JPS59209046A - 界磁コイルの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は短冊状の複数個の電気導体を通電圧接にて額縁
状に接続する界磁コイルの製造方法に関する。

し発明の技術的背景とその問題点〕 従来、水車発電機や同期電動機などの突極形磁極の界磁
コイルは、硬引銅帯等の短冊状の複数個の電気導体を第
１図に示すように額縁状に接続して構成されるものがあ
る。第１図において（１）は端部接続用導体、（２）は
側面接続用導体、（３）は接続部である。

この額縁状の界磁コイルの製造方法としては、導体（１
）、（２）間をろう付により接続する方法、アーク溶接
により接続する方法、加圧圧接により接続する方法など
がある。しかし、これらの従来の方法には以下の諸問題
がある。

まずろう付による方法については、 （１）作業者の技榴による接続部の品質のばらつきが多
い。

（ｉｆ）　　接続強度を得るためには複雑な開先形状が
必要である。

（１■）接続方法の自動化が難しく、かつ品質管理も難
しい。

などがある。次にアーク溶接による方法に一ついては、 （１）始端、終端部に欠陥が発生し易い。

（１１）導体の板厚が限定される。

（：：ｉ）　　特に電気導体として清浄度が要求される
場合には作業環境が限定される。

などがあり、接続部の品質向上あるいは自動化を考えた
場合、最近では加圧圧接による接続が有望視されるよう
になってきたが未だ次に述べるような問題点かあ、る。

この問題点の説明のために、まず導体（１）　、　（１
）を直線的に接続する場合の状態について第２図（ａ）
。

（ｂ）を参照して説明する。銅帯から成る２個の導体（
１）　、　（１）を突合せ、それぞれの導体（１）　、
　（１）をつかみ具（４）　、　（４）でつかみ、両つ
かみ具（４）　、　（４）には電源（５）を接続する。

そして電源（５）により接続部（３）に通電を行えば、
つかみ具（４）から接続部（３）迄の突出し長さく６）
　、　（７）部の電気抵抗および接続部（３）の接触電
気抵抗によりジュール熱を発生し、圧接に適した温ＩＷ
に上昇する。その直後に油圧あるいは空気圧などの図示
しないシリンダで加圧方向（８）に加圧すると圧接接続
することが出来る。しかし、第り図に示すような額縁状
に界磁コイルを形成するには、端部接続用導体（１）の
端部を側面接続用導体（２）の側面に接続し、その接続
部（３）は額縁のコーナ部に位置するため、第３図に示
す構成となる。このような構成となると、接続部（３）
の両側の導体（１）　、　（２）の形状が非対称である
だめ、コーナ接触部（３）の内側コーナ部（３ａ）近傍
は側面接続用導体（２）の長手方向への熱伝導による熱
の逃げが大きく、従って接続部（３）は内側コーナ部（
３ａ）１＋１１１とその反対の外側とで熱的不均衡を生
じ、そのため内側コーナ部（３ａ）側では内導体（１）
　、　（２）の圧接用溶融量が不足し、加圧力に対する
圧接応力分布が不均一になり、圧接施工が困難であった
り、又、圧接ができたとしても、接続部の品質が不均一
で満足できないという問題があった。特に、内側コーナ
部（３ａ）の溶融が不足なま１、強力な加圧力を加える
と、第４図に示すような切欠き（９）が発生し、その部
分に運転時応力集中が生ずるので、これを防ぐためには
第５図に示すように圧接後、アール部（１０）を形成す
る仕上げ加工を必要とする問題が生じる。そこで、その
対策として第３図に示す突出し長さく６）および（７）
を犬にしてジュール熱を犬きくすることが考えられたが
、突出し長さく６）　、　（７）を大にすると加圧力に
よる導体（１）　、　（２）の座屈が問題になったり、
又、つかみ具（４）　、　（４）を接触する迄加圧させ
ることによって副次的に最終寸法を規定するという従来
方法の利点を適用できないという不具合が発生する。

〔発明の目的〕

本発明は接続部の品質向上と強度および信頼性を高めた
額縁状の界磁コイルの製造方法を提供することを目的と
す、る。

〔発明の概要〕

本発明においては、短冊状の複数個の電気導体を額縁状
に接続する界磁コイルの製造方法において、接続は額縁
状のコーナ部を通電圧接にて行ない、接続部開先は内側
コーナ部がら遠ざがるに従って開いた傾斜状としておく
ことにより、通電してジュール熱を発生させる際、内側
コーナ部から先に通電溶融を開始させ、溶融一体化によ
り更に大電流を内側コーナ部に集中させてその部分の溶
融を確実にし、次いで外側に向って溶融部を拡大し、内
側コーナ部に切欠きを生じさせず、接続部の品質を均一
化して向上させ、強度および信頼性を高めるものである
。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例について、第６図および第７図
を参照して説明する。尚、製造の対象とする界磁コイル
の斜視図は第１図の通りであるから、これも参照された
い。

短冊状導体（１）　、　（２）は硬引銅帯を使用し、板
厚は５１１ｍ、板幅は５０ｍ、長さは圧接代を含んだ所
望大きさの界磁コイルとなる寸法にする。そして端部接
続用導体（１）の端部（【ａ）は側面（１６）に対する
直角面（Ｉｃ）に対して角度αだけ内側コーナ部（３ａ
）から遠ざかるに従って開いた傾余１伏とする。側面接
続用導体（２）の側面（２ａ）は一様な平面の捷まとし
、内導体（１）　、　（２）を第７図のように直角に突
合せて開先αυを形成する。尚、開先の角度αは１ない
し５度の範囲とする。

内導体（１）　、　（２）をそれぞれっがみ具（４）　
、　（４）でっかみ、両つかみ具（４）　、　＜４１間
に数万アンペアとｌ、ｔう大電流を供給できる電源（５
）を接続する。両つ力・み具（４）　、　（４）は図示
しない加圧機で加圧方向（８）　、　（８）　ｌこ抑圧
できるようにする。（６１、（７）は突出し部である。

この状態から圧接するには、電源（５）により突出し部
（６）、（７）間に大電流を流踵内側端部（３ａ）力玉
溶融し始めたら加圧機でつかみ具（４）　、　（４）を
加圧方向（８）　、　（８）に押圧して、端面（１ａ）
全部が溶融して圧着される迄、通電と抑圧を継続し、そ
の後、通電と抑圧を止める。

次に作用について説明する。

通電開始時は側導体（１）　、　（２）が内側コーナ部
（３ａ）のみにて接触しているから、その部分だけ局部
的に発熱し、溶融が開始し、一体化する。この時一つか
み具（４）　、　（４）を介して側導体（１）　、　（
２）をカロ圧方１句（８）。

（８）に押圧すると接触部が広くなり金相的ζこ一体イ
ヒした部分が拡がり、接触電気抵抗は零（こ近くなるか
ら益々大電流が流れ、溶融部は順次外方ｐ（」ち開先０
］）の先端方向迄拡大されて行く。ここで前提条件とし
て、加圧方向（８）　、　（８）の加圧力は、通′屯開
始および通電終了による圧接完了まで負荷されて１．７
Ａることは云う迄・もない。そして、ｐ−ｉ＊ｕコーナ
部（３ａ）から遠ざかるに従って開ｌ／また煩多）状の
開先（１１）を連続的に押しているから、溶融碩３カー
遂次拡大して行き、そのために溶融金属の膨出ζこよる
溶は落ちを防止できる。従って溶は落ちｔこよるフラッ
シュ、スパークなどの発生も無ＶＮ　Ｏそして内組１１
コーナ部（３ａ）から溶融が開始されるＱ〕で、その部
分の溶融は確実であり、更に七〇〕部分の接触抵抗が零
に近くなって大電流が流れ易くなるＱ）で１．その部分
に連なる突出し部（６）　、　（７）のシール熱をこよ
る溶融が確実となり、従来の第４図（こ示した切欠き（
９）の発生を防止し、強度の大な接続部とすることがで
きる。更に、溶は落ちカーｉ＋／）こと力・ら、圧接接
続に必要な突出し長さく６）　、　（力を必要Ｍ　’Ｊ
’限をこ／」＼さくすることで材料歩止りを良くし、額
縁状の界磁コイルとしての寸法誤差を出来るだけ／Ｊ’
ｌさくすることが可能であり、品質の安定したものとな
る。

そして開先角度αをｌないし５度の範囲としたのは、１
度より小さければ開先０１）カー無′ｌ／）もの（こ近
くて、切欠き（９）（第４図参照）を生じ易くなり、５
度を超過すると、圧接部（６）を犬にしなければならず
材料がむだになると共に、通電圧接の際、面圧が下が一
つて圧接が均一に出来ず、かつ、溶は落ちが生じ、その
ためにフラッシュ、スパークなどを生ずるという弊害が
生じ始めるからである。

第８図に示、す実施例は開先（Ｌｌ）を形成する際に、
側面接続側導体（２）の方に傾斜（２ｂ）を設けたもの
である。

このようにしても第６図および第７図に示した実施例と
同様の作用効果が得られる。

第９図に示す実施例は１字形に接続する部分があった場
合を示し、この時は端部接続用導体（１）の先端を両コ
ーナ部（３ａ）から、〈字形に凹めて開先（＋１３を形
成したものである。

このようにしても第６図および第７図に示した実施例と
同様の作用効果が得られる。

尚、本発明は上記し、かつ図面に示した実施例のみに限
定されるものではなく、例えば導体（１）。

（２）はアルミニウム等の他の材料を使用してもよい等
、その要旨を変更しない範囲で種々変形して実施できる
ことは勿論である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、接続部開先は内
側コーナ部から遠ざかるに従って開いた傾斜状としてお
き、これに通電して圧接するようにしたので、 （１）　　内側コーナ部に切欠きを生じることのない圧
接接続が可能となり、品質が均一化して向上し、強度信
頼性が犬になった。

（Ｉｔ）　　局部発熱をさせることにより、圧接部の変
形量を小さくすることが出来、額縁状界磁コイルの寸法
精度が向上した。

（ｉｉｌ）　　局部発熱させることにより、加熱範囲を
狭くすることができ、特に硬引銅帯を使用した場合は材
料の強度低下域が小さくなった。

＜ＩＶ）　　局部発熱であるため、従来に比べて使用電
力量を少なくすることが出来た。７ などの効果が得られた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法の一実施例にて製造の対象とする
額縁状の界磁コイルを示す斜視図、第２図（ａ）　、　
（ｂ）は従来の方法で導体を突合せで配置して通電圧接
接続を行なう状態を示す上面図および縦断面図、第３図
は従来の方法で導体を額縁状に配置して通電圧接接続を
行なう状態を示す上面図、第４図は第３図の状態で通電
圧接接続を行なった接続部周辺を示す上面図、第５図は
第４図の切欠き部を除去加工した形状を示す上面図、第
６図は本発明の方法の一実施例を施工するために導体に
開先を形成した状態を示す上面図、第７図は第６図の導
体を使用して通電圧接接続を行なっている状態を示す上
面図、第８図および第９図はそれぞれ異なる他の実施例
に使用する導体の開先部周辺を示す上面図である。 １・・・端部接続用導体　　２・・・側面接続用導体３
・・・接続部　　　　　３ａ・・内側コーナ部口・・・
開先　　　　　　α・・・開先角度代理人　弁理士　井
　上　−男 第　　１　図 第　　２　図 第　　３　図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）短冊状の複数個の電気導体を額縁状に接続する界
   磁コイルの製造方法において、接続は額縁状のコーナ部
   を通電圧接にて行ない、接続部開先は内側コーナ部から
   遠ざかるに従って開いた傾斜状としておくことを特徴と
   する界磁コイルの製造方法。
2. （２）開先角度は１ないし５度としたことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の界磁コイルの製造方法。