(57)【要約】【課題】回転部材の電位を測定する技術を改良して、測定精度を向上させる。【解決手段】回転部材２に対向，離間せしめて非接触プローブ６を配置し、両者を静電容量結合させる。モータ１に発生した電気的ノイズによって、非接触プローブ６に誘導電位が発生し、オシロスコープ４で読み取られる。接触プローブ３は比較対照のために描いた従来例の部材である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ、またはモータに接続されて回転している部材の電位を測定する方法において、
導電性の材料で構成された非接触プローブを、モータによって回転せしめられている部材に対向，離間せしめて静電容量結合せしめ、
上記非接触プローブをオシロスコープに接続して、該非接触プローブに誘導される電位を計測することを特徴とする、回転体の非接触式電位測定方法。
【請求項２】
前記の非接触プローブに誘導される電位に基づいて、前記モータの接地レベルを判定することを特徴とする、請求項１に記載した回転体の非接触式電位測定方法。
【請求項３】
モータ、またはモータに接続されて回転している部材の電位を測定する装置において、
前記のモータによって回転せしめられている部材に対向，離間せしめて配設される導電材料製の非接触プローブと、該非接触プローブに誘導される電位を計測するオシロスコープとを具備していることを特徴とする、回転体の非接触式電位測定装置。
【請求項４】
前記の非接触プローブが、板状，棒状，メッシュ状，若しくはパラボラ形をなしていることを特徴とする、請求項３に記載した回転体の非接触式電位測定装置。
【請求項５】
前記導電材料製の非接触プローブの少なくとも一部分が、電気絶縁性材料で覆われていることを特徴とする、請求項３若しくは請求項４に記載した回転体の非接触式電位測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータに発生する各種のノイズを非接触的に測定する方法、及び同装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近の技術において、電気モータ（単にモータと略称する）も、電子部品も、広く用いられている。
ところがモータは、摩擦帯電やコイル電位の周期的変化などによって電気的なノイズを発生する。
一方、電子部品の中には電気的ノイズに弱いものも有るので、モータのノイズによる電子部品の損傷や誤作動という問題を生じるに至った。
モータが完全に接地されていれば、その電位はゼロに保たれるが、モータを完全に接地することは必ずしも常に可能であるとは限らない。その上、完全に接地されていても高周波ノイズは除去されないので対策を要する。
【０００３】
この問題は従来あまり騒がれなかった。しかしながら、電子技術の進歩に伴って電子部品が小型化するとともに究めて精緻になってきたため、一つには電子部品がノイズに対して敏感となり、また一つには電子機器が高密度化して電子部品とモータとが狭い空間に詰め込まれるようになってきたので、モータのノイズによる電子部品の損傷や誤作動という問題を放置できなくなってきた。
【０００４】
ノイズの問題を解消するには、先ずノイズの有無を検知することが必要である。
ノイズすなわちモータ電位の変化状態を計測してノイズが無いと分かればそれで良し、ノイズが有ると分かれば対策が可能であるから、先ずモータ電位を計測することが先決であった。
従来、モータの電位を測定する技術には、イ．導電性のプローブを接触させて電位を導出し、適宜のメータで計測する接触式と、ロ．非接触式とが有った。
【０００５】
非接触で電位を測定する検出器として非接触表面電位計が有る。その中でも、連続した電位を測定するためには「交流式」を用いるのが一般的である。
交流式の表面電位計は、検出電極が受ける電界強度を変化させることにより、検出電極に発生する電圧を、被測定物の表面電位に比例した電圧として得られるようにしたものである。
上記検出電極の電界強度を変化させるため、構成部材である電極そのものを、被測定物に対して垂直方向に移動させ、
もしくは、２枚の検出電極を平行に設置し、スイッチングにより、あたかも振動しているのと同じ状況を回路的に現出している。
【０００６】
このような方式によると、検出電極の振動回路なりスイッチング回路なりを設けなければならないので、検出器の構造が複雑になる、更には、これらの回路から発生するノイズの悪影響を受ける虞れも有る。
また、被測定物が回転体である場合、必ずしも交流式検出器の振動周波数と同調しないので、測定対象である電位が干渉を受けてしまう虞れがある。すなわち、交流式電位計によって生じる「被測定物と検出電極との間の静電容量の変化」が、被測定物本来の電位に影響を及ぼし、測定値の信頼性が損なわれる。
【特許文献１】特開平７−２１８５６６号公報
【特許文献２】特開平７−２１８５６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
接触式の従来技術によってモータ電位を測定する場合、
イ．回転している部材に導電性プローブを接触させることは容易でなく、高度の熟練を要する上に、回転部材表面の面粗さやプローブ接触圧力などの影響を受けて、接触抵抗が不安定であるため計測誤差が大きく、
ロ．当該電子機械装置の構造によっては、必ずしもプローブを回転部分に触れさせることができない。
ハ．その上、回転部材にプローブを接触させることに因る摩擦電荷の影響も受けるので、計測誤差が一層大きくなる虞れも有る。
【０００８】
交流式非接触型の従来技術によってモータ電位を測定する場合は、先に説明したように電位検出器からノイズが発生したり、干渉による誤差を生じたりする虞れが有る。
【０００９】
本発明は以上に述べた事情に鑑みて為されたものであって、その目的とするところは、
回転部材に対して非接触で、高精度，高信頼性で電位を測定する方法、および、上記の方法を実施するに好適な測定装置を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するために創作した本発明の基本的な原理について、その１実施形態に対応する図１（Ａ）を参照して略述すると次の通りである。
モータ１に、回転部材である円盤２が装着されている。この回転部材２に対向，離間せしめて非接触タイプのプローブ６を位置せしめる。これにより、回転部材２と非接触プローブ６とは静電容量結合され、該非接触プローブ６には、回転部材２の電位変化に応じて誘導電位が発生する。この誘導電位をオシロスコープ４に導いて観察することによって、回転部材２の電位（特に電位の変化状態）が検知される。
上述の作用効果から明らかなように、非接触プローブ６に誘導される電位を観察するための計測器は必ずしもオシロスコープに限らない。本発明においてオシロスコープとは、即応性を有する電位計を言うものである。
【００１１】
請求項１に係る発明方法の構成は、（図１参照）モータ（１）もしくはモータに接続されて回転している部材の電位を測定する方法において、
導電性の材料で構成された非接触プローブ（６）を、モータによって回転せしめられている部材（２）に対向，離間せしめて静電容量結合せしめ、
上記非接触プローブをオシロスコープ（４）に接続して、該非接触プローブに誘導される電位を計測することを特徴とする。
【００１２】
請求項２に係る発明方法の構成は、前記請求項１の発明方法の構成要件に加えて、
前記の非接触プローブ（６）に誘導される電位に基づいて、前記モータ（１）の接地レベルを判定することを特徴とする。
【００１３】
請求項３に係る発明装置の構成は、（図１参照）モータ（１）もしくはモータに接続されて回転している部材（２）の電位を測定する装置において、
前記のモータによって回転せしめられている部材（２）に対向，離間せしめて配設される導電材料製の非接触プローブ（６）と、該非接触プローブに誘導される電位を計測するオシロスコープ（４）とを具備していることを特徴とする。
【００１４】
請求項４に係る発明装置の構成は、前記請求項接触プローブ３の発明装置の構成要件に加えて、前記の非接触プローブ（６）が、板状，棒状，メッシュ状，若しくはパラボラ形をなしていることを特徴とする。
【００１５】
請求項５に係る発明装置の構成は、前記請求項３または請求項４の発明装置の構成要件に加えて、前記導電材料製の非接触プローブ（６）の少なくとも一部分が、電気絶縁性材料で覆われていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１の発明方法を適用すると、回転部材に対してプローブを接触せしめる必要無く、非接触プローブに誘導される電位をオシロスコープで観察して該回転部材の電位、特にその変化状態を測定することができる。
非接触で測定するので、回転部材の表面粗さや接触圧力の影響を受けず、高度の知識や熟練を要しないで、迅速かつ容易に、しかもリアルタイムで測定することができ、電気ノイズに敏感な電子機器の製作，検査に有効である。
【００１７】
請求項２の発明方法を、前記請求項２の発明方法と併せて実施すると、モータの接地状態の良否を判定することができる。
モータの接地が不完全であると、その時点ではノイズ障害を生じていなくても、何らかの条件変化によって障害を招く虞れが有るから、予防措置を講じ得るという観点から実用的効果が有る。
【００１８】
請求項３の発明装置を適用すると、非接触プローブを備えているので、回転部材に対してプローブを接触せしめる必要無く、該非接触プローブに誘導される電位をオシロスコープで観察して該回転部材の電位、特にその変化状態を測定することができる。
非接触で測定し得るので、回転部材の表面粗さや接触圧力の影響を受けず、高度の知識や熟練を要しないで、迅速かつ容易に、しかもリアルタイムで測定することができ、電気ノイズに敏感な電子機器の製作，検査に有効である。
さらに、製造の準備段階において、構成材料であるモータの良否を判断することにも役立つ。
【００１９】
請求項４の発明装置を前記請求項３の発明装置と併せて実施すると、測定対象である回転部材の形状寸法に応じて、最も適した形態の非接触プローブを用いることにより、請求項３に係る発明装置の実効を向上せしめることができる。
【００２０】
請求項５の発明装置を前記請求項３の発明装置またはせ４のの発明装置と併せて実施すると、非接触プローブが電気絶縁性のカバーで覆われているので、過って他の箇所（例えば高電圧が掛かっている部分）に触れさせても重大な事故を誘発したり、オシロスコープを破損させたりする虞れが無くて安全である。また、何らかの障害物に接触して非接触プローブが損傷することを未然に防止するという効果も有る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１（Ａ）は本発明装置の１実施形態を示し、模式的に描いた外観斜視図である。模式化してあるので、実施形態を写実的に描いた投影図ではない。
符号１を付して示したのは測定対象のモータであり、円盤状の回転部材２が取り付けられている。
本例において前記モータ１の接地抵抗は無限大である。すなわち、アースに対して直流的に絶縁されている。
【００２２】
符号３を付して示したのは、比較対照のために描いた従来例の接触式プローブであり、モータ１のボディに対して直接的に接触導通させてある。この接触プローブ３はオシロスコープ４に接続されている。
符号６を付して示したのは、本発明を適用して構成した非接触プローブであって、オシロスコープ４に接続されている。
上記の非接触プローブ６は、回転部材２に対向離間していて、両者の間に静電容量が形成され、容量結合している。
【００２３】
モータ１を回転させたときノイズ（望ましからざる電位変動）が発生すると、従来例の接触プローブ３で検知されたノイズはオシロスコープ４に接触時の波形５として現れる。
また、本発明に係る非接触プローブ６で検知されたノイズはオシロスコープ４に非接触時の波形７として現れる。
このように、接触，非接触、２種類のプローブを併用したのは、両者の特性を比較考察するためであって、本発明装置を実用に供する場合は、接触プローブ３を設けるに及ばない。
【００２４】
図１（Ａ）に示した非接触波形７の拡大詳細を図１（Ｂ）に、接触波形５の拡大詳細を図１（Ｃ）にそれぞれ示した。これら双方の波形は時間軸（横軸）を揃えてある。ただし、電圧軸（縦軸）の目盛りが不等であることに御注意願う。
双方の波形を比較して、
ａ．非接触波形７は接触波形５に比して、入力信号レベルが若干低いこと、及び、
ｂ．双方の波形が高度に相似であること、が理解される。
図示を省略するが、接触プローブ３を回転部材２に接触させた場合は、図１（Ｃ）の接触波形５に比して雑音ノイズ（接触面粗さに起因するノイズなど）が現れるが、非接触波形７は雑音ノイズ無しに回転部材２の電位を検出することができる。
【００２５】
図２（Ａ）は、前掲の図１（Ａ）と異なる実施形態を示す。
図２（Ａ）が図１（Ａ）に比して異なるところは次のとおりである。
従来例の接触プローブ３の検出特性と本発明に係る非接触プローブ６の検出特性とを比較するため信号発信源８を設けて、モータ１のボディに単一パルスｐを与えて電位変動を実測した。
符号７′を付して示したのは非接触波形であり、符号５′を付して示したのは接触波形である。
【００２６】
前掲の図１に示した非接触波形７′の拡大詳細を図２（Ｂ）に、接触波形５′の拡大詳細を図２（Ｃ）にそれぞれ示した。双方の波形を比較考察すると、
α．非接触プローブ６の検出信号レベルは、接触プローブ３の検出信号レベルに比して若干低いこと、及び、
β．双方の波形が高度に相似であること、が理解される。
【００２７】
図１（Ｂ）に示した非接触波形７が周期的に変動していることが明瞭に読み取れる。そのサイクルを解析してみると、回転部材２の回転に伴うものであることが確認された。
これを利用すると、本発明装置を非接触式の回転計として利用することも容易に可能である。
【００２８】
接地抵抗Ｒを小さくすると、検出信号レベルは明確に低下する。
図３（Ｂ）は、３種類の試料について、接地したときと接地していないときとの検出信号レベルの変化を表した図表である。接地によって検出信号レベルが顕著に低下していることが分かる。
この現象（接地による検出信号レベルの低下）を利用すると、モータ１の接地レベルを迅速容易に判定することができ、電位変動に敏感な（破損し易い）デバイスの不良品発生防止に有効である。
【００２９】
（図１（Ａ）参照）この例の回転部材２が円盤状であるから、非接触プローブ６も円板状に形成されている。しかし、測定条件に応じて非接触プローブの形状を種々に変えることができる。
例えば、回転部材が球形であれば、非接触プローブに凹形の球面を形成することが望ましい。また、周囲に障害物が有るときは非接触プローブを棒状に形成すると好適である。
さらに、特定の箇所からセンチ波の高周波ノイズが発生している虞れの有る場合は、パラボラ形の非接触プローブを構成すると良い。また、非接触プローブは板状に形成しなくてもメッシュ（網）構造であっても同様の作用効果が得られる。
【００３０】
本発明は本質的に非接触測定である。非接触測定においては、どのくらい離れて測定し得るかが重要な特性の一つである。
図３（Ａ）は、前掲の図１（Ａ）に示した実施形態における「回転部材２と非接触プローブ６との間の距離」と検出電圧レベルとの関係を表した図表である。例えば５０ｍｍ離れても十分な検出電圧（０．２Ｖ）が得られている。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明装置の１実施形態を示し、（Ａ）は斜視図、（Ｂ），（Ｃ）はそれぞれ波形を表す図表
【図２】前掲の図１と異なる実施形態を示し、（Ａ）は斜視図、（Ｂ），（Ｃ）はそれぞれ波形を表す図表
【図３】前掲の図１に示した実施形態の特性を表す図表
【符号の説明】
【００３２】
１…１モータ、２…回転部材、３…接触プローブ、４…オシロスコープ、５…接触波形、６…、７…非接触波形、８…信号発信源。
【図１】
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【図２】
2007132734.tif 000004
【図３】
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