(57)【要約】      （修正有）【課題】  簡単な方法・装置で、らせん中心軸線が直線となるらせん線材を製造できる。【解決手段】  外円周面にらせん溝をもつ円柱体ダイス４をシリンダー３ａの内側に同心に挿入し、両者を互いに固定し、かつ、全体を床に対し固定した状態で、線材を前記ダイスのらせん溝に送り込む。ダイス４は、ホルダーシリンダーの内側に同心に挿入される円柱本体の一端部に回り止め頭部をもち、  線材導入部に直線溝、および該直線溝に続くらせん溝を前記円柱本体の外円周面にをもつ。前記回り止め頭部を凹所に係合させて前記ホルダーシリンダーの一端に着脱自在に取り付けられ、かつ、前記ダイスの溝入口に同心の線材案内孔５ｄをもつ案内部材５が設けられる。【選択図】        図１
2006130551.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外円周面にらせん溝をもつ円柱体ダイスをシリンダーの内側に同心に挿入し、
両者を互いに固定し、かつ、全体を床に対し固定した状態で、
線材を前記ダイスのらせん溝に送り込むことを特徴とするらせん線材の製造方法。
【請求項２】
基台に固定された取付円環と、
該取付円環に同心に固定されたシリンダーをもつホルダーと、
該ホルダーシリンダーの内側に同心に挿入される円柱本体の一端部に回り止め頭部をもち、線材導入部に直線溝、および該直線溝に続くらせん溝を前記円柱本体の外円周面にをもつダイスと、
前記回り止め頭部を凹所に係合させて前記ホルダーシリンダーの一端に着脱自在に取り付けられ、かつ、前記ダイスの溝入口に同心の線材案内孔をもつ案内部材とを含むことを特徴とするらせん線材の製造装置。
【請求項３】
前記溝は、軸直角断面において、直径上に溝底の半円弧状の中心が位置し、半円弧状底から直径に平行な側壁をもつことを特徴とする請求項２記載のらせん線材の製造装置。
【請求項４】
前記らせん溝の長さ方向軸線の、ダイス中心軸線に対する捻り角度は、前記線材導入部の直線溝の端部で“０”度から少しづつ増加し、線材導出部の端部を含む範囲で一定となることを特徴とする請求項２または３記載のらせん線材の製造装置。
【請求項５】
前記ホルダーシリンダーは外側のものと内側のものからなり、外側のものに内側のものが線材送り方向に抜止めされて、着脱自在に挿入されたことを特徴とする請求項２または３または４記載のらせん線材の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、らせん線材の製造方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、土木建築用構造物，自動車用タイヤの補強材等に利用されている鋼線は直線状の線材を複数束ねた構造で使用されている。このような線材に対し、生物組織体が有する強靭性および新陳代謝機能に着目し、該生物組織体を構成するコラーゲン繊維を人工的に形成したらせん体を使用し、小型化および軽量化を図りながら高い強靭性を得ると共に寿命を永続化できる構成物を提供するらせん線材が開発されている。（特開平８−２９１５８７号公報（特許第３２４９０３０号））
【０００３】
そして、このようならせん線材に、任意の線材長手方向のピッチ、それに直角な面内のらせん半径を持たせる、高能率かつ高制御性を有する方法および装置を、先に本出願人の発明者等が開発した。（特開２００３−２７５８０２公報）
【０００４】
この先行技術は、前段および後段の２段からなり、前段および後段の各パスラインは互いに角度を有するダイス部と、前段の入側に設けた前段パスライン方向に線材を押し込むための材料押し込み装置と、前段パスラインに垂直な面内で前段を回転させる機構とを有する。そして、押し込み速度、前段回転速度および角度を調整することにより、線材のｘ軸，ｙ軸方向のオフセット量のパスライン方向にわたる分布を自在に制御して、任意のピッチおよびらせん半径のらせん線材を得るものである。
【特許文献１】特開平８−２９１５８７号公報
【特許文献２】特開２００３−２７５８０２公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような先行技術では、装置が大掛かりとなるとともに、回転ダイスから出て来たらせん線材はダイスの回転に伴って旋回しながら出てくる。このため、製品としてのらせん線材はらせん中心軸線が直線性を保つことが難しい。このため、らせん中心軸線を直線にするため後工程を必要としていた。
本発明は上記課題を解決し、簡単な方法・装置で、らせん中心軸線が直線となるらせん線材を製造できるらせん線材の製造方法および装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１課題解決手段の方法は、外円周面にらせん溝をもつ円柱体ダイスをシリンダーの内側に同心に挿入し、両者を互いに固定し、かつ、全体を床に対し固定した状態で、線材を前記ダイスのらせん溝に送り込むことである。
【０００７】
本発明の第２課題解決手段の装置は、基台に固定された取付円環と、該取付円環に同心に固定されたシリンダーをもつホルダーと、該ホルダーシリンダーの内側に同心に挿入される円柱本体の一端部に回り止め頭部をもち、線材導入部に直線溝、および該直線溝に続くらせん溝を前記円柱本体の外円周面にをもつダイスと、前記回り止め頭部を凹所に係合させて前記ホルダーシリンダーの一端に着脱自在に取り付けられ、かつ、前記ダイスの溝入口に同心の線材案内孔をもつ案内部材とを含むことである。
【０００８】
本発明の第３課題解決手段の装置は、第２課題解決手段に加え、前記溝は、軸直角断面において、直径上に溝底の半円弧状の中心が位置し、半円弧状底から直径に平行な側壁をもつことである。
【０００９】
本発明の第４課題解決手段は、第２または第３課題解決手段に加え、前記らせん溝の長さ方向軸線の、ダイス中心軸線に対する捻り角度は、前記線材導入部の直線溝の端部で“０”度から少しづつ増加し、線材導出部の端部を含む範囲で一定となることである。
【００１０】
本発明の第５課題解決手段は、第２または第３または第４課題解決手段に加え、前記ホルダーシリンダーは外側のものと内側のものからなり、外側のものに内側のものが線材送り方向に抜止めされて、着脱自在に挿入されたことである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明では、円柱の外周にらせん溝を設けたダイスを使用するので、らせん溝の加工がＮＣ複合旋盤等により容易である。また、らせん溝のひねり角度を徐々に変化させる加工も可能となった。しかも、らせん溝の捻り角度を徐々に変化させた場合、線材の送り抵抗を少なくできる。そして、ダイスから出てくるらせん線材は直線を維持して送り出されるので、後工程でのらせん線材の編網が簡略化できることとなった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、本発明の一実施例を図面もとづき説明する。図１，２に示すように、基台１に取付円環２がボルトで着脱自在に支持される。取付円環２は水平軸線を持つ短円筒部２ａの一端にフランジ部２ｂが一体形成される。そして、この短円筒部２ａの他端にホルダー３がボルトで着脱自在に支持される。ホルダー３において、水平軸線をもつシリンダー３ａの一端に大径の位置決め円板部３ｂが一体形成されている。取付フランジ部３ｃは位置決め円板部３ｂの外周から一体的に張り出し、取付円環２にボルトで着脱自在に取り付けられる。
【００１３】
図１，４，５において、ダイス４はシリンダー３ａの内側に同心に挿入される。ダイス４は、同一軸線上で円柱本体４ａの一端部に回り止め頭部４ｂをもち、円周面に、線材を案内する溝４ｃ，４ｄ，４ｅが設けらている。前記頭部４ｂは短円柱体の直径に平行する一対の２弦で切除された小判形状を呈する。そして、該頭部と前記円柱本体の一部にわたり直線溝４ｃ、これに続いて前記円柱本体の外円周面にらせん溝４ｄ，４ｅをもつ。
【００１４】
図４〜８において、前記直線溝４ｃは次のように形成される。頭部４ｂの２弦の中間を通る直径上に直線溝４ｃが形成される。軸直角断面において、溝底の半円弧の中心が頭部４ｂの直径上に位置し、この半円弧底から直径に平行な側壁を持つ。この直線溝４ｃは頭部の後端に近い中途まで同一深さ（溝底の半円弧の中心が頭部４ｂの軸線上に位置する）であり、そこから、次記らせん溝４ｄの入口まで、徐々に深さが減少している。これによって、線材は少し曲げられながら、増加角らせん溝４ｄの入口に導入されるのである。
【００１５】
図７において、前記らせん溝４ｄ，４ｅは、軸直角断面において、半径上の中心に半円弧の中心が位置し、半円弧底は軸線より溝縁側に僅かに離れており、半円弧底から直径に平行な側壁を持つ。溝の深さと幅は、線材Ａを摺動案内させるように直径より僅かに大きく定められる。
【００１６】
図４において、らせん溝４ｄ（増加角らせん溝４ｄ）の長さ方向軸線の、ダイス中心軸線に対する捻り角度（傾斜角度）は、ダイスの入口側端部で“０”度であり、そこから少しづつ増加する。そして、線材送り力にもとづく線材の塑性変形が可能な範囲で、求める製品のらせん線材のリード角度に捻り戻り係数（材料の弾性変形による捻り戻り現象を考慮した係数で、例えば、０.７）を掛けた値の角度になる。ここまでの範囲４ｄが屈曲成形が行われる部分となる。そこから、一定の捻り角度で１／２ピッチの距離まで続き、仕上げ成形が行われる部分４ｅ（一定角らせん溝４ｅ）となる。
【００１７】
図４，６，７において、直径３.２ｍｍの線材かららせん線材を成形する場合に使用されるダイス４の寸法例が示してある。
円柱本体４ａの直径は、６.７２ｍｍ，長さは９１ｍｍ，
回り止め頭部４ｂの直径は、１２ｍｍ，長さは８ｍｍ，
溝の幅は、３.５ｍｍ，底半径は１.７５ｍｍ，
直線溝４ｃの長さは、一定深さで５.５ｍｍ，減少深さで１１ｍｍ。
【００１８】
図４において、らせん溝４ｄ，４ｅは、線材送り方向に向かって右回り旋回する。そして、線材送り方向に３３ｍｍ進んで９０度旋回し、２２ｍｍ進んで１８０度旋回し、１６.５ｍｍ進んで１８０度旋回し、１１ｍｍ進んで１８０度旋回する（捻り角度一定）。結局のところ、入口から４５０度（１と１／４ピッチ分）までが、捻り角が曲線的に増加し（増加角らせん溝４ｄ）４５０〜６３０度（１８０度，１／２ピッチ分）の範囲で捻り角が一定となる（一定角らせん溝４ｅ）。
【００１９】
図１，２，３において、案内部材５は、前記回り止め頭部４ｂを凹所に係合させて、前記ホルダー３の位置決め円板部３ｂの一端に着脱自在に取り付けられ、かつ、前記ダイス４の軸線に同心の線材案内孔５ｄをもつ。案内部材５は短円柱本体５ａの中心軸線に同心で、一端に円筒形第１凹所５ｂ、他端に前記ダイスの回り頭部４ｂを収容する小判形第２凹所５ｃが形成される。これらの両凹所を連通する線材案内孔５ｄが形成される。そして、この線材案内孔５ｄに線材案内管６が同心に接続される。
【００２０】
このような装置を使用して本発明の方法の実施例を説明する（図１）。基台１に取付円環２，シリンダー３およびダイス４を互いに固定し、これらの全体を床に対し固定した状態にしておく。線材送り込み手段（図示省略）により線材Ａを線材案内管６を通して、矢印のように左から右へ水平に送って、ダイス４の直線溝４ｃ、らせん溝４ｄ，４ｅに送り込む。これによって、求めるらせん線材が、ホルダー３、ダイスの溝で案内されながら、らせん中心軸線の直線性を保ちながら出て行く。そして、材料の弾性変形による捻り戻り現象で、求める製品のらせんリード角度を持ったらせん線材が得られる。
【００２１】
図９は本発明により得られたらせん線材の一例を示す平面図である。らせん線材Ａの山部最大高さと谷部最低高さの差ｈは、線材直径ｄの約２倍のらせん径からなり、山部Ａａと谷部Ａｂとがほぼ相対する形状で、谷部がらせん中心ｃとほぼ一致するか、そのらせん中心より外側に位置するように所定のピッチｐおよび振幅ａでらせん巻回されて形成される。なお、図９は右巻きのらせん線材を示しているが、左巻きのものであってもよい。
【００２２】
図１において仮想線示のように、前記ホルダーシリンダー３ａとダイス４との間に交換シリンダー３ａ’が介在された実施例である。即ち、シリンダー３ａは外側のものと内側のもの３ａ’からなり、外側のものに内側のもの３ａ’が線材送り方向に抜止めされて、着脱自在に挿入される。そして、内側のもの３ａ’が摩耗したとき、新しいものと交換される。
【００２３】
本発明は前記した実施例や実施態様に限定されず、特許請求の範囲および範囲を逸脱せずに種々の変形を含む。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明は、らせん線材の製造方法および装置に利用される。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施例の縦断面図である。
【図２】図１の要部左側面図である。
【図３】図１の要部Ｙ３−Ｙ３断面図である。
【図４】図１の要部拡大図である。
【図５】図４の左側面図である。
【図６】図４のＹ６−Ｙ６端面図である。
【図７】図４のＹ７−Ｙ７端面図である。
【図８】図４のＹ８−Ｙ８断面図である。
【図９】本発明で得られたらせん線材である。
【符号の説明】
【００２６】
Ａ  線材
１  基台
２  取付円環
２ａ  短円筒部
２ｂ  フランジ部
３  ホルダー
３ａ  シリンダー
３ｂ  位置決め円板部
３ｅ  取付フランジ部
４  ダイス
４ａ  円柱本体
４ｂ  回り止め頭部
４ｃ  直線溝
４ｄ  増加角らせん溝
４ｅ  一定角らせん溝
５  案内部材
５ａ  短円柱本体
５ｂ  第１凹所
５ｃ  第２凹所
５ｄ  線材案内孔
６  線材案内管
【図１】
2006130551.tif 000003
【図２】
2006130551.tif 000004
【図３】
2006130551.tif 000005
【図４】
2006130551.tif 000006
【図５】
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【図６】
2006130551.tif 000008
【図７】
2006130551.tif 000009
【図８】
2006130551.tif 000010
【図９】
2006130551.tif 000011