JP2003254742A - モータコア内径測定装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 モータコアの内径形状や真円度及び磁気特性
を、容易にかつ高精度に測定できるモータコア内径測定
装置および方法を得る。 【解決手段】 モータコア１を固定する測定台８と、モ
ータコア１内に中心軸を一致させてモータコア１に対し
て回転自在に設けられた回転軸５と、回転軸５から支持
されモータコア１の内周面近傍の所定位置に配置されモ
ータコア１の内周面の位置を検出する検出手段３ａ，３
ｂと、回転軸５に接続され回転軸５を軸回りに旋回させ
ることにより検出手段３ａ，３ｂをモータコアの内周面
に沿って移動させる旋回手段６と、検出手段３ａ，３ｂ
の検出結果に基づいてモータコア１の真の中心位置、内
径形状及び真円度を演算する演算手段１０とを備えてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、モータや圧縮機
を構成部品の一つであるモータコアの成形に際し、モー
タコアの内径形状や真円度及び磁気特性を測定するため
のモータコア内径測定装置および方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】回転電機の固定子鉄心であるモータコア
は、一般に打ち抜き加工によって作製された磁性薄板部
材を多数枚積層することにより構成されている。このよ
うに構成されたモータコアを図４に示す。このように磁
性薄板部材が積層されて作製されたモータコアは、中心
軸方向に突出する複数の分割コア１２を有している。隣
接する分割コア１２間には、巻線を巻回するために隙間
が形成されている。

【０００３】分割コア１２の内面の形状や分割コア１２
の内面を連続させて円と見たときの真円度は、モータの
性能に大きな影響を与える。近年、モータの小型化・高
出力化が進んできており、モータの性能に大きな影響を
与えるモータコア内面の形状や真円度は、非常に正確と
されることが望まれている。これに伴い、モータコア内
面の形状や真円度を正確に測定する技術や、各分割コア
の磁気特性のばらつきを正確に測定・検査する技術の開
発が望まれている。

【０００４】従来、モータコアのような円筒状対象物の
内径を測定する場合、インサイドマイクロメータを用い
て測定することが多かった。この方法は、被測定物の内
径において、被測定物の中心を通り、かつ被測定物の内
面に対して垂直になる様にインサイドマイクロメータを
位置決めし、その内径を測定するものである。この方法
により複数の測定個所において内径を測定し、被測定物
の内径形状や真円度を求めることができる。

【０００５】一方、従来の円筒状対象物の内径を測定す
る技術として、特開２０００−２９２１６１号公報に
は、内径を接触式の検出手段で測定する真円度測定器が
開示されている。この真円度測定器では、接触式の検出
手段を被測定物の内径に沿って回転させることで、内径
全周の変位を容易に短時間で測定することができる。さ
らに特開平７−４３１１９号公報に開示されている管体
の寸法測定装置によれば、非接触のレーザ変位計を検出
手段として円筒状対象物の内径を測定している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来技術には次のような問題点があった。まず、インサ
イドマイクロメータによる測定は、被測定物内面のポイ
ント測定であるため、内面全周における内径形状を高精
度で求めることが難しかった。そして、測定精度を上げ
るためにはインサイドマイクロメータの測定ポイントを
増やす必要があり、作業性の低下および作業時間の増大
を招いたので問題であった。

【０００７】また、特開２０００−２９２１６１号公報
による真円度測定器では、接触式の検出手段を用いてい
るので、モータコアのように内面に溝や隙間を有してい
る被測定物の場合、被測定物の内面に沿って検出手段を
接触させながら回転させることができず、内面形状や真
円度の測定が非常に困難になるので問題であった。

【０００８】一方、特開平７−４３１１９号公報による
管体の寸法測定装置においては、非接触のレーザ変位計
を検出手段としているため、モータコアのような溝や隙
間を有している被測定物でも内面形状や真円度の測定は
可能であるが、モータコアにおけるもう一つの測定・検
査項目である各分割コアの磁気特性を検出することがで
きないので問題であった。

【０００９】この発明は上記のような問題点を解決する
ためなされたもので、モータコアの内径形状や真円度及
び磁気特性を、容易にかつ高精度に測定できるモータコ
ア内径測定装置および方法を提供することを目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明に係るモータコ
ア内径測定装置は、モータコアを固定する測定台と、モ
ータコア内に中心軸を一致させてモータコアに対して回
転自在に設けられた回転軸と、回転軸から支持されモー
タコアの内周面近傍の所定位置に配置されモータコアの
内周面の位置を検出する検出手段と、回転軸に接続され
回転軸を軸回りに旋回させることにより検出手段をモー
タコアの内周面に沿って移動させる旋回手段と、検出手
段の検出結果に基づいてモータコアの真の中心位置、内
径形状及び真円度を演算する演算手段とを備えている。

【００１１】また、検出手段は、複数個の変位センサで
ある。

【００１２】また、複数個の変位センサは、回転軸の軸
方向に所定の距離ずらした位置に設けられている。

【００１３】また、複数個の変位センサは、モータコア
を周方向に等分割した位置でかつ回転軸の軸方向に所定
の距離ずらした位置に設けられている。

【００１４】また、変位センサは、非接触の渦電流式変
位センサである。

【００１５】また、回転軸に接続され回転軸を軸方向に
移動させることにより、検出手段をモータコアの内部と
外部との間で出入させる昇降機構をさらに備えている。

【００１６】また、この発明に係るモータコア内径測定
方法は、モータコアを測定台に固定する測定対象固定工
程と、モータコアの内周面近傍の所定位置に検出手段を
設置する検出手段設置工程と、検出手段をモータコアの
中心軸を中心に内周面に沿って移動するように旋回さ
せ、モータコアの内径変位量を検出する内径変位量検出
工程と、検出手段の検出結果に基づいてモータコアの真
の中心位置、内径形状及び真円度を演算する演算工程を
有する。

【００１７】また、検出手段設置工程は、複数の検出手
段を回転軸方向に所定の距離ずらした位置にそれぞれ設
置し、内径変位量検出工程は、複数の検出手段を同時に
旋回させることでモータコアの複数の測定断面を同時に
測定し、演算工程は、複数の測定断面に基づいてモータ
コアの円筒度を演算する。

【００１８】また、検出手段設置工程は、複数の検出手
段を周方向に等分割した位置でかつ回転軸方向に一致し
た位置にそれぞれ設置し、内径変位量検出工程は、複数
の検出手段を同時に旋回させることで周方向に等分割し
た複数の内周面の内径変位量を同時に測定し、演算工程
では、複数の測定結果を統合して１つの測定断面を求め
る。

【００１９】また、検出手段は、非接触の渦電流式変位
センサである。

【００２０】また、演算工程は、非接触の渦電流式変位
センサの検出結果に基づいてモータコアの磁気特性を求
める。

【００２１】

【発明の実施の形態】実施の形態１．以下、この発明の
実施の形態を図に基づいて説明する。図１はこの発明の
モータコア内径測定装置と測定対象であるモータコアの
要部側断面図である。本実施の形態のモータコア内径測
定装置は、まず検出手段として２つの渦電流式の変位セ
ンサ３ａ，３ｂを有している。この２つの渦電流式の変
位センサ３ａ，３ｂは、中心に対して対向する位置に設
けられ、中心に設けられてた回転軸５から外方向に延び
る支持アーム４ａ，４ｂの外側端部にそれぞれ取付高さ
調整治具１１ａ，１１ｂを介して固定されている。

【００２２】２つの変位センサ３ａ，３ｂは取付高さ調
整治具１１ａ，１１ｂにより、軸方向に互いに異なる高
さに固定されている。変位センサ３ａ，３ｂ及び取付高
さ調整治具１１ａ，１１ｂを搭載する支持アーム４ａ，
４ｂは、内側端部を回転軸５に固定されている。回転軸
５は上端部を旋回手段としてのサーボモータ６に接続さ
れている。サーボモータ６は、回転軸５を図中矢印Ａで
示すように中心軸を中心に回転させる。サーボモータ６
と回転軸５は、昇降機構７に固定されている。昇降機構
７は、図示しない支持治具によって測定台８に対して固
定されている。昇降機構７は、サーボモータ６と回転軸
５を図中矢印Ｂで示すように軸芯に沿って上下に移動さ
せる。

【００２３】次に、本実施の形態におけるモータコアの
内径測定手順を説明する。まず、測定対象のモータコア
１が、モータの外殻であるハウジング２に固定された状
態で、測定台８に位置決めピン９を基準にして位置決め
されて固定される。位置決めピン９は、回転軸５の中心
線上に設けられている（測定対象固定工程）。

【００２４】次に、支持アーム４ａ，４ｂとそれに搭載
された変位センサ３ａ，３ｂ及び取付高さ調整治具１１
ａ，１１ｂ（以下、これらをまとめてセンサヘッド２０
と称す）が、昇降機構７によりモータコア１内に挿入さ
れる。この動作により、変位センサ３ａ，３ｂは、モー
タコア１の内周面近傍の所定位置に設置される（検出手
段設置工程）。

【００２５】その後、サーボモータ６によってセンサヘ
ッド２０が旋回する。この旋回に伴い、変位センサ３
ａ，３ｂは、モータコア１の内面を測定する（内径変位
量検出工程）。

【００２６】変位センサ３ａ，３ｂで測定された変位量
とサーボモータ６のエンコーダより出力された回転角が
演算手段１０に取り込まれる。演算手段１０は、１回転
分の変位量に回転中心から変位センサ３ａ，３ｂまでの
距離を加算して内径データを求め、内径データと回転角
データを基に、分割コア間の隙間のデータを除去した
後、最小二乗法などの演算処理を行って、モータコア内
径の形状・真の中心・真円度を算出する（演算工程）。

【００２７】図２に９個の分割コア１２を有するモータ
コア１を測定した場合における、内径形状（測定断面）
の測定結果の一例を示す。図では、２つの変位センサ３
ａ，３ｂで測定した内径形状を重ねて表示している。ま
た、内径形状の凹凸を強調するため、拡大表示してい
る。線が途切れている部分が、コアの分割部である。真
円度は、この内径データの最大値と最小値の差を取って
算出される。また、測定した２つの内径形状（測定断
面）の真の中心座標を比較することで、モータコア１の
円筒度を算出することができる。

【００２８】次に、本実施の形態におけるモータコア１
の磁気特性検査について説明する。渦電流式の変位セン
サ３ａ，３ｂは、測定対象を構成する材質の磁気特性を
利用して測定対象までの変位量を求めるセンサである。
ここで、各分割コア１２の真の中心からの距離（以下、
真の半径と称す）がほぼ一定なモータコア１に対し、上
記と同じ手順で内径測定を行った場合を考える。各分割
コア１２に磁気特性のばらつきがなければ、例えば９個
に分割されたモータコア１を測定すると、図２の様に各
分割コア１２の真の半径がほぼ一定となる内径形状が得
られる。しかし、分割コア１２の磁気特性にばらつきが
ある場合は、図３のように磁気特性の異なる分割コア１
２だけが異常に真の半径が大きく（もしくは小さく）な
った内径形状が得られる。この様な磁気特性のばらつき
は、モータの性能に悪い影響を与えるため、各分割コア
１２における真の半径のばらつき量に一定の閾値を定め
ることで、モータコアの磁気特性ばらつきを検査するこ
とができる。

【００２９】このように、本実施の形態によれば、モー
タコア１の内径形状（測定断面）や真の中心及び真円度
を、容易にかつ高精度に測定することができ、また磁気
特性を容易に検査することができる。

【００３０】尚、本実施の形態においては、２個の変位
センサを用いて同時に２個の測定断面を測定する例を示
したがこれに限られることはなく、例えば３個以上の複
数個の変位センサを用いて同時に３個以上の複数個の測
定断面を測定しても良い。

【００３１】さらに、本実施の形態においては、複数個
の変位センサ３ａ，３ｂの固定位置をモータコアの高さ
方向にずらして内径測定することで、同時に複数の断面
を測定する例を示したがこれに限られることはなく、例
えば、高さ方向の位置を同一にした複数個の変位センサ
を用いて測定しても良い。この場合、変位センサの数に
応じてセンサヘッドの回転角度は少なくなり、短時間で
測定を行うことができる。

【００３２】さらにまた、本実施の形態においては、測
定対象であるモータコア１をハウジング２に固定した状
態で測定したがこれに限られることはなく、例えばモー
タコア１そのものを測定台８上に位置決めして内径の測
定を行っても良い。

【００３３】

【発明の効果】この発明に係るモータコア内径測定装置
は、モータコアを固定する測定台と、モータコア内に中
心軸を一致させてモータコアに対して回転自在に設けら
れた回転軸と、回転軸から支持されモータコアの内周面
近傍の所定位置に配置されモータコアの内周面の位置を
検出する検出手段と、回転軸に接続され回転軸を軸回り
に旋回させることにより検出手段をモータコアの内周面
に沿って移動させる旋回手段と、検出手段の検出結果に
基づいてモータコアの真の中心位置、内径形状及び真円
度を演算する演算手段とを備えているので、モータコア
の内径形状や真の中心及び真円度を、容易にかつ高精度
に測定することができる。

【００３４】また、検出手段は、複数個の変位センサで
あるので、モータコアの内径形状や真の中心や真円度及
び円筒度を、容易にかつ高精度に測定することができ
る。

【００３５】また、複数個の変位センサは、回転軸の軸
方向に所定の距離ずらした位置に設けられているので、
モータコアの内径形状や真の中心や真円度及び円筒度
を、容易にかつ高精度に測定することができる。

【００３６】また、複数個の変位センサは、モータコア
を周方向に等分割した位置でかつ回転軸の軸方向に所定
の距離ずらした位置に設けられているので、測定対象の
内径形状を短時間で測定することができる。

【００３７】また、変位センサは、非接触の渦電流式変
位センサであるので、被測定物が溝や隙間を有するモー
タコアであっても、容易に内面形状や真円度の測定をす
ることができ、またモータコアの磁気特性を検査するこ
とができる。

【００３８】また、回転軸に接続され回転軸を軸方向に
移動させることにより、検出手段をモータコアの内部と
外部との間で出入させる昇降機構をさらに備えているの
で、モータコアに対して、検出手段を所定の位置に容易
にセッティングすることができ、作業性が向上する。

【００３９】また、この発明に係るモータコア内径測定
方法は、モータコアを測定台に固定する測定対象固定工
程と、モータコアの内周面近傍の所定位置に検出手段を
設置する検出手段設置工程と、検出手段をモータコアの
中心軸を中心に内周面に沿って移動するように旋回さ
せ、モータコアの内径変位量を検出する内径変位量検出
工程と、検出手段の検出結果に基づいてモータコアの真
の中心位置、内径形状及び真円度を演算する演算工程を
有するので、モータコアの内径形状や真の中心及び真円
度を、容易にかつ高精度に測定することができる。

【００４０】また、検出手段設置工程は、複数の検出手
段を回転軸方向に所定の距離ずらした位置にそれぞれ設
置し、内径変位量検出工程は、複数の検出手段を同時に
旋回させることでモータコアの複数の測定断面を同時に
測定し、演算工程は、複数の測定断面に基づいてモータ
コアの円筒度を演算するので、モータコアの内径形状や
真の中心や真円度及び円筒度を、容易にかつ高精度に測
定することができる。

【００４１】また、検出手段設置工程は、複数の検出手
段を周方向に等分割した位置でかつ回転軸方向に一致し
た位置にそれぞれ設置し、内径変位量検出工程は、複数
の検出手段を同時に旋回させることで周方向に等分割し
た複数の内周面の内径変位量を同時に測定し、演算工程
では、複数の測定結果を統合して１つの測定断面を求め
るので、測定対象の内径形状を短時間で測定することが
できる。

【００４２】また、検出手段は、非接触の渦電流式変位
センサであるので、被測定物が溝や隙間を有するモータ
コアであっても、容易に内面形状や真円度の測定をする
ことができる。

【００４３】また、演算工程は、非接触の渦電流式変位
センサの検出結果に基づいてモータコアの磁気特性を求
めるので、モータコアの内径形状や真の中心及び真円度
を容易にかつ高精度に測定し、かつモータコアの磁気特
性を検査することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明のモータコア内径測定装置と測定対
象であるモータコアの要部側断面図である。

【図２】 この発明の実施の形態における、内径形状を
測定した結果の一例である。

【図３】 この発明の実施の形態における、各分割コア
の真の半径はほぼ一定であるが、分割コアに磁気特性の
ばらつきがあるモータコアを測定した結果の一例であ
る。

【図４】 モータコアの一部分を示す上面図である。

【符号の説明】

１ モータコア、２ ハウジング、３ａ，３ｂ 変位セ
ンサ(検出手段)、４ａ，４ｂ 支持アーム、５ 回転
軸、６ サーボモータ(旋回手段)、７ 昇降機構、８
測定台、９ 位置決めピン、１０ 演算手段、１１ａ，
１１ｂ 取付高さ調整治具、１２ 分割コア。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０１Ｂ 21/20 Ｇ０１Ｂ 21/30 １０１Ｚ 21/30 １０１ 7/12 Ｂ Ｆターム(参考） 2F063 AA03 AA20 AA43 AA46 BA30 BC02 BD12 CA11 DA01 DB07 DC08 DD03 HA01 KA01 2F069 AA13 AA40 AA56 AA57 BB40 CC03 DD15 GG06 GG51 GG58 GG63 JJ10 NN17

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータコアを固定する測定台と、 前記モータコア内に中心軸を一致させて該モータコアに
   対して回転自在に設けられた回転軸と、 前記回転軸から支持され前記モータコアの内周面近傍の
   所定位置に配置され該モータコアの内周面の位置を検出
   する検出手段と、 前記回転軸に接続され該回転軸を軸回りに旋回させるこ
   とにより前記検出手段を前記モータコアの内周面に沿っ
   て移動させる旋回手段と、 前記検出手段の検出結果に基づいて前記モータコアの真
   の中心位置、内径形状及び真円度を演算する演算手段と
   を備えたことを特徴とするモータコア内径測定装置。
2. 【請求項２】 前記検出手段は、複数個の変位センサで
   あることを特徴とする請求項１に記載のモータコア内径
   測定装置。
3. 【請求項３】 前記複数個の変位センサは、前記回転軸
   の軸方向に所定の距離ずらした位置に設けられているこ
   とを特徴とする請求項２に記載のモータコア内径測定装
   置。
4. 【請求項４】 前記複数個の変位センサは、前記モータ
   コアを周方向に等分割した位置でかつ前記回転軸の軸方
   向に所定の距離ずらした位置に設けられていることを特
   徴とする請求項２に記載のモータコア内径測定装置。
5. 【請求項５】 前記変位センサは、非接触の渦電流式変
   位センサであることを特徴とする請求項２から４のいず
   れかに記載のモータコア内径測定装置。
6. 【請求項６】 前記回転軸に接続され該回転軸を軸方向
   に移動させることにより、前記検出手段を前記モータコ
   アの内部と外部との間で出入させる昇降機構をさらに備
   えたことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載
   のモータコア内径測定装置。
7. 【請求項７】 モータコアを測定台に固定する測定対象
   固定工程と、 前記モータコアの内周面近傍の所定位置に検出手段を設
   置する検出手段設置工程と、 前記検出手段を該モータコアの中心軸を中心に内周面に
   沿って移動するように旋回させ、該モータコアの内径変
   位量を検出する内径変位量検出工程と、 前記検出手段の検出結果に基づいて前記モータコアの真
   の中心位置、内径形状及び真円度を演算する演算工程と
   を有することを特徴とするモータコア内径測定方法。
8. 【請求項８】 前記検出手段設置工程は、複数の前記検
   出手段を回転軸方向に所定の距離ずらした位置にそれぞ
   れ設置し、 前記内径変位量検出工程は、前記複数の検出手段を同時
   に旋回させることで前記モータコアの複数の測定断面を
   同時に測定し、 前記演算工程は、前記複数の測定断面に基づいて前記モ
   ータコアの円筒度を演算することを特徴とする請求項７
   に記載のモータコア内径測定方法。
9. 【請求項９】 前記検出手段設置工程は、複数の前記検
   出手段を周方向に等分割した位置でかつ回転軸方向に一
   致した位置にそれぞれ設置し、 前記内径変位量検出工程は、前記複数の検出手段を同時
   に旋回させることで周方向に等分割した複数の内周面の
   内径変位量を同時に測定し、 前記演算工程では、前記複数の測定結果を統合して１つ
   の測定断面を求めることを特徴とする請求項７に記載の
   モータコア内径測定方法。
10. 【請求項１０】 前記検出手段は、非接触の渦電流式変
    位センサであることを特徴とする請求項７から９のいず
    れかに記載のモータコア内径測定方法。
11. 【請求項１１】 前記演算工程は、前記非接触の渦電流
    式変位センサの検出結果に基づいてモータコアの磁気特
    性を求めることを特徴とする請求項１０に記載のモータ
    コア内径測定方法。