JP3973592B2 - コイルセグメントの円環整列装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コイル製造に当って複数のコイルセグメントを円環整列させるコイルセグメントの円環整列装置に関するものであり、特に、コイルセグメントが収納溝に収納されず円環整列装置に噛み込まれてしまう場合の噛み込みの検出に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
本出願人の先出願である特願２００２−３３３７１０号には、コイルセグメントの円環整列装置が記載されている。図８に示すように、コイルセグメント１０を円環状に整列させる円環整列装置は、円筒形状の整列円環パレット４０に外周辺に沿って所定ピッチで上方に開口された複数の収納溝４１が備えられ、円筒軸を中心にして時計回りに回動可能に整列ガイド部３０に設置されている。また、コイルセグメント１０の一方の端部（以後、内径側端部と称する。）１１を整列円環パレット４０の収納溝４１に挿入するコイルセグメント挿入部２０を備えている。
【０００３】
整列ガイド部３０には、コイルセグメント１０の内径側端部１１が収納溝４１に挿入される際に他方の端部（以後、外径側端部と称する。）１２を収納すると共に、整列円環パレット４０の回動運動Ｒに応じて外径側端部１２を整列円環パレット４０の収納溝４１に誘導するコイルガイド溝３１が備えられている。
【０００４】
整列円環パレット４０が、円筒軸の周りに時計回りに回動運動Ｒを開始することによりコイルセグメント１０の円環整列動作が開始される。整列円環パレット４０の回動運動に伴い、収納溝４１に順次挿入されて保持されている内径側端部１１は時計回りの回動方向Ｒに伴い移動する。同時に外径側端部１２がコイルガイド溝３１に誘導されて、整列円環パレット４０方向に移動していく。
【０００５】
コイルガイド溝３１内に収納されている外径側端部１２は、整列円環パレット４０の収納溝４１に順次収納される。コイルセグメント１０は、円環配置される環状ステータコア上の円周の曲率を有して構成されていることから、外径側端部１２は、内径側端部１１が挿入されている収納溝４１から両端部の円弧状の長さだけ離間した収納溝４１に収納される。
【０００６】
図９は、円環整列装置（図８）の平面図のうち整列円環パレット４０の回動運動Ｒに応じて、コイルセグメント１０が円環整列される様子を示したものである。時計回りの回動運動Ｒに伴い、収納溝４１に挿入された内径側端部１１を軸としてコイルガイド溝３１に沿ってコイルセグメント１０が回動しながら、外径側端部１２が整列円環パレット４０に誘導されていく様子を示している。
【０００７】
誘導されてきた外径側端部１２は、コイルガイド溝３１が整列円環外周溝４５に合流する位置で収納溝４１に収納される。収納溝４１は、整列円環パレット４０の径方向に内径側端部１１と外径側端部１２とが収納される空間を有して構成されており、収納された内径側端部１１と外径側端部１２とは、整列円環外周溝４５に規制されながら収納溝４１内に保持される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記した円環整列装置では、コイルガイド溝３１に沿って誘導されるコイルセグメント１０の外径側端部１２が、コイルガイド溝３１と整列円環外周溝４５との合流点で、収納溝４１に正常に収納されないおそれがあり問題である。
【０００９】
例えば、外径側端部１２の成形形状のばらつきや成形後の変形等により、収納溝４１との不整合が発生する可能性がある。外径側端部１２の一部または全部が、収納溝４１内からはみ出してしまい収納が不可能となる。
【００１０】
また、円環整列時の回動スピードや整列動作に伴う振動等の動作環境により、外径側端部１２が収納溝４１に正常に収納できないことも考えられる。
【００１１】
外径側端部１２が収納溝４１に収納できないまま円環整列動作が継続されてしまうと、外径側端部１２が整列円環外周溝４５に挟み込まれたまま、整列円環パレット４０が回動することとなる。整列円環外周溝４５の間隙幅によっては外径側端部１２が噛み込まれてしまい、セグメントコイル１０の皮膜の剥がれ、コイル自体の傷等の不具合が発生してしまうおそれがあり問題である。
【００１２】
更に、噛み込みを早期に発見できないことにより、外径側端部１２が深く噛み込んでしまうことも考えられる。復旧に時間を要することとなり、コイル製造のスループットを向上させることができず問題である。また、円環整列装置自体の破損や故障の原因となることも考えられ問題である。
【００１３】
本発明は前記従来技術の課題の少なくとも１つを解消するためになされたものであり、複数のコイルセグメントを円環状に整列させる円環整列装置において、コイルセグメントが収納溝に正常に収納されず、円環整列装置に噛み込まれてしまうことを検出するコイル噛み込み検出装置を備えるコイルセグメントの円環整列装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１に係るコイルセグメントの円環整列装置は、第１および第２端部が相互に接続されるコイルセグメントを円環状に整列させる際、円筒形状の外周辺に所定ピッチで配置され第１端部を回動軸としてコイルセグメントが回動可能に挿入される収納溝を備え、円筒軸を中心にした円環回動運動を行う整列円環部と、円環回動運動に従い、収納溝に第１端部が挿入されているコイルセグメントの第２端部を、異なるコイルセグメントの第１端部が挿入されている他の収納溝に誘導するコイル誘導部と、収納溝に収納された第２端部が収納溝から脱落することを防止する外周壁と、外周壁の一部であってコイル誘導部の終端部から円環回動方向の所定位置までに配置される揺動外周壁を有し、第２端部が整列円環部と揺動外周壁との間に噛み込まれることを検出する噛み込み検出部とを備えることを特徴とする。
【００１５】
請求項１のコイルセグメントの円環整列装置では、整列円環部の円環回動運動に従って、収納溝に第１端部が挿入されたコイルセグメントの第２端部が、コイル誘導部に誘導されて他のコイルセグメントの第１端部が挿入されている収納溝に収納され、収納後は外周壁により収納溝からの脱落が防止される。外周壁のうちコイル誘導部の終端部から円環回動方向の所定位置までには揺動外周壁が備えられ、第２端部の噛み込み検出部を構成する。第２端部が収納溝に収納できず整列円環部と揺動外周壁との間に噛み込まれることが検出される。
【００１６】
これにより、整列円環部の円環回動運動に従って、収納溝に挿入されたコイルセグメントの第１端部を回動軸として、コイル誘導部に誘導されて第２端部が収納溝に収納される際、収納が正常に行われず、第２端部が整列円環部と揺動外周壁との間隙に噛み込まれることを検出することができる。
【００１７】
検出に応じて警報や回動運動の停止等の処置を施すことが可能となり、コイルセグメントの第２端部が噛み込まれたままで回動運動が継続することによる、第２端部の皮膜の剥がれやコイル線材の破損、円環整列装置自体の破損や故障等を防止することができる。
【００１８】
また、検出に応じて警報や回動運動の停止等の処置が行われることにより、コイルセグメントの第２端部が深く噛み込まれてしまうことを防止できる。第２端部の噛み込みによる円環整列装置の停止、噛み込まれたコイルセグメントの除去、運転再開といった不測の停止処理を防止することができる。装置の稼働率を向上させることができる。
【００１９】
また、請求項２に係るコイルセグメントの円環整列装置は、請求項１に記載のコイルセグメントの円環整列装置において、噛み込み検出部は、揺動外周壁を含み、整列円環部の円筒軸に平行な揺動軸に対して揺動自在に備えられる揺動ブロックと、第２端部が収納溝に収納されている場合に、第２端部の収納溝からの脱落防止位置に揺動外周壁が保持されるように、揺動ブロックを位置決めする位置決め部と、揺動ブロックの揺動により、揺動外周壁が脱落防止位置を越えて整列円環部から離れることを検出する揺動検出部とを備えることを特徴とする。
【００２０】
請求項２のコイルセグメントの円環整列装置では、整列円環部の円筒軸に平行な揺動軸に対して揺動し揺動外周壁が備えられている揺動ブロックは、第２端部が収納溝に収納されている状態では、位置決め部により、第２端部の脱落防止位置に揺動外周壁が保持されて位置決めされる。第２端部が収納溝に収納されない場合には、揺動検出部により、揺動外周壁が脱落防止位置を越えて整列円環部から離れることが検出される。
【００２１】
これにより、外周壁の一部を構成する揺動外周壁が備えられる揺動ブロックは、整列円環部の円筒軸に平行な揺動軸に対して揺動する。第２端部が収納溝に収納されている場合には、位置決め部により位置決めされ脱落防止位置に保持されて、第２端部が収納溝から脱落することを防止することができる。第２端部が整列円環部と揺動外周壁との間隙に噛み込まれる場合には、揺動外周壁が第２端部に押されて脱落防止位置を越えて整列円環部から離れるように揺動ブロックが揺動する。これにより噛み込みを検出することができる。
【００２２】
また、請求項３に係るコイルセグメントの円環整列装置は、請求項２に記載のコイルセグメントの円環整列装置において、脱落防止位置とは、収納溝に収納された第２端部の一端が揺動外周壁に当接する場合に第２端部の他端が収納溝の端面に係合する場合の、揺動外周壁の位置であることを特徴とする。これにより、第２端部の一端が収納溝から飛び出して揺動外周壁に当接しても第２端部の他端が収納溝の端面に係合するように整列円環部と揺動外周壁との間隙を形成すれば、第２端部が収納溝から脱落することはない。ここで、揺動外周壁は整列円環部に当接してもよい。この場合にも第２端部の収納溝からの脱落を防止することができる。
【００２３】
また、請求項４に係るコイルセグメントの円環整列装置は、請求項２または３に記載のコイルセグメントの円環整列装置において、位置決め部は、揺動外周壁が整列円環部に近づく揺動方向に揺動ブロックを付勢する付勢部を備えることを特徴とする。
【００２４】
請求項４のコイルセグメントの円環整列装置では、位置決め部に備えられる付勢部により、揺動外周壁が整列円環部に近づく揺動方向に付勢される。
【００２５】
これにより、コイルセグメントの第２端部が整列円環部と揺動外周壁との間隙に噛み込まれ付勢部の付勢力に抗して揺動外周壁を整列円環部から離れる方向に押し広げた場合にのみ、揺動検出部により検出が行われる。誤検出を防止して第２端部が噛み込まれたことを確実に検出することができる。
【００２６】
また、請求項５に係るコイルセグメントの円環整列装置は、請求項２乃至４の少なくとも何れか１項に記載のコイルセグメントの円環整列装置において、位置決め部は、揺動外周壁が整列円環部に近づくことを規制する規制部を備えることを特徴とする。
【００２７】
請求項５のコイルセグメントの円環整列装置では、位置決め部に備えられる規制部により、揺動外周壁が整列円環部に近づくことのないように揺動ブロックが規制される。
【００２８】
これにより、整列円環部と揺動外周壁との間に間隙を有する場合には、揺動外周壁が脱落防止位置を越えて整列円環部に近づくことはない。整列円環部と揺動外周壁との間隙を所定の間隔に保持することができ、第２端部の噛み込みを検出することができる。
【００２９】
また、揺動外周壁が整列円環部に当接する場合には、揺動外周壁が整列円環部を押し付ける押圧力を調整することができる。この調整により、整列円環部の円環回動運動をスムーズに行わせることができる。収納溝から脱落した第２端部については、揺動外周壁の押圧力により収納溝に再収納させることができると共に、揺動外周壁の押圧力に抗して整列円環部と揺動外周部との間に挟み込まれる場合には、噛み込まれたものとして検出することができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のコイルセグメントの円環整列装置について具体化した実施形態を図１乃至図７に基づき図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００３１】
環状ステータコアには、ステータコアの径方向内側に向かう方向にコイル収納スペースであるスロットに区画されるコア片（ティース）が、ステータコアの円周方向に所定ピッチで配置される構成である。略コ字状あるいは略Ｕ字状等の、一方向が開口されて成形されたコイルセグメントにより、コア片（ティース）に巻回されるステータコイルを構成する際には、コア片（ティース）を挟むスロットにコイルセグメントを多層に挿入し、コア片（ティース）の反対側でコア片（ティース）を囲むようにコイルセグメントの両端部を屈曲させる。屈曲された端部は、環状ステータコアの径方向に隣接するコイルセグメントをペアとして溶接等により接続する。これにより、コイルセグメントがコア片（ティース）を巻回して螺旋状に接続されステータコイルが構成される。
【００３２】
ここで、ステータコイルが巻回されるコア片（ティース）は、環状ステータコイルの円周方向に所定ピッチで配置されているので、コイルセグメントは、環状ステータコアの径方向に多層に配置されると共に、環状ステータコアの円周方向にも環状に整列させることが必要となる。コイルセグメントの配置に際しては、コイルセグメントの環状の整列を、円環の径を順次変えて行うことが便宜である。
【００３３】
図１には、実施形態の円環整列装置の斜視図を示す。コイルセグメント１０を円環状に整列させる際の装置であり、円筒形状の整列円環パレット４０の回動運動Ｒに応じて、コイルセグメント１０が円環整列される様子を示したものである。整列円環パレット４０の外周には、円筒円周方向の所定ピッチごとに上方に開口された複数の収納溝４１が円筒軸に平行に備えられている。整列円環パレット４０は、円筒軸を中心にして時計回りに回動可能に整列ガイド部３０に配置されている。また、コイルセグメント１０の一方の端部（以後、内径側端部と称する。）１１を整列円環パレット４０の収納溝４１に挿入するコイルセグメント挿入部２０を備えている。
【００３４】
コイルセグメント挿入部２０には、多数のコイルセグメント１０が格納されており、整列円環パレット４０の回動運動Ｒにおける所定回動ピッチごとに、順次コイルセグメント１０が押し出され内径側端部１１が収納溝４１に挿入される。
【００３５】
整列ガイド部３０には、コイルセグメント１０の内径側端部１１が収納溝４１に挿入される際に他方の端部（以後、外径側端部と称する。）１２を収納すると共に、整列円環パレット４０の回動運動Ｒに応じて外形側端部１２を整列円環パレット４０の収納溝４１に誘導するコイルガイド溝３１が備えられている。
【００３６】
整列円環パレット４０と整列ガイド部３０との間には整列円環外周溝４５が設けられており、回動運動Ｒに応じてコイルガイド溝３１に沿って誘導された外形側端部１２が収納溝４１に収納された後、収納溝４１からの脱落を防止する間隙を有している。すなわち、所定数のコイルセグメントの円環整列が完了するまでは、外形側端部１２が収納溝４１に収納された後も次のコイルセグメントの整列のために整列円環パレット４０の回動運動Ｒは継続される。収納された外形側端部１２は、整列円環外周溝４５の外周壁３５に規制されて収納溝４１から完全に外れることなく回動運動Ｒに追従する。
【００３７】
整列ガイド部３０には噛み込み検出部１が備えられており、コイルガイド溝３１に沿って誘導されてきた外形側端部１２が、収納溝４１に正常に収納されず整列円環外周溝４５に噛み込まれてしまうことを検出する。噛み込み検出部１の配置位置は、コイルガイド溝３１の整列円環外周溝４５への合流点から整列円環パレット４０の回動運動Ｒの方向の所定位置までが好ましい。合流点において収納溝４１に収納されるべき外形側端部１２が収納できず噛み込まれてしまうことを早期に検出することができるからである。
【００３８】
噛み込み検出部１は、コイルセグメント１０の外径側端部１２が整列円環パレット４０の回動運動Ｒに従って移動する領域に揺動外周壁２Ａを配置する位置に設置される。噛み込みの検出を早期に行うためには、収納溝４１からの外径側端部１２の脱落による噛み込みが最も大きい位置に配置することが好ましい。外径側端部１２が屈曲または湾曲している場合には、収納溝４１からの位置ずれが最も大きい外径側端部１２の先端部分に配置することが好ましい。ただし、外径側端部１２が整列円環パレット４０の内径方向に屈曲または湾曲している場合には、外径側端部１２の根元部分で収納溝４１からの位置ずれが最も大きくなることも考えられる。外径側端部１２の位置ずれが最大となる位置に合わせて揺動外周壁２Ａが配置されることが必要である。外径側端部１２の長さ方向の全域に渡って、または根元部分と先端部分といった複数の所定位置に、揺動外周壁２Ａが配置されるように噛み込み検出部１を配置することが必要である。また、後述する付勢ばね４、ストッパ５、近接スイッチ６等の設置、調整のし易さからは、整列円環パレット４０における収納溝４１の開口面に略等しい面に噛み込み検出部１の上面を揃えることも考えられる。
【００３９】
噛み込み検出部１の幅Ｗは、外径側端部１２の噛み込み位置を有効に検出できる幅が必要である。また、噛み込み状態を安定して検出するためにも所定の幅を有することが好ましい。
【００４０】
図２は、円環整列装置（図１）の平面図のうち整列円環パレット４０の回動運動Ｒに応じて、コイルセグメント１０が円環整列される様子を示したものである。時計回りの回動運動Ｒに伴い、収納溝４１に挿入された内径側端部１１を軸としてコイルガイド溝３１に沿ってコイルセグメント１０が回動しながら、外径側端部１２が整列円環パレット４０に誘導されていく様子を示している。収納溝４１は、整列円環パレット４０の径方向に内径側端部１１と外径側端部１２とが収納される空間を有して構成されている。
【００４１】
整列円環パレット４０が、円筒軸の周りに時計回りに回動運動Ｒを開始することによりコイルセグメント１０の円環整列動作が開始される。整列円環パレット４０の回動運動Ｒに応じて、所定回動ピッチごとにコイルセグメント１０がコイルセグメント挿入部２０から整列ガイド部３０に押し出され、内径側端部１１が整列円環パレット４０の収納溝４１に挿入されると共に、外径側端部１２がコイルガイド溝３１に収納される。
【００４２】
整列円環パレット４０の回動運動は継続するため、収納溝４１に保持されている内径側端部１１は回動方向Ｒに応じて移動していく。同時に、外径側端部１２がコイルガイド溝３１に沿って誘導されて、整列円環パレット４０方向に移動していく。
【００４３】
ここで、回動運動Ｒの所定回動ピッチを整列円環動作により内径側端部１１が挿入される収納溝４１の配置ピッチに設定してやれば、次の収納溝４１がコイルセグメント１０の挿入位置に到達した時点で、再度コイルセグメント１０の挿入動作が行われる。すなわち、収納溝４１の配置ピッチに合致した回動運動Ｒごとにコイルセグメント挿入部２０の押し出し運動を行えば、収納溝４１ごとに順次コイルセグメント１０が挿入されることとなる。
【００４４】
回動運動Ｒを整列円環パレット４０の１周分行った時点で、全ての収納溝４１への内径側端部１１の挿入が完了する。ここで、挿入されるコイルセグメント１０の数は、通電位相の異なるコイルを含めた環状ステータコア上のコイル数に一致した数である。
【００４５】
その後、更に回動動作を継続することにより、コイルガイド溝３１内に収納されている外径側端部１２を整列円環パレット４０の収納溝４１に順次誘導する。最後尾の外径側端部１２が収納溝４１に収納された時点でコイルセグメント１０の円環整列が完了する。ここで、環状ステータコアのスロットピッチに合致して整列円環パレット４０の収納溝４１の配置ピッチが構成されている。コイルセグメント１０は、円環配置される環状ステータコアの円周の曲率を有して構成されていることから、外径側端部１２は、内径側端部１１が挿入されている収納溝４１から両端部の円弧状の長さだけ離間した収納溝４１に収納される。
【００４６】
噛み込み検出部１について、図２の平面図、および図３の正面図を参照して説明する。噛み込み検出部１は、整列ガイド部３０内に設けられた支持板３６上に備えられる。整列円環外周溝４５と略同一の間隙を有して、コイルガイド溝３１の整列円環外周溝４５への合流点から整列円環パレット４０の回動方向Ｒに、揺動外周壁２Ａを配置して揺動ブロック２が備えられている。揺動ブロック２はヒンジピン３を軸として揺動自在に支持されている。ヒンジピン３に対して揺動外周壁２Ａと反対側には、付勢ばね部４、ストッパ部５、近接スイッチ部６が備えられている。
【００４７】
付勢ばね部４は、揺動ブロック２と支持板３６とに固定され備えられている。付勢力により揺動ブロック２が、付勢ばね部４の支持板３６との固定点に回動付勢されることにより、ヒンジピン３を介して揺動外周壁２Ａが、整列円環パレット４０に向かう回動方向に付勢される。ストッパ部５も、揺動ブロック２と支持板３６との間に備えられている。ストッパ部５には規制部材５Ｂが備えられており、揺動ブロック２に備えられている受け部５Ａに当接することにより、付勢ばね部４の付勢力に抗して揺動ブロック２の回動を規制する。また、規制部材５Ｂは、調整部材５Ｃによりその位置が調整可能である。
【００４８】
近接スイッチ部６は、外径側端部１２の噛み込みが発生していない状態で、揺動ブロック２に備えられる受け部６Ａに対してセンサヘッド６Ｂが近接して配置される。受け部６Ａとセンサスイッチ６Ｂとの近接距離に応じて出力される信号は、リード線６Ｃを介して制御コントローラ（不図示）に送られる。ヒンジピン３に対して近接スイッチ部６と反対側には揺動外周壁２Ａが配置されている。このため、整列円環パレット４０と揺動外周壁２Ａとの間隙に外径側端部１２が噛み込まれ、揺動外周壁２Ａが揺動することに応じて受け部６Ａとセンサスイッチ６Ｂとの近接距離が広がり、噛み込み状態が検出される。
【００４９】
円環整列動作における噛み込み検出部１の状態を図４乃至図７に具体的に示す。図４は、外径側端部１２が収納溝４１に正常に収納される場合を示す。図５は、図４の領域Ａの拡大図であり収納状態を拡大して示す。コイルガイド溝３１に誘導されてきた外径側端部１２は、コイルガイド溝３１の誘導方向に加えて、付勢ばね部４およびストッパ部５により調整された付勢力で保持されている揺動ブロック２により、収納溝４１に収納される。この場合、揺動ブロック２は、外径側端部１２の誘導に対して保持位置が維持されるので、近接スイッチ部６の受け部６Ａとセンサヘッド６Ｂとの距離は、距離Ｘ１のまま不変である。
【００５０】
図６では、外径側端部１２が収納溝４１に正常に収納されず、整列円環パレット４０と揺動外周壁２Ａとの間隙に噛み込まれた場合を示す。図７は、図６の領域Ｂの拡大図であり噛み込み状態を拡大して示す。コイルガイド溝３１に誘導されてきた外径側端部１２が収納溝４１に収納できない場合、外径側端部１２は、円環運動が継続することに応じて、揺動ブロック２を保持している付勢力に抗して揺動外周壁２Ａを押圧する。揺動ブロック２がヒンジピン３を中心とした回動方向Ｘに押し広げられ、近接スイッチ部６の受け部６Ａとセンサヘッド６Ｂとの距離は、距離Ｘ２まで広がる。
【００５１】
揺動外周壁２Ａに対して整列円環パレット４０に向かう方向に作用する付勢力がストッパ部５により調整されることにより、揺動外周壁２Ａの設置位置を調整することができる。また、揺動外周壁２Ａと整列円環パレット４０との間隙に外径側端部１２が噛み込まれる場合に、揺動外周壁２Ａが外径側端部１２を押圧する押圧力を調整することができる。外径側端部１２が噛み込まれても皮膜の剥がれやコイル線材の破損等を発生させない押圧力で噛み込み検出を行うことができる。
【００５２】
更に、揺動外周壁２Ａが、整列円環パレット４０との間隙を所定の幅を保持するように付勢されるので、コイルガイド溝３１と整列円環外周溝４５との合流点において、外径側端部１２を付勢して収納溝４１に収納させる機能を有する。すなわち、第１段階として、合流点での外径側端部１２の収納が失敗する場合に、付勢力が外径側端部１２を収納溝４１に導く作用力として働く。更に、第２段階として、付勢力にも関わらず外径側端部１２が正常に収納されない場合に限り、付勢力に抗して外径側端部１２が揺動外周壁２Ａを押圧することで噛み込み状態が検出される。
【００５３】
ここで、揺動外周壁２Ａは、噛み込まれる外径側端部１２について皮膜を剥がしてしまったり、コイル自体に傷をつけたりすることのないような付勢力に調整されることが必要である。同様の理由から壁面については、噛み込まれた外径側端部１２との間での摩擦係数が小さいことが好ましい。低摩擦係数を有する金属材料でめっき処理を施すこと、表面の粗さを低減して摩擦係数の低減を図る研削処理を施すこと、または低摩擦係数のフッ素系樹脂等をコーティングするコーティング処理を施すこと等により、外径側端部１２の破損等を有効に防止することができる。
【００５４】
尚、上記の説明では、整列円環パレット４０と揺動外周壁２Ａとの間隙は、整列円環外周溝４５と略同一の間隙を有するものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。整列円環パレット４０と揺動外周壁２Ａとの間隙を、整列円環外周溝４５の間隙に比して狭く設定すること、または揺動外周壁２Ａを整列円環パレット４０に当接させて設定することも可能である。この場合にも、付勢ばね部４とストッパ部５とにより付勢力を調整してやれば、揺動外周壁２Ａによる外径側端部１２の収納溝４１への収納、および収納失敗による噛み込み状態の検出を的確に行うことができる。
【００５５】
また、ヒンジピン３から最遠端の揺動外周壁２Ａまでの長さＬは、整列円環パレット４０の円環回動運動Ｒの回動速度に対して調整されることが好ましい。低速の回動速度の場合に比して高速の回動速度の場合に噛みこまれた外形側端部１２の移動速度が高速となるので、ヒンジピンまでの距離Ｌを長く設定することにより、噛み込み検出に応じた動作停止までに外径側端部１２がヒンジピン３の近くまで深く噛み込まれてしまうことを防止することができる。
【００５６】
本実施形態のコイルセグメント１０の円環整列装置によれば、整列円環部の１例である整列円環パレット４０による円環回動運動Ｒに従い、収納溝４１へのコイルセグメント１０の第１端部である内径側端部１１の挿入動作と、収納溝４１へのコイルセグメント１０の第２端部である外径側端部１２の誘導動作とが同時並行して行われる。外径側端部１２は、コイル誘導部であるコイルガイド溝３１に従い、整列円環パレット４０まで誘導され収納溝４１に収納される。このとき、噛み込み検出部１を備えているので、外径側端部１２が収納溝４１に収納されず噛み込まれてしまうことを確実に検出することができる。検出に応じて警告を発したり動作停止を行うことにより、外径側端部１２の破損や円環整列装置の故障等を防止することができる。また、噛み込み状態の発見が遅れ、外径側端部１２が整列円環外周溝４５に深く噛み込まれてしまうこともないので、噛み込み状態からの復旧に多大な時間を要することもない。円環回動運動Ｒといった簡略化された動作に従って円環整列動作を安定して実現することができ、円環整列動作の所要時間を短縮することができる。
【００５７】
ここで、付勢ばね部４とは付勢部の一例であり、ストッパ部５とは規制部の一例である。付勢ばね部４とストッパ部５とにより、位置決め部を構成する。また、近接スイッチ部６とは揺動検出部の一例である。
【００５８】
尚、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることは言うまでもない。
例えば、本実施形態においては、環状ステータコアに使用されるコイルを構成するコイルセグメントについて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ロータ用のコイルを構成するコイルセグメントの整列にも同様に適用することができることは言うまでもない。
【００５９】
【発明の効果】
本発明によれば、複数のコイルセグメントを円環状に整列させる円環整列装置において、コイルセグメントが収納溝に正常に収納されず、円環整列装置に噛み込んでしまうことを検出するコイル噛み込み検出装置を備えるコイルセグメントの円環整列装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の円環整列装置を示す斜視図である。
【図２】実施形態の円環整列装置の平面図である。
【図３】実施形態の噛み込み検出部を示す平面および正面図である。
【図４】円環整列動作において、コイルセグメントの外径側端部が収納溝に正常に収納される場合を示す平面図である。
【図５】図４の部分拡大図を示す図である。
【図６】円環整列動作において、コイルセグメントの外径側端部の噛み込み状態を示す平面図である。
【図７】図６の部分拡大図を示す図である。
【図８】従来技術の円環整列装置を示す斜視図である。
【図９】従来技術の円環整列装置の平面図である。
【符号の説明】
１ 噛み込み検出部
２ 揺動ブロック
２Ａ 揺動外周壁
３ ヒンジピン
４ 付勢ばね部
５ ストッパ部
６ 近接スイッチ部
１０ コイルセグメント
１１ 内径側端部
１２ 外径側端部
２０ コイルセグメント挿入部
３０ 整列ガイド部
３１ コイルガイド溝
３５ 外周壁
３６ 支持板
４０ 整列円環パレット
４１ 収納溝
４５ 整列円環外周溝
【発明の属する技術分野】
本発明は、コイル製造に当って複数のコイルセグメントを円環整列させるコイルセグメントの円環整列装置に関するものであり、特に、コイルセグメントが収納溝に収納されず円環整列装置に噛み込まれてしまう場合の噛み込みの検出に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
本出願人の先出願である特願２００２−３３３７１０号には、コイルセグメントの円環整列装置が記載されている。図８に示すように、コイルセグメント１０を円環状に整列させる円環整列装置は、円筒形状の整列円環パレット４０に外周辺に沿って所定ピッチで上方に開口された複数の収納溝４１が備えられ、円筒軸を中心にして時計回りに回動可能に整列ガイド部３０に設置されている。また、コイルセグメント１０の一方の端部（以後、内径側端部と称する。）１１を整列円環パレット４０の収納溝４１に挿入するコイルセグメント挿入部２０を備えている。
【０００３】
整列ガイド部３０には、コイルセグメント１０の内径側端部１１が収納溝４１に挿入される際に他方の端部（以後、外径側端部と称する。）１２を収納すると共に、整列円環パレット４０の回動運動Ｒに応じて外径側端部１２を整列円環パレット４０の収納溝４１に誘導するコイルガイド溝３１が備えられている。
【０００４】
整列円環パレット４０が、円筒軸の周りに時計回りに回動運動Ｒを開始することによりコイルセグメント１０の円環整列動作が開始される。整列円環パレット４０の回動運動に伴い、収納溝４１に順次挿入されて保持されている内径側端部１１は時計回りの回動方向Ｒに伴い移動する。同時に外径側端部１２がコイルガイド溝３１に誘導されて、整列円環パレット４０方向に移動していく。
【０００５】
コイルガイド溝３１内に収納されている外径側端部１２は、整列円環パレット４０の収納溝４１に順次収納される。コイルセグメント１０は、円環配置される環状ステータコア上の円周の曲率を有して構成されていることから、外径側端部１２は、内径側端部１１が挿入されている収納溝４１から両端部の円弧状の長さだけ離間した収納溝４１に収納される。
【０００６】
図９は、円環整列装置（図８）の平面図のうち整列円環パレット４０の回動運動Ｒに応じて、コイルセグメント１０が円環整列される様子を示したものである。時計回りの回動運動Ｒに伴い、収納溝４１に挿入された内径側端部１１を軸としてコイルガイド溝３１に沿ってコイルセグメント１０が回動しながら、外径側端部１２が整列円環パレット４０に誘導されていく様子を示している。
【０００７】
誘導されてきた外径側端部１２は、コイルガイド溝３１が整列円環外周溝４５に合流する位置で収納溝４１に収納される。収納溝４１は、整列円環パレット４０の径方向に内径側端部１１と外径側端部１２とが収納される空間を有して構成されており、収納された内径側端部１１と外径側端部１２とは、整列円環外周溝４５に規制されながら収納溝４１内に保持される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記した円環整列装置では、コイルガイド溝３１に沿って誘導されるコイルセグメント１０の外径側端部１２が、コイルガイド溝３１と整列円環外周溝４５との合流点で、収納溝４１に正常に収納されないおそれがあり問題である。
【０００９】
例えば、外径側端部１２の成形形状のばらつきや成形後の変形等により、収納溝４１との不整合が発生する可能性がある。外径側端部１２の一部または全部が、収納溝４１内からはみ出してしまい収納が不可能となる。
【００１０】
また、円環整列時の回動スピードや整列動作に伴う振動等の動作環境により、外径側端部１２が収納溝４１に正常に収納できないことも考えられる。
【００１１】
外径側端部１２が収納溝４１に収納できないまま円環整列動作が継続されてしまうと、外径側端部１２が整列円環外周溝４５に挟み込まれたまま、整列円環パレット４０が回動することとなる。整列円環外周溝４５の間隙幅によっては外径側端部１２が噛み込まれてしまい、セグメントコイル１０の皮膜の剥がれ、コイル自体の傷等の不具合が発生してしまうおそれがあり問題である。
【００１２】
更に、噛み込みを早期に発見できないことにより、外径側端部１２が深く噛み込んでしまうことも考えられる。復旧に時間を要することとなり、コイル製造のスループットを向上させることができず問題である。また、円環整列装置自体の破損や故障の原因となることも考えられ問題である。
【００１３】
本発明は前記従来技術の課題の少なくとも１つを解消するためになされたものであり、複数のコイルセグメントを円環状に整列させる円環整列装置において、コイルセグメントが収納溝に正常に収納されず、円環整列装置に噛み込まれてしまうことを検出するコイル噛み込み検出装置を備えるコイルセグメントの円環整列装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１に係るコイルセグメントの円環整列装置は、第１および第２端部が相互に接続されるコイルセグメントを円環状に整列させる際、円筒形状の外周辺に所定ピッチで配置され第１端部を回動軸としてコイルセグメントが回動可能に挿入される収納溝を備え、円筒軸を中心にした円環回動運動を行う整列円環部と、円環回動運動に従い、収納溝に第１端部が挿入されているコイルセグメントの第２端部を、異なるコイルセグメントの第１端部が挿入されている他の収納溝に誘導するコイル誘導部と、収納溝に収納された第２端部が収納溝から脱落することを防止する外周壁と、外周壁の一部であってコイル誘導部の終端部から円環回動方向の所定位置までに配置される揺動外周壁を有し、第２端部が整列円環部と揺動外周壁との間に噛み込まれることを検出する噛み込み検出部とを備えることを特徴とする。
【００１５】
請求項１のコイルセグメントの円環整列装置では、整列円環部の円環回動運動に従って、収納溝に第１端部が挿入されたコイルセグメントの第２端部が、コイル誘導部に誘導されて他のコイルセグメントの第１端部が挿入されている収納溝に収納され、収納後は外周壁により収納溝からの脱落が防止される。外周壁のうちコイル誘導部の終端部から円環回動方向の所定位置までには揺動外周壁が備えられ、第２端部の噛み込み検出部を構成する。第２端部が収納溝に収納できず整列円環部と揺動外周壁との間に噛み込まれることが検出される。
【００１６】
これにより、整列円環部の円環回動運動に従って、収納溝に挿入されたコイルセグメントの第１端部を回動軸として、コイル誘導部に誘導されて第２端部が収納溝に収納される際、収納が正常に行われず、第２端部が整列円環部と揺動外周壁との間隙に噛み込まれることを検出することができる。
【００１７】
検出に応じて警報や回動運動の停止等の処置を施すことが可能となり、コイルセグメントの第２端部が噛み込まれたままで回動運動が継続することによる、第２端部の皮膜の剥がれやコイル線材の破損、円環整列装置自体の破損や故障等を防止することができる。
【００１８】
また、検出に応じて警報や回動運動の停止等の処置が行われることにより、コイルセグメントの第２端部が深く噛み込まれてしまうことを防止できる。第２端部の噛み込みによる円環整列装置の停止、噛み込まれたコイルセグメントの除去、運転再開といった不測の停止処理を防止することができる。装置の稼働率を向上させることができる。
【００１９】
また、請求項２に係るコイルセグメントの円環整列装置は、請求項１に記載のコイルセグメントの円環整列装置において、噛み込み検出部は、揺動外周壁を含み、整列円環部の円筒軸に平行な揺動軸に対して揺動自在に備えられる揺動ブロックと、第２端部が収納溝に収納されている場合に、第２端部の収納溝からの脱落防止位置に揺動外周壁が保持されるように、揺動ブロックを位置決めする位置決め部と、揺動ブロックの揺動により、揺動外周壁が脱落防止位置を越えて整列円環部から離れることを検出する揺動検出部とを備えることを特徴とする。
【００２０】
請求項２のコイルセグメントの円環整列装置では、整列円環部の円筒軸に平行な揺動軸に対して揺動し揺動外周壁が備えられている揺動ブロックは、第２端部が収納溝に収納されている状態では、位置決め部により、第２端部の脱落防止位置に揺動外周壁が保持されて位置決めされる。第２端部が収納溝に収納されない場合には、揺動検出部により、揺動外周壁が脱落防止位置を越えて整列円環部から離れることが検出される。
【００２１】
これにより、外周壁の一部を構成する揺動外周壁が備えられる揺動ブロックは、整列円環部の円筒軸に平行な揺動軸に対して揺動する。第２端部が収納溝に収納されている場合には、位置決め部により位置決めされ脱落防止位置に保持されて、第２端部が収納溝から脱落することを防止することができる。第２端部が整列円環部と揺動外周壁との間隙に噛み込まれる場合には、揺動外周壁が第２端部に押されて脱落防止位置を越えて整列円環部から離れるように揺動ブロックが揺動する。これにより噛み込みを検出することができる。
【００２２】
また、請求項３に係るコイルセグメントの円環整列装置は、請求項２に記載のコイルセグメントの円環整列装置において、脱落防止位置とは、収納溝に収納された第２端部の一端が揺動外周壁に当接する場合に第２端部の他端が収納溝の端面に係合する場合の、揺動外周壁の位置であることを特徴とする。これにより、第２端部の一端が収納溝から飛び出して揺動外周壁に当接しても第２端部の他端が収納溝の端面に係合するように整列円環部と揺動外周壁との間隙を形成すれば、第２端部が収納溝から脱落することはない。ここで、揺動外周壁は整列円環部に当接してもよい。この場合にも第２端部の収納溝からの脱落を防止することができる。
【００２３】
また、請求項４に係るコイルセグメントの円環整列装置は、請求項２または３に記載のコイルセグメントの円環整列装置において、位置決め部は、揺動外周壁が整列円環部に近づく揺動方向に揺動ブロックを付勢する付勢部を備えることを特徴とする。
【００２４】
請求項４のコイルセグメントの円環整列装置では、位置決め部に備えられる付勢部により、揺動外周壁が整列円環部に近づく揺動方向に付勢される。
【００２５】
これにより、コイルセグメントの第２端部が整列円環部と揺動外周壁との間隙に噛み込まれ付勢部の付勢力に抗して揺動外周壁を整列円環部から離れる方向に押し広げた場合にのみ、揺動検出部により検出が行われる。誤検出を防止して第２端部が噛み込まれたことを確実に検出することができる。
【００２６】
また、請求項５に係るコイルセグメントの円環整列装置は、請求項２乃至４の少なくとも何れか１項に記載のコイルセグメントの円環整列装置において、位置決め部は、揺動外周壁が整列円環部に近づくことを規制する規制部を備えることを特徴とする。
【００２７】
請求項５のコイルセグメントの円環整列装置では、位置決め部に備えられる規制部により、揺動外周壁が整列円環部に近づくことのないように揺動ブロックが規制される。
【００２８】
これにより、整列円環部と揺動外周壁との間に間隙を有する場合には、揺動外周壁が脱落防止位置を越えて整列円環部に近づくことはない。整列円環部と揺動外周壁との間隙を所定の間隔に保持することができ、第２端部の噛み込みを検出することができる。
【００２９】
また、揺動外周壁が整列円環部に当接する場合には、揺動外周壁が整列円環部を押し付ける押圧力を調整することができる。この調整により、整列円環部の円環回動運動をスムーズに行わせることができる。収納溝から脱落した第２端部については、揺動外周壁の押圧力により収納溝に再収納させることができると共に、揺動外周壁の押圧力に抗して整列円環部と揺動外周部との間に挟み込まれる場合には、噛み込まれたものとして検出することができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のコイルセグメントの円環整列装置について具体化した実施形態を図１乃至図７に基づき図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００３１】
環状ステータコアには、ステータコアの径方向内側に向かう方向にコイル収納スペースであるスロットに区画されるコア片（ティース）が、ステータコアの円周方向に所定ピッチで配置される構成である。略コ字状あるいは略Ｕ字状等の、一方向が開口されて成形されたコイルセグメントにより、コア片（ティース）に巻回されるステータコイルを構成する際には、コア片（ティース）を挟むスロットにコイルセグメントを多層に挿入し、コア片（ティース）の反対側でコア片（ティース）を囲むようにコイルセグメントの両端部を屈曲させる。屈曲された端部は、環状ステータコアの径方向に隣接するコイルセグメントをペアとして溶接等により接続する。これにより、コイルセグメントがコア片（ティース）を巻回して螺旋状に接続されステータコイルが構成される。
【００３２】
ここで、ステータコイルが巻回されるコア片（ティース）は、環状ステータコイルの円周方向に所定ピッチで配置されているので、コイルセグメントは、環状ステータコアの径方向に多層に配置されると共に、環状ステータコアの円周方向にも環状に整列させることが必要となる。コイルセグメントの配置に際しては、コイルセグメントの環状の整列を、円環の径を順次変えて行うことが便宜である。
【００３３】
図１には、実施形態の円環整列装置の斜視図を示す。コイルセグメント１０を円環状に整列させる際の装置であり、円筒形状の整列円環パレット４０の回動運動Ｒに応じて、コイルセグメント１０が円環整列される様子を示したものである。整列円環パレット４０の外周には、円筒円周方向の所定ピッチごとに上方に開口された複数の収納溝４１が円筒軸に平行に備えられている。整列円環パレット４０は、円筒軸を中心にして時計回りに回動可能に整列ガイド部３０に配置されている。また、コイルセグメント１０の一方の端部（以後、内径側端部と称する。）１１を整列円環パレット４０の収納溝４１に挿入するコイルセグメント挿入部２０を備えている。
【００３４】
コイルセグメント挿入部２０には、多数のコイルセグメント１０が格納されており、整列円環パレット４０の回動運動Ｒにおける所定回動ピッチごとに、順次コイルセグメント１０が押し出され内径側端部１１が収納溝４１に挿入される。
【００３５】
整列ガイド部３０には、コイルセグメント１０の内径側端部１１が収納溝４１に挿入される際に他方の端部（以後、外径側端部と称する。）１２を収納すると共に、整列円環パレット４０の回動運動Ｒに応じて外形側端部１２を整列円環パレット４０の収納溝４１に誘導するコイルガイド溝３１が備えられている。
【００３６】
整列円環パレット４０と整列ガイド部３０との間には整列円環外周溝４５が設けられており、回動運動Ｒに応じてコイルガイド溝３１に沿って誘導された外形側端部１２が収納溝４１に収納された後、収納溝４１からの脱落を防止する間隙を有している。すなわち、所定数のコイルセグメントの円環整列が完了するまでは、外形側端部１２が収納溝４１に収納された後も次のコイルセグメントの整列のために整列円環パレット４０の回動運動Ｒは継続される。収納された外形側端部１２は、整列円環外周溝４５の外周壁３５に規制されて収納溝４１から完全に外れることなく回動運動Ｒに追従する。
【００３７】
整列ガイド部３０には噛み込み検出部１が備えられており、コイルガイド溝３１に沿って誘導されてきた外形側端部１２が、収納溝４１に正常に収納されず整列円環外周溝４５に噛み込まれてしまうことを検出する。噛み込み検出部１の配置位置は、コイルガイド溝３１の整列円環外周溝４５への合流点から整列円環パレット４０の回動運動Ｒの方向の所定位置までが好ましい。合流点において収納溝４１に収納されるべき外形側端部１２が収納できず噛み込まれてしまうことを早期に検出することができるからである。
【００３８】
噛み込み検出部１は、コイルセグメント１０の外径側端部１２が整列円環パレット４０の回動運動Ｒに従って移動する領域に揺動外周壁２Ａを配置する位置に設置される。噛み込みの検出を早期に行うためには、収納溝４１からの外径側端部１２の脱落による噛み込みが最も大きい位置に配置することが好ましい。外径側端部１２が屈曲または湾曲している場合には、収納溝４１からの位置ずれが最も大きい外径側端部１２の先端部分に配置することが好ましい。ただし、外径側端部１２が整列円環パレット４０の内径方向に屈曲または湾曲している場合には、外径側端部１２の根元部分で収納溝４１からの位置ずれが最も大きくなることも考えられる。外径側端部１２の位置ずれが最大となる位置に合わせて揺動外周壁２Ａが配置されることが必要である。外径側端部１２の長さ方向の全域に渡って、または根元部分と先端部分といった複数の所定位置に、揺動外周壁２Ａが配置されるように噛み込み検出部１を配置することが必要である。また、後述する付勢ばね４、ストッパ５、近接スイッチ６等の設置、調整のし易さからは、整列円環パレット４０における収納溝４１の開口面に略等しい面に噛み込み検出部１の上面を揃えることも考えられる。
【００３９】
噛み込み検出部１の幅Ｗは、外径側端部１２の噛み込み位置を有効に検出できる幅が必要である。また、噛み込み状態を安定して検出するためにも所定の幅を有することが好ましい。
【００４０】
図２は、円環整列装置（図１）の平面図のうち整列円環パレット４０の回動運動Ｒに応じて、コイルセグメント１０が円環整列される様子を示したものである。時計回りの回動運動Ｒに伴い、収納溝４１に挿入された内径側端部１１を軸としてコイルガイド溝３１に沿ってコイルセグメント１０が回動しながら、外径側端部１２が整列円環パレット４０に誘導されていく様子を示している。収納溝４１は、整列円環パレット４０の径方向に内径側端部１１と外径側端部１２とが収納される空間を有して構成されている。
【００４１】
整列円環パレット４０が、円筒軸の周りに時計回りに回動運動Ｒを開始することによりコイルセグメント１０の円環整列動作が開始される。整列円環パレット４０の回動運動Ｒに応じて、所定回動ピッチごとにコイルセグメント１０がコイルセグメント挿入部２０から整列ガイド部３０に押し出され、内径側端部１１が整列円環パレット４０の収納溝４１に挿入されると共に、外径側端部１２がコイルガイド溝３１に収納される。
【００４２】
整列円環パレット４０の回動運動は継続するため、収納溝４１に保持されている内径側端部１１は回動方向Ｒに応じて移動していく。同時に、外径側端部１２がコイルガイド溝３１に沿って誘導されて、整列円環パレット４０方向に移動していく。
【００４３】
ここで、回動運動Ｒの所定回動ピッチを整列円環動作により内径側端部１１が挿入される収納溝４１の配置ピッチに設定してやれば、次の収納溝４１がコイルセグメント１０の挿入位置に到達した時点で、再度コイルセグメント１０の挿入動作が行われる。すなわち、収納溝４１の配置ピッチに合致した回動運動Ｒごとにコイルセグメント挿入部２０の押し出し運動を行えば、収納溝４１ごとに順次コイルセグメント１０が挿入されることとなる。
【００４４】
回動運動Ｒを整列円環パレット４０の１周分行った時点で、全ての収納溝４１への内径側端部１１の挿入が完了する。ここで、挿入されるコイルセグメント１０の数は、通電位相の異なるコイルを含めた環状ステータコア上のコイル数に一致した数である。
【００４５】
その後、更に回動動作を継続することにより、コイルガイド溝３１内に収納されている外径側端部１２を整列円環パレット４０の収納溝４１に順次誘導する。最後尾の外径側端部１２が収納溝４１に収納された時点でコイルセグメント１０の円環整列が完了する。ここで、環状ステータコアのスロットピッチに合致して整列円環パレット４０の収納溝４１の配置ピッチが構成されている。コイルセグメント１０は、円環配置される環状ステータコアの円周の曲率を有して構成されていることから、外径側端部１２は、内径側端部１１が挿入されている収納溝４１から両端部の円弧状の長さだけ離間した収納溝４１に収納される。
【００４６】
噛み込み検出部１について、図２の平面図、および図３の正面図を参照して説明する。噛み込み検出部１は、整列ガイド部３０内に設けられた支持板３６上に備えられる。整列円環外周溝４５と略同一の間隙を有して、コイルガイド溝３１の整列円環外周溝４５への合流点から整列円環パレット４０の回動方向Ｒに、揺動外周壁２Ａを配置して揺動ブロック２が備えられている。揺動ブロック２はヒンジピン３を軸として揺動自在に支持されている。ヒンジピン３に対して揺動外周壁２Ａと反対側には、付勢ばね部４、ストッパ部５、近接スイッチ部６が備えられている。
【００４７】
付勢ばね部４は、揺動ブロック２と支持板３６とに固定され備えられている。付勢力により揺動ブロック２が、付勢ばね部４の支持板３６との固定点に回動付勢されることにより、ヒンジピン３を介して揺動外周壁２Ａが、整列円環パレット４０に向かう回動方向に付勢される。ストッパ部５も、揺動ブロック２と支持板３６との間に備えられている。ストッパ部５には規制部材５Ｂが備えられており、揺動ブロック２に備えられている受け部５Ａに当接することにより、付勢ばね部４の付勢力に抗して揺動ブロック２の回動を規制する。また、規制部材５Ｂは、調整部材５Ｃによりその位置が調整可能である。
【００４８】
近接スイッチ部６は、外径側端部１２の噛み込みが発生していない状態で、揺動ブロック２に備えられる受け部６Ａに対してセンサヘッド６Ｂが近接して配置される。受け部６Ａとセンサスイッチ６Ｂとの近接距離に応じて出力される信号は、リード線６Ｃを介して制御コントローラ（不図示）に送られる。ヒンジピン３に対して近接スイッチ部６と反対側には揺動外周壁２Ａが配置されている。このため、整列円環パレット４０と揺動外周壁２Ａとの間隙に外径側端部１２が噛み込まれ、揺動外周壁２Ａが揺動することに応じて受け部６Ａとセンサスイッチ６Ｂとの近接距離が広がり、噛み込み状態が検出される。
【００４９】
円環整列動作における噛み込み検出部１の状態を図４乃至図７に具体的に示す。図４は、外径側端部１２が収納溝４１に正常に収納される場合を示す。図５は、図４の領域Ａの拡大図であり収納状態を拡大して示す。コイルガイド溝３１に誘導されてきた外径側端部１２は、コイルガイド溝３１の誘導方向に加えて、付勢ばね部４およびストッパ部５により調整された付勢力で保持されている揺動ブロック２により、収納溝４１に収納される。この場合、揺動ブロック２は、外径側端部１２の誘導に対して保持位置が維持されるので、近接スイッチ部６の受け部６Ａとセンサヘッド６Ｂとの距離は、距離Ｘ１のまま不変である。
【００５０】
図６では、外径側端部１２が収納溝４１に正常に収納されず、整列円環パレット４０と揺動外周壁２Ａとの間隙に噛み込まれた場合を示す。図７は、図６の領域Ｂの拡大図であり噛み込み状態を拡大して示す。コイルガイド溝３１に誘導されてきた外径側端部１２が収納溝４１に収納できない場合、外径側端部１２は、円環運動が継続することに応じて、揺動ブロック２を保持している付勢力に抗して揺動外周壁２Ａを押圧する。揺動ブロック２がヒンジピン３を中心とした回動方向Ｘに押し広げられ、近接スイッチ部６の受け部６Ａとセンサヘッド６Ｂとの距離は、距離Ｘ２まで広がる。
【００５１】
揺動外周壁２Ａに対して整列円環パレット４０に向かう方向に作用する付勢力がストッパ部５により調整されることにより、揺動外周壁２Ａの設置位置を調整することができる。また、揺動外周壁２Ａと整列円環パレット４０との間隙に外径側端部１２が噛み込まれる場合に、揺動外周壁２Ａが外径側端部１２を押圧する押圧力を調整することができる。外径側端部１２が噛み込まれても皮膜の剥がれやコイル線材の破損等を発生させない押圧力で噛み込み検出を行うことができる。
【００５２】
更に、揺動外周壁２Ａが、整列円環パレット４０との間隙を所定の幅を保持するように付勢されるので、コイルガイド溝３１と整列円環外周溝４５との合流点において、外径側端部１２を付勢して収納溝４１に収納させる機能を有する。すなわち、第１段階として、合流点での外径側端部１２の収納が失敗する場合に、付勢力が外径側端部１２を収納溝４１に導く作用力として働く。更に、第２段階として、付勢力にも関わらず外径側端部１２が正常に収納されない場合に限り、付勢力に抗して外径側端部１２が揺動外周壁２Ａを押圧することで噛み込み状態が検出される。
【００５３】
ここで、揺動外周壁２Ａは、噛み込まれる外径側端部１２について皮膜を剥がしてしまったり、コイル自体に傷をつけたりすることのないような付勢力に調整されることが必要である。同様の理由から壁面については、噛み込まれた外径側端部１２との間での摩擦係数が小さいことが好ましい。低摩擦係数を有する金属材料でめっき処理を施すこと、表面の粗さを低減して摩擦係数の低減を図る研削処理を施すこと、または低摩擦係数のフッ素系樹脂等をコーティングするコーティング処理を施すこと等により、外径側端部１２の破損等を有効に防止することができる。
【００５４】
尚、上記の説明では、整列円環パレット４０と揺動外周壁２Ａとの間隙は、整列円環外周溝４５と略同一の間隙を有するものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。整列円環パレット４０と揺動外周壁２Ａとの間隙を、整列円環外周溝４５の間隙に比して狭く設定すること、または揺動外周壁２Ａを整列円環パレット４０に当接させて設定することも可能である。この場合にも、付勢ばね部４とストッパ部５とにより付勢力を調整してやれば、揺動外周壁２Ａによる外径側端部１２の収納溝４１への収納、および収納失敗による噛み込み状態の検出を的確に行うことができる。
【００５５】
また、ヒンジピン３から最遠端の揺動外周壁２Ａまでの長さＬは、整列円環パレット４０の円環回動運動Ｒの回動速度に対して調整されることが好ましい。低速の回動速度の場合に比して高速の回動速度の場合に噛みこまれた外形側端部１２の移動速度が高速となるので、ヒンジピンまでの距離Ｌを長く設定することにより、噛み込み検出に応じた動作停止までに外径側端部１２がヒンジピン３の近くまで深く噛み込まれてしまうことを防止することができる。
【００５６】
本実施形態のコイルセグメント１０の円環整列装置によれば、整列円環部の１例である整列円環パレット４０による円環回動運動Ｒに従い、収納溝４１へのコイルセグメント１０の第１端部である内径側端部１１の挿入動作と、収納溝４１へのコイルセグメント１０の第２端部である外径側端部１２の誘導動作とが同時並行して行われる。外径側端部１２は、コイル誘導部であるコイルガイド溝３１に従い、整列円環パレット４０まで誘導され収納溝４１に収納される。このとき、噛み込み検出部１を備えているので、外径側端部１２が収納溝４１に収納されず噛み込まれてしまうことを確実に検出することができる。検出に応じて警告を発したり動作停止を行うことにより、外径側端部１２の破損や円環整列装置の故障等を防止することができる。また、噛み込み状態の発見が遅れ、外径側端部１２が整列円環外周溝４５に深く噛み込まれてしまうこともないので、噛み込み状態からの復旧に多大な時間を要することもない。円環回動運動Ｒといった簡略化された動作に従って円環整列動作を安定して実現することができ、円環整列動作の所要時間を短縮することができる。
【００５７】
ここで、付勢ばね部４とは付勢部の一例であり、ストッパ部５とは規制部の一例である。付勢ばね部４とストッパ部５とにより、位置決め部を構成する。また、近接スイッチ部６とは揺動検出部の一例である。
【００５８】
尚、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることは言うまでもない。
例えば、本実施形態においては、環状ステータコアに使用されるコイルを構成するコイルセグメントについて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ロータ用のコイルを構成するコイルセグメントの整列にも同様に適用することができることは言うまでもない。
【００５９】
【発明の効果】
本発明によれば、複数のコイルセグメントを円環状に整列させる円環整列装置において、コイルセグメントが収納溝に正常に収納されず、円環整列装置に噛み込んでしまうことを検出するコイル噛み込み検出装置を備えるコイルセグメントの円環整列装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の円環整列装置を示す斜視図である。
【図２】実施形態の円環整列装置の平面図である。
【図３】実施形態の噛み込み検出部を示す平面および正面図である。
【図４】円環整列動作において、コイルセグメントの外径側端部が収納溝に正常に収納される場合を示す平面図である。
【図５】図４の部分拡大図を示す図である。
【図６】円環整列動作において、コイルセグメントの外径側端部の噛み込み状態を示す平面図である。
【図７】図６の部分拡大図を示す図である。
【図８】従来技術の円環整列装置を示す斜視図である。
【図９】従来技術の円環整列装置の平面図である。
【符号の説明】
１ 噛み込み検出部
２ 揺動ブロック
２Ａ 揺動外周壁
３ ヒンジピン
４ 付勢ばね部
５ ストッパ部
６ 近接スイッチ部
１０ コイルセグメント
１１ 内径側端部
１２ 外径側端部
２０ コイルセグメント挿入部
３０ 整列ガイド部
３１ コイルガイド溝
３５ 外周壁
３６ 支持板
４０ 整列円環パレット
４１ 収納溝
４５ 整列円環外周溝
Claims (5)
- 第１および第２端部が屈曲部あるいは湾曲部を介して相互に接続されるコイルセグメントを、円環状に整列させるコイルセグメントの円環整列装置であって、
円筒形状の外周辺に所定ピッチで配置され第１端部を回動軸としてコイルセグメントが回動可能に挿入される収納溝を備え、円筒軸を中心にした円環回動運動を行う整列円環部と、
前記円環回動運動に従い、収納溝に第１端部が挿入されているコイルセグメントの第２端部を、前記コイルセグメントとは異なるコイルセグメントの第１端部が挿入されている他の収納溝に誘導するコイル誘導部と、
収納溝に収納された第２端部が前記収納溝から脱落することを防止する外周壁と、
前記外周壁の一部であって前記コイル誘導部の終端部から円環回動方向の所定位置までに配置される揺動外周壁を有し、第２端部が前記整列円環部と前記揺動外周壁との間に噛み込まれることを検出する噛み込み検出部とを備えることを特徴とするコイルセグメントの円環整列装置。 - 前記噛み込み検出部は、
前記揺動外周壁を含み、前記整列円環部の円筒軸に平行な揺動軸に対して揺動自在に備えられる揺動ブロックと、
第２端部が収納溝に収納されている場合に、第２端部の収納溝からの脱落防止位置に前記揺動外周壁が保持されるように、前記揺動ブロックを位置決めする位置決め部と、
前記揺動ブロックの揺動により、前記揺動外周壁が前記脱落防止位置を越えて前記整列円環部から離れることを検出する揺動検出部とを備えることを特徴とする請求項１に記載のコイルセグメントの円環整列装置。 - 前記脱落防止位置とは、収納溝に収納された第２端部の一端が前記揺動外周壁に当接する場合において前記第２端部の他端が前記収納溝の端面に係合する場合の、前記揺動外周壁の位置であることを特徴とする請求項２に記載のコイルセグメントの円環整列装置。
- 前記位置決め部は、
前記揺動外周壁が前記整列円環部に近づく揺動方向に前記揺動ブロックを付勢する付勢部を備えることを特徴とする請求項２または３に記載のコイルセグメントの円環整列装置。 - 前記位置決め部は、
前記揺動外周壁が前記整列円環部に近づくことを規制する規制部を備えることを特徴とする請求項２乃至４の少なくとも何れか１項に記載のコイルセグメントの円環整列装置。
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