特開 2024-118952 コイルの絶縁検査装置及びコイルの絶縁検査方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024118952

(43)【公開日】2024-09-02

(54)【発明の名称】コイルの絶縁検査装置及びコイルの絶縁検査方法

(51)【国際特許分類】

   G01R 31/12 20200101AFI20240826BHJP

【ＦＩ】

G01R31/12 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023025572

(22)【出願日】2023-02-21

(71)【出願人】

【識別番号】599161580

【氏名又は名称】株式会社デンソートリム

(74)【代理人】

【識別番号】100096998

【弁理士】

【氏名又は名称】碓氷 裕彦

(72)【発明者】

【氏名】服部 伸宏

【テーマコード（参考）】

2G015

【Ｆターム（参考）】

2G015AA19

2G015BA02

2G015BA04

2G015CA01

2G015DA04

(57)【要約】

【課題】減圧を低減しつつ、コイルの電界強度も抑制する。
【解決手段】コイルから離れて配置されたプローブからのコロナ放電により、コイルの絶縁皮膜の欠陥を非接触で検出できる。その為、欠陥の位置が不明でも絶縁性能を検査することができる。また、コロナ放電により発生したイオンは、極小の隙間にも入り込む為、多層に巻かれたコイルの下層部や背面に隠れた絶縁皮膜の欠陥を検出することもできる。更に、プローブをコイルに対向して配置することにより、プローブとコイル全体とのギャップを小さくすることができる。これにより、コイル全体を包含するコロナ放電を発生させる際に必要な印加電圧を小さくすることができる。その結果、大きな減圧が不要となって、５０ないし６０トールより高い圧力の減圧とすることができる。
【選択図】図８

【特許請求の範囲】

【請求項1】

真空ポンプにより内部の圧力を５０乃至６０トールより高い圧力に保持する真空チャンバと、
この真空チャンバに配置され、周方向に複数配置された回転電機のコイルを保持するワーク保持台と、
前記真空チャンバ内で前記コイルの一面側及び他面側の少なくともいずれかの面側に配置され、複数のプローブを備え、前記プローブと前記コイルとの間に所定の距離を維持するプローブホルダと、
前記コイルの電位を基準電位とすると共に、前記プローブに所定の高圧を印加して前記コイルと前記プローブとの間でコロナ放電を行う電源回路と、
この電源回路の高圧印加時の電圧を測定して前記コイルの絶縁性能を判定する判定部と、
を備えることを特徴とするコイルの絶縁検査装置。

【請求項2】

前記プローブは、前記コイルと対向する部位に配置される
ことを特徴とする請求項１に記載のコイルの絶縁検査装置。

【請求項3】

前記プローブは、隣接する前記コイルの周方向の間と対向する部位に配置される
ことを特徴とする請求項１に記載のコイルの絶縁検査装置。

【請求項4】

前記プローブの数は、前記コイルの数の自然数倍である
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のコイルの絶縁検査装置。

【請求項5】

前記プローブの前記コイルと対向する端部は、先細先端形状である
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のコイルの絶縁検査装置。

【請求項6】

真空ポンプにより真空チャンバの内部の圧力を５０乃至６０トールより高い圧力に保持する真空引き工程と、
周方向に複数配置された回転電機のコイルを前記真空チャンバに保持するワーク保持工程と、
複数のプローブを備えるプローブホルダを、前記真空チャンバ内で前記コイルの一面側及び他面側のいずれかの面側に、前記プローブと前記コイルとの間に所定の距離を維持するように配置するプローブ配置工程と、
前記コイルの電位を基準電位とすると共に、前記プローブに所定の高圧を印加して前記コイルと前記プローブとの間でコロナ放電を行うコロナ放電工程と、
このコロナ放電工程の電圧を測定して前記コイルの絶縁性能を判定する判定工程と、
を備えることを特徴とするコイルの絶縁検査方法。

【請求項7】

前記コロナ放電工程では、前記プローブに直流電圧を印加する
ことを特徴とする請求項６に記載のコイルの絶縁検査方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書の記載はコイルの絶縁検査装置及びコイルの絶縁検査方法に関し、本開示のコイルは例えば二輪車の発電機や始動機として用いられる回転電機に使用して有用である。

【背景技術】

【0002】

特許文献１では、複数のヘアピン状のセグメントコイルを接続した接続部に絶縁部が設けられており、その絶縁性能を検査する装置が示されている。特許文献１の検査装置では、絶縁部に対してプローブ（導電ブラシ）を押し当てて電圧を印加している。

【0003】

また、特許文献２では、ステータコアとコイルとの間で、沿面放電が起きない絶縁性の有無を検査する装置が示されている。特許文献２の検査装置では、減圧環境下でコイルにサージ電圧を印加し、ステータコアに向かってグロー放電が発生するか否かで絶縁性を試験している。即ち、サージ電圧印加によりコイル皮膜損傷部からステータコアに向かってグロー放電が生じるので、このグロー放電により変化するコイルのサージ電圧波形を検出している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２１－１４８５４８号公報

【特許文献2】特開平８－６５９６５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に記載の検査装置は、物理的な接触を要している。その為、予め絶縁性を確認すべき箇所が正確にわかっていないと検出することができない。即ち、接触することができない物は、検出ができないという不具合がある。

【0006】

また、特許文献２に記載のコイルの絶縁検査装置では、２５トール以下に大きく減圧させており、装置の大型化や試験サイクルタイムの増加を招いている。これは、グロー放電試験およびコロナ放電試験の何れにおいても、コイルに電圧を印加するが、コイルからコアに向かって放電させるために印加電圧を高くする必要があるためである。即ち、印加電圧が高いとコイルの電界強度が高くなってしまい、電界強度が高いとコイル絶縁皮膜の破壊をまねきかねない。そのため、電界強度を上げ過ぎないようにするために大きく減圧を行う必要があるからである。

【0007】

本件の開示は、減圧を低減しつつ、コイルの電界強度も抑制することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本開示の第１は、真空ポンプにより内部の圧力を５０乃至６０トールより高い圧力に保持する真空チャンバと、この真空チャンバに配置され周方向に複数配置された回転電機のコイルを保持するワーク保持台と、真空チャンバ内でコイルの一面側及び他面側の少なくともいずれかの面側に配置され複数のプローブを備えプローブとコイルとの間に所定の距離を維持するプローブホルダと、コイルの電位を基準電位とすると共にプローブに所定の高圧を印加してコイルとプローブとの間でコロナ放電を行う電源回路と、この電源回路の高圧印加時の電圧を測定してコイルの絶縁性能を判定する判定部とを備えるコイルの絶縁検査装置である。

【0009】

本開示の第１では、コイルから離れて配置されたプローブからのコロナ放電により、コイルの絶縁皮膜の欠陥を非接触で検出できる。その為、欠陥の位置が不明でも絶縁性能を検査することができる。また、コロナ放電により発生したイオンは、極小の隙間にも入り込む為、多層に巻かれたコイルの下層部や背面に隠れた絶縁皮膜の欠陥を検出することもできる。更に、プローブをコイルに対向して配置することにより、プローブとコイル全体とのギャップを小さくすることができる。これにより、コイル全体を包含するコロナ放電を発生させる際に必要な印加電圧を小さくすることができる。その結果、大きな減圧が不要となって、５０ないし６０トール程度の減圧とすることができる。

【0010】

本開示の第２では、プローブはコイルと対向する部位に配置されている。また、本開示の第３では、プローブは隣接するコイルの周方向の間と対向する部位に配置されている。このプローブ配置により、絶縁皮膜欠陥部の位置による電圧降下量のバラツキを抑制することができる。

【0011】

本開示の第４では、プローブの数は、コイルの数の自然数倍である。コイルが径方向に長い場合は、コイルの径方向に沿って複数のプローブを配置することにより、絶縁皮膜欠陥部の位置による電圧降下量のバラツキを更に抑制することができる。

【0012】

本開示の第５では、プローブのコイルと対向する端部の形状を先細先端形状としている。先細先端形状とすることで、コロナ放電をしやすくしている。

【0013】

本開示の第６は、真空ポンプにより真空チャンバの内部の圧力を５０乃至６０トールより高い圧力に保持する真空引き工程と、周方向に複数配置された回転電機のコイルを真空チャンバに保持するワーク保持工程と、複数のプローブを備えるプローブホルダを真空チャンバ内でコイルの一面側及び他面側の少なくともいずれかの面側にプローブとコイルとの間に所定の距離を維持するように配置するプローブ配置工程と、コイルの電位を基準電位とすると共にプローブに所定の高圧を印加してコイルとプローブとの間でコロナ放電を行うコロナ放電工程と、このコロナ放電工程の電圧を測定してコイルの絶縁性能を判定する判定工程とを備えるコイルの絶縁検査方法である。

【0014】

本開示の第１と同様、欠陥の位置が不明でも絶縁性能を検査することができる。また、コイル全体を包含するコロナ放電を発生させる際に必要な印加電圧を小さくすることができ、大きな減圧が不要となって５０ないし６０トール程度の減圧とすることができる。

【0015】

本開示の第７では、コロナ放電工程でプローブに直流電圧を印加している。直流電圧を用いることでコロナ放電を行うようにしている。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】図１は、クランクシャフト及びシリンダブロックに組み合わされた状態の回転電機の断面図である。

【図2】図２は、回転電機のロータ、コイル及びセンサケースを示す斜視図である。

【図3】図３は、回転電機のコイルとセンサケースを示す斜視図である。

【図4】図４は、回転電機のコイル製造工程を示す工程図である。

【図5】図５は、ステータを構成する鋼板を示す正面図である。

【図6】図６は、ステータの正面図である。

【図7】図７は、ステータの断面図である。

【図8】図８は、絶縁検査装置を示す構成図である。

【図9】図９は、プローブの配置状態を示す配置図である。

【図10】図１０は、プローブホルダの配置状態を示す配置図である。

【図11】図１１は、絶縁検査装置の電気回路を示す回路図である。

【図12】図１２は、高圧電圧の印加状態を示す図である。

【図13】図１３は、プローブの配置位置を示す配置図である。

【図14】図１４は、プローブの配置位置を示す配置図である。

【図15】図１５は、コイルの軸方向長さと真空チャンバ内圧力との関係を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本開示の一例を図に基づいて説明する。まず、本開示の検査の対象となる回転電機の一例を説明する。図１は、回転電機１がクランクシャフト１００に組み合わされた状態の断面図である。１０１はシリンダブロックであり、シリンダブロック１０１内では図示しないピストンが図示しないシリンダ内を往復動する。そして、ピストンの動きは、図示しないコンロッドを介して、クランクシャフト１００を回転させる。クランクシャフト１００は、直径２０ミリメートル程度の鉄材からなり、シリンダブロック１０１に軸受１０２で回転支持されている。

【0018】

クランクシャフト１００には、回転電機１のロータ３００が、基部３０１で固定されている。従って、ロータ３００はクランクシャフト１００と一体に回転する。ロータ３００は、鉄材料製で、クランクシャフト１００と係合する基部３０１より径方向外方に延びる円盤部３０２と、この円盤部３０２の径方向外方部に形成される円筒部３０３を備えている。図２に示すように、円筒部３０３の内方には、永久磁石３０４が１２個、周方向に並んで配置されている。永久磁石３０４の厚みは、４～５ミリメートル程度である。なお、永久磁石３０４の数は、１２個に限らず、２０個や２４個等要求性能に応じて適宜設定できる。

【0019】

ロータ３００の内部には、図１や図２に示すように、ステータ４００が配置されている。図２は、ステータ４００をシリンダブロック１０１側から見た斜視図である。ステータ４００は、複数の磁性鋼板を積層してなり、シリンダブロック１０１に取り付けられる基盤部４０１、この基盤部４０１より径方向外方に延びる複数のティース部４０２（図１図示）を一体に形成している。ステータ４００の外径は、１１０～１３０ミリメートル程度となっており、従って、ロータ３００の内径は、ステータ４００の外径と永久磁石３０４との間に微小間隙が形成される大きさとなっている。

【0020】

基盤部４０１には、シリンダブロック１０１にステータ４００を固定するためのステータボルト通し穴４０３が３か所形成されている。また、基盤部４０１には、センサケース４４０をステータ４００に固定するためのセンサケースボルト通し穴（図示しない）も２か所形成されている。

【0021】

ティース部４０２はポリアミド等の絶縁樹脂からなるインシュレーター４１０で電気絶縁され、インシュレーター４１０の上に銅系の材料若しくはアルミニウム系の材料からなる導線４２１でコイル４０４が巻装されている。図３は、図２からロータ３００を外して、ステータ４００とセンサケース４４０を示す斜視図である。

【0022】

図３に示すように、隣接するコイル４０４の間には隙間４０５が形成され、その隙間４０５は径方向外側に向けて広くなっている。そして、この隙間４０５にセンサケース４４０が配置されている。センサケース４４０は、上述のインシュレーター４１０と同様ポリアミド等の樹脂でモールド成形されている。

【0023】

回転電機１は、以上の要素で構成される。回転電機を発電機として用いるときは、ロータ３００の回転に伴い、永久磁石３０４の磁束を受けてステータ４００のコイル４０４に起電力が発生する。その電力を三相の交流に整流して発電する。逆に、回転電機１を内燃機関のスタータとして用いるときは、図示しない直流電源からの電圧を三相交流に整流してコイル４０４に磁力を発生させる。この際のコイル４０４に発生する磁力と永久磁石３０４の磁力との吸引反発により、ロータ３００を回転させる。

【0024】

次に、ステータ４００の組付け工程を、図４の工程図に基づいて説明する。まず、図５に示すような基盤部４０１とティース部４０２を備える磁性鋼板を打ち抜いて成形するステータ材４３０を複数積層してステータ４００のステータコアを製造する。このステータコアにインシュレーター４１０を組付けてボビン組付け工程Ｓ１００を行う。かつ、コイル４０４の導線に電気接続するターミナル４２０を導電性材料の銅又は鉄製の板材から打ち抜き形成して、ターミナル洗浄工程Ｓ１０１で洗浄する。そして、ボビン組付け工程Ｓ１００で組付けられたボビンにターミナル４２０を圧入する（ターミナル圧入工程Ｓ１０２）。

【0025】

その後、絶縁皮膜で被覆されたアルミニウム導線４２１を用意して、ボビンのティース部４０２の周りにアルミニウム導線４２１を巻いてコイル４０４を形成する（巻線工程Ｓ１０３）。この例では、アルミニウム系材料で導線４２１を形成する例を示す。この状態で、コイル４０４を形成するアルミニウム導線４２１の皮膜に欠陥が生じていないのかのコイル皮膜絶縁検査Ｓ１０４を行う。本開示は、この際の絶縁検査に関するものであるので、このコイル皮膜絶縁検査Ｓ１０４に関しては後に詳述する。

【0026】

検査が終了して絶縁性能が確認されたコイル４０４からアルミニウム導線４２１の引き出し配線を取り回し、余分となったアルミニウム導線４２１を切断して削除する（余線カット工程Ｓ１０５）。次いで、コイル４０４の端部となるアルミニウム導線４２１の絶縁皮膜を剥離する（皮膜剥離工程Ｓ１０６）。その後、ターミナル４２０の保持溝にコイル４０４の端部で皮膜を剥離したアルミニウム導線４２１を圧入して、コイル４０４とターミナル４２０とを電気接続する（電気接続工程Ｓ１０７）。

【0027】

次いで、保護ケース４２２を用意して、図６及び図７に示すように、保護ケース４２２がターミナル４２０とアルミニウム導線４２１との溶接部を覆うようにする。そして、この状態で保護ケース４２２をインシュレーター４１０に圧入して保護ケース４２２を固定する。その状態で、ターミナル４２０とアルミニウム導線４２１との溶接部にポッティング材４２４を塗布して溶接部の絶縁性を高める。

【0028】

保護ケース４２２を固定してポッティング材４２４を塗布した後、図７に示すように、保護ケース４２２内のポッティング材４２４を硬化させる（ポッティング材塗布硬化工程Ｓ１０８）。なお、コイル４０４は三相巻線で、ターミナル４２０は、Ｕ相に対応するＵ相ターミナル４２０１、Ｖ相に対応するＶ相ターミナル４２０２、Ｗ相に対応するＷ相ターミナル４２０３がある。また、図７に示すように、三相の中性点にはターミナル４２０として三相のアルミニウム導線４２１を連結するバスバー４２０４が配置される。その後、ポッティング材４２４の硬化を待って、ステータ４００の組付け工程は完成する。

【0029】

次に、コイル皮膜絶縁検査Ｓ１０４を説明する。このコイル皮膜絶縁検査Ｓ１０４には、図８に示すような絶縁検査装置５００を用いる。絶縁検査装置５００は、ステータ４００が装填される真空チャンバ５０１を有している。真空チャンバ５０１はワーク（ステータ４００）が保持できる大きさで、例えば、幅が３０～４０センチメートル程度、高さが３０センチメートル程度である。真空チャンバ５０１は真空ポンプ５０２に真空通路５０３を介して接続しており、真空ポンプ５０２によって、真空チャンバ５０１内の圧力は５０～６０トール（Ｔｏｒｒ）程度の低圧に保持される。

【0030】

真空通路５０３には真空計５０４と真空バルブ５０５が配置されている。真空計５０４によって、真空チャンバ５０１内の圧力が計測される。真空バルブ５０５は真空通路５０３と大気との導通を制御することで、真空チャンバ５０１内の圧力変動を抑える動作を行う。真空ポンプ５０２は絶縁検査装置５００の作動中は常時運転している。そして、真空チャンバ５０１を開いて、真空チャンバ５０１内にステータ４００を配置する時には真空バルブ５０５を閉じる。これにより、ステータ４００を配置後、真空チャンバ５０１を閉じれば、真空チャンバ５０１内の圧力を早期に５０～６０トール程度まで低下させることができる。そして、真空チャンバ５０１内の圧力が５０～６０トール程度まで低下すると、真空バルブ５０５が開いて、真空チャンバ５０１内の圧力が低下し過ぎるのを防ぐことができる。

【0031】

真空チャンバ５０１内には、ステータ４００を保持するワーク保持台５０６が設けられている。真空チャンバ５０１を開いた状態で、ステータ４００がこのワーク保持台５０６の上に載置される。真空チャンバ５０１内には、ワーク保持台５０６に保持されたステータ４００のコイル４０４に対応する位置に一対のプローブホルダが配置されている。図８では、コイル４０４の下側に下部プローブホルダ５１０が配置され、コイル４０４の上側に上部プローブホルダ５２０が配置されている。

【0032】

図９に示すように、下部プローブホルダ５１０は、下部バスバー５１１に多数の下部プローブ５１２が配置されている。下部プローブ５１２の数はコイル４０４の数の２倍となっている。この例では、コイル４０４が１８本であるので、下部プローブ５１２の数は３６本となる。下部プローブ５１２の先端は高圧印加時にコロナ放電がしやすくなるよう、鋭角となって尖っている。

【0033】

上部プローブホルダ５２０は、下部プローブホルダ５１０と対称となる形状をしており、上部バスバー５２１に３６本の上部プローブ５２２が配置されている。従って、下部プローブ５１２と上部プローブ５２２はコイル４０４を挟んで反対の位置に配置される。なお、下部プローブホルダ５１０と上部プローブホルダ５２０は、夫々図９の左右に分かれて一対に形成されている。これは、ワーク（ステータ４００）をセットしやすくするためである。左右に分離することで、ワークをセットする際に下部プローブ５１２や上部プローブ５２２と干渉しにくくしている。より具体的には、真空チャンバ５０１が開く際には、一対となっている下部プローブホルダ５１０と上部プローブホルダ５２０も移動して、ワークの装着や脱着が容易に行えるようにしている。ただ、下部プローブホルダ５１０も上部プローブホルダ５２０も、分離することなく一体に構成することは可能である。

【0034】

ワーク保持台５０６は段付き円柱形状をしており、ステータ４００の基盤部４０１の貫通穴を貫通し、ステータ４００の基盤部４０１を用いて、ステータ４００とワーク保持台５０６との位置合わせが行われる。そして、ワーク保持台５０６にステータ４００が載置された状態で、ワーク保持具５０７がステータ４００を上方から押さえる。即ち、ワーク保持具５０７が押さえ蓋として働いて、ステータ４００をワーク保持台５０６の上にしっかりと固定する。

【0035】

ステータ４００がワーク保持台５０６に載置された状態では、コイル４０４のアルミニウム導線４２１の巻始端４２１０と巻終端４２１１とは、上部プローブホルダ５２０より更に上方に引き回されている。これは、巻始端４２１０及び巻終端４２１１を上部プローブ５２２の放電範囲の外に配置するためである。仮に、絶縁皮膜がされていない巻始端４２１０や巻終端４２１１が上部プローブ５２２の放電範囲内にあれば、正しく絶縁判定をすることができなくなってしまう。本例では、上方に引き回すことで誤判断を防いでいる。なお、図９では、アルミニウム導線４２１の巻始端４２１０と巻終端４２１１が夫々１本しか記載していないが、巻始端４２１０と巻終端４２１１の数はコイル４０４が単相であるのか、二相若しくは三相であるのかにより異なる。また、三相であるとしても、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相に対応する巻始端４２１０と巻終端４２１１の数はコイル４０４の巻装の仕方により異なる。ただ、いずれの場合でも、巻始端４２１０と巻終端４２１１で２本以上が、上方に引き回されることとなる。

【0036】

図１０に示すように、下部バスバー５１１及び下部プローブ５１２は、下部カバー５１３によって覆われている。また、上部プローブホルダ５２０でも上部プローブ５２２は上部カバー５２３により覆われている。下部カバー５１３及び上部カバー５２３により、下部プローブ５１２や上部プローブ５２２からの放電がコイル４０４以外の方向に向かわないようにしている。併せて、下部カバー５１３及び上部カバー５２３を配置することで、ワーク（ステータ４００）が下部プローブホルダ５１０や上部プローブホルダ５２０に接触するのを防いでいる。

【0037】

図１１に絶縁検査装置５００の電気回路を説明する。アルミニウム導線４２１の巻始端４２１０と巻終端４２１１はグランド線５３１によりグランド５３０に接地している。上部バスバー５２１及び下部バスバー５１１は高圧線５３２により直流電源５３３の高圧端子に接続している。高圧線５３２には抵抗５３４とスイッチ５３５が配置されている。なお、グランド線５３１と高圧線５３２との間には電圧計５３６も配置されている。直流電源５３３の高圧は、アルミニウム導線４２１の皮膜に損傷を与えない範囲で、できる限り高圧としており、例えば、４０００ボルト程度の電圧としている。また、電気的にはアルミニウム導線４２１のみが接続されているので、下部プローブ５１２及び上部プローブ５２２からのコロナ放電は専らコイル４０４（アルミニウム導線４２１）の皮膜の欠損部にのみ向かうこととなる。その為、コイル４０４以外のステータ４００が高圧電圧の影響を受けることは無い。その結果、ステータ４００の内、コイル４０４以外の部位に起因する影響を受けて、絶縁検査装置５００が電圧降下等の誤判断することも無い。

【0038】

図１２はスイッチ５３５の開閉動作に伴う、下部プローブ５１２及び上部プローブ５２２への印加電圧の変化を示す。スイッチ５３５がオフの場合には、上部バスバー５２１にも下部バスバー５１１にも通電されておらず。上部プローブ５２２及び下部プローブ５１２の電圧は零である。そして、上部プローブ５２２及び下部プローブ５１２からコロナ放電させる際には、４０００ボルト程度の高圧を２～３秒程度印加する。

【0039】

上述のように、上部プローブ５２２及び下部プローブ５１２はステータ４００のコイル４０４に対して同じ位置に対応して配置されている。図１３は上部プローブ５２２及び下部プローブ５１２の配置位置の一例を示している。この例では、上部プローブ５２２及び下部プローブ５１２はコイル４０４の周方向の中心位置に配置されている。そして、各コイル４０４の軸方向に離れて、軸方向内側と軸方向外側に配置されている。上述の通り、１８本のコイル４０４に対して、上部プローブ５２２及び下部プローブ５１２はそれぞれ３６本配置されている。

【0040】

４０００ボルト程度の高圧を印加すると、コロナ放電が届く距離は下部プローブ５１２及び上部プローブ５２２の先端から２０ミリメートル程度となる。このコロナ放電が届く距離を踏まえて、本例では上部プローブ５２２及び下部プローブ５１２の先端とコイル４０４との距離を７ミリメートル程度に設定している。なお、コイル４０４との距離とは、コイル４０４の内、下部プローブ５１２及び上部プローブ５２２の先端と最も近い位置までの距離である。

【0041】

コロナ放電をする際に、アルミニウム導線４２１の皮膜が完全に絶縁していればアルミニウム導線４２１の巻始端４２１０と巻終端４２１１と上部プローブ５２２及び下部プローブ５１２との間で電流は流れず、電圧計５３６は４０００ボルトを指すこととなる。逆に、アルミニウム導線４２１の皮膜が不完全で絶縁がされていなければ、電圧計５３６は０ボルトを指すこととなる。本例では、この電圧計５３６の電圧低下の程度を判断して、電圧の低下量が所定の閾値以内であれば、コイル４０４の絶縁は保たれていると判断する。一例として、電圧の低下量が２０パーセント未満であれば、コイル４０４の絶縁性は使用に耐えられると判断する。従って、本開示では絶縁性能の判定部はこの電圧計５３６を用いることとなる。

【0042】

絶縁検査装置５００を用いたコイル４０４の絶縁検査方法の工程は以上の繰り返しである。簡潔に繰り返すと、まず、真空チャンバ５０１を開いてワーク保持台５０６にステータ４００を載置し、ステータ４００をワーク保持具５０７で保持する。次いで、真空チャンバ５０１を閉じ、真空ポンプ５０２で真空チャンバ５０１内の圧力を低下させ、５０～６０トール程度に真空引きできると、上部バスバー５２１及び下部バスバー５１１に４０００ボルト程度の高圧を２～３秒程度印加する。この高圧の直流電流印加時の電圧降下を電圧計５３６で測定して、コイル４０４の絶縁性能の良否を判断する。その後、真空チャンバ５０１からステータ４００を取り出す。このステータ４００の載置から取出し迄の一連の工程は、２０～３０秒程度のサイクルで行う。

【0043】

なお、上述の例では、真空チャンバ５０１内の圧力を５０～６０トールとしていたが、真空引きの程度は、ステータ４００の大きさに応じて変更する。何故なら、上記のように、コロナ放電が届く距離は下部プローブ５１２及び上部プローブ５２２の先端から２０ミリメートル程度であるからである。かつ、上記のように、下部プローブ５１２及び上部プローブ５２２の先端とコイル４０４との距離を所定距離（７ミリメートル程度）に設定しているからである。その為、コイル４０４の軸方向厚さが薄くなれば、真空引きの程度が少なくても、換言すれば、真空チャンバ５０１内の圧力が５０～６０トールより高くても、コロナ放電を利用した絶縁検査は可能となる。

【0044】

図１５に、良好な絶縁検査を行うことができるコイル４０４の軸方向厚さと、真空チャンバ５０１内の圧力との関係を示す。縦軸がコイル４０４の軸方向厚さ（ミリメートル）で、横軸は真空チャンバ５０１内の圧力（トール）である。なお、コイル４０４の軸方向厚さとは、コイル４０４の内、下部プローブ５１２の先端と最も近い位置から上部プローブ５２２の先端と最も近い位置までの距離である。

【0045】

図１５に示すように、コイル４０４の軸方向厚さが１５ミリメートル程度であれば、真空チャンバ５０１内の圧力は１００トール程度まで高くすることができる。逆に、コイル４０４の軸方向厚さが３０ミリメートル程度と厚くなれば、真空チャンバ５０１内の圧力は５０トールより更に低くすることが求められる。本件の開示は、下部プローブ５１２や上部プローブ５２２の数を増やしたり、下部プローブ５１２及び上部プローブ５２２の先端とコイル４０４との距離を短くしたりして、真空チャンバ５０１内の圧力を５０トールより低くしないようにしている。

【0046】

また、上述したのは本開示の望ましい例であるが、本開示は種々に変更可能である。例えば、コイル４０４の数を１８としたのは一例であり、コイル４０４の数は他に変更できる。また、上述の例では、コイル４０４の巻装を説明していないが、コイル４０４は集中巻としても分布巻としても、また、軸巻としてもよい。

【0047】

更に、導線４２１を巻装しないでコイル４０４を形成することも可能である。例えば、ヘアピン形状をしたセグメント線を多数用意して、隣接するセグメント線同士を溶接することで、コイル４０４を形成することも可能である。この場合、隣接するセグメント線の溶接時に絶縁皮膜が除去されることとなるので、溶接後に改めて絶縁塗装を行う。従って、セグメント線の溶接後であっても、更に絶縁塗装を施した後であれば、本開示の絶縁検査装置５００を用いて検査することができる。

【0048】

また、上述の例では導線４２１をアルミニウム系材料で説明したが、銅系材料でも良いのは既述の通りである。上部プローブ５２２及び下部プローブ５１２をコイル４０４の周方向の略中心の部位と対向させたが、コイル４０４と対向する場合必ずしも周方向の中心である必要がない。また、図１４に示すように、上部プローブ５２２及び下部プローブ５１２の先端を隣接するコイル４０４の間に配置するようにしても良い。この場合でも、上部プローブ５２２及び下部プローブ５１２の先端とコイル４０４との間には所定の距離を保つようにしている。この所定の距離も、７ミリメートル程度は一例であり、要求される絶縁性能等に応じて適時設定する。複数の上部プローブ５２２及び下部プローブ５１２により形成されるコロナ放電の範囲内に、コイル４０４の全体が入っていれば良い。

【0049】

更に、上述の例では、上部プローブ５２２及び下部プローブ５１２を１つのコイル４０４に対して２つ用いていた。コイル４０４の径方向内側の小径部分と、径方向外側の大径部分に対応させることができて、望ましい配置である。但し、１つのコイル４０４に対して上部プローブ５２２及び下部プローブ５１２を２つ設けることは必須ではない。１つのコイル４０４に対して上部プローブ５２２及び下部プローブ５１２を１つとすることも可能である。逆に、１つのコイル４０４に対して上部プローブ５２２及び下部プローブ５１２を３つ以上設けても良い。但し、１つのコイル４０４に対して設ける上部プローブ５２２及び下部プローブ５１２の数は、全てのコイル４０４で同じとするのが望ましい。従って、上部プローブ５２２及び下部プローブ５１２の数は、コイル４０４の数の自然数倍となるのが望ましい。

【0050】

また、上述の例では、上部プローブ５２２と下部プローブ５１２とを用いて、コイル４０４の両側に配置していた。両側に配置することで、電解強度を大きくする必要がなくなっている。合わせて、真空チャンバ５０１内の圧力も大きく減圧する必要がなくなっている。ただ、コイル４０４の大きさや、形状、若しくは、要求される絶縁強度によっては、上部プローブ５２２と下部プローブ５１２のいずれかのみとすることは可能である。例えば、軸方向厚さが短いコイル４０４では、片側のみの配置も可能である。

【0051】

また、上述の例では回転電機１を二輪車の発電機や始動機に用いる例を示したが、スノーモービル等、二輪車以外の車両にも利用可能である。更に、乗り物以外に用いる各種モータとしても利用可能である。本開示の絶縁検査装置や絶縁検査方法は、各種の回転電機のコイルに用いることが可能で、利用範囲は限定されない。

【0052】

（技術的思想の開示）
この明細書は、以下に列挙する複数の項に記載された複数の技術的思想を開示している。いくつかの項は、後続の項において先行する項を択一的に引用する多項従属形式（ａ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ｆｏｒｍ）により記載されている場合がある。さらに、いくつかの項は、他の多項従属形式の項を引用する多項従属形式（ａ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ｆｏｒｍ ｒｅｆｅｒｒｉｎｇ ｔｏ ａｎｏｔｈｅｒ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ｆｏｒｍ）により記載されている場合がある。これらの多項従属形式で記載された項は、複数の技術的思想を定義している。

【0053】

（技術的思想１）
真空ポンプにより内部の圧力を５０乃至６０トールより高い圧力に保持する真空チャンバと、
この真空チャンバに配置され、周方向に複数配置された回転電機のコイルを保持するワーク保持台と、
前記真空チャンバ内で前記コイルの一面側及び他面側の少なくともいずれかの面側に配置され、複数のプローブを備え、前記プローブと前記コイルとの間に所定の距離を維持するプローブホルダと、
前記コイルの電位を基準電位とすると共に、前記プローブに所定の高圧を印加して前記コイルと前記プローブとの間でコロナ放電を行う電源回路と、
この電源回路の高圧印加時の電圧を測定して前記コイルの絶縁性能を判定する判定部と、
を備えることを特徴とするコイルの絶縁検査装置。

【0054】

（技術的思想２）
前記プローブは、前記コイルと対向する部位に配置される
ことを特徴とする技術的思想１に記載のコイルの絶縁検査装置。

【0055】

（技術的思想３）
前記プローブは、隣接する前記コイルの周方向の間と対向する部位に配置される
ことを特徴とする技術的思想１に記載のコイルの絶縁検査装置。

【0056】

（技術的思想４）
前記プローブの数は、前記コイルの数の自然数倍である
ことを特徴とする技術的思想１乃至３のいずれかに記載のコイルの絶縁検査装置。

【0057】

（技術的思想５）
前記プローブの前記コイルと対向する端部は、先細先端形状である
ことを特徴とする技術的思想１乃至４のいずれかに記載のコイルの絶縁検査装置。

【0058】

（技術的思想６）
真空ポンプにより真空チャンバの内部の圧力を５０乃至６０トールより高い圧力に保持する真空引き工程と、
周方向に複数配置された回転電機のコイルを前記真空チャンバに保持するワーク保持工程と、
複数のプローブを備えるプローブホルダを、前記真空チャンバ内で前記コイルの一面側及び他面側の少なくともいずれかの面側に、前記プローブと前記コイルとの間に所定の距離を維持するように配置するプローブ配置工程と、
前記コイルの電位を基準電位とすると共に、前記プローブに所定の高圧を印加して前記コイルと前記プローブとの間でコロナ放電を行うコロナ放電工程と、
このコロナ放電工程の電圧を測定して前記コイルの絶縁性能を判定する判定工程と、
を備えることを特徴とするコイルの絶縁検査方法。

【0059】

（技術的思想７）
前記コロナ放電工程では、前記プローブに直流電圧を印加する
ことを特徴とする技術的思想６に記載のコイルの絶縁検査方法。

【符号の説明】

【0060】

１ 回転電機
４００ ステータ
４０４ コイル
５００ 絶縁検査装置
５０１ 真空チャンバ
５０２ 真空ポンプ
５０６ ワーク保持台
５１２ 下部プローブ
５２２ 上部プローブ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】