JPH0637255U - 帯板材巻取用スプール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 軽量で扱い易く、かつ外力に対する剛性並び
に強度の高い帯板材巻取用スプールを提供すること。 【構成】 板材巻取用スプール１は、３枚のろう付けア
ルミハニカムパネル２を溶接接合して円筒形に成形した
ものであり、円筒形の内面板３と、この内面板３の外側
に間隙部７を介して同心状に配置される外面板５とを備
え、間隙部７には内面板３及び外面板５と接続するハニ
カムコア９が備えられている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、帯状の板材を巻取る帯板材巻取用スプールに関し、詳しくは軽量で 扱い易く、かつ外力に対する剛性並びに強度の高い帯板材巻取用スプールに関す る。

【０００２】

【従来の技術】

従来より、例えば圧延アルミシート等の帯板材の巻き取りや、巻き取った帯板 材の取扱い及び運搬の為に、筒状の帯板材巻取用スプール（巻き取り枠）が使用 されている。この帯板材巻取用スプールは、製造工場内だけで使用される場合や 、帯板材をある製造工場から他の工場あるいは使用者へ運搬するときに使用され る場合等があるが、いずれの場合にも、帯板材が巻き取られていない状態の（空 の）帯板材巻取用スプールは、人が手に持って運ぶことによってその取扱い及び 運搬が行われている。

【０００３】 従って、この帯板材巻取用スプールは、取扱い・運搬のために軽量であること が必要であり、しかも、帯板材の巻取り時の外力に対する剛性並びに強度は勿論 のこと、耐久性、耐食性、変形防止性能等の特性が要求される。 ところで、前記従来の帯板材巻取用スプールには、鋼製、アルミ合金製及び紙 製のものがあるが、これらはいずれも前記材質の板材を円筒形に成型したもので ある。即ち、鋼製及びアルミ製の帯板材巻取用スプールは、前記材質の板材を曲 げ成形し、これに溶接を施して円筒形に製作されたものであり、紙製の帯板材巻 取用スプールは、例えば薄い紙を幾重にも巻重ねて、板状に厚みを持たせて円筒 形に製作されたものである。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上記従来の帯板材巻取用スプールは、実用上要求される剛性並 びに強度を得るためには前記板材の板厚を充分に増す必要があり、それに伴って スプール重量が増加し、人が容易に運ぶことのできるまで軽量化することが困難 であった。

【０００５】 本考案は、前記課題を解決するために案出されたものであり、軽量で扱い易く 、かつ外力に対する剛性並びに強度の高い帯板材巻取用スプールを提供すること を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

前記課題を解決するために案出された本考案の帯板材巻取用スプールは、 帯状の板材を巻取る帯板材巻取用スプールであって、筒形の内面板と、該内面 板の外側に間隙部を介して同心状に配置される筒形の外面板とを備え、前記間隙 部には前記内面板と外面板とを所定間隔に保持する支持部材を備えたことを特徴 とする帯板材巻取用スプールを要旨とする。

【０００７】 ここで、前記支持部材としては、前記内面板及び外面板と接続するハニカムコ アや、波型の押出し形材等を用いることができる。尚、前記ハニカムコアとして は、三角形、四角形又は六角形等、各種形状のものを用いることができる。また 、前記波型の押出し形材としては、矩形波形や正弦波形等、様々な形状のものを 用いることができる。

【０００８】 また、前記内面板，外面板及び支持部材は押出成形によって一体成形された押 し出し形材であってもよい。尚、この場合、帯板材巻取用スプール全体を押し出 し成形によって一体成型しても良く、あるいは複数のブロックに分割された押し 出し形材を溶接等で接続して一体のスプールとしても良い。

【０００９】 前記内面板，外面板及び支持部材の材質としては、軽量化，高強度化及び耐食 性等の面からはアルミ合金が好ましい。また、アルミ合金を用いる場合、内面板 及び外面板とハニカムコアや波型の押出形材等の支持部材とを接続する方法とし てはろう付けが好ましい。

【００１０】 また、前記内面板及び外面板に繊維強化プラスチックを用い、前記支持部材と して発泡性合成樹脂を前記間隙部に充填してもよい。

【００１１】

【作用】

本考案における帯板材巻取用スプールは、筒形の内面板と、内面板の外側に間 隙部を介して同心状に配置される筒形の外面板とを備え、この間隙部に内面板と 外面板とを所定間隔に保持する支持部材を配置している。即ち、支持部材が間隙 部に空間を残しつつ内面板と外面板との間を支持して補強するため、本考案の帯 板材巻取用スプールは軽量となり、かつ十分な剛性並び強度を有する帯板材巻取 用スプールが得られる。

【００１２】

【実施例】

以下本考案の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。 まず、本考案の第１実施例を図１〜６に基づいて説明する。ここで、図１は帯 板材巻取用スプール１の外面板を一部破断して示す斜視図、図２は同Ａ−Ａ断面 図、図３はＡ−Ａ断面図の一部分の拡大図、図４は同Ｂ−Ｂ断面図、図５はＢ− Ｂ断面図の一部分の拡大図、図６はハニカムコア９を示す斜視図である。

【００１３】 図１〜図５に示す様に、帯板材巻取用スプール１は、３枚のろう付けアルミハ ニカムパネル２を溶接接合して円筒形（例えば、長さｌ＝１５３０ｍｍ，内径ｄ ｉ＝４０６ｍｍ，外径ｄｏ＝４４６ｍｍ）に成形したものであり、厚さｔ_f＝２ ．０ｍｍ程度の円筒形の内面板３と、この内面板３の外側に間隙部７を介して同 心状に配置される厚さｔ_f＝２．０ｍｍ程度の外面板５とを備え、間隙部７には 内面板３及び外面板５と接続するコア高さｔ_h＝１６ｍｍ程度のハニカムコア９ が備えられている。

【００１４】 また、間隙部７には、屈曲方向に配される厚さｔ_s＝２．０ｍｍ程度の薄板状 の補剛材１１、長手方向（円筒軸方向）に配される厚さｔ_k＝２．０ｍｍ程度の コの字形の枠材１３、及び円筒周縁端部１４に配される厚さｔ_w＝３．０ｍｍ程 度の薄板状の枠材１５が各々配設されている。尚、後に詳述する様に、補剛材１ １及び枠材１３，１５はろう付けアルミハニカムパネル２のパネル枠を形成する ものであり、各々内面板３及び外面板５にろう付けされている。

【００１５】 更に、図６に示す様に、間隙部７に備えられるハニカムコア９は、例えば厚さ ｔ_c＝０．２ｍｍ程度の複数の波板状のコア素材９ａが長手方向（矢印Ａ方向） に配列されて組み合わされ、略６角形のセル空間９ｂを形成するものである。そ して、これらのコア素材９ａの上端部９ｃ及び下端部９ｄは、各々外面板５及び 内面板３にろう付け接合されている。

【００１６】 続いて、第１実施例の帯板材巻取用スプール１の製造方法を説明する。 まず、図７（ａ）に示すような３枚の曲面形状のろう付けアルミハニカム パネル２を以下の様にして製造する。 まず、あらかじめ内面板３，外面板５及び枠材１５を所定の曲率にて曲げ成形 し、補剛材１１については機械加工で成形しておく。尚、塗装缶材等の様に表面 の滑らかな帯板材を巻き取る必要のある場合は、外面板５にサンドブラスト、エ ッチング、ヘアーライン、切削加工等の表面加工を施して、その表面を荒してお く。

【００１７】 そして、内面板３の長手方向に伸びる左右両端部の上に枠材１３を、内面板３ の屈曲方向に伸びる左右両端部（短辺部）の上に枠材１５を配し、補剛材１１（ 本実施例では３本）を内面板３上の屈曲方向に伸びるように配置してパネル枠を 形成し、更に複数のコア素材９ａを内面板３上の長手方向に配設して内面板３上 にハニカムコア９を形成し、これに外面板５をかぶせ、治具を用いて拘束した状 態で各々ろう付け接合する。

【００１８】 次に、図７（ｂ）に示す様に、３枚のろう付けアルミハニカムパネル２の 長手方向端部の枠材１３を各々突き合わせ、溶接部１７（図３参照）にて溶接し て、円筒状の帯板材巻取用スプール１を形成する。 更に、帯板材巻取用スプール１には真円度が要求されるため、前記の溶接 工程の後に、真円度を高める矯正を施す。尚、アルミ合金として、６０００系の 時効硬化型アルミ合金を使用すれば、前記の突き合わせ溶接工程の後に時効加熱 処理をしても直ちに硬化しないため、真円度を高める矯正作業を容易に行うこと ができる。

【００１９】 次に、前記の様にして製造された帯板材巻取用スプール１の強度について説明 するが、ここでは、下記仕様における本実施例の帯板材巻取用スプール１の、座 屈荷重や曲げ荷重等に対する強度の計算例を示す。 ［仕様］ スプール内径：ｄｉ＝４０６ｍｍ， スプール外径：ｄｏ＝４４６ｍｍ 内面板及び外面板厚さ：ｔ_f＝２．０ｍｍ， コア高さ：ｈ_c＝１６ｍｍ， スプール長さ：L＝１５４０ｍｍ， 構成材料：Ａ６９５１−Ｔ６ 巻き取られる帯板材の総重量：Ｗ＝１１８ｋｇ 巻き取られる帯板材の最大外径：Ｄｏ＝２４００ｍｍ 帯板材板幅：ｗ＝１５３０ｍｍ 巻き取り動作時の帯板材の張力：ｐ＝１．８ｋｇｆ／ｍｍ² 巻き取り動作時の周方向の圧力：Ｐ＝０．２４ｋｇｆ／ｃｍ² 断面二次モーメント及び断面係数 まず、図５に示す様なろう付けアルミハニカムパネル２の断面形状（単位幅ｂ の部分）において、断面二次モーメントＩ及び断面係数Ｚは次式によって求めら れる。

【００２０】 Ｉ＝（ｈ³−ｈ_c ³）・ｂ／１２ ＝０．３２５ｃｍ⁴ ここで、ｈ：ハニカムパネル高さ（＝ｈ_c＋２ｔ_f），ｂ：単位幅（＝１．０ｃ ｍ） Ｚ＝Ｉ／（ｈ／２） ＝０．３２５ｃｍ³ 座屈荷重に対する強度 帯板材巻取用スプール１の限界座屈圧力Ｐｋは、前記断面二次モーメントＩの 値等を用いて、次式により求められる。

【００２１】 Ｐｋ＝｛２Ｅ／（１−ν²）｝・（１２Ｉ／ｄo³） ＝６７．６ｋｇｆ／ｃｍ² ここで、Ｅ：ヤング率（＝７×１０⁵ｋｇ／ｍｍ²），ν：ポアソン比（＝０． ３） よって、限界座屈圧力Ｐｋは、巻き取り動作時の周方向の圧力Ｐ＝０．２４ｋ ｇｆ／ｃｍ²よりも十分に大きく（ｎ＝Ｐｋ／Ｐ＝２８１＞２）、座屈に対して 十分な強度を有する。

【００２２】 曲げ荷重に対する強度 スプールに巻き取られた帯板材の自重による最大曲げ応力σは、前記断面係数 ｚの値等を用いて、次式により求められる。 σ＝Ｍ／ｚ ＝（Ｗ／２）・（ｄｏ／２）／πｚ ＝１２８９ｋｇｆ／ｃｍ² ここで、Ｍ：最大曲げモーメント 一方、許容応力σ_allは、次式により求められる。

【００２３】 σ_all＝σ_0.2／Ｓ＝１４００ｋｇ／ｃｍ² ここで、σ_0.2：構成材料（Ａ６９５１−Ｔ６）の耐力（＝２１００ｋｇｆ／ ｃｍ²），Ｓ：安全率（＝１．５） よって、最大曲げ応力σは許容応力σ_allに比べて十分に小さく、即ち、曲げ 荷重に対して十分な強度を有することが分かる。

【００２４】 以上の様に、本実施例の帯板材巻取用スプール１は座屈や曲げに対して十分な 強度を有するが、同様な材料力学理論に基づく計算により、スプール周方向への 圧縮力や、巻き取り動作時に内面板表面に働くせん断力等に対しても実用上十分 な強度を有することも確かめられている。

【００２５】 次に、上記仕様における第１実施例の帯板材巻取用スプール１と、従来のアル ミ板製及び紙製の帯板材巻取用スプール（比較例）の重量の比較を表１に示す。 ここで、比較例のアルミ板製のスプールは、厚さ１６．０ｍｍのアルミ板（第１ 実施例と同じ材質である）を円筒形に成形したものであり、同じく紙製のスプー ルは、厚さ３０．０ｍｍの紙板材を円筒形に成形したスプールである。そして第 １実施例と比較例の帯板材巻取用スプールは、その内径及び全長が表１に示す様 に同じであると同時に、ほぼ同じ剛性並びに強度を有するものである。

【００２６】

【表１】

【００２７】 表１より明らかな様に、第１実施例の帯板材巻取用スプール１の重量は２５． ４ｋｇと非常に軽量であり、人が取扱い及び運搬するのに好ましいものである。 一方、比較例のアルミ板製及び紙製の帯板材巻取用スプールは６０．０及び８ ７．６ｋｇと非常に重く、取扱い・運搬には好ましくない。

【００２８】 以上詳述した様に、第１実施例の帯板材巻取用スプール１は、軽量で扱い易く 、かつ外力に対して十分な剛性並びに強度を有するものである。 また、本実施例の帯板材巻取用スプール１によれば、内面板や枠材に加工を施 して把手を設けることができ、人が運搬するのに好適である。例えば、図８に示 す様に円筒周縁部の枠材として断面コの字形の枠材１９を用いれば、隙間２１に 手指を掛けて容易に運ぶことができる。また、内面板３の枠材１５，１９付近に 人が手指を掛けられるように穴を空けてもよい。

【００２９】 更に、本実施例の帯板材巻取用スプール１は、ろう付けアルミハニカムパネル ２より構成されているので、接着ハニカムパネルを用いた場合に比べて耐熱性に 優れている。即ち、接着ハニカムパネルを用いたの場合は、巻き上げる帯板材の 温度が高い場合、接着剤の耐熱劣化によって強度が低下するが、ろう付けアルミ ハニカムパネルの場合は、アルミ材料を適宜選定することにより、接着ハニカム パネルより安価に耐熱性のよい帯板材巻取用スプール１を得ることができる。

【００３０】 また、従来の紙製の帯板材巻取用スプールでは、吸湿性が高いため、変形しや すく耐久性に劣り、また、湿気のために細菌の繁殖を招き、衛生面にも問題があ るが、本実施例の帯板材巻取用スプール１はアルミ合金でできているため、この 様な問題は全く生じない。

【００３１】 尚、本実施例においては、３枚のろう付けアルミハニカムパネルを溶接接合し て帯板材巻取用スプール１を製作しているが、用いるろう付けアルミハニカムパ ネルの枚数については特に限定はない。 また、本実施例においては、六角形のハニカムコアを用いているが、図９（ａ ），（ｂ）に示す様な３角形又は４角形等の各種形状のハニカムコアを用いるこ ともできる。

【００３２】 更に、内面板厚さｔ_fやコア高さｔ_h等の諸寸法は、上記実施例において示した 数値に限定されるものではなく、スプールの要求仕様に応じて適宜設定され得る ものである。 次に、本考案の第２実施例を図１０に基づいて説明する。ここで、図１０は第 ２実施例の帯板材巻取用スプール３１の側面図（円筒軸方向より見た図）の一部 であり、図１０（ｂ）は同Ｃ−Ｃ断面図である。

【００３３】 第２実施例の帯板材巻取用スプール３１は、第１実施例と同様なアルミ合金製 の円筒体であり、円筒形の内面板３３と，この内面板３３の外側に間隙部３７を 介して同心状に配置される外面板３５とを備えている。そして、第２実施例にお いては、間隙部３７に内面板３３及び外面板３５と接続する波型の押出し形材３ ９が配置されている。

【００３４】 この押し出し形材３９は、矩形波形の筒状体であり、押し出し成型により一体 成型されたものである。尚、この押し出し形材３９は、その内側面４１が内面板 ３３に、外側面４３が外面板３５に対して各々ろう付け接合されている。 そして、この第２実施例の帯板材巻取用スプール３１も、第１実施例のものと 同様に軽量で扱い易く、かつ外力に対して十分な剛性並びに強度を有するもので ある。

【００３５】 尚、第２実施例において、押出し形材３９は一体成型された筒状体であるが、 この筒状体を適当な個数に分割した押し出し形材のブロックを組み合わせて間隙 部３７に配置してもよい。また、波型の形状としては、矩形波形に限らず、正弦 波形や三角波形のもの等、様々な形状のものを用いることができる 次に、本考案の第３実施例を図１１に基づいて説明する。ここで、図１１（ａ ）は第３実施例の帯板材巻取用スプール５１の側面図の一部であり、図１１（ｂ ）は、同Ｄ−Ｄ断面図である。

【００３６】 第３実施例の帯板材巻取用スプール５１は、第１及び第２実施例と同様なアル ミ合金製の筒状体であるが、全体が押出し成形によって一体成形されたものであ り、円筒形の内面板５３，外面板５５，及びこの内面板５３及び外面板５５の間 の間隙部５７に位置する支持部材５９が一体成形された円筒形の押出し形材であ る。

【００３７】 そして、この第３実施例の帯板材巻取用スプール５１も、第１及び第２実施例 のものと同様に軽量で扱い易く、かつ外力に対して十分な剛性並びに強度を有す るものである。 尚、上記実施例では、帯板材巻取用スプール５１全体を一体成形しているが、 数個の分割した押出し形材のブロックを溶接接合または機械組立により一体化し て円筒形の帯板材巻取用スプールに製作してもよい。

【００３８】 更に、本考案の第４実施例を図１２に基づいて説明する。ここで、図１２は第 ４実施例の帯板材巻取用スプール６１の側面図の一部である。 第４実施例の帯板材巻取用スプール６１は、内面板６３及び外面板６５に繊維 強化プラスチック（ＦＲＰ）を用い、内面板６３と外面板６５の間の間隙部に支 持部材として発泡性合成樹脂６７を充填したものである。

【００３９】 そして、この第４実施例の帯板材巻取用スプール６１も、第１ないし第３実施 例のものと同様に軽量で扱い易く、かつ外力に対して十分な剛性並びに強度を有 するものである。 ここで、下記表２に上記の第２ないし第４実施例による帯板材巻取用スプール の重量を示す。

【００４０】 尚、第２実施例の帯板材巻取用スプール３１は、内面板３３及び外面板３５と して厚さ１ｍｍのアルミ板を使用するとともに、押出し形材３９として肉厚２． ５ｍｍの矩形波形のアルミ押出し形材を使用したものであり、第３実施例の帯板 材巻取用スプール５１は、肉厚２．５ｍｍのアルミ押出し形材を使用したもので ある。

【００４１】 また、第４実施例の帯板材巻取り用スプール６１は、内面板６３及び外面板６ ５として厚さ２．５ｍｍのガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）を使用し、 発泡性合成樹脂６７として、発泡スチロールを使用したものである。

【００４２】

【表２】

【００４３】 表２より明かな様に、第２ないし第４実施例の帯板材巻取用スプールの重量は 各々４３ｋｇ，３４ｋｇ，４０ｋｇであり、表１に示した比較例のアルミ板製及 び紙製のスプール（重量は各々８７．６ｋｇ，６０．０ｋｇ）に対して軽量であ る。即ち、本考案の第２ないし第４実施例の帯板材巻取用スプールは、従来の帯 板材巻取用スプールに対して軽量であり、取扱い・運搬に好ましいものである。

【００４４】 以上、本考案の実施例について説明したが、本考案はこうした実施例に何等限 定されるものではなく、本考案の要旨を逸脱しない範囲において、様々なる態様 にて実施しうることは勿論である。

【００４５】

【考案の効果】

以上の如く、本考案における帯板材巻取用スプールによれば、筒形の内面板と 、内面板の外側に間隙部を介して同心状に配置される筒形の外面板とを備え、こ の間隙部には内面板と外面板とを所定間隔に保持する支持部材が配置されており 、軽量で扱い易く、かつ外力に対する剛性並びに強度が高いという特徴を有する 。

【００４６】 また、構成材料としてアルミ合金を使用すれば、軽量化や高強度化はもちろん のこと、耐食性や耐久性にも優れた帯板材巻取用スプールを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１実施例の帯板材巻取用スプールの斜視図
である。

【図２】 第１実施例の帯板材巻取用スプールのＡ−Ａ
断面図である。

【図３】 Ａ−Ａ断面図の一部分の拡大図である。

【図４】 第１実施例の帯板材巻取用スプールのＢ−Ｂ
断面図である。

【図５】 Ｂ−Ｂ断面図の一部分の拡大図である。

【図６】 第１実施例の帯板材巻取用スプールのハニカ
ムコアを示す斜視図である。

【図７】 第１実施例の帯板材巻取用スプールの製造方
法を示す説明図である。

【図８】 第１実施例の帯板材巻取用スプールに用いら
れる他の枠材を示す断面図である。

【図９】 第１実施例の帯板材巻取用スプールに用いら
れる他のハニカムコアの形状を示す説明図である。

【図１０】 第２実施例の帯板材巻取用スプールを示す
側面図及びＣ−Ｃ断面図である。

【図１１】 第３実施例の帯板材巻取用スプールを示す
側面図及びＤ−Ｄ断面図である。

【図１２】 第４実施例の帯板材巻取用スプールを示す
側面図である。

【符号の説明】

１，３１，５１，６１・・・帯板材巻取用スプール ３，３３，５３，６３・・・内面板 ５，３５，５５，６５・・・外面板 ７，３７，５７・・・間隙部 ９・・・ハニカムコア ３９・・・押出し形材 ５９・・・支持部材 ６７・・・発泡性合成樹脂

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 安藤 誠 東京都港区新橋５丁目11番３号 住友軽金 属工業株式会社内

Claims (6)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 帯状の板材を巻き取る帯板材巻取用スプ
   ールであって、 筒形の内面板と、該内面板の外側に間隙部を介して同心
   状に配置される筒形の外面板とを備え、前記間隙部には
   前記内面板と外面板とを所定間隔に保持する支持部材を
   備えたことを特徴とする帯板材巻取用スプール。
2. 【請求項２】 前記支持部材が前記内面板及び外面板と
   接続するハニカムコアであることを特徴とする前記請求
   項１記載の帯板材巻取用スプール。
3. 【請求項３】 前記支持部材が前記内面板及び外面板と
   接続する波型の押し出し形材であることを特徴とする前
   記請求項１記載の帯板材巻取用スプール。
4. 【請求項４】 前記内面板，外面板及び支持部材が一体
   成形された押し出し形材であることを特徴とする前記請
   求項１記載の帯板材巻取用スプール。
5. 【請求項５】 前記内面板，外面板及び支持部材のうち
   少なくとも一つがアルミ合金よりなることを特徴とする
   前記請求項１ないし４記載の帯板材巻取用スプール。
6. 【請求項６】 前記内面板及び外面板が繊維強化プラス
   チックであり、前記支持部材が発泡性合成樹脂であるこ
   とを特徴とする前記請求項１記載の帯板材巻取用スプー
   ル。