巻鉄心の溶接装置及びその溶接方法
【課題】巻回された巻鉄心の内周及び外周を溶接する。
【解決手段】巻鉄心１１の溶接装置１０は、円環状の巻鉄心１１を支持する支持装置１２と、巻鉄心１１に接触した部分をそれぞれ抵抗溶接する一対の電極１７，１８と、一対の電極を移動させる電極移動装置２０と、巻鉄心１１を支持した支持装置２１を巻鉄心１１の中心軸を回転中心として回転させる支持装置回転手段４６とを備える。支持装置１２は円環状の巻鉄心１１を水平に支持するように構成され、一対の電極が巻鉄心１１の中心軸方向の上方であって巻鉄心１１の径方向に所定の間隔を空けてかつそれぞれが巻鉄心１１の中心軸と平行に設けられ、電極移動装置２０が、一対の電極の水平方向における互いの間隔を拡大させ又は減少させる電極離間装置３１と、一対の電極と共に電極離間装置３１を昇降させる電極昇降装置２１と、を備える。
【解決手段】巻鉄心１１の溶接装置１０は、円環状の巻鉄心１１を支持する支持装置１２と、巻鉄心１１に接触した部分をそれぞれ抵抗溶接する一対の電極１７，１８と、一対の電極を移動させる電極移動装置２０と、巻鉄心１１を支持した支持装置２１を巻鉄心１１の中心軸を回転中心として回転させる支持装置回転手段４６とを備える。支持装置１２は円環状の巻鉄心１１を水平に支持するように構成され、一対の電極が巻鉄心１１の中心軸方向の上方であって巻鉄心１１の径方向に所定の間隔を空けてかつそれぞれが巻鉄心１１の中心軸と平行に設けられ、電極移動装置２０が、一対の電極の水平方向における互いの間隔を拡大させ又は減少させる電極離間装置３１と、一対の電極と共に電極離間装置３１を昇降させる電極昇降装置２１と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円環状に巻回された磁性薄帯からなる巻鉄心の内周面又は外周面を溶接する巻鉄心の溶接装置及びその溶接方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電源回路や通信回路などをはじめとする各種の電気・電子部品に用いられるトランス用コアやチョークコイル用コアなどの構成材料として、透磁率が高く、高周波域での損失が小さく、飽和磁束密度が大きいなどの特性を有することから、パーマロイやアモルファス磁性合金が多用されるようになってきている。このようなパーマロイやアモルファス磁性合金で磁性部品を構成する場合、まず薄帯化したパーマロイやアモルファス磁性合金を巻回して巻鉄心を形成し、この巻鉄心に巻線を施して磁性部品を作製することが一般的である。
【０００３】
このような薄型の巻鉄心では、内径側端部からも形状が崩れやすいことから、磁性薄帯を巻回する際に、先ず、巻回数が２〜５層となったところでこれらの磁性薄帯を溶接により固定する内径側端部固定工程と、その磁性薄帯をさらに所望の巻数となるまで巻回する巻回工程と、その磁性薄帯の終端部を溶接により固定して巻回体とする外径側端部固定工程とを具備する製造方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１２３９９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、巻回数が２〜５層となったところで巻回された磁性薄帯を溶接により固定する内径側端部固定工程を有する従来の製造方法では、磁性薄帯の巻回作業の間に溶接工程を取入れることから、磁性薄帯を迅速に巻回することが困難になり、製造時間が比較的長くなって、巻鉄心の単価を押し上げる不具合があった。
【０００６】
この点を解消するためには、磁性薄帯の巻回と溶接を別の工程として、磁性薄帯の巻回を迅速に行わせしめることが考えられる。その場合には、巻回工程と別に溶接工程を行う必要があるけれども、その溶接工程を作業員の手でなくて、機械で行わせるようにすれば、人件費の抑制から比較的安価なコアを得ることが期待できる。このため、そのような機械が熱望されていた。
【０００７】
本発明の目的は、巻回された巻鉄心の内周面及び外周面を溶接し得る巻鉄心の溶接装置及びその溶接方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明における巻鉄心の溶接装置は、円環状の巻鉄心を支持する支持装置と、巻鉄心に接触した部分をそれぞれ抵抗溶接する一対の電極と、一対の電極を支持装置に支持された巻鉄心の内周面にそれぞれ接触させ、又は一対の電極を支持装置に支持された巻鉄心の外径面にそれぞれ接触させる電極移動装置と、巻鉄心を支持した支持装置を巻鉄心の中心軸を回転中心として回転させる支持装置回転手段とを備える。
【０００９】
支持装置は円環状の巻鉄心を水平に支持するように構成され、一対の電極が巻鉄心の中心軸方向の上方であって巻鉄心の径方向に所定の間隔を空けてかつそれぞれが巻鉄心の中心軸と平行に設けられ、電極移動装置が、一対の電極の水平方向における互いの間隔を拡大させ又は減少させる電極離間装置と、一対の電極と共にその電極離間装置を昇降させる電極昇降装置と、を備えることが好ましい。支持装置回転手段は、巻鉄心とともに支持装置を６０度回転させて、一対の電極が接触する位置が円周方向に６０度ずれるように構成されることが更に好ましい。
【００１０】
本発明における巻鉄心の溶接方法は、一対の電極を円環状の巻鉄心の内周面又は外周面にそれぞれ接触させて一対の電極が接触した部分をそれぞれ抵抗溶接する溶接工程と、巻鉄心の中心軸を回転中心として巻鉄心を回転させて一対の電極が接触する位置を円周方向に所定の角度ずらす巻鉄心回転工程とを繰り返す方法である。所定の角度が６０度であって、単一の巻鉄心に対して外周面と内周面の双方において溶接工程がそれぞれ３回繰り返されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明における巻鉄心の溶接装置及びその溶接方法では、磁性薄帯を巻回して形成された巻鉄心の外周面又は内周面を溶接するので、磁性薄帯の巻回作業の間に溶接工程を取入れるようなことはない。これにより、磁性薄帯を迅速に巻回することが可能になる。また、そのような磁性薄帯の巻回と巻鉄心の内周面又は外周面の溶接を別の工程とし、その別々の工程である磁性薄帯の巻回と溶接を同時に行うようにすれば、単位時間に得られる巻鉄心の数を増加させることができる。また、この溶接は、作業員の手でなくて機械で行うことにより人件費も抑制でき、比較的安価な巻鉄心を得ることができる。
【００１２】
また、本発明では、一対の電極を用いて、巻鉄心の内周面又は外周面をそれぞれ抵抗溶接するので、１回の溶接工程において２箇所の溶接箇所を得ることができる。そして、その一対の電極が接触する位置を円周方向に所定の角度ずらすので、巻鉄心の内周面又は外周面において、周方向に所定の角度毎に溶接箇所を設けることができる。巻鉄心では、薄帯の端部が巻鉄心の内周面と外周面に必ず存在するけれども、この内周面又は外周面において、周方向に所定の角度毎に溶接箇所を設けることにより、その薄帯の端部近傍を必ず溶接することが可能になり、その端部が剥がれてしまうようなことを有効に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明実施形態における巻鉄心の溶接装置を示す正面図である。
【図２】その溶接装置を示す側面図である。
【図３】その支持装置の上面図である。
【図４】その支持装置の正面図である。
【図５】支持された巻鉄心の内周面が一対の電極により溶接される状態を示す図４のＡ−Ａ線拡大断面図である。
【図６】支持された巻鉄心の外周面が一対の電極により溶接される状態を示す図５に対応する拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１及び図２に、本発明における巻鉄心の溶接装置１０を示す。この溶接装置１０は、円環状の巻鉄心１１を支持する支持装置１２を備える。この実施の形態における巻鉄心１１は、磁気ヘッドに用いられるものを例示し、帯状の金属磁性材料であるパーマロイ薄帯が巻回されたものとする（図５及び図６）。この溶接装置１０は、基台１０ａと、その基台１０ａに立設された支持部材１６を有する。そして、支持装置１２は、その支持部材１６に設けられて、巻鉄心１１を内周において支持するように構成される。
【００１６】
具体的に説明すると、図３及び図４に示すように、この支持装置１２は、支持本体部１３と、その支持本体部１３の上面に放射状に移動可能に設けられた複数の支持片１４とを備える。この実施の形態では、３個の支持片１４が放射状に設けられる場合を例示し、支持本体部１３は支持部材１６に固定された取付台１５に回転軸を鉛直にしてその下部が枢支される（図１及び図２）。支持本体部１３の上部には水平なテーブル１３ｃが設けられ、このテーブル１３ｃの上面に３本の支持レール１３ａが１２０度毎にテーブル１３ｃの中央部分から放射状に設けられる。この３本の支持レール１３ａには、支持スライダ１３ｂが移動可能にそれぞれ設けられ、これらの支持スライダ１３ｂに支持片１４がそれぞれ取付けられる。
【００１７】
３個の支持片１４は互いの間隔を拡げることにより円環状の巻鉄心１１を内周において支持可能なものであり、巻鉄心１１が載置される載置部１４ａと、その載置部１４ａに載置された巻鉄心１１の内径に挿入され互いの間隔を拡げた場合に巻鉄心１１の内周面に当接する当接部１４ｂがその載置部１４ａに連続してそれぞれ形成される。この当接部１４ｂの高さｈは、巻鉄心の厚さｄの半分以下に制限され（図４）、この当接部１４ｂは巻鉄心１１の内周面の一部に当接するように構成される。そして、支持本体部１３は圧縮エアの供給によりスライダ１３ｂを介してその３個の支持片１４を放射状に移動可能に構成され、放射状に移動することにより３個の支持片１４は図３の破線矢印で示すように互いの間隔を拡げ、載置部１４ａに載置された巻鉄心１１の内周面に当接部１４ｂが当接して円環状の巻鉄心１１を水平に支持するように構成される。その一方、支持片１４は、図３の実線矢印で示すように互いの間隔を縮めることにより、載置部１４ａに載置された巻鉄心１１の内周面から当接部１４ｂを離間させて、水平な巻鉄心１１の支持を解消するように構成される。
【００１８】
図１及び図２に示すように、本発明における巻鉄心の溶接装置１０は、巻鉄心１１に接触した部分をそれぞれ抵抗溶接する一対の電極１７，１８と、その一対の電極１７，１８を移動させる電極移動装置２０とを備える。この実施の形態における一対の電極１７，１８は、断面が円形の棒状物であって、実際に接触した部分を溶接する小径の小径部１７ａ，１８ａが先端に形成されたものを例示する。このような一対の電極１７，１８は、巻鉄心１１の中心軸方向の上方であって、その巻鉄心１１の径方向に所定の間隔を空け、かつ小径部１７ａ，１８ａを下方の巻鉄心１１に向けてそれぞれが巻鉄心１１の中心軸と平行に設けられる。
【００１９】
一方、電極移動装置２０は、一対の電極１７，１８の水平方向における互いの間隔を拡大させ又は減少させる電極離間装置３１と、一対の電極１７，１８と共にその電極離間装置３１を昇降させる電極昇降装置２１とを備える。
【００２０】
電極昇降装置２１は、取付台１５より上方の支持部材１６に鉛直方向に延びかつ水平方向に所定の間隔を空けて設けられた一対の鉛直レール２２，２２と、その鉛直レール２２，２２に移動可能に設けられた鉛直スライダ２３，２３（図２）と、その一対の鉛直レール２２，２２におけるそれぞれの鉛直スライダ２３，２３に水平方向における両端部が取付けられることによりその一対の鉛直レール２２，２２に昇降可能に架設された鉛直移動台２４と、一対の鉛直レール２２，２２の間にそれらと平行に設けられて鉛直移動台２４に螺合された鉛直ボールねじ２６と、その鉛直ボールねじ２６を回転させる鉛直方向サーボモータ２７とを備える。よって、この電極昇降装置２１では、鉛直方向サーボモータ２７により鉛直ボールねじ２６を回転させると、それに螺合する鉛直移動台２４を一対の鉛直レール２２，２２に沿って昇降させるように構成される。
【００２１】
一方、電極離間装置３１は、鉛直移動台２４に水平方向に延びかつ鉛直方向に所定の間隔を空けて設けられた一対の水平レール３２，３２と、その水平レール３２，３２に移動可能に設けられた水平スライダ３３，３３（図２）と、その一対の水平レール３２，３２におけるそれぞれの水平スライダ３３，３３に上下の端部が取付けられることによりその一対の水平レール３２，３２に架設された一対の水平移動台３４ａ，３４ｂと、一対の水平レール３２，３２の間にそれらと平行に設けられた水平ボールねじ３６と、その水平ボールねじ３６を回転させる水平方向サーボモータ３７とを備える。図１に示すように、水平ボールねじ３６は、水平方向サーボモータ３７の回転軸３７ａにジョイント３７ｃを介して取付けられる基端部側に右ねじ部３６ａが形成され、先端側に左ねじ部３６ｂが形成される。そして、左ねじ部３６ｂに一方の水平移動台３４ａが螺合して設けられ、右ねじ部３６ａに他方の水平移動台３４ｂが螺合して設けられる。よって、この電極離間装置３１では、水平方向サーボモータ３７により水平ボールねじ３６を回転させると、右ねじ部３６ａと左ねじ部３６ｂに別々に螺合する一対の水平移動台３４ａ，３４ｂは、互いに異なる方向に同時にかつ同距離だけ移動することになる。即ち、その一対の水平移動台３４ａ，３４ｂは同時にかつ同距離だけ互いに接近し又は離間することになる。
【００２２】
一対の水平移動台３４ａ，３４ｂはそれぞれ金属製であって、図２に示すように、それらの水平移動台３４ａ，３４ｂには絶縁板４１を介して端子部材４２が水平移動台３４ａ，３４ｂと電気的に絶縁された状態でそれぞれ設けられる。それぞれの端子部材４２は、絶縁板４１を介して水平移動台３４ａ，３４ｂに設けられた金属製導電部材４２ａと、その導電部材４２ａと共に鉛直方向に延びる電極１７，１８を把持する把持部材４２ｂと、その把持部材４２ｂを導電部材４２ａに固定する固定ねじ４２ｃとをそれぞれ備える。
【００２３】
図１に示すように、一対の電極１７，１８は、これら金属製導電部材４２ａの互いに対向する部位に把持部材４２ｂにより把持されて鉛直方向に延びて設けられる。そして、この一対の電極１７，１８は、それらが重なり合う図２に示す側面図において、それらの中心軸が、支持装置１２に支持された水平な巻鉄心１１の鉛直に延びる中心軸Ｃに一致するように設けられる。また、この一対の電極１７，１８は、それらが水平方向に離間する図１に示す正面図において、巻鉄心１１の鉛直に延びる中心軸Ｃから両側に等しい距離だけ離れるように設けられる。これにより、一対の電極１７，１８は巻鉄心１１の中心軸Ｃ方向の上方であって、その巻鉄心１１の径方向に所定の間隔を空けて、かつそれぞれが巻鉄心１１の中心軸と平行に設けられることになる。
【００２４】
導電部材４２ａには端子４３を介してリード線４４の一端が電気的に接続され、そのリード線４４の他端は、このリード線４４を介して電極１７，１８に電気を流して、その電極１７，１８が接触する部分の抵抗によりその部分を加熱溶接する図示しない起電装置に接続される。
【００２５】
このように、一対の電極１７，１８が端子部材４２を介して一対の水平移動台３４ａ，３４ｂに取付けられた電極離間装置３１は、水平方向サーボモータ３７により水平ボールねじ３６を回転させることにより、一対の水平移動台３４ａ，３４ｂとともに一対の電極１７，１８が、一対の水平レール３２，３２に沿って互いに近づき又は離間することになる。そして、電極昇降装置２１は一対の電極１７，１８と共にその電極離間装置３１を昇降させることになる。このような電極離間装置３１と電極昇降装置２１を備える電極移動装置２０は、一対の電極１７，１８を水平方向と鉛直方向に自由に移動させることが可能になる。そして、支持装置１２はこのような電極移動装置２０の下方にあって、巻鉄心１１を水平に支持する。即ち、この電極移動装置２０は、一対の電極１７，１８を移動させることにより、その一対の電極１７，１８を支持装置１２に支持された巻鉄心１１の内周面にそれぞれ接触させたり、又はその一対の電極１７，１８を支持装置１２に支持された巻鉄心１１の外径面にそれぞれ接触させることができるように構成される。
【００２６】
また、この巻鉄心の溶接装置１０は、巻鉄心１１を支持した支持装置１２を巻鉄心１１の中心軸を回転中心として回転させる支持装置回転手段４６を備える。この実施の形態における支持装置回転手段は、取付台１５に取付板１５ａを介して支持装置１２と並列に設けられた回転用サーボモータ４６であって、その回転軸４６ａに主プーリ４７が設けられる。一方、取付台１５より下方に突出した支持本体部１３に従プーリ４８が設けられ、その主プーリ４７と従プーリ４８との間にベルト４９が掛け渡される。よって、支持装置回転手段である回転用サーボモータ４６が駆動してその回転軸４６ａが回転すると、その回転はベルト４９を介して支持本体部１３に伝達され、それにより支持装置１２を回転可能に構成される。そして、この支持装置回転手段４６は、巻鉄心１１とともに支持装置１２を少なくとも６０度回転させるように構成され、支持装置１２を６０度回転させた場合には、一対の電極１７，１８が接触する位置を巻鉄心１１の円周方向に６０度ずらすように構成される。
【００２７】
なお、図示しないが、巻鉄心の溶接装置１０には、コントローラが備えられ、コントローラの制御出力は内周支持装置１２に圧縮エアを供給する支持用バルブ、電極移動装置２０における鉛直方向及び水平方向サーボモータ２７，３７、支持装置回転手段４６における回転用サーボモータ４６にそれぞれ接続される。そして、これらは、この図示しないコントローラにより制御されるように構成される。
【００２８】
次に、上述した巻鉄心の溶接装置を用いた本発明における巻鉄心の溶接方法について説明する。
【００２９】
この巻鉄心１１の溶接方法は、一対の電極１７，１８を円環状の巻鉄心１１の内周面又は外周面にそれぞれ接触させて一対の電極１７，１８が接触した部分をそれぞれ抵抗溶接する溶接工程と、巻鉄心１１の中心軸を回転中心として巻鉄心１１を回転させて一対の電極１７，１８が接触する位置を円周方向に所定の角度ずらす巻鉄心回転工程とを繰り返すことを特徴とする。以下に説明する溶接装置１０の動作は図示しないコントローラにより制御され、作業員の手を借りずに、この溶接装置１０により、溶接工程と巻鉄心回転工程が自動的に順次繰り返して行われるものとする。
【００３０】
溶接工程では、巻鉄心１１に一対の電極１７，１８が接触した部分をそれぞれ抵抗溶接するけれども、その前提として、その巻鉄心１１を支持装置１２により支持することが必要である。上述した支持装置１２による場合には、図３及び図４に示すように、円環状の巻鉄心１１に挿入された複数の支持片１４の互いの間隔を拡げてその巻鉄心１１を内周において支持することになる。ここで、巻鉄心１１は、磁性材料からなる薄帯を巻回することにより作られたものであって、例えば、図示しない巻鉄心の内径調整装置（特願２０１０−９３６９１）等により、その内径又は外径が所定の値に調整されたものである。
【００３１】
巻鉄心１１を支持装置１２に支持させる以前の溶接装置１０は、図２に示すように、一対の電極１７，１８を上昇させて内周支持装置１２の上方に作業空間を形成し、図３の実線矢印で示すように内周支持装置１２における複数の支持片１４は互いに近づけておく。そして、内径又は外径が所定の値に調整された巻鉄心を、例えば全自動の搬送装置により図示しない巻鉄心の内径調整装置等から搬送し、内周支持装置１２の上方における作業空間を介して、その巻鉄心１１を複数の支持片１４における載置部１４ａ上に載置する。このとき、その載置部１４ａに連続して形成された当接部１４ｂを巻鉄心１１の内径内に挿入する。その後、図示しないコントローラにより内周支持装置１２における支持本体部１３に圧縮エアを供給又は排出し、図３の破線矢印で示すように複数の支持片１４を放射状に移動させて互いの間隔を拡げ、図５に示すようにそれらにおける当接部１４ｂを巻鉄心１１の内周面に当接させる。このようにして巻鉄心１１を内周において支持する。
【００３２】
溶接工程では、支持装置１２により支持された巻鉄心１１に一対の電極１７，１８を接触させるけれども、その一対の電極１７，１８の移動は電極移動装置２０により行われる。具体的に、一対の電極１７，１８を巻鉄心１１の内周面にそれぞれ接触させるには、図４の実線矢印で示すように、一対の電極１７，１８が巻鉄心１１の上方に位置する状態で電極離間装置３１により一対の電極１７，１８間を巻鉄心１１の内径より小さくし、その状態で電極昇降装置２１によりその一対の電極１７，１８を下降させ、電極１７，１８における小径部１７ａ，１８ａを巻鉄心１１の内径内に挿入させる。その後、電極離間装置３１により一対の電極１７，１８間を拡大して一対の電極１７，１８の小径部１７ａ，１８ａを巻鉄心１１の内周面にそれぞれ接触させる。このとき、巻鉄心１１を支持する支持片１４の当接部１４ｂの高さｈを巻鉄心１１の厚さｄより小さくすることにより、電極１７，１８における小径部１７ａ，１８ａがその当接部１４ｂと干渉するような事態を回避することができる。
【００３３】
逆に、図６に示すように、一対の電極１７，１８を巻鉄心１１の外周面にそれぞれ接触させるには、図示しないが、一対の電極１７，１８が巻鉄心１１の上方に位置する状態で電極離間装置３１により一対の電極１７，１８間を巻鉄心１１の外径より大きくし、その状態で電極昇降装置２１によりその一対の電極１７，１８を下降させ、１７，１８における小径部１７ａ，１８ａを巻鉄心１１の外周面に対向させる。その後、電極離間装置３１により一対の電極１７，１８間を減少させて一対の電極１７，１８の小径部１７ａ，１８ａを巻鉄心１１の外周面にそれぞれ接触させる。
【００３４】
このように、一対の電極１７，１８間を拡大又は縮小することにより、図５及び図６に示すように、一対の電極１７，１８の小径部１７ａ，１８ａは巻鉄心１１の内周面又は外周面にその直径上においてそれぞれ接触することになる。そして、この一対の電極１７，１８間に電気を通して、一対の電極１７，１８が接触する部分、即ち、巻鉄心１１の内周面又は外周面において一対の電極１７，１８における小径部１７ａ，１８ａが接触する部分をそれぞれ抵抗溶接する。
【００３５】
巻鉄心回転工程では、巻鉄心１１の中心軸を回転中心として巻鉄心１１を回転させて一対の電極１７，１８が接触する位置を円周方向に所定の角度α（図５及び図６）ずらす。巻鉄心１１を回転させるには、それ以前に一対の電極１７，１８が接触するような状態を解消しておく。具体的には、前の溶接工程において一対の電極１７，１８が巻鉄心１１の内周面に接触していたならば、電極離間装置３１の水平サーボモータを駆動して一対の電極１７，１８間を減少させ、図５の破線矢印で示すように、一対の電極１７，１８の小径部１７ａ，１８ａを巻鉄心１１の内周面からそれぞれ離間させる。一方、前の溶接工程において一対の電極１７，１８が巻鉄心１１の外周面に接触していたならば、電極離間装置３１の水平サーボモータを駆動して一対の電極１７，１８間を拡大させ、図６の破線矢印で示すように、一対の電極１７，１８の小径部１７ａ，１８ａを巻鉄心１１の外周面からそれぞれ離間させる。そして、その後の巻鉄心１１の回転は支持装置回転手段４６（図１及び図２）により行われ、その回転用サーボモータ４６を駆動して支持装置１２を巻鉄心１１とともに、その巻鉄心１１の中心軸を回転中心として所定の角度α回転させる。
【００３６】
その後、再び溶接工程となり、この工程では、一対の電極１７，１８を再び巻鉄心１１に接触させることになるけれども、前の巻鉄心回転工程において一対の電極１７，１８が巻鉄心１１の内径内に存在する場合には、電極離間装置３１の水平サーボモータを駆動して一対の電極１７，１８間を拡大させ、図５の実線矢印で示すように、一対の電極１７，１８の小径部１７ａ，１８ａを巻鉄心１１の内周面に再び接触させる。一方、前の巻鉄心回転工程において一対の電極１７，１８が巻鉄心１１の外周面から離間していたならば、電極離間装置３１の水平サーボモータを駆動して一対の電極１７，１８間を減少させ、図６の実線矢印で示すように、一対の電極１７，１８の小径部１７ａ，１８ａを巻鉄心１１の外周面に再び接触させる。そして、この一対の電極１７，１８間に電気を通して、一対の電極１７，１８が接触する部分、即ち、巻鉄心１１の内周面又は外周面において一対の電極１７，１８における小径部１７ａ，１８ａが接触する部分をそれぞれ抵抗溶接する。
【００３７】
そして再び巻鉄心１１を回転させる巻鉄心回転工程を行う。本発明の巻鉄心１１の溶接方法は、このような溶接工程と巻鉄心回転工程を交互に行うことを特徴とする。このため、図５及び図６に示すように、巻鉄心回転工程における回転角度である所定の角度αが６０度であれば、その次の溶接工程において一対の電極１７，１８が接触する位置は円周方向に所定の角度αである６０度ずれ、巻鉄心１１の内周面又は外周面において、周方向に６０度毎にずれた位置が抵抗溶接されることになる。そして、一対の電極１７，１８は、巻鉄心１１の直径上における位置に接触し、１回の溶接工程においてその直径上における２点をそれぞれ溶接する。このため、巻鉄心１１を回転させる所定の角度αが６０度である場合には、４回目の溶接工程では同じ位置が溶接されることになる。よって、巻鉄心回転工程において巻鉄心１１を回転させる所定の角度αが６０度であれば、単一の巻鉄心１１に対して外周面又は内周面において溶接工程がそれぞれ３回繰り返されれば、その外周面又は内周面において６０度毎に６箇所溶接することができる。
【００３８】
一方、先の溶接工程では巻鉄心１１の内周面に接触していた一対の電極１７，１８を次の溶接工程においてその一対の電極１７，１８を巻鉄心１１の外周面に接触させるようにすることもできる。この場合の一対の電極１７，１８の移動は電極移動装置２０により行われ、図５に示すように、先の溶接工程で巻鉄心１１の内周面に一対の電極１７，１８をそれぞれ接触させた場合には、図示しないが、電極離間装置３１により一対の電極１７，１８間を巻鉄心１１の内径より小さくし、その状態で電極昇降装置２１によりその一対の電極１７，１８を上昇させて、一対の電極１７，１８を巻鉄心１１の上方に位置させる。その後、電極離間装置３１により一対の電極１７，１８間を巻鉄心１１の外径より大きくし、その状態で電極昇降装置２１によりその一対の電極１７，１８を再び下降させ、電極における小径部１７ａ，１８ａを巻鉄心１１の外周面に対向させる。その後、電極離間装置３１により一対の電極１７，１８間を減少させて、図６に示すように、一対の電極１７，１８の小径部１７ａ，１８ａを巻鉄心１１の外周面にそれぞれ接触させる。
【００３９】
一方、図示しないが、先の溶接工程で巻鉄心１１の外周面に一対の電極１７，１８をそれぞれ接触させた場合には、電極離間装置３１により一対の電極１７，１８間を巻鉄心１１の外径より大きくし、その状態で電極昇降装置２１によりその一対の電極１７，１８を上昇させて、一対の電極１７，１８を巻鉄心１１の上方に位置させる。その後、電極離間装置３１により一対の電極１７，１８間を巻鉄心１１の内径より小さくし、その状態で電極昇降装置２１によりその一対の電極１７，１８を下降させ、電極における小径部１７ａ，１８ａを巻鉄心１１の内径内に挿入させる。その後、電極離間装置３１により一対の電極１７，１８間を拡大して一対の電極１７，１８の小径部１７ａ，１８ａを巻鉄心１１の内周面にそれぞれ接触させる。
【００４０】
このように、単一の巻鉄心１１に対して外周面又は内周面において６０度毎に６箇所溶接した後、巻鉄心１１の内周面又は外周面に接触していた一対の電極１７，１８を次の溶接工程においてその一対の電極１７，１８を巻鉄心１１の外周面又は内周面に接触させ、再び、この溶接工程と巻鉄心回転工程を繰り返すことにより、単一の巻鉄心１１に対して外周面及び内周面の双方を溶接することができる。図５には、単一の巻鉄心１１の内周面において６０度毎に６箇所溶接した場合を例示し、図６には、その後に、巻鉄心１１の外周面に一対の電極１７，１８を接触させ、その内周面において６０度毎に６箇所溶接した場合を例示する。このため、巻鉄心回転工程において巻鉄心１１を回転させる所定の角度αが６０度であり、単一の巻鉄心１１に対して外周面又は内周面の双方において溶接工程がそれぞれ３回繰り返されれば、図６（ｃ）の黒丸で示すように、その外周面と内周面の双方において６０度毎に６箇所溶接された巻鉄心１１を得ることができる。ここで、図５及び図６の黒丸は、巻鉄心１１の内周面又は外周面における溶接箇所を示す。
【００４１】
そして、外周面と内周面の双方において所望の箇所が溶接された巻鉄心１１を得た後には、その巻鉄心１１を本溶接装置１０から取外す。具体的な手順は、一対の電極１７，１８を電極移動装置２０により図２に示すように上昇させ、内周支持装置１２の上方に作業空間を形成する。これと同時に又はその後、内周支持装置１２における複数の支持片１４を図３の実線矢印で示すように放射状に移動させて互いに近づけ、巻鉄心１１の内周面に当接していた当接部１４ｂをその内周面から離間させる。そして、巻鉄心１１の上方であって、その一対の電極１７，１８との間に形成された作業空間を介して作業員又は自動搬送機が巻鉄心１１をその内周支持装置１２から取外す。このように取外された巻鉄心１１はその内周面及び外周面の所定の箇所が溶接されているので、その内径及び外径を変化させることなく次の工程に送ることができる。
【００４２】
このような、本発明における巻鉄心の溶接装置１０及びその溶接方法では、磁性薄帯を巻回して形成された巻鉄心１１の外周又は内周を溶接するので、磁性薄帯の巻回作業の間に溶接工程を取入れるようなことはない。これにより、磁性薄帯を迅速に巻回することが可能になる。また、そのような磁性薄帯の巻回と巻鉄心１１の内周又は外周の溶接を別の工程とし、その別々の工程である磁性薄帯の巻回と溶接を同時に並列して行うようにすれば、単位時間に得られる巻鉄心１１の数を増加させることができる。また、この溶接は、作業員の手でなくて機械である本発明の溶接装置１０により行うことにより、人件費も抑制でき、比較的安価な巻鉄心１１を得ることが可能となる。
【００４３】
また、本発明では、一対の電極１７，１８を用いて、巻鉄心１１の内周面又は外周面をそれぞれ抵抗溶接するので、１回の溶接工程において２箇所の溶接箇所を得ることができる。そして、その一対の電極１７，１８が接触する位置を円周方向に所定の角度αずらすことにより、巻鉄心１１の内周面又は外周面において、周方向に所定の角度毎に溶接箇所を設けることができる。巻鉄心１１では、薄帯の端部１１ａ，１１ｂが巻鉄心１１の内周面と外周面に必ず存在することになるけれども、この内周面又は外周面において、周方向に所定の角度α毎に溶接箇所を設けることにより、その薄帯の端部１１ａ，１１ｂの近傍を必ず溶接することが可能になる。例えば、所定の角度を６０度すると、巻鉄心１１の内周面と外周面には、図６（ｃ）に示すように、巻鉄心１１の中心軸を中心として周方向に６０度毎に溶接することができる。このため、その薄帯の端部１１ａ，１１ｂをその溶接された６０度の範囲に収めることができ、溶接箇所が近傍に位置することから、その端部１１ａ，１１ｂが剥がれてしまうようなことを有効に防止することができる。
【００４４】
なお、上述した実施の形態では、電極移動装置２０におけるボールねじ２６，３６を回転させるものとして、及び支持装置１２を回転させる支持装置回転手段４６として、サーボモータ２７，３７，４６を用いたけれども、これらは、ボールねじ２６，３６や支持装置１２を回転させ得る限り、サーボモータに代えて流体圧シリンダや流体圧モータを用いても良い。
【００４５】
また、上述した実施の形態では、巻鉄心１１を内周において支持する支持装置１２を用いて説明したが、円環状の巻鉄心１１を支持し得る限り、支持装置は、巻鉄心１１を外周において支持するものであっても良い。
【符号の説明】
【００４６】
１０ 巻鉄心の溶接装置
１１ 巻鉄心
１２ 支持装置
１７，１８ 電極
２０ 電極移動装置
２１ 電極昇降装置
３１ 電極離間装置
４６ サーボモータ（支持装置回転手段）
α 所定の角度
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円環状に巻回された磁性薄帯からなる巻鉄心の内周面又は外周面を溶接する巻鉄心の溶接装置及びその溶接方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電源回路や通信回路などをはじめとする各種の電気・電子部品に用いられるトランス用コアやチョークコイル用コアなどの構成材料として、透磁率が高く、高周波域での損失が小さく、飽和磁束密度が大きいなどの特性を有することから、パーマロイやアモルファス磁性合金が多用されるようになってきている。このようなパーマロイやアモルファス磁性合金で磁性部品を構成する場合、まず薄帯化したパーマロイやアモルファス磁性合金を巻回して巻鉄心を形成し、この巻鉄心に巻線を施して磁性部品を作製することが一般的である。
【０００３】
このような薄型の巻鉄心では、内径側端部からも形状が崩れやすいことから、磁性薄帯を巻回する際に、先ず、巻回数が２〜５層となったところでこれらの磁性薄帯を溶接により固定する内径側端部固定工程と、その磁性薄帯をさらに所望の巻数となるまで巻回する巻回工程と、その磁性薄帯の終端部を溶接により固定して巻回体とする外径側端部固定工程とを具備する製造方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１２３９９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、巻回数が２〜５層となったところで巻回された磁性薄帯を溶接により固定する内径側端部固定工程を有する従来の製造方法では、磁性薄帯の巻回作業の間に溶接工程を取入れることから、磁性薄帯を迅速に巻回することが困難になり、製造時間が比較的長くなって、巻鉄心の単価を押し上げる不具合があった。
【０００６】
この点を解消するためには、磁性薄帯の巻回と溶接を別の工程として、磁性薄帯の巻回を迅速に行わせしめることが考えられる。その場合には、巻回工程と別に溶接工程を行う必要があるけれども、その溶接工程を作業員の手でなくて、機械で行わせるようにすれば、人件費の抑制から比較的安価なコアを得ることが期待できる。このため、そのような機械が熱望されていた。
【０００７】
本発明の目的は、巻回された巻鉄心の内周面及び外周面を溶接し得る巻鉄心の溶接装置及びその溶接方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明における巻鉄心の溶接装置は、円環状の巻鉄心を支持する支持装置と、巻鉄心に接触した部分をそれぞれ抵抗溶接する一対の電極と、一対の電極を支持装置に支持された巻鉄心の内周面にそれぞれ接触させ、又は一対の電極を支持装置に支持された巻鉄心の外径面にそれぞれ接触させる電極移動装置と、巻鉄心を支持した支持装置を巻鉄心の中心軸を回転中心として回転させる支持装置回転手段とを備える。
【０００９】
支持装置は円環状の巻鉄心を水平に支持するように構成され、一対の電極が巻鉄心の中心軸方向の上方であって巻鉄心の径方向に所定の間隔を空けてかつそれぞれが巻鉄心の中心軸と平行に設けられ、電極移動装置が、一対の電極の水平方向における互いの間隔を拡大させ又は減少させる電極離間装置と、一対の電極と共にその電極離間装置を昇降させる電極昇降装置と、を備えることが好ましい。支持装置回転手段は、巻鉄心とともに支持装置を６０度回転させて、一対の電極が接触する位置が円周方向に６０度ずれるように構成されることが更に好ましい。
【００１０】
本発明における巻鉄心の溶接方法は、一対の電極を円環状の巻鉄心の内周面又は外周面にそれぞれ接触させて一対の電極が接触した部分をそれぞれ抵抗溶接する溶接工程と、巻鉄心の中心軸を回転中心として巻鉄心を回転させて一対の電極が接触する位置を円周方向に所定の角度ずらす巻鉄心回転工程とを繰り返す方法である。所定の角度が６０度であって、単一の巻鉄心に対して外周面と内周面の双方において溶接工程がそれぞれ３回繰り返されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明における巻鉄心の溶接装置及びその溶接方法では、磁性薄帯を巻回して形成された巻鉄心の外周面又は内周面を溶接するので、磁性薄帯の巻回作業の間に溶接工程を取入れるようなことはない。これにより、磁性薄帯を迅速に巻回することが可能になる。また、そのような磁性薄帯の巻回と巻鉄心の内周面又は外周面の溶接を別の工程とし、その別々の工程である磁性薄帯の巻回と溶接を同時に行うようにすれば、単位時間に得られる巻鉄心の数を増加させることができる。また、この溶接は、作業員の手でなくて機械で行うことにより人件費も抑制でき、比較的安価な巻鉄心を得ることができる。
【００１２】
また、本発明では、一対の電極を用いて、巻鉄心の内周面又は外周面をそれぞれ抵抗溶接するので、１回の溶接工程において２箇所の溶接箇所を得ることができる。そして、その一対の電極が接触する位置を円周方向に所定の角度ずらすので、巻鉄心の内周面又は外周面において、周方向に所定の角度毎に溶接箇所を設けることができる。巻鉄心では、薄帯の端部が巻鉄心の内周面と外周面に必ず存在するけれども、この内周面又は外周面において、周方向に所定の角度毎に溶接箇所を設けることにより、その薄帯の端部近傍を必ず溶接することが可能になり、その端部が剥がれてしまうようなことを有効に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明実施形態における巻鉄心の溶接装置を示す正面図である。
【図２】その溶接装置を示す側面図である。
【図３】その支持装置の上面図である。
【図４】その支持装置の正面図である。
【図５】支持された巻鉄心の内周面が一対の電極により溶接される状態を示す図４のＡ−Ａ線拡大断面図である。
【図６】支持された巻鉄心の外周面が一対の電極により溶接される状態を示す図５に対応する拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１及び図２に、本発明における巻鉄心の溶接装置１０を示す。この溶接装置１０は、円環状の巻鉄心１１を支持する支持装置１２を備える。この実施の形態における巻鉄心１１は、磁気ヘッドに用いられるものを例示し、帯状の金属磁性材料であるパーマロイ薄帯が巻回されたものとする（図５及び図６）。この溶接装置１０は、基台１０ａと、その基台１０ａに立設された支持部材１６を有する。そして、支持装置１２は、その支持部材１６に設けられて、巻鉄心１１を内周において支持するように構成される。
【００１６】
具体的に説明すると、図３及び図４に示すように、この支持装置１２は、支持本体部１３と、その支持本体部１３の上面に放射状に移動可能に設けられた複数の支持片１４とを備える。この実施の形態では、３個の支持片１４が放射状に設けられる場合を例示し、支持本体部１３は支持部材１６に固定された取付台１５に回転軸を鉛直にしてその下部が枢支される（図１及び図２）。支持本体部１３の上部には水平なテーブル１３ｃが設けられ、このテーブル１３ｃの上面に３本の支持レール１３ａが１２０度毎にテーブル１３ｃの中央部分から放射状に設けられる。この３本の支持レール１３ａには、支持スライダ１３ｂが移動可能にそれぞれ設けられ、これらの支持スライダ１３ｂに支持片１４がそれぞれ取付けられる。
【００１７】
３個の支持片１４は互いの間隔を拡げることにより円環状の巻鉄心１１を内周において支持可能なものであり、巻鉄心１１が載置される載置部１４ａと、その載置部１４ａに載置された巻鉄心１１の内径に挿入され互いの間隔を拡げた場合に巻鉄心１１の内周面に当接する当接部１４ｂがその載置部１４ａに連続してそれぞれ形成される。この当接部１４ｂの高さｈは、巻鉄心の厚さｄの半分以下に制限され（図４）、この当接部１４ｂは巻鉄心１１の内周面の一部に当接するように構成される。そして、支持本体部１３は圧縮エアの供給によりスライダ１３ｂを介してその３個の支持片１４を放射状に移動可能に構成され、放射状に移動することにより３個の支持片１４は図３の破線矢印で示すように互いの間隔を拡げ、載置部１４ａに載置された巻鉄心１１の内周面に当接部１４ｂが当接して円環状の巻鉄心１１を水平に支持するように構成される。その一方、支持片１４は、図３の実線矢印で示すように互いの間隔を縮めることにより、載置部１４ａに載置された巻鉄心１１の内周面から当接部１４ｂを離間させて、水平な巻鉄心１１の支持を解消するように構成される。
【００１８】
図１及び図２に示すように、本発明における巻鉄心の溶接装置１０は、巻鉄心１１に接触した部分をそれぞれ抵抗溶接する一対の電極１７，１８と、その一対の電極１７，１８を移動させる電極移動装置２０とを備える。この実施の形態における一対の電極１７，１８は、断面が円形の棒状物であって、実際に接触した部分を溶接する小径の小径部１７ａ，１８ａが先端に形成されたものを例示する。このような一対の電極１７，１８は、巻鉄心１１の中心軸方向の上方であって、その巻鉄心１１の径方向に所定の間隔を空け、かつ小径部１７ａ，１８ａを下方の巻鉄心１１に向けてそれぞれが巻鉄心１１の中心軸と平行に設けられる。
【００１９】
一方、電極移動装置２０は、一対の電極１７，１８の水平方向における互いの間隔を拡大させ又は減少させる電極離間装置３１と、一対の電極１７，１８と共にその電極離間装置３１を昇降させる電極昇降装置２１とを備える。
【００２０】
電極昇降装置２１は、取付台１５より上方の支持部材１６に鉛直方向に延びかつ水平方向に所定の間隔を空けて設けられた一対の鉛直レール２２，２２と、その鉛直レール２２，２２に移動可能に設けられた鉛直スライダ２３，２３（図２）と、その一対の鉛直レール２２，２２におけるそれぞれの鉛直スライダ２３，２３に水平方向における両端部が取付けられることによりその一対の鉛直レール２２，２２に昇降可能に架設された鉛直移動台２４と、一対の鉛直レール２２，２２の間にそれらと平行に設けられて鉛直移動台２４に螺合された鉛直ボールねじ２６と、その鉛直ボールねじ２６を回転させる鉛直方向サーボモータ２７とを備える。よって、この電極昇降装置２１では、鉛直方向サーボモータ２７により鉛直ボールねじ２６を回転させると、それに螺合する鉛直移動台２４を一対の鉛直レール２２，２２に沿って昇降させるように構成される。
【００２１】
一方、電極離間装置３１は、鉛直移動台２４に水平方向に延びかつ鉛直方向に所定の間隔を空けて設けられた一対の水平レール３２，３２と、その水平レール３２，３２に移動可能に設けられた水平スライダ３３，３３（図２）と、その一対の水平レール３２，３２におけるそれぞれの水平スライダ３３，３３に上下の端部が取付けられることによりその一対の水平レール３２，３２に架設された一対の水平移動台３４ａ，３４ｂと、一対の水平レール３２，３２の間にそれらと平行に設けられた水平ボールねじ３６と、その水平ボールねじ３６を回転させる水平方向サーボモータ３７とを備える。図１に示すように、水平ボールねじ３６は、水平方向サーボモータ３７の回転軸３７ａにジョイント３７ｃを介して取付けられる基端部側に右ねじ部３６ａが形成され、先端側に左ねじ部３６ｂが形成される。そして、左ねじ部３６ｂに一方の水平移動台３４ａが螺合して設けられ、右ねじ部３６ａに他方の水平移動台３４ｂが螺合して設けられる。よって、この電極離間装置３１では、水平方向サーボモータ３７により水平ボールねじ３６を回転させると、右ねじ部３６ａと左ねじ部３６ｂに別々に螺合する一対の水平移動台３４ａ，３４ｂは、互いに異なる方向に同時にかつ同距離だけ移動することになる。即ち、その一対の水平移動台３４ａ，３４ｂは同時にかつ同距離だけ互いに接近し又は離間することになる。
【００２２】
一対の水平移動台３４ａ，３４ｂはそれぞれ金属製であって、図２に示すように、それらの水平移動台３４ａ，３４ｂには絶縁板４１を介して端子部材４２が水平移動台３４ａ，３４ｂと電気的に絶縁された状態でそれぞれ設けられる。それぞれの端子部材４２は、絶縁板４１を介して水平移動台３４ａ，３４ｂに設けられた金属製導電部材４２ａと、その導電部材４２ａと共に鉛直方向に延びる電極１７，１８を把持する把持部材４２ｂと、その把持部材４２ｂを導電部材４２ａに固定する固定ねじ４２ｃとをそれぞれ備える。
【００２３】
図１に示すように、一対の電極１７，１８は、これら金属製導電部材４２ａの互いに対向する部位に把持部材４２ｂにより把持されて鉛直方向に延びて設けられる。そして、この一対の電極１７，１８は、それらが重なり合う図２に示す側面図において、それらの中心軸が、支持装置１２に支持された水平な巻鉄心１１の鉛直に延びる中心軸Ｃに一致するように設けられる。また、この一対の電極１７，１８は、それらが水平方向に離間する図１に示す正面図において、巻鉄心１１の鉛直に延びる中心軸Ｃから両側に等しい距離だけ離れるように設けられる。これにより、一対の電極１７，１８は巻鉄心１１の中心軸Ｃ方向の上方であって、その巻鉄心１１の径方向に所定の間隔を空けて、かつそれぞれが巻鉄心１１の中心軸と平行に設けられることになる。
【００２４】
導電部材４２ａには端子４３を介してリード線４４の一端が電気的に接続され、そのリード線４４の他端は、このリード線４４を介して電極１７，１８に電気を流して、その電極１７，１８が接触する部分の抵抗によりその部分を加熱溶接する図示しない起電装置に接続される。
【００２５】
このように、一対の電極１７，１８が端子部材４２を介して一対の水平移動台３４ａ，３４ｂに取付けられた電極離間装置３１は、水平方向サーボモータ３７により水平ボールねじ３６を回転させることにより、一対の水平移動台３４ａ，３４ｂとともに一対の電極１７，１８が、一対の水平レール３２，３２に沿って互いに近づき又は離間することになる。そして、電極昇降装置２１は一対の電極１７，１８と共にその電極離間装置３１を昇降させることになる。このような電極離間装置３１と電極昇降装置２１を備える電極移動装置２０は、一対の電極１７，１８を水平方向と鉛直方向に自由に移動させることが可能になる。そして、支持装置１２はこのような電極移動装置２０の下方にあって、巻鉄心１１を水平に支持する。即ち、この電極移動装置２０は、一対の電極１７，１８を移動させることにより、その一対の電極１７，１８を支持装置１２に支持された巻鉄心１１の内周面にそれぞれ接触させたり、又はその一対の電極１７，１８を支持装置１２に支持された巻鉄心１１の外径面にそれぞれ接触させることができるように構成される。
【００２６】
また、この巻鉄心の溶接装置１０は、巻鉄心１１を支持した支持装置１２を巻鉄心１１の中心軸を回転中心として回転させる支持装置回転手段４６を備える。この実施の形態における支持装置回転手段は、取付台１５に取付板１５ａを介して支持装置１２と並列に設けられた回転用サーボモータ４６であって、その回転軸４６ａに主プーリ４７が設けられる。一方、取付台１５より下方に突出した支持本体部１３に従プーリ４８が設けられ、その主プーリ４７と従プーリ４８との間にベルト４９が掛け渡される。よって、支持装置回転手段である回転用サーボモータ４６が駆動してその回転軸４６ａが回転すると、その回転はベルト４９を介して支持本体部１３に伝達され、それにより支持装置１２を回転可能に構成される。そして、この支持装置回転手段４６は、巻鉄心１１とともに支持装置１２を少なくとも６０度回転させるように構成され、支持装置１２を６０度回転させた場合には、一対の電極１７，１８が接触する位置を巻鉄心１１の円周方向に６０度ずらすように構成される。
【００２７】
なお、図示しないが、巻鉄心の溶接装置１０には、コントローラが備えられ、コントローラの制御出力は内周支持装置１２に圧縮エアを供給する支持用バルブ、電極移動装置２０における鉛直方向及び水平方向サーボモータ２７，３７、支持装置回転手段４６における回転用サーボモータ４６にそれぞれ接続される。そして、これらは、この図示しないコントローラにより制御されるように構成される。
【００２８】
次に、上述した巻鉄心の溶接装置を用いた本発明における巻鉄心の溶接方法について説明する。
【００２９】
この巻鉄心１１の溶接方法は、一対の電極１７，１８を円環状の巻鉄心１１の内周面又は外周面にそれぞれ接触させて一対の電極１７，１８が接触した部分をそれぞれ抵抗溶接する溶接工程と、巻鉄心１１の中心軸を回転中心として巻鉄心１１を回転させて一対の電極１７，１８が接触する位置を円周方向に所定の角度ずらす巻鉄心回転工程とを繰り返すことを特徴とする。以下に説明する溶接装置１０の動作は図示しないコントローラにより制御され、作業員の手を借りずに、この溶接装置１０により、溶接工程と巻鉄心回転工程が自動的に順次繰り返して行われるものとする。
【００３０】
溶接工程では、巻鉄心１１に一対の電極１７，１８が接触した部分をそれぞれ抵抗溶接するけれども、その前提として、その巻鉄心１１を支持装置１２により支持することが必要である。上述した支持装置１２による場合には、図３及び図４に示すように、円環状の巻鉄心１１に挿入された複数の支持片１４の互いの間隔を拡げてその巻鉄心１１を内周において支持することになる。ここで、巻鉄心１１は、磁性材料からなる薄帯を巻回することにより作られたものであって、例えば、図示しない巻鉄心の内径調整装置（特願２０１０−９３６９１）等により、その内径又は外径が所定の値に調整されたものである。
【００３１】
巻鉄心１１を支持装置１２に支持させる以前の溶接装置１０は、図２に示すように、一対の電極１７，１８を上昇させて内周支持装置１２の上方に作業空間を形成し、図３の実線矢印で示すように内周支持装置１２における複数の支持片１４は互いに近づけておく。そして、内径又は外径が所定の値に調整された巻鉄心を、例えば全自動の搬送装置により図示しない巻鉄心の内径調整装置等から搬送し、内周支持装置１２の上方における作業空間を介して、その巻鉄心１１を複数の支持片１４における載置部１４ａ上に載置する。このとき、その載置部１４ａに連続して形成された当接部１４ｂを巻鉄心１１の内径内に挿入する。その後、図示しないコントローラにより内周支持装置１２における支持本体部１３に圧縮エアを供給又は排出し、図３の破線矢印で示すように複数の支持片１４を放射状に移動させて互いの間隔を拡げ、図５に示すようにそれらにおける当接部１４ｂを巻鉄心１１の内周面に当接させる。このようにして巻鉄心１１を内周において支持する。
【００３２】
溶接工程では、支持装置１２により支持された巻鉄心１１に一対の電極１７，１８を接触させるけれども、その一対の電極１７，１８の移動は電極移動装置２０により行われる。具体的に、一対の電極１７，１８を巻鉄心１１の内周面にそれぞれ接触させるには、図４の実線矢印で示すように、一対の電極１７，１８が巻鉄心１１の上方に位置する状態で電極離間装置３１により一対の電極１７，１８間を巻鉄心１１の内径より小さくし、その状態で電極昇降装置２１によりその一対の電極１７，１８を下降させ、電極１７，１８における小径部１７ａ，１８ａを巻鉄心１１の内径内に挿入させる。その後、電極離間装置３１により一対の電極１７，１８間を拡大して一対の電極１７，１８の小径部１７ａ，１８ａを巻鉄心１１の内周面にそれぞれ接触させる。このとき、巻鉄心１１を支持する支持片１４の当接部１４ｂの高さｈを巻鉄心１１の厚さｄより小さくすることにより、電極１７，１８における小径部１７ａ，１８ａがその当接部１４ｂと干渉するような事態を回避することができる。
【００３３】
逆に、図６に示すように、一対の電極１７，１８を巻鉄心１１の外周面にそれぞれ接触させるには、図示しないが、一対の電極１７，１８が巻鉄心１１の上方に位置する状態で電極離間装置３１により一対の電極１７，１８間を巻鉄心１１の外径より大きくし、その状態で電極昇降装置２１によりその一対の電極１７，１８を下降させ、１７，１８における小径部１７ａ，１８ａを巻鉄心１１の外周面に対向させる。その後、電極離間装置３１により一対の電極１７，１８間を減少させて一対の電極１７，１８の小径部１７ａ，１８ａを巻鉄心１１の外周面にそれぞれ接触させる。
【００３４】
このように、一対の電極１７，１８間を拡大又は縮小することにより、図５及び図６に示すように、一対の電極１７，１８の小径部１７ａ，１８ａは巻鉄心１１の内周面又は外周面にその直径上においてそれぞれ接触することになる。そして、この一対の電極１７，１８間に電気を通して、一対の電極１７，１８が接触する部分、即ち、巻鉄心１１の内周面又は外周面において一対の電極１７，１８における小径部１７ａ，１８ａが接触する部分をそれぞれ抵抗溶接する。
【００３５】
巻鉄心回転工程では、巻鉄心１１の中心軸を回転中心として巻鉄心１１を回転させて一対の電極１７，１８が接触する位置を円周方向に所定の角度α（図５及び図６）ずらす。巻鉄心１１を回転させるには、それ以前に一対の電極１７，１８が接触するような状態を解消しておく。具体的には、前の溶接工程において一対の電極１７，１８が巻鉄心１１の内周面に接触していたならば、電極離間装置３１の水平サーボモータを駆動して一対の電極１７，１８間を減少させ、図５の破線矢印で示すように、一対の電極１７，１８の小径部１７ａ，１８ａを巻鉄心１１の内周面からそれぞれ離間させる。一方、前の溶接工程において一対の電極１７，１８が巻鉄心１１の外周面に接触していたならば、電極離間装置３１の水平サーボモータを駆動して一対の電極１７，１８間を拡大させ、図６の破線矢印で示すように、一対の電極１７，１８の小径部１７ａ，１８ａを巻鉄心１１の外周面からそれぞれ離間させる。そして、その後の巻鉄心１１の回転は支持装置回転手段４６（図１及び図２）により行われ、その回転用サーボモータ４６を駆動して支持装置１２を巻鉄心１１とともに、その巻鉄心１１の中心軸を回転中心として所定の角度α回転させる。
【００３６】
その後、再び溶接工程となり、この工程では、一対の電極１７，１８を再び巻鉄心１１に接触させることになるけれども、前の巻鉄心回転工程において一対の電極１７，１８が巻鉄心１１の内径内に存在する場合には、電極離間装置３１の水平サーボモータを駆動して一対の電極１７，１８間を拡大させ、図５の実線矢印で示すように、一対の電極１７，１８の小径部１７ａ，１８ａを巻鉄心１１の内周面に再び接触させる。一方、前の巻鉄心回転工程において一対の電極１７，１８が巻鉄心１１の外周面から離間していたならば、電極離間装置３１の水平サーボモータを駆動して一対の電極１７，１８間を減少させ、図６の実線矢印で示すように、一対の電極１７，１８の小径部１７ａ，１８ａを巻鉄心１１の外周面に再び接触させる。そして、この一対の電極１７，１８間に電気を通して、一対の電極１７，１８が接触する部分、即ち、巻鉄心１１の内周面又は外周面において一対の電極１７，１８における小径部１７ａ，１８ａが接触する部分をそれぞれ抵抗溶接する。
【００３７】
そして再び巻鉄心１１を回転させる巻鉄心回転工程を行う。本発明の巻鉄心１１の溶接方法は、このような溶接工程と巻鉄心回転工程を交互に行うことを特徴とする。このため、図５及び図６に示すように、巻鉄心回転工程における回転角度である所定の角度αが６０度であれば、その次の溶接工程において一対の電極１７，１８が接触する位置は円周方向に所定の角度αである６０度ずれ、巻鉄心１１の内周面又は外周面において、周方向に６０度毎にずれた位置が抵抗溶接されることになる。そして、一対の電極１７，１８は、巻鉄心１１の直径上における位置に接触し、１回の溶接工程においてその直径上における２点をそれぞれ溶接する。このため、巻鉄心１１を回転させる所定の角度αが６０度である場合には、４回目の溶接工程では同じ位置が溶接されることになる。よって、巻鉄心回転工程において巻鉄心１１を回転させる所定の角度αが６０度であれば、単一の巻鉄心１１に対して外周面又は内周面において溶接工程がそれぞれ３回繰り返されれば、その外周面又は内周面において６０度毎に６箇所溶接することができる。
【００３８】
一方、先の溶接工程では巻鉄心１１の内周面に接触していた一対の電極１７，１８を次の溶接工程においてその一対の電極１７，１８を巻鉄心１１の外周面に接触させるようにすることもできる。この場合の一対の電極１７，１８の移動は電極移動装置２０により行われ、図５に示すように、先の溶接工程で巻鉄心１１の内周面に一対の電極１７，１８をそれぞれ接触させた場合には、図示しないが、電極離間装置３１により一対の電極１７，１８間を巻鉄心１１の内径より小さくし、その状態で電極昇降装置２１によりその一対の電極１７，１８を上昇させて、一対の電極１７，１８を巻鉄心１１の上方に位置させる。その後、電極離間装置３１により一対の電極１７，１８間を巻鉄心１１の外径より大きくし、その状態で電極昇降装置２１によりその一対の電極１７，１８を再び下降させ、電極における小径部１７ａ，１８ａを巻鉄心１１の外周面に対向させる。その後、電極離間装置３１により一対の電極１７，１８間を減少させて、図６に示すように、一対の電極１７，１８の小径部１７ａ，１８ａを巻鉄心１１の外周面にそれぞれ接触させる。
【００３９】
一方、図示しないが、先の溶接工程で巻鉄心１１の外周面に一対の電極１７，１８をそれぞれ接触させた場合には、電極離間装置３１により一対の電極１７，１８間を巻鉄心１１の外径より大きくし、その状態で電極昇降装置２１によりその一対の電極１７，１８を上昇させて、一対の電極１７，１８を巻鉄心１１の上方に位置させる。その後、電極離間装置３１により一対の電極１７，１８間を巻鉄心１１の内径より小さくし、その状態で電極昇降装置２１によりその一対の電極１７，１８を下降させ、電極における小径部１７ａ，１８ａを巻鉄心１１の内径内に挿入させる。その後、電極離間装置３１により一対の電極１７，１８間を拡大して一対の電極１７，１８の小径部１７ａ，１８ａを巻鉄心１１の内周面にそれぞれ接触させる。
【００４０】
このように、単一の巻鉄心１１に対して外周面又は内周面において６０度毎に６箇所溶接した後、巻鉄心１１の内周面又は外周面に接触していた一対の電極１７，１８を次の溶接工程においてその一対の電極１７，１８を巻鉄心１１の外周面又は内周面に接触させ、再び、この溶接工程と巻鉄心回転工程を繰り返すことにより、単一の巻鉄心１１に対して外周面及び内周面の双方を溶接することができる。図５には、単一の巻鉄心１１の内周面において６０度毎に６箇所溶接した場合を例示し、図６には、その後に、巻鉄心１１の外周面に一対の電極１７，１８を接触させ、その内周面において６０度毎に６箇所溶接した場合を例示する。このため、巻鉄心回転工程において巻鉄心１１を回転させる所定の角度αが６０度であり、単一の巻鉄心１１に対して外周面又は内周面の双方において溶接工程がそれぞれ３回繰り返されれば、図６（ｃ）の黒丸で示すように、その外周面と内周面の双方において６０度毎に６箇所溶接された巻鉄心１１を得ることができる。ここで、図５及び図６の黒丸は、巻鉄心１１の内周面又は外周面における溶接箇所を示す。
【００４１】
そして、外周面と内周面の双方において所望の箇所が溶接された巻鉄心１１を得た後には、その巻鉄心１１を本溶接装置１０から取外す。具体的な手順は、一対の電極１７，１８を電極移動装置２０により図２に示すように上昇させ、内周支持装置１２の上方に作業空間を形成する。これと同時に又はその後、内周支持装置１２における複数の支持片１４を図３の実線矢印で示すように放射状に移動させて互いに近づけ、巻鉄心１１の内周面に当接していた当接部１４ｂをその内周面から離間させる。そして、巻鉄心１１の上方であって、その一対の電極１７，１８との間に形成された作業空間を介して作業員又は自動搬送機が巻鉄心１１をその内周支持装置１２から取外す。このように取外された巻鉄心１１はその内周面及び外周面の所定の箇所が溶接されているので、その内径及び外径を変化させることなく次の工程に送ることができる。
【００４２】
このような、本発明における巻鉄心の溶接装置１０及びその溶接方法では、磁性薄帯を巻回して形成された巻鉄心１１の外周又は内周を溶接するので、磁性薄帯の巻回作業の間に溶接工程を取入れるようなことはない。これにより、磁性薄帯を迅速に巻回することが可能になる。また、そのような磁性薄帯の巻回と巻鉄心１１の内周又は外周の溶接を別の工程とし、その別々の工程である磁性薄帯の巻回と溶接を同時に並列して行うようにすれば、単位時間に得られる巻鉄心１１の数を増加させることができる。また、この溶接は、作業員の手でなくて機械である本発明の溶接装置１０により行うことにより、人件費も抑制でき、比較的安価な巻鉄心１１を得ることが可能となる。
【００４３】
また、本発明では、一対の電極１７，１８を用いて、巻鉄心１１の内周面又は外周面をそれぞれ抵抗溶接するので、１回の溶接工程において２箇所の溶接箇所を得ることができる。そして、その一対の電極１７，１８が接触する位置を円周方向に所定の角度αずらすことにより、巻鉄心１１の内周面又は外周面において、周方向に所定の角度毎に溶接箇所を設けることができる。巻鉄心１１では、薄帯の端部１１ａ，１１ｂが巻鉄心１１の内周面と外周面に必ず存在することになるけれども、この内周面又は外周面において、周方向に所定の角度α毎に溶接箇所を設けることにより、その薄帯の端部１１ａ，１１ｂの近傍を必ず溶接することが可能になる。例えば、所定の角度を６０度すると、巻鉄心１１の内周面と外周面には、図６（ｃ）に示すように、巻鉄心１１の中心軸を中心として周方向に６０度毎に溶接することができる。このため、その薄帯の端部１１ａ，１１ｂをその溶接された６０度の範囲に収めることができ、溶接箇所が近傍に位置することから、その端部１１ａ，１１ｂが剥がれてしまうようなことを有効に防止することができる。
【００４４】
なお、上述した実施の形態では、電極移動装置２０におけるボールねじ２６，３６を回転させるものとして、及び支持装置１２を回転させる支持装置回転手段４６として、サーボモータ２７，３７，４６を用いたけれども、これらは、ボールねじ２６，３６や支持装置１２を回転させ得る限り、サーボモータに代えて流体圧シリンダや流体圧モータを用いても良い。
【００４５】
また、上述した実施の形態では、巻鉄心１１を内周において支持する支持装置１２を用いて説明したが、円環状の巻鉄心１１を支持し得る限り、支持装置は、巻鉄心１１を外周において支持するものであっても良い。
【符号の説明】
【００４６】
１０ 巻鉄心の溶接装置
１１ 巻鉄心
１２ 支持装置
１７，１８ 電極
２０ 電極移動装置
２１ 電極昇降装置
３１ 電極離間装置
４６ サーボモータ（支持装置回転手段）
α 所定の角度
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円環状の巻鉄心(11)を支持する支持装置(12)と、
前記巻鉄心(11)に接触した部分をそれぞれ抵抗溶接する一対の電極(17,18)と、
前記一対の電極(17,18)を前記支持装置(12)に支持された前記巻鉄心(11)の内周面にそれぞれ接触させ、又は前記一対の電極(17,18)を前記支持装置(12)に支持された前記巻鉄心(11)の外径面にそれぞれ接触させる電極移動装置(20)と、
前記巻鉄心(11)を支持した前記支持装置(21)を前記巻鉄心(11)の中心軸を回転中心として回転させる支持装置回転手段(46)と
を備えたことを特徴とする巻鉄心の溶接装置。
【請求項２】
支持装置(12)は円環状の巻鉄心(11)を水平に支持するように構成され、
一対の電極(17,18)が前記巻鉄心(11)の中心軸方向の上方であって前記巻鉄心(11)の径方向に所定の間隔を空けてかつそれぞれが前記巻鉄心(11)の中心軸と平行に設けられ、
電極移動装置(20)が、前記一対の電極(17,18)の水平方向における互いの間隔を拡大させ又は減少させる電極離間装置(31)と、前記一対の電極(17,18)と共に前記電極離間装置(31)を昇降させる電極昇降装置(21)と、を備える請求項１記載の巻鉄心の溶接装置。
【請求項３】
支持装置回転手段(46)は、巻鉄心(11)とともに支持装置(21)を６０度回転させて、一対の電極(17,18)が接触する位置が円周方向に６０度ずれるように構成された請求項１又は２記載の巻鉄心の溶接装置。
【請求項４】
一対の電極(17,18)を円環状の巻鉄心(11)の内周面又は外周面にそれぞれ接触させて前記一対の電極(17,18)が接触した部分をそれぞれ抵抗溶接する溶接工程と、
前記巻鉄心(11)の中心軸を回転中心として前記巻鉄心(11)を回転させて前記一対の電極(17,18)が接触する位置を円周方向に所定の角度(α)ずらす巻鉄心回転工程と
を繰り返す巻鉄心の溶接方法。
【請求項５】
所定の角度(α)が６０度であって、単一の巻鉄心(11)に対して外周面と内周面の双方において溶接工程がそれぞれ３回繰り返される請求項４記載の巻鉄心の溶接方法。
【請求項１】
円環状の巻鉄心(11)を支持する支持装置(12)と、
前記巻鉄心(11)に接触した部分をそれぞれ抵抗溶接する一対の電極(17,18)と、
前記一対の電極(17,18)を前記支持装置(12)に支持された前記巻鉄心(11)の内周面にそれぞれ接触させ、又は前記一対の電極(17,18)を前記支持装置(12)に支持された前記巻鉄心(11)の外径面にそれぞれ接触させる電極移動装置(20)と、
前記巻鉄心(11)を支持した前記支持装置(21)を前記巻鉄心(11)の中心軸を回転中心として回転させる支持装置回転手段(46)と
を備えたことを特徴とする巻鉄心の溶接装置。
【請求項２】
支持装置(12)は円環状の巻鉄心(11)を水平に支持するように構成され、
一対の電極(17,18)が前記巻鉄心(11)の中心軸方向の上方であって前記巻鉄心(11)の径方向に所定の間隔を空けてかつそれぞれが前記巻鉄心(11)の中心軸と平行に設けられ、
電極移動装置(20)が、前記一対の電極(17,18)の水平方向における互いの間隔を拡大させ又は減少させる電極離間装置(31)と、前記一対の電極(17,18)と共に前記電極離間装置(31)を昇降させる電極昇降装置(21)と、を備える請求項１記載の巻鉄心の溶接装置。
【請求項３】
支持装置回転手段(46)は、巻鉄心(11)とともに支持装置(21)を６０度回転させて、一対の電極(17,18)が接触する位置が円周方向に６０度ずれるように構成された請求項１又は２記載の巻鉄心の溶接装置。
【請求項４】
一対の電極(17,18)を円環状の巻鉄心(11)の内周面又は外周面にそれぞれ接触させて前記一対の電極(17,18)が接触した部分をそれぞれ抵抗溶接する溶接工程と、
前記巻鉄心(11)の中心軸を回転中心として前記巻鉄心(11)を回転させて前記一対の電極(17,18)が接触する位置を円周方向に所定の角度(α)ずらす巻鉄心回転工程と
を繰り返す巻鉄心の溶接方法。
【請求項５】
所定の角度(α)が６０度であって、単一の巻鉄心(11)に対して外周面と内周面の双方において溶接工程がそれぞれ３回繰り返される請求項４記載の巻鉄心の溶接方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−７４１０７（Ｐ２０１３−７４１０７Ａ）
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１２０１１（Ｐ２０１１−２１２０１１）
【出願日】平成２３年９月２８日（２０１１．９．２８）
【出願人】（０００２２７５３７）日特エンジニアリング株式会社 (106)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２８日（２０１１．９．２８）
【出願人】（０００２２７５３７）日特エンジニアリング株式会社 (106)
【Ｆターム（参考）】
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