(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子鉄心の内外に亘って延びているレールと、このレールに案内されて固定子鉄心の内外を移動する移動機構と、この移動機構に設けられ固定子鉄心の周方向に回転する回転機構部と、この回転機構部に設けられ固定子鉄心の径方向に昇降する昇降手段と、この昇降手段に設けられ固定子コイル片を保持する固定子鉄心の長手方向に延びる連結保持機構と、この連結保持機構に設けられ固定子コイル片を前記固定子鉄心の溝部に押し込むコイル押出部と、前記連結保持機構で保持されたコイル片を前記溝部に対向させるように前記回転機構部を作動させると共にその後前記コイル片を前記溝部内に挿入するために前記コイル押出部を作動させる制御部とを備えたコイル挿入装置を有することを特徴とする固定子コイル挿入装置。
【請求項２】
前記連結保持機構は、複数のコイル挿入装置の昇降手段に連結されていることを特徴とする請求項１記載の固定子コイル挿入装置。
【請求項３】
前記連結保持機構は、複数のコイル挿入装置の昇降手段に連結されており、各コイル挿入装置の回転機構部は互いに連結されていることを特徴とする請求項１記載の固定子コイル挿入装置。
【請求項４】
前記移動機構は、前記レール及び前記溝部に係合する複数の脚を有し、これら各脚には脚の高低を調整する伸縮機構が設けられていることを特徴とする請求項１，２又は３記載の固定子コイル挿入装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、大容量発電機、大容量電動機における固定子にコイルを挿入する固定子コイル挿入装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
大容量発電機は一般に、薄い鉄板を積層して構成した固定子鉄心に溝を切り、その溝内に固定子コイルが挿入される。固定子鉄心の溝には２本のコイルが挿入されており、溝の底側に設置されるコイルは底コイルと呼ばれ、溝の上側（入口側）に設置されるコイルは上コイルと呼ばれる。固定子鉄心溝は、周方向に全周にわたり、一定の間隔で配置されており、固定子鉄心の内側、内部には、空隙を介して回転子が設置される。一般に、固定子鉄心溝内に固定子コイル片を組み込む場合には、回転子を抜いた状態で作業が行なわれる。
【０００３】
鉄心溝の空隙側付近には、切り欠きが設けられ、楔が挿入されてコイルをしっかりと固定することにより、上及び底コイルが溝から抜け出すことを防止する。更に、この楔によって、コイルに作用する電磁力による振動を防止している。
【０００４】
固定子コイルには、導体に入射する磁束によって渦電流が流れ損失が発生する。この損失を低減するために、固定子コイルは通常、素線と呼ばれる細い導体の線を束ねて、絶縁物で固く固定し一体化している。普通、固定子コイルを固定子鉄心に巻きつける場合は、先ずコイル片を順次、溝内に納めて行き、その後、コイル片端部にてコイル片同士を接続するようにしている。
【０００５】
ところで、この固定子コイル片を鉄心溝内に納める方法として、従来のやり方は、多数の作業員がコイル片をかかえて発電機の外から内部へ入り、作業者全員でコイル片を手で持ち上げて鉄心溝内へ挿入していた。その際に、特に、大容量発電機の場合、固定子鉄心の内径が大きいため、上側に位置する鉄心溝に固定子コイル片を、正確かつ損傷なく納めることは非常に難しく、作業時間も非常に掛っていた。
【０００６】
また、固定子コイル片を溝内に納める方法として、ロボットを使う方法も提案されてきている。固定子コイル片を４台のロボットでそれぞれ独立につかみ、コイルを保持したアームを伸ばして鉄心溝内に挿入する方法を採用している。この方法では、４台のロボットを同期して移動させることが難しく、発電機の外部に置かれたコイル片を発電機内部に速やかに持ち込むことが難しかった。また、４台のロボットが同時に１本のコイル片を保持するので、正確に同期させて動かさないと、固定子コイル片を曲げたり歪めたりし、絶縁物を傷つける恐れさえあった。尚、この種の装置としては特開昭６２−８１９５３号公報が挙げられる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来例によれば、人力により固定子コイル片を固定子鉄心溝内に納める場合、特に、鉄心上部に位置する溝内に挿入する時には、コイルを傷つけることなく正確にかつ速やかに設置するためには、非常に大勢の人数を必要とし、また、時間も非常に長くかかっていた。もしも、少ない人数で作業を行なう場合には、固定子コイル片に傷をつけたり、コイルを曲げてしまうことなどにより、コイルの絶縁物を大いに劣化させてしまう危険性があった。さらに、複数のロボットを使う方法においても、これらのロボットの動作を同期させることは難しく、結局、固定子コイル片を曲げたり歪めたりして絶縁物を傷つけることになる。
【０００８】
本発明の目的は、多大な労力を必要とせず、絶縁物を傷つけることなく、固定子コイル片を固定子鉄心の溝部内に自動的に挿入することができる固定子コイル挿入装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、固定子鉄心の内外に亘って延びているレールと、このレールに案内されて固定子鉄心の内外を移動する移動機構と、この移動機構に設けられ固定子鉄心の周方向に回転する回転機構部と、この回転機構部に設けられ固定子鉄心の径方向に昇降する昇降手段と、この昇降手段に設けられ固定子コイル片を保持する固定子鉄心の長手方向に延びる連結保持機構と、この連結保持機構に設けられ固定子コイル片を前記固定子鉄心の溝部に押し込むコイル押出部と、前記連結保持機構で保持されたコイル片を前記溝部に対向させるように前記回転機構部を作動させると共にその後前記コイル片を前記溝部内に挿入するために前記コイル押出部を作動させる制御部とを備えたコイル挿入装置を有する固定子コイル挿入装置を設けたのである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図１乃至図３に基づいて説明する。
【００１１】
本実施例による固定子コイル挿入装置は、コイル挿入装置１を複数台用いている。それぞれのコイル挿入装置１は、図３に示すように、固定子鉄心２の内周側の長手方向に配置したものである。リング状の固定子鉄心２は内周側に複数の溝部３を形成している。固定子鉄心２の外周側は、回転部４に支持されており、回転部４を回転させると固定子鉄心２を周方向に回転させることができる。これとは逆に、回転部４で支持した状態で固定子鉄心２に駆動力を与えて回転させるようにしてもよい。回転部４は床面４Ａに設置された支持台４Ｂに装着されている。コイル挿入装置１は固定子鉄心２の内周側で、矢印方向θに回転し、次のように構成されている。
【００１２】
支持金具５は、前及び後に４本の中央脚６及び両側脚７を設け、各脚の下端には車輪８を取付けている。中央脚６は固定子鉄心２の内外に亘って敷設されたレール９に挿入されているので、コイル挿入装置１は固定子鉄心２の内外に移動することができる。中央脚６に隣接する両側脚７は溝部３に係合して移動するので、コイル挿入装置１を周方向に支持している。コイル挿入装置１が固定子鉄心２の外部から内部に進入すると自然に両側脚７の車輪８が溝部３の角部付近に接触するため、装置の横方向位置が正確に決まると共に、積極的にコイル挿入装置１の横転を防止している。これらの各脚には、伸縮機構１０例えば油圧装置を設け、固定子コイル片１１を納めるべき溝部付近まで、伸縮機構１０が伸縮して、固定子コイル片１１を運ぶ各脚の高低を調整している。
【００１３】
支持金具５と支持金具５に填込まれた支持アーム１３との間には、回転軸１４が回転自在に支持されており、支持アーム１３は回転軸１４と共に左右つまり周方向に回動する。支持アーム１４より突出する回転軸１４に嵌込まれた歯車１５は主軸１６の回転歯車１７と噛合っている。回転歯車１７はモータ１８例えば直流電動機に設けられ、モータ１８が回転すると、主軸１６の回転を回転歯車１７及び歯車１５に伝達し、回転軸１４も同方向に回転するので、支持アーム１３は回転軸１４と共に周方向に回転でき、任意の角度で保持することができる。
【００１４】
支持アーム１３の上端には昇降手段１９を設け、この昇降手段１９を構成するシリンダー２０内にピストンロッド２１を嵌込み、シリンダー２０の両端側に油圧配管２２を連通させ、この油圧配管２２の途中に配置した油圧ポンプ２３により、油圧を矢印方向に流通してピストンロッド２１を矢印方向１Ｙ，２Ｙに移動させる。油圧ポンプ２３の油圧方向の切替は制御部２４により行う。ピストンロッド２１の途中及び先端に連結保持ロッド２５及び保持部２６を設けている。保持部２６は固定子コイル片１１を握持したり開放したりする。連結保持ロッド２５は固定子コイル片１１の長手方向に伸びて、図３に示すように、隣接するコイル挿入装置１のピストンロッド２１に連結されている。連結保持ロッド２５には複数のコイル押出部２７が保持部２６とは異なる位置に設けられており、固定子コイル片１１の長手方向を所定間隔で支持している。
【００１５】
次に、複数のコイル挿入装置１により、固定子コイル片１１を溝部３に嵌込む場合を説明する。
【００１６】
固定子鉄心２の外側に延びているレール９上に複数のコイル挿入装置１の車輪８を係合させ、この状態で、各コイル挿入装置１の保持部２６に固定子コイル片１１を握持させ、連結保持ロッド２５のコイル押出部２７の上端を固定子コイル片１１に突き当てて長手方向を所定間隔で保持し、固定コイル片１１の垂れ下がりや曲がりを防止する。この状態で、連結保持ロッド２５で連結された各コイル挿入装置１を移動させ、固定子鉄心２の内径側に位置させる。その後、モータ１８を回転して、主軸１６の回転を回転歯車１７及び歯車１５に伝達し、回転軸１４を回転させる。回転軸１４の回転により、支持アーム１３は、周方向に回転し、固定子コイル片１１を挿入すべき溝部３の位置で回転を停止してその位置に保持される。このように支持アーム１３を、決められた位置に停止させるためには、制御部２４の記憶部に複数の溝部番号を格納しておき、作業者が予め挿入すべき固定子コイル片１１の溝部番号を入力することにより、モータ１８の回転角度が決まり、挿入すべき固定子コイル片１１の挿入溝部３Ａで支持アーム１３を停止させることができる。
【００１７】
挿入溝部３Ａと対応する位置で支持アーム１３が停止した後、制御部２４の指令により、油圧ポンプ２３は油圧を矢印方向２Ｙに流通し、ピストンロッド２１を上昇させて、コイル押出部２７により保持部２６の固定子コイル片１１を押し上げて挿入溝部３Ａに挿入する。その後、挿入された固定子コイル片１１は、溝内に切られた切り欠きに楔を取り付けることで、挿入溝部３Ａから飛び出すことの無いように固定される。
【００１８】
固定子コイル片１１を挿入溝部３Ａに挿入後、制御部２４の指令により、油圧ポンプ２３が油圧を上述とは逆方向に流通するように切替て、ピストンロッド２１を矢印方向１Ｙに降下させる。
【００１９】
このように、ピストンロッド２１の上昇及び降下は制御部２４で行われる。また、支持アーム１３が固定子コイル片１１を挿入した溝部３から挿入溝部３Ａまでの回転、挿入溝部３Ａまで回転した後のピストンロッド２１の上昇、挿入溝部３Ａへの固定子コイル片１１の挿入、その後のピストンロッド２１の降下は、制御部２４の記憶部に格納しておき、この制御部２４の指令によってモータ１８や油圧ポンプ２３を駆動して行われる。
【００２０】
ところで、上記実施例において、中央脚６及び両側脚７を有する支持金具５が、本発明の移動機構に該当し、回転軸１４と歯車１５と主軸１６と回転歯車１７とモータ１８とを備えた支持アーム１３が、本発明の回転機構部に該当する。さらに、連結保持ロッド２５が、本発明の連結保持機構に該当することは云うまでもない。
【００２１】
以上のように構成したので本実施例によれば、以下の効果を達成することができる。
【００２２】
（１）固定子鉄心の内外を移動する移動機構を設けたので、多大な労力を必要とせず、固定子コイル片１１を速やかに、かつ、滑らかに、固定子鉄心の内部へ運搬することができ、固定子コイル片１１に過大な振動を加えることがなくなる。
【００２３】
（２）モータ１８の回転角度を制御し溝部番号が格納された記憶部を有する制御部２４からなる位置決め機構を設けることで、固定子コイル片１１を収めるべき固定子鉄心２の溝部３を、誤ることなく正確に把握することができるので、固定子コイル片１１を確実にかつ安全に、衝撃を加えることなく溝部内に自動的に組み込むことができる。
【００２４】
（３）連結保持機構である連結保持ロッド２５を設けることで、固定子コイル片１１を大きく変形させることなく、絶縁物に傷を付けずに、自動的に固定子鉄心２の溝部３内に正確かつ安全に挿入することができる。
【００２５】
（４）固定子鉄心２の外部から内部へ固定子コイル片１１を持ち込み、正確かつ安全、速やかに固定子コイル片１１を溝部３内に納めることが可能となるので、その結果、巻線組み込み作業工数を大幅に低減することができる。
【００２６】
図４に示す本発明の他の実施例は、各コイル挿入装置１の回転軸１４同士を互いに連結したもので、その結果、それぞれの支持アーム１３の回転のずれを防止することができるので、固定子コイル片１１の全長に亘って正確に溝部３に挿入することができる。
【００２７】
【発明の効果】
このように本発明の固定子コイル挿入装置を使用すれば、多大な労力を必要とせず、絶縁物を傷つけることなく、固定子コイル片を固定子鉄心の溝部内に自動的に挿入することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施例である固定子コイル挿入装置の全体を説明する図である。
【図２】  図１の固定子コイル挿入装置の部分斜視図である。
【図３】  図１，２の固定子コイル挿入装置の側断面図である。
【図４】  本発明の他の実施例である固定子コイル挿入装置の側断面図である。
【符号の説明】
１…コイル挿入装置、２…固定子鉄心、３…溝部、４…回転部、５…支持金具、１１…固定子コイル片、１３…支持アーム、１４…回転軸、１６…主軸、１８…モータ、１９…昇降手段、２１…ピストンロッド、２５…連結保持ロッド、２６…保持部、２７…コイル押出部。
【図１】
0003774025.tif 000002
【図２】
0003774025.tif 000003
【図３】
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【図４】
0003774025.tif 000005