(57)【要約】【課題】線材が巻架されるキャプスタンの外周面を簡単に研磨可能であるとともに、線材とキャプスタンとの不要な接触による外傷を防止可能な伸線装置用のキャプスタン及びこのキャプスタンを使用した伸線装置を提供する。【解決手段】伸線方向上流側から伸線方向下流側に向かうにつれて線径が段階的に縮径されつつ伸線される線材が巻架される伸線装置用のキャプスタン１０であって、伸線方向上流側から伸線方向下流側に向かうにしたがい漸次その径が大きくなるテーパ形状とされた巻架部１２を備えていることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
伸線方向上流側から伸線方向下流側に向かうにつれて線径が段階的に縮径されつつ伸線される線材が巻架される伸線装置用のキャプスタンであって、
伸線方向上流側から伸線方向下流側に向かうにしたがい漸次その径が大きくなるテーパ形状とされた巻架部を備えていることを特徴とする伸線装置用のキャプスタン。
【請求項２】
請求項１に記載の伸線装置用のキャプスタンを備えた伸線装置であって、
線材を縮径させる縮径加工部と、この縮径加工部に供給される前記線材が巻架される第１キャプスタンと、前記縮径加工部から繰り出される前記線材が巻架される第２キャプスタンと、を有し、これら第１キャプスタン及び第２キャプスタンは、前記伸線装置用のキャプスタンからなり、
前記第１キャプスタンは、その軸線が前記第２キャプスタンの軸線に対して傾斜するように配設されていることを特徴とする伸線装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金等の貴金属又は貴金属合金からなる線材の伸線装置用のキャプスタン及びこのキャプスタンを備えた伸線装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１に開示されているように、線材が伸線方向上流側から伸線方向下流側に向かうにしたがい段階的に縮径されつつ伸線される伸線装置が知られている。この伸線装置は、線材が巻架される一対の第１キャプスタン及び第２キャプスタンを備えており、互いの軸線が平行となるように配置されている。これら第１、第２キャプスタンは、それぞれモータにより回転駆動される軸部と、同軸で結合された外径の異なる複数のプーリとを備えている。
【０００３】
これら第１、第２キャプスタンの間には、伸線方向上流側から伸線方向下流側に向かうにしたがい段階的に縮径加工を行う複数の中間ダイスが設けられており、伸線される線材は、初期ダイスを通過した後に第２キャプスタンに設けられた初期プーリの外周に巻架されて半周し、次に、第１キャプスタンに設けられた第１プーリの外周に巻架されて半周し、次に、第１中間ダイスを通過して、第２キャプスタンに設けられた第１プーリの外周に巻架されて半周し、以後、同様にして、第１キャプスタン及び第２キャプスタンに設けられた複数のプーリのそれぞれの外周に巻架されて各半周することを繰り返しながら、複数の中間ダイスを通過する際に次第に縮径して伸線されていき、最終的には仕上げダイスを通過した後に巻取ボビンに巻き取られる。
【０００４】
線材長さは、各中間ダイスを通過して縮径されるにつれて長くなっていくので、たるみを生じないように伸線を行うために、前記複数のプーリの外径は、伸線方向上流側から伸線方向下流側に向かうにつれて段階的に大きくされている。そして、これら複数のプーリの幅方向端部には、巻架された線材がプーリから外れないように径方向外方に張り出したフランジ部が形成されている。
【特許文献１】特開２００２−２０５１１１号公報（図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、前述の伸線装置においては、ダイスに線材を供給する第１キャプスタンのプーリとダイスから繰り出される線材が巻架されるプーリとがキャプスタンの軸線方向で同一位置に配置され、第２キャプスタンのプーリから第１キャプスタンのプーリへと線材を繰り出す際に、線材は前記軸線に対して傾斜する方向に架け渡されることになる。このため、線材に発生する張力のバランスによっては、線材がプーリの幅方向に移動してプーリの幅方向両端部に形成されたフランジ部に接触してしまい、線材の表面が傷つくおそれがあった。
【０００６】
また、線材はプーリの外周面を一定のスリップ率でスリップしながら移動しているので、プーリの外周面の表面粗さが線材の張力に大きく影響を与えることになる。ここで、線材の張力がばらつくと、線材に大きな引張力が作用して断線したり、線材が緩んで折り曲がったりしてしまうので、プーリの外周面の表面粗さを一定に保つ必要がある。ところが、従来のキャプスタンにおいては、外径の異なるプーリが同軸で結合されているので、その外周面を容易に研磨することができず、表面粗度を一定に保つことは非常に困難であった。
【０００７】
この発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、線材が巻架されるキャプスタンの外周面を簡単に研磨可能であるとともに、線材とキャプスタンとの不要な接触による外傷を防止可能な伸線装置用のキャプスタン及びこのキャプスタンを使用した伸線装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題を解決するために、本発明に係る伸線装置用のキャプスタンは、伸線方向上流側から伸線方向下流側に向かうにつれて線径が段階的に縮径されつつ伸線される線材が巻架される伸線装置用のキャプスタンであって、伸線方向上流側から伸線方向下流側に向かうにしたがい漸次その径が大きくなるテーパ形状とされた巻架部を備えていることを特徴としている。
【０００９】
この構成の伸線装置用のキャプスタンにおいては、線材が巻架される巻架部が、伸線方向上流側から伸線方向下流側に向かうにしたがい漸次その径が大きくなるテーパ形状とされているので、異なる外径のプーリを複数配設することなく、線材に対して縮径加工を連続的に行うことが可能となる。また、線材が巻架される巻架部に径方向外方に張り出したフランジ部が設けられていないので、線材とキャプスタンとの不要な接触を抑制して、線材の外傷を防止できる。
【００１０】
また、線材が巻架される巻架部の外周面が凹凸のないテーパ面とされているので、この外周面の研磨を比較的簡単に行うことができ、その表面粗度を一定に保つことができる。よって、巻架部の外周面をスリップしながら通過する線材の張力のばらつきを抑えることが可能となり、断線や折り曲がり等のトラブルを未然に防止することができる。
【００１１】
また、本発明に係る伸線装置は、前述の伸線装置用のキャプスタンを備えた伸線装置であって、線材を縮径させる縮径加工部と、この縮径加工部に供給される前記線材を巻架する第１キャプスタンと、前記縮径加工部から繰り出される前記線材を巻架する第２キャプスタンと、を有し、これら第１キャプスタン及び第２キャプスタンは、前記伸線装置用のキャプスタンからなり、前記第１キャプスタンは、その軸線が前記第２キャプスタンの軸線に対して傾斜するように配設されていることを特徴としている。
【００１２】
この構成の伸線装置においては、第１キャプスタンの軸線を第２キャプスタンの軸線に対して傾斜するように配設することで、第１キャプスタンに巻架された線材を縮径加工部に供給する際の角度を調整することが可能となり、縮径加工をスムーズに行うことができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、線材が巻架されるキャプスタンの外周面を簡単に研磨可能であるとともに、線材とキャプスタンとの不要な接触による外傷を防止可能な伸線装置用のキャプスタン及びこのキャプスタンを使用した伸線装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に本発明の実施の形態について添付した図面を参照して説明する。図１に本発明の実施形態である伸線装置用のキャプスタンを示す。また、図２に、本実施形態である伸線装置用のキャプスタンを備えた伸線装置の概略を示す。
【００１５】
まず、本実施形態である伸線装置用のキャプスタンについて説明する。
このキャプスタン１０は、軸線Ｏに沿って延びる軸部１１と、線材Ｗが巻架される巻架部１２と、この巻架部１２の伸線方向下流側端部に連設された台座部１３と、を備えている。軸部１１の伸線方向上流側端部は、このキャプスタン１０を軸線Ｏ回りに回転させる回転駆動部としてのモータ１４に連結されている。
【００１６】
巻架部１２は、伸線方向上流側から伸線方向下流側に向かうにしたがい漸次その径が大きくなるテーパ形状とされており、その外周面は凹凸のない滑らかなテーパ面とされている。ここで、この巻架部１２がなすテーパ形状の片面のテーパ角θ、つまり、軸線Ｏに直交する側から見て軸線Ｏと巻架部１２の稜線とがなす角度θは、１°≦θ≦２０°の範囲内に設定され、より具体的には、θ＝５°に設定されている。なお、このテーパ角θについては、後述する中間ダイスＢの配置や個数によって設定されることになる。
【００１７】
次に、前述のキャプスタン１０が使用される伸線装置２０について説明する。
この伸線装置２０は、前述のキャプスタン１０を２つ（第１キャプスタン１０Ｌ及び第２キャプスタン１０Ｒ）備えている。これら第１キャプスタン１０Ｌと第２キャプスタン１０Ｒとの間には、線材Ｗを縮径加工するための中間ダイスＢが配置されている。この中間ダイスＢに線材Ｗを供給する側（図２において左側）が第１キャプスタン１０Ｌとされ、中間ダイスＢから繰り出される線材Ｗを巻架する側（図２において右側）が第２キャプスタン１０Ｒとされている。
【００１８】
ここで、本実施形態では、図２に示すように、複数段の中間ダイスＢが第２キャプスタン１０Ｒの軸線ＯＲと平行になるように配設されている。また、中間ダイスＢよりも伸線方向上流側には、初期ダイスＢＳが配設されている。また、中間ダイスＢよりも伸線方向下流側に仕上げダイスＢＦが配設され、この仕上げダイスＢＦのさらに伸線方向下流側に、伸線された線材Ｗを巻き取るための巻取ボビン２１が配置されている。
なお、複数の中間ダイスＢは、線材Ｗを順次縮径させるために伸線方向上流側から伸線方向下流側に向かうにしたがい段階的に小径となるダイス孔（図示なし）をそれぞれ有している。
【００１９】
そして、本実施形態においては、中間ダイスＢに対して線材Ｗを供給する第１キャプスタン１０Ｌは、図２に示すように、テーパ形状とされた巻架部１２Ｌのうち中間ダイスＢへの供給方向反対側の稜線が、前記供給方向に対して直交するように配置されている。つまり、第１キャプスタン１０Ｌは、その軸線ＯＬが第２キャプスタン１０Ｒの軸線ＯＲに対して傾斜するように配設されているのである。ここで、軸線ＯＬと軸線ＯＲとがなす角度は、第１キャプスタン１０Ｌのテーパ角θと同じく５°に設定されている。
【００２０】
このような構成とされた伸線装置２０は、伸線方向上流側から供給された線材Ｗが初期ダイスＢＳのダイス孔に通されることで初期加工がなされ、第２キャプスタン１０Ｒの上方部分に巻架された後に第１キャプスタン１０Ｌに送られ、この第１キャプスタン１０Ｌに巻架された後に、第１中間ダイスＢ１へと供給される。これを段階的に繰り返していき、第１キャプスタン１０Ｌに巻架された線材Ｗが仕上げダイスＢＦへと供給され、仕上げ加工がなされた線材Ｗが巻取ボビン２１によって巻き取られる。これにより、線材Ｗを所定の線径へと伸線加工する。
【００２１】
次に、伸線装置２０における中間ダイスＢの配置と第１キャプスタン１０Ｌ及び第２キャプスタン１０Ｒのテーパ角θとの関係について説明する。
第１キャプスタン１０Ｌの巻架部１２Ｌのうち外径がＤＬの部分に巻架された線材が中間ダイスＢへと供給され、この中間ダイスＢにおいて減面率αとなる縮径加工が行われ、第２キャプスタン１０Ｒの巻架部１２Ｒのうち外径がＤＲの部分に巻架されるとする。
減面率αは、中間ダイスＢに供給される線材Ｗの直径ｄｉｎ、中間ダイスＢから繰り出される線材Ｗの直径ｄｏｕｔとすると、
α＝１−（ｄｉｎ２／ｄｏｕｔ２）          …（１）
で表される。ここで中間ダイスＢに供給される線材Ｗの速度Ｖｉｎ、中間ダイスＢから繰り出される線材Ｗの速度Ｖｏｕｔとすると、（１）式は、
α＝１−（Ｖｉｎ／Ｖｏｕｔ）             …（２）
で表されることになる。
【００２２】
次に、第１キャプスタン１０Ｌにおけるスリップ率ＳＬ、第２キャプスタン１０Ｒにおけるスリップ率ＳＲは、第１キャプスタン１０Ｌの回転数をｒＬ，第２キャプスタン１０Ｒを回転数ｒＲとすると、
ＳＬ＝１−（Ｖｉｎ／（π・ＤＬ・ｒＬ））    …（３）
ＳＲ＝１−（Ｖｏｕｔ／（π・ＤＲ・ｒＲ））   …（４）
で表される。なお、スリップ率とは、キャプスタン１０の周速度に対するキャプスタン１０の外周面上を通過する線材Ｗの遅れを表すものである。
【００２３】
ここで、第１キャプスタン１０Ｌにおけるスリップ率ＳＬと第２キャプスタン１０Ｒにおけるスリップ率ＳＲとが一致する（ＳＬ＝ＳＲ）ことから、
Ｖｉｎ／  Ｖｏｕｔ＝（ＤＬ・ｒＬ）／（・ＤＲ・ｒＲ）＝１−α  …（５）
さらに、中間ダイスＢの前後における第１キャプスタン１０Ｌの外径ＤＬと第２キャプスタン１０Ｒの外径ＤＲとが同一（ＤＬ＝ＤＲ）であることから、
ｒＬ／ｒＲ＝１−α    →    ｒＬ＝ｒＲ×（１−α）  …（６）
となる。  
【００２４】
また、ｎ段目の第２キャプスタン１０Ｒでのスリップ率ＳＬ（ｎ）とｎ＋１段目の第１キャプスタン１０Ｌでのスリップ率ＳＲ（ｎ＋１）が同一となるので、
１−（Ｖｏｕｔ（ｎ）／（π・ＤＲ（ｎ）・ｒＲ））
＝  １−（Ｖｉｎ（ｎ＋１）／（π・ＤＬ（ｎ＋１）・ｒＬ））…（７）
ここで、Ｖｏｕｔ（ｎ）＝Ｖｉｎ（ｎ＋１）とが同一であることから、  
ＤＲ（ｎ）・ｒＲ＝ＤＬ（ｎ＋１）・ｒＬ      …（８）
ＤＬ（ｎ＋１）×（１−α）＝ＤＲ（ｎ）      …（９）
となる。
【００２５】
ｎ＝１からの帰納法により、
ＤＬ（ｎ＋１）×（１−α）ｎ＝ＤＲ（１）    …（１０）
ＤＲ（ｎ＋１）×（１−α）ｎ＝ＤＲ（１）    …（１１）
となり、減面率αと第１中間ダイスＢ１部分の第２キャプスタン１０Ｒの外径ＤＲ（１）から、第１キャプスタン１０Ｌ及び第２キャプスタン１０Ｒの各段の外径が決定されることになる。
【００２６】
ここで、第１中間ダイスＢ１が配設された位置から第ｎ中間ダイスＢｎが配設された位置までの距離をＨ（ｎ）とすると、
ＤＲ（ｎ）＝ＤＲ（１）＋２Ｈ（ｎ）ｔａｎθ    …（１２）
また、（１１）式から、
ＤＲ（ｎ）＝ＤＲ（１）／（１−α）ｎ−１          …（１３）
（１２）式、（１３）式から、第１中間ダイスＢ１が配設された位置から第ｎ中間ダイスＢｎが配設された位置までの距離Ｈ（ｎ）は（１４）式のように表される。
【００２７】
【数１】
2008200683.tif 000003
【００２８】
以上のように、中間ダイスＢの段数、配置間隔、減面率αなどからキャプスタン１０のテーパ角θが決定されることになる。
【００２９】
このような構成とされた本実施形態であるキャプスタン１０では、線材Ｗが巻架される巻架部１２が、伸線方向上流側から伸線方向下流側に向かうにしたがい漸次その径が大きくなるテーパ形状とされているので、線材Ｗに対して複数の中間ダイスＢにより段階的に縮径加工を行うことが可能となり、伸線加工をスムーズに行うことができる。
また、キャプスタン１０には径方向外方に張り出した部分が形成されていないので、線材Ｗとキャプスタン１０との不要な接触を抑制して線材Ｗの外傷を防止できる。
【００３０】
さらに、巻架部１２の外周面が凹凸のないテーパ面とされているので、巻架部１２の外周面の研磨を比較的簡単に行うことができ、その表面粗度を一定に保つことができる。これにより、線材Ｗの張力のばらつきが抑えられ、断線や折り曲がり等のトラブルを未然に防止することができる。
【００３１】
また、本実施形態であるキャプスタン１０を備えた伸線装置２０においては、第１キャプスタン１０Ｌが、テーパ状とされた巻架部１２Ｌのうち中間ダイスＢへの供給方向反対側の稜線が、前記供給方向に対して直交するように配置されているので、中間ダイスＢに対して線材Ｗを真っ直ぐに供給することが可能となり、縮径加工をスムーズに行うことができる。
【００３２】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、伸線装置において、第１キャプスタンが、その軸線ＯＬが第２キャプスタンの軸線ＯＲに対して傾斜するように配設されたものとして説明したが、これに限定されることはなく、図３に示すように、軸線ＯＬと軸線ＯＲとが互いに平行となるように配置されていてもよい。
また、キャプスタンの形状や構造は、本実施形態に限定されることはなく、伸線装置の構造等に合わせた形状や構造とすればよい。
【実施例】
【００３３】
具体的な数値を用いて、伸線装置における中間ダイスの配置とキャプスタンのテーパ角との関係について具体的に説明する。
１０段の中間ダイスを配設したものとし、その段における第１キャプスタンの外径、第２キャプスタンの外径との関係を表１に示す。
【００３４】
【表１】
2008200683.tif 000004
【００３５】
テーパ角θ＝５°としたキャプスタンを用いた場合には、中間ダイスの位置を表１に示すように配設することで、縮径加工を連続的に行い伸線加工を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施形態である伸線装置用のキャプスタンの側面図である。
【図２】図１に示す伸線装置用のキャプスタンが備えられた伸線装置の概略説明図である。
【図３】図１に示す伸線装置用のキャプスタンが備えられた他の伸線装置の概略説明図である。
【符号の説明】
【００３７】
１０  キャプスタン
１０Ｌ  第１キャプスタン
１０Ｒ  第２キャプスタン
１２  巻架部
２０  伸線装置
Ｂ  中間ダイス（縮径加工部）
【図１】
2008200683.tif 000005
【図２】
2008200683.tif 000006
【図３】
2008200683.tif 000007