JP2002282929A - スリップ型伸線機による金属細線の伸線方法及び伸線装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コーン式スリップ型伸線機による金属細線の
伸線において、ダイス３での引抜きを最適化しつつボビ
ン４への巻取り張力の最適化を行い、ボビンへの巻取り
張力が変動しない安定した巻取りと、ワイヤカールや断
線の発生しない伸線を実現するための伸線方法及び伸線
装置を提供する。 【解決手段】 仕上りダイス３ｅ通過後の金属細線１を
仕上りキャプスタン６とセパレートローラー７とでノン
スリップ駆動し、その後張力調整アーム８先端のダンサ
ーローラー９を経由して巻取り張力を調整することを特
徴とする伸線方法及び伸線装置。金属細線１は仕上り線
径が０．０２〜０．０５ｍｍの金又は金合金からなる金
ボンディングワイヤであり、仕上りキャプスタン６の直
径が仕上り線径の２０００倍以上２５００倍以下であ
り、張力調整アーム８の慣性モーメントが３２０ｇｆ・
ｃｍ²以下である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コーン式スリップ
型伸線機による金属細線の伸線方法及び伸線装置に関す
るものであり、特に金ボンディングワイヤの伸線方法及
び伸線装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】金ボンディングワイヤをはじめとする金
属細線の伸線加工においては、コーン式スリップ型伸線
機が用いられることが多い。コーン式スリップ型伸線機
は、図５に示すように、左右で対となったキャプスタン
（２Ｒ、２Ｌ）を有し、伸線される金属線は、最初のダ
イス３ａを通過した後に右キャプスタン２Ｒを半周し、
更に左キャプスタン２Ｌを半周し、その後第２のダイス
３ｂを通過して同じように左右のキャプスタンを各半周
することを繰り返し、各ダイスで伸線されて次第に線径
を細くしていく。左右のキャプスタンは同一方向に回転
しており、その回転方向は、キャプスタン２に接する金
属線１の進行方向とキャプスタンの周速とが一致する方
向である。スリップ型伸線機においては、キャプスタン
と金属線とが接触するいずれの位置においても、キャプ
スタンの周速が金属線の線速よりも速く、キャプスタン
表面とそれに接する金属線との間にはスリップが生じて
いる。

【０００３】キャプスタン２の形状として、１対のキャ
プスタンのそれぞれが円筒形をしているもの、あるいは
直径の異なる多数のプーリーを同軸で結合したものを用
いることができる。金ボンディングワイヤの伸線におい
ても、キャプスタンの形状として上記円筒形のものある
いは直径の異なる多数のプーリーを結合したもののいず
れをも用いることができる。金ボンディングワイヤの最
終径まで伸線する仕上げ伸線工程においては、円筒形の
キャプスタン２が用いられることが多い。

【０００４】細線が最後にキャプスタンを通過した後、
通常は更に仕上りダイス３ｅを通過して伸線を行ない、
その後ボビン４に巻取られる。巻取り回数に応じてボビ
ンがその軸方向に移動することにより、あるいは巻取ら
れる細線がボビンの軸方向に移動することにより、細線
はボビンに整列して巻取られる。ボビンあるいは細線を
ボビンの軸方向に移動するための装置がトラバーサであ
る。１段目の細線がボビンの全幅に整列して巻取られた
後、ボビンあるいは細線が逆方向に移動して２段目の巻
取りを行なう。このようにして、ボビンに多数の段数で
細線が整列して巻取られる。一般的には、巻取り段数の
増加とともに整列幅を減少することにより、巻取り形状
を台形形状として巻きくずれの発生を防止することがで
きる。

【０００５】上記のような構成の伸線機を用いた伸線に
おいては、伸線時の引抜き速度は細線のボビンへの巻取
り速度によって定まる。通常の伸線においては、伸線の
過程において引抜き速度を一定に保つため、ボビンへの
巻取り段数の増加によって巻取り径が増大するに伴い、
ボビンの回転速度を低下させることにより、細線のボビ
ンへの巻取り速度を一定に保つ制御を行なっている。

【０００６】仕上りダイスを出た細線がそのままボビン
に巻取られる伸線装置においては、仕上りダイスにおけ
る引抜き張力とボビンの巻取り張力とは等しい張力とな
る。仕上りダイスにおける引抜き張力は、仕上りダイス
における減面率等の引抜き条件及び仕上りダイス入り側
の逆張力とによって主に定まる。従って、ボビンの巻取
り張力は、このようにして定まる仕上りダイスの引抜き
張力によって決定される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ボビンへの金属細線の
巻取りにおいて、巻取り張力が強すぎると巻締まりが発
生し、逆に巻取り張力が小さすぎると巻ゆるみや巻くず
れが発生することとなる。上記のように、ボビンへの巻
取り張力は仕上りダイスにおける引抜き張力と等しくな
るので、ボビンへの巻取り張力を適正化するためには仕
上りダイスにおける引抜き張力を調整しなければならな
い。例えば、巻取り張力を低くしようとする場合は、例
えば仕上りダイスの減面率を２〜５％とスキンパス並み
の少ない減面率とすれば、仕上りダイスにおける引抜き
張力が低くなるので結果として巻取り張力をも低くする
ことができる。しかし、これでは仕上りダイスにおける
伸線を最適化することができない。

【０００８】また、仕上りダイスの引抜き張力は、伸線
機における多数のダイスにおける引抜き抵抗やキャプス
タンがスリップすることによる張力のわずかな変動によ
って変化し、例えば潤滑油濃度の変動によっても変化す
るものである。従って、仕上りダイスの引抜き張力を常
に一定に保つことは難しく、ボビンへの巻取り張力の変
動を来すこととなる。

【０００９】本発明は、コーン式スリップ型伸線機によ
る金属細線の伸線において、ダイスでの引抜きを最適化
しつつボビンへの巻取り張力の最適化を行い、ボビンへ
の巻取り張力が変動しない安定した巻取りを実現するた
めの伸線方法及び伸線装置を提供することを第１の目的
とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明の要旨とす
るところは以下の通りである。 （１）コーン式スリップ型伸線機による金属細線の伸線
方法において、仕上りダイス３ｅ通過後の金属細線１を
仕上りキャプスタン６とセパレートローラー７とに１回
又は複数回巻き付けて金属細線を仕上りキャプスタン６
でノンスリップ駆動し、その後の金属細線を回動可能に
配置してなる張力調整アーム８先端のダンサーローラー
９を経由し、その後巻取りボビン４に巻取り、張力調整
アーム８の回動角度に応じて巻取りボビン４の回転速度
を調整することによって巻取り張力を調整することを特
徴とする伸線方法。 （２）金属細線１は仕上り線径が０．０２〜０．０５ｍ
ｍの金又は金合金からなる金ボンディングワイヤであ
り、仕上りキャプスタン６の直径が仕上り線径の２００
０倍以上２５００倍以下であり、張力調整アーム８の慣
性モーメントが３２０ｇｆ・ｃｍ²以下であることを特
徴とする上記（１）に記載の伸線方法。 （３）巻取りボビン４への巻取り径の増大に伴って巻取
り張力を低くすることを特徴とする上記（１）又は
（２）に記載の伸線方法。 （４）コーン式スリップ型伸線機による金属細線の伸線
装置において、仕上りダイス３ｅ通過後の金属細線を巻
付ける仕上りキャプスタン６とセパレートローラー７と
を有し、該仕上りキャプスタン６に金属細線を１回又は
複数回巻き付けて金属細線を仕上りキャプスタン６でノ
ンスリップ駆動することが可能であり、回動可能に配置
してなる張力調整アーム８を有し、仕上りキャプスタン
通過後の金属細線を該張力調整アーム８先端のダンサー
ローラー９を経由して巻取りボビン４に巻取ることがで
き、張力制御装置１６を有し、該張力制御装置１６は張
力調整アーム８の回動角度に応じて巻取りボビン４の回
転速度を調整することによって巻取り張力を調整するこ
とができることを特徴とする伸線装置。 （５）伸線装置は仕上り線径が０．０２〜０．０５ｍｍ
の金又は金合金からなる金ボンディングワイヤ用伸線装
置であり、仕上りキャプスタン６の直径が仕上り線径の
２０００倍以上２５００倍以下であり、張力調整アーム
８の慣性モーメントが３２０ｇｆ・ｃｍ²以下であるこ
とを特徴とする上記（４）に記載の伸線装置。 （６）前記張力制御装置１６は、巻取りボビン４への巻
取り径の増大に伴って巻取り張力を低くするように巻取
り張力を制御することを特徴とする上記（４）又は
（５）に記載の伸線装置。

【００１１】本発明において、左右の対で配置されるス
リップ型のキャプスタンを単に「キャプスタン２」とい
い、ノンスリップで金属細線を駆動する仕上りキャプス
タン６と区別する。

【００１２】本発明の上記（１）（４）においては、仕
上りダイス３ｅ通過後の金属細線を仕上りキャプスタン
６とセパレートローラー７とに１回又は複数回巻き付け
て金属細線を仕上りキャプスタン６でノンスリップ駆動
する。仕上りキャプスタン入り側の金属細線張力は仕上
りダイス３ｅの引抜き張力となり、仕上りキャプスタン
出側の金属細線の張力は巻取りボビン４への巻取り張力
となる。ボビン４への巻取り張力が小さくても、仕上り
ダイス３ｅの大きな引抜き張力に対応して仕上りキャプ
スタン６でノンスリップ駆動することができる。仕上り
キャプスタン６への巻付け回数を増やすほど、入り側と
出側の張力の比の限界を大きくすることができる。仕上
りキャプスタン６は駆動モーターに連結し、所定の回転
速度で駆動される。金属細線の引抜き速度は仕上りキャ
プスタン６の周速によって決定される。

【００１３】本発明の上記（１）（４）では更に、仕上
りキャプスタン６と巻取りボビン４との間において金属
細線を回動可能に配置してなる張力調整アーム８先端の
ダンサーローラー９を経由させる。張力調整アーム８の
回動位置は金属細線１の張力によって変動するので、張
力調整アーム８の回動角度に応じて張力制御装置１６で
巻取りボビン４の回転速度を調整することによって巻取
り張力を調整することができる。

【００１４】本発明によって金又は金合金からなる金ボ
ンディングワイヤの伸線を行う場合、伸線後のワイヤ径
が比較的太い場合には本発明の効果を発揮して良好な伸
線を行うことができる。しかし、伸線後のワイヤ径が
０．０５ｍｍ以下の極細径となると、伸線後のワイヤに
カールが発生したり、ワイヤがキャプスタン表面に張り
付きカールの原因となるという問題が発生した。

【００１５】また、特に仕上り線径が０．０２〜０．０
３ｍｍの極細線径の金ボンディングワイヤの伸線を行う
場合には、ボビンに巻き取ったワイヤ同士がくっつきあ
う事態を防止するため、巻取りテンションを１ｇｆ程度
のごく低いテンションで巻き取る必要がある。この場
合、張力調整アーム８において、伸線中にワイヤがゆる
んでダンサーローラー９から外れたり、逆にワイヤが引
っ張られてダンサーローラー部分においてワイヤが断線
し、伸線不能となることがあった。

【００１６】本発明は、上記極細線の金ボンディングワ
イヤの伸線時に発生する問題を解決することを第２の目
的とし、本発明の上記（２）（５）によってこの目的を
達成することができた。

【００１７】仕上りキャプスタン６の直径が小さすぎる
と、ノンスリップでワイヤを駆動するために線掛け回数
を増大する必要があり、またワイヤ曲率半径の低下によ
り、ワイヤにカールが発生することが明らかになった。
本発明においては、仕上りキャプスタン６の直径を仕上
り線径の２０００倍以上とすることにより、ワイヤのカ
ール発生を防止することができた。また、仕上りキャプ
スタン６の直径が大きすぎると、ワイヤが仕上りキャプ
スタン６の表面に張り付きカールの原因となることがわ
かった。本発明においては、仕上りキャプスタン６の直
径を仕上り線径の２５００倍以下とすることにより、こ
の問題を解決することができた。

【００１８】張力調整アーム８においては、カウンター
ウェイト１０を設置したりバネなどの弾性体１４を設置
することにより、ダンサーアーム９によってワイヤに付
加するテンションを１ｇｆ程度とすることは容易に可能
である。しかし、単にテンションを調整するのみではダ
ンサーローラー部分における上記問題を解決することが
できず、本発明のように張力調整アーム８の慣性モーメ
ントが３２０ｇｆ・ｃｍ²以下とし、ダンサーローラー
９を含めた張力調整アーム８がわずかな力で簡単に加速
できるようにすることによってはじめてダンサーローラ
ー周辺における上記問題を解決することができた。特
に、仕上りキャプスタン６の伸線周速と巻取りボビンの
巻取り周速との差を十分に吸収するためには、張力調整
アーム８の回動中心２２からダンサーローラー９までの
距離（以下「アーム長さ２１」という。）として所定の
長さが必要であるが、このようにアーム長さ２１を長く
する場合においても、やはり張力調整アーム８の慣性モ
ーメントが３２０ｇｆ・ｃｍ ²以下とすることが好まし
く、これによってワイヤがダンサーローラー９から外れ
たり、ダンサーローラー部分においてワイヤが断線する
問題を解消することができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、図１、２に示すような、２
個の円筒形のキャプスタン（２Ｒ、２Ｌ）を有するコー
ン式スリップ型伸線機を用いた場合について、本発明を
詳細に説明する。１台の伸線機で１対のキャプスタン２
を用いて伸線を行なう場合、４〜１０個のダイス３を用
いて伸線が行われる。図１、２の例においては、５個の
ダイス（３ａ〜３ｅ）を用いている。

【００２０】伸線前の元ワイヤ１ａは、最初のダイス３
ａを通過して減面し、右キャプスタン２Ｒ、左キャプス
タン２Ｌをそれぞれ約半周回って、２番目のダイス３ｂ
を通過して減面し、更に右キャプスタン２Ｒ、左キャプ
スタン２Ｌをそれぞれ約半周回り、これを繰り返してダ
イス（３ｃ、３ｄ）による減面を受け、最後に右キャプ
スタン２Ｒ、左キャプスタン２Ｌをそれぞれ約半周回っ
た上で、Ｖ溝付きガイドのフリーローラー５ａを通過後
に仕上りダイス３ｅを通過して減面し、仕上りワイヤ１
ｆとなる。

【００２１】キャプスタン２は、キャプスタン２と接す
るワイヤ１のいずれの線速よりも速い周速で回転し、キ
ャプスタン２とワイヤ１との間にはスリップが発生して
いる。このスリップによる摩擦力でワイヤ１に引張り張
力を与えている。ワイヤ１は、ダイス３における引抜き
及びキャプスタン２とのスリップで発熱するので、通
常、仕上りダイス３ｅを除くダイス（３ａ〜３ｄ）及び
２対のキャプスタンはいずれも潤滑液中に浸漬され、該
潤滑液によって冷却される。仕上りダイス３ｅはシャワ
ー式で潤滑される。ダイス（３ａ〜３ｄ）及びキャプス
タン２を潤滑液中に浸漬するのではなく、ダイス３及び
キャプスタン２に潤滑液を吹きかける方式でもよい。金
ボンディングワイヤの伸線においては、キャプスタン２
は外径４０ｍｍ程度のセラミックスを使用するのが一般
的であり、左右キャプスタン（２Ｒ、２Ｌ）の周速は同
一になっている。

【００２２】仕上りダイス３ｅとボビン４との間には仕
上りキャプスタン６、セパレートローラー７、張力調整
アーム８が配置されている。

【００２３】セパレートローラー７は仕上りキャプスタ
ン６に近接して配置し、セパレートローラー７の回転軸
は仕上りキャプスタン６の回転軸に対してわずかに傾け
て配置する。仕上りダイス３ｅを出た金属細線１は、仕
上りキャプスタン６の円周に沿って周回し、次いでセパ
レートローラー７の円周に沿って半周し、更に仕上りキ
ャプスタン６を半周し、これを繰り返して金属細線を仕
上りキャプスタン６とセパレートローラー７とに１回又
は複数回巻付ける。セパレートローラー７の回転軸が仕
上りキャプスタン６の回転軸に対して傾いているので、
金属細線１が最初に仕上りキャプスタン６を周回する位
置と次に周回する位置とを平行にずらして別の位置とす
ることができる。仕上りキャプスタン６およびセパレー
トローラー７は、溝のない円筒状のローラーとすること
ができ、そのいずれかをＶ溝を有するローラーとするこ
ともできる。両方ともにＶ溝を有するローラーにする
と、カール、キズ発生などの原因となり好ましくない。
金属細線１は仕上りキャプスタン６およびセパレートロ
ーラー７の円周に沿って周回するので、両者の回転に伴
って金属細線がローラーの表面を軸方向に摺動する必要
は生じない。従って、金属細線がローラー表面を摺動し
て生ずる疵が、金属細線の表面に発生することがない。

【００２４】仕上りキャプスタン６の回転軸は駆動モー
ターに連動して駆動されており、セパレートローラー７
は自由に回転できるローラーとする。仕上りキャプスタ
ン６と金属細線１との間をノンスリップとすることによ
り、伸線における仕上りワイヤー１ｆの線速を仕上りキ
ャプスタン６の回転周速によって決定することができ
る。仕上りキャプスタン６の駆動モーターと、対になっ
ているキャプスタン２の駆動モーターとをひとつのキャ
プスタン駆動モーター１７で兼用することができる。

【００２５】仕上りキャプスタン入り側における金属細
線の張力が仕上りダイスの引抜き張力に等しくなり、仕
上りキャプスタン出側における金属細線の張力がボビン
への巻取り張力に等しくなる。仕上りキャプスタンにお
いて金属細線をノンスリップで駆動できる仕上りキャプ
スタン入り側の最大張力は、仕上りキャプスタン出側の
張力に比例し、更に仕上りキャプスタン周回回数に比例
する。従って、実際の仕上りダイス引抜き張力とボビン
への巻取り張力との比が大きい場合には、仕上りキャプ
スタン周回回数を増加させてノンスリップ条件を確保す
ることとなる。

【００２６】張力調整アーム８は、回動中心２２のまわ
りに回動可能に配置され、張力調整アーム先端にダンサ
ーローラー９を配置する。金属細線１は仕上りキャプス
タン６からダンサーローラー９を経てボビン４に到達す
る。ダンサーローラー９の前後にはフリーローラー（５
ｃ、５ｄ）を配置すると好適である。張力調整アーム８
には、ダンサーローラー９とフリーローラー（５ｃ、５
ｄ）との距離を大きくする方向の力が作用しており、金
属細線に働く張力即ちボビン４の巻取り張力が小さいと
ダンサーローラー９がフリーローラー（５ｃ、５ｄ）か
ら離れる方向に張力調整アーム８が回動し、ボビン４の
巻取り張力が大きいと逆の方向に回動する。従って、張
力調整アーム８の回動位置を検出し、張力調整アーム８
が常に一定の位置にあるようにボビン４の回転速度を制
御すれば、ボビン４への巻取り張力を常に一定に保つこ
とができる。

【００２７】張力調整アーム８に回動力を付与する手段
としては、ダンサーローラー９を含む張力調整アーム８
の重心を回動中心から偏芯させ、張力調整アーム自身の
重さによって回動力を付与する方法を採用することがで
きる。この場合、図３（ａ）に示すように、回動力の調
整は、回動中心２２に対するアーム１５の取り付け位置
を変更したり、あるいはアーム１５にカウンターウェイ
ト１０を取り付けることによって行うことができる。更
に、図３（ｂ）に示すように、張力調整アーム８に回動
力を付与するためのバネ等の弾性体１４を取り付けても
良い。バネを取り付けた場合には、張力調整アーム８の
釣り合い位置によって回動力に変化が生じるが、バネを
取り付けずに重力のみによる場合には、張力調整アーム
の釣り合い位置のわずかな変動によっては回動力に変化
が生じないという特徴を有する。

【００２８】仕上りワイヤ１ｆは最終的にボビン４に巻
取られる。ボビン４の回転軸にはトラバーサ１９が接続
され、巻取りの経過とともにボビン４はトラバーサ１９
の機能によってボビン４の軸方向に矢印２０のように往
復運動を行ない、仕上りワイヤ１ｆはボビン４に整列し
て巻取られる。

【００２９】ボビン４はボビン駆動モーター１８によっ
て駆動される。ボビン駆動モーター１８の回転数は、張
力制御装置１６によって制御される。張力制御装置１６
は、張力調整アーム８の回動位置を検出し、張力調整ア
ーム８が目標位置から外れた場合、ダンサーローラー９
とフリーローラー（５ｃ、５ｄ）との距離が離れる方向
に外れたらボビン駆動モーター１８の回転数を増大し、
逆であればボビン駆動モーター１８の回転数を減少する
ように制御を行う。これにより、仕上りワイヤー１ｆの
巻取り速度を常に仕上りキャプスタン６の周速に一致さ
せる制御を行うことができる。仕上りキャプスタン６の
周速を一定に制御すれば、ボビン４への巻取り初期から
末期までのどの位置でも仕上りワイヤーの線速は常に一
定に保たれることとなる。また、張力調整アーム８の回
動位置は仕上りワイヤーの張力に応じて定まるので、張
力調整アーム８の回動位置が常に目標位置に一致するよ
うにボビン４の回転数を制御すれば、仕上りワイヤーの
張力即ちボビン巻取り張力を常に一定に保持することが
できる。

【００３０】仕上り線径が０．０２〜０．０５ｍｍの金
又は金合金からなる金ボンディングワイヤの伸線におい
ては、本発明の上記（２）（５）にあるように、仕上り
キャプスタン６の直径を仕上り線径の２０００倍以上２
５００倍以下とし、張力調整アーム８の慣性モーメント
を３２０ｇｆ・ｃｍ²以下とすると好ましい。張力調整
アーム８の慣性モーメントを３００ｇｆ・ｃｍ²以下と
するとより好ましい。

【００３１】仕上りキャプスタン６の直径を仕上り線径
の２０００倍以上２５００倍以下としたのは、２０００
倍以上であればワイヤのカール発生を防止することがで
き、２５００倍以下であればワイヤがキャプスタンの表
面に張り付きカールの原因となる問題が発生しないから
である。

【００３２】仕上りキャプスタン６を設置するに際し
て、従来行われていた設計指針に従うと、仕上りキャプ
スタン径を４０ｍｍ程度の小径とする傾向にあった。こ
れでは、線径０．０２ｍｍの極細線を伸線するに際して
仕上りキャプスタン径が線径の２０００倍以下となる。
ノンスリップでワイヤを駆動するための引張り力を付与
する上では、線掛け回数を増加すればよいが、これでは
線掛け回数の増加とワイヤ曲率半径の低下により、ワイ
ヤにカールが発生することとなる。仕上りキャプスタン
径の範囲を本発明のように規定することにより、ワイヤ
のカール発生を防止することができた。

【００３３】本発明の上記（２）（５）において張力調
整アーム８の慣性モーメントを３２０ｇｆ・ｃｍ²以下
とするのは、これにより伸線中にワイヤがゆるんでダン
サーローラーから外れる問題、逆にワイヤが引っ張られ
てダンサーローラー部分においてワイヤが断線して伸線
不能となる問題を解消することができるからである。

【００３４】張力調整アーム８においては、まず第１に
はダンサーアーム９によるワイヤ張力を調整する必要が
ある。ダンサーローラー９の重量が過重である場合で
も、カウンターウェイト１０や弾性体１４によってダン
サーローラー９の重量をうち消し、任意の微少なワイヤ
張力、例えば１ｇｆ程度のワイヤ張力を実現することが
できる。従来行われていた設計指針に従うと、５ｇ程度
の質量を有するダンサーローラー９と、３ｇ程度の質量
を有するアーム１５を用いる傾向があり、カウンターウ
ェイト１０によって張力を調整していた。しかし、これ
ではワイヤ張力は所定の微少な張力に調整できるもの
の、慣性モーメントが１１００ｇｆ・ｃｍ²程度と過大
になり、伸線中における仕上りキャプスタン６からボビ
ン４に至る間のワイヤの弛みや締りに対応する軽快な動
きができず、張力調整アーム８において、伸線中にワイ
ヤがゆるんでダンサーローラー９から外れたり、逆にワ
イヤが引っ張られてダンサーローラー部分においてワイ
ヤが断線し、伸線不能となることがあった。

【００３５】特に、仕上りキャプスタン６の伸線周速と
巻取りボビン４の巻取り周速との差を十分に吸収するた
めには、張力調整アーム８の回動中心からダンサーロー
ラー９までの距離（アーム長さ２１）として所定の長
さ、極細線の金ボンディングワイヤ伸線においては１３
０ｍｍ以上の長さがあると好ましい。このように長いア
ーム長さ２１を実現するに際し、従来の設計指針に従う
と過大な慣性モーメントとなっていた。

【００３６】図３（ａ）に示す本発明例においては、ダ
ンサーローラー９の質量が４．１ｇ、アーム長さ２１が
８０ｍｍであり、ダンサーローラー９の反対側、回動中
心から１３ｍｍの位置に質量１２ｇのカウンターウェイ
ト１０を設置している。アーム１５の質量は慣性モーメ
ント計算の上で無視できる程度である。このように配置
することにより、慣性モーメントは２８３ｇｆ・ｃｍ²
と３２０ｇｆ・ｃｍ²以下であって本発明範囲内であ
り、ワイヤの弛みや絞りに十分に対応する軽快さを有し
ている。同時にワイヤに１ｇｆの張力を付与することが
できる。また、アーム長さ２１が８０ｍｍと十分な長さ
を有するため、仕上りキャプスタン６の伸線周速と巻取
りボビン４の巻取り周速との差を十分に吸収することが
できる。

【００３７】張力調整アーム８を用いた張力調整方法及
び装置を図２〜４に従って説明する。

【００３８】ダンサーローラー９は制御ボックス１３の
張力調整アーム８に取り付けられ、アーム１５は角度セ
ンサー１１のシャフトとブロック１２を介してそれぞれ
ビス止めで固定されている。角度センサー１１は制御ボ
ックス１３に固定され、角度センサー１１のシャフトは
ごく軽く回転できる構造になっている。

【００３９】アーム１５はブロック１２との止めビスを
緩めて位置を移動し、アーム長さ２１、即ち張力調整ア
ーム８の回動中心２２とダンサーローラー９との間の距
離を調整できるようになっている。カウンターウェイト
１０を用いない場合には、これによって巻テンションも
調整することができる。アーム１５にカウンターウェイ
ト１０を配置することにより、更に巻テンションを調整
することが可能である。

【００４０】伸線巻取りにおいて、仕上りキャプスタン
６の周速よりもボビン４への巻取り線速が遅くなると、
仕上りキャプスタン６からボビン４までのワイヤが緩ん
で張力調整アーム８が水平より低下、即ちダンサーロー
ラー９が水平より低下するので、その低下量を角度セン
サー１１で検出し、張力制御装置１６においてボビン駆
動モーター１８の回転速度を増加させることにより、巻
取り線速及び巻取り張力を一定に保持する。逆にダンサ
ーローラー９が水平より上昇した場合は、同じく上昇量
を角度センサー１１で検出し、上昇量に応じて張力制御
装置１６によってボビン駆動モーター１８の回転速度を
下げ、常にダンサーローラー９が水平に維持するように
自動制御される。

【００４１】これにより、伸線の負荷変動や巻取り量増
による巻太りに対しても、常に予め設定した適正な巻テ
ンションで巻取りが行えるため、巻締りや巻ゆるみ等の
巻取り品質以上や断線発生を防止することができる。

【００４２】本発明において、張力調整アーム８を用い
た制御によってワイヤの張力を一定に保持することによ
り、ボビン４への巻取り張力は巻取り開始から巻取り終
了まで一定に保たれることとなる。

【００４３】一方、ボビン４への金属細線の巻取りにお
いて、適正な巻取り張力の範囲は、ボビン４への巻取り
段数によっても相違し、巻取り初期の巻取り段数が少な
い場合においては適正巻取り張力が大きく、巻取り末期
の巻取り段数が多くなった場合においては適正巻取り張
力が低い。そのため、巻取り初期において適正巻取り張
力が得られるように巻取り張力を調整すると、巻取り末
期において巻取り張力が過大となるために巻締まりが発
生する。逆に巻取り張力が巻取り末期において適正にな
るような条件を採用すると、巻取り初期において巻取り
張力が不足となって巻ゆるみや巻くずれが発生すること
となる。

【００４４】本発明の上記（３）（６）においては、巻
取りボビン４への巻取り径の増大に伴って巻取り張力を
低くすることにより、巻取り初期は巻取り張力を強くし
て巻ゆるみや巻くずれの発生を防止し、巻取り末期は巻
取り張力を弱くして巻締りの発生を防止し、巻取りの全
期間にわたって適正な巻取り張力を付与することが可能
になる。

【００４５】張力調整アーム８の構成を、図３（ａ）に
示すようにアーム１５、ダンサーローラー９、及びカウ
ンターウェイト１０のみで構成する場合には、ダンサー
ローラー９がワイヤに付与する張力は一定となるので、
巻取り開始から終了までワイヤの張力は一定となる。一
方、図３（ｂ）に示すように張力調整アームの張力付与
にバネなどの弾性体１４を付加した場合には、ダンサー
ローラー９が一定位置より高い位置にあるときは張力が
大きくなり、一定位置より低い位置にあるときは張力が
小さくなるので、所定の幅を有する張力の範囲において
張力を調整することが可能になる。従って、張力調整ア
ーム８に弾性体１４を付加した上で、巻取り初期におい
てはダンサーアーム９が比較的低い位置に保持されるよ
うに張力制御装置１６によるボビン駆動モーター１８の
回転数制御を行い、巻取り末期においてはダンサーアー
ム９が比較的高い位置に保持されるように張力制御装置
１６によるボビン駆動モーター１８の回転数制御を行え
ば、巻取りボビンへの巻取り径の増大に伴って巻取り張
力を低くする制御を行うことが可能である。

【００４６】具体的には、仕上り線径が０．０２〜０．
０３ｍｍの極細線径の金ボンディングワイヤの伸線にお
いて、巻取り初期の巻取り張力を１．５〜５ｇｆ程度、
巻取り末期の巻取り張力を１〜３ｇｆ程度になるよう
に、ボビンへの巻取り段数の増大とともに連続的に巻取
り張力を変化させる制御を行うことにより、巻取りの全
期間にわたって適正な巻取り張力を付与することができ
る。

【００４７】

【発明の効果】本発明は、コーン式スリップ型伸線機に
よる金属細線の伸線において、仕上りダイス通過後の金
属細線を仕上りキャプスタンとセパレートローラーとに
１回又は複数回巻き付けて金属細線を仕上りキャプスタ
ンでノンスリップ駆動すると同時に、仕上りキャプスタ
ンと巻取りボビンとの間において金属細線を回動可能に
配置してなる張力調整アーム先端のダンサーローラーを
経由させることにより、ダイスでの引抜きを最適化しつ
つボビンへの巻取り張力の最適化を行い、ボビンへの巻
取り張力が変動しない安定した巻取りを実現することが
できる。

【００４８】本発明はまた、特に仕上り線径が０．０２
〜０．０５ｍｍの極細線径の金ボンディングワイヤの伸
線を行う場合に、仕上りキャプスタンの直径を仕上り線
径の２０００倍以上２５００倍以下とし、張力調整アー
ムの慣性モーメントを３２０ｇｆ・ｃｍ²以下とするこ
とにより、ワイヤのカール発生を防止することができ、
伸線中にワイヤがゆるんでダンサーローラーから外れる
問題、逆にワイヤが引っ張られてダンサーローラー部分
においてワイヤが断線して伸線不能となる問題を解消す
ることができる。

【００４９】本発明は更に、巻取りボビンへの巻取り径
の増大に伴って巻取り張力を低くすることにより、巻取
り初期は巻取り張力を強くして巻ゆるみや巻くずれの発
生を防止し、巻取り末期は巻取り張力を弱くして巻締り
の発生を防止し、巻取りの全期間にわたって適正な巻取
り張力を付与することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の伸線装置の概念図を示す斜視図であ
る。

【図２】本発明の伸線装置の概念図を示す平面図であ
る。

【図３】本発明の張力調整アームを示す図であり、
（ａ）は弾性体を有しない場合、（ｂ）は弾性体を有す
る場合である。

【図４】本発明の張力調整アームと制御ボックスを示す
断面図である。

【図５】従来の伸線装置の概念図を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ 金属細線（ワイヤ） ２ キャプスタン ２Ｒ 右キャプスタン ２Ｌ 左キャプスタン ３ ダイス ３ｅ 仕上りダイス ４ ボビン ５ フリーローラー ６ 仕上りキャプスタン ７ セパレートローラー ８ 張力調整アーム ９ ダンサーローラー １０ カウンターウェイト １１ 角度センサー １２ ブロック １３ 制御ボックス １４ 弾性体 １５ アーム １６ 張力制御装置 １７ キャプスタン駆動モーター １８ ボビン駆動モーター １９ トラバーサ ２０ トラバース往復運動 ２１ アーム長さ ２２ 回動中心 ２３ トラバーサ駆動モーター

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4E096 EA01 EA13 GA04 KA08 KA09

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コーン式スリップ型伸線機による金属細
   線の伸線方法において、仕上りダイス通過後の金属細線
   を仕上りキャプスタンとセパレートローラーとに１回又
   は複数回巻き付けて金属細線を仕上りキャプスタンでノ
   ンスリップ駆動し、その後の金属細線を回動可能に配置
   してなる張力調整アーム先端のダンサーローラーを経由
   し、その後巻取りボビンに巻取り、張力調整アームの回
   動角度に応じて巻取りボビンの回転速度を調整すること
   によって巻取り張力を調整することを特徴とする伸線方
   法。
2. 【請求項２】 金属細線は仕上り線径が０．０２〜０．
   ０５ｍｍの金又は金合金からなる金ボンディングワイヤ
   であり、仕上りキャプスタンの直径が仕上り線径の２０
   ００倍以上２５００倍以下であり、張力調整アームの慣
   性モーメントが３２０ｇｆ・ｃｍ²以下であることを特
   徴とする請求項１に記載の伸線方法。
3. 【請求項３】 巻取りボビンへの巻取り径の増大に伴っ
   て巻取り張力を低くすることを特徴とする請求項１又は
   ２に記載の伸線方法。
4. 【請求項４】 コーン式スリップ型伸線機による金属細
   線の伸線装置において、仕上りダイス通過後の金属細線
   を巻付ける仕上りキャプスタンとセパレートローラーと
   を有し、該仕上りキャプスタンに金属細線を１回又は複
   数回巻き付けて金属細線を仕上りキャプスタンでノンス
   リップ駆動することが可能であり、回動可能に配置して
   なる張力調整アームを有し、仕上りキャプスタン通過後
   の金属細線を該張力調整アーム先端のダンサーローラー
   を経由して巻取りボビンに巻取ることができ、張力制御
   装置を有し、該張力制御装置は張力調整アームの回動角
   度に応じて巻取りボビンの回転速度を調整することによ
   って巻取り張力を調整することができることを特徴とす
   る伸線装置。
5. 【請求項５】 伸線装置は仕上り線径が０．０２〜０．
   ０５ｍｍの金又は金合金からなる金ボンディングワイヤ
   用伸線装置であり、仕上りキャプスタンの直径が仕上り
   線径の２０００倍以上２５００倍以下であり、張力調整
   アームの慣性モーメントが３２０ｇｆ・ｃｍ²以下であ
   ることを特徴とする請求項４に記載の伸線装置。
6. 【請求項６】 前記張力制御装置は、巻取りボビンへの
   巻取り径の増大に伴って巻取り張力を低くするように巻
   取り張力を制御することを特徴とする請求項４又は５に
   記載の伸線装置。