JPH09135555A - 回転電機用コイル挿入装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コイルを固定子鉄心のスロットに挿入すると
きに、紐付き相間紙の破損や位置ずれを防止して異相コ
イルのコイルエンド間の相間絶縁を保つと共に、コイル
に加わる挿入抵抗を軽減してコイルの損傷を防止する。 【解決手段】 アライメントツール２８の前面に、コイ
ル挿入時に紐付き相間紙３７の相間紙３７ｂを外径方向
に拡張する傾斜面２９ａが形成された円錐状のテーパガ
イド２９を取付けた。また、アライメントツール２８の
外周部に、コイル３９に先行してスロット３３を通過
し、コイル３９の挿入に先行してコイルエンド３６ａを
外径方向に拡張する傾斜面３１ａが形成されたフィンガ
イド３１を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コイルを固定子鉄
心のスロットに挿入する回転電機用コイル挿入装置に関
する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】従来より、回転電機に
おける固定子鉄心のスロットにコイルを挿入する装置と
しては、実開昭６４−４７５６４号公報に開示されてい
るものが知られている。このものは、あらかじめ巻回さ
れたコイルをコイル挿入装置のブレードに懸架し、その
コイル挿入装置を固定子鉄心の内周部に挿入して、コイ
ルを固定子鉄心のスロットに挿入するものである。

【０００３】また、スロットに挿入されるコイルのコイ
ルエンド間の相間絶縁を確実なものとするために、コイ
ルエンドの相間絶縁体としての紐付き相間紙を、コイル
挿入毎に固定子鉄心のスロットに配設するようにしたも
のもあり、その一例を図１６乃至図１８に示している。

【０００４】コイル挿入装置１は、環状で細隙を存し基
台２を貫通して配設された複数のブレード３と、このブ
レード３の内側に基台２を貫通するピストンロッド４の
先端に固着されると共に、軸方向に沿って摺動可能に設
けられたストリッパ５と、一端がストリッパ５に固着さ
れた連結ロッド６と、この連結ロッド６の他端に着脱可
能に取付けられたアライメントツール７とを備えてい
る。このアライメントツール７は、ブレード３の先端部
をその所定間隔を保持するように支持しており、その平
坦状の前面の中心部には取手８が取付けられている。一
方、固定子鉄心９は、コイル挿入装置１に対向してその
中心軸を合わせて図１６中、左右方向（左方向を図示矢
印Ｐ方向とする。以下、本書において同様）に往復移動
可能なコア受け台１０上に配置されている。

【０００５】次に、上記構成のものにおけるコイル挿入
作業について説明する。まず、前工程として、固定子鉄
心９のスロット１１にスロット絶縁物１２を挿入し、次
いで、１相目のコイル１３を挿入する。さらに、紐付き
相間紙１４及び１５の紐１４ａ及び１５ａを、コイルエ
ンド間を相間絶縁するための相間紙１４ｂ及び１５ｂが
夫々スロット１１の軸方向外側に突出するようにスロッ
ト１１に配設し、図１６に示す状態とする。

【０００６】ところで、上記の前工程に引続いて２相目
のコイル１６をスロット１１に挿入するためにコア受け
台１０を左方向へ移動するとき、上側の紐付き相間紙１
４の相間紙１４ｂが固定子鉄心９の内周側に重力などに
より万一撓んでいると、コイル挿入装置１側の相間紙１
４ｂがアライメントツール７の前面に接触してしまう。
さらにこの状態から、コア受け台１０を左方向へ移動す
ると、相間紙１４ｂが、図１７に示すように、固定子鉄
心９とアライメントツール７の側面部及びブレード３と
の間に噛み込まれてしまう。その結果、紐付き相間紙１
４の相間紙１４ｂ及び紐１４ａが破損や位置ずれしてし
まい、２相目のコイル１６の挿入後において、１相目の
コイル１３のコイルエンド１３ａと２相目のコイル１６
のコイルエンドとの間が絶縁不良となる不具合があっ
た。

【０００７】また、図１７に示す状態から、図示しない
駆動装置によりブレード３を右方向へ移動すると、それ
に続いてピストンロッド４も右方向へ移動し、２相目の
コイル１６がストリッパ５に押されてスロット１１に挿
入されるようになる。ところが、このとき、２相目のコ
イル１６が、図１８に示すように、１相目のコイル１３
のコイルエンド１３ａを直接押し退けて挿入される構成
であるために、例えばコイルエンド１３ａが内側に撓ん
でいるなど、万一コイルエンド１３ａの成形が不十分で
あると、過大な挿入抵抗が２相目のコイル１６に加わる
ことになる。その結果、２相目のコイル１６及び１相目
のコイル１３が損傷してしまうという不具合もあった。

【０００８】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、固定子鉄心のスロットにコイルを
挿入する際に、紐付き相間紙など相間絶縁物の破損や位
置ずれを防止し、さらには、コイルエンド部分において
コイルに加わる挿入抵抗を軽減することにより、コイル
の損傷をなくし得る回転電機用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】本発明の回転電機用コイ
ル挿入装置は、基台に環状に配設され、巻回されたコイ
ルを保持する複数のブレードと、このブレードの先端部
を支持するアライメントツールと、前記ブレードの内側
に軸方向に沿って移動可能に設けられ、前記コイルを固
定子鉄心のスロットに挿入するストリッパと、前記アラ
イメントツールに設けられ、前記固定子鉄心の内周部へ
の挿入に伴って前記スロットに配設されたコイルエンド
相間絶縁物を外径方向へ拡張する傾斜面を有するテーパ
ガイドと、前記コイルの前記スロットへの挿入に先行し
てそのスロットを通過するように前記アライメントツー
ルに設けられ、スロットに既に挿入されている他のコイ
ルのコイルエンドを外径方向へ拡張する傾斜面を有する
フィンガイドとを備えてなるところに特徴を有するもの
である。

【００１０】上記手段によれば、テーパガイドが固定子
鉄心の内周部に挿入されるにしたがい、コイルエンド相
間絶縁物は、テーパガイドの傾斜面により外径方向に拡
張されるため、破損や位置ずれすることがない。

【００１１】また、フィンガイドがコイルに先行してス
ロットを通過するため、スロットに既に挿入されている
他のコイルのコイルエンドがフィンガイドの傾斜面によ
りコイルの挿入に先行して外径方向に拡張され、コイル
エンド部分においてコイルに加わる挿入抵抗を軽減する
ことができ、コイルが損傷することがない。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明を単層巻巻線パター
ンのコイル挿入作業に適用した第１実施例について、図
１乃至図５を参照しながら説明する。コイル挿入装置２
１には、基台２２を有し、この基台２２に複数のブレー
ド２３が相互に細隙を存して環状配置となるように貫通
して設けられている。これらのブレード２３の内側に
は、外周部にブレード２３が嵌合する溝部が設けられた
ストリッパ２４が、基台２２を貫通するピストンロッド
２５の先端に固着されて軸方向に沿って摺動可能に配設
されている。また、ブレード２３の外側にはウェッジガ
イド２６が設けられている。

【００１３】上記ストリッパ２４の先端部には連結ロッ
ド２７の一端が固着されており、連結ロッド２７の他端
にはアライメントツール２８が例えばねじ止めなどによ
り着脱可能に取付けられている。そして、このアライメ
ントツール２８は、ブレード２３の先端部をその所定間
隔を保持するように支持しており、その前面部には円錐
状のテーパガイド２９が取付けられている。また、この
テーパガイド２９の頂部を貫通するように取手３０がア
ライメントツール２８の中心部に取付けられている。

【００１４】また、アライメントツール２８の外周部に
は、複数のフィンガイド３１が円周方向に所定間隔を存
して設けられており、その進行方向前部が傾斜面３１ａ
となっており、その傾斜角度は上記テーパガイド２９の
傾斜面２９ａの傾斜角度と略同一となっている。この場
合の傾斜面２９ａ及び３１ａは直線なものに限られず円
弧状面であっても良い。そして、このフィンガイド３１
は、その径方向突出端部３１ｂが平坦状をなすと共に、
図５に示すように、固定子鉄心３２のスロット３３の深
さと略同等の高さを有し、且つ、スロット３３の断面形
状と略同一の断面形状をなすものである。一方、固定子
鉄心３２は、コイル挿入装置２１に対向してその中心軸
を合わせてコア受け台３４上に配置されている。

【００１５】そして、上記構成のものは、コア受け台３
４を、図１及び図２中、左方向に移動した後、図示しな
い駆動装置を駆動してブレード２３を、図３中、右方向
へ移動し、さらに、図示しない油圧シリンダを加圧して
ピストンロッド２５を右方向へ移動することによりスロ
ット３３にコイルが挿入されるようになっている。

【００１６】次に、上記コイル挿入装置２１によるコイ
ル挿入作業について説明する。まず、図１に示す固定子
鉄心３２は、このコイル挿入装置２１によって前工程
で、固定子鉄心３２のスロット３３にスロット絶縁物３
５を挿入し、スロット３３とは別のスロットに１相目の
コイル３６を挿入した状態、さらに、スロット３３にコ
イルエンド相間絶縁物たる紐付き相間紙３７及び３８の
紐３７ａ及び３８ａを、相間紙３７ｂ及び３８ｂが夫々
スロット３３の軸方向外側に突出するように配設された
状態を示す。この状態からのコイル挿入操作を以下に説
明する。

【００１７】コイル挿入装置２１においては、図示しな
いコイル巻回装置により巻回された２相目のコイル３９
をブレード２３の細隙に懸架した後、取手３０によりア
ライメントツール２８を連結ロッド２７に取付ける。こ
れにて、固定子鉄心３２及びコイル挿入装置２１を図１
に示す状態とする。

【００１８】次いで、２相目のコイル３９をスロット３
３に挿入するために、コア受け台３４を図１及び図２
中、左方向へ移動し、テーパガイド２９及びアライメン
トツール２８を固定子鉄心３２の内周部に挿入すると共
に、フィンガイド３１をスロット３３に挿入して図３に
示す状態とする。その後、図示しない駆動装置を駆動し
てブレード２３の先端部を固定子鉄心３２の内周部を貫
通するまで移動し、これにやや遅れて、図示しない油圧
シリンダによりピストンロッド２５を駆動してストリッ
パ２４をブレード２３に沿い２相目のコイル３９をスロ
ット３３に挿入し終えるまで移動させる（図４参照）。

【００１９】この後、取手３０を外すことによりアライ
メントツール２８を連結ロッド２７から取外し、ブレー
ド２３及びストリッパ２４を、図４中、左方向に後退す
ることにより、コイル挿入作業が完了する。そして、次
相コイルを他の空きスロットに挿入するために、２相目
コイル３９のコイルエンド３９ａの成形を行った後、上
記のコイル挿入作業を繰り返して行うことにより固定子
コイルの製造が完了する。

【００２０】上記の第１実施例によれば、アライメント
ツール２８の先端に円錐状のテーパガイド２９を取付け
たことにより、コイル挿入作業において、たとえ紐付き
相間紙３７の相間紙３７ｂが固定子鉄心３２の内周側に
撓んでいたとしても、該相間紙３７ｂは、図２に示すよ
うに、テーパガイド２９の傾斜面２９ａにより外径方向
に拡張される。よって、従来のもののように、紐付き相
間紙３７の相間紙３７ｂ及び紐３７ａが破損や位置ずれ
してしまうことがなく、２相目のコイル３９の挿入後に
おいて、１相目のコイル３６と２相目のコイル３９のコ
イルエンド相互間の相間絶縁を保つことができる。

【００２１】また、アライメントツール２８の外周部に
フィンガイド３１を設けたことにより、たとえ１相目の
コイル３６のコイルエンド３６ａが不十分であったとし
ても、フィンガイド３１が２相目のコイル３９に先行し
てスロット３３を通過するから、該コイルエンド３６ａ
は、図３に示すように、フィンガイド３１の傾斜面３１
ａにより２相目のコイル３９の挿入に先行して固定子鉄
心３２の外径方向に拡張され、コイルエンド３６ａ部分
において２相目のコイル３９に加わる挿入抵抗を軽減す
ることができ、２相目のコイル３９及び１相目のコイル
３６が相互間の強い摩擦によって損傷してしまうことが
ない。

【００２２】特に、本実施例によれば、フィンガイド３
１の傾斜面３１ａの傾斜角度をテーパガイド２９の傾斜
面２９ａの傾斜角度と略同一としたことにより、紐付き
相間紙３７ｂの紐３７ａがスロット３３において外径方
向に滑らかに拡張される。

【００２３】図６乃至図８には、本発明の第２実施例を
示しており、以下、これについて第１実施例と異なる部
分について説明する。この第２実施例は、２層巻巻線パ
ターンのコイル挿入作業を行うものであり、アライメン
トツール２８の外周部に設けられたフィンガイド４１の
高さは、固定子鉄心３２のスロット３３の深さの略１／
２となっている。このフィンガイド４１のそれ以外の部
分は、第１実施例と同様である。

【００２４】この第２実施例では、１層目のコイル４２
を第１実施例のフィンガイド３１が設けられたアライメ
ントツール２８により挿入作業を行った後、このフィン
ガイド４１が設けられたアライメントツール２８に付け
替えて、２層目のコイル４３の挿入を上記のように行う
ものである。この場合、フィンガイド４１をスロット３
３の深さの略１／２の高さとしたことにより、１層目の
コイル４２が、図７に示すように、スロット３３におい
て固定子鉄心３２の外径方向に拡張されるので、２層巻
巻線パターンのコイル挿入作業においても、即ち、２層
目のコイル４３が挿入されるスロット３３に既に１層目
のコイル４２が挿入されている場合でも、コイルエンド
４２ａ部分において２層目のコイル４３に加わる挿入抵
抗を軽減することができ、２層目のコイル４３及び１層
目のコイル４２が損傷してしまうことがない。 特に、
本実施例によれば、フィンガイド４１の径方向突出端部
４１ｂを平坦状に形成したことにより、フィンガイド４
１がスロット３３を通過するときに、フィンガイド４１
の径方向突出端部４１ｂにより１層目のコイル４２が損
傷してしまうことがない。

【００２５】図９及び図１０には、本発明の第３実施例
を示しており、以下、これについても第１実施例及び第
２実施例と異なる部分について説明する。この第３実施
例は、単層巻巻線パターン及び２層巻巻線パターンが混
在する巻線パターンのコイル挿入作業を行うものであ
り、例えば図１０に示す三相、４極、４８スロットの巻
線パターンであるものとする。

【００２６】ここで、同図中の実線の円弧は各コイルの
コイルエンドを、黒点は各コイルのコイル辺を示してお
り、また、番号１〜４８はスロット番号（以下、＃１〜
＃４８と表記する）、Ｕ１〜Ｕ４はＵ相の極巻線、Ｖ１
〜Ｖ４はＶ相の極巻線、Ｗ１〜Ｗ４はＷ相の極巻線を示
している。そして、例えばＵ相の第１極巻線Ｕ１に着目
すると、＃１−＃１２の同心巻コイルは、夫々のスロッ
トに１個のコイルが挿入されるフルコイルであり、それ
に対して、＃２−＃１１及び＃３−＃１０の同心巻コイ
ルは、夫々のスロットに他の相（ここではＶ４、Ｗ１）
のコイルと共に挿入されるハーフコイルである。この場
合、＃２、＃３、＃１０及び＃１１におけるコイルの巻
数は、＃１、＃１２におけるコイルの巻数の略１／２で
ある。他のすべての同心巻コイルの巻数についても同様
である。

【００２７】一方、コイル挿入装置２１は、図９に示す
ように、アライメントツール２８の外周部に固定子鉄心
５１のスロット５２の深さと略同等の高さに形成された
第１のフィンガイド５３と、スロット５２の深さの略１
／２の高さに形成された第２のフィンガイド５４とが混
在して設けられている。これら第１のフィンガイド５３
は単層巻巻線パターンのスロット（例えば＃１、＃１
２）に対応するものであり、第２のフィンガイド５４は
２層巻巻線パターンのスロット（例えば＃２、＃３及び
＃１０、＃１１）に対応するものである。

【００２８】さて今、固定子鉄心５１のスロット５２
に、既にＵ相の極巻線（Ｕ１〜Ｕ４）が挿入されている
とする（図９には図示せず）。この状態で、Ｖ相の極巻
線（Ｖ１〜Ｖ４）を挿入するときは、例えば第１極巻線
Ｖ１に着目すると、＃５−＃１６はフルコイルＶ１ａ、
＃６−＃１５及び＃７−＃１４はハーフコイルＶ１ｂ及
びＶ１ｃで構成されているので、＃５及び＃１６には第
１のフィンガイド５３が、＃６、＃７、＃１４及び＃１
５には第２のフィンガイド５４が対応するようにしてコ
イル挿入作業を行う。他のＶ相の極巻線についても同様
である。上記のようにして、以下、Ｗ相の極巻線を挿入
し、最終的に図１０に示す状態とする。

【００２９】上記の第３実施例によれば、スロット５２
に挿入されているコイルの巻数に応じて、そのスロット
５２に第１のフィンガイド５３及び第２のフィンガイド
５４を対応させ、コイルをスロット５２に挿入すること
ができるので、巻数の異なるコイルを挿入するコイル挿
入作業においても、コイルエンド部分でコイルに加わる
挿入抵抗を軽減することができ、コイルが損傷してしま
うことがない。

【００３０】尚、上記第１乃至第３実施例は、いずれ
も、ブレード２３が基台２２を貫通しており、コイル挿
入時に図示しない駆動装置によりブレード２３が移動す
る構成としたが、これに限らず、ブレード２３が基台２
２に固定されている構成としても良く、そのような構成
を図１１乃至図１５に第４実施例として示している。

【００３１】コイル挿入装置２１の基台２２には第１実
施例のブレード２３よりも軸方向に長いブレード６１が
固定されて設けられており、これ以外の構成は第１実施
例と同様である。そして、上記構成のものは、コア受け
台３４を、図１１、図１２及び図１３中、左方向へ移動
してブレード６１が固定子鉄心を貫通した後、図示しな
い油圧シリンダを加圧してピストンロッド２５を、図１
４中、右方向へ移動することにより、コイルがストリッ
パ３４に押されてスロット３３に挿入されるようになっ
ている（図１５参照）。

【００３２】

【発明の効果】以上の説明によって明らかなように、請
求項１記載の回転電機用コイル挿入装置によれば、コイ
ルが固定子鉄心のスロットに挿入されるときに、テーパ
ガイドが、その傾斜面により固定子鉄心のスロットに配
設されたコイルエンド相間絶縁物を外径方向に拡張する
ので、コイルエンド相間絶縁物が破損や位置ずれするこ
とがなく、コイルエンド間の相間絶縁を保つことができ
る。

【００３３】また、フィンガイドがコイルに先行してス
ロットを通過するので、その傾斜面によりスロットに既
に挿入されている他のコイルのコイルエンドがコイルの
挿入に先行して外径方向に拡張され、コイルエンド部分
においてコイルに加わる挿入抵抗を軽減することがで
き、コイルが損傷してしまうことがない。

【００３４】請求項２記載の回転電機用コイル挿入装置
によれば、フィンガイドをスロットの深さの略１／２の
高さとしたことにより、フィンガイドが、スロットにお
いてスロットに既に挿入されているコイルのコイル辺を
外径方向に拡張するので、２層巻巻線パターンのコイル
挿入作業においても、コイルに加わる挿入抵抗を軽減す
ることができ、コイルが損傷してしまうことがない。

【００３５】請求項３記載の回転電機用コイル挿入装置
によれば、フィンガイドのうち所望の複数個をスロット
の深さの略１／２の高さとし、他の複数個をスロットの
深さと略同一の高さとしたことにより、スロットに挿入
されるコイルの巻数に応じて、いずれかのフィンガイド
をそのスロットに対応させて挿入することができるの
で、巻数の異なるコイルを挿入するコイル挿入作業にお
いても、コイルに加わる挿入抵抗を軽減することがで
き、コイルが損傷してしまうことがない。

【００３６】請求項４記載の回転電機用コイル挿入装置
によれば、フィンガイドの傾斜面の傾斜角度とテーパガ
イドの傾斜面の傾斜角度とを略同一としたので、スロッ
トにおいてコイルエンド相間絶縁物を固定子鉄心の外径
方向に滑らかに拡張することができる。

【００３７】請求項５記載の回転電機用コイル挿入装置
によれば、フィンガイドの径方向突出端部を平坦状にし
たので、スロットに装着されたコイルがフィンガイドの
径方向突出端部により損傷してしまうことがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の２相目のコイルが挿入さ
れる前の状態を示す縦断側面図

【図２】テーパガイドが相間紙に接触した状態を示す縦
断側面図

【図３】フィンガイドが１相目のコイルのコイルエンド
を外径方向に拡張した状態を示す縦断側面図

【図４】２相目のコイルが挿入された状態を示す縦断側
面図

【図５】図１中Ａ−Ａ線に沿う横断平面図

【図６】本発明の第２実施例を示す図１相当図

【図７】図３相当図

【図８】図６中Ｂ−Ｂ線に沿う横断平面図

【図９】本発明の第３実施例を示す図８相当図

【図１０】巻線パターンの一例を示す概略図

【図１１】本発明の第４実施例を示す図１相当図

【図１２】図２相当図

【図１３】図３相当図

【図１４】ブレードが固定子鉄心を貫通した状態を示す
図

【図１５】図４相当図

【図１６】従来例のアライメントツールが相間紙に接触
した状態を示す縦断側面図

【図１７】相間紙が噛み込まれた状態を示す縦断側面図

【図１８】２相目のコイルが挿入される状態を示す縦断
側面図

【符号の説明】

図面中、２１はコイル挿入装置、２２は基台、２３はブ
レード、２４はストリッパ、２８はアライメントツー
ル、２９はテーパガイド、２９ａは傾斜面、３１はフィ
ンガイド、３１ａは傾斜面、３１ｂは径方向突出端部、
３２は固定子鉄心、３３はスロット、３７は紐付き相間
紙（コイルエンド絶縁体）、３８は紐付き相間紙（コイ
ルエンド絶縁体）、４１はフィンガイド、４１ａは傾斜
面、４１ｂは径方向突出端部、５１は固定子鉄心、５２
はスロット、５３は第１のフィンガイド（フィンガイ
ド）、５４は第２のフィンガイド（フィンガイド）、６
１はブレードである。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基台に環状に配設され、巻回されたコイ
   ルを保持する複数のブレードと、 このブレードの先端部を支持するアライメントツール
   と、 前記ブレードの内側に軸方向に沿って移動可能に設けら
   れ、前記コイルを固定子鉄心のスロットに挿入するスト
   リッパと、 前記アライメントツールに設けられ、前記固定子鉄心の
   内周部への挿入に伴って前記スロットに配設されたコイ
   ルエンド相間絶縁物を外径方向へ拡張する傾斜面を有す
   るテーパガイドと、 前記コイルの前記スロットへの挿入に先行してそのスロ
   ットを通過するように前記アライメントツールに設けら
   れ、スロットに既に挿入されている他のコイルのコイル
   エンドを外径方向へ拡張する傾斜面を有するフィンガイ
   ドとを備えてなる回転電機用コイル挿入装置。
2. 【請求項２】 フィンガイドは、固定子鉄心のスロット
   の深さの略１／２の高さであることを特徴とする請求項
   １記載の回転電機用コイル挿入装置。
3. 【請求項３】 フィンガイドのうち所望の複数個がスロ
   ットの深さの略１／２の高さを有し、他の複数個がスロ
   ットの深さと略同一の高さを有することを特徴とする請
   求項１記載の回転電機用コイル挿入装置。
4. 【請求項４】 フィンガイドの傾斜面の傾斜角度は、テ
   ーパガイドの傾斜面の傾斜角度と略同一であることを特
   徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の回転
   電機用コイル挿入装置。
5. 【請求項５】 フィンガイドは、その径方向突出端部が
   平坦状をなすことを特徴とする請求項１ないし３のいず
   れか１つに記載の回転電機用コイル挿入装置。