JPH049603B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、ダイスを通してワイヤを引張るこ
とによりワイヤを引抜き加工し細くする、すなわ
ち、ワイヤー断面を引抜きにより細くするように
なつている形式のワイヤ伸線加工機に用いるワイ
ヤ冷却装置に関する。

従来の機械的可塑変形加工においては、引抜き
加工、即ち、巻き込みキヤプスタンによるダイス
からのワイヤの引き出しによる金属ワイヤの断面
縮減によつて熱が発生し、それにより引抜き加工
されるワイヤ及びワイヤに接触している工具の温
度が上昇することになる。この温度上昇により、
ワイヤの機械的特性が変化する。この変化は、ワ
イヤの炭素含有率が高いほど、例えば鋼線にとつ
ては、より有毒となる。そして、そのような特性
変化は、従来から知られている老化現象を引き起
こす。特にこのことは、伸線加工操作を円滑にす
るために用いられる潤滑剤が冷却機能を全く有さ
ない乾燥粉末である乾式伸線加工機において著る
しい。

ワイヤの温度上昇を制限しかつその温度を金属
学的に受容可能な範囲に維持するために、今日用
いられている伸線加工機は、大きく２つのカテゴ
リーに分けられる冷却方式、即ち、関接冷却方式
及び直接冷却方式を備えている。

間接冷却方式は、ワイヤと接触する工具、即
ち、ダイスとキヤプスタンとを冷却するための冷
却液体を用いることにより行われる。所定のワイ
ヤ部分がダイスと接触している時間は極めて短い
ことから、この冷却法は、極めて限られている。
相対的にみれば、キヤプスタンはワイヤの多数の
巻き部と接触しており、それにより、高温のワイ
ヤと冷却されたキヤプスタンとの間の接触面積は
増大する。従つて、この冷却はより効果的である
が、一方においては基本的熱交換の原理により、
他方においては円形ワイヤとキヤプスタンの円筒
形周面との間の純粋に直線的接触により、なお、
制限を受ける。

直接冷却方式は、それ単独で又は間接冷却方式
と組み合わせて用いることができ、通常、２つの
形式、即ち、空気式冷却方式及び液体式冷却方式
が用いられている。

空気式冷却方式においては、空気はキヤプスタ
ンの回りに吹き出され、上向きの空気ジヤケツト
を形成し、それにより、キヤプスタンの周面上に
蓄積されているワイヤの巻き部を冷却する。この
方式は、しばしば、上述した液体を用いてのキヤ
プスタンの内部冷却とともに用いられる。ワイヤ
の径が小さければ小さい程、空気式の冷却効果は
増大することに留意すべきである。しかしなが
ら、この装置の制限も、空気は極めて小さい熱容
量しか有さないことから明らかである。さらに、
この装置の欠点は、結果として生じる騒音及び、
ワイヤ伸線加工機械に常に生じるソープと残渣を
浮遊させ或は吹き上げることにより生態学的に有
害な環境を作ることである。

幾種類かの液体式冷却方式が知られており、そ
れらは、ダイスの排出側とキヤプスタンとの接触
点との間の通路において、ワイヤにスプレイする
行程を有している。これらの方式は、高速の伸線
加工機においては、限られた空間しか得られない
ことから、冷却液体をワイヤとの接触時間が数十
分の１秒から数百分の１秒にすぎないものであ
り、効果的でないことが判明している。さらに、
ワイヤの途切れが生じたときに、冷却液体がダイ
ス内を通過し、ダイスの上流側の引抜き用ソープ
と混合してしまう可能性がある。このシステム
は、通常、より長いワイヤ即ちスレツデイングポ
イント（threading point）を必要とし、従つて、
機械のワイヤ通しをより複雑かつ微妙にする。他
の従来の液体式冷却方式においては、外部供給源
からの冷却液体が、キヤプスタン上に蓄積されて
いるワイヤの巻き部上に直接スプレイされる。そ
れにより、ワイヤはより長時間、冷却を受ける。
この方式は、より効果的に見えるが、実際上、冷
却液体の滴下、冷却液体の遠心分離、機械の回り
に形成される霧のようなしめつた大気などのため
に、受け入れ難いものである。

伸線加工機の生産性は、その速度に負うている
ので、ワイヤ製造業者は、速度の速い機械を求め
続けている。しかし、ワイヤの加熱度合いも同様
に速度に比例するので、解決困難な問題に妨げら
れている。

上記の事実に留意しつつ、この発明の目的は、
より高い効率を有しかつ現存する伸線機に用いら
れるワイヤ冷却方式であつて、既知の冷却方式の
持つ上記した、かつさらに他の欠点を排除した冷
却装置を提供することにある。

この目的は、この発明に従えば、キヤプスタン
内に形成される複雑のポート及びキヤプスタンの
周面上の開口とにより、達成される。少なくとも
１個の第１ポートに冷却液体が供給され、冷却液
体はキヤプスタンの周面とキヤプスタンの周面に
ジヤケツトを形成するワイヤの巻き部との間の空
間を通つて通過する。圧縮ガスが第２ポートの少
なくとも１個に供給され、その圧縮ガスは、キヤ
プスタンの周面とワイヤ・ジヤケツトとの間の空
間から冷却液体を排出しかつ回収する作用をす
る。圧縮ガスは、同時に、キヤプスタンの周面上
のワイヤの移動方向において第１ポートから軸心
方向に離れた個所に位置している少なくとも１個
の第３ポートにも供給され、上記空間を通る冷却
液体の上方への移動を抑制する。

この発明の冷却装置は、単独でも、又は、ダイ
スの保護のために必要な場合には他の公知のダイ
ス冷却装置に加えて用いることもできる。この発
明の冷却装置は、従来の単一穴型又は複数穴型の
いづれの形式の伸線加工機にも適応可能であり、
ただ伸線加工機械で用いられている従来のキヤプ
スタンに一定の改良を加えるのみである。

この発明の他の目的、特徴及び利点は、添付の
図面に基づく好ましい一実施例についての以下の
説明から明らかになろう。

第１図は、モータ２及び変速機３により垂直軸
の回りに回転する円筒体形状のキヤプスタン１を
有するワイヤ巻取り機を示している。ワイヤ４ａ
は、キヤプスタンの上流側に位置するダイス５を
通り、キヤプスタンの下方部分４における周面に
導かれる。ワイヤは、以下に詳述するように、ワ
イヤを引抜くのに必要なキヤプスタン効果を得、
かつキヤプスタンの冷却域をカバーする目的か
ら、機械へワイヤ通しをしている間、例えばオペ
レーターにより、複数回に亘り、キヤプスタンの
周面に巻きつけられる。伸線加工操作が進行する
と、ワイヤはキヤプスタンの周面に沿つて上方に
移動する。その後、キヤプスタンの上方位置から
引き出され、複数の伸線加工機の場合にはキヤプ
スタンの下流側に位置する伸線加工ブロツクへ、
又は、複数の伸線加工機の最後のブロツクの場
合、単一ブロツクの伸線加工機の場合にはワイヤ
巻取り機へと送り出される。

第２図は、１個の第１ポートとその軸対称位置
に形成された１個の第２ポートを有するキヤプス
タンの軸を含むキヤプスタンの拡大断面図であ
る。この第２図において、キヤプスタンに形成さ
れた第１のポート６，第２のポート９及び第３の
ポート１４は、それぞれのキヤプスタン外表面と
接する軸方向の線の部分に細長い開口を有し、各
ポートはその軸方向の細長い開口によりキヤプス
タン外面に開放されている。特に、複数の異なつ
た機能を持つポートが設けられている。

ポート即ち軸心方向の溝６は、キヤプスタンの
ジヤケツト部を形成している円周部分上に巻かれ
ているワイヤ巻き部４ａに冷却液を供給する作用
をする。より詳しくは、開口６ａがキヤプスタン
の内面からキヤプスタンを通り溝６に達してい
る。導管７が、外部冷却液供給装置に接続してい
るロータリーシール８から、水のような冷却液を
供給するために、開口６ａに接続している。ポー
ト即ち軸心方向溝９の上方端には、他のロータリ
ーシール１２に接続した導管１１及び開口１０を
介して、圧縮空気のような圧縮ガスが供給され
る。ポート即ち溝９の下方部分は、キヤプスタン
の壁部を通つている開口１３に接続しており、冷
却液を回収し排出するための導管又はドレイン
（図示しない）に接続することができる。ポート
即ち軸心方向の溝１４が、第１のポート即ち軸心
方向溝６の軸心方向上方部に位置しており、ポー
ト即ち溝９への導管１１及び開口１０による供給
手段と同様な方法により、導管１１ａ及びロータ
リーシール１２を介して圧縮ガスが供給される。
ロータリーシール８及び１２には、当業者が理解
しうる従来公知の構造のものを用いることがで
き、又液体−空気シールと組み合わせて用いるこ
ともできる。

図面には、各ポート６，９及び１４は、各１個
のみが関連するそれぞれの開口及び導管と共に描
かれている。しかしながら、各ポート及び関連し
た開口、導管のいずれか又はすべてを複数個設け
ることも、この発明の範囲内であることを理解で
きよう。又、所望の程度の冷却を得るための各ポ
ートの数及び大きさをどのように定めるべきかに
ついても、それぞれの装置に応じ、当業者は理解
し得るであろう。この場合、特に、第１のポート
と第２のポートはキヤプスタンの周縁部に交互に
配置することがよく、従つて、好ましくは、それ
ぞれ同数が用いられる。

この発明の上述の構成により、引抜き力により
キヤプスタン周面にまた相互に密着して巻かれて
いるワイヤ４ａは、キヤプスタン周面の回りにジ
ヤケツトを形成する。第１のポート６によりその
開口から供給される冷却液はキヤプスタン周面と
近傍のワイヤ巻き部の間に形成される曲線三角域
１５の部分に入り込む。この区域は、スパイラル
即ちアルキメデスネジの形状の連続した空間を形
成する。従つて、溝６により供給された液体は、
キヤプスタン周面に沿いかつワイヤの上方層に向
けて上方に移動する。この冷却液の上昇は、ポー
ト１４から供給される圧縮ガスの背圧により制限
される。この第３のポート１４に供給される圧縮
ガスは、冷却液体をこのように上方への移動を抑
止して第１のポート６の開口からキヤプスタン軸
とほぼ垂直な平面に沿つた半円弧状のスパイラル
チヤンバー内を強制的に移動させ、反対側の第２
のポート９に流入させると共に、より上側の巻き
線部分のスパイラルチヤンバーを上昇してワイヤ
乾燥させる。かくして、第２のポート９に流入し
た冷却液体は、重力により、また開口１０から噴
入する圧縮ガスの作用によつて第２のポート９内
を下方に押しやられる。その後、冷却液は、開口
１３を通つて排除される。

この発明の他の実施例においては、開口１０及
び１３並びにポート１４の開口とを、導管１１，
１１ａ及びロータリーシールド１２を介して吸引
装置に接続することもできる（図示しない）。

上記の説明から、この発明の冷却装置は、ワイ
ヤの直接及び間接冷却の双方を達成し得る複合即
ち混合冷却装置であることが理解できよう、従つ
て、ワイヤは、冷却液体に直接さらされ、かつ、
それにより直接冷却される。一方、キヤプスタン
は、同じ冷却液体により内側から冷却され、それ
により、ワイヤの間接的冷却が得られる。この冷
却装置の有効性はワイヤを乾燥させるのみなら
ず、ワイヤ巻き部に沿う冷却液体の通路内におい
て、液体の回収及び排水を助けかつ容易にする作
用をする圧縮空気の作用により増強される。

ワイヤの乾燥を改善することが必要となる場合
には、この発明の冷却装置に吸引チヤンバーを接
続し、該チヤンバー内を、下流側のソープボツク
ス及び引抜きダイス又はブロツクに入る以前に、
ワイヤーを通過させる。

上記の説明から明らかなように、この発明の冷
却装置は、従来の冷却方式よりも効果的であり、
かつ、従来の冷却方式の欠点を打破している。

この発明を、好ましい例に基づいて説明しかつ
図示したが、特許請求の範囲に記載された範囲を
逸脱することなく、種々の変更をここに説明しか
つ図示したものに対しなすことができることは、
理解されよう。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の冷却装置を備えたキヤプ
スタンを持つ伸線加工機の立面図、第２図は、キ
ヤプスタンの軸を含む平面による拡大断面図であ
る。 １……キヤプスタン、２……モータ、３……変
速機、４……キヤプスタンの下方位置、４ａ……
ワイヤ、５……ダイス、６，９，１４……第１，
第２，第３のポート（即ち溝）、８，１２……ロ
ータリーシール、７，１１，１１ａ……導管、１
０，１３，１４……開口、１５……空間。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ワイヤをダイスを通して引き取るタイプの伸
   線加工機用ワイヤ冷却装置において、 垂直軸の廻りに回転するように取り付けられる
   キヤプスタンであつて、該キヤプスタンの外周面
   の下部にワイヤを引き取り、ワイヤがその廻りを
   上方に向けてスパイラル状に巻かれてワイヤジヤ
   ケツトを形成し、それにより上記外周面と該ジヤ
   ケツトの間に連通するスパイラルチヤンバー状の
   空間を形成する外周面を持つワイヤ引取りキヤプ
   スタン； 上記ワイヤージヤケツトを冷却するための手段
   であつて、該冷却手段が、キヤプスタンに形成さ
   れ、その下部に隣接してキヤプスタン外周面に開
   口する少なくとも１個の第１ポートと、その第１
   ポートに冷却液体を供給することにより、該冷却
   液体が上記スパイラルチヤンバーに導入し、該ス
   パイラル状チヤンバー内を流れて、後記第２ポー
   トに送り込まれる手段とから成るワイヤージヤケ
   ツト冷却手段； 上記スパイラルチヤンバーから冷却液体を下方
   に抜き取り回収する排水手段であつて、該抜取り
   及び回収手段が、キヤプスタンの上記第１ポート
   と異なる位置に形成され、その外周面への開口と
   下部排水口とを有する少なくとも１個の第２ポー
   トとその第２ポートに圧縮ガスを供給する手段と
   から成る排水手段； 上記スパイラルチヤンバーの冷却液体の上方へ
   の移動を抑制する手段であつて、その抑制手段
   が、キヤプスタンの上記第１ポートの軸方向上方
   に間隔をおいて形成され、キヤプスタン外周面に
   開口を有する少なくとも１個の第３ポートと、そ
   の第３ポートに圧縮ガスを供給する手段とから成
   る制限手段；及び 上記第２ポート並びに第３のポートに供給する
   圧縮ガスを、ワイヤを乾燥する手段としても働か
   せる圧縮ガス供給手段： を含有して成る上記伸線加工機用ワイヤ冷却装
   置。 ２ 上記各ポートが、キヤプスタンの外周部に形
   成された軸方向に延びた溝を有する特許請求の範
   囲第１項記載の冷却装置。 ３ 上記第２ポートへ圧縮ガスを供給する手段
   が、該圧縮ガスを上記軸方向の溝の上端部に導入
   するようになつており、且つその溝の下端に連結
   された排出口を有する特許請求の範囲第２項に記
   載の冷却装置。 ４ 冷却液体及び圧縮ガスをキヤプスタンに導入
   するためのロータリーシール手段を有し、冷却液
   体及び圧縮ガスを各第１ポート，第２ポート及び
   第３ポートへ供給するためのそれぞれの手段が、
   キヤプスタンの内側からキヤプスタンを通つて各
   ポートに至るそれぞれの開口、及びロータリーシ
   ール手段から上記各開口に至る導管とを有し、そ
   れにより、冷却液体はキヤプスタンの内側を通過
   するとき、キヤプスタンを内側から冷却するよう
   になつている特許請求の範囲第２項に記載の冷却
   装置。