JP6826188B2 - Method of joining electric conductors and their equipment - Google Patents
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Description
本発明は、ステータコアに形成されたスロットに挿入された電気導体の脚部同士を接合する電気導体の接合方法及びその装置に関する。 The present invention relates to a method for joining electric conductors for joining the legs of electric conductors inserted into slots formed in a stator core, and an apparatus thereof.
従来、円環形状のステータコアの周方向に沿って形成された複数個のスロット中の2個に、電気導体を挿入することでステータを構成することが知られている。ここで、電気導体は略U字形状又は略I字形状をなし、このため、少なくとも1本の脚部を有する。この脚部が前記スロットに挿入され、且つ先端部が該スロットから突出する。複数個のスロットは放射状に形成されているので、例えば、1個の脚部が外周側のスロットから突出するとともに、直径方向に隣り合う内周側のスロットから、別の電気導体の脚部が突出する。 Conventionally, it is known that a stator is formed by inserting electric conductors into two of a plurality of slots formed along the circumferential direction of a ring-shaped stator core. Here, the electrical conductor has a substantially U-shape or a substantially I-shape, and therefore has at least one leg. The leg is inserted into the slot and the tip protrudes from the slot. Since the plurality of slots are formed radially, for example, one leg protrudes from the slot on the outer peripheral side, and the leg of another electric conductor is formed from the slot on the inner peripheral side adjacent to each other in the radial direction. Protrude.
この突出した脚部同士が接合されることにより、電気導体同士の間に電気的経路が形成される。接合手法としては、例えば、特開2000−350422号公報に記載されるようにアーク溶接が採用される。 By joining the protruding legs to each other, an electric path is formed between the electric conductors. As the joining method, for example, arc welding is adopted as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-350422.
アーク溶接の場合、1回の接合作業で2本の脚部同士を接合することしかできない。すなわち、全ての接合を行うためにはアーク溶接を繰り返し行わなければならない。しかも、この場合、打点毎に品質にバラツキが生じる可能性があるので、これを回避して品質を略同等にするべく加修を行う必要がある。以上のように、アーク溶接には、ステータを効率よく得ることが容易ではなく、しかも、煩雑であるという不具合が顕在化している。 In the case of arc welding, only two legs can be joined in one joining operation. That is, arc welding must be repeated in order to perform all joining. Moreover, in this case, there is a possibility that the quality may vary from hit to point, so it is necessary to avoid this and perform repairs to make the quality substantially equal. As described above, in arc welding, a problem that it is not easy to obtain a stator efficiently and that it is complicated has become apparent.
本発明の一般的な目的は、ステータの生産効率を向上させることが可能な電気導体の接合方法を提供することにある。 A general object of the present invention is to provide a method for joining electric conductors capable of improving the production efficiency of a stator.
本発明の主たる目的は、接合作業の簡素化を図り得る電気導体の接合方法を提供することにある。 A main object of the present invention is to provide a method for joining an electric conductor that can simplify the joining work.
本発明の別の目的は、電気導体を接合するための接合装置を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a joining device for joining electric conductors.
本発明の一実施形態によれば、円環形状をなすステータコアの周方向に複数個設けられたスロットに挿入された電気導体の、前記ステータコアから突出して直径方向に隣り合う2本の脚部同士を接合する電気導体の接合方法であって、
前記ステータコアの内周側又は外周側の少なくとも一方に、電磁コイルを円周状に配置する工程と、
前記電磁コイルに通電することで、前記隣り合う2本の脚部同士を当接させるとともに、当接した前記2本の脚部同士を接合する工程と、
を有する電気導体の接合方法が提供される。According to one embodiment of the present invention, two legs of electric conductors inserted into a plurality of slots provided in the circumferential direction of a ring-shaped stator core projecting from the stator core and adjacent to each other in the radial direction. It is a method of joining electric conductors that joins
A step of arranging an electromagnetic coil in a circumferential shape on at least one of the inner peripheral side and the outer peripheral side of the stator core.
By energizing the electromagnetic coil, the two adjacent legs are brought into contact with each other, and the two abutted legs are joined to each other.
A method of joining an electric conductor having the above is provided.
本発明の別の一実施形態によれば、円環形状をなすステータコアの周方向に複数個設けられたスロットに挿入された電気導体の、前記ステータコアから突出して直径方向に隣り合う2本の脚部同士を接合する電気導体の接合装置であって、
前記ステータコアの内周側又は外周側の少なくとも一方に配置される電磁コイルと、
前記電磁コイルに電流を供給する電流供給部と、
を有する電気導体の接合装置が提供される。According to another embodiment of the present invention, two legs of electric conductors inserted into a plurality of slots provided in the circumferential direction of a ring-shaped stator core protruding from the stator core and adjacent to each other in the radial direction. It is a joining device for electric conductors that joins parts together.
An electromagnetic coil arranged on at least one of the inner peripheral side and the outer peripheral side of the stator core,
A current supply unit that supplies current to the electromagnetic coil and
An electric conductor joining device having the above is provided.
すなわち、本発明においては、ステータコアの内周側又は外周側の少なくとも一方に電磁コイルを円周状に配置し、該電磁コイルに通電を行うようにしている。この際、電磁コイルや脚部の近傍に強磁界が発生する。従って、電磁コイルに近接する脚部に対し、この脚部を、隣り合う別の脚部に向かって押し出す方向の電磁力が生じる。電磁力を受けた脚部が曲がり、この脚部に隣り合う別の脚部と超音速で当接する。このようにして超音速で当接した脚部同士では、接合すべき面から酸化膜が飛散するとともに、露呈した下地金属から互いへの原子の拡散が生じる。これにより、冶金的接合がなされる。 That is, in the present invention, the electromagnetic coils are arranged in a circumferential shape on at least one of the inner peripheral side and the outer peripheral side of the stator core, and the electromagnetic coils are energized. At this time, a strong magnetic field is generated in the vicinity of the electromagnetic coil and the legs. Therefore, an electromagnetic force is generated in the direction of pushing the leg portion close to the electromagnetic coil toward another adjacent leg portion. The leg that receives the electromagnetic force bends and comes into contact with another leg adjacent to this leg at supersonic speed. In the legs that are in contact with each other at supersonic speeds in this way, the oxide film is scattered from the surface to be joined, and atoms are diffused from the exposed base metal to each other. As a result, a metallurgical joint is made.
この現象は、電磁力が作用した脚部全てと、これに隣り合う脚部全てとの間で同時に起こる。すなわち、上記のように構成することにより、複数本の脚部同士を同時に接合することが可能である。しかも、前記の曲がり及び当接、さらには、接合が短時間で速やかに進行する。このため、接合に要する時間が著しく短縮されるので、ステータを効率よく生産することが可能となる。結局、ステータの生産効率の向上を図ることができる。 This phenomenon occurs simultaneously between all the legs on which the electromagnetic force acts and all the legs adjacent to the legs. That is, by configuring as described above, it is possible to join a plurality of legs at the same time. Moreover, the bending and contact, and further, the joining proceeds rapidly in a short time. Therefore, the time required for joining is remarkably shortened, so that the stator can be efficiently produced. In the end, the production efficiency of the stator can be improved.
しかも、各脚部の近傍で発生する磁界の大きさや、各脚部に作用する電磁力の大きさは略同等である。このため、接合箇所毎に品質にバラツキが生じる懸念が払拭されるので、加修を行う必要もない。この分、接合作業が簡素となる。 Moreover, the magnitude of the magnetic field generated in the vicinity of each leg and the magnitude of the electromagnetic force acting on each leg are substantially the same. For this reason, there is no need to perform repairs because there is no concern that the quality will vary from joint to joint. This simplifies the joining work.
脚部同士は、例えば、隣り合う2個の脚部の一方に誘導電流を生じさせ、この誘導電流により生じる電磁力で該一方を他方に接近させることで当接させることができる。 The legs can be brought into contact with each other, for example, by generating an induced current in one of two adjacent legs and bringing the one closer to the other by the electromagnetic force generated by the induced current.
又は、電磁コイルと電気導体との間に可動部材を設け、この可動部材を変位させることで脚部を押圧し、これにより脚部同士を当接させるようにしてもよい。 Alternatively, a movable member may be provided between the electromagnetic coil and the electric conductor, and the movable member may be displaced to press the legs so that the legs are brought into contact with each other.
なお、2個の脚部の一方が他方に向かって接近する際に、前記他方を、前記一方が当接する箇所と反対側から支持する支持部材を設けることが好ましい。これにより、接合される脚部同士が位置決めされる。すなわち、各接合箇所の位置を揃えることができる。また、支持部材が脚部同士の当接箇所を支持するので、同士が当接したときの衝撃が緩和されることがない。このため、当接の際の衝突エネルギが、接合を行う熱エネルギに変換され且つ有効に消費される。 When one of the two legs approaches the other, it is preferable to provide a support member that supports the other from the side opposite to the portion where the one abuts. As a result, the legs to be joined are positioned. That is, the positions of the joints can be aligned. Further, since the support member supports the contact points between the legs, the impact when the legs come into contact with each other is not mitigated. Therefore, the collision energy at the time of contact is converted into the thermal energy for joining and effectively consumed.
本発明によれば、ステータコアの内周側又は外周側の少なくとも一方に電磁コイルを円周状に配置し、該電磁コイルに通電を行うようにしているので、電磁コイルに近接する脚部に対し、この脚部を、隣り合う別の脚部に向かって押し出す方向の電磁力が生じる。この電磁力を受けた脚部が曲がり、該脚部に隣り合う別の脚部と当接して接合する。 According to the present invention, the electromagnetic coils are arranged in a circumferential shape on at least one of the inner peripheral side and the outer peripheral side of the stator core so that the electromagnetic coils are energized, so that the leg portion close to the electromagnetic coil is energized. , An electromagnetic force is generated in the direction of pushing this leg toward another adjacent leg. The leg that receives this electromagnetic force bends and comes into contact with another leg adjacent to the leg to join.
この現象が、電磁力が作用した脚部全てと、これに隣り合う脚部全てとの間で同時に起こるため、複数本の脚部同士を同時に接合することが可能となる。このために接合に要する時間が著しく短縮されるので、ステータの生産効率が向上する。 Since this phenomenon occurs simultaneously between all the legs on which the electromagnetic force acts and all the legs adjacent to the legs, it is possible to join a plurality of legs at the same time. As a result, the time required for joining is significantly shortened, and the production efficiency of the stator is improved.
しかも、各脚部の近傍で発生する磁界の大きさや、各脚部に作用する電磁力の大きさが略同等であるため、接合箇所毎に品質にバラツキが生じることが回避される。従って、加修が不要となる。この分、接合作業の簡素化を図ることができる。 Moreover, since the magnitude of the magnetic field generated in the vicinity of each leg and the magnitude of the electromagnetic force acting on each leg are substantially the same, it is possible to avoid variations in quality at each joint. Therefore, no repair is required. By this amount, the joining work can be simplified.
以下、本発明に係る電気導体の接合方法につき、それを実施するための接合装置との関係で好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。なお、以下においては、電気導体を「セグメント」とも表記する。 Hereinafter, the method for joining an electric conductor according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings with reference to preferred embodiments in relation to a joining device for carrying out the method. In the following, the electric conductor is also referred to as a “segment”.
図1は、セグメント10が通されたステータコア12aと、第1実施形態に係る接合装置14aとを併せて示した全体概略一部縦断面図である。セグメント10及びステータコア12aにつき概略説明すると、先ず、セグメント10は、2本の脚部16が略180°湾曲したターン部18を介して連なることで形成され、このために略U字形状をなす。
FIG. 1 is an overall schematic partial vertical cross-sectional view showing the
一方、ステータコア12aは円環形状をなし(図3参照)、且つ内周側縁部及び外周側縁部のそれぞれに直径方向に沿って2個ずつスロット20が形成されている。すなわち、スロット20は、直径方向に沿って4個が並ぶ。この4個を1組のスロット群22aとすると、第1実施形態では、例えば、24組のスロット群22aが放射状に配置される。
On the other hand, the
1組のスロット群22aを構成する4個のスロット20には、4個のセグメント10の脚部16が1本ずつ個別に挿入され、図1における上方に突出する。すなわち、セグメント10は、ターン部18を下方、脚部16を上方とした姿勢でステータコア12aに保持されている。
The
第1実施形態に係る接合装置14aは、ステータコア12aを収容して支持する支持台24aと、接合機構を構成するアウタ側電磁コイル26と、前記アウタ側電磁コイル26に通電がなされた際に誘導電流が生じて電磁力F1が発現するアウタ側磁束集中器28とを有する。
The joining
支持台24aは大径の収容孔30が形成された中空体であり、前記収容孔30の内部には、ステータコア12aの下端面の外周縁部を支持するステータ用段部32が形成されている。このステータ用段部32と収容孔30の底面との間の段差は、ターン部18の突出高さよりも若干大きく設定されている。このため、ターン部18が内部底面に当接することが回避される。
The
支持台24aには、収容孔30の開口近傍にアウタ側コイル用段部34が形成される。前記アウタ側電磁コイル26は、このアウタ側コイル用段部34に支持される。
In the
アウタ側電磁コイル26には、キャパシタ40、スイッチ42、抵抗44、インダクタンス46が直列接続されてなる電流供給部48(いずれも図4参照)が電気的に接続される。スイッチ42をONとすることにより、前記キャパシタ40に蓄積されていた電子が移動してアウタ側電磁コイル26に電流が供給される。すなわち、アウタ側電磁コイル26に通電がなされる。
A current supply unit 48 (see FIG. 4) in which a
アウタ側磁束集中器28は円環形状をなし(図3参照)、その外径は、アウタ側電磁コイル26の内径に比して若干小径である。また、アウタ側磁束集中器28の高さは、アウタ側電磁コイル26の高さに略等しい。このため、アウタ側磁束集中器28は、アウタ側電磁コイル26の中空内部に進入可能であるとともに、進入したときにはアウタ側電磁コイル26で囲繞される。
The outer
アウタ側磁束集中器28の下端部には、アウタ用環状突部50が内周側に指向して突出形成される。後述するように、アウタ用環状突部50は最外の脚部16に対向するとともに、この対向した脚部16を電磁力F1によって折曲する。
An
このように構成されるアウタ側磁束集中器28は、支持部52を有するブロック体54a(支持部材)とともに集中器ホルダ56aに保持されている。なお、図1では2個のブロック体54aを示しているが、実際には、ブロック体54aは、1組のスロット群22aに対して1個が割り当てられる(図3参照)。すなわち、この場合、ブロック体54aは、同一円周上に24個が配置されている。
The outer
ブロック体54aの下端は、平面視で略H字形状をなし(図3参照)、2個の長辺部は、ステータコア12aの内周側から外周側にわたって延在し、1組のスロット群22a(4個のスロット20)を挟んで対向する。これら2個の長辺部は、ガイド部としての役割を果たす。一方、2個の長辺部の間に介在し且つこれら長辺部の長手方向に直交する方向に延在する短辺部は前記支持部52を構成し、1組のスロット群22aの、外周縁部側の2個と内周縁部側の2個との間に介在する。
The lower end of the
集中器ホルダ56aは、さらに、円盤形状の基部を有する断面略逆T字形状の円盤状ホルダ58に保持されている。この円盤状ホルダ58は、例えば、油圧シリンダの昇降ロッド(いずれも図示せず)に連結されており、該昇降ロッドが前進(下降)又は後退(上昇)することに伴って下降又は上昇する。これに伴って集中器ホルダ56a、アウタ側磁束集中器28及びブロック体54aが一体的に下降又は上昇する。
The
第1実施形態に係る接合装置14aは、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、その作用効果につき、本実施の形態に係るセグメント10の接合方法との関係で説明する。
The joining
ステータを得るには、はじめに、ステータコア12aに設けられた複数個のスロット20中の異なる2個(典型的には、任意のスロット群22aから選択された1個と、別のスロット群22aから選択された1個)に、1個のセグメント10の2本の脚部16を個別に挿入する。これを繰り返し、所定数のセグメント10のスロット20への挿入を終了する。勿論、複数個のセグメント10を一度にスロット20に挿入するようにしてもよい。
To obtain a stator, first select from two different slots 20 (typically one selected from any
次に、ターン部18が下方、脚部16が上方を臨む姿勢となるようにして、図2に示すように、ステータコア12aを支持台24aの収容孔30に挿入してステータ用段部32で支持する。上記したように、この際、ターン部18が収容孔30の内部底面に当接することはない。このようにステータコア12aを収容孔30に収容した後、又はその前に、アウタ側電磁コイル26をアウタ側コイル用段部34で支持する。
Next, as shown in FIG. 2, the
次に、前記油圧シリンダを付勢し、その昇降ロッドを前進させる。これにより、円盤状ホルダ58と一体的に集中器ホルダ56a、アウタ側磁束集中器28及びブロック体54aが下降する。円盤状ホルダ58が下死点まで下降した際、アウタ側磁束集中器28がアウタ側電磁コイル26の内部に進入する。すなわち、図2及び図3に示すように、アウタ側磁束集中器28がアウタ側電磁コイル26で囲繞される。また、ブロック体54aのガイド部が1組のスロット群22a(4個のスロット20)から突出した4本の脚部16を挟持するとともに、支持部52が同一スロット群22aから突出した外周縁部側の2個の脚部16と、内周縁部側の2個の脚部16との間に介在する。
Next, the hydraulic cylinder is urged and the elevating rod is advanced. As a result, the
次に、アウタ側電磁コイル26に通電がなされる。具体的には、スイッチ42(図4参照)がONに切り替えられる。これにより、キャパシタ40に蓄積されていた電荷が移動し、その結果として電流(i)が流れる。図4に示す電流供給部48では、電流は、抵抗44からインダクタンス46側に流れる。従って、アウタ側電磁コイル26内の電流は、図4の左方では紙面の奥から手前に向かい、右方では紙面の手前から奥に向かう。
Next, the outer
アウタ側電磁コイル26内にこのような電流が流れることに伴い、アウタ側磁束集中器28の、アウタ側電磁コイル26の内周に臨む外周部に誘導電流が生じる。誘導電流の向きは、アウタ側電磁コイル26内とは逆であり、例えば、図4の左方では紙面の手前から奥に向かい、右方では紙面の奥から手前に向かう。
As such a current flows in the outer
また、アウタ側磁束集中器28の内周部、換言すれば、アウタ用環状突部50には、アウタ側磁束集中器28の外周部と逆向きの誘導電流が生じる。さらに、アウタ用環状突部50に対向する最外の脚部16には、アウタ用環状突部50と逆向きの誘導電流が生じる。すなわち、アウタ側磁束集中器28の内周部における誘導電流の向きはアウタ側電磁コイル26内の電流の向きと同じであり、最外の脚部16における誘導電流の向きはアウタ側磁束集中器28の外周部と同じである。
Further, an induced current is generated in the inner peripheral portion of the outer
そして、最外の脚部16の近傍には、強磁界が形成される。アウタ側電磁コイル26の高さが大であるほど、アウタ用環状突部50に流れる誘導電流が大きくなり、その結果、最外の脚部16に強力な磁界が形成されるようになるので好ましい。この強磁界と、上記のようにして最外の脚部16内に生じた誘導電流とにより、フレミングの左手の法則に従って、ステータコア12aの外周側から内周側に向かう大きな電磁力F1が発生する。この電磁力F1により、最外の脚部16が、該脚部16に隣り合う内周側の脚部16に向かって接近するように曲がる。この接近の際、脚部16は、該脚部16を挟持したブロック体54aの長辺部に案内される。
Then, a strong magnetic field is formed in the vicinity of the
その結果、最外の脚部16の内周側壁が、内周側の脚部16の外周側壁に超音速で当接する。このとき、ブロック体54aの支持部52は、内周側の脚部16の内周壁側を支持している。すなわち、支持部52は、最外の脚部16が接近して内周側の脚部16に当接する外周側壁とは反対側の内周側壁を支持する。このため、内周側の脚部16が当接前後で元の位置を保つ。
As a result, the inner peripheral side wall of the
超音速で当接した最外の脚部16の内周側壁と内周側の脚部16の外周側壁からは、酸化膜が飛散する。これにより下地金属が露呈するとともに、該下地金属から原子が互いに向かって拡散する。また、最外の脚部16に誘導電流が生じているため、脚部16同士の接触箇所にジュール熱が発生する。さらに、最外の脚部16が曲がって内周側の脚部16に接近する速度が大きいので、当接の際に衝突エネルギが発生し、この衝突エネルギが熱エネルギに変換される。しかも、ブロック体54aの支持部52が内周側の脚部16を支持しているので、当接の際の衝撃が緩和されることがない。このため、衝突エネルギから熱エネルギへの変換効率が大きくなる。このように、当接箇所では、酸化膜が飛散するとともに、ジュール熱や大きな熱エネルギが発生する。このため、脚部16同士が当接と略同時に、冶金的接合されるに至る。前記の曲がり、当接及び接合は、1秒以下、典型的には0.5秒以下で終了する。
The oxide film is scattered from the inner peripheral side wall of the
以上の現象は、24組のスロット群22aの全てにおいて同時に進行する。すなわち、第1実施形態によれば、最外の脚部16全てと、その内周側で隣り合う脚部16全てとを、一度の作業で同時に接合することができる。このため、ステータを得るまでの時間が著しく短縮されるので、ステータの生産効率を向上させることができる。
The above phenomenon proceeds simultaneously in all of the 24 sets of
しかも、誘導電流が全体にわたって略同等に生じるので、接合箇所毎に品質が大きく相違することが回避される。このため、加修が不要となるので、接合作業が簡素化される。 Moreover, since the induced currents are generated substantially the same throughout, it is possible to avoid a large difference in quality for each joint. Therefore, no repair is required, and the joining work is simplified.
次に、第2実施形態に係る接合装置14bにつき説明する。なお、図1〜図4に示される構成要素と同一の構成要素については同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。以降の第3実施形態、第4実施形態においても同様である。
Next, the joining
図5に示すように、第2実施形態に係る接合装置14bは、ステータコア12aを収容して支持する支持台24bと、接合機構を構成するインナ側電磁コイル70と、前記インナ側電磁コイル70に通電がなされた際に誘導電流が生じて電磁力F2が発現するインナ側磁束集中器72とを有する。
As shown in FIG. 5, the joining
支持台24bには環状凹部73が形成されるとともに、該環状凹部73の開口近傍にステータ用段部32が形成されている。第1実施形態と同様に、ステータ用段部32と環状凹部73の内部底面との間の段差は、ターン部18の突出高さよりも若干大きく設定されている。このため、ターン部18が内部底面に当接することが回避される。
An
環状凹部73の中心には、インナ側コイル用段部76が形成される。前記インナ側電磁コイル70は、このインナ側コイル用段部76に支持される。
An inner
図面を簡素化して理解を容易にするべく図示していないが、インナ側電磁コイル70には、第1実施形態と同様にキャパシタ40、スイッチ42、抵抗44、インダクタンス46が直列接続されてなる電流供給部48が電気的に接続される(図4参照)。スイッチ42をONとすることにより、前記キャパシタ40に蓄積されていた電子が移動してインナ側電磁コイル70に電流が流れる。
Although not shown in order to simplify the drawing and facilitate understanding, the inner side
インナ側磁束集中器72は円環形状をなし(図7参照)、その外径は、インナ側電磁コイル70の内径に比して若干大径である。また、インナ側磁束集中器72の高さは、インナ側電磁コイル70の高さに略等しい。このため、インナ側電磁コイル70は、下降したインナ側磁束集中器72の中空内部に進入可能であるとともに、進入したときにはインナ側磁束集中器72で囲繞される。
The inner
インナ側磁束集中器72の高さ方向略中間には、インナ用環状突部74が外周側に指向して突出形成される。第2実施形態では、このインナ用環状突部74は最内の脚部16に対向し、上記と同様にこの対向した脚部16を電磁力F2によって折曲する。
An
インナ側磁束集中器72は、ブロック体54aとともに集中器ホルダ56bに保持されている。なお、図5では2個のブロック体54aを示しているが、実際には、ブロック体54aは、同一円周上に24個が配置されている。
The inner
ブロック体54a及び円盤状ホルダ58は第1実施形態と同様であるので、詳細な説明は省略する。
Since the
第2実施形態に係る接合装置14bは、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、その作用効果につき説明する。
The joining
第1実施形態と同様に、所定数のセグメント10の脚部16を各スロット20に挿入した後、ターン部18が下方、脚部16が上方を臨む姿勢となるようにして、図5に示すように、ステータコア12aを支持台24bのステータ用段部32で支持する。これにより、ステータコア12aが環状凹部73を覆う位置となる。なお、上記したように、ターン部18が環状凹部73の内部底面に当接することはない。このようにステータコア12aを支持台24bで支持した後、又はその前に、インナ側電磁コイル70をインナ側コイル用段部76で支持する。
Similar to the first embodiment, after inserting the
次に、前記油圧シリンダを付勢し、その昇降ロッドを前進させる。これにより、円盤状ホルダ58と一体的に集中器ホルダ56b、インナ側磁束集中器72及びブロック体54aが下降する。円盤状ホルダ58が下死点まで下降することに伴い、インナ側磁束集中器72がインナ側電磁コイル70を囲繞する。すなわち、図6及び図7に示すように、インナ側電磁コイル70がインナ側磁束集中器72の内部に進入する。また、ガイド壁となるブロック体54aの長辺部が1組のスロット群22a(4個のスロット20)から突出した4本の脚部16を挟持するとともに、支持部52が同一スロット群22aから突出した外周縁部側の2個の脚部16と、内周縁部側の2個の脚部16との間に介在する。
Next, the hydraulic cylinder is urged and the elevating rod is advanced. As a result, the
次に、電流供給部48を構成するスイッチ42がONに切り替えられ、インナ側電磁コイル70に通電がなされる。これにより、インナ側磁束集中器72の内周部、インナ側磁束集中器72の外周部(インナ用環状突部74)、インナ用環状突部74に対向する最内の脚部16に誘導電流がそれぞれ生じる。同時に、最内の脚部16の近傍に強磁界が形成される。
Next, the
この強磁界と、最内の脚部16内に生じた誘導電流とにより、フレミングの左手の法則に従って、図8に示すように、ステータコア12aの内周側から外周側に向かう大きな電磁力F2が発生する。この電磁力F2により、最内の脚部16が、該脚部16に隣り合う外周側の脚部16に向かって接近するように曲がる。この接近の際、脚部16は、該脚部16を挟持したブロック体54aの長辺部に案内される。
Due to this strong magnetic field and the induced current generated in the
その結果、最内の脚部16の外周側壁が、外周側の脚部16の内周側壁に超音速で当接するとともに、最内の脚部16の外周側壁と、外周側の脚部16の内周側壁から酸化膜が飛散し且つ原子が互いに向かって拡散する。このとき、ブロック体54aの支持部52は、外周側の脚部16の外周壁側を支持している。すなわち、支持部52は、最内の脚部16が接近して外周側の脚部16に当接する内周側壁とは反対側の内周側壁を支持する。このため、外周側の脚部16が当接前後で元の位置を保つ。
As a result, the outer peripheral side wall of the
また、最内の脚部16に誘導電流が生じているため、脚部16同士の接触箇所にジュール熱や熱エネルギが発生する。酸化膜の飛散や原子の拡散、さらにはジュール熱及び熱エネルギによって、脚部16同士が当接と略同時に冶金的接合されるに至る。上記と同様に、最内の脚部16の曲がり、2本の脚部16同士の当接及び接合は、1秒以下、典型的には0.5秒以下で終了する。
Further, since the induced current is generated in the
勿論、24組のスロット群22aの全てにおいて以上の現象が同時に進行する。すなわち、第2実施形態によれば、最内の脚部16全てと、その外周側で隣り合う脚部16全てとを、一度の作業で同時に接合することができる。しかも、接合箇所毎に品質が大きく相違することが回避される。すなわち、ステータの生産効率を向上させることができるとともに、接合作業の簡素化を図ることができる。
Of course, the above phenomenon proceeds simultaneously in all of the 24 sets of
次に、図9に示す第3実施形態に係る接合装置14cにつき説明する。この接合装置14cは、ステータコア12aを収容して支持する支持台24cと、接合機構を構成するアウタ側電磁コイル26及びインナ側電磁コイル70と、前記アウタ側電磁コイル26、インナ側電磁コイル70によって電磁力を発現するアウタ側磁束集中器28、インナ側磁束集中器72とを有する。
Next, the joining
支持台24cには収容孔30が形成されるとともに、該収容孔30の内部底面近傍にステータ用段部32が形成されている。第1実施形態と同様に、ステータ用段部32と収容孔30の内部底面との間の段差は、ターン部18の突出高さよりも若干大きく設定されている。このため、ターン部18が内部底面に当接することが回避される。
A
収容孔30の中心には、内部底面から突出して延在するインナ側コイル用段部76が設けられる。前記インナ側電磁コイル70は、このインナ側コイル用段部76に支持される。また、収容孔30の開口近傍には、アウタ側電磁コイル26を支持するアウタ側コイル用段部34が形成されている。
At the center of the
図面を簡素化して理解を容易にするべく図示していないが、アウタ側電磁コイル26及びインナ側電磁コイル70には、キャパシタ40、スイッチ42、抵抗44、インダクタンス46が直列接続されてなる電流供給部48が電気的に接続される。電流供給部48は、アウタ側電磁コイル26とインナ側電磁コイル70で共通であってもよいし、別個であってもよい。
Although not shown for simplification of the drawing and easy understanding, a current supply in which a
この場合、集中器ホルダ56cは、アウタ側磁束集中器28を保持する第1円環壁部80と、該第1円環壁部80の内周側に位置し、インナ側磁束集中器72を保持する第2円環壁部82とを有する。第1円環壁部80に保持されたアウタ側磁束集中器28のアウタ用環状突部50と、第2円環壁部82に保持されたインナ側磁束集中器72のインナ用環状突部74は、略同一高さに位置する。
In this case, the
また、この場合、ブロック体54aは、第1円環壁部80と第2円環壁部82との間に配設される。なお、図9では2個のブロック体54aを示しているが、上記と同様に、ブロック体54aは、実際には同一円周上に24個が配置されている。
Further, in this case, the
ブロック体54a及び円盤状ホルダ58は第1実施形態及び第2実施形態と同様であるので、詳細な説明は省略する。
Since the
第3実施形態に係る接合装置14cは、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、その作用効果につき説明する。
The joining
第1実施形態と同様に、所定数のセグメント10の脚部16を各スロット20に挿入した後、ターン部18が下方、脚部16が上方を臨む姿勢となるようにして、図9に示すように、ステータコア12aを収容孔30に挿入するとともにステータ用段部32で支持する。これにより、ステータコア12aが収容孔30を覆う位置となる。なお、上記したように、ターン部18が収容孔30の内部底面に当接することはない。このようにステータコア12aを収容孔30に収容した後、又はその前に、アウタ側電磁コイル26、インナ側電磁コイル70をインナ側コイル用段部76、アウタ側電磁コイル26でそれぞれ支持する。
Similar to the first embodiment, after inserting the
次に、前記油圧シリンダを付勢し、その昇降ロッドを前進させる。これにより、円盤状ホルダ58と一体的に集中器ホルダ56c、アウタ側磁束集中器28、インナ側磁束集中器72、及びブロック体54aが下降する。円盤状ホルダ58が下死点まで下降することに伴い、アウタ側電磁コイル26がアウタ側磁束集中器28を囲繞し、且つインナ側磁束集中器72がインナ側電磁コイル70を囲繞する。すなわち、図10及び図11に示すように、アウタ側磁束集中器28がアウタ側電磁コイル26の内部に進入するとともに、インナ側電磁コイル70がインナ側磁束集中器72の内部に進入する。
Next, the hydraulic cylinder is urged and the elevating rod is advanced. As a result, the
また、ブロック体54aのガイド部が1組のスロット群22a(4個のスロット20)から突出した4本の脚部16を挟持するとともに、支持部52が同一スロット群22aから突出した外周縁部側の2個の脚部16と、内周縁部側の2個の脚部16との間に介在する。
Further, the guide portion of the
次に、電流供給部48を構成するスイッチ42がONに切り替えられ、アウタ側電磁コイル26及びインナ側電磁コイル70に通電がなされる。これにより、アウタ側磁束集中器28の外周部、アウタ側磁束集中器28の内周部(アウタ用環状突部50)、アウタ用環状突部50に対向する最外の脚部16に誘導電流がそれぞれ生じる。同時に、インナ側磁束集中器72の内周部、インナ側磁束集中器72の外周部(インナ用環状突部74)、インナ用環状突部74に対向する最内の脚部16にも誘導電流がそれぞれ生じる。その一方で、最外の脚部16、最内の脚部16の近傍に強磁界がそれぞれ形成される。
Next, the
以降は第1実施形態及び第2実施形態と同様に、フレミングの左手の法則に従って、ステータコア12aの外周側から内周側に向かう大きな電磁力F1と、内周側から外周側に向かう大きな電磁力F2とが同時に発生する。これらの電磁力F1、F2により、図12に示すように、最外の脚部16が、該脚部16に隣り合う内周側の脚部16に向かって接近するように曲がるとともに、最内の脚部16が、該脚部16に隣り合う外周側の脚部16に向かって接近するように曲がる。この接近の際、脚部16は、該脚部16を挟持したブロック体54aの長辺部に案内される。
After that, as in the first embodiment and the second embodiment, according to Fleming's left-hand rule, a large electromagnetic force F1 from the outer peripheral side to the inner peripheral side of the
その結果、最外の脚部16の内周側壁が、内周側の脚部16の外周側壁に超音速で当接するとともに、最内の脚部16の外周側壁が、外周側の脚部16の内周側壁に超音速で当接する。このとき、最外の脚部16の内周側に隣り合う脚部16、及び最内の脚部16の外周側に隣り合う脚部16を支持部52が支持する。このため、これら2本の脚部16が当接前後で元の位置を保つ。
As a result, the inner peripheral side wall of the
また、最外の脚部16及び最内の脚部16に誘導電流がそれぞれ生じているため、脚部16同士の接触箇所にジュール熱及び熱エネルギが発生する。超音速での当接に伴う酸化膜の飛散と原子の拡散、さらには、ジュール熱及び熱エネルギによって、隣り合う2本の脚部16同士が当接と略同時に冶金的接合されるに至る。上記と同様に、最外の脚部16及び最内の脚部16の曲がり、隣り合う2本の脚部16同士の当接及び接合は、1秒以下、典型的には0.5秒以下で終了する。
Further, since induced currents are generated in the
勿論、24組のスロット群22aの全てにおいて以上の現象が同時に進行する。すなわち、第3実施形態によれば、最外の脚部16の全てとその内周側で隣り合う脚部16全て、及び、最内の脚部16全てとその外周側で隣り合う脚部16全てとを、一度の作業で同時に接合することができる。しかも、接合箇所毎に品質が大きく相違することが回避される。すなわち、ステータの生産効率を一層向上させることができるとともに、接合作業の一層の簡素化を図ることができる。
Of course, the above phenomenon proceeds simultaneously in all of the 24 sets of
アウタ側電磁コイル26、インナ側電磁コイル70の巻き数は、最外の脚部16に作用する当接時の衝撃と、その内周側で隣り合う脚部16に作用する当接時の衝撃とが相殺されるように設定されている。このため、衝撃による設備への負荷が低減される。
The number of turns of the outer side
次に、可動部材を有する接合装置につき、第4実施形態として説明する。 Next, a joining device having a movable member will be described as a fourth embodiment.
図13は、セグメント10が通されたステータコア12bと、第4実施形態に係る接合装置14dとを併せて示した要部概略水平方向断面図であり、図14は、その要部拡大正面図である。この場合、ステータコア12bは円環形状をなし(図13参照)、且つ内周側縁部、内周側縁部と外周側縁部との間、外周側縁部のそれぞれに、若干の位相差を有するようにして2個ずつスロット20が形成されている。第4実施形態では、この6個を1組のスロット群22bとする。すなわち、これらの場合、18組のスロット群22bが放射状に配置される。
FIG. 13 is a schematic horizontal sectional view of a main part showing the
1組のスロット群22bをなす6個のスロット20には、6個のセグメント10の脚部16が1本ずつ個別に挿入され、図14における上方(図13における紙面手前側)に突出する。従って、この場合においても、セグメント10は、ターン部18を下方、脚部16を上方としてステータコア12bに保持されている。
The
接合装置14dは、ステータコア12bを収容して支持する支持台24a(図1参照)と、接合機構を構成するアウタ側電磁コイル26と、前記アウタ側電磁コイル26によって電磁力を発現するアウタ側磁束集中器28とを有する。これらの構成要素と、集中器ホルダ56a及び円盤状ホルダ58については第1実施形態と同様であるので、詳細な説明は省略する。
The joining
接合装置14dは、アウタ側磁束集中器28のアウタ用環状突部50の近傍に設けられた図示しない円環状案内盤を有する。該円環状案内盤には複数個の壁部が放射状に形成され、これにより、円環状案内盤に18個の案内部が区分形成されている。案内部の内周側には、集束部材90が案内部から脱落することを防止するための抜け止め壁部が設けられる。
The joining
各案内部には、特に図14に示す集束部材90が摺動自在に収容される。集束部材90の内周側には、平面視で略T字形状をなす第1押圧バー92、第2押圧バー94及び第3押圧バー96が設けられる。すなわち、集束部材90は、第1押圧バー92、第2押圧バー94及び第3押圧バー96を纏めて支持している。これら集束部材90、第1押圧バー92、第2押圧バー94及び第3押圧バー96は、誘導電流が生じることが可能な素材からなる。
In particular, the focusing
第1押圧バー92は最も短尺であり、その先端は、1組のスロット群22b中の最外の脚部16に対向する。また、最も長尺な第3押圧バー96の先端は、同一のスロット群22b中、最外から5番目(最内から2番目)の脚部16に対向する。そして、第1押圧バー92と第3押圧バー96の中間の長さである第2押圧バー94の先端は、同一のスロット群22b中、最外から3番目(最内から4番目)の脚部16に対向する。なお、第1押圧バー92、第2押圧バー94及び第3押圧バー96の先端は、前記抜け止め壁部に形成された開口から突出している。
The first
ブロック体54bの下端部は、内周側から外周側に向かう長さが段階的に相違するような形状に設定されている。具体的には、ブロック体54bは、同一のスロット群22b中の最外から2番目(最内から5番目)の脚部16に対向する第1段状支持部98a、最外から4番目(最内から3番目)の脚部16に対向する第2段状支持部98b、最内の脚部16に対向する第3段状支持部98cを有する。
The lower end portion of the
次に、第4実施形態に係る接合装置14dを用いたセグメント10の接合方法につき説明する。
Next, a method of joining the
第1実施形態に準拠し、ステータコア12bに設けられた複数個のスロット20に対して所定数のセグメント10の脚部16を挿入した後、図14に示すように、ターン部18が下方、脚部16が上方を臨む姿勢となるようにして、ステータコア12bを支持台24aの収容孔30に挿入してステータ用段部32で支持する。ステータコア12bを収容孔30に収容した後、又はその前に、アウタ側電磁コイル26をアウタ側コイル用段部34で支持することは勿論である。
According to the first embodiment, after inserting the
さらに、円盤状ホルダ58を下降させるべく、該円盤状ホルダ58に連結された昇降ロッドを、油圧シリンダを付勢することで前進させる。これにより、円盤状ホルダ58と一体的に集中器ホルダ56a、アウタ側磁束集中器28、円環状案内盤及びブロック体54bが下降する。円盤状ホルダ58が下死点まで下降した際、アウタ側磁束集中器28がアウタ側電磁コイル26の内部に進入する。すなわち、図13に示すように、アウタ側磁束集中器28がアウタ側電磁コイル26で囲繞される。
Further, in order to lower the disc-shaped
また、ブロック体54bの第1段状支持部98a、第2段状支持部98b及び第3段状支持部98cが、それぞれ、1組のスロット群22b中の最外から2番目(最内から5番目)の脚部16、最外から4番目(最内から3番目)の脚部16、最内の脚部16に対向する。また、第1押圧バー92、第2押圧バー94、第3押圧バー96の各先端は、同一のスロット群22b中の最外の脚部16、最外から3番目(最内から4番目)の脚部16、最外から5番目(最内から2番目)の脚部16に対向する。
Further, the first-
結局、第1段状支持部98aと第1押圧バー92は、最外の脚部16と、これと内周側で隣り合う脚部16とを挟んで対向する。また、第2段状支持部98bと第2押圧バー94は、最外から3番目の脚部16と、これと内周側で隣り合う脚部16とを挟んで対向し、第3段状支持部98cと第3押圧バー96は、最外から5番目の脚部16と、これと内周側で隣り合う脚部16(最内の脚部16)とを挟んで対向する。
After all, the first stepped
この状態で、次に、アウタ側電磁コイル26に通電がなされる。すなわち、スイッチ42(図4参照)がONに切り替えられるとともに、この際にキャパシタ40に蓄積されていた電荷が移動することで、電流供給部48からアウタ側電磁コイル26に電流が供給される。すなわち、アウタ側電磁コイル26に通電がなされる。
In this state, the outer
これにより、アウタ側磁束集中器28の外周部、アウタ側電磁コイル26の内周部(アウタ用環状突部50)、さらには、集束部材90、第1押圧バー92、第2押圧バー94及び第3押圧バー96に誘導電流が生じる。そして、最外、最外から3番目、最外から5番目の各脚部16の近傍には、強磁界が形成される。その結果、フレミングの左手の法則に従い、集束部材90を内周側に押し出す電磁力F1が発生する。
As a result, the outer peripheral portion of the outer
この電磁力F1により、集束部材90が前記案内部に案内されながら、ステータコア12bの直径方向内方に向かって移動する。これに伴い、集束部材90に支持された第1押圧バー92、第2押圧バー94及び第3押圧バー96が集束部材90と一体的に同一方向に変位する。すなわち、第1押圧バー92、第2押圧バー94及び第3押圧バー96がステータコア12bの直径方向内方に向かって移動する。このことから諒解されるように、集束部材90、第1押圧バー92、第2押圧バー94及び第3押圧バー96は可動部材である。
By this electromagnetic force F1, the focusing
その結果、最外の脚部16、最外から3番目の脚部16、最外から5番目の脚部16が、第1押圧バー92、第2押圧バー94、第3押圧バー96によってそれぞれ押圧され、各内周側壁が、各々の内周側で隣接する脚部16(最外から2番目の脚部16、最外から4番目の脚部16、最内の脚部16)の外周側壁に向かって曲がり、超音速で当接する。この際、当接箇所から酸化膜が飛散するとともに、露呈した下地金属から原子の互いへの拡散が生じる。なお、このとき、ブロック体54bの第1段状支持部98a、第2段状支持部98b、第3段状支持部98cは、最外から2番目の脚部16、最外から4番目の脚部16、最内の脚部16の、内周側の脚部16の内周壁側を支持している。すなわち、第4実施形態でも、第1段状支持部98a、第2段状支持部98b及び第3段状支持部98cにより、外周側の脚部16が接近して内周側の脚部16に当接する外周側壁とは反対側の内周側壁を支持する。このため、内周側の脚部16が当接前後で元の位置を保つ。
As a result, the
また、押圧によって曲げられた脚部16に誘導電流が生じているため、脚部16同士の当接箇所にジュール熱や熱エネルギが発生する。以上のような理由から、脚部16同士が当接と略同時に冶金的接合されるに至る。第1実施形態〜第3実施形態と同様に、前記の曲がり、当接及び接合に要する時間は1秒以下、典型的には0.5秒以下である。
Further, since an induced current is generated in the
以上の現象は、18組のスロット群22bの全てにおいて同時に進行する。すなわち、第4実施形態によれば、1組のスロット群22bを構成するスロット20の個数が4個を上回るときであっても、外周側に位置する脚部16全てと、その内周側で隣り合う脚部16全てとを、一度の作業で同時に接合することができる。このため、ステータを得るまでの時間が著しく短縮されるので、ステータの生産効率を向上させることができる。
The above phenomenon proceeds simultaneously in all 18 sets of
しかも、誘導電流が全体にわたって略同等に生じるので、接合箇所毎に品質が大きく相違することが回避される。このため、加修が不要となるので、接合作業が簡素化される。すなわち、1組のスロット群22bを構成するスロット20の個数が4個を上回るときであっても、第1実施形態〜第3実施形態と同様の作用効果が得られる。
Moreover, since the induced currents are generated substantially the same throughout, it is possible to avoid a large difference in quality for each joint. Therefore, no repair is required, and the joining work is simplified. That is, even when the number of
本発明は、上記した第1実施形態〜第4実施形態に特に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。 The present invention is not particularly limited to the above-described first to fourth embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
例えば、図13及び図14に示したステータコア12bのスロット20に挿入されたセグメント10に対し、接合装置14b(図5参照)又は接合装置14c(図9参照)に準じた構成の接合装置を用いて接合を行うようにしてもよい。
For example, for the
また、略U字形状のセグメント10に代替し、I字形状のセグメントを用いるようにしてもよい。
Further, the I-shaped segment may be used instead of the substantially
さらに、第4実施形態では、第1押圧バー92、第2押圧バー94及び第3押圧バー96の素材を、脚部16に誘導電流を生じさせるものとする必要は特になく、変位した第1押圧バー92、第2押圧バー94及び第3押圧バー96で脚部を押圧するのみとしてもよい。
Further, in the fourth embodiment, it is not particularly necessary that the materials of the first pressing
10…セグメント 12a、12b…ステータコア
14a〜14d…接合装置 16…脚部
18…ターン部 20…スロット
22a、22b…スロット群 26…アウタ側電磁コイル
28…アウタ側磁束集中器 32…ステータ用段部
34…アウタ側コイル用段部 48…電流供給部
50…アウタ用環状突部 52…支持部
54a、54b…ブロック体 70…インナ側電磁コイル
72…インナ側磁束集中器 74…インナ用環状突部
76…インナ側コイル用段部 90…集束部材
92…第1押圧バー 94…第2押圧バー
96…第3押圧バー 98a…第1段状支持部
98b…第2段状支持部 98c…第3段状支持部10 ...
Claims (7)
前記ステータコア(12a)の内周側又は外周側の少なくとも一方に、電磁コイル(26、70)を円周状に配置する工程と、
前記電磁コイル(26、70)に通電することで、前記隣り合う2本の脚部(16)同士を当接させるとともに、当接した前記2本の脚部(16)同士を接合する工程と、
を有することを特徴とする電気導体(10)の接合方法。 Two legs of an electric conductor (10) inserted into a plurality of slots (20) provided in the circumferential direction of a ring-shaped stator core (12a) protruding from the stator core (12a) and adjacent to each other in the radial direction. It is a method of joining an electric conductor (10) that joins parts (16) to each other.
A step of arranging the electromagnetic coils (26, 70) in a circumferential shape on at least one of the inner peripheral side and the outer peripheral side of the stator core (12a).
By energizing the electromagnetic coils (26, 70), the two adjacent legs (16) are brought into contact with each other, and the two abutted legs (16) are joined to each other. ,
A method for joining an electric conductor (10), which comprises.
前記ステータコア(12a)の内周側又は外周側の少なくとも一方に円周上に配置される電磁コイル(26、70)と、
前記電磁コイル(26、70)に電流を供給する電流供給部(48)と、
前記2本の脚部(16)の一方が他方に向かって接近する際に、前記他方の脚部(16)を、前記一方の脚部(16)が当接する箇所と反対側から支持する支持部材(54a)と、
を有することを特徴とする電気導体(10)の接合装置(14a)。 Two legs of an electric conductor (10) inserted into a plurality of slots (20) provided in the circumferential direction of a ring-shaped stator core (12a) protruding from the stator core (12a) and adjacent to each other in the radial direction. It is a joining device (14a) of an electric conductor (10) that joins parts (16) to each other.
Electromagnetic coils (26, 70) arranged on the circumference of at least one of the inner peripheral side and the outer peripheral side of the stator core (12a), and
A current supply unit (48) that supplies a current to the electromagnetic coils (26, 70) and
Support for supporting the other leg (16) from the side opposite to the point where the one leg (16) abuts when one of the two legs (16) approaches the other. Member (54a) and
The joining device (14a) of the electric conductor (10), which comprises.
The joining device (14a) according to claim 5 has an inner side electromagnetic coil (70) arranged on the inner peripheral side of the stator core (12a) and an outer side electromagnetic coil (26) arranged on the outer peripheral side. A joining device (14a) for an electric conductor (10).
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