JP2011256017A - 金属線条体巻装用リールおよびそのフランジの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】金属板製で外周部がカールしてフランジ周縁補強部を形成したフランジを有する使い捨て仕様の金属線条体巻装用リールを、板厚を厚くして数回の繰り返し使用に耐えることができるようにし、しかも、巻線量を少なくする必要がなく、リールの幅寸法を大きくする必要もなく、加工上の問題も生じないようにする。
【解決手段】 フランジ２Ａ，２Ｂのフランジ側壁部３の板厚を６〜１２ｍｍとし、フランジ周縁補強部４の板厚を、フランジ側壁部３の板厚の２／３以下で、カール方向の先端部分で最先端側ほど薄くし、最先端の板厚をフランジ側壁部３の板厚の１／４〜１／２とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、金属板製で外周部がカールしてフランジ周縁補強部を形成したフランジを有する金属線条体巻装用リールに関し、特に、ソーワイヤ用等の使い捨て仕様の金属線条体巻装用リールおよびそのフランジの製造方法に関する。

ソーワイヤ等の金属線条体巻装用リールとして、巻胴とフランジとを鋼材から一体物として削りだした削り出しリールや、鋼材から削りだして別々に作製した巻胴とフランジとを溶接により一体化した溶接リールや、鋼板のプレス加工により巻胴とフランジをそれぞれが例えばリブ状の補強構造を有する別々の部材として作製し、それらを溶接により接合して一体化したプレスリールが使用されている。

プレスリールは、通常は、何回も繰り返して使用するもので、繰り返し使用に耐える設計となっているが、一度しか使用しない使い捨てリールもある（例えば、特許文献１参照。）。使い捨て仕様のプレスリールは、フランジの板厚が薄く、フランジ側壁部に補強リブ等の無い簡易な構造で、安価且つ軽量である。

意匠登録第１３０７３５９号公報

近年、使い捨てリールであっても、一度しか使用しないのではなく、繰り返して数回使用したいという要求がある。

ソーワイヤのような極細金属線をリールに巻き付けると、その巻付け張力に起因して大きな巻き圧（締め付け力）が巻胴に作用するとともに、フランジに側圧（押し拡げ力）が作用する。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、巻胴が巻き圧（締め付け力）に対して、また、側圧がフランジを押し拡げることによる巻胴の伸びに対して、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ないとともに、フランジが、側圧に対し十分な強度を有し、また、側圧による変形（外側への反り）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変形は、巻胴の変形（へこみ）を引き起し、巻胴の変形は、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。

使い捨て仕様のプレスリールは、安価で軽量であることが重視され、強度的には、一度の使用に耐えるものであればよかった。そのため、巻胴およびフランジの板厚は薄く、いずれも例えば４ｍｍ程度で、しかも、いずれもシンプルな単層構造であるため、巻線時の変形が使用後まで残り、再度使用しようとすると変形が大きくなってしまうため、繰り返し使用することはできない。

このような使い捨て仕様のプレスリールを数回の繰り返し使用に耐えるようにするためには、巻線時の巻胴およびフランジの変形に対する強度並びに剛性を高める必要がある。繰り返し何度も使用する通常のプレスリールの場合は、リブその他の補強構造を設けることによって強度並びに剛性を高めているが、数回使用するだけのリールの場合は、安価且つ軽量であることが要求されるため、リブ等の補強構造を設けるよりも、先ずは、巻胴およびフランジの板厚を厚くすることが強度並びに剛性を高める簡易且つ有効な手段となる。

しかし、プレスリールは、巻線時にフランジが外側に反るのを防止するために、プレス加工によりフランジの外周部をカールさせてフランジ側壁部の周りに中空リング状のフランジ周縁補強部を形成する必要があり、その場会、フランジの板厚を厚くすると、フランジ周縁補強部のカール方向の断面の径寸法が大きくなり、リール軸線方向の幅寸法が増して、その分、フランジの幅（リール軸線方向の寸法）が大きくなってしまう。そうすると、リールを取り付けるワイヤソー等のマシンとの関係で、規格によりリールの幅寸法（リール軸線方向の寸法）が決まっている場合に、フランジの幅が大きくなる分だけ、巻線に使用できる巻胴の幅（リール軸線方向の寸法）が小さくなり、その結果、フランジの径方向に従来よりも外側まで巻かない限りは、板厚の薄い従来のリールに比べて巻線量が少なくなってしまって、従来と同じ量を巻くことができなくなる。また、フランジの径方向のより外側まで巻けば、従来と同じ量を巻けるが、そうすると、径方向の外側ほどモーメントが大きくなって、フランジに掛かる荷重が増え、フランジの変形が大きくなってしまう。

また、フランジの板厚が厚いと、カールさせてフランジ周縁補強部を形成するプレス加工時に、より大きな荷重が必要となって、プレスの機械や金型に大きな負担をかけることとなり、また、金型の寿命が短くなるという問題が生ずる。

本発明は、金属板製で外周部がカールしてフランジ周縁補強部を形成したフランジを有する使い捨て仕様の金属線条体巻装用リールを、板厚を厚くして数回の繰り返し使用に耐えることができるようにし、しかも、巻線量を少なくする必要がなく、リールの幅寸法を大きくする必要もなく、加工上の問題も生じないようにすることを目的とする。

本発明の金属線条体巻装用リールは、巻胴の両端に金属板製のフランジが固着され、該フランジの外周部がリール軸線方向の外側へカールしてフランジ側壁部の周りに中空リング状のフランジ周縁補強部を形成してなる金属線条体巻装用リールにおいて、フランジのフランジ周縁補強部の板厚をフランジ側壁部の板厚より薄くしたことを特徴とする。

この金属線条体巻装用リールは、フランジのフランジ側壁部の板厚が６〜１２ｍｍで、フランジ周縁補強部の板厚がフランジ側壁部の板厚の２／３以下であるのがよく、また、フランジのフランジ周縁補強部の板厚がカール方向の先端部分で最先端側ほど薄くなっているのがよく、特に、フランジ周縁補強部のカール方向の最先端の板厚が前記フランジ側壁部の板厚の１／４〜１／２であるのがよい。

また、本発明は、円盤状の金属板の外周部を切削加工して該外周部の板厚を薄くし、その薄くした外周部をプレス加工により軸線方向の一側へカールさせてフランジ側壁部の周りに中空リング状のフランジ周縁補強部を有するフランジの形状に成形することを特徴とする金属線条体巻装用リールのフランジの製造方法を提供する。この製造方法は、金属板の外周部の板厚を切削加工により薄くするのに先立って、該外周部をプレス加工により軸線方向へ曲折させて円筒状にするものであってよい。

また、本発明は、円盤状の金属板の外周部をプレス加工して該外周部の板厚を薄くし、その薄くした外周部をプレス加工により軸線方向の一側へカールさせてフランジ側壁部の周りに中空リング状のフランジ周縁補強部を有するフランジの形状に成形することを特徴とする金属線条体巻装用リールのフランジの製造方法を提供する。この製造方法は、金属板の薄くした外周部をプレス加工によりカールさせるのに先立って、該外周部をプレス加工により軸線方向へ曲折させて円筒状にすることを特徴とするものであってよい。

これらの製造方法では、フランジ側壁部の板厚を６〜１２ｍｍとし、外周部の板厚をフランジ側壁部の板厚の２／３以下とするのがよく、また、外周部の先端部分の板厚が最先端側ほど薄くなるようにするのがよく、特に、外周部の最先端の板厚をフランジ側壁部の板厚の１／４〜１／２とするのがよい。

本発明によれば、使い捨て仕様の金属線条体巻装用リールを、フランジの巻線時に側圧を受けるフランジ側壁部の板厚を厚くして、数回の繰り返し使用に耐える強度並びに剛性を有するものとすることができ、フランジにリブ等の補強構造を設けないシンプルな単層構造とした安価で軽量なリールとすることができる。

そして、板厚を薄くした外周部をプレス加工してフランジ周縁補強部を形成することで、カールしたフランジ周縁補強部のカール方向の断面の径寸法を小さくして、フランジの幅（リール軸線方向の寸法）が大きくならないようにすることができ、リールの幅寸法（リール軸線方向の寸法）を大きくしなくても、巻線に使用できる巻胴の幅（リール軸線方向の寸法）が小さくならず、巻線量が減らないようにすることができる。

また、板厚を薄くした外周部をプレス加工してフランジ周縁補強部を形成できるので、フランジ周縁補強部のプレス加工時の荷重を小さくすることができ、プレスの機械や金型の負担を低減することができ、金型の寿命を延ばすことができる。

このように、本発明によれば、金属板製で外周部がカールしてフランジ周縁補強部を形成したフランジを有する使い捨て仕様の金属線条体巻装用リールを、板厚を厚くして数回の繰り返し使用に耐えることができ、しかも、巻線量を少なくする必要がなく、リールの幅寸法を大きくする必要もなく、加工上の問題も生じないようにすることができる。

実施形態の一例のリールを示す図で、（ａ）は縦断面図（右側のフランジ部は図２の（ａ）のＡ−Ａ断面で示し、左側のフランジ部は図２の（ｂ）のＢ−Ｂ断面で示す）、（ｂ）は（ａ）の一部（ｐ部）拡大図である。 図１のリールの側面図で、（ａ）は右側面図、（ｂ）は左側面図である。 図１のリールのフランジの製造工程における第１の加工材を示す図で、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は（ａ）の一部（ｐ部）拡大図である。 図１のリールのフランジの製造工程における第２の加工材を示す図で、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は（ａ）の一部（ｐ部）拡大図である。

図１〜図４は本発明の実施形態の一例を示している。
この実施の形態のリールは、シリコン、セラミック等の硬質材料の切断に用いられるソーワイヤ等の極細金属線条体を巻き付ける金属線条体巻装用リールでああって、図１および図２に示すように、円筒状の巻胴１と、巻胴１の両端に固着された一対のフランジ２Ａ，２Ｂとで構成されている。

巻胴１は、板厚が５〜１１ｍｍ（例えば６ｍｍ）の冷間圧延高張力鋼板（ＳＰＦＣ）等の金属板をプレス加工して円筒状に成形し、突合せ部を溶接で接合したものである。

また、一対のフランジ２Ａ，２Ｂは、板厚が６〜１２ｍｍ（例えば７ｍｍ）の熱間圧延高張力鋼板（ＳＡＰＨ）等の金属板をプレス加工したもので、内径および外径がいずれも同寸法の略円形ドーナツ状のフランジ側壁部３が形成されるとともに、フランジ側壁部３の周りに、プレス加工により、フランジ２Ａ，２Ｂの外周部をリール軸線方向の外側（反巻胴側）へカールさせてなる中空リング状のフランジ周縁補強部４が形成され、また、フランジ２Ａ，２Ｂの内周部を、巻胴１の端面に突き合わせるようリール軸線方向の内側（巻胴側）へ所定幅突出させた円筒状の連結部５が形成されている。フランジ周縁補強部４は、カール方向の断面の径寸法（リール軸線方向の幅寸法）が例えば２０ｍｍ以下である。

そして、巻胴１の端面とフランジ２Ａ，２Ｂの連結部５の端面は、それぞれ外周側に向けてテーパー加工が施されていて、それらテーパー加工が施された端面同士が突合せ状態で溶接されている。

一対のフランジ２Ａ，２Ｂのうち、片側のフランジ２Ｂには、フランジ側壁部３の外側（反巻胴側）の面に、フランジ側壁部３の内径および外径の略中間に位置し、１８０度対向する配置で、回転起動用の一対のけりピン６が固定されている。けりピン６の端面はフランジ周縁補強部４とリール軸線方向に面一である。

また、一対のフランジ２Ａ，２Ｂは、フランジ周縁補強部４の外周にキリ加工によって水抜き穴７が設けられ、フランジ側壁部３に、フランジ側壁部３の外径寄りに位置し、周方向に等間隔となる配置で、リール軸線方向の外側（反巻胴側）から打刻されてなる複数個（図の例では１２個）の小判形打痕８が設けられている。

そして、このリールは、フランジ２Ａ，２Ｂのフランジ周縁補強部４の板厚が、フランジ側壁部３の板厚より薄くなっている。フランジのフランジ側壁部３の板厚は６〜１２ｍｍ（例えば７ｍｍ）で、フランジ周縁補強部４の板厚はフランジ側壁部３の板厚の２／３以下（例えば４ｍｍ）である。また、フランジ周縁補強部４の板厚は、カール方向の先端部分で最先端側ほど薄くなっていて、カール方向の最先端の板厚がフランジ側壁部３の板厚の１／４〜１／２（例えば２ｍｍ）である。

フランジ２Ａ，２Ｂの製造方法は次のとおりである。
まず、板厚が６〜１２ｍｍ（例えば７ｍｍ）の熱間圧延高張力鋼板（ＳＡＰＨ）等の円盤状の金属板をプレス加工して、図３に示すように、外周部９を軸線方向に曲折して円筒状にし、内周部１０を軸線方向の外周部９とは反対側に曲折して円筒状にし、フランジ側壁部３に小判形打痕８を打刻してなる第１の加工材２１を作製する。

そして、この第１の加工材２１を旋盤加工して、図４に示すように外周部９の板厚をフランジ側壁部３の板厚より薄くするよう外周部９の内周側を切削し、また、内周部１０の端面をテーパー加工してなる第２の加工材２２を作製する。

その際、第２の加工材２２は、フランジ側壁部３の板厚を６〜１２ｍｍ（例えば７ｍｍ）とし、外周部９の板厚をフランジ側壁部３の板厚の２／３以下の３〜６ｍｍ（例えば４ｍｍ）とする。また、外周部９の先端部分の外周面に、板厚が最先端側ほど薄くなるようテーパー加工を施し、外周部９の最先端の板厚をフランジ側壁部３の板厚の１／４〜１／２（例えば２ｍｍ）とする。

そして、この第２の加工材２２をプレス加工して、板厚の薄い外周部９をフランジ側壁部３の壁面に向けカールさせ、図１に示すようにフランジ側壁部３の周りに中空リング状のフランジ周縁補強部４を有するフランジ２Ａ，２Ｂの形状に成形する。そして、片側のフランジ２Ｂには、フランジ側壁部３にけりピン６を固定する。

また、フランジ２Ａ，２Ｂは次の方法でも製造できる。
この場合、板厚が６〜１２ｍｍ（例えば７ｍｍ）の熱間圧延高張力鋼板（ＳＡＰＨ）等の円盤状の金属板の外周部の板厚をプレス加工により薄くする。

その際、金属板はフランジ側壁部となる部分の板厚を６〜１２ｍｍ（例えば７ｍｍ）とし、外周部の板厚をフランジ側壁部３の板厚の２／３以下の３〜６ｍｍ（例えば４ｍｍ）とする。また、外周部の先端部分の外周面を、板厚が最先端側ほど薄くなるようテーパー状に成形し、外周部の最先端の板厚をフランジ側壁部３の板厚の１／４〜１／２（例えば２ｍｍ）とする。

そして、その薄くした外周部を軸線方向に曲折して円筒状にし、内周部を軸線方向に外周部とは反対側へ曲折して円筒状にし、フランジ側壁部に小判形打痕を打刻する。

そして、板厚の薄い外周部をプレス加工により軸線方向の一側へカールさせ、図１に示すようなフランジ側壁部３の周りに中空リング状のフランジ周縁補強部４を有するフランジ２Ａ，２Ｂの形状に成形する。そして、片側のフランジ２Ｂには、フランジ側壁部３にけりピン６を固定する。

こうして製造したフランジ２Ａ，２Ｂは、連結部５の端面を巻胴１の端面に突き合せて溶接する。そして、その後、適宜、連結部５を巻胴１の板厚に合わせて旋盤加工で切削する。

このように、フランジ周縁補強部４を、フランジ側壁部３よりも板厚を薄くした外周延設部９をプレス加工してカールさせて形成することで、フランジ側壁部３の板厚を厚くして強度並びに剛性を高めつつ、フランジ周縁補強部４のカール方向の断面の径寸法を、フランジ周縁補強部４の板厚がフランジ側壁部３の板厚と同じである場合（図１の（ｂ）に仮想線で示す）に比べて小さくし、フランジ２Ａ，２Ｂの幅（リール軸線方向の寸法）が大きくならず、リールの幅寸法（リール軸線方向の寸法）を大きくしなくても、巻線に使用できる巻胴１の幅（リール軸線方向の寸法）が小さくならず、巻線量が減らないようにすることができる。

また、板厚を薄くした部分をプレス加工してフランジ周縁補強部４を形成するので、フランジ周縁補強部４のプレス加工時の荷重を小さくすることができ、プレスの機械や金型の負担を低減し、金型の寿命を延ばすことができる。

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、適宜態様を変更して実施可能である。

巻胴は、板厚が５〜１１ｍｍに限定されるものではなく、冷間圧延高張力鋼板（ＳＰＦＣ）に限定されるものでもない。また、巻胴は、一体あるいは別体の補強構造を有するものであってもよい。配管用鋼管、構造用鋼管も使用可能である。

フランジは、板厚が６〜１２ｍｍに限定されるものではなく、熱間圧延高張力鋼板（ＳＡＰＨ）に限定されるものでもない。また、フランジの連結部の構造は上記実施形態のものに限定されるものではなく、フランジ周縁補強部は外径が２０ｍｍ以下に限定されるものでもない。また、けりピンの位置および構造、水抜き穴７の位置および構造は上記実施形態のものに限定されるものではなく、小判形打痕は、形状、数等が上記実施形態のものに限定されるものではなく、また、必ずしも設ける必要がない。また、フランジは、リブ等の補強構造を有するものであってもよい。

また、フランジ側壁部の板厚は６〜１２ｍｍに限定されるものではなく、フランジ周縁補強部の板厚はフランジ側壁部３の板厚の２／３以下に限定されるものでもない。そして、フランジ周縁補強部は先端部分がテーパー加工されたものに限定されず、最先端の板厚がフランジ側壁部３の板厚の１／４〜１／２であることも必ずしも必要でない。

巻胴１の材料としては、ＳＰＦＣ（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、フランジ２Ａ，２Ｂ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。

本発明の金属線条体巻装用リールは、ソーワイヤ用に限らず、タイヤコード用等、他の様々な金属線条体巻装用のリールに適用できる

１ 巻胴
２Ａ，２Ｂ フランジ
３ フランジ側壁部
４ フランジ周縁補強部
５ 連結部
９ 外周部
１０ 内周部

Claims (11)

1. 巻胴の両端に金属板製のフランジが固着され、該フランジの外周部がリール軸線方向の外側へカールしてフランジ側壁部の周りに中空リング状のフランジ周縁補強部を形成してなる金属線条体巻装用リールにおいて、
   前記フランジのフランジ周縁補強部の板厚をフランジ側壁部の板厚より薄くしたことを特徴とする金属線条体巻装用リール。
2. 前記フランジのフランジ側壁部の板厚が６〜１２ｍｍで、フランジ周縁補強部の板厚がフランジ側壁部の板厚の２／３以下であることを特徴とする請求項１記載の金属線条体巻装用リール。
3. 前記フランジのフランジ周縁補強部の板厚がカール方向の先端部分で最先端側ほど薄くなっていることを特徴とする請求項２記載の金属線条体巻装用リール。
4. 前記フランジ周縁補強部のカール方向の最先端の板厚が前記フランジ側壁部の板厚の１／４〜１／２であることを特徴とする請求項３記載の金属線条体巻装用リール。
5. 円盤状の金属板の外周部を切削加工して該外周部の板厚を薄くし、その薄くした外周部をプレス加工により軸線方向の一側へカールさせてフランジ側壁部の周りに中空リング状のフランジ周縁補強部を有するフランジの形状に成形することを特徴とする金属線条体巻装用リールのフランジの製造方法。
6. 前記金属板の外周部の板厚を切削加工により薄くするのに先立って、該外周部をプレス加工により軸線方向へ曲折して円筒状にすることを特徴とする請求項５記載のフランジの製造方法。
7. 円盤状の金属板の外周部をプレス加工して該外周部の板厚を薄くし、その薄くした外周部をプレス加工により軸線方向の一側へカールさせてフランジ側壁部の周りに中空リング状のフランジ周縁補強部を有するフランジの形状に成形することを特徴とする金属線条体巻装用リールのフランジの製造方法。
8. 前記金属板の薄くした外周部をプレス加工によりカールさせるのに先立って、該外周部をプレス加工により軸線方向へ曲折して円筒状にすることを特徴とする請求項７記載のフランジの製造方法。
9. 前記フランジ側壁部の板厚を６〜１２ｍｍとし、前記外周部の板厚を前記フランジ側壁部の板厚の２／３以下とすることを特徴とする請求項５〜８のいずれか１項記載の金属線条体巻装用リールのフランジの製造方法。
10. 前記外周部の先端部分の板厚が最先端側ほど薄くなるようにすることを特徴とする請求項９記載の金属線条体巻装用リールのフランジの製造方法。
11. 前記外周部の最先端の板厚をフランジ側壁部の板厚の１／４〜１／２とすることを特徴とする請求項１０記載の金属線条体巻装用リールのフランジの製造方法。

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