特許 7564298 絶縁紙巻き機構

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-30

(45)【発行日】2024-10-08

(54)【発明の名称】絶縁紙巻き機構

(51)【国際特許分類】

   B65H 75/00 20060101AFI20241001BHJP

   B65H 75/38 20060101ALI20241001BHJP

   H01F 5/06 20060101ALI20241001BHJP

   H02G 3/04 20060101ALI20241001BHJP

【ＦＩ】

B65H75/00 Z

B65H75/38 J

H01F5/06 W

H01F5/06 H

H02G3/04

H02G3/04 081

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2023104176

(22)【出願日】2023-06-26

【審査請求日】2023-07-03

(73)【特許権者】

【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】塩野 広人

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼橋 由太

(72)【発明者】

【氏名】林 弘樹

【審査官】大山 広人

(56)【参考文献】

【文献】特開昭５２－１２２８６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－３２９６８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭６０－１２５６６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平９－１１４０７９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６５Ｈ ７５／００

Ｂ６５Ｈ ７５／３８

Ｈ０１Ｆ ５／０６

Ｈ０２Ｇ ３／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

変成器用電線を被覆する絶縁紙を筒状に巻く絶縁紙巻き機構であって、
前記絶縁紙の端部を挟んで回転し、前記絶縁紙を外面に巻き付ける回転筒と、
前記絶縁紙が回転筒から抜けることを防止する防止部材と
を備える絶縁紙巻き機構。

【請求項2】

前記回転筒は、
長さ方向に沿って形成され、供給される前記絶縁紙の端部を挟む挟み口を有し、
前記防止部材は、前記絶縁紙の供給側と反対側にて前記回転筒と接する接触部を有する請求項１に記載の絶縁紙巻き機構。

【請求項3】

前記防止部材は、前記反対側から前記回転筒を囲み、前記絶縁紙の供給側が開放されており、
前記接触部に近い程、前記回転筒と前記防止部材との間隙が狭くなっている請求項２に記載の絶縁紙巻き機構。

【請求項4】

前記接触部は前記回転筒と接する平面を有する請求項２に記載の絶縁紙巻き機構。

【請求項5】

前記防止部材は、少なくとも、前記回転筒の両端部に配設されている請求項１に記載の絶縁紙巻き機構。

【請求項6】

前記絶縁紙を支える支持面を有して前記回転筒に前記絶縁紙を供給する支持台を備え、
前記回転筒は、前記支持面を含む平面と交わる位置を基準に１８０°～３００°の回転角範囲に係る外面内の所定位置が前記接触部と接している請求項２に記載の絶縁紙巻き機構。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、絶縁紙巻き機構に関する。

【背景技術】

【0002】

変成器の生産工程は、例えば、絶縁紙で被覆された電線を巻回してコイルを製作する巻線工程、鉄心とコイルとを組み合わせる内装工程、鉄心が組み込まれたコイルを乾燥してケースに収納する組立工程、出荷検査を行う検査工程などを含む。組立工程においてコイルに巻回された電線の端末部を変成器の充電部などの外部の端子に接続するため、巻線工程では、コイルから口出線を導出する（特許文献１を参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平１０－９２６８１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述したような変成器用の電線を絶縁紙で被覆する作業には、筒形状に巻かれた絶縁紙（以下、巻回体と称する）が用いられる。しかし、絶縁紙の巻回体を製造する作業は手作業にて行われ、作業性及び生産性が劣るうえに、製造コストが高くなるという問題がある。

【0005】

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、変成器用絶縁紙の巻回体の製造を自動化できる絶縁紙巻き機構を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明に係る絶縁紙巻き機構は、変成器用電線を被覆する絶縁紙を筒状に巻く絶縁紙巻き機構であって、前記絶縁紙の端部を挟んで回転し、前記絶縁紙を外面に巻き付ける回転筒と、前記絶縁紙が回転筒から抜けることを防止する防止部材とを備える。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、変成器用絶縁紙の巻回体の製造を自動化できる絶縁紙巻き機構を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施形態１に係る絶縁紙巻き機構の要部構成を示す斜視図である。

【図2】図１のＩＩ－ＩＩ線による縦断面図である。

【図3】防止部材を示す斜視図である。

【図4】実施形態１に係る絶縁紙巻き機構の要部構成を示す縦断面図である。

【図5】実施形態１に係る絶縁紙巻き機構が絶縁紙を巻く動作を説明する説明図である。

【図6】実施形態２に係る絶縁紙巻き機構の回転筒の構成を示す断面図である。

【図7】実施形態３に係る絶縁紙巻き機構の回転筒の構成を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて説明する。

【0010】

（実施形態１）
本実施形態に係る絶縁紙巻き機構は、例えば、変成器用の電線を被覆する絶縁紙を筒状に巻く機械に用いられる。
図１は、実施形態１に係る絶縁紙巻き機構１００の要部構成を示す斜視図である。絶縁紙巻き機構１００は、絶縁紙Ｐの端部を挟んで回転し、絶縁紙Ｐを外面に巻き付ける回転筒１０と、絶縁紙Ｐを支える扁平な支持面２１を有し、回転筒１０に絶縁紙Ｐを供給する支持台２０と、回転筒１０を保持する保持台６０とを備えている。図１において、矢印は、絶縁紙Ｐの供給方向を示している。

【0011】

支持台２０は、回転筒１０から少し離れた位置から回転筒１０に絶縁紙Ｐを供給する。即ち、支持台２０は回転筒１０に対して絶縁紙Ｐの供給側に配設されている。回転筒１０は、支持台２０の支持面２１を含む平面と交わる位置に配設されている。以下では、便宜上、回転筒１０に対して絶縁紙Ｐの供給側を一方側とも称する。

【0012】

支持台２０は、例えば絶縁紙Ｐの供給方向と直交する方向に延びる略矩形の板形状を成している。支持台２０は、回転筒１０側の長辺部が下方に折り曲げられている。支持面２１の上面には絶縁紙Ｐが載置され、絶縁紙Ｐは支持面２１に案内されて回転筒１０側に移動する。

【0013】

図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線による縦断面図である。
回転筒１０は、円筒形状であり、絶縁紙Ｐの供給方向と直交する方向、即ち支持台２０の長さ方向に延びている。回転筒１０は例えば金属製であり、回転筒１０の長さは支持台２０の長さよりも長い。

【0014】

また、回転筒１０は、支持台２０側、即ち一方側から供給される絶縁紙Ｐの端部を挟む挟み口１１を有している。挟み口１１はスリット形状である。即ち、挟み口１１は、回転筒１０を厚み方向に貫通する切り欠きであり、長さ方向に沿って回転筒１０の一端から他端に亘って直線状に形成されている。回転筒１０は絶縁紙Ｐの端部を挟んで回転し、絶縁紙Ｐを外周面に巻き付けて円筒形状に巻く。

【0015】

回転筒１０の一端には回転筒１０を支持して回転中心Ｏを中心に回転させる回転装置４０が設けられている（図１参照）。回転装置４０は、回転可能に回転筒１０の端面を支える軸受け部（図示せず）と、回転筒１０を正回転又は逆回転させるサーボモータ（図示せず）とを備えている。前記サーボモータは、図示しない制御装置によりその回転が制御される。
なお、便宜上、図１では省略しているが、回転筒１０の他端にも回転筒１０を回転可能に支持する軸受け部が設けられている。

【0016】

回転筒１０に対し、回転筒１０の径方向において前記一方側と反対側には、保持台６０が配設されている。保持台６０は防止部材３０を複数備えている。防止部材３０は、回転筒１０が回転する際、挟み口１１から絶縁紙Ｐが抜けることを防止する。

【0017】

保持台６０は、内側に複数の防止部材３０を収容している収容部６１と、収容部６１を前記巻く機械に取り付けるための取り付け部６３と、前記複数の防止部材３０を遊貫して保持する保持丸棒６４とを備えている。

【0018】

収容部６１は、金属板材からなり、縦断面視でＬ字形状を成している。収容部６１は回転筒１０の長さ方向に延びている。収容部６１の両端の縁には板形状の側壁６２が夫々立設されている。２つの側壁６２は対向配置されており、保持丸棒６４の両端を保持している。即ち、保持丸棒６４は２つの側壁６２の間で横架されている。上述の如く、収容部６１の内側には、複数の防止部材３０が収容されており、複数の防止部材３０は、回転筒１０の長さ方向、即ち、保持丸棒６４の長さ方向に並設されている。防止部材３０同士の間には、回転筒１０の長さ方向に延びるスペーサ６５が配設されており、スペーサ６５の両端が防止部材３０に夫々固定されている。

【0019】

図３は、防止部材３０を示す斜視図である。
防止部材３０は、立設された略矩形厚板形状であり、逆方向に開放されたＣ字形状を成している。即ち、防止部材３０は、前記一方側（支持台２０側）が開放された凹部３１を有しており、前記反対側から回転筒１０を囲んでいる。凹部３１の内面は、回転筒１０の外径よりも大径の曲面であり、回転筒１０は、防止部材３０の凹部３１内に配置されている。上述の如く、前記複数の防止部材３０は厚み方向に並設されている。前記複数の防止部材３０は、回転筒１０の長さ方向に等間隔を隔てて、回転筒１０の両端部及び中間部を含む複数箇所に配設されている。

【0020】

凹部３１の内面のうち、前記一方側（開放側）に対して前記反対側の上部分には、後述の如く、回転筒１０の外周面と接する接触部３２が形成されている。即ち、接触部３２は回転筒１０に対して斜め上側に形成されている。接触部３２は平らな平面３２１を有しており、平面３２１が回転筒１０の外周面と接している（図２の破線楕円部参照）。

【0021】

また、防止部材３０は、接触部３２近傍の隅部に、厚み方向に防止部材３０を貫通する貫通孔３４が形成されている。縦断面視で貫通孔３４は長円である。貫通孔３４は、保持丸棒６４の長さ方向と直交する方向、即ち、回転筒１０に対する接離方向に延びている。各防止部材３０の貫通孔３４を保持丸棒６４が遊貫している。

【0022】

更に、防止部材３０では、凹部３１と反対側の反対側面が収容部６１と対向しており、前記反対側面に、防止部材３０を収容部６１に保持させるための保持棒３３が設けられている。保持棒３３は、前記反対側面から突設されており、一端が防止部材３０の前記反対側面に固定され、他端は、収容部６１に形成された貫通孔（図示せず）に遊貫されている。よって、防止部材３０と共に保持棒３３は、長さ方向に移動可能である。

【0023】

即ち、貫通孔３４及び保持棒３３によって、防止部材３０は、上下方向及び回転筒１０の長さ方向における位置が固定されるものの、回転筒１０に対する接離方向には所定範囲内を移動可能である。

【0024】

図４は、実施形態１に係る絶縁紙巻き機構１００における、支持台２０、回転筒１０及び防止部材３０の位置関係を示す縦断面図である。また、図４において矢印は、回転筒１０の回転方向を示し、破線は、支持台２０の支持面２１を含む仮想の平面を示す。

【0025】

上述の如く、回転筒１０から斜め上側には防止部材３０の接触部３２が形成されている。より詳しくは、回転筒１０において、支持台２０の支持面２１を含む平面と交わる交差位置から、回転方向へ、防止部材３０の接触部３２との接点（図４の破線楕円部参照）までの回転角（図４の角θ参照）は１８０°～３００°の範囲内である。

【0026】

換言すれば、回転筒１０における前記交差位置を基準に１８０°～３００°の回転角範囲に係る外周面内の所定位置（接点）で回転筒１０の径方向に対向するよう、接触部３２が形成されている。また、望ましくは、回転角は１９０°～２７０°の範囲内であり、更に望ましくは回転角は２５０°である。

【0027】

絶縁紙巻き機構１００は、防止部材３０を回転筒１０側に付勢する付勢部材５０を更に備えている。付勢部材５０は、防止部材３０と、収容部６１との間に介在している。付勢部材５０は、例えばばねであり、保持棒３３に外嵌されている。付勢部材５０は保持棒３３と遊嵌している。付勢部材５０によって、防止部材３０は、回転筒１０に対する接離方向に移動可能であり、防止部材３０の斯かる移動は、貫通孔３４及び保持棒３３によって案内される。

【0028】

上述の如く、回転装置４０によって回転筒１０が保持されているのに対して、付勢部材５０によって防止部材３０が回転筒１０側に押されているので、回転筒１０の外周面が防止部材３０の接触部３２と接する。

【0029】

なお、絶縁紙巻き機構１００においては、防止部材３０（凹部３１）の内面の曲率が適宜調整され、凹部３１の支持台２０側の縁から、防止部材３０の回転方向に沿って、接触部３２へ近づくにつれて、回転筒１０と防止部材３０との間隙Ｇが徐々に狭くなるように構成されている。

【0030】

図５は、実施形態１に係る絶縁紙巻き機構１００が絶縁紙Ｐを巻く動作を説明する説明図である。絶縁紙Ｐを巻く動作は図５Ａ～図５Ｄの順に実行される。

【0031】

まず、図５Ａで示すように、支持台２０によって絶縁紙Ｐが供給される。絶縁紙Ｐは支持台２０の支持面２１上を回転筒１０側に移動する。供給された絶縁紙Ｐの一端部は、回転筒１０の挟み口１１を介して回転筒１０の内側に入り、挟み口１１に挟まれる（図５Ｂ）。以降、回転装置４０が回転筒１０を回転させる。

【0032】

回転筒１０が回転すると、一端部が挟み口１１に挟まれているので、絶縁紙Ｐは回転筒１０側に引っ張られる（図５Ｃ）。絶縁紙Ｐは回転筒１０に引きずられ、凹部３１の支持台２０側の縁から間隙Ｇ内に入る（図５Ｄ）。上述の如く、接触部３２へ近づくにつれて間隙Ｇが徐々に狭くなるので、絶縁紙Ｐは、間隙Ｇに案内されて回転筒１０の外周面に沿って湾曲する。従って、回転筒１０の外周面と絶縁紙Ｐとの間の空気が押し出され、回転筒１０の外周面と絶縁紙Ｐとが密着される。よって、綺麗な円筒状に絶縁紙Ｐを巻くことができる。

【0033】

更に回転筒１０が回転すると、防止部材３０の接触部３２と回転筒１０との間に絶縁紙Ｐが介在し、接触部３２と回転筒１０とに挟持される。よって、挟み口１１から絶縁紙Ｐが抜けることが防止される。回転筒１０の回転がより進んでも、接触部３２と回転筒１０とによる絶縁紙Ｐの挟持状態が維持されるので、挟み口１１から絶縁紙Ｐが抜けることはない。

【0034】

また、２周目以降においても、間隙Ｇに案内されて絶縁紙Ｐが巻かれ、かつ接触部３２と回転筒１０とによる絶縁紙Ｐの挟持状態が維持されるので、内周及び外周の絶縁紙Ｐ間の空気が押し出され、絶縁紙Ｐ同士が密着される。よって、形が整った絶縁紙Ｐの巻回体を得ることができる。

【0035】

そして、上述の如く、貫通孔３４及び保持棒３３によって防止部材３０が回転筒１０へ接離可能に保持されているので、回転筒１０の回転数が増加すると共に、即ち、絶縁紙Ｐの巻回体の厚みが厚くなるにつれて、防止部材３０が回転筒１０から遠ざかる。よって、絶縁紙Ｐの巻回体の厚み変動にも対応できる。

【0036】

以上のようにして回転筒１０の外周面上に巻きつけられた絶縁紙Ｐの巻回体を回転筒１０から取り外し、円筒の絶縁紙Ｐの巻回体が得られる。よって、変成器用絶縁紙Ｐの巻回体の製造を自動化でき、作業性及び生産性を高めることができる。以降、得られた絶縁紙Ｐの巻回体の内側に変成器用の電線を通して電線を被覆する。

【0037】

実施形態１に係る絶縁紙巻き機構１００では、上述の如く、回転筒１０に対して絶縁紙Ｐの供給側と反対側に、防止部材３０（凹部３１）の接触部３２が設けられているので、絶縁紙Ｐの抜け防止効果を更に高めることができる。

【0038】

絶縁紙Ｐは挟み口１１に挟まれているものの、挟み口１１に挟持されていない。例えば、間隙Ｇが最も広い凹部３１の支持台２０側の縁の近傍に、接触部３２が設けられている場合は、挟み口１１に絶縁紙Ｐが引っ掛かっていない状態で絶縁紙Ｐが接触部３２に当たるので、接触部３２と絶縁紙Ｐとの摩擦によって、絶縁紙Ｐが簡単に挟み口１１から抜け落ちる。

【0039】

これに対して、絶縁紙巻き機構１００では、上述の如く、接触部３２が絶縁紙Ｐの供給側と反対側に設けられている。即ち、回転筒１０が約１８０°以上回転した位置に接触部３２が設けられているので、絶縁紙Ｐが挟み口１１の縁に引っ掛かり（図５Ｄ参照）、かつ、間隙Ｇに案内されて絶縁紙Ｐが回転筒１０の外周面と密着していることから、接触部３２との摩擦によって絶縁紙Ｐが挟み口１１から抜けることを防止できる。

【0040】

また、実施形態１に係る絶縁紙巻き機構１００では、上述の如く、接触部３２が平面３２１を有し、平面３２１が回転筒１０と接するように構成されている。即ち、接触部３２において回転筒１０と接する部分は平面である。例えば、接触部３２と回転筒１０との接触部が曲面である場合、平面である場合に比べて、絶縁紙Ｐを巻く際に絶縁紙Ｐとの接触面積が増えるので摩擦力も増えることになり、挟み口１１から絶縁紙Ｐが抜けるおそれがある。
これに対して、絶縁紙巻き機構１００は、回転筒１０との接触部が平らな平面３２１であるので、絶縁紙Ｐとの接触面積を最小限に抑え、摩擦力の発生を抑制できる。

【0041】

以上では防止部材３０が、回転筒１０の両端部及び中間部を含む複数の箇所に夫々配設されている場合を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。防止部材３０は、少なくとも、回転筒１０の両端部（２箇所）に夫々配設されていれれば良い。

【0042】

（実施形態２）
図６は、実施形態２に係る絶縁紙巻き機構１００の回転筒１０の構成を示す断面図である。説明の便宜上、図６では、前記一方側から絶縁紙Ｐが供給され、回転筒１０の挟み口１１を通る状態を示している。図６中、破線は絶縁紙Ｐを示している。

【0043】

実施形態１と同様、回転筒１０は、円筒形状であり、絶縁紙Ｐの供給方向と直交する方向に延びている。また、回転筒１０は、前記一方側から供給される絶縁紙Ｐの端部を挟む挟み口１１を有しており、挟み口１１はスリット形状である。回転筒１０は絶縁紙Ｐの端部を挟んで回転し、絶縁紙Ｐを外周面に巻き付ける。

【0044】

実施形態２に係る絶縁紙巻き機構１００においては、挟み口１１の縁間の間隔が、回転筒１０の外側に近い程、広くなるように形成されている。即ち、挟み口１１が回転筒１０の全長に亘って形成されているので、回転筒１０は周方向にて２つの端部が対応しており、両端部に係る端面１１１，１１２が互いに対向している。端面１１１，１１２間の間隔は、回転筒１０の外側から内側に近い程、狭くなる。

【0045】

以上のような構成を有することから、実施形態２に係る絶縁紙巻き機構１００においては、回転筒１０の回転開始前に絶縁紙Ｐを挟み口１１に通す作業が容易になる。

【0046】

実施の形態１と同様の部分については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

【0047】

（実施形態３）
図７は、実施形態３に係る絶縁紙巻き機構１００の回転筒１０の構成を示す断面図である。説明の便宜上、図７では、前記一方側から絶縁紙Ｐが供給され、回転筒１０の挟み口１１を通る状態を示している。図７中、破線は絶縁紙Ｐを示している。

【0048】

実施形態１と同様、回転筒１０は、円筒形状であり、絶縁紙Ｐの供給方向と直交する方向に延びている。また、回転筒１０は、前記一方側から供給される絶縁紙Ｐの端部を挟む挟み口１１を有しており、挟み口１１はスリット形状である。回転筒１０は絶縁紙Ｐの端部を挟んで回転し、絶縁紙Ｐを外周面に巻き付ける。

【0049】

実施形態３に係る絶縁紙巻き機構１００においては、挟み口１１が回転筒１０の径方向に対して回転方向へ斜めに回転筒１０を内外に貫通するように形成されている。従って、挟み口１１は、内側の開口部１１４が、外側の開口部１１３よりも、回転筒１０の回転方向へ回転筒１０の周方向に沿ってズレた下流側に形成されている。よって、絶縁紙Ｐにおいて挟み口１１に挟まれた回転筒１０内の部分（以下、絶縁紙Ｐの挟まれた部分と称する）が回転筒１０の内壁側に寄り添った状態で絶縁紙Ｐの巻きが行われ、絶縁紙Ｐの挟まれた部分が回転筒１０の回転中心Ｏ側に折り曲げられることが抑制される。

【0050】

以上のような構成を有することから、実施形態３に係る絶縁紙巻き機構１００によって得られた絶縁紙Ｐの巻回体においては、絶縁紙Ｐの挟まれた部分が巻回体の中心側に折り曲げられず、絶縁紙Ｐの巻回体の内側に変成器用の電線を通す作業の妨げにならないので、作業性が高まる。

【0051】

実施の形態１と同様の部分については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

【0052】

実施の形態１～３で記載されている技術的特徴（構成要件）はお互いに組み合わせ可能であり、組み合わせることにより、新しい技術的特徴を想到することができる。
今回開示された実施形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【0053】

各実施形態に記載した事項は相互に組み合わせることが可能である。また、特許請求の範囲に記載した独立請求項及び従属請求項は、引用形式に関わらず全てのあらゆる組み合わせにおいて、相互に組み合わせることが可能である。さらに、特許請求の範囲には他の２以上のクレームを引用するクレームを記載する形式（マルチクレーム形式）を用いているが、これに限るものではない。マルチクレームを少なくとも一つ引用するマルチクレーム（マルチマルチクレーム）を記載する形式を用いて記載しても良い。

【符号の説明】

【0054】

１０ 回転筒、１１ 挟み口、２０ 支持台、２１ 支持面、３０ 防止部材、３２ 接触部、５０ 付勢部材、１００ 絶縁紙巻き機構、１１３ 外側の開口部、１１４ 内側の開口部、３２１ 平面、Ｇ 間隙、Ｐ 絶縁紙

【要約】

【課題】変成器用絶縁紙の巻回体の製造を自動化できる絶縁紙巻き機構を提供する。
【解決手段】変成器用電線を被覆する絶縁紙を筒状に巻く絶縁紙巻き機構であって、前記絶縁紙の端部を挟んで回転し、前記絶縁紙を外面に巻き付ける回転筒１０と、前記絶縁紙が回転筒１０から抜けることを防止する防止部材３０とを備える。
【選択図】図２

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】