JP2022100220A - 線材巻取り用ボビンおよび巻取装置 - Google Patents

Abstract

【課題】線材を効率よく繰り出すことが可能な線材巻取り用ボビンおよび巻取装置を提供する。【解決手段】本開示に係る線材巻取り用ボビンは、軸方向に沿って貫通する軸孔を形成する内周壁および内周壁を囲繞する円筒状の内部空間を挟んで位置する外周壁を有する直胴部と、直胴部の両端に位置する鍔部と、鍔部の少なくともいずれか一方に装着された蓋部と、を備えてなる。少なくとも直胴部および鍔部はセラミックスからなる。本開示に係る巻取装置は、上記の線材巻取り用ボビンを用いてなる。【選択図】図２

Description

本開示は、線材巻取り用ボビンおよび巻取装置に関する。

従来、運送コストを削減するため、金属製の線材は、重量が比較的軽い樹脂製のボビンに巻き付けられた状態で運送されている。このようなボビンに線材を巻き付ける場合、線材の張力によって、ボビン本体（胴部）が変形する応力が生じる。この応力によって、フランジ部には、フランジ部を外側に曲げ倒す方向に曲げモーメントが作用する。

しかしながら、フランジ部の剛性が低いことから、フランジ部が変形して外倒れを起こしやすく、ボビン本体（胴部）に巻いていた線材が崩れ、線材を効率よく繰り出すことができなくなるという問題があった。

このような問題を解消するために、特許文献１では、フランジ部のリブを高くしたり、胴部やブランジ部の厚さを厚くしたりした樹脂製の巻取り用ボビンが提案されている。

実用新案登録第３０６５８４７号公報

しかしながら、樹脂は、ヒケ（ヒケとは、樹脂が固化に伴って体積が縮小し、へこみなどの不具合が表面に発生する現象をいう。）が発生しやすく、樹脂からなるボビンは、このヒケの発生により、胴部やフランジ部の真円性や平滑性が損なわれ、断線の要因となるという問題があった。

本開示の課題は、線材を効率よく繰り出すことが可能な線材巻取り用ボビンおよび巻取装置を提供することである。

本開示に係る線材巻取り用ボビンは、軸方向に沿って貫通する軸孔を形成する内周壁および内周壁を囲繞する円筒状の内部空間を挟んで位置する外周壁を有する直胴部と、直胴部の両端に位置する鍔部と、鍔部の少なくともいずれか一方に装着された蓋部と、を備えてなる。少なくとも直胴部および鍔部はセラミックスからなる。

本開示に係る線材巻取り用ボビンは、軸方向に沿って貫通する軸孔を形成する内周壁および内周壁を囲繞する円筒状の内部空間を挟んで位置する外周壁を有する直胴部と、直胴部の両端に位置し、軸方向に沿って内部空間に接続する貫通孔を備えてなる鍔部と、を備えてなる。直胴部および鍔部はセラミックスからなる。

本開示に係る巻取装置は、上記の線材巻取り用ボビンを用いてなる。

本開示に係る線材巻取り用ボビンおよび巻取装置は、線材を効率よく繰り出すことが可能である。

本開示の限定されない実施形態の線材巻取り用ボビンを示す平面図である。 図１に示す線材巻取り用ボビンにおけるＩＩ－ＩＩ断面の断面図である。 図２に示す線材巻取り用ボビンにおける第１接合層および第２接合層の周辺の拡大図である。 本開示の限定されない実施形態の線材巻取り用ボビンを示す平面図である。 図４に示す線材巻取り用ボビンにおけるＶ－Ｖ断面の断面図である。 図５に示す線材巻取り用ボビンにおける第１接合層および第２接合層の周辺の拡大図である。

＜線材巻取り用ボビン＞
以下、本開示の限定されない実施形態の線材巻取り用ボビンについて、図面を用いて詳細に説明する。但し、以下で参照する各図では、説明の便宜上、実施形態を説明する上で必要な主要部材のみが簡略化して示される。したがって、線材巻取り用ボビンは、参照する各図に示されない任意の構成部材を備え得る。また、各図中の部材の寸法は、実際の構成部材の寸法および各部材の寸法比率などを忠実に表したものではない。

線材巻取り用ボビン１（以下、「ボビン１」ということがある。）は、図１～図３に示す一例のように、直胴部２、鍔部３および蓋部４を備えてなる。

直胴部２は、軸Ｓ方向に沿って貫通する軸孔２１を形成する内周壁２２および内周壁２２を囲繞する円筒状の内部空間２３を挟んで位置する外周壁２４を有する。直胴部２が内部空間２３を有するため、ボビン１を軽量化でき、輸送費などを削減することができる。

なお、内周壁２２および外周壁２４は、円筒状であってもよい。外周壁２４の外周面２４１には、線材を巻き付けることが可能である。軸孔２１は、巻取装置からの回転を伝達するための部位として機能し得る。例えば、巻取装置における回転軸を軸孔２１に挿入してボビン１を回転させると、外周壁２４の外周面２４１に線材を巻き付けることができる。線材としては、例えば、ファイバー、ワイヤーなどが挙げられ得る。

鍔部３は、直胴部２の両端に取り付けられる。そのため、鍔部３の数は、２つである。２つの鍔部３の構成は、同じであってもよく、また、異なってもよい。２つの鍔部３を便宜的に第１鍔部３１および第２鍔部３２としてもよい。なお、鍔部３は、その外径が直胴部２の外径よりも大きくてもよい。鍔部３は、外周縁が円形状であってもよい。

蓋部４は、鍔部３の少なくともいずれか一方に装着される。例えば、図２に示す一例のように、蓋部４が第１鍔部３１に装着されてもよい。蓋部４を鍔部３に装着することで、装着前に内周壁２２および外周壁２４を様々な形状にすることができるので、設計の自由度が高くなる。なお、蓋部４は、鍔部３から露出する内部空間２３を塞ぐように鍔部３に装着されてもよい。

ここで、少なくとも直胴部２および鍔部３は、セラミックスからなる。これにより、樹脂で形成した場合よりも、剛性が高くなるため、真円性や平滑性が損われにくい。そのため、線材を効率よく繰り出すことが可能となる。

なお、蓋部４も、セラミックスからなってもよい。セラミックスは、酸化アルミニウムを主成分としてもよい。主成分とは、セラミックスを構成する全成分の合計１００質量％のうち、最も多い成分のことを意味してもよく、主成分は、例えば、８０質量％以上９９．８質量％以下である。セラミックスの主成分が酸化アルミニウムである場合、珪素、マグネシウムおよびカルシウムの少なくともいずれかを酸化物として含んでいてもよい。

セラミックスに含まれる各成分は、ＣｕＫα線を用いたＸ線回折装置で同定し、各成分の含有量は、例えばＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）発光分光分析装置または蛍光Ｘ線分析装置により求められる。

直胴部２および鍔部３は、一体形成品であってもよい。この場合には、直胴部２と鍔部３とを接合するためだけの熱処理をなくすことができるので、ボビン１を安価に得ることができる。なお、一体形成品とは、部品毎に加工した後に接合して一体化されたのではなく、接合することなく同一材料から一体的に作製されたことを意味してもよい。例えば、冷間静水圧プレス（ＣＩＰ：Cold Isostatic Pressing）成形などで円柱状の成形体を作製し、この成形体に直胴部２および鍔部３を切削加工などで形成してもよい。

鍔部３は、平板状であってもよいが、例えば、図２に示す一例のように、凹部３３を有してもよい。すなわち、鍔部３の少なくともいずれか一方は、軸Ｓ方向に開口する凹部３３を有してもよい。蓋部４は、平板状であってもよく、また、凹部３３の底面に装着されていてもよい。ボビン１は、図３に示す一例のように、蓋部４の直胴部２の側の主面４１と、凹部３３の外周壁２４側の第１底面３３１との間に第１接合層５を有してもよい。これらの場合には、直胴部２が軸Ｓ方向から封止された状態になるので、ファイバーやワイヤーを繰り返し巻き付けても、直胴部２の外周壁２４の円筒度が損なわれにくくなる。

第１接合層５は、直胴部２および鍔部３を構成するセラミックスと同じ主成分のセラミックスからなってもよい。この場合には、鍔部３に対して蓋部４を強固に固定し得る。なお、第１接合層５の材質は、蓋部４の主面４１と凹部３３の第１底面３３１とを接合可能な限り、例示した材質に限定されない。また、第１接合層５の厚みは、例えば、４０μｍ以上６０μｍ以下程度に設定されてもよい。

第１接合層５は、第１接合層５に繋がる第１凸部５１を有してもよい。第１凸部５１は、外周壁２４の外周面２４１および内周面２４２の少なくともいずれか、ならびに、蓋部４の主面４１に接していてもよい。例えば、図３に示す一例のように、第１凸部５１が、外周壁２４の内周面２４２と、蓋部４の主面４１に接していてもよい。第１凸部５１が、外周壁２４の外周面２４１および内周面２４２の少なくともいずれか、ならびに、蓋部４の主面４１に接している場合には、腐食性の高い雰囲気で用いられても、第１接合層５は浸食されにくいので、長期間に亘ってボビン１を用いることができる。なお、第１凸部５１の主成分は、第１接合層５の主成分と同じであってもよい。

直胴部２および鍔部３を構成するセラミックスの相対密度は、例えば、９５％以上である。相対密度が上記範囲であれば、開気孔が少なくなるため、線材が外周壁２４の外周面２４１あるいは鍔部３が外周壁２４を両側から挟む内向対向面に接触しても、接触した面上にある開気孔の周囲から脱粒が生じにくくなる。

上記セラミックスは、閉気孔を複数有し、閉気孔の重心間距離の平均値から閉気孔の平均径を差し引いた値が４μｍ以上２０μｍ以下であるとよい。

閉気孔の重心間距離の平均値から閉気孔の平均径を差し引いた値が４μｍ以上であると、閉気孔が比較的分散された状態で存在するため、セラミックスの機械的強度や剛性が高くなる。閉気孔の重心間距離の平均値から閉気孔の円相当径の平均値を差し引いた値が２０μｍ以下であると、昇温および降温に繰り返し晒されるような環境に設置され、閉気孔の輪郭を起点とするマイクロクラックが発生したとしても、周囲の閉気孔により、その伸展が遮られる確率が高くなる。

蓋部４がセラミックスからなる場合、その相対密度は９５％以上であるとよい。

相対密度は、セラミックスの同定された成分の比から算出された理論密度に対するセラミックスの見掛密度の百分率（割合）として表される。セラミックスの見掛密度は、ＪＩＳ Ｒ １６３４－１９９８に準拠して求めればよい。

蓋部４がセラミックスからなる場合も、このセラミックスは閉気孔を複数有し、閉気孔の重心間距離の平均値から閉気孔の平均径を差し引いた値が４μｍ以上２０μｍ以下であるとよい。上述した効果と同じ効果を得ることができる。

セラミックスに含まれる閉気孔の重心間距離を求めるには、まず、セラミックスの一部を切り出し、観察の対象とする面を鏡面になるまでダイヤモンド砥粒を用いて研磨する。光学顕微鏡を用いて観察し、その倍率は、例えば、２００倍に設定してもよい。観察の対象とする面の観察範囲は、例えば、横方向の長さを２９０μｍ、縦方向の長さを２１７μｍに設定する。この観察範囲を対象とし、画像解析ソフト「Ａ像くん（Ｖｅｒ２．５２）」（登録商標、旭化成エンジニアリング（株）製、以下、単に画像解析ソフトと記載する。）の重心間距離法という手法を適用して重心間距離の平均値を求めてもよい。

セラミックスに含まれる閉気孔の平均径を求めるには、上述した観察範囲を対象とし、画像解析ソフトの粒子解析という手法を適用して平均径を求めればよい。

解析に際し、粒子解析および重心間距離法の設定条件である粒子の明度を暗、２値化の方法を手動、しきい値を１９３、小図形除去面積を０．３μｍ²および雑音除去フィルタを有とする。

なお、上述の解析に際し、しきい値は１９３としたが、観察範囲である画像の明るさに応じて、しきい値を調整すればよく、粒子の明度を暗、２値化の方法を手動とし、小図形除去面積を０．３μｍ²および雑音除去フィルタを有とした上で、画像に現れるマーカーが閉気孔の形状と一致するように、しきい値を調整すればよい。なお、閉気孔の平均径は、円相当径の平均値であってもよい。

第１凸部５１および蓋部４は閉気孔を有してもよい。より具体的には、第１凸部５１および蓋部４は閉気孔を複数有してもよい。第１凸部５１の閉気孔の平均径は、蓋部４の閉気孔の平均径の１．５倍以下であってもよい。この場合には、第１凸部５１において破壊源となる閉気孔が小さいので、第１凸部５１の閉気孔を起点としたマイクロクラックの発生および直胴部２や蓋部４へのマイクロクラックの進展を抑制することができる。

第１凸部５１の閉気孔の平均径は、蓋部４の閉気孔の平均径の０．８倍以上であってもよい。第１凸部５１の閉気孔の平均径は、蓋部４の閉気孔の平均径よりも小さくてもよい。なお、閉気孔の平均径は、特定の値に限定されない。例えば、第１凸部５１の閉気孔の平均径は、０．７μｍ以上２μｍ以下程度に設定されてもよい。また、蓋部４の閉気孔の平均径は、０．８μｍ以上３μｍ以下程度に設定されてもよい。

第１凸部５１の閉気孔のアスペクト比の平均値が２以下であってもよい。
閉気孔のアスペクト比とは、閉気孔の最小幅に対する閉気孔の最大長を比で示した値であり、この値が１に近いほど、真円に近くなる。

閉気孔を複数有することで、応力が緩和され、閉気孔のアスペクト比の平均値が２以下であると、真球に近い閉気孔が多くなるため、閉気孔の周辺に生じる応力が低減し、この周辺を起点とするクラックが生じにくくなる。

第１凸部５１および蓋部４のそれぞれの閉気孔の平均径の測定は、例えば、走査型電子顕微鏡を用いた断面観察で行ってもよい。測定対象とする蓋部４の一部とこの蓋部４に接する第１凸部５１とを含む試料を切り出して、ポリエステル系の樹脂に埋め込んで円柱状の試料とする。ここで、試料の断面は、ダイヤモンド砥粒を用いて鏡面加工してもよい。倍率は、例えば、５００倍に設定してもよい。試料の断面を観察の対象とする観察範囲は、例えば、横方向の長さを２５６μｍ、縦方向の長さを１９２μｍに設定し、蓋部４と第１凸部５１とを分割してもよい。この分割された観察範囲をそれぞれ観察の対象とし、画像解析ソフトの粒子解析という手法を適用して閉気孔の平均径を求めてもよい。なお、閉気孔の平均径は、円相当径の平均値であってもよい。

閉気孔のアスペクト比の平均値も上述した方法と同じ方法を用いて測定すればよい。

解析に際し、粒子解析および重心間距離法の設定条件である粒子の明度を暗、２値化の方法を手動、しきい値を７０～１００、小図形除去面積を０．３μｍ²および雑音除去フィルタを有とする。

なお、上述の解析に際し、しきい値は７０～１００としたが、観察範囲である画像の明るさに応じて、しきい値を調整すればよく、粒子の明度を暗、２値化の方法を手動とし、小図形除去面積を０．３μｍ²および雑音除去フィルタを有とした上で、画像に現れるマーカーが閉気孔の形状と一致するように、しきい値を調整すればよい。

ボビン１は、蓋部４の直胴部２の側の主面４１と、凹部３３の内周壁２２側の第２底面３３２との間に第２接合層６を有してもよい。この場合には、直胴部２の剛性が第１接合層５のみによる固定の場合よりも高くなるので、ファイバーやワイヤーを繰り返し巻き付けても、直胴部２の外周壁２４の円筒度がさらに損なわれにくくなる。

第２接合層６は、直胴部２および鍔部３を構成するセラミックスと同じ主成分のセラミックスからなってもよい。この場合には、鍔部３に対して蓋部４を強固に固定し得る。なお、第２接合層６の材質は、蓋部４の主面４１と凹部３３の第２底面３３２とを接合可能な限り、例示した材質に限定されない。また、第２接合層６の厚みは、例えば、４０μｍ以上６０μｍ以下程度に設定されてもよい。

第２接合層６は、第２接合層６に繋がる第２凸部６１を有してもよい。第２凸部６１は、内周壁２２の内周面２２１および外周面２２２の少なくともいずれか、ならびに、蓋部４の主面４１に接していてもよい。例えば、図３に示す一例のように、第２凸部６１が、内周壁２２の外周面２２２と、蓋部４の主面４１に接していてもよい。第２凸部６１が、内周壁２２の内周面２２１および外周面２２２の少なくともいずれか、ならびに、蓋部４の主面４１に接している場合には、腐食性の高い雰囲気で用いられても、第２接合層６は浸食されにくいので、長期間に亘ってボビン１を用いることができる。なお、第２凸部６１の主成分は、第２接合層６の主成分と同じであってもよい。

第２凸部６１は閉気孔を有してもよい。より具体的には、第２凸部６１は閉気孔を複数有してもよい。第２凸部６１の閉気孔の平均径が、蓋部４の閉気孔の平均径の１．５倍以下であってもよい。この場合には、第２凸部６１において破壊源となる閉気孔が小さいので、第２凸部６１の閉気孔を起点としたマイクロクラックの発生および直胴部２や蓋部４へのマイクロクラックの進展を抑制することができる。

第２凸部６１の閉気孔の平均径は、蓋部４の閉気孔の平均径の０．８倍以上であってもよい。第２凸部６１の閉気孔の平均径は、蓋部４の閉気孔の平均径よりも小さくてもよい。なお、第２凸部６１の閉気孔の平均径は、特定の値に限定されない。例えば、第２凸部６１の閉気孔の平均径は、１μｍ以上２μｍ以下程度に設定されてもよい。

第２凸部６１の閉気孔のアスペクト比の平均値が２以下であってもよい。
閉気孔を複数有することで、応力が緩和され、閉気孔のアスペクト比の平均値が２以下であると、真球に近い閉気孔が多くなるため、閉気孔の周辺に生じる応力が低減し、この周辺を起点とするクラックが生じにくくなる。

第２凸部６１および蓋部４のそれぞれの閉気孔の平均径の測定は、第１凸部５１および蓋部４のそれぞれの閉気孔の平均径を測定した方法と同じ方法を用いればよい。

凹部３３は、第１底面３３１の外周側に第３底面３３３を有してもよい。第１底面３３１は、第３底面３３３よりも浅い位置にあってもよい。言い換えれば、第３底面３３３は、第１底面３３１よりも凹部３３の開口から離れた位置にあってもよい。第１底面３３１が第３底面３３３よりも浅い位置にあると、直胴部２の外周壁２４の外周面２４１側における第１凸部５１の除去を求められる場合、その除去が容易である。

ボビン１は、特許文献１に記載されているような補強リブを備えてもよい。例えば、補強リブは、蓋部４の外側面４２と、凹部３３を形成する鍔部３の内側面３４とを接続してもよい。このとき、蓋部４の外側面４２と、凹部３３を形成する鍔部３の内側面３４とを接続する補強リブが、第３底面３３３上になくてもよい。言い換えれば、上記した補強リブが、第３底面３３３に接していなくてもよい。この場合には、補強リブによる質量の増加を抑制することができる。

蓋部４は、円板状であってもよく、その外径は、外周壁２４の外径の±１ｍｍ以内であってもよい。この場合には、直胴部２の外周壁２４から蓋部４に向かうマイクロクラックの進展が抑制される。

蓋部４の外側面４２は、外周壁２４の外周面２４１の延長線上にあってもよい。この場合には、直胴部２の外周壁２４から蓋部４に向かうマイクロクラックの進展をさらに抑制しやすくなる。

蓋部４は、図２に示す一例のように、軸Ｓ方向に沿って蓋部４を貫通し、軸孔２１に接続する孔４３を備えてもよい。孔４３は、軸孔２１とともに巻取装置からの回転を伝達するための部位として機能し得る。

蓋部４は、軸Ｓ方向に沿って内部空間２３に接続する貫通孔４４を備えてもよい。貫通孔４４は、巻取装置からの回転を伝達するための部位として機能し得る。貫通孔４４は、図１に示す一例のように、複数であってもよい。貫通孔４４が複数の場合には、貫通孔４４の数は、２以上１０以下であってもよい。複数の貫通孔４４は、蓋部４の周方向に沿って等間隔に位置してもよい。なお、図２に示す一例のように、鍔部３（第２鍔部３２）も、蓋部４と同様に、軸Ｓ方向に沿って内部空間２３に接続する貫通孔３５を備えてもよい。貫通孔３５は、蓋部４の貫通孔４４と同様に、複数であってもよい。貫通孔３５が複数の場合には、貫通孔３５の数は、２以上１０以下であってもよい。複数の貫通孔３５は、鍔部３の周方向に沿って等間隔に位置してもよい。

ボビン１の大きさは、巻き付けられる線材に応じて適宜設定されてもよい。例えば、軸Ｓに沿った方向における直胴部２の長さは、６０ｍｍ以上２００ｍｍ以下程度に設定されてもよい。また、直胴部２の外周壁２４の外径は、６０ｍｍ以上２００ｍｍ以下程度に設定されてもよい。鍔部３の外径は、１３０ｍｍ以上２７０ｍｍ以下程度に設定されてもよい。軸Ｓに沿った方向における鍔部３の厚みは、１０ｍｍ以上２０ｍｍ以下程度に設定されてもよい。

次に、本開示の限定されない実施形態の線材巻取り用ボビン１Ａ（以下、「ボビン１Ａ」ということがある。）について、図面を用いて説明する。以下では、ボビン１Ａにおけるボビン１との相違点について主に説明し、ボビン１と同様の構成を有する点については詳細な説明を省略する場合がある。

ボビン１Ａは、図４～図６に示す一例のように、直胴部２および鍔部３を備えてなる。直胴部２は、軸Ｓ方向に沿って貫通する軸孔２１を形成する内周壁２２および内周壁２２を囲繞する円筒状の内部空間２３を挟んで位置する外周壁２４を有する。鍔部３は、直胴部２の両端に取り付けられ、軸Ｓ方向に沿って内部空間２３に接続する貫通孔３５を備えてなる。

ここで、直胴部２および鍔部３は、セラミックスからなる。これにより、樹脂で形成した場合よりも、剛性が高くなるため、真円性や平滑性が損われにくい。また、いずれか一方の鍔部３を直胴部２に装着することで、装着前に内周壁２２および外周壁２４を様々な形状にすることができるので、設計の自由度が高くなる。

鍔部３のいずれか一方と、直胴部２とは、一体形成品であってもよい。例えば、図５に示す一例のように、第２鍔部３２と直胴部２とが一体形成品であってもよい。鍔部３のいずれか一方と、直胴部２とが一体形成品である場合には、直胴部２と鍔部３とを接合するためだけの熱処理をなくすことができるので、ボビン１Ａを安価に得ることができる。

鍔部３のいずれか他方と、直胴部２とが、接合されていてもよい。例えば、図５に示す一例のように、第１鍔部３１と直胴部２とが接合されていてもよい。ボビン１Ａは、図６に示す一例のように、鍔部３の直胴部２の側の主面３６と、外周壁２４の鍔部３の側の端面２４３との間に第１接合層５を有してもよい。この場合には、直胴部２が軸Ｓ方向から封止された状態になるので、ファイバーやワイヤーを繰り返し巻き付けても、直胴部２の外周壁２４の円筒度が損なわれにくくなる。

第１接合層５は、第１接合層５に繋がる第１凸部５１を有してもよい。第１凸部５１は、外周壁２４の内周面２４２および外周面２４１の少なくともいずれか、ならびに、鍔部３の主面３６に接していてもよい。例えば、図６に示す一例のように、第１凸部５１が、外周壁２４の内周面２４２と、鍔部３の主面３６に接していてもよい。第１凸部５１が、外周壁２４の内周面２４２および外周面２４１の少なくともいずれか、ならびに、鍔部３の主面３６に接している場合には、腐食性の高い雰囲気で用いられても、第１接合層５は浸食されにくいので、長期間に亘ってボビン１Ａを用いることができる。

鍔部３は閉気孔を有してもよい。より具体的には、鍔部３は閉気孔を複数有してもよい。第１凸部５１の閉気孔の平均径が、鍔部３の閉気孔の平均径の１．５倍以下であってもよい。この場合には、第１凸部５１において破壊源となる閉気孔が小さいので、第１凸部５１の閉気孔を起点としたマイクロクラックの発生および直胴部２や鍔部３へのマイクロクラックの進展を抑制することができる。

第１凸部５１の閉気孔の平均径は、鍔部３の閉気孔の平均径の０．８倍以上であってもよい。第１凸部５１の閉気孔の平均径は、鍔部３の閉気孔の平均径よりも小さくてもよい。なお、鍔部３の閉気孔の平均径は、特定の値に限定されない。例えば、鍔部３の閉気孔の平均径は、０．８μｍ以上３μｍ以下程度に設定されてもよい。

第１凸部５１の閉気孔のアスペクト比の平均値が２以下であってもよい。
閉気孔を複数有することで、応力が緩和され、閉気孔のアスペクト比の平均値が２以下であると、真球に近い閉気孔が多くなるため、閉気孔の周辺に生じる応力が低減し、この周辺を起点とするクラックが生じにくくなる。

第１凸部５１および鍔部３のそれぞれの閉気孔の平均径の測定は、第１凸部５１および蓋部４のそれぞれの閉気孔の平均径を測定した方法と同じ方法を用いればよい。

鍔部３のいずれか他方と、直胴部２とが、接合されていてもよい。例えば、図５に示す一例のように、第１鍔部３１と直胴部２とが接合されていてもよい。ボビン１Ａは、図６に示す一例のように、鍔部３の直胴部２の側の主面３６と、内周壁２２の鍔部３の側の端面２２３との間に第２接合層６を有してもよい。この場合には、直胴部２が軸Ｓ方向から封止された状態になるので、ファイバーやワイヤーを繰り返し巻き付けても、直胴部２の外周壁２４の円筒度が損なわれにくくなる。

第２接合層６は、第２接合層６に繋がる第２凸部６１を有してもよい。第２凸部６１は、内周壁２２の内周面２２１および外周面２２２の少なくともいずれか、ならびに、鍔部３の主面３６に接していてもよい。例えば、図６に示す一例のように、第２凸部６１が、内周壁２２の外周面２２２と、鍔部３の主面３６に接していてもよい。第２凸部６１が、内周壁２２の内周面２２１および外周面２２２の少なくともいずれか、ならびに、鍔部３の主面３６に接している場合には、腐食性の高い雰囲気で用いられても、第２接合層６は浸食されにくいので、長期間に亘ってボビン１Ａを用いることができる。

第２凸部６１の閉気孔の平均径が、鍔部３の閉気孔の平均径の１．５倍以下であってもよい。この場合には、第２凸部６１において破壊源となる閉気孔が小さいので、第２凸部６１の閉気孔を起点としたマイクロクラックの発生および直胴部２や鍔部３へのマイクロクラックの進展を抑制することができる。なお、第２凸部６１の閉気孔の平均径は、鍔部３の閉気孔の平均径の０．８倍以上であってもよい。第２凸部６１の閉気孔の平均径は、鍔部３の閉気孔の平均径よりも小さくてもよい。

第２凸部６１および鍔部３のそれぞれの閉気孔の平均径の測定は、第１凸部５１および蓋部４のそれぞれの閉気孔の平均径を測定した方法と同じ方法を用いればよい。

第２凸部６１の閉気孔のアスペクト比の平均値が２以下であってもよい。
閉気孔を複数有することで、応力が緩和され、閉気孔のアスペクト比の平均値が２以下であると、真球に近い閉気孔が多くなるため、閉気孔の周辺に生じる応力が低減し、この周辺を起点とするクラックが生じにくくなる。

鍔部３は、図５に示す一例のように、軸Ｓ方向に沿って鍔部３を貫通し、軸孔２１に接続する孔３７を備えてもよい。孔３７は、軸孔２１とともに巻取装置からの回転を伝達するための部位として機能し得る。

次に、本開示の線材巻取り用ボビンの製造方法について説明する。
最初に、線材巻取り用ボビンの直胴部２および鍔部３が一体形成品である場合について説明する。

まず、水酸化マグネシウムを酸化物（ＭｇＯ）に換算して０．３質量％、酸化珪素を０．０４質量％、炭酸カルシウムを酸化物（ＣａＯ）に換算して０．０２質量％、残部が酸化アルミニウムからなる粉末となるように秤量した混合粉末を水などの溶媒とともに回転ミルに投入して、純度が９９．５％以上９９．９９％以下の酸化アルミニウムからなるセラミックスボールで混合する。

次に、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコールやアクリル樹脂などの成形用バインダを添加した後、混合してスラリーを得る。ここで、成形用バインダの添加量は混合粉末１００質量部に対して合計２質量部以上１０質量部以下とする。

次に、噴霧乾燥装置を用いてスラリーを噴霧乾燥させることにより造粒した顆粒を得る。この顆粒を例えば圧力を８０ＭＰａ以上１００ＭＰａとしてＣＩＰ法により、円柱状の成形体を得る。この成形体に切削加工を施し、鍔部３、直胴部２、軸孔２１、内部空間２３、貫通孔、凹部３３等を形成する。

大気雰囲気中、１５００℃以上１７００℃以下の温度で、５時間以上８時間以下保持して、切削加工した成形体を焼成することにより、本開示の線材巻取り用ボビンを得ることができる。

次に、直胴部２と鍔部３とが第１接合層５や第２接合層６によって接合される、線材巻取り用ボビンの製造方法について説明する。

上述した方法で得られた顆粒を、同じ方法で成形して、円柱状および円板状の成形体を得る。円柱状の成形体は、切削加工を施し、鍔部３、直胴部２、軸孔２１、内部空間２３、貫通孔、凹部３３等を形成して直胴部２と鍔部３とが軸Ｓ方向に沿って接続する前駆体Ａとする。円板状の成形体は、切削加工を施し、貫通孔４４を有する蓋部４の前駆体Ｂとする。

ここで、酸化アルミニウムを主成分とする粉末とセルロース系多糖類と溶媒とを含有するペーストを準備する。

具体的には、上記混合粉末に対して、水、エタノールなどの溶媒を、体積比で、混合粉末：溶媒＝５５～６０：４０～４５となるように加え、この溶媒と混合粉末との合計を１００質量部とする。この１００質量部に対し、８質量部以上２０質量部以下のセルロース系多糖類を加え、これらを撹拌装置内の収納容器に入れ、混合・撹拌して、ペーストを得る。

ここで、セルロース系多糖類は、例えば、メチルセルロース、エチルセルロース、エチルメチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシエチルメチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、カルボキシメチルエチルセルロースおよびカルボキシエチルセルロースの少なくともいずれかである。

閉気孔の平均径は、例えば、ペーストを撹拌する際の条件で調整してもよい。例えば、第１凸部５１の閉気孔の平均径を、蓋部４の閉気孔の平均径の１．５倍以下とする場合には、撹拌装置の回転数を１２００ｒｐｍ以上１６００ｒｐｍ以下とし、回転時間を５分以上１５分以下に設定してもよい。また、第１凸部５１の閉気孔の平均径を、蓋部４の閉気孔の平均径よりも小さくする場合には、回転数を高くして１４００ｒｐｍ以上１６００ｒｐｍ以下、回転時間を５分以上１５分以下に設定してもよい。

このような撹拌条件の範囲内でペーストを攪拌すると、閉気孔の平均径を上記した関係に調整することが可能となる。上記した点は、第２凸部６１や鍔部３における閉気孔の平均径の調整にも適用可能である。

そして、上記ペーストを前駆体Ａおよび前駆体Ｂの少なくともいずれかの対向面に塗布した後、対向面同士を向き合った状態にして、前駆体Ａおよび前駆体Ｂを、例えば圧力を２０ｋＰａ以上４０ｋＰａ以下として加圧することにより、前駆体Ａおよび前駆体Ｂが軸Ｓ方向に沿って接続する前駆体を得る。

次に、常温で、湿度を調整しながら１２時間以上４８時間以下保持することによりペーストを乾燥させる。そして、大気雰囲気中で、１５００℃以上１７００℃以下の温度で、５時間以上８時間以下保持して前駆体を焼成することにより、本開示の線材巻取り用ボビンを得ることができる。

なお、上記の製造方法は、本開示の線材巻取り用ボビンを製造する方法の一例である。したがって、本開示の線材巻取り用ボビンが、上記の製造方法によって作製されたものに限定されないことはいうまでもない。

＜巻取装置＞
次に、本開示の限定されない実施形態の巻取装置について、上記のボビン１を用いる場合を例に挙げて説明する。

限定されない実施形態の巻取装置は、上記のボビン１を用いてなる。これにより、線材を効率よく繰り出すことが可能である。なお、巻取装置は、ボビン１に代えて、上記のボビン１Ａを用いてなってもよい。

以上、本開示に係る実施形態について例示したが、本開示は上記の実施形態に限定されず、本開示の要旨を逸脱しない限り任意のものとすることができることはいうまでもない。

１・・・線材巻取り用ボビン
２・・・直胴部
２１・・・軸孔
２２・・・内周壁
２２１・・・内周面
２２２・・・外周面
２２３・・・鍔部の側の端面
２３・・・内部空間
２４・・・外周壁
２４１・・・外周面
２４２・・・内周面
２４３・・・鍔部の側の端面
３・・・鍔部
３１・・・第１鍔部
３２・・・第２鍔部
３３・・・凹部
３３１・・・第１底面
３３２・・・第２底面
３３３・・・第３底面
３４・・・内側面
３５・・・貫通孔
３６・・・直胴部の側の主面
３７・・・孔
４・・・蓋部
４１・・・直胴部の側の主面
４２・・・外側面
４３・・・孔
４４・・・貫通孔
５・・・第１接合層
５１・・・第１凸部
６・・・第２接合層
６１・・・第２凸部
Ｓ・・・軸

Claims (20)

1. 軸方向に沿って貫通する軸孔を形成する内周壁および該内周壁を囲繞する円筒状の内部空間を挟んで位置する外周壁を有する直胴部と、
   該直胴部の両端に位置する鍔部と、
   該鍔部の少なくともいずれか一方に装着された蓋部と、を備えてなり、
   少なくとも前記直胴部および前記鍔部はセラミックスからなる、線材巻取り用ボビン。
2. 前記セラミックスは、隣り合う閉気孔を複数有し、該閉気孔の重心間距離の平均値から前記閉気孔の円相当径の平均値を差し引いた値が４μｍ以上２０μｍ以下である、請求項１に記載の線材巻取り用ボビン。
3. 前記鍔部の少なくともいずれか一方は、前記軸方向に開口する凹部を有し、
   前記蓋部は、平板状であって、前記凹部の底面に装着されており、
   前記蓋部の前記直胴部の側の主面と、前記凹部の前記外周壁側の第１底面との間に第１接合層を有する、請求項１または２に記載の線材巻取り用ボビン。
4. 前記第１接合層は、該第１接合層に繋がる第１凸部を有し、該第１凸部は前記外周壁の外周面および内周面の少なくともいずれかならびに前記主面に接しており、
   前記第１凸部および前記蓋部は閉気孔を有し、
   前記第１凸部の閉気孔の平均径が、前記蓋部の閉気孔の平均径の１．５倍以下である、請求項３に記載の線材巻取り用ボビン。
5. 前記第１接合層は、該第１接合層に繋がる第１凸部を有し、該第１凸部は前記外周壁の外周面および内周面の少なくともいずれかならびに前記主面に接しており、
   前記第１凸部は閉気孔を有し、
   前記第１凸部の閉気孔のアスペクト比の平均値が２以下である、請求項３または４に記載の線材巻取り用ボビン。
6. 前記主面と、前記凹部の前記内周壁側の第２底面との間に第２接合層を有する、請求項３～５のいずれかに記載の線材巻取り用ボビン。
7. 前記第２接合層は、該第２接合層に繋がる第２凸部を有し、該第２凸部は前記内周壁の内周面および外周面の少なくともいずれかならびに前記主面に接しており、
   前記第２凸部および前記蓋部は閉気孔を有し、
   前記第２凸部の閉気孔の平均径が、前記蓋部の閉気孔の平均径の１．５倍以下である、請求項６に記載の線材巻取り用ボビン。
8. 前記第２接合層は、該第２接合層に繋がる第２凸部を有し、該第２凸部は前記内周壁の内周面および外周面の少なくともいずれかならびに前記主面に接しており、
   前記第２凸部は閉気孔を有し、
   前記第２凸部の閉気孔のアスペクト比の平均値が２以下である、請求項６または７に記載の線材巻取り用ボビン。
9. 前記凹部は前記第１底面の外周側に第３底面を有し、前記第１底面は前記第３底面よりも浅い位置にある、請求項３～８のいずれかに記載の線材巻取り用ボビン。
10. 前記蓋部は円板状であり、その外径は、前記外周壁の外径の±１ｍｍ以内である、請求項１～９のいずれかに記載の線材巻取り用ボビン。
11. 前記蓋部の外側面は、前記外周壁の外周面の延長線上にある、請求項１～１０のいずれかに記載の線材巻取り用ボビン。
12. 軸方向に沿って貫通する軸孔を形成する内周壁および該内周壁を囲繞する円筒状の内部空間を挟んで位置する外周壁を有する直胴部と、
    該直胴部の両端に位置し、前記軸方向に沿って前記内部空間に接続する貫通孔を備えてなる鍔部と、を備えてなり、
    前記直胴部および前記鍔部はセラミックスからなる、線材巻取り用ボビン。
13. 前記セラミックスは、隣り合う閉気孔を複数有し、該閉気孔の重心間距離の平均値から前記閉気孔の円相当径の平均値を差し引いた値が４μｍ以上２０μｍ以下である、請求項１２に記載の線材巻取り用ボビン。
14. 前記鍔部のいずれか他方と、前記直胴部とは接合されてなり、前記鍔部の前記直胴部の側の主面と、前記外周壁の前記鍔部の側の端面との間に第１接合層を有する、請求項１２または１３に記載の線材巻取り用ボビン。
15. 前記第１接合層は、該第１接合層に繋がる第１凸部を有し、該第１凸部は前記外周壁の内周面および外周面の少なくともいずれかならびに前記主面に接しており、
    前記第１凸部および前記鍔部は閉気孔を有し、
    前記第１凸部の閉気孔の平均径が、前記鍔部の閉気孔の平均径の１．５倍以下である、請求項１４に記載の線材巻取り用ボビン。
16. 前記第１接合層は、該第１接合層に繋がる第１凸部を有し、該第１凸部は前記外周壁の内周面および外周面の少なくともいずれかならびに前記主面に接しており、
    前記第１凸部は閉気孔を有し、
    前記第１凸部の閉気孔のアスペクト比の平均値が２以下である、請求項１４または１５に記載の線材巻取り用ボビン。
17. 前記鍔部のいずれか他方と、前記直胴部とは接合されてなり、前記鍔部の前記直胴部の側の主面と、前記内周壁の前記鍔部の側の端面との間に第２接合層を有する、請求項１２～１６のいずれかに記載の線材巻取り用ボビン。
18. 前記第２接合層は、該第２接合層に繋がる第２凸部を有し、該第２凸部は前記内周壁の内周面および外周面の少なくともいずれかならびに前記主面に接しており、
    前記第２凸部および前記鍔部は閉気孔を有し、
    前記第２凸部の閉気孔の平均径が、前記鍔部の閉気孔の平均径の１．５倍以下である、請求項１７に記載の線材巻取り用ボビン。
19. 前記第２接合層は、該第２接合層に繋がる第２凸部を有し、該第２凸部は前記内周壁の内周面および外周面の少なくともいずれかならびに前記主面に接しており、
    前記第２凸部は閉気孔を有し、
    前記第２凸部の閉気孔のアスペクト比の平均値が２以下である、請求項１７または１８に記載の線材巻取り用ボビン。
20. 請求項１～１９のいずれかに記載の線材巻取り用ボビンを用いてなる、巻取装置。

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