JPH069180B2 - 鉄心窓の周りに巻かれたアモルファス鋼帯から成る変圧器鉄心の製造方法 - Google Patents
鉄心窓の周りに巻かれたアモルファス鋼帯から成る変圧器鉄心の製造方法Info
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Description
で巻かれた複数のアモルファス鋼帯から成る変圧器鉄心
の製造方法に関し、特に、複数の鋼帯群から作られた複
数のパケット(packet)を回転するアーバに巻付けるた
めのベルトネスタ(belt nester )を使用する上記の製
造方法に関する。
利用されて来た一のタイプの鉄心製造機は、ベルトネス
タである。代表的な例では、ベルトネスタは回転可能な
アーバを含み、アーバが回転するとき、規制された長さ
の磁性鋼帯部分が重なった関係でアーバに巻付けられる
ようにし、それにより、順次鋼帯を巻付けるにつれて直
径が大きくなる鉄心形成体を作る。鋼帯の巻装は、アー
バの周りに配置されて、アーバおよび先にアーバに巻付
けられた鋼帯を回転させるように駆動される可撓性ベル
トの使用により行われる。鋼帯は、アーバとベルトとの
間に入るようにしてベルトネスタ内に送られる。ベルト
およびアーバが一緒に移動するにつれて、入り込む各鋼
帯または各鋼帯群は、ベルトにより強制的に緊くアーバ
または既にアーバ上に形成された鉄心形成体に巻付けら
れる。上記タイプのベルトネスタの代表例は、米国特許
第3,049,793号に開示されている。
回転するアーバに巻付けられる複数のアモルファス鋼帯
から鉄心を製造するのに使用されていた。アモルファス
鋼帯は極めて薄い(例えば、代表的な例でほんの約0.
0254mm(=1ミル)の厚さである)ので、各鋼帯群
を少なくとも10枚重ねた鋼帯で形成して複数の鋼帯群
をベルトネスタ内へ送るのが普通であり、また極めて望
ましい。しかし、複数のアモルファス鋼帯群をベルトネ
スタに使用する場合に存在する一の問題は、ネスティン
グ工程中に鋼帯が鋼帯群内で、およびアーバ上または一
部完成した回転する鉄心形成体上で回転方向に滑る傾向
があることである。これは、これらの鋼帯が正確かつ予
想できるように位置決めされなければならないので、重
大な問題である。この問題を克服するために、ベルトネ
スティングの直前に、効果的なベルトネスティングに必
要な方法で鋼帯を一緒に保持できるペルクロルエチレン
のような揮発性液体で鋼帯を被覆していた。しかし、こ
れは、ペルクロルエチレンが高価であり、環境から観て
望ましくなく、また錆もしくは腐食の問題を生じる虞が
あるので決して満足な方策ではない。
巻いた複数のアモルファス鋼帯から成る変圧器鉄心を製
造するために、複数の鋼帯群としてベルトネスタ内に送
り込まれる複数のアモルファス鋼帯を回転可能なアーバ
に巻付けることにより効果的に達成することができる方
法を提供することである。
鋼帯がアーバの周りに巻かれている間、これらの鋼帯を
一緒に保持するための液体を何ら必要としない方法を提
供することにより上記第1の目的を達成することであ
る。
ァス鋼帯のパケットが組立てられる。各パケットは複数
のアモルファス鋼帯群を重ねたものから成り、各鋼帯群
は多層アモルファス鋼帯の少なくとも1つの部分から成
る。これらのアモルファス鋼帯の部分は、複数個のマス
タスプールから送り出された複数の多層厚さ鋼帯を結合
することにより作り上げられた複合アモルファス鋼帯を
規制された長さに切断することにより得られる。各マス
タスプール内の多層鋼帯は、プレスプーリング(pre-sp
ooling)機で単層厚さ鋼帯を複数個のミル巻きスプール
から受取り、これら複数個のミル巻きスプールから巻出
された単層厚さ鋼帯を結合することにより作られる。
記複合鋼帯を製造するために使用されるときは、複合鋼
帯から切出された各部分内の複数の鋼帯は、実質的に乾
燥していても、あたかも並置された鋼帯間に接着剤が存
在するかのように並置された鋼帯に接着する。この接着
効果により、ネスティングの際に鋼帯をアーバに巻付け
ている間、位置ずれしないように鋼帯を保持するために
前以って使用される液体を必要とせずに、上記切断した
部分から密着したパケットを作り上げて、回転可能なア
ーバを含むベルトネスタ内へ送り込むことが可能とな
る。
を構成するのに使用される多数のパケットのうちの1つ
のパケット110が示されている。図1および図2のパ
ケット110は、多数重ねた細長のアモルファス鋼帯か
ら形成されている。各鋼帯は、配電用変圧器鉄心として
最も普通に使用される方向性けい素鋼帯の0.178mm
〜0.305mm(=7〜12ミル)の代表的な厚さと比
較して極めて薄い、ほんの約0.0254mm(=1ミ
ル)の厚さを有する。各鋼帯は、その長さ方向に延びた
側縁114と横断方向に延びた端縁116を含む。重ね
られた鋼帯は複数の鋼帯群120を構成し、各鋼帯群は
例えば10〜36枚の鋼帯から成る。各鋼帯群120に
おいて、全ての鋼帯の側縁114が実質的に整列してお
り、全ての鋼帯の端縁116が実質的に整列している。
群120から成る。各パケット10において、全ての鋼
帯群120の側縁114は実質的に整列している。しか
し、パケット110の両端にある、全ての鋼帯群120
の端縁116は、パケット110の長手方向に互いにず
れている。各パケット110内において、相次ぐ鋼帯群
120の端部は、パケット110の内側Iから外側Oへ
観れば、パケット110の一端においてかぶさるように
重なり合い、パケット110の他端においては順次引込
むように重なり合っている。変圧器鉄心に使用される全
てのパケット110は、同一基本構造および同一幅を有
することが好ましい。しかし、(鉄心窓の周りに相次い
で巻かれるように組立てられる)パケット110は、長
さが順次長くなるように作られて、パケット110を相
次いで巻付けるにつれて大きくなる鉄心形成体の外周が
形成できるようにする。本発明の方法を実施するに際し
て、全てのパケット110とそれらの部品とは、以下、
更に詳しく述べる特別の方法で製造される。ベルトネスタ128 図1および図2の符号110で示されたような複数の
パケットから鉄心を形成するために、ベルトネスタと通
常称されるタイプの巻装機が使用される。図3および図
4を参照すれば判るように、符号128で示されたベル
トネスタは、円形の外周部132を有する鋼製ハブ13
1と、ハブ131の両側でハブ131に取外し自在に取
付けられた2個のガイドフランジ134および136と
を含む回転アーバ130を含む。各ガイドフランジ13
4および136は、アーバ130の外周部にU字形横断
面内の空間137が存在するように、ハブ131の外周
部132を越えて半径方向外向きに延びている。各フラ
ンジ134および136は、主としてアルミニウムで作
ることが好ましい。しかし、各フランジ134および1
36は、その内面に接着した耐磨耗性ステンレス鋼製薄
板138を含む。後で詳しく説明するが、図1および図
2の符号110で示されたような複数のパケットは、フ
ランジ134および136の間の空間137において、
アーバ130のハブ131に相次いで巻付けられる。フ
ランジ134および136は、パケット110の側縁1
14と共働するガイドとして機能することにより、パケ
ット110の各側に存在する側縁114がほぼ整列した
状態で、パケット110がハブ131の外周部132に
巻付けられるように保証する。
性被覆138は、空間137内に巻かれる鋼帯110の
鋭い縁部による磨耗または他の損傷からフランジ134
および136を保護するように機能する。
ト110を相次いで巻付けるために、ベルトネスタ12
8は、ハブ131の周りに配置した無端可撓性ベルト1
40を使用する。このベルト140は、アーバ130の
前端上の第1点141から延びて、第1前ローラ142
を回り、その後、3個のアイドラローラ143,144
および145を回り、次いでベルト緊張装置150内に
あるローラ146,147および148を回り、さらに
3個のアイドラローラ151,152および153を回
り、その後モータ駆動プーリ155を回って第2前ロー
ラ156を回り、第1点141から隔置された、アーバ
130の前端上の第2点158へ至り、最後にアーバ1
30のハブ131を回って第1点141へ戻る。
145,147,151,152,153および156
のそれぞれは、固定位置に設けられた中心軸の周りで自
由回転し得るように適当な手段で取付けられている。モ
ータ駆動プーリ155は、該プーリ155に取付けられ
た回転駆動軸157によって電気モータ(図示せず)に
結合されている。モータがプーリ155を駆動するよう
に作動されたとき、プーリ155は矢印160の方向に
ベルト140を動かす(図3参照)。
て適当な手段で案内され且つスプリング装置164によ
って垂直方向上向きにバイアスされた水平クロスヘッド
162に取付けられた1対のローラ146および148
を含む。固定アイドラローラ147もベルト緊張装置1
50に含まれる。ベルト140は、アイドラローラ14
5から延びて、一方の可動ローラ146の上面側に回
り、その後アイドラローラ147の下面側に回り、次い
で他方の可動ローラ148の上面側に回り、アイドラロ
ーラ152の下面側へ延びる。アーバ130上に鉄心形
成体が形成されるにつれて、ベルト140が鉄心形成体
の漸増する外周部を回るようにするには有効ベルト長を
次第に長くする必要がある。このため、可動ローラ14
6および148がスプリング装置164のバイアスに抗
して下降することにより、必要な有効ベルト長が得られ
る。鉄心形成体の直径がアーバ130上で次第に大きく
なっても、スプリング装置164はベルト140の張力
をほぼ一定に維持する。
10は、前ローラ142および156間に延びる固定案
内板165の上面に沿ってハブ131上に送られる。固
定案内板165は、図3で右方から進入したパケット1
10の先端部が上方へ向けられてベルト140とアーバ
130のハブ131の外周部との間の空間内へ送り込ま
れるように、次第に上方へ曲った前端部167を有す
る。ベルト140が、進入したパケット110の先端部
に接触した時、ベルト駆動装置の作動が開始され、パケ
ット110の先端部がベルト140とハブ131(また
は、その時、ハブ131上に存在する鉄心形成体)とに
より把握される。ベルト140がアーバ130の軸心1
66の周りに反時計方向に移動するにつれて、ベルト1
40は、該軸心166を中心として、アーバ130を反
時計方向に正転させ、パケット110の先端部を軸心1
66を中心として反時計方向に移動させる。パケット1
10の先端部がこのようにして移動するにつれて、パケ
ット110の残りの長さのますます多くの部分がベルト
140とハブ131との間の空間内へ進入し、ハブ13
1に順次巻付けられる。この動作は、パケット110の
後端部が巻付けられるまで続く。パケット110は、そ
の後端部が先端部に重なって、それによりパケット11
0内の各鋼帯群120の両端間に重ね継手を作るような
長さを有する。第1(すなわち、半径方向最内側の)鋼
帯群120の後に配置される各鋼帯群120の先端部
は、その直前の鋼帯群120の後端部に極めて接近して
配置される。したがって、段差重ね継手と称されること
もある複数の分布した重ね継手が各パケット110の両
端間に形成される。
て、ハブ131に第1パケット110がほぼ完全に巻付
けられた後のベルトネスタが示されている。第2パケッ
ト110aは、第1パケット110の巻付けが完全に終
了した後に第1パケット110に巻付けるためにベルト
ネスタに送り込むことのできる位置にある。
重なりを生じるために、1回転より若干多く(すなわ
ち、第2回転に入る短い距離)回転されなければならな
い。アーバ130を次のパケット110を受ける位置へ
戻すために、アーバ130の上記第2回転は終了され、
その後、新たなパケット(例えば、図3のパケット11
0a)が上述したのと同一の方法でベルトネスタ内へ送
り込まれ、上述したのと同一の方法で直前に巻かれたパ
ケットの外周に巻付けられる。
形成体が得られるまで同一の方法で鉄心形成体の外周に
順次巻付けられる。上記他の複数のパケットは、それら
の重ね継手が最初の2個のパケットの重ね継手とほぼ半
径方向に整列して配置されるように巻付けられる。完全
厚さの鉄心の継手領域は、上記米国特許第4,741,
096号の図2に示されているように鉄心窓から鉄心形
成体の外周まで半径方向に進むにつれて長さが順次長く
なる。
0の一方のフランジ134は、継手領域と周方向で整列
するギャップまたは窓135を有する。また、この窓1
35を通して、ベルトネスタ128の操作者は、すぐ、
各パケットに形成された重ね継手を見ることができる。
重ね継手内の重なり量が予定された限度内にないとき
は、ベルトネスタの操作者は、鋼帯長制御手段(直ぐ後
に説明される)で調節を開始する。これにより、鋼帯長
制御手段は、その後に切断される鋼帯の長さを適切に調
節し、従ってこのような鋼帯から組み立てられる鋼帯群
およびパケットを調節する。
に形成されるにつれて、アーバ130の軸心166は、
第3図に示されているように、左方へ移動するように強
制される。これにより、鉄心形成体の外周と前ローラ1
42との間において、鉄心形成体の外周へ順次送られる
新パケットのための空間を形成する。このアーバ130
の軸心166の左方移動は、アーバ130を支持する枠
体170に設けられた複数の水平方向スロット168に
よって可能となる。アーバ130は、水平方向スロット
168内に挿入された水平方向延長支持軸172を有す
る。また、水平方向延長スロット168は、水平方向延
長支持軸172と共働してアーバ130に所望の水平移
動を行わせるように案内する。アーバ130は、ベルト
140に引っ張り力を与えるベルト緊張装置150によ
って右方へバイアスされている。しかし、他のパケット
110がベルトネスタ128内へ送り込まれることによ
り鉄心形成体の直径を増大させるにつれて、ハブ131
は、前ローラ142および156から強制的に離され、
徐々にベルト張力の右方バイアスに抗して左方へ水平移
動する。上述したバイアス力によるアーバ130の右方
移動は、鉄心の周りを回るベルト140と接触する前ロ
ーラ142および156により制限される。
ルトネスタに複数の鋼帯群が使用されるときに出会う一
の問題は、ネスティング工程中に鋼帯がその鋼帯群内
で、および回転するアーバまたは一部完成された回転す
る鉄心形成体上で円周方向に滑る傾向があることであ
る。この問題を克服するために、これまで、効果的なベ
ルトネスティングを可能とするのに十分な程度に複数の
鋼帯を一緒に保持することができるペルクロルエチレン
のような揮発性液体でベルトネスティングの直前に鋼帯
を被覆していた。しかし、この方策は、ペルクロルエチ
レンが高価であり、環境から観て望ましくなく、錆また
は腐食の問題を生じる虞があるので、決して満足すべき
ものでない。回転するアーバ上に実質的に乾燥した複数のアモルファ
ス鋼帯をベルトネスティングする能力に寄与する諸特徴 本発明により、鋼帯群が巻付けられている間にこれら
の鋼帯を一緒に保持するためにペルクロルエチレンまた
は類似の液体に頼ることなく、回転するアーバにアモル
ファス鋼帯群を効果的にベルトネスティングすることが
できる。本発明の目的を達成するのに重要な工程は、鋼
帯群を個々にではなくパケットとしてベルトネスタに送
り込むことである。各パケットは、該パケットを横方向
に見たコラム強度が充分大きく、このため回転するアー
バ130のガイドフランジ134および136が該パケ
ットを側縁で案内し、該パケットの両側縁に作用するこ
とにより、該両側縁を既に巻付けられたパケットの両側
縁と整列させるように上記パケットをアーバ130の外
周の空間127内に密接して着座させることができる。
して巻付けることにより、鉄心の全ての鋼帯を巻くため
に必要なアーバ130の回転数は、大いに低減される。
また、これにより、多数の鋼帯を巻付ける間、アーバ1
30上の個々の鋼帯または鋼帯群の望ましくない位置ず
れの蓋然性が低減される。
他の工程は、1990年4月6日出願の米国特許出願第
505,593号に開示されているプレスプーリング工
程に対応するプレスプーリング工程により作られる複数
の鋼帯群からパケットを組立てることである。鋼帯群が
上記プレスプーリング工程によって作られるとき、各鋼
帯群中の複数の鋼帯は、実質的に乾燥していても、接着
剤があたかも並置された鋼帯間に存在するかのように、
これら並置された鋼帯に接着する。この接着作用によ
り、パケットがベルトネスタ128内に送り込まれてア
ーバ130に巻付けられる間に鋼帯が互いに滑る傾向を
大いに低減する特徴を持つ密着鋼帯群および密着パケッ
トを作り上げることができる。プレスプーリングに関し
て更に詳しいことは、以下に述べられている。
バに複数の鋼帯をベルトネスティングする能力に寄与す
る他の重要な特徴は、パケットがベルトネスティング機
の上側前ローラ142の下側に進入した時から各パケッ
トの両側縁に加えられる緊密な案内である。この点に関
して、上側前ローラ142は、図5に最も良く示されて
いるように、上側前ローラ142が取付けられたのと同
一の回転軸182に取付けられた1対の側縁案内引込み
ローラ180を備えている。パケットが上側前ローラ1
42の下側に進入した時、パケットの両側縁は、曲が
り、カールし、または持ち上る傾向があり、また、その
際にガイドフランジ134および136の一方または他
方に巻き付こうとする根強い傾向を見せる。上記1対の
引込みローラ180は、パケットの両側縁を加圧する
(したがって、ハブ131の半径方向内向きに作用する
力を両側縁に加える)ことにより、ガイドフランジ13
4および136にパケットの両側縁が巻き付くのを阻止
し、これにより作り上げている鉄心形成体の円筒形状を
維持する。最良の結果を得るために、上記1対の引込み
ローラ180と、これら引込みローラ180と関連する
フランジ134および136との間に形成された空間
(図5において、符号189で示された)は、約0.2
54mm〜1.27mm(=0.01〜0.15インチ)の
範囲内において極めて狭く形成される。ベルトネスタの
ベルト140の幅は鋼帯の幅よりずっと小さく、上記1
対の引込みローラ180まで延びないことが、図4およ
び図5から判る。結果として、これら引込みローラ18
0の露出した外周面は、パケットの両側縁を加圧するの
に利用されることにより、これらの両側縁がガイドフラ
ンジ134および136に登り上るのを阻止する。
142とを担持する軸182は、軸方向に隔置されたベ
アリング(略図的に符号186および188で示す)内
に取付けられている。これらのベアリングは、適当な取
付け構造物(図示せず)によって枠体170に固定され
ている。プレスプーリング工程により鋼帯群を作る方法 パケット110の形成方法が、上記米国特許出願第5
05,593号の図1および図2と実質的に同一である
図6および図7に示されている。
2,14,16,18および20を支持するのに適した
プレスプーリング機10が示されている。これらの出発
スプール12,14,16,18および20は、鋼圧延
機から受け取ったスプールである。したがって、各出発
スプール12,14,16,18および20において、
鋼帯は単層厚さを有する。プレスプーリング機10の基
本目的は、出発スプール12,14,16,18および
20から巻き出された複数の単層厚さ鋼帯を結合して、
マスタスプール25としてマスタリール24上に巻かれ
る多層厚さ鋼帯を形成することである。
ータ27の回転子に結合された固定軸心回転スピンドル
26に取付けられている。電気モータ27は、電力が供
給されたとき、スピンドル26を反時計方向に(矢印X
で示されている方向に)正転させることにより、関連す
る出発スプールの巻き出しを行う。マスタリール24
は、同様に、通常、実質的に一定速度で回転する電気モ
ータ23の回転子に結合された固定軸心回転スピンドル
28に取付けられている。電気モータ23は、電力が供
給されたとき、スピンドル28を時計方向に(矢印Yで
示されている方向に)正転させることにより、多層厚さ
鋼帯をマスタリール24に巻く。各出発スプールから巻
き出された単層厚さ鋼帯は、一連のガイドローラを通し
てマスタリール24に送られる。これらの単層厚さ鋼帯
は、符号29a,29b,29c,29dおよび29e
で示されている。
帯のガイドローラは符号30,31および32で示され
ている。第2出発スプール14から巻き出された鋼帯の
ガイドローラは符号34,35および36で示されてい
る。同様のガイドローラが各出発スプールから巻き出さ
れた鋼帯に対して存在している。
の単層厚さの鋼帯は、マスタスプール25の外周部にお
いて結合されて多層厚さ鋼帯を形成する。この多層厚さ
鋼帯は、マスタリール24のスピンドル28が時計方向
に正転するときにマスタスプール25に巻かれる。
れている時、各単層厚さ鋼帯を適切な張力が掛かった状
態に維持するために、ベルト緊張ローラ40が各出発ス
プールに隣接して設けられ、関連した鋼帯のための2個
のガイドローラ間に配置された鋼帯の下向きに延びるル
ープ41に作用する。各ベルト緊張ローラ40は、垂直
移動できるように従来方法で取付けられ、適当な錘りに
よって下方に重力バイアスされている。この重力バイア
スは、ベルト緊張ローラ40を通して鋼帯に作用し、鋼
帯を緊張した状態に保持する。これにより、多層厚さ鋼
帯がマスタリール24に円滑かつ密着して巻かれるのが
保証される。本発明の一実施例によれば、各ベルト緊張
ローラ40は、鋼帯幅1cmに対して約0.268kg(=
1.5ポンド/インチ)の錘りにより下向きにバイアス
されている。
ている間、出発スプール12,14,16,18および
20の巻き出しを制御するために、適当な制御器31が
各出発スプール用電気モータ27に対して設けられてい
る。上記制御器31は、従来形であり、ベルト緊張ロー
ラ40を上下するようにダンサアーム(dancer arm)3
3を作動する。制御器31により、関連したモータ27
は、ベルト緊張ローラ40の垂直位置によって変わる速
度で作動する。出発スプール(例えば、出発スプール1
2)は、巻き出しにより直径が小さくなり、マスタスプ
ール25は、巻き取りにより直径が大きくなるので、2
個のスプール12および25間に延びた巻き出し鋼帯の
量は少なくなる傾向がある。これにより、ループ41は
短くなり、ベルト緊張ローラ40は上昇する。制御器3
1は、モータ27の回転速度を増大させることにより、
ベルト緊張ローラ40の位置の上昇に対応する。これに
より、より多くの巻き出し鋼帯が得られるとともにベル
ト緊張ローラ40をその図示された通常垂直位置まで下
降させる。ベルト緊張ローラ40がその通常垂直位置を
越えて下降したときは、制御装置31はモータ27の回
転速度を小さくする。これにより、ループ41は短くな
り、ベルト緊張ローラ40はその通常垂直位置に戻る。
制御器31は、(i)各単層厚さ鋼帯がマスタスプール
25に巻かれている間、該各単層厚さ鋼帯に相当大きな
張力を維持するように作動し、(ii)全ての巻き出し力
が単層厚さ鋼帯を通して伝動されるのを必要とせずに、
最適な速度で出発スプール12,14,16,18およ
び20の巻き出しを行うことが判る。
がマスタリール24に巻かれると、マスタリール24は
駆動スピンドル28から取り外され、後の使用のため貯
蔵される。マスタスプール25の取り外しを可能とする
ために、単層厚さ鋼帯29a〜29eは、取り外しの直
前にマスタスプール25に隣接した位置で適当に切断さ
れる。
形成され、その後、駆動スピンドル28から取り外され
た後、他のマスタスプール25が同様にして駆動スピン
ドル28上に形成される。各マスタスプール25は、完
成すると取り外されることにより、次のマスタスプール
25の形成を可能とする。その後、4個のマスタスプー
ル25が図7に示された鉄心製造装置の4個の巻き出し
リール50上に配置される。
のマスタスプール25の多層鋼帯53は、各マスタスプ
ール25から巻き出されて結合されて複合鋼帯55を形
成する。この複合鋼帯55は、図7に示された全てのマ
スタスプール25の単層鋼帯の合計数に等しい鋼帯厚さ
を有する。図示された実施例によれば、各マスタスプー
ル25の各多層鋼帯53は5層の厚さを有し、したがっ
て、複合鋼帯55の厚さは4×5=20層の厚さであ
る。
れ、結合されて複合鋼帯55となる個所へ進入する際
に、図2の各多層鋼帯53は、全てのマスタスプール2
5に共通の、該マスタスプール25の下方にあるピット
76を通過し、その後、各多層鋼帯53の方向を全体と
して垂直から全体として水平へ変えるガイドローラ74
上へ移動する。多層鋼帯53は、ガイドローラ74の上
側を通過した後、徐々に収束する関係で送られて複合鋼
帯55となる。関連するマスタスプール25とガイドロ
ーラ74との間にある各多層鋼帯53の部分は、ピット
76内に配置されたループとして垂れ下がる。このルー
プ内の多層鋼帯53の重さは、該多層鋼帯53が複合鋼
帯55となるように進むにつれて、多層鋼帯53に引張
り力を作用させる。これにより、各多層鋼帯53が他の
多層鋼帯53と結合される個所より上流において各多層
鋼帯53が緊張した状態で保持され、複合鋼帯55にし
わ、および他の凹凸が生じる機会を低減する。
および60から成る鋼帯送り手段57によって、図7の
右方へ前進させられる。これらのクランプ部材58およ
び60は、互いに接近し開離することができ、また水平
方向に一緒に移動可能である。図7において、クランプ
部材58および60は、その左端位置、かつ複合鋼帯5
5をその上下面で挟持する最小間隙位置で示されてい
る。クランプ部材58および60は、その図7の位置か
ら右方へ移動する時、複合鋼帯55をせん断装置65の
隔置された右方の両ブレード62および64間に前進さ
せる。
ド62および64よりも下流に配置された他の鋼帯送り
手段70がある。この下流の鋼帯送り手段70が作用す
る時、第1鋼帯送り手段57のクランプ部材58および
60は互いから離されて複合鋼帯55を解放し、図7の
最初の位置へ左方へ一緒に移動する。鋼帯送り手段70
は、更に右方へ移動することによって複合鋼帯55を適
当に位置させた時、同様に複合鋼帯55を解放し、図7
の最初の位置へ左方へ戻る。
しを制御するために、各巻き出しローラ50は、電気モ
ータ80の回転子に結合されている。複合鋼帯55が右
方に送られる時、電気モータ80は、関連した巻き出し
リール50を反時計方向に回転し、複合鋼帯55に巻き
出された多層鋼帯を与える。上述したように、各マスタ
スプール25の下方に存在するピット76内において、
各マスタスプール25から巻き出された多層鋼帯53
は、垂れ下がってループとなる。多層鋼帯53を形成す
る個々の鋼帯の各々も垂れ下がってそれ自身のループと
なり、これらループ間の垂直方向間隔は、関連したマス
タスプール25が巻き出すにつれて次第に大きくなる。
各多層鋼帯53のための光電制御器81がピット76の
内部または該ピット76に隣接して配置されて、各多層
鋼帯53の最下位置のループ75を検出して、(i)ル
ープ75が予定の上限よりも上方へ上昇したときは、当
該多層鋼帯53と関連した電気モータ80を始動して徐
々に増大する速度で多層鋼帯53を巻き出させ、(ii)
ループ75が予定の下限よりも下方に下降したときは、
電気モータ80を減速させて回転停止させる。
送り手段57および70は右方へ移動する際に、複合鋼
帯55を右方へ間欠的に前進させる。これにより、多層
鋼帯53の水平部分は右方へ間欠的に前進させられる。
このように、多層鋼帯53の水平部分が間欠的に右方へ
前進させられるとき、マスタスプール25はそれぞれの
電気モータ80により巻き出されてループを作る。これ
らのループから、多層鋼帯53が鋼帯送り手段57およ
び70によって引張られ、結合して複合鋼帯55とな
る。これらの操作の間、各多層鋼帯53の水平部分は、
ピット76内のループ75の重量によって張力が掛った
状態で保持される。
まで前進させられた時、せん断ブレード62および64
の動作により切断される。これらのせん断ブレード62
および64は、1989年4月6日出願の米国特許出願
第334,248号に示されているように構成されてい
ることが好ましい。
帯55を所望の長さを有する複合鋼帯部分に切断する。
これらの複合鋼帯部分は、上述された、図1および図2
の鋼帯群120を構成する。複数の鋼帯群120が適当
に積み重ねられて図1および図2に示されたパケットを
形成する。このような複数の鋼帯群120から1つのパ
ケットを形成する自動化法が、1990年1月11日出
願の米国特許出願第463,697号に開示されてい
る。
すなわち鋼帯群120を形成するための複合鋼帯を製造
するのに使用されたとき、各鋼帯群120内の鋼帯は、
実質的に乾燥していても、あたかも接着剤が並置された
鋼帯間に存在するかのように該並置された鋼帯に接着す
ることが判明した。この接着効果により、従来使用され
ていたペルクロルエチレンが存在しているときと全く同
じように互いに鋼帯が接着している密着鋼帯群および密
着パケットを製造できる。
相互に着座する態様に顕著に影響されると思われる。も
しも、上記並置された鋼帯が同じスプール内の隣接の、
または近接した部分から製造されていれば、鋼帯の幅に
沿ってしばしば存在する複数個の高スポット(high spo
t )が整列する傾向がある。この傾向は、極めて望まし
いと認められる並置された鋼帯間の接着効果を達成する
のを妨害するものと思われる。プレスプーリング工程に
より、上記高スポットが整列して接着効果を妨害する可
能性が小さくなる。パケット110のベルトネスタ28への送り 各パケットは、上述の通り構成され組立てられ、コン
ベアベルト200(図3参照)の上側走行部上の位置ま
で適当な手段で転送される。コンベアベルト200は、
固定軸心の周りで回転自在の2個の隔置されたプーリ2
02および204の周りを回る。プーリ202は、適当
な手段で制御される電気モータ(図示せず)の回転子に
結合された駆動プーリであり、他のプーリ204は、ア
イドラプーリである。
をコンベアベルト200の方へ引き付けるバイアス力を
与えることによりパケットのコンベアベルト200への
移動を助ける複数個の固定永久磁石205が存在してい
る。パケットがコンベアベルト200の上面に適切に固
定された時、コンベアベルト200は、矢印206の方
向へ前進させられ、パケットの先端部は、案内板165
上へ移動し、その後、上側前ローラ142とハブ131
との間にある位置の方へ漸次上昇する。その後、アーバ
130は、上述した通り反時計方向へ回転され、巻装を
行う。
ケットが正しい姿勢でコンベアベルト200上に適切に
着座するのを保証するため、固定ガイド207および2
08がパケットの側縁に対して設けられている。図8を
参照すれば判るように、これらの固定ガイド207およ
び208は、コンベアベルト200の上側走行部の下方
に配置された固定枠体209の上面に取り付けられてい
る。固定ガイド207の案内面もしくは内側面は、ガイ
ド(または、ネスティング)フランジ134の内面と実
質的に同一面に配置されている。固定ガイド208の案
内面は、ガイド(または、ネスティング)フランジ13
6の内面と実質的に同一面に配置されている。上記固定
ガイド207および208は、パケットが、コンベアベ
ルト200によってベルトネスタ内へ送られる時、アー
バ130のガイドフランジ134および136間のU字
形空間137内へ進入して正しく方向付けされて、アー
バ130に巻付けられるにつれて斜行または多段化する
のを避ける。
た鉄心形成体の幅と異なる幅を有する変圧器鉄心形成体
を構成するのが望ましいとき、コンベアが異なる幅の鋼
帯を受け入れるのを可能とするように、固定枠体に取付
けられている。上記のような異なる幅の変圧器鉄心形成
体用に、ガイドフランジ間に最適に調節された空間を有
する異なるアーバ130が同様に採用される。鋼帯長制御手段 上述した通り、複合鋼帯55から切断された各鋼帯部
分すなわち鋼帯群120の長さは、鋼帯群120がアー
バ130に巻かれた時、該鋼帯群120の両端部が適当
量だけ重なるように制御されなければならない。この長
さは、切断がブレード62および64によって行われる
前に、複合鋼帯55がブレード62および64を越えて
前進させられ距離を制御することにより制御される。複
合鋼帯55の上記前進は、ストロークを制御する適当な
手段(図示せず)を含む鋼帯送り手段70(図7参照)
によって行われる。鉄心の形成中、各パケットがベルト
ネスタのハブに巻かれた後、パケットの両端に形成され
た継手は、一群の継手における重なりを確定するように
と監視される。この重なりが予定された限界内になかっ
たときは、エラー信号が制御器に供給されることによ
り、鋼帯送り手段70が該鋼帯送り手段70のストロー
ク、したがって、切断されるべき鋼帯の次の部分の長さ
を最適に調整する。これらの監視およびストローク調整
は、操作員または適当な光電制御手段(図示せず)のい
ずれかによって行うことができる。継手は、ガイドフラ
ンジ134の窓135を通して見える。
節する能力を有することは、巻装が進行するにつれて起
り得る継手の重なりの予想不能の変動の補償が可能なの
で、極めて有利であることを理解すべきである。この利
点は、すべての鋼帯が巻付け前に予定された長さに切断
される方法には存在していない。このタイプの方法は、
鋼帯が予め巻装した環体を半径方向に切断することによ
り製造されることを示す米国特許第4,734,975
号および米国特許第4,741,096号に例示されて
いる。
したが、当業者にとって発明から逸脱することなく種々
の変形が可能であることは自明であろう。したがって、
このような変形例は、本発明の範囲内に入る。
アモルファス鋼帯のパケットの1つを示す側面図であ
る。
ケットから鉄心形成体を作るのに使用されるベルトネス
タの概略側面図である。図中、ベルトネスタの複数のガ
イドフランジの内の1つのガイドフランジの一部は破断
して示されている。
Bは上記ガイドフランジを省略していない図3の一部の
拡大図である。
ルから巻き出されて結合されて多層厚さ鋼帯となってマ
スタスプールに巻かれるプレスプーリング機の概略構成
図である。
のマスタスプールから巻き出された多層厚さ鋼帯を結合
して1枚の複合鋼帯を形成し、この複合鋼帯を送り出し
て所定の長さにせん断する装置の概略構成図である。
Claims (15)
- 【請求項1】 (a)多層の重ねられたアモルファス鋼
帯から成る複合鋼帯を形成する工程と、 (b)上記複合鋼帯を切断して複数の多層複合鋼帯部分
を形成する工程と、 (c)上記複合鋼帯部分から鋼帯群を形成する工程であ
って、各鋼帯群が1個以上の複合鋼帯部分から成り、各
鋼帯群内の全ての複合鋼帯が、実質的に整列した縦方向
に延びる両側縁と、該鋼帯群の両端において実質的に整
列した横断方向に延びる両端縁とを有するようにする工
程と、 (d)上記鋼帯群から複数のパケットを形成する工程で
あって、各パケットが複数の鋼帯群から成り、各パケッ
ト内の全ての鋼帯群が、実質的に整列した縦方向に延び
る両側縁と、該パケット両端において縦方向に互いにず
らして配置された、横断方向に延びる両端縁とを有する
ようにする工程と、 (e)(i)回転可能なアーバと、(ii)上記アーバが
回転されるにつれて、重ねられた関係で上記アーバに上
記パケットを巻付るために、上記アーバを回って延びる
ベルトを含む巻装手段とよりなるベルトネスタ内へ上記
パケットを順次送り込み、それにより上記アーバの周り
に鉄心形成体を作る工程を含む、鉄心窓に巻かれたアモ
ルファス鋼帯から成る変圧器鉄心の製造方法。 - 【請求項2】 上記複合鋼帯が、(a)アモルファス鋼
帯の複数のリールを供給する工程と、 (b)上記複数のリールからアモルファス鋼帯を巻き出
し、並置されるアモルファス鋼帯が異なるリールから巻
き出されるように、巻き出されたアモルファス鋼帯を結
合して上記複合鋼帯を構成する工程により形成される請
求項1記載の方法。 - 【請求項3】 (a)アモルファス鋼帯の複数のリール
を供給する工程と、 (b)上記複数のリールからアモルファス鋼帯を巻き出
し、並置されるアモルファス鋼帯が異なるリールから巻
き出されるように、巻き出されたアモルファス鋼帯を結
合して上記複合鋼帯を構成する工程と、 (c)上記複合鋼帯を切断して複数の多層複合鋼帯部分
を形成する工程と、 (d)上記複合鋼帯部分から複数の鋼帯群を形成する工
程であって、各鋼帯群が1個以上の複合鋼帯部分から成
り、各鋼帯群内の全ての複合鋼帯が、実質的に整列した
縦方向に延びる両側縁と、該鋼帯群の両端において実質
的に整列した横断方向に延びる両端縁とを有するように
する工程と、 (e)(i)回転可能なアーバと、(ii)上記アーバが
回転されるにつれて、重ねられた関係で上記アーバに上
記鋼帯群を巻付けるために、上記アーバを回って延びる
ベルトを含む巻装手段とより成るベルトネスタ内へ上記
鋼帯群を送り込み、それにより上記アーバの周りに鉄心
形成体を作る工程とを含む、鉄心窓の周りに巻かれたア
モルファス鋼帯から成る変圧器鉄心の製造方法。 - 【請求項4】 上記鋼帯群は、上記巻装手段により上記
アーバに巻付けられる前に実質的に乾燥した状態に保持
される請求項1または3記載の方法。 - 【請求項5】 (a)単層厚さのアモルファス金属帯を
巻いたスプールを複数個供給する工程と、 (b)上記複数のスプールから上記単層厚さの金属帯を
同時に巻き出し結合して多層厚さの金属帯を構成する工
程と、 (c)上記多層厚さの金属帯を巻いたマスタリールを複
数個形成する工程と、 (d)上記複数個のマスタリールから上記多層厚さの金
属帯を巻き出し結合して、この結合された複数の多層厚
さの金属帯の合計に等しい厚さを有する複合金属帯を形
成する工程と、 (e)上記複合金属帯を切断して複数の複合金属帯部分
を形成する工程と、 (f)上記複合金属帯部分から複数の金属帯群を形成す
る工程であって、各金属帯群が1個以上の複合金属帯部
分から成り、各金属帯群内の全ての複合金属帯が、実質
的に整列した縦方向に延びる両側縁と、該金属帯群の両
端において実質的に整列した横断方向に延びる両端縁と
を有するようにする工程と、 (g)上記金属帯群から複数のパケットを形成する工程
であって、各パケットが複数の金属帯群から成り、各パ
ケット内の全ての金属帯群が、実質的に整列した縦方向
に延びる両側縁と、該パケット両端において縦方向に互
いにずらして配置された、横断方向に延びる両端縁とを
有するようにする工程と、 (h)(i)回転可能なアーバと、(ii)上記アーバが
回転されるにつれて、重ねられた関係で上記アーバに上
記パケットを巻付けるために、上記アーバを回って延び
るベルトを含む巻装手段とよりなるベルトネスタ内へ上
記パケットを順次送り込み、それにより上記アーバの周
りに鉄心形成体を作る工程とを含む、鉄心窓の周りに巻
かれたアモルファス鋼帯から成る変圧器鉄心の製造方
法。 - 【請求項6】 請求項5の切断工程(e)は、複数の複
合金属帯部分の長さが、上記各パケットを上記アーバに
巻付けた時に該パケット内の各金属帯群の対向する端部
が重なり合う関係で合わさるような長さになるように制
御される請求項5に記載の方法。 - 【請求項7】 上記各パケットは、上記パケットを上記
アーバに巻付けた時に該パケット内の最内側の金属帯群
より半径方向外側にある各金属帯群の先端部が直前の金
属帯群の後端部に密接して配置されるようにする量だ
け、該パケット中の相次ぐ複数の金属帯群が食い違うよ
うにして形成される請求項6に記載の方法。 - 【請求項8】 上記最内側のパケットの巻付けに続いて
巻付けられる各パケットは、その先端部が直前のパケッ
トの後端部に重なるように、上記各パケットの巻装操作
の開始時に位置決めされる請求項7に記載の方法。 - 【請求項9】 (a)多層厚さのアモルファス鋼帯を巻
いたリールを複数個供給する工程と、 (b)上記複数個のリールから上記多層厚さの鋼帯を巻
き出し結合して、この結合された複数の多層厚さの鋼帯
の合計に等しい厚さを有する複合鋼帯を形成する工程
と、 (c)上記複合鋼帯を切断して複数の複合鋼帯部分を形
成する工程と、 (d)上記複合鋼帯部分から複数の鋼帯群を形成する工
程であって、各鋼帯群が1個以上の複合鋼帯部分から成
り、各鋼帯群内の全ての複合鋼帯が、実質的に整列した
縦方向に延びる両側縁と、該鋼帯群の両端において実質
的に整列した横断方向に延びる両端縁とを有するように
する工程と、 (e)上記鋼帯群から複数のパケットを形成する工程で
あって、各パケットが複数の鋼帯群から成り、各パケッ
ト内の全ての鋼帯群が、実質的に整列した縦方向に延び
る両側縁と、該パケットの両端において縦方向に互いに
ずらして配置された、横断方向に延びる両端縁とを有す
るようにする工程と、 (f)(i)回転可能なアーバと、(ii)上記アーバが
回転されるにつれて、重ねられた関係で上記アーバに上
記パケットを巻付けるために、上記アーバを回って延び
るベルトを含む巻装手段とよりなるベルトネスタ内へ上
記パケットを順次送り込み、それにより上記アーバの周
りに鉄心形成体を作る工程とを含む、鉄心窓の周りに巻
かれたアモルファス鋼帯から成る変圧器鉄心の製造方
法。 - 【請求項10】 (a)上記回転可能なアーバは、
(i)上記アーバが回転するにつれて、上記パケットが
巻付けられる外周部を有する回転可能なハブと、(ii)
上記ハブの縦軸上の対向側において上記ハブに固定さ
れ、かつ上記ハブの外周部を半径方向外方へ越えて突出
して、上記パケットの両側縁が実質的に整列した状態
で、上記ハブの外周領域に進入した複数のパケットを強
制的に上記ハブ上に着座させるように上記進入したパケ
ットの両側縁と共働する一対のフランジを有し、 (b)上記巻装手段は、上記ベルトと係合して、上記ハ
ブの外周部または該ハブの外周部上に形成された鉄心形
成体に密接するように上記ベルトを案内する2個の前ロ
ーラを含み、上記前ローラは、ギャップにより互いに隔
てられるとともに上記一対のフランジ間に配置され、一
方の前ローラは、上記ベルトが上記ハブの上記外周領域
に進入した時、上記ベルトと係合し、他方の前ローラ
は、上記ベルトが上記ハブの上記外周領域から出た時、
上記ベルトに係合し、 (c)上記パケットは、上記ギャップを通過した後、上
記ベルトが上記一方の前ローラと係合する領域内で上記
ハブの外周部と上記ベルトとの間の通路を経て上記ハブ
の外周部上に送られる請求項1,3,5または9のいず
れか1項に記載の方法。 - 【請求項11】 (a)各パケットは、該パケットが上
記一方の前ローラの上記領域内で上記ベルトと上記回転
ハブの外周部との間に進入した時、上記両側縁に隣接す
る該パケットの部分が上記ハブに対して半径方向外向き
にカールする傾向を持つことを特徴とし、 (b)上記パケットが上記一方の前ローラの上記領域内
で上記ベルトと上記ハブの外周部との間に進入した時、
上記ハブの半径方向内向きに向けられた力が上記パケッ
トの両側縁に隣接した上記パケットの外面に加えられ、
これにより上記カール傾向を相殺する請求項10記載の
方法。 - 【請求項12】 上記半径方向内向きに向けられた力
は、上記パケットの上記両側縁に隣接して上記パケット
に作用する引込みローラによって加えられる請求項11
記載の方法。 - 【請求項13】 上記半径方向内向きに向けられた力
は、上記一方の前ローラに結合されて、上記パケットの
上記両側縁に隣接して上記パケットに作用する引込みロ
ーラによって加えられる請求項11記載の方法。 - 【請求項14】 (a)上記ベルトは、各パケットの幅
より実質的に狭い幅を有し、 (b)上記ベルトは、上記各パケットの中央において上
記各パケットと係合し、 (c)上記引込みローラは、上記ベルトの横方向外側に
上記フランジに近接して配置されている請求項13記載
の方法。 - 【請求項15】 上記引込みローラの各々とそれに隣接
した上記フランジとの間の間隔は、約0.254mm〜
1.27mm(=0.01インチ〜0.05インチ)の範
囲内にある請求項14記載の方法。
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