JP2010223883A - 電動機のコイル損傷検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】導電体と接する並列線コイルの損傷の有無を簡易な構成（手順）で検出する。
【解決手段】絶縁被膜導線が並列配置された並列線コイル２４の端部１０２を導電性溶液１０４に浸漬し、導電性溶液１０４に電極１１６を浸漬し、電極１１６と並列線コイル２４が接する導電体（巻線機１０の巻枠２０等、コイル挿入機３０の支持枠３９等、又はコイルエンド成形機６０の成形型６７等）との間の導通状態を検出することで、並列線コイル２４の絶縁被膜の損傷の有無を検出するという簡易な構成（手順）で並列線コイル２４の絶縁被膜の損傷を検出することができる。
【選択図】図１５

Description

この発明は、電動機のコイル損傷検出方法に関し、特に、絶縁被膜導線が巻回された並列線コイルが固定子鉄心のスロットに挿入された固定子に係る電動機のコイル損傷検出方法に関する。

従来から、固定子コイルの絶縁検査として、インパルス試験法やピンホール検査が行われている。

インパルス試験は、両端に高電圧のインパルスを印加した固定子コイルのインピーダンスの差異に応じた応答波形を解析することにより固定子コイルの絶縁不良を検出するものである。

ピンホール検査は、フェノールフタレイン溶液を滴下した食塩水にコイルを浸漬し、コイルの一端と溶液中に配置した電極間との間に電圧を印加し、コイルの絶縁被膜の損傷部分から発生する気泡や溶液の赤変を観察することで、コイルの絶縁被膜の損傷を検出するものである。

特許文献１には、コイルを不活性かつ導電性を有する液体に浸漬し、コイルの一端と溶液中に配置した電極との間に電圧を印加し、電極に流れる漏れ電流を検出し、漏れ電流の値に基づきコイルの絶縁被膜の損傷の程度を絶縁抵抗値により算出する技術が提案されている。

特許文献２及び特許文献３には、コイルの一端とコイル挿入機との間、あるいはコイルの一端とコイルエンド成形機との間に低電圧を印加し、コイル挿入中、あるいはコイルエンド成形中にコイルの絶縁被膜が損傷した場合に流れる電流を検知し、絶縁被膜の損傷を検出する技術が提案されている。

この出願の出願人に係る固定子の製作に関する先行技術として、固定子鉄心の歯（ティース）の間の溝（スロット）に挿入される並列線コイルを形成する際に使用される巻線機に関連する技術が特許文献４に、前記固定子鉄心のスロットに前記並列線コイルを挿入する際に使用されるコイル挿入機に関連する技術が特許文献５に、前記固定子鉄心のスロットに挿入された前記並列線コイルのコイルエンドを成形する際に使用されるコイルエンド成形機が特許文献６に開示されている。

特開２００４−３１７５２５号公報 特開平０４−３１７７６号公報 実開昭５６−３０５７２号公報 特開２００５−６５４５８号公報 特開２００５−８０３５６号公報 特開２００５−８０３５７号公報

上記のインパルス試験によりコイルの損傷が検出されるのは、損傷部と鉄心、損傷部と損傷部、といった導電部が相互に近接した場合に限られるため、コイルの損傷の有無の検出方法としては不完全である。

しかも、インパルス試験により損傷を検出しようとするコイルが、絶縁被膜導線が並列配置された並列線コイルの場合、この並列線コイルを構成する全てのマグネットワイヤの端部に端子を結合するか（端子結合工程）、端部の側面絶縁被膜を除去した後に、コイル端部を一方の電極として機能させるためにクランパによりクランプする準備作業を試験前に行うことが必要である。

この場合、コイルの端部側面絶縁被膜の除去のためには、ワイヤストリッパで１本ずつ機械的に根気よく削り取る、あるいは高熱を加えて絶縁被膜を焼き切る、又は剥離剤により化学的に除去する等の手法がある。

しかしながら、機械的に１本ずつ削り取る作業は非常に手間がかかり、その分工数コストが上昇する。また、高熱で被膜を焼き切る手法では、ワイヤ表面に酸化被膜が発生するため、その酸化被膜の除去工程が必要になり、その分工数コストが上昇する。また、絶縁被膜を焼き切る装置も高価であり保守も繁雑である。

さらに、化学的に被膜を除去する手法では劇物のような強い薬品を使用するため、その管理や取り扱いに十分な注意を要し、管理コストが上昇する。

このように、端子結合工程前に並列線コイルにインパルス試験を行うことは様々な困難、コストの増加が伴う。

上記の端子結合工程は、巻線工程の後工程であるため、被膜に損傷が発生した工程を特定するためには、巻枠への並列巻（並列線コイル）から固定子のスロットにコイルを挿入しコイルエンドを成形する巻線完了までの各工程毎にコイル損傷検出試験が必要となる。しかし、各工程毎に上記のインパルス試験を行うことはきわめて繁雑である。よって、インパルス試験では、損傷発生原因の特定も困難になる。

一方、上述したピンホール検査は、破壊検査のため、検査したコイルを次工程に流すことができない。このピンホール試験においても、インパルス試験と同様に端子結合工程前の並列線コイルに試験を行うことは困難であり、同様に損傷発生原因の特定も困難になる。

上記したインパルス試験、ピンホール検査ともに試験・検査の実施にあたり、段取り工程、及び実際の作業工程のために相当の時間を要するという問題もある。

上記した特許文献１〜３による手法によっても、並列線コイルの場合、インパルス試験同様に端子結合前に試験を行うことは上述の困難さを伴うため、損傷発生原因の特定も困難になる。また、試験の実施にあたっては、段取り及びその他の作業のために相当の時間を要する。

この発明は上述した種々の課題を考慮してなされたものであり、並列線コイルの絶縁被覆損傷を簡易な構成で検出することを可能とする電動機のコイル損傷検出方法を提供することを目的とする。

特に、巻線工程、コイル挿入工程、及びコイルエンド成形工程で発生する可能性のある並列線コイル損傷を、非破壊検査で短時間の段取り作業にて、しかも損傷が発生した瞬間に検出することを可能とする電動機のコイル損傷検出方法を提供することを目的とする。

この発明に係る電動機のコイル損傷検出方法は、以下の特徴（１）〜（６）を備える。

（１）絶縁被膜導線が巻回された並列線コイルの端部を導電性溶液に浸漬し、前記導電性溶液に電極を浸漬し、前記電極と前記並列線コイルが接する導電体との間の導通状態を検出することで、前記並列線コイルの損傷の有無を検出することを特徴とする。

この特徴（１）を有する発明によれば、並列線コイルの端部を浸漬させた導電性溶液に電極を浸漬し、前記電極と前記並列線コイルが接する導電体との間の導通状態を検出するという簡易な構成（手順）で並列線コイルの損傷を検出することができる。

並列線コイルの端部を導電性溶液に浸漬することで損傷を検出できるので、コイルの端部側面絶縁被膜の除去等の段取り作業を省略乃至極端に短くすることができる。しかも、非破壊検査であるので、並列線コイルを形成し固定子コイルとして固定子鉄心に装着する実際の各工程中で絶縁被覆の損傷の有無を検出することができることから、損傷検出コストを低コストに抑制することができる。

（２）上記の特徴（１）を有する発明において、前記導電体は、前記並列線コイルを巻回する際に使用される巻線機であることを特徴とする。これにより巻線工程で絶縁被膜の損傷を検出することができる。なお、巻線機における導電体は、巻枠の他、ノズル、ボビン等がある。巻枠等、回転する部分に電極を設ける場合には、巻枠等と導通し巻枠等を支持するベース部等非回転部（固定部）に電極を接続することが好ましい。

（３）上記の特徴（１）を有する発明において、前記導電体は、前記並列線コイルを固定子鉄心の溝に挿入する際に使用されるコイル挿入機であることを特徴とする。これによりコイル挿入工程での絶縁被膜の損傷を検出することができる。

（４）上記の特徴（１）を有する発明において、前記導電体は、固定子鉄心の溝に挿入された前記並列線コイルのコイルエンドを成形する際に使用されるコイルエンド成形機であることを特徴とする。これによりコイルエンド成形工程での絶縁被膜の損傷を検出することができる。

この発明では、固定子鉄心に固定子コイルを装着するまでの各工程（巻線工程、コイル挿入工程、コイルエンド成形工程等）において、リアルタイムに（損傷が発生した瞬間に）、導通の有無に基づき絶縁被覆の損傷の有無を検出することができる。

（５）上記の特徴（１）〜（４）のいずれかを有する発明において、前記導電性溶液を、前記絶縁被膜導線に対して腐食性のない溶液とすることで、並列線コイルの非破壊検査をより確実にすることができる。

（６）上記の特徴（５）を有する発明において、前記腐食性のない（不活性の）溶液は、ハイドロフルオロエーテルにイソプロピルアルコールを添加した溶液であることを特徴とする。イソプロピルアルコールの添加量は少量の７％程度とすることが好ましい。

なお、試験は、短時間で行うことができるので、導電性溶液としては、廉価な食塩水を用いることも可能である。通常、コイル端部は、コイルエンド成形工程後に余分な部分として切り落とされた後、各コイルの端部に端子が結合されるので、導電性溶液浸漬部である並列線コイルの端部は廃棄される。

この発明によれば、並列線コイルの端部を浸漬させた導電性溶液に電極を浸漬し、前記電極と前記並列線コイルが接する導電体との間の導通状態を検出することで、前記並列線コイルの損傷の有無を検出するようにしたので、簡易な構成（手順）で並列線コイル損傷を検出することができる。よって、並列線コイルの損傷を、非破壊検査で短時間の段取り作業にて、しかも絶縁被膜に損傷が発生した瞬間に検出することができる。

電動機の固定子が形成されるまでの工程説明図である。 巻線機の模式図である。 巻線機から巻枠を外した状態の説明図である。 巻枠を外した状態の並列線コイルの説明図である。 コイル挿入機の一部内部透視模式図である。 コイル挿入機に並列線コイルがセットされた状態の説明図である。 並列線コイルを固定子鉄心の内周側から固定子鉄心のティース間のスロット内に挿入している状態の説明図である。 並列線コイルの挿入が完了した固定子５４の説明図である。 コイルエンド成形機に成形前の固定子がセットされた状態の説明図である。 図９の一部断面模式的説明図である。 上下のコイルエンドをそれぞれ外側に押し出して成形する状態の一部断面模式的説明図である。 上下のコイルエンドをそれぞれ外側に押し出して成形する状態の説明図である。 両コイルエンドが成形された状態の固定子を保持しているコイルエンド成形機の説明図である。 Ｕ相コイルがスロットに挿入されコイルエンドが成形された状態の固定子の説明図である。 この発明に係る電動機のコイル損傷検出方法の実施形態が適用された絶縁被膜損傷検出システムの構成回路図である。 並列線コイルの端部拡大模式図である。 この発明に係る電動機のコイル損傷検出方法の他の実施形態が適用された絶縁被膜損傷検出システムの構成回路図である。

以下この発明に係る電動機のコイル損傷検出方法が適用された絶縁被膜損傷検出システムの実施形態について説明する前に、Ａ．この発明方法の基本となる考え方｛（ａ）原理（構成）（ｂ）効果｝、及びＢ．電動機を構成する固定子が形成される迄の各工程（巻線工程、コイル挿入工程、コイルエンド成形工程）について、巻線機の例、コイル挿入機の例、コイルエンド成形機の例を挙げ図面を参照しながら説明する。

Ａ．この発明方法の基本となる考え方
（ａ）原理（構成）
コイル形状に巻かれて使用される電線であるマグネットワイヤは、中心導体（導体部）の外周部に、ポリウレタン、ポリアミドイミド等の絶縁被覆がコートされ、前記導体部と外部金属構造体等の導体部との間での電気的な絶縁がとられている絶縁被膜導線である。

絶縁被膜導線であるマグネットワイヤが切断されると、その切断端部には中心導体の導体部が露出する（導体露出端部という。）。

この導体露出端部は、長期間の時間経過（放置）や、高熱や化学薬品への曝露等により酸化やその他の化学変化を起こさない限り導電性が保持される。

並列線コイルを形成し固定子コイルとして固定子鉄心に挿入しコイルエンドを成形して固定子を生産する固定子の生産工程においては、マグネットワイヤが巻かれたボビンから前記マグネットワイヤを引き出し所定長さ引き出す毎に前記マグネットワイヤを切断するが、通常、巻線工程からコイル挿入工程を経てコイルエンド成形工程までの間での時間経過｛工程（作業）｝では、上記のような原因での化学変化は起こらないので、並列線コイルの切断面（導体露出端部、単に端部ともいう。）は、全て導電性を保持している。

そこで、絶縁被膜導線が巻回されて並列配置された並列線コイルの端部を導電性溶液に浸漬し一方の電極とすることで、従来技術のように、端部に端子を取り付けたり、端部側の絶縁被覆を除去したりすることなく、並列線コイルを構成する全ての絶縁被膜導線と導電性溶液とを導通させることができる。

一方、並列線コイルは、巻線工程では巻枠（第１導電体）等と前記絶縁被膜とが接しており、前記巻枠は、これを支持するベース部に対して構造的に支持される結果、前記ベース部に電気的に接続されている。また、コイル挿入工程ではコイル挿入機のベース部に対して電気的に導通し、かつ保持されたブレード（第２導電体）と前記絶縁被膜が前記並列線コイルの挿入時に摺動しながら接している。さらに、コイルエンド成形工程ではコイルエンド成形機のベース部に対して電気的に導通しかつ保持されたコイル成形型（第３導電体）と絶縁被膜が前記並列線コイルのコイルエンドの成形時に押しつけられながら接している。

そこで、前記並列線コイルの端部が浸漬している前記導電性溶液に電極を浸漬し、この電極と、各工程での構成要素である前記ベース部（並列線コイルと直接的・間接的に接触する導体部であればベース部に限られない。）との間の導通状態を検出する。すなわち、「ベース部（巻線機、コイル挿入機、又はコイルエンド成形機の導電部）−並列線コイル−（並列線コイルの）端部−導電性溶液−電極」という接続の中で、「並列線コイルが接するベース部（導電部）」と「電極」との間の導通状態を検出する。

各工程中で、並列線コイルの絶縁被膜が損傷し該損傷部がベース部（導体部）に接触すると、前記電極と前記ベース部（導体部）との間の絶縁抵抗が急減するので、この絶縁抵抗の変化を経時的（連続的）に計測することで並列線コイルの損傷をその瞬間に検出することができる。

絶縁抵抗を計測する他の手法として、前記ベース部（導体部）を接地し、前記電極に高抵抗を介して電圧を印加し、前記電極と前記接地（導体部）との間の電圧変化を監視するようにしてもよい。この場合にも、各工程中で、絶縁被膜が損傷し該損傷部にベース部が接触すると、前記電極と前記ベース部との間の絶縁抵抗が急減するので、前記高抵抗に発生する電圧降下を計測することで、並列線コイルの損傷をその瞬間に検出することができる。

このようにして、前記巻線工程、前記コイル挿入工程、あるいは前記コイルエンド成形工程の各工程で、前記並列線コイルが接するベース部（導電体）と、前記電極（前記並列線コイルの端部が浸漬されている前記導電性溶液中に離間して浸漬配置された電極）との間の導通状態（絶縁状態）を、抵抗計等の導通状態検出器（導通状態検出部）を接続して監視していれば、前記並列線コイルを構成するコイルの１本でも絶縁被膜が剥がれて前記第１〜第３導電体と接すると、導通状態が変化するので（抵抗値が変化するので）、その変化時点で直ちに、マグネットワイヤの絶縁被膜の損傷の有無を検出することができる。

（ｂ）効果
上記の原理（構成）によれば、並列線コイルの絶縁被膜の損傷の有無を、各コイルの端部に端子を付ける等の作業や絶縁被膜除去を行うことなしに、簡易に検出することができる。

また、コイルの損傷が発生した瞬間に該損傷を検出することができるので、その瞬間の事象（荷重等）・現象・工程を解析することにより、損傷が発生する原因の特定が容易になる。

さらに、この原理（構成）によれば、生産工程（巻線工程、コイル挿入工程、又はコイルエンド成形工程）と並列線コイルの絶縁被膜の損傷検出検査工程とが同時に行えるので、換言すれば、固定子を生産しながらマグネットワイヤの被膜の損傷検出を行うことができるので、損傷検出検査工程自体には、僅かな段取り時間（並列線コイル端部と電極を食塩水に浸漬する等の時間）以外の時間がかからない。

すなわち、検査工程のための段取り作業が、基本的には、並列線コイルの一端部を前記導電性溶液に浸漬することと、検査工程後にその並列線コイルの一端部から前記溶液を拭き取ることのみとなるので、非常に短時間になる。そして、並列線コイルの一端部は、実際には、その後の端子取り付け工程において余分な部分として切り落とされるので、拭き取り作業は必須の作業ではない。

また、導電性溶液は腐食性のない不活性液体（例えば、ハイドロフルオロエーテルに７％のイソプロピルアルコールを添加した溶液）であることが好ましいが、きわめて短時間であるので、食塩水等の廉価な導電性溶液を利用することができる。

また、検査工程に使用される設備は、生産設備（巻線機、コイル挿入機、コイルエンド成形機）に対して、導電性溶液を収容する容器と検出装置を付属させるだけであるので、オフラインでの単独の試験装置を用意するのに比較してきわめて廉価に構築することができる。

以上の説明が、「Ａ．この発明方法の基本となる考え方｛（ａ）原理（構成）（ｂ）効果｝」の説明である。

Ｂ．電動機を構成する固定子が形成される迄の各工程（巻線工程、コイル挿入工程、コイルエンド成形工程）
巻線機の例、コイル挿入機の例、コイルエンド成形機の例を挙げ、図面を参照して説明する。

図１は、電動機を構成する固定子が形成される迄の各工程の概略説明図である。

まず、巻線工程Ｓ１で並列線コイル（Ｕ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイル）が形成され、次いで、形成された並列線コイルがコイル挿入工程Ｓ２で固定子鉄心のスロットに挿入される。この際、まず、Ｕ相コイルの並列線コイルが挿入されると、固定子鉄心に挿入された並列線コイル（Ｕ相コイル）のコイルエンドがコイルエンド中間成形工程Ｓ３ａで成形され、Ｕ相コイルが挿入されそのコイルエンドが成形された固定子鉄心の残りのスロットに対し、再び、コイル挿入工程Ｓ２で並列線コイル（Ｖ相コイル）が挿入され、Ｖ相コイルのコイルエンドがコイルエンド中間成形工程Ｓ３ａで成形される。さらに、Ｕ相、Ｖ相コイルが挿入されコイルエンドが成形された固定子鉄心の残りのスロットに対し、三度、コイル成形工程Ｓ２で並列線コイル（Ｗ相コイル）が挿入される。最後に、Ｕ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルが挿入された固定子鉄心に対して、コイルエンド仕上げ成形工程Ｓ３ｂにおいて、コイルエンドが成形されて固定子が生成される。なお、以下の説明において、コイルエンド中間成形工程Ｓ３ａ及びコイルエンド仕上げ成形工程Ｓ３ｂは、略同一機構・略同一動作の異なる成形機を使用するので重複説明となるのを回避するため、コイルエンド中間成形工程Ｓ３ａを代表としコイルエンド成形工程Ｓ３として説明する。

電動機、例えば永久磁石同期モータでは、３ｎ（ｎ＝１，２，３，…）個の固定子コイルが１２０゜間隔に配置され、１２０゜ずつ位相差のあるＵ相、Ｖ相、Ｗ相の電流を流すことにより回転磁界が発生する。したがって、回転子の磁極（Ｎ極又はＳ極）当たりの固定子スロット数は、３ｎ個になる。

固定子コイルは、Ｕ相コイル、Ｖ相コイル、及びＷ相コイルの３個必要であるが、各コイルは、並列線コイルで構成され、図１中の、巻線工程Ｓ１で形成される。

図２は、巻線工程Ｓ１で使用される並列線コイルを形成する巻線機１０の例の模式図を示している。巻線機１０は、ベース部（ベースプレート）１２（導電体）上に２本の支柱１４が設けられ、両支柱１４の両先端部間に軸１８がモータ２１により回転自在に支持され、軸１８に複数個の巻枠２０が固定されている。

並列数に対応する複数のボビン２２から絶縁被覆導線（マグネットワイヤ）を引き出して滑車１６及びノズル２６を介して集合させ、モータ２１により軸１８を回転させることで巻枠２０を回転させ、マグネットワイヤ２８を巻枠２０に巻きつけることで、並列線コイル２４が形成される。

この場合、支柱１４（導電体）に設けられた端子１０８にケーブル１１０（電線、導線）の一端が接続され、他端が端子１１１（電極）に接続される。

巻枠２０に並列線コイル２４を巻きつけた後、並列線コイル２４が巻きつけられた一軸状態の巻枠２０を軸１８から外し（図３参照）、展開して（ばらして）、図４に示すように、並列線コイル２４をコイル挿入機にセットできる状態に配する。

次に、コイル挿入工程Ｓ２について説明する。図５は、特許文献５に開示されたコイル挿入機と概ね同構成のコイル挿入機３０の一部内部を透視した模式図を示している。

コイル挿入機３０は、ベース部（架台）３２の支持枠３９内に、支持枠３９に対して位置が固定される固定ブレード３５と、上部に移動可能な可動ブレード３４と、可動ブレード３４を移動させるスライダ（ストリッパ）３８と、スライダ３８を上下に移動させるアクチュエータ４６と、スライダ３８にかかる荷重を計測する荷重計４２が設けられ、さらにベース部３２の下部に、アクチュエータ４６の変位量を検出することでスライダ３８の変位量（変位位置）を検出する変位計４４が設けられる。

この場合にも、支持枠３９（導電体）に設けられた端子１０８にケーブル１１０（電線、導線）の一端が接続され、他端が端子１１１（電極）に接続される。

図６は、コイル挿入機３０の固定ブレード３５及び可動ブレード３４に並列線コイル２４がセットされ、固定ブレード３５及び可動ブレード３４の倒れを防止するアライメントゲージ５２が配された固定子鉄心５０が、支柱４８間に前記並列線コイル２４に対して対向配置されている状態を示している。

図７は、アクチュエータ４６の作動によりスライダ３８及び可動ブレード３４が上昇し、並列線コイル２４を固定子鉄心５０の内周側から固定子鉄心５０のティース５８間のスロット６１内に挿入している状態を示している。

図８は、コイル挿入機３０により固定子鉄心５０に並列線コイル２４の挿入が完了された固定子５４を、前記コイル挿入機３０から取り外した状態を示している。

次に、コイルエンド成形工程Ｓ３について説明する。

図９は、コイルエンド成形機６０のベース部６２（導電体）と、ワーク保持部６４と、成形型（内径拡張型）６７を有する拡張部材６６とに、コイルエンド５５が未成形の固定子５４がセットされた状態を示している。拡張部材６６に対して、中心軸に孔６９が設けられた押し部材６８が対向配置される。

図１０は、図９の一部断面模式的説明図である。ガイド支柱７０がベース部６２の中央に固定されている。拡張部材６６の上下に、コイルエンド５５に対向する成形型６７が取り付けられている。

この場合にも、図９に示すように、ベース部６２（導電体）に設けられた端子１０８にケーブル１１０（電線、導線）の一端が接続され、他端が端子１１１（電極）に接続される。

図１１、図１２に示すように、上記の拡張部材６６に対して、押し部材６８の孔６９がガイド支柱７０に挿入された状態で図示しない圧入機により押し部材６８が下降されることで、押し部材６８のテーパー部と拡張部材６６のテーパー部とが対面して、拡張部材６６が径方向外方に移動されることで上下の成形型６７が上下のコイルエンド５５をそれぞれ外側に押し出して成形する。

図１３は、成形後に押し部材６８が上昇されて、両コイルエンド５５が成形された状態の固定子５４を保持しているコイルエンド成形機６０を示している。

図１４は、コイルエンド成形機６０から取り外され、Ｕ相コイルがスロット６１に挿入されて両コイルエンド５５が成形された状態の固定子５４の説明図である。

なお、固定子５４には、コイルエンド５５が成形されたＵ相コイルの他、Ｖ相コイル及びＷ相コイルが、残りのスロットに並列線コイル２４が挿入・成形される。

そのため、以下、同様にして、巻線機１０、コイル挿入機３０、及びコイルエンド成形機６０を使用して、Ｖ相コイル及びＷ相コイルのコイルエンド５５が成形されて３相のコイルが挿入された固定子５４が完成される。

以上の説明が、Ｂ．電動機を構成する固定子が形成される迄の各工程についての説明である。

ところで、上述した巻線工程Ｓ１、コイル挿入工程Ｓ２、及びコイルエンド成形工程Ｓ３の各工程において、並列線コイル２４は、巻枠２０、固定ブレード３５、スライダ３８や可動ブレード３４、又は成形型６７等と擦れるので、その際に、絶縁被覆が損傷するおそれがある。

そこで、上記の巻線工程Ｓ１、コイル挿入工程Ｓ２、及びコイルエンド成形工程Ｓ３の実行中に、同時に、この発明に係る電動機の絶縁被膜の損傷検出方法を適用する。

次に、絶縁被覆の損傷を、損傷が発生したときに直ちに検出するこの発明に係る電動機のコイルの絶縁被膜の損傷検出方法が適用された絶縁被膜損傷検出システムの実施形態について、コイル挿入工程Ｓ２（コイル挿入機３０）を例として説明する。

図１５は、この発明に係る電動機のコイルの絶縁被膜の損傷検出方法の実施形態が適用された絶縁被膜損傷検出システム１００の構成回路図である。

コイル挿入機３０に挿入されている並列線コイル２４の端部１０２が、導電性溶液１０４が収容された容器１０６の前記導電性溶液１０４中に浸漬され、図示しない固定部材により位置が固定される。

図１６は、並列線コイル２４の端部１０２の拡大図である。並列線コイル２４を構成する絶縁被膜導線である各マグネットワイヤ１２４の各切断面で導体が露出している端部１０２となっていることが分かる。

再び、図１５において、可動ブレード３４、固定ブレード３５やスライダ３８がスライド（摺動）乃至固定される支持枠３９に対して電気的接続部としての端子１０８が設けられ、この端子１０８にケーブル１１０の一端が接続され、ケーブル１１０の他端の端子１１１が抵抗計１１２の一方の入力端子に接続される。

抵抗計１１２の他方の入力端子にケーブル１１４の一端が接続されケーブル１１４の他端に電極（電極板）１１６が接続される。電極１１６が容器１０６中の導電性溶液１０４中に浸漬され、図示しない固定部材により端部１０２と電極１１６との間の相対位置が固定される。

この構成の下、コイル挿入工程Ｓ２中、抵抗計１１２は、ずっと（連続的に）電極１１６と端子１１１（１０８）との間の抵抗値Ｒを測定する（監視する）。

抵抗計１１２は、測定している抵抗値Ｒ（の出力）を、ケーブル１１８を通じて警報器１２０及び記録計１２２に、コイル挿入工程Ｓ２中、ずっと（連続的に）リアルタイムに伝える。これにより、コイル挿入工程Ｓ２中、ずっと（連続的に）並列線コイル２４の絶縁被膜の損傷の有無を検出することができる。

警報器１２０は、抵抗計１１２により計測される抵抗値Ｒが予め定めてある閾値以下の値に下がった場合に、並列線コイル２４の絶縁被膜が損傷したと判断し、警報を報知する。なお、警報を報知したとき、コイル挿入機３０の動作を停止させるように構成してもよく、そのまま続けてもよい。また、警報器１２０は一定期間だけ報知するようにしてもよく、図示しないボタン操作等の解除命令を受けるまで報知したままとしておいてもよい。

一方、計測されている抵抗値Ｒが連続的に供給される記録計１２２には、荷重計４２による荷重値Ｌと、変位計４４によるスライダ３８の高さｈが、それぞれケーブル１２５、１２６を介して連続的に供給される。

したがって、記録計１２２はロガーとして、時々刻々、荷重値Ｌと高さｈとに対して抵抗値Ｒを記録しているので、警報器１２０が作動したとき、換言すれば、並列線コイル２４の（マグネットワイヤ１２４の）絶縁被膜が損傷して抵抗値Ｒが急変したときの、高さｈや荷重Ｌを解析することができる。解析結果に基づき、コイル挿入機３０における絶縁被膜損傷の原因を追究し、コイル挿入機３０を改善することができる。

図１７は、この発明に係る電動機のコイルの絶縁被膜の損傷検出方法の他の実施形態が適用された絶縁被膜損傷検出システム２００の構成回路図である。

この絶縁被膜損傷検出システム２００では、抵抗計１１２に代替して、電圧計またはプログラマブルコントローラ（ＰＬＣ）２１０を使用する。

この場合、支持枠３９の端子１０８は、ケーブル１１０及び端子１１１を通じて接地される。

また、電極１１６に接続されるケーブル１１４の他端側には、ケーブル２０２及び高抵抗の抵抗器２０６を通じて、例えば２４Ｖの直流電源２０８が接続されるとともに、ケーブル２０４を通じて電圧計（ＰＬＣ）２１０の入力端子に接続される。

直流電源２０８により抵抗器２０６、電極１１６及び導電性溶液１０４を通じて端部１０２（並列線コイル２４）に２４Ｖの電圧が印加される。

このとき、マグネットワイヤ１２４の絶縁被膜が損傷していなければ、並列線コイル２４と端子１０８（コイル挿入機３０の支持枠３９）とは、その絶縁被膜により絶縁されているので、ケーブル１１４（２０２）には電流は流れない。ケーブル１１４（２０２）に電流が流れていないときの電圧計（ＰＬＣ）２１０の検出電圧は２４Ｖになる。

並列線コイル２４の絶縁被膜が可動ブレード３４又は固定ブレード３５等との擦過により損傷して可動ブレード３４又は固定ブレード３５を通じて支持枠３９に導通すると、直流電源２０８から抵抗器２０６、ケーブル２０２、ケーブル１１４、電極１１６、導電性溶液１０４、端部１０２、並列線コイル２４、絶縁被膜が損傷したマグネットワイヤ１２４の被膜損傷導体露出部、固定ブレード３５（あるいはスライダ３８）、支持枠３９、端子１０８、ケーブル１１５、及び接地の経路で電流が流れる。

このとき、流れる電流による電力がほぼ全て高抵抗である抵抗器２０６で消費され、抵抗器２０６の電極１１６端の電位がほぼ０Ｖになるため、電圧計（ＰＬＣ）２１０での検出電圧が０Ｖになる。この電圧の変化を検知に使用している。すなわち、電圧計（ＰＬＣ）２１０の出力が、ケーブル１１８を介して警報器１２０、記録計１２２に接続される。なお、警報器１２０及び記録計１２２の動作は、図１５例の絶縁被膜損傷検出システム１００と同様である。

この図１７例の絶縁被膜損傷検出システム２００では、コイル挿入機３０等の生産設備を常に接地させることができるし、上述の抵抗計１１２によって支持枠３９等のベース部に低電圧がかかることがないという、さらなる利点が得られる。

以上説明したように上述した実施形態によれば、絶縁被膜導線が並列配置された並列線コイル２４の端部１０２を導電性溶液１０４に浸漬し、導電性溶液１０４に電極１１６を浸漬し、電極１１６と並列線コイル２４が接する導電体（巻線機１０の巻枠２０等、コイル挿入機３０の支持枠３９等、又はコイルエンド成形機６０の成形型６７等）との間の導通状態を検出することで、並列線コイル２４の絶縁被膜の損傷の有無を検出するという簡易な構成（手順）で並列線コイル２４の絶縁被膜の損傷を検出することができる。

マグネットワイヤ１２４の導体が露出している端部１０２（図１６参照）を導電性溶液１０４に浸漬することで、並列線コイル２４の損傷を検出できるので、段取り作業を極端に短くできる。しかも、非破壊検査であるので、並列線コイル２４を形成し、形成した並列線コイル２４を固定子コイルとして固定子鉄心５０に装着する実際の各工程（巻線工程Ｓ１、コイル挿入工程Ｓ２、コイルエンド成形工程Ｓ３）中で絶縁被覆の損傷の有無を検出することができるので、検出コストを低コストに抑制することができる。

その上、固定子鉄心５０に固定子コイルを装着するまでの上記の各工程（巻線工程Ｓ１、コイル挿入工程Ｓ２、コイルエンド成形工程Ｓ３等）において、リアルタイムに（損傷が発生した瞬間に）、導通の有無に基づき絶縁被覆の損傷の有無を検出することができる。

なお、この発明は、上述の実施形態に限らず、この明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

１０…巻線機 ２４…並列線コイル
３０…コイル挿入機 ３９…支持枠
６０…コイルエンド成形機 １００…絶縁被膜損傷検出システム
１０２…並列線コイルの端部 １０４…導電性溶液
１１２…抵抗計 １１６…電極
１２４…マグネットワイヤ

Claims (6)

1. 絶縁被膜導線が巻回された並列線コイルの端部を導電性溶液に浸漬し、
   前記導電性溶液に電極を浸漬し、
   前記並列線コイルが接する導電体と前記電極との間の導通状態を検出することで、前記並列線コイルの損傷の有無を検出する
   ことを特徴とする電動機のコイル損傷検出方法。
2. 請求項１記載の電動機のコイル損傷検出方法において、
   前記導電体は、前記並列線コイルを巻回する際に使用される巻線機である
   ことを特徴とする電動機のコイル損傷検出方法。
3. 請求項１記載の電動機のコイル損傷検出方法において、
   前記導電体は、前記並列線コイルを固定子鉄心の溝に挿入する際に使用されるコイル挿入機である
   ことを特徴とする電動機のコイル損傷検出方法。
4. 請求項１記載の電動機のコイル損傷検出方法において、
   前記導電体は、固定子鉄心の溝に挿入された前記並列線コイルのコイルエンドを成形する際に使用されるコイルエンド成形機である
   ことを特徴とする電動機のコイル損傷検出方法。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の電動機のコイル損傷検出方法において、
   前記導電性溶液は、前記絶縁被膜導線に対して腐食性のない溶液である
   ことを特徴とする電動機のコイル損傷検出方法。
6. 請求項５記載の電動機のコイル損傷検出方法において、
   前記腐食性のない溶液は、ハイドロフルオロエーテルにイソプロピルアルコールを添加した溶液である
   ことを特徴とする電動機のコイル損傷検出方法。

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