JPH01153231A

JPH01153231A - 金属繊維の製造方法及びその装置

Info

Publication number: JPH01153231A
Application number: JP31175387A
Authority: JP
Inventors: Akira Yanagisawa; 柳沢　章
Original assignee: Nibex Co Ltd
Current assignee: Nibex Co Ltd
Priority date: 1987-12-09
Filing date: 1987-12-09
Publication date: 1989-06-15

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は金属素材を切削することにより微細な金属繊維
を生成するようにした金属繊維の製造方法及びその装置
に関するものである。

（従来の技術）従来、前記金属繊維の製造方法においてワイヤ切削法が
知られている。このワイヤ切削法では、直径３龍程度の
長尺の金属線が巻付けられた一方のリールから該金属線
を引き出し、これを案内溝の付いた１対のロールに数十
回巻付けそして他方のリールで巻き取ることにより、数
十本の金属線が前記ロール間を同一方向で、且つ同一速
度で移動できるようにし、そしてこの多数の金属線で構
成された面に刃物を押し当て切削することによって各金
属線から微細な金属繊維を生成する。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、従来の製造方法では、一方向に牽引され
た長尺の金属線を鎖線に沿って切削することにより金属
繊維を生成しているの・で、その製法上低強度素材の適
用が難かしく、また材料となる金属線の表面に損傷があ
ると該部分に応力が集中して金属線が切断してしまうと
いう問題点があった。また、製造時の振動等で切込深さ
にバラツキが生じ品いため、太さが均一で良好な繊維を
得ることが困難であるという問題点があった。更に金属
線の全部を繊維生成の材料として利用することができな
いため、生産効率が悪く、また生産コストが高くなると
いう問題点があった。

本発明は前記問題点に鑑みなされたもので、第１の目的
は良好な金属ＧＵ　ｉ（ｔを効率よく、しかも安価に製
造することができる金属繊維の製造方法を提供すること
にあり、また第２の目的は前記製造方法を用いてなる好
適な製造装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段）前記第１の目的を達成するために第１の発明では、回転
自在に軸支された主軸の円筒状外面に薄肉帯状の金属板
を多数回巻付けて止むし、該主軸を前記巻付は方法とは
逆方向に一定速度で回転するとともに、刃線の延長線が
前記主軸の軸線と直交し、しかもそのすくい角が２１°
〜３７°の範囲内で設定された切削刃を、主軸の軸線と
平行に、且つ一定速度で前記金属板の端面に向って送る
ことにより、該切削刃で金属板端面を切削して金属繊維
を生成するようにした。

また、前記第２の目的を達成するために第２の発明では
、ベッド上面において回転自在に軸支された主軸と、回
転駆動源の回転を前記主軸に伝達する第１の回転伝達手
段と、前記主軸に設けられ、且つ主軸と軸線を一致する
円柱状外面を有し該外面に薄肉帯状の金属板を多数回巻
付は止着可能な巻付部と、該巻付部の外面に多数回巻付
は止着された薄肉帯状の金属板と、切削刃を有し、且つ
主軸の軸線と平行に移動可能な刃物台と、前記主軸の回
転を減速機を通じて送りねじに伝達する第２の回転伝達
手段と、前記刃物台に固着され、且つ前記送りねじに螺
合した送りナツトとを備え、前記切削刃をその刃線の延
長線が主軸の軸線と直交し、しかもそのすくい角が２１
゜〜３７″の範囲内で前記巻付部に巻付けられる金属板
端面に接するように配置したことを特徴とする。

（作用）第１の発明によれば、主軸を金属板の巻付は方向とは逆
方向に回転し、金属板の端面に切削刃を押し当てること
により、該端面から金属繊維が切削により生成される。

第２の発明によれば、巻付部の外面に金属板を多数回巻
付は止若し、回転駆動源を駆動すると、回転駆動源の回
転は第１の回転伝達部材を介して一主軸に伝達し、該主
軸の回転は第２の回転伝達部材及び減速機を介して減速
して送りねじに伝達される。また、刃物台は前記送りね
じの回転により主軸の軸線と平行に、且つ金属板の端面
に向って移送され、これにより切削刃が金属板の端面に
押し当てられる。

（実施例）第１図乃至第６図は本発明の一実施例を示すもので、第
１図は本発明の製造方法を用いてなる金属繊維の製造装
置の側面図、第２図は第１図の部分上面図、第３図は主
軸の正面図、第４図は第１図の部分拡大図、第５図は第
１図の部分斜視図、第６図は一部破断せる主軸部分の側
面図である。

同図において、１は床面等に配置された中空方形状のベ
ッドであり、該ベッド１の上面には軸受（図示せず）を
夫々内部に収容した軸受台２と支持台３が所定間隔をお
いて、且つ互いの軸受が同一軸線上に位置するように配
設されている。

１０は多段状に成形された主軸であり、該主軸１０は一
端部（図中右端部）を前記支持台３に、また他端部（図
中左端部）を前記軸受台２に夫々回転自在に軸支されて
いる。また、主軸１０の軸受台２と支持台３との間に位
置する部分には、主軸１０と軸線を一致する円柱状外面
を有し、且つその外面に軸線方向の溝１１ａを有する巻
付部１１と、該巻付部１１の軸受台２側に大径の鍔部１
２が設けられており、前記巻付部１１には薄肉帯状の金
属板２０が多数回巻付けられている。

ここで、前記金属板２０の巻付けについて第３図を参照
して具体的に説明する。金属板２０は黄銅、銅等からな
り、厚さが約０．１器、幅が約１００關の帯状をなして
おり、また前記巻付部１１は直径が約１８０　ｍ＋ｓで
、その溝１１ａは金属板２０の端部が挿入でき、且つ掛
合できる程度の幅及び深さを有している。金属板２０を
巻付けるに際してはその端部を溝１１８に挿入し折り曲
げ、該金属板２０を一側が鍔部１２の側面に接するよう
にして第３図において時計回り方向に多数回きつく巻付
ける。そして、直径が２００■程度になった所で金属板
２０を切断し該端部を表面に止着する。該止着には接む
剤を用いる他、スポット溶接或いはレーザ溶接などが用
いられる。

また、前記支軸１０の軸受台２から突出する部分には径
の異なる２個のプーリ１３．１４が夫々同心状に固定さ
れている。

３０はベッド１内下部に固定されたモータで、該モータ
３０の回転軸３１にはプーリ３２が固定されている。こ
のプーリ３２と前記主軸１０のプーリ１３とがベルト３
３を介して連結されており、即ち前記主軸１０はモータ
３０を作動することによって回転できるようになってい
る。

４０はベッド１内上部に固定され、且つ電磁クラッチ等
の接続手段（図示せず）を内部に備えた減速機で、該減
速機４０の入力軸４１にはプーリ４２が固定されている
。このプーリ４２と前記主軸１０のプーリ１４とがベル
ト４３を介して連結されており、即ち減速機４０の入力
軸４１には主軸１０が回転している状態においてその回
転が伝達されるようになっている。また、前記減速機４
０の出力軸（図示せず）には主軸１０の軸線と平行な送
りねじ４４が連結されている。

５０は、高速度鋼、超硬合金製の切削刃５１を備えた刃
物台であり、該刃物台５０はベッド１の上面において主
軸１０の軸線と平行に配設された案内レール４に摺動自
在に嵌合する案内溝５２を下面に有している。また、刃
物台５０の下面には前記案内レール４の長穴４ａを通じ
下方に突出する脚板５３が設けられており、該脚板５３
には前記送りねじ４４に螺合した送りネット５４が開管
されている。即ち、前記刃物台５０は送りねじ４４の回
転によって案内レール４に沿ってベッド１上面を主軸１
０の軸線と平行に摺動できるようになっている。

前記切削刃５１の刃線５１ａは、その延長線が第４図、
第５図に示すように主軸１０の軸線１０ａと直交してお
り、また巻付けられた金属板２０の端面（切削面）２０
ａの高さ方向の中心位置に接している。また、切削刃５
１のすくい面５１ｂと軸線１０ａとのなす角（すくい角
）γは２１゜〜３７°の範囲内で適宜設定されており、
また切削刃５１の逃げ面５１ｃと金属板２０の切削刃２
０ａとのなす角（前逃げ角）αは１０°前後に設定され
ている。

更に、前記支軸１０の内部には第６図に示すようにプー
リ１３．１４が固定された端面から巻付部１１に至る空
洞１５が形成されており、該空洞１５内には冷却用バイ
ブロ０が水密に挿着されている。この冷却用バイブロ０
は２重バイブ構造を有しており、ポンプ（図示せず）の
作動によって内バイブロ１から空洞１５内に水を供給し
、この水を外バイブロ２で吸い込み循環できるようにな
っている。

前記冷却構造は切削時において発生する熱で切削条件が
変化、例えば金属板２０の膨張による送り量の変化等を
未然に防止するものであり、主軸１０、それも金属板２
０が巻付けられた巻付部１１を特に冷却できるようにな
っている。

以下に前記装置による金属繊維の製造について説明する
。

まず、モータ３０を作動して主軸１０を第３図において
反時計回り方向、つまり金属板２０の巻付は方向とは逆
方向に一定速度で回転する。この状態で減速機４１の入
力軸と出力軸とを連結すれば、主軸１０と連動する送り
ねじ４４の回転により刃物台５０を案内レール４に沿っ
て金属板　２０の端面２０ａ方向に一定速度で送ること
ができる。これにより、切削刃５１が金属板２０の端面
２０ａに押し当てられ該端面２０ａから微細な金属繊維
が切削により生成される。具体的な数値を掲げて説明す
れば、黄銅材を用いた場合において切削幅１８龍、切削
刃５１の送りｆｆ１ｏ、０１ｍｍ／ｒＱＶｓ切削速度９
０ｍ／ｓｉｎで約７．５ｋｇ／ｈの繊維生成が可能であ
り、前記送り量を倍増すると約１５ｋｇ／ｈの繊維生成
が可能となる。

また、前記切削を良好に行なうためには先に述べた切削
刃５１のすくい角γを適切に選択する必要がある。下記
表（１）　、　（２）は金属板２０として黄銅材を用い
、これを直径１５０ｍｍの捲付部１１に直径１８０龍程
度になる迄巻付け、そして主軸１０の回転数を１５Ｏｒ
ｐｍ、切削幅１３ｍｍ、前逃げ角γを１０°一定とし、
切削刃５１の送り量を０　、　０１　ｍｒａ／　ｒａｙ
と０　、　０２　ｍｍ／　ｒｅｖとした場合におけるす
くい角γによる繊維生成状態及び主軸の回転数低下を夫
々示す実験結果である。

表（２）（送り量０．０２＋ａｍ／ｒｅｖ　）このよう
に、送り量が０　、　０１　ｍｔｓ／　ｒｅｖにおいて
、すくい角γが２０°以下の場合では切削抵抗の増大と
それに伴なう発熱から相互に溶着したカール状の短い繊
維が生成され、また主軸１０の回転数も１０　ｒｐｍ程
度大きく低下した。また、すくい角γが３８″以上の場
合では主軸１０にはそれ程大きな回転数の低下を生じる
ことはないが、切削時にびびりが発生し長繊維の生成が
困難であった。すくい角γが２１〜３７°の間において
は、角度が小さい場合において主軸１０の回転数が低下
し、やや柔軟性に欠ける繊維が生成されるが、略良好な
長繊維を得ることが可能であり、特にすくい角γが３５
″の場合においては主軸１０の回転数低下も少なく繊維
状態も最良であることが確認された。一方、送り量が０
　、０２　ｍｍ／　ｒｅｖにおいても主軸１０の回転数
低下が若干光なるが、略同様の結果が得られ、すくい角
γが２１〜３７゜の範囲内において良好な繊維生成が可
能であり、特にすくい角γが３５°の場合が最も適切で
あることが確認された。

以上のように前記製造方法によれば、主軸１０を金属板
２０の巻付は方向とは逆方向に回転しているので、該回
転時に金属板２０の巻付けがゆるむことがない。また、
等速回転する主軸１０の巻付部１１に多数回巻付けられ
た金属板２０の端面２０ａに一定の送り量で送られる切
削刃５１を押し当て切削することにより金属繊維を生成
しているので、金属板２０の巻回量及び切削刃５１の送
り量に略比例し金属繊維を効率よく生成することができ
、また巻付けられた金属板２０を金子ことなく繊維生成
の材料として利用することができる。

更に、切削刃５１のすくい角γを２１°〜３７゜の範囲
内で設定しているので、生成不良を生じることなく柔軟
性に富み、しかも微細な長繊維を得ることができる。

また、前記製造方法を用いてなる製造装置によれば主軸
１０の回転をベルト４３を介して減速機４１の入力軸４
１に入力しているので、１個のモータ３０で主軸１０と
送りねじ４４を同時に回転させ、主軸１０の回転と連動
して刃物台５０を移送することができる。また、主軸１
０の回転を減速して送りねじ４４に伝え、そして送りね
じ４４の回転により刃物台５０を移送しているので、刃
物台５０、即ち、切削刃５１の送り量を極めて微小に設
定することが可能であり、これにより微細な金属繊維を
生成することができる。更に、刃物台５０を案内レール
４に沿ってガタ、つきなく移動することができるので、
切削刃５１を常に適切な向き、角度で金属板２０の端面
２０ａに押し当て切削することができる。更にまた、巻
付部１１の外面に金属板２０の端部が挿入可能な軸方向
の溝１１ａを形成しているので、該溝１１ａに金属板２
０の端部を挿入することで金属板２０を隙間なくきつく
、しかも容易に巻付部１１に巻付けることが可能であり
、これにより巻付不良による切削不良を未然に防止して
良好な金属繊維を生成することができる。

尚、金属繊維の生産性をより一層向上するために金属板
の巻き厚を大きくし、且つ切削刃を径方向に複数個配置
するようにしたり、また前記装置を複数個並設するよう
にしてもよい。また、金属板２０を直接主軸１０に巻付
けることなく、主軸１０に対して回転不能に嵌合可能な
円筒状のカセットリールに所定厚さ巻付けたものを別に
用意し、これを主軸１０に嵌合するようにしてもよい。

（発明の効果）以上説明したように第１の発明によれば、回転自在に軸
支された主軸の円筒状外面に薄肉帯状の金属板を多数回
巻付けて止むし、該主軸を前記巻付は方法とは逆方向に
一定速度で回転するとともに、刃線の延長線が前記主軸
の軸線と直交し、しかもそのすくい角が２１°〜３７°
の範囲内で設定された切削刃を、主軸の軸線と平行に、
且つ一定速度で前記金属板の端面に向って送ることによ
り、該切削刃で金属板端面を切削して金属繊維を生成す
るようにしたので、金属板の巻回量及び切削刃の送り量
に略比例して金属繊維を効率よく生成することができ、
また巻付部に巻付けられた金属板を余すことなく繊維生
成の材料として利用することができる。また、切削刃を
適切な向き、角度で金属板端面に接し切削を行なってい
るので、生成不良を生じることなく、柔軟性に富む長繊
維を得ることができる。したがって、良好な金属繊維を
効率よく、しかも安価に製造することができる。

また、第２の発明によれば、ベッド上面において回転自
在に軸支された主軸と、回転駆動源の回転を前記主軸に
伝達する第１の回転伝達手段と、前記主軸に設けられ、
且つ主軸と軸線を一致する円柱状外面を有し該外面に薄
肉帯状の金属板を多数回巻付は止む可能な巻付部と、切
削刃を有し、且つ主軸の軸線と平行に移動可能な刃物台
と、前記主軸の回転を減速機を通じて送りねじに伝達す
る第２の回転伝達手段と、前記刃物台に円管され、且つ
前記送りねじに螺合した送りナツトとを備え、前記切削
刃をその刃線の延長線が主軸の軸線と直交し、しかもそ
のすくい角が２１゜〜３７°の範囲内で前記巻付部に巻
付けられる金属板端面に接するように配置したので、１
個の回転駆動源を用いて主軸、即ち金属板の回転と、該
回転に連動して切削刃の移動を行なうことができ、装置
の構造を簡素化することができる。また、主軸の回転を
減速して送りねじに伝え、そして送りねじの回転により
刃物台を移送しているので、刃物台、即ち切削刃の送り
量を極めて微小に設定して微細な金属繊維を生成するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第６図は本発明の一実施例を示すもので、第
１図は本発明の製造方法を用いてなる金属繊維の製造装
置の側面図、第２図は第１図の部分上面図、第３図は主
軸の正面図、第４図は第１図の部分拡大図１．第５図は
第１図の部分斜視図、第６図は一部破断せる主軸部分の
側面図である。１・・・ベッド、１０・・・主軸、１０ａ・・・主軸の
次苦戦、１１・・・巻付部、２０・・・金属板、２０ａ
・・・金属板の端面、３０・・・モータ（回転駆動源）
、３３・・・ベルト、４０・・・減速機、４３・・・ベ
ルト、４４・・・送りねじ、５０・・・刃物台、５１・
・・切削刃、５１ａ・・・刃線、５４・・・送りナツト
。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）回転自在に軸支された主軸の円筒状外面に薄肉帯
状の金属板を多数回巻付けて止着し、該主軸を前記巻付
け方法とは逆方向に一定速度で回転するとともに、刃線
の延長線が前記主軸の軸線と直交し、しかもそのすくい
角が２１゜〜３７゜の範囲内で設定された切削刃を、主
軸の軸線と平行に、且つ一定速度で前記金属板の端面に
向って送ることにより、該切削刃で金属板端面を切削し
て金属繊維を生成するようにしたことを特徴とする金属
繊維の製造方法。
（２）ベッド上面において回転自在に軸支された主軸と
、回転駆動源の回転を前記主軸に伝達する第１の回転伝
達手段と、前記主軸に設けられ、且つ主軸と軸線を一致
する円柱状外面を有し該外面に薄肉帯状の金属板を多数
回巻付け止着可能な巻付部と、切削刃を有し、且つ主軸
の軸線と平行に移動可能な刃物台と、前記主軸の回転を
減速機を通じて送りねじに伝達する第２の回転伝達手段
と、前記刃物台に固着され、且つ前記送りねじに螺合し
た送りナットとを備え、前記切削刃をその刃線の延長線
が主軸の軸線と直交し、しかもそのすくい角が２１゜〜
３７゜の範囲内で前記巻付部に巻付けられる金属板端面
に接するように配置したことを特徴とする金属繊維の製
造装置。
（３）前記巻付部の外面に、前記金属板の端部が挿入可
能な軸線方向の溝が形成されていることを特徴とする特
許請求の範囲第２項記載の金属繊維の製造装置。
（４）前記切削刃が、主軸の径方向に配置された複数個
の切削刃から構成されていることを特徴とする特許請求
の範囲第２項または第３項記載の金属繊維の製造装置。