JP6493241B2 - コイル挿入装置 - Google Patents

Description

本発明は、回転電機のステータコアのスロットに、巻回された導線を挿入するコイル挿入装置に関し、特にその構造に関する。

電気エネルギを回転の運動エネルギに変換する電動機、回転の運動エネルギを電気エネルギに変換する発電機、さらに電動機と発電機どちらにも機能する電気機器が知られている。以下において、これらの電気機器を回転電機と記す。回転電機は、同軸に配置されて相対的に回転する二つの部材を有する。通常は、一方が固定され、他方が回転する。固定された部材はステータ、回転する部材はロータと呼ばれる。

下記特許文献１には、コイル挿入装置が示されている。ステータコア（１６１）の内周側に、固定ブレード（１０１Ｓ）と可動ブレード（１０１Ｔ）が周方向に交互に配置され、固定ブレードに導線（巻線１５１）が巻回されている（図１参照）。固定ブレード（１０１Ｓ）および可動ブレード（１０１Ｔ）の内側に配置されたコイルストリッパ（１１１）を、図７から図１２に示されるように可動ブレード（１０１Ｔ）と共に上昇させ、固定ブレード（１０１Ｓ）と可動ブレード（１０１Ｔ）の隙間から導線（１５１）をステータコアのスロット（１６３）内に挿入する。なお、（ ）内の符号および部材の名称は、下記特許文献１で用いられた符号等であり、本願の実施形態で用いられる符号等とは関連しない。

特開２００５−１１０３６０号公報

固定ブレードは、いくつかのブレードを組み合わせた固定ブレードとして構成される場合がある。例えば、固定ブレードは、両側の可動ブレードにそれぞれ隣接している２個の側縁ブレードと、側縁ブレードの間に配置される中央ブレードから構成される。側縁ブレードは、導線を可動ブレードとの隙間を通してスロットに挿入する際、導線から力を受ける。この力が側縁ブレードを介して中央ブレードにも作用して中央ブレードがステータコアに当接して、これに傷を付ける場合がある。

本発明は、導線挿入時において、中央ブレードによるステータコアの損傷を抑えることを目的とする。

本発明に係るコイル挿入装置は、ステータコアの配列されたティースに対向し、ティースの配列方向に沿って配列されている固定ブレードと、固定ブレードの間に配置されており、固定ブレードとの間にスロットに対向する隙間を形成している可動ブレードとを備えている。巻回された導線が固定ブレードに掛けられ、固定ブレードと可動ブレードの隙間から導線がステータコアのスロット内へ挿入される。固定ブレードは、両側の可動ブレードにそれぞれ隣接している２個の側縁ブレードと、２個の側縁ブレードの間に配置された中央ブレードとを含む。２個の側縁ブレードそれぞれの中央ブレードに対向する面には、中央ブレード端面の角部が当接する斜面が設けられている。この斜面は、２個の側縁ブレードが中央ブレードを挟むように力を加えるとき、中央ブレードに、ステータコアに向く力を作用させないように傾斜している。

側縁ブレードの端面に設けられた斜面により、中央ブレードに対しステータコアから離れる向きに力が作用し、中央ブレードがステータコアに当接することを抑えることができる。

本実施形態のコイル挿入装置の要部構成を示す図である。 コイル挿入工程の説明図である。 ステータコアとコイル挿入装置の要部を示す断面図である。 ステータコアとコイル挿入装置の要部を示す拡大断面図である。 固定ブレードの他の例を示す図である。 固定ブレードのさらに他の例を示す図である。

以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。図１は、コイル挿入装置１０の要部構成を示す図である。図２は、コイル挿入工程の説明図である。コイル挿入装置１０は、円環形状のステータコア１２に導線を巻き掛ける装置である。ステータコア１２は、概略円環形状を有し、それぞれが内側に向かって延び、周方向に配列されたティース１４（図３参照）を有する。ティース１４の間の空間はスロットと呼ばれる（以降、スロット１６と記す。）。

コイル挿入装置１０は、円環形状のステータコア１２の内側に配置されるブレードを備える。ブレードは、固定ブレード１８と可動ブレード２０が周方向に交互に配置される。固定ブレード１８は、３本のブレードから構成される。この３本のブレードは、両側の可動ブレード２０にそれぞれ隣接する２本の側縁ブレード２２と、２本の側縁ブレード２２の間に配置される１個の中央ブレード２４を含む。コイル挿入装置１０は、円環状に配列された固定ブレード１８と可動ブレード２０の更に内側に挿入可能なストリッパ２６を備える。固定ブレード１８には、コイルとなる導線２８が巻回されている。導線２８は、固定ブレード１８と可動ブレード２０の隙間３０（図３参照）を通っている。

図２に示すように、固定ブレード１８に導線２８が巻回された状態で、固定ブレード１８および可動ブレード２０は、ステータコア１２の内周に挿入される。この状態で、ストリッパ２６を上昇させる。可動ブレード２０はストリッパ２６と共に上昇する。一方で固定ブレード１８は動かない。ストリッパ２６の上昇と共に導線２８も上昇し、固定ブレード１８と可動ブレード２０の隙間３０からスロット１６内に挿入され、ティース１４に巻き掛けられる。これにより、ステータコア１２にコイルが装着される。

図３は、ステータコア１２と、ステータコア１２の内周側に配置された固定ブレード１８および可動ブレード２０を示す断面図である。図４は、図３の要部拡大図である。可動ブレード２０は１個のティース１４に対応して設けられ、固定ブレード１８は、可動ブレード２０に対応しているティース１４の間の５個のティース１４に対応して設けられている。固定ブレード１８の２個の側縁ブレード２２は、５個のティース１４のうち、両端のティースにそれぞれ対応して配置され、中央ブレード２４は、間の３個のティースに対応して配置されている。固定ブレード１８（より具体的には側縁ブレード２２）と可動ブレード２０の間に隙間３０が形成されている。この隙間３０を通って導線２８がスロット１６内に進入する。

導線２８が隙間３０内に進入するとき、可動ブレード２０および側縁ブレード２２は、導線２８から力を受ける。可動ブレード２０については、両側の隙間３０を通る導線２８から力を受ける。これらの力は向きがほぼ正反対のために互いに相殺するので、可動ブレード２０は動かない。１つの固定ブレード１８に属する２個の側縁ブレード２２も導線２８から力を受ける。これらの対をなす側縁ブレード２２に加わる力は、側縁ブレード２２が周方向に離れて配置されているため、相殺せず、合力は径方向外側に向く力となる。この合力が中央ブレード２４に作用すると、中央ブレード２４は径方向外側に、つまりステータコア１２に向けて移動する。このコイル挿入装置１０において、各ブレードは、図１において下部を支持され、上端は自由端となっているため、上記の径方向外側に向く力が中央ブレード２４に作用すると、中央ブレード２４は外側に向けて倒れる。この中央ブレード２４の倒れにより、中央ブレード２４がステータコア１２の内周面に当接して傷を付ける可能性がある。このコイル挿入装置１０においては、中央ブレード２４に作用する力を径方向外側に向かないようにすることで、ステータコア１２の損傷を抑えている。

側縁ブレード２２の中央ブレード２４に対向する面には斜面３２が設けられている。斜面３２は、各ブレードが延びる方向に直交する面内で、径方向に対して傾斜しており、この傾斜により、側縁ブレード２２の周方向の寸法は、径方向外側で大きくなっている。中央ブレード２４の側縁ブレード２２に対向する面には段差が形成され、段差による角部３４が側縁ブレードの斜面３２に当接している。側縁ブレード２２と中央ブレード２４は、斜面３２と角部３４のみで接触するようにできる。

斜面３２を設けたことにより、中央ブレード２４が側縁ブレード２２から受ける力Ｆ1 が、径方向内側に向く成分を有するようにできる。対をなす側縁ブレード２２から受ける力Ｆ1 が互いに相殺されるか、または力Ｆ1 の合力Ｆ2 が径方向内側に向く力となるように斜面３２の角度が定められている。対をなす側縁ブレード２２から受ける力Ｆ1 が、方向が同じで向きが異なるように斜面３２の角度を設定することにより、これらの力F1 は、互いに相殺し、中央ブレード２４を外側に向ける力は発生しない。また、合力Ｆ2 が内向きの力となるように斜面３２の角度を定めることでも、中央ブレード２４を外側に向ける力は発生しない。

図５は、固定ブレードの他の態様を示す図である。固定ブレード以外の構成については、図３，４に示した態様と同様であり、同一の符号を付して説明を省略する。固定ブレード４０は、２個の側縁ブレード４２とこれらの側縁ブレード４２に挟まれた中央ブレード４４を含む。側縁ブレード４２には、前述の斜面３２と同様の斜面４６が設けられている。側縁ブレード４２の斜面に対向するように、中央ブレード４４にも斜面４８が設けられている。側縁ブレードの斜面４６と、中央ブレードの斜面４８は、径方向に対して同じ傾斜角を有し、互いに密着している。この固定ブレード４０においても、固定ブレード１８と同様に、斜面４６，４８の傾斜角度を適切に定めることにより、中央ブレード４４を径方向外側に向ける力が発生しないようにすることができ、中央ブレード４４の外側への倒れを抑えることができる。

図６は、固定ブレードの他の態様を示す図である。固定ブレード以外の構成については、図３，４に示した態様と同様であり、同一の符号を付して説明を省略する。固定ブレード５０は、２個の側縁ブレード５２とこれらの側縁ブレード５２に挟まれた中央ブレード５４を含む。側縁ブレード５２のティース１４に対向する面５６の、周方向両側の端縁には、突部５８が設けられている。突部５８は、側縁ブレード５２の端縁に沿って配列される複数の突起、または端縁の１箇所に配置される突起であってよく、さらに端縁に沿って延びている突条であってもよい。面５６の両側の端縁に設けられた対をなす突部５８は、ティース１４を挟むように配置され、これにより側縁ブレード５２のティースに対する周方向の動きが規制される。側縁ブレード５２の動きが規制されることにより、導線２８の挿入時に側縁ブレード５２が受ける力の少なくとも一部がティース１４により受けられる。これにより、中央ブレード５４に作用する力が小さくなり、中央ブレード５４を径方向外側に向ける力を小さくすること、または発生しないようにすることができ、中央ブレード４４の外側への倒れを小さくする、または抑えることができる。

１０ コイル挿入装置、１２ ステータコア、１４ ティース、１６ スロット、１８ 固定ブレード、２０ 可動ブレード、２２ 側縁ブレード、２４ 中央ブレード、２６ ストリッパ、２８ 導線、３０ 隙間、３２ （側縁ブレードの）斜面、３４ 角部、４０ 固定ブレード、４２ 側縁ブレード、４４ 中央ブレード、４６ （側縁ブレードの）斜面、４８ （中央ブレードの）斜面、５０ 固定ブレード、５２ 側縁ブレード、５４ 中央ブレード、５６ （側縁ブレードのティースに対向する）面、５８ 突部。

Claims (1)

1. 配列されたティースを有するステータコアのティース間の空間であるスロットに巻回された導線を挿入するコイル挿入装置であって、
   配列されたティースに対向し、ティースの配列方向に沿って配列され、巻回された導線が掛かる固定ブレードと、
   固定ブレードの間に配置されており、固定ブレードとの間にスロットに対向する隙間を形成している可動ブレードと、
   を備え、
   固定ブレードは、両側の可動ブレードにそれぞれ隣接している２個の側縁ブレードと、２個の側縁ブレードの間に配置された中央ブレードとを含み、
   ２個の側縁ブレードそれぞれの中央ブレードに対向する面には、中央ブレード端面の角部が当接する斜面が設けられており、当該斜面は、２個の側縁ブレードが中央ブレードを挟むように力を加えるとき、中央ブレードに、ステータコアに向く力を作用させないように傾斜している、
   コイル挿入装置。

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