JPH09295768A

JPH09295768A - 金属細線巻取用リール

Info

Publication number: JPH09295768A
Application number: JP11271796A
Authority: JP
Inventors: Kenji Mita; 健二三田
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-05-07
Filing date: 1996-05-07
Publication date: 1997-11-18

Abstract

(57)【要約】【課題】側圧に対する十分なフランジ強度を持ち、取
扱作業性に優れ、運搬コストを低減でき、しかも安価に
製造できる金属細線巻取用リールを提供する。【解決手段】巻胴２の両端に、略末広形状の複数の補
強用リブ５を固着部Ｐを挟んで設けたフランジ３を溶接
により固着して成る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ワイヤソー用線
（線径０．０２〜０．２ｍｍ程度）やスチールコード用
素線（線径０．１５〜０．４ｍｍ程度）等の金属細線を
巻き取る金属細線巻取用リール（以下「リール」とい
う）に関し、特に軽量でかつ高い剛性を有し、さらに安
価に製造可能なリールに関する。

【０００２】

【従来の技術】ワイヤソー用線やスチールコード用素線
等の金属細線を巻取るリールは、巻取り時にフランジに
かかる側圧に耐え得るように、機械構造用炭素鋼（例え
ばＳ４５Ｃ）等の剛性の高い厚手の金属板を用いて切削
加工によってフランジ形状に成形されたものである。

【０００３】従来のリールは、繰り返し使用に耐え得る
ように、フランジの厚み寸法を必要以上に大きくする傾
向にあった。このため、例えば４０ｋｇ分のワイヤソー
用線を巻取る場合、９０〜１１０ｋｇも重量のあるリー
ルを使用することになり、取扱作業性が悪く、また運搬
コストも高くなる等の欠点があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この欠点を解消するた
め、フランジの厚み寸法を小さくしたり、巻胴を丈夫で
軽いアルミ合金で構成したりして、軽量化したリールも
提案されている。しかし、この軽量化リールでも重量が
４５〜５０ｋｇ程もあり、取扱作業性や運搬コストにお
いて課題を残しているのが現状である。

【０００５】また、産業の国際化に伴い、輸出用の使い
捨てリールが増加する傾向にあるが、上記従来のリール
では、必要以上にフランジを厚くしているため、材料コ
ストが高くなり、フランジ成形時の切削加工等の加工コ
ストもかさみ、更に重量大に伴う輸送コストも高くなっ
て、使い捨てリールとして使うには到底コストが合わな
くなってきた。

【０００６】本発明は、上記従来リールの種々の欠点を
解消するべく、側圧に対する十分なフランジ強度を有
し、取扱作業性に優れ、運搬コストを安くでき、しかも
安価に製造できる金属細線巻取用リールを提供すること
を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明者は、図６に示すようなフランジ５３にプレ
ス加工による補強用リブ５５を設けたリール５１（例え
ば実開昭６１−１５１９６７号公報、実開平３−５３９
７０号公報）を前提技術として、フランジの強度解析等
を行うと共に、補強用リブの形状を鋭意研究した。

【０００８】本発明のリールにおいては、補強用リブ
を、細長い略末広形状（例えば、フランジ外周側を底辺
となす略二等辺三角形状）になしたので、フランジの周
方向の強度を均一化でき、極端に弱い部分がなくなり、
フランジの側圧に対する総合的強度が向上する。また、
補強用リブが、巻胴とフランジとの固着部を挾んで軸芯
側から外周側に渡って形成したので、側圧によって最大
応力の加わる固着部が効果的に補強できる。

【０００９】この補強用リブの数は、リールの要求強度
に応じて任意に設定できるが、６〜１２個の範囲が好適
である。６個未満の場合、補強用リブの間隔が広すぎ
て、フランジ周方向で強度の強い部分と弱い部分の差が
大きくなり過ぎ、弱い部分が側圧により変形したり波打
ったりするおそれがある。逆に、１２個を越えると、塑
性限界を越えないようにプレス深さを大きくすることが
できず、側圧に耐えるだけのプレス深さを確保し難くな
って好ましくない。

【００１０】また、プレス加工によって形成された補強
用リブのフランジ内側面側の凹部の全てには、フランジ
材料より軽い材料の充填材で埋設することにより、巻線
時における金属細線の凹部内への落ち込みを防止でき
る。よって、巻形状が崩れず、金属細線に余計なクセが
つかないため、巻形状の安定性が特に要求される金属細
線（例えばワイヤソー用線）に好適である。充填材とし
ては、軽合金、硬質樹脂、セラミック等を適宜用いるこ
とができる。ところで、充填材と凹部とは、充填材の材
質に応じて接着剤、ビス等の公知の手段によって固着す
る。

【００１１】さらに、上記充填材の代わりに、全凹部を
覆うように、フランジ内側面に１乃至複数の鋼板を固着
することにより、また、充填材と鋼板とを併用すること
により、同様の作用効果を奏することができる。ところ
で、上記鋼板の形状は、１枚のときにはドーナツ状に、
複数枚のときにはドーナツ形状を適当な数に分割した形
状に成す。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１（ａ）および（ｂ）に示すよ
うに、軸芯４を有する巻胴２の両端に、プレス加工によ
って外側面側に膨んだ複数の補強用リブ５を設けたフラ
ンジ３を溶接により固着し、本発明に係るリール１を形
成する。上記補強用リブ５は、巻胴２とフランジ３との
固着部Ｐを挟むように細長い略末広形状に設けたもので
ある。ところで、フランジの材質はＳ４５Ｃを用いた
が、剛性が高くプレス成形性の良い金属であれば種別は
問わない。

【００１３】このリールに金属細線を巻き取ったとき、
フランジ側面にかかる側圧による最大応力は巻胴２とフ
ランジ３との固着部Ｐに生じるが、本発明では、補強用
リブが固着部Ｐを挟んで軸芯側（Ａ側）から外周側（Ｂ
側）に渡って形成したので、補強効果が大である。

【００１４】また、図１（ａ）において、補強リブ５は
等間隔に１２個設けたが、補強リブの数を６乃至１２個
とし、固着部における補強用リブの幅Ｗと隣り合う補強
用リブ間の間隔Ｓとの比を０．６≦Ｗ／Ｓ≦２．２の範
囲にすると、側圧の最大応力が生じる固着部におけるフ
ランジ強度が周方向に均一化でき、フランジの側圧に対
する総合的強度がさらに向上する。

【００１５】

【実施例】

（実施例１）図１に示すように、巻胴２、フランジ３、
軸芯４によりリール１を形成した。フランジ３はＳ４５
Ｃの鋼板を用い、プレス加工によって、固着部Ｐを挟ん
で略末広形状の補強用リブ５を等間隔に１２個設けた。
鋼板の厚みは６ｍｍである。フランジの外周部には補強
用のエッジ加工を施した。なお、リールの外径、幅はそ
れぞれφ３５０ｍｍ、３００ｍｍで、プレス深さは１５
ｍｍとした。

【００１６】また、比較例として、図２に示すように、
略四角形状の補強用リブ１５を設けたフランジ１３を用
いてリール１１を作製した。このリールは補強用リブ１
５を固着部Ｐより外周側に設けたものである。そして、
補強用リブ以外は実施例１のリール１と同構造にした。

【００１７】また、他の比較例として、図３に示すよう
に、偏平トラック形状の補強用リブ２５を設けたフラン
ジ２３を用いてリール２１を作製した。このリールは補
強用リブ２５を固着部Ｐを挟んで設けたものである。こ
の場合も、補強用リブ以外は実施例１と同構造とした。

【００１８】そして、これら３種のリールを用いて、実
際に線径０．２５ｍｍのタイヤコード用素線を同量巻取
って、側圧によるフランジの変形量および波打ちの有無
を調べた。また、実施例および比較例において、補強用
リブの個数を変えたリールも作製し、さらに従来リール
も加えて同様の実験を行った。その結果をまとめて表１
に示す。

【００１９】

【表１】

【００２０】表１における評価項目について説明する。
フランジ最大変形量は、側圧による両フランジ間の拡開
距離の最大値であり、左右のフランジ外周部間をノギス
により全周チェックして求めた。この種リールにおいて
許容できるフランジ最大変形量は２．０ｍｍである。フ
ランジ波打ちは、両フランジの間隔の最大値から最小値
を引いた値を求め、その値の大小により、○、△、×の
３段階で評価した。取扱作業性は、リール重量と関連す
る評価であるが、巻取装置へのリール取付けや運搬等の
扱い易さをあらわし、○、△、×の３段階で評価した。
製作コストは、リール製作に係る材料コスト、加工コス
ト等を合計したもので、これも○、△、×の３段階で評
価した。

【００２１】表１の結果につき説明する。実験Ｎｏ．３
は、補強用リブが６個に満たない場合であるが、このリ
ールはフランジ最大変形量が２．０ｍｍを越え、また、
フランジ波打ちが大きく、リール強度が弱かった。実験
Ｎｏ．４は、補強用リブが巻胴とフランジの固着部より
外周にあるため、フランジ最大変形量が大きく、全く使
いものにならなかった。実験Ｎｏ．５は、図３のよう
に、補強用リブが偏平トラック形状であり、また補強用
リブの幅Ｗと間隔Ｓとの比Ｗ／Ｓが０．６に満たないの
で、フランジの波打ちがやや大きく、フランジ最大変形
量も大きかった。実験Ｎｏ．６は、実験Ｎｏ．５の補強
用段部の数を６個にした場合であり、フランジ波打ち、
フランジ最大変形量のいずれもかなり大きくなった。ま
た、実験Ｎｏ．７は、フランジ厚みの大きい従来リール
であり、強度的には問題ないが、リール重量が１０５ｋ
ｇと大きいため、巻取装置への装着時にクレーンを使用
しなければならず、運搬作業も大変であり、さらに製作
コストも高かった。実験Ｎｏ．８は巻胴にアルミ合金を
使用し、かなり重量を小さくした従来リールであるが、
これとて本願発明のリール重量の２倍以上であり、取扱
作業性に問題があった。またリール製作コストも高くつ
いた。

【００２２】本願発明の実施例である実験Ｎｏ．１およ
び２のリールは、フランジ最大変形量において、実験Ｎ
ｏ．７および８のリールよりやや劣るものの、許容範囲
には十分おさまっている。またフランジ波打ちもほとん
どなく、取扱作業性もかなり改善され、製作コストに至
っては従来リールの１／１０程度に激減できた。

【００２３】（実施例２）図４に示すように、図１にお
けるフランジ３の補強用リブによって生じたフランジ内
側面側の全ての凹部に、充填材として硬質樹脂３２を埋
め込んで本発明の請求項３に係るリール３１を作製し
た。この充填材は特に巻形状の保護を目的として設ける
ものであり、この実施例のリールは、特にワイヤソー用
線の巻取りに最適である。すなわち、ワイヤソー装置に
リールをセットして繰り出す場合、ワイヤーの供給速度
の変動がないことが望ましい。これは、切削物（例えば
シリコン）の切削面の面粗度を安定させるために必須の
要件である。しかし、フランジ内面側に凹部があると、
ワイヤが凹部に落ち込んで巻取られるため、繰出時にワ
イヤ供給速度が変動してしまう。本発明のリール３１を
用いると上記問題が解決できる。さらに、リール３１の
重量は２５ｋｇであり、従来リールの１／２〜１／４の
軽量であるので、ワイヤソー装置に用いたときにリール
駆動用モータの容量を小さくできる。また、ワイヤソー
装置が往復駆動式（ターンバック方式）の場合は、リー
ル重量が軽いため、正転逆転時に装置にかかる負荷をか
なり低減できると共に、張力制御を安定して行なえる。

【００２４】（実施例３）図５（ａ），（ｂ）に示すよ
うに、実施例１におけるリールのフランジの内側面に厚
み３ｍｍのドーナツ状の鋼板４２を固着して、請求項４
に係るリール４１を作製した。こうすることにより、実
験例２のリールと同様の効果を奏することができる。な
お、鋼板の厚みは側圧に耐えるよう適切な厚みに設定す
る。また、凹部を充填材で埋め込んだ後に、ドーナツ状
の鋼板を固着することで、より高い側圧に耐えるリール
を形成できる。また、充填材で完全に凹部を埋め込むこ
とができない場合（多少の凹凸が残存する場合）に、ド
ーナツ状の鋼板を併用すると、より効果的である。

【００２５】

【発明の効果】本発明のリールは上記のとおり構成され
ているので、従来リールの１／２〜１／４程も軽量化で
きると共に、巻圧に対する十分なフランジ強度を有す
る。従って取扱作業性が格段に優れ、運搬コストを大幅
に低減できる。また、フランジをプレス加工で成形で
き、材量コストも大幅に低減できるため、従来リールの
１／５〜１／１０程度の低コストで作製できる。従っ
て、特に輸出用の使い捨てリールとして有効に利用でき
る。また、凹部に充填材を埋め込んだリールは、特にワ
イヤソー用線等の巻形状や張力制御等が厳しく要求され
るものに好適に利用できる。さらに、上記充填材の代わ
りに、１乃至複数の鋼板も用いても同様の効果を奏する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の金属細線巻取用リールを示し、（ａ）
は概略側面図、（ｂ）は部分断面図である。

【図２】比較例の金属細線巻取用リールの概略側面図で
ある。

【図３】他の比較例の金属細線巻取用リールの概略側面
図である。

【図４】本発明の他の実施例の金属細線巻取用リールの
部分断面図である。

【図５】本発明の金属細線巻取用リールを示し、（ａ）
はドーナツ状の鋼板の説明図、（ｂ）は部分断面図であ
る。

【図６】従来の補強用リブを有する金属線状体巻取用リ
ールの概略説明図である。

【符号の説明】

１、３１、４１・・・金属細線巻取用リール２・・・巻胴３・・・フランジ４・・・軸芯５・・・補強用リブ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】巻胴の両端に、外側面側に膨んだ複数の
補強用リブを略等間隔に略放射状に設けたフランジを固
着したリールにおいて、上記補強用リブが巻胴とフラン
ジとの固着部を挾んで軸芯側から外周側に渡る細長い略
末広形状であり、かつその数が６〜１２個であることを
特徴とする金属細線巻取用リール。
【請求項２】固着部における補強用リブの幅Ｗと隣り
合う補強用リブ間の間隔Ｓとの比が０．６≦Ｗ／Ｓ≦
２．２である請求項１記載の金属細線巻取用リール。
【請求項３】補強用リブによって生じた、フランジ内
側面側の全ての凹部に、フランジ材料より軽い充填材を
埋設した請求項１または２記載の金属細線巻取用リー
ル。
【請求項４】フランジ内側面に、全凹部を覆うよう
に、鋼板を固着した請求項１、２または３記載の金属細
線巻取用リール。