JP3587225B2 - 回転電機の回転子におけるコイル導体の組立方法及び組立装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転電機の回転子におけるコイル導体の組立方法及び組立装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術として、特願平７−３２６９８３号に記載された「回転電機の回転子の製造方法」がある。この先願には、電機子コイルの一部を形成する略コの字形のコイル導体が記載されている。そのコイル導体は、図２６に示す様に、電機子鉄心１００のスロット１１０内に挿入される直線状のコイル辺２１０と、このコイル辺２１０の両端からコイル辺２１０に対して略直角に伸びる一対のコイル端部２２０とを有し、この一対のコイル端部２２０が互いにコイル辺２１０を中心として反対側へ所定角度傾斜した形に設けられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、先願に記載されたコイル導体２００は、両コイル端部２２０が互いに反対側へ傾斜しているため、１本ずつ電機子鉄心１００に組み立てていくと、既に電機子鉄心１００に組み立てられたコイル導体２００と、新たに組み立てようとするコイル導体２００とのコイル端部２２０同士が干渉するため、全てのコイル導体２００を電機子鉄心１００へ組み立てることは極めて困難であった。
本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的は、コイル導体のコイル端部同士が干渉することなく、全てのコイル導体を電機子鉄心へ組み立てることのできるコイル導体の組立方法及び組立装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
請求項１の手段によれば、２本目以降のコイル導体を１本ずつ順次電機子鉄心に組み立てる際に、コイル導体と電機子鉄心とを相対的に所定角度傾けて、その傾きを保ちながらコイル導体を電機子鉄心に近接させ、その後、コイル導体と電機子鉄心との傾きを戻してコイル辺をスロット内へ挿入可能な姿勢に修正してから、コイル辺をスロット内へ挿入する。この場合、コイル導体と電機子鉄心とを相対的に所定角度傾けることで、コイル導体を電機子鉄心に近づける際に、既に電機子鉄心に組み立てられているコイル導体に対して、コイル端部同士の干渉を防ぐことができる。これにより、全てのコイル導体を、コイル端部同士が干渉することなく、１本ずつ順次電機子鉄心へ組み立てることができる。
【０００５】
請求項２の手段によれば、請求項１に記載したコイル導体と電機子鉄心との相対的な傾きとは、コイル辺が電機子鉄心の軸芯と平行な状態でスロットに対しコイル端部の傾斜方向と反対側へ所定角度だけ回転した状態である。この場合、電機子鉄心の周方向で両コイル端部の先端同士間の距離を小さくできるため、既に電機子鉄心に組み立てられたコイル導体に対して、互いのコイル端部間に隙間を保ちながらコイル導体を電機子鉄心の外周面に近接させることができる。
【０００６】
請求項３の手段によれば、複数本のコイル導体のうち最後に電機子鉄心へ組み立てるコイル導体は、コイル辺を電機子鉄心の軸芯と平行な状態でスロットに対し所定角度だけ回転させた姿勢で電機子鉄心へ近づけた後、コイル辺をスロットに対し平行な姿勢に戻しながら、且つ電機子鉄心の軸芯に対してコイル辺を長手方向に傾けてスロットへ挿入する。
最後のコイル導体を電機子鉄心へ組み立てる時には、コイル辺を挿入しようとするスロットの両隣に位置するスロットに既に他のコイル辺が挿入されているため、コイル辺を電機子鉄心の軸芯と平行な状態でスロットに対し所定角度傾けた姿勢から元の姿勢に戻す際に、何方か一方のコイル端部同士が干渉する場合がある。そこで、スロットに対し所定角度傾けたコイル辺を再びスロットに対し平行な姿勢に戻しながら、且つ電機子鉄心の軸芯に対してコイル辺を長手方向に傾けることにより、何方か一方のコイル端部は、その先端が電機子鉄心の半径方向内側へずれるため、既に電機子鉄心に組み立てられている両隣のコイル導体に対して、コイル端部同士が干渉することなくコイル導体を電機子鉄心に組み立てることができる。
【０００７】
請求項４の手段によれば、既に電機子鉄心に組み立てられた少なくとも１本前のコイル導体をコイル辺がスロット内の底部から浮き上がった状態に保持しながら次のコイル導体を電機子鉄心に組み立てる。この場合、既に電機子鉄心に組み立てられたコイル導体のコイル辺がスロット内の底部から浮き上がった状態に保持されることにより、電機子鉄心に対するコイル導体の挿入スペースを大きく確保できる。即ち、コイル辺がスロット内の底部から浮き上がった状態に保持されている場合は、コイル辺がスロット内の底部まで挿入されている場合と比較して、周方向に隣接するコイル端部同士の間隔が広くなる。従って、その分、コイル導体の挿入スペースが大きくなって、コイル端部同士の干渉を防ぐことが可能となる。
【０００８】
請求項５の手段によれば、請求項４に記載したコイル導体の組立方法において、電機子鉄心と相対回転可能に設けられ、外周面をカム面とする内カムを備え、電機子鉄心に組み立てられたコイル導体に対して、コイル端部の先端を内カムのカム面に当接させることにより、コイル辺をスロット内底部から浮き上がった状態に保持することができる。これにより、請求項４に記載した様に、周方向に隣接するコイル端部同士の間隔が広くなるため、コイル導体の挿入スペースが大きくなって、コイル端部同士の干渉を防ぐことが可能となる。
【０００９】
請求項６の手段によれば、請求項５に記載したコイル導体の組立方法において、電機子鉄心と相対回転可能に設けられ、内周面をカム面とする外カムを備え、電機子鉄心に組み立てられたコイル導体に対して、コイル辺の外周端面を外カムのカム面に当接させながら電機子鉄心と外カムとを相対回転させることにより、コイル辺をスロット内の底部まで挿入することができる。この場合、外カムによって電機子鉄心に組み立てられたコイル導体を保持できるため、スロットからコイル辺が突出したり、電機子鉄心からコイル導体が脱落するのを防止できる。
【００１０】
請求項７の手段によれば、電機子鉄心に組み立てられた下層コイル導体を第１の内カムと第１の外カムとで保持し、その後、上層コイル導体を電機子鉄心に組み立てて、第２の内カムと第２の外カムとで保持することができる。この場合、第１の内カムと第１の外カムを使用することで全ての下層コイル導体を互いのコイル端部同士が干渉することなく電機子鉄心へ組み立てることができ、且つ、第２の内カムと第２の外カムを使用することで全ての上層コイル導体を互いのコイル端部同士が干渉することなく電機子鉄心へ組み立てることができる。
【００１１】
請求項８〜１０の手段に記載したコイル組立装置は、コイル導体を電機子鉄心のスロット開口部に対向する位置に搬送するコイル搬送手段と、このコイル搬送手段により搬送されたコイル導体のコイル辺をスロットに挿入するコイル挿入手段と、電機子鉄心とコイル導体とを相対的に所定角度回転させる回転手段と、コイル挿入手段と回転手段の作動を同期させる制御手段とを備えている。これにより、コイル導体と電機子鉄心とを相対的に所定角度傾けて、その傾きを保ちながらコイル導体を電機子鉄心に近接させ、その後、コイル導体と電機子鉄心との傾きを戻してコイル辺をスロット内へ挿入可能な姿勢に修正してから、コイル辺をスロット内へ挿入することができる。その結果、既に電機子鉄心に組み立てられているコイル導体に対して、コイル端部同士の干渉を防ぐことができる。
【００１２】
請求項１１の手段によれば、請求項８〜１０に記載した何れかのコイル導体の組立装置において、挿入手段は、コイル導体を案内する開口部と、この開口部を案内としてコイル導体のコイル辺をスロット内へ挿入するコイル挿入矢と、開口部と電機子鉄心のスロット開口部との相対位置を決める位置決め手段とを有する。この場合、開口部を案内としてコイル導体をコイル挿入矢で押し込むことにより、電機子鉄心のスロット内にコイル辺を挿入することができる。従って、コイル導体をクランプ、アンクランプする必要がなく、高速でのコイル導体の組み立てが可能となる。
【００１３】
請求項１２の手段によれば、請求項１１に記載したコイル導体の組立装置において、コイル挿入手段は、開口部の保持位置にセットされたコイル導体を保持する保持手段を具備している。これにより、開口部の保持位置にセットされたコイル導体をスロットに挿入可能な適正な姿勢で保持することができるため、コイル辺のスロット内への挿入不良を防止できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明のコイル導体の組立方法及び組立装置を図面に基づいて説明する。
（第１実施例）
図１はコイル組立装置の全体図である。
本実施例は、例えば、図３に示すスタータのアーマチャＡ（回転子）を製造するもので、後述するコイル組立装置１を使用して、複数本のコイル導体２を１本ずつ順次電機子鉄心３に組み立てる方法を示す。
コイル導体２は、電機子コイルの一部を形成するもので導電性に優れた金属材料（例えば銅）により形成され、図２に示す様に、直線状のコイル辺２ａと、このコイル辺２ａの両端からコイル辺２ａに対して略直角に延びる一対のコイル端部２ｂとを有し、この一対のコイル端部２ｂが互いにコイル辺２ａを中心として反対側へ所定角度傾斜して設けられている。
なお、電機子コイルは、図３に示す様に、下層コイル導体２Ａと上層コイル導体２Ｂとから成り、両コイル導体２Ａ、２Ｂの端部同士を電気的に接続して形成される。但し、以下の説明では、下層コイル導体２Ａと上層コイル導体２Ｂとを区別することなく、両コイル導体２Ａ、２Ｂを総称してコイル導体２と呼ぶ。
【００１５】
電機子鉄心３は、プレスマシン等で円板状に形成された薄い鋼板を複数枚積層して構成され、回転軸４の外周に嵌合して回転軸４と一体に回転可能に設けられている。電機子鉄心３の外周部には、所定数（例えば２５個）のスロット３ａがそれぞれ軸方向に沿って設けられ、各スロット３ａが電機子鉄心３の周方向に等ピッチに配置されている。また、電機子鉄心３の軸方向端面には、電機子鉄心３を軸方向に貫通する長穴３ｂ（図２参照）が開口している。この長穴３ｂは、円弧状に形成されて電機子鉄心３の周方向に複数個（例えば３箇所）設けられている。なお、以下の説明では、回転軸４と電機子鉄心３とを総称してロータＲ（つまり、回転軸４に電機子鉄心３を組付けたもの）と呼ぶ。但し、回転軸４と電機子鉄心３とを個々に指す場合には、それぞれ回転軸４、電機子鉄心３と呼ぶ。
【００１６】
コイル組立装置１は、図１に示す様に、コイル導体２を把持するチャック部５、このチャック部５に所定の動作を付与するアクチュエータ（図示しない）、ロータＲを支持するロータ受け部６、及び回転動力を発生する電動機７（本発明の第２の回転機構）等から構成されている。
チャック部５は、固定部材５ａの両側に弾性部材５ｂ（例えば板ばね）が取り付けられて、その両弾性部材５ｂでコイル導体２の両側（コイル端部２ｂの外側面）を支持してコイル導体２を把持している。なお、弾性部材５ｂには、コイル導体２を所定の姿勢で把持できる様にコイル導体２の位置決め手段（図示しない／例えばコイル端部２ｂが嵌まり込む嵌合溝）が設けられている。
アクチュエータは、本発明の第１の回転機構と第３の回転機構を具備するもので、固定部材５ａに連結された作動軸５ｃを通じてチャック部５に所定の動作を付与する。その「所定の動作」とは、作動軸５ｃを中心として回転する「回転動作」、作動軸５ｃの軸方向に上下移動する「上下動作」、及び作動軸５ｃのアクチュエータ側の端部（図示しない）を支点として揺動する「揺動動作」である。
【００１７】
ロータ受け部６は、一定の間隔を保って直立する２つの直立壁面６ａ、６ｂを具備したベース部６Ａと、回転軸４の一端面を支持する支持ピン６Ｂと、回転軸４の他端面を支持する回転シャフト６Ｃとを備え、支持ピン６Ｂと回転シャフト６ＣによってロータＲを回転自在に支持している。支持ピン６Ｂは、ベース部６Ａの一方の直立壁面６ａに軸受（図示しない）を介して回転自在に支持されている。また、回転シャフト６Ｃは、ベース部６Ａの他方の直立壁面６ｂに軸受（図示しない）を介して回転自在に支持され、電動機７の回転動力が伝達されて回転する。
【００１８】
電動機７は、回転シャフト６Ｃと駆動ピン８を通じてロータＲに回転力を付与する。但し、この電動機７は、回転角度を微小制御できる例えばサーボモータであり、駆動ピン８を介してロータＲを所定の回転位置に位置決めすることができる。
駆動ピン８は、一端が回転シャフト６Ｃに連結された連結部材９に固定されて、他端が電機子鉄心３の端面に開口する長穴３ｂに差し込まれている。この駆動ピン８は、電機子鉄心３の各長穴３ｂにそれぞれ１本ずつ合計３本設けられ、連結部材９とともに回転シャフト６Ｃと一体に回転する。
【００１９】
次に、コイル組立装置１を使用してコイル導体２を電機子鉄心３へ組み立てる工程を図４〜図８を参照しながら説明する。
この組立工程は、複数本あるコイル導体２を１本ずつ順次電機子鉄心３へ組み立てるものであるが、組み立てに使用するコイル導体２の本数をｎ本とした場合、最初の１本目のコイル導体２と、２本目からｎ−１本目までのコイル導体２と、最後のｎ本目のコイル導体２とでそれぞれ組立方法が異なる。
以下、１本目のコイル導体２、２本目からｎ−１本目までのコイル導体２、及びｎ本目のコイル導体２に分けて説明する。
【００２０】
ａ）１本目のコイル導体２
まず、回転軸４の両端面を支持ピン６Ｂと回転シャフト６Ｃで支持してロータ受け部６でロータＲを支持する。この時、電機子鉄心３の端面に開口する長穴３ｂに駆動ピン８が差し込まれ、その駆動ピン８を介してロータＲの回転方向の位置決めが行われる。
つぎに、任意な位置から１本目のコイル導体２をチャック部５で把持して取り出し、ロータ受け部６に支持された電機子鉄心３の径方向上方に移動する（図１に示す状態）。この時、コイル導体２は、コイル辺２ａが電機子鉄心３のスロット３ａに対し平行な姿勢に位置決めされている（これは、１本目からｎ本目まで同じである）。また、ロータＲは、１つのスロット３ａが電機子鉄心３の最上部に来る様に駆動ピン８を通じて位置決めされている。
続いて、作動軸５ｃの軸方向に沿ってチャック部５を下方へ移動させ、チャック部５に把持されたコイル導体２を下降させて電機子鉄心３の最上部に位置するスロット３ａにコイル辺２ａを挿入する。これにより、１本目のコイル導体２の電機子鉄心３への組み立てが終了する。
【００２１】
ｂ）２本目からｎ−１本目までのコイル導体２
１本目と同様に、任意な位置から２本目のコイル導体２をチャック部５で把持して取り出し、ロータ受け部６に支持された電機子鉄心３の径方向上方に移動する。一方、ロータＲは、１本目のコイル導体２の組み立てが終了した後、チャック部５により２本目のコイル導体２が電機子鉄心３の径方向上方へ移動するまでの間に、次のスロット３ａが電機子鉄心３の最上部に来る様に１スロット３ａ分だけ回転して位置決めされている（この電機子鉄心３の位置決め工程は、３本目のコイル導体２以降も同様に行われる）。
【００２２】
このまま１本目のコイル導体２と同様に２本目のコイル導体２を下降させると、両コイル端部２ｂがコイル辺２ａに対して反対側へ傾斜しているため、１本目のコイル導体２のコイル端部２ｂと干渉して組み立て不能となる。そこで、コイル端部２ｂ同士の干渉を防ぐために、作動軸５ｃを中心とする回転動作をチャック部５に付与してコイル導体２を任意の角度分だけ回転させる。即ち、コイル辺２ａを回転軸４と平行に保ったまま、スロット３ａに対しコイル辺２ａを所定角度だけ回転させる。但し、図４に示す様に、コイル端部２ｂの傾斜方向と反対側（図４の矢印で示す方向）へ回転させる。
【００２３】
続いて、図５に示す様に、上記姿勢（コイル導体２を回転させた姿勢）を保ったまま作動軸５ｃの軸方向に沿ってチャック部５を下方へ移動させ、チャック部５に把持されたコイル導体２を電機子鉄心３の外周面近傍まで下降させる。この時、コイル導体２は、図４に示した様に、両コイル端部２ｂがコイル辺２ａの長手方向の延長線上に略位置している（つまり、両コイル端部２ｂの周方向への突出量が小さくなる）ため、既に電機子鉄心３へ組み立てられているコイル導体２に対してコイル端部２ｂ同士が干渉することなく電機子鉄心３の外周面近傍まで下降させることができる。
その後、再び作動軸５ｃを中心とする回転動作をチャック部５に付与する。但し、上述の回転動作と反対側へ回転させて上述の回転動作を付与する前の状態（姿勢）へ戻す。これにより、チャック部５に把持されたコイル導体２のコイル辺２ａがスロット３ａと平行となり、スロット３ａ内へ挿入可能となる（図６参照）。
【００２４】
続いて、更に作動軸５ｃの軸方向に沿ってチャック部５を下方へ移動させ、チャック部５に把持されたコイル導体２を下降させて電機子鉄心３の最上部に位置するスロット３ａ内にコイル辺２ａを挿入する。これにより、２本目のコイル導体２の電機子鉄心３への組み立てが終了する。
３本目からｎ−１本目までは、２本目と同様の工程を繰り返して順次電機子鉄心３へ組み立てていく。なお、図５及び図６では２本目からｎ−１本目までのコイル導体２を代表して５本目のコイル導体２を電機子鉄心３に組み立てる様子を示しているが、５本目以外のコイル導体２でも同じである。
【００２５】
ｃ）ｎ本目のコイル導体２
最後に、ｎ本目のコイル導体２をチャック部５で把持して取り出し、ロータ受け部６に支持された電機子鉄心３の径方向上方に移動する。
続いて、２本目からｎ−１本目までのコイル導体２と同様に、作動軸５ｃを中心とする回転動作をチャック部５に付与してコイル導体２を任意の角度分だけ回転させた後、作動軸５ｃの軸方向に沿ってチャック部５を下方へ移動させ、チャック部５に把持されたコイル導体２を電機子鉄心３の外周面近傍まで下降させる。この時、コイル導体２は、２本目からｎ−１本目までのコイル導体２と同様、既に電機子鉄心３へ組み立てられているコイル導体２に対してコイル端部２ｂ同士が干渉することなく電機子鉄心３の外周面近傍まで下降させることができる。
【００２６】
このｎ本目のコイル導体２を電機子鉄心３へ組み立てる時には、既に両隣のスロット３ａにそれぞれ他のコイル導体２（１本目とｎ−１本目のコイル導体２）のコイル辺２ａが挿入されているため、電機子鉄心３の外周面近傍まで下降させたコイル導体２をそのまま元の姿勢（コイル辺２ａがスロット３ａと平行となる姿勢）に戻すと、図７（ｃ）に示す様に、コイル辺２ａに対して傾斜角の大きい一方のコイル端部２ｂ１ が、最初に電機子鉄心３に組み立てられたコイル導体２と干渉する恐れがある。
【００２７】
そこで、図８に示す様に、コイル辺２ａがスロット３ａと平行となる様にコイル導体２の姿勢を元に戻しつつ、更に回転軸４に対してコイル辺２ａを長手方向に傾ける動作を付与する（図８（ｂ）参照）。これにより、一方のコイル端部２ｂ１ は、電機子鉄心３の径方向内側へずれるため、一方のコイル端部２ｂ１ 同士の干渉を避けながらコイル辺２ａをスロット３ａ内へ挿入することができる。これにより、ｎ本目のコイル導体２の電機子鉄心３への組み立てが終了する。なお、図７（ａ）では、コイル導体２を元の姿勢に戻す前の状態（二点鎖線で示す位置）の時に、他方のコイル端部２ｂ２ がｎ−１本目のコイル導体２の他方のコイル端部２ｂ２ と干渉している様に見えるが、この場合、互いのコイル端部２ｂ２ が電機子鉄心３の軸方向に若干の間隔を有して重なっているだけで、干渉している訳ではない。
【００２８】
上記の実施例では、下層コイル導体２Ａと上層コイル導体２Ｂとを区別することなく、コイル導体２として説明したが、実際の組立工程では、全て（ｎ本）の下層コイル導体２Ａを上記の組立方法で電機子鉄心３へ組み立てた後、その電機子鉄心３に対して更に全て（ｎ本）の上層コイル導体２Ｂを同様の組立方法で組み立てている。
なお、コイル導体２と電機子鉄心３との絶縁処理は、コイル導体２を電機子鉄心３へ組み立てる際に、スロット３ａの内壁面と下層コイル辺２ａとの間、及び下層コイル辺２ａと上層コイル辺２ａとの間にそれぞれ絶縁体を介在させ、且つ電機子鉄心３の端面と下層コイル端部２ｂとの間、及び下層コイル端部２ｂと上層コイル端部２ｂとの間にそれぞれ絶縁体を介在させても良い。あるいは、コイル導体２に絶縁紙や絶縁テープを巻き付けたり、絶縁体を塗布する等の方法によって絶縁処理を施しても良い。
【００２９】
（本実施例の効果）
本実施例では、２本目からｎ−１本目までのコイル導体２に対して、そのコイル導体２を把持するチャック部５に回転動作を与えてコイル導体２を電機子鉄心３に対して任意の角度分だけ回転させることにより、既に電機子鉄心３に組み立てられたコイル導体２に対してコイル端部２ｂ同士が干渉することなく電機子鉄心３の外周面近傍まで近づけることができる。この後、コイル導体２の姿勢を元に戻すことでコイル辺２ａをスロット３ａ内へ挿入することができる。
また、ｎ本目のコイル導体２は、コイル辺２ａがスロット３ａと平行となる様にコイル導体２の姿勢を元に戻しながら、更に回転軸４に対してコイル辺２ａを長手方向に傾けることにより、既に電機子鉄心３へ組み立てられているコイル導体２に対して、互いの一方のコイル端部２ｂ同士が干渉することなくコイル辺２ａをスロット３ａ内へ挿入することができる。
【００３０】
（変形例）
上記実施例では、ｎ本目のコイル導体２を組み立てる際に、チャック部５に揺動動作を付与しているが、図９に示す様に、支持軸１０を中心としてロータ受け部６とともに電機子鉄心３に揺動動作を付与する構成としても良い。
上記実施例では、１本目のコイル導体２と２本目からｎ−１本目までのコイル導体２とで組立方法が異なる場合を説明したが、１本目のコイル導体２も２本目からｎ−１本目までのコイル導体２と同様の組立方法で行っても良い。
【００３１】
（第２実施例）
図１０はコイル組立装置１の断面図である。
本実施例は、第１実施例と同様に、複数のコイル導体２を１本ずつ順次電機子鉄心３に組み立てる方法を示すものであり、第１実施例と使用するコイル組立装置１の構造が異なる。但し、ロータＲ及びコイル導体２については第１実施例と同じであり、その説明は省略する。また、コイル組立装置１については、第１実施例と同一名称あるいは同様の機能を有する構成部品を同一番号で説明する。
【００３２】
コイル組立装置１は、コイル導体２を把持するチャック部５（図１１参照）、このチャック部５に所定の動作を付与するアクチュエータ（図示しない）、電機子鉄心３を支持するロータ受け部６、回転動力を発生する電動機７（本発明の第２の回転機構）、及び電機子鉄心３の軸方向両側に設けられる外カム１１と内カム１２等から構成されている。
チャック部５は、図１１に示す様に、固定部材５ａの両側に弾性部材５ｂ（例えば板ばね）が取り付けられて、その両弾性部材５ｂでコイル端部２ｂの外側面を支持してコイル導体２を把持している。なお、弾性部材５ｂには、コイル導体２を所定の姿勢で把持できる様にコイル導体２の位置決め手段（図示しない／例えばコイル端部２ｂが嵌まり込む嵌合溝）が設けられている。
【００３３】
アクチュエータは、本発明の第１の回転機構を具備するもので、固定部材５ａに連結された作動軸５ｃを通じてチャック部５に所定の動作を付与する。その「所定の動作」とは、作動軸５ｃを中心として回転する「回転動作」と、作動軸５ｃの軸方向に上下移動する「上下動作」である。
ロータ受け部６は、一定の間隔を保って直立する２つの直立壁面６ａ、６ｂを具備したベース部６Ａと、回転軸４の一端面を支持する支持ピン６Ｂと、回転軸４の他端面を支持する回転シャフト６Ｃとを備え、支持ピン６Ｂと回転シャフト６Ｃによって電機子鉄心３を回転自在に支持している。なお、支持ピン６Ｂは、ベース部６Ａの一方の直立壁面６ａに軸受６Ｄを介して回転自在に支持されている。また、回転シャフト６Ｃは、ベース部６Ａの他方の直立壁面６ｂに軸受６Ｅを介して回転自在に支持され、電動機７の回転動力が伝達されて回転する。
【００３４】
電動機７は、回転シャフト６Ｃと駆動ピン８を通じて電機子鉄心３に回転力を付与する。但し、この電動機７は、回転角度を微小制御できる例えばサーボモータであり、駆動ピン８を介して電機子鉄心３を所定の回転位置に位置決めすることができる。
駆動ピン８は、一端が回転シャフト６Ｃに連結された連結部材９に固定されて、他端が電機子鉄心３の端面に開口する長穴３ｂ（図２参照）に差し込まれている。この駆動ピン８は、電機子鉄心３の各長穴３ｂにそれぞれ１本ずつ合計３本設けられ、連結部材９とともに回転シャフト６Ｃと一体に回転する。
【００３５】
外カム１１は、ロータ受け部６に支持された電機子鉄心３の軸方向両側に１個ずつ配されて、それぞれロータ受け部６の各直立壁面６ａ、６ｂに固定されている。この外カム１１は、直立壁面６ａ、６ｂから電機子鉄心３側へ略筒状に伸びて設けられ、その先端部内周面が電機子鉄心３に組み立てられたコイル導体２の外周位置を規制するカム面１１ａとして形成されている。このカム面１１ａは、図１２に示す様に、略円形状に設けられている。また、この外カム１１には、図１２に示す様に、周方向の一部（本実施例では、周方向の最上部）にコイル導体２を通すための開口部１１ｂが形成されている。
内カム１２は、外カム１１と同様に電機子鉄心３の軸方向両側に１個ずつ配されて、各外カム１１の内周面にそれぞれ固定ピン１３を介して固着されている。この内カム１２は、筒状に設けられて、その外周面が電機子鉄心３に組み立てられたコイル導体２の内周位置を規制するカム面１２ａとして形成されている。このカム面１２ａは、図１２に示す様に、周方向の一部分のみ回転中心からの距離が大きくなる形状に設けられている。
【００３６】
次に、コイル組立装置１を使用してコイル導体２を電機子鉄心３へ組み立てる工程を図１２を参照しながら説明する。
この組立工程は、複数本あるコイル導体２を１本ずつ順次電機子鉄心３へ組み立てるものであるが、組み立てに使用するコイル導体２の本数をｎ本とした場合、最初の１本目のコイル導体２と、２本目からｎ本目までのコイル導体２とでそれぞれ組立方法が異なる。
以下、１本目のコイル導体２と、２本目からｎ本目までのコイル導体２とに分けて説明する。
【００３７】
ａ）１本目のコイル導体２
まず、回転軸４の両端面を支持ピン６Ｂと回転シャフト６Ｃで支持してロータ受け部６でロータＲを支持する。この時、電機子鉄心３の端面に開口する長穴３ｂに駆動ピン８が差し込まれ、その駆動ピン８を介してロータＲの回転方向の位置決めが行われる。
つぎに、任意な位置から１本目のコイル導体２をチャック部５で把持して取り出し、ロータ受け部６に支持された電機子鉄心３の径方向上方に移動する。この時、コイル導体２は、コイル辺２ａが電機子鉄心３のスロット３ａに対し平行な姿勢に位置決めされている（これは、１本目からｎ本目まで同じである）。また、ロータＲは、１つのスロット３ａが電機子鉄心３の最上部に来る様に駆動ピン８を通じて位置決めされている。
続いて、作動軸５ｃの軸方向に沿ってチャック部５を下方へ移動させ、チャック部５に把持されたコイル導体２を下降させて電機子鉄心３の最上部に位置するスロット３ａにコイル辺２ａを挿入する。この時、コイル導体２は、コイル端部２ｂの先端が内カム１２に設けられたカム面１２ａの最大凸部に当接することで、コイル辺２ａがスロット３ａから浮き上がった状態に保持されている。
【００３８】
ｂ）２本目からｎ本目までのコイル導体２
続いて、１本目と同様に、任意な位置から２本目のコイル導体２をチャック部５で把持して取り出し、ロータ受け部６に支持された電機子鉄心３の径方向上方に移動する。一方、ロータＲは、１本目のコイル導体２の組み立てが終了した後、チャック部５により２本目のコイル導体２が電機子鉄心３の径方向上方へ移動するまでの間に、次のスロット３ａが電機子鉄心３の最上部に来る様に１スロット３ａ分だけ回転して位置決めされている（この電機子鉄心３の位置決め工程は、３本目のコイル導体２以降も同様に行われる）。これにより、既に電機子鉄心３に組み立てられたコイル導体２は、電機子鉄心３の回転に伴ってコイル端部２ｂの先端が内カム１２のカム面１２ａを摺接しながら移動する（図１２（ａ）参照）。
【００３９】
このまま１本目のコイル導体２と同様に２本目のコイル導体２を下降させると、コイル辺２ａに対して両コイル端部２ｂが反対側へ傾斜しているため、コイル端部２ｂが１本目のコイル導体２のコイル端部２ｂと干渉して組み立て不能となる。そこで、コイル端部２ｂ同士の干渉を防ぐために、作動軸５ｃを中心とする回転動作をチャック部５に付与してコイル導体２を任意の角度分だけ回転させる。即ち、コイル辺２ａを回転軸４と平行に保ったまま、スロット３ａに対しコイル辺２ａを所定角度だけ回転させる。但し、第１実施例の図４に示した様に、コイル端部２ｂの傾斜方向と反対側（図４の矢印で示す方向）へ回転させる。
【００４０】
続いて、上記姿勢（コイル導体２を回転させた姿勢）を保ったまま作動軸５ｃの軸方向に沿ってチャック部５を下方へ移動させ、チャック部５に把持されたコイル導体２を電機子鉄心３の外周面近傍まで下降させる。この時、１本目のコイル導体２がスロット３ａ内の底部からコイル辺２ａが浮き上がった状態に保持されているため、２本目のコイル導体２は、１本目のコイル導体２に対してコイル端部２ｂ同士が干渉することなく電機子鉄心３の外周面近傍まで下降させることができる。
その後、再び作動軸５ｃを中心とする回転動作をチャック部５に付与する。但し、上述の回転動作と反対側へ回転させて上述の回転動作を付与する前の状態（姿勢）へ戻す。これにより、チャック部５に把持されたコイル導体２のコイル辺２ａがスロット３ａと平行となり、スロット３ａ内へ挿入可能となる。
【００４１】
続いて、更に作動軸５ｃの軸方向に沿ってチャック部５を下方へ移動させ、チャック部５に把持されたコイル導体２を下降させて電機子鉄心３の最上部に位置するスロット３ａ内にコイル辺２ａを挿入する。この時、コイル導体２は、コイル端部２ｂの先端が内カム１２に設けられたカム面１２ａの最大凸部１２ｂに当接することで、コイル辺２ａがスロット３ａから浮き上がった状態に保持される。これにより、２本目のコイル導体２の電機子鉄心３への組み立てが終了する。以後、３本目からｎ本目までは、２本目と同様の工程を繰り返して順次電機子鉄心３へ組み立てていく。
【００４２】
既に電機子鉄心３に組み立てられたコイル導体２は、次のコイル導体２が組み立てられる毎に電機子鉄心３が１スロット３ａ分ずつ回転することにより、外カム１１及び内カム１２との相対位置が順次変化する。これにより、数本目のコイル導体２が電機子鉄心３に組み立てられる時には、１本目のコイル導体２は、そのコイル端部２ｂの先端が内カム１２のカム面１２ａから離れて、コイル端部２ｂの外周端面が外カム１１のカム面１１ａに当接する様になり、それ以後、暫くは外カム１１のカム面１１ａに倣ってコイル辺２ａがスロット３ａ内の底部まで挿入された状態が続く（図１２（ｂ）参照）。
【００４３】
更に、電機子鉄心３が回転して、残り数本のコイル導体２を残す所までくると、コイル端部２ｂの外周端面が外カム１１のカム面１１ａから離れて、コイル端部２ｂの先端が内カム１２のカム面１２ａに当接することで、再びコイル辺２ａがスロット３ａ内の底部から浮き上がった状態に保持される（図１２（ｃ）参照）。
以上の工程を経て全てのコイル導体２が電機子鉄心３へ組み立てられると、図１２（ｃ）に示す様に、電機子鉄心３の上部側に位置する数本のコイル導体２は、コイル端部２ｂの先端が内カム１２のカム面１２ａに当接した状態で保持され、残りのコイル導体２は、コイル端部２ｂの外周端面が外カム１１のカム面１１ａに当接した状態で保持されている。
【００４４】
上記の説明は、下層コイル導体２Ａを電機子鉄心３へ組み立てる時の工程を示すものであり、実際には、この後、図１３（ａ）、（ｂ）に示す様に、上層コイル導体２Ｂを電機子鉄心３へ組み立てる工程を実行する。
但し、この上層コイル導体２Ｂを電機子鉄心３へ組み立てる工程では、下層コイル導体２Ａの場合と外カム１１及び内カム１２の形状が異なるため、上層コイル導体２Ｂ用の外カム１１Ａ及び内カム１２Ａに取り替えて行う。上層コイル導体２Ｂの電機子鉄心３への組立工程は、下層コイル導体２Ａの場合と同様である。
【００４５】
（本実施例の効果）
本実施例では、既に電機子鉄心３に組み立てられたコイル導体２のコイル端部２ｂ先端を内カム１２のカム面１２ａに当接させることにより、コイル辺２ａがスロット３ａ内の底部から浮き上がった状態に保持しながら次のコイル導体２を電機子鉄心３に組み立てることができる。この場合、既に電機子鉄心３に組み立てられたコイル導体２と、これから電機子鉄心３に組み立てるコイル導体２との周方向の隙間を広く確保できるため、その分、コイル導体２の挿入スペースが大きくなって、コイル端部２ｂ同士の干渉を防ぐことができる。
また、電機子鉄心３に組み立てられたコイル導体２を外カム１１によって保持することにより、スロット３ａ内からコイル辺２ａが飛び出したり、電機子鉄心３からコイル導体２が脱落するのを防止できる。また、外カム１１によってスロット３ａ内の底部までコイル辺２ａを押し込むことにより、全てのコイル導体２を組み立てた後、コイル導体２が電機子鉄心３から脱落するのを防止できる。
【００４６】
（変形例）
上記実施例では、外カム１１と内カム１２とを固定した状態で、コイル導体２を組み立てる際に電機子鉄心３を１スロット３ａ分ずつ回転させたが、図１４に示す様に、電機子鉄心３を固定したまま、外カム１１と内カム１２とを回転させて、コイル導体２の組み立てる位置を電機子鉄心３の周方向に順次移動させても良い。
上記実施例では、１本目のコイル導体２と２本目からｎ本目までのコイル導体２とで組立方法が異なる場合を説明したが、１本目のコイル導体２も２本目からｎ本目までのコイル導体２と同様の組立方法で行っても良い。
【００４７】
（第３実施例）
図１５はコイル組立装置の正面断面図、図１６はコイル組立装置の側面断面図である。 本実施例は、第１実施例及び第２実施例と同様に、複数のコイル導体２を１本ずつ順次電機子鉄心３に組み立てる方法を示すものであり、使用するコイル組立装置１４の構造が異なる。但し、ロータＲ及びコイル導体２については第１実施例と同じであり、その説明は省略する。
【００４８】
本実施例のコイル組立装置１４は、コイル導体２を搬送する傾斜シュート１５、この傾斜シュート１５により搬送されたコイル導体２を１本ずつ切り出すコイル切り出し装置１６（図１７及び図１８参照）、このコイル切り出し装置１６により切り出されたコイル導体２を保持するコイル保持装置１７、このコイル保持装置１７に保持されたコイル導体２を電機子鉄心３のスロット３ａ内へ挿入するコイル挿入装置１８、電機子鉄心３を保持する鉄心保持装置１９（図２１及び図２２参照）、この鉄心保持装置１９を回動する回動装置２０（本発明の第１の回転機構）、鉄心保持装置１９を上下移動させる上下移動装置２１、及び本装置を駆動する駆動装置２２等より構成される。
【００４９】
ａ）傾斜シュート１５は、図１５に示す様に、傾斜シュート１５に供給されたコイル導体２が自重で傾斜シュート１５上を滑り落ちることができる様に所定の傾斜角度が付与されている。傾斜シュート１５の一方の側面には、図１９（ａ）、（ｂ）に示す様に、コイル導体２が傾斜シュート１５上を滑り落ちる際に、コイル導体２の一方のコイル端部２ｂ１ を案内するガイド壁１５ａが設けられている。このガイド壁１５ａの先端には、コイル導体２が傾斜シュート１５上を滑り落ちてコイル保持装置１７に保持された時に、一方のコイル端部２ｂ１ の先端部を受ける受け面１５ｂが設けられている（図１９（ａ）参照）。なお、一方のコイル端部２ｂ１ とは、傾斜シュート１５上を滑り落ちるコイル導体２の進行方向と反対側へ傾斜している方のコイル端部２ｂである。
【００５０】
ｂ）コイル切り出し装置１６は、図１７に示す様に、傾斜シュート１５の先端部に枢軸ピン２３を介して回動自在に支持されたレバー２４と、このレバー２４を一方向（図１７の上方）へ付勢するコイルばね２５とで構成される。コイルばね２５に付勢されたレバー２４は、先端部が傾斜シュート１５に形成されたストッパ面１５ｃに当接して回動規制されている。このレバー２４には、上方へ突出する突起部２４ａが一体に設けられ、レバー２４がストッパ面１５ｃに当接して回動規制されている状態で、突起部２４ａの先端が傾斜シュート１５の表面上へ突出している（図１７参照）。従って、傾斜シュート１５を滑り落ちてきたコイル導体２はレバー２４の突起部２４ａに当接して停止する（以後、この停止位置をエスケーブ位置と呼ぶ）。
【００５１】
ｃ）コイル保持装置１７は、図１５に示す様に、傾斜シュート１５の先端面１５ｄ（図１７参照）に対向して本装置のベース２６に固定された板状の保持ベース２７と、この保持ベース２７に対してスライド可能に設けられたコイル保持具２８と、このコイル保持具２８に連結されたＬ型レバー２９と、このＬ型レバー２９を作動させる板カム３０等より構成される。
保持ベース２７は、上面にスライド溝を有し、且つ傾斜シュート１５の先端面１５ｄと対向する先端側に傾斜シュート１５を滑り落ちて保持されたコイル導体２の他方のコイル端部２ｂ２ を受ける受け面２７ａが設けられている（図１９（ａ）参照）。
【００５２】
コイル保持具２８は、保持ベース２７のスライド溝を摺動自在に設けて、コイル保持具２８の後端側に配されたコイルばね３１により前方（傾斜シュート１５側）へ付勢されている。コイル保持具２８の先端には、図１９（ａ）に示す様に、傾斜シュート１５から滑り落ちたコイル導体２のコイル辺２ａを保持するＬ字型壁面２８ａ、２８ｂ（コイル保持部）が形成されている。また、このコイル保持具２８には、凹状の溝２８ｃ（図１７参照）が一体に設けられている。
Ｌ型レバー２９は、ベース２６に対し枢軸ピン３２を介して回転自在に支持され、両先端にそれぞれカムフォロア２９ａ、２９ｂが設けられて、その一方のカムフォロア２９ａがコイル保持具２８の凹状の溝２８ｃに摺動自在に嵌合している。
板カム３０は、ベース２６に軸受３３を介して回転自在に支持された上部シャフト３４（図１６参照）に固定されて上部シャフト３４と一体に回転する。この板カム３０の外周面には、Ｌ型レバー２９の他方のカムフォロア２９ｂが接触している。
【００５３】
ｄ）コイル挿入装置１８は、図１５に示す様に、枢軸ピン３５を介してベース２６に回転自在に支持されたレバー３６、このレバー３６に連結されたコイル挿入矢３７、レバー３６を作動させる板カム３８、及びレバー３６を引っ張る引っ張りばね３９等より構成される。
レバー３６は、その先端部と略中央部とにそれぞれカムフォロア３６ａ、３６ｂを具備している。
コイル挿入矢３７は、コイル保持具２８のＬ字型壁面２８ａ、２８ｂにコイル導体２が保持される保持位置の上方に位置し、ベース２６に対し上下方向に移動可能に設けられている。このコイル挿入矢３７は、上端部に凹状の溝（符号なし）が設けられて、その溝にレバー３６の先端部に具備されたカムフォロア３６ａが摺動自在に嵌合している。
板カム３８は、上記の板カム３０と同じく上部シャフト３４に固定されて上部シャフト３４と一体に回転する。この板カム３８の外周面には、レバー３６の中央部に設けられたカムフォロア３６ｂが接触している。
引っ張りばね３９は、レバー３６とベース２６との間に掛け渡されて、レバー３６に対して、カムフォロア３６ｂを板カム３８の外周面に押しつける力を付与している。
【００５４】
ｅ）鉄心保持装置１９は、図２０に示す様に、回転軸４の一端を受ける受け溝４０ａが設けられたコの字型の枠体４０と、回転軸４の他端面中央部を支持するシャフト４１と、鉄心保持装置１９の上下移動に伴ってシャフト４１に回転力を与える回転機構（下述する）等より構成される。
枠体４０は、下述の上下移動装置２１に設けられる駆動シャフト４２の上端に固定されて、駆動シャフト４２と一体に鉄心保持装置１９全体が上下移動する。
シャフト４１は、中空シャフト４４の内周に摺動自在に嵌合し、かつ中空シャフト４４を介して軸受４３に回転自在に嵌合し、軸受４３は枠体４０に固定されている。このシャフト４１は、先端側に円形のフランジ部４１ａが一体に設けられ、そのフランジ部４１ａの外径部に歯車４１ｂが形成されている。また、フランジ部４１ａには、鉄心保持装置１９に保持された電機子鉄心３の位置決めを行うための位置決めピン４５が固定されている。この位置決めピン４５は、フランジ部４１ａから前方（電機子鉄心３側）へ伸びて、その先端部が電機子鉄心３の端面に開口する長穴３ｂ（図２参照）に差し込まれている。フランジ部４１ａと中空シャフト４４との間には、中空シャフト４４に対してフランジ部４１ａを軸方向前方（図２０の左方向）へ付勢するコイルばね４６が介在されている。
【００５５】
回転機構（本発明の第２の回転機構）は、シャフト４１の下方でシャフト４１と平行に軸受４７を介して枠体４０に回転自在に支持されたシャフト４８、このシャフト４８に固定されて歯車４１ｂに噛み合う歯車４９、シャフト４８の両端部に固定された一組の歯車５０、５１、シャフト４８の回転を規制する保持具５２、シャフト４８に嵌合してシャフト４８に対し回動自在に設けられたレバー５３（図２１参照）、このレバー５３に枢軸ピン５４を介して回転自在に取り付けられたレバー５５（図２１参照）等より構成される。
保持具５２は、シャフト４８に固定された歯車５０と係合する係合ピン５２ａと、この係合ピン５２ａを歯車５０側へ付勢するコイルばね５２ｂとから成る。
レバー５３は、図２１に示す様に、一端部がコイルばね５６に付勢されてシャフト４８に対し一方向（図２１の反時計方向）へ回転力が付与されている。但し、レバー５３の他端部が、枠体４０に固定されたストッパボルト５７の上端部に当接して回転規制されている。
レバー５５は、歯車５１と噛み合う爪部５５ａを有し、この爪部５５ａが歯車５１と噛み合った状態でコイルばね５８に付勢されている。
【００５６】
ｆ）回動装置２０は、図１５に示す様に、ベース２６に対し枢軸ピン５９を介して回転自在に取り付けられたＬ型レバー６０と、このＬ型レバー６０を作動させる板カム６１（図１６参照）と、Ｌ型レバー６０を引っ張る引っ張りばね６２と、Ｌ型レバー６０に連結された往復動シャフト６３と、この往復動シャフト６３を通じて回転力が伝達されるピニオン６４等より構成される。
Ｌ型レバー６０は、両先端部にそれぞれカムフォロア６０ａ、６０ｂが設けられている（なお、カムフォロア６０ａは、図１５において下述のレバー６８に設けられるカムフォロア６８ｂと同位置にあるため、図１５ではカムフォロア６８ｂに隠れて見えない）。
板カム６１は、ベース２６に軸受６５（図１６参照）を介して回転自在に支持された下部シャフト６６（図１６参照）に固定され、その下部シャフト６６と一体に回転する。この板カム６１の外周面には、Ｌ型レバー６０の一方のカムフォロア６０ａが接触している。
【００５７】
引っ張りばね６２は、Ｌ型レバー６０とベース２６との間に掛け渡されて、Ｌ型レバー６０に対してカムフォロア６０ａを板カム６１の外周面に押しつける力を付与している。
往復動シャフト６３は、一側面に凹状の溝（符号なし）を有し、この溝にＬ型レバー６０の他方のカムフォロア６０ｂが摺動自在に嵌合している。往復動シャフト６３の他側面にはラック６３ａ（図１６参照）が形成されている。
ピニオン６４は、両端外周部がベース２６に固定された軸受６７を介して回転自在に支持され、往復動シャフト６３に設けられたラック６３ａと噛み合っている。また、ピニオン６４の内周面には、軸方向（図１５の上下方向）に伸びるスプライン６４ａが設けられている。
【００５８】
ｇ）上下移動装置２１は、Ｌ型レバー６０と共通の枢軸ピン５９を介してベース２６に回転自在に支持されたレバー６８と、このレバー６８に連結された前述の駆動シャフト４２と、レバー６８を作動させる板カム６９と、レバー６８を引っ張る引っ張りばね７０等より構成される。
レバー６８は、両先端部にそれぞれカムフォロア６８ａ、６８ｂが設けられている。
駆動シャフト４２は、ピニオン６４の内周を通ってベース２６に対し上下方向に配置され、その下端部に凹状の溝４２ａが設けられ、この溝４２ａにレバー６８の一方のカムフォロア６８ａが摺動自在に嵌合している。この駆動シャフト４２は、外周面にスプライン４２ｂが形成されて、このスプライン４２ａがピニオン６４の内周面に形成されたスプライン６４ａに噛み合わされている。
板カム６９は、前述の下部シャフト６６（図１６参照）に固定され、その下部シャフト６６と一体に回転する。この板カム６９の外周面には、レバー６８の他方のカムフォロア６８ｂが接触している。
引っ張りばね７０は、レバー６８とベース２６との間に掛け渡されて、レバー６８に対してカムフォロア６８ｂを板カム６９のカム面に押しつける力を付与している。なお、図１５では、引っ張りばね７０と上述の引っ張りばね６２とを共通に示している。
【００５９】
ｈ）駆動装置２２は、図１５及び図１６に示す様に、回転力を発生する電動機７１と、この電動機７１の出力軸７１ａに固定された傘歯車７２と、前述の下部シャフト６６に固定されて傘歯車７２に噛み合う傘歯車７３と、下部シャフト６６の端部に固定されたタイミングベルトプーリ７４と、コイル保持具２８で説明した上部シャフト３４の端部に固定されたタイミングベルトプーリ７５と、両プーリ７４、７５に噛み合ってプーリ７４の回転をプーリ７５に伝達するタイミングベルト７６、このタイミングベルト７６の張力を調整するテンション７７等より構成される。
【００６０】
次に、上記のコイル組立装置１４を用いて電機子鉄心３にコイル導体２を組み立てていく工程を説明する。
まず、図２２に示す様に、作業者の手Ｈで複数のコイル導体２を仮マガジン７８に並べた後（自動で並べても良い）、図２３に示す様に、仮マガジン７８から傾斜シュート１５へ供給する。
続いて、図２０において、鉄心保持装置１９のシャフト４１を図中右方向へ引いた状態で電機子鉄心３の回転軸４の一端部を枠体４０の受け溝４０ａに合わせ、且つ電機子鉄心３の端面に開口する長穴３ｂに位置決めピン４５を差し込みながらシャフト４１を元の位置に戻す。この時、シャフト４１は、コイルばね４６の付勢力を受けて回転軸４を軸方向（図２０の左方向）に押し付けながら回転軸４の他端面を軸支する。これにより、ロータＲは、鉄心保持装置１９に円周方向の位置決めが成され、且つ軸方向にもしっかり保持される。
【００６１】
続いて、図１７に示す様に、最初に電機子鉄心３へ組み立てるコイル導体２をコイル保持具２８の保持位置にセットする。ここで、コイル保持具２８は、図１９に示す様に、コイル辺２ａを保持するＬ字型壁面２８ａ、２８ｂ、即ちコイル辺２ａの下面を受ける底面２８ａと、コイル辺２ａの前面（図１９の左側面）を受ける受け面２８ｂとを有し、底面２８ａが傾斜シュート１５の先端面１５ｄの最上部より一段低い位置に設定されている。また、コイル保持具２８の受け面２８ｂと傾斜シュート１５の先端面１５ｄとの間隔がコイル辺２ａの幅２ｃ（図１７参照）より若干大きく設定されている。これにより、コイル導体２は、傾斜シュート１５の先端面１５ｄと、コイル保持具２８のＬ字型壁面２８ａ、２８ｂとにより、コイル辺２ａの３面（前面、下面、後面）が囲まれた状態で保持位置にセットされる。
更に、保持ベース２７には、図１９（ａ）に示す様に、保持位置にセットされたコイル導体２の他方のコイル端部２ｂ２ を受ける受け面２７ａが設けられ、傾斜シュート１５には、コイル導体２の一方のコイル端部２ｂ１ を受ける受け面１５ｂが設けられており、両受け面２７ａ、１５ｂ間の寸法が両コイル端部２ｂ１ 、２ｂ２ 間の寸法より若干大きく設定されている。これにより、保持位置にセットされたコイル導体２を安定して保持することができる。
【００６２】
保持位置にコイル導体２をセットした後、電動機７１を起動させて電動機７１の出力軸７１ａに固定された傘歯車７２を回転させる。これにより、傘歯車７２に噛み合う傘歯車７３が回転して、傘歯車７３が固定された下部シャフト６６が回転するとともに、この下部シャフト６６の回転がプーリ７４とプーリ７５とに噛み合うタイミングベルト７６を介して上部シャフト３４に伝達されて上部シャフト３４が回転する。この２本のシャフト６６、３４が回転することにより、下部シャフト６６に固定された板カム６１と板カム６９、及び上部シャフト３４に固定された板カム３０と板カム３８とが回転する。
この結果、各板カム６１、６９、３０、３８の回転に伴い各レバー６０、６８、２９、３６が作動して、コイル挿入矢３７、コイル保持具２８、及び駆動シャフト４２（鉄心保持装置１９）が動作する。
以下に、各構成要素ごとの動作を説明するが、コイル挿入矢３７、コイル保持具２８、及び駆動シャフト４２（鉄心保持装置１９）の動作タイミングは、全て各板カム６１、６９、３０、３８に設けられたカム曲線により同期させて制御される。
【００６３】
まず、コイル導体２の切り出しとスロット３ａへの挿入動作について説明する。
板カム３８の回転により、この板カム３８の外周面にカムフォロア３６ｂが当接するレバー３６が枢軸ピン３５を中心として図１５の反時計方向へ回転する。これにより、レバー３６に連結されたコイル挿入矢３７が下方へ下降し、保持位置にセットされたコイル導体２（コイル辺２ａ）に当接する直前のタイミングで一旦停止する（図１７参照）。
また、板カム３０の回転により、この板カム３０の外周面にカムフォロア２９ｂが当接するＬ型レバー２９が枢軸ピン３２を中心として図１５の時計方向へ回転する。これにより、Ｌ型レバー２９に連結されたコイル保持具２８が保持ベース２７のスライド溝を摺動して図１５の左方向へ移動する。この時、コイル保持具２８の先端面２８ｄと傾斜シュート１５の先端面１５ｄとの間がコイル辺２ａの幅２ｃより大きく開く（図１８参照）。
【００６４】
続いて、一旦停止していたコイル挿入矢３７が更に下降して、図１８に示す様に、コイル挿入矢３７の段付部で傾斜シュート１５に取り付けられたレバー２４の先端を押さえながら、コイル導体２のコイル辺２ａをスロット３ａ内の底部まで押し込む。この時、コイル導体２のコイル辺２ａは、傾斜シュート１５の先端面１５ｄと保持ベース２７の先端面２７ｂ（図１７参照）とで形成される開口部７９（図１７参照）に案内されてスロット３ａへ挿入される。その開口部７９は、コイル辺２ａをスロット３ａへスムーズに挿入できる様に、スロット３ａの開口部寸法より若干小さく設定されている。また、電機子鉄心３を保持する鉄心保持装置１９は、傾斜シュート１５の先端面１５ｄと保持ベース２７の先端面２７ｂとで形成される開口部７９とスロット３ａの位置が合う様に回動装置２０により制御されている。
【００６５】
一方、コイル挿入矢３７の下降途中でコイル挿入矢３７の段付部に押されたレバー２４は、枢軸ピン２３を中心として図１７の反時計方向へ回転することにより、傾斜シュート１５の表面上に突出していた突起部２４ａが下降する。これにより、それまで突起部２４ａに当接して傾斜シュート１５のエスケーブ位置に停止していたコイル導体２が自重で傾斜シュート１５を下方へ移動し、図１８に示す様に、コイル挿入矢３７の側面に当接してエスケーブ後位置で停止する。その後、コイル挿入矢３７が上昇し、コイル保持具２８が元の位置に復帰する。この時、コイル挿入矢３７の上昇に伴って、それまでコイル挿入矢３７の段付部に押されていたレバー２４がコイルばね２５の反力を受けて元の位置に復帰し、エスケーブ後位置に停止していたコイル導体２とエスケーブ位置のコイル導体２との間に突起部２４ａが上昇する。
コイル挿入矢３７が上昇してコイル導体２が通過できる隙間が生じると、エスケーブ後位置に停止していたコイル導体２が自重で傾斜シュート１５を滑り落ち、つぎに組み立てられるコイル導体２としてコイル保持具２８の保持位置にセットされる。
【００６６】
次に、鉄心保持装置１９の上下動作及び旋回動作について説明する。
ａ）上下移動装置２１による駆動シャフト４２の上下動作について説明する。
下部シャフト６６と一体に板カム６９が回転すると、この板カム６９の外周面にカムフォロア６８ｂが当接するレバー６８が枢軸ピン５９を中心として回転し、そのレバー６８に連結された駆動シャフト４２が上下動する。
ｂ）回動装置２０による駆動シャフト４２の回転動作について説明する。
下部シャフト６６と一体に板カム６１が回転すると、この板カム６１の外周面にカムフォロア６０ａが当接するＬ型レバー６０が枢軸ピン５９を中心として回転し、そのＬ型レバー６０に連結された往復動シャフト６３がスライドする（図１５で左右方向に移動する）。これにより、往復動シャフト６３の側面に形成されたラック６３ａに噛み合うピニオン６４が回転して、そのピニオン６４の回転がスプライン６４ａとスプライン４２ｂを通じて駆動シャフト４２に伝達されて駆動シャフト４２が回転する。
【００６７】
上下移動装置２１の作動により駆動シャフト４２とともに鉄心保持装置１９が上昇すると、その上昇途中でレバー５３に枢軸ピン５４を介して回転自在に取り付けられたレバー５５の爪部５５ａが歯車５１の歯面を滑りながら次の歯に噛み合う。更に駆動シャフト４２が上昇し、上昇端まで達すると、回動装置２０の作動を受けて駆動シャフト４２とともに鉄心保持装置１９が所定角度だけ回転する。なお、この「所定角度」は、これから電機子鉄心３に組み立てようとするコイル導体２のコイル端部２ｂが、既に電機子鉄心３に組み立てられているコイル導体２のコイル端部２ｂと干渉しない様に設定されている。
更に、電機子鉄心３の上方からコイル導体２が組み立てられるのに連動して、コイル辺２ａがスロット３ａに挿入される直前までに駆動シャフト４２とともに鉄心保持装置１９が所定角度だけ逆回転して元の位置へ戻った状態で、コイル辺２ａがコイル挿入矢３７に押されてスロット３ａ内へ挿入される。
【００６８】
その後、駆動シャフト４２とともに鉄心保持装置１９が下降し、初期位置（図１５に示す位置）に復帰すると、他端部がストッパボルト５７に当接して規制されたレバー５３がシャフト４８を中心として回転する。このレバー５３の回転に伴って、レバー５３に支持されたレバー５５が歯車５１を回転させることにより、この歯車５１が固定されたシャフト４８が回転する。これにより、シャフト４８に固定された歯車４９が回転して、この歯車４９と噛み合う歯車４１ｂがシャフト４１と一体に回転する。その結果、電機子鉄心３が１スロット３ａ分だけ回転して、次のコイル導体２が組み立てられる状態となる。
【００６９】
以上のコイル導体２の切り出しと、スロット３ａ内へのコイル辺２ａの挿入、及び電機子鉄心３の旋回と上昇下降の所定工程を、コイル導体２の所定数分繰り返すことにより、全てのコイル導体２を電機子鉄心３へ組み立てることができる。
なお、本実施例では、電機子鉄心３を鉄心保持装置１９に装着する作業、及びコイル導体２を傾斜シュート１５へ供給する作業を手動で実施したが、自動で行っても良い。
【００７０】
（本実施例の効果）
本実施例によれば、電機子鉄心３を所定角度回転させることで、既に電機子鉄心３に組み立てられているコイル導体２に対してコイル端部２ｂ同士が干渉することなくコイル導体２を電機子鉄心３に組み立てることができる。
また、本実施例では、鉄心保持装置１９により電機子鉄心３をクランプしているが、電機子鉄心３は剛性が高いので強度にクランプでき、高速で回転させても位置ずれの心配が無い。従って、コイル導体２と電機子鉄心３のスロット３ａとの位置ずれも無く高速でのコイル導体２の組み立てが可能である。
本実施例のコイル組立装置１４では、コイル導体２をコイル保持具２８の保持位置にセットした後、保持ベース２７の先端面２７ｂと傾斜シュート１５の先端面１５ｄとで形成される開口部７９を案内として、コイル導体２をコイル挿入矢３７で押し込むことにより電機子鉄心３のスロット３ａ内へ挿入できる。このため、コイル導体２をクランプ、アンクランプする必要が無く、高速でのコイル導体２の組み立てが可能である。
【００７１】
コイル保持具２８の保持位置にセットされたコイル導体２は、コイル辺２ａがスロット３ａ内へ挿入可能な適正姿勢で保持されるため、スロット３ａへの挿入不良を防止できる。
コイル挿入矢３７がコイル導体２を押し込む動作と同時に、コイル切り出し装置１６が連動してエスケーブ位置にあるコイル導体２をエスケーブ後位置に移動させることができるため、すぐに次のコイル導体２を電機子鉄心へ組み立てる作業を開始でき、高速でのコイル導体２の組み立てが可能である。
コイル導体２を搬送する手段として傾斜シュート１５を採用したことにより、コイル導体２が傾斜シュート１５を自重で滑り落ちるため、コイル切り出し装置１６のレバー２４が下がった時の動き出すタイミングに最も追従性が良い。従って、高速でのコイル導体２の切り出しができる。また、コイル導体２の搬送に特別な動力源や、搬送装置とコイル切り出し装置１６とを同期させる制御手段も必要としないため、設備も極めて小型で安価にできる。
【００７２】
本実施例のコイル組立装置１４では、コイル導体２の供給から、その供給されたコイル導体２を電機子鉄心３のスロット３ａへ挿入するまでの一連の動作を連続的に極めてスムーズ、且つ効率的に行うことができる。
特に、コイル導体２の供給は、図２３に示した様な仮マガジン７８に位置決めすることなく複数個並べて置き、その並べて置いたコイル導体２を仮マガジン７８から傾斜シュート１５へ流し込むだけで良いため、特別な位置決めを設けた大型のマガジン等を使用する必要がない。また、コイル導体２をマガジン等に事前に位置決めして収納する必要もないため、マガジンの交換も不要である。従って、コイル組立装置１４へコイル導体２を供給する際の作業性が極めて良好である。
更に、コイル導体２をスロット３ａへ挿入する工程では、チャック部材等でコイル導体２を把持する必要がない上、複雑なコイル導体２の移動もなく、上方からコイル挿入矢３７によって押し込むだけで良いため、極めて短時間でコイル導体２の組み立てができる。また、コイル導体２の挿入動作と切り出し動作とが連動しているため、極めて信頼性が高く、シンプルな機構であり設備も小型で安価にできる。
【００７３】
（第４実施例）
図２４はコイル導体２を電機子鉄心３へ組み立てる前の状態を示す正面図であり、図２５はコイル導体２を電機子鉄心３へ組み立てる過程を示す正面図である。
本実施例の組立装置１４は、電機子鉄心３に対してコイル導体２を下方から押し上げて組み立てる構成であり、コイル辺２ａをスロット３ａの底部まで挿入するためのガイド部材８０を有するコイル保持具８１と、スロット３ａに挿入されたコイル辺２ａがスロット３ａから飛び出すのを防止する飛出し防止ガイド８２とを具備している。また、コイル導体２の搬送手段として水平フィーダ８３を用いている。
【００７４】
以下に、本実施例の作用を説明する。
まず、図示しない回動装置によって鉄心保持装置とともに電機子鉄心３を所定角度だけ回転させる。
一方、コイル導体２は、水平フィーダ８３によって保持位置へ供給された後、コイル保持具８１と飛出し防止ガイド８２とで挟まれた開口部８４（図２４参照）をガイドとしてコイル挿入矢３７により下方から押し上げられるのに連動して、コイル辺２ａがスロット３ａに挿入される直前までに、鉄心保持装置１９とともに電機子鉄心３が所定角度だけ逆回転し、コイル辺２ａとスロット３ａが平行になった状態でコイル挿入矢３７が上昇してコイル辺２ａがスロット３ａ内へ挿入される。この時、電気子鉄心３とコイル挿入矢３７及びコイル辺２ａとガイド部材８０との干渉を避けるため、コイル辺２ａが電機子鉄心３の外径より若干低い位置（外側）で停止する。なお、開口部８４の幅は、スロット３ａの開口幅より若干小さく設定されている。
【００７５】
次に、コイル挿入矢３７を前記の状態で保持し、電機子鉄心３をスロット３ａ分だけ回転させて、コイル導体２をコイル挿入矢３７からガイド部材８０に乗り移す。その後、コイル挿入矢３７を下降させ、コイル導体２の切り出しと挿入の１サイクルを終了する。
電機子鉄心３に組み立てられたコイル導体２は、電機子鉄心３が１スロット３ａ分ずつ回転するのに伴って、図２５に示す様に、コイル辺２ａの外周端面がガイド部材８０の内周面に倣ってスロット３ａの底部へ押し込まれる。なお、コイル挿入矢３７と、コイル導体２を切り出すレバー２４と、水平フィーダ８３は同期して動作する。
【図面の簡単な説明】
【図１】コイル組立装置の斜視図である（第１実施例）。
【図２】ロータとコイル導体の斜視図である。
【図３】アーマチャの半断面図である。
【図４】コイル導体を所定角度回転した状態を示す上面図である。
【図５】（ａ）はコイル導体を電機子鉄心へ組み立てる工程をロータの軸方向一方側から見た正面図、（ｂ）はその側面図である。
【図６】（ａ）はコイル導体を電機子鉄心へ組み立てる工程をロータの軸方向他方側から見た正面図、（ｂ）はその側面図である。
【図７】（ａ）はコイル導体を電機子鉄心へ組み立てる工程をロータの軸方向一方側から見た正面図、（ｂ）はその側面図、（ｃ）は軸方向他方側から見た正面図である。
【図８】（ａ）はコイル導体を電機子鉄心へ組み立てる工程をロータの軸方向一方側から見た正面図、（ｂ）はその側面図、（ｃ）は軸方向他方側から見た正面図である。
【図９】コイル組立装置の斜視図である（第１実施例の変形例）。
【図１０】コイル組立装置の断面図である（第２実施例）。
【図１１】チャック部材の斜視図である（第２実施例）。
【図１２】（ａ）〜（ｃ）は下層コイル導体を電機子鉄心へ組み立てる工程をロータの軸方向一方側から見た正面図である（第２実施例）。
【図１３】（ａ）〜（ｃ）は上層コイル導体を電機子鉄心へ組み立てる工程をロータの軸方向一方側から見た正面図である（第２実施例）。
【図１４】（ａ）、（ｂ）は下層コイル導体を電機子鉄心へ組み立てる工程をロータの軸方向一方側から見た正面図である（第１実施例の変形例）。
【図１５】コイル組立装置の正面断面図である（第３実施例）。
【図１６】コイル組立装置の側面断面図である（第３実施例）。
【図１７】コイル導体を保持位置にセットした状態を示す正面図である（第３実施例）。
【図１８】コイル辺をスロット内へ挿入した状態の正面図である（第３実施例）。
【図１９】（ａ）はコイル導体を保持位置にセットした状態を示す拡大正面図、（ｂ）は図１９（ａ）のＡ−Ａ断面図である（第３実施例）。
【図２０】鉄心保持装置の側面図である（第３実施例）。
【図２１】鉄心保持装置の正面図である（第３実施例）。
【図２２】コイル導体の供給工程を示す斜視図である（第３実施例）。
【図２３】コイル導体の供給工程を示す斜視図である（第３実施例）。
【図２４】コイル導体を電機子鉄心へ組み立てる前の状態を示す正面図である（第４実施例）。
【図２５】コイル導体を電機子鉄心へ組み立てる過程を示す正面図である（第４実施例）。
【図２６】回転子の斜視図である（従来技術）。
【符号の説明】
１ コイル組立装置（第１実施例、第２実施例）
２ コイル導体
２Ａ 下層コイル導体
２Ｂ 上層コイル導体
２ａ コイル辺
２ｂ コイル端部
３ 電機子鉄心
３ａ スロット
７ 電動機（第２の回転機構）
１１ 外カム（第１の外カム）
１１Ａ 外カム（第２の外カム）
１１ａ 外カムのカム面
１２ 内カム（第１の内カム）
１２Ａ 内カム（第２の内カム）
１２ａ 内カムのカム面
１４ コイル組立装置（第３実施例）
１５ 傾斜シュート（コイル搬送手段）
１８ コイル挿入装置（コイル挿入手段）
２０ 回動装置（第１の回転機構）
２８ コイル保持具（保持手段）
３７ コイル挿入矢
７９ 開口部（第３実施例）
８４ 開口部（第３実施例）
Ａ アーマチャ（回転電機の回転子）
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転電機の回転子におけるコイル導体の組立方法及び組立装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術として、特願平７−３２６９８３号に記載された「回転電機の回転子の製造方法」がある。この先願には、電機子コイルの一部を形成する略コの字形のコイル導体が記載されている。そのコイル導体は、図２６に示す様に、電機子鉄心１００のスロット１１０内に挿入される直線状のコイル辺２１０と、このコイル辺２１０の両端からコイル辺２１０に対して略直角に伸びる一対のコイル端部２２０とを有し、この一対のコイル端部２２０が互いにコイル辺２１０を中心として反対側へ所定角度傾斜した形に設けられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、先願に記載されたコイル導体２００は、両コイル端部２２０が互いに反対側へ傾斜しているため、１本ずつ電機子鉄心１００に組み立てていくと、既に電機子鉄心１００に組み立てられたコイル導体２００と、新たに組み立てようとするコイル導体２００とのコイル端部２２０同士が干渉するため、全てのコイル導体２００を電機子鉄心１００へ組み立てることは極めて困難であった。
本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的は、コイル導体のコイル端部同士が干渉することなく、全てのコイル導体を電機子鉄心へ組み立てることのできるコイル導体の組立方法及び組立装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
請求項１の手段によれば、２本目以降のコイル導体を１本ずつ順次電機子鉄心に組み立てる際に、コイル導体と電機子鉄心とを相対的に所定角度傾けて、その傾きを保ちながらコイル導体を電機子鉄心に近接させ、その後、コイル導体と電機子鉄心との傾きを戻してコイル辺をスロット内へ挿入可能な姿勢に修正してから、コイル辺をスロット内へ挿入する。この場合、コイル導体と電機子鉄心とを相対的に所定角度傾けることで、コイル導体を電機子鉄心に近づける際に、既に電機子鉄心に組み立てられているコイル導体に対して、コイル端部同士の干渉を防ぐことができる。これにより、全てのコイル導体を、コイル端部同士が干渉することなく、１本ずつ順次電機子鉄心へ組み立てることができる。
【０００５】
請求項２の手段によれば、請求項１に記載したコイル導体と電機子鉄心との相対的な傾きとは、コイル辺が電機子鉄心の軸芯と平行な状態でスロットに対しコイル端部の傾斜方向と反対側へ所定角度だけ回転した状態である。この場合、電機子鉄心の周方向で両コイル端部の先端同士間の距離を小さくできるため、既に電機子鉄心に組み立てられたコイル導体に対して、互いのコイル端部間に隙間を保ちながらコイル導体を電機子鉄心の外周面に近接させることができる。
【０００６】
請求項３の手段によれば、複数本のコイル導体のうち最後に電機子鉄心へ組み立てるコイル導体は、コイル辺を電機子鉄心の軸芯と平行な状態でスロットに対し所定角度だけ回転させた姿勢で電機子鉄心へ近づけた後、コイル辺をスロットに対し平行な姿勢に戻しながら、且つ電機子鉄心の軸芯に対してコイル辺を長手方向に傾けてスロットへ挿入する。
最後のコイル導体を電機子鉄心へ組み立てる時には、コイル辺を挿入しようとするスロットの両隣に位置するスロットに既に他のコイル辺が挿入されているため、コイル辺を電機子鉄心の軸芯と平行な状態でスロットに対し所定角度傾けた姿勢から元の姿勢に戻す際に、何方か一方のコイル端部同士が干渉する場合がある。そこで、スロットに対し所定角度傾けたコイル辺を再びスロットに対し平行な姿勢に戻しながら、且つ電機子鉄心の軸芯に対してコイル辺を長手方向に傾けることにより、何方か一方のコイル端部は、その先端が電機子鉄心の半径方向内側へずれるため、既に電機子鉄心に組み立てられている両隣のコイル導体に対して、コイル端部同士が干渉することなくコイル導体を電機子鉄心に組み立てることができる。
【０００７】
請求項４の手段によれば、既に電機子鉄心に組み立てられた少なくとも１本前のコイル導体をコイル辺がスロット内の底部から浮き上がった状態に保持しながら次のコイル導体を電機子鉄心に組み立てる。この場合、既に電機子鉄心に組み立てられたコイル導体のコイル辺がスロット内の底部から浮き上がった状態に保持されることにより、電機子鉄心に対するコイル導体の挿入スペースを大きく確保できる。即ち、コイル辺がスロット内の底部から浮き上がった状態に保持されている場合は、コイル辺がスロット内の底部まで挿入されている場合と比較して、周方向に隣接するコイル端部同士の間隔が広くなる。従って、その分、コイル導体の挿入スペースが大きくなって、コイル端部同士の干渉を防ぐことが可能となる。
【０００８】
請求項５の手段によれば、請求項４に記載したコイル導体の組立方法において、電機子鉄心と相対回転可能に設けられ、外周面をカム面とする内カムを備え、電機子鉄心に組み立てられたコイル導体に対して、コイル端部の先端を内カムのカム面に当接させることにより、コイル辺をスロット内底部から浮き上がった状態に保持することができる。これにより、請求項４に記載した様に、周方向に隣接するコイル端部同士の間隔が広くなるため、コイル導体の挿入スペースが大きくなって、コイル端部同士の干渉を防ぐことが可能となる。
【０００９】
請求項６の手段によれば、請求項５に記載したコイル導体の組立方法において、電機子鉄心と相対回転可能に設けられ、内周面をカム面とする外カムを備え、電機子鉄心に組み立てられたコイル導体に対して、コイル辺の外周端面を外カムのカム面に当接させながら電機子鉄心と外カムとを相対回転させることにより、コイル辺をスロット内の底部まで挿入することができる。この場合、外カムによって電機子鉄心に組み立てられたコイル導体を保持できるため、スロットからコイル辺が突出したり、電機子鉄心からコイル導体が脱落するのを防止できる。
【００１０】
請求項７の手段によれば、電機子鉄心に組み立てられた下層コイル導体を第１の内カムと第１の外カムとで保持し、その後、上層コイル導体を電機子鉄心に組み立てて、第２の内カムと第２の外カムとで保持することができる。この場合、第１の内カムと第１の外カムを使用することで全ての下層コイル導体を互いのコイル端部同士が干渉することなく電機子鉄心へ組み立てることができ、且つ、第２の内カムと第２の外カムを使用することで全ての上層コイル導体を互いのコイル端部同士が干渉することなく電機子鉄心へ組み立てることができる。
【００１１】
請求項８〜１０の手段に記載したコイル組立装置は、コイル導体を電機子鉄心のスロット開口部に対向する位置に搬送するコイル搬送手段と、このコイル搬送手段により搬送されたコイル導体のコイル辺をスロットに挿入するコイル挿入手段と、電機子鉄心とコイル導体とを相対的に所定角度回転させる回転手段と、コイル挿入手段と回転手段の作動を同期させる制御手段とを備えている。これにより、コイル導体と電機子鉄心とを相対的に所定角度傾けて、その傾きを保ちながらコイル導体を電機子鉄心に近接させ、その後、コイル導体と電機子鉄心との傾きを戻してコイル辺をスロット内へ挿入可能な姿勢に修正してから、コイル辺をスロット内へ挿入することができる。その結果、既に電機子鉄心に組み立てられているコイル導体に対して、コイル端部同士の干渉を防ぐことができる。
【００１２】
請求項１１の手段によれば、請求項８〜１０に記載した何れかのコイル導体の組立装置において、挿入手段は、コイル導体を案内する開口部と、この開口部を案内としてコイル導体のコイル辺をスロット内へ挿入するコイル挿入矢と、開口部と電機子鉄心のスロット開口部との相対位置を決める位置決め手段とを有する。この場合、開口部を案内としてコイル導体をコイル挿入矢で押し込むことにより、電機子鉄心のスロット内にコイル辺を挿入することができる。従って、コイル導体をクランプ、アンクランプする必要がなく、高速でのコイル導体の組み立てが可能となる。
【００１３】
請求項１２の手段によれば、請求項１１に記載したコイル導体の組立装置において、コイル挿入手段は、開口部の保持位置にセットされたコイル導体を保持する保持手段を具備している。これにより、開口部の保持位置にセットされたコイル導体をスロットに挿入可能な適正な姿勢で保持することができるため、コイル辺のスロット内への挿入不良を防止できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明のコイル導体の組立方法及び組立装置を図面に基づいて説明する。
（第１実施例）
図１はコイル組立装置の全体図である。
本実施例は、例えば、図３に示すスタータのアーマチャＡ（回転子）を製造するもので、後述するコイル組立装置１を使用して、複数本のコイル導体２を１本ずつ順次電機子鉄心３に組み立てる方法を示す。
コイル導体２は、電機子コイルの一部を形成するもので導電性に優れた金属材料（例えば銅）により形成され、図２に示す様に、直線状のコイル辺２ａと、このコイル辺２ａの両端からコイル辺２ａに対して略直角に延びる一対のコイル端部２ｂとを有し、この一対のコイル端部２ｂが互いにコイル辺２ａを中心として反対側へ所定角度傾斜して設けられている。
なお、電機子コイルは、図３に示す様に、下層コイル導体２Ａと上層コイル導体２Ｂとから成り、両コイル導体２Ａ、２Ｂの端部同士を電気的に接続して形成される。但し、以下の説明では、下層コイル導体２Ａと上層コイル導体２Ｂとを区別することなく、両コイル導体２Ａ、２Ｂを総称してコイル導体２と呼ぶ。
【００１５】
電機子鉄心３は、プレスマシン等で円板状に形成された薄い鋼板を複数枚積層して構成され、回転軸４の外周に嵌合して回転軸４と一体に回転可能に設けられている。電機子鉄心３の外周部には、所定数（例えば２５個）のスロット３ａがそれぞれ軸方向に沿って設けられ、各スロット３ａが電機子鉄心３の周方向に等ピッチに配置されている。また、電機子鉄心３の軸方向端面には、電機子鉄心３を軸方向に貫通する長穴３ｂ（図２参照）が開口している。この長穴３ｂは、円弧状に形成されて電機子鉄心３の周方向に複数個（例えば３箇所）設けられている。なお、以下の説明では、回転軸４と電機子鉄心３とを総称してロータＲ（つまり、回転軸４に電機子鉄心３を組付けたもの）と呼ぶ。但し、回転軸４と電機子鉄心３とを個々に指す場合には、それぞれ回転軸４、電機子鉄心３と呼ぶ。
【００１６】
コイル組立装置１は、図１に示す様に、コイル導体２を把持するチャック部５、このチャック部５に所定の動作を付与するアクチュエータ（図示しない）、ロータＲを支持するロータ受け部６、及び回転動力を発生する電動機７（本発明の第２の回転機構）等から構成されている。
チャック部５は、固定部材５ａの両側に弾性部材５ｂ（例えば板ばね）が取り付けられて、その両弾性部材５ｂでコイル導体２の両側（コイル端部２ｂの外側面）を支持してコイル導体２を把持している。なお、弾性部材５ｂには、コイル導体２を所定の姿勢で把持できる様にコイル導体２の位置決め手段（図示しない／例えばコイル端部２ｂが嵌まり込む嵌合溝）が設けられている。
アクチュエータは、本発明の第１の回転機構と第３の回転機構を具備するもので、固定部材５ａに連結された作動軸５ｃを通じてチャック部５に所定の動作を付与する。その「所定の動作」とは、作動軸５ｃを中心として回転する「回転動作」、作動軸５ｃの軸方向に上下移動する「上下動作」、及び作動軸５ｃのアクチュエータ側の端部（図示しない）を支点として揺動する「揺動動作」である。
【００１７】
ロータ受け部６は、一定の間隔を保って直立する２つの直立壁面６ａ、６ｂを具備したベース部６Ａと、回転軸４の一端面を支持する支持ピン６Ｂと、回転軸４の他端面を支持する回転シャフト６Ｃとを備え、支持ピン６Ｂと回転シャフト６ＣによってロータＲを回転自在に支持している。支持ピン６Ｂは、ベース部６Ａの一方の直立壁面６ａに軸受（図示しない）を介して回転自在に支持されている。また、回転シャフト６Ｃは、ベース部６Ａの他方の直立壁面６ｂに軸受（図示しない）を介して回転自在に支持され、電動機７の回転動力が伝達されて回転する。
【００１８】
電動機７は、回転シャフト６Ｃと駆動ピン８を通じてロータＲに回転力を付与する。但し、この電動機７は、回転角度を微小制御できる例えばサーボモータであり、駆動ピン８を介してロータＲを所定の回転位置に位置決めすることができる。
駆動ピン８は、一端が回転シャフト６Ｃに連結された連結部材９に固定されて、他端が電機子鉄心３の端面に開口する長穴３ｂに差し込まれている。この駆動ピン８は、電機子鉄心３の各長穴３ｂにそれぞれ１本ずつ合計３本設けられ、連結部材９とともに回転シャフト６Ｃと一体に回転する。
【００１９】
次に、コイル組立装置１を使用してコイル導体２を電機子鉄心３へ組み立てる工程を図４〜図８を参照しながら説明する。
この組立工程は、複数本あるコイル導体２を１本ずつ順次電機子鉄心３へ組み立てるものであるが、組み立てに使用するコイル導体２の本数をｎ本とした場合、最初の１本目のコイル導体２と、２本目からｎ−１本目までのコイル導体２と、最後のｎ本目のコイル導体２とでそれぞれ組立方法が異なる。
以下、１本目のコイル導体２、２本目からｎ−１本目までのコイル導体２、及びｎ本目のコイル導体２に分けて説明する。
【００２０】
ａ）１本目のコイル導体２
まず、回転軸４の両端面を支持ピン６Ｂと回転シャフト６Ｃで支持してロータ受け部６でロータＲを支持する。この時、電機子鉄心３の端面に開口する長穴３ｂに駆動ピン８が差し込まれ、その駆動ピン８を介してロータＲの回転方向の位置決めが行われる。
つぎに、任意な位置から１本目のコイル導体２をチャック部５で把持して取り出し、ロータ受け部６に支持された電機子鉄心３の径方向上方に移動する（図１に示す状態）。この時、コイル導体２は、コイル辺２ａが電機子鉄心３のスロット３ａに対し平行な姿勢に位置決めされている（これは、１本目からｎ本目まで同じである）。また、ロータＲは、１つのスロット３ａが電機子鉄心３の最上部に来る様に駆動ピン８を通じて位置決めされている。
続いて、作動軸５ｃの軸方向に沿ってチャック部５を下方へ移動させ、チャック部５に把持されたコイル導体２を下降させて電機子鉄心３の最上部に位置するスロット３ａにコイル辺２ａを挿入する。これにより、１本目のコイル導体２の電機子鉄心３への組み立てが終了する。
【００２１】
ｂ）２本目からｎ−１本目までのコイル導体２
１本目と同様に、任意な位置から２本目のコイル導体２をチャック部５で把持して取り出し、ロータ受け部６に支持された電機子鉄心３の径方向上方に移動する。一方、ロータＲは、１本目のコイル導体２の組み立てが終了した後、チャック部５により２本目のコイル導体２が電機子鉄心３の径方向上方へ移動するまでの間に、次のスロット３ａが電機子鉄心３の最上部に来る様に１スロット３ａ分だけ回転して位置決めされている（この電機子鉄心３の位置決め工程は、３本目のコイル導体２以降も同様に行われる）。
【００２２】
このまま１本目のコイル導体２と同様に２本目のコイル導体２を下降させると、両コイル端部２ｂがコイル辺２ａに対して反対側へ傾斜しているため、１本目のコイル導体２のコイル端部２ｂと干渉して組み立て不能となる。そこで、コイル端部２ｂ同士の干渉を防ぐために、作動軸５ｃを中心とする回転動作をチャック部５に付与してコイル導体２を任意の角度分だけ回転させる。即ち、コイル辺２ａを回転軸４と平行に保ったまま、スロット３ａに対しコイル辺２ａを所定角度だけ回転させる。但し、図４に示す様に、コイル端部２ｂの傾斜方向と反対側（図４の矢印で示す方向）へ回転させる。
【００２３】
続いて、図５に示す様に、上記姿勢（コイル導体２を回転させた姿勢）を保ったまま作動軸５ｃの軸方向に沿ってチャック部５を下方へ移動させ、チャック部５に把持されたコイル導体２を電機子鉄心３の外周面近傍まで下降させる。この時、コイル導体２は、図４に示した様に、両コイル端部２ｂがコイル辺２ａの長手方向の延長線上に略位置している（つまり、両コイル端部２ｂの周方向への突出量が小さくなる）ため、既に電機子鉄心３へ組み立てられているコイル導体２に対してコイル端部２ｂ同士が干渉することなく電機子鉄心３の外周面近傍まで下降させることができる。
その後、再び作動軸５ｃを中心とする回転動作をチャック部５に付与する。但し、上述の回転動作と反対側へ回転させて上述の回転動作を付与する前の状態（姿勢）へ戻す。これにより、チャック部５に把持されたコイル導体２のコイル辺２ａがスロット３ａと平行となり、スロット３ａ内へ挿入可能となる（図６参照）。
【００２４】
続いて、更に作動軸５ｃの軸方向に沿ってチャック部５を下方へ移動させ、チャック部５に把持されたコイル導体２を下降させて電機子鉄心３の最上部に位置するスロット３ａ内にコイル辺２ａを挿入する。これにより、２本目のコイル導体２の電機子鉄心３への組み立てが終了する。
３本目からｎ−１本目までは、２本目と同様の工程を繰り返して順次電機子鉄心３へ組み立てていく。なお、図５及び図６では２本目からｎ−１本目までのコイル導体２を代表して５本目のコイル導体２を電機子鉄心３に組み立てる様子を示しているが、５本目以外のコイル導体２でも同じである。
【００２５】
ｃ）ｎ本目のコイル導体２
最後に、ｎ本目のコイル導体２をチャック部５で把持して取り出し、ロータ受け部６に支持された電機子鉄心３の径方向上方に移動する。
続いて、２本目からｎ−１本目までのコイル導体２と同様に、作動軸５ｃを中心とする回転動作をチャック部５に付与してコイル導体２を任意の角度分だけ回転させた後、作動軸５ｃの軸方向に沿ってチャック部５を下方へ移動させ、チャック部５に把持されたコイル導体２を電機子鉄心３の外周面近傍まで下降させる。この時、コイル導体２は、２本目からｎ−１本目までのコイル導体２と同様、既に電機子鉄心３へ組み立てられているコイル導体２に対してコイル端部２ｂ同士が干渉することなく電機子鉄心３の外周面近傍まで下降させることができる。
【００２６】
このｎ本目のコイル導体２を電機子鉄心３へ組み立てる時には、既に両隣のスロット３ａにそれぞれ他のコイル導体２（１本目とｎ−１本目のコイル導体２）のコイル辺２ａが挿入されているため、電機子鉄心３の外周面近傍まで下降させたコイル導体２をそのまま元の姿勢（コイル辺２ａがスロット３ａと平行となる姿勢）に戻すと、図７（ｃ）に示す様に、コイル辺２ａに対して傾斜角の大きい一方のコイル端部２ｂ１ が、最初に電機子鉄心３に組み立てられたコイル導体２と干渉する恐れがある。
【００２７】
そこで、図８に示す様に、コイル辺２ａがスロット３ａと平行となる様にコイル導体２の姿勢を元に戻しつつ、更に回転軸４に対してコイル辺２ａを長手方向に傾ける動作を付与する（図８（ｂ）参照）。これにより、一方のコイル端部２ｂ１ は、電機子鉄心３の径方向内側へずれるため、一方のコイル端部２ｂ１ 同士の干渉を避けながらコイル辺２ａをスロット３ａ内へ挿入することができる。これにより、ｎ本目のコイル導体２の電機子鉄心３への組み立てが終了する。なお、図７（ａ）では、コイル導体２を元の姿勢に戻す前の状態（二点鎖線で示す位置）の時に、他方のコイル端部２ｂ２ がｎ−１本目のコイル導体２の他方のコイル端部２ｂ２ と干渉している様に見えるが、この場合、互いのコイル端部２ｂ２ が電機子鉄心３の軸方向に若干の間隔を有して重なっているだけで、干渉している訳ではない。
【００２８】
上記の実施例では、下層コイル導体２Ａと上層コイル導体２Ｂとを区別することなく、コイル導体２として説明したが、実際の組立工程では、全て（ｎ本）の下層コイル導体２Ａを上記の組立方法で電機子鉄心３へ組み立てた後、その電機子鉄心３に対して更に全て（ｎ本）の上層コイル導体２Ｂを同様の組立方法で組み立てている。
なお、コイル導体２と電機子鉄心３との絶縁処理は、コイル導体２を電機子鉄心３へ組み立てる際に、スロット３ａの内壁面と下層コイル辺２ａとの間、及び下層コイル辺２ａと上層コイル辺２ａとの間にそれぞれ絶縁体を介在させ、且つ電機子鉄心３の端面と下層コイル端部２ｂとの間、及び下層コイル端部２ｂと上層コイル端部２ｂとの間にそれぞれ絶縁体を介在させても良い。あるいは、コイル導体２に絶縁紙や絶縁テープを巻き付けたり、絶縁体を塗布する等の方法によって絶縁処理を施しても良い。
【００２９】
（本実施例の効果）
本実施例では、２本目からｎ−１本目までのコイル導体２に対して、そのコイル導体２を把持するチャック部５に回転動作を与えてコイル導体２を電機子鉄心３に対して任意の角度分だけ回転させることにより、既に電機子鉄心３に組み立てられたコイル導体２に対してコイル端部２ｂ同士が干渉することなく電機子鉄心３の外周面近傍まで近づけることができる。この後、コイル導体２の姿勢を元に戻すことでコイル辺２ａをスロット３ａ内へ挿入することができる。
また、ｎ本目のコイル導体２は、コイル辺２ａがスロット３ａと平行となる様にコイル導体２の姿勢を元に戻しながら、更に回転軸４に対してコイル辺２ａを長手方向に傾けることにより、既に電機子鉄心３へ組み立てられているコイル導体２に対して、互いの一方のコイル端部２ｂ同士が干渉することなくコイル辺２ａをスロット３ａ内へ挿入することができる。
【００３０】
（変形例）
上記実施例では、ｎ本目のコイル導体２を組み立てる際に、チャック部５に揺動動作を付与しているが、図９に示す様に、支持軸１０を中心としてロータ受け部６とともに電機子鉄心３に揺動動作を付与する構成としても良い。
上記実施例では、１本目のコイル導体２と２本目からｎ−１本目までのコイル導体２とで組立方法が異なる場合を説明したが、１本目のコイル導体２も２本目からｎ−１本目までのコイル導体２と同様の組立方法で行っても良い。
【００３１】
（第２実施例）
図１０はコイル組立装置１の断面図である。
本実施例は、第１実施例と同様に、複数のコイル導体２を１本ずつ順次電機子鉄心３に組み立てる方法を示すものであり、第１実施例と使用するコイル組立装置１の構造が異なる。但し、ロータＲ及びコイル導体２については第１実施例と同じであり、その説明は省略する。また、コイル組立装置１については、第１実施例と同一名称あるいは同様の機能を有する構成部品を同一番号で説明する。
【００３２】
コイル組立装置１は、コイル導体２を把持するチャック部５（図１１参照）、このチャック部５に所定の動作を付与するアクチュエータ（図示しない）、電機子鉄心３を支持するロータ受け部６、回転動力を発生する電動機７（本発明の第２の回転機構）、及び電機子鉄心３の軸方向両側に設けられる外カム１１と内カム１２等から構成されている。
チャック部５は、図１１に示す様に、固定部材５ａの両側に弾性部材５ｂ（例えば板ばね）が取り付けられて、その両弾性部材５ｂでコイル端部２ｂの外側面を支持してコイル導体２を把持している。なお、弾性部材５ｂには、コイル導体２を所定の姿勢で把持できる様にコイル導体２の位置決め手段（図示しない／例えばコイル端部２ｂが嵌まり込む嵌合溝）が設けられている。
【００３３】
アクチュエータは、本発明の第１の回転機構を具備するもので、固定部材５ａに連結された作動軸５ｃを通じてチャック部５に所定の動作を付与する。その「所定の動作」とは、作動軸５ｃを中心として回転する「回転動作」と、作動軸５ｃの軸方向に上下移動する「上下動作」である。
ロータ受け部６は、一定の間隔を保って直立する２つの直立壁面６ａ、６ｂを具備したベース部６Ａと、回転軸４の一端面を支持する支持ピン６Ｂと、回転軸４の他端面を支持する回転シャフト６Ｃとを備え、支持ピン６Ｂと回転シャフト６Ｃによって電機子鉄心３を回転自在に支持している。なお、支持ピン６Ｂは、ベース部６Ａの一方の直立壁面６ａに軸受６Ｄを介して回転自在に支持されている。また、回転シャフト６Ｃは、ベース部６Ａの他方の直立壁面６ｂに軸受６Ｅを介して回転自在に支持され、電動機７の回転動力が伝達されて回転する。
【００３４】
電動機７は、回転シャフト６Ｃと駆動ピン８を通じて電機子鉄心３に回転力を付与する。但し、この電動機７は、回転角度を微小制御できる例えばサーボモータであり、駆動ピン８を介して電機子鉄心３を所定の回転位置に位置決めすることができる。
駆動ピン８は、一端が回転シャフト６Ｃに連結された連結部材９に固定されて、他端が電機子鉄心３の端面に開口する長穴３ｂ（図２参照）に差し込まれている。この駆動ピン８は、電機子鉄心３の各長穴３ｂにそれぞれ１本ずつ合計３本設けられ、連結部材９とともに回転シャフト６Ｃと一体に回転する。
【００３５】
外カム１１は、ロータ受け部６に支持された電機子鉄心３の軸方向両側に１個ずつ配されて、それぞれロータ受け部６の各直立壁面６ａ、６ｂに固定されている。この外カム１１は、直立壁面６ａ、６ｂから電機子鉄心３側へ略筒状に伸びて設けられ、その先端部内周面が電機子鉄心３に組み立てられたコイル導体２の外周位置を規制するカム面１１ａとして形成されている。このカム面１１ａは、図１２に示す様に、略円形状に設けられている。また、この外カム１１には、図１２に示す様に、周方向の一部（本実施例では、周方向の最上部）にコイル導体２を通すための開口部１１ｂが形成されている。
内カム１２は、外カム１１と同様に電機子鉄心３の軸方向両側に１個ずつ配されて、各外カム１１の内周面にそれぞれ固定ピン１３を介して固着されている。この内カム１２は、筒状に設けられて、その外周面が電機子鉄心３に組み立てられたコイル導体２の内周位置を規制するカム面１２ａとして形成されている。このカム面１２ａは、図１２に示す様に、周方向の一部分のみ回転中心からの距離が大きくなる形状に設けられている。
【００３６】
次に、コイル組立装置１を使用してコイル導体２を電機子鉄心３へ組み立てる工程を図１２を参照しながら説明する。
この組立工程は、複数本あるコイル導体２を１本ずつ順次電機子鉄心３へ組み立てるものであるが、組み立てに使用するコイル導体２の本数をｎ本とした場合、最初の１本目のコイル導体２と、２本目からｎ本目までのコイル導体２とでそれぞれ組立方法が異なる。
以下、１本目のコイル導体２と、２本目からｎ本目までのコイル導体２とに分けて説明する。
【００３７】
ａ）１本目のコイル導体２
まず、回転軸４の両端面を支持ピン６Ｂと回転シャフト６Ｃで支持してロータ受け部６でロータＲを支持する。この時、電機子鉄心３の端面に開口する長穴３ｂに駆動ピン８が差し込まれ、その駆動ピン８を介してロータＲの回転方向の位置決めが行われる。
つぎに、任意な位置から１本目のコイル導体２をチャック部５で把持して取り出し、ロータ受け部６に支持された電機子鉄心３の径方向上方に移動する。この時、コイル導体２は、コイル辺２ａが電機子鉄心３のスロット３ａに対し平行な姿勢に位置決めされている（これは、１本目からｎ本目まで同じである）。また、ロータＲは、１つのスロット３ａが電機子鉄心３の最上部に来る様に駆動ピン８を通じて位置決めされている。
続いて、作動軸５ｃの軸方向に沿ってチャック部５を下方へ移動させ、チャック部５に把持されたコイル導体２を下降させて電機子鉄心３の最上部に位置するスロット３ａにコイル辺２ａを挿入する。この時、コイル導体２は、コイル端部２ｂの先端が内カム１２に設けられたカム面１２ａの最大凸部に当接することで、コイル辺２ａがスロット３ａから浮き上がった状態に保持されている。
【００３８】
ｂ）２本目からｎ本目までのコイル導体２
続いて、１本目と同様に、任意な位置から２本目のコイル導体２をチャック部５で把持して取り出し、ロータ受け部６に支持された電機子鉄心３の径方向上方に移動する。一方、ロータＲは、１本目のコイル導体２の組み立てが終了した後、チャック部５により２本目のコイル導体２が電機子鉄心３の径方向上方へ移動するまでの間に、次のスロット３ａが電機子鉄心３の最上部に来る様に１スロット３ａ分だけ回転して位置決めされている（この電機子鉄心３の位置決め工程は、３本目のコイル導体２以降も同様に行われる）。これにより、既に電機子鉄心３に組み立てられたコイル導体２は、電機子鉄心３の回転に伴ってコイル端部２ｂの先端が内カム１２のカム面１２ａを摺接しながら移動する（図１２（ａ）参照）。
【００３９】
このまま１本目のコイル導体２と同様に２本目のコイル導体２を下降させると、コイル辺２ａに対して両コイル端部２ｂが反対側へ傾斜しているため、コイル端部２ｂが１本目のコイル導体２のコイル端部２ｂと干渉して組み立て不能となる。そこで、コイル端部２ｂ同士の干渉を防ぐために、作動軸５ｃを中心とする回転動作をチャック部５に付与してコイル導体２を任意の角度分だけ回転させる。即ち、コイル辺２ａを回転軸４と平行に保ったまま、スロット３ａに対しコイル辺２ａを所定角度だけ回転させる。但し、第１実施例の図４に示した様に、コイル端部２ｂの傾斜方向と反対側（図４の矢印で示す方向）へ回転させる。
【００４０】
続いて、上記姿勢（コイル導体２を回転させた姿勢）を保ったまま作動軸５ｃの軸方向に沿ってチャック部５を下方へ移動させ、チャック部５に把持されたコイル導体２を電機子鉄心３の外周面近傍まで下降させる。この時、１本目のコイル導体２がスロット３ａ内の底部からコイル辺２ａが浮き上がった状態に保持されているため、２本目のコイル導体２は、１本目のコイル導体２に対してコイル端部２ｂ同士が干渉することなく電機子鉄心３の外周面近傍まで下降させることができる。
その後、再び作動軸５ｃを中心とする回転動作をチャック部５に付与する。但し、上述の回転動作と反対側へ回転させて上述の回転動作を付与する前の状態（姿勢）へ戻す。これにより、チャック部５に把持されたコイル導体２のコイル辺２ａがスロット３ａと平行となり、スロット３ａ内へ挿入可能となる。
【００４１】
続いて、更に作動軸５ｃの軸方向に沿ってチャック部５を下方へ移動させ、チャック部５に把持されたコイル導体２を下降させて電機子鉄心３の最上部に位置するスロット３ａ内にコイル辺２ａを挿入する。この時、コイル導体２は、コイル端部２ｂの先端が内カム１２に設けられたカム面１２ａの最大凸部１２ｂに当接することで、コイル辺２ａがスロット３ａから浮き上がった状態に保持される。これにより、２本目のコイル導体２の電機子鉄心３への組み立てが終了する。以後、３本目からｎ本目までは、２本目と同様の工程を繰り返して順次電機子鉄心３へ組み立てていく。
【００４２】
既に電機子鉄心３に組み立てられたコイル導体２は、次のコイル導体２が組み立てられる毎に電機子鉄心３が１スロット３ａ分ずつ回転することにより、外カム１１及び内カム１２との相対位置が順次変化する。これにより、数本目のコイル導体２が電機子鉄心３に組み立てられる時には、１本目のコイル導体２は、そのコイル端部２ｂの先端が内カム１２のカム面１２ａから離れて、コイル端部２ｂの外周端面が外カム１１のカム面１１ａに当接する様になり、それ以後、暫くは外カム１１のカム面１１ａに倣ってコイル辺２ａがスロット３ａ内の底部まで挿入された状態が続く（図１２（ｂ）参照）。
【００４３】
更に、電機子鉄心３が回転して、残り数本のコイル導体２を残す所までくると、コイル端部２ｂの外周端面が外カム１１のカム面１１ａから離れて、コイル端部２ｂの先端が内カム１２のカム面１２ａに当接することで、再びコイル辺２ａがスロット３ａ内の底部から浮き上がった状態に保持される（図１２（ｃ）参照）。
以上の工程を経て全てのコイル導体２が電機子鉄心３へ組み立てられると、図１２（ｃ）に示す様に、電機子鉄心３の上部側に位置する数本のコイル導体２は、コイル端部２ｂの先端が内カム１２のカム面１２ａに当接した状態で保持され、残りのコイル導体２は、コイル端部２ｂの外周端面が外カム１１のカム面１１ａに当接した状態で保持されている。
【００４４】
上記の説明は、下層コイル導体２Ａを電機子鉄心３へ組み立てる時の工程を示すものであり、実際には、この後、図１３（ａ）、（ｂ）に示す様に、上層コイル導体２Ｂを電機子鉄心３へ組み立てる工程を実行する。
但し、この上層コイル導体２Ｂを電機子鉄心３へ組み立てる工程では、下層コイル導体２Ａの場合と外カム１１及び内カム１２の形状が異なるため、上層コイル導体２Ｂ用の外カム１１Ａ及び内カム１２Ａに取り替えて行う。上層コイル導体２Ｂの電機子鉄心３への組立工程は、下層コイル導体２Ａの場合と同様である。
【００４５】
（本実施例の効果）
本実施例では、既に電機子鉄心３に組み立てられたコイル導体２のコイル端部２ｂ先端を内カム１２のカム面１２ａに当接させることにより、コイル辺２ａがスロット３ａ内の底部から浮き上がった状態に保持しながら次のコイル導体２を電機子鉄心３に組み立てることができる。この場合、既に電機子鉄心３に組み立てられたコイル導体２と、これから電機子鉄心３に組み立てるコイル導体２との周方向の隙間を広く確保できるため、その分、コイル導体２の挿入スペースが大きくなって、コイル端部２ｂ同士の干渉を防ぐことができる。
また、電機子鉄心３に組み立てられたコイル導体２を外カム１１によって保持することにより、スロット３ａ内からコイル辺２ａが飛び出したり、電機子鉄心３からコイル導体２が脱落するのを防止できる。また、外カム１１によってスロット３ａ内の底部までコイル辺２ａを押し込むことにより、全てのコイル導体２を組み立てた後、コイル導体２が電機子鉄心３から脱落するのを防止できる。
【００４６】
（変形例）
上記実施例では、外カム１１と内カム１２とを固定した状態で、コイル導体２を組み立てる際に電機子鉄心３を１スロット３ａ分ずつ回転させたが、図１４に示す様に、電機子鉄心３を固定したまま、外カム１１と内カム１２とを回転させて、コイル導体２の組み立てる位置を電機子鉄心３の周方向に順次移動させても良い。
上記実施例では、１本目のコイル導体２と２本目からｎ本目までのコイル導体２とで組立方法が異なる場合を説明したが、１本目のコイル導体２も２本目からｎ本目までのコイル導体２と同様の組立方法で行っても良い。
【００４７】
（第３実施例）
図１５はコイル組立装置の正面断面図、図１６はコイル組立装置の側面断面図である。 本実施例は、第１実施例及び第２実施例と同様に、複数のコイル導体２を１本ずつ順次電機子鉄心３に組み立てる方法を示すものであり、使用するコイル組立装置１４の構造が異なる。但し、ロータＲ及びコイル導体２については第１実施例と同じであり、その説明は省略する。
【００４８】
本実施例のコイル組立装置１４は、コイル導体２を搬送する傾斜シュート１５、この傾斜シュート１５により搬送されたコイル導体２を１本ずつ切り出すコイル切り出し装置１６（図１７及び図１８参照）、このコイル切り出し装置１６により切り出されたコイル導体２を保持するコイル保持装置１７、このコイル保持装置１７に保持されたコイル導体２を電機子鉄心３のスロット３ａ内へ挿入するコイル挿入装置１８、電機子鉄心３を保持する鉄心保持装置１９（図２１及び図２２参照）、この鉄心保持装置１９を回動する回動装置２０（本発明の第１の回転機構）、鉄心保持装置１９を上下移動させる上下移動装置２１、及び本装置を駆動する駆動装置２２等より構成される。
【００４９】
ａ）傾斜シュート１５は、図１５に示す様に、傾斜シュート１５に供給されたコイル導体２が自重で傾斜シュート１５上を滑り落ちることができる様に所定の傾斜角度が付与されている。傾斜シュート１５の一方の側面には、図１９（ａ）、（ｂ）に示す様に、コイル導体２が傾斜シュート１５上を滑り落ちる際に、コイル導体２の一方のコイル端部２ｂ１ を案内するガイド壁１５ａが設けられている。このガイド壁１５ａの先端には、コイル導体２が傾斜シュート１５上を滑り落ちてコイル保持装置１７に保持された時に、一方のコイル端部２ｂ１ の先端部を受ける受け面１５ｂが設けられている（図１９（ａ）参照）。なお、一方のコイル端部２ｂ１ とは、傾斜シュート１５上を滑り落ちるコイル導体２の進行方向と反対側へ傾斜している方のコイル端部２ｂである。
【００５０】
ｂ）コイル切り出し装置１６は、図１７に示す様に、傾斜シュート１５の先端部に枢軸ピン２３を介して回動自在に支持されたレバー２４と、このレバー２４を一方向（図１７の上方）へ付勢するコイルばね２５とで構成される。コイルばね２５に付勢されたレバー２４は、先端部が傾斜シュート１５に形成されたストッパ面１５ｃに当接して回動規制されている。このレバー２４には、上方へ突出する突起部２４ａが一体に設けられ、レバー２４がストッパ面１５ｃに当接して回動規制されている状態で、突起部２４ａの先端が傾斜シュート１５の表面上へ突出している（図１７参照）。従って、傾斜シュート１５を滑り落ちてきたコイル導体２はレバー２４の突起部２４ａに当接して停止する（以後、この停止位置をエスケーブ位置と呼ぶ）。
【００５１】
ｃ）コイル保持装置１７は、図１５に示す様に、傾斜シュート１５の先端面１５ｄ（図１７参照）に対向して本装置のベース２６に固定された板状の保持ベース２７と、この保持ベース２７に対してスライド可能に設けられたコイル保持具２８と、このコイル保持具２８に連結されたＬ型レバー２９と、このＬ型レバー２９を作動させる板カム３０等より構成される。
保持ベース２７は、上面にスライド溝を有し、且つ傾斜シュート１５の先端面１５ｄと対向する先端側に傾斜シュート１５を滑り落ちて保持されたコイル導体２の他方のコイル端部２ｂ２ を受ける受け面２７ａが設けられている（図１９（ａ）参照）。
【００５２】
コイル保持具２８は、保持ベース２７のスライド溝を摺動自在に設けて、コイル保持具２８の後端側に配されたコイルばね３１により前方（傾斜シュート１５側）へ付勢されている。コイル保持具２８の先端には、図１９（ａ）に示す様に、傾斜シュート１５から滑り落ちたコイル導体２のコイル辺２ａを保持するＬ字型壁面２８ａ、２８ｂ（コイル保持部）が形成されている。また、このコイル保持具２８には、凹状の溝２８ｃ（図１７参照）が一体に設けられている。
Ｌ型レバー２９は、ベース２６に対し枢軸ピン３２を介して回転自在に支持され、両先端にそれぞれカムフォロア２９ａ、２９ｂが設けられて、その一方のカムフォロア２９ａがコイル保持具２８の凹状の溝２８ｃに摺動自在に嵌合している。
板カム３０は、ベース２６に軸受３３を介して回転自在に支持された上部シャフト３４（図１６参照）に固定されて上部シャフト３４と一体に回転する。この板カム３０の外周面には、Ｌ型レバー２９の他方のカムフォロア２９ｂが接触している。
【００５３】
ｄ）コイル挿入装置１８は、図１５に示す様に、枢軸ピン３５を介してベース２６に回転自在に支持されたレバー３６、このレバー３６に連結されたコイル挿入矢３７、レバー３６を作動させる板カム３８、及びレバー３６を引っ張る引っ張りばね３９等より構成される。
レバー３６は、その先端部と略中央部とにそれぞれカムフォロア３６ａ、３６ｂを具備している。
コイル挿入矢３７は、コイル保持具２８のＬ字型壁面２８ａ、２８ｂにコイル導体２が保持される保持位置の上方に位置し、ベース２６に対し上下方向に移動可能に設けられている。このコイル挿入矢３７は、上端部に凹状の溝（符号なし）が設けられて、その溝にレバー３６の先端部に具備されたカムフォロア３６ａが摺動自在に嵌合している。
板カム３８は、上記の板カム３０と同じく上部シャフト３４に固定されて上部シャフト３４と一体に回転する。この板カム３８の外周面には、レバー３６の中央部に設けられたカムフォロア３６ｂが接触している。
引っ張りばね３９は、レバー３６とベース２６との間に掛け渡されて、レバー３６に対して、カムフォロア３６ｂを板カム３８の外周面に押しつける力を付与している。
【００５４】
ｅ）鉄心保持装置１９は、図２０に示す様に、回転軸４の一端を受ける受け溝４０ａが設けられたコの字型の枠体４０と、回転軸４の他端面中央部を支持するシャフト４１と、鉄心保持装置１９の上下移動に伴ってシャフト４１に回転力を与える回転機構（下述する）等より構成される。
枠体４０は、下述の上下移動装置２１に設けられる駆動シャフト４２の上端に固定されて、駆動シャフト４２と一体に鉄心保持装置１９全体が上下移動する。
シャフト４１は、中空シャフト４４の内周に摺動自在に嵌合し、かつ中空シャフト４４を介して軸受４３に回転自在に嵌合し、軸受４３は枠体４０に固定されている。このシャフト４１は、先端側に円形のフランジ部４１ａが一体に設けられ、そのフランジ部４１ａの外径部に歯車４１ｂが形成されている。また、フランジ部４１ａには、鉄心保持装置１９に保持された電機子鉄心３の位置決めを行うための位置決めピン４５が固定されている。この位置決めピン４５は、フランジ部４１ａから前方（電機子鉄心３側）へ伸びて、その先端部が電機子鉄心３の端面に開口する長穴３ｂ（図２参照）に差し込まれている。フランジ部４１ａと中空シャフト４４との間には、中空シャフト４４に対してフランジ部４１ａを軸方向前方（図２０の左方向）へ付勢するコイルばね４６が介在されている。
【００５５】
回転機構（本発明の第２の回転機構）は、シャフト４１の下方でシャフト４１と平行に軸受４７を介して枠体４０に回転自在に支持されたシャフト４８、このシャフト４８に固定されて歯車４１ｂに噛み合う歯車４９、シャフト４８の両端部に固定された一組の歯車５０、５１、シャフト４８の回転を規制する保持具５２、シャフト４８に嵌合してシャフト４８に対し回動自在に設けられたレバー５３（図２１参照）、このレバー５３に枢軸ピン５４を介して回転自在に取り付けられたレバー５５（図２１参照）等より構成される。
保持具５２は、シャフト４８に固定された歯車５０と係合する係合ピン５２ａと、この係合ピン５２ａを歯車５０側へ付勢するコイルばね５２ｂとから成る。
レバー５３は、図２１に示す様に、一端部がコイルばね５６に付勢されてシャフト４８に対し一方向（図２１の反時計方向）へ回転力が付与されている。但し、レバー５３の他端部が、枠体４０に固定されたストッパボルト５７の上端部に当接して回転規制されている。
レバー５５は、歯車５１と噛み合う爪部５５ａを有し、この爪部５５ａが歯車５１と噛み合った状態でコイルばね５８に付勢されている。
【００５６】
ｆ）回動装置２０は、図１５に示す様に、ベース２６に対し枢軸ピン５９を介して回転自在に取り付けられたＬ型レバー６０と、このＬ型レバー６０を作動させる板カム６１（図１６参照）と、Ｌ型レバー６０を引っ張る引っ張りばね６２と、Ｌ型レバー６０に連結された往復動シャフト６３と、この往復動シャフト６３を通じて回転力が伝達されるピニオン６４等より構成される。
Ｌ型レバー６０は、両先端部にそれぞれカムフォロア６０ａ、６０ｂが設けられている（なお、カムフォロア６０ａは、図１５において下述のレバー６８に設けられるカムフォロア６８ｂと同位置にあるため、図１５ではカムフォロア６８ｂに隠れて見えない）。
板カム６１は、ベース２６に軸受６５（図１６参照）を介して回転自在に支持された下部シャフト６６（図１６参照）に固定され、その下部シャフト６６と一体に回転する。この板カム６１の外周面には、Ｌ型レバー６０の一方のカムフォロア６０ａが接触している。
【００５７】
引っ張りばね６２は、Ｌ型レバー６０とベース２６との間に掛け渡されて、Ｌ型レバー６０に対してカムフォロア６０ａを板カム６１の外周面に押しつける力を付与している。
往復動シャフト６３は、一側面に凹状の溝（符号なし）を有し、この溝にＬ型レバー６０の他方のカムフォロア６０ｂが摺動自在に嵌合している。往復動シャフト６３の他側面にはラック６３ａ（図１６参照）が形成されている。
ピニオン６４は、両端外周部がベース２６に固定された軸受６７を介して回転自在に支持され、往復動シャフト６３に設けられたラック６３ａと噛み合っている。また、ピニオン６４の内周面には、軸方向（図１５の上下方向）に伸びるスプライン６４ａが設けられている。
【００５８】
ｇ）上下移動装置２１は、Ｌ型レバー６０と共通の枢軸ピン５９を介してベース２６に回転自在に支持されたレバー６８と、このレバー６８に連結された前述の駆動シャフト４２と、レバー６８を作動させる板カム６９と、レバー６８を引っ張る引っ張りばね７０等より構成される。
レバー６８は、両先端部にそれぞれカムフォロア６８ａ、６８ｂが設けられている。
駆動シャフト４２は、ピニオン６４の内周を通ってベース２６に対し上下方向に配置され、その下端部に凹状の溝４２ａが設けられ、この溝４２ａにレバー６８の一方のカムフォロア６８ａが摺動自在に嵌合している。この駆動シャフト４２は、外周面にスプライン４２ｂが形成されて、このスプライン４２ａがピニオン６４の内周面に形成されたスプライン６４ａに噛み合わされている。
板カム６９は、前述の下部シャフト６６（図１６参照）に固定され、その下部シャフト６６と一体に回転する。この板カム６９の外周面には、レバー６８の他方のカムフォロア６８ｂが接触している。
引っ張りばね７０は、レバー６８とベース２６との間に掛け渡されて、レバー６８に対してカムフォロア６８ｂを板カム６９のカム面に押しつける力を付与している。なお、図１５では、引っ張りばね７０と上述の引っ張りばね６２とを共通に示している。
【００５９】
ｈ）駆動装置２２は、図１５及び図１６に示す様に、回転力を発生する電動機７１と、この電動機７１の出力軸７１ａに固定された傘歯車７２と、前述の下部シャフト６６に固定されて傘歯車７２に噛み合う傘歯車７３と、下部シャフト６６の端部に固定されたタイミングベルトプーリ７４と、コイル保持具２８で説明した上部シャフト３４の端部に固定されたタイミングベルトプーリ７５と、両プーリ７４、７５に噛み合ってプーリ７４の回転をプーリ７５に伝達するタイミングベルト７６、このタイミングベルト７６の張力を調整するテンション７７等より構成される。
【００６０】
次に、上記のコイル組立装置１４を用いて電機子鉄心３にコイル導体２を組み立てていく工程を説明する。
まず、図２２に示す様に、作業者の手Ｈで複数のコイル導体２を仮マガジン７８に並べた後（自動で並べても良い）、図２３に示す様に、仮マガジン７８から傾斜シュート１５へ供給する。
続いて、図２０において、鉄心保持装置１９のシャフト４１を図中右方向へ引いた状態で電機子鉄心３の回転軸４の一端部を枠体４０の受け溝４０ａに合わせ、且つ電機子鉄心３の端面に開口する長穴３ｂに位置決めピン４５を差し込みながらシャフト４１を元の位置に戻す。この時、シャフト４１は、コイルばね４６の付勢力を受けて回転軸４を軸方向（図２０の左方向）に押し付けながら回転軸４の他端面を軸支する。これにより、ロータＲは、鉄心保持装置１９に円周方向の位置決めが成され、且つ軸方向にもしっかり保持される。
【００６１】
続いて、図１７に示す様に、最初に電機子鉄心３へ組み立てるコイル導体２をコイル保持具２８の保持位置にセットする。ここで、コイル保持具２８は、図１９に示す様に、コイル辺２ａを保持するＬ字型壁面２８ａ、２８ｂ、即ちコイル辺２ａの下面を受ける底面２８ａと、コイル辺２ａの前面（図１９の左側面）を受ける受け面２８ｂとを有し、底面２８ａが傾斜シュート１５の先端面１５ｄの最上部より一段低い位置に設定されている。また、コイル保持具２８の受け面２８ｂと傾斜シュート１５の先端面１５ｄとの間隔がコイル辺２ａの幅２ｃ（図１７参照）より若干大きく設定されている。これにより、コイル導体２は、傾斜シュート１５の先端面１５ｄと、コイル保持具２８のＬ字型壁面２８ａ、２８ｂとにより、コイル辺２ａの３面（前面、下面、後面）が囲まれた状態で保持位置にセットされる。
更に、保持ベース２７には、図１９（ａ）に示す様に、保持位置にセットされたコイル導体２の他方のコイル端部２ｂ２ を受ける受け面２７ａが設けられ、傾斜シュート１５には、コイル導体２の一方のコイル端部２ｂ１ を受ける受け面１５ｂが設けられており、両受け面２７ａ、１５ｂ間の寸法が両コイル端部２ｂ１ 、２ｂ２ 間の寸法より若干大きく設定されている。これにより、保持位置にセットされたコイル導体２を安定して保持することができる。
【００６２】
保持位置にコイル導体２をセットした後、電動機７１を起動させて電動機７１の出力軸７１ａに固定された傘歯車７２を回転させる。これにより、傘歯車７２に噛み合う傘歯車７３が回転して、傘歯車７３が固定された下部シャフト６６が回転するとともに、この下部シャフト６６の回転がプーリ７４とプーリ７５とに噛み合うタイミングベルト７６を介して上部シャフト３４に伝達されて上部シャフト３４が回転する。この２本のシャフト６６、３４が回転することにより、下部シャフト６６に固定された板カム６１と板カム６９、及び上部シャフト３４に固定された板カム３０と板カム３８とが回転する。
この結果、各板カム６１、６９、３０、３８の回転に伴い各レバー６０、６８、２９、３６が作動して、コイル挿入矢３７、コイル保持具２８、及び駆動シャフト４２（鉄心保持装置１９）が動作する。
以下に、各構成要素ごとの動作を説明するが、コイル挿入矢３７、コイル保持具２８、及び駆動シャフト４２（鉄心保持装置１９）の動作タイミングは、全て各板カム６１、６９、３０、３８に設けられたカム曲線により同期させて制御される。
【００６３】
まず、コイル導体２の切り出しとスロット３ａへの挿入動作について説明する。
板カム３８の回転により、この板カム３８の外周面にカムフォロア３６ｂが当接するレバー３６が枢軸ピン３５を中心として図１５の反時計方向へ回転する。これにより、レバー３６に連結されたコイル挿入矢３７が下方へ下降し、保持位置にセットされたコイル導体２（コイル辺２ａ）に当接する直前のタイミングで一旦停止する（図１７参照）。
また、板カム３０の回転により、この板カム３０の外周面にカムフォロア２９ｂが当接するＬ型レバー２９が枢軸ピン３２を中心として図１５の時計方向へ回転する。これにより、Ｌ型レバー２９に連結されたコイル保持具２８が保持ベース２７のスライド溝を摺動して図１５の左方向へ移動する。この時、コイル保持具２８の先端面２８ｄと傾斜シュート１５の先端面１５ｄとの間がコイル辺２ａの幅２ｃより大きく開く（図１８参照）。
【００６４】
続いて、一旦停止していたコイル挿入矢３７が更に下降して、図１８に示す様に、コイル挿入矢３７の段付部で傾斜シュート１５に取り付けられたレバー２４の先端を押さえながら、コイル導体２のコイル辺２ａをスロット３ａ内の底部まで押し込む。この時、コイル導体２のコイル辺２ａは、傾斜シュート１５の先端面１５ｄと保持ベース２７の先端面２７ｂ（図１７参照）とで形成される開口部７９（図１７参照）に案内されてスロット３ａへ挿入される。その開口部７９は、コイル辺２ａをスロット３ａへスムーズに挿入できる様に、スロット３ａの開口部寸法より若干小さく設定されている。また、電機子鉄心３を保持する鉄心保持装置１９は、傾斜シュート１５の先端面１５ｄと保持ベース２７の先端面２７ｂとで形成される開口部７９とスロット３ａの位置が合う様に回動装置２０により制御されている。
【００６５】
一方、コイル挿入矢３７の下降途中でコイル挿入矢３７の段付部に押されたレバー２４は、枢軸ピン２３を中心として図１７の反時計方向へ回転することにより、傾斜シュート１５の表面上に突出していた突起部２４ａが下降する。これにより、それまで突起部２４ａに当接して傾斜シュート１５のエスケーブ位置に停止していたコイル導体２が自重で傾斜シュート１５を下方へ移動し、図１８に示す様に、コイル挿入矢３７の側面に当接してエスケーブ後位置で停止する。その後、コイル挿入矢３７が上昇し、コイル保持具２８が元の位置に復帰する。この時、コイル挿入矢３７の上昇に伴って、それまでコイル挿入矢３７の段付部に押されていたレバー２４がコイルばね２５の反力を受けて元の位置に復帰し、エスケーブ後位置に停止していたコイル導体２とエスケーブ位置のコイル導体２との間に突起部２４ａが上昇する。
コイル挿入矢３７が上昇してコイル導体２が通過できる隙間が生じると、エスケーブ後位置に停止していたコイル導体２が自重で傾斜シュート１５を滑り落ち、つぎに組み立てられるコイル導体２としてコイル保持具２８の保持位置にセットされる。
【００６６】
次に、鉄心保持装置１９の上下動作及び旋回動作について説明する。
ａ）上下移動装置２１による駆動シャフト４２の上下動作について説明する。
下部シャフト６６と一体に板カム６９が回転すると、この板カム６９の外周面にカムフォロア６８ｂが当接するレバー６８が枢軸ピン５９を中心として回転し、そのレバー６８に連結された駆動シャフト４２が上下動する。
ｂ）回動装置２０による駆動シャフト４２の回転動作について説明する。
下部シャフト６６と一体に板カム６１が回転すると、この板カム６１の外周面にカムフォロア６０ａが当接するＬ型レバー６０が枢軸ピン５９を中心として回転し、そのＬ型レバー６０に連結された往復動シャフト６３がスライドする（図１５で左右方向に移動する）。これにより、往復動シャフト６３の側面に形成されたラック６３ａに噛み合うピニオン６４が回転して、そのピニオン６４の回転がスプライン６４ａとスプライン４２ｂを通じて駆動シャフト４２に伝達されて駆動シャフト４２が回転する。
【００６７】
上下移動装置２１の作動により駆動シャフト４２とともに鉄心保持装置１９が上昇すると、その上昇途中でレバー５３に枢軸ピン５４を介して回転自在に取り付けられたレバー５５の爪部５５ａが歯車５１の歯面を滑りながら次の歯に噛み合う。更に駆動シャフト４２が上昇し、上昇端まで達すると、回動装置２０の作動を受けて駆動シャフト４２とともに鉄心保持装置１９が所定角度だけ回転する。なお、この「所定角度」は、これから電機子鉄心３に組み立てようとするコイル導体２のコイル端部２ｂが、既に電機子鉄心３に組み立てられているコイル導体２のコイル端部２ｂと干渉しない様に設定されている。
更に、電機子鉄心３の上方からコイル導体２が組み立てられるのに連動して、コイル辺２ａがスロット３ａに挿入される直前までに駆動シャフト４２とともに鉄心保持装置１９が所定角度だけ逆回転して元の位置へ戻った状態で、コイル辺２ａがコイル挿入矢３７に押されてスロット３ａ内へ挿入される。
【００６８】
その後、駆動シャフト４２とともに鉄心保持装置１９が下降し、初期位置（図１５に示す位置）に復帰すると、他端部がストッパボルト５７に当接して規制されたレバー５３がシャフト４８を中心として回転する。このレバー５３の回転に伴って、レバー５３に支持されたレバー５５が歯車５１を回転させることにより、この歯車５１が固定されたシャフト４８が回転する。これにより、シャフト４８に固定された歯車４９が回転して、この歯車４９と噛み合う歯車４１ｂがシャフト４１と一体に回転する。その結果、電機子鉄心３が１スロット３ａ分だけ回転して、次のコイル導体２が組み立てられる状態となる。
【００６９】
以上のコイル導体２の切り出しと、スロット３ａ内へのコイル辺２ａの挿入、及び電機子鉄心３の旋回と上昇下降の所定工程を、コイル導体２の所定数分繰り返すことにより、全てのコイル導体２を電機子鉄心３へ組み立てることができる。
なお、本実施例では、電機子鉄心３を鉄心保持装置１９に装着する作業、及びコイル導体２を傾斜シュート１５へ供給する作業を手動で実施したが、自動で行っても良い。
【００７０】
（本実施例の効果）
本実施例によれば、電機子鉄心３を所定角度回転させることで、既に電機子鉄心３に組み立てられているコイル導体２に対してコイル端部２ｂ同士が干渉することなくコイル導体２を電機子鉄心３に組み立てることができる。
また、本実施例では、鉄心保持装置１９により電機子鉄心３をクランプしているが、電機子鉄心３は剛性が高いので強度にクランプでき、高速で回転させても位置ずれの心配が無い。従って、コイル導体２と電機子鉄心３のスロット３ａとの位置ずれも無く高速でのコイル導体２の組み立てが可能である。
本実施例のコイル組立装置１４では、コイル導体２をコイル保持具２８の保持位置にセットした後、保持ベース２７の先端面２７ｂと傾斜シュート１５の先端面１５ｄとで形成される開口部７９を案内として、コイル導体２をコイル挿入矢３７で押し込むことにより電機子鉄心３のスロット３ａ内へ挿入できる。このため、コイル導体２をクランプ、アンクランプする必要が無く、高速でのコイル導体２の組み立てが可能である。
【００７１】
コイル保持具２８の保持位置にセットされたコイル導体２は、コイル辺２ａがスロット３ａ内へ挿入可能な適正姿勢で保持されるため、スロット３ａへの挿入不良を防止できる。
コイル挿入矢３７がコイル導体２を押し込む動作と同時に、コイル切り出し装置１６が連動してエスケーブ位置にあるコイル導体２をエスケーブ後位置に移動させることができるため、すぐに次のコイル導体２を電機子鉄心へ組み立てる作業を開始でき、高速でのコイル導体２の組み立てが可能である。
コイル導体２を搬送する手段として傾斜シュート１５を採用したことにより、コイル導体２が傾斜シュート１５を自重で滑り落ちるため、コイル切り出し装置１６のレバー２４が下がった時の動き出すタイミングに最も追従性が良い。従って、高速でのコイル導体２の切り出しができる。また、コイル導体２の搬送に特別な動力源や、搬送装置とコイル切り出し装置１６とを同期させる制御手段も必要としないため、設備も極めて小型で安価にできる。
【００７２】
本実施例のコイル組立装置１４では、コイル導体２の供給から、その供給されたコイル導体２を電機子鉄心３のスロット３ａへ挿入するまでの一連の動作を連続的に極めてスムーズ、且つ効率的に行うことができる。
特に、コイル導体２の供給は、図２３に示した様な仮マガジン７８に位置決めすることなく複数個並べて置き、その並べて置いたコイル導体２を仮マガジン７８から傾斜シュート１５へ流し込むだけで良いため、特別な位置決めを設けた大型のマガジン等を使用する必要がない。また、コイル導体２をマガジン等に事前に位置決めして収納する必要もないため、マガジンの交換も不要である。従って、コイル組立装置１４へコイル導体２を供給する際の作業性が極めて良好である。
更に、コイル導体２をスロット３ａへ挿入する工程では、チャック部材等でコイル導体２を把持する必要がない上、複雑なコイル導体２の移動もなく、上方からコイル挿入矢３７によって押し込むだけで良いため、極めて短時間でコイル導体２の組み立てができる。また、コイル導体２の挿入動作と切り出し動作とが連動しているため、極めて信頼性が高く、シンプルな機構であり設備も小型で安価にできる。
【００７３】
（第４実施例）
図２４はコイル導体２を電機子鉄心３へ組み立てる前の状態を示す正面図であり、図２５はコイル導体２を電機子鉄心３へ組み立てる過程を示す正面図である。
本実施例の組立装置１４は、電機子鉄心３に対してコイル導体２を下方から押し上げて組み立てる構成であり、コイル辺２ａをスロット３ａの底部まで挿入するためのガイド部材８０を有するコイル保持具８１と、スロット３ａに挿入されたコイル辺２ａがスロット３ａから飛び出すのを防止する飛出し防止ガイド８２とを具備している。また、コイル導体２の搬送手段として水平フィーダ８３を用いている。
【００７４】
以下に、本実施例の作用を説明する。
まず、図示しない回動装置によって鉄心保持装置とともに電機子鉄心３を所定角度だけ回転させる。
一方、コイル導体２は、水平フィーダ８３によって保持位置へ供給された後、コイル保持具８１と飛出し防止ガイド８２とで挟まれた開口部８４（図２４参照）をガイドとしてコイル挿入矢３７により下方から押し上げられるのに連動して、コイル辺２ａがスロット３ａに挿入される直前までに、鉄心保持装置１９とともに電機子鉄心３が所定角度だけ逆回転し、コイル辺２ａとスロット３ａが平行になった状態でコイル挿入矢３７が上昇してコイル辺２ａがスロット３ａ内へ挿入される。この時、電気子鉄心３とコイル挿入矢３７及びコイル辺２ａとガイド部材８０との干渉を避けるため、コイル辺２ａが電機子鉄心３の外径より若干低い位置（外側）で停止する。なお、開口部８４の幅は、スロット３ａの開口幅より若干小さく設定されている。
【００７５】
次に、コイル挿入矢３７を前記の状態で保持し、電機子鉄心３をスロット３ａ分だけ回転させて、コイル導体２をコイル挿入矢３７からガイド部材８０に乗り移す。その後、コイル挿入矢３７を下降させ、コイル導体２の切り出しと挿入の１サイクルを終了する。
電機子鉄心３に組み立てられたコイル導体２は、電機子鉄心３が１スロット３ａ分ずつ回転するのに伴って、図２５に示す様に、コイル辺２ａの外周端面がガイド部材８０の内周面に倣ってスロット３ａの底部へ押し込まれる。なお、コイル挿入矢３７と、コイル導体２を切り出すレバー２４と、水平フィーダ８３は同期して動作する。
【図面の簡単な説明】
【図１】コイル組立装置の斜視図である（第１実施例）。
【図２】ロータとコイル導体の斜視図である。
【図３】アーマチャの半断面図である。
【図４】コイル導体を所定角度回転した状態を示す上面図である。
【図５】（ａ）はコイル導体を電機子鉄心へ組み立てる工程をロータの軸方向一方側から見た正面図、（ｂ）はその側面図である。
【図６】（ａ）はコイル導体を電機子鉄心へ組み立てる工程をロータの軸方向他方側から見た正面図、（ｂ）はその側面図である。
【図７】（ａ）はコイル導体を電機子鉄心へ組み立てる工程をロータの軸方向一方側から見た正面図、（ｂ）はその側面図、（ｃ）は軸方向他方側から見た正面図である。
【図８】（ａ）はコイル導体を電機子鉄心へ組み立てる工程をロータの軸方向一方側から見た正面図、（ｂ）はその側面図、（ｃ）は軸方向他方側から見た正面図である。
【図９】コイル組立装置の斜視図である（第１実施例の変形例）。
【図１０】コイル組立装置の断面図である（第２実施例）。
【図１１】チャック部材の斜視図である（第２実施例）。
【図１２】（ａ）〜（ｃ）は下層コイル導体を電機子鉄心へ組み立てる工程をロータの軸方向一方側から見た正面図である（第２実施例）。
【図１３】（ａ）〜（ｃ）は上層コイル導体を電機子鉄心へ組み立てる工程をロータの軸方向一方側から見た正面図である（第２実施例）。
【図１４】（ａ）、（ｂ）は下層コイル導体を電機子鉄心へ組み立てる工程をロータの軸方向一方側から見た正面図である（第１実施例の変形例）。
【図１５】コイル組立装置の正面断面図である（第３実施例）。
【図１６】コイル組立装置の側面断面図である（第３実施例）。
【図１７】コイル導体を保持位置にセットした状態を示す正面図である（第３実施例）。
【図１８】コイル辺をスロット内へ挿入した状態の正面図である（第３実施例）。
【図１９】（ａ）はコイル導体を保持位置にセットした状態を示す拡大正面図、（ｂ）は図１９（ａ）のＡ−Ａ断面図である（第３実施例）。
【図２０】鉄心保持装置の側面図である（第３実施例）。
【図２１】鉄心保持装置の正面図である（第３実施例）。
【図２２】コイル導体の供給工程を示す斜視図である（第３実施例）。
【図２３】コイル導体の供給工程を示す斜視図である（第３実施例）。
【図２４】コイル導体を電機子鉄心へ組み立てる前の状態を示す正面図である（第４実施例）。
【図２５】コイル導体を電機子鉄心へ組み立てる過程を示す正面図である（第４実施例）。
【図２６】回転子の斜視図である（従来技術）。
【符号の説明】
１ コイル組立装置（第１実施例、第２実施例）
２ コイル導体
２Ａ 下層コイル導体
２Ｂ 上層コイル導体
２ａ コイル辺
２ｂ コイル端部
３ 電機子鉄心
３ａ スロット
７ 電動機（第２の回転機構）
１１ 外カム（第１の外カム）
１１Ａ 外カム（第２の外カム）
１１ａ 外カムのカム面
１２ 内カム（第１の内カム）
１２Ａ 内カム（第２の内カム）
１２ａ 内カムのカム面
１４ コイル組立装置（第３実施例）
１５ 傾斜シュート（コイル搬送手段）
１８ コイル挿入装置（コイル挿入手段）
２０ 回動装置（第１の回転機構）
２８ コイル保持具（保持手段）
３７ コイル挿入矢
７９ 開口部（第３実施例）
８４ 開口部（第３実施例）
Ａ アーマチャ（回転電機の回転子）
Claims (12)
- 外周に複数のスロットを有する電機子鉄心と、
複数本のコイル導体を前記電機子鉄心に組み立てて形成される電機子コイルとを備え、 前記コイル導体は、前記スロットに挿入される直線状のコイル辺と、前記スロットより軸方向に突出する前記コイル辺の両端から前記電機子鉄心の端面と略平行に径方向内側へ延びる一対のコイル端部とを有し、この一対のコイル端部が互いに前記コイル辺を中心として反対側へ所定角度傾斜して設けられている回転電機の回転子において、
前記複数本のコイル導体のうち、最初の１本目のコイル導体を前記電機子鉄心に組み立てた後、２本目以降のコイル導体を１本ずつ順次前記電機子鉄心に組み立てる方法であって、
１本の前記コイル導体を前記電機子鉄心の径方向外周に配置し、そのコイル導体のコイル端部が既に前記電機子鉄心に組み立てられている他のコイル導体のコイル端部と干渉しない様に前記コイル導体と前記電機子鉄心とを相対的に所定角度傾けて、その傾きを保ちながら前記コイル端部が前記他のコイル導体のコイル端部と干渉しない位置まで前記コイル導体を前記電機子鉄心に近接させ、その後、前記コイル導体と前記電機子鉄心との傾きを戻して前記コイル辺を前記スロット内へ挿入可能な姿勢に修正してから前記コイル辺を前記スロット内へ挿入することを特徴とするコイル導体の組立方法。 - 前記コイル導体と前記電機子鉄心との相対的な傾きとは、前記コイル辺が前記電機子鉄心の軸芯と平行な状態で前記スロットに対し前記コイル端部の傾斜方向と反対側へ所定角度だけ回転した状態であることを特徴とする請求項１に記載したコイル導体の組立方法。
- 請求項２に記載したコイル導体の組立方法において、
複数本のコイル導体のうち最後に前記電機子鉄心へ組み立てるコイル導体は、前記コイル辺を前記電機子鉄心の軸芯と平行な状態で前記スロットに対し所定角度だけ回転させた姿勢で前記電機子鉄心へ近づけた後、前記コイル辺を前記スロットに対し平行な姿勢に戻しながら、且つ前記電機子鉄心の軸芯に対して前記コイル辺を長手方向に傾けて前記スロットへ挿入することを特徴とするコイル導体の組立方法。 - 既に前記電機子鉄心に組み立てられた前記コイル導体を前記コイル辺が前記スロット内の底部から浮き上がった状態に保持しながら次のコイル導体を前記電機子鉄心に組み立てることを特徴とする請求項１〜３に記載した何れかのコイル導体の組立方法。
- 請求項４に記載したコイル導体の組立方法において、
前記電機子鉄心と相対回転可能に設けられ、外周面をカム面とする内カムを備え、
前記電機子鉄心に組み立てられた前記コイル導体に対して、前記コイル端部の先端を前記内カムのカム面に当接させることにより、前記コイル辺を前記スロット内底部から浮き上がった状態に保持することを特徴とするコイル導体の組立方法。 - 請求項５に記載したコイル導体の組立方法において、
前記電機子鉄心と相対回転可能に設けられ、内周面をカム面とする外カムを備え、
前記電機子鉄心に組み立てられた前記コイル導体に対して、前記コイル辺の外周端面を前記外カムのカム面に当接させながら前記電機子鉄心と前記外カムとを相対回転させることにより、前記コイル辺を前記スロット内の底部まで挿入することを特徴とするコイル導体の組立方法。 - 外周に複数のスロットを有する電機子鉄心と、
直線状の下層コイル辺、及びこの下層コイル辺の両端から前記下層コイル辺に対して略直角に伸びる一対の下層コイル端部とを有し、この一対の下層コイル端部が互いに前記下層コイル辺を中心として反対側へ所定角度傾斜して設けられた複数の下層コイル導体と、
直線状の上層コイル辺、及びこの上層コイル辺の両端から前記上層コイル辺に対して略直角に伸びる一対の上層コイル端部とを有し、この一対の上層コイル端部が互いに前記上層コイル辺を中心として反対側へ所定角度傾斜して設けられた複数の上層コイル導体と、
前記電機子鉄心と相対回転可能に設けられ、外周面をカム面とする第１の内カムと、
前記電機子鉄心と相対回転可能に設けられ、内周面をカム面とする第１の外カムと、
前記電機子鉄心と相対回転可能に設けられ、外周面をカム面とする第２の内カムと、
前記電機子鉄心と相対回転可能に設けられ、内周面をカム面とする第２の外カムとを準備し、
前記下層コイル導体を前記電機子鉄心の径方向外周に配置し、その下層コイル導体の下層コイル端部が既に前記電機子鉄心に組み立てられている他の下層コイル導体の下層コイル端部と干渉しない様に前記下層コイル導体と前記電機子鉄心とを相対的に所定角度傾けて、その傾きを保ちながら前記下層コイル端部が前記他の下層コイル導体の下層コイル端部と干渉しない位置まで前記下層コイル導体を前記電機子鉄心に近接させ、その後、前記下層コイル導体と前記電機子鉄心との傾きを戻して前記下層コイル辺を前記スロット内へ挿入可能な姿勢に修正して、前記下層コイル辺を前記スロット内へ挿入させながら前記下層コイル端部の先端を前記第１の内カムのカム面に当接させて前記下層コイル辺を前記スロット内の底部から浮き上がった状態に保持し、前記電機子鉄心と前記第１の内カム及び前記第１の外カムとを相対回転させることによって前記スロット内の底部から浮き上がった状態に保持された前記下層コイル辺を前記第１の外カムのカム面に当接させて前記スロット内の底部まで挿入し、
次に、前記上層コイル導体を前記電機子鉄心の径方向外周に配置し、その上層コイル導体の上層コイル端部が既に前記電機子鉄心に組み立てられている他の上層コイル導体の上層コイル端部と干渉しない様に前記上層コイル導体と前記電機子鉄心とを相対的に所定角度傾けて、その傾きを保ちながら前記上層コイル端部が前記他の上層コイル導体の上層コイル端部と干渉しない位置まで前記上層コイル導体を前記電機子鉄心に近接させ、その後、前記上層コイル導体と前記電機子鉄心との傾きを戻して前記上層コイル辺を前記スロット内へ挿入可能な姿勢に修正して、前記上層コイル辺を前記スロット内へ挿入させながら前記上層コイル端部の先端を前記第２の内カムのカム面に当接させて前記上層コイル辺を既に前記スロット内に挿入されている前記下層コイル辺より上方に浮き上がった状態に保持し、前記電機子鉄心と前記第２の内カム及び前記第２の外カムとを相対回転させることによって前記上層コイル辺を前記第２の外カムのカム面に当接させて既に前記スロット内に挿入されている前記下層コイル辺の上部まで挿入することを特徴とするコイル導体の組立方法。 - 外周に複数のスロットを有する電機子鉄心と、
複数本のコイル導体を前記電機子鉄心に組み立てて形成される電機子コイルとを備え、 前記コイル導体は、前記スロットに挿入される直線状のコイル辺と、前記スロットより軸方向に突出する前記コイル辺の両端から前記電機子鉄心の端面と略平行に径方向内側へ延びる一対のコイル端部とを有し、この一対のコイル端部が互いに前記コイル辺を中心として反対側へ所定角度傾斜して設けられている回転電機の回転子において、
前記コイル導体を１本ずつ順次前記電機子鉄心に組み立てる装置であって、
前記コイル導体を前記電機子鉄心のスロット開口部に対向する位置に搬送するコイル搬送手段と、
このコイル搬送手段により搬送された前記コイル導体のコイル辺を前記スロットに挿入するコイル挿入手段と、
前記電機子鉄心と前記コイル導体とを相対的に所定角度回転させる回転手段と、
前記コイル挿入手段と前記回転手段の作動を同期させる制御手段とを備えたコイル導体の組立装置。 - 請求項８に記載したコイル導体の組立装置において、
前記回転手段は、
前記コイル辺と前記電機子鉄心の軸芯とが平行な状態で、前記スロットと前記コイル辺とを相対的に所定角度回転させる第１の回転機構と、
前記電機子鉄心と前記コイル導体とを円周方向へ相対的に所定角度回転させる第２の回転機構とから成ることを特徴とするコイル導体の組立装置。 - 請求項８に記載したコイル導体の組立装置において、
前記回転手段は、
前記コイル辺と前記電機子鉄心の軸芯とが平行な状態で、前記スロットと前記コイル辺とを相対的に所定角度回転させる第１の回転機構と、
前記電機子鉄心と前記コイル導体とを円周方向へ相対的に所定角度回転させる第２の回転機構と、
前記コイル辺と前記電機子鉄心とを前記電機子鉄心の軸芯に沿って相対的に所定角度回転させる第３の回転機構と
から成ることを特徴とするコイル導体の組立装置。 - 請求項８〜１０に記載した何れかのコイル導体の組立装置において、
前記挿入手段は、
前記コイル導体を案内する開口部と、
この開口部を案内として前記コイル導体のコイル辺を前記スロット内へ挿入するコイル挿入矢と、
前記開口部と前記電機子鉄心のスロット開口部との相対位置を決める位置決め手段とを有することを特徴とするコイル導体の組立装置。 - 請求項１１に記載したコイル導体の組立装置において、
前記コイル挿入手段は、
前記開口部の保持位置にセットされた前記コイル導体を保持する保持手段を具備していることを特徴とするコイル導体の組立装置。
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| JP08375297A JP3587225B2 (ja) | 1997-04-02 | 1997-04-02 | 回転電機の回転子におけるコイル導体の組立方法及び組立装置 |
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