(57)【要約】【課題】  金型の交換時間、金型の温度上昇の時間を短縮することができ、生産効率の高い絶縁材成形装置を得る。【解決手段】  本発明の絶縁材成形装置１は、複数の短冊状成形板５が各々の長辺を順次近接させて配置された屈曲可能な下型６と、前記下型６に対して上方からの加圧手段と、を備えたものである。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の短冊状成形板が各々の長辺を順次近接させて配置された屈曲可能な下型と、
前記下型に対して上方からの加圧手段と、を備えた絶縁材成形装置。
【請求項２】
前記上方からの加圧手段が、
前記下型の上方に位置して、前記下型の形状に対応した上型であることを特徴とする請求項１に記載の絶縁材成形装置。
【請求項３】
前記下型の上方、かつ前記上型の側方に、相互に対向して平行に配置された一対の側板を有することを特徴とする請求項１または２に記載の絶縁材成形装置。
【請求項４】
前記下型が上に凸に屈曲可能であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の絶縁材成形装置。
【請求項５】
前記下型が下に凸に屈曲可能であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の絶縁材成形装置。
【請求項６】
前記下型の上面に、シート状弾性材料を配置することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の絶縁材成形装置。
【請求項７】
前記下型が、複数の短冊状成形板と、前記短冊状成形板の両端を回転可能に保持する支持ブロックと、前記支持ブロックを上下移動させる支持ロッドとからなることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の絶縁材成形装置。
【請求項８】
前記支持ブロックが、前記短冊状成形板の両端を回転可能に保持し、任意の角度に固定することができる請求項７に記載の絶縁材成形装置。
【請求項９】
複数の短冊状成形板が各々の長辺を順次近接させて配置された下型を所望の形状に屈曲させる工程と、
前記下型の上方に成形する絶縁材を載置する工程と、
前記下型の上方の絶縁材を、上方から加圧する工程と、を備えた絶縁材成形方法。
【請求項１０】
前記上方から加圧する工程が、
前記下型の上方に位置して、前記下型の形状に対応した上型を下降させる工程である請求項９に記載の絶縁材成形方法。
【請求項１１】
前記下型の上方、かつ前記上型の側方に備えた相互に対向して平行に配置された一対の側板により前記成形する絶縁材を保持する工程を有することを特徴とする請求項９または１０に記載の絶縁材成形方法。
【請求項１２】
前記成形する絶縁材を前記下型の上方に載置する工程の前に、シート状弾性材料を前記下型の上面に配置する工程を有することを特徴とする請求項９〜１１のいずれか１項に記載の絶縁材成形方法。
【請求項１３】
前記下型を所望の形状に屈曲させる工程が、前記複数の短冊状成形板を回転可能に支持する支持ブロックと、前記支持ブロックを上下移動させる支持ロッドを調整する工程である請求項９〜１２のいずれか１項に記載の絶縁材成形方法。
【請求項１４】
前記支持ブロックを調整する工程が前記複数の短冊状成形板を回転可能に支持し、任意の角度に固定する工程である請求項１３に記載の絶縁材成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、屈曲可能な金型を用いる絶縁材成形装置および絶縁材成形方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
変圧器等に用いられる絶縁材は、底面に設置された下型と、下型の表面上に位置し、対向して平行に配置され、相互の間隙を調整可能な一対の側板と、下型の上方に位置し、上下移動を行うことで側板の間隙に陥入可能な上型と、を備えた絶縁材成形装置を用いて成形を行う。つまり、下型と上型との間に絶縁材を設置し、上型を徐々に低下させ、側板間に陥入させながら絶縁材に加圧し、目的とする形状の絶縁材を得ることができる。
【０００３】
この方法により、任意の形状に絶縁材を成形するためには、目的とする形状に対応した種々の金型を事前に作成、保有しておき、所望の形状に適した金型を選択して用いることが必要であり、製造する絶縁材の形状が変化するたびに金型を取り換えて用いることが必要であった。
【０００４】
金型を交換する工程を省略する方法としては円筒型の絶縁材を形成する場合に、成形品の口径に対応する断面形状の貫通穴を有する型と、絶縁材を所定位置に保持する上型に相当する押え板、成形品の底部形状を制御する下型に相当する可動制御板を備え、各型で形成される空間内に絶縁材の加圧液体を供給する方法が考案されている（例えば特許文献１）。
【０００５】
この特許文献１に係る絶縁材の成形装置では、加圧液体の注入に伴って、下型に相当する可動制御板の位置を変化させることにより、金型を交換することなく長さの異なる円筒形の絶縁材成形物を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６３−５４２３２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の絶縁材成形装置においては、位置制御可能な可動制御板の高さを変えることにより成形品の底面位置を調整することができるが、他の底面形状を形成するためには、可動制御板を異なった形状のものに交換することが必要となり、製造する製品を交換する場合に金型、主に下型、上型等の交換を行うことが必要であり、金型の交換、再度金型温度が上昇するための時間に長時間を要し、生産効率が低下するという問題があった。
【０００８】
本発明はこのような問題に対してなされたものであって、製造する製品を変更する場合に、下型を交換する必要がなく、下型の温度上昇等のための時間を必要とせず、生産効率の高い絶縁材成形を行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の絶縁材成形装置は、複数の短冊状成形板が各々の長辺を順次近接させて配置された屈曲可能な下型と、下型に対して上方からの加圧手段と、を備えたものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の絶縁材成形装置は、短冊状成形板が各々の長辺を順次近接させて下型を構成しているので、屈曲可能であり、下型を交換することなく種々の形状の絶縁材を形成することができるため、下型の温度上昇等のための時間を不要とし、生産効率の高い絶縁材成形を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の絶縁材成形装置の全体概念図である。
【図２】本発明の絶縁材成形品の形状の一例を示した図である。
【図３】本発明の絶縁材成形装置を構成する下型部分の一例を示した図である。
【図４】本発明の絶縁材成形装置の各金型の構成を示した図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る成形工程を示した図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係る成形工程を示した図である。
【図７】本発明の実施の形態３に係る短冊状成形板を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態４に係る各金型の構成を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施の形態の説明及び各図において、同一の符号を付した部分は、同一又は相当する部分を示すものである。
【００１３】
実施の形態１．
＜絶縁材成形装置の全体構成＞
図１を用いて本発明の絶縁材成形装置１の概要を説明する。図１は、本発明の絶縁材成形装置１の構造を示す全体概念図である。絶縁材形成装置１は下型６、下型６の上面に配置された２枚の側板４、上方向から下方向に圧力をかける上型３を備えている。また下型６は、複数の短冊状成形板５が、その長辺を近接させて配列して形成されている。
【００１４】
上型３は、上型固定具８により上部プレート１０に保持されており、さらに鉛直方向動力源７に接続される。この鉛直方向動力源７は、上型３を上下方向に移動させ、下型６と側板４の上に保持した被成形物２（この図には示さない）を押し付け、圧力をかけて被成形物２を成形する。上型３、上部プレート１０、鉛直方向動力源７等はガイド９で固定されている。
【００１５】
水平方向動力源１１は２枚の対向する側板４に接続されており、側板４に水平方向の力を与え、側板４により、被成形物２の形状を変化させる。絶縁材成形装置１の外部には液体制御器１３を備えており、加熱流体を流体管１２を経て上型３、側板４および下型６を形成する短冊状成形板５の内部に循環させて温度調整を行う。
【００１６】
＜絶縁材成形品の一例＞
図２は、絶縁材成形品の一例として、巻線の周りに鉄心を配置した外鉄型変圧器に用いられる被成形物２の形状を示している。被成形物２は、フランジに対して内側に曲面を有する内曲げ形状（図２（ａ））、外側に曲面を有する外曲げ形状（図２（ｂ））があり、製品の底部の円弧、底部の幅、フランジの高さ等が種々異なる。
【００１７】
＜短冊状成形板により形成される下型＞
図３を用いて下型６の構造を詳細に説明する。図３は本発明の実施の形態１に係る絶縁材成形装置の下型部分の一例を示した図である。下型６は複数の短冊状成形板５で構成されている。短冊状成形板５は非常に細長い短冊状の形状をしており、それぞれの長辺を順次近接して配列して、上面が均一になるように構成されている。図３（ａ）は複数の短冊状成形板５が配列して構成された下型６を示しており、短冊状成形板５の構成をわかりやすくするために、一つの短冊状成形板５を上昇させた状態を示しており、それ以外の短冊状成形板５については、それぞれの両端を保持する支持ブロック５ｂは破線で示している。また図３（ｂ）に一つの短冊状成形板５を取り出して示している。
【００１８】
短冊状成形板５は絶縁材成形品の底部と接触する下型６の成形面を構成するために、短冊状の成形面５ａ、短冊状成形板が長手方向を中心として自由に回転できるように、成形面５ａの両端の中心部を支える支持ブロック５ｂ、支持ブロック５ｂを上昇下降させる位置制御機能を有する支持ロッド５ｃを備えている。
【００１９】
短冊状成形板５は図３（ａ）に示すように、成形時に成形品との接触面を増加させ、一部の極端な当たりを防止する目的で、可能な限り成形面５ａ相互間の干渉を生じないように長辺を近接して配置され、各々の短冊状成形板５は個別に上昇下降が可能なように、支持ロッド５ｃは独立して制御することができる。
【００２０】
これらの短冊状成形板５は図２に示されるような、円弧の異なる成形品を成形する場合、各短冊状成形板５に接続された支持ロッド５ｃの高さを調整することで、下型６の円弧を成形品の円弧に沿うように調整し、位置決めされる。このとき、成形面５ａが実際の製品底面の形状と一致するように支持ロッド５ｃの高さを調節することが重要であり、成形面５ａが隣接する成形面５ａと干渉し、成形面５ａの傾きが制限されることがないように配置することが重要である。短冊状成形板５の断面形状５ｄは、例えば図３（ｂ）に示すように台形であり、短冊状成形板５で構成された下型６を屈曲させた場合に、短冊状成形板５が相互に干渉しないようにすることができる。
【００２１】
＜成形時の各金型の配置＞
図４を用いて本発明の主な各金型の構成を説明する。図４に本発明の、絶縁材成形時の上型３、一対の側板４、複数の短冊状成形板５からなる下型６を示している。上型３は上から下方向へ、被成形物を鉛直方向に押し付ける力を与え、一対の側板は、その間隙を調整することで水平方向へ押さえる力を与える。さらに複数の短冊状成形板５から成る下型６は、上型３の押し付けえる力を支える。
【００２２】
図４は、一例として内曲げ形状を有する成形品（図２（ａ）等）を形成する際の各金型の構成を示しており、成形品のフランジ間隔および製品底部の円弧を形成する上型３、この底部の円弧と同じ円弧を有し、成形品のフランジ部分を形成するための一対の側板４、円弧を形成するように短冊状成形板５を配置した下型６から成り立っている（支持ブロック５ｂは図示しない）。下型６を構成する短冊状成形板５は、はじめは図３（ａ）に示すように平板上に配置されているが、絶縁体成形品の底面を加工するために、上型３の底面の円弧と側板４の底面の円弧に沿うように短冊状成形板５をそれぞれに接続した支持ロッド５ｃの位置を制御する。
【００２３】
＜金型の動作手順（成形工程）＞
図５を用いて絶縁材成形品を成形するときの各金型の動作手順を説明する。図５では、内曲げ形状の成形品を成形する場合を例としている。図５（ａ）は内曲げ形状を成形するための上型３ａ、一対の側板４ａ、短冊状成形板５からなる下型６の構成を示しており、絶縁材成形品を成形する前の各型の構成を示している。
【００２４】
図５（ｂ）では、一対の側板４ａの間隔は、上型３の厚さ、被成形物２の材料板厚、および上型３ａ降下時の側板４ａの引き込み間隔を含んだ寸法を合わせた間隙を有して待機しており、絶縁材からなる被成形物２、たとえばプレスボード材、クレープ紙等を側板４ａの上面を覆うように載置する。この後上型３ａを下降させ、上型３ａの底面と被成形物２の表面とを接触させ、さらに上型３ａが一対の側板４ａの間に引き込まれ、被成形物２を介して、上型３ａの底面が下型６の表面と接触するところまで下降させる。
【００２５】
図５（ｃ）は、上型３ａを十分に下降させた状態を示している。上型３ａが降下後、側板４ａは被成形物２のフランジ面を押し込むようにして上型３ａの側面との間で、挟み込み、また同時に、加熱流体を流体管１２を用いて上型３ａ、側板４ａ、下型６の内部を循環して流動させ、各型の温度を上昇させる。
【００２６】
十分に加圧、加熱を行った後、一対の側板の間隙を広げ、被成形物２のフランジ面から離す。続いて上型３ａを上昇させて被成形物２を取り出して、一つの成形作業工程を終了する。
【００２７】
このように、製品底部の円弧を形成させるように短冊状形成板５を制御して下型６の形状を変化させることで異なる円弧に対応でき、異なる円弧の被成形品２毎に、下型を製作、保有、保管する必要がなく、製造品種切り替え時の段取り変更においても短時間で準備することができ、生産性を向上させることができる。
【００２８】
実施の形態２．
実施の形態１においては、絶縁材成形品として、一例として図２（ａ）に示した内曲げ形状の成形品について説明したが、実施の形態２においては、一例として図２（ｂ）に示した外曲げ形状の成形品について説明する。
【００２９】
図６を用いて、一例として図２（ｂ）に示した外曲げ形状の成形品の成形手順を説明する。基本的な成形の手順は、実施の形態１に示した内曲げ形状の成形品の場合と同様であるが、上型３ｂ、側板４ｂの形状、下型６の円弧の方向が異なっている。
【００３０】
図６（ａ）に示すように、外曲げ形状を成形するための各型の配置は、上型３ｂ、一対の側板４ｂ、短冊状成形面５からなる下型６から構成されている。ここで重要なのは、上型３ｂと一対の側板４ｂは、成形品が外曲げ形状か内曲げ形状か、またその円弧はどの大きさか、等により選択し、交換したものであるが、下型６は、成形品の形状、円弧等に対応して交換したものではなく、円弧の大きさ、方向に対応して短冊状成形板５の支持ブロック５ｂ、支持ロッド５ｃを調整して得たものである点である。
【００３１】
図６（ｂ）では、一対の側板４ｂ間が上型３ｂの厚さ、被成形物２の材料板厚、および上型３ｂ下降時の側板４ｂの引き込み間隙を含んだ間隙を開けて待機しており、被成形物２は一対の側板４ｂを上面から覆うように載置する。この後、上型３ｂを下降させ、上型３ｂの底面と被成形物２表面が接触し、さらに上型３ｂを低下させると被成形物２は上型３ｂと一対の側板４ｂの側面との間に引き込まれ、被成形物２を介して上型３ｂの底面は下型６の上面と接触する。
【００３２】
図６（ｃ）では、上型３ｂが十分に下降させた状態を示している。上型３ｂを下降させた後、一対の側板４ｂは被成形物２のフランジ面を上型３ｂの側面とで挟み込み、目的とする形状を得るように加圧し、同時に上型３ｂ、側板４ｂ、下型６を加熱流体によって加熱する。十分に加圧、加熱した後、冷却後、一対の側板４ｂの間隙が開き、上型３ｂが上昇して被成形物２を取り出し、成形作業が終了する。
【００３３】
このように、製品底部の円弧の変化に対応させるように、複数の短冊状成形板５を制御して、下型６の形状を変化させることで円弧を内曲げだけでなく外曲げの製品にも対応することができるため、絶縁材成形工程を短縮し、生産性を向上することができる。また下型を製品ごとに作成、保有、保管する必要がなく、製造コストの削減にも有効である。
【００３４】
実施の形態３．
本実施の形態においては、複数の短冊状成形板５から成る下型６を用いる点は実施の形態１，２と同じである。しかし、実施の形態１等では、成形面５ａを支える支持ブロック５ｂは、成形面５ａが自由に回転することができるよう支持していたのに対し、本実施の形態においては、任意の回転位置に角度を制御することが可能な支持ブロック５ｅ（図７）を用いる点で異なっており、それ以外の構造、工程は実施の形態１等と同様である。
【００３５】
本実施の形態により絶縁材成形品を形成した場合、製品底部の円弧の変化に対応して、複数の短冊状成形板５がそれぞれ制御可能であり、下型６の形状を変化させることで円弧を内曲げだけでなく外曲げの製品にも対応することができるため、絶縁材成形工程を短縮し、生産性を向上することができる。また下型を製品ごとに作成、保有、保管する必要がなく、製造コストの削減にも有効である。さらに、任意の回転位置に角度を制御可能な支持ブロック５ｅを用いたことにより、精度の高い形状の制御が可能となった。
【００３６】
実施の形態４．
本実施の形態においては、基本的な構成、工程等は実施の形態１と同様であるが、図８に本実施の形態の各金型の構成を示すように、下型６の上面と、上型３ａ、側板４ａとの間に薄いシート状弾性材料１４、たとえばテフロン（登録商標）シートを用いた点が実施の形態１とは異なっている。下型６の上面に薄いシート状弾性材料１４を用いたことにより、被成形品２に対する短冊状成形板５相互間にわずかに存在した隙間の影響を低減することができ、また短冊状成形板５相互間のわずかな段差により局所的に大きな圧力が印加されることを防ぐことができ、より成形品の品質を向上させることができる。
【００３７】
なお、薄いシート状弾性材料１４の厚みは特に限定するものではなく、短冊状成形板５相互間の隙間、段差、成形圧力等に応じて選択することができるものであるが、一般に１ｍｍ程度の厚みが好ましく、さらに０．５〜３ｍｍ程度の厚みであれば用いることができる。
【００３８】
また実施の形態１と同様に、本実施の形態により絶縁材成形品を形成した場合、製品底部の円弧の変化に対応して、複数の短冊状成形板５を制御することができ、下型６の形状を変化させることで円弧を内曲げだけでなく外曲げの製品にも対応することができる。そのため、絶縁材成形工程を短縮し、生産性を向上することができる。また下型を製品ごとに作成、保有、保管する必要がなく、製造コストの削減にも有効である。
【符号の説明】
【００３９】
１  絶縁材成形装置、２  被成形物、３  上型、４  側板、５  短冊状成形板、５ａ  成形面、５ｂ  支持ブロック、５ｃ  支持ロッド、５ｄ  短冊状成形板の断面形状、５ｅ  支持ブロック、６  下型、７  鉛直方向動力源、８  上型固定具、９  ガイド、１０  上部プレート、１１  水平方向動力源、１２  流体管、１３  流体制御器、１４  シート状弾性材料。
【図１】
2016016418.tif 000003
【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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