JP2014044873A - 絶縁スペーサの面取り方法 - Google Patents

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【課題】プレスボードを切断して形成される絶縁スペーサの辺や頂点を、平滑性に優れ、毛羽立ち等の発生を可及的に抑制して効率よく面取りする。
【解決手段】カセット9に複数枚の絶縁スペーサSを配列した後、各絶縁スペーサSに負圧を作用させ、カセット9に対して絶縁スペーサSを吸着する。次いで、カセット9を搬送し、複数枚の絶縁スペーサSにおける搬送方向と直交する側に対向する一対の辺を、搬送方向に離隔して配置された一対のエンドミル7,7のダウンカットによって面取りする。
【選択図】図3

Description

本発明は、油入り変圧器に用いられる絶縁スペーサの面取り方法に関するものである。
一般に、油入り変圧器のコイルは、銅線に数十ミクロンの薄い絶縁紙が巻かれたものをコイル状に巻き上げて作られる。また、コイル間及びコイルと対地間には、コイルに対応して数ミリ厚さのプレスボードを切断して形成された絶縁板及び該絶縁板上の設定位置に貼着された多数枚の絶縁スペーサからなる絶縁物が配置される(例えば、特許文献1の図8参照)。具体的には、絶縁スペーサは、コイルへの配置位置に合わせてさまざまな形状に切断されるが、主に、内角が45度(135度)の平行四辺形状に形成され、変圧器の大きさや種類によって若干縦横寸法が異なるものの、例えば、発電所からの送電に使用される27.5万V用変圧器の場合、1相当たり5〜6万枚使用される。
ここで、絶縁スペーサは、電気絶縁の機能を果たすと共に、冷却のためにコイル面に適切な絶縁油の流路を確保する油流ダクトの機能も果たしている。
なお、プレスボードは、クラフトパルプの繊維等をすいた湿紙を重ね合わせ、これを加圧して製造された平板材である。
特開平8−51036号公報
ところで、前述した絶縁スペーサは、プレスボードを鋸歯状の回転刃によって設定形状及び設定寸法に切断されるが、表裏面と切断面とが交差する稜角が90度のままでは、絶縁油の流路抵抗が増大し、予め設定された油流ダクトとしての機能が損なわれて冷却能力を低下させるおそれがある。また、プレスボードが湿紙を重ね合わせ、圧縮して製造される性質上、切断によって辺に毛羽立ちやバリが発生し易い。絶縁スペーサの辺に毛羽立ち等が発生し、経時使用によって剥離すると、異物として絶縁油中に混入し、フィルターを早期に目詰まりさせるおそれもある。このため、絶縁スペーサを設定形状、寸法に切断した後、切断面の辺や頂点を作業者の手作業によって面取りしているが、絶縁スペーサの生産性を低下させるとともに、コストを上昇させるという問題があった。
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、プレスボードを切断して形成される絶縁スペーサの辺や頂点を、平滑性に優れ、毛羽立ち等の発生を可及的に抑制して効率よく面取りすることのできる面取り方法を提供するものである。
本発明は、カセットに複数枚の絶縁スペーサを配列して吸着した後、カセットを搬送し、複数枚の絶縁スペーサにおける搬送方向と直交する側に対向する一対の辺、対向する辺と頂点、対向する一対の頂点の両方、又は、何れか一方を搬送方向に離隔して配置された一対のエンドミルのダウンカットによって面取りすることを特徴とするものである。
本発明によれば、カセットに複数枚の絶縁スペーサを配列した後、各絶縁スペーサに負圧を作用させ、カセットに対して絶縁スペーサを吸着する。次いで、カセットを搬送し、複数枚の絶縁スペーサにおける搬送方向と直交する側に対向する一対の辺、対向する辺と頂点、対向する一対の頂点を搬送方向に離隔して配置された一対のエンドミルによって面取りする。この際、一方のエンドミルのみを回転駆動させれば、当該エンドミルに対応する側の一方の辺又は頂点が面取りされ、両方のエンドミルを回転駆動させれば、対向する一対の辺、対向する辺と頂点、対向する一対の頂点が面取りされる。
ここで、エンドミルが絶縁スペーサの搬送方向に基づいてダウンカットするように回転方向、すなわち、右刃、左刃が選択される。これにより、平滑な切断面に面取りすることができるとともに、面取りによって形成された辺に毛羽立ちやバリが発生するのを可及的に抑制することができる。
この結果、プレスボードからなる絶縁スペーサの辺や頂点を、平滑性に優れ、毛羽立ち等の発生を可及的に抑制して効率よく面取りすることができる。
本発明において、前記一対のエンドミルによって絶縁スペーサを面取りする際、切削屑を吸引することが好ましい。これにより、切削屑の浮遊による作業環境の悪化を防止することができるとともに、吸引した切削屑を分離することで再利用が可能となる。
本発明において、前記カセットには、所定形状及び寸法の絶縁スペーサを複数枚配列可能な凹部が形成されるとともに、配列される各絶縁スペーサに対応して複数個の吸気穴が形成され、また、凹部底面に、各吸気穴を包含し、各絶縁スペーサの外周縁部をそれぞれ支持するように複数個の切欠開口が形成されたゴム製のパッキンが配設されることが好ましい。これにより、カセットに配列された複数枚の絶縁スペーサは、それぞれ外周縁部がパッキンによって密着して支持されるため、各吸気穴及び切欠開口を通してそれぞれ対応する絶縁スペーサが吸引された際、粗い表裏面の絶縁スペーサを空気の漏洩を防止して確実に吸着することができる。
本発明において、前記カセットの凹部底面に、パッキンの各切欠開口に対応する形状の複数個のガイドが底面から上方に突出して形成されることが好ましい。これにより、カセットの凹部底面にパッキンを配置する際、パッキンを位置決めするとともに、位置ズレを防止できる。
本発明によれば、プレスボードを切断して形成される絶縁スペーサの辺や頂点を、平滑性に優れ、毛羽立ち等の発生を可及的に抑制して効率よく面取りすることができる。
本発明の絶縁スペーサの面取り方法を実施する面取り装置を一部省略して示す平面図である。 図1の面取り装置の正面図である。 図1の面取り装置の斜視図である。 図1の面取り装置に設けたカセットの斜視図である。 絶縁スペーサのカセットの他の例を示す平面図である。 絶縁スペーサのカセットのもう一つの例を示す平面図、そのA−A線断面図及びB−B線断面図である。 絶縁スペーサのカセットのもう一つの他の例を示す平面図である。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1乃至図3には、本発明の絶縁スペーサの面取り方法の一実施形態が示されている。
この面取り方法は、面取り装置1に固定されたカセット9に面取り対象の複数枚の絶縁スペーサSを配列して実行される。
面取り装置1は、基台(図示せず)に対してX軸方向(図1の左右方向)に移動自在な搬送フレーム2を備えるとともに、基台に設けた門形フレーム3(図2参照)にX軸方向に設定間隔をおいてそれぞれY軸方向(図1の上下方向)に移動自在な一対の支持フレーム4(図2参照)を備え、各支持フレーム4にそれぞれスピンドルヘッド5,5が固定されている。
搬送フレーム2は、基台に設けたX軸移動装置によってX軸方向に往復移動される。具体的には、X軸移動装置は、基台のX軸方向に軸心が位置し、左右各端部が回転自在に支持されたスクリュー軸21と、スクリュー軸21に回転自在に嵌合されたナット部材22と、スクリュー軸21を挟んで、かつ、平行に基台に配設された一対のガイドレール23とからなり、搬送フレーム2にナット部材22が固定されるとともに、一対のガイドレール23にそれぞれ移動自在に嵌合された一対の受部材24が固定されている。これにより、スクリュー軸21に連結されたサーボモータを回転駆動させることにより、スクリュー軸21がX軸回りに回転し、ナット部材22、すなわち、搬送フレーム2を受部材24を介して一対のガイドレール23に支持してX軸方向に往復移動させることができる。
各支持フレーム4は、門形フレーム3に設けたY軸移動装置によってY軸方向に往復移動される。このY軸移動装置は、門形フレーム3のY軸方向に軸心が位置し、前後各端部が回転自在に支持されたスクリュー軸(図示せず)と、スクリュー軸に回転自在に嵌合されたナット部材(図示せず)と、スクリュー軸を挟んで、かつ、平行に門形フレーム3に配設された一対のガイドレール43とからなり、支持フレーム4にナット部材が固定されるとともに、一対のガイドレール43にそれぞれ移動自在に嵌合された一対の受部材44が固定されている。これにより、スクリュー軸に連結されたサーボモータを回転駆動させることにより、スクリュー軸がY軸回りに回転し、ナット部材、すなわち、支持フレーム4を受部材44を介して一対のガイドレール43に懸吊してY軸方向に往復移動させることができる。
ここで、搬送フレーム2には作業台6が固定され、作業台6に加工対象の複数枚の絶縁スペーサSを配列可能なカセット9が連結ボルト95を介して着脱自在に固定されている。そして、搬送フレーム2及び作業台6には、互いに連通する空気通路(図示せず)が形成されており、後述するカセット9に形成された吸気穴9aに連通するように設定されている。また、搬送フレーム2の空気通路には、搬送フレーム2の移動に追従して移動するように支持された空気配管(図示せず)の一端が接続されており、該空気配管の他端は、基台に設けた図示しない真空ポンプに接続されている。したがって、真空ポンプを駆動することにより、カセット9の吸気穴9a、作業台6及び搬送フレーム2の空気通路、空気配管を経て空気を吸引することができ、搬送フレーム2の移動に際してもカセット9に配列された絶縁スペーサSに負圧を作用させることができる。
一方、各支持フレーム4は、絶縁スペーサSの面取りされる面と平行な傾斜面45(図2参照)を有し、スピンドルヘッド5は、支持フレーム4の傾斜面45に沿って進退自在に固定されている。したがって、支持フレーム4の傾斜面45に沿ってスピンドルヘッド5を進退させることにより、スピンドルヘッド5のスピンドル51にチャックを介して着脱自在に固定されたエンドミル7をその軸心方向に移動させることができる。すなわち、エンドミル7の切れ刃のうち、面取りに使用する部位を変更することができ、切れ刃の刃長全長を利用して切削することができる。
なお、エンドミル7の回転方向及び絶縁スペーサSの搬送方向によって絶縁スペーサSをダウンカット(下向き削り=刃が未切削の部分に当たり、削り下げる加工)するように、切れ刃の向き(右刃、左刃)が選択される。
さらに、エンドミル7による絶縁スペーサSの面取り位置に臨んで集塵フード8が設けられている。この集塵フード8は、カセットSに配列されて移動する絶縁スペーサSの上方に臨むように、基台に設けたダクト81の先端に連結されるとともに、エンドミル7を挿通可能な切欠部8aが形成されている。そして、集塵フード8は、ダクト81を経て図示しない送風機に接続されており、送風機を駆動することにより、集塵フード8内においてエンドミル7が面取りする際に発生する絶縁スペーサSの切削屑を吸引し、空気輸送することができる。
ところで、カセット9は、上方より見て長方形状の板材であって、絶縁スペーサSの面取り対象に対応して複数のパターンが用意されている。例えば、図4には、設定寸法の平行四辺形状の絶縁スペーサSの対向する一対の短辺を面取りする場合のカセット9が例示されている。このカセット9は、短辺を底辺として複数枚(実施例においては6枚)の絶縁スペーサSをそれぞれ左右方向に配列できるように、絶縁スペーサSの短辺の長さの複数倍(6倍)の横寸法と、その短辺を底辺とするときの高さに相当する縦寸法と、後述するパッキン10の厚み以上の深さからなる2個の平行四辺形状の凹部91,91が左右方向に隔てて形成されている。そして、カセット9の各凹部91の底面には、配列される絶縁スペーサSに合わせて左右方向に設定間隔をおいて複数個(6個)のガイド911が底面からわずかに上方に突出するように形成され、また、各ガイド911には、吸気穴9aが上下方向に貫通してそれぞれ形成されている。
ここで、各ガイド911は、後述するパッキン10に各絶縁スペーサSの外周縁部を支持するように形成された切欠開口10aに対応する大きさに形成されており、これにより、カセット9の凹部91の底面にパッキン10を位置決めして、かつ、位置ズレを防止して配置することができる。
さらに、カセット9の左右各端部及び中間部には、それぞれ作業台6に形成された雌ねじ(図示せず)に合わせて連結ボルト95を挿通可能な取付穴9bが上下方向に貫通して形成されるとともに、裏面側の左右各端部には作業台6に設けた位置決めピン(図示せず)に嵌合可能な嵌合穴9c(図5参照)が形成されている。このため、作業台6の位置決めピンに嵌合穴を嵌合することにより、作業台6に対してカセット9を位置決めすることができるとともに、取付穴9bを通して連結ボルト95を作業台6の雌ねじにねじ込むことにより、カセット9を作業台6に固定することができる。この際、作業台6に位置決めされて固定されたカセット9の各吸気穴9aは、前述した作業台6の空気通路に連通される。
一方、カセット9の左右の凹部91には、それぞれ絶縁スペーサSの外周縁部を密着して支持するゴム製のパッキン10が配設されている。このパッキン10は、各凹部91に対応する平行四辺形状に形成されるとともに、絶縁スペーサSの外周縁部を支持できるように、絶縁スペーサSの外形よりも若干小さな適宜形状の複数個(6個)の切欠開口10aが左右方向に設定間隔をおいて形成されている。これにより、吸気穴9aを通して絶縁スペーサSの表裏面の切欠開口10aに相当する部分に負圧を作用させてパッキン10に吸着することができる。すなわち、プレスボードを切断して形成される絶縁スペーサSは、表裏面は粗いものの、その外周縁部がパッキン10に密着することで、空気の漏洩が防止され、確実に吸着される。
次に、このように構成された面取り装置1を用いて絶縁スペーサSを面取りする工程について説明する。
なお、面取り装置1は、詳細には図示しないが、各装置の作動状況を検出するセンサからの信号に基づいて制御装置に組み込まれたプログラムにしたがって自動的に作動し、連続的に絶縁スペーサSの辺を面取りすることができる。以下、自動運転について説明する。
まず、面取り対象の絶縁スペーサSの寸法や、面取り量等の必要な情報を入力した後、選択した絶縁スペーサSを配列可能で、かつ、選択した絶縁スペーサSに対応した切欠開口10aを形成したパッキン10を配置したカセット9を用意し、作業台6の位置決めピンに合わせて嵌合穴9cを嵌合するとともに、カセット9の取付穴9bを通して連結ボルト95を作業台6の雌ねじにねじ込んでカセット9を作業台6に固定する。次いで、面取り対象の設定枚数の絶縁スペーサSをカセット9に順に配列する。
具体的には、図4に示すように、平行四辺形状の絶縁スペーサSの対向する一対の短辺を面取りするため、一対の短辺が前後方向(Y軸方向)に対向するように、カセット9の凹部91に配置されたパッキン10上に絶縁スペーサSを順に左右方向に配列する。
カセット9に複数枚の絶縁スペーサSを配列したならば、図示しない起動ボタンを操作して真空ポンプを駆動させ、カセット9に配列された各絶縁スペーサSに空気配管、空気通路、吸気穴9aを通して負圧を作用させ、各絶縁スペーサSをそれぞれ吸着する。この際、絶縁スペーサSの外周縁部は、カセット9の凹部91に配置されたパッキン10の切欠開口10aの周縁部に密着し、表裏面の粗さによっても空気が漏洩することなく確実に吸着する。
真空圧が設定値に到達すれば、各支持フレーム4を設定された絶縁スペーサSの入力データに基づいて設定位置に移動させる。すなわち、Y軸移動装置のサーボモータを回転駆動させ、支持フレーム4を設定位置まで移動させるとともに、スピンドルヘッド5を介してエンドミル7を設定された回転方向に回転させる。さらに、X軸移動装置を作動させ、搬送フレーム2をX軸方向に移動させる。搬送フレーム2が一方のエンドミル7による面取り位置に達すれば、当該エンドミル7によって複数枚の絶縁スペーサSの対応する側の辺(短辺)が順にダウンカットによって面取りされる。また、搬送フレーム2がさらに移動し、他方のエンドミル7による面取り位置に達すれば、当該エンドミル7によって複数枚の絶縁スペーサSの対応する側の辺(先に面取り加工された短辺と対向する短辺)が順にダウンカットによって面取りされる。
なお、エンドミル7による絶縁スペーサSの面取りに伴って発生する切削屑は、集塵フード8内に作用する負圧によって吸引され、ダクト81を経て空気輸送され、サイクロン等を介して空気と分離されて収集される。
ここで、絶縁スペーサSの対向する辺を面取りするに際して、切れ刃の向きを選択してエンドミル7がダウンカットすることにより、平滑な切断面を得ることができるとともに、面取りによって形成された辺に毛羽立ちやバリの発生を可及的に防止することができ、また、エンドミル7の切れ刃の摩耗を抑制できる。
さらに、エンドミル7の切れ刃のねじれを選択することにより、切削屑を吸引し易いようにねじれに沿って下方に導くことができる。具体的には、右刃左ねじれのエンドミル7と、左刃右ねじれのエンドミル7が採用されている。
搬送フレーム2が全ての絶縁スペーサSの対向する一対の辺の面取り終了位置に到達すれば、サーボモータを逆転させて搬送フレーム2を元の位置まで移動させる。搬送フレーム2が元の位置に復帰すれば、図示しない空気弁を切換作動させ、カセット9の吸気穴9aに連通する空気通路を大気に開放して吸着を解除する。これにより、対向する一対の辺(短辺)が面取りされた絶縁スペーサSを取り出すことができる。
以下、カセット9に加工対象の複数枚の絶縁スペーサSを配列して吸着し、絶縁スペーサSの対向する一対の辺を面取りした後、面取りした絶縁スペーサSをカセットから取り出すことを繰り返すことにより、順次絶縁スペーサSを面取りすることができる。
同様に、絶縁スペーサSの対向する一対の長辺を面取りするには、図5に示すように、長辺を底辺に位置して複数枚の絶縁スペーサSを配列することができる凹部91を形成するとともに、該凹部91に、各絶縁スペーサSの外周縁部を支持するできるように、絶縁スペーサSよりも小さな複数個の切欠開口10aを形成したパッキン10を配置したカセット9を作業台6に固定して同様に作業すればよい。
なお、前述した実施形態においては、平行四辺形状の絶縁スペーサSの対向する一対の短辺及び一対の長辺を順に面取りする場合を例示したが、平行四辺形状以外の四角形状、例えば、台形状の絶縁スペーサSにおいては、対向する平行な辺以外の辺については、一辺ずつ面取りする必要がある。この場合は、図6、図7に示すカセット9を用いればよい。
このカセット9には、面取り対象の一辺を底辺として複数枚の絶縁スペーサSをそれぞれ左右方向に配列することができるように、絶縁スペーサSの面取り対象の一辺の長さの複数倍の横寸法を有するとともに、面取り対象の一辺を突き当てて接触させる側と対向する側の周壁が除去された凹部92が形成されている。そして、カセット9の凹部92の底面には、配列される絶縁スペーサSの外周縁部を支持できるように、パッキン10に形成された各切欠開口10aに合わせて左右方向に設定間隔をおいて複数個のガイド921が底面からわずかに上方に突出して形成され、また、各ガイド921には、吸気穴9aが上下方向に貫通してそれぞれ形成されている。
各ガイド921は、絶縁スペーサSの外周縁部を支持できるように、パッキン10に形成された切欠開口10aに対応する大きさと形状を有していることにより、カセット9の凹部92の底面にパッキン10を位置決めして、かつ、位置ズレすることなく配置することができる。
このように、凹部92にパッキン10を配置したカセット9を作業台6に固定した後、パッキン10上に、面取り対象の一辺を凹部92の内周面に突き当てて絶縁スペーサSを左右方向に順に配列した後、搬送フレーム2を搬送すれば、対応する側の一方のエンドミル7によって絶縁スペーサSの面取り対象の一辺を順に面取りすることができる。
ところで、絶縁スペーサSの各辺を順に面取りすれば、辺と辺が交差する頂点も自動的に面取りされる。したがって、改めて頂点を面取りする必要はないが、絶縁スペーサSの裏面側の鋭角状の頂点のみを面取りしたり、鋭角状の頂点とともに、該頂点に対向する辺を面取りする場合もあり得る。このような場合は、詳細には図示しないが、面取り対象に合わせてカセット9を用意することにより、絶縁スペーサSの対向する一対の頂点の両方又は一方を面取りしたり、対向する頂点と辺の両方又は一方を面取りすることができる。
1 面取り装置
2 搬送フレーム
3 門形フレーム
4 支持フレーム
5 スピンドルヘッド
6 作業台
7 エンドミル
8 集塵フード
9 カセット
9a 吸気穴
91,92 凹部
911,921 ガイド
10 パッキン
10a 切欠開口
S 絶縁スペーサ
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、プレスボードを切断して形成され絶縁スペーサの辺や頂点を、平滑性に優れ、毛羽立ち等の発生を可及的に抑制して効率よく面取りすることのできる面取り方法を提供するものである。
本発明は、プレスボードを切断して形成された複数枚の絶縁スペーサをカセットに配列して吸着した後、カセットを搬送し、複数枚の絶縁スペーサにおける搬送方向と直交する側に対向する一対の辺、対向する辺と頂点、対向する一対の頂点の両方、又は、何れか一方を搬送方向に離隔して配置された一対のエンドミルのダウンカットによって面取りすることを特徴とするものである。
本発明によれば、プレスボードを切断して形成され絶縁スペーサの辺や頂点を、平滑性に優れ、毛羽立ち等の発生を可及的に抑制して効率よく面取りすることができる。
面取り装置1は、基台(図示せず)に対してX軸方向(図1の左右方向)に移動自在な搬送フレーム2を備えるとともに、基台に設けた門形フレーム3(図2参照)にX軸方向に設定間隔をおいてそれぞれY軸方向(図1の上下方向)に移動自在な一対の支持フレーム4(図2参照)を備え、各支持フレーム4にそれぞれスピンドルヘッド5,5が設けられている。
真空圧が設定値に到達すれば、各支持フレーム4を設定された絶縁スペーサSの入力データに基づいて設定位置に移動させる。すなわち、Y軸移動装置のサーボモータを回転駆動させ、支持フレーム4を設定位置まで移動させるとともに、スピンドルヘッド5を介してエンドミル7をそれぞれ設定された回転方向に回転させる。さらに、X軸移動装置を作動させ、搬送フレーム2をX軸方向に移動させる。搬送フレーム2が一方のエンドミル7による面取り位置に達すれば、当該エンドミル7によって複数枚の絶縁スペーサSの対応する側の辺(短辺)が順にダウンカットによって面取りされる。また、搬送フレーム2がさらに移動し、他方のエンドミル7による面取り位置に達すれば、当該エンドミル7によって複数枚の絶縁スペーサSの対応する側の辺(先に面取り加工された短辺と対向する短辺)が順にダウンカットによって面取りされる。

Claims (4)

  1. カセットに複数枚の絶縁スペーサを配列して吸着した後、カセットを搬送し、複数枚の絶縁スペーサにおける搬送方向と直交する側に対向する一対の辺、対向する辺と頂点、対向する一対の頂点の両方、又は、何れか一方を搬送方向に離隔して配置された一対のエンドミルのダウンカットによって面取りすることを特徴とする絶縁スペーサの面取り方法。
  2. 請求項1に記載の絶縁スペーサの面取り方法において、前記一対のエンドミルによって絶縁スペーサを面取りする際、切削屑を吸引することを特徴とする絶縁スペーサの面取り方法。
  3. 請求項1に記載の絶縁スペーサの面取り方法において、前記カセットには、所定形状及び寸法の絶縁スペーサを複数枚配列可能な凹部が形成されるとともに、配列される各絶縁スペーサに対応して複数個の吸気穴が形成され、また、凹部底面に、各吸気穴を包含し、各絶縁スペーサの外周縁部をそれぞれ支持するように複数個の切欠開口が形成されたゴム製のパッキンが配設されることを特徴とする絶縁スペーサの面取り方法。
  4. 請求項3に記載の絶縁スペーサの面取り方法において、前記カセットの凹部底面に、パッキンの各切欠開口に対応する形状の複数個のガイドが底面から上方に突出して形成されることを特徴とする絶縁スペーサの面取り方法。
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