(57)【要約】【課題】電動モータ６の振動若しくは作動音に基づいて、この電動モータ６の異常の有無を正確に判定できる検査方法及び検査装置を実現する。【解決手段】上記電動モータ１の振動を、この電動モータ１の非回転部に磁気吸引力を利用して取り付けた加速度ピックアップ１７により検出する。そして、この検出信号を増幅部１８を介してフィルタ部１９に送り、上記電動モータ６の回転周波数の所定の次数成分を含む周波数帯域の信号のみを通過させるフィルタ処理を施す。そして、このフィルタ処理後の検出信号を信号処理部２０に送り、エンベロープ処理を施してから、周波数分析を行って、周波数スペクトルを得る。そして、この周波数スペクトルを判定部２１に送り、この周波数スペクトルに含まれる上記回転周波数の所定の次数成分のレベルと、予め設定しておいた閾値とを比較する事により、異常の有無を判定する事で、上記課題を解決する。【選択図】図５
2010071866.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
その回転駆動力を、減速比が１０〜２５の範囲内の値の減速機構を介して被駆動個所に伝達すると共に、その回転方向を適宜切り換えて使用する電動モータを対象とし、この電動モータが何れかの回転方向に回転している状態で、この電動モータの振動若しくは作動音を検出して電気信号に変換し、その後、この電気信号に対し、上記電動モータの回転周波数の所定の次数成分を含む周波数帯域の信号のみを通過させる為のフィルタ処理を、ローパスフィルタとハイパスフィルタとバンドパスフィルタとのうちの何れかのフィルタによって施し、その後、このフィルタ処理を施した電気信号にエンベロープ処理を施し、その後、このエンベロープ処理を施した電気信号の周波数分析を行い、その後、この周波数分析の結果に現れた、上記回転周波数の所定の次数成分のレベルを評価値とし、この評価値を予め設定しておいた閾値と比較する事に基づいて、上記電動モータの上記何れかの回転方向に関する異常の有無の判定を行う、電動モータの検査方法。
【請求項２】
所定の次数成分が、電動モータを構成する整流子のスリット分割数の整数倍の次数成分である、請求項１に記載した電動モータの検査方法。
【請求項３】
その回転駆動力を、減速比が１０〜２５の範囲内の値の減速機構を介して被駆動個所に伝達すると共に、その回転方向を適宜切り換えて使用する電動モータを対象とし、この電動モータが何れかの回転方向に回転している状態で、この電動モータの振動若しくは作動音を検出して電気信号に変換し、その後、この電気信号に対し、上記電動モータの回転周波数成分を含む周波数帯域の信号のみを通過させる為のフィルタ処理を、ローパスフィルタとハイパスフィルタとバンドパスフィルタとのうちの何れかのフィルタによって施し、その後、このフィルタ処理を施した電気信号の周波数分析を行い、その後、この周波数分析の結果に現れた、上記回転周波数成分のレベルを評価値とし、この評価値を予め設定しておいた閾値と比較する事に基づいて、上記電動モータのロータバランスの良否の判定を行う、電動モータの検査方法。
【請求項４】
その回転駆動力を、減速比が１０〜２５の範囲内の値の減速機構を介して被駆動個所に伝達すると共に、その回転方向を適宜切り換えて使用する電動モータを対象とし、この電動モータが何れかの回転方向に回転している状態で、この電動モータの振動若しくは作動音を検出して電気信号に変換し、その後、この電気信号に対し、上記電動モータの回転周波数成分を含む周波数帯域の信号のみを通過させる為のフィルタ処理を、ローパスフィルタとハイパスフィルタとバンドパスフィルタとのうちの何れかのフィルタによって施し、その後、このフィルタ処理を施した電気信号の上記回転周波数成分を含む周波数帯域のレベルを評価値とし、この評価値を予め設定しておいた閾値と比較する事に基づいて、上記電動モータのロータバランスの良否の判定を行う、電動モータの検査方法。
【請求項５】
電動モータの振動若しくは作動音は、この電動モータの非回転部に対し着脱可能に且つ接触共振の影響を受けない様に取り付けたセンサより検出する、請求項１〜４のうちの何れか１項に記載した電動モータの検査方法。
【請求項６】
電動モータが、電動式パワーステアリング装置又は電動式位置調節機構付ステアリング装置の動力源として使用するものであり、
判定を、上記電動モータの両回転方向のそれぞれに関して行い、且つ、少なくともこれら両回転方向のそれぞれに関する上記判定の結果が、それぞれ異常なし又は良好となった場合に、これら両回転方向のそれぞれに関して求めた評価値同士の差を、予め設定しておいた閾値と比較する事に基づいて、上記電動モータの回転対称性に関する異常の有無を判定する、
請求項１〜５のうちの何れか1項に記載した電動モータの検査方法。
【請求項７】
請求項１〜６のうちの何れか１項に記載した検査方法により電動モータを検査する、電動モータの検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明に係る電動モータの検査方法及び検査装置は、例えば電動式パワーステアリング装置や電動式位置調節機構付ステアリング装置の動力源として使用する電動モータを対象として、この電動モータの振動若しくは作動音に関する異常、又は、この電動モータのロータバランスの良否を検査する為に利用する。
【背景技術】
【０００２】
操舵輪（フォークリフト等の特殊車両を除き、通常は前輪）に舵角を付与する際に運転者がステアリングホイールを操作する為に要する力の軽減を図る為の装置として、パワーステアリング装置が広く使用されている。又、この様なパワーステアリング装置で、補助動力源として電動モータを使用する電動式パワーステアリング装置も、広く普及している。この様な電動式パワーステアリング装置の構造は、各種知られているが、何れの構造の場合でも、ステアリングホイールの操作によって回転させられ、回転に伴って操舵輪に舵角を付与する回転軸に電動モータの補助動力を、ウォーム減速機等を介して付与する。
【０００３】
例えば特許文献１には、図８〜９に示す様な電動式パワーステアリング装置が記載されている。ステアリングホイール１の操作に基づいて両方向に回転させられる、回転軸であるステアリングシャフト２の前端部は、車体に支持されたギヤハウジング３の内側に、回転自在に支持されている。このステアリングシャフト２の前端部にはウォームホイール４を、この前端部と同心に外嵌固定している。そして、このウォームホイール４に、上記ギヤハウジング３の内側に１対の軸受１５ａ、１５ｂにより回転自在に支持されたウォーム５を噛合させる事で、ウォーム減速機を構成している。このウォーム５の基端部（図９の右端部）には、上記ギヤハウジング３に結合固定した電動モータ６の出力軸７の先端部（図９の左端部）を、回転力の伝達を可能に接続している。
【０００４】
又、上記電動モータ６は、上記ギヤハウジング３に結合固定したモータハウジング８の内側に上記出力軸７を、１対の軸受１６ａ、１６ｂにより回転自在に支持している。又、この出力軸７の基半部（図９の右半部）外周面にロータ９を、上記モータハウジング８の基半部内周面にステータ１０を、それぞれ固定して、これらロータ９の外周面とステータ１０の内周面とを全周に亙り対向させている。又、上記出力軸７の先端寄り部外周面に整流子１１を固定すると共に、この整流子１１を、上記ロータ９を構成するコイルに導通させている。又、上記モータハウジング８の内側で上記整流子１１と対向する部分にブラシ１２を保持すると共に、このブラシ１２を上記整流子１１の外周面に、弾性的に摺接させている。これにより、図示しない電源からの電力を、上記ブラシ１２及び整流子１１を介して、上記ロータ９を構成するコイルに供給できる様にしている。
【０００５】
自動車の運転時に、上記ステアリングホイール１の操作に基づいて上記ステアリングシャフト２が回転すると、図示しないトルクセンサがこのステアリングシャフト２に加えられたトルクを検出し、この検出信号を図示しない制御器に送る。この制御器は、この検出信号に基づいて上記電動モータ６への通電を制御する事により、この電動モータ６の出力軸７を適切な方向に回転駆動する。そして、この出力軸７の回転駆動力を、上記ウォーム減速機を介して上記ステアリングシャフト２に伝達する事により、このステアリングシャフト２に対し、上記ステアリングホイール１の操作に基づくトルクと同方向のトルクを付与する。この結果、上記ステアリングホイール１の操作力が軽減される。
尚、電動式パワーステアリング装置を実施する場合には、上記ステアリングシャフト２に代えて、中間シャフト１３や、ステアリングギヤユニット１４の入力軸（ピニオン軸）等に、電動モータの補助動力を付与する構成を採用する事もできる。
【０００６】
又、上述した様な電動式パワーステアリング装置と同様、電動モータを動力源とするステアリング装置として従来から、電動式位置調節機構付ステアリング装置（例えば、特許文献２、３参照）が使用されている。この電動式位置調節機構付ステアリング装置は、運転者の体格や運転姿勢等に応じて、ステアリングホイールの高さ位置や前後位置を調節可能にし、且つ、この調節を電動モータの動力を利用して行える様にしたものである。
【０００７】
上述した様な電動式パワーステアリング装置と電動式位置調節機構付ステアリング装置とは、省スペース化の為に、動力源となる電動モータを小型に構成している。この様な小型の電動モータは、発生する動力（回転駆動力）が小さい。この為、この電動モータの動力を、減速比が大きい（１０〜２５程度の）ウォーム減速機等の減速機構により十分に増大させた状態で、被駆動個所に伝達する様にしている。又、この減速機構の減速比が大きい分、上記電動モータの回転速度を大きくして、上記被駆動個所の駆動速度を十分に確保できる様にしている。又、この被駆動個所は、両方向に回転する回転軸や、両方向に駆動するアクチュエータ等である為、上記電動モータとして両方向に回転駆動可能なものを使用している。又、上記電動式パワーステアリング装置の場合、上記電動モータの回転方向の切り換えは、上記制御器による通電制御に基づいて、自動的に行われる。これに対し、上記電動式位置調節機構付ステアリング装置の場合、上記電動モータの回転方向の切り換えは、運転者のスイッチ操作に基づいて行われる他、運転者の乗降時に自動的に行われる場合もある。
【０００８】
ところで、上述した様な電動モータは、使用者である、自動車の運転者等の乗員の身近で使用されるものである為、発生する振動や作動音に関しては、厳しい管理が要求されている。従来、この種の管理の為の検査は、検査官の官能（聴覚）によって行われるのが主流であった。ところが、官能による検査は正確性に欠ける場合があり、特に、上述した様な小型の電動モータの如き、固有振動数が高い電動モータを対象とする場合には、正確な検査を行うのが難しかった。
【０００９】
この様な事情に鑑みて、特許文献４には、上記検査を定量的に行える検査装置に関する発明が記載されている。この特許文献４に記載された検査装置は、電動モータの非回転部に押し当てたセンサにより、この電動モータの振動若しくは作動音を検出し、この検出した振動のレベルに基づいて、上記電動モータの異常の有無を判定するものである。ところが、この様な検査装置の場合には、上記非回転部に上記センサを押し当てる事に基づいて、これら非回転部とセンサとの接触部が、局所的に弾性変形する。この結果、この接触部がばねとして作用し、このばねと上記センサの質量とによって、新たな振動系が構成される。そして、上記電動モータの作動時に、この新たな振動系による、接触共振と呼ばれる共振現象が生じる。この結果、この接触共振の影響を受けて、上記電動モータの本来の振動レベルを検出できなくなり、正確な検査を行えなくなる可能性がある。又、上記特許文献４に記載された検査装置の場合には、上記センサの押し当て力や、このセンサの押し当て部の形状等の要因に基づいて、検出する振動に外乱振動が入り込み易く、この外乱振動によって、正確な検査を行えなくなる可能性がある。
【００１０】
又、電動モータの振動及び作動音に関して、本発明者が研究を行ったところ、これら振動及び作動音の検出信号のうち、上記電動モータの回転周波数の次数成分に基づいて、耳障りな異音の有無を正確に判定できる事が分かった。尚、本発明に関連する他の公知文献として、特許文献５、６がある。但し、これら特許文献５、６には、上記回転周波数の次数成分と耳障りな異音との関係に関連する事項は記載されていない。又、この様な関係を踏まえた判定方法、即ち、対象となる電動モータの振動若しくは作動音の検出信号のうち、この電動モータの回転周波数の次数成分に基づいて、耳障りな異音の有無を判定する方法に関連する事項に就いても記載されていない。
【００１１】
又、上述した様な電動モータ６の振動や作動音が大きくなる原因としては、例えば、整流子１１とブラシ１２との摺接不良が挙げられる他、ロータバランスの不良（ロータ９及び整流子１１を固定した出力軸７のアンバランス）等が挙げられる。この為、このロータバランスに関しても、厳しい管理が要求されている。従来、この種の管理の為の検査は、JIS B 0905に準拠した、バランシングマシン等の専用試験機を使用して行っていた。この様な専用試験機は、ロータバランスの良否を検査できるだけでなく、このロータバランスの修正も行える。ところが、この様な専用試験機の場合には、電動モータ６を完成させる前の状態、即ち、ロータ９及び整流子１１を固定した出力軸７を、モータハウジング８に組み付ける前の状態でしか、ロータバランスの良否を検査できない。これに対し、このロータバランスは、上記出力軸７に上記ロータ９及び整流子１１を固定した後、上記電動モータ６を完成させるべく、各構成部品同士を組み立てる際の組立誤差等によって悪化する場合がある。この為、上記電動モータ６を完成させた状態でロータバランスの良否を検査できる方法を実現する事が望まれる。
【００１２】
尚、電動モータの振動及び作動音に関して、本発明者が研究を行ったところ、これら振動及び作動音の検出信号のうち、上記電動モータの回転周波数成分に基づいて、ロータバランスの良否を判定できる事が分かった。但し、上記特許文献５、６には、上記回転周波数成分とロータバランスとの関係に関連する事項も記載されてはいない。又、この様な関係を踏まえた判定方法、即ち、対象となる電動モータの振動若しくは作動音の検出信号のうち、この電動モータの回転周波数成分に基づいて、ロータバランスの良否を判定する方法に関連する事項に就いても記載されていない。
【００１３】
【特許文献１】特開２００４−３０６８９８号公報
【特許文献２】特開２００８−３０７２８号公報
【特許文献３】特開２００８−６９５３号公報
【特許文献４】特開平５−１２６６２７号公報
【特許文献５】特開平５−２８８５９９号公報
【特許文献６】特開平７−１７４６１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、上述の様な事情に鑑み、電動モータの振動若しくは作動音に基づいて、この電動モータの異常の有無、又は、ロータバランスの良否を、正確に判定できる検査方法及び検査装置を実現すべく発明したものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の検査方法及び検査装置による検査の対象となる電動モータは、その回転駆動力を、減速比が１０〜２５の範囲内の値の減速機構を介して被駆動個所に伝達すると共に、その回転方向を｛時計回り（ＣＷ）と反時計回り（ＣＣＷ）とに｝適宜切り換えて使用するものである。尚、減速比が上記範囲から外れる減速機構と組み合わされる電動モータの場合、使用回転数との関係で、本発明の検査方法及び検査装置を使用する必要性が乏しい。
【００１６】
本発明の電動モータの検査方法のうち、請求項１に記載したものは、上記電動モータが何れかの回転方向に回転している状態で、この電動モータの振動若しくは作動音を検出して電気信号に変換する。その後、この電気信号に対し、上記電動モータの回転周波数の所定の次数成分を含む周波数帯域の信号のみを通過させる為のフィルタ処理を、ローパスフィルタとハイパスフィルタとバンドパスフィルタとのうちの何れかのフィルタによって施す。その後、このフィルタ処理を施した電気信号にエンベロープ処理を施す。その後、このエンベロープ処理を施した電気信号の周波数分析を行う。その後、この周波数分析の結果に現れた、上記回転周波数の所定の次数成分のレベルを評価値とし、この評価値を予め設定しておいた閾値と比較する事に基づいて、上記電動モータの上記何れかの回転方向に関する異常の有無の判定を行う。
【００１７】
この様な請求項１に記載した発明の原理に就いて、以下に具体例を挙げつつ説明する。
図１の（Ａ）（Ｂ）は、それぞれが本発明の検査対象となる、同型式の２つの電動モータＡ、Ｂを、それぞれ５４００min-1（回転周波数９０Hz）で回転させた場合に発生する、振動の検出信号（電気信号）の周波数分析結果を示している。この結果より、（Ａ）に示した電動モータＡよりも、（Ｂ）に示した電動モータＢの方が、振動の周波数スペクトルのレベル（振動値）が高い事が分かる。一方、図２の（Ａ）（Ｂ）は、これら２つの電動モータＡ、Ｂに関する、上記振動の検出信号に、２０００Hz以下の周波数帯域の信号のみを通過させるローパスフィルタによるフィルタ処理と、エンベロープ処理とを順番に施した後、周波数分析をした結果を示している。この結果より、（Ａ）に示した電動モータＡは、回転周波数（９０Hz）の何れの次数成分のレベルも閾値（図示の例では０．０１）を越えていないが、（Ｂ）に示した電動モータＢは、回転周波数（９０Hz）の幾つかの次数成分のレベルが閾値（図示の例では０．０１）を越えている事が分かる。従って、これらの結果より、上記閾値を適切な値に設定しておけば、上記回転周波数の次数成分のレベルと当該閾値とを比較する事で、上記電動モータの何れかの回転方向に関する異常の有無を判定（例えば、何れかの次数成分のレベルが当該閾値を越えていれば異常であると判定）できる事が分かる。
【００１８】
尚、上述の請求項１に記載した発明の場合には、検査効率を向上させるべく、上記検出信号にフィルタ処理を施して、上記回転周波数の所定の次数成分を含む周波数帯域の信号｛例えば、図２の（Ａ）（Ｂ）に示した様な、２０００Hz以下の周波数帯域の信号｝のみを通過させ（不要な周波数帯域の信号を除去し）、その後の処理を行う様にしている。但し、この様なフィルタ処理を施さずに、その後の処理を行っても良い。
【００１９】
上述の請求項１に記載した発明を実施する場合に、好ましくは、請求項２に記載した発明の様に、上記所定の次数成分を、上記電動モータを構成する整流子のスリット分割数（この整流子を構成する、円周方向に並べて配置した整流子片の数＝これら各整流子片同士の間に存在するスリットの数）の整数倍の次数成分とする。
【００２０】
この理由は、次の通りである。即ち、上述した図２｛特に（Ｂ）｝を見れば分かる様に、上記各電動モータＡ、Ｂの場合には、上記振動の検出信号のうち、回転周波数（９０Hz）の８次成分（７２０Hz成分）や１６次成分（１４４０Hz成分）のレベルが、周囲に存在する他の次数成分のレベルよりも高くなる傾向を示す。この様な傾向を示す理由は、上記各電動モータＡ、Ｂを構成する整流子のスリット分割数が８だからである。即ち、この整流子の外周面にブラシが摺接する事に起因して、上記スリット分割数の１倍（上記回転周波数の８倍）の次数成分である８次成分のレベルと、上記スリット分割数の２倍（上記回転周波数の１６倍）の次数成分である１６次成分のレベルとが、周囲に存在する他の次数成分のレベルよりも高くなる傾向を示す。更に、これら各スリット分割数の整数倍の次数成分のレベルは、上記整流子に対する上記ブラシの接触状態や、この整流子の形状精度が悪化する程高くなる。従って、適切な閾値を設定しておけば、上記各スリット分割数の整数倍の次数成分のレベルと当該閾値とを比較する事に基づいて、上記接触状態や上記形状精度が良好であるか否かを判定（例えば、上記各スリット分割数の整数倍の次数成分のうちの何れかの次数成分のレベルが当該閾値を越えていれば良好でないと判定）できる。
【００２１】
尚、上述の請求項１〜２に記載した発明を実施する場合、上記各判定は、上記各次数成分のレベルを、それぞれ同じ閾値と比較する事に基づいて行っても良いし、個別に設定した閾値と比較する事に基づいて行っても良い。例えば、整流子のスリット分割数の整数倍の次数成分の閾値を、それ以外の次数成分の閾値よりも大きくする事が考えられる。又、上記各判定は、上記各次数成分のレベルの総和値、平均値、実効値、ピーク値等が閾値を越えているか否かに基づいて行っても良い。
【００２２】
又、本発明の電動モータの検査方法のうち、請求項３に記載したものは、上記電動モータが何れかの回転方向に回転している状態で、この電動モータの振動若しくは作動音を検出して電気信号に変換する。その後、この電気信号に対し、上記電動モータの回転周波数成分を含む周波数帯域の信号のみを通過させる為のフィルタ処理を、ローパスフィルタとハイパスフィルタとバンドパスフィルタとのうちの何れかのフィルタによって施す。その後、このフィルタ処理を施した電気信号の周波数分析を行う。その後、この周波数分析の結果に現れた、上記回転周波数成分のレベル｛例えば、実効値、ピーク値、クルトシス（尖度）等｝を評価値とし、この評価値を予め設定しておいた閾値と比較する事に基づいて、上記電動モータのロータバランスの良否（出力軸及びロータと共に一体になって回転する構造体のアンバランスの大小）の判定を行う。
【００２３】
この様な請求項３に記載した発明の原理に就いて、以下に具体例を挙げつつ説明する。
図３は、それぞれが本発明の検査対象となる、同型式の複数個の電動モータに就いて、５４００min-1（回転周波数９０Hz）で回転させた場合に発生する振動のうち、この振動の検出信号（電気信号）を周波数分析して求めた回転周波数成分（９０Hz成分）のレベルと、バランシングマシン等の専用試験機を使用して測定したロータバランスとの関係を示している。この図３に示した関係より、上記回転周波数成分のレベルと上記ロータバランスとの間には、強い相関関係がある事が分かる。従って、適切な大きさの閾値を設定しておけば、上記回転周波数成分のレベルと当該閾値とを比較する事に基づいて、上記ロータバランスの良否を判定できる（上記回転周波数成分のレベルが当該閾値を越えていればロータバランスが良好でないと判定）できる。
【００２４】
尚、上述の請求項３に記載した発明の場合には、検査効率を向上させるべく、上記検出信号にフィルタ処理を施して、上記回転周波数成分を含む周波数帯域の信号のみを通過させ（不要な周波数帯域の信号を除去し）、その後の処理を行う様にしている。但し、この様なフィルタ処理を施さずに、その後の処理を行っても良い。
【００２５】
又、本発明の電動モータの検査方法のうち、請求項４に記載したものは、上記電動モータが何れかの回転方向に回転している状態で、この電動モータの振動若しくは作動音を検出して電気信号に変換する。その後、この電気信号に対し、上記電動モータの回転周波数成分を含む周波数帯域の信号のみを通過させる為のフィルタ処理を、ローパスフィルタとハイパスフィルタとバンドパスフィルタとのうちの何れかのフィルタによって施す。その後、このフィルタ処理を施した電気信号の上記回転周波数成分を含む周波数帯域のレベル｛例えば、実効値、ピーク値、クレストファクタ（ピーク値／実効値）、クルトシス（尖度）等｝を評価値とし、この評価値を予め設定しておいた閾値と比較する事に基づいて、上記電動モータのロータバランスの良否の判定を行う。
【００２６】
この様な請求項４に記載した発明の原理に就いて、以下に具体例を挙げつつ説明する。
図４は、それぞれが本発明の検査対象となる、同型式の複数個の電動モータに就いて、回転速度を４２００〜６０００min-1（回転周波数７０〜１００Hz）の範囲で変化させた場合に発生する振動の検出信号（電気信号）のうち、この検出信号にフィルタ処理を施す事により得られた、下限の回転周波数成分を含む周波数帯域帯域のレベル及び上限の回転周波数成分を含む回転周波数帯域のレベルと、バランシングマシン等の専用試験機を使用して測定したロータバランスとの関係を示している。この図４に示した関係より、上記回転周波数成分を含む周波数帯域のレベルと上記ロータバランスとの間には、強い相関関係がある事が分かる。従って、適切な大きさの閾値を設定しておけば、上記回転周波数成分を含む周波数帯域のレベルと当該閾値とを比較する事に基づいて、上記ロータバランスの良否を判定（上記回転周波数成分を含む周波数帯域のレベルが当該閾値を越えていればロータバランスが良好でないと判定）できる。
【００２７】
又、上述の様な請求項１〜４に記載した電動モータの検査方法を実施する場合に、好ましくは、請求項５に記載した発明の様に、上記電動モータの振動若しくは作動音を、この電動モータの非回転部（例えば、この電動モータを構成するモータハウジングの外面の一部）に対し着脱可能に且つ接触共振の影響を受けない様に取り付けた（例えば永久磁石の磁気吸引力を利用して取り付けた）センサより検出する。
【００２８】
又、上述の様な請求項１〜５に記載した電動モータの検査方法を実施する場合には、例えば請求項６に記載した発明の構成を採用する事ができる。この請求項６に記載した発明は、次の（α）（β）（γ）の構成を有するものである。
（α）対象となる電動モータが、電動式パワーステアリング装置又は電動式位置調節機構付ステアリング装置の動力源として使用するものである。
（β）判定を、上記電動モータの両回転方向のそれぞれに関して行う。
（γ）更に、少なくともこれら両回転方向のそれぞれに関する上記判定の結果が、それぞれ異常なし又は良好となった場合に、これら両回転方向のそれぞれに関して求めた評価値同士の差を、予め設定しておいた閾値と比較する事に基づいて、上記電動モータの回転対称性に関する異常の有無を判定する。
尚、上記（α）（β）（γ）の３つの構成は、上述した請求項１〜５に記載した電動モータの検査方法に対し、何れか１つの構成のみ、又は、何れか２つの構成のみを採用する事もできる。
更に請求項７に記載した電動モータの検査装置の場合には、上述した様な何れかの検査方法により、電動モータを検査する。
【発明の効果】
【００２９】
請求項１〜２に記載した電動モータの検査方法によれば、電動モータの振動若しくは作動音の検出信号（電気信号）を利用して、この電動モータの異常の有無を定量的に検査できる。この為、人間の官能（聴覚）による検査に比べて、検査の正確性を十分に確保できる。
【００３０】
又、請求項３〜４に記載した電動モータの検査方法によれば、電動モータの振動若しくは作動音の検出信号（電気信号）を利用して、この電動モータのロータバランスの良否を検査できる。この為、バランシングマシン等の専用試験機を利用して行うロータバランスの検査方法と比べて、検査を実施する際の作業上の手間を十分に軽減できる。又、請求項３〜４に記載した電動モータの検査方法によれば、バランシングマシン等の専用試験機を利用して行うロータバランスの検査方法と異なり、電動モータの完成状態でロータバランスの良否を検査できる。
【００３１】
又、請求項５に記載した発明によれば、電動モータの本来の振動若しくは作動音を、接触共振の影響を受ける事なく検出できる。この為、検査の正確性をより十分に確保できる。
又、請求項６に記載した発明によれば、電動モータの各回転方向に関する異常の有無やロータバランスの良否だけでなく、この電動モータの回転対称性に関する異常の有無も検査できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
［実施の形態の第１例］
図５は、請求項１、２、５、７に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。本例の検査対象は、前述の図８〜９に示した電動式パワーステアリング装置の駆動源として使用する、小型の電動モータ６である。本例の場合、この電動モータ６を構成する整流子１１（図９参照）のスリット分割数（この整流子１１を構成する、円周方向に並べて配置した整流子片の数＝これら各整流子片同士の間に存在するスリットの数）は、８個である。又、本例の検査装置は、図５にブロック図で示す様に、加速度ピックアップ１７と、増幅部１８と、フィルタ部１９と、信号処理部２０と、判定部２１と、記録／表示部２２と、図示しない回転速度検出装置とを備える。尚、上記フィルタ部１９は、通過周波数の最大値を２０００Hzに設定したローパスフィルタを備える。
【００３３】
この様な検査装置を使用して上記電動モータ６の検査を行う場合には、この電動モータ６を使用個所｛ギヤハウジング３（図９参照）｝に組み付ける前の状態、即ち、この電動モータ６単体の状態で、図５に示す様に、この電動モータ６に上記加速度ピックアップ１７を取り付ける。具体的には、この電動モータ６の非回転部｛モータハウジング８（図９参照）の外面等｝に上記加速度ピックアップ１７を、この加速度ピックアップ１７に固定した永久磁石の磁気吸引力を利用して、着脱可能に取り付ける。そして、この状態で、上記電動モータ６を時計回り（ＣＷ）と反時計回り（ＣＣＷ）とのうちの何れかの回転方向に回転させながら、上記電動モータ６の振動を、上記加速度ピックアップ１７により検出する。特に、本例の場合には、この電動モータ６の印加電圧を８〜１６Ｖの範囲で変動させる事に基づいて、この電動モータ６の回転速度｛定格回転速度５４００min-1（＝回転周波数９０Hz）｝を実使用回転速度の範囲で変動させながら、上記振動の検出を行う。尚、本例の場合には、上記加速度ピックアップ１７を上記非回転部に押し付けていない為、これら加速度ピックアップ１７と非回転部との接触部が弾性変形しない。従って、この弾性変形に基づく接触共振が生じる事を有効に防止でき、結果として、上記電動モータ６の本来の振動を正確に検出できる。又、本例の場合には、この電動モータ６の振動の検出と連動して、上記回転速度検出装置により、この電動モータ６の回転速度（回転周波数）を検出する。
【００３４】
上記加速度ピックアップ１７により検出した振動は、この加速度ピックアップ１７により電気信号に変換した後、上記増幅部１８と上記フィルタ部１９と上記信号処理部２０とに、順次送る。このうちの増幅部１８は、上記振動を表す電気信号を増幅する。又、上記フィルタ部１９は、この増幅後の電気信号に、上記ローパスフィルタによるフィルタ処理を施す。これにより、２０００Hz以下の周波数帯域の信号のみを通過させる。又、上記信号処理部２０は、このフィルタ処理後の電気信号にエンベロープ処理を施した後、このエンベロープ処理後の電気信号の周波数分析を行い、周波数スペクトルを得る。ここで、本例の場合には、上述の様に回転速度を変動させながら振動を検出している為、この回転速度の変動に伴って上記周波数スペクトルにも変動が生じる。但し、検査の目的より、この様に変動する周波数スペクトルのうち、最大レベルのものを評価する必要がある。そこで、上記信号処理部２０は、この最大レベルのもの（ピークホールド）を得て、前記判定部２１に送る。一方、上記回転速度検出装置により検出した、上記電動モータ６の回転速度に関する電気信号は、上記振動に関する電気信号と連動して、上記信号処理部２０に送る。この信号処理部２０は、上記周波数スペクトル（ピークホールド）と共に、この周波数スペクトル（ピークホールド）の発生時に於ける上記回転周波数の値を、上記判定部２１に送る。
【００３５】
そして、上記判定部２１は、上記周波数スペクトル（ピークホールド）のうち、上記回転周波数の各次数成分のレベル（振動値）をそれぞれ評価値とし、これら各評価値を、この回転周波数の値に応じて予め用意しておいた閾値と比較する。そして、例えば前述した図２の（Ａ）に示す様に、何れの評価値も上記閾値以下である場合に「異常なし」の判定をし、例えば同図の（Ｂ）に示す様に、少なくとも１つの評価値が上記閾値を越えている場合に「異常あり」の判定をする。又、上記判定部２１は、例えば上記図２の（Ａ）に示す様に、それぞれが上記評価値である、上記回転周波数の８次成分（前記整流子１１のスリット分割数である８の１倍の次数成分）のレベルと、同じく１６次成分（このスリット分割数である８の２倍の次数成分）のレベルとが、何れも上記閾値以下である場合には、上記整流子１１に対するブラシ１２（図９参照）の接触状態や、この整流子１１の形状精度が「良好である」と判定する。これに対し、例えば上記図２の（Ｂ）に示す様に、上記８次成分のレベルと上記１６次成分のレベルとのうちの少なくとも一方のレベルが、上記閾値を越えている場合には、上記整流子１１に対するブラシ１２の接触状態や、この整流子１１の形状精度が「良好でない」と判定する。何れにしても、上記判定部２１による判定の結果は、前記記録／表示部２２に送られ、この記録／表示部２２に表示される。本例の場合には、この様な検査を、上記電動モータ６の両回転方向のそれぞれに関して行う。
【００３６】
上述した様な本例の電動モータの検査方法及び検査装置によれば、電動モータ６の振動を表す電気信号（検出信号）を利用して、この電動モータ６の異常の有無を定量的に検査できる。この為、人間の官能（聴覚）による検査に比べて、検査の正確性を十分に確保できる。又、本例の場合には、上記電動モータ６の非回転部に加速度ピックアップ１７を押し付けていない為、これら非回転部と加速度ピックアップ１７との接触部が弾性変形しない。従って、この弾性変形に基づく接触共振が生じる事を有効に防止できる。この結果、本例の場合には、上記電動モータ６の本来の振動を、接触共振の影響を受ける事なく検出できる為、検査の正確性をより十分に確保できる。又、本例の場合には、上記電動モータ６の回転速度を実使用回転速度の範囲で変動させながら検査を行う為、この検査の信頼性を高める事ができる。即ち、それぞれが同型式である複数の電動モータ６に同じ大きさの電圧を印加しても、これら各電動モータ６の実使用回転速度は、個々に異なる場合がある。この理由は、出力軸７を支持する１対の軸受１６ａ、１６ｂ（図９参照）の回転抵抗のばらつきや、上記各電動モータ６を使用個所に組み付けた場合に加わる負荷のばらつき等が存在する為である。これに対し、本例の場合には、この様なばらつきを考慮して、上記電動モータ６の回転速度を実使用回転速度の範囲で変動させながら検査を行う為、この検査の信頼性を高める事ができる。更に、本例の場合には、上記電動モータ６単体の状態で検査を行える為、この電動モータ６を使用個所に組み付けた状態で検査を行う場合と異なり、この電動モータ６の組み直しや組み付け調整を行う必要がない。従って、その分だけ、電動式パワーステアリング装置の製造コストの低減を図れる。
【００３７】
尚、上述した第１例では、信号処理部２０から判定部２１に、周波数分析結果である周波数スペクトル（ピークホールド）の全体を送ったが、これに代えて、この周波数スペクトル（ピークホールド）に含まれる、回転周波数の各次数成分のレベルのみを送る事もできる。
【００３８】
［実施の形態の第２例］
図６は、請求項３、５、７に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の検査対象も、前述の図８〜９に示した電動式パワーステアリング装置の駆動源として使用する、小型の電動モータ６である。又、本例の場合には、この電動モータ６のロータバランスを検査する。又、本例の検査装置は、図６にブロック図で示す様に、加速度ピックアップ１７と、増幅部１８と、フィルタ部１９ａと、信号処理部２０ａと、判定部２１ａと、記録／表示部２２と、図示しない回転速度検出装置とを備える。尚、上記フィルタ部１９ａは、通過周波数の最大値を２００Hzに設定したローパスフィルタを備える。
【００３９】
この様な検査装置を使用して上記電動モータ６のロータバランスの検査を行う場合には、この電動モータ６を使用個所｛ギヤハウジング３（図９参照）｝に組み付ける前の状態、即ち、この電動モータ６単体の状態で、図６に示す様に、この電動モータ６に上記加速度ピックアップ１７を取り付ける。具体的には、この電動モータ６の非回転部｛モータハウジング８（図９参照）の外面等｝に上記加速度ピックアップ１７を、この加速度ピックアップ１７に固定した永久磁石の磁気吸引力を利用して、着脱可能に取り付ける。そして、この状態で、上記電動モータ６を時計回り（ＣＷ）と反時計回り（ＣＣＷ）とのうちの何れかの回転方向に回転させながら、この電動モータ６の振動を、上記加速度ピックアップ１７により検出する。又、本例の場合も、上記電動モータ６の印加電圧を８〜１６Ｖの範囲で変動させる事に基づいて、この電動モータ６の回転速度｛定格回転速度５４００min-1（＝回転周波数９０Hz）｝を実使用回転速度の範囲で変動させながら、上記振動の検出を行う。尚、本例の場合も、上記加速度ピックアップ１７を上記非回転部に押し付けていない為、これら加速度ピックアップ１７と非回転部との接触部が弾性変形しない。従って、この弾性変形に基づく接触共振が生じる事を有効に防止でき、結果として、上記電動モータ６の本来の振動を正確に検出できる。又、本例の場合も、上記振動の検出と連動して、上記図示しない回転速度検出装置により、上記電動モータ６の回転速度（回転周波数）を検出する。
【００４０】
上記加速度ピックアップ１７により検出した振動は、この加速度ピックアップ１７により電気信号に変換した後、上記増幅部１８と上記フィルタ部１９ａと上記信号処理部２０ａとに、順次送る。このうちの増幅部１８は、上記振動を表す電気信号を増幅する。又、上記フィルタ部１９ａは、この増幅後の電気信号に、上記ローパスフィルタによるフィルタ処理を施す。これにより、２００Hz以下の周波数帯域の信号のみを通過させる。又、上記信号処理部２０ａは、このフィルタ処理後の電気信号の周波数分析を行い、周波数スペクトルを得る。ここで、本例の場合には、上述の様に回転速度を変動させながら振動を検出している為、この回転速度の変動に伴って上記周波数スペクトルにも変動が生じる。但し、検査の目的より、この様に変動する周波数スペクトルのうち、最大レベルのものを評価する必要がある。そこで、上記信号処理部２０ａは、この最大レベルのもの（ピークホールド）を得て、前記判定部２１ａに送る。一方、上記回転速度検出装置により検出した、上記電動モータ６の回転速度に関する電気信号は、上記振動に関する電気信号と連動して、上記信号処理部２０ａに送る。この信号処理部２０ａは、上記周波数スペクトル（ピークホールド）と共に、この周波数スペクトル（ピークホールド）の発生時に於ける上記回転周波数の値を、上記判定部２１ａに送る。
【００４１】
そして、上記判定部２１ａは、上記周波数スペクトル（ピークホールド）のうち、上記回転周波数の成分のレベル（振動値）を評価値とし、この評価値を、この回転周波数の値に応じて予め用意しておいた閾値と比較する。そして、この評価値がこの閾値以下である場合にロータバランスが「良好である」と判定し、この評価値がこの閾値を越えている場合にロータバランスが「良好でない」と判定する。何れにしても、上記判定部２１ａによる判定の結果は、前記記録／表示部２２に送られ、この記録／表示部２２に表示される。本例の場合には、この様なロータバランスの検査を、上記電動モータ６の両回転方向のそれぞれに関して行う。
【００４２】
上述した様な本例の電動モータの検査方法及び検査装置によれば、電動モータ６の振動の検出信号（電気信号）を利用して、この電動モータ６のロータバランスの良否を検査できる。この為、バランシングマシン等の専用試験機を利用して行うロータバランスの検査方法と比べて、検査を実施する際の作業上の手間を十分に軽減できる。又、本例の検査方法によれば、上記バランシングマシン等の専用試験機を利用して行うロータバランスの検査方法と異なり、上記電動モータ６の完成状態でロータバランスの良否を検査できる。
【００４３】
尚、上述した第２例では、信号処理部２０ａから判定部２１ａに、周波数分析結果である周波数スペクトル（ピークホールド）の全体を送ったが、これに代えて、この周波数スペクトル（ピークホールド）に含まれる、回転周波数成分のレベルのみを送る事もできる。
【００４４】
［実施の形態の第３例］
図７は、請求項４〜５、７に対応する、本発明の実施の形態の第３例を示している。本例の検査対象も、前述の図８〜９に示した電動式パワーステアリング装置の駆動源として使用する、小型の電動モータ６である。又、本例の場合も、上述した第２例の場合と同様、この電動モータ６のロータバランスを検査する。又、本例の検査装置は、図７にブロック図で示す様に、加速度ピックアップ１７と、増幅部１８と、フィルタ部１９ａと、信号処理部２０ｂと、判定部２１ｂと、記録／表示部２２と、図示しない回転速度検出装置とを備える。尚、上記フィルタ部１９ａは、通過周波数の最大値を２００Hzに設定したローパスフィルタを備える。
【００４５】
本例の場合、この様な検査装置を使用して上記電動モータ６のロータバランスの検査を行う場合には、上述した第２例の場合と同様にして、この電動モータ６の回転速度｛定格回転速度５４００min-1（＝回転周波数９０Hz）｝を実使用回転速度の範囲で変動させながら、この電動モータ６の振動を、上記加速度ピックアップ１７により検出する。又、これと連動して、上記回転速度検出装置により、上記電動モータの回転速度（回転周波数）を検出する。そして、上記加速度ピックアップ１７により検出した振動を表す電気信号を、上記増幅部１８に送って増幅した後、上記フィルタ部１９ａに送って上記ローパスフィルタによるフィルタ処理を施す事により、２００Hz以下の周波数帯域の信号のみを通過させる。そして、このフィルタ処理後の電気信号を上記信号処理部２０ｂに送る。この信号処理部２０ｂは、このフィルタ処理後の電気信号のピークホールドを得て、上記判定部２１ｂに送る。一方、上記回転速度検出装置により検出した回転速度に関する電気信号は、上記振動に関する電気信号と連動して、上記信号処理部２０ｂに送る。この信号処理部２０ｂは、上記フィルタ処理後の電気信号のピークホールドと共に、このピークホールドの発生時に於ける上記回転周波数の値を、上記判定部２１ｂに送る。
【００４６】
そして、上記判定部２１ｂは、上記ピークホールドの実効値（レベル）を評価値とし、この評価値を、上記回転周波数の値に応じて予め用意しておいた閾値と比較する。そして、この評価値がこの閾値以下である場合にロータバランスが「良好である」と判定し、この評価値がこの閾値を越えている場合にロータバランスが「良好でない」と判定する。何れにしても、上記判定部２１ｂによる判定の結果は、前記記録／表示部２２に送られ、この記録／表示部２２に表示される。本例の場合も、この様なロータバランスの検査を、上記電動モータ６の両回転方向のそれぞれに関して行う。
【００４７】
上述した様な本例の電動モータの検査方法及び検査装置によれば、電動モータ６の振動の検出信号（電気信号）を利用して、この電動モータ６のロータバランスの良否を検査できる。この為、バランシングマシン等の専用試験機を利用して行うロータバランスの検査方法と比べて、検査を実施する際の作業上の手間を十分に軽減できる。又、本例の検査方法によれば、上記バランシングマシン等の専用試験機を利用して行うロータバランスの検査方法と異なり、上記電動モータ６の完成状態でロータバランスの良否を検査できる。
【００４８】
尚、上述した第２例では、信号処理部２０ａから判定部２１ａに、フィルタ処理後の電気信号のピークホールドを送ったが、これに代えて、このピークホールドの実効値を送る事もできる。
【００４９】
尚、上述した各実施の形態では、電動モータの回転速度を実使用回転速度の範囲で変動させながら、この電動モータの振動を検出したが、本発明を実施する場合には、この電動モータの回転速度を一定（例えば定格回転速度）に保ったまま、この電動モータの振動を測定する様にしても良い。又、上述した各実施の形態では、電動モータの両回転方向のそれぞれに関して、異常の有無の判定、又は、ロータバランスの良否の判定を行うが、これら両回転方向に関する判定結果が、それぞれ「異常なし」又は「良好である」となった場合には、追加の検査として、これら両回転方向に関する上記判定を行う為にこれら両回転方向に関して求めた評価値同士の差を、予め設定しておいた閾値と比較する事に基づいて、上記電動モータの回転対称性に関する異常の有無（回転方向に基づく特性変化の少なさ）を判定するのが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】電動モータの振動の検出信号の周波数分析結果の２例を表す線図。
【図２】電動モータの振動の検出信号にフィルタ処理とエンベロープ処理とを順番に施した後、周波数分析した結果の２例を表す線図。
【図３】電動モータの振動の検出信号に含まれる回転周波数成分のレベルと、この電動モータのロータバランスとの関係を表す線図。
【図４】電動モータの振動の検出信号に含まれる回転周波数成分を含む周波数帯域のレベルと、この電動モータのロータバランスとの関係を表す線図。
【図５】本発明の実施の形態の第１例を示す、検査装置のブロック図。
【図６】同第２例を示す、検査装置のブロック図。
【図７】同第３例を示す、検査装置のブロック図。
【図８】電動式パワーステアリング装置の全体構成の部分切断側面図。
【図９】図８の拡大X−X断面図。
【符号の説明】
【００５１】
１  ステアリングホイール
２  ステアリングシャフト
３  ギヤハウジング
４  ウォームホイール
５  ウォーム
６  電動モータ
７  出力軸
８  モータハウジング
９  ロータ
１０  ステータ
１１  整流子
１２  ブラシ
１３  中間シャフト
１４  ステアリングギヤユニット
１５ａ、１５ｂ  軸受
１６ａ、１６ｂ  軸受
１７  加速度ピックアップ
１８  増幅部
１９、１９ａ  フィルタ部
２０、２０ａ、２０ｂ  信号処理部
２１、２１ａ、２１ｂ  判定部
２２  記録／表示部
【図１】
2010071866.tif 000003
【図２】
2010071866.tif 000004
【図３】
2010071866.tif 000005
【図４】
2010071866.tif 000006
【図５】
2010071866.tif 000007
【図６】
2010071866.tif 000008
【図７】
2010071866.tif 000009
【図８】
2010071866.tif 000010
【図９】
2010071866.tif 000011