JPH04256823A - モータジッタ測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、１回転中のモータジッ
タを高精度に測定するモータジッタ測定装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、モータジッタ測定装置としては、
以下に述べるようなものが用いられていた。すなわち、
図３に示すように、光源であるＨｅ−Ｎｅガスレーザ５
１より発せられたレーザ光５２が、レンズ系５３を通過
し、測定対象となるモータ５５の回転軸５７上に固定配
置された傾斜ミラー５９で反射される。このとき、その
回転軸５７の軸線はレーザ光５２の光路と一致しており
、また、傾斜ミラー５９の反射面５９ａは回転軸５７の
軸線に対し４５゜に傾いている。そして、図示しない周
知のモータドライブ回路により、モータ５５がその回転
軸５７及び回転軸５７上に固定配置された傾斜ミラー５
９を矢印Ａ方向に回転させると、傾斜ミラー５９で反射
された反射レーザ光６０は矢印Ｂ方向に円を描いて回転
する。この反射レーザ光６０の円軌跡上の２点にフォト
ダイオード６１ａ，６１ｂが配置されており、前記反射
レーザ光６０を受光する。フォトダイオード６１ａ，６
１ｂは、図示しない周知の測定回路に接続されており、
フォトダイオード６１ａが反射レーザ光６０を受光して
から、フォトダイオード６１ｂが反射レーザ光６０を受
光するまでの反射レーザ光６０の通過時間を計測する。

【０００３】つぎに、測定対象のモータ５５を矢印Ｃ方
向に一定量回転させるか、あるいはフォトダイオード６
１ａ，６１ｂの一方または両方をモータ５５の回転軸５
７を中心として、矢印Ｄ方向に一定量回転させて、前記
と同様に、反射レーザ光６０が２つのフォトダイオード
６１ａと６１ｂとの間を通過する通過時間を計測する。 このような測定を繰り返し、１回転中の各方向について
、２つのフォトダイオード６１ａと６１ｂとの間を通過
する通過時間を計測する。

【０００４】そして、２つのフォトダイオード６１ａと
６１ｂの間を反射光６０が通過する通過時間の変動ΔＴ
と、測定対象のモータ５５の回転軸５７から２つのフォ
トダイオード６１ａと６１ｂの間の角度を見込む角度で
ある見込み角θとを用いて、θ／ΔＴによりモータ５５
の回転速度の変動を求めることができる。従って、以上
のような測定により、このモータ５５の回転速度変動、
すなわち、モータ５５のジッタを求めることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな測定方法を用いた場合、測定対象のモータ５５の回
転軸５７から２つのフォトダイオード６１ａ，６１ｂ間
の見込み角θを一定に保つか、あるいはその見込み角を
正確に求める必要がある。特に、高精度でモータジッタ
を測定する場合、測定目標とする精度と同程度の精度で
この見込み角θを保つ、あるいは同程度の精度でこの見
込み角θを求めることが必要であり、これを達成するこ
とは非常に困難であった。

【０００６】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、モータジッタを極めて容易にか
つ高精度に測定することができるモータジッタ測定装置
を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明のモータジッタ測定装置は、光線を発する光源
と、測定対象となるモータの回転軸上に配置され、前記
光源から発せられた光線を前記回転軸の軸線に対し所定
の角度で反射する傾斜ミラーと、該傾斜ミラーを前記モ
ータによって回転させることにより前記傾斜ミラーによ
って反射された反射光が描く軌跡上に設けられており、
前記反射光を受光する受光手段と、前記軌跡に沿って前
記受光手段を移動させる移動手段と、前記反射光が前記
受光手段に受光された位置を検出する位置検出手段とを
有する。

【０００８】

【作用】上記構成を有する本発明において、光源から発
せられた光線は、測定対象となるモータの回転軸上に配
置された傾斜ミラーによって回転軸の軸線に対し所定の
角度で反射され、その反射光は受光手段で受光される。 受光手段は移動手段により移動する。測定対象となるモ
ータの回転にジッタがなければ、受光手段の所定の位置
で反射光が受光されるが、ジッタがあると、所定の位置
以外の位置で受光される。そこで、反射光が受光手段の
どの位置で受光されたかを位置検出手段により検出し、
モータの回転のジッタを求める。

【０００９】

【実施例】以下、本発明を具体化したモータジッタ測定
装置の一実施例を図面を参照して説明する。

【００１０】図１に示すようにレーザ１は、本実施例の
光源であるところの半導体レーザであり、図２に示すレ
ーザ制御部２０に接続されており、レーザ光３を出力す
る。レーザ１から出力されたレーザ光３の光路上にはレ
ンズ系５が配置されている。その前方には測定対象とな
るモータ（以下、測定モータという）６が、その測定モ
ータ６の回転軸７の軸線とレーザ光３の光路とが一致す
るように配置されている。また、その回転軸７には、回
転軸７の軸線に対して所定の角度の反射面９ａを備えた
傾斜ミラー９が固定配置されている。一方、前記レーザ
１の後方には、すでにそのジッタ量の知られているモー
タ（以下、基準モータという）１０に接続された平板１
１が配置されている。その基準モータ１０の回転軸１３
は、測定モータ６の回転軸７と同じ軸線上に位置してお
り、測定モータ６の回転軸７の回転方向と逆方向に回転
する。

【００１１】一方、前記平板１１上において、図１にお
いて二点鎖線で示すように、傾斜ミラー９で反射された
反射レーザ光１５が測定モータ６の回転軸７の回転によ
って描く円軌跡上の一部には、図２に示すように複数個
のセル１７（図２においてはその数を省略して５個とし
てある）を有するＣＣＤラインセンサ１９が設けられて
いる。このＣＣＤラインセンサ１９は、基準モータ１０
の回転軸１３の回転に伴って平板１１と一体に回転し、
その各セル１７は図２に示すような制御回路２０に接続
されている。また、ＣＣＤラインセンサ１９の各セル１
７間のピッチは０．１　ｍｍとしてある。なお、本実施
例において、平板１１は、レーザ光３がレンズ系５の作
用によりＣＣＤラインセンサ１９の表面で集束する位置
で、且つ傾斜ミラー９で反射された反射レーザ光１５が
描く軌跡が半径１６０ｍｍの円になる位置に配置されて
いる。また、測定モータ６及び基準モータ１０はいずれ
も配置誤差１０μｍのオーダーで配置されている。

【００１２】制御回路２０は、統計処理演算部２１、表
示部２３、及びレーザ制御部２５より構成されている。 統計処理演算部２１ではＣＣＤラインセンサ１９に入射
した反射レーザ光１５がＣＣＤラインセンサ１９のどの
セル１７で受光されたかを所定回数だけ検出し、その結
果を統計的に処理して測定モータ６のジッタを求める。 この統計処理演算部２１には表示部２３が接続されてお
り、統計処理演算部２１で求められたジッタの量を図示
しないディスプレイに表示する。また、レーザ制御部２
５は、ＣＣＤラインセンサ１９の中心のセル１７ａ及び
統計処理演算部２１に接続されており、ＣＣＤラインセ
ンサ１９の各セル１７の出力に応じてレーザ１の駆動を
制御する。

【００１３】次に、以上のような構成のモータジッタ測
定装置を用いたモータジッタの測定方法の一例を説明す
る。

【００１４】まず、図１に示すように、測定モータ６の
回転軸７を図示しない周知のモータドライブ回路により
矢印Ｘ方向に回転させる。そして、基準モータ１０の回
転軸１３を図示しない周知のモータドライブ回路により
測定モータ６の回転方向と逆方向の矢印Ｙ方向に回転さ
せる。このとき、この基準モータ１０の回転速度の精度
は１０ー５以下とする。次に、図２に示すレーザ制御部
２５によりレーザ１からレーザ光３を出力し、連続点灯
させる。出力されたレーザ光３はレンズ系５を通過し、
測定モータ６の回転軸７上に固定配置された傾斜ミラー
９で反射され、その反射レーザ光１５は平板１１上に設
けられたＣＣＤラインセンサ１９で受光される。この反
射レーザ光１５がＣＣＤラインセンサ１９の中心のセル
１７ａで受光されたとき、この中心のセル１７ａから信
号Ｓが発せられレーザ制御部２５に入力される。レーザ
制御部２５はこの信号Ｓを検出すると、レーザ１を一旦
消灯させ、一定時間経過後、すなわち、測定モータ６の
回転にジッタがない場合に、次に反射レーザ光１５がＣ
ＣＤラインセンサ１９の中心のセル１７ａに入射するは
ずの時刻に、レーザ１を一瞬点灯させる。

【００１５】ここで、測定モータ６の回転にジッタがな
ければ、一瞬点灯されたレーザ光３が傾斜ミラー９によ
って反射された反射レーザ光１５は、ＣＣＤラインセン
サ１９の中心のセル１７ａで受光される。すると、この
中心のセル１７ａから再び信号Ｓが発せられ、前述と同
様の動作が行われる。また、測定モータ６の回転にジッ
タがあれば、ＣＣＤラインセンサ１９のほかのセル１７
で受光される。このときジッタが大きすぎると、ＣＣＤ
ラインセンサ１９から外れてエラーとなる。そして、再
びレーザ制御部２５によりレーザ１を連続点灯させ、前
述と同様の動作が行われる。これらの動作を所定回数行
い、ＣＣＤラインセンサ１９のどのセル１７で受光され
たかを統計処理演算部２５により統計的に処理し、その
結果を測定モータ６のジッタとして求め、表示部２３に
より図示しないディスプレイに数値として表示する。

【００１６】本実施例において、傾斜ミラー９で反射さ
れた反射レーザ光１５が平板１１上に描く円軌跡の半径
を１６０ｍｍとし、ＣＣＤラインセンサ１９の各セル１
７間のピッチを０．１　ｍｍとする。測定モータ６を３
００００　ｒ．ｐ．ｍ．の回転数で矢印Ｘ方向に回転さ
せ、平板１１を回転させる基準モータ１０を測定モータ
６の回転方向と逆方向の矢印Ｙ方向に２９９７０　ｒ．
ｐ．ｍ．の回転数で回転させて、レーザ１をレーザ制御
部２５により連続点灯させた場合、傾斜ミラー９により
反射された反射レーザ光１５がＣＣＤラインセンサ１９
の中心のセル１７ａに入射する時間間隔は、 ６０／（３００００＋２９９７０）＝２／１９９９［ｓ
ｅｃ］となる。すなわち、約１ｍｓ毎にＣＣＤラインセ
ンサ１９の中心のセル１７ａで反射レーザ光１５が受光
される。そこで、反射レーザ光１５が最初にＣＣＤライ
ンセンサ１９の中心のセル１７ａに入射したときにレー
ザ制御部２５によりレーザ１を一旦消灯させ、その１ｍ
ｓ後にレーザ１を１０ｎｓの間点灯させる。そして、そ
のときの反射レーザ光１５がＣＣＤラインセンサ１９の
どのセル１７で受光されたかを統計処理演算部２１で検
出する。このような測定を前述のように所定の回数だけ
行い、測定モータ６のジッタを求めることができる。ま
た、反射レーザ光１５によって描かれる円軌跡の円周の
長さがほぼ１０００ｍｍであり、ＣＣＤラインセンサ１
９の各セル１７間のピッチが０．１　ｍｍであることか
ら、測定モータ６のジッタの測定精度は、０．１／１０
００　＝１０ー４ となる。すなわち、測定モータ６のジッタを１０ー４の
精度で容易に測定することができる。

【００１７】本発明は以上詳述した実施例に限定される
ことなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の変
更を加えることができる。

【００１８】例えば、光源はＨｅ−Ｎｅガスレーザなど
の他のビーム光源でもよく、また光源の配置についても
、測定対象のモータの回転軸に光線を入射させられれば
よく、例えば、ミラーで光路を折り曲げたり、シングル
モード・オプティカルファイバで導いたりすることによ
り、自由に変形できる。さらに、受光手段としては所定
の分解能で光線の位置を検出できればよく、ＣＣＤライ
ンセンサに限定されるものではない。この他、受光手段
を回転する基準モータの速度精度を保証する代わりに、
その回転角度を検出してレーザを発光するタイミングを
補正してもよい。

【００１９】

【発明の効果】以上詳述したことから明らかなように、
本発明によれば、モータジッタの測定において、高精度
な測定を容易に可能とするモータジッタ測定装置を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明を具体化したモータジッタ測定装
置の概略を示す斜視図である。

【図２】図２は本発明を具体化したモータジッタ測定装
置の制御回路のブロック図である。

【図３】図３は従来のモータジッタ測定装置の概略を示
す斜視図である。

【符号の説明】

１　　　　レーザ ６　　　　測定モータ ７　　　　回転軸 ９　　　　傾斜ミラー １０　　基準モータ １９　　ＣＣＤラインセンサ ２０　　制御回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　光線を発する光源と、測定対象となる
   モータの回転軸上に配置され、前記光源から発せられた
   光線を前記回転軸の軸線に対し所定の角度で反射する傾
   斜ミラーと、該傾斜ミラーを前記モータによって回転さ
   せることにより前記傾斜ミラーによって反射された反射
   光が描く軌跡上に設けられており、前記反射光を受光す
   る受光手段と、前記軌跡に沿って前記受光手段を移動さ
   せる移動手段と、前記反射光が前記受光手段に受光され
   た位置を検出する位置検出手段とを有することを特徴と
   するモータジッタ測定装置。