(57)【要約】【課題】エナメル皮膜に発生した厚みの異常が所定の高さよりも低い場合であっても皮膜異常を検出することができるエナメル線の皮膜異常検出方法、エナメル線の製造方法、及びエナメル線の製造装置を提供する。【解決手段】エナメル皮膜の異常を検出するエナメル線の皮膜異常検出方法であって、エナメル線のエナメル皮膜の表面の高さを取得する工程と、エナメル皮膜の表面の画像を取得する工程と、取得したエナメル線皮膜の表面の画像からエナメル線の皮膜の表面の形状を検出する工程と、取得したエナメル皮膜の表面の高さが所定の高さを超えているときに異常高さ信号を出力する工程と、検出したエナメル皮膜の表面の形状から算出される面積が所定の面積を超えているときに異常形状信号を出力する工程と、異常高さ信号あるいは異常形状信号が出力されたときにエナメル皮膜に異常があると判断する工程と、を含むエナメル線の皮膜異常検出方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エナメル皮膜の異常を検出するエナメル線の皮膜異常検出方法であって、
前記エナメル皮膜の表面の高さを取得する工程と、
前記エナメル皮膜の表面の画像を取得する工程と、
取得した前記エナメル皮膜の表面の画像から前記エナメル皮膜の表面の形状を検出する工程と、
取得した前記エナメル皮膜の表面の高さが所定の高さを超えているときに異常高さ信号を出力する工程と、
検出した前記エナメル皮膜の表面の形状から算出される面積が所定の面積を超えているときに異常形状信号を出力する工程と、
前記異常高さ信号あるいは前記異常形状信号が出力されたときに前記エナメル皮膜に異常があると判断する工程と、
を含むエナメル線の皮膜異常検出方法。
【請求項２】
前記異常高さ信号あるいは前記異常形状信号が出力されたときに、前記エナメル線のエナメル皮膜の異常の部分にマーキングを施すマーキング工程をさらに含む、
請求項１に記載のエナメル線の皮膜異常検出方法。
【請求項３】
導体にエナメル塗料を塗布する工程と、前記エナメル塗料の焼付けを行ってエナメル皮膜を形成する工程と、前記エナメル皮膜の異常を検出する工程とを含むエナメル線の製造方法であって、
前記エナメル皮膜の異常を検出する工程は、
前記エナメル皮膜の表面の高さを取得する工程と、
前記エナメル皮膜の表面の画像を取得する工程と、
取得した前記エナメル皮膜の表面の画像から前記エナメル皮膜の表面の形状を検出する工程と、
取得した前記エナメル皮膜の表面の高さが所定の高さを超えているときに異常高さ信号を出力する工程と、
検出した前記エナメル皮膜の表面の形状から算出される面積が所定の面積を超えているときに異常形状信号を出力する工程と、
前記異常高さ信号あるいは前記異常形状信号が出力されたときに前記エナメル皮膜に異常があると判断する工程と、
を含むエナメル線の製造方法。
【請求項４】
前記エナメル皮膜の異常を検出する工程は、前記異常高さ信号あるいは前記異常形状信号が出力されたときに、前記エナメル皮膜の異常の部分にマーキングを施すマーキング工程をさらに含む、
請求項３に記載のエナメル線の製造方法。
【請求項５】
エナメル皮膜の表面の高さを取得する高さ取得手段と、
前記エナメル皮膜の表面の画像を取得する画像取得手段と、
取得した前記エナメル皮膜の表面の画像から前記エナメル皮膜の表面の形状を検出する形状検出手段と、
取得した前記エナメル皮膜の表面の高さが所定の高さを超えているときに異常高さ信号を出力し、検出した前記エナメル皮膜の表面の形状から算出される面積が所定の面積を超えているときに異常形状信号を出力する信号出力手段と、
前記異常高さ信号あるいは前記異常形状信号が出力されたときに前記エナメル皮膜に異常があると判断する判断手段と、
を備えるエナメル線の製造装置。
【請求項６】
前記異常高さ信号あるいは前記異常形状信号が出力されたときに、前記エナメル線のエナメル皮膜の異常の部分にマーキングを施すマーキング手段をさらに備える、
請求項５に記載のエナメル線の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エナメル線の皮膜異常検出方法、エナメル線の製造方法、及びエナメル線の製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エナメル線の製造方法として、コーティングダイスにエナメル線を通してエナメルワニス（エナメル塗料）を塗布する際、コーティングダイスのエナメル線の走行方向への移動を検出することにより、エナメル皮膜の厚みの異常を検知する工程を含む、エナメル線の製造方法がある（特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１のエナメル線の製造方法によれば、エナメル皮膜の厚みの異常を検知する工程では、エナメル線がコーティングダイスを通る際に、エナメル皮膜にあるキズ、異物、浮遊異物等に起因して発生する外方に突出した厚みの異常がコーティングダイスのダイス孔の内壁面にひっかかる。そして、コーティングダイスが走行方向へ移動し、コーティングダイスに隣接して設けられた上部ダイスホルダの接触スイッチにコーティングダイスが接触することにより、エナメル皮膜の厚みの異常が検知される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１６２６６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１のエナメル線の製造方法によれば、外方に突出した厚みの異常がダイス孔の内壁面にひっかかる作用を利用して検出するため、検出が可能な異常の高さがコーティングダイスのダイス孔とエナメル線とのクリアランスに左右される。このため、ダイス孔とエナメル線とのクリアランスの大きさによっては、所定の高さよりも低い厚みの異常（例えば、クリアランスの大きさよりも小さく、ダイス孔の内壁面にひっかからない程度の高さの異常）を検出することが困難となる場合があった。
【０００６】
よって、本発明の目的は、エナメル皮膜に発生した厚みの異常（以下、「皮膜異常」ともいう。）が所定の高さよりも低い場合であっても皮膜異常を検出することができるエナメル線の皮膜異常検出方法、エナメル線の製造方法、及びエナメル線の製造装置を提供することになる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記目的を達成するために、下記の［１］〜［２］のエナメル線の皮膜異常の検出方法、［３］〜［４］のエナメル線の製造方法、［５］〜［６］の及びエナメル線の製造装置を提供する。
【０００８】
［１］エナメル皮膜の異常を検出するエナメル線の皮膜異常検出方法であって、前記エナメル皮膜の表面の高さを取得する工程と、前記エナメル皮膜の表面の画像を取得する工程と、取得した前記エナメル皮膜の表面の画像から前記エナメル皮膜の表面の形状を検出する工程と、取得した前記エナメル皮膜の高さが所定の高さを超えているときに異常高さ信号を出力する工程と、検出した前記エナメル皮膜の表面の形状から算出される面積が所定の面積を超えているときに異常形状信号を出力する工程と、前記異常高さ信号あるいは前記異常形状信号が出力されたときに前記エナメル皮膜に異常があると判断する工程と、を含むエナメル線の皮膜異常検出方法。
［２］前記異常高さ信号あるいは前記異常形状信号が出力されたときに、前記エナメル線のエナメル皮膜の異常の部分にマーキングを施すマーキング工程をさらに含む、前記［１］に記載のエナメル線の皮膜異常検出方法。
［３］導体にエナメル塗料を塗布する工程と、前記エナメル塗料の焼付けを行ってエナメル皮膜を形成する工程と、前記エナメル皮膜の異常を検出する工程とを含むエナメル線の製造方法であって、前記エナメル皮膜の異常を検出する工程は、前記エナメル皮膜の表面の高さを取得する工程と、前記エナメル皮膜の表面の画像を取得する工程と、取得した前記エナメル皮膜の表面の画像から前記エナメル皮膜の表面の形状を検出する工程と、検出した前記エナメル皮膜の高さが所定の高さを超えているときに異常高さ信号を出力する工程と、検出した前記エナメル皮膜の表面の形状から算出される面積が所定の面積を超えているときに異常形状信号を出力する工程と、前記異常高さ信号あるいは前記異常形状信号が出力されたときに前記エナメル皮膜に異常があると判断する工程と、を含むエナメル線の製造方法。
［４］前記エナメル皮膜の異常を検出する工程は、前記異常高さ信号あるいは前記異常形状信号が出力されたときに、前記エナメル皮膜の異常の部分にマーキングを施すマーキング工程をさらに含む、前記［３］に記載のエナメル線の製造方法。
［５］エナメル皮膜の表面の高さを取得する高さ取得手段と、前記エナメル皮膜の表面の画像を取得する画像取得手段と、取得した前記エナメル皮膜の表面の画像から前記エナメル皮膜の表面の形状を検出する形状検出手段と、取得した前記高さが所定の高さを超えているときに異常高さ信号を出力し、前記形状前記エナメル皮膜の表面の形状から算出される面積が所定の面積を超えているときに異常形状信号を出力する信号出力手段と、前記異常高さ信号あるいは前記異常形状信号が出力されたときに前記エナメル皮膜に異常があると判断する判断手段と、を備えるエナメル線の製造装置。
［６］前記異常高さ信号あるいは前記異常形状信号が出力されたときに、前記エナメル皮膜の異常の部分にマーキングを施すマーキング手段をさらに備える、前記［５］に記載のエナメル線の製造装置。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のエナメル線の皮膜異常検出方法、エナメル線の製造方法、及びエナメル線の製造装置によれば、エナメル皮膜に発生した厚みの異常が所定の高さよりも低い場合であっても皮膜異常を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態に係るエナメル線の製造装置の一例を示す概略図であり、（ａ）は、エナメル線の製造装置の全体構成を示す図、（ｂ）は、皮膜異常検出装置の構成を示す図ロック図である。
【図２】図１（ａ）及び（ｂ）の製造装置の皮膜異常検出装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図３】皮膜異常検出装置の動作の一例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】
【００１１】
〔エナメル線の製造方法〕
図１（ａ）は、本発明の実施の形態に係るエナメル線の製造装置１０の一例を示す概略図であり、図１（ｂ）は、皮膜異常検出装置の構成を示すブロック図である。なお、以下では、エナメル線用に供給される心線として、断面が平角形状の導体１を用いる場合を例に挙げて説明する。また、本実施の形態において使用される導体１の素材には、例えば、銅、銅合金等を使用することができる。また、説明の便宜上、エナメル線の製造装置１０を構成する各種機器を横型に配置するタイプのものを例に挙げて説明するが、横型に配置するタイプに限定されるものではなく、縦型に配置するタイプでもよい。
【００１２】
図１（ａ）に示されるように、ボビン等に巻きつけられた導体１は、塗料塗布部１４へ導かれ、導体１の外周にエナメル塗料が塗布される。なお、エナメル塗料としては、エナメル線２に使用可能なものであれば特に限定されることなく用いることができる。また、エナメル塗料中の溶剤としては、例えば、Ｎ−メチル−２−ピロリドン(ＮＭＰ)、クレゾール、Ｎ,Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、シクロヘキサノン等が挙げられる。また、エナメル塗料中の樹脂としては、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリエステルイミド等が挙げられる。また、導体１は、焼鈍炉（不図示）によって焼鈍が行われたものを用いることができる。
【００１３】
エナメル塗料が塗布された導体１は、焼付炉１６中を走行し、エナメル塗料の乾燥（すなわちエナメル塗料中の溶剤の蒸発）及びエナメル塗料中の樹脂の硬化（すなわち皮膜の焼付）が行われる。なお、エナメル塗料中の溶剤の蒸発及びエナメル塗料中の樹脂の硬化の方法は、特に限定されるものではなく、熱風等により加熱することで行なうことができる。また、エナメル塗料中の溶剤の蒸発とエナメル塗料中の樹脂の硬化とは、別々の装置で行うことでもよい。
【００１４】
導体１は、下流側のターンプーリ１３ｂを介して上流側のターンプーリ１３ａに戻り、塗料塗布部１４によるエナメル塗料の塗布、及び焼付炉１６によるエナメル塗料の乾燥・焼付が所望の厚さのエナメル皮膜となるまで繰り返し行われる。このように、外周に塗布されたエナメル塗料が乾燥・焼付されることによって、導体１は、その外周に所望の厚さからなるエナメル皮膜を有するエナメル線２となる。
【００１５】
乾燥・焼付が終了したエナメル線２は、皮膜異常を検出する装置１７（以下、「皮膜異常検出装置１７」ともいう。）に導かれる。図１（ｂ）に示すように、皮膜異常検出装置１７では、例えば、変位センサ等の高さ取得装置１７２及びＣＣＤカメラ等の画像取得装置１７３を使用して、エナメル線２のエナメル皮膜の検査が行われ、この検査結果に基づいて、エナメル皮膜に異物が含まれることによって生じる粒状の皮膜異常や、エナメル皮膜と導体１との界面に入り込んで残留する空気や水分により生じる発泡等の皮膜異常が検出される。詳細は、後述する。
【００１６】
また、皮膜異常検出装置１７では、前述の皮膜異常が検出された場合、例えば、レーザマーカー等のマーキング装置１７４を使用してエナメル線２に対しエナメル皮膜上の所定の位置、すなわち検出されたエナメル皮膜の異常の部分にマーキングが施される。詳細は、後述する。
【００１７】
表面の検査が終了したエナメル線２は、巻取機（例えば、ボビン）に巻き取られる。
【００１８】
〔皮膜異常検出装置１７〕
次に、図２を参照して皮膜異常検出装置１７について説明する。図２は、皮膜異常検出装置１７の構成の一例を示すブロック図である。なお、図２中の矢印は、制御信号や情報信号が流れる方向を示している。図２に示すように、皮膜異常検出装置１７は、変位センサ等の高さ取得装置１７２と、ＣＣＤカメラ等の画像取得装置１７３と、レーザマーカー等のマーキング装置１７４と、これらの高さ取得装置１７２、画像取得装置１７３及びマーキング装置１７４を制御する制御部１７０及び記憶部１７１を有する制御装置１７５と、を備える。高さ取得装置１７２は、高さ取得手段の一例である。画像取得装置１７３は、画像取得手段の一例である。マーキング装置１７４は、マーキング手段の一例である。
【００１９】
制御装置１７５の制御部１７０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やインターフェース等から構成されている。ＣＰＵは、記憶部１７１のプログラム格納部１７１０に格納されたプログラムに従って動作することにより、高さ取得装置１７２、画像取得装置１７３及びマーキング装置１７４を制御する。制御部１７０は、形状検出手段、信号出力手段及び判断手段の一例である。
【００２０】
制御装置１７５の記憶部１７１は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）、又はハードディスク等から構成されている。記憶部１７１は、プログラムを格納するプログラム格納部１７１０を備えている。
【００２１】
高さ取得装置１７２は、エナメル線２のエナメル皮膜の表面の高さを取得する。高さ取得装置１７２として、例えば、変位センサは、少なくとも、エナメル線２のエナメル皮膜に照射する照射光を発光する発光素子を含む発光部と、エナメル線２のエナメル皮膜の表面から反射した反射光を受光する受光素子を含む受光部とを備えている。照射光には、例えば、所定の波長を有するレーザ光を用いることができる。なお、照射光は、エナメル線２のエナメル皮膜の表面で反射できるものであればよく、レーザ光に限定されるものではない。受光素子には、例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳを使用することができる。
【００２２】
測定原理には、公知の技術を用いることができる。例えば、発光素子と測定対象物（エナメル線２のエナメル皮膜の表面）との距離よって反射光が入光する受光素子上の位置が異なることを利用して、受光素子における反射光の入光位置に応じて発光素子と測定対象物との距離を測定する光学的三角距離法を用いることができる。この場合、受光素子を２つ設けてもよい。また、高さ取得装置１７２としての変位センサは、光学式のものに限定されるものではなく、例えば、超音波センサや、リニア近接センサ等でもよい。ただし、変位センサは、非接触式のタイプのものを採用するのが好ましい。
【００２３】
ＣＣＤカメラ等の画像取得手段１７３は、皮膜異常検出装置１７を通過するエナメル線２のエナメル皮膜の表面を所定の時間間隔で撮像して、所定の範囲のエナメル皮膜が含まれる画像を取得する。画像取得手段１７３としてのＣＣＤカメラの性能（例えば、撮像素子の画素数、レンズの倍率、焦点距離等）は、所望の品質を有する画像が得られるように適宜調整することができる。また、撮像の時間間隔は、エナメル線２のエナメル皮膜の表面のうち撮像されない領域がないように、例えば、撮像範囲やエナメル線２の走行速度等を考慮して、適宜調整することができる。
【００２４】
レーザマーカー等のマーキング装置１７４は、エナメル皮膜に所定の大きさを有する異常が発生している場合に、この皮膜の異常の部分にマーキングを施す。ここで、マーキングの方法としては、例えば、レーザ光線でエナメル皮膜を局部的に加熱し所定の印をつけるレーザマーカー等がある。また、「皮膜の異常の部分」とは、皮膜異常が発生している位置をいい、例えば、検出した皮膜異常の全部又は一部の領域や、皮膜異常の外縁より外側の周辺領域を含めることができる。なお、マーキングの方法としては、レーザマーカーに限定されるものではなく、例えば、皮膜の異常の部分にインクを印字してもよい。
【００２５】
〔エナメル線の皮膜異常検出方法〕
次に、図３を参照してエナメル線２の皮膜異常の検出方法について説明する。図３は、皮膜異常検出装置１７の動作の一例を示すフローチャートである。なお、特に記述のない限り、以下の動作は、制御装置１７５の制御部１７０が行うものとする。
【００２６】
図３に示すように、まず、高さ取得装置１７２は、エナメル線２のエナメル皮膜の表面の高さを取得する（Ｓ１）。次に、画像取得手段１７３は、エナメル線２のエナメル皮膜の表面の画像を取得する（Ｓ２）。取得した画像には、画像に含まれる形状を検出する画像処理が施される（Ｓ３）。
【００２７】
次に、エナメル線２のエナメル皮膜の表面の高さが所定の高さを超えていると（Ｓ４：Ｙｅｓ）、異常高さ信号が出力される（Ｓ５）。ここで、所定の高さは、例えば、エナメル皮膜の表面の正常部から粒の頂部までの距離として約２０μｍである。
【００２８】
また、エナメル線２のエナメル皮膜の表面の高さが所定の高さを超えていないときであっても（Ｓ４：Ｎｏ）、画像処理により検出された形状から算出される面積（単に、「形状の面積」ともいう。）が所定の面積を超えているとき（Ｓ６：Ｙｅｓ）、異常形状信号が出力される（Ｓ７）。但し、エナメル皮膜の表面が突出していない正常部であっても、取得した画像から表面が変色（例えば、黒色に変色）している場合、皮膜異常として判断してもよい。
【００２９】
異常高さ信号又は異常形状信号が出力されると、エナメル皮膜に異常があると判断される。また、異常高さ信号又は異常形状信号が出力されると、マーキング装置１７４は、検出された皮膜の異常の部分にマーキングを施す（Ｓ８）。
【００３０】
〔本発明の実施の形態の効果〕
本発明の実施の形態によれば、エナメル線のエナメル皮膜の表面の高さを取得する工程と、取得された高さが所定の高さを超えているときに異常高さ信号を出力する工程と、エナメル線２のエナメル皮膜の表面の画像を取得する工程と、エナメル線のエナメル皮膜の表面の形状から算出される面積が所定の面積を超えているときに異常形状信号を出力する工程と、異常高さ信号あるいは前記異常形状信号が出力されたときにエナメル皮膜に異常があると判断する工程とを有しているため、皮膜に発生した厚みの異常が所定の高さよりも低い場合であっても、所定の面積を有してることにより皮膜異常を検出することが可能となる。なお、発明者らは、本発明の実施の形態によって、高さ約３０μｍ以下の粒状の皮膜異常を検出できることを確認した。
【００３１】
また、エナメル線２のエナメル皮膜の表面の高さ情報及び面積情報を組み合わせて皮膜異常を検出するため、皮膜異常の面積が所定の面積よりも小さい場合であっても、所定の高さを有していれば皮膜異常を検出することが可能となる。すなわち、従来技術では検出が困難であった、高さが低くて面積の大きい皮膜異常及び面積が小さくて高さが高い皮膜異常の検出が可能となり、その結果、従来技術よりも異常の検出精度が高くなった。
【００３２】
さらに、従来技術の一つである画像情報のみを用いて皮膜異常を検出する方法のように、所定の面積よりも小さい皮膜異常を検出するために所定の面積を小さくする必要がなくなり、所定の面積を小さくすることによって生じ得る表面不良でない異物を検知してしまう誤検知（過検知）を抑制することができる。
【００３３】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されず種々に変形実施が可能である。例えば、導体１は、平角線に限定されるものではなく、丸線、異形状の線等でもよい。また、例えば、本発明の効果を奏する限り、上記実施の形態のフローにおいて、ステップの追加、削除、変更、入替え等が可能である。具体的には、一例として、高さの検出と、画像の撮像との順序を入れ替えてもよい。また、検出された形状から算出される面積が所定の面積を超えるか否か判断する工程を高さ高さが所定の高さを超えているか否か判断する工程よりも先に行ってもよい。
【符号の説明】
【００３４】
１：導体、２：エナメル線、１０：エナメル線の製造装置、１３（１３ａ,１３ｂ）：ターンプーリ、１４：塗料塗布部、１６：焼付炉、１７：皮膜異常検出装置、１７０：制御部、１７１：記憶部、１７１０：プログラム格納部、１７２：高さ取得装置、１７３：画像取得装置、１７４：マーキング装置、１７５：制御装置
【図１】
2019138814.tif 000003
【図２】
2019138814.tif 000004
【図３】
2019138814.tif 000005