JP3990481B2 - 巻鉄心製造装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、非晶質磁性合金薄帯により巻鉄心を製造する巻鉄心製造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近、低損失の磁性材料として、非晶質（アモルファス）磁性合金が注目されている。この材料を用いて変圧器などの電気機器用の鉄心を構成すると、低損失の電気機器を得ることができる。非晶質磁性合金は、厚さが非常に薄い（２５μ程度）薄帯（薄いストリップ）の形で提供され、その取り扱いが面倒であるため、非晶質磁性合金薄帯を用いて電気機器鉄心を構成する場合には、巻鉄心の構造を採用するのが有利である。
【０００３】
ケイ素鋼帯を用いた巻鉄心としては、１ターンカット形の鉄心が多く用いられている。１ターンカット形の巻鉄心を製造する際には、１ターン分よりも僅かに長い長さを有するようにカットされた鋼帯を順次円形の巻枠に巻回して、各ターンの鋼帯の両端を階段状に重合わせ接合した円形の巻鉄心を製作し、次いでこの円形の巻鉄心を矩形状に整形して焼鈍する方法がとられる。
【０００４】
ところが、前述のように、非晶質磁性合金は非常に薄く、その取り扱いが面倒であるため、非晶質磁性合金薄帯により巻鉄心を形成する場合に１ターンカット形の構造を採用したのでは、能率よく鉄心を製造することができない。
【０００５】
そこで、非晶質磁性合金薄帯を数枚ないしは数十枚積層したものを単位積層体として、この単位積層体を用いて巻鉄心を形成する方法が採用されている。この方法では、２πｔ（ｔは単位積層体の厚さ）ずつ長さが順次長くなる多数の単位積層体を形成し、この単位積層体の単体、または該単位積層体をｎ個（ｎは２以上の整数）ずつ長さが短いものから順に、それぞれの位置を長手方向にずらして積層したものを積層体ブロックとする。このようにして得たｍ個（ｍは１以上の整数）の積層体ブロックを、長さが短いものから順に矩形状の巻枠に巻き付けて各積層体ブロックの両端を重ね合わせ接合することにより矩形状の巻鉄心を形成する。
【０００６】
図２３は、一例として、１積層体ブロックの単位積層体数ｎを３とした場合の１番目の積層体ブロックＢ1 の構成を、便宜上その長さを実際のものよりも短縮して示したもので、この例では、順次２πｔ（１ターン毎の周長の増加分）ずつ長さが長くなっている単位積層体Ｕ1 〜Ｕ3 をずらし寸法ΔＸずつ長手方向に位置をずらして積層することにより積層体ブロックＢ1 を構成している。同様に、単位積層体Ｕ4 ，Ｕ5 ，…が順次３個ずつ積層されて２番目以降の積層体ブロックＢ2 ，Ｂ3 ，…が構成される。各積層体ブロックの長手方向の一端側の端部Ｂa 及び他端側の端部Ｂb はそれぞれ階段状に形成されている。なお積層体ブロックごとに単位積層体の数を異ならせる場合もあり、単位積層体の単体を積層体ブロックとする場合もある。
【０００７】
図２４は上記のようにして構成された積層体ブロックを巻枠Ｍに巻き付けることにより構成した巻鉄心の構造を示したもので、この例では、積層体ブロック数ｍを３としている。巻枠Ｍは、その横断面（中心軸線と直交する断面）の輪郭がほぼ矩形状を呈するように形成されている。巻枠Ｍには、単位積層体Ｕ1 〜Ｕ3 からなる積層体ブロックＢ1 と、単位積層体Ｕ4 〜Ｕ6 からなる積層体ブロックＢ2 と、単位積層体Ｕ7 〜Ｕ9 からなる積層体ブロックＢ3 とが順次巻回積層され、巻回された各単位積層体の一端側の端部と他端側の端部とが矩形状の巻枠Ｍの一方の短辺部上で重ね合わせ接合されて巻鉄心が構成されている。本明細書では、各単位積層体の一端側の端部と他端側の端部との互いに重ね合わせ接合された部分Ｌをラップ部と呼ぶ。
【０００８】
巻鉄心の最外周にはステンレス鋼等からなる鋼帯Ｓが巻回されてその形が保持され、この状態で全体が焼鈍されて、継鉄部Ｙ1 及びＹ2 と脚部Ｃ1 及びＣ2 とを有する矩形状の巻鉄心が完成される。
【０００９】
この巻鉄心を用いて例えば配電用の変圧器を構成する場合には、鋼帯Ｓを外して継鉄部Ｙ1 に形成された接合部を開き、巻枠Ｍを外した後、脚部Ｃ1 及びＣ2 にそれぞれ巻線を嵌装する。脚部Ｃ1 及びＣ2 に巻線を嵌装した後、継鉄部Ｙ1 の接合部を閉じ、巻鉄心の最外周に鋼帯Ｓを巻き付けて該鋼帯の両端を溶接する。
【００１０】
なお、焼鈍された非晶質磁性合金は非常に脆い状態にあり、巻線を取り扱う際に鉄心から破片が生じるおそれがあるため、鉄心に巻線を嵌装する際には、鉄心をカバーで覆う等の措置が講じられる。
【００１１】
従来は、上記のように、単位積層体の単体、または所定個数の単位積層体を所定のずらし寸法ΔＸずつずらして積層したものを積層体ブロックとして、該積層体ブロックを巻枠Ｍに巻き付けることにより、巻鉄心を製造する方法がとられていたが、積層体ブロックを巻鉄心に巻き付けてその両端を接合する工程では手作業を必要とするため、作業能率が悪く、鉄心のコストが高くなるのを避けられなかった。
【００１２】
なお、円形の巻鉄心を製造する装置としては、図２０に示すような製造装置（特公平６−９１８０号）が提案されている。この巻鉄心製造装置においては、フレーム１に設けられた長孔１ａに沿って移動し得る駆動軸２が設けられ、該駆動軸２に巻枠Ｍ´が取り付けられている。駆動軸２にはガイドフランジ３が設けられ、巻枠Ｍ´の一端がガイドフランジ３に当接されている。フレーム１にはまた、長孔１ａの一端側に互いに近接した状態で配置された１対のガイドローラ４及び５と、駆動軸２の周囲に分散配置された固定ローラ６ないし１３と、シリンダ１４により駆動されるテンションローラ１５及び１６を備えた張力付与装置１７とが取り付けられている。駆動軸２は図示しない付勢手段により長孔１ａの一端側（ガイドローラ４，５側）に付勢されている。巻枠Ｍ´とガイドローラ４，５と、固定ローラ６ないし１３と、テンションローラ１５及び１６とを図示の順序で経由するように無端ベルト１８が掛け渡されている。この無端ベルトは、張力付与装置１７の働きにより常時緊張状態に保持されている。
【００１３】
またガイドローラ４及び５の間に向けて積層体ブロックＢを送給するコンベアベルト１９が設けられ、該コンベアベルトにより送給された積層体ブロックＢがガイドローラ４，５の間を通して無端ベルト１８と巻枠Ｍ´との間に供給されるようになっている。
【００１４】
図２０の装置を用いて巻鉄心を製造する際には、巻枠Ｍ´を図示の矢印Ｐ方向に回転駆動して無端ベルト１８を図示の矢印Ｑ方向に走行させながら、コンベア１９により無端ベルト１８と巻枠Ｍ´との間に積層体ブロックＢを供給する。無端ベルト１８と巻枠Ｍ´との間に供給された積層体ブロックＢは、無端ベルト１８により拘束されつつ巻枠Ｍ´に巻き付けられて、その両端が重ね合わせ接合される。巻枠Ｍ´に積層体ブロックＢを巻回していくにつれて、鉄心の外径が巻き太りしていくため、駆動軸２は長孔１ａの他端側（図２０の左端側）に移動していく。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
図２０に示した巻鉄心製造装置では、巻鉄心が円形に形成されるため、図２４に示したように横断面の輪郭が矩形状を呈する巻鉄心を製造する場合には、円形に形成された巻鉄心を焼鈍前に矩形状に成形する作業を行うことが必要になり、面倒であった。
【００１６】
また巻鉄心においては、一連の積層体ブロックのラップ部Ｌを図２５（Ａ）に示すように、一定幅の領域Ｗ内に整然と分布させることが望ましい。
【００１７】
ところが、図２０に示した巻鉄心製造装置により、非晶質磁性合金薄帯の積層体ブロックＢを円形の巻枠Ｍ´に巻回した場合には、巻枠に一連の積層体ブロックを巻回していく過程で、外側に位置する積層体ブロックのラップ部の位置が内側に位置する積層体ブロックのラップ部の位置に対してずれていくため、図２５（Ｂ）に示したようにラップ部Ｌが存在する領域Ｗ´が斜めに展開した状態になる、いわゆる「ラップ流れ」の状態が生じることがあった。ラップ流れが生じた円形巻鉄心を矩形状に整形しても、図２４に示したように１つの継鉄部Ｙ1 の中央部付近にラップ部が正しく分布した巻鉄心を得ることはできない。
【００１８】
なお、図２０に示した巻鉄心製造装置において、円形の巻枠Ｍ´に代えて、図２１に示すように、矩形状の巻枠Ｍを用いることも考えられる。この場合には、矩形状の巻枠Ｍの回転を可能にするために、ガイドローラ４，５の間の間隔を広げるとともに、矩形状の巻枠の短辺部及び長辺部がガイドローラ４，５の位置を通過する際に両ガイドローラを大きく逃がすことができる構造にする必要がある。ところがガイドローラ４，５を大きく逃がす構造にすると、単位積層体のラップ部が逃げたガイドローラ４，５の間を通過する際に、接合された単位積層体の端部が外側に開いてしまい、開いた（巻枠から離反した）単位積層体の端部がベルトを介してガイドローラ４に突き当って巻枠の回転が阻止されるというトラブルが生じる。
【００１９】
従って、図２０に示した巻鉄心製造装置において、矩形状の巻枠を用いた場合には、積層体ブロックの巻回動作の途中でラップ部が開くのを防ぐために手作業を加えることが必要になって、巻鉄心の製造を能率よく行うことができなかった。
【００２０】
また図２０に示した巻鉄心製造装置において、矩形状を呈する巻枠Ｍを用いた場合には、図２１（Ａ）ないし（Ｃ）に示したように、巻枠Ｍの回転に伴ってコンベアベルト１９の送出端部と巻枠Ｍとの間の垂直方向距離（垂直方向に測った距離）が時々刻々変化し、図２１（Ｃ）のように、巻枠Ｍの長辺部が水平方向を向いた状態になったときに、コンベアベルト１９の送出端部と巻枠Ｍとの間の垂直方向距離が最大になる。このように、コンベアベルト１９の送出端部と巻枠Ｍとの間の垂直方向距離が大きくなると、図２１（Ｃ）に示すようにコンベアベルト１９から巻枠Ｍ側に送出された積層体ブロックＢが大きく弛む状態になって、図２２（Ａ）及び（Ｂ）に示したように積層体ブロックＢが弛んだままの状態で無端ベルトの内側に巻き込まれるため、巻き込まれた積層体ブロックの弛み部分で非晶質磁性合金薄帯にしわが生じ、そのまま巻回を続けると、非晶質磁性合金薄帯のしわが生じた部分が圧縮されて破損するおそれがある。非晶質磁性合金薄帯が破損すると、鉄心から多数の破片が生じるため、巻回された巻鉄心を用いて変圧器などの電気機器を組立てた際に、電気機器の絶縁部分に破片が付着したり、絶縁油中に破片が混入したりして、電気機器の絶縁性能を低下させるおそれがある。
【００２１】
本発明の目的は、ラップ流れの状態を生じさせることなく、巻鉄心の製造を能率よく行うことができるようにするとともに、積層体ブロックを大きな弛みを生じさせることなく矩形状に巻回することができるようにして、鉄心内部で非晶質磁性合金薄帯の破損が生じるおそれをなくした巻鉄心製造装置を提供することにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明が対象とする巻鉄心製造装置は、横断面の輪郭形状がほぼ矩形状を呈するように形成されて中心部が軸線を水平方向に向けた主軸により支持された巻枠と、該巻枠を回転駆動する巻枠駆動装置と、ループをなすように形成されていて該ループの外側に前記巻枠を位置させた状態で一部が巻枠の外周に沿う周回軌道に沿うようにガイドされて巻枠の回転により駆動される無端ベルトと、非晶質磁性合金薄帯を複数枚積層したものからなる単位積層体の単体または該単位積層体をｎ個（ｎは２以上の整数）ずつそれぞれの位置を長手方向にずらした状態で積層して長手方向の一端側及び他端側をそれぞれ階段状に形成したものからなる積層体ブロックを、その長手方向の一端を巻枠側に向けた状態でガイド板の上に乗せて、該ガイド板の上を滑らせながら該ガイド板の巻枠側に指向した送出端部から順次送り出して巻枠側に供給する積層体ブロック供給装置とを備えて、積層体ブロック供給装置により順次供給される積層体ブロックを無端ベルトの内側に巻き込むことにより巻枠上に複数の積層体ブロックを順次巻回積層して、巻回された各積層体ブロックの一端と他端とが重ね合わされてラップ部が形成された構造を有する巻鉄心を製造する装置であり、上記の無端ベルトの周回軌道は、その始点と終点との間に積層体ブロック供給装置により供給される積層体ブロックの長手方向の一端側の端部を受け入れるための積層体ブロック導入部を形成するように設定されている。
【００２３】
本発明においては、主軸と共に回転するように設けられるとともに、積層体ブロック供給装置により巻枠側に供給された積層体ブロックの前記一端側の端部を巻枠に対してクランプするように構成されて、供給された積層体ブロックを無端ベルトの内側に巻き込んで巻枠に巻回する間積層体ブロックの一端側の端部を巻枠に対してクランプした状態に保持するラップクランプ装置と、積層体ブロック供給装置により巻枠側に新たな積層体ブロックが供給される毎に、ラップクランプ装置が新たに供給された積層体ブロックの前記一端側の端部を巻枠に対してクランプする動作を行う間、新たに供給された積層体ブロックの前記一端側の端部を巻枠に対して押え付け、ラップクランプ装置が新たに供給された積層体ブロックの前記一端側の端部を巻枠に対してクランプした後に、押え付けていた積層体ブロックの一端側の端部を解放して巻枠の回転を許容した状態にするラップ押え装置とを設ける。
【００２４】
本発明においてはまた、巻枠に最初に巻回される積層体ブロックを供給する際には、巻枠の４つのコーナ部のうち最も高い位置にあるコーナ部の頂部とガイド板の送出端部との間の垂直方向距離を設定値に保つようにガイド板の送出端部を巻枠の回転に追従して変位させ、既に巻枠に巻回されている積層体ブロックの外周に積層体ブロックを供給する際には、巻枠に巻回された最も外側の積層体ブロックの４つのコーナ部のうち最も高い位置にあるコーナ部とガイド板の送出端部との間の垂直方向距離を設定値に保つようにガイド板の送出端部を巻枠の回転に追従させて変位させるガイド板変位機構を積層体ブロック供給装置に設けた。
【００２５】
上記のように、主軸とともに回転するように設けられてラップ部を構成する積層体ブロックの端部を巻枠に対してクランプするラップクランプ装置を設けておくと、積層体ブロックを無端ベルトの内側に巻き込んで巻回する際に積層体ブロックの端部が巻枠に対して動くことがないため、ラップ部の位置がずれるのを防ぐことができ、ラップ流れが生じるのを防ぐことができる。
【００２６】
また上記のように積層体ブロックの端部を巻枠に対してクランプしておくと、積層体ブロックが無端ベルトから解放された状態になってもラップ部が開くことがないため、矩形状の巻枠の短辺部及び長辺部が積層体ブロック導入部の位置を通過する際にラップ部が開くのを防ぐことができる。
【００２７】
更に上記のように、積層体ブロック導入部に供給された積層体ブロックの一端側の端部を巻枠側に押え付けるラップ押え装置を設けておくと、既に巻回されている積層体ブロックのラップ部を開かせることなく、新たに積層体ブロック導入部に供給された積層体ブロックの一端側の端部をクランプすることができる。
【００２８】
従って、上記のように構成すると、巻回された積層体ブロックのラップ部を一度も開かせることなく、かつラップ部の位置ずれを生じさせることなく一連の積層体ブロックの巻回作業を進めることができ、ラップ流れがない高品質の巻鉄心を製造することができる。
【００２９】
上記のように、積層体ブロックをガイド板の上に載せて、ガイド板の上を滑らせながら巻枠側に供給する場合、ガイド板の送出端部と巻枠との間の垂直方向距離（巻枠に既に先行した積層体ブロックが巻回されている場合には、供給ベース板の送出端部と巻枠に既に巻回された積層体ブロックとの間の垂直方向距離）が大きくなると、ガイド板の送出端部と巻枠（または巻枠に既に巻回されている積層体ブロック）との間で、積層体ブロックに大きな弛みが生じる。ガイド板の送出端部から巻枠側に供給される積層体ブロックの弛みが大きくなると、積層体ブロックが弛んだままの状態で無端ベルトの内側に巻き込まれるため、巻き込まれた積層体ブロックの弛み部分で非晶質磁性合金薄帯にしわが生じ、そのまま巻回を続けると、非晶質磁性合金薄帯のしわが生じた部分が圧縮されて破損するおそれがある。非晶質磁性合金薄帯が破損すると、鉄心から多数の破片が生じるため、巻回された巻鉄心を用いて変圧器などの電気機器を組立てた際に、電気機器の絶縁部分に破片が付着したり、絶縁油中に破片が混入したりして、電気機器の絶縁性能を低下させるおそれがある。
【００３０】
また鉄心内に積層体ブロックの弛みが存在すると、鉄心内の占積率が不均一になって、電気機器の特性に悪影響を与えるおそれがある。
【００３１】
このような問題を生じさせないようにするためには、ガイド板から巻枠側に積層体ブロックを供給する際に、該積層体ブロックに生じる弛みをできるだけ小さくすることが必要である。
【００３２】
そのため、本発明においては、前述のように、積層体ブロック供給装置にガイド板変位機構を設けて、巻枠に最初に巻回される積層体ブロックを供給する際には、巻枠の４つのコーナ部のうち最も高い位置にあるコーナ部の頂部とガイド板の送出端部との間の垂直方向距離を設定されたオフセット値に保つようにガイド板の送出端部を巻枠の回転に追従して変位させ、既に巻枠に巻回されている最も外側の積層体ブロックの外周に次の積層体ブロックを供給する際には、巻枠に巻回された最も外側の積層体ブロックの最も高い位置にあるコーナ部の頂部とガイド板の送出端部との間の垂直方向距離を設定されたオフセット値に保つようにガイド板の送出端部を巻枠の回転に追従させて変位させるようにした。
【００３３】
なおコーナ部の頂部とは、コーナ部の頂上、即ち、コーナ部の各部のうち、最も外側に出っ張った部分（コーナ部の横断面の輪郭線と矩形の対角線との交点）を意味する。またコーナ部の頂部の高さとは、コナー部の垂直方向高さを意味する。同様に、ガイド板の送出端部の高さも、該送出端部の垂直方向高さを意味する。
【００３４】
このように構成すると、ガイド板の送出端部と巻枠の外周との間の垂直方向距離（巻枠に既に巻回されている積層体ブロックの外周に次の積層体ブロックを供給する場合には、ガイド板の送出端部と巻枠に既に巻回されている積層体ブロックの外周との間の垂直方向距離）を常に必要最小限の大きさに保持しつつ、積層体ブロックを巻枠側に供給することができるため、積層体ブロックがガイド板から巻枠側に移行する際に積層体ブロックに生じる弛みを小さくして、大きな弛みが生じたままの状態で積層体ブロックが無端ベルトの内側に巻き込まれるのを防ぐことができ、巻回された鉄心内で非晶質磁性合金薄帯にしわが生じて、該薄帯が破損するのを防ぐことができる。
【００３５】
上記のようにガイド板の送出端部を変位させるには、例えば、ガイド板を、積層体ブロックの供給方向の後方側に設定された１つの回動中心を中心にして回動し得るように設けておく。そして、巻枠に最初の積層体ブロックを供給する際には、巻枠の４つのコーナ部のうち最も高い位置にあるコーナ部の頂部の高さを演算し、既に巻枠に巻回されている積層体ブロックの外周に積層体ブロックを供給する際には既に巻枠に巻回されている積層体ブロックの４つのコーナ部のうち最も高い位置にあるコーナ部の頂部の高さを演算するコーナ部高さ演算手段と、コーナ部高さ演算手段により演算されたコーナ部の頂部の高さに設定されたオフセット値を加算して得た高さを目標高さとして、ガイド板の送出端部の高さを目標高さに保持するために必要な電動機の回転方向と回転角度とを演算する電動機回転量演算手段と、電動機回転量演算手段により演算された回転方向に演算された回転角度だけ電動機を回転させるように電動機を制御する電動機制御装置とを設ける。
【００３６】
上記のように、巻枠の４つのコーナ部（巻枠に最初の積層体ブロックを巻回する場合）または巻枠に既に巻回されている積層体ブロックの４つのコーナ部（巻枠に既に巻回されている積層体ブロックの外周に次の積層体ブロックを巻回する場合）のうち、最も高い位置にあるコーナ部の頂部の高さを演算して、演算されたコーナ部の頂部の高さに一定のオフセット値を加算して得た高さを目標高さとして、ガイド板の送出端部の高さを目標高さに保持するように電動機を制御するようにすると、ガイド板の送出端部を巻枠の回転に追従して自動的に変位させて、巻枠または巻枠に巻回されている積層体ブロックの最も高い位置にあるコーナ部の頂部とガイド板の送出端部との間の垂直方向距離を必要最小限の大きさ（オフセット値）に保って、ガイド板から巻枠側に移行する積層体ブロックに大きな弛みが生じるのを防ぐことができる。
【００３７】
本発明においてはまた、ガイド板の先端から主軸の上方付近まで伸びるように設けられてガイド板の送出端部と巻枠との間に存在する積層体ブロックを下から支える帯状の板バネを、ガイド板の送出端部に取り付けておくのが好ましい。この場合、板バネは積層体ブロックの幅寸法よりも小さい幅寸法を有するように形成して、積層体ブロックの幅方向の中央部に沿うように配置する。
【００３８】
ガイド板の送出端部に上記のような板バネを取り付けておくと、積層体ブロックに生じる弛みを更に小さくすることができるため、積層体ブロックが弛んだままの状態で巻き込まれるのを確実に防ぐことができる。
【００３９】
ラップ押え装置は、積層体ブロック導入部で主軸の軸線方向と直角な方向に変位し得るように設けられて、積層体ブロック導入部にある積層体ブロックの一端側の端部に当接して該一端側の端部を巻枠側に押え付ける押え位置と該一端側の端部から離れて巻枠の回転を許容する状態になる退避位置との間を変位し得るように設けられた押え部材と、該押え部材を押え位置と退避位置とに変位させる押え部材駆動機構とにより構成できる。
【００４０】
またラップクランプ装置は、主軸の径方向に沿う第１の方向に沿って移動し得るように設けられるとともに、主軸の軸線方向に沿う第２の方向に移動し得るように設けられていて、第２の方向に沿って巻枠の外周面に対向する位置まで変位させられた状態で第１の方向に沿って巻枠側に変位させられたときに巻枠上の積層体ブロックの一端側の端部に当接して該端部を巻枠に対してクランプし、第２の方向に沿って巻枠から離れる側に移動したときに該積層体ブロックの一端側の端部のクランプを解除するように設けられたクランプ板と、該クランプ板を第１の方向に沿って変位させる第１のクランプ板駆動機構と、前記クランプ板を前記第２の方向に移動させる第２のクランプ板駆動機構とにより構成できる。
【００４１】
この場合、無端ベルトは、積層体ブロックの幅寸法よりも小さい幅寸法を有するように形成されて、積層体ブロックの幅方向の中央部に沿うように配置され、ラップクランプ装置のクランプ板は、クランプ位置にあるときに無端ベルトと干渉しない積層体ブロックの端部の幅方向の端部寄りの部分に当接して該端部をクランプするように設けられる。
【００４２】
上記のように、ラップクランプ装置のクランプ板を主軸の軸線方向（第２の方向）に変位させて積層体ブロックから離脱させることができるようにしておくと、積層体ブロックを無端ベルトの内側に巻き込んで積層体ブロックの一端側の端部と他端側の端部とを重ね合わせてラップ部を構成した後、該ラップ部が無端ベルトにより拘束されている状態で、ラップ部を構成する積層体ブロックの端部間に挟み込まれた状態にあるクランプ板を積層体ブロックから一旦離脱させて、改めてラップ部をクランプすることができる。このようにラップ部をクランプしておくと、ラップ部が無端ベルトから解放された際に、該ラップ部が開くのを防ぐことができる。
【００４３】
また上記のように、積層体ブロック導入部に供給された積層体ブロックの一端側の端部を巻枠側に押え付けるラップ押え装置を設けるとともに、ラップクランプ装置のクランプ板を主軸の軸線方向（第２の方向）に変位させて積層体ブロックから離脱させることができるようにしておくと、積層体ブロック導入部に新たな積層体ブロックが供給されたときに、該積層体ブロックの端部を巻枠側に押え付けた状態でクランプ板を離脱させて新たな積層体ブロックの一端側の端部をクランプすることができるため、既に巻回された積層体ブロックのラップを開かせることなく、新たに供給された積層体ブロックの一端側の端部をラップクランプ装置によりクランプすることができる。
【００４４】
上記巻枠の軸線方向の両端には、該巻枠とともに回転するように設けられて、該巻枠上の積層体ブロックの幅方向の位置を規制するする１対の面板を配置するのが好ましい。
【００４５】
このように１対の面板を設けておくと、巻枠に巻回される積層体ブロックの幅方向の位置を揃えることができるため、一連の積層体ブロックを整然と巻回することができ、積層体ブロックの位置ずれがない高品質の巻鉄心を得ることができる。
【００４６】
本発明においては、巻枠駆動装置と、積層体ブロック供給装置と、ラップ押え装置の押え部材駆動機構と、ラップクランプ装置の第１及び第２のクランプ板駆動機構とを制御する制御装置を更に設けるのが好ましい。
【００４７】
この制御装置は、積層体ブロックの一端側の端部を積層体ブロック導入部を通して巻枠の外周に対向する位置に供給する積層体ブロック供給動作と、巻枠の一方の短辺部の位置に供給された積層体ブロックの一端側の端部をラップ押え装置の押え部材により巻枠に対して押え付ける押え動作と、押え部材により押え付けられた積層体ブロックの一端側の端部にラップクランプ装置のクランプ板を当接させて該一端側の端部をクランプする積層体端部クランプ動作と、押え部材を退避位置に変位させて巻枠の回転が許容される状態にするラップ押え退避動作と、巻枠を回転させて一端側の端部がクランプされた積層体ブロックを無端ベルトの内側に巻き込んで該積層体ブロックの一端側の端部に他端側の端部を重ね合わせることによりラップ部を形成した後、該ラップ部を無端ベルトの内側に位置させた状態で巻枠を停止させる積層体ブロック巻回動作と、積層体ブロックのラップ部を構成する一端側の端部と他端側の端部との間に挟み込まれた状態にあるクランプ板を第２の方向に沿って巻枠から離れる側に変位させてラップ部から離脱させるクランプ板離脱動作と、ラップ部から離脱したクランプ板を該ラップ部の外周側に当接して該ラップ部を巻枠に対してクランプする位置まで変位させるラップ部クランプ動作と、ラップ部を前記積層体ブロック導入部に位置させるまで前記巻枠を回転させて停止させる巻枠復帰動作とを必要な数の積層体ブロックが巻回されるまで繰り返すように構成される。
【００４８】
上記ラップクランプ装置は１対設けて、該１対のラップクランプ装置を巻枠の軸線方向の両側にそれぞれ配置するのが好ましい。この場合ラップ押えは、ラップクランプ装置のクランプ板と干渉しないように、積層体ブロック導入部にある積層体ブロックの積層端部の幅方向の中央部寄りの位置で該積層端部に当接するように設けるのが好ましい。
【００４９】
１対のラップクランプ装置と、１対の面板とを設ける場合には、１対の面板のクランプ装置のクランプ板が配置される部分に互いに整合する切欠き部を設けて、１対のラップクランプ装置の各クランプ板を面板の切欠き部内を通して変位させるようにするのが好ましい。
【００５０】
上記のように、ラップクランプ装置を１対設けておくと、積層体ブロックの端部をその幅方向の両端で安定にクランプすることができるため、無端ベルトの内側に積層体ブロックを巻き込んで巻回する過程で、クランプが外れるのを防いで、安定な動作を行わせることができる。
【００５１】
本発明においてはまた、周回軌道の終点付近で無端ベルトに接触して該無端ベルトを巻枠側に押し付ける第１のしごきローラと、周回軌道の始点と終点との間の中間部付近で無端ベルトに接触して該無端ベルトを巻枠側に押し付ける第２のしごきローラとを設けるのが好ましい。
【００５２】
この場合第１及び第２のしごきローラは、巻枠の回転に追従して変位し得るように支持するとともに、付勢手段により巻枠側に付勢しておく。
【００５３】
上記第１及び第２のしごきローラは、第１のしごきローラが巻枠の対角位置にある２つの角部のうちの一方に対向したときに、第２のしごきローラが該２つの角部のうちの他方に対向した状態になるように設けるのが好ましい。
【００５４】
上記のようにしごきローラを設けておくと、無端ベルトに弛みを生じさせることなく、該無端ベルトを巻枠または既に巻回された積層体ブロックに密接させることができるため、積層体ブロックを密に巻いて、積層体ブロック相互間に隙間がない高品質の巻鉄心を得ることができる。
【００５５】
また本発明においては、無端ベルトの周回軌道の始点側で該無端ベルトの内側に巻き込まれる積層体ブロックに接触して、該積層体ブロックを前記巻枠側に押し付けるように付勢するバネを更に設けるのが好ましい。
【００５６】
このようにバネを設けておくと、新たな積層体ブロックを無端ベルトの内側に巻き込む際に、積層体ブロックが浮き上がるのを防ぐことができるため、積層体ブロックの巻き込みを容易に行わせることができる。
【００５７】
本発明においてはまた、積層体ブロック導入部で積層体ブロックに摩擦接触して無端ベルトの内側に巻き込まれる積層体ブロックに張力を与える摩擦付与部材を設けるのが好ましい。
【００５８】
【発明の実施の形態】
図１ないし図１４は本発明に係わる巻鉄心製造装置の構成例を示したもので、図１はその全体的な構成を示す正面図、図２は図１の要部の拡大正面図、図３は図１の要部を示す斜視図、図４ないし図１４は本発明に係わる巻鉄心製造装置の動作を順を追って示した斜視図である。
【００５９】
図１において２１は板状に形成されて垂直に起立された状態で配置された巻鉄心製造装置の主フレームで、主フレーム２１はその下部に取り付けられた脚部２１ａ，２１ａを介して図示しない設置ベース上に固定される。主フレーム２１の先端部２１Ａ寄りの位置には主軸２３がその中心軸線をフレーム２１の板面と直交させた状態で、かつ水平方向に向けた状態で回転自在に支持され、主軸２３に巻枠Ｍが取り付けられている。巻枠Ｍは、横断面の輪郭がほぼ矩形状（矩形の各角部に丸みをつけた形状）を呈するように形成されていて、その中心軸線を主軸２３の中心軸線に一致させた状態で取り付けられている。図示してないが、主フレーム２１の裏面には、電動機により減速機を介して主軸２３を回転駆動する巻枠駆動装置が設けられ、この巻枠駆動装置により巻枠Ｍが回転駆動される。
【００６０】
図４に見られるように、主軸２３には、巻枠Ｍを軸線方向の両端側から挟むように配置された１対の面板２５，２５が取り付けられている。１対の面板２５，２５の内、主フレーム２１と反対側に配置された面板２５は、取り外すことができるようになっていて、この面板２５を外した状態で巻枠Ｍの着脱を行うことができるようになっている。面板２５，２５には互いに整合するコの字形の切欠き部２５ａ，２５ａが形成されている。図７に見られるように、各切欠き部２５ａは、面板２５の半径方向と平行な方向に伸びる対辺２５a1，２５a1と、面板２５の半径方向に対して直角な方向に伸びる底辺部２５a2とを有していて、巻枠Ｍはその一方の短辺部を切欠き部２５ａの底辺部２５a2に沿わせた状態で取り付けられる。切欠き部２５ａの底辺部２５a2に沿う巻枠Ｍの一方の短辺部に巻鉄心を構成する積層体ブロックのラップ部が配置される。
【００６１】
主フレーム２１（図１参照）にはまた、積層体ブロック供給装置２６が取り付けられている。積層体ブロック供給装置２６は、主フレーム２１の後端部２１Ｂ側から巻枠Ｍ側に向って長く延びる可動フレーム２７を備えている。可動フレーム２７は、円弧の中心が同一である２つの円弧状の溝２８ａ及び２８ｂと該円弧状の溝により案内されて転動するローラ（図示せず。）とを備えたガイド機構により、積層体ブロックの送給方向の後方側に設定された一点を中心に回動し得るように支持されている。主フレーム２１にはまた、可動フレーム２７よりも下方に位置させた状態で電動機２９ａと該電動機の出力軸の回転を減速する歯車減速機２９ｂとが取り付けられている。減速機２９ｂの出力軸には第１のレバー２９ｃの一端が連結され、該第１のレバー２９ｃの他端に第２のレバー２９ｄの一端がピンを介して連結されている。第２のレバー２９ｄの他端は可動フレーム２７にピンを介して連結され、電動機２９ａの出力軸の回転に伴って、可動フレーム２７が回動させられるようになっている。
【００６２】
可動フレーム２７には、該可動フレームの長手方向に延びるガイド板３０と、積層体ブロック送給機構３１とが取り付けられている。ガイド板３０は巻枠Ｍ側に送給される積層体ブロックＢを載せて支えるために設けられたもので、その巻枠Ｍ側に向いた先端が積層体ブロックの送出端部３０Ａ（図４参照）となっており、該送出端部３０Ａが面板２５，２５の間を通して巻枠Ｍの近傍に至るように設けられている。図４ないし図１４に見られるように、ガイド板３０の幅方向の中央部には、その長手方向に延びるスリット３０ａが形成されている。
【００６３】
積層体ブロック送給機構３１は、ガイド板３０の上方に配置されてガイド板３０の長手方向に移動自在に支持された可動ブロック３１ａに取り付けられた上部クランプ３１Ａと、ガイド板３０の下方に配置されて可動ブロック３１ａと同じ方向に変位し得るように支持された可動ブロック３１ｂに取り付けられた下部クランプ３１Ｂと、モータ３１Ｃと、ガイド板の長手方向に延びるように設けられて可動ブロック３１ａに固定されたナットに螺合されたボールネジ３１Ｄとを備えている。
【００６４】
可動ブロック３１ａ及び可動ブロック３１ｂは、それぞれが支持した上部クランプ３１Ａ及び下部クランプ３１Ｂを互いに連動して変位させるように、図示しない手段により連結されている。
【００６５】
モータ３１Ｃの出力軸はチェーンスプロケット機構等からなる動力伝達機構３１Ｅを介してボールネジ３１Ｄに結合され、モータ３１Ｃによりボールネジ３１Ｄが回転駆動されて、可動ブロック３１ａ及び３１ｂとともに上部クランプ３１Ａ及び下部クランプ３１Ｂがガイド板３０の長手方向に往復移動させられる。
【００６６】
上部クランプ３１Ａ及び下部クランプ３１Ｂは、ガイド板３０のスリット３０ａを通して上下に相対するクランプ部材と、該クランプ部材を駆動する流体圧シリンダとを備えている。積層体ブロックＢを送給する際には、上部クランプ３１Ａのクランプ部材をガイド板３０の上に供給された積層体ブロックＢの上面に当接させ、下部クランプ３１Ｂのクランプ部材をスリット３０ａを通して積層体ブロックＢの下面に当接させることによりガイド板３１Ｄ上の積層体ブロックＢをクランプする。この状態で、モータ３１Ｃを駆動してボールネジ３１Ｄを回転させることにより、上部クランプ３１Ａ及び下部クランプ３１Ｂを変位させて、積層体ブロックＢを、ガイド板３０の送出端部（巻枠側の端部）３０Ａから順次巻枠Ｍ側に送り出して送給する。この例では、可動フレーム２７と、ガイド板３０と、積層体ブロック送給機構３１とにより、積層体ブロック供給装置２６が構成され、電動機２９ａと減速機２９ｂとレバー２９ｃ及び２９ｄとにより、ガイド板変位機構２９が構成されている。
【００６７】
可動フレーム２７の先端部には、アーム３２が回動自在に支持され、該アーム３２の先端部には、巻枠Ｍに巻回される積層体ブロックＢに摩擦接触して該積層体ブロックＢに摩擦抵抗を与える摩擦付与部材３３（図２参照）が回動可能に取り付けられている。摩擦付与部材３３は，所定の質量を有する板（錘）からなっている。アーム３２を駆動するためにシリンダ３４が設けられ、該シリンダ３４を駆動することにより、摩擦付与部材３３を、面板２５，２５の間で巻枠上の積層体ブロックに当接する位置と、該積層体ブロックから離れた状態になる退避位置とに変位させることができるようになっている。
【００６８】
主フレーム２１にはまた、積層体ブロック供給装置２６の先端部付近の下方に、上下に間隔をあけて配置された第１及び第２のガイドローラ４０Ａ及び４０Ｂと、主軸２３の中心軸線を含む垂直面に対して第２のガイドローラ４０Ｂと対称に配置された第３のガイドローラ４０Ｃと、第３のガイドローラ４０Ｃの真上に並べて配置された第４及び第５のガイドローラ４０Ｄ及び４０Ｅと、第５のガイドローラ４０Ｅの上方に位置させて、かつ面板２５，２５´よりも高い位置に配置された第６のガイドローラ４０Ｆと、第６のガイドローラ４０Ｆと同じ高さの位置に位置させた状態で巻枠Ｍの上方に配置された第７のガイドローラ４０Ｇとが取り付けられている。第３ないし第５のガイドローラ４０Ｃないし４０Ｅは、狭い間隔をもって上下方向に並ぶように配置され、これらのガイドローラの中心軸線を含む垂直面と第１及び第２のガイドローラ４０Ａ及び４０Ｂの中心軸線を含む垂直面との間に位置させた状態でスライダ４１が配置されている。スライダ４１は主フレーム２１に固定された平行なガイド棒４２，４２に沿って水平方向にスライドし得るように支持されている。スライダ４１には、第３及び第４のガイドローラ４０Ｃ及び４０Ｄの間の隙間に相応する位置に配置された第１のテンションローラ４３Ａと、第４のガイドローラ４０Ｄと第５のガイドローラ４０Ｅとの間の隙間に相応する位置に配置された第２のテンションローラ４３Ｂとが支持されている。スライダ４１には、主フレーム２１に取り付けられたエアシリンダ４４のピストンロッドが連結され、シリンダ４４によりスライダ４１が第３ないし第５のガイドローラ４０Ｃないし４０Ｅから離れる方向に付勢されるようになっている。
【００６９】
第１及び第２のガイドローラ４０Ａ及び４０Ｂと、第３のガイドローラ４０Ｃと第１のテンションローラ４３Ａと、第４のガイドローラ４０Ｄと、第２のテンションローラ４３Ｂと、第５のガイドローラ４０Ｅと、第６及び第７のガイドローラ４０Ｆ及び４０Ｇと、巻枠Ｍの外周とにループ状に形成された無端ベルト（エンドレスベルト）４５が掛け渡されている。
【００７０】
無端ベルト４５は、巻枠Ｍをそのループの外側に位置させた状態でその一部が巻枠Ｍの外周の大部分に沿うように設けられている。図示の例では、第３ないし第５のガイドローラ４０Ｃないし４０Ｅとスライダ４１と第１及び第２のテンションローラ４３Ａ及び４３Ｂとシリンダ４４とにより、張力付与装置（アキュムレータ）４６が構成され、この張力付与装置により無端ベルト４５に緊張力が与えられて、該無端ベルトが巻枠Ｍまたは該巻枠に巻回される積層体ブロックＢの外周に密接した状態に保持されるようになっている。本明細書では、無端ベルト４５の巻枠Ｍの外周に沿う部分の軌道Ｒ（図２参照）を無端ベルトの周回軌道と呼ぶ。
【００７１】
図４ないし図１４に見られるように、無端ベルト４５は、巻枠Ｍに巻回される積層体ブロックＢの幅寸法よりも小さい幅寸法を有するように形成されていて、巻枠Ｍ及び該巻枠Ｍに巻回される積層体ブロックの幅方向の中央部に沿うように配置されている。従って、無端ベルト４５が巻枠Ｍの外周に巻回される積層体ブロックＢの外周に接触した状態にあるときに、該積層体ブロックの幅方向の両端部には無端ベルトに接触しない部分が残される。
【００７２】
主軸２３の両側にはくの字形に形成された第１のしごきローラ支持アーム５１Ａ及び第２のしごきローラ支持アーム５１Ｂが配置されている。第１のしごきローラ支持アーム５１Ａは、積層体ブロック供給装置２６側に設けられて、ピン５２Ａを介して主フレーム２１に回動自在に支持されている。また第２のしごきローラ支持アーム５１Ｂは積層体ブロック供給装置と反対側に配置されて、ピン５２Ｂを介して主フレーム２１に回動自在に支持されている。
【００７３】
第１のしごきローラ支持アーム５１Ａ及び第２のしごきローラ支持アーム５１Ｂはそれぞれの先端が面板２５，２５の間を通して巻枠Ｍに接近したり該巻枠Ｍから離れたりするように設けられていて、それぞれの先端に取り付けられた第１及び第２のしごきローラ５３Ａ及び５３Ｂが無端ベルト４５に接触させられている。
【００７４】
主フレーム２１には、第１及び第２のしごきローラ支持アーム５１Ａ及び５１Ｂを付勢する付勢手段としての第１及び第２のエアシリンダ５４Ａ及び５４Ｂが回動自在に支持され、これらのエアシリンダ５４Ａ及び５４Ｂのピストンロッドが第１のしごきローラ支持アーム５１Ａの中間部及び第２のしごきローラ支持アーム５１Ｂの中間部にそれぞれピンを介して連結されている。第１及び第２のエアシリンダ５４Ａ及び５４Ｂにより第１のしごきローラ５３Ａ及び第２のしごきローラ５３Ｂが巻枠Ｍ側に付勢されるようになっている。
【００７５】
図示の巻鉄心製造装置では、供給装置２６から巻枠Ｍ上に積層体ブロックＢを供給する際に、図１に示すように巻枠Ｍの長辺部を垂直方向に沿わせ、該巻枠Ｍの一方の短辺部を上方に向けた状態にして巻枠Ｍを停止させる。このときの巻枠Ｍの停止位置を巻枠の積層体ブロック受入れ位置と呼ぶことにする。
【００７６】
図示の例では、巻枠Ｍが積層体ブロック受入れ位置に停止したときに、無端ベルト４５の巻枠Ｍから第７のガイドローラ４０Ｇに向けて立上る部分が垂直方向に沿うように、第７のガイドローラ４０Ｇの位置が設定されている。また第１のしごきローラ５３Ａは、巻枠Ｍの長辺部が垂直方向に沿うように配置された状態にあるときに、該巻枠Ｍの積層体ブロック供給装置２６側の長辺部の上端部付近で無端ベルト４５に接触するように設けられる。更に第２のしごきローラ５３Ｂは、巻枠Ｍの長辺部が垂直方向に沿うように配置されたときに、巻枠Ｍの積層体ブロック供給装置２６と反対側の長辺部の下端部付近で無端ベルト４５に接触するように設けられる。
【００７７】
図示の例では、巻枠Ｍが回転する過程で、第１のしごきローラ５３Ａが巻枠Ｍの１つの角部に対向して無端ベルトに接触した際に、第２のしごきローラ５３Ｂが、第１のしごきローラに対向する角部と対角位置にある他の角部に対向して無端ベルトに接触し、図１及び図２に示すように巻枠Ｍが積層体ブロック導入位置にあるときには、第１のしごきローラ５３Ａ及び第２のしごきローラ５３Ｂが巻枠Ｍの異なる長辺部の端部寄りの位置で無端ベルトに接触するように、第１及び第２のしごきローラが設けられている。
【００７８】
図示の例では、第７のガイドローラ４０Ｇと第１のしごきローラ５３Ａと、第２のしごきローラ５３Ｂとにより、無端ベルト４５の巻枠Ｍの外周に沿う周回軌道Ｒが定められている。この周回軌道Ｒは、第７のガイドローラ４０Ｇから巻枠Ｍ側に下降する無端ベルト４５が巻枠Ｍまたは該巻枠に巻かれた積層体ブロックＢに接する位置を始点Ｐ（図２参照）とし、無端ベルト４５が第１のしごきローラ５３Ａと巻枠Ｍまたは巻枠Ｍに巻回された積層体ブロックＢとの間から離脱する位置を終点Ｑとする軌道である。無端ベルト４５は、シリンダ５４Ａにより付勢されて周回軌道Ｒの終点Ｑ付近で該無端ベルトに接触する第１のしごきローラ５３Ａの働きと、シリンダ５４Ｂにより付勢されて周回軌道Ｒの始点Ｐと終点Ｑとの間の中間部付近で該無端ベルトに接触する第２のしごきローラ５３Ｂの働きとにより、常時巻枠Ｍ側に押し付けられた状態で走行する。
【００７９】
巻枠Ｍが回転させられると、第１のしごきローラ５３Ａと無端ベルト４５との接点と主軸２３との間の距離、及び第２のしごきローラ５３Ｂと無端ベルト４５との接点と主軸２３との間の距離が変化し、これらの距離の変化に追従して第１及び第２のしごきローラ５３Ａ及び５３Ｂの位置が変化する。このように巻枠Ｍの回転に追従して第１及び第２のしごきローラの位置が変化することにより、巻枠Ｍの円滑な回転が許容される。
【００８０】
無端ベルト４５の巻枠Ｍに沿う周回軌道の始点Ｐと終点Ｑとの間に、積層体ブロック導入部（無端ベルトが開いた部分）Ｇが形成され、積層体ブロック供給装置２６から導入部Ｇを通して巻枠Ｍ側に積層体ブロックＢが供給される。
【００８１】
巻枠Ｍの両側に設けられた面板２５，２５には、巻枠Ｍ上の積層体ブロックの一端側の端部（ラップ部を構成する端部）をクランプする１対のラップクランプ装置６０，６０が取り付けられている。図２及び図３に示したように、各ラップクランプ装置６０は、面板２５の切欠き部２５ａの底辺部２５a2及び巻枠Ｍの一方の短辺部に長手方向を沿わせた状態で面板２５の外側に配置された矩形状の可動板６１を備えている。可動板６１は、垂直方向に向くように配置されて面板２５の外面に固定された１対のガイドレール６２，６２により主軸２３の径方向に沿う第１の方向（図示の例では上下方向）に移動自在に支持されたスライダ６３，６３の上端に固定されている。
【００８２】
可動板６１の下面の中央部には、クランプ板６４がガイド機構６５を介して主軸２３の軸線方向に沿う第２の方向に移動自在に支持されている。ガイド機構６５は、ガイドレールと該ガイドレールにスライド自在に保持されたスライダとを備えた公知のものである。
【００８３】
クランプ板６４は、積層体ブロックの一端側の端部をクランプするために必要な機械的強度を確保するために必要最小限の厚さを有する板からなっていて、図４ないし図１４に見られるように、クランプ板６４には、巻枠Ｍ側に向かうに従って該クランプ板の厚みを薄くする向きのテーパがつけられている。
【００８４】
クランプ板６４は、その板面が巻枠Ｍの一方の短辺部に沿うように設けられていて、可動板６１の変位に伴って主軸の径方向に沿う第１の方向に沿って移動し、ガイド機構６５の働きにより主軸２３の軸線方向に沿う第２の方向に変位する。このクランプ板６４は、第２の方向（主軸の軸線方向）に沿って巻枠Ｍの一方の短辺部の外周面に対向する位置まで変位させられた状態で第１の方向（主軸の径方向）に沿って巻枠側に変位させられたときに巻枠Ｍ上の積層体ブロックＢの一端側の端部に当接して該一端側の端部を巻枠Ｍに対してクランプし、第２の方向（主軸の軸線方向）に沿って巻枠から離れる側に移動させられたときに一端側の端部のクランプを解除する。
【００８５】
クランプ板６４を主軸の径方向に沿う第１の方向に沿って変位させるため、第１のラップクランプ駆動用エアシリンダ６６（図２、図３参照）のピストンロッド６６ａが可動板６１に連結されている。またクランプ板６４を主軸の軸線方向に沿う第２の方向に沿って変位させるために、可動板６１の下面に固定された第２のラップクランプ駆動用エアシリンダ６７のピストンロッド６７ａが連結部材６８を介してクランプ板６４に連結されている（図３参照）。可動板６１とガイドレール６２，６２とスライダ６３，６３と第１のラップクランプ駆動用エアシリンダ６６とにより、クランプ板６４を第１の方向に沿って移動させる第１のクランプ板駆動機構が構成されている。またガイド機構６５と第２のラップクランプ駆動用エアシリンダ６７とにより、クランプ板６４を第２の方向に沿って移動させる第２のクランプ板駆動機構が構成され、クランプ板６４と第１及び第２のクランプ板駆動機構とにより、ラップクランプ装置６０が構成されている。各ラップクランプ装置６０は面板２５に取付けられているため、主軸２３が回転駆動されたときに巻枠Ｍとともに回転して、巻枠Ｍ上の積層体ブロックをクランプしたりアンクランプしたりする。
【００８６】
積層体ブロック導入部Ｇにはまた、積層体ブロック導入部に供給された積層体ブロックの一端側の端部を巻枠側に押え付けるラップ押え装置７０が設けられている。このラップ押え装置７０は、積層体ブロック導入部Ｇに相応する位置で主フレーム２１に固定されたシリンダ取付け板７１にピストンロッド７２ａを下方に向けた状態で取り付けられたエアシリンダ７２と、該エアシリンダ７２のピストンロッド７２ａの下端に固定された押え部材７３とからなっている。エアシリンダ７２は、そのピストンロッド７２ａを主軸２３の中心軸線を含む垂直面上で巻枠Ｍの外周面の幅方向の中央部に向けた状態で設けられ、押え部材７３は、エアシリンダ７２により駆動されて、積層体ブロック導入部Ｇにある積層体ブロックＢのラップ部に当接して該ラップ部を巻枠Ｍ側に押え付ける押え位置と該ラップ部から離れて巻枠Ｍの回転を許容する状態になる退避位置との間を主軸２３の軸線方向と直角な方向に沿って変位させられる。この例では、エアシリンダ７１により、押え部材７３を押え位置と退避位置とに変位させる押え部材駆動機構が構成されている。
【００８７】
また図示の例では、第７のガイドローラ４０Ｇを支持する軸に無端ベルト４５の幅方向の両側で巻枠Ｍ上の積層体ブロックＢに接触する１対の半月形のバネ８０，８０が設けられている。
【００８８】
図示の例では、主軸２３と、主軸に取り付けられた巻枠Ｍと、主軸を回転させて巻枠Ｍを駆動する巻枠駆動装置と、ガイドローラ４０Ａ〜４０Ｇなどによりガイドされた無端ベルト４５と、ラップクランプ装置６０と、ラップ押え装置７０とにより、巻鉄心巻回装置が構成されている。
【００８９】
本実施形態ではまた、図４、図１８及び図１９に見られるように、ガイド板３０の送出端部（先端）３０Ａから巻枠Ｍの主軸の上方付近まで伸びるように設けられてガイド板３０の送出端部と巻枠Ｍとの間に存在する積層体ブロックを下から支える帯状の板バネ９０が、ガイド板３０の送出端部３０Ａに取り付けられている。この板バネ９０はクランプ板６４と干渉しないように、積層体ブロックの幅寸法よりも小さい幅寸法を有するように形成されていて、積層体ブロックの幅方向の中央部に沿うように配置されている。板バネ９０は、巻枠Ｍが積層体ブロック受入れ位置（鉄心のラップ部が配置される巻枠の短辺部が水平方向に向いた状態になる位置）に停止しているときに、その先端部９０ａが巻枠Ｍの短辺部の中央部付近に接近した状態になるように設けられている。従って、ガイド板３０の送出端部から積層体ブロックＢの先端が巻枠Ｍの短辺部上に供給されると、板バネ９０は、積層体ブロックの先端部と巻枠Ｍの短辺部との間に配置された状態になる。クランプ板６４が積層体ブロックの先端部をクランプした後、巻枠Ｍが回転すると、図１８（Ｂ）のように巻枠Ｍの短辺部が板バネ９０から離れていくため、やがて板バネは積層体ブロックの先端部と巻枠との間から離脱する。
【００９０】
板バネ９０は、ガイド板３０の送出端部と巻枠との間に存在する積層体ブロックＢを支える際には大きく湾曲することがない程度のバネ力を有しているが、積層体ブロックと巻枠Ｍとの間に挟み込まれた状態で巻枠が回転を開始した際には、巻枠の回転に伴って無理なく湾曲して、巻枠の回転を妨げることがないように、そのバネ力が適当な強さに設定されている。
【００９１】
巻枠Ｍに積層体ブロックＢを巻回する際に、ガイド板３０の送出端部３０Ａの位置を固定しておくと、巻枠Ｍの長辺部が水平方向を向いて、ガイド板の送出端部３０Ａと巻枠の外周との間の垂直方向距離が大きくなったときに積層体ブロックの弛みが大きくなるため、積層体ブロックが弛んだままの状態で無端ベルトの内側に巻き込まれ、積層体ブロックの弛んだ部分で非晶質磁性合金薄帯にしわが生じて、該薄帯が破損するおそれがある。
【００９２】
そのため、本発明においては、積層体ブロック供給装置２６に、ガイド板変位機構２９を設けて、図１７（Ａ）ないし（Ｄ）に示したように、巻枠Ｍまたは巻枠に巻回された積層体ブロックの４つのコーナ部のうち、最も高い位置にあるコーナ部の頂部とガイド板３０の送出端部３０Ａとの間の垂直方向距離を一定のオフセット値Δｈに保つように、ガイド板３０の送出端部の高さを巻枠の回転に追従させて変位させる。即ち、巻枠Ｍに最初に巻回される積層体ブロックを供給する際には、巻枠の４つのコーナ部のうち最も高い位置にあるコーナ部の頂部とガイド板３０の送出端部３０Ａとの間の垂直方向距離を設定されたオフセット値Δｈに保つようにガイド板３０の送出端部３０Ａを巻枠Ｍの回転に追従して変位させ、既に巻枠Ｍに巻回されている積層体ブロックの外周に積層体ブロックを供給する際には、巻枠に巻回された最も外側の積層体ブロックの４つのコーナ部のうち最も高い位置にあるコーナ部の頂部とガイド板の送出端部との間の垂直方向距離をオフセット値Δｈに保つようにガイド板３０の送出端部を巻枠の回転に追従させて変位させる。
【００９３】
図１６は、回転する巻枠の各コーナ部の頂部の高さの変化を示したもので、この例では、同図の左端に示したように、巻枠がコーナ部にアールを有しない完全な矩形状の断面形状を有するものとし、該巻枠を反時計方向（矢印ＵＣ方向）に回転させるものとする。図１６の左端のＭ1 は巻枠の長辺部が垂直方向に向いた状態（積層体ブロックのし端部を巻枠に供給する際の状態）を示し、Ｍ2 はＭ1 の状態から巻枠が反時計方向に９０度回転した状態を示している。図１６の右側に示した正弦波形ａ，ｂ，ｃ及びｄはそれぞれ巻枠の４つのコーナ部ａ，ｂ，ｃ及びｄの高さ位置の変化を示している。図１６に示したＭ1 の状態（巻枠が積層体ブロック受入れ位置にある状態）をスタート時の状態とし、巻枠のコーナ部ａと主軸の中心Ｏとを結ぶ直線が水平線となす角をα、巻枠の回転角をθ（０≦θ≦９０°）、巻枠の中心から各コーナ部までの距離をコーナ部半径Ｒとすると、主軸２３の中心Ｏから図ったコーナ部ａの高さｈは、次式で与えられる。
【００９４】
ｈ＝Ｒ sin（α＋θ） …（１）
また図１６に示したＭ2 の状態にある巻枠の中心Ｏとコーナ部ｂとを結ぶ直線が水平線となす角をβとすると、コーナ部ｂの高さｈは次式で与えられる。
【００９５】
ｈ＝Ｒ sin（β＋θ） …（２）
図１６に示したＭ1 の状態から巻枠の回転を開始した場合、巻枠が最初の９０度の区間を回転する間は、コーナ部ａが最も高い位置にあり、次の９０度の区間を回転する間は、コーナ部ｂが最も高い位置にある。即ち、巻枠が９０度回転する毎に最も高い位置にあるコーナ部がａ→ｂ→ｃ→ｄ→ａ…のように入れ替っていく。したがって、各瞬時において最も高い位置にあるコーナ部の軌跡は、図１６の右側に実線で示したようになる。図１６に示したＰ1 点からＰ2 までの区間では、最も高い位置にあるコーナ部の頂部の高さｈが、ｈ＝Ｒ sin（α＋θ）で与えられ、Ｐ2 点からＰ1 点までの区間では、最も高い位置にあるコーナ部の頂部の高さｈが、ｈ＝Ｒ sin（β＋θ）で与えられる。
【００９６】
巻枠に巻回された先行の積層体ブロックの外周に次の積層体ブロックを巻回する際には、巻枠の中心からコーナ部の頂部までの距離に巻枠に既に巻回されている積層体ブロックのコーナ部の厚さを加えたものを、（１）式または（２）式のコーナ部半径Ｒとすればよい。
【００９７】
本発明においては、最も高い位置にあるコーナ部の頂部の高さに一定のオフセット値Δｈを加えることにより求めた高さｈ＋Δｈをガイド板３０の送出端部３０Ａの目標高さとし、ガイド板３０の送出端部３０Ａの高さを目標高さに一致させるように、電動機２９ａの回転を制御することにより、ガイド板の送出端部３０Ａと最も高い位置にあるコーナ部の頂部との間の垂直方向距離を一定のオフセット値Δｈに保持する。そして、板バネ９０の上に積層体ブロックが乗っていない状態で、ガイド板３０の送出端部３０Ａと巻枠の最も高い位置にあるコーナ部との間の垂直方向距離をオフセット値Δｈに等しくしたときに、板バネ９０の先端と積層体ブロック受入れ位置にある巻枠Ｍの上側の短辺部との間の垂直方向距離を零または十分に小さい値にするように、上記オフセット値Δｈの大きさを設定する。
【００９８】
巻枠の回転に追従させてガイド板３０の送出端部３０Ａを自動的に変位させるため、ガイド板変位機構２９を制御する制御装置が設けられている。この制御装置は、例えば、巻枠Ｍの４つのコーナ部（最初の積層体ブロックを巻回する際）または巻枠に巻回されている積層体ブロックの４つのコーナ部（２番目以降の積層体ブロックを巻回する際）のうち最も高い位置にあるコーナ部の頂部の高さを前記（１）式または（２）式を用いて演算するコーナ部高さ演算手段と、該コーナ部高さ演算手段により演算されたコーナ部の頂部の高さに設定されたオフセット値を加算して得た高さを目標高さとして、ガイド板の送出端部の高さを目標高さに保持するために必要な電動機２９ａの回転方向と回転角度とを演算する電動機回転角演算手段と、電動機回転角演算手段により演算された回転方向に演算された回転角度だけ電動機を回転させるように電動機を制御する電動機制御装置とにより構成できる。
【００９９】
巻鉄心の製造を自動的に行わせるため、巻枠駆動装置と積層体ブロック供給装置２６とラップ押え装置７０の押え部材駆動機構とラップクランプ装置６０の第１及び第２のクランプ板駆動機構とを制御する制御装置を設けることが好ましい。
【０１００】
この制御装置は、巻枠Ｍの回転角度を検出するセンサ、積層体ブロックの一端が巻枠Ｍの一方の短辺上の所定位置に到達したことを検出するセンサ、及び各部の動作位置を検出する位置センサ等の各種のセンサと、これらのセンサの検出出力を入力として各部をシーケンス制御するマイクロコンピュータとにより構成することができる。
【０１０１】
この制御装置は、巻枠Ｍの一方の短辺部を積層体ブロック導入部Ｇに位置させた状態で積層体ブロック導入部Ｇを通して巻枠Ｍの一方の短辺部の位置に積層体ブロックＢの一端側の端部Ｂa を供給する積層体ブロック供給動作と、巻枠Ｍの一方の短辺部の位置に供給された積層体ブロックＢの一端側の端部Ｂa をラップ押え装置７０の押え部材７３により巻枠に対して押え付けるラップ押え動作と、押え部材７３により押え付けられた積層体ブロックの一端側の端部Ｂa にラップクランプ装置６０のクランプ板６４を当接させて該一端側の端部をクランプする積層体端部クランプ動作と、押え部材７３を退避位置に変位させて巻枠Ｍの回転が許容される状態にするラップ押え退避動作と、巻枠を回転させて一端側の端部がクランプされた積層体ブロックＢを無端ベルト４５の内側に巻き込んでその一端側の端部Ｂa に他端側の端部Ｂb を重ね合わせることによりラップ部Ｌを形成した後、該ラップ部Ｌを無端ベルト４５の内側に位置させた状態で停止させる積層体ブロック巻回動作と、積層体ブロックＢのラップ部Ｌを構成する一端側の端部Ｂa と他端側の端部Ｂb との間に挟み込まれた状態にあるクランプ板６４を第２の方向に沿って巻枠から離れる側に変位させてラップ部Ｌから離脱させるクランプ板離脱動作と、ラップ部Ｌから離脱したクランプ板６４を該ラップ部の外周側に当接して該ラップ部を巻枠に対してクランプする位置まで変位させるラップ部クランプ動作と、ラップ部Ｌを積層体ブロック導入部Ｇに位置させるまで巻枠Ｍを回転させて停止させる巻枠復帰動作とを必要な数の積層体ブロックが巻回されるまで繰り返すように構成される。
【０１０２】
上記制御装置を実現するためにマイクロコンピュータにより実行させるプログラムのアルゴリズムの一例を図１５に示した。このアルゴリズムによる場合の巻鉄心巻回動作を説明すると下記の通りである。
【０１０３】
プログラムが開始されると、先ず所定枚数積層された非晶質磁性合金薄帯を図示しないシヤーにより所定の長さに切断して単位積層体を形成し、この単位積層体を段積みすることにより、図２３に示したような構造の積層体ブロックＢを形成する（図１５のステップ１）。次いで積層体ブロック供給装置２６側で新たな積層体ブロックを受け入れる条件が成立したことが検出されたときに、この積層体ブロックＢを積層体ブロック供給装置２６の受取り位置に搬送する（ステップ２）。ステップ１とステップ２とを繰り返すことにより、巻鉄心を構成するために必要な数の積層体ブロックを順次製作して、一連の積層体ブロックを積層体ブロック供給装置２６の受取り位置に供給する。
【０１０４】
図１５のステップ３では、図４に示すように、積層体ブロック供給装置２６のガイド板３０上の待機位置に積層体ブロックＢを搬送する。次いでステップ４で上部クランプ３１Ａ及び下部クランプ３１Ｂを待機している積層体ブロックの位置（受取り位置）まで移動させ、ステップ５で該積層体ブロックの先端部付近をクランプする。巻鉄心巻回装置側で新たな積層体ブロックを受入れる条件が成立したことが検出されたときにステップ６を行って、積層体ブロックＢをクランプしたクランプ３１Ａ及び３１Ｂを巻枠Ｍ側に移動させ、図５に示すように、積層体ブロックＢの一端側の端部Ｂa を積層体ブロック導入部Ｇを通して積層体ブロック受入れ位置で停止している巻枠Ｍの一方の短辺上に挿入する。次いでステップ７でクランプ３１Ａ及び３１Ｂによる積層体ブロックＢのクランプを解除する。
【０１０５】
積層体ブロックＢの一端を巻枠Ｍの一方の短辺上に供給した後、ステップ８を実行して、図６に示すようにラップ押え装置７０の押え部材７３を押え位置まで下降させて、積層体ブロックＢの一端の端部Ｂa を巻枠Ｍの短辺に対して加圧する。次いでステップ９を行って、図７に示すようにラップクランプ装置６０，６０のクランプ板６４，６４を主軸２３の軸線方向の外側に平行移動させることにより、巻枠Ｍの外側に離脱させる。次いでステップ１０において、図８の矢印Ａ1 に示すようにラップクランプのクランプ板６４，６４を主軸の径方向の外側に変位（上昇）させた後、ステップ１１において図８の矢印Ａ2 に示すようにクランプ板６４，６４を主軸の軸線方向の内側に平行移動させ、更にステップ１２において図８の矢印Ａ3 のようにクランプ板６４，６４を主軸の径方向の内側に変位（下降）させて、積層体ブロックＢの一端側の端部Ｂa の積層端面に当接させることにより、該端部Ｂa をクランプする。
【０１０６】
クランプ板６４，６４により積層体ブロックＢの一端側の積層端面をクランプした後、ステップ１３において図９に示すようにラップ押え装置の押え部材７３を上方の退避位置まで移動させてラップ押え装置を解放する。
【０１０７】
ステップ１４では、ラップ押え装置を解放した後、図示しない巻枠駆動装置により主軸２３を回転させて巻枠Ｍを図示の矢印Ｕの方向に回転させつつ、積層体ブロック供給装置１６を往復回動させる。これにより無端ベルト４５を矢印Ｕ方向に走行させ、図１０に示すように巻枠Ｍに一端側の端部Ｂa が固定された積層体ブロックＢを無端ベルト４５の内側に巻き込んで巻枠Ｍの回りに巻回する。このとき積層体ブロックＢに摩擦付与部材３３が接触して、該積層体ブロックに適度の張力を与え、また無端ベルト４５の幅方向の両側に配置されたバネ８０，８０が積層体ブロック導入部Ｇの始点Ｐ付近で積層体ブロックＢに接触して、該積層体ブロックＢを巻枠Ｍ側に押圧するため、無端ベルト４５の内側への積層体ブロックＢの巻き込みは円滑に行われる。
【０１０８】
図１０は巻枠Ｍを図９の状態から１８０度回転（１／２回転）させた状態を示している。図１１に示したように、図９の状態から巻枠Ｍを１＋α（０＜α＜１）回転させたところで、巻枠Ｍを停止させる。図１１はα＝０．５として、図９の状態から巻枠を１．５回転（５４０度回転）させたところで停止させた状態を示している。図１１の状態では、無端ベルト４５の内側に巻き込まれた積層体ブロックＢの一端側の端部Ｂa の上にクランプ板６４を介して他端側の端部Ｂb が重ね合わされてラップ部Ｌが形成された状態にある。
【０１０９】
巻枠Ｍを１．５回転させて停止させた後、ステップ１５を行い、図１２に示すようにクランプ板６４，６４を主軸の軸線方向に沿って外側に平行移動させてラップ部Ｌから離脱させる。ステップ１５においてクランプ板６４，６４を離脱させた後、ステップ１６を行ってクランプ板６４，６４を図１３に矢印Ａ1 ´で示したように主軸の径方向の外側に移動させる。次いでステップ１７を行ってクランプ板６４，６４を図１３に矢印Ａ2 ´で示したように主軸の軸線方向に沿って内側に平行移動させた後、ステップ１８を行ってクランプ板６４，６４を図１３に矢印Ａ3 ´で示したように主軸の径方向の内側に移動させる。これによりクランプ板６４，６４を図１３に示すように積層体ブロックＢのラップ部Ｌに当接するクランプ位置に到達させてラップ部Ｌをクランプする。その後ステップ１９で巻枠Ｍを１−α回転（図示の例では１−α＝０．５回転）させつつ積層体ブロック供給装置１６を往復回動させて、図１４に示すように巻枠Ｍを積層体ブロック受入れ位置に戻し、巻枠Ｍの一方の短辺部を積層体ブロック導入部Ｇに位置させる。
【０１１０】
巻枠Ｍの回りに積層体ブロックを巻回していくと、巻回した積層体ブロックの数の増大に伴って巻枠の回りに形成される積層体ブロック巻回体の外径寸法が大きくなっていく。この外径寸法の増大に合わせて新たな積層体ブロックＢを巻枠側に送り出す際のガイド板３０の送出端部位置を変化させる必要がある。そのため、２番目以降の積層体ブロックを巻回するのに先だって、ステップ２０において、（１）式及び（２）式の演算に用いるコーナ部半径Ｒを積層体ブロックのコーナ部の厚み分ΔＲだけ増加させる。
【０１１１】
上記のように、ガイド板の送出端部の高さを巻枠の回転に伴って変化させて、巻枠の最も高い位置にあるコーナ部とガイド板の送出端部との間の垂直方向距離を一定のオフセット値に保つように制御しつつ積層体ブロックを巻枠に巻回する際の一連の動作を図１８（Ａ）ないし（Ｃ）及び図１９（Ａ），（Ｂ）に示した。ガイド板の送出端部の高さを巻枠の回転に追従させて変化させた場合には、図１８（Ｃ）に示すように、巻枠の長辺部が水平方向に向く状態にあるときにガイド板の送出端部と巻枠との間の垂直方向距離を短くして、積層体ブロックＢに大きな弛みが生じるのを防ぐことができるため、積層体ブロックが弛んだままの状態で巻回されるのを防ぐことができ、図１９（Ｃ）に示したように、積層体ブロックＢを弛まない状態で巻回することができる。
【０１１２】
上記の例で示したように、巻枠Ｍの両側に面板２５，２５を配置して、巻枠Ｍに巻かれる積層体ブロックの幅方向の位置を規制するようにすると、積層体ブロックの位置を揃えて、積層面の凹凸が少ない巻鉄心を得ることができるが、これらの面板は省略してもよい。
【０１１３】
面板２５，２５を省略する場合には、適宜の支持手段を主軸２３に取り付けて、該支持手段を介してラップクランプ装置を支持する。
【０１１４】
また上記の例のように積層体ブロックＢに摩擦接触する摩擦付与部材（錘）３３を設けておくと、積層体ブロックＢに適当な張力を与えて、該積層体ブロックの巻き込みを円滑に行わせることかできるが、この摩擦付与部材は省略することもできる。
【０１１５】
更に、上記のようにバネ８０，８０を設けておくと、積層体ブロックＢを巻枠Ｍに沿わせることができるため、積層体ブロックの巻き込みを容易にすることができるが、このバネも省略することができる。
【０１１６】
上記の例では、各積層体ブロックを複数の単位積層体により構成しているが、本発明において、「積層体ブロック」は、巻枠に一度に巻回される非晶質磁性合金薄帯の積層体を意味し、各積層体ブロックを構成する単位積層体の数は任意である。即ち、各積層体ブロックは少くとも１つの単位積層体からなっていればよく、１つの単位積層体を１つの積層体ブロックとして該積層体ブロックを順次巻枠に巻回して巻鉄心を形成する場合にも本発明を適用することができる。
【０１１７】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、主軸とともに回転するように設けられてラップ部を構成する積層体ブロックの端部を巻枠に対してクランプするラップクランプ装置を設けて、積層体ブロックを無端ベルトの内側に巻き込んで巻回する際に積層体ブロックの端部が巻枠に対して動くことがないようにしたため、ラップ部の位置がずれるのを防ぐことができ、ラップ流れが生じるのを防ぐことができる。
【０１１８】
更に本発明によれば、積層体ブロックの端部を巻枠に対してクランプするようにしたので、積層体ブロックが無端ベルトから解放された状態になったときにラップ部が開くのを防ぐことができ、また積層体ブロック導入部に供給された積層体ブロックの一端側の端部を巻枠側に押え付けるラップ押え装置を設けたので、既に巻回されている積層体ブロックのラップ部を開かせることなく、新たに積層体ブロック導入部に供給された積層体ブロックの一端側の端部をクランプすることができる。従って、巻回された積層体ブロックのラップ部を開かせることなく全ての積層体ブロックの巻回作業を円滑に進めて、高品質の巻鉄心を得ることができる。
【０１１９】
特に本発明によれば、積層体ブロック供給装置にガイド板変位機構を設けて、巻枠または該巻枠に巻回された積層体ブロックの４つのコーナ部のうち最も高い位置にあるコーナ部の頂部とガイド板の送出端部との間の垂直方向距離を設定されたオフセット値に保つようにガイド板の送出端部を巻枠の回転に追従して変位させるようにしたので、ガイド板の送出端部と巻枠の外周または巻枠に既に巻回されている積層体ブロックの外周との間の垂直方向距離を常に必要最小限の大きさに保持しつつ、積層体ブロックを巻枠側に供給することができる。そのため、積層体ブロックがガイド板から巻枠側に移行する際に積層体ブロックに生じる弛みを小さくして、大きな弛みが生じたままの状態で積層体ブロックが無端ベルトの内側に巻き込まれるのを防ぐことができ、巻回された鉄心内で非晶質磁性合金薄帯にしわが生じて、該薄帯が破損するのを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例の全体的な構成を示す正面図である。
【図２】 図１の要部を示す拡大正面図である。
【図３】 図１の要部を示す斜視図である。
【図４】 本発明に係わる巻鉄心製造装置において新たな積層体ブロックを積層体ブロック導入部に供給する際の状態を示した斜視図である。
【図５】 本発明に係わる巻鉄心製造装置において積層体ブロック導入部に積層体ブロックが供給された状態を示した斜視図である。
【図６】 本発明に係わる巻鉄心製造装置において積層体ブロック導入部に供給された積層体ブロックをラップ押え装置の押え部材により押え付けた状態を示した斜視図である。
【図７】 本発明に係わる巻鉄心製造装置において積層体ブロック導入部に供給された積層体ブロックの端部をラップ押え装置の押え部材により押え付けた状態を示した斜視図である。
【図８】 本発明に係わる巻鉄心製造装置において積層体ブロック導入部に供給された積層体ブロックの端部をラップクランプ装置によりクランプした状態を示した斜視図である。
【図９】 本発明に係わる巻鉄心製造装置において積層体ブロック導入部に供給された積層体ブロックの端部をラップクランプ装置によりクランプした後押え部材を退避させた状態を示した斜視図である。
【図１０】 本発明に係わる巻鉄心製造装置において積層体ブロック導入部に供給された積層体ブロックをクランプした後巻枠を１／２度回転させて積層体ブロックを無端ベルトの内側に巻き込んだ状態を示した斜視図である。
【図１１】 本発明に係わる巻鉄心製造装置において積層体ブロック導入部に供給された積層体ブロックをクランプした後巻枠を１．５回転させることにより積層体ブロックを巻回してその両端を重ね合わせた状態を示した斜視図である。
【図１２】 本発明に係わる巻鉄心製造装置において巻回された積層体ブロックの両端のラップ部からラップクランプ装置のクランプ板を離脱させた状態を示した斜視図である。
【図１３】 本発明に係わる巻鉄心製造装置において巻回された積層体ブロックの両端のラップ部からクランプ板を離脱させた後、ラップ部をクランプした状態を示した斜視図である。
【図１４】 本発明に係わる巻鉄心製造装置において積層体ブロックのラップ部をクランプした後巻枠を１／２回転させて停止させた状態を示した斜視図である。
【図１５】 本発明に係わる巻鉄心製造装置に設ける制御装置の制御アルゴリズムを示したフローチャートである。
【図１６】 巻枠の各コーナ部の高さの変化を示した線図である。
【図１７】 （Ａ）ないし（Ｄ）は巻枠の回転に追従したガイド板の送出端部の動きを順に示した説明図である。
【図１８】 （Ａ）ないし（Ｃ）は巻枠の回転に追従してガイド板の送出端部の高さを変化させた場合の動作を順を追って示した説明図である。
【図１９】 （Ａ）及び（Ｂ）は図１８（Ｃ）の過程に続いて行われる過程を示した説明図、（Ｃ）は巻枠に積層体ブロックが巻回された状態を示した説明図である。
【図２０】 従来の巻鉄心製造装置の正面図である。
【図２１】 （Ａ）ないし（Ｃ）は図２０に示した巻鉄心製造装置において、円形の巻枠に代えて矩形状の巻枠を用いた場合の動作を順に追って示した説明図である。
【図２２】 （Ａ）及び（Ｂ）は図２１（Ｃ）の過程に続いて行われる過程を示した説明図である。
【図２３】 本発明で用いる積層体ブロックの１つを示した斜視図である。
【図２４】 本発明の巻鉄心製造装置により製造される巻鉄心の正面図である。
【図２５】 （Ａ）はラップ部が正常に分布している巻鉄心を示した正面図、（Ｂ）はラップ流れが生じた巻鉄心を示した正面図である。
【符号の説明】
２１ 主フレーム
２３ 主軸
２５ 面板
２５ａ 切欠き部
２６ 積層体ブロック供給装置
２７ 可動フレーム
２９ａ 電動機
２９ｂ 減速機
２９ｃ，２９ｄ レバー
３０ ガイド板
３１Ａ 上部クランプ
３１Ｂ 下部クランプ
３３ 摩擦付与部材
４０Ａ〜４０Ｇ ガイドローラ
４３Ａ，４３Ｂ テンションローラ
４５ 無端ベルト
５１Ａ 第１のしごきローラ支持アーム
５１Ｂ 第２のしごきローラ支持アーム
５３Ａ 第１のしごきローラ
５３Ｂ 第２のしごきローラ
５４Ａ 第１のエアシリンダ
５４Ｂ 第２のエアシリンダ
６０ ラップクランプ装置
６１ 可動板
６４ クランプ板
６５ ガイド機構
６６ 第１のラップクランプ駆動用エアシリンダ
６７ 第２のラップクランプ駆動用エアシリンダ
７０ ラップ押え装置
７２ エアシリンダ
８０ バネ
９０ 板バネ

Claims (7)

1. 横断面の輪郭形状が矩形状を呈するように形成されて中心部が軸線を水平方向に向けた主軸により支持された巻枠と、前記巻枠を回転駆動する巻枠駆動装置と、ループをなすように形成されていて該ループの外側に前記巻枠を位置させた状態で一部が前記巻枠の外周に沿う周回軌道に沿うようにガイドされて前記巻枠の回転により駆動される無端ベルトと、非晶質磁性合金薄帯を複数枚積層したものからなる単位積層体の単体または該単位積層体をｎ個（ｎは２以上の整数）ずつそれぞれの位置を長手方向にずらした状態で積層して長手方向の一端側及び他端側をそれぞれ階段状に形成したものからなる積層体ブロックを、その長手方向の一端を前記巻枠側に向けた状態でガイド板の上に乗せて、該ガイド板の上を滑らせながら該ガイド板の前記巻枠側に指向した送出端部から順次送り出して前記巻枠側に供給する積層体ブロック供給装置とを備え、
   前記無端ベルトの周回軌道の始点と終点との間に前記積層体ブロック供給装置により供給される積層体ブロックの長手方向の一端側の端部を受け入れるための積層体ブロック導入部を形成するように前記周回軌道が設定され、
   前記積層体ブロック供給装置により順次供給される積層体ブロックを前記無端ベルトの内側に巻き込むことにより前記巻枠上に複数の積層体ブロックを順次巻回積層して、巻回された各積層体ブロックの一端と他端とが重ね合わされてラップ部が形成された構造を有する巻鉄心を製造する巻鉄心製造装置であって、
   前記主軸と共に回転するように設けられるとともに、前記積層体ブロック供給装置により前記巻枠側に供給された積層体ブロックの前記一端側の端部を前記巻枠に対してクランプするように構成されて、供給された積層体ブロックを前記無端ベルトの内側に巻き込んで前記巻枠に巻回する間前記積層体ブロックの一端側の端部を前記巻枠に対してクランプした状態に保持するラップクランプ装置と、
   前記積層体ブロック供給装置により前記巻枠側に新たな積層体ブロックが供給される毎に、前記ラップクランプ装置が新たに供給された積層体ブロックの前記一端側の端部を前記巻枠に対してクランプする動作を行う間、新たに供給された積層体ブロックの前記一端側の端部を前記巻枠に対して押え付け、前記ラップクランプ装置が新たに供給された積層体ブロックの前記一端側の端部を巻枠に対してクランプした後に、押え付けていた積層体ブロックの一端側の端部を解放して前記巻枠の回転を許容した状態にするラップ押え装置とを具備し、
   前記積層体ブロック供給装置は、前記巻枠に最初に巻回される積層体ブロックを供給する際には、前記巻枠の４つのコーナ部のうち最も高い位置にあるコーナ部の頂部と前記ガイド板の送出端部との間の垂直方向距離を設定されたオフセット値に保つように前記ガイド板の送出端部を前記巻枠の回転に追従して変位させ、既に巻枠に巻回されている積層体ブロックの外周に前記積層体ブロックを供給する際には、前記巻枠に巻回された最も外側の積層体ブロックの４つのコーナ部のうち最も高い位置にあるコーナ部の頂部と前記ガイド板の送出端部との間の垂直方向距離を前記オフセット値に保つように前記ガイド板の送出端部を前記巻枠の回転に追従させて変位させるガイド板変位機構を備えていることを特徴とする巻鉄心製造装置。
2. 前記ガイド板は、前記積層体ブロックの供給方向の後方側に設定された１つの回動中心を中心にして回動し得るように設けられ、
   前記ガイド板変位機構は、電動機を駆動源として前記ガイド板を往復回動させるガイド板回動機構と、
   前記巻枠に最初の積層体ブロックを供給する際には、巻枠の４つのコーナ部のうち最も高い位置にあるコーナ部の頂部の高さを演算し、既に巻枠に巻回されている積層体ブロックの外周に積層体ブロックを供給する際には既に巻枠に巻回された最も外側の積層体ブロックの４つのコーナ部のうち最も高い位置にあるコーナ部の頂部の高さを演算するコーナ部高さ演算手段と、
   前記コーナ部高さ演算手段により演算されたコーナ部の頂部の高さに設定されたオフセット値を加算して得た高さを目標高さとして、前記ガイド板の送出端部の高さを前記目標高さに保持するために必要な前記電動機の回転方向と回転角度とを演算する電動機回転量演算手段と、前記電動機回転量演算手段により演算された回転方向に演算された回転角度だけ前記電動機を回転させるように前記電動機を制御する電動機制御装置とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の巻鉄心製造装置。
3. 前記ガイド板の先端から前記主軸の上方付近まで伸びるように設けられて前記ガイド板の送出端部と前記巻枠との間に存在する積層体ブロックを下から支える帯状の板バネが前記ガイド板の送出端部に取り付けられ、
   前記板バネは前記積層体ブロックの幅寸法よりも小さい幅寸法を有するように形成されて、前記積層体ブロックの幅方向の中央部に沿うように配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の巻鉄心製造装置。
4. 前記ラップ押え装置は、前記積層体ブロック導入部付近で前記主軸の軸線方向と直角な方向に変位し得るように設けられていて、前記積層体ブロック導入部にある積層体ブロックの前記一端側の端部に当接して該一端側の端部を前記巻枠側に押え付ける押え位置と該一端側の端部から離れて巻枠の回転を許容する状態になる退避位置との間を変位し得るように設けられた押え部材と、該押え部材を押え位置と退避位置とに変位させる押え部材駆動機構とを備えてなり、
   前記ラップクランプ装置は、前記主軸の径方向に沿う第１の方向に沿って移動し得るように設けられるとともに、前記主軸の軸線に沿う第２の方向に移動し得るように設けられて、前記第２の方向に沿って前記巻枠の外周面に対向する位置まで変位させられた状態で前記第１の方向に沿って前記巻枠側に変位させられたときに前記巻枠上の積層体ブロックの前記一端側の端部に当接して該端部を巻枠に対してクランプし、前記第２の方向に沿って巻枠から離れる側に移動したときに前記積層体ブロックの一端側の端部のクランプを解除するように設けられたクランプ板と、前記クランプ板を前記第１の方向に沿って変位させる第１のクランプ板駆動機構と、前記クランプ板を前記第２の方向に移動させる第２のクランプ板駆動機構とを備えていて、前記主軸とともに回転するように設けられ、
   前記無端ベルトは前記積層体ブロックの幅寸法よりも小さい幅寸法を有するように形成されて、前記積層体ブロックの幅方向の中央部に沿うように配置され、
   前記ラップクランプ装置のクランプ板は、前記無端ベルトと干渉しないように前記積層体ブロックの前記一端側の端部の幅方向の端部寄りの部分に当接して該一端側の端部をクランプするように設けられていることを特徴とする請求項１，２または３のいずれかに記載の巻鉄心製造装置。
5. 前記巻枠駆動装置と前記積層体ブロック供給装置と前記ラップ押え装置の押え部材駆動機構と前記ラップクランプ装置の第１及び第２のクランプ板駆動機構とを制御する制御装置を更に具備し、
   前記制御装置は、前記積層体ブロックの前記一端側の端部を前記積層体ブロック導入部を通して前記巻枠の外周に対向する位置に供給する積層体ブロック供給動作と、前記巻枠の一方の短辺部の位置に供給された積層体ブロックの一端側の端部を前記ラップ押え装置の押え部材により巻枠に対して押え付ける押え動作と、前記押え部材により押え付けられた積層体ブロックの一端側の端部に前記ラップクランプ装置のクランプ板を当接させて該一端側の端部をクランプする積層体端部クランプ動作と、前記積層体端部クランプ動作が行われた後に前記押え部材を退避位置に変位させて前記巻枠の回転が許容される状態にするラップ押え退避動作と、前記巻枠を回転させて一端側の端部がクランプされた積層体ブロックを前記無端ベルトの内側に巻き込んで該積層体ブロックの一端側の端部に他端側の端部を重ね合わせることによりラップ部を形成した後、該ラップ部を無端ベルトの内側に位置させた状態で巻枠を停止させる積層体ブロック巻回動作と、前記積層体ブロックのラップ部を構成する一端側の端部と他端側の端部との間に挟み込まれた状態にある前記クランプ板を前記第２の方向に沿って巻枠から離れる側に変位させて前記ラップ部から離脱させるクランプ板離脱動作と、前記ラップ部から離脱したクランプ板を該ラップ部の外周側に当接して該ラップ部を巻枠に対してクランプする位置まで変位させるラップ部クランプ動作と、前記ラップ部を前記積層体ブロック導入部に位置させるまで前記巻枠を回転させて停止させる巻枠復帰動作とを必要な数の積層体ブロックが巻回されるまで繰り返すように構成されていることを特徴とする請求項４に記載の巻鉄心製造装置。
6. 前記ラップクランプ装置は１対設けられていて、該１対のラップクランプ装置が前記巻枠の軸線方向の両側にそれぞれ配置され、
   前記ラップ押え装置は、前記ラップクランプ装置のクランプ板と干渉しないように、前記積層体ブロック導入部にある積層体ブロックの端部の幅方向の中央部寄りの位置で該端部を押え付けるように設けられていることを特徴とする請求項４または５に記載の巻鉄心製造装置。
7. 前記巻枠の軸線方向の両端には、該巻枠とともに回転するように設けられて該巻枠上の積層体ブロックの幅方向の位置を規制する１対の面板が配置され、
   前記ラップクランプ装置は１対設けられていて、該１対のラップクランプ装置が前記巻枠の軸線方向の両側にそれぞれ配置され、
   前記１対の面板は前記１対のラップクランプ装置のクランプ板が配置される部分に互いに整合する切欠き部を有し、
   前記１対のラップクランプ装置のクランプ板は、前記１対の面板の切欠き部内を通して変位するように設けられていることを特徴とする請求項４または５に記載の巻鉄心製造装置。

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