伸線装置及び素線の製造方法
【課題】メンテナンス作業の簡易化を図りつつ、母線材の材質、目的となる仕上り線径等に応じて、線材の縮径変形度合の調整変更に容易に対応できるようにすること。
【解決手段】線材供給部２２と、線材引取部２６と、第１キャプスタン機構部３０と、第２キャプスタン機構部４０とを備える。第１キャプスタン機構部３０は、複数の第１キャプスタン３２（１）・・・３２（８）と、１つの第１回転駆動源３４と、第１回転駆動源３４の回転駆動力を各第１キャプスタンに伝達する第１回転伝達機構部３６とを有し、第２キャプスタン機構部４０は、複数の第２キャプスタン４２（９）・・・４２（１５）と、各第２キャプスタンを個別に回転駆動する複数の第２回転駆動源４４とを有している。各第１キャプスタン３２（１）・・・３２（８）及び各第２キャプスタン４２（９）・・・４２（１５）間にダイス６０が設けられている。
【解決手段】線材供給部２２と、線材引取部２６と、第１キャプスタン機構部３０と、第２キャプスタン機構部４０とを備える。第１キャプスタン機構部３０は、複数の第１キャプスタン３２（１）・・・３２（８）と、１つの第１回転駆動源３４と、第１回転駆動源３４の回転駆動力を各第１キャプスタンに伝達する第１回転伝達機構部３６とを有し、第２キャプスタン機構部４０は、複数の第２キャプスタン４２（９）・・・４２（１５）と、各第２キャプスタンを個別に回転駆動する複数の第２回転駆動源４４とを有している。各第１キャプスタン３２（１）・・・３２（８）及び各第２キャプスタン４２（９）・・・４２（１５）間にダイス６０が設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、線材を伸線する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、線材を伸線する技術として、特許文献１及び特許文献２に開示のものがある。
【０００３】
特許文献１では、複数個の中間引抜きキャプスタンが、１ブロックの中に複数個の中間引抜きキャプスタンが入るようにして２以上のブロックに分割され、ブロック毎に１つの駆動モータによって複数の中間引抜きキャプスタンが駆動されている。
【０００４】
特許文献２では、巻出手段と巻取手段との間に、駆動キャプスタン及びキャプスタン駆動モータを有する伸線ユニットが複数配設されている。
【０００５】
上記のような伸線装置では、各キャプスタン間に対応して線材の縮径変形度合が設定されており、複数の縮径変形加工を経て線材を徐々に縮径変形するように構成されている。具体的には、各キャプスタンの間に前記縮径変形度合に対応するダイスが配設されている。また、各ダイスによる縮径変形度合に応じて、当該ダイスを挟むようにして配設されるキャプスタンの引抜き速度比が設定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−４７８２１号公報
【特許文献２】特開２００５−１０３６２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、線材を伸線する場合には、加工対象となる母線材の材質、目的となる仕上り線径等に応じて、線材の縮径変形度合を適宜設定変更する必要がある。
【０００８】
しかしながら、特許文献１に開示の技術では、ブロック毎に、１つの駆動モータによって複数の中間引抜きキャプスタンを回転駆動しているため、線材の縮径変形度合の設定変更が困難であった。
【０００９】
一方、特許文献２に開示の技術では、全てのキャプスタンを個別にモータによって回転駆動するため、メンテナンス作業の煩雑化を招く。
【００１０】
そこで、この発明は、メンテナンス作業の簡易化を図りつつ、母線材の材質、目的となる仕上り線径等に応じて、線材の縮径変形度合の調整変更等に容易に対応できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、第１の態様に係る伸線装置は、線材を伸線する伸線装置であって、線材を供給する線材供給部と、線材を引取る線材引取部と、複数の第１キャプスタンと、１つの第１回転駆動源と、前記第１回転駆動源の回転駆動力を前記複数の第１キャプスタンに伝達する第１回転伝達機構部とを有し、前記線材供給部と前記線材引取部との間であって前記線材供給部側に設けられた第１キャプスタン機構部と、複数の第２キャプスタンと、前記複数の第２キャプスタンをそれぞれ個別に回転駆動する複数の第２回転駆動源とを有し、前記線材供給部と前記線材引取部との間であって前記第１キャプスタン機構部よりも前記線材引取部側に設けられた第２キャプスタン機構部と、前記複数の第１キャプスタン及び前記複数の第２キャプスタンの各間に配設されたダイス複数と、を備えるものである。
【００１２】
第２の態様に係る伸線装置は、第１の態様に係る伸線装置であって、前記複数の第２キャプスタン全てを経由した場合の線材の直径が、製造対象となる複数種の仕上り線径のうちの最も細径な仕上り線径となり、前記複数の第２キャプスタンのうちの一部を経由した場合の線材の直径が、製造対象となる複数種の仕上り線径のうちの１つの仕上り線径となるように、前記複数の第２キャプスタンの前後の引抜き速度比が設定されているものである。
【００１３】
第３の態様に係る伸線装置は、第１又は第２の態様に係る伸線装置であって、前記複数の第２キャプスタンそれぞれに対する前後間の引抜き速度比が、前記線材引取部側に向けて徐々に小さくなるように設定されているものである。
【００１４】
第４の態様に係る伸線装置は、第１〜第３のいずれか１つの態様に係る伸線装置であって、伸線加工対象となる線材がアルミ線又はアルミ合金線であり、直径０．５ｍｍ以下となった線材の伸線加工を、前記第２キャプスタンにより線材を引抜きつつ行うように、前記複数の第１キャプスタン間の引抜き速度比が設定されているものである。
【００１５】
第５の態様に係る伸線装置は、第１〜第４のいずれか１つの態様に係る伸線装置であって、少なくとも１つの仕上げ用キャプスタンと、１つの仕上げ用回転駆動源と、前記仕上げ用回転駆動源の回転駆動力を前記仕上げ用キャプスタンに伝達する仕上げ用伝達機構部とを有し、前記線材供給部と前記線材引取部との間であって前記第２キャプスタン機構部よりも前記線材引取部側に設けられた仕上げ用キャプスタン機構部をさらに備えるものである。
【００１６】
第６の態様に係る素線の製造方法は、線材を伸線することによって素線を製造する素線の製造方法であって、線材を供給する線材供給部と、線材を引取る線材引取部と、複数の第１キャプスタンと、１つの第１回転駆動源と、前記第１回転駆動源の回転駆動力を前記複数の第１キャプスタンに伝達する第１回転伝達機構部とを有し、前記線材供給部と前記線材引取部との間であって前記線材供給部側に設けられた第１キャプスタン機構部と、複数の第２キャプスタンと、前記複数の第２キャプスタンをそれぞれ個別に回転駆動する複数の第２回転駆動源とを有し、前記線材供給部と前記線材引取部との間であって前記線材引取部側に設けられた第２キャプスタン機構部と、前記複数の第１キャプスタン及び前記複数の第２キャプスタンの各間に配設されたダイス複数と、を備える伸線装置を用い、前記複数の第２キャプスタン全てを経由した場合の線材の直径が、製造対象となる複数種の仕上り線径のうちの最も細径な仕上り線径となり、前記複数の第２キャプスタンのうちの一部を経由した場合の線材の直径が、製造対象となる複数種の仕上り線径のうちの１つの仕上り線径となるように、前記複数の第２キャプスタンの回転速度を設定し、前記線材が経由する前記複数の第２キャプスタンの対象を全て又は一部に変更することで、複数種の仕上り線径の素線を製造する。
【発明の効果】
【００１７】
第１の態様に係る伸線装置によると、第１キャプスタン機構については、１つの第１回転駆動源の回転駆動力が第１回転伝達機構部を介して複数の第１キャプスタンに伝達されるため、メンテナンス作業の容易化を図ることができる。また、第２キャプスタン機構については、複数の第２回転駆動源の回転速度を個別に調整して、複数の第２キャプスタンの回転速度を変更することで、当該各第２キャプスタンの前後で引抜き速度比を変更することができる。このため、母線材の材質、目的となる仕上り線径等に応じて、線材の縮径変形度合の調整変更に容易に対応できる。
【００１８】
第２の態様によると、複数の第２キャプスタンを全て用いて伸線加工を行えば、細径である素線を製造することができる。そして、複数の第２キャプスタンのうちの一部により伸線を行えば、製造対象となる複数種の仕上り線径のうちの１つである素線を製造することができる。このため、一旦第２キャプスタンの前後の引抜き速度比の設定を行えば、その変更を行わなくとも、複数種の仕上り線径である伸線を容易に製造できる。
【００１９】
第３の態様によると、線材が細径になればなるほど、前後間の引抜き速度比が小さくなるため、線材の切断をより確実に防止することができる。
【００２０】
また、通常、アルミ線又はアルミ合金線は、伸線加工時に、０．５０ｍｍより大きい直径で切断し難く、０．５０ｍｍよりも小さい直径で切断し易い。そこで、第４の態様のように、前記第１キャプスタン機構部で直径が０．５０ｍｍ程度になるまでの伸線加工を行うことで、固定送給速度比による効率のよい伸線を行える。一方、前記第２キャプスタンの引抜きにより直径０．５０ｍｍ以下となった線材の伸線加工を行うことで、アルミ線又はアルミ合金線が切断し難いように引抜き速度を調整して伸線加工を行える。
【００２１】
第５の態様によると、第１キャプスタン機構部で比較的に大きな縮径変形度合で伸線加工を行い、第２キャプスタン機構部で材質等に応じて調整された縮径変形度合で伸線加工を行い、複数の仕上げ用キャプスタンで仕上げに適した縮径変形度合で伸線加工を行うことができる。
【００２２】
第６の態様によると、第２キャプスタンの回転速度の変更を行わなくとも、複数種の仕上り線径である伸線を容易に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施形態に係る伸線装置を示す概略平面図である。
【図２】同上の伸線装置を示す概略側面図である。
【図３】減面率設定の例を示す図である。
【図４】線材が断線するに至った箇所及び断線要因を示す図である。
【図５】第２キャプスタンの一部を用いて伸線加工を行う例を示す説明図である。
【図６】変形例に係る伸線装置を示す概略平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、実施形態に係る伸線装置及び素線の製造方法について説明する。図１は実施形態に係る伸線装置２０を示す概略平面図であり、図２は同伸線装置２０を示す概略側面図である。
【００２５】
この伸線装置２０は、線材１０の直径を小さくするように伸線する装置であり、線材供給部２２と、線材引取部２６と、第１キャプスタン機構部３０と、第２キャプスタン機構部４０と、複数のダイス６０を備えている。なお、線材１０は、伸線加工の前後及び加工中のもの全てを含む総称であり、加工前のものを母線材１０ａ、加工後の伸線されたものを素線１０ｂと区別する場合がある。素線１０ｂは、単独で又は撚り合わされた形態で、電線の芯線等として用いられる。
【００２６】
線材供給部２２は、母線材１０ａを供給可能に構成されている。より具体的には、線材供給部２２は、リール状の部材に母線材１０ａが巻回収容された構成とされている。この線材供給部２２は、所定の伸線加工ラインＬの上流側に回転自在に支持されており、この線材供給部２２から母線材１０ａが引出し可能とされている。
【００２７】
線材引取部２６は、素線１０ｂを引取可能に構成されている。より具体的には、線材引取部２６は、素線１０ｂを巻回収容可能なリール状の部材が、モータ等の回転駆動源によって回転駆動可能に支持されている。この線材引取部２６は、前記伸線加工ラインＬの下流側に配設されており、最終の仕上り線径に加工された素線１０ｂが本線材引取部２６によって引取って収容されるようになっている。
【００２８】
なお、本実施形態では、複数（ここでは７本）の母線材１０ａに対する伸線加工を可能にすべく、線材供給部２２及び線材引取部２６が複数（ここでは７つ）設けられている。もっとも、第２キャプスタン機構部４０の下流側に複数の素線１０ｂを撚り合わせる撚り合わせ機構部が設けられていてもよい。この場合、撚り合せ線を１本だけ引取る線材引取部が１つだけ設けられていてもよい。
【００２９】
第１キャプスタン機構部３０は、線材供給部２２と線材引取部２６との間であって線材供給部２２側に設けられており、複数（ここでは８個）の第１キャプスタン３２（１）、３２（２）、・・・、３２（６）、３２（７）、３２（８）と、１つの第１回転駆動源３４と、第１回転伝達機構部３６とを有している。
【００３０】
各第１キャプスタン３２（１）、３２（２）、・・・、３２（６）、３２（７）、３２（８）は、略円板状或は略円柱状に形成されており、その外周に線材１０を巻付可能な周溝が形成されている。周溝は、加工対象となる線材１０の数に応じて形成されており、ここでは、７つ形成されている。また、各第１キャプスタン３２（１）、３２（２）、・・・、３２（６）、３２（７）、３２（８）は、この順で上流側から下流側に向けて伸線加工ラインＬに沿って間隔を有して並ぶように配設されており、それぞれ伸線加工ラインＬに対して略直交する略略水平方向の回転軸周りに回転可能に支持されている。そして、線材１０を各第１キャプスタン３２（１）、３２（２）、・・・、３２（６）、３２（７）、３２（８）の周溝に巻付けた状態で、各第１キャプスタン３２（１）、３２（２）、・・・、３２（６）、３２（７）、３２（８）を回転駆動することで、その回転速度に応じた引抜き速度で線材１０が引抜かれるようになっている。
【００３１】
なお、各第１キャプスタン３２（１）、３２（２）、・・・、３２（６）、３２（７）、３２（８）の回転軸は、略鉛直方向又は略鉛直方向に対して斜め方向に沿った軸であってもよい。
【００３２】
第１回転駆動源３４は、ＡＣモータ等のモータであり、回転駆動力を発生させるように構成されている。
【００３３】
第１回転伝達機構部３６は、前記１つの第１回転駆動源３４の回転駆動力を各第１キャプスタン３２（１）、３２（２）、・・・、３２（６）、３２（７）、３２（８）に伝達するように構成されている。より具体的には、第１回転伝達機構部３６は、各第１キャプスタン３２（１）、３２（２）、・・・、３２（６）、３２（７）、３２（８）に連結された駆動軸３６ａ、駆動軸３６ａ間で回転運動を変速して伝達する変速機構３６ｂ等を有している。変速機構３６ｂは、複数の歯車、プーリ及び該プーリに巻きかけられた伝達ベルト等の各種機構によって構成されており、歯車径、歯車の歯数、プーリ径等を適宜設定することで、所定の変速比で回転運動を伝達する構成とされている。ここでは、第１回転駆動源３４の回転運動は、そのままの回転速度で下流側の第１キャプスタン３２（８）に伝達され、順次増速されつつ、下流側から上流側の第１キャプスタン３２（７）、３２（６）、・・・、３２（２）、３２（１）へと伝達されるようになっている。従って、各第１キャプスタン３２（１）、３２（２）、・・・、３２（６）、３２（７）、３２（８）の回転速度は、第１回転駆動源３４の回転速度に応じて決る値であり、伸線加工ラインＬの上流側及び下流側との間（単に前後間という場合がある）で、各第１キャプスタン３２（１）、３２（２）、・・・、３２（６）、３２（７）、３２（８）の回転速度比は一定となっている。なお、本実施形態では、各キャプスタンの直径は同じであるという前提で説明するため、前後の回転速度比が一定であるということは、前後の引抜き速度比が一定であるということを意味している。ここでは、各第１キャプスタン３２（１）、３２（２）、・・・、３２（６）、３２（７）、３２（８）のそれぞれ間で前後の引抜き速度比は、一定の固定値に設定されている。引抜き速度比のより具体的な設定例については後述する。
【００３４】
第２キャプスタン機構部４０は、複数（ここでは７つ）の第２キャプスタン４２（９）、４２（１０）、・・・、４２（１３）、４２（１４）、４２（１５）と、複数の第２回転駆動源４４とを有しており、線材供給部２２と線材引取部２６との間であって第１キャプスタン機構部３０よりも線材引取部２６側に設けられている。なお、第２キャプスタン４２（９）、４２（１０）、・・・、４２（１３）、４２（１４）、４２（１５）のうち線材供給ラインの最下流の第２キャプスタン４２（１５）を仕上げ用のキャプスタンと呼ぶ場合がある。
【００３５】
各第２キャプスタン４２（９）、４２（１０）、・・・、４２（１３）、４２（１４）、４２（１５）は、上記第１キャプスタン３２（１）、３２（２）、・・・、３２（６）、３２（７）、３２（８）と同様に、略円板状或は略円柱状に形成されており、その外周に線材１０を巻付可能な周溝が形成されている。各第２キャプスタン４２（９）、４２（１０）、・・・、４２（１３）、４２（１４）、４２（１５）は、この順で上流側から下流側に向けて伸線加工ラインＬに沿って間隔を有して並ぶように回転可能に配設支持されている。そして、線材１０を各第２キャプスタン４２（９）、４２（１０）、・・・、４２（１３）、４２（１４）、４２（１５）の周溝に巻付けた状態で、各第２キャプスタン４２（９）、４２（１０）、・・・、４２（１３）、４２（１４）、４２（１５）を回転駆動することで、その回転速度に応じた引抜き速度で線材１０が引抜かれるようになっている。
【００３６】
第２回転駆動源４４は、ＡＣモータ等、回転速度を調整可能なモータであり、上記各第２キャプスタン４２（９）、４２（１０）、・・・、４２（１３）、４２（１４）、４２（１５）に対応して複数（ここでは、６つ）設けられている。各第２回転駆動源４４は、それぞれ別々に各第２キャプスタン４２（９）、４２（１０）、・・・、４２（１３）、４２（１４）、４２（１５）に連結されており、各第２回転駆動源４４が、各第２キャプスタンをそれぞれ個別に回転駆動するように構成されている。従って、各第２キャプスタン４２（９）、４２（１０）、・・・、４２（１３）、４２（１４）、４２（１５）の回転速度は、各第２回転駆動源４４の回転速度に応じて決る値であり、各第２回転駆動源４４の回転速度を調整することで、各第２キャプスタン４２（９）、４２（１０）、・・・、４２（１３）、４２（１４）、４２（１５）の前後の回転速度比を調整できるようになっている。なお、本実施形態では、各キャプスタンの直径は同じであるという前提で説明するため、前後の回転速度比を調整できるということは、前後の引抜き速度比を調整できるということを意味している。ここでは、各第２キャプスタン４２（９）、４２（１０）、・・・、４２（１３）、４２（１４）、４２（１５）が関与するそれぞれの前後間の引抜き速度比は、伸線加工ラインＬの上流側から下流側に向けて徐々に小さくなるように設定される（つまり、徐々に速度差が小さくなるように設定される）。各引抜き速度比の具体的な調整設定例については後述する。
【００３７】
上記のように第１キャプスタン機構部３０と第２キャプスタン機構部４０とを有する構成とすることで、第１キャプスタン３２（１）、３２（２）、・・・、３２（６）、３２（７）、３２（８）だけの前後間では、引抜き速度比が一定である加工領域とすることができ、各第２キャプスタン４２（９）、４２（１０）、・・・、４２（１３）、４２（１４）、４２（１５）が関与する前後間（つまり、第１キャプスタン３２（８）と第２キャプスタン４２（９）との関係を含む）では、引抜き速度比を可変にできる加工領域とすることができる。
【００３８】
また、第２キャプスタン機構部４０と線材引取部２６との間に、一対のローラ７２ａ、７２ｂを有する線速差吸収機構部７０が設けられている。線速差吸収機構部７０は、いわゆるダンサローラ等とも呼ばれ、一方の固定ローラ７２ａに対して可動側ローラ７２ｂが近接離間移動可能に支持された構成とされている。そして、第２キャプスタン４２（１５）と線材引取部２６との間の線速差に応じて両ローラ７２ａ、７２ｂ間距離が調整されることで、第２キャプスタン機構部４０と線材引取部２６との間における線材１０の弛み及び線材１０の過大な引張り力の作用等が抑制されるようになっている。
【００３９】
複数のダイス６０は、線材１０の直径が小さくなるように縮径変形加工する加工具であり、上記各第１キャプスタン３２（１）、３２（２）、・・・、３２（６）、３２（７）、３２（８）及び各第２キャプスタン４２（９）、４２（１０）、・・・、４２（１３）、４２（１４）、４２（１５）間に着脱可能に配設されている。より具体的には、ダイス６０は、金属等で形成された部材であり、線材１０を通すための縮径加工孔が形成されている。ここでは、加工対象となる線材１０の数に合わせて、複数（ここでは７つ）の縮径加工孔が並列状に形成されている。縮径加工孔は、加工ラインＬに沿って上流側から下流側に向けて順次縮径する貫通円穴状に形成されている。縮径加工孔のうち上流側の開口径は、そのダイス６０に導かれる線材１０の径と略同じであり、縮径加工孔のうち下流側の開口径は、そのダイス６０による縮径加工目的となる径と略同じである。ダイス６０の縮径加工孔のうち上流側の開口面積をＳ１、下流側の開口面積をＳ２とした場合、開口面積の減少率（（Ｓ１−Ｓ２）／Ｓ１）を減面率という。この減面率は、当該ダイス６０において目的とする縮径加工度合に応じて設定されている。なお、縮径加工孔の上流側に、線材１０を縮径加工孔に導くガイド孔が形成されていてもよい。なお、各ダイス６０を着脱可能に配設しているのは、ダイス６０の取外し、交換、メンテナンス等を行うためである。特に、第２キャプスタン４２（９）、４２（１０）、・・・、４２（１３）、４２（１４）、４２（１５）の速度変更により前後間の引抜き速度比調整を行う場合には、これに応じた減面率のダイス６０に交換する必要がある。
【００４０】
ここで、減面率と引抜き速度比との関係について説明しておく。すなわち、ダイス６０によって線材１０を縮径加工すると、線材１０は引き伸されて長くなる。このため、ダイス６０の上流側よりも下流側で線材１０の引抜き速度を大きくする必要がある。また、ダイス６０による線材１０の縮径加工度合（減面率）が大きくなる程、線材１０はより長く伸されるため、減面率が大きくなるほど、ダイス６０の上流側の引抜き速度に対する下流側の引抜き速度比を大きくする必要がある。例えば、線材１０の断面積の関係からすると、ダイス６０による減面率が”ｒ”である場合、ダイス６０を挟んで下流側の引抜き速度に対する引抜き速度差の比率（つまり、上流側の引抜き速度Ｖ１、下流側の引抜き速度Ｖ２とした場合、（Ｖ２−Ｖ１）／Ｖ２）を”ｒ”にすればよい。つまり、各キャプスタン部分で所定の縮径変形度合で加工を行うように検討すれば、ダイス６０の減面率は設計上１つに決り、これに対応して各キャプスタンの前後の引抜き速度比も１つに決る。つまり、各ダイス６０による縮径変形度合の設定、調整は、ダイスの減面率の設定、調整及び各キャプスタンの前後の引抜き速度比の設定、調整と同義であり、以下では、その前提で説明する。
【００４１】
また、本伸線装置２０は、制御ユニット６８を備えている。制御ユニット６８は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を備える一般的なマイクロコンピュータである。この制御ユニット６８は、スイッチ等の入力部６８ａを介して第１回転駆動源３４及び各第２回転駆動源４４に対するオンオフ指令、及び、各第２回転駆動源４４の回転速度指令を受付ける。また、本制御ユニット６８は、図示省略の駆動回路を介して、前記指令に応じて第１回転駆動源３４及び各第２回転駆動源４４をオンオフ動作制御すると共に、各第２回転駆動源４４の回転速度を制御する。もっとも、各第２回転駆動源４４に対する回転速度調整は、各第２回転駆動源４４に対する個別設定によって行われてもよい。
【００４２】
以下、アルミ線又はアルミ合金線材を対象とした具体的な減面率（％）を参照しつつ、上記伸線装置２０の動作について説明する。図３は減面率設定の例を示す図である。ここでは、母線材として、直径１．１００ｍｍであるアルミ合金製の母線材１０ａを用いた例を想定している。図３中、左列は、第１キャプスタン３２（１）、３２（２）、・・・、３２（６）、３２（７）、３２（８）及び第２キャプスタン４２（９）、４２（１０）、・・・、４２（１３）、４２（１４）、４２（１５）の括弧内の数字（つまり、伸線加工ラインＬにおいて上流側から下流側に向けて配設されたキャプスタンの順番）を示しており、中央の列は、各キャプスタンに巻回されて引抜かれる線材１０の直径を示しており、右列は各キャプスタンの上流側にあるダイス６０の減面率を示している。なお、減面率は、上記したように、当該ダイス６０による縮径変形度合を示すと共に、当該ダイス６０を挟む前後のキャプスタンによる引抜き速度比を間接的に示している。
【００４３】
同図に示すように、第１キャプスタン機構部３０における各第１キャプスタン３２（１）、３２（２）、・・・、３２（６）、３２（７）、３２（８）間では、減面率を２０％の一定の固定値に設定している。つまり、第１回転伝達機構部３６として、当該減面率（引抜き速度比）に変速比に構成されたものを用いている。なお、上記減面率は、直径０．５ｍｍ以下となった線材１０の伸線加工を、第２キャプスタン４２（９）により線材１０を引抜きつつ伸線加工を行えるように考慮された設定値でもある。これにより、直径１．１０ｍｍの母線材１０ａが、０．９８ｍｍから０．８７ｍｍ、０．７８ｍｍ、０．７０ｍｍ、０．６２ｍｍ、０．５６ｍｍ、０．５０ｍｍの直径となるように、段階的に縮径変形加工される。そして、直径０．５０ｍｍとなった線材１０は、次の第２キャプスタン４２（９）により引抜かれつつ、キャプスタン３２（８）とキャプスタン４２（９）間のダイス６０により伸線加工される。
【００４４】
ここで、０．５ｍｍ以下となった線材１０の伸線加工を、第２キャプスタン４２（９）により線材１０を引抜きつつ伸線加工を行えるようにした理由について説明しておく。
【００４５】
図４は、発明者らが各種アルミ合金線を母線材として各種条件下で伸線加工を試行錯誤した場合において、線材が断線するに至った箇所を示す図である。なお、ここで対象となった線材は、ＪＩＳ規格において、いわゆる１０００系アルミ合金（特に、１０５０〜１０８０など）、５０００系アルミ合金（特に５１５４〜５４５４など）、その他、Ａｌ−Ｆｅ系、Ａｌ−Ｆｅ−Ｍｇ系、Ａｌ−Ｍｇ系等のアルミ合金である。同図に示すように、断線はほとんど直径０．５ｍｍ以下に加工するダイス部分で生じていることがわかる。そして、減面率を大きくすれば、引抜き抵抗の増加、速度向上による摩擦熱等の要因によって断線に至る可能性が高まると考えられる。そこで、線材１０が比較的太径である段階での伸線加工は、第１キャプスタン機構部３０における各第１キャプスタン３２（１）、３２（２）、・・・、３２（６）、３２（７）、３２（８）によって一定の固定値による減面率で行う一方、線材１０が比較的細径（０．５０ｍｍ以下）になった時点での伸線加工は、減面率の設定変更等が可能な第２キャプスタン４２（９）、４２（１０）、・・・、４２（１３）、４２（１４）、４２（１５）の引抜き工程下で行うことで、線材１０が断線に至り難いように当該減面率を調整して製造することができる。
【００４６】
また、各第２キャプスタン４２（９）、４２（１０）、・・・、４２（１３）、４２（１４）、４２（１５）それぞれに対応する前後間では、減面率を上記第１キャプスタン機構部３０における各第１キャプスタン３２（１）、３２（２）、・・・、３２（６）、３２（７）、３２（８）間での減面率よりも小さく設定すると共に、線材引取部２６に向けて徐々に小さくなるように設定している。つまり、それらに対応する引抜き速度比が線材引取部２６側に向けて徐々に小さくなるように設定されている。減面率をどの程度にするか、また、どの程度の割合で徐々に小さくするかは、線材１０の材質及び目的径等に応じて実験的に定められる。つまり、なるべく少ないダイス６０数で加工するためにはなるべく大きな減面率にすることが好ましい。一方、減面率を大きくすると断線し易くなる。断線し易さは、線材の材質及び加工径等によって異なるため、問題無い断線頻度となる範囲内でなるべく減面率を大きく設定できるように、実験的に定められる。
【００４７】
また、ここでは、各減面率は、全ての第２キャプスタン４２（９）、４２（１０）、・・・、４２（１３）、４２（１４）、４２（１５）を経由して伸線加工を行った場合の線材１０の直径が製造対象となる複数種の仕上り線径のうち最も細径な仕上り線径となるように設定されている。しかも、減面率は、複数の第２キャプスタン４２（９）、４２（１０）、・・・、４２（１３）、４２（１４）、４２（１５）のうちの一部を経由して（つまり、残りのキャプスタンについては線材を巻付けず、また、対応するダイスを省略して）伸線加工を行った場合の線材１０の直径が製造対象となる複数種の仕上り線径のうちの１つの仕上り線径となるように、設定されている。ここでは、上記引抜き速度比となるように、適した速度指令値が入力部６８ａを介して制御ユニット６８に与えられ、当該速度指令値が制御ユニット６０に設定記憶されており、制御ユニット６０が当該制御指令値に応じて各第２回転駆動源４４を駆動制御する。
【００４８】
ここで、製造対象となる素線１０ｂの仕上り線径は、製造対象となる電線の芯線に用いる場合を想定して、０．４２ｍｍ、０．３６ｍｍ、０．３４ｍｍ、０．３２ｍｍ、０．３０ｍｍであるとする。
【００４９】
そして、第１キャプスタン３２（８）と第２キャプスタン４２（９）との間の減面率が１６％、第２キャプスタン４２（９）、４２（１０）の間の減面率が１５％、第２キャプスタン４２（１０）、４２（１１）の間の減面率が１４％、第２キャプスタン４２（１１）、４２（１２）の間の減面率が１３％、第２キャプスタン４２（１２）、４２（１３）の間の減面率が１２％、第２キャプスタン４２（１３）、４２（１４）の間の減面率が１１％、第２キャプスタン４２（１４）、４２（１５）の間の減面率が１０％に設定されている。すると、線材１０の直径は、第２キャプスタン４２（９）により引抜かれた時点で０．４５ｍｍであり、第２キャプスタン４２（１０）により引抜かれた時点で０．４２ｍｍであり、第２キャプスタン４２（１１）により引抜かれた時点で０．３９ｍｍであり、第２キャプスタン４２（１２）により引抜かれた時点で０．３６ｍｍであり、第２キャプスタン４２（１３）により引抜かれた時点で０．３４ｍｍであり、第２キャプスタン４２（１４）により引抜かれた時点で０．３２ｍｍであり、第２キャプスタン４２（１５）により引抜かれた時点で０．３０ｍｍとなる。このため、全ての第２キャプスタン４２（９）、４２（１０）、・・・、４２（１３）、４２（１４）、４２（１５）を経由して伸線加工を行った場合に、最細となる直径０．３０ｍｍの素線１０ｂを得ることができる。また、第２キャプスタン４２（１０）迄、第２キャプスタン４２（１２）迄、第２キャプスタン４２（１３）迄、第２キャプスタン４２（１４）迄、第２キャプスタン４２（１５）迄のそれぞれを経由した加工により、製造対象となる直径０．４２ｍｍ、０．３６ｍｍ、０．３４ｍｍ、０．３２ｍｍの素線１０ｂを得ることができる。
【００５０】
つまり、直径０．３０の素線１０ｂを製造する場合には、図１及び図２に示すように、線材１０を全ての第１キャプスタン３２（１）、３２（２）、・・・、３２（６）、３２（７）、３２（８）及び全ての第２キャプスタン４２（９）、４２（１０）、・・・、４２（１３）、４２（１４）、４２（１５）に巻付ける。また、それらの全ての各間にダイス６０が配設されており、当該全てのダイス６０に線材１０が挿通されている。そして、この状態で、各第１キャプスタン３２（１）、３２（２）、・・・、３２（６）、３２（７）、３２（８）及び各第２キャプスタン４２（９）、４２（１０）、・・・、４２（１３）、４２（１４）、４２（１５）を、上記減面率に応じた引抜き速度比となるような回転速度で回転させる。なお、実際の各回転速度は、いずれか１つの回転速度を決定し、それを基準にして前記引抜き速度比に応じて決定される。通常は、最も線速が速くなる最下流側で線材１０の切断が所定頻度以上で生じない範囲で、可及的に速い速度が選定される。これにより、線材１０が各ダイス６０で順次圧縮変形加工され、最細となる直径０．３０ｍｍの素線１０ｂが製造される。
【００５１】
また、例えば、直径０．３２ｍｍの素線を製造する場合には、図５に示すように、各第２キャプスタン４２（９）、４２（１０）、・・・、４２（１３）、４２（１４）、４２（１５）のうちの一部及びダイス６０の一部を省略する。より具体的には、線材１０を第２キャプスタン４２（１４）に巻付けずに通過させている。また、第２キャプスタン４２（１４）、４２（１５）間に配設されていたダイス６０を取外し、その位置に、第２キャプスタン４２（１３）、４２（１４）間に配設されていたダイス６０を取付けている。ここで、最下流の第２キャプスタン４２（１５）ではなく、その手前の第２キャプスタン４２（１４）を省略しているのは、当該最下流の第２キャプスタン４２（１５）は仕上げ用のキャプスタンとして比較的トルクの大きなモータが選定されているからである。
【００５２】
他の直径０．４２ｍｍ、０．３６ｍｍ、０．３４ｍｍの素線１０ｂを製造する場合でも、第２キャプスタン４２（９）、４２（１０）、・・・、４２（１３）、４２（１４）、４２（１５）のうちの１つ又は複数を省略することで、上記と同様にして製造することができる。
【００５３】
これにより、線材１０の材質、目的径等に応じて、一旦、複数の第２キャプスタン４２（９）、４２（１０）、・・・、４２（１３）、４２（１４）、４２（１５）による引抜き速度を設定すれば、複数の第２キャプスタン４２（９）、４２（１０）、・・・、４２（１３）、４２（１４）、４２（１５）のうちの全て又は一部を用いるかによって、複数種の仕上り線径の素線１０ｂを容易に製造することができる。
【００５４】
勿論、仕上り線径に応じて、第２キャプスタン４２（９）、４２（１０）、・・・、４２（１３）、４２（１４）、４２（１５）の回転速度を変更、調整し、また、ダイス６０を交換するようにしてもよい。
【００５５】
以上のように構成された伸線装置２０によると、第１キャプスタン機構部３０については、１つの第１回転駆動源３４が第１回転伝達機構部３６を介して複数の第１キャプスタン３２（１）、３２（２）、・・・、３２（６）、３２（７）、３２（８）に伝達されるため、それらを個別にモータ駆動する場合と比べて、メンテナンス作業の容易化を図ることができる。また、第２キャプスタン機構部４０については、複数の第２回転駆動源４４の回転速度を個別に調整して各第２キャプスタン４２（９）、４２（１０）、・・・、４２（１３）、４２（１４）、４２（１５）の回転速度を個別変更することで、当該第２キャプスタン４２（９）、４２（１０）、・・・、４２（１３）、４２（１４）、４２（１５）が関与する前後で線材１０の引抜き速度比を変更することができる。このため、線材１０の材質、目的となる仕上り線径等に応じて、線材１０の縮径変形度合の調整変更に容易に対応できる。
【００５６】
また、第１キャプスタン機構部３０では、比較的大きな固定の減面率に設定しているため、線材１０が比較的太径な段階では効率よく伸線加工を行うことができ、結果、全体のダイス６０の数を削減することができ、装置の小型化、低コスト化等に貢献する。
【００５７】
また、各第２キャプスタン４２（９）、４２（１０）、・・・、４２（１３）、４２（１４）、４２（１５）が関与する前後の引抜き速度比は、下流側に向けて、つまり、線材１０が細径になればなるほど、徐々に小さくなるように設定されている。つまり、線材１０が細径になればなるほど、１つのダイス６０による圧縮変形度合が小さくなるように設定されている。このため、線材１０の切断をより確実に防止することができる。
【００５８】
図６は変形例に係る伸線装置１２０を示す概略平面図である。なお、上記実施形態で説明したものと同様構成要素については同一符号を付してその説明を省略し、相違点を中心に説明する。
【００５９】
本変形例では、最下流にある仕上げ用のキャプスタンを固定の引抜き速度とした例について説明する。この伸線装置１２０は、線材供給部２２と、線材引取部２６と、第１キャプスタン機構部１３０と、第２キャプスタン機構部１４０と、仕上げ用キャプスタン機構部１８０と、ダイス６０とを備えている。
【００６０】
第１キャプスタン機構部１３０は、上記第１キャプスタン機構部３０と同様に、線材供給部２２と線材引取部２６との間であって線材供給部２２側に設けられており、上記第１キャプスタン３２（１）、３２（２）、・・・、３２（６）、３２（７）、３２（８）に対応する複数（ここでは３個）の第１キャプスタン１３２（１）、１３２（２）、１３２（３）と、上記第１回転駆動源３４に対応する１つの第１回転駆動源１３４と、上記第１回転伝達機構部３６に対応する第１回転伝達機構部１３６とを有している。つまり、この第１キャプスタン機構部１３０は、第１キャプスタン１３２（１）、１３２（２）、１３２（３）の数、及び、第１回転伝達機構部１３６の回転駆動力伝達対象数が異なる点を除いて、上記第１キャプスタン機構部３０と同様構成である。
【００６１】
第２キャプスタン機構部１４０は、上記第２キャプスタン機構部４０と同様に、線材供給部２２と線材引取部２６との間であって第１キャプスタン機構部１３０よりも線材引取部２６側に設けられており、上記第２キャプスタン４２（９）、４２（１０）、・・・、４２（１３）、４２（１４）、４２（１５）に対応する複数（ここでは３つ）の第２キャプスタン１４２（４）、１４２（５）、１４２（６）と、上記各第２回転駆動源４４に対応する複数（ここでは４つ）の第２回転駆動源１４４とを有している。つまり、この第２キャプスタン機構部１４０は、第２キャプスタン１４２（４）、１４２（５）、１４２（６）の数、及び、第２回転駆動源１４４の数が異なる点を除いて、上記第２キャプスタン機構部４０と同様構成である。
【００６２】
仕上げ用キャプスタン機構部１８０は、一定の引抜き速度で線材１０を引抜くものであり、上記線材供給部２２と線材引取部２６との間であって第２キャプスタン機構部１４０よりも線材引取部２６側に設けられており、複数（ここでは３つ）の仕上げ用キャプスタン１８２（７）、１８２（８）、１８２（９）と、１つの仕上げ用回転駆動源１８２と、仕上げ用回転駆動源１８２の回転駆動力を複数の仕上げ用キャプスタン１８２（７）、１８２（８）、１８２（９）に伝達する仕上げ用伝達機構部１８４とを有している。上記複数（ここでは３つ）の仕上げ用キャプスタン１８２（７）、１８２（８）、１８２（９）は、上記複数の第１キャプスタン１３２（１）、１３２（２）、１３２（３）と同様構成であり、１つの仕上げ用回転駆動源１８２は上記第１回転駆動源１３４と同様構成であり、仕上げ用伝達機構部１８４は上記第１回転伝達機構部１３６と同様構成である。従って、この仕上げ用キャプスタン機構部１８０における仕上げ用キャプスタン１８２（７）、１８２（８）、１８２（９）間の引抜き速度比は、固定された一定値である。もっとも、仕上げ用キャプスタン１８２（７）、１８２（８）、１８２（９）の数は、第１キャプスタン１３２（１）、１３２（２）、１３２（３）の数と同じである必要はない。また、引抜きキャプスタンは１つであってもよい。
【００６３】
また、ダイス６０は、複数の第１キャプスタン１３２（１）、１３２（２）、１３２（３）と、複数の第２キャプスタン１４２（４）、１４２（５）、１４２（６）と、複数の仕上げ用キャプスタン１８２（７）、１８２（８）、１８２（９）との各間に配設されている。
【００６４】
この伸線装置１２０によると、第１キャプスタン機構部１３０で比較的大きな一定の縮径変形度合で伸線加工を行い、第２キャプスタン機構部１４０で線材１０の材質等に応じて調整された縮径変形度合で伸線加工を行い、仕上げ用のキャプスタン機構部１８０で仕上げに適した縮径閉経度合で伸線加工を行うことができる。特に、仕上げ加工を一定の条件で行うことができるため、仕上げ品質がより安定化するというメリットがある。
【００６５】
なお、上記実施形態及び変形例では、アルミ線材或はアルミ合金線材を想定した例で説明したが、その他、各種材質の線材１０についても適用できる。つまり、線材１０の材質、加工径等に応じて第２キャプスタン機構部４０、１４０における引抜き速度比を実験的に設定、調整すればよい。
【００６６】
各キャプスタンの径が同じであるという前提で説明したが、各径が異なっていてもよい。この場合、引抜き速度は、回転速度に当該径を加味した値として考慮すればよい。
【００６７】
また、上記実施形態では、伸線加工ラインＬが直線である場合で説明したが、必ずしもその必要はなく、各キャプスタン部分或は他のガイドローラ部分で曲っているラインであってもよい。
【符号の説明】
【００６８】
１０ 線材
２０ 伸線装置
２２ 線材供給部
２６ 線材引取部
３０ 第１キャプスタン機構部
３２（１）、３２（２）、・・・、３２（６）、３２（７）、３２（８） 第１キャプスタン
３４ 第１回転駆動源
３６ 第１回転伝達機構部
４０ 第２キャプスタン機構部
４２（９）、４２（１０）、・・・、４２（１３）、４２（１４）、４２（１５） 第２キャプスタン
４４ 第２回転駆動源
６０ ダイス
１２０ 伸線装置
１３０ 第１キャプスタン機構部
１３２（１）、１３２（２）、１３２（３） 第１キャプスタン
１３４ 第１回転駆動源
１３６ 第１回転伝達機構部
１４０ 第２キャプスタン機構部
１４２（４）、１４２（５）、１４２（６） 第２キャプスタン
１４４ 第２回転駆動源
１８０ 仕上げ用キャプスタン機構部
１８２（１）、１８２（２）、１８２（３） 仕上げ用キャプスタン
１８２ 仕上げ用回転駆動源
１８４ 仕上げ用伝達機構部
【技術分野】
【０００１】
この発明は、線材を伸線する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、線材を伸線する技術として、特許文献１及び特許文献２に開示のものがある。
【０００３】
特許文献１では、複数個の中間引抜きキャプスタンが、１ブロックの中に複数個の中間引抜きキャプスタンが入るようにして２以上のブロックに分割され、ブロック毎に１つの駆動モータによって複数の中間引抜きキャプスタンが駆動されている。
【０００４】
特許文献２では、巻出手段と巻取手段との間に、駆動キャプスタン及びキャプスタン駆動モータを有する伸線ユニットが複数配設されている。
【０００５】
上記のような伸線装置では、各キャプスタン間に対応して線材の縮径変形度合が設定されており、複数の縮径変形加工を経て線材を徐々に縮径変形するように構成されている。具体的には、各キャプスタンの間に前記縮径変形度合に対応するダイスが配設されている。また、各ダイスによる縮径変形度合に応じて、当該ダイスを挟むようにして配設されるキャプスタンの引抜き速度比が設定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−４７８２１号公報
【特許文献２】特開２００５−１０３６２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、線材を伸線する場合には、加工対象となる母線材の材質、目的となる仕上り線径等に応じて、線材の縮径変形度合を適宜設定変更する必要がある。
【０００８】
しかしながら、特許文献１に開示の技術では、ブロック毎に、１つの駆動モータによって複数の中間引抜きキャプスタンを回転駆動しているため、線材の縮径変形度合の設定変更が困難であった。
【０００９】
一方、特許文献２に開示の技術では、全てのキャプスタンを個別にモータによって回転駆動するため、メンテナンス作業の煩雑化を招く。
【００１０】
そこで、この発明は、メンテナンス作業の簡易化を図りつつ、母線材の材質、目的となる仕上り線径等に応じて、線材の縮径変形度合の調整変更等に容易に対応できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、第１の態様に係る伸線装置は、線材を伸線する伸線装置であって、線材を供給する線材供給部と、線材を引取る線材引取部と、複数の第１キャプスタンと、１つの第１回転駆動源と、前記第１回転駆動源の回転駆動力を前記複数の第１キャプスタンに伝達する第１回転伝達機構部とを有し、前記線材供給部と前記線材引取部との間であって前記線材供給部側に設けられた第１キャプスタン機構部と、複数の第２キャプスタンと、前記複数の第２キャプスタンをそれぞれ個別に回転駆動する複数の第２回転駆動源とを有し、前記線材供給部と前記線材引取部との間であって前記第１キャプスタン機構部よりも前記線材引取部側に設けられた第２キャプスタン機構部と、前記複数の第１キャプスタン及び前記複数の第２キャプスタンの各間に配設されたダイス複数と、を備えるものである。
【００１２】
第２の態様に係る伸線装置は、第１の態様に係る伸線装置であって、前記複数の第２キャプスタン全てを経由した場合の線材の直径が、製造対象となる複数種の仕上り線径のうちの最も細径な仕上り線径となり、前記複数の第２キャプスタンのうちの一部を経由した場合の線材の直径が、製造対象となる複数種の仕上り線径のうちの１つの仕上り線径となるように、前記複数の第２キャプスタンの前後の引抜き速度比が設定されているものである。
【００１３】
第３の態様に係る伸線装置は、第１又は第２の態様に係る伸線装置であって、前記複数の第２キャプスタンそれぞれに対する前後間の引抜き速度比が、前記線材引取部側に向けて徐々に小さくなるように設定されているものである。
【００１４】
第４の態様に係る伸線装置は、第１〜第３のいずれか１つの態様に係る伸線装置であって、伸線加工対象となる線材がアルミ線又はアルミ合金線であり、直径０．５ｍｍ以下となった線材の伸線加工を、前記第２キャプスタンにより線材を引抜きつつ行うように、前記複数の第１キャプスタン間の引抜き速度比が設定されているものである。
【００１５】
第５の態様に係る伸線装置は、第１〜第４のいずれか１つの態様に係る伸線装置であって、少なくとも１つの仕上げ用キャプスタンと、１つの仕上げ用回転駆動源と、前記仕上げ用回転駆動源の回転駆動力を前記仕上げ用キャプスタンに伝達する仕上げ用伝達機構部とを有し、前記線材供給部と前記線材引取部との間であって前記第２キャプスタン機構部よりも前記線材引取部側に設けられた仕上げ用キャプスタン機構部をさらに備えるものである。
【００１６】
第６の態様に係る素線の製造方法は、線材を伸線することによって素線を製造する素線の製造方法であって、線材を供給する線材供給部と、線材を引取る線材引取部と、複数の第１キャプスタンと、１つの第１回転駆動源と、前記第１回転駆動源の回転駆動力を前記複数の第１キャプスタンに伝達する第１回転伝達機構部とを有し、前記線材供給部と前記線材引取部との間であって前記線材供給部側に設けられた第１キャプスタン機構部と、複数の第２キャプスタンと、前記複数の第２キャプスタンをそれぞれ個別に回転駆動する複数の第２回転駆動源とを有し、前記線材供給部と前記線材引取部との間であって前記線材引取部側に設けられた第２キャプスタン機構部と、前記複数の第１キャプスタン及び前記複数の第２キャプスタンの各間に配設されたダイス複数と、を備える伸線装置を用い、前記複数の第２キャプスタン全てを経由した場合の線材の直径が、製造対象となる複数種の仕上り線径のうちの最も細径な仕上り線径となり、前記複数の第２キャプスタンのうちの一部を経由した場合の線材の直径が、製造対象となる複数種の仕上り線径のうちの１つの仕上り線径となるように、前記複数の第２キャプスタンの回転速度を設定し、前記線材が経由する前記複数の第２キャプスタンの対象を全て又は一部に変更することで、複数種の仕上り線径の素線を製造する。
【発明の効果】
【００１７】
第１の態様に係る伸線装置によると、第１キャプスタン機構については、１つの第１回転駆動源の回転駆動力が第１回転伝達機構部を介して複数の第１キャプスタンに伝達されるため、メンテナンス作業の容易化を図ることができる。また、第２キャプスタン機構については、複数の第２回転駆動源の回転速度を個別に調整して、複数の第２キャプスタンの回転速度を変更することで、当該各第２キャプスタンの前後で引抜き速度比を変更することができる。このため、母線材の材質、目的となる仕上り線径等に応じて、線材の縮径変形度合の調整変更に容易に対応できる。
【００１８】
第２の態様によると、複数の第２キャプスタンを全て用いて伸線加工を行えば、細径である素線を製造することができる。そして、複数の第２キャプスタンのうちの一部により伸線を行えば、製造対象となる複数種の仕上り線径のうちの１つである素線を製造することができる。このため、一旦第２キャプスタンの前後の引抜き速度比の設定を行えば、その変更を行わなくとも、複数種の仕上り線径である伸線を容易に製造できる。
【００１９】
第３の態様によると、線材が細径になればなるほど、前後間の引抜き速度比が小さくなるため、線材の切断をより確実に防止することができる。
【００２０】
また、通常、アルミ線又はアルミ合金線は、伸線加工時に、０．５０ｍｍより大きい直径で切断し難く、０．５０ｍｍよりも小さい直径で切断し易い。そこで、第４の態様のように、前記第１キャプスタン機構部で直径が０．５０ｍｍ程度になるまでの伸線加工を行うことで、固定送給速度比による効率のよい伸線を行える。一方、前記第２キャプスタンの引抜きにより直径０．５０ｍｍ以下となった線材の伸線加工を行うことで、アルミ線又はアルミ合金線が切断し難いように引抜き速度を調整して伸線加工を行える。
【００２１】
第５の態様によると、第１キャプスタン機構部で比較的に大きな縮径変形度合で伸線加工を行い、第２キャプスタン機構部で材質等に応じて調整された縮径変形度合で伸線加工を行い、複数の仕上げ用キャプスタンで仕上げに適した縮径変形度合で伸線加工を行うことができる。
【００２２】
第６の態様によると、第２キャプスタンの回転速度の変更を行わなくとも、複数種の仕上り線径である伸線を容易に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施形態に係る伸線装置を示す概略平面図である。
【図２】同上の伸線装置を示す概略側面図である。
【図３】減面率設定の例を示す図である。
【図４】線材が断線するに至った箇所及び断線要因を示す図である。
【図５】第２キャプスタンの一部を用いて伸線加工を行う例を示す説明図である。
【図６】変形例に係る伸線装置を示す概略平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、実施形態に係る伸線装置及び素線の製造方法について説明する。図１は実施形態に係る伸線装置２０を示す概略平面図であり、図２は同伸線装置２０を示す概略側面図である。
【００２５】
この伸線装置２０は、線材１０の直径を小さくするように伸線する装置であり、線材供給部２２と、線材引取部２６と、第１キャプスタン機構部３０と、第２キャプスタン機構部４０と、複数のダイス６０を備えている。なお、線材１０は、伸線加工の前後及び加工中のもの全てを含む総称であり、加工前のものを母線材１０ａ、加工後の伸線されたものを素線１０ｂと区別する場合がある。素線１０ｂは、単独で又は撚り合わされた形態で、電線の芯線等として用いられる。
【００２６】
線材供給部２２は、母線材１０ａを供給可能に構成されている。より具体的には、線材供給部２２は、リール状の部材に母線材１０ａが巻回収容された構成とされている。この線材供給部２２は、所定の伸線加工ラインＬの上流側に回転自在に支持されており、この線材供給部２２から母線材１０ａが引出し可能とされている。
【００２７】
線材引取部２６は、素線１０ｂを引取可能に構成されている。より具体的には、線材引取部２６は、素線１０ｂを巻回収容可能なリール状の部材が、モータ等の回転駆動源によって回転駆動可能に支持されている。この線材引取部２６は、前記伸線加工ラインＬの下流側に配設されており、最終の仕上り線径に加工された素線１０ｂが本線材引取部２６によって引取って収容されるようになっている。
【００２８】
なお、本実施形態では、複数（ここでは７本）の母線材１０ａに対する伸線加工を可能にすべく、線材供給部２２及び線材引取部２６が複数（ここでは７つ）設けられている。もっとも、第２キャプスタン機構部４０の下流側に複数の素線１０ｂを撚り合わせる撚り合わせ機構部が設けられていてもよい。この場合、撚り合せ線を１本だけ引取る線材引取部が１つだけ設けられていてもよい。
【００２９】
第１キャプスタン機構部３０は、線材供給部２２と線材引取部２６との間であって線材供給部２２側に設けられており、複数（ここでは８個）の第１キャプスタン３２（１）、３２（２）、・・・、３２（６）、３２（７）、３２（８）と、１つの第１回転駆動源３４と、第１回転伝達機構部３６とを有している。
【００３０】
各第１キャプスタン３２（１）、３２（２）、・・・、３２（６）、３２（７）、３２（８）は、略円板状或は略円柱状に形成されており、その外周に線材１０を巻付可能な周溝が形成されている。周溝は、加工対象となる線材１０の数に応じて形成されており、ここでは、７つ形成されている。また、各第１キャプスタン３２（１）、３２（２）、・・・、３２（６）、３２（７）、３２（８）は、この順で上流側から下流側に向けて伸線加工ラインＬに沿って間隔を有して並ぶように配設されており、それぞれ伸線加工ラインＬに対して略直交する略略水平方向の回転軸周りに回転可能に支持されている。そして、線材１０を各第１キャプスタン３２（１）、３２（２）、・・・、３２（６）、３２（７）、３２（８）の周溝に巻付けた状態で、各第１キャプスタン３２（１）、３２（２）、・・・、３２（６）、３２（７）、３２（８）を回転駆動することで、その回転速度に応じた引抜き速度で線材１０が引抜かれるようになっている。
【００３１】
なお、各第１キャプスタン３２（１）、３２（２）、・・・、３２（６）、３２（７）、３２（８）の回転軸は、略鉛直方向又は略鉛直方向に対して斜め方向に沿った軸であってもよい。
【００３２】
第１回転駆動源３４は、ＡＣモータ等のモータであり、回転駆動力を発生させるように構成されている。
【００３３】
第１回転伝達機構部３６は、前記１つの第１回転駆動源３４の回転駆動力を各第１キャプスタン３２（１）、３２（２）、・・・、３２（６）、３２（７）、３２（８）に伝達するように構成されている。より具体的には、第１回転伝達機構部３６は、各第１キャプスタン３２（１）、３２（２）、・・・、３２（６）、３２（７）、３２（８）に連結された駆動軸３６ａ、駆動軸３６ａ間で回転運動を変速して伝達する変速機構３６ｂ等を有している。変速機構３６ｂは、複数の歯車、プーリ及び該プーリに巻きかけられた伝達ベルト等の各種機構によって構成されており、歯車径、歯車の歯数、プーリ径等を適宜設定することで、所定の変速比で回転運動を伝達する構成とされている。ここでは、第１回転駆動源３４の回転運動は、そのままの回転速度で下流側の第１キャプスタン３２（８）に伝達され、順次増速されつつ、下流側から上流側の第１キャプスタン３２（７）、３２（６）、・・・、３２（２）、３２（１）へと伝達されるようになっている。従って、各第１キャプスタン３２（１）、３２（２）、・・・、３２（６）、３２（７）、３２（８）の回転速度は、第１回転駆動源３４の回転速度に応じて決る値であり、伸線加工ラインＬの上流側及び下流側との間（単に前後間という場合がある）で、各第１キャプスタン３２（１）、３２（２）、・・・、３２（６）、３２（７）、３２（８）の回転速度比は一定となっている。なお、本実施形態では、各キャプスタンの直径は同じであるという前提で説明するため、前後の回転速度比が一定であるということは、前後の引抜き速度比が一定であるということを意味している。ここでは、各第１キャプスタン３２（１）、３２（２）、・・・、３２（６）、３２（７）、３２（８）のそれぞれ間で前後の引抜き速度比は、一定の固定値に設定されている。引抜き速度比のより具体的な設定例については後述する。
【００３４】
第２キャプスタン機構部４０は、複数（ここでは７つ）の第２キャプスタン４２（９）、４２（１０）、・・・、４２（１３）、４２（１４）、４２（１５）と、複数の第２回転駆動源４４とを有しており、線材供給部２２と線材引取部２６との間であって第１キャプスタン機構部３０よりも線材引取部２６側に設けられている。なお、第２キャプスタン４２（９）、４２（１０）、・・・、４２（１３）、４２（１４）、４２（１５）のうち線材供給ラインの最下流の第２キャプスタン４２（１５）を仕上げ用のキャプスタンと呼ぶ場合がある。
【００３５】
各第２キャプスタン４２（９）、４２（１０）、・・・、４２（１３）、４２（１４）、４２（１５）は、上記第１キャプスタン３２（１）、３２（２）、・・・、３２（６）、３２（７）、３２（８）と同様に、略円板状或は略円柱状に形成されており、その外周に線材１０を巻付可能な周溝が形成されている。各第２キャプスタン４２（９）、４２（１０）、・・・、４２（１３）、４２（１４）、４２（１５）は、この順で上流側から下流側に向けて伸線加工ラインＬに沿って間隔を有して並ぶように回転可能に配設支持されている。そして、線材１０を各第２キャプスタン４２（９）、４２（１０）、・・・、４２（１３）、４２（１４）、４２（１５）の周溝に巻付けた状態で、各第２キャプスタン４２（９）、４２（１０）、・・・、４２（１３）、４２（１４）、４２（１５）を回転駆動することで、その回転速度に応じた引抜き速度で線材１０が引抜かれるようになっている。
【００３６】
第２回転駆動源４４は、ＡＣモータ等、回転速度を調整可能なモータであり、上記各第２キャプスタン４２（９）、４２（１０）、・・・、４２（１３）、４２（１４）、４２（１５）に対応して複数（ここでは、６つ）設けられている。各第２回転駆動源４４は、それぞれ別々に各第２キャプスタン４２（９）、４２（１０）、・・・、４２（１３）、４２（１４）、４２（１５）に連結されており、各第２回転駆動源４４が、各第２キャプスタンをそれぞれ個別に回転駆動するように構成されている。従って、各第２キャプスタン４２（９）、４２（１０）、・・・、４２（１３）、４２（１４）、４２（１５）の回転速度は、各第２回転駆動源４４の回転速度に応じて決る値であり、各第２回転駆動源４４の回転速度を調整することで、各第２キャプスタン４２（９）、４２（１０）、・・・、４２（１３）、４２（１４）、４２（１５）の前後の回転速度比を調整できるようになっている。なお、本実施形態では、各キャプスタンの直径は同じであるという前提で説明するため、前後の回転速度比を調整できるということは、前後の引抜き速度比を調整できるということを意味している。ここでは、各第２キャプスタン４２（９）、４２（１０）、・・・、４２（１３）、４２（１４）、４２（１５）が関与するそれぞれの前後間の引抜き速度比は、伸線加工ラインＬの上流側から下流側に向けて徐々に小さくなるように設定される（つまり、徐々に速度差が小さくなるように設定される）。各引抜き速度比の具体的な調整設定例については後述する。
【００３７】
上記のように第１キャプスタン機構部３０と第２キャプスタン機構部４０とを有する構成とすることで、第１キャプスタン３２（１）、３２（２）、・・・、３２（６）、３２（７）、３２（８）だけの前後間では、引抜き速度比が一定である加工領域とすることができ、各第２キャプスタン４２（９）、４２（１０）、・・・、４２（１３）、４２（１４）、４２（１５）が関与する前後間（つまり、第１キャプスタン３２（８）と第２キャプスタン４２（９）との関係を含む）では、引抜き速度比を可変にできる加工領域とすることができる。
【００３８】
また、第２キャプスタン機構部４０と線材引取部２６との間に、一対のローラ７２ａ、７２ｂを有する線速差吸収機構部７０が設けられている。線速差吸収機構部７０は、いわゆるダンサローラ等とも呼ばれ、一方の固定ローラ７２ａに対して可動側ローラ７２ｂが近接離間移動可能に支持された構成とされている。そして、第２キャプスタン４２（１５）と線材引取部２６との間の線速差に応じて両ローラ７２ａ、７２ｂ間距離が調整されることで、第２キャプスタン機構部４０と線材引取部２６との間における線材１０の弛み及び線材１０の過大な引張り力の作用等が抑制されるようになっている。
【００３９】
複数のダイス６０は、線材１０の直径が小さくなるように縮径変形加工する加工具であり、上記各第１キャプスタン３２（１）、３２（２）、・・・、３２（６）、３２（７）、３２（８）及び各第２キャプスタン４２（９）、４２（１０）、・・・、４２（１３）、４２（１４）、４２（１５）間に着脱可能に配設されている。より具体的には、ダイス６０は、金属等で形成された部材であり、線材１０を通すための縮径加工孔が形成されている。ここでは、加工対象となる線材１０の数に合わせて、複数（ここでは７つ）の縮径加工孔が並列状に形成されている。縮径加工孔は、加工ラインＬに沿って上流側から下流側に向けて順次縮径する貫通円穴状に形成されている。縮径加工孔のうち上流側の開口径は、そのダイス６０に導かれる線材１０の径と略同じであり、縮径加工孔のうち下流側の開口径は、そのダイス６０による縮径加工目的となる径と略同じである。ダイス６０の縮径加工孔のうち上流側の開口面積をＳ１、下流側の開口面積をＳ２とした場合、開口面積の減少率（（Ｓ１−Ｓ２）／Ｓ１）を減面率という。この減面率は、当該ダイス６０において目的とする縮径加工度合に応じて設定されている。なお、縮径加工孔の上流側に、線材１０を縮径加工孔に導くガイド孔が形成されていてもよい。なお、各ダイス６０を着脱可能に配設しているのは、ダイス６０の取外し、交換、メンテナンス等を行うためである。特に、第２キャプスタン４２（９）、４２（１０）、・・・、４２（１３）、４２（１４）、４２（１５）の速度変更により前後間の引抜き速度比調整を行う場合には、これに応じた減面率のダイス６０に交換する必要がある。
【００４０】
ここで、減面率と引抜き速度比との関係について説明しておく。すなわち、ダイス６０によって線材１０を縮径加工すると、線材１０は引き伸されて長くなる。このため、ダイス６０の上流側よりも下流側で線材１０の引抜き速度を大きくする必要がある。また、ダイス６０による線材１０の縮径加工度合（減面率）が大きくなる程、線材１０はより長く伸されるため、減面率が大きくなるほど、ダイス６０の上流側の引抜き速度に対する下流側の引抜き速度比を大きくする必要がある。例えば、線材１０の断面積の関係からすると、ダイス６０による減面率が”ｒ”である場合、ダイス６０を挟んで下流側の引抜き速度に対する引抜き速度差の比率（つまり、上流側の引抜き速度Ｖ１、下流側の引抜き速度Ｖ２とした場合、（Ｖ２−Ｖ１）／Ｖ２）を”ｒ”にすればよい。つまり、各キャプスタン部分で所定の縮径変形度合で加工を行うように検討すれば、ダイス６０の減面率は設計上１つに決り、これに対応して各キャプスタンの前後の引抜き速度比も１つに決る。つまり、各ダイス６０による縮径変形度合の設定、調整は、ダイスの減面率の設定、調整及び各キャプスタンの前後の引抜き速度比の設定、調整と同義であり、以下では、その前提で説明する。
【００４１】
また、本伸線装置２０は、制御ユニット６８を備えている。制御ユニット６８は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を備える一般的なマイクロコンピュータである。この制御ユニット６８は、スイッチ等の入力部６８ａを介して第１回転駆動源３４及び各第２回転駆動源４４に対するオンオフ指令、及び、各第２回転駆動源４４の回転速度指令を受付ける。また、本制御ユニット６８は、図示省略の駆動回路を介して、前記指令に応じて第１回転駆動源３４及び各第２回転駆動源４４をオンオフ動作制御すると共に、各第２回転駆動源４４の回転速度を制御する。もっとも、各第２回転駆動源４４に対する回転速度調整は、各第２回転駆動源４４に対する個別設定によって行われてもよい。
【００４２】
以下、アルミ線又はアルミ合金線材を対象とした具体的な減面率（％）を参照しつつ、上記伸線装置２０の動作について説明する。図３は減面率設定の例を示す図である。ここでは、母線材として、直径１．１００ｍｍであるアルミ合金製の母線材１０ａを用いた例を想定している。図３中、左列は、第１キャプスタン３２（１）、３２（２）、・・・、３２（６）、３２（７）、３２（８）及び第２キャプスタン４２（９）、４２（１０）、・・・、４２（１３）、４２（１４）、４２（１５）の括弧内の数字（つまり、伸線加工ラインＬにおいて上流側から下流側に向けて配設されたキャプスタンの順番）を示しており、中央の列は、各キャプスタンに巻回されて引抜かれる線材１０の直径を示しており、右列は各キャプスタンの上流側にあるダイス６０の減面率を示している。なお、減面率は、上記したように、当該ダイス６０による縮径変形度合を示すと共に、当該ダイス６０を挟む前後のキャプスタンによる引抜き速度比を間接的に示している。
【００４３】
同図に示すように、第１キャプスタン機構部３０における各第１キャプスタン３２（１）、３２（２）、・・・、３２（６）、３２（７）、３２（８）間では、減面率を２０％の一定の固定値に設定している。つまり、第１回転伝達機構部３６として、当該減面率（引抜き速度比）に変速比に構成されたものを用いている。なお、上記減面率は、直径０．５ｍｍ以下となった線材１０の伸線加工を、第２キャプスタン４２（９）により線材１０を引抜きつつ伸線加工を行えるように考慮された設定値でもある。これにより、直径１．１０ｍｍの母線材１０ａが、０．９８ｍｍから０．８７ｍｍ、０．７８ｍｍ、０．７０ｍｍ、０．６２ｍｍ、０．５６ｍｍ、０．５０ｍｍの直径となるように、段階的に縮径変形加工される。そして、直径０．５０ｍｍとなった線材１０は、次の第２キャプスタン４２（９）により引抜かれつつ、キャプスタン３２（８）とキャプスタン４２（９）間のダイス６０により伸線加工される。
【００４４】
ここで、０．５ｍｍ以下となった線材１０の伸線加工を、第２キャプスタン４２（９）により線材１０を引抜きつつ伸線加工を行えるようにした理由について説明しておく。
【００４５】
図４は、発明者らが各種アルミ合金線を母線材として各種条件下で伸線加工を試行錯誤した場合において、線材が断線するに至った箇所を示す図である。なお、ここで対象となった線材は、ＪＩＳ規格において、いわゆる１０００系アルミ合金（特に、１０５０〜１０８０など）、５０００系アルミ合金（特に５１５４〜５４５４など）、その他、Ａｌ−Ｆｅ系、Ａｌ−Ｆｅ−Ｍｇ系、Ａｌ−Ｍｇ系等のアルミ合金である。同図に示すように、断線はほとんど直径０．５ｍｍ以下に加工するダイス部分で生じていることがわかる。そして、減面率を大きくすれば、引抜き抵抗の増加、速度向上による摩擦熱等の要因によって断線に至る可能性が高まると考えられる。そこで、線材１０が比較的太径である段階での伸線加工は、第１キャプスタン機構部３０における各第１キャプスタン３２（１）、３２（２）、・・・、３２（６）、３２（７）、３２（８）によって一定の固定値による減面率で行う一方、線材１０が比較的細径（０．５０ｍｍ以下）になった時点での伸線加工は、減面率の設定変更等が可能な第２キャプスタン４２（９）、４２（１０）、・・・、４２（１３）、４２（１４）、４２（１５）の引抜き工程下で行うことで、線材１０が断線に至り難いように当該減面率を調整して製造することができる。
【００４６】
また、各第２キャプスタン４２（９）、４２（１０）、・・・、４２（１３）、４２（１４）、４２（１５）それぞれに対応する前後間では、減面率を上記第１キャプスタン機構部３０における各第１キャプスタン３２（１）、３２（２）、・・・、３２（６）、３２（７）、３２（８）間での減面率よりも小さく設定すると共に、線材引取部２６に向けて徐々に小さくなるように設定している。つまり、それらに対応する引抜き速度比が線材引取部２６側に向けて徐々に小さくなるように設定されている。減面率をどの程度にするか、また、どの程度の割合で徐々に小さくするかは、線材１０の材質及び目的径等に応じて実験的に定められる。つまり、なるべく少ないダイス６０数で加工するためにはなるべく大きな減面率にすることが好ましい。一方、減面率を大きくすると断線し易くなる。断線し易さは、線材の材質及び加工径等によって異なるため、問題無い断線頻度となる範囲内でなるべく減面率を大きく設定できるように、実験的に定められる。
【００４７】
また、ここでは、各減面率は、全ての第２キャプスタン４２（９）、４２（１０）、・・・、４２（１３）、４２（１４）、４２（１５）を経由して伸線加工を行った場合の線材１０の直径が製造対象となる複数種の仕上り線径のうち最も細径な仕上り線径となるように設定されている。しかも、減面率は、複数の第２キャプスタン４２（９）、４２（１０）、・・・、４２（１３）、４２（１４）、４２（１５）のうちの一部を経由して（つまり、残りのキャプスタンについては線材を巻付けず、また、対応するダイスを省略して）伸線加工を行った場合の線材１０の直径が製造対象となる複数種の仕上り線径のうちの１つの仕上り線径となるように、設定されている。ここでは、上記引抜き速度比となるように、適した速度指令値が入力部６８ａを介して制御ユニット６８に与えられ、当該速度指令値が制御ユニット６０に設定記憶されており、制御ユニット６０が当該制御指令値に応じて各第２回転駆動源４４を駆動制御する。
【００４８】
ここで、製造対象となる素線１０ｂの仕上り線径は、製造対象となる電線の芯線に用いる場合を想定して、０．４２ｍｍ、０．３６ｍｍ、０．３４ｍｍ、０．３２ｍｍ、０．３０ｍｍであるとする。
【００４９】
そして、第１キャプスタン３２（８）と第２キャプスタン４２（９）との間の減面率が１６％、第２キャプスタン４２（９）、４２（１０）の間の減面率が１５％、第２キャプスタン４２（１０）、４２（１１）の間の減面率が１４％、第２キャプスタン４２（１１）、４２（１２）の間の減面率が１３％、第２キャプスタン４２（１２）、４２（１３）の間の減面率が１２％、第２キャプスタン４２（１３）、４２（１４）の間の減面率が１１％、第２キャプスタン４２（１４）、４２（１５）の間の減面率が１０％に設定されている。すると、線材１０の直径は、第２キャプスタン４２（９）により引抜かれた時点で０．４５ｍｍであり、第２キャプスタン４２（１０）により引抜かれた時点で０．４２ｍｍであり、第２キャプスタン４２（１１）により引抜かれた時点で０．３９ｍｍであり、第２キャプスタン４２（１２）により引抜かれた時点で０．３６ｍｍであり、第２キャプスタン４２（１３）により引抜かれた時点で０．３４ｍｍであり、第２キャプスタン４２（１４）により引抜かれた時点で０．３２ｍｍであり、第２キャプスタン４２（１５）により引抜かれた時点で０．３０ｍｍとなる。このため、全ての第２キャプスタン４２（９）、４２（１０）、・・・、４２（１３）、４２（１４）、４２（１５）を経由して伸線加工を行った場合に、最細となる直径０．３０ｍｍの素線１０ｂを得ることができる。また、第２キャプスタン４２（１０）迄、第２キャプスタン４２（１２）迄、第２キャプスタン４２（１３）迄、第２キャプスタン４２（１４）迄、第２キャプスタン４２（１５）迄のそれぞれを経由した加工により、製造対象となる直径０．４２ｍｍ、０．３６ｍｍ、０．３４ｍｍ、０．３２ｍｍの素線１０ｂを得ることができる。
【００５０】
つまり、直径０．３０の素線１０ｂを製造する場合には、図１及び図２に示すように、線材１０を全ての第１キャプスタン３２（１）、３２（２）、・・・、３２（６）、３２（７）、３２（８）及び全ての第２キャプスタン４２（９）、４２（１０）、・・・、４２（１３）、４２（１４）、４２（１５）に巻付ける。また、それらの全ての各間にダイス６０が配設されており、当該全てのダイス６０に線材１０が挿通されている。そして、この状態で、各第１キャプスタン３２（１）、３２（２）、・・・、３２（６）、３２（７）、３２（８）及び各第２キャプスタン４２（９）、４２（１０）、・・・、４２（１３）、４２（１４）、４２（１５）を、上記減面率に応じた引抜き速度比となるような回転速度で回転させる。なお、実際の各回転速度は、いずれか１つの回転速度を決定し、それを基準にして前記引抜き速度比に応じて決定される。通常は、最も線速が速くなる最下流側で線材１０の切断が所定頻度以上で生じない範囲で、可及的に速い速度が選定される。これにより、線材１０が各ダイス６０で順次圧縮変形加工され、最細となる直径０．３０ｍｍの素線１０ｂが製造される。
【００５１】
また、例えば、直径０．３２ｍｍの素線を製造する場合には、図５に示すように、各第２キャプスタン４２（９）、４２（１０）、・・・、４２（１３）、４２（１４）、４２（１５）のうちの一部及びダイス６０の一部を省略する。より具体的には、線材１０を第２キャプスタン４２（１４）に巻付けずに通過させている。また、第２キャプスタン４２（１４）、４２（１５）間に配設されていたダイス６０を取外し、その位置に、第２キャプスタン４２（１３）、４２（１４）間に配設されていたダイス６０を取付けている。ここで、最下流の第２キャプスタン４２（１５）ではなく、その手前の第２キャプスタン４２（１４）を省略しているのは、当該最下流の第２キャプスタン４２（１５）は仕上げ用のキャプスタンとして比較的トルクの大きなモータが選定されているからである。
【００５２】
他の直径０．４２ｍｍ、０．３６ｍｍ、０．３４ｍｍの素線１０ｂを製造する場合でも、第２キャプスタン４２（９）、４２（１０）、・・・、４２（１３）、４２（１４）、４２（１５）のうちの１つ又は複数を省略することで、上記と同様にして製造することができる。
【００５３】
これにより、線材１０の材質、目的径等に応じて、一旦、複数の第２キャプスタン４２（９）、４２（１０）、・・・、４２（１３）、４２（１４）、４２（１５）による引抜き速度を設定すれば、複数の第２キャプスタン４２（９）、４２（１０）、・・・、４２（１３）、４２（１４）、４２（１５）のうちの全て又は一部を用いるかによって、複数種の仕上り線径の素線１０ｂを容易に製造することができる。
【００５４】
勿論、仕上り線径に応じて、第２キャプスタン４２（９）、４２（１０）、・・・、４２（１３）、４２（１４）、４２（１５）の回転速度を変更、調整し、また、ダイス６０を交換するようにしてもよい。
【００５５】
以上のように構成された伸線装置２０によると、第１キャプスタン機構部３０については、１つの第１回転駆動源３４が第１回転伝達機構部３６を介して複数の第１キャプスタン３２（１）、３２（２）、・・・、３２（６）、３２（７）、３２（８）に伝達されるため、それらを個別にモータ駆動する場合と比べて、メンテナンス作業の容易化を図ることができる。また、第２キャプスタン機構部４０については、複数の第２回転駆動源４４の回転速度を個別に調整して各第２キャプスタン４２（９）、４２（１０）、・・・、４２（１３）、４２（１４）、４２（１５）の回転速度を個別変更することで、当該第２キャプスタン４２（９）、４２（１０）、・・・、４２（１３）、４２（１４）、４２（１５）が関与する前後で線材１０の引抜き速度比を変更することができる。このため、線材１０の材質、目的となる仕上り線径等に応じて、線材１０の縮径変形度合の調整変更に容易に対応できる。
【００５６】
また、第１キャプスタン機構部３０では、比較的大きな固定の減面率に設定しているため、線材１０が比較的太径な段階では効率よく伸線加工を行うことができ、結果、全体のダイス６０の数を削減することができ、装置の小型化、低コスト化等に貢献する。
【００５７】
また、各第２キャプスタン４２（９）、４２（１０）、・・・、４２（１３）、４２（１４）、４２（１５）が関与する前後の引抜き速度比は、下流側に向けて、つまり、線材１０が細径になればなるほど、徐々に小さくなるように設定されている。つまり、線材１０が細径になればなるほど、１つのダイス６０による圧縮変形度合が小さくなるように設定されている。このため、線材１０の切断をより確実に防止することができる。
【００５８】
図６は変形例に係る伸線装置１２０を示す概略平面図である。なお、上記実施形態で説明したものと同様構成要素については同一符号を付してその説明を省略し、相違点を中心に説明する。
【００５９】
本変形例では、最下流にある仕上げ用のキャプスタンを固定の引抜き速度とした例について説明する。この伸線装置１２０は、線材供給部２２と、線材引取部２６と、第１キャプスタン機構部１３０と、第２キャプスタン機構部１４０と、仕上げ用キャプスタン機構部１８０と、ダイス６０とを備えている。
【００６０】
第１キャプスタン機構部１３０は、上記第１キャプスタン機構部３０と同様に、線材供給部２２と線材引取部２６との間であって線材供給部２２側に設けられており、上記第１キャプスタン３２（１）、３２（２）、・・・、３２（６）、３２（７）、３２（８）に対応する複数（ここでは３個）の第１キャプスタン１３２（１）、１３２（２）、１３２（３）と、上記第１回転駆動源３４に対応する１つの第１回転駆動源１３４と、上記第１回転伝達機構部３６に対応する第１回転伝達機構部１３６とを有している。つまり、この第１キャプスタン機構部１３０は、第１キャプスタン１３２（１）、１３２（２）、１３２（３）の数、及び、第１回転伝達機構部１３６の回転駆動力伝達対象数が異なる点を除いて、上記第１キャプスタン機構部３０と同様構成である。
【００６１】
第２キャプスタン機構部１４０は、上記第２キャプスタン機構部４０と同様に、線材供給部２２と線材引取部２６との間であって第１キャプスタン機構部１３０よりも線材引取部２６側に設けられており、上記第２キャプスタン４２（９）、４２（１０）、・・・、４２（１３）、４２（１４）、４２（１５）に対応する複数（ここでは３つ）の第２キャプスタン１４２（４）、１４２（５）、１４２（６）と、上記各第２回転駆動源４４に対応する複数（ここでは４つ）の第２回転駆動源１４４とを有している。つまり、この第２キャプスタン機構部１４０は、第２キャプスタン１４２（４）、１４２（５）、１４２（６）の数、及び、第２回転駆動源１４４の数が異なる点を除いて、上記第２キャプスタン機構部４０と同様構成である。
【００６２】
仕上げ用キャプスタン機構部１８０は、一定の引抜き速度で線材１０を引抜くものであり、上記線材供給部２２と線材引取部２６との間であって第２キャプスタン機構部１４０よりも線材引取部２６側に設けられており、複数（ここでは３つ）の仕上げ用キャプスタン１８２（７）、１８２（８）、１８２（９）と、１つの仕上げ用回転駆動源１８２と、仕上げ用回転駆動源１８２の回転駆動力を複数の仕上げ用キャプスタン１８２（７）、１８２（８）、１８２（９）に伝達する仕上げ用伝達機構部１８４とを有している。上記複数（ここでは３つ）の仕上げ用キャプスタン１８２（７）、１８２（８）、１８２（９）は、上記複数の第１キャプスタン１３２（１）、１３２（２）、１３２（３）と同様構成であり、１つの仕上げ用回転駆動源１８２は上記第１回転駆動源１３４と同様構成であり、仕上げ用伝達機構部１８４は上記第１回転伝達機構部１３６と同様構成である。従って、この仕上げ用キャプスタン機構部１８０における仕上げ用キャプスタン１８２（７）、１８２（８）、１８２（９）間の引抜き速度比は、固定された一定値である。もっとも、仕上げ用キャプスタン１８２（７）、１８２（８）、１８２（９）の数は、第１キャプスタン１３２（１）、１３２（２）、１３２（３）の数と同じである必要はない。また、引抜きキャプスタンは１つであってもよい。
【００６３】
また、ダイス６０は、複数の第１キャプスタン１３２（１）、１３２（２）、１３２（３）と、複数の第２キャプスタン１４２（４）、１４２（５）、１４２（６）と、複数の仕上げ用キャプスタン１８２（７）、１８２（８）、１８２（９）との各間に配設されている。
【００６４】
この伸線装置１２０によると、第１キャプスタン機構部１３０で比較的大きな一定の縮径変形度合で伸線加工を行い、第２キャプスタン機構部１４０で線材１０の材質等に応じて調整された縮径変形度合で伸線加工を行い、仕上げ用のキャプスタン機構部１８０で仕上げに適した縮径閉経度合で伸線加工を行うことができる。特に、仕上げ加工を一定の条件で行うことができるため、仕上げ品質がより安定化するというメリットがある。
【００６５】
なお、上記実施形態及び変形例では、アルミ線材或はアルミ合金線材を想定した例で説明したが、その他、各種材質の線材１０についても適用できる。つまり、線材１０の材質、加工径等に応じて第２キャプスタン機構部４０、１４０における引抜き速度比を実験的に設定、調整すればよい。
【００６６】
各キャプスタンの径が同じであるという前提で説明したが、各径が異なっていてもよい。この場合、引抜き速度は、回転速度に当該径を加味した値として考慮すればよい。
【００６７】
また、上記実施形態では、伸線加工ラインＬが直線である場合で説明したが、必ずしもその必要はなく、各キャプスタン部分或は他のガイドローラ部分で曲っているラインであってもよい。
【符号の説明】
【００６８】
１０ 線材
２０ 伸線装置
２２ 線材供給部
２６ 線材引取部
３０ 第１キャプスタン機構部
３２（１）、３２（２）、・・・、３２（６）、３２（７）、３２（８） 第１キャプスタン
３４ 第１回転駆動源
３６ 第１回転伝達機構部
４０ 第２キャプスタン機構部
４２（９）、４２（１０）、・・・、４２（１３）、４２（１４）、４２（１５） 第２キャプスタン
４４ 第２回転駆動源
６０ ダイス
１２０ 伸線装置
１３０ 第１キャプスタン機構部
１３２（１）、１３２（２）、１３２（３） 第１キャプスタン
１３４ 第１回転駆動源
１３６ 第１回転伝達機構部
１４０ 第２キャプスタン機構部
１４２（４）、１４２（５）、１４２（６） 第２キャプスタン
１４４ 第２回転駆動源
１８０ 仕上げ用キャプスタン機構部
１８２（１）、１８２（２）、１８２（３） 仕上げ用キャプスタン
１８２ 仕上げ用回転駆動源
１８４ 仕上げ用伝達機構部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
線材を伸線する伸線装置であって、
線材を供給する線材供給部と、
線材を引取る線材引取部と、
複数の第１キャプスタンと、１つの第１回転駆動源と、前記第１回転駆動源の回転駆動力を前記複数の第１キャプスタンに伝達する第１回転伝達機構部とを有し、前記線材供給部と前記線材引取部との間であって前記線材供給部側に設けられた第１キャプスタン機構部と、
複数の第２キャプスタンと、前記複数の第２キャプスタンをそれぞれ個別に回転駆動する複数の第２回転駆動源とを有し、前記線材供給部と前記線材引取部との間であって前記第１キャプスタン機構部よりも前記線材引取部側に設けられた第２キャプスタン機構部と、
前記複数の第１キャプスタン及び前記複数の第２キャプスタンの各間に配設されたダイス複数と、
を備える伸線装置。
【請求項２】
請求項１記載の伸線装置であって、
前記複数の第２キャプスタン全てを経由した場合の線材の直径が、製造対象となる複数種の仕上り線径のうちの最も細径な仕上り線径となり、前記複数の第２キャプスタンのうちの一部を経由した場合の線材の直径が、製造対象となる複数種の仕上り線径のうちの１つの仕上り線径となるように、前記複数の第２キャプスタンの前後の引抜き速度比が設定されている、伸線装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載の伸線装置であって、
前記複数の第２キャプスタンそれぞれに対する前後間の引抜き速度比が、前記線材引取部側に向けて徐々に小さくなるように設定されている、伸線装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の伸線装置であって、
伸線加工対象となる線材がアルミ線又はアルミ合金線であり、
直径０．５ｍｍ以下となった線材の伸線加工を、前記第２キャプスタンにより線材を引抜きつつ行うように、前記複数の第１キャプスタン間の引抜き速度比が設定されている、伸線装置。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の伸線装置であって、
少なくとも１つの仕上げ用キャプスタンと、１つの仕上げ用回転駆動源と、前記仕上げ用回転駆動源の回転駆動力を前記仕上げ用キャプスタンに伝達する仕上げ用伝達機構部とを有し、前記線材供給部と前記線材引取部との間であって前記第２キャプスタン機構部よりも前記線材引取部側に設けられた仕上げ用キャプスタン機構部をさらに備える伸線装置。
【請求項６】
線材を伸線することによって素線を製造する素線の製造方法であって、
線材を供給する線材供給部と、
線材を引取る線材引取部と、
複数の第１キャプスタンと、１つの第１回転駆動源と、前記第１回転駆動源の回転駆動力を前記複数の第１キャプスタンに伝達する第１回転伝達機構部とを有し、前記線材供給部と前記線材引取部との間であって前記線材供給部側に設けられた第１キャプスタン機構部と、
複数の第２キャプスタンと、前記複数の第２キャプスタンをそれぞれ個別に回転駆動する複数の第２回転駆動源とを有し、前記線材供給部と前記線材引取部との間であって前記線材引取部側に設けられた第２キャプスタン機構部と、
前記複数の第１キャプスタン及び前記複数の第２キャプスタンの各間に配設されたダイス複数と、を備える伸線装置を用い、
前記複数の第２キャプスタン全てを経由した場合の線材の直径が、製造対象となる複数種の仕上り線径のうちの最も細径な仕上り線径となり、前記複数の第２キャプスタンのうちの一部を経由した場合の線材の直径が、製造対象となる複数種の仕上り線径のうちの１つの仕上り線径となるように、前記複数の第２キャプスタンの回転速度を設定し、
前記線材が経由する前記複数の第２キャプスタンの対象を全て又は一部に変更することで、複数種の仕上り線径の素線を製造する素線の製造方法。
【請求項１】
線材を伸線する伸線装置であって、
線材を供給する線材供給部と、
線材を引取る線材引取部と、
複数の第１キャプスタンと、１つの第１回転駆動源と、前記第１回転駆動源の回転駆動力を前記複数の第１キャプスタンに伝達する第１回転伝達機構部とを有し、前記線材供給部と前記線材引取部との間であって前記線材供給部側に設けられた第１キャプスタン機構部と、
複数の第２キャプスタンと、前記複数の第２キャプスタンをそれぞれ個別に回転駆動する複数の第２回転駆動源とを有し、前記線材供給部と前記線材引取部との間であって前記第１キャプスタン機構部よりも前記線材引取部側に設けられた第２キャプスタン機構部と、
前記複数の第１キャプスタン及び前記複数の第２キャプスタンの各間に配設されたダイス複数と、
を備える伸線装置。
【請求項２】
請求項１記載の伸線装置であって、
前記複数の第２キャプスタン全てを経由した場合の線材の直径が、製造対象となる複数種の仕上り線径のうちの最も細径な仕上り線径となり、前記複数の第２キャプスタンのうちの一部を経由した場合の線材の直径が、製造対象となる複数種の仕上り線径のうちの１つの仕上り線径となるように、前記複数の第２キャプスタンの前後の引抜き速度比が設定されている、伸線装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載の伸線装置であって、
前記複数の第２キャプスタンそれぞれに対する前後間の引抜き速度比が、前記線材引取部側に向けて徐々に小さくなるように設定されている、伸線装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の伸線装置であって、
伸線加工対象となる線材がアルミ線又はアルミ合金線であり、
直径０．５ｍｍ以下となった線材の伸線加工を、前記第２キャプスタンにより線材を引抜きつつ行うように、前記複数の第１キャプスタン間の引抜き速度比が設定されている、伸線装置。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の伸線装置であって、
少なくとも１つの仕上げ用キャプスタンと、１つの仕上げ用回転駆動源と、前記仕上げ用回転駆動源の回転駆動力を前記仕上げ用キャプスタンに伝達する仕上げ用伝達機構部とを有し、前記線材供給部と前記線材引取部との間であって前記第２キャプスタン機構部よりも前記線材引取部側に設けられた仕上げ用キャプスタン機構部をさらに備える伸線装置。
【請求項６】
線材を伸線することによって素線を製造する素線の製造方法であって、
線材を供給する線材供給部と、
線材を引取る線材引取部と、
複数の第１キャプスタンと、１つの第１回転駆動源と、前記第１回転駆動源の回転駆動力を前記複数の第１キャプスタンに伝達する第１回転伝達機構部とを有し、前記線材供給部と前記線材引取部との間であって前記線材供給部側に設けられた第１キャプスタン機構部と、
複数の第２キャプスタンと、前記複数の第２キャプスタンをそれぞれ個別に回転駆動する複数の第２回転駆動源とを有し、前記線材供給部と前記線材引取部との間であって前記線材引取部側に設けられた第２キャプスタン機構部と、
前記複数の第１キャプスタン及び前記複数の第２キャプスタンの各間に配設されたダイス複数と、を備える伸線装置を用い、
前記複数の第２キャプスタン全てを経由した場合の線材の直径が、製造対象となる複数種の仕上り線径のうちの最も細径な仕上り線径となり、前記複数の第２キャプスタンのうちの一部を経由した場合の線材の直径が、製造対象となる複数種の仕上り線径のうちの１つの仕上り線径となるように、前記複数の第２キャプスタンの回転速度を設定し、
前記線材が経由する前記複数の第２キャプスタンの対象を全て又は一部に変更することで、複数種の仕上り線径の素線を製造する素線の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−１１２３６（Ｐ２０１１−１１２３６Ａ）
【公開日】平成２３年１月２０日（２０１１．１．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１５８０３４（Ｐ２００９−１５８０３４）
【出願日】平成２１年７月２日（２００９．７．２）
【出願人】（０００１８３４０６）住友電装株式会社 (6,135)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月２０日（２０１１．１．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月２日（２００９．７．２）
【出願人】（０００１８３４０６）住友電装株式会社 (6,135)
【Ｆターム（参考）】
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