(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状の積層鉄芯の内側中空部に配置される中子と、
前記積層鉄芯の外側から前記中子に向かって該積層鉄芯を切断する切断刃と、
前記積層鉄芯が切断される方向に対向する方向の力を前記中子に加えて該中子を押さえる対向押さえ部材と、
前記積層鉄芯が切断される方向に対して垂直な方向の力を前記中子に加えて、前記中子が載置されるテーブルに対して該中子を圧接することにより固定する垂直固定手段とを含むことを特徴とする鉄芯切断装置。
【請求項２】
前記垂直固定手段は、前記中子の上端部に合致する嵌合部位を有し、該嵌合部位を前記中子の上端部に嵌合させて該中子を圧接することを特徴とする請求項１に記載の鉄芯切断装置。
【請求項３】
環状の積層鉄芯の内側中空部に中子が位置するよう前記積層鉄芯を配置する鉄芯配置工程と、
前記積層鉄芯が切断される方向に対向する方向の力を前記中子に加えて該中子を押さえる対向押さえ工程と、
前記積層鉄芯の外側から前記中子に向かう方向に垂直な方向の力を前記中子に加えて、前記中子が載置されるテーブルに対して該中子を圧接することにより固定する垂直固定工程と、
前記積層鉄芯の外側から前記中子に向かって該積層鉄芯を切断する切断工程とを含むことを特徴とする鉄芯切断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変圧器等に用いられる積層鉄芯を切断する鉄芯切断装置および鉄芯切断方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ポリ塩化ビフェニル（以下ＰＣＢと略称する）は、化学的に安定している、熱により分解しにくい、電気絶縁性に優れている、沸点が高い、不燃性であるなどの性質を有する物質である。このため、変圧器、安定器、開閉器、計器用変成器、コンデンサ、サージアブソーバ、遮断器、整流器、放電コイル、リアクトル等に使用する絶縁油、ボイラーや熱交換器の熱媒体等幅広い分野で使用されてきた。わが国では、これまで約５９、０００トンのＰＣＢが生産され、このうち約５４，０００トンが国内で使用された（例えば非特許文献１）。
【０００３】
しかし、近年ＰＣＢの人体への有毒性が明らかになり、わが国では１９７２年からは、ＰＣＢの新たな製造はなされなくなった。さらに、１９７３年に制定された「化学物質の審査および製造等の規制に関する法律」に基づき、１９７４年からは、その製造、輸入等が事実上禁止となった。その後、我が国においては、高圧変圧器および高圧コンデンサを始めとしたＰＣＢ廃棄物について、その処理体制の整備が著しく停滞していたため、長期にわたり処分がなされず、事業者において保管が行われてきた。このように処分のめどが立たないまま長期にわたる保管が継続する中で、ＰＣＢ廃棄物の紛失等が発生し、環境汚染の進行が懸念される状況となっている。
【０００４】
そこで「ポリ塩化ビフェニル廃棄物の適正な処理の推進に関する特別措置法」が２００１年に施行され、ＰＣＢおよびＰＣＢを含む廃油等を１５年以内に処分するよう義務付けた（例えば非特許文献１）。
【０００５】
従来からのＰＣＢの処理法としては様々なものが提唱されていて、代表的なものとしては、脱塩素化分解法、水熱酸化分解法、還元熱分解法、光分解法、プラズマ分解法などがある。しかし、ＰＣＢそれ自体を処理する前段階として、ＰＣＢを使用した機器を部材ごとに解体する必要がある。例えば、特許文献１には、ＰＣＢ混入絶縁油を含有する変圧器の解体および洗浄方法が開示されている。
【０００６】
特許文献１によれば、まずＰＣＢ混入絶縁油を含有する変圧器からＰＣＢ混入絶縁油を抜く油抜き工程、次に油抜きされた変圧器内に洗浄溶剤を導入して循環し、残存ＰＣＢ混入絶縁油を洗浄除去する浸漬・循環洗浄工程、変圧器を洗浄装置に入る大きさに粗解体する粗解体工程、前記解体単位で１次洗浄する１次洗浄工程、前記解体単位をケース、金属、アルミナ、碍子、電線、積層鉄芯（コア）、木、パッキンおよびその他部材にそれぞれ分別解体する解体工程、分別された各部材を２次洗浄する２次洗浄工程を経て、ＰＣＢを使用した機器を部材ごとに解体および洗浄できるとしている。
【０００７】
これら部材のうち、積層鉄芯は、鋼板が積層された状態で環状に巻かれた構造となっている。このような状態のままでは、積層された鋼板間のＰＣＢを洗浄除去することは困難である。したがって、かかる積層鉄芯を積層方向に切断することで、環状に巻かれた状態を解き、その鋼板間に付着しているＰＣＢ等を除去することが容易な状態に変形して洗浄その他の処理を進めうる状態とする必要がある。
【０００８】
そこで特許文献２には、環状の積層鉄芯の内側中空部に配置される中子の上部と下部とを水平方向から押さえる治具を有する鉄芯切断方法・装置が記載されている。特許文献２によれば、上記の治具で押さえられた中子によって支持された鉄芯を、中子と切断刃とで挟むようにし、鉄芯を切断する。
【特許文献１】特開２００６−３３４５７２号公報
【特許文献２】特開２００３−２８５２２４号公報
【非特許文献１】環境省  「ポリ塩化ビフェニル廃棄物処理基本計画」＜インターネットＵＲＬ  http://www.env.go.jp/recycle/poly/plan/180320.pdf＞
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、特許文献２に記載のように、中子に水平方向の力を加えて押さえるだけでは、中子を安定的に固定することができず、中子が浮き上がってしまい、中子を水平方向に押さえる治具が損傷してしまう。また、中子が浮き上がることにより、積層鉄芯の変形や位置ズレが生じて切断刃に偏圧が作用し、積層鉄芯を良好に切断できないことがあった。また、中子が安定しないことにより、中子と切断刃とが接触し、この結果、切断刃に損傷を生じることもあった。
【００１０】
そこで特許文献２のような水平方向に固定されるのみの技術を詳細に観察したところ、中子の鉛直方向に力が逃げている様子が見られた。このような鉛直方向への力の分散が上記のような問題を生じていると考えられる。
【００１１】
本発明はこのような課題に鑑み、従来技術に比較して、より安定的に積層鉄芯を切断可能な鉄芯切断装置および鉄芯切断方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明による鉄芯切断装置は上述の課題を解決するために、環状の積層鉄芯の内側中空部に配置される中子と、積層鉄芯の外側から中子に向かって積層鉄芯を切断する切断刃と、積層鉄芯が切断される方向に対して垂直な方向の力を中子に加えて、中子が載置されるテーブルに対して中子を圧接することにより固定する垂直固定手段とを含むことを特徴とする。
【００１３】
上述の構成によって、中子を、積層鉄芯が切断される方向に対して垂直な方向に押さえることができ、垂直方向に力が分散することを防止でき、より確実に鉄芯を切断できる。
【００１４】
また上述の垂直固定手段は、中子が載置されるテーブルに対して中子を圧接している。これにより、テーブルと垂直固定手段とで中子を、重力の作用する鉛直方向に沿って上下から挟むことにより、簡便に積層鉄芯を固定できる。
【００１５】
また、上述の垂直固定手段は、中子の上端部に合致する嵌合部位を有し、その嵌合部位を中子の上端部に嵌合させて中子を圧接するとよい。これにより、垂直固定手段と中子とが嵌合し、垂直固定手段が中子から外れることなく、安定的に中子を固定できる。
【００１６】
また、上述の鉄芯切断装置は、積層鉄芯が切断される方向に対向する方向の力を中子に加えて中子を押さえる対向押さえ部材をさらに含むとよい。これにより、中子と切断刃とで鉄芯を挟むようにし、鉄芯をより安定的に切断することができる。
【００１７】
本発明による鉄芯切断方法は上述の課題を解決するために、環状の積層鉄芯の内側中空部に中子が位置するよう積層鉄芯を配置する鉄芯配置工程と、積層鉄芯の外側から中子に向かう方向に垂直な方向の力を中子に加えて、中子が載置されるテーブルに対して中子を圧接することにより固定する垂直固定工程と、積層鉄芯の外側から中子に向かって積層鉄芯を切断する切断工程とを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、積層鉄芯の切断時に中子を堅固に固定できることから、中子によって支持される積層鉄芯の安定性が増し、積層鉄芯の切断作業の効率が向上する。また、切断刃への作用圧力を減らすことができ、切断刃の損傷も減少する。さらに、切断刃に対向する対向押さえ部材の損傷、変形も抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に添付図面を参照して本発明による鉄芯切断装置および鉄芯切断方法の実施形態を詳細に説明する。図中、本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。また、同様の要素は同一の参照符号によって表示する。
【００２０】
図１は、本発明の実施形態である鉄芯切断装置の概略図である。鉄芯切断装置１００は、作業台としての役割を果たすワーク設置部１１０上に、水平面内で回転可能なターンテーブル１２０を有する。ターンテーブル１２０は、水平面内で回転することにより、その上に載置された積層鉄芯１３０の位置を変更する。なお、積層鉄芯１３０は、実際は、中子１４０を包囲しているところ、図１では積層鉄芯１３０の断面のみ、一点鎖線で示している。これは、他の要素の図示の明確化のためである。以下、本願において、一点鎖線で積層鉄芯１３０を図示するときは、すべて上記と同様とする。
【００２１】
図２は、図１に示す積層鉄芯１３０の概略図である。使用済みの変圧器を解体して取り出された積層鉄芯１３０は、鋼板が積層された環状構造となっている。積層鉄芯の種類としては、一般に、Ｃ型鉄芯、ラップ鉄芯、巻鉄芯が知られている。Ｃ型鉄芯は、連続的に鋼板を巻いて成型した後に切断した２つの半環状鉄芯をワニス等で固定したものである。ラップ鉄芯は、継目がほぼ同じ位置（ある範囲内であり、同一の位置ではない）になるように鋼板を一周ずつ巻いて成型したものである。巻鉄芯は、数周毎に鋼板を継ぎ足しながら巻いて成型したものであり、鋼板の継目が鉄芯の全周又は、特定の位置範囲内に散在している。
【００２２】
本実施形態にて用いる積層鉄芯１３０は、上述のいずれの型の積層鉄芯でもよいが、いずれの型の積層鉄芯も、鋼板が積層された環状構造となっているため、このままの状態では、鋼板間のＰＣＢなどの有害物質を除去することが困難である。そこで、鋼板が環状に積層された積層鉄芯１３０を、まず分離切断する必要がある。
【００２３】
図３は図２に示す積層鉄芯の平面図である。積層鉄芯１３０を切断するときは、図３に示すように、環状の積層鉄芯１３０の内側中空部に、金属等で構成された中子１４０を配置する。中子１４０は、切断時に積層鉄芯１３０を支持し、積層鉄芯１３０の変形を防止する。
【００２４】
図４は図１のターンテーブル１２０上に積層鉄芯１３０を設置した様子を示す平面図である。積層鉄芯１３０を設置する際には、ターンテーブル１２０に載置した環状の積層鉄芯１３０の内側中空部に中子１４０を挿通して、ターンテーブル１２０に設けられた溝１４２に中子１４０を嵌合固定するとよい。
【００２５】
図４に示すように、鉄芯切断装置１００は、積層鉄芯１３０が切断される矢印１５０方向（切断刃１７０の移動方向）に対向する方向の力を中子１４０に加えて中子１４０を押さえる対向押さえ部材１６０をさらに含む。対向押さえ部材１６０は、図１に示すように、略Ｃ字型の形状を有し、Ｃ字の下方の端部には、溝１４２を介して中子１４０の下側を押さえる下側押さえ部１６０Ａを有し、積層鉄芯１３０をまたいだＣ字の上方の端部には、中子１４０の上側を押さえる上側押さえ部１６０Ｂを有する。下側押さえ部１６０Ａと上側押さえ部１６０Ｂとはほぼ平行に設けられている。
【００２６】
積層鉄芯１３０を切断する際には、図１に示す対向押さえ部材駆動装置１８０により対向押さえ部材１６０を溝１４２に沿って駆動する。これにより、下側押さえ部１６０Ａは、溝１４２に収容されつつ中子１４０の下側を押さえ、上側押さえ部１６０Ｂは、中子１４０の上側を押さえることができる。
【００２７】
このように中子１４０の下側および上側を、対向押さえ部材１６０のそれぞれ下側押さえ部１６０Ａおよび上側押さえ部１６０Ｂにより押さえた状態で、対向する方向、すなわち積層鉄芯１３０の外側から中子１４０に向かって、切断刃駆動装置１９０により切断刃１７０を駆動し、積層鉄芯１３０を切断する。
【００２８】
切断後、下側押さえ部１６０Ａおよび上側押さえ部１６０Ｂを対向押さえ部材駆動装置１８０により、溝１４２に沿ってターンテーブル１２０外に移動する。また、切断刃１７０を切断刃駆動装置１９０により元の位置に戻す。
【００２９】
次いで、積層鉄芯１３０のはじめに切断した部分と対向する部分を切断する場合には、ターンテーブル１２０を１８０°回転させ、上述と同様の作業を繰り返せばよい。こうして、積層鉄芯１３０が互いに対向する部分で切断され、２つの半環状鉄芯に分割される。
【００３０】
しかし、中子１４０に水平方向の力を加えて押さえるだけでは、中子１４０を安定的に固定することができず、切断刃１７０に偏圧が作用して、良好に切断できないことがある。また切断刃１７０に損傷を生じることもある。
【００３１】
そこで、本実施形態では、図１に示すように、鉄芯切断装置１００がさらに、積層鉄芯１３０が切断される方向に対して垂直な方向の力を中子１４０に加えて中子１４０を固定する垂直固定手段、例えば垂直固定部材２００を含むことを特徴とする。
【００３２】
垂直固定部材２００は、それが接続されているエアシリンダ２２０によって、鉛直方向に駆動可能である。なお垂直固定部材２００を駆動する手段はエアシリンダ２２０に限られるものではなく、液圧シリンダ、ステッピングモータなどの電動機など、あらゆる駆動手段を用いてよい。
【００３３】
鉄芯切断装置１００は、カメラ２３０を装置上部に固定して備えていて、積層鉄芯１３０の切断の様子を撮影可能であるが、カメラ２３０は、エアシリンダ２２０の駆動領域に干渉しないよう、エアシリンダ２２０の直上部より若干、切断刃１７０が設けられている側にずらして設置されている。
【００３４】
なおカメラ２３０を鉄芯切断装置１００に固定する固定具２４０の底部には、エアシリンダ２２０、対向押さえ部材１６０および切断刃１７０の駆動によって生じる振動を吸収する防振ゴム２５０が取り付けられている。これによって、切断の様子を撮影した画像が乱れることを防止している。
【００３５】
図５は図１に示す垂直固定部材２００を利用して積層鉄芯１３０の切断を行う様子を示す図である。図５に示すように、対向押さえ部材１６０によって中子１４０を押さえる前または後に、エアシリンダ２２０によって垂直固定部材２００を矢印１９２で示す下方に駆動し、垂直固定部材２００は中子１４０の上端部に嵌合し、中子１４０をターンテーブル１２０に対して圧接することによって、中子１４０の転倒を防止する。
【００３６】
本実施形態では、垂直固定部材２００は、中子１４０が載置されるターンテーブル１２０に対して中子１４０を圧接している。すなわち、ターンテーブル１２０と垂直固定部材２００とで中子１４０を、重力の作用する鉛直方向に沿って上下から挟むことにより、簡便に積層鉄芯１３０を固定している。
【００３７】
このように、中子１４０を、積層鉄芯１３０が切断される方向に対して実質的に垂直な矢印１９２方向に押さえることで、より強固に中子１４０を固定することが可能である。これにより、切断刃１７０を駆動して積層鉄芯１３０を切断する際に、垂直方向に力が分散することを防止できる。したがって、本実施形態によれば、積層鉄芯１３０の変形や位置ズレを生じることなく、より安定的に積層鉄芯１３０を切断可能である。
【００３８】
図１のように、垂直固定部材２００が中子１４０に力を加える方向は、鉛直方向とするのが簡便で典型的である。ただし、垂直固定部材２００は、積層鉄芯１３０が切断される方向に対して実質的に垂直な方向の力を加えるものであればよく、この「実質的に垂直な方向」は鉛直方向に限られるものではない。積層鉄芯１３０の切断される方向（切断刃１７０の移動方向）と、ターンテーブル１２０の設置の仕方に応じて、垂直固定部材２００から中子１４０へ様々な方向に力が加えられるよう、本発明の実施形態を改変可能である。
【００３９】
図６は図１のＡ−Ａ断面図であり、図７は図６に示す垂直固定部材２００の拡大図である。図７に示すように、垂直固定部材２００は、中子１４０の上端部に実質的に合致する嵌合部位２００Ａを有し、その嵌合部位２００Ａを中子１４０の上端部に嵌合させて中子１４０を圧接している。これにより、垂直固定部材２００と中子１４０とは良好に嵌合し、垂直固定部材２００が中子１４０から外れることなく、安定的に中子１４０を固定できる。
【００４０】
なお、図示は省略するが、垂直固定部材２００の嵌合部位２００Ａは、ネジその他の部材を用いて幅を変更可能とし、中子１４０の上端部を両側から締結可能な構成としてもよい。これにより、より堅固に垂直固定部材２００が中子１４０を固定することが可能となる。
【００４１】
図６に示すように、積層鉄芯１３０を切断する際には、積層鉄芯１３０自体を押さえる２つずつの鉄芯固定部材２６０Ａ、２６０Ｂ（計４つ。図６では１つずつの計２つしか見えていない）を設けてもよい。部材２６０Ｂはエアシリンダであり、部材２６０Ｂが突出することによって積層鉄芯１３０を他方の部材２６０Ａに対して圧接して固定する。
【００４２】
積層鉄芯１３０は、上記のようなエアシリンダ部材２６０Ｂを用いて固定すれば強固に押さえることができるものの、これは必須ではなく、計４つの部材２６０Ａ、２６０Ｂに相当する位置に４つのプレート状の部材を固定して配置すれば、積層鉄芯１３０を十分に安定的に押さえることが可能である。
【００４３】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、変圧器等に用いられる積層鉄芯を切断する鉄芯切断装置および鉄芯切断方法に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の実施形態である鉄芯切断装置の概略図である。
【図２】図１に示す積層鉄芯の概略図である。
【図３】図２に示す積層鉄芯の平面図である。
【図４】図１のターンテーブル上に積層鉄芯を設置した様子を示す図である。
【図５】図１に示す垂直固定部材を利用して積層鉄芯の切断を行う様子を示す図である。
【図６】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図７】図６に示す垂直固定部材の拡大図である。
【符号の説明】
【００４６】
１００  鉄芯切断装置
１１０  ワーク設置部
１２０  ターンテーブル
１３０  積層鉄芯
１４０  中子
１６０  対向押さえ部材
１７０  切断刃
２００  垂直固定部材
２２０  エアシリンダ
【図１】
0005046772.tif 000002
【図２】
0005046772.tif 000003
【図３】
0005046772.tif 000004
【図４】
0005046772.tif 000005
【図５】
0005046772.tif 000006
【図６】
0005046772.tif 000007
【図７】
0005046772.tif 000008