集合装置及方法与流程

本发明涉及将目标部件集合的集合装置及方法。

背景技术：

电动机、发电机等旋转电机具备形成为圆筒状的定子以及旋转自如地配置在定子的内侧的转子。在设置于定子的定子铁芯的槽中插通u字型的线圈段(电导体)的脚部后，将突出的部分沿周向弯曲并焊接，由此来构成线圈。

在国际公开第2014/010642号公报的电导体的整列装置及方法中，具备保持u字型的多个电导体的一方的腿部的多个保持部、和在径向上使多个保持部移动的移动部。在对多个电导体进行整列时，通过使保持一方的腿部的保持部向径向内侧移动，来使多个电导体在圆周方向一边重叠一边整列成圆环状。

然而，在国际公开第2014/010642号公报的电导体的整列装置以及方法中，需要使保持有电导体的一方的腿部的保持部移动的移动部，装置变得复杂化。

技术实现要素：

本发明是鉴于这种情况而完成的，其目的在于提供一种能够以简单的构造使多个目标部件集合的集合装置及方法。

用于解决课题的手段

本发明的集合装置是集合具有2根脚部和连结所述2根脚部的连结部的多个目标部件的集合装置，该集合装置的特征在于，

具备多个支承臂、引导部和移动部，所述支承部具有支承所述目标部件的所述脚部的支承部和与所述支承部隔开设置的基部；所述引导部对所述基部进行引导；所述移动部使所述多个支承臂各自的所述基部沿着所述引导部的形状移动，所述引导部具备第1引导部和第2引导部，

所述第1引导部形成为第1圆弧状，并以使所述支承部位于在所述第1圆弧的径向上比所述基部靠外侧的位置的状态下，将所述多个支承臂的各自的所述基部引导为能够沿所述第1圆弧的周向移动；

所述第2引导部与所述第1引导部连结，并以曲率中心位于所述第1圆弧的曲率中心隔着所述引导部的相反侧的方式形成为第2圆弧状，将所述多个支承臂的各自的所述基部引导为能够沿所述第2圆弧的周向移动。

在本发明中，第1引导部在使支承部位于比基部靠外侧的位置的状态下对多个支承臂的各自的基部进行引导，第2引导部在使支承部位于比基部靠内侧的位置的状态下对多个支承臂的各自的基部进行引导。因此，在第1引导部中，在支承臂的基部移动了规定长度时，位于基部的外侧的支承部的移动长度比所述规定长度长。与此相对，在第2引导部中，在支承臂的基部移动了所述规定长度时，位于基部的内侧的支承部的移动长度比所述规定长度短。因此，在使多个支承臂从第1引导部向第2引导部移动时，相邻的支承臂的支承部彼此的间隔变窄。

根据本发明，由于支承部支承着目标部件的脚部，通过使相邻的支承臂的支承部彼此的间隔变窄，能够使相邻的目标部件的脚部彼此的间隔变窄。由此，与受第1引导部引导的情况相比，能够使多个目标部件在更小的范围内集合。

另外，当改变第2引导部的曲率半径时，从第1引导部向第2引导部移动之后的相邻的支承臂的支承部彼此的间隔发生变化。因此，通过改变第2引导部的曲率半径，能够使多个目标部件在所希望的范围内集合，例如能够使多个目标部件的连结部以重叠的方式集合。

而且，优选的是，所述第1引导部以及所述第2引导部由槽形成，所述基部由在所述槽中滚动的辊形成。

根据该结构，例如与基部由不能旋转的轴构成的结构相比，在支承臂移动时摩擦变少，因此能够抑制晃动。

另外，优选的是，所述支承臂具备与相邻的所述支承臂的所述辊连结的辊连结部。

根据该结构，由于能够使相邻的支承臂以彼此连结的状态下移动，因此能够抑制集合时的多个支承臂的位置偏移。

而且，优选的是，所述集合装置具备在上下方向上夹持所述支承臂的夹持部。

根据该结构，能够抑制支承臂的上下方向的位置偏移。

另外，优选的是，所述支承部具备支承2根所述脚部的一方脚部的第1支承部和支承2根所述脚部的另一方脚部的第2支承部。

根据该结构，由于对目标部件的2根脚部的双方脚部进行支承，就能够稳定且可靠地支承目标部件。

而且，优选的是，所述集合装置具备防止所述脚部从所述支承部脱出的脱出防止机构。

根据该结构，能够防止目标部件的腿部从支承部脱出。

另外，优选的是，所述支承部具备对2根所述脚部的一方脚部进行支承的第1支承部以及对2根所述脚部的另一方脚部进行支承的第2支承部，所述脱出防止机构具备脱出防止板，该脱出防止板设置在所述第1支承部和所述第2支承部之间，并被配置在所述脚部的一方脚部与所述脚部的另一方脚部之间。

根据该结构，通过简单的构造就能够防止目标部件的腿部从支承部脱出。

并且，优选的是，所述集合装置具备定位部，该定位部在规定位置对所述多个支承臂各自的所述支承部进行定位。

根据该结构，能够在规定位置对支承臂的支承部进行定位，也能够在规定位置上对目标部件进行定位。

本发明的集合方法是集合具有2根脚部和连结2根所述脚部的连结部的多个目标部件的集合方法，该集合方法的特征在于，具备：

支承工序，由多个支承臂支承所述目标部件，其中，所述支承臂具有对所述目标部件的脚部进行支承的支承部和与所述支承部隔开设置的基部；

配置工序，通过第1引导部配置所述多个支承臂，其中，所述第1引导部设置在引导所述基部的引导部上，该第1引导部形成为第1圆弧状，并以使所述支承部位于在所述第1圆弧的径向上比所述基部靠外侧的位置的状态下，将所述多个支承臂的各自的所述基部引导为能够沿所述第1圆弧的周向移动；以及

集合工序，通过使所述多个支承臂的各自的所述基部在第2引导部上移动来集合所述多个支承臂，从而集合所述多个目标部件，其中，所述第2引导部设置在所述引导部上并与所述第1引导部连结，并以曲率中心位于所述第1圆弧的曲率中心隔着所述引导部的相反侧的方式形成为第2圆弧状，将所述多个支承臂的各自的所述基部引导为能够沿所述第2圆弧的周向移动。

根据本发明，在配置工序中，第1引导部在使支承部位于比基部靠外侧的位置的状态下对多个支承臂的各自的基部进行引导。在集合工序中，第2引导部在使支承部位于比基部靠内侧的位置的状态下对多个支承臂的各自的基部进行引导，因此在集合工序中，在使多个支承臂的各自的基部从第1引导部向第2引导部移动时，能够使相邻的支承臂的支承部彼此的间隔变窄。由于支承部支承目标部件的脚部，因此通过使相邻的支承臂的支承部彼此的间隔变窄，能够使相邻的目标部件的脚部彼此的间隔变窄。由此，能够使多个目标部件在较小的范围内集合。

附图说明

图1是表示插入了由本发明的集合装置集合的线圈段的旋转电机的定子的立体图。

图2是表示定子铁心和线圈段的立体图。

图3是表示线圈段的立体图。

图4a是表示线圈段的突出部分的立体图。

图4b是表示线圈段的突出部分的立体图。

图5是表示支承臂正受第1引导部引导的状态的集合装置的俯视图。

图6是表示支承臂正受第2引导部引导的状态的集合装置的俯视图。

图7是将集合装置分解进行表示的立体图。

图8是将集合装置分解进行表示的立体图。

图9是表示支承臂、线圈段、脱出防止板和插入定位部的立体图。

图10是表示利用第1支承臂支承了线圈段的状态的集合装置的俯视图。

图11是表示利用第2支承臂支承了线圈段的状态的集合装置的俯视图。

图12是表示利用第3支承臂支承了线圈段的状态的集合装置的俯视图。

图13是表示利用第4支承臂支承了线圈段的状态的集合装置的俯视图。

图14是表示集合装置的电气结构的框图。

图15是表示集合了线圈段的状态的集合装置的俯视图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

首先，对旋转电机的结构的一例进行说明。

如图1及图2所示，电动机、发电机等旋转电机具备形成为圆筒状的定子1和旋转自如地配置在定子1的内侧的转子(未图示)。

定子1具备定子铁芯2和线圈3。定子铁芯2为圆筒状，在周向上隔开间隔地设置有多个沿旋转轴方向贯通的多个槽2a。各槽2a形成为定子铁芯2的径向截面形状从定子铁芯2的中心侧朝向径向呈放射状延伸，并经由形成于定子铁芯2的狭缝2b与定子铁芯2的内周面连通。

线圈3通过将图3所示的线圈段4从槽2a的一方插入槽2a并将从槽2a的另一方突出的突出部分沿周向扭转弯曲并焊接而构成。

线圈段4是将在实施方式中为4根的多根截面为长方形的导体(扁平线导线)以宽度大的一面对置的方式整列成1列而形成一束且为u字型的线圈段，由一对脚部4a、4a和连结两脚部4a、4a的一端(图中为上端)的头部4b(连结部)构成。

需要说明的是，线圈段4只要是使多根扁平线沿宽度方向整列而成的束即可，例如，也可以使多根扁平线以宽度较窄的一方的面对置的方式整列成1列。

在头部4b的中央形成有在扁平线的整列方向上弯曲成s字型的s字型部4c。另外，头部4b从其中央(s字型部4c的中央)朝向两脚部4a、4a向下方倾斜。线圈段4的脚部4a从槽2a的一方插入到对应的槽2a中。线圈段4的脚部4a从槽2a的另一方突出。

如图4a所示，从槽2a的另一方突出的脚部4a的突出部分4d利用弯曲装置(未图示)向定子铁芯2的周向弯曲，对应的突出部分4d的顶端部4e彼此通过焊接装置(未图示)焊接。这样，完成了在径向上层叠配置有8层(8个)线圈段4的定子1。在此，从径向的内侧朝向外侧按照第1层、第2层、…、第8层的顺序排列。

需要说明的是，本实施方式的线圈3是由u相、v相、w相构成的三相线圈，插入于各槽2a中的线圈段4的脚部4a是由u相、v相和w相构成的三相线圈，在周向上依次排列有u相、u相、v相、v相、w相、w相。在图4b中，仅示出了三个相中其中一相的线圈(例如u相线圈)。

[集合装置]

接着，如图5以及图6所示，说明使例如是18个的多个线圈段4集合的集合装置10。

集合装置10具备外周部为圆弧状的第1配置部11、外周部为圆弧状的第2配置部12、以及由第1配置部11和第2配置部12配置的18根支承臂13。第1配置部11及第2配置部12安装于基座(未图示)。18根支承臂13分别支承线圈段4。

第1配置部11将18根支承臂13配置成扇状(参照图5)，第2配置部12以集合18根支承臂13的方式进行配置(参照图6)。需要说明的是，在本实施方式中，第1配置部11及第2配置部12形成为一体，但也可以分体设置。

集合装置10具备将支承臂13向第1配置部11上的逆时针方向d1送出的送出部14、覆盖第1配置部11及第2配置部12的上部的上盖15、以及控制装置16(参照图14)。控制装置16例如具备cpu等，统一控制集合装置10。当安装上盖15时，支承臂13被夹持在第1配置部11和第2配置部12与上盖15之间。由此，抑制支承臂13上下方向的晃动。在本实施方式中，在上下方向上夹持支承臂13的夹持部具备第1配置部11、第2配置部12和上盖15。

在本实施方式中，将18根支承臂13中位于图5中最靠逆时针方向d1侧的支承臂13称为第1支承臂13，将在第1支承臂13的顺时针方向d2侧与第1支承臂13连接(link)的支承臂13称为第2支承臂13，将位于图5中最靠顺时针方向d2侧的支承臂13称为第18支承臂13。

如图7及图8所示，在第1配置部11上形成有圆弧状且是槽型的第1引导部11a，第1引导部11a将支承臂13引导为能够以第1配置部11的圆心为旋转中心向逆时针方向d1旋转。另外，在第1配置部11上形成有供送出部14的主体部14a插入的开口11b。第1引导部11a形成为第1圆弧状，以使支承臂13的第1保持部13c和第2保持部13d位于第1圆弧的径向上比基部21靠外侧的位置的状态下，将支承臂13的基部21引导为能够沿所述第1圆弧的周向移动。

在第2配置部12上形成有圆弧状的第2引导部12a，该第2引导部12a将支承臂13引导为能够以第2配置部12的圆心为旋转中心向顺时针方向d2旋转。第2引导部12a与第1引导部11a连续地形成。第2引导部12a以曲率中心位于第1引导部11a的曲率中心隔着引导部(第1引导部11a以及第2引导部12a)的相反侧的方式形成为第2圆弧状，将支承臂13的基部21引导为能够沿所述第2圆弧的周向移动。

支承臂13具备第1臂部13a和与第1臂部13a的一端部连接设置的第2臂部13b。在第1臂部13a上形成有第1保持部13c(第1支承部)，该第1保持部13c形成有供线圈段4的一方的脚部4a插入的凹部。

在第2臂部13b上形成有第2保持部13d(第2支承部)，该第2保持部13d上形成有供线圈段4的另一方的脚部4a插入的凹部。需要说明的是，第1保持部13c和第2保持部13d只要至少形成一方即可。

第1臂部13a的另一端部上形成有第1板部13e和第2板部13f。第1板部13e形成在第2板部13f的下方，第1板部13e和第2板部13f形成为带台阶的形状。

在第1板部13e的底面上以能够沿逆时针方向d1以及顺时针方向d2旋转的方式安装有具有例如辊形的基部21。在第1板部13e的上表面上竖立设置有与基部21同轴的连杆轴22。

在第2板部13f上形成有连杆孔13g，该连杆孔13g供设置于相邻的支承臂13的第1板部13e上的连杆轴22插入。当连杆轴22插入于相邻的支承臂13的连杆孔13g时，相邻的支承臂13彼此连接(link)而成为一起移动的状态。在本实施方式中，18根支承臂13处于相邻的支承臂13彼此连接(link)的状态。在本实施方式中，与相邻的支承臂13的基部21(辊)连结的辊连结部具备连杆轴22和连杆孔13g。

图8表示第11～第18支承臂13以相邻的支承臂彼此连接的状态被设置并将第10支承臂13设置成要与第11支承臂13连接的状态。

送出部14具备主体部14a、臂部14b及按压辊14c。主体部14a设置成与第1配置部11的第1引导部11a同轴为旋转中心可旋转；臂部14b沿第1配置部11的径向延伸。按压辊14c可旋转地安装于臂部14b的顶端部下表面。主体部14a利用电动机35(参照图14)旋转。电动机35由控制装置16控制驱动。

主体部14a可旋转地插入于第1配置部11的开口11b。按压辊14c被插入于第1引导部11a中并受第1引导部11a引导。

如图8和图9所示，在第1臂部13a的底面和第2保持部13d的底面上分别形成有定位凹部13h。

集合装置10具备将1根支承臂13定位于插入位置(图5中的配置有第1支承臂13的位置)的插入定位部25和将18根支承臂13定位于保持位置(图6中的配置有第1～第18支承臂13的位置)的保持定位部26。需要说明的是，在图7中省略了插入定位部25和保持定位部26的图示。

插入定位部25具备插入定位板25a和竖立设置于插入定位板25a的2根锥状的插入定位销25b。插入定位部25通过具有电动机、齿轮等的插入移动机构27(参照图14)而在上下方向上移动。插入定位销25b被插入到位于插入位置的支承臂13的定位凹部13h中。

插入移动机构27由控制装置16控制驱动。在通常时，控制装置16使插入定位部25事先向下方移动，以使插入定位销25b不插入到定位凹部13h中。需要说明的是，也可以不设置插入定位部25以及插入移动机构27。

保持定位部26具备保持定位板26a和竖立设置在保持定位板26a上的36个锥状的保持定位销26b。保持定位部26通过具有电动机、齿轮等的保持移动机构28(参照图14)而在上下方向上移动。当18根支承臂13位于保持位置(参照图6)时，保持定位销26b插入18根支承臂13各自的定位凹部13h。

保持移动机构28由控制装置16控制驱动。在通常时，控制装置16使保持定位部26事先向下方移动，以使保持定位销26b不插入到定位凹部13h中。需要说明的是，也可以不设置保持定位部26以及保持移动机构28。

如图9所示，集合装置10上设置有脱出防止板31，该脱出防止板31防止插入到第1保持部13c的脚部4a和插入到第2保持部13d的脚部4a从第1保持部13c以及第2保持部13d脱出。脱出防止板31形成为通过第1保持部13c以及第2保持部13d之间的圆弧状。需要说明的是，在图8中，省略了脱出防止板31的图示。另外，只要能够防止2根脚部4a脱出即可，不限于脱出防止板31。例如，也可以设置保持线圈段4的头部4b的保持机构，以使2根脚部4a不会脱出。

即使在插入到第1保持部13c及第2保持部13d的各个脚部4a沿第1配置部11的径向移动时，脚部4a也与脱出防止板31抵接。由此，能够防止脚部4a从第1保持部13c以及第2保持部13d脱出。需要说明的是，也可以不设置脱出防止板31。

在图10所示的初始状态下，第1支承臂13位于供由线圈段输送装置(未图示)输送来的线圈段4插入的插入位置。

当通过控制装置16驱动电动机35，送出部14的主体部14a向逆时针方向d1旋转时，按压辊14c沿着第1配置部11的第1引导部11a在逆时针方向d1上滚动，将第18支承臂13的基部21向逆时针方向d1按压。

在第18支承臂13的基部21被向逆时针方向d1按压时，该基部21沿着第1配置部11的第1引导部11a在逆时针方向d1上滚动，第18支承臂13向逆时针方向d1旋转。

当第18支承臂13向逆时针方向d1旋转时，连接在第18支承臂13上的第17支承臂13也向逆时针方向d1旋转。同样地，第16～第1支承臂13也向逆时针方向d1旋转。

[线圈段集合]

在使用集合装置10使多个(18个)线圈段4集合在与定子铁心2的槽的槽2a对应的位置的情况下，首先，如图9及图10所示，控制装置16控制配置成第1支承臂13位于插入位置(配置工序)。需要说明的是，在图10～图13中，省略了上盖15的图示。

接着，控制装置16驱动插入移动机构27，使插入定位部25向上方移动，将插入定位销25b插入到位于插入位置的支承臂13(第1支承臂13)的定位凹部13h中(定位控制)。由此，能够将第1支承臂13定位在插入位置上。控制装置16将插入定位销25b插入到位于插入位置的第1支承臂13的定位凹部13h中的定位状态维持规定时间(例如1秒)(维持控制)。

在第1支承臂13成为定位状态的1秒期间，线圈段输送装置输送线圈段4，将一对脚部4a、4a插入到第1支承臂13的第1保持部13c以及第2保持部13d(插入控制)(支承工序)中。

控制装置16在维持定位状态1秒后，驱动插入移动机构27，使插入定位部25向下方移动，将插入定位销25b从位于插入位置的支承臂13(第1支承臂13)的定位凹部13h拔出(拔去控制)。

接着，控制装置16驱动电动机35，使送出部14从图10所示的位置向图11所示的位置旋转设定角度(例如15°)(旋转控制)。由此，第2支承臂13旋转至插入位置。

接着，控制装置16对第2支承臂13进行上述定位控制。由此，能够将第2支承臂13定位于插入位置。然后，进行上述维持控制。

在第2支承臂13成为定位状态的1秒期间，线圈段输送装置对第2支承臂13进行上述插入控制。

然后，控制装置16进行上述拔去控制。由此，第2支承臂13能够旋转。

接着，如图12所示，控制装置16对第3支承臂13进行上述旋转控制、上述定位控制、上述维持控制以及上述拔去控制。线圈段输送装置在进行上述维持控制的期间，对第3支承臂13进行上述插入控制。

接着，如图13所示，控制装置16对第4支承臂13进行上述旋转控制、上述定位控制、上述维持控制以及上述拔去控制。线圈段输送装置在进行上述维持控制的期间，对第4支承臂13进行上述插入控制。

在图12和图13所示的状态下，第1支承臂13和第2支承臂13通过基部21沿着第2配置部12的第2引导部12a滚动而向顺时针方向d2旋转(集合工序)。在本实施方式中，使第1～第18支承臂13各自的基部21沿着第1引导部11a以及第2引导部12a的形状移动的移动部构成为具备送出部14和电动机35。

在图12以及图13所示的状态下，第1保持部13c以及第2保持部13d位于比基部21靠第2引导部12a的径向内侧的位置。因此，当第1支承臂13以及第2支承臂13向顺时针方向d2旋转时，第1支承臂13的第1保持部13c及第2保持部13d向第2支承臂13的第1保持部13c及第2保持部13d靠近。

在图13所示的状态下，受第1支承臂13支承的线圈段4的头部4b与受第2支承臂13支承的线圈段4的头部4b重叠。

控制装置16对第5～第18支承臂13也进行上述旋转控制、上述定位控制、上述维持控制以及上述拔去控制。线圈段输送装置对第5～第18支承臂13也进行上述插入控制。由此，成为由第1～第18支承臂13的所有支承臂支承线圈段4的状态。从该状态开始，控制装置16进一步驱动电动机35，使送出部14旋转设定角度(例如30°)。由此，如图15所示，由第1～第18支承臂13分别支承的线圈段4以重叠的方式集合。

接着，控制装置16驱动保持移动机构28，使保持定位部26向上方移动，将36个保持定位销26b插入到分别在第1～18支承臂13的各个支承臂上形成有2个定位凹部13h的共计36个定位凹部13h中。由此，第1～第18支承臂13被定位于保持位置上，由第1～第18支承臂13支承的线圈段4也被定位。该被定位的位置成为与定子铁芯2的槽2a对应的位置。

线圈段组装装置(未图示)保持并搬运以重叠的方式集合的18根线圈段4，将脚部4a插入于定子铁心2的槽2a中。

由于通过集合装置10集合的18个线圈段4被定位在与槽2a对应的位置，因此能够将18个线圈段4可靠地插入到槽2a中。

需要说明的是，在上述实施方式中，由第1引导部11a以及第2引导部12a来引导基部21。也可以是利用孔来引导凸部的构造、利用凸部来引导孔、槽的构造(例如，导轨和将该导轨夹在其中的两个辊)。

在上述实施方式中，通过利用电动机35而进行旋转的送出部14来使第1～第18支承臂13各自的基部21沿着第1引导部11a以及第2引导部12a的形状移动。但并不限定于此，能够适当变更使基部21移动的构造，例如，也可以通过使与第1支承臂13连结的连结部沿着第1引导部11a以及第2引导部12a的形状移动，来牵拉第1～第18支承臂13。

在上述实施方式中，使相邻的支承臂13彼此连接(link)，但也可以不实施连接。

在上述实施方式中，在第1配置部11及第2配置部12与上盖15之间夹持有支承臂13，但也可以不对支承臂13实施夹持。

在上述实施方式中，针对重叠u字型的线圈段4而进行集合的集合装置实施了本发明，但只要是使具有2根脚部和连结2根脚部的连结部的目标部件集合的集合装置，就能够实施本发明。例如，也可以针对集合h字型或v字型的目标部件进行集合的集合装置来实施本发明。