(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
請求項１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、このスイライダは、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。
【請求項３】
請求項１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。
【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２００１−２５８３４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２００１−２５８３４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及び第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を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。
【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。
【００１５】
また、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るので、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。
【００１６】
（２）上記（１）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】
（３）また、（１）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１０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ΔＬ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１４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１３ａ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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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