JPH09134825A - 電磁機器とその鉄心固定方法 - Google Patents

電磁機器とその鉄心固定方法

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JPH09134825A
JPH09134825A JP29238995A JP29238995A JPH09134825A JP H09134825 A JPH09134825 A JP H09134825A JP 29238995 A JP29238995 A JP 29238995A JP 29238995 A JP29238995 A JP 29238995A JP H09134825 A JPH09134825 A JP H09134825A
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Takashige Sato
隆重 佐藤
Isao Murai
勇男 村井
Toshiaki Bito
俊章 尾藤
Masahiko Ueda
昌彦 植田
Naoki Shibano
尚樹 芝野
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電磁機器の、積層電磁鋼板による副鉄心と固
定用鉄板との溶接部に十分な溶接強度が得られず、据込
み異常が発生していた。 【解決手段】 固定用鉄板の両端にコ字状突起を設け、
このコ字状突起を、積層電磁鋼板による副鉄心の切断積
層面にプロジェクション溶接機の電極間にて突合せ、溶
接固定した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は積層電磁鋼板で構成
されるリアクタ、トランス、モータ等の電磁機器とその
鉄心固定方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、電磁機器の一つであるリアクタは
電磁鋼板の積層体である鉄心を組立てて固定したもので
ある。
【0003】すなわち、図4に示すように副鉄心1の切
断集合面2間に固定用鉄板3を対接し、前記固定用鉄板
3と各切断積層面2とを溶接ワイヤレスのTIG溶接工
法にて溶接固着していた。そして、副鉄心1の電磁鋼板
の各一枚は同一形状にプレス打抜きされたものである
が、別のTIG溶接ビード4により図9に示すような積
層体とするので、前記切断積層面2に多少の凹凸が生じ
る。また、固定用鉄板3の溶接部分5の反り変形等を合
わせて間隙ができるので、通常の溶接速度ではアークブ
ローが起きやすい。したがって、溶接速度は5mm/秒
の低速溶接としても数%のアークブロー不良があった。
【0004】なお、前記固定用鉄板3の幅は20mmで
溶接時間は4秒間を要していた。また、コイル6の中芯
となる主鉄心7は図8のように電磁鋼板を積層してTI
G溶接ビード4にて接着して積層体としている。
【0005】つぎにTIG溶接工法に係るアークブロー
不良および溶接時間遅れを解消するために図6、図7
(a)(b)に示すようなプロジェクション溶接工法を
検討した。すなわち、図7(a)のように固定用鉄板3
0の両端に少なくとも1個の半円球状のプロジェクショ
ン31を形成し、プロジェクション溶接11を行ない、
副鉄心1間を連結してリアクタを形成した。なお、図
4、図6の各固定金具3、30はそれぞれ図5、図7
(a)(b)にも示すように左右に一対あり、この一対
の固定金具3、30を引き剥す方向への引張強さFは、
実用上700kgf以上必要であるが、実用上900〜
1300kgfを確保できる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図4、
図5の固定用鉄板3の溶接部間隙に適応した低速TIG
溶接工法の経済的損失に加えて、適応能力以上の間隙が
原因でアークブロー不良が発生していた。
【0007】したがって、溶接物が溶接面に凹凸を生じ
やすい電磁機器の主鉄心である場合、前記溶接速度増と
アークブロー発生減を実現するには溶接部の間隙を極力
零とし、かつTIG溶接電極先端と溶接物表面との距離
精度を常に最適に制御しなければならず、経済的にも工
法的にも困難であった。また、図6、7(a)(b)の
固定用鉄板30のプロジェクション溶接工法において
は、図7(a)に示すプロジェクション30aの高さH
の寸法も加工上の限度があり、その限度を越える前記凹
凸が前記切断積層面に発生した場合はプロジェクション
溶接の据込みに異常を来たし、十分な溶接強度が得られ
ないという課題を有していた。
【0008】本発明は前記従来の課題を解決することを
目的とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、請求項1の発明は、周囲にコイルを備えた主鉄心
と、この主鉄心の両端面に当接して閉磁路を形成する副
鉄心とを備えた電磁機器において、前記副鉄心の切断積
層面に溶接する固定用鉄板の両端にコ字状に突起をそれ
ぞれ形成し、このコ字状突起の凸部を前記副鉄心の切断
積層面にプロジェクション溶接し、前記主鉄心と副鉄心
を固定したものである。
【0010】また、請求項2の発明は周囲にコイルを備
えた主鉄心の両端面に副鉄心を突合せて閉磁路を形成す
るように固定する電磁機器の鉄心固定方法において、副
鉄心の切断積層面に溶接するコ字状突起を両端に有する
固定用鉄板を用い、前記固定用鉄板のコ字状突起を前記
副鉄心の切断積層面にプロジェクション溶接機電極間に
て突合せ、前記プロジェクション溶接機により前記固定
用鉄板のコ字状突起と前記副鉄心の切断積層面に溶接電
流を流してプロジェクション溶接し固定するものであ
る。
【0011】
【発明の実施の形態】上記の構成により、請求項1の発
明は、少なくとも固定用鉄板の両端のコ字状突起が副鉄
心の切断積層面にプロジェクション溶接に伴う溶接据込
みがあって、溶接条件のみによって与えられる理論的な
据込みが実現できるという作用を有する。
【0012】また、請求項2の電磁機器の鉄心固定方法
は、プロジェクション溶接機の対向電極間の溶接電流が
固定用鉄板の両端のコ字状突起に同時に集中して流れ、
確実に溶接据込みが実現できるという作用を有する。
【0013】以下、本発明の実施の形態について図面に
沿って説明する。なお、従来例と同様の部分については
同様の符号を付し説明を省略する。また、実施の形態で
は電磁機器の1つとして、リアクタについて説明してい
るが、本発明はリアクタに限られるものではなく、変圧
器やモータコア等にも適用可能である。
【0014】図1は両端の両側にコ字状突起31aを有
する固定用鉄板31で、2つの副鉄心1間を連結したリ
アクタの外観斜視図である。
【0015】なお、前記固定用鉄板31は副鉄心1を挟
むように2個を対称に副鉄心1にプロジェクション溶接
される。
【0016】図2(a)(b)は前記副鉄心1の切断積
層面2と固定用鉄板31との関連を示す。すなわち、図
2(a)に前記副鉄心1の切断積層面に生じた凹凸差寸
法t、固定用鉄板31の両端のコ字状突起31aの凸部
31bと凹部31cの差寸法Tは突合わされる前の状態
と位置関係を示す。またコ字状突起31aの凸部31b
幅寸法をWとし、2つの凸部31b間は凹部31c7を
設け、T>tとなるようにして、プロジェクション溶接
機70で副鉄心1の切断積層面と固定用鉄板31のコ字
状突起31bとを突合せプロジェクション溶接を行う。
このプロジェクション溶接に伴うコ字状突起の据込み量
は溶接電流、溶接時間、加圧力等の溶接条件により決定
され、凸部31bへの集中溶接電流により、短時間に、
凸部31bの断面積相当の溶着面を持つ強固な溶接部3
2となる。図2(b)にそのプロジェクション溶接後の
溶接部32と凹部31cと副鉄心1の切断積層面との位
置関係を示す。図2(b)から明らかなように、溶接後
も前記切断積層面2の各電磁鋼板の凸部は凹部31の空
間により固定用鉄板31と接触せず、溶接条件により与
えられる理論的な溶接据込みとなる。
【0017】したがって、必然的に、溶接速度も従来の
TIG溶接工法と比較して20分の1程度に短縮され、
アークブローなる溶接不良のない強固な溶接継手を実現
した。
【0018】図2(a)のt寸法は0.3〜0.5mm
であり、T寸法は1.0〜2.0mmで実用化した。ま
た、各電磁鋼板の厚みが0.5〜0.65mm、固定用
鉄板31の厚みが2.3〜3.2mmであるので、コ字
状突起31aの凸部31b幅寸法Wは、溶接物間の熱バ
ランス設計上、4.0〜4.5mmとした。つぎに図3
に示すプロジェクション溶接機70の溶接電流経路に沿
って溶接のメカニズムを説明すると、溶接トランス8を
流れる電流Iは溶接電極9を通り、固定用鉄板31の両
側にI1、I2に分流し、I1、I2の電流はそれぞれ前記
の2つのコ字状突起31aの凸部31bを流れ、その抵
抗発熱に伴って、前記凸部31が突合されている切断積
層面の表面層を溶融し、電磁鋼板の溶着体積の小さな低
鉄損のリアクタを実現できた。その溶接後の溶接部32
は図2(b)に示すとおりであり、図2(a)に示すよ
うにT>tであるので、前記溶接条件に従った溶接据込
みとなり、その据込み途中で据込み動作を防げる障害物
がない。すなわち、、副鉄心1の切断積層面と固定用鉄
板31が溶着面以外で接触しない理想的なプロジェクシ
ョン溶接が可能となる。なお、I1≒I2であり、8個の
溶接部32は同様の溶接となった。
【0019】なお、副鉄心へはクランプ手段10で2個
の主鉄心を挟むようにクランプしている。
【0020】なお、プロジェクション溶接機70は溶接
電流15、500A、溶接時間0.2秒、加圧力260
〜360kgfの溶接条件溶接を行い、強固でばらつき
の少ない、かつ、電磁機器として鉄損の少ない溶接が可
能となった。従来のTIG溶接工法と比較して、溶接時
間では20分の1程度と速く、さらに、溶接物間の間隙
から生ずるアークブローも皆無となり、通常のプロジェ
クション溶接のような据込み不足に伴う溶接強度のばら
つきも少ない高品質の電磁機器と、高速溶接工法による
不良率の少ない鉄心固定方法が実現できた。
【0021】また、溶接強度は、1370〜1460k
gfとなり、従来例の溶接強度が900〜1300kg
fであるのに比較して絶対値、ばらつきともに大幅に改
良された。
【0022】
【発明の効果】本発明によれば、副鉄心の切断面に溶接
する固定用鉄板の両端にコ字状突起をそれぞれ形成し
て、このコ字状突起の凸部を前記副鉄心の切断積層面に
プロジェクション溶接し、主鉄心と副鉄心とを固定した
もので、プロジェクション溶接の溶接条件にしたがっ
て、理論的な溶接がなされているので、溶接部にアーク
ブロー不良が皆無となりばらつきの少ない溶接継手を形
成しており、鉄損の少ない電磁機器を提供できる優れた
効果を奏するものである。
【0023】また、本発明の電磁機器の鉄心固定方法
は、副鉄心の切断積層面に溶接するコ字状突起を両端に
有する固定用鉄板を用い、この固定用鉄板のコ字状の突
起を前記副鉄心の切断積層面にプロジェクション溶接機
の電極間にて突合せ溶接固定するものであり、従来のT
IG溶接工法による溶接に比較して溶接時間の大幅な短
縮が図れ、かつ溶接部の間隙から生ずるアークブローが
無くなり、したがって溶接据込みが理論的に溶接条件に
したがうことによって不良率の少ない高品質の高速溶接
を実現できる優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を示す電磁機器の外観斜視
【図2】(a)副鉄心と固定用鉄板の溶接前の状態を示
す概略一部上面図 (b)副鉄心と固定用鉄板の溶接後の状態を示す概略一
部上面図
【図3】プロジェクション溶接機による溶接電流経路を
示す概念図
【図4】従来の電磁機器の外観斜視図
【図5】従来の副鉄心と固定用鉄板の溶接後の状態を示
す概略一部上面図
【図6】従来の通常のプロジェクション溶接による電磁
機器の外観斜視図
【図7】(a)通常のプロジェクション溶接による溶接
前の状態を示す概略一部上面図 (b)通常のプロジェクション溶接による溶接後の状態
を示す概略一部上面図
【図8】(a)主鉄心の外観斜視図 (b)コイルを周囲に備えた主鉄心の外観斜視図
【図9】副鉄心の外観斜視図
【符号の説明】
1 副鉄心 2 切断積層面 4 TIG溶接ビード 6 コイル 7 主鉄心 9 プロジェクション溶接機の電極 10 クランプ治具 31 固定用鉄板 31a コ字状突起 31b 凸部 31c 凹部 32 溶接部 70 プロジェクション溶接機
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成8年1月5日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0005
【補正方法】変更
【補正内容】
【0005】つぎにTIG溶接工法に係るアークブロー
不良および溶接時間遅れを解消するために図6、図7
(a)(b)に示すようなプロジェクション溶接工法を
検討した。すなわち、図7(a)のように固定用鉄板3
0の両端に少なくとも1個の半円球状のプロジェクショ
30aを形成し、プロジェクション溶接11を行な
い、副鉄心1間を連結してリアクタを形成した。なお、
図4、図6の各固定金具3、30はそれぞれ図5、図7
(a)(b)にも示すように左右に一対あり、この一対
の固定金具3、30を引き剥す方向への引張強さFは、
実用上700kgf以上必要であるが、900〜130
0kgfを確保できる。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0007
【補正方法】変更
【補正内容】
【0007】したがって、溶接物が溶接面に凹凸を生じ
やすい電磁機器の鉄心である場合、前記溶接速度増と
アークブロー発生減を実現するには溶接部の間隙を極力
零とし、かつTIG溶接電極先端と溶接物表面との距離
精度を常に最適に制御しなければならず、経済的にも工
法的にも困難であった。また、図6、7(a)(b)の
固定用鉄板30のプロジェクション溶接工法において
は、図7(a)に示すプロジェクション30aの高さH
の寸法も加工上の限度があり、その限度を越える前記凹
凸が前記切断積層面に発生した場合はプロジェクション
溶接の据込みに異常を来たし、十分な溶接強度が得られ
ないという課題を有していた。
【手続補正3】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図6
【補正方法】変更
【補正内容】
【図6】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 植田 昌彦 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 芝野 尚樹 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 周囲にコイルを備えた主鉄心と、この主
    鉄心の両端面に当接して閉磁路を形成する副鉄心とを備
    えた電磁機器において、前記副鉄心の切断積層面に溶接
    する固定用鉄板の両端にコ字状突起をそれぞれ形成し、
    このコ字状突起の凸部を前記副鉄心の切断積層面にプロ
    ジェクション溶接し、前記主鉄心と副鉄心を固定した電
    磁機器。
  2. 【請求項2】 周囲にコイルを備えた主鉄心の両端面に
    副鉄心を突合せて閉磁路を形成するように固定する電磁
    機器の鉄心固定方法において、副鉄心の切断積層面に溶
    接するコ字状突起を両端に有する固定用鉄板を用い、前
    記固定用鉄板のコ字状突起を前記副鉄心の切断積層面に
    プロジェクション溶接機の電極間にて突合せ、前記プロ
    ジェクション溶接機により前記固定用鉄板のコ字状突起
    と前記副鉄心の切断積層面に溶接電流を流してプロジェ
    クション溶接し固定する電磁機器の鉄心固定方法。
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