JP2001287115A

JP2001287115A - 真四角線の製造装置

Info

Publication number: JP2001287115A
Application number: JP2000106167A
Authority: JP
Inventors: Yoshihide Goto; 芳英後藤; Shigeru Yasunaka; 茂安中
Original assignee: NAKADAI KINZOKU KK; Goto Denshi Co Ltd
Current assignee: NAKADAI KINZOKU KK; Goto Denshi Co Ltd
Priority date: 2000-04-07
Filing date: 2000-04-07
Publication date: 2001-10-16

Abstract

(57)【要約】【課題】導体断面形状が正方形であり且つサイズが小
さい真四角線を連続的に製造することができる真四角線
の製造装置を提供する。【解決手段】所定の厚みを有し表裏面が互いに平行な
薄板状のシート材２を、そのシート材２の送り方向に所
定幅で且つ表裏面に直交して切断する切断装置４を備え
て真四角線の製造装置１を構成する。シート材２は、上
軸カッタローラ１０及び下軸カッタローラ１３の間に送
られ、これらに設けられる複数のカッタ４１により切断
される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、導体断面形状が正
方形となる真四角線の製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えばコイルにおいて、磁束密度Ｂ［ス
テラ（Ｔ）］の磁界中で発生する力Ｆ［Ｎ］は、Ｆ＝Ｂ
・Ｉ・Ｌで求められる（Ｉ：コイル電流［Ａ］、Ｌ：コ
イルの有効長さ［ｍ］）から、その磁界中で発生する力
Ｆを大きくする場合には、コイル電流Ｉ［Ａ］を大きく
したり、コイルの有効長さ［ｍ］を長くしたりすればよ
いことになる。しかしながら、コイルボビン等の限られ
たスペースの中でこれらを実現するには、導線の導体断
面積を大きくし、可能な限り密に捲き付けなければなら
なかった。

【０００３】このような原理・原則に基づき、シンクロ
トロンや超伝導用の磁界発生装置、或いは大型トランス
用のコイルなどでは、サイズの大きい平角線や真四角線
が用いられている。そのサイズの大きい平角線や真四角
線は、既知のロール成形法やダイス引き抜き法等により
成形されている。

【０００４】尚、成形された上記平角線や真四角線の隅
部分には、成形によってＲ（アール）が生じてしまって
いる（全体的にサイズが大きいことからあまり問題にな
らない）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、ポー
タブルコンピュータやＤＶＤ（Digital Video Disc、Di
gital Versatile Disc）のディスクドライブやスピーカ
ーやビデオカメラのモータ等を小型、軽量化するため、
上記真四角線よりも大幅にサイズが小さい真四角線の実
用化が強く要望されている。

【０００６】しかしながら、上述の成形方法を適用し、
比較的サイズの小さい真四角線を製造しても、その製造
した真四角線のサイズに対して隅部分のＲ（アール）が
大きくなってしまうと言う問題点があった。特に、サイ
ズが１×１ｍｍ以下となる真四角線ではＲ（アール）が
大きく、所望する真四角線を得ることができないのが現
状であった。

【０００７】真四角線の隅部分にＲ（アール）や変形を
発生させず、角の形状を形成する方法には、種々の工業
製品の製造過程において数多く見られるスライスカッタ
方式が知られている。しかし、多くのスライスカッタは
その幅が大きく、必要とする真四角線サイズには適用す
ることができなかった。

【０００８】また、ワイヤ・砥粒法なども知られている
が、大量に必要とするコイルのための方法としては、生
産性の面で適用し難いものがあった。

【０００９】本発明は、上述した事情に鑑みてなされる
もので、導体断面形状が正方形であり且つサイズが小さ
い真四角線を連続的に製造することができる真四角線の
製造装置を提供することを課題とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
なされた請求項１記載の本発明の真四角線の製造装置
は、導体断面形状が正方形となる真四角線を製造するた
めの、真四角線の製造装置であって、所定の厚みを有し
表裏面が互いに平行な薄板状のシート材を、該シート材
の送り方向に所定幅で且つ前記表裏面に直交して切断す
る切断部を備えたことを特徴としている。

【００１１】請求項２記載の本発明の真四角線の製造装
置は、請求項１に記載の真四角線の製造装置において、
前記切断部は、間に前記シート材が通過するように配設
した略円柱状の第一カッタローラ及び第二カッタローラ
を備え、該第一カッタローラ及び第二カッタローラに
は、各々複数、全周方向に、前記真四角線の幅に一致す
る厚みのシート材切断用のカッタを設けたことを特徴と
している。

【００１２】請求項３記載の本発明の真四角線の製造装
置は、請求項２に記載の真四角線の製造装置において、
前記第一カッタローラの各前記カッタ間、及び前記第二
カッタローラの各前記カッタ間に、該カッタよりも外径
が小さく、且つ該カッタよりも若干厚いスペーサを同軸
に配置したことを特徴としている。

【００１３】請求項４記載の本発明の真四角線の製造装
置は、請求項３に記載の真四角線の製造装置において、
前記第一カッタローラの各前記カッタ間、及び前記第二
カッタローラの各前記カッタ間に、前記スペーサの外周
縁に接触し、且つ前記カッタよりも突出せず、また、前
記カッタよりも若干薄く、さらには、前記カッタよりも
曲率半径が大きいリング部材を配置したことを特徴とし
ている。

【００１４】請求項１に記載された本発明によれば、薄
板状のシート材をその送り方向に切断する切断部を備え
ている。シート材は、所定の厚みを有し表裏面が平行に
なっている。このようなシート材を切断部に送り、所定
幅で且つシート材の表裏面に直交して切断すると、真四
角線が製造される。言い換えれば、所定の厚みを有する
シート材を、そのシート材の送り方向に所定幅で切断す
るように構成した製造装置であることから、シート材の
厚みと切断の幅とを調整することで、意とする真四角線
が連続的に製造される。シート材は、その表裏面が平行
であり、切断方向はシート材の表裏面に直交して行われ
ることから、隅部分がＲ（アール）になることはない。
これにより、可能な限り最大となる導体断面積を有する
真四角線が容易に得られる。

【００１５】請求項２に記載された本発明によれば、切
断部は第一カッタローラ及び第二カッタローラを備え
る。第一カッタローラ及び第二カッタローラは略円柱状
であり、各々複数、全周方向に、真四角線の幅に一致す
る厚みのシート材切断用のカッタを設けている。このよ
うな第一カッタローラ及び第二カッタローラの間にシー
ト材を送ることで、シート材はカッタにより請求項１に
記載の如く切断される。尚、第一カッタローラ及び第二
カッタローラに設けられるカッタの数を調整することに
より、真四角線の製造数を調整することが可能になる。

【００１６】請求項３に記載された本発明によれば、シ
ート材が第一カッタローラ及び第二カッタローラ間に送
られカッタにより切断されると、各カッタ間に真四角線
が入り込む。これにより、隅部分がＲ（アール）になら
ずに切断される。

【００１７】請求項４に記載された本発明によれば、各
カッタ間に真四角線が入り込んでもリング部材によりか
み込みが防止される。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施の形態を説明する。図１は本発明の真四角線の製造
装置の一実施の形態を示す切断部の正面図である。ま
た、図２は図１の切断部の平面図、図３は図１の切断部
の左側面図を示している。

【００１９】図１ないし図３のいずれかにおいて、真四
角線の製造装置１は、シート材２を切断して複数の真四
角線３を得る切断装置４（特許請求の範囲に記載した切
断部に相当）を備えている。また、真四角線の製造装置
１は、特に図示しないが、例えば供給装置と捲き取り装
置と歩留まり回収部とを備えて構成されている。

【００２０】上記供給装置は、シート材２を切断装置４
へ供給するように構成されている。また、上記捲き取り
装置は、切断装置４により得られる複数の真四角線３を
各々巻き取れるように構成されている。さらに、上記歩
留まり回収部は、切断装置４で切断されたシート材２の
歩留まり部分を回収するように構成されている（歩留ま
りが生じないようにシート材２の幅を設定した場合には
この限りでない）。

【００２１】真四角線３は、導体断面形状が正方形（幅
Ｗ（図８参照）と厚みＴ（図８参照）は等しいものとす
る）となる長い電線であって、例えばコイルに使用され
ている。真四角線３は、上述の如く、シート材２を切断
することにより製造されている。

【００２２】シート材２は、導電性を有する金属材料
（アルミニウム、銅など）で厚みＴ（図８参照）の極薄
平板状のものが選定されている。また、シート材２の表
面及び裏面が互いに平行になるようなものが選定されて
いる。さらに、シート材２は、例えば上記コイルに使用
できる長さ（上記供給装置から切断装置４へ供給する際
の、シート材２の送り方向の長さ）を有するものが選定
されている。

【００２３】切断装置４は、ベース５と、ベース５に固
定されるフレーム６及び下軸固定部７、７と、フレーム
６に対してスライド自在なテーブル８と、テーブル８に
固定される上軸固定部９、９と、上軸固定部９、９に回
動自在に保持される上軸カッタローラ１０（特許請求の
範囲に記載した第一カッタローラに相当）と、上軸カッ
タローラ１０を回動させるサーボモータ１１と、上軸カ
ッタローラ１０に対して配設されるガイドローラユニッ
ト１２と、下軸固定部７、７に回動自在に保持される下
軸カッタローラ１３（特許請求の範囲に記載した第二カ
ッタローラに相当）と、下軸カッタローラ１３を回動さ
せるサーボモータ１４と、下軸カッタローラ１３に対し
て配設されるガイドローラユニット１５と、を備えてい
る。

【００２４】ベース５は、矩形平板状に形成されてお
り、フレーム６と下軸固定部７、７とが間隔をあけて配
置固定されている。フレーム６は、固定部１６と固定部
１６に立設するガイド板部１７と補強部１８、１８とを
備えている。固定部１６は、ボルト締め等の適宜固定手
段でベース５に固定されている。ガイド板部１７には、
ガイド板部１７の立設方向にガイドレール１９、１９が
配設されている。テーブル８は、四つのＬＭガイド２０
を介してフレーム６を昇降するように配設されている
（ＬＭガイド２０がガイドレール１９を昇降する）。

【００２５】尚、ガイド板部１７の先端部には、フレー
ム６の高さを調整するノブ２１、２１が設けられてい
る。また、ガイド板部１７の中間であって補強部１８、
１８の間には、フレーム６を固定するノブ２２、２２が
設けられている。ノブ２１、２２ともねじ込み式であ
る。

【００２６】上軸固定部９、９は、テーブル８に対して
直交するように固定されている。即ち、下軸固定部７、
７側に突出するように配置固定されている。上軸固定部
９、９には、上軸カッタローラ１０の各端部が取り付け
られる軸受け機構２３、２４が固定されている。軸受け
機構２３、２４は、ベアリングにより回動自在に構成さ
れている。

【００２７】軸受け機構２３は、シャフト２５とノブ２
６とを有しており、ノブ２６を締め付けることで上軸カ
ッタローラ１０の一端を保持するように構成されてい
る。シャフト２５には、上軸カッタローラ１０の一端が
挿し込まれる断面視三角形状の凹部２７が形成されてい
る。軸受け機構２４は、上軸カッタローラ１０の他端を
固定するネジ止め部２８が形成されている。

【００２８】サーボモータ１１は減速器２９を有してお
り、上軸固定部９、９と同様に設けられる固定部材３０
を介してテーブル８に固定されている。サーボモータ１
１の回転軸は、ジョイント３１を介して軸受け機構２４
に結合されている。

【００２９】ガイドローラユニット１２は、上軸カッタ
ローラ１０に対するガイドローラ３２を有している。ガ
イドローラ３２は、回動自在に配設されており、中間部
分には、円板状のガイド３３が所定の間隔で複数配設さ
れている。尚、引用符号３４は軸受け機構２３と同様の
構成の軸受け機構を示している。ガイドローラ３２は、
ガイドローラユニット１２において一対設けられてい
る。

【００３０】下軸固定部７、７は、ベース５に対して直
交するように固定されている。即ち、フレーム６の立設
方向に突出するように配置固定されている。下軸固定部
７、７には、下軸カッタローラ１３の各端部が取り付け
られる軸受け機構２３、２４が固定されている（上軸カ
ッタローラ１０側と同じものである。ノブ２６を締め付
けると下軸カッタローラ１３の一端が保持されるように
なる）。下軸カッタローラ１３側の軸受け機構２４は、
下軸カッタローラ１３の他端を固定するようになってい
る。

【００３１】サーボモータ１４は減速器３５を有してお
り、下軸固定部７、７と同様に設けられる固定部材３０
を介してベース５に固定されている。サーボモータ１４
の回転軸は、ジョイント３１を介して下軸カッタローラ
１３側の軸受け機構２４に結合されている。尚、サーボ
モータ１１及び１４は図示しない制御部により回転数等
が制御されている。

【００３２】ガイドローラユニット１５は、下軸カッタ
ローラ１３に対するガイドローラ３６を有している。ガ
イドローラ３６は、回動自在に配設されており、中間部
分には、円板状のガイド３３が所定の間隔で複数配設さ
れている。尚、引用符号３７軸受け機構を示している。
ガイドローラ３６は、ガイドローラユニット１５におい
て一対設けられている。また、ガイドローラユニット１
５は、ガイドローラユニット１２に対向配置されてい
る。

【００３３】上軸カッタローラ１０及び下軸カッタロー
ラ１３は、図４に示される如く、それぞれ軸部３８と一
対のカッタ保持部材３９、３９とナット４０とを備えて
いる。また、上軸カッタローラ１０及び下軸カッタロー
ラ１３の各中間部分には、それぞれカッタ４１とスペー
サ４２とリング部材４３とが軸部３８の延在方向に複数
（本形態では四つ。これに限られるものではない）配設
されている。

【００３４】軸部３８の一端には、軸受け機構２３のシ
ャフト２５が係合するようになっている。また、軸部３
８の他端は、軸受け機構２４に固定されるようになって
いる。軸部３８の他端近傍には、カッタ保持部材３９の
外径に一致するフランジ４４が形成されている。

【００３５】カッタ保持部材３９、３９は円筒状に形成
されており、軸部３８を挿し通すと上記カッタ４１等を
挟み込むようになっている。カッタ４１等を挟み込んだ
後には、軸部３８の一端にナット４０が螺合するように
なっている。

【００３６】図４ないし図７のいずれかにおいて、カッ
タ４１は円板状に形成されており、その中央に軸部３８
を挿し通す孔４５が穿設されている。また、カッタ４１
は、真四角線３の幅Ｗ（図８参照）に一致する厚みを有
している。カッタ４１の外縁部（幅方向の端部）はエッ
ジに形成されている。

【００３７】尚、上軸カッタローラ１０のカッタ４１と
下軸カッタローラ１３のカッタ４１は、互い違いに位置
するように配設されている（図４参照）。また、上軸カ
ッタローラ１０のカッタ４１と下軸カッタローラ１３の
カッタ４１の各外縁部（面の部分）が同一線上に位置す
るように配設されている（図４参照）。カッタ４１は、
シート部材２に対して直交方向に配置されている（図４
参照）。

【００３８】スペーサ４２は、カッタ４１の外径よりも
小さい円板状に形成されており、その中央には軸部３８
を挿し通す孔４６（孔４６は孔４５と同じ径である）が
穿設されている。また、スペーサ４２は、二枚のカッタ
４１の間に位置するように配設されている。スペーサ４
２の厚みは、真四角線３の幅Ｗ（図８参照）よりも若干
厚く（Ｗ＋α）形成されている。

【００３９】リング部材４３は、カッタ４１の曲率半径
よりも十分に大きい曲率半径を有する環状板であって、
スペーサ４２の外縁部（面の部分）に接触するように配
設されている。また、リング部材４３は、ガイドローラ
３６のガイド３３に挟まれて案内されるようになってい
る。リング部材４３の厚みは、真四角線３の幅Ｗ（図８
参照）よりも若干薄く（Ｗ−β）形成されている。

【００４０】尚、カッタ４１とスペーサ４２とリング部
材４３との半径方向の寸法関係を示すと、カッタ４１の
半径方向の寸法Ｄ１は、スペーサ４２の半径方向の寸法
Ｄ２と、リング部材４３の半径方向のリング部分寸法Ｄ
３と、真四角線３の幅Ｗ（図８参照）との合計（足し算
する）に一致するようになっている（Ｄ１＝Ｄ２＋Ｄ３
＋Ｗ）。

【００４１】上記構成において、上軸カッタローラ１０
及び下軸カッタローラ１３を回動させ、上軸カッタロー
ラ１０と下軸カッタローラ１３との間にシート材２を送
り込むと、シート材２が各カッタ４１によって幅Ｗ（図
８参照）で送り方向に連続的に切断される（図８参
照）。シート材２は、その表裏面に直交する方向に切断
される。切断されたシート材２は、本形態の場合、六本
の真四角線３と、歩留まりとなる端材４７、４７とに分
割される。真四角線３は、カッタ４１、４１間に入り込
むがリング部材４３によって確実に導出される。かみ込
みが生じることはない。真四角線３の隅部分はＲ（アー
ル）になってしまうことはない。

【００４２】以上説明したように、所定の厚み（Ｔ）を
有するシート材２を、そのシート材２の送り方向に連続
的に切断するように構成した真四角線の製造装置１であ
ることから、シート材２の厚みと切断の幅とを調整する
ことで、意とする真四角線３を連続的に製造することが
できる。

【００４３】尚、上述ではＷ×Ｔサイズの真四角線３を
六本同時に製造する例を説明したが、製造する真四角線
３のサイズ（厚みＴ）の市販提供されるシート材の幅に
よって図４に示した上軸カッタローラ１０及び下軸カッ
タローラ１３の構成を変え（カッタ４１、スペーサ４
２、リング部材４３の数を増やす。また、これらの数に
合わせた寸法になるカッタ保持部材３９、３９に変更す
る）、同時に製造する数を容易に増やすことが可能であ
る。

【００４４】また、量産する真四角線サイズ（Ｗ×Ｔ）
が決定し、大量に提供される厚さＴのシート材の幅が決
定した場合には、カッタ４１及びスペーサ４２を一体加
工したもの（カッタ）を用いるようにしても、上述と全
く同様に製造することが可能である。

【００４５】さらに、上述ではカッタ４１の最適な回転
数（製造速度）を得るために、任意に上軸カッタローラ
１０及び下軸カッタローラ１３の回転数を変化できるサ
ーボモータ制御の構成を示したが、最適条件設定におい
ては、上軸カッタローラ１０又は下軸カッタローラ１３
のいずれか一方のみにサーボモータを配設し、他方は歯
車伝導やタイミングベルト伝導などの構成にしても、上
述と全く同様に製造することが可能である。

【００４６】さらにまた、上述のガイド３３は、真四角
線サイズ（Ｗ×Ｔ）が小さくリング部材４３も薄くなっ
てしまった場合に軸方向の振れを防止する有用な部材で
あるが、真四角線サイズ（Ｗ×Ｔ）が大きくリング部材
４３も厚くすることができるような場合には、ガイド３
３を単なる円筒形状一本（計四本、上述のガイドローラ
３２、３６を太くしてもよい）のみにして同様の効果を
得ることが可能である。そして、上述と全く同様に真四
角線３を製造することが可能である。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載さ
れた本発明によれば、所定の厚みを有するシート材を、
そのシート材の送り方向に所定幅で切断するように構成
した製造装置であることから、シート材の厚みと切断の
幅とを調整することで、意とする真四角線を複数本同時
にかつ連続的に製造することができる。従って、本発明
の真四角線の製造装置は、導体断面形状が正方形であり
且つサイズが小さい真四角線を連続的に製造することが
できる。尚、意とする真四角線が製造されることで、導
体断面形状が丸形の丸線と比較した場合、次のような利
点が得られる。１）丸線と比較し、真四角線では導体断面積が約１．２
７倍となり、単純に１．２７倍の電流を流すことができ
る。即ち、同じコイル長さで２７％大きな力が得られ
る。２）丸線と同じ導体断面積の真四角線を用いると、丸線
に比較し約８６％のコイル長さで丸線と同じコイルをつ
くることができる。３）真四角線を用いると、丸線では避けられない捲線外
形の膨らみが生じないため、寸法精度の良い捲線外形が
得られる。４）表皮効果の点からは平角線と比較し、真四角線の方
が断然有利なコイルをつくることが可能である。５）平角線の縦捲き（多層捲き）に比較し、真四角線は
丸線と同様に多層捲きが容易である。

【００４８】請求項２に記載された本発明によれば、第
一カッタローラ及び第二カッタローラの間にシート材を
送ることで、そのシート材をカッタにより請求項１に記
載の如く切断することができる。

【００４９】請求項３に記載された本発明によれば、各
カッタ間に、切断により得られた真四角線を入り込ませ
ることで、隅部分がＲ（アール）になってしまうのをよ
り効果的に防止することができる。

【００５０】請求項４に記載された本発明によれば、リ
ング部材によって切断時のかみ込みを防止することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による真四角線の製造装置の一実施の形
態を示す切断部の正面図である。

【図２】図１の切断部の平面図である。

【図３】図１の切断部の左側面図である。

【図４】第一カッタローラ及び第二カッタローラの正面
図である。

【図５】カッタ、スペーサ、及びリング部材の斜視図で
ある。

【図６】カッタ、スペーサ、及びリング部材の配置を説
明するための模式図である。

【図７】図６の円Ａ部分の拡大図である。

【図８】切断されたシート材の斜視図である。

【符号の説明】

１真四角線の製造装置２シート材３真四角線４切断装置（切断部）１０上軸カッタローラ（第一カッタローラ）１３下軸カッタローラ（第二カッタローラ）３３ガイド３８軸部３９カッタ保持部材４１カッタ４２スペーサ４３リング部材４７端材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者安中茂東京都足立区加平２−９−２株式会社仲代金属内Ｆターム(参考） 3C039 CB34 CB46

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】導体断面形状が正方形となる真四角線を
製造するための、真四角線の製造装置であって、所定の厚みを有し表裏面が互いに平行な薄板状のシート
材を、該シート材の送り方向に所定幅で且つ前記表裏面
に直交して切断する切断部を備えたことを特徴とする真
四角線の製造装置。
【請求項２】請求項１に記載の真四角線の製造装置に
おいて、前記切断部は、間に前記シート材が通過するように配設
した略円柱状の第一カッタローラ及び第二カッタローラ
を備え、該第一カッタローラ及び第二カッタローラに
は、各々複数、全周方向に、前記真四角線の幅に一致す
る厚みのシート材切断用のカッタを設けたことを特徴と
する真四角線の製造装置。
【請求項３】請求項２に記載の真四角線の製造装置に
おいて、前記第一カッタローラの各前記カッタ間、及び前記第二
カッタローラの各前記カッタ間に、該カッタよりも外径
が小さく、且つ該カッタよりも若干厚いスペーサを同軸
に配置したことを特徴とする真四角線の製造装置。
【請求項４】請求項３に記載の真四角線の製造装置に
おいて、前記第一カッタローラの各前記カッタ間、及び前記第二
カッタローラの各前記カッタ間に、前記スペーサの外周
縁に接触し、且つ前記カッタよりも突出せず、また、前
記カッタよりも若干薄く、さらには、前記カッタよりも
曲率半径が大きいリング部材を配置したことを特徴とす
る真四角線の製造装置。