(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のティースを有するローターの周囲を囲み、前記ローターの周方向に略均等に分割された偶数個の極を形成する交番磁界を発生させる巻線と、
前記巻線に交流電圧を印加する電圧印加部と、
前記電圧印加部によって印加された交流電圧の大きさの測定、前記巻線に流れる電流の大きさの測定、および前記電圧印加部によって印加された交流電圧と電流との位相差の測定を行う測定部と、を備え、
前記巻線が作る一つ一つの極は前記ローターの複数のティースと面していることを特徴とする測定装置。
【請求項２】
前記ローターの周囲を囲むセンサーコアと、
前記センサーコアから前記ローターに向けて突出するとともに、前記ローターの周方向に沿って並べて設けられた複数のティースと、を備え、
前記巻線は、前記センサーコアの前記複数のティースのそれぞれに巻き付けられるとともに直列に接続されており、
前記センサーコアの隣接する前記複数のティースが発生する磁束の向きが逆向きであることを特徴とする請求項１に記載の測定装置。
【請求項３】
前記ローターの周方向に略均等に分割された偶数個の極はスキューが設けられていることを特徴とする請求項２に記載の測定装置。
【請求項４】
前記ローターのスキュー角をＳ１、前記センサーコアおよび前記センサーコアの前記ティースのスキュー角をＳ２、前記交番磁界の磁極数をＰとしたとき、任意のＳ１またはＳ２に対して、
Ｓ１＋Ｓ２＝３６０°／（Ｐ／２）
の関係を満たすことを特徴とする請求項３に記載の測定装置。
【請求項５】
前記巻線が発生させる前記交番磁界の極数は、３６０°を前記ローターのスキュー角で割った値に近い整数の２倍の数値±２の整数倍であることを特徴とする請求項２に記載の測定装置。
【請求項６】
前記測定部は、測定した前記位相差に基づいて実数部と虚数部とからなる前記巻線のインピーダンスを求めることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１つに記載の測定装置。
【請求項７】
複数のティースを有するローターの周囲を巻線で囲み、前記巻線が作る一つ一つの極を前記ローターの複数のティースと対面させるステップと、
前記巻線に交流電圧を印加して、前記ローターの周方向に略均等に分割された偶数個の極を形成する交番磁界を発生させるステップと、
前記巻線に印加された交流電圧の大きさの測定、前記巻線に流れる電流の大きさの測定、および交流電圧と電流との位相差を測定するステップと、を備えることを特徴とする測定方法。
【請求項８】
複数のティースを有するローターの周囲を巻線で囲み、前記巻線が作る一つ一つの極を前記ローターの複数のティースと対面させるステップと、
前記巻線に交流電圧を印加して、前記ローターの周方向に略均等に分割された偶数個の極を形成する交番磁界を発生させるステップと、
前記巻線に印加された交流電圧の大きさの測定、前記巻線に流れる電流の大きさの測定、および交流電圧と電流との位相差を測定するステップと、
前記巻線に囲まれた領域から前記ローターを取り出すステップと、
前記ローターの周囲をステーターで囲むステップと、を備えることを特徴とするモーターの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、かご形ローターの測定装置、測定方法、およびモーターの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、誘導モーターのかご形ローターには、絶縁皮膜を両面に施した電磁鋼板をプレスで打抜いて円環状の板材とし、円環状に板材を積層して円柱状に製作したローターコアが用いられる。なお、以下の説明においてかご形ローターを単にローターともいう。ローターコアには、円柱形状の一端面側から他端面側に向けて延びる複数のスロットが形成されている。ローターコアのスロット内には、アルミダイカストなどの工法によって導体が充填されてローターバーが形成される。また、アルミダイカストなどの工法によって、ローターバーの端部同士を電気的に接続させるエンドリングが形成される。ローターでは、ローターバーとエンドリングで２次導体が形成される。【０００３】
ローターコアを構成する円環状の板材は、主面である両面は絶縁被膜に覆われているものの、プレスによって打抜かれることで板材の切断面は絶縁被膜に覆われていない状態となっている。ローターコアのスロットの内周面は板材の切断面で形成されるため絶縁皮膜で覆われておらず、スロットの内周面とスロット内に形成されたローターバーとが導通状態となる場合がある。スロットの内周面とローターバーとの導通状態は、そのローターを用いたモーターの発生トルクおよび効率に影響を及ぼすため、モーターの品質のばらつきを招くおそれがある。【０００４】
そこで、スロットの内周面とローターバーとの導通状態が発生トルクおよび効率に与える影響を、ローターをモーターに組み込む前に検査する技術が提案されている。特許文献１には、予め用意された基準のステーターの内側に、測定対象となるローターを配置し、基準のステーターに規定の電圧を印加したときの発生トルクを測定する技術が開示されている。測定された発生トルクと基準トルクとを比較することで、発生トルクおよび効率への導通状態の影響を把握し、モーターの品質のばらつきの抑制を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−１３３８２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示された技術では、モーターの出力に対応した大きさのトルク検出器および負荷装置が必要であるため装置が大掛りになるという問題があった。また、導通状態の影響が出る回転数でローターを回転させる必要があるため、測定に時間がかかるといった問題があった。【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、より簡素な構成およびより短時間でスロットの内周面とローターバーとの導通状態が発生トルクおよび効率に与える影響を把握できる測定装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、ローターの周囲を囲み、ローターの周方向に交番磁界を発生させる巻線と、巻線に交流電圧を印加する電圧印加部と、電圧印加部によって印加された交流電圧と電流との位相差を測定する測定部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明にかかる測定装置は、より簡素な構成およびより短時間でスロットの内周面とローターバーとの導通状態がローターに与える影響を把握できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１にかかるモーターの分解斜視図
【図２】実施の形態１におけるローターコアの平面図
【図３】実施の形態１にかかる測定装置の概略構成を示す図
【図４】図３に示すローターとセンサーユニットとを、周方向に沿って直線状に展開した上面図
【図５】図４に示すローターを周方向に沿って直線状に展開した側面図
【図６】図４に示すセンサーユニットを周方向に沿って直線状に展開した側面図
【図７】図５に示すローターと図６に示すセンサーユニットとを重ね合わせて示す図であり、ローターとセンサーユニットとの関係を示す図
【図８】実施の形態１において２次導体に誘導電流が流れない場合のＬＣＲメーターからみたインピーダンスの等価回路を示す図
【図９】実施の形態１において２次導体に誘導電流が流れる場合のＬＣＲメーターからみたインピーダンスの等価回路を示す図
【図１０】ローターバーとスロットの内周面との接触抵抗と、実数部Ｒｅ（Ｚ）との関係を示す図
【図１１】実施の形態１において８極のセンサーユニットを用いた測定装置の概略構成を示す図
【図１２】図１１に示す測定装置を用いてスキュー角が７２°のローターを周方向に沿って直線状に展開した図であって、ローターとセンサーユニットとの関係を示す図
【図１３】図１１に示す測定装置において、スロットの内周面とローターバーとが絶縁されている場合のＬＣＲメーターからみたインピーダンスの等価回路を示す図
【図１４】図１１に示す測定装置において、スロットの内周面とローターバーとが導通している場合のＬＣＲメーターからみたインピーダンスの等価回路を示す図
【図１５】図１１の例でローターバーとスロットの内周面との接触抵抗と、実数部Ｒｅ（Ｚ）との関係を示す図
【図１６】図５に示した例よりもスキュー角が小さいローターを、周方向に沿って直線状に展開した側面図
【図１７】図１６のローターの側面図に図６のセンサーユニットを重ね合せた側面図
【図１８】実施の形態１においてセンサーユニットを周方向に沿って直線状に展開した側面図
【図１９】図１６と図１８とを重ねあわせて、ローターとセンサーユニットとの関係を示す側面図
【図２０】本発明の実施の形態２にかかる測定装置の概略構成を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明の実施の形態にかかる測定装置、測定方法、およびモーターの製造方法を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１２】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかるモーターの分解斜視図である。図２は、実施の形態１におけるローターコアの平面図である。図３は、実施の形態１にかかる測定装置の概略構成を示す図である。図４は、図３に示すローターとセンサーユニットとを、周方向に沿って直線状に展開した上面図である。図５は、図４に示すローターを周方向に沿って直線状に展開した側面図である。図６は、図４に示すセンサーユニットを周方向に沿って直線状に展開した側面図である。図７は、図５に示すローターと図６に示すセンサーユニットとを重ね合わせて示す図であり、ローターとセンサーユニットとの関係を示す図である。
【００１３】
図１に示すように、モーター５０はローター１、軸受２、外郭３、およびステーター４を備える。モーター５０は誘導モーターである。ローター１は、図２に示す円環形状の板材を積層して円柱形状に成形されたローターコア１ｃを有する。積層される円環形状の板材は、両面に絶縁皮膜を有する電磁鋼板をプレス加工にて打ち抜いて得られる。積層される円環形状の板材は、外周側に向けて突出する複数のティース１ｔを有し、ティース１ｔを含めた全体で円環形状をなす。なお、電磁鋼板の図示は省略する。ローターコア１ｃには、ローターコア１ｃの一端面側から他端面側に向けて延びる複数のスロット１ｓが形成されている。
【００１４】
ローターコア１ｃのスロット１ｓ内には、導体が充填されて複数のローターバー１ｂが形成されている。ローターコア１ｃの一端面と他端面には、エンドリング１ｅが設けられている。複数のローターバー１ｂの両端は、エンドリング１ｅで短絡されている。ローターバー１ｂとエンドリング１ｅとで２次導体が形成される。ローターバー１ｂとエンドリング１ｅは、例えばアルミダイカストによって形成される。
【００１５】
ローターコア１ｃの中心には回転軸１ａが嵌め込まれる。回転軸１ａには、ボールベアリングなどの軸受２が装着される。軸受２は、モーター５０の外郭３に設けられた軸受箱３ｈによって保持される。これにより、ローター１は回転軸１ａを中心に回転可能とされる。ローター１の外周には、ステーターコア４ｃのティース４ｔに巻線４ｗが巻き付けられたステーター４が配置されている。巻線４ｗに位相がずれた２相の交流電圧を印加して電流を流すことで、ステーターコア４ｃのティース４ｔの内周側に回転磁界を発生し、回転磁界によってローター１の２次導体に誘導電流が流れることにより、ローター１にトルクが発生する。すなわち、図１では２極のコンデンサー分相誘導モーターの例を示している。なお、コンデンサーの図示は省略している。
【００１６】
ここで、ステーター４が発生した回転磁界によりローター１の２次導体にだけ誘導電流が流れる場合には、ローター１に発生するトルクが安定する。しかしながら、ローターコア１ｃのスロット１ｓの内周面１０は、電磁鋼板を打ち抜いた際の切断面であるため、絶縁皮膜に覆われていない。そのため、ローターバー１ｂとスロット１ｓの内周面１０との接触状態と、２次導体に発生する誘導起電力の大きさによっては、ローターバー１ｂとスロット１ｓの内周面１０との間に導通箇所が発生する。ローターバー１ｂとスロット１ｓの内周面１０と導通すると、ローターバー１ｂからローターコア１ｃを経由して隣接のローターバー１ｂへと電流が流れる横流れ電流が発生して損失となる。すなわち、ローターバー１ｂとスロット１ｓの内周面１０との導通状態によって、ローター１に発生するトルクの低下および効率の低下を招く場合がある。
【００１７】
特に、図１に示すように板材を周方向にずらしながら積層することでスロット１ｓを螺旋状に形成してスキュー角を設けたローターコア１ｃでは、スキュー角が大きくなるほどローターコア１ｃへ流れる電流が大きくなる。したがって、スキュー角の大きいローターコア１ｃを用いたローター１ほど損失も大きくなって、発生トルクの低下が大きくなる。また、回転磁界に含まれる高調波成分が大きいほど発生トルクの低下が大きくなる。
【００１８】
次に、図３に示す測定装置６０について説明する。測定装置６０は、センサーユニット５と、ＬＣＲメーター６とを備える。センサーユニット５は、筒状形状のセンサーコア５ｃを有し、センサーコア５ｃには内周側に向けて突出する複数のティース５ｔが形成されている。図３では、１０個のティース５ｔが周方向に並べて形成された例を示している。ティース５ｔのそれぞれには、巻線５ｗが巻き付けられている。ティース５ｔに巻き付けられた巻線５ｗ同士は直列に接続されている。また、各巻線５ｗの巻き数は同数となっている。また、隣り合う巻線５ｗ同士は、ティース５ｔへの巻き付け方向が逆方向となっている。
【００１９】
ＬＣＲメーター６は、発信部６ｇ、電流測定部６ｉ、および電圧測定部６ｖを備え、直列に接続された巻線５ｗの両端部５ｅに交流電圧を印加する。また、ＬＣＲメーター６は、印加電圧に対する巻線５ｗに流れる電流の大きさと位相差を測定して等価インピーダンスに換算する。ＬＣＲメーター６には、例えば日置電機製のＬＣＲメーター（品番：ＩＭ３５３３）を用いることができる。ＬＣＲメーター６は、巻線５ｗに交流電圧を印加する電圧印加部の機能を発揮するとともに、位相差を測定する測定部の機能を発揮する。
【００２０】
ＬＣＲメーター６から巻線５ｗに交流電圧が印加されるとローター１には周方向に沿った１０極の交番磁界が発生する。これにより、図４に示すようにセンサーコア５ｃのティース５ｔからローターコア１ｃのティース１ｔを経由する磁束７が発生し、ローターバー１ｂとエンドリング１ｅからなる２次導体に鎖交する。センサーユニット５では、１０極の交番磁界を発生することで、回転磁界中の高調波成分の５次成分に対するローターの状態を把握することができる。本実施の形態１では、センサーコア５ｃ、ティース５ｔ、巻線５ｗで、ローター１の周囲に交番磁界を発生させる磁界発生部を構成する。
【００２１】
測定装置６０は、２次導体に鎖交する磁束７の総和が小さいと２次導体に流れる電流も小さくなり、２次導体に鎖交する磁束７の総和が大きいと２次導体に流れる電流も大きくなることを利用して２次導体の状態を測定するものである。
【００２２】
図３から図７を用いて、測定装置６０の具体的な動作を説明する。上述したように、ＬＣＲメーター６から交流電圧を巻線５ｗに加えると、センサーコア５ｃのティース５ｔの内周面には交番磁界が発生する。隣接する巻線５ｗ同士ではティース５ｔへの巻き付け方向が逆方向となっているため、磁束の向きが隣接する巻線５ｗ同士で逆となる。一方、巻線５ｗの巻き数が同数であるため、磁束の大きさは同一となり、ティース５ｔの内周面ではどの場所でもほぼ同一の磁束密度となる。このようにティース５ｔの内周面で発生した１０極の磁束が、ローター１のティース１ｔに通される。ここで、ティース５ｔの数とスキュー角によってＬＣＲメーター６からみた等価インピーダンスの等価回路が変わってくる。
【００２３】
まず、判り易いようにティース５ｔはスキューされておらず、測定対象であるローターコア１ｃがスキューされている例で説明する。具体的には、図７に示すスキュー角Ｓが、ローター１のティース１ｔの外周がティース５ｔの２個分の幅と一致する角度の例を説明する。すなわち、Ｓ＝３６０°÷１０（極）×２（個）＝７２°の例で説明する。
【００２４】
ここで、１つのティース１ｔに鎖交する磁束について着目する。図７に示すように、１つのティース１ｔは、３つの隣接するティース５ｔと対向している。図７では、着目した１つのティース１ｔのうち、対向するティース５ｔが異なる領域ごとに分けて太線で囲い、それぞれ領域１ｔ１、領域１ｔ２、領域１ｔ３としている。
【００２５】
上述したように、ティース５ｔに巻き付けられた巻線５ｗの巻き付け方向の違いによって、領域１ｔ１および領域１ｔ３と、領域１ｔ２とでは磁束の向きが逆方向となる。また、巻線５ｗの巻き数が同数であるため、領域１ｔ１、領域１ｔ３、および領域１ｔ２で磁束密度は等しくなる。領域１ｔ１と領域１ｔ３に挟まれた領域１ｔ２の面積は、領域１ｔ１と領域１ｔ３の面積の合計と一致する。そのため、領域１ｔ１と領域１ｔ２と領域１ｔ３とからなるティース１ｔに鎖交する磁束の総和は０となる。
【００２６】
これは、着目したティース１ｔ以外のティース１ｔにおいても同様であり、ローターバー１ｂとエンドリング１ｅで各ティース１ｔを囲う２次導体のループに鎖交する磁束の総和がどこでも０となる。そのため、ローターコア１ｃのスロット１ｓの内周面１０とローターバー１ｂとが導通していない場合には、巻線５ｗの端部５ｅに交流電圧を印加しても、２次導体には誘導起電力が発生せず誘導電流が流れない。
【００２７】
図８は、実施の形態１において２次導体に誘導電流が流れない場合のＬＣＲメーター６からみたインピーダンスの等価回路を示す図である。図８は、スロット１ｓの内周面１０とローターバー１ｂとが導通していない場合、すなわち２次導体に誘導電流が流れない場合のＬＣＲメーター６からみたインピーダンスＺは、図８に示すように２次導体がない等価回路となる。ここで、Ｒａはセンサーユニット５の巻線５ｗの抵抗であり、Ｌａはセンサーユニット５の巻線５ｗの漏れインダクタンスであり、Ｌｍはローターコア１ｃに鎖交する磁束のインダクタンスである。
【００２８】
次に、ローターコア１ｃのスロット１ｓの内周面１０とローターバー１ｂとの絶縁が確保されずに導通する箇所がある場合のインピーダンスについて説明する。例えば、図７に示す導通部８で、ローターバー１ｂからローターコア１ｃのティース１ｔを経由して隣接するローターバー１ｂへ向かう部分の絶縁が不十分であると、スロット１ｓの内周面１０とローターバー１ｂとが導通して、ローターバー１ｂとエンドリング１ｅでティース１ｔを囲う２次導体のループが、図７において破線で示すような２つのループ９に分断される。この場合、分断されたそれぞれのループ９に鎖交する磁束の総和は０とならず、それぞれのループに対して誘導起電力が発生して２次導体とティース１ｔの回路に誘導電流が流れる。
【００２９】
図９は、実施の形態１において２次導体に誘導電流が流れる場合のＬＣＲメーター６からみたインピーダンスの等価回路を示す図である。スロット１ｓの内周面１０とローターバー１ｂとが導通している場合、すなわち２次導体に誘導電流が流れる場合のＬＣＲメーター６からみたインピーダンスＺは、図９に示すように２次導体とティース１ｔの回路の抵抗ＲｉとインダクタンスＬｉの直列回路がローターコア１ｃに鎖交する磁束のインダクタンスＬｍと並列につながった等価回路となる。
【００３０】
等価直列回路のインピーダンスＺを、実数部がＲｅ（Ｚ）、虚数部がＩｍ（Ｚ）として
Ｚ＝Ｒｅ（Ｚ）＋ｊＩｍ（Ｚ）    （ｊは虚数単位）
とした場合、ローターバー１ｂからティース１ｔを経由して誘導電流が流れた場合には、誘導電流が流れない場合に対して実数部Ｒｅ（Ｚ）は大きくなり、虚数部Ｉｍ（Ｚ）は小さくなる。
【００３１】
図１０は、ローターバー１ｂとスロット１ｓの内周面１０との接触抵抗と、実数部Ｒｅ（Ｚ）との関係を示す図である。図１０では、ローターバー１ｂとスロット１ｓの内周面１０との接触抵抗を変化させた場合の、実数部Ｒｅ（Ｚ）から巻線５ｗの抵抗Ｒａを差し引いた値を電磁界解析にて求めた一例を示している。図１０に示すように、接触抵抗が小さくなって電流が大きくなるほど実数部Ｒｅ（Ｚ）が大きくなっている。
【００３２】
この等価直列回路のインピーダンスＺの変化量の測定方法は、実際に組み立てられたモーター５０と同じように、誘導起電力を用いてローターバー１ｂとスロット１ｓの内周面１０との導通によってローターコア１ｃへ流れる電流で生じる変化を測定している。そのため、測定結果と発生トルクの低下に及ぼす度合との間に相間関係があり、インピーダンスＺの変化量を測定することで、ローター１での導通状態が発生トルクの低下および効率の低下に及ぼす度合を把握することができる。すなわち、測定された実数部が大きいローター１ほど、モーター５０に組み込んだ際に導通状態の影響によって発生トルクが低下するローター１であると判定できる。
【００３３】
なお、センサーユニット５の巻線５ｗが巻き付けられたティース５ｔがセンサーコア５ｃの内周側の全域に構成されているが、内周側の全域に構成されなくても隣接する偶数個のティースに巻線が巻き付けられていればよい。
【００３４】
このようにインピーダンスＺの変化量を測定した後に、センサーコア５ｃの内側、すなわち巻線５ｗに囲まれた領域からローター１を取り出し、取り出されたローター１をステーター４の内側に組み込む等の組立工程を行うことでモーター５０が製造される。本実施の形態１にかかる測定装置６０を用いれば、ローター１を実際に回転させることなく、発生トルクおよび効率に与える影響を把握することができる。すなわち、より簡素な構成およびより短時間でスロット１ｓの内周面１０とローターバー１ｂとの導通状態が発生トルクおよび効率に与える影響を把握することができる。
【００３５】
ここまでは、センサーユニット５に形成される２つのティース５ｔの幅が、ローターコア１ｃのスキュー角に一致するように、センサーユニット５に形成されるティース５ｔの数を選択した例を示した。このようなティース５ｔの選択によって、スロット１ｓの内周面１０とローターバー１ｂとが絶縁されている場合に、２次導体のループに鎖交する磁束の総和を０とすることができた。しかしながら、ローターコア１ｃのスキュー角によっては、２次導体のループに鎖交する磁束の総和を０にできるようなティース５ｔの数が定まらない場合がある。
【００３６】
このような場合であっても、ローターバー１ｂからティース１ｔを経由する誘導電流の有無や誘導電流の量が変化すると、センサーユニット５とＬＣＲメーター６を用いて測定したインピーダンスＺの値が変化する。したがって、インピーダンスＺの変化量からローターバー１ｂとスロット１ｓの内周面１０との導通がトルクの低下に及ぼす度合を把握することができる。
【００３７】
図１１は、実施の形態１において８極のセンサーユニット１５を用いた測定装置６１の概略構成を示す図である。図１２は、図１１に示す測定装置６１を用いてスキュー角が７２°のローター１を周方向に沿って直線状に展開した図であって、ローター１とセンサーユニット１５との関係を示す図である。図１３は、図１１に示す測定装置６１において、スロット１ｓの内周面１０とローターバー１ｂとが絶縁されている場合のＬＣＲメーター６からみたインピーダンスの等価回路を示す図である。図１４は、図１１に示す測定装置６１において、スロット１ｓの内周面１０とローターバー１ｂとが導通している場合のＬＣＲメーター６からみたインピーダンスの等価回路を示す図である。センサーユニット１５は、センサーコア１５ｃとティース１５ｔとを有し、ティース１５ｔに巻線５ｗが巻き付けられている。
【００３８】
図１２に示すような場合には、スロット１ｓの内周面１０とローターバー１ｂとが絶縁されている場合であっても、２次導体のループに鎖交する磁束の総和が、全ティースで０とはならない。そのため、ＬＣＲメーター６からみたインピーダンスＺは、図１３に示すように２次導体の抵抗分Ｒｒと漏れインダクタンス分Ｌｒの直列回路がローターコア１ｃに鎖交する磁束のインダクタンスＬｍと並列につながった等価回路になる。
【００３９】
一方、スロット１ｓの内周面１０とローターバー１ｂとの絶縁が確保されずに導通がある場合には、ローターバー１ｂとエンドリング１ｅとティース１ｔとからなるループに誘導起電力による電流が流れることになる。電流が流れるティース１ｔの箇所は、その両側にできるループに鎖交する磁束の総和の方向が逆方向のところで、両ループに発生する誘導起電力によりティース１ｔに流れる電流の方向が同一となるところとなる。
【００４０】
例えば、図１２に示す導通部８の箇所が、その両側にできるローターバー１ｂとエンドリング１ｅとローターコア１ｃからなるループに鎖交する磁束の総和の方向が逆で、かつ、各ループに鎖交する磁束の総和量も大きいので、ティース１ｔに流れる電流が大きくなる。なお、同一のティース１ｔ内で電流が流れる導通部８は１か所とは限らず、ティース１ｔの導通部８が、その両側にできるループに鎖交する磁束の総和の方向が逆方向のところで両ループに発生する誘導起電力によりティース１ｔに流れる電流の方向が同一となる箇所であれば、誘導起電力の大きさと、スロット１ｓの内周面１０とローターバー１ｂとの絶縁状態との兼ね合いで電流が流れ得る。
【００４１】
このときのＬＣＲメーター６からみたインピーダンスＺは、図１４に示すように２次導体とティース１ｔの回路の抵抗ＲｉとインダクタンスＬｉの直列回路がローターコア１ｃに鎖交する磁束のインダクタンスＬｍおよび２次導体の抵抗分Ｒｒと漏れインダクタンス分Ｌｒの直列回路に並列につながった等価回路となる。
【００４２】
ローターバー１ｂからティース１ｔを経由して誘導電流が流れた場合には、流れない場合に対して実数部Ｒｅ（Ｚ）は大きくなり、虚数部Ｉｍ（Ｚ）は小さくなる。図１５は、図１１の例でローターバー１ｂとスロット１ｓの内周面１０との接触抵抗と、実数部Ｒｅ（Ｚ）との関係を示す図である。図１５では、ローターバー１ｂとスロット１ｓの内周面１０との接触抵抗を変化させた場合の、実数部Ｒｅ（Ｚ）から巻線５ｗの抵抗Ｒａを差し引いた値を電磁界解析にて求めた一例を示している。ローターバー１ｂとスロット１ｓの内周面１０とが導通していない場合でもＲｅ（Ｚ）−Ｒａは０とはならず、図１３に示した等価回路となる場合より感度は落ちるが、接触抵抗が小さくなるほど実数部Ｒｅ（Ｚ）が大きくなって、接触度合の識別が可能である。
【００４３】
図１６は、図５に示した例よりもスキュー角が小さいローター１を、周方向に沿って直線状に展開した側面図である。図１７は、図１６のローターの側面図に図６のセンサーユニット５を重ね合せた側面図である。図１８は、実施の形態１においてセンサーユニット２５を周方向に沿って直線状に展開した側面図である。図１９は、図１６と図１８とを重ねあわせて、ローター１とセンサーユニット２５との関係を示す側面図である。センサーユニット２５は、センサーコア２５ｃとティース２５ｔを有する。
【００４４】
図１７に示すように、スキュー角が小さいローター１の場合には、極数の少ないセンサーユニット５で交番磁界を作っても、ティース１ｔに導通部があった場合に、その両側にできるループに鎖交する磁束の総和の方向が逆方向であって両ループに発生する誘導起電力によりティース１ｔに流れる電流の方向が同一となる場所が少ない。そのため、ループに鎖交する磁束の総和も小さいので誘導起電力が小さくなり、ティース１ｔを経由して流れる電流が少なくなりやすい。
【００４５】
上述したように、ローターバー１ｂとスロット１ｓの内周面１０の接触部分での導通の検出感度を高めるためには、センサーユニット５の極数を、ローターコア１ｃの１つのティース１ｔに鎖交する磁束の総和がゼロとなる３６０°をローターコア１ｃのスキュー角で割った数を２倍した数の極数とすることが望ましい。しかしながら、図１６に示すようにスキュー角Ｓ１が小さい場合、例えばローターコア１ｃのスキュー角が１８°だと３６０°÷１８°×２＝４０極を発生するセンサーユニット５となり、極数が増大する。極数が増大することで、ティース１ｔに導通部があった場合に、その両側にできるループに鎖交する磁束の総和の方向が逆方向であって両ループに鎖交する磁束の総和は小さくなるので、発生する誘導起電力も小さくなって、ティース１ｔを経由する電流が流れにくくなる。
【００４６】
また、センサーユニット５の極数がローターコア１ｃのティース１ｔの数よりも大きいため、ローター１をモーター５０に組み込んだときに実際にローターコア１ｃに印加される磁束の空間高調波の振幅が大きくなる次数、例えば３次、５次、７次とかけ離れてしまい、インピーダンスとトルクの低下度合との相間が希薄になってしまう。
【００４７】
また、ローターバー１ｂとスロット１ｓの内周面１０の接触部分で導通度合の検出感度は、センサーユニット５の極数がローターコア１ｃの１つのティース１ｔに鎖交する磁束の総和が０となる場合がよいが、モーター５０にとっての最適なスキュー角が３６０°の整数分の１となるとは限らない。
【００４８】
そこで、図１８に示すようにセンサーユニット２５では磁極にスキューをかけるようにした。図１９で示すように、ローターコア１ｃのスキュー角をＳ１、センサーユニット２５の磁極のスキュー角をＳ２、センサーユニット２５の磁極数をＰとしたとき、
Ｓ１＋Ｓ２＝３６０°／（Ｐ／２）      （１）
の関係となるようにセンサーユニット２５の磁極のスキュー角Ｓ２を設定すると、任意の偶数の磁極数Ｐですべてのローターコア１ｃの１つのティース１ｔに鎖交する磁束の総和をゼロとすることができるとともに、ローターコア１ｃのティース１ｔに導通部があった場合に、その両側にできるループに鎖交する磁束の総和の方向が逆方向のところで両ループに鎖交する磁束の総和を大きくすることで誘導起電力も大きくできる。これにより、ローターバー１ｂとスロット１ｓの内周面１０とが導通する導通部で、ローターコア１ｃを経由する電流を流れやすくし、検出感度の向上を図ることができる。
【００４９】
実施の形態２．
図２０は、本発明の実施の形態２にかかる測定装置６２の概略構成を示す図である。上記実施の形態１では、センサーユニット５の磁極を発生させるのに、センサーコア５ｃに形成されたティース５ｔに巻線５ｗを巻き付けていた（図３等も参照）。一方、本実施の形態２にかかるセンサーユニット３５では、センサーコアおよびティースを設けずに巻線３５ｗのみを設けている。巻線３５ｗは、ローターコア１ｃの周方向に沿って交番磁界を発生させる形状に形成されている。巻線３５ｗの端部３５ｅにはＬＣＲメーター６が接続される。
【００５０】
この場合は、ＬＣＲメーター６から見た巻線のインピーダンスＺの虚数部Ｉｍ（Ｚ）が小さくなって、ＬＣＲメーター６の出力電圧を低くできるとともに、センサーコアの磁気特性および形状のばらつきの影響を除外できる。
【００５１】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【００５２】
１  ローター、１ａ  回転軸、１ｂ  ローターバー、１ｃ  ローターコア、１ｅ  エンドリング、１ｓ  スロット、１ｔ  ティース、１ｔ１，１ｔ２，１ｔ３  領域、２  軸受、３  外郭、３ｈ  軸受箱、４  ステーター、４ｃ  ステーターコア、４ｔ  ティース、４ｗ  巻線、５，１５，２５，３５  センサーユニット、５ｃ，２５ｃ  センサーコア、５ｅ，３５ｅ  端部、５ｔ，２５ｔ  ティース、５ｗ，３５ｗ  巻線、６  ＬＣＲメーター、６ｇ  発信部、６ｉ  電流測定部、６ｖ  電圧測定部、７  磁束、８  導通部、９  ループ、１０  内周面、５０  モーター、６０，６１，６２  測定装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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