JP2000116078A - コイル挿入装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高密度にステータコイルを挿入する場合にあ
っても、ウェッジが破損したり、スロットへの挿入姿勢
がずれる等の不具合を解消する。 【解決手段】 本発明のコイル挿入装置は、環体２０の
軸心上部を上下自在に駆動でき、かつ半径方向放射状に
進退自在な複数の成形矢６１を設けたもので、突子３２
がウェッジ１２とステータコイル１１をスロット１０の
奥に押しやると同時期に、成形矢を下降させ、溝カム６
４を作動させ、ブレード２１の配設と均等配分に半径方
向外周側に放射状に、ストリッパ２５の前進との干渉を
避けられる位置まで拡げることにより、ステータコア９
上面より延びるコイルを突子と同様にスロットの奥に押
しやるようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は回転電機、コンプレ
ッサ、電動機等のステータコイルをステータコアのスロ
ット内に挿入する為のコイル挿入装置に関し、より詳し
くはステータコイルをステータコア内に固定する為のウ
ェッジを、ステータコイルと一緒にスロット内に挿入す
る機構の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】回転電機等のステータコイルをステータ
コア内に挿入する装置において、ステータコイルとウェ
ッジ間の摩擦抵抗を抑制し、ウェッジの破損を防止する
ために、コイルを挿入する工程の途中で、ストリッパの
中空溝内を半径方向に摺動自在に嵌合した突子でコイル
をスロット内に押し込むことによって、コイルとウェッ
ジの摩擦抵抗を低減させウェッジを所定の姿勢で挿入す
ることが出来るようにしたものは、本出願人による特公
平４−６１５８４号公報により従来公知である。

【０００３】図１２にこの従来装置を示す。この従来装
置についてその作動に基づいて簡単に説明する。油圧シ
リンダ等によりシリンダケース４３を上昇させるとこれ
に伴いストリッパ２５も上昇し、ステータコイル１１は
ストリッパ２５の切欠コーナー部２７に引っ掛けられ、
ブレード２１に沿って押しあげられ、ステータコア９に
設けられたスロット１０に挿入される。またウェッジ１
２もウェッジプッシャ４０により押し上げられスロット
１０に挿入される。

【０００４】ステータコイル１１のスロット１０への挿
入がほぼ完了したときには、ストリッパ２５の上昇を一
旦停止する。このときウェッジ１２は、未だスロット１
０への挿入は完了せず、ステータコイル１１と突子３２
の外側端面３３の間に挾持され、スロット１０の入口付
近に位置している（図５を参照）。この時点までは、ス
テータコイル１１とウェッジ１２のスロット１０への挿
入は並列的に同時進行するので両者間に摩擦抵抗は殆ど
発生せず円滑に挿入される。

【０００５】ストリッパ２５を停止した後、ピストンロ
ッド４９を上昇させ、カム３５をストッパ５５により規
制される位置まで上方に変位させる。カム３５の変位に
伴いカム面に摺接している突子がスプリング３９の付勢
力に抗して押し広げられ、ストリッパ２５の外周面から
突出する。突子３２がスロット１０内に進入し、ウェッ
ジ１２をスロット１０の奥へと押し付ける（図６を参
照）。その結果、ステータコイル１１が塑性変形しスロ
ット１０の奥に押しやられる。次いで、ピストンロッド
４９を下降させ、カム３５を元の位置まで戻すと、突子
３２もスプリング３９によって同じく元の位置に復帰す
る。

【０００６】そこで再びストリッパ２５を上昇させる。
すると内側に倒れているステータコイル１１の上端は切
欠コーナー部２７で外側に起こされる。同時にウェッジ
１２がウェッジプッシャ４０によって押し上げられ、ス
ロット１０内への挿入が完了する。この間、ステータコ
イル１１は塑性変形してスロット１０の奥に片寄ってい
るのでステータコイル１１とウェッジ１２の間の摩擦抵
抗が非常に小さく、ウェッジ１２は円滑にスロット１０
に挿入される。ウェッジ１２の挿入が完了した後、スト
リッパ２５は下降して図１２に示す位置まで復帰して１
工程が終了する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記のように従来のコ
イル挿入装置が、コイル挿入途中で一端停止し、突子３
２に押圧力を加えることによりウェッジ１２とコイル１
１とをスロット１０の奥へ押し込むことが可能だったの
は、突子３２が移動できる範囲が大きく、換言すればス
ロット１０の領域にコイル１１が複数本入る余地が残っ
ている為、突子３２の押圧力によってステータコイル１
１が移動することができたからである。

【０００８】しかしながら、ステータコア９のスロット
１０にステータコイル１１が入る余地がなくなり、即ち
さらに高占積率のステータコイル１１を挿入すると、ス
トリッパ２５の中空溝内を半径方向に摺動自在に嵌合さ
れている突子３２で、ステータコイル１１をスロット１
０内に押し込んでも突子３２が元の位置に戻ると、図１
３に示されるようにストリッパ２５の外側端面には再び
ステータコイル１１の反力が加わり、突子３２で押し込
んだ効果が無い。従ってこの状態でストリッパ２５を再
度上昇させ、ウェッジ１２の挿入を試みても、ステータ
コイル１１とウェッジ１２間の摩擦抵抗が大きくウェッ
ジ１２が挿入できなくて、ステータコア９とステータコ
イル１１の絶縁低下を起したり、ウェッジ１２の座屈、
折れ、曲り等の破損や、ステータコイルの被膜に損傷を
与える等の問題が発生した。

【０００９】上記の問題は、突子３２でステータコイル
１１を押し込み出来るのがステータコア９のスロット１
０内部であり、このスロット内部だけを押さえているた
めに、 スロット１０以外のステータコイル１１を押さえら
れない、 スロット１０内のステータコイル１１を押さえても
突子３２を戻すと、ステータコイル自身の反力が大き
く、ウェッジ１２とステータコイル１１との摩擦が低減
できない、ということが原因で発生しているという点に
着目して、本発明は、 スロット１０以外のステータコイル１１をも押さえ
る、 突子３２を戻してもスロット１０内でのウェッジ１
２とステータコイル１１との摩擦を低減出来る、ように
して、ステータコイルの高占積率に対してウェッジが大
きな摩擦抵抗を受けずにウェッジとステータコイルの挿
入を可能とするコイル挿入装置を提供することを目的と
する。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記の課題を
解決するための手段として、特許請求の範囲の各請求項
に記載されたコイル挿入装置及び該装置によって形成さ
れたステータコアを提供する。

【００１１】請求項１及び２に記載されたコイル挿入装
置は、環体の軸心上部を上下自在に駆動でき、かつ半径
方向放射状に進退自在な複数の成形矢を設けたものであ
り、突子をストリッパの外周面から突出させて、突子の
外周端面がウェッジとステータコイルをスロットの奥に
押しやるのと同時期に、これらの成形矢を下降させ、溝
カムを作動させ、ブレードの配設と均等配分に半径方向
外周側に放射状に、ストリッパの前進との干渉を避けら
れる位置まで拡げることにより、ステータコアの上面よ
り延びるステータコイルを突子と同様にスロットの奥へ
押しやるようにしている。

【００１２】このようにスロット内部とステータコア上
部の両者のコイルを塑性変形させてスロットの奥に押し
込んでおくことにより、引き続きカムを元の位置に戻し
て突子を元の位置に復帰させても、ステータコアの上面
より延びるステータコイルを成形矢が押し込んだままの
状態でいるため、ステータコイルとウェッジ間の圧力が
大きく減少する。次いで再びストリッパを前進駆動して
も、その間ウェッジだけがウェッジプッシャによって更
にステータコア上面側に挿入されるが、ウェッジとステ
ータコイルの間には殆ど摩擦抵抗が発生せず、ウェッジ
をスロットに円滑に挿入することができ、ウェッジの破
損が防止できかつスロットへの挿入姿勢のずれによるス
テータコイルとステータコア間の絶縁の低下を阻止でき
る。

【００１３】請求項３に記載されたステータコアは、請
求項１又は２のコイル挿入装置によって形成されたステ
ータコアであり、ステータコイルの飛び出しやステータ
コイルとステータコア間の絶縁低下のない高品質のステ
ータコアを提供している。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
により詳述する。図１は、本発明の実施の形態を示す縦
断面図であり、図２はその要部平面図である。２０は１
２本のブレード２１を環状に配設してなる環体で、各ブ
レード２１は隣接するブレード間に所定幅の間隙２２を
おいて、ブレードホルダー２３によりベッドプレート２
４に固定されている。この環体２０には多数のスロット
１０を有するステータコア９が嵌着される。また間隙２
２にはステータコイル１１が引っ掛けて挟持される。

【００１５】２５はストリッパで、外周にはブレード２
１間の間隙２２に入り込む１２本の突起部２６が形成さ
れ、該突起部２６の上端には切欠コーナー部２７が形成
され、底面には足部２８が垂設されている。またストリ
ッパ２５の内部には中空部３０と１２本の溝３１が形成
されている。この溝３１はストリッパ２５の半径方向に
放射状に走り、中空部３０とストリッパ２５の外周面と
を連通し、その延長線上に前記間隙２２がある。そして
各溝３１内には突子３２が摺動自在に嵌合されている。
突子３２の外側端面３３の一部分は突起部２６の端面に
整合し突起部２６と一体となるように構成されている。
また中空部３０内にはカム面として機能する斜辺３４を
形成した断面台形のカム３５がストリッパ２５の軸心方
向に変位自在に配設され、ボルト３６により後述するロ
ッド４９に固着されている。前記各突子３２の内側端面
には斜面３７が形成されている。また上面には凹部３８
が凹設され、ここにリング状のスプリング３９が装着さ
れ、このスプリング３９の付勢力で斜面３７が常時カム
面３４に圧接している。従ってカム３５が上方に変位す
ると突子３２は溝３１に沿って摺動しストリッパ２５の
外周面から突出する。

【００１６】次に４０はウェッジプッシャであり、スト
リッパ２５の底面にボルト４１で一体に固着され、その
外側端面はウェッジ１２を載置できるようにストリッパ
２５の外周面から若干突出している。そしてウェッジ１
２をウェッジプッシャ４０に載置したとき、ウェッジ１
２の上端が突子３２の上端面から若干下に位置するよう
に突子３２とウェッジプッシャ４０の高さ寸法が設定さ
れている。

【００１７】４３はシリンダケースであり、該シリンダ
ケース４３の上端と前記フランジ２９がボルト４４によ
って固定され、下端はボルト４５によってフレーム４６
に固定されている。そしてフレーム４６は油圧シリンダ
等により上下方向に往復動させることができる。シリン
ダケース４３にはストリッパ２５の足部２８が嵌挿さ
れ、この足部２８とシリンダケース４３の下端開口に嵌
着したプラグ４７により画設されたピストン室４８にピ
ストン５０が摺動自在に嵌着されている。そして足部２
８の下端にはロッド室５１が穿設され、流路５２を介し
て圧液が供給できる。またシリンダケース４３の内壁と
プラグ４７の周壁によって画設されるヘッド室５３へは
流路５４を介して圧液を供給できる。更に足部２８には
ピストン５０に連結されたピストンロッド４９が摺動自
在に嵌挿され、前述したように該ピストンロッド４９と
カム３５がボルト３６により固着されている。

【００１８】また、ストリッパ２５の上面に螺着したボ
ルト５５はカム３５の上昇高さ位置を規制するストッパ
であり、５６，５７，５８，５９，６１は液漏れ防止用
の０リングである。また６０は環体２０の外周にステー
タコア９を嵌着したときステータコア９が抜け出るのを
阻止するための押さえ治具である。

【００１９】上述した構成は、基本的には図１２に示し
た従来公知のコイル挿入装置と同じであり、本発明は上
述の構成に更に以下に詳述する構成を加えることを特徴
とするものである。図１，３，８に示されるように、環
体２０の軸心上部には、シリンダ等の駆動伝達により上
下動する上下バー６８に固着されたベース６６が設けら
れている。このベース６６にはカムホルダ７７がボルト
７８で固定され、溝カム６４が回転自在に内装されてい
る。溝カム６４には駒６５がボルト７２とピン７３とで
固定され、図には示されていないが外力にて溝カム６４
に回転を伝達する。カムホルダには複数のスライダ６２
が半径方向放射状に、かつ摺動自在に配設され、スライ
ダ６２には溝カム６４からの動作を伝達するためのカム
フォロア６７がそれぞれのスライダ６２に取り付けられ
る。さらにスライダ６２の半径方向最内径側には複数個
の成形矢６１が、ボルト７０とピン６９とでスライダ６
２に固定されている。またスライダ６２はカバー６３で
覆われた摺動面を得ている。

【００２０】本発明のコイル挿入装置は以下の構成より
なり、次にその作動を図１〜８を参照して説明する。本
発明の実施の形態のコイル挿入装置によりステータコイ
ル１１とウェッジ１２とをステータコア９のスロット１
０に挿入するには、油圧シリンダ等によりシリンダケー
ス４３を下降させ、ストリッパ２５及びウェッジプッシ
ャ４０を図１に示す位置に移動する。この位置でウェッ
ジ１２をブレード２１に沿って装填し、ウェッジプッシ
ャ４０上に載置し、次いでステータコイル１１を隣接す
るブレード２１の間隙に引っ掛けて挟持し、ステータコ
ア９を環体２０の外周に嵌合させて押さえ治具６０で抜
け出ることのないように保持する。

【００２１】以上の準備の後、油圧シリンダ等によりシ
リンダケース４３を上昇させるとこれに伴いストリッパ
２５も上昇し、図３に示すように、ステータコイル１１
はストリッパ２５の切欠コーナー２７部に引っ掛けら
れ、ブレード２１に沿って押し上げられ、スロット１０
に挿入される。またウェッジ１２もウェッジプッシャ４
０により押し上げられスロット１０に挿入される。そし
て切欠コーナー部２７がステータコア９の上面付近に達
しステータコイル１１のスロット１０への挿入がほぼ完
了したときストリッパ２５の上昇を一旦停止する。これ
と同時にストリッパ２５の軸心上部にある複数の成形矢
６１が上下バー６８のシリンダ等の駆動伝達による下降
により、成形矢６１の最下端はブレード２１の上端付近
まで下降する。

【００２２】このときウェッジ１２は図４に示すように
まだスロット９への挿入は完了せず、図５の平面図に示
すようにステータコイル１１と突子３２の外側端面の間
に挟持され、スロット９の入口付近に位置している。と
ころでこの時点まではステータコイル１１とウェッジ１
２とのスロット９への挿入は並列的に同時進行するので
両者間に摩擦抵抗は殆んど発生せず円滑に挿入される。

【００２３】ストリッパ２５を停止させた後、流路５４
を通して油圧等によりピストン５０を作動させカム３５
をストッパ（ボルト）５５により規制される位置まで上
方に変位させる。カム３５の変位に伴いカム面３４に摺
接している突子３２がスプリング３９の付勢力に抗して
押し広げられ、ストリッパ２５の外周面から突出する
と、突子３２は、図６に示すようにスロット１０内に進
入しウェッジ１２をスロット１０の奥へと押し付ける。
さらにブレード２１上端付近まで下降させておいた複数
の成形矢６１を、サーボ等の推力で駒６５を動作させ溝
カム６４を回転させることにより、図８に示すように溝
カム面６４ａに沿ってカムフォロア６７が外周方向に移
動するに従い成形矢６１もスロット１０内に向って広が
って行く。

【００２４】その結果、図７に示すように突子３２と成
形矢６１の両者でステータコイル１１を塑性変形させス
ロット１０の奥に押し込むことができる。次に成形矢６
１はこの状態で保持し、突子３２だけをピストン５０を
プラグ４７に当接するまで下降させて、カム３５を元の
位置まで戻し、突子３２も元の位置に復帰させる。

【００２５】この状態で再びシリンダケース４３を上昇
させストリッパ２５を上昇させる。このときステータコ
イル１１とウェッジ１２間の摩擦抵抗は、突子３２が元
の位置に戻っても成形矢６１は挿入されたスロット間の
ステータコイル１１を保持しているため、非常に小さ
く、ウェッジ１２はウェッジプッシャ４０によって円滑
に押し上げられ、スロット１０内への挿入が完了する。
ウェッジ１２の挿入が完了した後、シリンダケース４３
は下方駆動されストリッパ２５は下降し、成形矢６１は
内径側に戻った後上方に移動して、それぞれ図１に示す
位置まで復帰し、１工程が終了する。

【００２６】この１相分のステータコイルのステータコ
アへの組付けが終ると、ステータコア搬送用コンベアが
動いて組付完了ステータコアを新しいステータコアと入
れ替える。２相分及び３相分のステータコイルはそれぞ
れ別のコイル挿入装置に移送されてそこで個々に組付け
が行われる。図９は１相分のコイルの組付けが完了した
状態を示しており、図１０，１１は３相分のコイルの組
付けが完了した状態を示している。

【００２７】

【発明の効果】以上で説明したように、本発明によれば
ステータコイルとウェッジとの挿入工程の途中で、ステ
ータコイルをスロット内とステータコア上部との両側で
スロットの奥に押し込んだ後、さらにステータコア上部
のステータコイルを押さえたまま、ウェッジをステータ
コア上面まで挿入することが可能となり、挿入工程の全
てにわたってステータコイルとウェッジ間には摩擦抵抗
が殆んど発生せず、ウェッジをスロット内に円滑に挿入
することが可能となる。従って、高密度にステータコイ
ルを挿入する場合にあっても、ウェッジが、座屈、折
れ、曲がり等の破損をしたり、或いはスロットへの挿入
姿勢がずれるといった不具合が解消され、ステータコイ
ルの飛び出し及びステータコイルとステータコア間の絶
縁の低下を確実に防止できる。これにより製品の小型、
高出力化及び品質が一般と向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態としてのコイル挿入装置の
縦断面図である。

【図２】本発明の実施の形態としてのコイル挿入装置の
一部を断面で示した平面図である。

【図３】本発明のコイル挿入装置のステータコイルとウ
ェッジの挿入工程を示す縦断面図である。

【図４】図３と同じくステータコイルとウェッジの挿入
工程の一部を拡大して示した縦断面図である。

【図５】ステータコイルとウェッジの挿入工程の一部を
拡大して示した横断面図である。

【図６】図５と同じくステータコイルとウェッジの挿入
工程の一部を拡大して示した横断面図である。

【図７】本発明の実施の形態におけるコイル挿入装置の
ステータコイルとウェッジの挿入工程の要部を拡大して
示した横断面図である。

【図８】本発明の実施の形態におけるコイル挿入装置の
ベースの平面図である。

【図９】本発明のコイル挿入装置により１相分のステー
タコイルとステータコアに組付けた状態を示す斜視図で
ある。

【図１０】本発明のコイル挿入装置により３相分のステ
ータコイルをステータコアに組付けた状態を示す斜視図
である。

【図１１】本発明のコイル挿入装置により３相分のステ
ータコイルをステータコアに組付けた状態を示す平面図
である。

【図１２】従来のコイル挿入装置の縦断面図である。

【図１３】従来のコイル挿入装置のステータコイルとウ
ェッジの挿入工程の要部を拡大して示す横断面図であ
る。

【符号の説明】

９…ステータコア １０…スロット １１…ステータコイル １２…ウェッジ ２０…環体 ２１…ブレード ２２…間隙 ２５…ストリッパ ２６…突起部 ２７…切欠コーナー部 ２８…足部 ３０…中空部 ３１…溝 ３２…突子 ３５…カム ３９…スプリング ４０…ウェッジプッシャ ４３…シリンダケース ４９…ロッド ５０…ピストン ６１…成形矢 ６２…スライダ ６４…溝カム ６５…駒 ６６…ベース ６７…カムフォロア ６８…上下バー ７７…カムホルダ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H603 AA00 AA09 BB01 BB12 CA01 CB02 CB26 CC05 CC07 CC17 CD22 CE01 EE22 5H615 AA01 BB01 BB14 PP01 PP08 PP13 PP19 QQ02 QQ13 QQ27 SS10

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 間隙を保って環状に配設した複数のブレ
   ードからなり、前記間隙にステータコイルを挟持すると
   ともに外周にステータコアが嵌合される環体と、 該環体内でブレードに沿って進退駆動されるとともに、
   外周に前記間隙内に入り込む突起部が形成され、該突起
   部の上端に切欠コーナー部を形成し前進駆動によりステ
   ータコイルをステータコアのスロットに挿入するストリ
   ッパと、 ステータコイル固定用のウェッジを前記スロットに挿入
   するため、該ストリッパと一体的に駆動されるウェッジ
   プッシャと、 該ストリッパの内部に中空部およびストリッパの半径方
   向に走り該中空部とストリッパ外周面を連通しその延長
   線が前記間隙に達する溝を形成し、該溝に摺動自在に嵌
   合され外側端面が前記突起部と構成する突子と、 該突子の内側端面に摺接するカム面を有すると共に、ス
   トリッパの軸心方向に変位可能に該中空部内に配設され
   突子を摺動させるカムと、 該突子に装着され該突子の内側端面をカム面に圧接させ
   るスプリングと、を備えたコイル挿入装置において、 前記環体の軸心上部を上下自在に駆動させるとともに、
   前記ブレードの配設と均等配分に半径方向放射状に進退
   自在な複数の成形矢を設けたことを特徴とするコイル挿
   入装置。
2. 【請求項２】 前記成形矢はステータコイルをステータ
   コアのスロットに挿入途中に、ステータコアの上部に挿
   入配列されたステータコイルを前記ストリッパの軸心側
   からステータコア外周側へ放射状に移動し、前記突子の
   移動量に合わせるようにステータコイルを成形する請求
   項１に記載のコイル挿入装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載のコイル挿入装置
   によって形成され、複数相のステータコイルを備え、そ
   の各々の相のステータコイルが交互にそれぞれ異なるス
   テータコアのスロットに挿入されていることを特徴とす
   るステータコア。