JP6389793B2 - 積層鉄心の検査方法及びその検査装置 - Google Patents
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Description
この問題に対し、冷却油等の冷媒を用いてロータを冷却することが行われており、軸方向に貫通させた孔以外にも、軸孔から半径方向に延在する貫通孔を、冷媒を流すための冷却用流路として使用している。なお、永久磁石は、長さ方向中央領域で熱がこもって高温になり易いため、長さ方向中央領域を優先的に冷却することにより、冷却効率を向上できる(例えば、特許文献1、2参照)。
しかしながら、上記したように、冷却用流路の貫通孔が、軸孔から半径方向に延在し、永久磁石の長さ方向中央領域へ向かうように形成されている場合、その貫通状態を視認することが困難であった。また、冷却用流路が屈曲して直線状になっていない場合も、その貫通状態を視認することができなかった。
前記冷却用流路の異なる位置の開口部に光センサーの投光部と受光部をそれぞれ配置し、前記投光部からの光を前記受光部で検出することにより、前記冷却用流路の貫通状態を検査する。
前記流路Aの開口部に前記投光部を配置し、前記流路Bの開口部に前記受光部を配置することが好ましい。
また、前記各流路Aは、複数に分岐してそれぞれ前記流路Aの開口部を備える複数の分岐路を有し、1つの前記流路Aが有する前記分岐路と少なくとも同数の前記投光部を、前記積層鉄心の周方向に異なる位置の前記流路Aの異なる前記分岐路の開口部に配置し、しかも、該各投光部からの光の投光角度を前記分岐路ごとに調整することが好ましい。
前記冷却用流路の異なる位置の開口部に光センサーの投光部と受光部がそれぞれ設けられ、前記投光部からの光を前記受光部で検出することにより、前記冷却用流路の貫通状態を検査する。
前記流路Aの開口部に前記投光部を配置し、前記流路Bの開口部に前記受光部を配置することが好ましい。
また、前記投光部及び前記受光部のいずれか一方又は双方には角度調整機構が設けられているのがよい。
まず、図1(A)、(B)、図2を参照しながら、本発明の一実施の形態に係る積層鉄心の検査方法を適用するロータ(積層鉄心の一例)10について説明する。
この鉄心片11〜13は、環状の一体構造のものである。なお、鉄心片は、複数の円弧状の鉄心片部を環状に連結できる分割構造のものや、複数の円弧状の鉄心片部の周方向の一部が連結部で繋がり、この連結部を折曲げて環状にできる構造のものでもよい。
積層方向に隣り合う鉄心片11、11同士(他の鉄心片12、13も同様)は、かしめ、樹脂(熱硬化性樹脂(例えば、エポキシ樹脂)や熱可塑性樹脂)、接着剤、及び、溶接のいずれか1又は2以上を用いて、連結することができる。
なお、軸孔14には、内側に突出する図示しないキー(凸条)が設けられている。
この冷却用流路16は、ロータ10の半径方向(積層方向とは直交する方向)に延在した径方向流路(流路Aの一例)17と、この径方向流路17に連通し、ロータ10の積層方向に延在した積層方向流路(流路Bの一例)18とを有している。
また、径方向流路17は、半径方向途中位置から積層方向に分岐した複数(ここでは、2つ)の分岐路20、21を有している。この各分岐路20、21(径方向流路17)は、その他端側が積層方向流路18に連通している。
この積層方向流路18は、ロータ10を積層方向に貫通させて形成され、その両側が開口し、これがロータ10の外部と連通する開口部22、23(冷却用流路16の冷媒排出側の開口部)となっている。
上記したように、径方向流路17の開口部19と、積層方向流路18の開口部22、23は、異なる位置に設けられ、ロータ10の使用にあっては、開口部19と開口部22、23を介して、冷媒の供給と排出が行われる。
具体的には、径方向流路17は、鉄心片12に形成した貫通孔24の一部と、鉄心片13に形成した凹部25とで形成され、積層方向流路18は、鉄心片11に形成した貫通孔26と、鉄心片12に形成した貫通孔24の他部と、鉄心片13に形成した貫通孔27とで形成される(例えば、前記した特許文献1、2参照)。
冷却用流路を構成する径方向流路の開口部を、ロータの軸孔側に設けることなく、ロータの半径方向外側に設けてもよく、また、ロータの積層方向(軸方向)の一方側又は他方側に設けてもよい。このとき、径方向流路を、積層方向の中央部に設けることなく、積層方向の一方側及び/又は他方側に形成することもできる。
また、径方向流路を1本の貫通孔で構成(複数の分岐路を有しない構成に)することもできる。
なお、分岐路は、積層方向に分岐させることなく、平面上(積層方向の同一位置)で分岐させてもよい。
また、分岐路の数は、3つ以上の複数とすることもできる。
そして、径方向流路と積層方向流路は、積層方向に対して傾斜させてもよい。
更に、1つの冷却用流路は、積層方向中央部で分断された2つの積層方向流路と、この積層方向流路にそれぞれ連通する2つの径方向流路で構成することもできる(後述する図4参照)。
検査装置30は、ベース台31と、このベース台31に立設させた円柱状の軸部32と、この軸部32に対して回転可能に設けられた円筒状の回転台33とを有している。この回転台33は、ロータ10を載置するものであり、ロータ10の軸孔14下部に挿入可能な位置決め凸部34により、回転台33の回転中心とロータ10の軸心を一致させている。
これにより、ロータ10の軸心を中心として、ロータ10をベース台31に対し、回転させることができる。
なお、光センサー35の種類は、投光部36と受光部37とを有していれば、特に限定されるものではなく、例えば、ファイバーセンサーやレーザーセンサー等の公知のものを使用できる。
光センサー35は、1つの各冷却用流路16(径方向流路17)が有する2つの分岐路20、21と同数の2個の投光部36を有している。このため、投光部36からの光を受光する受光部37も2個ある。
具体的には、一方の投光部36が、積層方向上側の分岐路20内を投光できるように、他方の投光部36が、積層方向下側の分岐路21内を投光できるように、各投光部36を上下方向に対して傾けて、光の投光角度を分岐路20、21ごとに調整している。
具体的には、一方の受光部37が、一方の投光部36からの光を検出できるように、積層方向上部(積層方向一方側)の開口部22に、他方の受光部37が、他方の投光部36からの光を検出できるように、積層方向下部(積層方向他方側)の開口部23に、それぞれ配置されている。
従って、全ての冷却用流路16の貫通状態を検査するに際しては、回転台33によりロータ10を回転させて行う。なお、検査装置に設ける光センサーの数(投光部と受光部のセット数)を複数、予め準備しておく場合は、全ての冷却用流路の貫通状態を、より短時間で検査できる。
投光部36に位置調整機構を設ける場合は、投光部36をロータ10の軸方向に可動させることで、例えば、各径方向流路の開口部の高さ位置のバラツキや、異なる高さ位置に設けられた各径方向流路の開口部の高さ位置に対応でき、また、投光部36をロータ10の半径方向に可動させることで、軸孔に設けられたキーとの接触防止等に対応できる。
また、受光部37に位置調整機構(ロータ10に対する進退機構)を設ける場合は、受光部37を開口部内に進入させることができ、光の検出精度が高められる。
更に、投光部36に角度調整機構を設けることもでき、この場合、複数の分岐路に対して1つの投光部36で対応できる。
例えば、冷却用流路が屈曲し(直線状でなく)、投光部からの全ての光が受光部に届かない場合、受光量に補正をかけて、貫通状態を検査することが好ましい。具体的には、受光部の受光量をコンピュータ(演算手段)に入力し、予め設定した設定値以上の受光量が得られた場合を、貫通状態が良好(冷却用流路16内に異物が詰まっていない)と判断するのがよい。
なお、設定値は、例えば、過去の実績値等を用いて設定できるが、全ての冷却用流路で得られた受光量(平均値)に基づいて設定することもできる。
まず、ロータ10を回転台33上に載置する。
このロータ10は、磁石挿入孔15への永久磁石の配置、固定等、全ての製造工程が終了したものであり、軸孔14にシャフト(図示しない)を通す前の略完成状態のものである。
このとき、冷却用流路16の積層方向流路18の開口部22、23に、受光部37が配置されることも確認する。
この検査は、ロータ10をその軸心を中心として1回転させることで、全ての冷却用流路16について行う。なお、検査は、1つの冷却用流路16の検査が終了した後、ロータ10を所定角度回転させて停止し、次の冷却用流路16の検査を行う操作を、繰返し行うことで実施できるが、ロータ10を低速で回転させることで、各冷却用流路16の検査を連続的に行うこともできる。
なお、冷却用流路16の貫通状態が不良であれば、回転台33からロータ10を取外した後、例えば、空圧等によって冷却用流路16内の異物を除去し、上記した検査を再度行う。
これにより、冷却用流路16の貫通状態を視認できなくても、作業性よく容易に検査できる。また、冷却用流路16が狭くてセンサー等を挿入できなくても、貫通状態の検査が可能である。
なお、前記した投光部36は、必ずしも固定部38に取付ける必要はなく、例えば、ロータ10を回転台33上に載置した後、軸孔14の上方から所定の高さ位置まで挿入し配置してもよく、また、回転台の軸心方向に貫通孔を設け、ロータ10の下方からせり出す構成にしてもよい。
ロータ50の内部には、外部から供給した冷媒が流れる同一形状の複数の冷却用流路51が、ロータ50の周方向に等ピッチで形成されている。この冷却用流路51は、ロータ50の半径方向に延在した径方向流路(流路Aの一例)56と、この径方向流路56に連通し、ロータ50の積層方向に延在した積層方向流路(流路Bの一例)57とを有している。
この径方向流路56は、半径方向途中位置から積層方向に分岐した複数(ここでは、2つ)の分岐路58、59を有している。この各分岐路58、59(径方向流路56)は、その各一端側が軸孔55に向けて開口し、これがロータ50の外部と連通する開口部60、61(冷却用流路51の冷媒供給側の開口部)となっている(2つの分岐路58、59が、半径方向外側へ向けて途中で合流)。
上記したように、径方向流路56の開口部60、61と、積層方向流路57の開口部22、23は、異なる位置に設けられ、ロータ50の使用にあっては、開口部60、61と開口部22、23を介して、冷媒の供給と排出が行われる。
具体的には、径方向流路56は、鉄心片53に形成した凹部62と、鉄心片54に形成した貫通孔63の一部とで形成され、積層方向流路57は、鉄心片52に形成した貫通孔64と、鉄心片54に形成した貫通孔63の他部とで形成される。
この光センサー35は、1つの冷却用流路51が有する分岐路58、59と同数の2個の投光部36を有している。このため、投光部36からの光を受光する受光部37も2個ある。
具体的には、一方の投光部36が、積層方向上側の分岐路58内から積層方向流路57内を投光できるように、他方の投光部36が、積層方向下側の分岐路59内から積層方向流路57内を投光できるように、各投光部36を上下方向に対して傾けて、光の投光角度を分岐路58、59ごとに調整している。
具体的には、一方の受光部37が、一方の投光部36からの光を検出できるように、積層方向下部の開口部23に、他方の受光部37が、他方の投光部36からの光を検出できるように、積層方向上部の開口部22に、それぞれ配置されている。
従って、全ての冷却用流路51の貫通状態を検査するに際しては、回転台33によりロータ50を回転させて行う。
また、検査装置に設ける光センサーの数を「(冷却用流路の個数)×(分岐路の数)」分にする場合は、ロータ50を回転させることなく、一度に検査できる。この場合、検査装置70から回転台33を取外すことができる。
まず、ロータ50を回転台33上に載置する。
そして、冷却用流路51の径方向流路56の各開口部60、61の前方位置(対向位置)に、投光部36が配置されるように、ロータ50を回転させ、必要に応じて投光部36の傾きを調整する。このとき、冷却用流路51の積層方向流路57の開口部22、23に、受光部37が配置されることも確認する。
この検査は、前記したロータ10と同様、ロータ50をその軸心を中心として1回転させることで、全ての冷却用流路51について行う。
ロータ80の内部には、外部から供給した冷媒が流れる同一形状の複数の冷却用流路81が、ロータ80の周方向に等ピッチで形成されている。この冷却用流路81は、ロータ80の半径方向に延在した径方向流路(流路Aの一例)84、85と、この径方向流路84、85にそれぞれ連通し、ロータ80の積層方向に延在した積層方向流路(流路Bの一例)86、87とを有している。
この各径方向流路84、85の一端側は軸孔83に向けて開口し、これがロータ80の外部と連通する開口部60、61となっている。
積層方向上側の積層方向流路86は、その下端部が径方向流路84の他端部に連通し、その上端部が開口して、これがロータ80の外部と連通する開口部22となっている。また、積層方向下側の積層方向流路87は、その上端部が径方向流路85の他端部に連通し、その下端部が開口して、これがロータ80の外部と連通する開口部23となっている。
具体的には、径方向流路84、85は、鉄心片53に形成した凹部62と、鉄心片54に形成した貫通孔63の一部とで形成され、積層方向流路86、87は、鉄心片52に形成した貫通孔64と、鉄心片54に形成した貫通孔63の他部とで形成される。
この光センサー35は、1つの冷却用流路81が有する径方向流路84、85及び積層方向流路86、87と同数の2個の投光部36を有している。このため、投光部36からの光を受光する受光部37も2個ある。
具体的には、一方の投光部36が、積層方向上側の径方向流路84内から積層方向流路86内を投光できるように、他方の投光部36が、積層方向下側の径方向流路85内から積層方向流路87内を投光できるようになっている。
具体的には、一方の受光部37が、一方の投光部36からの光を検出できるように、積層方向上部の開口部22に、他方の受光部37が、他方の投光部36からの光を検出できるように、積層方向下部の開口部23に、それぞれ配置されている。
従って、全ての冷却用流路81の貫通状態を検査するに際しては、回転台33によりロータ80を回転させて行う。
なお、前記した投光部36は、ロータ80を回転台33上に載置した後、昇降ロッド91を軸孔83の上方から所定の高さ位置まで挿入し配置すればよい。
また、前記実施の形態においては、本発明の積層鉄心の検査方法及びその検査装置を、回転子積層鉄心であるロータに適用する場合について説明したが、例えば、回転子からの熱の影響を低減するため、固定子積層鉄心であるステータ(ステータコア)に適用することもできる。
そして、前記実施の形態においては、固定された光センサーに対し、ロータを相対的に回転させることで、各冷却用流路の貫通状態を順次検査した場合について説明したが、固定されたロータに対し、光センサーを相対的に回転させることもできる。
Claims (12)
- 所定形状の複数の鉄心片を積層して構成され、異なる位置の開口部を介して供給と排出が行われる冷媒が流れる冷却用流路が内部に形成された積層鉄心の検査方法であって、
前記冷却用流路の異なる位置の開口部に光センサーの投光部と受光部をそれぞれ配置し、前記投光部からの光を前記受光部で検出することにより、前記冷却用流路の貫通状態を検査することを特徴とする積層鉄心の検査方法。 - 請求項1記載の積層鉄心の検査方法において、前記冷却用流路は、前記積層鉄心の積層方向とは直交する方向に軸孔を中心として放射状に延在する流路Aと、該流路Aに連通し、前記積層鉄心の積層方向に延在する流路Bとを有し、
前記流路Aの開口部に前記投光部を配置し、前記流路Bの開口部に前記受光部を配置することを特徴とする積層鉄心の検査方法。 - 請求項2記載の積層鉄心の検査方法において、前記冷却用流路は前記積層鉄心の周方向に複数形成され、該積層鉄心の軸心を中心として、該積層鉄心と前記光センサーとを相対的に回転させて、前記各冷却用流路の貫通状態を順次検査することを特徴とする積層鉄心の検査方法。
- 請求項3記載の積層鉄心の検査方法において、前記各流路Aは、複数に分岐してそれぞれ前記流路Bに連通する複数の分岐路を有し、1つの前記流路Aが有する前記分岐路と少なくとも同数の前記投光部を、前記積層鉄心の周方向に異なる位置の前記流路Aの開口部に配置し、しかも、該各投光部からの光の投光角度を前記分岐路ごとに調整することを特徴とする積層鉄心の検査方法。
- 請求項3記載の積層鉄心の検査方法において、前記各流路Aは、複数に分岐してそれぞれ前記流路Aの開口部を備える複数の分岐路を有し、1つの前記流路Aが有する前記分岐路と少なくとも同数の前記投光部を、前記積層鉄心の周方向に異なる位置の前記流路Aの異なる前記分岐路の開口部に配置し、しかも、該各投光部からの光の投光角度を前記分岐路ごとに調整することを特徴とする積層鉄心の検査方法。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載の積層鉄心の検査方法において、前記冷却用流路の貫通状態の判定は、前記受光部が検出する受光量を用いて行うことを特徴とする積層鉄心の検査方法。
- 所定形状の複数の鉄心片を積層して構成され、開口部を介して供給と排出が行われる冷媒が流れる冷却用流路が内部に形成された積層鉄心の検査装置であって、
前記冷却用流路の異なる位置の開口部に光センサーの投光部と受光部がそれぞれ設けられ、前記投光部からの光を前記受光部で検出することにより、前記冷却用流路の貫通状態を検査することを特徴とする積層鉄心の検査装置。 - 請求項7記載の積層鉄心の検査装置において、前記冷却用流路は、前記積層鉄心の積層方向とは直交する方向に軸孔を中心として放射状に延在した流路Aと、該流路Aに連通し、前記積層鉄心の積層方向に延在した流路Bとを有し、
前記流路Aの開口部に前記投光部を配置し、前記流路Bの開口部に前記受光部を配置したことを特徴とする積層鉄心の検査装置。 - 請求項8記載の積層鉄心の検査装置において、前記流路Aは複数の分岐路を有し、前記投光部を前記分岐路と少なくとも同数配置し、しかも、前記投光部からの光の投光角度を前記分岐路ごとに調整したことを特徴とする積層鉄心の検査装置。
- 請求項7〜9のいずれか1項に記載の積層鉄心の検査装置において、前記積層鉄心の軸心を中心として、該積層鉄心を回転可能とする回転台が設けられたことを特徴とする積層鉄心の検査装置。
- 請求項7〜10のいずれか1項に記載の積層鉄心の検査装置において、前記投光部及び前記受光部のいずれか一方又は双方には位置調整機構が設けられていることを特徴とする積層鉄心の検査装置。
- 請求項7〜11のいずれか1項に記載の積層鉄心の検査装置において、前記投光部及び前記受光部のいずれか一方又は双方には角度調整機構が設けられていることを特徴とする積層鉄心の検査装置。
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