JP3629240B2 - 鉄心横巻バインド装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、変圧器の鉄心製作において、薄板積層構造の鉄心に、バインドテープを巻き付け結束固定する鉄心横巻バインド装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
変圧器の鉄心の製作にあたっては、通常、０．２５〜０．３５ｍｍの薄い珪素鋼板（以下、適宜、薄板鋼板という）を所定寸法に切断し、鉄心起立装置の水平積載部に積層させて鉄心を形成した後、ガラス製のバインドテープを巻き付け、結束固定する。その後、鉄心起立装置の水平積載部を起立させ、結束固定された鉄心に導体コイルが挿入される。
【０００３】
薄板鋼板を積層した鉄心を水平状態にしてバインドテープを巻き付け、結束固定する従来技術としては、特開昭５５−７８５１６号公報に記載のものがある。これは鉄心を挿通可能なＣ字形状の欠円鎖歯車を枠体に回転自在に支承し、欠円鎖歯車を駆動チェーンにより回転駆動するとともに、欠円鎖歯車上にはバインドテープリールと、このリールから引き出されるバインドテープに張力を加えるテンションローラとを設けている。また、薄板鋼板を積層した鉄心を複数の受台で支承し、各受台に油圧シリンダを設け、上方から鉄心にかけられたワイヤの両端を油圧シリンダにより引き下げ、鉄心の積層薄板鋼板を締め付け固定する鉄心締め付け装置を備えている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術には以下のような問題がある。
【０００５】
鉄心に適切にバインドテープを巻き付けるためには、所定のテープ張力が必要である。テープ張力が変動すると、薄板鋼板間の密着度合にバラツキが生じ、鉄心の電磁気特性が要求されるものから異なるものとなってしまう。また、一般に鉄心をバインドテープで結束固定した後は、鉄心全体を起立させて導体コイルを挿入するが、テープ張力が弱いと鉄心を起立させた時に薄板鋼板がズレるという問題を生じる。
【０００６】
上記特開昭５５−７８５１６号公報に記載の従来技術では、テンションローラによりバインドテープに一定の張力を加えようとしている。しかし、テンションローラだけでの張力制御では、バインドテープが繰り出されるリール側での張力変動は防止できず、結果として鉄心に巻き付けられるバインドテープの張力も変動してしまうという問題がある。
【０００７】
つまり、バインドテープの巻き付けが進み、リール上のバインドテープが減少すると、それに伴いバインドテープのロール径が減少するため、リールに生じるブレーキトルクを調整することなく巻き出すものでは、そのロール径の減少に伴いリールから繰り出されるバインドテープの張力が大きくなり、この張力変動が鉄心に巻き付けられるバインドテープに影響を及ぼし、鉄心に巻き付けられるバインドテープの張力も変動してしまう。
【０００８】
また、Ｃ型の欠円鎖歯車を鉄心周囲で回転させることでバインドテープを鉄心に巻き付けているが、欠円鎖歯車の軸心と鉄心の軸心がずれていると、そのずれによっても鉄心に巻き付けられるバインドテープの張力が変動してしまう。
【０００９】
このように、特開昭５５−７８５１６号公報に記載の従来技術では、鉄心に巻き付けられるバインドテープの張力が変動するため鉄心を構成する積層薄板鋼板の密着度合も変動し、鉄心の品質特性（電磁気特性）にバラツキを生じるという問題がある。
【００１０】
本発明の目的は、鉄心を構成する積層薄板鋼板の密着度合を均一にし、製品特性を均一にすることのできる鉄心横巻バインド装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、第１の発明は、水平積載部に複数の薄板鋼板を積層して形成した鉄心にバインドテープを巻き付け、結束固定する鉄心横巻バインド装置において、前記水平積載部に前記鉄心の上方部分を取り囲むように設置される門型フレームと、この門型フレームに前記鉄心の周囲を回転するよう設けられ、円周方向の一部に切り欠きを有するＣ型旋回リングと、このＣ型旋回リングに設けられた前記バインドテープのボビンと、前記Ｃ型旋回リングに設けられ、前記ボビンから繰り出されるバインドテープが配線されることで、前記鉄心に巻き付けられるバインドテープに張力を与えるブレーキローラと、前記Ｃ型旋回リングに回転力を与える回転駆動手段であって、前記Ｃ型旋回リングを回転させることにより前記ボビンからバインドテープを繰り出し、前記ブレーキローラにより張力を与えつつ前記バインドテープを前記鉄心に巻き付ける前記Ｃ型旋回リングの回転駆動手段と、前記回転駆動手段により前記ボビンから前記バインドテープを繰り出すとき、前記ボビン上のバインドテープの減少に応じて変化するブレーキ力を前記ボビンに与え、繰り出しテープの張力変化を抑える繰り出し張力保持機構と、前記Ｃ型旋回リングに設けられ、前記複数のブレーキローラを経由し前記鉄心に巻き付けられるバインドテープが配線されることで、前記鉄心の中心と前記Ｃ型旋回リングの中心のずれによって発生するバインドテープの張力の変動を吸収する張力変動防止機構とを備えることを特徴とする鉄心横巻バインド装置にある。
【００１２】
第１の発明によれば、繰り出し張力保持機構を設け、ボビン上のバインドテープの減少に応じて変化するブレーキ力をボビンに与え、繰り出しテープの張力変化を抑えることにより、ブレーキローラにより張力を与えつつ鉄心に巻き付けられるバインドテープの張力変動が小さくなり、鉄心を構成する積層薄板鋼板の密着度合を均一にし、製品特性を均一にすることができる。また、張力変動防止機構を設けることにより、鉄心の中心とＣ型旋回リングの中心がずれている場合でも、鉄心に巻き付けられるバインドテープの張力変動は小さくなり、鉄心を構成する積層薄板鋼板の密着度合を均一にし、製品特性を均一にすることができる。
【００１３】
第２の発明は、第１の発明において、繰り出し張力保持機構は、前記ボビンに係合可能なブレーキパッドが設けられたブレーキアームと、前記ブレーキパッドを前記ボビンの押し付け方向に付勢するよう一端側を前記ブレーキアームに連結されたバネと、このバネの他端側に連結され、かつ前記ボビン上のバインドテープ残量に応じて回動するよう取り付けられ、バインドテープ残量が減少するに従い前記バネの付勢力を小さくし、前記ブレーキパッドのブレーキ力を小さくするテープ残量チェックアームとを有することを特徴とする鉄心横巻バインド装置にある。
【００１４】
このようにバインドテープ残量が減少するに従ってバネの付勢力を小さくしブレーキパッドのブレーキ力を小さくすることにより、ボビンに加わるブレーキトルクも小さくなり、その結果、ブレーキトルクをバインドテープのロール径で割ることにより得られるバインドテープの繰り出し張力の変化が小さくなる。
【００１７】
第３の発明は、第１の発明において、門型フレームの上部に設けられ、前記鉄心に押し付け力を付与する押し付け機構と、前記門型フレームの下部に設けられ、前記水平積載部に係合可能な引っ掛け部とを有し、この引っ掛け部で前記押し付け機構の反力を受けることで前記鉄心に締め付け力を与え、鉄心の積層薄板鋼板を密着固定する鉄心押し付け機構を更に備えることを特徴とする鉄心横巻バインド装置にある。
【００１８】
このように鉄心押し付け機構を設け、鉄心の積層薄板鋼板を密着固定することにより、積層薄板鋼板を一様に密着させながらバインドテープを巻き付けることができ、更に鉄心を構成する積層薄板鋼板の密着度合を均一にし、製品特性を均一にすることができる。
【００１９】
第４の発明は、水平積載部に複数の薄板鋼板を積層して形成した鉄心にバインドテープを巻き付け、結束固定する鉄心横巻バインド装置において、前記水平積載部に前記鉄心の上方部分を取り囲むように設置される門型フレームと、この門型フレームに前記鉄心の周囲を回転するよう設けられ、円周方向の一部に切り欠きを有するＣ型旋回リングと、このＣ型旋回リングに設けられた前記バインドテープのボビンと、前記Ｃ型旋回リングに設けられ、前記ボビンから繰り出されるバインドテープが配線されることで、前記鉄心に巻き付けられるバインドテープに張力を与えるブレーキローラと、前記Ｃ型旋回リングに回転力を与える回転駆動手段であって、前記Ｃ型旋回リングを回転させることにより前記ボビンからバインドテープを繰り出し、前記ブレーキローラにより張力を与えつつ前記バインドテープを前記鉄心に巻き付ける前記Ｃ型旋回リングの回転駆動手段と、前記Ｃ型旋回リングに設けられ、前記複数のブレーキローラを経由し前記鉄心に巻き付けられるバインドテープを配線することで、前記鉄心の中心と前記Ｃ型旋回リングの中心のずれによって発生するバインドテープの張力の変動を吸収する張力変動防止機構とを備えることを特徴とする鉄心横巻バインド装置にある。
【００２０】
第４の発明によれば、第１の発明で述べたように、鉄心の中心とＣ型旋回リングの中心がずれている場合でも、鉄心に巻き付けられるバインドテープの張力変動は極力小さくなり、鉄心を構成する積層薄板鋼板の密着度合を均一にし、製品特性を均一にすることができる。
【００２１】
第５の発明は、第４の発明において、張力変動防止機構は、前記Ｃ型旋回リングに固定されたガイドレールと、このガイドレールにスライド可能に設置されたスライドテーブルと、このスライドテーブルの一端側に設けられ、前記鉄心に巻き付けられるバインドテープを懸架するフリーローラと、前記スライドテーブルの他端側に設けられ、ワイヤが巻き付けられたフリーローラと、前記ワイヤに連結され、前記スライドテーブルに牽引力を付与する定荷重バネ機構とを有することを特徴とする鉄心横巻バインド装置にある。
【００２２】
これにより複数のブレーキローラを経由し鉄心に巻き付けられるバインドテープに常に定荷重バネ機構の牽引力を付与することができ、鉄心の中心とＣ型旋回リングの中心のずれによって発生するバインドテープの張力変動を吸収することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
【００２６】
図１は、本発明の一実施の形態に係わる鉄心横巻バインド装置の正面図である。図１において、鉄心起立装置１０４の水平積載部１０５に設けられた受台１０３上に薄板の珪素鋼板を複数枚積層してなる鉄心１０１が形成されており、水平積載部１０５上には、鉄心１０１にバインドテープ１７を巻き付け、結束固定する本実施の形態による鉄心横巻バインド装置１が設置されている。
【００２７】
鉄心横巻バインド装置１は、水平積載部１０５に鉄心１０１の上方部分を取り囲むように設置される門型フレーム２と、この門型フレーム２に鉄心１０１の周囲を回転するよう支持され、円周方向の一部に切り欠き４ａを有するＣ型旋回リング４と、このＣ型旋回リング４に設けられ、バインドテープロール１８を装着するボビン６と、Ｃ型旋回リング４に設けられ、ボビン６から繰り出されるバインドテープ１７が配線されることで、鉄心１０１に巻き付けられるバインドテープ１７に所定の張力を与える２個のブレーキローラ５と、Ｃ型旋回リング４に回転力を与える回転駆動機構８とを備え、Ｃ型旋回リング４を回転させることによりボビン６からバインドテープ１７を繰り出し、ブレーキローラ５により所定の張力を与えつつバインドテープ１７を鉄心１０１に巻き付ける。
【００２８】
回転駆動機構８は、Ｃ型旋回リング４の外周に形成されたスプロケット１０と、門型フレーム２に設けられたフリースプロケット１１に配線され門型フレーム２の全周に張り渡され、Ｃ型旋回リング４のスプロケット１０とかみ合うエンドレスチェーン１２と、このチェーン１２に駆動力及び制動力を与える油圧モータ１３及び電磁ブレーキ１２とで構成されている。門型フレーム２の下部には鉄心横巻バインド装置１を水平積載部１０５上で移動可能とする搬送装置１５が設けられ、門型フレーム２の内周側にはバインドテープ１７の端部を保持するためのテープ固定冶具１６が備えられている。
【００２９】
また、鉄心横巻バインド装置１は、回転駆動機構８によりボビン６からバインドテープ１７を繰り出すとき、ボビン６上のバインドテープ１７の減少に応じて変化するブレーキ力をボビン６に与え、繰り出しテープの張力変化を抑える張力保持機構７と、Ｃ型旋回リング４に設けられ、ブレーキローラ５を経由し鉄心１０１に巻き付けられるバインドテープ１７が配線されることで、鉄心１０１の軸心ＯｔとＣ型旋回リング４の軸心Ｏｒのずれによって発生するバインドテープ１７の張力の変動を吸収する張力変動防止機構８と、門型フレーム２の上部に設けられ、鉄心１０１に押し付け力を付与する押し付け機構９と、門型フレーム２の下部に設けられ、受台１０３の下部に形成された凸部１０３ａに係合可能な引っ掛け部１４とを備えている。押し付け機構９と引っ掛け部１４は、引っ掛け部１４で押し付け機構９の反力を受けることで鉄心１０１に締め付け力を与え、鉄心１０１の積層薄板鋼板を密着固定する鉄心押し付け機構を構成する。
【００３０】
図２及び図３にボビン６及び張力保持機構７の詳細を示す。
【００３１】
ボビン６はバインドテープロール１８を収容するリール１９を有し、このリール１９はＣ型旋回リング４に設けられたシャフト２１にベアリング２１ａを介して回転自在に支承されている。
【００３２】
張力保持機構７は、リール１９に同軸的に結合され外周側面にＶ字溝２０ａを形成したＶ字溝リング２０と、このＶ字溝リング２０のＶ字溝２０ａに係合可能なブレーキパッド２５を備え、ピン２３ａによりＣ型旋回リング４に枢支されたブレーキアーム２３と、ブレーキパッド２５をＶ字溝リング２０の押し付け方向に付勢するよう一端側をブレーキアーム２３に連結されたコイルバネ２６と、このコイルバネ２６の他端側に連結され、かつボビン６上のバインドテープ残量に応じて回動するようピン２２ａによりＣ型旋回リング４に枢支されるとともに、先端部にテープロール１８に接触するローラ２４を備え、テープロール１８のバインドテープ残量が減少するに従いコイルバネ２６の付勢力を小さくし、ブレーキパッド２５のブレーキ力を小さくするテープ残量チェックアーム２２とで構成されている。
【００３３】
このようにバインドテープ残量が減少するに従ってコイルバネ２６の付勢力を小さくしブレーキパッド２５のブレーキ力を小さくすることにより、ボビン６に加わるブレーキトルクも小さくなり、その結果、ブレーキトルクをバインドテープ１７のロール１８の半径で割ることにより得られるバインドテープ１７の繰り出し張力をほぼ一定に保つことができる。また、コイルバネ２６は、必要とする所定のテープ張力に合わせてバネ定数を選定することができ、それにより繰り出し張力を保持するための設定が容易に行える。
【００３４】
なお、ボビン６内に摩擦力が内在していることにより常に一定のブレーキトルクが付加されている場合には、ボビン６自体がテープ残量の減少に伴い繰り出し張力を増加させるようになるが、この場合でもコイルバネ２６のバネ定数の調整によってブレーキパッド２５が与えるブレーキトルクをテープ残量の減少に伴い減少するように設定することにより、繰り出し張力とブレーキトルクのそれぞれの変化を相殺させ、結果的にバインドテープ１７に付与する合成張力をほぼ一定に保つことができる。
【００３５】
図５に張力変動防止機構８の詳細を示す。
張力変動防止機構８は、Ｃ型旋回リング４に固定されたガイドレール３１と、このガイドレール３１にスライド可能に設置されたスライドテーブル３２と、このスライドテーブル３２の一端側に設けられ、鉄心１０１に巻き付けられるバインドテープ１７を懸架するテープ用フリーローラ３３と、スライドテーブル３２の他端側に設けられたワイヤ用フリーローラ３４と、一端が固定ピン３０によりＣ型旋回リング４に取り付けられワイヤ用フリーローラ３４に巻き付けられたワイヤ３５を介しスライドテーブル３２にほぼ一定の牽引力を付与する定荷重バネ機構５０とを有している。
【００３６】
定荷重バネ機構５０は、Ｃ型旋回リング４に取り付けられた円弧形状のサポート５１に周方向に並設された７つのらせんバネ２７と、これららせんバネ２７の各自由端に結合された連結ステー２８とを有し、連結ステー２８の一端はピン２９によりワイヤ３５に連結されている。５２、５３はスライドテーブル３２の抜け出しを防止するストッパーである。
【００３７】
このような構成により、ブレーキローラ５を経由し鉄心１０１に巻き付けられるバインドテープ１７に常に定荷重バネ機構５０からの所定テープ張力よりも少し小さいほぼ一定の牽引力を付与することができる。このためテープ張力の増減変動時には、定荷重バネ機構５０からの牽引力とテープ張力が釣り合うまでスライドテーブル３２が移動することでバインドテープ１７の緩みやテープ張力の超過分が取り除かれる。その結果、鉄心１０１の軸心ＯｔとＣ型旋回リング４の軸心Ｏｒのずれによって発生するバインドテープ１７の張力変動を吸収することができる。
【００３８】
図１に戻り、押し付け機構９は、門型フレーム２の上部に設置されたブラケット３６と、ブラケット３６に鉛直方向に固定されたガイド３７と、このガイド３７を摺動するロッド３７ａに取り付けられＣ型旋回リング４に対し昇降可能に設置された当接部３８と、ブラケット３６に取り付けられ当接部３８に押し付け力を与える油圧シリンダ３９とを有している。このような構成により、押し付け機構９は、油圧シリンダ３９を伸長作動させることで当接部３８を下方に向けて付勢降下できるようになっている。
【００３９】
前述したように、押し付け機構９と引っ掛け部１４は、引っ掛け部１４で押し付け機構９の反力を受けることで鉄心１０１に締め付け力を与え、鉄心１０１の積層薄板鋼板を密着固定する鉄心押し付け機構を構成しており、これにより積層薄板鋼板を一様に密着させながらバインドテープ１７を巻き付けることができる。
【００４０】
以上のように構成した本実施形態の鉄心横巻バインド装置１により巻き付け作業を行うに際しては、まず積層薄板鋼板の鉄心１０１を受台１０３へ強固に固定するため、押し付け機構９の油圧シリンダ３９を伸長作動させて当接部３８を降下し、鉄心１０１の上部に当接させて付勢力を付与する。このとき図示するように、引っ掛け部１４を受台１０３下部の凸部１０３ｅに係合させる状態とする。これにより、引っ掛け部１４が油圧シリンダ３９の付勢作動に対する上向きの反力を受け、バインド装置１全体が上昇するのを防ぐとともに鉄心１０１に締め付け力を与えることができる。
【００４１】
そして巻き付け作業開始時には、門型フレーム２に設置したテープ固定治具１６にバインドテープ１７の先端を固定し、その後に油圧モータ１１を作動させてＣ形旋回リング４を速やかに旋回させる。これにより、バインドテープ１７がボビン６から繰り出されるとともに所定のテープ張力が与えられ、鉄心１０１へ確実に巻き付けられることになる。
【００４２】
ここで巻き付け作業中におけるテープ張力は、ボビン６からの繰り出し張力と、複数のブレーキローラ５から付与される張力とを合わせた大きさとなるが、上述した張力保持機構７の機能によりボビン６からの繰り出し張力はほぼ一定に保持されるため鉄心１０１に巻き付けられるテープ張力も一定にすることができる。
【００４３】
またバインド装置１の載置時にはほとんどの場合、鉄心１０１の軸心ＯｔとＣ型旋回リング４の軸心Ｏｒがずれる位置関係となることから、Ｃ型旋回リング４の旋回時にはテープ張力に周期的な変動が生じやすくなっているが、上述した張力変動防止機構９の機能によりそのようなバインドテープ１７の張力変動が吸収されるため、これによってもまた鉄心１０１に巻き付けられるテープ張力を一定にすることができる。
【００４４】
巻き付け作業終了時には、油圧モータ１１の駆動を停止した後すぐに電磁ブレーキ１２の瞬時的な制動によってＣ型旋回リング４に急ブレーキを掛ける。これにより停止時におけるバインドテープ１７の張力低下を抑制し、ゆるみを防ぐことができる。その後にバインドテープ１７の切断と後処理を行うことにより、１つのバインド位置における巻き付け作業が完了する。次バインド位置への移動は、当接部３８を上昇させて鉄心１０１の締付を解除し、門型フレーム２下方に設置した搬送装置１５のローラにより移動させる。
【００４５】
ここで、Ｃ型旋回リング４の駆動源として油圧モータ１１を使用する利点について説明する。
まずＣ型旋回リング４を駆動させるのには大きな出力が必要であり、そのため電気モータを使用する場合にはモータの外観寸法が大きくなる問題がある。このようなモータの外観寸法の拡大化を回避するために、または所定の駆動力とリング回転速度を得るために減速器が必要となる。以上のように電気モータを用いる場合には、減速器の設置が必要不可欠となり、省スペース化が妨げられる。しかし、油圧モータ１１は外部で発生された油圧のエネルギーを利用して駆動するので、その分製品寸法を小さくでき、省スペース化が図れることになる。
【００４６】
また回転駆動中に過剰な負荷がかかった場合の処理に関しても、電気モータの場合には、バイメタル等の熱反応によりスイッチングを行うサーマルリレーなどの過負荷保護装置を設置し、保護機能が働いて電気モータを一旦停止させた後に再起動をさせる場合は、復帰動作が必要となる。しかし、油圧モータ１１の場合は、油圧ユニットにリリーフ弁を搭載することで、装置を停止させることやその後の復帰動作までを行う必要はない。
【００４７】
次に、本実施の形態による鉄心横巻バインド装置１を用いた鉄心１０１の製作工程を概略的に説明する。
まず、図５に示すように鉄心起立装置１０４の水平積載部１０５に受台１０３が設置され、その上に薄板の珪素鋼板を積層することにより複数の鉄心１０１を有する鉄心部材１００が形成される。本実施の形態のバインド装置１は、Ｃ型旋回リング４の切り欠き４ａと門型フレーム２の下方開放部２ａとが一致した状態で、クレーン等の搬送手段により持ち上げられて移動し、１つの鉄心１０１に対して上方から切り欠き４ａに挿入させるように下げ降ろして、バインド装置１の内周側に鉄心１０１を遊嵌させるよう載置される。
【００４８】
次に、バインド装置１は鉄心１０１に所定間隔で設定されたバインド位置へ移動させて位置決めする。このとき門型フレーム２の下方に設けられた搬送装置１５のローラにより、人手でも容易に移動させることができる。
【００４９】
所定のバインド位置において、バインド装置１はまず押し付け機構９により鉄心１０１を付勢することで積層薄板鋼板を密着固定させ、その後に所定のテープ張力でガラス製のバインドテープ１７を複数回巻き付け、積層薄板鋼板の鉄心１０１を一体に結束固定させる。
【００５０】
１つの鉄心１０１における各バインド位置間の移動においてもローラを備える搬送装置１５により容易に行うことができ、また１つの鉄心１０１における全てのバインド位置で巻き付けが完了した後は、クレーン等の搬送手段により他の巻き付け作業の行っていない鉄心１０１へ移動させて、同様に巻き付け作業を実施する。
【００５１】
全ての鉄心１０１の巻き付けが完了した時点で、積層薄板鋼板の鉄心部材１００全体が一体に結束固定されるため、確実に起立させることが可能となる。図６はバインド後の鉄心部材１００を載置した鉄心起立装置１０４の起立前と起立後の状態の側面図であり、図示するように鉄心起立装置１０４の先端に設けたピン１０６を利用してクレーン作業により起立させる。起立させた鉄心１０１は、吊り上げて次の変圧器組立工程へ移される。
【００５２】
以上のように構成した本実施の形態においては、ボビン６上のバインドテープ１７の減少に応じて変化するブレーキ力をボビン６に与え、バインドテープ１７の繰り出し張力の変化を抑えることにより、ブレーキローラ５により張力を与えつつ鉄心１０１に巻き付けられるバインドテープ１７の張力をほぼ一定にすることができ、鉄心１０１を構成する積層薄板鋼板の密着度合を均一にし、製品特性を均一にすることができる。
【００５３】
また、張力変動防止機構８により、巻き付け作業中に瞬間的なテープ張力の変動が生じても、適切にその張力の変動分を吸収することができる。従って、鉄心１０１の軸心ＯｔとＣ型旋回リング４の軸心Ｏｒがずれている場合でも、テープ張力の変動を抑えて確実な巻き付けが可能となる。また、テープ１７を巻き付ける鉄心１０１の断面形状が真円形状となっていない場合にもテープ張力に周期的な変動が生じるが、張力変動防止機構８はそのような変動も同様に抑えることができ、例えば図５に示す鉄心部材１００の両端側に位置する略半円形状の鉄心１０２の巻き付け作業にも適用できる。
【００５４】
また、押し付け機構９により鉄心１０１の上部を押さえ付けるとともに、門型フレーム２が引っ掛け部１４を介して押し付け機構９からの付勢力の反力を受けることができるため、積層薄板鋼板の鉄心１０１を確実に受台１０３へ押し付け固定することができる。またこの押し付け固定は、バインド装置１を鉄心１０１及び受台１０３に対して適切に配置した状態で押し付け機構９の油圧シリンダ３９を作動させるだけで行うことができる。従ってこのように鉄心押し付け機構の操作性がよいことから、巻き付け作業を繰り返し行う場合でも積層薄板鋼板の密着固定を容易に行うことができる。
【００５５】
以上より、本実施の形態の鉄心横巻バインド装置１によれば、鉄心１０１を構成する積層薄板鋼板の密着度合を均一にし、製品特性を均一にすることができる。
【００５６】
【発明の効果】
本発明によれば、ボビン上のバインドテープの減少に応じて変化するブレーキ力をボビンに与え、繰り出しテープの張力変化を抑えることにより、ブレーキローラにより張力を与えつつ鉄心に巻き付けられるバインドテープの張力変動が小さくなり、鉄心を構成する積層薄板鋼板の密着度合を均一にし、製品特性を均一にすることができる。
【００５７】
また本発明によれば、鉄心の中心とＣ型旋回リングの中心がずれている場合でも、鉄心に巻き付けられるバインドテープの張力変動は小さくなり、鉄心を構成する積層薄板鋼板の密着度合を均一にし、製品特性を均一にすることができる。
【００５８】
また本発明によれば、積層薄板鋼板を一様に密着させながらバインドテープを巻き付けることができ、鉄心を構成する積層薄板鋼板の密着度合を更に均一にし、製品特性を均一にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による鉄心横巻バインド装置の正面図である。
【図２】ボビン及び張力保持機構の拡大正面図である。
【図３】ボビン及び張力保持機構の拡大側断面図である。
【図４】Ｃ型形状リング上に設けられた張力変動防止機構の拡大正面図
【図５】鉄心起立装置上に設置された受台及び鉄心部材及び鉄心横巻バインド装置の全体斜視図である。
【図６】バインド後の鉄心部材を載置した鉄心起立装置の起立前と起立後の状態の側面図である。
【符号の説明】
１ 鉄心横巻バインド装置
２ 門型フレーム
２ａ 下方開放部
４ Ｃ型旋回リング
４ａ 切り欠き
５ ブレーキローラ
６ ボビン
７ 張力保持機構
８ 張力変動防止機構
９ 押し付け機構
１０ エンドレスチェーン
１１ 油圧モータ
１２ 電磁ブレーキ
１４ 引っ掛け部
１５ 搬送装置
１６ テープ固定冶具
１７ バインドテープ
１８ バインドテープのロール
１９ リール
２０ Ｖ字溝リング
２０ａ Ｖ字溝
２２ テープ残量チェックアーム
２３ ブレーキアーム
２５ ブレーキパッド
２６ コイルバネ
２７ らせんバネ
２８ 連結ステー
３１ ガイドレール
３２ スライドテーブル
３３ テープ用フリーローラ
３４ ワイヤ用フリーローラ
３５ ワイヤ
３８ 当接部
３９ 油圧シリンダ
５０ 定荷重バネ機構
１００ 鉄心部材
１０１ 鉄心
１０２ 半円形状鉄心
１０３ 受台
１０４ 鉄心起立装置
１０５ 水平積載部
Ｏｔ 鉄心の軸心
Ｏｒ Ｃ型旋回リングの軸心
【発明の属する技術分野】
本発明は、変圧器の鉄心製作において、薄板積層構造の鉄心に、バインドテープを巻き付け結束固定する鉄心横巻バインド装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
変圧器の鉄心の製作にあたっては、通常、０．２５〜０．３５ｍｍの薄い珪素鋼板（以下、適宜、薄板鋼板という）を所定寸法に切断し、鉄心起立装置の水平積載部に積層させて鉄心を形成した後、ガラス製のバインドテープを巻き付け、結束固定する。その後、鉄心起立装置の水平積載部を起立させ、結束固定された鉄心に導体コイルが挿入される。
【０００３】
薄板鋼板を積層した鉄心を水平状態にしてバインドテープを巻き付け、結束固定する従来技術としては、特開昭５５−７８５１６号公報に記載のものがある。これは鉄心を挿通可能なＣ字形状の欠円鎖歯車を枠体に回転自在に支承し、欠円鎖歯車を駆動チェーンにより回転駆動するとともに、欠円鎖歯車上にはバインドテープリールと、このリールから引き出されるバインドテープに張力を加えるテンションローラとを設けている。また、薄板鋼板を積層した鉄心を複数の受台で支承し、各受台に油圧シリンダを設け、上方から鉄心にかけられたワイヤの両端を油圧シリンダにより引き下げ、鉄心の積層薄板鋼板を締め付け固定する鉄心締め付け装置を備えている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術には以下のような問題がある。
【０００５】
鉄心に適切にバインドテープを巻き付けるためには、所定のテープ張力が必要である。テープ張力が変動すると、薄板鋼板間の密着度合にバラツキが生じ、鉄心の電磁気特性が要求されるものから異なるものとなってしまう。また、一般に鉄心をバインドテープで結束固定した後は、鉄心全体を起立させて導体コイルを挿入するが、テープ張力が弱いと鉄心を起立させた時に薄板鋼板がズレるという問題を生じる。
【０００６】
上記特開昭５５−７８５１６号公報に記載の従来技術では、テンションローラによりバインドテープに一定の張力を加えようとしている。しかし、テンションローラだけでの張力制御では、バインドテープが繰り出されるリール側での張力変動は防止できず、結果として鉄心に巻き付けられるバインドテープの張力も変動してしまうという問題がある。
【０００７】
つまり、バインドテープの巻き付けが進み、リール上のバインドテープが減少すると、それに伴いバインドテープのロール径が減少するため、リールに生じるブレーキトルクを調整することなく巻き出すものでは、そのロール径の減少に伴いリールから繰り出されるバインドテープの張力が大きくなり、この張力変動が鉄心に巻き付けられるバインドテープに影響を及ぼし、鉄心に巻き付けられるバインドテープの張力も変動してしまう。
【０００８】
また、Ｃ型の欠円鎖歯車を鉄心周囲で回転させることでバインドテープを鉄心に巻き付けているが、欠円鎖歯車の軸心と鉄心の軸心がずれていると、そのずれによっても鉄心に巻き付けられるバインドテープの張力が変動してしまう。
【０００９】
このように、特開昭５５−７８５１６号公報に記載の従来技術では、鉄心に巻き付けられるバインドテープの張力が変動するため鉄心を構成する積層薄板鋼板の密着度合も変動し、鉄心の品質特性（電磁気特性）にバラツキを生じるという問題がある。
【００１０】
本発明の目的は、鉄心を構成する積層薄板鋼板の密着度合を均一にし、製品特性を均一にすることのできる鉄心横巻バインド装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、第１の発明は、水平積載部に複数の薄板鋼板を積層して形成した鉄心にバインドテープを巻き付け、結束固定する鉄心横巻バインド装置において、前記水平積載部に前記鉄心の上方部分を取り囲むように設置される門型フレームと、この門型フレームに前記鉄心の周囲を回転するよう設けられ、円周方向の一部に切り欠きを有するＣ型旋回リングと、このＣ型旋回リングに設けられた前記バインドテープのボビンと、前記Ｃ型旋回リングに設けられ、前記ボビンから繰り出されるバインドテープが配線されることで、前記鉄心に巻き付けられるバインドテープに張力を与えるブレーキローラと、前記Ｃ型旋回リングに回転力を与える回転駆動手段であって、前記Ｃ型旋回リングを回転させることにより前記ボビンからバインドテープを繰り出し、前記ブレーキローラにより張力を与えつつ前記バインドテープを前記鉄心に巻き付ける前記Ｃ型旋回リングの回転駆動手段と、前記回転駆動手段により前記ボビンから前記バインドテープを繰り出すとき、前記ボビン上のバインドテープの減少に応じて変化するブレーキ力を前記ボビンに与え、繰り出しテープの張力変化を抑える繰り出し張力保持機構と、前記Ｃ型旋回リングに設けられ、前記複数のブレーキローラを経由し前記鉄心に巻き付けられるバインドテープが配線されることで、前記鉄心の中心と前記Ｃ型旋回リングの中心のずれによって発生するバインドテープの張力の変動を吸収する張力変動防止機構とを備えることを特徴とする鉄心横巻バインド装置にある。
【００１２】
第１の発明によれば、繰り出し張力保持機構を設け、ボビン上のバインドテープの減少に応じて変化するブレーキ力をボビンに与え、繰り出しテープの張力変化を抑えることにより、ブレーキローラにより張力を与えつつ鉄心に巻き付けられるバインドテープの張力変動が小さくなり、鉄心を構成する積層薄板鋼板の密着度合を均一にし、製品特性を均一にすることができる。また、張力変動防止機構を設けることにより、鉄心の中心とＣ型旋回リングの中心がずれている場合でも、鉄心に巻き付けられるバインドテープの張力変動は小さくなり、鉄心を構成する積層薄板鋼板の密着度合を均一にし、製品特性を均一にすることができる。
【００１３】
第２の発明は、第１の発明において、繰り出し張力保持機構は、前記ボビンに係合可能なブレーキパッドが設けられたブレーキアームと、前記ブレーキパッドを前記ボビンの押し付け方向に付勢するよう一端側を前記ブレーキアームに連結されたバネと、このバネの他端側に連結され、かつ前記ボビン上のバインドテープ残量に応じて回動するよう取り付けられ、バインドテープ残量が減少するに従い前記バネの付勢力を小さくし、前記ブレーキパッドのブレーキ力を小さくするテープ残量チェックアームとを有することを特徴とする鉄心横巻バインド装置にある。
【００１４】
このようにバインドテープ残量が減少するに従ってバネの付勢力を小さくしブレーキパッドのブレーキ力を小さくすることにより、ボビンに加わるブレーキトルクも小さくなり、その結果、ブレーキトルクをバインドテープのロール径で割ることにより得られるバインドテープの繰り出し張力の変化が小さくなる。
【００１７】
第３の発明は、第１の発明において、門型フレームの上部に設けられ、前記鉄心に押し付け力を付与する押し付け機構と、前記門型フレームの下部に設けられ、前記水平積載部に係合可能な引っ掛け部とを有し、この引っ掛け部で前記押し付け機構の反力を受けることで前記鉄心に締め付け力を与え、鉄心の積層薄板鋼板を密着固定する鉄心押し付け機構を更に備えることを特徴とする鉄心横巻バインド装置にある。
【００１８】
このように鉄心押し付け機構を設け、鉄心の積層薄板鋼板を密着固定することにより、積層薄板鋼板を一様に密着させながらバインドテープを巻き付けることができ、更に鉄心を構成する積層薄板鋼板の密着度合を均一にし、製品特性を均一にすることができる。
【００１９】
第４の発明は、水平積載部に複数の薄板鋼板を積層して形成した鉄心にバインドテープを巻き付け、結束固定する鉄心横巻バインド装置において、前記水平積載部に前記鉄心の上方部分を取り囲むように設置される門型フレームと、この門型フレームに前記鉄心の周囲を回転するよう設けられ、円周方向の一部に切り欠きを有するＣ型旋回リングと、このＣ型旋回リングに設けられた前記バインドテープのボビンと、前記Ｃ型旋回リングに設けられ、前記ボビンから繰り出されるバインドテープが配線されることで、前記鉄心に巻き付けられるバインドテープに張力を与えるブレーキローラと、前記Ｃ型旋回リングに回転力を与える回転駆動手段であって、前記Ｃ型旋回リングを回転させることにより前記ボビンからバインドテープを繰り出し、前記ブレーキローラにより張力を与えつつ前記バインドテープを前記鉄心に巻き付ける前記Ｃ型旋回リングの回転駆動手段と、前記Ｃ型旋回リングに設けられ、前記複数のブレーキローラを経由し前記鉄心に巻き付けられるバインドテープを配線することで、前記鉄心の中心と前記Ｃ型旋回リングの中心のずれによって発生するバインドテープの張力の変動を吸収する張力変動防止機構とを備えることを特徴とする鉄心横巻バインド装置にある。
【００２０】
第４の発明によれば、第１の発明で述べたように、鉄心の中心とＣ型旋回リングの中心がずれている場合でも、鉄心に巻き付けられるバインドテープの張力変動は極力小さくなり、鉄心を構成する積層薄板鋼板の密着度合を均一にし、製品特性を均一にすることができる。
【００２１】
第５の発明は、第４の発明において、張力変動防止機構は、前記Ｃ型旋回リングに固定されたガイドレールと、このガイドレールにスライド可能に設置されたスライドテーブルと、このスライドテーブルの一端側に設けられ、前記鉄心に巻き付けられるバインドテープを懸架するフリーローラと、前記スライドテーブルの他端側に設けられ、ワイヤが巻き付けられたフリーローラと、前記ワイヤに連結され、前記スライドテーブルに牽引力を付与する定荷重バネ機構とを有することを特徴とする鉄心横巻バインド装置にある。
【００２２】
これにより複数のブレーキローラを経由し鉄心に巻き付けられるバインドテープに常に定荷重バネ機構の牽引力を付与することができ、鉄心の中心とＣ型旋回リングの中心のずれによって発生するバインドテープの張力変動を吸収することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
【００２６】
図１は、本発明の一実施の形態に係わる鉄心横巻バインド装置の正面図である。図１において、鉄心起立装置１０４の水平積載部１０５に設けられた受台１０３上に薄板の珪素鋼板を複数枚積層してなる鉄心１０１が形成されており、水平積載部１０５上には、鉄心１０１にバインドテープ１７を巻き付け、結束固定する本実施の形態による鉄心横巻バインド装置１が設置されている。
【００２７】
鉄心横巻バインド装置１は、水平積載部１０５に鉄心１０１の上方部分を取り囲むように設置される門型フレーム２と、この門型フレーム２に鉄心１０１の周囲を回転するよう支持され、円周方向の一部に切り欠き４ａを有するＣ型旋回リング４と、このＣ型旋回リング４に設けられ、バインドテープロール１８を装着するボビン６と、Ｃ型旋回リング４に設けられ、ボビン６から繰り出されるバインドテープ１７が配線されることで、鉄心１０１に巻き付けられるバインドテープ１７に所定の張力を与える２個のブレーキローラ５と、Ｃ型旋回リング４に回転力を与える回転駆動機構８とを備え、Ｃ型旋回リング４を回転させることによりボビン６からバインドテープ１７を繰り出し、ブレーキローラ５により所定の張力を与えつつバインドテープ１７を鉄心１０１に巻き付ける。
【００２８】
回転駆動機構８は、Ｃ型旋回リング４の外周に形成されたスプロケット１０と、門型フレーム２に設けられたフリースプロケット１１に配線され門型フレーム２の全周に張り渡され、Ｃ型旋回リング４のスプロケット１０とかみ合うエンドレスチェーン１２と、このチェーン１２に駆動力及び制動力を与える油圧モータ１３及び電磁ブレーキ１２とで構成されている。門型フレーム２の下部には鉄心横巻バインド装置１を水平積載部１０５上で移動可能とする搬送装置１５が設けられ、門型フレーム２の内周側にはバインドテープ１７の端部を保持するためのテープ固定冶具１６が備えられている。
【００２９】
また、鉄心横巻バインド装置１は、回転駆動機構８によりボビン６からバインドテープ１７を繰り出すとき、ボビン６上のバインドテープ１７の減少に応じて変化するブレーキ力をボビン６に与え、繰り出しテープの張力変化を抑える張力保持機構７と、Ｃ型旋回リング４に設けられ、ブレーキローラ５を経由し鉄心１０１に巻き付けられるバインドテープ１７が配線されることで、鉄心１０１の軸心ＯｔとＣ型旋回リング４の軸心Ｏｒのずれによって発生するバインドテープ１７の張力の変動を吸収する張力変動防止機構８と、門型フレーム２の上部に設けられ、鉄心１０１に押し付け力を付与する押し付け機構９と、門型フレーム２の下部に設けられ、受台１０３の下部に形成された凸部１０３ａに係合可能な引っ掛け部１４とを備えている。押し付け機構９と引っ掛け部１４は、引っ掛け部１４で押し付け機構９の反力を受けることで鉄心１０１に締め付け力を与え、鉄心１０１の積層薄板鋼板を密着固定する鉄心押し付け機構を構成する。
【００３０】
図２及び図３にボビン６及び張力保持機構７の詳細を示す。
【００３１】
ボビン６はバインドテープロール１８を収容するリール１９を有し、このリール１９はＣ型旋回リング４に設けられたシャフト２１にベアリング２１ａを介して回転自在に支承されている。
【００３２】
張力保持機構７は、リール１９に同軸的に結合され外周側面にＶ字溝２０ａを形成したＶ字溝リング２０と、このＶ字溝リング２０のＶ字溝２０ａに係合可能なブレーキパッド２５を備え、ピン２３ａによりＣ型旋回リング４に枢支されたブレーキアーム２３と、ブレーキパッド２５をＶ字溝リング２０の押し付け方向に付勢するよう一端側をブレーキアーム２３に連結されたコイルバネ２６と、このコイルバネ２６の他端側に連結され、かつボビン６上のバインドテープ残量に応じて回動するようピン２２ａによりＣ型旋回リング４に枢支されるとともに、先端部にテープロール１８に接触するローラ２４を備え、テープロール１８のバインドテープ残量が減少するに従いコイルバネ２６の付勢力を小さくし、ブレーキパッド２５のブレーキ力を小さくするテープ残量チェックアーム２２とで構成されている。
【００３３】
このようにバインドテープ残量が減少するに従ってコイルバネ２６の付勢力を小さくしブレーキパッド２５のブレーキ力を小さくすることにより、ボビン６に加わるブレーキトルクも小さくなり、その結果、ブレーキトルクをバインドテープ１７のロール１８の半径で割ることにより得られるバインドテープ１７の繰り出し張力をほぼ一定に保つことができる。また、コイルバネ２６は、必要とする所定のテープ張力に合わせてバネ定数を選定することができ、それにより繰り出し張力を保持するための設定が容易に行える。
【００３４】
なお、ボビン６内に摩擦力が内在していることにより常に一定のブレーキトルクが付加されている場合には、ボビン６自体がテープ残量の減少に伴い繰り出し張力を増加させるようになるが、この場合でもコイルバネ２６のバネ定数の調整によってブレーキパッド２５が与えるブレーキトルクをテープ残量の減少に伴い減少するように設定することにより、繰り出し張力とブレーキトルクのそれぞれの変化を相殺させ、結果的にバインドテープ１７に付与する合成張力をほぼ一定に保つことができる。
【００３５】
図５に張力変動防止機構８の詳細を示す。
張力変動防止機構８は、Ｃ型旋回リング４に固定されたガイドレール３１と、このガイドレール３１にスライド可能に設置されたスライドテーブル３２と、このスライドテーブル３２の一端側に設けられ、鉄心１０１に巻き付けられるバインドテープ１７を懸架するテープ用フリーローラ３３と、スライドテーブル３２の他端側に設けられたワイヤ用フリーローラ３４と、一端が固定ピン３０によりＣ型旋回リング４に取り付けられワイヤ用フリーローラ３４に巻き付けられたワイヤ３５を介しスライドテーブル３２にほぼ一定の牽引力を付与する定荷重バネ機構５０とを有している。
【００３６】
定荷重バネ機構５０は、Ｃ型旋回リング４に取り付けられた円弧形状のサポート５１に周方向に並設された７つのらせんバネ２７と、これららせんバネ２７の各自由端に結合された連結ステー２８とを有し、連結ステー２８の一端はピン２９によりワイヤ３５に連結されている。５２、５３はスライドテーブル３２の抜け出しを防止するストッパーである。
【００３７】
このような構成により、ブレーキローラ５を経由し鉄心１０１に巻き付けられるバインドテープ１７に常に定荷重バネ機構５０からの所定テープ張力よりも少し小さいほぼ一定の牽引力を付与することができる。このためテープ張力の増減変動時には、定荷重バネ機構５０からの牽引力とテープ張力が釣り合うまでスライドテーブル３２が移動することでバインドテープ１７の緩みやテープ張力の超過分が取り除かれる。その結果、鉄心１０１の軸心ＯｔとＣ型旋回リング４の軸心Ｏｒのずれによって発生するバインドテープ１７の張力変動を吸収することができる。
【００３８】
図１に戻り、押し付け機構９は、門型フレーム２の上部に設置されたブラケット３６と、ブラケット３６に鉛直方向に固定されたガイド３７と、このガイド３７を摺動するロッド３７ａに取り付けられＣ型旋回リング４に対し昇降可能に設置された当接部３８と、ブラケット３６に取り付けられ当接部３８に押し付け力を与える油圧シリンダ３９とを有している。このような構成により、押し付け機構９は、油圧シリンダ３９を伸長作動させることで当接部３８を下方に向けて付勢降下できるようになっている。
【００３９】
前述したように、押し付け機構９と引っ掛け部１４は、引っ掛け部１４で押し付け機構９の反力を受けることで鉄心１０１に締め付け力を与え、鉄心１０１の積層薄板鋼板を密着固定する鉄心押し付け機構を構成しており、これにより積層薄板鋼板を一様に密着させながらバインドテープ１７を巻き付けることができる。
【００４０】
以上のように構成した本実施形態の鉄心横巻バインド装置１により巻き付け作業を行うに際しては、まず積層薄板鋼板の鉄心１０１を受台１０３へ強固に固定するため、押し付け機構９の油圧シリンダ３９を伸長作動させて当接部３８を降下し、鉄心１０１の上部に当接させて付勢力を付与する。このとき図示するように、引っ掛け部１４を受台１０３下部の凸部１０３ｅに係合させる状態とする。これにより、引っ掛け部１４が油圧シリンダ３９の付勢作動に対する上向きの反力を受け、バインド装置１全体が上昇するのを防ぐとともに鉄心１０１に締め付け力を与えることができる。
【００４１】
そして巻き付け作業開始時には、門型フレーム２に設置したテープ固定治具１６にバインドテープ１７の先端を固定し、その後に油圧モータ１１を作動させてＣ形旋回リング４を速やかに旋回させる。これにより、バインドテープ１７がボビン６から繰り出されるとともに所定のテープ張力が与えられ、鉄心１０１へ確実に巻き付けられることになる。
【００４２】
ここで巻き付け作業中におけるテープ張力は、ボビン６からの繰り出し張力と、複数のブレーキローラ５から付与される張力とを合わせた大きさとなるが、上述した張力保持機構７の機能によりボビン６からの繰り出し張力はほぼ一定に保持されるため鉄心１０１に巻き付けられるテープ張力も一定にすることができる。
【００４３】
またバインド装置１の載置時にはほとんどの場合、鉄心１０１の軸心ＯｔとＣ型旋回リング４の軸心Ｏｒがずれる位置関係となることから、Ｃ型旋回リング４の旋回時にはテープ張力に周期的な変動が生じやすくなっているが、上述した張力変動防止機構９の機能によりそのようなバインドテープ１７の張力変動が吸収されるため、これによってもまた鉄心１０１に巻き付けられるテープ張力を一定にすることができる。
【００４４】
巻き付け作業終了時には、油圧モータ１１の駆動を停止した後すぐに電磁ブレーキ１２の瞬時的な制動によってＣ型旋回リング４に急ブレーキを掛ける。これにより停止時におけるバインドテープ１７の張力低下を抑制し、ゆるみを防ぐことができる。その後にバインドテープ１７の切断と後処理を行うことにより、１つのバインド位置における巻き付け作業が完了する。次バインド位置への移動は、当接部３８を上昇させて鉄心１０１の締付を解除し、門型フレーム２下方に設置した搬送装置１５のローラにより移動させる。
【００４５】
ここで、Ｃ型旋回リング４の駆動源として油圧モータ１１を使用する利点について説明する。
まずＣ型旋回リング４を駆動させるのには大きな出力が必要であり、そのため電気モータを使用する場合にはモータの外観寸法が大きくなる問題がある。このようなモータの外観寸法の拡大化を回避するために、または所定の駆動力とリング回転速度を得るために減速器が必要となる。以上のように電気モータを用いる場合には、減速器の設置が必要不可欠となり、省スペース化が妨げられる。しかし、油圧モータ１１は外部で発生された油圧のエネルギーを利用して駆動するので、その分製品寸法を小さくでき、省スペース化が図れることになる。
【００４６】
また回転駆動中に過剰な負荷がかかった場合の処理に関しても、電気モータの場合には、バイメタル等の熱反応によりスイッチングを行うサーマルリレーなどの過負荷保護装置を設置し、保護機能が働いて電気モータを一旦停止させた後に再起動をさせる場合は、復帰動作が必要となる。しかし、油圧モータ１１の場合は、油圧ユニットにリリーフ弁を搭載することで、装置を停止させることやその後の復帰動作までを行う必要はない。
【００４７】
次に、本実施の形態による鉄心横巻バインド装置１を用いた鉄心１０１の製作工程を概略的に説明する。
まず、図５に示すように鉄心起立装置１０４の水平積載部１０５に受台１０３が設置され、その上に薄板の珪素鋼板を積層することにより複数の鉄心１０１を有する鉄心部材１００が形成される。本実施の形態のバインド装置１は、Ｃ型旋回リング４の切り欠き４ａと門型フレーム２の下方開放部２ａとが一致した状態で、クレーン等の搬送手段により持ち上げられて移動し、１つの鉄心１０１に対して上方から切り欠き４ａに挿入させるように下げ降ろして、バインド装置１の内周側に鉄心１０１を遊嵌させるよう載置される。
【００４８】
次に、バインド装置１は鉄心１０１に所定間隔で設定されたバインド位置へ移動させて位置決めする。このとき門型フレーム２の下方に設けられた搬送装置１５のローラにより、人手でも容易に移動させることができる。
【００４９】
所定のバインド位置において、バインド装置１はまず押し付け機構９により鉄心１０１を付勢することで積層薄板鋼板を密着固定させ、その後に所定のテープ張力でガラス製のバインドテープ１７を複数回巻き付け、積層薄板鋼板の鉄心１０１を一体に結束固定させる。
【００５０】
１つの鉄心１０１における各バインド位置間の移動においてもローラを備える搬送装置１５により容易に行うことができ、また１つの鉄心１０１における全てのバインド位置で巻き付けが完了した後は、クレーン等の搬送手段により他の巻き付け作業の行っていない鉄心１０１へ移動させて、同様に巻き付け作業を実施する。
【００５１】
全ての鉄心１０１の巻き付けが完了した時点で、積層薄板鋼板の鉄心部材１００全体が一体に結束固定されるため、確実に起立させることが可能となる。図６はバインド後の鉄心部材１００を載置した鉄心起立装置１０４の起立前と起立後の状態の側面図であり、図示するように鉄心起立装置１０４の先端に設けたピン１０６を利用してクレーン作業により起立させる。起立させた鉄心１０１は、吊り上げて次の変圧器組立工程へ移される。
【００５２】
以上のように構成した本実施の形態においては、ボビン６上のバインドテープ１７の減少に応じて変化するブレーキ力をボビン６に与え、バインドテープ１７の繰り出し張力の変化を抑えることにより、ブレーキローラ５により張力を与えつつ鉄心１０１に巻き付けられるバインドテープ１７の張力をほぼ一定にすることができ、鉄心１０１を構成する積層薄板鋼板の密着度合を均一にし、製品特性を均一にすることができる。
【００５３】
また、張力変動防止機構８により、巻き付け作業中に瞬間的なテープ張力の変動が生じても、適切にその張力の変動分を吸収することができる。従って、鉄心１０１の軸心ＯｔとＣ型旋回リング４の軸心Ｏｒがずれている場合でも、テープ張力の変動を抑えて確実な巻き付けが可能となる。また、テープ１７を巻き付ける鉄心１０１の断面形状が真円形状となっていない場合にもテープ張力に周期的な変動が生じるが、張力変動防止機構８はそのような変動も同様に抑えることができ、例えば図５に示す鉄心部材１００の両端側に位置する略半円形状の鉄心１０２の巻き付け作業にも適用できる。
【００５４】
また、押し付け機構９により鉄心１０１の上部を押さえ付けるとともに、門型フレーム２が引っ掛け部１４を介して押し付け機構９からの付勢力の反力を受けることができるため、積層薄板鋼板の鉄心１０１を確実に受台１０３へ押し付け固定することができる。またこの押し付け固定は、バインド装置１を鉄心１０１及び受台１０３に対して適切に配置した状態で押し付け機構９の油圧シリンダ３９を作動させるだけで行うことができる。従ってこのように鉄心押し付け機構の操作性がよいことから、巻き付け作業を繰り返し行う場合でも積層薄板鋼板の密着固定を容易に行うことができる。
【００５５】
以上より、本実施の形態の鉄心横巻バインド装置１によれば、鉄心１０１を構成する積層薄板鋼板の密着度合を均一にし、製品特性を均一にすることができる。
【００５６】
【発明の効果】
本発明によれば、ボビン上のバインドテープの減少に応じて変化するブレーキ力をボビンに与え、繰り出しテープの張力変化を抑えることにより、ブレーキローラにより張力を与えつつ鉄心に巻き付けられるバインドテープの張力変動が小さくなり、鉄心を構成する積層薄板鋼板の密着度合を均一にし、製品特性を均一にすることができる。
【００５７】
また本発明によれば、鉄心の中心とＣ型旋回リングの中心がずれている場合でも、鉄心に巻き付けられるバインドテープの張力変動は小さくなり、鉄心を構成する積層薄板鋼板の密着度合を均一にし、製品特性を均一にすることができる。
【００５８】
また本発明によれば、積層薄板鋼板を一様に密着させながらバインドテープを巻き付けることができ、鉄心を構成する積層薄板鋼板の密着度合を更に均一にし、製品特性を均一にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による鉄心横巻バインド装置の正面図である。
【図２】ボビン及び張力保持機構の拡大正面図である。
【図３】ボビン及び張力保持機構の拡大側断面図である。
【図４】Ｃ型形状リング上に設けられた張力変動防止機構の拡大正面図
【図５】鉄心起立装置上に設置された受台及び鉄心部材及び鉄心横巻バインド装置の全体斜視図である。
【図６】バインド後の鉄心部材を載置した鉄心起立装置の起立前と起立後の状態の側面図である。
【符号の説明】
１ 鉄心横巻バインド装置
２ 門型フレーム
２ａ 下方開放部
４ Ｃ型旋回リング
４ａ 切り欠き
５ ブレーキローラ
６ ボビン
７ 張力保持機構
８ 張力変動防止機構
９ 押し付け機構
１０ エンドレスチェーン
１１ 油圧モータ
１２ 電磁ブレーキ
１４ 引っ掛け部
１５ 搬送装置
１６ テープ固定冶具
１７ バインドテープ
１８ バインドテープのロール
１９ リール
２０ Ｖ字溝リング
２０ａ Ｖ字溝
２２ テープ残量チェックアーム
２３ ブレーキアーム
２５ ブレーキパッド
２６ コイルバネ
２７ らせんバネ
２８ 連結ステー
３１ ガイドレール
３２ スライドテーブル
３３ テープ用フリーローラ
３４ ワイヤ用フリーローラ
３５ ワイヤ
３８ 当接部
３９ 油圧シリンダ
５０ 定荷重バネ機構
１００ 鉄心部材
１０１ 鉄心
１０２ 半円形状鉄心
１０３ 受台
１０４ 鉄心起立装置
１０５ 水平積載部
Ｏｔ 鉄心の軸心
Ｏｒ Ｃ型旋回リングの軸心
Claims (5)
- 水平積載部に複数の薄板鋼板を積層して形成した鉄心にバインドテープを巻き付け、結束固定する鉄心横巻バインド装置において、
前記水平積載部に前記鉄心の上方部分を取り囲むように設置される門型フレームと、
この門型フレームに前記鉄心の周囲を回転するよう設けられ、円周方向の一部に切り欠きを有するＣ型旋回リングと、
このＣ型旋回リングに設けられた前記バインドテープのボビンと、
前記Ｃ型旋回リングに設けられ、前記ボビンから繰り出されるバインドテープが配線されることで、前記鉄心に巻き付けられるバインドテープに張力を与えるブレーキローラと、
前記Ｃ型旋回リングに回転力を与える回転駆動手段であって、前記Ｃ型旋回リングを回転させることにより前記ボビンからバインドテープを繰り出し、前記ブレーキローラにより張力を与えつつ前記バインドテープを前記鉄心に巻き付ける前記Ｃ型旋回リングの回転駆動手段と、
前記回転駆動手段により前記ボビンから前記バインドテープを繰り出すとき、前記ボビン上のバインドテープの減少に応じて変化するブレーキ力を前記ボビンに与え、繰り出しテープの張力変化を抑える繰り出し張力保持機構と、
前記Ｃ型旋回リングに設けられ、前記複数のブレーキローラを経由し前記鉄心に巻き付けられるバインドテープが配線されることで、前記鉄心の中心と前記Ｃ型旋回リングの中心のずれによって発生するバインドテープの張力の変動を吸収する張力変動防止機構とを備えることを特徴とする鉄心横巻バインド装置。 - 請求項１記載の鉄心横巻バインド装置において、
前記繰り出し張力保持機構は、前記ボビンに係合可能なブレーキパッドが設けられたブレーキアームと、前記ブレーキパッドを前記ボビンの押し付け方向に付勢するよう一端側を前記ブレーキアームに連結されたバネと、このバネの他端側に連結され、かつ前記ボビン上のバインドテープ残量に応じて回動するよう取り付けられ、バインドテープ残量が減少するに従い前記バネの付勢力を小さくし、前記ブレーキパッドのブレーキ力を小さくするテープ残量チェックアームとを有することを特徴とする鉄心横巻バインド装置。 - 請求項１記載の鉄心横巻バインド装置において、
前記門型フレームの上部に設けられ、前記鉄心に押し付け力を付与する押し付け機構と、前記門型フレームの下部に設けられ、前記水平積載部に係合可能な引っ掛け部とを有し、この引っ掛け部で前記押し付け機構の反力を受けることで前記鉄心に締め付け力を与え、鉄心の積層薄板鋼板を密着固定する鉄心押し付け機構を更に備えることを特徴とする鉄心横巻バインド装置。 - 水平積載部に複数の薄板鋼板を積層して形成した鉄心にバインドテープを巻き付け、結束固定する鉄心横巻バインド装置において、
前記水平積載部に前記鉄心の上方部分を取り囲むように設置される門型フレームと、
この門型フレームに前記鉄心の周囲を回転するよう設けられ、円周方向の一部に切り欠きを有するＣ型旋回リングと、
このＣ型旋回リングに設けられた前記バインドテープのボビンと、
前記Ｃ型旋回リングに設けられ、前記ボビンから繰り出されるバインドテープが配線されることで、前記鉄心に巻き付けられるバインドテープに張力を与えるブレーキローラと、
前記Ｃ型旋回リングに回転力を与える回転駆動手段であって、前記Ｃ型旋回リングを回転させることにより前記ボビンからバインドテープを繰り出し、前記ブレーキローラにより張力を与えつつ前記バインドテープを前記鉄心に巻き付ける前記Ｃ型旋回リングの回転駆動手段と、
前記Ｃ型旋回リングに設けられ、前記複数のブレーキローラを経由し前記鉄心に巻き付けられるバインドテープを配線することで、前記鉄心の中心と前記Ｃ型旋回リングの中心のずれによって発生するバインドテープの張力の変動を吸収する張力変動防止機構とを備えることを特徴とする鉄心横巻バインド装置。 - 請求項４記載の鉄心横巻バインド装置において、
前記張力変動防止機構は、前記Ｃ型旋回リングに固定されたガイドレールと、このガイドレールにスライド可能に設置されたスライドテーブルと、このスライドテーブルの一端側に設けられ、前記鉄心に巻き付けられるバインドテープを懸架するフリーローラと、前記スライドテーブルの他端側に設けられ、ワイヤが巻き付けられたフリーローラと、前記ワイヤに連結され、前記スライドテーブルに牽引力を付与する定荷重バネ機構とを有することを特徴とする鉄心横巻バインド装置。
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