JP3551897B2 - 回転電機及び給電用リード線接続方法 - Google Patents
回転電機及び給電用リード線接続方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3551897B2 JP3551897B2 JP2000179364A JP2000179364A JP3551897B2 JP 3551897 B2 JP3551897 B2 JP 3551897B2 JP 2000179364 A JP2000179364 A JP 2000179364A JP 2000179364 A JP2000179364 A JP 2000179364A JP 3551897 B2 JP3551897 B2 JP 3551897B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power supply
- supply lead
- lead wire
- thickness
- connection conductor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K3/00—Details of windings
- H02K3/46—Fastening of windings on the stator or rotor structure
- H02K3/50—Fastening of winding heads, equalising connectors, or connections thereto
- H02K3/505—Fastening of winding heads, equalising connectors, or connections thereto for large machine windings, e.g. bar windings
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K2203/00—Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to the windings
- H02K2203/09—Machines characterised by wiring elements other than wires, e.g. bus rings, for connecting the winding terminations
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49002—Electrical device making
- Y10T29/49009—Dynamoelectric machine
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49002—Electrical device making
- Y10T29/49009—Dynamoelectric machine
- Y10T29/49011—Commutator or slip ring assembly
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49002—Electrical device making
- Y10T29/49009—Dynamoelectric machine
- Y10T29/49012—Rotor
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49002—Electrical device making
- Y10T29/49117—Conductor or circuit manufacturing
- Y10T29/49169—Assembling electrical component directly to terminal or elongated conductor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Windings For Motors And Generators (AREA)
- Manufacture Of Motors, Generators (AREA)
- Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (AREA)
- Synchronous Machinery (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は回転電機及び給電用リード線接続方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の回転電機は、例えば特開平３−７０３６ 号公報に記載されているように、プレスによる冷間加工によってリード線の立上り直線部にあたる部分の硬度を他の部分よりも大きくし、機械加工，曲げ加工を施した後、電子ビーム溶接によってリード線の立上り直線部と接続部材を接続している。また、溶接或いはろう付よってリード線と接続部材を接続した後、プレスによる冷間加工によってリード線の立上り直線部にあたる部分の硬度を他の部分よりも大きくし、機械加工，曲げ加工を施している。これにより、従来の回転電機はリード線の立上り直線部の弾性限界を向上させ、リード線の立上り直線部の圧縮塑性変形耐力を向上させている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の前者の接続方法では、リード線の板厚が全長に亘ってほぼ同じであるので、回転時の過大な遠心力がリード線の立上り直線部の接続部材との接続部分、すなわち電子ビーム溶接によって軟化された部分に集中する。従って、その部分において塑性変形し易くなる恐れがある。また、前述の後者の接続方法では、溶接或いはろう付後、リード線の立上り直線部を冷間加工しているので、リード線の立上り直線部の接続部材との接続部分、すなわち溶接或いはろう付によって軟化された部分以外の部分まで硬化される。これにより、軟化された部分以外の部分の硬度が高くなり、その部分の靭性（粘り強さ）が低下して脆くなる。従って、その部分から破損する恐れがある。
【０００４】
本発明の代表的な目的は、プレスによる冷間加工などの後処理によって給電用リード線の硬度を調整することなく遠心力耐力を向上させることができると共に、給電用リード線の接続導体との接続部分の塑性変形を抑制することができる回転電機及び給電用リード線接続方法の提供にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の基本的な特徴は、回転時の過大な遠心力による応力を給電用リード線の接続導体との接続部分以外の部分に集中させると共に、回転時の過大な遠心力による応力を集中させる部分に接続導体との接続において生じる軟化が及ばないようにしたことにある。
【０００６】
具体的には、回転時の過大な遠心力による応力を給電用リード線の接続導体との接続部分以外の部分に集中させるために、給電用リード線に、接続導体に接続される第１の部分と、第１の部分よりも板厚が小さい第２の部分と、第１の部分と第２の部分の間に形成されると共に、板厚が第１の部分の板厚から第２の部分の板厚に変化する第３の部分とを形成し、応力を集中させる部分に接続導体との接続において生じる軟化が及ばないようにするために、電子ビーム溶接或いは給電用リード線を冷却しながらろう付接合によって給電用リード線の第１の部分と接続導体を接続している。
【０００７】
ここで、第１の部分及び第２の部分の板厚とは、給電用リード線の長手方向の軸に平行な４面のうち、第３の部分の面形状が変化している２面と連続する２面の対向距離を意味する。また、第３の部分の板厚とは、面形状が変化している２面の対向距離を意味する。
【０００８】
これにより、給電用リード線を回転電機に組込み運転した場合、回転時の過大な遠心力による応力は給電用リード線の第３の部分に集中する。つまり、給電用リード線の第３の部分は、第１の部分に向かって順次板厚が大きくなり、給電用リード線の長手方向の断面積が第１の部分に向かって順次大きくなっている、すなわち形状が変化している。また、給電用リード線の第３の部分は、接続導体との接続において生じる軟化の影響を受けないので、第３の部分の硬度を第２の部分の硬度よりも低下させることがなく、第２の部分の硬度とほぼ同じ硬度にできる。従って、回転時の過大な遠心力による応力は第３の部分に集中し、緩和されるので、給電用リード線の接続導体との接続部分である第１の部分に回転時の過大な遠心力による応力を集中させることがなく、第１の部分の塑性変形を抑制することができる。
【０００９】
また、給電用リード線の第３の部分は、接続導体との接続において生じる軟化の影響が受けないので、第３の部分の弾性限界を低下させることがない。すなわち給電用リード線の第２及び第３の部分の硬度が第１の部分の接続導体との接続部分の硬度よりも大きくすることができるので、給電用リード線の第３の部分に加わる応力に対する耐力を十分に確保することができる。
【００１０】
また、給電用リード線の第１の部分は電子ビーム溶接或いはろう付接合によって軟化するが、板厚が第２及び第３の部分に比べて大きく、給電用リード線の長手方向の断面積が第２及び第３の部分に比べて大きいので、単位断面積あたりに加わる応力が小さくすることができ、遠心力によって加わる応力に対する耐力を十分に確保することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
（実施例１）
本発明の第１実施例を図１〜図５に基づいて説明する。図２は本実施例のタービン発電機の構成を示す。図において１は固定子枠であり、その内周側には円筒形状の固定子鉄心２が嵌合されている。固定子鉄心２には軸方向に連続したスロットが周方向に複数形成されており、その各々内には固定子巻線５が収納されている。固定子鉄心２には径方向に複数連続したダクトが軸方向に複数形成されている。
【００１２】
固定子鉄心２の内周側には空隙を介して回転子鉄心３が配設されている。回転子鉄心３には、軸方向に連続したスロットが周方向に複数形成されており、その各々内には回転子巻線６が収納されている。回転子巻線６の両端部には環状のリテニングリング７が設けられている。リテニングリング７は回転子巻線６の端部を押圧するものである。回転子鉄心３の中心部分には回転軸４が一体形成されている。
【００１３】
固定子枠１の両端部には環状のブラケット１０が設けられている。ブラケット１０の内周側には軸受装置９が設けられている。軸受装置９は回転軸４を回転自在に支承するものである。回転軸４上には冷却ファン８が嵌合されている。固定子枠１と固定子鉄心２の間の空間部分には冷却器１１が複数設けられている。冷却器１１は、冷却ファン８によって昇圧されて機内循環する冷却ガスを冷却するものである。
【００１４】
固定子枠１の外周下部には、発電された電力を外部に取り出すためのターミナル１２（端子）が設けられている。発電機本体の一端側には集電装置１３が設けられている。集電装置１３は、回転中の回転子巻線６に電力を供給するものであり、保持器によって保持されたカーボン製のブラシが、回転軸４の一端側に設けられた集電環に押圧接触し、固定側から回転側に電力を供給するように構成されている。
【００１５】
図３は回転子鉄心３の一端部側（集電装置１３側）の構成を示す。ブラシを介して集電環に供給された電力は、集電環に接続された端子１４、端子１４に接続された給電用リード線１５、給電用リード線１５に接続されると共に回転子巻線６に接続された接続導体１６を介して回転子巻線６に供給される。給電用リード線１５は端子１４から回転軸４に沿って軸方向に延び、接続される回転子巻線６との対向位置において円弧状に折れ曲がって径方向に立上がり、径方向を外方向に直線状に延びている。
【００１６】
給電用リード線１５の回転軸４に沿って軸方向に延びている部分は、ガラス繊維を主構成要素とした絶縁部材であるＦＲＰから形成された絶縁スペーサ１７を介してリードウエッジ１８と呼ばれる固定手段によって固定されている。給電用リード線１５の立上がり直線部分には絶縁スペーサ１９が設けられている。絶縁スペーサ１９は給電用リード線１５の立上がり直線部分を固定するものである。
【００１７】
図１は給電用リード線１５の構成を示す。給電用リード線１５は、回転子巻線６と同じ銅材から形成された導電性部材であり、直方体形状した板状部材である。給電用リード線１５は、第１の部分１５ａ，第２の部分１５ｂ及び第３の部分１５ｃから構成されている。第１の部分１５ａは接続導体１６に接続される部分であり、冷却媒体流通用の孔１５ｄが複数穿設されている。尚、冷却媒体流通用の孔１５ｄは、給電用リード線１５と接続導体１６を接続する際に用いられるものである。
【００１８】
第２の部分１５ｂは、第１の部分１５ａよりも板厚が小さく形成された部分である。従って、給電用リード線１５の長手方向に対する第２の部分１５ｂの断面積は、給電用リード線１５の長手方向に対する第１の部分１５ａの断面積よりも小さい。第３の部分１５ｃは、第１の部分１５ａと第２の部分１５ｂの間に形成されると共に、板厚が第１の部分１５ａの板厚から第２の部分１５ｂの板厚に変化するように形成された部分である。従って、給電用リード線１５の長手方向に対する第３の部分１５ｃの断面積は、給電用リード線１５の長手方向に対する第１の部分１５ａの断面積から給電用リード線１５の長手方向に対する第２の部分１５ｂの断面積に変化している。
【００１９】
ここで、第１の部分１５ａ及び第２の部分１５ｂの板厚とは、給電用リード線１５の長手方向の軸に平行な４平面のうち、第３の部分１５ｃの面形状が変化している２面と連続する２面の対向距離を意味する。また、第３の部分１５ｃの板厚とは、面形状が変化している２面の対向距離を意味する。
【００２０】
接続導体１６は凸状のものであり、その突起部分に給電用リード線１５の第１の部分１５ａが接続されている。接続導体１６の突起部分の第１の部分１５ａとの接続面は第１の部分１５ａの接続導体１６との接続面と同じ大きさに形成されている。すなわち両者の接続面の形状と面積が等しい。
【００２１】
図４は本実施例の給電用リード線１５の接続方法を示す。まず、銅部材から直方体形状した板状部材２０を形成する。この時、板状部材２０の硬度は長手方向に対してほぼ一定である。尚、この状態における板状部材２０の硬度を１００％とする。次いで、板状部材２０に機械加工を施し、板状部材２０に第１の部分
１５ａ，第２の部分１５ｂ及び第３の部分１５ｃを形成し、第１の部分１５ａに冷却媒体流通用の孔１５ｄを複数穿設する。次いで、板状部材２０に曲げ加工を施し、給電用リード線１５を形成する。
【００２２】
次いで、冷却媒体流通用の孔１５ｄに冷却水を流通して板状部材２０を冷却しながら給電用リード線１５と接続導体１６をろう付接合によって接続する。この時、給電用リード線１５の第１の部分１５ａはろう付接合によって軟化する。すなわちろう付接合による高熱によって給電用リード線１５中の金属結晶が再結晶され、結晶粒が大きくなって結晶の境目が少なくなり、第１の部分１５ａの硬度が低下する。これにより、第１の部分１５ａのλ１部分の硬度は、図１（ｂ）に示すように低下し、第１の部分１５ａの接続導体１６との接続部分の硬度は７０％程度まで低下する。
【００２３】
しかし、給電用リード線１５の第１の部分１５ａは冷却されているので、給電用リード線１５の硬度は、給電用リード線１５の接続導体１６との接続端部からの距離ｘが大きくなるにしたがって徐々に大きくなり、第１の部分１５ａのλ２から第３の部分１５ｃ及び第２の部分１５ｂまでの硬度はほぼ１００％、すなわちろう付接合前の硬度をほぼ維持する。すなわち第１の部分１５ａのλ２から第２の部分１５ｂ及び第３の部分１５ｃまではろう付接合の高熱による軟化の影響を受けない。従って、第１の部分１５ａのλ２から第２の部分１５ｂ及び第３の部分１５ｃの硬度は第１の部分１５ａのλ１部分の硬度よりも大きくなり、第２の部分１５ｂの硬度と第３の部分１５ｃの硬度はほぼ同じ硬度になる。
【００２４】
本実施例によれば、前述した第１の部分１５ａ，第２の部分１５ｂ及び第３の部分１５ｃを給電用リード線に形成し、給電用リード線１５の第１の部分１５ａを冷却しながらろう付接合によって第１の部分１５ａと接続導体１６を接続したので、給電用リード線１５をタービン発電機に組込み運転した場合、回転時の過大な遠心力による応力を給電用リード線１５の第３の部分１５ｃに集中させることができる。
【００２５】
つまり、給電用リード線１５の第３の部分１５ｃは、第１の部分１５ａに向かって順次板厚が大きくなり、給電用リード線１５の長手方向の軸方向の断面積が第１の部分１５ａに向かって順次大きくなっている、すなわち形状が変化している。また、給電用リード線１５の第３の部分１５ｃは、接続導体１６との接続において生じる軟化の影響を受けないので、第３の部分１５ｃの硬度を第２の部分１５ｂの硬度よりも低下させることがなく、第２の部分１５ｂの硬度とほぼ同じ硬度にできる。従って、回転時の過大な遠心力による応力は第３の部分１５ｃに集中し、緩和されるので、給電用リード線１５の第１の部分１５ａに回転時の過大な遠心力による応力を集中させることがなく、第１の部分１５ａの塑性変形を抑制することができる。
【００２６】
また、本実施例によれば、給電用リード線１５の第３の部分１５ｃは、接続導体１６との接続において生じる軟化の影響を受けないので、第３の部分１５ｃの弾性限界を低下させることがない。すなわち給電用リード線１５の第２の部分
１５ｂ及び第３の部分１５ｃの硬度が第１の部分１５ａの接続導体１６との接続部分の硬度よりも大きくすることができるので、給電用リード線１５の第３の部分１５ｃに加わる応力に対する耐力を十分に確保することができる。
【００２７】
また、本実施例によれば、給電用リード線１５の第１の部分１５ａはろう付接合によって軟化するが、板厚が第２の部分１５ｂ及び第３の部分１５ｃに比べて大きく、給電用リード線１５の長手方向の断面積が第２の部分１５ｂ及び第３の部分１５ｃに比べて大きいので、単位断面積あたりに加わる応力を小さくすることができ、遠心力によって加わる応力に対する耐力を十分に確保することができる。
【００２８】
また、本実施例によれば、接続導体１６を凸状とし、接続導体１６の突起部分の第１の部分１５ａとの接続面と第１の部分１５ａの接続導体１６との接続面を同じ大きさに形成しているので、遠心力によって加わる応力を接続導体１６と第１の部分１５ａの接続部分に集中させることがなく、接続導体１６と第１の部分１５ａの接続部分の応力に対する耐力を十分に確保することができる。
【００２９】
また、本実施例によれば、従来、給電用リード線１５の接続作業において必要であったプレスによる冷間加工の作業行程が不要になるので、従来よりも給電用リード線１５の接続作業の行程を減らすことができる。従って、タービン発電機の製造単価を低減することがきで、タービン発電機の経済性を向上させることができる。
【００３０】
尚、本実施例によれば、給電用リード線１５の第３の部分１５ｃの形状を円弧形状（或いはＲ形状）としたが、テーパー形状でも良く、給電用リード線１５の使用状況によって最適な形状を選択すればよい。すなわち給電用リード線１５の立上り直線部分の寸法が長い場合は、図５（ａ）に示すように、給電用リード線１５の第３の部分１５ｃの形状をテーパー形状とし、給電用リード線１５の立上り直線部分の寸法が短い場合は、図５（ｂ）に示すように、給電用リード線１５の第３の部分１５ｃの形状を円弧形状（或いはＲ形状）とする。
【００３１】
つまり、給電用リード線１５の回転軸４に沿って軸方向に延びる部分にかかる遠心力によって給電用リード線１５の立上り直線部分に変形が生じた場合であって、かつ給電用リード線の立上り直線部分の寸法がｌｔ（ｌｔ＞ｌｒ）の場合、給電用リード線１５の立上り直線部分に生じる強制変形量（Δｔ）はｌｔに対して非常に小さ（ｌｔ≫Δｔ）く、給電用リード線１５の第３の部分１５ｃにかかる応力も非常に小さい。従って、給電用リード線１５の第３の部分１５ｃの形状はテーパー形状，円弧形状（或いはＲ形状）のどちらでも構わないが、給電用リード線１５の第３の部分１５ｃの応力に対する耐力を十分に確保することを考慮すると、円弧形状（或いはＲ形状）よりも応力を分散できるテーパー形状の選択が好ましい。
【００３２】
給電用リード線１５の回転軸４に沿って軸方向に延びる部分にかかる遠心力によって給電用リード線１５の立上り直線部分に変形が生じた場合であって、かつ給電用リード線の立上り直線部分の寸法がｌｒ（ｌｔ＞ｌｒ）の場合、給電用リード線１５の立上り直線部分に生じる強制変形量（Δｔ）はｌｒに対して小さい（ｌｔ＞Δｔ）。しかし、ｌｔ＞ｌｒのため強制変形量（Δｔ）が加わった場合、歪みがｌｒの方が大きくなり、給電用リード線１５の第３の部分１５ｃにかかる応力がｌｔの場合よりも大きくなる。この場合、給電用リード線１５の第３の部分１５ｃの形状をテーパー形状にするとｌｒの長さが短くなり、給電用リード線１５の第３の部分１５ｃにかかる応力が大きくなるが、給電用リード線１５の第３の部分１５ｃの形状を円弧形状（或いはＲ形状）にするとｌｒの長さを大きくとることができるので、給電用リード線１５の第３の部分１５ｃにかかる応力を小さくすることができる。
【００３３】
これにより、本実施例では、給電用リード線１５の立上り直線部分の寸法が長い場合は、図５（ａ）に示すように、給電用リード線１５の第３の部分１５ｃの形状をテーパー形状とし、給電用リード線１５の立上り直線部分の寸法が短い場合は、図５（ｂ）に示すように、給電用リード線１５の第３の部分１５ｃの形状を円弧形状（或いはＲ形状）としている。本実施例によれば、少スペースにおいても給電用リード線の遠心力耐力を向上させることができるので、高回転で少スペースである中小容量タービン発電機の給電用リード線の遠心力耐力にも好適である。
【００３４】
また、本実施例では、給電用リード線１５と接続導体１６をろう付接合によって接続する場合、第１の部分１５ａに複数穿設された孔１５ｄに冷却水を流通させて給電用リード線１５を冷却する例について説明したが、第３の部分１５ｃを外部から冷却用治具によって冷却しながらろう付接合によって接続した場合であっても同様の効果を得ることができる。
【００３５】
（実施例２）
本発明の第２実施例を図６，図７に基づいて説明する。図６は本実施例の給電用リード線１５の接続方法示す。本実施例では、給電用リード線１５と接続導体の接続に電子ビーム溶接を用いている。電子ビーム溶接は、前例したろう付接合のように、給電用リード線１５の第１の部分１５ａに冷却媒体流通用の孔を複数穿設し、この孔に冷却水を流通させて給電用リード線１５を冷却することなく給電用リード線１５の軟化範囲を小さく抑えることができる。これにより、給電用リード線１５の第３の部分１５ｃは、接続導体１６との接続において生じる軟化の影響を受けない。
【００３６】
従って、本実施例によれば、給電用リード線１５をタービン発電機に組込み運転した場合、回転時の過大な遠心力による応力は第３の部分１５ｃに集中し、緩和されるので、前例と同様に、給電用リード線１５の第１の部分１５ａに回転時の過大な遠心力による応力を集中させることがなく、第１の部分１５ａの塑性変形を抑制することができる。
【００３７】
また、本実施例によれば、接続導体１６を凸状とし、接続導体１６の突起部分に給電用リード線１５の第１の部分１５ａを接続するようにしたので、接続導体１６の突起部分と給電用リード線１５の第１の部分１５ａの接続面への電子ビームの入射が容易に行え、電子ビーム溶接の作業性を向上させることができる。
【００３８】
図７は電子ビームの溶接方法を示す。電子ビームの溶接方法には、図５（ａ）に示すように、給電用リード線１５の第１の部分１５ａと接続導体１６の接続面に対して片側から電子ビームを水平に入射させて溶接する方法と、図５（ｂ）に示すように、給電用リード線１５の第１の部分１５ａと接続導体１６の接続面に対して両側から電子ビームを水平に入射させて溶接する方法がある。
【００３９】
前者の溶接方法では、電子ビームによる加熱時間が長くなり、電子ビームの入射側の加熱時間と電子ビームの入射側とは反対側の加熱時間に差が生じるので、電子ビームの入射側と電子ビームの入射側とは反対側で軟化範囲に偏りが生じる。これでは、遠心力による応力が電子ビームの入射側、すなわち軟化範囲が大きい側に集中して塑性変形する恐れがある。
【００４０】
このため、本実施例では、後者の溶接方法を採用している。後者の溶接方法によれば、電子ビームによる加熱時間が短くなり、電子ビームの入射側の加熱時間と電子ビームの入射側とは反対側の加熱時間を同じ時間にできるので、前者の溶接方法に比べて軟化範囲の偏りを小さくできる。従って、給電用リード線１５の第１の部分１５ａに加わる応力を均一に分散できるので、第１の部分１５ａの塑性変形を抑制することができる。
【００４１】
尚、本実施例では、給電用リード線１５と接続導体１６を電子ビーム溶接によって接続し、接続導体１６との接続において生じる軟化の影響が給電用リード線１５の第３の部分１５ｃに及ぶのを抑制しているが、第３の部分１５ｃを外部から冷却治具によって冷却することにより、軟化の影響をさらに抑制させることができる。
【００４２】
（実施例３）
本発明の第３実施例を図８に基づいて説明する。図８は本実施例の給電用リード線１５の接続方法を示す。本実施例では、銅部材から直方体形状とした板状部材２０を形成し、この板状部材２０と接続導体１６をろう付接合或いは電子ビーム溶接により接続している。この時、給電用リード線１５の第３の部分１５ｃにあたる部分が、ろう付接合又は電子ビーム溶接によって生じる軟化の影響を受けないように、給電用リード線１５の第１の部分１５ａにあたる部分に冷却治具
２１を当接させ、給電用リード線１５の第１の部分１５ａにあたる部分を冷却しながらろう付接合或いは電子ビーム溶接を施している。次いで、接続導体１６に接続された板状部材２０に機械加工を施し、板状部材２０に給電用リード線１５の第１の部分１５ａ，第２の部分１５ｂ及び第３の部分１５ｃを形成する。次いで、板状部材２０に曲げ加工を施し、給電用リード線１５を形成する。
【００４３】
以上説明した接続方法によって給電用リード線１５を接続導体１６に接続した本実施例においても、回転時の過大な遠心力による応力は第３の部分１５ｃに集中し、緩和されるので、前例と同様に、給電用リード線１５の第１の部分１５ａに回転時の過大な遠心力による応力を集中させることがなく、第１の部分１５ａの塑性変形を抑制することができる。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明した本発明によれば、プレスによる冷間加工などの後処理によって給電用リード線の硬度を調整することなく遠心力耐力を向上させることができると共に、給電用リード線の接続導体との接続部分の塑性変形を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す図面であり、（ａ）は給電用リード線の構成を示す断面図、（ｂ）は給電用リード線の接続端部からの距離ｘに対する給電用リード線の硬度の関係を示す特性図である。
【図２】図１の給電用リード線を用いたタービン発電機の構成を示す斜視断面図である。
【図３】図２に示したタービン発電機の回転子鉄心の一端側（集電装置側）の構成を示す断面図である。
【図４】図１の給電用リード線の接続方法を示す手順図である。
【図５】図１の給電用リード線の第３の部分の形状を示す断面面であり、（ａ）はテーパー形状を示し、（ｂ）は円弧形状（或いはＲ形状）を示す。
【図６】本発明の第２実施例である給電用リード線の接続方法を示す手順図である。
【図７】図６の電子ビーム溶接方法を示す断面図であり、（ａ）は給電用リード線と接続導体の接続面に対して片側から電子ビームを水平に入射する溶接方法を示し、（ｂ）は給電用リード線と接続導体の接続面に対して両側から電子ビームを水平に入射する溶接方法を示す。
【図８】本発明の第３実施例である給電用リード線の接続方法を示す手順図である。
【符号の説明】
１…固定子枠、２…固定子鉄心、３…回転子鉄心、４…回転軸、５…固定子巻線、６…回転子巻線、７…リテニングリング、８…冷却ファン、９…軸受装置、１０…ブラケット、１１…冷却器、１２…ターミナル、１３…集電装置、１４…端子、１５…給電用リード線、１５ａ…第１の部分、１５ｂ…第２の部分、１５ｃ…第３の部分、１５ｄ…冷却媒体流通用の孔、１６…接続導体、１７，１９…絶縁スペーサ、１８…リードウエッジ、２０…板状部材、２１…冷却治具。
【発明の属する技術分野】
本発明は回転電機及び給電用リード線接続方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の回転電機は、例えば特開平３−７０３６ 号公報に記載されているように、プレスによる冷間加工によってリード線の立上り直線部にあたる部分の硬度を他の部分よりも大きくし、機械加工，曲げ加工を施した後、電子ビーム溶接によってリード線の立上り直線部と接続部材を接続している。また、溶接或いはろう付よってリード線と接続部材を接続した後、プレスによる冷間加工によってリード線の立上り直線部にあたる部分の硬度を他の部分よりも大きくし、機械加工，曲げ加工を施している。これにより、従来の回転電機はリード線の立上り直線部の弾性限界を向上させ、リード線の立上り直線部の圧縮塑性変形耐力を向上させている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の前者の接続方法では、リード線の板厚が全長に亘ってほぼ同じであるので、回転時の過大な遠心力がリード線の立上り直線部の接続部材との接続部分、すなわち電子ビーム溶接によって軟化された部分に集中する。従って、その部分において塑性変形し易くなる恐れがある。また、前述の後者の接続方法では、溶接或いはろう付後、リード線の立上り直線部を冷間加工しているので、リード線の立上り直線部の接続部材との接続部分、すなわち溶接或いはろう付によって軟化された部分以外の部分まで硬化される。これにより、軟化された部分以外の部分の硬度が高くなり、その部分の靭性（粘り強さ）が低下して脆くなる。従って、その部分から破損する恐れがある。
【０００４】
本発明の代表的な目的は、プレスによる冷間加工などの後処理によって給電用リード線の硬度を調整することなく遠心力耐力を向上させることができると共に、給電用リード線の接続導体との接続部分の塑性変形を抑制することができる回転電機及び給電用リード線接続方法の提供にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の基本的な特徴は、回転時の過大な遠心力による応力を給電用リード線の接続導体との接続部分以外の部分に集中させると共に、回転時の過大な遠心力による応力を集中させる部分に接続導体との接続において生じる軟化が及ばないようにしたことにある。
【０００６】
具体的には、回転時の過大な遠心力による応力を給電用リード線の接続導体との接続部分以外の部分に集中させるために、給電用リード線に、接続導体に接続される第１の部分と、第１の部分よりも板厚が小さい第２の部分と、第１の部分と第２の部分の間に形成されると共に、板厚が第１の部分の板厚から第２の部分の板厚に変化する第３の部分とを形成し、応力を集中させる部分に接続導体との接続において生じる軟化が及ばないようにするために、電子ビーム溶接或いは給電用リード線を冷却しながらろう付接合によって給電用リード線の第１の部分と接続導体を接続している。
【０００７】
ここで、第１の部分及び第２の部分の板厚とは、給電用リード線の長手方向の軸に平行な４面のうち、第３の部分の面形状が変化している２面と連続する２面の対向距離を意味する。また、第３の部分の板厚とは、面形状が変化している２面の対向距離を意味する。
【０００８】
これにより、給電用リード線を回転電機に組込み運転した場合、回転時の過大な遠心力による応力は給電用リード線の第３の部分に集中する。つまり、給電用リード線の第３の部分は、第１の部分に向かって順次板厚が大きくなり、給電用リード線の長手方向の断面積が第１の部分に向かって順次大きくなっている、すなわち形状が変化している。また、給電用リード線の第３の部分は、接続導体との接続において生じる軟化の影響を受けないので、第３の部分の硬度を第２の部分の硬度よりも低下させることがなく、第２の部分の硬度とほぼ同じ硬度にできる。従って、回転時の過大な遠心力による応力は第３の部分に集中し、緩和されるので、給電用リード線の接続導体との接続部分である第１の部分に回転時の過大な遠心力による応力を集中させることがなく、第１の部分の塑性変形を抑制することができる。
【０００９】
また、給電用リード線の第３の部分は、接続導体との接続において生じる軟化の影響が受けないので、第３の部分の弾性限界を低下させることがない。すなわち給電用リード線の第２及び第３の部分の硬度が第１の部分の接続導体との接続部分の硬度よりも大きくすることができるので、給電用リード線の第３の部分に加わる応力に対する耐力を十分に確保することができる。
【００１０】
また、給電用リード線の第１の部分は電子ビーム溶接或いはろう付接合によって軟化するが、板厚が第２及び第３の部分に比べて大きく、給電用リード線の長手方向の断面積が第２及び第３の部分に比べて大きいので、単位断面積あたりに加わる応力が小さくすることができ、遠心力によって加わる応力に対する耐力を十分に確保することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
（実施例１）
本発明の第１実施例を図１〜図５に基づいて説明する。図２は本実施例のタービン発電機の構成を示す。図において１は固定子枠であり、その内周側には円筒形状の固定子鉄心２が嵌合されている。固定子鉄心２には軸方向に連続したスロットが周方向に複数形成されており、その各々内には固定子巻線５が収納されている。固定子鉄心２には径方向に複数連続したダクトが軸方向に複数形成されている。
【００１２】
固定子鉄心２の内周側には空隙を介して回転子鉄心３が配設されている。回転子鉄心３には、軸方向に連続したスロットが周方向に複数形成されており、その各々内には回転子巻線６が収納されている。回転子巻線６の両端部には環状のリテニングリング７が設けられている。リテニングリング７は回転子巻線６の端部を押圧するものである。回転子鉄心３の中心部分には回転軸４が一体形成されている。
【００１３】
固定子枠１の両端部には環状のブラケット１０が設けられている。ブラケット１０の内周側には軸受装置９が設けられている。軸受装置９は回転軸４を回転自在に支承するものである。回転軸４上には冷却ファン８が嵌合されている。固定子枠１と固定子鉄心２の間の空間部分には冷却器１１が複数設けられている。冷却器１１は、冷却ファン８によって昇圧されて機内循環する冷却ガスを冷却するものである。
【００１４】
固定子枠１の外周下部には、発電された電力を外部に取り出すためのターミナル１２（端子）が設けられている。発電機本体の一端側には集電装置１３が設けられている。集電装置１３は、回転中の回転子巻線６に電力を供給するものであり、保持器によって保持されたカーボン製のブラシが、回転軸４の一端側に設けられた集電環に押圧接触し、固定側から回転側に電力を供給するように構成されている。
【００１５】
図３は回転子鉄心３の一端部側（集電装置１３側）の構成を示す。ブラシを介して集電環に供給された電力は、集電環に接続された端子１４、端子１４に接続された給電用リード線１５、給電用リード線１５に接続されると共に回転子巻線６に接続された接続導体１６を介して回転子巻線６に供給される。給電用リード線１５は端子１４から回転軸４に沿って軸方向に延び、接続される回転子巻線６との対向位置において円弧状に折れ曲がって径方向に立上がり、径方向を外方向に直線状に延びている。
【００１６】
給電用リード線１５の回転軸４に沿って軸方向に延びている部分は、ガラス繊維を主構成要素とした絶縁部材であるＦＲＰから形成された絶縁スペーサ１７を介してリードウエッジ１８と呼ばれる固定手段によって固定されている。給電用リード線１５の立上がり直線部分には絶縁スペーサ１９が設けられている。絶縁スペーサ１９は給電用リード線１５の立上がり直線部分を固定するものである。
【００１７】
図１は給電用リード線１５の構成を示す。給電用リード線１５は、回転子巻線６と同じ銅材から形成された導電性部材であり、直方体形状した板状部材である。給電用リード線１５は、第１の部分１５ａ，第２の部分１５ｂ及び第３の部分１５ｃから構成されている。第１の部分１５ａは接続導体１６に接続される部分であり、冷却媒体流通用の孔１５ｄが複数穿設されている。尚、冷却媒体流通用の孔１５ｄは、給電用リード線１５と接続導体１６を接続する際に用いられるものである。
【００１８】
第２の部分１５ｂは、第１の部分１５ａよりも板厚が小さく形成された部分である。従って、給電用リード線１５の長手方向に対する第２の部分１５ｂの断面積は、給電用リード線１５の長手方向に対する第１の部分１５ａの断面積よりも小さい。第３の部分１５ｃは、第１の部分１５ａと第２の部分１５ｂの間に形成されると共に、板厚が第１の部分１５ａの板厚から第２の部分１５ｂの板厚に変化するように形成された部分である。従って、給電用リード線１５の長手方向に対する第３の部分１５ｃの断面積は、給電用リード線１５の長手方向に対する第１の部分１５ａの断面積から給電用リード線１５の長手方向に対する第２の部分１５ｂの断面積に変化している。
【００１９】
ここで、第１の部分１５ａ及び第２の部分１５ｂの板厚とは、給電用リード線１５の長手方向の軸に平行な４平面のうち、第３の部分１５ｃの面形状が変化している２面と連続する２面の対向距離を意味する。また、第３の部分１５ｃの板厚とは、面形状が変化している２面の対向距離を意味する。
【００２０】
接続導体１６は凸状のものであり、その突起部分に給電用リード線１５の第１の部分１５ａが接続されている。接続導体１６の突起部分の第１の部分１５ａとの接続面は第１の部分１５ａの接続導体１６との接続面と同じ大きさに形成されている。すなわち両者の接続面の形状と面積が等しい。
【００２１】
図４は本実施例の給電用リード線１５の接続方法を示す。まず、銅部材から直方体形状した板状部材２０を形成する。この時、板状部材２０の硬度は長手方向に対してほぼ一定である。尚、この状態における板状部材２０の硬度を１００％とする。次いで、板状部材２０に機械加工を施し、板状部材２０に第１の部分
１５ａ，第２の部分１５ｂ及び第３の部分１５ｃを形成し、第１の部分１５ａに冷却媒体流通用の孔１５ｄを複数穿設する。次いで、板状部材２０に曲げ加工を施し、給電用リード線１５を形成する。
【００２２】
次いで、冷却媒体流通用の孔１５ｄに冷却水を流通して板状部材２０を冷却しながら給電用リード線１５と接続導体１６をろう付接合によって接続する。この時、給電用リード線１５の第１の部分１５ａはろう付接合によって軟化する。すなわちろう付接合による高熱によって給電用リード線１５中の金属結晶が再結晶され、結晶粒が大きくなって結晶の境目が少なくなり、第１の部分１５ａの硬度が低下する。これにより、第１の部分１５ａのλ１部分の硬度は、図１（ｂ）に示すように低下し、第１の部分１５ａの接続導体１６との接続部分の硬度は７０％程度まで低下する。
【００２３】
しかし、給電用リード線１５の第１の部分１５ａは冷却されているので、給電用リード線１５の硬度は、給電用リード線１５の接続導体１６との接続端部からの距離ｘが大きくなるにしたがって徐々に大きくなり、第１の部分１５ａのλ２から第３の部分１５ｃ及び第２の部分１５ｂまでの硬度はほぼ１００％、すなわちろう付接合前の硬度をほぼ維持する。すなわち第１の部分１５ａのλ２から第２の部分１５ｂ及び第３の部分１５ｃまではろう付接合の高熱による軟化の影響を受けない。従って、第１の部分１５ａのλ２から第２の部分１５ｂ及び第３の部分１５ｃの硬度は第１の部分１５ａのλ１部分の硬度よりも大きくなり、第２の部分１５ｂの硬度と第３の部分１５ｃの硬度はほぼ同じ硬度になる。
【００２４】
本実施例によれば、前述した第１の部分１５ａ，第２の部分１５ｂ及び第３の部分１５ｃを給電用リード線に形成し、給電用リード線１５の第１の部分１５ａを冷却しながらろう付接合によって第１の部分１５ａと接続導体１６を接続したので、給電用リード線１５をタービン発電機に組込み運転した場合、回転時の過大な遠心力による応力を給電用リード線１５の第３の部分１５ｃに集中させることができる。
【００２５】
つまり、給電用リード線１５の第３の部分１５ｃは、第１の部分１５ａに向かって順次板厚が大きくなり、給電用リード線１５の長手方向の軸方向の断面積が第１の部分１５ａに向かって順次大きくなっている、すなわち形状が変化している。また、給電用リード線１５の第３の部分１５ｃは、接続導体１６との接続において生じる軟化の影響を受けないので、第３の部分１５ｃの硬度を第２の部分１５ｂの硬度よりも低下させることがなく、第２の部分１５ｂの硬度とほぼ同じ硬度にできる。従って、回転時の過大な遠心力による応力は第３の部分１５ｃに集中し、緩和されるので、給電用リード線１５の第１の部分１５ａに回転時の過大な遠心力による応力を集中させることがなく、第１の部分１５ａの塑性変形を抑制することができる。
【００２６】
また、本実施例によれば、給電用リード線１５の第３の部分１５ｃは、接続導体１６との接続において生じる軟化の影響を受けないので、第３の部分１５ｃの弾性限界を低下させることがない。すなわち給電用リード線１５の第２の部分
１５ｂ及び第３の部分１５ｃの硬度が第１の部分１５ａの接続導体１６との接続部分の硬度よりも大きくすることができるので、給電用リード線１５の第３の部分１５ｃに加わる応力に対する耐力を十分に確保することができる。
【００２７】
また、本実施例によれば、給電用リード線１５の第１の部分１５ａはろう付接合によって軟化するが、板厚が第２の部分１５ｂ及び第３の部分１５ｃに比べて大きく、給電用リード線１５の長手方向の断面積が第２の部分１５ｂ及び第３の部分１５ｃに比べて大きいので、単位断面積あたりに加わる応力を小さくすることができ、遠心力によって加わる応力に対する耐力を十分に確保することができる。
【００２８】
また、本実施例によれば、接続導体１６を凸状とし、接続導体１６の突起部分の第１の部分１５ａとの接続面と第１の部分１５ａの接続導体１６との接続面を同じ大きさに形成しているので、遠心力によって加わる応力を接続導体１６と第１の部分１５ａの接続部分に集中させることがなく、接続導体１６と第１の部分１５ａの接続部分の応力に対する耐力を十分に確保することができる。
【００２９】
また、本実施例によれば、従来、給電用リード線１５の接続作業において必要であったプレスによる冷間加工の作業行程が不要になるので、従来よりも給電用リード線１５の接続作業の行程を減らすことができる。従って、タービン発電機の製造単価を低減することがきで、タービン発電機の経済性を向上させることができる。
【００３０】
尚、本実施例によれば、給電用リード線１５の第３の部分１５ｃの形状を円弧形状（或いはＲ形状）としたが、テーパー形状でも良く、給電用リード線１５の使用状況によって最適な形状を選択すればよい。すなわち給電用リード線１５の立上り直線部分の寸法が長い場合は、図５（ａ）に示すように、給電用リード線１５の第３の部分１５ｃの形状をテーパー形状とし、給電用リード線１５の立上り直線部分の寸法が短い場合は、図５（ｂ）に示すように、給電用リード線１５の第３の部分１５ｃの形状を円弧形状（或いはＲ形状）とする。
【００３１】
つまり、給電用リード線１５の回転軸４に沿って軸方向に延びる部分にかかる遠心力によって給電用リード線１５の立上り直線部分に変形が生じた場合であって、かつ給電用リード線の立上り直線部分の寸法がｌｔ（ｌｔ＞ｌｒ）の場合、給電用リード線１５の立上り直線部分に生じる強制変形量（Δｔ）はｌｔに対して非常に小さ（ｌｔ≫Δｔ）く、給電用リード線１５の第３の部分１５ｃにかかる応力も非常に小さい。従って、給電用リード線１５の第３の部分１５ｃの形状はテーパー形状，円弧形状（或いはＲ形状）のどちらでも構わないが、給電用リード線１５の第３の部分１５ｃの応力に対する耐力を十分に確保することを考慮すると、円弧形状（或いはＲ形状）よりも応力を分散できるテーパー形状の選択が好ましい。
【００３２】
給電用リード線１５の回転軸４に沿って軸方向に延びる部分にかかる遠心力によって給電用リード線１５の立上り直線部分に変形が生じた場合であって、かつ給電用リード線の立上り直線部分の寸法がｌｒ（ｌｔ＞ｌｒ）の場合、給電用リード線１５の立上り直線部分に生じる強制変形量（Δｔ）はｌｒに対して小さい（ｌｔ＞Δｔ）。しかし、ｌｔ＞ｌｒのため強制変形量（Δｔ）が加わった場合、歪みがｌｒの方が大きくなり、給電用リード線１５の第３の部分１５ｃにかかる応力がｌｔの場合よりも大きくなる。この場合、給電用リード線１５の第３の部分１５ｃの形状をテーパー形状にするとｌｒの長さが短くなり、給電用リード線１５の第３の部分１５ｃにかかる応力が大きくなるが、給電用リード線１５の第３の部分１５ｃの形状を円弧形状（或いはＲ形状）にするとｌｒの長さを大きくとることができるので、給電用リード線１５の第３の部分１５ｃにかかる応力を小さくすることができる。
【００３３】
これにより、本実施例では、給電用リード線１５の立上り直線部分の寸法が長い場合は、図５（ａ）に示すように、給電用リード線１５の第３の部分１５ｃの形状をテーパー形状とし、給電用リード線１５の立上り直線部分の寸法が短い場合は、図５（ｂ）に示すように、給電用リード線１５の第３の部分１５ｃの形状を円弧形状（或いはＲ形状）としている。本実施例によれば、少スペースにおいても給電用リード線の遠心力耐力を向上させることができるので、高回転で少スペースである中小容量タービン発電機の給電用リード線の遠心力耐力にも好適である。
【００３４】
また、本実施例では、給電用リード線１５と接続導体１６をろう付接合によって接続する場合、第１の部分１５ａに複数穿設された孔１５ｄに冷却水を流通させて給電用リード線１５を冷却する例について説明したが、第３の部分１５ｃを外部から冷却用治具によって冷却しながらろう付接合によって接続した場合であっても同様の効果を得ることができる。
【００３５】
（実施例２）
本発明の第２実施例を図６，図７に基づいて説明する。図６は本実施例の給電用リード線１５の接続方法示す。本実施例では、給電用リード線１５と接続導体の接続に電子ビーム溶接を用いている。電子ビーム溶接は、前例したろう付接合のように、給電用リード線１５の第１の部分１５ａに冷却媒体流通用の孔を複数穿設し、この孔に冷却水を流通させて給電用リード線１５を冷却することなく給電用リード線１５の軟化範囲を小さく抑えることができる。これにより、給電用リード線１５の第３の部分１５ｃは、接続導体１６との接続において生じる軟化の影響を受けない。
【００３６】
従って、本実施例によれば、給電用リード線１５をタービン発電機に組込み運転した場合、回転時の過大な遠心力による応力は第３の部分１５ｃに集中し、緩和されるので、前例と同様に、給電用リード線１５の第１の部分１５ａに回転時の過大な遠心力による応力を集中させることがなく、第１の部分１５ａの塑性変形を抑制することができる。
【００３７】
また、本実施例によれば、接続導体１６を凸状とし、接続導体１６の突起部分に給電用リード線１５の第１の部分１５ａを接続するようにしたので、接続導体１６の突起部分と給電用リード線１５の第１の部分１５ａの接続面への電子ビームの入射が容易に行え、電子ビーム溶接の作業性を向上させることができる。
【００３８】
図７は電子ビームの溶接方法を示す。電子ビームの溶接方法には、図５（ａ）に示すように、給電用リード線１５の第１の部分１５ａと接続導体１６の接続面に対して片側から電子ビームを水平に入射させて溶接する方法と、図５（ｂ）に示すように、給電用リード線１５の第１の部分１５ａと接続導体１６の接続面に対して両側から電子ビームを水平に入射させて溶接する方法がある。
【００３９】
前者の溶接方法では、電子ビームによる加熱時間が長くなり、電子ビームの入射側の加熱時間と電子ビームの入射側とは反対側の加熱時間に差が生じるので、電子ビームの入射側と電子ビームの入射側とは反対側で軟化範囲に偏りが生じる。これでは、遠心力による応力が電子ビームの入射側、すなわち軟化範囲が大きい側に集中して塑性変形する恐れがある。
【００４０】
このため、本実施例では、後者の溶接方法を採用している。後者の溶接方法によれば、電子ビームによる加熱時間が短くなり、電子ビームの入射側の加熱時間と電子ビームの入射側とは反対側の加熱時間を同じ時間にできるので、前者の溶接方法に比べて軟化範囲の偏りを小さくできる。従って、給電用リード線１５の第１の部分１５ａに加わる応力を均一に分散できるので、第１の部分１５ａの塑性変形を抑制することができる。
【００４１】
尚、本実施例では、給電用リード線１５と接続導体１６を電子ビーム溶接によって接続し、接続導体１６との接続において生じる軟化の影響が給電用リード線１５の第３の部分１５ｃに及ぶのを抑制しているが、第３の部分１５ｃを外部から冷却治具によって冷却することにより、軟化の影響をさらに抑制させることができる。
【００４２】
（実施例３）
本発明の第３実施例を図８に基づいて説明する。図８は本実施例の給電用リード線１５の接続方法を示す。本実施例では、銅部材から直方体形状とした板状部材２０を形成し、この板状部材２０と接続導体１６をろう付接合或いは電子ビーム溶接により接続している。この時、給電用リード線１５の第３の部分１５ｃにあたる部分が、ろう付接合又は電子ビーム溶接によって生じる軟化の影響を受けないように、給電用リード線１５の第１の部分１５ａにあたる部分に冷却治具
２１を当接させ、給電用リード線１５の第１の部分１５ａにあたる部分を冷却しながらろう付接合或いは電子ビーム溶接を施している。次いで、接続導体１６に接続された板状部材２０に機械加工を施し、板状部材２０に給電用リード線１５の第１の部分１５ａ，第２の部分１５ｂ及び第３の部分１５ｃを形成する。次いで、板状部材２０に曲げ加工を施し、給電用リード線１５を形成する。
【００４３】
以上説明した接続方法によって給電用リード線１５を接続導体１６に接続した本実施例においても、回転時の過大な遠心力による応力は第３の部分１５ｃに集中し、緩和されるので、前例と同様に、給電用リード線１５の第１の部分１５ａに回転時の過大な遠心力による応力を集中させることがなく、第１の部分１５ａの塑性変形を抑制することができる。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明した本発明によれば、プレスによる冷間加工などの後処理によって給電用リード線の硬度を調整することなく遠心力耐力を向上させることができると共に、給電用リード線の接続導体との接続部分の塑性変形を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す図面であり、（ａ）は給電用リード線の構成を示す断面図、（ｂ）は給電用リード線の接続端部からの距離ｘに対する給電用リード線の硬度の関係を示す特性図である。
【図２】図１の給電用リード線を用いたタービン発電機の構成を示す斜視断面図である。
【図３】図２に示したタービン発電機の回転子鉄心の一端側（集電装置側）の構成を示す断面図である。
【図４】図１の給電用リード線の接続方法を示す手順図である。
【図５】図１の給電用リード線の第３の部分の形状を示す断面面であり、（ａ）はテーパー形状を示し、（ｂ）は円弧形状（或いはＲ形状）を示す。
【図６】本発明の第２実施例である給電用リード線の接続方法を示す手順図である。
【図７】図６の電子ビーム溶接方法を示す断面図であり、（ａ）は給電用リード線と接続導体の接続面に対して片側から電子ビームを水平に入射する溶接方法を示し、（ｂ）は給電用リード線と接続導体の接続面に対して両側から電子ビームを水平に入射する溶接方法を示す。
【図８】本発明の第３実施例である給電用リード線の接続方法を示す手順図である。
【符号の説明】
１…固定子枠、２…固定子鉄心、３…回転子鉄心、４…回転軸、５…固定子巻線、６…回転子巻線、７…リテニングリング、８…冷却ファン、９…軸受装置、１０…ブラケット、１１…冷却器、１２…ターミナル、１３…集電装置、１４…端子、１５…給電用リード線、１５ａ…第１の部分、１５ｂ…第２の部分、１５ｃ…第３の部分、１５ｄ…冷却媒体流通用の孔、１６…接続導体、１７，１９…絶縁スペーサ、１８…リードウエッジ、２０…板状部材、２１…冷却治具。
Claims (8)
- 固定子と、前記固定子の内周側に空隙を介して回転自在に設けられると共に、回転子鉄心、該回転子鉄心に装着された回転子巻線、及び該回転子巻線に接続導体を介して接続された給電用リード線を有する回転子とを備え、前記給電用リード線は、前記接続導体に接続される第１の部分と、該第１の部分よりも板厚が小さい第２の部分と、前記第１の部分と前記第２の部分の間に形成されると共に、板厚が前記第１の部分の板厚から前記第２の部分の板厚に変化する第３の部分とからなり、前記接続導体の第１の部分との接続面と前記第１の部分の接続導体との接続面をほぼ同じ大きさに形成していることを特徴とする回転電機。
- 固定子と、前記固定子の内周側に空隙を介して回転自在に設けられると共に、回転子鉄心、該回転子鉄心に装着された回転子巻線、及び該回転子巻線に接続導体を介して接続された給電用リード線を有する回転子とを備え、前記給電用リード線は、前記接続導体に接続される第１の部分と、該第１の部分よりも板厚が小さい第２の部分と、前記第１の部分と前記第２の部分の間に形成されると共に、板厚が前記第１の部分の板厚から前記第２の部分の板厚に変化する第３の部分とからなり、前記接続導体の第１の部分との接続面と前記第１の部分の接続導体との接続面をほぼ同じ大きさに形成し、かつ、前記第３の部分の硬度が前記第２の部分の硬度とほぼ同じであることを特徴とする回転電機。
- 固定子と、前記固定子の内周側に空隙を介して回転自在に設けられると共に、回転子鉄心、該回転子鉄心に装着された回転子巻線、及び該回転子巻線に接続導体を介して接続された給電用リード線を有する回転子とを備え、前記給電用リード線は、前記接続導体に接続される第１の部分と、該第１の部分よりも板厚が小さい第２の部分と、前記第１の部分と前記第２の部分の間に形成されると共に、板厚が前記第１の部分の板厚から前記第２の部分の板厚に変化する第３の部分とからなり、前記接続導体の第１の部分との接続面と前記第１の部分の接続導体との接続面をほぼ同じ大きさに形成し、かつ、前記第２及び第３の部分の硬度が前記第１の部分の前記接続導体との接続部分の硬度よりも大きく、かつ前記第３の部分の硬度が前記第２の部分の硬度とほぼ同じであることを特徴とする回転電機。
- 請求項１及至３のいずれかにおいて、前記第１の部分には冷却媒体流通用の孔が穿設されていることを特徴とする回転電機。
- 請求項１及至３のいずれかにおいて、前記第３の部分は円弧状或いはテーパー状に形成されていることを特徴とする回転電機。
- 固定子の内周側に空隙を介して回転自在に設けられた回転子の回転子巻線に接続導体を介して給電用リードを接続するにあたり、前記接続導体に接続される第１の部分と、該第１の部分よりも板厚が小さい第２の部分と、前記第１の部分と前記第２の部分の間に形成されると共に、板厚が前記第１の部分の板厚から前記第２の部分の板厚に変化する第３の部分とを給電用リード線に形成した後、前記第１の部分と接続導体を電子ビーム溶接或いは前記第１の部分を冷却しながらろう付接合によって接続することを特徴とする回転電機の給電用リード線接続方法。
- 固定子の内周側に空隙を介して回転自在に設けられた回転子の回転子巻線に接続導体を介して給電用リードを接続するにあたり、給電用リード線と接続導体を電子ビーム溶接或いは給電用リード線を冷却しながらろう付接合によって接続した後、前記給電用リード線に、前記接続導体に接続される第１の部分と、該第１の部分よりも板厚が小さい第２の部分と、前記第１の部分と前記第２の部分の間に形成されると共に、板厚が前記第１の部分の板厚から前記第２の部分の板厚に変化する第３の部分とを形成することを特徴とする回転電機の給電用リード線接続方法。
- 請求項６又は７において、前記第１の部分と前記接続導体を前記電子ビーム溶接によって接続するにあたり、前記第１の部分と前記接続導体の接続面に対して両側から電子ビームを水平に入射することを特徴とする回転電機の給電用リード線接続方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000179364A JP3551897B2 (ja) | 2000-06-09 | 2000-06-09 | 回転電機及び給電用リード線接続方法 |
| AU24853/01A AU755962B2 (en) | 2000-06-09 | 2001-03-02 | Electric rotating machine and method of connecting feeding lead wires thereto |
| CA002340310A CA2340310C (en) | 2000-06-09 | 2001-03-09 | Electric rotating machine and method of connecting feeding lead wires thereto |
| US09/801,770 US6528917B2 (en) | 2000-06-09 | 2001-03-09 | Electric rotating machine and method of connecting feeding lead wires thereto |
| MXPA01005730A MXPA01005730A (es) | 2000-06-09 | 2001-06-07 | Maquina rotatoria electrica y metodo de conectar alambres de guia de alimentacion a la misma. |
| US10/373,827 US6681477B2 (en) | 2000-06-09 | 2003-02-27 | Electric rotating machine and method of connecting feeding lead wires thereto |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000179364A JP3551897B2 (ja) | 2000-06-09 | 2000-06-09 | 回転電機及び給電用リード線接続方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001352722A JP2001352722A (ja) | 2001-12-21 |
| JP3551897B2 true JP3551897B2 (ja) | 2004-08-11 |
Family
ID=18680651
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000179364A Expired - Fee Related JP3551897B2 (ja) | 2000-06-09 | 2000-06-09 | 回転電機及び給電用リード線接続方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US6528917B2 (ja) |
| JP (1) | JP3551897B2 (ja) |
| AU (1) | AU755962B2 (ja) |
| CA (1) | CA2340310C (ja) |
| MX (1) | MXPA01005730A (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4627712B2 (ja) * | 2005-10-07 | 2011-02-09 | 株式会社日立製作所 | 回転電機及びその製作方法 |
| US9337700B2 (en) | 2011-03-09 | 2016-05-10 | Hamilton Sundstrand Corporation | Terminal assembly with reduced creepage |
| EP2571145B1 (en) * | 2011-09-13 | 2017-08-02 | General Electric Technology GmbH | Connection arrangement for windings of electric machines |
| WO2013042248A1 (ja) * | 2011-09-22 | 2013-03-28 | トヨタ自動車株式会社 | 回転電機のステータ |
| US9472996B2 (en) | 2013-04-15 | 2016-10-18 | Hamilton Sundstrand Corporation | Terminal assembly |
| ITBO20150189A1 (it) | 2015-04-16 | 2016-10-16 | Magneti Marelli Spa | Metodo di costruzione di una macchina elettrica presentante un avvolgimento statorico con barre rigide |
| US11482905B2 (en) * | 2017-11-28 | 2022-10-25 | Highlands Power, Inc. | Stator having housing-integrated bus bars and internal cooling jacket |
| JP7103917B2 (ja) * | 2018-10-31 | 2022-07-20 | 三菱重工業株式会社 | 回転電機 |
| CN112688453A (zh) * | 2020-12-09 | 2021-04-20 | 诺丁汉(余姚)智能电气化研究院有限公司 | 一种端部绕组磁通电机 |
| JP2022182850A (ja) * | 2021-05-28 | 2022-12-08 | 株式会社デンソー | 固定子 |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2557299C2 (de) * | 1975-12-19 | 1983-12-15 | Brown, Boveri & Cie Ag, 6800 Mannheim | Anordnung der Ständerstromanschlüsse eines Turbogenerators großer Leistung |
| DE3150970A1 (de) * | 1981-12-23 | 1983-06-30 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Anschlussvorrichtung fuer die wicklung einer elektrischen maschine |
| US4594773A (en) * | 1983-05-20 | 1986-06-17 | General Electric Company | Method of assembling a switch and terminal assembly to an end frame for a dynamoelectric machine |
| US4642885A (en) * | 1984-02-15 | 1987-02-17 | General Electric Company | Method of assembling a stator |
| US5090123A (en) * | 1988-06-30 | 1992-02-25 | General Electric Company | Method of fabricating a lead termination device |
| US5029379A (en) * | 1988-10-17 | 1991-07-09 | Ryobi Motor Products Corp. | Method of making a motor field winding with intermediate tap |
| JPH0683553B2 (ja) | 1989-06-03 | 1994-10-19 | 株式会社日立製作所 | 回転電機の回転子巻線 |
| CA2025299C (en) * | 1989-09-18 | 1993-08-24 | Takashi Watanabe | Feeder lead wire of rotor for electric machine |
| US5015895A (en) * | 1990-01-04 | 1991-05-14 | Westinghouse Electric Corp. | Insulated, gas tight electrical lead conductor |
| US5122696A (en) * | 1991-03-13 | 1992-06-16 | General Electric Company | Main lead connector for a generator/motor rotor |
| US5309054A (en) * | 1992-01-31 | 1994-05-03 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Leading-out device for a lead wire of a DC motor and a method of leading out a lead wire |
| JP3012406B2 (ja) | 1992-08-31 | 2000-02-21 | シャープ株式会社 | 作表装置及び方法 |
-
2000
- 2000-06-09 JP JP2000179364A patent/JP3551897B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2001
- 2001-03-02 AU AU24853/01A patent/AU755962B2/en not_active Expired
- 2001-03-09 CA CA002340310A patent/CA2340310C/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-03-09 US US09/801,770 patent/US6528917B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-06-07 MX MXPA01005730A patent/MXPA01005730A/es unknown
-
2003
- 2003-02-27 US US10/373,827 patent/US6681477B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20010052734A1 (en) | 2001-12-20 |
| CA2340310C (en) | 2005-01-11 |
| JP2001352722A (ja) | 2001-12-21 |
| AU755962B2 (en) | 2003-01-02 |
| AU2485301A (en) | 2001-12-13 |
| US20030132674A1 (en) | 2003-07-17 |
| CA2340310A1 (en) | 2001-12-09 |
| MXPA01005730A (es) | 2003-08-20 |
| US6681477B2 (en) | 2004-01-27 |
| US6528917B2 (en) | 2003-03-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1187299B1 (en) | Stator of dynamo-electric machine and manufacturing method therefor | |
| EP1166424B1 (en) | Armature for an electromotive device | |
| US8365392B2 (en) | Method of fabricating a rotor assembly for an electric motor | |
| US5508577A (en) | Electric rotating machine | |
| JP3551897B2 (ja) | 回転電機及び給電用リード線接続方法 | |
| JP2002119003A (ja) | 回転電機の固定子とその製造方法 | |
| JP2017085765A (ja) | 回転電機 | |
| JP2000175410A (ja) | 液冷式電気機械 | |
| CN107707042A (zh) | 电动机 | |
| US8283819B2 (en) | Voltage adjuster for AC generator for vehicle | |
| CA2025299C (en) | Feeder lead wire of rotor for electric machine | |
| EP3046224B1 (en) | Method of manufacturing the rotor assembly for an electric motor | |
| JP2021058033A (ja) | モータ | |
| US6841901B2 (en) | Electric machine | |
| JPH0928065A (ja) | かご形誘導電動機及びその回転子 | |
| JP2016092875A (ja) | 回転電機の固定子及び回転電機 | |
| JP2924605B2 (ja) | 整流子型回転電機の電機子 | |
| JP3156474B2 (ja) | 整流子型回転電機 | |
| US5103552A (en) | Method of forming an integral water-cooled circuit ring bus bar assembly for high frequency generators | |
| JP7209765B2 (ja) | 回転電機 | |
| JP3156532B2 (ja) | 整流子型回転電機の電機子 | |
| GB2115987A (en) | Dynamoelectric machines | |
| WO2023186859A1 (en) | Rotor for an axial flux machine | |
| JPH037036A (ja) | 回転電機の回転子巻線 | |
| GB2625466A (en) | A method of joining metal laminate to a rotor body |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20031219 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040106 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040308 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20040406 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040419 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 3551897 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080514 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080514 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090514 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100514 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110514 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110514 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120514 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120514 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130514 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130514 Year of fee payment: 9 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |