(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定光を投光する投光部および該投光部により投光された前記測定光を受光する受光部を含む測定部と、
前記投光部と前記受光部との間にモータの出力軸が配置されるように、前記モータを設置するモータ設置部と、
前記測定部の測定結果に基づいて、前記モータの軸振れ、芯振れおよび面振れのうちの少なくとも一つを算出する算出部と、
前記モータ設置部を前記測定部に対して相対的に回転させると共に前記モータの出力軸を回転させる駆動部とを具備し、
前記駆動部が前記モータ設置部を前記測定部に対して相対的に回転させると共に前記モータの出力軸を回転させつつ、前記算出部が前記測定部の前記測定結果に基づいて前記出力軸の芯振れを測定する軸精度測定装置。
【請求項２】
測定光を投光する投光部および該投光部により投光された前記測定光を受光する受光部を含む測定部と、
前記投光部と前記受光部との間にモータの出力軸が配置されるように、前記モータを設置するモータ設置部と、
前記測定部の測定結果に基づいて、前記モータの軸振れ、芯振れおよび面振れのうちの少なくとも一つを算出する算出部と、
前記モータ設置部を前記測定部に対して相対的に回転させると共に前記モータの出力軸を回転させる駆動部とを具備し、
前記駆動部が前記モータ設置部を前記測定部に対して相対的に回転させると共に前記モータの出力軸を回転させつつ、前記算出部が前記測定部の前記測定結果に基づいて前記出力軸の面振れを測定する軸精度測定装置。
【請求項３】
測定光を投光する投光部および該投光部により投光された前記測定光を受光する受光部を含む測定部と、
前記投光部と前記受光部との間にモータの出力軸が配置されるように、前記モータを設置するモータ設置部と、
前記測定部の測定結果に基づいて、前記モータの軸振れ、芯振れおよび面振れのうちの少なくとも一つを算出する算出部と、
前記投光部および対応する前記受光部を一体的に並進移動させる移動部とを具備する軸精度測定装置。
【請求項４】
さらに、前記モータ設置部に設置された前記モータの出力軸を回転させる駆動部を具備し、
前記駆動部が前記モータの出力軸を回転させているときの前記測定部の前記測定結果に基づいて、前記算出部が前記出力軸の軸振れを算出する請求項１から３のいずれか一項に記載の軸精度測定装置。
【請求項５】
さらに、前記モータ設置部を前記測定部に対して相対的に回転させると共に前記モータの出力軸を回転させる駆動部を具備し、
前記駆動部が前記モータ設置部を前記測定部に対して相対的に回転させると共に前記モータの出力軸を回転させつつ、前記算出部が前記測定部の前記測定結果に基づいて前記出力軸の芯振れを測定する請求項２から４のいずれか一項に記載の軸精度測定装置。
【請求項６】
さらに、前記モータ設置部を前記測定部に対して相対的に回転させると共に前記モータの出力軸を回転させる駆動部を具備し、
前記駆動部が前記モータ設置部を前記測定部に対して相対的に回転させると共に前記モータの出力軸を回転させつつ、前記算出部が前記測定部の前記測定結果に基づいて前記出力軸の面振れを測定する請求項１、３、４のいずれか一項に記載の軸精度測定装置。
【請求項７】
さらに、前記モータの端面において前記モータの出力軸近傍に配置されていて該端面に対して所定の角度を有する基準軸部を備えた測定治具を具備する、請求項５または６に記載の軸精度測定装置。
【請求項８】
前記測定部が複数組の前記発光部および前記受光部を含んでいる請求項１から３のいずれか一項に記載の軸精度測定装置。
【請求項９】
さらに、前記投光部および対応する前記受光部を一体的に並進移動させる移動部を具備する請求項１、２、４から８のいずれか一項に記載の軸精度測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータの出力軸の精度を測定する軸精度測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータの出力軸（出力シャフト）は、ステータ内において前方軸受および後方軸受に挿入されている。このとき、ステータの組立精度および加工精度などにより、出力軸の軸精度が低下する場合がある。具体的には、モータの出力軸のたわみ（軸振れ）、軸中心のずれ（芯振れ）および軸の傾き（面振れ）が起きる場合がある。そのように軸精度が低下したモータが工作機械などに取付けられると、工作機械の駆動時に振動や異音が発生したり、工作機械により加工された加工精度も低下する。
【０００３】
このため、モータを組立てた後で、モータの軸精度を確認する必要がある。具体的には、ダイヤルゲージをモータまたはモータの軸に取付けた状態で、軸を回転させつつ、ダイヤルゲージの値を通じて軸精度を確認している。
【０００４】
ところが、ダイヤルゲージを用いた場合には、操作者自身がダイヤルゲージをモータなどに取付けて、ダイヤルゲージの測定子を調整し、ダイヤルゲージの値を読取って記録する必要がある。このような作業は煩雑であり時間もかかる。このため、多数のモータが生産される生産現場においては、多数のモータの全てを検査することはできず、抜き取り検査を行っている。また、操作者の熟練度によって測定結果が異なるという問題もある。
【０００５】
このため、引用文献１および引用文献２は、静電容量センサを用いて非接触でモータの軸の芯振れを測定する技術を開示している。さらに、引用文献３は、複数の投光部と複数の受光部とを用いて回転体の振れを非接触で測定する技術を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０４−２６９６０１号公報
【特許文献２】特開平０５−２２７７１０号公報
【特許文献３】特開平０７−２６０４２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、静電容量センサを用いたり、複数の投光部および複数の受光部を用いる場合には、測定装置の費用が増すという問題がある。
【０００８】
また、モータの軸精度は、モータの軸振れ、芯振れおよび面振れを通じて総合的に判断するのが望ましい。
【０００９】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、費用を抑えつつ、モータの軸振れ、芯振れおよび面振れを非接触で容易に測定することのできる軸精度測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前述した目的を達成するために１番目の発明によれば、測定光を投光する投光部および該投光部により投光された前記測定光を受光する受光部を含む測定部と、前記投光部と前記受光部との間にモータの出力軸が配置されるように、前記モータを設置するモータ設置部と、前記測定部の測定結果に基づいて、前記モータの軸振れ、芯振れおよび面振れのうちの少なくとも一つを算出する算出部と、前記モータ設置部を前記測定部に対して相対的に回転させると共に前記モータの出力軸を回転させる駆動部とを具備し、前記駆動部が前記モータ設置部を前記測定部に対して相対的に回転させると共に前記モータの出力軸を回転させつつ、前記算出部が前記測定部の前記測定結果に基づいて前記出力軸の芯振れを測定する軸精度測定装置が提供される。
２番目の発明によれば、測定光を投光する投光部および該投光部により投光された前記測定光を受光する受光部を含む測定部と、前記投光部と前記受光部との間にモータの出力軸が配置されるように、前記モータを設置するモータ設置部と、前記測定部の測定結果に基づいて、前記モータの軸振れ、芯振れおよび面振れのうちの少なくとも一つを算出する算出部と、前記モータ設置部を前記測定部に対して相対的に回転させると共に前記モータの出力軸を回転させる駆動部とを具備し、前記駆動部が前記モータ設置部を前記測定部に対して相対的に回転させると共に前記モータの出力軸を回転させつつ、前記算出部が前記測定部の前記測定結果に基づいて前記出力軸の面振れを測定する軸精度測定装置が提供される。
３番目の発明によれば、測定光を投光する投光部および該投光部により投光された前記測定光を受光する受光部を含む測定部と、前記投光部と前記受光部との間にモータの出力軸が配置されるように、前記モータを設置するモータ設置部と、前記測定部の測定結果に基づいて、前記モータの軸振れ、芯振れおよび面振れのうちの少なくとも一つを算出する算出部と、前記投光部および対応する前記受光部を一体的に並進移動させる移動部とを具備する軸精度測定装置が提供される。
４番目の発明によれば、１番目から３番目のいずれかの発明において、さらに、前記モータ設置部に設置された前記モータの出力軸を回転させる駆動部を具備し、前記駆動部が前記モータの出力軸を回転させているときの前記測定部の前記測定結果に基づいて、前記算出部が前記出力軸の軸振れを算出する。
５番目の発明によれば、２番目から４番目のいずれかの発明において、さらに、前記モータ設置部を前記測定部に対して相対的に回転させると共に前記モータの出力軸を回転させる駆動部を具備し、前記駆動部が前記モータ設置部を前記測定部に対して相対的に回転させると共に前記モータの出力軸を回転させつつ、前記算出部が前記測定部の前記測定結果に基づいて前記出力軸の芯振れを測定する。
６番目の発明によれば、１番目、３番目、４番目のいずれかの発明において、さらに、前記モータ設置部を前記測定部に対して相対的に回転させると共に前記モータの出力軸を回転させる駆動部を具備し、前記駆動部が前記モータ設置部を前記測定部に対して相対的に回転させると共に前記モータの出力軸を回転させつつ、前記算出部が前記測定部の前記測定結果に基づいて前記出力軸の面振れを測定する。
７番目の発明によれば、５番目または６番目の発明において、さらに、前記モータの端面において前記モータの出力軸近傍に配置されていて該端面に対して所定の角度を有する基準軸部を備えた測定治具を具備する。
８番目の発明によれば、１番目から３番目のいずれかの発明において、前記測定部が複数組の前記発光部および前記受光部を含んでいる。
９番目の発明によれば、１番目、２番目、４番目、８番目のいずれかの発明において、さらに、前記投光部および対応する前記受光部を一体的に並進移動させる移動部を具備する。
【発明の効果】
【００１１】
１番目の発明においては、投光部および受光部はそれぞれ一つで足りるので、軸精度測定装置に要する費用を抑えつつ、モータの軸振れ、芯振れおよび面振れを非接触で容易に測定することができる。このため、操作者の熟練度に関わらずにモータの軸精度を自動的に測定できる。さらに、多数のモータを生産する場合であっても、全てのモータの軸精度を容易に測定することができる。さらに、モータの軸精度のうちの芯振れを容易に測定することができる。
２番目の発明においては、投光部および受光部はそれぞれ一つで足りるので、軸精度測定装置に要する費用を抑えつつ、モータの軸振れ、芯振れおよび面振れを非接触で容易に測定することができる。このため、操作者の熟練度に関わらずにモータの軸精度を自動的に測定できる。さらに、多数のモータを生産する場合であっても、全てのモータの軸精度を容易に測定することができる。さらに、モータの軸精度のうちの面振れを容易に測定することができる。
３番目の発明においては、投光部および受光部はそれぞれ一つで足りるので、軸精度測定装置に要する費用を抑えつつ、モータの軸振れ、芯振れおよび面振れを非接触で容易に測定することができる。このため、操作者の熟練度に関わらずにモータの軸精度を自動的に測定できる。さらに、多数のモータを生産する場合であっても、全てのモータの軸精度を容易に測定することができる。さらに、移動部により測定部を移動させられるので、モータの軸精度のうちの芯振れおよび面振れをより短時間で測定することができる。移動部は特定のガイド機構を備えるのが好ましく、また移動部は多関節ロボットであるのが好ましい。
４番目の発明においては、モータの軸精度のうちの軸振れを容易に測定することができる。
５番目の発明においては、モータの軸精度のうちの芯振れを容易に測定することができる。
６番目の発明においては、モータの軸精度のうちの面振れを容易に測定することができる。
７番目の発明においては、モータのインロー部とモータの端面との間の距離が短い場合であっても、測定治具を用いてモータの面振れおよび芯振れを容易に測定することができる。
８番目の発明においては、少ない測定回数で、モータの軸精度のうちの芯振れおよび面振れを測定することができる。
９番目の発明においては、移動部により測定部を移動させられるので、モータの軸精度のうちの芯振れおよび面振れをより短時間で測定することができる。移動部は特定のガイド機構を備えるのが好ましく、また移動部は多関節ロボットであるのが好ましい。
【００１２】
添付図面に示される本発明の典型的な実施形態の詳細な説明から、本発明のこれら目的、特徴および利点ならびに他の目的、特徴および利点がさらに明解になるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に基づく軸精度測定装置の概略図である。
【図２】本発明の軸精度測定装置により測定されるべきモータの斜視図である。
【図３Ａ】モータの出力軸の軸振れを説明するための図である。
【図３Ｂ】モータの出力軸の芯振れを説明するための図である。
【図３Ｃ】モータの出力軸の面振れを説明するための図である。
【図４】本発明に基づく軸精度測定装置が軸振れを測定するときの動作を示すフローチャートである。
【図５】軸振れを測定するときの測定部およびモータ設置部の頂面図である。
【図６】軸振れを測定するときのモータの第一の側面図である。
【図７】軸振れを測定するときのモータの第二の側面図である。
【図８】本発明に基づく軸精度測定装置が芯振れを測定するときの動作を示すフローチャートである。
【図９Ａ】測定部およびモータ設置部の第一の頂面図である。
【図９Ｂ】測定部およびモータ設置部の第二の頂面図である。
【図９Ｃ】測定部およびモータ設置部の第三の頂面図である。
【図９Ｄ】測定部およびモータ設置部の第四の頂面図である。
【図１０】芯振れを測定するときのモータの側面図である。
【図１１】インロー部および出力軸の頂面図である。
【図１２】本発明に基づく軸精度測定装置が芯振れを測定するときの追加の動作を示すフローチャートである。
【図１３】一つの例におけるインロー部および出力軸の頂面図である。
【図１４】出力軸およびインロー部の側面図である。
【図１５Ａ】出力軸を示す第一の略図である。
【図１５Ｂ】出力軸を示す第二の略図である。
【図１５Ｃ】出力軸を示す第三の略図である。
【図１５Ｄ】出力軸を示す第四の略図である。
【図１６】出力軸およびインロー部の他の側面図である。
【図１７Ａ】測定部が二つの投光部および受光部を含む場合の頂面図である。
【図１７Ｂ】測定部が四つの投光部および受光部を含む場合の頂面図である。
【図１８Ａ】移動可能な投光部および受光部を示す頂面図である。
【図１８Ｂ】移動可能な二つの投光部および受光部を示す頂面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の図面において同様の部材には同様の参照符号が付けられている。理解を容易にするために、これら図面は縮尺を適宜変更している。
図１は本発明に基づく軸精度測定装置の概略図である。図１に示されるように、軸精度測定装置１０は、軸精度が測定されるべきモータＭが設置されるモータ設置部１１を含んでいる。図示されるように、モータ設置部１１は、モータＭの出力軸が鉛直方向上方を向くようにモータＭを設置する。ただし、モータ設置部１１は、出力軸が既知の他の方向に向くようにモータＭを設置してもよい。駆動部１５、例えば別のモータによって、モータ設置部１１は、モータＭの出力軸回りに回転できる。つまり、モータ設置部１１の回転軸線ＯはモータＭの出力軸の軸線に一致する。
【００１５】
さらに、測定光を投光する投光部２１と投光部２１により投光された測定光を受光する受光部２２とを含む測定部２０が、モータ設置部１１の上方に配置されている。図示されるように、モータ設置部１１により設置されたモータＭの出力軸は、投光部２１と受光部２２との間に位置する。また、測定部２０は、モータ設置部１１を取囲むように配置された枠体１２に、駆動部１５によって回転可能に取付けられている。図１から分かるように、測定部２０の回転軸線は、モータＭの出力軸と同一軸線でありうる。また、測定部２０はモータＭの出力軸３１自体を回転させられる。
【００１６】
さらに、制御装置２５は、測定部２０の測定結果に基づいて、モータＭの軸振れ、芯振れおよび面振れのうちの少なくとも一つを算出する算出部２６を含んでいる。なお、測定部２０の測定結果は、所定の制御周期毎に順次、制御装置２５の記憶部（図示しない）に記憶される。
【００１７】
図２は、本発明の軸精度測定装置により測定されるべきモータの斜視図である。図２に示されるようにモータＭ、例えばサーボモータは、略円筒形のモータ本体３８を有しており、その上方に略矩形のフランジ３５が配置されている。また、モータＭの円筒形の出力軸３１は、フランジ３５のフランジ面３６から上方に突出している。そして、出力軸３１の周りには、インロー部３２が形成されている。さらに、フランジ３５の四つのコーナ部には開口部が形成されている。
【００１８】
モータＭが結合されるべき他の部材、例えば減速機には、モータＭの開口部およびインロー部３２に対応した別の開口部およびインロー部が形成されている。モータＭを他の部材に結合するときには、モータＭのインロー部３２が他の部材のインロー部に嵌合される。そして、モータＭの開口部および他の部材の開口部にネジを螺合させて、モータＭと他の部材とを結合させる。
【００１９】
図３Ａから図３Ｃはモータの出力軸の軸振れ、芯振れおよび面振れをそれぞれ説明するための図である。図３Ａは、モータＭの出力軸３１を回転させたときに、出力軸３１の特に先端部が回転によって振れる「軸振れ」を示している。さらに、図３Ｂは、モータＭの出力軸３１の中心がインロー部３２の中心からズレている「芯振れ」を示している。さらに、図３Ｃは、モータＭの出力軸３１がフランジ３５の上面（フランジ面）およびインロー部３２の上面に対して傾斜している「面振れ」を示している。
【００２０】
本発明に基づく軸精度測定装置１０は、これら軸振れ、芯振れおよび面振れを測定することができる。これらのうち軸振れを測定するためには、モータＭの出力軸３１を回転させ続ける必要がある。また、モータＭの出力軸３１を回転させ続けることなく、芯振れと面振れを測定することができる。
【００２１】
はじめに、軸精度測定装置１０が軸振れを測定することについて説明する。図４は、本発明に基づく軸精度測定装置１０が軸振れを測定するときの動作を示すフローチャートである。以下、図４を参照して、軸振れの測定について説明する。はじめに、図４のステップＳ１１において、出力軸３１が上方に向くように、モータＭをモータ設置部１１に設置する。次いで、ステップＳ１２において、駆動部１５によって、モータＭの出力軸３１を回転軸線Ｏ回りに回転させる。そして、出力軸３１が回転している状態で、測定部２０を起動する。
【００２２】
図５は軸振れを測定するときの測定部およびモータ設置部の頂面図である。図５に示されるように測定部２０の投光部２１が測定光を投光し、受光部２２が測定光を受光する。そして、測定部２０の測定結果に基づいて、算出部２６は軸振れを算出する（ステップＳ１３、ステップＳ１４）。
【００２３】
以下、算出部２６による軸振れの算出手法について説明する。図６は軸振れを測定するときのモータの第一の側面図である。図６においては、インロー部３２の縁部が測定部２０の円形の投影面２９内に包含されている。図６において実線で示される出力軸３１は部分的に投影面２９から逸脱している。しかしながら、出力軸３１の回転角度によっては、出力軸３１全体が投影面２９内に包含される場合がある（破線で示される出力軸３１’を参照されたい）。
【００２４】
このように出力軸３１全体が投影面２９内に少なくとも一時的に包含される場合には、以下のようにして軸振れが算出される。図６に示されるように、インロー部３２の縁部から回転軸線Ｏに対して平行な基準軸線Ａ１を延ばす。そして、出力軸３１の先端において、基準軸線Ａ１と出力軸３１との間の最大距離Ｄｍａｘおよび最小距離Ｄｍｉｎを求める。そして、算出部２６は、前述した最大距離Ｄｍａｘから最小距離Ｄｍｉｎを減算した偏差（＝Ｄｍａｘ−Ｄｍｉｎ）を軸振れとして算出する。
【００２５】
ところが、測定部２０の投影面２９には制限があるので、モータＭの寸法が大きい場合には、出力軸３１全体が投影面２９内に包含されない。このような場合には、軸振れを測定するときのモータの第二の側面図である図７を参照して、以下のようにして軸振れが算出される。
【００２６】
図７は、出力軸３１が投影面２９の中心から最も遠ざかる位置にある状態を示している。この状態は、ステップＳ１３における測定部２０の測定結果から求められる。また、図７においては、円形の投影面２９内に「＋字」形状をなす二つの基準線が示されている。これら二つの基準線は投影面２９の直径に対応している。また、回転軸線Ｏに対して平行な基準線を基準線Ａ３と呼び、回転軸線Ｏに対して垂直な基準線を基準線Ａ４と呼ぶ。
【００２７】
ここで、モータＭのインロー部３２、フランジ３５および関連する部材の寸法は既知であるものとする。そして、図７におけるフランジ３５の内部に対応した場所に位置する軸受の中央位置に、基準軸線Ａ２が回転軸線Ｏに対して垂直に延びている。次いで、基準軸線Ａ２と投影面２９の基準線Ａ３との仮想の交点から、基準線Ａ３に沿った投影面２９内の適切な位置、例えば基準線Ａ３、Ａ４の交点の近傍の位置までの距離Ｌ１を取得する。距離Ｌ１を取得する際には、モータＭの寸法が適宜利用される。
【００２８】
そして、測定部２０の測定結果に基づいて距離Ｌ１の終端において基準線Ａ３と出力軸３１との間の距離Ｆ１を取得する。次いで、算出部２６は、出力軸３１の先端における軸振れＦ２を以下の式（１）に基づいて算出する。なお、式（１）は、図７に示される出力軸３１がまっすぐに傾斜していることを前提としている。
Ｆ２＝Ｆ１・（Ｌ２／Ｌ１）                              （１）
このようにして、本発明の軸精度測定装置１０はモータＭの出力軸３１の軸振れを容易に算出することができる。
【００２９】
次に、軸精度測定装置１０が芯振れを測定することについて説明する。図８は、本発明に基づく軸精度測定装置が芯振れを測定するときの動作を示すフローチャートである。さらに、図９Ａから図９Ｄは測定部およびモータ設置部の第一〜第四の頂面図である。さらに、図１０は芯振れを測定するときのモータの側面図である。
【００３０】
以下、これら図面を参照して、芯振れの測定について説明する。はじめに、図８のステップＳ２１において、出力軸３１が上方に向くように、モータＭをモータ設置部１１に前述したように設置する。この場合には、モータＭの出力軸の先端が少なくとも部分的に測定部２０の投影面２９内に包含されるのが好ましい。
【００３１】
次いで、ステップＳ２２においては、モータＭがモータ設置部１１に設置された設置位置を０°位置として設定する。そして、図１０に示されるようにインロー部３２の縁部から回転軸線Ｏに対して平行な基準軸線Ａ１を設定する。そして、図９Ａおよび図１０に示されるように測定部２０によりモータＭの出力軸３１と基準軸線Ａ１との間の距離ｒ１を測定する。測定結果は制御装置２５の記憶部（図示しない）に記憶される。
【００３２】
次いで、ステップＳ２３において、図９Ｂに示されるように駆動部１５がモータ設置部１１を回転軸線Ｏ回りに所定方向に９０°だけ回転させる（モータＭのコネクタ３９を参照されたい）。そして、測定部２０と出力軸３１との間の位置関係を維持するために、出力軸３１を反対方向に９０°だけ回転させる。このため、図９Ａおよび図９Ｂに黒三角印で示されるように、出力軸３１の回転位置は変化しない。従って、投影面２９内における出力軸３１の位置は変化しない。そして、図１０に示されるのと同様な基準軸線（図示しない）を設定する。そして、図９Ｂに示されるように、９０°位置において測定部２０によりモータＭの出力軸３１と基準軸線との間の距離ｒ２を測定し、記憶部に記憶する。
【００３３】
さらに、ステップＳ２４において、図９Ｃに示されるように駆動部１５がモータ設置部１１を回転軸線Ｏ回りに所定方向にさらに９０°だけ回転させる。そして、測定部２０と出力軸３１との間の位置関係を維持するために、出力軸３１を反対方向に９０°だけ同様に回転させる。そして、図９Ｃに示されるように、１８０°位置において測定部２０によりモータＭの出力軸３１と図１０に示されるのと同様な基準軸線との間の距離ｒ３を測定し、記憶部に記憶する。
【００３４】
さらに、ステップＳ２５において、図９Ｄに示されるように駆動部１５がモータ設置部１１を回転軸線Ｏ回りに所定方向にさらに９０°だけ回転させる。そして、測定部２０と出力軸３１との間の位置関係を維持するために、出力軸３１を反対方向に９０°だけ同様に回転させる。そして、図９Ｄに示されるように、２７０°位置において測定部２０によりモータＭの出力軸３１と図１０に示されるのと同様な基準軸線との間の距離ｒ４を測定し、記憶部に記憶する。
【００３５】
図１１はインロー部および出力軸の頂面図である。ステップＳ２２〜ステップＳ２５においては、図１１に示される出力軸３１とインロー部３２との間の距離ｒ１〜ｒ４が測定される。図１１から分かるように、距離ｒ１、ｒ３はインロー部３２の同一直径上にあり、距離ｒ２、ｒ４はインロー部３２の別の同一直径上にある。図１１に示される出力軸３１の互いに垂直な二つの外径ｄ１、ｄ２は事前に操作者が別途測定することなどにより取得される。
【００３６】
ここで、図１２は本発明に基づく軸精度測定装置が芯振れを測定するときの追加の動作を示すフローチャートであり、図８のステップＳ２６を詳細に説明したものである。はじめに、算出部２６は、ステップＳ３１において、インロー部３２の互いに垂直な二つの外径Ｄ１、Ｄ２を以下の式（２）、（３）に基づいて算出する（図１１を参照されたい）。
Ｄ１＝ｄ１＋ｒ１＋ｒ３                            （２）
Ｄ２＝ｄ２＋ｒ２＋ｒ４                            （３）
【００３７】
次いで、ステップＳ３２においては、出力軸３１の外径ｄ１、ｄ２のそれぞれが出力軸３１の最大外径と最小外径との間にあるか否かを判定する。これら出力軸３１の最大外径および最小外径は設計値である。ステップＳ３２でＹＥＳ判定の場合には、ステップＳ３３に進む。
【００３８】
ステップＳ３３においては、インロー部３２の外径Ｄ１、Ｄ２のそれぞれがインロー部３２の最大外径と最小外径との間にあるか否かを判定する。これらインロー部３２の最大外径および最小外径は設計値である。ステップＳ３２およびステップＳ３３でＮＯ判定の場合には、ステップＳ３５に進み、モータＭに何らかの加工不良または組立不良があるものとして処理を終了する。
【００３９】
ステップＳ３３でＹＥＳ判定の場合には、ステップＳ３４に進む。ステップＳ３４においては、以下の式（４）に基づいて、算出部２６が出力軸３１の芯振れを算出する。
【数１】
0006267154.tif 000002
このようにして、本発明の軸精度測定装置１０はモータＭの出力軸３１の芯振れを容易に算出することができる。
【００４０】
図１３は一つの例におけるインロー部および出力軸の頂面図である。図１３においては、ｒ１＝３９．６４１ｍｍ、ｒ２＝３９．６２８ｍｍ、ｒ３＝３９．６２５ｍｍ、ｒ４＝３９．６５１ｍｍが測定されたものとする。この場合、第一偏差（ｒ３−ｒ１）が−０．０１６であり、第二偏差（ｒ４−ｒ２）が０．０２３であることから、これらの合計偏差は以下の式（５）で表される。
【数２】
0006267154.tif 000003
【００４１】
合計偏差（＝０．０２８）は芯振れ量に相当する。そして、合計偏差の向きは、図１３の黒矢印Ａ５の方向である。従って、本発明の軸精度測定装置１０によって、芯振れ量と芯振れの方向とを把握することができる。
【００４２】
次に、軸精度測定装置１０が面振れを測定することについて説明する。ここで、図１４は出力軸およびインロー部の側面図である。図１４に示されるように、測定部２０の投影面２９はインロー部３２の縁部と出力軸３１の基端を含む周面の一部とを包含している。
【００４３】
図１４においては、インロー部３２の縁部から回転軸線Ｏに対して平行な基準軸線Ａ１が延びている。そして、出力軸３１の基端近傍における出力軸３１と基準軸線Ａ１との間の距離ｒが設定される。この距離ｒは、図１１に示される距離ｒ１〜ｒ４のそれぞれに対応する。
【００４４】
さらに、出力軸３１の基端から出力軸３１の周面に沿った投影面２９内の適切な位置、例えばインロー部３２から所定位置にある距離Ｌを設定する。距離Ｌは投影面２９の半径より大きいのが好ましい。
【００４５】
ここで、図１５Ａ〜図１５Ｄは出力軸を示す略図である。図１４および図１５Ａから分かるように、ｘｙ平面をインロー部３２の上面とし、出力軸３１の基端の中心がｘ軸とｙ軸との交点に位置するものとする。
【００４６】
さらに、図１４および図１５Ｄに示されるように、出力軸３１が鉛直軸（ｚ軸）に対して最も傾斜する方向を方向ｅと設定する。また、インロー部３２から突出する出力軸３１の長さをＡとし、出力軸３１の中心と方向ｅとがなす角度を角度αとする。そして、図１４に示されるように、出力軸３１の基端から距離Ｌの終端に対応した方向ｅ上の位置において、基準軸線Ａ１と方向ｅを示す線分との間の距離ａを設定する。
【００４７】
距離ａは図１１に示される距離ｒ１〜ｒ４を測定するのと同時に測定できる。このため、軸精度測定装置１０が面振れを測定する際には、図８のステップＳ２２〜ステップＳ２５において、距離ｒ１〜ｒ４と一緒に距離ａ１〜ａ４が測定されるものとする。
【００４８】
ここで、図１５Ｂを参照すると、図１５Ｂに示されるｙｚ平面において、出力軸３１とｙ軸との間の角度をＹ°とすると、ｙ軸に沿った出力軸３１の長さはＡｃｏｓＹで表される。同様に、図１５Ｃに示されるｘｚ平面において、出力軸３１とｘ軸との間の角度をＸ°とすると、ｘ軸に沿った出力軸３１の長さはＡｃｏｓＸで表される。従って、図１５Ａおよび図１５Ｄに示されるように、方向ａに沿った出力軸３１の長さは以下の式（６）で表される。
【数３】
0006267154.tif 000004
【００４９】
このため、角度αは、以下の式（７）で表される。
【数４】
0006267154.tif 000005
【００５０】
そして、図１４を再び参照して、方向ｅに対して垂直な、インロー部３２の基端の中心を通る線分を線分ｇと設定する。さらに、インロー部３２の基端の中心から線分ｇに沿った所定距離Ｂを設定する。所定距離Ｂはインロー部３２の半径であるのが好ましい。
【００５１】
図１４から分かるように、面振れ量２Ｃは、以下の式（８）から求められる。
【数５】
0006267154.tif 000006
そして、式（８）における「ｒ−ａ」は以下の式（９）から求められる。
【数６】
0006267154.tif 000007
従って、軸精度測定装置１０の算出部２６は面振れ量を上記のように容易に測定できる。
【００５２】
このように、本発明においては、投光部２１および受光部２２はそれぞれ一つで足りるので、軸精度測定装置１０に要する費用を抑えつつ、モータの軸振れ、芯振れおよび面振れを非接触で容易に測定することができる。本発明では非接触で測定しているので、操作者の熟練度に関わらずにモータＭの軸精度を自動的に測定できる。このため、多数のモータを生産する場合であっても、全てのモータの軸精度を容易に測定することが可能である。
【００５３】
ところで、図１６は出力軸およびインロー部の他の側面図である。図１６においてはフランジ３５の上面（フランジ面）に測定治具が設置されている。
【００５４】
測定治具４０は、インロー部３２を包囲する円環部４１と、円環部４１に対して垂直に延びる一つの基準軸部４２とを含んでいる。基準軸部４２は、円環部４１に対して所定の角度で延びていても良い。図１６から分かるように、円環部４１はインロー部３２を包囲するのに十分に大きい。また、円環部４１の下面には、三点支持のための三つの支持部４３が設けられるのが好ましい。
【００５５】
そして、測定治具４０を使用する場合には、図１６に示されるように、基準軸部４２と基端近傍における出力軸３１との間の距離を距離ｒと設定し、基準軸部４２と先端近傍における出力軸３１との間の距離を距離ａと設定する。そして、前述したのと同様に、面振れを測定する。当然のことながら、測定治具４０を使用した状態で芯振れのみを測定することも可能である。
【００５６】
モータＭのインロー部３２とフランジ面との間の距離が短い場合には、図１４に示される基準軸線Ａ１を適切に設定できない可能性がある。このような場合であっても、測定治具４０をフランジ３５に設置することにより、距離ｒおよび距離ａを適切に測定できる。従って、モータの面振れおよび／または芯振れを容易に測定することができる。
【００５７】
ところで、図１７Ａに示されるように、測定部２０が、二つの投光部２１ａ、２１ｂおよび二つの受光部２２ａ、２２ｂを含んでいても良い。図示されるように、投光部２１ａからの測定光は受光部２２ａに受光され、投光部２１ｂからの測定光は受光部２２ｂに受光される。そして、投光部２１ａからの測定光と投光部２１ｂからの測定光とが互いに垂直になるように、二つの投光部２１ａ、２１ｂおよび二つの受光部２２ａ、２２ｂが配置されている。
【００５８】
このような場合には、図１７Ａに示される状態で、図８に示されるステップＳ２２およびステップＳ２３の測定を行う。次いで、モータ設置部１１を１８０°回転させ、出力軸３１を反対方向に１８０°回転させる。そして、その状態で図８に示されるステップＳ２４およびステップＳ２５の測定を行う。次いで、取得したデータに基づいて、ステップＳ２６において、前述した芯振れおよび／または面振れの算出を行う。
【００５９】
このような場合には、単にモータ設置部１１を１８０°回転させることのみによって、芯振れおよび／または面振れを算出することができる。また、測定回数が二回で足りるので、測定に要する時間を少なくすることも可能である。
【００６０】
さらに、図１７Ｂに示されるように、測定部２０が、四つの投光部２１ａ〜２１ｄおよび四つの受光部２２ａ〜２２ｄを含んでいても良い。図示されるように、投光部２１ａおよび投光部２１ｂは互いに隣接して配置されており、受光部２２ａおよび受光部２２ｂも互いに隣接して配置されている。投光部２１ｃおよび投光部２１ｄは互いに隣接して配置されており、受光部２２ｃおよび受光部２２ｄも互いに隣接して配置されている。
【００６１】
さらに、投光部２１ａおよび投光部２１ｂからの測定光と投光部２１ｃおよび投光部２１ｄからの測定光とが互いに垂直になるように、四つの投光部２１ａ〜２１ｄおよび四つの受光部２２ａ〜２２ｄが配置されている。
【００６２】
図１７Ｂから分かるように、二つの投光部２１ａ、２１ｂの測定領域（投影面２９に相当）は、出力軸３１の直径部分全体を含んでいる。同様に、二つの投光部２１ｃ、２１ｄの測定領域（投影面２９に相当）も、出力軸３１の直径部分全体を含んでいる。このような場合には、モータ設置部１１を回転させることなしに、出力軸３１を適宜回転させることのみによって、図８のステップＳ２２〜ステップＳ２６の測定を行えるのが分かるであろう。従って、測定に要する時間をさらに少なくすることができる。なお、出力軸３１を回転させる理由は、測定部２０と出力軸３１との間の位置関係を維持するためである。同様な理由により、後述する図１８Ａおよび図１８Ｂに示される実施形態においても出力軸３１を回転させる必要がある。
【００６３】
ところで、図１には、投光部２１および受光部２２を含む測定部２０を一体的に移動させる移動部１６が示されている。移動部１６は特定のガイド機構を備えるのが好ましく、それにより、測定部２０を適切に所望位置まで移動させられる。あるいは、移動部１６は多関節ロボットであるのが好ましく、それにより、測定部２０を複雑に移動させることも可能である。
【００６４】
このように移動部１６を備えている場合には、図９Ａ〜図９Ｄ等において、モータ設置部１１を回転させる代わりに、移動部１６が測定部２０をモータ設置部１１に対して相対的に回転させてもよい。
【００６５】
また、移動部１６は、投光部２１および受光部２２を含む測定部２０を一体的に並進移動させることも可能である。投光部および受光部を示す頂面図である図１８Ａに示されるように、移動部１６は、投光部２１および受光部２２を一体的に回転軸線Ｏに対して垂直な方向に摺動させられる。
【００６６】
はじめに、図１８Ａに示される位置にある投光部２１および受光部２２により、図８に示されるステップＳ２２の処理を行う。次いで、移動部１６により、投光部２１および受光部２２を図１８Ａに示される破線位置までそれぞれ移動させる。その後、図８に示されるステップＳ２４の処理を行う。
【００６７】
次いで、モータ設置部１１を所定方向に９０°回転させ、出力軸３１を反対方向に９０°回転させる。そして、図８に示されるステップＳ２５の処理を行う。次いで、移動部１６により、投光部２１および受光部２２を図１８Ａに示される実線位置までそれぞれ移動させる。その後、図８に示されるステップＳ２３の処理を行う。次いで、取得したデータに基づいて、ステップＳ２６において、前述した芯振れおよび／または面振れの算出を行う。このような場合には、図８に示される処理を短時間で行うことができる。
【００６８】
さらに、図１８Ｂは移動可能な二つの投光部および受光部を示す頂面図である。図１８Ｂにおいては、投光部２１ａ、２１ｂおよび受光部２２ａ、２２ｂが図１７Ａと同様に配置されている。
【００６９】
このような場合には、図１８Ｂに示される状態において、ステップＳ２２およびステップＳ２３の測定を行う。次いで、移動部１６により、投光部２１ａ、２１ｂおよび受光部２２ａ、２２ｂを図１８Ｂに示される実線位置までそれぞれ移動させる。そして、その状態で図８に示されるステップＳ２４およびステップＳ２５の測定を行う。次いで、取得したデータに基づいて、ステップＳ２６において、前述した芯振れおよび／または面振れの算出を行う。このような場合には、モータ設置部１１を回転させることなしに、図８のステップＳ２２〜ステップＳ２６の測定を行えるのが分かるであろう。このような場合には、図８に示される処理をさらに短時間で行うことができる。
【００７０】
典型的な実施形態を用いて本発明を説明したが、当業者であれば、本発明の範囲から逸脱することなしに、前述した変更および種々の他の変更、省略、追加を行うことができるのを理解できるであろう。
【符号の説明】
【００７１】
１０    軸精度測定装置
１１    モータ設置部
１２    枠体
１５    駆動部
１６    移動部
２０    測定部
２１、２１ａ〜２１ｄ    投光部
２２、２２ａ〜２２ｄ    受光部
２５    制御装置
２６    算出部
３１    出力軸
３２    インロー部
３５    フランジ
３８    モータ本体
４０    測定治具
４１    円環部
４２    基準軸部
４３    支持部
Ｍ    モータ
【図１】
0006267154.tif 000008
【図２】
0006267154.tif 000009
【図３Ａ】
0006267154.tif 000010
【図３Ｂ】
0006267154.tif 000011
【図３Ｃ】
0006267154.tif 000012
【図４】
0006267154.tif 000013
【図５】
0006267154.tif 000014
【図６】
0006267154.tif 000015
【図７】
0006267154.tif 000016
【図８】
0006267154.tif 000017
【図９Ａ】
0006267154.tif 000018
【図９Ｂ】
0006267154.tif 000019
【図９Ｃ】
0006267154.tif 000020
【図９Ｄ】
0006267154.tif 000021
【図１０】
0006267154.tif 000022
【図１１】
0006267154.tif 000023
【図１２】
0006267154.tif 000024
【図１３】
0006267154.tif 000025
【図１４】
0006267154.tif 000026
【図１５Ａ】
0006267154.tif 000027
【図１５Ｂ】
0006267154.tif 000028
【図１５Ｃ】
0006267154.tif 000029
【図１５Ｄ】
0006267154.tif 000030
【図１６】
0006267154.tif 000031
【図１７Ａ】
0006267154.tif 000032
【図１７Ｂ】
0006267154.tif 000033
【図１８Ａ】
0006267154.tif 000034
【図１８Ｂ】
0006267154.tif 000035