2020-188214 端面整列装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2020-188214(P2020-188214A)

(43)【公開日】2020年11月19日

(54)【発明の名称】端面整列装置

(51)【国際特許分類】

   H01F 41/02 20060101AFI20201023BHJP

   B21C 47/26 20060101ALI20201023BHJP

【ＦＩ】

   H01F41/02 A

   B21C47/26 D

【審査請求】有

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2019-93160(P2019-93160)

(22)【出願日】2019年5月16日

(11)【特許番号】特許第6745382号(P6745382)

(45)【特許公報発行日】2020年8月26日

(71)【出願人】

【識別番号】000000262

【氏名又は名称】株式会社ダイヘン

(74)【代理人】

【識別番号】100114557

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 英仁

(74)【代理人】

【識別番号】100078868

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 登夫

(72)【発明者】

【氏名】下村 好亮

【テーマコード（参考）】

4E026

5E062

【Ｆターム（参考）】

4E026AA04

4E026BA05

5E062AB17

(57)【要約】

【課題】迅速かつ効果的に金属帯の巻回体の端面を揃える端面整列装置を提供する。
【解決手段】金属帯を筒状に巻回した大円巻鉄心５２の端面を揃える端面整列装置９０において、大円巻鉄心５２の軸長方向の一端面を押さえる加圧部７０を備え、加圧部７０は、大円巻鉄心５２の前記一端面と接する上側樹脂板７２を有することを特徴とする。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

金属帯を筒状に巻回した巻回体の端面を揃える端面整列装置において、
前記巻回体の軸長方向の一端面を押さえる加圧部を備え、
前記加圧部は、前記巻回体の前記一端面と接する第１樹脂板を有することを特徴とする端面整列装置。

【請求項2】

前記巻回体の軸長方向の他端面を支える支持台を備え、
前記支持台は、前記巻回体の前記他端面と接する第２樹脂板を有することを特徴とする請求項１に記載の端面整列装置。

【請求項3】

前記加圧部は振動しながら前記巻回体の前記一端面を押すことを特徴とする請求項１又は２に記載の端面整列装置。

【請求項4】

前記加圧部は前記巻回体の前記一端面を叩くことを特徴とする請求項１又は２に記載の端面整列装置。

【請求項5】

前記第１樹脂板及び前記第２樹脂板は、硬度が１８８Ｈｖ未満であることを特徴とする請求項２に記載の端面整列装置。

【請求項6】

前記第１樹脂板及び前記第２樹脂板は、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂、６ナイロン、ポリエチレン、ポリカーボネート、又は、ポリアセタールからなることを特徴とする請求項２に記載の端面整列装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、金属帯を筒状に巻回した巻回体の端面を揃える端面整列装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、変圧器の作製においては、コイルの巻枠に巻鉄心の金属帯を大円となるよう巻付けた後、巻鉄心の金属帯をコイルの巻枠に巻移す工程が行なわれる。

【0003】

特許文献１においては、軸心方向が巻鉄心の軸心方向と平行である一対のローラと、一対のローラに掛け渡されたベルトと、ベルトを巻鉄心の巻回方向と一致する方向に走行させる駆動部とを備え、一対のローラが巻鉄心に対する遠近方向に移動可能に構成することによって、前記ベルトを用いて巻鉄心を回転させ、巻鉄心を適切に巻移すことができる鉄心巻締装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第６４１６３４６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上述したように、コイルの巻枠に金属帯を巻移す工程においては、巻鉄心を回転させる際に金属帯が受ける遠心力の違いに起因して、斯かる工程の途中に巻回体の端面に不揃いが生じる問題が発生していた。また、斯かる巻回体の端面の不揃いの問題に対しては、作業者による手作業にて対応されており、生産性の低減と言う問題も発生する。

【0006】

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、迅速かつ効果的に金属帯の巻回体の端面を揃えることができる端面整列装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係る端面整列装置は、金属帯を筒状に巻回した巻回体の端面を揃える端面整列装置において、前記巻回体の軸長方向の一端面を押さえる加圧部を備え、前記加圧部は、前記巻回体の前記一端面と接する第１樹脂板を有することを特徴とする。

【0008】

本発明にあっては、前記第１樹脂板が前記巻回体の軸長方向の前記一端面に接した状態で前記加圧部が前記巻回体の前記一端面を押して前記巻回体の端面を揃える。

【0009】

本発明に係る端面整列装置は、前記巻回体の軸長方向の他端面を支える支持台を備え、前記支持台は、前記巻回体の前記他端面と接する第２樹脂板を有することを特徴とする。

【0010】

本発明にあっては、前記第２樹脂板が前記巻回体の軸長方向の前記他端面と接した状態で前記支持台が前記巻回体の前記他端面を支える。

【0011】

本発明に係る端面整列装置は、前記加圧部は振動しながら前記巻回体の前記一端面を押すことを特徴とする。

【0012】

本発明にあっては、前記巻回体の前記一端面を押す際、前記加圧部は振動しながら前記巻回体の前記一端面を押す。

【0013】

本発明に係る端面整列装置は、前記加圧部は前記巻回体の前記一端面を叩くことを特徴とする。

【0014】

本発明にあっては、前記加圧部は、前記巻回体の前記一端面を叩いて前記巻回体の端面を揃える。

【0015】

本発明に係る端面整列装置は、前記第１樹脂板及び前記第２樹脂板は、硬度が１８８Ｈｖ未満であることを特徴とする。

【0016】

本発明にあっては、前記第１樹脂板及び前記第２樹脂板の硬度は１８８Ｈｖ未満であり、前記第１樹脂板又は前記第２樹脂板との摩擦の際、前記巻回体の前記一端面又は前記他端面が傷むことを防止する。

【0017】

本発明に係る端面整列装置は、前記第１樹脂板及び前記第２樹脂板は、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂、６ナイロン、ポリエチレン、ポリカーボネート、又は、ポリアセタールからなることを特徴とする。

【0018】

本発明にあっては、前記第１樹脂板及び前記第２樹脂板は、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂、６ナイロン、ポリエチレン、ポリカーボネート、又は、ポリアセタールのように、耐摩耗性及び摺動性に優れた樹脂からなる。

【発明の効果】

【0019】

本発明によれば、迅速かつ効果的に金属帯の巻回体の端面を揃えることが可能な端面整列装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本実施の形態に係る巻き付け装置の要部を概略的に示す側面図である。

【図2】本実施の形態に係る巻き付け装置の要部を概略的に示す斜視図である。

【図3】本実施の形態に係る巻き付け装置における巻き付け工程を説明する説明図である。

【図4】本実施の形態に係る巻き付け装置における巻き付け工程を説明する説明図である。

【図5】巻き付け工程後、脚に金属帯（巻鉄心）が巻移された状態を示す説明図である。

【図6】図３Ａの状態における加圧部の位置を説明する巻き付け装置の側面図である。

【図7】図３Ｃの状態における加圧部の位置を説明する巻き付け装置の側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下に、帯状の金属帯を筒状に巻回した鉄心から金属帯をコイルボビンに巻移す巻き付け装置が、本発明の実施の形態に係る端面整列装置を有する場合を例として、図面に基づいて詳述する。

【0022】

図１は、本実施の形態に係る巻き付け装置１００の要部を概略的に示す側面図である。巻き付け装置１００は、端面整列装置９０と、後述する円筒状の巻鉄心５０（巻回体）を回転させる内側ローラ１１及び外側ローラ１２と、巻鉄心５０の金属帯が巻き付けられるコイルボビン５５とを含む。

【0023】

端面整列装置９０は、巻鉄心５０の軸長方向における上側端面（一端面）を押さえる加圧部７０と、加圧部７０を上下方向（図１の矢印方向）に移動させる運転機構８０と、巻鉄心５０を支持する支持台１０とを少なくとも備える。

【0024】

巻鉄心５０は、帯状の金属帯が円筒状に巻回されてなり、支持台１０は巻鉄心５０の軸長方向における下側端面（他端面）を支える。換言すれば、巻鉄心５０は軸長方向が上下方向になるように支持台１０上に載置される。巻鉄心５０の金属帯は、例えばケイ素鋼板からなる。本実施の形態に係る巻き付け装置１００においては、巻鉄心５０の金属帯をコイルボビン５５に巻き付ける。以下、このような工程を巻き付け工程と言う。

【0025】

図２は、本実施の形態に係る巻き付け装置１００の要部を概略的に示す斜視図である。説明の便宜上、図２には加圧部７０を二点鎖線にて示しており、支持台１０上に巻鉄心５０が載置された状態を示している。

【0026】

支持台１０には、支持台１０を厚み方向に貫通する貫通孔１０ａが形成されている。貫通孔１０ａは内側ローラ１１より少し大きい直径を有しており、内側ローラ１１が貫通孔１０ａを介して支持台１０の上下に移動可能である。内側ローラ１１及び貫通孔１０ａは上下方向において同軸的に配置される。

【0027】

支持台１０は巻鉄心５０の下側端面と接する下側樹脂板１０ｂ（第２樹脂板）を上部に有する。下側樹脂板１０ｂは扁平な板状であり、少なくとも巻鉄心５０よりも低い硬度の樹脂からなる。

【0028】

具体的には、一般に、ケイ素鋼板の硬度（ヴィカース硬度）が１８８−２０４Ｈｖであることに鑑み、下側樹脂板１０ｂは硬度が１８８Ｈｖ未満であれば良い。例えば、下側樹脂板１０ｂの硬度は３０Ｈｖ〜１８８Ｈｖ未満であることが望ましい。
これによって、巻き付け工程において、巻鉄心５０が支持台１０（下側樹脂板１０ｂ）と摩擦することによって巻鉄心５０の下側端面が摩耗し又は折れることを未然に防止できる。

【0029】

更に、下側樹脂板１０ｂは耐摩耗性及び摺動性に優れた樹脂からなる。具体的に、下側樹脂板１０ｂは、例えば、フッ素樹脂（例えば、ポリテトラフルオロエチレン）、ポリイミド樹脂（例えば、セプラ（登録商標））、６ナイロン（例えば、ＭＣナイロン）、又は、ポリエチレン（例えば、超高分子量ポリエチレン）からなる。より好ましくは、費用対効果の面から、下側樹脂板１０ｂは超高分子量ポリエチレンからなる。
なお、これに限定されるものでなく、下側樹脂板１０ｂはポリカーボネート又はポリアセタールから形成しても良い。

【0030】

支持台１０上には、上述したように、内側ローラ１１及び外側ローラ１２が配置されている。内側ローラ１１及び外側ローラ１２は略平行であり、何れも上下方向に延びる円柱状をなしている。

【0031】

内側ローラ１１は、巻鉄心５０の内径よりも小さい径を有しており、軸回りに回転する第一回転軸１１ａが内側ローラ１１の径方向の中心に配置されている。内側ローラ１１は、巻き付け工程の際、巻鉄心５０の内側にて巻鉄心５０の内壁と接する。なお、巻き付け工程の際、内側ローラ１１及び巻鉄心５０は上下方向において同軸的に配置される。即ち、貫通孔１０ａ、第一回転軸１１ａ、内側ローラ１１及び巻鉄心５０は同軸的に配置される。

【0032】

外側ローラ１２は、内側ローラ１１と等しい径を有しており、軸回りに回転する第二回転軸１２ａが外側ローラ１２の径方向の中心に配置されている。外側ローラ１２は、巻き付け工程の際、巻鉄心５０の外側に配置され、巻鉄心５０の外壁と接する。なお、図示しないが、外側ローラ１２は、内側ローラ１１に対して遠近する方向に移行可能に構成されている。

【0033】

内側ローラ１１を挟んで、外側ローラ１２と反対側には、コイルボビン５５が設けられている。コイルボビン５５は四角環状であり、内側に開口５６が形成されている。コイルボビン５５は軸方向が内側ローラ１１の軸方向と略直交するように立設されている。
以下、コイルボビン５５における四つの辺のうち、内側ローラ１１（第一回転軸１１ａ）の軸方向と略平行である二つの辺を脚５５ａと言う。二つの脚５５ａのうち、内側ローラ１１に近い位置の脚５５ａに金属帯が巻き付けられる。また、コイルボビン５５は、脚５５ａと直交する二つの辺のうち下側の辺が、支持台１０に設けられた切り欠き部に収容されている。

【0034】

巻き付け工程の際、巻鉄心５０が支持台１０上に配置された場合、上述したように、内側ローラ１１は巻鉄心５０の内側に位置し、外側ローラ１２及びコイルボビン５５は巻鉄心５０の外側に位置する。換言すれば、内側ローラ１１及び外側ローラ１２の間には巻鉄心５０が介在し、内側ローラ１１及びコイルボビン５５（脚５５ａ）の間には巻鉄心５０が介在する。

【0035】

端面整列装置９０は内側ローラ１１よりも上側に設けられている。端面整列装置９０の加圧部７０は支持台１０上に配置された巻鉄心５０の上側端面を押さえ、巻き付け工程の際に上側端面を揃える。加圧部７０よりも上側には運転機構８０が設けられており、運転機構８０によって加圧部７０が上下方向に移動し、又は振動する。運転機構８０は、例えば、空気圧を用いる。

【0036】

加圧部７０は略矩形の板状をなしており、上下２枚の板材からなる。具体的に、加圧部７０は巻鉄心５０の上側端面と接する上側樹脂板７２（第１樹脂板）を下部に有し、運転機構８０からの力を上側樹脂板７２に伝える媒体金属板７１が上側樹脂板７２の上に設けられている。媒体金属板７１及び上側樹脂板７２は同じ形状であり、何れも扁平な板状である。また、媒体金属板７１及び上側樹脂板７２には、コイルボビン５５（脚５５ａ）に対応する切り欠きが形成されている。

【0037】

上側樹脂板７２は、下側樹脂板１０ｂと同様、ケイ素鋼板の硬度が１８８−２０４Ｈｖであることに鑑み、硬度が１８８Ｈｖ未満であれば良い。例えば、上側樹脂板７２の硬度は３０Ｈｖ〜１８８Ｈｖ未満であることが望ましい。これによって、巻鉄心５０が加圧部７０（上側樹脂板７２）と摩擦することによって巻鉄心５０の上側端面が摩耗し又は折れることを未然に防止できる。

【0038】

更に、上側樹脂板７２は耐摩耗性及び摺動性に優れた樹脂からなる。具体的に、上側樹脂板７２は、例えば、フッ素樹脂（例えば、ポリテトラフルオロエチレン）、ポリイミド樹脂（例えば、セプラ（登録商標））、６ナイロン（例えば、ＭＣナイロン）、又は、ポリエチレン（例えば、超高分子量ポリエチレン）からなる。より好ましくは、費用対効果の面から、上側樹脂板７２は超高分子量ポリエチレンからなる。
なお、これに限定されるものでなく、上側樹脂板７２はポリカーボネート又はポリアセタールから形成しても良い。

【0039】

図３及び図４は、本実施の形態に係る巻き付け装置１００における巻き付け工程を説明する説明図であり、図５は、巻き付け工程後、脚５５ａに金属帯（巻鉄心５０）が巻移された状態を示す説明図である。図３及び図４においては、説明の便宜上、本実施の形態に係る巻き付け装置１００の要部を平面図にて示しており、加圧部７０を二点鎖線にて示している。

【0040】

巻き付け装置１００における金属帯の巻き付け工程は、巻鉄心５０の金属帯をコイルボビン５５に巻移す工程である。換言すれば、巻き付け工程では金属帯を巻移してコイルボビン５５に再び巻鉄心５０を形成する。

【0041】

金属帯の巻き付け工程においては、まず、内側ローラ１１を巻鉄心５０が取り囲むように、巻鉄心５０を支持台１０上に載置する。次いで、外側ローラ１２を内側ローラ１１側に接近させ、内側ローラ１１及び外側ローラ１２の間に巻鉄心５０を挟む。そして、巻鉄心５０の最外周金属帯５１を延ばし、最外周金属帯５１の端部５１ａをコイルボビン５５の中央の開口５６に挿入させる（図３Ａ参照）。

【0042】

図６は、図３Ａの状態における加圧部７０の位置を説明する巻き付け装置１００の側面図である。
図３Ａの状態、即ち、巻き付け工程の開始の際、加圧部７０は巻鉄心５０の上側端面に略接する位置まで下降する。これは、巻き付け工程において、後述の如く巻鉄心５０を回転させる際、半径（位置）の違いに起因して金属帯に与えられる遠心力が異なることによって、後述する大円巻鉄心５２にて上下方向における金属帯の位置が不揃いになることを抑制する為である。

【0043】

上述したように、巻鉄心５０の上側端面と接する上側樹脂板７２は、金属帯より小さい硬度を有し、耐摩耗性及び摺動性に優れているので、金属帯との摩擦によって傷むことを抑制しつつ、金属帯にも損傷を与えず、上下方向における金属帯の位置が不揃いになることを抑制できる。

【0044】

支持台１０の下側樹脂板１０ｂも、金属帯より小さい硬度を有し、耐摩耗性及び摺動性に優れているので、金属帯との摩擦によって傷むことを抑制しつつ、金属帯にも損傷を与えず、巻き付け工程の際に巻鉄心５０、即ち後述する大円巻鉄心５２（巻回体）を支えることができる。

【0045】

そして、最外周金属帯５１の端部５１ａを内側ローラ１１及び外側ローラ１２の間に挿入し、前記端部５１ａと、端部５１ａよりも内側に位置する巻鉄心５０の内側金属帯とを、テープ６０によって連結する（図３Ｂ参照）。このとき、最外周金属帯５１によって、巻鉄心５０よりも大径の円（以下、大円巻鉄心５２という）が形成される。次に、内側ローラ１１を、巻鉄心５０の巻回方向と逆向きに回転させて巻鉄心５０の金属帯に遠心力を与えることにより、金属帯が巻鉄心５０から順次解れていき、金属帯は大円巻鉄心５２に沿って広がる。その結果、巻鉄心５０を構成する金属帯の全てが大円巻鉄心５２をなす（図３Ｃ参照）。

【0046】

図７は、図３Ｃの状態における加圧部７０の位置を説明する巻き付け装置１００の側面図である。
このように、金属帯の大円巻鉄心５２が形成されると、運転機構８０によって、加圧部７０に下方向への力が加わる。即ち、運転機構８０が加圧部７０を大円巻鉄心５２側に付勢し、加圧部７０（上側樹脂板７２）が大円巻鉄心５２の上側端面を押す。この際、加圧部７０は振動を行う。即ち、加圧部７０は振動しながら大円巻鉄心５２の上側端面を押す。

【0047】

これによって、即ち図３Ａ−図３Ｃにて発生していた、上下方向における金属帯の位置の不揃い、即ち大円巻鉄心５２の上側端面及び下側端面の不揃いを整えて上側端面及び下側端面を揃えることができる。本実施の形態に係る巻き付け装置１００においては、加圧部７０が大円巻鉄心５２の上側端面を押す際、加圧部７０は振動するので、より効果的に大円巻鉄心５２の上側端面及び下側端面を揃えることができる。

【0048】

なお、本実施の形態に係る巻き付け装置１００は、以上の記載に限定されるものではない。加圧部７０が規則又は不規則な間隔にて大円巻鉄心５２の上側端面を押すように構成しても良い。換言すれば、加圧部７０が規則又は不規則な間隔にて大円巻鉄心５２の上側端面を叩くように構成しても良い。

【0049】

次いで、テープ除去具１を大円巻鉄心５２の外周面に接近させて、テープ除去具１によって、テープ６０を大円巻鉄心５２から除去する（図４Ｄ参照）。テープ６０の除去後、第一回転軸１１ａ及び内側ローラ１１を、支持台１０の貫通孔１０ａを介して、大円巻鉄心５２から抜き出す。この際、大円巻鉄心５２は、自身の弾性復元力によって径方向に収縮し、コイルボビン５５の脚５５ａに巻き付く。従って、コイルボビン５５の脚５５ａに巻鉄心５０が形成される（図４Ｅ及び図５参照）。

【0050】

以上においては、巻き付け工程において、巻鉄心５０の金属帯の全てが大円巻鉄心５２をなす場合（図３Ｃ参照）、加圧部７０が振動しながら大円巻鉄心５２の上側端面を押して大円巻鉄心５２の上側端面及び下側端面を揃えることについて説明したが、本実施の形態に係る巻き付け装置１００はこれに限定されるものではない。

【0051】

例えば、大円巻鉄心５２の外周面のテープ６０を除去した場合（図４Ｄ参照）、又はコイルボビン５５の脚５５ａに巻鉄心５０が形成された場合（図４Ｅ参照）に、加圧部７０が振動しながら大円巻鉄心５２の上側端面を押すように構成しても良い。

【0052】

本実施の形態に係る巻き付け装置１００においては、以上のように、端面整列装置９０を用いて巻鉄心５０の上側端面（及び下側端面）を揃えるので、作業者が手作業にて巻鉄心５０（大円巻鉄心５２）の上側端面を揃える場合に比べて生産性を高めることができる。
また、本実施の形態に係る巻き付け装置１００においては、以上のように、加圧部７０が振動しながら巻鉄心５０の上側端面を押すので、より効果的に巻鉄心５０の上側端面及び下側端面を揃えることができる。

【0053】

更に、本実施の形態に係る巻き付け装置１００においては、以上のように、巻鉄心５０の上側端面と接する上側樹脂板７２が、金属帯より小さい硬度を有し、耐摩耗性及び摺動性に優れていることから、金属帯との摩擦によって上側樹脂板７２が痛むことを抑制しつつ、金属帯に損傷を与えない。かつ、遠心力によって速やかに巻鉄心５０から大円巻鉄心５２に広がり、速やかに大円巻鉄心５２から縮小してコイルボビン５５に巻鉄心５０が形成される。従って、生産性が一層高まる。

【0054】

なお、本実施の形態に係る巻き付け装置１００においては、以上のように、巻鉄心５０の下側端面と接する下側樹脂板１０ｂも、金属帯より小さい硬度を有し、耐摩耗性及び摺動性に優れているから、金属帯との摩擦によって下側樹脂板１０ｂが痛むことを抑制しつつ、金属帯に損傷を与えない。かつ、遠心力によって速やかに巻鉄心５０から大円巻鉄心５２に広がり、速やかに大円巻鉄心５２から縮小してコイルボビン５５に巻鉄心５０が形成される。

【符号の説明】

【0055】

１０ 支持台
１０ｂ 下側樹脂板（第２樹脂板）
５０ 巻鉄心（巻回体）
５２ 大円巻鉄心（巻回体）
７０ 加圧部
７２ 上側樹脂板（第１樹脂板）
９０ 端面整列装置
１００ 巻き付け装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【手続補正書】

【提出日】2020年3月17日

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

金属帯を筒状に巻回した巻回体の端面を揃える端面整列装置において、
前記巻回体の軸長方向の一端面を押さえる加圧部を備え、
前記加圧部は、前記巻回体の前記一端面と接する第１樹脂板を有しており、
前記加圧部は振動しながら前記巻回体の前記一端面を押すことを特徴とする端面整列装置。

【請求項2】

前記巻回体の軸長方向の他端面を支える支持台を備え、
前記支持台は、前記巻回体の前記他端面と接する第２樹脂板を有することを特徴とする請求項１に記載の端面整列装置。

【請求項3】

前記第１樹脂板及び前記第２樹脂板は、硬度が１８８Ｈｖ未満であることを特徴とする請求項２に記載の端面整列装置。

【請求項4】

前記第１樹脂板及び前記第２樹脂板は、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂、６ナイロン、ポリエチレン、ポリカーボネート、又は、ポリアセタールからなることを特徴とする請求項２に記載の端面整列装置。