JPH02106218A - 金属短繊維の製造装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、例えば繊維強化コンクリートに採用される金
属短繊維の製造装置に関し、特にコンクリートとの付着
性の良い金属短繊維の製造装置に関する。

（従来の技術） 一般に、土木建築材料に使用されるコンクリート材は、
引っ張り、曲げ強度の向上を図る目的から、０．５Φ×
３０１１Ｉ１１程度の線状の金属短繊維を、例えば容積
百分率で１〜２％程度埋入するようにしている。

又、上記金属短繊維は、直線状の状態でコンクリート内
に埋入させると、付着性が良く、例えばコンクリートに
引っ張り荷重が加わると抜けたりして強度を低下させる
という問題がある。そこで従来から、上記金属短繊維を
波形に形成したり、両端部を曲げたりして金属短繊維と
コンクリートとの付着性を向上させるようにしている。

このような金属短繊維を製造する従来の方法あるいは装
置に関し、第１の例として、特公昭５３−１２２７８号
公報に記載のものがある。これは、帯状の薄板の長平方
向端部に、押圧ロールにより波部を形成し、しかる後該
薄板を幅方向に固定刃と回転刃とにより剪断し、金属短
繊維を製造する方法である。

第２の例として、特許第１３８００１号公報及び第３の
例としてドイツ国特許公報２０４２８８１号に示される
如く、端が曲がったり、成形しである金属短繊維及びそ
の製造装置がある。

又、第４の例として特公昭５２−４７０５１号公報に於
いては金属短繊維の端部の肉厚を厚くした金属短繊維及
びその成形方法が示されている。

更に、第５の例として、特公昭５３−１３６９号公報に
は、広幅材からスリットと剪断を同時に行い、元の刃物
の形状を変える事により、種々の形状の金属短繊維を製
造する方法が示されている。

（発明が解決しようとする課題） ところが、以上に述べたような従来の金属短繊維の製造
方法あるいは製造装置には、下記の如き、種々の問題点
がある。

即ち、前記第１の例の方法は、薄板に波部を形成するた
めの加工装置を必要としている事から、それだけ設備費
がかかり、製品コストが高くなるという問題点がある。

前記第２及び第３の例の方法は、端が曲がっているため
、コンクリートとの付着性が上がって良いが、端部の曲
げ加工を必要とするため、生産性及びコスト的な問題点
がある。

前記第４の例の方法も、第２及び第３の例の方法と同様
、金属短繊維の端部を曲げて肉厚を厚くしているため、
付着性は良い。しかし、ガリバー付ロールを多数並ベロ
ールフォーミングで成形するため、生産性及びロールの
コストなど問題点が多く、実用的ではない。

又、第５の例の方法はスリットする事なく同時に剪断す
る方法であり、刃物寿命が短く、刃物のランニングコス
トが高すぎるという問題点がある。更に、該方法で切断
した金属短繊維の端部は、かぎ状に曲がる事があるため
、お互いに絡まり合い、コンクリートで混練中ファイバ
ーポールと呼ばれる金属短繊維の球状の塊が出来易いと
いう問題点もある。

本発明はこの様な事情に着目してなされたものであって
、その目的は従来のものがもつ以上のような問題点を解
消し、分散性が良くてファイバーボールが生じ難く、且
つ付着性が良い金属短繊維を低コストで且つ生産性良く
製造出来、しかも切断刃の寿命を向上し得る金属短繊維
の製造装置を得供しようとするものである。

（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するために、本発明は次のような構成
の金属短繊維の製造装置としている。即ち、本発明に係
る金属短繊維製造装置は、固定刃と可動刃とを有する切
断機と、該切断機へ金属製薄板を搬送する手段とを有し
、該固定刃と可動刃との間に搬送された金属製薄板を剪
断して金属短繊維を製造する装置において、前記切断機
の刃のいづれか一方の刃面の稜線が、中央平坦部を境に
左右対称に各々刃厚を減少する方向に傾斜する第１傾斜
部と、該第１傾斜部から刃厚を増す方向に両端部まで傾
斜して延びた第２傾斜部とからなる凹みを有し、且つ下
記式を充たす略Ｗ字状の形状であることを特徴とする金
属短繊維の製造装置である。

２’＜θ、〈３０゜ ４５°くθ２＜８０゜ Ｌ、ｏ＞ｗ ｗ−１０＜Ｌ、　＜ｗ−２（＋＋＋ｍ）但し、上式にお
いて、θ１は第１傾斜部と中央平坦部とのなす角度、ｅ
ｘは第２傾斜部と中央平坦部とのなす角度、Ｗは金属製
薄板の幅（ｍｍ）、ＬｏはＷ字状刃面の端部間の距離（
ｍｍ）、Ｌｌは第１傾斜部と第２傾斜部との交点間の距
離（１）である６ （作　用） 本発明に係る金属短繊維の製造装置は、以上説明したよ
うに、固定刃と可動刃とを有する切断機と、該切断機へ
金属製薄板を搬送する手段とを有しているので、該搬送
手段により金属製薄板を切断機に搬送し、該切断機の固
定刃と可動刃とにより金属製薄板を剪断し、金属短繊維
を製造する事が出来る。

また、上記切断機の刃のいづれか一方、即ち、固定刃或
いは可動刃のいづれかの刃面の稜線が、中央平坦部を境
に左右対称に各々刃厚を減少する方向に傾斜する第１傾
斜部と、該第１傾斜部から刃厚を増す方向に両端部まで
傾斜して延びた第２傾斜部とからなる凹みを有するＷ字
状の形状である。

同時に、該Ｗ字状形状の刃面稜線が、Ｌｏ＞ｗ、及びｗ
　　１０＜Ｌ＋≦ｗ−２を充たす形状になるようにして
いる。但し、Ｗは金属製薄板（以降、板という）の幅、
ＬｏはＷ字状刃面の端部間の距離、Ｌｌは第１　（Ｉｆ
ｆ斜部と第２傾斜部との交点間の距罷である。故に、Ｌ
ｌは板幅Ｗより小さ（、又Ｌ０は板幅Ｗより大きい。従
って、板幅の中央をＷ字状形状刃面の中心部に対応させ
て配すると、第２傾斜部は仮の幅方向両端部を臨む位置
に配される事になる。又、前記中央平坦部は板幅の中央
を臨む位置に配される事になる。

上記の如く配し、切断機の可動刃を可動させて板の切断
を行うと、下記の如き過程を経て両端部が湾曲した金属
短繊維が得られるようになる。

即ち、先ず、刃の前記中央平坦部により板の幅中央部が
剪断されると共に、刃の第２１頃斜部により板側端部か
ら内側に向かって剪断される。このとき、板側端部の剪
断された部分について観ると、該部分は剪断歪みにより
Ｗ字状刃面と反対方向（核力が上刃の場合は、下方向）
に湾曲する。

次いで剪断が進むと、刃の第１傾斜部により板幅中央部
から板側端部に向かって剪断されると共に、刃の第２傾
斜部により板側端部から内側に向かって剪断される。こ
の段階では、板側端部の剪断された部分は上記と同様の
作用により湾曲し、一方板幅中央部は、Ｗ字状刃面と反
対方向（核力が上刃の場合は、下方向）の力を受けるの
で、板の長手方向に引張を受けながら剪断され、そのた
めほぼ直線状の形状になる。

最終的に端部から他方の端部に至るまで全部が剪断され
ると、両端部が湾曲した金属短繊維が得られる事になる
。但し、金属短繊維の中央部付近は第１傾斜部とほぼ同
様の角度の傾斜を有する形状となる。即ち、金属短繊維
の中央部は少し凹んだ形状となる。

また、同時に該Ｗ字状形状の刃面稜線が、２゜〈θ１−
≦−３０’　、４５’−≦−θ２−≦−８０°を充たす
形状になるようにしている。但し、θ１は第１傾斜部と
中央平坦部とのなす角度、θ、は第２傾斜部と中央平坦
部とのなす角度である。このようにしているのは下記の
理由による。

即ち、θ、が小さい程、得られる金属短繊維の中央部の
凹みの度合いが小さ（なって、直線状になるので、分散
性が良くてファイバーボールが生じ難くなる。しかし、
θ、が小さい程、刃物と板との接触する面積が大きくな
るため、剪断荷重が増し、θ１く２６では剪断し難くな
る。一方θが大きくなると、前記凹みの度合いが大きく
なり、θ１〉３０°では、折れた形状になり、分散性が
低下してファイバーボールが生じ易くなる。故に２６に
０１≦３０°としているのである。尚、２゜に０１≦５
°にした方が望ましい。分散性がより優れたものになる
からである。

θ２に関しては、θ、が小さい程、剪断歪みが小さくな
るので、前記両端部の円弧状の湾曲の程度が低くなる（
該円弧が大きくなる）、そのため金属短繊維の所要長さ
を得るために必要な板幅Ｗが大きくなり、θ２〈４５°
では金属短繊維の重量が増して材料の損失が著しく大き
くなる。一方、θ、が８０°を越えると仮縁部がダして
しまい、剪断が不可能になる。故に４５６Ｓθ２≦８０
’としているのである。尚、７０６ｓ０２≦７５°にし
た方が望ましい。材料損失がより少なくなり、又、板締
部の剪断がより楽になるからである。

ｗ　　１０＜Ｌ＋≦ｗ−’ｌとしているのは、Ｌ、＞ｗ
−２、即ちｗ−Ｌ、＜２では、両端部の湾曲部が閉じた
ループにならないため、金属短繊維同志が絡み合い、分
散性が低下する。一方、Ｌ、　＜ｗｌＯ１即ちｗ−Ｌ、
　＞ＩＱになると湾曲部が多重巻きになり、材料の損失
が著しく大きくなるからである。尚、ｗ−５≦Ｌ、＜ｗ
−３にした方が望ましい。分散性がより優れたものにな
り、又、材料を置火がより少なくなるからである。

以上のように両端部に閉じた湾曲部（ループ）及び中央
部に分散性が低下しない程度の凹みを存する金属短繊維
であって、該湾曲部は小さく、且つ一重巻きである金属
短繊維が得られるようになるので、分散性が良くてファ
イバーボールが生じ難（、且つ付着性が良い金属短繊維
を、材料損失少なく製造出来るようになる。

又、製造設備的には、切断機の刃の形状を変化させる事
により対応し得るものである。換言すれば、従来の場合
は端部の曲げ加工装置などが別途必要であるが、本発明
に係る製造装置では、それらが不要である。故に、低コ
ストで且つ生産性良く製造出来るようになる。更に、ス
リット工程と剪断工程とを別々に行う事が出来るので、
切断刃の寿命を向上し得るようになる。

（実施例） 本発明に係る実施例を、図を参照しながら説明する。

第１図に実施例に係る金属短繊維の製造装置の概略図を
示す。該装置はコイル状の薄鋼板（３）を解きほぐすた
めのアンコイラ（２）と、スリッタ装置（５）とプレス
装置（６）とから構成されている。

スリッタ装置（５）は薄鋼板（３）を搬送するピンチロ
ーラ（４）と、外周面にカッタが形成された一対のスリ
ッタロール（１）とを配設してなる。尚、側は金属短繊
維を回収するバケνトである。

プレス装置（６）には、垂直方向に上下動する上刃と水
平に向けて固定された下刃を有する切断機（７）が設置
されている。該上刃はその先端部がスリット材側の搬送
方向前方を向くように少し傾斜して、且つ下方に移動さ
れた時に下刃（９）と所定の隙間をおいて搬送方向前側
に位置させて取付けられている。

該下刃、上刃の正面図を第３図、その側面図を第４図に
示す。これらの図から判るように、下刃（９）の刃面（
９ａ）は平坦に形成されている。一方、上刃（８）の刃
面（８ａ）に関しては、その稜線の形状が、中央平坦部
０２）を境に左右対称に第１傾斜部θ１）と、第２１Ｌ
Ｊ＋斜部０■とからなる凹みを有する略Ｗ字状のもので
ある。又、上刃（８）の８９．θ２１１−１１＋Ｌｌ　
は、θＩ：２〜３０°、θｚ：４５〜８０’、　Ｌ　ｏ
：　Ｗ　＋　１−Ｗ　＋　５　＊Ｌ＋：ｗ−１０〜ｗ−
２の範囲で変化させた。尚、上刃（８）は略Ｗ字状形状
のものがスリット材０３）の幅毎に同一形状を繰り返し
て連続したものである。

上記製造装置により、下記の如く金属短繊維の製造を行
った。第２図に金属短繊維製造工程の斜視図を示す。薄
鋼板（３）をピンチローラ（４）によりスリッタ装置（
５）に搬送し、第２図に示す如くスリッタロール（１）
により長手方向に沿って所定幅に切断し、多数の帯状の
スリット材０りを形成した。更に該スリット材側をプレ
ス装置（６）に搬送し、切断機（７）により幅方向に剪
断して、０．５ｍｍ幅の線状の金属短繊維０ωを形成し
、パケット０４１に回収した。

上記切断機（７）による剪断工程において、詳細に観る
と、スリット材０■は下記の如くして剪断される。即ち
、第５図は上刃が板に当接した状態を示す正面図、又、
第６〜９図は切断過程での板の状態変化をモデル的に示
す平面図であり、これらの図に基づき説明すると、先ず
切断機（７）の下刃（９）上に搬送されたスリット材側
の先端が、前方に所定ｌ突出されると、この搬送速度に
同期して上刃（８）が下降し、第５図に示す如く上刃（
８）の中央平坦部０２ｉ及び第２傾斜部００）がスリッ
ト材０３）の中央部及び両端部を押圧する。

上刃（８）が更に下降すると、第６図に示す如く刃の中
央平坦部ｑ″ＩＪによりスリット材０りの幅中央部が剪
断されると共に、第２傾斜部００）によりスリ７）材０
３）両端部から内側に向かって剪断される。

上刃（８）が更に下降すると、第７図に示す如く刃の第
１１１１斜部（ＩＩ）によりスリット材０りの幅中央部
が更に剪断されると共に、前記第２傾斜部０ωによる両
端部の剪断が更に進行する。

上刃（８）が更に下降すると、第８図に示す状態を経て
、最終的には完全に剪断され、第９図に示す如く、両端
部に小さい一重巻きのループ及び中央部に凹みを有する
金属短繊維０！ＩＯが得られる。

上刃（８）についてはθ１．θｔ＋　Ｌ　０．Ｌ　Ｉ　
を前記範囲で変化させたが、いづれの場合も上記のよう
にして目的の金属短繊維θつが得る事が出来た。

尚、上記実施例に係る装置は一枚の上刃（８）を使用し
たものであるが、本発明に係る装置としてはこれに限定
されるものでなく、例えば第１０図に示す如き装置にす
る事も可能である。皿ち、第１０図は、上記実施例の上
刃を回転型切断機に採用した例を示す斜視図、第１１図
はその回転刃を示す斜視図であり、これらの図に示す如
く、回転体０ωの外周部に多数の回転刃Ｇηが配設され
ている。薄板０８）を固定刃θ９）上に送り出し、回転
刃面の回転により切断して金属短繊維を製造する事が出
来る。この場合も上記実施例と略同碌な効果が得られる
。

（発明の効果） 本発明に係る金属短繊維の製造装置によれば、分散性が
良くてファイバーボールが生し難く、且つ付着性が良い
金属短繊維を低コストで且つ生産性良く製造出来、しか
も切断刃の寿命を向上し得るようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例に係る金属短繊維の製造装置の概略図、
第２図は金属短繊維製造工程の斜視図、第３図は切断機
の下刃および上刃の正面図、第４図はその側面図、第５
図は上刃が板に当接した状態を示す正面図、第６〜９図
は切断過程での仮の状態変化をモデル的に示す平面図で
ある。 又、第１０図は上記実施例の上刃を回転型切断機に適用
した例を示す斜視図、第１１図はその回転刃を示す斜視
図である。 （１）−−スリンタロール　（２）　−アンコイラ（３
）−薄鋼板　　・　　（４）−ピン千ローラ（５）−ス
リンタ装置　　（６）−ブレス装置（７）−切断機　　
　　　（８）−上刃（９）−下刃　　　　　　（８ａ）
−上刃の刃面（９ａ）−一下刃の月面　　叫−第２傾斜
部第１傾斜部 スリット材 金属短繊維 回転刃 固定刃 中央平坦部 へゲント 回転体 薄板 ス 第１図 特許出願人　株式会社　神戸製鋼所 代　理　人　弁理士　　全人　章− 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図 第９図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）固定刃と可動刃とを有する切断機と、該切断機へ
   金属製薄板を搬送する手段とを有し、該固定刃と可動刃
   との間に搬送された金属製薄板を剪断して金属短繊維を
   製造する装置において、前記切断機の刃のいづれか一方
   の刃面の稜線が、中央平坦部を境に左右対称に各々刃厚
   を減少する方向に傾斜する第１傾斜部と、該第１傾斜部
   から刃厚を増す方向に両端部まで傾斜して延びた第２傾
   斜部とからなる凹みを有し、且つ下記式を充たす略Ｗ字
   状の形状であることを特徴とする金属短繊維の製造装置
   。 ２°≦Θ＿１≦３０° ４５°≦Θ＿２≦８０° Ｌ＿０≧ｗ ｗ−１０≦Ｌ＿１≦ｗ−２（ｍｍ） 但し、上式において、Θ＿１は第１傾斜部と中央平坦部
   とのなす角度、Θ＿２は第２傾斜部と中央平坦部とのな
   す角度、ｗは金属製薄板の幅（ｍｍ）、Ｌ＿０はＷ字状
   刃面の端部間の距離（ｍｍ）、Ｌ＿１は第１傾斜部と第
   ２傾斜部との交点間の距離（ｍｍ）である。