JP3975891B2

JP3975891B2 - Coil segment ring alignment method and ring alignment apparatus

Info

Publication number: JP3975891B2
Application number: JP2002333710A
Authority: JP
Inventors: 正宜芳賀; 茂隆永松
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2002-11-18
Filing date: 2002-11-18
Publication date: 2007-09-12
Anticipated expiration: 2022-11-18
Also published as: JP2004173357A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータや発電機などのステータやロータ用のコイルの製造に関するものであり、特に、複数のコイルセグメントによりコイルを製造する際のコイルセグメントの円環整列方法、および円環整列装置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２００２−２２６０４２号には、従来技術としてのコイルセグメントの環状整列治具および環状整列方法が記載されている。図１６に示すように、ハット状の環状整列治具１００の挿置凹部１０００に、略Ｕ字形状のコイルセグメント５００の一方の直行部５１０を一周分挿置してセットする。その後、他方の直行部５２０が外周面１２００に当るまで、一周分のコイルセグメント５００を一緒に回動させ、一周分のコイルセグメント５００を円環状に整列させる。そして次のハット状の中間整列治具２００を被せ、一式のコイルセグメント５００がばらけないようにしたうえで、同様の手順を繰り返し、複数周のコイルセグメント５００の組体を形成するものである。
【０００３】
尚、その他の関連技術として、特許文献１に開示されている電機子コイルの組立方法及びコイル組立装置がある。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−１７４３８１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来技術によるコイルセグメントの環状整列治具および環状整列方法では、環状整列治具１００の１周分の挿置凹部１０００への略Ｕ字形状のコイルセグメント５００の挿置、挿置されたコイルセグメント５００の回動によるコイルセグメント５００の円環整列、円環整列した一式のコイルセグメント５００がばらけないように次の中間整列治具２００による固定等、作業動作の異なる工程を順次繰り返さねばならず、環状整列の工程が複雑であると共に、工程所要時間も長くなってしまうおそれがあり問題である。
【０００６】
また、コイルセグメント５００の直行部５１０を回動自在に軸支することが可能な挿置凹部１０００を備えるためには、環状整列治具１００や中間整列治具２００は所定の肉厚を備える必要がある。この肉厚に起因してコイルの断面形状やコイル巻き線数の仕様によっては、軸支されている直行部５１０と外周面１２００に当るように整列された直行部５２０との整列位置のずれが大きくなる場合があり、位置合わせ等の調整時間が長くなって整列工程への負担が大となるおそれがあり問題である。
【０００７】
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際の方法および装置の簡略化を図ることにより、円環整列工程を簡略化して工程所要時間の短縮を図ることができる円環整列方法、および円環整列装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【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方法は、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の第１端部を、円筒形状の整列円環部における外周辺に沿って円筒軸の１方向に開口して所定ピッチで配置されている収納溝ごとに挿入し第１端部を回動軸としてコイルセグメントを回動可能に支持して、複数のコイルセグメントを円環状に整列させる際、整列円環部の円筒軸を中心にした円環回動運動により、コイルセグメントの第２端部が、第１端部が挿入されている収納溝とは異なる他の収納溝に誘導されると共に、第１端部が挿入されている収納溝の最後尾に引き続く少なくとも１つの収納溝が、コイルセグメント供給領域に移動される円環回動工程と、円環回動運動に従い、コイルセグメント供給領域へ移動した収納溝に第１端部を挿入して新たなコイルセグメントを供給するコイル挿入工程とを有することを特徴とする。
【０００９】
請求項１のコイルセグメントの円環整列方法では、円環回動工程とコイル挿入工程により、収納溝の最後尾に引き続く少なくとも１つの収納溝がコイルセグメント供給領域に移動されて、新たなコイルセグメントが供給されながら、第２端部が、第１端部の挿入されている収納溝とは異なる他の収納溝に誘導される。円環回動運動に応じてこれらの工程が交互に繰り返されながら、整列円環部の各収納溝に各々異なるコイルセグメントの第１端部と第２端部とが収納されて、複数のコイルセグメントが円環状に整列される。
【００１０】
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、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複数配置して、円環状に整列させる際、円筒形状の外周辺に沿って円筒軸の１方向に開口して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を回動可能に支持する収納溝を備え、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、第１端部が挿入されている収納溝の最後尾に引き続く少なくとも１つの収納溝ごとに第１端部を挿入するコイルセグメント挿入部と、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、当該コイルセグメントの第１端部が挿入されている収納溝とは異なる他の収納溝に誘導するコイル誘導部とを備えることを特徴とする。
【００１１】
請求項４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、コイルセグメント挿入部により、収納溝の最後尾に引き続く少なくとも１つの収納溝ごとに新たなコイルセグメントの第１端部を挿入する。同時に、コイル誘導部により、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端部を他の収納溝に誘導する。
【００１２】
これにより、整列円環部による円環回動運動に従って、収納溝へのコイルセグメントの第１端部の挿入動作と、収納溝へのコイルセグメントの第２端部の誘導動作とが同時並行して行われる。コイルセグメントの円環整列動作を整列円環部の円環回動運動に基づいて行うことができる。円環回動運動といった簡略化された動作に従って円環整列動作を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。
【００１３】
また、請求項２に係るコイルセグメントの円環整列方法は、請求項１に記載のコイルセグメントの円環整列方法において、コイルセグメントを多層円環状に整列させる際、外周辺に沿って所定ピッチで配置される収納側溝を有する最内周円筒部と、内周側面と外周側面とを貫き所定ピッチで配置される収納貫通溝を有する、径の異なる少なくとも１つの中空円筒部とが、収納側溝および前記収納貫通溝の開口方向を揃えて、最内周円筒部の外周側面と最小径の前記中空円筒部の内周側面とで摺接され、更に隣接する中空円筒部間の外周側面と内周側面とで摺接されて構成される整列円環部に対して、収納側溝または収納貫通溝を、隣接する最内周円筒部の収納側溝または中空円筒部の収納貫通溝には対向させず、内周側面または外周側面に対向させる整列準備工程と、最内周円筒部または中空円筒部を順次選択して、円環回動工程とコイル挿入工程とを交互に繰り返す円環整列工程と、円環整列工程の後、最内周円筒部または中空円筒部を回動することにより、収納側溝および収納貫通溝を互いに対向させる層間整列工程とを有することを特徴とする。
【００１４】
請求項２のコイルセグメントの円環整列方法では、整列準備工程により、互いに摺接する最内周円筒部と１つ以上の中空円筒部とが、収納側溝および収納側溝の開口方向を揃え、隣接する円筒部間で収納側溝または収納側溝と内周側面または外周側面とを対向させて整列準備される。円環整列工程により、最内周円筒部または中空円筒部を順次選択して円環回動工程とコイル挿入工程とを交互に繰り返した後、層間整列工程により、最内周円筒部または中空円筒部を回動して収納側溝および収納貫通溝を互いに対向させる。
【００１５】
また、請求項１２に係るコイルセグメントの円環整列装置は、請求項４に記載のコイルセグメントの円環整列装置において、コイルセグメントを多層円環状に整列させる際、整列円環部は、コイルセグメントの第１および第２端部を収納可能な空間を有して、外周辺に沿って所定ピッチで配置される収納側溝を有する最内周円筒部と、コイルセグメントの第１および第２端部を収納可能な空間を有して、内周側面と外周側面とを貫き外周辺に沿って所定ピッチで配置される収納貫通溝を有する、径の異なる少なくとも１つの中空円筒部とを備え、最内周円筒部の外周側面と最小径の中空円筒部の内周側面とで摺接され、更に隣接する中空円筒部間の外周側面と内周側面とで摺接されることにより、相互に円筒軸方向に摺動可能であると共に回動可能に構成されることを特徴とする。
【００１６】
請求項１２のコイルセグメントの円環整列装置では、コイルセグメントの第１および第２端部を収納可能な空間を有した収納側溝または収納貫通溝を備えて、最内周円筒部と１つ以上の中空円筒部とが互いに摺接して整列円環部が構成されており、隣接する円筒部の内周側面および外周側面により溝内に収納された第１および第２端部が保持される。また、最内周円筒部と中空円筒部とは、互いに円筒軸方向に摺接可能であると共に回動可能となっている。
【００１７】
これにより、コイルセグメントを円環状に整列させるための最内周円筒部および中空円筒部を、溝内に収納されたコイルセグメントの第１および第２端部の保持部材として利用することができる。１つの部材に複数の機能をもたせることにより、整列円環動作における構成部材を低減して整列円環動作の簡略化を図ることができる。
【００１８】
【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方法、および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１５に基づき図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１９】
環状ステータコアは、スロットを挟んでコア片が環状に連続して配置される構成である。コア片を取り巻くステータコイルを構成する際には、コア片を挟むスロットにコイルセグメントを多層に挿入する。挿入されたコイルセグメントの両端部は、コア片の反対側でコア片を囲むように屈曲させる。屈曲された端部の先端は、環状ステータコアの径方向であるコア片の外周側から中心方向に向けて、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、コア片の外周側から中心方向に向けてコア片を取り巻いてステータコイルが構成される。
【００２０】
ここで、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円環状に整列させることが必要となる。各スロットには隣接するコア片用のコイルセグメントの端部が共に挿入されることから、コイルセグメントの円環整列の際には、後述の整列円環パレット４０に、円環状にコイルセグメントを整列させることが便宜である。円環状に隣接するコイルセグメントの端部は同じスロットに挿入されることから、環状ステータコアの中心方向に向かって重ねて配置されることが好ましい。
【００２１】
図１には、第１実施形態の円環整列装置を示す。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る。円筒形状の整列円環パレット４０には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の収納溝に挿入するコイルセグメント挿入部２０を備えている。
【００２２】
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の近傍に沿うように誘導するコイルガイド溝３１が備えられている。
【００２３】
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が格納されている。また、整列円環パレット４０の回動運動Ｒを、コイルセグメント挿入部２０においてコイルセグメント１０を押し出す直線運動に変換する、スライダークランク機構等の一般的な動力伝達機構（不図示）を備えている。この動力伝達機構により、整列円環パレット４０の所定回動ピッチの回動運動Ｒごとに１回の押し出し運動が行われる。
【００２４】
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は、動力伝達機構によりコイルセグメント挿入部２０に伝達されて所定回動ピッチの回動運動Ｒの後、コイルセグメント１０の押し出し運動が行われる。１本のコイルセグメント１０が整列ガイド部３０に押し出され、内径側端子部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、外径側端子部１２がコイルガイド溝３１に収納される。
【００２５】
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は時計回りの回動方向Ｒに移動していく。同時に、外径側端部１２がコイルガイド溝３１の溝方向に誘導されて、整列円環パレット４０方向に移動していく。
【００２６】
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うように動力伝達機構を設定しておけば、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。
【００２７】
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、動力伝達機構による押し出し動作を停止するか、あるいはコイルセグメント挿入部２０に整列円環パレット４０に配置すべき数のコイルセグメント１０を格納しておくことにより、整列円環パレット４０が１周回動し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。
【００２８】
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。最終列の外径側端部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。
【００２９】
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。
【００３０】
図１および図２に示した、コイルセグメント１０の円環整列装置および円環整列方法によれば、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端部である外形側端部１２の誘導動作とが同時並行して行われる。コイルセグメント１０の円環整列動作を整列円環パレット４０の円環回動運動Ｒに基づいて行うことができる。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。
【００３１】
整列円環パレット４０の回動運動Ｒの動力をスライダークランク機構等の一般的な動力伝達機構で伝達することにより、コイルセグメント挿入部２０におけるコイルセグメント１０の押し出し動作をも行わせることができる。このとき、動力伝達の比率を適宜に調整してやれば、収納溝４１の配置ピッチに合致した回動ピッチごとに１回の押し出し動作を行わせることができる。コイルセグメント１０の内径側端部１１の収納溝４１への挿入動作が可能な範囲内の回動スピードで整列円環パレット４０を回動させるのみで、コイルセグメント１０の円環整列動作を行うことができる。簡単な機構により円環整列動作を行うことができ、上記回動スピードの範囲内で円環整列動作の高速化を図ることができる。
【００３２】
尚、図１および図２の説明においては、コイルセグメント挿入部２０における１回の押し出し動作により１本のコイルセグメント１０を挿入する場合を示したが、この挿入動作で挿入することができるコイルセグメント１０は、１本に限定されるものではなく、同時に複数本のコイルセグメント１０を挿入する構成とすることも可能である。
【００３３】
また、コイルセグメント挿入部２０を１箇所に配置した場合を示したが、所定の間隔を置いて複数のコイルセグメント挿入部２０を配置することにより、同時に複数の位置でコイルセグメント１０を挿入する構成とすることもできる。この場合、コイルセグメント挿入部２０に合わせてコイルガイド溝３１を複数配置することは言うまでもない。
【００３４】
更に、回動運動Ｒを伝達する動力伝達機構としてスライダークランク機構を使用すれば、コイルセグメント１０の押し出し運動は直線運動とすることができる。しかしながら、押し出し運動は直線運動に限定されるものではない。例えば、コイルセグメント１０の挿入動作の際、直線運動による押し出し運動に加えて、整列円環パレット４０の回動方向への回動運動を付加してやれば、より高速な回動運動Ｒに対しても挿入動作を追従させることができる。より高速な円環整列動作を実現することができる。この場合、挿入位置におけるコイルガイド溝３１の溝幅を広くする等の対応により外径側端部１２の収納がスムーズに行われることは言うまでもない。
【００３５】
次に、整列円環パレット４０の構造について説明する。図３に示す中空円筒形状の整列円環パレット４０の斜視図より明らかなように、収納溝４１／４２が外周辺に沿って１方向に開口して所定ピッチで形成されている。収納溝４１／４２の開口形状は、拡大図に示すように、挿入されたコイルセグメント１０の内径側端部１１を回動自在に自立させて支持する場合には、開口形状が所定の曲率を有して形成されると共に、円筒形状の内周面側及び外周面側には、コイルセグメント１０の内径側端部１１が脱落しないように溝幅を制限することが必要となる（図３、（Ａ））。このときの整列円環パレット４０の円環肉厚は、内径側端部１１の断面形状のうち最長辺を保持することができる肉厚を備える必要がある。断面形状が矩形である場合には、長辺の長さ以上の肉厚が必要となる。
【００３６】
これに対して、第１実施形態の円環整列装置（図１）に使用される整列円環パレット４０においては、収納溝４１を、内周面側と外周面側とを貫通して対向面が平行平面形状に形成して構成することができる（図３、（Ｂ））。円筒形状の内周側面側に内径側端部１１が脱落しない規制手段を備えることを条件とすれば、外周側面側は整列ガイド部３０により規制されており内径側端部１１が脱落することはないからである。また、内径側端部１１は、内周側面側の規制手段と外周側面側の整列ガイド部３０により規制された領域内で回動自在に保持されることが必要である。更に、収納溝４１には、内径側端部１１に加えて外径側端部１２も合わせて収納される。これらより、整列円環パレット４０の円環肉厚としては、内径側端部１１の断面形状のうち最長辺と、内径側端部１１と外径側端部１２とが収納される際の合計長とのいずれか長いほうの肉厚が必要となる。すなわち、内径側端部１１の断面形状の最長辺以上の肉厚が必要となる。
【００３７】
ここで、規制手段とは、収納溝４１に挿入された内径側端部１１の整列円環パレット４０の内径側への脱落を防止するものである。整列円環パレット４０の内周側面に隣接あるいは接触した円筒部材を配置すること、または整列円環パレット４０の円環を厚肉化あるいは整列円環パレット４０を円環形状から中空領域を有しない円筒塊により構成することにより内周側面側に貫通しない収納溝４１を形成することにより対応することができる。
【００３８】
更に図３には、（Ａ）、（Ｂ）の各々の場合について、コイルセグメント１０を多層円環状に円環整列させた際の断面形状を示す。(Ａ)の場合では、円環整列された外径側端部１２は、隣接して配置される整列円環パレット４０との間の空間に保持される。従って、外径側端部１２は、整列円環パレット４０の肉厚分だけ、整列円環パレット４０の回動軸と内径側端部１１の中心位置とを結ぶ正規の整列位置まで至らず、ずれて配置されることとなる。このため、内径側端部１１と外径側端部１２とは千鳥状にずれて円環整列されることとなる。
【００３９】
これに対して、（Ｂ）の場合では、内径側端部１１と外径側端部１２とが、１つの収納溝４１に収納されるため、両端部１１、１２は正規の位置に配置されて円環整列させることができる。
【００４０】
対向する端面が平行平面形状を有する収納溝４１を備えることにより（図３、（Ｂ））、コイルセグメント１０を円環整列させた際の千鳥状の配置位置ずれが解消される。円環整列されたコイルセグメント１０が正規の位置に整列されているため、引き出し部材等を、円環整列されたコイルセグメント１０に挿入して、ステータコアのスロットに移動する次工程において、引き出し部材等の挿入が容易になる。引き出し部材等の挿入時にコイルセグメント１０を傷つけることがないことに加え、引き出し部材の挿入位置の調整時間を短縮することができる。
【００４１】
また、コイルセグメント１０の断面形状における短辺長が減少し、より扁平な形状となる場合に、（Ａ）の収納溝４２では、内径側端部１１の収納溝４２からの脱落を防止するために整列円環パレット４０の円環肉厚を厚くする必要から肉厚に応じた千鳥状の配置ずれが悪化してしまう。これに対して、（Ｂ）の収納溝では、コイルセグメント１０の断面形状によらず整列位置のずれが生ずることはない。
【００４２】
更に、整列円環パレット４０に収納溝４２を形成する場合、切削加工時の円環部の振動等を防止するため、円環内径に円筒状の加工補助部材を埋め込んだり、既に切削した収納溝４２にピン状の加工補助部材を埋め込んだりすることが必要になる場合がある。更に、多層円環状に多数の整列円環パレット４０を備える場合には、個々の整列円環パレット４０の径が異なるため、多数の加工補助部材を必要とするおそれがある。これに対して、整列円環パレット４０に収納溝４１を形成する場合には、整列円環パレット４０自体の肉厚が収納溝４２を形成する整列円環パレット４０に比して厚いため加工時の振動が発生しにくい。加工時の補助部材が不要になり加工時間、加工コストの低減を図ることができる。加えて、収納溝４１の対向面が平行平面状であるため、加工を容易に行うことができる。例えば、円筒塊の径方向に所定ピッチで平行平面状の溝を開口した後、円筒塊を同心円状に切削することにより、多層円環整列に必要な多数の整列円環パレット４０を加工することができる。加工歩留まりを向上させることができる。
【００４３】
図４、図５は、コイルガイド溝３１の誘導方向と回動運動Ｒへの外径側端部１２の追従性との関係について示す。
【００４４】
先ず、図４において、両者の関係を模式的に例示する。（Ｉ）の場合は、回動方向Ｒによるコイルセグメント１０の内径側端部１１の移動方向Ｓが、内径側端部１１と外径側端部１２とを結んだコイルセグメント１０方向に対してθ１＝９０°である場合である。この場合には、コイルガイド溝３１の誘導方向は、移動方向Ｓに対して内径側端部１１に近づく方向（先細りの方向）であることが必要である。但し、コイルセグメント１０方向と移動方向Ｓとが直行しているため、コイルガイド溝３１の誘導方向に働く作用力は少なく応答は遅い。尚、移動方向Ｓに対して内径側端部１１から離れる方向（先開きの方向）には作用力は働かず、外径側端部１２を移動させることはできない。
【００４５】
（ＩＩ）の場合は、回動方向Ｒによるコイルセグメント１０の内径側端部１１の移動方向Ｓが、コイルセグメント１０方向に対してθ１＝４５°である場合である。この場合には、コイルガイド溝３１の誘導方向は、内径側端部１１の移動方向Ｓに対して先細りの方向であっても先開きの方向であっても誘導することは可能である。但し、コイルセグメント１０方向と移動方向Ｓとが、より近づく先細りの方向の誘導方向に対してより大きな作用力が働き、良好な誘導を行うことができる。
【００４６】
（ＩＩＩ）の場合は、回動方向Ｒによるコイルセグメント１０の内径側端部１１の移動方向Ｓが、コイルセグメント１０方向と同じ場合（θ１＝０°）である。この場合には、コイルガイド溝３１の誘導方向に移動による作用力が有効に働くので、内径側端部１１の移動方向Ｓに対して先細りの方向であっても先開きの方向であっても良好に誘導することが可能である。
【００４７】
次に、図５により、移動方向Ｓとコイルガイド溝３１による外径側端部１２の誘導追従性との関係を一般化して示す。紙面右方向の軸を、コイルセグメント１０方向と内径側端部１１の移動方向Ｓとの角度とし、紙面奥行方向の軸を、コイルガイド溝３１による誘導方向とする。縦方向の軸が外径側端部１２の誘導追従性を示す。コイルセグメント１０方向と移動方向Ｓが同じ（θ１＝０°）であり、更に誘導方向の同じ場合が外径側端部１２の追従性が最大となる（▲１▼）。コイルセグメント１０方向と移動方向Ｓとがθ１＝４５°の場合には、誘導方向に関わらず誘導が可能である（▲２▼、▲３▼）。但し、先開き方向に比して先細り方向が良好な誘導追従性を示す（▲３▼）。コイルセグメント１０方向と移動方向Ｓとがθ１＝９０°の場合には、先細り方向に向かうにつれて誘導追従性が得られる（▲４▼）。
【００４８】
図４、図５によれば、コイルガイド溝３１を備えることにより、整列円環パレット４０の回動運動Ｒにより、収納溝４１の挿入されている内径側端部１１が移動することに応じて、外径側端部１２が整列円環パレット４０に誘導されていく。コイルガイド溝３１の誘導方向を適切に選択することにより、回動運動Ｒによる外径側端部１２の誘導を効率よく行うことができる。
【００４９】
また、コイルガイド溝３１により外径側端部１２を誘導することができるため、誘導途中において外径側端部１２がばたつくことはなく、安定した誘導動作を行うことができる。
【００５０】
さて、コイルガイド溝３１は最終的に整列円環パレット４０が配置されている整列円環外周溝４５（図２、参照）に合流して、外径側端部１２を整列円環パレット４０の収納溝４１に収納する。図６乃至８では、合流部に関して示す。
【００５１】
図６は、コイルガイド溝３１が整列円環外周溝４５の接線方向に対して有限の角度を有して合流する場合である。回動運動Ｒによりコイルガイド溝３１に沿って誘導されてきた外径側端部１２は、整列円環パレット４０の接線方向に対して有限の角度を有しているため、収納溝４１の奥行方向に向かって誘導される。既に挿入されている内径側端部１１の外側にスムーズに収納することができる。
【００５２】
図７は、コイルガイド溝３１の終端部分に整列円環外周溝４５に強制的に誘導する誘導終端部３２を有して合流する場合である。回動運動Ｒによりコイルガイド溝３１に沿って誘導されてきた外径側端部１２は、誘導終端部３２において、整列円環パレット４０の接線方向に対して有限の角度方向に強制的に導かれて収納溝４１方向に誘導される。既に挿入されている内径側端部１１の外側にスムーズに収納することができる。
【００５３】
図８は、コイルガイド溝３１が整列円環外周溝４５の接線方向に一致した方向で合流する場合である。回動運動Ｒによりコイルガイド溝３１に沿って誘導されてきた外径側端部１２は、整列円環パレット４０の接線方向に一致して収納溝４１に誘導される。既に挿入されている内径側端部１１の外側にスムーズに収納することができる。
【００５４】
図９に示す収納溝４３では、収納溝４３の対向面が整列円環パレット４０の回動軸Ｏと収納溝４３の中心とを結ぶ直線から角度θ２を有して、回動方向Ｒに対して後傾して形成されている。収納溝４３に挿入されたコイルセグメント１０の内径側端部１１は、整列円環パレット４０が回動することにより収納溝４３内の後傾位置に保持される。整列円環パレット４０の回動運動Ｒの際、内径側端部１１が収納溝４３内を不確定に移動することなく、後傾位置に安定して保持される。コイルセグメント１０の安定した円環整列を行うことができる。
【００５５】
更に、後傾角度θ２の違いによる収納溝４３の最適な形状、および外径側端部１２の収納の様子を拡大図として示す。収納溝４３の後傾角度θ２によっては、外径側端部１２が収納溝４３に収納される際、収納溝４３の外径エッジ部との干渉が発生し、スムーズな収納が妨げられる場合がある。この干渉を回避してスムーズな収納を実現するために、必要に応じて外径エッジ部を面取りして所定の曲率を有するように構成することが有効である。
【００５６】
後傾角度がθ２＝θ２Ａであり、外径側端部１２が収納溝４３Ａに収納される際の軌跡が回動方向Ｒに対して前方の外径エッジ部Ｅ１Ａと重なる場合、外径エッジ部Ｅ１Ａを面取りすることにより外径側端部１２と外径エッジ部Ｅ１Ａとの干渉を解消して収納をスムーズに行うことができる。この場合、回動方向Ｒに対して後方の外径エッジ部Ｅ２Ａとの間では干渉は生じないが、コイルセグメント１０等の製造ばらつきを考慮して外径エッジ部Ｅ２Ａに対しても面取りを行うことは有効である。
【００５７】
後傾角度がθ２＝θ２Ｂ（＞θ２Ａ）であり外径側端部１２が収納溝４３Ｂに収納される際の軌跡が、回動方向Ｒに対して前方の外径エッジ部Ｅ１Ｂと重なり、更に収納過程において後方の外径エッジ部Ｅ２Ｂに規制される場合、外径エッジ部Ｅ１Ｂ、Ｅ２Ｂを共に面取りすることにより外径側端部１２と外径エッジ部Ｅ１Ｂ、Ｅ２Ｂとの干渉を解消して収納をスムーズに行うことができる。
【００５８】
後傾角度がθ２＝θ２Ｃ（＞θ２Ｂ＞θ２Ａ）であり外径側端部１２が収納溝４３Ｃに収納される際の軌跡が、回動方向Ｒに対して前方の外径エッジ部Ｅ１Ｃと重なることはないが、収納過程において後方の外径エッジ部Ｅ２Ｃに規制される場合、外径エッジ部Ｅ２Ｃを面取りすることにより外径側端部１２と外径エッジ部Ｅ２Ｃとの干渉を解消して収納をスムーズに行うことができる。この場合、コイルセグメント１０等の製造ばらつきを考慮して、外径エッジ部Ｅ１Ｃに対しても面取りを行うことは有効である。
【００５９】
図１０には、コイルセグメント１０がコイルセグメント挿入部２０により整列円環パレット４０の収納溝４１に収納されてから、整列円環パレット４０に円環整列されるまでの軌跡を、コイルセグメント１０の支持態様の違いにより（１）乃至（４）の４段階に分けて示したものである。ここで、コイルセグメント１０は、平行した直線状の内径側端部１１および外径側端部１２から、内径側屈曲点ＢＩおよび外径側屈曲点ＢＯを介して屈曲されて、内径側屈曲部１０ＢＩおよび外径側屈曲部１０ＢＯとで接続される形状である。
【００６０】
段階（１）は、内径側屈曲部１０ＢＩおよび外径側屈曲部１０ＢＯが、整列円環外周溝４５の上面端部である内径側コイル支持部３２、およびコイルガイド溝３１の内側上面端部である外径側コイル支持部３３に支持される状態である。この場合、内径側端部１１および外径側端部１２の各々の先端が、収納溝４１およびコイルガイド溝３１の各々の底部に接することのないように、内径側端部１１および外径側端部１２の長さに応じて収納溝４１およびコイルガイド溝３１の各々の底部位置が設定される必要がある。コイルセグメント１０は、内径側屈曲部１０ＢＩおよび外径側屈曲部１０ＢＯで支持された状態で回動運動Ｒに応じて誘導される。
【００６１】
コイルセグメント１０の誘導が進み、段階（２）に移行すると、外径側屈曲部１０ＢＯの方向がコイルガイド溝３１の方向と略一致することにより、外径側屈曲部１０ＢＯが外径側コイル支持部３３に支持されなくなる。内径側屈曲部１０ＢＩが内径側コイル支持部３２にのみに支持される状態である。この場合も、内径側端部１１および外径側端部１２の各々の先端は、収納溝４１およびコイルガイド溝３１の各々の底部に接することはない。コイルセグメント１０は、内径側屈曲部１０ＢＩで支持された状態で回動運動Ｒに応じて誘導される。
【００６２】
コイルセグメント１０の誘導が更に進み、段階（３）に移行すると、内径側屈曲部１０ＢＩが、コイルガイド溝３１と整列円環外周溝４５との合流点を通過する。これにより、外径側屈曲部１０ＢＯに加えて、内径側屈曲部１０ＢＩも内径側コイル支持部３２で支持されなくなる。コイルセグメント１０は、外径側端部１２の先端がコイルガイド溝３１の底部に当接することにより支持されることとなる。この場合、外径側端部１２が収納溝４１に収納されるためには、収納溝４１の底部位置は、コイルガイド溝３１の底部位置より下方にあることが必要である。コイルセグメント１０は、外径側端部１２で支持された状態で回動運動Ｒに応じて誘導される。
【００６３】
コイルセグメント１０の誘導が更に進み、段階（４）に移行すると、内径側端部１１および外径側端部１２は共に収納溝４１に収納される。この場合は、内径側端部１１または外径側端部１２の何れか長い端部の先端が収納溝４１の底部に当接することにより、コイルセグメント１０が支持される。
【００６４】
内径側屈曲部１０ＢＩおよび外径側屈曲部１０ＢＯが、内径側コイル支持部３２および外径側コイル支持部３３に支持される状態で、内径側端部１１および外径側端部１２の各々の先端が、収納溝４１およびコイルガイド溝３１の各々の底部に接することのないように収納溝４１およびコイルガイド溝３１の各々の底部位置を設定すると共に、収納溝４１の底部位置をコイルガイド溝３１の底部位置より下方に配置することにより、コイルセグメント１０の円環整列をスムーズに行うことができる。
【００６５】
次に、第２実施形態としてコイルセグメント１０を多層円環状に円環整列する場合について説明する。図１１乃至図１３は、多層円環状に円環整列させる際の整列工程に応じた整列円環パレット４０の状態を示している。
【００６６】
図１１は、円環整列開始前の準備段階での状態である。径の異なる互いに摺接した複数の円筒部材が多層に重ねられている。整列円環パレット４０の最内周には、円筒塊の外周辺に沿って所定ピッチで収納側溝４１Ａが配置された構造を有する最内周円筒部４０Ａが備えられている。最外周には、中空円筒の外周辺に沿って所定ピッチで内周側面と外周側面とを貫く収納貫通溝４１Ｃが配置された構造を有する最外周円筒部４０Ｃが備えられている。最内周円筒部４０Ａと最外周円筒部４０Ｃとの間には、最外周円筒部４０Ｃにおける円筒部分と同様の円筒形状と収納貫通溝４１Ｂとを備えた中間円筒部４０Ｂを備えている。ここで、中間円筒部４０Ｂの構成数は多層円環仕様に応じて適宜に増減することができることは言うまでもない。また、最外周円筒部４０Ｃの底部には、後述（図１４）するように内周側に配置される円筒部４０Ａ、４０Ｂの底部方向への摺動を規制する摺動規制部４４（図１４、参照）が設けられている。
【００６７】
ここで、収納側溝４１Ａ、および収納貫通溝４１Ｂ、４１Ｃは、第１実施形態の収納溝４１と同様に、コイルセグメント１０の内径側端部１１と外径側端部１２とを収納可能な奥行を有している。
【００６８】
図１１に示す円環整列開始前の準備段階では、各円筒部４０Ａ乃至４０Ｃの収納側溝４１Ａ、および収納貫通溝４１Ｂ、４１Ｃの配置位置が、円筒部間でずれて配置されている。後述（図１２）する各層の円環整列の際に、内側の円筒部の内周側面および外周側面をコイルセグメント１０の内径側端部１１および外径側端部１２の脱落防止部材として利用するためである。
【００６９】
図１２では、各層の円環整列時における整列円環パレット４０の状態を示す。図１２では、最内周円筒部４０Ａの１つ外側の中間円筒部４０Ｂに対する円環整列時の整列円環パレット４０の状態を示している。円環整列させる中間円筒部４０Ｂとその内径側に配置されている最内周円筒部４０Ａとを共に選択して上昇させ、整列ガイド部３０（図１）内に設置する。この状態で、図１に示したようにコイルセグメント１０の円環整列を行う。円環整列が終了した時点で、上昇されている円筒部４０Ａ、４０Ｂを元の位置に戻すことにより、収納貫通溝４１Ｂに収納されている外径側端部１２が、外周側面に摺接する中間円筒部４０Ｂの内周側面により規制されて収納貫通溝４１Ｂ内に保持される。
【００７０】
以上の円環整列動作を、順次、外径側の円筒部に行うことにより各層の円環整列を行う。各層の円環整列の際には、内径側の全ての円筒部も同時に選択して整列ガイド部３０（図１）内に設置する。これにより、既に円環整列されたコイルセグメント１０の内径側端部１１および外径側端部１２が、収納側溝４１Ａおよび収納貫通溝４１Ｂに保持された状態を維持することができる。
【００７１】
全ての円筒部４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃについてコイルセグメント１０が円環整列された後、各円筒部を円周方向に摺動して収納側溝４１Ａおよび収納貫通溝４１Ｂ、４１Ｃの位置を一致させる。このときの整列円環パレット４０の様子を図１３に示す。多層円環状に円環整列されたコイルセグメント１０の端部１１、１２が円周上の所定ピッチごとに整列され、環状ステータコアの各スロットに収納可能な整列状態となる。
【００７２】
図１４には、整列円環パレット４０の断面図および最外周円筒部４０Ｃの底部形状を示す。最外周円筒部４０Ｃの底部には、内径方向に最内周円筒部４０Ａに至るまで伸長した摺動規制部４４が備えられている。この摺動規制部４４により、最内周円筒部４０Ａおよび中間円筒部４０Ｂが底部側に摺動することが規制される。ここで、摺動規制部４４は、内径側の全ての円筒部の摺動方向を規制することができればよく、円筒部４０Ａの円筒軸位置まで伸長される必要はなく、規制できる位置まで伸長されていればよい。また、底部とは反対側に向かっては円環整列の際に摺動されることとなるが、このときの円筒部４０Ａ、４０Ｂの押圧部材（不図示）の挿入領域を確保する必要から、摺動規制部４４は、最外周円筒部４０Ｃの底部の一部に配置される形状となっている。
【００７３】
図１５には、多層円環状の円環整列を行う円環整列工程の設備配置例を示す。円環整列工程設備７１においては、各層の円環整列装置は円周上に配置されている。円環整列位置（１）乃至（Ｎ）、層間整列位置、およびコイル吊り上げ位置が、円周上に順番に配置されており、整列円環パレット４０がこの円周を１周回ることにより多層円環整列が完了する。
【００７４】
円環整列位置（１）に整列円環パレット４０が移動されると、最内周円筒部４０Ａが選択され、コイルセグメント挿入部２０Ａから供給される最内周円環用のコイルセグメント１０が円環整列される。最内周円環部４０Ａへの円環整列が終了すると、整列円環パレット４０は円環整列位置（２）に移動される。最内周円筒部４０Ａに隣接する中間円筒部４０Ｂが選択され、コイルセグメント挿入部２０Ｂから供給されるコイルセグメント１０が円環整列される。以下順次、円環整列位置を移動しながら各層の円環整列が行われる。各層の円環整列が終了した後、整列円環パレット４０は層間整列位置に移動する。各円筒部４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃを円周方向に摺動することにより、層間の整列位置を調整する。その後、整列円環パレット４０がコイル吊り上げ位置に移動されて引き出し部材等により多層円環状に円環整列されたコイルセグメント１０が吊り上げられる。吊り上げられたコイルセグメント１０は、環状ステータコア５０に挿入され次工程に移動する。
【００７５】
第２実施形態の多層円環状の円環整列によれば、整列円環パレット４０は、円筒部４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃの内周側面および外周側面を利用して、収納側溝４１Ａおよび収納貫通溝４１Ｂ、４１Ｃ内に収納されたコイルセグメント１０の両端部１１、１２を保持することができると共に、各円筒部４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃを円周方向に摺動することで多層円環状に整列されたコイルセグメント１０の層間の整列位置を調整することができる。コイルセグメント１０の多層円環整列を効率よく行うことができる。１つの部材に複数の機能をもたせることにより、整列円環動作における構成部材を低減して整列円環動作の簡略化を図ることができる。
【００７６】
また、整列円環パレット４０では、隣接する円筒部の内周側面および外周側面を利用してコイルセグメントの両端部を収納側溝４１Ａおよび収納貫通溝４１Ｂ、４１Ｃ内に保持することに加えて、最外周円筒部４０Ｃの底部に摺動規制部４４が備えられている。このため、最外周円筒部４０Ｃの内径側に配置されている最内周円筒部４０Ａおよび中間円筒部４０Ｂの底部側への摺動が規制され、円筒部４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ一式を一括して扱うことができる。各層の円環整列位置（１）乃至（Ｎ）に各々の円筒部を分散配置する必要がなく一括して循環させることができ、整列円環パレット４０の取り扱いが容易な円環整列工程を実現することができる。
【００７７】
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。
また、コイルセグメントの形状として、略Ｕ字形状の場合を例示して説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、整列円環パレット４０の収納溝に挿入される端部と、整列円環パレット４０に誘導される端部を有する形状であればＵ字形状以外の形状のコイルセグメントに対しても同様に適用することができる。
【００７８】
【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際の方法および装置が簡略化され、円環整列工程を簡略化して工程所要時間の短縮を図ることができる円環整列方法、および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】第１実施形態の円環整列装置を示す斜視図である。
【図２】第１実施形態の円環整列装置の平面図である。
【図３】整列円環パレットの構造を示す図である。
【図４】コイルの移動方向に対するコイルガイド溝におけるコイルの誘導追従性の関係を例示した模式図である。
【図５】コイルの移動方向に対するコイルガイド溝におけるコイルの誘導追従性との関係を示す図である。
【図６】コイルガイド溝における誘導終端部の第１の形状を示す平面図である。
【図７】コイルガイド溝における誘導終端部の第２の形状を示す平面図である。
【図８】コイルガイド溝における誘導終端部の第３の形状を示す平面図である。
【図９】整列円環パレットにおける収納溝の形状を示す模式図である。
【図１０】コイルガイド溝に沿ってコイルセグメントが誘導される様子を示す模式図である。
【図１１】第２実施形態の円環整列装置に使用される多層円環状に配置された整列円環パレットを示す斜視図である（コイルセグメントの円環整列前の状態）。
【図１２】多層配置の円環整列パレットのうち、所定の整列円環パレットに対してコイルセグメントの円環整列を行う際の状態を示す斜視図である。
【図１３】多層配置の円環整列パレットにおいて各層の円環整列が完了した後、層間の整列を行った状態を示す斜視図である。
【図１４】多層配置の円環整列パレットの構造を示す図である。
【図１５】多層円環状の円環整列を行う円環整列工程の設備配置例を示す概念図である。
【図１６】従来技術におけるコイルセグメントの環状整列治具および環状整列方法を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０コイルセグメント
１０ＢＩ内径側屈曲部
１０ＢＯ外径側屈曲部
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
３２内径側コイル支持部
３３外径側コイル支持部
４０整列円環パレット
４０Ａ最内周円筒部
４０Ｂ中間円筒部
４０Ｃ最外周円筒部
４１、４２、４３、４３Ａ
収納溝
４１Ａ収納側溝
４１Ｂ、４１Ｃ収納貫通溝
４４摺動規制部
４５整列円環外周溝[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to the manufacture of coils for stators and rotors such as motors and generators, and more particularly to an annular alignment method and an annular alignment apparatus for coil segments when a coil is manufactured using a plurality of coil segments. Is.
[0002]
[Prior art]
Japanese Patent Application No. 2002-226042, which is a prior application of the present applicant, describes an annular alignment jig and an annular alignment method for coil segments as conventional techniques. As shown in FIG. 16, one orthogonal portion 510 of the substantially U-shaped coil segment 500 is inserted into the insertion recess 1000 of the hat-shaped annular alignment jig 100 and set. Thereafter, the coil segment 500 for one turn is rotated together until the other orthogonal portion 520 contacts the outer peripheral surface 1200, and the coil segment 500 for one turn is aligned in an annular shape. Then, after covering the next hat-shaped intermediate alignment jig 200 so that the set of coil segments 500 does not come apart, the same procedure is repeated to form an assembly of a plurality of coil segments 500. .
[0003]
As another related technique, there is an armature coil assembling method and a coil assembling apparatus disclosed in Patent Document 1.
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-174381
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the conventional annular alignment jig and annular alignment method of the coil segment, the substantially U-shaped coil segment 500 is inserted into the insertion recess 1000 for one turn of the annular alignment jig 100. Steps with different work operations, such as circular alignment of the coil segments 500 by rotation of the coil segments 500, and fixing with the next intermediate alignment jig 200 so that the circularly aligned set of coil segments 500 are not scattered, are sequentially repeated. This is a problem because the circular alignment process is complicated and the time required for the process may become long.
[0006]
Further, in order to provide the insertion concave portion 1000 that can pivotally support the straight portion 510 of the coil segment 500, the annular alignment jig 100 and the intermediate alignment jig 200 need to have a predetermined thickness. There is. Due to the thickness of the coil, depending on the specifications of the coil cross-sectional shape and the number of coil windings, the alignment position of the straight part 510 that is axially supported and the straight part 520 that is aligned so as to contact the outer peripheral surface 1200 may be displaced. In some cases, it becomes large, and adjustment time such as alignment becomes long, which may increase the burden on the alignment process.
[0007]
The present invention has been made to solve at least one of the problems of the prior art, and by simplifying a method and an apparatus for aligning a plurality of coil segments in an annular shape, an annular alignment step is performed. It is an object of the present invention to provide an annular alignment method and an annular alignment apparatus that can simplify the process and reduce the time required for the process.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-described object, the coil segment annular alignment method according to claim 1 is the first end portion of the coil segment in which the first and second ends are connected to each other via a bent portion or a curved portion. Is inserted into each of the storage grooves that are opened in one direction of the cylindrical shaft along the outer periphery of the cylindrical alignment ring portion and arranged at a predetermined pitch, and the coil segment is rotated with the first end portion as the rotation shaft. When the plurality of coil segments are arranged in an annular shape while being movably supported, the second end portion of the coil segments is moved to the first end portion by an annular rotational movement about the cylindrical axis of the alignment ring portion. Is guided to another storage groove different from the storage groove in which the first end portion is inserted, and at least one storage groove following the rear end of the storage groove in which the first end portion is inserted is moved to the coil segment supply region. The circular rotation process and circular rotation Movement according, and having a coil inserting step of supplying a new coil segments by inserting the first end portion in the accommodating groove having moved to the coil segment supply area.
[0009]
In the ring alignment method of the coil segments according to claim 1, at least one storage groove following the rearmost of the storage groove is moved to the coil segment supply region by the circular rotation process and the coil insertion process, so that a new coil segment is obtained. The second end portion is guided to another storage groove different from the storage groove into which the first end portion is inserted. While these steps are alternately repeated in accordance with the circular movement of the ring, the first end and the second end of the different coil segments are stored in the storage grooves of the aligned ring, so that a plurality of coils are stored. The segments are aligned in an annular shape.
[0010]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an annular alignment apparatus for coil segments, in which a plurality of coil segments whose first and second ends are connected to each other via a bent portion or a curved portion are arranged in an annular shape. In this case, the cylindrical shaft is provided with a storage groove that opens in one direction of the cylindrical shaft along the outer periphery of the cylindrical shape and is arranged at a predetermined pitch and rotatably supports the coil segment with the first end portion as a rotational shaft. An alignment ring portion that performs an annular rotation motion centered, and a first end portion for each at least one storage groove that follows the rearmost end of the storage groove in which the first end portion is inserted according to the circular rotation motion A coil segment insertion portion for inserting the second end portion of the coil segment in which the first end portion is inserted into the storage groove, and the first end portion of the coil segment is inserted in accordance with the circular rotational movement. Guide to another storage groove different from the storage groove It characterized in that it comprises a yl induction unit.
[0011]
According to the coil segment annular aligning device of claim 4, a new coil segment is formed for each at least one storage groove following the rearmost end of the storage groove by the coil segment insertion portion in accordance with the circular rotation movement of the alignment ring portion. Insert the first end. At the same time, the coil guide portion guides the second end portion of the coil segment in which the first end portion is inserted into the storage groove to the other storage groove.
[0012]
Accordingly, the insertion operation of the first end portion of the coil segment into the storage groove and the guidance operation of the second end portion of the coil segment into the storage groove are simultaneously performed in accordance with the circular rotation movement by the alignment ring portion. Done. The circular alignment operation of the coil segments can be performed based on the circular rotation movement of the alignment circular portion. The ring alignment operation can be realized according to a simplified operation such as a circular rotation motion, and the time required for the ring alignment operation can be shortened.
[0013]
A coil segment annular alignment method according to claim 2 is the coil segment annular alignment method according to claim 1, wherein the coil segments are aligned at a predetermined pitch along the outer periphery when the coil segments are aligned in a multilayered annular shape. An innermost cylindrical portion having a storage side groove to be disposed; and at least one hollow cylindrical portion having different diameters and having a storage through groove disposed at a predetermined pitch through the inner peripheral side surface and the outer peripheral side surface; Aligning the opening direction of the storage through groove, the outer peripheral side surface of the innermost peripheral cylindrical portion and the inner peripheral side surface of the hollow cylindrical portion having the smallest diameter are slidably contacted, and the outer peripheral side surface and inner peripheral surface between adjacent hollow cylindrical portions The storage side groove or the storage through groove is not opposed to the storage side groove of the adjacent innermost cylindrical portion or the storage through groove of the hollow cylindrical portion with respect to the aligned annular portion configured to be in sliding contact with the side surface, Pair with inner or outer peripheral side An alignment preparation step, an innermost cylindrical portion or a hollow cylindrical portion are sequentially selected, and an annular alignment step in which an annular rotation step and a coil insertion step are alternately repeated; And an interlayer alignment step in which the storage side groove and the storage through groove face each other by rotating the peripheral cylindrical portion or the hollow cylindrical portion.
[0014]
In the annular alignment method of the coil segments according to claim 2, the innermost cylindrical portion and the one or more hollow cylindrical portions that are in sliding contact with each other are aligned and adjacent to each other in the opening direction of the storage side groove and the storage side groove. The storage side groove or the storage side groove and the inner peripheral side surface or the outer peripheral side surface are arranged to face each other between the cylindrical portions. The innermost cylindrical part or the hollow cylindrical part is sequentially selected by the annular alignment process, and the annular rotation process and the coil insertion process are alternately repeated, and then the innermost cylindrical part or the hollow cylinder is performed by the interlayer alignment process. The part is rotated so that the storage side groove and the storage through groove are opposed to each other.
[0015]
A coil segment annular alignment device according to claim 12 is the coil segment annular alignment device according to claim 4, wherein when aligning the coil segments in a multilayered annular shape, the alignment annular portion is a coil segment. An innermost cylindrical portion having a storage-side groove disposed at a predetermined pitch along the outer periphery, and a first and second end portions of the coil segment. At least one hollow cylindrical portion having a different diameter and having a storage through groove disposed at a predetermined pitch along the outer periphery through the inner peripheral side surface and the outer peripheral side surface. By sliding contact between the outer peripheral side surface of the inner peripheral cylindrical portion and the inner peripheral side surface of the hollow cylinder portion having the smallest diameter, and further by sliding contact between the outer peripheral side surface and the inner peripheral side surface between adjacent hollow cylindrical portions, the cylinders are mutually connected. It is slidable in the axial direction and It can be characterized in that it is configured.
[0016]
The coil segment annular alignment device according to claim 12, further comprising a storage side groove or a storage through groove having a space capable of storing the first and second ends of the coil segment, and one or more innermost cylindrical portions. These hollow cylindrical portions are in sliding contact with each other to form an aligned annular portion, and the first and second end portions accommodated in the groove are held by the inner peripheral side surface and the outer peripheral side surface of the adjacent cylindrical portions. The innermost cylindrical portion and the hollow cylindrical portion can be slidably contacted with each other in the cylindrical axis direction and can be rotated.
[0017]
Accordingly, the innermost cylindrical portion and the hollow cylindrical portion for aligning the coil segments in an annular shape can be used as holding members for the first and second end portions of the coil segments accommodated in the grooves. By providing a plurality of functions to one member, it is possible to reduce the number of constituent members in the alignment ring operation and simplify the alignment ring operation.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of a coil segment annular alignment method and an annular alignment apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings based on FIGS.
[0019]
The annular stator core has a configuration in which core pieces are continuously arranged in an annular shape with a slot interposed therebetween. When configuring the stator coil surrounding the core piece, the coil segments are inserted in multiple layers into slots sandwiching the core piece. Both ends of the inserted coil segment are bent so as to surround the core piece on the opposite side of the core piece. The ends of the bent end portions are connected by welding or the like as a pair of adjacent coil segments from the outer peripheral side of the core piece, which is the radial direction of the annular stator core, toward the center direction. Thus, the stator coil is configured by surrounding the core piece from the outer peripheral side of the core piece toward the center.
[0020]
Here, the coil segments are arranged in multiple layers in the radial direction of the annular stator core, and must be aligned in the annular direction in the circumferential direction of the annular stator core. Since the ends of the coil segments for adjacent core pieces are inserted together in each slot, the coil segments are arranged in an annular shape on the alignment ring pallet 40 described later when the coil segments are arranged in a circle. This is convenient. Since the ends of the coil segments adjacent to each other in an annular shape are inserted into the same slot, it is preferable that the coil segments are arranged so as to overlap in the center direction of the annular stator core.
[0021]
FIG. 1 shows an annular alignment apparatus according to the first embodiment. This is an apparatus for aligning the coil segments 10 in an annular shape. The cylindrical alignment annular pallet 40 is provided with a plurality of storage grooves 41 opened upward at a predetermined pitch along the outer periphery, and can be rotated clockwise around the cylindrical axis. Has been placed. Further, a coil segment insertion portion 20 for inserting one end portion (hereinafter referred to as an inner diameter side end portion) 11 of the coil segment 10 into a storage groove of the aligned annular pallet 40 is provided.
[0022]
The alignment guide portion 30 accommodates the other end portion (hereinafter referred to as the outer diameter side end portion) 12 when the inner diameter side end portion 11 of the coil segment 10 is inserted into the accommodation groove 41, and the alignment circle. A coil guide groove 31 that guides the outer end 12 along the vicinity of the storage groove 41 of the aligned circular pallet 40 according to the rotational movement R of the ring pallet 40 is provided.
[0023]
A large number of coil segments 10 are stored in the coil segment insertion portion 20. In addition, a general power transmission mechanism (not shown) such as a slider crank mechanism is provided that converts the rotational motion R of the aligned annular pallet 40 into a linear motion that pushes the coil segment 10 in the coil segment insertion portion 20. . By this power transmission mechanism, one push-out motion is performed for each rotational motion R of the aligned annular pallet 40 with a predetermined rotational pitch.
[0024]
When the alignment annular pallet 40 starts the rotational motion R clockwise around the cylindrical axis, the circular alignment operation of the coil segments 10 is started. The rotational movement R of the aligned annular pallet 40 is transmitted to the coil segment insertion part 20 by the power transmission mechanism, and after the rotational movement R with a predetermined rotational pitch, the pushing movement of the coil segment 10 is performed. One coil segment 10 is pushed out to the alignment guide portion 30, the inner diameter side terminal portion 11 is inserted into the storage groove 41 of the alignment annular pallet 40, and the outer diameter side terminal portion 12 is stored in the coil guide groove 31. The
[0025]
Since the rotational movement of the aligned annular pallet 40 continues, the inner diameter side end portion 11 held in the storage groove 41 moves in the clockwise rotational direction R. At the same time, the outer diameter side end 12 is guided in the groove direction of the coil guide groove 31 and moves toward the aligned annular pallet 40.
[0026]
Here, if the predetermined rotation pitch of the rotation motion R is set to the arrangement pitch of the storage groove 41 into which the inner diameter side end portion 11 is inserted by the alignment ring operation, the next storage groove 41 is inserted into the coil segment 10. When the position is reached, the insertion operation of the coil segment 10 is performed again. That is, if the power transmission mechanism is set so that the pushing motion of the coil segment insertion portion 20 is performed for each rotational motion R that matches the arrangement pitch of the storage grooves 41, the coil segments 10 are sequentially inserted into the storage grooves 41. Will be.
[0027]
When the rotational movement R is performed for one turn of the aligned circular pallet 40, the pushing operation by the power transmission mechanism is stopped, or the number of coil segments to be arranged on the aligned circular pallet 40 in the coil segment insertion portion 20 By storing 10, the insertion of the inner diameter side end portions 11 into all the storage grooves 41 is completed when the aligned annular pallet 40 rotates once. Here, the number of coil segments 10 to be inserted corresponds to the number of coils on the annular stator core including coils having different energization phases.
[0028]
Thereafter, the rotation operation is further continued to sequentially guide the outer diameter side end portion 12 accommodated in the coil guide groove 31 to the accommodation groove 41 of the aligned annular pallet 40. When the outer diameter side end portion 12 of the final row is stored in the storage groove 41, the circular alignment of the coil segments 10 is completed. Here, the arrangement pitch of the storage grooves 41 of the aligned annular pallet 40 is configured to match the slot pitch of the annular stator core. Since the coil segment 10 is configured to have a circumferential curvature on an annular stator core arranged in an annular shape, the outer diameter side end portion 12 is a storage groove 41 into which the inner diameter side end portion 11 is inserted. Are stored in storage grooves 41 spaced from each other by an arcuate length at both ends.
[0029]
FIG. 2 shows a state in which the coil segments 10 are circularly aligned in accordance with the rotational movement R of the alignment circular pallet 40 in the plan view of the circular alignment device (FIG. 1). With the clockwise rotation R, the outer diameter side end portion 12 is aligned while the coil segment 10 rotates along the coil guide groove 31 with the inner diameter side end portion 11 inserted into the storage groove 41 as an axis. A state of being guided to the ring pallet 40 is shown. The storage groove 41 has a space in which the inner diameter side end 11 and the outer diameter side end 12 are stored in the radial direction of the aligned annular pallet 40.
[0030]
1 and FIG. 2, according to the annular alignment apparatus and the annular alignment method for the coil segments 10, the coil segments 10 are stored in accordance with the circular rotation movement R by the alignment circular pallet 40 which is an example of the alignment circular portion. The insertion operation of the inner diameter side end portion 11 which is the first end portion of the coil segment 10 into the groove 41 and the guiding operation of the outer shape side end portion 12 which is the second end portion of the coil segment 10 into the storage groove 41 are simultaneously performed. Done in parallel. The circular alignment operation of the coil segments 10 can be performed based on the circular rotation movement R of the alignment circular pallet 40. According to a simplified operation such as the circular rotation motion R, the circular alignment operation can be realized, and the time required for the circular alignment operation can be shortened.
[0031]
By transmitting the power of the rotational motion R of the aligned annular pallet 40 by a general power transmission mechanism such as a slider crank mechanism, the coil segment 10 can be pushed out in the coil segment insertion portion 20. At this time, if the power transmission ratio is appropriately adjusted, one push-out operation can be performed for each rotation pitch that matches the arrangement pitch of the storage grooves 41. The ring alignment operation of the coil segment 10 is performed only by rotating the alignment ring pallet 40 at a rotation speed within a range in which the insertion operation of the inner diameter side end portion 11 of the coil segment 10 into the storage groove 41 is possible. Can do. The ring alignment operation can be performed with a simple mechanism, and the speed of the ring alignment operation can be increased within the range of the rotation speed.
[0032]
In the description of FIGS. 1 and 2, the case where one coil segment 10 is inserted by one pushing operation in the coil segment insertion portion 20 is shown. However, the coil segment that can be inserted by this inserting operation is shown. The number 10 is not limited to one, and a plurality of coil segments 10 can be inserted at the same time.
[0033]
Moreover, although the case where the coil segment insertion part 20 was arrange | positioned in one place was shown, the structure which inserts the coil segment 10 in a several position simultaneously by arrange | positioning the several coil segment insertion part 20 at predetermined intervals. It can also be. In this case, it goes without saying that a plurality of coil guide grooves 31 are arranged in accordance with the coil segment insertion portion 20.
[0034]
Furthermore, if a slider crank mechanism is used as a power transmission mechanism for transmitting the rotational motion R, the pushing motion of the coil segment 10 can be a linear motion. However, the push-out motion is not limited to linear motion. For example, when the coil segment 10 is inserted, a rotational motion in the rotational direction of the aligned annular pallet 40 is added to the rotational motion R at a higher speed in addition to the linear motion. The insertion operation can be followed. A faster ring alignment operation can be realized. In this case, it goes without saying that the outer diameter side end 12 can be smoothly stored by taking measures such as increasing the groove width of the coil guide groove 31 at the insertion position.
[0035]
Next, the structure of the aligned annular pallet 40 will be described. As is apparent from the perspective view of the hollow cylindrical aligned annular pallet 40 shown in FIG. 3, the storage grooves 41/42 are opened in one direction along the outer periphery and formed at a predetermined pitch. As shown in the enlarged view, the opening shape of the storage groove 41/42 is such that the opening shape has a predetermined curvature when the inner diameter side end portion 11 of the inserted coil segment 10 is rotatably supported and supported. In addition, it is necessary to limit the groove width on the inner peripheral surface side and the outer peripheral surface side of the cylindrical shape so that the inner diameter side end portion 11 of the coil segment 10 does not fall off (FIG. 3, (A)). The annular wall thickness of the aligned annular pallet 40 at this time needs to have a wall thickness that can hold the longest side of the cross-sectional shape of the inner diameter side end portion 11. When the cross-sectional shape is a rectangle, a wall thickness greater than the length of the long side is required.
[0036]
On the other hand, in the alignment ring pallet 40 used in the annular alignment device (FIG. 1) of the first embodiment, the storage groove 41 passes through the inner peripheral surface side and the outer peripheral surface side and faces the opposing surface. Can be formed in a parallel plane shape (FIG. 3, (B)). If the cylindrical inner peripheral side is provided with a restricting means that the inner diameter side end 11 does not fall off, the outer peripheral side is regulated by the alignment guide part 30 and the inner diameter side end 11 is not dropped. Because there is no. Further, the inner diameter side end portion 11 needs to be rotatably held in a region regulated by the inner circumferential side surface regulating means and the outer circumferential side surface alignment guide portion 30. Furthermore, in addition to the inner diameter side end portion 11, the outer diameter side end portion 12 is also accommodated in the storage groove 41. From these, as the annular wall thickness of the aligned annular pallet 40, the total length when the longest side, the inner diameter side end portion 11 and the outer diameter side end portion 12 of the sectional shape of the inner diameter side end portion 11 are stored. The longer wall thickness is required. That is, the wall thickness of the longest side of the cross-sectional shape of the inner diameter side end portion 11 is required.
[0037]
Here, the restricting means is to prevent the inner diameter side end portion 11 inserted in the storage groove 41 from falling off to the inner diameter side of the aligned annular pallet 40. A cylindrical member adjacent to or in contact with the inner peripheral side surface of the aligned annular pallet 40 is disposed, or the annular ring of the aligned annular pallet 40 is thickened or the aligned annular pallet 40 has no hollow area from the annular shape. It can respond by forming the accommodation groove | channel 41 which does not penetrate to the inner peripheral side surface by comprising by a cylindrical lump.
[0038]
Further, FIG. 3 shows a cross-sectional shape when the coil segments 10 are arranged in a multilayered annular shape in each case of (A) and (B). In the case of (A), the circularly aligned outer diameter side end portions 12 are held in a space between the adjacent circular ring pallets 40 arranged. Accordingly, the outer diameter side end 12 does not reach the regular alignment position connecting the rotation axis of the alignment ring pallet 40 and the center position of the inner diameter side end 11 by the thickness of the alignment ring pallet 40, It will be displaced. For this reason, the inner diameter side end portion 11 and the outer diameter side end portion 12 are shifted in a zigzag manner and are aligned in a ring shape.
[0039]
On the other hand, in the case of (B), since the inner diameter side end portion 11 and the outer diameter side end portion 12 are accommodated in one accommodation groove 41, the both end portions 11 and 12 are disposed at regular positions. Can be circularly aligned.
[0040]
By providing the storage grooves 41 whose opposing end surfaces have a parallel plane shape (FIG. 3, (B)), the staggered arrangement position shift when the coil segments 10 are circularly aligned is eliminated. Since the ring-aligned coil segments 10 are aligned at regular positions, the pull-out members and the like are inserted into the ring-aligned coil segments 10 and moved to the slots of the stator core in the next step. Is easy to insert. In addition to not damaging the coil segment 10 when inserting the drawer member, the adjustment time of the insertion position of the drawer member can be shortened.
[0041]
Further, in the case where the short side length in the cross-sectional shape of the coil segment 10 is reduced and becomes a flatter shape, in the storage groove 42 of (A), in order to prevent the inner diameter side end portion 11 from dropping from the storage groove 42. In addition, since it is necessary to increase the annular wall thickness of the aligned annular pallet 40, the staggered arrangement shift according to the wall thickness is deteriorated. On the other hand, in the storage groove (B), the alignment position does not shift regardless of the cross-sectional shape of the coil segment 10.
[0042]
Further, when the storage groove 42 is formed in the aligned circular pallet 40, a cylindrical processing auxiliary member is embedded in the inner diameter of the circular ring or the storage groove that has already been cut in order to prevent vibration of the circular portion during cutting. It may be necessary to embed a pin-shaped processing auxiliary member in 42. Furthermore, in the case where a large number of aligned annular pallets 40 are provided in a multi-layered annular shape, since the diameters of the individual aligned annular pallets 40 are different, a large number of processing auxiliary members may be required. On the other hand, when the storage groove 41 is formed in the alignment ring pallet 40, the thickness of the alignment ring pallet 40 itself is thicker than that of the alignment ring pallet 40 forming the storage groove 42. It is hard for vibration to occur. An auxiliary member at the time of processing becomes unnecessary, and processing time and processing cost can be reduced. In addition, since the opposing surface of the storage groove 41 is a parallel plane, it can be processed easily. For example, a plurality of aligned annular pallets 40 necessary for multi-layered annular alignment are processed by opening parallel flat grooves at a predetermined pitch in the radial direction of the cylindrical mass and then cutting the cylindrical mass concentrically. Can do. The processing yield can be improved.
[0043]
4 and 5 show the relationship between the guide direction of the coil guide groove 31 and the followability of the outer diameter side end 12 to the rotational motion R. FIG.
[0044]
First, FIG. 4 schematically illustrates the relationship between the two. In the case of (I), the moving direction S of the inner diameter side end portion 11 of the coil segment 10 in the rotation direction R is relative to the direction of the coil segment 10 connecting the inner diameter side end portion 11 and the outer diameter side end portion 12. This is the case when θ1 = 90 °. In this case, the guide direction of the coil guide groove 31 needs to be a direction (taper direction) approaching the inner diameter side end portion 11 with respect to the moving direction S. However, since the direction of the coil segment 10 and the moving direction S are orthogonal, the acting force acting in the guiding direction of the coil guide groove 31 is small and the response is slow. In addition, the acting force does not work in the direction away from the inner diameter side end portion 11 with respect to the moving direction S (the first opening direction), and the outer diameter side end portion 12 cannot be moved.
[0045]
In the case of (II), the moving direction S of the inner diameter side end portion 11 of the coil segment 10 in the rotation direction R is θ1 = 45 ° with respect to the coil segment 10 direction. In this case, it is possible to guide the coil guide groove 31 regardless of whether it is a tapered direction or a forward opening direction with respect to the moving direction S of the inner diameter side end portion 11. However, the coil segment 10 direction and the moving direction S have a larger acting force with respect to the guide direction of the tapering direction closer to the coil segment 10, and good guidance can be performed.
[0046]
In the case of (III), the moving direction S of the inner diameter side end portion 11 of the coil segment 10 in the rotation direction R is the same as the direction of the coil segment 10 (θ1 = 0 °). In this case, since the acting force due to the movement in the guiding direction of the coil guide groove 31 works effectively, the taper direction or the tip opening direction with respect to the moving direction S of the inner diameter side end portion 11 is possible. It is possible to induce well.
[0047]
Next, FIG. 5 shows a generalized relationship between the moving direction S and the guidance followability of the outer diameter side end portion 12 by the coil guide groove 31. The axis in the right direction on the paper is the angle between the direction of the coil segment 10 and the moving direction S of the inner diameter side end 11, and the axis in the depth direction on the paper is the guiding direction by the coil guide groove 31. The vertical axis indicates the guidance followability of the outer diameter side end portion 12. When the coil segment 10 direction and the moving direction S are the same (θ1 = 0 °) and the guiding direction is the same, the followability of the outer diameter side end portion 12 is maximized ((1)). When the direction of the coil segment 10 and the moving direction S are θ1 = 45 °, guidance is possible regardless of the guidance direction ((2), (3)). However, the taper direction shows better guidance followability than the tip opening direction ((3)). When the direction of the coil segment 10 and the moving direction S are θ1 = 90 °, the guidance followability is obtained as it goes in the tapering direction (4).
[0048]
According to FIGS. 4 and 5, by providing the coil guide groove 31, the inner diameter side end portion 11 into which the storage groove 41 is inserted is moved by the rotational movement R of the aligned annular pallet 40. The outer diameter side end portion 12 is guided to the aligned annular pallet 40. By appropriately selecting the guiding direction of the coil guide groove 31, the outer diameter side end portion 12 can be efficiently guided by the rotational motion R.
[0049]
Further, since the outer diameter side end portion 12 can be guided by the coil guide groove 31, the outer diameter side end portion 12 does not flutter during the guidance, and a stable guiding operation can be performed.
[0050]
Now, the coil guide groove 31 finally joins the alignment annular outer circumferential groove 45 (see FIG. 2) in which the alignment annular pallet 40 is arranged, and the outer diameter side end 12 is connected to the alignment annular pallet 40. Store in the storage groove 41. In FIG. 6 thru | or 8, it shows regarding a junction part.
[0051]
FIG. 6 shows a case where the coil guide grooves 31 merge with a finite angle with respect to the tangential direction of the aligned annular outer peripheral groove 45. Since the outer diameter side end portion 12 guided along the coil guide groove 31 by the rotational motion R has a finite angle with respect to the tangential direction of the aligned annular pallet 40, the depth of the storage groove 41 Guided in the direction. It can be smoothly housed outside the already inserted inner diameter side end 11.
[0052]
FIG. 7 shows a case in which the terminal end portion of the coil guide groove 31 has an induction terminal portion 32 that is forcibly guided to the aligned annular outer peripheral groove 45 and merges. The outer diameter side end portion 12 guided along the coil guide groove 31 by the rotational motion R is forcibly guided in a finite angle direction with respect to the tangential direction of the aligned annular pallet 40 at the induction terminal end portion 32. Thus, it is guided toward the storage groove 41. It can be smoothly housed outside the already inserted inner diameter side end 11.
[0053]
FIG. 8 shows a case where the coil guide grooves 31 merge in a direction that coincides with the tangential direction of the aligned annular outer circumferential groove 45. The outer diameter side end portion 12 guided along the coil guide groove 31 by the rotational motion R is guided to the storage groove 41 in accordance with the tangential direction of the aligned annular pallet 40. It can be smoothly housed outside the already inserted inner diameter side end 11.
[0054]
In the storage groove 43 shown in FIG. 9, the opposite surface of the storage groove 43 has an angle θ2 from a straight line connecting the rotation axis O of the aligned annular pallet 40 and the center of the storage groove 43, and the rotation direction R It is tilted backward. The inner diameter side end portion 11 of the coil segment 10 inserted into the storage groove 43 is held at a rearwardly inclined position in the storage groove 43 as the alignment annular pallet 40 rotates. During the rotational movement R of the aligned annular pallet 40, the inner diameter side end portion 11 is stably held in the rearward tilt position without moving indefinitely in the storage groove 43. Stable annular alignment of the coil segments 10 can be performed.
[0055]
Furthermore, the optimal shape of the storage groove 43 due to the difference in the rearward inclination angle θ2 and the state of storage of the outer diameter side end 12 are shown as an enlarged view. Depending on the rearward inclination angle θ2 of the storage groove 43, when the outer diameter side end portion 12 is stored in the storage groove 43, interference with the outer diameter edge portion of the storage groove 43 may occur, preventing smooth storage. is there. In order to avoid this interference and realize smooth storage, it is effective to configure the outer diameter edge portion to have a predetermined curvature by chamfering as necessary.
[0056]
When the rearward tilt angle is θ2 = θ2A and the locus when the outer diameter side end portion 12 is accommodated in the accommodation groove 43A overlaps with the outer diameter edge portion E1A forward with respect to the rotation direction R, the outer diameter edge portion By chamfering E1A, interference between the outer diameter side end portion 12 and the outer diameter edge portion E1A can be eliminated, and storage can be performed smoothly. In this case, no interference occurs with the outer diameter edge portion E2A behind the rotation direction R, but the outer diameter edge portion E2A is also chamfered in consideration of manufacturing variations of the coil segment 10 and the like. It is effective.
[0057]
The locus when the rearward tilt angle is θ2 = θ2B (> θ2A) and the outer diameter side end portion 12 is stored in the storage groove 43B overlaps with the outer diameter edge portion E1B on the front side in the rotation direction R, and When the outer diameter edge portion E2B is restricted in the rearward process, the interference between the outer diameter side end portion 12 and the outer diameter edge portions E1B, E2B is eliminated by chamfering the outer diameter edge portions E1B, E2B together. Storage can be performed smoothly.
[0058]
The trajectory when the rearward tilt angle is θ2 = θ2C (>θ2B> θ2A) and the outer diameter side end 12 is stored in the storage groove 43C overlaps with the outer diameter edge E1C on the front side in the rotation direction R. However, if the outer diameter edge portion E2C is restricted to the rear in the storing process, the outer diameter edge portion E2C is chamfered to eliminate interference between the outer diameter side end portion 12 and the outer diameter edge portion E2C. Storage can be performed smoothly. In this case, it is effective to chamfer the outer diameter edge portion E1C in consideration of manufacturing variations of the coil segment 10 and the like.
[0059]
In FIG. 10, the trajectory from when the coil segment 10 is stored in the storage groove 41 of the aligned annular pallet 40 by the coil segment insertion portion 20 to when the coil segment 10 is circularly aligned to the aligned annular pallet 40 is shown. It is divided into four stages (1) to (4) depending on the difference in the support mode. Here, the coil segment 10 is bent from the parallel straight inner diameter side end portion 11 and outer diameter side end portion 12 via the inner diameter side bending point BI and the outer diameter side bending point BO, and the inner diameter side bending portion. 10BI and the outer diameter side bent portion 10BO are connected.
[0060]
In the step (1), the inner-diameter side bent portion 10BI and the outer-diameter-side bent portion 10BO are arranged at the inner-side coil support portion 32 that is the upper surface end portion of the aligned annular outer peripheral groove 45 and the inner upper surface end portion of the coil guide groove 31. It is in a state of being supported by a certain outer diameter side coil support portion 33. In this case, the inner diameter side end portion 11 and the outer diameter side end portion 12 and the outer diameter side end portion 12 do not come into contact with the bottoms of the storage groove 41 and the coil guide groove 31, respectively. The bottom position of each of the storage groove 41 and the coil guide groove 31 needs to be set according to the length of the end portion 12. The coil segment 10 is guided according to the rotational motion R while being supported by the inner diameter side bent portion 10BI and the outer diameter side bent portion 10BO.
[0061]
When the induction of the coil segment 10 proceeds and the process proceeds to step (2), the direction of the outer diameter side bent portion 10BO substantially coincides with the direction of the coil guide groove 31 so that the outer diameter side bent portion 10BO is supported by the outer diameter side coil. The portion 33 is not supported. The inner diameter side bent portion 10BI is supported only by the inner diameter side coil support portion 32. Also in this case, the tips of the inner diameter side end portion 11 and the outer diameter side end portion 12 do not contact the bottoms of the storage groove 41 and the coil guide groove 31, respectively. The coil segment 10 is guided according to the rotational motion R while being supported by the inner diameter side bent portion 10BI.
[0062]
When the induction of the coil segment 10 further proceeds and the process proceeds to step (3), the inner diameter side bent portion 10BI passes through the junction of the coil guide groove 31 and the aligned annular outer peripheral groove 45. Thereby, in addition to the outer diameter side bent portion 10BO, the inner diameter side bent portion 10BI is also not supported by the inner diameter side coil support portion 32. The coil segment 10 is supported by the front end of the outer diameter side end 12 abutting against the bottom of the coil guide groove 31. In this case, in order for the outer diameter side end 12 to be stored in the storage groove 41, the bottom position of the storage groove 41 needs to be lower than the bottom position of the coil guide groove 31. The coil segment 10 is guided according to the rotational motion R while being supported by the outer diameter side end portion 12.
[0063]
When the induction of the coil segment 10 further proceeds and the process proceeds to step (4), both the inner diameter side end portion 11 and the outer diameter side end portion 12 are accommodated in the accommodation groove 41. In this case, the coil segment 10 is supported by the tip of the longer end of either the inner diameter side end 11 or the outer diameter side end 12 abutting against the bottom of the storage groove 41.
[0064]
In a state where the inner diameter side bent portion 10BI and the outer diameter side bent portion 10BO are supported by the inner diameter side coil support portion 32 and the outer diameter side coil support portion 33, each of the inner diameter side end portion 11 and the outer diameter side end portion 12 is supported. The bottom position of each of the storage groove 41 and the coil guide groove 31 is set so that the tip does not contact the bottom of each of the storage groove 41 and the coil guide groove 31, and the bottom position of the storage groove 41 is set to the coil guide groove. By arranging the coil segment 10 below the position of the bottom of the coil 31, the annular alignment of the coil segments 10 can be performed smoothly.
[0065]
Next, a case where the coil segments 10 are circularly arranged in a multilayered annular shape will be described as a second embodiment. FIGS. 11 to 13 show the state of the alignment ring pallet 40 corresponding to the alignment process when the circular alignment is performed in a multilayered circular shape.
[0066]
FIG. 11 shows a state in a preparation stage before starting the ring alignment. A plurality of cylindrical members having different diameters in sliding contact with each other are stacked in multiple layers. The innermost circumference of the aligned annular pallet 40 is provided with an innermost circumference cylindrical portion 40A having a structure in which the storage side grooves 41A are arranged at a predetermined pitch along the outer periphery of the cylindrical lump. The outermost periphery is provided with an outermost cylindrical portion 40C having a structure in which a storage through groove 41C that penetrates the inner peripheral side surface and the outer peripheral side surface at a predetermined pitch along the outer periphery of the hollow cylinder is provided. Between the innermost circumferential cylindrical portion 40A and the outermost circumferential cylindrical portion 40C, an intermediate cylindrical portion 40B having a cylindrical shape similar to the cylindrical portion in the outermost circumferential cylindrical portion 40C and a storage through groove 41B is provided. Here, it goes without saying that the number of components of the intermediate cylindrical portion 40B can be appropriately increased or decreased according to the multi-layered ring specifications. Further, at the bottom of the outermost cylindrical part 40C, as will be described later (FIG. 14), a sliding restricting part 44 (FIG. 14) that restricts the sliding of the cylindrical parts 40A and 40B arranged on the inner peripheral side toward the bottom. , See).
[0067]
Here, the storage-side groove 41A and the storage through-grooves 41B and 41C have a depth that can store the inner diameter side end portion 11 and the outer diameter side end portion 12 of the coil segment 10, similarly to the storage groove 41 of the first embodiment. have.
[0068]
In the preparatory stage before the start of the circular ring alignment shown in FIG. 11, the arrangement positions of the storage side grooves 41A and the storage through grooves 41B and 41C of the cylindrical portions 40A to 40C are shifted from each other between the cylindrical portions. When the layers are arranged in a circle, which will be described later (FIG. 12), the inner peripheral side surface and the outer peripheral side surface of the inner cylindrical portion are used as members for preventing the inner diameter side end portion 11 and the outer diameter side end portion 12 of the coil segment 10 from falling off. Because.
[0069]
FIG. 12 shows the state of the aligned circular pallet 40 when the circular alignment of each layer is performed. FIG. 12 shows a state of the aligned annular pallet 40 during the circular alignment with respect to the intermediate cylindrical portion 40B that is one outer side of the innermost peripheral cylindrical portion 40A. The intermediate cylindrical portion 40B to be annularly aligned and the innermost peripheral cylindrical portion 40A disposed on the inner diameter side thereof are selected and raised together and installed in the alignment guide portion 30 (FIG. 1). In this state, as shown in FIG. 1, the circular alignment of the coil segments 10 is performed. When the circular alignment is completed, the cylindrical portions 40A and 40B that have been raised are returned to their original positions, so that the outer diameter side end portion 12 stored in the storage through groove 41B is in sliding contact with the outer peripheral side surface. It is regulated by the inner peripheral side surface of the cylindrical portion 40B and held in the storage through groove 41B.
[0070]
The circular alignment of each layer is performed by sequentially performing the above circular alignment operation on the cylindrical portion on the outer diameter side. When circularly aligning the layers, all the cylindrical portions on the inner diameter side are selected at the same time and installed in the alignment guide portion 30 (FIG. 1). Thereby, the inner diameter side end portion 11 and the outer diameter side end portion 12 of the coil segments 10 that are already circularly aligned can be maintained in the storage side groove 41A and the storage through groove 41B.
[0071]
After the coil segments 10 are circularly aligned for all of the cylindrical portions 40A, 40B, and 40C, the cylindrical portions are slid in the circumferential direction to match the positions of the storage side grooves 41A and the storage through grooves 41B and 41C. The state of the aligned annular pallet 40 at this time is shown in FIG. The end portions 11 and 12 of the coil segments 10 that are circularly aligned in a multilayered annular shape are aligned at a predetermined pitch on the circumference, and are in an aligned state that can be received in each slot of the annular stator core.
[0072]
FIG. 14 shows a cross-sectional view of the aligned annular pallet 40 and the bottom shape of the outermost cylindrical portion 40C. At the bottom of the outermost cylindrical portion 40C, there is provided a sliding restricting portion 44 that extends in the inner diameter direction to reach the innermost cylindrical portion 40A. The sliding restricting portion 44 restricts the innermost cylindrical portion 40A and the intermediate cylindrical portion 40B from sliding to the bottom side. Here, the sliding restricting portion 44 only needs to be able to restrict the sliding direction of all the cylindrical portions on the inner diameter side, and does not need to be extended to the position of the cylindrical axis of the cylindrical portion 40A, and is extended to a restrictable position. It only has to be. Moreover, although it will be slid toward the opposite side to the bottom part at the time of annular alignment, it is necessary to secure an insertion region of the pressing members (not shown) of the cylindrical parts 40A, 40B at this time, The sliding restricting portion 44 has a shape that is disposed at a part of the bottom of the outermost cylindrical portion 40C.
[0073]
FIG. 15 shows an example of equipment arrangement in an annular alignment process for aligning multiple annular rings. In the ring aligning process equipment 71, the ring aligning device of each layer is arranged on the circumference. The annular alignment positions (1) to (N), the interlayer alignment position, and the coil lifting position are sequentially arranged on the circumference, and the alignment circle pallet 40 goes around this circumference to make a multilayer circle. Ring alignment is complete.
[0074]
When the aligned annular pallet 40 is moved to the annular alignment position (1), the innermost cylindrical portion 40A is selected, and the innermost peripheral coil segment 10 supplied from the coil segment insertion portion 20A is circular. Ring aligned. When the ring alignment to the innermost ring part 40A is completed, the alignment ring palette 40 is moved to the ring alignment position (2). The intermediate cylindrical portion 40B adjacent to the innermost peripheral cylindrical portion 40A is selected, and the coil segments 10 supplied from the coil segment insertion portion 20B are circularly aligned. Subsequently, the circular alignment of each layer is performed while sequentially moving the circular alignment position. After the circular alignment of each layer is completed, the alignment circular pallet 40 moves to the interlayer alignment position. The alignment position between layers is adjusted by sliding each cylindrical part 40A, 40B, 40C in the circumferential direction. Thereafter, the aligned annular pallet 40 is moved to the coil lifting position, and the coil segments 10 that are circularly aligned in a multilayered annular shape are lifted by a pulling member or the like. The lifted coil segment 10 is inserted into the annular stator core 50 and moves to the next process.
[0075]
According to the multilayer annular alignment of the second embodiment, the alignment annular pallet 40 uses the inner peripheral side surface and the outer peripheral side surface of the cylindrical portions 40A, 40B, 40C to store the storage side groove 41A and the storage through groove 41B. , 41C can hold both end portions 11 and 12 of the coil segment 10, and coils arranged in a multilayered annular shape by sliding the cylindrical portions 40A, 40B and 40C in the circumferential direction. The alignment position between the layers of the segment 10 can be adjusted. The multi-layered annular alignment of the coil segments 10 can be performed efficiently. By providing a plurality of functions to one member, it is possible to reduce the number of constituent members in the alignment ring operation and simplify the alignment ring operation.
[0076]
Further, in the aligned annular pallet 40, in addition to holding both end portions of the coil segment in the storage side groove 41A and the storage through grooves 41B and 41C using the inner peripheral side surface and the outer peripheral side surface of the adjacent cylindrical portion, A slide restricting portion 44 is provided at the bottom of the outer cylindrical portion 40C. For this reason, sliding to the bottom side of the innermost cylindrical portion 40A and the intermediate cylindrical portion 40B disposed on the inner diameter side of the outermost cylindrical portion 40C is restricted, and the set of cylindrical portions 40A, 40B, and 40C is collectively collected. Can be handled. It is not necessary to disperse and arrange the cylindrical portions at the annular alignment positions (1) to (N) of each layer, and can be circulated in a lump, realizing an annular alignment process in which the alignment circular pallet 40 is easy to handle. can do.
[0077]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and it goes without saying that various improvements and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, in this embodiment, although the coil segment which comprises the coil used for a cyclic | annular stator core was demonstrated, this invention is not limited to this, The alignment of the coil segment which comprises the coil for rotors is also carried out. It goes without saying that the same applies.
Moreover, as a shape of the coil segment, the case of a substantially U shape has been illustrated and described, but the present invention is not limited to this, and an end portion inserted into the storage groove of the aligned annular pallet 40, The present invention can be similarly applied to a coil segment having a shape other than the U-shape as long as it has an end portion guided to the aligned annular pallet 40.
[0078]
【The invention's effect】
According to the present invention, a method and an apparatus for aligning a plurality of coil segments in an annular shape are simplified, an annular alignment method capable of simplifying the annular alignment process and reducing the time required for the process, and An annular alignment device can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an annular alignment device of a first embodiment.
FIG. 2 is a plan view of the annular alignment device of the first embodiment.
FIG. 3 is a diagram showing a structure of an aligned annular pallet.
FIG. 4 is a schematic view exemplifying the relationship of the coil follow-up performance in the coil guide groove with respect to the coil moving direction.
FIG. 5 is a diagram showing a relationship between the coil follow-up performance in the coil guide groove with respect to the moving direction of the coil.
FIG. 6 is a plan view showing a first shape of the induction terminal portion in the coil guide groove.
FIG. 7 is a plan view showing a second shape of the induction termination portion in the coil guide groove.
FIG. 8 is a plan view showing a third shape of the induction terminal portion in the coil guide groove.
FIG. 9 is a schematic diagram showing the shape of the storage groove in the aligned annular pallet.
FIG. 10 is a schematic diagram showing how a coil segment is guided along a coil guide groove.
FIG. 11 is a perspective view showing an alignment annular pallet arranged in a multi-layered annular shape used in the annular alignment device of the second embodiment (state before coil segments are aligned).
FIG. 12 is a perspective view showing a state in which the coil segments are circularly aligned with respect to a predetermined alignment circular pallet among the multi-layered circular alignment pallets;
FIG. 13 is a perspective view showing a state in which the layers are aligned after the circular alignment of each layer is completed in the multi-layered circular alignment pallet;
FIG. 14 is a view showing the structure of a multi-layered circular alignment pallet.
FIG. 15 is a conceptual diagram showing an example of equipment arrangement in an annular alignment process for performing multilayer annular alignment.
FIG. 16 is a perspective view showing an annular alignment jig and an annular alignment method for coil segments in the prior art.
[Explanation of symbols]
10 Coil segment
10BI Inner diameter side bend
10BO Outer diameter side bent part
11 Inner diameter end
12 Outer diameter side end
20 Coil segment insertion part
30 alignment guide
31 Coil guide groove
32 Inner diameter side coil support
33 Outer diameter side coil support
40 aligned circular palette
40A innermost cylindrical part
40B Intermediate cylindrical part
40C outermost cylindrical part
41, 42, 43, 43A
Storage groove
41A Storage side groove
41B, 41C Storage through groove
44 Sliding restriction part
45 Aligned ring outer peripheral groove

Claims

The first end portion of the coil segment whose first and second end portions are connected to each other via a bent portion or a curved portion is arranged in one direction of the cylindrical axis along the outer periphery of the cylindrical alignment ring portion. The coil segments are rotatably supported around the first end as a rotation shaft by inserting into each of the storage grooves that are opened and arranged at a predetermined pitch, and the plurality of coil segments are annularly formed. In the ring alignment method of coil segments to be aligned,
The second end portion of the coil segment is different from the storage groove into which the first end portion of the coil segment is inserted due to an annular rotational movement of the alignment ring portion around the cylindrical axis. An annular rotation step in which at least one storage groove that is guided to the storage groove of the first groove and that is continued to the tail end of the storage groove in which the first end portion is inserted is moved to the coil segment supply region;
A coil insertion step of supplying a new coil segment by inserting the first end into the storage groove moved to the coil segment supply region according to the circular rotation movement;
The first end portion of the coil segment, which is different in each storage groove of the aligned annular portion, is alternately repeated in accordance with the circular rotation motion, the circular rotation step and the coil insertion step. And the second end portion are accommodated, and a plurality of the coil segments are arranged in an annular shape.

When aligning the coil segments in a multilayered annular shape,
The innermost cylindrical portion having a storage side groove disposed at a predetermined pitch along the outer periphery, and a storage through groove disposed at a predetermined pitch along the outer periphery through the inner peripheral side surface and the outer peripheral side surface. At least one different hollow cylindrical portion is in sliding contact with the outer peripheral side surface of the innermost peripheral cylindrical portion and the inner peripheral side surface of the hollow cylindrical portion having the smallest diameter so that the opening directions of the storage side groove and the storage through groove are aligned. Further, with respect to the aligned annular portion configured to be in sliding contact with the outer peripheral side surface and the inner peripheral side surface between the adjacent hollow cylindrical portions,
Alignment in which the storage side groove or the storage through groove is opposed to the storage side groove of the adjacent innermost cylindrical portion or the storage through groove of the hollow cylindrical portion, but opposed to the inner peripheral side surface or the outer peripheral side surface A preparation process;
An annular alignment step in which the innermost cylindrical portion or the hollow cylindrical portion is sequentially selected, and the annular rotation step and the coil insertion step are alternately repeated;
The method further comprises an interlayer alignment step of rotating the innermost cylindrical portion or the hollow cylindrical portion after the annular alignment step so that the storage side groove and the storage through groove face each other. Item 2. The method for aligning coil segments according to Item 1.

In the annular alignment step, the innermost cylindrical portion or the hollow cylindrical portion selected prior to the annular rotation step and the coil insertion step is selected when the hollow cylindrical portion is selected. A cylinder selecting step of adding the innermost peripheral cylindrical portion and the hollow cylindrical portion adjacent to the inner peripheral side surface and sliding and pushing out in the opening direction of the storage side groove and the storage through groove is provided. Item 3. A method of aligning coil segments according to Item 2.

A coil segment annular alignment device for aligning a plurality of coil segments, the first and second ends of which are connected to each other via a bent portion or a curved portion, in an annular shape,
The cylindrical shaft includes a storage groove that opens in one direction of the cylindrical shaft along the outer periphery of the cylindrical shape and is disposed at a predetermined pitch and rotatably supports the coil segment with the first end as a rotational shaft. An alignment ring part that performs an annular rotation movement around the center, and
Coil segment insertion for inserting the first end portion of the coil segment for each at least one storage groove following the rearmost end of the storage groove in which the first end portion is inserted in accordance with the circular movement. And
The second end of the coil segment in which the first end is inserted into the storage groove in accordance with the circular movement, and the storage groove in which the first end of the coil segment is inserted And a coil guiding portion for guiding to another different storage groove.

5. The coil segment annular alignment device according to claim 4, further comprising a power transmission unit configured to transmit the circular rotation motion to the coil segment insertion unit.

The coil guide portion includes an induction termination portion that joins the alignment ring portion in a predetermined direction between a tangential direction of the cylindrical shape in the alignment ring portion and a direction from a contact point toward the cylinder axis. The apparatus for aligning annulus of coil segments according to claim 4, characterized in that:

5. The coil segment according to claim 4, wherein the coil guiding portion includes a tangential guiding terminal portion that is aligned with a tangential direction of the cylindrical shape in the alignment ring portion and merges with the alignment ring portion. An annular alignment device.

5. The coil segment annular alignment device according to claim 4, wherein the coil guiding portion includes a moving groove in which the second end portion to be guided moves.

The coil induction part is
First and second coil support portions that are slidably in contact with the bent portion or the curved portion connected from the first and second end portions of the coil segment in accordance with the circular rotation motion;
A guide bottom portion disposed at a position not lower than a bottom position of the storage groove and disposed at a position below the tip end position of the second end portion when the coil segment contacts at least one of the first or second coil support portions. 5. An apparatus for aligning annulus of coil segments according to claim 4, wherein:

5. The coil segment annular alignment device according to claim 4, wherein the storage grooves have opposite end faces formed in parallel planes.

The coil groove according to claim 10, wherein the storage groove has a storage depth direction of the first or second end portion inclined backward with respect to a rotation direction of the alignment ring portion. An annular alignment device.

When aligning the coil segments in a multilayered annular shape,
The alignment ring part is:
An innermost cylindrical portion having a storage side groove disposed at a predetermined pitch along an outer periphery, having a space capable of storing the first and second ends of the coil segment;
A space having a space capable of accommodating the first and second end portions of the coil segment, and having a storage through groove that penetrates the inner peripheral side surface and the outer peripheral side surface and is arranged at a predetermined pitch along the outer periphery. Different at least one hollow cylindrical part,
By being in sliding contact with the outer peripheral side surface of the innermost peripheral cylindrical portion and the inner peripheral side surface of the hollow cylindrical portion having the smallest diameter, and further being in sliding contact with the outer peripheral side surface and the inner peripheral side surface between the adjacent hollow cylindrical portions. 5. The coil segment annular alignment device according to claim 4, wherein the ring alignment device is configured to be slidable and rotatable in the cylindrical axis direction.

The outermost cylindrical portion of the hollow cylindrical portion includes a sliding restriction portion that restricts the sliding of the innermost cylindrical portion and the hollow cylindrical portion to the non-placement side of the storage side groove and the storage through groove. The apparatus for aligning annulus of coil segments according to claim 12.