JPH0442756A

JPH0442756A - 試験片の支持装置

Info

Publication number: JPH0442756A
Application number: JP2148708A
Authority: JP
Inventors: Takehiko Kaneko; 武彦金子; Hiroyuki Kanbe; 博之神戸
Original assignee: Nippon Chemi Con Corp
Current assignee: Nippon Chemi Con Corp
Priority date: 1990-06-08
Filing date: 1990-06-08
Publication date: 1992-02-13

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】［産業上の利用分野］この発明は、試験片の支持装置に係り、特にブラシレス
モータに使用されるロータマグネット等の着磁分布を精
密測定する際に使用される重錘を利用した支持装置に関
する。

［従来の技術］近年における音響機器、映＠機器および計算機等の発展
が急速な状況下でその性能の向上に伴い品質の高度化が
要求されつつある６殊に、ＡＶ器機（オーディオビジュ
アル機器）に搭載するモータは、回転むらが小さく、高
能率、安定性が要求される。

しかるに、その駆動方式においては、ダイレクトドライ
ブ方式が注目され始め、低速度で回転むらの極めて小さ
いモータが必要になってきており、この要求を満足する
モータとしてはアキシャルフラックス型ブラシレスモー
タが最適で、ＡＶＩＩ器にはこのモータが一般的に採用
されている。

すなわち、第４図（ａ）および（ｂ）のブラシレスモー
タの断面図に示すように、最も多く使用される３相バイ
ポーラ８極ブラシレスモータは、その外形が直径に比し
軸方向寸法の小さい偏平な構成となっている。

この場合、試験片としてのロータ６０は円板状のマグネ
ットで形成され、この円板に垂直な回転軸方向に着磁さ
れたアキシュアルフラックスと呼ばれる着Ｓ構成となっ
ている。

そして、このロータマグネット６２の回転軸６２ａの一
方はハウジング６５のボス６５ａ内に挿着された軸受６
７ａ、６７ｂを介して回転可能に支持されている。

さらに、ハウジング６５に形成されたフランジ６５ｂの
上面には鉄基板（以下ヨーク９８と称する）が固定され
、このヨーク９８の絶縁面９８ａとなる上面には６個の
扇形コイル９６をオレンジの輪切り状に配設したステー
タ９７が構成される。

そして、ロータマグネット６２の下面は８極の扇形状に
着磁され、この着磁面６２ｂとステータ９７のコイル９
６の平面との間に僅かなキャップδを形成するようにロ
ータマグネット６２が支持される。

また、磁極とコイル９６の中心が重なった位置を基準に
±７．５°の位置関係をなすコイル９６は、コイル９６
のトルク発生導体（直線部分）が磁極の境界部分と多く
重なり、コイルの発生トルクが不安定になる為、モータ
の回路より切離される。

一方、６＠のコイル９６は互いにロータ軸６２ａを中心
に対向する２個のコイル９６を直列に連結したものを一
相とし、このうちの上記の条件に無い２相を直列に連結
し磁極（Ｎ極、５ｆｆｉ）に応じて回転トルクか一方向
に発生するように電流の向きが制御される。

この形式のモータは、常に３相のうち１相のコイルは休
止しており、この切換えはロータ６０が１５°回転する
ごとにドライバーＩＣによって行わｔしる。

すなわち、トルクの発生は、・それぞれのコイルが同時
にロータマグネット６２の全磁極に作用することにより
起生ずるようになっており、このロータマグネット６２
の回転につれて電機子電流は一つの極を形成するコイル
から次の極を形成するコイルへと逐次切換えられ、各コ
イルがトルクの発生を順送りに受持つ。

そして一つの極のコイル電流は接近してくる磁極の極性
に応じて正負方向に切換えられ、この電流の正負の切換
えはロータマグネット６２の極数とモータの回転速度で
定まる同期周波数で行われる。

また、トルクは主磁束の強さ、コイルの電流のみならす
磁極とコイル９６との相対位置関係によっても変わるか
ら、ロータマグネット６２の回転によるロータマグネッ
ト６２の磁極とコイル９６との相対位置関係の変化に応
じて、適切に各コイルの電流を制御し、結果的にどの瞬
間にも発生するトルクが常に一定であるようにしなけれ
ばならない。

この場合、トルクかロータマグネットの６２の位置関係
によって変化すると、モータの回転速度が瞬間的に変動
し、いわゆるワウフラッタの原因になる。ＡＶＩＩ器モ
ータにとって、このワウフラッタは致命的となるため、
トルク変動は極力抑えることが必要である。

この制御を行うのがホール素子１００とコイル電流制御
回路であり、ホール素子１００がロータマグネット６２
の磁極の位置を検出し、その信号に基づいて電子回路が
各相のコイルに適切な電流を分配する。

ここで、トルク発生のシーケンスが正確に行われるため
には、磁極、ホール素子１００の配列位置が正確でなけ
ればならす、各要素の配列間隔か不揃いであったり、円
周に偏心があったりすると、コイル電流を制御するシー
ケンスの周期性を狂わせ、モータの１回転の中で時間的
にトルクが変動することになる。

またロータマグネット６２の回転につれてトルクを発生
する磁極は順次変化して行くが、若しマグネットの着磁
にむらがあれば、それが直ちに回転速度の変動の原因と
なってあられれる。

そこで、各種ブラシレスモータのロータマグネットの着
磁の分布状態を予め計測し、磁束密度のデータを収集す
る必要がある。

従って、ロータマグネット６２の着磁分布を測定するに
際し、ロータマグネット６２を一定速度で回転させた状
態で磁束密度測定装置の検出ヘッドを送り機構により、
ロータマグネット６２に対しラジアル方向に一定速度で
移動し、検出ヘッドの出力電圧を測定値として着磁分布
を求めていた。

このように計測される測定物としての試験片（ロータ等
）は正確な測定値を得るため、これを確実にかつ安定状
態で支持する支持装置か要求される。

この場合、従来の試験片の支持装置は、試験片に設けら
れた支持軸の上下軸端を押圧状態で係合支持するため、
この支持軸と同一軸線上に一対の軸を対向配置してこの
支持軸軸端に対向する一方または相方の軸は、長尺螺子
のマニュアルによる回転操作で軸方向に進退移動させて
、これを支持軸軸端に当接係合して試験片を支持するよ
う構成されていた。

［発明が解決しようとする課題］しかしなから、このような従来の長尺螺子のマニュアル
による操作で一方または相方の軸を軸方向に移動して係
合支持する支持装置は、この螺子の回転により移動する
軸の軸端係合部を試験片（ロータ等）の支持軸軸端の係
合部（センタ）に当接させるに際し、適宜支持軸係合部
に軸方向の押圧力を付与した状態で移動側の軸を位置決
めしなけれはならす、この押圧力は締め加減により個人
差を生ずるなめ常に最適な押圧力を得るよう設定するこ
とが置敷で、この押圧力が不足の場合は試験片か傾斜し
て測定精度が低下し、また押圧力か強すぎる場合は回転
抵抗が大きく動力損失が過大となる難点を有していた。

そこで、本発明の目的は、試験片の支持軸の両端を垂直
に支持すべくこの両軸端に対向して主軸と補助軸を支持
軸軸線上に配置し、支持軸上部に回転かつ軸方向摺動可
能に支持された補助軸を適性に計量された１ＪＬ錘によ
り押圧するよう構成することにより、試験片の支持軸両
端を常に適正な押圧力で支持することができ、個人差に
よる押圧力のバラツキを生ずることなく、高精度な測定
を達成することのできる試験片の支持装置を提供するに
ある。

［課題を解決するための手段］前記の目的を達成するため、試験片の支持軸両端を垂直
に支持し、この試験片に検出装置を進退移動させて試験
片の特性試験を行う本発明の試験片の支持装置において
は、ベース上に回転可能に軸支されかつ先端に前記支持
軸の一端に係合可能な係合部を備えた主軸と、この主軸
軸線上にあって回転かつ軸方向摺動可能に軸支され先端
に前記主軸の係合部に対向する係合部を備えた補助軸と
、この補助軸を支持すべく前記ベース上に設けられた支
持体と、前記補助軸上部に係合した重錘とからなり、前
記試験片の支持軸の両端を前記主軸と補助軸との係合部
で係合し同時に前記重錘によりこれを押圧挟持するよう
構成することを特徴とする。

この場合、前記主軸および補助軸の先端に形成された係
合部は、凸形または凹形のセンタを形成すれば好適であ
る。

また、前記主軸は、回転駆動すると共にこの主軸の回転
を試験片に伝達すべく回転方向にのみ係合する回転伝達
手段を設けてもよい。

さらに、前記支持体は、その一部に前記試験片から支持
軸と直交する方向に延在した一部を支持軸軸線方向にの
み移動可能に係合する係合部を備えることもできる。

［作用コ本発明に係る試験片の支持装置は、試験片の支持軸両端
を垂直に支持すべくこの両軸端に対向して主軸と補助軸
を支持軸軸線上に配置し、支持軸上部に回転かつ軸方向
摺動可能に支持された補助軸を適性に計量された重錘に
より押圧するよう構成することにより、試験片の支持軸
両端を常に適正な押圧力で支持することができ、個人差
による押圧力のバラツキを生ずることなく、試験片の高
精度な測定を行うことができる。

［実施例］次に、本発明に係る試験片の支持装置の実施例につき添
付図面を参照しながら以下詳細に説明する。

なお、説明の便宜上第４図（ａ）および第４図（ｂ）に
示す構成と同一部分に付いては同一参照符号を付し、そ
の詳細の説明を省略する。

第１図は、本発明の一実施例を示す試験片の支持装置の
断面図である。

この図において、参照符号６０は試験片として使用され
るブラシレスモータのロータを示し、このロータ６０の
上下に設けられたロータ軸６２ａの両軸端は、これと同
一軸線上に対向配置された一対の軸に係合支持される。

この場合、ロータ軸６２ａの下端は後述するケース１４
に回転可能に軸支された主軸１８先端の係合部２２（凹
センタ）に係合支持される。

そして、このケース１４はベース１０に形成された貫通
穴１５内に挿嵌され、このケース１４の開口部には上端
縁にフランジ１６ａを形成したハウジング１６が挿着さ
れ、このフランジ１６ａをボルトにより締付けてこれを
固定している。

そして、このハウジング１６の中央に形成された貫通穴
の上下には一対のベアリング２０ａ。

２０ｂが挿着され、このベアリング２０ａ、　２０ｂに
は上端部に凹センタ２２を形成した主軸１８が回転自在
に支持されている。

さらに、主軸１８の下部にはこれを図示しない駆動源で
回転駆動されるプーリ１９が正めネジを介して固定され
、下部ベアリング２０ｂはプーリ１９のボス部によりこ
の下部ベアリング２０ｂの内輪を軸方向に押圧しこれに
予圧を与えている。

また、上部ベアリング２Ｏａも同様にこの上部ベアリン
グ２０ａを通過した主軸１８にキャップ３６を挿着し、
このキャップ３６と上部ベアリング２０ａ間に予圧カラ
ー３７および波ワツシヤ３７ａを介挿させてこれらを押
圧状態にしてキャップ３６を固定することにより、この
上部ベアリング２０ａの内輪を弾力的に押圧しこれに予
圧を与えている。

そして、このキャップ３６には側面にピン３４を半径方
向に突設させて、このピン３４と係合すべく垂直なピン
３８を植設したブラケット４０をロータ軸６２ａ下端に
固定させて主軸１８の回転をロータ６０に伝達する回転
伝達手段３３が構成される。これにより、ロータ６０は
図示しない駆動源よりプーリ１９を介して減速回転され
る主軸１８の回転を回転伝達手段３３を介して伝達され
この主軸１８と共に回転する。

さらに、主軸１８の下端にはカップリング１７を介して
ロータリーエンコータ１８Ｒが接続され、このエンコー
タ１８Ｒによりロータ６０の１回転に対し複数に分割さ
れたパルスを発生させて、この１回転分の計測か完了す
ると計側器のプローブ４６をロータ６０のラジアル方向
に１ステツプ移動させる。これを順次繰返しながら、座
標分割されたロータ６０上の磁気分布状態を正確に測定
することかできる。

一方、主軸１８の上部にはこの主軸１８の凹センタ２２
と対向すべく下端部に凹センタ３２を形成した補助軸３
０が同一軸線上に配置され、この補助軸３０は支持体２
４に挿着されたリニアボールベアリング２８を介して回
転かつ軸方向摺動可能に支持されている。

尚、このリニアボールベアリング２８は通常市販されて
いるもので、その外輪を支持体２４の挿通孔２６内に固
定すると共に、その内部には複数のポール２８ａが保持
器を介して回転自在に支持する構造となっている。

この様にして、ロータ軸６２ａの上下両端は主軸１８と
補助軸３０とにより垂直に係合支持されるが、この補助
軸３０の上端部にはロータ軸６２ａの上下両端に適正な
押圧力を付与すべく、予め計量された適正な重量の重錘
４２が着脱可能に挿嵌され、これにより試験片としての
ロータ６０を軸方向に押圧し安定した支持が達成される
。

しかるに、ロータ軸６２ａはその上端を軸方向に摺動可
能な補助軸３０の凹センタ３０ｂにより係合支持される
ため、試験片の種類により変化する軸全長Ｌｌの長さに
随時対応させて支持することができる。

次に、他の実施例に付き添付図面を参照しながら詳細に
説明する。

すなわち、第２図は本発明の他の実施例を示す試験片の
支持装置の断面図であり、前述した実施例と同一構造の
支持装置を使用して別の試験片４８を支持するよう構成
したものである。

この第２図においては、前述した実施例と同一構成部分
については同一参照符号を付し、その詳細な説明を省略
する。

この実施例で使用される試験片はロータ６０の着磁状態
を検出するために使用される計測器のプローブ４６に埋
設されているホール素子の位置を検出して最高感度とな
る基準位置を求めるのに使用される高磁束密度発生装置
である。

この高磁束密度発生装置としての試験片４８は、先端に
所定間隔離間して上下に対向する平行なナイフェツジ５
０を形成した一対の磁性体である金属板５２ａ、　５２
ｂからなり、この一対の金属板５２ａ、　５２ｂはこの
金属板の間に所定の厚みの磁石５３を挟持すると同時に
これらを所定間隔離間して支持すべく、この金属板５２
ａ、５２ｂ間の前方（ナイフェツジ側）とその後方に非
磁性体の係止軸５４と一対の支持軸２５ａ、　２５ｂを
配設して、それぞれの軸２５ａ。

２５ｂ、５４に形成された段付部に金属板５２ａ、　５
２ｂを当接してこれを平行に支持する。

これによりナイフェツジ５０間に所定の微少な間隔が形
成される。

そして、一対の金属板５２ａ、　５２ｂを通過した支持
軸５４の上下両端にはそれぞれ係止部５６゜５８（凸セ
ンタ）が形成され、この支持軸５４の両端の凸センタ５
６．５８は前述した実施例と同一構造の主軸１８と補助
軸３０により適性に押圧されて安定状態で係合支持され
る。さらに、一方の上部金属板５２ａの後方端部には突
出した係合部５７が設けられ、これを支持体２４内側面
に縦長に形成された係合穴５５に係合して試験片４８の
横振れを規制して回転不能に支持している。

このように試験片を構成することにより対向するナイフ
ェツジ５０から集束した磁束が得られ、この間に磁束密
度計測器４４のプローブ４６をナイフェツジ５０と直交
する方向に、例えば図示しないステッピングモータによ
り軸線方向に直進移動させてこの１０−ブ４６の最高感
度となるホール素子の有る基準点を知ることができる。

しかるに、試験片６０を別の試験片４８に交換して計測
を実行するに際し、試験片を支持する支持装置の主軸１
８と補助軸３０との間隔はＬｌからＬ２に変化するが、
今までロータ軸軸端に係合していた補助軸３０をそのま
ま軸方向に移動して補助軸３０の凹センタ３２を別の試
験片４８の係合部（凸センタ）５８に係合させ、この他
方の係合部（凸センタ）５６に係合している主軸１８と
共に支持軸５４の両端を適性な押圧力で支持することが
できる。

このように支持装置を構成することにより、試験片の種
類が異なってもこの試験片上方に配設される補助軸３０
を単に軸方向上下に移動するだけで、試験片を極めて容
易に交換しかつ組付けることかでき、しかも長尺螺子の
調整なしに係止軸５４を適正な重錘の重量のみの押圧力
で支持することができる。

従って、試験片の種類により支持軸の縦方向の寸法およ
び係合穴との係合位置が異なってもこれを容易に対応す
ることができる。

［発明の効果コ前述した実施例から明らかなように、本発明に係る試験
片の支持装置は、試験片の支持軸両端を垂直に支持すべ
くこの両軸端に対向して主軸と補助軸を支持軸軸線上に
配置し、支持軸上部に回転かつ軸方向摺動可能に支持さ
れた補助軸を適性に計量された重錘により押圧するよう
構成することにより、試験片の支持軸両端を常に適正な
押圧力で支持することができ、個人差による押圧力のバ
ラツキを生ずることなく確実にしかも安定した状態で支
持することができ、同時に試験片の種類が変化してこれ
を支持する位置が異なっても容易にこれに対応すること
ができる。このように支持装置は簡単に構成されかつ、
各種試験片の測定を高精度に行うことができる利点を有
する。

以上、本発明の好適な実施例について説明したが、前述
の実施例に限定されることなく本発明の精神を逸脱しな
い範囲内において種々の設計変更をなし得ることは勿論
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す試験片の支持装置の断
面図、第２図は本発明の他の実施例を示す試験片の支持
装置の断面図であり、第３図は第２図のＡ−Ａ断面図、
第４図はブラシレスモータを示し、第４図（ａ）はブラ
シレスモータの断面図、第４図（ｂ）は第４図（ａ）の
Ｂ−Ｂ断面図である。１０・・・ベース　　　　　１４・・・ケース１８・・
・主軸２０ａ、　２０ｂ・・・ベアリング２２．３２・・・係合部（凹センタ）２４・・・支持体　　　　　２５ａ、２５ｂ・・・支持
軸２８・・・リニアボールベアリング３０・・・補助軸　　　　　３３・・・回転伝達手段４
２・・・重錘　　　　　　４４・・・磁束密度計測器４
６・・・プローブ　　　　５０・・・ナイフェツジ５２
ａ、　５２ｂ・・・金属板　　５３・・・磁石５４・・
・係止軸　　　　　５５・・・係合穴５６、５８・・・
凸センタ　　５７・・・係合部６０．４８・・・試験片
（ロータ）６２・・・ロータマグネット６２ａ・・・ロータ軸　　　６２ｂ・・・着磁面９６・
・・コイル　　　　　９７・・・ステータ９８・・・ヨ
ーク　　　　　１００・・・ホール素子ＦＩＧ、１図面の？８）書ＦＩＧ。手続補正書（方式）１、事件の表示試験片の支持装置３、補正をする者事件との関係　　特許出願人住　所　　東京都青梅市東青梅−丁目１６７番地の１名
　称　　日本ケミコン株式会社代表者　　＠　藤　敏　明４、代哩人６、補正の対象（１）図面ＦＩＧ。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）試験片の支持軸両端を垂直に支持し、この試験片
に検出装置を相対移動させて試験片の特性試験を行う試
験片の支持装置において、ベース上に回転可能に軸支さ
れかつ先端に前記支持軸の一端に係合可能な係合部を備えた主軸と、
この主軸軸線上にあって回転かつ軸方向摺動可能に軸支
され先端に前記主軸の係合部に対向する係合部を備えた
補助軸と、この補助軸を支持すべく前記ベース上に設け
られた支持体と、前記補助軸上部に係合した重錘とから
なり、前記試験片の支持軸の両端を前記主軸と補助軸と
の係合部で係合し同時に前記重錘によりこれを押圧挟持
するよう構成することを特徴とする試験片の支持装置。
（２）前記主軸および補助軸の先端に形成された係合部
は、凸形または凹形のセンタを形成してなる請求項１記
載の試験片の支持装置。
（３）前記主軸は、回転駆動すると共にこの主軸の回転
を試験片に伝達すべく回転方向にのみ係合する回転伝達
手段を設けてなる請求項１記載の試験片の支持装置。
（４）前記支持体は、その一部に前記試験片から支持軸
と直交する方向に延在した一部を支持軸軸線方向にのみ
移動可能に係合する係合部を備えてなる請求項１記載の
試験片の支持装置。