特許 7376561 強度試験装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-10-30

(45)【発行日】2023-11-08

(54)【発明の名称】強度試験装置

(51)【国際特許分類】

   H02K 15/10 20060101AFI20231031BHJP

【ＦＩ】

H02K15/10

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2021194074

(22)【出願日】2021-11-30

(65)【公開番号】P2023080631

(43)【公開日】2023-06-09

【審査請求日】2022-10-18

(73)【特許権者】

【識別番号】000116666

【氏名又は名称】愛知電機株式会社

(72)【発明者】

【氏名】安藤 太加男

【審査官】中島 亮

(56)【参考文献】

【文献】実開平１－１６１５３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２００４－３１２９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０４－００５５４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－０６２３２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５１－１２９２８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－０９８１８２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｋ １５／００－１５／０２

Ｈ０２Ｋ １５／０４－１５／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電動機の巻線間接続部を収容するために一端に開口部を有し、他端に閉塞部を有する中空形状の絶縁部材の、前記閉塞部の強度を確認するための装置であって、前記絶縁部材を固定する固定部と、該固定部によって固定された状態の前記絶縁部材の前記開口部から中空部に挿入する棒状部材と、該棒状部材を進退させる駆動部と、該駆動部を制御して、前記棒状部材の進出動作によって、前記絶縁部材の閉塞部を押圧する制御部を備えて構成したことを特徴とする強度試験装置。

【請求項2】

前記制御部は、前記閉塞部に加わる押圧力が規定負荷となったときに作動する第１のスイッチ部の作動に応じて、前記棒状部材の進出動作を停止することを特徴とする請求項１記載の強度試験装置。

【請求項3】

前記制御部は、前記棒状部材の後退位置が設定位置に達した時に作動する第２のスイッチ部の作動に応じて、前記棒状部材の後退動作を停止することを特徴とする請求項１または請求項２の何れかに記載の強度試験装置。

【請求項4】

前記固定部は、前記棒状部材の進退動作を案内する案内部と、前記絶縁部材を挟持する挟持部を有し、当該挟持部は、前記案内部の延出部との間で前記絶縁部材を挟持することを特徴とする請求項１又は請求項３の何れかに記載の強度試験装置。

【請求項5】

前記挟持部は、レバーによって上下移動可能であり、当該挟持部が上方へ移動することによって、前記延出部との間で前記絶縁部材の前記開口部側を挟持することを特徴とする請求項４記載の強度試験装置。

【請求項6】

前記案内部とその延出部には、前記棒状部材のガイド溝が穿設されていることを特徴とする請求項４又は請求項５の何れかに記載の強度試験装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電動機の巻線間接続部を覆うための絶縁部材の強度を確認するための試験装置に関する。

【背景技術】

【0002】

電動機等の回転機を構成する固定子は、例えば、固定子コアの軸方向両側に樹脂ボビンが配置された状態で、固定子巻線を構成する導線が固定子コアのティースに巻き付けられることによって構成される。導線は、例えば、銅やアルミニウム等の導電体と、該導電体の外周を覆う、絶縁特性を有する被膜（絶縁被膜）によって構成されている。

【0003】

通常、固定子巻線は、複数相から構成される。例えば、スター結線やデルタ結線される３相（Ｕ相～Ｗ相）の固定子巻線によって構成され、各ティースに巻き付けられた固定子巻線は、直列或いは並列に接続される。また、固定子巻線の端末には電源に接続したリード線が接続される。リード線を構成する導体線にも絶縁被膜が施されている。

【0004】

前記固定子巻線間をスター結線やデルタ結線する場合や、直列または並列接続する場合、或いは、固定子巻線の端末にリード線を接続する場合など、これらを接続するための接続部を設ける必要がある。接続部としては、圧着端子を用いて形成したものや、半田付け等によって接続部を設ける方法がある。

【0005】

この場合、コイルエンドからの絶縁と、導通によって高温となるコイルエンドに直接接しないよう、下記特許文献１,２に示されるように、接続部は袋状の絶縁紙に収納される。袋状の絶縁紙は、例えば、一枚の絶縁フィルムを１回以上巻回し、その終端部を除いて一側辺を溶着することによって形成される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】実開平１－１６１５３号公報

【文献】特開２００４－３１２９４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

前述した袋状の絶縁紙に接続部を収納する場合、電動機の振動などによって、圧着端子や半田付された接続部が袋状の絶縁紙を破って外部に露出すると、コイルエンドとの間でレアショートを発生させる恐れがある。

【0008】

そこで、電動機の振動などによっても、接続部によって袋状の絶縁紙が破られることのないよう、袋状の絶縁紙の溶着部に必要十分な強度があることを事前に確認するための試験を実施する必要がある。

【0009】

当該試験は、従前、絶縁紙を袋状に形成した後、袋内部に細径の棒状部材を差し込み、その先端部を袋状絶縁紙の圧着部に当接させた状態で、作業者の熟練した感覚によって所定の圧力を加える。その結果、袋状絶縁紙が破れなければ合格品とし、破れれば不合格品として仕訳けていた。

【0010】

然るに、前述した試験方法では、試験可能な作業者が熟練者に限定されてしまうばかりか、作業者によって試験結果に差異がでるなど、品質確保に不安が残る。また、手作業による試験であるので、作業性が悪く、作業効率を向上させることが難しい。また、試験のエビデンスを残しにくいといった欠点もあった。

【0011】

そこで、本発明は、袋状絶縁紙の圧着部の強度試験を、一部の熟練者に頼ることなく誰でも行うことができ、均一な品質確保が可能で、かつ、作業時間および作業負担の短縮など、作業性の向上に寄与できる強度試験装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0012】

請求項１記載の強度試験装置は、電動機の巻線間接続部を収容するために一端に開口部を有し、他端に閉塞部を有する中空形状の絶縁部材の、前記閉塞部の強度を確認するための装置であって、前記絶縁部材を固定する固定部と、該固定部によって固定された状態の前記絶縁部材の前記開口部から中空部に挿入する棒状部材と、該棒状部材を進退させる駆動部と、該駆動部を制御して前記棒状部材を、その進退によって前記絶縁部材の閉塞部を押圧する制御部を備えて構成したことに特徴を有する。

【0013】

請求項２記載の強度試験装置は、請求項１記載の制御部に、閉塞部に加わる押圧力が規定負荷となったときに作動するリミットスイッチを具備し、当該リミットスイッチの作動に応じて、前記棒状部材の進出動作を停止するように構成したことに特徴を有する。

【0014】

請求項３記載の強度試験装置は、請求項１記載の制御部に、棒状部材の後退位置が設定位置に達した時に作動するリミットスイッチの作動に応じて、前記棒状部材の後退動作を停止するように構成したことに特徴を有する。

【0015】

請求項４記載の強度試験装置は、請求項１乃至請求項３の何れかに記載の固定部が、棒状部材の進退動作を案内する案内部と、絶縁部材を挟持する挟持部を有し、当該挟持部は、前記案内部の延出部との間で前記絶縁部材を挟持するように構成したことに特徴を有する。

【0016】

請求項５記載の強度試験装置は、請求項４記載の挟持部が、レバーによって上下移動可能であり、該挟持部が上方へ移動することによって、延出部との間で絶縁部材の開口部側を挟持するように構成したことに特徴を有する。

【0017】

請求項６記載の強度試験装置は、請求項４又は請求項５の何れかに記載の延出部に、棒状部材のガイド溝が穿設されていることに特徴を有する。

【発明の効果】

【0018】

請求項１記載の発明によれば、試験対象の絶縁部材を試験装置に固定して、当該絶縁部材の閉塞部に棒状部材を電動で押し当てて閉塞部の強度を測定できるので、作業者が試験対象を片手に持ち、他方の手で棒状部材を持って、これを絶縁部材の閉塞部に手動で押し付ける作業をする必要がなく、簡易かつ短時間で強度試験が行える。

【0019】

請求項２記載の発明によれば、棒状部材に加わる圧力が規定負荷となるようにリミットスイッチを作動させることができるので、熟練した作業者の感覚による試験に頼る必要がなく、作業の平準化および試験対象の品質管理が行える。

【0020】

請求項３記載の発明によれば、棒状部材の後退位置の最後部を決定できる。

【0021】

請求項４記載の発明によれば、延出部と挟持部間で試験対象である絶縁部材を簡単かつ確実に固定することができる。

【0022】

請求項５記載の発明によれば、レバーによって挟持部を上動させて延出部との間で試験対象を固定できるので、試験対象のセッティングが単純な動作によって短時間で行える。

【0023】

請求項６記載の発明によれば、延出部に、棒状部材のガイド溝が穿設されているので、棒状部材をガイド溝に沿って確実に試験対象である絶縁部材の中空部に導くことができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本発明の試験装置で強度を確認する絶縁部材を用いる電動機の固定子を第１の樹脂ボビン側からみた斜視図である。

【図2】本発明の試験装置で強度を測定する絶縁部材を用いる電動機の固定子を第２の樹脂ボビン側からみた斜視図である。

【図3】接続部を配置する方法の一例を示す要部拡大斜視図である。

【図4】接続部を覆う絶縁部材を示す斜視図である。

【図5】本発明の試験装置の全体構成を示す斜視図である。

【図6】本発明の試験装置を構成する固定部の起立部を示す斜視図である。

【図7】前記固定部を構成する案内部を示す斜視図である。

【図8】前記固定部を示す斜視図である。

【図9】本発明の試験装置を構成する試験用治具を示す側面図である。

【図10】本発明の試験装置の手動操作部および駆動ベルトを説明する斜視図である。

【図11】前記固定部に絶縁部材を固定する前段階を示す斜視図である。

【図12】前記固定部に絶縁部材を固定した状態を示す斜視図である。

【図13】本発明の試験装置を構成する試験用治具を構成する棒状部材に、前記絶縁部材を設置する前段階を示す側面図である。

【図14】本発明の試験装置を構成する試験用治具を構成する棒状部材に、前記絶縁部材を設置した状態を示す側面図である。

【図15】前記固定部に前記絶縁部材を固定した状態を示す側面図である。

【図16】本発明の試験装置が前進する前段階を示す平面図である。

【図17】本発明の試験装置の前進中の状態を示す平面図である。

【図18】本発明の試験装置の前進が終了した状態を示す平面図である。

【図19】本発明の試験装置を構成する第１のスイッチ部の構成を示す要部拡大斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

本発明の実施の形態を図１乃至図１８により説明する。なお、本実施の形態において、「軸方向」という記載は、回転子が固定子に対して相対的に回転可能に配置されている状態において、回転子の回転中心線Ｐ（図１参照）の延在方向を示す。回転中心線Ｐは「固定子中心線」に対応する。「周方向」という記載は、回転子が固定子に対して相対的に回転可能に配置されている状態において、軸方向に直角な断面で見て、回転中心線（固定子中心線）Ｐを中心とする円周方向を示す。「径方向」という記載は、回転子が固定子に対して相対的に回転可能に配置されている状態において、軸方向に直角な断面で見て、回転中心線（固定子中心線）Ｐを通る方向を示す。「径方向内周側」という記載は、径方向に沿って回転中心線（固定子中心線）Ｐ側を示し、「径方向外周側」という記載は、径方向に沿って回転中心線（固定子中心線）Ｐと反対側を示す。また、樹脂ボビン（第１の樹脂ボビン、第２の樹脂ボビン）に対しては、「軸方向」、「周方向」および「径方向」という記載は、固定子コアに配置された状態における「軸方向」、「周方向」および「径方向」を示す。以下の図１乃至図３においては、紙面上方を「軸方向一方側」といい、紙面下方を「軸方向他方側」という。さらに、図１乃至図３の紙面上方から見て、回転中心線Ｐを中心に、時計方向を「周方向一方側」といい、反時計方向を「周方向他方側」という。勿論、「軸方向一方側」、「軸方向他方側」、「周方向一方側」および「周方向他方側」は、逆方向であってもよい。

【0026】

先ず、本発明の試験装置によって強度試験される絶縁部材を取り付ける電動機等の回転機を構成する固定子構造の一例について説明する。図１は前記回転機を構成する固定子を示す斜視図である。固定子１００は、固定子コア１０１、第１の樹脂ボビン１０２、第２の樹脂ボビン１０３、スロット絶縁部材（図示不可）、固定子巻線１０４、相間絶縁部材１０５によって概略構成されている。図１で例示する固定子１００では、第１の樹脂ボビン１０２および第２の樹脂ボビン１０３が固定子コア１０１と別体に形成されている。

【0027】

固定子コア１０１は、電磁鋼板を積層して構成されている。固定子コア１０１は、略筒状をなし、軸方向一方側に固定子コア端面１０１Ａを有し、軸方向他方側に固定子コア端面１０１Ｂを有している。固定子コア１０１は、周方向に沿って延在する筒状のヨーク１０６と、ヨーク１０６の径方向内周側において、周方向に沿って離間して配置され、かつ、径方向内周側に向けて延在する複数のティース１０７からなり、複数のティース１０７間に複数のスロットが形成される。当該スロットに沿う格好で前記スロット絶縁部材は配置される。スロット絶縁部材は、絶縁特性を有する樹脂によって形成される樹脂フィルムにより形成される。樹脂フィルムとしては、公知の種々の樹脂により形成される樹脂フィルムが用いられる。

【0028】

ティース１０７は、ヨーク１０６から径方向内側に延在するティース基部（図示せず）と、ティース基部の先端部に設けられ、周方向および軸方向に沿って延在するティース先端部１０８を有している。ティース先端部１０８の径方向内周側に固定子コア内側空間１０９が形成され、固定子コア内側空間１０９内に、回転子（図示省略）が回転可能に配置される。回転子としては、公知の種々の構成の回転子が用いられる。固定子１００と、固定子コア内側空間１０９内に配置される回転子によって、電動機等の回転機が構成される。

【0029】

第１の樹脂ボビン１０２および第２の樹脂ボビン１０３は、固定子コア１０１の軸方向両側に配置される。図１では、第１の樹脂ボビン１０２が固定子コア１０１の軸方向一方側（図１において上方）に配置され、第２の樹脂ボビン１０３が固定子コア１０１の軸方向他方側（図１において、下方）に配置される。第１の樹脂ボビン１０２および第２の樹脂ボビン１０３は、絶縁特性を有する樹脂により形成される。第１の樹脂ボビン１０２は、外壁部１１０、複数の内壁部１１１、外壁部１１０と内壁部１１１を連結する図示しない複数の連結部を有している。

【0030】

外壁部１１０は、周方向および軸方向に沿って延在しており、内壁部１１１は、外壁部１１０より径方向内側に配置され、周方向および軸方向に沿って延在している。図示しない連結部は、周方向および径方向に沿って延在し、外壁部１１０と内壁部１１１を連結している。

【0031】

固定子巻線１０４を構成する導線は、固定子コア１０１の軸方向両側に第１の樹脂ボビン１０２と第２の樹脂ボビン１０３が配置された状態で、固定子コア１０１のティース１０７に巻き付けられる。導線は、例えば、銅やアルミニウム等の導電体と、導電体の外周を覆う、絶縁特性を有する被膜によって構成される。導線をティース１０７に巻き付けた巻き付け部分を連続して形成するには、導線を、異なるティース間に配線する必要がある。異なるティースに巻き付けられている巻き付け部を接続する導線（「渡り線」と呼ばれている）は、固定子１００を第２の樹脂ボビン１０３側から見た斜視図に示す第２の樹脂ボビン１０３の外壁部１１２の外周面に形成したガイド溝１１２Ａ～１１２Ｃに配線される。前記巻き付け部を接続する導線は、第２の樹脂ボビン１０３の外壁部１１２に形成した複数の溝１１２Ａ～１１２Ｃを介して外壁部１１２の外周面に渡されて、前記ガイド溝１１３Ａ～１１３Ｃに渡り線として配線される。

【0032】

第２の樹脂ボビン１０３も第１の樹脂ボビン１０２と同様に、外壁部１１２と複数の内壁部１１４、および、外壁部１１２と内壁部１１４を連結する図示しない複数の連結部からなる。外壁部１１２は、周方向および軸方向に沿って延在しており、内壁部１１４は、外壁部１１２より径方向内側に配置されており、周方向および軸方向に沿って延在している。また、図示しない連結部は、周方向および径方向に沿って延在して、外壁部１１２と内壁部１１４を連結している。

【0033】

図１に示す第１の樹脂ボビン１０２側では、固定子巻線１０４の、電源に接続される一方側端部（「電源側リード線」と呼ばれる）が、第１の樹脂ボビン１０２の外壁部１１０と内壁部１１１間の連結部（図示せず）に巻き付けた固定子巻線１０４上（凹部という）内を周方向に沿って引き回される。また、各固定子巻線１０４がスター結線される場合には、各固定子巻線１０４の中性点に接続される他方側端部（「中性点側リード線」と呼ばれる）も、共通接続された状態で、第１の樹脂ボビン１０２の凹部内を周方向に沿って引き回される。

【0034】

前記固定子巻線１０４と電源線との接続部や、各固定子巻線１０４をスター結線する場合の中性点に相当する接続部、あるいは、各固定子巻線１０４をデルタ結線する場合や、直列または並列接続する場合の各接続点は共通接続されて溶着等によって接合される。この場合、接続部は、図３に示すように、絶縁部材１１５によって覆われた状態で、樹脂ボビン１０２の凹部内に周方向に沿って引き回される。

【0035】

一例として、各固定子巻線１０４をスター結線する場合の中性点に相当する接続部（共通接続部）の配置態様を図３に示す。第１～第３の固定子巻線１０４は、電源に接続される一方側端部（電源側リード線であり図示省略）と、中性点に接続される他方側端部（中性点側リード線）１１６Ｕｂ、１１６Ｖｂ、１１６Ｗｂを有しており、一方側端部は、絶縁部材１１７Ｕ～１１７Ｗにより覆われた状態で、第１の樹脂ボビン１０２の凹部内を周方向に沿って引き回されている。絶縁部材１１５としては、例えば、絶縁特性を有するチューブが用いられる。また、他方側端部１１６Ｕｂ～１１６Ｗｂは、共通に接続された状態で、熱溶着等により接合されて共通接続部を形成する。共通接続部は、絶縁部材１１５で覆われる。

【0036】

絶縁部材１１５としては、例えば、図４に示すように、絶縁特性を有する樹脂フィルム１１８により形成される。先ず、絶縁特性を有する樹脂フィルム１１８を筒状に巻付ける。そして、矢印Ａ,Ｂで示す箇所を、超音波溶着方法等を用いて接合し、閉塞部を形成する。これにより、一端側に閉塞部１１５ｂを有し、他端側に開口部１１５ａを有する袋状に形成した絶縁部材１１５が得られる。

【0037】

共通接続部は、開口部１１５ａを介して絶縁部材１１５内に挿入される。また、絶縁部材１１５で覆った共通接続部を、一方側端部を覆っている絶縁部材１１７Ｕ～１１７Ｗの少なくとも１つに取り付ける。例えば、絶縁部材１１５で覆われている共通接続部を、絶縁部材１６０Ｕ,６０Ｖの上に配置した状態で、絶縁部材１１５と絶縁部材１１７Ｕ,１１７Ｖを縛り紐１１９によって縛り付けて第１の樹脂ボビン１０２に固定する。

【0038】

以上のように構成することで、固定子巻線１０４との間で共通接続部をはじめとする各接続部が固定子巻線１０４のコイルエンドと接触することにより、固定子巻線１０４が損傷することを防止できる。したがって、各接続部を覆う絶縁部材１１５は、回転機の振動等によって接続部がこれを破って外部に露出することのないよう、その閉塞部１１５ｂに所定の強度が要求される。本発明は、この絶縁部材１１５の閉塞部１１５ｂの強度を試験するための装置に関する。

【0039】

図５は本発明の強度試験装置ＴＭの全体図を示す斜視図である。強度試験装置ＴＭは、基台１５０上に設置された、電動機などの駆動部２００、制御部３００、動力伝達部４００、可動部５００、プッシュプルゲージ６００、固定部７００、試験用治具８００、スイッチ部９００（９００Ａ,９００Ｂ）、手動操作部１０００から構成されている。

【0040】

駆動部２００は、本体である電動機２０１と、電動機２０１の取付部２０２に連結される支持部２０３と、支持部２０３を基台１５０に固定する固定座２０４を備えている。固定座２０４には、長孔形状の貫通孔２０５が形成されており、当該貫通孔２０５を介して、固定手段２０６によって基台１５０に固定される。そのため、電動機２０１の基台１５０に対する固定位置は、図５に示すＹ軸方向に可変可能である。

【0041】

制御部３００は、電動機２０１の駆動を制御するものであり、電動機２０１の後述する出力軸を正方向および逆方向に所定の回転速度、トルクで回転させる。正方向および逆方向の切り換えは、上面に配置した操作スイッチ３０１によって切り換え可能である。

【0042】

動力伝達部４００は、底部４０１、底部４０１を支える支持脚４０２、底部４０１の長手方向両端に立設する枢支部４０３、枢支部４０３間の底部４０１上にＸ軸方向に配設されるガイドレール４０４、枢支部４０３の各々が具備する図示しない軸受によって回転自在に取り付けられた、外周面に雄ねじを有する回転軸４０５、回転軸４０５の雄ねじに噛み合う雌ねじを備えた螺合部４０６と、螺合部４０６の底面に位置し、螺合部４０６がガイドレール４０４に沿って移動するよう規制するレール受部４０７、螺合部４０６の上面に取り付けられた上面部４０８、回転軸４０５の一方端（固定部７００側）に取り付けられ、回転軸４０５とともに回転する第２の歯車４０９を備えて構成されている。

【0043】

可動部５００は、動力伝達部４００の上面部４０８上に固定される可動板５０１からなり、動力伝達部４００の螺合部４０６がガイドレール４０４に沿って移動することによって、図５のＸ軸方向に移動する。可動板５０１上には、プッシュプルゲージ６００が固定されており、可動板５０１の移動に伴い、プッシュプルゲージ６００も図５のＸ軸方向へ移動する。プッシュプルゲージ６００は、標準的なフォースゲージであり、ロッド６０１に加わる力を計測部６０２で計測可能である。プッシュプルゲージ６００としては、図５に示すメカニカルな構成に限らず、デジタル構成のものであっても良い。

【0044】

固定部７００は、基台１５０に固定されて立設する起立部７０１と、起立部７０１の正面位置に取り付けられる操作部７０２と、操作部７０２によって操作され、上下動する挟持部７０３から構成される。起立部７０１は、図６に示すように、その上部（起立部上部）７０４が略山型状に形成されており、Ｘ軸方向の幅が起立部７０１の下部（起立部下部）７０５の厚みより厚く形成されることで張出部７０６が形成されている。張出部７０６の底面７０６ａの略中央には、固定手段７０７が螺合する係合孔７０８ｂが形成されている。また、略山型状に形成された起立部上部７０４の頂部には、Ｘ軸方向に係合溝７０８が穿設されており、係合溝７０８の底部７０８ａには、固定手段７０９が係合する係合孔（図示せず）が形成されている。係合溝７０８には、略クランク形状の案内部７１０が嵌合され、案内部７１０に形成したねじ孔７１１を介して係合溝７０８の図示しない係合孔に固定手段７０９を螺合し、かつ、張出部７０６の底面７０６ａに形成した係合孔７０８ｂに固定手段７０７を係合することによって、係合溝７０８内に上下方向から固定される。

【0045】

図７に案内部７１０を拡大して示す。案内部７１０は、前述したとおりクランク形状をなし、その先端には、Ｘ軸方向に延出する延出部７１２が形成されている。延出部７１２には、その上面に円弧状のガイド溝７１２ａが形成され、その下面は同様に円弧状に形成（円弧面７１２ｂという）されている。また、延出部７１２の厚みは案内部７１０のその他部位の厚みと比較して薄く形成されている。

【0046】

図８に操作部７０２を示す。操作部７０２は、作業者が手動操作するためのレバー７１３と、レバー７１３の操作によって上下動するロッド７１４を具備したシリンダ７１５から構成されており、起立部下部７０５の正面位置に固定手段７１６を利用して固定されている。

【0047】

挟持部７０３は、操作部７０２のロッド７１４の上端に固定されている。挟持部７０３の上面は、延出部７１２の下面形状と合致する円弧状の溝部７０３ｂが形成されており、レバー７１３の操作によってロッド７１４が上方に伸びた状態で、挟持部７０３の溝部７０３ｂが延出部７１２の下面７１２ｂに一定の付勢力で当接するように設計されている。

【0048】

試験用治具８００は、プッシュプルゲージ６００のロッド６０１の先端に固定される連結治具８０１と、連結治具８０１の反対側（固定部７００側）に取り付けられる棒状部材８０２から構成されている。図９に試験用治具８００を拡大して示す。図９（ａ）は、組み立て前の試験用治具８００を示している。連結治具８０１は、略円筒状をなし、その一方端（同図の右方端）から内部（同図の左方向）に向かって雌ねじ孔８０１ａが形成されており、他方端（同図の左方端）から内部（同図の右方向）に向かって円筒孔８０１ｂが形成されている。また、円筒孔８０１ｂには、その中途位置にねじ切りした横孔８０１ｃが形成されており、横孔８０１ｃは、図９（ａ）の紙面に垂直方向に貫通している。８０１ｄは、連結部材８０１の外周面の所定箇所（例えば、１８０°隔てた２箇所）を穿つようにして形成した平面部である。棒状部材８０２は、その外径寸法が連結部材８０１の円筒孔８０１ｂの径寸法と略同一径に形成された円筒形状の棒部材である。

【0049】

図９（ｂ）は、同図（ａ）に示す試験用治具８００を組み立てた状態を示している。まず、連結部材８０１にプッシュプルゲージ６００のロッド６０１を取り付ける場合は、連結部材８０１の雌ねじ孔８０１ａ内にプッシュプルゲージ６００のロッド６０１を、ロッド６０１の雄ねじ部６０１ａを利用してねじ込むことで連結する。次に、連結部材８０１の円筒孔８０１ｂに棒状部材８０２の右端を挿入し、その状態で、横孔８０１ｃ両端開口部から図示しない固定手段をねじ込むことによって、当該固定手段により棒状部材８０２を両側から挟持して、棒状部材８０２が連結部材８０１から抜脱しないように固定する。なお、この連結作業において、作業者は、連結部材８０１に形成した平面部８０１ｄに適宜、指をあてがうことによって、連結作業の作業性を向上できる。

【0050】

スイッチ部９００は、第１のスイッチ部９００Ａと第２のスイッチ部９００Ｂからなる。第１のスイッチ部９００Ａは、可動部５００の可動板５０１に取り付けられ、可動板５０１とともに移動する底板９０１と、底板９０１上に固定されたスイッチ部本体９０２から構成されている。スイッチ部本体９０２は図１９に示すスイッチ片９０３を備えており、スイッチ片９０３は、プッシュプルゲージ６００のロッド６０１側に延出する延出針９０４と、延出針９０４の先端に取り付けられ、中空部にプッシュプルゲージ６００のロッド６０１を挿通する挿通環９０５を備えて構成されている。第２のスイッチ部９００Ｂは、図５に示す動力伝達部４００の底部４０１側面に取り付けられた固定板９０８と、固定板９０８に固定されたスイッチ部本体９０６から構成されている。スイッチ部本体９０６のスイッチ片９０７は、螺合部４０６の外枠４１０に固定されて、螺合部４０６とともに移動する押下部４１１によって、投入・投入解除が切り換えられる。

【0051】

手動操作部１０００は、ハンドル部１００１と回転軸ロック部１００２から構成されている。ハンドル部１００１は図１０に示すように、回転軸ロック部１００２を介して回転軸４０５に連結されており、ハンドル部１００１を操作することによって、回転軸４０５を手動で正回転または逆回転させることができる。回転軸ロック部１００２は、誤動作等によって回転軸４０５が回転することを防止するための安全機構であり、ロックレバー１００３を操作することにより、回転軸４０５の回転のロック状態と解除状態を切り換えることができる。なお、図１０では、図５に示す制御部３００、固定部７００、スイッチ部９００の図示を省略している。図１０に示すように、前述した駆動部２００を構成する電動機２０１の出力軸２０７の先端には第１の歯車２０８が取り付けられており、回転軸４０５に端部に取り付けられている第２の歯車４０９との間が駆動ベルト２０９によって繋がれており、回転軸４０５は、電動機２０１の駆動によって電動で正回転または逆回転するとともに、手動操作部１０００のハンドル部１００１の操作によって手動で正回転または逆回転することができる。なお、図５では駆動ベルト２０９の図示を省略している。

【0052】

次に、強度試験装置ＴＭの動作について説明する。当該試験装置ＴＭにおいて図４（ｂ）に示す絶縁部材１１５の閉塞部１１５ｂの強度を測定する場合、図８に示すように、固定部７００の案内部７１０を構成する延出部７１２と、該延出部７１２上に位置する棒状部材８０２に、図４（ｂ）に示す絶縁部材１１５を取り付ける。絶縁部材１１５を取り付ける場合は、延出部７１２と棒状部材８０２を、絶縁部材１１５をその開口部１１５ａから覆うように取り付け、図１１に示す状態とする。この状態で、図１１に示すレバー７１３を上へ持ち上げ操作すると、ロッド７１４が上方へ伸び、絶縁部材１１５が挟持部７０３によって挟持される。このとき、挟持部７０３の上面は、図１１に示すように、円弧状の溝部７０３ｂが形成されており、また、案内部７１０を構成する延出部７１２の下面には、図７に示すように、円弧面７１２ｂが形成されているので、溝部７０３ｂと円弧面７１２ｂが合致することにより、絶縁部材１１５を延出部７１２と挟持部７０３間で確実に挟持することができる。

【0053】

図１３乃至図１５は、絶縁部材１１５を固定部７００の起立部７０１に取り付ける場合について説明する側面図である。図１３に示すように、試験用治具８００の棒状部材８０２は、案内部７１０の延出部７１２の上面に形成したガイド溝７１２ａに沿って配置されている。この状態で、絶縁部材１１５の開口部１１５ａから絶縁部材１１５内に棒状部材８０２と延出部７１２が収容されるように嵌め込み、図１４の状態とする。そして、操作部７０２のレバー７１３を操作することによってロッド７１４を上動させて、図１５に示すように、ロッド７１４の上端に備えた挟持部７０３を絶縁部材１１５に当接させる。このとき、挟持部材７０３の円弧状の溝部７０３ｂが、絶縁部材１１５内にある延出部７１２の円弧面７１２ｂと合致することで、絶縁部材１１５は延出部７１２と挟持部材７０３間に確実に挟持される。

【0054】

固定部７００に絶縁部材１１５を挟持したら、図５に示す操作スイッチ３０１を操作して電動機２０１を正回転させる。電動機２０１の駆動により、図１０に示す出力軸２０７が正回転して、その先端に取り付けた第１の歯車２０８が正回転する。これにより、駆動ベルト２０９を介して第２の歯車４０９が回転し、これに接続される回転軸４０５を正回転させる。回転軸４０５が正回転すると、回転軸４０５の雄ねじに噛み合う雌ねじを備えた、図５に示す螺合部４０６が、レール受部４０７をガイドレール４０４に沿って固定部７００側へ移動する。螺合部４０６の移動によって、その上面部４０８上に固定された可動部５００の可動板５０１も移動し、その上面に取り付けたプッシュプルゲージ６００を固定部７００側へ移動（前進）させる。

【0055】

可動板５０１には図１６に示すように、底板９０１が取り付けられており、底板９０１上には第１のスイッチ部９００Ａのスイッチ部本体９０２が固定されているので、プッシュプルゲージ６００の前進とともに、第１のスイッチ部９００Ａのスイッチ部本体９０２も固定部７００側へ移動する。また、プッシュプルゲージ６００の前進によって、ロッド６０１も同様に固定部７００側へ移動する。当該ロッド６０１は、スイッチ部本体９０２の延出針９０４の先端に取り付けられた挿通環９０５内を挿通しているが、プッシュプルゲージ６００の移動とともにスイッチ部本体９０２も移動するので、ロッド６０１と延出針９０４および挿通環９０５の位置関係に変更はない。

【0056】

プッシュプルゲージ６００およびそのロッド６０１の固定部７００側への移動に伴い、ロッド６０１に連結治具８０１を介して接続した棒状部材８０２も固定部７００側へ移動する。このとき、棒状部材８０２は、固定部７００を構成する案内部７１０の延出部７１２に形成したガイド溝７１２ａに沿って移動し、固定部７００に挟持した絶縁部材１１５内を進出する。絶縁部材１１５内を進出した棒状部材８０２は、その先端が絶縁部材１１５の閉塞部１１５ｂに当接し、その後は進出することはない。

【0057】

棒状部材８０２の進出が停止した後も、プッシュプルゲージ６００は、固定部７００側への前進を継続し、図１７に示すように、ロッド６０１の一部がプッシュプルゲージ６００内に押し込まれた状態となる。このとき、絶縁部材１１５の閉塞部１１５ｂには、プッシュプルゲージ６００の移動量に応じた押圧力が加わり、その押圧力はプッシュプルゲージ６００の計測部６０２で計測可能である。

【0058】

また、プッシュプルゲージ６００の移動が継続することに伴い、底板９０１上のスイッチ部本体９０２も移動するが、図１７に示す状態では、スイッチ部本体９０２に取り付けたスイッチ片９０３の延出針９０４に接続される挿通環９０５は、連結治具８０１に接触していない。

【0059】

図１７に示す状態からさらにプッシュプルゲージ６００が固定部７００側へ移動すると、底板９０１上のスイッチ部本体９０２も移動するので、図１８に示すように、ロッド６０１はさらにプッシュプルゲージ６００内に押し込まれる。このとき、スイッチ片９０３の挿通環９０５が連結治具８０１に接触する。挿通環９０５が連結治具８０１に接触した後、さらにプッシュプルゲージ６００およびスイッチ部本体９０２が前進することにより、挿通環９０５を介して延出針９０４が反時計方向に回転し、スイッチ部本体９０２のスイッチを作動させる。

【0060】

スイッチ部本体９０２の作動によって、制御部３００は、図１０に示す電動機２０１の駆動が停止し、プッシュプルゲージ６００およびスイッチ部本体９０２がこれ以上、固定部７００側へ移動することを防止する。この状態で、棒状部材８０２によって絶縁部材１１５の閉塞部１１５ｂに加わる押圧力（規定負荷）は、閉塞部１１５ｂの強度試験荷重であり、計測部６０２によって表示される。つまり、当該強度試験荷重を加えた状態で、絶縁部材１１５の閉塞部１１５ｂが破れたり、割けたりすることなければ、当該絶縁部材１１５は強度試験に合格したということになる。逆に、破れたり、割けたりする場合、当該絶縁部材１１５は強度試験に不合格ということになる。

【0061】

当該強度試験が終了した後は、図５に示す操作スイッチ３０１を操作して、電動機２０１を逆回転させると、図１０に示す出力軸２０７が逆回転して、先端に取り付けた第１の歯車２０８が逆回転する。これにより、駆動ベルト２０９を介して第２の歯車４０９が回転し、これに接続される回転軸４０５を逆回転させる。回転軸４０５が逆回転すると、回転軸４０５の雄ねじに噛み合う雌ねじを備えた、図５に示す螺合部４０６が、レール受部４０７をガイドレール４０４に沿って、固定部７００と反対側へ移動（後退）する。螺合部４０６の後退によって、その上面部４０８上に固定された可動部５００の可動板５０１も移動し、上面に取り付けたプッシュプルゲージ６００を固定部７００と反対側へ移動させる。

【0062】

可動板５０１には図１８に示すように、底板９０１が取り付けられており、底板９０１上には第１のスイッチ部９００Ａのスイッチ部本体９０２が固定されているので、プッシュプルゲージ６００の移動とともに、第１のスイッチ部９００Ａのスイッチ部本体９０２も固定部７００と反対側へ移動する。また、プッシュプルゲージ６００の移動によって、プッシュプルゲージ６００内に押し込まれていたロッド６０１が図１８に示す状態から図１７に示すように外部へ露出し、さらに、プッシュプルゲージ８００が後退すると、図１７に示すように、スイッチ部本体９０２の延出針９０４の先端に取り付けられた挿通環９０５と連結治具８０１の接触が解かれる。このとき、棒状部材８０２による絶縁部材１１５の閉塞部１１５ｂへの押圧力は低下し、計測部６０２で確認できる。

【0063】

プッシュプルゲージ６００の後退がさらに進むと、ロッド６０１の露出量が増した
図１６に示す状態に推移する。このとき、棒状部材８０２による絶縁部材１１５の閉塞部１１５ｂへの押圧力は完全に解かれ、押圧力が加わっていないことが計測部６０２によって確認できる。

【0064】

プッシュプルゲージ６００の後退がある程度進んだとき、図５に示す第２のスイッチ部９００Ｂを構成するスイッチ部本体９０６のスイッチ片９０７が、螺合部４０６の外枠４１０に固定されて、螺合部４０６とともに移動する押下部４１１によって投入される。スイッチ部本体９０６の作動によって、制御部３００は、図１０に示す電動機２０１の駆動を停止し、プッシュプルゲージ６００がこれ以上、後退することを防止する。以上の動作によって、固定部材７００に固定した状態にある絶縁部材１１５の強度試験を終了する。

【0065】

強度試験が終了した絶縁部材１１５は、図１２に示す操作部７０２のレバー７１３を下げることでロッド７１４を図１１に示すように下げ、シリンダ７１５内に収容する。これにより、ロッド７１４の上端に接続されている挟持部７０３も下降し、絶縁部材１１５の挟持状態が解かれる。挟持状態が解かれたら、絶縁部材１１５を棒状部材８０２および延出部７１２から引き抜き、図８に示す状態とする。その後は、前述したと同様の動作を繰り返すことにより、複数の絶縁部材１１５の強度試験を連続的に実施することが可能となる。

【0066】

以上説明したように、本発明の強度試験装置によれば、試験対象の絶縁部材を試験装置に固定して、当該絶縁部材の閉塞部に棒状部材を電動で押し当てて閉塞部の強度を測定できるので、試験自体を半自動化でき、簡易かつ短時間で強度試験が行える。また、棒状部材に加わる圧力が一定圧力となるようにリミットスイッチを作動させることができるので、熟練した作業者の感覚に頼る必要がなく、試験の平準化および試験対象の品質管理が行える。

【0067】

なお、本発明は、実施形態で説明した構成に限定されず、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲で種々の変動、追加、削除が可能である。例えば、第１の歯車２０８と第２の歯車４０９間は駆動ベルト２０９にて連結する場合に限らず、歯車機構によって連結してもよい。また、手動操作部１０００は本試験装置の必須の構成要素ではなく、削除して構成しても良い。

【産業上の利用可能性】

【0068】

棒状部材の押圧力によって強度を確認できるあらゆる部材の試験装置として適用可能である。

【符号の説明】

【0069】

１００ 固定子
１０１ 固定子コア
１０１Ａ,１０１Ｂ 固定子コア端面
１０２ 第１の樹脂ボビン
１０３ 第２の樹脂ボビン
１０４ 固定子巻線
１０５ 相間絶縁紙
１０６ ヨーク
１０７ ティース
１０８ ティース先端部
１０９ 固定子コア内側空間
１１０,１１２ 外壁部
１１１,１１４ 内壁部
１１３Ａ～１１３Ｃ ガイド溝
１１５ 絶縁部材
１１５ａ 開口部
１１５ｂ 閉塞部
１１６Ｕｂ,１１６Ｖｂ,１１６Ｗｂ 中性点側リード線
１１７Ｕ,１１７Ｖ,１１７Ｗ 絶縁部材
１１８ 樹脂フィルム
１１９ 縛り紐
１５０ 基台
２００ 駆動部
２０１ 電動機
２０２ 取付部
２０３ 支持部
２０４ 固定座
２０５ 貫通孔
２０６ 第１の固定手段
２０７ 出力軸
２０８ 第１の歯車
２０９ 駆動ベルト
３００ 制御部
３０１ 操作スイッチ
４００ 動力伝達部
４０１ 底部
４０２ 支持脚
４０３ 枢支部
４０４ ガイドレール
４０５ 回転軸
４０６ 螺合部
４０７ レール受部
４０８ 上面部
４０９ 第２の歯車
４１０ 外枠
４１１ 押下部
５００ 可動部
５０１ 可動板
６００ プッシュプルゲージ
６０１ ロッド
６０１ａ 雄ねじ部
６０１ｂ 貫通孔
６０２ 計測部
７００ 固定部
７０１ 起立部
７０２ 操作部
７０３ 挟持部
７０３ｂ 溝部
７０４ 起立部上部
７０５ 起立部下部
７０６ 張出部
７０６ａ 底面
７０７,７０９,７１６ 固定手段
７０８ａ 底部
７０８ｂ 係合孔
７１０ 案内部
７１１ ねじ孔
７１２ 延出部
７１２ａ ガイド溝
７１２ｂ 円弧面
７１３ レバー
７１４ ロッド
７１５ シリンダ
８００ 試験用治具
８０１ 連結治具
８０１ａ 雌ねじ孔
８０１ｂ 円筒孔
８０１ｃ 横孔
８０１ｄ 平面部
８０２ 棒状部材
９００ スイッチ部
９００Ａ 第１のスイッチ部
９００Ｂ 第２のスイッチ部
９０１ 底板
９０２,９０６ スイッチ部本体
９０３,９０７ スイッチ片
９０４ 延出針
９０５ 挿通環
９０８ 固定板
１０００ 手動操作部
１００１ ハンドル部
１００２ 回転軸ロック部
１００３ ロックレバー
ＴＭ 強度試験装置

【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】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】