(57)【要約】【課題】固定子コイルを有する固定子の内径の半径よりも大きな直径を有する回転切削刃を装着可能な固定子コイルの端部切断装置を提供する。【解決手段】回転電気機器の固定子４０の内部に配置され、固定子コイルの端部を切断する切断装置１０であって、固定子コイルの端部を切断する回転切削刃２６を支持する第１アーム３２と、第１アーム３２に接続される一方の端部３４ａと、第１アーム３２を固定子４０の円周に沿って回転させる基点となる他方の端部３４ｂを有する第２アーム３４と、第２アーム３４の他方の端部３４ｂに接続された第１回転軸２０と、を有し、第１回転軸２０と第１アーム３２との間に回転切削刃２６の第２回転軸２８が設けられ、第２アーム３４は、一方の端部３４ａと他方の端部３４ｂとの間に、第１回転軸２０の軸線を基点として、第２回転軸２８の軸線と反対側に、回転切削刃２６との干渉を防ぐ逃げ部３４ｃを有することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転電気機器の固定子の内部に配置され、固定子コイルの端部を切断する固定子コイルの端部切断装置であって、
前記固定子コイルの端部を切断する回転切削刃を支持する第１アームと、
前記第１アームに接続される一方の端部と、前記第１アームを前記固定子の円周に沿って回転させる基点となる他方の端部を有する第２アームと、
前記第２アームの前記他方の端部に接続された第１回転軸と、を有し、
前記第１回転軸と前記第１アームとの間に前記回転切削刃の第２回転軸が設けられ、
前記第２アームは、前記一方の端部と前記他方の端部との間に、前記第１回転軸の軸線を基点として、前記第２回転軸の軸線と反対側に、前記回転切削刃との干渉を防ぐ逃げ部を有することを特徴とする固定子コイルの端部切断装置。
【請求項２】
前記第１アームは、前記固定子の半径方向に沿って配置されたガイドレールと、
前記ガイドレール上をスライドするスライダーと、を有し、
前記スライダーには、前記第２回転軸が備えられていることを特徴とする請求項１に記載の固定子コイルの端部切断装置。
【請求項３】
前記スライダーを駆動させる駆動手段として、ウォームシャフトを利用し、
前記スライダーには、前記ウォームシャフトに対する螺合部を備えたことを特徴とする請求項２に記載の固定子コイルの端部切断装置。
【請求項４】
前記第１回転軸を回転させる第１モータと、前記第２回転軸を回転させる第２モータとを、前記回転切削刃を介して反対側に配置し、
前記第１モータと前記回転切削刃との間に、前記第１回転軸を前記固定子の半径方向中心に保持するための固定脚を配置したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の固定子コイルの端部切断装置。
【請求項５】
前記回転切削刃には、少なくとも前記第１モータ配置側主面と、前記第２モータ配置側主面とに保護カバーが備えられている事を特徴とする請求項４に記載の固定子コイルの端部切断装置。
【請求項６】
前記保護カバーは、前記第２モータ側に設けた保護カバーよりも前記第１モータ側に設けた保護カバーの方が短くなるように構成していることを特徴とする請求項５に記載の固定子コイルの端部切断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大型の発電機やモータ等の回転電気機器における固定子コイルの端部を効率よく切断する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発電機やモータ等の回転電気機器は、筒状の固定子と、その内側で回転する回転子により構成される。固定子は、薄板状の磁性材料を積み重ねた積層鉄心の中に銅やアルミニュウム製の多数の固定子コイルが所定間隔で整列して埋め込まれ、各固定子コイルの隣接する両端部は互いに連結されている。この回転電気機器を解体やオーバーホールを行う際には、まず、ケーシングの先端部及び後端部の撤去を行う。次に、回転子の軸受部の解体、及び回転子の撤去が行われる。そして、回転子の撤去により固定子の内側に作業空間が構成された後、固定子の端部に露出した固定子コイルの連結部（通称：エンドコイル）の切断を行い、積層鉄心の取り出しが行われる。
【０００３】
このような作業のうちエンドコイルの切断は、電動工具を用いて作業者が人力で行っていたが、その労力の軽減や作業環境、安全性確保の観点から、機械作業による自動化が検討されてきている。
【０００４】
例えば特許文献１に開示されている固定子コイルの端部切断装置は、エンドコイルを切断するための回転切削刃と、この回転切削刃を固定子の内側からエンドコイルへ押し当てる伸縮アームを有する。伸縮アームは、複数の固定脚により固定子の中心位置に配置されたアーム回転用モータに保持され、固定子の円周方向に沿って回動する事を可能な構成とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５９８７１３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献に開示されている構成の固定子コイルの端部切断装置によれば、固定子のエンドコイルの切断作業における作業者の労力を軽減する事ができ、作業環境の改善や、安全性の確保も図る事ができると考えられる。
【０００７】
しかし、特許文献１に開示されている固定子コイルの端部切断装置は、固定子の半径側に延設されたアームの先端に回転切削刃を設ける構成としているため、回転切削刃の直径を大きくする事ができない。回転切削刃の直径を大きくした場合には、装置が固定子内のスペースに収まらなくなる虞が生ずる。このため、回転切削刃による切り込み量を大きくする事ができず、エンドコイルの切断を１サイクルで完了する事ができない場合がある。こうした場合、切込（切削）工程と、切断部材の排除による逃げ面の確保という作業工程を繰り返し行う事が必要となり、切断工程に要する時間が長くなるといった問題が生ずる。
【０００８】
そこで本発明では、切断対象とする固定子コイルを有する固定子の内径の半径よりも大きな直径を有する回転切削刃を装着可能な固定子コイルの端部切断装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成する事のできる固定子コイルの端部切断装置は、回転電気機器の固定子の内部に配置され、固定子コイルの端部を切断する固定子コイルの端部切断装置であって、前記固定子コイルの端部を切断する回転切削刃を支持する第１アームと、前記第１アームに接続される一方の端部と、前記第１アームを前記固定子の円周に沿って回転させる基点となる他方の端部を有する第２アームと、前記第２アームの前記他方の端部に接続された第１回転軸と、を有し、前記第１回転軸と前記第１アームとの間に前記回転切削刃の第２回転軸が設けられ、前記第２アームは、前記一方の端部と前記他方の端部との間に、前記第１回転軸の軸線を基点として、前記第２回転軸の軸線と反対側に、前記回転切削刃との干渉を防ぐ逃げ部を有することを特徴とする。
【００１０】
また、上記のような特徴を有する固定子コイルの端部切断装置において前記第１アームは、前記固定子の半径方向に沿って配置されたガイドレールと、前記ガイドレール上をスライドするスライダーと、を有し、前記スライダーには、前記第２回転軸が備えられているようにすると良い。このような特徴を有する事により、第１アームを伸縮させる事無く、回転切削刃を固定子の半径方向へ移動させる事が可能となる。このため、回転切削刃の移動距離を大きくとる事が可能となる。
【００１１】
また、上記のような特徴を有する固定子コイルの端部切断装置では、前記スライダーを駆動させる駆動手段として、ウォームシャフトを利用し、前記スライダーには、前記ウォームシャフトに対する螺合部を備える構成としても良い。このような特徴を有する事により、スライダーの移動制御を高精度に、行う事が可能となる。
【００１２】
また、上記のような特徴を有する固定子コイルの端部切断装置では、前記第１回転軸を回転させる第１モータと、前記第２回転軸を回転させる第２モータとを、前記回転切削刃を介して反対側に配置し、前記第１モータと前記回転切削刃との間に、前記第１回転軸を前記固定子の半径方向中心に保持するための固定脚を配置すると良い。このような特徴を有する事により、固定子コイルの端部切断装置の長手方向重心位置を回転切削刃近傍に位置させる事ができる。
【００１３】
また、上記のような特徴を有する固定子コイルの端部切断装置において前記回転切削刃には、少なくとも前記第１モータ配置側主面と、前記第２モータ配置側主面とに保護カバーが備えられているようにすると良い。このような特徴を有する事により、大径な回転切削刃を採用した場合であっても、切断装置の安全性を確保する事ができる。
【００１４】
さらに、上記のような特徴を有する固定子コイルの端部切断装置において前記保護カバーは、前記第２モータ側に設けた保護カバーよりも前記第１モータ側に設けた保護カバーの方が短くなるように構成することが望ましい。このような特徴を有する事により、安全性を確保しつつ、回転切削刃の交換などのメンテナンス性を高める事ができる。
【発明の効果】
【００１５】
上記のような特徴を有する固定子コイルの端部切断装置によれば、切断対象とする固定子コイルを有する固定子の内径の半径よりも大きな直径を有する回転切削刃を装着することが可能となる。これにより、一度の切断で、エンドコイルの切断工程を完了する事もできるようになり、切断工程に要する作業時間を短縮する事ができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態に係る固定子コイルの端部切断装置の側面構成であって、固定子内に配置された状態を示す図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ矢視であり、実施形態に係る固定子コイルの端部切断装置の後端側構成を示す図である。
【図３】回転切削刃ユニットの側面構成を示す部分拡大断面図である。
【図４】図１における右側側面を示す図であり、実施形態に係る固定子コイルの端部切断装置の先端側構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の固定子コイルの端部切断装置に係る実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、図面において、図１は、実施形態に係る固定子コイルの端部切断装置の側面構成であって、固定子内に配置された状態を示す図である。また、図２は、図１におけるＡ−Ａ矢視であり、実施形態に係る固定子コイルの端部切断装置の後端側構成を示す図である。また、図３は、回転切削刃ユニットの側面構成を示す部分拡大断面図である。さらに、図４は、図１における右側側面を示す図であり、実施形態に係る固定子コイルの端部切断装置の先端側構成を示す図である。
【００１８】
［全体構成］
固定子コイルの端部切断装置（以下、単に切断装置１０と称す）は、図１から図４に示すように、回転電気機器の固定子４０の内部に配置して使用される。本実施形態に係る切断装置１０は、フレーム１２と、第１動力部１６、および回転切削刃ユニット２４を基本として構成されている。
【００１９】
［フレーム］
フレーム１２は、実施形態に係る切断装置１０を構成する各要素を支持するための要素である。フレーム１２には、詳細を後述する第１動力部１６における第１回転軸２０の軸心を固定子４０の内部中心（内径の中心Ｏ）に一致させた状態でフレーム１２を支持するための固定脚１４が付帯されている。固定脚１４は、フレーム１２を安定支持するために、少なくとも３箇所に設けられている。固定脚１４を複数設ける場合の各固定脚１４は、固定子４０の内周への接触箇所が等間隔となるように配置される事が望ましい。このため、固定脚１４を３箇所に配置する場合には、第１回転軸２０の軸心を中心として、１２０度間隔となるように、放射状に配置すると良い。本実施形態に係る切断装置では、同一円周状に配置した３つの固定脚１４の他、フレーム１２の垂直軸に沿って配置された固定脚１４の対向位置に、フレーム１２の先端側と後端側に位置をずらして配置した２つの固定脚１４を備える構成としている。
【００２０】
また、固定脚１４は、伸縮可能な構成とし、その伸張により、固定子４０の内周への接触とフレーム１２の位置決め、及び第１回転軸２０の調芯が成されるようにすると良い。具体的な構成の一例としては、筒状に形成されたアウタ１４ａと、アウタ１４ａの内部に配置されるインナ１４ｂ、及びインナ１４ｂの先端に設けられる接触部１４ｃにより構成し（図２参照）、アウタ１４ａに対するインナ１４ｂの伸縮により固定脚１４の長さ調節を行うようにすれば良い。なお、固定脚１４の伸縮は、シリンダ方式による液圧制御であっても良いし、螺合方式による回転制御であっても良く、自動、手動を問うものでも無い。
【００２１】
［第１動力部］
第１動力部１６は、第１モータ１８と第１回転軸２０、及び減速機２２を有する。第１モータ１８は、第１回転軸２０に動力を与えるための要素である。第１モータ１８は、詳細を後述する回転切削刃２６を基準として切断装置１０の後端側に配置されている。また、第１モータ１８は、その回転軸が、固定子４０の内径中心を通る軸線Ｐと並行な軸線を持つように配置されている。第１回転軸２０は、詳細を後述する回転切削刃ユニット２４を固定子４０の円周に沿って回転させるための要素である。このため、第１回転軸２０は、切断装置１０を稼働させる際、その軸線を軸線Ｐと一致させるように調芯されることとなる。
【００２２】
減速機２２は、第１モータ１８と第１回転軸２０との間に介在されている。重量物である回転切削刃ユニット２４を安定させ、かつ高精度に位置制御しながら回転させるためである。減速機２２を介在させる事により、第１回転軸２０の発生トルクの向上を図る事ができると共に、第１モータ１８の回転数の調整による回転切削刃ユニット２４の回転角度の調整を行う事が可能となる。
【００２３】
［回転切削刃ユニット］
回転切削刃ユニット２４は、回転切削刃２６と、第２回転軸２８、第２モータ３０、第１アーム３２、及び第２アーム３４を主体として構成されている。回転切削刃２６は、エンドコイル（固定子４０の端部に露出した固定子コイルの連結部）を切断するためのチップソーである。本実施形態では、エンドコイルの切断作業時における切り込み量を大きくするために、大径のものを採用している。具体的には、切断対象であるエンドコイルの層を一度の切断工程で切断完了できる切り込み量を得られる径を持つものとする。例えば切り込み量を２００ｍｍとした場合には、少なくともその３倍程度（６００ｍｍ）の直径を有する回転切削刃２６を採用する。本実施形態では、固定子４０の内径の半径よりも大きな直径を有する回転切削刃２６を採用する構成とした。例えば、固定子の内径を１２００ｍｍとした場合に、回転切削刃２６の直径は、６００ｍｍよりも大きい直径を持つものとする（例えば６８０ｍｍなど）。このような大径の回転切削刃２６を採用する事で、作業性が向上し、切断工程に要する時間を短くする事ができる。
【００２４】
第２回転軸２８は、回転切削刃２６を支持、回転させるための回転軸である。第２回転軸２８の軸線は、第１回転軸２０の軸線と並行となるように配置されている。第２モータ３０は、第２回転軸２８に動力を与えるための要素であり、第２回転軸２８と第２モータ３０により、第２動力部が構成される。第２モータ３０は、回転切削刃２６を介して第１モータ１８と反対側、すなわち、切断装置１０の先端側に配置されている。この配置構成は、切断装置１０の重量バランスを調整すると共に、大径な回転切削刃が装置先端に位置する事に起因した危険を回避する事を目的としたものである。本実施形態では、第２モータ３０の回転軸を第２回転軸２８の軸線と直交するように配置している。また、第２モータ３０と第２回転軸２８との間には、減速機３６を配置し、回転数と回転トルク、及び回転軸の軸線方向の変換を成す構成としている。第２モータ３０の回転軸を第２回転軸２８と直交させるように配置する事で、重量バランスを調整すると共に、詳細を後述する第２アーム３４の強度軽減を図れるようにしている。
【００２５】
第１アーム３２は、上述した回転切削刃２６、第２回転軸２８、減速機３６、及び第２モータ３０を支持し、固定子４０の半径方向（図３における矢印Ｂの方向）に移動させ、切り込み量を調整するための要素である。本実施形態に係る第１アーム３２は、固定子４０の半径方向に向けて配置されるガイドレール３２ａと、このガイドレール３２ａ上を移動可能なスライダー３２ｂを有し（図４参照）、スライダー３２ｂをスライドさせるための第３動力部３２ｃを備える。このような構成の第１アーム３２では、第２回転軸２８、及び第２モータ３０をスライダー３２ｂに固定する事で、回転切削刃２６を矢印Ｂの方向へ移動させる事が可能となる。第３動力部３２ｃの具体的な構成の一例としては、台形ネジなどにより構成されるウォームシャフト３２ｃ１とする事ができ、スライダー３２ｂには、このウォームシャフト３２ｃ１上を移動する螺合部３２ｃ２を備える構成とすれば良い。
【００２６】
このような構成とした場合、ウォームシャフト３２ｃ１を回転させる事で、スライダー３２ｂを移動させる事ができる。また、モータ等の駆動手段の制御により、ウォームシャフト３２ｃ１の回転制御を行う事ができるため、スライダー３２ｂの位置決めを高精度に行う事もできる。
【００２７】
第２アーム３４は、第１アーム３２と第１回転軸２０とを接続するための要素である。第２アーム３４は、その一方の端部３４ａ側を第１アーム３２に接続し、他方の端部３４ｂ側を第１回転軸２０に接続すると共に、一方の端部３４ａと他方の端部３４ｂとの間に、逃げ部３４ｃが備えられている。逃げ部３４ｃは、第１回転軸２０の軸線を基点として、第２回転軸２８の軸線と反対側に第２アーム３４の一部を配置する事で構成されている。実施形態に係る切断装置１０のように各要素を配置した場合、第１アーム３２を支持するに際して、回転切削刃２６との干渉を防ぐ要素が生ずる。このため、逃げ部３４ｃを有する第２アーム３４を備える事で、回転切削刃２６として大径なものを適用することが可能となる。
【００２８】
また、本実施形態に係る切断装置１０では、第２アーム３４に保護カバー３８を設ける構成としている。保護カバー３８は、少なくとも回転切削刃２６における第１モータ１８の配置側主面と、第２モータ３０の配置側主面の一部を覆う形態とする。このような構成とする事で、大径な回転切削刃２６を採用する場合であっても安全性を高める事ができる。また、本実施形態では、回転切削刃２６の側面にも保護カバー３８を配置する事で、安全性を高めている。保護カバー３８は、第２モータ３０側に設けたものよりも、第１モータ１８側に設けたものの方が短くなるように構成すると良い。このような構成とする事で、回転切削刃２６の交換作業等の整備を行い易くする事ができる。
【００２９】
［動作説明］
上記のような構成の切断装置１０は、固定子４０の内部へ配置した後、固定脚１４を伸長させてフレーム１２を固定する。この時、第１回転軸２０の軸線が軸線Ｐと一致するように調芯を行う。固定脚１４によりフレーム１２を固定した後、第２モータ３０を駆動させて回転切削刃２６を回転させた状態で、第１アーム３２のスライダー３２ｂを半径方向外周側（図３の矢印Ｂの方向）へ移動させる。なお、スライダー３２ｂの移動速度（送り量）は、少なくとも回転切削刃２６がエンドコイルに到達した後は、回転切削刃２６の回転数により定められる。
【００３０】
スライダー３２ｂの移動により、エンドコイルに対する切り込み量が所定の値に達した後、第１モータ１８を駆動させて、回転切削刃ユニット２４を矢印Ｃで示す方向へ回動させる。回転切削刃ユニット２４の回動速度は、回転切削刃２６の回転数により定めるようにする。回動による回転切削刃ユニット２４の周回が完了するとことで、切断装置１０によるエンドコイルの切断が完了する。
【００３１】
エンドコイルの切断が完了した後は、回転切削刃２６の回転を停止すると共に、スライダー３２ｂを元の位置に戻し、固定脚１４を縮める事でフレーム１２の移動を可能にし、切断装置１０を固定子４０の外部へ移動させる。
【００３２】
［作用効果］
このような構成の切断装置１０によれば、切断対象とするエンドコイルを有する固定子４０の内径の半径よりも大きな直径を有する回転切削刃２６を装着する事ができる。このため、エンドコイルに対する回転切削刃２６の切り込み量を大きくする事ができる。これにより、一度の切断で、エンドコイルの切断工程を完了する事ができ、切断工程に要する作業時間を短縮する事ができる。
【符号の説明】
【００３３】
１０………切断装置、１２………フレーム、１４………固定脚、１４ａ………アウタ、１４ｂ………インナ、１４ｃ………接触部、１６………第１動力部、１８………第１モータ、２０………第１回転軸、２２………減速機、２４………回転切削刃ユニット、２６………回転切削刃、２８………第２回転軸、３０………第２モータ、３２………第１アーム、３２ａ………ガイドレール、３２ｂ………スライダー、３２ｃ………第３動力部、３２ｃ１………ウォームシャフト、３２ｃ２………螺合部、３４………第２アーム、３４ａ………一方の端部、３４ｂ………他方の端部、３４ｃ………逃げ部、３６………減速機、３８………保護カバー、４０………固定子。
【図１】
2018164333.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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