JPS6169670A - 綾振ドラムおよびその製造方法 - 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】 産業上の利用分野 本発明は綾振ドラムおよびその製造方法に関する。

従来の技術 糸条を巻取る自動ワイングーに用いられる溝付綾振ドラ
ムには種々のものが存在するが、巻取パッケージを表面
接触により高速回転させかつ、給糸から引出される糸を
高速トラバースさせる上記綾振ドラムには種々の条件が
要求され、機能面では イ）糸巻時に発生する静電気を逃がし、帯電を防ぐため
導体であること 口）糸との接触部が耐摩性であること ハ）ドラムとパッケージの径が一定比となった時に生じ
るリボン巻を防止し、また糸切時のドラム停止のために
軽量であること 二）ドラム表面の摩擦系数が低いこと 等を満たし、さらに製作面では ホ）複雑な溝加工を含めた加工が容易であるこ　　゛と へ）精度が安定し、コストも低廉であること等が要求さ
れる。

このような点から各種ドラムが生産されている。イ）に
ついては、例えば ドラム表面に静電気発生防止剤、帯電防止剤の被膜を塗
設したものがあるが、被膜の摩耗、母体の摩耗で難点が
ある。口）については、糸道に硬度の高い金寓袈あるい
はセラミック製ピンを埋込み摩耗を防止したものがある
が加工が面倒で、品質、コスト面での問題がある。さら
に、二）ホ）に関しては現在軽量化を最も簡単に行える
ものとしてドラム母体をアルミニウム合金とすることに
より１５に９〜２０に９という軽量化を企っているが、
アルミ材質であるために耐摩耗性に対しては弱く、この
ため表面に硬質アルマイト処理を施されているが、硬度
も高々５００１−１ｖ程度で、しかもアルマイト被膜は
非導電性であるため、静電気が帯電するという問題があ
る。

発明が解決しようとする問題点 従って、耐摩耗性を改善するためには、鉄系合金材質と
することが望ましいが、比重が重く、アルミ系材質の２
６〜３．１倍である。また溶融点が高く、製造コストが
高く、加工に対してもアルミ材より硬く加工が困難であ
る等面倒な点が多く、未だ鉄系材質のドラムを常用する
ことは少なかった。

本発明は上記種々の問題点を一挙に解決することを目的
とし、新規なドラムおよびその製造方法を提供するもの
である。

発明を解決するための手段 本発明の綾振ドラムは鉄系金属で真空鋳造により溝部お
よび他の部分が一体的に形成され、極＜薄肉の肉厚を有
し、アルミ系材質のドラムと同程度の重量としたもので
ある。

また、上記薄肉の鉄系金属のドラムの製造は、ドラム状
の型即ち一定の限定された空間部の中に、真空中で無酸
化の状態で瞬間的に溶融金属を注入することにより、大
気中では不可能であった極く薄肉の鉄系金属のドラムを
製造するようにしたものである。

実施例 第１図は本発明による綾振ドラム（１１の断面図である
。即ちドラム（１）は鉄系金属材質で一体鋳造されたも
ので、綾振溝に）を有し、肉厚（ｔｌが全域に渡ってほ
ぼ一定で、即ち、溝部分（２）、円筒状部分（３）に渡
り、約１．５〜２．５　ｒｒｒｘ程度の極く薄い肉厚で
形成され、重量も同程度の大きさのアルミ鋳物とほぼ等
しく、１．５に９程度である。即ち、長さくＬ）、平均
直径（Ｄ）等が異なれば当然重量は異なるが、標［有］
的なドラムの寸法、例えば、Ｌ−１５０＃、Ｄミ９０靭
とした場合重量は約１．５　Ｋ９である。

上記鉄系金属としては、例えばネズミ鋳鉄系（ＦＣ）、
球状黒鉛鋳鉄（ＦＣＤ）等が適用され、炭素含有量も鋳
造後の仕とげ加工の容易さ、強靭性等の点から適当なも
のが選定され、また、導電性１．別ｐｉ耗性、表面の摩
擦度合等綾振ドラムの条件（こ適合する材質ものであれ
ば、適用可能であり、鉄系以外の材料も可能である。

さらに、上記ドラム（１）が鉄系材質の場合には、対摩
耗性に優れた表面処理が施されている。即ち、鉄系金属
の場合、鋳造のま−であれば表面の硬度（Ｉ（ｖ）は高
々２００−　＝１００　Ｈｖであるため、適度の硬度を
得るための表面処理が施される。例えば、硬度が８００
〜１０００Ｉ（ｖとなるが１６００〜２０００１−１ｖ
となるチタニウム望化処理、さらには硬度が３３００〜
５０００１−ＩＶのチタンカーバイトによる表面処理等
がある。従ってドラム（１）の構（２）を含む全表ｍｌ
には厚さ数ミクロン−十数ミクロン程度の硬化層が形成
されたものである。

また、ドラム（１１の内部（４）には構（２）を形成し
た突出部分（５）がその突出長さ即ち溝深さを異にして
形成されており、駆動軸（６）支承用ハウジング（７）
が嵌合するように内面が研削されている。即ち、ハウジ
ング（７）の支承部分（７ａ）（７１））に位置する図
示しない突出部分は部分（７ａ）については直径（ｄｌ
）、部分（７１））については直径（ｄ２）に精密に研
削され、ハウジング（７）がドラム（１１の片側端面か
ら挿入嵌着され、さらに固定側の円筒体（８）内を貫通
する駆動軸（６）が挿入され、ドラム端面（９）に固着
したカバー（１０）と駆動軸（６）が一体的に固定され
る。上記ハウジング（７）と円筒体（８）間にベアリン
グ（１１）（１２）が位置し、駆動軸（６）と円筒体１
０１０目！ｒ　Ｉ　Ａ＋７　■１　・、ｈｌｔｌつ）Ｊ
ζｍ　＋−）　ｒ　　Ｊ−１？（１１）はカバー（１０
）固定用のネジ孔で、また駆動側端面にも、円板状カバ
ーの取付用ネジ孔（１５）が鋳造後加工される。上記ネ
ジ孔（１４）（１５）部分のドラム肉厚は他の箇所の肉
厚（１）より若干大きく形成されているが、同一の厚さ
く１）とすることも可能である。またハウジング（７）
を支承する箇所の肉厚を他の箇所よりも厚くすると好都
合である。

次に、前記の綾振ドラム（１）を製造する方法について
説明する。

即ち、本発明による製造方法は、製造すべきドラム（１
）と同形状で厳密には肉厚（１）より若干大きい、限定
された空間を有する型の中に、所望の金属溶融物を真空
中無酸化の状態で瞬間的に注入することによって極（薄
肉の金属製ドラムを製造するのである。

以下、製造工程を図面に従って説明する。

（Ｉｌ　　溶解性中子の製造工程 始めに、第３図に示す溶解性中子（１６）即ち一定条件
下においては固体の状態を維持し、他の条件下において
溶融または粒状弁部し、型が消滅する第１図示の内部空
間（・１）の形状の溶解性中子を形成する。

第４図のように、中子の雌型（１７）即ち、細かい溝（
１８）まで全部写し出した型（１７）を基板（１９）上
にセットし、金型セット用キャップ金型（２０）を冠装
し、上記金型の内部空間内に第１の溶解性の溶融液を注
入して中子（１６）を成型する。

上記中子（１６）の材料は、水、ガス、油、化学薬品等
によって一定の条件下で型を消失する材料、例えば、水
溶性ワックス、ユリア樹脂、食塩、ナフタリン、ホウ砂
、尿素樹脂等が使用可能である。本実施例では常温の水
によって溶解する水溶性ワックスを使用するものとする
。

なお、上記金型（１７）は、複雑な型、深さの溝を有す
る中子を成型するため、従来のような半割の型では、成
型後の型抜きが不可能である。従って、上記金型（１７
）は第７〜９図に示すような３ピ一ス以上（１７ａ）〜
（１７ｎ）に縦割りζこ分割し、放射線上に開閉できる
ようにしたものである。上記分割数は綾振ドラムの如き
複雑な形状ではＩＯ分割以上好ましくは１６分割が適当
で、このようにすると型抜きの際の型崩れがなくスムー
スに型抜きができる。このような分割した金型の各ピー
ス（１７ａ）〜（１７ｎ）を、第４．７図の矢印（２４
）のようにセットすると、第９図示の如く、溝となるべ
き突条帯（２１）、および中子の外表面となるべき内周
ｒｌｌｉ（２２）が連続し、中子と同型の内部空間がセ
ットされるのである。該状態で水溶性ワックス溶液を注
入した後、固体化するのを待って（キャップ金型（２０
）を外し、中子用金型（１７）を第８図の矢印（２３）
ように放射線上に開くこと（こよって溝部が崩れること
なく型抜きされ、溶解性中子（１６）が製造される。

（Ｉｌｌ　　溶解性の原形品の製造工程次に、第５図に
示す溶解性材料で形成され７し二１ｌＣ）ｌ：へ／Ｉ＋
１百厄Ｑ　ム１ｕｌｌ　：／ｉ　すＺ即ち、製造される
ドラム外表面の形状に見合った雌型の金型（２Ｇ）を前
記金型（１７）と同様第８図の如き放射線上に開いた状
態で、工程ｍで製造した中子（１６）を内部にセットし
た後、第７図の如く分割した金型を閉じれば、第６図の
状態即ち、中子（１６）と金型（２６）間に、ある一定
の限定された空間部（２７）が形成され、この空間部分
（２７）に第２の溶解性の溶融液を注入する。（２８）
はキャップ金型である。上記第２の溶解性溶融液は、前
記の中子（１６）の材料を溶解する条件では固体状態を
維持できるもので、例えば、常温の水Ｅこよっては、６
解せず、６０〜１２００の加熱によって溶解する第２の
溶解性の溶融液を使用し、例えば通常のワックスが適用
される。

上記空間（２７）内に注入した第２の落融液が固体化す
ると、前記工程（１）と同様に金型（２６）を放射線上
に開いて、未ｔご中子（１６）と一体のドラム原形品を
取り出し、常温の水中に浸漬して水溶性ワックス製の中
子のみを溶解消失させ、残ったワックスは薄い略現寸に
近いドラムとなり、第５図の溶解性の原形品（２５）が
製造される。なお、上記原形品（２５）の大きさは、最
終的に得られるドラム寸法より収縮仕分だけ大きな寸法
のものを製造する。

（１１１１金属注入用シェルの製造工程上記工程ｆｉｌ
）で得られた溶解性のドラム原形品（２５）と該原形品
と同材質で形成した金属注入用キャップ雄型（２９）を
接着し一体としたものの表面を洗剤等によってきれいに
クリーニングし、上記原形品（２５）とキャップ（２９
）の一体物（第１Ｏ図）を特定の混合液（Ａ）中にデツ
ピングし、一体物の表面に耐火物を付着させる。上記混
合液（Ａ）は例えばジルコンフラワーとエチルシリケー
トの混合液で、液温２０〜３０℃、濃度４０〜８０％が
適当である。上記混合液にデツピングした後、混合液か
ら上記一体物（２５）（２９）を取り出し、その表面に
ジルコンサンドをまぶし付は少し乾燥する。さらに乾燥
後、別の混合液（Ｂ）、例えばジルコンサンドとＮ−酸
ソーダの混合液中にチッピングし、取出し表面にシャモ
ットサンド等の耐火物をまぶし付ける。さらに乾燥後、
別の混合１（Ｃ）、例えばムライトフラワーとエチルシ
リケートの混合液中にチッピングした後、その表面にモ
ロカイト等の耐火物をまぶし付けるというように、デツ
ピング処理、。

耐大物の付着処理を交互に５〜１０回繰り返し、耐火物
（３０）の厚さが６〜１５Ｍ程度即ち、注湯工程および
、完成品取出し工程に支障のない適当な厚さのシェル層
（３０）が形成される。

第１０図示の如く上記溶解性原形品（２５）の表面に耐
火物のシェル層（３０）を形成したものプ雄型（２９）
を溶解させる。

ある一定温度条件下において、ドラム原形品（２５）お
よびキャップ雄型（２９）を溶解させ、ドラム形状の一
定の空間を有する耐火物性のシェル型（３０）が形成さ
れる。該型は高温度（９００℃〜１１００℃）にて焼成
し、不純物を燃焼させる。

既　真空注湯工程 上記工程（ＩＩＤで製造された耐火物製の型の限定され
た極く薄い空間内にドラムの材料物、本実施例では鉄系
金属の溶融物を真空中の無酸化の状態で瞬間的に注入し
、ドラムを形成する。第１１図に装置の一例を示す。即
ち、カバー（３１）で覆われた処理室（３２）内の固定
板（３３）上に上記型（３０）を固定設置し、上記板（
３３）の下面には溶融金＠（３４）を貯溜した容器（３
５）を取付けである。上記！ｆｉ（３３）には溶融物通
過用孔（３６）が形成されている。

このような状態でセットした後、真空タンク（３７）と
管（３８）（３９）で連結し、室（３２）中が適当圧力
の真空無酸化の状態にされる。なお真空タンク（３７）
は処理室（３２）よりも極めて大容量のタンクでバルブ
（４０）（４１）を開にすることにより瞬間的に処理室
（３２）内が真空状態となｈ２鼻る、ト貢−力几冊宝（
３２０１幻９宇洋の直空ツナ熊になるとバルブ（４０）
（４１）を閉し、管（３８）（３９）を分割し、処理室
（３２）を矢印（４２）方向へ１８０度回転させる。該
回転は図示しない駆動源によって極めて短時間（０，５
８ｔ！ｃ程度）に反転され、容器（３５）中の溶融物（
３４）は瞬時に型（３ｏ）内の一定の限定されたドラム
状空間内へ注入される。上記ドラム状の薄い空間は、複
雑な形状の溝を有しているため、通常の大気中で行う注
湯法では、溶融物が空間のすみずみまで注入される前に
酸素と酸化反応を起こし、薄い空間内全域に注入するこ
とは不可能であるが、上記真空、無酸化の状態で注入す
ることにより、酸化反応を生じることなく、瞬時にして
溶融物は型（３ｏ）の空間内全域に注入されるのである
。

ｆｆ＋　　後処理および仕上工程 耐火物製の型をこわして取り出された金属製ドラムは、
キャスティングストレスを無くする熱処理を行い、さら
にドラムの真円度とアンバランス取加工を行い、ドラム
表面および溝部分をラッピノグマシンあるいはパフ研摩
等により磨き上げ、摩擦係数の少い表面に仕上げる。

さらに、ドラム表面および溝の硬度を高めるための表面
処理が施される。即ち前記した各種表面処理法のうち、
所望の硬度、コスト等の点から適当な処理法が行われる
。例えばイオン窒化、イオンブレーティング処理等が施
されると、鋳造直後のドラム表面の硬度（２００〜４０
０Ｈｖ）が８００〜２０００Ｈｖの硬度となり耐摩耗性
に優れたドラムが製造されるのである。

以上の工程を略図で模式的に示したのが第２図である。

即ち、溶融性の中子（１６）を製造する工程（ｌ］、上
記中子（１６）を用いて、溶解性の原形品（２５）を製
造する工程（…）、上記原形品（２５）を用いて耐火物
製のシェル（３０）を製造する工程（冊、と記シェル（
３０）内に金属溶融物を真空無酸化の条件下で注入する
工程（ＩＶＩ、鋳造物（４３）に表面処理を含む後処理
を施す工程（Ｖ）とより構成される。

このような製造方法によって得られるドラム完成品（１
１は、前記した如く、自動ワイノターの綾振ドラムとし
ての要求される条件を全て満たすものである。

なお、上記各工程において、使用される材料、処理液等
は各種条件に見合うものであればよく、種々の材料また
は組合せが可能である。例えば中子（１６）の材料と原
形品（２５）の材料は上記例では水溶性ワックスとナチ
ュラルワックスを用いたが、ある化学薬品ｌこのみ解け
る材料で中子を、また他の化学薬品にのみ溶ける材料で
原形品を製造することも可能である。また原形品の表面
に付！させる耐火物も上記例ではジルコンサンド、シャ
モットサンド、モロカイト等を示したが、勿論能の入手
し易い耐火物材料が適用可能である。

さらに、綾振ドラムの如き複雑な溝を有しない、比較的
単純な形状の部品又は部品の組合わせたもの等を、鉄系
金属のほかに、亜鉛合金、アルミニウム合金、マグネシ
ウム合金、銅合金等でもって製造する際は、真空無酸化
による注入あるいは、大気中における注入も可能である
。

発明の効果 以上のように本発明によると、鉄系金属の極めて肉厚が
薄い軽量のしかも導電性、耐摩耗性に優れた綾振ドラム
を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の綾振ドラムの断面正面図、第２図は同
ドラムの製造工程を示す模式図、第３図は中子の斜視図
、第１図は中子天成形状態を示す断面図、第５図はドラ
ムの原形品を示す斜視図、第６図は同原形品の成形状態
を示す［？面図、第７図は中子および原形品の型をセッ
ト状態にした平ｍ１図、第８図は同型を開いた状態を示
す平面図、第９図は同型を閉じたセット状態の部分斜視
図、第１０図は耐火物製のシェルの製造工程を示す断面
正面図、第１１図は真空注入装置の一例を示す概略構成
図である。 （１）・・・綾振ドラム　　　（３０）・・・耐火物シ
ェル層（３２）・・真空処理室　　　（ｔｌ・肉厚第７
囮 手続補正書（自発） 昭和５９年ＩＯ月９日 （特許庁審査官　　　　　　　　　殿）】事件の表示 昭和５９年　特許願　第ｔ９ｔｆ５ｇ号、３補正をする
者 事件との関係　　　特許出願人 ４拒絶理由通知の日付 〆 自発補正 ５補正の対象 ６浦市の内容 ６−１願書の発明の名称の項を添付の通り補正します。 ６−２明細嘗の特許請求の範囲を別紙の通り補正します
。 ６−２３明細書の発明の詳細な説明の項第４頁第５行目
「真空鋳造　」を「鯖酸化鋳造・」と補正します。 ６−４同頁第１１行目「真空中で」を「アルゴンガス、
あるいは窒素ガス等により空気中の酸素を遮断した無酸
化状態、あるいは、真空中で」と補正します。 ６−５同第５頁第８行目〜第９行目「・・・（ＦＣＤ　
）等が適用され、炭素含有量も鋳造後の仕上げ加工の容
易さ、強靭性」を［・・・（ＦＣＤ）、ステンレススチ
ー・を等が適用され、強靭性」と補正します。 ６−６同頁第１０行目「選定され、」を「選択する。」
と補正します。 ６−７同第７頁第１４行目「真空中無酸化の状轢で」を
「無酸化の状態で」と補正します。 ６−８同第７頁第１７行目「製造工程」を「製造工程の
実施例」と補正します。 ６−９同第８頁第１多行目「ホウ砂、尿素樹脂等」を「
ホウ砂等」と補正します。 ６−１０同頁第１６行目「水溶性ワックス」を「−Ｌリ
ア櫃脂」と補正します。 ６−１１同第９頁第１３行目「水溶性７ノクス」を「エ
リア樹脂」と補正します。 ６−１２同第１Ｏ頁第１２行目〜第１３行目「例えば、
常温の水によっては溶解せず、６０〜」ε［例えば、６
０〜」と補正します０ ６−１３同頁最下行「水溶性ワックス」を「エリア樹脂
」と補正します。 ６−１４同第１４頁第１２行目「上記真空、無酸化」を
「土兄無酸化」と補正します。 ６−１５同第１５頁下から３行目「真空無酸化の」を「
無酸化の」と補正します。 ６−１６同第１６頁第９行目「水溶性ワックス」を「エ
リア樹脂」と補正します０ 以　　上 （別紙） 特許請求の範囲 ［１溝部および他の部分が鉄系金属の一体物として、極
く溝肉の厚さを有して形成され九ことを特徴とする綾振
ドラム。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、溝部および他の部分が鉄系金属の一体物として、極
   く薄肉の厚さを有して形成されたことを特徴とする綾振
   ドラム。 ２、綾振ドラム状の一定の限定された空間部を有する型
   に真空中無酸化の状態で鉄系溶融金属を注入して薄肉の
   綾振ドラムを製造することを特徴とする綾振ドラムの製
   造方法。