台湾专利TW201309424A 線材、線材製造方法及捲線構件

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本發明獲得一種線材，該線材係於由表面具有傷痕之線材製造對其表面進行加工而提高疲勞強度之線材的線材製造方法中，將上述線材與研磨材一併按壓至彈性體中，使上述線材或上述彈性體之至少一者沿上述線材之長度方向移動，藉此對上述線材賦予與長度方向平行之槽，降低有害凹凸而提高疲勞強度。
公开号:TW201309424A
申请号:TW101103407
申请日:2012-02-02
公开日:2013-03-01
发明作者:Kyoichi Iwata
申请人:Sintokogio Ltd；
IPC主号:B24B5-00

专利说明:
線材、線材製造方法及捲線構件
本發明係關於一種剖面形狀為圓形、概略圓形、橢圓形、多角形、異形等且疲勞強度提高之線材，製造該線材之線材製造方法，及使用該線材之捲線構件。
先前，藉由以調整線材直徑為主要目的使線材通過於鑄模之延伸加工而獲得之線材係藉由以下之任一種方法而調整其表面。即，藉由以使線材表面為光澤表面或去除固著於線材表面之鏽皮為目的使線材浸漬於化學品中而進行化學性清洗之酸洗之方法，而形成線材之表面。又，作為物理性方法，藉由主要使鐵系粒子與線材碰撞而去除鏽皮之噴丸(shot blast)方法進行加工，從而形成表面。
然而，上述線材之表面成為斑點狀，且形成斷續之凹凸。例如，於酸洗中，因反應較早之部分與較遲之部分之削蝕量不同，而於線材表面產生斷續之凹凸。於噴丸加工中，因投射材之碰撞所致之打痕保持其原樣殘留，從而於線材表面形成斷續之凹凸。又，於延伸加工中，當通過鑄模時，形成於線材表面之凹凸某種程度消失而平滑化，但凹陷部分保持其原樣殘留。即，線材成為平滑面中具有凹陷之狀態。
於使用此種線材，形成必需疲勞強度之線框形成零件或彈簧零件之情形時，線材表面之凹凸可能成為破壞起點。線材表面之凹凸成為使該等零件之壽命下降之主要原因。先前技術文獻專利文獻
專利文獻1：日本專利特開2003-181761號公報
於本技術領域中，正期待一種存在於線材表面之有害凹凸降低、疲勞強度提高之線材，獲得此種線材之線材製造方法，以及使用該線材之捲線構件。
本發明之一態樣之線材係藉由與研磨材一併按壓至彈性體中並且使該線材本身或彈性體之至少一者移動而賦予複數個與長度方向平行之槽。
本發明之另一態樣之線材製造方法係由表面具有傷痕之線材製造對其表面進行加工而提高疲勞強度之線材者，將上述線材與研磨材一併按壓至彈性體中，使上述線材或上述彈性體之至少一者於上述線材之長度方向上移動，藉此對上述線材賦予與長度方向平行之槽。
本發明之又一態樣之捲線構件至少包含藉由使用上述線材或由上述線材製造方法而製造之線材，將該線材纏繞而形成為環狀或螺旋狀之部分。
本發明可實現降低存在於線材表面之有害凹凸，提高線材之疲勞強度，並且可實現延長使用該線材之捲線構件等各種零件之壽命。
以下，參照圖式對實施形態之線材進行說明。於以下說明中，所謂線材，係指剖面形狀為圓形、大致圓形、橢圓形、多角形、異形等之長條物。又，作為該線材，假定為彈簧材料或電線等金屬製造，但亦可為光纖等玻璃纖維、或釣絲等尼龍製線、或其他樹脂製造。
實施形態之線材係藉由與研磨材一併按壓至彈性體中並且使該線材本身或彈性體之至少一者移動而賦予複數個與長度方向平行之槽之線材。該線材由於降低有害凹凸，連續賦予固定方向之微細之槽，因此疲勞強度提高。
又，該線材之線材直徑為0.6~2.8 mm，槽之平均深度可小於線材直徑之1/1000且小於10 μm。此處，所謂線材直徑，係指與線材之長度方向正交之剖面上，寬度最寬部分之長度。若線材直徑小於0.6 mm，則積極賦予之長度方向上之平行槽成為疲勞破壞之破壞起點而難以獲得效果，因此線材直徑可大於0.6 mm。又，若線材直徑變大，考慮到下述線材加工裝置之加工「取決於彈性體之按壓」，則加工阻抗增大，而必需裝置之巨大化。考慮到該問題，藉由將所應用之線材之最大直徑設為例如2.8 mm而可使用適當裝置進行適當加工。再者，亦可規定剖面積之範圍以替換上述線材直徑之範圍。即，該線材構成為剖面積為0.25~8.0 mm²，槽之平均深度小於線材直徑之1/1000且小於10 μm亦可獲得相同之效果。又，槽之平均深度係指JISB0601-1994中所示之十點平均粗糙度。
又，研磨材之直徑之最頻值為100~300 μm，亦可藉由該研磨材而形成該線材。再者，研磨材之直徑係藉由使用依據JISR6010之篩網之方法而獲得之直徑。又，所謂「最頻值」，係粒度分佈中成為波峰之值，取決於標準篩網JISZ8801之網眼。若使用小於100 μm之較小之研磨材，則線材表面之表面粗糙度可降低但研磨能力較差，因此可使用100 μm以上之研磨材。又，若使用超過300 μm之研磨材，則存在表面粗糙度變大而產生新破壞起點之情形，因此可使用300 μm以下之研磨材。又，研磨材之平均直徑為125~250 μm左右。
又，研磨材亦可包含碳化矽、氧化鋁、石榴石、金剛石中之至少一者。
又，該線材之硬度為10~68 HRc(洛氏硬度之C標尺)，研磨材之硬度亦可大於該線材之硬度。HRc小於10之柔軟之線材於使用下述線材加工裝置之彈性體之按壓之方法中，有因加工阻抗而產生斷線之虞。又，HRc超過68之線材過硬，於使用下述線材加工裝置之加工方法中，存在無法生成發揮效果之面之情形。再者，該範圍相當於維氏硬度之Hv190~940。
又，該線材之材質亦可為高碳鋼、不鏽鋼、銅合金、鈦合金、鎢合金中之任一者。
又，該線材之表面中之藉由研磨材而形成之槽部分之面積相對於該線材之整個表面之面積亦可為75%以上。所謂「該線材之表面中之藉由研磨材而形成之槽部分之面積相當於該線材之整個表面之面積為75%以上」，係指未藉由研磨材形成槽，殘留有傷痕之區域相對於整個區域小於25%之狀態。例如，相對於如圖19(a)所示之原本(鑄模後加工前)之表面形狀，加工後之表面形狀變為圖19(b)。圖19(b)中，由Gr所示之部分表示藉由研磨材進行了加工處理之部分、即槽部分。另一方面，由Un所示之部分表示未加工部分、即所殘留之傷痕部分。換言之，上述記載係指用Gr之總和除以Gr及Un之總和所得之值(Gr/(Gr+Un))為75%以上。以下，將由值(Gr/(Gr+Un))所示之「線材之表面中之藉由研磨材而形成之槽部分之面積相對於整個表面積之比例」亦稱為「覆蓋率」。再者，圖19(b)係覆蓋率為50%左右之狀態，因此實際上進一步推進加工，成為Gr之區域增大之適當狀態。
以上，實施形態之線材具有如下優點：線材之表面形成各種形狀而降低可成為破壞起點之有害凹陷，由此提高疲勞強度。進而，於線材之長度方向上線材圓周之75%以上之區域內賦予連續狀之槽之情形時，存在圓周方向上之有害凹陷相對於線材之扭轉而進一步降低，疲勞強度進一步提高之優點。
進而，就於線材之長度方向上連續賦予之相同之槽之形狀而言，可減小線材之摩擦係數。因此，當藉由捲線等對線材進行加工時，獲得加工阻抗抑制為較小，可抑制刀片之熔接等效果。
又，藉由將線材於相同方向上進行加工，而於表面之極附近層形成有固定方向之塑性流動層。因此，根據線材之材質而獲得提高耐蝕性之效果。
此外，沿線材之長度方向連續賦予之相同之槽越賦予至線材圓周之整個區域，越能夠發揮其效果。但是，考慮到當於線材圓周之整個區域(面積)賦予該槽時加工工時增大之問題，及將線材圓周之75%左右之區域內賦予有該槽之狀態與75%以上之比例之區域內賦予有該槽之狀態進行比較時之效果不斷漸近之問題而設為適當之狀態。即，於線材圓周之75%以上之區域內賦予線材之長度方向上呈連續狀之槽之情形時，具有以適當之加工工時獲得充分之疲勞強度等之效果。
又，若線材之長度方向上呈連續狀之槽過深，則有時反而成為破壞起點，因此槽深度亦可小於線材直徑之1/1000，又，於直徑4 mm以上之粗線材中，槽深度亦可小於10 μm。藉此，可獲得適當之疲勞強度。
又，用於賦予槽之彈性體例如形成帶狀或滾輪狀，並且可構成為藉由旋轉使與線材之接觸部移位。藉由該構成，彈性體本身之消耗分散而有利。再者，彈性體亦可使方塊狀者往返移動。
又，用於賦予槽之研磨材只要為例如氧化鋁、陶瓷、玻璃粉、矽粉、金屬粉等之單體或混合物即可。又，研磨材可採用硬度比線材硬者。再者，研磨材只要為可對表面進行切割加工者即可。
如上所述，根據藉由與研磨材一併按壓至彈性體中並且使該線材本身或彈性體之至少一者移動而形成之線材，可實現降低存在於線材表面之有害凹凸，提高線材之疲勞強度。例如線材直徑為0.6~2.8 mm，包含複數個形成於長度方向上之平行槽，該槽之平均深度小於線材直徑之1/1000且小於10 μm之線材可實現降低存在於線材表面之有害凹凸，提高線材之疲勞強度。而且，可實現延長使用該線材之捲線構件等各種零件之壽命。
繼而，對製造上述線材之方法進行說明。實施形態之線材製造方法係對表面具有傷痕之線材之表面進行加工而製造疲勞強度提高之線材的線材製造方法。於該方法中，藉由將線材與研磨材一併按壓至彈性體中，使線材或彈性體之至少一者沿線材之長度方向移動，而對線材賦予與長度方向平行之槽。再者，於上述加工前，為調整線材直徑而使其通過於鑄模，換言之，上述「表面具有傷痕之線材」係通過鑄模後之線材。
又，於該線材製造方法中，彈性體以夾持線材之方式至少設置一對，線材及彈性體間之長度方向上之相對速度可設為40 m/分鐘以上。
以上，根據實施形態之線材製造方法，可實現降低存在於所獲得之線材之表面之有害凹凸，提高線材之疲勞強度。而且，可實現延長使用該線材之捲線構件等各種零件之壽命。根據該方法，可獲得藉由使用粉末(研磨材)之機械加工而對整個表面均勻加工之線材。該方法由於不使用酸洗等中所使用之化學藥品，因此可大幅度降低環境負載。於該方法中，與上述線材中所說明之內容相同之特徵性構成亦為有效，可獲得相同之效果。
進而，該線材製造方法之特徵在於：使用對行進之線材之表面進行加工之線材加工裝置1、101，由表面具有傷痕之線材製造對其表面進行加工而提高疲勞強度之線材。關於該線材加工裝置1，使用圖1~圖6進行說明。又，關於線材加工裝置101，使用圖7~圖14於下文進行敍述。
首先，對適用於實施形態之線材製造方法之圖1~圖6所示之線材加工裝置1進行說明。線材加工裝置1包括：旋轉滑動接觸體(例如彈性滾輪3、4)，其係至少設置兩對以上，分別具有圓筒狀之滑動接觸面，且相對於行進之上述線材(P9L1)旋轉並且使該滑動接觸面滑動接觸，並且各對之間可夾持線材；及接近離開驅動組件(例如驅動組件5)，其係將成對之旋轉滑動接觸體向相互接近及離開之方向驅動。
如圖1所示，彈性滾輪3、4設置有兩對，使向前後方向延伸之旋轉軸3a、4a相互平行且相對向地軸支成對。再者，亦可設置三對以上。彈性滾輪3、4之各對在上下方向上隔出適當間隔而配置，可夾持長條物之線材33，並且可向線材33之移動方向或相反方向旋轉。驅動組件5係使彈性滾輪3、4相互接近、離開者，此處設置於4個部位。
又，線材加工裝置1包括使旋轉滑動接觸體(彈性滾輪3、4)旋轉驅動之旋轉驅動組件(以下稱為「旋轉組件6」)、研磨材投入組件(未圖示)、及加濕組件7。旋轉組件6使彈性滾輪3、4旋轉。研磨材投入組件將粉粒體狀之研磨材投入至成對之彈性滾輪3間、或成對之彈性滾輪4間。加濕組件7以如圖2所示之方式配置，對彈性滾輪3、4進行加濕。再者，作為變形例，圖1~圖3所示之線材加工裝置1亦可構成為設置刮刀組件。具體而言，亦可設置如圖4~圖6所示之複數個刮刀組件21。該複數個刮刀組件21配設於彈性滾輪3、4之各者之外側，可剝離附著於彈性滾輪3、4之雜質。
如圖2所示，驅動組件5包括環裝於旋轉軸3a、4a之軸承構件8、9，及經由連桿機構10、11連結於軸承構件8、9之橫向氣缸12、13。氣缸12、13之各後端側上下移動自如地銷支持於安裝於箱體狀支持框架14之左右外側面之支架15之上下兩端。支持框架14被固定。軸承構件8、9之上下者彼此經由連桿機構16連結。
如圖3所示，於旋轉軸3a、4a之後部安裝有構成旋轉組件6之一部分之齒輪單元。齒輪單元包括分別嵌著於旋轉軸3a、4a之齒輪17、18，分別配置於齒輪17、18間之小齒輪19，及輸出軸中嵌著有一個小齒輪19之電動機(未圖示)。小齒輪19嚙合，彈性滾輪3、4藉由電動機之驅動而向特定方向旋轉。
又，如圖2所示，於旋轉軸3a、4a之後端連結有安裝於支持框架14之加濕組件7。加濕組件7包括：多個細孔，其係以貫通於彈性滾輪3、4之方式設置；及貫通孔(未圖示)，其係形成於旋轉軸3a、4a，一端與細孔連通，另一端經由導管20與液體供給源35連接。
此處，對作為變形例而設置有如圖4~圖6所示之刮刀組件之情形進行說明。如圖4及圖5所示，刮刀組件21中設置有與彈性滾輪3、4平行且與彈性滾輪3、4向同一方向指向之階梯狀支持軸22。支持軸22卡合於固定配設有直徑較大之後部之導引構件24。刮刀組件21與彈性滾輪3、4之各者接近、離開。又，於支持軸22之前部設置有環狀刮刀安裝構件25。刮刀安裝構件25經由內置之凸輪離合器(未圖示)僅於箭頭方向上可旋轉地嵌著。複數個刮刀本體26等間隔安裝於刮刀安裝構件25之外表面。
又，如圖5所示，於支持軸22之後端，連結軸27與支持軸22向同一方向指向，並且與支持軸22同心固定。如圖6所示形成L字狀之連桿28之一端旋動自如地與連結軸27之另一端銷連結。連桿28之彎曲位置樞設於固定配設之支持構件29。樞設於所固定之支架30(參照圖4)之氣缸31之活塞桿之前端與連桿28之另一端銷連結。藉由氣缸31之伸縮動作，刮刀安裝構件25及刮刀26分別與彈性滾輪3、4接近或離開。
進而，於刮刀安裝構件25之前面，分別與刮刀本體26對向固定有複數個載體(未圖示)。載體之各者藉由另外固定之氣缸(未圖示)之伸長動作而按壓至其中之活塞桿，使刮刀安裝構件25向箭頭方向旋轉。藉此，刮刀本體26可適當更換。
繼而，對藉由如上所述之線材加工裝置1對作為長條物之線材33進行表面加工之動作進行說明。使線材33依序通過於兩對彈性滾輪3、4間，並且使氣缸12、13進行伸長動作而使4個彈性滾輪3、4相互接近，藉由彈性滾輪3、4以所需大小之力夾持線材33。
繼而，以驅動旋轉組件6之帶減速機之電動機使彈性滾輪3、4之周緣速度較線材33之移動速度變快或變慢之方式，使彈性滾輪3、4經由小齒輪19及齒輪17、18旋轉，並且將粉粒體狀之研磨材自研磨材投入組件投入至彈性滾輪3間及彈性滾輪4間。
此時，彈性滾輪3、4之周緣中相互接觸之部分產生變形而對應線材33之形狀，彈性滾輪3隨之成為比線材33相對較長地覆蓋之重疊狀態。與此同時，藉由加濕組件7對彈性滾輪3、4之加濕，而確實進行研磨材對彈性滾輪3、4之附著。其結果，研磨材藉由彈性滾輪3、4與線材33相對移動而摩擦線材33，從而進行表面加工。
於摩擦線材33而進行表面加工之期間，若複數個刮刀組件21之各氣缸31間歇性地進行伸長動作，則刮刀本體26之所需長度經由刮刀安裝構件25與彈性滾輪3、4之各者之外表面抵接。藉此，可將附著於彈性滾輪3、4之各者之外表面之雜質剝離。又，藉由對附設於刮刀安裝構件25之氣缸適當進行伸縮動作而更換刮刀本體26。
再者，於上述內容中，說明了藉由刮刀組件21剝離附著於彈性滾輪3、4之雜質之情形，但並不限定於此。例如，亦可預先將外筒可裝卸地環裝於彈性滾輪3、4，於該外筒損傷或磨損之時刻更換外筒。
如上所述之圖1~圖6所示之線材加工裝置1適用於實施形態之線材製造方法中，即，使用線材加工裝置1之線材製造方法可實現降低存在於所獲得之線材之表面之有害凹凸，提高線材之疲勞強度，並且可實現延長使用該線材之捲線構件等各種零件之壽命。
繼而，對適用於實施形態之線材製造方法中之圖7~圖14所示之線材加工裝置101進行說明。再者，於以下說明等中，所謂圓錐狀，包含圓錐面或將圓錐面以與底面平行之平面等平面切下之形狀。此處，所謂溶液，係指液體狀態之均勻之混合物，即，係指於一種液體中溶解一種或複數種其他物質(固體、液體或氣體)而成者。進而，於該溶液中亦包含溶膠(膠體溶液)。
線材加工裝置101包括複數個旋轉滑動接觸體104，該複數個旋轉滑動接觸體104具有圓錐狀之滑動接觸面105，且相對於行進之線材103旋轉並且使該滑動接觸面滑動接觸，複數個旋轉滑動接觸體104包括使滑動接觸面自線材之上方滑動接觸之一個或複數個旋轉滑動接觸體、及使滑動接觸面自上述線材之下方滑動接觸之一個或複數個旋轉滑動接觸體。
圖7所示之線材加工裝置101係對藉由圖8所示之線材行進驅動組件102而行進之被處理製品即線材103之表面進行加工之線材表面之加工裝置。該線材加工裝置101包括複數個旋轉滑動接觸體104。該旋轉滑動接觸體104具有供給研磨材之圓錐狀之滑動接觸面105，且相對於行進之線材103旋轉並且使該滑動接觸面105滑動接觸。即，作為被處理製品之線材103藉由如下所述與存在研磨材之旋轉滑動接觸體104之滑動接觸面105接觸行進而進行研磨加工。再者，旋轉滑動接觸體104雖可為圓錐形狀，但此處設為如圖10所示之圓錐台形狀，係對線材103進行研磨之所謂拋光機。
又，線材加工裝置101包括第1及第2滑動接觸體驅動組件106、107作為使旋轉滑動接觸體104向與旋轉軸104a平行之方向D驅動而使其移動之滑動接觸體驅動組件。
如圖9所示，複數個旋轉滑動接觸體104包括使滑動接觸面105自線材103之上方滑動接觸之一個或複數個旋轉滑動接觸體(以下亦稱為「上側旋轉滑動接觸體104G1、104G2」)、及使滑動接觸面105自線材103之下方滑動接觸之一個或複數個旋轉滑動接觸體(以下亦稱為「下側旋轉滑動接觸體104G3、104G4」)。再者，作為本裝置之變形例，除該等旋轉滑動接觸體104G1~104G4以外，亦可構成為追加如自傾斜方向滑動接觸之旋轉滑動接觸體。
該複數個旋轉滑動接觸體104以旋轉軸104a相互平行之方式配置(參照圖11)。而且，複數個旋轉滑動接觸體104以滑動接觸面105之圓錐狀之尖細方向為相反方向者混合存在之方式而配置。藉由此種構成，如下所述，可相對於線材103自複數個方向滑動接觸，加工性能提高。此處，所謂尖細方向，係指將與旋轉軸正交之剖面設為圓形，朝向直徑變小之方向。即，此處旋轉滑動接觸體104如圖10等所示為圓錐台，因此表示自底面較大側即大底面104c側朝向底面較小側即小底面104b側。所謂尖細方向為相反方向，係表示以直徑變小之方向不同之方式配置，換言之，如圖9所示，表示自軸方向之單側觀察時大底面與小底面混合存在。具體而言，於線材加工裝置101中，該尖細方向設為圖中D2所示之滑動接觸體驅動組件側或圖中D1所示之通線作業側(操作者側)。再者，圖中Du表示配置有裝置之狀態之上側，Dd表示下側。
進而，此處，使滑動接觸面自線材之上方滑動接觸之旋轉滑動接觸體104G1、104G2為複數個，以滑動接觸面105之圓錐狀之尖細方向為相反方向者混合存在之方式而配置，使滑動接觸面自線材之下方滑動接觸之旋轉滑動接觸體104G3、104G4為複數個，以滑動接觸面105之圓錐狀之尖細方向為相反方向者混合存在之方式而配置。藉由此種構成，如下述圖12等所示，可相對於線材103自4個方向滑動接觸，可遍及線材103之剖面整周進行加工，從而可顯著提高加工性能。
再者，將使滑動接觸面自上述線材之上方滑動接觸之旋轉滑動接觸體中，尖細方向為第1方向D1者設為第1群之旋轉滑動接觸體104G1，將尖細方向為上述第1方向D1之相反方向即第2方向D2者設為第2群之旋轉滑動接觸體104G2。又，將使滑動接觸面自上述線材之下方滑動接觸之旋轉滑動接觸體中，尖細方向為上述第2方向D2者設為第3群之旋轉滑動接觸體104G3，將尖細方向為上述第1方向D1者設為第4群之旋轉滑動接觸體104G4。此處，各群之旋轉滑動接觸體分別為2個，但亦可為1個或3個以上(複數個)。
於第1、第2滑動接觸體驅動組件106、107將第1群及第3群之旋轉滑動接觸體104G1、104G3向一個方向驅動時，以將第2群及第4群之旋轉滑動接觸體104G2、104G4向相反方向驅動之方式使其往返移動。具體而言，第1、第2滑動接觸體驅動組件106、107分別包括固定部111、相對於固定部111於D1、D2方向上可動之可動部112、以使可動部112於D1、D2方向上可動自如之方式導引之導引桿113、及將可動部112向D1、D2方向驅動之氣缸114。再者，圖11係表示第2滑動接觸體驅動組件107之圖，但第1滑動接觸體驅動組件106亦包含相同之構成。如此，各旋轉滑動接觸體104G1~104G4中，中心軸之一側與第1、第2滑動接觸體驅動組件106、107之可動部112連接，中心軸之另一側打開以將線材103安置於該線材加工裝置101。圖中D2為滑動接觸體驅動組件側，D1為線材安置側(操作者側)。
第1滑動接觸體驅動組件106將第1群及第3群之旋轉滑動接觸體104G1、104G3以成為1組之方式安裝於固定部111，從而可將該等旋轉滑動接觸體104G1、104G3同時向D1方向或D2方向驅動。該成為1組之第1群及第3群之旋轉滑動接觸體104G1、104G3成為相互插入行進之線材103之配置。第2滑動接觸體驅動組件107將第2群及第4群之旋轉滑動接觸體104G2、104G4以成為1組之方式安裝於固定部111，從而可將該等旋轉滑動接觸體104G2、104G4同時向D1方向或D2方向驅動。該成為1組之第2群及第4群之旋轉滑動接觸體104G2、104G4成為相互插入行進之線材103之配置。換言之，第1群及第3群係相互對向之部分之母線平行且朝向D2方向(滑動接觸體驅動組件側)成為(斜)向上之旋轉滑動接觸體之組合。第2群及第4群係相互對向之部分之母線平行且朝向D2方向成為(斜)向下之旋轉滑動接觸體之組合。
第1及第2滑動接觸體驅動組件106、107藉由對分別驅動之旋轉滑動接觸體以與D1、D2方向中相反方向同步之方式進行驅動，而如圖12(a)~圖12(c)所示，使滑動接觸面相對於線材103自4個方向滑動接觸而可遍及線材103之剖面整周進行加工之狀態，並且可變更滑動接觸面與線材103滑動接觸之位置。藉此，可避免各旋轉滑動接觸體4G1~4G4之局部磨損，可較長地保持加工性能，從而可實現裝置之長壽命化。再者，此處，設置2個滑動接觸體驅動組件，於一個可動部設置第1群及第3群，於另一個可動部設置第2群及第4群，但並不限定於此，例如亦可針對各群設置滑動接觸體驅動組件，如上所述只要同步驅動，則可獲得相同之效果。
此外，旋轉滑動接觸體104藉由作為旋轉驅動組件之馬達121及驅動齒輪122而進行旋轉驅動。旋轉驅動方向為與線材103之驅動方向相同或相反均無問題，但此處例如設為相同方向。具體而言，馬達121於第1及第2滑動接觸體驅動組件106、107之各者中設置有1個，使驅動傳輸組件即複數個驅動齒輪122旋轉。驅動齒輪122設置有與旋轉滑動接觸體104之個數相同個數，將藉由馬達121而產生之旋轉力傳輸至旋轉滑動接觸體104，使各旋轉滑動接觸體104以旋轉軸104a為中心進行旋轉。
旋轉滑動接觸體104形成有於蕭氏硬度為40~90之彈性體上形成上述滑動接觸面之部分(蕭氏硬度試驗方法JIS Z2246)。旋轉滑動接觸體104以插入線材103之行進軌跡之方式配置。其原因在於，若蕭氏硬度低於40~90(柔軟)，則耐磨損性較差，更換頻度變高，除此以外難以獲得對線材(長條物)103之按壓力，加工性亦下降，相反若蕭氏硬度較大(較硬)，則有旋轉滑動接觸體104不會充分畸變而無法適應於線材103之剖面，線材103之剖面中產生局部未加工之部位之虞。例如，作為旋轉滑動接觸體104，使用蕭氏硬度60左右之丁二烯橡膠，最大外徑為100 mm，能夠以每分鐘旋轉10次之轉速進行旋轉。此時，旋轉滑動接觸體之軸方向之移動藉由第1及第2滑動接觸體驅動組件106、107以60秒往返1次。
又，線材加工裝置101包括複數個研磨材供給部108、及複數個黏合劑供給部109。複數個研磨材供給部108配置於複數個旋轉滑動接觸體104之各者之上方，將研磨材自上方供給至滑動接觸面105。研磨材供給部108包含例如管狀供給部，將研磨材自該供給部供給至圓錐狀之滑動接觸面105。研磨材之供給係連續或斷續進行。作為研磨材，例如使用粒度#220之碳化矽製造者，作為供給量，亦可每隔40秒對各旋轉滑動接觸體104逐次供給1 cc。於此情形時，可使用藉由研磨材切頭之往返而每隔固定時間定量切下研磨材之裝置(未圖示)。再者，作為研磨材，亦可為自氧化鋁、陶瓷、玻璃粉、矽粉(碳化矽)、金屬粉、石榴石、金剛石等選擇之單體或混合物。
複數個黏合劑供給部109係供給用於使研磨材附著於滑動接觸面105之液體或溶液者。此處，黏合劑供給部109設置於旋轉滑動接觸體104之上方及下方，使黏合劑為霧狀或直接且連續或斷續地供給。此處，黏合劑供給部109例如係與未圖示之壓縮氣體源及黏合劑槽連接之氣液混合噴嘴。作為黏合劑，使用水，作為供給量，可藉由重複進行5秒噴射及1分鐘停止之動作而供給至滑動接觸面105。再者，黏合劑為瓊脂、糖類等高分子有機物等之水溶液，只要可將研磨材附著於滑動接觸面105即可。進而，只要為藉由黏合劑附著於滑動接觸面105之研磨材因與線材103之接觸而脫落程度之附著力，則可重複進行用於加工之研磨材之脫落與新研磨材之供給，從而可使加工程度均勻。
又，此處，構成為設置研磨材供給部108及黏合劑供給部109，但以自研磨材供給部供給研磨材中已混合有黏合劑之漿料狀之研磨材之方式亦可獲得相同之效果。
進而，亦可將研磨材捏合並附著於構成線材加工裝置101之旋轉滑動接觸體之表面。換言之，旋轉滑動接觸體之形成滑動接觸面之部分可藉由研磨材或分散有研磨材之材料而形成。即，於本發明中，只要構成為於旋轉滑動接觸體之滑動接觸面存在研磨材即可。即，作為該態樣，首先，如使用上述圖7~圖12等進行說明般，兼具將研磨材自外部供給至包含彈性體之旋轉滑動接觸體之滑動接觸面之機構。又，作為該態樣，煅繞形成研磨材，旋轉滑動接觸體整體例如圓盤研磨機之磨石般藉由研磨材而形成。進而，作為該態樣，藉由將研磨材捏合於彈性體中且分散調配，而如砂橡皮般，具有彈性力且可密著於線材表面，藉由表面之研磨材而兼具研磨力。
於以上述方式構成之線材加工裝置101中，藉由使線材(長條物)103行進，而線材與存在研磨材之旋轉滑動接觸體104之滑動接觸面105接觸，藉此線材103之表面無需如先前般改變行進方向便可一面以水平狀態行進一面進行研磨加工。
如上所述之線材加工裝置101包括複數個旋轉滑動接觸體104，該複數個旋轉滑動接觸體104具有圓錐狀之滑動接觸面105，且相對於行進之線材103旋轉並且使該滑動接觸面滑動接觸，複數個旋轉滑動接觸體104包括使滑動接觸面自線材之上方滑動接觸之一個或複數個旋轉滑動接觸體、及使滑動接觸面自線材之下方滑動接觸之一個或複數個旋轉滑動接觸體。線材加工裝置101藉由使旋轉滑動接觸體之配置及滑動接觸面之形狀為如上所述，而不會對線材103之行進造成負擔便可實現高速且均勻之表面加工。又，該線材加工裝置101可藉由機械構成而實現表面加工，因此可抑制環境負載。
又，根據線材加工裝置101，於研究拋光機即旋轉滑動接觸體104之形狀及配置將線材103之行進方向保持為大致水平之狀態下，可對線材表面進行均勻加工，進而具有可進行高速加工之優點。進而，與先前技術相比，無需用於將線材向上方提昇之零件，從而零件數量變少，除此以外亦無高處之通線作業，操作性亦提高。
又，線材加工裝置101藉由研磨材供給部108及黏合劑供給部109可將研磨材持續供給至旋轉滑動接觸體104之滑動接觸面105，並且能夠以加工品質自前端至末端不變之狀態對線材(長條物)進行連續加工。
進而，線材加工裝置101中，旋轉滑動接觸體104係於蕭氏硬度40~90之彈性體上形成滑動接觸面105而成，因此進行適度變形而可覆蓋大部分線材103，並且可均勻地進行加工。
又，線材加工裝置101中，使滑動接觸面自線材103之上方滑動接觸之旋轉滑動接觸體104G1、104G2以滑動接觸面105之圓錐狀之尖細方向為相反方向者混合存在之方式而配置，使滑動接觸面自線材103之下方滑動接觸之旋轉滑動接觸體104G3、104G4以滑動接觸面105之圓錐狀之尖細方向為相反方向者混合存在之方式而配置，藉此於與線材103正交之剖面，成為環抱線材103之狀態，從而可抑制加工時因線材103之振盪而可能產生之脫落。
又，線材加工裝置101中，以當滑動接觸體驅動組件將第1群及第3群之旋轉滑動接觸體104G1、104G3向一個方向驅動時，與此同步將第2群及第4群之旋轉滑動接觸體104G2、104G4向相反方向驅動之方式使其往返移動，藉此線材103於各旋轉滑動接觸體104之母線上往返，可抑制局部磨損，從而實現長壽命化。
又，於線材加工裝置101中，旋轉滑動接觸體104於操作者側D1可確保空間，其更換作業變得簡便，除此以外發揮旋轉滑動接觸體104之形狀之特徵只要使其進行單純之往返運動(藉由滑動接觸體驅動組件將旋轉滑動接觸體向軸方向之移動動作)，便亦可消除旋轉滑動接觸體104之局部磨損，亦可減少更換頻度，從而可實現降低運轉成本。
繼而，使用圖13對圖7~圖12所示之線材加工裝置101之變形例即線材加工裝置131進行說明。線材加工裝置131除變更旋轉滑動接觸體104之配置以外，與上述線材加工裝置101為相同之構成。如圖13(a)及圖13(b)所示，線材加工裝置101中，自線材行進方向觀察時，旋轉滑動接觸體係以其對向之母線一致或具有線材之寬度量以下之間隙之方式配置。此處，所謂自線材行進方向觀察，係指包含線材之剖面之平面上之關係，例如係圖13(b)及圖13(d)所示之關係。又，所謂線材之寬度，係指該母線之對向方向上之寬度。即，圖13(b)表示第1群及第3群之右側視圖，但第1群及第3群之旋轉滑動接觸體104G1、104G3係以其對向之母線大致一致之方式配置，由此，如上所述，可於該部分以夾持線材103之狀態滑動接觸而進行加工。關於第2群及第4群，除其對向之母線之方向不同以外為相同之配置。與此相對，圖13(c)及圖13(d)所示之線材加工裝置131係以如下之狀態配置而構成：對向配置之第1群及第3群以相互重疊且於上下方向上接近之方式移動，同樣地，對向配置之第2群及第4群以相互重疊且於上下方向上接近之方式移動。再者，圖13(d)與圖13(b)相同，表示第1群及第3群之右側視圖，成為區域X部分重疊之狀態(包含重疊區域之狀態)，第2群及第4群亦成為相同之關係。
如此，線材加工裝置131中，當自線材103之行進方向投影時，對向配置之旋轉滑動接觸體係以於其滑動接觸部分包含重疊區域之方式配置。具體而言，對向配置之第1群及第3群之旋轉滑動接觸體104G1、104G3如圖13(d)所示，以於其滑動接觸面105附近之部分(滑動接觸部分)包含重疊區域X之狀態配置。同樣地，對向配置之第2群及第4群之旋轉滑動接觸體4G2、4G4雖未圖示，但係以於滑動接觸部分包含重疊區域之狀態配置。再者，所謂對向配置之旋轉滑動接觸體，係指使滑動接觸面自線材之上方滑動接觸之旋轉滑動接觸體、及將該旋轉滑動接觸體與尖細方向為相反方向且使滑動接觸面自線材之下方滑動接觸之旋轉滑動接觸體作為一組者。
圖13(c)及圖13(d)所示之線材加工裝置131除獲得上述線材加工裝置1之效果以外，亦如圖13(c)所示，線材103之長度方向上與各旋轉滑動接觸體104接觸之部分增加，換言之，線材103與各旋轉滑動接觸體104接觸之時間增加，藉此研磨力提高，加工性能提高。
再者，本發明並不限定於此，例如，亦可構成為設置上下驅動機構，該上下驅動機構係使自線材之上方側滑動接觸之旋轉滑動接觸體群(上述中為第1群及第2群)與自線材之下方側滑動接觸之旋轉滑動接觸體群(上述中為第3群及第4群)中之任一者及兩者向接近離開之方向、即上下方向驅動。包含該上下驅動機構之線材加工裝置發揮如下效果：可對上述線材加工裝置101之加工及線材加工裝置131之加工進行切換，並且可根據線材之種類(大小或粗細)調整其加工程度。
又，上述構成線材加工裝置101、131等之旋轉滑動接觸體並不限定於使用上述圖7~圖13進行說明之旋轉滑動接觸體104，例如，亦可為具有如圖14(b)所示之前端尖細形狀之旋轉滑動接觸體134。即，如圖14(a)所示，上述旋轉滑動接觸體104為單純之圓錐台，於自其剖面或側面投影之形狀中，滑動接觸面105成為直線Y1。與此相對，圖14(b)所示之旋轉滑動接觸體134為圓錐台之滑動接觸面凸起之形狀，於自其剖面或側面投影之形狀中，滑動接觸面135成為相對於直線Y1向外側凸起之曲線Y2。具有成為使圓錐形狀朝向外側凸起之形狀之滑動接觸面135之旋轉滑動接觸體134藉由用於上述線材加工裝置101等，而可發揮與圖13中所說明之線材加工裝置131相同之效果。即，當旋轉滑動接觸體134以上下安裝且尖細方向不同之方式對向配置時，自線材之行進方向投影時包含重疊區域。
由此，使用圖14(b)所示之旋轉滑動接觸體134之線材加工裝置除獲得與上述線材加工裝置101相同之效果以外，亦與圖13(c)中所說明之內容相同，線材103之長度方向上與各旋轉滑動接觸體接觸之部分增加，換言之線材103與各旋轉滑動接觸體接觸之時間增加，藉此研磨力提高，加工性能提高。
如上所述之圖7~圖14所示之線材加工裝置101等適用於實施形態之線材製造方法中，即，使用線材加工裝置101之線材製造方法可實現降低存在於所獲得之線材之表面之有害凹凸，提高線材之疲勞強度，並且可實現延長使用該線材之捲線構件等各種零件之壽命。再者，線材加工裝置101係相互不同地配置圓錐台形狀者作為彈性體，使其旋轉，其間行進線材並且與圓錐台面接觸，因此相對於圖1~6中所說明之線材加工裝置1，於線材與彈性體接觸之阻抗增大之粗線材中之應用變得容易。
繼而，對使用上述圖1~圖6中所說明之線材加工裝置1之線材之加工方法(線材製造方法)之一例進行說明。作為成為對象之線材，設為直徑1.2 mm之剖面為圓形之不鏽鋼線，作為研磨材，使用約100 μm之碳化矽粒子。
彈性滾輪以0.2 MPa之壓力被夾持，並且以每分鐘旋轉6次之速度使其旋轉。又，調整線材之行進速度，將彈性滾輪與線材之相對速度、及線材通過線材加工裝置1之通過次數之組合作為表1所示之組合實施。又，圖15~圖18中表示各例之表面狀態。圖15表示僅進行延伸加工之狀態，係將比較例1之表面狀態放大之圖。圖16係將比較例2之表面狀態放大之圖。圖17係將實施例1之表面狀態放大之圖。圖18係將實施例2之表面狀態放大之圖。
又，將各例之線材之長度方向之連續狀之槽之覆蓋率(使用圖9於上文進行敍述)及槽之平均深度μm(及線材直徑比)示於表2。
由上述比較例及實驗例可明確，藉由對線材賦予連續之槽而可提高線材之疲勞強度。再者，疲勞強度增加至1.27~1.5倍左右。
本發明之線材及線材製造方法可提高疲勞強度，由此可省略迄今為止為提高疲勞強度而進行之高價稀有金屬之添加及特殊之熱處理步驟。
又，本發明之線材及線材製造方法由於積極賦予之槽為相同方向，因此可降低(延伸後為2.39 μm，與此相對加工後之線材為0.83 μm)表面粗糙度(十點平均粗糙度(平均深度))Rz。進而，結果增加光澤，無需於下一步驟中成形為彈簧等之更後之表面處理或清洗之類的調整外觀之步驟，製品價值亦可提高。
又，至少包含藉由使用上述實施形態之線材或由實施形態之線材製造方法而製造之線材，將該線材纏繞而形成為環狀或螺旋狀之部分之捲線構件之疲勞強度較高，壽命較長，因此製品價值較高。
此處，作為「至少包含藉由將線材纏繞而形成為環狀或螺旋狀之部分之捲線構件」之一例，例如，可列舉活塞環、拉伸彈簧或壓縮彈簧等彈簧構件、扭轉彈簧或扭力彈簧等成型鋼絲彈簧等。即，藉由將線材纏繞而形成為環狀之構件中，不僅以所纏繞之線材之兩端部接觸之方式纏繞1周，亦包含以其兩端部具有特定間隙(接合間隙)且成為環狀之方式纏繞者。又，實施形態之線材等較佳用於承受動態負載而產生疲勞之零件，除上述拉伸彈簧或壓縮彈簧等線圈彈簧、扭轉彈簧或扭力彈簧等成型鋼絲彈簧、活塞環以外，亦可適用於鏡框。
1‧‧‧線材加工裝置
3‧‧‧彈性滾輪
4‧‧‧彈性滾輪
101‧‧‧線材加工裝置
104‧‧‧旋轉滑動接觸體
105‧‧‧滑動接觸面
106‧‧‧第1滑動接觸體驅動組件
107‧‧‧第2滑動接觸體驅動組件
圖1係適用於實施形態之線材製造方法之線材加工裝置之前視圖。
圖2係圖1之線材加工裝置之平面圖。
圖3係圖2所示之A-A剖面圖。
圖4係用於說明圖1之線材加工裝置之變形例(包含刮刀組件之例)之圖。係變形例之線材加工裝置之前視圖。
圖5係圖4所示之B-B剖面圖。
圖6係表示構成線材加工裝置之刮刀組件之連桿之圖，係圖5所示之C-C箭視圖。
圖7係適用於實施形態之線材製造方法之線材加工裝置之另一例之立體圖。
圖8係用於說明與圖7之線材加工裝置一併使用之線材行進驅動組件之前視圖。
圖9係圖7之線材加工裝置之前視圖。
圖10係構成圖7之線材加工裝置之旋轉滑動接觸體之立體圖。
圖11係一併表示與圖7之線材加工裝置之線材正交之剖面及線材之剖面的剖面圖。圖11(a)係旋轉滑動接觸體移動至D2方向之狀態之剖面圖。圖11(b)係旋轉滑動接觸體移動至D1方向之狀態之剖面圖。
圖12係用於說明圖7之線材加工裝置之各旋轉滑動接觸體與線材接觸之方向之剖面圖。圖12(a)係第1群及第3群向D1側移動，第2群及第4群向D2側移動之狀態之剖面圖。
圖12(b)係第1群~第4群處於移動範圍之中央之狀態的剖面圖。圖12(c)係第1群及第3群向D2側移動，第2群及第4群向D1側移動之狀態之剖面圖。
圖13係對線材加工裝置之變形例進行說明之圖。圖13(a)及(b)表示變形例之前的圖7~圖12所示之例中的旋轉滑動接觸體與線材之關係的前視圖及側視圖。圖13(c)及(d)係表示針對圖7~圖12所示之例變更旋轉滑動接觸體之配置關係，以自線材行進方向觀察時存在旋轉滑動接觸體重疊之部分之方式配置之變形例中之旋轉滑動接觸體與線材之關係的前視圖及側視圖。
圖14係對構成線材加工裝置之旋轉滑動接觸體之變形例進行說明之圖。圖14(a)係變形例之前的圖7~圖13中所使用之旋轉滑動接觸體之側視圖，圖14(b)係針對圖7~圖13中所使用之旋轉滑動接觸體之例以使滑動接觸面朝向外側凸起之方式變形之變形例之旋轉滑動接觸體的側視圖。
圖15係將用於與實施例之線材進行比較之比較例1之線材之表面狀態放大的圖。
圖16係將用於與實施例之線材進行比較之比較例2之線材之表面狀態放大的圖。
圖17係將實施例1之線材之表面狀態放大之圖。
圖18係將實施例2之線材之表面狀態放大之圖。
圖19係用於對線材之表面上藉由研磨材而形成之槽部分之面積之比例進行說明之模式性圖，圖19(a)係表示加工前之表面狀態之圖，圖19(b)係表示加工後之表面狀態之圖。
1‧‧‧線材加工裝置
3‧‧‧彈性滾輪
3a‧‧‧旋轉軸
4‧‧‧彈性滾輪
4a‧‧‧旋轉軸
5‧‧‧驅動組件
12‧‧‧氣缸
13‧‧‧氣缸
14‧‧‧支持框架
15‧‧‧支架
16‧‧‧連桿機構
33‧‧‧線材

权利要求:
Claims (19)
[1] 一種線材，其係藉由與研磨材一併按壓至彈性體中並且使該線材本身或彈性體之至少一者移動而賦予複數個與長度方向平行之槽而成者。
[2] 如請求項1之線材，其中線材直徑為0.6~2.8 mm，上述槽之平均深度小於上述線材直徑之1/1000且小於10 μm。
[3] 如請求項2之線材，其中上述研磨材之直徑之最頻值為100~300 μm。
[4] 如請求項3之線材，其中上述研磨材包含碳化矽、氧化鋁、石榴石及金剛石中之至少一者。
[5] 如請求項4之線材，其中該線材之硬度為10~68 HRc，上述研磨材之硬度大於該線材之硬度。
[6] 如請求項5之線材，其中該線材之材質為高碳鋼、不鏽鋼、銅合金、鈦合金及鎢合金中之任一者。
[7] 如請求項6之線材，其中該線材之表面上藉由研磨材而形成之槽部分之面積為該線材之表面面積之75%以上。
[8] 一種線材，其係線材直徑為0.6~2.8 mm，並且形成有複數個與長度方向平行之槽，該槽之平均深度小於上述線材直徑之1/1000且小於10 μm。
[9] 一種線材製造方法，其係由表面具有傷痕之線材製造對其表面進行加工而提高疲勞強度之線材者，將上述線材與研磨材一併按壓至彈性體中，使上述線材或上述彈性體之至少一者沿上述線材之長度方向移動，藉此對上述線材賦予與長度方向平行之槽。
[10] 如請求項9之線材製造方法，其中上述加工後之線材的線材直徑為0.6~2.8 mm，上述所賦予之槽之平均深度小於上述線材直徑之1/1000且小於10 μm。
[11] 如請求項10之線材製造方法，其中上述研磨材之直徑之最頻值為100~300 μm。
[12] 如請求項11之線材製造方法，其中上述研磨材包含碳化矽、氧化鋁、石榴石及金剛石中之至少一者。
[13] 如請求項12之線材製造方法，其中該線材之硬度為10~68 HRc，上述研磨材之硬度大於上述線材之硬度。
[14] 如請求項13之線材製造方法，其中上述線材之材質為高碳鋼、不鏽鋼、銅合金、鈦合金及鎢合金中之任一者。
[15] 如請求項14之線材製造方法，其中上述加工後之線材之表面上藉由研磨材而形成之槽部分之面積為該線材之表面面積之75%以上。
[16] 如請求項9至15中任一項之線材製造方法，其中上述彈性體以夾持上述線材之方式至少設置一對，上述線材及上述彈性體間之長度方向上之相對速度為40 m/分鐘以上。
[17] 如請求項9至15中任一項之線材製造方法，其中該線材製造方法係使用對行進之線材之表面進行加工之線材加工裝置，由表面具有傷痕之線材製造對其表面進行加工而提高疲勞強度之線材者，上述線材加工裝置包括：旋轉滑動接觸體，其係至少設置有兩對以上，於各對間夾持上述線材並使其滑動接觸；及接近離開驅動組件，其係將上述成對之旋轉滑動接觸體向相互接近及離開之方向驅動。
[18] 如請求項9至15中任一項之線材製造方法，其中該線材製造方法係使用對行進之線材之表面進行加工之線材加工裝置，由表面具有傷痕之線材製造對其表面進行加工而提高疲勞強度之線材者，上述線材加工裝置包括複數個旋轉滑動接觸體，該複數個旋轉滑動接觸體具有圓錐狀之滑動接觸面，且相對於行進之上述線材旋轉並且使該滑動接觸面滑動接觸，上述複數個旋轉滑動接觸體包括使滑動接觸面自上述線材之上方滑動接觸之一個或複數個旋轉滑動接觸體、及使滑動接觸面自上述線材之下方滑動接觸之一個或複數個旋轉滑動接觸體。
[19] 一種捲線構件，其至少包含藉由使用如請求項1至8中任一項之線材或藉由如請求項9至18中任一項之線材製造方法而製造之線材，將該線材纏繞而形成為環狀或螺旋狀之部分。

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法律状态:

优先权:

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