(57)【要約】【課題】ブラスト装置内での研削材の滞留を防止できる線材の表面処理装置および線材の表面処理方法を提供する。【解決手段】ブラスト装置１の筐体４０の下部に振動加振器２７を配置し、この振動加振器２７を間欠的に稼働させて筐体４０の壁面に滞留する研削材１７を下方へふるい落とし、研削材１７を循環させてブラスト処理に用いる。また、筺体４０内の研削材供給配管となるウレタンホース３０及びブラストノズル４〜７に、帯電した研削材１７が付着して滞留することも防止するため、研削材１７の滞留箇所に静電除去装置２６から、イオン化された圧縮空気を吹き付けて除電を行い、研削材１７の筐体４０内への滞留を防止する。【選択図】図１
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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の外周に、硬質微粒子よりなる研削材を噴射して上記線材の外表面を連続してブラスト処理するブラスト装置を備えた線材の表面処理装置において、上記ブラスト装置は、上記研削材を噴射する加工処理部を収納する筐体、上記筐体に配置され、上記研削材を貯留するとともに上記研削材を上記加工処理部に供給する研削材供給部、上記加工処理部から噴射され上記筐体の下部に溜まった上記研削材を上記研削材供給部に循環させる研削材循環部、上記筐体の下部の外側面に設置され、上記筐体を振動させる振動加振器、上記筐体内部の上記研削材が滞留する箇所に対しイオン化された圧縮空気を吹き付ける静電除去装置を備えたことを特徴とする線材の表面処理装置。
【請求項２】
上記振動加振器は、上記筐体の下部に設けられた上記研削材が溜められる貯粒部近傍に配置され、複数個の上記振動加振器が上記貯粒部を中心に対向配置されて設置されたことを特徴とする請求項１記載の線材の表面処理装置。
【請求項３】
上記振動加振器は、駆動時間と停止時間が繰り返される間欠動作を行うことを特徴とする請求項１または請求項２記載の線材の表面処理装置。
【請求項４】
上記振動加振器は、上記筐体内に上記研削材が所定量以上滞留した場合に稼働することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の線材の表面処理装置。
【請求項５】
ブラスト装置の筐体内において、一直線状に張設されつつその長手方向に移動する線材の外周に、硬質微粒子よりなる研削材を噴射して上記線材の外表面を連続的にブラスト処理するとともに、上記筺体内に配置された上記研削材の供給配管にイオン化された圧縮空気を吹き付ける工程、上記筐体の下部を間欠的に振動させ、上記筐体内に滞留する上記研削材に振動を与える工程を含むことを特徴とする線材の表面処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、長尺材である線材の表面を研削処理する線材の表面処理装置及び線材の表面処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
数本の鋼製素線を撚り合わせた線材（ストランド）をさらに撚り合わせた鋼線ロープに樹脂を被覆する際、鋼線ロープに接着剤を塗布し、樹脂を接着固定する場合がある。この時、鋼線ロープの表面、即ち線材の表面に汚染物質などの付着があると、接着材との濡れが悪く、接着強度の低下や強度のばらつきが生じる。そこで、このような線材表面の汚染物質を除去するものとして、硬質微粒子の研削材を圧縮空気とともに線材表面に噴射して、線材の外表面を加工する装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、線材を巻出す巻出し部と、走行する線材に対して研削材を噴射する噴射部と、研削処理された線材を巻取る巻き取り部を有するブラスト装置において、線材の走行時の姿勢を安定させて線材の外表面を均一に処理するものとして、線材の軸線回りに周方向に等間隔で放射状に配置し、互いに対向しないように線材の軸線方向に互いに離間して配置した複数本のブラストノズルと、各ブラストノズルの噴射側に配置し、線材が嵌る溝を有する２個で一組の取り外し可能な溝付背板からなる線材の揺れ抑制手段が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２７９７８６号公報
【特許文献２】特開２０１０−６４１８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
バッチ処理を行うブラスト装置では、１個の製品の処理にかかる時間は長くて数分程度であり、研削材の未噴射状態が一時的に発生しても問題となることが少ないが、長尺の線材を処理対象とし、一定速度で走行させつつ、その外表面を連続処理する場合、処理時間が数時間と長くなる場合がある。その処理時間内に研削材の未噴射状態が発生してしまうと、加工処理されない部分ができ、製品全体が不良となる。そのため、研削材の噴射安定性を向上させることが線材の表面加工装置及び線材の表面加工方法に求められている。
【０００６】
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、研削材を滞留させることなく循環させ、線材の外表面をむらなく均一に加工処理するとともに、その加工処理を連続で長時間安定して実現することが可能な線材の表面処理装置及び線材の表面処理方法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】
【０００７】
この発明に係わる線材の表面処理装置は、一直線状に張設されつつその長手方向に移動する線材の外周に、硬質微粒子よりなる研削材を噴射して上記線材の外表面を連続してブラスト処理するブラスト装置を備えた線材の表面処理装置において、上記ブラスト装置は、上記研削材を噴射する加工処理部を収納する筐体、上記筐体に配置され、上記研削材を貯留するとともに上記研削材を上記加工処理部に供給する研削材供給部、上記加工処理部から噴射され上記筐体の下部に溜まった上記研削材を上記研削材供給部に循環させる研削材循環部、上記筐体の下部の外側面に設置され、上記筐体を振動させる振動加振器、上記筐体内部の上記研削材が滞留する箇所に対しイオン化された圧縮空気を吹き付ける静電除去装置を備えたものである。
【０００８】
また、この発明に係わる線材の表面処理方法は、ブラスト装置の筐体内において、一直線状に張設されつつその長手方向に移動する線材の外周に、硬質微粒子よりなる研削材を噴射して上記線材の外表面を連続的にブラスト処理するとともに、上記筺体内に配置された上記研削材の供給配管にイオン化された圧縮空気を吹き付ける工程、上記筐体の下部を間欠的に振動させ、上記筐体内に滞留する上記研削材に振動を与える工程を含むものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明の線材の表面処理装置によれば、振動加振器により筐体を振動させて、筺体の壁面に滞留する研削材を下方に払い落として循環させることができ、静電除去装置により筐体内部の研削材が滞留する箇所にイオン化圧縮空気を吹き付けることで帯電した研削材の除電を行い、研削材の筐体内における滞留を防止することができる。
【００１０】
また、この発明の線材の表面処理方法によれば、筺体の下部を間欠的に振動させることで、筺体内に滞留する研削材に振動を与えて、下方に払い落として循環させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１の線材の表面処理装置の概略図である。
【図２】本発明の実施の形態１のブラスト装置への線材の供給状態を示す概略図である。
【図３】本発明の実施の形態１の線材の表面加工処理の状態を示す概略図である。
【図４】本発明の実施の形態１の線材の別の表面加工処理の状態を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施の形態１．
まず、線材の表面処理装置の主構成部であるブラスト装置にて、ブラスト処理中に硬質微粒子である研削材がブラストノズルから噴射されない未噴射状態がどのように発生するのか説明する。研削材は、耐摩耗性に優れるウレタンホースなどを介して筐体上部の貯粒部からブラストノズルへと送られる。その際、ウレタンホース内壁との摩擦によって静電気が発生し、研削材が帯電する。帯電した研削材は筐体内部の壁面やブラストノズル、線材の揺れ抑制手段となる部品、ホース、支柱などに静電付着する。そのため、筺体内に研削材が滞留し、筺体下部から上部の貯粒部への研削材の循環量が次第に減っていく。筐体上部の貯粒部の不足センサが反応し、研削材の補給を装置の外部から行うが、滞溜量が多いため、補給が間に合わず、連続で長時間運転すると、ブラストノズルから研削材が噴射されない未噴射状態が発生し、線材に未処理部分が発生する。
【００１３】
研削材の未噴射状態発生の原因は、研削材がブラスト装置筐体内や研削材供給配管などの部材に静電付着し、滞溜すること、また、研削材が筐体内壁や筐体下部に溜まり、循環が良好になされないことであると分析できる。
上述したように、長尺材である線材の加工処理においては、製品内の部分的な不良が製品全体の不良となってしまうため、研削材の筐体内での静電付着を防止することと、研削材の筐体内での滞留を防止すること、これら両方の問題を解決しなければ良品を得ることができない。
【００１４】
そこで、本願発明では、研削材の筐体内での静電付着を防止するために、筺体外に静電
除去装置を設け、その静電除去装置（イオナイザー）からチューブを筐体内に引き込んで、研削材の滞留箇所にイオン化された圧縮空気をシャワー状に吹き付けることで除電を行い、静電付着を防止するとともに、筐体下部の研削材の貯粒部近傍の外側面に、２個の振動加振器を対向して設置し、それらの振動加振器を間欠的に可動させることで研削材の筐体内での滞留を防止することで、長時間の安定なブラスト加工処理を実現することを提案する。
【００１５】
次に、この発明の実施の形態１について図１〜図４を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明の線材の表面処理装置の主構成部であるブラスト装置の概略図を示しており、ブラスト装置の筐体内部には研削材を噴射するブラストノズルが配置され、加工処理される線材が紙面手前から奥行方向（またはその逆方向。）へ搬送されつつ処理される状態を示している。図２は、ブラスト装置へ、線材を供給し、ブラスト処理を行う状態を示す概略図であり、図２の一点鎖線に沿った断面図が図１の概略図に相当する。図３は、ブラスト装置内の一つのブラストノズルから線材に研削材が噴射され線材の表面を研削加工する状態を拡大表示した概略図である。図４は、ブラスト装置によって表面を研削加工された線材に対し、線材の表面にプライマの膜を形成するプライマ塗布装置を示す図であり、プライマ塗布装置による線材の処理状態を示す概略図である。なお、各図中、同一符号は同一あるいは相当部分を示すものとする。また、この発明の実施の形態１において、線材である鋼製素線とは、断面形状が円、概略円形、角、異形の単線、それら単線を撚った長尺材をいい、その材質は鋼、軽合金、複合材などで、その硬度は問わないものである。
【００１６】
まず、図１及び図２のブラスト装置１に供給される線材１１は、例えば、ロープグリスを含浸せず伸線潤滑剤のみで加工した数本の鋼製素線を撚り合わせた直径１．３ｍｍのストランドである。
次に、ブラスト処理およびその前後の一連の処理について説明する。この線材１１を、イソプロピルアルコールもしくはメチルエチルケトンとトルエンの混合液で満たした超音波洗浄装置に通して、加工潤滑剤を除去し、熱風乾燥炉にて乾燥する。
【００１７】
上述したように、ブラスト処理前の線材１１の処理を行った後、図２に例示するように、ブラスト装置１の前側に備えられたカウンタウェイト１０によって、線材１１の弛みが防止された状態で、線材１１はブラスト装置１に通される。ブラスト装置１内においては、線材１１は、図３に示すような線材１１の揺れ抑制手段として設けられた２個で一組からなる溝付背板２の溝３に通され、水平に、かつ長手方向に送られ、張設された状態でブラスト処理が行われる。ブラスト装置１内には、線材１１の外周９０°毎に線材１１の断面中心に向けて配置した４本のブラストノズル４、５、６、７が走行方向に順次配置され、各ノズルの対向する位置には揺れ抑制手段の溝付背板２が配置されている。ブラスト装置１に通された線材１１には、ブラストノズル４〜７から研削材が吹き付けられる状態となり、線材１１の全周面の酸化膜除去と粗面化（ブラスト処理）が行われる。ここで、研削材は、例えば＃180以上の粒径が小さい尖形状部を有する微粉アルミナ系砥粒を使用する。
なお、図３に示すように、ブラスト装置１内には、一組の溝付背板２に挟持され、線材１１の走行方向と平行に配置された支柱１６があり、これらによって揺れ抑制手段が構成されている。この支柱１６は、ゴム製のカバー８により被覆され、ブラストノズル４〜７から噴射される研削材１７が当たって破損しないように保護されている。
【００１８】
ブラスト処理後、線材１１の表面に、ブラスト装置１内に浮遊する微小な埃が付着していると、次工程のプライマ塗布で支障をきたす恐れがあるため、ブラスト装置１の出口に設けた円筒状のエアワイパ（風箱）９で線材１１表面の付着物の埃を吹き飛ばす。
ブラスト処理後の線材１１の表面は活性で、化学反応が起きやすく、放置すると空気と
反応して酸化が進む。これを抑制し、線材１１と接着剤との濡れ性（wetting）を良くす
るため、図４に示すように、ブラスト処理後すぐに、プライマ塗布装置１４のプライマ液槽に線材１１を通し、熱風乾燥炉１５で乾燥して、プライマの膜を作る。以上のように、線材１１のブラスト処理及びその前処理と後処理が行われる。
【００１９】
次に、この発明の実施の形態１について、図１のブラスト装置概略図を用いてより詳細に説明する。本発明の線材の表面処理装置は、一直線状に張設されつつその長手方向に移動する線材１１の外周に、硬質微粒子よりなる研削材１７を噴射して線材１１の外表面を連続してブラスト処理するブラスト装置１を備えており、ブラスト装置１は、研削材１７を噴射する加工処理部３４を収納する筐体４０、筐体４０に配置され、研削材１７を貯留するとともに研削材１７を加工処理部３４に供給する研削材供給部３３、加工処理部３４から噴射され筐体４０の下部に溜まった研削材１７を研削材供給部３３に循環させる研削材循環部３２、筐体４０の下部の外側面に設置され、筐体４０を振動させる振動加振器２７、振動加振器２７による振動が加わりにくく筐体４０内部の研削材１７が滞留しやすい箇所（研削材滞留箇所）である研削材の供給配管（ウレタンホース３０およびブラストノズル４〜７を含む。）に対しイオン化された圧縮空気を吹き付ける静電除去装置２６を備えている。
【００２０】
図１のブラスト装置１内で、ブラスト処理が行われる領域が加工処理部３４に相当し、線材１１の走行スペースの周囲に配置される研削材噴射口であるブラストノズル４〜７が含まれる。
ブラスト処理に用いられる研削材１７は、ブラスト装置１の筐体４０上部の貯粒部２４に溜められ、加工処理部３４のブラストノズル４〜７まで伸びるウレタンホース３０を経由して供給される。貯粒部２４及びウレタンホース３０は研削材供給部３３に相当する。
ブラスト処理に用いられた研削材１７は、ブラスト装置１の筐体４０の内壁のゴムシートに衝突後、失速して重力で筐体４０下部の貯粒部２３に落ち、隣接して設けられた集塵機（図示せず。）によって筐体４０の下部から、筺体４０の上部の貯粒部２４に吸い上げられる。研削材１７を筐体４０の下部から上部に循環させるための構成部が研削材循環部３２に相当し、筺体４０下部に位置する貯粒部２３、筺体４０の下部から上部へ伸びる配管部３１、図示しない集塵機等が含まれる。
【００２１】
筺体４０の下部の貯粒部２３から、筺体４０の上部に配置された貯粒部２４に、研削材１７が循環される途中に、研削材１７は分級機にかけられ、ブラスト処理に用いられて微細化された研削材１７や研削くず（粉塵。線材１１から削り取られた物質。）は、集塵機側に回収される。
筐体４０上部の貯粒部２４には、研削材１７の不足を検知する不足センサ２８が配置され、この不足センサ２８が反応すると、隣接して設けられた補給機２２から研削材１７が筐体４０内またはその循環系へ補給される。ここで、不足センサ２８は、静電容量型レベルセンサを使用しており、被測定物の静電容量を検出することで被測定物の有無を判定しているセンサであり、同様のセンサが補給機２２内にも配置される。
【００２２】
ブラスト装置１の筐体４０内部には研削材１７の噴射圧によって複雑な気流ができ、壁面、支柱、ホースなどで研削材の滞留しやすい箇所が発生する。また、研削材１７が帯電するため、筺体４０の内壁面に付着しやすい。
そこで、ブラスト装置１の筐体４０外側面に静電除去装置２６を複数台設置する。静電除去装置２６と接続した形状保持機能を持つチューブを筐体４０内部に引き込み、研削材１７が溜まる各滞留箇所に、静電除去装置２６から、それぞれイオン化させた圧縮空気をシャワー状に吹き付け、帯電した研削材１７を除電することでブラストノズル４〜７やウレタンホース３０に研削材１７が滞留することを防止する。このイオン化圧縮空気は、プラスとマイナスのイオンからなり、電気化学的に非常に活性であり、筺体４０内に引き込
むチューブが長くなると、そのチューブ内で互いのイオンが反応して中性の空気に戻る量が増え、イオンが減って除電効果が減少する。そこで、チューブ長が短くなるように（500ｍｍ以下）静電除去装置２６を設置する。
【００２３】
また、静電除去装置２６から研削材滞留箇所に吹き付けるイオン化圧縮空気は、一様な空気圧となるように吹き付ける以外に、圧力を変化させて吹き付けるようにすることで、筺体４０内の気流に変化を付け、効率良く滞留した研削材１７を下方へ払い落とすことも可能であり、適応するブラスト装置１の形状や内部配管の配置、研削材１７の滞留箇所に応じてイオン化圧縮空気の吹き付け方法を決めることができる。
【００２４】
また、筺体４０下部の貯粒部２３近傍の外側壁面に２個の振動加振器２７を配置する。つまり、複数の振動加振器２７を、貯粒部２３を中心として対向配置するように、筐体４０の外側面下部に設置する。振動加振器２７には圧縮空気で駆動するピストンバイブレータを使用する。動作条件の一例は、OFF時間30sec／ON時間10secの間欠繰返し動作とする。振動加振器２７の稼働状態を間欠運動とする理由は、連続して加振した場合に、筺体４０下部の貯粒部２３で研削材１７が密に詰まり、排出周辺の研削材１７が崩れず、筺体４０上部の貯粒部２４への搬送が止まり、研削材１７の循環が止まる場合があるためである。間欠運動によって筐体４０を振動させる実験を行った結果、連続して加振した場合のような研削材１７の目詰まりは発生せず、研削材１７の循環が良好に行われたことを確認できた。
【００２５】
なお、２個の振動加振器２７の配置は、筺体４０下部の外側面に貯粒部２３を中心として対向配置する場合を例示したが、図１のように筐体４０下部の断面形状が漏斗型で、中央下部に向かう傾斜面が２面である場合に、図中に記載したように左右対称となるように２個を配置することで、筺体４０内下部周辺の壁面に振動を効率良く加えることができる。また、振動加振器２７を一個だけ配置する場合には、その配置部位は、筺体４０の外側面下部であれば良い。あるいは、筺体４０の下部形状によっては、３個以上の個数とすることが適している場合もある。
【００２６】
また、振動加振器２７の稼働のさせかたであるが、振動加振器２７を連続して振動させた場合は、その振動によって筐体４０の脆弱部が疲労破壊する場合があるが、間欠運動させることで、連続振動の場合と比較して疲労破壊を抑制することができる。
ここで、振動加振器２７だけを筐体４０に取り付け、研削材１７の滞留防止をした場合は、例えば、研削材１７がウレタンホース３０上に溜まっていても振動加振器２７の振動は間接的にしかウレタンホース３０に伝わらず、ふるい落とすことは難しい。そこで、上述の静電除去装置２６を併用し、研削材１７を除電することでウレタンホース３０に研削材１７を滞留させにくくし、さらにイオン化圧縮空気で、研削材１７の供給配管に滞留した研削材１７を吹き飛ばして落とすことで、研削材１７の滞留を防止し、研削材１７の循環を良好なものとすることができる。
【００２７】
このように、長尺材のブラスト処理においては、数時間にわたって安定したブラスト処理状態を保つことが必須であり、研削材１７の循環状態や供給状態に異常が出ないように何重にも対策をすることで製品の品質向上の効果を得ている。その対策とは、上述したようなイオン化圧縮空気の研削材滞留箇所への吹き付けであり、また、筺体４０の下部外側面に振動加振器２７を取り付けることであり、振動加振器２７を間欠動作させる動作方法であり、また、振動加振器２７を、貯粒部２３を中心として対向配置させる取り付け方法である。これらの対策のうち一つだけを用いたのでは安定的なブラスト処理を持続させることができないが、これらの対策を全て、あるいは複数の対策を組み合わせて用いることによって安定した高性能な線材の表面処理装置、安定した処理が可能な線材の表面処理方法を得ることができる。
【００２８】
実施の形態２．
実施の形態１では、振動加振器２７の運転や静電除去装置２６の制御は、設定した稼働状態を保持しつづけるものであったが、この実施の形態２では、研削材１７の筐体４０内における滞溜量を計測して、滞溜量が一定量に達した段階で随時滞留解消のための対策を行う場合について説明する。
この実施の形態２では、センサ（図示せず。）により循環する研削材１７の総量を把握するとともに、筺体４０内に滞留する研削材１７の量を把握し、滞溜量が多くなり、研削材１７が所定量以上滞留した場合に振動加振器２７を稼働させる。循環する研削材１７の総量（循環総量）とは、貯粒部２３、２４と補給機２２内の研削材１７の総量に相当するものである。ブラスト処理を行う前の総量と、循環時の循環総量の差が、滞溜量であると考えることができる。
ここで、集塵機へ排出される（ブラスト処理によりターゲットに当たって微細化された）研削材の重量は、循環する研削材の総量を計測した場合には計測された重量の中には入らず、滞溜量の中に加算されることとなる。そのため、滞溜量が所定値を上回った場合は、補給機２２から必要量をブラスト装置１側に供給するよう設定を行い運転する。
【００２９】
また、振動加振器２７と同様に、静電除去装置２６の運転状態も研削材１７の滞溜量に合わせて稼働させるようにすることも可能である。その場合、研削材１７の滞溜量が所定量以上となったら、静電除去装置２６のイオン化圧縮空気の圧力を増大させるなどして、イオン化圧縮空気を研削材１７の滞留箇所に強く吹き付けるように制御を行う。研削材１７を払い落とすためにイオン化圧縮空気の空気圧を高くし、吹き付け強度を強めるように調節することで、滞溜した研削材１７を下方に払い落とすことができる。
振動加振器２７の稼働時間が長くなれば、振動による装置の劣化が稼働時間の長さに応じて深刻化するが、本実施の形態２の線材の表面処理装置によれば、研削材滞留の度合に応じ、振動加振器２７から振動を加えることで、装置の劣化を抑制することが可能となる。
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【００３０】
１  ブラスト装置
２  溝付背板（揺れ抑制手段）
３  溝
４、５、６、７  ブラストノズル
８  カバー
９  エアワイパ
１０  カウンタウェイト
１１  線材（ストランド）
１４  プライマ塗布装置
１５  熱風乾燥炉
１６  支柱
１７  研削材
２２  補給機
２３  貯粒部（筐体下部）
２４  貯粒部（筐体上部）
２６  静電除去装置
２７  振動加振器
２８  不足センサ
３０  ウレタンホース
３１  配管部
３２  研削材循環部
３３  研削材供給部
３４  加工処理部
４０  筐体。
【図１】
2013223904.tif 000003
【図２】
2013223904.tif 000004
【図３】
2013223904.tif 000005
【図４】
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