JP5952114B2 - 電気導体の整列装置 - Google Patents

Description

本発明は、電気導体の整列装置に関する。詳しくは、略Ｕ字状の複数の電気導体を円周方向に重ねながら円環状に整列させる電気導体の整列装置に関する。

回転電機のステータコイルは、例えば、次のようにして形成される。先ず、略Ｕ字状に成形した複数の電気導体を、円周方向に重ねながら円環状に整列させる。次いで、円環状に整列された各電気導体の脚部を、ステータコア上に円環状に設けられた各スロットにそれぞれ挿入する。そして、隣接する脚部の端部同士を接続する。これにより、回転電機のステータコイルが形成される。

ところで、略Ｕ字状の複数の電気導体を円周方向に重ねながら円環状に整列させる技術に関して、従来から種々の検討がなされている。例えば、略Ｕ字状の複数の電気導体の一方の脚部を、整列円環パレット上に設けられた複数の収納溝にそれぞれ挿入し、この状態で整列円環パレットを回動させる技術が提案されている（特許文献１参照）。この技術によれば、整列円環パレットの回動に従動して複数の電気導体が回動することで、複数の電気導体を円周方向に重ねながら円環状に整列できるとされている。

特開２００４−１７３３５７号公報

しかしながら特許文献１の技術では、整列円環パレットを回動させながら複数の電気導体を順番に整列させるため、それらの整列が完了するまでに時間を要する。また、略Ｕ字状の複数の電気導体を円周方向に重ねながら順に整列させていくと、最後の電気導体を整列させる際に、すでに整列されている電気導体との干渉が生じ、整列が困難になる。

そこで本発明者らは、各電気導体の一方の脚部を複数の保持部で保持し、移動部によりこれら複数の保持部を移動させることで、複数の電気導体を円周方向に重ねながら円環状に整列させる装置を見出している。ところがこの整列装置では、複数の電気導体を高密度で円環状に整列させる場合には、保持部同士の間隔が極めて狭くなる。そのため、保持部同士が互いに干渉し、電気導体の整列が困難になるおそれがある。

本発明は上記に鑑みてなされたものであり、その目的は、各電気導体の一方の脚部を保持した複数の保持部を移動させることで、複数の電気導体を円周方向に重ねながら円環状に整列させる電気導体の整列装置であって、保持部同士が互いに干渉することなく確実に電気導体を整列させることができる電気導体の整列装置を提供することにある。

上記目的を達成するため本発明は、略Ｕ字状の複数の電気導体（例えば、後述のコイル要素）を円周方向に重ねながら円環状に整列させる電気導体の整列装置（例えば、後述の整列装置２）であって、各電気導体の一方の脚部を保持する複数の保持部（例えば、後述の保持部６）と、前記複数の保持部を移動させることで、前記複数の電気導体を円周方向に重ねながら円環状に整列させる移動部（例えば、後述のスライド機構７，７Ａ、シリンダ機構９，９）と、を備え、前記複数の電気導体は、第１電気導体（例えば、後述の第１コイル要素１１）と、前記第１電気導体とは形状の異なる第２電気導体（例えば、後述の第２コイル要素１２）と、から構成され、前記複数の保持部は、それぞれ、前記第１電気導体の一方の脚部と、前記第２電気導体の一方の脚部と、を保持することを特徴とする電気導体の整列装置を提供する。

本発明では、電気導体として、互いに形状の異なる第１電気導体及び第２電気導体を用いるとともに、第１電気導体の一方の脚部と、前記第２電気導体の一方の脚部を一組として、これを各保持部で保持する。
これにより、互いに形状の異なる２種類の電気導体を用いることで電気導体をより密に重ねることができるとともに、２種類の電気導体それぞれの一方の脚部を一組として各保持部で保持することで、電気導体ごとに保持部を設けた場合に比べて保持部の数を減らすことができる。その結果、保持部同士の干渉を回避でき、確実に電気導体を円環状に整列させることができるうえ、装置を小型化できる。

この場合、前記複数の保持部は、前記第１電気導体の一方の脚部の一の側面（例えば、後述の一の側面１１Ａ）に当接する第１側面部（例えば、後述の第１爪部６３１）と、前記第２電気導体の一方の脚部の一の側面（例えば、後述の一の側面１２Ａ）に当接する第２側面部（例えば、後述の第２爪部６３２）と、前記第１側面部と前記第２側面部の間でこれら側面部に対して略平行な回転軸（例えば、後述の回転軸Ｙ）を中心に回転可能に設けられ、且つ前記第１電気導体の一方の脚部の他の側面（例えば、後述の他の側面１１Ｂ）、及び前記第２電気導体の一方の脚部の他の側面（例えば、後述の他の側面１２Ｂ）に当接する回転部（例えば、後述の回転部６３３）と、を備え、前記回転部は、前記回転軸方向に延びる楕円柱状に形成され、前記回転部が回転することで、前記第１電気導体の一方の脚部及び前記第２電気導体の一方の脚部が保持及び解放されることが好ましい。

ところで、例えば、ばねの付勢力により、電気導体の脚部を２方向から挟持して保持する場合には、自ら解放することができないうえ、挟持する際には挟持面間に脚部を挿入して摺動させる必要がある。そのため、摩擦係数の大きい弾性体を複数本束にした電気導体を用いた場合には、電気導体の形状バラツキを吸収できないおそれがある。
また、例えば電気導体の脚部を４方向から挟み込もうとすると、別々の駆動機構を設ける必要があり、保持部が大型化する。この場合には、整列させる際に保持部同士が互いに干渉し、電気導体を整列させることができないおそれがある。さらには、解放させようとすると、別途、駆動源による開閉機構が必要になり、保持部がさらに大型化する。

これに対して、この発明では、第１電気導体の一方の脚部の一の側面に当接する第１側面部と、第２電気導体の一方の脚部の一の側面に当接する第２側面部を保持部に設けるとともに、これら側面部の間でこれら側面部に対して略平行な回転軸を中心に回転可能であり、且つ第１電気導体の一方の脚部の他の側面及び第２電気導体の一方の脚部の他の側面に当接する回転部を保持部に設ける。また、この回転部を、回転軸方向に延びる楕円柱状に形成する。
これにより、楕円柱状の回転部が回転することで、回転部と第１側面部との間隔及び回転部と第２側面部との間隔を変更することができ、電気導体の脚部を保持及び解放することができる。より詳しくは、これらの間隔を同時に縮小及び拡大できるため、第１電気導体の脚部及び第２電気導体の脚部を同時に保持及び解放できる。従ってこの発明によれば、簡易な構造により、電気導体を強い力で確実に保持できるとともに、これを解放できる。また、保持部を小型化でき、ひいては装置を小型化できる。

この場合、前記保持部は、前記回転部の先端に設けられ、且つ前記回転部から延出されてその長径方向の両外側に延びる平板部（例えば、後述の平板部６３４）をさらに備え、前記平板部の前記回転部側の平面（例えば、後述の平面６３４Ａ）は、外側から内側に向かうに従い前記回転部側に傾斜するようにテーパ状に形成され、前記回転部とともに前記平板部が回転することで、前記テーパ状に形成された前記平板部の前記回転部側の平面が、前記第１電気導体の一方の脚部の正面（例えば、後述の正面１１Ｃ）及び前記第２電気導体の一方の脚部の正面（例えば、後述の正面１２Ｃ）に当接してこれら正面を押圧することが好ましい。

この発明では、回転部から延出されてその長径方向の両外側に延びる平板部を、回転部の先端に設ける。また、平板部の回転部側の平面を、外側から内側に向かうに従い回転部側に傾斜するようにテーパ状に形成する。
これにより、回転部とともに平板部が回転すると、平板部の回転部側の平面のうち、外側の部分から各電気導体の正面に当接し、回転が進むにつれてより内側の部分が各電気導体の正面に当接する。このとき、平板部の回転部側の平面が、外側から内側に向かうに従い回転部側に傾斜するようにテーパ状に形成されているため、より奥側に電気導体を押し込むことができ、各電気導体をより強く保持できる。ひいては、電気導体の保持位置のずれを調整できる。

本発明によれば、各電気導体の一方の脚部を保持した複数の保持部を移動させることで、複数の電気導体を円周方向に重ねながら円環状に整列させる電気導体の整列装置であって、保持部同士が互いに干渉することなく確実に電気導体を整列させることができる電気導体の整列装置を提供できる。

本発明の第１実施形態に係る整列装置の斜視図である。 第１実施形態に係る第２保持部及びスライド機構の後方斜視図である。 第１実施形態に係る第２上側保持部及びスライド機構の前方斜視図である。 第１実施形態に係る第２下側保持部及びスライド機構の前方斜視図である。 第１実施形態に係る第１保持部及びスライド機構の後方斜視図である。 第１実施形態に係る保持部の部分断面平面図である。 第１実施形態に係る整列装置の平面図であり、複数の保持部が径方向外側に後退して離散したときの状態を示す図である。 第１実施形態に係る整列装置の側面図であり、複数の保持部が径方向外側に後退して離散したときの状態を示す図である。 第１実施形態に係る整列装置の平面図であり、複数の保持部が径方向内側に前進して集合したときの状態を示す図である。 第１実施形態に係る整列装置の側面図であり、複数の保持部が径方向内側に前進して集合したときの状態を示す図である。 第１実施形態に係る整列装置によるコイル要素の整列方法を説明するための図であり、（Ａ）はコイル要素が円周方向に重ならない間隔で円環状に配列された状態を示す図であり、（Ｂ）はコイル要素が円周方向に重なりながら円環状に整列していく状態を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る保持部及び当該保持部に保持された第１コイル要素及び第２コイル要素の斜視図である。 第２実施形態に係る保持部を径方向内側から見たときの図である。 第２実施形態に係る保持部の回転部及び平板部の構成を示す図であり、（Ａ）はその前方斜視図であり、（Ｂ）はその後方斜視図である。 第２実施形態に係る保持部の平面図である。 本発明の第３実施形態に係る保持部及び当該保持部に保持された第１コイル要素及び第２コイル要素の斜視図である。 本発明の第３実施形態に係る保持部及び当該保持部に保持された第１コイル要素及び第２コイル要素が解放されるときの斜視図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。なお、第２実施形態の説明において、第１実施形態と同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。また、同一の動作及び効果についても、その説明を省略する。

［第１実施形態］
本発明の第１実施形態に係る整列装置は、電気導体としての略Ｕ字状の複数のコイル要素を、円周方向に重ねながら円環状に整列させるものである。ここで、コイル要素としては、回転電機のステータコアの各スロットにそれぞれ挿入され、互いの端部が接続されることでステータコイルを形成する回転電機用のコイル要素が用いられる。

図１は、本発明の第１実施形態に係る整列装置１の斜視図である。図１に示すように、整列装置１は、基台３と、複数の保持部５と、移動部としての複数のスライド機構７，７Ａと、同じく移動部としての２つのシリンダ機構９，９と、を備える。

基台３は、後述する複数のスライド機構７，７Ａを支持する。基台３は、４つの円柱状の基台脚部３１と、これら基台脚部３１により支持された円環状の平板部３３と、を備える。平板部３３の中央にある円孔３５の径は、回転電機のステータコアの径に対応して、例えばステータコアの径よりも若干大きく設定される。本実施形態に係る整列装置１では、円孔３５の下方に、図示しない回転電機のステータコアが配置され、整列装置１により整列されたコイル要素をステータコアの各スロットに挿入するための図示しない挿入装置が整列装置１とステータコアの間に配置される。これにより、整列装置１で円環状に整列した複数のコイル要素の脚部を、挿入装置によりステータコアの各スロット内に挿入することが可能となっている。

複数の保持部５は、図示しない略Ｕ字状の各コイル要素の一方の脚部の下部を保持する。図１に示すように、複数の保持部５は、基台３の平板部３３上に円環状に配置される。より詳しくは、複数の保持部５は、基台３の平板部３３上に放射状に設けられたスライド機構７，７Ａによりそれぞれ支持されて、２つのシリンダ機構９，９の駆動力により径方向に移動可能となっている。

また図１に示すように、複数の保持部５は、隣接する保持部５の位置が円環の中心軸Ｘ方向（高さ方向）に交互にずれて配置されている。より詳しくは、後述するスライド機構７，７Ａにより複数の保持部５が径方向内側に向かって前進して集合したときに、保持部５同士が干渉しないように、中心軸Ｘ方向に交互にずれて配置されている。

複数の保持部５は、後述するシリンダ機構９，９から直接駆動力を受けて移動する２つの第１保持部５１，５１と、第１保持部５１，５１の移動に従動する複数の第２保持部５２と、から構成される。ここで、本明細書において直接駆動力を受けるとは、後述するリンク機構を介さずに、シリンダ機構９，９の駆動力を受けることを意味する。
２つの第１保持部５１，５１は、互いに対向して配置され、隣接する第２保持部５２に対して中心軸Ｘ方向に沿って下方にずれて配置される。また、複数の第２保持部５２は、上側に配置される第２上側保持部５３と、下側に配置される第２下側保持部５５と、から構成され、これらが円周方向に交互に配置される。

複数の保持部５は、隣接する保持部５同士が互いに、Ｌ字状のリンク機構５７で結合される。このリンク機構５７により、第１保持部５１に隣接する第２保持部５２が第１保持部５１に結合され、この第１保持部５１に結合された第２保持部５２が、隣接する第２保持部５２に結合される。このようにして隣接する第２保持部同士が順次結合されることで、複数の第２保持部５２が第１保持部５１の移動に従動する。リンク機構５７については、後段で詳述する。

図２は、本実施形態に係る第２保持部５２及びスライド機構７の後方斜視図である。より詳しくは、図２では、交互に配置された第２上側保持部５３及び第２下側保持部５５と、これら保持部を支持する４つのスライド機構７を示している。
図２に示すように、各スライド機構７は、基台３の平板部３３上に取り付けられ、径方向に延びるスライドレール７１と、スライドレール７１に係合するスライドガイド７３と、スライドガイド７３に取り付けられ、スライドレール７１に沿って径方向に延びるガイド板７５と、を備える。第２上側保持部５３及び第２下側保持部５５は、スライドレール７１に係合してスライドレール７１上を移動するスライドガイド７３及びガイド板７５に案内されて、径方向に移動可能となっている。

第２上側保持部５３及び第２下側保持部５５はいずれも、スライドガイド７３の上面にそれぞれ取り付けられて径方向内側に延びる板状の接続部４を介して、スライドガイド７３に支持される。接続部４は、各保持部の円周方向の中央ではなく、一方側（図２では右側）に接続されており、これにより、複数の保持部５を密に集合させることが可能となっている。
また、第２上側保持部５３は、接続部４の上面に取り付けられたリンク機構５７により、隣接する一方の第２下側保持部５５と結合される。同時に、接続部４の下面に取り付けられたリンク機構５７により、隣接する他方の第２下側保持部５５と結合される。

リンク機構５７は、図２に示すように、短手部５７１及び長穴５７５が形成された長手部５７３からなるＬ字状の板状部材と、ボルト５７０と、で構成される。このリンク機構５７では、短手部５７１が一方の接続部４に固定される。長手部５７３に形成された長穴５７５は、ボルト５７０の頭部の径よりも小さく且つボルト５７０の軸部の径よりも僅かに大きい幅で形成される。この長穴５７５にボルト５７０の軸部が挿通され、長手部５７３とボルト５７０の頭部との間に隙間が確保された状態で、ボルト５７０が他方の接続部４に固定される。これにより、長穴５７５内の幅方向におけるボルト５７０の移動が規制される一方で、長穴５７５内の長さ方向におけるボルト５７０の移動が許容される。そのため、複数の保持部５は、隣接する保持部５の径方向への移動に従動して、径方向へ移動可能となっている。

図３は、本実施形態に係る第２上側保持部５３及びスライド機構７の前方斜視図である。また図４は、本実施形態に係る第２下側保持部５５及びスライド機構７の前方斜視図である。これら図３及び図４に示すように、第２上側保持部５３は、接続部４の上面４１側に取り付けられるのに対して、第２下側保持部５５は、接続部４の下面４３側に取り付けられる。これにより、第２上側保持部５３の中心軸Ｘ方向の位置と、第２下側保持部５５の中心軸Ｘ方向の位置は異なったものとなっている。

図５は、本実施形態に係る第１保持部５１及びスライド機構７Ａの後方斜視図である。図５に示すように、第１保持部５１は、上述の第２下側保持部５５と同様の構成であり、接続部４の下面４３側に取り付けられる。

第１保持部５１を支持するスライド機構７Ａは、基本的には上述のスライド機構７と同様の構成であり、スライドレール７１と、スライドガイド７３と、ガイド板７５と、を備える。
ただしスライド機構７Ａは、スライド機構７と異なり、後述するシリンダ機構９のロッドの先端に設けられた把持部により把持される被把持部４５をさらに備える。被把持部４５は、接続部４の上面に上方に突出して設けられており、シリンダ機構９の把持部の凹部に嵌合して把持される。これにより、シリンダ機構９の駆動力が、被把持部４５を介して第１保持部５１を支持するスライド機構７Ａに伝達される。

また、スライド機構７Ａは、第１保持部５１を支持するスライドガイド７３の径方向外側への移動を規制する外側ストッパー７１５を備える。外側ストッパー７１５は、径方向に略直交する方向に延設され、固定部材７１７により基台３の平板部３３上に固定されている。この外側ストッパー７１５がスライドガイド７３に当接することで、第１保持部５１を支持するスライドガイド７３の径方向外側への移動が規制される。

また、スライド機構７Ａは、第１保持部５１を支持するスライドガイド７３の径方向内側への移動を規制する内側ストッパー７１３を備える。内側ストッパー７１３は、スライドガイド７３から径方向外側に向かって延設された水平部７１１の下面から下方に向かって延設されており、基台３の平板部３３上に設けられた内側ストッパーボルト３３１に径方向外側から当接することで、第１保持部５１を支持するスライドガイド７３の径方向内側への移動が規制される。

図６は、本実施形態に係る保持部５の部分断面平面図である。ここで、複数の保持部５を構成する第１保持部５１、第２上側保持部５３及び第２下側保持部５５は、上述した通りその基本構成は同一であり、接続部４の上側に取り付けられるか下側に取り付けられるかの違いでしかない。従って、図６では、第２上側保持部５３を例に挙げて示し、この図６を参照して、保持部５の構成について詳しく説明する。

図６に示すように、第２上側保持部５３は、接続部４に取り付けられる保持部本体５３０と、保持部本体５３０の先端側に取り付けられる一対の爪部５３３，５３３と、を備える。
保持部本体５３０には、基端側に向かって凹んだ２つの凹部５３１，５３１と、これら凹部５３１，５３１間で先端側に向かって突出した突出部５３２が形成されている。
各爪部５３３は、基端側が各凹部５３１内に挿入された状態で保持部本体５３０に取り付けられる。各爪部５３３は先端側が拡開して延びており、この先端側と、保持部本体５３０の２つの凹部５３１，５３１間に設けられた突出部５３２とで略コの字形状を形成し、これらの間にコイル要素の一方の脚部を挿入可能となっている。

各爪部５３３は、保持部本体５３０の両側面に設けられた一対のチャック機構５３４，５３４により、それらの先端側と突出部５３２との間でコイル要素の一方の脚部を把持する。より詳しくは、一方の爪部５３３と突出部５３２との間で、一のコイル要素の一方の脚部を把持し、他方の爪部５３３と突出部５３２との間で、一のコイル要素に隣接する他のコイル要素の一方の脚部を把持する。なお、各コイル要素の他方の脚部は把持せず、把持しない他方の脚部が把持した一方の脚部よりも径方向内側に位置するようにして、各コイル要素の一方の脚部を把持する。

各チャック機構５３４は、挿通部５３５と、ばね５３６と、を備える。挿通部５３５は、基端側の頭部が保持部本体５３０の側面にボルト５３７で固定され、軸部の先端側が各爪部５３３の基端側を貫通して突出部５３２の内部にまで挿通される。各挿通部５３５は、互いの先端が当接し合うまで挿通される。ばね５３６は、各挿通部５３５の軸部に収縮した状態で巻回される。

以上の構成を備える第２上側保持部５３では、各爪部５３３の先端側と突出部５３２との間に、コイル要素の脚部を摺動させながら挿入する。すると、各爪部５３３の基端側が外側に押し拡げられる。このとき、ばね５３６の強い付勢力により、各爪部５３３の基端側が突出部５３２側に押圧される。これにより、各爪部５３３の先端側に、突出部５３２側への力が付与されることで、コイル要素の脚部が把持される。

図１に戻って、２つのシリンダ機構９，９は、それぞれ、上述した通り第１保持部５１に対して直接駆動力を付与する。図１に示すように、２つのシリンダ機構９，９は、基台３を介して対向配置されている。各シリンダ機構９は、支持台９０と、支持台９０に支持された円筒状のシリンダ９１と、シリンダ９１内を往復動可能に設けられた図示しないピストンと、ピストンに接続されたロッド９３と、ロッド９３の先端に設けられた把持部９５と、を備える。
各把持部９５には、その下面側に、上方に向かって凹んだ凹部９５１が形成されており、各凹部９５１が、上述の突設された被把持部４５に嵌合することで、被把持部４５が把持部９５により把持される。これにより、各シリンダ機構９の駆動力が、第１保持部５１を支持するスライド機構７Ａに伝達される。

以上の構成を備える本実施形態に係る整列装置１が動作することで、本発明に係る整列方法の実行が可能となっている。以下、本実施形態に係る整列装置１の動作について、図７〜図１１を参照しながら説明する。

ここで、図７及び図９は、本実施形態に係る整列装置１の平面図であり、図８及び図１０は、本実施形態に係る整列装置１の側面図である。図７及び図８は、複数の保持部５が径方向外側に後退して離散したときの状態を示す図であり、図９及び図１０は、複数の保持部５が径方向内側に前進して集合したときの状態を示す図である。また、図１１は、本実施形態に係る整列装置１によるコイル要素１０の整列方法を説明するための図であり、（Ａ）は、コイル要素１０が円周方向に重ならない間隔で円環状に配列された状態を示す図であり、（Ｂ）は、コイル要素１０が円周方向に重なりながら円環状に整列していく状態を示す図である。
なお、図７及び図９の平面図では、便宜上、保持部５が保持するコイル要素の記載を省略し、図８及び図１０の側面図では、便宜上、コイル要素及び保持部の一部の記載を省略している。また、図１１では、円孔３５の下方に配置されたステータコア１５も併せて示している。

先ず、図７及び図８に示すように、２つのシリンダ機構９，９を駆動させて、外側ストッパー７１５がスライドガイド７３に当接するまで、スライド機構７Ａにより第１保持部５１を径方向外側に後退させる。すると、第２保持部５２も、複数のリンク機構５７及びスライド機構７によって第１保持部５１の移動に従動し、径方向外側に後退する。これにより、複数の保持部５が全て、径方向外側に後退して離散した状態となる。

次いで、この状態で、各保持部５により各コイル要素１０の一方の脚部の下部を把持して保持する。これにより、図１１（Ａ）に示すように、複数のコイル要素１０は、円周方向に重ならない間隔で、円環状に配列される（本発明に係る整列方法の配列工程に相当）。なおこのとき、各コイル要素１０の他方の脚部は把持せず、把持しない他方の脚部が把持した一方の脚部よりも径方向内側に位置するようにして、各コイル要素１０の一方の脚部を把持する。

ここで、本実施形態で用いる複数のコイル要素１０は、１種類のコイル要素からなり、具体的には図８に示すような略Ｕ字状のコイル要素である。このコイル要素１０は、例えば、次のようにして成形される。先ず、直線状のコイル用平角線材を４本束にし、その略中央部に、第１平面上で略Ｓ字形状を呈するＳ字形状部を成形する。次いで、Ｓ字形状部よりも両端部側の脚部を、互いに近接する方向に折り曲げる。次いで、第１平面に略直交する第２平面に沿って、Ｓ字形状部の略中央部を捻りながら屈曲させることで、Ｓ字形状部を略頂点部分とした山形形状に成形する。これにより、略Ｕ字状のコイル要素１０が得られる。

このようにして得られたコイル要素１０は、脚部の断面が矩形状であるとともに、成形時に捻られている。そのため、コの字状の爪部５３３と突出部５３２との間で、一方の脚部の側面が爪部５３３及び突出部５３２に当接するようにして一方の脚部を把持することにより、把持しない他方の脚部は、自動的に把持した一方の脚部よりも径方向内側に配置される。

次いで、図９及び図１０に示すように、シリンダ機構９，９を駆動させて、内側ストッパー７１３が内側ストッパーボルト３３１に当接するまで、スライド機構７により第１保持部５１を径方向内側に前進させる。すると、第２保持部５２も、複数のリンク機構５７及びスライド機構７によって第１保持部５１の移動に従動し、径方向内側に前進する。これにより、複数の保持部５が全て、径方向内側に前進して集合した状態となる。

このとき、一方の脚部が各保持部５で把持された複数のコイル要素１０は、図１１（Ｂ）に示すように、ほぼ同時に径方向内側に前進することで、互いに円周方向に重なり合いながら、集合する（本発明に係る整列方法の整列工程に相当）。以上により、複数のコイル要素１０が、円周方向に重なりながら円環状に整列する。
なお、図９に示すように、円環状に整列したコイル要素１０の円環の径は、基台３の平板部３３に形成された円孔３５の径よりも小さく設定される。これにより、円環状に整列したコイル要素１０の脚部を、円孔３５の下方に配置されるステータコア１５のスロットに挿入し易いようになっている。

本実施形態に係る整列装置１によれば、以下の効果が奏される。
先ず本実施形態では、円環状に複数設けられた保持部５により、略Ｕ字状の各コイル要素１０の一方の脚部を保持し、複数のコイル要素１０を円周方向に重ならない間隔で円環状に配列させる。その後、スライド機構７，７Ａ及びシリンダ機構９により複数の保持部５を径方向内側に移動させることで、複数のコイル要素１０を円周方向に重ねながら円環状に整列させる。
これにより、複数のコイル要素１０を、互いに干渉しない領域まで広げて円環状に配列させ、そこからほぼ同時に径方向内側へ移動させるため、整列に要する時間を短縮できる。また、各コイル要素１０をほぼ同時に移動させて整列させるため、整列の順序によらず、複数のコイル要素１０を互いに干渉することなく容易に円環状に整列させることができる。

また本実施形態では、隣接する保持部５の位置が、複数の保持部５により形成される円環の中心軸Ｘ方向にずれて配置される。これにより、複数の保持部５を径方向内側に移動させたときに、隣接する保持部５同士が干渉するのを回避できる。

また本実施形態では、隣接する保持部５同士を互いにリンク機構５７で結合するとともに、複数の保持部５を、シリンダ機構９から直接駆動力を受けて移動する少なくとも一つ以上の第１保持部５１と、第１保持部５１の移動に従動する複数の第２保持部５２で構成する。
これにより、隣接する保持部５同士がリンク機構５７で結合されているため、第１保持部５１がシリンダ機構９から直接駆動力を受けて移動すると、それに従動して第２保持部５２も移動する。従って、複数の保持部５を容易にほぼ同時に移動させることができるうえ、保持部５ごとに駆動源を設ける必要がないため、装置を小型化できる。

また本実施形態に係る整列装置１により実行される整列方法によれば、上述の効果と同様の効果が奏される。

［第２実施形態］
本発明の第２実施形態に係る整列装置２は、保持部及び接続部の構成が異なる点以外は、上述の第１実施形態に係る整列装置１と同一の構成である。また、第１実施形態では１種類のコイル要素１０を円環状に整列させたが、本実施形態に係る整列装置２では、互いに形状の異なる２種類の第１コイル要素及び第２コイル要素を円環状に整列させる。

以下、本実施形態に係る整列装置２の保持部の構成について、図１２〜図１５を参照しながら詳しく説明する。
図１２は、本実施形態に係る整列装置２の保持部６及び保持部６に保持された第１コイル要素１１及び第２コイル要素１２の斜視図である。より詳しくは、図１２は、複数の保持部６を構成する第２上側保持部６３及び第２下側保持部６５に保持された第１コイル要素１１及び第２コイル要素１２の斜視図である。
図１２に示すように、保持部６は、接続部４０の先端側に一体成形されている。また、複数の保持部６を構成する第１保持部６１（図示せず）、第２上側保持部６３及び第２下側保持部６５の基本構成は同一であり、接続部４の上側に取り付けられるか下側に取り付けられるかの違いでしかない点は、第１実施形態と同様である。具体的には、第１保持部６１及び第２下側保持部６５は接続部４の下側に取り付けられており、第２上側保持部６３は接続部４の上側に取り付けられている。従って、図１２〜１５では、第２上側保持部６３を例に挙げて示し、これら図１２〜１５を参照して、保持部６の構成について詳しく説明する。

ここで、第１コイル要素１１及び第２コイル要素１２はいずれも、上述のコイル要素１０と同様に、Ｓ字形状部の略中央部を捻りながら屈曲させることで、Ｓ字形状部を略頂点部分とした山形形状に成形された略Ｕ字状のコイル要素である。ただし、第２コイル要素１２は第１コイル要素１１よりも小さなＵ字状であり、第２コイル要素１２が第１コイル要素１１の内周に嵌合するように成形されている。

図１２に示すように、本実施形態に係る整列装置２では、第１コイル要素１１の一方の脚部と第２コイル要素１２の一方の脚部を一組として、これを各保持部６で保持する。これにより、第１コイル要素１１と第２コイル要素１２を円周方向に交互により密に整列させることが可能となっている。

第２上側保持部６３は、接続部４に取り付けられる保持部本体６３０と、保持部本体６３０の先端側に設けられた第１側面部及び第２側面部としての第１爪部６３１及び第２爪部６３２と、を備える。
保持部本体６３０は、基端側から先端側に向かうに従い、一端側に徐々に幅広となるように形成されている。第１爪部６３１及び第２爪部６３２は、保持部本体６３０の先端面の両端部側に一体成形され、保持部本体６３０と第１爪部６３１及び第２爪部６３２は、一体構造となっている。

第１爪部６３１及び第２爪部６３２は、それぞれ、平面視略Ｌ字状に形成されており、互いの内側面が対向するように設けられている。各爪部は、短手部が保持部本体６３０の先端面の一端側に一体成形されており、長手部が先端側に延びて設けられている。
図１２に示すように動作時には、第１側面部としての第１爪部６３１の内側面６３１Ａには、第１コイル要素１１の一方の脚部の一の側面１１Ａが当接する。同様に、第２側面部としての第２爪部６３２の内側面６３２Ａには、第２コイル要素１２の一方の脚部の側面１２Ａが当接する。

また第２上側保持部６３は、チャック機構として、保持部本体６３０の先端面の中央部に、回転部６３３と、平板部６３４と、を備える。
図１３は、整列装置２の保持部６を径方向内側から見たときの図である。図１４は、整列装置２の保持部６の回転部６３３及び平板部６３４の構成を示す図であり、（Ａ）はその前方斜視図であり、（Ｂ）はその後方斜視図である。

図１３及び図１４に示すように、回転部６３３は、後述するモータ６３６及びその出力軸（回転軸Ｙ）が挿通されたハウジング６３７と一体形成されている。これにより、回転部６３３は、第１爪部６３１及び第２爪部６３２の間で、これら爪部に対して略平行な回転軸Ｙを中心に回転可能となっている。動作時には、回転部６３３は、第１コイル要素１１の一方の脚部の他の側面１１Ｂと、第２コイル要素１２の一方の脚部の他の側面１２Ｂに当接する。

回転部６３３は、回転軸Ｙ方向に延びる楕円柱状に形成されている。回転部６３３の短径は、回転部６３３の長径方向を略鉛直方向としたときに、回転部６３３と各爪部の内側面との間に各コイル要素の一方の脚部が挿通可能な程度の間隔が確保されるように設定される。
また、回転部６３３は、先端側（平板部６３４側）に向かうに従い、その径が若干小さくなっている。

従って、回転部６３３の長径方向を略鉛直方向とすることで、第１爪部６３１と回転部６３３との間に、第１コイル要素１１の一方の脚部を挿入するのに十分な間隔が確保される。同様に、第２爪部６３２と回転部６３３との間に、第２コイル要素１２の一方の脚部を挿入するのに十分な間隔が確保される。
一方、この状態から、回転部６３３を所定角度回転（右回り又は左回りいずれも可能であり、例えば、平板部６３４の向きが水平方向から３８度前後となるように回転。以下、同様。）させることで、第１爪部６３１と回転部６３３との間隔が十分に狭められ、これらの間で第１コイル要素１１の一方の脚部が把持される。同様に、第２爪部６３２と回転部６３３との間隔が十分に狭められ、これらの間で第２コイル要素１２の一方の脚部が把持される。
なお、複数の回転部６３３の回転動作は、図示しない制御部により複数のモータ６３６を制御することで同期制御される。

平板部６３４は、回転部６３３の先端に設けられ、回転部６３３からその長径方向の両外側に所定長さ延出されている。即ち、平板部６３４は、その中央部で回転部６３３と結合されている。
また、平板部６３４の回転部６３３側の平面６３４Ａは、外側から内側に向かうに従い回転部６３３側に傾斜するテーパ状に形成されている。即ち、平板部６３４は、外側ほどその厚みが薄くなるように形成されている。これにより、回転部６３３とともに平板部６３４が回転し、テーパ状の平面６３４Ａが、第１コイル要素１１の一方の脚部の正面１１Ｃ及び第２コイル要素１２の一方の脚部の正面１２Ｃに当接してこれら正面を押圧することで、各コイル要素がより各爪部の奥側に押し込まれ、より強く把持される。
なお、平板部６３４の延出長さは、回転部６３３が上述の所定角度回転したときに、テーパ状の平面６３４Ａが、第１コイル要素１１の一方の脚部の正面１１Ｃ及び第２コイル要素１２の一方の脚部の正面１２Ｃに当接し、これら正面を十分に押圧できる程度に設定される。

なお、図１３に示すように、第１爪部６３１の内側面６３１Ａ及び第２爪部６３２の内側面６３２Ａには、外側に向かって凹んだ凹部が形成されており、その凹部には滑り止めのウレタンゴム６３１Ｂ，６３２Ｂが取り付けられている。これにより、第１コイル要素１１及び第２コイル要素１２それぞれの一方の脚部を、より確実に把持して保持することが可能となっている。

図１５は、整列装置２の保持部６の平面図である。より詳しくは、回転部６３３の長径方向を略鉛直方向とした状態から、回転部６３３を所定角度回転させることで、第１コイル要素１１の一方の脚部と第２コイル要素１２の一方の脚部が把持されたときの状態を示す平面図である。
図１５に示すように、保持部本体６３０の中央部内には、モータ６３６と、モータ６３６の出力軸（回転軸Ｙ）が挿通されたハウジング６３７が設けられている。また、保持部本体６３０の両側部内には、ハウジング６３７を側方から固定して出力軸を固定する固定部６３８，６３８が設けられている。回転部６３３及び平板部６３４は、モータ６３６の駆動により、回転軸Ｙを中心として回転する。

本実施形態に係る整列装置２の動作については、保持部６の動作以外は、第１実施形態に係る整列装置１と同一である。
本実施形態に係る保持部６は、次のようにして、第１コイル要素１１及び第２コイル要素１２それぞれの一方の脚部を把持して保持する。

先ず、複数の保持部６が全て径方向外側に後退して離散した状態で、モータ６３６を駆動させて、回転部６３３の長径方向が略鉛直方向となるように回転部６３３を回転させる。これにより、第１爪部６３１と回転部６３３との間に、第１コイル要素１１の一方の脚部を挿入するのに十分な間隔が確保される。同様に、第２爪部６３２と回転部６３３との間に、第２コイル要素１２の一方の脚部を挿入するのに十分な間隔が確保される。またこのとき、平板部６３４の延在方向も、同様に略鉛直方向となる。

次いで、第１爪部６３１と回転部６３３との間に、第１コイル要素１１の一方の脚部を挿入する。また、第２爪部６３２と回転部６３３との間に、第２コイル要素１２の一方の脚部を挿入する。

挿入後、モータ６３６を駆動させて、回転部６３３を所定角度回転させる。これにより、第１爪部６３１と回転部６３３との間隔が十分に狭められ、これらの間で第１コイル要素１１の一方の脚部が把持される。同様に、第２爪部６３２と回転部６３３との間隔が十分に狭められ、これらの間で第２コイル要素１２の一方の脚部が把持される。

またこのとき、平板部６３４も回転部６３３とともに回転し、テーパ状の平面６３４Ａの外側の部分から、第１コイル要素１１の一方の脚部の正面１１Ｃ及び第２コイル要素１２の一方の脚部の正面１２Ｃに当接し、回転が進むにつれてより内側の部分がこれら正面に当接してこれら正面を押圧する。これにより、各コイル要素がより奥側に押し込まれ、より強く把持される。

なお、各コイル要素を円環状に整列させた後、各コイル要素の脚部を、円孔３５の下方に配置されたステータコア１５の各スロット内に挿入する際には、モータ６３６を駆動させて、回転部６３３の長径方向が略鉛直方向となるように回転部６３３を回転させる。これにより、第１爪部６３１と回転部６３３との間隔が十分に拡げられるとともに、第２爪部６３２と回転部６３３との間隔が十分に拡げられることで、把持されていた第１コイル要素１１及び第２コイル要素１２それぞれの一方の脚部が解放される。

本実施形態に係る整列装置２によれば、第１実施形態に係る整列装置１の効果に加えて、以下の効果が奏される。
本実施形態では、電気導体として、互いに形状の異なる第１コイル要素１１及び第２コイル要素１２を用いるとともに、第１コイル要素１１の一方の脚部と、第２コイル要素１２の一方の脚部を一組として、これを各保持部６で保持する。
これにより、互いに形状の異なる２種類のコイル要素を用いることでコイル要素をより密に重ねることができるとともに、２種類のコイル要素それぞれの一方の脚部を一組として各保持部６で保持することで、コイル要素ごとに保持部を設けた場合に比べて保持部６の数を減らすことができる。その結果、保持部６同士の干渉を回避でき、確実にコイル要素を円環状に整列させることができるうえ、装置を小型化できる。

ところで、例えば、ばねの付勢力により、コイル要素の脚部を２方向から挟持して保持する場合には、自ら解放することができないうえ、挟持する際には挟持面間に脚部を挿入して摺動させる必要がある。そのため、摩擦係数の大きい弾性体を複数本束にしたコイル要素を用いた場合には、コイル要素の形状バラツキを吸収できず、確実に保持できないおそれがある。
また、例えばコイル要素の脚部を４方向から挟み込もうとすると、別々の駆動機構を設ける必要があり、保持部が大型化する。この場合には、整列させる際に保持部同士が互いに干渉し、電気導体を整列させることができない。さらには、解放させようとすると、別途、駆動源による開閉機構が必要になり、保持部が大型化する。

これに対して本実施形態では、第１コイル要素１１の一方の脚部の一の側面１１Ａに当接する第１爪部６３１と、第２コイル要素１２の一方の脚部の一の側面１２Ａに当接する第２爪部６３２を保持部６に設けるとともに、これら爪部の間でこれら爪部に対して略平行な回転軸Ｙを中心に回転可能であり、且つ第１コイル要素１１の一方の脚部の他の側面１１Ｂ及び第２コイル要素１２の一方の脚部の他の側面１２Ｂに当接する回転部６３３を保持部６に設ける。また、この回転部６３３を、回転軸Ｙ方向に延びる楕円柱状に形成する。
これにより、楕円柱状の回転部６３３が回転することで、回転部６３３と第１爪部６３１との間隔及び回転部６３３と第２爪部６３２との間隔を変更することができ、各コイル要素の脚部を保持及び解放することができる。より詳しくは、これらの間隔を同時に縮小及び拡大できるため、第１コイル要素１１の脚部及び第２コイル要素１２の脚部を同時に保持及び解放できる。従って本実施形態によれば、簡易な構造により、コイル要素を強い力で確実に保持できるとともに、これを解放できる。また、保持部６を小型化でき、ひいては整列装置２を小型化できる。

また本実施形態では、回転部６３３からその長径方向の両外側に延出された平板部６３４を回転部６３３の先端に設ける。また、平板部６３４の回転部６３３側の平面６３４Ａを、外側から内側に向かうに従い回転部６３３側に傾斜するようにテーパ状に形成する。
これにより、回転部６３３とともに平板部６３４が回転すると、平板部６３４の回転部６３３側の平面６３４Ａのうち、外側の部分から各コイル要素の正面に当接し、回転が進むにつれてより内側の部分が各コイル要素の正面に当接する。このとき、平板部６３４の回転部６３３側の平面６３４Ａが、外側から内側に向かうに従い回転部６３３側に傾斜するようにテーパ状に形成されているため、各コイル要素の正面を押圧してより凹部の奥側に各コイル要素を押し込むことができ、各コイル要素をより強く保持できる。ひいては、コイル要素の保持位置のずれを調整できる。

［第３実施形態］
本発明の第３実施形態に係る整列装置３０は、保持部の構成が第２実施形態と相違する以外は、第２実施形態と同一の構成である。ここで、図１６は、第３実施形態に係る保持部８及び保持部８に保持された第１コイル要素１１及び第２コイル要素１２の斜視図である。また図１７は、第３実施形態に係る保持部８及び保持部８に保持された第１コイル要素１１及び第２コイル要素１２が解放されるときの斜視図である。

図１６及び図１７に示すように、本実施形態に係る整列装置３０の保持部８は、第２実施形態の保持部６が、各スライド機構７，７Ａに対して上下２段で２つずつ設けられたものに相当する。上下２段に設けられた保持部６，６は、それぞれ接続部４０，４０と一体成形されており、これら接続部４０，４０の基端側は、中間部材４００を介して接続されている。これにより、本実施形態では、上下２段の保持部６，６で脚部を把持するため、安定してコイル要素の脚部を保持することが可能となっている。

また、上下２段の保持部６，６は、それぞれ、互いに隣接する上下２段の保持部６，６と水平方向に並んで配置されている。ここで、第１実施形態の保持部５では、幅寸法が比較的大きいため、隣接する爪部同士の干渉を回避すべく第２上側保持部５３及び第２下側保持部５５を高さ方向に交互にずらして配置する必要がある。これに対して、第２実施形態の保持部６では幅寸法が小さいため、本実施形態のように、上下２段の保持部６，６を、互いに隣接する上下２段の保持部６，６と水平方向に並んで配置させることが可能となっている。

なお、図１７に示すように、上下２段に設けられた平板部６３４，６３４は、各平板部の向き（延出方向）を略鉛直方向としたときに、互いに干渉することがない程度の長さで延出されている。これにより、複数の保持部８が集合した状態で、コイル要素の把持及び解放が可能となっている。

本実施形態に係る整列装置３０は、第２実施形態に係る整列装置２と同様に動作し、同様の効果が奏される。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良は本発明に含まれる。
例えば上記実施形態では、電気導体として回転電機用のコイル要素を用いたがこれに限定されず、略Ｕ字状に成形された電気導体であればよい。
また、第１実施形態では１種類のコイル要素１０を用い、第２実施形態では２種類の第１コイル要素１１及び第２コイル要素１２を用いたがこれに限定されない。例えば、これらのコイル要素は、いずれの実施形態においても用いることができ、また、いずれの実施形態においてもより多くの種類のコイル要素を用いることもできる。
また上記実施形態では、シリンダ機構を２つ設け、これに対応して第１保持部５１（６１）を２つ設けたが、シリンダ機構及び第１保持部５１（６１）の数は特に限定されない。

１，２，３…整列装置
５，６，８…保持部
７，７Ａ…スライド機構（移動部）
９…シリンダ機構（移動部）
１０…コイル要素（電気導体）
１１…第１コイル要素（第１電気導体）
１２…第２コイル要素（第２電気導体）
１１Ａ，１２Ａ…一の側面
１１Ｂ，１２Ｂ…他の側面
１１Ｃ，１２Ｃ…正面
５１…第１保持部
５２…第２保持部
５７…リンク機構
６３１…第１爪部（第１側面部）
６３２…第２爪部（第２側面部）
６３３…回転部
６３４…平板部
６３４Ａ…平面
Ｘ…中心軸（円環の中心軸）
Ｙ…回転軸

Claims (2)

1. 略Ｕ字状の複数の電気導体を円周方向に重ねながら円環状に整列させる電気導体の整列装置であって、
   各電気導体の一方の脚部を保持する複数の保持部と、
   前記複数の保持部を移動させることで、前記複数の電気導体を円周方向に重ねながら円環状に整列させる移動部と、を備え、
   前記複数の電気導体は、第１電気導体と、前記第１電気導体とは形状の異なる第２電気導体と、から構成され、
   前記複数の保持部は、
   それぞれ、前記第１電気導体の一方の脚部と、前記第２電気導体の一方の脚部と、を保持するとともに、
   前記第１電気導体の一方の脚部の一の側面に当接する第１側面部と、
   前記第２電気導体の一方の脚部の一の側面に当接する第２側面部と、
   前記第１側面部と前記第２側面部の間でこれら側面部に対して略平行な回転軸を中心に回転可能に設けられ、且つ前記第１電気導体の一方の脚部の他の側面、及び前記第２電気導体の一方の脚部の他の側面に当接する回転部と、を備え、
   前記回転部は、前記回転軸方向に延びる楕円柱状に形成され、
   前記回転部が回転することで、前記第１電気導体の一方の脚部及び前記第２電気導体の一方の脚部が保持及び解放されることを特徴とする電気導体の整列装置。
2. 前記保持部は、前記回転部の先端に設けられ、且つ前記回転部から延出されてその長径方向の両外側に延びる平板部をさらに備え、
   前記平板部の前記回転部側の平面は、外側から内側に向かうに従い前記回転部側に傾斜するようにテーパ状に形成され、
   前記回転部とともに前記平板部が回転することで、前記テーパ状に形成された前記平板部の前記回転部側の平面が、前記第１電気導体の一方の脚部の正面及び前記第２電気導体の一方の脚部の正面に当接してこれら正面を押圧することを特徴とする請求項１に記載の電気導体の整列装置。

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