JPH10336969A - 直流電動機の診断方法及び診断用治具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 直流電動機におけるフラッシュオーバーの発
生を未然に防止する。 【解決手段】 直流電動機５０において、リングバネ５
６は内周側がバネ押え５７に押圧され可動クランパ５５
に押しつけられている。これにより可動クランパ５５は
固定クランパ５２と共にＶマイカ５３を介して整流子５
４を押圧・挟持している。両クランパ５２、５５による
整流子５４の挟持力は、バネ押え５７のネジ穴５２ａへ
のねじ込み量によって調節する。この直流電動機５０の
定期点検の際、基準面Ｓ１から内周位置Ｐin、外周位置
Ｐout までの距離ｄin、ｄout を測定し、その差△ｄ
（＝ｄin−ｄout ）を求め、この△ｄが不適正の場合、
リングバネ５６が緩んでいるためフラッシュオーバーが
起きるおそれがあると診断し、バネ押え５７を増し締め
してその△ｄが適正になるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、直流電動機につ
き、いわゆるフラッシュオーバーが起きるか否かを診断
するための診断方法及び診断用治具に関する。

【０００２】

【従来の技術】直流電動機は、整流子とブラシとを用い
てコイルを流れる電流の向きを調整して、コイルに働く
偶力によってコイルを回転させることにより、回転軸を
回転させて駆動力を得るものである。

【０００３】このような直流電動機として、従来より、
例えば、図９に示した構造のものが知られている。この
直流電動機５０は、回転軸５１、固定クランパ５２、Ｖ
マイカ５３、整流子５４、可動クランパ５５、リングバ
ネ５６及びバネ押え５７を有している。

【０００４】固定クランパ５２は、回転軸５１に支持さ
れ、この回転軸５１と共に回転する。固定クランパ５２
の上部略中央には、ネジ溝が設けられたネジ穴５２ａが
設けられている。可動クランパ５５は、回転軸５１の軸
方向に移動可能に設けられ、固定クランパ５２と共に、
Ｖマイカ５３（絶縁材）を介して整流子５４を押圧・挟
持可能である。この可動クランパ５５は、整流子５４を
押圧・挟持する側とは反対側にリングバネ５６をはめ込
むための段差部５５ａを備えている。

【０００５】整流子５４は、固定クランパ５２及び可動
クランパ５５に面する端面がジグザグ状に形成されてい
る。また、Ｖマイカ５３の形状や、固定クランパ５２及
び可動クランパ５５のうち整流子５４を保持する面の形
状も、それぞれ同様のジグザグ状に形成されている。

【０００６】バネ鋼製のリングバネ５６は、その内周側
にバネ押え５７を嵌め込むための段差溝５６ａを備えて
いる。リングバネ５６の段差溝５６ａの下面と固定クラ
ンパ５２との間には隙間ｓが設けられている。バネ押え
５７は、リングバネ５６の段差溝５６ａ（つまりリング
バネ５６の内周側）を押圧することにより、リングバネ
５６を可動クランパ５５に押しつけるものである。この
バネ押え５７は、固定クランパ５２のネジ穴５２ａに螺
合しており、そのねじ込み量によって可動クランパ５５
と固定クランパ５２による整流子５４の挟持力を調節す
るものである。

【０００７】ところで、バネ押え５７をネジ穴５２ａに
ねじ込んでリングバネ５６の内周側を押圧すると、リン
グバネ５６の段差溝５６ａの下面側の隙間ｓが狭まる。
このため、リングバネ５６のうち可動クランパ５５に当
接した側とは反対側の面は、回転軸５１に対して傾斜す
る。以下、この面を傾斜面５６ｂと称する。

【０００８】上記の直流電動機５０は、例えば新幹線の
鉄道車両に用いられているものであり、回転軸５１を高
速回転させて使用される。このため、整流子５４には外
向きの強い遠心力が働くが、この整流子５４が遠心力に
耐えることのできるように、Ｖマイカ５３を介して固定
クランパ５２及び可動クランパ５５により押圧・挟持し
ているのである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記直流電
動機５０を新幹線の鉄道車両用（特に１００系と呼ばれ
るひかり号の車両）としてある程度使用した場合、整流
子５４と図示しないブラシとの間に火花が飛んでそれが
円周方向に連なり直流電動機５０が焼けてしまう現象
（フラッシュオーバーという）が発生することがあっ
た。

【００１０】その原因を調査するに当たり、当初、整流
子５４の研削精度あるいは整流子５４周辺への異物混入
などを調査し、これらの点を改善すべく対処した。しか
し、フラッシュオーバーの発生は抑えられなかった。こ
のため、このようなフラッシュオーバーの原因を追究
し、その発生を未然に防止できるような診断方法を開発
することが望まれていた。

【００１１】また、直流電動機５０を定期的に点検する
際には、通常、ラインに直流電動機５０を載せて流れ作
業として点検を行うため、上記フラッシュオーバーの診
断についてもライン上で簡易且つ迅速に行うことが要求
されていた。本発明は上記課題に鑑みなされたものであ
り、その目的は、直流電動機におけるフラッシュオーバ
ーの発生を未然に防止できる診断方法及び診断用治具を
提供することにある。また、別の目的は、上記フラッシ
ュオーバーの診断を簡易かつ迅速に行うことができる診
断方法及び診断用治具を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段及び発明の効果】本発明者
らは、上記課題を解決するために、フラッシュオーバー
の発生した直流電動機に関し、その原因を追究したとこ
ろ、リングバネの緩みがフラッシュオーバーの原因にな
っていることを見出した。即ち、バネ鋼でできているリ
ングバネが緩むことにより、可動クランパと固定クラン
パとによる整流子の挟持力が緩むため、整流子は回転軸
が高速回転したときその遠心力に耐えきれず膨らむよう
に変形し、その結果整流子とブラシとの間で火花が出て
フラッシュオーバーが発生すると考えられた。

【００１３】本発明の第１は、直流電動機を診断する方
法に関するものであり、具体的には、回転軸に固定さ
れ、この回転軸と共に回転する固定クランパと、前記回
転軸の軸方向に移動可能に設けられ、前記固定クランパ
と共に絶縁材を介した整流子を押圧・挟持可能な可動ク
ランパと、前記可動クランパのうち前記整流子を押圧・
挟持する側とは反対側に当接したバネ鋼製のリングバネ
と、前記リングバネの内周側を前記可動クランパに向か
って押圧するバネ押えと、を備えた直流電動機を診断す
る方法であって、（１）前記リングバネのうち前記可動
クランパに当接した側とは反対側の面が前記回転軸に対
してなす傾斜角度に関し、前記バネ押えによって所定の
押圧力で前記リングバネの内周側を押圧したときの前記
傾斜角度を予め設定角度として定め、（２）前記直流電
動機を実際に使用した後の前記傾斜角度を測定し、
（３）前記設定角度と前記測定した傾斜角度とを比較す
ることにより、フラッシュオーバーが起きるか否かを判
断することを特徴とする。

【００１４】かかる診断方法では、まず、設定角度を定
める。即ち、バネ押えによって所定の押圧力でリングバ
ネの内周側を押圧する。すると、バネ鋼製のリングバネ
の内周側が外周側よりも可動クランパに接近する。ここ
で、所定の押圧力とは、バネ押えによってリングバネの
内周側を押圧した状態で実際に直流電動機を駆動させた
ときに、整流子が遠心力によって外側に膨らむように変
形しない場合の押圧力をいう。このとき、リングバネの
うち可動クランパに当接した側とは反対側の面が回転軸
に対して傾斜するが、この傾斜角度を設定角度として定
める。

【００１５】次いで、直流電動機を実際に使用した後、
例えば定期点検の時などに、前記傾斜角度を測定する。
直流電動機を実際に使用するにつれ、リングバネが緩む
ことがあるが、その原因としては、例えば絶縁材が時間
の経過と共に縮んで整流子と各クランパとの間に隙間が
生じてリングバネが緩むことなどがある。具体的には、
絶縁材がマイカの場合、乾燥不十分なマイカを用いる
と、時間の経過と共にマイカが乾燥して縮小し、上記の
ような隙間が生じてリングバネが緩むことがある。

【００１６】その後、設定角度と傾斜角度（測定値）と
を比較することにより、フラッシュオーバーが起きるか
否かを判断する。具体的には、傾斜角度（測定値）が設
定角度に対して適正な値であればフラッシュオーバーが
起きるおそれがないと判断し、不適正な値であればフラ
ッシュオーバーが起きるおそれがあると判断する。な
お、このときの適正な値については、適宜実験を行うこ
とにより経験的に定めることが好ましい。

【００１７】以上の診断方法によれば、フラッシュオー
バーの発生を未然に防止できるため、直流電動機の寿命
が長くなるという効果が得られる。上記診断方法におい
て、前記リングバネのうち前記可動クランパと当接した
側とは反対側の面に対向する基準面を設け、前記リング
バネの同一半径方向上における所定の内周位置と所定の
外周位置を定め、前記内周位置から基準面までの第１距
離と、前記外周位置から基準面までの第２距離を測定
し、前記第１距離と前記第２距離との差を前記傾斜角度
として取り扱うことが好ましい。この場合、所定の内周
位置と所定の外周位置との間隔は一定であるため、傾斜
角度は、第１距離と第２距離との差に比例する。このた
め、第１距離と第２距離との差を傾斜角度として取り扱
うことができる。このような距離の差を求めるのは、一
般に傾斜角度を求めるよりも簡易であるため、好まし
い。

【００１８】また、上記診断方法において、前記第１距
離及び前記第２距離を測定する際、前記基準面に設置さ
れた渦電流変位センサを用いることが好ましい。例え
ば、マイクロメータを用いてリングバネの測定面（可動
クランパに当接した側とは反対側の面、傾斜面ともい
う）に接触させて測定したり、あるいは、レーザーを用
いて測定面に接触させずに測定したりすることも考えら
れるが、通常、リングバネの測定面にはワニスが塗布さ
れており、マイクロメータを用いたときには勿論、レー
ザーを用いたときにも、このワニスの厚みも含んで測定
してしまう。この場合、ワニスの厚みのバラツキが誤差
となってあらわれ、十分な精度が得られないおそれがあ
る。このため、測定前にワニスを除去するという煩雑な
作業が必要となるし、測定後にワニスを再び塗布して乾
燥する作業も必要となる。乾燥には１、２日かかるた
め、このような方法では流れ作業としてライン上で行う
ことはほとんど不可能である。

【００１９】これに対して、渦電流変位センサを用いた
場合には、ワニスが塗布されていてもリングバネまでの
距離を精度良く測定できる。これは、渦電流が金属にの
み発生するためである。このため、ワニスの除去、再塗
布、乾燥といった作業が不要となり、フラッシュオーバ
ーの診断を簡易かつ迅速に行うことができ、流れ作業と
してライン上で行うことができるという効果が得られ
る。

【００２０】前記渦電流変位センサは、前記内周位置と
前記外周位置のそれぞれに対向する位置に設けられてい
ることが好ましい。例えば、渦電流変位センサを基準面
上で移動可能とし、前記内周位置と前記外周位置との間
で移動させて距離の測定を行うことも考えられるが、渦
電流変位センサを移動させるときに基準面がずれて誤差
が生じるおそれがあるし、移動作業も煩雑である。これ
に対して、渦電流変位センサを前記内周位置と前記外周
位置のそれぞれに対向する位置に設けてあれば、そのよ
うな不具合が解消されるため、好ましいのである。

【００２１】また、上述のように渦電流変位センサで距
離を測定する場合、前記基準面は、前記回転軸となす角
度が前記設定角度に略一致するように設けられているこ
とが好ましい。これは、渦電流変位センサの測定可能な
範囲が比較的狭い（例えば０〜数ｍｍ）であるため、第
１距離と第２距離との差が大きくなるといずれかが測定
不能となるおそれがある。そこで、基準面と回転軸との
なす角度を設定角度と略一致するようにし、第１距離と
第２距離との差が僅かになるようにし、いずれかが測定
不能とならないようにしたのである。

【００２２】本発明の第２は、直流電動機の診断用治具
に関するものであり、具体的には、回転軸に固定され、
この回転軸と共に回転する固定クランパと、前記回転軸
の軸方向に移動可能に設けられ、前記固定クランパと共
に絶縁材を介した整流子を押圧・挟持可能な可動クラン
パと、前記可動クランパのうち前記整流子を押圧・挟持
する側とは反対側に当接したリングバネと、前記リング
バネの内周側を前記可動クランパに向かって押圧するバ
ネ押えとを備えた直流電動機を診断するための治具であ
って、前記リングバネのうち前記可動クランパと当接し
た側とは反対側の面に対向する基準面と、前記基準面に
設置され、前記リングバネの同一半径方向上における所
定の内周位置と所定の外周位置のそれぞれにつき、前記
基準面からの距離を測定する渦電流変位センサとを特徴
とする。

【００２３】かかる診断用治具では、基準面から所定の
内周位置までの第１距離と、基準面から所定の外周位置
までの第２距離との差を、傾斜角度として取り扱うこと
になる。かかる診断用治具によれば、上述の診断方法を
実施するために用いることができるので、直流電動機の
フラッシュオーバーの発生を未然に防止でき、直流電動
機の寿命を長くすることができるという効果が得られ
る。

【００２４】また、渦電流変位センサを備えているた
め、ワニスの除去、再塗布、乾燥といった作業が不要と
なり、フラッシュオーバーの診断を簡易かつ迅速に行う
ことができ、流れ作業としてライン上で行うことができ
るという効果が得られる。このような診断用治具におい
て、渦電流変位センサは、前記内周位置と前記外周位置
のそれぞれに対向する位置に設けられていることが、好
ましい。この理由は、本発明の第１のところで既述し
た。また、上述のように渦電流変位センサで距離を測定
する場合、前記基準面は、前記回転軸となす角度が前記
設定角度に略一致するように設けられていることが好ま
しい。この理由も、本発明の第１のところで既述した。

【００２５】また、この診断用治具において、前記回転
軸に所定長さだけ差し込まれた状態で前記回転軸周りに
摺動可能に支持される筒体を備え、前記基準面はこの筒
体に一体的に設けられていることが好ましい。この場
合、筒体を回転軸周りに摺動っせたとき、基準面は回転
軸に対して絶えず同じ姿勢で回転するため、内周位置と
外周位置を含む測定箇所を容易に変更できるうえ、絶え
ず精度よく距離を測定できる。また、複数の測定箇所に
おけるデータに基づいて診断することができるため、診
断の精度が向上する。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の好適な実施例を
図面に基づいて説明する。 ［第１実施例］第１実施例はマイクロメータを用いて直
流電動機のフラッシュオーバーの発生の有無を診断する
方法及びその診断用治具に関する。図１は本実施例の診
断方法についての説明図である。

【００２７】まず、従来の技術の欄で説明した図９の直
流電動機５０につき、リングバネ５６の傾斜面５６ｂの
設定角度θstd を定めた。即ち、図１に示すように、バ
ネ押え５７を固定クランパ５２のネジ穴５２ａにねじ込
むことによって、リングバネ５６の内周側に設けた段差
溝５６ａを押圧した。すると、リングバネ５６の段差溝
５６ａの下面側の隙間ｓが狭まり、回転軸５１に対する
リングバネ５６の傾斜面５６ｂの傾斜角度θ（図１参
照）が大きくなった。この傾斜角度θは、バネ押え５７
のねじ込み量に応じて変化した。そして、バネ押え５７
のねじ込み量を適宜変化させつつ、実際に直流電動機５
０を駆動させ、整流子５４が遠心力によって外側に膨ら
むように変形しない場合のバネ押え５７のねじ込み量を
求め、このときのリングバネ５６の傾斜面５６ｂの傾斜
角度θを設定角度θstd とした。

【００２８】ただし、実際には、傾斜角度θを測定する
のではなく、次のような距離の差△ｄを測定し、これを
傾斜角度θの代わりに用いた。即ち、図１に示すよう
に、リングバネ５６の一半径方向上に所定の内周位置Ｐ
inと所定の外周位置Ｐout を定め、リングバネ５６に対
向する位置に基準面Ｓ１を設けて、この基準面Ｓ１と所
定の内周位置Ｐinとの距離ｄin（本発明の第１距離）、
及び、基準面Ｓ１と所定の外周位置Ｐout との距離ｄou
t （本発明の第２距離）を測定した。この基準面Ｓ１は
回転軸５１と略直交するように設けた。内周位置Ｐinと
外周位置Ｐout との間隔は一定であるため、距離ｄinと
距離ｄout との差△ｄ（＝ｄin−ｄout ）は傾斜角度θ
に比例する。このため、この距離の差△ｄを傾斜角度θ
の代わりに用いることとした。また、前述の設定角度θ
std に対応する距離の差△ｄを△ｄstd とした。

【００２９】次に、本実施例で用いた診断用治具につい
て説明する。図２は診断用治具の説明図であり、（ａ）
は正面図、（ｂ）は平面図である。診断用治具１０は、
図１及び図２に示すように、直流電動機５０の回転軸５
１に差し込み可能な筒体１１と、この筒体１１の直径方
向に延びる２本１組のレール１２、１２と、このレール
１２、１２にスライド可能に取り付けられた直方体状の
移動ブロック１３、１３と、移動ブロック１３、１３が
レール１２、１２から抜けるのを防止する防壁ブロック
１４、１４を備えている。このうち、移動ブロック１３
は、マイクロメータ１５を取り付けるためのものであ
る。

【００３０】この診断用治具１０を用いてフラッシュオ
ーバーの診断を行った。図３は図９におけるＡ視図（つ
まり直流電動機をリングバネ側からみたときの図）であ
る。図３に示すリングバネ５６の傾斜面５６ｂ上に、４
つの測定箇所Ａ、Ａ’、Ｂ、Ｂ’を定めた。リングバネ
５６の傾斜面５６ｂには、通常、電気的な絶縁を図るた
めにワニスが塗布されているので、距離を測定する前に
各測定箇所におけるワニスを剥がした。これは、マイク
ロメータ１５はスピンドル１５ａの先端を測定対象に接
触させた状態で距離を測定するため、ワニスを剥がさず
に測定した場合にはワニスの厚みも含んで測定してしま
うが、この場合、ワニスの厚みのバラツキが誤差となっ
て現れて十分な精度が得られないおそれがあるからであ
る。

【００３１】続いて、図１に示すように、診断用治具１
０の移動ブロック１３にマイクロメータ１５を取り付
け、筒体１１を直流電動機５０の回転軸５１に差し込
み、２つのマイクロメータ１５、１４が測定箇所Ａ、
Ａ’（図３参照）と対向するようにセットした。また、
防壁ブロック１４と可動クランパ５５の外縁との間に
は、固定用金具１６を介在させた。この状態において、
移動ブロック１３をレール１２に沿ってスライドさせた
ときのマイクロメータ１５のスピンドル１５ａの先端が
描く軌跡が、前述の基準面Ｓ１に相当する。なお、図４
は直流電動機５０に診断用治具１０を取り付けたときの
斜視図である。

【００３２】次いで、図１に示すように、一方のマイク
ロメータ１５により、測定箇所Ａ（図３参照）において
基準面Ｓ１から内周位置Ｐinまでの距離ｄinを測定し、
その後移動ブロック１３を外周側に移動させ、基準面Ｓ
１から外周位置Ｐout までの距離ｄout を測定した。ま
た、他方のマイクロメータ１５により、測定箇所Ａ’
（図３参照９において基準面Ｓ１から内周位置Ｐinまで
の距離ｄinを測定し、その後移動ブロック１３を外周側
に移動させ、基準面Ｓ１から外周位置Ｐout までの距離
ｄout を測定した。

【００３３】なお、各マイクロメータ１５による距離の
測定は、マイクロメータ１５の図示しないネジを回転さ
せてスピンドル１５ａの先端を測定対象である内周位置
Ｐin又は外周位置Ｐout に接触させ、このときの目盛を
読むことにより行った。続いて、診断用治具１０の筒体
１１を回転軸５１に差し込んだ状態で、この診断用治具
１０を回転軸５１周りに９０°回転させ、２つのマイク
ロメータ１５、１５が測定箇所Ｂ、Ｂ’（図３参照）と
対向するようにセットした。そして、上記と同様にし
て、各測定箇所Ｂ、Ｂ’における距離ｄin、ｄout を測
定した。

【００３４】次いで、４つの測定箇所Ａ、Ａ’、Ｂ、
Ｂ’のそれぞれにおいて距離の差△ｄを求め、そのいず
れかの△ｄが不適正であった場合（例えば、△ｄstd と
一致しなかった場合、又は△ｄstd と同等とみなされる
許容範囲を逸脱していた場合）、リングバネ５６が緩ん
でいるためフラッシュオーバーが起きるおそれがあると
診断し、バネ押え５７を増し締めしてその△ｄが適正に
なるようにした（例えば、△ｄstd と一致させる、又は
上記許容範囲に入るようにした）。一方、△ｄが適正で
あった場合、フラッシュオーバーが起きるおそれはない
と診断した。

【００３５】その後、ワニスを剥がした箇所に再びワニ
スを塗布し、約２日間乾燥した。この直流電動機５０を
再使用したところ、フラッシュオーバーが起きる確率が
低減した。以上の本実施例によれば、次のような効果が
得られた。即ち、リングバネ５６の緩み具合を測定する
ことにより、フラッシュオーバーの発生を未然に防止で
き、直流電動機５０を長寿命化することができた。

【００３６】また、傾斜角度θを測定する代わりに、リ
ングバネ５６の傾斜面５６ｂの距離の差△ｄを測定した
ため、測定作業が比較的簡便であった。更に、４つの測
定箇所Ａ、Ａ’、Ｂ、Ｂ’において測定を行い、フラッ
シュオーバーの起きるおそれがあるか否かを診断したた
め、測定箇所が１箇所の場合に比べて、診断の精度が高
かった。

【００３７】なお、更に多くの箇所において測定を行う
ことにより診断の精度を更に向上させてもよいが、その
場合にはワニスを剥がす箇所も多くなるため、ワニスを
剥がす作業に要する時間が嵩む。 ［第２実施例］第２実施例は渦電流変位センサを用いて
直流電動機のフラッシュオーバーの発生の有無を診断す
る方法及びその診断用治具に関する。図５は本実施例の
診断方法についての説明図、図６は図５の要部拡大図で
ある。

【００３８】第２実施例では、図５に示すように、基準
面Ｓ２を、回転軸５１とのなす角度が設定角度θstd と
なるように、換言すればリングバネ５６の傾斜面５６ｂ
と略平行となるように設けた。この場合も図６に示すよ
うに、第１実施例と同様、基準面Ｓ２から内周位置Ｐin
までの距離Ｄin（本発明の第１距離）と、基準面Ｓ２か
ら外周位置Ｐout までの距離Ｄout （本発明の第２距
離）との差△Ｄ（＝Ｄin−Ｄout ）が、傾斜角度θに比
例する。このため、この距離の差△Ｄを傾斜角度θの代
わりに用いることとした。また、設定角度θstd に対応
する距離の差△Ｄを△Ｄstd とした。

【００３９】次に、本実施例で用いた診断用治具につい
て説明する。図７は診断用治具の説明図であり、（ａ）
は正面図、（ｂ）は底面図である。本実施例で用いた診
断用治具２０は、図５及び図７に示すように、直流電動
機５０の回転軸５１に差し込み可能な筒体２１と、この
筒体２１の直径方向に延びるアーム２２、２２と、この
アーム２２、２２にネジ止めされた略Ｌ字状のセンサ支
持部２３、２３とを備えたものである。

【００４０】筒体２１は、周面に滑りどめ用のローレッ
トが設けられており、その上面には回転軸５１の上端と
突き当たる蓋２１ａがネジ止めされている。また、各セ
ンサ支持部２３は、リングバネ５６の傾斜面５６ｂにお
ける内周位置Ｐinと外周位置Ｐout にそれぞれ対向する
位置に渦電流変位センサ２４、２４（例えば、（株）キ
ーエンス製の商品名EX-500のシリーズ）を支持するため
のものである。このセンサ支持部２３の下面（基準面Ｓ
２）は、回転軸５１となす角度が設定角度θstd と略一
致しており、渦電流変位センサ２４、２４はこの下面上
に並設されている。

【００４１】つまり、２つの渦電流変位センサ２４、２
４の並び方向は、リングバネ５６の傾斜面５６ｂの傾斜
方向に略一致している。このように渦電流変位センサ２
４、２４の並び方向を傾斜面５６ｂの傾斜方向に略一致
させたのは、一般に渦電流変位センサの測定可能な範囲
が０〜数ｍｍと小さいため、仮に回転軸５１と直交する
方向に並べた場合には、いずれか一方の渦電流変位セン
サが測定不能となるおそれがあるからである。

【００４２】この診断用治具２０を用いてフラッシュオ
ーバーの診断を行った。図８は本実施例の診断用治具を
直流電動機に取り付けたときの装置構成図である。図８
に示すように、診断用治具２０のセンサ支持部２３に渦
電流変位センサ２４、２４を取り付け、筒体２１を直流
電動機５０の回転軸５１に差し込み、蓋２１ａが回転軸
５１の上端に突き当たるようにセットした。そして、各
渦電流変位センサ２４を変位計２６を介してパソコン２
７に接続した。なお、パソコン２７は、内蔵メモリに記
録された処理プログラムに基づいて、各渦電流変位セン
サ２４の種々の測定箇所における距離Ｄin、Ｄout から
その差△Ｄを求めてそれをディスプレイ上に表示するも
のである。

【００４３】この装置構成において、作業者は、パソコ
ン２７のキーボードからその測定箇所における距離Ｄi
n、Ｄout の測定開始を指令し、ディスプレイ上に△Ｄ
を表示させた。続いて、診断用治具２０の筒体２１を回
転軸５１に差し込んだ状態で、作業者は診断用治具２０
の筒体２１の周面に設けたローレットに指をかけてこの
診断用治具２０を回転軸５１周りに僅かに（例えば４５
°程度）回転させ、その状態でパソコン２７のキーボー
ドからその測定箇所における距離Ｄin、Ｄout の測定開
始を指令し、ディスプレイ上に△Ｄを表示させた。そし
て、このような測定を繰り返し行い、リングバネ５６の
傾斜面５６ｂを全周にわたり複数（例えば８箇所）の測
定箇所で距離の差△Ｄを求めた。

【００４４】これら複数の測定箇所のうちいずれかにお
いて、△Ｄが不適正であった場合（例えば、△Ｄstd と
一致しなかった場合、又は△Ｄstd と同等とみなされる
許容範囲を逸脱していた場合）、リングバネ５６が緩ん
でいるためフラッシュオーバーが起きるおそれがあると
診断し、バネ押え５７を増し締めしてその△Ｄが適正に
なるようにした（例えば、△Ｄstd と一致させる、又は
上記許容範囲に入るようにした）。一方、△Ｄが適正で
あった場合、フラッシュオーバーが起きるおそれはない
と診断した。この直流電動機５０を再使用したところ、
フラッシュオーバーが起きる確率が著しく低減した。

【００４５】本実施例によれば、上記第１実施例の効果
に加えて、以下の効果が得られた。即ち、リングバネ５
６の全周にわたって複数の測定箇所において測定を行
い、フラッシュオーバーの起きるおそれがあるか否かを
診断したため、診断の精度が一層向上した。

【００４６】また、リングバネ５６の全周にわたって複
数の測定箇所において測定を行う際、診断用治具２０は
回転軸５１の上端に蓋２１ａが突き当たった状態で回転
軸５１周りに回転するため、基準面Ｓ２は診断用治具２
０を回転させた場合でも絶えず回転軸５１に対して一定
の角度（θstd ）をなした状態に保たれた。このため、
各測定箇所において常に高い測定精度が実現できた。

【００４７】また、第１実施例のように接触型の距離測
定器であるマイクロメータ１５により距離を測定する場
合に比べて、第２実施例のように非接触型の距離測定器
である渦電流変位センサ２４により距離を測定するた
め、迅速に測定できた。特に、渦電流変位センサ２４
は、リングバネ５６の傾斜面５６ｂ上にワニスが存在し
ていても、そのワニスの厚みは測定せず、金属までの距
離を測定するため、測定前にリングバネ５６のワニスを
剥がす作業や、測定後にワニスを再塗布して乾燥する作
業が不要となり、作業時間が大幅に短縮され、また測定
自身も大幅に簡素化された。このため、直流電動機５０
の点検作業を流れ作業として行うライン上で、診断、修
理を行うことができた。具体的には、第１実施例では測
定終了までに約５０分必要であったのに対して、第２実
施例では約５分となり、約１／１０となった。なお、第
１実施例では測定終了後、ワニス再塗布、乾燥を行う必
要があり、この作業時間を考慮すれば、一層第２実施例
の方が有利となる。

【００４８】更に、リングバネ５６の内周位置Ｐinと外
周位置Ｐout のそれぞれに対向する位置に距離測定器で
ある渦電流変位センサ２４、２４を設けたため、第１実
施例のように距離測定器をスライドさせる必要がなく、
作業者による個人差（誤差）が小さくなり、測定精度が
向上した。具体的には第１実施例は精度１／１００ミリ
であったのに対して、第２実施例は精度１／１０００と
なった。

【００４９】尚、本発明の実施の形態は、上記実施例に
何ら限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に属
する限り種々の形態を採り得ることはいうまでもない。
例えば、上記第１実施例の診断用治具１０のマイクロメ
ータ１５の代わりに渦電流変位センサ２４を移動ブロッ
ク１３上に取り付けてもよい。あるいは、上記第２実施
例の診断用治具２０の渦電流変位センサ２４の代わりに
マイクロメータ１５を取り付けてもよい。

【００５０】また、上記第１実施例の診断用治具１０の
レール１２の数を３以上に増やし、それに応じて移動ブ
ロック１３なども増設してもよいし、逆にレール１２の
数を一つに減らしてもよい。同様に、上記第２実施例の
診断用治具２０のアーム２２の数を３以上に増やし、そ
れに応じてセンサ支持部２３なども増設してもよいし、
逆にアーム２２の数を一つに減らしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１実施例の診断方法についての説明図であ
る。

【図２】 第１実施例の診断用治具の説明図であり、
（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。

【図３】 図９におけるＡ視図である。

【図４】 第１実施例の診断用治具を直流電動機に取り
付けたときの斜視図である。

【図５】 第２実施例の診断方法についての説明図であ
る。

【図６】 図５の要部拡大図である。

【図７】 第２実施例の診断用治具の説明図であり、
（ａ）は正面図、（ｂ）は底面図である。

【図８】 第２実施例の診断用治具を直流電動機に取り
付けたときの装置構成図である。

【図９】 直流電動機の説明図である。

【符号の説明】

１０・・・診断用治具、１１・・・筒体、１２・・・レ
ール、１３・・・移動ブロック、１４・・・防壁ブロッ
ク、１５・・・マイクロメータ、１６・・・固定用金
具、２０・・・診断用治具、２１・・・筒体、２１ａ・
・・蓋、２２・・・アーム、２３・・・センサ支持部、
２４・・・渦電流変位センサ、２６・・・変位計、２７
・・・パソコン、５０・・・直流電動機、５１・・・回
転軸、５２・・・固定クランパ、５３・・・Ｖマイカ、
５４・・・整流子、５５・・・可動クランパ、５６・・
・リングバネ、５６ｂ・・・傾斜面、５７・・・バネ押
え、Ｐout ・・・外周位置、Ｐin・・・内周位置、Ｓ
１、Ｓ２・・・基準面、θ・・・傾斜角度、θstd ・・
・設定角度。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 保広 愛知県名古屋市中村区名駅一丁目１番４号 東海旅客鉄道株式会社内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸に固定され、この回転軸と共に回
   転する固定クランパと、 前記回転軸の軸方向に移動可能に設けられ、前記固定ク
   ランパと共に絶縁材を介した整流子を押圧・挟持可能な
   可動クランパと、 前記可動クランパのうち前記整流子を押圧・挟持する側
   とは反対側に当接したバネ鋼製のリングバネと、 前記リングバネの内周側を前記可動クランパに向かって
   押圧するバネ押えと、を備えた直流電動機を診断する方
   法であって、（１）前記リングバネのうち前記可動クラ
   ンパに当接した側とは反対側の面が前記回転軸に対して
   なす傾斜角度に関し、前記バネ押えによって所定の押圧
   力で前記リングバネの内周側を押圧したときの前記傾斜
   角度を予め設定角度として定め、（２）前記直流電動機
   を実際に使用した後の前記傾斜角度を測定し、（３）前
   記設定角度と前記測定した傾斜角度とを比較することに
   より、フラッシュオーバーが起きるか否かを判断するこ
   とを特徴とする直流電動機の診断方法。
2. 【請求項２】 前記リングバネのうち前記可動クランパ
   と当接した側とは反対側の面に対向する基準面を設け、
   前記リングバネの同一半径方向上における所定の内周位
   置と所定の外周位置を定め、前記内周位置から基準面ま
   での第１距離と、前記外周位置から基準面までの第２距
   離を測定し、前記第１距離と前記第２距離との差を前記
   傾斜角度として取り扱うことを特徴とする請求項１記載
   の直流電動機の診断方法。
3. 【請求項３】 前記第１距離及び前記第２距離を測定す
   る際、前記基準面に設置された渦電流変位センサを用い
   ることを特徴とする請求項１又は２記載の直流電動機の
   診断方法。
4. 【請求項４】 前記渦電流変位センサは、前記内周位置
   と前記外周位置のそれぞれに対向する位置に設けられて
   いることを特徴とする請求項３記載の直流電動機の診断
   方法。
5. 【請求項５】 前記基準面は、前記回転軸となす角度が
   前記設定角度に略一致することを特徴とする請求項３又
   は４記載の直流電動機の診断方法。
6. 【請求項６】 回転軸に固定され、この回転軸と共に回
   転する固定クランパと、 前記回転軸の軸方向に移動可能に設けられ、前記固定ク
   ランパと共に絶縁材を介した整流子を押圧・挟持可能な
   可動クランパと、 前記可動クランパのうち前記整流子を押圧・挟持する側
   とは反対側に当接したバネ鋼製のリングバネと、 前記リングバネの内周側を前記可動クランパに向かって
   押圧するバネ押えと、を備えた直流電動機を診断するた
   めの治具であって、 前記リングバネのうち前記可動クランパと当接した側と
   は反対側の面に対向する基準面と、 前記基準面に設置され、前記リングバネの同一半径方向
   上における所定の内周位置と所定の外周位置のそれぞれ
   につき、前記基準面からの距離を測定する渦電流変位セ
   ンサとを特徴とする直流電動機の診断用治具。
7. 【請求項７】 前記渦電流変位センサは、前記内周位置
   と前記外周位置のそれぞれに対向する位置に設けられて
   いることを特徴とする請求項６記載の直流電動機の診断
   用治具。
8. 【請求項８】 前記基準面は、前記回転軸とのなす角度
   が、予め定められた設定角度と略一致することを特徴と
   する請求項６又は７記載の直流電動機の診断用治具。但
   し、前記設定角度とは、前記リングバネのうち前記可動
   クランパに当接した側とは反対側の面が前記回転軸に対
   してなす傾斜角度であって、前記バネ押えによって所定
   の押圧力で前記リングバネの内周側を押圧したときの角
   度をいう。
9. 【請求項９】 前記回転軸に所定長さだけ差し込まれた
   状態で前記回転軸周りに摺動可能に支持される筒体を備
   え、 前記基準面はこの筒体に一体的に設けられていることを
   特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載の直流電動機
   の診断方法。