JP3669719B2 - 伸線機用キャプスタンコーン - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は金属線材の伸線機に用いられるキャプスタンコーンに関する。詳しくは、湿式潤滑剤を用いたスリップタイプの多段式伸線機に用いられるキャプスタンコーンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
金属線材の伸線業界において、線径が細い線材を伸線するときにはスリップタイプの多段式伸線機を用いて伸線加工処理が行われる。図２−（イ）に示すように、この種の伸線機は複数のダイス４と複数のキャプスタンコーン１とからなり、ダイス４を通過したワイヤ５はキャプスタンコーン１に巻き付けられ、巻き付けられたワイヤ５は次のダイス４での伸線加工のために送り出される。このようにして、ワイヤ５はダイス４とキャプスタンコーン１とを交互に順次通過する。すなわち、キャプスタンコーン１を駆動回転させることで、ワイヤ５は複数のダイス４で連続して引き抜き伸線加工されることになる。
【０００３】
伸線機におけるキャプスタンコーンについてさらに詳しく説明すると、まず、キャプスタンコーンの直径はダイスの減面率に対応して定められる。すなわち、キャプスタンコーンの直径は、該キャプスタコーンの回転により送り出されるワイヤの長さが次のダイスの伸線で必要とされるワイヤの長さに対して過剰になるように設定される。次に、図２−（イ）から分かるように、円盤形状のキャプスタンコーン１の外周面２は、ワイヤ５を巻き付けることができる幅を有し、キャプスタンコーン１の上部及び下部にはワイヤ５がキャプスタンコーン１から逸脱するのを防止する袖３を有する。
【０００４】
従来のキャプスタンコーンは、鋼材を機械加工して図２−（イ）に示すような形状とし、次いで金属線材が巻き付けられるキャプスタンコーン外周面２を研磨した後、該表面２にペーパー仕上げ研磨加工を施して製造される。
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
金属線材の伸線業界においては、伸線性（ダイスの寿命）を向上させることは永年の課題である。とくに、速度を高めて伸線すると急激にダイスの寿命の低下を招くために、これまでは実質的に高い伸線速度で伸線することはできず、したがって伸線速度を高めて生産性を向上させることができる伸線機または伸線方法は当業界で強く要請されるところである。
【０００６】
そこで本発明の目的は、金属線材、特にはスチールコード等の炭素鋼線材を湿式伸線で伸線する際に、伸線性（ダイスの寿命）を低下させることなく高速伸線を可能にする伸線機用キャプスタンコーンを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の伸線機用キャプスタンコーンは、スリップタイプの伸線機に用いられるキャプスタンコーンにおいて、金属線材と接するキャプスタンコーン外周面に硬さがＨＲＣ６０以上のめっきが施され、該めっきが施されたキャプスタンコーン外周面の中心線平均粗さ（Ｒａ）が０．５μｍ以下であることを特徴とするものである。好適には上記中心線平均粗さ（Ｒａ）が０．２μｍ以下である。
【０００８】
従来のキャプスタンコーン外周面はＲａで１μｍまでしか微細研磨することができず、また耐水性研磨紙でキャプスタンコーンを研磨しても０．４〜０．５μｍよりも小さくすることはできなかったが、キャプスタンコーン外周面にめっき処理を施すことにより該表面を簡便にＲａで０．５μｍ以下とすることができる。かかるめっきの種類は特に制限されるものではなく、まためっき方法も電気めっきに限定されず、溶射めっき等も可能である。基本的にはめっき硬さがＨＲＣ６０以上であればよく、例えば、硬質クロムめっき、チタンめっき、タングステンカーバイト（ＷＣ）超硬溶射めっき、ニッケルめっき等を挙げることができるが、簡便性等の面から硬質クロム電気めっきが好ましい。また、めっき後に面仕上げを行うことで、好適なＲａを得ることも可能である。
【０００９】
なお、めっき処理を施すことなく手仕上げの方法で研磨することによりＲａを０．２μｍ以下とすることもできるが、この場合多大な労力と特別な装置を必要とするため、好ましくない。
【００１０】
本発明においては、図２−（ロ）に示すように、キャプスタンコーン中心軸に対してキャプスタンコーン円柱側面に傾きを設けてテーパー形状とすることが好ましい。かかるテーパーの角度θは、好ましくは０．３°〜３．０°、さらに好ましくは０．５°〜１．５°の範囲内である。
【００１１】
【作用】
本発明においてキャプスタンコーン外周面のＲａを０．５μｍ以下、好適には０．２μｍ以下とすることで伸線性を向上させることができるのは、ワイヤとキャプスタンコーンとの間の摩擦抵抗を低減させることができるからである。すなわち、かかる摩擦抵抗を低減させることで、キャプスタンコーンに入るワイヤの張力を低減させることなくキャプスタンコーンからワイヤを送り出すことが可能となり、これにより、伸線されるワイヤに高い引っ張り張力を安定的に付加することができ、伸線時にダイス面からの加工負荷を低減させることができるからである。
【００１２】
また、本発明においては、伸線性を高める上で、キャプスタンコーンを図２−（ロ）に示すようになテーパー形状とすることが好ましい。
【００１３】
【実施例】
以下、実施例に基づき本発明を具体的に説明する。
伸線処理に供した線材は、ＪＩＳ Ｇ ３５０６に規定されたＳＷＲＨ７２Ａまたはそれに準ずるプレーンカーボン鋼材を原材料とし、予め線径が０．９３ｍｍに縮径し熱処理とブラスめっきが施されたワイヤを用いた。伸線処理は、ダイス１９個を用い連続して湿式潤滑剤中にて連続して順次伸線し、線径が０．１７５ｍｍとなるまで縮径することにより行った。
【００１４】
伸線性の評価は、伸線によって最終ダイスが摩耗し穴径が１８０μｍまで増加するまでの伸線量を測定し、従来のキャプスタンコーンで伸線速度が１０００ｍ／ｍｉｎのものを１００として相対値で評価した。
【００１５】
外周面のＲａが０．５μｍ以上の従来のキャプスタンコーンで伸線したものを従来例とした。かかる従来例のキャプスタンコーンは機械構造用炭素鋼を材料として切削加工で製造され、ペーパー仕上げの方法で表面研磨を施したものである。
【００１６】
一方、従来例のキャプスタンコーンの外周面を表面研磨して、Ｒａが０．５μｍ以下としたものを実施例とした。実施例においてキャプスタンコーンの表面研磨は研磨紙を用いて研磨することで、また硬質クロムめっきを施すことで行った。クロムめっき処理はクロム酸−硫酸浴を用い、５μｍ以上の厚みとした。
【００１７】
本実施例ではすべてキャプスタンコーンの形状を同一とし、またキャプスタンコーン中心軸に対するキャプスタンコーン円柱側面の傾き、すなわちテーパ角θを０．５°〜１．５°の範囲内とした。
【００１８】
各キャプスタンコーンにおいて、伸線速度（巻取り速度）を通常伸線速度１０００ｍ／ｍｉｎと高速伸線速度１５００ｍ／ｍｉｎとで伸線性を評価した。
得られた結果を図１に示す。図１から明らかなように、Ｒａが０．５μｍ以下の本発明のキャプスタンコーンは、高速伸線速度において従来のキャプスタンコーンに比べ大幅な伸線性の向上が観られた。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のキャプスタンコーンは、従来のキャプスタンコーンの外周面のＲａを０．５μ以下とすることで伸線性を大幅に向上させることができ、とくに伸線速度が高い領域では約１０倍に、殊にＲａを０．２μ以下にしたものは約５０倍に向上させることができ、工業上有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】キャプスタンコーン外周面のＲａと伸線性との関係を表す線図である。
【図２】（イ）はスリップタイプの伸線機のキャプスタンコーンを示す模式図である。
（ロ）はキャプスタンコーンのテーパー角を示す説明図である。
【符号の説明】
１ キャプスタンコーン
２ 外周面
３ 袖
４ ダイス
５ ワイヤ

Claims (2)

1. スリップタイプの伸線機に用いられるキャプスタンコーンにおいて、金属線材と接するキャプスタンコーン外周面に硬さがＨＲＣ６０以上の硬質クロムめっきが施され、該めっきが施されたキャプスタンコーン外周面の中心線平均粗さ（Ｒａ）が０．５μｍ以下であることを特徴とする伸線機用キャプスタンコーン。
2. 上記中心線平均粗さ（Ｒａ）が０．２μｍ以下である請求項１記載の伸線機用キャプスタンコーン。

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