KR920006557B1 - 권철심용 스트립 절단방법 및 그 장치 - Google Patents

권철심용 스트립 절단방법 및 그 장치 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

권철심용 스트립 절단방법 및 그 장치
제1도는 권철심의 일예를 도시한 횡단면도.
제2도는 제3도 및 제4도는 종래의 권철심용 스트립 절단방법을 도시한 평면도.
제5a도 및 제5b도는 본 발명에 따른 권철심용 스트립 절단방법의 제1실시예를 도시한 소재의 평면도.
제6도는 제5a도 및 제5b도를 설명한 다이어그램.
제7a도 및 제7b도는 본 발명에 따른 권철심용 스트립 절단방법의 제2실시예를 도시한 소재의 평면도.
제8도는 본 발명에 따른 권철심용 스트립 절단방법의 제3실시예를 도시하는 소재의 평면도.
제9도는 본 발명에 따른 권철심용 스트립 절단방법의 제4실시예를 도시한 소재의 평면도.
제10a도 및 제10b도는 본 발명에 따른 권철심용 스트립 절단방법의 제5실시예를 도시한 소재의 평면도
제11도는 본 발명에 따른 절단장치의 정면도.
제12도는 제11도의 측면도.
제13도는 제11도의 평면도.
제14a도 및 제14b도는 제11도의 절단장치의 작업의 작동을 설명하기 위한 소재의 평면도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
"a", "b", "c","d", "E, "F" : 연속스트립 1 : 권철심
2 : 코일보빈 3 : 압접면
4 : 공극 11 : 소재
12 : 소재코일 13,13',15,15' : 안내롤러
14a,14b : 환상칼날 16 : 임시권취프레임
17 : 베이스 18 : 선회축
21 : 구동기 21' : 랙기어
본 발명은 원통형 코일보빈이 사용되는 변압기의 권철심용 스트립을 절단하는 방법에 관한 것이다.
변압기의 철심으보서, 우수한 자기특성을 갗는 스트립재가 링형상으로 감긴 형태의 권철심이 널리 이용되고 있다. 에컨대, 권취틀상에 스트립재를 감아 정방형, 장방형, 계단형, 또는 원형단면을 갖는 권철심이 제조된다(참조 : 일본특허공보 제60-28375 및 제61-22851호와 일본공개공보 제55-132027). 이러한 권철심을 형성하기 위해, 두개의 분할된 코일보빈은 그 압접면에서 압접되고 권선은 코일보빈상에 감긴다.
종래에는, 이후에 상술하는 바와같이 직선상 가장자리를 갖는 소재를 한개 또는 수개의 소정곡선을 따라 절단하여 한개 또는 수개의 연속스트립을 얻는다. 그러나 이 경우에 연속스트립재 사이에는 미사용부가 존재하므로 이는 효율적인 소재이용의 관점에서 상당히 바람직하지 못한 것이다.
그외에, 전술한 소재는 판을 절단하는 슬리터 장치를 사용하여 매우 넓은 실리콘 강판으로부터 절단된다. 그러나 이 경우에 상기 슬리터 장치는 다수의 환상칼날이 부착된 한쌍의 축으로 구성되므로 절단작업시에 발생한 폭방향의 소재내의 내측응력(inner stress)은 없어지지 않고 결과적으로 강판의 절단부내에 큰 뒤틀림이 발생한다. 또한 전술한 한쌍의 축의 형상으로 인해 절단소재의 스크래칭이 발생하여 이상적인 절단작업을 수행할 수 없고 결과적으로 강판의 절단부상에 다른 큰 뒤틀림이 발생하게 된다. 이러한 큰 뒤틀림은 절단작업후의 열처리에 의해서도 제거할 수 없으며 따라서 자기특성은 손상을 받게된다.
또한, 경제적인 이유로, 비교적 우수한 자기특성을 갖는 방향성 실리콘 강판의 중간부는 주로 중전기부재등에 이용되며, 방향성 실리콘 강판의 가장자리부는 권철심용 스트립재로 이용된다. 그러나, 강판의 가장자리부의 표면은 강판의 제조공정으로 인해 평탄하지 못하고 그 외에 크랙 및 기공과 같은 결함이 가끔 발생한다. 이러한 결함은 강판으로부터 권철심용으로 소재를 절단할때 자연적으로 제거할 수 있지만 높은제조 산출고에 기인하여 남아 있을 수 있다. 이들 결함은 자기특성 및 다른 물리적 특성을 감소 시킨다.
또한, 권철심용 소재코일은 무겁고, 그 두께는 0.02 내지 0.03cm 정도로 매우 얇고 그 표면은 약간 평탄하지 않으므로 페이퍼렙핑 공정과 같은 보호공정을 수행할지라도 폭방향으로 소재코일의 단부면은 선적 또는 수송시에 손상을 입기 쉽다. 폭방향으로 이러한 손상은 자기특성 및 다른 물리적특성에 역기능을 초래한다.
전술한 결함부는 절단소재의 일측 또는 양측에 발생하며 따라서 상당한 수의 결합제품이 발생된다. 특히, 외관상으로는 제품의 결함유무을 결정할 수는 없고 마지막 단계의 테스트를 받고나서야 결함유무를 결정할수 있으므로 제조비용이 증가하게 된다.
스트립용 소재로부터 절술한 결함부를 완전히 제거하기 위하여는 스트립재의 폭을 감소시키는 것을 예상할 수 있지만 이는 소재의 제조원가를 증가시킨다는 것을 유의해야 한다.
본 발명의 목적은 스트립의 제조원가가 감소되는 권철심용 스트립절단방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 전술한 방법을 수행하는 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따라, 두개의 직선측면을 갖는 소재가 다수의 소정곡선을 따라 다수의 연속된 스트립으로 절단될 때, 연속스트립은 다른 인접한 연속스트립과 직접 접촉한다.
또한, 소정곡선을 따라 소재를 절단하는 슬리터날, 상기 슬리터날의 지지용 베이스, 소재와 평행하게 상기 베이스를 지지하도록 상기 슬리터날 바로 아래에 배치되는 선회축, 소재를 협지하는 안내롤러, 베이스 조정용 조정기구, 및 연속 스트립을 감기위한 임시 권회프레임으로 구성된 절단장치가 제공된다.
따라서, 두 연속스트립 사이에는 남아있는 소재가 거의 없어 소재의 활용효율이 증가한다.
또한, 소재의 일측 또는 양측에 위치하는 결함부는 절단 스트립으로부터 제거된다.
본 발명은 첨부된 도면을 참고로하여 이하에 상세히 설명되는 기술로부티 더욱 명백하게 이해할 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예를 기술하기 전에 종래의 권철심용 스트립의 절단방법을 제1,2,3 및 4도를 참고로하여 기술한다.
권철심의 횡단면도인 제1도에서, 소정폭 및 우수한 자기 특성을 갖는 소정형태의 스트립을 권회롤상에 감아서 원형 단면을 갖는 권철심(1)을 얻는다. 이 권철심(1)을 성형하기 위하여, 두개의 분할된 원통형 코일보빈(2)이 그 압접면(3)에서 압접되며 권선(도시안됨)은 상기 권철심(1)에 대해 코일보빈(2)을 회전시켜 코일보빈(2)상에 감긴다. 따라서, 이 경우에, 권철심(1)과 코일보빈(2) 사이의 공극(4)은 작아지고 따라서 우수한 자기특성을 갖게된다.
소재의 효율적인 활용 및 용이한 절단의 관점에서 제2,3 및 4도에 도시한 바와같이 공지된 절단방법이 제안되어 있다.
제2도에서, 양측면이 모두 직선형상을 갖는 소재의 일측면을 소정곡선 형상을 따라 절단작업을 수행하고 소재의 타측면은 원상태로 유지한다. 또한 제3도에 도시한 바와같이 양측면이 직선형상을 갖는 소재를 두개의 소정곡선을 따라 절단하고 소재의 양측면은 원상태로 남아있다. 또한 제4도에 도시한 바와같이 양측면이 직선형상을 갖는 소재를 두개 또는 수개의 소정곡선을 따라 절단하고 그 양측면은 원상태로 남아있다(참조일본특허공고 제56-80113). 즉, 제 2 도에서는 권철심(1)용 연속스트립 "a"가 얻어지고, 제 3 도에서는 권철심(1)용 연속스트립 "a"및 연속스트립" b"가 얻어지며, 제4도에서는 권철심(1)용 연속스트립 "a", 연속스트립 "b", 연속스트립 "c", 및 연속스트립 "d"가 얻어진다.
제2도에서는 소재의 미사용 부분이 많이 존재하며, 제3도 및 제4도에서는 두 인접한 연속스트립 사이에 미사용 부분이 존재하며 따라서 소재이용 호율성을 저하시킨다. 또한 제2도 및 제3도에서는 음성(陰性) 결함부(X표시부분)가 소재의 일측면에 존재하면 결함스트립이 발생할 가능성이 높다. 또한 음성 결함부가 소재의 양측면에 존재하면 또한 결함스트립이 발생할 가능성이 높다.
또한 상술한 특개소 55-132027호의 절단장치에서는 상, 하 환상칼날을 각 곡선에 따라 소재의 주행방향에 대하여 좌우로 선회시키면서 연속스트립을 절단하도록 되어 있는 바, 상기 환상칼날을 좌우로 선회시키기 위한 선회축이 소재의 주행방향에서 보아 상류(上流)측에 위치하는 것이므로, 환상칼날을 소정 곡선에 따라 정확하게 조정 및 구동하는 것이 어렵게 되는 문제점이 있었다.
즉, 소정곡선을 제14a도의 실선으로 표시한 바와 같이 지정하였을 경우에도 실제 절단선은 파선(A)로 표시한 바와 같이 지정선으로 부터 이동하여 지정된 곡선으로 절단되지 않게 되는 문제점이 있었다.
본 발명의 제1실시예를 도시한 제5a도 및 제5b도에는, 연속스트립 "a" 및 연속스트립 "b"가 얻어지고 (제5a도) 또한 연속스트립 "a", 연속스트립"b", 연속스트립 "c", 및 연속스트립 "d"가 얻어진다(제5b도). 또한 제5A 및 제5b도에서는, 결함부가 소재의 일측면상에만 존재한다. 이 경우에 제5a도에 도시한 바와같이 연속스트립 "a"는 연속스트립 "b"와 직접 접하고 스트립 "b"의 최대폭위치와 최소폭위치는 각기 스트립 "a"의 최소폭위치와 최대폭위치와 대응한다. 일스트립의 권취중심부는 다른 스트립의 권취중심부와 일치하지 않으므로 만일 스트립 "b" 의 최대폭위치가 스트립 "a"의 최소폭위치와 대응하면, 스트립 "b" 의 최소폭위치는 최대폭위치에 대해 제5a도에서 약간 왼쪽으로 이동한다는 것을 유의해야 한다. 결함부의 숫적인 관점에서 제3도에 도시한 종래의 방법과 비교하여 제5도에 도시학 바와 같이 소재의 이용효율은 괄목할만하게 개선되었다.
제5a도에서 2점쇄선은 권취중심선을 나타내는 것임을 유의해야 한다.
제5b도에서, 연속스트립 "c" 및 연속스트립 "d"는 제5a도의 스트립과 직접 접촉한다. 스트립 "c"의 최대폭위치 및 최소폭위치는 각기 스트립 "a"의 최대폭위치와 최소폭위치에 대응하며 소재이용 효율은 제4도에 도시한 종래것과 비교하여 현저히 개선된다.
만일 제5b도의 4개의 연속스트립이 제6도에 도시한 바와 같이 일반적인 다층 연속스트립이 되도록 확장되면, 연속스트립의 최대폭(MAX)은 예컨대 1cm, 최소폭(MIN)은 예컨대 0.6cm는 인접한 연속스트립의 최소폭(MIN) 및 최대폭(MAX)과 대응한다.
본 발명의 제2실시예를 도시한 제7a도 및 제7b도에서는, 세개의 연속스트립 즉, 연속스트립 "a", 연속스트립 "b" 및 연속스트립 "c"가 얻어지고(제7a도) 일곱개의 연속스트립 즉, 연속스트립 "a", 연속스트립 "b", 연속스트립 "c", 연속스트립 "d", 연속스트립 "e", 및 연속스트립 "f" 연속스트립 "g"가 얻어진다(제7b도). 제7a도 및 제7b도에서, 소재의 양측면상에 결함부가 존재하고, 연속스트립 "a"가 소재의 중간에 배치되며 다른 인접한 연속스트립들의 내측이 상기 스트립에 직접 접촉한다. 인접한 연속스트립의 대응위치는 제5a도 및 제5b도의 제1실시예와 동일하다. 특히 제2실시에는 연속스트립이 홀수일때 적당하다. 또한, 제2실시예에서, 음성결함부의 관점에서, 제4도에 도시한 종래기술과 비교하여 소재이용 효율은 현저히 개선된다. 또한 연속스트립의 수가 증가할때, 소재이용 효율은 더욱 개선된다. 볼 발명의 제3실시예를 도시한 제8도에서는 4개의 연속스트립 즉, 연속스트립 "a", 연속스트립 "b", 연속스트립 "c", 및 연속스트립 "d" 를 얻는다. 또한, 제8도에서, 음성결함부는 소재의 양측면상에 존재하고, 두개의 연속스트립 "a" 및 "c" 는 소재의 중앙에 제공되고 다른 연속스트립 "b" 및 "d"는 각기 연속스트립 "a" 및 "c"와 직접 접촉한다. 인접한 연속스트립의 대응위치 관계는 재료의 중앙에 대해 대칭관계이다. 그러므로, 제3실시예는 특히 연속스트립이 짝수일때 적당하다. 제3실시예에서, 외관상으로는 소재이용 효율은 제4도에 도시한 종래기술과 비교하여 개선되지는 않지만 결함부의 관점에서는, 실제이용 효율이 개선된다. 또한 연속스트립의 수가 증가하면, 소재이용 효율은 더욱 개선된다.
본 발명의 제4실시예를 도시한 제9도에는, 제2실시예와 유사한 형상이 도시되었다. 각 스트립 "a"' 내지 "e"'는 반원형 권철심용으로 사용된다. 이 경우에, 전술한 실시예에서와 같은 동일효과가 얻어진다.
본 발명의 제5실시예를 도시한 제10a도 및 제10b도에 도시한 스트립은 제3도의 연속스트립을 개선한 것이다. 즉, 제10a도 및 제10b도에서, 연속스트립 "a"는 연속스트립 "b"와 직접 접촉한다. 또한 스트립 "a"의 최대폭위치 및 최소폭위치는 스트립 "b"의 최소폭위치 및 최대폭위치와 대응한다. 그러나, 제10a도에는 연속스트립 "a"와 연속스트립 "b"사이에 직선부가 존재하지만 제10b도에는 연속스트립 "a"와 연속스트립 "b"사이에 곡선부가 존재한다. 즉 제10a도의 직선(X)은 제10b도의 곡선(Y)으로 변환되고 결과적으로 제10b도의 두개의 연속스트립의 양측면은 제10a도의 것과 비교하여 압축된다. 한편, 제10b도에서 세개의 소정곡선에 의해 한정된 두개의 연속스트립 "a" 및 "b"의 중앙부는 소재의 중심위치와 일치한다. 그러므로, 소재의 양측면상의 음성결함부를 제거할 수 있으므로 제10b도에 도시한 바와 같이 소재이용 효율은 개선된다.
사실상, 스트립의 길이는 예컨대 약 20m 정도로 상당히 길고 스트립의 폭은 예컨대 약 1 내지 3cm 정도로 매우 좁다는 것을 유의해야 한다. 따라서, 전술한 평면도에서, 길이는 폭방향과 비교해서 약 1/200로 축소되었다고 할 수 있다.
본 발명은 또한 제1도에 도시한 원형단면의 권철심용으로 사용하는 외에 그 횡단면이 반원형 또는 계단형의 권철심에 사용할 수 있다.
전술한 절단방법을 수행하기위한 본 발명에 따른 절단기를 도시한 세11,12 및 13도에서, 소재(11)는 소재코일(12)로부터 한쌍의 안내롤러(13,13')를 통해 상부환상칼날 및 하부환상칼날로 공급된다. 그후 절단스트립(11')은 환상칼날(14a 및 14b)로부터 한쌍의 안내롤러(15,15')를 통해 임시권취프레임(16)으로 공급된다. 환상칼날(14a 및 14b)은 선회축(18)에 의해 회전하는 베이스(17)에 의해 지지된다. 선회축(18)은 베어링(19)에 의해 지지된다. 선회축(18)은 구동기(21)를 통해 기어(20)를 회전함으로서 회전한다. 베어링(19) 및 구동기(21)는 소재(11)의 주행방향에 대해 직각으로 가동하는 이동베이스(22)상에 장착된다.
이동베이스(22)는 화살표로 도시한 바와같이 구동기 (23)에 의해 구동된다(제12도). 또한 이동베이스(22)를 포함하는 전체장치는 레일(25)을 따라 베이스(24)를 이동시킴으로서 구동가능하다. 또한, 안내롤러중의 한쌍(예컨대, 13' 및 15')은 스프링(26)에 의해 당겨진다.
제13도에서는 구동기(21) 대신에 랙기어(21')가 제공되었다.
제11,12 및 13도의 장치는 마이크로콤퓨터(도시안됨)에 의해 제어된다.
제11,12 및 13도의 장치에서, 선회축(18)은 환상칼날(14a 및 14b)의 바로아래 배치되며 이는 본 발명의 특징중의 하나이다.
이러한 본 발명에 의한 장치에 의하여 소재를 절단하는 과정을 설명한다. 소재코일(12)에서 풀려나오는 소재(11)를 안내롤러(13,13')에 의하여 안내되면서 상,하 환상칼날(14a,14b)측으로 공급된다.
이때 상기 구동기(21,21')와 선회축(18)등이 장착된 베이스(22)는 베이스(24)와 함께 마이크로 컴퓨터(도시안됨)에 의하여 제어되는 구동기(23)에 의하여 소재(11)의 주행방향에 대하여 좌우방향으로 이동되면서 환상칼날(14a,14b)을 초기 절단점 위치로 셋팅시키게된다. 이 상태에서 환상칼날(14a,14b)가 회전하면서 주행하는 소재(11)를 소정곡선에 따라 절단하게 된다. 이때 구동기(21,21')는 마이크로 컴퓨터(도시안됨)에 의하여 제어되며 구동기(21,21')가 구동되면 기어(20)가 회전하게 되고 이 기어(20)에 연동연결된 선회축(18)이 좌우로 회전되면서 그 직상방에 설치된 환상칼날(14a,14b)를 좌우로 선회시키게 된다. 이에 따라 상시 환상칼날(14a,14b)은 각 연속스트립(a···g)을 한정하는 소정곡선을 따라 정확하게 이동되면서 스트립을 절단해내게되는 것이다.
제14a도는 특개소 55-132027호의 절단장치에 의하여 절단하는 과정을 도시한 것으로, 여기서는 환상칼날을 좌우로 선회시키기 위한 선회축이 환상칼날의 상류측에 위치하는 것이므로 소정곡선을 제14a도의 실선으로 표시한 바와 같이 지정하였을 때 실제절단선은 파선(A)로 표시한 바와 같이 지정선으로부터 크게 벗어나게 되고 정확한 절단이 이루어지지 않게 된다.
이에 대하여 본 발명의 장치에 의하면, 환상칼날(14a,14b)을 좌우로 선회시키는 선회축(18)이 환상칼날(14a,14b)의 바로 아래에 위치하여 환상칼날(14a,14b)의 절단작용점과 선회축(18)의 중심선이 동일선상에 위치하게 되어 있으므로 환상칼날(14a,14b)의 절단작용점을 지정선을 따라 선회시키는 것이 용이하고 징확하게 이루어지게 된다. 따라서 제14b도의 파선(b,c)으로 표시한 실제 절단선은 실선으로 표시한 지정선으로부터 벗어나지 않게 되어 소정 곡선을 정확하게 절단할 수 있게 되는 것이다.
제14b도에서, 파선(B)은 소재(11)의 주행속도가 비교적 낮은 경우를 나타내고 파선(C)은 소재(11)의 주행속도가 비교적 높은 경우를 나타낸다는 것을 유의해야 한다.
또한, 제11,12 및 13도의 장치는 다수의 곡면을 따라 소재(11)상에 절단공정을 동시에 수행하는 장치를 형성하도록 확장할 수 있다.
전술한 바와같이, 본 발명에 따라, 연속 스트립은 서로 직접 접촉하므로, 소재이용 효율을 향상시킬 수 있다. 또한 결함부가 소재의 일측면 또는 양측면상에 존재하면, 결함제품의 발생비율을 줄일수 있고 따라서 제조원가를 낮출 수 있다.

Claims (8)

  1. 각 스트립이 소정형상의 권취틀에 감겨 소정형상의 단면을 형성하도록 양측면이 평행한 직선형상을 갖는 소재를 준비하고, 상기 소재를 다수의 소정곡선을 따라 소재의 절단작업을 수행하여 각 연속스트립은 상기 소정곡선들중 두개의 곡선으로 한정되는 다수의 연속스트립(a, b, c,…)을 얻는 단계로 구성된 것을 특징으로 하는 권취용으로 원통형 코일보빈(2)이 사용되는 권철심용 스트립 절단방법.
  2. 제1항에 있어서, 추가 연속스트립은 최외측 상기 소정 곡선 및 상기 소재의 일측 직선부에 의해 한정되는 것을 특징으로하는 권철심용 스트립 절단방법.
  3. 제1항에 있어서, 한 연속스트립의 최대폭위치 및 최소폭위치는 인접한 연속스트립의 최소폭위치 및 최대폭위치와 각기 대응하는 것을 특징으로하는 권철심용 스트립 절단방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 소정곡선은 상기 소재의 중앙선에 대해 대칭인 것을 특징으로하는 권철심용 스트립 절단방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 연속스트립의 수는 홀수인 것을 특징으로하는 권철심용 스트립 절단방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 연속스트립의 수는 짝수이며, 상기 소정곡선의 중심선은 직선형태인 것을 특징으로하는 권철심용 스트립 절단방법.
  7. 제3항에 있어서, 소정곡선의 수는 세개이며, 상기 세개의 소정곡선은 상기 세개의 소정곡선에 의해 한정되는 두개의 연속스트립의 중앙부가 상기 소재의 중앙부와 일치하도록 선택되는 것을 특징으로 하는 권철심용 스트립 절단방법.
  8. 상기 소정곡선을 따라 상기 소재를 절단하는 슬리터날(14a,14b), 상기 슬리터날 지지용 베이스(17), 상기 소재와 평행하게 상기 베이스를 지지하도록 상기 절단날 바로 아래에 배치된 선회축(18), 상기 소재를 협지하기 위한 안내롤러(13,13',15,15'), 상기 베이스 조정용 조정기구(21,2'), 및 연속절단 스트립을 감기 위한 임시 권취프레임으로 구성된 것을 특징으로하는 제1항에 따른 권철심용 스트립 절단방법을 수행하는 장치.
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