JP5383476B2 - コイル状金属線材の処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、コイル状金属線材（特に、コイル状鋼線材）の処理装置に関する。本発明による処理装置は、例えば、コイル状に巻回した鋼線材をＣ形フックに吊り下げて懸垂させた状態で、走行ホイストによって種々の浸漬浴に次々に搬送して表面処理する際に、特に酸洗浴に浸漬させた場合に、Ｃ形フックで吊下げた懸垂状態で振動体により振動を与え、コイル状鋼線材を振動・酸洗する技術において効果的に利用することができる。

この種のコイル状鋼線材を酸洗する場合には、鋼線材をＣ形フックに吊り下げて洗浄槽に浸漬し、このＣ形フックに上下動の振動を与えて酸洗を実施している。これは、コイル状鋼線材がラセン状に巻回され、鋼線材の隣接面が相互に接触した状態になっているため、単に浸漬しただけでは、隣接接触面が処理液と接触しないためである。すなわち、Ｃ形フックに上下動の振動を与えることによって、ラセン状の隣接接触面の間に処理液を浸入させ、鋼線材の表面全体を処理液と効率よく接触させるためである。
しかしながら、このＣ形フックに上下動の振動を与えて酸洗する場合、コイル状鋼線材とＣ形フックとの接触面は上下方向に接触しているため、Ｃ形フックに上下動の振動を与えても、処理液を効果的に浸入させることが困難である。

Ｃ形フックの担持面と接触しているコイル状鋼線材の表面を露出させて処理液に触れさせる方法は、種々提案されている。例えば、浴槽底部を傾斜させておき、最初は、コイル状鋼線材の底部が浴槽底部の傾斜面と接触しない状態で、Ｃ形フックに上下動の振動を与えて鋼線材相互の隣接面を処理した後、振動を停止する。続いて、Ｃ形フックを下方に降下させてコイル状鋼線材の底部を浴槽底部の傾斜面と接触させると、コイル状鋼線材がＣ形フックに対して転動し、Ｃ形フック表面と接触していたコイル状鋼線材表面がＣ形フックに対して移動して、露出することになる。この状態でＣ形フックを上方に引き上げ、再びＣ形フックに上下動の振動を与える手法が提案されている（特許文献１）。
しかしながら、この手法では、振動処理を中断してＣ形フックを上下させ、接触面を露出させる必要があり、処理時間の点で満足すべきものではなかった。また、浴槽底部に傾斜面を設ける必要があった。

また、浴槽の底部に反転手段を設けておき、最初は、コイル状鋼線材の底部が浴槽底部の反転手段と接触しない状態で、Ｃ形フックに上下動の振動を与えて鋼線材相互の隣接面を処理し、振動を停止してから、Ｃ形フックを下方に降下させてコイル状鋼線材の底部を浴槽底部の反転手段と接触させると、コイル状鋼線材が自重によってＣ形フックに対して転動し、Ｃ形フック表面と接触していたコイル状鋼線材表面がＣ形フックに対して移動し、露出することになる。この状態でＣ形フックを上方に引き上げ、再びＣ形フックに上下動の振動を与える手法も提案されている（特許文献２）。
しかしながら、この手法でも、振動処理を中断してＣ形フックを上下させ、接触面を露出させる必要があり、処理時間の点で満足すべきものではなかった。また、浴槽底部に反転手段を設ける必要があった。

更に、Ｃ形フックを懸下して保持する台板に加振器を設ける手法や、Ｃ形フックの懸下軸に加振器を設ける手法も提案されている（特許文献３）。Ｃ形フックを保持する台板に加振器を設ける手法では、加振器の加振作用線がコイル状鋼線材の重力線からずれた鉛直方向になるように加振器を設けることによって、コイル状鋼線材に上下方向の振動が与えられるだけでなく、同時にコイル状鋼線材を回転させることもできるとされている。また、Ｃ形フックの懸下軸に加振器を設ける手法では、加振器を斜め上下方向に振動させることによって、コイル状鋼線材に上下方向の振動が与えられるだけでなく、同時にコイル状鋼線材を回転させることもできるとされている。

この手法では、全てのＣ形フック毎に加振器を設ける必要があるが、コイル状鋼線材の処理浴の中には振動を与える必要のない処理浴もあるため、コスト面で好ましくなかった。更に、処理対象となるコイル状鋼線材の種類を変えた場合には、加振器による振動条件も変える必要があるが、振動条件の調整を個々の加振器の全てについて実施する必要があり、煩雑であった。また、処理浴の中には、酸洗浴のように酸蒸気に曝される浴や、単に水蒸気に曝されるだけの浴があるように、使用環境が種々異なるが、最も過酷な使用環境から加振器を保護するカバー手段が必要になり、この点でもコスト面で好ましくなかった。なお、異なる振動条件が求められる浴が存在すると、それらの浴ごとに振動条件を制御する必要があり、煩雑であった。

特開昭５９−２３８８６号公報 特開平６−２１２４６５号公報 特開昭５４−１１４４３８号公報

従って、本発明の課題は、コイル状鋼線材などの金属線材をＣ形フックに吊り下げて懸垂させた状態で、走行ホイストによって種々の浸漬浴に次々に搬送して表面処理する技術において、Ｃ形フックに上下動の振動を与えると共に、コイル状鋼線材を回転させる場合に、従来技術の前記各欠点を解消した新しい手段を提供することにある。

前記の課題は、本発明により、
（ａ）吊りビーム部と、（ｂ）前記吊りビーム部に設けられ、走行ホイストに着脱自在に懸下させることのできる係止部と、（ｃ）前記吊りビーム部から下方に懸下した状態で吊りビーム部に固定され、コイル状金属線材を懸垂させることのできるＣ形フック部と、（ｄ）前記吊りビーム部に設けられた掛置部とを含むコイル状金属線材吊下装置を、前記走行ホイストから脱離して着脱自在に保持した状態で、Ｃ形フック部に懸垂されたコイル状金属線材を浸漬処理浴内の処理液に浸漬させることのできるコイル状金属線材の処理装置であって、
前記処理装置が、
（１）前記掛置部を載置することのできる載置部、
（２）前記載置部を備えた加振部、
（３）前記加振部に接触する緩衝部、
（４）前記緩衝部を介して前記加振部を支持する基台、
（５）前記加振部に接触して設けた偏位部、及び
（６）前記偏位部を介して前記加振部に振動を伝えることのできる振動体
を含むことを特徴とする、コイル状金属線材の処理装置によって解決することができる。

また、本発明は、前記コイル状金属線材吊下装置のＣ形フック部に懸垂されたコイル状金属線材を浸漬処理浴内の処理液に浸漬させ、コイル状金属線材を上下に振動させると同時にＣ形フック部に対して回転させることにより、前記コイル状金属線材の全表面を処理液と接触させて処理する方法にも関する。

本発明装置によれば、Ｃ形フック部に懸垂されたコイル状金属線材（特に、コイル状鋼線材）を浸漬処理浴内の処理液に浸漬させた際に、コイル状金属線材の懸垂方向（鉛直方向）に関して斜めにずれた方向で、コイル状金属線材に対する振動が与えられるので、コイル状金属線材が上下方向に揺り動かされるだけでなく、同時にコイル状金属線材がＣ形フック部に対して回転することになる。従って、コイル状金属線材相互間のラセン状の隣接接触面の間に処理液を効率的に浸入させることができるだけでなく、コイル状金属線材とＣ形フックとの接触面を連続的に露出させ、処理液と接触させることができる。このため、Ｃ形フックと接触するコイル状金属線材表面を処理するために、振動処理を中断する必要がない。また、Ｃ形フック部に懸垂されたコイル状金属線材に対して、安定した回転運動を提供することができる。
本発明装置は、振動体をＣ形フック毎に設ける必要がなく、振動処理が必要な処理浴にのみ併設することができるので、必要な振動体の設置数が減少する。なお、本発明装置を処理浴に併設するだけでなく、処理浴と一体的に構成することもできる。また、各処理浴毎に適切な振動条件を設定することが可能になるだけでなく、処理対象のコイル状金属線材の種類の変更に対する振動条件の変更操作も煩雑ではない。更に、各処理浴毎の使用環境の差異に対応して振動体を保護することが可能になる。すなわち、酸洗浴のように酸蒸気に曝される処理浴に併設する場合には、酸蒸気の影響を受けないような保護カバーを設け、単に水蒸気に曝されるだけの処理浴に併設する場合には、簡易な保護カバーにすることができる。

本発明装置に、コイル状金属線材吊下装置を載置した状態で、Ｃ形フック部に懸垂されたコイル状金属線材を浸漬処理浴内の処理液に浸漬した状態を示す模式的斜視図である。 本発明装置に用いる偏位部の作用の説明用として、従来技術の態様を示す模式的部分拡大図である。 本発明装置に用いる偏位部の作用の説明用として、図２とは異なる従来技術の態様を示す模式的部分拡大図である。 本発明装置に用いる偏位部の作用を説明するための一態様の模式的部分拡大図である。 本発明装置に用いる偏位部の作用を説明するための別の態様の模式的部分拡大図である。

以下、本発明による処理装置の好ましい態様を図面に沿って説明する。
図１は、本発明装置１に、コイル状金属線材吊下装置３を載置した状態で、Ｃ形フック部３３に懸垂されたコイル状金属線材５を浸漬処理浴６（壁面６１の一部を切り欠いて示す）の処理液７に浸漬した状態を示す模式的斜視図である。なお、コイル状金属線材の代表例は、コイル状鋼線材であり、浸漬処理浴の代表例は、酸洗浴である。
本発明装置１と共に用いるコイル状金属線材吊下装置３は、棒状の吊りビーム部３１、前記吊りビーム部３１に設けられた係止部３２（３２ａ，３２ｂ）と、前記吊りビーム部３１から下方に懸下した状態で吊りビーム部３１に固定されたＣ形フック部３３と、前記吊りビーム部３１の両端に設けられた掛置部３４（３４ａ，３４ｂ）とを含む。

前記吊りビーム部３１の上面に設けられた係止部３２ａ，３２ｂは、走行ホイスト（図示せず）に着脱自在に取り付けることができる。図１は、コイル状金属線材吊下装置３を走行ホイストから取り外して、本発明装置１に載置した状態を示している。図１に示す浸漬処理浴６での処理が終了すると、前記係止部３２ａ，３２ｂによってコイル状金属線材吊下装置３を走行ホイストに取り付けて上方に引き上げ、別の処理浴へ移動させることができる。

Ｃ形フック部３３は、連結部３５によって吊りビーム部３１の底面に固定され、水平バー部３６から、コイル状金属線材としての鋼線材５を吊り下げることができる。図１に示すように、コイル状金属線材吊下装置３を本発明装置１に載置した状態で、鋼線材５の全体が浸漬処理浴６の処理液７（例えば、硫酸水溶液）に完全に浸漬されるように処理液７の液面を調整する。

本発明装置１は、載置部１８を備えた加振部１１と、緩衝部としてのコイルバネ１２と、前記加振部１１を支持する基台１５と、偏位部１３と、振動体としての振動モータ１４とを含む。図１に示す本発明装置１は、１対の加振ユニット１Ａ，１Ｂ、すなわち、
〔１〕載置部１８ａを備えた加振部１１ａと、緩衝部としてのコイルバネ１２ａと、基台１５ａと、偏位部１３ａと、振動体としての振動モータ１４ａとを含む加振ユニット１Ａ及び、
〔２〕載置部１８ｂを備えた加振部１１ｂと、緩衝部としてのコイルバネ１２ｂと、基台１５ｂと、偏位部１３ｂと、振動体としての振動モータ１４ｂとを含む加振ユニット１Ｂ
からなる。

載置部１８ａ，１８ｂは、板状の加振部１１ａ，１１ｂの上面中央に設けられ、前記掛置部３４ａ，３４ｂを載置することができる。必要により、吊りビーム部３１を加振部１１ａ，１１ｂに固定する手段を有することができる。加振部１１ａ，１１ｂは、コイルバネ１２ａ，１２ｂを介して基台１５ａ，１５ｂに保持される。基台１５ａ，１５ｂは、加振部支持フレーム１６（１６ａ，１６ｂ）と、その加振部支持フレーム１６（１６ａ，１６ｂ）を支える支持台１７（１７ａ，１７ｂ）とを含む。

加振部１１ａ，１１ｂは、その底面に、偏位部１３ａ，１３ｂを介して振動モータ１４ａ，１４ｂを備える。図１に示す本発明装置１では、偏位部１３として、断面が三角形の三角柱偏位部を用い、その三角柱体の斜面に振動モータ１４を取り付ける。偏位部１３は、振動モータ１４から加振部１１に伝える振動方向を、加振部１１に対する平行方向又は垂直方向からずらす作用を有する。本発明装置１は、振動モータ１４と加振部１１との間に偏位部１３を設けることにより、Ｃ形フック部３３に吊り下げたコイル状鋼線材５に、図１の矢印Ｌに示すように上下方向の振動を与えると共に、図１の矢印Ｒに示すようにコイル状鋼線材５を回転させることができる。

本発明装置１に用いる偏位部１３の作用を図２〜図５（模式的部分拡大図）に沿って説明する。
図２及び図３は、偏位部を使用せずに、振動モータ１４を直接に加振部１１に取り付けた場合を示す。図２に示すように、振動モータ１４の回転軸が板状加振部１１の底面に対して平行方向で、Ｃ形フック部３３の水平バー部３６と平行方向になるように振動モータ１４を加振部１１取り付けると、加振部１１は図２の矢印Ｖに示すように、基台１５に関して垂直方向に振動する。従って、加振部１１に載置された吊りビーム部３１は鉛直方向に振動し、コイル状鋼線材には上下方向の振動のみが与えられ、回転することはない。また、図３に示すように、振動モータ１４の回転軸が板状加振部１１の底面に対して平行方向で、Ｃ形フック部３３の水平バー部３６と垂直方向になるように振動モータ１４を加振部１１に取り付けても、加振部１１は図３の矢印Ｖに示すように、基台１５に関して垂直方向に振動する。従って、加振部１１に載置された吊りビーム部３１は鉛直方向に振動し、コイル状鋼線材には上下方向の振動のみが与えられ、回転することはない。

これに対し、図４及び図５は、振動モータ１４と加振部１１との間に三角柱偏位部１３を設ける場合を示す。
図４に示すように、振動モータ１４の回転軸の方向が三角柱偏位部１３の斜面１３Ａに平行で、その傾斜方向と垂直になり、しかもＣ形フック部３３の水平バー部３６が延びる方向と平行になるように、振動モータ１４を三角柱偏位部１３の斜面１３Ａに取り付けると、振動モータ１４は、図４の矢印Ｓに示すように、三角柱偏位部１３の斜面１３Ａに対して垂直方向に振動を与えるので、加振部１１も同じ方向に振動する。この振動は、振動成分に分解すれば、基台１５に関して矢印Ｈの水平方向の振動成分と矢印Ｖの垂直方向の振動成分からなり、こうした振動が加振部１１に与えられたことになる。

また、図５に示すように、振動モータ１４の回転軸の方向が三角柱偏位部１３の斜面１３Ａに平行で、その傾斜方向とも平行になり、しかもＣ形フック部３３の水平バー部３６が延びる方向と垂直になるように、振動モータ１４を三角柱偏位部１３の斜面１３Ａに取り付けても、振動モータ１４は、図５の矢印Ｓに示すように、三角柱偏位部１３の斜面１３Ａに対して垂直方向に振動を与えるので、加振部１１も同じ方向に振動する。この振動は、振動成分に分解すれば、基台１５に関して矢印Ｈの水平方向の振動成分と矢印Ｖの垂直方向の振動成分からなり、こうした振動が加振部１１に与えられたことになる。
従って、図４及び図５に示す場合は、いずれも、加振部１１に載置された吊りビーム部３１に吊り下げられたコイル状鋼線材に上下方向の振動が与えられると同時に、コイル状鋼線材が回転する。

三角柱偏位部１３の斜面１３Ａの傾斜方向は、Ｃ形フック部３３の水平バー部３６が延びる方向（すなわち、コイル状金属線材の巻回軸の方向）に対して、垂直方向になるのが最も好ましい。コイル状金属線材を最も効率的に回転させることができるからである。振動モータ１４の回転軸の方向は、三角柱偏位部１３の斜面１３Ａに関して平行であれば、斜面１３Ａの傾斜方向に関しては、垂直方向（図４参照）でも、平行方向（図５参照）でもよい。

三角柱偏位部１３の斜面１３Ａと、板状加振部１１の底面との間の角θ（図４参照）は、振動方向のずれによってコイル状鋼線材を回転させることができる限り、特に限定されないが、５°〜３０°が好ましく、１０°〜２０°がより好ましい。振動体としては、振動モータの他に、例えば、カム機構を用いることもできる。緩衝部としては、コイルバネの他に任意のバネやエアクッションなどを用いることができる。

本発明による処理装置を使用して、コイル状金属線材の表面を処理する方法を以下に示す。
最初に、コイル状金属線材吊下装置３に設けられたＣ形フック部３３の水平バー部３６に、コイル状金属線材としての鋼線材５を吊り下げた状態で、走行ホイストにより、コイル状金属線材吊下装置３を浸漬処理浴６の上方に搬送する。続いて、コイル状金属線材吊下装置３を下方に降下させ、コイル状金属線材吊下装置３の吊りビーム部３１に設けられた掛置部３４ａ，３４ｂを、加振ユニット１Ａ，１Ｂに設けられた載置部１８ａ，１８ｂに載置させる。この載置が終了した後、係止部３２ａ，３２ｂと走行ホイストとの連結を取り外す。こうして、コイル状金属線材吊下装置３は本発明装置１に載置され、鋼線材５の全体が浸漬処理浴６の処理液７（例えば、硫酸水溶液）に完全に浸漬される。なお、必要により、処理液７の液面を調整する。

続いて、加振ユニット１Ａ，１Ｂに設けられた振動モータ１４ａ，１４ｂを作動させ、加振ユニット１Ａ，１Ｂに設けられた加振部１１ａ，１１ｂに振動を与える。加振部１１ａ，１１ｂの振動によって、吊りビーム部３１が水平方向及び垂直方向の振動成分を与えられるので、Ｃ形フック部３３に懸垂させたコイル状金属線材は、上下方向に振動させられるだけでなく、同時に回転させられる。こうして、Ｃ形フック部３３に懸垂された鋼線材５に対して、安定した上下動と回転運動を提供しながら、鋼線材５の全表面に処理液を接触させることができる。

浸漬処理浴６での処理が終了した後、前記係止部３２ａ，３２ｂによって走行ホイストにコイル状金属線材吊下装置３を連結し、上方に引き上げ、別の処理浴へ移動させることができる。

本発明装置は、例えば、コイル状に巻回した金属線材（特に、コイル状鋼線材）をＣ形フックに吊り下げて懸垂させた状態で、走行ホイストによって種々の浸漬浴に次々に搬送して表面処理する方法、特には、振動・酸洗する技術に利用することができる。

１・・・本発明装置；１Ａ，１Ｂ・・・加振ユニット；
３・・・コイル状金属線材吊下装置；５・・・コイル状金属線材；
６・・・浸漬処理浴；７・・・処理液；１１，１１ａ，１１ｂ・・・加振部；
１２，１２ａ，１２ｂ・・・コイルバネ；１３，１３ａ，１３ｂ・・・偏位部；
１４，１４ａ，１４ｂ・・・振動モータ；１５，１５ａ，１５ｂ・・・基台；
１６，１６ａ，１６ｂ・・・加振部支持フレーム；１７，１７ａ，１７ｂ・・・支持台；
１８，１８ａ，１８ｂ・・・載置部；３１・・・吊りビーム部；
３２，３２ａ，３２ｂ・・・係止部；３３・・・Ｃ形フック部；
３４，３４ａ，３４ｂ・・・掛置部；３５・・・連結部；３６・・・水平バー部；
６１・・・浸漬処理浴の壁面。

Claims (1)

1. （ａ）吊りビーム部と、（ｂ）前記吊りビーム部に設けられ、走行ホイストに着脱自在に懸下させることのできる係止部と、（ｃ）前記吊りビーム部から下方に懸下した状態で吊りビーム部に固定され、コイル状金属線材を懸垂させることのできるＣ形フック部と、（ｄ）前記吊りビーム部に設けられた掛置部とを含むコイル状金属線材吊下装置を、前記走行ホイストから脱離して着脱自在に保持した状態で、Ｃ形フック部に懸垂されたコイル状金属線材を浸漬処理浴内の処理液に浸漬させることのできるコイル状金属線材の処理装置であって、
   前記処理装置が、
   （１）前記掛置部を載置することのできる載置部、
   （２）前記載置部を備えた加振部、
   （３）前記加振部に接触する緩衝部、
   （４）前記緩衝部を介して前記加振部を支持する基台、
   （５）前記加振部の底面に接触して設け、前記底面に対して斜面を提供する三角柱偏位部、及び
   （６）前記三角柱偏位部の斜面に取り付け、前記三角柱偏位部を介して前記加振部に振動を伝えることのできる振動体
   を含み、
   前記三角柱偏位部の斜面と、前記加振部の底面との間の角度が、５°〜３０°である
   ことを特徴とする、コイル状金属線材の処理装置。

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