JP2005093160A

JP2005093160A - 多芯超電導線の引き抜きダイス装置

Info

Publication number: JP2005093160A
Application number: JP2003322770A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Hiramoto; 清平本
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2003-09-16
Filing date: 2003-09-16
Publication date: 2005-04-07

Abstract

【課題】多芯超電導線の引き抜き加工時の振れを防止し、均一な縮径加工を可能にした多芯超電導線の引き抜きダイス装置を得る。
【解決手段】この発明に係る多芯超電導線の引き抜きダイス装置は、菜種油７が入ったボックス１と、このボックス１内に設けられたホルダ２と、このホルダ２内に設けられ縮径前の多芯超電導線４の外径寸法とほぼ同寸法の内径のダイス孔３ａを有するバックダイス３と、ホルダ２内に設けられバックダイス３を通った後の多芯超電導線４を通過させることで縮径させる伸線ダイス５とを備えたものである。
【選択図】図１

Description

この発明は、各中空ビレット内に多数本の超電導フィラメントが収納された多数本のモジュールがパイプ内に多数本束ねられて構成された多芯超電導線を縮径加工する多芯超電導線の引き抜きダイス装置に関するものである。

従来、多芯超電導線をダイス潤滑剤とともに、第１傾斜面とこの第１傾斜面に続き第１傾斜面の全角よりも傾斜角度の全角が大きい第２傾斜面のアプローチ部を有するダイスに通過させて多芯超電導線を縮径する多芯超電導線の引き抜きダイス装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開昭５７−８８９１４号公報（第１図）

従来の多芯超電導線の引き抜きダイス装置では、多芯超電導線がダイスを通過させる手前側の多芯超電導線の後方側では、フリーの状態であるので、第２傾斜面に発生する面圧力の抵抗力が多芯超電導線の後方側に伝達され、その部位で不均一な振れが発生する。この不均一な振れにより、多芯超電導線の内部の多数本のモジュールが片側に偏ってしまい、多芯超電導線の縮径加工が不均一となり、最終的には断線に至るといった問題点があった。

この発明は、上記のような問題点を解決することを課題とするものであって、多芯超電導線の引き抜き加工時の振れを防止し、均一な縮径加工を可能にした多芯超電導線の引き抜きダイス装置を提供することを主目的とする。

この発明に係る多芯超電導線の引き抜きダイス装置は、ダイス潤滑剤が入ったボックスと、このボックス内に設けられたホルダと、このホルダ内に設けられ縮径前の多芯超電導線の外径寸法とほぼ同寸法の内径のダイス孔を有するバックダイスと、前記ホルダ内に設けられバックダイスを通った後の前記多芯超電導線を通過させることで縮径させる伸線ダイスとを備えたものである。

この発明に係る多芯超電導線の引き抜きダイス装置では、多芯超電導線の引き抜き加工時の振れを防止し、均一な縮径加工を可能にしてフィラメントの断線を防止することができる。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１の多芯超電導線の引き抜きダイス装置（以下、ダイス装置と略称する）の断面図である。
このダイス装置は、ダイス潤滑剤である菜種油７が入ったボックス１と、このボックス１内に設けられたホルダ２と、このホルダ２内に着脱可能に設けられているとともに多芯超電導線４が通過する縮径前の径寸法とほぼ同内径寸法のダイス孔３ａを有するバックダイス３と、このバックダイス３側に拡大した傾斜面５ａを有するとともにバックダイス３を通った後の多芯超電導線４を通過させることで縮径させる伸線ダイス５とを備えている。
多芯超電導線４は、各中空ビレット内に多数本の超電導フィラメントが収納された多数本のモジュールが銅製のパイプ内に多数本束ねられて構成されている。銅製の中空ビレット内には例えばＮｂ_３Ｓｎからなるフィラメントが複数本収納されている。
ホルダ２には、バックダイス３と伸線ダイス５との間の空間に菜種油７を注入する注入口６が形成されている。
バックダイス３のダイス孔３ａでは、多芯超電導線４の入口側および出口側にそれぞれ外側方向に拡大した曲面３ｂ、３ｃを有している。
伸線ダイス５は、その傾斜面５ａのアプローチ全角２αは、６°〜３２°が望ましい。全角２αが３２°の値を超えて場合には、例えば引抜き力が著しく増大してフィラメントが断線する虞がある。また、全角２αが６°以下の場合には、例えば多芯超電導線４の引き抜き方向の伸線ダイス５の寸法が大きくなるとともに、伸線ダイス５と多芯超電導線４との間の全域に菜種油７が行き渡らず、摩擦が大きくなり多芯超電導線４が伸線ダイス５に焼き付いてしまう虞がある。

次に、上記構成のダイス装置の動作について説明する。
先ず、多芯超電導線４の先端部分を楔状にスウェ−ジング縮径加工した後、バックダイス３を通過させ、引き続き伸線ダイス５にセットする。
このとき、円形状のダイス孔３ａの内径寸法は多芯超電導線４の外径寸法と同じであり、多芯超電導線４はバックダイス３を円滑に通過する。なお、予めボックス１内の反伸線ダイス５側には菜種油７が充填されている。
次に、注入口６から菜種油７を注入した後、多芯超電導線４の引き抜き加工を行う。

この多芯超電導線４の引き抜き加工により、多芯超電導線４が伸線ダイス５で縮径方向に加工される。このとき、多芯超電導線４の外表面とバックダイス３のダイス孔３ａとの間では、高圧の流体潤滑状態となった菜種油が介在し、流体抵抗ができている。この状態で多芯超電導線４を伸線ダイス５の縮径部５ｂを介して縮径するときに、バックダイス３の流体抵抗力により、逆張力が作用し（KorberおよびEichinger理論）、引く抜き抵抗が減少し、その結果、多芯超電導線４における最大の面圧力を受ける、伸線ダイス５との最初の接触部Ａ（図２参照）での面圧力も低減する。

図３は本願発明者がバックダイスを有しないダイス装置と、バックダイスを有するダイス装置とを用いた場合において、多芯超電導線の直径φを３．９５ｍｍから１．６９ｍｍまで縮径していったときの引抜き力の変化を実験により求めた図である。
この図から分かるように、バックダイス３を有するダイス装置を用いた「逆張力引抜」の場合の方が、バックダイスを有しないダイス装置を用いた「標準引抜」と比較して、引抜き力が小さいことが分かる。

また、伸線ダイス５からの面圧力による多芯超電導線４のバックダイス３側での振れは、バックダイス３により抑制されるので、多芯超電導線４が引き抜き縮径されるときに、多芯超電導線４の振れにより多芯超電導線４の内部の多数本のモジュールが片側に偏ってしまい、多芯超電導線の縮径加工が不均一となり、最終的には断線に至るといった不都合を防止することができ、多芯超電導線４は均一に加工される。

また、バックダイス３と伸線ダイス５との空間には、多芯超電導線４の外表面とバックダイス３のダイス孔３ａの内径面との間を通じて菜種油７は少量しか浸入しない。しかしながら、ホルダ２に注入口６が形成されているので、この注入口６を通じてバックダイス３と伸線ダイス５との空間には強制的に高圧下のもと菜種油７が十分に供給されている。このため、多芯超電導線４の外表面と伸線ダイス５の縮径部５ｂとの間には高圧の流体潤滑膜が形成され、両者間の摩擦は低減され、伸線ダイス５に対する多芯超電導線４の焼き付けは防止され、多芯超電導線４は均一に加工される。
さらに、バックダイス３による「逆張力引抜」効果により、多芯超電導線４に当たる伸線ダイス５の部位の圧力が低減され、伸線ダイス５の縮径部５ｂでの窪んだリング状の摩耗量も低減されるので、多芯超電導線４の加工性が向上する。

また、バックダイス３および伸線ダイス５はホルダ２内に着脱可能に設けられているので、バックダイス３および伸線ダイス５を交換することで、１つの装置で多芯超電導線４について多様な縮径加工を行うことができる。

なお、上記の実施の形態では、バックダイス３のダイス孔３ａおよび伸線ダイス５の縮径部５ｂそれぞれの断面形状が円形であり、多芯超電導線４は円形状に縮径、加工されるが、勿論この形状に限定されるものではなく、四角形、六角形、扇形等の異形に縮径、加工するように、バックダイスのダイス孔、伸線ダイスの縮径部の形状のものを選んでもよい。
また、伸線ダイス５の代わりに、ローラダイスを用いてもよい。

また、上記の実施の形態では、ダイス潤滑剤として菜種油を用いたが、勿論このものに限定されるものではなく、他の液状の潤滑剤であってもよい。
また、例えば粉状のステアリン酸カルシウムを用いてもよい。
この粉状のダイス潤滑剤を用いた場合、例えばボックス１内でダイス潤滑剤によるトンネルが形成されてしまい、バックダイス３の内径面３ｃと多芯超電導線４の表面との間にダイス潤滑剤が十分に浸入しない虞がある。これに対しては、ステンレス鋼からなる球状の攪拌ボールを複数個ダイス潤滑剤中に混入させ、攪拌ボールの攪拌効果により、バックダイス３のダイス孔３ａと多芯超電導線４の表面との間にダイス潤滑剤を十分に侵入させるようにすればよい。

この発明の実施の形態１の多芯超電導線の引き抜きダイス装置の断面図である。図１の要部拡大図である。引抜き寸法と引抜き力との関係図である。

符号の説明

１ボックス、２ホルダ、３バックダイス、３ａダイス孔、４多芯超電導線、５伸線ダイス、５ａ傾斜面、５ｂ縮径部、６注入口、７菜種油（ダイス潤滑剤）。

Claims

各中空ビレット内に多数本の超電導フィラメントが収納された多数本のモジュールがパイプ内に多数本束ねられて構成された多芯超電導線を縮径加工する多芯超電導線の引き抜きダイス装置であって、
ダイス潤滑剤が入ったボックスと、
このボックス内に設けられたホルダと、
このホルダ内に設けられ前記縮径前の前記多芯超電導線の外径寸法とほぼ同寸法の内径のダイス孔を有するバックダイスと、
前記ホルダ内に設けられバックダイスを通った後の前記多芯超電導線を通過させることで縮径させる伸線ダイスと
を備えた多芯超電導線の引き抜きダイス装置。
前記ダイス潤滑剤は液状油であり、前記ホルダには、前記バックダイスと前記伸線ダイスとの間の空間に前記ダイス潤滑剤を注入する注入口が形成されている請求項１に記載の多芯超電導線の引き抜きダイス装置。
前記ダイス潤滑剤は粉状であり、前記ボックス内の反前記伸線ダイス側のダイス潤滑剤中にはダイス潤滑剤を攪拌するための攪拌ボールが設けられている請求項１に記載の多芯超電導線の引き抜きダイス装置。
前記バックダイスおよび前記伸線ダイスは前記ホルダ内に着脱可能に設けられている請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載の多芯超電導線の引き抜きダイス装置。