(57)【要約】【課題】  加工中／加工後にメッキ剥がれることなくツイストバー及びスクリューバーの伸線加工がおこなわれる手段を提供する。【解決手段】  材料線材Ａ−１としてＪＩＳ  Ｇ３５４７で定義される亜鉛メッキ鉄線ＳＷＭＧＨ−３を使用する。引抜加工は降伏点に達すると加工対象が塑性変形を起こすが更にユゴニオ弾性限界に達すると加工対象が液体のようにふるまうようになる。亜鉛メッキ鉄線を引抜加工の対象としてユゴニオ弾性限界に達するとメッキ層２０１と金属層１０１がそれぞれ液体としてふるまい比重によって金属層１０１がメッキ層２０１に沈み込むことになる。ｋの沈み込み量を考慮し、メッキ層２０１を十分な厚みにしておく。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイスにメッキ済み材料線材を通して伸線作業を行って得られたメッキ済み完成線材であって、
前記メッキ済み材料線材がＳＷＭＧＨ−３規格であることを特徴とするメッキ済み完成線材。
【請求項２】
ダイスにメッキ済み材料線材を通して伸線作業を行って得られたメッキ済み完成線材であって、
前記メッキ済み材料線材がＳＷＭＧＳ−３規格であることを特徴とするメッキ済み完成線材。
【請求項３】
ダイスにメッキ済み材料線材を通して伸線作業を行って得られたメッキ済み完成線材であって、
前記メッキ済み材料線材が金属層に１５５ｇ／平方ｍ以上のメッキ層が構成されていることを特徴とするメッキ済み完成線材。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１に記載のメッキ済み完成線材において、
前記ダイスの対角間距離が前記メッキ済み材料線材の直径と等しいことを特徴とするメッキ済み完成線材。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれか１に記載のメッキ済み完成線材において、
前記ダイスが伸線作業中軸心を中心に周方向に回転することを特徴とするメッキ済み完成線材。
【請求項６】
請求項１乃至３のいずれか１に記載のメッキ済み完成線材において、
該メッキ済み完成線材のメッキ層が前記完成線材の金属層の周囲に不均一に塗布されていることを特徴とするメッキ済み完成線材。
【請求項７】
請求項５記載のメッキ済み完成線材において、
該メッキ済み完成線材がツイストバーであることを特徴とするメッキ済み完成線材。
【請求項８】
請求項５記載のメッキ済み完成線材において、
該メッキ済み完成線材がスクリューバーであることを特徴とするメッキ済み完成線材。
【請求項９】
請求項１乃至３のいずれか１に記載のメッキ済み完成線材において、
前記ダイスが伸線作業中軸心を周方向に固定することを特徴とするメッキ済み完成線材。
【請求項１０】
請求項９に記載のメッキ済み完成線材において、
該メッキ済み完成線材が多角形断面の線材であることを特徴とするメッキ済み完成線材。
【請求項１１】
請求項９に記載のメッキ済み完成線材において、
該メッキ済み完成線材が略多角形断面の線材であることを特徴とするメッキ済み完成線材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は防錆加工を伴うツイストバー、スクリューバーの製造方法、特にメッキを塗布したそれの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ツイストバーとは高張力異形鉄筋の一種であり、多角形断面の線材の両端を把持し捩じったような形状のものを言う。また、スクリューバーはツイストバーのうち特に１又は２以上の多角形断面の角を丸めたものを言う。ここで「捩じる」とは、「細長いもの」の両端に力を加え、互いに逆の方向に回すこと（小学館「大辞泉」）と定義されており、本書でもこの定義で用いる。
【０００３】
ツイストバー、スクリューバーのいずれも、それらを用いた金属金網は金属丸棒を用いた金網よりもコンクリートの附着率等の面で良好な成績を上げる。一方で、ツイストバーは、潤滑油が溜まる、抵抗が大きく引抜加工作業中に切断するなどと言った問題があり、歩留まりが上がらない問題があった。これに対し、スクリューバーはこれらの問題を解消している為、量産に好適である。従って、スクリューバーを用いた金網について出願時現在でＪＩＳでの標準化作業が進んでいる。
【０００４】
金属丸棒、ツイストバー及びスクリューバーは、引抜加工機で製造される。図１は、一般的な引抜加工機を表す概念図である。なお、あくまでも本図は概念図であり、実際の製造機械はもっと複雑なものであることは言うまでもない。
【０００５】
この引抜加工機は、ダイス９０１、ダイスホルダー９０２、材料線材供給用ボビン９１１、引抜用ボビン９１２、発動機９２０、動力伝達機構９２２、テーブル９９０を含んで構成される。
【０００６】
線材Ａは、加工中の線材を表す。本図は加工中の図であるため、材料のままの断面を有する材料線材Ａ−１と加工後の多角形断面を持つ完成線材Ａ−２の双方が線材Ａに含まれる。
【０００７】
線材Ａは、当初材料線材供給用ボビン９１１に材料線材Ａ−１として巻き取られた形で用意される。材料線材供給用ボビン９１１に巻き取られた状態では線材Ａは全て材料線材Ａ−１である。
【０００８】
ダイス９０１は材料線材Ａ−１を完成線材Ａ−２に塑性変形させるための略円筒形の形状を持つ塑性変形加工用のダイスである。線材Ａは、ダイス９０１の貫通孔９０１ａを通過することで材料線材Ａ−１から完成線材Ａ−２に塑性変形する。
【０００９】
図２は、ツイストバーを作成するためのダイス９０１の外観を表す正面図である。また、図３は、このダイス９０１の外観を表す斜視図である。
【００１０】
このダイス９０１には貫通孔９０１ａ及び勘合穴９０１ｄが存在する。
【００１１】
貫通孔９０１ａは、略円筒形の中心軸に引抜加工の対象となる線材Ａを通すためにダイス９０１に設けられた孔である。この貫通孔９０１ａの形状で完成線材Ａ−２の断面形状が決定される。なお本図では貫通孔９０１ａの断面形状は四角形であるが、三角形または五角形以上の角をもつ断面であって製造者が望む断面形状であればよい。
【００１２】
ツイストバーを製造する際には、この貫通孔９０１ａの断面形状は略四角形等の略多角形であって、製造者が望む断面形状であればよい。また、金属丸棒を造る際には貫通孔９０１ａの断面は丸でなければならない。なお、本明細書では「四角形」の角を少なくとも１つ丸めた形状、すなわち１の「角」乃至すべての「角」を丸めたものも「略四角形」と呼ぶ。同様に、四角形を含む多角形の１の「角」乃至すべての「角」を丸めた形状を「略多角形」と称呼する。
【００１３】
なお、この貫通孔９０１ａはアプローチ部、ベアリング部、バックリリーフ部を含んで構成されるが、ここでは詳述は避ける。
【００１４】
勘合孔９０１ｄは、ダイスホルダー９０２中にダイス９０１を固定するための勘合部である。また、ダイスホルダー９０２がダイス９０１を回転させスクリューバーを製造する際には勘合穴９０１ｄを介して駆動力がダイス９０１に伝達される。
【００１５】
ダイスホルダー９０２は、引抜用ボビン９１２から軸方向（図３に図示）に加えられる線材Ａを引き抜く力に負けることなくダイス９０１を保持するための保持具である。また、スクリューバーを作るためダイス９０１をその周方向（図２に図示）に回動する必要があり、ダイスホルダー９０２はダイス９０１に対してその駆動力も提供する。そして、その駆動力は、発動機９２０から動力伝達機構９２３を介してダイス９０１の嵌合孔９０１ｄに伝達される。
【００１６】
ツイストバー、スクリューバーを造る際には、ダイスホルダー９０２はダイス９０１を任意の周方向に回動する。なお、捩じり量が同一のスクリューバーを造る際には、一定の方向に等速度で回動させる必要がある。その際には、引抜用ボビン９１２の巻取速度も一定であることが望ましい（現実には巻き取りの前後で駆動軸９１２ａからの距離が変動するので厳密には難しい）。
【００１７】
逆に、金属丸棒を造る際には、回転をさせる必要はない。貫通孔９０１ａが丸断面の場合にはどのように回転させても断面形状が変化することはないためである。また略四角形断面の場合でも「捩じる」必要がなければ、ダイス９０１を周方向に回転させる必要はない。
【００１８】
材料線材供給用ボビン９１１は、テーブル９９０に回動可能に設置された筒体である。この材料線材供給用ボビン９１１は線材Ａを引っ張る力によって軸９１１ａを中心に回動する。
【００１９】
引抜用ボビン９１２も、テーブル９９０に回動可能に設置された筒体である。この引抜用ボビン９１２も駆動軸９１２ａを中心に回動可能に設置される。材料線材供給用ボビン９１１と引抜用ボビン９１２の大きな違いは、後述する発動機９２０から直接駆動力が伝達されるか否かである。
【００２０】
加工を行う際、動力伝達機構９２２を経由して伝達された発動機９２０の駆動力（回転力）が駆動軸９１２ａに伝達され、この伝達された力で引抜用ボビン９１２は駆動軸９１２ａを中心に回動する。この動力伝達機構９２２を通して伝えられた回転力が、引抜加工を行う際の線材Ａをダイス９０１から引き抜く力（引抜駆動力）となる。
【００２１】
なお、引抜用ボビン９１２は駆動軸９１２ａから着脱可能なように設計されることが望ましい。完成線材Ａ−２を直線機に掛ける際に引抜用ボビン９１２を共用できれば工数が削減できるからである。
【００２２】
引抜駆動力は単位時間当たりの引抜量を決定する。従って、引抜駆動力が大きいほど生産効率が上がり、製品原価が低下する。よって、引抜駆動力が大きいほど生産計画の面では好ましい。
【００２３】
加工に際しては、材料線材供給用ボビン９１１に巻き取られた線材Ａの端部を細くするなどしてダイス９０１に設けられた貫通孔９０１aを通した後、引抜用ボビン９１２に固定する。このようにすることで、材料線材供給用ボビン９１１に巻かれた材料線材Ａ−１から所望断面のスクリューバー（完成線材Ａ−２）を製造し、別の引抜用ボビン９１２に完成線材Ａ−２を巻きとることが可能になる。
【００２４】
なお本明細書における「周方向」とは、線材Ａの軸心Ｘを中心とした回転方向をいう。図２には周方向が記載されているが、必ずしも図の矢印方向なければならないというものではなく、逆回転方向であっても良い。
【００２５】
一方本明細書における「軸方向」とは、線材Ａの軸心Ｘの前後方向、すなわち線材Ａの引抜方向をいう。
【００２６】
発動機９２０は、引抜加工機が必要とする動力を提供する為のモータなどである。
【００２７】
動力伝達機構９２２は、主動力伝達軸９２０ａから伝えられる駆動力を適当なトルクに変換して駆動軸９１２ａに伝達する為の歯車機構等である。また、動力伝達機構９２３は、主動力伝達軸９２０ａから伝えられる駆動力を適当なトルクに変換してダイスホルダー９０２に伝達する為の歯車機構等である。この図では歯車を用いた機械工学的な動力伝達で表しているが、コンピュータ制御よる電気的な駆動力の伝達で実現しても良い。いずれにしても、引抜用ボビン９１２の回転速度とダイスホルダー９０２によるダイス９０１の回転は同期する必要がある。
【００２８】
このようにダイス９０１を回転させることで、多角形断面を捩じった完成線材Ａ−２を製造することが可能となる。また、ダイス９０１を固定すると、金属丸棒などが完成する。完成した線材Ａ−２は引抜用ボビン９１２に巻き取られる。引抜用ボビン９１２がテーブル９９０から取り外されて、後工程にあたる直線機での作業に完成線材Ａ−２が持ち込まれる。
【００２９】
引抜用ボビン９１２に巻き取られるということは、完成線材Ａ−２に曲がり癖がついているということになる。従って、最終的にはこの引抜用ボビン９１２ごと完成線材Ａ−２を直線機に移動して、完成線材Ａ−２の曲がり癖を除去する。そして、その後必要な長さに切断し、実際に用いる長さのツイストバー、スクリューバーあるいは金属丸棒を製造する。
【００３０】
ツイストバーやスクリューバーあるいは金属丸棒は安価であるため、多種多様な用途に使いたいというニーズが存在する。その最たるものは獣害防止用の金属金網としての用途である。この用途では、もう一つの主要な利用用途である建築と異なり、強度等は求められることは少ない。しかし屋外に放置されることが多いため、防錆等が求められる。一方で、完成した金属丸棒等をメッキすると、鍍金用の設備が必要となり好ましくない。
【００３１】
このため、引抜加工段階前にメッキを行う提案も過去にはなされている。
【００３２】
特開２００２−１４０９３５公報（特許文献１）には伸線加工を行ったのちに、金属メッキ工程を挟むことで、線材の引抜加工時に一気通貫でメッキ済み線材を作成することが述べられている。
【００３３】
また、特許文献１同様に鋼線作成後にメッキを塗布する方法を開示する他の文献としては、特開２０１４−０４０６５６公報（特許文献２）があげられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３４】
【特許文献１】公開特許公報  特開２００２−１４０９３５
【特許文献２】公開特許公報  特開２０１４−０４０６５６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３５】
しかし、金属丸棒であればこれらの手法でも対応可能だが、ツイストバーやスクリューバーといったダイス９０１を回転させるものとなると様相が変わる。すなわち、断面の「角」の箇所が薄くなり、加工中ないしは製品使用中にメッキが剥げる。
【００３６】
本発明の目的は、加工中／加工後にメッキ剥がれることなくツイストバー及びスクリューバーの伸線加工がおこなわれる手段を提供することにある。
【００３７】
本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。 
【課題を解決するための手段】
【００３８】
本発明に関わる代表的なメッキ済み完成線材はダイスにメッキ済み材料線材を通して伸線作業を行って得られたものであって、このメッキ済み材料線材がＳＷＭＧＨ−３規格であることを特徴とする。
【００３９】
本発明に関わる代表的なメッキ済み完成線材はダイスにメッキ済み材料線材を通して伸線作業を行って得られたものであって、このメッキ済み材料線材がＳＷＭＧＳ−３規格であることを特徴とする。
【００４０】
また本発明に関わる別の代表的なメッキ済み完成線材はダイスにメッキ済み材料線材を通して伸線作業を行って得られたものであって、このメッキ済み材料線材が金属層に１５５ｇ／平方ｍ以上のメッキ層が構成されていることを特徴とする。
【００４１】
これらのメッキ済み完成線材において、ダイスの対角間距離が前記メッキ済み材料線材の直径と等しいことを特徴としても良い。
【００４２】
これらのメッキ済み完成線材において、ダイスが伸線作業中軸心を中心に周方向に回転することを特徴としても良い。
【００４３】
これらのメッキ済み完成線材において、このメッキ済み完成線材のメッキ層が完成線材の金属層の周囲に不均一に塗布されていることを特徴としても良い。
【００４４】
このメッキ済み完成線材において、該メッキ済み完成線材がツイストバーであることを特徴としても良い。また、このメッキ済み完成線材において、該メッキ済み完成線材がスクリューバーであることを特徴としても良い。
【００４５】
これらのメッキ済み完成線材において、ダイスが伸線作業中軸心を周方向に固定することを特徴としても良い。
【００４６】
このメッキ済み完成線材において、該メッキ済み完成線材が多角形断面の線材であることを特徴としても良い。
【００４７】
このメッキ済み完成線材において、該メッキ済み完成線材が略多角形断面の線材であることを特徴としても良い。
【発明の効果】
【００４８】
本発明を適用し伸線加工でメッキ済み金属丸棒からツイストバー及びスクリューバーを製造した場合に、加工中／加工後のメッキ剥がれを防止することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】一般的な引抜加工機を表す概念図である。
【図２】ツイストバーを作成するためのダイスの外観を表す正面図である。
【図３】図２のダイスの外観を表す斜視図である。
【図４】材料線材の断面形状を表す断面図である。
【図５】理想的な伸線加工済みの完成線材の断面を表す断面図である。
【図６】実際の加工に供した完成線材の断面を表す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５０】
以下本発明の各実施の形態を図に基づいて説明する。
（理想的な伸線加工の例）
【００５１】
まず、理想的な伸線加工がおこなわれたと加工した場合を説明する。
図４は、材料線材Ａ−１の断面形状を表す断面図である。また図５は、伸線加工済みの完成線材Ａ−２の断面を表す断面図である。なお、ここでは略四角形断面のスクリューバーを製造するものと想定し、全ての角は丸められているものとする。
【００５２】
この材料線材Ａ−１は金属層１０１とメッキ層２０１から構成される。
金属層１０１は、ＪＩＳ Ｇ３５０５に適合した線材に冷間加工を行った鉄線を想定する。
また、メッキ層２０１は、金属層１０１上に施された亜鉛メッキの層を言う。亜鉛メッキは鉄の防錆には一般的であり、メッキの層の厚みもほぼ均一とすることができる点が利点として挙げられる。
【００５３】
従って、この材料線材Ａ−１は、ＪＩＳ  Ｇ３５４７で定義されるようにＪＩＳ Ｇ３５０５に適合した線材に冷間加工を行った後に溶融亜鉛めっき又は電気亜鉛めっきを行った断面形状が円形の線である。
【００５４】
この材料線材Ａ−１の径は、ダイス９０１に設けられた貫通孔９０１aの外接円の直径を想定する。但し、ダイス９０１の設計によりこれに拘るものではない。
【００５５】
この材料線材Ａ−１を図１の引抜加工機を用いて所望のスクリューバーを形成した後の完成線材Ａ−２の断面を表すのが図５である。理想的な伸線加工がおこなわれると完成線材Ａ−２の断面形状は図５のようになると推察される。
（実際）
【００５６】
だが実際の加工ではユゴニオ弾性限界が効いてくる。ユゴニオ弾性限界とは固体が塑性変形を開始し流体のように振舞う領域に入る境界線となる圧力である。 この限界を超えた固体は塑性変形を開始し流体のように振舞うようになる。当然塑性加工は塑性変形を利用する加工方法であるので、ユゴニオ弾性限界を超えて圧力が掛かる。従って、ダイス９０１のベアリング部通過時には線材Ａは流体のようにふるまっている。
【００５７】
当然、線材Ａのメッキ層２０１の亜鉛メッキと金属層１０１の鉄線もユゴニオ弾性限界を越えれば流体のようにふるまう。鉄の比重は亜鉛のそれよりも重いため、重力による影響で亜鉛の中に沈み込む挙動を示す。また、ツイストバーやスクリューバーを作成するときはダイス９０１を回転させるため、ダイス９０１の回転による遠心力も無視できない。
【００５８】
図６は実際の加工に供した完成線材Ａ−２の断面を表す断面図である。
【００５９】
これを見ても明らかなとおり、重力等の影響で金属層１０１はメッキ層２０１の中に沈み込むようになっている。理想的な伸線加工と異なり、現実には金属層１０１上に施されたメッキ層２０１の厚さは不揃い、不均一になる。
【００６０】
また理想的な伸線加工では図５のＺ領域、すなわち完成線材Ａ−２の角、の厚みを考えればよい。しかし、実際の加工では金属層１０１のメッキ層２０１への浸透具合によって、断面の「辺」に当たる場所についても金属層１０１が薄くなることも考慮する必要がある。発明者は「角」だけでなく「辺」についても考慮をしなければならないことを見つけだした。この知見に基づき、好適な条件を検証した。
（条件の検証）
【００６１】
まず、加工対象物や完成品といった条件を整理する。
１）材料線材Ａ−１は入手性の良い物が好ましいことは言うまでもない。
２）また溶接金網にする時に求められるサイズで完成線材Ａ−２の太さが決まる。
３）そして加工用のダイスの耐久性を考慮すると、ユゴニオ弾性限界を大きく超えてまで圧力を加える必要はない。
【００６２】
この前提を元に初期条件を定義する。
まず１）を考えると、材料線材Ａ−１に規格品を用いるのが好ましい。そこで、発明者はまずＪＩＳ  Ｇ３５４７で定義される亜鉛メッキ鉄線ＳＷＭＧＨ−２を材料線材Ａ−１として用いることとした。
【００６３】
次に、完成線材Ａ−２の太さである。獣害防止用の溶接金網を製作する際には、建築物で用いるようなシビアな強度は要求されない。特に絞りや火災による高温時の影響などについては考慮の必要はない。とはいえ、比較的大型のシカなどの衝突に耐える必要があるため、完成線材Ａ−２の太さは５ｍｍとした。これは亜鉛メッキ鉄線ＳＷＭＧＨ−２の仕様にも合致する。
【００６４】
３）については、材料線材Ａ−１の直径Ｌ１と完成線材Ａ−２の対角間距離を等しくすることで伸線時にダイス９０１に無用の強度を要求しないこととした。但し、完成線材Ａ−２の辺間の距離は直径Ｌ１より小さくなるので、材料線材Ａ−１とダイス９０１との間で十分な圧力が生じるようにする。
【００６５】
結論とすれば、この条件ではうまく行かなかった。初期に想定したように図６のＺ範囲で亜鉛メッキの剥離が生じた。獣害防止のように露天で用いる場合には、錆の発生を抑止することができなかったのである。
【００６６】
この失敗条件を考慮して、別の条件を設定した。
材料線材Ａ−１としてＪＩＳ  Ｇ３５４７で定義される亜鉛メッキ鉄線ＳＷＭＧＨ−３を使用することとしたのである。
【００６７】
亜鉛メッキ鉄線ＳＷＭＧＨ−３とＳＷＭＧＨ−２の相違は亜鉛メッキの塗布量と考えてよい。ＳＷＭＧＨ−２では５０ｇ／平方ｍ以上であるのに対し、ＳＷＭＧＨ−３は１５５ｇ／平方ｍ以上と定義されている為である。
【００６８】
この条件で試すと、メッキ層１０２の剥離も生じず、錆対策として十分効果が発揮できた。
【００６９】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能であることは言うまでもない。たとえば、上記ではＳＷＭＧＨ−３で説明したが、塗布量が同じＳＷＭＧＳ−３も本発明の射程に含まれる（ＪＩＳ  Ｇ３５４７表３「亜鉛附着量」参考のこと）。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明は、建築分野で使用するほどの強度が要求されない獣害対策の分野で使用される溶接金網への適用が考えられる。また、同様の強度条件で足りる分野への転用ももちろん可能である。
【００７１】
また上記説明では、主にツイストバー及びスクリューバーについて説明をした。しかし引抜加工時にダイス９０１を固定して、多角形断面又は略多角形断面の金属棒を造るのに適用することも本発明の射程に含まれる。
【符号の説明】
【００７２】
Ａ：線材、
Ａ−１：材料線材、
Ａ−２：完成線材、
Ｐ：回転軸、
Ｘ：軸心、
８００：回転体、
９０１：ダイス、
９０２：ダイスホルダー、
９１１：材料線材供給用ボビン、
９１２：引抜用ボビン、
９１２ａ：軸
９２０：発動機、
９２２、９２３：動力伝達機構、
９９０：テーブル。
【図１】
2018094560.tif 000003
【図２】
2018094560.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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