JPH06500982A - 繊維材料が巻かれるボビンおよびそれの製造方法 - 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】 繊維材料が巻かれるボビンおよびそれのＩ［方法本発明は、請求項１の前文を構 成する繊維材料が巻かれるボビン、およびそのボビンの製造方法に関するもので ある。

ＤＥ　３９　０８　２２３　Ｃ２には、軽金属合金により製作され、対称的に分 割された２つのボビン半分を互いに結合させたａｌｌ材料が巻かれるボビンが開 示されている。各半分は中心コア管端面を互いに接触させて摩擦溶接により結合 させている。この目的のために、しかし、比較的高価な押し出し装置を必要とす る押し出し成形によりボビンの半分が製造される。更に、押し出し装置の製造に は比較的長い時間を要し、初期投資が高くつ（。また、ボビンの形は、押し出し 法により決定される形状にＭ約される。たとえば、所定の直径より大きい、たと えば、１００ｍ１以上のボビンの製作には問題がある。というのは、ボビンの肉 厚が比較的大きい直径と比較して非常に薄いからである。

更に、押し出し部品として製作されたボビンの半分は積み重ねがかなり困難なこ とがあり、スペースを必要とするから、その保管には比較的費用がかかる。更に 、ボビンの形の僅かな夏更、たとえば、軸線方法長さの短縮、でも、押し出し装 置の改造が非常に複雑になるので、装置のコストが高くなる。この方法は大量生 産のためには重要である。その反面、少量生産およびフレキンプルな生産にとっ てはこの方法は余り適さない。

この状況は、ボビンの半分がモールド成形した部品として製作され、それから不 活性ガス１１ＩＰＪで互いに結合される、ＤＥ−Ｏ３１８０２３１９のボビンで も類似する。また、成形のために比較的高い初期コストを必要とするから、経済 的な少量生産が疎外される。

更？こ、ＦＲ−Ａ−１１３０５８３には、軽金属で製造され、２つのボビンフラ ンジの中に完全に挿入され、その後で外周部に沿うはんだづけで製作されるボビ ンが開示されている。しかし、巻取り中にボビンフランジにかかる大きな軸線方 向の荷重のために結合継ぎ目が隅の部分で破壊される傾向があるから、一様な結 合を行うことができない。更に、ボビンフランジの内径と、係合する領域におけ るコア管の外径を非常に正確に製作せねばならない。さもないと、結合継ぎ目が 弱くなる結果となるからである。

更に、ＧＢ−Ａ−８２５５４０には、金属板プレス部品で構成され、その後でコ ア管の外周部において一緒に溶接される３部品ボビンが開示されている。これに 関連しては、一様な溶接を行うことがめったに可能ではないので、強度が低下す る。

したがって、本発明の目的は、少数でも簡単かつ低コストで製作でき、とくに高 い強度を育する、！！維材料が巻かれるボビンを得ることである。そのための対 応する製作法も提供せねばならない。

この目的は、請求項１と請求項１１の特徴をそれぞれ含むボビンおよび方法によ り連成される。

多くの部品からなるボビンの製造上、いくつかの個々の部品、と（に平らな環状 ボビンフランジはとくに旋盤加工によると希望する任意の直径のものを製作する のが容易である。最も簡単な場合には、コア管と２つのボビンフランジを有する ボビンである。それらのポどンフランジは対応する素部品すなわち管を切断すな わち分離して製作される。したがうて、ボビンの形状の変更、たとえば、より長 いコア管、を旋盤を単にセットするだけで製作できる。したが９て、製作装置ま たは型の交換はもはや不要である。

更に、製作装置も各種の素材も保管する必要はないから保管は決定的に減少する 。対照的に、寸法の異なる複数のボビンを非常に少数の素部品、たとえば、コア 管用の押し出し管と、ボビンフランジとにより製作できる。したがって、初期コ ストを大幅に低減でき、かつ特殊なボビンの供給時間を大幅に短縮できる。

隅、すなわち、コア管の端面と、コア管に向き合うボビンフランジの内側との間 の遷移領域に摩擦溶接継ぎ目を設けることがとくに重要である。というのは、こ うすることにより、高い荷重が加えられる隅領域に、接合継ぎ目全体にわたって 確実な溶接が行われるからである。更に、摩擦溶接中は、加熱された材料が加圧 され、凝結させられることによって、鍛造または押し出しにより得られたものに 類似するほぼ一様な組織が得られ、ボビンの強度が決定的に向上する結果となる 。

とくに有利なものは、ボビンフランジにコア管の端面へ向かって設けたリムを有 する実施例である。というのは、この場合摩擦溶接中に摩擦領域が加圧されてい るリムに限られ、そこが摩擦溶接継ぎ目となるからである。そのためボビンフラ ンジでの熱消費量が比較的少なく、溶接場所における熱損失が最少となる。他方 、この結果として、後の仕上げ作業中の丸め作業のために使用できる材料が集中 するように、コア管と、ボビンフランジの内側との間の開領域に摩擦溶接と一ド が供給される結果となる。これによってコア管とボビンフランジの間の遷移領域 に巻かれる材料がはさまる間隙が生ずることが確実に阻止される。

請求項１１に記載されている製作方法では、と（に、第２の円板形ボビンフラン ジへ摩＊溶接する前に、１つのボビンフランジとコア管を含む鍛造された部品ま たは押し出された部品が、希望の端部長さく軸線方向長さ）に切断される場合に 、はとんど任意の希望の寸法を有する特殊なボビンを最も簡単なやり方で製作で きるから、とくに有利である。

別の有利な変更が従属請求項の主題である。

以下、図示のいくつかの実施例を基にして本発明を記述し、説明する。

図１はボビンの部分断面立面図、 図２Ａ、図２ＢＳ図３Ａ、図３Ｂはそれぞれ接合位置にあるボビンおよび溶接さ れたボビンの各隅の拡大図、 図４〜６はそれぞれ開領域の変更の拡大図、図７はボビン半分の組織または構造 の概略断面図である。

図１はコアｔＲ２と２つの端部ボビンフランツ３をほぼ備えるボビン１を示す。

ボビンフランツ３はボビンｌの軸４を中心として回転対称に形成される。２つの ボビンフランツ３は平らな環状円板として形成され、巻取機または紡１１機へ固 定するためにフランジの中心に軸受座６を育する。ボビンフランツ３は摩擦溶接 継ぎ目５によりコア管の２つの端面７へ取付けられる。摩擦溶接中にコア管２と ボビンフランジ３は、左半分の２つの逆向きの矢印により示されているように、 相対的に回され、互いに押しつけ合わされる。右半分ではボビンＩは断面図で示 され、ボビンフランジ３は摩擦溶接の直前の位置にあることが示され、破線で示 されている環状摩擦溶接継ぎ目５の形成が続いている。コア管２からボビンフラ ンツ３への遷移領域すなわち隅が後の図に拡大して示されている。しかし、摩擦 溶接結合５は、コア管端部７をボビンフランジ３の内側（ｌｕｌｌへ突き合わせ 接合による摩擦溶接によって、図１に示されているようにして行うことができる 。

図２は開領域１０を拡大して示す。ボビンフランジ３はコア管２の肉厚にほぼ対 応する厚さと、コア管２の肉厚に対応する軸線方向長さＸを有する突出リム８を 有する。一般に、コア管２の肉厚は僅かに数賜■であるから、リム８はボビンフ ランツ３の内！！１１を数■−突き出るだけである。したがって、リム８の軸線 方向長さは通常は２〜５■■である。図４におけるラッシュ型実施例とは対称的 に、リム８は摩擦溶接作業中にボビンフランジ３へ熱が伝えられることをほとん ど阻止するから、溶接場所における熱損失は最少にされる。更に、高さが数■■ にすぎないリム８のために摩擦溶接継ぎ目５、とくに外側に形成されている溶接 ビード９を、コア管２とボビンフランジ３の間の開領域１０内に正確に位置させ る結果となり、材料のホットプレスのためにそこに材料が集中することになる。

摩擦溶接後のこの形が図２Ｂに示されている。摩擦溶接継ぎ目５を余分に回転さ せることにより、図示のように開領域１０を丸くできる。

ボビンフランジ３は軸４方向には厚ｂ１寸法にされているから、図３Ａと図３Ｂ に示すように、摩擦溶接継ぎ目５をボビンフランジ３の内部に差し込むようにす ることができることに注目すべきである。その際１７で示されて（するようにコ ア管の端部を丸（テーパー状にし、ボビンフランジ３には同じテーノイーを持つ 対応して形成された円錐形窪みＩ８が設けられる。図３Ｂかられかるように、摩 擦溶接中はテーパーを成しているコア管端部１７と窪み１８は互いに係合し、開 領域１０に摩擦溶接継ぎ目５を形成する。

図４〜６は、コア管端面７が図１と図２に示されているようにボビン軸線４に垂 直に整列させられている。開領域１０の変更した実施例を示す。図４にお（１て 、コア管端面７はボビンフランジ３の段形窪み１２に入る。そうすると摩擦溶接 中にコア管端面７はホットプレスされるから、窪み１２の領域に非常に安定な！ 接合継ぎ目が形成される。同様に、図５に示されている実施例では、内側１１に 形成されている溝１４にコア管端面１７が入り、そこで全面にわたって溶接され る。コア管のホットプレスされた材料が′ｌｌＩ４１４を完全に充たし、更にＷ ４領域１０において組織が整列されている、非常に安定な接合がボビンフランジ ３の材料との間に形成されるからである。このことは、コア管２の直径より僅か に大きい直径を存する環状溝１６が内側１１に形成されて〜）る様子が示されて いる図６の実施例でもそうである。摩擦溶接中にホットプレスされた材料は、参 照番号９で示されているように、その環状溝１６の中に入り、その溝を充たして 、外摩擦溶接と一ド９を形成することによりボビンフランジ３の材料に接合する と同時に、組織を改善する。環状溝１６は摩擦溶接中のボビンフランツ３でのＭ 消費を制限する。

上記ボビンを軽金属で製作するために、まず２つのボビンフランジ３とコア管２ を、好ましくは管材料から旋盤加工、とくに切削、により製作し、希望によって はリム８を形成する。それから、それらの要素を摩擦溶接する。好適な手順では ２つのボビンフランジ３を一工程で同時に摩擦溶接する。たとえば、この目的の ために、コア管２をドライブし、回転しているコア管２へ２つのボビンフランジ ３を最も簡単な操作で押しつける。しかし、ボビンフランジ３を回転させ、コア 管２を静止させるか、逆向きに回転させることもできる。摩擦溶接の後では、摩 擦溶接ビード９を最少の除去Ｉだけ除去することが一般に必要なだけである。

支持座６の領域内の摩擦溶接ビードを軸受処理と同時に除去して、ＤＥ３９　０ ８　２２５　Ｃ２の中心実施例と比較して、内部摩擦溶接ビードへより良く接近 でき、かつより正確に制御できる。これにより溶接継ぎ目の検査をより良く行う ことができるから、品質管理をより良く行うことができる。摩擦溶接されたボビ ン１は、仕上げ前により高い強度へ硬化させることが好ましい。材料として、と くにＡｌＭｎ合金が適する。

図７はボビン１の特に有利な実施例を示す。ここで、左のボビンフランジ３は一 体Ｉｌａされた要素２０、または一体押し出しされた要素２０として全コア管２ と一緒に形成する。それからそのコア管の端部７だげを、図１を参照して説明し たように、右側のボビンフランジ３へ摩擦溶接する。図の下側部分半断面に軽合 金の組織が概略的に示されており、引き出され、押し出され、またはａ造された 個々の部品の主として軸線方向へ向けられている組織をコア管端部７のホットプ レスにより開領域１０内に凝縮させ、半径方向に曲げて、この遷移領域が破壊さ れないようにする。したがって、摩擦溶接された開領域ｌＯは、中断されなり１ 、したがって、非常に安定な組織に鍛造または押し出しにより製作された左側ボ ビンフランジの反対側の遷移領域と同様な高ν）領域を有する。

更に、何本かの分離線２１により示されているように、鍛造またζよ押し出され た要素２０を、たとえば、丸削り、または鋸びきなどにより、希望のボビン長さ に対応して切断するようにできることが重要である。した力（って、複数の種々 のボビン長さを製作するためにほんのいくつかの鍛造型またｉ４押し出し型を必 要とするだけである。その後の円板型ボビン３への支持されてｔする摩擦溶接に よって非常に安定なボビンｌが簡単かつ迅速に製作される結果となる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．コア管（２）に結合された２つのボビンフランジ（３）を備え、軽合金で製 作された多部品が摩擦溶接結合により結合される繊維材料が巻かれるボビン（１ ）において、少なくとも１つのボビンフランジ（３）が平らな環状円板として形 成され、コア管（２）とボビンフランジ（３）のコア管端面（７、１７）に面し た内側（１１）との間の隅領域（１０）の少なくとも１つのコア管端面（７）で 摩擦溶接が行われることを特徴とする繊維材料が巻かれるボビン（１）。 ２．請求項！記載のボビンにおいて、コア管壁の厚さと、コア管（２）の厚さに 対応するほぼ軸線方向長さ（ｘ）とを有するリム（８）が、ボビンフランジ（３ ）にコア甘端面（７）へ向かって形成されることを特徴とするボビン。 ３．請求項２記載のボビンにおいて、リム（８）の軸線方向長さ（ｘ）は２〜５ ｍｍであることを特徴とするボビン。 ４．請求項１記載のボビンにおいて、コア管端面（７）は、コア管の直径に合わ されているボビンフランジ（３）内の円形段型溝に係合することを特徴とするボ ビン。 ５．請求項１記載のボビンにおいて、コア管端面（７）は、コア管の肉厚に合わ されているボビンフランジ（３）内の円形溝に係合することを特徴とするボビ６ ．請求項１記載のボビンにおいて、コア管端面（７）がボビンフランジ（３）へ 摩擦溶接され、ボビンフランジ（３）のコア管外径の箇所に環状溝（１６）が形 成され、摩擦溶接中に、ブレスされて、変形させられている軽金属がその溝の中 に入れられて、その溝の内部がそれにより充たされることを特徴とするボビン。 ７．請求項１記載のボビンにおいて、コア管端部（７）をテーパーとし、ボビン フランジ（３）には対応して形成きれた円錐形窪み（１８）を形成させたことを 特徴とするボビン。 ８．請求項１〜７のいずれかに記載のボビンにおいて、摩擦溶接結合（５）の外 へはみ出す摩擦溶接ビード（９）が、円形状のビードに形成され、コア管（２） とボビンフランジ（３）の間の隅領域（１０）に正確に配置されることを特徴と するボビン。 ９．請求項１〜８のいずれかに記載のボビンにおいて、ボビンフランジ（３）と コア管（２）とは旋盤による加工によって素部品から形成された部品であり、２ つのボビンフランジ（３）を摩擦溶接結合（５）で取り付けることを特徴とする ボビン。 １０．請求項１〜８のいずれかに記載のボビンにおいて、ボビンフランジ（３） とコア管（２）は、一体に鍛造または一体に押し出された部品（２０）であり、 それへ第２のボビンフランジ（３）が摩擦溶接されることを特徴とするボビン１ １．ボビンフランジ（３）とコア管（２）を、一体に鍛造または一体に押し出さ れた部品（２０）として製作する過程と、第２の円板型ボビンフランジ（３）を 結合するためにコア管端部（７）を隅領域（１０）に摩擦溶接ビード（９）を形 成させて摩擦溶接する過程と、隅領域（１０）内の摩擦溶接ビード（９）を除去 するためにボビン（１）を旋盤で加工する過程と、 を備えることを特徴とするコア管と２つのボビン端面で形成されたボビンを製作 する方法。 １２．請求項１１記載の方法において、摩擦溶接の後、および旋盤加工の前にボ ビン（１）を熱硬化させることを特徴とする方法。 １３．請求項１１又は１２記載の方法において、コア管端部（７、１３）を摩擦 溶接するときの押圧を考慮して所望のボビン長さとするために鍛造または押し出 された部品（２０）を切断して複数の異なった長さとすることを特徴とする方法 。