JP3133451U - 金属線材用ボビン - Google Patents

Abstract

【課題】 フランジ部に働く曲げモーメントに対抗できる剛性強度を備えつつ、縦繰り出しの際の線材とボビンとの接触面積を低減することのできる金属線材用ボビンを提供すること。
【解決手段】 空円筒状の胴部（５）と、胴部の両開口端部から半径方向外側に張り出した１対のドーナツ状のフランジ部（６）とを有し、フランジ部には、それぞれ外周縁に円筒状の縁部（６ｂ）が設けられたボビン本体（２）と、中央に軸穴（３ａ）が設けられた略ドーナツ状の円盤部（３０）を有し、ボビン本体に嵌合して両フランジ部の端面を覆う１対の蓋体（３）とを具え、両フランジ（６）部間の胴部（５）外周面がエナメル細線などの金属線材の巻取り用に形成されたボビン（１）において、蓋体円盤部（３０）の外周縁に円筒状の鍔部（３１）を設け、鍔部の外径を縁部（６ｂ）の内径よりやや小径に成形し、縁部の幅（Ｘ）を鍔部の幅（Ｙ）の略半分にする。
【選択図】 図２

Description

この考案は、金属線材用ボビンの改良に関し、詳しくは、金属線材用ボビンから金属線材を縦繰り出して使用する際の金属線材とボビンとの摩擦を低減する技術に関するものである。

エナメル線などの線径の細い、いわゆる極細線と呼ばれる金属製細線は、運搬コストなどを考慮し、重量の比較的軽い樹脂から成形されたボビンに巻き付けられて、モーターメーカーなどの機器メーカーへ運搬され、そこで、ボビンから金属製細線が引き出されてモーターコイルなどの製品に加工されている。この際、ボビンから金属製細線を繰り出す方法には、図８に示すように、（Ａ）縦繰り出しと（Ｂ）横繰り出しの２種類があり、金属細線が巻かれて重くなっているボビンを回転軸に装着し易いなどの理由から縦繰り出しが一般的となっている。この縦繰り出しでは、図８（Ａ）に示すように、フランジ部の外周縁に金属細線が接触しながら繰り出されていく。

ところで、ボビンのフランジ部には、ボビンに線材を巻き取る際の線材の張力によりボビン本体が変形する応力で、フランジ部を外側に曲げ倒す方向に曲げモーメントが働いている。この曲げモーメントは、巻き取る線材の張力と巻き数とに相関関係があるため、金属製の極細線をボビンに巻き取る場合では、他の線材と比べて当然張力、巻き数ともに増加するのでかなり大きな力となっている。そのため、軽量化のために他の材質と比べて比較的剛性の低い樹脂から成形されたボビンでは、フランジ部の剛性強度を確保することが困難であるという問題があった。また、フランジ部の剛性が保たれていない場合、縦繰り出しの際の線材の重量が鍔部に加算されることにより、更にフランジ部を外倒しする方向に力が加わり、フランジ部が変形して外倒れを起こし、ボビンに巻いていた金属線材が巻き崩れ、線の繰り出しができなくなるという問題があった。

このような問題点を解決するために、従来は、図９に示すように、フランジ部のリブを高くすることや、胴部やブランジ部の厚さを厚くすることで対応していた（例えば、特許文献１）。しかし、このようにリブを高くするなどの方法で対応する場合では、フランジ部の鍔部の幅が広くなってしまい、前述のように縦繰り出しで金属線材を引き出す際に線とボビンとの接触面積が大きくなり、線がボビンに絡んで巻き込み断線してしまうという問題があった。また、樹脂成形品は、一般に厚さが厚くなるとヒケ（ヒケとは、樹脂が固化する際に体積が縮小し、表面にへこみなどの不具合が発生する現象をいう。以下同じ。）が発生し易くなり、そのため、胴部やフランジ部の厚さを厚くすると鍔部の真円性や平滑性が損なわれ、断線の要因となるという問題があった。

そこで、本出願人は、ボビン本体の胴部両端に、フランジ部の内周側一部まで被覆可能な外径の円盤状の蓋部を有する蓋部材を設け、フランジ部の胴部近くの強度を増したボビンを提供した（特許文献２参照）。しかし、この特許文献２に記載の巻取り用ボビンは、フランジ部が外側に倒れるのを効果的に抑止し、かつ胴部等の変形が少なくなることを目的としており、蓋部材は、フランジ部の胴部近くの接続部分をあくまでも補助的に補強するものであり、前述のフランジ部を外倒しする方向に働く曲げモーメントに対抗するのは主にフランジ部のリブの高さであった。そのため、鍔部の幅自体は、従来と比べてあまり小さくなっておらず、前記のような問題を全て解消するには至っていなかった。特に、縦繰り出しで金属線材を引き出す際の線とボビンとの摩擦による不具合を解消できず、例えば、金属線材がエナメル線などの被覆線材である場合には、摩擦により接触部分に静電気が溜まり、それによりボビンに線材が吸い付けられ断線するなどの問題もあった。

実用新案登録第３０６５８４７号公報 特開２００４−１２３３０９号公報

そこでこの考案は、前記従来の問題を解決し、前記のようなフランジ部に働く曲げモーメントに対抗できる剛性強度を備えつつ、縦繰り出しの際の線材とボビンとの接触面積を低減することのできる金属線材用ボビンを提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、請求項１の考案は、中空円筒状の胴部と、該胴部の両開口端部から半径方向外側に張り出した１対のドーナツ状のフランジ部とを有し、該フランジ部には、それぞれ外周縁に円筒状の縁部が設けられたボビン本体と、中央に軸穴が設けられた略ドーナツ状の円盤部を有し、前記ボビン本体に嵌合して前記両フランジ部の端面を覆う１対の蓋体とを具え、前記両フランジ部間の胴部外周面がエナメル細線などの金属線材の巻取り用に形成されたボビンにおいて、前記蓋体円盤部の外周縁に円筒状の鍔部を設け、該鍔部の外径を前記縁部の内径よりやや小径に成形し、前記縁部の胴部軸方向の幅を前記鍔部の幅の略半分にしたことを特徴とする。

請求項２の考案は、請求項１において、前記蓋体は、円盤部の裏面から内側へ突出し、外径が前記胴部の内径と略同径の円筒状の嵌合部を有し、該嵌合部で前記胴部の内周面に嵌合されていることを特徴とする。

請求項３の考案は、請求項１又は２において、前記ボビン本体と前記蓋体とが固着され、前記蓋体には、回転駆動用のケリ穴が少なくとも１つ設けられていることを特徴とする。

請求項４の考案は、請求項１ないし３のいずれかにおいて、前記蓋体には、円盤部に、その外周縁に沿って複数の貫通孔が設けられていることを特徴とする。

請求項５の考案は、請求項１ないし４のいずれかにおいて、前記ボビン本体は、樹脂から一体成形されていることを特徴とする。

この考案は、前記のようであって、中空円筒状の胴部と、該胴部の両開口端部から半径方向外側に張り出した１対のドーナツ状のフランジ部とを有し、該フランジ部には、それぞれ外周縁に円筒状の縁部が設けられたボビン本体と、中央に軸穴が設けられた略ドーナツ状の円盤部を有し、前記ボビン本体に嵌合して前記両フランジ部の端面を覆う１対の蓋体とを具え、前記両フランジ部間の胴部外周面がエナメル細線などの金属線材の巻取り用に形成されたボビンにおいて、前記蓋体円盤部の外周縁に円筒状の鍔部を設け、該鍔部の外径を前記縁部の内径よりやや小径に成形したので、フランジ部に該フランジ部を外側へ倒す力が働いた際、その曲げモーメントを主に蓋体の鍔部に負担させることにより、縁部の胴部軸方向の幅を鍔部の幅の略半分にでき、フランジ部に働く外倒しの曲げモーメントに対抗できる剛性強度を備えつつ、縦繰り出しの際の線材とボビンとの接触面積を低減することができる。そのため、縦繰り出しにより線材を引き出しても巻き崩れがほとんどなく、線材とボビンとの摩擦による不具合を低減することができる。

請求項２に記載の考案は、請求項１に記載の考案において、前記蓋体は、円盤部の裏面から内側へ突出し、外径が前記胴部の内径と略同径の円筒状の嵌合部を有し、該嵌合部で前記胴部の内周面に嵌合されているので、つまり、縦繰り出しの際にフランジ部を外側である上方へ曲げる力が働いてフランジ部が少し変形した場合であっても、変形量が少ない中心部付近の胴部で嵌合されているので、蓋体が、フランジ部から外れ難く、更に、ボビンから縦繰り出しにより線材を引き出しても巻き崩れることを少なくすることができる。

請求項３に記載の考案は、請求項１又は２に記載の考案において、前記ボビン本体と前記蓋体とが固着され、前記蓋体には、回転駆動用のケリ穴が少なくとも１つ設けられているので、ケリ穴を使ってボビンを回転させることができ、ボビンに金属線材を巻き取る際、容易に巻き取ることができる。

請求項４に記載の考案は、請求項１ないし３のいずれかに記載の考案において、前記蓋体には、円盤部に、その外周縁に沿って複数の貫通孔が設けられているので、蓋体の重量を軽くすることができる。また、ボビン本体の貫通孔から見える箇所に、製造年月日、金属線材の品番等の必要な情報を刻印、又は、印刷などで明示できる共に、蓋体で覆って見栄えをよくし、且つ、必要なときには蓋体を付けたままでもその情報を視認することができる。

請求項５に記載の考案は、請求項１ないし４のいずれかに記載の考案において、前記ボビン本体は、樹脂から一体成形されているので、ボビンを軽量化することができると共に、容易に、短時間で大量に製造できるので、製造コストを低減することができる。

この考案の一実施の形態を、添付した図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本考案の実施の形態に係るボビンを示す斜視図、図２は、図１のボビンから天板となる上部蓋体を外した状態を示す分解斜視図、図３は、図１のボビンから上部蓋体を外した状態で上方から見下ろしたボビン本体の平面図である。
図に示すボビン１は、ボビン本体２と上下１対の蓋体３，３’とから構成され、蓋体３，３’がボビン本体２に接着や融着などの手段により固着されている。ボビン本体２は、両端が開口した中空円筒状の胴部５と、胴部５の両端付近から半径方向外側に略直角に張り出したフランジ部６，６’とを有し、合成樹脂からインジェクション成形などの方法により一体成形されている。この胴部５の内部の長さ方向中央部には、長さが短尺な中空円筒状の管部５ａが胴部５と同芯状に配設されており、放射状に配設された複数本のアームやドーナツ状の円盤などの支持材５ｂで胴部５に支持されている。また、胴部５の周壁の厚さは、ボビンに巻かれる線材の張力による変形を考慮し、長さ方向の中央が厚く、両端が薄く成形されている（図７参照）。尚、本実施の形態では、支持材５ｂは、ドーナツ状の円盤形状となっている。

このボビン本体２のフランジ部６，６’は、内周縁で胴部５と接続するドーナツ状の円盤からなる板状部６ａ，６ａ’と、その板状部６ａ，６ａ’の外周縁から外面側（上フランジ部６では、上側、下フランジ部６’では、下側）に突出する円筒状の縁部６ｂ，６ｂ’とを備え、板状部６ａ，６ａ’の外面側には、フランジ部６，６’の曲げ強度（剛性）を補強する複数のリブが、胴部５の両端部の外周面から板状部６ａ，６ａ’の板面に沿って縁部６ｂ，６ｂ’に向けて放射状に設けられている。

図２、図３に示すように、このリブは、胴部５の両端部の外周縁から縁部６ｂ，６ｂ’に亘って設けられた外端の高さが内端の高さより低い台形板体（図７参照）からなる第１のリブ６ｃ，６ｃ’（下フランジ部の第１のリブ６ｃ’は、図示せず。）と、胴部５の外周縁の軸方向に沿って胴部５の端部から板状部６ａ，６ａ’の板面に亘って設けられた第１のリブより小さい台形板体からなる第２のリブ６ｄ，６ｄ’と、胴部５と板状部６ａ，６ａ’との接続部に設けられた第２のリブより更に小さい三角形板体からなる第３のリブ６ｅ，６ｅ’とから構成されている。片方のフランジ部において、第１のリブ６ｃは、胴部５の外周面を等角・等分して１２個設けられ、第２のリブ６ｄ，６ｄ’は、第１のリブ６ｃ，６ｃ’の間を等角・等分して１つづつ計１２個設けられ、第３のリブ６ｅ，６ｅ’は、第１のリブ６ｃ，６ｃ’と第２のリブ６ｄ，６ｄ’との間を等角・等分して計２４個設けられている。

図４は、蓋体の裏面を示す平面図、図５は、図４の蓋体をＡ−Ａ’線で鉛直に切断した状態を示す部分切断斜視図である。
図４及び５は、下部蓋体３’の内側となる裏面を上方から見下ろした状態を示している。上部蓋体３も下部蓋体３’と同形に形成されているため、上部蓋体３については、特に図示せず下部蓋体３’で主に説明する（下部蓋体３’の構成は、符号に’を付ける。上部蓋体３は、図１及び２参照のこと）。この蓋体３，３’は、合成樹脂からインジェクション成形などで一体成形され、中央に軸穴３ａ，３ａ’が設けられた略ドーナツ状の円盤部３０，３０’と、円盤部３０，３０’の外周縁から内面側（上部蓋体３では、下面側、下部蓋体３’では、上面側）に突出する円筒状の鍔部３１，３１’と、軸穴３ａ，３ａ’の周りから内面側に突出し、ボビンの回転軸を支持する円筒状の軸穴部３２，３２’と、胴部５の内周面の内径と略同径の外径を有し、円盤部３０，３０’の裏面から内側へ突出する円筒状の嵌合部３３，３３’とを備えている。

この円盤部３０，３０’には、ボビンに線材を巻き取る際に使用される回転駆動用のケリ穴３０ａ，３０ａ’が駆動装置に合わせた後述の嵌合部３３，３３’の内径より小さい径の同心円上に４個（１つの円盤部に）設けられている。但し、上下の蓋体に１つづつ設けられていればよく、図に示すように、様々な種類の駆動装置に合わせられるよう複数設けるとより好ましい。また、円盤部３０，３０’には、その外周縁に沿って円弧長穴形状の貫通孔３０ｂ，３０ｂ’が複数設けられている。そして、各ケリ穴３０ａ，３０ａ’の周りには、補強用の円筒状リブ３０ｃ，３０ｃ’が設けられていると共に、平板の条材からなる放射状リブ３０ｄ，３０ｄ’が、軸穴部３２，３２’から嵌合部３３，３３’に亘り等角放射状に６本設けられている。また、これらのリブと結合する環形リブ３０ｅ，３０ｅ’が、ケリ穴３０ａ，３０ａ’の中心を通るような半径を有する環形に形成されており、これらの円筒状リブ３０ｃ，３０ｃ’と放射状リブ３０ｄ，３０ｄ’と環形リブ３０ｅ，３０ｅ’は、リブの高さが同じ高さに形成されている。このように構成することで、合成樹脂から蓋体３，３’を成形する際、樹脂の溶液が均等に行き渡り易くなっている。

また、鍔部３１，３１’は、縁部６ｂ（図１，２，７参照）の内径よりやや小さい外径を有し、その幅Ｙは、縁部６ｂの幅Ｘの略倍の幅となっている（図２参照）。また、この鍔部３１，３１’には、第１のリブ６ｃ，６ｃ’と対応する位置に欠き込み３１ａ，３１ａ’が設けられており、蓋体３，３’をボビン本体２に嵌合させたときに、鍔部３１，３１’とフランジ部６，６’の板状部６ａ，６ａ’とが、第１のリブ６ｃ，６ｃ’に邪魔されずに上手く当接する（図７参照）と共に、蓋体３，３’がボビン本体２と別に回転しないよう構成されている。また、軸穴部３２，３２’には、ボビン１の回転軸の軸（図示せず）と係合し、外れないようにするための係合段差３２ａ，３２ａ’が設けられており、嵌合部３３，３３’は、厚さが基端側が厚く内部の先端側が薄く形成されている。

図６は、図１のボビンを上方から見下ろした状態を示す平面図、図７は、上部蓋体を外した図１のボビンを図６に示すＢ−Ｂ線で鉛直に切断した状態を示すＢ−Ｂ線断面図である。
ボビン１は、前記のように構成されており、図に示すように、蓋体３，３’の外周縁に鍔部３１，３１’を設け、この鍔部３１，３１’の外径を縁部６ｂ，６ｂ’の内径よりやや小径に成形すると共に、嵌合部３３，３３’でボビン本体２の胴部５に嵌合させているので、フランジ部６，６’に外側へ倒す力が働いた場合であっても、その曲げモーメントを鍔部３１，３１’を介して蓋体３，３’に主に負担させることにより、縦繰り出しの際の線材とボビンとが接触するフランジ部６，６’の縁部６ｂ，６ｂ’の幅Ｘを、許容強度として設計上要求される従来の縁部の幅の略半分以下にでき、つまり、縁部６ｂ，６ｂ’の幅Ｘを曲げモーメントを主に負担させる鍔部３１，３１’の幅Ｙの略半分にでき、フランジ部６，６’に働く外倒しの曲げモーメントに対抗できる剛性強度を備えつつ、縦繰り出しの際の線材とボビンとの接触面積を低減することができる。そのため、縦繰り出しによりボビン１に巻かれている線材を引き出しても巻き崩れがほとんどなく、線材とボビンとの摩擦による不具合を低減することができる。また、蓋体３,３’をフランジ部６,６’の縁部６ｂ，６ｂ’内側に嵌合させると共に、曲げモーメントを主に負担する蓋体３,３’の厚みを厚くし、フランジ部６,６’の厚みを薄くすることで、蓋体３,３’がヒケにより真円性や平滑性が損なわれたとしても、線材と直接接触するフランジ部６,６’の真円性や平滑性を確保できるので、蓋体３,３’のヒケによる設計寸法との誤差が、縦繰り出しをしたときの線材の断線の要因とならないようにすることができる。そして、縦繰り出しの際にフランジ部６，６’に外側へ曲げる力が働いて少し変形した場合であっても、変形量が少ない中心部付近の胴部５で嵌合されているので、蓋体３，３’が、ボビン本体２から外れ難くなっている。また、胴部５は、長さ方向の中央が厚く、両端が薄く成形されており、嵌合部３３，３３’は、厚さが基端側が厚く内部の先端側が薄く形成されているので、嵌合させた際、両者をより確実に嵌合させることができる。

図６に示すように、蓋体３，３’には、円盤部３０，３０’に、その外周縁に沿って複数の貫通孔３０ｂ，３０ｂ’が設けられているので、蓋体３，３’の重量を軽くすることができる。また、貫通孔３０ｂ，３０ｂ’から見えるフランジ部６，６’の外面に、製造年月日、金属線材の品番等の必要な情報を刻印、又は、印刷などで明示できると共に、蓋体３，３’で覆って見栄えをよくし、且つ、必要なときには蓋体３，３’を付けたままでもその情報を視認することができる。

図７に示すように、軸穴部３２，３２’の内径と、管部５ａの内径は同一ではなく、管部５ａが大きく成形され、且つ、別体として構成されているので、樹脂の厚みが比較的厚い胴部５の長さ方向中央付近がヒケなどの乾燥収縮により真円度が悪くなった場合であっても、その精度が回転軸に装着するときに影響しない。また、ケリ穴３０ａ，３０ａ’が、嵌合部３３，３３’の内径より小さい径の同心円上に複数設けられているので、様々な種類の駆動装置に適合させて、線材をボビン１に巻き付けたり、巻き出したりすることができる。

前記実施の形態は好ましい一例を示したにすぎず、細部の構成は、実施に際し、実用新案登録請求の範囲の記載の範囲内で任意に修正、変更することができるものである。特に、蓋体は、合成樹脂から成形されるものに限られず、例えば、金属製であっても構わない。その場合であっても、前記効果を奏することは明らかである。

この考案の一実施の形態に係るボビンを示す斜視図である。 同上のボビンから上部蓋体を外した状態を示す分解斜視図である。 同上の実施の形態に係るボビン本体を示す平面図である。 同上の実施の形態に係る蓋体の裏面を示す平面図である。 図４の蓋体をＡ−Ａ’線で切断した状態を示す部分切断斜視図である。 図１のボビンの平面図である。 同上のボビンを図６のＢ−Ｂ線で切断したＢ−Ｂ線断面図である。 従来のボビンの線材の（Ａ）縦繰り出しと（Ｂ）横繰り出しを説明する説明図である。 従来のボビンを説明する断面図である。

符号の説明

１ ボビン
２ ボビン本体
３，３’ 蓋体
３０，３０’ 円盤部
３０ａ，３０ａ’ ケリ穴
３０ｂ，３０ｂ’ 貫通孔
３１，３１’ 鍔部
６，６’ フランジ部
６ｂ，６ｂ’ 縁部
Ｘ 縁部の幅
Ｙ 鍔部の幅

Claims (5)

1. 中空円筒状の胴部と、該胴部の両開口端部から半径方向外側に張り出した１対のドーナツ状のフランジ部とを有し、該フランジ部には、それぞれ外周縁に円筒状の縁部が設けられたボビン本体と、中央に軸穴が設けられた略ドーナツ状の円盤部を有し、前記ボビン本体に嵌合して前記両フランジ部の端面を覆う１対の蓋体とを具え、前記両フランジ部間の胴部外周面がエナメル細線などの金属線材の巻取り用に形成されたボビンにおいて、
   前記蓋体円盤部の外周縁に円筒状の鍔部を設け、該鍔部の外径を前記縁部の内径よりやや小径に成形し、前記縁部の胴部軸方向の幅を前記鍔部の幅の略半分にしたことを特徴とする金属線材用ボビン。
2. 前記蓋体は、円盤部の裏面から内側へ突出し、外径が前記胴部の内径と略同径の円筒状の嵌合部を有し、該嵌合部で前記胴部の内周面に嵌合されている請求項１に記載の金属線材用ボビン。
3. 前記ボビン本体と前記蓋体とが固着され、前記蓋体には、回転駆動用のケリ穴が少なくとも１つ設けられている請求項１又は２に記載の金属線材用ボビン。
4. 前記蓋体には、円盤部に、その外周縁に沿って複数の貫通孔が設けられている請求項１ないし３のいずれかに記載の金属線材用ボビン。
5. 前記ボビン本体は、樹脂から一体成形されている請求項１ないし４のいずれかに記載の金属線材用ボビン。

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