JPH11712A

JPH11712A - 中空導体の製造方法

Info

Publication number: JPH11712A
Application number: JP15227797A
Authority: JP
Inventors: Koichi Tomobe; 功一友部; Kazuya Ueno; 和也上野
Original assignee: Hitachi Cable Ltd
Current assignee: Hitachi Cable Ltd
Priority date: 1997-06-10
Filing date: 1997-06-10
Publication date: 1999-01-06

Abstract

(57)【要約】【課題】中空導体の中空部の穴形状および内面品質が
良好で、製造が容易な中空導体の製造方法を提供するも
のである。【解決手段】軟質丸状銅管１に、入口のダイス形状が
真円で、かつ、出口のダイス形状が矩形のダイスとフロ
ーティングプラグを用いて減面加工を施し、導体部１２
の外形が矩形で、かつ、中空部１３として丸穴を有した
中空導体１１に形成するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、中空導体の製造方
法に係り、特に、電磁石などの巻線として用いる水冷型
中空導体の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の中空導体の製造方法の模式図を図
４に示す。

【０００３】先ず、図４（ａ）に示すように、中空導体
素材（図示せず）に熱間押出加工を施して所望の製品
（中空導体）と相似な断面形状（導体部４２、中空部４
３）の成形前中空導体４１を形成し、その後、図４
（ｂ）に示すように、成形前中空導体４１に冷間引抜加
工および焼鈍を順次繰返すと共に、減面加工を施して、
図４（ｃ）に示すような所望の断面形状（導体部５２、
中空部５３）を有した中空導体５１を形成する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図４
（ｃ）に示したように、中空導体５１の導体部５２の断
面厚さは中心方向に一定でないため、中空部の穴形状を
真円に維持した状態で引抜加工を施すには、断面対角方
向および対辺方向の加工度を一定に選んだパススケジュ
ールが必要である。

【０００５】このため、以下に示すような問題がある。

【０００６】中空導体のサイズ毎に専用工具（押抜
ダイス、引抜ダイス、フローティングプラグなど）を用
意しなければならない。

【０００７】の結果、あるサイズ用の工具は他の
サイズの中空導体に流用することが不可能であり、ま
た、あるサイズ用の成形前中空導体は他のサイズの中空
導体に引当てできない。

【０００８】成形前中空導体を得るための熱間押出
加工の際に、一般の丸銅管と同様のピアシング押出加工
を施すと、熱間強度の問題からマンドレル径の細化には
限界があるため、成形前中空導体の穴径は大きくなる。
これによって、中空導体を得るための引抜パスが多くな
り、コスト上昇を招くと共に、納期日数が長くなる。

【０００９】の対策として、穴あきビレットを用
いて小径穴の成形前中空導体を得る方法があるが、穴あ
け加工時の仕上がり状態およびビレット加熱中における
酸化物の生成によっては、中空導体における中空部の偏
心及び／又は内面品質の低下という問題がある。

【００１０】そこで本発明は、上記課題を解決し、中空
導体の中空部の穴形状および内面品質が良好で、製造が
容易な中空導体の製造方法を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項１の発明は、軟質丸状銅管に、入口のダイス形
状が真円で、かつ、出口のダイス形状が矩形のダイスと
フローティングプラグを用いて減面加工を施し、導体部
の外形が矩形で、かつ、中空部として丸穴を有した中空
導体に形成するものである。

【００１２】請求項２の発明は、上記ダイスによる上記
軟質丸状銅管の減面加工条件が、対角肉厚加工度を８％
以上、かつ、断面積減少率を４５％以下とするものであ
る請求項１記載の中空導体の製造方法である。

【００１３】請求項３の発明は、上記ダイスの出口側に
おける上記フローティングプラグの先端の横断面形状
が、真円又は長円或いは楕円である請求項１記載の中空
導体の製造方法である。

【００１４】上記数値範囲の限定理由を以下に説明す
る。

【００１５】軟質丸状銅管の減面加工条件として、対角
肉厚加工度を８％以上としたのは、対角肉厚加工度が８
％未満では中空導体の穴形状に不具合が生じるためであ
り、断面積減少率を４５％以下としたのは、断面積減少
率が４５％を超えると引抜加工時に断管が生じるためで
ある。

【００１６】以上の構成によれば、軟質丸状銅管に、入
口のダイス形状が真円で、かつ、出口のダイス形状が矩
形のダイスとフローティングプラグを用いて減面加工を
施し、導体部の外形が矩形で、かつ、中空部として丸穴
を有した中空導体に形成するため、中空導体の中空部の
穴形状および内面品質が良好で、製造が容易な中空導体
の製造方法となる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。

【００１８】本発明の中空導体の製造方法の模式図を図
１に示す。図１（ａ）は軟質丸状銅管の横断面図を示
し、図１（ｂ）は成形中の中空導体の横断面図を示し、
図１（ｃ）は成形後の中空導体の横断面図を示してい
る。

【００１９】本発明の中空導体の製造方法は、先ず、図
１（ａ）に示すように、入口のダイス形状が軟質丸状銅
管（以下、丸銅管と呼ぶ）１と略同径の真円で、かつ、
出口のダイス形状が中空導体の外形と略同じ矩形のダイ
ス（図示せず）内部にフローティングプラグ（図示せ
ず）を配置し、そのダイスとフローティングプラグの間
隙に中空導体素材である丸銅管１を送給する。

【００２０】ここで、丸銅管１は所定の管部２および中
空部３を有するものであり、また、フローティングプラ
グにはテーパ加工が施されており、ダイス入口部側の横
断面形状は真円、ダイス出口側の横断面形状は真円又は
長円或いは楕円である。

【００２１】丸銅管１にダイスおよびフローティングプ
ラグを用いて減面加工（例えば、引抜加工）を施すと共
に、対角肉厚加工度を８％以上、かつ、断面積減少率
（全加工度）を４５％以下とすることで、図１（ｂ）に
示すように断面積が次第に減少してゆき、ダイスから引
抜かれた丸銅管１は、図１（ｃ）に示すように、所望の
導体部１２および中空部１３を有した中空導体１１とな
る。

【００２２】図１における丸銅管および中空導体の拡大
図を図２に示す。図２（ａ）は図１（ａ）の拡大図を示
し、図２（ｂ）は図１（ｃ）の拡大図を示している。
尚、図１と同様の部材には同じ符号を付している。ま
た、図２（ａ）および図２（ｂ）の拡大率は同じではな
く、図２（ｂ）の方が拡大率が大きいことは言うまでも
ない。

【００２３】図２（ａ）、（ｂ）に示すように、肉厚加
工度（対辺および対角）および断面積減少率は、以下に
示す式で表される。

【００２４】対辺肉厚加工度（％）＝（ｔ₀−ｔ_a）×１００／ｔ₀ 対角肉厚加工度（％）＝（ｔ₀−ｔ_b）×１００／ｔ₀ 断面積減少率（全加工度；％）＝（Ｓ₀−Ｓ）×１００
／Ｓ₀ （ここで、ｔ₀は引抜加工前の対辺・対角方向の肉厚、
ｔ_aは引抜加工後の対辺方向の肉厚、ｔ_bは引抜加工後
の対角方向の肉厚、Ｓ₀は引抜加工前の全断面積、Ｓは
引抜加工後の全断面積を示している。）ここで、図２（ｂ）において、中空導体１１の外周部
（図中では導体部１２の四隅）に丸みを持たせている
（Ｒ部１４を形成している）のは、対角肉厚加工度を高
くするためであるが、Ｒ部１４を形成しなくてもよいこ
とは言うまでもない。

【００２５】丸銅管１のサイズおよび形状としては、特
に限定するものではなく、適宜、選択されるものであ
り、その材質としては、ＣｕまたはＣｕ合金が挙げられ
る。

【００２６】本発明の中空導体の製造方法によれば、入
口のダイス形状が真円で、かつ、出口のダイス形状が矩
形のダイスとフローティングプラグを用いて、成形前中
空導体である丸銅管に減面加工を施すと共に、対角肉厚
加工度を８％以上、かつ、断面積減少率を４５％以下と
しているため、導体部の外形が矩形で、かつ、中空部の
丸穴形状および内面品質が良好な中空導体を容易に得る
ことができる。

【００２７】また、中空導体の中空部の丸穴形状および
内面品質が良好であるため、中空導体の長尺化が可能と
なる。

【００２８】さらに、丸銅管を成形前中空導体として用
いているため、一般管用の工具を成形前中空導体を得る
ための工具として流用することが可能である。

【００２９】また更に、あるサイズの丸銅管は、様々な
サイズの中空導体に引当てることができる。

【００３０】次に、本発明の他の実施の形態を説明す
る。

【００３１】図２における中空導体の他の実施の形態の
横断面図を図３に示す。図３（ａ）は中空導体の導体部
横断面が長方形で、中空部の穴形状が真円であるものを
示し、図３（ｂ）は中空導体の導体部横断面が長方形
で、中空部の穴形状が長円であるものを示している。

【００３２】本発明の中空導体の製造方法においては、
中空導体の導体部横断面は略正方形で、中空部の穴形状
は真円であった。

【００３３】他の実施の形態の中空導体は、図３
（ａ）、（ｂ）に示すように、導体部２２，３２の横断
面が長方形、中空部２３，３３の穴形状が真円または長
円であると共に、対角肉厚加工度が８％以上、かつ、断
面積減少率（全加工度）が４５％以下のものである。こ
こで、中空部２３，３３の穴形状は楕円であっても良
い。

【００３４】本実施の形態の中空導体も、本発明の中空
導体と同様の作用効果を奏することは言うまでもない。

【００３５】

【実施例】

（実施例１）外径が２９ｍｍ、肉厚が５．５ｍｍの丸銅
管に、引抜ダイスとフローティングプラグを用いて引抜
き加工を施して、導体部の対角長が２３．２ｍｍ、中空
部の穴径が１５ｍｍの中空導体（試料１−１）を形成す
る。

【００３６】外径が２９ｍｍ、肉厚が３．２５ｍｍの丸
銅管に、引抜ダイスとフローティングプラグを用いて引
抜き加工を施して、導体部の対角長が２３．２ｍｍ、中
空部の穴径が１９ｍｍの中空導体（試料１−２）を形成
する。

【００３７】外径が２９ｍｍ、肉厚が４．５ｍｍの丸銅
管に、引抜ダイスとフローティングプラグを用いて引抜
き加工を施して、導体部の対角長が２３．２ｍｍ、中空
部の穴径が１６．５ｍｍの中空導体（試料１−３）を形
成する。

【００３８】ここで、試料１−１の対辺肉厚加工度は２
６（％）、対角肉厚加工度は９（％）、断面積減少率
（全加工度）は３０（％）であり、試料１−２の対辺肉
厚加工度は３５（％）、対角肉厚加工度は７（％）、断
面積減少率は３２（％）であり、試料１−３の対辺肉厚
加工度は３１（％）、対角肉厚加工度は５（％）、断面
積減少率は２８（％）である。

【００３９】試料１−１〜１−３の諸元および引抜加工
後の中空部の内面状態の観察結果を表１に示す。

【００４０】

【表１】

【００４１】従来の中空導体の製造方法により得られた
中空導体の横断面図を図５に示す。

【００４２】表１に示すように、試料１−１において
は、対角肉厚加工度が９（％）、断面積減少率が３０
（％）と規定範囲（対角肉厚加工度を８％以上、かつ、
断面積減少率を４５％以下）内の加工条件で引抜き加工
を施しているため、中空部の穴形状および内面品質が良
好な中空導体となった。

【００４３】これに対して、試料１−２、１−３におい
ては、断面積減少率はそれぞれ３２（％）、２８（％）
と規定範囲内であるものの、対角肉厚加工度がそれぞれ
７（％）、５（％）と規定範囲外の加工条件で引抜き加
工を施しているため、図５に示したように、中空導体６
１の導体部６２における対角方向の厚み不足により、対
角方向の中空部６３にくぼみ６５が発生し、中空部の穴
形状が不良であった。

【００４４】（実施例２）外径が３１．５ｍｍ、肉厚が
４．８５ｍｍの丸銅管に、引抜ダイスとフローティング
プラグを用いて引抜き加工を施して、導体部の対角長が
２３．５ｍｍ、中空部の穴径が１９ｍｍの中空導体（試
料２−１）を形成する。

【００４５】外径が３１．５ｍｍ、肉厚が５．０ｍｍの
丸銅管に、引抜ダイスとフローティングプラグを用いて
引抜き加工を施して、導体部の対角長が２３．５ｍｍ、
中空部の穴径が１９ｍｍの中空導体（試料２−２）を形
成する。

【００４６】外径が３１．５ｍｍ、肉厚が４．５ｍｍの
丸銅管に、引抜ダイスとフローティングプラグを用いて
引抜き加工を施して、導体部の対角長が２３．５ｍｍ、
中空部の穴径が１９ｍｍの中空導体（試料２−３）を形
成する。

【００４７】外径が３１．５ｍｍ、肉厚が４．７５ｍｍ
の丸銅管に、引抜ダイスとフローティングプラグを用い
て引抜き加工を施して、導体部の対角長が２３．５ｍ
ｍ、中空部の穴径が１９ｍｍの中空導体（試料２−４）
を形成する。

【００４８】外径が３１．５ｍｍ、肉厚が５．２５ｍｍ
の丸銅管に、引抜ダイスとフローティングプラグを用い
て引抜き加工を施して、導体部の対角長が２３．５ｍ
ｍ、中空部の穴径が１９ｍｍの中空導体（試料２−５）
を形成する。

【００４９】ここで、試料２−１の対辺肉厚加工度は５
４（％）、対角肉厚加工度は８（％）、断面積減少率
（全加工度）は４１．５（％）であり、試料２−２の対
辺肉厚加工度は５６（％）、対角肉厚加工度は１０
（％）、断面積減少率は４３．５（％）であり、試料２
−３の対辺肉厚加工度は５０（％）、対角肉厚加工度は
０（％）、断面積減少率（全加工度）は３８（％）であ
り、試料２−４の対辺肉厚加工度は５２（％）、対角肉
厚加工度は４（％）、断面積減少率は４０（％）であ
り、試料２−５の対辺肉厚加工度は５８（％）、対角肉
厚加工度は１２（％）、断面積減少率は４６（％）であ
る。

【００５０】試料２−１〜２−５の諸元および引抜加工
後の中空部の内面状態の観察結果を表２に示す。

【００５１】

【表２】

【００５２】表２に示すように、試料２−１および２−
２においては、対角肉厚加工度がそれぞれ８（％）、１
２（％）、断面積減少率がそれぞれ４１．５（％）、４
３．５（％）と規定範囲内の加工条件で引抜き加工を施
しているため、中空部の穴形状および内面品質が良好な
中空導体となった。

【００５３】これに対して、試料２−３、２−４におい
ては、断面積減少率はそれぞれ３８（％）、４０（％）
と規定範囲内であるものの、対角肉厚加工度がそれぞれ
０（％）、４（％）と規定範囲外の加工条件で引抜き加
工を施しているため、図５に示したように、中空導体６
１の導体部６２における対角方向の厚み不足により、対
角方向の中空部６３にくぼみ６５が発生し、中空部の穴
形状が不良であった。

【００５４】また、試料２−５においては、対角肉厚加
工度は１２（％）と規定範囲内であるものの、断面積減
少率が４６（％）と規定範囲外の加工条件で引抜き加工
を施しているため、中空導体が途中で断管した。

【００５５】実施例１および実施例２の結果より、対辺
肉厚加工度は中空導体の中空部の穴形状に特に影響を及
ぼさないことが見出された。

【００５６】

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な優れた効果を発揮する。

【００５７】（１）入口のダイス形状が真円で、か
つ、出口のダイス形状が矩形のダイスとフローティング
プラグを用いて、成形前中空導体である丸銅管に減面加
工を施すと共に、対角肉厚加工度を８％以上、かつ、断
面積減少率を４５％以下とすることで、導体部の外形が
矩形で、かつ、中空部の丸穴形状および内面品質が良好
な中空導体を容易に得ることができる。

【００５８】（２）丸銅管を成形前中空導体として用
いていることで、一般管用の工具を成形前中空導体を得
るための工具として流用することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の中空導体の製造方法の模式図である。

【図２】図１における丸銅管および中空導体の拡大図で
ある。

【図３】図２における中空導体の他の実施の形態の横断
面図である。

【図４】従来の中空導体の製造方法の模式図である。

【図５】従来の中空導体の製造方法により得られた中空
導体の横断面図である。

【符号の説明】

１丸銅管（軟質丸状銅管）１１，２１，３１中空導体１２，２２，３２導体部１３，２３，３３中空部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＨ０２Ｋ 15/04 Ｈ０２Ｋ 15/04 Ａ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】軟質丸状銅管に、入口のダイス形状が真
円で、かつ、出口のダイス形状が矩形のダイスとフロー
ティングプラグを用いて減面加工を施し、導体部の外形
が矩形で、かつ、中空部として丸穴を有した中空導体に
形成することを特徴とする中空導体の製造方法。
【請求項２】上記ダイスによる上記軟質丸状銅管の減
面加工条件が、対角肉厚加工度を８％以上、かつ、断面
積減少率を４５％以下とするものである請求項１記載の
中空導体の製造方法。
【請求項３】上記ダイスの出口側における上記フロー
ティングプラグの先端の横断面形状が、真円又は長円或
いは楕円である請求項１記載の中空導体の製造方法。