JPH09237727A

JPH09237727A - アモルファス鉄心製造方法及びその装置

Info

Publication number: JPH09237727A
Application number: JP8067422A
Authority: JP
Inventors: Setsu Yamanaka; 節山中; Takashi Sato; 孝佐藤; Yuichi Tomikawa; 有一富川; Yuichi Hiromoto; 祐一廣本; Hirokazu Hori; 洋和堀
Original assignee: Takaoka Electric Mfg Co Ltd
Current assignee: Takaoka Toko Co Ltd
Priority date: 1996-02-29
Filing date: 1996-02-29
Publication date: 1997-09-09

Abstract

(57)【要約】【課題】従来技術のアモルファス鉄心製造方法におい
ては、アモルファスシート材の板厚のバラツキの影響を
受け、製品寸法が大きくなる。なおかつ合わせ目の位置
ズレの発生により、磁気特性ほか品質のバラツキが大き
くなる。鉄心の矩形作業ではラップ部合わせ作業が用意
でなく、作業性が悪く問題であった。【解決手段】アモルファスシート材を繰り出すアンコ
イラー装置１とアモルファスシート材７を所定の位置ま
で送る第１送り装置９とアモルファスシート材７を所定
の切断長に切断する切断装置２と所定の長さに切断され
たシートブロック１２を整列装置まで送る第２送り装置
１０とシートブロック１２を整列する整列装置１５とラ
ップ合わせ装置を備えた矩形成形装置３と各装置及び装
置間の調整制御を行う制御装置７０からなるアモルファ
ス鉄心の製造装置によってアモルファス鉄心を製作す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アモルファスの磁
性シート素材を使用した変圧器の鉄心製造方法と、その
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】変圧器の鉄心に使用されるアモルファス
磁性素材は、厚さが概ね０．０２５ミリメートルと非常
に薄く、かつ、硬度が高く材質的なバラツキもある。例
えば、従来技術は、図７に示すようにアモルファスシー
ト材４を所定の長さと直径にロール巻きした丸鉄心４０
を、グラインダー４１を用いて切断し、１２のように所
定のラップ量を設けてずらし作業を行った後、矩形成形
機４２（図示しない）により矩形成形を行ないアモルフ
ァス鉄心６０を製作している。図８は前記アモルファス
鉄心６０の（ａ）は正面図（ｂ）ラップ部Ｓの拡大図を
示す。

【０００３】図７、図８に示す従来技術のアモルファス
鉄心６０は、同一のロール状シート材４から成形するた
め、素材ロットごとに磁気特性ほか品質のバラツキが大
きい。また、グラインダー４１による切断部の破断によ
る破断片の発生及び焼鈍後、切断部から破断しやすく、
製品納入後に前記破断片が事故原因となる恐れがあり、
又破断片が変圧器の品質に悪影響をおよぼさない様に処
理することが困難で、その処理に要する工数も大であっ
た。

【０００４】このような欠点を改善する従来技術として
は例えば、複数個のリールから繰り出したアモルファス
シート材を加圧密着し、１束に併合し、切断装置で切断
する工程及び１束をラップしろを設けて順次矩形状に成
形することを特徴とするオーバーラップ鉄心の製造方法
がある。しかし、上記記載の鉄心製造方法においては、
図９に示すようにアモルファス鉄心６０は、正面図
（ａ）のラップ部Ｓの拡大図（ｂ）に示すように、オー
バーラップ形鉄心のため、アモルファスシート材を矩形
成形する時、アモルファスシート材の重合部分にラップ
部を設けており、合わせ目の厚さは、他の部分より概ね
１．５倍厚い部分が発生し、楕円状となり鉄心寸法が大
きくなる、という欠点があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図９に示す従来技術の
アモルファス鉄心６０は、オーバーラップ形のため、合
わせ目の厚さは他の部分より約１．５倍厚く、楕円状と
なり外形寸法が大きくなり、かつ、矩形成形焼鈍後コイ
ルと鉄心の再組立を行う場合、合わせ目の位置ズレが発
生し問題であった。また図１０の如く、シート材の従来
ロールフィードによる押し送り装置５０ではシート材に
たわみが生じ、送り不可になる場合があるという問題も
あった。

【０００６】多数重ね巻きしたアモルファスシート材を
供給することも可能であるが、アモルファスシート材を
同一寸法送ると、１ブロックで外周側薄板と内周側薄板
とでは長さが異なる。そのためアンコイラー部でたわみ
が生じ、吸収が困難となり問題であった。

【０００７】アモルファスシート材を複数枚接着して使
用する方法は、接着した状態で丸巻するため、外周側薄
板と内周側薄板とでは長さが異なり、丸巻時、薄板同志
がズレないためスキマが生じ、アモルファス鉄心の磁気
特性が低下するなどの種々の問題があった。

【０００８】鉄心の矩形成形においては、従来技術の鉄
心芯金に合わせて順次シートブロックを巻き付けラップ
合わせを行う方法は、ラップ合わせ部の直線部が短く、
なおかつ芯金のコーナー部の曲げＲが小さいためにアモ
ルファスシートのスプリングが強く、ラップ合わせ作業
が容易でなく作業性が悪いという問題があった。そこで
本発明は、上記の問題点を解決し、素材ロットごとの磁
気特性ほか品質のバラツキの大きい材料を混合して使用
することが可能なアモルファス鉄心の製造方法とその装
置を提供することを目的とする。

【０００９】

【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、アモルファス鉄心の製造方法においては、Ａ個の
リールを設け、それぞれのリールからアモルファスシー
ト材を繰り出す工程と、前記アモルファスシート材を積
層し、Ａ枚のシートブロックを形成し、前記Ａ枚のシー
トブロックを切断装置へ連続的に送り出す工程と、前記
シートブロックの厚さを計測し、この計測値をフィード
バックして前記Ａ枚のシートブロックを所定の切断長に
切断する工程と、前記シートブロックを所定の位置に送
る送り工程と、前記シートブロックを所定の位置へ積み
重ねる整列工程と、前記シートブロックの鉄心１台分を
矩形状に成形する成形工程を有することを特徴とするア
モルファス鉄心の製造方法。およびアモルファス鉄心の
製造装置においては、アモルファスシート材をロール巻
きしたＡ個のリールを直線に整列し、アモルファスシー
ト材を１枚毎に直線的に送るためのガイドを備え、第１
送り装置および第２送り装置によるアモルファスシート
材の送り量の連続的な変化を検出する変位検出装置を備
え、変位検出装置による検出値をフィードバックして、
アモルファスシート材を連続的に送り出すアモルファス
シート材繰出装置を備えたアンコイラー装置と、アモル
ファスシート材を積層してアモルファスシート材を形成
するガイドローラを備え、アモルファスシート材の厚さ
を計る板厚測定装置と、板厚測定装置による測定値をフ
ィードバックしてアモルファスシート材の切断長を決定
する手段を備え、アモルファスシート材を所定の位置ま
で送る手段を備えた第１送り装置と、アモルファスシー
ト材を所定の切断長に切断する切断装置と、所定の長さ
に切断されたシートブロックを整列装置まで送る第２送
り装置と順次積層されたシートブロックの重量を計る計
量装置、および積厚を計る積厚測定装置を備え、シート
ブロックを整列する整列装置と、ラップ合わせ装置を備
え矩形状に成形する矩形成形装置と、各装置内および装
置間の調整制御を行う制御装置からなるアモルファス鉄
心製造装置によってアモルファス鉄心を製作することを
特徴としている。上記の構成により、アンコイラーから
の繰り出し工程及び、送り工程では薄い長尺のアモルフ
ァスシート材の送りが容易になり、切断工程ではシャー
切断により切断部の破断片の発生は、略零に等しく、矩
形成形工程では、ラップ合わせ装置によりラップ部Ｓの
精度が高く、アモルファス鉄心の磁気特性が向上し、ア
モルファスシート材のバラツキの影響が緩和された。高
占積率の鉄心が作られ、又作り易い鉄心製造工程とな
る。

【００１０】

【発明の実態の形態】以下、本発明を実施例と共に説明
する。アモルファスシート材の板厚のバラツキの影響を
少なくするために、多数枚のアモルファス素材を積層し
て使用することがこのましく、その枚数については５枚
から３０枚が適当であるが、あまり多くすると切断刃の
寿命が極端に短くなり、また、アンコイラー装置の設備
費も大となる。

【００１１】本発明のアモルファス鉄心製造装置の一実
施例を図１に示す。全体のシステム構成は、アンコイラ
ー装置１と切断装置２と矩形成形装置３、送り装置９、
１０、コンピューター等を用いた制御装置７０から構成
されている。またアモルファス鉄心の製造方法の一実施
例の手順を図２に示す。

【００１２】アンコイラー装置１は、リール４ａを５連
づつ２段に取付けておき、リール４ａにセットしロール
状アモルファスシート材４をそれぞれから繰り出し、積
層して１０枚重ねのシート材７を形成する。アンコイラ
ー装置１の詳細を図３に示す。リール４ａから繰り出さ
れるアモルファスシート材の繰り出しスピードは変位検
出装置５によって調整される。また、アモルファスシー
ト材４の張力は、たるみ検出装置１９によって常に付与
される。こうして、１０枚重ねに形成されたアモルファ
スシート材４は引張装置９によって切断装置２へ送られ
る。

【００１３】次に、切断装置２へ１０枚重ねのシート材
７を送る機構は、シート材７が薄すぎて、従来技術のよ
うな押し出し送りのみでは困難である。（図１０参照）
このため、図４に示すように、引張り送り装置９のグリ
ッパ９ｂでシート材７を把持して送り、その後、頭出し
したシート材７を引張り送り装置１０のグリッパ１０ｂ
が把持して送る。

【００１４】また、本実施例では、図１に示すように、
板厚のバラツキによるシート材の長さの補正は、板厚測
定装置８によりシート材７の厚さを計測し、積厚測定装
置１４によりシート材７の累計厚さを測定し、制御部７
０により積厚測定装置１４の値を用いて板厚測定装置８
の値を補正し、それにより切断長を計算し、第２送り装
置部へ信号を送り、シート材を連続的に送り出し所定の
切断長のシート材を得る。切断動作では切断１回毎にア
モルファスシート材１０枚を１ブロックとして整列装置
へ送る。整列装置では、１ブロックが送られてくる都
度、計量装置１３によりブロック累計の重量を計測し、
鉄心１台分の重量に達するまで、この動作を繰り返す。
また計量された鉄心１台分の定寸切断材１２は、次工程
の矩形成形装置３へ送られる。

【００１５】矩形成形装置３は、図６（ａ）のようにラ
ップ合わせ装置３ａに鉄心１台分の定寸切断材をカット
した状態でラップ部の合わせをシートブロック最短のも
のから１ブロックづつ順次行い、作業終了後図６（ｂ）
のように鉄心のラップ部を金具３ｂにて固定する。その
後図６（ｃ）のように下部押さえ３ｃにて鉄心下部側を
押さえ、ラップ部固定金具を所定の位置まで移動させる
ことにより鉄心の矩形成形を行う。

【００１６】図５（ａ）は、本実施例によるアモルファ
ス成形鉄心６０の正面図を示し、Ｓはラップ部、６１は
コイル、図５（ｂ）は、ラップ部Ｓの拡大図を示し、ａ
はステップ寸法を示し、Ｓ₁ はラップしろを示す。本実
施例では、１ブロックのアモルファスシート材の枚数は
１０枚とし、図示のように最内側の第１ブロックから順
次ステップ寸法ａだけずらせた位置に端部を合わせ、成
形することにより高精度な鉄心の製作が可能となった。
なお、ラップしろＳ₁ は最内側から最外側に従って順次
所定寸法（図示していない）だけ、ずらすことも有効で
ある。

【００１７】次に矩形状に成形された成形鉄心６０は、
焼鈍装置によって、概ね３５０℃の低温で、概ね２時間
磁場中焼鈍をすることによって、磁気特性及び、材料の
機械的特性の安定化が図られる。焼鈍装置は、複数個の
成形鉄心６０を同時に焼鈍できるように構成される。成
形鉄心６０には１ターン以上のコイルが巻かれ、焼鈍中
または、焼鈍後の徐冷中に直流通電による励磁が行われ
る。

【００１８】本実施例は、多連のアンコイラー装置１
は、一定量のアモルファスのシート材を供給するため、
アンコイラーからの繰り出し部分において、シート材４
に適切なたるみ量を設けるように駆動源を有している。
また、前述したように、引張送りを切断装置の前後に２
ヶ所設け、薄いシート材の円滑な送りを可能としてい
る。また、シャーによる剪断により、切断面にシャープ
でかえりがないため滑りがよく、成形時の外周側長さと
内周側長さの差を容易に吸収できる。また、グラインダ
ーによる切断に比べてより材料の割れが少なく製品事故
が減少する。アモルファスシート材の板厚のバラツキ
は、製品としての鉄心の寸法精度及び磁気特性に大きな
影響を与えるが、板厚を一定として切断長を決定する
と、巻き付けた場合、外周に行くにしたがいバラツキが
累積し、周長におおきな差を生じる。これを最小にする
ため、１０個のアモルファスロールを使い、１０枚分の
板厚が極力均一になるようにし、なおかつ、板厚は１カ
ット分の厚さ及び累積の厚さを高精度に測定し切断長に
フィードバックする。

【００１９】上記の通り、本実施例によれば、アンコイ
ラーからの繰り出し工程では、薄い長尺のアモルファス
素材の送りが容易になり、切断工程では、シャー切断に
より材料の滑りも良く鉄心の占積率、磁気特性とも優
れ、矩形成形工程では、ラップ合わせ方式およびステッ
プ方式によりラップ部Ｓの精度が高く、従来のオーバー
ラップ方式に比べ、重ね合わせ部の寸法は、概ね３分の
２になる。また、仕様の異なる矩形鉄心製造にもフレキ
シブルに対応できる。

【００２０】

【発明の効果】本発明の実施により、アモルファス鉄心
の組立精度の向上が図られアモルファス鉄心変圧器の磁
気特性が向上し、アモルファスシート材のバラツキの影
響が緩和され、製品が小形化されると共に鉄心製造工程
が極めて安定する。また、破断片の発生が略零に等しい
ことや、アモルファスシート材の接着も必要としないか
ら、工程が簡素化され設備費用が著しく低減するなどの
顕著な効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のアモルファス鉄心製造装置の一実施例
を示すシステム説明図である。

【図２】アモルファス鉄心の製造方法の一実施例の手順
を示すフロー図である。

【図３】本発明に係わるアンコイラー装置の詳細を示す
図である。

【図４】本発明に係わる切断装置の素材送り出し機構の
説明図である。

【図５】本発明に係わる一実施例のアモルファス鉄心の
（ａ）は正面図、（ｂ）はラップ部の拡大図である。

【図６】本発明に係わる矩形成形装置の説明である。

【図７】従来のアモルファス鉄心の成形手順を示す図で
ある。

【図８】従来技術のスロープラップ鉄心の（ａ）は正面
図、（ｂ）はラップ部の拡大正面図である。

【図９】従来技術のオーバーラップ鉄心の（ａ）は正面
図、（ｂ）はラップ部の拡大正面図である。

【図１０】従来技術の素材の押し出し送りを示す説明図
である。

【符号の説明】

１アンコイラー装置２切断装置３矩形成形装置４アモルファスシート材５変位検出装置６シート材繰出装置７１０枚重ねアモルファスシート８板厚測定装置９第１送り装置１０第２送り装置１１シャー切断装置１２鉄心１第分の定寸切断素材１３計量装置１４積厚測定装置１５整列装置１６押さえ金具１７矩形芯金１８ガイドローラ１９たるみ検出装置４０丸鉄心４１グラインダー４２成形機５０送り装置６０成形鉄心７０制御部整理番号ＰＯＳＧ９５０４

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者廣本祐一栃木県小山市大字中久喜1440番地株式会社高岳製作所小山事業所内 (72)発明者堀洋和栃木県小山市大字中久喜1440番地株式会社高岳製作所小山事業所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ａ個のリールを設け、それぞれのリール
からアモルファスシート材を繰り出す工程と、前記アモ
ルファスシート材を積層し、Ａ枚のシートブロックを形
成し、前記Ａ枚のシートブロックを切断装置へ連続的に
送り出す工程と、前記シートブロックの厚さを計測し、
この計測値をフィードバックして前記Ａ枚のシートブロ
ックを所定の切断長さに切断する工程と、前記シートブ
ロックを所定の位置に送る送り工程と、前記シートブロ
ックを所定の位置へ積み重ねる整列工程と前記シートブ
ロックの鉄心１台分を矩形状に成形する成形工程を有す
ることを特徴とするアモルファス鉄心の製造方法。
【請求項２】アモルファスシート材をロール巻きした
Ａ個のリールを直列に整列し、アモルファスシート材を
１枚毎に直線的に送るためのガイドを備え、第１送り装
置及び第２送り装置によるアモルファスシート材の送り
量の連続的な変化を検出する変位検出装置を備え、変位
検出装置による検出値をフィードバックしてアモルファ
スシート材を連続的に送り出すアモルファスシート材繰
出装置を備えたアンコイラー装置と、アモルファスシー
ト材を積層してアモルファスシート材を形成するガイド
ローラを備え、アモルファスシート材の厚さを計る板厚
測定装置と、板厚測定装置による測定値をフィードバッ
クしてアモルファスシート材の切断長を決定する手段を
備え、アモルファスシート材を所定の位置まで送る手段
を備えた第１送り装置と、アモルファスシート材を所定
の切断長に切断する切断装置と、所定の長さに切断され
たシートブロックを整列装置まで送る第２送り装置と順
次積層されたシートブロックの重量を計る計量装置、お
よび積厚を計る積厚測定装置を備え、シートブロックを
整列する整列装置と、ラップ合わせ装置を備え、矩形状
に成形する矩形成形装置と、各装置内および装置間の調
整制御を行う制御装置からなるアモルファス鉄心の製造
装置。
【請求項３】前記アンコイラー装置は、アモルファス
シート材をロール巻きしたＡ個のリールを直列に整列
し、アモルファスシート材を１枚毎に直線的に送るため
のガイドを備え、第１送り装置および第２送り装置によ
るアモルファスシート材の送り量の連続的な変化を検出
する変位検出装置を備え、変位検出装置による検出値を
フィードバックしてアモルファスシート材を連続的に送
り出すアモルファスシート材繰出装置とを備えることを
特徴とする請求項２記載のアモルファス鉄心の製造装
置。
【請求項４】前記アモルファスシート材の切断長を決
定する手段は、アモルファスシート材の厚さを計る板厚
測定装置と板厚測定装置による測定値をフィードバック
する手段とを備えることを特徴とする請求項２記載のア
モルファス鉄心の製造装置。
【請求項５】前記シートブロックを整列する整列装置
は、順次積層されたシートブロックの重量を計る計量装
置、および積厚を計る積厚測定装置を備えることを特徴
とする請求項２記載のアモルファス鉄心の製造装置。
【請求項６】前記整列したシートブロックを成形する
矩形成形装置は、ラップ合わせ装置、および矩形成形装
置を備えることを特徴とする請求項２記載のアモルファ
ス鉄心の製造装置。