(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気機器用の鉄心を方向性電磁鋼板コイルから所定の長さと形状に切断する装置において、前記鋼板コイルをこれの長手方向に送る鋼板送り装置と、３本以上のロールからなり、鋼板面に垂直な方向のロールの相対位置を変化させることにより鋼板に導入される歪み量を変化させることができ、切断位置よりも上流側に配設された鋼板に歪みを付与する装置と、切断端からの距離を計測する機構と、前記鋼板送り装置及び切断刃の駆動を制御するとともに前記切断端からの距離に応じて導入される歪み量を制御することができる機構とを有することを特徴とする方向性電磁鋼板コイルの切断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電気機器の方向性電磁鋼板を用いる鉄心を連続切断する時に、鉄心の位置に応じて異なる強度の加工を施すための方向性電磁鋼板コイルの切断装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
方向性電磁鋼板の主要用途は変圧器やリアクトルの鉄心であるが、この鉄心特性には低損失すなわち低鉄損性能や低騒音性能が求められている。この低鉄損、低騒音性能を得るために方向性電磁鋼板自体の改良や開発が行われているが、一方で鉄心に局部的な加工を行う方法も検討されている。
【０００３】
例えば特開昭５４−８４２２９号公報では、３相３脚内鉄型変圧器鉄心のＴ形接合部のような回転磁束の存在する領域の鋼板に、適切な罫書模様による微少な局部的歪みを導入した表面加工を施し、Ｔ形接合部における鉄損の低減を図るという方法が示されている。また、特許第１３０７１８８号公報では、３相変圧器鉄心の回転磁束が生じやすいＴ形接合部に予めレ−ザ−ビ−ムを照射して歪みを導入することにより，Ｔ形接合部の鉄損を減少させるという方法が示されている。
【０００４】
これらの方法はいずれも効果的であるにもかかわらず実際にはほとんど実施されていないが、その理由は次の様に考えられる。これらの加工は電磁鋼板の切断後に行うことを前提として考えられているが、実際の鉄心では数百枚から１万枚以上の鋼板が使用されるため、これら１枚１枚に加工を施す作業は労力、時間共に得られる価値に見合わないためと考えられる。
また前記の従来方法では、歪みの導入はＴ形接合部内のみに一定の強度で行い、他の部分では歪みの導入を行わない。しかし、回転磁束の発生量はＴ形接合部近傍で位置によって連続的に変化しており、最大効果を得るためには歪みの導入量を連続的に変化させるのが理想的である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
鉄心の鉄損や騒音特性を改善するための局部的加工を実現するためには、加工に要するコスト、時間を削減することのできる加工装置が必要である。また、改善効果を最大にするには、鉄心内の磁束条件に応じて連続的に加工の強度を変化させることのできる加工装置が必要である。
【０００６】
本発明は、方向性電磁鋼板が用いられる変圧器やリアクトルの鉄心に歪み導入を施して性能向上を図る際に、効率的に歪み導入を行え、更に鉄心位置に応じて連続的に歪み量を変化させうる方向性電磁鋼板コイルの切断装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る切断装置は、電気機器用の鉄心を方向性電磁鋼板コイルから所定の長さと形状に切断する装置において、前記鋼板コイルをこれの長手方向に送る鋼板送り装置と、３本以上のロールからなり、鋼板面に垂直な方向のロールの相対位置を変化させることにより鋼板に導入される歪み量を変化させることができ、切断位置よりも上流側に配設された鋼板に歪みを付与する装置と、切断端からの距離を計測する機構と、前記鋼板送り装置及び切断刃の駆動を制御するとともに前記切断端からの距離に応じて導入される歪み量を制御することができる機構とを有することを特徴としている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１に本発明に係る切断装置を模式的に描いた例を示す。電磁鋼板コイル１から引き出された鋼板は、可動ロール４と固定ロール対５の間隙を通り、距離計６を通過して切断用上刃１０と切断用下刃１１の間を通って切断される。鋼板送りは鋼板送りロール８で行われる。また、切断鋼板１２はコンベア等の適当な機構で運ばれていく。可動ロール４を上下させるアクチュエータ３、鋼板送りロール８を回すモータ７、切断用上刃１０を上下させるアクチュエータ９はそれぞれ制御装置２で駆動され、距離計６の信号は制御装置２に入力される。制御装置２にあらかじめ切断鋼板の長さや形状を入力しておくと、距離計６の信号を元にして制御装置２がモータ７とアクチュエータ９を制御して所望の長さ及び形状切断鋼板が得られる。
【０００９】
本発明では、制御装置２に切断鋼板に導入すべき歪みの量とその導入位置を設定しておく。アクチュエータ９が動作して鋼板が切断された時点で、切断用上刃１０、下刃１１と可動ロール４の間の距離を考慮することで可動ロール４の切断位置からの距離を知ることができる。また、鋼板が送られていく時には、距離計６の信号を用いて可動ロール４の切断位置からの距離を知ることができる。このようにして得た可動ロール４の位置情報を用いて、あらかじめ制御装置２に設定されている歪みの量と位置に応じて制御装置２はアクチュエータ３を制御して可動ロール４を上下させ、所望する歪み量を切断鋼板の所定の位置に導入することができる。
【００１０】
【実施例】
図１に示す装置を用いて図２に示す形状の切断鋼板を作成した。この鋼板は３相３脚積み鉄心のヨークとして用いられるものである。図２のＣの位置がＴ形接合部である。この鋼板に図３で示す歪み量の変化が生じるように、図１の可動ロール４の位置を変更しながら切断を行った。
【００１１】
このように製作された鋼板のＡからＥの位置から試料を採取し、交流励磁して得られた磁歪特性を測定した結果を図４に示す。磁歪曲線は上方に位置するほど鋼板の歪み量が多いと考えられるが、図４の測定結果ではＢ、Ｄの曲線よりもＡ、Ｅの曲線が上に位置し、さらにＡ、Ｅの曲線よりもＣの曲線が上に位置する。これはＡ、Ｅの位置で鋼板に導入された歪み量がＢ、Ｄの位置よりも多く、Ｃの位置で鋼板に導入された歪み量がＡ、Ｅの位置よりも多いことを示しており、目標とした歪み量変化である図３の条件が実現されていることがわかる。
この歪み導入処理は鋼板の切断と同時に行ったため、鉄心製造に要する時間の延長はほとんどなく、切断後に処理を行う場合に比較して大幅なコスト削減と製造時間の短縮が可能となった。
【００１２】
【発明の効果】
以上説明した本発明に係る方向性電磁鋼板の連続切断加工装置を用いることで、鉄心に施す局部的な加工を効率的に行うことができ、更に導入される歪み量を鉄心の位置に応じて連続的に変化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一例である切断装置を示す模式図。
【図２】本発明を適用した鋼板を示す図。
【図３】実施例として本発明を適用した時の鋼板の位置による歪み量変化を表す図。
【図４】実施例として本発明を適用した鋼板から採取された試料で測定された磁歪特性を示す図。
【符号の説明】
１        電磁鋼板コイル
２        制御装置
３        アクチュエータ
４        可動ロール
５        固定ロール対
６        距離計
７        モータ
８        鋼板送りロール
９        アクチュエータ
１０        切断用上刃
１１        切断用下刃
１２        切断鋼板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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