(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄板状磁性材が積層されて成る環状の変圧器用鉄心の製造装置であって、
フープ状に巻かれた薄板状磁性材の巻き終わり端側を、回転により引き出すロール部材と、
上記ロール部材を回転駆動するロール駆動用モータと、
上記ロール部材により引き出された薄板状磁性材を予め設定された長さに切断する切断部と、
上記切断部を駆動する切断部駆動用モータと、
上記切断された薄板状磁性材が、その先端部と後端部がギャップを介して互いに突き合わされた状態で巻付けられる巻芯と、
上記巻芯を回転駆動する巻芯駆動用モータと、
上記ロール駆動用モータ、上記切断部駆動用モータ及び上記巻芯駆動用モータを回転駆動するモータ駆動回路と、
上記モータ駆動回路を制御するモータ制御回路と、
上記ギャップの大きさを測定するギャップ測定部と、
上記ロール部材から送り出された薄板状磁性材の板厚を測定する板厚測定部と、
上記ギャップの測定値を予め設定されている基準値と比較し、該測定値が予め設定されているギャップ制御可能な許容範囲内にあるか否かを判別する比較・判別回路と、
上記比較・判別回路における判別の結果、上記ギャップの測定値が上記許容範囲内にあるとされたとき、上記切断部における薄板状磁性材の切断長さを、上記板厚測定部で測定された板厚測定値を関数とした演算により求めて設定または既に記憶されている切断長さ情報の補正量を、該板厚測定値を関数とした演算により求めて設定する設定回路と、
を備え、上記設定回路の上記設定情報を上記モータ制御部に入力し、該モータ制御部により、上記ロール駆動用モータの回転を制御して上記ロール部材による上記薄板状磁性材の上記切断部側への送り量を制御し、上記切断部において上記設定情報に対応した長さとなるように上記薄板状磁性材を切断し、該切断した薄板状磁性材を上記巻芯の周囲に引き込んで巻付ける構成としたことを特徴とする変圧器用鉄心の製造装置。
【請求項２】
上記比較・判別回路は、上記ギャップの測定値と上記基準値との差を演算し、該差が上記許容範囲内にあるか否かを判別する構成である請求項１に記載の変圧器用鉄心の製造装置。
【請求項３】
上記比較・判別回路は、上記ギャップの測定値が上記許容範囲内にないと判別したとき、警報のための指示信号を形成して出力する構成である請求項１に記載の変圧器用鉄心の製造装置。
【請求項４】
上記設定回路は、上記比較・判別回路において上記ギャップの測定値が上記許容範囲内にあると判別されたとき、該測定値と上記基準値との差に応じた上記薄板状磁性材の切断長さまたは切断長さの補正量を演算する構成である請求項１に記載の変圧器用鉄心の製造装置。
【請求項５】
上記設定回路は、上記比較・判別回路において上記ギャップの測定値が上記許容範囲内にあると判別された場合であって、該測定値と上記基準値との差が予め設定されている値よりも小さいとされたときは、上記薄板状磁性材の切断長さまたは切断長さの補正量を演算しない構成である請求項１に記載の変圧器用鉄心の製造装置。
【請求項６】
薄板状磁性材が積層されて成る変圧器用鉄心の製造方法であって、
切断部で切断された後、巻芯の外周または該巻芯に既に巻き付けられた薄板状磁性材の外周に、その先端部と後端部がギャップを介して互いに突き合わされた状態となるように巻付けられた薄板状磁性材につき、ギャップ測定部で該ギャップの大きさを測定する第１のステップと、
比較・判別回路において、上記ギャップの測定値を、予め設定されている基準値と比較し、該測定値が許容範囲内にあるか否かを判別する第２のステップと、
設定回路において、上記判別結果に基づき、上記薄板状磁性材の切断長さを、板厚測定部で測定された板厚測定値を関数とした演算により求めて設定または既に記憶されている切断長さ情報の補正量を、該板厚測定値を関数とした演算により求めて設定する第３のステップと、
モータ制御回路において、上記設定情報に基づき、ロール部材による上記切断部側への上記薄板状磁性材の送り量を制御する第４のステップと、
上記切断部において、上記設定された切断長さに上記薄板状磁性材を切断する第５のステップと、
切断された薄板状磁性材を上記巻芯の周囲に巻付ける第６のステップと、
を経て、変圧器用鉄心を製造することを特徴とする変圧器用鉄心の製造方法。
【請求項７】
上記第３のステップでは、上記設定回路は、上記第のステップで比較・判別回路において上記ギャップの測定値が上記許容範囲内にあると判別されたとき、該測定値と上記基準値との差に応じた上記薄板状磁性材の切断長さまたは切断長さの補正量を演算して設定する請求項６に記載の変圧器用鉄心の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄板状磁性材が積層されて成る環状の変圧器用鉄心の製造技術に係り、特に、環状に積層する薄板状磁性材の長さを積層前に予め調整する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、薄板状磁性材が積層されて成る環状の変圧器用鉄心の製造装置おいては、図６に示すように、切断された薄板状磁性材が、ガイドローラ１０５ａ'、１０５ｂ'で案内されたベルト１０７'と巻芯１０６'の外周面との間に引き込まれ、該ベルト１０７'によって該巻芯１０６'の外周面に押し付けられた状態で該巻芯１０６'の外周面に巻き付けられ、環状の薄板状磁性材１０１ｄ１１'とされる。図６において、１０１ｃ２１'は、既に切断され、これから薄板状磁性材１０１ｄ１１'の上に巻き付けられる薄板状磁性材、Ｅ２'は、該薄板状磁性材１０１ｃ２１'の移動方向、Ｅ３'は、巻芯１０６'の回転方向、Ｅ４'、Ｅ５'は、ベルト１０７'の走行方向、２０１ｇ１'は、環状の薄板状磁性材１０１ｄ１１'の先端部と後端部との間に形成されるギャップである。巻芯１０６'は、巻芯駆動用モータ（図示なし）によって回転駆動される。ベルト１０７'は、巻芯１０６'の回転によって走行駆動される。ガイドローラ１０５ａ'、１０５ｂ'は、ベルト１０７'の走行によって回転される。積層作業が進み、巻芯１０６'の外周面上に、薄板状磁性材が複数層（ｎ層）積層された状態を図７に示す。図７において、１０１ｃ２ｎ'は、既に切断され、これから薄板状磁性材１０１ｄ１ｎ'の上に巻き付けられる薄板状磁性材、２０１ｇｎ'は、環状の薄板状磁性材１０１ｄ１ｎ'の先端部と後端部との間に形成されるギャップ、ｇｎ'は該ギャップ２０１ｇｎ'の大きさである。
【０００３】
また、本発明に関連した従来技術であって特許文献に記載されたものとしては、例えば、特開平７−３３５４６６号公報（特許文献１）や特開平９−１４８１６２号公報（特許文献２）に記載された技術がある。特開平７−３３５４６６号公報には、巻鉄心製造装置として、両端が所定のラップ代をもってラップされるか、またはラップ代がゼロの状態で突き合わされた単位鋼帯を複数枚積層したものから成る鉄心ブロックをさらに複数個積層した構造を有する巻鉄心の製造技術が記載され、巻込み装置に巻込まれつつある先行の単位鋼帯の後端と次に巻込まれるべき後行の単位鋼帯の先端との間にギャップを形成するときに、ギャップ形成指令を発生させ、後行の単位鋼帯の送給速度を低下させるように鋼帯フィーダを制御するとした構成が記載されている。また、特開平９−１４８１６２号公報には、巻鉄心製造技術として、巻軸に巻き付けられていく帯材ブロックの後端部に、次の帯材ブロックの先端部を重ね合わせた状態で、巻軸に巻き取る技術が記載されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平７−３３５４６６号公報
【特許文献２】特開平９−１４８１６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図６、図７に記載した従来の技術においては、各層の薄板状磁性材は、その切断長さが、巻芯の外周長さと、カタログや仕様書などに記載された薄板状磁性材の板厚値またはフープ状に巻かれた状態のときの薄板状磁性材の板厚の実測値とに基づいて算出されている。このため、算出に用いた巻芯の外周長さよりも実際の巻芯の外周長さが短かったり、算出に用いたフープ状の薄板状磁性材の板厚値（実測値）よりも実際に巻き付けられる薄板状磁性材の板厚値の方が薄かったりすることがある。特に、実測値については、一般に、薄板状磁性材の板厚は、フープ内での継ぎ目で急激に変化するし、また、幅方向の位置によってもばらついているため、実測値は実際に巻き付けられる薄板状磁性材の板厚値と異なる場合が多く、しかも、実測値が実際に巻き付けられる薄板状磁性材の板厚値よりも厚くなっている場合も多い。かかる場合には、薄板状磁性材を積層して環状にしたとき、薄板状磁性材の先端部と後端部とが接触してしまい該両端部間にギャップが形成されないことになる。図８にその一例を示す。図８は、第２層目の薄板状磁性材１０１ｄ１２'の先端部と後端部との間にギャップが形成されない場合である。図８において、巻芯１０６'に巻かれた第１層目の薄板状磁性材１０１ｄ１１'では、その先端部３０１ａ'と後端部部３０２ａ'との間に、大きさｇ１'のギャップ２０１ｇ１'が形成されるが、第２層目の薄板状磁性材１０１ｄ１２'では、その先端部３０１ｂ'と後端部部３０２ｂ'との間にギャップが形成されず（ｇ２'＝０）、該両端部が接触してしまっている。ギャップが形成されないのは、該第２層目の薄板状磁性材１０１ｄ１２'の長さが、第１層目の薄板状磁性材１０１ｄ１１'の外周面の長さ以上になってしまっていることが原因である。薄板状磁性材１０１ｄ１１'の外周面の長さが短い原因としては、算出に用いた巻芯の外周長さよりも実際の巻芯１０６'の外周長さが短かいことや、薄板状磁性材１０１ｄ１１'の実際の板厚が算出に用いた実測値よりも薄いことなどが考えられ、また、薄板状磁性材１０１ｄ１２'の長さが長い原因としては、該薄板状磁性材１０１ｄ１２'が、該薄板状磁性材１０１ｄ１２'の実際の板厚値よりも厚い実測値に基づいて算出した長さに切断されていることが考えられる。薄板状磁性材１０１ｄ１２'の長さが、薄板状磁性材１０１ｄ１１'の外周面の長さよりも長い場合には、図８に示すように、該薄板状磁性材１０１ｄ１２'は、薄板状磁性材１０１ｄ１１'の外周面に密着せず、巻半径方向に大きさｇｒ１'の空隙部を発生させる。該空隙部は、鉄心の磁気特性を低下させるとともに、薄板状磁性材１０１ｄ１２'が薄板状磁性材１０１ｄ１１'に対して固定状態とされず、薄板状磁性材１０１ｄ１２'上にさらに薄板状磁性材を積層する場合に周方向にすべることがある。このため、該外薄板状磁性材１０１ｄ１２'上に積層される薄板状磁性材のギャップ位置の精度や鉄心全体の積層厚の精度などを低下させる原因となる。
また、上記特許文献に記載され技術はいずれも、環状の単位鉄心用部材（薄板状磁性材）内においてその先端部と後端部との間にギャップを形成する技術ではないし、該ギャップの大きさを一定にする技術についての記載もない。
【０００６】
本発明の課題点は、上記従来技術の状況に鑑み、薄板状磁性材が積層されて成る環状の変圧器用鉄心において、環状にされた各層の薄板状磁性材の長さ方向の先端部と後端部とを略一定のギャップを介して離間させ、薄板状磁性材の層間に空隙部が発生しないようにすることである。
本発明の目的は、上記課題点を解決し、磁気特性を確保した積層型の変圧器用鉄心を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題点を解決するために、本発明では、薄板状磁性材が積層されて成る環状の変圧器用鉄心を製造するとき、既に切断され環状にされた薄板状磁性材の長さ方向の先端部と後端部との間のギャップの測定値情報を、切断前に該薄板状磁性材の切断長さを設定する制御部にフィードバックし、該制御部で、予め設定してある基準値と比較し、該基準値との差に基づき、これから切断する薄板状磁性材の切断長さを、該薄板状磁性材の板厚測定値を関数とした演算により求めて設定し、切断部で、該設定した長さに薄板状磁性材を切断する。すなわち、上記ギャップをギャップ測定部において自動測定し、該測定値を基準値と比較して、該測定値が予め設定されているギャップ制御可能な許容範囲内にあるか否かを判別し、該測定値が該許容範囲内にあるとき、該測定値と基準値との差に基づき、薄板状磁性材を切断する長さ（切断長さ）を、板厚測定部で自動測定した板厚測定値を関数とした演算により求めて設定または既に記憶されている切断長さ情報の補正量を新たに演算して設定し、該設定情報に基づきロール部材による切断部側への薄板状磁性材の送り量を制御し、切断部において薄板状磁性材を上記設定された長さに切断する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、薄板状磁性材が積層されて成る環状の変圧器用鉄心において、薄板状磁性材の層間に空隙部が発生することが抑えられ、鉄心の磁気特性の低下を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施例につき、図面を用いて説明する。
図１〜図５は、本発明の実施例の説明図である。図１は、本発明の実施例としての、変圧器用鉄心の製造装置の構成例図、図２は、図１の製造装置における薄板状磁性材の巻芯への巻き付けの説明図、図３は、図１の製造装置によって製造された変圧器用鉄心の外観図、図４は、図３の変圧器用鉄心における要部拡大図、図５は、図１の製造装置におけるギャップ測定部の説明図である。
【００１０】
図１において、１は、本発明の実施例としての変圧器用鉄心の製造装置、１０１ａは、フープ状に巻かれた薄板状磁性材、１０１ｂは、フープ状に巻かれた薄板状磁性材１０１ａの巻き終わり端側の部分（薄板状磁性材）、１０２ａ、１０２ｂは、フープ状に巻かれた薄板状磁性材１０１ａの巻き終わり端側部分１０１ｂを回転によって引き出すロール部材、１０３は、ロール部材１０２ａ、１０２ｂから送り出された薄板状磁性材１０１ｂの板厚を測定する板厚測定部、１０４は、ロール部材１０２ａ、１０２ｂにより引き出された薄板状磁性材を予め設定された長さに切断する切断部、１０１ｃ１、１０１ｃ２は切断された薄板状磁性材、１０６は、切断された薄板状磁性材が、その先端部と後端部がギャップを介して互いに突き合わされた状態で巻付けられる巻芯、１０５ａ、１０５ｂはガイドローラ、１０７は、ガイドローラ１０５ａ、１０５ｂにより走行を案内されるベルト、１０８は、巻芯１０６に巻き付けられた薄板状磁性材１０１ｄの先端部と後端部との間に形成されたギャップ部の画像を光学的に認識し、該ギャップの大きさを測定するギャップ測定部としての画像認識部、１０９は、巻芯１０６に直結され、該巻芯１０６の回転角度位置を検出するエンコーダ、１１１は、フープ状に巻かれた薄板状磁性材１０１ａを支承軸Ｃの周りに回転駆動する材料回転用モータ、１１２は、ロール部材１０２ａ、１０２ｂのいずれか一方または両方を回転駆動するロール駆動用モータ、１１３は、切断部１０４を駆動する切断部駆動用モータ、１１４は、切断部１０４で切断された後、略水平状態にある薄板状磁性材１０１ｃ１の平面を起立させて略直立状態にする起立機構部（図示なし）を駆動する起立駆動用モータ、１１５は、略直立状態に起立された薄板状磁性材１０１ｃ２をガイドローラ１０５ａ、１０５ｂ側に向けて搬送する搬送機構部（図示なし）を駆動する搬送駆動用モータ、１１６は、巻芯１０６を回転駆動する巻芯駆動用モータ、１１７は、画像認識部１０８の移動機構部（図示なし）を駆動する画像認識部駆動用モータ、１２１は、材料回転用モータ１１１、ロール駆動用モータ１１２、切断部駆動用モータ１１３、起立駆動用モータ１１４、搬送駆動用モータ１１５、巻芯駆動用モータ１１６及び画像認識部駆動用モータ１１７をそれぞれの動作仕様に対応して駆動するモータ駆動回路、１２２は、装置全体の制御を行う制御回路、１２２ａは、制御回路１２２内にあって、上記モータ駆動回路１２１を制御するモータ制御回路、１２２ｂは、制御回路１２２内にあって、上記画像認識部１０８で測定したギャップの測定値情報が入力され、該ギャップ測定値を、予め設定してある基準値と比較し、該測定値がギャップの大きさの制御が可能な許容範囲内にあるか否かを判別する比較・判別回路、１２２ｃは、制御回路１２２内にあって、上記比較・判別回路１２２ｂにおける判別の結果、上記測定値が上記許容範囲内にあるとされたき、上記切断部１０４において切断する薄板状磁性材の長さ（切断長さ）を演算して設定するかまたは予め制御部１２２内に記憶されている切断長さに対する補正量を演算して設定する設定回路、１２２ｄは、制御回路１２２内にあって、上記設定回路１２２ｃが演算して新たに設定した薄板状磁性材の切断長さの情報や切断長さの補正量情報や、予めテーブル形式などで設定されている薄板状磁性材の切断長さの情報などを予め記憶しておくメモリ、１２３は、比較・判別回路１２２ｂによる比較・判別結果や設定回路１２２ｃによる設定結果などを表示するとともに、該比較・判別回路１２２ｂによる比較・判別の結果、上記画像認識部１０８におけるギャップ測定値が上記許容範囲内にないとされた場合に、警報を発する表示・警報部、２０１ｇは、巻芯１０６に巻き付けられた薄板状磁性材１０１ｄの先端部と後端部との間に形成されたギャップ、ｇは、ギャップ２０１ｇの大きさ、Ｅ１は、ロール部材１０２ａ、１０２ｂから送り出された薄板状磁性材１０１ｂの移動方向、Ｅ２は、略直立状態に起立された薄板状磁性材１０１ｃ２の移動方向、Ｅ３は、巻芯１０６の回転方向、Ｅ４は、ベルト１０７の移動方向である。
【００１１】
比較・判別回路１２２ｂは、上記ギャップ測定値と上記基準値との差を演算し、該差が上記許容範囲内にあるか否かを判別する。また、該比較・判別回路１２２ｂは、上記ギャップ測定値が上記許容範囲内にない場合、警報のための指示信号を形成して出力する。
【００１２】
設定回路１２２ｃは、上記比較・判別回路１２２ｂにおいて上記ギャップ測定値が上記許容範囲内にあると判別されたとき、該測定値と上記基準値との差に応じた上記薄板状磁性材１０１ｂの切断長さまたは切断長さの補正量を演算する。また、該設定回路１２２ｃは、上記比較・判別回路１２２ｂにおいて、上記ギャップ測定値が上記許容範囲内にあると判別され、かつ、該ギャップ測定値と上記基準値との差が、予め設定されメモリ１２２ｄに記憶されている値よりも小さいとされたときは、上記薄板状磁性材１０１ｂの切断長さまたは切断長さの補正量を演算しない。この場合、薄板状磁性材１０１ｂは、ギャップ測定値による切断長さの変更はなく、予めメモリ１２２ｄにテーブル形式などで記憶されている長さ（切断長さ）に切断されることになる。
【００１３】
上記テーブル形式などでメモリ１２２ｄに予め記憶される長さ（切断長さ）は、薄板状磁性材の厚さの関数であり、例えば図１において、薄板状磁性材１０１ｄの長さがＬ、薄板状磁性材１０１ｃ２の板厚がｔであったとすると、薄板状磁性材１０１ｃ２の長さ（切断長さ）としては、Ｌ＋２πｔが予め設定され記憶されている。さらに、該薄板状磁性材１０１ｃ２の上に積層される薄板状磁性材（板厚ｔ）の長さとしては、Ｌ＋２π（ｔ＋ｔ）が予め設定され記憶されている。
【００１４】
設定回路１２２ｃは、比較・判別回路１２２ｂでの比較・判別結果に基づき、これから切断する薄板状磁性材１０１ｂの切断長さまたは切断長さの補正量を演算するときには、薄板状磁性材１０１ｂの厚さ情報を加味した演算を行う。該厚さ情報としては、ロール部材１０２ａ、１０２ｂの間を通過後、切断部１０４に進入する前の位置において板厚測定部１０３が測定した薄板状磁性材１０１ｂの厚さ情報を用いる。板厚測定部１０３は、薄板状磁性材１０１ｂの厚さを、例えば薄板状磁性材１０１ｂの幅方向に対しピンポイントで測定する。
【００１５】
モータ制御回路１２２ａは、設定回路１２２ｃからの出力信号に基づき、モータ駆動回路１２１を制御し、ロール駆動用モータ１１２の回転を制御して、ロール部材１０２ａ、１０２ｂのいずれか一方または両方の回転開始位置、回転数、回転停止位置などを数値制御（ＮＣ）方式で制御する。ロール部材１０２ａ、１０２ｂは、該制御された回転により、該両ロール部材間に薄板状磁性材１０１ｂを引き込み、Ｅ１方向に所定量（長さ）送り出す、すなわち、薄板状磁性材１０１ｂが切断部１０４によって切断される長さが、上記設定回路１２２ｃが演算し新たに設定した薄板状磁性材の切断長さや、該設定回路１２２ｃが演算し新たに設定した補正量に対応した切断長さや、予めテーブル形式などに設定されている切断長さに等しくなる長さ分だけ送り出す。
【００１６】
モータ制御回路１２２ａは、薄板状磁性材１０１ｂがロール部材１０２ａ、１０２ｂによりＥ１方向に所定量（長さ）送り出された後、モータ駆動回路１２１を制御し、ロール駆動用モータ１１２を停止状態にしたまま、切断部駆動用モータ１１３を駆動させ、切断部１０４を作動させて、薄板状磁性材１０１ｂを上記設定された長さに切断し、薄板状磁性材１０１ｃ１を形成させる。さらに、モータ制御回路１２２ａは、モータ駆動回路１２１を制御し、起立駆動用モータ１１４を駆動させて起立機構部（図示なし）を駆動させ、薄板状磁性材１０１ｃ１の平面を起立させて略直立状態の薄板状磁性材１０１ｃ２とする。
【００１７】
モータ制御回路１２２ａは、モータ駆動回路１２１を制御し、該モータ駆動回路１２１に搬送駆動用モータ１１５を駆動させて、搬送機構部（図示なし）に薄板状磁性材１０１ｃ２をＥ２方向に搬送させるとともに、巻芯駆動用モータ１１６を駆動させて、巻芯１０６をＥ３方向に回転させる。ベルト１０７は、ガイドローラ１０５ａの外周で走行方向Ｅ４を変換され、巻芯１０６の外周に巻き付けられた薄板状磁性材１０１ｄの表面の略全周にわたり巻き付けられた状態で、巻芯１０６の回転に伴い、薄板状磁性材１０１ｄの表面との間の摩擦力でＥ３方向に走行し、ガイドローラ１０５ｂの外周で走行方向をＥ５方向に変換される。巻芯１０６の外周に薄板状磁性材１０１ｄが巻き付けられていない場合には、ベルト１０７は巻芯１０６の外周に巻き付けられ。ベルト１０７は、巻芯１０６の回転により走行移動され、ガイドローラ１０５ａ、１５ｂは、ベルト１０７の走行移動により回転される。
【００１８】
薄板状磁性材１０１ｃ２は、ベルト１０７が薄板状磁性材１０１ｄの外周を走行することで、該巻芯１０６の外周に巻き付けられる。すなわち、Ｅ２方向に搬送された薄板状磁性材１０１ｃ２の先端部が、ガイドローラ１０５ａ、１５ｂ間に進入し、さらに、該先端部が前進して、ベルト１０７が薄板状磁性材１０１ｄの表面に進入する部分の近傍に達すると、該先端部は、回転する薄板状磁性材１０１ｄの表面と走行移動する該ベルト１０７との間に引き込まれ、該引き込まれた薄板状磁性材１０１ｃ２は、該ベルト１０７によって薄板状磁性材１０１ｄの外周面に押し付けられた状態で該薄板状磁性材１０１ｄの外周面に巻き付けられる。該薄板状磁性材１０１ｃ２は、該巻き付けられた状態において、先端部と後端部との間に、薄板状磁性材１０１ｄの場合のギャップ寸法ｇと略等しいギャップ寸法のギャップを形成する。該ギャップが形成される角度位置は、薄板状磁性材１０１ｃ２の先端部が、ベルト１０７と薄板状磁性材１０１ｄの表面との間に引き込まれ始める位置によって決まる。該引き込まれ始める位置は、巻芯１０６の回転角度位置に対する薄板状磁性材１０１ｃ２の先端部の引き込まれタイミングで決まる。モータ制御回路１２２ａは、エンコーダ１０９により検出された巻芯１０６の回転角度位置の情報と、搬送機構部（図示なし）において認識される薄板状磁性材１０１ｃ２の先端部位置の情報とに基づき、上記巻芯１０６の回転角度位置に対する薄板状磁性材１０１ｃ２の先端部の引き込まれタイミングを決定し、該タイミングを実現するように、モータ駆動回路１２１を介し、搬送駆動用モータ１１５及び巻芯駆動用モータ１１６の回転を制御する。ギャップが形成される角度位置は、層毎にずれるようにする。
【００１９】
モータ制御回路１２２ａはモータ駆動回路１２１をシーケンス制御することで上記の各モータの駆動制御を行う。該モータ制御回路１２２ａは、制御に先立って予め設定されメモリ１２２ｄに記憶されているプログラムに従って、モータ駆動回路１２１に対するシーケンス制御動作を実行する。
【００２０】
上記構成において、環状にされた薄板状磁性材１０１ｄの長さ方向の先端部と後端部との間のギャップ２０１ｇの大きさｇの測定値情報を、切断前の薄板状磁性材１０１ｂの切断長さを設定する制御部１２２にフィードバックし、該制御部１２２で、予め設定してある基準値と比較し、該基準値との差に基づき、薄板状磁性材を切断する長さを演算して設定し、切断部１０４で、該設定した長さに薄板状磁性材を切断する。すなわち、薄板状磁性材１０１ｄにつき、画像認識部１０８によりギャップ２０１ｇの大きさｇを測定し、該測定結果の情報を比較・判別回路１２２ｂに入力し、該比較・判別回路１２２ｂにおいて、上記ギャップ測定値ｇを、予め設定されている基準値と比較し、該ギャップ測定値が許容範囲内にあるか否かを判別し、該判別結果に基づき、設定回路１２２ｃにおいて、これから切断される薄板状磁性材１０１ｂの切断長さを演算して設定するかまたは既にメモリ１２２ｄに記憶されている切断長さの補正量を演算して設定する。比較・判別回路１２２ｂは、上記ギャップ測定値ｇが上記許容範囲内にない場合、警報のための指示信号を形成し出力する。表示・警報部１２３はこの指示信号を受信して、上記ギャップ測定値ｇが上記許容範囲を外れている旨の表示と警報を行う。表示・警報部１２３は、上記ギャップ測定値ｇが上記許容範囲内にある場合にも、その旨の表示を行う。設定回路１２２ｃは、上記比較・判別回路１２２ｂにおいて上記ギャップ測定値ｇが上記許容範囲内にあると判別されたとき、該ギャップ測定値ｇと上記基準値との差に応じた上記薄板状磁性材１０１ｂの切断長さまたは切断長さの補正量を演算して設定する。または、該設定回路１２２ｃは、上記比較・判別回路１２２ｂにおいて上記ギャップ測定値ｇが上記許容範囲内にあると判別された場合であって、該ギャップ測定値ｇと上記基準値との差が予め設定されている値よりも小さいと判別された場合には、上記薄板状磁性材１０１ｂの切断長さや切断長さの補正量の演算は行わず、予め制御動作に先立って設定されメモリ１２２ｄに記憶されている切断長さのままの情報を出力する。設定回路１２２ｃにおいて、薄板状磁性材１０１ｂの切断長さまたは切断長さの補正量を演算する場合、例えば、図１の製造装置１の場合は、これから切断する薄板状磁性材１０１ｂは、先行する切断済みの薄板状磁性材１０１ｃ１及び薄板状磁性材１０１ｃ２が積層された後、該薄板状磁性材１０１ｃ２の上に積層される構成のため、該演算は、薄板状磁性材１０１ｃ１及び薄板状磁性材１０１ｃ２の板厚及び薄板状磁性材１０１ｂの板厚を加味して行われる。これら板厚は、切断前に板厚測定部１０３によって測定され、メモリ１２２ｄに記憶されていた板厚情報を用いる。
【００２１】
設定回路１２２ｃにおいて、薄板状磁性材１０１ｂの切断長さまたは切断長さの補正量の演算・設定がされた場合、モータ制御回路１２２ａは、上記設定回路１２２ｃにおける設定情報に基づき、モータ駆動回路１２１を制御して、ロール駆動用モータ１１２の回転を制御し、ロール部材１０２ａ、１０２ｂによる上記切断部１０４側への上記薄板状磁性材１０１ｂの送り量を制御する。上記薄板状磁性材１０１ｂの送りが終了した時点でロール駆動用モータ１１２は回転を停止され、プログラムに従ったモータ制御回路１２２ａのシーケンス制御動作により、モータ駆動回路１２１を介して切断部駆動用モータ１１３が駆動されて切断部１０４が駆動され、薄板状磁性材１０１ｂが、上記設定回路１２２ｃにおいて演算・設定された長さになるように切断される。
【００２２】
薄板状磁性材１０１ｂは、切断部１０４で切断された後、薄板状磁性材１０１ｃ１の状態となる。さらに、モータ制御回路１２２ａは、モータ駆動回路１２１を制御し、起立駆動用モータ１１４を駆動させて起立機構部（図示なし）を駆動させ、薄板状磁性材１０１ｃ１の平面を起立させて略直立状態の薄板状磁性材１０１ｃ２の状態にする。さらに、モータ制御回路１２２ａは、モータ駆動回路１２１を制御し、搬送駆動用モータ１１５を駆動させて搬送機構部（図示なし）を駆動させ、略直立状態に起立された薄板状磁性材１０１ｃ２をガイドローラ１０５ａ、１０５ｂ側に向けて搬送させる。
【００２３】
上記搬送により、薄板状磁性材１０１ｃ２の先端部が、ガイドローラ１０５ａ、１５ｂ間に進入し、さらに、該先端部が前進して、ベルト１０７が薄板状磁性材１０１ｄの表面に進入する部分の近傍に達すると、該先端部は、回転する薄板状磁性材１０１ｄの表面と走行移動する該ベルト１０７との間に引き込まれる。該引き込まれた薄板状磁性材１０１ｃ２は、該ベルト１０７によって薄板状磁性材１０１ｄの外周面に巻き付けられる。該巻き付けられた状態において、該薄板状磁性材１０１ｃ２の先端部と後端部との間には、薄板状磁性材１０１ｄの場合のギャップ寸法ｇと略等しいギャップ寸法のギャップが形成される。ギャップ寸法ｇとしては、鉄心の磁気特性を確保可能な寸法が設定され、例えば３×１０−３ｍ程度の値が選定される。また、薄板状磁性材１０１ａも、材質や寸法は限定されないが、例えば、幅１００−３００×１０−３ｍ、厚さ０．２３−０．３０×１０−３ｍの珪素鋼板などが考えられる。
以下、説明中で用いる図１の製造装置１の構成要素には、図１の場合と同じ符号を付して用いる。
【００２４】
図２は、図１の製造装置１における薄板状磁性材１０１ｃ２の巻芯１０６への巻き付けの説明図である。図２は、薄板状磁性材１０１ｃ２が巻芯１０６の外周面に最初に巻き付けられる場合を示す。（ａ）は巻き付け前の状態、（ｂ）は巻き付け途中の状態、（ｃ）は巻き付けを終了した状態を示す。図２において、１０１ｄ１１は、薄板状磁性材１０１ｃ２が巻芯１０６の外周に巻き付けられたときの薄板状磁性材、３０１は、薄板状磁性材１０１ｃ２または薄板状磁性材１０１ｄ１１の先端部、３０２は、同じく後端部である。上記図１において説明したように、設定回路１２２ｃで設定した切断長さの薄板状磁性材１０１ｃ２を形成することで、先端部３０１と後端部３０２との間のギャップ２０１ｇ１の大きさｇ１が適性値とされる。
【００２５】
図３は、図１の製造装置１によって製造された変圧器用鉄心の外観図である。
図３において、１００は変圧器用鉄心、１０１ｄ１は、薄板状磁性材が、先端部と後端部との間にギャップを形成した状態（Ａ部）で複数層に積層された積層部分、１０１ｄ２は、積層部分１０１ｄ１の外周に設けられた最外周層部分である。最外周層部分１０１ｄ２は、先端部と後端部とがオーバーラップされ溶接等により固定される。
【００２６】
図４は、図３の変圧器用鉄心１００におけるＡ部の構成の拡大図である。
図４において、１０１ｄ１１は、環状の変圧器用鉄心１００の最内周すなわち第１層目に配された薄板状磁性材、１０１ｄ１２は、薄板状磁性材１０１ｄ１１の外周すなわち第２層目に巻き付けられた薄板状磁性材、１０１ｄ１３は、薄板状磁性材１０１ｄ１２の外周すなわち第３層目に巻き付けられた薄板状磁性材、１０１ｄ１ｎは、第ｎ層目に巻き付けられた薄板状磁性材、３０１ａは、薄板状磁性材１０１ｄ１１の先端部、３０２ａは、薄板状磁性材１０１ｄ１１の後端部、３０１ｂは、薄板状磁性材１０１ｄ１２の先端部、３０２ｂは、薄板状磁性材１０１ｄ１２の後端部、３０１ｃは、薄板状磁性材１０１ｄ１３の先端部、３０２ｃは、薄板状磁性材１０１ｄ１３の後端部、２０１ｇ１は、先端部３０１ａと後端部３０２ａ間に形成されるギャップ、２０１ｇ２は、先端部３０１ｂと後端部３０２ｂ間に形成されるギャップ、２０１ｇ３は、先端部３０１ｃと後端部３０２ｃ間に形成されるギャップ、ｇ１は、ギャップ２０１ｇ１の大きさ、ｇ２は、ギャップ２０１ｇ２の大きさ、ｇ３は、ギャップ２０１ｇ３の大きさである。ギャップ２０１ｇ１、２０１ｇ２、２０１ｇ３、…は、略同じ角度でずれた位置に形成され、大きさｇ１、ｇ２、ｇ３、…は略同じ大きさとされる。
【００２７】
図５は、図１の製造装置１におけるギャップ測定部としての画像認識部１０８の説明図である。
図５において、１０８１は、画像認識部１０８におけるギャップ測定ユニット、１０８２ａ、１０８２ｂは、画像認識部１０８における照明ユニット、１０８３は、画像認識部１０８における移動・案内機構ユニットを形成するリードスクリュー部材、１０８４ａ、１０８４ｂは、画像認識部１０８における移動・案内機構ユニットを形成するガイド部材である。リードスクリュー部材１０８３は、画像認識部駆動用モータ１１７により回転駆動され、表面のねじの回転によりギャップ測定ユニット１０８１を移動させる。ガイド部材１０８４ａ、１０８４ｂは、ギャップ測定ユニット１０８１の該移動を案内する。照明ユニット１０８２ａ、１０８２ｂは、光を薄板状磁性材１０１ｄのギャップ２０１ｇに照射し、該薄板状磁性材１０１ｄの先端部と後端部の影を形成する。ギャップ測定ユニット１０８１は、先端部の影と後端部の影との間の距離をギャップとして測定する。該ギャップ測定ユニット１０８１は、薄板状磁性材１０１ｄの外周面に対し、該ギャップ測定ユニット１０８１の光学系におけるレンズ（図示なし）の焦点距離ｄｆが確保される位置に置かれる。このため、薄板状磁性材の積層数が増大した場合には、これに対応してギャップ測定ユニット１０８１を巻芯１０６から遠ざかる方向に移動させる。薄板状磁性材１０１ｄの外周面とギャップ測定ユニット１０８１のレンズとの間の距離がレーザセンサ（図示なし）によって測定され、該距離を焦点距離ｄｆに等しくするように、モータ制御回路１２２ａが、モータ駆動回路１２１を介して画像認識部駆動用モータ１１７を制御し、リードスクリュー部材１０８３を回転させて、ギャップ測定ユニット１０８１を移動させる。
【００２８】
上記実施例の製造装置１によれば、薄板状磁性材が積層されて成る環状の変圧器用鉄心１００において、各層の薄板状磁性材の先端部と後端部との間のギャップの大きさを自動的に適正範囲にすることができ、この結果、薄板状磁性材の層間における空隙部の発生が抑えられ、鉄心の磁気特性の低下や寸法精度の低下などが抑えられる。
【００２９】
なお、上記実施例では、既に巻芯１０６に巻き付けられギャップ測定が行われる薄板状磁性材１０１ｄと、該ギャップ測定情報に基づき切断長さを制御され、これから切断される薄板状磁性材１０１ｂとの間には、２枚の切断済みの薄板状磁性材１０１ｃ１及び薄板状磁性材１０１ｃ２がある場合につき説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば、切断済みの薄板状磁性材１０１ｃ１及び薄板状磁性材１０１ｃ２が間に存在せず、ギャップ測定が行われる薄板状磁性材１０１ｄの上に、該ギャップ測定情報に基づいてこれから切断される薄板状磁性材１０１ｂが続いて積層される構成であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施例としての変圧器用鉄心の製造装置の構成例図である。
【図２】図１の製造装置における薄板状磁性材の巻芯への巻き付けの説明図である。
【図３】図１の製造装置によって製造された変圧器用鉄心の外観図である。
【図４】図３の変圧器用鉄心における要部拡大図である。
【図５】図１の製造装置におけるギャップ測定部の説明図である。
【図６】従来の変圧器用鉄心の製造技術の説明図であって、巻芯に薄板状磁性材を複数層巻き付けた状態を示す図である。
【図７】従来の変圧器用鉄心の製造技術の説明図である。
【図８】従来の変圧器用鉄心の製造技術における問題点の説明図である。
【符号の説明】
【００３１】
１…変圧器用鉄心の製造装置、
１００…変圧器用鉄心、
１０２ａ、１０２ｂ…ロール部材、
１０３…板厚測定部、
１０４…切断部、
１０５ａ、１０５ｂ…ガイドローラ、
１０６…巻芯、
１０７…ベルト、
１０８…画像認識部、
１０９…エンコーダ、
１１１…材料回転用モータ、
１１２…ロール駆動用モータ、
１１３…切断部駆動用モータ、
１１４…起立駆動用モータ、
１１５…搬送駆動用モータ、
１１６…巻芯駆動用モータ、
１１７…画像認識部駆動用モータ、
１２１…モータ駆動回路、
１２２…制御回路、
１１２ａ…モータ制御回路、
１２２ｂ…比較・判別回路、
１２２ｃ…設定回路、
１２２ｄ…メモリ、
１２３…表示・警報部、
２０１ｇ…ギャップ、
３０１、３０１ａ、３０１ｂ、３０１ｃ…先端部、
３０２、３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃ…後端部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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