(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータコアの内歯に対応して環状に配列された複数本のブレードと、前記ブレードの外側に前記ブレードと対応して同じく環状に配列された複数本のウェッジガイドと、前記ブレードの内側に軸方向移動可能に配置されたストリッパと、前記ステータコアを前記ブレードの先端部に装着する際に前記ステータコアをガイドするコアガイドとを備え、前記コアガイドは、前記ステータコアの内歯と内歯の間に挿入される複数の突条を外周に有するガイドブロックと、前記ガイドブロックの下部に接合され、前記ガイドブロックの突条に対応する位置に、前記ブレードの間隙に挿入される複数のフィン状部を有するアライメントブロックとで構成され、前記フィン状部のうち、前記ステータコアのコイルが挿入されていないスロットに位置するものに、前記スロット内に挿入される拡径部が設けられており、前記拡径部は、軸方向中央部に向かって次第に拡径する形状をなすと共に、前記ウェッジガイドの先端が前記ステータコアの下端面に当接する際に前記ステータコアのスロット内に位置していることを特徴とするコイル挿入装置。
【請求項２】
前記拡径部は、軸方向に対して垂直な断面が、前記ステータコアのスロットの内周形状に適合する形状をなしている請求項１記載のコイル挿入装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、回転電気機械に用いられるステータコアのスロット内にコイルを挿入するコイル挿入装置に関し、特にステータコアをブレードの先端部に装着する際にステータコアをガイドするコアガイドの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、コイル挿入装置としては、ステータコアの内歯に対応して環状に配列された複数本のブレードと、このブレードの外側にブレードと対応して同じく環状に配列された複数本のウェッジガイドと、ブレードの内側に軸方向移動可能に配置されたストリッパとを有するものが一般的である。そして、巻線機によってコイルを形成すると共に、そのコイルをブレードの所定の間隙に落とし込んで所定のブレード群を囲むように引き掛けた後、ステータコアをブレードの先端部に装着し、ストリッパを上昇させてコイルを押し上げ、ブレードの隙間からステータコアの所定のスロットに挿入し、それと同時に、ウェッジガイドを通してウェッジをステータコアのスロット内に挿入するようにしている。
【０００３】
このような従来のコイル挿入装置においては、ステータコアをブレードの先端部に挿入する際に、ステータコアの内歯がブレードの外周の溝に正確に嵌合するように導くコアガイドが用いられている。このコアガイドがないと、ステータコアとブレードとの位置がわずかにずれただけでも、ステータコアの内歯がブレードの溝に噛み込んでブレードを損傷する虞れがあるからである。
【０００４】
図１０〜１２には、従来のコイル挿入装置に用いられているコアガイドの一例が示されている。図１０は、コアガイドの縦断面図、図１１はコアガイドの構成部品であるガイドブロックの平面図、図１２はコアガイドの構成部品であるアライメントブロックの平面図である。
【０００５】
図１０に示すように、コアガイド１１は、ガイドブロック１２と、アライメントブロック１３と、これらの間に配置されたスペーサ１４と、これら３つの部材を接合するピン１５及びボルト１６とで構成されている。
【０００６】
図１１を併せて参照すると、ガイドブロック１２の上面中心部には、駆動軸１７が螺着されて取付けられている。この駆動軸１７は、図示しない駆動装置によって軸方向に移動し、コアガイド１１を昇降動作させる。また、ガイドブロック１２の外周には、ステータコアの内歯をブレードの外周の溝に導くための複数の突条１８が形成されている。すなわち、ステータコアの内歯は、これらの突条１８の間の溝１９に導かれて、ブレードの外周の溝に挿入される。なお、図においては詳しく示されていないが、突条１８の上下端は、テーパ状に低くかつ狭められており、ステータコアの内歯が溝１９に挿入されやすくなっている。
【０００７】
図１２を併せて参照すると、アライメントブロック１３は、外周に複数のフィン状部２０を有し、これらのフィン状部２０の間の溝２１にブレードが適合するようになっている。すなわち、ブレードの隙間にフィン状部２０が挿入されることにより、ブレードは溝２１に嵌合した状態となり、それによってブレード間の距離が変動したりすることを防止される。なお、フィン状部２０は、ステータコアのスロットの入口に至る程度の長さであり、スロットの内部にまで挿入されることはない。
【０００８】
なお、スペーサ１４は、コアガイド１１がブレードの上端部に装着されるとき、ブレードの上端が突き当たるストッパとなると共に、ステータコアの厚さが変化したときに、ガイドブロック１２とアライメントブロック１３との間の距離を最適な長さに調整するためのものである。また、上記ガイドブロック１２の溝１９と、アライメントブロック１３の溝２１とは、軸方向に沿って正確に整合するように、ピン１５及びボルト１６によって位置決めされている。
【０００９】
したがって、ブレードの先端部がアライメントブロック１３のフィン状部２０の間の溝２１に嵌合した状態で、ステータコアをコアガイド１１のガイドブロック１２の上方から被せるように下降させると、ステータコアの内歯は、まずガイドブロック１２の突条１８の間の溝１９に挿入され、続いてアライメントブロック１３のフィン状部２０の間の溝２１に嵌合しているブレードの外周の溝にスムーズに挿入される。
【００１０】
ところで、ステータコアへのコイル挿入作業は、例えばＵ相コイル、Ｖ相コイル、更にはＷ相コイルなど、２回以上に分けて行われることが通常であり、ステータコアの上下端面から突出するコイルエンドにおいて、これらの各相のコイル間には、相間絶縁紙と呼ばれる合成樹脂、紙等からなる絶縁シートが挿入されている。相間絶縁紙は、各相のコイルエンドどうしが、コイル挿入時又はコイルエンド整形時に擦れあって、電線の絶縁被覆が破壊され、ショートすることを防止するために必要なものである。
【００１１】
図１３には、このような相間絶縁紙の一例が示されている。すなわち、この相間絶縁紙２３は、ステータコアの上端面に挿入されるシート２４と、ステータコアの下端面に挿入されるシート２５とを、一対の細い樹脂製のロッド２６、２６で連結した構造をなしている。この相間絶縁紙２３は、既に先のコイルが挿入された後のコイル挿入工程の前に、ステータコアの所定のスロットにロッド２６、２６を挿入させ、シート２４、２５をステータコアの上下端面の所定箇所に配置した状態でステータコアに取付けられる。なお、シート２４、２５と、ロッド２６、２６とは、この実施例の場合、いずれも合成樹脂からなり、熱融着によって連結されている。
【００１２】
図１４、１５は、ステータコア２７に、Ｕ相コイル２８を挿入した後、Ｖ相コイルを挿入する前に、ステータコア２７に上記相間絶縁紙２３を装着した状態を示している。なお、図中２９は内歯、３０はスロット、３１はスロット３０の内周に予め挿入された絶縁シートである。相間絶縁紙２３は、ロッド２６、２６を所定のスロット３０に挿入され、ステータコア２７の上下端面においてシート２４、２５によりＵ相コイル２８の内側を覆うように一対配置されている。この状態で、相間絶縁紙２３はその弾性によってできるだけ広がろうとするため、ステータコア２７のスロット３０の内側、すなわちスロット３０の入口に寄った位置に配置されている。
【００１３】
図１６〜２１には、従来のコアガイド１１を用いた、Ｕ相コイル２８を挿入した後のＶ相コイルの挿入工程が示されている。図１６において、３２は、ステータコア２７の内歯２９に対応して環状に配列された複数本のブレードであり、図においては明確でないが、その外周にはステータコア２７の内歯２９が嵌合する溝が形成されている。３３は、ブレード３２の外側にブレード３２と対応して同じく環状に配列された複数本のウェッジガイドである。３４は、コイル巻線機にて形成され、ブレード３２の所定の間隙に落とし込まれたＶ相コイルである。３５は、このＶ相コイルをステータコア２７のスロット３０に挿入するためのストリッパである。
【００１４】
この挿入工程について説明すると、図１６に示すように、コアガイド１１は、駆動軸１７に支持されて、ブレード３２、ウェッジガイド３３の上方に配置されている。
【００１５】
この状態で、図１７に示すように、Ｕ相コイル２８を挿入され、相間絶縁紙２３を装着されたステータコア２７が側方から図示しないパレットに搭載されて移動してきて、ブレード３２とコアガイド１１との間に支持される。このとき、相間絶縁紙２３は、図１４、１５に示したように、ステータコア２７のスロット３０の入口側に配置されている。
【００１６】
次に、図１８に示すように、駆動軸１７が下降し、コアガイド１１がステータコア２７の内部を通り抜けて、ブレード３２の先端部に装着される。このとき、ブレード３２は、コアガイド１１のアライメントブロック１３のフィン状部２０の間の溝２１に挿入され、その上端がスペーサ１４に突き当たってコアガイド１１の移動を停止させる。しかし、コアガイド１１のガイドブロック１２及びアライメントブロック１３は、その外径がステータコア２７の内歯２９の内径よりも大きくはないため、相間絶縁紙２３の内側をそのまま通り抜け、相間絶縁紙２３の位置は変わらない。
【００１７】
この状態で、図１９に示すように、ステータコア２７がそれを支持するパレットと共に、図示しない駆動機構によって下降し、ステータコア２７の内歯２９は、コアガイド１１のガイドブロック１２の外周の突条１８の間の溝１９を通り、アライメントブロック１３のフィン状部２０の間に嵌合して整列したブレード３２の外周の溝に挿入される。
【００１８】
図２０に示すように、ステータコア２７は、更に下降して、ウェッジガイド３３の上端がステータコア２７の下端面に当接すると停止する。しかし、このとき、相間絶縁紙２３のステータコア２７の下端面に配置されたシート２５が、ウェッジガイド３３の上端によって突き上げられて折り曲げられてしまう。
【００１９】
そして、図２１に示すように、ストリッパ３５が図示しない駆動軸によって押し上げられ、それと共にコアガイド１１が駆動軸１７によって上昇する。その結果、Ｖ相コイル３４は、ブレード３２の隙間から対応するステータコア２７のスロット３０に挿入され、それと同時にウェッジガイド３３を通して、スロット３０の入口部分を塞ぐように図示しないウェッジ（絶縁シート）が挿入される。
【００２０】
こうして挿入されたＶ相コイル３４のステータコア２７の上下端面から突出するコイルエンドは、Ｕ相コイル２８のコイルエンドとの間に相間絶縁紙２３を介在されているため、互いに擦れあって電線の絶縁被覆が剥れてしまうことが防止される。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のコイル挿入装置では、相間絶縁紙２３のステータコア２７の下端面に位置するシート２５が、図２０、２１に示すように、ウェッジガイド３３の上端とぶつかって折り曲げられてしまうため、Ｕ相コイル２８とＶ相コイル３４のコイルエンドどうしが接触しやすくなり、相間絶縁紙２３の本来の機能を果たせず、電線のショートが発生することがあった。
【００２２】
したがって、本発明の目的は、特にステータコアの下端面に配置された相間絶縁紙がウェッジガイドによって折り曲げられ、相間絶縁が不良となることを防止するようにしたコイル挿入装置を提供することにある。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のコイル挿入装置は、ステータコアの内歯に対応して環状に配列された複数本のブレードと、前記ブレードの外側に前記ブレードと対応して同じく環状に配列された複数本のウェッジガイドと、前記ブレードの内側に軸方向移動可能に配置されたストリッパと、前記ステータコアを前記ブレードの先端部に装着する際に前記ステータコアをガイドするコアガイドとを備え、前記コアガイドは、前記ステータコアの内歯と内歯の間に挿入される複数の突条を外周に有するガイドブロックと、前記ガイドブロックの下部に接合され、前記ガイドブロックの突条に対応する位置に、前記ブレードの間隙に挿入される複数のフィン状部を有するアライメントブロックとで構成され、前記フィン状部のうち、前記ステータコアのコイルが挿入されていないスロットに位置するものに、前記スロット内に挿入される拡径部が設けられており、前記拡径部は、軸方向中央部に向かって次第に拡径する形状をなすと共に、前記ウェッジガイドの先端が前記ステータコアの下端面に当接する際に前記ステータコアのスロット内に位置していることを特徴とする。
【００２４】
本発明の好ましい態様においては、前記拡径部は、軸方向に対して垂直な断面が、前記ステータコアのスロットの内周形状に適合する形状をなしている。
【００２５】
【作用】
本発明のコイル挿入装置においては、ブレードの上方にコアガイドが配置された状態で、既に先のコイルが挿入され、かつ、相間絶縁紙を装着されたステータコアを両者の間に導入する。
【００２６】
そして、コアガイドを下降させ、ステータコアの内側を通して、ブレードの上端部に装着すると、コアガイドのアライメントブロックのいくつかのフィン状部に設けられた拡径部が、ステータコアのコイルが挿入されていないスロットに挿入されるため、ステータコアのスロットの入口側に配置された相間絶縁紙が、上記拡径部によって半径方向外方に押され、スロットの奥側に移動する。
【００２７】
その結果、次にステータコアを下降させて、コアガイドによってガイドしながらブレードの上端部に装着するとき、ウェッジガイドの上端部がステータコアの下端面に当接しても、ステータコアの下端面に配置された相間絶縁紙に衝突することがなく、相間絶縁紙が折り曲げられることを防止できる。
【００２８】
したがって、相間絶縁紙が折り曲げられることなく、先に挿入されたコイルと次に挿入されるコイルとの間に挟まれ、コイルの相間絶縁を確実に果たすことができ、異なる相コイルのコイルエンドどうしが擦れあって、電線の絶縁被覆が剥れショートするという不都合を確実に回避できる。また、それによって、作業工程が増えることもない。
【００２９】
【実施例】
図１、２には、本発明のコイル挿入装置に用いられるコアガイドの一実施例が示されている。図１は、コアガイドの縦断面図、図２は、コアガイドの構成部品であるアライメントブロックの平面図である。なお、図１０〜２１に示した従来のコイル挿入装置と実質的に同じ部分には、同符号を付して、その説明を省略することにする。
【００３０】
このコアガイド４１は、前記従来の装置と同様に、ガイドブロック１２と、アライメントブロック１３と、これらの間に配置されたスペーサ１４と、これら３つの部材を接合するピン１５及びボルト１６とで構成されている。この場合、ガイドブロック１２、スペーサ１４の構造は、前記従来の装置と全く同じであるからその説明を省略する。
【００３１】
本発明では、アライメントブロック１３のフィン状部４２の形状が前記従来の装置と異なっている。すなわち、フィン状部４２のうち、ステータコア２７のコイルが挿入されていないスロット３０に位置するものが、その先端部に同スロット３０に挿入される拡径部４３を有している。この拡径部４３は、図１に示すように、軸方向中央部に向かって次第に拡径する形状、好ましくは側方から見て山形の形状をなし、かつ、図２に示すように、軸方向に対して垂直な断面が、ステータコア２７のスロット３０の内周形状に適合する形状をなしている。
【００３２】
本発明のコイル挿入装置は、コアガイド４１の構造が上記のような特徴を有する他は、従来のコイル挿入装置と実質的に同じである。
【００３３】
次に、本発明のコイル挿入装置を用いて、Ｕ相コイル挿入した後にＶ相コイルを挿入する工程について説明する。なお、本発明のコイル挿入装置は、Ｕ相コイル及びＶ相コイルを挿入した後に、更にＷ相コイルを挿入する場合にも効果的である。
【００３４】
図３〜８は、上記の工程を順に示しており、図９は、コアガイド４１をステータコア２７に挿通させたときの相間絶縁紙２３の状態を示している。
【００３５】
図３に示すように、コアガイド４１は、駆動軸１７に支持されて、ブレード３２、ウェッジガイド３３の上方に配置されている。
【００３６】
この状態で、図４に示すように、Ｕ相コイル２８を挿入され、相間絶縁紙２３を装着されたステータコア２７が側方から図示しないパレットに搭載されて移動してきて、ブレード３２とコアガイド４１との間に支持される。このとき、相間絶縁紙２３は、図１４、１５に示したように、ステータコア２７のスロット３０の入口側に配置されている。
【００３７】
次に、図５に示すように、駆動軸１７が下降し、コアガイド４１がステータコア２７の内部を通り抜けて、ブレード３２の先端部に装着される。このとき、ブレード３２は、コアガイド４１のアライメントブロック１３のフィン状部４２の間の溝２１に挿入され、その上端がスペーサ１４に突き当たってコアガイド４１の移動を停止させる。
【００３８】
また、コアガイド４１がステータコア２７の内部を通り抜けるとき、アライメントブロック１３のフィン状部４２の拡径部４３が、ステータコア２７のＵ相コイル２８が挿入されていないスロット３０に挿入される。そして、拡径部４３は、軸方向中央部に向かって次第に拡径する形状をなしているので、スロット３０の入口側に配置された相間絶縁紙２３を徐々に半径方向外方に向けて押し広げ、図９に示すように、相間絶縁紙２３をスロット３０の奥方に向けて移動させる。
【００３９】
この状態で、図６に示すように、ステータコア２７がそれを支持するパレットと共に、図示しない駆動機構によって下降し、ステータコア２７の内歯２９は、コアガイド４１のガイドブロック１２の外周の突条１８の間の溝１９を通り、アライメントブロック１３のフィン状部４２の間の溝２１に嵌合して整列したブレード３２の外周の溝に挿入される。
【００４０】
このとき、アライメントブロック１３のフィン状部４２の拡径部４３が、ステータコア２７のＵ相コイル２８が挿入されていないスロット３０に再び今度は下方から挿入されるので、相間絶縁紙２３を確実に半径方向外方に移動させることができ、また、ステータコア２７の内歯２９と、ブレード３２の外周の溝との位置合わせもより正確になされ、ステータコア２７の内歯２９をブレード３２の外周の溝に確実に嵌合させることができる。
【００４１】
図７に示すように、ステータコア２７は、更に下降して、ウェッジガイド３３の上端がステータコア２７の下端面に当接すると停止する。このとき、相間絶縁紙２３は、前記のようにスロット３０の奥方に移動しているので、ウェッジガイド３３の上端が相間絶縁紙２３のステータコア２７の下端面に配置されたシート２５に突き当たることが回避され、それによって相間絶縁紙２３のシート２５がウェッジガイド３３によって折れ曲がってしまうことを防止できる。
【００４２】
そして、図８に示すように、ストリッパ３５が図示しない駆動軸によって押し上げられ、それと共にコアガイド４１が駆動軸１７によって上昇する。その結果、Ｖ相コイル３４は、ブレード３２の隙間から対応するステータコア２７のスロット３０に挿入され、それと同時にウェッジガイド３３を通して、スロット３０の入口部分を塞ぐように図示しないウェッジ（絶縁シート）が挿入される。
【００４３】
こうしてＶ相コイル３４の挿入が終了すると、ステータコア２７の上下端部から突出するＵ相コイル２８のコイルエンドと、Ｖ相コイル３４のコイルエンドとの間、すなわち相間には、相間絶縁紙２３のシート２４、シート２５が折り曲げられることなく配置されている。その結果、コイル挿入時及びコイルエンドの整形時に、Ｕ相コイル２８、Ｖ相コイル３４のコイルエンドどうしが直接接触して擦れあい、電線の絶縁被覆が剥れてショートを起こすなどの不良品発生を防止できる。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のコイル挿入装置によれば、先のコイルを挿入した後のコイル挿入に先立って、ステータコアの上下端面に装着された相間絶縁紙を、コアガイドをステータコアの内部に通してブレードの先端部に装着するときに半径方向外方に押し広げることができる。そのため、ステータコアを下降させてブレードの先端部に装着するとき、ウェッジガイドがステータコアの下端面に当接しても、相間絶縁紙が折れ曲がってしまうことを防止でき、それによって相間絶縁紙による相間絶縁を確実に果たすことができ、ショートなどの不良品の発生を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のコイル挿入装置におけるコアガイドの縦断面図である。
【図２】同コイル挿入装置におけるコアガイドの構成部品であるアライメントブロックの平面図である。
【図３】本発明のコイル挿入装置を用いて、Ｕ相コイル挿入した後にＶ相コイルを挿入するときの最初の工程を示す説明図である。
【図４】図３の次の工程を示す説明図である。
【図５】図４の次の工程を示す説明図である。
【図６】図５の次の工程を示す説明図である。
【図７】図６の次の工程を示す説明図である。
【図８】図７の次の工程を示す説明図である。
【図９】上記工程においてコアガイドをステータコアに挿通させたときの相間絶縁紙の状態を示す平面図である。
【図１０】従来のコイル挿入装置におけるコアガイドの縦断面図である。
【図１１】同コイル挿入装置におけるコアガイドの構成部品であるガイドブロックの平面図である。
【図１２】同コイル挿入装置におけるコアガイドの構成部品であるアライメントブロックの平面図である。
【図１３】相間絶縁紙の一例を示す正面図である。
【図１４】ステータコアに、Ｕ相コイルを挿入した後、Ｖ相コイルを挿入する前に、相間絶縁紙を装着した状態を示す平面図である。
【図１５】ステータコアに、Ｕ相コイルを挿入した後、Ｖ相コイルを挿入する前に、相間絶縁紙を装着した状態を示す側断面図である。
【図１６】従来のコイル挿入装置を用いて、Ｕ相コイル挿入した後にＶ相コイルを挿入するときの最初の工程を示す説明図である。
【図１７】図１６の次の工程を示す説明図である。
【図１８】図１７の次の工程を示す説明図である。
【図１９】図１８の次の工程を示す説明図である。
【図２０】図１９の次の工程を示す説明図である。
【図２１】図２０の次の工程を示す説明図である。
【符号の説明】
１２  ガイドブロック
１３  アライメントブロック
１４  スペーサ
１７  駆動軸
１８  突条
１９  溝
２１  溝
２３  相間絶縁紙
２４  シート
２５  シート
２６  樹脂製のロッド
２７  ステータコア
２８  Ｕ相コイル
２９  内歯
３０  スロット
３２  ブレード
３３  ウェッジガイド
３４  Ｖ相コイル
３５  ストリッパ
４１  コアガイド
４２  フィン状部
４３  拡径部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
0003586307.tif 000018
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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