JP2021093862A - 絶縁検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】コイルエンドの捻り加工の工程において、低コストでコイルエンドの形状不良を検査する。【解決手段】ステータの絶縁検査方法であって、ステータコアのスロットに挿入されたコイル３１のコイルエンドを捻り加工する工程において、リード側のコイルエンド３１ａを捻り加工する捻り加工治具２２と、反リード側のコイルエンドに当接するとともに、反リード側のコイルエンド３１ｂから絶縁されているコイル揃え治具と、の間を直流電源で接続し、前記反リード側のコイルエンドと、前記コイル揃え治具と、の間の電位差を測定する。【選択図】図１

Description

本発明は、ステータの絶縁検査方法に関する。

従来、このような分野の技術として、特開２００７−１２１００３号公報がある。この公報に記載された絶縁検査装置では、検査方法として、ステータコアのスロットに挿入されたコイルのコイルエンドをコイルカバー電極で被覆して、コイルとコイルカバー電極との絶縁の良否を確認することが記載されている。

特開２００７−１２１００３号公報

しかしながら、コイルエンドのエナメル皮膜にキズがないかを検査するためには専用の設備が必要である。また、前述の絶縁検査装置では、コイル線を捻り加工する際に測定箇所に電極を配置できる構造になっていない。そのため、専用設備の追加のコストと、検査工程を増加させることによるコストが発生するという問題がある。

本発明は、コイルエンドの捻り加工の工程において、低コストでコイルエンドの形状不良を検査する絶縁検査方法を提供するものである。

本発明にかかるステータの絶縁検査方法では、ステータコアのスロットに挿入されたコイルのコイルエンドを捻り加工する工程において、リード側のコイルエンドを捻り加工する捻り加工治具と、反リード側のコイルエンドに当接するとともに、反リード側のコイルエンドから絶縁されているコイル揃え治具と、の間を直流電源で接続し、前記反リード側のコイルエンドと、前記コイル揃え治具と、の間の電位差を測定する。
これにより、リード側の捻り加工治具と反リード側の当接治具との電位差の測定によって、反リード側のコイルエンドの被覆の不良を判定することができる。

これにより、コイルエンドの捻り加工の工程において、低コストでコイルエンドの形状不良を検査する絶縁検査方法を提供することができる。

絶縁検査装置の構成の一例を示した図である。 絶縁検査の動作フローの一例を示した図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１に示すように、絶縁検査装置１は、複数のコイル３１がスロットに挿入されたステータコア２１と、複数の加工治具が配置されている設備本体１１と、電源回路１２と、を備える。なお、設備本体１１は、ステータコア２１を内部に収めた状態で加工を行うことができる筐体である。

なお、以下において、ステータは、平角線導体からなる１ターン分のＵ字形セグメント導体をスロットに軸方向に挿入した後、互いに隣接するＵ字セグメント導体の先端同士を溶接してステータコイルを形成したＳＣステータであるものとする。このＳＣステータを成形するためには、コイルをＵ字に開いた側を捻る、捻り工程が必要である。

設備本体１１には、ステータコア２１と、ステータコア２１を挟み込むように配置された捻り加工治具２２と、コイル揃え治具２３と、を備える。

ステータコア２１は、上下方向に鋼板が積層されて形成されているステータコアであって、ステータコア２１に設けられたスロットに複数のコイル３１が配置されている。ここで、ステータコア２１の下方側をリード側、上方側を反リード側とする。ステータコア２１の下方側に捻り加工治具２２が配置されており、ステータコア２１の上方側にコイル揃え治具２３が配置されている。

捻り加工治具２２の上面は、ステータコア２１の下面に対向している。捻り加工治具２２は、ステータコア２１の下端部から下方向に突出しているコイル３１の先端部を掴む治具である。

なお、図１に示した捻り加工治具２２近傍の拡大図に示すように、捻り加工工程では、ステータコア２１にコイル３１が挿入され、コイル揃え治具２３によりコイル３１のＵ字の閉じた側を軸方向に揃えられた状態で、捻り加工治具２２にコイル３１を差し込む。そして、捻り加工治具２２は、ステータコア２１に対して相対的に、周方向に動きながら近づくように動作することで、コイル３１を捻ることができる。

ここで、捻り加工治具２２の下面は、絶縁体２４を介して、設備本体１１の筐体に固定されている。なお例えば、絶縁体２４には、樹脂やセラミック材を用いることができる。

なお、絶縁体２４は、電源回路１２におけるアースに接続されている。ここで、捻り加工治具２２は絶縁体２４と同電位であり、捻り加工治具２２も、電源回路１２におけるアースに接続された状態である。

さらに、捻り加工治具２２には、コイル３１においてエナメル皮膜が剥離されている箇所が接した状態で固定される。そのため、捻り加工治具２２と同様に、コイル３１の銅線部もアースとなる。

コイル揃え治具２３の下面は、ステータコア２１の上面に対向している。コイル揃え治具２３は、ステータコア２１の上方に突出するように配置されている複数のコイル３１を、軸方向に揃える。

なお、コイル揃え治具２３は、捻り加工治具２２を用いて捻り加工を行う際において、コイル３１のコイルエンドの基準となる。そのため、コイル揃え治具２３は、コイルエンド３１ｂの端部で力を受けるため、コイル揃え治具２３とコイルエンド３１ｂの間に隙間は無く、コイルエンド３１ｂは、ステータの生産過程において最もキズつきやすい箇所の１つである。

コイル揃え治具２３は、絶縁体２５によって覆われており、設備本体１１に対して絶縁されている。なお例えば、絶縁体２５には、樹脂やセラミック材を用いることができる。また、コイル揃え治具２３は、電源回路１２における高電位側の電線に接続されている。

なおコイル揃え治具２３に当接するコイル３１は、エナメル皮膜にキズが無い状態であれば、コイル揃え治具２３に対して絶縁された状態である。

電源回路１２は、直流電源４１と、抵抗４２と、スイッチ４３と、電圧計４４と、を備える。なお、図１に示している直流電源４１、抵抗４２、スイッチ４３、電圧計４４の配置や、抵抗４２の数などは一例であり、この配置や数に限られず変更可能である。

直流電源４１は、スイッチ４３がＯＮ状態である場合に、コイル揃え治具２３が設けられている反リード側が高電位となるように印加し、捻り加工治具２２が設けられているリード側を低電位にする。なお、低電位であるリード側は、アースに接続にされている。

スイッチ４３は、検査を行う際にＯＮ状態とすることで、設備本体１１におけるリード側と反リード側との間に電位差を発生させる。

電圧計４４は、スイッチ４３がＯＮ状態であるときに、設備本体１１においてリード側と反リード側との間に発生している電位差を測定する。より具体的には、電圧計４４では、それぞれ直流電源４１に接続されており、高電位側であるコイル揃え治具２３と、低電位側である捻り加工治具２２との間の電位差を測定する。

ここで、ステータコア２１に設けられているコイル３１のコイルエンド３１ａは、捻り加工治具２２に対して被覆されていない箇所が当接されているため、コイル３１は低電位である。そのため、コイル揃え治具２３に当接しているコイルエンド３１ｂの部分においても、コイル３１は、アースと導通した低電位である。

そのため、電圧計４４を用いて、コイル揃え治具２３と、捻り加工治具２２と、の電位差を測定することによって、コイル揃え治具２３と、コイル３１のコイルエンド３１ｂと、の間に発生する電位差を測定することができる。

典型的には、捻り加工を行うことによって、コイル３１のコイルエンド３１ｂの皮膜に不良が生じている場合には、コイル揃え治具２３からコイル３１に電気が流れる。この場合には、電圧計４４では、電位差が異常値である状態を検知できる。典型的には、電圧計４４では、コイルエンド３１ｂの皮膜の不良の発生に応じて、電位差が所定値以上である状態を検知できる。

ここで図２を用いて、絶縁検査装置１を用いて、コイル３１のコイルエンド３１ｂの皮膜の不良の発生を検知する絶縁検査方法の手順の一例を説明する。

コイル３１がスロット内に挿入されたステータコア２１を、設備本体１１に配置する（Ｓ１）。

ここで、ステータコア２１の上方である反リード側において、コイル揃え治具２３と複数のコイル３１のコイルエンド３１ｂとを当接させて、夫々のコイルエンド３１ｂを軸方向に揃えた状態とする。また、コイル揃え治具２３によりコイル３１が揃えられた状態で、ステータコア２１の下方のリード側において、捻り加工治具２２がコイル３１のコイルエンド３１ａを掴んだ状態とする（Ｓ２）。

電源回路１２の高電位側を、コイル揃え治具２３に接続する。また、電源回路１２の低電位側を、捻り加工治具２２に接続する（Ｓ３）。ここで、直流電源４１を用いて印加させた場合には、設備本体１１において高電位であるものはコイル揃え治具２３のみであり、コイル揃え治具２３に対して絶縁された状態であるステータコア２１やコイル３１、設備本体１１の筐体部分などの他の構成物品は全て低電位の状態である。

設備本体１１では、捻り加工治具２２を利用して、コイル３１の捻り加工を行う（Ｓ４）。

電圧計４４は、高電位であるコイル揃え治具２３と、低電位である捻り加工治具２２の電位差を測定する（Ｓ５）。コイル３１にキズがある場合には、電圧計４４で測定される電位差に異常が発生することから、コイル３１のキズの発生を検知できる。

これにより、ステータコアの捻り加工を行うための設備の小規模な改造を行うことで、検査工程を追加することなくコイルエンドの不良を検知し、ステータの絶縁検査を行うことができる。また、設備の改造は小規模で良いことから、ステータの絶縁検査の工程を追加するために必要となるコストを低減できる。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。すなわち上記の記載は、説明の明確化のため、適宜、省略及び簡略化がなされており、当業者であれば、実施形態の各要素を、本発明の範囲において容易に変更、追加、変換することが可能である。

上記では直流電源４１を用い、コイルエンド端部の電圧を電源電圧で除して絶縁率を求めることによって、測定部位にキズがあると絶縁率が下がることを利用してキズを検出することとしたが、これに限られない。

例えば、直流電源４１に代えて、交流電源を用いることができる。この場合には、電源回路１２に、電流計を設置しておく。

交流電源は、コイル揃え治具２３に交流電流を流し、電流計はモレ電流を計測する。ここで、コイル３１のコイルエンドにキズが生じている場合には、電流計により測定されるモレ電流が増加することから、コイルエンドのキズを検出できる。

１ 絶縁検査装置
１１ 設備本体
１２ 電源回路
２１ ステータコア
２２ 捻り加工治具
２３ コイル揃え治具
２４ 絶縁体
２５ 絶縁体
３１ コイル
３１ａ コイルエンド
３１ｂ コイルエンド
４１ 直流電源
４２ 抵抗
４３ スイッチ
４４ 電圧計

Claims (1)

1. ステータの絶縁検査方法であって、
   ステータコアのスロットに挿入されたコイルのコイルエンドを捻り加工する工程において、
   リード側のコイルエンドを捻り加工する捻り加工治具と、反リード側のコイルエンドに当接するとともに、前記反リード側のコイルエンドから絶縁されているコイル揃え治具と、の間を直流電源で接続し、
   前記反リード側のコイルエンドと、前記コイル揃え治具と、の間の電位差を測定する、
   絶縁検査方法。

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