JPH02160430A - 金属短繊維の製造方法および製造装置 - Google Patents

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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、金属の短繊維を製造する金属短繊維の製造方
法および製造装置に関する。

（従来の技術） 金属短繊維は、ガラスやカーボン等の非金属繊維に比べ
種々の優れた特性を有していることから、摩擦材料およ
びモルタル、プラスチック、ゴム製品等の各種複合材料
用原料あるいは多孔質焼結晶をはじめとする繊維冶金用
原料その他に広い用途が見込まれている。

ところで、このような用途に使われる金属短繊維は、直
径が１００μｍ以下というように極細径で繊維長も短く
、そのうえ引張り強度等の良好な物性を備えていること
が条件とされる。

第５図は、このような金属の短繊維を製造する金属短繊
維の製造方法の一例を示すもので、金属ブロック１に矢
印ｙ方向の回転を与えつつこの切削面１ａにバイト２を
所定の切込み！で当て、しかもこれに微小な送りＳを与
えながら同時にびびり振動（自励振動）Ｆを発生させ、
このびびり振動により金属ブロック１から繊維長での短
繊維３を強制的に切削するものである。

この方法によれば、第６図に示すように、軸線が切削方
向と直角をなす強度の良好な短繊維３を金属ブロック１
の切削面１ａから直接生産でき、さらにびびり振動の利
用によって直径約２０μｍというように極細径のものを
簡単に製造することができた。

（発明が解決しようとする課題） しかし、このような従来の金属短繊維の製造方法では、
バイト２が金属ブロック１の切削面１ａに当接すること
により加振力を得るびびり振動を利用しているため、バ
イト２の剛性により共振周波数が１００〜５に―の範囲
に制限される。

従って、バイト２の　１本当たりの生産ｆｆ１Ｈは、短
繊維３の長さを１０ｍａ＋、短繊維３の太さを５０μｍ
。

バイト２の共振周波数を５ＫＨｚ、金属ブロック１の材
質を銅（８，９３ｇ／ａｍ”　）とした場合、Ｈ−π／
４　ｘ　（０，ｏ５　／１０）　２Ｘ５０００Ｘ　８．
９３　ｘ３［ｉｏｏ”３１５６ｇ　　／Ｉｌｒ：　　３
．１６Ｋｇ　　／）Ｉｒとなり、この程度では生産性が
高いとはいえない。

本発明は、このような事情により成されたもので１．金
属短繊維の生産性の向上および金属短繊維の均一化を図
ることができる金属短繊維の製造方法および製造装置を
提供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本願の第１の発明の金属短繊維の製造方法は、金属ブロ
ックに回転を与えつつ切削工具を当接しこの切削工具を
振動させて繊維軸方向が切削工具の刃先と平行な短繊維
を製造する方法において、切削工具の振動を超音波加振
器により与えるものであり、また本願の第２の発明の金
属短繊維の製造装置は、金属ブロックを把持する金属ブ
ロック把持手段と、金属ブロックの切削すべき面に当接
して切削を行う一対の切削工具と、これら切削工具の一
方に超音波振動を加える加振手段と、金属ブロックと一
対の切削工具とを接近させる移動手段と、金属ブロック
と一対の切削工具とをこれらの当接面で切削が行われる
よう相対的に回転させる回転駆動手段とを備えたもので
ある。

（作　用） 本発明の金属短繊維の製造方法では、超音波加振器によ
り切削工具に超音波振動を与えながら金属ブロックの切
削すべき面を切削するものであり、従来のびびり振動（
自励振動）のようにバイトが金属ブロックの切削すべき
面に当接することにより加振力を得るものではなく周期
的外力である超音波振動により加振力を得るものである
ため、切削工具の剛性による振動数の制約を受けずにす
む。

また本発明の金属短繊維の製造装置では、回転駆動手段
により駆動力を得た金属ブロックまたは一対の切削工具
が相対的に回転し、また移動手段によって金属ブロック
と一対の切削工具とが接近すると、まず加振手段により
超音波振動が加えられた一方の切削工具によりこれらの
当接面が切削される。この後、切削後の切削面に残され
た凸部が他方の切削工具によって切削され平にならされ
る。これにより太さの均一な金属短繊維が製造される。

（実施例） 以下、本発明の実施例の詳細を図面に基づいて説明する
。なお、第５図および第６図と共通する部分については
同一符号を付し重複する説明を省略する。

第１図は、本発明の金属短繊維の製造装置の一実施例を
示すものである。

同図に示すように、図示を省略したギヤボックスを介し
駆動モータにより回転カを得て矢印ａ方向にＮ　（ｒｐ
ｔｎ＞で回転す、る金属ブロック１の切削面１ａに当接
するよう振動バイト４および静止バイト５が配置されて
いる。

また振動バイト４および静止バイト５は、それぞれ固定
板６を介し矢印す方向へＶ−２ｒＮ／Ｃｏｓθ（ｍｓ／
ａ＋ｉｎ）で移動する共通台板７に取付けられている。

さらに振動バイト４および静止バイト５は、金属ブロッ
ク１の中心線Ｘとのなす角を同角θとし、さらに振動バ
イト４および静止バイト５の位置差をｒ　／　ｃｏｓθ
としている。そして振動バイト４は図示を省略した加振
器からの全振幅２ｒ（ｌＩＩＩＩりの超音波により振動
切削を行い、また静止バイト５は振動バイト４による切
削後の全振幅２ｒ　（ｍｍ）に相当する後述する凸部を
切削して切削面１ａを平らにならす。

そして短繊維を製造するにあたっては、次のようにして
行われる。

まず、金属ブロック１をチャック等で固定し、矢印ａ方
向にＮ　（ｒｐｍ）の回転を与える。次いで、第２図に
示すように、振動バイト４に全振幅２ｒ（ｍｍ）の超音
波により微小な振動ｆを与え、切削面１ａから短繊維３
，３・・・を強制的に切削する。このとき、同図におい
て幅Ｃは振動バイト４の全振幅を示し、幅ｄは手振幅（
平均削り代）をそれぞれ示しており、また振動バイト４
へ与える超音波による振動ｆの方向は、切削方向と直角
もしくはそれに近い角度としている。

なお、単純に振動バイト４に全振幅２ｒ（ｌＩＩＩＩ）
の超音波による振動ｆを与えた場合には、第３図に示す
ように、振動バイト４による切削後の全振幅２「（Ｉｌ
ｒｌ）に相当する各凸部８より小さい部分８ａ。

８ａ・・・が切削されるため、先の振動バイト４により
切削された各短繊維３に比べここでの各短繊維３ａの太
さが細くなってしまう。

そこで、第４図に示すように、振動バイト４による切削
後の全振幅２ｒ（ａ＋）に相当する幅Ｃの各凸部８を静
止バイト５によって切削し、その切削面１ａを平になら
す。

このときの各短繊維３ｂは、振動バイト４の全振幅２ｒ
（ａ＋ａ＋）に相当する幅Ｃが切削されるものであるた
め、先の振動バイト４による短繊維３の太さと同じもの
が切削されることになる。

この静止バイト５により切削面１ａが平にならされた後
、再びこの平坦な切削面１ａが振動バイト４によって切
削される。

そして、これら振動バイト４および静止バイト５の組合
せにより、金属ブロック１が１回転する間に、常に一定
の太さの短繊維３または３ｂを製造することができる。

このように本実施例では、振動バイト４に全振幅２ｒ（
ｍｍ）の超音波による微小な振動ｆを与え、切削面１ａ
から各短繊維３または３ｂを強制的に切削するものであ
り、従来のびびり振動（自励振動）のようにバイト２が
金属ブロック１の切削面１ａに当接することにより加振
力Ｆを得るものではなく周期的外力である超音波振動に
より加振力を得るものであるため、振動バイト４の剛性
によりその振動数の制限を受けずにすむ。すなわち、例
えば全振幅２ｒ（ＩＩｌａｌ）の超音波による振動バイ
ト４への振動数を２０ｋＨｚとした場合、びびり振動を
利用した従来の金属短繊維の製造方法の共振周波数の範
囲のうちその最大である５に土に比べ４倍の生産性の向
上が図れることになる。また静止バイト５により全振幅
２ｒ（ｌＩＩＩＩｌ）に相当する幅Ｃの各凸部８を切削
することにより、振動バイト４による短繊維３の太さと
同じ短繊維３ｂが切削されることになり、これにより振
動バイト４への振動数を２０　ｋ　Ｈ２とした場合の２
倍である４０ｋＨｚ分の短繊維３または３ｂを生産する
ことができる。

なお、本実施例での金属ブロック１の矢印ａ方向の回転
数Ｎ　（ｒｐｗ）　、振動バイト４に与える超音波の全
振幅２ｒ（＋ａ＋ｇ）、矢印す方向へ移動する共通台板
７の速度ｖ　＝　２ｒ　Ｎ／ｃｏｓθ（ｉｓ／１ｎ）、
振動バイト４および静止バイト５の位置差ｒ／ｃｏｓθ
はいずれも短繊維３または３ｂの長さや太さ等に合せて
任意に設定されることはいうまでもない。

また本実施例では、金属ブロック１が柱状の場合につい
て説明したが、この例に限らず金属の薄板をロールした
コイル材を金属ブロックとして用いてもよく、この場合
薄板の肉厚の長さの短繊維を効率よく生産できる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の金属短繊維の製造方法に
よれば、従来のびびり振動（自励振動）のようにバイト
が金属ブロックの切削すべき面に当接することにより加
振力を得るものではなく周期的外力である超音波振動に
より加振力を得るものであるため、切削工具の剛性によ
る振動数の制約を受けずにすむので、超音波による切削
工具の振動数を高めることによって金属短繊維の生産性
を向上させることができる。また本発明の金属短繊維の
製造装置によれば、まず加振手段により超音波振動が加
えられた一方の切削工具によりこれらの当接面が切削さ
れ、この後、切削後の切削面に残された一方の切削工具
により形成された凸部が他方の切削工具によって切削さ
れて平にならされ、これにより均一な太さの金属短繊維
を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の金属短繊維の製造装置の一実施例を示
す平面図、第２図は第１図の振動バイトによる切削状態
を拡大して示す側面図、第３図は第１図の振動バイトに
単純に全振幅２ｒ（ＩＩｆｆｉ）の超音波による振動ｆ
のみを与えた場合の切削状態を拡大して示す側面図、第
４図は第１図の静止バイトによる切削状態を拡大して示
す側面図、第５図は従来のびびり振動による金属短繊維
の製造方法の一例を示す斜視図、第６図は第５図のバイ
トによる切削状態を拡大して示す側面図である。 １・・・金属ブロック、１ａ・・・切削面、３，３短繊
維、４・・・振動バイト、５・・・静止バイト、固定板
、７・・・共通台板。 出願人　　　　　昭和電線電纜株式会社代理人　弁理士
　須　山　佐　− （ほか１名） ｂ　・・・ ６・・・ −一一一一一一ラーベコ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属ブロックに回転を与えつつ切削工具を当接し
   この切削工具を振動させて繊維軸方向が前記切削工具の
   刃先と平行な短繊維を製造する方法において、前記切削
   工具の振動を超音波加振器により与えることを特徴とす
   る金属短繊維の製造方法。
2. （２）金属ブロックを把持する金属ブロック把持手段と
   、前記金属ブロックの切削すべき面に当接して切削を行
   う一対の切削工具と、これら切削工具の一方に超音波振
   動を加える加振手段と、前記金属ブロックと前記一対の
   切削工具とを接近させる移動手段と、前記金属ブロック
   と前記一対の切削工具とをこれらの当接面で切削が行わ
   れるよう相対的に回転させる回転駆動手段とを備えたこ
   とを特徴とする製造装置。