JP5694152B2 - 金属線材の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は金属線材の製造方法（以下、単に「製造方法」とも称する）に関し、詳しくは、タイヤ等の各種ゴム物品の補強材として用いられるスチールコードなどに好適な金属線材の製造方法、および、これに用いるスリップ式伸線機に関する。

従来、スチールコード用ワイヤの最終伸線で用いられるスリップ式伸線機においては、図３に示すように、コーン２１の表面を、その回転軸に対して０．５〜２．０°の傾斜角を有するよう形成するとともに、コーンの回転軸と平行となる方向の中心部付近で金属線材１をダイス２２から引き抜くパスラインが設定されていた。

金属線材の伸線加工に関する技術として、例えば、特許文献１には、伸線速度を増加した場合でも、線材表面の損傷、断線、ダイスの早期摩耗等の問題を生じることなく伸線を実現する技術として、ダイスとそのダイスを通過した線材を引抜くキャプスタンとからなる伸線パスを複数段用いる多段スリップ型湿式伸線方法において、最終段を除く各段の伸線パスにおける平均スリップ速度を、５〜８０ｍ／ｍｉｎの範囲に設定する多段スリップ型湿式伸線方法が開示されている。

特開平１１−２３９８１４号公報（特許請求の範囲等）

しかしながら、図３に示すように傾斜角を有するコーン２１を用いてコーンの回転軸と平行となる方向の中心部付近で金属線材１をダイス２２から引き抜く従来の方法では、金属線材１の表面とコーン２１の表面との間のすべり性のために、金属線材直径や金属線材をコーンに巻きつける回数によって実際のパスラインが変化してしまい、ダイスから真っ直ぐに金属線材を引き抜けない場合があった。そのため、図４に示すように、ダイス２２と金属線材１とが片当たりを起こしてしまい、圧力が不均一になることに起因する加工の不均一が生じ、ダイス摩耗の促進や金属線材の延性低下を生ずる要因となっていた。

そこで、本発明の目的は、従来の伸線機を使用しつつ、ダイスの摩耗や、金属線材の延性低下に起因する断線の発生を効果的に防止して、生産性を向上した金属線材の製造方法、および、これに用いるスリップ式伸線機を提供することにある。

本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、スリップ式伸線機に用いるコーンの形状およびダイスからの金属線材の引抜き位置を改良することで、ダイスと金属線材との片当たりの発生を防止でき、これにより、ダイスの摩耗や金属線材の延性低下を効果的に防止しうることを見出して、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明の金属線材の製造方法は、スリップ式伸線機を用いて金属線材を伸線する工程を含む金属線材の製造方法において、
前記スリップ式伸線機のコーンとして、回転軸に対し傾斜のない平坦な表面を有するものを用いるとともに、該スリップ式伸線機のダイスを、前記金属線材が前記コーンの回転軸と平行となる方向の最も駆動部に近い位置のみを通過するよう配置し、
前記ダイスと、該ダイスを保持するホルダとの間で、前記金属線材の走行方向に直交する面内で、かつ、前記コーンの半径方向に２〜５ｍｍの間隔を設け、
前記金属線材を前記ダイスから真っ直ぐに引き出し、かつ、前記ダイスから引き抜かれた前記金属線材のパスラインを安定させることを特徴とするものである。

また、本発明のスリップ式伸線機は、ダイスを挟んで対向する一対のコーンを備え、該コーン間で金属線材を伸線するスリップ式伸線機において、
前記コーンが回転軸に対し傾斜のない平坦な表面を有し、かつ、前記ダイスが、前記金属線材が前記コーンの回転軸と平行となる方向の最も駆動部に近い位置のみを通過するよう配置され、
前記ダイスと、該ダイスを保持するホルダとの間に、前記金属線材の走行方向に直交する面内で、かつ、前記コーンの半径方向に２〜５ｍｍの間隔が設けられ、
前記金属線材を前記ダイスから真っ直ぐに引き出し、かつ、前記ダイスから引き抜かれた前記金属線材のパスラインを安定させることができることを特徴とするものである。

本発明によれば、ダイスの摩耗や、金属線材の延性低下に起因する断線の発生を効果的に防止することができる。したがって、本発明によれば、より高速での伸線が可能となり、高強度の金属線材の伸線が容易となる効果が得られる。

（ａ），（ｂ）は、本発明の金属線材の製造方法の一例に係る説明図である。 本発明における金属線材の加工状態を示す説明図である。 （ａ），（ｂ）は、従来における金属線材の製造方法に係る説明図である。 従来における金属線材の加工状態を示す説明図である。 （ａ），（ｂ）は、比較例における金属線材の製造方法に係る説明図である。 （ａ），（ｂ）は、本発明の金属線材の製造方法の他の例に係る説明図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１（ａ）に、本発明の金属線材の製造方法の一例に係る説明図を、同図（ｂ）に、（ａ）中のダイス部近傍における、金属線材の走行方向に直交する方向の拡大断面図を、それぞれ示す。図示するように、本発明の製造方法においては、スリップ式伸線機を用いて金属線材の伸線を行う。なお、図１，３，５，６の（ａ）中、上方が伸線機の駆動部が位置する駆動側であり、下方がダイス交換や金属線材の通線などを行う作業者が位置する作業側である。

本発明においては、図１（ａ）に示すように、かかるスリップ式伸線機のコーンとして、回転軸に対し傾斜のない平坦な表面を有するコーン１１を用いるとともに、ダイス１２を、金属線材１がコーン１１の回転軸と平行となる方向の最も駆動部に近い位置を通過するように配置する点が重要である。

このようにコーン形状およびダイス配置の条件を組み合わせることで、金属線材１がダイス１２から真っ直ぐに引き出されるものとなり、かつ、ダイス１２から引き抜かれた金属線材１のパスラインが安定する。これにより、図２に示すように、金属線材１とダイス１２との片当たりが解消されて、金属線材１に対し応力が均一に付与されるので、金属線材１の均一加工が可能となり、ダイス１２の摩耗を抑制するとともに、金属線材１の延性低下を抑制することが可能となる。

本発明においては、上記に加えて、図１（ｂ）に示すように、ダイス１２と、このダイス１２を保持するホルダ１３（図１（ａ）中には示さず）との間で、金属線材１の走行方向に直交する面内で、かつ、コーンの半径方向に２〜５ｍｍの間隔ｗを設けることが好ましい。ダイス１２−ホルダ１３間に２〜５ｍｍの間隔ｗを設けることで、自動調芯するためのスペースを確保することができるので、金属線材１のダイス１２からの引抜き状態をより真っ直ぐにして、引き抜き後の金属線材１のパスラインをより安定化することができる。このダイス１２−ホルダ１３間の間隔ｗが２ｍｍ未満であるか５ｍｍを超えると、ホルダの強度が低下するか、ホルダが大型化するため好ましくない。

本発明の金属線材の製造方法においては、スリップ式伸線機において、上記コーン形状およびダイス配置の条件を満足するよう伸線を行うものであればよく、これにより本発明の所期の効果を得ることができる。それ以外の、伸線工程以外の工程や、伸線工程で使用するダイスの種類および各ダイスでの減面率等については、常法に従い適宜実施し、また決定することができ、特に制限されるものではない。

また、本発明のスリップ式伸線機は、図１（ａ）に示すように、ダイス１２を挟んで対向する一対のコーン１１を備え、これらコーン１１間で金属線材１を伸線するものであり、上記本発明の製造方法において好適に使用される。本発明のスリップ式伸線機は、図示するような多段型コーンのほか、分離独立型コーンを有するものであってもよい。

本発明のスリップ式伸線機においては、図示するように、コーン１１が回転軸に対し傾斜のない平坦な表面を有するとともに、ダイス１２が、金属線材１がコーン１１の回転軸と平行となる方向の最も駆動部に近い位置を通過するよう配置されている点が重要である。これにより、金属線材１をダイス１２から真っ直ぐに引き出して、そのパスラインを安定化することができ、金属線材１を均一に加工することが可能となる。また、ダイス１２の摩耗を抑制するとともに、金属線材１の延性低下を抑制する効果も得られる。

また、本発明のスリップ式伸線機においては、図１（ｂ）に示すように、ダイス１２と、このダイス１２を保持するホルダ１３との間で、金属線材１の走行方向に直交する面内で、かつ、コーンの半径方向に２〜５ｍｍの間隔ｗを設けることが好ましい。ダイス１２−ホルダ１３間に２〜５ｍｍの間隔ｗを設けることで、自動調芯するためのスペースを確保することができるので、金属線材１のダイス１２からの引抜き状態をより真っ直ぐにして、引き抜き後の金属線材１のパスラインをより安定化することができる。このダイス１２−ホルダ１３間の間隔ｗが２ｍｍ未満であるか５ｍｍを超えると、ホルダの強度が低下するか、ホルダが大型化するため好ましくない。

本発明のスリップ式伸線機においては、上記コーン形状およびダイス配置の条件を満足するものであればよく、これにより本発明の所期の効果を得ることができる。それ以外のコーン構成やダイスの種類等の装置構成の詳細については、常法に従い適宜決定することができ、特に制限されるものではない。

以下、本発明を、実施例を用いてより詳細に説明する。
（従来例１）
タイヤコード用の真鍮めっき高抗張力金属線材を、図３（ａ），（ｂ）に示すスリップ式伸線機を用いて一定長さ６万ｍにて伸線して、ダイスの摩耗量および断線数を測定した。伸線は、線径１．５ｍｍから０．２ｍｍまで実施した。図３（ａ），（ｂ）に示すスリップ式伸線機においては、コーン２１として、回転軸に対し１．０°の傾斜を有するものを用いるとともに、ダイス２２を、金属線材１がコーン２１の回転軸と平行となる方向の中央部を通過するよう配置し、さらに、ダイス２２とダイス２２を保持するホルダ２３との間に間隔を設けなかった。

（比較例１）
スリップ式伸線機として、図５（ａ），（ｂ）に示すものを用いた以外は従来例１と同様にして伸線を実施し、ダイスの摩耗量および断線数を測定した。図５（ａ），（ｂ）に示すスリップ式伸線機においては、コーン３１として、回転軸に対し傾斜のない平坦な表面を有するものを用いるとともに、ダイス３２を、金属線材１がコーン３１の回転軸と平行となる方向の中央部を通過するよう配置し、さらに、ダイス３２とダイス３２を保持するホルダ３３との間に間隔を設けなかった。

（参考例１）
スリップ式伸線機として、図６（ａ），（ｂ）に示すものを用いた以外は従来例１と同様にして伸線を実施し、ダイスの摩耗量および断線数を測定した。図６（ａ），（ｂ）に示すスリップ式伸線機においては、コーン４１として、回転軸に対し傾斜のない平坦な表面を有するものを用いるとともに、ダイス４２を、金属線材１がコーン４１の回転軸と平行となる方向の最も駆動部に近い位置を通過するよう配置し、さらに、ダイス４２とダイス４２を保持するホルダ４３との間に間隔を設けなかった。

（実施例１）
スリップ式伸線機として、図１（ａ），（ｂ）に示すものを用いた以外は従来例１と同様にして伸線を実施し、ダイスの摩耗量および断線数を測定した。図１（ａ），（ｂ）に示すスリップ式伸線機においては、コーン１１として、回転軸に対し傾斜のない平坦な表面を有するものを用いるとともに、ダイス１２を、金属線材１がコーン１１の回転軸と平行となる方向の最も駆動部に近い位置を通過するよう配置し、さらに、ダイス１２とダイス１２を保持するホルダ１３との間で、金属線材の走行方向に直交する面内で、かつ、コーンの半径方向に３ｍｍの間隔を設けた。

得られた従来例１、比較例１、参考例１および実施例１の、ダイスの摩耗量および断線数の測定結果を、下記表１中に、従来例１を基準とする指数にて示す。

（従来例２、比較例２、参考例２および実施例２）
伸線を、線径１．８ｍｍから０．３ｍｍまで実施した以外はそれぞれ従来例１等と同様
の条件にて伸線を実施し、ダイスの摩耗量および断線数を測定した。その測定結果を、下
記表２中に、従来例２を基準とする指数にて示す。

上記表中の結果からわかるように、スリップ式伸線機のコーンとして平坦な表面を有するものを用い、かつ、ダイスを、金属線材がコーンの回転軸と平行となる方向の最も駆動部に近い位置を通過するよう配置して伸線を行った各実施例においては、これら条件を満足しない各従来例および比較例に比し、ダイス摩耗を大幅に抑制するとともに断線の発生を大幅に低減できることが確かめられた。

１ 金属線材
１１，２１，３１，４１ コーン
１２，２２，３２，４２ ダイス
１３，２３，３３，４３ ホルダ

Claims (2)

1. スリップ式伸線機を用いて金属線材を伸線する工程を含む金属線材の製造方法において、
   前記スリップ式伸線機のコーンとして、回転軸に対し傾斜のない平坦な表面を有するものを用いるとともに、該スリップ式伸線機のダイスを、前記金属線材が前記コーンの回転軸と平行となる方向の最も駆動部に近い位置のみを通過するよう配置し、
   前記ダイスと、該ダイスを保持するホルダとの間で、前記金属線材の走行方向に直交する面内で、かつ、前記コーンの半径方向に２〜５ｍｍの間隔を設け、
   前記金属線材を前記ダイスから真っ直ぐに引き出し、かつ、前記ダイスから引き抜かれた前記金属線材のパスラインを安定させることを特徴とする金属線材の製造方法。
2. ダイスを挟んで対向する一対のコーンを備え、該コーン間で金属線材を伸線するスリップ式伸線機において、
   前記コーンが回転軸に対し傾斜のない平坦な表面を有し、かつ、前記ダイスが、前記金属線材が前記コーンの回転軸と平行となる方向の最も駆動部に近い位置のみを通過するよう配置され、
   前記ダイスと、該ダイスを保持するホルダとの間に、前記金属線材の走行方向に直交する面内で、かつ、前記コーンの半径方向に２〜５ｍｍの間隔が設けられ、
   前記金属線材を前記ダイスから真っ直ぐに引き出し、かつ、前記ダイスから引き抜かれた前記金属線材のパスラインを安定させることができることを特徴とするスリップ式伸線機。

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