(57)【要約】      （修正有）【課題】伸線により大きな張力が加わっても変形の生じにくい金属製ボビンを提供する。【解決手段】円筒状の胴および胴の両端にそれぞれ鍔板が溶接された金属製のボビン１であって、胴は、その両端に胴の他の部分の内径よりも大きな内径を有する外側突出部１１がそれぞれ設けられ、鍔板は、その厚さ方向の一方に突出する円筒状の環状部２４を備え、環状部は、その突出側の端部に、他の部分の外径よりも小さな外径を有する内側突出部３６が設けられ、内側突出部がその外周を外側突出部の内周に接した状態で外側突出部に嵌め入れられて環状部と外側突出部とが溶接により連結されている。【選択図】図３
0003154001.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
円筒状の胴および前記胴の両端にそれぞれ鍔板が溶接された金属製のボビンであって、
前記胴は、その両端に前記胴の他の部分の内径よりも大きな内径を有する外側突出部がそれぞれ設けられ、
前記鍔板は、その厚さ方向の一方に突出する円筒状の環状部を備え、
前記環状部は、その突出側の端部に、他の部分の外径よりも小さな外径を有する内側突出部が設けられ、
前記内側突出部がその外周を前記外側突出部の内周に接した状態で前記外側突出部に嵌め入れられて前記環状部と前記外側突出部とが溶接により連結された
ことを特徴とする金属製ボビン。
【請求項２】
円筒状の胴および前記胴の両端にそれぞれ鍔板が溶接された金属製のボビンであって、
前記胴は、その両端に、前記胴の他の部分の内径よりも大きな一定の内径を有し前記他の部分との間で段を形成する外側突出部がそれぞれ設けられ、
前記鍔板は、その厚さ方向の一方に突出する円筒状の環状部を備え、
前記環状部は、その突出側の端部に、他の部分の外径よりも小さくかつ前記外側突出部の内径に略等しい一定の外径を有する内側突出部が設けられ、
前記内側突出部が前記外側突出部に嵌め入れられて前記環状部と前記外側突出部とが溶接により連結された
ことを特徴とする金属製ボビン。
【請求項３】
円筒状の胴および前記胴の両端にそれぞれ鍔板が溶接された金属製のボビンであって、
前記胴は、その両端に、前記胴の他の部分の内径よりも大きな一定の内径を有し前記他の部分との間で段となって前記胴の軸方向外方側を向く係止面を形成する外側突出部がそれぞれ設けられ、
前記鍔板は、その厚さ方向の一方に突出する円筒状の環状部を備え、
前記環状部は、その突出側の端部に、他の部分の外径よりも小さくかつ前記外側突出部の内径に略等しい一定の外径を有しその先端面が前記係止面に面接触可能な内側突出部が設けられ、
前記内側突出部が前記外側突出部に嵌め入れられて前記先端面と前記係止面とが当接した状態で前記環状部と前記外側突出部とが溶接により連結された
ことを特徴とする金属製ボビン。
【請求項４】
前記胴が焼入れ処理されて形成され前記鍔板が鍛造により形成されたのちにこれらが溶接により一体化された
請求項１ないし請求項３のずれか１項に記載の金属製ボビン。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、金属線材を巻き取る金属製のボビンに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、磁気材料、水晶振動子、半導体用ウエハおよび太陽電池用シリコン等の精密切断加工には、金属線を高速で往復運動させるワイヤーソーが使用される。
ワイヤーソーは、切りクズの発生が少ないことに加え、新たなソーワイヤーが次々と供給されることにより高い精度の加工が可能であるという長所を有する。ワイヤーソーに使用されるソーワイヤーには、ピアノ線にダイヤモンドパウダーを金属結合剤で固めたもの、またはブラスメッキもしくは銅メッキされたピアノ線等が使用される。ワイヤーソーは、高価な材料の切断に使用されるので、材料の歩留まりを向上させるために、ソーワイヤーとしてより細いものが採用される傾向にある。
【０００３】
ところで、このようなソーワイヤーは、製造所においてボビンに巻き取られて精密切断加工所に搬入され、ソーワイヤーが切断加工のために繰り出されて空になったボビンはソーワイヤーの製造所に戻される。
しかし、ソーワイヤーの線径が小さくなるに伴い、製造所においてソーワイヤーを巻き取る張力によりボビンに加わる圧縮力が大きくなり、ボビンの変形および破損が生じてボビンの再使用回数が減少するという問題が生じている。
これに関連する金属線材を巻き取る樹脂製ボビンの強度を高める技術が、特許文献１および特許文献２に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実用新案登録第３１３３４５１号公報
【特許文献２】実用新案登録第３０６５８４７号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１および特許文献２では、いずれも金属線材の巻き崩れおよび繰り出し不良等をするために、ボビンの変形を抑制する鍔板の強度の増加が行われている。しかし、特許文献１および特許文献２におけるボビンは樹脂で製作され、これらに開示された技術は、巻き取る伸線の線径が小さく大きな張力が加わる金属製のボビンにそのまま適用するのは難しい。
本考案は、上述の問題に鑑みてなされたもので、伸線により大きな張力が加わっても変形の生じにくい金属製ボビンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本考案に係る金属製ボビンは、円筒状の胴および前記胴の両端にそれぞれ鍔板が溶接された金属製のボビンであって、前記胴は、その両端に前記胴の他の部分の内径よりも大きな内径を有する外側突出部がそれぞれ設けられ、前記鍔板は、その厚さ方向の一方に突出する円筒状の環状部を備え、前記環状部は、その突出側の端部に、他の部分の外径よりも小さな外径を有する内側突出部が設けられ、前記内側突出部がその外周を前記外側突出部の内周に接した状態で前記外側突出部に嵌め入れられて前記環状部と前記外側突出部とが溶接により連結されている。
【０００７】
本考案に係る他の金属製ボビンは、円筒状の胴および前記胴の両端にそれぞれ鍔板が溶接された金属製のボビンであって、前記胴は、その両端に、前記胴の他の部分の内径よりも大きな一定の内径を有し前記他の部分との間で段を形成する外側突出部がそれぞれ設けられ、前記鍔板は、その厚さ方向の一方に突出する円筒状の環状部を備え、前記環状部は、その突出側の端部に、他の部分の外径よりも小さくかつ前記外側突出部の内径に略等しい一定の外径を有する内側突出部が設けられ、前記内側突出部が前記外側突出部に嵌め入れられて前記環状部と前記外側突出部とが溶接により連結されている。
【０００８】
本考案に係る他の金属製ボビンは、円筒状の胴および前記胴の両端にそれぞれ鍔板が溶接された金属製のボビンであって、前記胴は、その両端に、前記胴の他の部分の内径よりも大きな一定の内径を有し前記他の部分との間で段となって前記胴の軸方向外方側を向く係止面を形成する外側突出部がそれぞれ設けられ、前記鍔板は、その厚さ方向の一方に突出する円筒状の環状部を備え、前記環状部は、その突出側の端部に、他の部分の外径よりも小さくかつ前記外側突出部の内径に略等しい一定の外径を有しその先端面が前記係止面に面接触可能な内側突出部が設けられ、前記内側突出部が前記外側突出部に嵌め入れられて前記先端面と前記係止面とが当接した状態で前記環状部と前記外側突出部とが溶接により連結されている。
【０００９】
好ましくは、前記胴が焼入れ処理されて形成され、前記鍔板が鍛造により形成されたのちに、これらが溶接により一体化されて形成される。
【考案の効果】
【００１０】
本考案によると、伸線により大きな張力が加わっても変形の生じにくい金属製ボビンを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は本考案に係る金属製ボビンの正面断面図である。
【図２】図２は金属製ボビンの側面図である。
【図３】図３は胴と鍔板との接合部分の断面図である。
【図４】図４は比較例の金属製ボビンの正面断面図である。
【図５】図５は比較例の金属製ボビンの側面図である。
【考案を実施するための形態】
【００１２】
図１は本考案に係る金属製ボビン１の正面断面図、図２は金属製ボビン１の側面図、図３は金属製ボビン１における胴２と鍔板３との接合部分の断面図である。なお、図１は図２におけるＡ−Ａ断面図である。
金属製ボビン（以下「ボビン１」という）は、胴２および鍔板３，３からなる。
図１および図３を参照して、胴２は、両端が開放された円筒の形状を有する。胴２の両端近傍には、胴２の他の部分に比べて内径が大きくそのぶん肉厚の小さな外側突出部１１，１１が形成されている。したがって、外側突出部１１と胴２におけるこれよりも内方の部分とで段が形成されている。
【００１３】
外側突出部１１の先端の面である胴部開先面１２は、内方端縁の方が外方端縁よりも突出するように、図３に示される断面において軸方向に直交する面ＰＬに対して略２０度傾斜している。また、胴２の両端近傍には、外側突出部１１の内方端（突出するねもと）の位置に、軸方向外方を向く係止面１３が形成されている。係止面１３は、軸方向に直交する面である。
胴２は、鍔板３とは別に単独で焼入れされて製作され、焼入れにより硬度が増加する金属、例えばクロム・モリブデン鋼または炭素鋼等が使用される。
【００１４】
鍔板３は、基部２１、外輪部２２、リブ２３，…，２３および環状部２４からなる。
基部２１は、全体として円盤状であり、その中心には、貫通する軸穴３１が設けられている。基部２１は、軸穴３１の周りにおける胴２の内径よりも小さな径の円で囲まれた部分が、その一方の表面側に膨らんでいる。この円形に膨らむ部分を「フランジ３２」という。フランジ３２には、軸穴３１を挟んで軸穴３１（の中心）に対して点対称となる２つのケリ穴３３，３３が設けられている。ケリ穴３３，３３は、例えば伸線を巻き取るときに駆動手段に連結されてボビン１を回転させるものである。
【００１５】
外輪部２２は、基部２１の周りを取り囲む肉厚となった部分である。
リブ２３は、基部２１のフランジ３２が突出する側の表面において、フランジ３２から外輪部２２に向けて径方向に伸びる凸状の帯部分である。リブ２３は、軸穴３１の中心から４５度間隔で放射状に８つ設けられている。
環状部２４は、基部２１におけるリブ２３，…，２３が設けられた側の表面とは逆側の表面にその一端が連続する、短い円筒状の部分である。環状部２４は、その外径が胴２の外径に等しく、その内径が胴２の内径よりも小さい。環状部２４の軸心は、軸穴３１の軸心に一致する。環状部２４の突出端近傍は、それよりも基部２１側の外径に比べて外径が小さくなっており、突出端近傍の外周には段が形成されている。この段を形成する突出端側の（径の小さな方の）外径は、胴２の外側突起部１１における内径に略等しい。また、この段における大小の異なる外径を有する外周をつなぐ側面３５は、径大側の端縁が径小側の端縁よりも基部２１側となるように、図３に示される断面において軸方向に直交する面ＰＬに対して略２０度傾斜している。この側面３５を「鍔板開先面３５」という。
【００１６】
環状部２４の突出端の端面は、軸方向に直交する。この端面を当接面３４といい、突出端から段までの部分を内側突出部３６という。内側突出部３６の長さ（突出長さ）は、胴２における外側突出部１１の長さ（突出長さ）に略等しい。このそれぞれの長さは、図３においてＬ１で示される。
環状部２４の突出長さＬ２（図３参照）は、基部２１のボビン１についての内方の面３７を基準とし、ボビン１においては略２１ｍｍである。また、外側突出部１１の長さＬ１は、長さＬ２の３分の１である略７ｍｍである。環状部２４の突出長さＬ２は、２０ｍｍ以上とするのが好ましい。外側突出部１１の長さＬ１は、４ｍｍ以上に形成され、６ｍｍ以上とするのが好ましい。
【００１７】
環状部２４は、基部２１、フランジ３２、外輪部２２およびリブ２３，…，２３と一体に形成される。
鍔板３は、胴２と同じ材料で、例えば胴２がクロム・モリブデン鋼で製作されればクロム・モリブデン鋼で、鍛造後に焼入れを行うことにより製作される。
ボビン１は、次のようにして胴２の両端に鍔板３，３が溶接により接合されて製造される。
図３を参照して、鍔板３は、その内側突出部３６が胴２における外側突出部１１の内側に嵌め入れられる。内側突出部３６の外径と外側突出部１１の内径は略等しいので、内側突出部３６と外側突出部１１とは略密着する。また、内側突出部３６の長さと外側突出部１１の長さとは略等しいので、内側突出部３６の先端の当接面３４は、外側突出部１１の係止面１３に当接して係止される。
【００１８】
外側突出部１１の胴部開先面１２および内側突出部３６の段が形成する鍔板開先面３５は、互いに異なる側に２０度傾斜している。そのため、胴２と鍔板３との嵌め合わせ部分の外周には、角度４０度で開く断面形状がＶ字状の環状の溝が形成される。この溝を開先として、胴２と鍔板３とが溶接により接合される。溶接により生じた溶着金属の余盛は、胴２の外周面および環状部２４の外周面と段差が生じないように滑らかに研磨される。
このようにして、胴２の両端に鍔板３，３が接合され、ボビン１が完成する。
【００１９】
【表１】
0003154001.tif 000003
【００２０】
表１はボビン１の強度試験結果である。図４，５はボビン１に対する比較例とした金属製ボビン５の正面断面図および側面図である。図４は図５におけるＢ−Ｂ断面図である。
ここで、比較例とした金属製ボビン５（以下「ボビン５」という）について説明する。
ボビン５は、胴６、鍔板７，７および芯パイプ８からなる。
胴６は、両端が開放された円筒であり、両端面が軸方向に直交する。胴６は、ボビン１の胴２と異なり、焼入れ処理がなされていない。
鍔板７は、基部７１および補強部７２からなる。
【００２１】
基部７１は、厚板がプレス加工により円形に剪断され、その円形の端縁近傍が一方の表面側に曲げ加工により丸められて外輪部７３となっている。
補強部７２は、基部７１よりも板厚の小さな板材が円形に剪断され曲げ加工されて製作される。補強部７２は、その中央部分が一方の表面側に円形に膨らむフランジ７４となっている。また、補強部７２は、フランジ７４と同じ側に膨らみ、フランジ７４近傍から外周近傍まで放射状に伸びた８つの帯状のリブ７５，…，７５を備える。補強部７２は、基部７１における外輪部７３で囲まれた中に、リブ７５，…，７５の凸側を外側にして収容され、外周が溶接により基部７１と一体化されている。鍔板７は、その中心を貫通する貫通孔を備える。
【００２２】
鍔板７，７は、貫通孔の中心と胴６の軸心とを一致させて溶接により胴６の両端に接合されている。
芯パイプ８は、一方の鍔板７の貫通孔、胴６の中心および他方の鍔板７の貫通孔に挿入され、鍔板７，７に溶接によって一体化されている。
実施例および比較例におけるそれぞれのボビン１，５は、寸法および重量を略同一である。
強度試験は、太さ（径）０．１３ｍｍのピアノ線ＰＷに所定の張力（４００ｇｆまたは１ｋｇｆ）を加えた状態で長さ７１３ｋｍをボビン１，５に巻き取り、ボビン１，５の巻き取り前後の変形の程度およびピアノ線ＰＷを取り除いた後の変形の程度を測定した。
【００２３】
ボビン１，５の変形の程度は、円形である鍔板３，７の外周の反りの大きさＤ（図３参照、表１における「鍔板端変化量」）で代表した。
表１に示されるように、ボビン１（実施例）はボビン５（比較例）に比べて、ピアノ線ＰＷの張力が４００ｇｆの場合、変形の程度が小さかった。また、ピアノ線ＰＷの張力が１ｋｇｆの場合では、ボビン５が胴６と鍔板７との溶接部分で破損したのに対し、ボビン１では溶接部分が破損することなく変形するにとどまった。
このように、ボビン１がボビン５に比べて高い強度が得られたのは、
（１）  鍔板３，３が鍛造により製造され、かつ一体化される前に胴２および鍔板３，３に焼入れ処理が行われたこと、
（２）  所定の突出長さＬ２を有する環状部２４が鍔板３に設けられて胴２が環状部２４に接合されたこと、
（３）  胴２の端に外側突出部１１、および環状部２４の突出端に内側突出部３６が設けられ、外側突出部１１の内側に内側突出部３６が嵌め入れられて胴２と鍔板３とが接合（溶接）されたこと
による。
【００２４】
上述の実施形態において、胴２の係止面３４および鍔板３の当接面３４は、軸方向に直交する面でなくとも、外側突出部１１に内側突出部３６が嵌め入れられたときにこれらが略面全体で当接すれば円錐台の周面状であってもよい。
また、外側突出部１１の内面が開口端に向かうに伴い内径が大きくなるテーパ状に形成し、内側突出部３６の外面が、外側突出部１１の内面と同じ傾斜角度の母線を有するテーパー状に形成して、外側突出部１１に内側突出部３６を嵌め入れたときに、外側突出部１１の内面と内側突出部３６外面とが密着するように構成してもよい。
【００２５】
その他、ボビン１、およびボビン１の各構成または全体の構造、形状、寸法、個数、材質などは、本考案の趣旨に沿って適宜変更することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本考案は、金属線材を巻き取る金属製のボビンに利用することができる。
【符号の説明】
【００２７】
１  金属製ボビン（ボビン）
２  胴
３  鍔板
１１  外側突出部
１３  係止面
２４  環状部
３４  先端面（当接面）
３６  内側突出部
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図３】
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