(57)【要約】【課題】  固定子として形成した後に巻線の状態を判定していたため、不良と判定された巻線コイルをコア片から取り除くことが困難であり、固定子そのものを廃棄しなければならない。【解決手段】  本発明における巻線検査方法は、複数個が環状に配置されて固定子１を形成するコア片４において、巻線コイル３が巻回されたコア片４の画像データを取得する画像取得工程と、画像データから巻線コイル３の輪郭データを抽出する輪郭抽出工程と、環状に配置された場合に隣り合う位置となるコア片４に巻回された巻線コイル３の輪郭データに基づき疑似的に環状に配置された状態の合成データを生成する画像結合工程と、合成データに基づき、巻線コイルの良否を判定する判定工程とを含む。【選択図】  図１８
2020162250.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個が環状に配置されて固定子を形成するコア片において、巻線コイルが巻回された前記コア片の画像データを取得する画像取得工程と、
前記画像データから前記巻線コイルの輪郭データを抽出する輪郭抽出工程と、
前記環状に配置された場合に隣り合う位置となる前記コア片に巻回された前記巻線コイルの前記輪郭データに基づき、疑似的に環状に配置された状態の合成データを生成する画像結合工程と、
前記合成データに基づき、前記巻線コイルの良否を判定する判定工程と
を含む巻線検査方法。
【請求項２】
前記画像取得工程において、
互いに連結された前記コア片の画像データを取得する
請求項１に記載の巻線検査方法。
【請求項３】
前記画像取得工程において、
互いに独立された前記コア片の画像データを取得する
請求項１に記載の巻線検査方法。
【請求項４】
複数個が環状に配置されて固定子を形成するコア片において、巻線コイルが巻回された前記コア片の画像データを取得する画像取得部と、
前記画像データから前記巻線コイルの輪郭データを抽出する輪郭抽出部と、
前記環状に配置された場合に隣り合う位置となる前記コア片に巻回された前記巻線コイルの前記輪郭データに基づき疑似的に環状に配置された状態の合成データを生成する画像結合部と、
前記合成データに基づき、前記巻線コイルの良否を判定する判定部と
を含む巻線検査装置。
【請求項５】
前記画像取得部において、
互いに連結された前記コア片の画像データを取得する
請求項４に記載の巻線検査装置。
【請求項６】
前記画像取得部において、
互いに独立された前記コア片の画像データを取得する
請求項４に記載の巻線検査装置。
【請求項７】
複数個が環状に配置して固定子を形成するコア片に巻線コイルを巻回する巻回工程と、
前記巻線コイルが巻回された前記コア片の画像データを取得する画像取得工程と、
前記画像データから前記巻線コイルの輪郭データを抽出する輪郭抽出工程と、
前記環状に配置された場合に隣り合う位置となる前記コア片に巻回された前記巻線コイルの前記輪郭データに基づき疑似的に環状に配置された状態の合成データを生成する画像結合工程と、
前記合成データに基づき、前記巻線コイルの良否を判定する判定工程と、
良品であると判定された複数の前記巻線コイルが巻回された複数個の前記コア片を環状に配置する配置工程と、
前記環状に配置された前記複数個のコア片を固定する固定工程と
を含む回転電機の固定子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機に設けられた複数個のコア片を環状に配置した固定子において、巻線コイルの状態を判定する巻線検査方法、巻線検査装置及び回転電機の固定子の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の巻線検査方法では、固定子として形成した後に隣り合うコア片の巻線コイル間の間隔を測定し、巻線の状態を判定していた（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１０９７４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の巻線検査方法は、固定子として形成した後に巻線の状態を判定していたため、不良と判定された巻線コイルをコア片から取り除くことが困難であり、固定子そのものを廃棄しなければならないという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、環状に配置された隣り合うコア片に巻回された巻線コイルの輪郭データを疑似的に再現する画像結合工程を含むことで、固定子の廃棄量を削減し、生産性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明における巻線検査方法は、複数個が環状に配置されて固定子を形成するコア片において、巻線コイルが巻回されたコア片の画像データを取得する画像取得工程と、画像データから巻線コイルの輪郭データを抽出する輪郭抽出工程と、環状に配置された場合に隣り合う位置となるコア片に巻回された巻線コイルの輪郭データに基づき疑似的に環状に配置された状態の合成データを生成する画像結合工程と、合成データに基づき、巻線コイルの良否を判定する判定工程とを含むものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明における巻線検査方法は、固定子の廃棄量を削減し、生産性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１における固定子の斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態１における固定子の上面図である。
【図３】本発明の実施の形態１におけるコア片に巻線コイルを設置前の斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態１におけるコア片に巻線コイルを設置後の斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態１における連結されたコア片の斜視図である。
【図６】本発明の実施の形態１におけるコア片に巻線コイルを設置する際の状態を示す斜視図である。
【図７】本発明の実施の形態１における巻線装置の模式図である。
【図８】本発明の実施の形態１におけるコア片に設置された巻線コイルの整列性の良品を説明するための上面図である。
【図９】本発明の実施の形態１におけるコア片に設置された巻線コイルの整列性の良品を説明するための側面図である。
【図１０】本発明の実施の形態１におけるコア片に設置された巻線コイルの整列性の不良品を説明するための上面図である。
【図１１】本発明の実施の形態１におけるコア片に設置された巻線コイルの整列性の不良品を説明するための側面図である。
【図１２】本発明の実施の形態１における隣り合うコア片に設置された巻線コイルの整列性の良品を説明するための上面図である。
【図１３】本発明の実施の形態１における隣り合うコア片に設置された巻線コイルの整列性の不良品を説明するための上面図である。
【図１４】本発明の実施の形態１における巻線検査方法を説明するための模式図である。
【図１５】本発明の実施の形態１における巻線検査方法を説明するための模式図である。
【図１６】本発明の実施の形態１における巻線検査方法を説明するための部分模式図である。
【図１７】本発明の実施の形態１における巻線検査方法を説明するための部分模式図である。
【図１８】本発明の実施の形態１における巻線検査方法を示すフローチャートである。
【図１９】本発明の実施の形態２における巻線検査方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
本発明の実施の形態１における巻線検査方法について、図１〜図１８を用いて説明する。
【００１０】
図１は、本発明の実施の形態１における固定子の斜視図であり、図２は、本発明の実施の形態１における固定子の上面図である。図１及び図２に示すように、回転電機の固定子１は、コア部２と巻線コイル３を備える。コア部２は、環状に連結されて形成されている複数個のコア片４からなる。コア片４は、電磁鋼鈑が複数積層された分割鉄心に巻線コイル３との絶縁をする絶縁部５を設けたものである。連結されるコア片４の数に関しては、回転電機の特性上必要となる所定の個数のコア片４にて固定子１を構成できる。固定子１の内径側には、図１及び図２においては図示しない回転子が設けられ、回転電機を構成する。
【００１１】
図３は、本発明の実施の形態１におけるコア片に巻線コイルを設置前の斜視図であり、図４は、本発明の実施の形態１におけるコア片に巻線コイルを設置後の斜視図である。図３に示すように、コア片４は、複数積層された電磁鋼鈑６、第一絶縁部７、及び第二絶縁部８を備える。電磁鋼鈑６は、複数積層されてカシメや溶接、接着等により固定される。積層する両方向から絶縁部５を構成する第一絶縁部７及び第二絶縁部８を挿入し、巻線コイルを設置する前のコア片４が形成される。巻線コイル３を設置する前のコア片４を前コア片９と呼ぶ。図４に示すように、前コア片９には巻線コイル３が設置された後のコア片４が形成される。巻線コイル３を設置した後のコア片４を後コア片１０と呼ぶ。以上のように、巻線コイル３を設置する前後のコア片４を、前コア片９と後コア片１０とに区別して示すが、巻線コイル３を設置する前後の区別が不要な場合は、単にコア片４と示す場合もある。
【００１２】
図５は、本発明の実施の形態１における連結されたコア片の斜視図であり、図６は、本発明の実施の形態１におけるコア片に巻線コイルを設置する際の状態を示す斜視図である。図５に示すように、図１に示したコア部２を形成するためには、連結された前コア片９が直線状に展開された場合の両端を、環状のコア部２を形成した後に溶接等により固定すればよい。又、図６に示すように、互いに連結された前コア片９に巻線コイル３を設置する際は、巻線コイル３を設置するコア片４を逆反り状態にして巻回をする。
【００１３】
図７は、本発明の実施の形態１における巻線装置の模式図である。図７に示すように、巻線装置１１は、巻線コイル３を形成するためのマグネットワイヤ１２を貯線するためのドラム１３、テンショナ１４、フライヤ１５、巻線検査装置１６、及び制御部１７を備える。又、巻線検査装置１６は、カメラ１８、照明１９、及び処理部２０を備える。
【００１４】
照明１９の設置位置は、カメラ１８と被写体とからなるコア片４との位置によって決まる。照明１９として用いられる種類としては、例えば、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）、蛍光灯、白熱灯等が用いられる。尚、本実施の形態では、巻線検査装置１６は照明１９を設ける構成としたが、十分な照度が確保される撮影環境の場合は、特に照明１９を設けない構成としてもよい。
【００１５】
コア片４は、巻線コイル３を巻回する場所に配置される。巻回部に相当するフライヤ１５は、配置されたコア片４を中心に旋回することで、マグネットワイヤ１２をコア片４に巻回し、巻線コイル３を形成する。制御部１７は、フライヤ１５がコア片４の周囲を１回転する毎にマグネットワイヤ１２の１本の線径に相当する距離分をコア片４において移動するように制御をする。
【００１６】
カメラ１８は、巻線コイル３が巻回されたコア片４を撮像するために用いる。カメラ１８は、コア片４の全体が撮像可能な位置に配置される。処理部２０は、画像取得部、輪郭抽出部、画像結合部、及び判定部を備える。処理部２０は、カメラ１８及び照明１９を制御し、巻線コイル３が巻回されたコア片４を撮像し、処理部２０に設けられた画像取得部は画像データを取得し保存する。保存された画像データに基づいて、コア片４における巻き乱れが判定され、その後、輪郭抽出部において巻線コイル３の輪郭が抽出され、画像結合部において巻線コイル３の輪郭を含むデータが疑似的に結合される画像処理がなされ、処理部２０に設けられた判定部において巻線の良否が判定される。
【００１７】
尚、処理部２０は制御部１７に接続されることで、巻線検査装置１６及び制御部１７は互いに連携した動作を行う。例えば、処理部２０は、制御部１７から巻線完了の信号を受信すると、カメラ１８によってコア片４を撮像させ、画像取得部、輪郭抽出部、及び画像結合部での処理を経て、判定部において巻線の良否を判定し、判定結果を制御部１７に送信する。制御部１７は、良品判定信号を受信した場合は次の巻線作業へ移行し、不良品判定信号を受信した場合は巻線作業を停止する。尚、巻線検査装置１６及び制御部１７の連携した動作は、必要とは限らない。この連携した動作が不要な場合は、処理部２０は制御部１７に接続されていなくてもよい。
【００１８】
次に、図８〜図１１を用いて、コア片４における巻線コイル３の整列性の良品と不良品との例を説明する。図８は、本発明の実施の形態１におけるコア片に設置された巻線コイルの整列性の良品を説明するための上面図である。図９は、本発明の実施の形態１におけるコア片に設置された巻線コイルの整列性の良品を説明するための側面図である。図１０は、本発明の実施の形態１におけるコア片に設置された巻線コイルの整列性の不良品を説明するための上面図である。図１１は、本発明の実施の形態１におけるコア片に設置された巻線コイルの整列性の不良品を説明するための側面図である。
【００１９】
図８に示すように、後コア片１０は、周方向に伸びるヨーク部２１と、ヨーク部２１から径方向の内側に突出するティース部２２とを備えている。後コア片１０に巻回された巻線コイル３の１周をターンと定義する。又、巻線コイル３の隣り合うターン同士の密着度を整列性として定義する。よって、図８及び図９は、巻線コイル３のターン同士が隙間なく密着しており、整列性が良好であることを意味する。
【００２０】
これに対し、図１０及び図１１は、不良コイル２３のターン同士が密着しておらず、重なり合っているため、整列性が不良であることを意味する。不良コイル２３は、整列性が劣り、いわゆる巻乱れと呼ばれる状態である。
【００２１】
巻乱れが発生すると、不良コイル２３に膨らみが発生する。この不良コイル２３の膨らみが、図１に示すコア片４を環状に配置する際に、隣り合う巻線コイル３同士での干渉を発生させる。巻線コイル３同士での干渉が発生すると、図１に示す固定子１は真円度が保てず、動作時に振動や異音が発生する原因となる。
【００２２】
又、コア片４を環状に配置する際に、隣り合う巻線コイル３同士が干渉するため、巻線コイル３が押し潰され、巻線コイル３を構成するマグネットワイヤ１２の絶縁被膜が損傷してショートが発生する可能性が高まる。
【００２３】
尚、図１１に示すように、不良コイル２３の一部のターンとティース部２２との間に干渉部分２４が発生し、ショートする可能性がある。又、不良コイル２３の一部のターンが絶縁部５から外れ、ヨーク部２１と接触しても同様にショートする可能性がある。
【００２４】
続いて、図１２及び図１３を用いて、隣り合う後コア片１０に設置された巻線コイル３の整列性の良品と不良品との例を説明する。図１２は、本発明の実施の形態１における隣り合うコア片に設置された巻線コイルの整列性の良品を説明するための上面図であり、図１３は、本発明の実施の形態１における隣り合うコア片に設置された巻線コイルの整列性の不良品を説明するための上面図である。
【００２５】
図１２及び図１３に示すように、隣り合う後コア片１０に設置された巻線コイル３の整列性を分析するため、隣接コイル領域２５を設定する。図１２に示す隣接コイル領域２５において、巻線コイル３は巻乱れによる膨らみがなく、隣り合う巻線コイル３は干渉することなく一定以上の隙間を確保している。一方で、図１３に示す隣接コイル領域２５において、不良コイル２３は巻乱れによる膨らみが発生し、隣り合う巻線コイル３は干渉している。隣り合う巻線コイル３が干渉した場合は、上記と同様に図１に示す固定子１の真円度が保てず、動作時に振動や異音が発生する原因となる。
【００２６】
次に、図１４〜図１９を用いて、本発明の実施の形態１における巻線検査装置１６の巻線検査方法について説明する。
【００２７】
まず、図１４〜図１７を用いて、巻線検査方法の内容について説明する。図１４及び図１５は、本発明の実施の形態１における巻線検査方法を説明するための模式図である。図１６及び図１７は、本発明の実施の形態１における巻線検査方法を説明するための部分模式図である。
【００２８】
図１４に示すように、カメラ１８によって撮影されたコア片４の画像データ２６において、図１１に示したコア片４での巻線コイル３による干渉部分２４を抽出するための、第一検査範囲２７ａ〜２７ｄが設定される。第一検査範囲２７ａ及び２７ｂは、ティース部２２の周方向の両端を含む範囲に設定され、第一検査範囲２７ｃ及び２７ｄは、ヨーク部２１の周方向の両端を含む範囲に設定される。画像データ２６おいて、左側の範囲は巻線コイル３の整列性が取れている良品の巻線コイル３を示し、右側の範囲は巻線コイル３の整列性が取れていない不良品の不良コイル２３を示す。
【００２９】
巻線コイル３による干渉部分２４を抽出するための検査では、第一検査範囲２７ａ〜２７ｄにおいて、干渉部分２４の有無を判定する。例えば、あらかじめ良品の後コア片１０の画像データを処理部２０に登録しておき、撮影された後コア片１０の画像データ２６とあらかじめ取得された良品の後コア片１０の画像データとを比較し、双方のデータの一致率に基づき判定を行うテンプレートマッチングという手法を利用する。テンプレートマッチングの手法は、一般に公知な処理方法にて行うことが出来るため、説明を省略する。
【００３０】
図１５は、図１４に示すコア片４の画像データ２６から抽出された巻線コイル３の輪郭データを示している。画像データ２６おいて、第二検査範囲３０ａは巻線コイル３の整列性が取れている良品の巻線コイル３の輪郭データを示し、第二検査範囲３０ｂは巻線コイル３の整列性が取れていない不良品の不良コイル２３の輪郭データを示す。
【００３１】
尚、輪郭データを抽出する前に、後コア片１０とその周辺の領域に対し二値化処理を行う。二値化処理を行うことにより、巻線コイル３の輪郭エッジを検出しやすくなる。二値化処理の手法は、一般に公知な処理方法にて行うことが出来るため、説明を省略する。又、図１５に示す後コア片１０の内部は、二値化処理を行うと本来は黒色となるが、検査方法をわかりやすく説明するため、輪郭エッジ以外の領域を白色で示し一部輪郭線を残している。
【００３２】
図１５に示すように、カメラ１８によって撮影されたコア片４の画像データ２６において、環状にコア片１０を配置した場合に、隣り合うコア片１０同士の接し合う面に基準線２８を設定する。そして、基準線２８とティース部２２の外周方向の端部との接点を点Ｐ１、基準線２８とヨーク部２１の内周方向の端部との接点を点Ｐ２とする。基準線２８に垂直な測定方向２９において、基準線２８を越える巻線コイル３を抽出するため、点Ｐ１及び点Ｐ２を含む第二検査範囲３０ａを設定する。尚、本実施の形態では、第二検査範囲３０ａを用いてコア片４の左側の基準線２８を越える巻線コイル３の抽出について説明をするが、第二検査範囲３０ｂを用いた基準線２８を越える巻線コイル３の抽出についても同様に行うため、説明を適宜省略する。図１５では、第二検査範囲３０ａにおいて基準線２８を越える巻線コイル３は抽出されなかったが、第二検査範囲３０ｂにおいて基準線２８を越える巻線コイル３は抽出された例を示している。
【００３３】
続いて、図１６及び図１７を用いて、隣り合うコア片４に設置された巻線コイル３の整列性の良品と不良品との例を説明する。図１６は、巻線コイル３が基準線２８を越えない例を示す図であり、図１７は、巻線コイル３の輪郭データから巻線コイル３の整列性を説明するための図である。
【００３４】
図１６に示すように、隣り合う後コア片１０に巻回された巻線コイル３の輪郭データを結合する画像結合処理を行い、仮に環状に後コア片１０を配置した場合を仮定し、その場合に、隣り合う後コア片１０に巻線コイル３が巻回された画像を疑似的に生成する。画像結合処理の手法は、一般に公知な処理方法にて行うことが出来るため、説明を省略する。再現された画像において、基準線２８を越える巻線コイル３を抽出するため、点Ｐ１及び点Ｐ２を含む第三検査範囲３１を設定する。第三検査範囲３１において、巻線コイル３は基準線２８を越えないため良品となる。
【００３５】
基準線２８を越える巻線コイル３は、環状にコア片１０を配置した場合に、図１３に示したように隣り合う巻線コイル３が干渉する可能性がある。しかしながら、隣り合う巻線コイル３において、一方の巻線コイル３に基準線２８を越えた部分が発生したとしても、他方の巻線コイル３との相対的な配置関係によっては干渉が発生しない場合がある。
【００３６】
図１７（ａ）及び図１７（ｂ）は、隣り合う巻線コイル３の一部分が基準線２８を越える例を示している。図１７（ａ）は、隣り合う巻線コイル３が干渉する部分を有するため、不良品となる場合を示しており、図１７（ｂ）は、隣り合う巻線コイル３において、一方の巻線コイル３に基準線２８を越えた部分が発生したとしても、他方の巻線コイル３との相対的な配置関係によって干渉しないため、良品となる場合を示している。
【００３７】
以下、隣り合う巻線コイル３による干渉の発生の有無を判定する方法について説明する。図１７（ａ）及び図１７（ｂ）において、第三検査範囲３１の隣り合う巻線コイル３の間をブロブ解析し、巻線コイル３による干渉の発生の有無を判定する。ブロブ解析を用いた画像解析の手法は、一般に公知な処理方法にて行うことが出来るため、説明は省略する。
【００３８】
この解析により、隣り合う巻線コイル３の輪郭とコア片とで閉じられた空間の個数、及び点Ｐ１から点Ｐ２の方向における輪郭とコア片とで閉じられた空間の距離を算出する。図１７（ａ）に示すように、隣り合う巻線コイル３が干渉する部分を有する場合、隣り合う巻線コイル３の輪郭とコア片とで閉じられた空間が分断されるため、複数個の空間が発生する。一方、図１７（ｂ）に示すように、隣り合う巻線コイル３が干渉する部分を有しない場合、隣り合う巻線コイル３の間の隙間は１個となる。又、隣り合う巻線コイル３が干渉する部分を有する場合、点Ｐ１から点Ｐ２の方向における輪郭とコア片とで閉じられた空間の距離は、点Ｐ１から点Ｐ２までの距離よりも短くなる。以上の情報に基づき、隣り合う巻線コイル３による干渉の発生の有無を判定する。尚、隣り合う巻線コイル３の間の距離を一定以上確保する必要がある場合は、上記の判定に加えて、図１５に示すように、点Ｐ１と点Ｐ２とを結ぶ線分に垂直な測定方向２９における隙間の距離、又は隙間の面積を測定し、これらの情報を加えて判定をしてもよい。
【００３９】
以下、図１５を用いて、点Ｐ１と点Ｐ２とを結ぶ線分に垂直な方向２９における隙間の距離の測定例を説明する。ここで、基準線２８をゼロとしたときに、測定方向２９において、基準線２８からコア片４の内側方向の距離をプラス、基準線２８からコア片４の外側方向の距離をマイナスとする。第二検査範囲３０ａ及び３０ｂにおいて、点Ｐ１から点Ｐ２の間にかけて、基準線２８からの距離を所定の間隔で夫々測定する。測定後、得られた隣り合う後コア片１０の距離の値同士を、対応する測定点毎に加算する。距離の値同士を加算した結果が０以上の場合は、隣り合う後コア片１０の巻線コイル３の干渉の可能性が低い組み合わせと判断する。一方で、距離の値同士を加算した結果が０未満の場合は、隣り合う後コア片１０の巻線コイル３の干渉の可能性が高い組み合わせと判断する。
【００４０】
尚、測定する点の間隔が短い程、測定する点が多くなるため、隙間の距離の測定精度が上がる。その一方で、測定する点が多くなると、測定にかかる時間が長くなってしまう。そのため、測定する点の間隔については、巻回をする巻線の諸条件、測定にかかる時間、巻線検査における各工程にかかる時間等を考慮して設定する。又、測定する点は、周辺の測定する点や周辺の領域の情報を含めて演算を行うことで、測定の精度を上げてもよい。
【００４１】
点Ｐ１と点Ｐ２とを結ぶ線分に垂直な方向２９における隙間の距離を測定しておくことで、画像解析の処理にかかる時間を削減することができる。又、隙間の距離の測定結果を蓄積しておき、特定の測定点において巻乱れが発生する傾向がある場合は、巻線装置１１において特定の測定点に対応する箇所を調整することができる。
【００４２】
図１８は、本発明の実施の形態１における巻線検査方法を示すフローチャートである。以下、図１８に基づき巻線検査方法の工程フローを説明する。尚、図１８に示す工程フローは、連結されたコア片４に巻線コイル３が設置された状態における巻線検査方法である。したがって、巻線コイル３を設置した後にコア片４を連結する場合や、コア片４の間に別のコア片４を追加する場合については、本発明の実施の形態１では記載しない。
【００４３】
まず、図７に示したように、コア片４を巻線コイル３の巻回をする場所に配置し、巻線コイル３が巻回されたコア片４を撮像し、画像データを取得する。（図１８のステップＳＴ１）。次に、取得された画像データから、図１１で示した巻線コイル３とコア片４による干渉部分２４の有無を判定する（図１８の分岐ＢＣ１）。干渉部分２４が検出された場合は（分岐ＢＣ１でＮｏ）、不良品判定信号を送信し（図１８のステップＳＴ２）、処理を終了する。干渉部分２４が検出されなかった場合は（分岐ＢＣ２でＹｅｓ）、画像データの二値化工程（図１８のステップＳＴ３）に進む。
【００４４】
画像データの二値化処理は、一般に公知な処理方法にて行うことが出来るため、説明を省略する。ただし、撮像により得られた画像データの明暗、撮影対象の素材、及び色彩を考慮して二値化をする必要がある。尚、二値化処理と併せて、画像のノイズ除去のためのフィルタ処理を行うことが可能であるが、一般に公知な処理方法にて行うことが出来るため、説明を省略する。
【００４５】
次に、二値化処理をした画像データから巻線コイル３の輪郭データを抽出する（図１８のステップＳＴ４）。輪郭データを抽出するための手法は、一般に公知な処理方法にて行うことが出来るため、説明を省略する。抽出された巻線コイル３の輪郭データは、図７で示した処理部２０に設けられた画像取得部に記憶される（図１８のステップＳＴ５）。
【００４６】
処理部２０に設けられた画像取得部は、巻線コイル３が巻回された隣り合うコア片４の輪郭データが記憶されていたか否かを判定する（図１８の分岐ＢＣ２）。コア片４の輪郭データが記憶されていなければ（分岐ＢＣ２でＮｏ）、ステップＳＴ１に戻り、巻線装置１１により巻線コイル３が巻回される位置に次の前コア片９が設置され、当該巻線の巻回しが完了したタイミングでカメラ１８を用いて次の後コア片１０の画像を撮像し、画像データを取得する。既に輪郭データが記憶されていれば（分岐ＢＣ２でＹｅｓ）、輪郭データの判定（図１８の分岐ＢＣ３）に進む。
【００４７】
輪郭データの判定は、図１５に示すように、隣り合うコア片１０同士の接し合う面に基準線２８を設定し、第二検査範囲３０ａ及び３０ｂにおいて、輪郭データのうち巻線コイル３が巻回された部分が、基準線２８内に収まっていたか否かを判定する（図１８の分岐ＢＣ３）。輪郭データのうち巻線コイル３が巻回された部分が、基準線２８内に収まっていれば（分岐ＢＣ３でＹｅｓ）、最後のコア片であるか否かの判定（図１８の分岐ＢＣ４）に進む。輪郭データのうち巻線コイル３が巻回された部分が、一部でも基準線２８内に収まっていなければ（分岐ＢＣ３でＮｏ）、画像結合工程（図１８のステップＳＴ７）に進む。
【００４８】
画像結合工程は、基準線２８内に収まっていないと判定されたコア片の輪郭データと、既に巻線コイル３が巻回された隣り合う後コア片の輪郭データとを結合する（図１８のステップＳＴ７）。つまり、環状に配置された隣り合う後コア片１０に巻回された巻線コイル３の輪郭データを疑似的に再現する。本実施の形態１では、既に巻線コイル３が巻回された隣り合う後コア片をコア片（ａ）、基準線２８内に収まっていないと判定されたコア片をコア片（ｂ）とし、図６に示すように、左から右にかけて後コア片１０から前コア片９の順に巻回の処理を行うものとする。この場合、コア片（ａ）に巻回された巻線コイルの右側部分とコア片（ｂ）に巻回された巻線コイルの左側とが、隣り合うこととなる。又、コア片（ａ）がコア部２において最後に巻線コイル３が巻回されたコア片４であった場合、巻線コイル３が巻回された後コア片１０の右側に巻線コイル３が巻回された後コア片１０の左側とが、隣り合うこととなる。図１６に示すように、隣り合う後コア片１０の輪郭データ同士を結合する処理を行い、環状に後コア片１０を配置して固定子１を成形した場合の位置関係となるように画像を疑似的に再現する。
【００４９】
次に、結合した画像データから、隣り合う後コア片１０に巻回された巻線コイル３の輪郭データ同士を比較して隙間を抽出することで、隣り合う巻線コイル３の干渉の有無を判定する（図１８の分岐ＢＣ５）。隣り合う巻線コイル３の干渉があれば（分岐ＢＣ５でＮｏ）、不良品判定信号を送信し（図１８のステップＳＴ２）、処理を終了する。隣り合う巻線コイル３の干渉がなければ（分岐ＢＣ５でＹｅｓ）、最後の後コア片１０であるか否かの判定（図１８の分岐ＢＣ４）に進む。
【００５０】
最後の後コア片１０であれば（分岐ＢＣ４でＹｅｓ）、良品判定信号を送信し（図１８のステップＳＴ６）、処理を終了する。最後の後コア片１０でなければ（分岐ＢＣ４でＮｏ）、画像取得工程（図１８のステップＳＴ１）に戻る。したがって、最後の後コア片１０でなければ、最後の後コア片１０となるまで後コア片１０の巻線検査を繰り返す。又、後コア片１０が不良品と判定された場合は、処理部２０から制御部１７に停止信号を送信し、巻線装置１１の動作を停止するといった動作も可能である。巻線装置１１の動作を停止後は、不良品と判定された巻線コイルを取り外し、新たに巻線コイルを巻き直すことができる。
【００５１】
以上のように、本発明の実施の形態１における巻線検査方法は、複数個が環状に配置されて固定子１を形成するコア片４において、巻線コイル３が巻回されたコア片４の画像データを取得する画像取得工程と、画像データから巻線コイル３の輪郭データを抽出する輪郭抽出工程と、環状に配置された場合に隣り合う位置となるコア片４に巻回された巻線コイル３の輪郭データに基づき疑似的に環状に配置された状態の合成データを生成する画像結合工程と、合成データに基づき、巻線コイルの良否を判定する判定工程とを含む。その結果、巻線し終わり環状を形成し固定する前に巻線コイル３の良否を判定する判定工程を含むため、不良品と判定された巻線コイル３を巻き直すことで、固定子の廃棄量を削減し、生産性を向上させることができるという効果を奏する。
【００５２】
実施の形態２．
本発明の実施の形態２における巻線検査方法について、図５、図１５、及び図１９を用いて説明する。尚、上記実施の形態で同一番号が付され説明されたものについては、同様な構成を有するものであるため、ここでは説明を省略する場合がある。
【００５３】
上記実施の形態１において、図５に示すように、巻線コイル３を設置する前から前コア片９は連結された構成であったが、前コア片９が連結されるタイミングはこれに限らない。例えば、巻線コイル３を設置した後に後コア片１０を連結してもよい。本実施の形態２においては、巻線コイル３を設置した後に後コア片１０を連結する点が、上記実施の形態１と異なる。
【００５４】
図１９は、本発明の実施の形態２における巻線検査方法を示すフローチャートである。以下、図１９に基づき巻線検査方法の工程フローを説明する。尚、図１９に示す工程フローは、巻線コイル３が設置された後に後コア片１０が連結された状態における巻線検査方法である。図１９では、不良品判定信号を送信した後（図１９のステップＳＴ２）、画像取得工程（図１９のステップＳＴ１）に戻る点が、図１８と異なる。
【００５５】
本発明の実施の形態２において、固定子１は複数個のコア片４によって形成され、互いに連結されないコア片４に巻線コイル３を巻回する。つまり、巻線装置１１により巻線コイル３が巻回された新たな後コア片１０がカメラ１８の前に設置され、カメラ１８を用いて後コア片１０の画像を撮像し、巻線コイル３が巻回された後コア片１０の画像データを取得する（図１９のステップＳＴ１）。次に、取得した画像データから図１１で示した巻線コイル３とコア片４による干渉部２４の有無を判定する（図１９の分岐ＢＣ１）。干渉部１７が検出された場合は（分岐ＢＣ１でＮｏ）、不良品判定信号を送信し（図１９のステップＳＴ２）、画像取得工程（図１９のステップＳＴ１）に戻る。干渉部１７が検出されなかった場合は（分岐ＢＣ２でＹｅｓ）、画像データの二値化工程（図１９のステップＳＴ３）に進む。
【００５６】
二値化工程（図１９のステップＳＴ３）から輪郭データ記憶工程（図１９のステップＳＴ５）までは、上記実施の形態１の二値化工程（図１８のステップＳＴ３）から輪郭データ記憶工程（図１９のステップＳＴ５）に夫々対応している。
【００５７】
処理部２０は、既に巻線コイル３が巻回されたコア片４の輪郭データが記憶されていたか否かを判定する（図１９の分岐ＢＣ２）。既にコア片４の輪郭データが記憶されていなければ（分岐ＢＣ２でＮｏ）、画像取得工程（図１９のステップＳＴ１）に戻る。既に輪郭データが記憶されていれば（分岐ＢＣ２でＹｅｓ）、隣り合うコア片４のうち、既に記憶された輪郭データが存在すれば、その輪郭データと新たに記憶された輪郭データとを隣り合うコア片４に巻回された巻線コイル３の輪郭データとして判定する（図１９の分岐ＢＣ３）。
【００５８】
尚、図１５に示すように、各コア片４において、点Ｐ１と点Ｐ２とを結ぶ線分に垂直な測定方向２９における隙間の距離を測定し、隣り合うコア片４において、巻線コイル３による干渉の可能性が低い組み合わせを選択してもよい。点Ｐ１と点Ｐ２とを結ぶ線分に垂直な方向２９における隙間の距離を測定しておくことで、画像解析の処理にかかる時間を削減することができる。
【００５９】
輪郭データの判定（図１９の分岐ＢＣ３）及び画像結合工程（図１９のステップＳＴ７）は、上記実施の形態１の輪郭データの判定（図１８の分岐ＢＣ３）及び画像結合工程（図１８のステップＳＴ７）に対応している。
【００６０】
次に、結合した画像データから、隣り合う後コア片１０に巻回された巻線コイル３の輪郭データ同士を比較して隙間を抽出することで、隣り合う巻線コイル３の干渉の有無を判定する（図１９の分岐ＢＣ５）。隣り合う巻線コイル３の干渉があれば（分岐ＢＣ５でＮｏ）、不良品判定信号を送信し（図１９のステップＳＴ２）、画像取得工程（図１９のステップＳＴ１）に戻る。隣り合う巻線コイル３の干渉がなければ（分岐ＢＣ５でＹｅｓ）、最後の後コア片１０であるか否かの判定（図１９の分岐ＢＣ４）に進む。
【００６１】
最後の後コア片１０であれば（分岐ＢＣ４でＹｅｓ）、良品判定信号を送信し（図１９のステップＳＴ６）、処理を終了する。最後の後コア片１０でなければ（分岐ＢＣ４でＮｏ）、画像取得工程（図１９のステップＳＴ１）に戻る。したがって、最後の後コア片１０でなければ、最後の後コア片１０となるまで後コア片１０の巻線検査を繰り返す。又、後コア片１０が不良品と判定された場合は、処理部２０から制御部１７に停止信号を送信し、巻線装置１１の動作を停止するといった動作も可能である。巻線装置１１の動作を停止後は、不良品と判定された後コア片１０を取り外し、新たな後コア片１０に取り換えることができる。
【００６２】
巻線コイル３を設置した後に後コア片１０を連結させることで、予め隣り合う後コア片１０の巻線コイル３に干渉が発生しない組み合わせを選択し、不良品と判定された巻線コイル３の巻き直し作業を回避することができる。
【００６３】
尚、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせることや、各実施の形態を適宜、変形、省略することができる。
【符号の説明】
【００６４】
１  固定子、２  コア部、３  巻線コイル、４  コア片、５  絶縁部、６  電磁鋼板、７  第一絶縁部、８  第二絶縁部、９  前コア片、１０  後コア片、１１  巻線装置、１２  マグネットワイヤ、１３  ドラム、１４  テンショナ、１５  フライヤ、１６  巻線検査装置、１７  制御部、１８  カメラ、１９  照明、２０  処理部、２１  ヨーク部、２２  ティース部、２３  不良コイル、２４  干渉部分、２５  隣接コイル領域、２６  画像データ、２７ａ〜２７ｄ  第一検査範囲、２８  基準線、２９  測定方向、３０ａ〜３０ｂ  第二検査範囲、３１  第三検査範囲。
【図１】
2020162250.tif 000003
【図２】
2020162250.tif 000004
【図３】
2020162250.tif 000005
【図４】
2020162250.tif 000006
【図５】
2020162250.tif 000007
【図６】
2020162250.tif 000008
【図７】
2020162250.tif 000009
【図８】
2020162250.tif 000010
【図９】
2020162250.tif 000011
【図１０】
2020162250.tif 000012
【図１１】
2020162250.tif 000013
【図１２】
2020162250.tif 000014
【図１３】
2020162250.tif 000015
【図１４】
2020162250.tif 000016
【図１５】
2020162250.tif 000017
【図１６】
2020162250.tif 000018
【図１７】
2020162250.tif 000019
【図１８】
2020162250.tif 000020
【図１９】
2020162250.tif 000021