JPH06507873A - ボビン体およびそれの製作方法 - 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】 ボビン体およびそれの製作方法 本発明は、請求の範囲１および１６の包括的な特徴に従うボビン体およびそれの 製作方法に関するものである。

糸状に巻かれた物質のためのボビン体がＤＥ　３　９０８　２２３　Ｃ２で知ら れている。それにおいては、軽金属合金製のボビンの半分２つが、コア◆チュー ブ端部で突き合わせられ、摩擦溶接されて一緒に固定される。ボビン体の半分は 流れ押し出しにより製作される。しかしこの場合にはボビン体の形は、押し出し 法により決定される幾何学的限界により設定される。その理由は、ボビンフラン ジの直径は比較的太き（、その直径と比較した端部フランジの肉厚が非常に薄く てボビン体半分に不均質が生じ、ボビン体の強度が低下することがあるからであ る。ボビン体の端部フランジは次々に送り出され、高い応力を受ける、と（に、 高い強度の弾性糸または合成糸を巻く場合に高い応力を受けるから、ボビン体の 強度はとくに重要である。

これと同様、複数の部品から一緒に溶接またはねじ止めされるボビン体も知られ ているが、これらのボビン体には端部フランジを曲げることにより間隙が生ずる ことがあり、巻かれている物質の内側に巻いた部分がその間隙内部に入って、そ こにきつく固定されることがある。更に、成型ボビン体も知られて〜するが、そ のようなボビン体は、生ずる応力、とくに、巻き部分と端部フランジの間の遷移 領域に生ずる応力に耐える事ができず、破壊することがある。中実物体から丸削 りされたボビン体でもその危険は存在する。その理由は、端部フランジと巻き管 の間の隅領域の急な遷移と金属繊維の流れが遮断されていることから切欠き効果 が生ずることがあり、そのために割れるようになることがあるからである。この 実施は、高い材料の使用と長時間の機械加工にかかるコストのために、長期間の 生産活動には適当ではない。

したがって、本発明はボビン体の強度をより高くすると同時に製作コストが低い 、ボビン体およびそれを製作する方法を得るという目的を基にしている。

この目的は請求の範囲ｌの特徴に従う方法、および請求の範囲１６の特徴に従う ボビン体により達成される。

とくに、巻き部分から端部フランジまでの重要な遷移領域における金属繊維の遮 断されていない流れが、ボビン体の一体製作によって得られ、はぼ円筒形のボビ ン素材の２つの端部を形成する。この形成は同時に行うことが好ましい。この結 果からとくに高い強度のボビン体が得られる。同時に、一体のボビン体の形成か ら製作コストが著しく低減される。その理由は、現在の技術状態とは対照的に、 別々の部品を製作し、それからそれらの部品を手間のかかるやり方で一緒に組み 合わせるという必要がないからである。それに加えて、部品の相対的な位置の誤 り、たとえば、平行の狂いまたは軸線方向の誤差が避けられるために製造誤差を 低下でき、したがって、ボビン体を最終的な寸法が正確で、最後の削りによる精 密仕Ｆげで削られる過剰な材料が非常に僅かであるようなボビン体を製作できる 。

これ以外の有利な開発は従属請求の範囲の主題である。

以下に図面を参照して、ボビン体の製作方法の４つの実施例を詳しく説明する。

図１は第１の実施例および第２の実施例によるボビン体の一連の製作工程の図で ある。

図２は第３の実施例のための型の横断面図である。

図３は第４の実施例のための型の横断面図である。

本発明の方法の最終製品が図１の下側部分に示されている。すなわち、巻き部分 ２と、端部における２つの端部フランジ３とでほぼ構成されているボビン体１が その最終製品である。このボビン体ｌを適当な支承（図示せず）に取り付けるた め、および重量を軽くするために、ボビン体１には中心穴４が開けられる。その 中心穴は、断面図の右側に示すように、貫通穴であることが好ましい。ボビン体 １の長さはＱで、ハツチングの場所に断面図で示されているように、遮断されて いない一連の繊維を有する。これから、出発材料、紅ましくはアルミニウム合金 Ａ　Ｉ　ＺｎＭｇＣｕ　０．５　（Ｄ　Ｉ８　７０２２）の繊維の流れが、とく に、巻き部分２と端部フランジ３の間の重要な遷移領域において、幾何学的な形 にされ、中実材料から丸削りされたボビン体とは対照的に、それは遮断されてい ない。

そのようなボビン体ｌを製作する方法を、２つの別々の方法、と（にフランリン グによる冷開成形（図の左の列）と鍛造による熱間成形（図の右側の列）で、以 下に詳しく説明する。しかし、それらの方法では最初の工程と最後の工程は同一 である。第１の方法工程として、棒状の円筒形ボビン素材５を、余熱した押し出 しブロック１１からラム１０により製作する。そのボビン素材５をラム１０の前 端部の型１２を用いてプレスする間接押し出し法を用いることが好ましい。この 方法ではラム１０を中空にし、ボビン素材５を形成する押し出される棒がその中 空ラムｌＯを通って出る。これから金属繊維の均質な流れが得られる。押し出さ れた棒は右側の行に示されている熱間成形のためには中実材料として形成し、左 側の行に示されている別の製作のためには筒状ボビン素材５とする。この筒状ボ ビン素材５を製作するために、破線で示されているクロージャ部材１４に装着さ れたマンドレル１３が押し出しのために設けられて、型１２の内部に挿入される 。押し出しにおいては、クロージャ部材１４は、押し出しブロック１１とされた 約３６０〜４２０℃に加熱されているアルミニウム合金と一緒にラム１０に対し て左へ動かされる。そのために押し出された棒が管として出る。

方法工程すにおいては、管または中実物体として形成されたボビン素材５を希望 のボビン体長さＱに切断する。しかし、この場合には過剰部Ｘに対応する端部フ ランジ３を形成するためにめられる過剰な部分（各端部においてそれの半分Ｘ／ ２）を考慮に入れる。たとえば、ボビン体の長さＱ＝１５０園−であるとすると 、過剰部ｘ＝２０−一がフランジの形成のために考慮される（再び、それの最終 直径に依存する）から、ボビン素材５は方法工程すにおいておよそ１７（１＋− の長さに切断される。方法工程ａに破線で示されている部分で押し出された棒を 分割することにより、ボビン素材５の端部面における端部６が得られる。

右側列に方法工程すに破線で示されているように、ボビン素材５の、次に巻き部 分２を形成する中央領域の直径を、鍛造用具１５による鍛造によって縮めること ができ、ダンベル形の外形が得られる。これにより精度をできるだけ高くするた めに、作業中に向き合う鍛造用具によりボビン素材５を、破線矢印７で示されて いるように、回転させる。直径を半径方向に縮めるこの方法は、巻き部分２の直 径と比較して特に大きい直径の端部フランジ３を有するボビン体にとくに適当で ある。端部領域中の厚くされている領域（ここでは点を打って示されている）は 、軸線方向にアブブセットした後で端部フランジ３を形成するのに役立つ。それ らの厚くされた領域の軸線ノＪ向長さは同様に軸線方向長さのｘ／２とに選択さ れる。各領域の体積はアップセット後の端部フランジ３の体積に対応する。

図の左行に示さす１ているように、筒状ボビン素材５の２つの端部６をフランリ ングすることによる室温での形成（工程Ｃ）をまず説明する。室温での形成の前 に、ボビン素材５をまず焼きなましして応力を除去し、またはソフト焼きなまし する。その焼きなましは約３４０〜４００℃で２〜４時間行い、それから２５℃ ／ｈという小さい温度降下率で２００〜２５０℃まで冷却し、次にこの温度に１ 〜５時間維持してから、ソフト焼きなまししたボビン素材５を、これ以上特別な 事萌処理を行うこと無しに、室温まで冷却する。このようにして熱処理したボビ ン素材５を、次に、あごを形成されている固定具２１内に固定する。その固定具 は回転可能であって、ボビン体ｌマイナス２つの端部フランジ３の厚さに対応す る軸線方向長さを有する。ボビン素材５を回転させている間に、円錐形型削り工 １１４２０を両方の端部６に軸方向に押し付ける。そうすると、図の右側部分に 示されているように、ボビン素材５の端部６を約１２０１の角度で外側に広げら れる。端部６のこの形削りまたは外側への拡張はソフト焼きなまし状態で行われ るから、小さいひび割れなどの生ずる恐れはない。工具２０によるプレス作業は 、たとえば、油圧フランジにより同時に対称的に行われ、力を補償するから、固 定具２Ｉを比較的ラフな寸法にできる。

端部フランジ３の直径が比較的小さいものは１８０°拡げ、したがって、ボビン 体ｌの最終的な形まで拡張させることが可能である。しかし、円錐形に拡張され た端部６（ここでは下半分に破線でのみ示されている）を、第２の形成工程にお いて、ボビン素材５を再び回転させながら、圧延工具２２により圧延して端部６ を平行に整列させ、それにより端部フランジ３の外側縁部を固定具２１へ押し付 け、２つの端部フランジ３を正確に平行に整列させることが好ましい。また、ボ ビン体１の外傷表面は圧延により既に清らかにされているから、形削りによるそ れらの表面の最終仕上げ加工は余分なことがある。圧延の代わりに、電磁界によ る形成も行うことができる。この場合には固定具２１の内部に巻線が埋め込まれ る。その電磁界はボビン素材５の円錐形にされている端部領域を固定具２１の端 部面に対して引き込む。

固定具２１を緩めた後で、方法工程Ｃとｄの間に示されている最初に述べたボビ ン体１が得られる。それからこのボビン体を方法工程ｄにおいて、４００〜４５ ０℃の温度で２５分間にわたって加熱し、それから水中で冷却することにより硬 化させる。それから、工程ｅにおいて時効させる。この熱処理は１００〜１３０ ℃で３〜６時間維持加熱し、それから温度を１３０〜１６０℃まで上昇させて６ 〜１０時間維持し、最後に空気中で冷却する事が好ましい。

次に、好ましくは３６０〜４２０℃の鍛造温度における形成を、右側の行の方法 工程すに示されているボビン素材５について説明する。

ここではボビン素材５はほぼ円筒形の横断面を存するが、上記のように、破線で 示されているダンベル形にすることもできる。このボビン素材５を、空胴型のよ うな閉じられているあごを形成された固定具３１中に保持する。端部フランジ３ を形成するために、この固定具３１は両端部にフランジの形に一致する円板形く ぼみ３２を育する。そのくぼみの中に過剰部Ｘに従って点で示されている過剰物 質が、固定具３１の両端部において円板形プレス具３０によりプレスされる（破 線で示されている突出部を比較されたい）。プレス作業の開始が図の右側部分に 示され、形成の終りが図の左側部分に示されている。くぼみ３２内部へのこの押 し込みは１回のストロークで行うことができるが、鍛造の性質で短い打撃でも行 うことができる。円板形押し込み具すなわち鍛造具３０は中心にボス３３を有す ることが好ましい。そのボスの結果として、完成したボビン体１に空所３４が生 ずることになる。その空所はベアリング座を受ける機能を果たす。更に、それら のボス３３は、円板形プレス具３０を一緒にプレスする際のくぼみ３２の内部へ の拡散を改善する。ここに示すように、より深い空所３４が得られるようにボス ３３の軸線方向長さを長くすることもできる。それは中心ウェブ３６までのボビ ン体ｌの貫通穴４に対応する。これから巻き部分２の重量が大幅に軽減されると ともに、端部フランジ３を形成するために（ぼみ３２の中への半径方向流れ条件 が改善される。また、鍛造具またはプレス具３０とは独立で、鍛造具またはプレ ス具よりストロークが長いインプレブシＷン具３５を設けることができる。この 結果として、空所３４の圧入が閉じられているくぼみ３２においてのみ生ずるこ とになり、したがって円板形プレス具または鍛造具３０を固定具３１に取り付け るから、材料が逃げることができない。

固定具３１を開いて方法工程ｄの前に示されているボビン体！を再び得、それを 前記記載したところに従って硬化し、時効する。

このボビン体１の前記製作方法によれば最適な繊維流れが得られる結果となり、 したがって強度が高いと同時に、生産コストが低減し、かつ製作許容誤差が小さ くなる。このようにして製作されたボビン体は削りによる最終仕上げを必要とす るだけであって、とくに、端部フランジ３の平行度に関連する。製造誤差が小さ いために、除去すべき金属の置は最少である。この結果として、この製作方法は 一層迅速になる。

前記鍛造法の変更例を図２に示す。２つのインプレフシ１ン具３５の代わりに、 単一のプレス型またはインプレフシ１ン型３５を使用する。ボビン素材５（１点 鎖線で示されている）は中実材料で構成され、くぼみ３２が形成されているプレ ス具３０．３１の型空所内に置かれる。この型を閉じた後で、インブレッシ。

ン型３５がボビン素材５中に、破線で示されている空所３４を形成し、かつ、こ の中央物質部分Ｍ（点で示されている）がくぼみ３２の中へ押しこまれて、２点 鎖線突出により示されているように、端部フランジ３をほとんど同時に形成する ように、インプレッシーン型３５は、左へ動かされる。インプレブシーン型３５ により押し出された体積は端部フランジ３の体積に一致し、したがって、図１の 図示に対応するある踵の過剰部Ｘを形成することに注目すべきである。

別の実施例が図３に示されている。この実施例においては、流れ押し出し成型さ れた部品５０がボビン葉材５．４−して用いられる。しかし、フラツシング（図 １の左側行の工程Ｃによる）により円錐形状に拡げられた端部６を有する素材を 型内に置くこともできる。これにおいては、底のみにある端部フランジ３を予め 組形成することがｉｌｔ要である。というのは、ボビン体の最終的な型がプレス 具３０による圧縮により生じさせられるからである。一方、ここではコツプ形の 上方へ延長している過剰部Ｘがくぼみ３２内へ押し込まれ、他方では、圧力が下 側端部フランジ３へ伝えられる（破線矢印を比較されたい）から、精密な寸法の 端部フラノンの同時形成によってくぼみ３２が充たされる。中央空所に心棒４０ が入れられる。それはプレス具３０とともに沈んで上から圧縮された物質がボビ ン体内側へ曲がれることを阻止する。

国際調査報告 □ 暑 □ □ １゜ □

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．卷く材料、とくに合成糸、を受けるための円筒形卷き部分と、それと比較し て大きい直径の端部フランジとを有するボビン体をアルミニウム合金で製作する 方法において、 ａ）ほぼ円筒形ボビン素材（５）を押し出し成型または流れ押し出し成型する工 程と、 ｂ）ボビン素材（５）を希望のボビン体長さ（ｌ）ブラス端部フランジ（３）を 形成するための過剰部（ｘ）に切断する工程と、ｃ）ボビン素材（５）の両端部 （６）を端部フランジ（３）に形成する工程と、ｄ）ボビン体（１）を硬化する 工程と、ｅ）ボビン体（１）を時効する工程と、を備えるボビン体をアルミニウ ム合金から製作する方法。 ２．請求の範囲１記載の方法であって、成型（工程ａ）を間接押し出し成型で行 い、この間接押し出し成型においては中空プランジャ（１０）が設けられ、この 中空プランジャを通ってボビン素材（５）が筒として出ることを特徴とする方法 。 ３．請求の範囲１または２記載の方法であって、押し出し成型を３６０〜４２０ ℃で行うことを特徴とする方法。 ４．請求の範囲１〜３のいずれかに記載の方法であって、フランジ形成（工程ｃ ）を室温において、筒状のボビン素材（５）の両端部（６）をフランジングする ことにより行い、これを最初にソフト焼きなましすることを特徴とする方法。 ５．請求の範囲４記載の方法であって、ソフト焼きなましを３４０〜４００℃で ２時間行い、それからボビン素材（５）を最高温度降下率２５℃／ｈで２００〜 ２５０℃まで冷却し、それからこの温度に１〜５時間保ち、最後に室温まで冷却 することを特徴とする方法。 ６．請求の範囲４または５記載の方法であって、固定具（２１）中につかまれて いるボビン素材（５）の回転運動により、円錐形の、向き合っている鍔出し具（ ２０）によりフランジングを行うことを特徴とする方法。 ７．請求の範囲６記載の方法であって、フランジング工程の付加工程として、形 削りした端部フランジ（３）をボビン素材（５）のための固定具（２１）に対し て直角に押すことによりその端部フランジ（３）を圧延することを特徴とする方 法。 ８．請求の範囲１〜３のいずれかに記載の方法であって、形削り（工程ｃ）を中 実横断面のボビン素材（５）に対して鍛造温度で行い、それの端部（６）を、鍛 造により、または端部フランジ（３）の形のくぼみ（３２）を有するプレス具（ ３０）により、過剰部（ｘ）に対してアップセットすることを特徴とする方法。 ９．請求の範囲８記載の方法であって、形削りを３６０〜４２０℃で行うことを 特徴とする方法。 １０．請求の範囲８または９記載の方法であって、鍛造温度まで加熱されたボビ ン素材（５）の端部フランジ（３）を形成する端部（６）をくぼみ（３４）に押 し付けることを特徴とする方法。 １１．請求の範囲１０記載の方法であって、インプレッション具（３５）のスト ロークは鍛造またはプレス具（３０）より大きいことを特徴とする方法。 １２．請求の範囲８または９記載の方法であって、端部フランジ（３）を形成す る前に、ボビン素材（５）の卷き部分（２）を形成する中央領域の直径を、半径 方向に係合する鍛造具（１５）でダンベル形鍛造体へ鍛造することにより、短く することを特徴とする方法。 １３．請求の範囲１２記載の方法であって、鍛造中にボビン素材（５）を回転さ せることを特徴とする方法。 １４．請求の範囲１〜１３のいずれかに記載の方法であって、ボビン体（１）の 硬化（工程ｄ）を４００〜４５０℃で２５分間の硬化時間で行い、その後でボビ ン体（１）を水中で冷却することを特徴とする方法。 １５．請求の範囲１〜１４のいずれかに記載の方法であって、１００〜１３０℃ において３〜６時間時効化を行い、それから温度を１３０〜１６０℃まで上昇さ せて６〜１０時間保持し、それからボビン体（１）を空気中で冷却することを特 徴とする方法。 １６．巻く材料、とくに合成糸、を受けるための円筒形卷き部分と、この卷き部 分より大きい直径の端部フランジとを備えるアルミニウム合金のボビン体であっ て、ボビン体（１）は円筒形ボビン素材（５）の２つの端部（６）の同時形成に より一体に製作されることを特徴とするアルミニウム合金のボビン体。 １７．請求の範囲１６記載のボビン体であって、ボビン素材（５）は中実材料で 構成され、それの体積はボビン体（１）の最後の体積に一致し、かつそれの中央 物質部分（Ｍ）は少なくとも１つのインプレス具（３５）により変形させられて 端部フランジ（３）を形成し、かつ空所（３４）を形成することを特徴とするボ ビン体。 １８．請求の範囲１６記載のボビン体であって、ボビン素材（５）は、空所（３ ４）と部分的に形成またはフランジングされたフランジ（３）を有し、鍛造また はブレス具（３０）により他端部（６）において圧縮された流れ押し出しされた 部品（５０）であることを特徴とするボビン体。 １９．請求の範囲１８記載のボビン体であって、心棒（４０）がくぼみ（３４） 内に挿入され、かつ同様に鍛造またはプレス具（３０）の空引きすることにより シンクヘ装着されることを特徴とするボビン体。