JP4244775B2 - Coil insulation inspection device - Google Patents
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Description
本発明は,モータ等に利用されるコイルの絶縁不良を検査するためのコイル絶縁検査装置に関する。さらに詳細には,エナメル部の損傷を検知するものであって,その検知能力が高く,さらにその異常個所の特定が可能なコイル絶縁検査装置に関するものである。 The present invention relates to a coil insulation inspection device for inspecting insulation failure of a coil used for a motor or the like. More specifically, the present invention relates to a coil insulation inspection device that detects damage to an enamel portion, has high detection capability, and can identify an abnormal portion.
従来から,車両駆動用モータの製造において,鉄心(コア部)にコイルを装着する工程がロボット等により自動化されている。この工程中にコイルのエナメル部が破損することがあり,品質管理上の問題となっている。すなわち,エナメル部の破損箇所が鉄心やケーシング等に接触したりまたは接近したりすることで絶縁不良が発生するのである。 Conventionally, in the manufacture of a motor for driving a vehicle, a process of attaching a coil to an iron core (core part) has been automated by a robot or the like. The enamel part of the coil may be damaged during this process, which is a quality control problem. That is, insulation failure occurs when the damaged portion of the enamel contacts or approaches the iron core or casing.
特に,コイルの装着工程や成形工程では,機械または治具等による打撃,機械的圧力,摩擦等により,表面のエナメル部が破損し易い。例えば,図4に示すように鉄心2に巻装されたステータコイル1の場合には,ロボット等にて押圧されることにより折り曲げられた部位付近に表面傷が生じ易い。なお,本明細書では,折り曲げられた部位のうち,内径側に生じた表面傷を「表面傷15」とし,外径側に生じた表面傷を「表面傷16」とする。
In particular, in the coil mounting process and the molding process, the enamel portion on the surface is easily damaged due to impact by a machine or jig, mechanical pressure, friction, or the like. For example, in the case of the
このコイルの絶縁不良を検出するため,従来から種々の検査が実施されている(例えば,特許文献1または特許文献2に記載されている非破壊絶縁試験装置)。具体的に従来の検査では,図5に示すように電源4の一方の電極(図5中は正極)をコイル端子11に,他方の電極(図5中は負極)をコア部2に接続し,両者の間に高電圧を印加している。そして,このときエナメル部の損傷箇所から発生する放電電荷量を測定し,その電荷量の変化が顕著なものを不良品として検出している。
しかしながら,前記した従来の検査装置には,次のような問題があった。すなわち,従来の検査装置では,検出能力が低く,相当大きな傷でない限り検出できないのである。例えば,図4に示したステータコイル1の検査では,鉄心2とエナメル部の表面傷とが接近している場合や表面傷が大きい場合に有効である。しかし,鉄心2とエナメル部の表面傷との距離Gが数mm以上離れている場合には,放電電荷量が少ないことから検知能力が極端に低い。特に,コイルの装着工程や成形工程においては,エナメル部に表面傷16が生じ易い。しかしながら,表面傷16は鉄心2と対向していないために鉄心2との距離Gが大きく,その検出が困難となっている。また,エナメル部が鉄心2から離れれば離れるほど小さい表面傷を検知することが困難になる。そのため,一部の不良しか検出することができない。
However, the conventional inspection apparatus described above has the following problems. That is, the conventional inspection apparatus has a low detection capability and cannot detect unless it is a considerably large scratch. For example, the inspection of the
また,従来の検査装置では,エナメル部の損傷部位を特定できない。すなわち,従来の検査装置では,被検査ワーク10全体としての放電電荷量を計測しているのみであり,表面傷がどこにあるのかを特定するまでに至っていない。
In addition, the conventional inspection device cannot identify the damaged part of the enamel part. In other words, the conventional inspection apparatus only measures the discharge charge amount of the
本発明は,前記した従来の検査装置が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは,コイルの絶縁不良を検出するものであって,検出能力が高く,その異常個所の特定が可能なコイル絶縁検査装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the problems of the conventional inspection apparatus described above. That is, an object of the present invention is to provide a coil insulation inspection device that detects an insulation failure of a coil, has a high detection capability, and can identify an abnormal portion.
この課題の解決を目的としてなされたコイル絶縁検査装置は,コイルの絶縁不良を検出するコイル絶縁検査装置であって,線状の部材であり,被検コイルの表面形状に沿って湾曲した形状に形成された導電部材と,導電部材と被検コイルとの間に電圧を印加する電圧印加手段と,電圧印加手段の電圧印加により得られる漏れ電流を基に,コイルの絶縁状態の良否を判断する判断手段とを有し,導電部材と被検コイルとの間で所定距離を維持した状態で,電圧印加手段にて電圧を印加することを特徴としている。 A coil insulation inspection device for the purpose of solving this problem is a coil insulation inspection device for detecting a defective insulation of a coil, which is a linear member and has a shape curved along the surface shape of a coil to be examined. Based on the formed conductive member, the voltage applying means for applying a voltage between the conductive member and the coil to be tested, and the leakage current obtained by the voltage application of the voltage applying means, the quality of the coil is judged to be good or bad. And a voltage applying means for applying a voltage while maintaining a predetermined distance between the conductive member and the test coil .
すなわち,本発明のコイル絶縁検査装置は,被検コイルの表面形状に沿って形成された導電部材を備えている。検査時には,その導電部材と被検コイルの表面とが対向するように配置する。そして,電圧印加手段にて導電部材と被検コイルとの間に所定の電圧を印加する。この電圧印加により得られる電気特性を基に,判断手段にて絶縁状態の良否を判断する。これにより,被検コイルの表面傷,特にコイルの装着工程や成形工程において生じる折り曲げ部分の外径側の表面傷を検出することができる。さらに,本発明のコイル絶縁検査装置では,導電部材が被検コイルの表面形状に沿って形成されていることから,被検コイルの表面の殆どが導電部材と対向する。これにより,より多くの表面傷を検出することができる。よって,その検出能力は高い。 That is, the coil insulation inspection apparatus of the present invention includes a conductive member formed along the surface shape of the coil to be tested. At the time of inspection, the conductive member and the surface of the coil to be tested are arranged so as to face each other. Then, a predetermined voltage is applied between the conductive member and the test coil by the voltage applying means. Based on the electrical characteristics obtained by this voltage application, the judgment means judges the quality of the insulation state. As a result, it is possible to detect surface flaws on the test coil, in particular, surface flaws on the outer diameter side of the bent portion that occurs in the coil mounting process and the molding process. Furthermore, in the coil insulation inspection apparatus of the present invention, since the conductive member is formed along the surface shape of the test coil, most of the surface of the test coil faces the conductive member. Thereby, more surface flaws can be detected. Therefore, its detection capability is high.
また,本発明のコイル絶縁検査装置は,被検コイルと導電部材との一方を他方の位置に合わせて移動させる移動手段を有することとするとよりよい。これにより,被検コイルの表面全体を検査することができる。また,被検コイルの部位ごとに電気特性を得ることができ,絶縁不良の発生部位を特定することができる。 In addition, the coil insulation inspection apparatus of the present invention preferably has moving means for moving one of the coil to be tested and the conductive member in accordance with the other position. As a result, the entire surface of the test coil can be inspected. In addition, the electrical characteristics can be obtained for each part of the coil to be tested, and the part where the insulation failure occurs can be specified.
また,本発明のコイル絶縁検査装置の導電部材は,線状の部材を被検コイルの表面形状に沿って湾曲させたものであることとするとよりよい。導電部材が線状部材であることでより繊細に絶縁不良の発生部位を特定することができる。 Further, the conductive member of the coil insulation inspection apparatus of the present invention is preferably a linear member that is curved along the surface shape of the coil to be examined. Since the conductive member is a linear member, it is possible to specify the portion where the insulation failure occurs more delicately.
本発明によれば,被検コイルの表面形状に沿って形成された導電部材を被検コイルの表面と対向する位置に配置することで,折り曲げ部分の外径側を含む広範囲の部位で表面傷を検知することができる。さらに,移動部材にて絶縁不良の発生部位を特定することができる。よって,コイルの絶縁不良を検出するものであって,検出能力が高く,その異常個所の特定が可能なコイル絶縁検査装置が提供されている。 According to the present invention, the conductive member formed along the surface shape of the test coil is disposed at a position facing the surface of the test coil, so that the surface damage can be observed in a wide range of sites including the outer diameter side of the bent portion. Can be detected. Furthermore, the location where the insulation failure occurs can be identified by the moving member. Therefore, there is provided a coil insulation inspection apparatus that detects an insulation failure of a coil, has a high detection capability, and can identify the abnormal part.
以下,本発明を具体化した実施の形態について,添付図面を参照しつつ詳細に説明する。なお,本実施例は,ハイブリッド車,電気自動車等に搭載される車両駆動用モータのコイル絶縁検査装置に本発明を適用したものである。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments embodying the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In this embodiment, the present invention is applied to a coil insulation inspection device for a vehicle drive motor mounted on a hybrid vehicle, an electric vehicle or the like.
本形態に係るコイル絶縁検査装置100は,図1に示すように計測器3と,電源4と,コントローラ5と,モニタ6と,プローブピン7と,減圧容器8とを備えている。減圧容器8内には被検査ワーク10が設置される。被検査ワーク10は,成形工程後のものであり,コイルが所定の形に成形されている。また,被検査ワーク10は,車両駆動用モータであり,ステータコイルとしてU,V,Wの各相にステータコイル1を備えている。計測器3は,電源4と接続されており,被検査ワーク10に対して1000Vの電圧を印加するとともに,その電圧印加により得られる電流値を計測するものである。計測器3は,一方の端子をプローブピン7と接続し,他方の端子を被検査ワーク10のステータコイル1の端子11と接続している。また,計測結果は,付設されたモニタ6に出力される。検査者は,モニタ6を通じて計測結果を知ることができる。コントローラ5は,被検査ワーク10への印加電圧を制御するとともに計測器3の両端子間の電流値を基に被検査ワーク10の良否判定を行うものである。
As shown in FIG. 1, the coil
図2は,コイル絶縁検査装置100の減圧容器8内の構成を示す図である。プローブピン7は,ステータコイル1の表面に沿った形状に成形されている。具体的には,ステータコイル1の折り曲げ部分の外径よりも僅かに大きい径の湾曲部71が設けられている。そして検査時には,被検査ワーク10とプローブピン7とが接触することなく,湾曲部71にてステータコイル1の表面を覆うような状態で配置される。なお,プローブピン7は,プローブピン設置台72により減圧容器8内に固定することが可能である。そして検査時には,ステータコイル1の表面との距離が0.3mm程度となる位置に固定される。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration inside the
また,減圧容器8内は真空ポンプ等により減圧されている。そして,図2に示したようにワーク設置台9上に被検査ワーク10が設置されている。ワーク設置台9は,回転駆動部91にて図2中の軸Aを中心として回転可能に支持されている。すなわち,被検査ワーク10は,ワーク設置台9とともに回転移動する。そのため,図3に示すようにステータコイル1をプローブピン7の位置に合わせて回転させることができる。
The inside of the
次に,コイル絶縁検査装置100による検査方法について説明する。まず,被検査ワーク10をワーク設置台9上に設置するとともにプローブピン7を所定の位置に固定する。また,被検査ワーク10のステータコイル1の端子11を計測器3に接続する。そして,ワーク設置台9を回転させることで被検査ワーク10を回転させる。
Next, an inspection method using the coil
次に,ステータコイル1とプローブピン7との間に電圧を印加する。ステータコイル1のエナメル部に表面傷があれば,その表面傷がプローブピン7と対向する際に,計測器3にて漏れ電流が計測される。本形態のコイル絶縁検査装置100による絶縁検査では,ステータコイル1の表面とプローブピン7との距離がおよそ0.3mmと非常に接近している。そのため,小さい表面傷であっても検出が可能である。また,プローブピン7はステータコイル1の表面を覆うような形状であり,ステータコイル1の表面の殆どの部位で0.3mmの距離を維持している。そのため,表面傷の検出漏れが少ない。
Next, a voltage is applied between the
次に,コントローラ5にて計測された電流値が所定値以上であるか否かを判断する。所定値以上であればその被検査ワークを不良と判断する。さらに,所定値以上の電流値が計測された場合にはワーク設置台9の回転を停止する。これにより,漏れ電流が検出された位置を特定することができる。すなわち,表面傷のおよその位置を特定することができる。なお,所定値以上の電流値が検出されたタイミングを基に,不良位置を算出してもよい。ワーク設置台9を1回転させた後,被検査ワーク10を上下反転させて再度ワーク設置台9上に設置する。そして,再度1回転させて漏れ電流を計測する。これにより,ステータコイル1の表面全体を検査することができる。
Next, it is determined whether or not the current value measured by the
なお,本形態のコイル絶縁検査装置100は,被検査ワーク10を回転させることで表面傷の位置を特定しているが,被検査ワーク10を固定してプローブピン7を回転させることで表面傷の位置を特定するものであってもよい。すなわち,ワーク設置台9を回転不可にして,プローブピン設置台72を移動可能とする。このような形態であっても,エナメル部の表面傷を検出することができるとともにその検出位置を特定することができる。すなわち,プローブピン7の移動とともに電流値を計測し,所定値以上の電流値が計測された場合にはプローブピン7の移動を停止する。これにより,ステータコイル1の不良位置が特定されるのである。
In the coil
また,被検査ワーク10およびプローブピン7をともに回転させることでステータコイル1の表面全体を検査するものであってもよい。このような形態でもエナメル部の表面傷の位置を特定することができる。
Further, the entire surface of the
以上詳細に説明したように本形態のコイル絶縁検査装置100では,ステータコイル1の表面に沿った形状のプローブピン7を設け,そのプローブピン7とステータコイル1の表面とが対向するように配置することとしている。そして,プローブピン7とステータコイル1との間に電圧を印加することで,両者間の漏れ電流を計測することとしている。これにより,ステータコイル1の表面傷,特にコイルの装着工程や成形工程において生じる折り曲げ部の外径側の表面傷を検出することができる。すなわち,従来はステータコイル1とコア部2との間の漏れ電流を計測していたため,表面傷の位置がコア部2から離れていた場合にその表面傷を検出することが困難であった。本形態では,ステータコイル1の表面の殆どがプローブピン7と接近しているため,より多くの表面傷を検出することができる。よって,本形態のコイル絶縁検査装置100は,コイルの絶縁不良を非破壊で検出するものであって,その検出能力は高い。
As described above in detail, in the coil
また,本形態のコイル絶縁検査装置100では,プローブピン7をプローブピン設置台72で固定してステータコイル1をワーク設置台9で回転させることとしている。あるいは,ステータコイル1を固定してプローブピン7を回転させることとしている。これにより,ステータコイル1の表面全体を検査することができる。また,ステータコイル1の各部位の電流値を計測することで,漏れ電流の発生部位を特定することができる。よって,本形態のコイル絶縁検査装置100は,ステータコイル1の表面傷の位置を特定することができている。
Further, in the coil
なお,本実施の形態は単なる例示にすぎず,本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に,その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良,変形が可能である。例えば,本形態の実施例では,車両駆動用モータ用のコイルについて検査を行っているが,これに限るものではない。すなわち,電化製品用モータに利用されるコイルのコイル絶縁検査装置に本発明を適用してもよい。また,本形態の実施例では,ステータ用のコイルについて検査を行っているが,これに限るものではない。すなわち,ロータやトランス等に利用されるコイルのコイル絶縁検査装置に本発明を適用してもよい。 Note that this embodiment is merely an example, and does not limit the present invention. Therefore, the present invention can naturally be improved and modified in various ways without departing from the gist thereof. For example, in the embodiment of the present embodiment, the coil for the vehicle drive motor is inspected, but the present invention is not limited to this. That is, you may apply this invention to the coil insulation test | inspection apparatus of the coil utilized for the motor for electrical appliances. In the embodiment of the present embodiment, the stator coil is inspected, but the present invention is not limited to this. That is, the present invention may be applied to a coil insulation inspection device for coils used in rotors, transformers, and the like.
1 ステータコイル(被検コイル)
2 コア部
3 計測器(電圧印加手段)
5 コントローラ(判断手段)
7 プローブピン(導電部材)
9 ワーク設置台
91 回転駆動部(移動手段)
10 被検査ワーク
100 コイル絶縁検査装置
1 Stator coil (test coil)
2
5 Controller (Judgment means)
7 Probe pin (conductive member)
9 Work installation table 91 Rotation drive part (moving means)
10
Claims (2)
線状の部材であり,被検コイルの表面形状に沿って湾曲した形状に形成された導電部材と,
前記導電部材と被検コイルとの間に電圧を印加する電圧印加手段と,
前記電圧印加手段の電圧印加により得られる漏れ電流を基に,コイルの絶縁状態の良否を判断する判断手段とを有し,
前記導電部材と被検コイルとの間で所定距離を維持した状態で,前記電圧印加手段にて電圧を印加することを特徴とするコイル絶縁検査装置。 In a coil insulation inspection device that detects coil insulation failure,
A conductive member that is a linear member and is curved along the surface shape of the coil to be tested;
Voltage applying means for applying a voltage between the conductive member and the test coil;
Judgment means for judging whether the insulation state of the coil is good or not based on a leakage current obtained by voltage application of the voltage application means;
A coil insulation inspection apparatus , wherein a voltage is applied by the voltage applying means in a state where a predetermined distance is maintained between the conductive member and a coil to be tested.
被検コイルと前記導電部材との一方を他方の位置に合わせて移動させる移動手段を有することを特徴とするコイル絶縁検査装置。 In the coil insulation inspection apparatus according to claim 1,
A coil insulation inspection apparatus comprising a moving means for moving one of the coil to be tested and the conductive member in accordance with the other position.
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