、線は前記ブロ
   ツクを去る前に１回以上前記冷却液の層を通過す
   ることを特徴とする伸線方法。 ５ 特許請求の範囲第１項記載の伸線方法におい
   て、前記ブロツクは冷却液の浴の中に完全に沈め
   られていて、線はそれが前記ブロツクの線と係合
   する面に近付くに伴つて該冷却液の浴の中へ進入
   し、前記ブロツクに巻付けられている間は前記冷
   却液の浴の表面より下に留まつており、前記ブロ
   ツクの線と係合する面を去つた後においてのみ前
   記冷却液の浴を去ることを特徴とする伸線方法。 ６ 線を伸線加工するダイスと、線が前記ダイス
   を去るにつれて線を取囲むべく冷却液を供給する
   装置と、前記ダイスの下流にある回転巻取ブロツ
   クであつて該ブロツクの周りに１巻きの少くとも
   一部分にわたつて巻付けられた線をダイスを通し
   て引抜く方向に該ブロツクを回転させる手段を備
   えている前記回転巻取ブロツクと、前記ブロツク
   上の線を冷却液で濡らされた状態に保つ装置と、
   前記ブロツクの下流にある線から冷却液を除去す
   る装置とを包含する伸線装置にして、前記ブロツ
   ク上で線の１巻きの少くとも初めの部分にわたつ
   て線が冷却液の層に浸漬されるのを確実にするた
   めに、線が前記ブロツクと最初に接触する点から
   該ブロツクの外周縁の一部分にわたつて、カバー
   部材が前記ブロツクの外周縁を密接に取囲んでい
   ることを特徴とする伸線装置。