粗面形成ローラ、粗面形成装置及び粗面線材並びに粗面形成方法
【課題】 摩擦係数が高く、生産性が向上し、コストを低くすることができる粗面形成ローラ、粗面形成装置及び粗面線材並びに粗面形成方法を提供する。
【解決手段】 線材Ｗの表面に粗面を設ける粗面形成ローラ１０であって、中心に回転軸２２を備えるための回転軸穴１１Ａを有するローラ本体１１と、線材Ｗが接触し、ローラ本体１１の外周面に沿って環状に設けられる少なくとも一条の溝１２Ａを有する溝部１２と、溝１２Ａの溝面１２Ｂに設けられ、線材Ｗに粗面を形成する複数の尖鋭な突起部１３とを備えることを特徴とする。
【解決手段】 線材Ｗの表面に粗面を設ける粗面形成ローラ１０であって、中心に回転軸２２を備えるための回転軸穴１１Ａを有するローラ本体１１と、線材Ｗが接触し、ローラ本体１１の外周面に沿って環状に設けられる少なくとも一条の溝１２Ａを有する溝部１２と、溝１２Ａの溝面１２Ｂに設けられ、線材Ｗに粗面を形成する複数の尖鋭な突起部１３とを備えることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、線材の表面に粗面を形成する粗面形成ローラ、粗面形成装置及び粗面形成方法及び表面に粗面が形成された粗面線材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から用いられている粗面線材は、１０％Ａｌ・Ｚｎ合金で付着量がＭＩＮ６６０ｇ／ｍ2のメッキ層が施されている。この粗面線材を用いて護岸工事用金網（かごマット）を製造した場合、その護岸工事用金網の摩擦係数は、湿潤状態において０．８６〜０．９６程度の摩擦係数となるものが一般的となっている。この粗面線材の粗面は、線材のメッキ層にコンプレッサでブラスト材を吹き付けて形成される。具体的には、ブラスト装置内に設けられた大型のコンプレッサにより、所定のブラスト圧力でブラスト材を線材に吹きつけることで得られる打痕が粗面となる。なお、ブラスト材には、カットワイヤ（硬鋼線、ステンレス線）やグリッド（鋳鉄、鋳鋼、アルミナ等）等を用いている。
したがって、線材に十分な粗面を形成するために、ブラスト条件（ブラスト圧力、ブラスト材使用量、ブラスト材の材質、通線速度等）を最適な組み合わせとなるように決定する（例えば、特許文献１参照）。
例えば、摩擦係数の大きい粗面線材を製造する場合、供給する線材の走行速度を遅くし、ブラスト材を吹き付けるコンプレッサの噴射圧力を大きくし、質量の大きいブラスト材を用い、このブラスト材の使用量を多くする。これにより、線材には、高密度で打痕深さ（以下、「痕深さ」という場合がある。）が大きく、摩擦係数が大きい粗面が形成される。
また、ブラスト材の質量を前記条件より小さくし、他を前記条件と同様とした場合は、前記条件で形成される打痕よりも吹き付けられた粒状体の打痕が小さく、摩擦係数も小さい粗面が形成されることとなる。
このように、各条件を変更することによって、摩擦係数が異なる粗面線材を製造することができる。
【特許文献１】特開２００４−１７６１６９号公報（段落０００２〜０００８、図２７）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、ブラスト材は消耗品であり、線材に吹き付けられることで磨耗し、ブラスト材の角が丸みを帯びてきたり、粒径が小さくなって、線材に形成する打痕が小さくなってしまうことから、定期的な交換が必要である。ブラスト材の交換は、粒径等を管理しながら行われるため、作業が煩雑であり、維持管理にコストがかかってしまう。
また、粗面線材の製造を早めようとして線材の通線速度（供給速度）を速めると、線材に吹き付けられるブラスト材が少なくなる。つまり、打痕の密度が小さくなって摩擦係数が小さくなる。したがって、摩擦係数の大きい粗面線材を製造する場合、粗面線材の生産性を向上させるのには限界がある。
また、ブラスト装置に用いる大型のコンプレッサは、設置価格が高く、消費電力が大きいため、コストを増大させる要因となっている。
【０００４】
そこで、本発明では、前記した問題を解決し、摩擦係数が高く、生産性が向上し、コストを低くすることができる粗面形成ローラ、粗面形成装置及び粗面線材並びに粗面形成方法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】
【０００５】
前記課題を解決するため、本発明は、線材の表面に粗面を設ける粗面形成ローラであって、中心に回転軸を備えるための回転軸穴を有するローラ本体と、前記線材が接触し、前記ローラ本体の外周面に沿って環状に設けられる少なくとも一条の溝を有する溝部と、前記溝の溝面に設けられ、前記線材に前記粗面を形成する複数の尖鋭な突起部とを備えることを特徴とする粗面形成ローラである。
【０００６】
このように、ローラ本体に溝を設け、この溝の溝面に複数の尖鋭な突起部を設けたので、線材が溝に接触することにより、溝の溝面に設けた複数の尖鋭な突起部が線材に食い込むようにして凹凸を付けて粗面を形成することができるようになっている。
【０００７】
また、本発明は、前記突起部を、前記溝の溝面に穴加工した際に当該穴の外縁に生じる返りとしても良い。
【０００８】
このように、突起部を穴加工した際に当該穴の外縁に生じる返りとすることにより、溝面に突起部を容易に設けことができ、また、線材に粗面を容易に形成することができるようになっている。
また、線材がメッキ層を有している場合は、この穴により、メッキ層の溝への付着を抑制することができるようにもなっている。
【０００９】
また、本発明は、前記粗面形成ローラに焼入れを施しても良い。
【００１０】
このように、粗面形成ローラに焼入れを施すので、溝の溝面に設けた突起部の強度を高くすることができる。
これにより、繰り返して使用しても突起部の磨耗を少なくすることができる。
【００１１】
また、本発明は、線材の表面に粗面を設ける粗面形成装置であって、走行する線材を挟むように、この線材に対して対称位置に配置される２体１組の請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の粗面形成ローラを少なくとも１組備えたことを特徴とする粗面形成装置である。
【００１２】
このように、粗面形成ローラの溝に線材を接触させつつ対称位置に配置し、この線材を挟むようにして２体１組の粗面形成ローラを少なくとも一組備えることにより、線材が走行するとともに粗面形成ローラが回転し、粗面形成ローラの溝の溝面に設けられた突起部と線材との接触位置で線材に粗面が形成することができるようになっている。
【００１３】
また、本発明は、前記線材にブラスト加工を施すブラスト装置をさらに備えても良い。
また、本発明は、前記粗面形成ローラの前段又は後段に、前記線材にブラスト加工を施すブラスト装置を備えても良い。
【００１４】
このように、粗面形成ローラとブラスト装置とで粗面を形成することで、より凹凸の密度が高い粗面を線材に形成することができるようになっている。
【００１５】
また、本発明は、前記粗面形成装置により、線材に粗面が形成されたことを特徴とする粗面線材である。このように、本発明の粗面線材は、粗面形成装置が備える粗面形成ローラによって形成された粗面を有している。この粗面は、ブラスト処理で形成される打痕（粗面）よりも大きな凹凸が形成された粗面となっている。
【００１６】
また、本発明は、前記線材がメッキ層を有しており、前記粗面の最大痕深さがメッキ層を超えて素地に達して形成されていても良い。
このように、粗面の最大痕深さがメッキ層を超えて素地にまで達することにより、メッキ層が磨耗しても、素地にも粗面が形成されていることとなるので、磨耗によってメッキ層が消失しても、粗面線材の摩擦係数の減少を小さくすることができるようになっている。
【００１７】
また、本発明は、前記粗面形成装置により、前記線材に、前記ブラスト装置によるブラスト加工を施しても良い。本発明の粗面線材は、粗面形成装置が備える粗面形成ローラとブラスト装置とによって形成された粗面を有している。この粗面は、ブラスト処理で形成される打痕と、その打痕よりも大きな凹凸が形成された粗面とで形成されている。
【００１８】
また、本発明は、線材を供給する線材供給工程と、供給された前記線材に対して粗面を形成する粗面形成ローラが備える溝の溝面に設けられた突起部を所定の圧力で押し当てて、前記線材に前記粗面を形成する粗面形成工程と、を有することを特徴とする粗面形成方法である。
【００１９】
このように、線材供給工程で線材を供給し、粗面形成工程でその線材に粗面形成ローラを所定の圧力で押し当てるので、容易に線材に粗面を形成することができる。
【００２０】
また、本発明は、前記粗面形成工程の前又は後に、ブラスト装置によって前記線材にブラスト加工を施すブラスト工程を有しても良い。
【００２１】
このように、粗面形成工程の前又は後に、ブラスト工程で前記線材にブラスト装置によるブラスト加工を施すので、密度の高い粗面を線材に形成することができる。
【発明の効果】
【００２２】
このような粗面形成ローラによれば、ブラスト装置より大きな粗面を線材に形成することができるので、粗面線材の摩擦係数を大きくすることができる。
また、粗面形成装置によれば、摩擦係数が高い粗面線材を製造することができ、また、ブラスト装置を多用することなく粗面形成ローラで粗面を線材に形成するので、コストを低くすることができる。
また、このような粗面線材によれば、湿潤状態でも高い摩擦係数を有しているので、例えば雨天時にこの粗面線材の上を踏んでも滑りにくくなっている。
さらに、このような粗面形成方法によれば、摩擦係数が高い粗面線材を製造することができ、また、このような粗面線材の生産性が向上し、コストを低くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
次に、本発明を実施するための最良の一形態（以下「実施形態」という）について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２４】
なお、各実施形態において、最初に線材に粗面を形成する位置を「前段（又は「前」）」といい、前段で粗面を施した後にさらに粗面を形成する位置を「後段（又は「後」）」という。
また、各実施形態において、「左」及び「右」を示す場合は、走行する線材の走行方向を基準にする。さらに、「上」及び「下」を示す場合は、紙面に対して手前側を「下」、その反対側を「上」とする。
また、ブラスト装置によってブラスト加工して線材に形成された打痕をブラスト粗面という。
また、本実施形態において、メッキ層を有する線材を用いた場合について説明する。
【００２５】
（第一の実施形態）
図１は本発明の第一の実施形態に係る粗面形成装置の一例を示す斜視図である。図２は本発明の第一の実施形態に係る粗面形成ローラの一例を示す斜視図である。図３は本発明の第一の実施形態に係る粗面形成ローラの一例を示す断面図である。図４は線材を粗面形成ローラで挟み込んだ状態を示す断面図である。
【００２６】
本発明の第一の実施形態に係る粗面形成装置１００は、図１に示すように、線材Ｗに粗面を形成する粗面形成ローラ１０と、２つの粗面形成ローラ１０を上下方向に支持する２基の粗面形成ローラ支持装置２０Ａ，２０Ａと、左右方向に支持する２基の粗面形成ローラ支持装置２０Ｂ，２０Ｂと、線材Ｗに粗面を形成するブラスト装置３０とから構成されており、線材Ｗに、粗面形成ローラ１０による粗面とブラスト装置３０によるブラスト粗面を形成する役割を果たす。
【００２７】
ここで、線材Ｗは、所定の速度で粗面形成装置１００に供給されており（線材供給工程）、素地にメッキ層を施した後に粗面形成装置１００によって粗面が形成される。
【００２８】
粗面形成ローラ１０は、図２に示すように、ローラ本体１１と溝部１２と突起部１３とから構成されており、ブラスト装置３０で形成されるブラスト粗面より大きい粗面（凹凸）を線材Ｗに形成する役割を果たす。この粗面形成ローラ１０には焼入れが施されており、突起部１３の耐久性を向上させている。
つまり、粗面形成ローラ１０のローラ本体１１，溝部１２，突起部１３に焼入れが施され、特に、焼入れによって突起部１３が消耗しにくくなることで、繰り返し使用に耐えられるようになっている。
【００２９】
ローラ本体１１は、図２に示すように、円盤状に形成されており、その円盤の中心に回転軸２１を備えるための回転軸穴１１Ａが設けられており、走行する線材Ｗを押し付ることで、回転軸２１を中心に回転する役割を果たす。
【００３０】
溝部１２は、図２に示すように、ローラ本体１１の外周面に沿って設けられた環状となる３条の溝１２Ａ，１２Ａ・・・から構成されており、この３条の溝１２Ａ，１２Ａ・・・のいずれか１つに線材Ｗを接触させるようになっている。
また、溝１２Ａは、図４に示すように、線材Ｗの径よりも大きく形成されている。
具体的には、線材Ｗに形成された粗面（凹凸）の破壊を防止するために、溝１２Ａの幅は、線材Ｗの径よりも２０〜６０％大きく形成するのが好ましい。
これは後述する粗面形成ローラ１０，１０・・・を前段及び後段に配置した際に、前段の粗面形成ローラ１０，１０で形成された粗面を後段の粗面形成ローラ１０，１０で破壊されないようにするためである。
したがって、線材Ｗの径より大きくする形成する溝１２Ａの幅が、線材Ｗの径の２０％未満では、粗面が溝１２Ａと接触して破壊される恐れがあり、６０％を超えると、突起部１３との接触面積が減少し、粗面が効率よく形成されないからである。
【００３１】
また、溝部１２に３条の溝１２Ａ，１２Ａ・・・を設けたことで、いずれか１つの溝１２Ａの溝面１２Ｂに設ける後述する突起部１３が消耗しても、他の溝１２Ａに線材Ｗを接触させることで、十分な突起状態となっている突起部１３で線材Ｗに粗面を形成することができる。
【００３２】
突起部１３は、図２及び図３に示すように、各溝１２Ａの溝面１２Ｂに設けられており、線材Ｗに粗面（凹凸）を形成する役割を果たす。
この突起部１３は、センターポンチにより穴加工された穴Ｈの外縁に生じた返りによって形成されている。この返りは、粗面形成ローラ１０を線材Ｗに押し付けたとき、線材Ｗのメッキ層を超えて素地まで達する程度に尖鋭に突起している。
【００３３】
粗面形成ローラ支持装置２０Ａは、図１に示すように、回転軸２１、軸支部２２、固定部２３、ネジ２４から構成されており、粗面形成ローラ１０を線材Ｗに押し当てた状態を維持するように固定する役割を果たす。
【００３４】
この粗面形成ローラ支持装置２０Ａは、２つの粗面形成ローラ１０を支持することができ、この２つの粗面形成ローラ１０を線材Ｗに対して対称位置に配置することができるようになっている。これにより、線材Ｗは、２つの粗面形成ローラ１０によって挟まれた状態で押し付けられる（図４参照）。
【００３５】
回転軸２１は、図１に示すように、粗面形成ローラ１０のローラ本体１１に設けられた回転軸穴１１Ａに挿通されるとともに軸支部２２によって軸支される。この回転軸２１によってローラ本体１１が回転することができる。
【００３６】
軸支部２２は、図１に示すように、コの字型に形成されており、開口している側で回転軸２１を軸支することができるようになっている。
【００３７】
固定部２３Ａは、図１に示すように、軸支部２２を狭持して粗面形成ローラ１０の位置を固定する役割を果たし、形状が略Ｕの字型に形成されており、開口側が上を向きつつ線材Ｗが開口側の中央を通るように配置される。そして、固定部２３Ａの開口側の両端部で、粗面形成ローラ１０の溝１２Ａを線材Ｗ側に向けた状態で軸支部２２，２２を線材Ｗの方向に近づけるように左右方向にスライド自在に狭持している。このとき、粗面形成ローラ１０の溝１２Ａは、線材Ｗの走行方法と平行になっている。
【００３８】
ネジ２４は、図１に示すように、粗面形成ローラ１０を線材Ｗに所定の押圧力で押し当て、スライド自在に狭持される軸支部２２のスライド位置を固定する役割を果たす。このネジ２４をねじ込むことにより、線材Ｗの方向にスライドさせた軸支部２２のスライド位置を固定し、線材Ｗに粗面形成ローラ１０が押し当てられた状態にすることができる。よって、左右方向の両側（線材Ｗに対して対称位置）から粗面形成ローラ１０，１０で線材Ｗを挟んだ状態となる。これにより、線材Ｗが走行すると、粗面形成ローラ１０，１０は、線材Ｗとの摩擦抵抗により回転を始めることとなる。
なお、線材Ｗを挟みつける押圧は、線材の径が替わっても、適宜、調節が可能となっている。つまり、ネジ２４をねじ込み又は緩めることにより調節が可能となっている。
【００３９】
粗面形成ローラ支持装置２０Ｂは、図１に示すように、固定部２３Ｂが、線材Ｗの方向に近づけるように上下方向にスライド自在に狭持している点で粗面形成ローラ支持装置２０Ａの固定部２３と異なっている。
これにより、ネジ２４で、線材Ｗの方向に近づくように上下方向にスライドさせた軸支部２２のスライド位置を固定し、線材Ｗに粗面形成ローラ１０が押し当てられた状態にすることができる。よって、上下方向の両側（線材Ｗに対して対称位置）から粗面形成ローラ１０，１０で線材Ｗを挟んだ状態となる。
【００４０】
このように、所定の圧力で粗面形成ローラ１０，１０によって挟まれた線材Ｗは、図４に示すように、粗面形成ローラ１０の突起部１３により、突起部１３がメッキ層を超えて素地に至るまで食い込んで線材Ｗに所定の痕深さまで達する凹部を形成する。これにより、突起部１３が食い込んだ部分のメッキ材及び素地が突起部１３によって押しのけられて線材Ｗに凸部（返り）を形成する。この凹凸が粗面となる。
【００４１】
したがって、粗面形成ローラ１０が回転することによって、線材Ｗには、粗面形成ローラ１０の突起部１３によって、粗面の最大痕深さが線材Ｗの有するメッキ層を超えて素地に至り、環状の凹凸又は／および略半月形状の複数の凹凸からなる粗面が形成される（粗面形成工程）。
【００４２】
ここで、粗面形成ローラ支持装置２０Ａ，２０Ａと粗面形成ローラ支持装置２０Ｂ，２０Ｂとは、交互に配置されており、線材Ｗに密度が高い粗面を形成することができるようになっている。
【００４３】
ブラスト装置３０は、図１に示すように、従来から用いられているブラスト装置を使用し、線材Ｗのメッキ層にクレータ状の打痕からなるブラスト粗面を形成する役割を果たす。このブラスト装置３０は、粗面形成ローラ１０，１０・・・の後段に配置され、粗面形成ローラ１０による粗面の形成が終了した後に、ブラスト処理によりブラスト粗面を形成する（ブラスト工程）。
ここで、ブラスト装置３０で行われるブラスト処理は、すでに粗面形成ローラ１０，１０・・・で粗面が形成されているので、コンプレッサによるエアの使用量やブラスト材の使用量を従来のブラスト装置のみからブラスト粗面を形成する場合に比べて少なくすることができる。
【００４４】
このように粗面形成装置を構成したので、粗面の最大痕深さが線材Ｗの素地まで達して粗面を形成しつつメッキ層にクレータ状の打痕からなる粗面を線材Ｗに形成することができるので、ブラスト装置のみから粗面を形成したものより摩擦係数の高い粗面線材ＳＷを製造することができる。
また、ブラスト装置３０で行われるブラスト処理が従来のブラスト装置のみからブラスト粗面を形成する場合に比べて、コンプレッサによるエアの使用量やブラスト材の使用量を少なくすることができるので、コストを低くすることができる。
さらに、粗面形成ローラ１０，１０・・・は、線材Ｗとの摩擦抵抗により線材Ｗの走行速度に応じて回転するので、正確かつ確実に粗面を線材Ｗに形成することから、粗面線材ＳＷの生産性を向上させることができる。
【００４５】
なお、このようにして製造された粗面線材ＳＷは、大きな凹部を有する粗面となっており、粗面の凹部開口の幅が１００〜３０００ｎｍでかつ凹部の長さが線材Ｗの径の２０〜９０％、痕深さが５０〜３５０μｍ、粗面の加工面積が線材Ｗの全表面に対して２０％以上となり、ブラスト装置のみでは形成できない摩擦係数が大きい粗面を有している。
このように形成された粗面は、内部に泥や砂をため易くなるので、例えば、護岸工事でこの粗面線材ＳＷを用いた場合であってこの粗面線材ＳＷの上を歩行する場合は、靴底に付着した泥や砂が粗面の内部に入り込み、靴底が線材の粗面に直接接触することができるようになる。また、凹部の外縁である凸部（返り）がスパイク効果を生じるとともに凹部に靴底のゴムが食い込み易くなっていることにより、滑りにくくなっている。
したがって、滑り易い環境にあっても、この粗面線材ＳＷを用いることにより、滑りにくくすることができる。
【００４６】
（第二の実施形態）
図５は本発明の第二の実施形態に係る粗面形成装置の一例を示す斜視図である。
本発明の第二の実施形態に係る粗面形成装置１０１は、図５に示すように、ブラスト装置３０が粗面形成ローラ１０，１０・・・よりも前段に配置されている点で第一の実施形態と異なる。
このように粗面形成装置１０１を構成しても、後に粗面形成ローラ１０，１０・・・によって正確かつ確実に粗面が形成されるので、ブラスト装置３０で行われるブラスト処理が従来のブラスト装置のみからブラスト粗面を形成する場合に比べて、コンプレッサによるエアの使用量やブラスト材の使用量を少なくすることができ、コストを低くすることができる。
したがって、粗面形成装置１０１は、第一の実施形態に係る粗面形成装置１００と同様の効果を奏する。
【００４７】
（第三の実施形態）
図６は本発明の第三の実施形態に係る粗面形成装置の一例を示す斜視図である。
本発明の第三の実施形態に係る粗面形成装置１０２は、図６に示すように、粗面形成ローラ１０，１０・・・のみで構成されている点で第一の実施形態と異なる。
このように、粗面形成ローラ１０，１０・・・のみで粗面線材ＳＷを製造する場合は、ブラスト装置によるメッキ層へのブラスト粗面の形成を考慮する必要がないため、より高速に粗面線材ＳＷを製造することができる。また、ブラスト装置を用いないため、このブラスト装置にかかるコストを考慮する必要もなくなる。
したがって、容易かつ低コストで、摩擦係数の高い粗面線材ＳＷを高速で製造することができる。
【００４８】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態には限定されない。例えば、粗面形成ローラ１０の突起部は、突起状の部材、例えばスパイクであっても良い。その場合、溝１２Ａの溝面１２Ｂにネジが切られた穴を設けておき、その穴にスパイクを羅合させて突起部とする。
また、粗面形成ローラ１０の突起部は、ドリル等で穴を抉るように開けて、その穴の外縁に生じさせたバリを突起部としても良い。
また、突起部を、歯車の歯末の形状に形成しても良い。このとき、歯末の形状を形成する場合は、尖鋭な突起となるように形成するのが好ましい。
【００４９】
また、粗面形成装置１００（１０１，１０２）に設けた粗面形成ローラ１０は、線材Ｗに対して少なくとも一つの対称位置に配置されていれば良く、その数に制限はない。
また、線材は、メッキ層を有したものに限定されず、メッキ層を有さない素線であってもよい。また、線材の径も限定されない。
【００５０】
また、粗面形成ローラ１０を線材Ｗに押し付けるために、ネジ２４を用いたが、このネジ２４に替えて油圧式の押圧装置（例えば油圧ジャッキ）を用い、この油圧式の押圧装置により、油圧で押圧を調節するようにしても良い。
【実施例】
【００５１】
次に、本発明の効果を確認した実施例について説明する。本実施例では、前記粗面形成ローラ１０のみを使用した場合の粗面、ブラスト装置３０のみを使用した場合のブラスト粗面、水冷滑面、空冷粗面で、粗面形成結果を比較した。
【００５２】
線材としては、φ４．０ｍｍ及びφ５．０ｍｍの１０％Ａｌ・Ｚｎ合金メッキ鉄線ＭＩＮ６６０ｇ／ｍ2を用いた。
また、粗面形成ローラには、材質がＳＫＤ１１、硬度がＨＶ８００、無酸化加熱をした後にオイル焼入れをして焼鈍の熱処理をしたものを用いた。
この粗面形成ローラの外周面に溝を設け、その溝の溝面にセンターポンチによるポンチ穴を複数設けた。ポンチ穴の外縁には返りが形成されており、溝にφ５．０ｍｍの線材を接触させることで線材に返りを押し付けて粗面を形成した例を実施例１とする。また、溝にφ４．０ｍｍの線材を接触させることで線材に返りを押し付けて粗面を形成した例を実施例２とする。
また、ブラスト装置によりブラスト材をφ５．０ｍｍの線材に吹き付けてブラスト粗面を形成した例を比較例１とする。また、φ５．０ｍｍの線材の粗さが水冷滑面となっている例を比較例２とし、空冷粗面となっている例を比較例３とする。
また、ブラスト装置によりブラスト材をφ４．０ｍｍの線材に吹き付けてブラスト粗面を形成した例を比較例４とする。また、φ４．０ｍｍの線材の粗さが水冷滑面となっている例を比較例５とし、空冷粗面となっている例を比較例６とする。
【００５３】
粗面の良否は、粗面の粗さ及び摩擦係数を測定することにより行う。
測定する粗面の粗さは、中心線平均粗さ（Ｒａ）、最大粗さ（Ｒｍａｘ）、１０点平均粗さ（Ｒｚ）（いずれも単位は「μｍ」である。）の３項目について測定した。その結果を表１に示す。
摩擦係数の測定は、線材を網状にした試験片（２．０ｍ×２．０ｍ）を形成し、湿潤状態でその試験片に滑り片を通常速度１００ｍｍ／ｍｉｎですべられせることで摩擦係数を測定する国土交通省で採用されている面的摩擦試験にて行う。この滑り片において、全質量が３０ｋｇで、試験片と接触する部分には、ＪＩＳ Ｔ ８１０１に規定されているゴムが用いられ、その接触面積は４５０ｃｍ２（長辺３０ｃｍ、短辺１５ｃｍ）となっている。このようにして測定した結果を表２に示す。
なお、線材を網状にした試験片は、いわゆる護岸工事等で用いられる金網（かごマット）形状で形成される。
【００５４】
表１より明らかなように、実施例１の中心線平均粗さ（Ｒａ）は４．０μｍであり、比較例１の中心線平均粗さ（Ｒａ）が１．８μｍ、比較例２の中心線平均粗さ（Ｒａ）が０．７μｍ、比較例３の中心線平均粗さ（Ｒａ）が２．０μｍとなり、各比較例の値よりも高くなった。また、実施例１の最大粗さ（Ｒｍａｘ）は１６１．４μｍであり、比較例１の最大粗さ（Ｒｍａｘ）が３８．２μｍ、比較例２の最大粗さ（Ｒｍａｘ）が５．０μｍ、比較例３の最大粗さ（Ｒｍａｘ）が３８．３μｍとなり、各比較例の値よりも高くなった。また、実施例１の１０点平均粗さ（Ｒｚ）は２２．２μｍであり、比較例１の１０点平均粗さ（Ｒｚ）が１３．１μｍ、比較例２の１０点平均粗さ（Ｒｚ）が３．７μｍ、比較例３の１０点平均粗さ（Ｒｚ）が１２．８μｍとなり、各比較例の値よりも高くなった。
【００５５】
さらに、実施例２の中心線平均粗さ（Ｒａ）は３．４であり、比較例４の中心線平均粗さ（Ｒａ）が２．６μｍ、比較例５の中心線平均粗さ（Ｒａ）が０．６μｍ、比較例６の中心線平均粗さ（Ｒａ）が１．３μｍとなり、各比較例の値よりも高くなった。また、実施例２の最大粗さ（Ｒｍａｘ）は１３９．８であり、比較例４の最大粗さ（Ｒｍａｘ）が５５．８μｍ、比較例５の最大粗さ（Ｒｍａｘ）が５．２μｍ、比較例６の最大粗さ（Ｒｍａｘ）が２８．５μｍとなり、各比較例の値よりも高くなった。また、実施例２の１０点平均粗さ（Ｒｚ）は１８．６であり、比較例４の１０点平均粗さ（Ｒｚ）が１２．８μｍ、比較例５の１０点平均粗さ（Ｒｚ）が３．２μｍ、比較例６の１０点平均粗さ（Ｒｚ）が９．９μｍとなり、各比較例の値よりも高くなった。
【００５６】
【表１】
【００５７】
図７は線材に粗面形成ローラで形成した粗面部表面の走査型電子顕微鏡による拡大写真（×３５）である。図８は線材にブラスト装置で形成したブラスト粗面部表面の走査型電子顕微鏡による拡大写真（×３５）である。図９は粗面形成ローラで形成した粗面を有する線材の粗面部縦断面の光学顕微鏡による拡大写真（×５０）である。図１０は粗面形成ローラで形成した粗面を有する線材の粗面部縦断面の光学顕微鏡による拡大写真（×２００）である。図１１はブラスト装置で形成したブラスト粗面を有する線材の粗面部縦断面の光学顕微鏡による拡大写真（×５０）である。図１２はブラスト装置で形成したブラスト粗面を有する線材の粗面部縦断面の光学顕微鏡による拡大写真（×２００）である。
【００５８】
ここで、実施例１と比較例１に注目して説明する。
図７、図９及び図１０は、実施例１に係る粗面線材の粗面の状態を示しており、図８、図１１及び図１２は、比較例１に係る粗面線材の粗面の状態を示している。
図７及び図８からも明らかなように、実施例１（図７）の方が比較例１（図８）よりも大きな痕が線材に形成されている。つまり、この痕が大きいほど線材の持つ摩擦係数も大きくなる。
また、図９〜図１２からも明らかなように、実施例１（図９，図１０）の方が比較例１（図１１，図１２）よりも痕の深さ及び返りが大きくなっている。したがって、痕の深さ及び返りが大きいほど線材の持つ摩擦係数も大きくなる。
【００５９】
これは、表２から明らかである。つまり、実施例１の摩擦係数は、１．００〜１．１５となり、比較例１の摩擦係数の０．８６〜０，９６を超える値となっている。
参考に、比較例２の摩擦係数は０．７０〜０．８５であり、実施例１の摩擦係数よりも低い値となっている。
【００６０】
これにより、粗面形成ローラを用いて線材に形成する粗面は、ブラスト装置で形成するブラスト粗面よりも粗く、摩擦係数の大きい粗面となることが確認された。
【００６１】
【表２】
【００６２】
次に、粗面形成ローラの材質又は突起部の形状を変えて、線材への粗面の形成状態を確認した。
実施例３は、実施例１及び実施例２で粗面を形成した粗面形成ローラであって、粗面形成ローラの材質がＳＫＤ１１で突起部がセンターポンチで形成されたポンチ穴外縁の返りとなっている。また、実施例４は、粗面形成ローラの材質がＳ４５Ｃ、硬度がＨＶ６００程度であって、表面高周波焼入加工を施しており、突起部が実施例３と同様となっている。また、実施例５は、突起部が歯車の歯末となっている以外は実施例３と同じ条件となっている。また、実施例６は、粗面形成ローラの材質がＳ４５Ｃで、突起部がＨＶ３００程度の硬度を有するハステロイ系のアーク式溶射となっている。
【００６３】
表３に示すように、実施例３は、線材に良好な粗面を形成した。実施例４は、初期の段階では良好な粗面を形成していたが、次第に線材に形成される粗面が浅くなり、最終的に粗面が消失した。これは、粗面形成ローラの材質がＳ４５Ｃであることから、実施例１の材質よりも硬度が低いために起きた現象である。実施例５は、実施例１に比べて浅い粗面となった。実施例６は、粗面形成ローラに線材のメッキ材が付着し、粗面が消失した。
【００６４】
【表３】
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の第一の実施形態に係る粗面形成装置の一例を示す斜視図である。
【図２】本発明の第一の実施形態に係る粗面形成ローラの一例を示す斜視図である。
【図３】本発明の第一の実施形態に係る粗面形成ローラの一例を示す断面図である。
【図４】線材を粗面形成ローラで挟み込んだ状態を示す断面図である。
【図５】本発明の第二の実施形態に係る粗面形成装置の一例を示す斜視図である。
【図６】本発明の第三の実施形態に係る粗面形成装置の一例を示す斜視図である。
【図７】線材に粗面形成ローラで形成した粗面部表面の走査型電子顕微鏡による拡大写真（×３５）である。
【図８】線材にブラスト装置で形成したブラスト粗面部表面の走査型電子顕微鏡による拡大写真（×３５）である。
【図９】粗面形成ローラで形成した粗面を有する線材の粗面部縦断面の光学顕微鏡による拡大写真（×５０）である。
【図１０】粗面形成ローラで形成した粗面を有する線材の粗面部縦断面の光学顕微鏡による拡大写真（×２００）である。
【図１１】ブラスト装置で形成したブラスト粗面を有する線材の粗面部縦断面の光学顕微鏡による拡大写真（×５０）である。
【図１２】ブラスト装置で形成したブラスト粗面を有する線材の粗面部縦断面の光学顕微鏡による拡大写真（×２００）である。
【符号の説明】
【００６６】
１００，１０１，１０２ 粗面形成装置
１０ 粗面形成ローラ
１１ ローラ本体
１１Ａ 回転軸穴
１２ 溝部
１２Ａ 溝
１２Ｂ 溝面
１３ 突起部（返り）
２０Ａ，２０Ｂ ローラ支持装置
２１ 回転軸
２２ 軸支部
２３Ａ，２３Ｂ 固定部
２４ ネジ
３０ ブラスト装置
Ｈ 穴
Ｗ 線材
ＳＷ 粗面線材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、線材の表面に粗面を形成する粗面形成ローラ、粗面形成装置及び粗面形成方法及び表面に粗面が形成された粗面線材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から用いられている粗面線材は、１０％Ａｌ・Ｚｎ合金で付着量がＭＩＮ６６０ｇ／ｍ2のメッキ層が施されている。この粗面線材を用いて護岸工事用金網（かごマット）を製造した場合、その護岸工事用金網の摩擦係数は、湿潤状態において０．８６〜０．９６程度の摩擦係数となるものが一般的となっている。この粗面線材の粗面は、線材のメッキ層にコンプレッサでブラスト材を吹き付けて形成される。具体的には、ブラスト装置内に設けられた大型のコンプレッサにより、所定のブラスト圧力でブラスト材を線材に吹きつけることで得られる打痕が粗面となる。なお、ブラスト材には、カットワイヤ（硬鋼線、ステンレス線）やグリッド（鋳鉄、鋳鋼、アルミナ等）等を用いている。
したがって、線材に十分な粗面を形成するために、ブラスト条件（ブラスト圧力、ブラスト材使用量、ブラスト材の材質、通線速度等）を最適な組み合わせとなるように決定する（例えば、特許文献１参照）。
例えば、摩擦係数の大きい粗面線材を製造する場合、供給する線材の走行速度を遅くし、ブラスト材を吹き付けるコンプレッサの噴射圧力を大きくし、質量の大きいブラスト材を用い、このブラスト材の使用量を多くする。これにより、線材には、高密度で打痕深さ（以下、「痕深さ」という場合がある。）が大きく、摩擦係数が大きい粗面が形成される。
また、ブラスト材の質量を前記条件より小さくし、他を前記条件と同様とした場合は、前記条件で形成される打痕よりも吹き付けられた粒状体の打痕が小さく、摩擦係数も小さい粗面が形成されることとなる。
このように、各条件を変更することによって、摩擦係数が異なる粗面線材を製造することができる。
【特許文献１】特開２００４−１７６１６９号公報（段落０００２〜０００８、図２７）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、ブラスト材は消耗品であり、線材に吹き付けられることで磨耗し、ブラスト材の角が丸みを帯びてきたり、粒径が小さくなって、線材に形成する打痕が小さくなってしまうことから、定期的な交換が必要である。ブラスト材の交換は、粒径等を管理しながら行われるため、作業が煩雑であり、維持管理にコストがかかってしまう。
また、粗面線材の製造を早めようとして線材の通線速度（供給速度）を速めると、線材に吹き付けられるブラスト材が少なくなる。つまり、打痕の密度が小さくなって摩擦係数が小さくなる。したがって、摩擦係数の大きい粗面線材を製造する場合、粗面線材の生産性を向上させるのには限界がある。
また、ブラスト装置に用いる大型のコンプレッサは、設置価格が高く、消費電力が大きいため、コストを増大させる要因となっている。
【０００４】
そこで、本発明では、前記した問題を解決し、摩擦係数が高く、生産性が向上し、コストを低くすることができる粗面形成ローラ、粗面形成装置及び粗面線材並びに粗面形成方法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】
【０００５】
前記課題を解決するため、本発明は、線材の表面に粗面を設ける粗面形成ローラであって、中心に回転軸を備えるための回転軸穴を有するローラ本体と、前記線材が接触し、前記ローラ本体の外周面に沿って環状に設けられる少なくとも一条の溝を有する溝部と、前記溝の溝面に設けられ、前記線材に前記粗面を形成する複数の尖鋭な突起部とを備えることを特徴とする粗面形成ローラである。
【０００６】
このように、ローラ本体に溝を設け、この溝の溝面に複数の尖鋭な突起部を設けたので、線材が溝に接触することにより、溝の溝面に設けた複数の尖鋭な突起部が線材に食い込むようにして凹凸を付けて粗面を形成することができるようになっている。
【０００７】
また、本発明は、前記突起部を、前記溝の溝面に穴加工した際に当該穴の外縁に生じる返りとしても良い。
【０００８】
このように、突起部を穴加工した際に当該穴の外縁に生じる返りとすることにより、溝面に突起部を容易に設けことができ、また、線材に粗面を容易に形成することができるようになっている。
また、線材がメッキ層を有している場合は、この穴により、メッキ層の溝への付着を抑制することができるようにもなっている。
【０００９】
また、本発明は、前記粗面形成ローラに焼入れを施しても良い。
【００１０】
このように、粗面形成ローラに焼入れを施すので、溝の溝面に設けた突起部の強度を高くすることができる。
これにより、繰り返して使用しても突起部の磨耗を少なくすることができる。
【００１１】
また、本発明は、線材の表面に粗面を設ける粗面形成装置であって、走行する線材を挟むように、この線材に対して対称位置に配置される２体１組の請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の粗面形成ローラを少なくとも１組備えたことを特徴とする粗面形成装置である。
【００１２】
このように、粗面形成ローラの溝に線材を接触させつつ対称位置に配置し、この線材を挟むようにして２体１組の粗面形成ローラを少なくとも一組備えることにより、線材が走行するとともに粗面形成ローラが回転し、粗面形成ローラの溝の溝面に設けられた突起部と線材との接触位置で線材に粗面が形成することができるようになっている。
【００１３】
また、本発明は、前記線材にブラスト加工を施すブラスト装置をさらに備えても良い。
また、本発明は、前記粗面形成ローラの前段又は後段に、前記線材にブラスト加工を施すブラスト装置を備えても良い。
【００１４】
このように、粗面形成ローラとブラスト装置とで粗面を形成することで、より凹凸の密度が高い粗面を線材に形成することができるようになっている。
【００１５】
また、本発明は、前記粗面形成装置により、線材に粗面が形成されたことを特徴とする粗面線材である。このように、本発明の粗面線材は、粗面形成装置が備える粗面形成ローラによって形成された粗面を有している。この粗面は、ブラスト処理で形成される打痕（粗面）よりも大きな凹凸が形成された粗面となっている。
【００１６】
また、本発明は、前記線材がメッキ層を有しており、前記粗面の最大痕深さがメッキ層を超えて素地に達して形成されていても良い。
このように、粗面の最大痕深さがメッキ層を超えて素地にまで達することにより、メッキ層が磨耗しても、素地にも粗面が形成されていることとなるので、磨耗によってメッキ層が消失しても、粗面線材の摩擦係数の減少を小さくすることができるようになっている。
【００１７】
また、本発明は、前記粗面形成装置により、前記線材に、前記ブラスト装置によるブラスト加工を施しても良い。本発明の粗面線材は、粗面形成装置が備える粗面形成ローラとブラスト装置とによって形成された粗面を有している。この粗面は、ブラスト処理で形成される打痕と、その打痕よりも大きな凹凸が形成された粗面とで形成されている。
【００１８】
また、本発明は、線材を供給する線材供給工程と、供給された前記線材に対して粗面を形成する粗面形成ローラが備える溝の溝面に設けられた突起部を所定の圧力で押し当てて、前記線材に前記粗面を形成する粗面形成工程と、を有することを特徴とする粗面形成方法である。
【００１９】
このように、線材供給工程で線材を供給し、粗面形成工程でその線材に粗面形成ローラを所定の圧力で押し当てるので、容易に線材に粗面を形成することができる。
【００２０】
また、本発明は、前記粗面形成工程の前又は後に、ブラスト装置によって前記線材にブラスト加工を施すブラスト工程を有しても良い。
【００２１】
このように、粗面形成工程の前又は後に、ブラスト工程で前記線材にブラスト装置によるブラスト加工を施すので、密度の高い粗面を線材に形成することができる。
【発明の効果】
【００２２】
このような粗面形成ローラによれば、ブラスト装置より大きな粗面を線材に形成することができるので、粗面線材の摩擦係数を大きくすることができる。
また、粗面形成装置によれば、摩擦係数が高い粗面線材を製造することができ、また、ブラスト装置を多用することなく粗面形成ローラで粗面を線材に形成するので、コストを低くすることができる。
また、このような粗面線材によれば、湿潤状態でも高い摩擦係数を有しているので、例えば雨天時にこの粗面線材の上を踏んでも滑りにくくなっている。
さらに、このような粗面形成方法によれば、摩擦係数が高い粗面線材を製造することができ、また、このような粗面線材の生産性が向上し、コストを低くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
次に、本発明を実施するための最良の一形態（以下「実施形態」という）について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２４】
なお、各実施形態において、最初に線材に粗面を形成する位置を「前段（又は「前」）」といい、前段で粗面を施した後にさらに粗面を形成する位置を「後段（又は「後」）」という。
また、各実施形態において、「左」及び「右」を示す場合は、走行する線材の走行方向を基準にする。さらに、「上」及び「下」を示す場合は、紙面に対して手前側を「下」、その反対側を「上」とする。
また、ブラスト装置によってブラスト加工して線材に形成された打痕をブラスト粗面という。
また、本実施形態において、メッキ層を有する線材を用いた場合について説明する。
【００２５】
（第一の実施形態）
図１は本発明の第一の実施形態に係る粗面形成装置の一例を示す斜視図である。図２は本発明の第一の実施形態に係る粗面形成ローラの一例を示す斜視図である。図３は本発明の第一の実施形態に係る粗面形成ローラの一例を示す断面図である。図４は線材を粗面形成ローラで挟み込んだ状態を示す断面図である。
【００２６】
本発明の第一の実施形態に係る粗面形成装置１００は、図１に示すように、線材Ｗに粗面を形成する粗面形成ローラ１０と、２つの粗面形成ローラ１０を上下方向に支持する２基の粗面形成ローラ支持装置２０Ａ，２０Ａと、左右方向に支持する２基の粗面形成ローラ支持装置２０Ｂ，２０Ｂと、線材Ｗに粗面を形成するブラスト装置３０とから構成されており、線材Ｗに、粗面形成ローラ１０による粗面とブラスト装置３０によるブラスト粗面を形成する役割を果たす。
【００２７】
ここで、線材Ｗは、所定の速度で粗面形成装置１００に供給されており（線材供給工程）、素地にメッキ層を施した後に粗面形成装置１００によって粗面が形成される。
【００２８】
粗面形成ローラ１０は、図２に示すように、ローラ本体１１と溝部１２と突起部１３とから構成されており、ブラスト装置３０で形成されるブラスト粗面より大きい粗面（凹凸）を線材Ｗに形成する役割を果たす。この粗面形成ローラ１０には焼入れが施されており、突起部１３の耐久性を向上させている。
つまり、粗面形成ローラ１０のローラ本体１１，溝部１２，突起部１３に焼入れが施され、特に、焼入れによって突起部１３が消耗しにくくなることで、繰り返し使用に耐えられるようになっている。
【００２９】
ローラ本体１１は、図２に示すように、円盤状に形成されており、その円盤の中心に回転軸２１を備えるための回転軸穴１１Ａが設けられており、走行する線材Ｗを押し付ることで、回転軸２１を中心に回転する役割を果たす。
【００３０】
溝部１２は、図２に示すように、ローラ本体１１の外周面に沿って設けられた環状となる３条の溝１２Ａ，１２Ａ・・・から構成されており、この３条の溝１２Ａ，１２Ａ・・・のいずれか１つに線材Ｗを接触させるようになっている。
また、溝１２Ａは、図４に示すように、線材Ｗの径よりも大きく形成されている。
具体的には、線材Ｗに形成された粗面（凹凸）の破壊を防止するために、溝１２Ａの幅は、線材Ｗの径よりも２０〜６０％大きく形成するのが好ましい。
これは後述する粗面形成ローラ１０，１０・・・を前段及び後段に配置した際に、前段の粗面形成ローラ１０，１０で形成された粗面を後段の粗面形成ローラ１０，１０で破壊されないようにするためである。
したがって、線材Ｗの径より大きくする形成する溝１２Ａの幅が、線材Ｗの径の２０％未満では、粗面が溝１２Ａと接触して破壊される恐れがあり、６０％を超えると、突起部１３との接触面積が減少し、粗面が効率よく形成されないからである。
【００３１】
また、溝部１２に３条の溝１２Ａ，１２Ａ・・・を設けたことで、いずれか１つの溝１２Ａの溝面１２Ｂに設ける後述する突起部１３が消耗しても、他の溝１２Ａに線材Ｗを接触させることで、十分な突起状態となっている突起部１３で線材Ｗに粗面を形成することができる。
【００３２】
突起部１３は、図２及び図３に示すように、各溝１２Ａの溝面１２Ｂに設けられており、線材Ｗに粗面（凹凸）を形成する役割を果たす。
この突起部１３は、センターポンチにより穴加工された穴Ｈの外縁に生じた返りによって形成されている。この返りは、粗面形成ローラ１０を線材Ｗに押し付けたとき、線材Ｗのメッキ層を超えて素地まで達する程度に尖鋭に突起している。
【００３３】
粗面形成ローラ支持装置２０Ａは、図１に示すように、回転軸２１、軸支部２２、固定部２３、ネジ２４から構成されており、粗面形成ローラ１０を線材Ｗに押し当てた状態を維持するように固定する役割を果たす。
【００３４】
この粗面形成ローラ支持装置２０Ａは、２つの粗面形成ローラ１０を支持することができ、この２つの粗面形成ローラ１０を線材Ｗに対して対称位置に配置することができるようになっている。これにより、線材Ｗは、２つの粗面形成ローラ１０によって挟まれた状態で押し付けられる（図４参照）。
【００３５】
回転軸２１は、図１に示すように、粗面形成ローラ１０のローラ本体１１に設けられた回転軸穴１１Ａに挿通されるとともに軸支部２２によって軸支される。この回転軸２１によってローラ本体１１が回転することができる。
【００３６】
軸支部２２は、図１に示すように、コの字型に形成されており、開口している側で回転軸２１を軸支することができるようになっている。
【００３７】
固定部２３Ａは、図１に示すように、軸支部２２を狭持して粗面形成ローラ１０の位置を固定する役割を果たし、形状が略Ｕの字型に形成されており、開口側が上を向きつつ線材Ｗが開口側の中央を通るように配置される。そして、固定部２３Ａの開口側の両端部で、粗面形成ローラ１０の溝１２Ａを線材Ｗ側に向けた状態で軸支部２２，２２を線材Ｗの方向に近づけるように左右方向にスライド自在に狭持している。このとき、粗面形成ローラ１０の溝１２Ａは、線材Ｗの走行方法と平行になっている。
【００３８】
ネジ２４は、図１に示すように、粗面形成ローラ１０を線材Ｗに所定の押圧力で押し当て、スライド自在に狭持される軸支部２２のスライド位置を固定する役割を果たす。このネジ２４をねじ込むことにより、線材Ｗの方向にスライドさせた軸支部２２のスライド位置を固定し、線材Ｗに粗面形成ローラ１０が押し当てられた状態にすることができる。よって、左右方向の両側（線材Ｗに対して対称位置）から粗面形成ローラ１０，１０で線材Ｗを挟んだ状態となる。これにより、線材Ｗが走行すると、粗面形成ローラ１０，１０は、線材Ｗとの摩擦抵抗により回転を始めることとなる。
なお、線材Ｗを挟みつける押圧は、線材の径が替わっても、適宜、調節が可能となっている。つまり、ネジ２４をねじ込み又は緩めることにより調節が可能となっている。
【００３９】
粗面形成ローラ支持装置２０Ｂは、図１に示すように、固定部２３Ｂが、線材Ｗの方向に近づけるように上下方向にスライド自在に狭持している点で粗面形成ローラ支持装置２０Ａの固定部２３と異なっている。
これにより、ネジ２４で、線材Ｗの方向に近づくように上下方向にスライドさせた軸支部２２のスライド位置を固定し、線材Ｗに粗面形成ローラ１０が押し当てられた状態にすることができる。よって、上下方向の両側（線材Ｗに対して対称位置）から粗面形成ローラ１０，１０で線材Ｗを挟んだ状態となる。
【００４０】
このように、所定の圧力で粗面形成ローラ１０，１０によって挟まれた線材Ｗは、図４に示すように、粗面形成ローラ１０の突起部１３により、突起部１３がメッキ層を超えて素地に至るまで食い込んで線材Ｗに所定の痕深さまで達する凹部を形成する。これにより、突起部１３が食い込んだ部分のメッキ材及び素地が突起部１３によって押しのけられて線材Ｗに凸部（返り）を形成する。この凹凸が粗面となる。
【００４１】
したがって、粗面形成ローラ１０が回転することによって、線材Ｗには、粗面形成ローラ１０の突起部１３によって、粗面の最大痕深さが線材Ｗの有するメッキ層を超えて素地に至り、環状の凹凸又は／および略半月形状の複数の凹凸からなる粗面が形成される（粗面形成工程）。
【００４２】
ここで、粗面形成ローラ支持装置２０Ａ，２０Ａと粗面形成ローラ支持装置２０Ｂ，２０Ｂとは、交互に配置されており、線材Ｗに密度が高い粗面を形成することができるようになっている。
【００４３】
ブラスト装置３０は、図１に示すように、従来から用いられているブラスト装置を使用し、線材Ｗのメッキ層にクレータ状の打痕からなるブラスト粗面を形成する役割を果たす。このブラスト装置３０は、粗面形成ローラ１０，１０・・・の後段に配置され、粗面形成ローラ１０による粗面の形成が終了した後に、ブラスト処理によりブラスト粗面を形成する（ブラスト工程）。
ここで、ブラスト装置３０で行われるブラスト処理は、すでに粗面形成ローラ１０，１０・・・で粗面が形成されているので、コンプレッサによるエアの使用量やブラスト材の使用量を従来のブラスト装置のみからブラスト粗面を形成する場合に比べて少なくすることができる。
【００４４】
このように粗面形成装置を構成したので、粗面の最大痕深さが線材Ｗの素地まで達して粗面を形成しつつメッキ層にクレータ状の打痕からなる粗面を線材Ｗに形成することができるので、ブラスト装置のみから粗面を形成したものより摩擦係数の高い粗面線材ＳＷを製造することができる。
また、ブラスト装置３０で行われるブラスト処理が従来のブラスト装置のみからブラスト粗面を形成する場合に比べて、コンプレッサによるエアの使用量やブラスト材の使用量を少なくすることができるので、コストを低くすることができる。
さらに、粗面形成ローラ１０，１０・・・は、線材Ｗとの摩擦抵抗により線材Ｗの走行速度に応じて回転するので、正確かつ確実に粗面を線材Ｗに形成することから、粗面線材ＳＷの生産性を向上させることができる。
【００４５】
なお、このようにして製造された粗面線材ＳＷは、大きな凹部を有する粗面となっており、粗面の凹部開口の幅が１００〜３０００ｎｍでかつ凹部の長さが線材Ｗの径の２０〜９０％、痕深さが５０〜３５０μｍ、粗面の加工面積が線材Ｗの全表面に対して２０％以上となり、ブラスト装置のみでは形成できない摩擦係数が大きい粗面を有している。
このように形成された粗面は、内部に泥や砂をため易くなるので、例えば、護岸工事でこの粗面線材ＳＷを用いた場合であってこの粗面線材ＳＷの上を歩行する場合は、靴底に付着した泥や砂が粗面の内部に入り込み、靴底が線材の粗面に直接接触することができるようになる。また、凹部の外縁である凸部（返り）がスパイク効果を生じるとともに凹部に靴底のゴムが食い込み易くなっていることにより、滑りにくくなっている。
したがって、滑り易い環境にあっても、この粗面線材ＳＷを用いることにより、滑りにくくすることができる。
【００４６】
（第二の実施形態）
図５は本発明の第二の実施形態に係る粗面形成装置の一例を示す斜視図である。
本発明の第二の実施形態に係る粗面形成装置１０１は、図５に示すように、ブラスト装置３０が粗面形成ローラ１０，１０・・・よりも前段に配置されている点で第一の実施形態と異なる。
このように粗面形成装置１０１を構成しても、後に粗面形成ローラ１０，１０・・・によって正確かつ確実に粗面が形成されるので、ブラスト装置３０で行われるブラスト処理が従来のブラスト装置のみからブラスト粗面を形成する場合に比べて、コンプレッサによるエアの使用量やブラスト材の使用量を少なくすることができ、コストを低くすることができる。
したがって、粗面形成装置１０１は、第一の実施形態に係る粗面形成装置１００と同様の効果を奏する。
【００４７】
（第三の実施形態）
図６は本発明の第三の実施形態に係る粗面形成装置の一例を示す斜視図である。
本発明の第三の実施形態に係る粗面形成装置１０２は、図６に示すように、粗面形成ローラ１０，１０・・・のみで構成されている点で第一の実施形態と異なる。
このように、粗面形成ローラ１０，１０・・・のみで粗面線材ＳＷを製造する場合は、ブラスト装置によるメッキ層へのブラスト粗面の形成を考慮する必要がないため、より高速に粗面線材ＳＷを製造することができる。また、ブラスト装置を用いないため、このブラスト装置にかかるコストを考慮する必要もなくなる。
したがって、容易かつ低コストで、摩擦係数の高い粗面線材ＳＷを高速で製造することができる。
【００４８】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態には限定されない。例えば、粗面形成ローラ１０の突起部は、突起状の部材、例えばスパイクであっても良い。その場合、溝１２Ａの溝面１２Ｂにネジが切られた穴を設けておき、その穴にスパイクを羅合させて突起部とする。
また、粗面形成ローラ１０の突起部は、ドリル等で穴を抉るように開けて、その穴の外縁に生じさせたバリを突起部としても良い。
また、突起部を、歯車の歯末の形状に形成しても良い。このとき、歯末の形状を形成する場合は、尖鋭な突起となるように形成するのが好ましい。
【００４９】
また、粗面形成装置１００（１０１，１０２）に設けた粗面形成ローラ１０は、線材Ｗに対して少なくとも一つの対称位置に配置されていれば良く、その数に制限はない。
また、線材は、メッキ層を有したものに限定されず、メッキ層を有さない素線であってもよい。また、線材の径も限定されない。
【００５０】
また、粗面形成ローラ１０を線材Ｗに押し付けるために、ネジ２４を用いたが、このネジ２４に替えて油圧式の押圧装置（例えば油圧ジャッキ）を用い、この油圧式の押圧装置により、油圧で押圧を調節するようにしても良い。
【実施例】
【００５１】
次に、本発明の効果を確認した実施例について説明する。本実施例では、前記粗面形成ローラ１０のみを使用した場合の粗面、ブラスト装置３０のみを使用した場合のブラスト粗面、水冷滑面、空冷粗面で、粗面形成結果を比較した。
【００５２】
線材としては、φ４．０ｍｍ及びφ５．０ｍｍの１０％Ａｌ・Ｚｎ合金メッキ鉄線ＭＩＮ６６０ｇ／ｍ2を用いた。
また、粗面形成ローラには、材質がＳＫＤ１１、硬度がＨＶ８００、無酸化加熱をした後にオイル焼入れをして焼鈍の熱処理をしたものを用いた。
この粗面形成ローラの外周面に溝を設け、その溝の溝面にセンターポンチによるポンチ穴を複数設けた。ポンチ穴の外縁には返りが形成されており、溝にφ５．０ｍｍの線材を接触させることで線材に返りを押し付けて粗面を形成した例を実施例１とする。また、溝にφ４．０ｍｍの線材を接触させることで線材に返りを押し付けて粗面を形成した例を実施例２とする。
また、ブラスト装置によりブラスト材をφ５．０ｍｍの線材に吹き付けてブラスト粗面を形成した例を比較例１とする。また、φ５．０ｍｍの線材の粗さが水冷滑面となっている例を比較例２とし、空冷粗面となっている例を比較例３とする。
また、ブラスト装置によりブラスト材をφ４．０ｍｍの線材に吹き付けてブラスト粗面を形成した例を比較例４とする。また、φ４．０ｍｍの線材の粗さが水冷滑面となっている例を比較例５とし、空冷粗面となっている例を比較例６とする。
【００５３】
粗面の良否は、粗面の粗さ及び摩擦係数を測定することにより行う。
測定する粗面の粗さは、中心線平均粗さ（Ｒａ）、最大粗さ（Ｒｍａｘ）、１０点平均粗さ（Ｒｚ）（いずれも単位は「μｍ」である。）の３項目について測定した。その結果を表１に示す。
摩擦係数の測定は、線材を網状にした試験片（２．０ｍ×２．０ｍ）を形成し、湿潤状態でその試験片に滑り片を通常速度１００ｍｍ／ｍｉｎですべられせることで摩擦係数を測定する国土交通省で採用されている面的摩擦試験にて行う。この滑り片において、全質量が３０ｋｇで、試験片と接触する部分には、ＪＩＳ Ｔ ８１０１に規定されているゴムが用いられ、その接触面積は４５０ｃｍ２（長辺３０ｃｍ、短辺１５ｃｍ）となっている。このようにして測定した結果を表２に示す。
なお、線材を網状にした試験片は、いわゆる護岸工事等で用いられる金網（かごマット）形状で形成される。
【００５４】
表１より明らかなように、実施例１の中心線平均粗さ（Ｒａ）は４．０μｍであり、比較例１の中心線平均粗さ（Ｒａ）が１．８μｍ、比較例２の中心線平均粗さ（Ｒａ）が０．７μｍ、比較例３の中心線平均粗さ（Ｒａ）が２．０μｍとなり、各比較例の値よりも高くなった。また、実施例１の最大粗さ（Ｒｍａｘ）は１６１．４μｍであり、比較例１の最大粗さ（Ｒｍａｘ）が３８．２μｍ、比較例２の最大粗さ（Ｒｍａｘ）が５．０μｍ、比較例３の最大粗さ（Ｒｍａｘ）が３８．３μｍとなり、各比較例の値よりも高くなった。また、実施例１の１０点平均粗さ（Ｒｚ）は２２．２μｍであり、比較例１の１０点平均粗さ（Ｒｚ）が１３．１μｍ、比較例２の１０点平均粗さ（Ｒｚ）が３．７μｍ、比較例３の１０点平均粗さ（Ｒｚ）が１２．８μｍとなり、各比較例の値よりも高くなった。
【００５５】
さらに、実施例２の中心線平均粗さ（Ｒａ）は３．４であり、比較例４の中心線平均粗さ（Ｒａ）が２．６μｍ、比較例５の中心線平均粗さ（Ｒａ）が０．６μｍ、比較例６の中心線平均粗さ（Ｒａ）が１．３μｍとなり、各比較例の値よりも高くなった。また、実施例２の最大粗さ（Ｒｍａｘ）は１３９．８であり、比較例４の最大粗さ（Ｒｍａｘ）が５５．８μｍ、比較例５の最大粗さ（Ｒｍａｘ）が５．２μｍ、比較例６の最大粗さ（Ｒｍａｘ）が２８．５μｍとなり、各比較例の値よりも高くなった。また、実施例２の１０点平均粗さ（Ｒｚ）は１８．６であり、比較例４の１０点平均粗さ（Ｒｚ）が１２．８μｍ、比較例５の１０点平均粗さ（Ｒｚ）が３．２μｍ、比較例６の１０点平均粗さ（Ｒｚ）が９．９μｍとなり、各比較例の値よりも高くなった。
【００５６】
【表１】
【００５７】
図７は線材に粗面形成ローラで形成した粗面部表面の走査型電子顕微鏡による拡大写真（×３５）である。図８は線材にブラスト装置で形成したブラスト粗面部表面の走査型電子顕微鏡による拡大写真（×３５）である。図９は粗面形成ローラで形成した粗面を有する線材の粗面部縦断面の光学顕微鏡による拡大写真（×５０）である。図１０は粗面形成ローラで形成した粗面を有する線材の粗面部縦断面の光学顕微鏡による拡大写真（×２００）である。図１１はブラスト装置で形成したブラスト粗面を有する線材の粗面部縦断面の光学顕微鏡による拡大写真（×５０）である。図１２はブラスト装置で形成したブラスト粗面を有する線材の粗面部縦断面の光学顕微鏡による拡大写真（×２００）である。
【００５８】
ここで、実施例１と比較例１に注目して説明する。
図７、図９及び図１０は、実施例１に係る粗面線材の粗面の状態を示しており、図８、図１１及び図１２は、比較例１に係る粗面線材の粗面の状態を示している。
図７及び図８からも明らかなように、実施例１（図７）の方が比較例１（図８）よりも大きな痕が線材に形成されている。つまり、この痕が大きいほど線材の持つ摩擦係数も大きくなる。
また、図９〜図１２からも明らかなように、実施例１（図９，図１０）の方が比較例１（図１１，図１２）よりも痕の深さ及び返りが大きくなっている。したがって、痕の深さ及び返りが大きいほど線材の持つ摩擦係数も大きくなる。
【００５９】
これは、表２から明らかである。つまり、実施例１の摩擦係数は、１．００〜１．１５となり、比較例１の摩擦係数の０．８６〜０，９６を超える値となっている。
参考に、比較例２の摩擦係数は０．７０〜０．８５であり、実施例１の摩擦係数よりも低い値となっている。
【００６０】
これにより、粗面形成ローラを用いて線材に形成する粗面は、ブラスト装置で形成するブラスト粗面よりも粗く、摩擦係数の大きい粗面となることが確認された。
【００６１】
【表２】
【００６２】
次に、粗面形成ローラの材質又は突起部の形状を変えて、線材への粗面の形成状態を確認した。
実施例３は、実施例１及び実施例２で粗面を形成した粗面形成ローラであって、粗面形成ローラの材質がＳＫＤ１１で突起部がセンターポンチで形成されたポンチ穴外縁の返りとなっている。また、実施例４は、粗面形成ローラの材質がＳ４５Ｃ、硬度がＨＶ６００程度であって、表面高周波焼入加工を施しており、突起部が実施例３と同様となっている。また、実施例５は、突起部が歯車の歯末となっている以外は実施例３と同じ条件となっている。また、実施例６は、粗面形成ローラの材質がＳ４５Ｃで、突起部がＨＶ３００程度の硬度を有するハステロイ系のアーク式溶射となっている。
【００６３】
表３に示すように、実施例３は、線材に良好な粗面を形成した。実施例４は、初期の段階では良好な粗面を形成していたが、次第に線材に形成される粗面が浅くなり、最終的に粗面が消失した。これは、粗面形成ローラの材質がＳ４５Ｃであることから、実施例１の材質よりも硬度が低いために起きた現象である。実施例５は、実施例１に比べて浅い粗面となった。実施例６は、粗面形成ローラに線材のメッキ材が付着し、粗面が消失した。
【００６４】
【表３】
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の第一の実施形態に係る粗面形成装置の一例を示す斜視図である。
【図２】本発明の第一の実施形態に係る粗面形成ローラの一例を示す斜視図である。
【図３】本発明の第一の実施形態に係る粗面形成ローラの一例を示す断面図である。
【図４】線材を粗面形成ローラで挟み込んだ状態を示す断面図である。
【図５】本発明の第二の実施形態に係る粗面形成装置の一例を示す斜視図である。
【図６】本発明の第三の実施形態に係る粗面形成装置の一例を示す斜視図である。
【図７】線材に粗面形成ローラで形成した粗面部表面の走査型電子顕微鏡による拡大写真（×３５）である。
【図８】線材にブラスト装置で形成したブラスト粗面部表面の走査型電子顕微鏡による拡大写真（×３５）である。
【図９】粗面形成ローラで形成した粗面を有する線材の粗面部縦断面の光学顕微鏡による拡大写真（×５０）である。
【図１０】粗面形成ローラで形成した粗面を有する線材の粗面部縦断面の光学顕微鏡による拡大写真（×２００）である。
【図１１】ブラスト装置で形成したブラスト粗面を有する線材の粗面部縦断面の光学顕微鏡による拡大写真（×５０）である。
【図１２】ブラスト装置で形成したブラスト粗面を有する線材の粗面部縦断面の光学顕微鏡による拡大写真（×２００）である。
【符号の説明】
【００６６】
１００，１０１，１０２ 粗面形成装置
１０ 粗面形成ローラ
１１ ローラ本体
１１Ａ 回転軸穴
１２ 溝部
１２Ａ 溝
１２Ｂ 溝面
１３ 突起部（返り）
２０Ａ，２０Ｂ ローラ支持装置
２１ 回転軸
２２ 軸支部
２３Ａ，２３Ｂ 固定部
２４ ネジ
３０ ブラスト装置
Ｈ 穴
Ｗ 線材
ＳＷ 粗面線材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
線材の表面に粗面を設ける粗面形成ローラであって、
中心に回転軸を備えるための回転軸穴を有するローラ本体と、
前記線材が接触し、前記ローラ本体の外周面に沿って環状に設けられる少なくとも一条の溝を有する溝部と、
前記溝の溝面に設けられ、前記線材に前記粗面を形成する複数の尖鋭な突起部とを備えることを特徴とする粗面形成ローラ。
【請求項２】
前記突起部が、
前記溝の溝面に穴加工した際に当該穴の外縁に生じる返りであることを特徴とする請求項１に記載の粗面形成ローラ。
【請求項３】
焼入れを施したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の粗面形成ローラ。
【請求項４】
線材の表面に粗面を設ける粗面形成装置であって、
走行する線材を挟むように、この線材に対して対称位置に配置される２体１組の請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の粗面形成ローラを少なくとも１組備えたことを特徴とする粗面形成装置。
【請求項５】
前記線材にブラスト加工を施すブラスト装置をさらに備えたことを特徴とする請求項４に記載の粗面形成装置。
【請求項６】
前記粗面形成ローラの前段又は後段に、前記線材にブラスト加工を施すブラスト装置を備えたことを特徴とする請求項５に記載の粗面形成装置。
【請求項７】
請求項４に記載の粗面形成装置により、線材に粗面が形成されたことを特徴とする粗面線材。
【請求項８】
前記線材がメッキ層を有しており、
前記粗面の最大痕深さがメッキ層を超えて素地に達して形成されていることを特徴とする請求項７に記載の粗面線材。
【請求項９】
請求項５又は請求項６に記載の粗面形成装置により、前記線材に、前記ブラスト装置によるブラスト加工が施されたことを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の粗面線材。
【請求項１０】
線材を供給する線材供給工程と、
供給された前記線材に対して粗面を形成する粗面形成ローラが備える溝の溝面に設けられた突起部を所定の圧力で押し当てて、前記線材に前記粗面を形成する粗面形成工程と、
を有することを特徴とする粗面形成方法。
【請求項１１】
前記粗面形成工程の前又は後に、ブラスト装置によって前記線材にブラスト加工を施すブラスト工程を有することを特徴とする請求項１０に記載の粗面形成方法。
【請求項１】
線材の表面に粗面を設ける粗面形成ローラであって、
中心に回転軸を備えるための回転軸穴を有するローラ本体と、
前記線材が接触し、前記ローラ本体の外周面に沿って環状に設けられる少なくとも一条の溝を有する溝部と、
前記溝の溝面に設けられ、前記線材に前記粗面を形成する複数の尖鋭な突起部とを備えることを特徴とする粗面形成ローラ。
【請求項２】
前記突起部が、
前記溝の溝面に穴加工した際に当該穴の外縁に生じる返りであることを特徴とする請求項１に記載の粗面形成ローラ。
【請求項３】
焼入れを施したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の粗面形成ローラ。
【請求項４】
線材の表面に粗面を設ける粗面形成装置であって、
走行する線材を挟むように、この線材に対して対称位置に配置される２体１組の請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の粗面形成ローラを少なくとも１組備えたことを特徴とする粗面形成装置。
【請求項５】
前記線材にブラスト加工を施すブラスト装置をさらに備えたことを特徴とする請求項４に記載の粗面形成装置。
【請求項６】
前記粗面形成ローラの前段又は後段に、前記線材にブラスト加工を施すブラスト装置を備えたことを特徴とする請求項５に記載の粗面形成装置。
【請求項７】
請求項４に記載の粗面形成装置により、線材に粗面が形成されたことを特徴とする粗面線材。
【請求項８】
前記線材がメッキ層を有しており、
前記粗面の最大痕深さがメッキ層を超えて素地に達して形成されていることを特徴とする請求項７に記載の粗面線材。
【請求項９】
請求項５又は請求項６に記載の粗面形成装置により、前記線材に、前記ブラスト装置によるブラスト加工が施されたことを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の粗面線材。
【請求項１０】
線材を供給する線材供給工程と、
供給された前記線材に対して粗面を形成する粗面形成ローラが備える溝の溝面に設けられた突起部を所定の圧力で押し当てて、前記線材に前記粗面を形成する粗面形成工程と、
を有することを特徴とする粗面形成方法。
【請求項１１】
前記粗面形成工程の前又は後に、ブラスト装置によって前記線材にブラスト加工を施すブラスト工程を有することを特徴とする請求項１０に記載の粗面形成方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００６−１２２９９３（Ｐ２００６−１２２９９３Ａ）
【公開日】平成１８年５月１８日（２００６．５．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３１８１７３（Ｐ２００４−３１８１７３）
【出願日】平成１６年１１月１日（２００４．１１．１）
【出願人】（３０１０７６９７９）サクラテック株式会社 (6)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年５月１８日（２００６．５．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１１月１日（２００４．１１．１）
【出願人】（３０１０７６９７９）サクラテック株式会社 (6)
【Ｆターム（参考）】
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