JPH03213219A - 金属マットの製造方法 - 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） 本発明は金属繊維からなる金属マットの製造方法に関す
るものである。

（従来の技術） この種の金属マットは、フィルタ、防音材、熱伝導材、
磁気シールド材、補強材、パツキン等に広く利用されて
おり、一般に金属繊維のみをマット状に成形したものと
、マット基材に金属繊維を付設したものとに分けられる
。

前者の金属マットは、引抜き法やビビリ切削法等で生成
された長さが数■■〜数−１１■程度の多数の繊維をロ
ーラやプレス等を用いてマット状に成形したり（乾式法
）、また同様の金属繊維を分散した水、アルコール等の
液体を多孔質型を介して吸引し、該分散液から液体分を
除去して金属繊維を型に直接成形し乾燥する（湿式法）
ことで製造されている。また、乾式法、湿式法の何れの
場合も必要に応じて成形後の金属マットにニードルパン
チすることで繊維相互の絡み合いの向」−が図られてい
る。

一方、後者の金属マットは、−に記聞様の金属繊維を織
布、不織布等の適宜のマット基材の１−面に散布し、散
布された金属繊維をニードルパンチによってマット基材
に埋め込むことで製造されている。

（発明が解決しようとする課題） ところで、金属繊維を使用したこの種の金属マットでは
、「引張り強度の不足」と［繊維の脱落Ｊが用途共通の
問題点として存在する。これらの問題点は何れも繊維相
互の絡み合いが不十分で、結合力が弱いことが原因とな
っている。

また、金属繊維として引抜き法やビビリ切削法等で生成
されたものが使用されているため、つまり、引抜き法で
生成される金属繊維は直線的であり、またビビリ切削法
で生成される金属繊維は短長であるため、ニードルパン
チを行なった場合でも金属繊維相互の絡み合いを期待で
きないことも一ト記１皇因の理由となっている。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、優れた引張り強度を有し、且つ金属繊
維が脱落することがない金属マットを的確に製造できる
金属マットの製造方法を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するため、請求項（１）では、薄肉帯
状の金属板が多数回巻付けられた回転軸を回転しつつ、
巻付は金属板の端面を回転軸と平行に送られる切削刃に
よって切削して繊維束を連続的に生成する工程と、繊維
束を一平面上で交差して重ね合わせてマット状物を生成
する工程と、マット状物にニードルパンチする工程とか
ら金属マットの製造している。

また、請求項（２）では、薄肉帯状の金属板が多数回巻
付けられた回転軸を回転しつつ、巻付は金属板の端面を
回転軸と平行に送られる切削刃によって切削して繊維束
を連続的に生成する工程と、繊維束を一平面上で交差し
て重ね合わせてマット状物を生成する工程と、マット状
物を加圧する工程とから金属マットを製造している。

更に、請求項（３）では、薄肉帯状の金属板が多数回巻
付けられた回転軸を回転しつつ、巻付は金属板の端面を
回転軸と平行に送られる切削刃によって切削して繊維束
を連続的に生成する工程と、繊維束を一平面上で交差し
て重ね合わせてマット状物を生成する工程と、マット状
物を縫合する工程とから金属マットを製造している。

（作　用） 請求項＜１）記載の製造方法によれば、まず、回転軸に
巻付けられた金属板がその端面を切削刃によって切削さ
れ、該切削刃の送りに従って長尺で、しかも３次元的に
カールした金属繊維の束が連続的に生成される。次いで
、この繊維束が一平面上で交差して重ね合わされ、マッ
ト状物が生成される。次いで、このマット状物がニード
ルパンチされ、これにより金属繊維相互の絡み合いが高
められる。

また、請求項（各）記載の製造方法によれば、まず、回
転軸に巻付けられた金属板がその端面を切削刃によって
切削され、該切削刃の送りに従って長尺で、しかも３次
元的にカールした金属繊維の束が連続的に生成される。

次いで、この繊維束が一平面上で交差して重ね合わされ
、マット状物が生成される。次いで、このマット状物が
加圧され、これにより金属繊維相互の絡み合いが高めら
れる。

更に、請求項（３）記載の製造方法によれば、まず、回
転軸に巻付けられた金属板がその端面を切削刃によって
切削され、該切削刃の送りに従って長尺で、しかも３次
元的にカールした金属繊維の束が連続的に生成される。

次いで、この繊維束が一平面上で交差して重ね合わされ
、マット状物が生成される。次いで、このマット状物が
縫合され、これにより金属繊維相互の結合が高められる
。

（実施例） 第１図は本発明の実施に好適な繊維製造装置を示すもの
で、該繊維製造装置は、繊維束を連続的に生成する切削
装置１と、生成された繊維束を巻取る巻取り装置２１と
から構成されている。

まず、第１図乃至第３図を参照して切削装置１について
説明する。

図において、２は基台、３，４は該基台２１に所定間隔
をおいて配置された軸受台であり、８軸受台３，４はそ
の内部に軸受３ａ、４ａを同軸上にｈしている。

５は多段状に形成された回転軸で、一端部を一方の軸受
台３の軸受３ａに、また他端部を他方の軸受台４の軸受
４ａに夫々軸支されている。この回転軸５の軸受台３，
４間に位置する部分には、該回転軸５の軸線Ｊと同一軸
線を有する円柱状の巻付は部６が設けられ、また該巻付
は部６の軸受台４寄りに大径の鍔部７が設けられている
。また、巻付は部６の表面には、金属板巻付は時に利用
する掛合溝６ａが軸方向に形成されている。図示を省略
したが、この回転軸５は軸受台４側の軸端部をモータの
回転軸に直接、またはベルト等を介して連結されている
。

８は回転軸の巻付は部６に巻付けられた金属板である。

この金属板８は銅製で、厚さが約１００μｍで幅が約３
００ｍｍの帯状をなしている。この金属板８を回転軸５
の巻付は部６に巻付ける場合には、金属板８の端縁を掛
合溝６ａに差し込んで折り曲げ、回転軸を回しながら該
金属板８をと時計回り方向に多数回堅密に巻き、所定の
径になったところで該金属板８を切断し、該端部を接着
剤による接着或いは溶接等によって止着する。

９は高速度鋼、超硬合金製の切削刃であり、後述する刃
物台１０に固定されている。この切削刃９はその破線の
延長線Ｈを回転軸５の軸線Ｊと直交しており、また巻付
けられた金属板８の端面８ａの高さ方向の中心位置に刃
線を接している。また、この切削刃９はそのすくい而９
ａと回転軸５の軸線Ｊとのなす角（すくい角）γを２１
°〜３７″の範囲内、好ましくは３５°前後に設定され
ており、またその逃げ面９ｂと巻付けられた金属板８の
端面８ａとのなす角（逃げ角）αを１０゜前後に設定さ
れている。

刃物台１０は下面に案内溝１０ａを有し、該案内溝１０
ａを、基台２」二に回転軸５の軸線Ｊと平行に配置され
た案内１１に摺動自在に嵌合している。図示を省略した
が、この刃物台１０は案内溝１０ａ部分に垂設された駆
動杆を案内１０中火の孔を通じて下方に垂下し、該駆動
杆をボールねじ等を用いた微量送り機構の駆動部に連結
されている。

次に、第１図を参照して巻取り装置２１について説明す
る。

図において、２２は切削装置１の基台２に並設された基
台、２３は円筒形の巻取りドラム、２４は該巻取りドラ
ム２２の端面を着脱自在に支持する一対の円形の支持板
、２５は基台２２上に突設された一対のブラケットであ
る。各支持板２３はブラケット２４に回動自在に軸支さ
れており、方の支持板にはプーリ２６が設けられている
。

２７は基台２上に固定された巻取りドラム回動用のモー
タで、そのモータ２７の回転軸にはプーリ２８が設けら
れており、該プーリ２８と上記のプーリ２６にはベルト
２９が巻回されている。

３０は切削装置１で生成された繊維束ＳＴを巻取りドラ
ム２３に案内するガイド体で、繊維束ＳＴを摺動自在に
保持するガイド部材３０ａを上面に有している。

３１はガイド体３０に螺合状態で貫通されたボールねじ
て、該ボールねじ３１は基台２２上に突設された一対の
ブラケット３２にその端部を回動自在に、且つ巻取りド
ラム２３と平行に軸支されている。ボールねじ３１の一
方の突出端にはプーリ３３が設けられている。また、ブ
ラケット３２にはガイド体３０の姿勢を保持するガイド
ピン３４が架設されており、またブラケット３２の対向
壁夫々には、ガイド体３０による押圧によって作動する
位置検出用のリミットスイッチ３５が設けられている。

３６は基台２２上に固定された無段変速機で、その出力
軸にはプーリ３７が設けられており、該プーリ３７と上
記のプーリ３３にはベルト３８が巻回されている。また
、無段変速機３６の入力軸にはブー９３９が設けられて
いる。

４０は基台２２上に固定されたボールねじ回動用のモー
タで、その回転軸にはプーリ４１が設けられており、該
プーリ４１と上記プーリ３９にはベルト４２が巻回され
ている。

１−記のモータ４０はガイド体３０によるリミットスイ
ッチ３５の抑圧によって回転方向を切換えられるように
なっており、つまりガイド体３０はボールねじ３１の正
逆回動によってリミットスイッチ３５間を往復移動する
。

ここで、先に述べた繊維製造装置による繊維の製造につ
いて説明する。

まず、切削装置１の回転軸５を反時計回り方向に一定速
度で回転させつつ、刃物台１０を案内レール１１に沿っ
て巻付は金属板８に向−）て一定速度で移動させる。こ
の金属板８の一面８ａに切削刃９が接したところで切削
が開始され、この後は切削刃９の送りに従って銅製の繊
維の束ＳＴが連続的に生成される。この切削によって生
成される繊維は６０ｍｍ以上の比較的長尺で、しかも３
次元的にカールしており、互いに絡み合って束の状態を
保持している。

に記の切削と同時に巻取り装置２１の各モータ２７．４
０を作動させ、巻取りドラム２３を回動させると共に、
ガイド体３０を低速で移動させる。

切削装置１で生成された繊維束ＳＴは、巻取りドラム２
３と平行に往復動するガイド体３０によって案内され、
巻取りドラム２３によって順次巻取られる。この巻取り
時において巻取られた繊維束ＳＴの表面に凹凸が生じる
場合には、回動表面にブラシやローラ等を当て該表面を
平坦に均すようにしてもよい。また、巻取りドラム２３
に巻取られる繊維束ＳＴの粗密状態は無段変速機３６の
変速比を変えることにより調整可能である。

上記の繊維を用いて金属マットを製造するには、まず第
４図（ａ）に示すように、繊維束ＳＴの巻付けられた巻
取りドラム２３を巻取り装置２１から取り外し、巻付け
られた繊維束ＳＴを回転カッター５１等を用いて巻取り
ドラム２２の軸線と平行な方向に切断する。この後、切
断された繊維束ＳＴを広げ、繊維が一方向に並び揃った
繊維層ＳＳを形成する。また、これとは別に同様の繊維
層ＳＳを形成する。ここで得られる繊維層ＳＳは隣接す
る繊維束ＳＴの繊維が相互に絡み合って結合しているた
め、繊維束及び繊維が分離し脱落することはない。

次に第４図（ｂ）に示すように、上記で得られた２つの
繊維層ＳＳを互いの繊維が直交して交差する方向に重ね
合わせてマット状物ＳＭを生成する。

次に第４図（Ｃ）に示すように、Ｊ形状の多数の針５２
ａを備えた治具５２を用いてニードルパンチを行ない、
繊維相互の絡み合い及び繊維層ＳＳ相互の繊維の絡み合
いを高め、結合の強化を図る。

以４−で銅製の繊維のみからなる金属マットが製造され
る。ここで製造される金属マットは、マットを構成する
繊維が直交する方向に重ね合わされた状態で相互に充分
に絡み合っているので、繊維の脱落がなく、且つ優れた
引張り強度を有している。また、上述の切削装置１では
銅、黄銅等の低硬度金属に限らず、ステンレス、鉄等の
高硬度金属からも繊維束を生成することが可能であり、
つまり硬度に関係なく種々金属から金属マットを製造す
ることができる。

尚、上述の実施例では切削装ｒａ１で生成された同一材
質の繊維束ＳＴを同一平面上で２層に重ね合わせたもの
を示したが、積層数は３層以上であってもよいし、また
異種金属の繊維層を積層してもよい。

また、上述の実施例における繊維の結合強化は、切削装
置１において３次元的にカールした金属繊維が生成でき
ることを理由に、単なる加圧や縫合によっても行なうこ
とが可能である。

即ち、第５図に示すように、マット状物ＳＭの肉圧より
もやや狭い間隔で対向配置された一対のローラ５３ａ、
５３ｂの間にマット状物ＳＭを加圧状態で通過させたり
、また第６図に示すようにマット状物ＳＭをプレス機の
ベツド５４ａ上に載置し該マット状物ＳＭをラム５４ｂ
によって加圧するようにして、繊維相互の絡み合い及び
繊維層ＳＳ相互の繊維の絡み合いをこの時の加圧によっ
て高めるようにしてもよい。また、マット状物にエアや
水等の液体を多数のノズルを用いて吹き付け、この時の
加圧によって繊維相互の絡み合い及び繊維層相互の繊維
の絡み合いを高めるようにしてもよい。更に、図示省略
の適宜植合機によって同種または異種の金属繊維によっ
てマット状物を縫合するようにしてもよい。

更に、繊維相互の絡み合いを高めるために二ドルパンチ
を行なう場合には各層間に織布、不織布等のマット基材
を介装して補強を図るようにしてよく、またローラ或い
はプレスを用いる場合には各層間に接着剤を介装して結
合の強化を図るようにしてよい。

更にまた、上述の実施例では繊維束ＳＴを直交する方向
に市ね合わせたものを示したが、該繊維は交差していれ
ば必ずしも直交させる必要はない。

また、繊維束を同一平面上で交差する方向に重ね合わせ
る方法についても他の方法が種々採用可能である。

例えば、第１図に示した巻取り装置２１においてガイド
体３０を高速で往復動させ、巻取りと同時に繊維束ＳＴ
を巻取りドラム２３−１−で交差させて市ね合わせ織り
込むようにしてもよく、この場合には巻取りドラム２３
に巻取られた繊維束を切断することでマット状物を簡単
に生成できる。また、第７図に示すように正方形の巻取
り板６２と、該巻取り板６２の対向側辺の中心を回動自
在に支持する一対のブラケット６３と、巻取り根回動用
のモータ６４とから構成された巻取り装置６１を使用し
、所定量の繊維束ＳＴが巻付けられた状態で巻取り板６
２のブラケット６３に対する取付は位置を９０″変更し
、さらに巻取りを続行して該方向でも所定量の繊維束Ｓ
Ｔが巻付けられた段階で巻取り板６２を巻取り装置６１
から取外すようにしてもよい。この巻取り方向では第８
図に示するように、各方向で巻取られた繊維束ＳＴが直
交して交差し、且つ層状に重ね合わされ、重ね合わされ
た繊維層ＳＳでマット状物ＳＭが生成される。

このマット状物ＳＭから金属マットを製造する場合には
、第４図（Ｃ）の治只、または第５図のロラ或いは第６
図のプレス等を用いて、繊維相互の絡み合い及び繊維層
ＳＳ相互の繊維の絡み合いを高め、この後に巻取り板４
２の辺部分を切断して該巻取り板４２から外せばよい。

更に、図示を省略したが、多数の係合突起または係合穴
を矩形状に錫えた基板に、切削装置１で生成された繊維
束ＳＴを係合突起または係合穴に一定の順番で格子状に
係合させてマット状物を生成するようにしてもよい。

更にまた、各種の用途に適した材料をδ層間に介装する
ことで、金属マットに用途個別の機能を介挿させ、また
金属マットを主材とした各種用途材料を製造する工程を
簡略化することができる。

例えば、第９図に示すように繊維層ＳＳ間に排気ガス用
の粒状酸化触媒７１を介装した後に繊維相互の絡み合い
を高めることで、車両用マフラの防音材として有用な金
属マットＫＭを得ることができるし、また第１０図に示
すように繊維層ＳＳ間に同一ヒの酸化触媒７１を包含し
た不織マツドア２を介装した後に繊維相互の絡み合いを
高めることで、同様の金属マットＫＭを得ることができ
る。

（発明の効果） 以上詳述したように、請求項（１）乃至（３）記載の製
造方法によれば、マットを構成する金属繊維が交差する
方向に重ね合わされた状態で相互に充分に絡み合ってお
り、繊維の脱落がなく、且つ優れた引張り強度を有する
金属マットを製造できる利点がある。

また、低硬度金属に限らず、高硬度金属からも繊維束を
切削により生成することが可能であるので、硬度に関係
なく種々金属から金属マットを製造できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施に好適な繊維製造装置の−Ｌ面図
、第２図は切削装置の斜視図、第３図は第２図の要部側
面図、第４図は金属マットの製造工程図、第５図と第６
図は夫々他の実施例を示す金属マットの製造工程図、第
７図は巻取り装置の他の実施例を示す側面図、第８図は
巻取り状態の斜視図、第９図及び第１０図は金属マット
の断面図である。 図中、１・・・切削装置、５・・・回転軸、Ｊ・・・回
転軸の軸線、６・・・巻付は部、８・・・金属板、８ａ
・・・巻付は金属板の端面、６・・・切削刃、２１・・
・巻取り装置、２２・・・巻取りドラム、３２・・・治
具、３３ａ、３３ｂ・・・ローラ、３４ａ・・・ベツド
、３４ｂ・・・ラム、６１・・・巻取り装置、６２・・
・巻取り板、ＳＴ・・・繊維束、ＳＭ・・・マット状物
、ＫＭ・・・金属マット。 特　許　出　願　人　　二ペックス株式会社柳沢　章

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）薄肉帯状の金属板が多数回巻付けられた回転軸を
   回転しつつ、巻付け金属板の端面を回転軸と平行に送ら
   れる切削刃によって切削して繊維束を連続的に生成する
   工程と、 繊維束を一平面上で交差して重ね合わせてマット状物を
   生成する工程と、 マット状物にニードルパンチする工程とを有する ことを特徴とする金属マットの製造方法。
2. （２）薄肉帯状の金属板が多数回巻付けられた回転軸を
   回転しつつ、巻付け金属板の端面を回転軸と平行に送ら
   れる切削刃によって切削して繊維束を連続的に生成する
   工程と、 繊維束を一平面上で交差して重ね合わせてマット状物を
   生成する工程と、 マット状物を加圧する工程とを有する ことを特徴とする金属マットの製造方法。
3. （３）薄肉帯状の金属板が多数回巻付けられた回転軸を
   回転しつつ、巻付け金属板の端面を回転軸と平行に送ら
   れる切削刃によって切削して繊維束を連続的に生成する
   工程と、 繊維束を一平面上で交差して重ね合わせてマット状物を
   生成する工程と、 マット状物を縫合する工程とを有する ことを特徴とする金属マットの製造方法。