JPH0696974A - シート状コイルの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、生産性を向上させ、且つ加工精度
を高めながらシート状コイルの表面品質を良好にするこ
と。 【構成】 本発明のシート状コイルの製造方法は、ウォ
ータージェット・カッティングによってスリット部１８
が形成されることにより、スリット部１８に基づく導体
パターン１４が形成された金属導体板１６のウォーター
ジェット・カッティングによるバリ１８ａをエッチング
等によって除去するようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、超電導装置等，高磁束
密度を必要とする装置に用いられるシート状コイルの製
造方法に関し、特に、生産性と加工精度を高めると共
に、表面品質を良好にしたシート状コイルの製造方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のシート状コイルとして、例えば、
エッチングされない材質の絶縁基板上に金属導体板を接
着し、これをエッチングしてスパイラル状のコイル導体
を形成して構成されたものがある。

【０００３】このシート状コイルによると、厚さが任意
に設定できる金属導体板を使用してコイル導体の断面積
をコイル導体の幅によって任意に決定している。コイル
導体はエッチングによって形成されるので、エッチング
される部分の幅、換言すればコイル導体の溝間隔を制御
することによってコイル導体の断面積を簡単に調整する
ことができる。このため、所定の電流容量を有したコイ
ルとして利用することができ、その結果、リニアモー
タ，ＭＲＩ装置等の超電導装置への適用が可能となる。

【０００４】しかし、エッチングによってコイル導体を
形成するシート状コイルの製造方法によると、加工時間
が遅く、金属導体板が厚いと加工が困難になる等、生産
性が低いものになっている。また、スリットにサイドエ
ッヂができたり、加工断面が汚くなる等、加工精度が低
く、適切な寸法が得られないといった問題もある。この
ため、スリット幅が狭い微細な加工を行うことができな
い。

【０００５】そこで、生産性を向上させ、且つ、加工精
度を高めるために、金属導体板をウォータージェット・
カッティングして、当該金属導体板にスリット部を形成
することによりコイル導体を形成する方法が特願平４−
１８７６１１号，及び特願平４−１８７６１２号に提案
されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、提案されてい
るシート状コイルの製造方法によると、ウォータージェ
ット・カッティングによる剪断応力によってウォーター
ジェットのノズルの反対側の面においてスリット部のエ
ッジ部に約０．１〜０．３ｍｍの外面に向かうバリが発
生する。このため、表面品質を低下させると共に、後加
工等において種々の問題が生じるという不都合がある。

【０００７】従って、本発明の目的は生産性を向上さ
せ、且つ、加工精度を高めながらシート状コイルの表面
品質を良好にすることができるシート状コイルの製造方
法を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点に鑑
み、生産性を向上させ、且つ、加工精度を高めながらシ
ート状コイルの表面品質を良好にするため、ウォーター
ジェット・カッティングによって、所定の厚さを有する
金属導体板にスパイラル状のスリット部を形成すること
により金属導体板にスパイラル状のコイル導体を形成
し、コイル導体の形成時にスパイラル状のスリット部を
介して隣接する内外のコイル導体を接続するブリッジ部
を形成し、ウォータージェット・カッティングのウォー
タージェットのノズル側に位置した金属導体板の一面に
接着剤を介して絶縁板を貼付し、ブリッジ部を切断し、
スリット部の内部に露出した接着剤を除去し、ウォータ
ージェット・カッティングにより金属導体板の他の面に
発生したバリを除去するようにしたシート状コイルの製
造方法を提供するものである。ブリッジの切断と接着剤
の除去は順序を逆にして行っても良い。また、以下の実
施例において説明されていないが、ウォータージェット
・カッティングによってウォータージェットのノズル側
に位置した面のスリット部の内面にもバリが発生する。
このバリも必要に応じて除去することが好ましい。

【０００９】上記金属導体板は、ウォータージェット・
カッティングによって切断可能な範囲の厚さ、例えば、
１００ｍｍ程度までの銅板を使用している。また、絶縁
板の貼付前においてはコイル導体がブリッジ部で接続さ
れているため、コイル導体の支持を行うことができ、金
属導体板の取扱性を向上させることができる。このた
め、絶縁板との接着が容易となる。

【００１０】上記バリの除去は、エッチング，バフ研
磨，電解研磨，サンドブラスト，化学研磨等によって行
うことができ、その中でもエッチングによって行うのが
最も好ましい。バリの除去にエッチングを使用するとき
は、蝕刻性の低いエッチャントを使用し、３〜１５分の
範囲でエッチングするのが望ましい。これは３分以下で
はバリの除去が不十分であり、また、１５分以上では過
剰腐蝕となってスリット部，及び表面までエッチングさ
れてしまうからである。

【００１１】

【作用】上記構成を有する本発明のシート状コイルの製
造方法によると、ウォータージェット・カッティングに
よって金属導体板にコイル導体を形成しているため、生
産性を向上させ、且つ加工精度を高めることができ、ま
た、カッティングによって発生したバリをエッチング等
によって除去するようにしているため、表面品質をも良
好にすることができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明のシート状コイルの製造方法に
ついて添付図面を参照しながら詳細に説明する。

【００１３】図１の(a),(b) には、本発明の一実施例に
係るブリッジ部を切断する前のシート状コイル１０の構
成が示されており、(a) にはシート状コイル１０の平面
状態が、(b) にはそのＹ−Ｙ方向の断面がそれぞれ示さ
れている。

【００１４】このシート状コイル１０は、ウォータージ
ェット・カッティングによって、所定の厚さを有する銅
板１６にスパイラル状のパターン溝１８を形成すること
によってスパイラル状の導体パターン１４を形成し、導
体パターン１４の形成時にパターン層１８の両側の隣接
する内外の導体パターン１４をブリッジ部２２で接続
し、次いで、この導体パターン１４が形成された銅板１
６を絶縁板２０の片面に接着剤２１を介して接着して構
成されている。

【００１５】銅板１６は、前述したウォータージェット
・カッティングによって切断可能な範囲の厚さ（１００
ｍｍ程度までの厚さ）を有し、使用する装置の電流容量
に応じて板厚を任意に選定することができる。

【００１６】導体パターン１４は、前述した通り、ウォ
ータージェット・カッティング（カッティング装置の詳
細な構造は後述する）によって、銅板１６からスパイラ
ル状のパターン溝１８を切断除去することによって形成
される。このとき、銅板１６の片面におけるパターン溝
１８のエッジ部に切断時の剪断応力に基づくバリが発生
するが、このバリは蝕刻性の低いエッチャントを使用し
たソフトエッチングによって除去するようにしている。
また、ウォータージェット・カッティングによって形成
されたパターン溝１８の間隔（導体パターン１４の幅）
は、長手方向に粗で、上下方向に密となっている。これ
はシート状コイル１０を上下に屈曲させて環状にして使
用する場合に、Ｘ軸，及びＹ軸方向の磁束密度を異なら
せることにより、リニアモータ，ＭＲＩ装置への適用を
可能にしたものである。なお、導体パターン１４の形状
はスパイラル状に限らず、使用する装置に応じて種々の
形状に変更可能である。

【００１７】絶縁板２０は、例えば、可撓性を有するガ
ラスエポキシ樹脂より構成されている。また、この他に
絶縁性，及び可撓性を有するものであれば、他の材質を
用いることもできる。

【００１８】図２の(a),(b) には、ブリッジ部２２を切
断した後のシート状コイル１０の構成が示されており、
(a) にはシート状コイル１０の平面状態が、(b) にはそ
のＹ−Ｙ方向の断面がそれぞれ示されている。シート状
コイル１０のブリッジ部２２は銅板１６と絶縁板２０と
接着した後、図示されているように全てを切断し、除去
される。

【００１９】図３には、本発明のシート状コイルの製造
方法に適用されるウォータージェット・カッティング装
置の構成が示されている。このカッティング装置は、超
高圧水を噴射する高圧水噴射手段５０と、銅板１６を所
定パターンに切断する切断部６０と、切断部６０を制御
する制御手段７０を備えている。

【００２０】高圧水発生手段５０は、水供給部３０から
供給される水にポリマーを混合するポリマーミキサー３
１と、ポリマー混合水を後述するインテンシファイヤー
３３に圧送するポンプ３２と、ポンプ３２から送られた
ポリマー混合水を超高圧水に変換するインテンシファイ
ヤー３３と、インテンシファイヤー３３の圧力をコント
ロールする制御部３４と、オン／オフバルブ３５を介し
てインテンシファイヤー３３から供給された超高圧水を
高エネルギーのジェット水流として噴射するノズル３６
から構成されている。

【００２１】切断部６０は、銅板１６を載置するＸ−Ｙ
テーブル３８と、Ｘ−Ｙテーブル３８をそれぞれＸ軸，
及びＹ軸方向に移動させる駆動部３９から構成されてい
る。

【００２２】制御手段７０は、信号の入出力を行うイン
ターフェース４０と、所定のプログラムを格納したＲＯ
Ｍ４１と、ＲＯＭ４１のプログラムに基づいて所定の演
算処理を行うＣＰＵ４２と、入力されたデータやＣＰＵ
４２の演算結果等を一時的に記憶するＲＡＭ４３と、銅
板１６に形成する導体パターンの幅、つまり切断される
スパイラル溝の間隔や、銅板１６の厚さ等といった諸デ
ータを入力する入力部４４を有している。ＣＰＵ４２は
これらのデータと前述したプログラムに基づいて切断部
６０の駆動部３９に所定の駆動信号を出力すると共に、
インテンシファイヤー３３の制御部３４に所定の圧力信
号を出力する。

【００２３】次に、本発明のシート状コイルの製造方法
について、図１，図２，図３，及び図４を参照しながら
説明する。まず、Ｘ−Ｙテーブル３８の上に銅板１６を
載置する。

【００２４】前以って、入力端末等を介して入力部４４
に切断に必要なデータを入力しておき、これをＲＡＭ４
３に記憶させる。

【００２５】続いて、水供給部３０が水の供給を開始す
ると共に制御手段７０が制御部３４に所定の圧力信号を
出力して、インテンシファイヤー３３の圧力を設定す
る。水供給部３０から供給された水は、ポリマーミキサ
ー３１からポリマーの供給を受け、ポンプ３２によって
インテンシファイヤー３３に圧送される。インテシファ
イヤー３３はこのポリマー混合水を超高圧水としてオン
／オフバルブ３５，更にはノズル３６に供給し、ノズル
３６はＸ−Ｙテーブル３８に載置された銅板１６にむけ
てジェット水流を噴射する。

【００２６】一方、制御手段７０は駆動部３９に所定の
駆動信号を出力し、銅板１６に所定の導体パターンが形
成されるようにＸ−Ｙテーブル３８をＸ軸，及びＹ軸方
向にそれぞれ移動させる。

【００２７】ノズル３６から噴射したジェット水流は、
Ｘ−Ｙテーブル３８に載置された銅板１６に衝突し、こ
の衝突エネルギーによって銅板１６を切断する。このと
き、同時にＸ−Ｙテーブル３８が銅板１６に形成する導
体パターンに応じて所定の方向に移動するため、銅板１
６は所定のパターンで切断される。すなわち、ブリッジ
部２２を残して内外の隣接する導体パターン１４を接続
するようにスパイラル状のパターン溝１８が形成され
る。また、ノズル３６から噴射されるジェット水流には
ポリマーが加えられており、より高い衝突エネルギーが
得られるようになっている。

【００２８】このようにして導体パターン１４が形成さ
れた銅板１６は、図４の(a) に示すように、銅板１６の
片面におけるパターン溝１８のエッジ部にウォータージ
ェット・カッティングによるバリ１８ａが発生してい
る。

【００２９】次に、図４の(b) に示すように、銅板１６
のバリ１８ａが存在しない他の面に接着剤２１を介して
絶縁板２０を貼付する。更に、図４の(c) に示すよう
に、パターン溝１８の内部に露出した接着剤２１を除去
する。更に、図２の(a),(b) において隣接する内外の導
体パターン１４を接続しているブリッジ部２２を切断す
る。

【００３０】最後に、図４の(d) に示すように、銅板１
６の片面をソフトエッチングしてバリ１８ａを除去し、
図２に示すようなシート状コイル１０を得る。このソフ
トエッチングは蝕刻性の低いエッチャントを使用し、３
〜１５分の範囲で行う。このバリ１８ａの除去はエッチ
ング以外に、バフ研磨，電解研磨，サンドブラスト，化
学研磨等によって行っても良い。

【００３１】このようなシート状コイルの製造方法によ
ると、銅板をウォータージェット・カッティングのジェ
ット水流によって瞬時に切断するため、加工時間を短く
できると共に、板厚が厚いものでも容易に加工すること
ができ、生産性を向上させることができる。また、加工
精度が向上し、サイドエッジ等がない良好な加工断面を
提供することができ、適切な寸法精度を得ることができ
る。その結果、狭いスリット幅の形成等といった微細な
加工を行うことができる。更に、ウォータージェット・
カッティングによって発生したバリをソフトエッチング
等によって除去しているため、表面品質を良好すること
ができ、後加工において不具合が生じなくなる。加え
て、前述した金属導体板のノズル側の面の内面バリにも
以上述べたバリ除去方法が同じように適用されても良
い。

【００３２】図５には、本発明の応用例に係る円筒型シ
ート状コイル８０の構成が斜視図によって示され、図６
には側面図が示されている。前述したように、絶縁基板
２０の片面に接着された銅板１６をウォータージェット
・カッティングして導体パターン１４を形成した図２の
シート状コイル１０を図７のように湾曲させ、このよう
な状態のシート状コイル１０を８枚継ぎ合わせることに
よって、円筒型シート状コイル８０を成形する。このよ
うな円筒型シート状コイル８０は、リニアモーターカー
や、医療用π中間子照射装置等の種々の装置に適用する
ことができ、特に、ＮＭＲ−ＣＴ（ＭＲＩ）等の特殊形
態の装置に適用する場合に有用である。なお、この実施
例においては、シート状コイル１０を略真円筒状に成形
しているが、これに限定されず楕円筒状など使用状態に
応じて変更することができる。

【００３３】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明のシート状コ
イルの製造方法によると、所定の厚さを有する金属導体
板をウォータージェット・カッティングして、金属導体
板にスパイラル状のスリット部を形成することにより金
属導体板にスリット部に基づく形状のコイル導体を形成
し、コイル導体の形成時にスパイラル状のスリット部を
介して隣接する内外のコイル導体を接続するブリッジ部
を形成し、ウォータージェット・カッティングのウォー
タージェットのノズル側に位置した金属導体板の一面に
接着剤を介して絶縁板を貼付し、ブリッジ部を切断除去
し、スリット部の内部に露出した接着剤を除去し、ウォ
ータージェット・カッティングにより金属導体板の他の
面に発生したバリを除去するようにしたため、生産性を
向上させ、且つ、加工精度を高めながらシート状コイル
の表面品質を良好にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るブリッジ切断前のシー
ト状コイルを示す説明図。

【図２】本発明によって製造されたシート状コイルを示
す説明図。

【図３】本発明に使用されるウォータージェット・カッ
ティング装置の構成を示すブロック図。

【図４】本発明の一実施例に係る製造工程を示す断面
図。

【図５】本発明の応用例に係る円筒型シート状コイルの
構成を示す斜視断面図。

【図６】応用例に係る円筒型シート状コイルの構成を示
す側面図。

【図７】応用例に係る円筒型シート状コイルを構成する
シート状コイルの形状を示す側面図。

【符号の説明】

１０ シート状コイル １４
導体パターン １６ 銅板 １８
パターン溝 ２０ 絶縁板 ２１
接着剤 ２２ ブリッジ部 ３０
水供給部 ３１ ポリマーミキサー ３２
ポンプ ３３ インテンシファイヤー ３４
制御部 ３５ オン／オフバルブ ３６
ノズル ３８ Ｘ−Ｙテーブル ３９
駆動部 ４０ インターフェース ４１
ＣＰＵ ４２ ＲＯＭ ４３
ＲＡＭ ４４ 入力部 ５０
超高圧水発生手段 ６０ 切断部 ７０
制御手段 ８０ 円筒型シート状コイル

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 超高圧水噴射切断加工（以下、ウォータ
   ージェット・カッティングという）によって、所定の厚
   さを有する金属導体板にスパイラル状のスリット部を形
   成することにより前記金属導体板にスパイラル状のコイ
   ル導体を形成し、 前記コイル導体の形成時に、前記スパイラル状の前記ス
   リット部を介して隣接する内外の前記コイル導体を接続
   するブリッジ部を形成し、 前記ウォータージェット・カッティングのウォータージ
   ェットのノズル側に位置した金属導体板の一面に接着剤
   を介して絶縁板を貼付し、 前記ブリッジ部を切断除去し、 前記スリット部の内部に露出した前記接着剤を除去し、 前記ウォータージェット・カッティングにより前記金属
   導体板の他の面に発生したバリを除去することを特徴と
   するシート状コイルの製造方法。
2. 【請求項２】 前記バリの除去は、エッチングによって
   行い、このエッチングは所定の蝕刻速度のエッチャント
   を使用して、３〜１５分の範囲で行う請求項１のシート
   状コイルの製造方法。