JP7287358B2 - 固着力評価方法 - Google Patents

固着力評価方法 Download PDF

Info

Publication number
JP7287358B2
JP7287358B2 JP2020122438A JP2020122438A JP7287358B2 JP 7287358 B2 JP7287358 B2 JP 7287358B2 JP 2020122438 A JP2020122438 A JP 2020122438A JP 2020122438 A JP2020122438 A JP 2020122438A JP 7287358 B2 JP7287358 B2 JP 7287358B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
natural frequency
stator
insulating paper
fixing force
evaluation method
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2020122438A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2022018962A (ja
Inventor
広暁 浦野
玲秀 神名
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2020122438A priority Critical patent/JP7287358B2/ja
Priority to US17/365,743 priority patent/US11808736B2/en
Priority to CN202110782232.7A priority patent/CN113945352A/zh
Publication of JP2022018962A publication Critical patent/JP2022018962A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7287358B2 publication Critical patent/JP7287358B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/44Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
    • G01N29/4409Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor by comparison
    • G01N29/4436Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor by comparison with a reference signal
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04Analysing solids
    • G01N29/12Analysing solids by measuring frequency or resonance of acoustic waves
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01HMEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H13/00Measuring resonant frequency
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M7/00Vibration-testing of structures; Shock-testing of structures
    • G01M7/02Vibration-testing by means of a shake table
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M7/00Vibration-testing of structures; Shock-testing of structures
    • G01M7/08Shock-testing
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04Analysing solids
    • G01N29/045Analysing solids by imparting shocks to the workpiece and detecting the vibrations or the acoustic waves caused by the shocks
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/44Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
    • G01N29/46Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor by spectral analysis, e.g. Fourier analysis or wavelet analysis
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/028Material parameters
    • G01N2291/02827Elastic parameters, strength or force
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/26Scanned objects
    • G01N2291/269Various geometry objects
    • G01N2291/2693Rotor or turbine parts
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/32Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation
    • H02K3/34Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation between conductors or between conductor and core, e.g. slot insulation
    • H02K3/345Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation between conductors or between conductor and core, e.g. slot insulation between conductor and core, e.g. slot insulation

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (AREA)

Description

本発明は、ステータコアに形成された歯部と前記歯部に巻回されたコイルとを固着する絶縁紙の固着力を評価する固着力評価方法に関し、前記歯部と前記コイルとが前記絶縁紙によって固着されたステータを破壊しないで前記絶縁紙の固着力を評価する技術に関するものである。
(a)ステータコアに形成された歯部と、(b)前記歯部に巻回されたコイルと、(c)基材の両面に発泡接着層を有し、前記歯部と前記コイルとの間に介在された絶縁紙と、を備え、(d)前記発泡接着層が加熱されることにより前記歯部と前記コイルとが前記絶縁紙によって固着される回転電機のステータがよく知られている。例えば、特許文献1に記載された回転電機のステータがそれである。
特開2018-107921号公報
ところで、特許文献1のような回転電機のステータにおいて、前記歯部と前記コイルとを固着する前記絶縁紙の固着力を評価する場合には、例えば、その評価の方法として、前記ステータをその中心線に直交する方向に切断してその切断面に露出したステータのコイルの1本1本を歯部から外れるまでゲージで押圧することによって前記絶縁紙の固着力を測定することが考えられる。しかしながら、このような方法では、前記絶縁紙の固着力を評価するために前記ステータを破壊してしまうという問題があった。
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、ステータを破壊しないで絶縁紙の固着力を評価する固着力評価方法を提供することにある。
本発明者は種々の検討を重ねた結果、以下に示す事実に到達した。すなわち、前記絶縁紙の固着力となる前記歯部と前記コイルとを固着する前記発泡接着層の硬さが変化すると、前記ステータ全体の剛性が変わって前記ステータの固有振動数が変化することを見い出した。つまり、前記ステータの固有振動数が高い場合には、前記固有振動数が低い場合に比べて前記絶縁紙の固着力が大きくなることを見い出した。そして、前記ステータの固有振動数を測定することによって前記絶縁紙の固着力を推定することが可能であることを着想した。本発明はこのような知見に基づいてためされたものである。
第1発明の要旨とするところは、(a)発泡接着層を両面に有し、ステータコアに形成された歯部と前記歯部に巻回されたコイルとの間に介在してそれらを固着する絶縁紙の、固着力を評価する固着力評価方法であって、(b)前記歯部と前記コイルとが前記絶縁紙によって固着されたステータの固有振動数を測定する固有振動数測定工程と、(c)前記固有振動数測定工程で測定された前記ステータの固有振動数が高い場合は、前記固有振動数が低い場合に比べて前記絶縁紙の固着力が大きいと評価する固着力評価工程と、を有することにある。
また、第2発明の要旨とするところは、前記第1発明において、前記固着力評価工程では、前記固有振動数測定工程で測定された前記固有振動数が予め定められた判定振動数以上であると前記絶縁紙の固着力が予め定められた基準値を満たすと推定することにある。
また、第3発明の要旨とするところは、前記第1発明又は前記第2発明において、前記固有振動数測定工程では、前記ステータの予め定められた第1箇所をハンマーで加振することにより前記ステータの予め定められた第2箇所に設けられたセンサから検出される信号を、周波数解析し、音圧レベルが最も高いピークを形成する周波数を前記ステータの固有振動数とすることにある。
また、第4発明の要旨とするところは、前記第1発明から前記第3発明のいずれか1の発明において、(a)前記発泡接着層は、加熱されることによって膨張してその後硬化するものであり、(b)前記硬化した前記発泡接着層の硬さが硬くなるほど前記固有振動数測定工程で測定される前記固有振動数が高くなることにある。
第1発明の固着力評価方法によれば、(b)前記歯部と前記コイルとが前記絶縁紙によって固着されたステータの固有振動数を測定する固有振動数測定工程と、(c)前記固有振動数測定工程で測定された前記ステータの固有振動数が高い場合は、前記固有振動数が低い場合に比べて前記絶縁紙の固着力が大きいと評価する固着力評価工程と、を有する。このため、前記固有振動数測定工程で測定された前記ステータの固有振動数に基づいて前記固着力評価工程で前記絶縁紙の固着力が評価されるので、前記ステータを破壊しないで前記ステータの固有振動数を測定することにより前記絶縁紙の固着力を評価することができる。
第2発明の固着力評価方法によれば、前記固着力評価工程では、前記固有振動数測定工程で測定された前記固有振動数が予め定められた判定振動数以上であると前記絶縁紙の固着力が予め定められた基準値を満たすと推定する。このため、前記ステータを破壊しないで前記ステータの固有振動数を測定することによって前記絶縁紙の固着力が前記基準値を満たすか否かを推定することができる。
第3発明の固着力評価方法によれば、前記固有振動数測定工程では、前記ステータの予め定められた第1箇所をハンマーで加振することにより前記ステータの予め定められた第2箇所に設けられたセンサから検出される信号を、周波数解析し、音圧レベルが最も高いピークを形成する周波数を前記ステータの固有振動数とする。このため、前記固有振動数測定工程において前記ステータの固有振動数を好適に測定することができる。
第4発明の固着力評価方法によれば、(a)前記発泡接着層は、加熱されることによって膨張してその後硬化するものであり、(b)前記硬化した前記発泡接着層の硬さが硬くなるほど前記固有振動数測定工程で測定される前記固有振動数が高くなる。このため、前記ステータを破壊しないで前記ステータの固有振動数を測定することにより前記硬化した前記発泡接着層の硬さを評価することができる。
本発明が好適に適用された車両用回転電機のステータの概略構成を説明する斜視図である。 ステータコアに形成されたスロット内に絶縁紙を配設し、そのスロット内にコイルセグメントを挿入した図であり、ステータコアの内周側からステータコアの外周側を見た図である。 (a)は、歯部とコイルセグメントとの間に介在された絶縁紙の構成を説明するために図2において破線で囲まれた部分を拡大した拡大図であり、(b)は、(a)で示す絶縁紙が加熱されることによって発泡接着層が発泡して膨張した状態を示す図である。 ステータにおいて歯部とステータコイルとを固着する絶縁紙の固着力を評価する固着力評価方法の要部を説明する工程図である。 図4の固有振動数測定工程を説明する図である。 固有振動数測定工程においてFFTアナライザの表示部に表示された解析結果の一例を示す図である。 発泡接着層の厚み等を変化させて絶縁紙の固着力がそれぞれ異なるステータを製造し、それらのステータにおいて絶縁紙の固着力とステータの固有振動数との関係を示した図である。
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比及び形状等は必ずしも正確に描かれていない。
図1は、本発明が好適に適用された車両用回転電機MGのステータ10の概略構成を説明する斜視図である。なお、車両用回転電機MGは、例えばハイブリッド車両や電気自動車に搭載された電動機(モータ)としての機能及び発電機(ジェネレータ)としての機能を有する所謂モータジェネレータである。また、車両用回転電機MGは、例えば車両の走行用駆動源である。また、車両用回転電機MGは、後述するロータの回転軸線Cを中心とする円筒状のステータ10と、ステータ10の内周側に配設された図示しないロータと、を備えている。なお、前記ロータは、ステータ10から発生する回転磁界により回転させられるようになっている。
ステータ10は、図1に示すように、ステータコア12と、ステータコイル(コイル)14と、動力線16と、を備えている。ステータコア12は、複数枚の電磁鋼板が積層されて回転軸線Cを中心として円筒状に延びている。また、ステータコア12には、円筒状のステータコア12の内周面から内周側に突き出す複数の歯部12aが形成されている。なお、図1に示すように、ステータコア12の周方向に互いに隣り合う歯部12aの間には、溝状の空間であるスロット12bが形成されている。また、歯部12aには、ステータコイル14が巻回されている。
ステータコイル14は、例えばU相、V相、及びW相の3相巻線であり、それぞれのステータコイル14の端部が動力線16と電気的に接続されている。動力線16のそれぞれの先端部には、図示されていないインバータ等と接続するための外部端子18が取り付けられている。
図2は、ステータコア12に形成されたスロット12b内に絶縁紙20を配設して、そのスロット12b内にコイルセグメント22を挿入した図である。なお、図2は、ステータコア12の内周側からステータコア12の外周側を見た図である。図2に示すように、コイルセグメント22は、略U字状に曲げ加工されており、コイルセグメント22は、直線状に伸びる一対の腕部22aと、一対の腕部22aの端部同士を連結する連結部22bと、を有している。なお、コイルセグメント22は、例えば長手状導体板のような断面が長方形である平角線にエナメルなどの絶縁被膜が表面に形成されたものである。また、一対の腕部22aの先端部22cは、それぞれ前記絶縁被膜が取り除かれている。図1に示すように、スロット12bから突き出された、コイルセグメント22の一対の腕部22aの先端部22cは、それぞれ、ステータコア12の周方向において先端部22c同士が離間するように曲げられて、例えば溶接によって他のコイルセグメント22の腕部22aの先端部22cと接続されている。すなわち、歯部12aに巻回されるステータコイル14は、図1に示すように複数のコイルセグメント22がそれぞれ接続されることによって形成されるようになっている。
絶縁紙20は、図2に示すように、歯部12aとコイルセグメント22すなわちステータコイル14とを絶縁するために歯部12aとコイルセグメント22との間に介在され、スロット12bの形状に合わせて折り曲げられたシートである。絶縁紙20は、図3の(a)に示すように、基材24の両面24a、24bに発泡接着層26を有する絶縁紙である。なお、基材24は、耐熱性と絶縁性を有する樹脂材料をシート状に成形したものである。基材24に用いられた樹脂材料は、例えば、ポリエチレンナフタレート(PEN)である。また、発泡接着層26は、加熱によって発泡して膨張しその後硬化する熱硬化性樹脂の層であり、それ自体が接着性を有する。発泡接着層26は、図3の(b)に示すように、所定の加熱によって発泡して膨張し、例えば、発泡接着層26の厚さtが図3の(a)に示す初期状態の数倍に厚くなる。なお、発泡接着層26は、例えば、エポキシ系の熱硬化性樹脂の中に、発泡剤を含んだ樹脂ビーズ(粒)が入れられた熱硬化性樹脂の層であり、発泡接着層26が加熱されると前記樹脂ビーズが膨らむことによって発泡接着層26が膨張する。また、図3の(a)は、歯部12aとコイルセグメント22との間に介在された絶縁紙20の構成を説明するために図2において破線Aで囲まれた部分を拡大した拡大図であり、図3の(b)は、図3の(a)に示す絶縁紙20が加熱されることによって発泡接着層26が発泡して膨張した状態を示す図である。
以上のように構成されたステータ10では、絶縁紙20の発泡接着層26が加熱されると、図3の(b)に示すように発泡接着層26が膨張しその後硬化して、ステータコア12の歯部12aとステータコイル14とが絶縁紙20によって固着される。
ここから、上述した歯部12aとステータコイル14とを固着する絶縁紙20の固着力FS[N]を評価する固着力評価方法について詳細に説明する。前記固着力評価方法は、図4に示すように、固有振動数測定工程P1と、固着力評価工程P2と、を有している。なお、この固着力評価方法は、例えば、製造された複数のステータ10の中から所定のステータ10をサンプルとして抜き取ってそのサンプルの絶縁紙20の固着力FSを検査する抜取検査のとき等に用いられる。また、図4は、絶縁紙20の固着力FSを評価する固着力評価方法の要部を説明する工程図である。
固有振動数測定工程P1は、ステータコア12の歯部12aとステータコイル14とが絶縁紙20によって固着されたステータ10、すなわち図5に示すステータ10の、固有振動数NF[Hz]を測定する工程である。なお、図5に示すステータ10では、スロット12bから突き出したステータコイル14であるコイルエンドすなわちスロット12bから突き出した複数のコイルセグメント22の先端部22cが、樹脂28によって一体的に覆われている。
固有振動数測定工程P1では、図5に示すように、ステータ10の予め定められた第1箇所PL1をハンマー30で加振することによりステータ10の予め定められた第2箇所PL2に設けられた加速度センサ(センサ)32から検出される信号を、FFTアナライザ34で周波数解析し、FFTアナライザ34の表示部に表示されたその解析結果から音圧レベルSL[dB]が最も高いピークを形成する周波数F[Hz]をステータ10の固有振動数NF[Hz]とする。なお、固有振動数測定工程P1では、例えば、金づち、木づち等のようなハンマー30で直接第1箇所PL1を叩いて第1箇所PL1を加振している。また、図6は、FFTアナライザ34の表示部に表示された解析結果の一例を示す図である。図6に示すように、加速度センサ32から検出された信号は、FFTアナライザ34によって周波数解析されて、音圧レベルSL[dB]を示す縦軸と周波数F[Hz]を示す横軸とから成る二次元座標で表示される。図6に表示された解析結果では、点PKが音圧レベルSLが最も高いピークであり、固有振動数測定工程P1では、点PKの周波数Fをステータ10の固有振動数NFとする。また、FFTアナライザ34は、加速度センサ32から検出される信号を高速フーリエ変換(Fast Fourier Transform)によって周波数解析し、その解析結果を前記表示部に表示する計測器であり、本実施例では、FFTアナライザ34は、例えば小野測器(ONO SOKKI)製のFFTアナライザを使用している。また、固有振動数測定工程P1では、例えば、ステータコア12に形成された3つの挿通穴12c、12d、12eのそれぞれに挿通された図示されない締結ボルトの直下が図示されないバネを介して台に拘束された状態で、ステータ10がハンマー30によって加振されるようになっている。なお、前記バネは、例えば、バネ定数が2N/mm程度のバネである。
また、本実施例では、固有振動数測定工程P1において、図5に示すように、第1箇所PL1をステータ10の予め定められた第1加振箇所KP1に設定し、第2箇所PL2をステータ10の予め定められた第1応答箇所OP1に設定している。なお、第1加振箇所KP1および第1応答箇所OP1は、それぞれ、図5に示すように、ステータコア12の樹脂28側の端面12fにおける挿通穴12cの周辺部である。また、固有振動数測定工程P1において、FFTアナライザ34の表示部に表示された解析結果から測定者が固有振動数NFを正確に測定できるように、すなわち前記表示部に表示される点PKすなわちピークが高くはっきりと出力されるように、第1箇所PL1および第2箇所PL2の最適な箇所を検討した。すなわち、図5に示すように、第1箇所PL1を第1加振箇所KP1から第4加振箇所KP4にそれぞれ変えると共に、第2箇所PL2を第1応答箇所OP1から第4応答箇所OP4にそれぞれ変えて、計16種類の固有振動数測定工程P1を実際に行い、且つ、計16種類のCAE(Computer Aided Engineering)解析を行った。固有振動数測定工程P1の実際の測定結果とCAE解析による解析結果とから、第1箇所PL1が第1加振箇所KP1であり第2箇所PL2が第1応答箇所OP1であるときが、点PKすなわちピークが最も高くはっきりと出力されていた。なお、図5に示すように、第2加振箇所KP2は、挿通穴12dと挿通穴12eとの間の中間部におけるステータコア12の内周面である。また、第3加振箇所KP3は、挿通穴12dと挿通穴12eとの間の中間部におけるステータコア12の外周面である。また、第4加振箇所KP4は、耳部12gが形成されたステータコア12の内周面である。なお、耳部12gは、円筒状のステータコア12の外周の一部が外側に突き出したものであり、耳部12gには挿通穴12cが形成されている。また、第2応答箇所OP2は、挿通穴12dと挿通穴12eとの間の中間部におけるステータコア12の端面12fである。また、第3応答箇所OP3は、挿通穴12dと挿通穴12eとの間の中間部におけるステータコア12の外周面である。また、第4応答箇所OP4は、円筒状のステータコア12と耳部12gとの境界である。なお、第2加振箇所KP2、第3加振箇所KP3、第4加振箇所KP4、第3応答箇所OP3、および第4応答箇所OP4は、それぞれ、回転軸線C方向におけるステータコア12の中間の位置に配置されている。
固着力評価工程P2は、固有振動数測定工程P1で測定されたステータ10の固有振動数NFが予め定められた判定振動数NFJ[Hz]以上の場合は、固有振動数NFが判定振動数NFJよりも低い場合に比べて絶縁紙20の固着力FSが大きいと評価する工程である。すなわち、固着力評価工程P2は、固有振動数測定工程P1で測定された固有振動数NFが判定振動数NFJ以上であると絶縁紙20の固着力FSが予め定められた基準値FST[N]を満たすと推定する工程である。なお、基準値FSTは、例えば、ステータ10を設計する際に予め定められた、絶縁紙20に最低限必要な固着力FSであり、絶縁紙20の固着力FSが基準値FSTを満たすというのは、絶縁紙20の固着力FSが基準値FST以上であるという意味である。また、判定振動数NFJは、予め実験等によって定められた図7を用いて基準値FSTが十分に満たされるように予め定められた固有振動数NFである。図7は、絶縁紙20の固着力FSとステータ10の固有振動数NFとの関係を示した図である。図7では、例えば加熱される前の発泡接着層26の厚みtや発泡接着層26の材質等を変えた絶縁紙20を用いて、絶縁紙20の固着力FSが異なるステータ10を複数(本実施例では4つ)製造して、それぞれ、ステータ10の固有振動数NFと絶縁紙20の固着力FSとを測定した。なお、判定振動数NFJは、例えば、図7に示すように、4つの第1測定点MA1~第4測定点MA4の中の最も固着力FSの低い第1測定点MA1の固有振動数NF1に、基準値FSTを十分に満たすように予め定められた安全率SFを掛けた固有振動数(NF1×SF)である。なお、図7に示す第1測定点MA1~第4測定点MA4の絶縁紙20の固着力FSは、それぞれ、ステータ10を回転軸線Cに直交する方向に切断してその切断面に露出したステータコイル14すなわちコイルセグメント22の1本1本をステータコア12の歯部12aから外れるまでゲージで押圧することにより測定したものである。また、図7に示す第1測定点MA1~第4測定点MA4のステータ10の固有振動数NFは、それぞれ、前述した固有振動数測定工程P1と同じ方法で測定したものである。なお、第1測定点MA1~第4測定点MA4の固有振動数NFは、それぞれ、第1箇所PL1が第1加振箇所KP1であり、第2箇所PL2が第1応答箇所OP1である。また、図7に示された実線Lは、第1測定点MA1~第4測定点MA4における固着力FSと固有振動数NFとの傾向を示す線である。図7では、絶縁紙20の固着力FSが変化するとステータ10の固有振動数NFも変化しており、図7の実線Lに示すように、絶縁紙20の固着力FSが大きくなるほどステータ10の固有振動数NFが高くなる傾向がある。なお、絶縁紙20の固着力FSと硬化した発泡接着層26の硬さとは相関しており、硬化した発泡接着層26の硬さが硬くなるほど絶縁紙20の固着力FSも大きくなるので、硬化した発泡接着層26の硬さが硬くなるほど固有振動数測定工程P1で測定されるステータ10の固有振動数NFが高くなる。
上述のように、本実施例の固着力評価方法によれば、歯部12aとステータコイル14とが絶縁紙20によって固着されたステータ10の固有振動数NFを測定する固有振動数測定工程P1と、固有振動数測定工程P1で測定されたステータ10の固有振動数NFが予め定められた判定振動数NFJ以上の場合は、固有振動数NFが判定振動数NFJよりも低い場合に比べて絶縁紙20の固着力FSが大きいと評価する固着力評価工程P2と、を有する。このため、固有振動数測定工程P1で測定されたステータ10の固有振動数NFに基づいて固着力評価工程P2で絶縁紙20の固着力FSが評価されるので、ステータ10を破壊しないでステータ10の固有振動数NFを測定することにより絶縁紙20の固着力FSを評価することができる。
また、本実施例の固着力評価方法によれば、固着力評価工程P2では、固有振動数測定工程P1で測定された固有振動数NFが予め定められた判定振動数NFJ以上であると絶縁紙20の固着力FSが予め定められた基準値FSTを満たすと推定する。このため、ステータ10を破壊しないでステータ10の固有振動数NFを測定することによって絶縁紙20の固着力FSが基準値FSTを満たすか否かを推定することができる。
また、本実施例の固着力評価方法によれば、固有振動数測定工程P1では、ステータ10の予め定められた第1箇所PL1をハンマー30で加振することによりステータ10の予め定められた第2箇所PL2に設けられた加速度センサ32から検出される信号を、周波数解析し、音圧レベルSLが最も高いピークを形成する周波数Fをステータ10の固有振動数NFとする。このため、固有振動数測定工程P1においてステータ10の固有振動数NFを好適に測定することができる。
また、本実施例の固着力評価方法によれば、発泡接着層26は、加熱されることによって膨張してその後硬化するものであり、前記硬化した発泡接着層26の硬さが硬くなるほど固有振動数測定工程P1で測定される固有振動数NFが高くなる。このため、ステータ10を破壊しないでステータ10の固有振動数NFを測定することにより前記硬化した発泡接着層26の硬さを評価することができる。
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
例えば、前述の実施例1では、ステータコア12は、複数枚の電磁鋼板が積層されて形成されていたが、ステータコア12は必ずしも複数枚の電磁鋼板から形成される必要はない。例えば、ステータコア12は、磁性体の粉体、固体等を成形加工したものであっても良い。
また、前述の実施例1では、車両用回転電機MGは、車両の走行用駆動源であるモータジェネレータであったが、本発明はこの態様に限らない。例えば、車両用回転電機MGは、発電機機能を有さず電動機機能のみを有する車両駆動用の電動機であっても良い。また、車両用回転電機MGは、電動機機能を有さず発電機機能のみを有する回生用の発電機であっても良い。
また、前述の実施例1では、絶縁紙20の発泡接着層26は、エポキシ系の熱硬化性樹脂の中に、発泡剤を含んだ樹脂ビーズが入れられた熱硬化性樹脂の層であったが、発泡接着層26は、例えば、エポキシ系以外の熱硬化性樹脂の中に前記樹脂ビーズが入れられた熱硬化性樹脂の層であっても良い。また、絶縁紙20の基材24の樹脂材料には、ポリエチレンナフタレート(PEN)が使用されていたが、例えばポリフェニレンスルファイド(PPS)やエポキシ樹脂等の樹脂材料が使用されても良い。
また、前述の実施例1の固有振動数測定工程P1では、ステータ10をハンマー30で加振し加速度センサ32から検出される信号を、FFTアナライザ34により周波数解析することによって、ステータ10の固有振動数NFを測定していた。例えば、ハンマー30に替えて、ステータ10の第1箇所PL1に治具を取り付けてその治具に振り子の先のウエイトを衝突させることで第1箇所PL1を加振しても良い。
尚、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
10:ステータ
12:ステータコア
12a:歯部
14:ステータコイル(コイル)
20:絶縁紙
24a、24b:両面
26:発泡接着層
30:ハンマー
32:加速度センサ(センサ)
F:周波数
FS:固着力
FST:基準値
NF:固有振動数
NFJ:判定振動数
P1:固有振動数測定工程
P2:固着力評価工程
PL1:第1箇所
PL2:第2箇所
SL:音圧レベル

Claims (4)

  1. 発泡接着層を両面に有し、ステータコアに形成された歯部と前記歯部に巻回されたコイルとの間に介在してそれらを固着する絶縁紙の、固着力を評価する固着力評価方法であって、
    前記歯部と前記コイルとが前記絶縁紙によって固着されたステータの固有振動数を測定する固有振動数測定工程と、
    前記固有振動数測定工程で測定された前記ステータの固有振動数が高い場合は、前記固有振動数が低い場合に比べて前記絶縁紙の固着力が大きいと評価する固着力評価工程と、を有する
    ことを特徴とする固着力評価方法。
  2. 前記固着力評価工程では、前記固有振動数測定工程で測定された前記固有振動数が予め定められた判定振動数以上であると前記絶縁紙の固着力が予め定められた基準値を満たすと推定する
    ことを特徴とする請求項1の固着力評価方法。
  3. 前記固有振動数測定工程では、前記ステータの予め定められた第1箇所をハンマーで加振することにより前記ステータの予め定められた第2箇所に設けられたセンサから検出される信号を、周波数解析し、音圧レベルが最も高いピークを形成する周波数を前記ステータの固有振動数とする
    ことを特徴とする請求項1又は2の固着力評価方法。
  4. 前記発泡接着層は、加熱されることによって膨張してその後硬化するものであり、
    前記硬化した前記発泡接着層の硬さが硬くなるほど前記固有振動数測定工程で測定される前記固有振動数が高くなる
    ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1の固着力評価方法。
JP2020122438A 2020-07-16 2020-07-16 固着力評価方法 Active JP7287358B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020122438A JP7287358B2 (ja) 2020-07-16 2020-07-16 固着力評価方法
US17/365,743 US11808736B2 (en) 2020-07-16 2021-07-01 Fixing force evaluation method
CN202110782232.7A CN113945352A (zh) 2020-07-16 2021-07-12 固定力评价方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020122438A JP7287358B2 (ja) 2020-07-16 2020-07-16 固着力評価方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2022018962A JP2022018962A (ja) 2022-01-27
JP7287358B2 true JP7287358B2 (ja) 2023-06-06

Family

ID=79292203

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020122438A Active JP7287358B2 (ja) 2020-07-16 2020-07-16 固着力評価方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11808736B2 (ja)
JP (1) JP7287358B2 (ja)
CN (1) CN113945352A (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024185062A1 (ja) * 2023-03-08 2024-09-12 株式会社 東芝 固定子、回転電機、および固定子の製造方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007187565A (ja) 2006-01-13 2007-07-26 Toyota Motor Corp 巻線の固着度検査方法および固着度検査装置ならびに回転電機の製造方法および製造装置
JP2017200356A (ja) 2016-04-28 2017-11-02 トヨタ自動車株式会社 ワニス滴下を用いたステータの製造方法
JP2018107921A (ja) 2016-12-27 2018-07-05 トヨタ自動車株式会社 回転電機のステータ
JP2018131703A (ja) 2017-02-14 2018-08-23 グンゼ株式会社 下半身用衣類

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4502329A (en) * 1982-04-07 1985-03-05 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Method for checking insulative condition of insulated windings used in electrical appliances
JP3412944B2 (ja) * 1995-02-22 2003-06-03 株式会社日立製作所 損傷検出装置
KR100330258B1 (ko) * 2000-03-03 2002-03-25 윤행순 발전기 고정자 권선 검사방법
JP2004177136A (ja) * 2002-11-25 2004-06-24 Hitachi Ltd コイルの絶縁診断方法および診断システム
EP1950869A4 (en) * 2005-11-16 2010-09-08 Toshiba Kk STATOR CORE DISSOLVING DIAGNOSTIC DEVICE AND STATOR CORE DISSOLVING DIAGNOSTIC METHOD
JP6066195B2 (ja) * 2013-03-15 2017-01-25 三菱日立パワーシステムズ株式会社 固定力測定装置および固定力測定方法
EP3570413B1 (en) * 2017-01-16 2021-03-31 Honda Motor Co., Ltd. Insulating member, stator of rotary electric machine, and rotary electric machine
JP7211587B2 (ja) * 2018-12-13 2023-01-24 ユカインダストリーズ株式会社 変圧器内部異常および劣化の診断方法と診断装置
JP2022047436A (ja) * 2020-09-11 2022-03-24 トヨタ自動車株式会社 固着力評価方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007187565A (ja) 2006-01-13 2007-07-26 Toyota Motor Corp 巻線の固着度検査方法および固着度検査装置ならびに回転電機の製造方法および製造装置
JP2017200356A (ja) 2016-04-28 2017-11-02 トヨタ自動車株式会社 ワニス滴下を用いたステータの製造方法
JP2018107921A (ja) 2016-12-27 2018-07-05 トヨタ自動車株式会社 回転電機のステータ
JP2018131703A (ja) 2017-02-14 2018-08-23 グンゼ株式会社 下半身用衣類

Also Published As

Publication number Publication date
CN113945352A (zh) 2022-01-18
US20220018813A1 (en) 2022-01-20
JP2022018962A (ja) 2022-01-27
US11808736B2 (en) 2023-11-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Moosavi et al. Demagnetization fault diagnosis in permanent magnet synchronous motors: A review of the state-of-the-art
Pillay et al. An investigation into vibration in switched reluctance motors
JP4869249B2 (ja) 固定子鉄心緩み診断装置および固定子鉄心緩み診断方法
JP7287358B2 (ja) 固着力評価方法
EP1788366A2 (en) Apparatus and method for generating and sensing torsional vibrations using magnetostriction
US20170324285A1 (en) Stator for an electric motor and method for the production thereof
Henderson et al. Electric motor noise for small quadcopters: Part II-source characteristics and predictions
US8356519B2 (en) Non-contact type transducer for rod member having multi-loop coil
US6794884B2 (en) Method and system for evaluating core stack pressure
Gerlach et al. Influence of round wire winding and insulation on the vibration behavior of electric machines
Ishibashi et al. Natural frequency of stator core of small induction motor
Dupont et al. Simulation of the airborne and structure-borne noise of electric powertrain: Validation of the simulation methodology
JP2022047436A (ja) 固着力評価方法
Gerlach et al. Influence of concentrated winding and insulation on the vibration behavior of electric machines
JP4591309B2 (ja) モータ絶縁検査装置
JP2008082778A (ja) トランス鉄心の固有振動数の測定方法及び装置
JP2007121003A (ja) モータ絶縁検査装置
Sarrazin et al. NVH analysis of a 3 phase 12/8 SR motor drive for HEV applications
JP4725325B2 (ja) 巻線の固着度検査方法および固着度検査装置ならびに回転電機の製造方法および製造装置
JP5292666B2 (ja) コイルの試験装置
Reuter et al. Influence of lightweight plastic stator housing on the nvh behavior of high-performance electric machines
Cai et al. Measurement of vibration and acoustic noise generated by magnetostriction in three stator cores made of high silicon steel, amorphous iron, and conventional silicon steel
van der Giet et al. Identification of homogenized equivalent materials for the modal analysis of composite structures in electrical machines
JP2020008528A (ja) 測定方法及び測定装置
Sobra et al. Analysis of traction permanent magnet motor with static and dynamic eccentricities

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220624

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230331

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230425

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230508

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 7287358

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151