JPS5922772B2 - 電線製造工程における線材走行制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は電線用の線拐を連続的に伸線および焼鈍して
引取ったりあるいは連続的に伸線、焼鈍および押出被覆
して引取ったりする電線製造工程における線材走行制御
方法に関するものである。

周知の如く電線用の線材例えば銅線を連続的に伸線、焼
鈍および押出被覆して引取る電線製造工程としては、第
１図に示すように、伸線機１において所定の線径に伸線
された線材２を、伸線駆動用モータＭ１ によって駆動
される伸線機１の最終段の仕上りキャプスタン１Ａから
焼鈍装置例えば連続抵抗焼鈍装置３に導き、該連続抵抗
焼鈍装置３内において電極を兼ねる第１キヤプスタン３
Ａ、第２キヤプスタン３Ｂとの間の電流による抵抗発熱
によって線材２を予熱すると共に第２キヤプスタン３Ｂ
と同じく電極を兼ねる第３キヤプスタン３Ｃとの間の電
流による抵抗発熱によって線材２を焼鈍し、さらに焼鈍
済みの線材２に例えば誘導加熱装置からなるプレヒータ
４により押出被覆のための予備加熱を施し、続いて押出
機５によって線材２と絶縁被覆を施し、さらにこの絶縁
被覆が施された線材２を冷却装置６内に導いて冷却し、
続いて引取駆動用モータ騰により駆動される引取キャプ
スタン７．７′によって線材２を引取り、さらに線材２
をボビン８に巻取る方法が知られている。

上述のような電線製造工程においては、線材２は伸線機
１の出口から引取キャプスタン７．７１に至るまでの間
に焼鈍により軟化し、さらに押出工程においても加熱さ
れて軟化するから、引取張力により線材２は相邑程度伸
長してしまう。

しだがつて引取キャプスタン７．７′の周速に対し伸線
機１の仕上りキャプスタン１Ａの周速をある程度遅くす
る必要がある。

そのための速度制御方法としては、従来は、引取キャプ
スタン７．７′の周速がある一定値となるよう引取駆動
用モータＭ。

の回転を基準の値に設定しておき、その状態における伸
線機１の出口から引取キャプスタン７．１′までの間の
線材のたわみもしくは張力を、ダンサ３０に設けられた
角度検出器３１により検出して、伸線機１の出口と引取
キャプスタン７、Ｔとの間における線材のたわみもしく
は張力が一定となるように伸線駆動用モータＭ、の回転
を制御し、これによって伸線機１の仕上りキャプスタン
１Ａの周速を伸線機１の出口附近におげろ線速に追従さ
せる方法が一般的であった。

ところがこのような従来の制御方法では、伸線機１の出
口から引取キャプスタン７．７′に至るまでの間の線材
２の伸びが変化しようとすれば、その伸びの変化を吸収
する方向へ追従して伸線、駆動用モータＭ１ の回転が
変化してしまうため、線材２の伸び変化がそのまま許容
され、その結果引取キャプスタン７．７′に引取られる
線材２の製品としての伸び率εも変化してしまう問題が
ある。

例えば引取キャプスタン７゜７′における線材２０線速
（すなわち引取キャプスタン７．７′の周速）が２００
０ ｒｒＬ／ｍ１ｙｔに設定されていて、その基準速度
に対し伸線機１の出口におげろ線速（すなわち仕上りキ
ャプスタン１Ａの周速）が１５００ ｍ、７ｍ１ｙｔで
ある場合に製品線材の伸び率εが最適な値となると仮定
すると、伸線機１の出口から引取キャプスタン７．７′
に至るまでの間における線材２の軟化が平常時より激し
くなる等の原因によりその間の線材２の伸長量が大きく
なれば、それに対応して伸線機１の出口におげろ線速か
１５００ｍ／―よりも小さい値に低下し、それによって
線材２の伸びが抑えられなくなり、最終的に線材２の伸
びが著しく大きくなって、製品としての線材の伸び率が
最適値よりも極端に低下してしまうことがある。

そしてまた、伸線機１の仕上りダイスの摩耗や新規交換
等によってそのダイス径が変化し、これによって伸線機
１の出口における線材２の径が変化した場合には、前述
のような伸線機２と引取キャプスタン１．γ′との間に
おける伸びの変化が生じ易（、したがって製品の線材の
伸び率も変化し易い。

この発明は以上の事情に鑑みてなされたもので、電線用
線材を連続伸線および焼鈍して引取る工程において、最
終的に得られる製品としての線材の伸び率が変化しない
ように線材の走行を制御する方法を提供することを目的
とするものである。

すなわちこの発明の方法は、引取キャプスタンの周速も
しくは引取キャプスタン附近の線材の線径に対する伸線
工程の仕上りキャプスタンの周速もしくはその附近の線
材の線径の比が所定の値となるように仕上りキャプスタ
ンの回転を制御し、かつこれに併せて、伸線機と引取り
キャプスタンとの間における線材の伸びの変動を検出し
てこの間の線材の実長が一定となるように焼鈍装置内の
適宜のキャプスタンの回転速度を制御することを特徴と
するものである。

以下この発明の制御方法につきより詳細に説明する。

先ずこの発明において一定とすべき線材の伸び率につい
て説明すると、伸線機の出口における線径ｄ。

の線材に対し標点間距離を１゜にとって引張試験を施し
たと仮定すれば、その線径ｄ。

の線材の伸び率ε。

はで表わせる。

なおここで１′ｏは引張破断するまでの伸び量である。

また、引張破断するときの伸長した標準間長さし。

はＬｏ＝ｌｏ＋ｌｏｌ ・・・・・・・・・・・・・
・・・・・（２）で表わせる。

前述の線径ｄ。の線材は、引取キャプスタンの入口に至
るまでの間において伸長して、引取キャプスタン入口に
おける標点間距離は１１（但し１１〉ｌｏ）となり、ま
たそれに伴って線径も縮小して、引取キャプスタン入口
における線径はｄｌ（但しｄｌ〈ｄｏ）となる。

ここで線径ｄ１の線材に対し再び引張試験を施したと仮
定すれば、その引張試験における引張破断するときの伸
長した標点長さＬｌは、線径ｄ。

の場合と同じ筈であるから Ｌ１＝ Ｌｏ ＝ ｌｏ＋１ 。

’ −−−−−−・−・・−（３）となる。

したがって引張試験前の標点間距離１゜に対する伸び量
１．′は １１’＝ ｌｏ＋１゜’−１、−−−−−−・−・−（
４）で表わせる。

このことがら線径ｄ１ の線材の伸び率εは、 で表わせる。

ここてイ１）式からＩ。ｌ−ε。１ｏ、また（ム、・−
ハアああ７、う、 ｏ１１ となる。

そしてまた伸線機の仕上りキャプスタンの周速Ｖ。

および引取キャプスタンの周速Ｖ１と線径ｄ。

、ｄｌとの関係は、となり、したがって、（６）、（７
）式からと表わせる。

（８）式から明らかなように、仕上りキャプスタンの周
速Ｖ。

と引取キャプスタンＶ１との比によって伸び率εが定ま
る。

また（６）式から明らかなように線径ｄ１．ｄｏの比に
よっても伸び率εが定まる。

したがってこれらの比が一定となるように伸線機仕上り
キャプスタンの回転を制御すれば伸び率が一定に保持さ
れることが予想される。

しかしながら実際には単に伸線機の仕上りキャプスタン
の回転速度を上述のように制御しただけでは（６）式も
しくは（８）式が成立する状態で安定した連続操業を行
うことは困難である。

すなわち、前述の比が一定となるように伸線機仕上りキ
ャプスタンを制御すれば従来例の如く伸線機仕上りキャ
プスタンの回転が線材の伸びに追従して変化して伸びた
状態を固定させてしまうことはないが、積極的に伸線機
仕上りキャプスタンと引取キャプスタンとの間における
線材の伸びを抑制する作用は生ぜず、したがって（６）
式もしくは（８）式が成立しなくなって伸び率εを一定
値に保つことが困難となる。

そこでこの発明においては、前述の如く周速Ｖ。

、Ｖｌの比もしくは線径ｄ、 、 ｄｏＯ比が予め設定
した値となるよう伸線機仕上りキャプスタンの回転速度
を制御すると同時に、伸線機仕上りキャプスタンと引取
キャプスタンとの間の線材の伸びの変化をダンサ等によ
り検出して、その間における線材の実長が常に一定とな
るよう焼鈍装置内の任意のキャプスタンの回転速度を制
御するのである。

例えば、伸線機仕上りキャプスタンから引取キャプスタ
ンまでの間において線材が平常時よりも伸びる傾向を呈
した時には、焼鈍工程内のキャプスタンの回転を遅くし
て線材に加わるテンションを小さくし、これによって線
材の伸びを小さくし、逆に平常時よりも伸びが少なくな
る傾向を呈した時には焼鈍工程内のキャプスタンの回転
を速くして線材に加わるテンションを大きくし、これに
よって線材の伸びを大きくする。

このようにして伸線機１の仕上りキャプスタン１Ａと引
取キャプスタン７．７１の間の実長が一定に保つように
制御すれば、前述の伸線機仕上りキャプスタン１Ａの制
御により常に（６）式または（８）式を成立させて、製
品線材の伸び率εを設定値に保持することができる。

次にこの発明の制御方法を実施するための具体的な装置
の一例を第２図に従って説明すると、第２図に示される
例は焼鈍装置のキャプスタンを単独駆動とした場合を示
すものであって、伸線機１の各キャプスタン（第４図の
仕上りキャプスタン１Ａを含む）を駆動する伸線駆動用
モータＭ１は後述する線速設定器９および速度比検出器
１０からの信号に応じて速度制御装置１１によりその回
転速度が制御され、また引取キャプスタン７．１１を駆
動する引取駆動用モータ騰は前記線速設定器９からの信
号に応じて速度制御装置１２によりその回転速度が設定
され、さらに焼鈍装置３内の各キャプスタン３Ａ、３Ｂ
、３Ｃ（第１図参照）の内適宜のキャプスタン例えば３
Ａは焼鈍キャプスタン駆動用モータＭ２により駆動され
、このモータＭ２ は焼鈍装置３と引取キャプスタン７
．７１との間に設けられたダンサ１３の位置（角度）を
検出するダンサ位置検出器１４からの信号および前記線
速設定器９からの信号に応じて速度制御装置１５により
回転速度が制御される。

そしてまた、伸線駆動用モータＭ１および引取駆動用モ
ータＭｏにはそれぞれタコジェネレータ等の回転速度計
１６，１７が附設され、これら回転速度計１６゜１７か
らの速度信号が速度比検出器１０に入力されるようにな
っている。

またこの速度比検出器１０には手動操作により速度比を
設定する速度比設定器１８が附設され、前記両回転速度
計１６゜１７からの速度信号の比と、前記速度比設定器
１８により設定された速度比とを比較して、両者の差（
もしくは比）に対応して変化する信号が出力されるよう
に構成されている。

第２図の例において、基準となる線速、すなわち引取キ
ャプスタン７、γ′における線速を予め線速設定器９に
設定しておき、また引取キャプスタン７．７′における
速度に対する伸線機の速度の比を予め速度比設定器１８
に設定しておく。

斯くすれば引取キャプスタン７．７′が基準線速に対応
する周速で回転するように引取駆動用モータＭ。

の回転速度が制御され、また速度比設定器１８に設定し
た速度比に対応する値の速度比信号と線速設定器１８か
らの信号とによって伸線駆動用モータＭ１が基準速度に
対し予め設定した速度比で回転するように制御される。

そして引取駆動用モータＭｏおよび伸線駆動用モータＭ
１ の実際の回転速度が回転速度計１６，１７により
検出され、両者の速度比が予め設定した速度比と等しい
場合にはそのままの状態を保ち、両者の速度比が予め設
定した速度比と異なる場合にはその差を減少させる方向
へ速度比検出器１０の出力が変化し、これによって伸線
駆動用モータＭ１ の回転速度が補正される。

一方、焼鈍キャプスタン駆動用モータＭ２は、線速設定
器９により設定される基準速度に対し、ダンサ位置検出
器１４からの信号によってダンサ１３が定位置を保つよ
うに補正が加えられる。

すなわち例えば焼鈍装置３と引取キャプスタン７゜７′
との間の線材の実長が大きくなった場合には逆にそれを
小さくする方向へ焼鈍キャプスタン駆動用モータＭ２の
速度が変化する。

上述のようにして焼鈍装置３のキャプスタンの回転が制
御されつつ、伸線機１の仕上りキャプスタン１Ａの周速
が引取キャプスタン７．７′の周速に対し予め設定され
た比となるように制御され、これによって伸び率εが常
に一定に保持される。

なお第２図の例においては押出被覆装置が示されていな
いが、焼鈍装置３と引取キャプスタンγ。

７′との間に押出被覆装置を設けても良いことは勿論で
ある。

第３図はこの発明の方法を実施するための装置の第２の
具体例を示すものであって、この例においては焼鈍装置
３内の任意のキャプスタンが無段変速機１９を介して伸
線駆動用モータＭ１によって駆動され、前記無段変速機
１９の変速比が、ダンサ位置検出器１４からの信号によ
り速度制御装置２０を介して速度制御されるパイロット
モータＭ３ によって制御される構成となっている。

すなわち、ダンサ位置を一定に保持するように無段変速
機１９の変速比が制御される。

その他の点は第２図に示される第１の具体例と同様であ
る。

第４図はこの発明の方法を実施するための第３の具体例
を示すものであって、この例においては伸線機の出口に
おける線材２０線径と引取キャプスタン７．７′の入口
におげろ線径との比が予め設定した値となるように制御
する。

ただし、この例においては引取キャプスタン７．７′の
手前に押出被覆機５が設けられているから、引取キャプ
スタン７．７′の入口における被覆線の径の測定値を線
材自身の径（心線径）に換算する必要がある。

すなわち第４図において、引取キャプスタン７．７′の
入口における被覆線の線径が外径測定器２２によって測
定され、また引取駆動用モータＭ。

に附設された回転速度計１７により測定された引取速度
と押出機５の押出速度との比から前記被覆線の線径が心
線径演算器２３によって心線径に換算され、その心線径
に対応する信号が外径比検出器２４に入力される。

そして伸線機１の出口に設けられた外径測定器２５によ
って伸線機１の出口線径が測定され、その信号も外径比
検出器２４に入力される。

さらに外径比検出器２４には、外径比設定器２６が附設
されており、この外径比設定器に設定された外径比と、
前記心線径演算器２３および外径測定器２５から得られ
る実際の外径の比とが比較されて、その両者に差が生じ
た時には外径比検出器２４の出力が変動して伸線駆動用
モータＭ１ の回転速度が補正され、これによって外
径比が常に一定に保たれる。

その他の構成は第２図に示される例と同様である。

前述の説明で明らかなようにこの発明の線材走行制御装
置によれば、製品の線材の伸び率を一定の値に保つこと
ができ、したがって安定した品質の電線を得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来一般の電線製造工程の一例を示す工程図、
第２図ないし第４図はそれぞれこの発明の制御方法を実
施するための装置の一例を示すブロック図である。 １・・・・・・伸線機、１Ａ−・・・・仕上りキャプス
タン、３・・・・・・焼鈍装置、３Ａ〜３Ｃ・−・・・
・焼鈍装置のキャプスタン、７，７八・・・・・引取キ
ャプスタン、１３・・・・・・ダンサ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電線用線材を伸線機により連続伸線してこれを焼鈍
   装置により連続焼鈍し、焼鈍された線材を引取キャプス
   タンにより連続的に引取る電線製造工程において、 引取キャプスタンの周速もしくは引取キャプスタン附近
   の線材の線径に対する伸線機の仕上りキャプスタンの周
   速もしくは仕上りキャプスタン附近の線材の線径の比が
   予め設定した値となるよう伸線機の仕上りキャプスタン
   の回転速度を制御し、かつこれに併せて、伸線機と引取
   キャプスタンとの間における線材の伸びの変動をその間
   に設けられたダンサにより検出して、その間の線材の実
   長が一定値となるように焼鈍装置内の適宜のキャプスタ
   ンの回転を制御し、これによって引取キャプスタンに引
   取られた線材の伸び率が一定となるように制御すること
   を特徴とする線材走行制御方法。