JP3490599B2

JP3490599B2 - 巻鉄心製造装置

Info

Publication number: JP3490599B2
Application number: JP25449597A
Authority: JP
Inventors: 英介丸山; 利夫緒形; 一成須貝; 潤一石附
Original assignee: Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Current assignee: Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Priority date: 1997-09-19
Filing date: 1997-09-19
Publication date: 2004-01-26
Anticipated expiration: 2017-09-19
Also published as: JPH1197269A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、巻鉄心製造装置に
係り、セグメントドラムの円周方向に重ね合わさる複数
の帯材から成る帯材ブロックをセグメントドラムに複数
巻き取ることで巻鉄心を製造する巻鉄心製造装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から変圧器鉄心を製造する巻鉄心製
造装置として既に多くの装置が提案されている。図１２
を参照して、従来の巻鉄心製造装置の一例を説明する。
図１２は、従来の巻鉄心製造装置の側面図である。図示
するように、巻軸４の周囲に配列されている複数個のセ
グメントドラム片板２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄが油圧、空
気圧等の駆動源（図示せず）で、巻軸４から拡張アーム
３を介して、半径方向に拡張され、巻鉄心材１の内巻側
１ａに強い圧力で接触し、ある一定の所まで拡張する。
このとき、巻鉄心材１は、セグメントドラム片板２ａ、
２ｂ、２ｃ、２ｄによって保持される。さらに、巻鉄心
材１の円形を保つため、前記セグメントドラム片板２
ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの各両サイドを、いわゆるアリゲ
ート方式となつていた。これに関連するものとしては、
特開昭６１−２１９４２３号公報記載の技術がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記巻鉄心製造装置
は、鉄心巻取部の中心となるセグメントドラムの外径
は、巻鉄心の内径と等しくする必要があるため、前記巻
鉄心の内径に応じた専用セグメントドラムとして巻鉄心
機種数分だけ保有している。従って、巻鉄心の製作機種
が変わる毎に、専用セグメントドラムの交換を行った上
で巻鉄心を製造している。製作する巻鉄心機種の変更時
において、専用のセグメントドラムの交換方式では、そ
の交換作業を作業者によって行われるため、工数と労力
を要するという問題がある。本発明は、かかる従来の問
題点を解決するためになされたもので、巻鉄心の内径に
応じた専用セグメントドラムの準備を不要とし、セグメ
ントドラムの交換段取時間と交換のための作業者の労力
を低減するための機構を備えた巻鉄心製造装置を供給す
ることをその目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明に係る巻鉄心製造
装置の構成は、円筒を軸方向に分割した複数の円弧片を
同一径の円周上に配列したセグメントドラムと、前記セ
グメントドラムを巻鉄心内径に応じて拡大・縮小可能な
拡縮機構と、前記セグメントドラムの周囲に配設され、
駆動ベルトで駆動される帯材ブロックの複数のガイドロ
ーラと、前記帯材ブロックを搬送する搬送機構と、これ
らを制御する制御装置を具備し、前記セグメントドラム
は、最拡大時でも隣接し合う前記円弧片の間隙に前記ガ
イドローラが噛みこまれないように、前記隣接し合う円
弧片の長手方向の側縁部にスカートを設け、該スカート
が相互にラップする構造もしくは隙間なく接しあう構造
にしたことを特徴とするものである。

【０００５】

【０００６】本発明に係る巻鉄心製造装置のさらに他の
構成は、前項記載の巻鉄心製造装置において、前記セグ
メントドラムの径方向で相互に対向し合う円弧片間の径
方向の距離を計測し、前記セグメントドラム径を調整す
ることを特徴とするものである。本発明に係る巻鉄心製
造装置のさらに他の構成は、前項記載の巻鉄心製造装置
において、前記セグメントドラムの拡縮機構は、駆動部
により下降し、位置決め部を備えた一のクラッチを内設
し、且つ一の係合部を有する一の固定部材とからなる上
部部材と、前記一の係合部と係合する他の係合部を有す
る他の固定部材と、前記他の固定部材内に設けた他のク
ラッチと、前記複数の円弧片をスライド自在に前記他の
固定部材に取り付けるそれぞれのスライド部材と、前記
他のクラッチと動力伝達機構を介して係合し、且つ前記
一のクラッチの位置決めに応じ、前記複数の円弧片を移
動させるそれぞれ回転部材とからなる下部部材からな
り、前記一の係合部と他の係合部を押圧部材により緊合
すると共に、一のクラッチと他のクラッチを係合させる
ことにより、前記上部部材と前記下部部材を固定し、前
記一のクラッチの位置決めが前記他のクラッチを介して
前記回転部材の位置決めをし、前記回転部材の位置決め
に応じて前記円弧片を所定位置に移動させることを特徴
とするものである。

【０００７】本発明に係る巻鉄心製造装置の特徴部分を
要約して説明する。本発明に係る巻鉄心製造装置の特徴
部分であるセグメントドラムは、制御装置に記憶されて
いる巻鉄心の機種データを選択することにより、それに
応じた寸法にセグメントドラムを自動的に拡大もしくは
縮小させて、合致した位置でそのセグメントドラム径寸
法を保持するという拡縮機構を有するものである。この
拡縮寸法の範囲内においては、複数個のセグメントドラ
ムが、一個の拡縮されたセグメントドラムとして統合さ
れ、従来行われていた専用セグメントドラムを交換する
ことなく、自動で巻鉄心の内径に応じてセグメントドラ
ム径の変更を行うことができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１ないし図１１を参照して、本
発明に係る巻鉄心製造装置の一実施形態を説明する。図
１は、本発明に係る巻鉄心製造装置の一実施形態の構成
図、図２は、図１の巻鉄心製造装置のセグメントドラム
の断面図、図３は、図２のセグメントドラムの拡縮機構
の要部拡大図、図４は、図３のセグメントドラムの拡大
図、図５は、図２の拡縮機構の要部斜視図、図６は、図
３のセグメントドラムにおける測定器の使用説明図、図
７は、図３の拡縮機構の使用説明図、図８は、図１の巻
鉄心製造装置のセグメントドラムの一実施形態図、図９
は、図１の巻鉄心製造装置のセグメントドラムの他の一
実施形態図、図１０は、図１の巻鉄心製造装置のセグメ
ントドラムのさらに他の一実施形態図、図１１は、図５
の拡縮機構のセグメントドラム片板の係合部の略示説明
図である。

【０００９】まず、巻鉄心製造装置の概略を説明し、次
に本発明に係る特徴的な部分を説明する。図１におい
て、円筒を軸方向に分割したセグメントドラム片１を、
前記円筒軸の周囲で、かつ同一径の周上に配列したセグ
メントドラムＳと、前記セグメントドラムＳに巻き取ら
れる帯材ブロック３の近傍に配設した二つのローラ１
２、１８と、搬送された前記帯材ブロック３を前記セグ
メントドラムＳに巻き付けながら走行するベルト１３
と、前記セグメントドラムＳに巻き付けられた帯材ブロ
ック３を押える押え爪１９を備えている。そして、前記
セグメントドラムＳは、帯材ブロック３の巻き取り量に
応じて二次元に自在に動けるようになっていると共に、
詳細を後述するが当該セグメントドラムＳを径方向に拡
縮する拡縮機構Ｋが設けられている。

【００１０】前記構成の巻鉄心製造装置は、帯材ブロッ
ク３は、二個のガイド板６１の間に挿入され、ガイド６
５、６６によつてガイドされる。サーボモータ１６によ
りローラ１２が回転し、ベルト１３を矢印の方向に走行
させる。これにより帯材ブロック３は前記セグメントド
ラムＳに巻き取られる。一方、搬送ローラ６３は前記ベ
ルト１３の走行により回転し、後方（図示左方）の帯材
ブロック３を前進させて、順次巻き取られる方向に送り
込む。

【００１１】次に、本発明に係る巻鉄心製造装置の特徴
的な部分を説明する。まず、セグメントドラムＳを説明
する。図２において、セグメントドラムＳは、図示では
セグメントドラム片板１が中間の位置にあることを破線
が示すが、最縮小時に当該セグメントドラムＳの隣り合
うセグメントドラム片板１間に隙間がない円筒形（以
下、単に円筒形という）となるように、該円筒形を軸方
向に数分割した断面が円弧である前記セグメントドラム
片板１を複数で構成したものである。該セグメントドラ
ム片板１の径方向に対する位置により、セグメントドラ
ムＳの径方向の拡縮寸法が決まる。

【００１２】図示する如く、セグメントドラムＳが拡大
すると、隣り合うセグメントドラム片板１の間隔が開い
てくる。この状態では、帯材ブロック３の巻き取り時
に、前記巻き取りローラ１２、１８が隣り合うセグメン
トドラム片板１の間隙にはまり込んでしまうため、巻き
取りが不能となる。これに対し、本発明の構成では、図
４に示す如く、隣り合うセグメントドラム板片１の長手
方向の側縁部を相互に入込ませる入込構造とし、セグメ
ントドラムＳの半径が拡大時には勿論、最拡大時におい
ても、前記入込構造が相互に重なり合い、巻き取りロー
ラ１２、１８のはまり込みを防ぎ、該巻鉄心装置の運転
を可能にし、帯材ブロック３が巻き取れるようにするも
のである。

【００１３】次に、図３、４を参照して、セグメントド
ラムＳの拡縮機構Ｋを説明する。前記セグメントドラム
Ｓの拡縮機構Ｋは、上部部材Ｋ₁とセグメントドラムＳ
と係合する下部部材Ｋ₂とから構成される。上部部材Ｋ₁
は、上部シリンダ２１により下降するサドル２２と、前
記サドル２２内にはサーボモータ２３で連結チエーン２
４を介して駆動される回転自在な回転クラッチ２５と、
前記サドル２２の外側縁、すなわち図示左右および紙面
に垂直な位置にそれぞれ貫通孔３９₁、３９₂、３９
₃（図示せず）、３９₄（図示せず）が配設されて構成さ
れている。

【００１４】そして、先端部にウエッジロック２６₁、
２６₂、２６₃(図示せず)、２６₄(図示せず)、を有する
クランプシリンダ２７₁、２７₂、２７₃(図示せず)、２
７₄(図示せず)が、前記貫通孔３９₁、３９₂、３９₃（図
示せず）、３９₄（図示せず）と係合する位置に配設さ
れている。なお、ウエッジロック２６₃(図示せず)、２
６₄(図示せず)、クランプシリンダ２７₃(図示せず)、２
７₄(図示せず)、貫通孔穴３９₃（図示せず）、３９
₄（図示せず）は、以下の説明においては省略する。

【００１５】また、前記の如く、該サドル２２の両側縁
部の貫通孔３９₁、３９₂には、前記クランプシリンダ２
７₁、２７₂のウエッジロック２６₁、２６₂、２６₃、２
６₄がそれぞれ挿入されるが、図示では、破線で、貫通
孔３９₁、３９₂から前記クランプシリンダ２７₁、２７₂
のウエッジロック２６₁、２６₂がそれぞれ離隔した位置
が示され、実線で貫通孔３９₁、３９₂に前記クランプシ
リンダ２７₁、２７₂のウエッジロック２６₁、２６₂がそ
れぞれ挿入された位置が示されている。

【００１６】下部部材Ｋ₂は、前記ウエッジロック２
６₁、２６₂と係合するテーパ穴３８₁、３８₂を有する中
空のフランジ３１が、ベース３２に固定されている。な
お、図示では、二個のテーパ穴３８₁、３８₂が図示され
ているが、前記ウエッジロック２６₃、２６₄(いずれ
も、図示せず)に対応するテーパ穴３８₃、３８₄(いずれ
も、図示せず)が設けられている。

【００１７】さらに、前記ベース３２には前記フランジ
３１内に回転クラッチ３３が回転自在に設けられ、前記
回転クラッチ３３の支持軸の下端部には傘歯車３４が設
けられている。セグメントドラムＳは、本実施形態では
セグメントドラム片板１が八枚で構成されている。前記
セグメントドラム片板１は、逆Ｌ型状部材で形成し、前
記の如く長手方向の直立部分の側縁部を入込構造とし、
前記ベース３２と直動型べアリングを介して係合するよ
うになつている。

【００１８】図３、５、１１を参照して、前記直動型べ
アリングによる係合部を説明する。前記ベース３２の下
面に径方向にレール材４０₁が、前記ベース３２に適宜
な手段で固定されており、該レール材４０₁と係合して
スライド自在に棒状部材４１₁、４１₃、４１₂、４１₄が
該レール材４０を挾むように、かつ複列に設けられてい
る。そして、棒状部材４１₁、４１₃、４１₂、４１₄を逆
Ｌ型状のセグメントドラム片板１の水平部に適宜な方
法、例えば取付け螺子５０で固定されている。

【００１９】さらに、前記逆Ｌ型状部材の長手方向の直
立部分の上部には、該逆Ｌ型状部材の厚み方向に貫通穴
３７₁、３７₅が設けられ、該穴３７₁、３７₅の内部に
は、螺合部１５₁、１５₅がそれぞれ設けられている。該
螺合部１５₁、１５₅は、それぞれセグメントドラム片板
１と締結されたねじナット４５₁、４５₅（図示せず）で
構成されている。該ねじナット４５₁、４５₅と螺合する
ねじ棒３６₁、３６₅が設けられ、当該ねじ棒３６₁、３
６₅の一端には、前記回転クラッチ３３の支持軸の下端
の傘歯車３４と螺合する傘歯車３５₁、３５₅が設けられ
ている。

【００２０】そして、前記傘歯車３５₁、３５₅が、傘歯
車３４と螺合することにより、該傘歯車３４の支持軸の
回転を同一平面内で直角に変向して左右方向に伝達でき
るように、前記傘歯車３５₁、３５₂には回転軸３６₁、
３６₂がそれぞれ設けられており、この回転軸３６₁、３
６₂により前記セグメントドラム片板１が拡縮するよう
になっている。なお、傘歯車３４と傘歯車３５₁、３５₅
・・の組合せによる変向機構は、これに限定されること
なく、各種の同一平面内における回転軸の変向機構を用
いて差し支えない。

【００２１】なお、図３においては、セグメントドラム
片板１が二個について、図４においては、セグメントド
ラム片板１が一個について、各上記部材について図示さ
れているが、セグメントドラム片板１の数だけそれぞ
れ、本実施形態では八個組設けられており、例えば該直
動型べアリングによる係合部は、等角度の間隔に設けら
れている。

【００２２】次に、上記構成のセグメントドラムＳの拡
縮機構Ｋの動作を説明する。上下シリンダ２１により上
部部材Ｋ₁のサドル２２を下降させ、該サドル２２内に
下部部材Ｋ₂のフランジ３１を挿入する。次に、クラン
プシリンダ２７₁のウエッジブロック２６₁が、フランジ
３１のテーパ孔３８₁に打ち込まれる。この作業が各ウ
エッジブロック２６₁、２６₂、２６₃、２６₄においてテ
ーパ穴３８₁、テーパ穴３８₂、テーパ穴３８₃、テーパ
穴３８₄にそれぞれ打ち込まれる。

【００２３】このようにして、サドル２２とフランジ３
１とが緊合し、上部部材Ｋ₁と下部部材Ｋ₂が結合し、同
時にクラッチ２５とクラッチ３３が締結される。このク
ラッチには、摩擦クラッチ、電磁クラッチ、流体継ぎ手
等いずれを用いても差し支えない。

【００２４】次に、図示しない制御装置から拡縮寸法の
データがサーボモータ２３に送られ設定寸法分だけ回転
する。サーボモータ２３の回転は、チェン２４により締
結されたクラッチ２５、クラッチ３３に伝えられ同軸上
の傘歯車３４が回転することにより、それと噛み合わさ
る傘歯車３５₁が回転し、該傘歯車３５₁のねじ軸３６₁
が回転する。該ねじ軸３６₁は、セグメントドラム片板
１に設けられた貫通穴３７₁のねじナット４５と螺合
し、セグメントドラム片板１を所定方向に移動させる。

【００２５】このとき、前記直動型べアリングによる係
合部は、レール材４０₁を棒状部材４１₁、４１₃、４
１₂、４１がスライドして移動する。該移動が八枚のセ
グメントドラム片板１について各部材が動作し行われ
る。このねじナット４５の移動によりセグメントドラム
片板１の位置が決まり、その位置がセグメントドラムＳ
の外形寸法となる。

【００２６】図６、７を参照して、本発明に係る巻鉄心
製造装置の実際の使用方法を説明する。なお、図６に
は、説明を簡単にするため、拡縮機構Ｋの図示を省略す
る。セグメントドラムＳの外径は、帯材３の巻き取り時
において、帯材３の先端と後端のギャップ量に関わる重
要寸法であるため、セグメントドラムＳの拡縮完了後、
及び巻鉄心製作終了の都度、測定器５０₁、５０₂により
決められたセグメントドラム片板１とその向き合った側
に位置するセグメントドラム片板１の定まったポイント
の距離を測定し、セグメントドラムＳの径を確認してい
る。

【００２７】図６に示す如く、巻型ストツカＳ．Ｔ内の
セグメントドラムＳ₁と下部部材Ｋ₂をパレットＰ上の移
送する。前記下部部材Ｋ₂の上方に上部部材Ｋ₁を位置さ
せるように移動させる。この移動は、図７に示す如く、
図示、二点鎖線の位置から実線の位置まで、移動ユニッ
トＴ．Ｕ上を移動させる。そして、前記上部部材Ｋ₁を
下部部材Ｋ₂の上方位置から図示白矢印の如く、下方に
移動し、前述の如く、両部材を結合し、セグメントドラ
ムＳ₁を所定の径に拡縮する。

【００２８】前記測定器５０₁、５０₂により決められた
セグメントドラム片板１とその向き合った側に位置する
セグメントドラム片板１の定まったポイントの距離を測
定し、セグメントドラムＳ₁の径を確認する。該測定器
５０₁、５０₂は、光源（ＬＥＤ）と検出器（フォトトラ
ジスタ）からなる光学系と、前記光学系をスケールが移
動することにより、移動距離を電気信号に変換する公知
の測定装置で実現しうる。巻鉄心製造装置により巻鉄心
製作終了後は、巻鉄心Ｍ₁を矢印の如く移送し、同様に
して測定器５０₁、５０₂で該巻鉄心Ｍ₁の径を確認する
ことができる。

【００２９】前記本発明の一実施形態を説明したが、本
発明は上記実施形態に限定されるものでなく、多くの実
施形態の変形が考えられる。図８に、セグメントドラム
の他の構造例を示すものである。これは、前記巻き取り
ローラ１２、１８が、セグメントドラム片板１間に、は
まり込むのを防ぐために、各セグメントドラム片板１
に、スカート板４８を取り付けたものであり、図９に示
す如く、拡大した時でも該スカート板４８が隙間なく隣
接して、前記スカート板４８のスプリングバックによ
り、セグメントドラムの円形状が常に保たれている構造
となつている。

【００３０】また、図１０に示す様にセグメントドラム
の最拡大時においても、相互に重なり合う一枚のスカー
ト板をセグメントドラム板に取り付けた構造としてもよ
い。なお、拡縮セグメントドラムは、外径１９７〜３０
０ｍｍの範囲で１台、外径３００〜４００ｍｍの範囲で
１台、外径４００〜５００ｍｍの範囲で１台と、合計３
台により巻鉄心機種に対応するのが、強度的、かつ経済
的に最も良好な設計である。

【００３１】

【発明の効果】以上のように、本発明の構成によれば、
製作する巻鉄心の機種変更時において、専用セグメント
ドラムの交換によるその作業に工数と労力を低減し、巻
鉄心の機種変更による専用セグメントドラムの準備が不
要となり、コストの低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る巻鉄心製造装置の一実施形態の構
成図である。

【図２】図１の巻鉄心製造装置のセグメントドラムの断
面図である。

【図３】図２のセグメントドラムの拡縮機構の要部拡大
図である。

【図４】図３のセグメントドラムの拡大図である。

【図５】図２の拡縮機構の要部斜視図である。

【図６】図３のセグメントドラムにおける測定器の使用
説明図である。

【図７】図３の拡縮機構における使用説明図である。

【図８】図１の巻鉄心製造装置のセグメントドラムの一
実施形態図である。

【図９】図１の巻鉄心製造装置のセグメントドラムの他
の一実施形態図である。

【図１０】図１の巻鉄心製造装置のセグメントドラムの
さらに他の一実施形態図である。

【図１１】図５の拡縮機構のセグメントドラム片板の係
合部の略示説明図である。

【図１２】従来の巻鉄心製造装置の側面図である。

【符号の説明】

Ｓ…セグメントドラム、Ｋ…拡縮機構、Ｍ…巻鉄心、１
…セグメントドラム片板、３…帯材ブロック、１２、１
８…ガイドローラ、１３…駆動ベルト、２１…上下シリ
ンダ、２２…サドル、２３…サーボモータ、２４…チェ
ーン、２５、３３…クラッチ、２６…ウエッジブロッ
ク、２７…クランプシリンダ、３１…フランジ、３２…
ベース、３４、３５…傘歯車、３６…ねじ軸、３７…貫
通穴、３８…テーパー穴、４０…レール材、４５…ねじ
ナット、４８…スカート板、５０…測定器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者須貝一成新潟県北蒲原郡中条町大字富岡46番地１株式会社日立製作所産業機器事業部内 (72)発明者石附潤一新潟県北蒲原郡中条町大字富岡46番地１株式会社日立製作所産業機器事業部内 (56)参考文献特開昭61−219423（ＪＰ，Ａ) 実開昭56−4241（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01F 41/02

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】円筒を軸方向に分割した複数の円弧片を同
一径の円周上に配列したセグメントドラムと、前記セグメントドラムを巻鉄心内径に応じて拡大・縮小
可能な拡縮機構と、前記セグメントドラムの周囲に配設され、駆動ベルトで
駆動される帯材ブロックの複数のガイドローラと、前記帯材ブロックを搬送する搬送機構と、これらを制御する制御装置を具備し、前記セグメントドラムは、最拡大時でも隣接し合う前記
円弧片の間隙に前記ガイドローラが噛みこまれないよう
に、前記隣接し合う円弧片の長手方向の側縁部にスカー
トを設け、該スカートが相互にラップする構造もしくは
隙間なく接しあう構造にしたことを特徴とする巻鉄心製
造装置。
【請求項２】請求項１記載の巻鉄心製造装置において、前記セグメントドラムの径方向で相互に対向し合う円弧
片間の径方向の距離を計測し、前記セグメントドラム径
を調整することを特徴とする巻鉄心製造装置。
【請求項３】請求項１記載の巻鉄心製造装置において、前記セグメントドラムの拡縮機構は、駆動部により下降
し、位置決め部を備えた一のクラッチを内設し、且つ一
の係合部を有する一の固定部材とからなる上部部材と、
前記一の係合部と係合する他の係合部を有する他の固定
部材と、前記他の固定部材内に設けた他のクラッチと、
前記複数の円弧片をスライド自在に前記他の固定部材に
取り付けるそれぞれのスライド部材と、前記他のクラッ
チと動力伝達機構を介して係合し、且つ前記一のクラッ
チの位置決めに応じ、前記複数の円弧片を移動させるそ
れぞれ回転部材とからなる下部部材からなり、前記一の
係合部と他の係合部を押圧部材により緊合すると共に、
一のクラッチと他のクラッチを係合させることにより、
前記上部部材と前記下部部材を固定し、前記一のクラッ
チの位置決めが前記他のクラッチを介して前記回転部材
の位置決めをし、前記回転部材の位置決めに応じて前記
円弧片を所定位置に移動させることを特徴とする巻鉄心
製造装置。