JPS6157686B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電磁線輪に係り、特に核融合装置に用
いられる厚さの異なる導体をうず巻き形状に順次
接合しながら巻回して形成される電磁線輪に関す
る。

一般に、核融合装置に採用されるうず巻き形状
の電磁線輪は、うず巻きの内側より外側の方が電
磁力による導体応力は大きく、従つて、内側の導
体厚さは、外側の導体厚さより薄くして電磁線輪
の内側から外側までがなるべく一様な導体応力に
なる様構成される。

ところで、通常、厚さの異なる導体同志を堅牢
に接合する場合、突合せ接合、あるいは重ね合せ
接合によるろう接が行なわれる。

このように接合された導体を用いた従来の電磁
線輪を第１図に示す。該図の如く、導体がうず巻
き形状に多重巻回される電磁線輪１は、厚さの異
なる複数個の導体２Ａ，２Ｂ，２Ｃがそれぞれの
接合部３Ａ，３Ｂでろう接により接合されたもの
が、うず巻き形状に連続して巻回され形成されて
いる。うず巻き形状に巻回される各導体２Ａ，２
Ｂ，２Ｃの層間には、レヤ絶縁４が介在されてお
り、さらにうず巻き形状の導体全体は、対地絶縁
５で覆われている。第１図のものは、この対地絶
縁５が一部分のみ破断して示されている。さら
に、図示されてはいないが、運転時における大電
流による電磁力を保護するための保持枠が電磁線
輪１の外周に設けられている。

この様に形成される電磁線輪の各導体間接合部
を拡大して示したが第２図である。厚さの異なる
導体２Ａと導体２Ｂとは接合面３Ａでろう接によ
り突合せ接合され、導体２Ａ，２Ｂの各層間に介
在されるレヤ絶縁４は、導体２Ａ，２Ｂの両面を
覆つている。薄い導体２Ａの接合面３Ａ近傍に
は、導体厚さが隣接する導体２Ｂと異なるためレ
ヤ絶縁との間に空隙が生じ、このため厚い導体２
Ｂの角部でレヤ絶縁４が損傷されやすい。これを
防止するために、通常はこの空隙を絶縁コンパウ
ンド７にて埋めている。

しかし、この様な突き合わせ接合による従来の
電磁線輪１では、大電流による大きな電磁力がろ
う接の接合面を離そうとする大きな力として作用
し、また、導体同志を欠陥なく接合することは容
易でなく、接合面３Ａ，３Ｂで剥がれてしまう恐
れもある。また、接合面３Ａ，３Ｂの有効断面積
が小さくて、接触抵抗が大きくなり局部加熱され
る恐れもでてくる。

そこで、接合部３Ａ，３Ｂの接触面積を大きく
するために、第３図に示されるごとき重ね合せ接
合が考えられる。該図の例は、薄い導体２Ａと厚
い導体２Ｂを、端部付近で長手方向に重ね、ここ
を接合部３Ａとしてろう接接合するものである。

しかし、この重ね合せ接合も、それぞれの導体
２Ａ，２Ｂの端部近傍に空隙が生じ、前述した突
き合せ接合と同じく、この空隙に絶縁コンパウン
ド７を埋めなければならない。さらに、この重ね
合せ接合の各導体２Ａ，２Ｂに、実際の矢印にて
示される方向の引張力Ｔが作用すると、接合面３
Ａにおける剪断応力の分布は、導体端部で最も大
きく接合面３Ａの中央部になるにつれて小さくな
り、導体端部から剥がれやすい。また引張力Ｔに
よつて、点線で示す偶力Ｆが生じ、導体２Ａ，２
Ｂの接合部両端に曲げモーメントが作用し、時間
の経過と共に導体角部のレヤ絶縁４にクラツクが
生じ、ついには導体２Ａ，２Ｂの破断にまで至ら
しめる恐れがある。

従つて、接合面３Ａの応力分布を一様とし、偶
力の生じない接合形状として第４図に示されるご
ときスカーフ接合が考えられる。

一般に、厚さの異なる導体をうず巻き形状に接
合しながら巻回していくに、内側を薄く、外側に
いくにつれて厚くするとともに、内径側を基準面
として内側から順次外側へと巻回していく。従来
のスカーフ接合における接合面は、第４図に示す
如く、内側に配設される厚さの薄い導体２Ａの巻
き終り側スカーフの先端部９Ａが、基準面である
内径側に配置され、これに対応して、厚い導体２
Ｂの巻き始め側スカーフの根元部１０Ｂが、基準
面である内径側に、しかも薄い導体２Ａのスカー
フ先端部９Ａに重ねて配置されている。この形状
のスカーフ接合では、薄い導体２Ａのスカーフ先
端部９Ａに、次に巻回する厚い導体２Ｂのスカー
フ根元部１０Ｂを乗せるようにして配置するので
作業は容易である。しかし、第４図からも明らか
な如く、厚い導体２Ｂのスカーフ先端部９Ｂは突
起状態となり、この部分がレヤ絶縁４に損傷を与
える恐れがあるとともに、空隙も生じ絶縁コンパ
ウンド７を埋める手間もかかる。接合後、厚い導
体２Ｂのスカーフ先端部９Ｂを削り取ることも考
えられるが、導体体積を減少させるし、多大な工
数を必要とするので好ましくない。

特に、核融合装置等に利用される電磁線輪の接
合部に事故が生ずると、他の電磁線輪や構成部品
と複雑に組み合わされて構成されており、短期間
に容易に修理、あるいは交換することがむずかし
い。従つて、電磁線輪には高い信頼性が要求さ
れ、これに答えるべく、導体接合には細い神経が
はらわれている。

しかし、前述したごとく、従来の各種電磁線輪
の接合部には、運転状態において導体の巻き方向
に非常に大きな電磁力が加わり、接合部からクラ
ツクが発生し、導体の破断に至らせたり、レヤ絶
縁の損傷により電気的に導体が短絡し加熱されて
焼損する恐れがあるという欠点があつた。

本発明は上述の点に鑑み成されたもので、その
目的とするところは、運転状態における導体の巻
き方向に加わる大きな電磁力に十分耐えられると
共に、接合部に加わる応力を均一にし導体が破断
に至ることがないことは勿論、絶縁損傷が防止で
きる電磁線輪を提供するにある。

本発明は厚さの異なる複数の導体をろう接によ
り順次接合し、これをうず巻き形状に多重巻回す
ると共に、前記導体間の接合部がスカーフ形状に
形成されている電磁線輪において、前記導体をう
ず巻き状に巻回する際の巻回基準面側に、厚さの
大なる導体のスカーフ先端部と、これより厚さの
小なる導体のスカーフ根本部をそれぞれ配設して
各導体が接合されて形成されることにより、所期
の目的を達成するようになしたものである。

以下、図面の実施例に基づいて本発明を詳細に
説明する。尚、符号は従来と同一のものは同符号
を使用する。

第５図には、電磁線輪の内径側より導体の内周
面を基準面として、順次ろう接によりスカーフ接
合されている状態が示されている。該図の例で
は、導体の厚さが内径側の導体１２Ａが最も薄
く、以後１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄ，１２Ｅの順で
外径側にいくに従い順次厚くなつている。各導体
１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄ，１２Ｅの各々
の接合部は内側から順に１３Ａ，１３Ｂ，１３
Ｃ，１３Ｄで示されている。うず巻き形状の巻線
は、内径側に図示されていない巻線雇いを設置し
て、厚さの異なる各導体１２Ａと１２Ｂとは接合
部１３Ａにおいて、また、導体１２Ｂと１２Ｃと
は接合部１３Ｂにおいて各々ろう接されている。
以下、導体１２Ｃと１２Ｄは接合部１３Ｃ、導体
１２Ｄと１２Ｅは接合部１３Ｄでろう接され、う
ず巻き形状に巻回される。

導体１２Ｂと１２Ｃの接合部１３Ｂの詳細を第
６図に示す。先に巻回された薄い導体１２Ｂの巻
き終り端部は、スカーフ先端部１４Ｂを外側に
し、次に巻回される厚い導体１２Ｃの巻き始め側
のスカーフ先端部１４Ｃを、薄い導体１２Ｂのス
カーフ先端１４Ｂの内側にもぐり込ませる様に配
設し、これらの導体１２Ｂと１２Ｃを接合部１５
にてろう接接合している。すなわち、本実施例
は、内周面基準で巻回されるため、内周面に厚い
導体１２Ｃのスカーフ先端部と薄い導体１２Ｂの
スカーフ根元部１６Ｂが配置されることになる。
スカーフ形状のろう接合部の接合長さは、導体の
厚さの約３倍となるようにするのが均一な応力分
布となるので良い。

本実施例によれば、接合部１５近傍に鋭角な形
状の導体先端部はなくなり、接合部１５の応力分
布も一様となる。そのため、レヤ絶縁４等の損傷
も発生せず、また導体の先端部を加工して取り去
るようなこともせずに十分に信頼性の高いろう接
構造とすることができる。

今までは、導体の巻回が内径基準にて行なわれ
る場合の実施例を述べてきたが、第７図をもとに
外径側を基準にした実施例を説明する。

第７図に示す如く、外径側を基準とする場合に
は、先に巻回される薄い導体１７Ｂのスカーフ根
元部１８Ｂと、次に巻回される厚い導体１７Ｃの
スカーフ先端部１９Ｃとが、基準面である外周側
に位置する様に配設されて接合部２０にてろう接
される。

この様な第２の実施例においても、接合部２０
の応力分布は均一となり、導体の鋭角部分は無く
なり前述の第１の実施例と同様の効果が得られ
る。

以上説明した本発明の電磁線輪によれば、巻回
基準面側に厚さの大なる導体のスカーフ先端部
と、薄い導体のスカーフ根元部がそれぞれ配置し
て接合する構成としたものであるから、運転状態
における導体の巻き方向に加わる大きな電磁力に
十分耐えると共に、接合部の強度が向上し破断に
至ることがないことは勿論、絶縁の損傷が防止さ
れ信頼性の高い電磁線輪を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の電磁線輪を示す斜視図、第２図
は第１図の導体接合部を示す拡大平面図、第３
図、及び第４図は従来の電磁線輪のそれぞれ異な
る例の導体接合部を示す拡大平面図、第５図は本
発明の電磁線輪の一実施例を示す平面図、第６図
は第５図の導体接合部を示す拡大平面図、第７図
は本発明の他の実施例による導体接合部を示す拡
大平面図である。 ４……レヤ絶縁、１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１
２Ｄ，１２Ｅ，１７Ｂ，１７Ｃ，２１Ｂ，２１
Ｃ，２４Ｂ，２４Ｃ……導体、１３Ａ，１３Ｂ，
１３Ｃ，１３Ｄ，１５，２０……接合部、１４
Ｂ，１４Ｃ，１９Ｃ……スカーフ先端部、１６
Ｂ，１８Ｂ……スカーフ根本部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 厚さの異なる複数の導体をろう接により順次
   接合し、これをうず巻き形状に多重巻回すると共
   に、前記導体間の接合部がスカーフ形状に形成さ
   れている電磁線輪において、前記導体をうず巻き
   状に巻回する際の巻回基準面側に、厚さの大なる
   導体のスカーフ先端部と、これより厚さの小なる
   導体のスカーフ根本部をそれぞれ配設して各導体
   が接合されて形成されることを特徴とする電磁線
   輪。 ２ 前記導体の厚さが内径側で最も薄く、外径側
   にいくに従い順次厚くなつてうず巻き状に巻回す
   る際の巻回基準面を内径側としたことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の電磁線輪。 ３ 前記導体の厚さが内径側で最も薄く、外径側
   にいくに従い順次厚くなつてうず巻き状に巻回す
   る際の巻回基準面を外径側としたことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の電磁線輪。