JPH05149803A

JPH05149803A - モータのコギングトルク測定装置及び測定方法

Info

Publication number: JPH05149803A
Application number: JP34000891A
Authority: JP
Inventors: Akira Moriya; 章森谷
Original assignee: Canon Inc; Canon Precision Inc
Current assignee: Canon Inc; Canon Precision Inc
Priority date: 1991-11-29
Filing date: 1991-11-29
Publication date: 1993-06-15

Abstract

(57)【要約】【目的】カップリングロスが小さく、構成上測定誤差
の少ないコギングトルク測定装置及び方法を得る。【構成】モータのステータを保持して回転させてステ
ータとロータの相対位置を検出する。ステータの或る位
置におけるロータに作用するトルクを検出する。相対位
置θとトルクＴからＴ−θ特性を求める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、モータのコギングトル
ク測定装置及び測定方法に関し、特に、モータのロータ
とステータの任意の相対位置においてコギングトルクの
向きと大きさをモータの全周にわたって測定する装置及
び方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】モータのコギングトルクを測定する従来
の装置の代表的な３つの例を以下に説明する。

【０００３】図１３は従来例のうちの最初の測定装置の
例を説明するための側面図である。図１３において、被
測定モータ１のロータの軸２にトルクゲージ２１が取付
けられている。測定は、被測定モータ１のロータの軸２
に対して高い同軸度を保ちながらトルクゲージ２１を回
転させて、コギングトルクの最大値を読み取ることによ
って行う。

【０００４】図１３で示す測定装置の問題点としては、
第１に、トルクゲージを回転させた角度θ₁と実際に被
測定モータのロータの軸２が回転した角度θ₂が一致せ
ず、被測定モータのロータとステータの相対位置θとコ
ギングトルクＴとの関係を示すＴ−θ特性が得られない
ことである。第２に、トルクゲージ２１を回転する際、
被測定モータ１のロータの軸２に対して高い同軸度を保
ちながら回転させることが難しく、同軸度が保てない
と、ロータの軸２に大きな側圧がかかり、軸と軸受との
間に大きな摩擦力（カップリングロス）が発生し、正確
な値が得られないことである。第３に、この測定装置で
は、コギングトルクの力の向きが反転する状態を測定す
ることができない。

【０００５】図１４は、従来例の第２の測定装置を示す
ものであり、図１５は、従来例の第２の測定装置による
測定結果を示すグラフである。図１４において、被測定
モータ１のロータの軸２には、回転角が読み取れるよう
になっている既知のプーリ２２が取付けられている。コ
ギングトルクの測定は、このプーリ２２におもり２３を
かけることによって行う。この測定装置では、被測定モ
ータの軸と軸受との間の静止摩擦トルクの影響が大き
く、おもり２３の重量を増やして釣り合った位置を測定
した場合と、おもりの重量を減らして測定した場合とで
は測定結果が異なる。図１５に示した釣り合った位置と
荷重（おもりの重量）との関係を示すグラフは、被測定
モータのＴ−θ特性とは言いがたい。

【０００６】図１６〜図２０は、従来の測定装置のうち
の第３の例を示す。図１６は特にその測定装置の全体の
構成を示す。図１６において、被測定モータ１のロータ
の軸２はカップリング２４で市販のトルクメータ２６に
接続されており、このトルクメータ２６はエンコーダ３
０が接続された駆動モータ２９にカップリング２８で接
続されている。

【０００７】図１７はトルクメータ２６の内部構造を示
す側面図である。図１７において、トルクメータ２６の
負荷側軸２５と駆動側軸２７との間はトルク伝達軸３１
で連結されている。トルクはトルク伝達軸３１のねじれ
角から求めるのであるが、それは負荷側軸２５に設けた
歯車３２ａと駆動側軸２７に設けた歯車３２ｂの位置を
それぞれセンサ３３ａ、３３ｂで検出し、その位相差か
ら求められる。

【０００８】次に、図１６の測定装置を用いて、被測定
モータのロータとステータの相対位置θとコギングトル
クＴとの関係を示すＴ−θ特性を求める手順を説明す
る。

【０００９】最初に、例えばパソコンのようなコンピュ
ータ１０の指令により駆動モータ２９を起動する。駆動
モータ２９の駆動力がカップリング２８、トルクメータ
２６、カップリング２４を通して被測定モータ１のロー
タの軸２に伝達され、この軸２はゆっくり回転する。回
転中、ロータとステータの相対位置はエンコーダ３０に
より検出され、コンピュータ１０に位置情報として送
る。また、回転中、予め設定した位置ごとにコンピュー
タ１０がセンサ３３ａ、３３ｂの出力信号を取り込み、
コギングトルクを算出する。以上のようにして、被測定
モータ１のロータ軸２を回転させながら３６０°（全
周）におけるコギングトルクＴの測定を行う。

【００１０】図１６に示す測定装置では、被測定モータ
１のロータの軸２とトルクメータ２６の負荷側軸２５と
のカップリングロスが測定に大きな影響を与える。この
様子を図１８〜図２３を用いて説明する。

【００１１】図１８は、被測定モータ１のロータの軸２
とトルクメータ２６の負荷側軸２５との同軸度が保たれ
ていない状態を示す。図１９は、被測定モータ１が傾い
て取付けられた状態を示す。図１８、図１９のいずれの
場合も被測定モータ１のロータの軸２に大きな側圧や摩
擦力がかかり、正確な測定ができない。

【００１２】図２０は、被測定モータ１のロータの軸２
を強く押したり引いたりした状態でトルクメータ２６の
負荷側軸２５に取付けた状態を示す。この場合は、常に
大きな摩擦力を受けやはり正確な測定ができない。な
お、図１８〜図２０以外のカプリングロスとしては測定
器側または被測定モータの軸の曲がりが挙げられる。厳
密にいえば、すべての軸には曲がりがあるので、測定器
側と被測定モータとが一致する回転中心線は存在せず、
そこを無理に回そうとするので、測定器または被測定モ
ータの軸に側圧がかかることになる。

【００１３】図２１は理想的なＴ−θ特性を示す図であ
る。ところが、図１８〜図２０に示す状態の場合に測定
すると、図２２、図２３に示すＴ−θ特性図となる。図
２２は大きなうねり上にコギングトルクの結果が乗った
Ｔ−θ特性図の１例である。このような特性図は、主
に、図１８、図１９に示す状態の場合に生じ易い。図２
３は不規則なノイズが乗ったＴ−θ特性図の１例を示
す。このような特性図は、図１８〜図２０のいずれの場
合でも発生する。

【００１４】図１８〜図２０以外にも種々の要因のカッ
プリングロスの影響で常に大きな摩擦力の上に乗ったＴ
−θ特性図になったり、図２３に示すような不規則なノ
イズが乗ったＴ−θ特性図に図２２に示すような大きな
うねりが乗ったＴ−θ特性図が組み合わさたＴ−θ特性
図になったりする。

【００１５】なお、従来の測定装置では、いずれも被測
定モータを固定して測定を行うことである。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
従来の測定装置（又は測定方法）では、Ｔ−θ特性が得
られなかったり、たとえＴ−θ特性が得られても、厳密
に同軸度を保ちながら測定しなけらば、カップリングロ
スによる影響が大きく、測定精度が出ないという問題が
あった。

【００１７】したがって、本発明の目的は、カップリン
グロスの影響を少なくし、簡単な構成で測定し易く、か
つ測定精度が高いＴ−θ特性を得ることができるコギン
グトルクの測定装置及び方法を提供することにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
めに、本発明は、モータのステータを保持するステータ
保持手段と、ステータ保持手段を回転させる回転手段
と、回転手段によるモータのステータの回転中、ステー
タのロータに対する相対位置を検出する相対位置検出手
段と、回転手段によるモータのステータの回転中の或る
位置において、ステータからの作用によりロータに発生
するトルクを検出するトルク検出手段と、を有すること
を特徴とするモータのコギングトルク測定装置を採用す
るものである。また、本発明は、モータのステータを保
持し、保持したステータを回転させてモータのロータに
対するステータの相対位置を検出し、ステータの或る位
置においてステータからの作用によりロータに発生する
トルクを検出することを特徴とするコギングトルク測定
方法を採用するものである。

【００１９】

【実施例】次に、図面を参照して本発明の好ましい実施
例について説明する。なお、具体的な実施例に入る前
に、本発明の測定装置の構成上の特徴を要約して以下に
列挙する。

【００２０】（１）被測定モータのコギングトルクＴ
を、ロータ回転軸中心から距離、即ち半径が既知ｒのア
ームまたはプーリにかかる力Ｆに変換し、その力Ｆをア
ームまたはプーリにすべらないように取付けたひもで２
つの荷重センサに伝えるという構成をとっている。

【００２１】（２）２つの荷重センサには予め等しい
力の張力Ｆａ、Ｆｂをかけておき、これを動作の基準
（バイアス点）にしている。

【００２２】（３）力Ｆの向きと大きさは、以下に示
すように、２つの荷重センサにかかる力Ｆａ₁、Ｆｂ₁
の差分から求める。力の向き：Ｆａ₁−Ｆｂ₁の符号（＋又は−）で判別す
る。力の大きさ：Ｆａ₁−Ｆｂ₁の絶対値で求める。

【００２３】（４）前記（３）で求めた力Ｆからコギ
ングトルクＴは以下の式で求める。Ｔ＝Ｆ・ｒ・・・・・（１）

【００２４】（５）被測定モータの３６０°全周のコ
ギングトルクを見るＴ−θ特性の測定では、被測定モー
タのステータを回転させて測定を行う（従来の測定装置
ではいずれも被測定モータのステータを固定して測定し
ていた）。

【００２５】（６）従来の測定装置で生じるカップリ
ングロスの影響を小さくする。具体的に説明すると、（ａ）位置ずれ（図５〜図７に示す）やその他の外乱
による力が２つの荷重センサに同時にかかり相殺され
る。（ｂ）位置ずれ（図５、図６に示す）に対して測定値
の誤差が三角関数の余弦（コサイン）に比例して生じる
ので、比較的大きな位置ずれがあっても誤差の影響が小
さい。（ｃ）従来の測定装置では、わずかな同軸度の狂いで
も金属同士の押し合いとなり、大きなカップリングロス
が発生していたが、本発明ではひもで取付けているの
で、自由度があり、位置ずれに対してもカップリングロ
スが少ない。

【００２６】以下、図１〜図１２を参照して本発明の実
施例を説明する。

【００２７】図１は本発明のコギングトルク測定装置の
全体の構成を示す斜視図である。図１において、被測定
モータ１のロータの軸２にはプーリ３が取付けられてい
る。また、被測定モータ１のステータはチャッキング装
置（保持手段）４によってガタ無く緊密に支持されてい
る。このチャッキング装置４には、エンコーダ（相対位
置検出手段）５が取付けられており、被測定モータのロ
ータとステータとの相対位置を検出するようになってい
る。なお、検出された位置信号はコンピュータ１０に送
られる。

【００２８】なお、図１に示す実施例の測定装置では、
被測定モータ１を軸上の姿勢（垂直向き）で、ロータ回
転軸を中心として被測定モータのステータを回転させ、
測定を行うようになっている。この姿勢は、被測定モー
タのロータのアンバランス等による重力の影響を小さく
できるので好ましいが、本発明は、この姿勢に限定され
るものではなく、必要に応じて横軸の姿勢で測定を行う
こともできるものである。なお、チャッキング装置で被
測定モータのステータを保持するようにしたのは、ロー
タを保持するように堅固に構成されたステータで被測定
モータの全重量を受けるためである。

【００２９】また、図１において、被測定モータのステ
ータを回転させる駆動装置（回転手段）の１例としてベ
ルト駆動装置６を示す。このような駆動装置としては、
被測定モータに衝撃や振動が加わらないこと、回転ムラ
が少ないこと、バックラッシュのないことなどが望まれ
る。また、駆動方法としては、チャッキング装置の外か
ら回転を与える外部駆動装置だけではなく、チャッキン
グ装置自体に駆動源を持たせて、直接駆動する方法をと
ってもよい。

【００３０】図１において、荷重センサ（トルク検出手
段の一部）の１例として、ロードセル７を用いたものを
示す。そして、荷重センサとしては、センサ可動部の可
動距離が小さいものが望まれる。具体的な荷重センサと
しては、歪みゲージ、ピエゾ電気素子である圧力−電圧
トランスデューサ、ストレインゲージなどがある。

【００３１】また、図１において、２つのロードセル７
を互いに引き合うように取付けであるひも（トルク検出
手段の一部）８の１例として、細い金属ワイヤを用いた
ものを示す。このひもとしては、柔軟性があり、伸縮が
少ないものが望まれる。

【００３２】このように構成した本発明のコギングトル
ク測定装置の測定手順を次に説明する。最初に、測定す
べき被測定モータ１のロータの軸２にプーリ３を取付け
る。次に、被測定モータ１のステータをチャッキング装
置４に取付ける。続いて、コギングトルク測定装置に２
つあるロードセルの較正を行う。

【００３３】図２はロードセル及び動ひずみ測定器の較
正方法の１例を示す。これはロードセル７におもり１２
を吊り下げて較正を行う方法である。市販のロードセル
は動ひずみ測定器に接続して動作させるようになってい
る。各々のロードセルは固有の較正係数や出力特性を持
っているので、接続したロードセルに対応して動ひずみ
測定器の方で補正や調整を加えて較正を行わなければな
らない。

【００３４】較正が終わったら、図３に示すように、２
つのロードセル７ａ、７ｂにひも８を取付け、プーリ３
にこのひも８を巻き付けて、ひも８とプーリ３が滑らな
いように両側に引っ張る。ひも（ワイヤ）を両側に引っ
張る力Ｆａ、Ｆｂの大きさはロードセルの定格負荷の約
半分に設定する。この力Ｆａ、Ｆｂの大きさは等しくな
るようにしなければならない。そして、大きさの等しい
力Ｆａ、Ｆｂがそれぞれのロードセル７ａ、７ｂの動作
の基点（バイアス点）となる。なお、ロードセル７ａ、
７ｂは、共に測定時にかかる力の絶対値の２倍以上の定
格負荷を持つものを選定する必要がある。

【００３５】図１において、動ひずみ測定器８の出力は
Ａ／Ｄボードを経てコンピュータ１０に取り込まれ、こ
のコンピュータ１０で演算処理した後、結果をプリンタ
１１で出力する。

【００３６】次に、図４を参照して、被測定モータのロ
ータとステータの任意の相対位置θにおけるコギングト
ルクＴの算出方法を説明する。被測定モータ１のロータ
の軸２に取付けたプーリ３の半径をｒとし、プーリ３に
かかる力をＦとすると、コギングトルクＴは次の式で求
められる。Ｔ＝Ｆ・ｒ・・・・・・（１）

【００３７】図４におけるロードセル７ａ、７ｂ及び動
ひずみ測定器９ａ、９ｂを用いて前記（１）式の力Ｆの
向きと大きさは、次のようにして求められる。今、動ひ
ずみ測定器９ａによる力の大きさの指示値をＦａ₁と
し、動ひずみ測定器９ｂによる力の大きさの指示値をＦ
ｂ₁とすると、Ｆａ₁−Ｆｂ₁＞０・・・・・・（２）ならば、
力の方向はロードセル７ｂからロードセル７ａへ向かう
方向であり、Ｆｂ₁−Ｆａ₁＞０・・・・・・（３）ならば、
力の方向は力の方向はロードセル７ａからロードセル７
ｂへ向かう方向であると判断できる。そして、力Ｆの大
きさはＦａ₁とＦｂ₁の差分の絶対値Ｆ＝｜Ｆａ₁−Ｆｂ₁｜・・・・・（４）とな
る。以上のようにして算出した力Ｆから前記（１）式に
よりモータの任意の位置におけるコギングトルクＴが求
められる。

【００３８】一方、図１において、被測定モータ１のロ
ータとステータの相対位置はエンコーダ５によって回転
角θで示される。この回転角とコギングトルクＴの関
係、即ち被測定モータの３６０°全周におけるコギング
トルクＴの様子を示すＴ−θ特性を以下のようにして求
める。

【００３９】（１）コンピュータ１０の指令により、
駆動装置（図１の実施例では、ベルト駆動装置６）を起
動する。

【００４０】（２）ベルト駆動装置６により、被測定
モータ１のステータをゆっくり回転させ、その時のロー
タとステータの相対位置をエンコーダ５で検出し、コン
ピュータ１０に位置情報として送る。

【００４１】予め設定した位置ごとに動ひずみ測定器９
の指示値をコンピュータ１０に取込み、コギングトルク
Ｔを求める。

【００４２】以上のようにして、被測定モータのステー
タを１回転させてＴ−θ特性を求めることができる。な
お、より正確な値のＴ−θ特性を求めるため、被測定モ
ータの何回転分のデータを取込み、演算処理して平均化
したＴ−θ特性を算出してもよい。

【００４３】次に、図１〜図４で説明した実施例におい
て、カップリング位置精度によりコギングトルクの測定
値がどのような影響を受けるか図５〜図８を参照して説
明する。

【００４４】図５に示すように、正規の位置に対して被
測定モータが半径方向に角度αずれた状態で測定した場
合を考えると、ロードセル７にかかる力をＦα₁とし、
検出される力をＦα₂とすると、Ｆα₂＝Ｆα₁・ｃｏｓα ・・・・・・（５）と
なり、ｃｏｓα倍の誤差が発生する。しかし、誤差とず
れ角（角度α）の関係をみると、３％の誤差で１４．０
７°、５％の誤差で１８．１９°、１０％の誤差で２
５．８４°であり、かなりカップリング位置精度が悪く
ても測定値に与える影響が少ないことがわかる。

【００４５】図６に示すように、正規の位置に対して被
測定モータが垂直方向（上下方向）に角度βずれた状態
で測定した場合を考えると、この場合も、前述の場合と
同様に影響が少ない。また、図７に示すように、被測定
モータが垂直軸に対して角度γだけ傾斜した状態で測定
した場合も、同様に影響が少ない。

【００４６】本実施例で特に注意しなけらばならないの
は、図８に示すように、被測定モータが角度δの軸振れ
を起こさないようにすることである。その理由は、図５
〜図７に示す状態では、カップリング位置が多少ずれて
も２つあるロードセル７に共に同様な力がかかるので、
演算上相殺されてしまい、力Ｆを求める際影響が小さい
のに対して、図８の場合では、軸振れによりひも８がさ
まざまな方向に引っ張られるので、力Ｆの測定に影響が
生じるからである。

【００４７】ロードセルは受感部が微少であるが動くの
で（通常、１ｍｍ以下）、その分被測定モータのロータ
の軸が回転することになり、エンコーダが示すロータと
ステータの相対位置θに対して誤差を生じる。図９、図
１０はそのような誤差を補正するための補正手段を示
す。

【００４８】図９の補正手段では、反射シート１３がロ
ードセル７の受感部に取付けられており、反射型フォト
インタラプタ１５で反射シートの移動量、即ち受感部の
移動量を測定するものである。

【００４９】図１０の補正手段では、しゃ光板１４がロ
ードセル７の受感部に取付けられており、透過型フォト
インタラプタ１６でしゃ光板の移動量、即ち受感部の移
動量を測定するものである。なお、ロードセルの受感部
の移動量をｘ（ｍｍ）とし、プーリの半径がｒ（ｍｍ）
の場合、補正角Δθ（°）は、 Δθ＝１８０ｘ／πｒ・・・・・・・（６）で求
められる。

【００５０】次に、被測定モータのロータに取付けられ
るプーリにひもを巻付ける好ましい方法を図１１を参照
して説明する。この方法では、プーリに被測定モータの
ロータの軸を取付ける前に、また、ひもにロードセルを
取付ける前に、プーリ１７にひも８を巻付け、巻線押さ
え１８でひもをプーリに対して滑らないように固定す
る。図３に関連して既に説明したように、ロードセルに
は等しい大きさの力Ｆａ、Ｆｂをかけねばならないが、
図１１のように予めプーリ１７にひも８を巻付けたもの
を用意し、ひもの両端にロードセルを接続して、ロード
セルを介してひもを引っ張るようにすると、各ロードセ
ルにかかる力Ｆａ、Ｆｂは等しくなる。そして、力Ｆ
ａ、Ｆｂの大きさを設定した動作の基点（バイアス点）
にした後、プーリ１７に被測定モータのロータの軸を取
付ける。この方法では、各ロードセルにかかる力を自動
的に等しく設定できるので、測定作業が容易となる。

【００５１】図１２は、ロードセルに代えて荷重センサ
として３点式張力計１９を使用した実施例を示す。この
実施例では、ひもとしてテープ２０が用いられており、
ロードセルに代えて３点式張力計１９がひもの両端に設
けられている。

【００５２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は以下に記載するような種々の効果を有するものであ
る。

【００５３】（１）被測定モータのコギングトルクＴ
を、ロータの回転軸の中心からの距離、即ち半径が既知
ｒのアーム又はプーリをかかる力Ｆに変換し、その力Ｆ
をアーム又はプーリに取付けたひもで２つの荷重センサ
に伝える方法をとったので、（ａ）カップリングロスが小さい。（ｂ）被測定モータの取付け位置の許容範囲が大きい。（ｃ）測定値の誤差が小さく、高精度が得られる。

【００５４】（２）２つの荷重センサの差分からコギ
ングトルクＴを算出する方法をとったので、（ａ）位置ずれや外乱による力を相殺して測定への影響
を小さくしている。（ｂ）コギングトルクＴの大きさだけでなく力の向きも
わかる。

【００５５】（３）被測定モータのステータを回転さ
せる方法をとったので、（ａ）横に長い装置側を回転させる必要がないため、装
置を小型化できる。（ｂ）被測定モータの３６０°全周にわたるコギングト
ルクの測定が可能である。（ｃ）ロータを保持する堅固なステータをチャッキング
装置で支持するため、被測定モータの全重量はステータ
で受けることができ、ロータの軸にはかからない。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明のコギングトルク測定装置の全
体を示す概略斜視図である。

【図２】図２は、図１のロードセル及び動ひずみ測定器
の較正方法の１例を示す側面図である。

【図３】図３は、図１のロードセルの動作の基点を得る
ために力をかけた状態を示す平面図である。

【図４】図４は、図１の測定装置のうち被測定モータの
ロータの軸に発生する力を測定する測定装置の部分を示
す概略構成図である。

【図５】図５は、被測定モータの半径方向の位置ずれが
測定に及ぼす影響を説明するための平面図である。

【図６】図６は、被測定モータの垂直方向の位置ずれが
測定に及ぼす影響を説明するための側面図である。

【図７】図７は、被測定モータの傾斜が測定に及ぼす影
響を説明するための側面図である。

【図８】図８は、被測定モータの軸振れが測定に及ぼす
影響を説明するための側面図である。

【図９】図９は、ロードセルの受感部の移動を補正する
補正手段の１例を示す側面図である。

【図１０】図１０は、ロードセルの受感部の移動を補正
する補正手段の他の例を示す側面図である。

【図１１】図１１は、ひもをアーム又はプーリに取付け
る方法の１例を示す平面図である。

【図１２】図１２は、ロードセルの代わりに３点式張力
計を用いた測定装置の平面図である。

【図１３】図１３は、従来のコギングトルク測定装置の
第１の例を示す側面図である。

【図１４】図１４は、従来のコギングトルク測定装置の
第２の例を示す斜視図である。

【図１５】図１５は、図１４の測定装置で得られる測定
結果を示すグラフである。

【図１６】図１６は、従来のコギングトルク測定装置の
第３の例の全体の構成を示す概略図である。

【図１７】図１７は、図１６の測定装置で用いるトルク
メータの内部構造を示す側面図である。

【図１８】図１８は、図１６の測定装置における位置ず
れが測定に及ぼす影響を説明するための側面図である。

【図１９】図１９は、図１６の測定装置における位置ず
れが測定に及ぼす影響を説明するための側面図である。

【図２０】図２０は、図１６の測定装置における位置ず
れが測定に及ぼす影響を説明するための側面図である。

【図２１】図２１は、理想的なＴ−θ特性を示すグラフ
である。

【図２２】図２２は、カップリングロスの影響を受けた
Ｔ−θ特性の１例を示すグラフである。

【図２３】図２３は、カップリングロスの影響を受けた
Ｔ−θ特性の他の例を示すグラフである。

【符号の説明】

１被測定モータ２被測定モータのロータの軸３、１７、２２プーリ４チャッキング装置５、３０エンコーダ６駆動装置７、７ａ、７ｂロードセル８ひも９、９ａ、９ｂ動ひずみ測定器１０コンピュータ１１プリンタ１２、２３おもり１３反射シート１４しゃ光板１５反射型フォトインタラプタ１６透過型フォトインタラプタ１８巻線押さえ１９３点式張力計２０テープ２１トルクゲージ２４、２８カップリング２５トルクメータの負荷側軸２６トルクメータ２７トルクメータの駆動側軸２９駆動モータ３１トルクメータのトルク伝達軸３２ａトルクメータの負荷側軸に設けた歯車３２ｂトルクメータの駆動側軸に設けた歯車３３ａ、３３ｂセンサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】モータのステータを保持するステータ保
持手段と、ステータ保持手段を回転させる回転手段と、
回転手段によるモータのステータの回転中、ステータの
ロータに対する相対位置を検出する相対位置検出手段
と、回転手段によるモータのステータの回転中の或る位
置において、ステータからの作用によりロータに発生す
るトルクを検出するトルク検出手段と、を有することを
特徴とするモータのコギングトルク測定装置。
【請求項２】請求項１記載のコギングトルク測定装置
において、モータのステータが垂直に配置されているこ
とを特徴とするコギングトルク測定装置。
【請求項３】請求項１記載のコギングトルク測定装置
において、前記ステータ保持手段がチャッキング装置で
あり、前記回転手段がチャッキング装置を回転させるベ
ルト装置であり、前記相対位置検出手段が前記チャッキ
ング装置と同時に前記ベルト装置によって回転させられ
るエンコーダであり、前記トルク検出手段がモータのロ
ータに取付けられたプーリ又はアームと、プーリに巻き
付けられたひも又はアームに取付けられたひもと、ひも
の両端に連結された力検出手段とから成ることを特徴と
するコギングトルク測定装置。
【請求項４】請求項３記載のコギングトルク測定装置
において、前記力検出手段が荷重センサと荷重センサの
動ひずみを検出する動ひずみ測定器とから成ることを特
徴とするコギングトルク測定装置。
【請求項５】請求項４記載のコギングトルク測定装置
において、前記荷重センサがロードセルであることを特
徴とするコギングトルク測定装置。
【請求項６】請求項５記載のコギングトルク測定装置
において、前記ロードセルが歪みゲージ、ピエゾ電気素
子、又はストレインゲージであることを特徴とするコギ
ングトルク測定装置。
【請求項７】請求項５記載のコギングトルク測定装置
において、前記ロードセルに関連してロータとステータ
の相対位置の誤差を補正する補正手段が設けられている
ことを特徴とするコギングトルク測定装置。
【請求項８】請求項７記載のコギングトルク測定装置
において、前記補正手段がロードセルの受感部に取付け
られた反射シートと反射シートの移動量を測定する反射
型フォトインタラプタとから成ることを特徴とするコギ
ングトルク測定装置。
【請求項９】請求項７記載のコギングトルク測定装置
において、前記補正手段がロードセルの受感部に取付け
られたしゃ光板としゃ光板の移動量を測定する透過型フ
ォトインタラプタとから成ることを特徴とするコギング
トルク測定装置。
【請求項１０】請求項３記載のコギングトルク測定装
置において、前記力検出手段が前記ひもの両端に連結さ
れた３点式張力計を有することを特徴とするコギングト
ルク測定装置。
【請求項１１】モータのステータを保持し、保持した
ステータを回転させてモータのロータに対するステータ
の相対位置を検出し、ステータの或る位置においてステ
ータからの作用によりロータに発生するトルクを検出す
ることを特徴とするコギングトルク測定方法。
【請求項１２】請求項１１記載のコギングトルク測定
方法において、トルクの検出を、モータのロータにプー
リを取付け、プーリに滑らないようにひもを巻付け、ひ
もの両端に荷重センサを取付け、各荷重センサによって
検出される力の差分により算出することによって行うこ
とを特徴とするコギングトルク測定方法。
【請求項１３】請求項１２記載のコギングトルク測定
方法において、荷重センサによって検出される力の差分
の符号及び絶対値から力の方向及び大きさを算出するこ
とを特徴とするコギングトルク測定方法。
【請求項１４】請求項１１記載のコギングトルク測定
方法において、モータのステータを保持する前でかつモ
ータのロータをプーリに取付ける前に、プーリにひもを
巻き付けて固定し、ひもの両端に荷重センサを取付けて
荷重センサを介してひもを引っ張ることにより、予め２
つの荷重センサに等しい大きさの力をかけることを特徴
とするコギングトルク測定方法。
【請求項１５】請求項１１記載のコギングトルク測定
方法において、ステータを少なくとも或る角度回転さ
せ、ロータに対するステータの相対位置θとロータに発
生するトルクＴとからＴ−θ特性を求めることを特徴と
するコギングトルク測定方法。
【請求項１６】請求項１５記載のコギングトルク測定
方法において、ステータを３６０°回転させることを特
徴とするコギングトルク測定方法。
【請求項１７】請求項１５記載のコギングトルク測定
方法において、ステータを３６０°以上回転させ、各位
置の平均値を算出して一層正確なＴ−θ特性を求めるこ
とを特徴とするコギングトルク測定方法。