JP2526912B2 - 金属リボン巻芯の固定方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、アモルファス合金等の箔状の金属リボンを
巻き付けることにより形成される巻磁芯の先端部を固定
する方式に関するものである。

［従来の技術］ アモルファス合金は、例えば、電力トランスにおける
コア等として用いられるが、このために、該アモルファ
ス合金を薄い箔状に形成してなるリボンを使用し、この
リボンを所定量巻回することにより巻磁芯を形成する。
かかる巻磁芯を形成するために、モータにより回転駆動
される巻取軸を用い、リール等から供給されるリボンの
先端を該巻取軸に巻き込ませた上で、モータを回転駆動
することによって、該巻取軸にリボンを巻取るようにし
たものは従来から用いられている。

而して、前述した従来技術のものにあっては、リボン
の先端を巻取軸に巻き込ませて、モータを回転駆動する
ことによって、リールからリボンを繰り出させ、所定量
の巻き付けが完了すると、該モータの作動を停止して、
その端部をスポット溶接を行うことによって固定すると
共に、このようにして形成した巻磁芯を適宜の治具を用
いて巻取軸から離脱させて、内側からスポット溶接を行
うことにより、リボンの先端部を固定するようにしてい
た。

ところで、スポット溶接手段によって巻磁芯の端部を
固定するようにすると、当該スポット溶接部が高熱とな
って結晶化してしまうので、製品における特性の観点か
らは好ましくはないが、このスポット溶接手段による固
定は極めて確実に巻磁芯の固定を行うことができるとい
う利点があるだけでなく、巻磁芯を形成した後におい
て、該巻磁芯に対して熱処理を行ったりする関係等か
ら、接着剤その他の固定手段を用いることはできないこ
とから、かかるスポット溶接による巻磁芯端部の固定を
行う方式が用いられている。

［発明が解決しようとする問題点］ 前述したように、巻磁芯の端部固定にスポット溶接を
用いるとしても、該スポット溶接によって巻磁芯として
の特性の変化を可及的に防止するためには、このスポッ
ト溶接による加熱領域を小さくすることが好ましい。こ
こで、スポット溶接におけるスポット径は、溶接装置に
おける電極の構造により、その固定を行うのに必要最小
限のものとすることはできるが、前述した従来技術の如
く、巻磁芯の両端の溶接を巻磁芯の内側と外側との両方
で行うようにすると、巻磁芯の厚み方向に必要以上に加
熱領域が広がる欠点があった。また、リボンの先端固定
用のスポット溶接を巻磁芯の内側から行うようにするこ
とは、自動溶接装置を用いて溶接することが困難であっ
て、かかる作業は通常手作業により行われており、この
ために、巻磁芯を形成する全工程を自動化することがで
きないという不都合もあった。

本発明は叙上の点に鑑みてなされたものであって、そ
の目的とするところは、リボンの外側から容易に、しか
も加熱領域を少なくしてスポット溶接による巻磁芯の端
部の固定を行うことができるようにした金属リボン巻磁
芯の固定方式を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 前述した目的を達成するために、本発明は、箔状の金
属リボンを巻き取るための巻取軸と、外巻取軸に巻き付
けたリボンの端部を固定するためのスポット溶接手段と
を有し、前記巻取軸に前記リボンを複数回巻き付けたと
きに、前記スポット溶接手段で前記リボンの外周側から
溶接を行うことにより、該リボンの先端部を固定するよ
うにしたことをその特徴とするものである。

［作用］ まず、リボンの先端を巻取軸に巻き込ませ、該巻取軸
を回転駆動することによって、該巻取軸にリボンの巻き
取りを行わせる。そして、巻取軸に所定回数リボンを巻
き取ったときに、該巻取軸に回転を停止させて、スポッ
ト溶接手段により、巻取軸に巻き取られたリボンをその
外周側から溶接する。ここで、この溶接は、リボンの先
端部を固定するために行われるものであるので、該リボ
ンを巻取軸に送るリボン送り手段による送り量を厳格に
管理することによって、確実にリボンの先端部の位置に
溶接を行うことができるようになる。

而して、このリボンの先端部におけるスポット溶接
は、巻磁芯を形成したときにおいて、該リボンの先端を
固定するためのものであるだけでなく、該リボンを巻取
軸に巻き取る際に、該リボンがずれたり、外れたりしな
いように保持させるようにするためのものであって、こ
のためには、巻取軸に４〜６回程度巻き付けるようにす
るのが好ましい。このように必要最小限度の回数だけ巻
き取った状態でスポット溶接することにより、リボンの
加熱領域を少なくすることができる。

また、このスポット溶接は巻取軸に所定量巻回した状
態で、リボンの外側から行うようにしているので、この
作業を自動溶接装置を用いて行うことができるようにな
り、作業の自動化を図ることができるようになる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

まず、第１図に巻磁芯形成装置の全体構造を示す。図
中において、１は金属リボンとしてのアモルファス合金
からなるリボンを示し、該リボン１はリール２に巻付け
られた状態から送り出されて、余長部３を経て調整ユニ
ット４に送り込まれるように構成されている。

ここで、調整ユニット４は、第２図及び第３図に示し
たように、テンションローラ５を有し、該テンションロ
ーラ５には押えローラ６がばね７の付勢力によって圧接
せしめられている。そして、テンションローラ５には摩
擦ブレーキ８が連結されており、該摩擦ブレーキ８のブ
レーキ力によって、該テンションローラ５に巻回された
リボン１に対して所定の張力を発生させることができる
ようになっている。さらに、このテンションローラ５の
回転角度は、該テンションローラ５に圧接された押えロ
ーラ6,タイミングベルト９を介して回転検出部10に伝達
されて、該回転検出部10に装着したエンコーダ11により
検出することができるように構成されており、このエン
コーダ11からの信号に基づいてリボン１の送り量を計測
することができるようになっている。

前述の調整ユニット４において所定の張力を与えられ
たリボン１は、リボン送り部12に送られる。ここで、リ
ボン送り部12は、第４図及び第５図に示したように、前
後に一対のガイドローラは13,14間にダンサローラ15を
設け、該ダンサローラ15をばね16によってリボン１に押
し付けることにより該ばね16のばね力とダンサローラ15
自体の重量とによって、リボン１の先端側に対する引張
力を作用させるように構成されている。そして、ガイド
ローラ14より前方の位置には、一対のガイドローラ17,1
8が水平移動ブロック19に装着されており、該水平移動
ブロック19におけるこれらガイドローラ17,18にはリボ
ン１をチャックする固定チャック板20と可動チャック板
21とからなるリボンチャック手段が装着されている。該
リボンチャック手段における可動チャック板21は、昇降
板22に装着したばね23によってそれから突出する方向に
付勢されており、該昇降板22をソレノイド24により昇降
させることによって、可動チャック板21は固定チャック
板20に接離するように構成されている。

また、水平移動ブロック19は、シリンダ25により水平
方向に往復移動せしめられるようになっており、この水
平移動ブロック19に装着したリボンチャック手段の作用
によって、リボン１を巻取部26に送り出すことができる
ようになっている。そして、水平移動ブロック19の先端
には、巻取部26における巻取軸27にリボン１の先端を巻
き込ませるためのガイド部28が設けられている。

巻取部26における巻取軸27には、第６図乃至第９図に
示したように、それを回転駆動するモータ（図示せず）
にベルト伝達手段によって接続された中間軸29を装着し
た歯車29aと噛合する歯車27bを有し、このモータを回転
駆動することにより中間軸29を介して巻取軸27を回転駆
動することができるようになっている。そして、該巻取
軸27には、左右からそれを抱持するように一対のガイド
板30,30が対設され、該各ガイド板30は巻取軸27に近接
・離間する方向に変位することができるようになってい
る。そして、これらのガイド板30の巻取軸27と対面する
位置に凹部30aが形成されており、該各ガイド板30が巻
取軸27に近接した状態においては、凹部30aと巻取軸27
の外周面との間にはリボン１が巻込まれる隙間が形成さ
れるようになっている。

また、巻取軸27を囲繞するように筒体31が設けられて
おり、該筒体31の先端面31aはリボン１の巻取軸27への
巻付け径よりも大きく形成されている。そして、巻取軸
27に巻付けられて、巻磁芯が形成されたときには、シリ
ンダ32をスライドさせることにより、筒体31を移動させ
て、巻磁芯が巻取軸27が脱着させることができるように
なっている。なお、巻取軸27の先端には、リボン１を該
巻取軸27に向けてガイドすると共に、該リボン１が巻き
ずれしないように保持するための巻きずれ防止部材33が
シリンダ34により巻取軸27に接離可能に設けられてい
る。

而して、前述のようにして巻取軸27にリボン１が巻取
られるが、この巻取軸27に巻取られたリボン１を固定す
るために、スポット溶接手段が用いられる。このスポッ
ト溶接手段は、第10図及び第11図に示した構成を有す
る。

即ち、40は基台に示し、該基台40にはガイドロッド41
が連結されており、該ガイドロッド41は台座42に昇降可
能に支持されている。そして、基台40には、コネクティ
ングロッド42が連結されており、該コネクティングロッ
ド43の他端には、軸44を中心として可動可能なレバー45
に連結されている。該レバー45における中間部位にカム
ホロワ46が取付けられており、回転軸47は中心として回
転するカム板48をカムホロワ46に係合させることによっ
て、レバー45は軸44を中心として回動せしめられ、これ
により基台40を昇降させることができるよう構成されて
いる。そして、レバー45を、それに取付けたカムホロワ
46が常時カム板48に当接する方向に付勢するために、該
レバー45にはばね49が作用せしめられている。

基台40には昇降ブロック50が装着されており、該昇降
ブロック50は基台40に昇降自在に装着したガイドロッド
51の先端にビス52により着脱可能に固定されている。そ
して、該昇降ブロック50には、その昇降方向に貫通する
一対の挿通孔53,53が穿設されており、該各挿通孔53,53
にはスポット溶接用の電極54,54が挿通されるようにな
っている。これら各電極54,54は、昇降ブロック50の下
方に設けた支持ブロック55により挟持されており、該支
持ブロック55は基台40に昇降自在に装着したガイドロッ
ド56に取付けられている。ここで、支持ブロック55にお
ける電極54,54の固定は、該支持ブロック55に螺挿され
るビス57が用いて行うが、この電極54,54の高さ位置を
厳格に調整することを可能ならしめるための簡易の保持
機能として、鋼球58と該鋼球58を電極54,54に圧接させ
るためのばね59が支持ブロック55に装着されている。

さらに、これら昇降ブロック50及び支持ブロック55
と、基台40との間には、ばね60,61が縮設されており、
該ばね60,61によって各ブロック50,55をそれぞれ上昇さ
せる方向に付勢している。そして、これらのばね60,61
が自由状態となっているときには、支持ブロック55によ
って支持されている電極54,54は昇降ブロック50におけ
る挿通孔53,53内に没入した状態に保持されるようにな
っている。また、基台40の上昇によって昇降ブロック50
の先端面50aが巻取軸27に県着されたリボン１に当接せ
しめられたときに、支持ブロック55に支持された電極5
4,54が該昇降ブロック50に対して相対的に上昇せしめら
れて、該支持ブロック55に作用するばね61の力でリボン
１に圧接せしめられて、該電極54,54間に通電すること
により、巻取軸27に巻着されたリボン１に対してスポッ
ト溶接を行うことができるように構成されている。

本実施例は前述のように構成されるもので、次にその
作用について説明する。

まず、リール２におけるリボン１をその余長部３から
調整ユニット４におけるテンションローラ５と押えロー
ラ６との間を経て、ガイドローラ13,ダンサローラ15,ガ
イドローラ14,17,18を介して固定チャック板20と可動チ
ャック板21との間に導き、このリボン１の先端を一定に
位置にまで送り出して、可動チャック板21を固定チャッ
ク板20に圧接する方向に変位させることによって、該リ
ボン１のチャックを行わせる。一方、ガイド板30,30を
巻取軸27に近接させて、該各ガイド板30により巻取軸27
の外周面と所定の間隔を空けた状態にして囲繞させると
共に、巻きずれ防止部材33を巻取軸27と対面する作動位
置に変位させるようにする。

そこで、水平移動ブロック19を第４図に矢印で示した
方向に変位させることにより、リボン１の先端を巻取軸
27とガイド部30との間に挿入し、該巻取軸27を回転させ
て、該リボン１の巻き取りを行う。ここで、この巻取軸
27によるリボン１の巻き取りは低速で行い、該巻取軸27
に４回乃至６回程度巻付けた状態でこの巻取軸27の回転
を停止して、リボン１の外側からスポット溶接を行う。

このスポット溶接を行うには、カム板48を回転させ
て、レバー45を軸44を中心として回動させることにより
コネクティングロッド43を介して該レバー45に連結した
基台40を上昇させることによって、まず昇降ブロック50
の先端面50aがリボン１に当接せしめられる。そして、
この状態から、さらに基台40が上昇すると、昇降ブロッ
ク50が基台40に近接する方向に変位する。この結果、支
持ブロック55に支持されている電極54,54は昇降ブロッ
ク50に対して相対変位して、挿通孔53,53からリボン１
に当接する位置に臨むようになる。この後に、基台40が
なお上昇すると、該電極54,54を支持する支持ブロック5
5は、それに作用するばね61に抗して基台40側に変位
し、該ばね61の撓みによるばね力が電極54,54に作用し
て、該各電極54をリボン１に所定の力をもって圧接させ
ることができるようになる。このように、電極54をリボ
ン１に圧接させた状態で該電極54,54間に通電を行う
と、その間に発生するアークによって該リボン１の外側
からスポット溶接を行うことができ、これによりリボン
１の先端を固定することができるようになる。

而して、このリボン１の先端を固定するためのスポッ
ト溶接を該リボン１が４回乃至６回程度巻回した状態で
行うようにすることにより、このリボン１の溶接による
加熱領域を少なくすることができるようになり、その磁
気的特性が低下するのを防止することができるようにな
る。また、このように４回乃至６回程度巻回した状態で
スポット溶接を行うようにすることによって、巻磁芯形
成後において、このスポット溶接箇所が剥離したりする
不都合が生じるおそれはない。しかも、リボン１の先端
を固定するためのスポット溶接を該リボン１の外側から
行うようにしているので、このスポット溶接を容易に行
うことができ、作業の自動化が可能となる。

ところで、前述したように、リボン１の先端部に溶接
するに当っては、該リボン１の先端位置を検出して、こ
の先端を確実にスポット溶接位置に配設させた状態で巻
取軸27の回転を停止させなければならない。然るに、水
平移動ブロック19を移動させることによりリボン１の先
端を巻取軸27に巻き込ませるようにしているので、該巻
取軸27を回転させてリボン１を巻き取るに際して、スリ
ップ等が生じるために、巻取軸27を所定回数回転させ
て、該リボン１を巻き取った後に一定の位置で停止させ
ても、必ずしもリボン１の先端の位置が同一となるわけ
ではない。しかしながら、リボン１の送り量はテンショ
ンローラ５の回転量により検出することができるように
なっており、該テンションローラ５には回転検出器10が
付設されているので、該巻取軸27によるリボン１の巻き
取り量を正確に検出することができるようになる。従っ
て、この回転検出器10からの信号に基づいて、巻取軸27
を停止させることにより、リボン１の先端位置に確実に
スポット溶接を行う位置で停止させることができるよう
になるので、該リボン１の端部の固定を正確に行うこと
ができる。

前述のようにしてリボン１の先端部のスポット溶接を
行った後に、カム機構の作用によって基台40を下降させ
て、昇降ブロック50及び電極54,54をリボン１から離間
させると共に、巻取軸27を高速で回転させることにより
該巻取軸27に所定の巻付け径となるようにリボン１の巻
回を行い、前述と同様にして第２のスポット溶接を行
う。然る後に、カッタ（図示せず）によってリボン１の
切断が行い、さらにこの切断した後端部分までを巻取軸
27に巻き取って、第３のスポット溶接を行うことにより
巻芯を形成することができる。そこで、巻取軸27を第７
図に矢印で示した方向に移動させることにより、該巻取
軸27から巻磁芯を離脱させることができるようになる。

［発明の効果］ 以上詳述した如く、本発明によれば、巻取軸にリボン
を複数回巻き付けたときに、スポット溶接手段で溶接を
行うことにより、該リボンの先端部を固定するように構
成したので、リボンに対する加熱領域を少なくして、し
かも確実に固定させることができるようになると共に、
このスポット溶接をリボンの外周面側から行うようにし
ているので、この作業を容易に行うことができるように
なり、当該作業の自動化が可能になる等の諸効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図は巻磁芯
形成装置の全体構成図、第２図は調整ユニットの構成説
明図、第３図はのIII−III断面図、第４図はリボン送り
部の構成説明図、第５図は第４図の部分断面平面図、第
６図は巻取軸の構成説明図、第７図は第６図の部分断面
平面図、第８図は巻取軸の斜視図、第９図は第８図の分
解斜視図、第10図はスポット溶接部の構成説明図、第11
図は第10のXI−XI断面図である。 1:リボン、4:調整リボン、10:回転検出器、12:リボン送
り部、26:巻取部、27:巻取軸、30:ガイド板、40:基台、
50:昇降ブロック、54:電極、55:支持ブロック。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菊島 晃 東京都千代田区大手町２丁目６番２号 日立電子エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 山高 ▲あきら▼ 埼玉県熊谷市三ヶ尻5200番地 日立金属 株式会社磁性材料研究所内

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】箔状の金属リボンを巻き取るための巻取軸
   と、該巻取軸に巻き付けたリボンの端部を固定するため
   のスポット溶接手段とを有し、前記巻取軸に前記リボン
   を複数回巻き付けたときに、前記スポット溶接手段で前
   記リボンの外周面側から溶接を行うことにより、該リボ
   ンの先端部を固定するようにしたことを特徴とする金属
   リボン巻磁芯の固定方式。