JPH10166053A

JPH10166053A - 巻き線材および線材の巻き付け方法

Info

Publication number: JPH10166053A
Application number: JP32656196A
Authority: JP
Inventors: Iwao Kashiwagi; 巖柏木; Yukio Okubo; 由紀夫大久保; Yoshiki Masukata; 芳樹舛形
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1996-12-06
Filing date: 1996-12-06
Publication date: 1998-06-23
Anticipated expiration: 2016-12-06
Also published as: JP3642448B2

Abstract

(57)【要約】【目的】線材のリール上への巻き付け、巻き出しの
際、線材への外傷の発生を防止された線材および外傷の
発生を防止する巻き付け方法の提供。【構成】同一巻き層の最終ループは、該ループ自身と
その直前のループとの間、および自身と崩れ防止部分と
の間にテープ材を介在させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特に軟質、または
鋭利な角部(以下コーナと記す)を有する断面異形の線材
がリールの特に最端部で、巻き付けや巻き出しに伴って
外傷が生じ易いことを見出したことから、該外傷の発生
を防止した巻き線材および線材の巻き付け方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】線材は、製造工程間、流通段階等での運
搬、保管等において、一般には束状で扱われることが多
いが、外傷やもつれの発生、塵埃の付着、発錆等の防止
の点から巻き胴上へ巻き付けた状態で取り扱われること
が多い。一般には巻きループの崩れを防止するため、リ
ール（本発明で巻き胴とその両端のフランジ等の崩れ防
止用部分からなるものをリールと記す）上へ層状に整列
して巻き付けられるが、その際リールの端部で巻き層が
上層へ移ると共に、巻き付けに伴うループの配列方向が
反転（以下ターンと記す）するごとくして、複数層に巻
き付けられる。

【０００３】特開平５−３９１６８号は、被巻き付け線
材がＨ字形断面形状のオイルリング（ピストンリングの
一種）用材に対して、巻き層間にシート材を介在させて
層状整列巻きを確実化することを提案している。この提
案の方法ではシート材を介在させるために、ターンの直
前で巻き付けを停止し、人手によってシート材を敷き詰
めることを必要とするという欠点を有する。軟質材また
は鋭利なコーナを有する異形断面線等では、特にリール
の巻き胴上への巻き付け、または巻き胴からの巻き出し
に伴って外傷が発生する危険が高い。

【０００４】特開昭６２−１２５８０号は、炭素繊維や
炭化珪素繊維等の脆弱な繊維束をボビンに多層状に巻き
取る際に、上層の繊維束が下層側の繊維層に陥没し、こ
の陥没した繊維束が巻き出し時に容易に下層側から抜け
出せず、またこれにより糸切れ、ケバ立ち等を生ずるこ
とに対し、巻取り厚み方向に重なり合う繊維同士間に離
型部材（テープまたはシート状）を介在させることを提
案している。また、特開昭５３−１０３５８２号は、防
食層の外面に導電性塗料を塗布したケーブルが出荷ドラ
ムの特に下層部で、相互の接触圧力や輸送中の高温のた
めに塗料の粘性が増加し、防食層同士が接着してケーブ
ルの巻き出し時に亀裂を生ずることを防止するため、非
粘着性の長帯シートをケーブルに縦添えすることを提案
している。

【０００５】一般に断面異形線材とは円形断面線材以外
のすべてのものが含まれる。線材が共擦れにより傷つけ
あう場合の傷は、接触部の圧力、したがって接触部の曲
率に比例すると考えられるから、曲率の大きい部分ほど
該コーナ同士が接触したとき大きく傷つけ合うことにな
る。一般にコーナ部は丸線から異形形状への形成過程
で、ロールやダイスと接触する機会が少なく、長さ方向
に引き伸ばされた部分であるから、非常に肌荒れしてお
り、したがって、このようなコーナ同士が特に大きい角
度で接触した時は、微視的に見てやや誇張して述べる
と、あたかも鋸刃同士が接触するように傷つけ合い易
い。また、コーナを結ぶ対角線が線材の断面の中心を通
るようなコーナ同士は相隣る巻きループ同士間で強く傷
つけ易い。

【０００６】内燃機関用のピストンリングは、焼入れ焼
戻し熱処理済みの高硬度の鋼線材をカーリング（螺旋状
に曲げ成形）する工程を経て製造され、これに用いる線
材は圧力リングの場合、０．８×１．５ないし４．０×
６．０ｍｍ程度の長方形断面で各コーナは０．３ｍｍ
（面とり状）以下の高い鋭利性が要求されている。これ
らの線材は線材メーカーで、全長に亘って、通常は渦流
探傷法で外傷も含め検査された後出荷される。特にコー
ナ部では渦流探傷器の感度以下の外傷でも、また該探傷
後、出荷のためのリールへの巻き付けや、前記ピストン
リングメーカのカーリング工程での巻き出しに伴う外傷
の発生でも折損が生じること、また特に大断面寸法のも
のほど腰が強いため外傷が発生し易いこと等がわかっ
た。

【０００７】前記リールへの層状整列巻きに際して端部
は非定常部であり、巻線が相互に、または崩れ防止部分
との接触で外傷が発生し易く、またターンのタイミング
が不適当であると外傷が発生し易いことがわかった。す
なわち、タイミングが早過ぎると線材が入る余地（スペ
ース）が残存することになり、このスペースに上記上層
のさらに一層だけ上の層のターン時の線材が、最悪の場
合、落ち込んで、以後整列巻きが乱れて落ち込みが繰り
返され、その落ち込み時やそこからの抜け出し時に線材
相互が強い接触圧力で摩擦するため、またタイミングが
遅過ぎると、巻き付け中のループが一巻き前に巻き付け
られたループとリールのフランジ等との間に大きな接触
圧力で割り込み、または抜け出しに際して摩擦し、また
線材が巻き込み直前に崩れ防止部分と摩擦するからであ
る。このターンのタイミングを制御して外傷の発生を防
止することは一般に容易でない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、線材のリー
ルの巻き胴上への巻き付けにおいて、特にリールの端部
での巻き付け、巻き出しの際の外傷の発生を防止された
線材および外傷の発生を防止する巻き付け方法を提供す
ることを課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、特にリー
ルの端部で外傷が発生し易いことを見出したことから、
この外傷を完全に防止するために、種々考察の上テスト
した結果、被巻き付け線材の巻きループがその直前のル
ープと、およびリールの崩れ防止部分と直接接触しない
ように適当な物を介在させればよいとの結論から、その
介在させるべき最適な物の形態と介在形態、およびいか
にして介在させるかについて検討し、本発明をなした。

【００１０】本発明の線材は、巻き胴とその両端の崩れ
防止部分からなるリールの前記巻き胴上へ層状に巻き付
けられた線材であって、該線材の巻き層内の最終巻きル
ープは、自身とその直前の巻きループとの間と、自身と
前記崩れ防止部分との間に、自身の内周を経て連なる幅
方向の広がりを有するテープ材を介在されて、前記直前
の巻きループおよび崩れ防止部分との直接接触を防止さ
れていることを特徴とする巻き線材、ならびに線材を巻
き胴とその両端の崩れ防止部分からなるリールの前記巻
き胴上へ層状に巻き付ける方法において、巻き層内の最
終巻きループを、テープ材をその一方の縁部が同一層内
の既に巻き付けられた線材の巻きループの外周に巻回さ
れ、他方の縁部が前記崩れ防止部分と接してその摩擦方
向に折り曲げ変形し、または変形するように巻き付ける
とともに、そのテープの上方から前記既に巻き付けられ
たループと隣合うごとく巻き付け、前記他方の縁部を前
記最終巻きループと前記崩れ防止部分との間に介在させ
ることを特徴とする線材の巻き付け方法である。

【００１１】上記本発明の線材において、最も擦り傷の
多い巻き層内の最終巻きループは、その直前の巻きルー
プとの間および崩れ防止部分との間にテープ材を介在さ
れて直接接触が防止されているから、線材の巻き付けお
よび巻き出しの過程でこれらとの直接摩擦が防止され、
外傷が発生することがない。但し、巻き層内の最終巻き
ループ自身とその直前のループとの間および該自身と崩
れ防止部分との間にテープをうまく介在させ、または介
在させたまま巻き出しするためには、テープは一条とし
てその幅方向中央部が巻きループの内周を経て両部分間
を連絡するものとする。

【００１２】本発明の巻き線材において、リールがプラ
スチックス等被巻き付け線材より十分に低硬度の場合
は、最終巻きループと崩れ防止部分との間に特にテープ
材を介在している必要性は少ない。しかし、軟質リール
では、表面が荒れており、鋭利なコーナを有する線材で
は引掛かりが生じ易く、円滑な巻き付け巻き出しが困難
となり、またこれにより曲りも発生し易く、また荒れ部
分に硬質の塵埃等が付着していることが多いから、この
部分でもテープ材が介在しておればこれらが防止され
る。

【００１３】また、前述のようにピストンリング用焼入
れ焼戻し熱処理線材は外傷が発生し易く、かつこの外傷
による弊害は大きいから、本発明は該線材に好適であ
る。次に本発明の線材の巻き付け方法では、巻き層内の
最終巻きループは、テープ材がその一方の縁部を既に巻
き付けられたループの外周に、他方の縁部が崩れ防止部
分に接してその摩擦方向に変形し、または変形するよう
に巻き付けるとともに、そのテープの上方から巻き込ま
れるから、該最終ループは、テープにより樋状に取り囲
まれ、したがって直前のループとの間および崩れ防止部
分との間に確実にテープ材を介在して巻き込まれること
ができる。

【００１４】本発明に使用するテープ材の材質として
は、紙、布、合成樹脂等が適当であり、破断や破れを生
じ難いものが望ましく、このためには材質的に伸び性を
有する合成樹脂製のものがよい。また、テープ材の厚み
は破れを生じない程度のものがよい。また、本発明に用
いるテープ材の幅寸法は、被巻き付け線材の断面の半周
以上とするとよいが、さらに余裕のある寸法とすると自
動巻き付けや外傷防止の完全化の点でよい。また、本発
明者らは、上記の発明に至る過程で被巻き付け線材がピ
ストンリング用線材である場合、その表面に潤滑剤を塗
布して併用することが外傷防止上有効であることを知見
した。

【００１５】すなわち、鋭利なコーナを有する線材同士
が乾燥状態でテープ材を介して大きな角度で接触する場
合、テープ材が破れる可能性が高まり、破れた場合、前
述のように微視的にみると鋸刃同士が噛み合うごとく、
両材質の物体同士の接触での摩擦係数より大幅に高い摩
擦係数を示して大きく傷を付け合うが、潤滑油塗布によ
りテープの破れが抑制され、またテープが破れた場合の
コーナ相互の摩擦も低減される。本発明は、円形断面線
材にも有効であるが、異形断面線材は特に有効である。
一般に断面異形線とは、円形断面以外のものの全てが含
まれる。このうち、巻き胴上に巻き付けられるものは比
較的小断面寸法のものであって、この内には、長方形断
面（圧力リング用線材、バイメタル鋸刃材等）ないし八
角形状のものや、略正六角形状のもの、さらに最終部品
形状に対応した各種の特異な形状のもの（例：油掻きピ
ストンリング製造用Ｈ字形断面線等）等がある。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１は、本発明のリール巻き線材
の巻き付け形態を特定の巻き層に着目して説明する図で
ある。但し、図１で被巻き付け線材は作図の簡便性の点
から長方形断面で表した。図１でリール３は、左右のフ
ランジ部３ａ，３ｂと巻き胴部３ｃからなる。被巻き付
け線材は、（イ）が巻き始めループであり、（ロ）が巻
き層内の最終巻きループである。

【００１７】図２は巻取り装置の概略図で、リール３は
矢印３ｅの方向に回転してテープ２を下層に線材１を上
層にして巻き取り、それぞれ２ｔ，１ｔが巻き始め点で
ある。テープ材はポリプロピレン等適当な伸び特性を有
するものが適当であり、これを適当な張力で巻き付ける
と、リール端部で一方の縁部がリールのフランジ部に接
触すると、該縁部は、フランジ部の矢印３ｅ方向の摩擦
によって、推し上げられ、断面が折れ曲げ状に変形し
（２ａ）、巻胴上ではフランジ状２ｂとなる。

【００１８】図１において、ループ（イ）部のテープの
一方の縁部２ｃは、このようにしてフランジ状となった
部分であり、また、以降のループ部でのテープの２ｅ部
は一方の縁部が既に巻き込まれたループの外周上で長さ
方向に伸ばされたまま巻き付けられた部分である。以上
のように順次右方に巻き込まれ、遂に最終巻きループ
（ロ）となる。該ループ（ロ）は、そのループ自身とそ
の直前の巻きループとの間と、自身と崩れ防止部分３ａ
との間とを、自身の内周を経て連なる幅方向の広がりを
有するテープ材を介在して直前のループおよび崩れ防止
部分との直接接触を防止されている。テープの他方の端
部２ｆは前述のようにフランジ状となった部分である。

【００１９】テープ材を紙等伸びが小さい材料とした場
合、テープ材および線材がそれぞれが巻き込まれる部分
２ｔと１ｔとの間を近く、または同一点としておけば、
上記伸びを有する場合と同様にテープ材は、樋状となっ
て（しわを有する場合もある）最終巻きループとその直
前のループや崩れ防止部分との間にうまく介在し得るこ
とが確認されている。

【００２０】

【実施例】３ｍｍ×５ｍｍの長方形断面の圧力リング用
焼入れ焼戻し熱処理済みの、硬さがＨＲＣ４０〜４１の
鋼線を、従来のリール巻き付け装置にテープ材供給装置
および潤滑油塗布装置を付加した図２の装置により、巻
き胴直径８００ｍｍでフランジを両側に有する鉄製リー
ルに、巻き付け速度３ｍ／分で巻取りテストを行なっ
た。この時のトラバースピッチは、前記鋼線の幅寸法に
１ｍｍを加えた６ｍｍ／ｒｅｖ．とした。テープ材は強
度の高いポリプロピレン、テープ材幅寸法は、線材との
幅方向関係位置のずれを考慮して２０ｍｍのものを使用
した。但し、潤滑剤はテープ材に塗布してもよい。

【００２１】テストは潤滑剤の有無、テープ材の有無の
組合せについて行ない、いずれも所定長さの線材を自動
で巻き付けた後、巻き戻しして共擦れによる外傷の数
を、渦流探傷法によるよりも高感度である、爪による擦
過と目視を組合せて計数した。なお、潤滑油は６３ｃＳ
ｔの引抜油を使用した。巻き付け作業自体はいずれも順
調であった。表１にテスト結果を線材１００ｍ当りに発
見された外傷の発生頻度で示す。このうち、（）は
ターンの近傍に発生したものである。線材全長のうち、
ターンに関係するループは、巻き層内の最終巻きループ
とその直前のループの占める割合は約６％の長さの部分
であるが、表１から、潤滑剤を用いたＮｏ．３では外傷
の５０％（４／８）、潤滑剤を用いないＮｏ．４では約
５９％（２０／３４）がターン部で発生していることか
ら、該部での外傷発生率が高いことがわかる。

【００２２】

【表１】 ※ 線材長さ１００ｍ当りに発見された数

【００２３】表１に示す通り、テープ材を使用する本発
明では、潤滑剤の塗布の有無に係わらず共擦れ外傷の発
生はなく良好な結果が得られた。Ｎｏ．３の潤滑剤の塗
布のみでも従来の何も用いないものの外傷３４箇所に比
し、約１／４以下の８箇所に低下しており、有効である
ことがわかる。なお、潤滑剤の適用とテープ材の巻き付
けとの併用により、テープ材が万一破損した際の補助機
能としても有効である。

【００２４】

【発明の効果】以上に述べたように、本発明の巻き層内
の最終巻きループを、テープ材を介在して、それ自身と
その直前のループと、自身と崩れ防止部分との直接接触
を防止する方法は、従来整列巻きの最終巻きループ部で
特に生じ易かった外傷を完全に防止できると共に、一層
毎にシート材を挿入する人手も不要であり、品質、生産
性の両面で大きなメリットが生じる。

【図面の簡単な説明】

【図１】リール上に巻き付けられた線材とテープ材との
関係位置の例を示す断面図である。

【図２】テープ材供給装置ならびに潤滑剤塗布装置を具
備した巻取装置の概略図である。

【符号の説明】

１線材、２テープ材、３リール、４ローラーガ
イド、５潤滑剤

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＦ１６Ｊ 9/20 Ｆ１６Ｊ 9/20

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】巻き胴とその両端の崩れ防止部分からな
るリールの前記巻き胴上へ層状に巻き付けられた線材で
あって、該線材の巻き層内の最終巻きループは、自身と
その直前の巻きループとの間と、自身と前記崩れ防止部
分との間に、自身の内周を経て連なる幅方向の広がりを
有するテープ材を介在されて、前記直前の巻きループお
よび崩れ防止部分との直接接触を防止されていることを
特徴とする巻き線材。
【請求項２】線材は、ピストンリング用異形断面線材
である請求項１の巻き線材。
【請求項３】線材を巻き胴とその両端の崩れ防止部分
からなるリールの前記巻き胴上へ層状に巻き付ける方法
において、巻き層内の最終巻きループを、テープ材をそ
の一方の縁部が同一層内の既に巻き付けられた線材の巻
きループの外周に巻回され、他方の縁部が前記崩れ防止
部分と接してその摩擦方向に折り曲げ変形し、または変
形するように巻き付けるとともに、そのテープの上方か
ら前記既に巻き付けられたループと隣合うごとく巻き付
け、前記他方の縁部を前記最終巻きループと前記崩れ防
止部分との間に介在させることを特徴とする線材の巻き
付け方法。
【請求項４】線材はピストンリング用焼入れ焼戻し熱
処理線材であり、該線材の表面に潤滑剤を適用する請求
項３の線材の巻き付け方法。