特開 2024-172757 コイルセグメントの位置決め具及びそれを用いたコイルセグメントの位置決め装置並びにコイルセグメントの位置決め方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024172757

(43)【公開日】2024-12-12

(54)【発明の名称】コイルセグメントの位置決め具及びそれを用いたコイルセグメントの位置決め装置並びにコイルセグメントの位置決め方法

(51)【国際特許分類】

   H02K 15/04 20060101AFI20241205BHJP

   H02K 15/085 20060101ALI20241205BHJP

【ＦＩ】

H02K15/04 E

H02K15/085

【審査請求】未請求

【請求項の数】13

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023090695

(22)【出願日】2023-06-01

(71)【出願人】

【識別番号】000227537

【氏名又は名称】ＮＩＴＴＯＫＵ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100121234

【弁理士】

【氏名又は名称】早川 利明

(72)【発明者】

【氏名】門脇 洸人

【テーマコード（参考）】

5H615

【Ｆターム（参考）】

5H615AA01

5H615BB05

5H615PP01

5H615PP14

5H615QQ12

5H615SS10

5H615SS16

(57)【要約】

【課題】コイルセグメントの端部の位置決めの作業効率を向上させるとともに、溶接されるべき端部対を確実に接触させる。
【解決手段】コイルセグメントの位置決め具は、ステータコア１３の中心軸を中心として放射状に設けられ、ステータコアの端面から突出したコイルセグメント１２の径方向で対向する複数の端部対１２ａ，１２ａを対毎に区画して進入可能な切り欠き２１ａａが径方向に複数列を形成するように両側にそれぞれ設けられた複数のクランプ片２１と、複数のクランプ片を径方向に移動可能に支持する支持枠２２と、周方向に連続する複数のクランプ片２１を選択的に移動させて隣接するクランプ片をずらすか又は一致させる移動手段２３とを備える。クランプ片は中心軸に向かうに従って幅が狭まる傾斜片部２１ａと、傾斜片部に連続して径方向外側に連続して幅が等しい等幅部２１ｂとをそれぞれ有し、傾斜片部の両側に切り欠きがそれぞれ形成される。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ステータコア(13)の中心軸を中心として放射状に設けられ前記ステータコア(13)の端面から突出したコイルセグメント(12)の端部(12a)の内それぞれ前記ステータコア(13)の径方向で対向する端部(12a)の対により構成される複数の端部対(12a,12a)を対毎に区画して進入可能な切り欠き(21aa)が前記径方向に複数列を形成するように両側にそれぞれ設けられた複数のクランプ片(21)と、
放射状に設けられた前記複数のクランプ片(21)を前記ステータコア(13)の径方向に移動可能に支持する支持枠(22)と、
前記ステータコア(13)の周方向に連続する前記複数のクランプ片(21)を選択的に移動させて隣接する前記クランプ片(21)をずらすか又は一致させる移動手段(23)と
を備えたコイルセグメントの位置決め具。

【請求項2】

クランプ片(21)がステータコア(13)の中心軸に向かうに従って幅が狭まる傾斜片部(21a)と、前記傾斜片部(21a)に連続して前記ステータコア(13)の径方向外側に連続して幅が等しい等幅部(21b)とをそれぞれ有し、
前記傾斜片部(21a)の両側に切り欠き(21aa)がそれぞれ形成された請求項１記載のコイルセグメントの位置決め具。

【請求項3】

クランプ片(21)の等幅部(21b)を収容し前記クランプ片(21)のステータコア(13)の周方向における移動を制限する凹溝(22b)が支持枠(22)に形成された請求項２記載のコイルセグメントの位置決め具。

【請求項4】

移動手段がクランプ片(21)の等幅部(21b)に重なるカムリング(23)を備え、前記等幅部(21b)にカムピン(21ba)が設けられ、前記カムピン(21ba)が移動可能なカム孔(23a，23b)が複数のクランプ片(21)に対向して前記カムリング(23)に周方向に連続して複数形成された請求項３記載のコイルセグメントの位置決め具。

【請求項5】

支持枠(22)にクランプ片(21)の傾斜片部(21a)が対向する中央孔(22a)が形成され、
ステータコア(13)の径方向及び周方向の双方に連続するコイルセグメント(12)の端部対(12a,12a)を対毎に区画して挿入可能な挿入孔(24a)が設けられた誘い治具(24)が前記中央孔(22a)に設けられた請求項２記載のコイルセグメントの位置決め具。

【請求項6】

挿入孔(24a)が方形状を成して形成され、前記挿入孔の周方向の内面がクランプ片(21)に向かうに従って狭まるように傾斜して設けられた請求項５記載のコイルセグメントの位置決め具。

【請求項7】

支持枠(22)に等幅部(21b)が支持されて傾斜片部(21a)が誘い治具(24)に支持された放射状を成す複数のクランプ片(21)の内端にステータコア(13)の径方向に延びる長孔(21c)がそれぞれ形成され、
前記長孔(21c)に挿通可能なピン(26d)が前記複数のクランプ片(21)に対応して誘い治具(24)に複数設けられた請求項５又は６記載のコイルセグメントの位置決め具。

【請求項8】

誘い治具(24)は、
挿入孔(24a)が形成されて長孔(21c)が形成されたクランプ片(21)の内端を除く傾斜辺部(21a)を支持するリング部材(25)と、
前記リング部材(25)に設けられて前記クランプ片(21)の内端を上下から挟む支持具(26)と
を有し、
前記支持具(26)にピン(26d)が貫通して設けられた請求項７記載のコイルセグメントの位置決め具。

【請求項9】

スロットにコイルセグメント(12)が装着されたステータコア(13)を中心軸が鉛直になるように取付ける取付具(16)と、
前記ステータコア(13)の上端面から突出した前記コイルセグメント(12)の端部(12a)を位置決めする請求項１又は２記載のコイルセグメントの位置決め具(20)と、
前記コイルセグメントの位置決め具(20)を前記取付具(16)の所定の位置に載置させる載置手段と
を備えたコイルセグメントの位置決め装置。

【請求項10】

載置手段が、取付具又はコイルセグメントの位置決め具(20)に形成された突起(20b)と、前記コイルセグメントの位置決め具又は前記取付具(16)に形成されて前記突起(20b)が挿入可能な孔(16g)と、を有する請求項９記載のコイルセグメントの位置決め装置。

【請求項11】

ステータコア(13)の端面から突出したコイルセグメント(12)の端部(12a)のうちそれぞれ前記ステータコア(13)の径方向で対向する端部(12a)の対により構成される複数の端部対(12a,12a)を位置決めする方法であって、
前記ステータコア(13)の端面から突出した前記コイルセグメント(12)の端部(12a)のうちそれぞれ前記ステータコア(13)の径方向で対向する端部(12a)の対により構成される複数の端部対(12a,12a)を対毎に区画して進入可能な切り欠き(21aa)が両側にそれぞれ設けられた複数のクランプ片(21)を前記ステータコア(13)の中心軸を中心として放射状に設け、
前記ステータコア(13)の端面から突出した前記コイルセグメント(12)の端部(12a)の前記ステータコア(13)の径方向に複数列を形成する端部対(12a,12a)を対毎に区画して隣接する前記クランプ片(21)の間の対向する切り欠き(21aa)に進入させ、
前記ステータコア(13)の周方向に互いに隣接するクランプ片(21)を前記ステータコア(13)の径方向にずらすことによりずれる切り欠き(21aa)により前記各端部対(12a,12a)を挟んで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12】

ステータコア(13)の端面から突出したコイルセグメント(12)の端部(12a)のうちそれぞれ前記ステータコア(13)の径方向で対向する端部(12a)の対により構成される端部対(12a,12a)を対毎に区画して挿入可能な挿入孔(24a)が前記ステータコア(13)の周方向に連続して設けられた誘い治具(24)を用い、
前期各端部対(12a,12a)を前記挿入孔(24a)に挿入させて前記ステータコア(13)の周方向の位置を揃えた前記各端部対(12a,12a)を前記クランプ片(21)の間の対向する切り欠き(21aa)に進入させる請求項１１記載のコイルセグメントの位置決め方法。

【請求項13】

周方向に互いに隣接するクランプ片(21)のずらしが、放射状に設けられた複数のクランプ片(21)に重ねたカムリング(23)を前記ステータコア(13)の軸心回りに回転させることにより行われる請求項１１又は１２記載のコイルセグメントの位置決め方法。

【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を決めるコイルセグメントの位置決め具及びそれを用いたコイルセグメントの位置決め装置並びにコイルセグメントの位置決め方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、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。

【0003】

コイルセグメントを構成する平角線は、エナメルやポリイミド樹脂等からなる絶縁被膜が形成されており、コイルセグメントの端部はそのような絶縁被膜を剥離した剥離部とし、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。

【0004】

コアの端面から突出したコイルセグメントの一対の端部は、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では、剥離部はコアの軸方向に沿った直線形状に維持される。

【0005】

このように折り曲げ後にコアの径方向で対向する剥離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。

【0006】

そして、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、環状に配置された複数のコイルセグメントが直列に接続され、コアを複数回周回するコイルを形成することができる。

【0007】

このようなコイルセグメントの剥離部同士の溶接にあっては、対向する剥離部同士のコアの周方向の位置ずれの修正と、コアの径方向の位置ずれの修正が必要であり、このコイルセグメントの剥離部同士の位置を決める装置として、対向するセグメントの端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の端部対を拘束して、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（例えば、特許文献１参照）。

【0008】

この装置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の端部からなるセグメント端部対群が挿入される。

【0009】

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、セグメントの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としている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【特許文献1】特開２００５－１３０５７７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

しかし、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の端部を拘束することは、そのセグメントの端部をコアの周方向に位置決めすることに適してはいるけれども、そのセグメントの端部をコアの径方向に位置決めすることには限界があった。

【0012】

即ち、コアの中心軸を回転中心としてプレートを回転させると、そのプレートに形成されてセグメントの端部が挿通された挿入窓も周方向に移動するので、そのセグメントの端部も周方向に移動して位置決めされるので、そのセグメントの端部をコアの周方向に位置決めすることに適してはいる。

【0013】

一方、溶接されるセグメントの端部はコアの径方向に接触させて対を成す端部対を溶接するので、端部対をコアの径方向にも位置決めして接触させなければならない。けれども、その溶接端部は被覆を剥離する必要もあり、その剥離のばらつきを考慮して挿通窓が形成されるために、周方向に移動する挿入窓に挿通された端部を径方向に移動させて接触させることは限界があり、その端部対を確実に接触させることは困難であった。

【0014】

また、従来技術におけるプレートでは、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の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の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の端部対群の挿入が可能となる。

【0015】

けれども、各セグメントの端部対の位置がばらついた状態で挿入された場合、各セグメントの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の端部対間に突出部が進入して分離され、本来的に溶接予定の端部対を接触させることが困難になるという未だ解決すべき課題も残存していた。

【0016】

本発明の目的は、コイルセグメントの端部の位置決めの作業効率を向上させるとともに、溶接されるべき端部対を確実に接触させ得るコイルセグメントの位置決め具及びそれを用いたコイルセグメントの位置決め装置並びにコイルセグメントの位置決め方法を提供するところにある。

【課題を解決するための手段】

【0017】

本発明のコイルセグメントの位置決め具は、ステータコアの中心軸を中心として放射状に設けられステータコアの端面から突出したコイルセグメントの端部のうちそれぞれステータコアの径方向で対向する端部の対により構成される複数の端部対を対毎に区画して進入可能な切り欠きが径方向に複数列を形成するように両側にそれぞれ設けられた複数のクランプ片と、放射状に設けられた複数のクランプ片をステータコアの径方向に移動可能に支持する支持枠と、ステータコアの周方向に連続する複数のクランプ片を選択的に移動させて隣接するクランプ片をずらすか又は一致させる移動手段とを備える。

【0018】

クランプ片がステータコアの中心軸に向かうに従って幅が狭まる傾斜片部と、傾斜片部に連続してステータコアの径方向外側に連続して幅が等しい等幅部とをそれぞれ有する場合、その傾斜片部の両側に切り欠きがそれぞれ形成されたことが好ましく、クランプ片の等幅部を収容しクランプ片のステータコアの周方向における移動を制限する凹溝が支持枠に形成されたことも好ましい。

【0019】

移動手段がクランプ片の等幅部に重なるカムリングを備える場合、等幅部にカムピンが設けられ、カムピンが移動可能なカム孔が複数のクランプ片に対向してカムリングに周方向に連続して複数形成される。

【0020】

支持枠にクランプ片の傾斜片部が対向する中央孔が形成される場合、ステータコアの径方向及び周方向の双方に連続するコイルセグメントの端部対を対毎に区画して挿入可能な挿入孔片が設けられた誘い治具が中央孔に設けられることが好ましく、挿入孔片が方形状を成して形成されている場合、挿入孔の周方向の内面がクランプ片に向かうに従って狭まるように傾斜して設けられることが好ましい。

【0021】

そして、支持枠に等幅部が支持されて傾斜片部が誘い治具に支持された放射状を成す複数のクランプ片の内端にステータコアの径方向に延びる長孔がそれぞれ形成された場合、長孔に挿通可能なピンが複数のクランプ片に対応して誘い治具に複数設けられることが好ましく、誘い治具は、挿入孔が形成されて長孔が形成されたクランプ片の内端を除く傾斜辺部を支持するリング部材と、リング部材に設けられてクランプ片の内端を上下から挟む支持具とを有する場合、支持具にピンが貫通して設けられる。

【0022】

本発明のコイルセグメントの位置決め装置は、スロットにコイルセグメントが装着されたステータコアを中心軸が鉛直になるように取付ける取付具と、ステータコアの上端面から突出したコイルセグメントの端部を位置決めする上記コイルセグメントの位置決め具と、コイルセグメントの位置決め具を取付具の所定の位置に載置させる載置手段とを備える。

【0023】

この場合、載置手段が、取付具又はコイルセグメントの位置決め具に形成された突起と、コイルセグメントの位置決め具又は取付具に形成されて突起が挿入可能な孔とを有することが好ましい。

【0024】

一方、別の本発明は、ステータコアの端面から突出したコイルセグメントの端部のうちそれぞれステータコアの径方向で対向する端部の対により構成される複数の端部対を位置決めする方法である。

【0025】

その特徴ある点は、ステータコアの端面から突出したコイルセグメントの端部のうちそれぞれステータコアの径方向で対向する端部の対により構成される複数の端部対を対毎に区画して進入可能な切り欠きが両側にそれぞれ設けられた複数のクランプ片をステータコアの中心軸を中心として放射状に設け、ステータコアの端面から突出したコイルセグメントの端部の径方向に複数列を形成する端部対を対毎に区画して隣接するクランプ片の間の対向する切り欠きに進入させ、ステータコアの周方向に互いに隣接するクランプ片をステータコアの径方向にずらすことによりずれる切り欠きにより該各端部対を挟んで径方向に相互に接触させるところにある。

【0026】

ステータコアの端面から突出したコイルセグメントの端部のうちそれぞれステータコアの径方向で対向する端部の対により構成される端部対を対毎に区画して挿入可能な挿入孔がステータコアの周方向に連続して設けられた誘い治具を用いる場合、各端部対を挿入孔に挿入させてステータコアの周方向の位置を揃えた各端部対をクランプ片の間の対向する切り欠きに進入させることができる。

【0027】

そして、周方向に互いに隣接するクランプ片のずらしは、放射状に設けられた複数のクランプ片に重ねたカムリングをステータコアの軸心回りに回転させることにより行われることが好ましい。

【発明の効果】

【0028】

本発明では、複数のクランプ片を放射状に設け、コイルセグメントの端部の径方向に複数列を形成する複数の端部対を対毎に区画して隣接するクランプ片の間の対向する切り欠きに挿入し、ステータコアの周方向に互いに隣接するクランプ片をステータコアの径方向にずらすことによりずれる切り欠きにより該各端部対を挟むので、その端部対は径方向に相互に接触することに成る。よって、本発明では、端部対が離間することに起因する溶接不良を減少させて、その溶接精度を高めることが可能となる。

【0029】

また、切り欠きに対向して重合する誘い治具を設ければ、その挿入孔に複数の端部対を挿入させることにより周方向のずれは解消するので、挿入孔に挿通された端部対を切り欠きに挿入することにより、コイルセグメント端部の位置決めの作業効率を向上させることが可能になる。

【0030】

更に、放射状に設けられた複数のクランプ片にカムリングを重ね、そのカムリングをステータコアの軸心回りに回転させることにより、周方向に互いに隣接するクランプ片をずらす様にすれば、複数のクランプ片を同時にずらすことが可能となり、そのクランプ片に形成された切り欠きによりコイルセグメントの各端部対を挟んで容易にそれらを接触させることが容易になる。

【図面の簡単な説明】

【0031】

【図1】本発明実施形態のコイルセグメントの位置決め装置を示す正面図である。

【図2】そのクランプ片の動きを示す図３に対応する拡大図である。

【図3】そのクランプ片の並びを示す図５のＥ部拡大図である。

【図4】その支持枠に支持されたクランプ片を示す図７のＦ部拡大図である。

【図5】そのコイルセグメントの位置決め具の上面図である。

【図6】その位置決め具から補助リングを除いた上面を示す図１のＡ－Ａ線断面図である。

【図7】そこからカムリングを除いた上面を示す図１のＢ－Ｂ線断面図である。

【図8】そこから複数のクランプ片を除いた上面を示す図１のＣ－Ｃ線断面図である。

【図9】その位置決め具の底面を示す図１のＤ－Ｄ線断面図である。

【図10】コイルセグメントの端部対の挿入状態を示す図３のＧ－Ｇ線断面図である。

【図11】そのコイルセグメントを有するステータの斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0032】

次に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。

【0033】

図１に、本発明におけるコイルセグメントの位置決め装置１０を示す。このコイルセグメントの位置決め装置１０は、ステータコア１３を支持する取付具１６と、その取付具１６に載置されて、ステータコア１３の一方の端縁から突出するコイルセグメント１２の溶接すべき端部１２ａを位置決めするコイルセグメントの位置決め具２０とを備える。

【0034】

取付具１６が支持するステータコア１３は、電気自動車等に用いられる回転電機のステータ１１を構成するものである場合を示し、図１１に、この実施の形態における被溶接物であるインナーロータ型のステータ１１を示す。

【0035】

即ち、このステータ１１は、複数のコイルセグメント１２がステータコア１３に配置されたものであって、この複数のコイルセグメント１２は、略四角断面形状を有する角線をそのスロットに挿通可能に波型にそれぞれ形成される。そして、これら複数のコイルセグメント１２は、端部１２ａが上方に来るように、ステータコア１３の内周に軸方向に延びて形成されたスロット（図示せず）に挿通されて配置される。

【0036】

図１に戻って、この取付具１６は、複数のコイルセグメント１２がスロット（図示せず）に装着された状態のステータコア１３を支持するものであって、この取付具１６は、そのステータ１１を、その中心軸を鉛直にして支持する様に構成される。

【0037】

具体的に、この実施の形態における取付具１６は、台板１６ａと、その台板１６ａに短支柱１６ｂを介して設けられてその上面にステータコア１３の下端面が載置されてそのステータコア１３を下方から支持するコア支持板１６ｃと、そのコア支持板１６ｃに中支柱１６ｄを介して設けられてコア支持板１６ｃと共にステータコア１３の上側の周囲を挟むリング状のコア押さえ板１６ｅとを備える。

【0038】

そして、コア支持板１６ｃに搭載されたステータコア１３の上面周囲をコア押さえ板１６ｅにより挟むと、ステータコア１３に配置されたコイルセグメント１２の端部１２ａはステータコア１３の上面から上方に突出するように構成される。

【0039】

ここで、図１に示す符号９は、このコイルセグメントの位置決め装置１０が取付けられる図示しない溶接装置の回転台９を示し、その符号９ａは、その回転台９の上面に上方に向けて設けられた位置決めピン９ａを示す。

【0040】

この実施の形態におけるコイルセグメントの位置決め装置１０は、このような回転台９に取付けられるものを示し、図１に示す符号１６ｆは、そのピン９ａを挿通させるように台板１６ａに形成されたピン孔１６ｆであって、この台板１６ａのピン孔１６ｆにピン９ａを挿通させることにより、ステータコア１３を支持する取付具１６を図示しない溶接装置の回転台９の正規の位置に設置可能に構成されるものとする。

【0041】

このような取付具１６に載置される位置決め具２０は、そのコイルセグメント１２の端部１２ａの位置を決めて溶接し得るように、取付具１６が支持するステータコア１３の上方から突出した複数のコイルセグメント１２の溶接する端部１２ａを把持して固定するものである。

【0042】

ここで、図１１に示す様に、被溶接物であるステータ１１において、コイルセグメント１２は、ステータコア１３に周方向に複数配置されるとともに径方向にも複数重なり合った状態で収容されるので、その溶接すべき端部１２ａは、径方向に複数連続するとともに、そのように径方向に複数連続するものが、周方向にも連続して形成されるものとし、位置決め具２０は、その溶接すべき端部１２ａの全てを固定するものとされる。

【0043】

図１に戻って、具体的に、この位置決め具２０は、ステータコア１３の中心軸を中心として放射状（図７）に設けられた複数のクランプ片２１と、それら複数のクランプ片２１をステータコア１３の径方向に移動可能に支持する支持枠２２と、それら複数のクランプ片２１を選択的にステータコア１３の径方向に移動させる移動手段２３とを備える。

【0044】

ここで、溶接すべき端部１２ａは、ステータコア１３の径方向に複数連続するものが、周方向にも連続して形成されるものであり（図１１）、このクランプ片２１は、径方向に連続するコイルセグメント１２の溶接されるべき複数の端部対１２ａ，１２ａの、周方向の数に等しい数、即ち、ステータコア１３の図示しないスロットの数だけ準備される（図７）。

【0045】

図４に示す様に、この実施の形態におけるクランプ片２１は、ステータコア１３の中心軸に向かうに従って幅が狭まる傾斜片部２１ａと、その傾斜片部２１ａに連続してステータコア１３の径方向外側に連続して幅が等しい等幅部２１ｂとを有するものを示す。

【0046】

図７に示す様に、このようなクランプ片２１をステータコア１３の中心軸を中心として放射状に設けられた状態で支持する支持枠２２は、その複数のクランプ片２１の傾斜片部２１ａに対向する中央孔２２ａを有するドーナツ状の円盤であって、傾斜片部２１ａに連続してステータコア１３の径方向外側に連続するクランプ片２１の等幅部２１ｂを支持する様に構成される。

【0047】

具体的には、図８に示す様に、クランプ片２１の等幅部２１ｂがステータコア１３の径方向に移動可能に収容される凹溝２２ｂが中央孔２２ａに開放される様に放射状に形成され、図１の拡大図に示す様に、この凹溝２２ｂの深さはクランプ片２１の厚さより僅かに深く形成される。これにより、この凹溝２２ｂは、支持枠２２がクランプ片２１の等幅部２１ｂの周方向における移動を制限するものとなる（図７）。

【0048】

図１の拡大図及び図９に示す様に、この支持枠２２を含むコイルセグメントの位置決め具２０は、取付具１６の所定の位置に載置されるものであるので、この支持枠２２には、載置手段を構成する取付脚２０ａがその下面に取付けられる。この取付脚２０ａには下方に向かって突出する突起２０ｂが形成され、取付具１６におけるコア押さえ板１６ｅには、その突起２０ｂが挿入可能な孔１６ｇが形成される。

【0049】

そして、この支持枠２２を含むコイルセグメントの位置決め具２０は、取付脚２０ａにおける突起２０ｂをコア押さえ板１６ｅにおける孔１６ｇに挿入させるように載置することにより、取付具１６の所定の位置に正確に載置される様に構成される。

【0050】

図１の拡大図に示す様に、ドーナツ状を成す支持枠２２の内周には段部２２ｃが形成され、この段部２２ｃには、支持枠２２において放射状に設けられた複数のクランプ片２１の傾斜片部２１ａに重合する誘い治具２４が装着される。

【0051】

図における誘い治具２４は、放射状に設けられた複数のクランプ片２１の内端を除く傾斜片部２１ａに重合して支持するリング部材２５と、このリング部材２５に設けられてクランプ片２１の内端を上下から挟む支持具２６とを備えるものを示す。

【0052】

具体的に説明すると、誘い治具２４を構成するリング部材２５は、ドーナツ状の円盤であって、その外周が段部２２ｃに装着され、その状態でクランプ片２１に対向する上面が支持枠２２の凹溝２２ｂの底部と面一になるように構成される（図１の拡大図）。これにより、支持枠２２において等幅部２１ｂが放射状に設けられた複数のクランプ片２１の傾斜片部２１ａは、その支持枠２２の内周に設けられたリング部材２５（誘い治具２４）に重合するように構成される。

【0053】

支持具２６は、このドーナツ状のリング部材２５の内周に設けられて、クランプ片２１における傾斜片部２１ａのリング部材２５の内周から中央に向かって突出した傾斜片部２１ａの内周端を支持する様に構成される。

【0054】

図１の断面図に示す様に、この支持具２６は、放射状に設けられた複数のクランプ片２１の内端を上下から挟むものであって、リング部材２５の内周端に設けられた下リング部材２６ａと、その下リング部材２６ａにクランプ片２１の内端を介して対向する上リング部材２６ｂと、その上下のリング部材２６ａ，２６ｂの間に介在して、その上下のリング部材２６ａ，２６ｂの間をクランプ片２１の厚さより広く維持してクランプ片２１の移動を許容するスペーサ２６ｃと、このスペーサ２６ｃを介して上下のリング部材２６ａ，２６ｂを連結すると雌ねじ２６ｅとを有する。

【0055】

支持具２６に挟まれるクランプ片２１の内端には径方向に延びる長孔２１ｃが形成され、この長孔２１ｃに遊挿可能なピン２６ｄが上下のリング部材２６ａ，２６ｂを貫通して設けられる。図７に示す様に、このピン２６ｄが長孔２１ｃに遊挿されたクランプ片２１は、この内端が周方向に移動することは禁止された状態で、ステータコア１３の径方向に移動可能に設けられることになる。

【0056】

そして、ステータコア１３の中心軸を中心として放射状に設けられたクランプ片２１には、図２～図４に示す様に、ステータコア１３の端面から突出したコイルセグメント１２の端部１２ａであって、ステータコア１３の径方向で対向する端部１２ａの対により構成される複数の端部対１２ａ，１２ａを対毎に区画して進入可能な切り欠き２１ａａが、径方向に複数列を形成するように両側にそれぞれ設けられる。

【0057】

具体的に、このクランプ片２１は、放射状に設けられた状態で、図３及び図１０に示す様に、その傾斜片部２１ａが隣接するクランプ片２１の傾斜片部２１ａと僅かな隙間を空けるよう構成され、切り欠き２１ａａは、誘い治具２４におけるリング部材２５に重合する傾斜片部２１ａの両側にそれぞれ形成されるものとする。

【0058】

そして、そのクランプ片２１は、溶接されるべき複数の端部対１２ａ，１２ａの周方向の数に等しい数だけ準備されることから、その傾斜片部２１ａの両側に形成される切り欠き２１ａａは、周方向に隣接するクランプ片２１の切り欠き２１ａａに対向して開口部を形成し、その開口部は、コイルセグメント１２の端部１２ａが挿通可能な開放孔を構成するものとなる。

【0059】

一方、誘い治具２４を構成するリング部材２５は、コイルセグメント１２の端部対１２ａ，１２ａが進入する切り欠き２１ａａが形成される傾斜片部２１ａに対向して重合するものであるので、図８及び図９に示す様に、このリング部材２５には、ステータコア１３の端面から突出したコイルセグメント１２の端部１２の内、それぞれステータコア１３の径方向で対向する端部１２ａにより構成される複数の端部対１２ａ，１２ａを、対毎に区画して挿入可能な挿入孔２４ａが、ステータコア１３の周方向に直列状に且つ径方向に複数列を成すように形成される。

【0060】

この挿入孔２４ａは方形状を成して形成され、図１０に示す様に、ステータコア１３に対向する下部がその周方向に拡大し、クランプ片２１に臨む上面に向かってその周方向における幅を狭くして、その挿入孔２４ａを通過したコイルセグメント１２の端部１２ａをクランプ片２１の切り欠き２１ａａに導くようにその周方向の両壁はそれぞれ傾斜して形成される。

【0061】

一方、この挿入孔２４ａは、コイルセグメント１２の溶接すべき端部対１２ａ，１２ａに対向してステータコア１３の径方向に複数形成されるけれども、その境は比較的薄く形成されて、クランプ片２１の切り欠き２１ａａと切り欠き２１ａａとの境と略同一の厚さとされる。そして、コイルセグメント１２の端部対１２ａ，１２ａが径方向に接触せずに離間した状態であっても、その挿入孔２４ａを通過可能に形成される。

【0062】

これにより、挿入孔２４ａを通過したコイルセグメント１２の端部１２ａは、図２に示す様に、クランプ片２１の切り欠き２１ａａと隣接するクランプ片２１の切り欠き２１ａａにより形成される開放孔に無理無く通過するように構成される。

【0063】

図１及び図６に示す様に、放射状に設けられた複数のクランプ片２１を径方向に移動させる移動手段は、複数のクランプ片２１の等幅部２１ｂに重なるカムリング２３であって、クランプ片２１における等幅部２１ｂにはカムピン２１ｂａが止めねじ２１ｂｂ（図１の拡大図）によりそれぞれ設けられる。そして、クランプ片２１の等幅部２１ｂを支持する支持枠２２には、その凹溝２２ｂに止めねじ２１ｂｂが移動可能な収容溝２２ｄが形成される。

【0064】

図６に示す様に、カムリング２３には、カムピン２１ｂａが移動可能なカム孔２３ａ，２３ｂが複数のクランプ片２１に対向して周方向に連続して複数形成される。

【0065】

具体的に、このカムリング２３はステータコア１３の中心軸を中心とする同心円状のドーナツ状のリング部材であって、支持枠２２には、ステータコア１３の中心軸を中心とする同心円状に配置されたカムリング２３の外周に接触して、そのカムリング２３を同心状に位置する防止ピン２７が複数設けられる。この実施の形態では、ベアリングから成る防止ピン２７が１２０度毎の３カ所に設けられる場合を示す。

【0066】

また、このカムリング２３の周囲の支持枠２２には、防止ピン２７と別にスペーサ２８が複数設けられる。この実施の形態では、防止ピン２７の間に１２０度毎の３カ所に設けられる場合を示す。

【0067】

そして、防止ピン２７はカムリング２３の厚さに等しいか又はそれよりも薄いものが用いられ、スペーサ２８はカムリング２３の厚さより僅かに厚く形成されて、このスペーサ２８を介して支持枠２２にはカムリング２３を覆う補助リング２９が取付けられる。

【0068】

図５に示す様に、この補助リング２９は内径がカムリング２３のカム孔２３ａ，２３ｂより外側のカムリング２３の周囲を覆うリング状を成して形成され、カムリング２３のステータコア１３の中心軸を中心とする回転を阻害しないように構成される。

【0069】

そして、カムリング２３に形成された複数のカム孔２３ａ，２３ｂは、傾斜角度が異なるものが周方向に交互に形成され、このカムリング２３が周方向に回転すると、ステータコア１３の周方向に互いに隣接するクランプ片２１が交互にステータコア１３の径方向にずれ又は一致するように往復移動可能に構成される。

【0070】

また、この位置決め具２０にはカムリング２３を回転させるカムリング可動手段３０が設けられる。図１及び図５に示す様に、この補助リング２９には一部にカムリング２３の上面を表出させる切り欠き２９ａが形成されて、その切り欠き２９ａにより現れたカムリング２３には、可動手段３０を構成する第一操作部材３１が取付けられる。この第一操作部材３１は、その上端が補助リング２９の上面より上方に突出するようにカムリング２３に取付けられ、この第一操作部材３１から周方向に離間した補助リング２９には第二操作部材３２が取付けられる。

【0071】

そして、この可動手段３０は、回転可能なカムリング２３に設けられた第１操作部材３１と、回転不能な補助リング２９に設けられた第２操作部材３２とを接近又は離間させるねじ部材３３を備える。

【0072】

図では、第二操作部材３２に第一操作部材３１に向かうねじ孔３２ａが形成され、ねじ部材３３はこのねじ孔３２ａに螺合され、その先端が第一操作部材３１に回転可能であるけれども、軸方向に移動不能に係止されたものを示す。

【0073】

次に、このように構成されたコイルセグメントの位置決め装置を用いたコイルセグメントの位置決め方法を説明する。

【0074】

このコイルセグメントの位置決め装置１０は、コイルセグメントの端部１２ａを溶接させる為に用いられるものであり、図１１に示す様に、波形形状を成す複数のコイルセグメント１２をステータコア１３に予め配置し、図１に示す様に、そのステータコア１３に配置された状態で複数のコイルセグメント１２の端部１２ａを上側に向けた状態でそのステータコア１３を取付具１６に取付ける。

【0075】

即ち、ステータコア１３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１２を挿入して形成されるコイルでは、ステータコア１３の端面から突出した端部をステータコア１３の径方向で隣り合う層毎に周方向にツイスト加工し、径方向で対向する端部１２ａ同士を電気的に接続することになる。

【0076】

図１１に、ツイスト加工後のコイルセグメント１２の端部１２ａの例を示す。ただし、図示しないが、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、各端部対１２ａ，１２ａを構成する、ステータコア１３の径方向で対向する端部１２ａの間の位置ずれが生じることがある。

【0077】

この端部１２ａの位置ずれは、端部対１２ａ，１２ａを構成すべき１対の端部１２ａがステータコア１３の径方向に離間して十分に近接していないという意味のずれであったり、端部対１２ａ，１２ａの位置がステータコア１３の周方向に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。このようなずれが生じる場合には、その後の溶接が阻害される恐れがある。

【0078】

このずれを解消して溶接を確実にさせるために、コイルセグメント１２の端部１２ａを上側に向けた状態でそのステータコア１３を取付具１６に取付け、ステータコア１３が取付けられた取付具１６にコイルセグメントの位置決め具２０を更に搭載して、コイルセグメント１２の端部１２ａを溶接に適した位置に決めることになる。

【0079】

即ち、ステータコア１３の端面から突出したコイルセグメント１２の端部１２ａのうち、ステータコア１３の径方向で対向する１対の端部１２ａ，１２ａによりそれぞれ構成される複数の端部対１２ａ，１２ａを接続するのに先立って、各端部対１２ａ，１２ａの位置決めを行う。

【0080】

具体的に、ステータコア１３の取付具１６への取付けは、そのコア支持板１６ｃにコア１３を支持させ、その状態でコア押さえ板１６ｅにてステータコア１３の周囲を挟むことにより行われる。そしてこの位置決め具２０は、ステータコア１３が取付けられた取付具１６に上方から載置される。

【0081】

この載置に際して、図３に示す様に、放射状に設けられた複数のクランプ片２１の中心軸からの位置を等しくして、周方向に隣接するクランプ片２１の切り欠き２１ａａを対向させておく。即ち、切り欠き２１ａａが対向することにより形成される開口部を開放させて、コイルセグメント１２の端部１２ａが挿通可能な状態にさせておく。この開口部の開放は、カムリング２３を破線矢印で示す様に回転させて、隣接するクランプ片２１のステータコアの中心軸からの距離を等しくしておくことにより可能となる。

【0082】

このような状態のコイルセグメントの位置決め具２０を上方から取付具１６に載置し、コイルセグメントの各端部対１２ａ，１２ａを、その位置決め具２０において放射状に設けられたクランプ片２１の対向する切り欠き２１ａａにより形成される開口部に挿入させる。

【0083】

ここで、この位置決め具２０には、切り欠き２１ａａが形成される傾斜片部２１ａに対向して重合する誘い治具２４が設けられ、この誘い治具２４には、ステータコア１３の端面から突出したコイルセグメント１２の端部１２の内それぞれステータコア１３の径方向で対向する端部１２ａにより構成される複数の端部対１２ａ，１２ａを、対毎に区画して挿入可能な挿入孔２４ａが径方向に複数形成され、更にその複数の挿入孔２４ａはステータコア１３の周方向に連続して形成される。

【0084】

このため、図１０に示す様に、位置決め具２０をステータコア１３の上方から取付具１６に載置させるべく下降させると、端部対１２ａ，１２ａは挿入孔２４ａに挿通された後に、クランプ片２１の対向する切り欠き２１ａａにより形成される開口部に挿入されることになる。

【0085】

そして、誘い治具２４における方形状の挿入孔２４ａは、周方向における両壁が傾斜しているので、図１０（ａ）に示す様に、端部対１２ａ，１２ａが周方向にずれていたとしても、その傾斜する両壁により端部対１２ａ，１２ａは実線矢印で示す様に案内されてずれが解消された状態で通過して、図１０（ｂ）に示す様に、切り欠き２１ａａにより形成される開口部に挿入されることになる。

【0086】

よって、この誘い治具２４により、端部対１２ａ，１２ａが周方向にずれていたとしても、その端部対１２ａ，１２ａを各挿入孔２４ａに対ごとに容易に挿入することができることになる。これにより、コイルセグメント１２の端部１２ａの位置決めの作業効率を向上させることが可能になる。

【0087】

そして、図１に示すように、コイルセグメントの位置決め具２０は、取付脚２０ａにおける突起２０ｂをコア押さえ板１６ｅにおける孔１６ｇに挿入させるように載置することにより、取付具１６の所定の位置に正確に載置させることができる。

【0088】

このようにコイルセグメントの位置決め具２０を取付具１６の所定の位置に載置させると、図３に示す様に、ステータコア１３の端面から突出したコイルセグメント１２の端部１２ａであって、その後溶接される端部１２ａは対毎に区画された状態で、隣接するクランプ片２１の間の対向する切り欠き２１ａａから成る開口部に進入することになる。

【0089】

その後、図２に示すように、ステータコア１３の周方向に互いに隣接するクランプ片２１をステータコア１３の径方向にずらすことによりずれる切り欠き２１ａａにより該各端部対１２ａ，１２ａを挟んで径方向に相互に接触させる。

【0090】

この実施の形態では、放射状に設けられた複数のクランプ片２１にカムリング２３を重ねているので、この周方向に互いに隣接するクランプ片２１のずらしは、放射状に設けられた複数のクランプ片２１に重ねたカムリング２３を実線矢印で示す様にステータコア１３の軸心回りに回転させることにより行うことができる。

【0091】

具体的には、この位置決め具２０にはカムリング可動手段３０が設けられているので、このカムリング可動手段３０によりカムリング２３を回転させる。即ち、ねじ孔３２ａに螺合されたねじ部材３３を回転させて、回転不能な補助リング２９に設けられた第２操作部材３２に対して第１操作部材３１を接近又は離間させることにより、その第１操作部材３１が取付けられたカムリング２３を回転させる。

【0092】

すると、カムリング２３に形成されたカム孔２３ａ，２３ｂに沿ってカムピン２１ｂａが移動し、このカムピン２１ｂａが取付けられたクランプ片２１を、ステータコア１３の径方向に一つ置きに移動させる。すると、ステータコア１３の周方向に互いに隣接するクランプ片２１は、そのいずれか一方がステータコア１３の径方向にずれることになり、この様にずらすことにより、ずれる切り欠き２１ａａにより各端部対１２ａ，１２ａを挟んで各端部対１２ａ，１２ａの位置を決める。

【0093】

このように位置が決められた各端部対１２ａ，１２ａは、隣接するクランプ片２１の間の対向する切り欠き２１ａａから成る開口部に進入させた状態で離間していたとしても、径方向にずれる切り欠き２１ａａに挟まれた状態で位置が決められるので、それらは径方向に相互に接触することになる。

【0094】

特に、クランプ片２１の傾斜片部２１ａに切り欠き２１ａａを形成するので、隣接するクランプ片２１の間に生じる隙間は小さく成り、その傾斜片部２１ａに形成された切り欠き２１ａａを対向させた開口部に端部対１２ａ，１２ａを挿通させてずらすので、それらを確実に接触させることが可能となる。

【0095】

このように端部１２ａの位置が決められた状態で、そのようなコイルセグメント１２がスロットの挿入されているステータコア１３は、このコイルセグメントの位置決め装置１０とともに図示しない溶接装置に設置されて、それらの端部１２ａが溶接されることになる。

【0096】

そして、本発明では、クランプ片２１をステータコア１３の径方向にずらすことにより、ずれる切り欠きにより各端部対１２ａ，１２ａを挟んで径方向に相互に接触させているので、各端部対１２ａ，１２ａが離間することに起因する溶接不良は減少し、その溶接精度を高めることが可能となるのである。

【0097】

なお、上述した実施の形態では、ねじ部材３３を備える可動手段３０を用いてカムリング２３を回転させたけれども、この可動手段は、カムリングを回転させ得る限りねじ部材３３を備えることを必要としない。例えば、流体圧シリンダなどによりカムリング２３を回転させるようにしても良い。このようにすれば、カムリング２３の回転を自動化させることも可能となる。

【符号の説明】

【0098】

１０ コイルセグメントの位置決め装置
１２ コイルセグメント
１２ａ コイルセグメントの端部
１３ ステータコア
１６ 取付具
１６ｇ 孔（載置手段）
２０ コイルセグメントの位置決め具
２０ｂ 突起（載置手段）
２１ クランプ片
２１ａ 傾斜片部
２１ａａ 切り欠き
２１ｂ 等幅部
２１ｂａ カムピン
２１ｃ 長孔
２２ 支持枠
２２ａ 中央孔
２２ｂ 凹溝
２３ カムリング（移動手段）
２３ａ，２３ｂ カム孔
２４ 誘い治具
２４ａ 挿入孔
２５ リング部材
２６ 支持具
２６ｄ ピン

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】