(57)【要約】      （修正有）【課題】鋼材や鋼線の形状に関係なく適用することができ、ヘアライン加工も同時に可能な皮膜除去方法及びその装置を提供する。【解決手段】複数組の作業椀ペアを用いて砥粒を把持し、把持された砥粒を貫通して鋼線Ｗを通過させて鋼線表面の被膜を除去すると共に、ヘアライン加工も実現する。【選択図】図２
2005161453.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開閉動作可能な保持腕を用いて粒状体を把持し、把持された前記粒状体を貫通して金属材を通過させることで前記金属材表面の被膜を除去するようにしたことを特徴とする被膜除去装置。
【請求項２】
開閉動作可能な保持腕を用いて粒状体を把持し、把持された前記粒状体を貫通して金属材を通過させることで前記金属材表面の被膜を除去するようにしたことを特徴とする被膜除去方法。
【請求項３】
前記保持腕は、固定腕と可動腕に区分されて構成されている請求項１に記載の被膜除去装置又は方法。
【請求項４】
前記固定腕と前記可動腕は、一対一の関係に構成されているか、或いは、一対Ｎ個の関係に構成されている請求項３に記載の被膜除去装置又は方法。
【請求項５】
前記可動腕は、往復運動をしている請求項３又は４に記載の被膜除去装置又は方法。
【請求項６】
前記可動腕は、垂直方向から傾斜して上下運動をしている請求項３又は４に記載の被膜除去装置又は方法。
【請求項７】
前記保持腕は、前記金属材の進行方向に複数列設けられ、前記金属材はその全てを貫通して通過している請求項１〜６の何れかに記載の被膜除去装置又は方法。
【請求項８】
前記可動腕は、隣接する可動腕が往路運動をしていることを条件に、復路運動を開始するよう構成されている請求項３〜７の何れかに記載の被膜除去装置又は方法。
【請求項９】
前記可動腕は、ランダムに往復運動を繰り返すよう構成されている請求項３〜７の何れかに記載の被膜除去装置又は方法。
【請求項１０】
請求項１〜９の何れかの方法又は装置で加工された金属材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属材表面の被膜を確実に除去できる被膜除去方法及び被膜除去装置に関し、典型的には、圧延処理（伸線処理）を終えたステンレス鋼線の被膜を除去してヘアライン加工を施す用途で活用される。
【背景技術】
【０００２】
ステンレス鋼線は、各用途に合致した素材につき、冷間圧延などの伸線加工をすることで製造される。このようなステンレス鋼線では伸線加工時に鋼線表面に付着した潤滑油などの被膜を確実に除去する必要がある。また、熱処理後に酸化スケールなどが生じた場合も、これを確実に除去する必要がある。そのため、一般には、フッ酸や硝酸などによる酸洗処理や、苛性ソーダや有機溶剤などに脱脂処理によって不要物を除去している。しかしながら、これらの薬剤を使用する場合には、その廃液処理などが問題となり、これを軽視すると環境破壊につながりかねない。
【０００３】
また、鋼線表面に髪の毛のような細い線を平行に引いたヘアライン仕上げが要求されることもある。ヘアライン仕上げによって、ヘアライン模様を設けると、汚れにくく、しかも、少々のキズがついても目立たないという利点がある。
【０００４】
ところで、かかるヘアライン加工については、以下の特許文献１及び特許文献２の技術が知られている。
【特許文献１】特開平０３−７７７０６
【特許文献２】特開平０８−２４３９０７  特許文献１の技術は、ステンレス鋼の冷間圧延、焼鈍、仕上げ圧延およびレベリングによりステンレスシートを製造するに当り、仕上げ圧延の工程において、表面を砥石でヘアライン状に粗面化加工したワークロールを使用し、ロール表面のヘアライン状凹凸をステンレスシート上に転写するものである。
【０００５】
また、特許文献２の技術は、噴射ノズルから研磨剤を噴射させ、その後、押えロールを下降させて、上研磨ベルトと下研磨ベルトとでステンレス鋼帯に押圧当接させるものである。
【０００６】
しかしながら、上記の特許文献に記載の方法は、粗面加工したワークロールや研磨ベルトを必要とするものであり、簡易性に欠けるだけでなく、板状の金属材には使用できても金属線には使用できないという欠点がある。そこで、例えば、図５に示すように、移動する金属線Ｗに回転ブラシＢＲを当接させて、金属線表面の被膜を除去し、且つヘアライン模様を設けることが考えられる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、このような構成では、金属線の移動速度が上がると確実に被膜を除去することができないという問題がある。しかも、金属線には単純な円形断面ものだけでなく、図６に示すような、異形線と呼ばれる各種の断面形状のものも存在するので、このような異形線に適用できる技術ではなかった。なお、薬剤処理を採用した場合には、前記したような環境破壊などの問題が生じる。
【０００８】
この発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、金属材や金属線の形状に関係なく適用することができ、しかも、ヘアライン加工も同時に可能な皮膜除去方法及びその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】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明に係る被膜除去方法は、開閉動作可能な保持腕を用いて粒状体を把持し、把持された前記粒状体を貫通して金属材を通過させることで前記金属材表面の被膜を除去するようにしている。また、本発明に係る被膜除去装置は、開閉動作可能な保持腕を用いて粒状体を把持し、把持された前記粒状体を貫通して金属材を通過させることで前記金属材表面の被膜を除去するようにしている。なお、以下の技術内容は、被膜除去装置及び被膜除去方法に適用される。
また、本発明に係る金属材は、上記装置又は方法で加工された金属材である。具体的な金属としては、鉄、アルミウム、チタン、銅などの他、ステンレスなどの合金を例示することができる。
【００１０】
本発明において、粒状体の粒径やその硬度は、加工対象物に合わせて適宜に決定されるが、適宜に選択された砥粒を用いるのが好適である。一般的には、１０〜２４０番程度の砥粒が好ましく、より好ましくは１６〜８０番程度の砥粒、更に好ましくは、２０〜６０番程度の砥粒が使用される。加工対象の金属材は、好ましくは鋼材であり、更に好ましくはステンレス鋼である。金属材の形状は板材でも線材でも良いが、金属の線材を対象とするのが好適である。但し、線材の断面形状は、必ずしも円形である必要はなく、任意の異形線でも良い。
【００１１】
本発明の保持腕は、開閉動作可能であれば、その構成は特に限定されないが、固定腕と可動腕に区分されて構成されるのが好適である。ここで、固定腕と可動腕は、一対一の関係に構成されているか、或いは、一対Ｎ個の関係に構成されているのが好ましい。
【００１２】
前記保持腕の開閉動作は、直線的な動作でも、円弧状の動作を含む他の動作でも良いが、何れにしても、前記可動腕が、往復運動をしているのが好ましい。なお、円弧状の動作には、人間が手を握るような動作も含まれる。
【００１３】
前記保持腕が直線的な動作をする場合、前記可動腕は、垂直方向から傾斜して上下運動をするのが好ましい。また、前記保持腕は、前記金属材の進行方向に複数列設けられ、前記金属材はその全てを貫通して通過するのが好適である。
【００１４】
また、前記可動腕は、隣接する可動腕が往路運動をしていることを条件に、復路運動を開始するよう構成するのが好ましい。この場合、複数個の可動腕は規則的な動作でも良いが、ランダムに往復運動を繰り返すよう構成するのが好適である。
【発明の効果】
【００１５】
上記した本発明によれば、金属材や金属線の形状に関係なく表面の被膜を除去することができ、しかも、薬剤を使用する必要もない。また、ヘアライン加工も同時に可能であり、しかも、高速で処理しても仕上がりが安定しており、高品質の金属材を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施例に基づいて本発明の実施形態を説明する。図１は、実施例に係る被膜除去装置ＥＱＵを示す概略構成である。また、図２（ａ）は、本装置ＥＱＵの平面図、図２（ｂ）は、本装置ＥＱＵの要部を図示したものである。
【００１７】
図１及び図２に示すように、この被膜除去装置ＥＱＵは、水平面上に配置される機器制御部１と、機器制御部１の上部に載置される除去作業部２と、除去作業部２に砥粒を供給する砥粒供給部３とを中心に構成されている。
【００１８】
機器制御部１は、砥粒供給部３に砥粒を吸い上げるブロアＢＬと、除去作業部２から落下してくる砥粒を収容する収容部４と、収容部４の砥粒に混入している不純物（鋼線の被膜など）を分離して回収する回収部５と、装置全体の動作を制御する制御装置（不図示）とを備えている。ここで、収容部４は、連通管Ｐ１によって除去作業部２と一体化されており、収容部４は、回転振動体ＭＯの動作によって除去作業部２と共に振動している。
【００１９】
ブロアＢＬは、砥粒供給部３に内蔵されたフィルタＦｉを通して砥粒供給部３の空気を吸引することで、収容部４から砥粒供給部３に向けて砥粒を吸い上げている。収容部４は、背面に向けて傾斜する前後傾斜部４ａと、背面側で中央部に向けて傾斜する左右傾斜板（不図示）とを備えて構成されており、除去作業部２から落下した砥粒は、自重によって背面側の中央部に集合するようになっている。
【００２０】
先に説明したように、収容部４は、除去作業部２と共に振動している。そして、前後傾斜部４ａは、正常な砥粒の粒径より細かいメッシュ状に形成されているので、砥粒が前後傾斜部４ａを転がり落ちる過程で、粒の細かい砥粒や、鋼線の剥離片などは、回収部５に落下することになる。このように、本装置ＥＱＵでは、鋼線の剥離除去作業によって砕かれ、細かくなった砥粒は、不純物である剥離片と共に、順次、回収部５に回収される。
【００２１】
除去作業部２は、略直方体の外箱２ａと矩形板状の開閉蓋とを備えており、４本の脚部と、その下部に装着されるゴム材やスプリングによる緩衝吸収材とを介して機器制御部１に固定されている。外箱２ａの底板には、回転振動体ＭＯが装着されており、回転振動体ＭＯの回転によって外箱２ａ全体が振動するようになっている。回転振動体ＭＯは、具体的には、回転モータの回転軸８ａの両端に偏芯ウェイト９ａ，９ｂが装着されて構成されている。偏芯ウェイト９ａ，９ｂは、例えば、扇形に形成されたウェイトであり、その扇形中心部と回転モータの回転軸８ａとが接続されている。
【００２２】
除去作業部２の内部には、最下部に配置される傾斜板１０と、傾斜板１０の上面において垂直方向に形成された内箱１１と、内箱１１に砥粒を供給する導入管１２ａ〜１２ｃと、砥粒を介して鋼線Ｗを握る把持部１３とが設けられている。この実施例では、鋼線Ｗは、外箱２ａと内箱１１を貫通して左側から導入された後、把持部１３の部分を通過することで鋼線表面の被膜が剥離され、内箱１１と外箱２ａを貫通して右側に向け導出される。
【００２３】
図１に示すように、内箱１１の側面には、押圧によって砥粒が流出する程度の大きさの開口穴Ｈが複数個形成されている。そのため、被膜除去作業部２の動作時には、内箱１１の側面から砥粒が押し出され、押し出された砥粒が、傾斜板１０に落下することになる。また、内箱１１の上流側底面と下流側底面は、連通管Ｐ１，Ｐ２を介して収容部４に接続されている。ここで、上流側の連通管Ｐ１は剛体で構成されており、外箱２ａと収容部４とが連通管Ｐ１によって連結されることにより、収容部４も外箱２ａと共に振動することになる。なお、この連通管Ｐ１，Ｐ２は、内箱１１の砥粒を強制排出する際に開放されるものであり、通常時には閉塞されている。
【００２４】
傾斜板１０の上流側（左端部）と下流側（右端部）には、外箱２ａを貫通して開口穴が形成されており、各開口穴はダクト１４ａ及びダクト１４ｂ〜１４ｄを通して、収容部４に連通している（図２（ａ）参照）。そのため、内箱１１と傾斜板１０の右端部まで移動された砥粒は、ダクト１４ｂ〜１４ｄに誘導されて収容部４に回収されることになる。
【００２５】
図２（ｂ）及び図３に示すように、上記した把持部１３は、互いに傾斜して側面視Ｖ字状に配置される２つの取付板１５（１５ａ，１５ｂ）と、各取付板１５の下端部に固定される複数個の固定腕１６…１６（前方固定腕１６ａ，後方固定腕１６ｂ）と、各取付板１５に沿って往復運動する複数個の可動腕１７…１７（前方可動腕１７ａ，後方可動腕１７ｂ）と、各可動腕１７…１７を駆動するエアシリンダ１８…１８とを中心に構成されている。可動腕１７…１７は、取付板１５ａ，１５ｂに沿って垂直方向斜めに往復運動するので、降下動作時にも、砥粒から極端な抵抗力を受けない。
【００２６】
前後の固定腕１６ａ，１６ｂは、１個ずつ互い違いに配置され、全体として水平一直線上に配置される。この固定腕１６…１６の配置に対応して、前後の可動腕１７ａ，１７ｂも、それぞれ固定腕１６ａ，１６ｂに対面して、１個ずつ互い違いに配置され、全体として水平一直線上に配置される。
【００２７】
図３に現れるように、固定腕１６は、やや薄肉な直方体の本体部１８と、本体部１８に連続する先端部１９とで構成され、全体として断面Ｊ字状に形成されている。ここで、Ｊ字状の先端部１９は、鋼線Ｗを囲むように近接して配置され、鋼線Ｗは、固定腕１６と非接触で移動するようになっている。
【００２８】
可動腕１７は、やや薄肉な直方体の本体部２０と、本体部２０に連続する先端部２１とで構成されている。可動腕１７の先端部２１は、固定腕１６に対面する内側端面が円弧状に切り欠かれることにより、先端ほど薄肉に形成されている。そして、可動腕１７が限界位置まで降下した状態では、可動腕１７の先端部２１と、固定腕１６の先端部１９とで、砥粒を介して鋼線Ｗを非接触で把持するようになっている。以下、互いに対面する可動腕１７と固定腕１６の一組を、作業腕ペア（１６，１７）と呼ぶことがある。
【００２９】
ところで、可動腕１７…１７は、エアシリンダ１８…１８に駆動されて、取付板１５に沿って往復運動するが、その動作は、可動腕１７…１７の上限位置ＳＨと下限位置ＳＬに配置されたセンサ（不図示）の出力に基づいて、制御装置によって制御されている。
【００３０】
図１に示すように、砥粒供給部３は、収容部４に連通する投入筒２２と、投入筒２２とブロアＢＬの間に位置する緩衝筒２３とで構成されている。投入筒２２の導入通路は、その円筒内面の接線方向に形成されているので、収容部４から吸引された砥粒は、投入筒２２の円筒内面に沿って渦巻き状に回転しつつ自重によって降下して投入筒２２に貯まる。そして、投入筒２２に貯まった砥粒は、自重によって移動して導入管１２ａ〜１２ｃを通して内箱１１に供給される。
【００３１】
緩衝筒２３は、投入筒２２を通過した微細な砥粒を回収する部分であり、内蔵されたフィルタ部材Ｆｉの内部のみがブロアＢＬに連通している。そして、緩衝筒２３の下端部は、集塵機２４に接続されているため、緩衝筒２３に導入された砥粒についても、収納容器２５に落下するか、或いは集塵機２４に集められることになる。
【００３２】
続いて、上記の構成からなる被膜除去装置ＥＱＵの動作、特に、把持部１３の動作について説明する。なお、動作開始時には、内箱１１の中には、固定腕１６…１６が埋まる程度まで砥粒が収容されている。
【００３３】
この状態で被膜除去装置ＥＱＵの電源が投入されると、ブロアＢＬが動作して砥粒の吸上げ動作が開始されると共に、導入管１２ａ〜１２ｃの流路が開放される。そして、複数個の可動腕１７…１７が一斉に固定腕１６…１６に向けて降下動作を開始する。この降下動作はエアシリンダ１８の一定圧力によって実現されるが、微妙に流動する砥粒の状態、特に、隣接する作業腕ペア（１６，１７）が砥粒を把持しているか否かに応じて、降下する可動腕１７…１７の受ける抵抗が微妙に相違する。
【００３４】
そのため、いち早く下限位置に達する可動腕１７が存在する反面、他の可動腕１７に遅れて下限位置に達する可動腕１７も存在する。そこで、この実施例では、この時間差を活用して、複数個の可動腕１７…１７のランダムな降下動作を実現している。この動作は、上限位置ＳＨに配置された上限センサと、下限位置ＳＬに配置された下限センサと、エアシリンダ１８の動作を制御する制御回路によって実現される。
【００３５】
この点を図４に基づいて具体的に説明すると、下限位置ＳＬに到達した可動腕１７ａ−１は、その前方に位置する左右２つの可動腕１７ｂ−１，１７ｂ−２が、降下動作中であることを条件に上昇動作を行う。なお、可動腕１７ｂ−１，１７ｂ−２が降下動作中であるか否かは、可動腕１７ｂ−１，１７ｂ−２が直近に上限位置ＳＨを通過しているか否かで判断できる。直近に上限位置ＳＨを通過していれば降下動作中であり、直近に下限位置ＳＬを通過していれば上昇動作中である。
【００３６】
そして、下限位置ＳＬに到達した可動腕１７ａ−１０は、その前方に位置する左右２つの可動腕１７ｂ−１０，１７ｂ−１１の何れかが上昇動作中であれば、２つの可動腕１７ｂ−１０，１７ｂ−１１とも降下動作に移行するまで停止したままとする。ここで、可動腕１７ｂ−１０の上昇動作は、砥粒の抵抗を殆ど受けないため、ほぼ瞬間的に実現されるので、ほんの少し待機すると可動腕１７ｂ−１０も降下動作に移行することになる。
【００３７】
可動腕１７が上昇動作を開始する上記の条件は、全ての可動腕１７…１７に適用されるので、微妙に異なる砥粒の抵抗力に基づき、全ての可動腕１７…１７が極めてランダムに往復運動することになる。そのため、作業腕ペア（１６，１７）による砥粒の把持動作もランダムに行われることになり、結果的に、砥粒中を通過する鋼線Ｗは、常に何れかの作業腕ペア（１６，１７）で把持されていることになり、鋼線Ｗの表面皮膜を確実に除去できることになる。
【００３８】
このようにして、砥粒を循環させつつ被膜除去作業を繰り返すと、剥離したステンレス片や被膜片が砥粒中に混じることになる。しかし、ステンレス片や被膜片などの異物は細かいので、収容部４に設けた前後傾斜部４ａの篩い機能によって異物を除去することができる。
【００３９】
以上、本発明の実施例について具体的に説明したが、具体的な記載内容は特に本発明を限定する趣旨ではない。すなわち、本発明の趣旨を逸脱することなく各種の改変が可能であり、例えば、作業ペアを構成する固定腕と可動腕は、各一個であっても各複数個であっても良い。また、固定腕や可動腕の形状についても、鋼線などの金属材の形状に合わせて適宜に変更される。砥粒についても同様であり、加工対象物や加工目的に合わせて適宜なものが選択される。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】実施例に係る被膜除去装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】被膜除去装置の平面図（ａ）と作業腕ペア（ｂ）を図示したものである。
【図３】可動腕を固定腕との関係で図示したものである。
【図４】可動腕の動作を説明する図面である。
【図５】従来のヘアライン加工の方法を説明する図面である。
【図６】異形のステンレス線の断面形状を例示したものである。
【符号の説明】
【００４１】
（１６，１７）    一対の保持腕
Ｗ                金属材（鋼線）
ＥＱＵ            被膜除去装置
１６ａ，１６ｂ    固定腕
１７ａ，１７ｂ    可動腕
【図１】
2005161453.tif 000003
【図２】
2005161453.tif 000004
【図４】
2005161453.tif 000005
【図５】
2005161453.tif 000006
【図６】
2005161453.tif 000007
【図３】
2005161453.tif 000008