JPH0734633B2 - 車両用電機子の検査装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、車両用電機子の検査装置に関する。

（従来の技術および問題点） 電車等の場合、安全上所定の走行距離毎にモータの電機
子の検査を検査装置により行っている。この検査は車両
から取り外した電機子を回動させながら整流子の隣接す
るコミュテータそれぞれに一対の検査電極を順次接触
し、抵抗値を検出することによりコミュテータやコイル
における銅損試験を行ったり、高電圧試験を行うことに
よりコイル部における短絡、断線及び絶縁不良等を発見
している。

第12図、第13図は従来における検査の模様を示す図であ
る。検査装置は、電機子を装着する装着機構と検査機と
からなり、この図においては電機子101と検査機におけ
る電機子101への対応部102のみを示している。

検査機の対応部102において、103aは印加電極、103bは
ピックアップ電極であり、両電極103a,103bにより一対
の検査電極が構成される。両検査電極103a,103bは本体1
04側に対して上下動する検査部105の下部に一体に設け
られている。106はサファイャ針であり、このサファイ
ャ106の上端はリミットスイッチ107に連設され、サファ
イャ針106とリミットスイッチ107とにより位置センサ10
8が構成される。

電機子101は、電機子軸109にコイル110が巻回装着され
るとともに、その一端側に環状の整流子111が設けられ
て構成され、整流子111は、コミュテータ111aそれぞれ
が溝111bそれぞれを介して順次配置されて構成されてい
る。

そして、検査は、電機子装着機構の駆動機構により電機
子101が連続的に低速で回動されながら行われるもの
で、位置センサ108のサファイャ針106端がコミュテータ
溝111bに落下することによりリミットスイッチ107が出
力する検知信号に基づいて検査駆動部が駆動されて、検
査部105が下降し、印加電極103aとピックアップ電極103
bとが、隣接する一対のコミュテータ111aに接触するよ
うになっている。

しかしながら、上記のように位置センサ108としてサフ
ァイャ針106とリミットスイッチ107とからなるものを用
いる場合、どうしてもサファイャ針106がコミュテータ1
11aとの接触により摩耗して検知精度が低下するととも
に、長期間の使用が行えないという問題点があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであっ
て、コミュテータの位置検知センサが、検知精度に優
れ、長期間の使用が行える車両用電機子の検査装置を提
供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、このような目的を達成するために、少なくと
も一端部を円柱状に形成するととともに、該一端部にそ
の周方向に沿って互いに所定間隔を開けて複数の整流子
コミュテータを並列配置してなる車両用電機子の電気特
性を、当該電機子をその軸方向に沿って、回動させつ
つ、前記整流子コミュテータどうしを導通させて検査す
る検査装置を、次のように構成した。

すなわち、この検査装置は、前記整流子コミュテータの
回動位置を検知する位置センサと、前記一端部の径方向
外側に配置されるとともに、前記整流子コミュテータが
所定回動位置に達したことを前記位置センサが検知する
と、前記一端部に向けて移動する検査部と、前記検査部
の移動先端部に、前記整流子コミュテータの形成ピッチ
に応じた間隔を開けて配設され、かつ、前記検査部の移
動動作によって一対の整流子コミュテータに当接して、
これら整流子コミュテータの導通検査を行う一対の検査
用電極と、前記位置センサによる回動位置検査動作、前
記検査部の移動動作、および前記検査用電極による導通
検査動作を制御する制御部とを備えている。

さらには、前記位置センサは、反射型レーザセンサから
なる第１、第２センサを備えており、第１センサは電機
子軸方向前記一端部側に位置する検査部側面に、前記検
査用電極とは略同一となる一端部径方向に沿って設けら
れており、第２センサは前記一端部の回動方向後方側に
位置する検査部側面に、前記第１センサとは電機子軸方
向位置ずれした状態で設けられており、前記制御部は、
各電機子の整流子コミュテータ軸長に応じて位置センサ
を選択するとともに、前記第２センサを選択した場合に
は、整流子コミュテータの回動位置から所定回動角度だ
け遅延させたのち、前記検査部を移動させるものであ
る。

（作用） 上記構成によれば、検査におけるコミュテータの位置検
知は反射型レーザセンサにより行われる。

なお、整流子コミュテータの回動位置検知は、検査用電
極とは略同一となる一端部径方向に沿って位置センサを
設けるのが検知誤差がでにくくて都合がよい。このよう
な位置に位置センサを設けるには、電機子軸方向一端部
側に位置する検査部側面に位置センサを設けるのが、構
造上、最も適している。そこで、本発明では、第１セン
サをこの位置に設けることで誤差なく位置検知を行うよ
うにしている。

しかしながら、車両用電機子の一部には、組み付け具合
等によって整流子コミュテータ（一端部）の軸方向長さ
を短くしたものがある。このような短寸の整流子コミュ
テータの回動位置を、上記した第１センサで検知するの
は構造上、無理がある。すなわち、検査部はその移動方
向先端部に検査用電極を配設するために、ある程度の軸
方向幅を必要とし、そのために、長寸の整流子コミュテ
ータを備えた車両用電機子においてさえ、第１センサは
整流子コミュテータの端部上に位置せざるを得ない。し
たがって、短寸の整流子コミュテータを備えた車両用電
機子においては、第１センサは整流子コミュテータの上
方位置から外れてしまい、検知不可能になってしまう。

そこで、本発明では、一端部の回動方向後方側に位置す
る検査部側面に、第１センサとは電機子軸方向位置ずれ
させて第２センサを設けている。そして、短寸の整流子
コミュテータでは、コミュテータの軸方向上方位置から
ずれることのない第２センサによってその回動位置を検
知するようにしている。

なお、第２センサは、その一端部周方向位置が検査用電
極とは異なっており、第２センサの検知位置と、検査用
電極当接位置（検査用電極移動開始位置）とは位置ずれ
している。そのため、第２センサで検知する場合では、
その検知タイミングから所定回動角度だけ遅延させたの
ち、検査部を移動させるという操作を制御部で行うこと
でこのような位置ずれを補正し、検査部を誤差なく移動
できるようにしている。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明す
る。第１図は車両用電機子の検査装置の正面図、第２図
は平面図、第３図は側面図である。

これらの図において、符号１は車両用電機子の装着機
構、２は検査機であり、それぞれにより検査装置が構成
されている。

装着機構１は、一対の軸受け体3a,3bと、軸受け体3aの
下部に連続一体の間隔可変機構としてのレール部４とか
らなり、そのレール部４上に軸受け体3bが移動可能に設
けられている。軸受け体3bの下部には図に現れないロー
ラが設けられており、このローラが回転することにより
軸受け体3bは手動によりレール部４上を矢印Ａ方向に移
動するようになっている。５は固定ハンドルであり、こ
の固定ハンドル５を締めることにより軸受け体3bはレー
ル部４上の所望位置に固定される。

両軸受け体3a,3bの上部のそれぞれには、２個のローラ
７が設けられており、その両ローラ７間で電機子８を受
けるように構成されている。

軸受け体3aの外側には、第４図（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）に示
すような一対の固定孔6aを備える固定部材６が設けられ
ており、10のそれぞれは固定孔6aに検査機２側から挿入
されるロックピン33を固定するためのハンドルである。
固定孔6aは入口側から奥方に進むにつれて細く形成され
ており、先細のロックピン33の挿入が容易に行える構成
とされている。

軸受け体3bの外側には、一方側のローラ７（第３図にお
いて左側のもの）を回転駆動させる回転駆動機構９を備
えている。

回転駆動機構９は、第５図に示すように、ボックス9a内
に、駆動モータ11と、駆動モータ11の駆動軸12が嵌入固
定される回転部材13と、その回転部材13に取り付けられ
電磁機構により作動するクラッチ板14と、そのクラッチ
板14に脱着する連動板15と、連動板15が取り付けられる
回転部材16と、回転部材16に一端が嵌入される回転軸17
と、その回転軸17の他端が嵌入固定される第１ギヤ18
と、上記ローラ７の軸19が嵌合固定されて設けられ第１
ギヤ18に歯合する第２ギヤ20とが設けられて構成されて
いる。21のそれぞれはローラ７の軸19を軸支する軸受け
ブロックである。上記のクラッチ板14は、駆動モータ11
がONされる際に作動して連動板15に動力を伝達するもの
で、このようにクラッチ機構が設けられることにより駆
動モータ11の故障等の場合には、電機子８は従来と同様
に手動回転できる構成とされている。

電機子８は、電機子軸22にコイル23が巻回装着されると
ともに、コイル23の一端側にコミュテータ25aと溝25bと
が順次配置されて構成される環状の整流子25が設けら
れ、他端側にギヤ26が取り付けられて構成されている。
そして、両端部には回転治具27が装着され、その回転治
具27部分で上記ローラ７に受けられている。

上記の回転治具27は、第６図に示すように、検査される
電機子８の整流子25の径が大きい場合には径の小さいも
の27aが、整流子25の径が小さい場合には径の大きいも
の27bを用いる。これは、どのような電機子８において
も、検査機２における整流子25の各コミュテータへの検
査端子の接触時間（検査単位時間）を一定とする必要が
あるので、整流子25の径が大きい電機子８の場合は回転
速度を速め、整流子25の径が小さい電機子８の場合は回
転速度を遅くするものである。

検査機２は、本体部30と本体部30上に矢印Ｂ方向にスラ
イド移動するように設けられる作動部31とからなる。本
体部30の上部は制御盤32となっており、その下方位置に
は上記の軸受け体3aの固定孔6aに嵌入される一対のロッ
クピン33が、軸受け34それぞれに軸支されて矢印Ｃ方向
に移動可能に設けられている。ロックピン33は先端側が
細くなるように形成されている。35はそのロックピン33
に一体に設けられ、本体部30の外面に設けられたスライ
ド溝36から突出するレバーであり、このレバー35を操作
することによりロックピン33を移動させる。37はロック
ピン33を適宜位置に固定するためのハンドルである。

また、本体部30の下部には、装着機構１に電機子８が装
着された際に、その電機子８の配置方向に直交する方向
に設けられたレール38上を回動する検査機２移動用の車
輪39が設けられている。40は検査機２移動の際の取手で
ある。上記のように検査機２はレール38上に設けられる
故に、検査時には安定固定される必要があり、その固定
をロックピン33のそれぞれを軸受け部3aの固定孔6aそれ
ぞれに挿入固定することにより行っている。検査装置お
よびレール38の全体配置構成は、後に説明する。

作動部31は、本体部30上にスライド移動するように位置
するスライド部42と、スライド部42の端部に連結される
ボックス部43とからなり、ボックス部43の上部には上下
方向にエアシリンダ44が設けられている。ボックス部43
内には上記のエアシリンダ44の作動により上下動する図
示しない作動部とその下端に取り付けられる検査駆動部
50とが設けられている。そして、第８図と第９図とに示
すように、検査駆動部50からは下方に、検査駆動部50の
駆動動作に伴って下降動作を行う検査部45が設けられて
いる。検査部45の下端には２つの印加電極51aと１つの
ピックアップ電極51bとが設けられるとともに、前端面
に第１反射型レーザセンサ52aが一方側の側面に第２反
射型レーザセンサ52bがそれぞれ設けられている。

検査される電機子８は、その種類により整流子25の電機
子軸22における位置が異なり、また、整流子25の径の大
きさも異なるので、それに対応できるように、作動体31
はスライド部42とエアシリンダ44との動作により、矢印
B,Dの両方向において移動可能に位置決めされる構成と
されている。

第７図は、検査場における上記検査装置の配置構成を示
す簡略図である。

装着機構１は10台並設され、それら装着機構１のそれぞ
れの側位置に沿うようにレール38が設けられている。上
記のように装着機構１が10台並設されるのは、通常一編
成、すなわち一列車に用いられる電機子８は「10」であ
ることに対応している。そして、一編成の電機子８を検
査する際には車両から総ての電機子８を取り外してそれ
ぞれの装着機構１に装着し、検査機２をレール38上を移
動させることにより順次検査を行っていく。電機子８そ
れぞれににおける検査は、回転駆動機構９により電機子
８が一回転される際に、検査部45の端子が整流子25のコ
ミュテータに順次接触され、検査電流が与えられること
により行われ、異常があった場合には制御盤32の表示部
で表示される。

上記一編成の電機子８において、メインモータを構成す
る電機子８数は「８」であり、他の２個の電機子「８」
はその軸方向寸法、整流子８の配置位置、整流子８径が
メインモータの電機子８のそれぞれと異なっている。し
たがって装着する際には、軸受け体3bの位置を移動調整
するとともに対応する径の回転治具27を取り付け、また
検査機２における作動体31の矢印方向B,Dにおける突出
距離を調整するものである。

次に、第10図の回路ブロック図および第11図のフローチ
ャートを参照して電機子８における検査動作を説明す
る。

第10図は装置の全体構成を示すもので、60は制御部であ
り、制御部60には各種入力が行われる入力部61と、上記
装着機構１の駆動モータ11と、検査機２におけるスライ
ド部42を駆動するスライド駆動部42b、エアシリンダ4
4、検査駆動部50、第１、第２の印加電極51a、ピックア
ップ電極51b、第１、第２反射型レーザセンサ52a,52bと
が接続されている。

以下、動作を説明する。

まず、検査対象情報として入力部61において電機子型名
の入力が行われ（ステップS1）、その入力内容に対応し
て、スライド駆動部42bとエアシリンダ44の作動により
作動体31が矢印B,D方向に移動されて検査部45の基本的
な位置決めがなされる（ステップS2）。そして、入力部
61における検査指令入力に基づいて（ステップS3）駆動
モータ11が作動されて電機子８が回動される（ステップ
S4）。そして、さらに入力内容において電機子８がＡ型
（整流子の突出長さが長い型）かＢ型（整流子の突出長
さが短い型）かの判定を行い（ステップS5）、Ａ型であ
る場合は第１反射型レーザセンサ52aで溝25bを検知し
（ステップS6）、その検知信号に基づいて検査部45が下
降して２個の印加電極51aが対応する１個のコミュテー
タ25aに、ピックアップ電極51bが隣接するコミュテータ
25aに所定時間接触される（ステップS7）。溝25bの検知
は、溝25bにおける反射光量がコミュテータ25a面におけ
る反射光量に比して減少することにより行われる。この
ようにしてピックアップ電極51bにおいて検査信号が得
られる（ステップS8）。そして、上記の検査動作が環状
の整流子25の１周において完了すると（ステップS9）、
電機子８の回動が停止されて（ステップS10）動作が終
了する。

上記において、ステップ５でＢ型であると判定する場合
は、まず、対応する遅延時間を設定する（ステップS1
1）。そして、第２反射型レーザセンサ52bで溝25bを検
知し（ステップS12）、その検知信号が与えられてから
上記遅延時間の経過後に（ステップS13）検査部45が下
降されて、内側の１個の印加電極51aがコミュテータ25a
に、ピックアップ電極51bが隣接するコミュテータ25aに
所定時間接触されて検査が行われる（ステップS14）。
上記の遅延時間は、第２反射型レーザセンサ52bは、検
査部45の側面に設けられている故に、第１反射型レーザ
センサ52aにより溝25bを検知するタイミングより早いタ
イミングにおいて溝25bが検知されるため、そのタイミ
ングのずれ時間に設定している。

（発明の効果） したがって、この発明によれば、検査の際のコミュテー
タの位置検知は反射型レーザセンサにより行われるよう
になり、位置センサにおける摩耗等の問題がないので、
常に高い検知精度が維持されるとともに、位置センサを
長期間取り替えることなく使用できるようになった。

さらには、位置センサとして第１、第２センサを備える
ことで、整流子コミュテータの軸方向長さが異なる複数
種の車両用電機子にも、何ら問題なく対応することがで
きるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第11図は本発明の実施例に係り、第１図は
車両用電機子の検査装置の正面図、第２図は同平面図、
第３図は同側面図、第４図（Ａ）は検査機側軸受け体の
要部平面図、第４図（Ｂ）は同要部正面図、第４図
（Ｃ）は同要部側面図、第５図は回転駆動機構の要部断
面図、第６図は回転治具の軸受け構成を説明する図、第
７図は検査装置の配置説明図、第８図は検査部の部分を
示す要部拡大正面図、第９図は同要部拡大側面図、第10
図は装置の全体構成を示すブロック回路図、第11図は装
置の動作を示すフローチャートである。 第12図は従来例の第８図相当図、第13図は従来例の第９
図相当図である。 ８……電機子、 25……整流子、 25a……コミュテータ、 51a……印加電極（検査用電極）、 51b……ピックアップ用電極（検査用電極）、 52a……第１反射型レーザセンサ、 52b……第２反射型レーザセンサ。

フロントページの続き (72)発明者 花岡 雅行 兵庫県西宮市芦原町９番52号 古野電気株 式会社内 (72)発明者 泉 善雄 兵庫県西宮市芦原町９番52号 古野電気株 式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−93960（ＪＰ，Ａ) 実開 昭56−141572（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも一端部を円柱状に形成するとと
   ともに、該一端部にその周方向に沿って互いに所定間隔
   を開けて複数の整流子コミュテータを並列配置してなる
   車両用電機子の電気特性を、当該電機子をその軸方向に
   沿って、回動させつつ、前記整流子コミュテータどうし
   を導通させて検査する検査装置であって、 前記整流子コミュテータの回動位置を検知する位置セン
   サと、 前記一端部の径方向外側に配置されるとともに、前記整
   流子コミュテータが所定回動位置に達したことを前記位
   置センサが検知すると、前記一端部に向けて移動する検
   査部と、 前記検査部の移動先端部に、前記整流子コミュテータの
   形成ピッチに応じた間隔を開けて配設され、かつ、前記
   検査部の移動動作によって一対の整流子コミュテータに
   当接して、これら整流子コミュテータの導通検査を行う
   一対の検査用電極と、 前記位置センサによる回動位置検査動作、前記検査部の
   移動動作、および前記検査用電極による導通検査動作を
   制御する制御部とを備えており、前記位置センサは、反
   射型レーザセンサからなる第１、第２センサを備えてお
   り、第１センサは電機子軸方向前記一端部側に位置する
   検査部側面に、前記検査用電極とは略同一となる一端部
   径方向に沿って設けられており、第２センサは前記一端
   部の回動方向後方側に位置する検査部側面に、前記第１
   センサとは電機子軸方向位置ずれした状態で設けられて
   おり、 前記制御部は、各電機子の整流子コミュテータ軸長に応
   じて位置センサを選択するとともに、前記第２センサを
   選択した場合には、整流子コミュテータの回動位置から
   所定回動角度だけ遅延させたのち、前記検査部を移動さ
   せるものであることを特徴とする車両用電機子の検査装
   置。