WO2024069817A1 - 巻線用ボビン - Google Patents
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Abstract
本開示の一態様に係る巻線用ボビンは、円筒状の胴部及び上記胴部の両端部に配置された鍔部を備え、主成分樹脂及びガラス繊維を含有する樹脂組成物から構成されており、上記主成分樹脂がポリアミド、ポリカーボネート又はこれらの組み合わせであり、上記樹脂組成物の曲げ弾性率が８０００ＭＰａ以上１８０００ＭＰａ以下であり、上記樹脂組成物の線膨張係数が１２ｐｐｍ／℃以上２５ｐｐｍ／℃以下である。
Description
本開示は、巻線用ボビンに関する。
巻線用ボビンは長尺の巻線の輸送のために用いられ、巻線の使用時に巻線用ボビンに巻回された巻線を巻き戻して使用する。そして、巻線用ボビンから巻線を繰出した後の巻線用ボビンは、一般には回収されて再使用される。
従来技術においては、例えば線材の巻き始端部を巻線用ボビンの鍔部（フランジ）の外側で係止処理することにより、効率的な線材の巻き付けを可能にする巻線用ボビンが提案されている（特許文献１参照）。
本開示の一態様に係る巻線用ボビンは、円筒状の胴部及び上記胴部の両端部に配置された鍔部を備え、主成分樹脂及びガラス繊維を含有する樹脂組成物から構成されており、上記主成分樹脂がポリアミド、ポリカーボネート又はこれらの組み合わせであり、上記樹脂組成物の曲げ弾性率が８０００ＭＰａ以上１８０００ＭＰａ以下であり、上記樹脂組成物の線膨張係数が１２ｐｐｍ／℃以上２５ｐｐｍ／℃以下である。
［本開示が解決しようとする課題］
線材の製造工程において、線材を巻き取るための巻取装置が一般に用いられる。図１に示す巻取装置１００は、巻線用ボビン５０に線材２５の多層整列巻きを行う巻取装置である。巻線用ボビン５０は、胴部５１並びに胴部５１の両端部に配置された鍔部５２及び鍔部５３を有する。巻取装置１００においては、初めに巻線用ボビン５０の鍔部５２の貫通孔である始点固定部５５に下口線２８（巻線用ボビン５０に巻き付ける線材２５の末端部）が挿入される。そして、巻線用ボビン５０を回転させながら、アームガイド２０を介して線材２５が巻線用ボビン５０の胴部５１に巻き付けられる。胴部５１は、巻線用ボビン５０を回転させる図示しない回転機構の回転動力を伝えるスピンドルに装着するための軸受部５４を有する。
線材の製造工程において、線材を巻き取るための巻取装置が一般に用いられる。図１に示す巻取装置１００は、巻線用ボビン５０に線材２５の多層整列巻きを行う巻取装置である。巻線用ボビン５０は、胴部５１並びに胴部５１の両端部に配置された鍔部５２及び鍔部５３を有する。巻取装置１００においては、初めに巻線用ボビン５０の鍔部５２の貫通孔である始点固定部５５に下口線２８（巻線用ボビン５０に巻き付ける線材２５の末端部）が挿入される。そして、巻線用ボビン５０を回転させながら、アームガイド２０を介して線材２５が巻線用ボビン５０の胴部５１に巻き付けられる。胴部５１は、巻線用ボビン５０を回転させる図示しない回転機構の回転動力を伝えるスピンドルに装着するための軸受部５４を有する。
巻線が平角形状を有する場合、このような巻取装置では、回転する巻線用ボビンの胴部に軸方向一端側から他端側へと線材を整列して巻き取る。そして、巻線用ボビンの鍔部に接する位置で線材を上層に層上がりさせ、その後層上がりした位置から反転してさらに軸方向に線材を整列して巻き取りを行う。これを繰り返すことにより、巻線用ボビンに線材が多層整列巻きされる。
上記線材が巻き取られた巻線用ボビンは、輸送時及び保管時に多層整列巻きされた線材の状態が維持されることが製造効率上望ましい。しかしながら、製造環境によっては、高温環境下の海外にて線材を巻き取られた巻線用ボビンが、日本に輸送された後に冬の低温下の環境に晒される場合がある。このように、線材の巻き取り時の巻線用ボビンと、線材巻き取り後の輸送時及び保管時の巻線用ボビンとの温度差が大きい場合、巻線用ボビンと線材との熱収縮の違いから巻き取られた線材が緩み、巻線用ボビンの胴部で空転、移動等が生じやすくなる。これにより、巻き取られた線材の巻始めの末端の部分（以下、下口線ともいう。）が鍔部の始点固定部からさらに鍔部の外側に飛び出す下口線の飛び出しや、巻線用ボビンの胴部での線材の巻崩れが生じ、使用が困難となるおそれがある。ここで、「下口線の飛び出し」とは、より詳細には以下の現象をいう。通常、巻線用ボビンへの巻始めにおいては、下口線が巻線用ボビンの鍔部の始点固定部に引っかける形で固定されている。しかしながら、巻線用ボビンから線材を繰出すに従って、この固定されている下口線がゆるんで伸びることにより巻線用ボビンの外側に下口線が飛び出す場合があるが、この現象を下口線の飛び出しという。
一方、線材の輸送に用いられる巻線用ボビンは、一般に構造を補強するためにリブが採用されているが、軽量化や製造工程の簡略化を図る上で、このような補強材の数を増大させることなく、高い強度を有することが求められる。
一方、線材の輸送に用いられる巻線用ボビンは、一般に構造を補強するためにリブが採用されているが、軽量化や製造工程の簡略化を図る上で、このような補強材の数を増大させることなく、高い強度を有することが求められる。
本開示は、高い強度を有するとともに、線材の巻線用ボビンへの巻き取り時と、線材が巻き取られた巻線用ボビンの輸送時及び保管時とにおける温度変化が大きい条件下においても、線材の下口線の飛び出し及び胴部での線材の巻崩れを抑制できる巻線用ボビンを提供することを目的とする。
［本開示の効果］
本開示の一態様に係る巻線用ボビンは、高い強度を有するとともに、線材の巻線用ボビンへの巻き取り時と、線材が巻き取られた巻線用ボビンの輸送時及び保管時とにおける温度変化が大きい条件下においても、線材の下口線の飛び出し及び胴部での線材の巻崩れを抑制できる。
本開示の一態様に係る巻線用ボビンは、高い強度を有するとともに、線材の巻線用ボビンへの巻き取り時と、線材が巻き取られた巻線用ボビンの輸送時及び保管時とにおける温度変化が大きい条件下においても、線材の下口線の飛び出し及び胴部での線材の巻崩れを抑制できる。
［本開示の実施形態の説明］
本開示の一態様に係る巻線用ボビンは、円筒状の胴部及び上記胴部の両端部に配置された鍔部を備え、主成分樹脂及びガラス繊維を含有する樹脂組成物から構成されており、上記主成分樹脂がポリアミド、ポリカーボネート又はこれらの組み合わせであり、上記樹脂組成物の曲げ弾性率が８０００ＭＰａ以上１８０００ＭＰａ以下であり、上記樹脂組成物の線膨張係数が１２ｐｐｍ／℃以上２５ｐｐｍ／℃以下である。
本開示の一態様に係る巻線用ボビンは、円筒状の胴部及び上記胴部の両端部に配置された鍔部を備え、主成分樹脂及びガラス繊維を含有する樹脂組成物から構成されており、上記主成分樹脂がポリアミド、ポリカーボネート又はこれらの組み合わせであり、上記樹脂組成物の曲げ弾性率が８０００ＭＰａ以上１８０００ＭＰａ以下であり、上記樹脂組成物の線膨張係数が１２ｐｐｍ／℃以上２５ｐｐｍ／℃以下である。
当該巻線用ボビンは、ポリアミド、ポリカーボネート又はこれらの組み合わせである主成分樹脂及びガラス繊維を含有する樹脂組成物から構成され、樹脂組成物の曲げ弾性率が８０００ＭＰａ以上１８０００ＭＰａ以下であることで、当該巻線用ボビンは高い強度を有し、軽量化を図ることができる。また、上記樹脂組成物の線膨張係数が１２ｐｐｍ／℃以上２５ｐｐｍ／℃以下であることで、巻線用ボビンと線材との熱収縮性能の差を軽減できるので、線材の巻き取り時の巻線用ボビンと、線材巻き取り後の輸送時及び保管時の巻線用ボビンとの温度差が大きい場合においても、巻き取られた線材の緩みを抑制できる。従って、当該巻線用ボビンは、線材の巻線用ボビンへの巻き取り時と、線材が巻き取られた巻線用ボビンの輸送時及び保管時とにおける温度変化が大きい条件下においても、線材の下口線の飛び出し及び胴部での線材の巻崩れを抑制できる。これにより、線材が巻き取られた巻線用ボビンの輸送時及び保管時の温度変化に対する対応が容易となり、巻線用ボビンの不具合を軽減できるとともに、品質管理が簡便になる。
ここで、「線膨張係数」とは、巻線用ボビンの厚さ方向の熱膨張係数であって、レーザー光干渉法を用いた測定装置の－１０℃～４０℃の測定値から算出した値を意味する。「曲げ弾性率」とは、ＪＩＳ－Ｋ－７１７１（２０１６年）に準拠して測定される値である。「主成分」とは、構成する成分のうち最も含有率が高いものをいい、好ましくは含有率が５０質量％以上のものをいう。
上記樹脂組成物の線膨張係数が１６ｐｐｍ／℃以下であってもよい。上記樹脂組成物の線膨張係数が１６ｐｐｍ／℃以下であることで、巻線用ボビンと線材との熱収縮性能の差をより軽減できる。従って、線材の巻線用ボビンへの巻き取り時と、線材が巻き取られた巻線用ボビンの輸送時及び保管時とにおける温度変化が大きい条件下においても、線材の下口線の飛び出し及び胴部での線材の巻崩れをより抑制できる。
上記主成分樹脂の含有量が５０質量％以上７５質量％以下であってもよい。上記主成分樹脂の含有量が５０質量％以上７５質量％以下であることで、当該巻線用ボビンの曲げ弾性率及び熱膨張係数をより向上できる。
上記主成分樹脂がポリアミドを含んでおり、上記ポリアミドがポリアミド６、ポリアミドＭＸＤ６又はこれらの組み合わせであってもよい。上記ポリアミドがポリアミド６、ポリアミドＭＸＤ６又はこれらの組み合わせであることで、曲げ弾性率及び熱膨張係数をより向上できる。
上記樹脂組成物の曲げ弾性率が１１０００ＭＰａ以上であってもよい。上記樹脂組成物の曲げ弾性率が１１０００ＭＰａ以上であることで、当該巻線用ボビンの機械的特性をより向上できる。
［本開示の実施形態の詳細］
以下、本開示の実施形態に係る巻線用ボビンついて図面を参照しつつ詳説する。
以下、本開示の実施形態に係る巻線用ボビンついて図面を参照しつつ詳説する。
巻線用ボビンは、例えば平角形状を有する巻線を巻き取るために用いられる。図２は、本開示の一実施形態に係る巻線用ボビンを示す模式的斜視図である。図２に示すように、当該巻線用ボビン１０は、外周に線材が巻かれる円筒状の胴部１１と、円板状の一対の鍔部１２及び鍔部１３を備える。鍔部１２及び鍔部１３は、胴部１１の中心軸に沿うように胴部１１の両端部に配置されている。胴部１１は、図示しない巻線用ボビンを回転させる回転機構の回転動力を伝えるスピンドルに装着するための軸受部１４を有する。鍔部１２は胴部１１の周面に設けられた貫通孔である始点固定部１５を有し、この始点固定部１５に線材の巻始めの末端の部分が挿入される。始点固定部１５は、胴部１１の周面の隣接する位置に設けられていてもよい。また、一対の鍔部１２及び鍔部１３は強度向上を目的として、複数のリブ１８及びリブ１９を有する。具体的には、一対の鍔部１２及び鍔部１３の外表面の外周面側には、円周方向に形成される複数リブ１９と、この複数の円周方向のリブ１９とそれぞれ交差するように半径方向に延びる複数のリブ１８とが設けられている。
巻線用ボビン１０に巻き付ける線材は、図１に示すような平角線であっても丸線であってもよいが、平角線を用いることで巻線用ボビン１０の効果がより発揮される。線材の種類としては特に限定されるものではないが、例えば銅等の金属導体からなる単芯線に絶縁塗料を焼き付け塗布したエナメル線等の被覆電線が好適に用いられる。また、線材の厚さや幅は特に限定されるものではないが、例えば平均厚さが０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下、平均幅が１ｍｍ以上１０ｍｍ以下のものを好適に巻き取ることができる。ここで、本開示において「平均厚さ」及び「平均幅」とは、任意の十点において測定した値の平均値をいう。
巻線用ボビン１０を構成する樹脂組成物は、主成分樹脂及びガラス繊維を含有する。上記樹脂組成物は、上記ガラス繊維以外のその他のフィラーとして無機系フィラー、有機系フィラー又はこれらの組み合わせを含有してもよい。無機系フィラーとしては、例えばシリカ、タルク（酸化チタン）が挙げられる。有機系フィラーとしては、例えばカーボン繊維、セルロース繊維、セルロースナノファイバー、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）が挙げられる。
上記主成分樹脂は、ポリアミド（ＰＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）又はこれらの組み合わせである。上記主成分樹脂は、ポリアミド、ポリカーボネート又はこれらの組み合わせであることで、当該巻線用ボビンの強度を向上でき、軽量化を図ることができる。
上記ポリアミドとしては、例えばポリアミド６（ＰＡ６）、ポリアミド６６（ＰＡ６６）、ポリアミド６１０（ＰＡ６１０）、ポリアミド６１２（ＰＡ６１２）、ポリアミド４６（ＰＡ４６）、ポリアミド６Ｔ（ＰＡ６Ｔ）、ポリアミド６Ｉ（ＰＡ６Ｉ）、ポリアミド９Ｔ（ＰＡ９Ｔ）、ポリアミドＭ５Ｔ（ＰＡＭ５Ｔ）、ポリアミド１１（ＰＡ１１）、ポリアミド１２（ＰＡ１２）、ポリアミドＭＸＤ６（ＰＡＭＸＤ６）、ポリアミド６／６６共重合体（ＰＡ６／６６共重合体）、ポリアミド６／１２共重合体（ＰＡ６／１２共重合体）、ポリアミド６／１１共重合体（ＰＡ６／１１共重合体）が挙げられる。これらのポリアミドは、複数の種類を混合して用いてもよい。上記ポリアミドとしては、これらの中でも曲げ弾性率及び熱膨張係数を良好な範囲にする観点から、ポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアミド６１０、ポリアミド４６、ポリアミドＭＸＤ６又はこれらの組み合わせが好ましく、ポリアミドＭＸＤ６がより好ましい。ここで、「ポリアミド６」とは、カプロラクタム由来の構成単位を主成分とするポリアミドである。「ポリアミド６６」とは、ヘキサメチレンジアミンとアジピン酸とを重縮合反応して得られるポリアミドである。「ポリアミド６１０」とは、ヘキサメチレンジアミンとセバシン酸とを重縮合反応して得られるポリアミドである。「ポリアミド４６」とは、ブチレンジアミンとアジピン酸とを重縮合反応して得られるポリアミドである。「ポリアミドＭＸＤ６」とは、メタキシレンジアミンとアジピン酸とを重縮合反応して得られるポリアミドである。さらに、これらのポリアミドは、本発明の効果を損なわない範囲（例えば、５モル％以下であってもよく、３モル％以下であってもよく、１モル％以下であってもよい。）で、その他の原料モノマー由来の構成単位を含んでいてもよい。
ポリカーボネートとしては、芳香族ポリカーボネート及び脂肪族ポリカーボネートのいずれかを選択し得るが、強度の観点から芳香族ポリカーボネートであってもよい。芳香族ポリカーボネートとしては、ビスフェノールＡポリカーボネートであってもよい。
上記樹脂組成物における主成分樹脂の含有量の下限としては、５０質量％であってもよい。上記樹脂組成物における主成分樹脂の含有量の上限としては、８０質量％であってもよく、７５質量％であってもよい。また、上記樹脂組成物における主成分樹脂の含有量の範囲としては、５０質量％以上８０質量％以下であってもよく、５０質量％以上７５質量％以下であってもよい。上記主成分樹脂の含有量が上記範囲であることで、巻線用ボビン１０の曲げ弾性率及び熱膨張係をより向上できる。
上記樹脂組成物は、本開示の目的を損なわない限りにおいて、上記主成分樹脂以外のその他の樹脂を含有してもよい。その他の樹脂としては、例えば柔軟性向上の観点からアクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体（ＡＢＳ）を用いてもよい。
上記樹脂組成物は、ガラス繊維を含む。当該巻線用ボビン１０を構成する樹脂組成物が、ガラス繊維を含むことで、当該巻線用ボビン１０の強度を向上できる。ガラス繊維としては、例えばＪＩＳ－Ｒ３４１０：２００６に規定されるＥガラス、ＥＣＲガラス、ＡＲガラス、Ａガラス、Ｓガラス、Ｃガラス、Ｄガラスが挙げられる。
上記樹脂組成物におけるガラス繊維の含有量の下限としては、２０質量％であってもよく、２５質量％であってもよい。上記樹脂組成物におけるガラス繊維の含有量の上限としては、５０質量％であってもよく、４０質量％であってもよい。上記ガラス繊維の含有量が２０質量％以上であることで、巻線用ボビン１０の強度をより向上できる。上記ガラス繊維の含有量を５０質量％以下とすることで、巻線用ボビンの成形性及び軽量化を良好に維持できる。
上記樹脂組成物の曲げ弾性率の下限としては、８０００ＭＰａであり、１００００ＭＰａであってもよく、１１０００ＭＰａであってもよい。一方、上記樹脂組成物の曲げ弾性率の上限としては、１８０００ＭＰａであり、１７０００ＭＰａであってもよい。上記樹脂組成物の曲げ弾性率が上記下限より小さいと、巻線用ボビン１０の強度等の機械的特性が不十分となるおそれがある。一方、上記樹脂組成物の曲げ弾性率が上記上限を超えると、上記樹脂組成物の成形が困難となるおそれがある。なお、上記樹脂組成物の曲げ弾性率は、ポリアミド又はポリカーボネートの種類、ガラス繊維の含有割合等により調整することができる。
上記樹脂組成物の線膨張係数の下限としては、１２ｐｐｍ／℃であり、１３ｐｐｍ／℃であってもよい。一方、上記樹脂組成物の線膨張係数の上限としては、２５ｐｐｍ／℃であり、２３ｐｐｍ／℃であってもよく、２０ｐｐｍ／℃であってもよく、１８ｐｐｍ／℃であってもよく、１６ｐｐｍ／℃であってもよい。上記樹脂組成物の線膨張係数が１２ｐｐｍ／℃より小さいと、巻線用ボビン１０の製造が困難であるとともに、強度等の機械的特性が低下するおそれがある。一方、上記樹脂組成物の線膨張係数が２５ｐｐｍ／℃を超えると、線材の巻き取り時の巻線用ボビンと、線材巻き取り後の輸送時及び保管時の巻線用ボビンとの温度差が大きい場合に、線材のはみ出し（下口線の飛び出し）や、巻線用ボビン１０内での線材の巻崩れが生じやすくなるおそれがある。上記樹脂組成物の線膨張係数が上記範囲であることで、巻線用ボビン１０と線材との熱収縮性能の差をより軽減できる。従って、線材の巻線用ボビン１０への巻き取り時と、線材が巻き取られた巻線用ボビン１０の輸送時及び保管時とにおける温度変化が大きい条件下においても、線材の下口線の飛び出し及び胴部１１での線材の巻崩れをより抑制できる。なお、上記樹脂組成物の線膨張係数は、ポリアミド又はポリカーボネートの種類、ガラス繊維の含有割合等により調整することができる。
樹脂組成物の密度の下限としては、１．４０ｇ／ｃｍ２であってもよく、１．４２ｇ／ｃｍ２であってもよい。一方、上記樹脂組成物の密度の上限としては、１．６５ｇ／ｃｍ２であってもよく、１．６４ｇ／ｃｍ２であってもよい。樹脂組成物の密度が上記範囲であることで、巻線用ボビン１０の満巻時の鍔たわみの抑制効果をより良好にしつつ、巻線用ボビン１０の質量をより抑えることができる。
巻線用ボビン１０は、上記ポリアミド又はポリカーボネート以外のその他の樹脂を含有してもよい。その他の樹脂の含有量の上限としては、２０質量％であってもよく、１０質量％であってもよく、５質量％であってもよい。また、巻線用ボビン１０は、その他の樹脂を実質的に含有しなくてもよい。
また、巻線用ボビン１０は、難燃剤、難燃助剤、酸化防止剤、滑剤、着色剤、反射付与剤、隠蔽剤、加工安定剤、可塑剤等の添加剤を含有していてもよい。
［巻線用ボビンの製造方法］
当該巻線用ボビンは、公知の方法によって製造される。例えば、初めに各構成部品の金型の注入口に内圧をかけた状態で樹脂組成物を注入し、注入された樹脂が硬化した後に成形品を金型から取り出すことにより各構成部品を製造する。そして、この各構成部品を組み立てて巻線用ボビンを製造する。上記組み立て工程では、接着、溶着、ネジ止め等の方法を用いることができる。
当該巻線用ボビンは、公知の方法によって製造される。例えば、初めに各構成部品の金型の注入口に内圧をかけた状態で樹脂組成物を注入し、注入された樹脂が硬化した後に成形品を金型から取り出すことにより各構成部品を製造する。そして、この各構成部品を組み立てて巻線用ボビンを製造する。上記組み立て工程では、接着、溶着、ネジ止め等の方法を用いることができる。
また、当該巻線用ボビンの製造方法では、巻線用ボビンの主成分樹脂を架橋する工程（架橋工程）をさらに備えていてもよい。
上記架橋は、樹脂組成物への電離放射線の照射により行うことができる。電離放射線としては、例えばγ線、電子線、Ｘ線、中性子線、高エネルギーイオン線を用いることができる。また、電離放射線の照射線量の下限としては、１０ｋＧｙであってもよく、３０ｋＧｙであってもよい。一方、電離放射線の照射線量の上限としては、３００ｋＧｙであってもよく、２４０ｋＧｙであってもよい。照射線量が上記下限より小さいと、架橋反応が十分進行しないおそれがある。逆に、照射線量が上記上限を超えると、主成分樹脂の分解が生じるおそれがある。
当該巻線用ボビンは、高い強度を有するとともに、線材の巻線用ボビンへの巻き取り時と、線材が巻き取られた巻線用ボビンの輸送時及び保管時とにおける温度変化が大きい条件下においても、線材の下口線の飛び出し及び胴部での線材の巻崩れを抑制できる。
以下、実施例によって開示明の一態様に係る巻線用ボビンをさらに具体的に説明するが、本開示は以下の製造例に限定されるものではない。
［巻線用ボビンＮｏ．１～Ｎｏ．１２の作製］
表１に示す組成の主成分樹脂及びガラス繊維を含有する樹脂組成物を調製した。なお、表１における「－」は、該当する成分を使用しなかったことを示す。
表１に示す組成の主成分樹脂及びガラス繊維を含有する樹脂組成物を調製した。なお、表１における「－」は、該当する成分を使用しなかったことを示す。
次に、金型を用いて円筒状の胴部及び１対の鍔部を備える形状を有するＮｏ．１～Ｎｏ．１２の巻線用ボビンを作製した。胴部の長さは２８０ｍｍ、胴部の直径は４００ｍｍとした。鍔部の表面の直径は６００ｍｍ、側面の厚さは８ｍｍとした。Ｎｏ．１及びＮｏ．３においては、鍔部の外表面の外周面側に円周方向に形成される３本のリブと、半径方向に延びる４８本のリブとが設けられている巻線用ボビンを用いた。Ｎｏ．２及びＮｏ．４～Ｎｏ．１２においては、鍔部の外表面の外周面側に円周方向に形成される３本のリブと、半径方向に延びる２４本のリブとが設けられている巻線用ボビンを用いた。リブの平均厚さは６ｍｍ、平均高さは２５ｍｍとした。また、Ｎｏ．１～Ｎｏ．１２の巻線用ボビンの質量を表１に示す。
［樹脂組成物の線膨張係数及び曲げ弾性率］
初めにＮｏ．１～Ｎｏ．１２の樹脂組成物からなる試料を作製し、レーザー光干渉法を用いた測定装置（アドバンス理工株式会社のレーザー熱膨張計ＬＩＸ－２）の２０℃～１２０℃の測定値から線膨張係数を算出した。また、曲げ弾性率は、ＪＩＳ－Ｋ－７１７１（２０１６年）に準拠して曲げ試験機を用いて測定した。その結果を表１に示す。
初めにＮｏ．１～Ｎｏ．１２の樹脂組成物からなる試料を作製し、レーザー光干渉法を用いた測定装置（アドバンス理工株式会社のレーザー熱膨張計ＬＩＸ－２）の２０℃～１２０℃の測定値から線膨張係数を算出した。また、曲げ弾性率は、ＪＩＳ－Ｋ－７１７１（２０１６年）に準拠して曲げ試験機を用いて測定した。その結果を表１に示す。
［樹脂組成物のシャルピー衝撃値］
Ｎｏ．１～Ｎｏ．１２の樹脂組成物からなるＪＩＳ－Ｚ３１１１（２００５）の４号Ｖノッチ試験片をシャルピー衝撃試験片とした。この試験片について、ＪＩＳ－Ｚ２２４２（２００５）に準拠して２５℃でシャルピー衝撃試験による衝撃値を測定した。
Ｎｏ．１～Ｎｏ．１２の樹脂組成物からなるＪＩＳ－Ｚ３１１１（２００５）の４号Ｖノッチ試験片をシャルピー衝撃試験片とした。この試験片について、ＪＩＳ－Ｚ２２４２（２００５）に準拠して２５℃でシャルピー衝撃試験による衝撃値を測定した。
［満巻時の鍔たわみ］
Ｎｏ．１～Ｎｏ．１２の樹脂組成物からなる巻線用ボビンの満巻時の鍔たわみ［ｍｍ］は、以下の手順で測定した。初めに、２５℃、湿度５０％の環境に十分放置したボビンを巻取装置に設置し、線材を巻き付ける前の巻線用ボビンの鍔間距離を測定した。次に、線材を巻き付けて満量にした後に、巻取装置に設置したままで鍔間距離を測定し、その変化量を算出した。その結果を表１に示す。
Ｎｏ．１～Ｎｏ．１２の樹脂組成物からなる巻線用ボビンの満巻時の鍔たわみ［ｍｍ］は、以下の手順で測定した。初めに、２５℃、湿度５０％の環境に十分放置したボビンを巻取装置に設置し、線材を巻き付ける前の巻線用ボビンの鍔間距離を測定した。次に、線材を巻き付けて満量にした後に、巻取装置に設置したままで鍔間距離を測定し、その変化量を算出した。その結果を表１に示す。
［下口線の飛び出し量］
Ｎｏ．１～Ｎｏ．１２の巻線用ボビンの下口線の飛び出し量［ｍｍ］は、以下の手順で測定した。初めに、２５℃、湿度５０％の環境に十分放置した満巻時の巻線用ボビンを巻取装置に設置し、その状態で初期の下口線の長さを測定した。次に、満巻時の巻線用ボビンから線材を繰出し、繰出した線材が１０００ｍに達した時に下口線の長さを測定し、その変化量を算出した。
その結果を表１に示す。
Ｎｏ．１～Ｎｏ．１２の巻線用ボビンの下口線の飛び出し量［ｍｍ］は、以下の手順で測定した。初めに、２５℃、湿度５０％の環境に十分放置した満巻時の巻線用ボビンを巻取装置に設置し、その状態で初期の下口線の長さを測定した。次に、満巻時の巻線用ボビンから線材を繰出し、繰出した線材が１０００ｍに達した時に下口線の長さを測定し、その変化量を算出した。
その結果を表１に示す。
［低温衝撃時の巻崩れ］
Ｎｏ．１～Ｎｏ．１２の巻線用ボビンの低温衝撃時の巻崩れ［％］は、以下の手順で測定した。初めに、少量の線材が巻かれた巻線用ボビンを－３０℃の環境下に十分放置した輸送パレットに固定することで、巻線用ボビンの温度を冬場の環境下と同様に０℃～１０℃の温度範囲になるように調整した。次に、巻線用ボビンの軸方向から１５Ｇの衝撃を掛けたあとの線材の偏り状態及びほつれ状態を複数回確認し、線材の偏り及びほつれの発生率を算出した。その結果を表１に示す。
Ｎｏ．１～Ｎｏ．１２の巻線用ボビンの低温衝撃時の巻崩れ［％］は、以下の手順で測定した。初めに、少量の線材が巻かれた巻線用ボビンを－３０℃の環境下に十分放置した輸送パレットに固定することで、巻線用ボビンの温度を冬場の環境下と同様に０℃～１０℃の温度範囲になるように調整した。次に、巻線用ボビンの軸方向から１５Ｇの衝撃を掛けたあとの線材の偏り状態及びほつれ状態を複数回確認し、線材の偏り及びほつれの発生率を算出した。その結果を表１に示す。
表１に示すように、主成分樹脂がポリアミド、ポリカーボネート又はこれらの組み合わせであり、上記樹脂組成物の曲げ弾性率が８０００ＭＰａ以上１８０００ＭＰａ以下であり、上記樹脂組成物の線膨張係数が１２ｐｐｍ／℃以上２５ｐｐｍ／℃以下であるＮｏ．４～Ｎｏ．１２は、曲げ弾性率及びシャルピー衝撃値が高く、下口線の飛び出し量及び低温衝撃時の巻崩れのいずも大きく低減されていた。また、Ｎｏ．４～Ｎｏ．１２は、半径方向のリブの数がＮｏ．１及びＮｏ．３の半径方向のリブの数の半分であるにもかかわらず、満巻時の鍔たわみが大きく低減されるとともに、巻線用ボビンの質量がＮｏ．１及びＮｏ．３と同等であった。
一方、樹脂組成物がポリアミド又はポリカーボネートとガラス繊維とを含有しないＮｏ．１の巻線用ボビンは、曲げ弾性率が非常に低く、下口線の飛び出し量及び低温衝撃時の巻崩れのいずも高い値となった。樹脂組成物がガラス繊維を含有するが、ポリアミド又はポリカーボネートを含有しないＮｏ．２の巻線用ボビンは、曲げ弾性率が低く下口線の飛び出し量及び低温衝撃時の巻崩れのいずも高い値となった。樹脂組成物がポリアミドを含有するが、ガラス繊維を含有しないＮｏ．３の巻線用ボビンは、曲げ弾性率が非常に低く、下口線の飛び出し量及び低温衝撃時の巻崩れのいずも高い値となった。また、Ｎｏ．１～Ｎｏ．３は満巻時の鍔たわみが大きく、特に、半径方向のリブの数がＮｏ．４～Ｎｏ．１２と同じ２４本であるＮｏ．２は、満巻時の鍔たわみが特に大きかった。
以上の結果から、本開示の巻線用ボビンは、高い強度を有するとともに、線材の巻線用ボビンへの巻取時と、線材が巻き取られた巻線用ボビンの輸送時及び保管時とにおける温度変化が大きい条件下においても線材の胴部での線材の巻崩れを抑制できることが示された。
１０、５０ 巻線用ボビン
１１、５１ 胴部
１２、１３、５２、５３ 鍔部
１４、５４ 軸受部
１５、５５ 始点固定部
１８ 半径方向のリブ
１９ 周方向のリブ
２０ アームガイド
２５ 線材
２８ 下口線（線材の末端部）
１００ 巻取装置
１１、５１ 胴部
１２、１３、５２、５３ 鍔部
１４、５４ 軸受部
１５、５５ 始点固定部
１８ 半径方向のリブ
１９ 周方向のリブ
２０ アームガイド
２５ 線材
２８ 下口線（線材の末端部）
１００ 巻取装置
Claims (5)
- 円筒状の胴部及び上記胴部の両端部に配置された鍔部を備え、
主成分樹脂及びガラス繊維を含有する樹脂組成物から構成されており、
上記主成分樹脂がポリアミド、ポリカーボネート又はこれらの組み合わせであり、
上記樹脂組成物の曲げ弾性率が８０００ＭＰａ以上１８０００ＭＰａ以下であり、
上記樹脂組成物の線膨張係数が１２ｐｐｍ／℃以上２５ｐｐｍ／℃以下である巻線用ボビン。 - 上記樹脂組成物の線膨張係数が１６ｐｐｍ／℃以下である請求項１に記載の巻線用ボビン。
- 上記主成分樹脂の含有量が５０質量％以上７５質量％以下である請求項１又は請求項２に記載の巻線用ボビン。
- 上記主成分樹脂がポリアミドを含んでおり、
上記ポリアミドがポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアミド６１０、ポリアミド４６、ポリアミドＭＸＤ６又はこれらの組み合わせである請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の巻線用ボビン。 - 上記樹脂組成物の曲げ弾性率が１１０００ＭＰａ以上である請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の巻線用ボビン。
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|---|---|---|---|
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|---|---|
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-
2022
- 2022-09-28 WO PCT/JP2022/036291 patent/WO2024069817A1/ja unknown
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