説明

金属線条体巻装用リール

【課題】巻胴部からフランジ部へ連続するL字部内面を適切なR形状にすることにより、巻崩れがなく、割れの発生しない金属線条体巻装用リールを提供する。
【解決手段】金属線径Dと、前記リールの該L字部内面の曲率半径R1が0.4D≦R1≦15Dの関係にあり、該巻胴部厚d1及び該フランジ部厚d2がそれぞれ4〜10mmである金属線条体巻装用リールにおいては、線径Dと、前記リールのL字部内面の曲率半径R1が0.4D≦R1≦15Dの関係にあり、該L字部厚dがd1<d(d1<d2)またはd2<d(d2<d1)の関係式を満たす金属線条体巻装用リールとする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
長尺からなる金属線を巻き取る或いは供給する際に用いられる金属製のリールに関する。
【背景技術】
【0002】
長尺な金属線の生産や使用において、リールが用いられている。リールの形状は図1の如く、円形のフランジ部4と円筒状の巻胴部6からなる。
【0003】
製造過程によりリールは大きく2つに大別される。1つは鋳造体を研削してフランジ部と巻胴部を形成する一体型である。もう1つは巻胴部と一対のフランジ部とが別体からなり、溶接によって一体化された組み立て型である。
【0004】
一体型リールは剛性に富むものの、重量が大きく、製造コストが高い等の欠点がある。一方組み立て型リールは、軽量で、低コストであるという利点があるが、次のような欠点があった。すなわち、線径が0.2mm未満の極細金属線、たとえば線径が0.10〜0.5mmあるいはそれ以下のソーワイヤや、0.15〜0.40mm程度のタイヤ用スチールコードの素線などを、所定の張力(たとえば4〜15N)でリールに巻き付ける場合に、その巻き付け張力に起因して大きな巻き圧が巻胴部に作用する。この場合、フランジ部と巻胴部とが突き合わせによる結合が成されている場合、フランジ部と巻胴部間に隙間が発生する。そこに金属線が入り込み、巻き戻し時に金属線が断線する恐れがあった。
【0005】
そこでこのような問題点を解決したリールとして、特許文献1に示すようなリールが提案されている。特許文献1のリールを図2に示す。フランジ部は円板体とL字部材とからなる。金属線が巻かれる面において、連続してなるL字部を有する。つまり巻胴端部とフランジ部との結合が突き合わせでなく、角部(巻胴端部とフランジ部との結合部)に隙間がない。従って、巻き戻し時に金属線が隙間に入り込み、金属線が断線するような事態の発生を無くすことができる構造を形成している。
【0006】
特許文献1に代表されるようなものの他に、非特許文献1に代表されるようなものもある。非特許文献1のリールの斜視図を図3に示す。フランジ部円形中央に大口径の孔部を設けている。孔部にはリールを回転させる為のシャフトが挿通、或いはリールを回転保持する為の支持体により両側から挟持される。このようなリールにおいても上述の通り、巻胴部から連続するL字部を有するフランジ部との結合により形成される。このような組み立て型リールのフランジは一般的に円板をプレス加工することで形成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開2007−230688号公報
【非特許文献】
【0008】
【非特許文献1】意匠登録第1307359号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
特にプレスに代表される加工を行って成形されたL字部を有するフランジ部にはL字部内面にRが生じる。金属線がリールに巻かれる際、このRが弊害になることは予てから課題であった。
【0010】
つまり金属線がリールに巻かれるとき、金属線の巻き方向はフランジ部で折り返される(トラバース機構)。この時、巻胴部とフランジ部とが結合する部分、つまりL字部内面がR形状を成している場合、金属線がR面に沿って巻かれ水平に整列しない。
【0011】
通常は巻取り設備におけるトラバース機構の設定により、整列に巻かれるようフランジ間距離やL字部のR形状を予測した調整がなされる。しかし、トラバース機構・調整には限界がある。L字部のR形状により巻き上げられた金属線位置が整列面に対して高くなると金属線が転がり、巻き位置が不整列になる所謂「巻崩れ」が生じる。
【0012】
この巻崩れが生じた場合、金属線の巻き位置が不整列、つまり金属線が交錯した状態にある。この状態、つまり先に解かれる(解線される)べき金属線の上に後から解線されるべき金属線が被さった状態であっては解線できずに断線してしまう。
【0013】
そこでR形状を小さくすることも考えられる。しかし小さくし過ぎると、例えば巻胴面とフランジ部内面とが直角を成すようにすると、直角部で割れが生じる。金属線径がφ0.10〜0.15mmで数百kmもの長さをリールに巻く場合、フランジ面にかかる巻き圧は数十トンにも及ぶ。こうした圧力に対して、直角や直角に近い極微小なR形状では割れが発生することが確認できた。
【0014】
また組み立て型リールにおいては、フランジ部をプレス加工等によりL字部を成形すると、L字部厚が加工前の板厚より大きくなる。この時、L字部内面が膨らみ、満足するようなR形状が得られない。
【0015】
そこで、プレス加工後に研削加工等により、L字部内面を所望のR形状へ加工することも考えられる。しかし、単純に研削しただけではL字部の肉厚が薄くなり、巻き圧に耐えうる強度が必ずしも得られない。
【0016】
以上より、巻胴部からフランジ部へ連続するL字部内面を適切なR形状にすることにより、巻崩れがなく、割れの発生しない金属線条体巻装用リールを提供する。
【0017】
また、組み立て型リールに対しては適切なR形状を有しつつ、強度のある金属線条体巻装用リールを提供する。
【課題を解決するための手段】
【0018】
課題を解決する手段として、
巻胴部と、該巻胴部から連続してなるL字部を有する1対のフランジ部からなる金属線条体巻装用リールにおいて、
線径Dと、前記リールの該L字部内面の曲率半径R1が0.4D≦R1≦15Dの関係にある金属線条体巻装用リールとする。
【0019】
または、巻胴部と、該巻胴部から連続してなるL字部を有する1対のフランジ部からなり、該巻胴部厚d1及び該フランジ部厚d2がそれぞれ4〜10mmである金属線条体巻装用リールにおいて、
金属線径Dと、前記リールのL字部内面の曲率半径R1が0.4D≦R1≦15Dの関係にあり、該L字部厚dがd1<d(d1<d2)またはd2<d(d2<d1)の関係式を満たす金属線条体巻装用リールとする。
【0020】
L字部内面R1は金属線径に応じて可変される。つまり金属線径が小さい程、R1は相対的に大きくなり巻崩れも発生し易くなる。よって金属線径が小さくなるほど、必然的に許容される範囲も小さくなる。
【0021】
上記からL字部内面R1は極力小さく、究極には直角を成すようにすることが理想とも言える。しかし、前述したとおり、垂直や、極めて小さいR形状とすれば、リール使用時に掛かる巻き圧に耐えきれず、割れや破損が生じる。結果、各線径の金属線におけるL字部内面の最小曲率半径があり、それを見出したのが本発明である。
【発明の効果】
【0022】
L字部内面R1が上記曲率半径であれば巻き崩れが極めて少ない。従って金属線解線時に、巻崩れによる金属線断線を防止することができる。且つリールを完全に巻いた状態、つまりL字部に繰り返し最大負荷を掛けても割れが生じない強度を有する。
【0023】
また特に組み立て型のような板材からなるリールにおいては、上記曲率半径R1を実現する際に弊害となるL字部の肉厚について、一定厚み以上を確保することで巻き圧による割れ及び破損を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図1】本発明リールの断面図とL字部の拡大図
【図2】従来の組み立て型リールの代表図
【図3】従来の組み立て型リールの別の代表的な斜視図
【図4】L字部厚dの説明図
【発明を実施するための形態】
【0025】
L字部内面R1が0.4D未満の場合、前記理由により割れが発生する。また巻き崩れの観点からも良好な巻き状態を実現できる。
【0026】
L字部内面R1が15Dより大きい場合、巻き崩れが多発する。曲率半径R1と、巻胴部6において整列に巻かれた巻き面に対してL字部つまりR形状で巻かれる際の金属線の巻き位置の上昇と、の関係から上記範囲が定められた。
【0027】
L字部内面R1の範囲は組み立て型のみならず、一体型でも適用できる。0.4Dから15Dの範囲であれば巻き崩れが極めて少ない。
【0028】
また金属線の巻き圧に対してL字部は最も負荷の掛かる場所である。組み立て型、つまりプレス成形されるようなものについては、少なくとも巻胴部d1またはフランジ部d2のいずれか小さいものより大きくなければならない。
【0029】
L字部厚dは図4を用いつつ、次のようにして求められる。リール断面において、まず巻胴面10に沿ってフランジと直行するように直線Xを引く。更にフランジ内面12に沿って直線Xと直交する直線Yを引く。直線Xと直線Yが交差する点Aから左斜め上方向45°の直線Zを引く。この直線ZとL字部内面R1と交差する点を点Bとする。更に直線ZとL字部外面R2と交差する点を点Cとする。この時の点Bと点C間の距離をL字部厚dとした。
【0030】
L字部内面R1を所望に実現しつつ、厚さdを実現する方法として、L字部外面R2を小さくする方法が考えられる。L字部外面の曲率半径R2が大きいとL字部内面の曲率半径R1も大きくなる。その際所望のR1を得る為に、例えば研削加工を行う。するとL字部厚dは巻胴部d1、フランジ部d2よりも薄くなる。従って、L字部外面R2を小さくするような加工、例えばプレス加工を行うことが肝要である。
【0031】
また、フランジ部は付加的部材を含んでいても良い。例えば補強の為にフランジ部外面14に結合される円板等はその典型である。この場合、巻胴部厚d1、フランジ部厚d2およびL字部厚dに付加的部材の厚みは含めない。
【実施例1】
【0032】
本発明に基づき、数種の組み立て型リールを製作した。L字部内面の曲率半径R1が0.05mm、0.06mm、1.5mm、2.0mm、2.5mmのリールをそれぞれ製作した。上記リールはいずれも巻胴部厚が6.0mm、フランジ部厚が5.0mm、L字部厚が5.5mmである。これらのリールにφ0.140mm金属線を700km巻いた後に解線した。巻取り時、及び解線時の金属線の走行速度は800m/minで行った。更にこれを3回繰り返した時の解線状態、及び解線後のL字部内面について観察した。その結果を表1に示す。
【0033】
【表1】

【0034】
解線途中で断線したものを「×」とした。また、解線後のL字部内面を顕微鏡で観察し、割れ等の問題があったものを同じく「×」とした。その他問題がなかったものは「○」とした。
【0035】
表1より0.05mmにおいては、1回目の巻取り、解線後観察した時点で割れが確認された為、それ以後の検証は行っていない。また2.5mmにおいては1回目において、巻き不良と思われるL字部での断線が生じた。更に巻き直し、解線を繰り返したら、3回目に再度断線が発生した。
【実施例2】
【0036】
次に曲率半径R1が1.5mmにおいて、L字部厚dを3.5mm、4.5mm、5.5mmのものを製作した。その結果を表2に示す。
【0037】
【表2】

【0038】
表2よりL字部厚dが4.5mmであっては1回の使用は可能である。しかし、繰り返し行うと2回目で割れが生じた。同様に5.5mmであっては3回目に割れが確認できた。しかし、本発明である厚みを有するリールにおいては5回の使用において問題なかった。またいずれのリールにおいても断線は生じなかった。
【符号の説明】
【0039】
2・・・・リール
4・・・・フランジ部
6・・・・巻胴部
8・・・・孔部
10・・・巻胴面
12・・・フランジ部内面
14・・・フランジ部外面
R1・・・L字部内面
R2・・・L字部外面


【特許請求の範囲】
【請求項1】
巻胴部と、該巻胴部から連続してなるL字部を有する1対のフランジ部からなる金属線条体巻装用リールにおいて、
金属線径Dと、前記リールの該L字部内面の曲率半径R1が0.4D≦R1≦15Dの関係にある金属線条体巻装用リール。
【請求項2】
巻胴部と、該巻胴部から連続してなるL字部を有する1対のフランジ部からなり、該巻胴部厚d1及び該フランジ部厚d2がそれぞれ4〜10mmである金属線条体巻装用リールにおいて、
線径Dと、前記リールのL字部内面の曲率半径R1が0.4D≦R1≦15Dの関係にあり、該L字部厚dがd1<d(d1<d2)またはd2<d(d2<d1)の関係式を満たす金属線条体巻装用リール。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate

【図4】
image rotate