(57)【要約】      （修正有）【課題】複数のあるいは多層のコイルセグメントからなるコイルを容易にかつ迅速に組立てることができるコイル組立装置、コイル組立方法及び回転電機の製造装置を提供する。【解決手段】コイル組立装置は、複数のコイルセグメント１７Ｓを順次搬送する搬送手段と、搬送された複数のコイルセグメントを放射方向外側から挿入可能な複数のセグメント保持部１０９が円環状に配列されており中心軸Ｃの回りを回転可能なセグメント配置体と、セグメント配置体が第１の所定角度回転する毎に複数のコイルセグメントの各々の１対のスロット挿入部のうちの一方のスロット挿入部１７ｂを１つのセグメント保持部に案内して挿入させ、一方のスロット挿入部の挿入から第２の所定角度回転した際に、１対のスロット挿入部のうちの他方のスロット挿入部１７ｃを他の１つのセグメント保持部に案内して挿入させるように構成されたガイド手段１１２と、を備えている。【選択図】図２Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々が互いに略平行に延びる１対のスロット挿入部と該１対のスロット挿入部を連結する渡り部とからなる複数のコイルセグメントを順次搬送する搬送手段と、
前記搬送手段によって搬送された前記複数のコイルセグメントを放射方向外側からそれぞれ挿入可能な複数のセグメント保持部が周方向に沿って円環状に配列されており、中心軸の回りを回転可能なセグメント配置体と、
前記セグメント配置体が第１の所定角度回転する毎に前記複数のコイルセグメントの各々の前記１対のスロット挿入部のうちの一方のスロット挿入部を前記複数のセグメント保持部の１つのセグメント保持部に案内して挿入させ、該一方のスロット挿入部の挿入から第２の所定角度回転した際に、前記１対のスロット挿入部のうちの他方のスロット挿入部を前記複数のセグメント保持部の他の１つのセグメント保持部に案内して挿入させるように構成されたガイド手段と
を備えていることを特徴とするコイル組立装置。
【請求項２】
前記ガイド手段は前記１対のスロット挿入部のうちの前記一方のスロット挿入部が当該少なくとも１つのガイド手段と前記セグメント配置体との間を通過し、前記１対のスロット挿入部のうちの前記他方のスロット挿入部が当該ガイド手段の前記セグメント配置体とは反対側を通過するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のコイル組立装置。
【請求項３】
前記ガイド手段は、単一のガイド部材からなる１段構成を有していることを特徴とする請求項２に記載のコイル組立装置。
【請求項４】
前記ガイド手段は、外側ガイド部材と、該外側ガイド部材より前記セグメント配置体の中心軸に近い側に位置する内側ガイド部材とからなる２段構成を有しており、前記内側ガイド部材の前記セグメント配置体における周方向の長さが、前記外側ガイド部材の前記セグメント配置体における周方向の長さより短いことを特徴とする請求項２に記載のコイル組立装置。
【請求項５】
前記搬送手段は、前記１対のスロット挿入部のうちの前記他方のスロット挿入部を把持して搬送し、前記１対のスロット挿入部のうちの前記一方のスロット挿入部を前記複数のセグメント保持部の前記１つのセグメント保持部に挿入した状態で前記他方のスロット挿入部を前記ガイド手段上に載せるように構成されていることを特徴とする請求項２から４のいずれか１項に記載のコイル組立装置。
【請求項６】
前記セグメント配置体は前記中心軸が水平となるように配置されており、前記ガイド手段が前記セグメント配置体の上方に配置されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のコイル組立装置。
【請求項７】
前記セグメント配置体の前記複数のセグメント保持部は、前記セグメント配置体の周方向に沿って円環状に配列され放射方向に伸長する複数のブレードによってそれらの間に形成されており、該複数のブレードの放射方向の高さが前記複数のコイルセグメントの層数に応じて調整可能に構成されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のコイル組立装置。
【請求項８】
前記セグメント配置体の前記複数のセグメント保持部内に配置された前記複数のコイルセグメントが前記複数のセグメント保持部から離脱しないように支持する離脱防止手段をさらに備えていることを特徴とする１から７のいずれか１項に記載のコイル組立装置。
【請求項９】
前記離脱防止手段は、前記セグメント配置体の周面に当接する当接部材を有しており、該当接部材の当接圧が前記複数のコイルセグメントの層数に応じて調整可能に構成されていることを特徴とする請求項８に記載のコイル組立装置。
【請求項１０】
前記当接部材が前記セグメント配置体の回転に伴って連れ回りするベルト体であることを特徴とする請求項９に記載のコイル組立装置。
【請求項１１】
前記セグメント配置体の前記複数のセグメント保持部内に保持された複数のコイルセグメントを、前記セグメント配置体の中心軸方向に押し出す押し出し機構をさらに備えていることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載のコイル組立装置。
【請求項１２】
各々が互いに略平行に延びる１対のスロット挿入部と該１対のスロット挿入部を連結する渡り部とからなる複数のコイルセグメントを放射方向外側からそれぞれ挿入可能な複数のセグメント保持部が周方向に沿って円環状に配列されたセグメント配置体を用意し、該セグメント配置体が第１の所定角度回転する毎に前記複数のセグメント保持部の１つのセグメント保持部に前記複数のコイルセグメントの各々の前記１対のスロット挿入部のうちの一方のスロット挿入部を案内して挿入し、前記セグメント配置体が前記一方のスロット挿入部の挿入から第２の所定角度回転した際に、前記１対のスロット挿入部のうちの他方のスロット挿入部を前記複数のセグメント保持部の他の１つのセグメント保持部に案内して挿入することを特徴とするコイル組立方法。
【請求項１３】
各々が互いに略平行に延びる１対のスロット挿入部と該１対のスロット挿入部を連結する渡り部とからなる複数のコイルセグメントを順次搬送する搬送手段と、前記搬送手段によって搬送された前記複数のコイルセグメントを放射方向外側からそれぞれ挿入可能な複数のセグメント保持部が周方向に沿って円環状に配列されており、中心軸の回りを回転可能なセグメント配置体と、前記セグメント配置体が第１の所定角度回転する毎に前記複数のコイルセグメントの各々の前記１対のスロット挿入部のうちの一方のスロット挿入部を前記複数のセグメント保持部の１つのセグメント保持部に案内して挿入させ、該一方のスロット挿入部の挿入から第２の所定角度回転した際に、前記１対のスロット挿入部のうちの他方のスロット挿入部を前記複数のセグメント保持部の他の１つのセグメント保持部に案内して挿入させるように構成されたガイド手段とを備えたコイル組立装置を備えていることを特徴とする回転電機の製造装置。
【請求項１４】
線材を供給する線材供給部と、該線材供給部から供給された直線状の線材を互いに略平行に延びる１対のスロット挿入部と該１対のスロット挿入部を連結する渡り部とからなる所定の形状に同一平面内で曲げ加工する１次曲げ部と、該１次曲げ部によって曲げ加工された線材を前記同一平面と垂直な面内において曲げ加工する２次曲げ部と、該２次曲げ部によって曲げ加工されたコイルセグメントを回転電機のスロットに対応させて組み立てるコイル組立装置とを備えており、
前記コイル組立装置が、各々が互いに略平行に延びる１対のスロット挿入部と該１対のスロット挿入部を連結する渡り部とからなる複数のコイルセグメントを順次搬送する搬送手段と、前記搬送手段によって搬送された前記複数のコイルセグメントを放射方向外側からそれぞれ挿入可能な複数のセグメント保持部が周方向に沿って円環状に配列されており、中心軸の回りを回転可能なセグメント配置体と、前記セグメント配置体が第１の所定角度回転する毎に前記複数のコイルセグメントの各々の前記１対のスロット挿入部のうちの一方のスロット挿入部を前記複数のセグメント保持部の１つのセグメント保持部に案内して挿入させ、該一方のスロット挿入部の挿入から第２の所定角度回転した際に、前記１対のスロット挿入部のうちの他方のスロット挿入部を前記複数のセグメント保持部の他の１つのセグメント保持部に案内して挿入させるように構成されたガイド手段とを備えていることを特徴とする回転電機の製造装置。
【請求項１５】
前記ガイド手段は前記１対のスロット挿入部のうちの前記一方のスロット挿入部が当該ガイド手段と前記セグメント配置体との間を通過し、前記１対のスロット挿入部のうちの前記他方のスロット挿入部が当該ガイド手段の前記セグメント配置体とは反対側を通過するように構成されていることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の回転電機の製造装置。
【請求項１６】
前記ガイド手段は、単一のガイド部材からなる１段構成を有していることを特徴とする請求項１５に記載の回転電機の製造装置。
【請求項１７】
前記ガイド手段は、外側ガイド部材と、該外側ガイド部材より前記セグメント配置体の中心軸に近い側に位置する内側ガイド部材とからなる２段構成を有しており、前記内側ガイド部材の前記セグメント配置体における周方向の長さが、前記外側ガイド部材の前記セグメント配置体における周方向の長さより短いことを特徴とする請求項１５に記載の回転電機の製造装置。
【請求項１８】
前記搬送手段は、前記１対のスロット挿入部のうちの前記他方のスロット挿入部を把持して搬送し、前記１対のスロット挿入部のうちの前記一方のスロット挿入部を前記複数のセグメント保持部の前記１つのセグメント保持部に挿入した状態で前記他方のスロット挿入部を前記ガイド手段上に載せるように構成されていることを特徴とする請求項１５から１７のいずれか１項に記載の回転電機の製造装置。
【請求項１９】
前記セグメント配置体は前記中心軸が水平となるように配置されており、前記ガイド手段が前記セグメント配置体の上方に配置されていることを特徴とする請求項１３から１８のいずれか１項に記載の回転電機の製造装置。
【請求項２０】
前記セグメント配置体の前記複数のセグメント保持部は、前記セグメント配置体の周方向に沿って円環状に配列され放射方向に伸長する複数のブレードによってそれらの間に形成されており、該複数のブレードの放射方向の高さが前記複数のコイルセグメントの層数に応じて調整可能に構成されていることを特徴とする請求項１３から１８のいずれか１項に記載の回転電機の製造装置。
【請求項２１】
前記セグメント配置体の前記複数のセグメント保持部内に配置された前記複数のコイルセグメントが前記複数のセグメント保持部から離脱しないように支持する離脱防止手段をさらに備えていることを特徴とする１３から２０のいずれか１項に記載の回転電機の製造装置。
【請求項２２】
前記離脱防止手段は、前記セグメント配置体の周面に当接する当接部材を有しており、該当接部材の当接圧が前記複数のコイルセグメントの層数に応じて調整可能に構成されていることを特徴とする請求項２１に記載の回転電機の製造装置。
【請求項２３】
前記当接部材が前記セグメント配置体の回転に伴って連れ回りするベルト体であることを特徴とする請求項２２に記載の回転電機の製造装置。
【請求項２４】
前記セグメント配置体の前記複数のセグメント保持部に保持された複数のコイルセグメントを、前記セグメント配置体の中心軸方向に押し出す押し出し機構をさらに備えていることを特徴とする請求項１３から２３のいずれか１項に記載の回転電機の製造装置。
【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（回転電気機械）におけるステータやロータのコイル形成に用いられるコイル組立装置、コイル組立方法及び回転電機の製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転電機におけるステータやロータのコイルとして、このステータ又はロータのコアの周方向に沿って配列された複数のスロットに、線材をＵ字形状に加工してなる複数のコイルセグメント（ヘアピン）をそれぞれ挿入し、これらコイルセグメントの自由端側を溶接等により互いに接合してコイルを形成したいわゆるセグメント型コイルが知られている。セグメント型コイルでは、巻回工程が不要であるため従来の巻線方式のコイルに比べてスロットの占積率を容易に向上させることができ、小型で高出力の回転電機を得ることができる。
【０００３】
この種のセグメント型コイルを組立てる場合、所定の形状に成形された複数のコイルセグメントを１つずつステータやロータのスロットに挿入していくことも可能であるが、この方法は、非常に手間がかかり生産効率を高めることができない。このため、整列治具を用いて複数のコイルセグメントをあらかじめ円環状に整列し、このように円環状に整列した複数のコイルセグメントを整列治具から引き抜いてステータやロータのスロットに挿入することが行われていた。
【０００４】
例えば特許文献１には、放射方向に傾斜して形成された複数のスロットを有する円柱状の整列治具を用い、コイルセグメントの一方のスロット挿入部を整列治具の軸方向に沿って形成された１つのスロットの内方端に挿入し、他方のスロット挿入部を周方向に所定間隔離れたスロットの外方端に挿入し、これを複数のセグメントについて行った後、外方端に挿入されたスロット挿入部を内方端側へ移動させて１周２層のセグメント組体を形成するコイル形成方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１３４７５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載されているコイル形成方法によると、各コイルセグメントの１対のスロット挿入部を整列治具の軸方向に移動させて２つのスロットにそれぞれ挿入する動作を複数回繰り返した後、挿入された複数のスロット挿入部がスロットの内方端側に移動するように軸中心に回動させる必要があり、効率の良い、迅速なコイル組立を行うことが難しかった。また、このコイル形成方法によると、１工程で２層のセグメント組立体しか形成できないため、例えば多層のセグメント組立体を形成する場合には多数工程を実施する必要があり、効率の良いコイル組立を行うことができなかった。
【０００７】
従って本発明の目的は、複数のコイルセグメントからなるコイルを迅速にかつ効率良く組立てることができるコイル組立装置、コイル組立方法及び回転電機の製造装置の提供ことにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、多層のコイルセグメントからなるコイルを容易にかつ迅速に組立てることができるコイル組立装置、コイル組立方法及び回転電機の製造装置の提供ことにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、コイル組立装置は、各々が互いに略平行に延びる１対のスロット挿入部とこれら１対のスロット挿入部を連結する渡り部とからなる複数のコイルセグメントを順次搬送する搬送手段と、搬送手段によって搬送された複数のコイルセグメントを放射方向外側からそれぞれ挿入可能な複数のセグメント保持部が周方向に沿って円環状に配列されており、中心軸の回りを回転可能なセグメント配置体と、セグメント配置体が第１の所定角度回転する毎に複数のコイルセグメントの各々の１対のスロット挿入部のうちの一方のスロット挿入部を複数のセグメント保持部の１つのセグメント保持部に案内して挿入させ、一方のスロット挿入部の挿入から第２の所定角度回転した際に、１対のスロット挿入部のうちの他方のスロット挿入部を複数のセグメント保持部の他の１つのセグメント保持部に案内して挿入させるように構成されたガイド手段と備えている。
【００１０】
セグメント配置体には複数のコイルセグメントを放射方向外側からそれぞれ挿入可能な複数のセグメント保持部が周方向に沿って円環状に配列されている。このため、コイルセグメントを円環状に配列されたセグメント保持部に放射方向外側からスムーズに挿入することができ、これらコイルセグメントを容易に円環状に配列することができる。さらに、ガイド手段が、セグメント配置体が第１の所定角度回転する毎に、コイルセグメントの一方のスロット挿入部を１つのセグメント保持部に案内して挿入させ、これから第２の所定角度回転した際に、他方のスロット挿入部を他の１つのセグメント保持部に案内して挿入させるように構成されている。このため、順次搬送されてきたコイルセグメントは、セグメント配置体の回転に従ってそのままセグメント保持部に案内されて挿入されるので、コイルを円環状に迅速にかつ効率良く組立てることができる。しかも、搬送されてきたコイルセグメントがセグメント保持部に順次挿入されるので、多層のコイルセグメントからなるコイルを容易にかつ迅速に組立てることができる。
【００１１】
ガイド手段は１対のスロット挿入部のうちの一方のスロット挿入部がこのガイド手段とセグメント配置体との間を通過し、１対のスロット挿入部のうちの他方のスロット挿入部がこのガイド手段のセグメント配置体とは反対側を通過するように構成されていることが好ましい。
【００１２】
この場合、ガイド手段は、ガイド部材からなる１段構成を有していることがより好ましい。
【００１３】
ガイド手段は、外側ガイド部材と、この外側ガイド部材よりセグメント配置体の中心軸に近い側に位置する内側ガイド部材とからなる２段構成を有しており、内側ガイド部材のセグメント配置体における周方向の長さが、外側ガイド部材のセグメント配置体における周方向の長さより短いこともより好ましい。
【００１４】
搬送手段は、１対のスロット挿入部のうちの他方のスロット挿入部を把持して搬送し、１対のスロット挿入部のうちの一方のスロット挿入部を複数のセグメント保持部の１つのセグメント保持部に挿入した状態で他方のスロット挿入部をガイド手段上に載せるように構成されていることも好ましい。
【００１５】
セグメント配置体は中心軸が水平となるように配置されており、ガイド手段がセグメント配置体の上方に配置されていることも好ましい。これにより、コイルセグメントをその自重を利用してセグメント配置体のセグメント保持部に挿入することができる。
【００１６】
セグメント配置体の複数のセグメント保持部は、セグメント配置体の周方向に沿って円環状に配列され放射方向に伸長する複数のブレードによってそれらの間に形成されており、複数のブレードの放射方向の高さが複数のコイルセグメントの層数に応じて調整可能に構成されていることも好ましい。
【００１７】
セグメント配置体の複数のセグメント保持部内に配置された複数のコイルセグメントがこれら複数のセグメント保持部から離脱しないように支持する離脱防止手段をさらに備えていることも好ましい。
【００１８】
離脱防止手段は、セグメント配置体の周面に当接する当接部材を有しており、この当接部材の当接圧が複数のコイルセグメントの層数に応じて調整可能に構成されていることも好ましい。
【００１９】
この場合、当接部材がセグメント配置体の回転に伴って連れ回りするベルト体であることがより好ましい。
【００２０】
セグメント配置体の複数のセグメント保持部に保持された複数のコイルセグメントを、セグメント配置体の中心軸方向に押し出す押し出し機構をさらに備えていることも好ましい。
【００２１】
本発明によれば、さらに、各々が互いに略平行に延びる１対のスロット挿入部とこれら１対のスロット挿入部を連結する渡り部とからなる複数のコイルセグメントを放射方向外側からそれぞれ挿入可能な複数のセグメント保持部が周方向に沿って円環状に配列されたセグメント配置体を用意し、このセグメント配置体が第１の所定角度回転する毎に複数のセグメント保持部の１つのセグメント保持部に複数のコイルセグメントの各々の１対のスロット挿入部のうちの一方のスロット挿入部を案内して挿入し、セグメント配置体が一方のスロット挿入部の挿入から第２の所定角度回転した際に、１対のスロット挿入部のうちの他方のスロット挿入部を複数のセグメント保持部の他の１つのセグメント保持部に案内して挿入するコイル組立方法が提供される。
【００２２】
複数のコイルセグメントを放射方向外側からそれぞれ挿入可能な複数のセグメント保持部が周方向に沿って円環状に配列されているセグメント配置体を用いるため、コイルセグメントを円環状に配列されたセグメント保持部に放射方向外側からスムーズに挿入することができ、これらコイルセグメントを容易に円環状に配列することができる。さらに、セグメント配置体が第１の所定角度回転する毎に、コイルセグメントの一方のスロット挿入部を１つのセグメント保持部に案内して挿入し、これから第２の所定角度回転した際に、他方のスロット挿入部を他の１つのセグメント保持部に案内して挿入しているため、順次搬送されてきたコイルセグメントは、セグメント配置体の回転に従ってそのままセグメント保持部に案内されて挿入されるので、コイルを円環状に迅速にかつ効率良く組立てることができる。しかも、搬送されてきたコイルセグメントがセグメント保持部に順次挿入されるので、多層のコイルセグメントからなるコイルを容易にかつ迅速に組立てることができる。
【００２３】
本発明によれば、さらにまた、各々が互いに略平行に延びる１対のスロット挿入部とこれら１対のスロット挿入部を連結する渡り部とからなる複数のコイルセグメントを順次搬送する搬送手段と、搬送手段によって搬送された複数のコイルセグメントを放射方向外側からそれぞれ挿入可能な複数のセグメント保持部が周方向に沿って円環状に配列されており、中心軸の回りを回転可能なセグメント配置体と、セグメント配置体が第１の所定角度回転する毎に複数のコイルセグメントの各々の１対のスロット挿入部のうちの一方のスロット挿入部を複数のセグメント保持部の１つのセグメント保持部に案内して挿入させ、一方のスロット挿入部の挿入から第２の所定角度回転した際に、１対のスロット挿入部のうちの他方のスロット挿入部を複数のセグメント保持部の他の１つのセグメント保持部に案内して挿入させるように構成されたガイド手段と備えたコイル組立装置を備えている回転電機の製造装置が提供される。
【００２４】
セグメント配置体には複数のコイルセグメントを放射方向外側からそれぞれ挿入可能な複数のセグメント保持部が周方向に沿って円環状に配列されている。このため、コイルセグメントを円環状に配列されたセグメント保持部に放射方向外側からスムーズに挿入することができ、これらコイルセグメントを容易に円環状に配列することができる。さらに、ガイド手段が、セグメント配置体が第１の所定角度回転する毎に、コイルセグメントの一方のスロット挿入部を１つのセグメント保持部に案内して挿入させ、これから第２の所定角度回転した際に、他方のスロット挿入部を他の１つのセグメント保持部に案内して挿入させるように構成されている。このため、順次搬送されてきたコイルセグメントは、セグメント配置体の回転に従ってそのままセグメント保持部に案内されて挿入されるので、コイルを円環状に迅速にかつ効率良く組立てることができる。しかも、搬送されてきたコイルセグメントがセグメント保持部に順次挿入されるので、多層のコイルセグメントからなるコイルを容易にかつ迅速に組立てることができる。
【００２５】
本発明によれば、さらに、回転電機の製造装置が、線材を供給する線材供給部と、この線材供給部から供給された直線状の線材を互いに略平行に延びる１対のスロット挿入部と１対のスロット挿入部を連結する渡り部とからなる所定の形状に同一平面内で曲げ加工する１次曲げ部と、１次曲げ部によって曲げ加工された線材を同一平面と垂直な面内において曲げ加工する２次曲げ部と、２次曲げ部によって曲げ加工されたコイルセグメントを回転電機のスロットに対応させて組み立てる上述のコイル組立装置とを備えている。
【００２６】
ガイド手段は１対のスロット挿入部のうちの一方のスロット挿入部がこのガイド手段とセグメント配置体との間を通過し、１対のスロット挿入部のうちの他方のスロット挿入部がこのガイド手段のセグメント配置体とは反対側を通過するように構成されていることが好ましい。
【００２７】
この場合、ガイド手段は、ガイド部材からなる１段構成を有していることがより好ましい。
【００２８】
ガイド手段は、外側ガイド部材と、この外側ガイド部材よりセグメント配置体の中心軸に近い側に位置する内側ガイド部材とからなる２段構成を有しており、内側ガイド部材のセグメント配置体における周方向の長さが、外側ガイド部材のセグメント配置体における周方向の長さより短いこともより好ましい。
【００２９】
搬送手段は、１対のスロット挿入部のうちの他方のスロット挿入部を把持して搬送し、１対のスロット挿入部のうちの一方のスロット挿入部を複数のセグメント保持部の１つのセグメント保持部に挿入した状態で他方のスロット挿入部をガイド手段上に載せるように構成されていることも好ましい。
【００３０】
セグメント配置体は中心軸が水平となるように配置されており、ガイド手段がセグメント配置体の上方に配置されていることも好ましい。これにより、コイルセグメントをその自重を利用してセグメント配置体のセグメント保持部に挿入することができる。
【００３１】
セグメント配置体の複数のセグメント保持部は、セグメント配置体の周方向に沿って円環状に配列され放射方向に伸長する複数のブレードによってそれらの間に形成されており、複数のブレードの放射方向の高さが複数のコイルセグメントの層数に応じて調整可能に構成されていることも好ましい。
【００３２】
セグメント配置体の複数のセグメント保持部内に配置された複数のコイルセグメントがこれら複数のセグメント保持部から離脱しないように支持する離脱防止手段をさらに備えていることも好ましい。
【００３３】
離脱防止手段は、セグメント配置体の周面に当接する当接部材を有しており、この当接部材の当接圧が複数のコイルセグメントの層数に応じて調整可能に構成されていることも好ましい。
【００３４】
この場合、当接部材がセグメント配置体の回転に伴って連れ回りするベルト体であることがより好ましい。
【００３５】
セグメント配置体の複数のセグメント保持部に保持された複数のコイルセグメントを、セグメント配置体の中心軸方向に押し出す押し出し機構をさらに備えていることも好ましい。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によれば、コイルセグメントを円環状に配列されたセグメント保持部に放射方向外側からスムーズに挿入することができ、これらコイルセグメントを容易に円環状に配列することができる。さらに、順次搬送されてきたコイルセグメントは、セグメント配置体の回転に従ってそのままセグメント保持部に案内されて挿入されるので、コイルを円環状に迅速にかつ効率良く組立てることができる。しかも、搬送されてきたコイルセグメントがセグメント保持部に順次挿入されるので、多層のコイルセグメントからなるコイルを容易にかつ迅速に組立てることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る回転電機の製造装置の一部構成を概略的に示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図２Ａ】第１の実施形態のコイル組立装置において、１番目のコイルセグメントをセグメント保持部に案内及び挿入する動作を示す要部断面図である。
【図２Ｂ】第１の実施形態のコイル組立装置において、３番目までのコイルセグメントの前脚をセグメント保持部に挿入した状態を示す要部断面図である。
【図２Ｃ】第１の実施形態のコイル組立装置において、１番目のコイルセグメントの後脚がガイド部材から離れてセグメント保持部に案内される状態を示す要部断面図である。
【図２Ｄ】第１の実施形態のコイル組立装置において、１〜３番目のコイルセグメントの後脚がセグメント保持部に案内及び挿入されて８〜１０番目のコイルセグメントの前脚の上に載り、さらに４番目のコイルセグメントの後脚がガイド部材から離れてセグメント保持部に案内される状態を示す要部断面図である。
【図２Ｅ】第１の実施形態のコイル組立装置において、１周目のコイルセグメントがセグメント保持部に挿入された状態を示す要部断面図である。
【図２Ｆ】第１の実施形態のコイル組立装置において、１周目のコイルセグメントがセグメント保持部に挿入された後に２周目の１番目のコイルセグメントの前脚がセグメント保持部に挿入された状態を示す要部断面図である。
【図３】第１の実施形態のセグメント搬送手段の構成を概略的に示す斜視図である。
【図４】第１の実施形態のセグメント搬送手段のチャック部が回動した状態を概略的に示す斜視図である。
【図５】第１の実施形態のセグメント搬送手段を裏側から見た構成を概略的に示す斜視図である。
【図６】第１の実施形態のコイル組立装置におけるガイド部材とこのガイド部材によって案内されるコイルセグメントとを概略的に示す斜視図である。
【図７】第１の実施形態のコイル組立装置において組立てられる１種類のコイルセグメントの組立順序を説明する展開図である。
【図８】第１の実施形態のコイル組立装置全体の構成を概略的に示す斜視図である。
【図９】第１の実施形態のコイル組立装置における押し出し機構及びブレード調整機構の構成を概略的に示す斜視図である。
【図１０】第１の実施形態のコイル組立装置におけるブレード調整機構の一部の構成を概略的に示す一部破断斜視図である。
【図１１】第１の実施形態のコイル組立装置における離脱防止手段を示す概要斜視図である。
【図１２】第１の実施形態のコイル組立装置における離脱防止手段の構成を概略的に示す斜視図である。
【図１３】第１の実施形態の回転電機の製造装置において、ワーク支持台とコイル組立装置とを連結した状態を概略的に示す斜視図である。
【図１４】第１の実施形態の回転電機の製造装置において、組立コイルをコアへ挿入するための構成を概略的に示す分解斜視図である。
【図１５】第１の実施形態の回転電機の製造装置における組立コイルの一部を挿入ガイドに挿入した状態で概略的に示す斜視図である。
【図１６】第１の実施形態の回転電機の製造装置における組立コイルのコアへの挿入が完了する直前の状態を概略的に示す斜視図である。
【図１７】第１の実施形態の回転電機の製造装置における組立コイルのコアへの挿入が完了する直前にカフスサポータを開放した状態を概略的に示す斜視図である。
【図１８】第１の実施形態の回転電機の製造装置における組立コイルのコアへの挿入が完了した状態を概略的に示す分解斜視図である。
【図１９】第１の実施形態の回転電機の製造装置における電気的構成を概略的に示すブロック図である。
【図２０】第１の実施形態のコイル組立装置の制御工程を概略的に示すフローチャートである。
【図２１】第１の実施形態の変更態様のコイル組立装置において、１番目のコイルセグメントがセグメント保持部に挿入された状態を示す要部断面図である。
【図２２Ａ】本発明の第２の実施形態のコイル組立装置おいて、１番目及び２番目のコイルセグメントがセグメント保持部に挿入された状態を示す要部断面図である。
【図２２Ｂ】第２の実施形態のコイル組立装置おいて、３番目までのコイルセグメントの前脚がセグメント保持部に挿入された状態を示す要部断面図である。
【図２２Ｃ】第２の実施形態のコイル組立装置おいて、１番目のコイルセグメントの後脚よりも２番目のコイルセグメントの後脚が先にセグメント保持部に挿入される状態を示す要部断面図である。
【図２２Ｄ】第２の実施形態のコイル組立装置において、１周目のコイルセグメントがセグメント保持部に挿入された状態を示す要部断面図である。
【図２３】第２の実施形態のコイル組立装置において組立てられる２種類のコイルセグメントの組立順序を説明する展開図である。
【図２４】第２の実施形態のコイル組立装置全体の構成を概略的に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、本発明の実施形態について図を参照して説明する。なお、以下に述べる実施形態は、線材として断面が四角形状の平角線を用いる場合について説明するが、例えば丸形状、正方形形状、多角形状若しくはその他の任意の断面形状の単線、又は撚り線による線材であっても本発明は適用可能である。
【００３９】
図１に示すように、本発明の第１の実施形態に係る回転電機の製造装置１００は、コイルセグメント成形装置１と、コイルセグメント成形装置１で成形されたコイルセグメントを回転電機の周方向に沿って円環状に配列されたスロットに対応させて組立てて組立コイルを作成するコイル組立装置２とを備えている。コイルセグメント成形装置１は、線材供給部３と、線材供給部３から供給された所定長さの直線状の線材を同一平面（例えば水平平面）内で所定の形状（例えばＵ字形状）に曲げ加工する１次曲げ部４と、１次曲げ部４で曲げ加工されたコイルセグメント（１次曲げ成形体）をこのコイルセグメントの軸線及び上述の同一平面と垂直な平面（例えば垂直平面）内において曲げ加工する（湾曲形状に成形する）と共にその先端部にコイルセグメントの１対のスロット挿入部が互いにコアの放射方向にずれるための形状（例えば、段差形状、クランク形状）を付与する２次曲げ部５とを備えている。
【００４０】
線材供給部３は、表面が絶縁層で被覆された平角線による線材６が巻かれたボビン７と、ボビン７から線材６を引き出して供給方向を変える供給方向転換部８と、線材６のフラットワイズ面を挟持して搬送する複数のローラ対９ａと、線材６のエッジワイズ面を挟持して搬送する複数のローラ対９ｂと等を有し、長手方向の歪みを矯正する矯正搬送部９と、歪みが矯正された線材６の所定長さに対応する両端部における被覆絶縁層を剥離する剥離部１０と、剥離部１０を通過した線材６を所定長さ位置で切断する切断部１１とを備えている。第１の実施形態における剥離部１０はレーザ光で被覆絶縁層を剥離する構成を有し、剥離範囲は次の線材の片側端部の剥離部を含んでいる。従って、切断部１１は剥離範囲の中央部で線材６を切断するように構成されている。なお、剥離部１０として、レーザ光を用いることなく、機械的な切削又は削り取りで線材６の被覆絶縁層を剥離する構成を用いても良いことはもちろんである。
【００４１】
１次曲げ部４によって曲げ加工された線材６、即ちＵ字形状に曲げられた１次曲げ成形体は、１次曲げ部４と２次曲げ部５との間に配置された移送機構１２によって２次曲げ部５へ移送される。移送機構１２はエアシリンダによる１対のチャック部（図示無し）を備えており、この１対のチャック部は１次曲げ成形体の両脚部（１対のスロット挿入部）が曲げによって旋回してくる範囲にチャック片が開放された状態で待機している。チャック部が１次曲げ成形体の両脚部を把持すると、移送機構１２は上昇して１次曲げ部４から１次曲げ成形体を外し、２次曲げ部５へ移送する。移送機構１２で移送された１次曲げ成形体はその両脚部の端部が保持部材１３で保持される。保持部材１３は、移送機構１２と同様に、エアシリンダによって開閉する１対のチャック部で１対のスロット挿入部を把持する構成を有している。１次曲げ成形体を保持部材１３に受け渡した移送機構１２が退避してスペース的にコイルエンド部（渡り部）側が開放された状態で、このコイルエンド部に対して２次曲げ部５による湾曲形状の成形及びクランク形状の段差部の形成を含む曲げ加工がなされる。なお、図１に示す構成では、線材供給部３の供給方向転換部８、矯正搬送部９、剥離部１０及び切断部１１と、１次曲げ部４とが図１（ａ）にて横方向に一列状に配置され、２次曲げ部５が１次曲げ部４に対して図１（ａ）にて縦方向（直角方向）に配置され、コイル組立装置２が２次曲げ部５に対して図１（ａ）にて横方向に配置されているが、これら供給方向転換部８、矯正搬送部９、剥離部１０、切断部１１、１次曲げ部４、２次曲げ部５及びコイル組立装置２が図１（ａ）にて横方向に一列状に配置されていても良い。即ち、コイルセグメントの成形部とコイルの組立部との配置の制限、換言すれば、単一の製造装置においてコイル形成が完結する構成であれば、レイアウト上の制限はない。
【００４２】
次に、図２Ａ〜図８を参照して、第１の実施形態のコイル組立装置２のコイルセグメントの組立部の構成及び動作について説明する。
【００４３】
コイル組立装置２は、図３〜図５、及び図８に示すように、コイルセグメント１７Ｓを順次搬送するセグメント搬送手段１１０（本発明の搬送手段に対応する）と、図２Ａ〜図２Ｆ、及び図８に示すように、複数のコイルセグメント１７Ｓを放射方向外側からそれぞれ挿入可能な複数のセグメント保持部１０９が周方向に沿って円環状に配列されているセグメント配置ドラム１０５（本発明のセグメント配置体に対応する）と、複数のコイルセグメント１７Ｓを複数のセグメント保持部１０９にそれぞれ案内して挿入させる１段構成のガイド部材１１２（本発明のガイド手段に対応する）とを備えている。セグメント配置ドラム１０５は、その中心軸Ｃ（回転軸１２１）の回りを図示しないインデックス回転駆動機構によって所定角度ずつ回転するように構成されている。ガイド部材１１２は、セグメント配置ドラム１０５の上方に配置されており、このセグメント配置ドラム１０５が第１の所定角度回転する毎に各コイルセグメント１７Ｓの１対のスロット挿入部１７ｂ及び１７ｃのうちの一方のスロット挿入部（前脚）１７ｂを１つのセグメント保持部１０９に案内して挿入させ、この一方のスロット挿入部１７ｂの挿入から第２の所定角度回転した際に、他方のスロット挿入部（後脚）１７ｃを他の１つのセグメント保持部１０９に案内して挿入させるように構成されている。
【００４４】
コイル組立装置２は、図２Ａ〜図２Ｆ、及び図８に示すように、セグメント配置ドラム１０５の複数のセグメント保持部１０９内に挿入された複数のコイルセグメントがこれら複数のセグメント保持部１０９から離脱しないように支持する離脱防止手段１０６を有している。離脱防止手段１０６は、セグメント配置ドラム１０５の周面に沿って当接し、セグメント配置ドラム１０５の回転に伴って連れ回り（従動回転）する柔軟な当接部材としてのゴム製のベルト１０７（本発明のベルト体に対応する）を備えている。ベルト１０７は幅が３ｃｍ程度の細幅に形成されており、セグメント配置ドラム１０５の軸方向の複数箇所（ここでは２箇所）において、セグメント配置ドラム１０５の周方向の一部を覆うようにループ状に配置されている。ただし、ベルト１０７は、コイルセグメント１７Ｓが案内される、セグメント配置ドラム１０５の上方には配置されていない。この離脱防止手段１０６の構成の詳細については後述する。
【００４５】
セグメント配置ドラム１０５は、その回転の中心軸Ｃが水平となり、従って複数のコイルセグメント保持部１０９が同じく水平となるように配置されている。このセグメント配置ドラム１０５は、この第１の実施形態では、図２Ａにおいて反時計回りに回転可能に支持されている。換言すれば、セグメント配置ドラム１０５は、その中心軸Ｃが、２次曲げ部５での曲げ加工が完了した状態のコイルセグメント１７Ｓの軸線方向（スロットへの挿入方向）と略平行となるように水平配置されている。
【００４６】
セグメント配置ドラム１０５の内部には軸方向に延びる区画壁である複数のブレード１０８がセグメント配置ドラム１０５の周方向に沿って円環状に配列され中心軸Ｃから放射方向に伸長して設けられており、これら複数のブレード１０８間に複数のセグメント保持部１０９がそれぞれ形成されている。複数のブレード１０８の放射方向の高さは、これらが放射方向に摺動することによって可変となっている。これら複数のブレード１０８の放射方向の高さ、即ちセグメント配置ドラム１０５の放射方向外側への突出量は、全てのブレード１０８について同時に調整できるように構成されている。この調整構造については後述する。離脱防止手段１０６のベルト１０７は実質的にブレード１０８に当接している。
【００４７】
２次曲げ部５において曲げ加工が完了したコイルセグメント１７Ｓは、セグメント搬送手段１１０によって２次曲げ部５から平行移動で搬送され、セグメント配置ドラム１０５のセグメント保持部１０９に案内及び挿入される。図３に示すように、このセグメント搬送手段１１０は、コイルセグメント１７Ｓの１対のスロット挿入部１７ｂ及び１７ｃのうちの一方のスロット挿入部（後脚）１７ｃを把持するチャック部１１１を備えており、セグメント搬送手段１１０全体が上下方向（Ｚ（−）（＋）方向）及び水平方向（Ｘ（−）（＋）方向）に移動可能となっている。Ｘ（−）（＋）方向は２次曲げ部５とセグメント配置ドラム１０５との間をセグメント搬送手段１１０が行き来する方向である。また、チャック部１１１は垂直面内をＲ方向に回動可能となっており、コイルセグメント１７Ｓの一方のスロット挿入部（後脚）１７ｃを把持した状態でその姿勢を変化できるように構成されている。
【００４８】
図３は、２次曲げ部５における曲げ加工が完了し、その押圧治具から解放される前にコイルセグメント１７Ｓがセグメント搬送手段１１０によって把持されて移動している状態を示している。セグメント搬送手段１１０のチャック部１１１は、コイルセグメント１７Ｓのコイル組立装置側（セグメント配置ドラム１０５側）に向って移動する際に後側となる他方のスロット挿入部（後脚）１７ｃを把持している。コイルセグメント１７Ｓがセグメント配置ドラム１０５に搬送される前に、図４に示すように、セグメント搬送手段１１０のチャック部１１１が上方（Ｒ（＋）方向）に回動して前側の一方のスロット挿入部（前脚）１７ｂが斜め下になるようにコイルセグメント１７Ｓの姿勢が傾けられる。
【００４９】
このセグメント搬送手段１１０の構成をより詳細に説明すると、セグメント搬送手段１１０は、図３及び図４に示すように、図示しない駆動機構により水平方向（Ｘ（−）（＋）方向）及び上下方向（Ｚ（−）（＋）方向）に移動可能に設けられたベース１５７と、このベース１５７に回動可能に取付けられたチャック部１１１と、チャック部１１１をＲ（−）（＋）方向に回動させる駆動機構１５８とを有している。駆動機構１５８は、Ｘ（−）（＋）方向に平行な回転軸を有するボールネジ部１５９と、このボールネジ部１５９に螺合しておりＸ（−）（＋）方向に摺動可能なナット部１６０と、ボールネジ部１５９を回転駆動するサーボモータ１６１と、ナット部１６０に固定されており、ボールネジ部１５９の回転に伴ってＸ（−）（＋）方向に移動するスライダ１６２とを有している。
【００５０】
このスライダ１６２は上下方向に伸長する長方形状を有しており、その下端部の裏面には、ブラケット１６３を介して駆動爪１６４が固定されている。また、ベース１５７の裏面側には、図５に示すように、円弧状のレール１６５が固定されており、チャック部１１１はレール１６５に嵌合して旋回する旋回ベース１６６に支持されている。旋回ベース１６６にはチャック部１１１を開閉するエアシリンダ１６７が設けられている。図３及び図４に示すように、旋回ベース１６６の表面側にはカムフォロア１６８が設けられており、駆動爪１６４にはカムフォロア１６８に係合する凹溝１６４ａが形成されている。駆動機構１５８のサーボモータ１６１が動作してスライダ１６２がＸ（−）方向に移動すると、チャック部１１１がＲ（−）方向に回動し、スライダ１６２がＸ（＋）方向に移動すると、チャック部１１１がＲ（＋）方向に回動する。従って、サーボモータ１６１の動作を制御することにより、コイルセグメント１７Ｓの傾きを変化させることができる。
【００５１】
図２Ａに示すように、セグメント配置ドラム１０５の上方には、セグメント配置ドラム１０５の周面に沿ったガイド面１１２ｃを有しコイルセグメント１７Ｓをセグメント配置ドラム１０５の所定のセグメント保持部１０９に案内するガイド部材１１２が図示されていないフレームに支持されて設けられている。このガイド部材１１２は、図８に示すように、セグメント配置ドラム１０５の軸方向に伸長しており、このセグメント配置ドラム１０５の周面と間隔をおいて配置されている。ガイド部材１１２は、図６に示すように、複数（この例では３つ）の細幅のガイド片１１２ａと、これらガイド片１１２ａとを互いに離隔させて支持するブラケット１１２ｂとを備えている。ブラケット１１２ｂはセグメント配置ドラム１０５の軸方向に沿って設けられており、ガイド片１１２ａはブラケット１１２ｂと直交する方向に伸長している。ブラケット１１２ｂは、前述したように、図示しないフレームに固定されている。
【００５２】
コイルセグメント１７Ｓは、セグメント搬送手段１１０のチャック部１１１で把持された状態でその前脚１７ｂが、図６に示すように、ガイド部材１１２の下側（ガイド部材１１２とセグメント配置ドラム１０５との間）を通り、その後脚１７ｃがガイド部材１１２の上側（ガイド部材１１２のセグメント配置ドラム１０５とは反対側）を通るように搬送される。図２Ａに示すように、コイルセグメント１７Ｓの前脚１７ｂが基準点であるセグメント保持部１０９ａの上方に達したときにセグメント搬送手段１１０が下降するように構成されている。この第１の実施形態における基準点は、セグメント配置ドラム１０５の上部中央に位置するブレード１０８とセグメント配置ドラム１０５の回転方向の下流側に隣接するブレード１０８との間のセグメント保持部１０９ａに設定されているが、基準点はこれに限定されない。セグメント搬送手段１１０が下降してコイルセグメント１７Ｓの前脚１７ｂがセグメント保持部１０９ａ内に挿入されたことが、ガイド部材１１２の下面に配置された検知センサ１７０で検知されると、セグメント搬送手段１１０のチャック部１１１がコイルセグメント１７Ｓを解放する。これにより、コイルセグメント１７Ｓの後脚１７ｃはガイド部材１１２の上に載る。
【００５３】
コイルセグメント１７Ｓの前脚１７ｂがセグメント保持部１０９ａ内に挿入されたことが検知されると、セグメント配置ドラム１０５が１スロット分の第１の所定角度だけ、即ちセグメント保持部１０９の１つ分の第１の所定角度だけ、図にて反時計回り方向に回転するように制御される（インデックス回転）。コイルセグメント１７Ｓの前脚１７ｂはセグメント保持部１０９に収容されて拘束されているため、セグメント配置ドラム１０５が回転すると、そのコイルセグメント１７Ｓの後脚１７ｃはガイド面１１２ｃを摺動しながら移動する。セグメント配置ドラム１０５が１スロット分回転すると、最初の基準点であるセグメント保持部１０９ａの回転方向上流側に隣接するセグメント保持部１０９ｂが次に配置されるコイルセグメント１７Ｓの基準点となる。前脚１７ｂが基準点のセグメント保持部１０９に円滑に挿入されるようにするために、各ブレード１０８のセグメント配置ドラム１０５の回転方向における上流側は面取りされてテーパ面１０８ｂとなっている。なお、第１の実施形態においては、１周のスロット数が３６であるため、セグメント配置ドラム１０５の１スロット分の角度、即ち第１の所定角度は１０度となる。
【００５４】
次に、複数のコイルセグメント１７Ｓがセグメント配置ドラム１０５の周面の複数のセグメント保持部１０９内に順次挿入されて配置されていく動作を説明する。なお、図においてはコイルセグメント１７Ｓをその前脚及び後脚の端面のみで表示し、前脚は白抜きで、後脚は×でそれぞれ区別して表示している。
【００５５】
図２Ｂは、３つのコイルセグメント１７Ｓの前脚１７ｂがそれぞれセグメント配置ドラム１０５のセグメント保持部１０９内に挿入され、それぞれの後脚１７ｃがガイド面１１２ｃ上に載っている状態を示している。図２Ｂにおいて、符号１７ｂ−１、１７ｂ−２及び１７ｂ−３はそれぞれ１番目から３番目のコイルセグメント１７Ｓの前脚を、１７ｃ−１、１７ｃ−２及び１７ｃ−３はそれぞれ１番目から３番目のコイルセグメント１７Ｓの後脚を示している。
【００５６】
図２Ｃは、１番目のコイルセグメント１７Ｓの後脚１７ｃ−１がガイド部材１１２から離れて落下する状態を示している。後脚１７ｃ−１がガイド部材１１２から離れたコイルセグメント１７Ｓは、既にセグメント配置ドラム１０５のセグメント保持部１０９内に挿入されている前脚１７ｂ−１を支点として重力で回動し、後脚１７ｃ−１は制御をしなくても自重で所定のセグメント保持部１０９内に挿入される。この第１の実施形態では、コイルセグメント１７Ｓの幅により、前脚１７ｂ−１が挿入されたセグメント保持部１０９から数えてセグメント配置ドラム１０５の回転方向上流側に８番目のセグメント保持部１０９に後脚１７ｃ−１が挿入される。換言すれば、セグメント配置ドラム１０５が８スロット分の第２の所定角度だけ、即ちセグメント保持部１０９の８つ分の第２の所定角度だけセグメント配置ドラム１０５が回転すると、後脚１７ｃ−１がセグメント保持部１０９内に挿入される。なお、セグメント保持部１０９内に挿入された前脚の、セグメント配置ドラム１０５の周面に対する姿勢は、インデックス回転が進行するにつれてその相対角度が小さくなっていく、即ちその姿勢が周面と平行に寝ていく。この第１の実施形態においては、１周のスロット数が３６であるため、セグメント配置ドラム１０５の８スロット分の角度、即ち第２の所定角度は８０度となる。ただし、この第２の所定角度は、コイルセグメントのコイル幅に応じて異なる。
【００５７】
図２Ｄは、１〜３番目のコイルセグメント１７Ｓの後脚がセグメント保持部に案内及び挿入されて８〜１０番目のコイルセグメント１７Ｓの前脚の上に載り、さらに４番目のコイルセグメント１７Ｓの後脚がガイド部材１１２から離れた状態を示している。図２Ｄから明らかにように、例えば、１番目のコイルセグメント１７Ｓの後脚１７ｃ−１は、８番目のコイルセグメント１７Ｓの前脚１７ｂ−８の上に挿入されて配置される。これは、図２Ａに示すように、コイルセグメント１７Ｓの渡り部１７ａに形成された段差１７ａ−１によって後脚１７ｃ−１がセグメント配置ドラム１０５の放射方向外側にずれることによる、いわゆるレーンチェンジが可能であるからである。換言すると、１番目のコイルセグメント１７Ｓの前脚１７ｂ−１は１層目に配置され、後脚１７ｃ−１は２層目に配置されることになる。
【００５８】
同様の動作が行われて、全てのコイルセグメント１７Ｓの後脚についての１周目の挿入及び配置が完了すると、図２Ｅに示すように、コイルセグメント１７Ｓの２層の配置が完了する。全てのコイルセグメント１７Ｓについて１周目の配置が完了すると、図２Ｆに示すように、２周目の１番目のコイルセグメント１７Ｓの挿入及び配置が始まる。なお、２周目の挿入及び配置が始まる前に各ブレード１０８がセグメント配置ドラム１０５の放射方向外側に突出される。ブレード１０８の突出量は、既に挿入されているコイルセグメントの合計厚さよりも大きくなるように設定される。コイルセグメントの合計厚さに対するブレード１０８の突出量の裕度（高さＹｔ）は、コイルセグメント１７Ｓの前脚及び後脚を安定して挿入及び配置できかつ新たな挿入を阻害しない範囲であり、例えば、４ｍｍである。
【００５９】
ブレード１０８の突出動作が完了した状態で、２周目のコイルセグメント１７Ｓの１番目の前脚１７ｂ−１が基準点のセグメント保持部１０９ａに挿入され、後脚１７ｃ−１はガイド部材１１２上に載る。その後、１周目と同じように順次コイルセグメント１７Ｓが挿入されて行き、セグメント配置ドラム１０５が１回転すると２周目の挿入及び配置が完了し、配置済みのコイルセグメント１７Ｓは４層となる。ブレード１０８を最初から目的の層の厚みに対応した突出量としておくとセグメント保持部が深くなって円滑な挿入動作が阻害されるため、上記のように層厚みに対応した段階的な突出動作としている。層が増えていくとセグメント配置ドラム１０５の周面の径が変化するため、ブレード１０８の突出動作に対応して、後述するように、ブレード１０８に対するベルト１０７の当接圧を一定に保つための調節が行われる。
【００６０】
上述した第１の実施形態においては、コイル組立装置２に供給されるコイルセグメントが、図７に示すように、基本的に同じ形状のコイルセグメント１７Ｓを同じパターンで順次並べた配列となっている。即ち、１０個のコイルセグメントを単純に配列して展開すると、１番目〜３番目のコイルセグメントの後脚が、８番目〜１０番目のコイルセグメントの前脚の上にそれぞれ配置されることとなる。
【００６１】
以上述べたように、この第１の実施形態によれば、所定の形状に曲げ加工がなされたコイルセグメント１７Ｓを曲げ加工時の水平に寝た状態のまま水平に配置したセグメント配置ドラム１０５の上方に搬送し、セグメント配置ドラム１０５を所定角度ずつ回転させながらコイルセグメント１７Ｓをセグメント保持部に連続的に挿入するように構成している。このように、セグメント配置ドラム１０５を水平状態に配置し、その上方からコイルセグメント１７Ｓを案内しているので、コイルセグメント１７Ｓの前脚だけをセグメント配置ドラム１０５の所定のセグメント保持部に挿入すれば、後脚は自重で自動的に挿入される。このため、従来に比べて自動化が容易であり、迅速にかつ効率良くコイルを組み立てることができる。
【００６２】
次に、図３〜図６及び図８〜図１２に基づいて、この第１の実施形態のコイル組立装置２の具体的な構成について詳細に説明する。
【００６３】
図８及び図９に示すように、コイル組立装置２は、ベース１１６と、このベース１１６上にその回転の中心軸Cである回転軸１２１が水平となるように配置され、回転可能に支持されたセグメント配置ドラム１０５と、ベルト１０７を有する離脱防止手段１０６と、セグメント配置ドラム１０５を回転駆動する駆動源であるサーボモータ１１７と、ブレード１０８の突出量を変更するブレード調整機構１１８と、セグメント配置ドラム１０５の円環状に配列されたセグメント保持部１０９に挿入され保持された所定数（第１の実施形態では３６個）のコイルセグメントからなる組立コイルを、セグメント配置ドラム１０５の軸方向に押し出す押し出し機構１１９と、セグメント配置ドラム１０５を挟んで押し出し機構１１９の反対側に配置されたワーク支持台１２０と、前述したセグメント搬送手段１１０と、１段構成のガイド部材１１２とを有している。
【００６４】
セグメント配置ドラム１０５は、その回転軸１２１を回転中心として回転可能に支持されている。このセグメント配置ドラム１０５の組立コイル押し出し方向（Ｐ（＋）方向）と反対側には、回転軸１２１を支持する円板状の軸受１２２が配置されており、さらに、この回転軸１２１には大径ギア１２３が同軸に固定されている。この大径ギア１２３にはサーボモータ１１７の回転軸に固定された図示しない小径ギアが噛合されている。従って、サーボモータ１１７が回転すると、回転軸、小径ギア及び大径ギア１２３を介してセグメント配置ドラム１０５が回転駆動される。これら小径ギア及び大径ギア１２３の噛合による減速構造により、サーボモータ１１７によるセグメント配置ドラム１０５のインデックス回転の精度を上げることができる。
【００６５】
軸受１２２は、ベース１１６に底部が固定された受け部１２４に支持されており、これによってセグメント配置ドラム１０５は片持ち支持されている。ただし、セグメント配置ドラム１０５のコイルセグメント１７Ｓが配置される部分が前述したように離脱防止手段１０６で保持されているので、このセグメント配置ドラム１０５は安定した回転が可能となる。サーボモータ１１７と、サーボモータ１１７の回転軸と、この回転軸に固定された小径ギアと、この小径ギアに噛み合う大径ギア１２３と、サーボモータ１１７を制御する後述の制御部４９とにより、コイルセグメント１７Ｓの前脚１７ｂが配置される毎にセグメント配置ドラム１０５を所定角度（第１の所定角度）ずつ回転させるインデックス回転機構が構成される。
【００６６】
ブレード調整機構１１８は、図９及び図１０に示すように、セグメント配置ドラム１０５の回転軸１２１と平行な回転軸を有するボールネジ部１２５と、このボールネジ部１２５に螺合しており回転軸と平行なＰ（−）（＋）方向に摺動可能なナット部１２６と、ボールネジ部１２５を回転駆動するサーボモータ１２７と、基部がナット部１２６に固定されており、ボールネジ部１２５の回転に伴ってＰ（−）（＋）方向に摺動するスライド部材１２８と、回転軸１２１に固定され、スライド部材１２８の先端部の凸部が係合する係合部１２９と、セグメント配置ドラム１０５の内部において回転軸１２１に固定された複数（図示の例では２つ）の中空の円錐カム１３０（図１０参照）とを有している。
【００６７】
スライド部材１２８は、ナット部１２６に固定された基部と、この基部からボールネジ部１２５に沿って伸長する互いに平行な１対のアーム１２８ａ及び１２８ｂとを有している。１対のアーム１２８ａ及び１２８ｂの先端には内側に突出した１対の凸部がそれぞれ形成されており、これら１対の凸部が係合部１２９の環状溝１２９ａにカムフォロア式に係合されている。これにより、回転軸１２１と係合部１２９とが共に回転している場合にも、スライド部材１２８と係合部１２９とは低摩擦下で連結された状態となっている。従って、サーボモータ１２７が回転してボールネジ部１２５が回転し、これによりナット部１２６及びスライド部材１２８がボールネジ部１２５に沿って摺動すると、その摺動に合わせて回転軸１２１がその摺動方向に移動することとなる。
【００６８】
図１０に示すように、セグメント配置ドラム１０５の各ブレード１０８には斜めに延びる溝１０８ａが形成されており、この溝１０８ａに円錐カム１３０は摺動可能に挿入されている。従って、サーボモータ１２７が回転して回転軸１２１がＰ（−）方向に移動するとブレード１０８がセグメント配置ドラム１０５の放射方向外側に向って突出し、回転軸１２１がＰ（＋）方向に移動するとブレード１０８がセグメント配置ドラム１０５の放射方向内側に向って引込まれることとなる。このように、サーボモータ１２７の回転量及び回転方向を制御することでブレード１０８の突出量を調整することができる。
【００６９】
押し出し機構１１９は、図８に示すように、回転軸１２１と平行な回転軸を有するボールネジ部１３１と、このボールネジ部１３１に螺合しておりＰ（−）（＋）方向に摺動可能なナット部１３２と、ボールネジ部１３１を回転駆動するサーボモータ１３３と、ナット部１３２に固定されており、ボールネジ部１３１の回転に伴ってＰ（−）（＋）方向に移動するスライド部材１３４と、セグメント配置ドラム１０５の周面に軸方向（Ｐ（−）（＋）方向）に摺動可能に配置され、スライド部材１３４が係合する押圧リング１３５とを有している。
【００７０】
スライド部材１３４は、ナット部１３２に固定された基部と、この基部からボールネジ部１３１に沿って伸長する互いに平行な１対のアーム１３４ａ及び１３４ｂとを有している。１対のアーム１３４ａ及び１３４ｂの先端には内側に突出した１対の凸部がそれぞれ形成されており、これら１対の凸部が押圧リング１３５の環状溝１３５ａにカムフォロア式に係合されている。これにより、押圧リング１３５がセグメント配置ドラム１０５の周面との摩擦で回転してもスライド部材１３４と押圧リング１３５とは低摩擦下で連結された状態となっている。従って、サーボモータ１３３が回転してボールネジ部１３１が回転し、これによりナット部１３２及びスライド部材１３４がボールネジ部１３１に沿って摺動すると、その摺動に合わせてセグメント配置ドラム１０５がその摺動方向に移動することとなる。
【００７１】
ワーク支持台１２０は、ベース１３６と、このベース１３６に支柱１３７を介して固定されたＶ字状の凹部１３８ａを有するワーク載置部１３８と、ベース１３６の上面両側に形成された一対のレール１３６aとを有している。
【００７２】
離脱防止手段１０６は、図１１及び図１２に示すように、セグメント配置ドラム１０５の放射方向の側部にこのセグメント配置ドラム１０５を挟んで互いに対向して配置されかつ上下方向に伸長する１対のアーム１３９Ａ及び１３９Ｂを有している。これら１対のアーム１３９Ａ及び１３９Ｂは、それぞれの略中央部に設けられた軸１４０をアーム支点として回動可能に支持されており、それらの上端部がセグメント配置ドラム１０５の周面に接離できるように構成されている。アーム１３９Ａの下端部はＰ（−）（＋）方向と直交する方向に摺動するラック部材１４１Ａにカムフォロアを介して連結されており、アーム１３９Ｂの下端部はＰ（−）（＋）方向と直交する方向に摺動するラック部材１４１Ｂにカムフォロア連結されている。ラック部材１４１Ａ及びラック部材１４１Ｂは共にピニオンギア１４２に噛合しており、このピニオンギア１４２を介して連結されている。ラック部材１４１Ａはサーボモータ１４３に連結されており、このサーボモータ１４３が回動することにより、ラック部材１４１Ａのみならずラック部材１４１Ｂも摺動し、その結果、１対のアーム１３９Ａ及び１３９Ｂが同期して回動する。
【００７３】
１対のアーム１３９Ａ及び１３９Ｂの上部にはこれら１対のアームに垂直に交わるようにそれぞれ固定された１対の水平バー１４４が設けられている。これら１対の水平バー１４４の各々の両端部には、１対のホルダ１４５がそれぞれ固定されている。従って、１対の水平バー１４４の両端部に、計２対のホルダ１４５が設けられていることとなる。これら２対のホルダ１４５には、それぞれ、ベルト用の２対の可動プーリ１４６が回転自在に支持固定されている。離脱防止手段１０６のフレームには、２つの固定プーリ１４７が回転自在に支持固定されており、２つの小径の固定プーリ１４８が回転自在に支持固定されており、さらに、テンションプーリ１４９がこれら固定プーリ１４８間に回転自在に支持固定されている。これら２つの固定プーリ１４７、２つの小径の固定プーリ１４８、及びテンションプーリ１４９は、２対の可動プーリ１４６に対応して、もう１組設けられている。
【００７４】
セグメント配置ドラム１０５の軸方向に並んで配置された１対のベルト１０７のうちの一方のベルトは、ホルダ１４５に固定された可動プーリ１４６と、２つの固定プーリ１４７と、２つの小径の固定プーリ１４８と、テンションプーリ１４９とに掛けまわされ、セグメント配置ドラム１０５の下側周面を覆うように構成されている。テンションプーリ１４９は、その支持軸１５０を介してエアシリンダ１５１に接続されている。エアシリンダ１５１の動作でテンションプーリ１４９が上下方向に変位することでセグメント配置ドラム１０５の周面に対するベルト１０７の当接圧を可変調整することができる。１対のベルト１０７の他方のベルトも同様の構成を有しており、同様の動作が行われるように構成されている。
【００７５】
１対のアーム１３９Ａ及び１３９Ｂの各々には、上下方向に離隔して複数のネジ孔１３９ａが２列で形成されており、これによって水平バー１４４の上下方向の固定位置を調整できるように構成されている。図１２に示すように、水平バー１４４の各々には、上下方向に延びる長穴形状の２つの固定用孔１４４ａが形成されており、これら固定用孔１４４ａを挿通するネジ１４４ｂによって、水平バー１４４は、上下方向に微調整可能にアーム１３９Ａ又は１３９Ｂに固定される。水平バー１４４の上下方向の固定位置調整を行うことによって、セグメント配置ドラム１０５の径の変化に対応することができる。なお、１対のベルト１０７のセグメント配置ドラム１０５の周面に対する当接圧調整は、各ベルト毎に独立して調整可能である。
【００７６】
次に、この第１の実施形態の回転電機の製造装置において、セグメント配置ドラム１０５で組立てられたコイルをコア１５２内に挿入する構成及び動作について説明する。
【００７７】
コイル組立装置２においては、上述したように、セグメント配置ドラム１０５の周面に複数のコイルセグメント１７Ｓが配置されてコイルの組立てが行われる。次いで、組立てられたコイルが回転電機のコア１５２内に挿入される。その場合、まず、コア１５２をセットしたワーク支持台１２０が、コイル組立装置２のベース１１６に連結される。図１３は、ワーク支持台１２０にコア１５２をセットし、セグメント配置ドラム１０５上の組立コイルをコア１５２内に挿入できるようにワーク支持台１２０をベース１１６に連結した状態を示している。即ち、ワーク支持台１２０をベース１１６から離隔させた状態でワーク載置部１３８にコア１５２を載置し、挿入ガイドユニット１５３を支持するカフスサポータ１５４をワーク支持台１２０のＰ（−）方向からレール１３６aを介して移動させてリング形状をなす挿入ガイドユニット１５３とコア１５２とを連結する。その後、セグメント配置ドラム１０５に挿入ガイドユニット１５３が対向するように、コイル組立装置２のベース１１６にワーク支持台１２０を連結する。なお、図１３においては、ガイド部材１１２は図示を省略している。
【００７８】
挿入ガイドユニット１５３は、図１４に示すように、セグメント配置ドラム１０５と対向する側にカフスサポータ１５４を有し、反対側にコア１５２と嵌合する凹部１５３ａを有している。カフスサポータ１５４は、コア１５２の各スロットに挿入された絶縁紙のカフス部１５５を保護するためのものであり、周方向に沿って放射状に配置された複数の突起１５４ａ間に、コア１５２のカフス部１５５が挿入されるように構成されている。複数の突起１５４ａは、図示されていない駆動機構によって放射方向に同時に摺動できるように構成されている。
【００７９】
セグメント配置ドラム１０５において、所定数のコイルセグメント１７Ｓによる所定数層の挿入が行われてコイル組立が完了すると、押し出し機構１１９のサーボモータ１３３が回動し、スライド部材１３４がＰ（＋）方向に移動して押圧リング１３５がセグメント配置ドラム１０５の周面に沿ってＰ（＋）方向に移動する。押圧リング１３５のＰ（＋）側には、組立コイルのコイルエンド部（渡り部）側を周方向全体に亘って収容する凹部が設けられている（図示無し）。この凹部にコイルエンド部が収容された組立コイルは、セグメント配置ドラム１０５の周面に沿って移動し、図１５に示すように、組立コイルのコイルエンド部（渡り部）が挿入ガイドユニット１５３に挿入される。即ち各コイルセグメント１７Ｓの前脚及び後脚の端部が挿入ガイドユニット１５３の各突起１５４ａ間に入り込む。セグメント配置ドラム１０５のブレード１０８に組立コイルのコイルエンド部（渡り部）が干渉する直前のタイミング、又は押圧リング１３５が離脱防止手段１０６に突き当たる直前のタイミングでサーボモータ１３３がその回転動作を停止し、押圧リング１３５の移動が停止する。
【００８０】
組立コイルのコイルエンド部（渡り部）が挿入ガイドユニット１５３に挿入されていることにより、セグメント配置ドラム１０５は両持ち支持の状態となる。この両持ち支持状態で、ブレード調整機構１１８のサーボモータ１１７が回転動作し、スライド部材１２８（図９参照）がＰ（＋）方向に移動してブレード１０８がセグメント配置ドラム１０５の周面から突出しない状態、即ち押圧リング１３５の移動を妨げない位置に退避する。また、離脱防止手段１０６のサーボモータ１４３（図１１参照）が回転動作して２対のアーム１３９Ａ及び１３９Ｂがセグメント配置ドラム１０５の周面から放射方向外側に離れるように開き、セグメント配置ドラム１０５に対するベルト１０７の当接状態が解除される。その後、押圧リング１３５の移動に邪魔にならないように、離脱防止手段１０６が下降せしめられる。
【００８１】
離脱防止手段１０６が下降した後、押圧リング１３５がＰ（＋）方向に移動されて組立コイルのコア１５２への挿入が進行する。図１６に示すように、組立コイルのコイルエンド部（渡り部）がカフスサポータ１５４に当接する直前に押圧リング１３５の移動が停止され、図１７に示すように、カフスサポータ１５４の全ての突起１５４ａを放射方向外側に移動されることにより、カフスサポータ１５４が外側に開かれる。
【００８２】
その後、押圧リング１３５を所定位置まで前進させ、組立コイルのコイルエンド部（渡り部）がカフスサポータ１５４に当接する手前でこの押圧リング１３５の移動を停止させる。この押圧リング１３５の移動停止のタイミング、及びカフスサポータ１５４が開いた後に押圧リング１３５を所定距離前進させて停止させる移動停止のタイミングは、制御手段４９のメモリにあらかじめ記憶されている数値に基づいて行われる。挿入完了後、押し出し機構１１９の動作により押圧リング１３５は元の位置（初期位置）に戻される。図１８は、コア１５２に組立コイルの挿入が完了した状態を示している。
【００８３】
以上述べたように、この第１の実施形態によれば、セグメント配置ドラム１０５上に複数のコイルセグメントを配置して組み立てられた組立コイルをセグメント配置ドラム１０５の軸方向に押し出すことでコア１５２への挿入ができる。従って、治具からセグメント組立体を引き抜いた後、治具とコアとを交換してからセグメント組立体をそのコアに挿入するような手順が不要であり、回転電機の製造における作業効率を大幅に向上させることができる。即ち、第１の実施形態の構成によれば、コイルセグメントの組立が完了したらそのままの状態で直ちにコア１５２に挿入する動作に移行することができ、治具とコアとを交換する等の不要な時間を省略することができる。
【００８４】
図１９には、本実施形態における回転電機の製造装置の電気的構成が示されている。同図に示すように、タッチパネル等の入力及びディスプレイ手段を含むヒューマンマシンインターフェース（ＨＭＩ）４５によって、線材の成形加工のための制御データの入力、メモリに記憶されている制御データの読み出し指示、メモリに記憶されている制御データの修正指示、ＮＣ制御の開始指示、又はＮＣ制御の終了指示等が入力される。ＨＭＩ４５はイーサネット（登録商標）を介してプログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）４６に接続され、ＰＬＣ４６にはＣＣ−Ｌｉｎｋ等の高速ネットワークで第１のＮＣコントローラ４７及び第２のＮＣコントローラ４８が接続されている。ＰＬＣ４６は、種々の形状のコイルセグメントを成形するため、成形したコイルセグメントを組合わせて組立コイルを作成するため、及び組立コイルをコアに挿入するための制御データと制御プログラムとを少なくとも記憶するメモリとセントラルプロセッシングユニット（ＣＰＵ）と入出力インタフェースとを備えており、ＣＰＵがそのプログラムに従って指示された制御データを第１のＮＣコントローラ４７及び第２のＮＣコントローラ４８へ転送する機能を有している。第１のＮＣコントローラ４７は、１次曲げ部４における線材の長さ、コイルセグメントの頂部角度、ピッチ、及びコイルセグメントの肩部角度等の制御データ、及び多軸制御実行についてのデータ展開を行い、さらに、２次曲げ部５における渡り部１７ａの湾曲形状の成形及びクランク形状の段差部の形成等の制御データ、及び多軸制御実行についてのデータ展開を行う。第２のＮＣコントローラ４８は、コイル組立装置２におけるコイル組立及び組立コイルのコアへの挿入等の制御データについてデータ展開を行う。ＰＬＣ４６と第１のＮＣコントローラ４７及び第２のＮＣコントローラ４８とにより、線材供給部３、１次曲げ部４、２次曲げ部５及びコイル組立装置２を制御する制御部４９が構成されている。
【００８５】
第１のＮＣコントローラ４７は、サーボリンク構成用の光通信ケーブル５０を介して、線材供給部３、１次曲げ部４及び２次曲げ部５に接続されている。これら線材供給部３、１次曲げ部４及び２次曲げ部５においては、光通信ケーブル５０に複数の増幅及び駆動回路が接続されており、これら複数の増幅及び駆動回路に複数のサーボモータがそれぞれ接続されている。複数の増幅及び駆動回路には、複数のサーボモータに機械的に連結されたエンコーダからの信号線がそれぞれ接続されている。
【００８６】
第２のＮＣコントローラ４８は、サーボリンク構成用の光通信ケーブル５１を介して、コイル組立装置２に接続されている。本実施形態において、コイル組立装置２は、セグメント配置ドラム１０５のインデックス回転駆動機構、離脱防止手段１０６、セグメント搬送手段１１０、ブレード調整機構１１８及び押し出し機構１１９を備えており、光通信ケーブル５１には、インデックス回転駆動機構のサーボモータ１１７の増幅及び駆動回路、離脱防止手段１０６の１対のアーム１３９Ａ及び１３９Ｂを開閉するためのサーボモータ１４３の増幅及び駆動回路、セグメント搬送手段１１０のチャック部１１１を回動させるためのサーボモータ１６１の増幅及び駆動回路、ブレード１０８の突出量を調整するためのサーボモータ１２７の増幅及び駆動回路、組立コイルを押し出すためのサーボモータ１３３の増幅及び駆動回路、エアシリンダ１５１及び１６７の駆動回路が接続されている。複数のサーボモータの増幅及び駆動回路には、複数のサーボモータに機械的に連結されたエンコーダからの信号線がそれぞれ接続されている。
【００８７】
ＰＬＣ４６及び第２のＮＣコントローラ４８は、図２０のフローチャートに示すステップに基づいてコイル組立装置２におけるコイルセグメントの挿入動作及び組立コイルのコア１５２への挿入動作を制御する。以下、図２０のフローチャートを用いて、コイル組立装置２における動作を詳細に説明する。
【００８８】
まず、ＰＬＣ４６は、セグメント配置ドラム１０５へのコイルセグメントの配置数及び層数、インデックス回転量、離脱防止手段１０６のアーム１３９Ａ及び１３９Ｂの回動量、ブレード１０８の突出量、及び押圧リング１３５の移動量等に関する一連の制御データをメモリから読み出し、第２のＮＣコントローラ４８へ出力する（ステップＳ１）。
【００８９】
第２のＮＣコントローラ４８は、これにより受信した制御データを展開し、指定されたアドレスの駆動機構のＮＣ制御を実行する。まず、セグメント配置ドラム１０５の周面にコイルセグメント１７Ｓを配置させるためのインデックス制御を行う（ステップＳ２）。１番目のコイルセグメント１７Ｓがセグメント搬送手段１１０で搬送され、その前脚がセグメント配置ドラム１０５の基準点のセグメント保持部１０９ａ内に挿入されたことが検知センサ１７０で検知され、その信号がＰＬＣ４６から送信された場合、サーボモータ１１７を回転駆動して１スロット分（この第１の実施形態では１０度）だけセグメント配置ドラム１０５を図２Ａに示す反時計回り方向に回転させる。この動作を順次繰り返し、所定周分のコイルセグメント１７Ｓの配置が完了した際にサーボモータ１２７を回転駆動してブレード１０８を所定量突出させる（ステップ３）。
【００９０】
この第１の実施形態における検知センサ１７０は、レーザ等を用いた距離判別センサであることが望ましい。即ち、図２Ａに示すように、ガイド部材１１２の下面にレーザ発光部とレーザ受光部と配置し、発光部から基準点のセグメント保持部へレーザ光を照射し、レーザ受光部でその反射光を受光することにより距離を判別する。ＰＬＣ４６は判別した距離から１周目のコイルセグメントが挿入されたか、２周目以降のコイルセグメントが挿入されたかを判別することができ、その結果を第２のＮＣコントローラ４８へ送信する。また、この距離判別センサと共に、例えばカラー光を発光及び受光するセンサを設けても良い。即ち、ガイド部材１１２の下面に、距離判別センサと並べて、セグメント配置ドラム１０５の軸方向に伸長したライン形状の発光部と受光部とを備えたカラー光センサを配置し、その発光部から基準点のセグメント保持部へ光を照射し、受光部でその反射光を受光する。ＰＬＣ４６は検知センサ１７０から出力された反射光のスペクトル光強度を計算し、得られた光強度をあらかじめ記憶されている基準スペクトル光強度範囲と比較する。検出して計算されたスペクトル光強度が設定された許容範囲にある場合は、前脚が正常に挿入されて配置されたと判断し、第２のＮＣコントローラ４８へ送信する。コイルセグメント１７Ｓは一般に銅色でありブレード１０８やセグメント配置ドラム１０５の周面の色とは異なるので、前脚以外からの反射光とを区別することができる。なお、前脚が正常に配置されたか否かの判断は、カラーセンサ等の光電センサと、電荷結合素子（ＣＣＤ）や相補型金属酸化物半導体素子（ＣＭＯＳ）等の撮像素子との組み合わせで行ってもよい。検知方式が異なるセンサの組み合わせによれば、検知誤差を低減することができる。
【００９１】
ステップ２及び３の動作が繰り返して行われ、コイルセグメント１７Ｓがセグメント配置ドラム１０５に所定層数配置されて組立コイルが形成された場合に、第２のＮＣコントローラ４８は、その組立コイルをコア１５２に挿入するＮＣ制御を開始する（ステップ４）。即ち、組立コイルをコア１５２に挿入する制御データを展開して押し出し機構１１９、ブレード調整機構１１８、及び離脱防止手段１０６に出力し、対象となるサーボモータを回転駆動する挿入動作を開始する。
【００９２】
まず、第２のＮＣコントローラ４８は、押し出し機構１１９のサーボモータ１３３を回転駆動して押圧リング１３５をＰ（＋）方向に移動させ、組立コイルのスロット挿入部の端部を挿入ガイドユニット１５３に挿入させる（ステップ５）。この移動は、組立コイルのコイルエンド部（渡り部）がブレード１０８に干渉する直前、又は押圧リング１３５が離脱防止手段１０６に当接する直前で停止させる。これにより、セグメント配置ドラム１０５は両持ち支持状態となる。図１５がこの状態を表している。
【００９３】
次いで、第２のＮＣコントローラ４８は、ブレード調整機構１１８のサーボモータ１２７を回転駆動してセグメント配置ドラム１０５の周面からブレード１０８が突出しないように後退させると共に、離脱防止手段１０６のサーボモータ１４３を回転駆動してベルト１０７をセグメント配置ドラム１０５の周面から離隔させかつ離脱防止手段１０６を下降させる（ステップ６）。
【００９４】
次いで、第２のＮＣコントローラ４８は、押し出し機構１１９のサーボモータ１３３を回転駆動して押圧リング１３５をＰ（＋）方向に前進させ、組立コイルのコイルエンド部（渡り部）がカフスサポータ１５４に当接する直前で停止させる（ステップ７）。図１６がこの状態を表している。
【００９５】
次いで、第２のＮＣコントローラ４８は、図示しない駆動機構を制御してカフスサポータ１５４の全ての突起１５４ａを放射方向外側に移動させ、カフスサポータ１５４を開く（ステップ８）。図１７がこの状態を表している。
【００９６】
次いで、第２のＮＣコントローラ４８は、押し出し機構１１９のサーボモータ１３３を回転駆動して押圧リング１３５を所定の位置まで前進させ、これによりコア１５２への組立コイルの挿入、即ちコア１５２のスロットにおけるコイルセグメントの円環状の挿入、が完了する（ステップ９）。挿入後、押圧リング１３５は元の位置に戻される。図１８がこの状態を表している。
【００９７】
次に、以上述べた第１の実施形態の変更態様を説明する。第１の実施形態においては、図２Ａに示すように、コイルセグメント１７Ｓの渡り部１７ａにおける段差形状がセグメント挿入部側から見て右上がりの場合であり、セグメント配置ドラム１０５が図にて反時計回りに回転するように構成され、ガイド部材１１２も左下がりに構成されているが、コイルセグメント１７Ｓ′の渡り部１７ａ′における段差形状がセグメント挿入部側から見て右下がりの場合、このコイルセグメント１７Ｓ′を組立てるコイルセグメントの組立部の構成は、図２１に示すように、セグメント配置ドラム１０５′の構成、そのブレード１０８′の構成、及びセグメント保持部１０９′の構成等が第１の実施形態の場合と逆（勝手違い）となる。また、セグメント配置ドラム１０５′が図にて時計回りに回転するように構成され、ガイド部材１１２′も右下がりに構成される。また、図示されていないが、セグメント搬送手段の構成も逆となる。この変更態様におけるその他の部分の構成、動作及び作用効果は、第１の実施形態の場合と同様であるため、説明は省略する。
【００９８】
次に、本発明の第２の実施形態に係る回転電機の製造装置について、図２２Ａ〜図２４を参照して説明する。この第２の実施形態においては、図２２Ａ〜図２２Ｄ、及び図２４に示すように、コイル組立装置のガイド手段が２段構成となっており、コイルセグメントの渡り部形状及びコイル幅が互いに異なる２種類のコイルセグメントについても組立できる構成となっている。第２の実施形態におけるその他の部分の構成、動作及び作用効果は、第１の実施形態の場合と同様であるため、説明は省略すると共に、同じ構成要素については同じ参照符号を用いて説明する。
【００９９】
図２２Ａ及び図２４に示すように、この第２の実施形態におけるガイド手段１１３は、外側ガイド部材１１４と、この外側ガイド部材１１４よりセグメント配置ドラム１０５の中心軸Ｃに近い側に位置する内側ガイド部材１１５とからなる２段構成を有している。これら外側ガイド部材１１４及び内側ガイド部材１１５は、セグメント配置ドラム１０５の上方に配置されている。外側ガイド部材１１４及び内側ガイド部材１１５の各々の構成は、基本的には、図６に示した第１の実施形態におけるガイド部材１１２の構成と同様である。即ち、複数（この例では３つ）の細幅のガイド片と、これらガイド片とを互いに離隔させて支持するブラケット１１４ｂ及び１１５ｂとを備えており、ブラケット１１４ｂ及び１１５ｂはセグメント配置ドラム１０５の軸方向に沿って設けられており、ガイド片はブラケット１１４ｂ及び１１５ｂと直交する方向にそれぞれ伸長している。ブラケット１１４ｂ及び１１５ｂは、図示しないフレームに固定されている。ただし、外側ガイド部材１１４は、スロット挿入部１７ｂ及び１７ｃ間の距離が大きい、コイル幅大のコイルセグメント１７Ｓを案内するために設けられており、内側ガイド部材１１５は、スロット挿入部１７ｄ及び１７ｅ間の距離が小さい、コイル幅小のコイルセグメント１７ＳＳを案内するために設けられている。
【０１００】
内側ガイド部材１１５はそのガイド面１１５ｃの周方向の長さが、外側ガイド部材１１４のガイド面１１４ｃの周方向長さよりも短くなるように構成されている。コイル幅大のコイルセグメント１７Ｓは、セグメント搬送手段１１０のチャック部１１１で把持された状態で前脚１７ｂが内側ガイド部材１１５の下側を通り、後脚１７ｃが外側ガイド部材１１４の上側を通るように搬送される。セグメント配置ドラム１０５が回転し、前脚１７ｂがセグメント配置ドラム１０５の上方の基準点のセグメント保持部に達すると下降させられる。コイル幅小のコイルセグメント１７ＳＳは、セグメント搬送手段１１０のチャック部１１１で把持された状態で前脚１７ｄが内側ガイド部材１１５の下側を通り、後脚１７ｅが内側ガイド部材１１５の上側を通るように搬送される。前脚１７ｄは、セグメント配置ドラム１０５がインデックス回転し、基準点のセグメント保持部に達すると、下降させられる。ガイド部材が２段構成の場合には、検知センサ１７０は内側ガイド部材１１５の下面に配置され、コイルセグメント１７ＳＳの前脚１７ｄを検知するように構成されている。
【０１０１】
なお、この第２の実施形態においては、コイル幅大のコイルセグメント１７Ｓとコイル幅小のコイルセグメント１７ＳＳとが交互に供給されてコイル組立が行われる。図２２Ｂは、１番目のコイル幅大のコイルセグメント１７Ｓの前脚１７ｂ−１がセグメント配置ドラム１０５の所定のセグメント保持部１０９に挿入されかつその後脚１７ｃ−１が外側ガイド部材１１４上に載り、２番目のコイルセグメント１７ＳＳの前脚１７ｄ−１がセグメント配置ドラム１０５の次のセグメント保持部１０９に挿入されかつその後脚１７ｅ−１が内側ガイド部材１１５上に載り、３番目のコイル幅大のコイルセグメント１７Ｓの前脚１７ｂ−２がセグメント配置ドラム１０５のその次のセグメント保持部１０９に挿入されかつその後脚１７ｃ−２が外側ガイド部材１１４上に載った状態を示している。
【０１０２】
コイル幅大のコイルセグメント１７Ｓとコイル幅小のコイルセグメント１７ＳＳの交互の配置が進行していくと、図２２Ｃに示すように、２番目のコイル幅小のコイルセグメント１７ＳＳの後脚１７ｅ−１が、１番目のコイル幅大のコイルセグメント１７Ｓの後脚１７ｃ−１よりも先に落下して配置される。後脚の落下がこのようなタイミングで生じるように外側ガイド部材１１４と内側ガイド部材１１５との周方向の長さが設定されている。
【０１０３】
図２２Ｄは、１周目の配置が完了した状態を示している。ガイド部材を３段以上の構成とし、さらに複雑な配置パターンに対応できるようにすることも可能である。
【０１０４】
前述したように、この第２の実施形態においては、コイル組立装置２に供給されるコイルセグメントが、図２３に示すように、コイル幅大のコイルセグメント１７Ｓとコイル幅小のコイルセグメント１７ＳＳとが交互配列されている。この場合、１番目、３番目に配置するコイル幅大のコイルセグメント１７Ｓの後脚（１）、（３）よりも２番目、４番目に配置するコイル幅小のコイルセグメント１７ＳＳの後脚（２）、（４）が先に配置されるような非単純パターンとなる。即ち、１０個のコイルセグメント１７Ｓ及び１７ＳＳを配列して展開すると、２番目のコイルセグメント１７ＳＳ、１番目のコイルセグメント１７Ｓ、４番目のコイルセグメント１７ＳＳ、及び３番目のコイルセグメント１７Ｓの後脚が、７番目のコイルセグメント１７ＳＳ、８番目のコイルセグメント１７Ｓ、９番目のコイルセグメント１７ＳＳ、及び１０番目のコイルセグメント１７Ｓの前脚の上にそれぞれ配置されることとなる。
【０１０５】
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、上述の説明で特に限定しない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。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すぎず、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】
【０１０６】
１  コイルセグメント成形装置
２  コイル組立装置
３  線材供給部
４  １次曲げ部
５  ２次曲げ部
６  線材
７  ボビン
８  供給方向転換部
９  矯正搬送部
９ａ、９ｂ  ローラ対
１０  剥離部
１１  切断部
１２  移送機構
１３  保持部材
１７ａ、１７ａ′  渡り部
１７ｂ、１７ｃ  スロット挿入部
１７ｂ−１、１７ｂ−２、１７ｂ−３、１７ｂ−８  前脚
１７ｃ−１、１７ｃ−２、１７ｃ−３  後脚
１７Ｓ、１７ＳＳ、１７Ｓ′、１７ＳＳ′  コイルセグメント
４５  ＨＭＩ
４６  ＰＬＣ
４７  第１のＮＣコントローラ
４８  第２のＮＣコントローラ
４９  制御部
５０、５１  光通信ケーブル
１００  回転電機の製造装置
１０５、１０５′  セグメント配置ドラム
１０６  離脱防止手段
１０７  ベルト
１０８、１０８′  ブレード
１０８ａ  溝
１０８ｂ  テーパ面
１０９、１０９ａ、１０９′  セグメント保持部
１１０  セグメント搬送手段
１１１  チャック部
１１２、１１２′、１１３  ガイド部材
１１２ａ  ガイド片
１１２ｂ、１１４ｂ、１１５ｂ、１６３  ブラケット
１１２ｃ、１１４ｃ、１１５ｃ  ガイド面
１１３  ガイド手段
１１４  外側ガイド部材
１１５  内側ガイド部材
１１６、１３６、１５７  ベース
１１７、１２７、１３３、１６１  サーボモータ
１１８  ブレード調整機構
１１９  押し出し機構
１２０  ワーク支持台
１２１  回転軸
１２２  軸受
１２３  大径ギア
１２４  受け部
１２５、１３１、１５９  ボールネジ部
１２６、１３２、１６０  ナット部
１２８、１３４  スライド部材
１２８ａ、１２８ｂ、１３４ａ、１３４ｂ、１３９Ａ、１３９Ｂ  アーム
１２９  係合部
１２９ａ  環状溝
１３０  円錐カム
１３５  押圧リング
１３６ａ、１６５  レール
１３７  支柱
１３８  ワーク載置部
１３８ａ  凹部
１４０  軸
１４１Ａ、１４１Ｂ  ラック部材
１４２  ピニオンギア
１４４  水平バー
１４５  ホルダ
１４６  可動プーリ
１４７、１４８  固定プーリ
１４９  テンションプーリ
１５０  支持軸
１５１、１６７  エアシリンダ
１５２  コア
１５３  挿入ガイドユニット
１５４  カフスサポータ
１５４ａ  突起
１５５  カフス部
１５８  駆動機構
１６２  スライダ
１６４  駆動爪
１６４ａ  凹溝
１６６  旋回ベース
１６８  カムフォロア
１７０  検知センサ
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
2019033558.tif 000005
【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
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【図２Ｆ】
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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７】
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【図８】
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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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２Ａ】
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【図２２Ｂ】
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【図２２Ｃ】
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【図２２Ｄ】
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【図２３】
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【図２４】
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