JP2010237011A

JP2010237011A - コイル品質検査装置及びコイル品質検査方法

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Publication number: JP2010237011A
Application number: JP2009084851A
Authority: JP
Inventors: Takuro Kugimiya; 卓郎釘宮; Kenji Misao; 健史三佐尾; Mamoru Sasaki; 守佐々木; Keitaro Momosaki; 恵太郎桃崎; Kotaro Yoshida; 浩太郎吉田
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2009-03-31
Filing date: 2009-03-31
Publication date: 2010-10-21
Anticipated expiration: 2029-03-31
Also published as: JP5231307B2

Abstract

【課題】押圧後に行うコイルの絶縁性検査の段取りを短時間で行うことが可能なコイル品質検査装置を提供する。
【解決手段】コイル品質検査装置１０は、導電体からなる押圧部材４０をコイル３０の表面と接触させ、コイル３０を押圧するコイル押圧部と、コイル３０に電流を通電するプローブ６２と、押圧部材４０とコイル３０との導通状態を測定する計測器６０とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、巻芯に巻装したコイルを押圧すると共にコイルの絶縁性検査を行うコイル品質検査装置及びその方法に関する。

従来のコイルは、導線を巻芯に低速で巻回して製造しており、巻芯と導線との密着性が高く、コイルボリュームは良好であった。しかし、生産性向上のため、導線を巻芯に高速で巻回してコイルを製造することがある。このようにして製造した高速巻コイルは、巻芯と導線との密着性が低く、膨れ上がりが生じ、コイルボリュームが増大する。

ハイブリッド車両や電気自動車に搭載されるモータ等の電動機は、小型化が要求されている。このような電動機を構成する分割コイルに高速巻コイルを用いる場合、隣接するコイルとの接触を防止するため、コイルボリュームを低減させる必要がある。そこで、押圧部材を用いてコイルを巻芯に向けて押圧することにより、コイルを巻芯の外形に合わせて整形し、コイルボリュームを低減させることがある。また、特許文献１に開示されているように、押圧部材を用いてコイルを巻芯に向けて強く押圧することにより、コイルを構成する導線の断面形状を圧縮変形させて、コイル占積率を高めることもある。

特開２０００−４１３６５号公報

しかしながら、押圧部材を用いてコイルを押圧して整形又は圧縮変形する際に、導線の絶縁被覆が破損することがある。そのため、押圧解除後に、コイル表面の絶縁性検査を行う必要がある。この検査は、コイル表面に電極部材を接触させた状態で、線材の端部から電流を導通させて行う。このとき、コイル表面に電極部材を接触させるために、押圧部材のコイルへの押圧を解除した後、コイルを検査台に移載するか、押圧部材を取り外し、電極部材を設置する必要が生じる。即ち、押圧時と検査時とに、それぞれコイルの固定部材とコイル表面に接触させる部材とが必要となる。従って、押圧後に行うコイルの絶縁性検査の段取りに長時間を要するという問題がある。

本発明は、かかる事情に鑑み、押圧後に行うコイルの絶縁性検査の段取りを短時間で行うことが可能なコイル品質検査装置及びその方法を提供することを目的とする。

本発明は、絶縁被覆された導線を巻芯に巻装してなるコイルの絶縁性検査を行うコイル品質検査装置であって、導電体からなる押圧部材を前記コイルの表面と接触させ、該コイルを前記巻芯に向けて押圧するコイル押圧部と、前記コイルに電流を通電する通電部と、前記押圧部材と前記コイルとの導通状態を検出する検出部とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、コイルを押圧する際にコイルの表面に接触させた押圧部材が導電体からなり、この押圧部材とコイルとの導通状態を検出部で検出する。そのため、コイルの押圧を完了した後も、コイルの表面に押圧部材を接触させておき、この押圧部材とコイルとの導通状態を検出することにより、コイル表面の絶縁性検査を行うことができる。従って、従来と比較して、押圧後に行うコイルの絶縁性検査の段取りを短時間で行うことが可能となる。さらに、押圧部材が、絶縁性検査時の電極部材を兼ねているので、従来と比較して、装置全体を簡略化、小型化することが可能となる。

また、本発明において、前記押圧部材の前記コイルの表面と接触する面が、該コイルの外形に合わせた段差を有することが好ましい。

この場合、押圧部材のコイルの表面と接触する面積が増加するので、より確実に絶縁性検査を行うことができる。

本発明は、絶縁被覆された導線を巻芯に巻装してなるコイルの絶縁性検査を行うコイル品質検査方法であって、導電体からなる押圧部材を前記コイルの表面と接触させ、該コイルを前記巻芯に向けて押圧する工程と、前記コイルに電流を通電する工程と、前記押圧部材と前記コイルとの導通状態を検出する工程とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、コイルを押圧する工程においてコイルの表面に接触させた押圧部材が導電体からなり、この押圧部材とコイルとの導通状態を検出部で検出する。そのため、コイルの押圧を完了した後も、コイルの表面に押圧部材を接触させておき、この押圧部材とコイルとの導通状態を検出することにより、コイル表面の絶縁性検査を行うことができる。従って、従来と比較して、押圧後に行うコイルの絶縁性検査の段取りを短時間で行うことが可能となる。

また、本発明において、前記導線を挟んで保持可能な保持部及び前記導線を切断可能な刃部を有する一対の線材挟持部と、該一対の線材挟持部を手で開閉操作可能に握ることができる握り部とを有する検査用具の前記一対の線材挟持部で導線前記コイルの両端の少なくとも一方の端部を挟んで半切り状態とし、前記線材挟持部を介して前記コイルに電流を通電することが好ましい。

この場合、抵抗値が基準値を満すようコイルを切断する際に好適に使用される検査用具を用いて、コイルに電流を通電することが可能となる。そのため、この検査用具を用いることにより、コイルに電流を通電させるための電極部材を新たに設置する工程が省略できるので、押圧後に行うコイルの絶縁性検査の段取りをさらに短時間で行うことが可能となる。

本発明の実施形態に係るコイル品質検査装置の概略を示す部分断面図。コイル品質検査装置の計測器の接続を示す説明図。検査用具を示す斜視図。検査用具の使用方法を説明する図であり、（ａ）は半切り状態を、（ｂ）は本切り状態を示す。

本発明の実施形態に係るコイル品質検査装置及びその方法について図面を用いて説明する。

図１を参照して、本発明の実施形態に係るコイル品質検査装置１０は、コア２０のティース部（巻芯）２１に巻装されたコイル３０を押圧部材４０により押圧するコイル押圧部５０を備えている。

コア２０は、ここでは、詳細は図示しないが、ハイブリッド車両等に好適に用いられる電動機のステータを構成する分割コアである。コア２０は、内径方向に延在するティース部２１と円弧状のヨーク部２２とから構成されている。ティース部２１は、断面同一の略矩形状の略直方体であり、この外面にコイル３０が巻装されている。

コア２０は、プレス成形した略Ｔ形状の複数の鋼板を一体化した積層鋼板２３と、積層鋼板２３を絶縁する樹脂製材料から形成されるインシュレータ２４とを有している。Ｔ字の縦辺に相当する部位がティース部２１となり、Ｔ字の上辺に相当する部位がヨーク部２２となっている。

コイル３０は、図示しない巻線機によってティース部２１に導線３１を高速で巻回して構成されている。当初、コイル３０は、ティース部２１と導線３１とが十分に密着しておらず、特に、ティース部２１の断面矩形形状の各辺中央部付近が膨れ上がっており、コイルボリュームが大きい。導線３１は、詳細は図示しないが、絶縁被膜を有しており、例えば、エナメル被覆を有する銅線である。導線３１の断面は、ここでは、丸状である。ただし、導線３１の断面は、丸状以外の形状、例えば略矩形状であってもよい。

コイル３０は、段差を有してティース部２１に巻装されている。具体的には、ティース部２１の先端、即ちステータの中心に向って、コイル３０の断面外形が段階的に先細りとなるように、導線３１が巻装されている。これにより、隣接するコイル３０同士の接触を防止して、電動機の小型化を図っている。

コイル品質検査装置１０は図示しない固定部を備えており、この固定部によって、ティース部２１にコイル３０が巻装されたコア２０が、コイル品質検査装置１０の所定位置に固定される。

押圧部材４０は、コイル３０の表面と接触して、コイル３０をティース部２１に向けて押圧するためのものであり、鋼鉄等の硬質の導電体から形成されている。ただし、押圧部材４０のコイル３０との接触部分は、軟質の導電体から形成されていてもよい。押圧部材４０は、略直方体からなるティース部２１の４つの外側面とそれぞれ対向するように４個設けられている。

押圧部材４０は、そのコイル表面との接触面に、接触するコイル表面の段差に合わせた段差を有している。これにより、押圧部材４０とコイル表面との接触面積が広くなる。なお、押圧部材４０のコイル表面との接触面は、接触するコイル表面の段差に略合わせた傾斜面であってもよい。

コイル押圧部５０は、各押圧部材４０をティース部２１方向及びその反対方向に往復摺動させることが可能な摺動手段を備えている。摺動手段は、例えば、油圧シリンダであり、そのピストンの先端に押圧部材４０が固定されている。

押圧部材４０をコイル表面に接触させてティース部２１方向に移動させることにより、ティース部２１と導線３１との密着性が高まり、膨れ上がりが解消し、コイル３０がティース部２１の外形に合わせて整形される。これにより、コイル３０のボリュームは、低速で導線３１を巻回したときと同等になる。なお、導線３１の断面形状を変形させる程度にまで、押圧部材４０によりコイル３０を強く押圧してもよい。この場合、導線３１の断面を丸状から略矩形状を含む略多角形状に変形させることにより、コイル３０の占積率が向上し、高密度化するので好ましい。

図２を参照して、コイル品質検査装置１０は、さらに、コイル３０の絶縁性を検査するための計測器（検出部）６０を備えている。

各押圧部材４０は、スイッチ６１を介して計測器６０に電気的に接続されており、このスイッチ６１の切り替えにより、何れかの押圧部材４０が、択一的に計測器６０に電気的に接続される。

コイル３０を構成する導線３１の巻き始めと巻き終わりの両端部に、導電体からなるプローブ６２をそれぞれ電気的に接続させる。これらプローブ６２はスイッチ６３を介して計測器６０に電気的に接続されており、このスイッチ６３の切り替えにより、何れかのプローブ６２が、択一的に計測器６０に電気的に接続される。計測器６０は、電源を備えており、スイッチ６３の切り替えにより、導線３１の両端部の何れか一方からコイル３０に電流を通電させることが可能となっている。なお、計測器６０とプローブ６２とが、本発明の通電部に相当する。

次に、コイル品質検査装置１０を用いた、本発明の実施形態に係るコイル品質検査方法について説明する。

まず、コア２０のティース部２１に高速で導線３１を巻回してコイル３０を形成する。そして、ティース部２１にコイル３０が巻装されたコア２０を、コイル品質検査装置１０の所定位置に固定する。

次に、コイル押圧部５０により各押圧部材４０をティース部２１に向って移動させて、各押圧部材４０をコイル表面に接触させ、さらにその状態で押圧部材４０を押し込み、コイル３０を整形する。

そして、押圧部材４０がコイル表面に接触した状態を維持しながら、導線３１の両端部にプローブ６２を取り付け、コイル３０に電流を通電させる。このとき、スイッチ６１，６３を切り替えながら、計測器６０で電流を計測する。

計測器６０で計測した電流が微小の所定値を超えた場合、コイル表面に破損があり、コイル３０は絶縁不良であると判定する。一方、計測器６０で計測した電流が微小の所定値以下である場合、コイル表面に破損がなく、コイル３０の絶縁性は良好であると判定する。

その後、プローブ６２を取り外し、コイル押圧部５０で各押圧部材４０を退避させ、コイル３０が巻装されたコア２０を取り出す。

以上のように、コイル表面に接触する押圧部材４０が導電体であり、この押圧部材４０を介してコイル表面の絶縁性検査を行うので、従来と比較して、押圧後に行うコイル３０の絶縁性検査の段取りを短時間で行うことが可能となる。さらに、押圧部材４０が、絶縁性検査時の電極部材を兼用しているので、従来と比較して、装置全体の構成を簡略化、小型化することが可能となる。

なお、本発明は、上述したものに限定されない。例えば、実施形態では、導線３１の両端部にプローブ６２を取り付け、このプローブ６２からコイル３０に電流を通電する場合について説明した。しかし、プローブ６２の代わりに、図３に示した検査用具７０を用いてもよい。

検査用具７０は、導線３１を挟んで保持可能な保持部７１及び導線３１を切断可能な刃部７２を有する一対の線材挟持部７３と、一対の線材挟持部７３を手で開閉自在に握ることができる握り部７４とを備えている。

図４（ａ）を参照して、検査用具７０の握り部７４を持って一対の線材挟持部７３で導線３１の端部を挟むと、一対の線材挟持部７３の刃部７２が絶縁被覆された導線３１を部分的に切り込むと共に、一対の線材挟持部７３の保持部７１が導線３１の非切断部分を保持する。これにより、導線３１が半切り状態となり、かつ、検査用具７０の線材挟持部７３が導線３１と接触して電気的に接続された状態になる。ここで、検査用具７０の線材挟持部７３を計測器６０にリード線等を介して電気的に接続し、コイル３０に通電する。これにより、コイル３０の絶縁性検査を行うことができる。

検査用具７０は、抵抗値が基準値を満すようコイル３０を切断する際に好適に使用されるものである。即ち、半切りした間のコイル３０の抵抗値を測定し、この測定値が基準値を満せば、図４（ｂ）を参照して、検査用具７０を用いて測定された値に応じた位置でコイル３０を切断（本切り）することができる。

以上のように、検査用具７０を用いることにより、導線３１の両端部にプローブ６２を取り付ける必要がなくなるので、押圧後に行うコイル３０の絶縁性検査の段取りを短時間で行うことが可能となる。

なお、本発明は、上述したものに限定されない。例えば、実施形態では、４個の押圧部材４０をコイル３０の側面から押圧して、コイル３０を整形する場合について説明した。しかし、先細りの導電体からなる楔（押圧部材）をコイル３０の側面に接触させ、この楔を下方に押し込むことにより、コイル３０を整形してもよい。また、押圧部材としてローラを用いてもよい。

１０…コイル品質検査装置、２０…コア、２１…ティース部（巻芯）、３０…コイル、３１…導線、４０…押圧部材、５０…コイル押圧部、６０…計測器（検出部、通電部）、６２…プローブ（通電部）、７０…検査用具。

Claims

絶縁被覆された導線を巻芯に巻装してなるコイルの絶縁性検査を行うコイル品質検査装置であって、
導電体からなる押圧部材を前記コイルの表面と接触させ、該コイルを前記巻芯に向けて押圧するコイル押圧部と、
前記コイルに電流を通電する通電部と、
前記押圧部材と前記コイルとの導通状態を検出する検出部とを備えることを特徴とするコイル品質検査装置。
前記押圧部材の前記コイルの表面と接触する面が、該コイルの外形に合わせた段差を有することを特徴とする請求項１に記載のコイル品質検査装置。
絶縁被覆された導線を巻芯に巻装してなるコイルの絶縁性検査を行うコイル品質検査方法であって、
導電体からなる押圧部材を前記コイルの表面と接触させ、該コイルを前記巻芯に向けて押圧する工程と、
前記コイルに電流を通電する工程と、
前記押圧部材と前記コイルとの導通状態を検出する工程とを備えることを特徴とするコイル品質検査方法。
前記導線を挟んで保持可能な保持部及び前記導線を切断可能な刃部を有する一対の線材挟持部と、該一対の線材挟持部を手で開閉操作可能に握ることができる握り部とを有する検査用具の前記一対の線材挟持部で導線前記コイルの両端の少なくとも一方の端部を挟んで半切り状態とし、前記線材挟持部を介して前記コイルに電流を通電することを特徴とする請求項３に記載のコイル品質検査方法。