JP2004135388A - 固定子とその分解方法とその分解装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】円筒状の鉄心2の内周面に設けられ、開口部4aを有するスロット4にコイル3が配設された固定子1の分解方法であって、スロット4の開口部4aを拡大する工程と、スロット4からコイル3を取り出す工程を備えたものである。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、コイルの分解が容易な固定子ならびに固定子の分解方法ならびに固定子の分解装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の固定子のコイルの分解方法としては、固定子の鉄心とコイルを分離するのに、鉄心中穴でスロットの狭窄開口を形成する鉄心突部を削除し、一方の鉄心端部で鉄心外に露出するコイル端部を全周的に鉄心中心向けに押圧してコイル辺をスロット内から鉄心中穴に押出し、当該コイル端部の見掛け上の外径を鉄心中穴より小さくしてコイル端部を軸心方向に押圧して鉄心中穴からコイルを抜出していた。(例えば、特許文献1参照。)。また、従来の他の分解方法としては、固定子鉄心の軸方向の一方の渡り部の一部を切断する工程と、電気導体を軸方向に引き抜く工程とを有する車両用交流発電機の固定子の分解方法が開示されている。更に、固定子巻線には樹脂が含浸されておらず、固定子鉄心と固定子巻線を容易に分離して再利用できる車両用交流発電機の固定子が開示されている。(例えば、特許文献2参照。)。
【0003】
【特許文献1】
特開平5−138453号公報(第2−3頁、第1図)
【特許文献2】
特開平11−75334号公報(第2−5頁、第2−5図)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
特開平5−138453号公報の固定子分解方法においては、スロットの狭窄開口を形成する鉄心突部を削除するため、分解に要する時間が長くなるほか、コイルにワニス処理等を行なっている場合はコイルが簡単に鉄心から取り出せないため分解処理能率が低いなどの問題があった。また、特開平11−75334号公報の固定子の分解方法では、コイルを切断する必要があり、回収するコイルの歩留まりが低下するほか、コイルにワニス処理等を行なっている場合はコイルが簡単に鉄心から引き抜くことが出来ず分解処理能率が低いなどの問題があった。更に、コイルにワニス処理等の樹脂含浸を行なわない固定子では、分解は容易であっても、使用環境の厳しい車両用交流発電機等においては、どうしてもコイルの絶縁性や耐振性が低下してしまう問題があった。
【0005】
この発明は、以上のような問題点を解決するためになされたもので、コイルの分解が容易な固定子、ならびにコイルを簡単に歩留まり良く短時間に回収することができる固定子の分解方法ならびに固定子の分解装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る固定子は、円筒状の鉄心の内周面に設けられ開口部を有するスロットにコイルが配設された固定子であって、前記鉄心の周方向の少なくとも一部に圧環強度の弱い部分を備えたものである。
【0007】
また、この発明に係る固定子の分解方法は、円筒状の鉄心の内周面に設けられ開口部を有するスロットにコイルが配設された固定子の分解方法であって、前記スロットの開口部を拡大する工程と、前記スロットから前記コイルを取り出す工程とを備えたものである。
【0008】
また、この発明に係る固定子の分解方法は、円筒状の鉄心の内周面に設けられ開口部を有するスロットにコイルが配設された固定子の分解方法であって、前記鉄心を周方向に分断する工程と、前記スロットから前記コイルを取り出す工程とを備えたものである。
【0009】
また、この発明に係る固定子の分解装置は、円筒状の鉄心の内周面に設けられ開口部を有するスロットにコイルが配設された固定子の分解装置であって、前記スロットの開口部を拡大する拡大手段と、前記スロットから前記コイルを取り出す取出手段とを備えたものである。
【0010】
また、この発明に係る固定子の分解装置は、円筒状の鉄心の内周面に設けられ開口部を有するスロットにコイルが配設された固定子の分解装置であって、前記鉄心を周方向に分断する分断手段と、前記スロットから前記コイルを取り出す取出手段とを備えたものである。
【0011】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
この発明の実施の形態1を図1〜図4に基づいて説明する。なお、以下図中同一または相当部分には同一符号を付して説明する。図3は、車両用交流発電機の固定子の斜視図、図4は、その鉄心の斜視図であって、特開平9−103052号公報の図8、図6等に開示されているものと同様ものである。図3および図4において、固定子1は鉄心2とコイル3を備えており、鉄心2は帯状鋼板から切り出された帯状体を螺旋状に巻き重ねて円筒状に形成される。鉄心2は、その内周面に複数のスロット4およびティース5を備えており、スロット4は開口部4aを有している。また、鉄心2のコアバック6には、スロット数と同数で各々が同じ大きさの凹部7を有している。このように構成された鉄心2のスロット4に、開口部4aを通して銅線を多数回巻線したコイル3を挿入し、これにワニス処理を行なって固定子1が構成され、この固定子1は車両用交流発電機に組み付けられる。
【0012】
図1は、スロットの開口部を拡大する工程ならびに拡大手段を説明する説明図である。固定子1のコイル3を分解して銅線等のリサイクルを行なう場合、図1(a)のように、平板8等を介して固定子1をプレス等で押圧することによって図1(b)のように鉄心2の外周面2aの一部を平面状に形成する。図2は、スロットからコイルを取り出す工程ならびに取出手段を示す説明図であって、図1(b)で鉄心2の外周面2aが平面状に形成された部分のコイル3を、コイル取出治具9を用いて、鉄心2の軸方向の両端面で同時にプレス等で内周方向に押圧する。更に、図1(b)から図1(c)のように固定子1の位置を押圧方向に対して相対的に回転させる工程を有し、モータ等で構成された回転手段を備えている。図1(b)で鉄心2の外周面2aを平面状に形成できなかった部分を、図1(c)のように固定子1を回転させて、平板8等を介してプレス等で押圧することによって、該部も図1(b)と同様に外周面2aを平面状に形成して、同様にコイル取出治具9を用いて再度プレス等で押圧する。
【0013】
以上のように、円筒状の鉄心2の外周面2aを平面状に形成したので、スロット4の開口部4aが容易に拡大されて、コイル3が干渉せず取り出しやすくなる。また、鉄心2の両端面のコイル3を同時に押圧したので、短時間に確実にコイル3を取り出すことが出来る。更に、固定子1を回転させる工程を備えたので、コイル3の全体が取り出しやすく、歩留まりが良く確実に取り出すことができる。このように、スロット4の開口部4aを拡大する工程とコイル3を取り出す工程を備えたので、開口部4aが狭い場合でも開口部4aが拡大されるためコイル3が取り出しやすく、コイル3を短時間に確実に取り出すことができる。ワニス処理等を行なっている場合は特に効果が大きく、鉄心2とコイル3の固着が外れて、コイル3が取り出しやすくなる。
【0014】
また、鉄心2の外周面2aをプレス等で押圧して、スロット4の開口部4aを拡大する拡大手段を備え、コイル取出治具9を用いてスロット4からコイル3を取り出す取出手段を備えたので、開口部4aの拡大が容易で、開口部4aが拡大されているため容易にコイル3が取り出せ、分解装置が簡単で小型化できる。また、固定子1の位置を相対的に回転させる回転手段を備え、固定子1を回転させて開口部4aを拡大しコイル3を取り出したので、コイル3の全体が取り出しやすく、小型で歩留まりが良い分解装置を得ることができる。
【0015】
実施の形態2.
この発明の実施の形態2を図5に基づいて説明する。図5は、スロットの開口部を拡大しスロットからコイルを取り出す工程ならびに手段を説明する説明図であって、図5(a)は正面図、図5(b)は図5(a)のA−A断面図である。図において、固定子1の外周面2aを内周方向に押圧する押圧治具10と、その押圧治具10と共に使用され、押圧治具10とは個別に押圧可能なコイル取出治具11を備えている。また、モータ等で固定子1の位置を回転させる回転手段を備えており、固定子1を押圧治具10ならびにコイル取出治具11に対して相対的に回転させて、複数回に分けて押圧を行なうことができる。コイル取出治具11は、鉄心2の両端面のコイル3を同時に押圧する形状となっており、コイル取出治具11でコイル3を押圧するとともに、押圧治具10で鉄心2の外周面2aを押圧することができる。また、固定子1は、予め加熱されており、加熱炉等の加熱手段を備えている。
【0016】
以上のように構成されているので、実施の形態1の効果に加えて、実施の形態2では、押圧治具10とコイル取出治具11を組み合わせて用いたので、開口部4aの拡大とコイル3の取り出しがほぼ同時に行なえ、分解処理能率が向上するまた、分解処理能率が良く小型の分解装置を得ることができる。また、開口部4aの拡大およびコイル3の取り出しと、固定子1位置の回転を組み合わせたので、コイル3全体が取り出しやすく歩留まりが良く、分解処理能率も向上する。また、分解処理能率が良く歩留まりの良い、小型の分解装置を得ることができる。更に、複数回に分けて押圧することで、コイル3が取り出しやすく、荷重が少なく分解装置も小型化できる。
【0017】
また、固定子1を予め加熱したので、コイル3の被覆やワニス等が軟化したり焼失して、コイル3を容易に確実に取り出すことができる。加熱炉等の加熱手段を備えたので、コイル3が取り出しやすくなって押圧荷重が減少するなど分解装置が小型化でき、加熱炉との一貫ラインが構成できるなど分解処理能率が向上する。更に、コイル取出治具11でコイル3を押圧しながら鉄心2の外周面2aを押圧治具10で押圧するようにしたので、必要最小限の押圧でコイル3が取り出せるため、分解装置を小型化することができる。
【0018】
実施の形態3.
この発明の実施の形態3を図6に基づいて説明する。図6は、鉄心を周方向に分断してスロットからコイルを取り出す工程ならびに手段を説明する説明図であって、図6(a)は固定子1をB−B線で分断することを示す説明図、図6(b)は分断された固定子1からコイル3を取り出すことを示す説明図である。図6(a)のように、固定子1をカッター等の分断手段を用いてB−B線で2ヶ所分断して2個の固定子1とする。更に、図6(b)のように分断された固定子1を配置して、コイル3を取り出す取出手段をなすコイル取出治具12によってコイル3を押圧して固定子1からコイル3を取り出す。
【0019】
以上のように構成されており、固定子1を分断したことによって固定子1の剛性が低下するため、少ない押圧でコイル3を取り出すことができ、分断したためコイル3が切断されており取り出しやすい。従って、構成が簡単で小型の分解装置を得ることができる。なお、加熱炉等の加熱手段を備えて、分断した固定子1を加熱手段により加熱してからコイル取出治具12で押圧することによって、コイル3の取り出しが更に容易となり、押圧荷重が減少するなど分解装置も小型化できる。更に、図6(b)のように分断した固定子1を、プレス等で押圧して平面状にしてからコイル3を取り出しても良く、この場合は取り出しが容易で、分解装置も簡単に構成できる。
【0020】
実施の形態4.
この発明の実施の形態4を図7〜図14に基づいて説明する。図7は車両用交流発電機の固定子の斜視図、図8は帯状の鉄心の斜視図であって、図9は帯状の鉄心を円環状に形成した鉄心の正面図である。図8において、帯状の鉄心13は、帯状鋼板からプレス等によって複数のスロット14およびティース15を備えた帯状体を形成して、これを複数枚積層して構成されている。鉄心13のスロット14は開口部14aを有し、帯状の鉄心13の両端面には突合せ面16備えている。この帯状の鉄心13のスロット14にコイル17を配設して、鉄心13を円環状に形成して突合せ面16を部分的に溶接し、ワニス処理を行なって図7に示すような円筒状の固定子18を構成している。
【0021】
図9において、突合せ面16の溶接を説明する。突合せ面16は、2分割されたティース15aおよび15bが突き合わされており、突合せ面16の内、鉄心13の外周面13a側のC点が軸方向に渡って溶接されている。このため、突合せ面16の圧環強度は、他の部分に比べて弱く構成されている。なお図9においては、説明のためにコイル17は省略している。図10は、円筒状の固定子の部分断面図であって、固定子18は、図10に示すようにスロット14にコイル17が配設されており、更にワニスが含浸されている。スロット14の開口部14aの開口寸法t1は、コイル17の幅Wよりも小さく構成されている。
【0022】
図11は、鉄心を周方向に分断する工程ならびに分断手段を説明する説明図である。図11において、固定子18の突合せ面16に対して、X方向から押圧するか、またはY1およびY2の方向に押圧するか、更にはX方向Y1方向ならびにY2方向から押圧するかなどによって分断手段を構成している。図12は、スロットの開口部を拡大する工程ならびに拡大手段を説明する説明図である。図12において、分断された固定子18に、拡大手段をなすローラ19等を挿入して、押圧しながら移動させて、鉄心13の外周面13aの少なくとも一部を平面状に形成する。この後、図2のコイル取出治具9と類似の治具によってコイル17を押圧してコイル17を取り出す。
【0023】
図13は、全面に渡り平面状に形成した固定子を示す説明図であって、図12に示す固定子13を、更にプレス等で全面に渡り平面状に形成したものであって、この後、図示しないコイル取出治具によってコイル17を取り出す。図14は、固定子の平面状に形成された部分の部分断面図である。鉄心13の外周面13aを平面状にすることによって、スロット14の開口部14aが拡大(t2>t1)される。また、ワニスが含浸されている場合でも、開口部14aの拡大に伴ってコイル17が鉄心13から剥離する。
【0024】
以上のように構成されているので、帯状の鉄心13にコイル17を配設して、その鉄心13を円環状に形成した固定子18において、鉄心13の突合せ面16を部分的に溶接して、鉄心13の周方向の一部に圧環強度の弱い部分を設けたので、押圧等により容易に突合せ面16で分断して、コイル17の分解が容易な固定子18を得ることができる。なお、突合せ面16のうち鉄心13の外周面13a側を溶接したが、圧環強度を他の部分に対して弱くすること条件にして、内周面側の表面部分も溶接しても良い。圧環強度の弱い部分を備えたので、ワニス処理等を行なった場合でも分解しやすく、耐熱性や耐振性に優れた固定子18を得ることができる。
【0025】
また、固定子18を分断したことによって固定子18の剛性が低下し、容易にコイル17を取り出すことができ、分断したためコイル17が切断されており取り出しやすい。また、鉄心13を周方向に一ヶ所分断するため、分断が容易で、コイル17の歩留まりの低下も少ない。従って、分解装置も構成が簡単で小型化することができる。カッター等の分断手段で一ヶ所分断しても良い。鉄心13の外周面13aを平面状にすることによって、スロット14の開口部14aが拡大されて、容易にコイル17を取り出すことができる。分断しているので、開口部14aが拡大を容易に行なえる。開口部14aの寸法が更に狭い固定子18やワニスの含浸量の多い場合は、開口部14aが更に拡大する方向に開口部14aを拡大しても良い。開口部14aを拡大する拡大手段を備えたので、コイル17が取り出しやすく分解装置を小型化できる。
【0026】
実施の形態5.
この発明の実施の形態5を図15および図16に基づいて説明する。図15および図16は共に鉄心の斜視図である。図15は、図4の鉄心2に対して切欠き部20を有している点が異なっている。切欠き部20は、帯状鋼板から切り出される帯状体の時に線状の切れ目として設けられ、帯状体を螺旋状に巻き重ねて円筒状に形成することによって、図15のように切れ目が当接して、隙間のない切欠き部20を90度間隔で4箇所構成できるようにしている。また、図16では、図4の鉄心2に対して凹部7の大きさを90度間隔で4箇所大きくした点が異なっており、帯状鋼板から切り出される帯状体の時に、他の箇所より大きい凹部21を設けて、帯状体を螺旋状に巻き重ねて円筒状に形成することによって、図16のように90度間隔で4箇所の大きい凹部21を有する構成としている。
【0027】
以上のように構成されているので、切欠き部20および凹部21は共に、鉄心2の周方向に他の部分と比べて圧環強度の弱い部分を構成しており、この鉄心2を用いた、図3と同様の固定子1の外周面2aを押圧した時に容易に変形して、スロット4の開口部4aが少ない押圧で拡大されて、コイル3の分解が容易な固定子1を得ることができる。圧環強度の弱い部分を備えたので、ワニス処理等を行なった場合でも分解しやすく、耐熱性や耐振性に優れた固定子18を得ることができる。なお、固定子1には図示しないフロントブラケットならびにリヤブラケットが鉄心2の軸方向両面に嵌合して4本の通しボルト(図示せず)で固定される。この通しボルトの位置と切欠き部20または凹部21の位置を一致させることによって、圧環強度の低下は実用上問題なくできるとともに、特に凹部21を大きくした分、通しボルトの位置を内径側にできるため、固定子1が強固に固定され、装置も小型化できる。
【0028】
また、上記は車両用交流発電機の固定子で説明したが、例えば車両の走行用電動機の固定子や電動発電機の固定子をはじめ広く適用できることは言うまでもない。
【0029】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の固定子は、円筒状の鉄心の内周面に設けられ開口部を有するスロットにコイルが配設された固定子であって、前記鉄心の周方向の少なくとも一部に圧環強度の弱い部分を備えたので、圧環強度の弱い部分で鉄心が容易に変形して、コイルの分解が容易な固定子を得ることができる。ワニス処理等を行なっている固定子においても同様に分解が容易で、耐熱性や耐振性に優れた固定子を得ることができる。
【0030】
また、この発明の固定子の分解方法は、円筒状の鉄心の内周面に設けられ開口部を有するスロットにコイルが配設された固定子の分解方法であって、前記スロットの開口部を拡大する工程と、前記スロットから前記コイルを取り出す工程とを備えたので、スロットの開口部が拡大されて、コイルを容易に取り出すことができる。ワニス処理等を行なっている固定子においても、コイルを容易に取り出すことができる。
【0031】
また、この発明の固定子の分解方法は、円筒状の鉄心の内周面に設けられ開口部を有するスロットにコイルが配設された固定子の分解方法であって、前記鉄心を周方向に分断する工程と、前記スロットから前記コイルを取り出す工程とを備えたので、分断によって固定子の剛性が低下して、コイルを容易に取り出すことができる。また、コイルも分断されているため容易に取り出すことができる。
【0032】
また、この発明の固定子の分解装置は、円筒状の鉄心の内周面に設けられ開口部を有するスロットにコイルが配設された固定子の分解装置であって、前記スロットの開口部を拡大する拡大手段と、前記スロットから前記コイルを取り出す取出手段とを備えたので、スロットの開口部が拡大されてコイルを容易に取り出すことができ、分解処理能率に優れた歩留まりが良い小型の分解装置を得ることができる。ワニス処理等を行なっている固定子においても、コイルを容易に取り出すことができる。
【0033】
また、この発明の固定子の分解装置は、円筒状の鉄心の内周面に設けられ開口部を有するスロットにコイルが配設された固定子の分解装置であって、前記鉄心を周方向に分断する分断手段と、前記スロットから前記コイルを取り出す取出手段とを備えたので、分断によって固定子の剛性が低下し、更に、コイルも分断されておりコイルを容易に取り出すことができるため、分解処理能率に優れた歩留まりが良い小型の分解装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態1を示すスロットの開口部を拡大する工程ならびに拡大手段を説明する説明図である。
【図2】この発明の実施の形態1を示すスロットからコイルを取り出す工程ならびに取出手段を説明する説明図である
【図3】車両用交流発電機の固定子の斜視図である。
【図4】車両用交流発電機の固定子の鉄心の斜視図である。
【図5】この発明の実施の形態2を示すスロットの開口部を拡大しスロットからコイルを取り出す工程ならびに手段を説明する説明図である。
【図6】この発明の実施の形態3を示す鉄心を周方向に分断してスロットからコイルを取り出す工程ならびに手段を説明する説明図である。
【図7】この発明の実施の形態4を示す車両用交流発電機の固定子の斜視図である。
【図8】この発明の実施の形態4を示す固定子の帯状の鉄心の斜視図である。
【図9】この発明の実施の形態4を示す帯状の鉄心を円環状に形成した鉄心の正面図である。
【図10】この発明の実施の形態4を示す円筒状の固定子の部分断面図である。
【図11】この発明の実施の形態4を示す鉄心を周方向に分断する工程ならびに分断手段を説明する説明図である。
【図12】この発明の実施の形態4を示すスロットの開口部を拡大する工程ならびに拡大手段を説明する説明図である。
【図13】この発明の実施の形態4を示す全面に渡り平面状に形成した固定子を示す説明図である。
【図14】この発明の実施の形態4を示す固定子の平面状に形成された部分の部分断面図である。
【図15】この発明の実施の形態5を示す鉄心の斜視図である。
【図16】この発明の実施の形態5を示す鉄心の斜視図である。
【符号の説明】
1 固定子、 2 鉄心、 2a 外周面、 3 コイル、 4 スロット、 4a 開口部、 8 平板、 9 コイル取出治具、 10 押圧治具、 11コイル取出治具、 12 コイル取出治具、 13 鉄心、 13a 外周面、 14 スロット、 14a 開口部、 16 突合せ面、 17 コイル、
18 固定子、 19 ローラ、 20 切欠き部、 21 凹部。
Claims (16)
- 円筒状の鉄心の内周面に設けられ開口部を有するスロットにコイルが配設された固定子であって、前記鉄心の周方向の少なくとも一部に圧環強度の弱い部分を備えたことを特徴とする固定子。
- 開口部を有するスロットを備えた帯状の鉄心にコイルを配設して、その鉄心を円環状に形成した固定子であって、前記鉄心の突合せ面を部分的に溶接したことを特徴とする請求項1記載の固定子。
- 円筒状の鉄心の内周面に設けられ開口部を有するスロットにコイルが配設された固定子の分解方法であって、前記スロットの開口部を拡大する工程と、前記スロットから前記コイルを取り出す工程とを備えたことを特徴とする固定子の分解方法。
- 固定子の位置を相対的に回転させる工程を備えたことを特徴とする請求項3記載の固定子の分解方法。
- 円筒状の鉄心の内周面に設けられ開口部を有するスロットにコイルが配設された固定子の分解方法であって、前記鉄心を周方向に分断する工程と、前記スロットから前記コイルを取り出す工程とを備えたことを特徴とする固定子の分解方法。
- 周方向に分断する工程は、周方向に一ヶ所分断することを特徴とする請求項5記載の固定子の分解方法。
- スロットの開口部を拡大する工程を備えたことを特徴とする請求項5または請求項6記載の固定子の分解方法。
- スロットの開口部を拡大する工程は、鉄心の外周面の少なくとも一部を略平面状に形成することを特徴とする請求項3または請求項7記載の固定子の分解方法。
- コイルを取り出す工程は、鉄心の両端面のコイルを同時に押圧することを特徴とする請求項3または請求項5記載の固定子の分解方法。
- 固定子を加熱する工程を備えたことを特徴とする請求項3、5または7記載の固定子の分解方法。
- 円筒状の鉄心の内周面に設けられ開口部を有するスロットにコイルが配設された固定子の分解装置であって、前記スロットの開口部を拡大する拡大手段と、前記スロットから前記コイルを取り出す取出手段とを備えたことを特徴とする固定子の分解装置。
- 固定子の位置を相対的に回転させる回転手段を備えたことを特徴とする請求項11記載の固定子の分解装置。
- 円筒状の鉄心の内周面に設けられ開口部を有するスロットにコイルが配設された固定子の分解装置であって、前記鉄心を周方向に分断する分断手段と、前記スロットから前記コイルを取り出す取出手段とを備えたことを特徴とする固定子の分解装置。
- スロットの開口部を拡大する拡大手段を備えたことを特徴とする請求項13記載の固定子の分解装置。
- コイルを押圧するとともに鉄心の外周面を押圧することを特徴とする請求項11または請求項14記載の固定子の分解装置。
- 固定子を加熱する加熱手段を備えたことを特徴とする請求項11または請求項13〜15のいずれか1項に記載の固定子の分解装置。
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