(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
1対の孔型ローラダイスを2個の軸受けフレームに各々架設してフレーム枠で一体としたカセット型ローラダイスを隣接ローラ軸が互いに直角となるように複数組積層し、該カセットローラ型ダイス間の軸受けフレーム側面およびフレーム枠側面に冷却板を挟むことを特徴とするカセット型ローラダイス。
【請求項２】
カセット型ローラダイス間のローラの軸受けフレーム側面およびフレーム枠側面に挟んだ冷却板は、冷媒管を備えていることを特徴とする請求項1記載のカセット型ローラダイス。
【請求項３】
冷媒管が冷却板面に接合されていることを特徴とする請求項1または請求項2記載のカセット型ローラダイス。
【請求項４】
カセット型ローラダイス間のローラの軸受けフレーム側面およびフレーム枠側面に挟んだ冷却板は、内部に冷媒通路を設けてあることを特徴とする請求項1記載のカセット型ローラダイス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カセット型ローラダイスに係り、特にカセット型ローラダイスが高速度で稼動時のカセット型ローラダイスおよび被加工物の温度上昇を抑えることができる冷却式のカセット型ローラダイスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
１対のカセット型ローラダイスを２個の軸受フレームに架設し、これを１対のフレーム組立枠で１体とすることにより構成したカセット型ローラダイスおよび、この単位カセット型ローラダイスの任意数を並列に配置して、そのフレーム組立枠を共通のボルトによって１体に締付けて、任意数のカセット型ローラダイスを並列に１ブロックとして設置し、線材等の引き抜き加工に用い得るようにしたカセット型ローラダイスは特公昭５８−１７６８６号公報に提案されている。
【０００３】
そして、このようなカセット型ローラダイスを用いて能率良く線材等の引き抜き加工を可能にするにはローラ温度の上昇を避ける必要がある。ローラの温度上昇を抑えることを目的とするカセット型ローラダイスも、実開昭５８−３８３１４号公報に提案されている。
【０００４】
これらのカセット型ローラダイスの構成およびその冷却方法を図に基づいて説明する。
【０００５】
図７は、従来のカセット型ローラダイスの正面図で、一部断面図で示す図である。ローラ７、７ａはローラベアリング８を付けて軸受けフレーム９、９ａに組み込まれている。軸受けフレーム９、９ａは調整ボルト１０、１０ａを介してフレーム枠１１、１１ａに入り、スプリング１２を有するベアリングカバー１３をローラベアリング８に付けられる。なお６はカセット型ローラダイスを複数枚ローラ方向が交互になるように重ねてブロックに組み立てるための組立ボルト孔である。前記軸受けフレームの溝１４には冷却用加圧空気の吹出管１５、１５ａが垂直に貫通固定され、その出口はローラ７、７ａの外周側面に対向している。
【０００６】
このように構成されたカセット型ローラダイスを複数枚ローラ方向が交互になるように重ねてブロックに組み立て、各カセット型ローラダイスのローラを加圧空気の吹出管から加圧空気を吹き付けて冷却しながら被加工物の引き抜き加工を行う。したがって、加圧空気によりローラが冷却されるので被加工物の温度上昇が抑えられる。
【０００７】
しかしながら、前記方法は被加工物の加工速度が比較的遅い（６０ｍ／ｍｉｎ程度）場合のみ有効で、例えば加工速度が３００〜６００ｍ／ｍｉｎの高速で、かつカセット型ローラダイスのブロックを直列に複数並べて連続的に引き抜き加工する場合は、冷却効率が劣るので各カセット型ローラダイスおよび被加工物共に過熱してしまい、カセット型ローラダイスのローラの摩耗が早くなり、またカセット型ローラダイス自身が傷み、さらに被加工物の品質および加工精度が低下する。
【０００８】
また、加圧空気を用いているので、生産工場内の騒音および粉塵が舞い上がって作業環境も悪くなる。
【０００９】
【発明を解決しようとする課題】
本発明は、カセット型ローラダイスのブロックを直列に複数並べて高速度、かつ長時間連続運転で被加工物を引き抜き加工する場合においても、カセット型ローラダイスおよび被加工物の過熱を防ぎ、作業環境を害することなく被加工物の生産性が良好なカセット型ローラダイスを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、カセット型ローラダイスの冷却手段として、加圧空気による冷却に代え、冷却板を各ローラの軸受けフレーム側面およびフレーム枠側面に当接することによって、効率的に冷却を行うことが可能であり、かつ騒音および粉塵の舞い上がりも生じないことを知見した。
【００１１】
本発明はこの知見に基づいて完成したもので、その発明の要旨は以下の通りである。
【００１２】
（１）  1対の孔型ローラダイスを2個の軸受けフレームに各々架設してフレーム枠で一体としたカセット型ローラダイスを隣接ローラ軸が互いに直角となるように複数組積層し、該カセットローラ型ダイス間の軸受けフレーム側面およびフレーム枠側面に冷却板を挟むことを特徴とするカセット型ローラダイス。
【００１３】
（２）  カセット型ローラダイス間のローラの軸受けフレーム側面およびフレーム枠側面に挟んだ冷却板は、冷媒管を備えていることを特徴とする（１）記載のカセット型ローラダイス。
【００１４】
（３）  冷媒管が冷却板面に接合されていることを特徴とする（１）または（２）記載のカセット型ローラダイス。
【００１５】
（４）  カセット型ローラダイス間のローラの軸受けフレーム側面およびフレーム枠側面に挟んだ冷却板は、内部に冷媒通路を設けてあることを特徴とする（１）記載のカセット型ローラダイス。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００２０】
図1は本発明のカセット型ローラダイス間に挟む冷却板１をカセット型ローラダイスに当接した１実施例の側面図を示す。カセット型ローラダイスの各ローラ軸受け９、９ａフレーム側面およびフレーム枠１１、１１ａにフレーム枠よりも大きい冷却板１を当接して冷却板１外周面に冷媒管２を備える。図１中３は冷媒管２への冷媒供給口、４は冷媒排出口である。工業的に長時間連続的に使用できる冷媒は水が最も適している。この水は、室温、特別に低温処理した水を使用すれば効果的である。冷媒として他に冷却オイル、冷却ガス、液体空気、液体窒素などの液体又は気体を用いることが可能である。
【００２１】
図２（ａ）は冷却板１の正面図を、図２（ｂ）は側面図を示す。冷却板１はカセット型ローラダイスに当接するための組立ボルト孔６およびローラ７、７ａに接触しないように開口部５が設けられ、かつ組立ボルト孔６外側を周回するように冷却板１の外周面に冷媒管２を備えている。冷媒管２は冷却板１に接合面積ができるだけ広くろう付けされており、熱の吸収を良好としている。冷媒管２の断面形状は円形、四角形および多角形のいずれの形状でも良い。また、冷却板１および冷媒管２の材質は銅、銅合金、ＡｌまたはＡｌ合金、鉄又は鉄合金等の金属材質のものが熱伝導性から好ましく、冷却板１の厚さは熱容量伝導の点から２ｍｍ以上、隣接ローラの間隔が大きくなるので５ｍｍ以下とし、冷媒管２の大きさは円形の場合は冷却効率および装置の大型化回避の点からから５〜１５ｍｍ径であることが好ましい。
【００２２】
また、冷媒管２は、冷却板１の３辺の外周面のみに付しても冷却効果は図２の場合と同様に得られる。
【００２３】
なお、材質としては金属材質以外には合成樹脂やセラミックス材等をも使用することが可能である。
【００２４】
図３にカセット型ローラダイス間に挟む内部に冷媒通路を設けた冷却板１をカセット型ローラダイスに当接した側面図を示す。冷却板１外周面に冷媒管がないのでカセット型ローラダイスの枠と同程度の大きさにすることができ、またカセット型ローラダイスへの当接が容易となる。さらに、軸受けフレーム９、９ａおよびフレーム枠１１、１１ａとの接触面を直接冷却でき冷却効率が大きい。
【００２５】
図４（ａ）に内部に冷媒通路１９を設けた冷却板１の正面図を、図４（ｂ）に図４（ａ）のＡ−Ａ´断面図を示す。冷却板１内部に冷媒通路１９をローラ溝孔５近傍まで設けてあるので、冷却効果が高い。冷却板１の冷媒通路１９の加工は、冷却板１を２枚の合わせ構造とし、合わせ面に凹み加工を施した後に合わせて接合する。なお、合わせ面の凹み加工は１枚のみの加工でも良い。
【００２６】
図５にカセット型ローラダイスを隣接ローラ軸が互いに直角となるように複数組を積層し、カセット型ローラダイス間に冷却板１を挟んだ状態を示す。
【００２７】
各カセット型ローラダイス間に冷媒管２ａ〜２ｅを備えた冷却板１ａ〜１ｅを挟んで各カセット型ローラダイスおよび冷却板１ａ〜１ｅのボルト孔６を通してボルト１６ナット１７で連結固定する。図５では冷却板１を各カセット型ローラダイス１組に１枚当接してあるが、各カセット型ローラダイス間のみに挟んでも、また被加工物１８が引き込まれる側にもう１枚挟んでも良い。
【００２８】
冷却板１ａ〜１ｅ外周面の冷媒管２ａ〜２ｅは、それぞれ冷媒排出口４ａ〜４ｄを冷媒供給口３ｂ〜３ｅに連結され、冷媒供給口３から冷媒が水の場合は水量１〜５リットル／分の水を流してカセット型ローラダイスと一体的に加熱された冷却板１ａ〜１ｅを冷却して冷媒排出口４から排出される。
【００２９】
被加工物１８は、ローラ７ａから７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅと順次加工され所定の大きさに圧延加工されつつ引き抜かれる。この時被加工物１８とローラ７ａ〜７ｅとの摩擦熱と被加工物１８の塑性変形時に生じる熱等によって、被加工物１８およびローラ７ａ〜７ｅ、ローラ７ａ〜７ｅを介してローラの軸受けフレーム９、９ａとフレーム枠１１、１１ａが加熱される。この時被加工物の加工速度および加工量（減面率）か大きいほど、また連続駆動時間が長くなるほど高温となる。
【００３０】
各カセット型ローラダイスのローラ軸受けのフレーム９、９ａ側面およびフレーム枠１１、１１ａ側面には冷却板１がボルト１６によって一体的に密着状態で当接してあるので、加熱されたローラの軸受けフレーム９、９ａおよびフレーム枠１１、１１ａは冷却板１に伝熱されて冷却される。したがって、ローラ７ａ〜７ｅも軸受けフレーム９、９ａおよびフレーム枠１１、１１ａに冷却され、また被加工物１８もローラ７ａ〜７ｅに冷却されて連続的に高速度で加工してもカセット型ローラダイスおよび被加工物１８共に過熱することがない。
【００３１】
このように冷却板によって冷却することにより、従来の加圧空気による冷却よりも冷却効率は大幅に向上する。
【００３２】
【実施例】
以下、実施例により本発明を詳細に説明する。
【００３３】
まず、ＪＩＳ  Ｚ３３１２  ＹＧＷ１１の溶接用ワイヤ素線３．２ｍｍ径を、図６に示すカセット型ローラダイスのブロック２１ａ〜２１ｄを直列に４ブロック並べて１．８０ｍｍ径まで最終の伸線速度を１００、３００および６００ｍ／ｍｉｎの３条件で伸線した。すなわち、ワイヤ供給台２０から繰り出されたワイヤ素線を、引取キャプスタン２２ａ〜２２ｄで巻き取りカセット型ローラダイスのブロック２１ａ〜２１ｄで伸線して巻き取り機２３に巻き取った。
【００３４】
各カセット型ローラダイスのブロックは、図５に示すように図２および図４の冷却板１ａ〜１ｅを５組のカセット型ローラダイス間に挟んで冷却した。また、各カセット型ローラダイスによるワイヤの減面率は約２５％とした。
【００３５】
比較のために図７に示すカセット型ローラダイスの各ローラ７、７ａを加圧空気で冷却したものも実施した。
【００３６】
それぞれの試験例につき圧延加工（伸線）による温度の上昇を、最終のカセット型ローラダイスのブロック２２ｄの最終カセット型ローラダイスの軸受けフレーム部と最終のカセット型ローラダイスのブロック２２ｄ出口のワイヤ表面とを測定して調べた。また、６０ｍｉｎ間伸線後のワイヤ径を測定してローラの摩耗状態を調べた。それらの結果を表１に示す。
【００３７】
【表１】
0003589340.tif 000002
表１中試験Ｎｏ．１〜４が本発明例、試験Ｎｏ．５および６が比較例である。
【００３８】
本発明例であるＮｏ．１〜４は、軸受けフレーム部およびワイヤ表面とも伸線速度が速くなるにつれ温度は高くなるが、伸線速度６００ｍ／ｍｉｎで６０ｍｉｎ間連続で伸線しても図２の冷媒管を備えた冷却板を使用した試験Ｎｏ．３は、軸受けフレーム部５４℃、ワイヤ表面１００℃と温度上昇が少なく、図４の冷媒通路を設けた冷却板を使用した試験Ｎｏ．４は、軸受けフレーム部３３℃、ワイヤ表面８１℃とさらに温度上昇が少なかった。また伸線後のワイヤ径も全く変化がなく、さらに騒音や粉塵の発生がなく極めて満足な結果であった。
【００３９】
比較例である試験Ｎｏ．４および５は、伸線速度１００ｍ／ｍｉｎまでは軸受けフレーム部５４℃、ワイヤ表面１００℃程度で、線径変化もなく連続伸線可能であるが、伸線速度３００ｍ／ｍｉｎになると軸受けフレーム部で７０℃を超え、ワイヤ表面では１４０℃を超えて、また線径も若干大きくなった。したがって加圧空気による冷却では、これ以上高速度および長時間の伸線加工は不可能である。
【００４０】
【発明の効果】
この発明によれば、カセット型ローラダイスのブロックを直列に複数並べて高速度、かつ長時間連続運転で被加工物を引き抜き加工する場合においても、カセット型ローラダイスおよび被加工物の過熱を防ぎ、作業環境を害することなく被加工物の生産性が良好なカセット型ローラダイスを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のカセット型ローラダイスの側面図である。
【図２】本発明のカセット型ローラダイスに当接する冷媒管を備えた冷却板の、
（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図を示す図である。
【図３】本発明のカセット型ローラダイスの側面図である。
【図４】本発明のカセット型ローラダイスに当接する冷媒通路を設けた冷却板の
（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ´断面図を示す図である。
【図５】本発明のカセット型ローラダイスを複数組積層した側面図である。
【図６】本発明の実施例に用いたカセット型ローラダイスのブロックを直列に配
置した図である。
【図７】従来のカセット型ローラダイスの正面図で、一部断面図である。
【符号の説明】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ  冷却板
２、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ  冷媒管
３、３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ  冷媒供給口
４、４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ  冷媒排出口
５  開口部
６  組立ボルト孔
７、７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ  ローラ
８  ローラベアリング
９、９ａ  軸受けフレーム
１０、１０ａ  調整ボルト
１１、１１ａ  フレーム枠
１２  スプリング
１３  ベアリングカバー
１４  軸受けフレームの溝
１５、１５ａ  加圧空気の吹き出し管
１６  ボルト
１７  ナット
１８、１８ａ  被加工物
１９  冷媒通路
２０  ワイヤ供給台
２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ  カセット型ローラダイスのブロック
２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ  引取キャプスタン
２３  巻き取り機
【図１】
0003589340.tif 000003
【図２】
0003589340.tif 000004
【図３】
0003589340.tif 000005
【図４】
0003589340.tif 000006
【図５】
0003589340.tif 000007
【図６】
0003589340.tif 000008
【図７】
0003589340.tif 000009