(57)【要約】【課題】  線材の走行速度を速くしても、その外周面を均一に隈なく研削できると共に、制御し易くコンパクトな線材表面研削装置の提供。【解決手段】  線材１の軸線の周りに周方向に等間隔に３以上の研削材噴射用のノズル３を放射状に配置する。それと共に、全てのノズル３は互いに対向しないように、夫々線材１の軸線方向に互いに離間して配置される。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一直線状に張設されつつ、その長手方向に移動する線材(1) の外周に研削材(13)を噴射して、その外表面を研削する線材表面研削装置において、
線材(1) の軸線の回りに周方向に等間隔に３以上の研削材噴射用のノズル(3) を放射状に配置すると共に、全てのノズル(3) は互いに対向しないように線材(1) の軸線方向に互いに離間して配置されてなることを特徴とする線材表面研削装置。  
【請求項２】
請求項１において、
隣り合うノズル(3) から噴射される研削材(13)は、線材(1) の外周位置でその大部分が互いに干渉しないように、各ノズル(3) が軸線方向に位置ずれすると共に、
各ノズル(3) の先端と線材(1) との距離は、ノズル(3) から噴射された研削材(13)が少なくとも線材(1) の直径分の広がりが存在するように、配置されたことを特徴とする線材表面研削装置。
【請求項３】
請求項２において、
線材(1) の軸線方向に隣り合うノズル(3) から噴射される研削材(13)が、線材(1) の外周位置でその大部分を互いに干渉させずに且つ、その研削材(13)の広がりの縁が互いに接する程度、各ノズル(3) は軸線方向に位置ずれすると共に、その噴射口(2) が線材(1) に近接された線材表面研削装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれかにおいて、
線材(1) への研削材(13)の噴射位置の搬送方向上流側と下流側とに、線材(1) を張設してその揺れ止めを行う揺れ止め手段(4) を設けた線材表面研削装置。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれかにおいて、
各ノズル口(2) に対向し、前記軸線に対してノズル口(2) の反対側に研削材受け(5) を設けた線材表面研削装置。
【請求項６】
請求項１において、
線材(1) が互いに平行に少なくとも二本張設走行され、隣接する線材(1) の断面の接線方向にノズル(3) の軸線を配置した線材表面研削装置。
【請求項７】
請求項１〜請求項４のいずれかにおいて、
ケーシング(6) と、そのケーシング(6) の中心を貫通する線材挿通孔(7a)と、ケーシング(6) の外周を貫通し夫々のノズル口(2) がケーシング(6) の中心に近接する３以上のノズル(3) と、を具備し、  ケーシング(6) の底部が角錐または円錐状に形成され、その下端に研削材流出口(8) が設けられた線材表面研削装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一直線上に張設されつつその長手方向に走行する線材の外周に研削材を噴射して、線材の外周面を均一に研削する線材表面研削装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
線材は、その製造工程において熱処理に伴い表面に酸化皮膜が形成される。
そこで、酸化皮膜の除去が必要な場合、塩酸等の薬品により表面処理を行う場合と、細かい粒体からなる研削材を圧縮空気と共に線材表面に噴射する場合とがある。
【０００３】
後者の例として本出願人らは、既に、線材表面加工装置および線材表面加工システムを下記特許文献として提案している。この線材表面加工装置および線材表面加工システムは、機械的な手段によって、線材の表面加工を効率的に行うものである。そのために、加工対象となる線材の外径よりも大きい内径を持ち、その内部に線材を挿通して連続的に移動させる管状の研削機構部と、この研削機構部内にその長さ方向一端側から他端側に向けて研削材を空気との混合流体として高速で流動させる研削材流動手段とを備え、研削機構部に混合流体の流路断面を縮小させる絞り部からなる方向変換型研削部を設け、この方向変換型研削部により混合流体の流れ方向を流路の中心側に向け、線材に研削材を接触させて線材の表面加工を可能とするものである。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−０３９３２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前者の薬品による線材の酸化皮膜の剥離は、作業環境を悪化し、薬品等の廃棄物が発生する問題があった。上記文献の発明を除き、研削材の噴射による線材の酸化皮膜の剥離は線材の移動速度が速い場合、線材の表面を均一に隈なく研削することが困難であった。
そこで本発明は、線材の移動速度が速くても、均一に且つ隈なく線材の外表面を研削できるコンパクトなものであると共に、前記特許文献とは異なった制御の容易な装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の本発明は、一直線状に張設されつつ、その長手方向に移動する線材(1) の外周に研削材(13)を噴射して、その外表面を研削する線材表面研削装置において、
線材(1) の軸線の回りに周方向に等間隔に３以上の研削材噴射用のノズル(3) を放射状に配置すると共に、全てのノズル(3) は互いに対向しないように線材(1) の軸線方向に互いに離間して配置されてなることを特徴とする線材表面研削装置である。
【０００７】
請求項２に記載の本発明は、請求項１において、
隣り合うノズル(3) から噴射される研削材(13)は、線材(1) の外周位置でその大部分が互いに干渉しないように、各ノズル(3) が軸線方向に位置ずれすると共に、
各ノズル(3) の先端と線材(1) との距離は、ノズル(3) から噴射された研削材(13)が少なくとも線材(1) の直径分の広がりが存在するように、配置されたことを特徴とする線材表面研削装置である。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項２において、
線材(1) の軸線方向に隣り合うノズル(3) から噴射される研削材(13)が、線材(1) の外周位置でその大部分を互いに干渉させずに且つ、その研削材(13)の広がりの縁が互いに接する程度、各ノズル(3) は軸線方向に位置ずれすると共に、その噴射口(2) が線材(1) に近接された線材表面研削装置である。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれかにおいて、
線材(1) への研削材(13)の噴射位置の搬送方向上流側と下流側とに、線材(1) を張設してその揺れ止めを行う揺れ止め手段(4) を設けた線材表面研削装置である。
請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４のいずれかにおいて、
各ノズル口(2) に対向し、前記軸線に対してノズル口(2) の反対側に研削材受け(5) を設けた線材表面研削装置である。
【００１０】
請求項６に記載の発明は、請求項１において、
線材(1) が互いに平行に少なくとも二本張設走行され、隣接する線材(1) の断面の接線方向にノズル(3) の軸線を配置した線材表面研削装置である。
請求項７に記載の発明は、請求項１〜請求項４のいずれかにおいて、
ケーシング(6) と、そのケーシング(6) の中心を貫通する線材挿通孔(7a)と、ケーシング(6) の外周を貫通し夫々のノズル口(2) がケーシング(6) の中心に近接する３以上のノズル(3) と、を具備し、  ケーシング(6) の底部が角錐または円錐状に形成され、その下端に研削材流出口(8) が設けられた線材表面研削装置である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、線材１の軸線の周りに周方向に等間隔に３以上の研削材噴射用のノズル３を放射状に配置すると共に、全てのノズル３はそのノズル口２が対向しないように、線材１の軸線方向に互いに離間して配置されているから、線材１の全周を均一に余すとこ無く研削することができる。それと共に、各ノズル３どうしは、線材１の軸線方向に互いに離間しているので、各ノズル３から流出する研削材が互いに干渉することなく確実に線材１の外周を効率よく研削できる。
【００１２】
また、上記構成において、隣り合うノズル３から噴射される研削材13は、線材１の外周位置でその大部分が互いに干渉しないように、各ノズル３どうしが軸線方向に位置ずれされている。それと共に、各ノズル３の先端と線材１との距離が、ノズル３から噴射された研削材13が少なくとも線材１の直径分の広がりが存在するように配置されたものにおいては、さらに効率良く確実に線材１の外周を均一に研削することができる。
【００１３】
上記構成において、軸線方向に隣り合うノズル３から噴射される研削材13が、線材１の外周位置で、その大部分を互いに干渉させずに且つ、その研削材13の広がりの縁が互いに接する程度、各ノズル３どうしが軸線方向に位置ずれすると共に、そのノズル口２が線材１に近接されたものにおいては、線材１の捩れ等に影響されず、その外周を確実に研削することができる。
【００１４】
上記構成において、研削材13の噴射位置の上流側と下流側とに線材１を張設して、その揺れ止めを行う揺れ止め手段４を設けたものにおいては、線材１の外周をさらに均一に研削することができる。
上記構成において、線材１に対しノズル口２に対向する反対位置に研削材受け５を設けたものにおいては、噴射された研削材を受け取り、それを下流側に円滑に流下させ、研削材13によるケーシング６内面の損傷等を防止できる。
【００１５】
上記構成において、線材１が互いに平行に少なくとも二本張設走行され、隣接する線材１の断面の接線方向にノズル３の軸線を配置したものにおいては、複数の線材１を同時に隈なく研削することができる。
上記構成において、ケーシング６と、その中心を貫通する線材挿通孔７ａと、ケーシング６の外周を貫通しノズル口２が中心に近接する３以上のノズル３と、を具備し、ケーシング６の底部が角錐または円錐状に形成され、その下端に研削材流出口８が設けられたものにおいては、装置をコンパクトに形成できると共に、研削材13の噴射およびその回収を容易に行い得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
次に、図面に基づいて本発明の実施の形態につき説明する。
図１は本発明の線材表面研削装置における要部を示し、線材１の軸線方向から見たノズル３の配置状態を示す説明図である。また、図２はその線材１の軸線に直交する方向から見たノズル３の配置説明図である。さらに、図３は線材１の軸線方向に隣合う一対のノズル３が線材１の外表面を噴射する噴射範囲を示すものであり、図４は線材１の周方向に互いに９０°離間した四つのノズル３の夫々の線材１に対する噴射範囲を示す説明図である。次に、図５は線材１を張設してその揺れ止めを行う揺れ止め手段４の説明図である。
【００１７】
本発明の線材表面研削装置は、図５の如く、左右に離間して上下一対づつのガイドローラ10，テンションローラ11よりなる揺れ止め手段４によって線材１を張設しつつ、図示しない巻き取り装置を介して線材１を走行させつつ、研削材を線材１の外周面に噴射するものである。この例では、互いに周方向および軸線方向に離間した四本のノズル３から研削材を噴射させて、線材１の外周面を均一に且つ隈なく研削するものである。
【００１８】
ノズル３の配置状態は、図１〜図４に示す如く、線材１の周方向に９０°づつ互いに離間して図１の如く４本のノズル３が配置され、そのノズル３の中心線が線材(1) の軸線に直交する。各ノズル３は、線材１の軸線方向には互いに近接し且つおおよそノズル３の先端部の外周直径の距離で互いに離間している。
また、線材１の外表面とノズル３のノズル口２との離間距離Ｌは、ノズル３の肉厚をｔとしたとき、ｔ／Ｌ＝ｔａｎθであって、実験的にそのθが３°を満足する値である。ここで、ｔ＝１mmとすると、Ｌ＝19mmとなる。これは、図３から明らかなようにノズル３のノズル口２から噴射する研削材13の広がりが、ノズル３の外周に一致したとき、線材１にそれが衝突する距離にある。このようにすることにより、図３の如く隣り合うノズル３の研削材13が線材１の表面上において互いに干渉しないことになる。
【００１９】
逆に言えば、Ｌの長さを図３以上にすると、夫々から噴射した研削材13の拡散範囲の境界部が互いに重なり合い、研削材13どうしが衝突して線材１の研削に役立たなくなることになる。また、Ｌの長さを極端に短くすると、研削材13が線材１の外周に均一に噴射できなくなる。そこでこの例では図３の如く、隣り合うノズル３の噴射範囲の境界部が互いに接する程度となるように、線材１とノズル３のノズル口２との離間距離Ｌを決定するものである。
【００２０】
なお、この例では研削材13の粒径は、一例として0.15mmとし、ノズル３の内直径は 7.5mmとし、ノズル３自体の長さは50〜80cm程度とした。ノズル３の長さをこのように長くした理由は、それを従来のノズルよりも著しく長くすることにより、コンプレッサからの空気圧で研削材13をノズル３内で加速させ、衝突エネルギーを増加させ、研削力を上げることができるからである。このことは、本発明者の実験により明らかとなった。それによって、従来は研削力を上げる際、噴き付け力を増すために大容量のコンプレッサを必要としたが、本発明ではエアーの流量を上げずに済むため、低圧のエアーコンプレッサで対応できるものとなった。その結果、この実施例では研削材13を噴射させるためのエアーコンプレッサの圧力は、低圧である 0.2ＭＰａとした。
また、本発明のノズル３の数は３以上としてが、さらに好ましくは４以上とする。
【００２１】
次に、図５において、線材１の直径を一例として 3.2mmとしたとき、テンションローラ11間の離間距離Ａは 350mm以下が好ましいことが判った。それによって、線材１の揺れを最小限に抑えることができる。
なお、テンションローラ11間の離間距離Ａは線材１の線径その他により調整できるようにすることが好ましい。また、テンションローラ11とガイドローラ10との離間距離（オフセット量）Ｂは、線材１の種類に応じて調整できることが好ましい。
【００２２】
次に、図６は複数の線材１を平行して走行させ、それらを同時に均一に研削する条件についての説明図である。
このときノズル３の噴射方向は、一対の線材１の断面の接線上にノズル３の軸線が存在するようにすれば良い。
図１の例では、ノズル３の噴射方向を４５°としているので、一対の線材１の隙間Ｘは、Ｘ＝（Ｄ／２×√２×２）−Ｄ＝（√２−１）Ｄとなる。一例としてＤ＝ 3.2mmの場合には、Ｘ＝1.33mmとなる。
【実施例】
【００２３】
次に図７〜図１０は本発明の線材表面研削装置の実施例であって、図７はその断面正面図（一部省略）、図８は同側面図、図９は図７のノズル３の近傍の説明図、図１０は同正面図である。
この実施例の線材表面研削装置は、架台12上に正面が略正方形の浅い箱状のケーシング６が立設配置されている。ケーシング６の側面は、図８の示す如く、縦長の矩形に形成されている。ケーシング６の下端は角錐状に形成され、その先端に研削材流出口８が設けられている。ケーシング６の四隅は隅取りされ、そこに夫々ノズル３が水平線に対して４５°の角度でケーシング６を貫通する。
【００２４】
図７において、右上のノズル３から順次時計周り方向に配置されるノズル３は、その先端の外直径分互いに紙面直角方向に離間している。ノズル３の先端は、図９に示す如く、そのノズル口２に対向して研削材受け５が設けられている。この研削材受け５は、線材１の走行する軸線Ｐに対しノズル口２の反対側に位置されている。この研削材受け５は、支持材５ａ，５ｂによってノズル３の先端部に固定されている。
夫々のノズル３の後端には、研削材配管14およびエアー配管15が接続され、夫々の先端がノズル３の後端部に開口する。
【００２５】
次に、ケーシング６の正面および裏面には、図７に示す如く線材挿通孔７ａが形成され、そこに線材１が挿通される。この例では、線材挿通孔７ａは複数の線材を同時に挿通できる直径になっている。ケーシング６の前後には、図８に示す如く、箱状のブラケット16がケーシング６の正面および裏面中央に配置され、内部に少なくとも一対づつのガイドローラ10，テンションローラ11が揺れ止め手段４として設けられている。このブラケット16にも、図１０の如く線材挿通孔７が長円形に形成されている。そして、揺れ止め手段４によって線材１を張設しつつ、それを走行させ、研削材配管14から研削材13を噴出させ、エアー配管15から圧縮空気を噴出させ、研削材13をノズル３内で加速させ線材１にそれを衝突させるものである。
【００２６】
図１１はそれらの制御系統図である。
研削材は、同図において供給槽から各研削材配管14を介し、四つのノズル３に供給される。また、圧縮空気は空気圧縮機から夫々のエアー配管15を介し四つのノズル３に夫々供給される。そして、夫々のノズル３内で加速され、その先端から噴射された研削材は線材の外表面を研削し、ケーシング６の下端の研削材流出口８からサイクロンセパレータに戻される。サイクロンセパレータは、その中心部に集塵機が連通され、線材表面の酸化皮膜を集塵機に吸引すると共に、研削材を貯蔵槽から中間槽を経て供給槽に供給し、再使用される。貯蔵槽と中間槽および中間槽と供給槽の間には、夫々バタフライ弁が介装されると共に、中間槽および供給槽には研削材の量を測定するレベル計が設けられている。バタフライ弁は、流体制御弁により適宜開閉制御される。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の線材表面研削装置の要部を示す正面図。
【図２】同装置の要部を示す側面図。
【図３】図２における隣接するノズル３の研削材13の噴射状態を示す説明図。
【図４】四つのノズル３の各噴射状態を示す説明図。
【図５】揺れ止め手段４と線材１との関係を示す説明図。
【図６】一対の線材１を同時に研削する場合の説明図。
【００２８】
【図７】本発明の線材表面研削装置の実施例を示す断面正面図。
【図８】同装置の側面図。
【図９】同装置のノズル３と研削材受け５との関係を示す説明図。
【図１０】同装置の正面図。
【図１１】同装置の制御系統図。
【符号の説明】
【００２９】
１  線材
２  ノズル口
３  ノズル
４  揺れ止め手段
５  研削材受け
５ａ  支持材
５ｂ  支持材
６  ケーシング
【００３０】
７  線材挿通孔
７ａ  線材挿通孔
８  研削材流出口
10  ガイドローラ
11  テンションローラ
12  架台
13  研削材
14  研削材配管
15  エアー配管
16  ブラケット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2005279786.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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