JPH0125833B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ 細長い材料を洗浄する装置において、 円筒状の一次チヤンバと、 前記チヤンバに対して接線方向に形成されたす
くなとも一つの流体用入口と、 前記一次チヤンバの両側に同軸に設けられ、か
つ該一次チヤンバの直径より小さな直径の一対の
円筒状の二次チヤンバと、 前記二次チヤンバの各々に設けられた流体用出
口と、 前記一次ならびに二次チヤンバにその軸芯に沿
つて前記細長い材料を供給する手段と、 前記流体用入口を通して前記一次チヤンバに流
体を注入する手段と、 を有し、 前記流体注入手段により前記流体用入口から前
記一次チヤンバに流入された流体は、その各回転
速度を増加しつつ、前記材料供給装置により該一
次チヤンバの軸芯に沿つて供給される前記細長い
材料の周りに回転し、前記第２チヤンバ内に流入
し、しかる後に前記流体用出口から流出するよう
になつている細長い材料を洗浄する装置。

明細書 本発明は細長い材料の洗滌、詳細にはロツド、
あるいはワイヤの表面の清浄、あるいは研磨する
ことに関する。

例えば熱処理に続いて酸化物の被膜を、あるい
は圧延、または引抜作業に続いて潤滑剤の被膜を
除去するように、ワイヤあるいはワイヤを使用し
た製品の製造においてワイヤの表面を清浄する必
要のあることが度度ある。

ワイヤを清浄する従来の技術は一般的に、強度
の酸、あるいはアルカリの溶剤の１個以上の槽に
ワイヤを浸漬することを含む。これらの技術は、
前記槽中の化学薬品が通常危険性があり、かつ腐
蝕性であるため、処理後それらの化学薬品を、別
の槽でワイヤを洗滌することによりワイヤから除
去せねばならないという欠点をもつ。例えば、使
用した化学薬品は度々比較的作用が遅く、そのた
めワイヤは槽中で長時間を費さねばならぬよう
に、その処理には、その他の実用上の問題が伴
う。したがつて、経済的な処理速度を達成するた
めには、長いワイヤは、長い槽を必要とする時
間、槽中に浸しておかねばならない。この問題は
ワイヤ、あるいはコイルを一時浸しておくことに
より解決することができるが、清浄の方は常に満
足のいくものではない。ワイヤは度々コイル状で
清浄されるが、ある場合には、化学薬品がコイル
上のワイヤの全ての層へ十分浸透しないので効果
的でない可能性がある。

本発明の目的は、前述した問題が少なくともあ
る程度緩和される、例えばタツドおよびワイヤの
ような細長い材料の表面処理方法を提供すること
である。

本発明の第１の局面によれば、少なくとも１個
の概ね接線方向の流体用入口を有する全体的に円
筒状の一次チヤンバと、それぞれ該一次チヤンバ
と軸線方向に整合し、かつ該一次チヤンバの両側
に設けられた全体的に円筒状の一対の二次チヤン
バとを含み、該二次チヤンバの各々は前記一次チ
ヤンバより著しく半径が小さく、前記一次、およ
び二次チヤンバは、本装置の使用時、細長い材料
がそれらチヤンバを軸線方向に通過できるように
し、かつ一次チヤンバからの流体用の出口を形成
するように配置され、本装置の使用時、入口を介
して一次チヤンバへ圧送された流体がチヤンバ中
で流体の回転体を形成するような配備であり、流
体が二次チヤンバへ入る際回転半径が減少するに
つれて前記回転体の角速度が増加することによつ
て、細長い材料が洗滌されることを特徴とする細
長い材料の表面を洗滌する装置が提供される。

本発明の第２の局面によれば、本発明の第１の
局面による装置を少なくとも１個以上さらに含む
第２の処理区画から分離された第１の処理区画に
おいて、１個以上の前記装置を支持する体部を含
み、前記第１と第２の処理区画における前記装置
は洗滌装置の使用時、該装置を通して細長い材料
が自在に通過できるように整合されており、さら
に前記第１の処理区画における各装置の流体用入
口へ第１の流体を導く装置と、第２の処理区画に
おける各装置の流体用入口へ第２の流体を導く装
置と、第１、第２の流体とが相互に接触するよう
にならないよう第１の処理区画と第２の処理区画
との間の区域へ空気、あるいはその他のガスを導
く装置とを含むことを特徴とする本発明の第１の
局面による装置を複数個含む、細長い材料の洗滌
に使用する装置が提供される。

本発明の第３の局面によれば、細長い材料をそ
の材料の幅より広い囲いを通過させている間に、
該材料の緊張部分を振動させることを含む、細長
い材料の洗滌方法が提供される。

さて、例示のみとして、ワイヤの表面の清浄に
適した本発明の一実施例を添付図面を参照して以
下説明する。

第１図は、第２図で矢印で示すように、上方向
に第２図の線Ｂ−Ｂよりみた清浄装置の水平断面
を概略的に示し、 第２図は第１図の線Ａ−Ａより、かつ矢印方向
にみた清浄装置の垂直断面を概略的に示し、 第３図は第１図と同じ平面で、かつ同じ方向に
みた、第１図と第２図とに示す装置の清浄ヘツド
の中の１個の断面を概略的に示す。

第１図と第２図とを参照すれば、ワイヤ５０は
（108.5Kg／mm²＝70ton／in²の引張強度をもつ２ミ
リの炭素鋼ワイヤに対して、典型的には15.86Kg
＝35lbsの）張力を加えて連続的に清浄装置５１
を通すことにより清浄される。装置５１は、金属
製のブロツク１から構成され、該ブロツク全長に
わたる（典型的には直径が22.2ミリ＝7/8インチ
の）中央孔２を備えている。前記中央孔には、２
個のヘツド１３，１４からなるグループと、６個
のヘツド１５−２０からなるグループとの、２つ
のグループで８個の清浄ヘツド１３−２０が配置
されている。これらのグループは中央の乾燥ヘツ
ド２２により分離されている。乾燥ヘツド２１，
２３が中央孔２の両端に設けられている。清浄ヘ
ツド１５−２０と中央の乾燥ヘツド２２とはブロ
ツク１の上面においてねじ１Ａにより所定位置に
保持されている。乾燥ヘツド２１，２３はそれら
自体にねじが切られ、孔２のねじを切つた端部に
ねじ込まれ、シールを形成するＯリング２１Ｃ，
２３Ｃを緊締する。

また、より小さい（典型的には直径が12.25ミ
リ＝1/2インチの）孔３がブロツク１の全長にわ
たり設けられており、この孔は圧縮空気配管に接
続する入口１０を有する。前記のより小さい孔３
から通路２５が連つており、該通路は乾燥ヘツド
２１−２３の各々に連つている。

また、ブロツク１はブロツクの両端から穿設さ
れ、孔１に沿つて走る２個の盲孔４と５とを有す
る。これらの盲孔４と５との各々は作業流体用の
各入口ポート９，８とに接続されている。孔４は
通路２４に連がつており、該通路２４の方は第１
のグループの清浄ヘツド１５−２０に流体を送
る。同様に、孔５は２個の清浄ヘツド１３，１４
からなるグループに流体を送る。盲孔４と５と、
圧縮空気用孔３とはそれぞれプラグ４Ａ，５Ａお
よび３Ａとによりブロツク１の端部で封栓されて
いる。

ブロツク１の下側には、清浄ヘツドからの作業
流体が下方の排出タンクへ流入できるようにし
た、フライス加工された排出スロツト２Ａがあ
る。これらのタンクの中の１個を第２図において
参照番号８０で指示する。各排出タンクの基部に
は、ねじ付き接続部材８１Ａを備えた円筒状出口
８１がある。

乾燥ヘツド２１，２２および２３の各々は、
（乾燥ヘツド２１上の２１ａで示す）中央孔と、
（乾燥ヘツド２１上の２１ｂで示す）少なくとも
１個の対角方向の通路を含む。高圧空気が通路２
５を介してブロツク１のより小さい孔３から前記
の対角方向の通路２１ｂへ送られ、そこでワイヤ
５０に衝突する。乾燥ヘツドの作動は英国特許第
1533846号に説明され、かつ請求されている。

作動時、入口ポート８と９との各々にはポンプ
から、典型的には17.5Kg／cm²（250p.s.i）の圧力
で作業流体が供給される。６個の清浄ヘツド１５
−20からなるグループへ供給される作業流体は典
型的には稀釈アルカリ、有機性溶剤、あるいは水
であつて、２個の清浄ヘツド１３と１４とからな
るグループへ供給される作業流体は典型的には水
である。圧縮空気は（典型的には７Kg／cm²＝
100p.s.i）で入口１０へ供給され、乾燥ヘツドへ
送られる。ワイヤの表面を空気から保護する必要
のある場合、圧縮空気の代りに、別のガス、例え
ば窒素を使用してよい。

清浄装置を通してのワイヤの軌道を辿つてみれ
ば、それは最初に乾燥ヘツド２３に出合う。この
ヘツドの主要な機能はワイヤに沿つて清浄位置か
ら作業流体が漏出しないようにすることである。
次にワイヤは順次６個のヘツド２０−１５からな
るグループの各ヘツドを通過し、そこで清浄され
る。この作用は第３図を参照して詳細に後述す
る。次いで、ワイヤは２個の角度のついた空気噴
射２２Ａと２２Ｂとを有する乾燥ヘツド２２へ入
る。空気噴射２２Ｂは６個のヘツド１５−２０か
らなるグループからの作業流体がワイヤに沿つて
前方へ移動するのを防止し、空気噴射２２Ａは２
個のヘツド１３，１４からなるグループからの作
業流体がワイヤに沿つて後方へ移動するのを防止
する。そうすれば、乾燥ヘツド２２が２つの作業
流体を分離する空気のクツシヨンを効果的に提供
する。作業流体の圧力に対して空気圧を適当に調
整することにより、作業流体が確実に分離状態に
保持されるようにする。この作業流体の分離は２
つのグループのヘツドが２つの異つた作業に対し
て使用できるようにするため特に有用である。本
実施例において、６個のヘツド１５−２０からな
るグループはワイヤ５０の清浄に、２個のヘツド
１３，１４からなるグループはそのすすぎに使用
される。清浄は酸化物の被膜の除去であつてアル
カリを使用してよく、すすぎはアルカリの残留物
を全て除去することであつてよい。乾燥ヘツド２
２Ａを通過した後、ワイヤは２個の清浄ヘツド１
４と１３とを通過する。

これらの２個のヘツド１３と１４とはワイヤを
すすぐ作用を行い、６個の清浄ヘツド１５−２０
よりなるグループで使用された作業流体の残留物
全て、ならびにその作用により形成されたいづれ
の生成物をも確実に除去する。最終的に、ワイヤ
は乾燥ヘツド２１を通つて清浄装置から出てい
き、該ヘツド２１は２個の清浄ヘツド１３−１４
からなるグループで使用されたすすぎ流体が何ら
ワイヤに沿つて前方へ移動しないようにする。ワ
イヤは完全な乾燥状態で清浄装置から出ていく。

前述のように、清浄ヘツドで使用された作業流
体はヘツドの各グループに対して１個づつの、２
個のタンクへ流入する。使用する作業流体が水で
ある、２個のヘツド１３−１４からなるグループ
の場合、水は再循環するか、あるいは排出口（図
示せず）を介して廃水へ流してよい。排出口８１
から、流体は貯タンク（図示せず）へ流れ、最終
的に入口ポート９へ供給するポンプへ送り戻され
る。前記貯タンクは清浄装置から遠隔でよい。

清浄ヘツドの中の１つ、例えばヘツド１７の構
造と作動とについて第３図を参照して以下説明す
る。清浄ヘツド１７は２個の環状端部材７１を位
置づけるよう機械加工された円筒状のチユーブ７
０より構成されている。これらの端部材７１の
各々はチユーブ７０にしまりばめされており、該
チユーブはヘツドの組立の際前記端部材に収縮す
る。各端部材は肩付きのブツシユ７５を有し、該
ブツシユ７５は端部材７１にある適当な形状の孔
としまりばめしている。

ブツシユ７５がつくられる材料はその用途によ
つて変わる。例えば、引抜き方法に使用された潤
滑剤を除去するように、仕上りワイヤを清浄にす
る必要のある場合、例えば超高密度ポリウレタ
ン、あるいはタフノールのように軟質で強靭な材
料を使用できる。この材料は高品質で滑かな仕上
げを提供する。他方、強力な研磨作用が要求さ
れ、表面仕上げがそれほど重要でない場合は、炭
化タングステンを使用できる。

チユーブ７０と端部材７１とが一緒になつて、
全体的に円筒状の一次チヤンバ７２を画成する。
各ブツシユ７５の中央にある孔は全体的に円筒状
の二次チヤンバを形成し、一次のチヤンバより直
径が著しく小さい。例えば、一次チヤンバは外径
が22.2ミリ（7/8インチ）でよい。二次チヤンバ
の直径は清浄されるワイヤの寸法によつて変るが
典型的には50Thouまでのワイヤに対しては1.6ミ
リ（1/16インチ）、2.54ミリ（0.1インチ）のワイ
ヤに対しては3.2ミリ（1/8インチ）、5.5ミリのロ
ツドに対しては6.35ミリ（1/4インチ）でよい。
作業流体用入口は孔７４であつて、この孔は一次
チヤンバ７２の曲形壁に対して概ね接線である。
この孔の方向は第２図からさらに詳細に判る。

作動時、作業流体は孔７４を介して一次チヤン
バ中へ圧送される。作業流体は概ね接線方向で一
次チヤンバへ入るので、該流体はそれが該チヤン
バへ入るときの線速度によつて規定される角速度
で一次チヤンバ内で循環する。それが出ていくの
は、ワイヤ５０の周りの二次チヤンバ７２の中の
１つを介してのみ可能である。角度慣性保存の原
理が、流体が二次チヤンバ７３へ流入する際の流
体の角度慣性が、それが一次チヤンバ中にある間
の流体の角度慣性と概ね等しくなければならない
ことを示す。二次チヤンバの直径は一次チヤンバ
の直径より小さいので、二次チヤンバ中の流体の
角速度は保存されるべき角度慣性に対して、一次
チヤンバ中の流体の角速度よりも比例的に大きく
なければならない。清浄装置へ供給される作業流
体の圧力と、チヤンバの直径の比率を適当に調整
することにより、二次チヤンバ中の流体の角度
は、ワイヤ中およびその周りで振動を発生させ、
ワイヤの表面を研磨するようになるまで大きくす
ることができる。

研磨が行われる正確なメカニズムは完全に理解
されてはいないが、ワイヤが清浄ヘツド内で全体
的な円運動において横方向に振動し、二次チヤン
バの壁に対してこすられるのだと考えられてい
る。振動数は少なくとも、清浄ヘツドの２個の二
次チヤンバの間の距離と、ワイヤにかかるテンシ
ヨンとによつて変わる。また、１個のヘツドによ
つて発生する振動は、ある程度まで、ワイヤ上を
下方に伝播し、近傍の非作動のヘツドにおいても
研磨を発生させうるので、清浄ヘツド全てに流体
を供給する必要のないことが判明した。したがつ
て、マルチヘツドの清浄装置のヘツドの中のある
ものをダイに代替させることが可能である。ダイ
の構造はヘツドの端部材７１の構造と類似でよ
い。この修正を含む清浄装置の適当な構造は第１
図に示すヘツド１６−１９の各々をダイに変え、
残りのヘツドを所定位置に残すことにより達成さ
れる。

特定の研磨特性を得るには、ヘツドの端部材７
１の内面を等高線状にすることが考えられる。例
えば、より良好な表面仕上げを提供するために曲
面にしてもよい。

清浄装置の清浄、即ち研磨作用は機械的作用に
よるため、水、稀釈アルカリ、あるいは有機性溶
剤よりも強度の何らかの作業流体を使用する必要
性は稀であることが認められねばならない。本清
浄装置はワイヤの連続清浄に特に適しており、毎
分300メートル以上の速度を達成できる。清浄装
置を最も効率よく作動するために、本装置の中央
をワイヤが確実に通過するようにする案内装置と
同様、ワイヤを制御された緊張下で保持する装置
を設けるべきである。二次チヤンバの外端の周り
の空間が流体で充満されないよう流体は急速に排
出されることが好ましい。実際には、ヘツドは、
直径に対する長さの比を典型的には２対１にし
て、第１図に示すものより長くしてよい。

説明した装置は、乾燥ヘツドにより分離され、
一方が６個のヘツドからなるグループを有し、他
方が２個のヘツドからなるグループを有する、２
個の処理区画を有するものと考えられるが、各処
理区画でその他の数のヘツドを使用し、かつ（ま
たは）２個以上の処理区画を使用することが可能
である。また、清浄装置は単一の処理区画を有し
てよいことも考えられる。必要なれば、作業流体
を囲むために乾燥ヘツドを設けることができる。
前述の清浄装置は単独で使用できるし、あるいは
数個の装置をタンデム状に使用することもでき
る。

ロツド上の種々寸法のワイヤを清浄する必要の
ある場合、清浄されつつあるワイヤの寸法に適合
するよう二次チヤンバの直径が選択できるように
するため、交換可能なヘツドを設けると便利であ
る。

前述した形式の装置は、ワイヤと同様、ロツ
ド、あるいは帯片の清浄に使用できる。

帯片の場合、振動を帯片の主要表面の平面に対
して横方向の平面に限定し、帯片を一対のローラ
の間を通過させることにより清浄を達成できる。
多角形ワイヤ、あるいはロツドに対しては、数組
のローラを適当に使用すればよい。