(57)【要約】【課題】極めて簡単な手順でコイル傷の３次元位置を特定でき、装置構成も簡単なコイル傷の位置特定方法、装置を提供する。【解決手段】液槽２内の導電性液体１中に浸漬された状態で置かれた被検査コイル９の巻線９ａの一端９ｂと、各々位置を違えて導電性液体１中に浸漬、固定された３つの計測用電極３〜５との間に、各別に電圧を印加し、この際、被検査コイル９及び各計測用電極３〜５間に流れる漏れ電流ｉ１〜ｉ３を計測する。漏れ電流の値と、コイル傷１１及び計測用電極３〜５間距離との対応情報は予め保持しておく。この対応情報によれば、上記漏れ電流ｉ１〜ｉ３の実測値から、コイル傷１１及び計測用電極３〜５間距離が求まり、また、３つの計測用電極３〜５の３次元位置は既知であるので、コイル傷１１の３次元位置は所定の計算式を用いて計算により求められる。つまり、構成簡単な装置で、手順も簡単に、コイル傷１１の３次元位置を特定（計算）できる。【選択図】図１
2008096158.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液槽内の導電性液体中に浸漬された状態で置かれた被検査コイルの巻線の一端と、各々位置を違えて前記導電性液体中に浸漬、固定された少なくとも３つの計測用電極との間に、各別に電圧を印加し、この際、前記被検査コイル及び各計測用電極間に流れる電流を計測し、この計測値から前記被検査コイルの傷の位置を特定することを特徴とするコイル傷の位置特定方法。
【請求項２】
導電性液体が貯留され、この導電性液体中に浸漬された状態で被検査コイルが置かれた液槽と、
各々位置を違えて前記導電性液体中に浸漬、固定された少なくとも３つの計測用電極と、
前記被検査コイルの巻線の一端に一方の電極が接続された計測用電源と、
この計測用電源の他方の電極を、前記計測用電極の各々に対して選択接続可能な切替器と、
前記計測用電源の電圧が前記被検査コイルの巻線の一端及び各計測用電極間に印加された際に前記被検査コイル及び各計測用電極間に流れる電流を計測する電流計測手段とを具備することを特徴とするコイル傷の位置特定装置。
【請求項３】
予め保持しておいた電流計測値と、コイル傷及び計測用電極間距離との対応情報と、前記電流計測手段から与えられる前記被検査コイル及び各計測用電極間に流れる電流の計測値とに基づいて、前記液槽内に置かれた被検査コイルの傷の３次元位置を求める演算処理装置と、
この演算処理装置により求められた被検査コイルの傷の３次元位置を表示するディスプレイ装置とが付加されたことを特徴とする請求項２に記載のコイル傷の位置特定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ等のコイルの傷の有無のみならずその３次元上の位置（３次元位置）も特定できるコイル傷の位置特定方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
モータ、ジェネレータあるいはトランス等、種々の電気機器にコイルが使用されている。このようなコイルに傷が生じていると、絶縁劣化や短絡を起こす原因となり、ひいてはこれを使用した電気機器の故障、破壊の原因となりかねない。
そこで従来から、コイルの傷を検査する方法が提案されてきたが、単にコイル傷の有無だけでなく、その位置までも特定できることは、例えばコイル傷の発生原因の検証や修復等にも役立つ。
このようにコイル傷の有無に加え、その位置までも特定可能としたコイル傷の検査方法が従来から提案されている。これは、検査槽に導電性の検査液を検査液タンクから徐々に供給し、また電極とコイルとの間に電圧を印加し、電極とコイルとの間で導電性が検出された時点における液レベルセンサにより計測された検査液面の高さからコイル傷の位置を特定する、というものである（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平２００４−３４７６１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら上記従来技術では、装置構成が複雑となった。また、検査手順も複雑であり、特に３次元上のコイル傷の位置特定に要する手順は著しく複雑であり、従来、これらの点についての改善が課題となっていた。
【０００５】
本発明は、極めて簡単な手順でコイル傷の３次元上の位置（３次元位置）を特定でき、装置構成も簡単なコイル傷の位置特定方法及び装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題は、コイル傷の位置特定方法及び装置を下記各態様の構成とすることによって解決される。
各態様は、請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも本発明の理解を容易にするためであり、本明細書に記載の技術的特徴及びそれらの組合わせが以下の各項に記載のものに限定されると解釈されるべきではない。また、１つの項に複数の事項が記載されている場合、それら複数の事項を常に一緒に採用しなければならないわけではなく、一部の事項のみを取り出して採用することも可能である。
【０００７】
以下の各項のうち、（１）項が請求項１に、（２）項が請求項２に、（３）項が請求項３に、各々対応する。
【０００８】
（１）液槽内の導電性液体中に浸漬された状態で置かれた被検査コイルの巻線の一端と、各々位置を違えて前記導電性液体中に浸漬、固定された少なくとも３つの計測用電極との間に、各別に電圧を印加し、この際、前記被検査コイル及び各計測用電極間に流れる電流を計測し、この計測値から前記被検査コイルの傷の位置を特定することを特徴とするコイル傷の位置特定方法。
上記導電性液体としては、塩水又はＨＦＥ（ハイドロフルオロエーテル）等が用いられる。ＨＦＥのような非腐食性の導電性液体を用いれば、本位置特定を非破壊で行うことができる。このことは、以下の発明においても同様である。
（２）導電性液体が貯留され、この導電性液体中に浸漬された状態で被検査コイルが置かれた液槽と、各々位置を違えて前記導電性液体中に浸漬、固定された少なくとも３つの計測用電極と、前記被検査コイルの巻線の一端に一方の電極が接続された計測用電源と、この計測用電源の他方の電極を、前記計測用電極の各々に対して選択接続可能な切替器と、前記計測用電源の電圧が前記被検査コイルの巻線の一端及び各計測用電極間に印加された際に前記被検査コイル及び各計測用電極間に流れる電流を計測する電流計測手段とを具備することを特徴とするコイル傷の位置特定装置。
切替器としては、一般的な有接点の切替スイッチの他、無接点のスイッチを用いてもよい。
電流計測手段として電流計を用いる場合において、計測値をアナログ表示するもの、デジタル表示するもののいずれの電流計を用いてもよい。電流計測部と計測値表示部とが分離された電流計測手段であってもよく、電流計測部からの計測値を計測値表示部以外にも出力可能とし、電流計測値を他の用途に利用可能としてもよい。
（３）予め保持しておいた電流計測値と、コイル傷及び計測用電極間距離との対応情報と、前記電流計測手段から与えられる前記被検査コイル及び各計測用電極間に流れる電流の計測値とに基づいて、前記液槽内に置かれた被検査コイルの傷の３次元位置を求める演算処理装置と、この演算処理装置により求められた被検査コイルの傷の３次元位置を表示するディスプレイ装置とが付加されたことを特徴とする(2)項に記載のコイル傷の位置特定装置。
（４）前記対応情報は、関数式又はルックアップテーブルで保持されることを特徴とする(2)項又は(3)項に記載のコイル傷の位置特定装置。
【発明の効果】
【０００９】
（１）項に記載のコイル傷の位置特定方法によれば、導電性液体を徐々に液槽内に供給したり、同液体を供給する毎に電圧を印加し、また液面高さを計測したり、更に、コイルの姿勢を変えるというような複雑な手順を要することなく、極めて簡単な手順でコイル傷の３次元位置を特定できる。
（２）項に記載のコイル傷の位置特定装置は、（１）項に記載のコイル傷の位置特定方法を装置として具現化したもので、これによれば、極めて簡単な手順でコイル傷の３次元位置を特定でき、しかもその装置構成も簡単である等の効果がある。
（３）項に記載のコイル傷の位置特定装置は、（２）項に記載のコイル傷の位置特定装置において、液槽内に置かれた被検査コイルの傷の３次元位置を求める演算処理装置、及びこの装置により求められた被検査コイルの傷の３次元位置（３次元座標）を表示するディスプレイ装置を付加したので、検査者自身が被検査コイルの傷の３次元位置を計算する必要はなく、ディスプレイ装置に表示された被検査コイルの傷の３次元位置を見ればよい。
（４）項に記載のコイル傷の位置特定装置によれば、予め保持しておいた電流計測値と、コイル傷及び計測用電極間距離との対応情報を、演算処理装置において容易に利用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。なお、各図間において、同一符号は同一又は相当部分を示す。
図１は、本発明方法が適用された装置（本発明によるコイル傷の位置特定装置）の一実施形態の全体構成図である。
図示するように本発明装置は、導電性液体１が貯留された液槽２、導電性液体１中に浸漬、固定された少なくとも３つ、本実施形態では３つの計測用電極（第１〜第３計測用電極）３〜５、計測用直流電源６、切替スイッチ７及び電流計８を備えてなる。
なお、図中、９は被検査コイル、本例ではモータコイルであり、この被検査コイル９は、導電性液体１中に浸漬された状態で液槽２内に置かれている。本実施形態では、被検査コイル９は液層２底面のほぼ中央、定位置に固定された載置台１０上に置かれている。
【００１１】
上記導電性液体１としては、塩水又はＨＦＥ（ハイドロフルオロエーテル）等が用いられる。
第１〜第３計測用電極３〜５は、液槽２内において各々位置を違え、導電性液体１中に浸漬された状態で固定されている。図１では表せないが、第１〜第３計測用電極３〜５は、図示面と直交する方向についても各々位置が違えられている。この第１〜第３計測用電極３〜５は、液槽２内の空間の適宜位置を直交座標系の原点（０，０，０）とした同直交座標系の各軸ｘ，ｙ，ｚ上に配置、固定することが好ましい。
計測用直流電源６は、被検査コイル９の巻線９ａのいずれか一端９ｂに一方の電極、本実施形態では負極−が接続された計測用電源を構成する。
切替スイッチ７は、計測用直流電源６の他方の電極、本実施形態では正極＋を、第１〜第３計測用電極３〜５の各々に対して選択接続可能な切替器を構成する。
電流計８は、計測用直流電源６の電圧が被検査コイル９の巻線９ａの一端９ｂ及び各計測用電極３〜５極間に印加された際に、被検査コイル９及び各計測用電極３〜５間に流れる電流（漏れ電流）ｉ１〜ｉ３を計測する直流電流計測手段を構成する。電流計８は、図示例では計測用直流電源６の正極＋側に挿入したが、負極−側に挿入してもよい。この電流計８は、微小な漏れ電流ｉ１〜ｉ３を計測するため、ここではｎＡオーダまで電流測定が可能な電流計が用いられている。
【００１２】
上記切替スイッチ７は、本実施形態では電流計８を介して計測用直流電源６の正極＋に接続された可動端子７ａと、上記第１〜第３計測用電極３〜５に各別に接続された３つの固定端子（第１〜第３固定端子）７ｂ〜７ｄを備えてなる。
この第１〜第３固定端子７ｂ〜７ｄ及び第１〜第３計測用電極３〜５間の接続、並びに計測用直流電源６及び被検査コイル９の巻線９ａの一端９ｂ間の接続は、各々導電性液体１中を通って行わなければならないので、この導電性液体１との絶縁がとられている。具体例としては、第１〜第３固定端子７ｂ〜７ｄ及び第１〜第３計測用電極３〜５間の接続には、防水機能を備えた絶縁被覆線が用いられている。また、計測用直流電源６及び被検査コイル９の巻線９ａの一端９ｂ間の接続は、被検査コイル９の巻線９ａの一端９ｂを導電性液体１の液面上に引き上げ、直接又はリード線を介して計測用直流電源６に接続することで行われている。なお、被検査コイル９の巻線９ａの他端（図示せず）も、導電性液体１の液面上に引き上げられて、あるいは適宜の絶縁処理が施されて、導電性液体１との絶縁がとられている。
なお、計測用直流電源６の、被検査コイル９の巻線９ａ、第１〜第３計測用電極３〜５への接続極性＋，−は図示例と逆であってもよい。
【００１３】
次に、上述実施形態によるコイル傷１１の位置特定の手順についてで説明する。
まず、被検査コイル９に傷（コイル傷）１１があるかないか、及びその傷１１の位置（２次元上の位置）がどこであるかについて、特定できることを図２〜図４を参照して述べる。
図２は、計測用電極が１つ、したがって切替スイッチがなく、それ以外は図１とほぼ同様に構成されたコイル傷の位置特定装置の全体構成図である。
この図において、いま、計測用電極２１及び被検査コイル９の巻線９ａの一端９ｂ間に計測用直流電源６の電圧が印加されると、被検査コイル９に傷１１があればその傷１１及び計測用電極２１間に電流（漏れ電流）ｉが流れる。したがって、電流計８が作動（針が振れ、あるいは数値を表示）することでコイル傷２１があることが検出される。ノイズ等を考慮して、漏れ電流ｉが一定値以上の場合にコイル傷２１があると判定するようにしてもよい。
【００１４】
コイル傷１１の位置は、電流計８で計測された値（漏れ電流値）と、コイル傷１１及び計測用電極２１間距離Ｄとの対応関係を表す情報（対応情報）によって求められる。計測された上記漏れ電流値と、コイル傷１１及び計測用電極２１間距離Ｄとの対応情報は、例えば次のような手順で予め求め、保持しておく。
まず、図３に示すように、導電性液体１が貯留された液槽２中に、計測用電極２１と、上記コイル傷１１に見立てたコイル傷ダミー極板２２とを距離Ｄを隔てて対向配置する。そして、これら計測用電極２１及びコイル傷ダミー極板２２間に、電流計８を介して計測用直流電源６を接続し、直流電圧を印加し、その際の通電電流（漏れ電流）ｉを電流計８で計測する。これを、上記距離Ｄを変えながら適宜の範囲まで行い、例えば図４に示すような、横軸に上記距離Ｄを、縦軸に計測された漏れ電流値をとったグラフα（関数式）を取得し、これを上記対応情報として保持しておく。なお図４は、導電性液体１としてＨＦＥを用いた場合を例示している。
このようにして予め求め、保持しておいた対応情報（グラフα）に、図２に示した装置によるコイル傷１１の位置特定時において実測された漏れ電流値を当てはめれば、実測時における１つの計測用電極２１からコイル傷１１までの距離が求められる。しかし、これだけでは計測用電極２１を中心として半径Ｄの円弧を描いた位置にコイル傷１１があると判定できるにとどまり、一点には特定されない。
【００１５】
図１に示す実施形態においては、３つの計測用電極（第１〜第３計測用電極）３〜５が各々異なる位置に固定されている。したがって、切替スイッチ７の操作により、計測用直流電源６の正極＋を第１〜第３計測用電極３〜５に順次、選択接続して、各計測用電極３〜５における電流計８の計測値（漏れ電流値）を得ることができ、この漏れ電流値から上記対応情報（グラフα）を用いて、計測用電極３〜５からコイル傷１１までの距離Ｄ１〜Ｄ３を各別に求めることができる。
一方、各計測用電極３〜５は、液槽２内において固定されており、その３次元上の位置Ｑ１〜Ｑ３は既知である。いま、計測用電極３の位置をＱ１（ａ１，ｂ１，ｃ１）、計測用電極４の位置をＱ２（ａ２，ｂ２，ｃ２）、計測用電極５の位置をＱ３（ａ３，ｂ３，ｃ３）とすれば、これらの位置Ｑ１〜Ｑ３及び上記距離Ｄ１〜Ｄ３の関係は図５に示すようになる。したがって、コイル傷１１の３次元位置Ｐ（ｘ，ｙ，ｚ）は、次の式（１）〜式（３）の３式を解くことによって算出、すなわち特定できる。
Ｄ１＝｛｛ｘ−ａ１）2＋（ｙ−ｂ１）2＋（ｚ−ｃ１）2｝0.5    …（１）
Ｄ２＝｛（ｘ−ａ２）2＋（ｙ−ｂ２）2＋（ｚ−ｃ２）2｝0.5    …（２）
Ｄ３＝｛（ｘ−ａ３）2＋（ｙ−ｂ３）2＋（ｚ−ｃ３）2｝0.5    …（３）
【００１６】
図６は、本発明によるコイル傷の位置特定装置の他の実施形態を示す全体構成図である。ここでは、３つの計測用電極３〜５による漏れ電流値の計測からコイル傷１１の３次元位置Ｐ（ｘ，ｙ，ｚ）の計算までを自動的に行うようにしたコイル傷の位置特定装置を例示している。
この図において、電流計測回路６１は、計測用直流電源６の電圧が被検査コイル９の巻線９ａの一端９ｂ及び各計測用電極間３〜５に印加された際に、被検査コイル９及び各計測用電極３〜５間に流れる電流（漏れ電流）ｉ１〜ｉ３を計測し、各々Ａ／Ｄ変換して演算処理装置６２に与える電流計測手段である。
演算処理装置６２は、予め求めて記憶、保持しておいた上記対応情報と、電流計測回路６１から与えられる漏れ電流ｉ１〜ｉ３の計測値とに基づいて、液槽２内に置かれた被検査コイル９の傷１１の３次元位置Ｐ（ｘ，ｙ，ｚ）を計算する装置である。対応情報としては上記のようなグラフα（関数式）以外に、ルックアップテーブルとしてテーブル化して保持するように構成してもよい。
ディスプレイ装置６３は、演算処理装置６２により計算されたコイル傷１１の３次元位置（３次元座標）を画面に数値等で表示する装置である。
切替スイッチ７の計測用電極選択接続、これにより計測された漏れ電流値の上記Ａ／Ｄ変換及びその値の演算処理装置６２への送出、並びに演算処理装置６２によるコイル傷１１の３次元位置の計算、表示等の制御は、例えばコントローラ（図示せず）が制御プログラムを実行することによって行われる。
このようなコイル傷の位置特定装置によれば、検査者は切替スイッチ７の切替操作や面倒な計算をすることなく、単にディスプレイ装置６３の画面を見るだけで、コイル傷１１の３次元位置を知ることができる。
なお、この実施形態において、切替スイッチ７を無接点スイッチで構成してもよく、これによれば、切替スイッチ７の小形化、切替接続動作の迅速化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明方法が適用された装置（本発明によるコイル傷の位置特定装置）の一実施形態の全体構成図である。
【図２】コイル傷の２次元上の位置を求める装置の全体構成図である。
【図３】漏れ電流値と、コイル傷及び計測用電極間距離との対応情報の取得手順を説明するための図である。
【図４】同上対応情報の一例を示すグラフである。
【図５】図１に示す実施形態におけるコイル傷の３次元位置の算出を説明するための図である。
【図６】本発明装置の他の実施形態を示す全体構成図である。
【符号の説明】
【００１８】
１：導電性液体、２：液槽、３〜５：第１〜第３計測用電極、６：計測用直流電源（計測用電源）、７：切替スイッチ（切替器）、８：電流計（電流計測手段）、９：被検査コイル、９ａ：被検査コイルの巻線、９ｂ：巻線の一端、１１：コイル傷、ｉ１〜ｉ３：漏れ電流（被検査コイル及び各計測用電極間に流れる電流）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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