(57)【要約】【課題】プレスリールにおいて、リール回転駆動機のリールドライブピンとの結合部としての軸穴が、金属線条体の巻き取り時の巻き圧により変形するのを抑制した金属線条体用リールを提供する。【解決手段】鋼材製の円筒形状の捲胴３と、捲胴３の両端部に取り付けられた鋼材製の一対のフランジ４とを備えた金属線条体用リールにおいて、一対のフランジ４の各中心部にそれぞれ芯穴１４を形成するとともに、各芯穴の周縁部を各フランジの表面に対して直角状に内方に折り曲げて折曲縁部１５を形成し、各折曲縁部１５のそれぞれに、中心部にリール回転駆動機のリールドライブピンに対する脱・着部としての軸穴１６を有するとともに、金属線条体の巻き取り時の巻き圧によるフランジ４の変形にともなう軸穴１６の変形を抑制可能な剛性材からなる一対のリング状補強部材１３の外周面を取り付けて課題解決の手段としている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼材製の円筒形状の捲胴と、同捲胴の両端部に取り付けられた鋼材製の一対のフランジとを備えた金属線条体用リールにおいて、
上記一対のフランジの各中心部にそれぞれ芯穴が形成されるとともに、同各芯穴の周縁部が、各フランジの表面に対して直角状に内方に折り曲げられて折曲縁部を形成され、
同各折曲縁部のそれぞれの内周面に、中心部にリール回転駆動機のリールドライブピンに対する脱・着部としての軸穴を有するとともに、上記金属線条体の巻き取り時の側圧による上記フランジの変形にともなう上記軸穴の変形を抑制可能な剛性材からなる一対のリング状補強部材の各外周面が、取り付けられていることを特徴とする金属線条体用リール。
【請求項２】
上記一対のリング状補強部材の各外周面が、上記各折曲縁部との間に均一な隙間をあけて、各折曲縁部のそれぞれの内周面に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の金属線条体用リール。
【請求項３】
一対の半割り円筒部材がスリットを介して円筒状に組み合わされるとともに、上記捲胴の捲胴面のほぼ全面を被覆可能な長さを有する外胴が、上記捲胴の捲胴面に若干の隙間をあけて取り付けられていることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか１項に記載の金属線条体用リール。
【請求項４】
上記外胴の両端部に上記各フランジに平行な鍔部がそれぞれ形成され、同各鍔部の周縁部分がカ−ル状に外方に折り返えされて、対応する上記フランジの外周縁部分を巻き締めするよう構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の金属線条体用リール。  
【請求項５】
上記外胴の両端部と上記各鍔部との間に、断面Ｌ字型の補強リング部材が介設されていることを特徴とする請求項４に記載の金属線条体用リール。
【請求項６】
上記捲胴の内側に、同捲胴と略同軸方向に伸在するとともに両端部を上記一対のリング状補強部材の内端部に溶接された円筒部材が設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の金属線条体用リール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属線条体用リールに関し、特にタイヤコード用の撚線機においてコードの素線を繰り出すリールや、ワイヤソーにおいてソーワイヤを巻き取るリールのような、極細金属線条体を大量巻き付けて高速回転で繰り出すのに好適な、金属線条体用リールに関する。
【背景技術】
【０００２】
タイヤコードの素線やソーワイヤなどの極細金属線条体を巻き付ける金属線条体用リールとしては、厚肉鋼材で造られるのが普通であり、製造のしかたにより、捲胴部とフランジ部とを鋼材から一体物として削りだした一体物リール（削りだしリール）、捲胴部とフランジ部とを鋼材で別々に製作し、溶接により一体化した溶接リール、あるいは捲胴部とフランジ部とをボルト連結した組み立てリールなどが知られている。（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
ところで、厚肉鋼材で造られたリールは、極細金属線条体用として使用する場合、十分な強度、剛性を確保するには、捲胴部やフランジ部の厚みを一層厚くする必要がり、さらに、捲胴部とフランジ部との接合部の補強や捲胴部に対する補強が必要なケ−スもあって、リールの重量が極めて大きくなり、取り扱い性が悪いばかりか運搬コストが高く、材料費や加工コストも高くなる。
【０００４】
タイヤコード用の素線やワイヤソー用のソーワイヤのような、線径が０．２ｍｍに満たない極細金属線を、所定の張力（例えば０．４〜１．５ｋｇ）でリールに巻き付ける場合、その巻き付け張力に起因して大きな巻き圧（締め付け力）が捲胴部に発生し、往復して何回も巻き付けると、これがフランジ部に側圧（フランジを押し広げる力）として作用する。
この締め付け力や側圧は、巻き付ける金属線条体の線径が小さいほど、また巻きピッチが密になるほど、さらに巻き付け張力が大きいほど、そして巻き付け往復回数が多いほど加速度的に増大する。
【０００５】
そのため、このような極細金属線条体を巻き付けるリールは、捲胴部が巻き圧（締め付け力）に対し、また、側圧がフランジを押し広げることによる伸びに対して十分な強度を有し、また、側圧による撓みの少ない剛性を有するものでなければならない。側圧によるフランジの撓みは、捲胴部の変形（へこみ）を引き起し、捲胴部の変形はワイヤを巻き取る時のハンチングにつながり、断線の要因となる。
【０００６】
また、特に、捲胴部の幅よりもフランジ部の直径が大きい「スリム型リール」の場合には、捲胴部にかかる巻き圧よりもフランジ部にかかる圧力（側圧）の方が遙かに大きく、そのため、フランジ部にかかる圧力が、両フランジ部を外周側で互いに離反する方向に押し広げる。そして、その側圧は、ワイヤソー用のリールのように、４０〜６０ｋｇあるいはそれ以上の重量分のソーワイヤを巻き付けた場合には、数トンあるいは数十トンに達することがあり、その結果、捲胴部とフランジ部との連結位置である角部に応力が集中し、この個所に破損が発生しやすい。
【０００７】
一方、フランジ部の直径よりも捲胴部の幅が大きい「胴長リール」の場合、巻き付け張力に起因する圧力が捲胴部に集中し、捲胴部に作用する巻き圧（締め付け力）が大きくなる。そしてこの大きな巻き圧（締め付け力）により、捲胴部は中央部分が縮径するように変形し、この変形により、リールは両フランジ部が内側に倒れ込むように変形する。このようなリールの場合、捲胴部に破損が発生しやすい。
【０００８】
このように、従来の厚肉鋼板リールは、金属線条体用リール、特にタイヤコード用の撚線機やワイヤソーに使用する極細金属線条体用のリールとしては十分な強度および剛性を確保しつつ軽量化を達成するということができなかった。
【０００９】
本出願人は、先に、強度および剛性を確保しつつ十分な軽量化を達成できる金属線条体用リールとして、捲胴部とフランジ部とを、薄肉の高張力鋼板をプレス成形により別々に製作し、それらをスポット溶接で一体化するようにしたプレスリールを開発した（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００２−３７０１５２号公報
【特許文献２】特開２００１−２０６６３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
捲胴部とフランジ部とを薄肉の高張力鋼板をプレス成形により別々に製作し、それらをスポット溶接で一体化するようにしたプレスリールは、軽量であり、タイヤコードの素線やソーワイヤなどの極細金属線条体を巻き付ける場合に、強度、剛性の面である程度の巻
き重量までは対応可能であるものの、巻きピッチをより密にしたり、巻き付け張力をより大きくしたりするとき、フランジ部に作用する側圧の増大化により、フランジ部が、その外縁側が外方に開くように変形し、この変形がフランジの中心部に形成されている芯穴の形状をも変形させてしまい、その結果、リール回転駆動機のリールドライブピンからリールを取り外すのが困難となるという課題がある。
削り出しリール、組み立てリール、溶接リールなども同様の課題がある。
【００１１】
本発明は、金属線条体用リールにおけるこのような課題を解決しようとするもので、フランジ部の中心部に形成されている芯穴に、中心部に、リール回転駆動機のリールドライブピンとの結合部としての軸穴を有するとともに、金属線条体の巻き取り時の巻き圧によるリールフランジの変形にともなう上記軸穴の変形を抑制可能な剛性を有するリング状補強部材を取り付け、リール回転駆動機のリールドライブピンとリールとの脱・着をこのリング状補強部材の軸穴を介して行う構成とすることにより、フランジ部に作用する側圧の増大化により、フランジ部が、その外縁側が外方に開くように変形しても、リール回転駆動機のリールドライブピンに対する脱・着部としての軸穴が変形することがないようにした金属線条体用リールを提供しようとするものである。
なお、以下の説明は、主としてプレスリールを対象としているが、削り出しリール、組み立てリール、溶接リールなどに適用して同様の効果が得られることはいうまでもない。
【００１２】
本発明の金属線条体用リールは、リール回転駆動機のリールドライブピンに対するリールの脱・着を、フランジの中心部に形成されている芯穴に取り付けられているリング状補強部材の軸穴で行う構成となっており、しかもリング状補強部材は、例えば鍛造ブロック構造体のような、フランジ部よりもはるかに剛性の大きい部材で構成されているから、タイヤコードの素線やソーワイヤなどの極細金属線条体を巻き付ける場合に、巻きピッチをより密にしたり、巻き付け張力をより大きくしたりすることにより、フランジ部に作用する側圧が増大化し、その結果、フランジ部がその外縁側が外方に開くように変形したとしても、リング状補強部材に形成されている軸穴が変形するおそれはなく、したがって、リール回転駆動機のリールドライブピンに対するスムーズなリールの脱・着を確保することが可能となる。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、鋼材製の円筒形状の捲胴と、同捲胴の両端部に取り付けられた鋼材製の一対のフランジとを備えた金属線条体用リールにおいて、上記一対のフランジの各中心部にそれぞれ芯穴を形成するとともに、同各芯穴の周縁部を各フランジの表面に対して直角状に内方に折り曲げて折曲縁部を形成し、同各折曲縁部のそれぞれの内周面に、中心部にリール回転駆動機のリールドライブピンに対する脱・着部としての軸穴を有するとともに、上記金属線条体の巻き取り時の巻き圧による上記フランジの変形にともなう上記軸穴の変形を抑制可能な剛性材からなる一対のリング状補強部材の外周面を取り付けて課題解決の手段としている。
【００１４】
この金属線条体用リールによれば、捲胴部とフランジ部とを鋼板で形成することにより、リールの軽量化を達成しつつ、かつフランジ部に作用する側圧が増大化し、その結果、フランジ部がその外縁側が外方に開くように変形したとしても、リール回転駆動機のリールドライブピンに対する脱・着部としての軸穴が形成されているリング状補強部材の有する剛性により、軸穴が変形（縮径）するおそれはなく、したがって、リール回転駆動機のリールドライブピンに対するスムーズなリールの脱・着を確保することが可能となる。また、軸穴が変形（縮径）するおそれがなくなるので、巻き線時にリールが偏芯回転することがなくなり、その結果巻き線時の芯ブレの抑制が可能となる。
【００１５】
また、上記一対のリング状補強部材の外周面を、上記各折曲縁部との間に均一な隙間をあけて各折曲縁部のそれぞれの内周面に取り付けて課題解決の手段としている。この構成とするとき、リール回転駆動機のリールドライブピンに対する脱・着部としての軸穴が形成されているリング状補強部材の有する剛性とリング状補強部材と折曲縁部との間の均一な隙間の遊びとにより、軸穴の変形（縮径）を抑制する作用がより高まる。
【００１６】
上記金属線条体用リールにおいて、一対の半割り円筒部材をスリットを介して円筒状に組み合わせて形成されるとともに、上記捲胴の捲胴面のほぼ全面を被覆可能な長さを有する外胴を、上記捲胴の捲胴面に若干の隙間をあけて取り付けて課題解決の手段とし、さらに、上記金属線条体用リールにおいて、上記外胴の両端部に上記各フランジに平行な鍔部をそれぞれ形成し、同各鍔部の周縁部分をカ−ル状に外方に折り返えして、対応する上記フランジの外周縁部分を巻き締めするよう構成して課題解決の手段とし、さらにまた上記金属線条体用リールにおいて、上記外胴の両端部と上記各鍔部との間に、断面Ｌ字型の補強リング部材を介設させて課題解決の手段としている。
【００１７】
これらの構成により、つまり、上記捲胴の捲胴面に若干の隙間をあけて外胴を取り付けたことにより、捲胴部が二重構造となって金属線条体をリールに巻き付けた時の締めつけ力に対する強度が高まる。また、フランジ部が外胴の両端部に形成した鍔部とフランジとの二重構造となるとともにに鍔部の周縁部分をカ−ル状に外方に折り返えして、対応する上記フランジの外周縁部分を巻き締める構成となっているため、フランジ部の剛性を増すことができるほか、リール運搬中のリール同志の衝突によるフランジ周縁部の変形を抑制することができる。さらに、外胴の両端部と上記各鍔部との間に、断面Ｌ字型の補強リング部材を介設させたことにより、捲胴部とフランジ部との角部の強度を高めることが可能となる。
【００１８】
さらに、捲胴の内側に、同捲胴と略同軸方向に伸在するとともに両端部を上記一対のリング状補強部材の内端部に溶接された円筒部材を設けて課題解決の手段としている。
円筒部材の両端部に一対のリング状補強部材を溶接する構成により、一対のリング状補強部材のプレアッセンブル化が可能となる。その結果一対のリング状補強部材の軸穴の芯合わせをプレアッセンブル状態のまま行うことができるので、芯合わせ作業が容易となる。さらに、リール組み立て時に一対のリング状補強部材の軸穴の芯合わせを必要としないから、リール組み立て作業も簡素化できてコストの低減化が可能となる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、捲胴部とフランジ部とを鋼板で形成することにより、リールの軽量化を達成しつつ、かつフランジ部に作用する側圧が増大化し、その結果、フランジ部がその外縁側が外方に開くように変形したとしても、リング状補強部材の剛性により、また折曲縁部とリング状補強部材との間に設定されている隙間による遊びとリング状補強部材の剛性とにより、軸穴の径が変形（縮径）するのを防止することができ、軸穴が変形するおそれはなく、したがって、リール回転駆動機のリールドライブピンに対するスムーズなリールの脱・着を確保することが可能となる。また、軸穴が変形するおそれがなくなるので、巻き線時にリールが偏芯回転することがなくなり、その結果巻き線時の芯ブレの抑制が可能となる。
【００２０】
また、捲胴の捲胴面に若干の隙間をあけて外胴を取り付けたことにより、捲胴部が二重構造となって金属線条体をリールに巻き付けた時の締めつけ力に対する強度が高まる。また、フランジ部が外胴の両端部に形成した鍔部とフランジとの二重構造となるとともに鍔部の周縁部分をカール状に外方に折り返えして、対応するフランジの外周縁部分を巻き締める構成となっているため、フランジ部の剛性を増すことができるほか、リール運搬中のリール同志の衝突によるフランジ周縁部の変形を抑制することができる。さらに、外胴の両端部と鍔部との間に、断面Ｌ字型の補強リング部材を介設させたことにより、捲胴部とフランジ部との角部の強度を高めることが可能となる。
【００２１】
さらに、円筒部材の使用により、一対のリング状補強部材のプレアッセンブリ化が可能となり、その結果、一対のリング状補強部材の軸穴の芯合わせ作業が容易となるばかりか、リール組み立てコストの低減化も可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面に基づいて実施の形態を説明する。
図１は一実施形態としての金属線条体用リールの断面図、図２は同変形例としての金属線条体用リールの断面図、図３は同正面図である。
【００２３】
この実施形態のリールは、タイヤコード用の撚り線機やワイヤソーに使用する金属線条体用リールであって、捲胴部１と同捲胴部１の両端部に配設される一対のフランジ部２で構成されている。
【００２４】
捲胴部１は、鋼材製の円筒形状の捲胴３と、捲胴３の捲胴面に若干の隙間をあけて取り付けられている外胴９より構成されており、外胴９は鋼材製の一対の半割り円筒部材がスリット９ａを介して円筒状に組み合わされて円筒形状に形成されたものであり、捲胴の捲胴面のほぼ全面を被覆可能な長さを有する。
【００２５】
各フランジ４は、例えば熱間圧延高張力鋼板（ＳＡＰＨ）をプレス成形して形成されており、その中心部に芯穴１４が形成されている。各芯穴１４の周縁部は、各フランジ４の表面に対して直角状に内方に折り曲げられて折曲縁部１５が形成されている。
各折曲縁部１５のそれぞれに、中心部にリング状補強部材１３の外周面が取り付けられている。
このリング状補強部材１３の外周面の各折曲縁部１５への取り付けは、リング状補強部材１３の外径側外周面を折曲縁部１５の外径側内周面に溶接Ｘすることにより行われる。
【００２６】
リング状補強部材１３の中心部に、リール回転駆動機のリールドライブピンに対する脱・着部としての軸穴１６が設けられている。リング状補強部材１３は、金属線条体の巻き取り時の側圧によってフランジ４が変形しても、それにともなって軸穴１６が変形するのを抑制可能な剛性を有する材料からなる構造体（例えば、鍛造ブロック構造体）で構成されている。したがって、側圧によりフランジ部２が変形して折曲縁部１５の内径が変化（縮径）しても、折曲縁部１５とリング状補強部材１３の剛性とにより、軸穴１６の径が変化（縮径）するのを抑制することができる。
【００２７】
そのほか、リング状補強部材１３の外径を折曲縁部１５の内径よりも若干小さい寸法に設定しておき、折曲縁部１５とリング状補強部材１３との間に均一な寸法の隙間を設けた状態のもとで、リング状補強部材１３の外径側外周面を折曲縁部１５の外径側内周面に溶接Ｘすることにより、リング状補強部材１３の折曲縁部１５への取り付けるようにしてもよい。
【００２８】
リング状補強部材１３の折曲縁部１５に対する取り付けを、このような取り付け構造とした場合、フランジ部に側圧が作用すると、初めに折曲縁部１５（の内径）が変形（縮径）し、これにより側圧の一部が吸収される。つまり、折曲縁部１５とリング状補強部材１３との間に設定されている隙間（遊び）分だけ折曲縁部１５（の内径）は変形（縮径）して側圧の一部を吸収するように作用する。側圧がさらに増加して、隙間が押しつぶされるまで折曲縁部１５（の内径）が変形（縮径）すると、側圧はリング状補強部材１３に作用しリング状補強部材１３に受け止められる。したがって、この構成のリールでは、折曲縁部１５とリング状補強部材１３との間に設定されている隙間とリング状補強部材１３の剛性とが、側圧による軸穴１６の径の変化（縮径）を防止するように働くことになるので、軸穴１６の径の変化（縮径）をより効果的に抑制することができる。
【００２９】
図１の符号１３ａは、リール回転駆動機のアタッチ面に凸設されたピンの係合穴を示している。
リング状補強部材１３の断面形状は、図示のような四角形に限定するものではなく、三角形、Ｌ字型の断面形状であっても差し支えない。
【００３０】
外胴９の両端部に、各フランジ４に平行な鍔部１７がそれぞれ形成されている。各鍔部１７の周縁部分はカール状に外方に折り返えされて、対応するフランジ４の外周縁部分を巻き締めする構造となっている。このようにして、フランジ部２は鍔部１７とフランジ４とにより大きな剛性を有する二重構造となっている。
【００３１】
捲胴３の捲胴面のほぼ全面を被覆可能な長さの外胴９の両端部に、外胴９と面一の捲胴面を形成するとともに鍔部１７に溶接され、かつ鍔部１７と面一のフランジ面を形成する断面Ｌ字型の補強リング部材１８が溶接されていて、捲胴部１とフランジ部２との角部の強度を高める構成となっている。
【００３２】
次に、図２、３に示す変形例では、図１に示した金属線条体用リールにおいて、捲胴３の内側に、捲胴３と略同軸方向に伸在するとともに両端部を一対のリング状補強部材１３の内端部に溶接された円筒部材１２が設けられている。
円筒部材１２の両端部に、一対のリング状補強部材１３を溶接する構成により、一対のリング状補強部材１３のプレアッセンブリ化が可能となる。その結果一対のリング状補強部材１３の軸穴１６の芯合わせをプレアッセンブリ状態のまま行うことができるので、芯合わせ作業が容易となる。さらに、リール組み立て時に一対のリング状補強部材の軸穴の芯合わせを必要としないから、リール組み立て作業も簡素化できてコストの低減化が可能となる。
符号１９はリール組み立て時におけるプレアッセンブリ化された一対のリング状補強部材の位置決め用のリング状板体を示しており、その各内周縁は各リング状補強部材１３に溶接されている。
【００３３】
捲胴３、フランジ４、外胴９、鍔部１７、Ｌ字型の補強リング部材１８、円筒部材１２の材料としては、ＳＡＦＣ（冷間圧延高張力鋼板）のほか、ＳＡＰＨ（熱間圧延高張力鋼板）などが好適である。また、捲胴３、フランジ４、外胴９の材料は、Ｓ４５Ｃなどの炭素鋼であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施形態としての金属線条体用リールの断面図である。
【図２】同変形例としての金属線条体用リールの断面図である。
【図３】同正面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１：捲胴部、
２：フランジ部
３：捲胴
４：フランジ
９：外胴
１２：円筒部材  
１３：リング状補強部材
１４：芯穴
１５：折曲縁部
１７：鍔部
１８：Ｌ字型の補強リング部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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