(57)【要約】【課題】コギングトルク測定時の作業性がよく測定精度を低下させないコギングトルク測定装置および電動パワーステアリング装置を提供する。【解決手段】被測定モータ側嵌合部１０の爪部に当接する駆動モータ側嵌合部１１の爪部の両面に、柔らかい緩衝部材１２を貼り付けることにより、駆動モータからの振動を伝え難くし、互いの爪同士の共振を抑えることができ、精度の高いコギングトルクの測定ができる。さらに、嵌合部の爪同士の間に隙間１４を設けることにより、測定時、容易に被測定モータ側嵌合部１０を駆動モータ側嵌合部１１に挿入できるため、爪の位相合わせが不要となり作業工数が削減できる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定モータの回転軸と、
前記被測定モータの回転軸を回転駆動させる回転駆動手段の駆動軸と、
前記回転軸と前記駆動軸とを同心的に回転可能に結合する嵌合手段と、
前記回転軸と前記駆動軸間の回転トルクを検出するトルクセンサと、を備え、
前記トルクセンサからの出力に基づいてコギングトルクを測定する、コギングトルク測定装置において、
前記嵌合手段は、
前記回転軸側に設置された被嵌合部と、
前記駆動軸側に、所定の隙間が形成された状態で前記被嵌合部に嵌合される嵌合部と、を有し、
前記嵌合部は、前記駆動軸が回転駆動されることにより前記被嵌合部と回転方向に当接する凸部側面に緩衝部材が配置されることを特徴とするコギングトルク測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載のコギングトルク測定装置を用いてコギングトルクを測定した被測定モータを用いた電動パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コギングトルク測定装置および電動パワーステアリング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
発生するトルクをステアリング機構に与えて操舵補助を行う電動パワーステアリング装置に使用される永久磁石形のモータは、コギングトルクによるトルクの脈動が発生することが知られている。このコギングトルクが発生すると、モータの速度変動を生じて回転むらが大きくなったり、ロータの軸を伝わり振動や騒音の原因となるとともに操舵フィーリングに影響を与える。従来、モータのコギングトルクの測定は、被測定モータのステータを保持するための保持装置と、ロータを回転駆動する駆動装置と、駆動装置の回転軸に連結された回転トルクを検出するトルクセンサと、このトルクセンサの出力に基づきコギングトルクを測定している。
このコギングトルク測定装置は、ステータを回転不能に保持した状態で、被測定モータへの通電が無いときに、駆動装置を介してロータを回転駆動することで、トルクセンサにより、ロータを回転駆動するのに必要なトルクや微小なコギングトルクを測定することができる。（例えば、特許文献１参照）
ところが、誤差の少ないコギングトルクの測定を行うためには被測定モータとトルクセンサの軸の同軸度を保つ必要があり、このため被測定モータとトルクセンサの軸を接続する方法として、カップリングが用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３７３８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このようなコギングトルク測定装置において、測定精度の低下を抑えるため、被測定モータの軸先端部とカップリングの負荷側軸先端部の接続部もリジッドに固定する必要がある。このため、この接続部に双方の爪の隙間を埋める部品を配置しているが、嵌め合いが厳しく接続部の爪の回転位相がずれると被測定モータの挿入できないため、作業性が非常に悪い。しかしながら、上記接続部に隙間を設けた爪を配置すると、駆動装置の駆動モータからの振動等が接続部に伝わり爪同士の共振により微振動が発生して被測定モータのコギングトルクの正確な測定ができない場合がある。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、コギングトルク測定時の作業性がよく測定精度を低下させないコギングトルク測定装置および電動パワーステアリング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、被測定モータの回転軸と、前記被測定モータの回転軸を回転駆動させる回転駆動手段の駆動軸と、前記回転軸と前記駆動軸とを同心的に回転可能に結合する嵌合手段と、前記回転軸と前記駆動軸間の回転トルクを検出するトルクセンサと、を備え、前記トルクセンサからの出力に基づいてコギングトルクを測定する、コギングトルク測定装置において、前記嵌合手段は、前記回転軸側に設置された被嵌合部と、前記駆動軸側に、所定の隙間が形成された状態で前記被嵌合部に嵌合される嵌合部と、を有し、前記嵌合部は、前記駆動軸が回転駆動されることにより前記被嵌合部と回転方向に当接する凸部側面に緩衝部材が配置されることを要旨とする。
【０００７】
上記構成によれば、コギングトルク測定装置の嵌合部の爪の側面に緩衝部材を貼付することにより、駆動軸から発生し嵌合部に伝達される振動を吸収低減し、被測定モータの被嵌合部との回転方向の当接により発生する爪同士の共振を抑制できる。さらに嵌合部と被嵌合部の爪の間に隙間を設けることで容易に位相合わせができるためコギングトルク測定時の作業性がよくなるとともに、コギングトルクの測定精度を確保できる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、電動パワーステアリング装置において、請求項１に記載のコギングトルク測定装置を用いてコギングトルクを測定した被測定モータを用いてなることをその要旨とする。
請求項１に記載のコギングトルク測定装置によれば、コギングトルク測定時の検出誤差の低減が図られるので、車両の操舵フィーリングを向上した電動パワーステアリング装置にできる。
【発明の効果】
【０００９】
コギングトルク測定時の作業性がよく測定精度を低下させないコギングトルク測定装置および電動パワーステアリング装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係るモータのコギングトルク測定装置の実施の一形態を示す概略構成図。
【図２】(a）は駆動モータ側の嵌合部を示す平面図、(b)は同じく駆動モータ側の嵌合部を示す側面図。
【図３】本実施形態の嵌合部の状態を示す概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について、図に基づいて具体的に説明する。
図１は、本発明の実施形態に係るコギングトルク測定装置の構成を示す概略図である。本実施形態の装置の構成は、コギングトルクを測定する被測定モータ２のセッティング部４と、被測定モータ２の図示しない回転軸を外部から回転させる駆動モータ１３と駆動モータ１３に連結されたトルクセンサ７とのモータ駆動部（回転駆動手段）５からなる。駆動モータ１３は永久磁石形のサーボモータである。
【００１２】
このコギングトルク測定装置１においては、被測定モータ２を回転不能に保持することができ、被測定モータ２への通電がないときに、モータ駆動部５を介して被測定モータ２の回転軸に回転運動を強制し、被測定モータ２の回転軸を外部から駆動することができる。さらに、トルクセンサ７を通じて、検出されたトルクはコギングトルク検出装置１５へ出力され制御回路にて信号処理され、被測定モータ２の微小なコギングトルクを測定することができる。
【００１３】
まず、被測定モータ２のセッティング部４は、セッティング部４上部にモータ支持板３を設置し、このモータ支持板３に被測定モータ２のハウジング部分を取り付ける。具体的な取り付け方法については特に例示しないが、例えばチャック装置によりワンタッチで取り外しが可能で、確実に固定される固定方法が望ましい。
【００１４】
次に、セッティング部４に取り付けられる被測定モータ２の回転軸先端には、被測定モータ側嵌合部１０が取り付けられている（被嵌合部、例えば、フランジボス）。モータ駆動部５は、この被測定モータ側嵌合部１０と回転可能に接続される駆動モータ側嵌合部１１と、この駆動モータ側嵌合部１１に連結され、被測定モータ２の回転軸とトルクセンサ７の検出軸との接続のため取り付けられるカップリング６と、このカップリング６の駆動側軸（トルクセンサ出力軸）８に固定されるトルクセンサ７と、トルクセンサ７の入力側に駆動軸（トルクセンサ入力軸）９が連結される駆動モータ１３からなる。トルクセンサ７は、セッティング部４に対して、回転不能、図示しないチャック装置により固定され配置されている。また、駆動モータ１３も、同じくコギングトルク測定装置１に回転不能に配置されている。
【００１５】
さらに、トルクセンサ７において、トルクセンサ出力軸（カップリング６の駆動側軸）８と、トルクセンサ入力軸（駆動モータ１３により回転される駆動軸）９との間は、図示しないトルク伝達軸で連結されており、駆動モータ１３の駆動力が伝達されるようになっている。検出トルクはトルク伝達軸の捩れ角から求められる。
【００１６】
こうして、被測定モータ２にかかる負荷は、トルクセンサ７の入力軸および出力軸９，８間に発生するトルクから検出することができ、この検出トルクをコギングトルク検出装置１５にて信号処理することによりコギングトルクが測定される。
【００１７】
次に、このコギングトルク測定装置１の動作について説明する。（図１参照）
まず、コギングトルクを測定する被測定モータ２を、モータ支持板３に取り付ける。前述したように、取り付け方法は、種々の簡便で、確実な方法によればよい。
【００１８】
次に、被測定モータ２の回転軸を被測定モータ側および駆動モータ側嵌合部１０，１１によりカップリング６に接続し、この状態で、例えば図示しないパソコンのような制御装置の指令により駆動モータ１３に所定の直流電圧を印加して、駆動モータ１３を回転させる。
【００１９】
すると、駆動モータ１３の駆動軸９と、これに連結されるトルクセンサ７の負荷側の回転軸（出力軸）８がカップリング６に連結され一体に回転する。さらに、カップリング６には、駆動モータ側嵌合部１１が固定されており、この駆動モータ側嵌合部１１も同時に回転し、被測定モータ側嵌合部１０を介して連結された被測定モータ２の回転軸がゆっくり回転する。この結果、駆動モータ１３の駆動力がトルクセンサ７、カップリング６を通して被測定モータ２の回転軸に伝達され、被測定モータ２のコギングトルクが測定される。
【００２０】
被測定モータ側嵌合部１０とこれと同軸上に配置される駆動モータ側嵌合部１１とは互いの凹凸部により構成される勘合部の爪部に所定の隙間がある（後述、図３参照）。上記制御装置により所定の電圧を印加して、駆動モータ１３を極低速（例えば、１ｒ／ｍｉｎ）で回転させると、被測定モータ２の回転軸が駆動モータ１３と同期して極低速で回転をする。被測定モータ２の回転軸は回転を始めるとトルクセンサ７によりコギングトルクが測定される。
【００２１】
なお、トルクセンサ７には、回転可能な入力軸および出力軸８，９があり、一方が駆動側（入力軸９）であり、一方が負荷側（出力軸１０）である。そして、この駆動側と負荷側のトルクにより生じる捩れ量をひずみゲージ等により検出して、発生トルクを測定している。
【００２２】
次に、図２(a),(b)は、コギングトルク測定装置１の駆動モータ側嵌合部１１の構造を示す平面図および側面図である。
図３は、被測定モータ側および駆動モータ側嵌合部１０，１１の嵌合状態を示す概略図である。
コギングトルク測定装置１の駆動モータ側嵌合部（フランジボス）１１の４箇所の爪部の両側面８箇所に緩衝部材１２を焼き付ける。このとき緩衝部材として例えば、ウレタン・ショアＡ６０が使用される。図３に示すように被測定モータ側嵌合部１０と駆動モータ側嵌合部１１とが接続されるとき、所定の爪部の隙間１４が確保される。ここで、駆動モータ側嵌合部１１と被測定モータ側嵌合部１０との爪部の隙間１４を所定の間隔（例えば、２ｍｍ以上）確保できるように緩衝部材１２の厚さが選定される。
【００２３】
次に、上記のように構成された本実施形態のコギングトルク測定装置１の作用および効果について説明する。
本実施形態においては駆動モータ１３を所定の速度で回転させ、トルクセンサ７の駆動側の回転軸（入力軸）９を回転させる。それに対応して、負荷側の回転軸（出力軸）８を回転させ、被測定モータ２の回転軸を同一方向に回転させる。そして、この駆動側と負荷側の回転軸のトルクを検出して、発生トルクを測定している。
上述のように、駆動モータ側嵌合部１１の爪部の被測定モータ側嵌合部１０の爪部と当接する両面に、柔らかい緩衝部材１２を貼り付けることにより、駆動モータ１３からの振動を伝え難くし、互いの爪同士の共振を抑えることができ、精度の高いコギングトルクの測定ができる。さらに、嵌合部の爪同士の間に隙間１４を設けることにより、測定時容易に被測定モータ側嵌合部１０を駆動モータ側嵌合部１１に挿入できるため、爪の位相合わせが不要となり作業工数が削減できる。また、従来、双方の嵌合部をリジッドに固定するために嵌合部間に設けていた接続部品が不要となる。
また、本実施形態のコギングトルク検出装置によれば、コギングトルク測定時の検出誤差の低減が図られる。このため、当該コギングトルク検出装置は、車両の操舵フィーリングの向上の観点などからコギングトルク低減に対する要望がある電動パワーステアリング装置に好適である。
【００２４】
また、以下のような構成により設備を自動化することが可能となる。すなわち、被測定モータ側および駆動モータ側嵌合部１０，１１の下部とカップリング６との間にばね（例えば、コイルスプリング）を配置し、上記被測定モータ側および駆動モータ側嵌合部１０，１１が上下できる構造にする。爪の位相が合っていない場合、爪同士が重なるため被測定モータ側および駆動モータ側嵌合部１０，１１が下がった状態となり、その状態で駆動モータ１３を回転させると、爪の位相が合ったときに被測定モータ側および駆動モータ側嵌合部１０，１１が上昇し爪が嵌合することが可能となる。これにより、被測定モータ側および駆動モータ側嵌合部に隙間を設けることにより作業者による位相合わせが不要となるため、作業を自動化できる。
【００２５】
なお、本実施形態は以下のように変更してもよい。
本発明は、駆動モータ側嵌合部１１の爪部に貼付ける緩衝部材１２としてウレタンを用いた例を説明したが、他の部材、例えばゴムでも適用が可能である。
なお、実施例では、被測定モータ２はモータ単体であるが、これに限るものではなく、減速機付きであっても差し支えない。
【符号の説明】
【００２６】
１：コギングトルク測定装置、２：被測定モータ、３：モータ支持板、
４：セッティング部、５：モータ駆動部、６：カップリング、７：トルクセンサ、
８：トルクセンサ出力軸、９：トルクセンサ入力軸（駆動軸）、
１０：被測定モータ側嵌合部（被嵌合部）、１１：駆動モータ側嵌合部（嵌合部）、
１２：緩衝部材、１３：駆動モータ、１４：爪部隙間、
１５：コギングトルク検出装置
【図１】
2012198186.tif 000003
【図２】
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【図３】
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