(57)【要約】【課題】  金属線の加工屑がダイスの孔に詰まりにくくすることで断線を防止し、特にノンスリップ型伸線機で使用した場合に、その伸線機の特徴を最大限に生かせるダイヤモンドダイスを提案する。【解決手段】  金属線の伸線加工を行うための孔が形成されたダイヤモンドダイスであって、孔の軸を含む断面で切断した面における孔の形状は、アプローチのうち最もリダクション側の部分の開き角度を１２０°以上とし、リダクションの開き角度は８〜２０°でかつその長さは０．５Ｄ〜１．０Ｄｍｍ（Ｄはベアリングの直径）とする。ベルからアプローチにかけての形状は、凹形の曲面とするのが好ましい。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属線の伸線加工を行うための孔が形成されたダイヤモンドダイスであって、
前記孔の軸を含む断面で切断した面における前記孔の形状は、アプローチのうち最もリダクション側の部分の開き角度を１２０°以上とし、リダクションの開き角度は８〜２０°でかつその長さは０．５Ｄ〜１．０Ｄｍｍ（Ｄはベアリングの直径）であるダイヤモンドダイス。
【請求項２】
ベルから前記アプローチにかけての形状は、凹形の曲面である請求項１に記載のダイヤモンドダイス。
【請求項３】
ノンスリップ型伸線機による伸線加工用である請求項１または２に記載のダイヤモンドダイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属線を伸線加工するためのダイヤモンドダイスに関するものであり、特にノンスリップ型伸線機で加工屑の出やすい線材を加工するのに好適なダイヤモンドダイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
線径が数十μｍ以下の極細線を伸線加工するには、複数のダイスを備えたスリップ型伸線機が使用されていたが、近年ではノンスリップ型の伸線機も使用されるようになっている。図６は、伸線加工を行う際の伸線機のイメージを示したものである。伸線加工される前の金属線１１は巻出ボビン１３に巻かれており、金属線１１が送り出されて複数のキャプスタン１５やダイス１ａ、１ｂ、１ｃを通りながら伸線加工され、巻取ボビン１４に巻き取られる。また、金属線１１を送るために、キャプスタン１５は駆動モーターにより駆動され、ダイス１ａ、１ｂ、１ｃおよびその周囲は潤滑液で満たされている。スリップ型伸線機では、キャプスタン１５の周速度を加工される金属線１１の走行速度よりも速くしてキャプスタン１５と金属線１１との間にスリップを生じさせた状態で金属線１１を駆動するものであり、ノンスリップ型伸線機は、キャプスタン１５の周速度を加工される金属線１１の走行速度と同じにしてキャプスタン１５と金属線１１との間にスリップが生じない状態で金属線１１を駆動するものである。
【０００３】
スリップ型伸線機は、ノンスリップ型伸線機に比べて伸線装置が簡単でコンパクトにできる特徴があるが、その反面、金属線表面へ傷が付いたり、摩擦抵抗の変動に起因して張力が変化し断線したり、ダイスが摩耗しやすいなどの問題が生じやすい。このような問題を解決するために、キャプスタンと金属線との間の速度差を適正に設定した伸線方法などが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
一方、ノンスリップ型伸線機は、金属線表面に傷が付きにくく、断線することも少ないが、伸線機が大型化したり、伸線加工中の金属線にかかるテンションを一定にするために非常に細かい制御が必要となる。これは、伸線加工中の金属線はダイスを通過する毎に、その断面積が減少し金属線の走行速度が速くなるため、テンションが不均一になりやすく、この速度に合わせてテンションを細かく制御する必要があるためである。このような問題を解決するために、各伸線ダイスの減面率を任意に変更が可能で、加工中の各伸線ダイスの減面率や引き抜き力をリアルタイムにモニタし、伸線加工状態を常時チェックしながら加工ができるノンスリップ型伸線機が提案されている（例えば、特許文献２）。
【０００５】
さらに、上記のノンスリップ型伸線機をより改良したものとして、金属線にバックテンションを付与するダンサローラを伸線ダイスの伸線方向と略平行に直線移動させるようにした伸線機も提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開平１１−２３９８１４号公報
【特許文献２】特開平２００５−１０３６２３号公報
【特許文献３】特許第３９１８１３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記の提案はいずれも伸線機に関する改良であり、金属線表面に傷が付きにくく断線を防止するための対策のために、ダイスを改良することについては言及されておらず、不充分な点があることも否めない。断線を防止するために、ノンスリップ型伸線機を使用したとしても、例えば金線のような金属線の伸線加工を行うと、依然として断線する問題が発生する。これは、金線の加工においては加工屑が発生しやすく、しかも金線は粘りが多いため、一つのダイスで加工された時の加工屑が表面に付着したままで次のダイスに送られて加工孔に入り込み、ダイスの孔に加工屑が詰まって伸線抵抗が大きくなり、断線するためである。この現象は、各種金属線で発生するが、金線やアルミニウム線など粘りが多い線材の加工では顕著に出る傾向がある。
【０００７】
図３は、従来伸線機に使用されているダイヤモンドダイスの孔２の形状を示した図であり、孔２の中心軸を含む断面で切断したときの孔２の断面形状を示している。図の上側が線材の入口側であり、孔２は上からベル３、アプローチ４、リダクション５、ベアリング６、バックリリーフ７、エクジット８の順に各形状が形成されている。一般的に使用されるダイヤモンドダイスの形状例として、アプローチ４の開き角度は４０〜６０°、リダクション５の開き角度は５〜１５°で長さは１００〜２５０μｍ、ベアリング６の長さは１０〜２０μｍのような孔形状のものがある。
【０００８】
このようなダイヤモンドダイスをスリップ型伸線機に取り付けて伸線加工を行う場合は、金属線に加工屑が付着しても、金属線が次のダイスに送られる前にキャプスタンを通り、金属線とキャプスタンとの間で発生するスリップにより加工屑がある程度除去される。そのため、金属線が次のダイスに送られた時には表面に付着した加工屑は少なく、加工孔に詰まるという問題は生じにくいので、伸線抵抗も大きくなりにくく断線も発生しにくいと考えられる。
【０００９】
しかしながら、ノンスリップ型伸線機に取り付けて伸線加工を行う場合には、上記のように一つのダイスで加工された時の加工屑が表面に付着したままで次のダイスに送られて加工孔に入り込みやすく、ダイスの孔に加工屑が詰まって伸線抵抗が大きくなり、断線しやすくなる。図５は、従来のダイヤモンドダイスをノンスリップ型伸線機に取り付けて伸線加工を行う時の加工部分周辺のイメージを示す図である。伸線加工される線材１１は表面に加工屑１２が付着したままでリダクション５に送り込まれる。そして、線材１１表面に付着した加工屑１２がリダクション５の面と接触することで一旦線材１１からは離れるが、リダクション５と線材１１との隙間に溜まりやすく、溜まった加工屑１２は線材１１の動きに合わせて線材１１とリダクション５との間に入り込むため、線材１１に溶着しやすくなり、伸線加工時の抵抗が大きくなって、やがては断線する。
【００１０】
以上のことから、本発明は、金属線の加工屑がダイスの孔に詰まりにくくすることで断線を防止し、特にノンスリップ型伸線機で使用した場合にその伸線機の特徴を最大限に生かせるダイヤモンドダイスを提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のダイヤモンドダイスの特徴は、金属線の伸線加工を行うための孔が形成されたダイヤモンドダイスであって、前記孔の軸を含む断面で切断した面における前記孔の形状は、アプローチのうち最もリダクション側の部分の開き角度を１２０°以上とし、リダクションの開き角度は８〜２０°でかつその長さは０．５Ｄ〜１．０Ｄｍｍ（Ｄはベアリングの直径）としたことである。なお、アプローチとリダクションとの開き角度は大きな差があるため、境界部は滑らかなＲを設けるのが好ましい。このように滑らかなＲを設けた場合、本願で言うアプローチのうち最もリダクション側の部分の開き角度は、Ｒの部分を除いた最もリダクション側の部分の開き角度のことを言うものとする。
【００１２】
このようなダイヤモンドダイスにおいて、ベルからアプローチにかけての形状は、凹形の曲面とするのが好ましい。
【００１３】
本発明のダイヤモンドダイスでは、まずリダクションの長さを通常よりも短くして伸線加工時の抵抗を小さくなるようにしている。そして、リダクションが短くても伸線加工が可能なように、リダクションの角度を８°以上としており、伸線加工時の抵抗が大きくなりすぎないようにするために、上限は２０°とする。
【００１４】
伸線加工時には、ダイヤモンドダイスの周囲は潤滑効果を兼ねた加工液で満たされており、従来のダイヤモンドダイスのようにリダクション長さが長いものでは、前述したようにリダクション入口側でリダクションと線材との隙間に加工屑が溜まりやすく、溜まった加工屑が線材の動きに合わせてリダクションからベアリングの方へ持ち込まれることになる。そのため、線材表面に加工屑が溶着したりして、線径が太くなり抵抗が大きくなって断線すると考えられる。本発明のダイヤモンドダイスで伸線加工を行うと、加工屑が表面に付着したままの線材が加工孔に入ろうとし、リダクションに接し始める時に一度加工屑が線材表面から離れ、周囲が加工液で満たされていてもリダクション入口側からアプローチ側に流れやすくなる。この時に、本発明のダイヤモンドダイスでは、アプローチのうち最もリダクション側の部分の開き角度を１２０°以上としているので、リダクションからアプローチへ流れてきた加工屑はアプローチ部やベル部へ流れて排出されやすくなり、再びリダクション部やベアリング部へ入り込みにくくなるため線材に溶着せず、伸線加工の抵抗が大きくならないので、線材が断線するのを防止できる。
【００１５】
ベルからアプローチにかけての形状を凹形の曲面形状にしておくと、リダクション入口側からアプローチに流れてきた加工屑がアプローチ部で保持されやすくなり、リダクションやベアリングへ加工屑が流れ込むことをより効果的に防止できる。
【００１６】
以上のようなダイヤモンドダイスは、ノンスリップ型伸線機による伸線加工に用いると、非常に大きな効果が得られる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のダイヤモンドダイスによれば、金線やアルミニウム線のような加工屑が発生しやすく、しかも溶着しやすい線材であっても、ノンスリップ型伸線機により断線をさせずに効率よく高品質な伸線加工が行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明のダイヤモンドダイスの第１の実施の形態を説明する。図１は、本発明のダイヤモンドダイスの孔の形状の例を示した図であり、孔２の中心軸を含む断面で切断したときの孔２の断面形状を示している。図の上側が線材の入口側であり、孔２は上からベル３、アプローチ４、リダクション５、ベアリング６、バックリリーフ７、エクジット８の順に各形状が形成されている。
【００１９】
ベル３からアプローチ４にかけては、アプローチ４のうち最もリダクション５側の位置の開き角度Ａが１２０°以上となっており、リダクション５の開き角度Ｂは８〜２０°、リダクション５の長さは０．５Ｄ〜１．０Ｄｍｍ（Ｄはベアリング６の直径）、ベアリング６の長さは０．２Ｄ〜０．８Ｄｍｍになっている。リダクション５の長さは、従来のダイヤモンドダイスに比べて大幅に短くなっており、伸線加工される前の線材とダイヤモンドダイスの孔内面との隙間が狭い部分はできるだけ少なくなるような形状になっている。
【００２０】
図４は、本発明のダイヤモンドダイスをノンスリップ型伸線機に取り付けて伸線加工を行っている時の加工部分周辺のイメージを示す図である。伸線加工される線材１１は表面に加工屑１２が付着したままでリダクション５に送り込まれる。そして、線材１１表面に付着した加工屑１２がリダクション５の入口側付近の面と接触することで線材１１からは離れるが、リダクション５と線材１１との隙間が狭い部分は従来のダイヤモンドダイスを使用した場合に比べて非常に少なく、加工屑１２はアプローチ４側へ排出されやすくなる。その結果、加工屑１２が線材１１の動きに合わせて線材１１とリダクション５との間に入り込むことは大幅に減少し、加工屑１２が線材１１に溶着することがなくなる。従って、伸線加工時の抵抗が大きくならずに安定し、断線するなどのトラブルは極めて生じにくくなる。
【００２１】
次に、本発明のダイヤモンドダイスの第２の実施の形態を説明する。図２は、第２の実施の形態のダイヤモンドダイスの孔の形状を示した図であり、孔２の中心軸を含む断面で切断したときの孔２の断面形状を示している。図の上側が線材の入口側であり、孔２は上からベル３、アプローチ４、リダクション５、ベアリング６、バックリリーフ７、エクジット８の順に各形状が形成されている。
【００２２】
図１のダイヤモンドダイスと同じく、ベル３からアプローチ４にかけては、アプローチ４のうち最もリダクション５側の位置の開き角度Ａが１２０°以上となっており、リダクション５の開き角度Ｂは８〜２０°、リダクション５の長さは０．５Ｄ〜１．０Ｄｍｍ（Ｄはベアリング６の直径）、ベアリング６の長さは０．２Ｄ〜０．８Ｄｍｍになっているが、ベル３からアプローチ４にかけての形状は、凹形の曲面になっており、ベル３の入口側の開き角度は１２０°よりも小さい角度になっている。図１では、ベル３からアプローチ４にかけての形状は、凸型の曲面になっていたが、図２のような形状にすることで、伸線加工を行った時に、線材表面から離れた加工屑がアプローチ側へ排出され、この加工屑が凹形の曲面形状からなるアプローチ４部分で保持されやすくなる。その結果、加工屑が線材の動きに合わせて線材とリダクション５との間に入り込むことは図１のダイヤモンドダイス以上に減少し、線材が断線するようなトラブルをより防止する効果が高くなる。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明のダイヤモンドダイスは、ノンスリップ型伸線機で大きな効果が得られるが、スリップ型伸線機においても従来のダイヤモンドダイスを使用した場合に比べて、本発明の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明のダイヤモンドダイスの第１の実施の形態のもので、孔の形状を示した図であり、孔の中心軸を含む断面で切断したときの孔の断面形状を示す図である。
【図２】本発明のダイヤモンドダイスの第２の実施の形態のもので、孔の形状を示した図であり、孔の中心軸を含む断面で切断したときの孔の断面形状を示す図である。
【図３】従来のダイヤモンドダイスの孔の形状を示した図であり、孔の中心軸を含む断面で切断したときの孔の断面形状を示す図である。
【図４】本発明のダイヤモンドダイスをノンスリップ型伸線機に取り付けて伸線加工を行っている時の加工部分周辺のイメージを示す図である。
【図５】従来のダイヤモンドダイスをノンスリップ型伸線機に取り付けて伸線加工を行っている時の加工部分周辺のイメージを示す図である。
【図６】伸線機による伸線加工のイメージを示す図である。
【符号の説明】
【００２５】
１    ダイヤモンドダイス
２    孔
３    ベル
４    アプローチ
５    リダクション
６    ベアリング
７    バックリリーフ
８    エクジット
１１  線材
１２  加工屑
１３  巻出ボビン
１４  巻取ボビン
１５  キャプスタン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2009214145.tif 000006
【図５】
2009214145.tif 000007
【図６】
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