JP2005272028A - 金属線条体用リール - Google Patents
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Abstract
【課題】 鋼板製のフランジを有する金属線条体用リールにおいて、金属線条体を捲き付けたときのフランジの拡がりに対する剛性および強度を高める。
【解決手段】 リールのフランジ2に複数の側面補強部4aと芯穴周辺補強部4bとからなる一体の補強部を設ける。そして、その側面補強部4aは、リール中心側でフランジ周方向の幅が大きく、かつ、リール中心側でフランジ外側面側への膨出高さを大きくする。また、フランジ2の周縁に中空リング状のフランジ周縁補強部8を形成し、そのフランジ周縁補強部8と芯穴周辺補強部4bとをリール軸方向に面一とする。
【選択図】 図2
【解決手段】 リールのフランジ2に複数の側面補強部4aと芯穴周辺補強部4bとからなる一体の補強部を設ける。そして、その側面補強部4aは、リール中心側でフランジ周方向の幅が大きく、かつ、リール中心側でフランジ外側面側への膨出高さを大きくする。また、フランジ2の周縁に中空リング状のフランジ周縁補強部8を形成し、そのフランジ周縁補強部8と芯穴周辺補強部4bとをリール軸方向に面一とする。
【選択図】 図2
Description
本発明は、金属線条体用リールに関し、特に、タイヤコード用の撚線機においてコードの素線を繰り出すリールや、ワイヤソーにおいてソーワイヤを巻き付けるリールのような、極細金属線条体を巻き付けるリールとして好適な金属線条体用リールに関する。
タイヤコードの素線やソーワイヤ等の極細金属線条体を巻く金属線条体用リールは、厚肉鋼材で造られるのが普通であり、製造の仕方により、捲胴部とフランジ部とを鋼材から一体物として削りだした一体物リール(削り出しリール)、捲胴部とフランジ部とを鋼材から別々に製作し、溶接により一体化した溶接リール、あるいは、ボルト連結した組立てリール等に分類されている(例えば、特許文献1参照。)。しかし、これら厚肉鋼材製のリールは、極細金属線条体用として使用する場合には十分な強度および剛性を確保できるよう捲胴部やフランジ部の厚みを一層厚くする必要があり、さらに、捲胴部とフランジ部との接合部の補強や捲胴部に対する補強が必要な場合もあって、リールの重量が極めて大きくなり、取り扱い性が悪く、運搬コストが高く、材料費や加工コストも高いものとなる。
金属線条体用リールは、線径が0.2mmに満たないような極細金属線、例えばゴム製品補強用のスチールコード(タイヤコード)の素線としての線径0.15〜0.40mm程度の極細金属線あるいはスチールコードや、線径が0.12〜0.16mmあるいはそれ以下のワイヤソー用極細金属線(ソーワイヤ)を、所定の張力(例えば0.4〜1.5Kg)でリールに巻き付ける場合に、その巻付け張力に起因して大きな巻き圧(締め付け力)が捲胴部に作用し、往復して何回も巻き付けることにより、フランジ部に側圧(押し拡げ力)が作用する。そして、巻き付ける金属線条体の線径が小さいほど、巻きピッチが密になるほど、また巻き付け張力が大きいほど、そして巻き付け往復回数が多いほど捲胴部に作用する巻き圧(締め付け力)及びフランジ部に作用する側圧(押し拡げ力)が加速度的に増大する。
そのため、このような極細金属線条体を巻き付けるリールは、捲胴部が巻き圧(締め付け力)に対し、また、側圧がフランジを押し拡げることによる伸びに対して十分な強度を有し、且つ、十分な剛性を有するものでなければならず、フランジ部が、側圧に対し十分な強度を有し、また、側圧による撓みの少ない剛性を有するものでなければならない。側圧によるフランジの撓みは、捲胴部の変形(へこみ)を引き起し、捲胴部の変形はワイヤを巻取るときのハンチングにつながり、断線の要因となる。
また、特に、捲胴部の幅よりもフランジ部の直径が大きい「スリム型リール」の場合には、捲胴部にかかる巻き圧よりもフランジ部にかかる圧力(側圧)の方が遥かに大きく、そのため、フランジ部にかかる圧力が、両フランジ部を外周側で互いに離反する方向に押し拡げる。そして、その側圧は、ワイヤソー用のリールのように、40〜60Kgあるいはそれ以上の重量分のソーワイヤを巻き付けた場合には、数トンあるいは数十トンに達することがあり、その結果、捲胴部とフランジ部との連結位置である角部に応力が集中し、この個所に破損が発生しやすい。一方、フランジ部の直径よりも捲胴部の幅が大きい「胴長リール」の場合、巻き付け張力に起因する圧力が捲胴部に集中し、捲胴部に作用する巻き圧(締め付け力)が大きくなる。そして、この大きな巻き圧(締め付け力)により、捲胴部は中央部分が縮径するように変形し、この変形により、リールは両フランジ部が内側に倒れこむように変形する。このようなリールの場合、捲胴部に破損が発生しやすい。
このように、従来の厚肉鋼板製のリールは、金属線条体用リール、特にタイヤコード用の撚線機やワイヤソーに使用する極細金属線条体用のリールとして十分な強度および剛性を確保しつつ軽量化を達成するということができなかった。
そこで、強度および剛性を確保しつつ軽量化を達成できる金属線条体用リールとして、捲胴の両端に、高張力鋼板のプレス加工によって略放射状に外側面側に膨らんだ複数の補強用リブを設けたフランジを溶接により固着したリールも開発されている(例えば、特許文献2参照。)。
特開2002−370152号公報
特開平9−295768号公報
上記のように捲胴の両端に、高張力鋼板のプレス加工によって略放射状に外側面側に膨らんだ複数の補強用リブを設けたフランジを溶接により固着することにより形成したリールは、軽量であり、タイヤコードの素線やソーワイヤ等の極細金属線条体を巻き付ける場合に、強度および剛性の面でもある程度の巻き重量までは十分な対応が可能である。しかしながら、この種のリールは、プレス加工により形成するフランジの剛性に課題があり、特に、フランジにかかる圧力(側圧)が大きく、その圧力が両端のフランジを外周側で互いに離反する方向に押し拡げる方向に作用する場合に、フランジの変形が大きくなり、捲胴との連結位置である角部に応力が集中して、破損が発生しやすい。
本発明はこうした課題を解決するもので、鋼板製のフランジを有する金属線条体用リールにおいて、金属線条体を捲き付けたときのフランジの拡がりに対する剛性および強度を高めることを目的とする。
本発明は上記課題を解決するため、捲胴の両端に鋼板で形成されたフランジが固着され、該フランジは、中心部に芯穴を有するとともに、該芯穴の周りに略放射状に外側面側へ膨出した複数の側面補強部を有する金属線条体用リールにおいて、上記フランジの芯穴に沿い上記複数の側面補強部に連続してリング状に外側面側に膨出し該複数の側面補強部とともに一体の補強部を形成する芯穴周辺補強部を設けたことを特徴とする金属線条体用リールを提供する。
このリールは、フランジの芯穴の周りの略放射状に外側面側へ膨出した複数の側面補強部と、これら複数の側面補強部に連続して芯穴に沿いリング状に外側面側に膨出した芯穴周辺補強部とが、剛性の高い一体の補強部を構成し、それにより、フランジの拡がりに対する剛性および強度が高まる。そのため、極細金属線条体用のリールとして十分な強度および剛性を確保しつつ軽量化を達成することができる。
上記リールにおいて、各側面補強部は、リール中心側でフランジ周方向の幅が大きくなる末広形状とするのが良く、それにより、押し拡げに対するフランジの剛性を一層高めることができる。
また、側面補強部は、リール中心側でフランジ外側面側への膨出高さが大きくなるよう構成するのが良く、それにより、なお一層、押し拡げに対するフランジの剛性を高めることができる。
また、各フランジは、周縁に中空リング状のフランジ周縁補強部を有し、該フランジ周縁補強部と上記芯穴周辺補強部とがリール軸方向に面一であるよう構成するのが良く、そうすることで、保管時や移送時においてリールを安定した状態で段積みできる。
また、このリールは、各フランジが鋼板からなる複数のフランジ部材を軸線方向に重なる配置とし一体化した多重構造で、軸線方向外側の第1フランジ部材と軸線方向内側の第2フランジ部材とが周縁部分にて重なり合い、その重なり合った周縁部分が全周にわたり折り返されて上記中空リング状のフランジ周縁補強部を構成するものとすることができる。このように構成することで、フランジ内側面を平坦にできるとともに、移送時のリール同士のつば当たり等の衝撃によるフランジ周縁部の変形を防止でき、また、フランジ全体の剛性および強度を高めることができる。
そして、その場合、リールは、捲胴の胴部材の外側に外胴が配置され、該外胴の軸線方向両側に、上記外胴と面一のリール面を形成するとともに上記フランジの第2フランジ部材と面一のフランジ面を形成する断面L字形リング状のスペーサが配置され、上記胴部材の両端がフランジの第1フランジ部材に溶接固定され、各スペーサが両側のフランジ部の第2フランジ部材内周に突き合せ状態で溶接固定され、上記外胴とその両側のスペーサとが突き合わせ状態で溶接固定されたものとすることで、金属線条体を巻き付けた時の締め付け力に対する捲胴の強度を高めるとともに、フランジの変形に対する剛性および強度を一層高めることができる。
以上のとおり、本発明によれば、鋼板製のフランジを有する金属線条体用リールの軽量化を図りつつ、フランジの拡がりに対する剛性および強度を高めることができる。
以下、図面に基づいて実施の形態を説明する。
図1および図2は実施の形態の一例を示す。図1はリールの縦断面(図2におけるA−A断面)、図2はリールの正面図である。
この実施の形態のリールは、タイヤコード用の伸線機や撚線機あるいはワイヤソーに使用する金属線条体用リールであって、捲胴1と、その両端に位置するフランジ2,2とで構成されている。
捲胴1は円筒状の胴部材3を有する。胴部材3は、例えば冷間圧延高張力鋼板(SAFC)を円筒状に曲げ加工して製作したものである。
フランジ2,2は各々が例えば熱間圧延高張力鋼板(SAPH)をプレス成形した第1フランジ部材4と、熱間圧延高張力鋼板(SAPH)で形成した第2フランジ部材5とを、第1フランジ部材4を外側とし第2フランジ部材5を内側として軸線方向に重なる配置で一体化したものである。
第1フランジ部材4には、プレス成形により中心部に芯穴6が形成されるとともに、芯穴6の周りに略放射状にフランジ外側面側(軸線方向外側)へ膨出した複数(図示の例では8個あるが、好ましくは6〜12個で、適宜変更可能である。)の側面補強部4aが形成され、芯穴6に沿い上記複数の側面補強部4aに連続してリング状にフランジ外側面側に膨出し上記複数の側面補強部4aとともに一体の補強部を構成する芯穴周辺補強部4bが形成されている。上記複数の側面補強部4aは、互いに同形・同寸で、それぞれが、図2に示すように、リール軸方向から見てリール中心側でフランジ周方向の幅が大きくなる末広形状で、かつ、図1に示すように、リール軸に直交する方向から見てリール中心側でフランジ外側面側への膨出高さが大きく、フランジ周方向に略等間隔に形成されている。
一方、第2フランジ部材5は、フランジ2の内側面を構成するようドーナツ状に形成される。
そして、各フランジ2,2は、第1フランジ部材4の周縁部分が軸方向外側にカールするよう折り返され、第2フランジ部材5の周縁部分が、カールした第1フランジ部材4の上から軸方向外側に略直角に折り返され、次いで径方向内側にカールし第1フランジ部材4の周縁部分を巻き込んで折り返され、それにより、中空リング状のフランジ周縁補強部8が形成されている。フランジ周縁補強部8と芯穴周辺補強部4bとはリール軸方向に面一である。
胴部材3は第1フランジ部材4,4に溶接により固着されている。また、捲胴1は、胴部材3の外側に、一対の半割り円筒部材9a,9bが波状スリット(波状以外の曲線状、直線状、山形その他の形状のスリットでもよい。)を介して円筒状に組み合わされてなる外胴9を備えている。また、捲胴1の胴部材3の外側で外胴9の軸線方向両側には、外胴9と面一のリール面を形成するとともに第2フランジ部材5,5と面一のフランジ面を形成するよう断面L字形リング状に形成されたスペーサ10,10が配置されている。そして、スペーサ10,10が両側のフランジ2,2の第2フランジ部材5,5の内周に突き合せ状態で溶接により固着され、外胴9と両側のスペーサ10,10とがやはり突き合わせ状態で溶接により固着されている。外胴9およびスペーサ10,10は、例えば冷間圧延高張力鋼板(SAFC)で形成されたものである。
また、このリールには、捲胴1の胴部材3の内側に胴部材3と略同心に軸線方向に延びて両端が両側のフランジ2,2の芯穴6,6に固定される中芯11が設けられている。
中芯11は、例えば構造用炭素鋼(例えばS45C)のパイプ材を使用した円筒部材12と、この円筒部材12の両端に固定された肉厚が円筒部材12より大きい例えば構造用炭素鋼(例えばS45C)の厚肉鋼材を機械加工して形成した左右一対のリング状のボス部材13,13とで構成されたもので、両端のボス部材13,13が両側のフランジ2,2の芯穴6,6に挿入され、軸線方向外側から溶接により固着されている。また、左右のボス部材13,13の端面には回転起動用に各一対のけり穴14,14が、左右で互いに90度位相を変えて設けられている。
そして、この中芯11には、左右のボス部材13,13の外周部分に、胴部材3を軸線方向の全域において中芯11に対し略同心に位置決めするよう、円形鍔状で外周が胴部材3の内周に摺接する形状および寸法の同心位置決め部材15,15が装着され、溶接により固着されている。
この実施の形態のリールを製造する際には、捲胴1を構成する胴部材3および外胴9の半割り円筒部材9a,9bと、第1フランジ部材4と第2フランジ部材5とを一体化した多重構造のフランジ2,2、と、スペーサ10,10と、同心位置決め部材15,15を備えた中芯11とを、それぞれ予め別々に製作し、それらを例えば次の手順で組み付ける。
まず、中芯11の一端側のボス部材13を、一方のフランジ2の第1フランジ部材4の芯穴6に第2フランジ部材5の側から装着し、軸線方向外側から溶接固定する。
次に、中芯11の外側に、同心位置決め部材15,15をガイドにして胴部材3を嵌め込むことにより、胴部材3を軸線方向の全域において中芯11に対し略同心に位置決めし、その胴部材3の一端を第1フランジ部材4に溶接により固着する。
次いで、スペーサ10,10を胴部材3に他端から装着した後、中芯11の他端側のボス部材13を他方のフランジ2の第1フランジ部材4の芯穴6に第2フランジ部材5の側から装着して溶接により固着する。
次に、スペーサ10,10を胴部材3の上記一端側にずらせた状態で、胴部材3の他端を他方のフランジ2の第1フランジ部材4に溶接により固着する。
次に、スペーサ10,10を胴部材3上で両端側に寄せて、それら一対のスペーサ10,10の間で胴部材3の外側に、外胴9の半割り円筒部材9a,9bを被せ、その状態で各スペーサ10を両側の第2フランジ部材5,5の内周に突き合せ状態で溶接により固着するとともに、外胴9と両側のスペーサ10,10とを突き合わせ状態で溶接により固着する。
このリールは、上記のとおりフランジ2,2に複数の側面補強部4aと芯穴周辺補強部4bとからなる一体の補強部が設けられ、特に、各側面補強部4aが、リール中心側でフランジ周方向の幅が大きくなり、かつ、リール中心側でフランジ外側面側への膨出高さが大きくなるよう形成されていることにより、押し拡げに対するフランジ2,2の剛性が高く、極細金属線条体用のリールとして十分な強度および剛性を確保しつつ軽量化を達成することができる。
また、このリールは、フランジ2,2の周縁に中空リング状のフランジ周縁補強部8を有し、そのフランジ周縁補強部8と芯穴周辺補強部4bとがリール軸方向に面一であるため、保管時や移送時にリールを安定して段積みすることができる。
また、このリールは、フランジ2,2が、上記のとおり軸線方向外側の第1フランジ部材4と軸線方向内側の第2フランジ部材5とが周縁部分にて重なり合った多重構造で、周縁部分が全周にわたり折り返されて中空リング状のフランジ周縁補強部8を構成することにより、フランジ内側面を平坦にできるとともに、移送時のリール同士のつば当たり等の衝撃によるフランジ周縁部の変形を防止でき、また、フランジ全体の剛性および強度を高めることができる。
また、このリールは、捲胴1を、上記のとおり胴部材3と外胴9とスペーサ10,10とで構成したため、金属線条体を巻き付けた時の締め付け力に対する捲胴1の剛性および強度が高い。
以上、実施の形態の一例を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、捲胴を厚肉鋼材製とするなど、適宜態様を変更して実施可能である。
胴部材3、外胴9およびスペーサ10,10の材料としては、SAFC(冷間圧延高張力鋼板)のほか、SAPH(熱間圧延高張力鋼板)等が好適である。また、第1フランジ部材4および第2フランジ部材5の材料としては、SAPH(熱間圧延高張力鋼板)のほか、SPCC(冷間圧延高張力鋼板)等が好適である。また、胴部材3、外胴9およびスペーサ10,10の材料、第1フランジ部材4および第2フランジ部材5の材料は、S45C等の構造用炭素鋼であってもよい。
本発明の金属線条体用リールは、タイヤコードの素線用、ソーワイヤ用に限らず、他の金属線条体用リールとしても適用できることは勿論である。
1 捲胴
2 フランジ
3 胴部材
4 第1フランジ部材
4a 側面補強部
4b 芯穴周辺補強部
5 第2フランジ部材
6 芯穴
8 フランジ周縁補強部
9 外胴
9a,9b 半割り円筒部材
10スペーサ
11 中芯
12 円筒部材
13 ボス部材
15 同心位置決め部材
2 フランジ
3 胴部材
4 第1フランジ部材
4a 側面補強部
4b 芯穴周辺補強部
5 第2フランジ部材
6 芯穴
8 フランジ周縁補強部
9 外胴
9a,9b 半割り円筒部材
10スペーサ
11 中芯
12 円筒部材
13 ボス部材
15 同心位置決め部材
Claims (6)
- 捲胴の両端に鋼板で形成されたフランジが固着され、該フランジは、中心部に芯穴を有するとともに、該芯穴の周りに略放射状に外側面側へ膨出した複数の側面補強部を有する金属線条体用リールにおいて、
上記フランジの芯穴に沿い上記複数の側面補強部に連続してリング状に外側面側に膨出し該複数の側面補強部とともに一体の補強部を形成する芯穴周辺補強部を設けたことを特徴とする金属線条体用リール。 - 各側面補強部は、リール中心側でフランジ周方向の幅が大きくなる末広形状であることを特徴とする請求項1記載の金属線条体用リール。
- 各側面補強部は、リール中心側でフランジ外側面側への膨出高さが大きくなることを特徴とする請求項2記載の金属線条体用リール。
- 各フランジは、周縁に中空リング状のフランジ周縁補強部を有し、該フランジ周縁補強部と上記芯穴周辺補強部とがリール軸方向に面一であることを特徴とする請求項1、2または3記載の金属線条体用リール。
- 各フランジは鋼板からなる複数のフランジ部材を軸線方向に重なる配置とし一体化した多重構造で、軸線方向外側の第1フランジ部材と軸線方向内側の第2フランジ部材とが周縁部分にて重なり合い、その重なり合った周縁部分が全周にわたり折り返されて上記中空リング状のフランジ周縁補強部を構成していることを特徴とする請求項4記載の金属線条体用リール。
- 捲胴の胴部材の外側に外胴が配置され、該外胴の軸線方向両側に、上記外胴と面一のリール面を形成するとともに上記フランジの第2フランジ部材と面一のフランジ面を形成する断面L字形リング状のスペーサが配置され、上記胴部材の両端がフランジの第1フランジ部材に溶接固定され、各スペーサが両側のフランジ部の第2フランジ部材内周に突き合せ状態で溶接固定され、上記外胴とその両側のスペーサとが突き合わせ状態で溶接固定されていることを特徴とする請求項5記載の金属線条体用リール。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2004083918A JP2005272028A (ja) | 2004-03-23 | 2004-03-23 | 金属線条体用リール |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111540539A (zh) * | 2020-05-10 | 2020-08-14 | 祁迎龙 | 一种钢绞线线宽自动监测控制设备 |
-
2004
- 2004-03-23 JP JP2004083918A patent/JP2005272028A/ja active Pending
Cited By (2)
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CN111540539A (zh) * | 2020-05-10 | 2020-08-14 | 祁迎龙 | 一种钢绞线线宽自动监测控制设备 |
CN111540539B (zh) * | 2020-05-10 | 2021-11-09 | 河北恒源线缆有限公司 | 一种钢绞线线宽自动监测控制设备 |
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