(57)【要約】  位置決め装置の一例である溶接端部の位置決め装置（２）は、ステータコア（１８）を支持するベース部材（１０）と、その上面に配置された位置決め具（４）と、それを駆動する駆動機構（１６）とを有している。位置決め具（４）は、第１プレート（６）と第２プレート（８）とを有している。第１プレート（６）は内径リング（３２）とその上面に固定された環状のプレート本体（３６）とを有し、第２プレート（８）は外径リング（３８）とその上面に固定されたプレート本体（４２）とを有している。プレート本体（３６）とプレート本体（４２）にはそれぞれ先端部対（２２）を個別に区画して挿入する挿入孔（６２，６２′）が形成されており、これらのプレート本体（３６，４２）を逆向きに回転させることにより位置決めがなされる。各先端部対（２２）は位置決め具（４）が無い状態で径方向の位置を揃えられ、その後に位置決め具（４）がセットされる。
2019182144.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コアの端面から突出したコイルセグメントの先端部のうちそれぞれ前記コアの径方向で対向する先端部の対により構成される複数の先端部対の位置決めをする方法であって、
前記各先端部対を対毎に区画して挿入可能な第１挿入孔が、前記コアの周方向に直列状に且つ前記径方向に複数列を形成するように設けられた第１部材と、前記第１部材の前記各第１挿入孔に対応する第２挿入孔を有する第２部材とを用意し、
それぞれ前記第１挿入孔及び前記第２挿入孔に挿入可能な程度に位置が調整された前記各先端部対を、前記第１部材の前記第１挿入孔及び、前記第１部材に対して前記コアの軸方向に重なるように配置された前記第２部材の前記第２挿入孔に、それぞれ挿入し、
前記第１部材及び／又は前記第２部材を前記コアの軸心回りに回転させて、前記第１挿入孔と前記第２挿入孔とが前記コアの軸方向に重なる範囲を狭めることにより、前記第１挿入孔及び前記第２挿入孔に挿入されている前記各先端部対を構成する各先端部の、前記周方向の位置を揃えることを特徴とする、コイルセグメントの位置決め方法。
【請求項２】
請求項１に記載のコイルセグメントの位置決め方法であって、
前記第１部材と前記第２部材を互いに反対周りに回転させて、前記第１挿入孔と前記第２挿入孔とが前記コアの軸方向に重なる範囲を狭めることを特徴とする、コイルセグメントの位置決め方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のコイルセグメントの位置決め方法であって、
前記第１挿入孔と前記第２挿入孔のうち少なくとも一方の挿入孔は、前記第１部材及び／又は前記第２部材の前記回転に応じた該少なくとも一方の挿入孔の回転方向の後方側で、前記径方向の幅が前記回転方向の前方側に比べて狭くなっており、前記第１部材及び／又は前記第２部材の前記回転により、前記各先端部対を構成する各先端部の前記周方向の位置を揃えると同時に、該各先端部を前記径方向に相互に接触させることを特徴とするコイルセグメントの位置決め方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載のコイルセグメントの位置決め方法であって、
前記コアの端面から突出するコイルセグメントの先端部には、前記先端部対を形成しない１以上の独立先端部が含まれ、
前記第１部材には、前記各独立先端部をそれぞれ挿入可能な第３挿入孔が設けられ、前記第２部材には、前記各独立先端部をそれぞれ挿入可能な第４挿入孔が設けられ、
前記調整後の前記各先端部対を前記第１挿入孔及び前記第２挿入孔に挿入する際に、前記各独立先端部を、前記第３挿入孔及び前記第４挿入孔にそれぞれ挿入し、
前記各独立先端部の位置は、前記第１部材及び／又は前記第２部材の前記回転に影響されないことを特徴とするコイルセグメントの位置決め方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載のコイルセグメントの位置決め方法であって、
前記第１挿入孔及び前記第２挿入孔のうち、前記先端部対を挿入する際に前記コアに近い方にある一方の挿入孔の内側面が、前記コアに近い側で、前記第１部材及び／又は前記第２部材の前記回転に応じた該一方の挿入孔の回転方向の後方側に拡がっていることを特徴とするコイルセグメントの位置決め方法。
【請求項６】
コアの端面から突出したコイルセグメントの先端部のうちそれぞれ前記コアの径方向で対向する先端部の対により構成される複数の先端部対を、対毎に区画して挿入可能な第１挿入孔が、前記コアの周方向に直列状に且つ前記径方向に複数列を形成するように設けられた第１部材と、
前記第１部材の前記各第１挿入孔に対応する第２挿入孔を有し、前記先端部対が前記第１挿入孔及び前記第２挿入孔に挿入された状態では前記第１部材に対して前記コアの軸方向に重なるように配置される第２部材とを備え、
前記第１部材及び／又は前記第２部材を、前記コアの軸心回りに、前記第１挿入孔と前記第２挿入孔とが前記コアの軸方向に重なる範囲を狭める方向へ回転可能であることを特徴とするコイルセグメントの位置決め具。
【請求項７】
請求項６に記載のコイルセグメントの位置決め具であって、
前記第１部材と前記第２部材の双方を、前記コアの軸心回りに、前記第１挿入孔と前記第２挿入孔とが前記コアの軸方向に重なる範囲を狭める方向へ回転可能であることを特徴とする、コイルセグメントの位置決め具。
【請求項８】
請求項６又は７に記載のコイルセグメントの位置決め具であって、
前記第１挿入孔と前記第２挿入孔のうち少なくとも一方の挿入孔は、前記第１部材及び／又は前記第２部材の前記回転に応じた該少なくとも一方の挿入孔の回転方向の後方側で、前記径方向の幅が前記回転方向の前方側に比べて狭くなっていることを特徴とするコイルセグメントの位置決め具。
【請求項９】
請求項６乃至８のいずれか一項に記載のコイルセグメントの位置決め具であって、
前記第１部材は、前記コアの端面から突出するコイルセグメントの先端部のうち前記先端部対を形成しない１以上の独立先端部をそれぞれ挿入可能な第３挿入孔を備え、
前記第２部材は、前記各独立先端部をそれぞれ挿入可能な第４挿入孔を備えることを特徴とするコイルセグメントの位置決め具。
【請求項１０】
請求項６乃至９のいずれか一項に記載のコイルセグメントの位置決め具であって、
前記第１挿入孔及び前記第２挿入孔のうち、前記先端部対を挿入する際に前記コアに近い方に来る一方の挿入孔の内側面が、前記コアに近い側で、前記第１部材及び／又は前記第２部材の前記回転に応じた該一方の挿入孔の回転方向の後方側に拡がっていることを特徴とするコイルセグメントの位置決め具。
【請求項１１】
請求項６乃至１０のいずれか一項に記載のコイルセグメントの位置決め具と、
前記第１部材と前記第２部材とをそれぞれ異なる向きに回転させる駆動機構とを有していることを特徴とするコイルセグメントの位置決め装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載のコイルセグメントの位置決め装置であって、
前記第１部材と前記第２部材とを支持するベース部材と、
前記第１部材に設けられた第１操作部材と、
前記第２部材に設けられた第２操作部材とを備え、
前記駆動機構は、前記第１操作部材と前記第２操作部材とを接近又は離間させることにより前記第１部材と前記第２部材とをそれぞれ異なる向きに回転させることを特徴とするコイルセグメントの位置決め装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータや発電機等の回転電機又はトランス等の電磁機器に用いられるコイルを構成するコイルセグメントの端部の位置決め方法、コイルセグメントの位置決め具及びコイルセグメントの位置決め装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、回転電機のステータでは、断面が矩形の平角線をＵ字状に折り曲げて形成したコイルセグメントをコアのスロットに挿入し、コアの端面から突出したコイルセグメントの挿入方向先端部をコアの径方向で隣り合う層毎に周方向に逆向きに折り曲げ、径方向で対向する先端部同士を電気的に接続することにより複数のコイルセグメントが直列に繋がったコイルを形成することが知られている。
コイルセグメントの挿入方向先端部の自由端側は予めエナメルやポリイミド樹脂等からなる絶縁被膜を剥離された剥離部となり、この剥離部同士がコアの径方向で突き合わせられた状態でアーク溶接やレーザ溶接等により接合される。【０００３】
この種のコイルを構成するコイルセグメントには、単にコイルの構成単位となる通常のコイルセグメントと、給電端子や出力端子、あるいはコモン導体に電気的に接続されるリード用コイルセグメントがある。
通常のコイルセグメントは、Ｕ字形状における一対のスロット挿入部（直線部）の長さが等しく、リード用コイルセグメントは例えば片方のスロット挿入部のみが長い異形セグメントである。
以下では、通常のコイルセグメントを通常セグメント、リード用コイルセグメントを異形セグメントと称する。【０００４】
コアの端面から突出したコイルセグメントの一対の先端部は、コアの径方向で隣り合う層に位置しており、それぞれコアの周方向に反対向きに且つ斜めに折り曲げられる（ツイスト加工）。ツイスト加工では、剥離部はコアの軸方向に沿った直線形状を維持される。
折り曲げ後にコアの径方向で対向する剥離部（溶接端部と同義）同士を電気的に接続することにより、複数のコイルセグメントが直列に接続された、コアを略一周するコイルを形成することができる。
さらに、一周目の終わりのコイルセグメントと二周目の始めのコイルセグメントとを接続することによりいわゆる周回移りがなされ、これが繰り返されることにより、コイルセグメントの環状配置体が直列に接続された、コアを複数回周回するコイルを形成することができる。【０００５】
コイルセグメントの剥離部同士の溶接に先立って、対向する剥離部同士のコアの周方向の位置ずれの修正（位置揃え）と、コアの径方向の位置ずれの修正（突き合わせ）がなされる。
特許文献１には、対向するセグメント端部対（剥離部対）を挿入する挿入窓を有する環状のプレートを２枚用い、各プレートを逆方向に回転させてセグメント端部の複数対を拘束して、コアの周方向及び径方向の位置決めを一挙的に行うセグメント位置決め装置が提案されている。
その各プレートの挿入窓は、スロット形状に対応した開口形状でスロット数に対応した数配置されている。従って、１つの挿入窓には、１つのスロット内に配置される数のセグメント端部からなるセグメント端部対群が挿入される。
そして、各プレートを回転したときに互いに接近する各プレートの挿入窓の辺縁には、対向する位置に突出部が設けられており、セグメント端部対が突出部同士のオーバラップによって区画される領域で挟まれて拘束されることによって位置決めがなされるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４１１４５８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１の構成によれば、各挿入窓が１つのスロット内に配置される全てのセグメント端部を挿入できるように単一穴として開口されているので、ツイスト加工後にコアの径方向で対向するセグメント端部対の位置がある程度ばらついても、挿入されるべきセグメント端部対群の挿入が可能となる。
しかしながら、各セグメント端部対の位置がばらついた状態で挿入された場合、各セグメント端部対が上記突出部で区画される領域に正確に位置付けられるとは限らず、実際には溶接されるべきセグメント端部対間に突出部が進入して分離されるという不具合を生じることも多い。【０００８】
このため、挿入窓にセグメント端部対群を挿入した後、突出部で区画される領域に各セグメント端部対が位置するように各セグメント端部対の位置ずれを修正するための位置揃え工程が必要となる。
しかしながら、プレートの挿入窓にセグメント端部対を挿入した後では、プレートの上面から突出したセグメント端部対の高さが低く、且つ、プレートの存在が邪魔になるため、位置揃え動作を狭小なスペース内で行わなければならず、その作業が非常に煩雑で且つ面倒であった。
また、突出部で区画される領域に合わせて位置揃え動作を行うためさらに動作が制限され、煩雑・面倒さが助長される。
さらに、この種の位置決めでは、その機能上プレートの厚みを大きく取れないが、特許文献１の構成ではプレート面積に対する挿入窓の開口率が大きいため、機械的強度が低いという問題も抱えていた。【０００９】
本発明は、このような現状に鑑みて創案されたもので、コイルセグメント先端部の位置決めの作業効率を向上させるとともに、位置決め用部材の強度を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明は、コアの径方向で対向する先端部の対により構成される先端部対の位置調整が容易な状態で大まかな位置調整を行い、その整列性を利用して、先端部対を区画して挿入可能な挿入孔を有する部材を用いて各先端部対を構成する先端部の位置を揃えることにより、位置決めの作業効率の向上と位置決め用部材の強度向上の両立を図ることとした。【００１１】
即ち、この発明のコイルセグメントの位置決め方法は、コアの端面から突出したコイルセグメントの先端部のうちそれぞれ上記コアの径方向で対向する先端部の対により構成される複数の先端部対の位置決め方法であって、上記各先端部対を対毎に区画して挿入可能な第１挿入孔が、上記コアの周方向に直列状に且つ上記径方向に複数列を形成するように設けられた第１部材と、上記第１部材の上記各第１挿入孔に対応する第２挿入孔を有する第２部材とを用意し、それぞれ上記第１挿入孔及び上記第２挿入孔に挿入可能な程度に位置が調整された上記各先端部対を、上記第１部材の上記第１挿入孔及び、上記第１部材に対して上記コアの軸方向に重なるように配置された上記第２部材の上記第２挿入孔に、それぞれ挿入し、上記第１部材及び／又は上記第２部材を上記コアの軸心回りに回転させて、上記第１挿入孔と上記第２挿入孔とが上記コアの軸方向に重なる範囲を狭めることにより、上記第１挿入孔及び上記第２挿入孔に挿入されている上記各先端部対を構成する各先端部の、上記周方向の位置を揃えるものである。【００１２】
このような位置決め方法において、上記第１部材と上記第２部材を互いに反対周りに回転させて、上記第１挿入孔と上記第２挿入孔とが上記コアの軸方向に重なる範囲を狭めるとよい。
さらに、上記第１挿入孔と上記第２挿入孔のうち少なくとも一方の挿入孔は、上記第１部材及び／又は上記第２部材の上記回転に応じたその少なくとも一方の挿入孔の回転方向の後方側で、上記径方向の幅が上記回転方向の前方側に比べて狭くなっており、上記第１部材及び／又は上記第２部材の上記回転により、上記各先端部対を構成する各先端部の上記周方向の位置を揃えると同時に、その各先端部を上記径方向に相互に接触させるとよい。【００１３】
さらに、上記コアの端面から突出するコイルセグメントの先端部には、上記先端部対を形成しない１以上の独立先端部が含まれ、上記第１部材には、上記各独立先端部をそれぞれ挿入可能な第３挿入孔が設けられ、上記第２部材には、上記各独立先端部をそれぞれ挿入可能な第４挿入孔が設けられ、上記調整後の上記各先端部対を上記第１挿入孔及び上記第２挿入孔に挿入する際に、上記各独立先端部を、上記第３挿入孔及び上記第４挿入孔にそれぞれ挿入し、上記各独立先端部の位置は、上記第１部材及び／又は上記第２部材の上記回転に影響されないものであるとよい。
さらに、上記第１挿入孔及び上記第２挿入孔のうち、上記先端部対を挿入する際に上記コアに近い方にある一方の挿入孔の内側面が、上記コアに近い側で、上記第１部材及び／又は上記第２部材の上記回転に応じたその一方の挿入孔の回転方向の後方側に拡がっているとよい。【００１４】
また、この発明の位置決め具は、コアの端面から突出したコイルセグメントの先端部のうちそれぞれ上記コアの径方向で対向する先端部の対により構成される複数の先端部対を、対毎に区画して挿入可能な第１挿入孔が、上記コアの周方向に直列状に且つ上記径方向に複数列を形成するように設けられた第１部材と、上記第１部材の上記各第１挿入孔に対応する第２挿入孔を有し、上記先端部対が上記第１挿入孔及び上記第２挿入孔に挿入された状態では上記第１部材に対して上記コアの軸方向に重なるように配置される第２部材とを備え、上記第１部材及び／又は上記第２部材を上記コアの軸心回りに、上記第１挿入孔と上記第２挿入孔とが上記コアの軸方向に重なる範囲を狭める方向へ回転可能なものである。【００１５】
このような位置決め具において、上記第１部材と上記第２部材の双方を、上記コアの軸心回りに、上記第１挿入孔と上記第２挿入孔とが上記コアの軸方向に重なる範囲を狭める方向へ回転可能であるとよい。
さらに、上記第１挿入孔と上記第２挿入孔のうち少なくとも一方の挿入孔は、上記第１部材及び／又は上記第２部材の上記回転に応じたその少なくとも一方の挿入孔の回転方向の後方側で、上記径方向の幅が上記回転方向の前方側に比べて狭くなっているとよい。
さらに、上記第１部材が、上記コアの端面から突出するコイルセグメントの先端部のうち上記先端部対を形成しない１以上の独立先端部をそれぞれ挿入可能な第３挿入孔を備え、上記第２部材は、上記各独立先端部をそれぞれ挿入可能な第４挿入孔を備えるとよい。【００１６】
さらに、上記第１挿入孔及び上記第２挿入孔のうち、上記先端部対を挿入する際に上記コアに近い方に来る一方の挿入孔の内側面が、上記コアに近い側で、上記第１部材及び／又は上記第２部材の上記回転に応じたその一方の挿入孔の回転方向の後方側に拡がっているとよい。【００１７】
また、この発明の位置決め装置は、上記のいずれかの位置決め具と、上記第１部材と上記第２部材とをそれぞれ異なる向きに回転させる駆動機構とを有するものである。
このような位置決め装置において、上記第１部材と上記第２部材とを回転可能に支持するベース部材と、上記第１部材に設けられた第１操作部材と、上記第２部材に設けられた第２操作部材とを設け、前記駆動機構が上記第１操作部材と上記第２操作部材とを接近又は離間させることにより上記第１部材と上記第２部材とをそれぞれ異なる向きに回転させるとよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、コイルセグメント先端部の位置決めの作業効率を向上させることができるとともに、位置決め用部材の強度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係る位置決め装置の概要断面図である。
【図２】図１で示した位置決め装置における位置決め具の要部平面図である。
【図３】図２で示した位置決め具における第１プレートのプレート本体の平面図である。
【図４】図２で示した位置決め具における第２プレートのプレート本体の平面図である。
【図５】図３で示した第１プレートのプレート本体と図４で示した第２プレートのプレート本体とを重ね合わせた平面図で、位置決め前の状態を示す図である。
【図６】図５で示した状態から第１プレートと第２プレートとを互いに逆向きに回転させた位置決め状態を示す平面図である。
【図７Ａ】位置決め動作を示す図で、位置決め前における第１プレートの挿入孔と第２プレートの対応挿入孔との重なり状態を示す図である。
【図７Ｂ】図７Ａの状態から位置決めを行った後の状態を示す図である。
【図８Ａ】位置決め動作における異形セグメントの先端部と異形挿入孔との関係を示す図で、位置決め前における第１プレートの異形挿入孔と第２プレートの対応異形挿入孔との重なり状態を示す図である。
【図８Ｂ】図８Ａの状態から位置決めを行った後の状態を示す図である。
【図９】位置決め時の第１プレートの挿入孔と第２プレートの対応挿入孔との重なり状態を示す断面図である。
【図１０】この発明の位置決め方法の実施形態の手順を示すフローチャートである。
【図１１】他の例における第１プレートのプレート本体の平面図である。
【図１２】他の例における第２プレートのプレート本体の平面図である。
【図１３】コイルセグメントの先端部のツイスト加工について説明するための図である。
【図１４】ツイスト加工後のコイルセグメントの先端部の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について図を参照して説明する。
図１及び図２を参照して、本発明の一実施形態に係る位置決め装置及び位置決め具を説明する。
【００２１】
位置決め装置２は、位置決め具４と、位置決め具４の第１プレート６と第２プレート８とを回転可能に支持するベース部材１０と、第１プレート６を回転させるための第１操作部材１２と、第２プレート８を回転させるための第２操作部材１４と、これらの第１操作部材１２と第２操作部材１４とを接近又は離間させることにより第１プレート６と第２プレート８とをそれぞれ異なる向きに回転させる駆動機構１６とを有している。位置決め装置２及び位置決め具４は、それぞれこの発明の位置決め装置及び位置決め具の実施形態である。第１プレート６及び第２プレート８は、それぞれ第１部材及び第２部材の一例である。
【００２２】
ベース部材１０には、ワークの一例であるステータコア１８が、コア２０の端面から突出したコイルセグメントの先端部対２２を上向きにして支持されている。
ベース部材１０は、コア２０の下端を載置面２４ａで支持する円筒状のベース本体２４と、ベース本体２４の上面に固定されたフランジ２６と、位置決め具４を支持する支持リング２８と、フランジ２６と支持リング２８との間にコア２０の周方向に間隔をおいて複数配置された支柱３０とを有している。
【００２３】
第１プレート６は、内径リング３２と、該内径リング３２の上面にネジ３４で固定された環状のプレート本体３６とを有している。
第２プレート８は、外径リング３８と、該外径リング３８の上面にネジ４０で固定された環状のプレート本体４２とを有している。
外径リング３８の下面には内径リング３２の下端を支持するための台座リング４４がネジ４６で固定されている。
台座リング４４がベース部材１０の支持リング２８の段差面に支持されることにより、第１プレート６と第２プレート８とがそれぞれ、ベース部材１０に対して回転可能に支持されている。
【００２４】
図２に示すように、第１操作部材１２は、コア２０の周方向に延びる固定片１２ａと、コア２０の径方向に延びる操作片１２ｂとを含むＬ字状に形成されている。固定片１２ａは、２本のネジ５０で図１に示した内径リング３２に固定されている。
第２操作部材１４も同様に、コア２０の周方向に延びる固定片１４ａと、コア２０の径方向に延びる操作片１４ｂとを含むＬ字状に形成されている。固定片１４ａは、２本のネジ５０で図１に示した外径リング３８に固定されている。
【００２５】
駆動機構１６は、第１操作部材１２の操作片１２ｂに固定された駆動片５２と、第２操作部材１４の操作片１４ｂに固定された駆動片５４と、駆動片５４を貫通して駆動片５２に螺合された長ボルトからなる駆動ネジ５６とを有している。
駆動片５２と駆動片５４との間には、図１に示した支持リング２８に固定された間隔保持部材５８が配置されており、駆動片５２と駆動片５４とが間隔保持部材５８に当接する位置が位置決め具４による位置決め位置である。
【００２６】
駆動ネジ５６を駆動片５２への螺合量が多く（ねじ込み長さが長く）なるように回転すると、第１プレート６のプレート本体３６がコア２０の周方向の一方向（Ｒ１方向）に、第２プレート８のプレート本体４２が逆方向（Ｒ２方向）に、同時に回転する。駆動ネジ５６を駆動片５２への螺合量が少なく（ねじ込み長さが短く）なるように回転すると、プレート本体３６とプレート本体４２はそれぞれ上記のケースとは逆向きに回転する。
【００２７】
第２プレート８のプレート本体４２にはコア２０の周方向に間隔をおいて、第１プレート６のプレート本体３６を固定しているネジ３４の頭部が移動するための長穴４２ａが形成されている。従って、プレート本体３６とプレート本体４２は上下に、即ちコア２０の軸方向に重なるように配置され、コア２０の軸心回りに長穴４２ａの周方向の範囲と対応する角度範囲内で相対的に回転可能となっている。
【００２８】
図２は、駆動ネジ５６を、駆動片５２への螺合量が多くなるように、駆動片５２と駆動片５４とが間隔保持部材５８に当接するまで回転させた状態を示している。これは、プレート本体３６、４２に形成された後述の挿入孔の重なり範囲が狭くなって先端部対２２の位置決めがなされた状態に該当する。
駆動ネジ５６の回転は、モータ等の駆動源により自動的に行っても、工具等により人手で行ってもよい。
【００２９】
コア２０の周方向に放射状に配置されたスロットにＵ字状のコイルセグメントを挿入して形成されるコイルでは、上述したように、コア２０の端面から突出した先端部をコアの径方向で隣り合う層毎に周方向にツイスト加工し、径方向で対向する先端部同士を電気的に接続する。
Ｕ字状のコイルセグメントをスロットに挿入した状態では先端部の位置にばらつきがあり、そのままではツイスト加工に用いるツイスト治具に先端部を挿入できないため、一般的に、ツイスト加工を行う前に、各層の先端部の径方向における位置揃え動作が行われ、その後にツイスト加工が行われる。
【００３０】
ツイスト加工機の精度が十分に高ければ、ツイスト加工を行うと同時に、ツイスト加工後に、各コイルセグメントの各先端部の位置が、溶接等により接続されるべき相手である他のコイルセグメントの先端部とコア２０の径方向で対向して先端部対を形成し、かつ当該先端部対が、後述する挿入孔へ挿入可能である位置に来るように調整することができる。
【００３１】
すなわち、ツイスト加工後には、図１に示すように、径方向における先端部対２２間の隙間は略一定となる。図１において、符号２３は異形セグメント（リード用コイルセグメント）のリード側先端部を示しており、ツイスト加工と同時に、通常セグメントの先端部対２２と異形セグメントのリード側先端部２３との径方向の隙間も略一定とすることができる。なお、リード側先端部は、図１に表れるように、他の先端部との間で先端部対を構成しない独立先端部である。
なお、先端部対を構成する各先端部の精密な位置調整は、位置決め具４により行うため、この時点での位置調整は、各先端部対及びリード側先端部を後述する挿入孔に挿入できる程度の精度で比較的ラフな位置調整として実現されていればよい。
【００３２】
このようなツイスト加工には、例えば図１３に示すように、コイルセグメントの先端部が形成する層（図１３の例では６層）と対応するツイスト治具１５０〜１５５であって、それぞれＤ１〜Ｄ６の径であり、当該層のコイルセグメントの先端部を収容する収容部を備えるツイスト治具を用いて行うことができる。例えば、内側から順に２層ずつ、当該２層と対応する２つのツイスト治具の各収容部に当該層のコイルセグメントの各先端部を挿入した状態で、矢印Ｒ１１，Ｒ１２で示すように２つのツイスト治具を逆向きに回転させればよい。
【００３３】
このことにより、コア２０の端面から突出した各層のコイルセグメントの先端部のうち、ツイスト治具１５０〜１５５の収容部に収容された先端側所定長さの部分の直立状態を維持しつつ、コア２０の端面に近い部分を、層毎に逆向きにツイストすることができる。また、リード側先端部２３を、ツイスト加工時に収容部に収容されない位置に避けておくことにより、ツイスト加工から除外することもできる。
図１４に、以上のツイスト加工後のコイルセグメントの先端部の例を示す。
また、ツイスト加工の方法は、以上のものに限られず、例えば、特開２００３−２５９６１３号公報に記載の手法を用いることができる。
【００３４】
ただし、いずれの場合も、ツイスト加工機の精度が十分でない場合、ツイスト加工後に、各先端部対を構成する、コア２０の径方向で対向する先端部の間の位置ずれが生じることがある。この位置ずれは、先端部対を構成すべき１対の先端部が十分に近接していないという意味のずれであったり、先端部対の位置が挿入孔と合っていないという意味のずれであったり、それら両方であったりする。
【００３５】
このような位置ずれを解消し、後述する挿入孔への先端部対の挿入を容易・確実ならしめるために、ツイスト加工後、位置決め具４による位置決めを行う前に、先端部対２２の径方向の位置揃え動作を行ってもよい。この位置揃え動作は、例えば特開２００５−２２４０２８号公報に記載の位置決め機構を採用するなど、適宜公知の手法を用いて行うことができる。ツイスト加工機の特性に合わせ、発生し得る位置ずれに合わせた位置揃えを行うことが好ましく、例えば、先端部対の径方向の間隔にずれが生じやすいのであれば、位置揃え動作として径方向の間隔揃えを行えばよい。
【００３６】
このようなツイスト加工後の位置揃え動作は、位置決め具４がセットされる前の干渉が少ないスペースで行うとよい。また、位置揃え動作は、各先端部対及びリード側先端部を後述する挿入孔に挿入できる程度の精度で比較的ラフな位置調整として行えばよい。周方向の位置揃えが含まれていてもよい。
【００３７】
その位置決め具４は、コア２０の端面から突出したコイルセグメントの先端部のうちコア２０の径方向で対向する１対の先端部によりそれぞれ構成される複数の先端部対２２を、それぞれ溶接等により接続するのに先立って、各先端部対２２を構成する先端部の位置決めを行うための位置決め具である。
以下にその位置決め具４の具体的構成及び動作を説明する。
【００３８】
図３は、第１プレート６のプレート本体３６の平面図である。符号６０Ａはコア２０から通常セグメントのみが突出する部分と対応する整然領域を、符号６０Ｂは通常セグメントと異形セグメントとが混在してコア２０から突出する部分に対応する混在領域を示している。
【００３９】
整然領域６０Ａには、通常セグメントの先端部対２２を対毎に区画して挿入可能な挿入孔６２（第１挿入孔）がコア２０の周方向に直列状に且つコア２０の径方向に複数列（ここでは３列）を形成するように複数設けられている。
挿入孔６２は、径方向の内側の列の挿入孔６２ａと、中央の列の挿入孔６２ｂと、外側の列の挿入孔６２ｃとの３種類を含む。内側の挿入孔６２ａと外側の挿入孔６２ｃは、中央の挿入孔６２ｂに比べて径方向の幅を大きくしている。これは、挿入孔への挿入時に依然として先端部対２２の位置が多少ばらついている場合も考慮して、先端部対２２を各挿入孔６２ａ〜６２ｃに少しでも挿入し易くするためである。
また、これらの挿入孔６２ａ、６２ｂ、６２ｃは、位置決め時のプレート本体３６の回転方向（Ｒ１方向）における後端側が、コア２０の径方向の幅が徐々に狭くなるテーパ形状である。
【００４０】
混在領域６０Ｂには、通常セグメントの先端部対２２を対毎に区画して挿入可能な挿入孔６２ａ、６２ｂ、６２ｃと、異形セグメントのリード側先端部２３を挿入するための異形挿入孔６４（第３挿入孔）とが混在して設けられている。
異形挿入孔６４は、長方形状であり、径方向の幅が大きい内側の異形挿入孔６４ａと、周方向に細長い外側の異形挿入孔６４ｂとの２種類を含む。異形挿入孔６４は位置決め機能を持たないので、テーパ形状は有していない。
【００４１】
図４は、第２プレート８のプレート本体４２の平面図である。プレート本体４２には、プレート本体３６の挿入孔６２（６２ａ、６２ｂ、６２ｃ）にそれぞれ対応する対応挿入孔６２′（６２ａ′、６２ｂ′、６２ｃ′）（第２挿入孔）と、異形挿入孔６４（６４ａ、６４ｂ）に対応する対応異形挿入孔６４′（６４ａ′、６４ｂ′）（第４挿入孔）とが形成されている。対応挿入孔６２′とは、挿入孔６２と協働して先端部対の位置決めをするもので、例えば形状が挿入孔６２と同じで周方向の向きが逆のものである。対応異形挿入孔６４′は位置決め機能を持たないので、挿入孔６４と向きの違いはない。
【００４２】
図５は第１プレート６のプレート本体３６と、第２プレート８のプレート本体４２とをコア２０の軸方向（先端部対２２の挿入方向）に重ねた状態を示している。この状態では、挿入孔６２と対応挿入孔６２′、異形挿入孔６４と対応異形挿入孔６４′の重なりの範囲は大きい。
この状態で、先端部対２２及びリード側先端部２３の、位置決め具４への挿入が行われる。
【００４３】
例えば、図２に示した駆動機構１６を一体に有した位置決め具４を、図１に示したステータコア１８の上方から嵌合してこの挿入を行うことができる。
位置決め具４のプレート本体３６、４２の各挿入孔に先端部対２２及びリード側先端部２３が挿入されて位置決め具４がベース部材１０の上面に載置された後、駆動機構１６の駆動ネジ５６が、各プレートの挿入孔の重なり範囲が狭くなるように回転操作される。回転後、即ち位置決め後の状態を図６に示す。
【００４４】
挿入孔６２ｂを代表して、先端部対２２等の挿入動作と位置決め動作について図７Ａ及び図７Ｂを参照して説明する。
図７Ａは、挿入孔６２ｂと対応挿入孔６２ｂ′の重なりの範囲が大きい状態で、先端部対２２（先端部２２ａ，２２ｂ）が挿入孔６２ｂ及び対応挿入孔６２ｂ′に挿入された状態を示している。各先端部対２２は、その位置が調整されているため、余裕をもって挿入孔６２ｂと対応挿入孔６２ｂ’の重なりの範囲内に挿入される。
【００４５】
この状態では通常、セグメントの先端部２２ａと先端部２２ｂの間には、コア２０の周方向に位置ずれｄ１があり、径方向に隙間ｄ２がある。このまま先端部２２ａと先端部２２ｂとを溶接して接続しようとすると、溶接品質が低くなりまた不具合を生じ易いので、位置決めを行う。逆に言えば、この後位置決め具４を用いた精密な位置決めを行うので、先端部対２２を挿入孔６２ｂ及び対応挿入孔６２ｂ′に挿入する際には、その挿入が可能な程度に各先端部２２ａ、２２ｂの位置が調整されていれば、位置ずれｄ１や隙間ｄ２が残る程度の精度でよい。なお、各先端部２２ａ、２２ｂの位置の調整は、各先端部２２ａ、２２ｂ間の相対的な位置の調整だけでなく、先端部対２２と、これを挿入する挿入孔６２ｂ及び対応挿入孔６２ｂ′との位置合わせも含む。
【００４６】
次に、図２に示した駆動ネジ５６が回転操作されて、第１プレート６と第２プレート８とがそれぞれ矢示Ｒ１，Ｒ２で示すように互いに反対向きに回転すると、図７Ｂに示すように、挿入孔６２ｂと対応挿入孔６２ｂ′との重なり範囲が徐々に狭くなり、先端部２２ａと２２ｂは挿入孔６２ｂのテーパ面６２ｂ−１と対応挿入孔６２′のテーパ面６２ｂ′−１とで、径方向と周方向に押圧されて径方向の隙間ｄ２が無くなり、相互に接触する。
また、先端部２２ａと２２ｂは挿入孔６２ｂの後端面６２ｂ−２と対応挿入孔６２′の後端面６２ｂ′−２とで拘束されて、周方向の位置ずれｄ１が無い状態に揃えられる。即ち先端部対２２の周方向と径方向の位置決めが同時的になされる。
【００４７】
一方、図８Ａは、異形挿入孔６４ｂと対応異形挿入孔６４ｂ′の重なりの範囲が大きい状態で、異形セグメントのリード側先端部２３が異形挿入孔６４ｂ及び対応異形挿入孔６４ｂ′に挿入された状態を示している。リード側先端部２３は、その位置が調整されているため、余裕をもって異形挿入孔６４ｂと対応異形挿入孔６４′の重なりの範囲内に挿入される。異形挿入孔６４ａと対応異形挿入孔６４ａ′とについても同様である。
【００４８】
異形挿入孔６４ｂと対応異形挿入孔６４ｂ′の大きさは、図７Ｂに示した状態まで第１プレート６と第２プレート８とが逆向きに回転され先端部対２２の位置決めがなされた状態でも、図８Ｂに示すように、リード側先端部２３が拘束されないように設定されている。このため、先端部対２２の位置決めの際に、リード側先端部２３の位置は変わらない。
【００４９】
即ち、異形セグメントのリード側先端部２３は溶接対象ではないので、位置決めを行う必要はないが、先端部対２２の位置決め動作に支障を来さないように第１プレート６と第２プレート８とに挿通され、先端部対２２の位置決め動作全体を通して非拘束状態を維持される。非拘束状態を維持するのは、リード側先端部２３では、他のセグメントを拘束しようとする高さの位置は絶縁被膜に覆われているため、他の部品を当てて絶縁被膜に傷がつき、不具合の原因となってしまうことを防止するためである。
【００５０】
図９に示すように、先端部対２２を形成する先端部２２ａ、２２ｂは、ツイスト加工で曲げられた状態で径方向で対向する。そこで、先端部対２２を構成する先端部（ここでは先端部２２ｂ）の曲がり部で位置決めが阻害されないように、第１プレート６及び第２プレート８のうち、コア２０により近い側に位置する第１プレート６のプレート本体３６における挿入孔６２ｂの後端面６２ｂ−２の下端には、先端部２２ｂの曲がり部に沿った湾曲面６２ｂ−３が形成されている。すなわち、挿入孔６２ｂの内周において、後端面６２ｂ−２は、位置決め動作時の第１プレート６の回転方向Ｒ１の後方側に拡がっている。このため、先端部２２ｂの曲がり部が挿入孔６２ｂに干渉して位置決め動作が妨げられることがない。
挿入孔６２ａ、６２ｃについても同様である。
【００５１】
上記のように、本実施形態におけるコイルセグメント先端部の位置決め方法では、一例として、図１０に示すように、コイルセグメントの先端部のツイスト加工の際に、またはツイスト加工後に、ツイスト加工された先端部対２２の位置を、第１プレート６と第２プレート８の挿入孔に挿入可能な程度に大まかに調整してから（Ｓ１１）、第１プレート６の挿入孔６２及び第２プレート８の対応挿入孔６２′に挿入する（Ｓ１２）。またこのとき、各リード側先端部２３を、第１プレート６の異形挿入孔６４及び第２プレート８の対応異形挿入孔６４′に挿入する。その後、駆動機構１６により、第１プレート６と第２プレート８とをそれぞれ異なる向きに回転させ、第１プレート６の挿入孔６２と第２プレート８の対応挿入孔６２′との重なり範囲を狭くすることにより、先端部対２２の位置決めを行う（Ｓ１３）。
【００５２】
この方法によれば、ステップＳ１１で先端部の位置が揃えられた状態で先端部対２２を各挿入孔に挿入するため、先端部対２２を各挿入孔に対ごとに容易に挿入することができる。
また、第１プレート６と第２プレート８に形成される挿入孔はそれぞれ独立しているので、特許文献１のものと比較してプレート面積に対する挿入孔の開口率が小さく、よって第１プレート６と第２プレート８の機械的強度を高めることができる。
また、第１プレート６と第２プレート８が存在しない、コイルセグメントの先端部にアクセスし易い状態で、当該先端部対の位置を挿入孔に挿入可能な位置に調整できるので、作業が容易であり、結果として位置決め動作の作業効率を向上させることができる。
【００５３】
上記実施形態では、通常セグメントの先端部対を挿入する挿入孔と異形セグメントの先端部を挿入する挿入孔とが混在する位置決め具の例を示したが、通常セグメントの先端部対を挿入する挿入孔のみを有する位置決め具の例を図１１及び図１２を参照して説明する。
なお本実施形態では、異形セグメントは通常セグメントが突出する側とは反対側のコアの端面から突出する構成である。そのため、位置決めを行う側のセグメントは通常セグメントのみであり、異形挿入孔は必要ない。
【００５４】
図１１は、第１プレートの内径リングの上面にネジで固定される環状のプレート本体６６の平面図である。図１１において、符号６６ａはネジ挿通孔を示している。
プレート本体６６には、先端部対２２を対毎に区画して挿入可能な挿入孔６８がコア２０の周方向に直列状に且つコア２０の径方向に複数列（ここでは４列）を形成するように複数設けられている。本例では、コア２０の１つのスロットに挿入されるコイルセグメントの先端部の数は８である。
【００５５】
挿入孔６８は、コア２０の径方向内側から外側に向かって順に、挿入孔６８ａ、６８ｂ、６８ｃ、６８ｄの４種類である。これらの挿入孔は相似形であり、内側から外側に向かって、径方向の幅及び周方向の幅が徐々に大きくなっている。これは径方向の位置によって回転による周方向の変位量が異なることに基づいている。
挿入孔６８ａ、６８ｂ、６８ｃ、６８ｄは、図３及び図４の場合と同様に、位置決め時のプレート本体６６の回転方向（Ｒ１方向）における後端側において径方向の幅が徐々に狭くなるテーパ形状を有している。
【００５６】
図１２は、第２プレートの外径リングの上面にネジで固定される環状のプレート本体７０の平面図である。図１２において、符号７０ａはネジ挿通孔を、７０ｂは第１プレートのプレート本体６６を固定しているネジの頭部が移動するための長穴を示している。
プレート本体７０には、プレート本体６６の挿入孔６８（６８ａ、６８ｂ、６８ｃ、６８ｄ）に対応する対応挿入孔６８′（６８ａ′、６８ｂ′、６８ｃ′、６８ｄ′）が形成されている。
プレート本体７０はプレート本体６６の上面に、コア２０の軸方向に重なるように配置され、図１乃至図１０を用いて説明した実施形態と同様に用いられる。挿入孔と対応挿入孔との重なり範囲を狭めることによる位置決め機能等も当該実施形態と同様であるので説明は省略する。
【００５７】
上記各実施形態ではプレート本体の形状を中央部が開口された環状としたが、円板形状としてもよい。また、位置決めの対象とするコイルセグメントの先端部を挿入する挿入孔を形成可能であれば、第１プレート及び第２プレートに代えて、プレート状以外の形状の部材を用いることも可能である。
【００５８】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、種々の変形・変更が可能である。
例えば、上述した実施形態では、挿入孔６２及び対応挿入孔６２′の回転方向後端側の幅が徐々に狭くなる構成について説明したが、このことは必須ではなく、回転方向全長に亘ってほぼ同じ幅でもよい。この場合、第１プレート６及び第２プレート８の回転による先端部対２２の径方向の位置決めはできないが、周方向の位置決めは、上述した実施形態の場合と同様に行うことができる。
図９に示した湾曲面６２ｂ−３も必須ではない。
【００５９】
また、位置決め動作時に、第１プレート６と第２プレート８の双方を移動させることも、必須ではない。第１プレート６と第２プレート８のうち一方を固定し、他方を移動させる構成であっても、当該移動により、第１プレート６と第２プレート８との間の相対的な位置関係が、コア２０の軸心回りに回転する方向に変化して、挿入孔６２と対応挿入孔６２′とがコア２０の軸方向に重なる範囲を狭めれば、上述した実施形態の場合と概ね同様な位置決めが可能である。
【００６０】
ただし、先端部対を各プレートの挿入孔に挿入する際には、一定の隙間が必要であるため、第１プレート６と第２プレート８の一方のみを移動させて位置決めを行うと、位置決めに伴い、その隙間の分だけ、先端部対２２の位置がコア２０の周方向に移動してしまうことになる。第１プレート６と第２プレート８の双方を移動させて位置決めを行えば、このような移動が防止でき、より好ましい。
【００６１】
また、上述した本発明の構成は、一部のみ取り出して実施することもできるし、以上の説明の中で述べた変形は、相互に矛盾しない限り任意に組み合わせて適用可能である。本発明の実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を例示したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施形態に記載されたものに限定されるものではない。
【符号の説明】
【００６２】
２…位置決め装置、４…位置決め具、６…第１プレート、８…第２プレート、１２…第１操作部材、１４…第２操作部材、１６…駆動機構、２０…コア、２２…先端部対、２２ａ，２２ｂ…コイルセグメントの先端部、２３…リード側先端部、６２，６２ａ，６２ｂ，６２ｃ…挿入孔、６２′，６２ａ′，６２ｂ′，６２ｃ′…対応挿入孔、６４，６４ａ，６４ｂ…異形挿入孔、６４′，６４ａ′，６４ｂ′…対応異形挿入孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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