JPH04322812A

JPH04322812A - 多段スリップ型伸線機による鋼線の伸線方法

Info

Publication number: JPH04322812A
Application number: JP14340391A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Okamoto; 賢一岡本; Akira Kishimoto; 明岸本
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1991-02-26
Filing date: 1991-06-14
Publication date: 1992-11-12
Anticipated expiration: 2012-05-28
Also published as: JP2614950B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コーン式キャプスタン
を用いた多段スリップ型の伸線機、さらに詳しくは、ラ
ジアルタイヤを補強するスチールコード用金属線などを
製造する場合にダイス摩耗の抑制や線材の高品質化面で
特に顕著な効果を奏する伸線機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車タイヤや高圧ホースなどに使用さ
れる補強用の金属線は、線径が１．０ｍｍ以下と細く、
また、ブラスめっき後に伸線することが多いことから、
その伸線加工には効率的な湿式伸線が行え、設備の小型
化面でも有利な首記の多段スリップ型の連続伸線機が使
用されている。この伸線機は、例えば、図２に示すよう
に、ダイスホルダ１３（これには並列配置のＮｏ２〜Ｎ
ｏ１０ダイスから成る第１ダイス群が固定されている）
を挟んで対向するコーン式の第１、第２キャプスタン１
、２と、ダイスホルダ１４（これにはＮｏ１１〜Ｎｏ１
９ダイスから成る第２ダイス群が固定されている）を挟
んで対向するコーン式の第３、第４キャプスタン３、４
を設け、図３に示すように、それ等のキャプスタンの軸
７、８及び９、１０に取付けたプーリ１５、１６、１７
、１８をタイミングベルト１９、２０で駆動モータ２１
の出力軸に固定したプーリ２２につなぎ、それぞれのキ
ャプスタンを連動させるようにしてある。対をなすキャ
プスタン１と２及び３と４の対向コーン部には小径コー
ン部側から大径コーン部側に位置を移しながら連続的に
素線をかけ渡してあり、その素線が第１キャプスタン１
から第２キャプスタン２に向かう間に、及び第３キャプ
スタン３から第４キャプスタン４に向かう間に減面率が
一定しているダイス群の各ダイスに絞られて細くなって
いく。なお、１２は第１（Ｎｏ１）ダイス、５は仕上用
（Ｎｏ２０）ダイス、６は仕上伸線用のディスク型キャ
プスタン、１１はその軸、２３はモータ２４で駆動する
巻取りスプールである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】近年、環境保全や低燃
費化のためにタイヤの軽量化要求が高まり、補強用のス
チールコードにもその影響が及んできている。そのため
、スチールコード用金属線は、重量比での炭素含有量を
従来の０．６７〜０．７５％から０．７８〜０．８５％
に増やし、さらに最終仕上げ伸線工程での累積減面率も
増加させて引張り強度を向上させ、その分線径を細くす
ることが多くなっている。ところが、このようにして引
張強度を高めた金属線は硬度も比例して高まるため、伸
線機のダイス摩耗を早め、断線や径大現象による線径不
良を増加させて生産性を低下させる大きな要因となって
いる。また、線温上昇による靭性劣化や捻回値低下を招き、次
段の撚線工程での断線が増加するなどの問題も発生して
いる。そこで、ゴム補強スチールコード用の金属線は勿
論、他の用途の金属線についても製造の効率化と寸法及
び機械的性能の両面での高品質化のために径大傾向及び
断線の少ない伸線機が望まれていた。本発明の目的は、
かかる要求に応えることにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するため、ダイス群を挟んで対向するコーン式キャ
プスタンを少なくとも一対備え、この対のキャプスタン
の対向コーン部間に小径コーン部側から大径コーン部側
へ移行させながら連続的にかけ渡した素線を前記ダイス
群の各ダイスで累積減面率が９０％（真歪で２．３１）
を超えるところまで絞り、最終仕上げ線径が０．１０〜
０．４０ｍｍの範囲の金属線を得る多段スリップ型伸線
機において、中間線径もしくは仕上げ線径０．４０ｍｍ
以下の領域で線引きを行うダイスの仕事率Ｗについて次
式を満足させ、

【０００５】

【数３】

【０００６】同時に、中間線径が０．４０より大きく０
．６０ｍｍ以下の領域で線引きを行うダイスの仕事率Ｗ
について次式を満足させ、

【０００７】

【数４】

【０００８】かつ、前記ダイス群とその前にある第１ダ
イスとの間に位置して第１ダイス通過後の素線（その線
速ｖ１　）を引取る入線側コーン式キャプスタンの第１
溝部（その周速Ｖ１　）のスリップ率Ｓ１　｛＝（１−
ｖ１　／Ｖ１　）×１００（％）｝を３０％以下に設定
する。

【０００９】なお、この伸線機は、後半のダイス群で線
引きを行うキャプスタン間の減速比を前半のダイス群で
線引きを行うキャプスタン間の減速比の０．６〜０．８
倍に定め、かつ、前記ダイス群の後ろにある出線側コー
ン式キャプスタンの最終溝部の周速をＶ４　、その直後
にある最終仕上ダイスから出た線を引取るディスク型キ
ャプスタンの溝部の周速をＶＳ７としたときの両溝間の
減速比ＲＳ３｛＝（１−ＶＳ４／ＶＳ７）×１００（％
）｝を２〜４％に定めておくのが望ましい。

【００１０】

【作用】この種の伸線機は、キャプスタン間に配置する
ダイス群の各ダイス（Ｎｏ２ダイスから仕上げ前ダイス
まで）については、４軸の連動するキャプスタンを使っ
て同時伸線を行う関係で個々に減面率（又は減速比）を
変更するのが難しい。しかも、設備コスト面からはダイ
ス群を構成する中間の各ダイスについては減面率を一定
にするのが有利なことから、従来はそのような構成を採
用していた。しかし、かかる構成の従来の伸線機では、
各ダイスの仕事率を調べてみると、第１ダイス群に比べ
て第２ダイス群が大きく、また、第２ダイス群の中でも
より後ろになる程大きくなり、この箇所のダイス摩耗が
径大化を招いていることが判明した。

【００１１】各ダイスを通過する素線の速度（以下線速
と云う）は、図４或いは図５の曲線ａで示すように（表
２及び表４を同時参照）、累積減面率が９０％を超える
Ｎｏ１４ダイス以降から加速度的に上昇し、これに伴い
、ダイス出口の素線線速Ｖに引抜き力Ｆを乗じて求めら
れる仕事率Ｗも図４及び図５の曲線ｃで示すように徐々
に上昇していく。本発明者等は、後半のダイス、即ち、
最終仕上げ直径が０．１０ｍｍ〜０．２５ｍｍの範囲に
ある場合には中間線径０．４０ｍｍ以下の領域、最終仕
上げ直径が０．２６ｍｍ〜０．４０ｍｍの範囲にある場
合には中間線径０．６０ｍｍ以下の領域で線引きする各
ダイスの仕事率と径大現象の発生状況が一致することを
見い出し、細径サイズの場合、中間線径もしくは仕上げ
線径が０．４０ｍｍのダイスについての適性仕事率の上
限値は６９ｋｇｆ　・ｍ／ｓｅｃ　であり、太径サイズ
の場合、中間線径が０．４０ｍｍ以下のダイスについて
の適性仕事率の上限値は６９ｋｇｆ・ｍ／ｓｅｃ　であ
って、更に中間線径が０．４０ｍｍより大きく０．６０
ｍｍ以下のダイスについての適性仕事率の上限値は８０
ｋｇｆ・ｍ／ｓｅｃ　であることを究明した。

【００１２】なお、該当ダイスの仕事率Ｗは、線速Ｖと
引抜き力Ｆを調整して６９ｋｇｆ　・ｍ／ｓｅｃ　及び
８０ｋｇｆ・ｍ／ｓｅｃ　の範囲内に納めることになる
が、この調整に当って線速Ｖを低下させるのは生産性に
影響するので好ましくない。そこで、後述の実施例で述
べるような方法を採ることを推奨する。その方法によれ
ば、後半のダイスが負担していた仕事率の一部を前半の
ダイスに肩代わりさせる形になるので、後半のダイスの
摩耗が減少して径大減少が抑制されるだけでなく、全ダ
イスの摩耗も平均化してくる。

【００１３】次に、このタイプの伸線機は、実施例の欄
の表１〜表４に示すように、キャプスタンの周速をダイ
ス通過後の線速に比べて３〜３０％の比率で早くしてあ
る。従って、仕上り線側のスリップ率を小さくしていて
も、ダイス枚数に従って入線側のキャプスタン、特に第
１キャプスタンの第１溝部でスリップ率が最大となる。このときの第１ダイス通過後の線速ｖ１　と上記第１溝
部の周速Ｖ１　から求められる前述のスリップ率Ｓ１　
が３０％を超えると特に径大現象を助長するのでこの値
は３０％以下とした。

【００１４】

【実施例】図１及び表１及び表３に基いて本発明の実施
例を説明する。図２の従来の伸線機と同様に、Ｎｏ２〜
Ｎｏ１０ダイスから成る第１ダイス群をホルダ１３に、
Ｎｏ１１〜Ｎｏ１９ダイスから成る第２ダイス群をホル
ダ１４に各々固定し、第１ダイス群を挟んでコーン式の
第１キャプスタン１と第２キャプスタン２を、第２ダイ
ス群を挟んでコーン式の第３キャプスタン３と第４キャ
プスタン４を各々対向して設置してある。また、第１キ
ャプスタンの前方には第１ダイス１２を設け、第４キャ
プスタンの後方には仕上げダイス５と仕上用のディスク
型キャプスタン６を設けてある。７〜１０及び１１は各
キャプスタンの軸である。

【００１５】この伸線機は、例えば、キャプスタン３、
４の対向コーン部の周速ＶＳ３、ＶＳ４から求められる
減速比ＲＳ２をキャプスタン１、２の対向コーン部の周
速ＶＳ１、ＶＳ２から求められる減速比ＲＳ１の０．６
〜０．８倍にするとダイス枚数及び最終仕上げ線の線速
を変えずにＮｏ１１ダイス以降の各ダイスの仕事率Ｗを
中間線径もしくは仕上げ線径が０．４０ｍｍ以下で６９
ｋｇｆ・ｍ／ｓｅｃ　、中間線径が０．４０ｍｍより大
きく０．６０ｍｍ以下で８０ｋｇｆ・ｍ／ｓｅｃ　の範
囲に納めることができる。このとき、減速比ＲＳ１は２
０％を超えない範囲で大きくし、減速比Ｒ２　は１６％
以下にすると云った方法を採るとダイススケジュールの
設計が容易になる。

【００１６】そのダイススケジュールは、減速比ＲＳ２
とＲＳ１がＲＳ２≦ＲＳ１の関係にある場合、キャプス
タン４の最終溝部の周速ＶＳ４とキャプスタン６の溝部
の周速ＶＳ７から求まる減速比ＲＳ３を従来の５〜１０
％よりも小さくして２〜４％にすると更に設計し易くな
る。但し、ＲＳ３が２％未満では穴径公差によって金属
線が張り切れる恐れがある。また、４％を越えるとダイ
ススケジュール設計時に特に第２ダイス群の後半のダイ
ス通過後の線速とそれを引取るキャプスタン溝部の周速
とで求められるスリップ率が２％未満になり易く、やは
り金属線が張り切れる恐れが出てくる。

【００１７】例示の伸線機は、これ等の点を配慮した構
成にしてある。即ち、キャプスタン３、４の対向コーン
部直径は各段毎にそれぞれ同一にし、両キャプスタンの
軸に固定したプーリ径を両キャプスタン間の減速比ＲＳ
２は仕上げ径が０．２５ｍｍの場合１２．５％に、同０
．３８ｍｍの場合１１．０％になるように定めてある。また、キャプスタン１、２の対向コーン部直径も同様に
各段毎に同一にし、両キャプスタン軸に固定したプーリ
径をそれ等のキャプスタン１、２間の減速比ＲＳ１はそ
れぞれ１７．６％及び１５．５％、ＲＳ２／ＲＳ１は双
方共０．７１となるように定めてある。さらに、キャプ
スタン４と６の間の減速比ＲＳ３はそれぞれ２．９％及
び２．５％に設定して表１及び表３に示すダイススケジ
ュールを設計し、第１ダイス１２以降のスリップ率も極
力小さくしてある。

【００１８】なお、表２及び表４は比較例を示すが、こ
の場合、ＲＳ１、ＲＳ２は共に仕上げ径が０．２５ｍｍ
の場合、１４．５％、仕上げ径が０．３８ｍｍの場合、
１３．０％で一定し、また、ＲＳ３もそれぞれ７．５％
及び５．０％であるため、表２及び表４又は図４及び図
５に見られるように特に最終ダイスの１つ手前のダイス
（Ｎｏ１９ダイス）の仕事率が多くなり、この近傍のダ
イス摩耗が著しくて径大現象や断線が多く発生した。

【００１９】表５は、表１及び表３に示す本発明の伸線
機と表２及び表４に示す従来伸線機の伸線量１ｔｏｎ　
当りのダイス使用量、断線率、及び生産性の比較結果を
示している。このように、本発明の伸線機は、ダイス使
用量、断線率が共に減少し、ダイスの摩耗抑制による径
大現象の減少で線径不良も少なくなった。また、後半の
ダイスの仕事率が低下したことにより、靭性、捻回値な
どの機械的性能の低下も少なくなった。

【００２０】

【表１】

【００２１】

【表２】

【００２２】

【表３】

【００２３】

【表４】

【００２４】

【表５】

【００２５】なお、表１、表２及び表３、表４の※１の
欄は、ＪＩＳ　　Ｇ３５０２により規定されたピアノ線
材−ＳＷＲＳ７２Ａ相当品を線材加工した時の各ダイス
出口での引張強さを示している。

【００２６】また、同表の※２の引張力Ｆは次式で求め
た。

【００２７】

【数５】

【００２８】さらに、※３の仕事率は次式で求めた。

【００２９】

【数６】

【００３０】なお、以上の説明は、４軸のコーン式多段
スリップ型伸線機を例に挙げて行ったが、コーン式キャ
プスタンが６軸になっても考え方は同じである。即ち、
第５キャプスタン及び第６キャプスタンの対向コーン部
の周速ＶＳ５とＶＳ６とから求められる減速比を、前述
の第３及び第４キャプスタン間の減速比ＲＳ２の０．６
〜０．８倍にし、他の項も同様にすればよいことになる
。

【００３１】また、この発明の考え方はコーン式キャプ
スタンが２軸の伸線機に対しても適用できる。例えば、
一対のコーン式キャプスタンの対向コーン部の段の数を
２倍に増やして前半のコーン部側に第１ダイス群を、後
半のコーン部側に第２ダイス群を配置し、後半のコーン
部の径比を、前半のコーン部側の減速比に対して後半の
コーン部側の減速比が０．６〜０．８倍になるように定
めると、線速を低下させずに第２ダイス群の仕事率を６
９ｋｇｆ・ｍ／ｓｅｃ　及び８０ｋｇｆ・ｍ／ｓｅｃ　
の範囲に納めることができる。

【００３２】

【発明の効果】以上述べたように、この発明の伸線機は
、第２ダイス群で線引きするための対向キャプスタン間
の減速比を、第１ダイス群で線引きするための対向キャ
プスタン間の減速比の０．６〜０．８倍にするなどして
仕上げ線径が０．１０〜０．２５ｍｍの範囲にある場合
に０．４０ｍｍ以下の領域で線引きを行うダイスの仕事
率を６９ｋｇｆ　・ｍ／ｓｅｃ　以下、仕上げ線径が０
．２６〜０．４０ｍｍの範囲にある場合では、０．４０
ｍｍ以下の領域で線引きを行うダイスの仕事率を６９ｋ
ｇｆ・ｍ／ｓｅｃ　以下にし、更に中間線径が０．４０
ｍｍよりも大きく０．６０ｍｍ以下の領域で線引きを行
うダイスの仕事率を８０ｋｇｆ・ｍ／ｓｅｃ　以下に抑
え、かつ、第１ダイス通過後の線速と第１キャプスタン
の第１溝部の周速とで求められるスリップ率も３０％以
下に抑えたので、断線及び径大現象の抑制、ダイス寿命
の延長に大きな効果を奏し、機械的性質並びにサイズ面
での金属線の高品質化、生産性の向上等につながる。な
お、この発明の伸線機は、スチールコード用金属線だけ
でなく、その他の用途の鋼線、銅線等の伸線に利用して
も大きな効果を期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の伸線機の一例を示す概略構成図

【図２
】従来の伸線機の概略構成図

【図３】同上の伸線機の駆動系統を示す正面図

【図４】
線速とスリップ率及び仕事率を示す特性線図

【図５】線
速とスリップ率及び仕事率を示す特性線図

【符号の説明】

１、２、３、４　　コーン式キャプスタン５　　最終仕
上げダイス６　　仕上げ用ディスク型キャプスタン７、８、９、１
０、１１　　キャプスタン軸１２　　第１ダイス１３、１４　　ダイスホルダ１５、１６、１７、１８、２２　　プーリ１９、２０　
　タイミングベルト２１、２４　　モータ２３　　巻取りスプール

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　ダイス群を挟んで対向するコーン式キ
ャプスタンを少なくとも一対備え、この対のキャプスタ
ンの対向コーン部間に小径コーン部側から大径コーン部
側へ移行させながら連続的にかけ渡した素線を前記ダイ
ス群の各ダイスで累積減面率が９０％（真歪で２．３１
）を超えるところまで絞り、最終仕上げ線径が０．１０
〜０．４０ｍｍの範囲の金属線を得る多段スリップ型伸
線機であって、中間線径もしくは仕上げ線径０．４０ｍ
ｍ以下の領域で線引きを行うダイスの仕事率Ｗについて
次式を満足させ、【数１】同時に、中間線径が０．４０ｍｍより大きく０．６０ｍ
ｍ以下の領域で線引きを行うダイスの仕事率Ｗについて
次式を満足させ、【数２】かつ、前記ダイス群とその前にある第１ダイスとの間に
位置して第１ダイス通過後の素線（その線速ｖ１　）を
引取る入線側コーン式キャプスタンの第１溝部（その周
速Ｖ１　）のスリップ率Ｓ１　｛＝（１−ｖ１　／Ｖ１
　）×１００（％）｝を３０％以下に設定してある伸線
機。
【請求項２】　　後半のダイス群で線引きを行うキャプ
スタン間の減速比を前半のダイス群で線引きを行うキャ
プスタン間の減速比の０．６〜０．８倍に定め、かつ、
前記ダイス群の後ろにある出線側コーン式キャプスタン
の最終溝部の周速をＶ４　、その直後にある最終仕上ダ
イスから出た線を引取るディスク型キャプスタンの溝部
の周速をＶＳ７としたときの両溝間の減速比ＲＳ３｛＝
（１−ＶＳ４／ＶＳ７）×１００（％）｝を２〜４％に
定めてある請求項１記載の伸線機。