JPH0473243B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、発電機のフイールドコイルなどの構
成部材として好適で、かつ、冷却効果および加工
性を改良した導電部材、及びその加工方法、並び
に加工装置に関するものである。

〔発明の背景〕

近年発電機は増々大容量化しつつあるが、その
割には、ローターの径は増大せずむしろ小径化し
そのためフイールドコイルの冷却流体通路となる
孔の傾斜角が大きくなつている。このため、能率
的な穿孔作業ができず、多大の時間、労力を費す
という問題がある。

本発明において孔の傾斜角とは、穿孔面の垂線
に対する角度を言うものとする。

第１図ａはフイールドコイルを構成する長尺の
平銅の１例の平面図、同図ｂはそのＸ−Ｘ断面図
である。

このフイールドコイル用導電部材は、長方形の
断面を有する厚肉のリボン状の素材に平行四辺形
断面の斜め孔抜き加工を施してある。

ただし、この素材の断面は幾何学的に厳密な意
味での長方形に限られず、長方形に類似する形状
の断面を有するものである。

上記の斜め孔抜き作業は、従来一般にフライス
切削加工によつて行なわれており、このフライス
切削加工にはサイドカツターによる方法とエンド
ミルカツターによる方法の２種類がある。前者に
よる方法は加工部材の全長に亘つて、まず片面よ
り孔抜き加工を行ない、しかる後に加工部材を反
転し同工程による反対面の孔抜き加工を行ない、
これら両面よりあけられた斜め孔が近似形状にな
るよう形成する。

しかしながら孔抜きされた孔の端面には切削に
よるばり、かえりが多く、これらを取り除くには
更に仕上作業を要するという欠点がある。

また前者の方法は、加工部材の片面から加工を
行なうだけで斜めの孔抜きは可能であるが、加工
時間が長いという欠点がある。更に前者の方法と
同様に孔の端面に生じたばり、かえりを取り除く
ための仕上作業を要するという欠点がある。

また、上記カツターによる加工方法の他、本出
願人による発明、特開昭51−116489号に係るプレ
ス孔抜き方法及びその装置に開示されたプレス加
工方法もあるが、この方法でも孔の傾斜角が40°
を越えるとパンチの寿命が著しく短縮するという
不具合が有る。

また、従来技術における、冷却孔を有する導電
部材の冷却効果は冷却流体の通路となる孔の表面
積に比例するが、従来の形状では表面積が限ら
れ、冷却性能向上が限界に達している。

〔発明の目的〕

本発明は上述の事情に鑑みて為され、穿孔作業
の加工性が良く、しかも冷却効果の優れた導電部
材の提供、及び上記導電部材の加工方法、並びに
加工装置を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

従来技術において、前記の斜め孔抜き作業が専
ら切削加工によつて行われ、プレス打抜きを行い
得なかつた主たる理由は、次のような技術的困難
を伴うからであつた。すなわち、打抜プレス加工
において加工部材の形状が板厚の２〜３倍程度
（若しくはそれ以下）の桟幅を有する場合、プレ
スによる打抜加工の際に生じる側圧力により桟幅
に大きな変形が生じ、このため加工面に２次剪断
面および、極度な剥離現象が発生する。特に斜め
抜きに関しては加工力がさらに増大し高精度な加
工が期待できない。さらに斜め抜きにおいては傾
斜方向への加工品の移動が発生し切刃の摩耗の促
進と切刃先端部の損傷が発生する。この現象は孔
の傾斜角が大きくなるにつれて激しくなり、プレ
ス加工を困難ならしめる。本発明は、後に詳述す
る構成により、上に述べた技術的困難を解消して
プレス打抜加工を可能ならしめるとともに、この
プレス打抜加工方法によつて製造するに適した導
電部材の発明と表裏一体となつて実用的効果を生
じ、強電機器類の小形化、高性能化に貢献するも
のである。

前記の目的を達成するため、本発明の導電部材
は、長方形の断面を有する厚肉のテープ状素材に
その長手方向に傾斜した冷却孔を長手方向に並べ
て穿つた導電用部材において、上記冷却孔壁の傾
斜角を、該冷却孔の中央部よりも両端部において
大ならしめたことを特徴とする。

また、本発明の加工方法は、長方形の断面を有
する厚肉テープ状導電材料に、その長手方向に傾
斜した冷却孔を穿ち、かつ、上記冷却孔の両端部
の傾斜角を中央部の傾斜角よりも大ならしめる加
工方法において、前記テープ状導電材料の両側を
挾打し、プレス加工時に生じる曲がり歪みと反対
方向の曲げ弾性変形を与えた状態でプレス打抜加
工を施した後上記の挾持を解除し、打抜部周辺の
上下面及び側面を挾持拘束して、前回の打抜孔の
両端部付近に２回目のプレス打抜加工を施すこと
を特徴とする。

更に、本発明の加工装置は、前記の長手方向に
傾斜した冷却孔を打ち抜くための１段目のプレス
手段と、上記１段目のプレス手段で打ち抜かれた
冷却孔の両端部の傾斜角を大ならしめるように加
工するための２段目のプレス手段と、前記１段目
のプレス手段によつてテープ状導電材料を打ち抜
くとき該テープ状導電材料に曲りを残さないよう
に反対方向の曲げ弾性変形を与える手段とより成
り、 前記１段目のプレス手段は、前記テープ状導電
材料に対してその長手方向に傾けて配置されたダ
イスおよびパンチと、上記ダイスとの間にテープ
状導電部材を挟みつけるとともに上記のパンチを
摺動自在に案内する部材とを具備しており、 前記２段目のプレス手段は、１段目のプレス手
段によつて打ち抜かれた冷却孔の周辺を挟みつけ
る１対のクランプ板と、上記１対のクランプ板の
それぞれの軸支された１対の揺動式パンチとを具
備していて、この揺動式パンチは前記の傾斜した
冷却孔の両端部の傾斜角を大ならしめる形に該冷
却孔の両端部を加工するようになつており、 前記の曲げ弾性変形を与える手段は、前記テー
プ状導電部材の両側面を挟みつける基準板と拘束
板とよりなり、上記基準板が導電部材の側面に接
する部分の長さ寸法は、前記冷却孔の長手方向の
長さ寸法とほぼ等しく、上記拘束板が導電部材の
側面に接する部分の長さ寸法は上記基準板が導電
部材に接する部分の長さ寸法よりも大きいことを
特徴とする。

〔発明の実施例〕

次に、本発明の導電部材の１実施例を第２図及
び第３図について説明する。

第２図は本発明の導電部材の１実施例の断面図
である。本図は１個の孔４を拡大して描いてある
が、この孔の全体的配列は第１図ａに示した従来
の導電部材における孔の配列と同様である。

本第２図に示すように、本例における冷却孔４
は、傾斜角θ₁なる１次孔４ａを穿ち、かつ、上記
の１次孔４ａの両端部を傾斜角θ₂（ただし、θ₂＞
θ₁）に削り取つた形に、多段状の孔壁を構成して
ある。

第３図は、上記のように多段状の孔を設けた導
電部材を積み重ねて冷却材の流路３を形成した状
態を示す。

冷却効果を得る条件には冷却流体と接する通路
の表面積の広さの他、乱流を起こさせ冷却流体と
の接触時間を長くすることも必要である。本実施
例のように多段形の孔４を重ね合わせた流路３
は、その表面積も広く、しかも乱流を起こさせる
凹凸があるので高い冷却効率が得られる。

従来技術によつて上述の多段形斜め孔４を穿と
うとすると多大の時間と労力とを要し、上記の発
明の導電部材の実用効果を減殺するが、本発明の
加工方法によると次のようにして高能率の加工が
可能となる。

第４図は、本発明の多段形状の斜め孔の加工方
法の原理を示した図である。すなわち第１段目の
斜め孔を打抜くためのパンチ６とダイス７が１対
となり、パンチ６はストリツパー８とガイド９に
保持されている。なおストリツパー８はネジ止め
によりガイド９に固定されている。また、ガイド
の後端には油圧シリンダ１０が、パンチ６の後端
には油圧シリンダ１１がそれぞれ連結されてい
る。

一方２段目斜め孔加工用として揺動式パンチ１
２，１３があるが、これはストリツパーを兼ねた
クランプ板１４，１５上にネジ止めされたホルダ
ー１６，１７に固定されたピン１８，１９を中心
に揺動する。なお揺動源としてピン２０，２１に
よりシリンダ２２，２３が連結されている。

すなわち、本発明の斜め孔を打抜く順序は、ま
ずシリンダ１０で加工することにより加工部材２
をストリツパー８でクランプし、シリンダ１１を
作動させることにより第１段目の斜孔を打ち抜き
後シリンダ１０，１１を戻し第１段目の孔抜きが
完了する。

その後順送りにより第２段目孔抜きの定位置に
送り、クランプ板１４，１５により加工部材２を
上下面より拘束しシリンダ２２，２３を作動させ
ることにより第２段目の孔抜きが行なわれる。

第５図は揺動式パンチ１２，１３の刃先２４の
形状と、ばりの状態を示した図である。この揺動
式パンチの刃先の前面２５が主刃先になつている
が、さらに後の面２６にも切刃を設けている。上
記の揺動式パンチで第２段目の斜め穴を加工した
場合、図のように長さ0.1〜0.3ミリメートル程度
のばりが発生することがある。このばりは図から
明らかなように加工部材であるテープ状導電部材
の表面に突出しないので実害は少ないが、このば
りを生じても前記揺動式パンチを元に戻す際、後
の面２６に設けた切刃によつて削り取られる。

第６図は、本発明の装置の全体を示した図であ
る。この装置は大きく分けると、プレス本体２
７、斜め抜き型２８、急角度加工装置２９とから
構成され、いわゆる斜め孔抜き型が第１段目、急
角度加工装置が第２段目の孔抜き用の装置であ
る。

プレス本体２７には油圧シリンダ３０，３１，
３２，３３が４ケ設けられているが、シリンダ３
０と３２とが、第１図ａに示した上段の列の加工
用３１，３３が下段の加工を目的としたものであ
る。なお、これらシリンダーはクランプロツド３
４と打抜ロツド３５とがあり、打抜ロツドはクラ
ンプロツドに内蔵された複動シリンダーとなつい
る。

次に急角度装置について説明する（第６図参
照）。

クランプボツクス３６はクランプロツド３４に
固定されクランプロツド３４の押し引きの動作に
追従するすなわち下型３７に固定されたガイドピ
ン３８によつて案内されて上下方向に動くように
なつている。なお本図では加工部材２をクランプ
した状態の図になつているが、加工してない状態
では矢印３９，４０の方向に移動し、クランプロ
ツド３４の後退端の所で待期している。

また上側の揺動式パンチ１２はクランプボツク
ス３６に下側の揺動パンチ１３は下型３７にそれ
ぞれ装着され、それぞれのピン２０，１９により
打抜ロツド３５、およびシリンダ２３に連結され
ている。

次に第７図について説明する。この図は斜め抜
き型２８を正面から見た際の内部構成を示した図
で(e)部は第１図ａに示した孔の下段の列、(d)部は
上段の列に対応するものである。

すなわち、上段列、下段列とも抜き型部はパン
チ６、ダイス７、ストリツパー８、ガイド９から
成り、ガイド９はネジ止めによりクランプロツド
４１に連結され、パンチ６はダプテールにより打
抜ロツド４２に連結されている。この他、スペー
サ４３およびこれを保持する保持リング４４、こ
れをおさえるサポート４５があり、さらにはスペ
ーサ４３を加工部材２に挿入するためのハンマー
４６およびシリンダーならびに加工部材からスペ
ーサー４３を取り出し保持リング４４に戻すため
の取り出しシリンダ４７が装備されている。

第８図は斜め抜き型２８を上面から見た内部の
構成を示す。すなわち型本体４８には加工部材２
の巾方向の位置決めと拘束することを目的とした
基準板４９がネジ及びノツクピンにて固定されて
おりその対向側面にはガイド板５０によりスライ
ド方向を規制された拘束板５１が装着されており
さらに拘束板５１は油圧サイドシリンダー５２に
連結されている。この構成は上段列、下段列とも
同じである。本図において矢印５３は下段列用の
パンチを、矢印５４は上段列用のパンチをそれぞ
れ示している。

ここで、孔の打抜き加工がその周辺に及ぼす影
響について説明する。

第８図において加工部材２は右方から左方に向
けて順次に送られ、矢印５３で示した位置で下段
列のパンチが行われ、矢印５４で示した位置で上
段列のパンチが行われる。

ところが、矢印５４の位置で上段列の孔をパン
チする際、隣接個所に既に設けられた下段列の斜
孔があり、しかも拘束板４９で挾圧されているた
め、先に打ち抜かれている斜孔が押し潰されてし
まうという問題がある。この問題を解消するた
め、本実施例においては、パンチ加工した斜孔に
嵌合するスペーサ４３を12個構成し、矢印５５で
示した位置で既設の孔にスペーサ４３を挿入し、
上段列のパンチ加工位置（矢印５４）付近を通過
した後、矢印５６で示した位置で該スペーサ４３
を抜き取る。４４は、上記のスペーサ４３を順次
に循環せしめるように構成したスペーサ保持リン
グである。

次に、プレス打抜加工に伴う加工部材が曲がり
歪みについて述べる。一般に、長方形状の断面を
有する長尺の平銅に斜め孔の打抜きを行なうと、
第９図に示すように、孔に近い方の側面が伸びて
全体として弓なりに曲がつてしまう。第９図は単
列の孔を設けた場合を模式的に示しているが、第
１図ａに示したように複列の孔を設けると非常に
複雑な歪みを生じる。こうした現象が、従来にお
いてプレス加工を不可能ならしめていた要因の一
つである。

本発明はこうした問題もふまえてなされたもの
である。以下その方法について説明する。

第１０図は本発明の曲り防止法を示したもので
ある。すなわち、２点鎖線で示す孔抜き前の加工
部材を第９図について説明した曲り量をキヤンセ
ル出来る量だけ反対方向に曲げた状態で打ち抜く
ことにある。次に曲がりを与える方法を説明する
と、加工すべき孔の長さL₁とほぼ同じ長さL₂の
支承面に有する基準板４９をベース部材（図示せ
ず）に固定し、加工部材を介してその反対側に、
L₃＞＞L₂なる直線部を有する拘束板５１を当て
がい、その背後側から圧力Ｐを加えて加工部材を
δだけ歪ませる。ただし上記の歪み量δは塑性変
形を生じさせない範囲に留める。

上記の加工により加工部材２を実線で示したよ
うに、第９図と反対側に曲げることが出来る。こ
の状態で部材に孔を打ち抜き、その後拘束を解く
と曲り量がキヤンセルされ、変形の無い打抜き加
工ができる。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、本発明の冷却孔つき導電
部材は、長方形の断面を有する厚肉のテープ状素
材に、その長手方向に傾斜した冷却孔を長手方向
に並べて穿つた導電部材において、上記冷却孔壁
の傾斜角を、該冷却孔の中央部よりも両端部にお
いて大ならしめることにより、その加工性を向上
せしめるとともに冷却効率を向上せしめ得るとい
う実用的な優れた効果を奏する。

また、本発明の加工方法は、上記発明における
テープ状素材の両側を挾打し、プレス加工時に生
じる曲がり歪みと反対方向の曲げ弾性変形を与え
た状態でプレス打抜加工を施した後上記の挾持を
解除し、打抜部周辺の上下面及び両側を挾持拘束
して、前回の打抜孔の両端部付近に２回目のプレ
ス打抜加工を施すことにより、前記発明の導電部
材を高精度かつ高能率で加工することができる。

更に、本発明の加工装置は、前記の長手方向に
傾斜した冷却孔を打ち抜くための１段目のプレス
手段と、上記１段目のプレス手段で打ち抜かれた
冷却孔の両端部の傾斜角を大ならしめるように加
工するための２段目のプレス手段と、前記１段目
プレス手段によつてテープ状導電材料を打ち抜く
とき該テープ状導電材料に曲りを残さないように
反対方向の曲げ弾性変形を与える手段とより成
り、 前記１段目のプレス手段には、前記テープ状導
電材料に対してその長手方向に傾けて配置された
ダイスおよびパンチと、上記ダイスとの間にテー
プ状導電部材を挟みつけるとともに上記のパンチ
を摺動自在に案内する部材とを設け、 前記２段目のプレス手段には、１段目のプレス
手段によつて打ち抜かれた冷却孔の周辺を挟みつ
ける１対のクランプ板と、上記１対のクランプ板
のそれぞれに軸支された１対の揺動式パンチとを
設けて、この揺動式パンチで前記の傾斜した冷却
孔の両端部の傾斜角を大ならしめる形に該冷却孔
の両端部を加工するようにし、 前記の曲げ弾性変形を与える手段は、前記テー
プ状導電部材の両側面を挟みつける基準板と拘束
板とよりなり、上記基準板が導電部材の側面に接
する部分の長さ寸法を、前記冷却孔の長手方向の
長さ寸法とほぼ等しく、上記拘束板が導電部材の
側面に接する部分の長さ寸法を、上記基準板が導
電部材に接する部分の長さ寸法よりも大きくした
ので、前記の発明方法を容易に実施してその結果
を充分に発揮せしめることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は冷却孔を設けた導電部材を示し、同図
ａは平面図、同図ｂはＸ−Ｘ断面図である。第２
図は本発明の導電部材の１実施例の断面図、第３
図は上記実施例の導電部材を積み重ねた状態の断
面図である。第４図は本発明の加工方法の原理的
説明図、第５図は第４図に示したパンチ刃先部の
拡大図である。第６図乃至第８図は本発明の加工
装置の１実施例を示し、第６図は一部を破断して
描いた全体正面図、第７図は一部を破断して描い
た部分的正面図、第８図は平面図である。第９図
は歪み発生の説明図、第１０図は歪み防止方法の
説明図である。 １……フイールドコイル、２……加工部材、３
……冷却流体の通路、４……多段形状、５……冷
却流体、６……パンチ、７……ダイス、８……ス
トリツパー、９……ガイド、１０……油圧シリン
ダ、１１……油圧シリンダ、１２……揺動式パン
チ、１３……揺動式パンチ、１４……クランプ
板、１５……クランプ板、１６，１７……ホルダ
ー、１８，１９，２０，２１……ピン、２２，２
３……シリンダ、２４……刃部、２５……刃先の
前面、２６……同後面、２７……プレス本体、２
８……斜孔抜型、２９……急角度加工装置、３
０，３１，３２，３３……油圧シリンダ、３４…
…クランプロツド、３５……打抜ロツド、３６…
…クランプボツクス、３７……下型、３８……ガ
イドピン、４１……クランプロツド、４２……打
抜ロツド、４３……スペーサ、４４……保持リン
グ、４５……サポート、４６……ハンマー、４７
……取り出しシリンダ、４８……型本体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 長方形の断面を有する厚肉のテープ状素材
   に、その長手方向に傾斜した冷却孔を長手方向に
   並べて穿つた導電用部材において、上記冷却孔壁
   の傾斜角を、該冷却孔の中央部よりも両端部にお
   いて大ならしめたことを特徴とする、冷却孔を設
   けた導電部材。 ２ 長方形の断面を有する厚肉テープ状導電材料
   に、その長手方向に傾斜した冷却孔を穿ち、か
   つ、上記冷却孔の両端部の傾斜角を中央部の傾斜
   角よりも大ならしめる加工方法において、前記テ
   ープ状導電材料の両側を挾持し、プレス加工時に
   生じる曲がり歪みと反対方向の曲げ弾性変形を与
   えた状態でプレス打抜加工を施した後上記の挾持
   を解除し、打抜部周辺の上下面及び側面を挾持拘
   束して、前回の打抜孔の両端部付近に２回目のプ
   レス打抜加工を施すことを特徴とする、導電部材
   の加工方法。 ３ 長方形の断面を有する厚肉のテープ状導電材
   料に、その長手方向に傾斜した冷却孔を穿ち、か
   つ、上記冷却孔の両端部の傾斜角を中央部に傾斜
   角よりも大ならしめるための加工装置であつて、 前記の長手方向に傾斜した冷却孔を打ち抜くた
   めの１段目のプレス手段と、上記１段目のプレス
   手段で打ち抜かれた冷却孔の両端部の傾斜角を大
   ならしめるように加工するための２段目のプレス
   手段と、前記１段目のプレス手段によつてテープ
   状導電材料を打ち抜くとき該テープ状導電材料に
   曲りを残さないように反対方向の曲げ弾性変形を
   与える手段とより成り、 前記１段目のプレス手段は、前記テープ状導電
   材料に対してその長手方向に傾けて配置されたダ
   イスおよびパンチと、上記ダイスとの間にテープ
   状導電部材を挟みつけるとともに上記のパンチを
   摺動自在に案内する部材とを具備しており、 前記２段目のプレス手段は、１段目のプレス手
   段によつて打ち抜かれた冷却孔の周辺を挾みつけ
   る１対のクランプ板と、上記１対のクランプ板の
   それぞれに軸支された１対の揺動式パンチとを具
   備していて、この揺動式パンチは前記の傾斜した
   冷却孔の両端部の傾斜角を大ならしめる形に該冷
   却孔の両端部を加工するようになつており、 前記の曲げ弾性変形を与える手段は、前記テー
   プ状導電部材の両側面を挟みつける基準板と拘束
   板とよりなり、上記基準板が導電部材の側面に接
   する部分の長さ寸法は、前記冷却孔の長手方向の
   長さ寸法とほぼ等しく、上記拘束板が導電部材の
   側面に接する部分の長さ寸法は上記基準板が導電
   部材に接する部分の長さ寸法よりも大きいことを
   特徴とする、冷却孔を設けた導電部材の加工装
   置。