JP2007336627A - 環状鉄心の製造方法および環状鉄心製造用金型 - Google Patents

Abstract

【課題】金型の製作コストを削減し、保管スペース性および作業性に優れ、環境への負担軽減を図った環状鉄心製造用金型およびそれを用いた環状鉄心の製造方法を得る。
【解決手段】中間胴６の内周部に金型４０の内径に合致する寸法を有した円筒状スペーサ９を嵌合設置し、その内周に円弧状の積層ガイド押え部材１１を設けている。積層ガイド押え部材１１の内側に積層ガイド１２を挿入セットする。積層ガイド１２は、環状鉄心を外周方向から拘束するガイドであって、この積層ガイド１２と、円筒状スペーサ９とを組み合わせることで、予め決められた外径の鉄心寸法に対応し、環状鉄心を外周方向から拘束し固定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、環状鉄心の製造技術に係り、特に、任意の寸法の環状鉄心を低コストで製造するための製造方法および環状鉄心を製造するための金型に関するものである。

電力需要の増大が目覚しい近年、電力機器の製造技術には様々な改良がなされており、電力用リアクトルなどに用いられる環状鉄心に関しても、製造効率を高めることが常に求められている。ここで、環状鉄心の製造方法の従来技術について、図４〜図８を参照して具体的に説明する。

図４は鉄心製造工程の一部を説明するための斜視図、図５は鉄心の一部であるパケットの平面図、図６は前記パケットの拡大平面図、図７は鉄心を製造するための金型の一部を断面とした側面図、図８は金型の上蓋を取り除いた状態の図７の平面図である。

図４に示すように、電磁鋼板からなる抜板１は、設計される鉄心の大きさによって異なるが、板幅毎に、ある一定の長さとなるよう切断機２で切断され、切り溜められて、一時的な保管場所にストックされる。保管された抜板１は所定の順番と枚数で組合されていき、積層半製品の単位形状である扇形のパケット３が作られる（図５参照）。扇形のパケット３の詳しい形状を図６に示す。すなわち、最も長い抜板１を扇状に広げて左右に配置し、その間に順次短い抜板１を左右交互に挿入していくことで、扇状のパケット３を作っている。

続いて、鉄心の製造装置である金型４について、図７、図８を用いて説明する。金型４は、円筒状の中間胴６と、この中間胴６の開口端部を閉塞する円板状の底板５と、底板５の中心部に設置される円筒状のセンターガイド７といったパーツから成り、環状の空間部を形成している。これらのパーツには全て離型処理が施されており、それぞれのパーツはボルトにより組立てられている。また、金型４内部底面には樹脂の離型を目的として、金型４の内径寸法に加工された円板状のテフロンシート８ａを敷設しており、金型４内面に沿って複数回巻重ねられているガラス系テープ１３ａを配置している。

さらに、金型４の中心部に配置されているセンターガイド７の外周部に、絶縁性能を有する筒状の内部ガイド１５が挿入されている。この内部ガイド１５外周に沿って複数回巻重ねられているガラス系テープ１３ｂを配置している。中間胴６内面に配置されたガラス系テープ１３ａと、内部ガイド１５外周面に配置されたガラス系テープ１３ｂの間には、環状の積層スペースが形成される。

この環状の積層スペースに、前記扇形のパケット３が縦方向で同心円状に指定される量だけ順次挿入積層され、抜板１の積層が完了状態とされる。その後、抜板１積層面上部に金型４内径寸法に加工された円板状のテフロンシート８ｂがセットされる。テフロンシート８ｂは前記テフロンシート８ａと同様、樹脂の離型を目的としたものである。

テフロンシート８ｂ上部には離型処理を施した中蓋１６を置く。中間胴６上部には離型処理を施した上蓋１７をかぶせてボルト締めし、上蓋１７に数箇所取付けられ離型処理を施したスタッド１８で中蓋１６を指定トルクで締め付ける。この状態で、ここでは記載しない次の工程である注型工程へ金型４を搬送して樹脂含浸を行う。最終的に、組立工程へと搬送して環状鉄心を製造する。

しかしながら、上記のような従来の環状鉄心の製造方法には以下の問題点があった。すなわち、環状鉄心は、その設計段階から略矩形状に切断される各抜板１の長さは決まっており、抜板１の長さによって金型の大きさが指定されている。このため、寸法の異なる環状鉄心は、そのサイズに応じた金型で作らなくてはならず、鉄心の設計によって複数種類の金型が必要となっていた。

また、金型４は、組立工程から注型工程（樹脂含浸）、さらに組立工程へと順次搬送して作業がなされるため、生産サイクルと工期の面から言って、同一の金型であっても複数個、必要とされる場合が多い。つまり、複数種類の鉄心寸法でそれぞれ複数個を所有することになり、金型４の製作コストは多額であった。

しかも、未使用状態にある金型４は専用の保管スペースに収めておかなくてはならず、金型４の数に応じて保管スペースも大きくなるので、製造スペースの増大を招いていた。さらには、金型４の数が多ければ、使い初めや使用後に所定のメンテナンス作業が不可欠であり、段取り替え作業に関しても多大な時間がかかることになり、作業性の向上が求められていた。

また、樹脂の離型のために金型４に挿入するテフロンシート８ａ、８ｂは、鉄心寸法に適した大きさに加工されるため、鉄心の寸法が変われば大きさが異なることになり、製品１個に対し１回限りの使い捨てタイプとなっていた。このようなテフロンシート８ａ、８ｂの使い捨ては、鉄心の製造コストを上昇させる要因となるばかりでなく、環境への配慮から改良を施すことが社会的な要請となっていた。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、金型の製作コストを削減し、保管スペース性および作業性に優れ、環境への負担軽減を図った環状鉄心製造用金型およびそれを用いた環状鉄心の製造方法を得ることを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために、電磁鋼板を積層して成る扇状のパケットを、円周方向に積層した後、樹脂を注型して環状の鉄心を製造するための環状鉄心製造用金型において、前記金型は、円筒状の中間胴と、前記中間胴の開口端部を閉塞する底板部と、前記底板部の中心部に設置されたセンターガイドと、前記センターガイドに同心状に嵌合する円筒状の内部ガイドと、前記内部ガイドから所定の寸法を空けて環状の空間部が形成されるように同心状に配置された円筒状の積層ガイドと、前記積層ガイドの外周面を押えるための積層ガイド押え部材と、前記中間胴および前記積層ガイド押え部材間の空間部に設けられ、両者間の間隔を調整するための間隔調整部材と、前記内部ガイドおよび前記積層ガイド間に形成される環状の空間部を覆う蓋と、から構成されたことを特徴とするものである。

上記の本発明では、間隔調整部材の内側に、内部ガイドとの間で環状の空間部を形成する積層ガイドを挿入し、間隔調整部材にて積層ガイド押え部材と中間胴との間隔を調整して、積層ガイド押え部材が積層ガイドを外周面から押え、中間胴内周部で同心上に確実に支持する。このため、内部ガイドと積層ガイドとの間に、予め決められた寸法の環状空間部を形成することができる。この環状空間部に、扇形のパケットを縦方向で同心円状に挿入積層することによって、所望の寸法を有する環状鉄心を製造することができる。

本発明では、以上のような鉄心の製造工程において、環状鉄心の外径が変わる場合、鉄心の外径に対応して予め決められた内径寸法の積層ガイドを、中間胴の内部に挿入することにより、内部ガイドと積層ガイドとの間に形成する環状の空間部の寸法を任意に調整可能である。したがって、所定の金型を構成することが可能であり、単一の金型で複数種類の環状鉄心の寸法に適応させることができる。その結果、金型数を増やすことなく、複数種類の鉄心を製造することが可能となる。

本発明の環状鉄心製造用金型およびそれを用いた環状鉄心の製造方法によれば、複数種類ある鉄心寸法に合せて金型の内部寸法を任意に調整することにより、単一の金型で複数種類の鉄心を製造することが可能となるため、金型の個数を大幅に削減することができ、金型製作コストが低減すると同時に、金型の段取り替えやメンテナンスを最小限に抑えることができ、しかも金型用保管スペースも縮小可能である。

（代表的な実施形態）
［構成］
以下、本発明に係る代表的な実施形態について、図１および図２を用いて具体的に説明する。図１は本実施形態により鉄心を製造する際の金型において一部を断面とした側面図、図２は金型の上蓋を取り除いた状態の図１の平面図、図３はパケットに注目して描いた図である。なお、図４〜図８に示した従来技術と同一の部材に関しては同一符号を付しており、説明は省略する。

図１、図２および図３に示すように、本実施形態に係る金型４０は、予め定められた複数種類の鉄心外径寸法に対応できるように、最大鉄心外径寸法を基準とした１種類が製作される。中間胴６の内周部底面には、当該金型４０の内径寸法に加工された円板状のテフロンシート８０ａが予め挿入セットされている。また、中間胴６の内周部には、前記テフロンシート８０ａの上部に円筒状スペーサ９を嵌合設置されている。この円筒状スペーサ９は、金型４０の内径に合致する寸法を有している。

円筒状スペーサ９の内周には、後述する積層ガイド１２の外周面を押えるための円弧状の積層ガイド押え部材１１が、円周方向に９０度の間隔で合計４つ設けられている。そして、この積層ガイド押え部材１１には調整ネジ１０が取り付けられており、これら調整ネジ１０がそれぞれ同方向に同量だけ回転することで、積層ガイド押え部材１１を金型４０の中心方向に向けて伸縮させることができるように構成されている。つまり、調整ネジ１０は、中間胴６および積層ガイド押え部材１１間の間隔を調整するための間隔調整部材となっている。

また、積層ガイド押え部材１１の内側には、積層ガイド１２が挿入セットされている。積層ガイド１２は、環状鉄心を外周方向から拘束するガイドであって、この積層ガイド１２と、前記円筒状スペーサ９とを組み合わせることで、予め決められた外径の鉄心寸法に対応し、環状鉄心を外周方向から拘束し固定するようになっている。さらに、積層ガイド１２内面内周に沿ってガラス系テープ１３ａが複数回巻重ねられている。

また、センターガイド７０は任意内径の鉄心寸法に対応できるよう最小鉄心内径寸法を基準とした寸法で製作されており、このセンターガイド７０の外周には異なる鉄心内径寸法に対応可能なように、外径が複数種類用意されたスペーサリング１４の一つが挿入セットされている。スペーサリング１４は鉄心を内周方向から拘束する部材であって、外周には絶縁性能を有する内部ガイド１５が嵌合挿入され、さらに内部ガイド１５外周に沿って指定されるガラス系テープ１３ｂが複数回巻重ねられている。なお、前記円筒状スペーサ９、積層ガイド１２およびスペーサリング１４はいずれも離型処理が施されている。

さらに、金型４０内部のガラス系テープ１３ａとガラス系テープ１３ｂの間に形成される環状の積層スペースに対し、扇状のパケット３が縦方向で同心円状に指定される量だけ順次円周方向に挿入積層されて、抜板１の積層が完了される。その後、抜板１積層面上部に、鉄心外径および内径寸法に加工された円板状のテフロンシート８０ｂがセットされ、このテフロンシート８０ｂ上部に離型処理を施した中蓋１６が置かれ、中間胴６上部に上蓋１７をかぶせてボルト締めがなされる。

続いて、上蓋１７に数箇所取付けられたスタッド１８により中蓋１６が指定トルクで締め付けられる。この状態から、ここでは記載しない次の工程である注型工程へ金型４０が搬送されて樹脂含浸がなされる。最終的に、組立工程へと搬送されて環状鉄心が製造される。

[作用効果]
上記のような本実施形態によれば、環状鉄心の外径に合わせて予め内径寸法が決められた円筒状の積層ガイド１２を、金型４０の中間胴６内部に配置するようにし、この積層ガイド１２の外周部に円弧状の積層ガイド押え部材１１を設け、間隔調整部材１０を介して前記積層ガイド押え部材１１を中間胴６の内周部で同心上に支持するように構成したので、環状鉄心の外径が変わるとしても、その鉄心の外形に対応して予め形成されている積層ガイド１２を中間胴６内部にセットするだけで、所定の外径を有する金型４０を構成することができる。

また、センターガイド７０外周に対して、環状鉄心の内径寸法に対応して予め形成されているスペーサリング１４を嵌合することにより、所定の内径を有する金型を構成することができる。

この結果、寸法の異なる環状鉄心を製造する場合でも、単一の金型４０だけで済ませることができ、金型４０の製作コストを大幅に縮小することができる。また、金型４０を保管するためのスペースも最小限に抑えることができ、コンパクトな製造スペースを実現可能である。さらには、金型４０を複数用意しなくて済むので、使い初めや使用後に実施されるメンテナンス作業も迅速に行うことができ、段取り替え作業に関しても時間の短縮化が可能である。

また、金型４０内部底面に予めセットしたテフロンシート８０ａは、繰り返し使用することができる。このため、部品コストは縮小し、且つ段取りは容易になり、経済的に有利である。しかも、テフロンシート８０ａを使い捨てとしないので、環境への負担も軽減することが可能である。なお、積層ガイド１２やスペーサリング１４は、外径寸法の異なる円筒部材であっても同心円状に入れ子にして保管しておくことができるため、最大外径の積層ガイド１２やスペーサリング１４を保管するスペースだけで足り、製造スペースの増大を招くことはない。

（他の実施形態）
本発明は、以上の実施形態に限定されるものではなく、積層ガイドあるいはスペーサリングにおける寸法調整レベルは適宜変更可能である。

本発明に係る実施形態によって鉄心を製造する際の金型において、その一部を断面とした側面図。 金型の上蓋を取り除いた状態の図１の平面図。 図２のパケット周辺部の拡大図。 鉄心製造工程の一部を説明するための斜視図。 鉄心の一部であるパケットの平面図。 パケットの拡大平面図。 鉄心を製造するための金型の一部を断面とした側面図。 金型の上蓋を取り除いた状態の図７の平面図。

符号の説明

１…抜板
２…切断機
３…扇形のパケット
４、４０…金型
５…底板
６…中間胴
７、７０…センターガイド
８ａ、８ｂ、８０ａ、８０ｂ…テフロンシート
９…円筒状スペーサ
１０…調整ネジ（間隔調整部材）
１１…積層ガイド押え部材
１２…積層ガイド
１３ａ，１３ｂ…ガラス系テープ
１４…スペーサリング
１５…内部ガイド
１６…中蓋
１７…上蓋
１８…スタッド

Claims (5)

1. 電磁鋼板を積層して成る扇状のパケットを、円周方向に積層した後、樹脂を注型して環状の鉄心を製造するための環状鉄心製造用金型において、
   前記金型は、
   円筒状の中間胴と、
   前記中間胴の開口端部を閉塞する底板部と、
   前記底板部の中心部に設置されたセンターガイドと、
   前記センターガイドに同心状に嵌合する円筒状の内部ガイドと、
   前記内部ガイドから所定の寸法を空けて環状の空間部が形成されるように同心状に配置された円筒状の積層ガイドと、
   前記積層ガイドの外周面を押えるための積層ガイド押え部材と、
   前記中間胴および前記積層ガイド押え部材間の空間部に設けられ、両者間の間隔を調整するための間隔調整部材と、
   前記内部ガイドおよび前記積層ガイド間に形成される環状の空間部を覆う蓋と、
   から構成されたことを特徴とする環状鉄心製造用金型。
2. 前記センターガイドと前記内部ガイドとの間に前記環状鉄心の内径寸法を調整するためのスペーサリングが介挿されたことを特徴とする請求項１記載の環状鉄心製造用金型。
3. 前記底板部に離型処理を施した後、前記底板部、前記内部ガイドおよび前記積層ガイドによって形成された環状の空間部に対して、電磁鋼板を積層して成る扇形のパケットを円周方向に積層して環状鉄心とし、次に前記環状鉄心の上部に離型処理の施された蓋を置き、その後、樹脂の注型処理を行うようにしたことを特徴とする請求項１または２に記載の金型を用いた環状鉄心の製造方法。
4. 前記内部ガイドの外周部および前記積層ガイドの内周部にガラス系テープを配置したことを特徴とする請求項３に記載の環状鉄心の製造方法。
5. 前記底板部上にテフロンシートを初期セットしたことを特徴とする請求項３または４に記載の環状鉄心の製造方法。

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