JP5468458B2 - ロータの検査方法及びロータの検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、ロータに備えられた磁性部材を無着磁状態で検査するそのロータの検査方法及びロータの検査装置に関するものである。

従来よりモータの特性などを検査するべく様々な検査方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
このような検査方法として例えばロータを抜き取りで検査する際に、そのロータに設けられる磁性部材の配向方向などを検査するロータの検査方法が知られている。このロータの検査方法において、ロータに設けられる磁性部材の配向方向などの磁性部材の特性を検査する場合には、一時的に磁性部材を着磁した状態で検査を実施することが一般的である。しかしながら、ロータとステータとを組付けてモータを製造する場合には、組付け容易性や磁性部材への鉄粉の付着を抑えるなどの様々な理由から磁性部材を無着磁状態でその磁性部材が設けられるロータとステータとを組付けることが望ましい。このため、前述のロータの検査方法にて一度着磁した磁性部材をステータと組付ける際には脱磁を行う必要がある。

特開平５−１９６７０２号公報

ところで、上記のようなロータの検査方法では、検査実施の際に使用したロータ（磁性部材）は、一度着磁した磁性部材をステータとの組付け時には脱磁する必要があるが、完全に脱磁することは困難である。また、一度脱磁を行った磁性部材に対して再度着磁を実施したとしても脱磁の影響による劣化によって所望の特性を得ることが難しい。このため、検査で使用したロータ（磁性部材）を廃却するといった無駄が生じており、このことがロータの生産性、ひいてはモータの生産性を悪化させることとなっていた。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、ロータ及びモータの生産性の向上に寄与することができるロータの検査方法及びロータの検査装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、ロータに備えられた磁性部材を無着磁状態で検査するそのロータの検査方法であって、前記ロータの径方向対向位置に設けられるとともに電流を印加して励磁する励磁手段と、前記磁性部材の配向方向及び磁性部材の有無の少なくとも一方によって変化する前記励磁手段の電圧値を検知する電圧検知手段とを用い、前記複数の磁性部材が設けられる前記ロータを前記励磁手段に対して相対回動させるとともに、前記磁性部材によって変化される前記励磁手段の電圧値の変化を前記電圧検知手段にて検知することで前記磁性部材の配向方向及び磁性部材の有無の少なくとも一方を検査することをその要旨とする。

この発明では、ロータの径方向対向位置に設けられるとともに電流が印加されて励磁される励磁手段と、無着磁状態の磁性部材の配向方向及び磁性部材の有無によって変化する励磁手段の電圧値を検知する電圧検知手段とが備えられる。複数の磁性部材が設けられるロータが励磁手段に対して相対回動されるとともに、磁性部材によって変化される励磁手段の電圧値の変化を電圧検知手段にて検知することで磁性部材の配向方向及び磁性部材の有無の少なくとも一方が検査される。このように、無着磁状態の磁性部材の配向方向及び磁性部材の有無によって変化する励磁手段の挙動をその励磁手段間の電圧値を電圧検知手段によって検出することで磁性部材の配向方向や磁性部材の有無を検査することができる。このため、ステータとの組付けの際には無着磁状態の磁性部材を有するロータとしてステータと組み付けることができる。ステータとの組付け後にロータの磁性部材を着磁する場合、それ以前に脱磁を行っていないため、モータとして所望の特性を得ることが可能となる。これにより、従来のようにロータの検査に伴ってその検査に使用したロータの廃却が不要となるため、ロータ及びモータの生産性を向上させることが可能となる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のロータの検査方法において、前記励磁手段は、径方向に突出して前記ロータと対向するティース部と該ティース部に巻回されるとともに電流が印加される巻線とを有するステータで構成されるものであり、前記電圧検知手段は前記巻線間の電圧値の変化を検知することで前記磁性部材の配向方向及び磁性部材の有無の少なくとも一方を検査することをその要旨とする。

この発明では、励磁手段は、径方向に突出して前記ロータと対向するティース部とこのティース部に巻回されるとともに電流が印加される巻線を有するステータで構成される。このように、励磁手段がロータと組付けられるステータにて構成されるため、ステータと異なる励磁手段を別途設ける必要がない。これにより、ステータ以外の励磁手段を別途設けた場合と比較して検査にかかるコストを抑えることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のロータの検査方法において、前記励磁手段は、複数設けられる前記ティース部のいずれか１つのみに巻線が巻回されて構成され、前記電圧検知手段は、巻線が巻回されるティース部に対して前記ロータが１回転以上回動される際の前記巻線間の電圧値の変化を検知することで前記磁性部材の配向方向及び磁性部材の有無の少なくとも一方を検査することをその要旨とする。

この発明では、励磁手段は複数設けられるティース部のいずれか１つのみに巻線が巻回されて構成されるとともに、電圧検知手段は巻線が巻回されるティース部に対してロータが１回転以上回動される際の巻線間の電圧値の変化が検知されることで磁性部材の配向方向及び磁性部材の有無の少なくとも一方が検査される。このように、ロータの検査の段階において、複数のティースの内の１つのみに巻線が巻回される構成であるため、簡素な構成にてロータ（磁性部材）の検査を行うことができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載のロータの検査方法であって、前記ロータに備えられる前記磁性部材は、周方向等間隔の空隙を有した異方性磁性材料で構成されるものであり、その磁性部材を有するロータの検査を行うことをその要旨とする。

この発明では、ロータに備えられる磁性部材は周方向等間隔の空隙を有した異方性磁性材料で構成され、その磁性部材を有するロータの検査が行われる。このように、ロータに備えられる磁性部材が周方向等間隔の空隙を有した異方性磁性材料であるため、等方性磁性材料であったり空隙を有しない環状（リング）タイプの磁性材料である場合と比較して電圧検知手段による電圧値の変化（振幅）が大きくなるため、配向違いの磁性材料や磁性材料が無いなどの所謂不良品のロータであるか否かを容易に検査することが可能となる。

請求項５に記載の発明は、ロータに備えられた磁性部材を無着磁状態で検査するそのロータの検査装置であって、前記ロータの径方向対向位置に設けられるとともに電流を印加して励磁する励磁手段と、該励磁手段に対して相対回動されるロータに設けられる前記磁性部材の配向方向及び磁性部材の有無の少なくとも一方によって変化する前記励磁手段の電圧値を検知する電圧検知手段とを備え、前記複数の磁性部材が設けられる前記ロータを前記励磁手段に対して相対回動させるとともに、前記磁性部材によって変化される前記励磁手段の電圧値の変化を前記電圧検知手段にて検知することで前記磁性部材の配向方向及び磁性部材の有無の少なくとも一方を検査することをその要旨とする。

この発明では、ロータの径方向対向位置に設けられるとともに電流が印加されて励磁される励磁手段と、この励磁手段に対して相対回動されるロータに設けられる磁性部材の配向方向及び磁性部材の有無の少なくとも一方によって変化する励磁手段の電圧値を検知する電圧検知手段とが備えられる。複数の磁性部材が設けられるロータを励磁手段に対して相対回動させるとともに、磁性部材によって変化される励磁手段の電圧値の変化を電圧検知手段にて検知することで磁性部材の配向方向及び磁性部材の有無の少なくとも一方が検査される。このような構成とすることで、請求項１に記載の効果と同様の効果を奏することができるロータの検査装置を提供することができる。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載のロータの検査装置において、前記励磁手段は、径方向に突出して前記ロータと対向するティース部と該ティース部に巻回されるとともに前記電流が印加される巻線とを有するステータで構成されたことをその要旨とする。

この発明では、励磁手段は、径方向に突出して前記ロータと対向するティース部とこのティース部に巻回されるとともに電流が印加される巻線を有するステータで構成されるため、請求項２の効果と同様の効果を奏することができるロータの検査装置を提供することができる。

請求項７に記載の発明は、請求項６に記載のロータの検査装置において、前記励磁手段は、複数設けられる前記ティース部のいずれか１つのみに巻線が巻回されて構成されたことをその要旨とする。

この発明では、励磁手段は、複数設けられるティース部のいずれか１つのみに巻線が巻回されて構成される。このように、ロータの検査の段階において、複数のティースの内の１つのみに巻線が巻回される構成であるため、簡素な構成にてロータ（磁性部材）の検査を行うことができる。

請求項８に記載の発明は、請求項５〜７のいずれか一項に記載のロータの検査装置において、前記ロータに備えられる前記磁性部材は、周方向等間隔の空隙を有した異方性磁性材料で構成されたことをその要旨とする。

この発明では、ロータに備えられる磁性部材は、周方向等間隔の空隙を有した異方性磁性材料で構成されるため、請求項４の効果と同様の効果を奏することができるロータの検査装置を提供することができる。

従って、上記記載の発明によれば、ロータ及びモータの生産性の向上に寄与することができるロータの検査方法及びロータの検査装置を提供することができる。

本実施形態におけるロータ及びその検査装置を示す概略構成図である。 ロータの良否判定について説明するための波形図である。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１は本実施形態のロータの検査装置とこの検査装置により検査されるロータを示す。ロータの検査装置１０は、ロータ１が良品か不良品かを検査するものである。具体的には、ロータ１の円筒状のヨーク２の径方向外側の外表面に空隙３を有して等角度間隔に配置される複数（本実施形態では８個）の無着磁状態の磁性部材４の有無や磁性部材４の配向方向が良品と比較して適正であるか否か又は磁性部材４の有無を検査するものである。なお、本実施形態のロータ１は、例えば回転軸５と一体回転可能に設けられる前記ヨーク２と、このヨーク２の径方向外側に装着される無着磁状態の前記磁性部材４と、この磁性部材４の外周部において磁性部材４の飛散などを防止するカバー部材６とを有している。

本実施形態のロータの検査装置１０は、前記ロータ１と対向配置される励磁手段としてのステータ１１と、ステータ１１の巻線１１ａに電力供給（電流を印加）する電源１２と、このステータ１１の巻線１１ａの端部間の電圧の挙動を検知する電圧検知手段としての電圧計１３とを有している。

前記ロータ１の径方向外側に設けられるステータ１１は、前記ロータ１側である径方向内側に延出する複数のティース部１１ｂを有し、その内の１つのティース部１１ｂに対して前記巻線１１ａが巻装されている。なお、このステータ１１は、本検査方法にて良品と判定されたロータ１と組付け可能に構成されている。１つのティース部１１ｂに巻装される巻線１１ａの両端部には、前記電源１２が接続されるとともに、その電源１２から巻線１１ａに対して電流が印加されるようになっている。また、巻線１１ａの両端部に前記電圧計１３が接続されるとともに、この電圧計１３にて前記巻線１１ａの端部間の電圧が計測されるようになっている。

次に、上記のように構成されたロータの検査装置１０を用いたロータ１及びそのロータ１に設けられる無着磁状態の磁性部材４の良否判定について説明する。
周方向略等角度間隔に複数の磁性部材４が等間隔に組付けられたロータ１を図示しない回転装置によって回動させると、前記磁性部材４の配向方向が仕様範囲である場合には図２に示すように前記電圧計１３にて計測される巻線１１ａの両端部間での電圧が略正弦波状で一定の周期且つ略一定の振幅となるように電圧値が変動するようになっている。一方、例えば磁性部材４の配向方向と前記ステータ１１が励磁されることで発する磁束の方向とが異なる場合、その部位の振幅量が小さくなる（図２における１点鎖線）。また、マグネットが所定位置に組付けされていない状態においては、その部位の振幅がなくなることとなる（図２における２点鎖線）。前述のことからロータ１に配置される磁性部材４の配向方向と、ステータ１１（ティース部１１ｂ及び巻線１１ａによる励磁手段）が発する磁束の方向とが一致した場合、ティース部１１ｂに流れる磁束が多くなり、一方例えば前記磁性部材４の配向方向とステータ１１が発する磁束の方向とが一致しない場合、ティース部１１ｂに流れる磁束が小さくなることがわかる。このため、前述のように無着磁状態の磁性部材４の配向方向とステータ１１が発する磁束の方向とが概ね一致する場合では電圧値の振幅が大きくなるとともに、一致しない場合には電圧値の振幅が小さくなる。また、磁性部材４が無い場合には、ステータ１１が発する磁束に対して影響を与える（ティース部１１ｂに流れる磁束を増減させる）部材が存在しないこととなるため電圧値の振幅が発生しないこととなる。このようなことは、特に異方性の磁性材料からなる磁性部材４で顕著となり易く、更に各磁性部材４間に空隙３を有するセグメントタイプである場合には更に顕著となる。

上述したように、巻線１１ａに一定の電流を流した上で、ロータ１をステータ１１に対して１回転以上回動させるとともに磁性部材４の配向方向や磁性部材４の有無によって変化する巻線１１ａ間の電圧値を計測することで、電圧計１３に示される電圧値の変化から検査対象であるロータ１が良品であるのか不良品であるのかを検査することが可能となる。その方法として、予めモータの仕様によって決まる電圧値の変化量が所定の値以上であれば良品のロータ１（磁性部材４）と判定されるとともに、電圧値の変化量が前記所定の値未満であれば不良品のロータ１（磁性部材４）として判定される。なお、判定基準である良品のロータ１（磁性部材４）である場合の電圧値の振幅（変化量）はモータの仕様によって異なるため、適宜設定する必要がある。また、前記電圧計に示されるロータ１を回転回動させる際の電圧値の変化を作業者が例えば目視で確認することでロータ１（磁性部材４）が良品か不良品かを判定したり、計測された電圧値の変化と判定基準である電圧値の変化とをコンピュータ等で比較して判定してもよい。

次に、本実施形態の特徴的な作用効果を記載する。
（１）ロータ１の径方向対向位置に設けられるとともに電流を印加して励磁する励磁手段を構成するステータ１１と、無着磁状態の磁性部材４の配向方向及び磁性部材４の有無によって変化するステータ１１を構成する巻線１１ａの両端部間の電圧値を検知する電圧計１３とが備えられる。複数の磁性部材４が設けられるロータ１がステータ１１に対して相対回動されるとともに、磁性部材４によって変化される前記巻線１１ａの両端部間の電圧値の変化を電圧計１３にて検知することで磁性部材４の配向方向及び磁性部材４の有無が検査される。このように、無着磁状態の磁性部材４の配向方向及び磁性部材４の有無によって変化するステータ１１を構成する巻線１１ａの電圧値を電圧計１３によって検出することで磁性部材４の配向方向や磁性部材４の有無を検査することができる。このため、ステータ１１との組付けの際には無着磁状態の磁性部材４を有するロータ１としてステータ１１と組み付けることができる。ステータ１１との組付け後にロータ１の磁性部材を着磁する場合、それ以前に脱磁を行っていないため、モータとして所望の特性を得ることが可能となる。これにより、従来のようにロータ１の検査に伴ってその検査に使用したロータ１の廃却が不要となるため、ロータ１及びモータの生産性を向上させることが可能となる。

（２）径方向に突出して前記ロータ１と対向するティース部１１ｂとこのティース部１１ｂに巻回されるとともに電流が印加される巻線１１ａを有するステータ１１にて励磁手段が構成される。このように、励磁手段がロータ１と組付け可能なステータ１１にて構成されるため、ステータ１１と異なる励磁手段を別途設ける必要がない。これにより、ステータ１１以外の励磁手段を別途設けた場合と比較して検査にかかるコストを抑えることができる。

（３）ステータ１１の複数設けられるティース部１１ｂのいずれか１つのみに巻線１１ａが巻回されて励磁手段が構成されるとともに、電圧計１３は巻線が巻回されるティース部１１ｂに対してロータ１が１回転以上回動される際の巻線１１ａ間の電圧値の変化が検知されることで磁性部材４の配向方向及び磁性部材４の有無が検査される。このように、ロータ１の検査の段階において、複数のティース部１１ｂの内の１つのみに巻線１１ａが巻回される構成であるため、簡素な構成にてロータ１（磁性部材４）の検査を行うことができる。

（４）複数設けられる各磁性部材４は、周方向等間隔となる空隙３を有した無着磁状態の異方性磁性材料で構成される。このように、周方向等間隔となる空隙３を有した異方性磁性材料であるため、等方性磁性材料と比較して電圧計１３よる電圧値の変化（振幅）が大きくなるため、配向違いの磁性部材や磁性部材が無いなどの所謂不良品のロータ１を容易に検査することが可能となる。

（５）トルク測定装置を用いたロータ（モータ）の検査方法と比較して簡素な構成にてロータ１の検査を実施することができる。
尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。

・上記実施形態では、分割（セグメント）タイプの異方性の磁性部材４を等角度間隔で配置する構成としたが、これに限らない。分割タイプの磁性部材でなく環状タイプの磁性部材を用いた構成や、異方性の磁性部材でなく等方性の磁性部材を用いた構成であってもよい。

・上記実施形態では、ロータ１と組付けられるステータ１１にて励磁手段を構成したが、これに限らず、ステータ１１とは異なる励磁手段を別途設ける構成を採用してもよい。
・上記実施形態では、１つのティース部１１ｂに巻線１１ａを巻装するとともに、その巻線１１ａに対して電源１２から電流を印加することで励磁手段を構成したが、これに限らない。例えば、各ティース部１１ｂの内の２つ以上に巻線１１ａを巻装し、それぞれに電流を印加することで励磁させる構成を採用してもよい。この場合、例えば各巻線１１ａの両端部間の電圧を個別に計測することが望ましい。これにより、ロータ１を１回転未満で回動させた状態でもロータ１に設けられる磁性部材の配向方向が適正か否か、また磁性部材の有無を検査することが可能となる。

１…ロータ、３…空隙、４…磁性部材、１０…ロータの検査装置、１１…ステータ（励磁手段）、１１ａ…巻線、１１ｂ…ティース部、１３…電圧計（電圧検知手段）。

Claims (8)

1. ロータに備えられた磁性部材を無着磁状態で検査するそのロータの検査方法であって、
   前記ロータの径方向対向位置に設けられるとともに電流を印加して励磁する励磁手段と、前記磁性部材の配向方向及び磁性部材の有無の少なくとも一方によって変化する前記励磁手段の電圧値を検知する電圧検知手段とを用い、
   前記複数の磁性部材が設けられる前記ロータを前記励磁手段に対して相対回動させるとともに、前記磁性部材によって変化される前記励磁手段の電圧値の変化を前記電圧検知手段にて検知することで前記磁性部材の配向方向及び磁性部材の有無の少なくとも一方を検査することを特徴とするロータの検査方法。
2. 請求項１に記載のロータの検査方法において、
   前記励磁手段は、径方向に突出して前記ロータと対向するティース部と該ティース部に巻回されるとともに電流が印加される巻線とを有するステータで構成されるものであり、
   前記電圧検知手段は、前記巻線間の電圧値の変化を検知することで前記磁性部材の配向方向及び磁性部材の有無の少なくとも一方を検査することを特徴とするロータの検査方法。
3. 請求項２に記載のロータの検査方法において、
   前記励磁手段は、複数設けられる前記ティース部のいずれか１つのみに巻線が巻回されて構成され、
   前記電圧検知手段は、巻線が巻回されるティース部に対して前記ロータが１回転以上回動される際の前記巻線間の電圧値の変化を検知することで前記磁性部材の配向方向及び磁性部材の有無の少なくとも一方を検査することを特徴とするロータの検査方法。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載のロータの検査方法であって、
   前記ロータに備えられる前記磁性部材は、周方向等間隔の空隙を有した異方性磁性材料で構成されるものであり、その磁性部材を有するロータの検査を行うことを特徴とするロータの検査方法。
5. ロータに備えられた磁性部材を無着磁状態で検査するそのロータの検査装置であって、
   前記ロータの径方向対向位置に設けられるとともに電流を印加して励磁する励磁手段と、該励磁手段に対して相対回動されるロータに設けられる前記磁性部材の配向方向及び磁性部材の有無の少なくとも一方によって変化する前記励磁手段の電圧値を検知する電圧検知手段とを備え、
   前記複数の磁性部材が設けられる前記ロータを前記励磁手段に対して相対回動させるとともに、前記磁性部材によって変化される前記励磁手段の電圧値の変化を前記電圧検知手段にて検知することで前記磁性部材の配向方向及び磁性部材の有無の少なくとも一方を検査することを特徴とするロータの検査装置。
6. 請求項５に記載のロータの検査装置において、
   前記励磁手段は、径方向に突出して前記ロータと対向するティース部と該ティース部に巻回されるとともに前記電流が印加される巻線とを有するステータで構成されたことを特徴とするロータの検査装置。
7. 請求項６に記載のロータの検査装置において、
   前記励磁手段は、複数設けられる前記ティース部のいずれか１つのみに巻線が巻回されて構成されたことを特徴とするロータの検査装置。
8. 請求項５〜７のいずれか一項に記載のロータの検査装置において、
   前記ロータに備えられる前記磁性部材は、周方向等間隔の空隙を有した異方性磁性材料で構成されたことを特徴とするロータの検査装置。

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