JPH0534401A - モータコイル結線検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 モータコイルの組み立て工程でコイル結線の
正常又は異常を簡単に検査し、後工程でのトラブルを未
然に防止できるようにする。 【構成】 モータコイルを載置する測定用治具３０と各
コイル１６への通電制御部とを有する。測定用治具は、
基部３２上面に形成したステータコア嵌合用の突出部３
４と、ステータコア置合わせ手段と、突極部に正対する
複数の縦溝４２を備えた円弧状突出部４０と、縦溝内に
固定する集磁体４８付きホール素子４６を具備してい
る。通電制御部により各コイルへの通電状態を制御し、
その時の突極部の磁界をホール素子で検出してコイル結
線状態を検査する。集磁体はホール素子のパッケージと
ほぼ同幅で細長いアモルファス磁性金属板からなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、モータコイルの結線が
正常であるか否かを検査する装置に関し、更に詳しく述
べると、パッケージに集磁体を装着したホール素子を用
いて、低い電流で且つ高精度でコイル結線状態を検査で
きるようにしたモータコイル結線検査装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】ブラシレスＤＣモータ等では、ステータ
コアに形成されている複数の突極部にコイルを巻装した
モータコイルが用いられている。３相のモータコイルの
一例を図８に示す。ステータコア１０は、珪素鋼板から
打ち抜いたほぼ円環状の抜板を軸方向に積層したもので
あり、例えば外周側に多数（この図では９個）の突極部
１２を等間隔で形成し、隣接する突極部１２の間がスロ
ット部１４となる構造である。コイル線は突極部１２に
巻き付ける。従ってコイル１６はスロット部１４に収容
される。３本のコイル線の各一端はコモンに結線してブ
ッシュ１８に挿入し、所定のスロット部に収めて接着す
る。３本のコイル線の他端はそれぞれ対応する色分け
（例えば赤、緑、黒など）されたリード線２０ａ，…，
２０ｃの芯線部分に絡げて半田付けし、ブッシュ２２に
挿入し、所定のスロット部に収めて接着する。

【０００３】コイル用の線材としては細径の絶縁皮膜銅
線が用いられ、突極部１２への巻装は、通常、自動巻線
機によって行われる。その後、コイル線の端末をコモン
に結線したり、リード線に絡げて半田付けする作業は、
手作業により行っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】３相モータコイルの場
合、３本のコイル線があり、それらの両端末（合計６端
末）がそれぞれ正しくコモンあるいは所定の色のリード
線に結線されていなければ、モータに組み上げた時に正
常に動作しない。しかし前述のような３本のコイル線は
通常同一色で同一線径の細い絶縁皮膜銅線であるため、
見誤りや勘違いなどによる結線ミスが生じることがあ
る。

【０００５】従来、コイル線の断線や短絡は、電気抵抗
を測定することで検査可能であったが、コイルの結線状
態の異常まで検出する手段はなかった。結線の異常はモ
ータに組み上げて検査したときに始めて検出された。そ
のため分解して修正するか、モータ構造によっては破棄
する以外に方法はなく、修理作業が煩瑣となり且つ外観
不良を引き起こし、大きな経済的損失を招く虞れがあっ
た。

【０００６】本発明の目的は、上記のような技術的課題
を解決し、モータコイルの組み立て工程で結線の正常又
は異常を簡単に検査でき、後工程でのトラブルを未然に
防止できるモータコイル結線検査装置を提供することで
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、ステータコア
の突極部にコイルを巻装し、コイル線の端末をリードに
接続して引き出す構造のモータコイルを検査する装置で
ある。この装置は、モータコイルを載置する測定用治具
と各コイルへの通電制御部とを有する。前記測定用治具
は、基部上面に形成したステータコア嵌合用の突出部
と、ステータコアの円周方向の位置合わせ手段と、ステ
ータコアの外周面に対向する外周側突出部と、その外周
側突出部の内側面で突極部位置に対応して形成したホー
ル素子装着用の溝と、集磁体を装着した状態で前記溝内
に固定したホール素子とを具備している。そして前記通
電制御部により各コイルへの通電状態を制御し、その時
の突極部の磁界をホール素子で検出してコイル結線状態
の検査を行う。

【０００８】ここで集磁体としては、ホール素子のパッ
ケージとほぼ同幅で細長いアモルファス磁性金属板を用
いることが好ましい。また各コイルへの通電制御は、可
変型定電流回路によって行うことが好ましい。

【０００９】

【作用】モータコイルにおいて、リードの端子を選択
し、特定のコイルに所定方向の定電流を供給すると、そ
れに対応した突極部で磁界が発生する。その磁界の極性
方向をホール素子で検出することで、巻線の方向及び結
線の正常／異常を検知できる。測定用治具はモータコイ
ルを所定の位置で保持し、突極部をホール素子に正対さ
せる。通常、ホール素子単独では検知可能な範囲が非常
に狭く、モータコイルを取り替える際に僅かながら位置
がずれ正確な測定が困難となる。ホール素子のパッケー
ジに取り付けた集磁体は、感度電流値を下げると共に検
知可能な範囲を広げる。これによってホール素子に対す
る突極部の相対的な位置ずれが多少生じても、なんら支
障なく検出動作が可能となる。

【００１０】集磁体としてアモルファス磁性金属板を用
いると、透磁率が高く残留磁化が無いため、検出動作が
安定し、効率も良くなる。集磁体の大きさは、パッケー
ジとほぼ同幅で細長くすることが感度電流値を下げる上
で好ましく、治具構成上、縦長状にしてパッケージの片
面に貼着する構成が有効である。

【００１１】

【実施例】モータコイル結線検査装置は、図１に示すよ
うな測定用治具と図４に示すような通電制御部を具備し
ている。測定用治具の平面図を図２のＡに、また断面図
を図２のＢに示す。この測定用治具３０は、前述した構
造のモータコイル（被測定物）を、測定のために所定の
位置に載置する治具であり、通電制御部は、各コイルへ
所定の手順で定電流を供給する回路である。

【００１２】測定用治具３０は、基部３２の上面中央に
ステータコア１０の中央穴が嵌合する円形突出部３４を
有する。該円形突出部３４は、その下端に大径段部３４
ａを有し、上端縁に面取り部３４ｂを設けてある。また
ステータコア１０の円周方向の位置合わせ手段として、
円形突出部３４に横穴３６（図２参照）を設けてピン３
８を一部突出するように挿入してある。前記基部３２の
上面の、ステータコアの外周面に対向する位置に円弧状
突出部４０を形成する。該円弧状突出部４０の内側面に
は、突極部位置に対応して３個の縦溝４２が設けられ、
それらの各縦溝４２は基部３２を貫通する穴４４（図２
参照）とそれぞれ連なるようになっている。前記縦溝４
２はホール素子４６を装着するためのもので、穴４４は
ホール素子のリードを収めて外部回路と接続するための
ものである。ホール素子４６は、そのパッケージに集磁
体４８を装着した状態で前記縦溝４２内に埋設され、接
着剤等で固定する。なお基部３２の周囲の４個の穴５０
は基部取付け用である。

【００１３】集磁体４８としてはアモルファス磁性金属
板を用いる。縦溝４２に収容する都合上、パッケージと
ほぼ同幅（約３mm）で細長状（１０〜３０mm）とし、パ
ッケージの前面に貼着し、特に長い場合はパッケージの
前面から後方へ引延して曲げるような形状としている。

【００１４】測定のため測定用治具３０にモータコイル
を載置すると、ステータコア１０には合マーク（切欠
き）１５が設けられているから、それがピン３８と係合
して、モータコイルの円周方向の位置合わせがなされ
る。その時、ステータコア１０の多数の突極部１２のう
ち選択した隣接する３個がそれぞれホール素子４６に正
対する。円形突出部３４の上端縁の面取り部３４ｂはス
テータコア１０を挿入し易くする機能を果たし、下端の
大径段部３４ａはコイルエンドの膨らみを吸収してステ
ータコア１０を水平に支えガタツキを防止する機能を果
たす。その状態を図３に示す。

【００１５】集磁体４８の材質や形状については多くの
実験を行った。通常のホール素子は感磁スポットが非常
に狭く、ホール素子に対してステータコアの突極部の位
置が僅かにずれても感度が大きく低下する（感度電流値
が大きくなる）。因に集磁体が無い場合は最良感度位置
での感度電流値約４１０mAに対して最悪感度位置（意図
的に円周方向に位置ずれさせた状態）での感度電流値は
６８０mAにもなる。しかし幅３mm長さ１０mm以上のアモ
ルファス磁性金属板を貼り付けると、最良感度位置での
感度電流値が約３３０〜３４０mA程度に低下すると共に
最悪感度位置での感度電流値も３８０〜４００mA程度と
なる。測定は、細いコイル線に直流の定電流を供給して
行うため発熱の問題があり、極力低い電流値で測定可能
なことが望ましい。その点では、このような実施例の構
成は極めて良好である。アモルファス磁性金属板は、透
磁率が高く且つ残留磁化が極めて小さいため、特に好ま
しい。アモルファス磁性金属板を横方向に広げると、隣
接する突極部からの磁界を拾う虞れがあり、そのため本
実施例のように帯状のものを上下方向（縦溝と同じ方
向）に配置し、長すぎる場合は外側へ湾曲させたり折り
曲げるのがよい。

【００１６】コイル１６への通電は図４に示すような回
路で制御する。モータコイルの各リード線にスイッチSQ
₁ ，SQ₂ ，SQ₃を接続し、モータコイルのコモン結線と
各スイッチSQ₁ ，…，SQ₃ の共通接続点の間に定電流源
５２と可変抵抗器５４からなる可変型定電流回路を挿入
する構成である。各スイッチSQ₁ ，…，SQ₃ は通常、通
電論理回路（図示せず）でオン・オフが自動的に制御さ
れ検査が行われる。検査されるモータコイルは、クリッ
プやコネクタ等で簡単に測定用治具に対して断続できる
ようにする。このような可変型定電流回路を使用するこ
とによって、コイル電流を極力低く抑えることが可能と
なる。

【００１７】図示していないが、各ホール素子の出力は
増幅器で増幅し比較器で基準レベルと比較して、その出
力を判定論理回路に印加し、前記通電制御部での動作モ
ードに応じて、正常又は異常の判定を下すようにする。

【００１８】測定用治具の他の例を図５及び図６に示
す。図５は平面図であり、図６は部分断面図である。外
周側突出部の構成を除けば、基本的には前記図１の実施
例と同様であってよいので、説明を簡略化するため対応
する部材には同一符号を付す。基部３２の上面中央にス
テータコア１０の中央穴が嵌合する円形突出部３４を有
する。基部３２の上面の、ステータコアの外周面に対向
する位置に３個のブロック状突出部５６を放射状に配設
する。各ブロック状突出部５６は放射方向に延びるスリ
ット５８を備え、それに２本のネジ６０が挿通し基部３
２にネジ止めできるようになっていて、それによって各
ブロック状突出部５６の取り付け位置を放射方向にスラ
イド調整可能になっている。各ブロック状突出部５６の
内側端面には溝６２が形成され、その溝６２にそれぞれ
ホール素子４６が装着される。各ホール素子４６の背面
には帯状のアモルファス磁性金属板からなる集磁体４８
が取り付けられ、その上部は外側へ引き延ばして湾曲さ
せてある。このようにするとステータコア１０の形状が
多少変わっても汎用性があり、加工並びに組み立て調整
も容易に行える利点がある。

【００１９】これら実施例の装置で測定対象となるコイ
ル結線状態を図７のＡ〜Ｄに示す。ホール素子４６によ
り３相モータコイルの３箇所の磁界を測定する。測定は
例えば次のような３ステップで測定端子間に定電流を供
給し、磁界の強さ及びその方向を検出することで、結線
方向のチェックを行い、正常／異常の判定を行う。図７
のＡとＢのタイプについては、 ・ステップ１ … − ・ステップ２ … − ・ステップ３ … − 図７のＣとＤのタイプについては、 ・ステップ１ … − ・ステップ２ … − ・ステップ３ … − 各相の検査は、１相当たり数十msでよく、３相で１００
ms程度の高速で実施できる。また、定電流供給時は常時
コイルの抵抗値を測定することにより、開放／短絡も検
出できる。

【００２０】以上、本発明の一実施例について詳述した
が、本発明はこのような構成のみに限定されるものでは
ない。測定用治具の形状や寸法は、測定するモータコイ
ルの形状に応じて適宜変更する。ホール素子はモータコ
イルの相数に応じて取り付ける。集磁体の形状や取付け
位置なども適宜変更できる。また本発明は、コイル線を
リード線の芯線部に絡げて半田付けする形式のモータコ
イルの他、コネクタ形式でそのリードにコイル線を接続
するような構造のモータコイルの結線状態の検査などに
も適用できる。

【００２１】

【発明の効果】本発明は上記のようにコイルを選択して
定電流を供給し、その時にステータコアの突極部で発生
する磁界の強さ及びその方向をホール素子で検出するよ
うに構成したから、モータコイルの組み立て工程でコイ
ル結線状態の正常又は異常を簡単に検査できる。そのた
め後工程でのトラブル発生を未然に防止できる。従って
修正も容易で経済的損失も最小限で済む。

【００２２】本発明では大きめの集磁体をホール素子パ
ッケージに貼り付けているため、ホール素子に対する突
極部の位置ずれが多少あっても検出でき、コイルに供給
する電流をあまり多くしなくてもよいため、測定が安定
し且つ正確な測定が可能となり、発熱も殆ど生じないた
めコイルに損傷を与える虞れもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るモータコイル結線検査装置の測定
用治具の一実施例を示す一部破断分解説明図。

【図２】Ａ及びＢは測定用治具の平面図と断面図。

【図３】測定時の状態を示す説明図。

【図４】コイルへの通電制御部の一例を示す回路図。

【図５】測定用治具の他の実施例を示す平面図。

【図６】図５の部分断面図。

【図７】Ａ〜Ｄはそれぞれ測定対象コイルの結線図。

【図８】モータコイルの一例を示す説明図。

【符号の説明】

１０ ステータコア １２ 突極部 １６ コイル ３０ 測定用治具 ３４ 円形突出部 ４０ 円弧状突出部 ４２ 縦溝 ４６ ホール素子 ４８ 集磁体

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステータコアの突極部にコイルを巻装
   し、コイル線の端末をリードに接続して引き出す構造の
   モータコイルを検査する装置であって、モータコイルを
   載置する測定用治具と各コイルへの通電制御部とを有
   し、前記測定用治具は、基部上面に形成したステータコ
   ア嵌合用の突出部と、ステータコアの円周方向の位置合
   わせ手段と、ステータコアの外周面に対向する外周側突
   出部と、その外周側突出部の内側面で突極部位置に対応
   して形成したホール素子装着用の溝と、集磁体を装着し
   た状態で前記溝内に固定したホール素子とを具備し、前
   記通電制御部により各コイルへの通電状態を制御し、そ
   の時の突極部の磁界をホール素子で検出してコイル結線
   状態の検査を行うことを特徴とするモータコイル結線検
   査装置。
2. 【請求項２】 集磁体が、ホール素子のパッケージとほ
   ぼ同幅で細長いアモルファス磁性金属板からなる請求項
   １記載の装置。
3. 【請求項３】 各コイルへの通電制御部は、モータコイ
   ルの各コイルにそれぞれ接続するスイッチと、各コイル
   の共通接続点と各スイッチの共通接続点の間に挿入する
   可変型定電流回路を具備している請求項１又は２記載の
   装置。