(57)【要約】【課題】くさび挿入作業の工数を低減することができる回転電機のくさび挿入機を提供する。【解決手段】実施の形態による回転電機１のくさび挿入機２０は、スロット８内に配置されるハウジング２１と、ハウジング２１に対して軸方向に移動可能に設けられ、くさび１２を軸方向に押圧する押圧部２２と、を備えている。また、この回転電機１のくさび挿入機２０は、ハウジング２１に設けられ、くさび１２から反力を受ける反力支持部４０と、ハウジング２１に設けられ、押圧部２２を作動流体によって駆動するシリンダ機構５０と、を備えている。【選択図】図４
2017225314.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転電機のステータ鉄心の内周面に設けられた、前記ステータ鉄心の軸方向に延びるスロット内で、ステータコイルを係止するためのくさびを押圧挿入する回転電機のくさび挿入機であって、
前記スロット内に配置されるハウジングと、
前記ハウジングに対して前記軸方向に移動可能に設けられ、前記くさびを前記軸方向に押圧する押圧部と、
前記ハウジングに設けられ、前記くさびから反力を受ける反力支持部と、
前記ハウジングに設けられ、前記押圧部を作動流体によって駆動するシリンダ機構と、を備えた、回転電機のくさび挿入機。
【請求項２】
前記反力支持部は、前記ハウジングとは別体で構成されている、請求項１に記載の回転電機のくさび挿入機。
【請求項３】
前記ハウジングに取り外し可能に取り付けられ、前記くさびに対する前記押圧部の幅方向の位置を調整するスペーサを更に備えた、請求項１または２に記載の回転電機のくさび挿入機。
【請求項４】
前記反力支持部を磁力で前記ステータ鉄心に吸着させる磁力発生部を更に備えた、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の回転電機のくさび挿入機。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の前記くさび挿入機と、
前記シリンダ機構に、前記作動流体を供給するポンプと、
前記シリンダ機構に供給された前記作動流体の圧力を測定する圧力センサと、
前記シリンダ機構に供給された前記作動流体を排出する排出ラインと、
前記排出ラインを開閉する開閉弁と、
前記ポンプおよび前記開閉弁を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記圧力センサにより測定された前記作動流体の圧力値が所定値よりも高い場合、前記開閉弁を開き、前記作動流体を前記シリンダ機構から排出する、回転電機のくさび挿入機システム。
【請求項６】
回転電機のステータ鉄心の内周面に設けられた、前記ステータ鉄心の軸方向に延びるスロット内で、ステータコイルを係止するためのくさびを押圧挿入する回転電機のくさび挿入方法であって、
ハウジングと、前記ハウジングに設けられたシリンダ機構と、前記ハウジングに設けられた反力支持部と、を有するくさび挿入機を準備する工程と、
前記くさびを前記スロット内に挿入する工程と、
前記くさび挿入機を前記スロット内に配置する工程と、
前記シリンダ機構の作動流体によって前記くさびを前記軸方向に押圧する工程と、を備え、
前記くさびを押圧する工程において、前記反力支持部は、前記くさびから反力を受ける、回転電機のくさび挿入方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施の形態は、回転電機のくさび挿入機、回転電機のくさび挿入機システムおよび回転電機のくさび挿入方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、発電機や電動機などの回転電機では、円筒状に形成されたステータ鉄心の内周面に、ステータ鉄心の軸方向に延びる溝が設けられている。この溝はスロットと呼ばれており、周方向に等間隔に複数形成されている。このスロットには、ステータコイルが収容されている。また、ステータコイルよりも半径方向内側には、くさびが挿入されている。このくさびによりステータコイルが係止され、ステータコイルの振動抑制を図っている。
【０００３】
ところで、くさび挿入作業の際には、ハンマーを使用してくさびに打撃力を加えることによって、作業員がくさびをスロット内に押圧挿入している。くさびは各々のスロット内に複数挿入されるため、各々のくさびをスロット内に押圧挿入するためには多数回の打撃作業が行われる。このため、くさび挿入作業に、多くの時間が費やされ、くさび挿入作業の工数が増加するという問題があった。また、現地で据付けされた回転電機はステータ鉄心を回転させることができない場合があり、この場合、スロットの位置によっては、作業員がくさびの打撃作業に適さない作業姿勢を取るため、誤ってハンマーで手指を打撃して負傷するおそれがあった。また、ハンマーによってくさびに加える打撃力の調節は困難である。このため、くさびに過大な打撃力を加える場合があり、この場合には、くさびがスロットにかじり付き、スロットに収容されたステータコイルの絶縁物およびステータ鉄心が損傷を受ける可能性がある。
【０００４】
このようなことに対処するために、作業員がハンマーを使用することなく、くさびをスロット内に押圧挿入するくさび挿入機が知られている。このくさび挿入機においては、エアモータ駆動のねじ機構を使用してくさびをスロット内に押圧挿入するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第６７０８３９５号明細書
【特許文献２】米国特許第６５８４６８０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ねじ機構を使用してくさびを押圧挿入する場合には、ねじ機構を駆動してからくさびが押圧挿入されるまでに時間がかかり、くさび挿入作業の工数の低減に限度があった。
【０００７】
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、くさび挿入作業の工数を低減することができる回転電機のくさび挿入機、回転電機のくさび挿入機システムおよび回転電機のくさび挿入方法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】
【０００８】
実施の形態による回転電機のくさび挿入機は、回転電機のステータ鉄心の内周面に設けられた、ステータ鉄心の軸方向に延びるスロット内で、ステータコイルを係止するためのくさびを押圧挿入する回転電機のくさび挿入機である。この回転電機のくさび挿入機は、スロット内に配置されるハウジングと、ハウジングに対して軸方向に移動可能に設けられ、くさびを軸方向に押圧する押圧部と、を備えている。また、この回転電機のくさび挿入機は、ハウジングに設けられ、くさびから反力を受ける反力支持部と、ハウジングに設けられ、押圧部を作動流体によって駆動するシリンダ機構と、を備えている。
【０００９】
また、実施の形態による回転電機のくさび挿入機システムは、本発明によるくさび挿入機と、シリンダ機構に、作動流体を供給するポンプと、シリンダ機構に供給された作動流体の圧力を測定する圧力センサと、を備えている。また、この回転電機のくさび挿入機システムは、シリンダ機構に供給された作動流体を排出する排出ラインと、排出ラインを開閉する開閉弁と、ポンプおよび開閉弁を制御する制御装置と、を備えている。そして、制御装置は、圧力センサにより測定された作動流体の圧力値が所定値よりも高い場合、開閉弁を開き、作動流体をシリンダ機構から排出している。
【００１０】
また、実施の形態による回転電機のくさび挿入方法は、回転電機のステータ鉄心の内周面に設けられた、ステータ鉄心の軸方向に延びるスロット内で、ステータコイルを係止するためのくさびを押圧挿入する回転電機のくさび挿入方法である。この回転電機のくさび挿入方法は、ハウジングと、ハウジングに設けられたシリンダ機構と、ハウジングに設けられた反力支持部と、を有するくさび挿入機を準備する工程と、くさびをスロット内に挿入する工程と、を備えている。また、この回転電機のくさび挿入方法は、くさび挿入機をスロット内に配置する工程と、シリンダ機構の作動流体によってくさびを軸方向に押圧する工程と、を備えている。そして、くさびを押圧する工程において、反力支持部は、くさびから反力を受けている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、くさび挿入作業の工数を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の実施の形態における回転電機のステータのステータ鉄心をステータ鉄心の軸方向に沿って見た概略断面図である。
【図２】図２は、図１のスロットを拡大して示す断面図である。
【図３】図３は、図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図４は、本発明の第１の実施の形態における回転電機のくさび挿入機を示す斜視図である。
【図５】図５は、図４のＢ−Ｂ線断面図である。
【図６】図６は、図５のＣ−Ｃ線断面図である。
【図７】図７は、図５に示すシリンダ機構の一例を示す概略図である。
【図８】図８は、本発明の第１の実施の形態における回転電機のくさび挿入機システムを示す概略図である。
【図９Ａ】図９Ａは、本発明の第１の実施の形態における回転電機のくさび挿入方法を説明するための図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、本発明の第１の実施の形態における回転電機のくさび挿入方法を説明するための図である。
【図９Ｃ】図９Ｃは、本発明の第１の実施の形態における回転電機のくさび挿入方法を説明するための図である。
【図９Ｄ】図９Ｄは、本発明の第１の実施の形態における回転電機のくさび挿入方法を説明するための図である。
【図１０】図１０は、本発明の第１の実施の形態における回転電機のくさび挿入方法を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、図７の変形例を示す図である。
【図１２】図１２は、図９の変形例を示す図である。
【図１３】図１３は、本発明の第２の実施の形態における回転電機のくさび挿入機を示す斜視図である。
【図１４】図１４は、本発明の第３の実施の形態における回転電機のくさび挿入機を示す図であって、図２のＣ−Ｃ線断面図に相当する図である。
【図１５】図１５は、本発明の第３の実施の形態における回転電機のくさび挿入方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００１４】
（第１の実施の形態）
図１乃至図１０を用いて、第１の実施の形態における回転電機のくさび挿入機、回転電機のくさび挿入機システムおよび回転電機のくさび挿入方法について説明する。
【００１５】
ここでは、まず、本実施の形態による回転電機のくさび挿入機、回転電機のくさび挿入機システムおよび回転電機のくさび挿入方法を好適に適用し得る回転電機について、図１乃至図３を用いて説明する。
【００１６】
図１に示すように、回転電機１は、円筒状に形成されたステータ２と、ステータ２に対して回転可能に設けられたロータ３と、を備えている。このうち、ステータ２は、複数のステータ鉄心４を有している。複数のステータ鉄心４は、周方向に配列され、互いに隣り合うステータ鉄心４同士が互いに取り付けられている。ステータ２とロータ３とは同心状に配置されており、ステータ鉄心４とロータ３との間にエアギャップ５が介在されている。
【００１７】
ステータ２には、内周面６から外周面に延びる隙間７が形成されている（図４参照）。例えば、この隙間７は、ステータ鉄心４を軸方向に複数配列し、軸方向に互いに隣り合うステータ鉄心４同士の間に形成される。すなわち、軸方向に互いに隣り合うステータ鉄心４同士は、隙間７を介して取り付けられる。また、この隙間７を、後述するステータコイル１１を冷却する冷却ガスが通過する。
【００１８】
図１および図２に示すように、ステータ鉄心４の内周面６には、ステータ鉄心４の半径方向外側に向かって窪むとともに、ステータ鉄心４の軸方向に延びるスロット８が設けられている。スロット８は、軸方向に沿って見たときに、内周面６の周方向に等間隔に複数形成されている。各々のスロット８は、側面９に形成された係止部１０を含んでいる。係止部１０は、スロット８の軸方向に延びて軸方向全域に形成されており、この係止部１０には後述する第１くさび部材１４の被係止部１８が係止されている。
【００１９】
各々のスロット８内には、２つのステータコイル１１が収容されている。図２に示すように、２つのステータコイル１１のうち半径方向内側（図２の上側）のステータコイル１１よりも半径方向内側には、ステータコイル１１を係止するための、くさび１２が挿入されている。くさび１２とステータコイル１１との間には、リップルスプリング１３が介在されており、リップルスプリング１３が、ステータコイル１１の振動を抑制している。
【００２０】
図３に示すように、くさび１２は、各々が軸方向に延びる第１くさび部材１４と第２くさび部材１５とを含んでいる。このうち第１くさび部材１４は、傾斜面１６を含んでおり、くさび１２の挿入方向（図３の右側）に高さが増大するように形成されている。第２くさび部材１５は、傾斜面１７を含んでおり、くさび１２の挿入方向に高さが減少するように形成されている。
【００２１】
また、第１くさび部材１４の傾斜面１６の傾斜角度と、第２くさび部材１５の傾斜面１７の傾斜角度とは、同等になっている。このようにして、第１くさび部材１４の傾斜面１６と第２くさび部材１５の傾斜面１７とが当接するように構成されている。さらに、第１くさび部材１４は、幅方向に突出する被係止部１８を含み（図２参照）、被係止部１８はスロット８の係止部１０に係止されている。
【００２２】
次に、図４乃至図８を用いて、本実施の形態による回転電機のくさび挿入機（以下、単にくさび挿入機と記す）について説明する。くさび挿入機２０は、スロット８内で上述したくさび１２の第２くさび部材１５を押圧挿入するための挿入機である。
【００２３】
図４乃至図６に示すように、本実施の形態によるくさび挿入機２０は、スロット８内に配置されるハウジング２１と、ハウジング２１に対して軸方向に移動可能に設けられ、くさび１２の第２くさび部材１５を軸方向に押圧する押圧部２２と、を備えている。また、このくさび挿入機２０は、ハウジング２１に設けられ、第２くさび部材１５から反力を受ける反力支持部４０と、ハウジング２１に設けられ、押圧部２２を作動流体によって駆動するシリンダ機構５０と、を備えている。
【００２４】
図４および図５に示すように、ハウジング２１は、直方体状に形成されており、ハウジング２１の前面２３から、シリンダ機構５０の後述するロッド５８が突出している。このロッド５８には押圧部２２が連結されており、ロッド５８が軸方向に移動することによって、押圧部２２が軸方向に移動し、第２くさび部材１５をくさび１２の挿入方向に押圧するように構成されている。なお、押圧部２２は、第２くさび部材１５と同等の幅を有していることが好適である。このことにより、第２くさび部材１５に作用する押圧力を幅方向に均等化させることができる。
【００２５】
反力支持部４０は、図５に示すように、ハウジング２１の背面２４に設けられており、隙間７に挿入される。本実施の形態では、反力支持部４０は、ハウジング２１とは別体で構成されている。この反力支持部４０は、図示しないボルトによって、背面２４に取り外し可能に取り付けられている。図４および図６に示すように、反力支持部４０は、スロット８の幅よりも大きい幅を有しており、スロット８から隙間７に延びている。そして、反力支持部４０の幅方向の両端部４１が隙間７内に挿入されている。このようにして、くさび挿入機２０が、第２くさび部材１５を押圧する際に、第２くさび部材１５から受ける反力によって、くさび１２の挿入方向とは反対の方向に移動することを規制している。また、反力支持部４０の軸方向の厚さは、隙間７の幅に応じて変更してもよい。このことにより、各々の隙間７に反力支持部４０を挿入させることができる。なお、反力支持部４０は、第２くさび部材１５から反力を受けることができれば、ハウジング２１と一体で形成されていてもよい。
【００２６】
図４および図６に示すように、本実施の形態では、ハウジング２１の側面２５には、ステータ鉄心４の内周面６に対向する４つのつば部（対向部）２６が設けられている。各々のつば部２６は、図示しないボルトによって、ハウジング２１の側面２５に取り外し可能に取り付けられている。図６に示すように、本実施の形態では、つば部２６は、内周面６に対向する対向面２７を含み、この対向面２７は、内周面６に当接することなく、内周面６から離間している。すなわち、ハウジング２１の底面２８がステータコイル１１の内周面１９に当接している。このようにして、くさび挿入機２０のハウジング２１をスロット８内で安定させるように構成されている。なお、対向面２７は、内周面６に当接してもよく、この場合には、ハウジング２１の底面２８がステータコイル１１の内周面１９から離間していることが好適である。この場合においても、くさび挿入機２０のハウジング２１をスロット８内で安定させることができる。
【００２７】
また、図４および図６に示すように、本実施の形態では、ハウジング２１の側面２５に、第２くさび部材１５に対する押圧部２２の幅方向の位置を調整するスペーサ２９が取り外し可能に取り付けられている。このスペーサ２９は、図示しないボルトによって、ハウジング２１の両方の側面２５に取り付けられている。スペーサ２９の厚さは、スペーサ２９がハウジング２１に取り付けられた後に、各々のスペーサ２９と、対応するスロット８の側面９との間の間隙が約０．５ｍｍとなるような厚さであることが好適である。すなわち、スペーサ２９は、スペーサ２９と側面９との間隙が約０．５ｍｍとなれば、各々のスペーサ２９の厚さが異なっていてもよい。また、スペーサ２９の材料は、ステータ鉄心４よりも硬度が低い材料、例えば、樹脂を用いることが好適である。このことにより、スペーサ２９によってステータ鉄心４が損傷を受けることを抑制できる。
【００２８】
図４乃至図６に示すように、ハウジング２１の上面３０には、取手３１が取り付けられている。この取手３１を把持することにより、くさび挿入機２０のスロット８内への出し入れを容易に行うことができ、作業性を向上させている。また、第２くさび部材１５の押圧挿入時には、取手３１を把持することにより、ハウジング２１を安定化させ、第２くさび部材１５をスムースに押圧挿入することを可能にしている。
【００２９】
次に、図７を用いて、シリンダ機構５０について説明する。ここでは、一例として、いわゆる単動シリンダ方式のシリンダ機構５０について説明する。
【００３０】
シリンダ機構５０は、ハウジング２１の内部に設けられたシリンダ室５１を有している。より具体的には、ハウジング２１は、ハウジング本体２１ａとふた２１ｂとを含み、ハウジング本体２１ａとふた２１ｂとによって、円筒状のシリンダ室５１が画定されている。すなわち、シリンダ室５１は、ふた２１ｂによって閉鎖されている。このふた２１ｂはボルト５２によってハウジング本体２１ａに取り付けられている。ふた２１ｂの押圧部２２側の面（図７における右側の面）は、上述したハウジング２１の前面２３を画定している。
【００３１】
シリンダ室５１には、第１連通路５３の一端が連通している。この第１連通路５３の他端には第１ハウジング側連結金具５４が設けられている。この第１ハウジング側連結金具５４は、ハウジング２１の上面３０に取り付けられている。第１ハウジング側連結金具５４には、後述する第１ライン７４が連結されている。より具体的には、第１ライン７４の一端に第１ライン側連結金具５６が設けられており、この第１ライン側連結金具５６が第１ハウジング側連結金具５４に結合されている。第１ライン７４によってシリンダ室５１に作動流体が供給されたり、シリンダ室５１から作動流体が排出されたりするように構成されている。なお、作動流体は、例えば油を使用することが好適である。また、第１ライン７４の一部（例えば、第１ライン側連結金具５６から後述する第１排出ライン７７が分岐する位置までの部分）は、ホースによって構成されていることが好適である。
【００３２】
シリンダ室５１内にはピストン５７が設けられている。このピストン５７は、シリンダ室５１内を、ステータ鉄心４の軸方向に摺動可能に構成されている。また、ピストン５７は、ふた２１ｂを貫通するロッド５８を介して押圧部２２に連結されている。ところで、ピストン５７には、シールリング５９が設けられ、シリンダ室５１内の作動流体が、シリンダ室５１のうちピストン５７とふた２１ｂとの間の部分に入り込むことを防止している。また、ロッド５８とふた２１ｂとの間には、シールリング６０が設けられている。このシールリング６０によって、外気がシリンダ室５１内に入り込むことを防止している。
【００３３】
ロッド５８には、圧縮ばね６１が外装されている。この圧縮ばね６１は、ピストン５７とふた２１ｂとの間に配置されている。圧縮ばね６１は、ピストン５７をくさび１２の挿入方向とは反対方向（図７における左方向）に付勢している。このことにより、シリンダ室５１に作動流体が供給されていない場合（あるいは、シリンダ室５１内の作動流体の圧力によってピストン５７に作用する力が、圧縮ばね６１の付勢力よりも小さい場合）には、圧縮ばね６１の付勢力によってピストン５７がくさび１２の挿入方向とは反対方向に移動する。このことにより、押圧部２２がくさび１２の挿入方向とは反対方向に移動する。一方、シリンダ室５１内の作動流体の圧力によってピストン５７に作用する力が圧縮ばね６１の付勢力よりも大きい場合には、作動流体の圧力によってピストン５７がくさび１２の挿入方向（図７における右方向）に移動する。このことにより、押圧部２２がくさび１２の挿入方向に移動する。なお、ピストン径を２０ｍｍとし、作動流体の圧力を１０ＭＰａとした場合、シリンダ機構５０は、約３０００Ｎの推力を発生させて、第２くさび部材１５を押圧することができる。
【００３４】
次に、図８を用いて、本実施の形態による回転電機のくさび挿入機システム（以下、単にくさび挿入機システムと記す）について説明する。
【００３５】
図８に示すように、くさび挿入機システム７０は、上述したくさび挿入機２０と、上述したシリンダ機構５０に作動流体を供給するポンプ７１と、シリンダ機構５０に供給された作動流体の圧力を測定する圧力センサ７２と、を備えている。このうちポンプ７１は、第１連通路５３と、作動流体が貯留された流体タンク７３と、を連結する第１ライン７４に設けられている。また、ポンプ７１は、電源７５から電力が供給され、駆動するように構成されている。なお、ポンプ７１は、一例として、出力０．５ｋＷ程度の電動機によって駆動されることが好適である。
【００３６】
第１ライン７４のうちポンプ７１より下流側（くさび挿入機２０の側）の部分には、逆止弁７６が設けられている。このことにより、シリンダ室５１内の作動流体がポンプ７１へ逆流することを防止している。
【００３７】
本実施の形態では、上述した圧力センサ７２は、第１ライン７４のうち逆止弁７６より下流側の部分に設けられている。なお、圧力センサ７２は、シリンダ室５１内の作動流体の圧力を測定できれば、圧力センサ７２が設けられる場所は任意である。
【００３８】
また、このくさび挿入機システム７０は、シリンダ機構５０に供給された作動流体を排出する第１排出ライン７７と、第１排出ライン７７を開閉する開閉弁７８と、ポンプ７１および開閉弁７８を制御する演算機器７９（制御装置）と、を備えている。このうち、第１排出ライン７７は、第１ライン７４のうち逆止弁７６より下流側の部分から分岐し、ポンプ７１を介することなく、第１連通路５３と流体タンク７３とを連結している。この第１排出ライン７７に、上述した開閉弁７８が設けられている。本実施の形態では、開閉弁７８は電磁弁によって構成されている。
【００３９】
開閉弁７８は、非励磁状態では、開閉弁７８が開いた状態（図８に示すＡが第１排出ライン７７に連通した状態）になっている。この場合、シリンダ室５１内の作動流体は、第１排出ライン７７を介して流体タンク７３に排出される。一方、励磁状態では、開閉弁７８は、開閉弁７８が閉じた状態（図８に示すＢが第１排出ライン７７に連通した状態）になる。この場合、シリンダ室５１内の作動流体は、第１排出ライン７７から流体タンク７３に排出されない。なお、図８においては、開閉弁７８のＢが逆止弁を構成している例が示されている。
【００４０】
演算機器７９には、演算機器７９を作動させるスイッチ８０が接続されている。このスイッチ８０からパルス状の起動信号を演算機器７９に入力することによって、演算機器７９が起動する。上述したポンプ７１、圧力センサ７２および開閉弁７８は、演算機器７９に接続されており、演算機器７９が起動すると、演算機器７９がポンプ７１および開閉弁７８に信号を送信して、ポンプ７１を駆動するとともに開閉弁７８を励磁する。また、演算機器７９は、圧力センサ７２により測定された作動流体の圧力値を受信するように構成されている。そして、演算機器７９は、測定された圧力値が所定圧力値よりも高いか否かを判断する。
【００４１】
演算機器７９は、圧力センサ７２により測定された作動流体の圧力値が所定値よりも高いと判断した場合、開閉弁７８を開き、作動流体をシリンダ機構５０から排出する。すなわち、当該圧力値が所定値よりも高い場合、演算機器７９は開閉弁７８を非励磁にし、シリンダ室５１内の作動流体が、第１排出ライン７７を介して流体タンク７３に排出される。
【００４２】
次に、このような構成からなる本実施の形態における作用について説明する。ここでは、図３に示すくさびをスロット内で押圧挿入する回転電機のくさび挿入方法について、図９Ａ乃至図１０を用いて説明する。
【００４３】
まず、上述した本実施の形態によるくさび挿入機２０を準備する（図１０に示すステップＳ１）。この場合、まず、シリンダ機構５０および押圧部２２が設けられたハウジング２１を準備する。続いて、ハウジング２１に反力支持部４０が取り付けられる。この場合、反力支持部４０は、図示しないボルトによってハウジング２１の背面２４に取り付けられる。この際、反力支持部４０がハウジング２１とは別体で構成されているため、各々の隙間７の幅に応じた厚さを有する反力支持部４０を用いることが好適である。このことにより、各々の隙間７に反力支持部４０を挿入させることができる。なお、反力支持部４０は、ハウジング２１に取り付けられる前に隙間７に挿入されてもよい。すなわち、後述するくさび挿入機２０のハウジング２１をスロット８内に配置する工程（図１０に示すステップＳ３）の際に、反力支持部４０が隙間７に挿入され、その後にハウジング２１に取り付けられてもよい。このことにより、くさび挿入作業の作業性を向上させることができる。
【００４４】
ステップＳ１の後、スロット８内にくさび１２が挿入される（図１０に示すステップＳ２）。この場合、まず、図９Ａに示すように、基準のくさび１２ａがスロット８内に挿入される。より具体的には、スロット８の軸方向の中央付近に基準のくさび１２ａおよび基準のリップルスプリング１３ａが手動で挿入される。続いて、図９Ｂに示すように、スロット８内に第１くさび部材１４が挿入され、基準のくさび１２ａに当接する。そして、第１くさび部材１４の被係止部１８がスロット８の係止部１０に係止される。同様に、スロット８内にリップルスプリング１３が挿入され、基準のリップルスプリング１３ａに隣接して配置される。ここでは、くさび１２の挿入方向が図９Ａ乃至図９Ｄにおける右方向である例、すなわち、第１くさび部材１４およびリップルスプリング１３を、基準のくさび１２ａおよび基準のリップルスプリング１３ａの図９Ａ乃至図９Ｄにおける左側から挿入する例について説明する。なお、逆側からも同様に挿入できるので、くさび１２の挿入方向が図９Ａ乃至図９Ｄにおける左方向である例の説明は省略する。
【００４５】
続いて、スロット８内に第２くさび部材１５が手動で挿入される。この場合、第２くさび部材１５の傾斜面１７が、第１くさび部材１４の傾斜面１６に当接する位置まで第２くさび部材１５が挿入される。第２くさび部材１５は、リップルスプリング１３と第１くさび部材１４との間に介在される。
【００４６】
ステップＳ２の後、図９Ｃに示すように、くさび挿入機２０のハウジング２１がスロット８内に配置される（図１０に示すステップＳ３）。この場合、まず、押圧部２２と第２くさび部材１５とが対向するように、ハウジング２１の向きが定められる。そして、反力支持部４０の両端部４１がステータ鉄心４に形成された隙間７に挿入されるように、ハウジング２１がスロット８内に挿入される。この際、スペーサ２９がハウジング２１に取り付けられているため、第２くさび部材１５に対する押圧部２２の幅方向の位置が調整される。なお、当該位置を調整する際には、スペーサ２９はハウジング２１に取り付けられていなくてもよい。スロット８内に挿入されたハウジング２１の底面２８は、ステータコイル１１の内周面１９に当接する。
【００４７】
ステップＳ３の後、シリンダ機構５０のシリンダ室５１内に作動流体が供給される。（図１０に示すステップＳ４）。
【００４８】
この場合、まず、スイッチ８０から演算機器７９に起動信号が入力され、演算機器７９が起動する。このことにより、ポンプ７１が駆動されて、流体タンク７３から第１ライン７４および第１連通路５３を介してシリンダ室５１内に作動流体が供給される。また、開閉弁７８が励磁され、開閉弁７８が閉じる。このことにより、シリンダ室５１内に供給された作動流体の圧力が上昇していく。
【００４９】
ステップＳ４の後、シリンダ機構５０の作動流体によって第２くさび部材１５が押圧部２２に押圧される（図１０に示すステップＳ５）。
【００５０】
この場合、作動流体の圧力によって、ピストン５７がくさび１２の挿入方向に移動する。すなわち、シリンダ室５１内の作動流体の圧力が上昇すると、シリンダ室５１内の作動流体の圧力によってピストン５７に作用する力が大きくなる。当該力が圧縮ばね６１の付勢力よりも大きくなると、作動流体の圧力によってピストン５７がくさび１２の挿入方向に移動する。このことにより、押圧部２２がくさび１２の挿入方向に移動し、押圧部２２が第２くさび部材１５に当接して、第２くさび部材１５が押圧部２２によって押圧される。この際、隙間７に挿入された反力支持部４０が、第２くさび部材１５から反力を受ける。このことにより、反力支持部４０によって、くさび挿入機２０の、くさび１２の挿入方向とは反対方向（図９Ａ乃至図９Ｄにおける左方向）の移動が規制される。このため、押圧部２２が第２くさび部材１５を押圧することができる。
【００５１】
ステップＳ５の後、演算機器７９によって、シリンダ機構５０の作動流体の圧力値が所定値よりも高いか否かが判断される（図１０に示すステップＳ６）。
【００５２】
より具体的には、第２くさび部材１５が押圧部２２によって押圧されている間、シリンダ室５１内の作動流体の圧力は更に上昇する。演算機器７９の起動によって、シリンダ室５１内の作動流体の圧力が、圧力センサ７２によって測定され、測定された作動流体の圧力値が演算機器７９に送信される。演算機器７９は、受信した圧力値が所定値よりも高いか否かを判断し、圧力値が所定値よりも低いと判断された場合（図１０に示すステップＳ６のＮＯ）、ポンプ７１を駆動し続けるとともに、開閉弁７８を励磁し続ける。このことにより、シリンダ室５１内の作動流体の圧力が更に上昇し、押圧部２２が第２くさび部材１５を更に押圧する。このため、図９Ｄに示すように、第２くさび部材１５がくさび１２の挿入方向に押し込まれる。この際、第１くさび部材１４の被係止部１８がスロット８の係止部１０に係止されるため、第２くさび部材１５は、図９Ｄに示す矢印のように、くさび効果によって半径方向外側に押し込まれ、やがて基準のくさび１２ａの第２くさび部材１５ａに当接する。
【００５３】
一方、圧力センサ７２によって測定された圧力値が所定値よりも高いと判断された場合（図１０に示すステップＳ６のＹＥＳ）、演算機器７９が停止する。このことによりポンプ７１が停止されて、シリンダ室５１内への作動流体の供給が停止する。また、開閉弁７８が非励磁に切り替わり、開いた状態になる。このことにより、シリンダ室５１内の作動流体が第１排出ライン７７を介してシリンダ室５１から排出される（図１０に示すステップＳ７）。このため、シリンダ室５１内の作動流体の圧力が低下していく。
【００５４】
ここで、上述した所定値は、第２くさび部材１５が十分に押圧挿入されたと見なすことができる圧力値とする。例えば、第２くさび部材１５が基準の第２くさび部材１５ａに当接した際のシリンダ室５１内の作動流体の圧力値に設定することが好適である。なお、第２くさび部材１５が基準の第２くさび部材１５ａに当接する前に、第２くさび部材１５とスロット８とのかじり付きによって、シリンダ室５１内の作動流体の圧力値が所定値よりも高くなる場合がある。この場合においても、演算機器７９が停止し、作動流体が第１排出ライン７７を介してシリンダ室５１から排出することができ、ステータコイル１１の絶縁物およびステータ鉄心４が損傷を受けることを抑制できる。
【００５５】
シリンダ室５１内の作動流体の圧力が低下すると、押圧部２２がくさび１２の挿入方向とは反対方向に移動する。この場合、シリンダ室５１内の作動流体の圧力によってピストン５７に作用する力が、圧縮ばね６１の付勢力よりも小さくなり、ピストン５７がくさび１２の挿入方向とは反対方向に移動する。このことにより、押圧部２２がくさび１２の挿入方向とは反対方向に移動する。
【００５６】
その後、くさび挿入機２０がスロット８から取り出されて、基準のくさび１２ａに隣接するくさび１２のくさび挿入作業が終了する。そして、上述した手順を繰り返し行うことにより、スロット８内に所定数のくさび１２を挿入することができる。そして、上述した手順を繰り返し行うことにより、各スロット８に所定数のくさび１２を挿入し、ステータ鉄心４におけるくさび挿入作業が終了する。
【００５７】
このように本実施の形態によれば、押圧部２２がシリンダ機構５０によって、第２くさび部材１５をくさび１２の挿入方向に押圧する。このことにより、シリンダ機構５０を駆動してから短時間で第２くさび部材１５を押圧部２２によって押圧挿入することができる。このため、くさび挿入作業の工数を低減することができる。
【００５８】
また、本実施の形態によれば、第２くさび部材１５が押圧部２２によって押圧される際、反力支持部４０が、第２くさび部材１５から反力を受ける。このことにより、反力支持部４０によって、くさび挿入機２０の、くさび１２の挿入方向とは反対方向の移動を規制することができる。このため、スロット８内に配置されたハウジング２１をステータ鉄心４にボルト等で取り付けなくても、押圧部２２が第２くさび部材１５を押圧挿入することができる。
【００５９】
また、本実施の形態によれば、反力支持部４０が、ハウジング２１とは別体で形成されている。このことにより、各々の隙間７の幅に応じた厚さを有する反力支持部４０を用いることができる。このため、各々の隙間７に反力支持部４０を挿入させることができる。
【００６０】
また、本実施の形態によれば、ハウジング２１にスペーサ２９が取り外し可能に取り付けられている。このことにより、スペーサ２９をハウジング２１から取り外し、スペーサ２９の厚さを変更することができる。このため、第２くさび部材１５に対する押圧部２２の幅方向の位置を調整することができる。
【００６１】
また、本実施の形態によれば、演算機器７９が、圧力センサ７２により測定された作動流体の圧力値が所定値よりも高い場合に、開閉弁７８を開き、作動流体をシリンダ機構５０から排出している。このことにより、第２くさび部材１５の押圧挿入完了を自動的に検出することができ、押圧挿入完了した場合に、迅速に作動流体の圧力を下げることができる。このため、第２くさび部材１５に過大な圧力が負荷されることを回避できる。この結果、ステータコイル１１の絶縁物およびステータ鉄心４が損傷を受けることを抑制し、信頼性を向上できる。
【００６２】
なお、上述した本実施の形態においては、シリンダ機構５０がいわゆる単動シリンダ方式である例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、図１１に示すように、シリンダ機構５０は、いわゆる複動シリンダ方式であってもよい。この場合、シリンダ室５１のうちピストン５７とふた２１ｂとの間の部分には、第２連通路６２の一端が連通している。この第２連通路６２の他端には第２ハウジング側連結金具６３が設けられている。この第２ハウジング側連結金具６３は、ハウジング２１の上面３０に取り付けられている。第２ハウジング側連結金具６３には、ピストン５７をくさび１２の挿入方向とは反対方向に戻すための戻し用流体を供給および排出する第２ライン６４が連結されている。より具体的には、第２ライン６４の一端に第２ライン側連結金具６５が設けられており、この第２ライン側連結金具６５が第２ハウジング側連結金具６３に結合されている。そして、第２ライン６４によってシリンダ室５１のうちピストン５７とふた２１ｂとの間の部分に戻し用流体が供給されたり、シリンダ室５１の内部から戻し用流体が排出されたりするように構成されている。また、ハウジング本体２１ａとふた２１ｂとの間には、シールリング６６が設けられている。このシールリング６６によって、戻し用流体がシリンダ室５１のうちピストン５７とふた２１ｂとの間の部分からシリンダ室５１の外部に漏れることを防止している。シリンダ室５１のうちピストン５７とふた２１ｂとの間の部分に戻し用流体が供給されていない場合（あるいは、シリンダ室５１内の作動流体の圧力が、シリンダ室５１内の戻し用流体の圧力よりも大きい場合）には、作動流体の圧力によってピストン５７がくさび１２の挿入方向（図１１における右方向）に移動する。このことにより、押圧部２２がくさび１２の挿入方向に移動する。一方、シリンダ室５１内の作動流体の圧力が、シリンダ室５１内の戻し用流体の圧力よりも小さい場合には、戻し用流体の圧力によってピストン５７がくさび１２の挿入方向とは反対方向（図１１における左方向）に移動する。このことにより、押圧部２２がくさび１２の挿入方向とは反対方向に移動する。なお、排出用流体は、作動流体と同様に、例えば油を使用することができる。
【００６３】
また、上述した本実施の形態においては、圧力センサ７２により測定された作動流体の圧力値が所定値よりも高い場合、開閉弁７８を開き、作動流体をシリンダ機構５０から排出する例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、図１２に示すように、作動流体の圧力を機械的に検出する逃がし弁８１を用いてもよい。この場合、くさび挿入機システム７０は、シリンダ機構５０に供給された作動流体を排出する第２排出ライン８２と、第２排出ライン８２を開閉する逃がし弁８１と、第２排出ライン８２を通る作動流体の流量を測定する流量計８３と、を更に備えている。このうち、第２排出ライン８２は、ポンプ７１を介することなく、第１連通路５３と流体タンク７３とを連結している。この第２排出ライン８２に、上述した逃がし弁８１および流量計８３が設けられている。流量計８３は、演算機器７９に接続されており、演算機器７９は、流量計８３により測定された作動流体の流量値を受信するように構成されている。そして、演算機器７９は、受信した流量値が所定流量値（ゼロに設定することが好適である）よりも大きいか否かを判断する。
【００６４】
逃がし弁８１は、シリンダ室５１内の作動流体の圧力が所定値よりも低い状態では、逃がし弁８１に設けられた弾性体の付勢力により、逃がし弁８１が閉じた状態になっている。この場合、シリンダ室５１内の作動流体は、第２排出ライン８２を流れない。このため、流量計８３が測定する作動流体の流量値はゼロになっている。このとき、演算機器７９は、流量値が所定流量値よりも小さいと判断し、ポンプ７１を駆動し続けるとともに、開閉弁７８を励磁し続ける。
【００６５】
一方、シリンダ機構５０のシリンダ室５１内の作動流体の圧力が所定値よりも高い状態では、逃がし弁８１は、上述の弾性体の付勢力に抗して、逃がし弁８１が開いた状態になる。この場合、シリンダ室５１内の作動流体は、第２排出ライン８２を流れる。このため、流量計８３が測定する作動流体の流量値は所定流量値より大きくなる。このとき、演算機器７９は、流量値が所定流量値よりも大きいと判断し、停止する。このことにより、ポンプ７１が停止されて、シリンダ室５１内への作動流体の供給が停止する。また、開閉弁７８が非励磁に切り替わり、開いた状態になる。このことにより、シリンダ室５１内の作動流体が第１排出ライン７７を介してシリンダ室５１から排出される。このため、シリンダ室５１内の作動流体の圧力が低下していく。シリンダ室５１内の作動流体の圧力が所定値よりも低下すると、弾性体の付勢力により、逃がし弁８１は閉じるが、この場合においても、第１排出ライン７７を介して作動流体を排出することができる。このことにより、第２くさび部材１５に過大な圧力が負荷されることを回避できる。このため、ステータコイル１１の絶縁物およびステータ鉄心４が損傷を受けることを抑制できる。
【００６６】
（第２の実施の形態）
次に、図１３を用いて、本発明の第２の実施の形態における回転電機のくさび挿入機、回転電機のくさび挿入機システムおよび回転電機のくさび挿入方法について説明する。
【００６７】
図１３に示す第２の実施の形態においては、くさび挿入機が、反力支持部を磁力でステータ鉄心に吸着させる磁石を更に備えた点が主に異なり、他の構成は、図１乃至図１２に示す第１の実施の形態と略同一である。なお、図１３において、図１乃至図１２に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００６８】
図１３に示すように、本実施の形態においては、くさび挿入機２０は、反力支持部４０を磁力でステータ鉄心４に吸着させる磁力発生部４２を更に備えている。
【００６９】
磁力発生部４２は、図示しないボルトによって、反力支持部４０に取り外し可能に取り付けられている。この磁力発生部４２は、反力支持部４０と同程度の幅を有しており、ステータ鉄心４に後述する磁石４３の磁力で吸着している。
【００７０】
磁力発生部４２は、磁石４３と、非吸着状態と吸着状態とを切り替えるレバー４４と、を含んでいる。このうち、非吸着状態においては、磁石４３は磁力で吸着しない状態となり、吸着状態においては、磁石４３は磁力でステータ鉄心４に吸着する状態になる。
【００７１】
本実施の形態においては、反力支持部４０は、ハウジング２１の背面２４に取り付けられていない。そして、くさび挿入機２０のハウジング２１をスロット８内に配置する工程（図１０に示すステップＳ３）の前に、磁力発生部４２が反力支持部４０に取り付けられ、反力支持部４０が隙間７に挿入される。その後、レバー４４が操作されて磁石４３の磁力を発生させて、反力支持部４０がステータ鉄心４に吸着される。
【００７２】
第２くさび部材１５が押圧部２２によって押圧される際、ハウジング２１が隙間７に挿入された反力支持部４０に当接する。このことにより、反力支持部４０が、第２くさび部材１５から反力を受ける。このため、反力支持部４０によって、くさび挿入機２０の、くさび１２の挿入方向とは反対方向の移動が規制される。このため、押圧部２２が第２くさび部材１５を押圧することができる。
【００７３】
このように本実施の形態によれば、くさび挿入機２０が、反力支持部４０を磁力でステータ鉄心４に吸着させる磁力発生部４２を更に備えている。このことにより、反力支持部４０をステータ鉄心４に磁石４３による磁力で吸着させることができる。このため、複数のスロット８のうち上方に配置されたスロット８内にくさび１２を押圧挿入する場合、反力支持部４０をステータ鉄心４に吸着させ、スロット８内に反力支持部４０をあらかじめ挿入させることができる。この結果、くさび挿入作業の作業性を向上させることができる。例えば、複数のスロット８内に反力支持部４０をそれぞれあらかじめ挿入させておくこともできる。
【００７４】
なお、上述した本実施の形態においては、反力支持部４０は、ハウジング２１の背面２４に取り付けられていない例について説明したが、このことに限られることはなく、反力支持部４０がハウジング２１の背面２４に取り付けられるようにしてもよい。
【００７５】
（第３の実施の形態）
次に、図１４および図１５を用いて、本発明の第３の実施の形態における回転電機のくさび挿入機、回転電機のくさび挿入機システムおよび回転電機のくさび挿入方法について説明する。
【００７６】
図１４および図１５に示す第３の実施の形態においては、くさび挿入機が、つば部とステータ鉄心の内周面との間の距離を測定する距離センサを更に備えた点が主に異なり、他の構成は、図１乃至図１２に示す第１の実施の形態と略同一である。なお、図１４および図１５において、図１乃至図１２に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００７７】
図１４に示すように、本実施の形態においては、くさび挿入機２０は、つば部２６の対向面２７とステータ鉄心４の内周面６との間の距離を測定する距離センサ３２を更に備えている。この距離センサ３２は、つば部２６に設けられ、近接センサによって構成されている。また、距離センサ３２は、演算機器７９に接続されており、演算機器７９は、距離センサ３２により測定された距離を受信するように構成されている。そして、演算機器７９は、測定された距離が所定距離よりも大きいか否かを判断する。
【００７８】
演算機器７９は、距離センサ３２により測定された距離が所定値よりも大きいと判断した場合、開閉弁７８を開き、作動流体をシリンダ機構５０から排出する。すなわち、当該距離が所定値よりも大きい場合、演算機器７９は開閉弁７８を非励磁にする。
【００７９】
本実施の形態においては、上述した圧力値が所定値よりも低いと判断された場合（図１５に示すステップＳ６のＮＯ）、演算機器７９によって、距離センサ３２により測定された距離が所定値よりも大きいか否かが判断される（図１５に示すステップＳ８）。
【００８０】
より具体的には、第２くさび部材１５が押圧部２２によって押圧されている間、第２くさび部材１５から反力を受けて、くさび挿入機２０のハウジング２１がステータコイル１１の内周面１９から浮き上がる場合がある。ハウジング２１が内周面１９から浮き上がると、ハウジング２１がスロット８内で不安定になり得る。また、つば部２６の対向面２７とステータ鉄心４の内周面６との間の距離が大きくなる。このとき、演算機器７９の起動によって、対向面２７と内周面６との間の距離が、距離センサ３２によって測定され、測定された距離が演算機器７９に送信される。演算機器７９は、受信した対向面２７と内周面６との間の距離が所定値よりも大きいか否かを判断し、当該距離が所定値よりも小さいと判断された場合（図１５に示すステップＳ８のＮＯ）、ポンプ７１を駆動し続けるとともに、開閉弁７８を励磁し続ける。
【００８１】
一方、距離センサ３２によって測定された距離が所定値よりも高いと判断された場合（図１５に示すステップＳ８のＹＥＳ）、演算機器７９が停止する。このことによりポンプ７１が停止されて、シリンダ室５１内への作動流体の供給が停止する。また、開閉弁７８が非励磁に切り替わり、開いた状態になる。このことにより、シリンダ室５１内の作動流体が第１排出ライン７７を介してシリンダ室５１から排出される（図１５に示すステップＳ７）。このため、シリンダ室５１内の作動流体の圧力が低下していく。
【００８２】
ここで、上述した所定値は、押圧部２２が第２くさび部材１５を十分に押圧挿入できると見なすことができる距離とする。例えば、ロッド５８の位置が第２くさび部材１５よりも半径方向内側になった際の、つば部２６の対向面２７とステータ鉄心４の内周面６との間の距離に設定することが好適である。
【００８３】
このように本実施の形態によれば、演算機器７９が、距離センサ３２により測定されたつば部２６の対向面２７とステータ鉄心４の内周面６との間の距離が所定値よりも大きい場合に、開閉弁７８を開き、作動流体をシリンダ機構５０から排出している。このことにより、ハウジング２１がステータコイル１１の内周面１９から浮き上がったことを自動的に検出することができ、ハウジング２１が内周面１９から浮き上がった場合に、迅速に作動流体の圧力を下げることができる。このため、ハウジング２１がスロット８内で不安定な状態で、第２くさび部材１５を押圧挿入することを回避できる。この結果、作業員の安全性を向上させることができる。
【００８４】
なお、上述した本実施の形態においては、ステップＳ６と、ステップＳ８とがこの順番で行われる例が示されている。しかしながら、このことに限られることはなく、演算機器７９によって、シリンダ機構５０の作動流体の圧力値が所定値よりも高いか否かの判断と、距離センサ３２により測定された距離が所定値よりも大きいか否かの判断がなされれば、各ステップの順番はこれに限られることはない。
【００８５】
以上述べた実施の形態によれば、くさび挿入作業の工数を低減することができる。
【００８６】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。また、当然のことながら、本発明の要旨の範囲内で、これらの実施の形態を、部分的に適宜組み合わせることも可能である。
【符号の説明】
【００８７】
１：回転電機、４：ステータ鉄心、６：内周面、８：スロット、１１：ステータコイル、１５：第２くさび部材、２０：くさび挿入機、２１：ハウジング、２２：押圧部、２９：スペーサ、４０：反力支持部、４２：磁力発生部、５０：シリンダ機構、７０：くさび挿入機システム、７１：ポンプ、７２：圧力センサ、７７：第１排出ライン、７８：開閉弁、７９：演算機器
【図１】
2017225314.tif 000003
【図２】
2017225314.tif 000004
【図３】
2017225314.tif 000005
【図４】
2017225314.tif 000006
【図５】
2017225314.tif 000007
【図６】
2017225314.tif 000008
【図７】
2017225314.tif 000009
【図８】
2017225314.tif 000010
【図９Ａ】
2017225314.tif 000011
【図９Ｂ】
2017225314.tif 000012
【図９Ｃ】
2017225314.tif 000013
【図９Ｄ】
2017225314.tif 000014
【図１０】
2017225314.tif 000015
【図１１】
2017225314.tif 000016
【図１２】
2017225314.tif 000017
【図１３】
2017225314.tif 000018
【図１４】
2017225314.tif 000019
【図１５】
2017225314.tif 000020