JP2003053443A - フレキシブル導体生産設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】従来の人手によるフレキシブル導体生産作業に
対し、供給した材料に真空雰囲気中で金属板同士が固着
しないように表面処理を施し、所定位置に切断、穿孔を
行う行程を自動的に実行できるようにする。 【解決手段】フレキシブル導体生産設備１は、材料供給
機構４と、真空雰囲気中においても材料同士が固着しな
いように表面処理を施すことが可能な表面処理機構７
と、予め設定した寸法通りに材料の送り量を変化させる
ことが可能な材料送り機構５と、材料の所定位置に穴加
工と切断加工を施す加工機構６と、加工が完了した材料
を搬出し、組立を実行する組立機構８を備えている。ま
た、材料供給機構４と、材料送り機構５と、加工機構６
は、２ライン並列に並び、それぞれのラインにおいて加
工された金属板を、組立機構によって交互に積層させる
ことにより、フレキシブル導体を自動的に生産する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特に真空スイッチ
ギヤ等の可動電極に備えられ、可動電極の動作に伴っ
て、真空雰囲気内においても自在に変形することが可能
なフレキシブル導体の生産設備に関する。

【０００２】

【従来の技術】フレキシブル導体は、例えば真空スイッ
チギヤの可動電極に備えられる導体であり、その機能
上、導電すると共に真空雰囲気中で可動電極の動作に伴
って可動する必要がある。その一例として、２種類の金
属板を交互に積層させた構造のフレキシブル導体があ
る。２種類の金属板とは導電を主目的とした金属板と、
所定の強度を持たせ、かつ真空雰囲気中での金属板同士
の固着を防止する表面処理を施した金属板である。これ
ら金属板を交互に積層し、ある曲率を持たせた状態に変
形させ、両端で固定し、形状を保持した状態で導体とし
て使用する。

【０００３】曲率を持たせた状態で、フレキシブル導体
の両端をそろえ固定するため、一枚ごとの金属板の長さ
と、金属板の両端に加工するピン挿入穴の位置は、積層
する位置の曲率の大きさによって変える必要がある。

【０００４】従来、フレキシブル導体の加工は、一枚ご
との金属板の長さ、及びピン挿入穴の位置を人手で測定
して決め、汎用機械により切断、穿孔の２工程に分けて
加工していた。また、材料の表面処理、及び加工した金
属板の積層作業も人手により実施していた。

【０００５】なお、シート状材料送りを自動で行う方法
の従来技術に関し、特開平９−２６７１４３号公報や特
開２０００−１３５５３０号公報及び特開２００１−２
５８３４号公報等に記載の発明がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記のように真空スイ
ッチギヤ用のフレキシブル導体は、積層した金属板を、
ある曲率を持たせた状態に変形させ、両端を固定した状
態で導体として使用するものであり、そのため、一枚ご
との金属板の長さと金属板の両端に加工するピン挿入穴
の位置は、積層する位置の曲率の大きさによって変える
必要があり、その加工、表面処理、積層作業は人手によ
っていた。

【０００７】しかし、加工作業は、一枚ごとに金属板の
長さ、及びピン挿入穴の加工位置を測定して決める必要
があり、加工前の準備作業が多大であった。また、切断
と穿孔を別工程に分けて加工するため、金属板一枚ごと
に穿孔位置の精度にばらつきが生じ、安定した品質を得
ることが難しかった。さらに、切断、穿孔完了後の金属
板は、積層順序に決まりがあるため、積層時には積層順
序通りに金属板を選別する必要があり、作業時間を費や
していた。

【０００８】また、特開平９−２６７１４３号公報や特
開２０００−１３５５３０号公報及び特開２００１−２
５８３４号公報等に記載の発明は、いずれも一定寸法の
材料送りが目的であり、連続的に送り量を変えることが
必要な加工には適用することができない。

【０００９】本発明の第１の目的は、従来の人手による
フレキシブル導体生産作業に対し、供給した材料に真空
雰囲気中で金属板同士が固着しないように表面処理を施
し、所定位置に切断、穿孔を行う行程を自動的に実行す
るフレキシブル導体生産設備を提供することである。

【００１０】本発明の第２の目的は、上記第１の目的に
加え、加工が完了した金属板を順次積層するまでの一連
の工程を自動的に実行するフレキシブル導体生産設備を
提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】（１）上記第１の目的を
達成するために、本発明は、フレキシブル導体生産設備
において、シート状材料を送り出す材料供給機構と、真
空雰囲気中においても材料同士が固着しないように前記
シート状材料に表面処理を施すことが可能な表面処理機
構と、予め設定した寸法通りに前記シート状材料の送り
量を変化させることが可能な材料送り機構と、前記シー
ト状材料の所定位置に穴加工と切断加工を施す加工機構
とを備えるものとする。

【００１２】このように材料供給機構と、表面処理機構
と、材料送り機構と、加工機構を設けることにより、従
来の人手によるフレキシブル導体生産作業に対し、供給
した材料に真空雰囲気中で金属板同士が固着しないよう
に表面処理を施し、連続的に材料から所定の長さでピン
挿入穴が穿孔された金属板を加工することが可能とな
り、それらの行程を自動的に実行することができる。

【００１３】また、表面処理機構を作動させれば、連続
的に表面処理を施したシート状材料から所定の長さのピ
ン挿入穴が穿孔された金属板が加工され、表面処理機構
を非作動状態とすれば、連続的に表面処理を施さないシ
ート状材料から所定の長さでピン挿入穴が穿孔された金
属板が加工され、これらの金属板を積層し、組み立てる
ことにより、従来の人手によるフレキシブル導体生産作
業と比較して、作業時間が短縮され、かつ品質を安定さ
せることが可能となる。

【００１４】（２）また、上記第２の目的を達成するた
めに、本発明は、フレキシブル導体生産設備において、
シート状材料を送り出す材料供給機構と、予め設定した
寸法通りに前記シート状材料の送り量を変化させること
が可能な材料送り機構と、前記シート状材料の所定位置
に穴加工と切断加工を施す加工機構とを備える第１のラ
インと、前記材料供給機構、材料送り機構、加工機構と
同様の材料供給機構、材料送り機構、加工機構を備え、
かつその材料供給機構と材料送り機構との間に、真空雰
囲気中においても材料同士が固着しないように前記シー
ト状材料に表面処理を施すことが可能な表面処理機構を
配置した第２のラインとを並列に並べ、それぞれのライ
ンの加工機構の下流側に、その加工機構で加工された金
属板を搬出し、交互に積層し組み立てる組立機構を配置
したものとする。

【００１５】このように材料供給機構、材料送り機構、
加工機構を備えたラインを２ライン設け、第２のライン
には更に表面処理機構を設け、かつ加工機構の下流側に
組立機構を配置することにより、加工完了後の２種類の
金属板は、加工完了順に自動的に積層することができ、
組立までの一連の工程を自動的に実行することが可能と
なり更に作業時間を短縮できる。

【００１６】（３）上記（１）又は（２）において、好
ましくは、前記材料送り機構は、材料把持用のグリッパ
を備えたスライダを有し、このスライダは、予め制御装
置に設定した寸法及び順序で材料の送り量を変化させる
ことが可能である。

【００１７】これにより連続的に所定の長さの金属板を
自動的に加工することが可能となる。

【００１８】（４）また、上記（１）又は（２）におい
て、好ましくは、前記加工機構は、金型によるせん断加
工により穴加工と切断加工を同時に施す。

【００１９】これにより加工工程の合理化が図れ、加工
時間を短縮できる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明のフレキシブル導体
生産設備の実施の形態を図面を用いて説明する。

【００２１】図１は、本発明の一実施の形態に係わるフ
レキシブル導体生産設備の斜視図である。全体的に符号
１で示されるフレキシブル導体生産設備は、Ａライン２
とＢライン３の２つのラインで構成される。Ａライン２
は、材料供給機構４と、材料送り機構５と、加工機構６
とで構成される。Ｂライン３は、材料供給機構４の後に
表面処理機構７を付加した構成となっている。Ａライン
２及びＢライン３でそれぞれ加工された金属板９は、組
立機構８によって交互に積層され、フレキシブル導体１
０となる。

【００２２】ここで、本発明の設備が対象とする真空ス
イッチギヤ用フレキシブル導体の特徴を説明する。図２
は、真空スイッチギヤ用フレキシブル導体の概略図であ
る。フレキシブル導体１０は、積層した金属薄板に所定
の曲率Ｒを持たせた状態で、可動電極５０及び導体５１
に固定ピン５２，５３を用いて固定される。フレキシブ
ル導体１０により、可動電極５０は、ある程度の自由を
もって動作することが可能となり、通電時は、図２の下
側に示すように可動電極５０が固定電極５４に接触し、
遮断時は、図２の上側に示すように可動電極５０が固定
電極５４に対して絶縁距離を保つ動作が可能となる。

【００２３】図３は、フレキシブル導体の操作器の概略
図である。可動電極５０に操作ロッド７０が取り付けら
れ、操作ロッド７０にはベローズ７１が設けられてい
る。フレキシブル導体１０の入り切り動作は、操作ロッ
ド７０を押すことで可動電極５０が固定電極５４に接触
し、その押し付け力を解除することで、ベローズ７１の
ばね力により切り離される。

【００２４】図４は、フレキシブル導体１０を構成する
金属板の概略図である。フレキシブル導体１０は、導電
を主目的とした銅等の金属板５５と、強度の保持を主目
的としたステンレス等の金属板５６を交互に積層した構
成となっている。また、真空雰囲気中での金属板同士の
固着を防止するため、強度保持用の金属板５６には、真
空中でも安定な酸化膜を形成する等の表面処理を施して
いる。これらの金属板５５，５６には、それぞれ両端か
ら一定寸法の位置に固定ピン挿入用の穴加工５７が施さ
れている。フレキシブル導体１０は、図２に示したよう
に所定の曲率Ｒを持たせて両端で固定するため、曲率が
大きくなる位置に積層される金属板ほど、その全長をΔ
Ｌ増す必要がある。本発明のフレキシブル導体生産設備
１は、このような特徴をもったフレキシブル導体１０を
生産する構成となっている。以下にフレキシブル導体生
産設備１の各機構の詳細を説明する。

【００２５】本発明のフレキシブル導体生産設備１にお
いて、Ａライン２が導電を主目的とした金属板５５を加
工するラインであり、Ｂライン３が真空雰囲気中で金属
板同士の固着を防止する金属板５６を加工するラインで
ある。最初にＡライン２の構成を説明する。材料供給機
構４は、アンコイラー１１に、シート状材料である銅条
材１２Ａを設置することで構成される。

【００２６】材料送り機構５は、指定した送り量分移動
するスライダ１３と、材料送り時に材料を把持する可動
グリッパ１４と、可動グリッパ１４の両側に備えられ、
材料送り完了後に材料を把持する固定グリッパ１５とを
有している。

【００２７】スライダ１３を指定した送り量分移動させ
る機構の詳細及び材料送り機構の動作を図５を用いて説
明する。

【００２８】スライダ１３を指定した送り量分移動させ
る機構は、駆動モータ１３ａと、この駆動モータ１３ａ
で回転駆動されるねじ付きロッド１３ｂと、このねじ付
きロッド１３ｂと噛み合うねじ溝付き部材１３ｃとを有
し、スライダ１３はこのねじ溝付き部材１３ｃに一体に
移動するよう装着されている。

【００２９】図５（ａ）はスライダ１３が原点に位置す
る状態を示す。このスライダ１３の原点位置で、可動グ
リッパ１４が材料供給機構４から供給された材料１６を
把持した後、固定グリッパ１５を解放する。可動グリッ
パ１４が材料１６を把持した状態で、駆動モータ１３ａ
を駆動し、図５（ｂ）に示すようにスライダ１３及び可
動グリッパ１４を所定の送り量Ｌ移動する。材料送り完
了後、固定グリッパ１５が材料１６を把持し固定した
後、図５（ｃ）に示すように可動グリッパ１４を解放す
る。この後、駆動モータ１３ａを逆方向に駆動して、図
５（ｄ）に示すようにスライダ１３及び可動グリッパ１
４を原点位置に復帰させる。以上の動作を繰返すことに
より、材料１６は所定の送り量で加工機構６へ送られ
る。なお、金属板一枚ごとの送り量は、その寸法や順序
が予め制御装置１７に設定されており、駆動モータ１３
ａはスライダ１３をその設定通りの寸法、順序の送り量
で送ることが可能である。また、可動グリッパ１４及び
固定グリッパ１５の開閉タイミングも制御装置１７に設
定され、可動グリッパ１４及び固定グリッパ１５はその
設定に基づいて開閉する。

【００３０】加工機構６は、プレス１８と、プレス１８
に備えられた金型１９から構成される。加工機構６の加
工方法を図６を用いて説明する。金型１９は、図６
（ａ）に示すように、切断用パンチ２０とその両側に穿
孔用パンチ２１を備えた上型２２と、上型２２に対して
適正なクリアランスを持ったダイ２３から構成される。
材料送り機構５によって所定量の送りが完了した後、プ
レス１８を作動させ、金型１９で加工が実行される。加
工は、図６（ｂ）に示すように、切断２４と穿孔２５，
２６が同時に加工される。穿孔２６‘は材料が送られる
前の加工で施された穿孔であり、今回、穿孔２５と切断
２４が施されたことにより加工が全て完了し、金属板９
となる。

【００３１】組立機構８は、複数の積層エリアを有し、
各積層エリアの片側（Ａライン２側）に１本の積層用ガ
イドピン３０を設けたテーブル２７と、加工機構６から
加工完了した金属板９を搬出する搬出機構２８と、搬出
された金属板９をテーブル２７の１つの積層エリアに積
層するハンド２９から構成される。搬出機構２８によっ
て加工機構６から搬出された金属板９は、ハンド２９に
よってテーブル２７の積層エリアに積層される。その
際、金属板９に加工した固定ピン挿入用穴２５は、テー
ブル２７に備えられたガイドピン３０に通される。この
ことにより、金属板９は安定してテーブル２７上に積層
させることが可能である。

【００３２】次にＢライン３の構成を説明する。Ｂライ
ン３には材料としてステンレス条材１２Ｂを投入する。
ステンレス条材１２Ｂは、最初に、表面処理機構７によ
って、真空雰囲気内で金属板同士の固着を防止する表面
処理が施される。本実施例の場合、投入した材料に酸化
膜を形成させる機構とし、具体的な図示はしないが、高
酸素濃度雰囲気の電機炉としてある。

【００３３】その後はＡライン２と同様に送り，及び加
工が施され、組立機構８によりテーブル２７に積層され
る。この組立機構８の一部として、Ｂライン３の加工機
構６の下流側にも搬出機構２８と、ハンド２９とが配置
されている。積層は、Ａライン２から搬出される金属板
とＢライン３から搬出される金属板が交互に積層され、
所定数の金属板９が積層された後、テーブル２７がスラ
イドし、新たな積層エリアに積層を開始する。

【００３４】テーブル２７の各積層エリアに積層された
金属板は、人手でＲに曲げて、両端をろう付け作業し固
定した後、図３のように製品に組み込む。

【００３５】以上のように構成した本実施の形態におい
ては、材料供給機構４と、材料送り機構５と、加工機構
６を備えているため、制御装置１７に材料の送り量を設
定することにより、連続的に材料から所定の長さでピン
挿入穴が穿孔された金属板を加工することが可能であ
る。また、組立機構８を備えることにより、加工完了後
の２種類の金属板は、加工完了順に自動的に積層するこ
とができる。以上により、従来の人手によるフレキシブ
ル導体生産作業と比較して、作業時間が短縮され、かつ
品質を安定させることが可能である。

【００３６】なお、以上の実施の形態は、Ａライン２と
Ｂライン３の２つのラインを備えるものとしたが、フレ
キシブル導体生産設備は、材料供給機構４と、表面処理
機構７と、材料送り機構５と、加工機構６からなる１ラ
インとし、積層、組立は人手によってもよい。この場合
でも、表面処理機構７の作動と非作動を切り替えること
により、連続的に材料から所定の長さのピン挿入穴が穿
孔された２種類の金属板を加工することが可能であり、
従来の人手によるフレキシブル導体生産作業と比較し
て、作業時間が短縮され、かつ品質を安定させることが
可能である。

【００３７】

【発明の効果】本発明によれば、材料供給機構と、表面
処理機構と、材料送り機構と、加工機構とを備えている
ため、従来の人手によるフレキシブル導体生産作業に対
し、供給した材料に真空雰囲気中で金属板同士が固着し
ないように表面処理を施し、連続的に材料から所定の長
さでピン挿入穴が穿孔された金属板を加工することが可
能となる。このため、従来の人手によるフレキシブル導
体生産作業と比較して、作業時間が短縮され、かつ品質
を安定させることが可能である。

【００３８】また、本発明によれば、材料供給機構、材
料送り機構、加工機構を備えたラインを２ライン設け、
第２のラインに更に表面処理機構を設け、かつ加工機構
の下流側に組立機構を配置したので、加工完了後の２種
類の金属板は、加工完了順に自動的に積層することがで
き、組立までの一連の工程を自動的に実行することが可
能となり更に作業時間を短縮できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態によるフレキシブル導体
生産設備の全体構造を説明する斜視図である。

【図２】本発明が対象とするフレキシブル導体及びその
使用状態を示す図である

【図３】フレキシブル導体をその操作器とともに示す図
である。

【図４】本発明が対象とするフレキシブル導体を構成す
る金属板の説明図である。

【図５】スライダ機構の詳細及び材料送り機構の動作を
示す説明図である。

【図６】加工機構に備えられた金型の説明図である。

【符号の説明】

１ フレキシブル導体生産設備 ２ Ａライン ３ Ｂライン ４ 材料供給機構 ５ 材料送り機構 ６ 加工機構 ７ 表面処理機構 ８ 組立機構 ９ 金属板 １０ フレキシブル導体 １３ スライダ １４ 可動グリッパ １５ 固定グリッパ １７ 制御装置 １８ プレス １９ 金型 ２０ 切断用パンチ ２１ 穿孔用パンチ ２２ 上型 ２３ ダイ ２４ 切断 ２５ 穿孔 ２７ テーブル ２８ 搬出機構 ２９ ハンド ３０ 積層用ガイドピン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 湖口 義雄 茨城県日立市国分町一丁目１番１号 株式 会社日立製作所電機システム事業部内 (72)発明者 菊池 元宏 茨城県日立市国分町一丁目１番１号 株式 会社日立製作所電機システム事業部内 (72)発明者 菅野 公栄 茨城県日立市国分町一丁目１番１号 株式 会社日立製作所電機システム事業部内 Ｆターム(参考） 4E048 AB03 4E090 AA01 AB01 FA02 HA04

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シート状材料を送り出す材料供給機構と、
   真空雰囲気中においても材料同士が固着しないように前
   記シート状材料に表面処理を施すことが可能な表面処理
   機構と、予め設定した寸法通りに前記シート状材料の送
   り量を変化させることが可能な材料送り機構と、前記シ
   ート状材料の所定位置に穴加工と切断加工を施す加工機
   構とを備えることを特徴とするフレキシブル導体生産設
   備。
2. 【請求項２】シート状材料を送り出す材料供給機構と、
   予め設定した寸法通りに前記シート状材料の送り量を変
   化させることが可能な材料送り機構と、前記シート状材
   料の所定位置に穴加工と切断加工を施す加工機構とを備
   える第１のラインと、前記材料供給機構、材料送り機
   構、加工機構と同様の材料供給機構、材料送り機構、加
   工機構を備え、かつその材料供給機構と材料送り機構と
   の間に、真空雰囲気中においても材料同士が固着しない
   ように前記シート状材料に表面処理を施すことが可能な
   表面処理機構を配置した第２のラインとを並列に並べ、
   それぞれのラインの加工機構の下流側に、その加工機構
   で加工された金属板を搬出し、交互に積層し組み立てる
   組立機構を配置したことを特徴とするフレキシブル導体
   生産設備。
3. 【請求項３】請求項１又は２記載のフレキシブル導体生
   産設備において、前記材料送り機構は、材料把持用のグ
   リッパを備えたスライダを有し、このスライダは、予め
   制御装置に設定した寸法及び順序で材料の送り量を変化
   させることが可能であることを特徴とするフレキシブル
   導体生産設備。
4. 【請求項４】請求項１又は２記載のフレキシブル導体生
   産設備において、前記加工機構は、金型によるせん断加
   工により穴加工と切断加工を同時に施すことを特徴とす
   るフレキシブル導体生産設備。