帯板用スプール及びそれを備える帯板供給装置並びに帯板供給方法
【課題】巻回された帯板全体を一体的に回転させてその巻回された帯板の緩み又は締め付けを防止し、供給要求に応じた所望の長さの帯板を所望の速度で供給する。
【解決手段】帯板用スプールは、巻回された磁性材料からなる帯板１９ａを有する原材料１９を装着可能に構成された芯材３１と、原材料の両側のいずれか一方又は双方に設けられ帯板１９ａを磁力により吸着して芯材に対する帯板の巻回方向の移動を禁止するマグネット３６を備える。原材料を両側から挟み幅方向の移動を制限する一対の側板３２，３３が芯材に設けられ、そのいずれか一方又は双方にマグネットが設けられる。供給装置は、この帯板用スプール３０と、帯板用スプール３０を回転させて外周から径方向に解き放たれる帯板１９ａを外部に供給する繰り出しモータ２２と、帯板１９ａの供給に関する情報により繰り出しモータ２２を制御するコントローラ２３とを備える。
【解決手段】帯板用スプールは、巻回された磁性材料からなる帯板１９ａを有する原材料１９を装着可能に構成された芯材３１と、原材料の両側のいずれか一方又は双方に設けられ帯板１９ａを磁力により吸着して芯材に対する帯板の巻回方向の移動を禁止するマグネット３６を備える。原材料を両側から挟み幅方向の移動を制限する一対の側板３２，３３が芯材に設けられ、そのいずれか一方又は双方にマグネットが設けられる。供給装置は、この帯板用スプール３０と、帯板用スプール３０を回転させて外周から径方向に解き放たれる帯板１９ａを外部に供給する繰り出しモータ２２と、帯板１９ａの供給に関する情報により繰り出しモータ２２を制御するコントローラ２３とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、帯板を巻取る装置等に供給する原材料としての帯板が巻回されて蓄えられる帯板用スプール及びそれを備える帯板供給装置等の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば電源ラインフィルタ等のインダクターとして用いられるトロイダルコイルは、リング状のトロイダルコアと、このトロイダルコアの周囲に絶縁材を介して巻回される導線とから成る。従来、この種のトロイダルコイルを構成するトロイダルコアとして、回転する巻芯の周囲に磁性帯板を幾十にも巻回し、巻回された磁性帯板から巻芯を抜き取ることにより得られたリング状のものが知られている。そして、このリング状のトロイダルコアを得るために、原材料としての磁性帯板が巻回されて蓄えられたスプールを準備し、そのスプールを回転させることにより巻き戻された帯板をローラにより案内し、その案内された帯板を巻取装置の巻芯に巻取ってトロイダルコアとする巻鉄心の巻取装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
ここで、このような巻鉄心であるトロイダルコアの生産効率を考えると、スプールから巻き戻された帯板を巻取装置の巻芯に比較的高速に巻取って、巻鉄心を得る時間を短縮することが考えられる。この場合には、スプールが回転してそのスプールから単位時間に巻き戻される帯板の量も増加するので、そのスプールの惰性による回転を防止するため、そのスプールの帯板を巻き戻す方向への回転及びその回転の停止等を強制的に行うことが必要とされる。その手段としては、例えば、そのスプールの回転をサーボモータ等により強制的に行うことが挙げられ、そのサーボモータ等を巻取装置の巻芯の回転速度に合わせて制御し、スプールの加減速を行わせることが考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１８４６３６号公報（段落番号「０００２」、図１２、図１３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、巻鉄心を得る時間を短縮すると、巻取装置において帯板を巻取る巻芯の回転速度が上昇するだけでなく、巻き初めにおける巻芯の回転速度を上昇させる加速度及び巻き終わり時における巻芯の回転速度を減じる減速度も著しく急になる。このため、その巻取装置に帯板を供給する帯板供給装置では、原材料である帯板が巻回されたスプールの回転を巻取装置における巻芯の回転速度に合わせて制御したとしても、スプールに巻回された帯板の慣性力によりその帯板の全体がスプールと一体となって回転しない不具合がある。
【０００６】
例えば、スプールの回転速度を急激に上昇させる急加速時には、帯板の供給量を増加させるために帯板を巻き戻す方向へのスプールの回転速度を急激に上昇させるけれども、原材料のスプールに巻回された帯板は、その中央部分がスプールとともに回転したとしても、その帯板が実際に巻き戻される外周部分は、その慣性力により直ちにその回転速度が上昇することはなかった。このため、スプールに巻回された帯板の中央部分と外周部分の回転速度に違いが生じ、外周部分の回転速度が中央部分の回転速度より低下してその巻回の程度が緩まるだけであって、その帯板の供給量を急激に増加させることは困難であった。
【０００７】
逆に、スプールの回転速度を急激に低減させる急減速時には、帯板を巻き戻す方向へのスプールの回転速度を急激に低下させるけれども、そのスプールに巻回された帯板の外周部分はその慣性力により直ちに減速するようなことはなかった。このため、スプールの急減速時には、外周部分の回転速度が中央部分の回転速度より増加して巻回された帯板における巻回の程度が強まるだけで、その外周からは余剰に帯板が供給され、繰り出された余剰の帯板が帯板供給装置と巻取装置との間で撓んでしまうような不具合を生じさせる。
【０００８】
特に、スプールの交換頻度を減少させるために、スプールに予め原材料として巻回される磁性帯板の長さを長くすると、その帯板は幅方向にずらすことなく先に巻回された帯板の上に必ず巻回されるため、スプールに巻回された帯板の外径は著しく増大することになる。すると、巻回された帯板からなる原材料の外周近傍の慣性力は更に増大し、その原材料の中心部分の回転加速度をスプールの回転加速度に合致させることができたとしても、慣性力が増大した原材料の外周近傍における帯板の回転加速度をその中心部分に合致させることは著しく困難になる。このため、巻回された帯板を含む原材料の全体をスプールと一体的に回転させることはますます困難になる傾向にある。
【０００９】
本発明の目的は、巻回された帯板全体を一体的に回転させてその巻回された帯板の緩み又は締め付けを防止し得る帯板用スプールを提供することにある。
【００１０】
本発明の別の目的は、巻回された帯板を含む原材料の全体を一体的に回転させて供給要求に応じた所望の長さの帯板を所望の速度で供給し得る帯板供給装置並びに帯板供給方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の帯板用スプールは、巻回された磁性材料からなる帯板を有する原材料を装着可能に構成された芯材と、原材料の両側のいずれか一方又は双方に設けられ原材料を構成する帯板を磁力により吸着して芯材に対する帯板の巻回方向の移動を禁止するマグネットとを備える。
【００１２】
この帯板用スプールでは、原材料における帯板の幅方向の移動を制限する側板が芯材に設けられることが好ましい。
【００１３】
本発明の帯板供給装置は、巻回された磁性材料からなる帯板を有する原材料が装着された上記帯板用スプールと、その帯板用スプールを回転させて外周から径方向に解き放たれる帯板を外部に供給する繰り出しモータと、帯板の供給に関する情報により繰り出しモータを制御するコントローラとを備える。
【００１４】
本発明の帯板供給方法は、巻回された磁性材料からなる帯板を有する原材料が装着された芯材を回転させて外周から径方向に解き放たれる帯板を外部に供給する帯板供給方法の改良である。
【００１５】
その特徴ある点は、芯材の回転時に帯板を磁力により吸着して帯板の芯材に対する巻回方向の移動を禁止するところにある。
【発明の効果】
【００１６】
本発明では、帯板を磁力により吸着して芯材に対する帯板の巻回方向の移動を禁止するマグネットを備えるので、その芯材を回転させると、巻回された帯板を含む原材料はその芯材と一体的に回転することになる。このため、この芯材を備えるスプールを回転させると、その芯材に巻回された帯板の外周部分の回転速度と芯材近傍の部分における回転速度は一致し、その速度が相違することに起因して生じる巻回された帯板の緩み又は締め付けは防止される。
【００１７】
また、このスプールを備える帯板供給装置及び帯板供給方法では、芯材の回転時に帯板を磁力により吸着して帯板の芯材に対する巻回方向の移動を禁止するので、帯板の供給に関する情報に基づいてコントローラが繰り出しモータを制御して帯板用スプールを回転させることにより、帯板を含む原材料の全体をスプールと一体的に回転させて、供給要求に応じた所望の長さの帯板を所望の速度で供給することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明実施形態の帯板供給装置を示す図５のＡ−Ａ線断面図である。
【図２】巻回された帯板を除く図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【図３】図１のＣ−Ｃ線断面図である。
【図４】本発明実施形態のスプールの取り付け状況を示す分解図である。
【図５】本発明実施形態の帯板供給装置を巻取装置に接続した正面図である。
【図６】円盤状の永久磁石からなるマグネットを一方の側板として用いた図１に対応する断面図である。
【図７】円盤状の永久磁石からなるマグネットを他方の側板として用いた図１に対応する断面図である。
【図８】一方の側板が芯材に設けられ他方の側板を有しないスプールを示す図１に対応する断面図である。
【図９】図８に示すスプールの斜視図である。
【図１０】側板を介さずにマグネットが芯材に取付けられたスプールの斜視図である。
【図１１】平板材が放射状に設けられた側板を備えるスプールの斜視図である。
【図１２】単一のマグネットが芯材の中心から偏倚して設けられたスプールの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
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。
【００２０】
図５に示すように、本発明の帯板供給装置２０は、巻回された磁性材料からなる帯板１９ａを有する原材料１９を装着可能に構成されたスプール３０を備える。原材料１９のスプール３０に巻回される帯板１９ａは、その帯板１９ａを巻き戻す実線矢印で示すような方向へのスプール３０の回転によりその外周から破線矢印で示すように径方向外側に解き放たれて巻き戻され、その帯板１９ａを巻取って巻鉄心とする巻取装置１０へと繰り出されるものである。
【００２１】
図５における巻取装置１０は、矩形体から成る本体１１の前面から先端が突出して回転可能に設けられた巻芯１３を備える。この巻芯１３は図示しない駆動手段により回転駆動され、この巻芯１３が回転することにより、巻芯１３の外周に帯板１９ａが巻回されるようになっている。そして、この巻取装置１０には、カッタ案内装置１４と溶接機１６が設けられる。カッタ案内装置１４は、巻芯１３の外周に帯板１９ａが所定量巻回された後に磁性帯板１９ａの途中を切断し、かつその切断された供給装置２０側における帯板１９ａの端部を次に巻芯１３に巻取るときにその巻芯１３に案内するものである。また、溶接機１６は、カッタ案内装置１４により切断された磁性帯板１９ａの巻芯１３側終端部を巻回された帯板１９ａの外周に溶接して固定するものである。
【００２２】
本発明の帯板供給装置２０には、巻取装置１０に供給する帯板１９ａの張力を所定の値に維持するテンション装置２１が設けられる。このテンション装置２１は、供給装置２０の前面パネル２０ａに鉛直に設けられた基盤２１ａを有し、この基盤２１ａにはスプール３０から巻き戻された帯板１９ａが最初に掛け回される転向プーリ２１ｂと、その転向プーリ２１ｂにより図の下方に転向された帯板１９ａをＵ字状に旋回させる旋回プーリ２１ｃが設けられる。基盤２１ａにはレール２１ｄが上下方向に延びて設けられ、そのレール２１ｄには移動台２１ｅがそのレール２１ｄに沿って上下動可能に設けられる。旋回プーリ２１ｃはこの移動台２１ｅに回転可能に取付けられる。この移動台２１ｅには無端のベルト２１ｆが固定され、そのベルト２１ｆはレール２１ｄの両端部近傍に設けられた一対のプーリ２１ｇ，２１ｈに掛け回される。そして、移動台２１ｅがレール２１ｄに沿って移動すると、このベルト２１ｆが回動するように構成される。そして、ベルト２１ｆの回動とともに回転する一方のプーリ２１ｇの回転角度を検出するポテンショメータ２１ｊが設けられる。
【００２３】
この基盤２１ａには、旋回プーリ２１ｃによりＵ字状に旋回させた帯板１９ａを巻取装置１０へ導く一対の導出プーリ２１ｋ，２１ｍが設けられる。そして、一方の導出プーリ２１ｋは、基盤２１ａに設置されたエンコーダ２１ｎの回転軸に固定される。これにより、その導出プーリ２１ｋを介して巻取装置１０に供給される帯板１９ａの量は、エンコーダ２１ｎにより正確に検出できるようになっている。また、ベルト２１ｆが掛け回された他方のプーリ２１ｈには、テンションモータ２１ｐが設けられ、このテンションモータ２１ｐは移動台２１ｅを常に一定の力で図の下方に移動させるように付勢するように構成される。このテンションモータ２１ｐにより、その旋回プーリ２１ｃに掛け回されて、巻取装置１０における巻芯１３へ供給される帯板１９ａに常に一定の張力が与えられるようになっている。
【００２４】
図１に示すように、本発明の帯板供給装置２０には、帯板用スプール３０を回転させて外周から径方向に解き放たれる帯板１９ａを外部に供給する繰り出しモータ２２と、帯板１９ａの供給に関する情報によりその繰り出しモータ２２を制御するコントローラ２３が設けられる。帯板用スプール３０は帯板供給装置２０の前面パネル２０ａにおける表面側にその前面パネル２０ａから突出して設けられた回転軸２４に取付けられ、繰り出しモータ２２は帯板供給装置２０の内部側、即ち前面パネル２０ａにおける裏面側にその前面パネル２０ａと平行に設けられた架台２２ｂを介して設けられる。
【００２５】
スプール３０が取付けられる回転軸２４は前面パネル２０ａにベアリング軸受け２６，２６により枢支され、前面パネル２０ａの裏面側における回転軸２４の端部には従動プーリ２７が設けられる。前面パネル２０ａにおける裏面側に設けられた繰り出しモータ２２の回転軸２２ａには駆動プーリ２８が設けられ、この駆動プーリ２８と従動プーリ２７にはベルト２９が掛け渡される。これにより、繰り出しモータ２２が駆動してその回転軸２２ａが回転すると、その回転は駆動プーリ２８、ベルト２９及び従動プーリ２７を介して回転軸２４を回転させるように構成される。そして、前面パネル２０ａの表面側における回転軸２４には雄ねじ２４ａが形成され、そこに嵌入されるスプール３０をこの回転軸２４と一体的に回転させるためのキー溝２４ｂが長手方向に延びて形成される。
【００２６】
繰り出しモータ２２にはコントローラ２３の制御出力が接続され、そのコントローラ２３の制御入力には巻取装置１０とテンション装置２１が接続される。そして、巻取装置１０とテンション装置２１からは帯板１９ａの供給に関する情報が入力されるように構成される。この実施の形態における巻取装置１０からの帯板１９ａの供給に関する情報とは、巻芯１３の回転速度に関する情報と、その回転速度の加速及び減速に関する情報が挙げられる。また、この実施の形態におけるテンション装置２１からの帯板１９ａの供給に関する情報とは、移動台２１ｅの位置に関するポテンショメータ２１ｊにおける検出出力及び巻取装置１０に供給される帯板１９ａの量に関するエンコーダ２１ｎにおける検出出力が挙げられる。そして、このコントローラ２３は、これらの情報に基づいて、メモリ２３ａに予め設定されて記憶されたプログラムに基づき繰り出しモータ２２を制御するように構成される。
【００２７】
前面パネル２０ａの表面側における回転軸２４に取付けられる帯板用スプール３０は、その雄ねじ２４ａに嵌入される芯材３１と、その芯材３１に設けられた一対の側板３２，３３とを備える。芯材３１は回転軸２４に嵌入可能な内径を有する筒状部材であって、その内径には回転軸２４に形成されたキー溝２４ｂに挿入可能な突起３１ａが形成され、これにより回転軸２４に対してこの芯材３１が独立して回転するような事態を回避するように構成される（図２及び図３）。この芯材３１は、巻回された磁性材料からなる帯板１９ａを有する原材料１９が装着可能なものであって、図４に示すように、原材料１９が嵌入可能な大径部３１ｂと、大径部３１ｂの軸方向の両側にその大径部３１ｂと同軸に形成された第１及び第２小径部３１ｃ，３１ｄを有する。この実施の形態における原材料１９は、厚紙からなり芯材３１の大径部３１ｂに嵌入可能な内径を有する巻筒１９ｂと、その巻筒１９ｂの周囲に巻回された帯板１９ａから成るものを例示するけれども、芯材３１の周囲に嵌入可能である限り、原材料１９は巻筒１９ｂを用いることなく帯板１９ａを巻回したものであっても良い。そして、帯板１９ａは磁性材料であり、アモルファス金属からなるテープ状の薄帯板や、珪素鋼からなるテープ状の薄帯板等が例示される。
【００２８】
一対の側板３２，３３は、芯材３１の両側に大径部３１ｂを挟むように設けられ、その大径部３１ｂに装着された原材料１９の巻回された帯板１９ａの幅方向の両側に位置し、その帯板１９ａの幅方向の移動を制限するように構成される。この一対の側板３２，３３はそれぞれ芯材３１の両端における小径部３１ｃ，３１ｄに嵌入可能な孔３２ａ，３３ａが中央に形成された円盤状の部材からなり、その内の前面パネル２０ａ側における一方の側板３２は小径部３１ｄに嵌入された状態で芯材３１に固定され、他方の側板３３はその芯材３１に取り外し可能に構成される。この実施の形態における一方の側板３２はアルミニウム合金から成り、他方の側板３３は一対の側板３２，３３により挟む原材料１９の状態を外部から視認可能な透明樹脂から成る場合を示す。なお、図１における符号３７は回転軸２４に嵌入されたスプール３０を雄ねじ２４ａの先端側から押さえるワッシャ３７を示し、符号３８はその雄ねじ２４ａに螺着されるナット３８を示す。
【００２９】
芯材３１に固定された一方の側板３２には、その芯材３１の大径部３１ｂに装着された原材料１９の巻回された帯板１９ａを磁力により吸着して芯材３１に対する帯板１９ａの巻回方向の移動を禁止するマグネット３６が設けられる。図２及び図３に示すように、この実施の形態におけるマグネット３６は、直方体を成し長方形の着磁面３６ａを有する本体３６ｃと、その本体３６ｃの両側に設けられた取付片３６ｄ，３６ｄと、傾動させることにより着磁面３６ａの着磁状態と非着磁状態を切替可能に構成された切替レバー３６ｂとを備える。一方の側板３２にはマグネット３６の着磁面３６ａより僅かに大きな方形状の孔３２ｂが放射状に形成され、このマグネット３６は外側からその方形状の孔３２ｂを貫通して着磁面３６ａが一方の側板３２の帯板１９ａの側面が当接する片面と面一になった状態で取付片３６ｄ，３６ｄがその側板３２の他方の面に当接するように構成される。取付片３６ｄ，３６ｄには取付孔３６ｆ（図４）が形成され、側板３２にはその取付孔３６ｆに対向して雌ねじ穴３２ｃが形成される（図２）。図４に示すように、マグネット３６の着磁面３６ａが側板３２の片面と面一の状態で取付孔３６ｆに雄ねじ３６ｅを挿通させ、雌ねじ穴３２ｃに螺合させることによりそのマグネット３６は一方の側板３２に取付けられる。そして、この一方の側板３２には、この実施の形態では３個のマグネット３６が回転中心から放射状に等角度にかつその中心から等しい距離に設けられる例を示す。
【００３０】
次に、上記供給装置を用いて磁性帯板を繰り出す本発明の帯板供給方法ついて説明する。
【００３１】
本発明の帯板供給方法は、巻回された磁性材料からなる帯板１９ａを有する原材料１９が装着された芯材３１を回転させて原材料１９の外周から径方向に解き放たれる帯板１９ａを外部に供給する方法である。芯材３１に原材料１９を装着するには、図４に示すように、原材料をその芯材３１に嵌入することにより行う。具体的には、他方の側板３３を芯材３１より取り外し、その取り外した側から原材料１９における巻筒１９ｂを帯板１９ａとともにその芯材３１の大径部３１ｂに嵌入させる。このとき、帯板１９ａがいたずらにマグネット３６に吸引されることを防止するため、マグネット３６における切替レバー３６ｂを図３の一点鎖線で示すように傾動させ、マグネット３６の着磁面３６ａを非着磁状態としておくことが好ましい。その後、他方の側板３３を芯材３１の小径部３１ｃに嵌入することにより取付け、一対の側板３２，３３により原材料１９の巻回された帯板１９ａの幅方向の移動を制限する。この状態で、マグネット３６における切替レバー３６ｂを図３の実線で示すように傾動させて復元し、着磁面３６ａを着磁状態として原材料１９における巻回された帯板１９ａをその着磁面３６ａに吸着させる。これにより、巻回された帯板１９ａの自由な移動は抑制されて、その帯板１９ａを含む原材料１９をスプール３０と一体化させることができる。
【００３２】
芯材３１に原材料１９が装着され、一対の側板３２，３３により巻回された帯板１９ａの幅方向の移動を制限したスプール３０は、次に回転軸２４に取付けられる。具体的には、図４に示すように、回転軸２４の雄ねじ２４ａに芯材３１を嵌入し、その後ワッシャ３７をその雄ねじ２４ａに嵌入し、ナット３８を螺着する。芯材３１の嵌入時には、その突起３１ａをキー溝２４ｂに挿入する。これによりスプール３０を回転軸２４に取付けることができ、突起３１ａがキー溝２４ｂに挿入されるので、スプール３０の回転軸２４から独立した回転は禁止されることになる（図２及び図３）。その後、図５に示すように、スプール３０の外周側における帯板１９ａを巻き戻して転向プーリ２１ｂに掛け回した後、旋回プーリ２１ｃに掛け回してＵ字状に旋回させ、更に一対の導出プーリ２１ｋ，２１ｍ間にＳ字状に掛け回す。そしてその帯板１９ａの先端部分を供給先に案内する。
【００３３】
図５に示す巻取装置１０に帯板１９ａを供給する場合を説明すると、スプール３０から繰り出され、テンション装置２１の導出プーリ２１ｋ，２１ｍ間から案内された帯板１９ａは、カッタ案内装置１４を通過した後に巻取装置１０の巻芯１３に導かれる。そして、この巻取装置１０において、巻芯１３を所定の回転速度で回転させ、その巻芯１３に帯板を巻取る。その巻芯１３を回転させるという情報は巻取装置１０からコントローラ２３に発せられ、この情報に基づいて予め設定されたプログラムに基づきコントローラ２３は繰り出しモータ２２を駆動してスプール３０を回転させる。すると、スプール３０の芯材３１に装着された原材料１９の巻回された帯板１９ａがその外周から破線矢印で示すように径方向に解き放たれて巻き戻され、必要な量の帯板１９ａが繰り出されることになる。巻取装置１０に供給される帯板１９ａの量は、エンコーダ２１ｎにより検出され、この検出信号はコントローラ２３にフィードバックされる。これにより巻取装置１０では巻芯１３に帯板１９ａを巻取ることができる。
【００３４】
ここで、帯板１９ａを供給すると巻回された帯板１９ａの外径は減少するので、スプール３０の回転数と帯板１９ａの供給量は比例しない。このため、コントローラ２３は、テンション装置２１からの帯板１９ａの供給に関する情報、具体的にはそのポテンショメータ２１ｊからの検出信号に基づいてメモリ２３ａに記憶されたプログラムを補正して繰り出しモータ２２を制御する。例えば、原材料１９である帯板１９ａの外径が減少して供給装置２０における帯板１９ａの供給量が減少すると、テンション装置２１における転向プーリ２１ｂと導出プーリ２１ｋ間における帯板１９ａの長さが縮まって、旋回プーリ２１ｃは徐々に上昇する。中立位置から旋回プーリ２１ｃが上昇すると移動台２１ｅも上方に移動し、ベルト２１ｆが回動して一方のプーリ２１ｇの回転角度がポテンショメータ２１ｊによって検出される。旋回プーリ２１ｃが上昇した旨の信号がポテンショメータ２１ｊから入力されたコントローラ２３はスプール３０の回転速度を増加させるように繰り出しモータ２２を制御し、帯板１９ａの供給量を増加させて巻取装置１０が必要とする量に一致させる。
【００３５】
逆に、供給装置２０における帯板１９ａの供給量が過剰である場合には、テンション装置２１における旋回プーリ２１ｃは移動台２１ｅとともに徐々に下降する。中立位置から旋回プーリ２１ｃが下降した旨の信号をポテンショメータ２１ｊから入力されたコントローラ２３はスプール３０の回転速度を低下させるように繰り出しモータ２２を制御し、帯板１９ａの供給量を減少させて巻取装置１０が必要とする量に一致させる。ここで、この実施の形態における旋回プーリ２１ｃの中立位置とは、レール２１ｄの上下方向の中央附近を言うものである。
【００３６】
このように、帯板１９ａの供給量等に変動が生じた場合でも、ポテンショメータ２１ｊにより検出された旋回プーリ２１ｃの中立位置からの変位がフィードバックされて繰り出しモータ２２が制御されるので、繰り出しモータ２２の回転速度は自動的に調整される。即ち、本発明では、例えば、図５に示す巻取装置１０における巻取りの進行にともなうトロイダルコアの径の増大や、スプール３０に巻回された帯板１９ａからなる原材料１９の径の減少に対応した繰り出しモータ２２の回転速度の補正が自動的になされることになる。
【００３７】
一方、スプール３０には原材料１９の帯板１９ａを磁力により吸着するマグネット３６が設けられる。このマグネット３６は原材料１９を構成する帯板１９ａを磁力により吸着するので、そのマグネット３６が設けられた側板３２に帯板１９ａを吸着することができる。ここで、この側板３２は芯材３１に固定されているので、芯材３１に対する帯板１９ａの巻回方向の移動は禁止されることになる。このため、この帯板１９ａを含む原材料１９は芯材３１と一体となり、スプール３０の回転速度にその原材料１９の回転速度を合致させることができる。即ち、この芯材３１を備えるスプール３０を回転させると、芯材３１に巻回された帯板１９ａの外周部分の回転速度と芯材３１近傍の部分の回転速度は一致し、その速度が相違することに起因する巻回された帯板１９ａの緩み又は締め付けは防止される。なお、この実施の形態では、３個のマグネット３６を回転中心から放射状に等角度にかつその中心から等しい距離に設けているので、スプール３０の回転中心に対するバランスは保たれ、このマグネット３６がスプール３０を比較的高速で回転させる場合の妨げとなることはない。
【００３８】
このスプール３０を備える供給装置２０では、帯板１９ａの供給に関する情報に基づいてコントローラ２３が繰り出しモータ２２を制御し、帯板用スプール３０を回転させて外周から径方向に解き放たれる帯板１９ａを外部に供給するので、帯板１９ａを含む原材料１９の全体がスプール３０と一体的に回転し、供給要求に応じた所望の長さの帯板１９ａを所望の速度で供給することが可能になる。そして、このスプール３０では、巻回された帯板１９ａを有する原材料１９の全体をスプール３０と一体的に回転させることができるので、スプール３０に予め原材料１９として巻回された磁性帯板１９ａの長さを長くすることにより、スプール３０全体の交換頻度を低減させ、巻取装置１０における生産効率を向上させることも可能となる。
【００３９】
なお、上述した実施の形態では、一対の側板３２，３３の内の前面パネル２０ａ側における側板３２にマグネット３６を設けた例を示したが、他方の側板３３にマグネット３６を設けても良く、双方の側板３２，３３にそれぞれマグネット３６を設けても良い。
【００４０】
また、上述した実施の形態では、取付片３６ｄ及び切替レバー３６ｂを有するマグネット３６を用いて説明したが、磁力により吸着して芯材３１に対する帯板１９ａの巻回方向の移動を禁止可能である限り、種々の形状のマグネットであっても良く、マグネットを取付片を用いない他の手段により取付けても良い。例えば、図６に示すように、切替レバーを有しない永久磁石そのものをマグネット３６として用いても良い。この永久磁石から成るマグネット３６が円盤状である場合には、その円盤状のマグネット３６を一方の側板３２として用いることもでき、図７に示すように他方の側板３３として用いることもできる。
【００４１】
また、上述した実施の形態では、一対の側板３２，３３を備える帯板用スプール３０を説明したが、この側板３２，３３はいずれか一方であっても良い。例えば、図８及び図９に示すように、側板３２にマグネット３６を設ければ、原材料１９の帯板はそのマグネット３６が設けられた側板３２に吸着されるため、その帯板の幅方向の移動を制限する為に用いる他方の側板３３（図１）は不要になる。このため、帯板用スプール３０は、マグネット３６が設けられた一方の側板３２を芯材３１に設けたようなものであっても良い。また、マグネット３６が帯板１９ａを磁力により吸着して芯材３１に対する帯板１９ａの巻回方向の移動を禁止する限り、一対の側板３２，３３は無くても良い。例えば、側板３２，３３に代えて、図６及び図７に示す永久磁石等から成る円盤状のマグネット３６をその原材料１９の両側のいずれか一方又は双方に設けるような場合には、帯板１９ａの幅方向の移動を制限する為の側板３２，３３は不要になる。
【００４２】
また、上述した実施の形態では、一方の側板３２に３個のマグネット３６が設けられる例を示したが、図１０に示すようにマグネット３６は芯材３１に側板３２に設けられることを必要としない。図１０では、芯材３１の第１小径部３１ｃに嵌入可能な台座３９に３個のマグネット３６が放射状に設けられたものを示す。ここで、図１０ではマグネット３６とともに一方の側板３２を備える帯板用スプール３０を示すけれども、原材料１９の帯板はそのマグネット３６に吸着されるため、この一方の側板３２は備えなくても良い。
【００４３】
また、上述した実施の形態では、円盤状の側板３２，３３を例示して説明したが、原材料１９の帯板の幅方向の移動を制限する限り側板３２，３３は円盤状に限られない。例えば、図１１に示すように、小径部３１ｃ又は３１ｄに嵌入可能な嵌入部３２ｄから平板材３２ｅが放射状に設けられたような側板３２であっても良い。そして、図では３枚の平板材３２ｅが設けられる例を示すけれども、スプール３０の回転中心に対するバランスが保たれる限り、この平板材３２ｅは２枚でも良く、４枚でも５枚でも６枚でも７枚以上でも良い。
【００４４】
また、図１０及び図１１では、原材料１９の両側のいずれか一方である芯材３１の第１小径部３１ｃにマグネット３６が設けられた帯板用スプール３０を示すけれども、原材料１９を構成する帯板を磁力により吸着して芯材３１に対する帯板の巻回方向の移動を禁止する限り、原材料１９の両側のいずれか一方である芯材３１の第２小径部３１ｄにマグネット３６を設けても良く、そのマグネット３６を原材料１９の両側の双方に設けても良い。
【００４５】
更に、上述した実施の形態では、３個のマグネット３６が回転中心から放射状に等角度にかつその中心から等しい距離に設けられる例を示したが、このマグネット３６の数は、１個でも２個でも良く、４個でも５個でも６個でも７個以上でも良い。また、スプール３０を回転可能である限り、マグネット３６を回転中心から放射状に等角度にかつその中心から等しい距離に設けることを要しない。例えば、図１２に示すように、台座３９に単一のマグネット３６を芯材３１の中心から偏倚して設けるようにしても良い。
【符号の説明】
【００４６】
１９ 原材料
１９ａ 帯板
２０ 帯板供給装置
２２ 繰り出しモータ
２３ コントローラ
３０ 帯板用スプール
３１ 芯材
３２，３３ 側板
３６ マグネット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、帯板を巻取る装置等に供給する原材料としての帯板が巻回されて蓄えられる帯板用スプール及びそれを備える帯板供給装置等の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば電源ラインフィルタ等のインダクターとして用いられるトロイダルコイルは、リング状のトロイダルコアと、このトロイダルコアの周囲に絶縁材を介して巻回される導線とから成る。従来、この種のトロイダルコイルを構成するトロイダルコアとして、回転する巻芯の周囲に磁性帯板を幾十にも巻回し、巻回された磁性帯板から巻芯を抜き取ることにより得られたリング状のものが知られている。そして、このリング状のトロイダルコアを得るために、原材料としての磁性帯板が巻回されて蓄えられたスプールを準備し、そのスプールを回転させることにより巻き戻された帯板をローラにより案内し、その案内された帯板を巻取装置の巻芯に巻取ってトロイダルコアとする巻鉄心の巻取装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
ここで、このような巻鉄心であるトロイダルコアの生産効率を考えると、スプールから巻き戻された帯板を巻取装置の巻芯に比較的高速に巻取って、巻鉄心を得る時間を短縮することが考えられる。この場合には、スプールが回転してそのスプールから単位時間に巻き戻される帯板の量も増加するので、そのスプールの惰性による回転を防止するため、そのスプールの帯板を巻き戻す方向への回転及びその回転の停止等を強制的に行うことが必要とされる。その手段としては、例えば、そのスプールの回転をサーボモータ等により強制的に行うことが挙げられ、そのサーボモータ等を巻取装置の巻芯の回転速度に合わせて制御し、スプールの加減速を行わせることが考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１８４６３６号公報（段落番号「０００２」、図１２、図１３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、巻鉄心を得る時間を短縮すると、巻取装置において帯板を巻取る巻芯の回転速度が上昇するだけでなく、巻き初めにおける巻芯の回転速度を上昇させる加速度及び巻き終わり時における巻芯の回転速度を減じる減速度も著しく急になる。このため、その巻取装置に帯板を供給する帯板供給装置では、原材料である帯板が巻回されたスプールの回転を巻取装置における巻芯の回転速度に合わせて制御したとしても、スプールに巻回された帯板の慣性力によりその帯板の全体がスプールと一体となって回転しない不具合がある。
【０００６】
例えば、スプールの回転速度を急激に上昇させる急加速時には、帯板の供給量を増加させるために帯板を巻き戻す方向へのスプールの回転速度を急激に上昇させるけれども、原材料のスプールに巻回された帯板は、その中央部分がスプールとともに回転したとしても、その帯板が実際に巻き戻される外周部分は、その慣性力により直ちにその回転速度が上昇することはなかった。このため、スプールに巻回された帯板の中央部分と外周部分の回転速度に違いが生じ、外周部分の回転速度が中央部分の回転速度より低下してその巻回の程度が緩まるだけであって、その帯板の供給量を急激に増加させることは困難であった。
【０００７】
逆に、スプールの回転速度を急激に低減させる急減速時には、帯板を巻き戻す方向へのスプールの回転速度を急激に低下させるけれども、そのスプールに巻回された帯板の外周部分はその慣性力により直ちに減速するようなことはなかった。このため、スプールの急減速時には、外周部分の回転速度が中央部分の回転速度より増加して巻回された帯板における巻回の程度が強まるだけで、その外周からは余剰に帯板が供給され、繰り出された余剰の帯板が帯板供給装置と巻取装置との間で撓んでしまうような不具合を生じさせる。
【０００８】
特に、スプールの交換頻度を減少させるために、スプールに予め原材料として巻回される磁性帯板の長さを長くすると、その帯板は幅方向にずらすことなく先に巻回された帯板の上に必ず巻回されるため、スプールに巻回された帯板の外径は著しく増大することになる。すると、巻回された帯板からなる原材料の外周近傍の慣性力は更に増大し、その原材料の中心部分の回転加速度をスプールの回転加速度に合致させることができたとしても、慣性力が増大した原材料の外周近傍における帯板の回転加速度をその中心部分に合致させることは著しく困難になる。このため、巻回された帯板を含む原材料の全体をスプールと一体的に回転させることはますます困難になる傾向にある。
【０００９】
本発明の目的は、巻回された帯板全体を一体的に回転させてその巻回された帯板の緩み又は締め付けを防止し得る帯板用スプールを提供することにある。
【００１０】
本発明の別の目的は、巻回された帯板を含む原材料の全体を一体的に回転させて供給要求に応じた所望の長さの帯板を所望の速度で供給し得る帯板供給装置並びに帯板供給方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の帯板用スプールは、巻回された磁性材料からなる帯板を有する原材料を装着可能に構成された芯材と、原材料の両側のいずれか一方又は双方に設けられ原材料を構成する帯板を磁力により吸着して芯材に対する帯板の巻回方向の移動を禁止するマグネットとを備える。
【００１２】
この帯板用スプールでは、原材料における帯板の幅方向の移動を制限する側板が芯材に設けられることが好ましい。
【００１３】
本発明の帯板供給装置は、巻回された磁性材料からなる帯板を有する原材料が装着された上記帯板用スプールと、その帯板用スプールを回転させて外周から径方向に解き放たれる帯板を外部に供給する繰り出しモータと、帯板の供給に関する情報により繰り出しモータを制御するコントローラとを備える。
【００１４】
本発明の帯板供給方法は、巻回された磁性材料からなる帯板を有する原材料が装着された芯材を回転させて外周から径方向に解き放たれる帯板を外部に供給する帯板供給方法の改良である。
【００１５】
その特徴ある点は、芯材の回転時に帯板を磁力により吸着して帯板の芯材に対する巻回方向の移動を禁止するところにある。
【発明の効果】
【００１６】
本発明では、帯板を磁力により吸着して芯材に対する帯板の巻回方向の移動を禁止するマグネットを備えるので、その芯材を回転させると、巻回された帯板を含む原材料はその芯材と一体的に回転することになる。このため、この芯材を備えるスプールを回転させると、その芯材に巻回された帯板の外周部分の回転速度と芯材近傍の部分における回転速度は一致し、その速度が相違することに起因して生じる巻回された帯板の緩み又は締め付けは防止される。
【００１７】
また、このスプールを備える帯板供給装置及び帯板供給方法では、芯材の回転時に帯板を磁力により吸着して帯板の芯材に対する巻回方向の移動を禁止するので、帯板の供給に関する情報に基づいてコントローラが繰り出しモータを制御して帯板用スプールを回転させることにより、帯板を含む原材料の全体をスプールと一体的に回転させて、供給要求に応じた所望の長さの帯板を所望の速度で供給することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明実施形態の帯板供給装置を示す図５のＡ−Ａ線断面図である。
【図２】巻回された帯板を除く図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【図３】図１のＣ−Ｃ線断面図である。
【図４】本発明実施形態のスプールの取り付け状況を示す分解図である。
【図５】本発明実施形態の帯板供給装置を巻取装置に接続した正面図である。
【図６】円盤状の永久磁石からなるマグネットを一方の側板として用いた図１に対応する断面図である。
【図７】円盤状の永久磁石からなるマグネットを他方の側板として用いた図１に対応する断面図である。
【図８】一方の側板が芯材に設けられ他方の側板を有しないスプールを示す図１に対応する断面図である。
【図９】図８に示すスプールの斜視図である。
【図１０】側板を介さずにマグネットが芯材に取付けられたスプールの斜視図である。
【図１１】平板材が放射状に設けられた側板を備えるスプールの斜視図である。
【図１２】単一のマグネットが芯材の中心から偏倚して設けられたスプールの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
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。
【００２０】
図５に示すように、本発明の帯板供給装置２０は、巻回された磁性材料からなる帯板１９ａを有する原材料１９を装着可能に構成されたスプール３０を備える。原材料１９のスプール３０に巻回される帯板１９ａは、その帯板１９ａを巻き戻す実線矢印で示すような方向へのスプール３０の回転によりその外周から破線矢印で示すように径方向外側に解き放たれて巻き戻され、その帯板１９ａを巻取って巻鉄心とする巻取装置１０へと繰り出されるものである。
【００２１】
図５における巻取装置１０は、矩形体から成る本体１１の前面から先端が突出して回転可能に設けられた巻芯１３を備える。この巻芯１３は図示しない駆動手段により回転駆動され、この巻芯１３が回転することにより、巻芯１３の外周に帯板１９ａが巻回されるようになっている。そして、この巻取装置１０には、カッタ案内装置１４と溶接機１６が設けられる。カッタ案内装置１４は、巻芯１３の外周に帯板１９ａが所定量巻回された後に磁性帯板１９ａの途中を切断し、かつその切断された供給装置２０側における帯板１９ａの端部を次に巻芯１３に巻取るときにその巻芯１３に案内するものである。また、溶接機１６は、カッタ案内装置１４により切断された磁性帯板１９ａの巻芯１３側終端部を巻回された帯板１９ａの外周に溶接して固定するものである。
【００２２】
本発明の帯板供給装置２０には、巻取装置１０に供給する帯板１９ａの張力を所定の値に維持するテンション装置２１が設けられる。このテンション装置２１は、供給装置２０の前面パネル２０ａに鉛直に設けられた基盤２１ａを有し、この基盤２１ａにはスプール３０から巻き戻された帯板１９ａが最初に掛け回される転向プーリ２１ｂと、その転向プーリ２１ｂにより図の下方に転向された帯板１９ａをＵ字状に旋回させる旋回プーリ２１ｃが設けられる。基盤２１ａにはレール２１ｄが上下方向に延びて設けられ、そのレール２１ｄには移動台２１ｅがそのレール２１ｄに沿って上下動可能に設けられる。旋回プーリ２１ｃはこの移動台２１ｅに回転可能に取付けられる。この移動台２１ｅには無端のベルト２１ｆが固定され、そのベルト２１ｆはレール２１ｄの両端部近傍に設けられた一対のプーリ２１ｇ，２１ｈに掛け回される。そして、移動台２１ｅがレール２１ｄに沿って移動すると、このベルト２１ｆが回動するように構成される。そして、ベルト２１ｆの回動とともに回転する一方のプーリ２１ｇの回転角度を検出するポテンショメータ２１ｊが設けられる。
【００２３】
この基盤２１ａには、旋回プーリ２１ｃによりＵ字状に旋回させた帯板１９ａを巻取装置１０へ導く一対の導出プーリ２１ｋ，２１ｍが設けられる。そして、一方の導出プーリ２１ｋは、基盤２１ａに設置されたエンコーダ２１ｎの回転軸に固定される。これにより、その導出プーリ２１ｋを介して巻取装置１０に供給される帯板１９ａの量は、エンコーダ２１ｎにより正確に検出できるようになっている。また、ベルト２１ｆが掛け回された他方のプーリ２１ｈには、テンションモータ２１ｐが設けられ、このテンションモータ２１ｐは移動台２１ｅを常に一定の力で図の下方に移動させるように付勢するように構成される。このテンションモータ２１ｐにより、その旋回プーリ２１ｃに掛け回されて、巻取装置１０における巻芯１３へ供給される帯板１９ａに常に一定の張力が与えられるようになっている。
【００２４】
図１に示すように、本発明の帯板供給装置２０には、帯板用スプール３０を回転させて外周から径方向に解き放たれる帯板１９ａを外部に供給する繰り出しモータ２２と、帯板１９ａの供給に関する情報によりその繰り出しモータ２２を制御するコントローラ２３が設けられる。帯板用スプール３０は帯板供給装置２０の前面パネル２０ａにおける表面側にその前面パネル２０ａから突出して設けられた回転軸２４に取付けられ、繰り出しモータ２２は帯板供給装置２０の内部側、即ち前面パネル２０ａにおける裏面側にその前面パネル２０ａと平行に設けられた架台２２ｂを介して設けられる。
【００２５】
スプール３０が取付けられる回転軸２４は前面パネル２０ａにベアリング軸受け２６，２６により枢支され、前面パネル２０ａの裏面側における回転軸２４の端部には従動プーリ２７が設けられる。前面パネル２０ａにおける裏面側に設けられた繰り出しモータ２２の回転軸２２ａには駆動プーリ２８が設けられ、この駆動プーリ２８と従動プーリ２７にはベルト２９が掛け渡される。これにより、繰り出しモータ２２が駆動してその回転軸２２ａが回転すると、その回転は駆動プーリ２８、ベルト２９及び従動プーリ２７を介して回転軸２４を回転させるように構成される。そして、前面パネル２０ａの表面側における回転軸２４には雄ねじ２４ａが形成され、そこに嵌入されるスプール３０をこの回転軸２４と一体的に回転させるためのキー溝２４ｂが長手方向に延びて形成される。
【００２６】
繰り出しモータ２２にはコントローラ２３の制御出力が接続され、そのコントローラ２３の制御入力には巻取装置１０とテンション装置２１が接続される。そして、巻取装置１０とテンション装置２１からは帯板１９ａの供給に関する情報が入力されるように構成される。この実施の形態における巻取装置１０からの帯板１９ａの供給に関する情報とは、巻芯１３の回転速度に関する情報と、その回転速度の加速及び減速に関する情報が挙げられる。また、この実施の形態におけるテンション装置２１からの帯板１９ａの供給に関する情報とは、移動台２１ｅの位置に関するポテンショメータ２１ｊにおける検出出力及び巻取装置１０に供給される帯板１９ａの量に関するエンコーダ２１ｎにおける検出出力が挙げられる。そして、このコントローラ２３は、これらの情報に基づいて、メモリ２３ａに予め設定されて記憶されたプログラムに基づき繰り出しモータ２２を制御するように構成される。
【００２７】
前面パネル２０ａの表面側における回転軸２４に取付けられる帯板用スプール３０は、その雄ねじ２４ａに嵌入される芯材３１と、その芯材３１に設けられた一対の側板３２，３３とを備える。芯材３１は回転軸２４に嵌入可能な内径を有する筒状部材であって、その内径には回転軸２４に形成されたキー溝２４ｂに挿入可能な突起３１ａが形成され、これにより回転軸２４に対してこの芯材３１が独立して回転するような事態を回避するように構成される（図２及び図３）。この芯材３１は、巻回された磁性材料からなる帯板１９ａを有する原材料１９が装着可能なものであって、図４に示すように、原材料１９が嵌入可能な大径部３１ｂと、大径部３１ｂの軸方向の両側にその大径部３１ｂと同軸に形成された第１及び第２小径部３１ｃ，３１ｄを有する。この実施の形態における原材料１９は、厚紙からなり芯材３１の大径部３１ｂに嵌入可能な内径を有する巻筒１９ｂと、その巻筒１９ｂの周囲に巻回された帯板１９ａから成るものを例示するけれども、芯材３１の周囲に嵌入可能である限り、原材料１９は巻筒１９ｂを用いることなく帯板１９ａを巻回したものであっても良い。そして、帯板１９ａは磁性材料であり、アモルファス金属からなるテープ状の薄帯板や、珪素鋼からなるテープ状の薄帯板等が例示される。
【００２８】
一対の側板３２，３３は、芯材３１の両側に大径部３１ｂを挟むように設けられ、その大径部３１ｂに装着された原材料１９の巻回された帯板１９ａの幅方向の両側に位置し、その帯板１９ａの幅方向の移動を制限するように構成される。この一対の側板３２，３３はそれぞれ芯材３１の両端における小径部３１ｃ，３１ｄに嵌入可能な孔３２ａ，３３ａが中央に形成された円盤状の部材からなり、その内の前面パネル２０ａ側における一方の側板３２は小径部３１ｄに嵌入された状態で芯材３１に固定され、他方の側板３３はその芯材３１に取り外し可能に構成される。この実施の形態における一方の側板３２はアルミニウム合金から成り、他方の側板３３は一対の側板３２，３３により挟む原材料１９の状態を外部から視認可能な透明樹脂から成る場合を示す。なお、図１における符号３７は回転軸２４に嵌入されたスプール３０を雄ねじ２４ａの先端側から押さえるワッシャ３７を示し、符号３８はその雄ねじ２４ａに螺着されるナット３８を示す。
【００２９】
芯材３１に固定された一方の側板３２には、その芯材３１の大径部３１ｂに装着された原材料１９の巻回された帯板１９ａを磁力により吸着して芯材３１に対する帯板１９ａの巻回方向の移動を禁止するマグネット３６が設けられる。図２及び図３に示すように、この実施の形態におけるマグネット３６は、直方体を成し長方形の着磁面３６ａを有する本体３６ｃと、その本体３６ｃの両側に設けられた取付片３６ｄ，３６ｄと、傾動させることにより着磁面３６ａの着磁状態と非着磁状態を切替可能に構成された切替レバー３６ｂとを備える。一方の側板３２にはマグネット３６の着磁面３６ａより僅かに大きな方形状の孔３２ｂが放射状に形成され、このマグネット３６は外側からその方形状の孔３２ｂを貫通して着磁面３６ａが一方の側板３２の帯板１９ａの側面が当接する片面と面一になった状態で取付片３６ｄ，３６ｄがその側板３２の他方の面に当接するように構成される。取付片３６ｄ，３６ｄには取付孔３６ｆ（図４）が形成され、側板３２にはその取付孔３６ｆに対向して雌ねじ穴３２ｃが形成される（図２）。図４に示すように、マグネット３６の着磁面３６ａが側板３２の片面と面一の状態で取付孔３６ｆに雄ねじ３６ｅを挿通させ、雌ねじ穴３２ｃに螺合させることによりそのマグネット３６は一方の側板３２に取付けられる。そして、この一方の側板３２には、この実施の形態では３個のマグネット３６が回転中心から放射状に等角度にかつその中心から等しい距離に設けられる例を示す。
【００３０】
次に、上記供給装置を用いて磁性帯板を繰り出す本発明の帯板供給方法ついて説明する。
【００３１】
本発明の帯板供給方法は、巻回された磁性材料からなる帯板１９ａを有する原材料１９が装着された芯材３１を回転させて原材料１９の外周から径方向に解き放たれる帯板１９ａを外部に供給する方法である。芯材３１に原材料１９を装着するには、図４に示すように、原材料をその芯材３１に嵌入することにより行う。具体的には、他方の側板３３を芯材３１より取り外し、その取り外した側から原材料１９における巻筒１９ｂを帯板１９ａとともにその芯材３１の大径部３１ｂに嵌入させる。このとき、帯板１９ａがいたずらにマグネット３６に吸引されることを防止するため、マグネット３６における切替レバー３６ｂを図３の一点鎖線で示すように傾動させ、マグネット３６の着磁面３６ａを非着磁状態としておくことが好ましい。その後、他方の側板３３を芯材３１の小径部３１ｃに嵌入することにより取付け、一対の側板３２，３３により原材料１９の巻回された帯板１９ａの幅方向の移動を制限する。この状態で、マグネット３６における切替レバー３６ｂを図３の実線で示すように傾動させて復元し、着磁面３６ａを着磁状態として原材料１９における巻回された帯板１９ａをその着磁面３６ａに吸着させる。これにより、巻回された帯板１９ａの自由な移動は抑制されて、その帯板１９ａを含む原材料１９をスプール３０と一体化させることができる。
【００３２】
芯材３１に原材料１９が装着され、一対の側板３２，３３により巻回された帯板１９ａの幅方向の移動を制限したスプール３０は、次に回転軸２４に取付けられる。具体的には、図４に示すように、回転軸２４の雄ねじ２４ａに芯材３１を嵌入し、その後ワッシャ３７をその雄ねじ２４ａに嵌入し、ナット３８を螺着する。芯材３１の嵌入時には、その突起３１ａをキー溝２４ｂに挿入する。これによりスプール３０を回転軸２４に取付けることができ、突起３１ａがキー溝２４ｂに挿入されるので、スプール３０の回転軸２４から独立した回転は禁止されることになる（図２及び図３）。その後、図５に示すように、スプール３０の外周側における帯板１９ａを巻き戻して転向プーリ２１ｂに掛け回した後、旋回プーリ２１ｃに掛け回してＵ字状に旋回させ、更に一対の導出プーリ２１ｋ，２１ｍ間にＳ字状に掛け回す。そしてその帯板１９ａの先端部分を供給先に案内する。
【００３３】
図５に示す巻取装置１０に帯板１９ａを供給する場合を説明すると、スプール３０から繰り出され、テンション装置２１の導出プーリ２１ｋ，２１ｍ間から案内された帯板１９ａは、カッタ案内装置１４を通過した後に巻取装置１０の巻芯１３に導かれる。そして、この巻取装置１０において、巻芯１３を所定の回転速度で回転させ、その巻芯１３に帯板を巻取る。その巻芯１３を回転させるという情報は巻取装置１０からコントローラ２３に発せられ、この情報に基づいて予め設定されたプログラムに基づきコントローラ２３は繰り出しモータ２２を駆動してスプール３０を回転させる。すると、スプール３０の芯材３１に装着された原材料１９の巻回された帯板１９ａがその外周から破線矢印で示すように径方向に解き放たれて巻き戻され、必要な量の帯板１９ａが繰り出されることになる。巻取装置１０に供給される帯板１９ａの量は、エンコーダ２１ｎにより検出され、この検出信号はコントローラ２３にフィードバックされる。これにより巻取装置１０では巻芯１３に帯板１９ａを巻取ることができる。
【００３４】
ここで、帯板１９ａを供給すると巻回された帯板１９ａの外径は減少するので、スプール３０の回転数と帯板１９ａの供給量は比例しない。このため、コントローラ２３は、テンション装置２１からの帯板１９ａの供給に関する情報、具体的にはそのポテンショメータ２１ｊからの検出信号に基づいてメモリ２３ａに記憶されたプログラムを補正して繰り出しモータ２２を制御する。例えば、原材料１９である帯板１９ａの外径が減少して供給装置２０における帯板１９ａの供給量が減少すると、テンション装置２１における転向プーリ２１ｂと導出プーリ２１ｋ間における帯板１９ａの長さが縮まって、旋回プーリ２１ｃは徐々に上昇する。中立位置から旋回プーリ２１ｃが上昇すると移動台２１ｅも上方に移動し、ベルト２１ｆが回動して一方のプーリ２１ｇの回転角度がポテンショメータ２１ｊによって検出される。旋回プーリ２１ｃが上昇した旨の信号がポテンショメータ２１ｊから入力されたコントローラ２３はスプール３０の回転速度を増加させるように繰り出しモータ２２を制御し、帯板１９ａの供給量を増加させて巻取装置１０が必要とする量に一致させる。
【００３５】
逆に、供給装置２０における帯板１９ａの供給量が過剰である場合には、テンション装置２１における旋回プーリ２１ｃは移動台２１ｅとともに徐々に下降する。中立位置から旋回プーリ２１ｃが下降した旨の信号をポテンショメータ２１ｊから入力されたコントローラ２３はスプール３０の回転速度を低下させるように繰り出しモータ２２を制御し、帯板１９ａの供給量を減少させて巻取装置１０が必要とする量に一致させる。ここで、この実施の形態における旋回プーリ２１ｃの中立位置とは、レール２１ｄの上下方向の中央附近を言うものである。
【００３６】
このように、帯板１９ａの供給量等に変動が生じた場合でも、ポテンショメータ２１ｊにより検出された旋回プーリ２１ｃの中立位置からの変位がフィードバックされて繰り出しモータ２２が制御されるので、繰り出しモータ２２の回転速度は自動的に調整される。即ち、本発明では、例えば、図５に示す巻取装置１０における巻取りの進行にともなうトロイダルコアの径の増大や、スプール３０に巻回された帯板１９ａからなる原材料１９の径の減少に対応した繰り出しモータ２２の回転速度の補正が自動的になされることになる。
【００３７】
一方、スプール３０には原材料１９の帯板１９ａを磁力により吸着するマグネット３６が設けられる。このマグネット３６は原材料１９を構成する帯板１９ａを磁力により吸着するので、そのマグネット３６が設けられた側板３２に帯板１９ａを吸着することができる。ここで、この側板３２は芯材３１に固定されているので、芯材３１に対する帯板１９ａの巻回方向の移動は禁止されることになる。このため、この帯板１９ａを含む原材料１９は芯材３１と一体となり、スプール３０の回転速度にその原材料１９の回転速度を合致させることができる。即ち、この芯材３１を備えるスプール３０を回転させると、芯材３１に巻回された帯板１９ａの外周部分の回転速度と芯材３１近傍の部分の回転速度は一致し、その速度が相違することに起因する巻回された帯板１９ａの緩み又は締め付けは防止される。なお、この実施の形態では、３個のマグネット３６を回転中心から放射状に等角度にかつその中心から等しい距離に設けているので、スプール３０の回転中心に対するバランスは保たれ、このマグネット３６がスプール３０を比較的高速で回転させる場合の妨げとなることはない。
【００３８】
このスプール３０を備える供給装置２０では、帯板１９ａの供給に関する情報に基づいてコントローラ２３が繰り出しモータ２２を制御し、帯板用スプール３０を回転させて外周から径方向に解き放たれる帯板１９ａを外部に供給するので、帯板１９ａを含む原材料１９の全体がスプール３０と一体的に回転し、供給要求に応じた所望の長さの帯板１９ａを所望の速度で供給することが可能になる。そして、このスプール３０では、巻回された帯板１９ａを有する原材料１９の全体をスプール３０と一体的に回転させることができるので、スプール３０に予め原材料１９として巻回された磁性帯板１９ａの長さを長くすることにより、スプール３０全体の交換頻度を低減させ、巻取装置１０における生産効率を向上させることも可能となる。
【００３９】
なお、上述した実施の形態では、一対の側板３２，３３の内の前面パネル２０ａ側における側板３２にマグネット３６を設けた例を示したが、他方の側板３３にマグネット３６を設けても良く、双方の側板３２，３３にそれぞれマグネット３６を設けても良い。
【００４０】
また、上述した実施の形態では、取付片３６ｄ及び切替レバー３６ｂを有するマグネット３６を用いて説明したが、磁力により吸着して芯材３１に対する帯板１９ａの巻回方向の移動を禁止可能である限り、種々の形状のマグネットであっても良く、マグネットを取付片を用いない他の手段により取付けても良い。例えば、図６に示すように、切替レバーを有しない永久磁石そのものをマグネット３６として用いても良い。この永久磁石から成るマグネット３６が円盤状である場合には、その円盤状のマグネット３６を一方の側板３２として用いることもでき、図７に示すように他方の側板３３として用いることもできる。
【００４１】
また、上述した実施の形態では、一対の側板３２，３３を備える帯板用スプール３０を説明したが、この側板３２，３３はいずれか一方であっても良い。例えば、図８及び図９に示すように、側板３２にマグネット３６を設ければ、原材料１９の帯板はそのマグネット３６が設けられた側板３２に吸着されるため、その帯板の幅方向の移動を制限する為に用いる他方の側板３３（図１）は不要になる。このため、帯板用スプール３０は、マグネット３６が設けられた一方の側板３２を芯材３１に設けたようなものであっても良い。また、マグネット３６が帯板１９ａを磁力により吸着して芯材３１に対する帯板１９ａの巻回方向の移動を禁止する限り、一対の側板３２，３３は無くても良い。例えば、側板３２，３３に代えて、図６及び図７に示す永久磁石等から成る円盤状のマグネット３６をその原材料１９の両側のいずれか一方又は双方に設けるような場合には、帯板１９ａの幅方向の移動を制限する為の側板３２，３３は不要になる。
【００４２】
また、上述した実施の形態では、一方の側板３２に３個のマグネット３６が設けられる例を示したが、図１０に示すようにマグネット３６は芯材３１に側板３２に設けられることを必要としない。図１０では、芯材３１の第１小径部３１ｃに嵌入可能な台座３９に３個のマグネット３６が放射状に設けられたものを示す。ここで、図１０ではマグネット３６とともに一方の側板３２を備える帯板用スプール３０を示すけれども、原材料１９の帯板はそのマグネット３６に吸着されるため、この一方の側板３２は備えなくても良い。
【００４３】
また、上述した実施の形態では、円盤状の側板３２，３３を例示して説明したが、原材料１９の帯板の幅方向の移動を制限する限り側板３２，３３は円盤状に限られない。例えば、図１１に示すように、小径部３１ｃ又は３１ｄに嵌入可能な嵌入部３２ｄから平板材３２ｅが放射状に設けられたような側板３２であっても良い。そして、図では３枚の平板材３２ｅが設けられる例を示すけれども、スプール３０の回転中心に対するバランスが保たれる限り、この平板材３２ｅは２枚でも良く、４枚でも５枚でも６枚でも７枚以上でも良い。
【００４４】
また、図１０及び図１１では、原材料１９の両側のいずれか一方である芯材３１の第１小径部３１ｃにマグネット３６が設けられた帯板用スプール３０を示すけれども、原材料１９を構成する帯板を磁力により吸着して芯材３１に対する帯板の巻回方向の移動を禁止する限り、原材料１９の両側のいずれか一方である芯材３１の第２小径部３１ｄにマグネット３６を設けても良く、そのマグネット３６を原材料１９の両側の双方に設けても良い。
【００４５】
更に、上述した実施の形態では、３個のマグネット３６が回転中心から放射状に等角度にかつその中心から等しい距離に設けられる例を示したが、このマグネット３６の数は、１個でも２個でも良く、４個でも５個でも６個でも７個以上でも良い。また、スプール３０を回転可能である限り、マグネット３６を回転中心から放射状に等角度にかつその中心から等しい距離に設けることを要しない。例えば、図１２に示すように、台座３９に単一のマグネット３６を芯材３１の中心から偏倚して設けるようにしても良い。
【符号の説明】
【００４６】
１９ 原材料
１９ａ 帯板
２０ 帯板供給装置
２２ 繰り出しモータ
２３ コントローラ
３０ 帯板用スプール
３１ 芯材
３２，３３ 側板
３６ マグネット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻回された磁性材料からなる帯板(19a)を有する原材料(19)を装着可能に構成された芯材(31)と、
前記原材料(19)の両側のいずれか一方又は双方に設けられ前記原材料(19)を構成する前記帯板(19a)を磁力により吸着して前記芯材(31)に対する前記帯板(19a)の巻回方向の移動を禁止するマグネット(36)と
を備えた帯板用スプール。
【請求項２】
原材料(19)における帯板(19a)の幅方向の移動を制限する側板(32,33)が芯材(31)に設けられた請求項１記載の帯板用スプール。
【請求項３】
巻回された磁性材料からなる帯板(19a)を有する原材料(19)が装着された請求項１又は２記載の帯板用スプール(30)と、
前記帯板用スプール(30)を回転させて外周から径方向に解き放たれる帯板(19a)を外部に供給する繰り出しモータ(22)と、
前記帯板(19a)の供給に関する情報により前記繰り出しモータ(22)を制御するコントローラ(23)と
を備えた帯板供給装置。
【請求項４】
巻回された磁性材料からなる帯板(19a)を有する原材料(19)が装着された芯材(31)を回転させて外周から径方向に解き放たれる前記帯板(19a)を外部に供給する帯板供給方法において、
前記芯材(31)の回転時に前記帯板(19a)を磁力により吸着して前記帯板の前記芯材(31)に対する巻回方向の移動を禁止する
ことを特徴とする帯板供給方法。
【請求項１】
巻回された磁性材料からなる帯板(19a)を有する原材料(19)を装着可能に構成された芯材(31)と、
前記原材料(19)の両側のいずれか一方又は双方に設けられ前記原材料(19)を構成する前記帯板(19a)を磁力により吸着して前記芯材(31)に対する前記帯板(19a)の巻回方向の移動を禁止するマグネット(36)と
を備えた帯板用スプール。
【請求項２】
原材料(19)における帯板(19a)の幅方向の移動を制限する側板(32,33)が芯材(31)に設けられた請求項１記載の帯板用スプール。
【請求項３】
巻回された磁性材料からなる帯板(19a)を有する原材料(19)が装着された請求項１又は２記載の帯板用スプール(30)と、
前記帯板用スプール(30)を回転させて外周から径方向に解き放たれる帯板(19a)を外部に供給する繰り出しモータ(22)と、
前記帯板(19a)の供給に関する情報により前記繰り出しモータ(22)を制御するコントローラ(23)と
を備えた帯板供給装置。
【請求項４】
巻回された磁性材料からなる帯板(19a)を有する原材料(19)が装着された芯材(31)を回転させて外周から径方向に解き放たれる前記帯板(19a)を外部に供給する帯板供給方法において、
前記芯材(31)の回転時に前記帯板(19a)を磁力により吸着して前記帯板の前記芯材(31)に対する巻回方向の移動を禁止する
ことを特徴とする帯板供給方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１１−１６６０８（Ｐ２０１１−１６６０８Ａ）
【公開日】平成２３年１月２７日（２０１１．１．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１６１３２３（Ｐ２００９−１６１３２３）
【出願日】平成２１年７月８日（２００９．７．８）
【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２３年１月２７日（２０１１．１．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月８日（２００９．７．８）
【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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