JPH07275922A

JPH07275922A - 伸線装置及び潤滑層の形成方法

Info

Publication number: JPH07275922A
Application number: JP6683794A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Yokouchi; 伸行横内
Original assignee: Hosokawa Micron Corp
Current assignee: Hosokawa Micron Corp
Priority date: 1994-04-05
Filing date: 1994-04-05
Publication date: 1995-10-24

Abstract

(57)【要約】【目的】充分な均一度を有する潤滑材潤滑層を、作業
環境温度、排気処理等の点から環境の劣化を生じること
なく形成することができる装置系を備えた伸線装置を得
る。【構成】伸線加工対象の線材６０の表面に潤滑層とし
ての潤滑材潤滑層５０５を形成して、ダイス１０４内を
挿通させて線材６０を伸線する伸線装置に、軸芯Ｚ回り
の回転により粉末潤滑材を軸方向に導くスクリュー５と
スクリュー５のスクリュー羽５ａを軸芯方向に振動させ
る振動機構１５０とを備えた振動回転型スクリューコン
ベアからなる搬送機構１０６と、粉末潤滑材を貯留する
潤滑材貯留部１０５とを備え、潤滑材貯留部１０５から
搬送機構１０６によって搬送される粉末潤滑材を静電吸
着により線材６０の表面に付着させて潤滑材潤滑層５０
５を形成する粉体塗装部１０２を備えて構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、伸線装置及びこのよう
な伸線装置に採用される潤滑層の形成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の伸線装置は、図５に示す
ように、酸洗浄装置５００、粉末潤滑材としての消石灰
の縣濁液を線材表面５０１に滴下して湿式方式で塗布す
る湿式塗布装置５０２、前記湿式塗布装置５０２により
形成される消石灰の湿潤塗布層５０３を乾燥焼成する加
熱装置５０４、この消石灰潤滑層５０５の外部側に金属
石鹸もしくは石灰の層５０６を形成する表面層形成装置
５０７を備えるとともに、このように加工された線材と
しての鋼線６００を挿通して伸線する抽伸機（ダイス）
５０８を備えて構成されていた。従って、ダイス５０８
における鋼線６００の表面状態は、図４に示されるよう
な構成となっており、伸線される鋼線６００の表面に、
消石灰潤滑層５０５が、さらにこの消石灰潤滑層５０５
の外層側に金属石鹸（もしくは石灰）層５０６が形成さ
れて、加工がおこなわれる。ここで、上述の消石灰潤滑
層５０５を形成する目的は、鋼線をダイスから引抜く際
の潤滑材とする、さらに、伸線材を次工程として、例え
ばボルトに加工する場合における、その加工機に対する
潤滑材（焼付け防止）とする、表面をスムーズにする等
にある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記伸
線装置においては、消石灰潤滑層の形成を、縣濁液の滴
下操作でおこなうため、層を均等に形成しにくく、さら
に充分な被覆状態を確保しようとすると層厚を比較的大
きく取る必要がある等の問題がある。さらに、この層の
加熱、焼成に、雰囲気温度が８００℃程度にもなる加熱
装置を使用するため、さらには加熱装置から発生する排
気、排煙のため作業環境が悪化するという問題があっ
た。そしてさらに、加熱操作に伴って伸線に伴うエネル
ギーコストが増大するという問題があった。

【０００４】また、もう一つの従来技術としては、図６
に示すように、巻き取り状態にあるコイル７００をその
まま、酸洗浄槽７０１、石灰槽７０２に浸漬し、表面に
粉体潤滑材を付着させた上、熱風乾燥室７０３におき、
これを伸線する方法もおこなわれているが、このような
方法においては、以下のような問題があった。１酸洗、石灰槽処理、乾燥、伸線引きの各工程がそれ
ぞれ独立している。２酸洗槽７０１、石灰槽７０２からスラッジが発生す
る。これらが産業廃棄物指定となっているため、処理に
手間が掛かる。３酸洗槽７０１、石灰槽７０２から絶えず蒸気がでて
おり、これらが現場作業者の健康に良くない。４酸洗槽７０１、石灰槽７０２、乾燥室７０３の設置
スペースが必要となる。５酸洗槽７０１、石灰槽７０２に少なくとも１．５
名、乾燥室７０３に少なくとも０．５名の作業者が必要
となる。６酸洗工程、石灰処理工程、乾燥工程に少なくとも各
１日を要するため、伸線材料を約３日前には在庫として
準備する必要がある。

【０００５】さらに、この消石灰潤滑層を形成するため
には、粉粒状の消石灰を搬送する必要があるが、これ
が、凝集性の大きい粉体であるため、従来気体搬送には
なじまず、前述のように縣濁液の状態で鋼線上に供給す
る構成が取られていた。しかしながら、この構成では、
液状物質を取扱う必要があるため、排水の処理、さらに
は装置の腐食等の問題が発生した。

【０００６】従って、本発明の目的は、充分な均一度を
有する潤滑材潤滑層を、作業環境温度、排気処理等の点
から環境の劣化を生じることなく形成することができる
伸線装置を得ることにある。さらに、このような潤滑目
的の被覆層を得る場合に、環境状態を損なうことなく潤
滑層を得ることができる潤滑層の形成方法を得ることに
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
の本発明による伸線装置の特徴構成は、軸芯回りの回転
により粉末潤滑材を軸方向に導くスクリューとスクリュ
ーのスクリュー羽を軸芯方向に振動させる振動機構とを
備えた振動回転型スクリューコンベアからなる搬送機構
と、粉末潤滑材を貯留する潤滑材貯留部とを備え、潤滑
材貯留部から搬送機構によって搬送される粉末潤滑材を
静電吸着により線材の表面に付着させて潤滑材潤滑層を
形成する粉体塗装部を備えたことにある。さらに上記の
伸線装置において、前記潤滑材の粒度が５〜５０ミクロ
ンであることが好ましい。一方、ダイス内を挿通させて
線材を伸線する伸線装置において、伸線加工対象の線材
の表面に潤滑層を形成する潤滑層の形成方法の特徴手段
は、消石灰、リン酸塩、ホウ砂、石鹸から選択される一
種以上の粉粒体を、線材の表面に静電吸着により付着さ
せて、粉粒体により形成される層を粉体潤滑層として形
成することにある。そして、それらの作用・効果は次の
通りである。

【０００８】

【作用】つまり、本願の伸線装置においては、潤滑材貯
留部より振動回転型スクリュウーコンベアからなる搬送
機構により搬送される粉末潤滑材を、粉体塗装部におい
て静電吸着により線材に付着させて、潤滑材潤滑層が形
成される。ここで、潤滑材の搬送に関しては、その凝縮
性の故に均等搬送が従来難しかったが、スクリュウー羽
をその軸芯方向に振動させて、粉末潤滑材をスクリュー
に対する付着、さらには粉粒体自体の凝集を回避するこ
とができる振動回転型スクリューコンベアを採用するこ
とにより、誤差の小さい搬送が可能となっている。さら
に、このように均等に搬送されてくる粉末潤滑材を線材
に静電的に付着させることにより、均等且つ均質な被覆
層を形成して、良好な潤滑状態を得て、伸線をおこなう
ことができる。一方、伸線装置において、その潤滑層の
形成を、消石灰、リン酸塩、ホウ砂、石鹸等の粉体潤滑
層を静電吸着方式でおこなう場合は、比較的均等で均質
な潤滑層を得にくいこのような材料において、良好な潤
滑層を得ることができる。

【０００９】

【発明の効果】従って、本願の伸線装置においては、従
来、必要であった湿式塗布装置、加熱装置がなくなるた
め、作業環境が雰囲気温度の点、排気、排煙の点等から
悪化することもない。さらに、加熱装置が必要とされな
いため、エネルギーコストも、大きく抑制することがで
きる。さらに、排水処理、腐食等の問題が発生すること
もない。結果、充分な均一度を有する潤滑材潤滑層を、
作業環境温度、排気処理等の点から環境の劣化を生じる
ことなく形成することができる装置系を備えた伸線装置
を得ることができ、さらに、このような潤滑目的の被覆
層を得る場合に、環境状態を損なうことなく潤滑層を得
ることができる潤滑層の形成方法を得ることができた。

【００１０】さらに図６に示した従来例と比較して、工
程は図１に示すようになるため、一工程で潤滑材塗付、
伸線引きと連続で処理ができるようになり、一工程化が
可能となる。さらに、酸洗浄を例えばディスケーラマシ
ンに、石灰槽は潤滑材静電塗付装置にと夫々変えること
ができるため、このシステムにおいては一切スラッジは
発生しない。また、このシステムにおいては、酸洗槽、
石灰槽が不必要となるので、上記の様な問題は発生しな
い。さらに、装置の規模が問題となるが、石灰槽に代わ
る潤滑材塗付装置は５００ｍｍ角あれば充分設置可能で
あり、非常に省スペースとなる。又、作業は現在伸線引
きを担当している人数で可能で、作業準備の点も当日に
処理する材料を前日に用意しておけば良い。

【００１１】

【実施例】本願の伸線装置１００の構成を図面に基づい
て説明する。図１には本願の伸線装置１００の構成が示
されている。伸線装置１００は、従来の酸洗浄装置に代
わりワイヤホイール、サンドブラスト等の表面洗浄装置
１０１と、表面洗浄後の線材としての鋼線６０に粉末潤
滑材としての消石灰を粉体塗装する粉体塗装部１０２と
を備え、この粉体塗装部１０２の下手側に、従来構成と
同様に表面層形成装置１０３及びその下手側に抽伸機
（ダイス）１０４を備えて構成されている。そして、こ
の粉体塗装部１０２に対して、この部位に粉粒状の消石
灰を搬送供給するための消石灰貯留部１０５及び搬送機
構１０６が備えられている。ここで、消石灰貯留部１０
５は実質上搬送機構１０６と一体に構成されるため、こ
れらを一括して説明する。

【００１２】図２には、潤滑材貯留部としての消石灰貯
留部１０５とこれと一体構成される搬送機構１０６の構
成が示されており、図３には、消石灰貯留部１０５の断
面構成が示されている。搬送機構１０５には本願独特の
構成である振動回転型スクリューコンベア１０７が採用
されており、この振動回転型スクリューコンベア１０７
は、軸芯Ｚ回りの回転により前記粉粒状の消石灰を軸方
向に導くスクリュー５と、スクリュー５のスクリュー羽
５ａを軸芯方向に振動させる振動機構１５０とを備えた
ことに特徴がある。以下さらに詳細に説明する。先ず、
消石灰貯留部１０５と搬送機構１０６に備えられる駆動
系について、図２、図３に基づいて説明すると、図示す
るように、略水平に配置される機台１上にフレーム１０
を設け、該フレーム１０上にはスクリュー駆動用モータ
１３および攪拌部材駆動用モータ１４を取付けるほか、
ブラケット１１を設けてケーシング２とスクリュー５の
軸受７および攪拌部材６用の軸受８を取付け保持させて
構成されている。そして、これらは防振台１０上に取付
けられるカバー２０内に収容されている。

【００１３】また、機台１とフレーム１０との間には高
さ調節用のスペーサ９を設けるほか、ケーシング２に対
してもジャッキ式のサポータ２２を下部の機台１との間
に設けてブラケット１１とは別にケーシング２の重量の
支えと高さ調節を行えるようにしている。

【００１４】次に、搬送機構１０６に備えられるスクリ
ュー搬送系について説明すると、スクリュー５はリボン
状のスクリュー羽根５ａを有するもので、スクリュー軸
５ｂを軸受７で支持させると共に、先端部にはプーリー
１６を取付けて図示省略のベルトを介してスクリュー駆
動用モータ１３に接続させて構成される。また、スクリ
ュー軸５ｂの端部には連結具１９を設け、該連結具１９
を介してスクリュー軸５ｂの先端方向側に配置させた振
動発生機１５と連結させている。

【００１５】振動機構１５０の主構成体である該振動発
生機１５は、ピストン式のバイブレータで、１ｍｍ前後
の振幅を毎分１８００回程度繰り返して振動を起こすも
ので、該振動によってスクリュー羽根５ａをケーシング
２内で回転させつつ微振動させるように構成している。
なお、該振動発生機１５はフレーム１０上に設けたブラ
ケット１２に取付け保持させている。

【００１６】スクリュー軸５ｂとケーシング２の側面と
の隙間ｃについては、スクリュー軸５ｂの軸径に合わせ
た開口を有するゴム等のシール２１をケーシング２側に
取付けてスクリュー軸５ｂの回転および摺動時の粉粒体
の洩れを防止するようにしている。

【００１７】次に、主に、消石灰貯留部１０５の構成に
ついて説明すると、ケーシング２には粉粒体の消石灰貯
留槽３とスクリュー５を内包し粉粒体を繰り出すための
移送管４が設けられている。移送管４は消石灰貯留槽３
の下部に該管径の二分の一程度下げた状態で結合された
もので、消石灰貯留槽３においてスクリュー５の下部半
分が消石灰貯留槽３の底部より更に下方に埋もれる形に
なり、スクリュー５の上半分だけが消石灰貯留槽３の底
部よりも上に出ることになる。

【００１８】また、消石灰貯留槽部３にはスクリュー５
の上方部に攪拌羽根６ａとアーム６ｂ、及び回転軸６ｃ
とで構成された攪拌部材６が軸受８とにより支持されて
いる。機転軸６ｃの先端にはレバー１７を取付け、該レ
バー１７にロッド１８の一端を連結させ、他端を駆動用
モータ１４側の図示省略の駆動伝導機構で連結させ、ロ
ッド１８を介して駆動力を回転軸６ｃに伝達するように
構成している。つまり、プーリの回転をロッド１８およ
びレバー１７によって回転軸６ｃを所定の角度内で往復
回転させ、貯留部８内における攪拌部材６を回転駆動さ
せるようにしている。これによって、攪拌羽根６ａがケ
ーシング２の内面２ａに沿って底部のスクリュー５に対
し粉粒体を押し込むように略水平位置からスクリュー５
に衝突しない範囲の角度内で左右交互に往復旋回運動を
行うようになっている。これに伴い消石灰貯留部３にお
けるケーシング２の内面２ａは攪拌羽根６ａの旋回軌道
に沿った形状になっている。

【００１９】以上が、消石灰貯留部１０５と搬送機構１
０６との構成であるが、図１、図２に示すように、粉体
塗装部１０２は、以下のように構成されている。この粉
体塗装部１０２は、搬送されてきた消石灰を帯電させ
て、鋼線６０側へ送り出すチャージングチューブ１０８
とこのチャージングチューブ１０８の先端側に設けら
れ、粉体塗装対象の鋼線６０が配設される被塗装材配置
部１０９を備えている。このチャージングチューブ１０
８の基端側は、前述の搬送機構１０６に接続されてお
り、チューブ内における消石灰粉の搬送は別途設けられ
ているエアー搬送機構１１０によっておこなわれる。そ
して、チャージングチューブ１０８の先端に設けられる
帯電機構１１１により消石灰粉の帯電がおこなわれる。
この構成により、他方の極側に帯電されている鋼線６０
に消石灰粉が静電吸着され、消石灰潤滑層５０５が形成
される。従って、本願においては、消石灰潤滑層５０５
の形成が粉体塗装で行われるため、比較的均一な層を形
成することができる。

【００２０】次に、鋼線６０の処理状況について説明す
ると、母材としての鋼線６０は、表面洗浄装置１０１に
より、母材表面からの錆落とし、汚れ、油分の洗浄を受
けるとともに、表面が粗面化される。従って、この処理
により、消石灰潤滑層５０５の付着性の向上、さらには
ダイス通過時の密着性の向上が図られる。この表面洗浄
に引き続いて、洗浄済の鋼線表面に、粉体塗装部１０２
により消石灰の被覆層５０５が形成される。本願におい
ては、上述のように独特の構成の搬送機構１０６を採用
するため、均整度が高く、均一な層を得ることができ
る。そして、この処理の後、消石灰潤滑層５０５の表層
側に表面層形成装置１０３により金属石鹸（石灰）層５
０６が形成され、ダイス１０４にて、伸線操作がおこな
われる。次に、装置の運転条件の一例を箇条書きする。鋼線供給速度２０ｍ／ｍｉｎ消石灰潤滑層層厚５〜３０μ 消石灰粒度平均粒径５μｍ振動回転型スクリューコンベア条件スクリュー径１９ｍｍ振動数３０Ｈｚ振幅１．５ｍｍ回転数２０〜１２０ｒｐｍ攪拌羽根揺動角５６度毎分３〜２０回往復運動排出量４〜２４リットル／Ｈｒ排出精度約０．７％の誤差金属石鹸層金属石鹸各種層厚１０〜７０μ

【００２１】粉体静電塗装条件被塗装物との距離約１２０ｍｍ電極電荷マイナス６０〜９０キロボルト荷電方式外部荷電ガンスプレー円形パターン

【００２２】〔別実施例〕本願の別実施例を以下に箇条
書きする。（イ）上記の実施例においては、固体潤滑材としての
機能を有する粉粒状の消石灰を粉体塗装方式により塗装
し、良好な潤滑塗装層を得ることができたが、このよう
に粉体塗装方式を取り得る材料（粉末潤滑材）として
は、固体潤滑材としての、層上構造物（二硫化モリブデ
ン、二硫化タングステン、グラファイト、窒化ホウ素、
フタロシアニンなど）、軟質金属化合物（酸化鉛、硫化
鉛など）、軟式金属（インジウム、鉛、銀など）、金属
石鹸（カリウム、ベリウム、マグネシウム、アルミニウ
ムの各石鹸など）、合成樹脂（四フッ化エチレン樹脂な
ど）がある。さらに、これらを組合わせた複合系（四フ
ッ化エチレン樹脂、軟質金属あるいは金属石鹸、二硫化
モリブデン、グラファイト）等もその塗装対象とするこ
とができる。ここで、このような材料に対して静電吸着
による粉体塗装をおこなう場合は、均一で均質な塗装が
可能となり、さらには省スペースとなる等の利点があ
る。リン酸塩、ホウ砂、石鹸に対しては特にこの手法を
とることが好ましい。

【００２３】（ロ）上記の実施例においては、鋼線６
０を伸線する場合の例について説明したが、伸線対象と
なる線材としては、ステンレス鋼、銅、軽金属等もその
対象とできる。（ハ）上記の実施例においては、消石灰として、平均
粒径５μｍ程度のものを使用したが、この粒径範囲とし
ては５から５０μｍ程度が好ましく、この範囲以下だと
凝縮性が強く供給操作は困難であり、この範囲以上では
被塗物への付着がしにくく、オーバスプレとなり易く不
都合である。（ニ）上記の搬送機構の構成において、攪拌部材６
は、前記のように一定の角度範囲では往復動作するもの
でなく、連続的に回転するものであってもよい。また、
攪拌羽根６ａの数と形状も含め攪拌部材６の構造や形状
および支持方法などは設計変更可能である。さらに、ス
クリュー５は複数であってもよく、ケーシング２の形状
についてもスクリュー５の設置数に合わせて変更される
ほか、貯留部３の低面と移送管４の低面とが同じになる
ようにしてもよい。さらに、振動発生機１５は電気式ま
たは空気式バイブレータのほか、カムやリンクを利用し
たものであってもよい。また、それに合わせてスクリュ
ー軸５ｂの端部に連結具１９に代わる部材を設けるほ
か、振動発生機１５自体をスクリュー５の軸受７内部に
配設してもよい。なお、振動発生機１５の振動数は少な
くとも５Ｈｚ以上、望ましくは２０〜４０Ｈｚ程度が好
ましい。これは振動数が少ないと、原料によっては付着
が起き易くなるためである。また、付着防止に有効な振
幅は原料粉粒体の種類や性状によっても異なるため、そ
の都度０．１〜数ｍｍの振幅の範囲内で振動数とも合わ
せて決定されるものである。また、機台１とフレーム１
０との間のスペーサ９を防振ゴムなどの防振用パッドに
代える他、スペーサ９自体を除去してフレーム１０を直
接機台１に取付けてもよい。なお、スクリュー５の構造
や形状などは不問である。

【００２４】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】伸線装置の全体構成を示す図

【図２】伸線装置に備えれる搬送機構、粉体塗装機構の
構成を示す図

【図３】消石灰貯留部の構成を示す図

【図４】鋼線の表面状態を示す図

【図５】従来の伸線装置の全体構成を示す図

【図６】従来の別構成の伸線工程を示す図

【符号の説明】

５スクリュー５ａスクリュー羽６０線材１００伸線装置１０２粉体塗装部１０５消石灰貯留部１０６搬送機構１５０振動機構５０５消石灰潤滑層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所 // Ｃ１０Ｎ 10:04 20:06 Ｚ 40:24 Ｚ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】伸線加工対象の線材（６０）の表面に潤
滑層としての潤滑材層（５０５）を形成して、ダイス
（１０４）内を挿通させて前記線材（６０）を伸線する
伸線装置であって、軸芯（Ｚ）回りの回転により粉末潤滑材を軸方向に導く
スクリュー（５）と前記スクリュー（５）のスクリュー
羽（５ａ）を前記軸芯方向に振動させる振動機構（１５
０）とを備えた振動回転型スクリューコンベアからなる
搬送機構（１０６）と、前記粉末潤滑材を貯留する潤滑
材貯留部（１０５）とを備え、前記潤滑材貯留部（１０
５）から前記搬送機構（１０６）によって搬送される前
記粉末潤滑材を静電吸着により前記線材（６０）の表面
に付着させて前記潤滑材層（５０５）を形成する粉体塗
装部（１０２）を備えた伸線装置。
【請求項２】ダイス（１０４）内を挿通させて線材
（６０）を伸線する伸線装置において、伸線加工対象の
前記線材（６０）の表面に潤滑層を形成する潤滑層の形
成方法であって、消石灰、リン酸塩、ホウ砂、石鹸から
選択される一種以上の粉粒体を、線材の表面に静電吸着
により付着させて、前記粉粒体により形成される層を粉
体潤滑層として形成する潤滑層の形成方法。