JP3286864B2 - 電動機結線検査装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ステータ界磁巻線を
有する電動機の組み立て工程においてステータのリード
線が電動機本体の電源端子に正しく結線されているかど
うかを検査する電動機結線検査装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】ステータ界磁巻線を有する誘導電動機の
組み立て工程の中には、一般にステータ界磁巻線のリー
ド線を電動機本体の電源端子に結線する結線工程と、こ
の結線作業が正しく行われたかどうかを検査する検査工
程とがある。この検査工程を電動機の組み立てが完了し
た後に配置することも可能であるが、製品の不良発生に
よる損失を少なくするためには、結線工程の直後に配置
することが望ましい。特に図５に示すスクロール圧縮機
においては、以下に説明するように組み立て後の結線の
修理が困難であることから、電動機結線検査工程は結線
工程の直後に配置することが不可欠である。

【０００３】図５は電動機結線の検査対象の一例として
のスクロール圧縮機の断面図であり、図において、１は
台板１ａ上に渦巻き部１ｂが形成された固定スクロー
ル、２は台板２ａ上に渦巻き部２ｂが形成された揺動ス
クロールであり、各渦巻き部１ｂ、２ｂは渦巻きの向き
が逆方向に形成されるとともに、相互に組み合わされて
圧縮室４を形成している。３は台板１ａに形成された吐
出口であり、圧縮室４と連通する。６は中心部に電動機
ロータ８を有し、軸受１３に回動自在に支持されたクラ
ンク軸、７は固定スクロール１を固定支持するとともに
中心部に軸受１３を備えたフレームである。８は電動機
のロータ（以下、電動機ロータという）、９は電動機の
ステータ（以下、電動機ステータという）であり、電動
機ロータ８と電動機ステータ９とは３相２極の誘導電動
機を構成しており、電動機ステータ９の３本のリード線
１１はガラス端子（電源端子）４２の３本のピンにそれ
ぞれ結線されている。１０はセンタシェル２３の下端に
密閉して溶接された下部シェルで、内部に冷凍機油が収
納されている。１１はリード線、１３はフレーム７の中
心部に設けられた軸受、２０はセンタシェル２３の上端
に密閉して溶接された吐出チャンバ、２３は中間部にガ
ラス端子４２が取り付けられるとともに内周に電動機ス
テータ９を支持するセンタシェルであり、上端内周部に
フレーム７が焼きばめ固定されている。２７はセンタシ
ェル２３の下端内周部に溶接固定されるとともに中心部
にクランク軸６の下端部を回動自在に支持する軸受３９
を有するサブフレームで、軸受３９の下部にはポンプ４
３が収納されている。３９は軸受、４２はガラス端子、
４３はポンプである。

【０００４】スクロール圧縮機は以上のように構成され
ているので、センタシェル２３にフレーム７を焼きばめ
固定する工程よりも後にリード線１１とガラス端子４２
の結線状態を検査する工程を配置すると、検査の結果不
都合があっても修理できない。したがって、センタシェ
ル２３に電動機ステータ９を固定して、リード線１１を
ガラス端子４２に結線した直後に、スクロール圧縮機に
おける電動機結線検査工程を設けている。

【０００５】図６は、例えば雑誌「日経メカニカル」１
９９２年６月２９日号の第３７ページに記載された従来
の電動機結線検査装置の一部切り欠き側面図である。図
において、２３は中間部にガラス端子４２が取り付けら
れるとともに内周に電動機ステータ９を支持するセンタ
シェルであり、３本のリード線１１がガラス端子４２の
３本のピンに結線されており、検査対象ワークを構成し
ている。

【０００６】図６において、５２はロッド、５３はエア
シリンダ５４によって上下動する上下動機構、５４はエ
アシリンダ、５５はガラス端子４２の３本のピンに対応
する３本のコンタクタである。この３本のコンタクタ５
５は、各コンタクタに３相交流電圧を印加する電源装置
（図示せず）に接続されている。５６はエアシリンダ５
７によって前進後退する水平動機構、５７はエアシリン
ダ、５８はこの電動機結線検査装置の架台、５９は検査
対象ワークを位置決めするジグパレット、６０はロッド
５２を回動自在に支持するベアリング、７０は電動機ロ
ータ８を模擬したダミーロータで、ロッド５２に連結さ
れている。７１はロッド５２に連結され、外周にスリッ
トを有する信号板、７２は信号板７１の回転方向を検知
するための２個のフォトセンサで、リード線１１とガラ
ス端子４２との結線の良否の判別を行う図示しない判定
装置に接続されている。

【０００７】次に動作について説明する。まず、エアシ
リンダ５４により上下動機構５３を下降させ、ロッド５
２を介してダミーロータ７０を電動機ステータ９の内部
に位置決めする。次に、エアシリンダ５７により水平動
機構５６を前進させ、３本のコンタクタ５５をガラス端
子４２の３本のピンに接続する。さらに電源装置を作動
させ、３本のコンタクタ５５及びガラス端子４２の３本
のピンを介して電動機ステータ９に３相の交流電圧を印
加する。その結果、電動機ステータ９のリード線１１と
ガラス端子４２との間の結線が正しくなされていた場合
は、ダミーロータ７０が所定の方向に回転し、それにし
たがって回転板７１が同一方向に回転する。一方、結線
が正しくなされていない場合は、ダミーロータ７０及び
回転板７１が逆向きに回転するか又は全く回転しない。
判定装置は、ダミーロータ７０及び回転板７１の回転方
向をフォトセンサ７２の出力信号のパターンによって判
別し、電動機ステータ９のリード線１１とガラス端子４
２との結線が正しいかどうかを判定する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来の電動機結線検査
装置は以上のように構成されているので、ダミーロータ
７０を回転させるのに十分なだけの電力を電動機ステー
タ９に供給する必要があり、大容量の電源装置が必要と
なり、装置の価格が高価になってしまうという問題点が
あった。

【０００９】また、異なる内径の電動機ステータ９を検
査するためには、検査しようとする電動機ステータ９の
内径に対応した外径のダミーロータを用意しなければな
らず、電動機ステータ９の内径の異なる機種変更に伴う
電動機結線検査装置の段取り替えを自動的に行おうとす
ると、装置の規模が大きくなり、高価になってしまうと
いう問題点があった。

【００１０】さらに、従来の電動機結線検査装置は、巻
線仕様の異なる電動機ステータ９をセンタシェル２３に
誤って取り付けてしまった場合には、この誤投入を検出
できる機能がないという問題点があった。

【００１１】請求項１の発明は上記のような問題点を解
消するためになされたもので、小容量の電源装置を用い
ることができるとともに、ステータの内径や巻線仕様が
様々な多機種の電動機に対して段取り替えを自動的に行
うことができる安価な電動機結線検査装置を得ることを
目的とする。

【００１２】請求項２の発明は、小容量の電源装置を用
いることができ、ステータの内径や巻線仕様が様々な多
機種の電動機に対して段取り替えを自動的に行うことが
できるとともに、電動機の機種の誤投入を判別する機能
も有する、コンパクトで安価な電動機結線検査装置を得
ることを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る電
動機結線検査装置は、電動機のステータに電力を供給す
る電源装置と、該電源装置により供給された電力により
上記電動機のステータ内に発生する磁界を検出する1個
のホール素子と、上記ホール素子を先端部に固着したロ
ッドと、上記ロッドを介して上記ホール素子を上記ステ
ータ内部の空間の略中心部に移動させて上記ステータ内
面に対向するように設けられた上下機構と、上記ホール
素子を上記ステータ内面の特定の一方向に固定しながら
検出した出力を受信してステータ内に発生した磁界を測
定する磁界測定装置と、電源装置を電動機の電源端子に
選択的に接続する選択装置と、特定の一方向における該
選択装置の選択に応じた上記磁界測定装置の測定結果を
判定して電源端子と電動機 のステータのリード線との結
線の良否を判定する判定装置と、を備えたものである。

【００１４】請求項２の発明に係る電動機結線検査装置
は、電動機のステータに電力を供給する電源装置と、該
電源装置により供給された電力により上記電動機のステ
ータ内に発生する磁界を検出する1個のホール素子と、
上記ホール素子を先端部に固着したロッドと、上記ロッ
ドを介して上記ホール素子を上記ステータ内部の空間の
略中心部に移動させて上記ステータ内面に対向するよう
に設けられた上下機構と、上記ホール素子の向きを制御
する方向制御装置と、上記方向制御装置によって上記ス
テータ内面の特定の二方向に上記ホール素子を固定して
それぞれ検出した出力を受信して発生した磁界を測定す
る磁界測定装置と、上記電源装置を上記電動機の電源端
子に選択的に接続する選択装置と、特定の二方向におけ
る該選択装置の選択に応じた上記磁界測定装置の測定結
果を判定して上記電源端子と上記電動機のステータのリ
ード線との結線の良否を判定する判定装置と、を備える
ものとする。

【００１５】

【作用】請求項１の発明における電動機結線検査装置
は、選択装置により電源装置を電動機の電源端子に選択
的に接続し、電源装置からステータに電力を供給し、こ
れによりステータ内部に発生した磁界を１個のホール素
子により検出し、このホール素子をステータ内面の特定
の一方向に固定しながら検出した磁界を磁界測定装置に
より測定すると共に、判定装置により選択装置の選択と
磁界測定装置のステータ内面の特定の一方向の測定の結
果とを判定して電源端子と電動機のステータのリード線
との結線の良否を判定するので、ダミーロータを設ける
必要がなく、大容量の電源が不要となるとともに、ステ
ータの内径や巻線仕様が様々な多機種の電動機に対して
段取り替えを自動的に行うことができる小型で安価な電
動機結線検査装置が得られる。さらに、ホール素子も１
個しか用いないので、部品点数が少なく更に安価な電動
機結線検査装置が得られる。

【００１６】請求項２の発明における電動機結線検査装
置は、方向制御装置により予め投入機種に応じたステー
タ内面の特定の二方向に向けたホール素子によりステー
タ内部に発生した磁界を検出し、このホール素子の検出
した特定の二方向の磁界を磁界測定装置により測定し
て、判定装置によりステータのリード線と電源端子との
結線の良否と投入機種が正しいか否かを判定するので、
機種に応じたダミーロータを設ける必要がなく、大容量
の電源が不要で、また段取り替えを自動的に行うことが
でき、さらに機種の誤投入を判別する機能も有する、コ
ンパクトで安価な電動機結線検査装置が得られる。

【００１７】

【実施例】実施例１． 以下、この発明の一実施例を図について説明する。図１
はこの発明の一実施例の電動機結線検査装置の一部切り
欠き側面図であり、図６の従来例と同一の構成要素には
同一の番号を付し、その説明を省略する。

【００１８】図１において、３本のリード線１１はそれ
ぞれ、黒（Ｕ）、白（Ｖ）、赤（Ｗ）で識別される。５
１はロッド５２の先端に取り付けられ、図示しない磁界
測定装置に接続されているホール素子であり、ホール素
子５１の向きは、図２に示す電動機ステータ９のコア部
の上面図において、スロット番号を時計回りに１から２
４とすると、例えばスロット番号１１の方向を向いてい
る。３本のコンタクタ５５は、図示しない直流電源装置
（電源装置）の２本の出力端子に図示しないリレー回路
（選択装置）を介して接続され、該リレー回路は３本の
コンタクタ５５の内の指定した２本を前記直流電源装置
の２本の出力端子に接続する機能を有している。また、
前記磁界測定装置とリレー回路とはいずれも図示しない
判定装置に接続されている。

【００１９】次に動作について説明する。まず、エアシ
リンダ５４により上下動機構５３を下降させ、ロッド５
２を介してホール素子５１を電動機ステータ９の内部に
位置決めする。次に、エアシリンダ５７により水平動機
構５６を前進させ、３本のコンタクタ５５をガラス端子
（電源端子）４２の３本のピンに接続する。次にリレー
回路を差動させ、直流電源装置の２本の出力端子に３本
のコンタクタ５５のうちの２本を接続させ、このコンタ
クタ５５の内の２本及びガラス端子４２の３本のピンの
内の２本を介して電動機ステータ９に直流電源装置から
直流電力を印加し、この直流電力により電動機ステータ
９に発生した直流磁界をホール素子５１により検出す
る。ホール素子５１により検出された直流磁界を磁界測
定装置により測定しこの測定値を第一の磁界測定値とす
る。次に、リレー回路を切り替えてコンタクタ５５と直
流電源装置との接続を変更し、直流電力を印加して、電
動機ステータ９に発生する直流磁界をホール素子により
検出し、磁界測定装置により測定した測定値を第二の磁
界測定値とする。判定装置はこの第一の磁界測定値と第
二の磁界測定値とから、電動機ステータ９のリード線１
１とガラス端子４２との間の結線の良否を判定する。

【００２０】ここで、判定装置の判定動作について下記
の表を参照しながら説明する。今、各リード線１１に表
１に示す６種の条件で直流電圧を印加する。表１におい
て、「＋」は直流電源装置の「＋」の出力端子にリード
線を接続した状態、「−」は直流電源装置の「−」の出
力端子にリード線を接続した状態、「開」はリード線を
電源に接続しない解放状態を示す。各条件において直流
電源装置から出力される電流値は同一である。

【００２１】

【表１】

【００２２】この状態で、電動機ステータ９の中心部に
ホール素子５１を挿入すると、電動機ステータ９の内部
の磁界を測定することができる。電動機ステータ９の内
部の磁界の測定値は、６種の直流電力の印加状態及びホ
ール素子５１の電動機ステータ９の内部での方向に応じ
て、図３のグラフに示すように変化する。図３のグラフ
において、横軸はホール素子５１の向きを示す電動機ス
テータ９のスロット番号、縦軸は磁界の測定値である。
図３より、直流電力の印加状態のいずれにおいても、磁
界はホール素子の向きに関する正弦関数となり、かつ位
相が６０°ずつ異なることが分かる。

【００２３】今、ホール素子５１をスロット番号１１の
方向に向けた状態で直流電力の条件ＮＯ．１を印加する
と、少なくとも黒（Ｕ）、白（Ｖ）のリード線１１の結
線が正しく行われている場合には、磁界測定値は２５ガ
ウスとなる。黒（Ｕ）、白（Ｖ）の結線が正しくない場
合は、直流電力の条件ＮＯ．２〜６のいずれか、あるい
は２本以上の端子が解放状態となっている場合で、磁界
測定値が１２．５ガウス以下となるので結線の良否を判
定できる。

【００２４】次に、黒（Ｕ）、白（Ｖ）の結線が正しい
と判定されたものについてのみ、リレー回路を切り替え
て、直流電力の条件ＮＯ．２を印加する。このとき、赤
（Ｗ）の結線が正しく行われている場合には、磁界測定
値は−７．５ガウスとなるが、赤（Ｗ）の結線が正しく
行われていない場合には、磁界測定値は０ガウスとなる
ので結線の良否を判定できる。

【００２５】実施例２． 図４はこの発明の第二の実施例を示す一部切り欠き側面
図であり、第一の実施例と異なる点は、第一の実施例で
はロッド５２が上下動機構５３に取り付けられ、ホール
素子５１の向きが固定でありのに対し、この実施例では
ロッド５２が上下動機構５３に対してベアリング６０に
よって回動自在に支持され、さらにステッピングモータ
（方向制御装置）６１により、ロッド５２に取り付けら
れたホール素子５１の向きを任意に制御できるようにし
たことである。

【００２６】次に動作について説明する。まず、ステッ
ピングモータ６１を制御してホール素子５１の向きを電
動機ステータ９のスロット番号１１の方向に向ける。次
に上下動機構５３によりホール素子５１を下降させて電
動機ステータ９の内部に位置決めする。次に水平動機構
５６を前進させ、３本のコンタクタ５５をガラス端子４
２の３本のピンに接触させる。次にリレー回路を作動さ
せ、３本のコンタクタ５５及びガラス端子４２の３本の
ピンを介して電動機ステータ９のリード線１１を表１の
条件ＮＯ．１の状態に直流電源装置に接続し、直流電源
装置から直流電力を電動機ステータ９に供給して発生し
た直流磁界をホール素子５１及び磁界測定装置で測定
し、このときの磁界測定値を第一の磁界測定値とする。
次にステッピングモータ６１を制御してホール素子５１
の向きを電動機ステータ９のスロット番号１５の方向に
向ける。さらに、リレー回路を切り替えて表１の条件Ｎ
Ｏ．２の状態にリード線１１を直流電源装置に接続し、
直流電力を電動機ステータ９に印加して測定した磁界を
第二の磁界測定値とする。判定装置は、上記第一の磁界
測定値と第二の磁界測定値とがいずれも想定した機種に
対応する値であれば、投入機種が正しく、かつ結線も正
しく行われていると判定する。

【００２７】

【発明の効果】以上のように請求項１の発明によれば、
電動機のステータに電力を供給する電源装置と、該電源
装置により供給された電力により上記電動機のステータ
内に発生する磁界を検出する1個のホール素子と、上記
ホール素子を先端部に固着したロッドと、上記ロッドを
介して上記ホール素子を上記ステータ内部の空間の略中
心部に移動させて上記ステータ内面に対向するように設
けられた上下機構と、上記ホール素子を上記ステータ内
面の特定の一方向に固定しながら検出した出力を受信し
てステータ内に発生した磁界を測定する磁界測定装置
と、電源装置を電動機の電源端子に選択的に接続する選
択装置と、特定の一方向における該選択装置の選択に応
じた上記磁界測定装置の測定結果を判定して電源端子と
電動機のステータのリード線との結線の良否を判定する
判定装置と、を備えたので、電源装置は電動機ステータ
の内部にホール素子で測定するのに十分な磁界を発生さ
せるだけの電力を供給すればよく、小容量の電源装置を
用いることができるとともに、ステータの内径や巻線仕
様が様々な多機種の電動機に対して段取り替えを自動的
に行うことができる小型で安価な電動機結線検査装置が
得られる効果がある。さらに、ホール素子も１個しか用
いないので、部品点数が少なく更に安価な電動機結線検
査装置が得られる。

【００２８】請求項２の発明によれば、電動機のステー
タに電力を供給する電源装置と、該電源装置により供給
された電力により上記電動機のステータ内に発生する磁
界を検出する1個のホール素子と、上記ホール素子を先
端部に固着したロッドと、上記ロッドを介して上記ホー
ル素子を上記ステータ内部の空間の略中心部に移動させ
て上記ステータ内面に対向するように設けられた上下機
構と、上記ホール素子の向きを制御する方向制御装置
と、上記方向制御装置によって上記ステータ内面の特定
の二方向に上記ホール素子を固定してそれぞれ検出した
出力を受信して発生した磁界を測定する磁界測定装置
と、上記電源装置を上記電動機の電源端子に選択的に接
続する選択装置と、特定の二方向における該選択装置の
選択に応じた上記磁界測定装置の測定結果を判定して上
記電源端子と上記電動機のステータのリード線との結線
の良否を判定する判定装置と、を備えたので、ホール素
子の向きを想定される投入機種に応じて変更することに
より、大容量の電源が不要で、また段取り替えを自動的
に行うことができ、結線の良否及び投入機種の正誤をも
判定できる小型で安価な電動機結線検査装置が得られる
効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の第一の実施例による電動機結線検
査装置の一部切り欠き側面図である。

【図２】 図１の実施例の電動機ステータのコア部の上
面図である。

【図３】 図１の実施例のホール素子の向きに対する磁
界の測定値の例を示すグラフ図である。

【図４】 この発明の第２の実施例による電動機結線検
査装置の一部切り欠き側面図である。

【図５】 この発明による電動機結線検査装置の検査対
象の一例であるスクロール圧縮機の断面図である。

【図６】 従来の電動機結線検査装置を示す一部切り欠
き側面図である。

【符号の説明】

９ 電動機のステータ １１ リード線 ４２ ガラス端子（電源端子） ５１ ホール素子 ６１ ステッピングモータ（方向制御装置）

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01R 31/02 - 31/06 G01R 31/34 H02K 11/00 H02K 15/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電動機のステータに電力を供給する電源
   装置と、 該電源装置により供給された電力により前記電動機のス
   テータ内に発生する磁界を検出する1個のホール素子
   と、前記ホール素子を先端部に固着したロッドと、 前記ロッドを介して前記ホール素子を前記ステータ内部
   の空間の略中心部に移動させて前記ステータ内面に対向
   するように設けられた上下機構と、 前記 ホール素子を前記ステータ内面の特定の一方向に固
   定しながら検出した出力を受信して前記ステータ内に発
   生した磁界を測定する磁界測定装置と、 前記電源装置を前記電動機の電源端子に選択的に接続す
   る選択装置と、特定の一方向における 該選択装置の選択に応じた前記磁
   界測定装置の測定結果を判定して前記電源端子と前記電
   動機のステータのリード線との結線の良否を判定する判
   定装置と、 を備えた電動機結線検査装置。
2. 【請求項２】電動機のステータに電力を供給する電源装
   置と、 該電源装置により供給された電力により前記電動機のス
   テータ内に発生する磁界を検出する1個のホール素子
   と、 前記ホール素子を先端部に固着したロッドと、 前記ロッドを介して前記ホール素子を前記ステータ内部
   の空間の略中心部に移動させて前記ステータ内面に対向
   するように設けられた上下機構と、 前記ホール素子の向きを制御する方向制御装置と、前記方向制御装置によって前記ステータ内面の特定の二
   方向に前記ホール素子を固定してそれぞれ検出した出力
   を受信して発生した磁界を測定する磁界測定装置と、 前記電源装置を前記電動機の電源端子に選択的に接続す
   る選択装置と、 特定の二方向における該選択装置の選択に応じた前記磁
   界測定装置の測定結果を 判定して前記電源端子と前記電
   動機のステータのリード線との結線の良否を判定する判
   定装置と、 を備えた電動機結線検査装置。