ステータコイルの形状検査方法および形状検査用治具
【課題】光切断法による形状検査において、検査設備からの計測器の取外し等を必要とせず、検査精度に影響する検査設備についての誤差を確認・評価することができるステータコイルの形状検査方法を提供すること。
【解決手段】光切断法によるステータコイルの形状検査方法であって、撮像画像の取得に適した表面処理が施され、ステータコアに対するコイルエンドの形状に倣い所定の基準面（端面部３１ｂ）に対して略円環状に突出する部分として形成されるコイルエンド部３２を有するマスターワーク３０を用い、マスターワーク３０を検査設備にセットした状態で、スリット部５１を用い、スリット光１１がスリット５１ａに重なることを基準として、スリット光１１の照射位置の調整を行い、頂点形成部５２を用い、頂点形成部５２についての画像における頂点に対応する位置が撮像素子の中心の位置に重なることを基準として、撮像画像の撮像位置の調整を行う。
【解決手段】光切断法によるステータコイルの形状検査方法であって、撮像画像の取得に適した表面処理が施され、ステータコアに対するコイルエンドの形状に倣い所定の基準面（端面部３１ｂ）に対して略円環状に突出する部分として形成されるコイルエンド部３２を有するマスターワーク３０を用い、マスターワーク３０を検査設備にセットした状態で、スリット部５１を用い、スリット光１１がスリット５１ａに重なることを基準として、スリット光１１の照射位置の調整を行い、頂点形成部５２を用い、頂点形成部５２についての画像における頂点に対応する位置が撮像素子の中心の位置に重なることを基準として、撮像画像の撮像位置の調整を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばハイブリッド自動車や電気自動車等に搭載される車両駆動用モータを構成するステータコイルに好適に用いられるステータコイルの形状検査方法、およびステータコイルの形状検査に用いられる形状検査用治具に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば自動車等に搭載されるモータとして、ステータコイルがアルミ製等のケースによって覆われる構成を有するものがある。ここで、ステータコイルとは、ステータコア（固定子鉄心）に複数のコイルが巻き付けられたものである。具体的には、ステータコイルを構成するステータコアは、例えば円環状の外形を有するとともに、その内側に複数のティース（内歯）を有する。このステータコアに対し、コイルが、隣り合うティース間に形成されるスロットに挿入され、ティースに巻き付けられる。例えば三相モータの場合、Ｕ相コイル、Ｖ相コイル、およびＷ相コイルが備えられ、これら各相のコイルが所定のスロットに挿入されてティースに巻き付けられる。このようにして構成されるステータコイルにおいては、ステータコアの上下（表裏）に、コイル部分であるコイルエンドが形成される。そして、このコイルエンドの部分が、モータにおいてケースによって覆われる部分となる。
【０００３】
このような構成を備えるモータにおいては、ステータコイルのコイルエンドの部分とそれを覆うケースとの間の絶縁を確保する等の観点から、ステータコイルについて、そのコイルエンドの部分の形状の検査（以下「コイルエンド形状検査」という。）が行われる場合がある。すなわち、コイルエンド形状検査においては、所定の形状を有するケースに対するコイルエンドの形状（外形）が、ケース−コイルエンド間の絶縁に必要な間隔が確保されるような形状であるか否かの判定が行われる。
【０００４】
こうしたコイルエンド形状検査においては、光切断法と呼ばれる、物体の三次元形状計測の技術を用いることが検討されている。光切断法においては、ワーク（測定対象物）に対して、スリット光（レーザ光等によるスリット状の光）が照射される。スリット光が照射されたワークの表面には、その断面形状に応じて光切断線（反射光の輝線）が形成される。このワークの表面に形成された光切断線が、カメラ等の撮像手段によって受光され撮像される。この撮像された光切断線に基づいて、三角測量の原理が用いられてワークの表面上（光切断線上）の各点の三次元座標が計測される。こうした計測が、スリット光がワークに対して走査（スキャニング）されながら行われることで、ワークの三次元形状が計測される。
【０００５】
このような光切断法がコイルエンド形状検査に用いられる場合、例えば次のような態様での検査が行われる。すなわち、ワークとなるステータコイルは、コイルエンドの部分を含め略円環形状の外形を有する。このため、ステータコイルは、コイルエンド形状検査に際し、略円環形状における中心軸を回転軸として回転可能に支持される。これに対し、レーザ投光器等のスリット光を照射するための構成、およびカメラ等の光切断線を撮像するための構成を含む計測器が、例えばステータコアにおける表側および裏側それぞれのステータコイル用として複数用いられ、所定の場所に取り付けられた状態で設けられる。
【０００６】
そして、コイルエンドに対するスリット光の照射、およびこのスリット光の照射によってコイルエンドの表面に形成される光切断線の撮像が、回転するステータコイルに対して一定の位置について（所定の位置に対して照射されるスリット光の走査位置がステータコイルの回転によって相対的に変化するように）行われる。これにより、コイルエンドの部分の全周にわたって、スリット光の照射および光切断線の撮像が行われる。
【０００７】
このようなコイルエンド形状検査においては、計測器の取付け位置の誤差や、計測器が有する寸法誤差や、ステータコイルの搬送機構（回転機構）の構造上生じうる現象を要因とする計測誤差等が原因となり、検出漏れ等の問題が生じる場合がある。なお、計測器が有する寸法誤差については、検査設備において所定の場所に取り付けられる計測器が設備側から取り外された状態であれば、例えばブロックゲージ等を用いることで評価することが可能となる。しかし、計測器が検査設備において所定の場所に取り付けられた状態のままでは、計測器が有する寸法誤差の評価を行うことは困難である。
【０００８】
また、計測誤差の要因としてステータコイルの搬送機構において構造上生じうる現象としては、ステータコイルの搬送機構に対する回転軸心のずれがある。ステータコイルの回転軸心のずれについては、例えばダイヤルゲージ等を用いた物理的方法によって評価することが可能である。しかし、ダイヤルゲージ等による回転軸心のずれについての計測値は、回転軸心のずれを原因とする計測器における計測誤差と必ずしも一致しない。つまり、ダイヤルゲージ等を用いた物理的方法による回転軸心のずれの評価は、ステータコイルの搬送機構および計測器を含む検査設備全体としての評価とはなりにくい。このため、ダイヤルゲージ等を用いた物理的方法によれば、ステータコイルの回転軸心のずれに基づく検査設備全体としての計測誤差が不明確である。
【０００９】
特許文献１には、光切断法による検査システムにおいて、イメージセンサ等の計測器の角度および位置のずれを検出するための技術が開示されている。特許文献１では、形状等が既知であるマーカーが検査設備上で計測されることで、イメージセンサ等の計測器の角度および位置のずれが検出される。
【００１０】
具体的には、スリット光が照射されたマーカーが、イメージセンサにより検出され、ディスプレイ装置の画面上に表示させられる。そして、画面上の映像の、所定の適正な位置からのずれに基づき、イメージセンサ等の計測器の角度および水平・垂直方向の位置のずれが検出される。このような技術が、光切断法を用いたコイルエンド形状検査に応用されることで、計測器の取付け位置の誤差等の確認・評価を行うことができるとも考えられる。
【００１１】
しかし、特許文献１に開示されている内容によれば、イメージセンサ等の計測器の位置ずれ等について、計測器と、計測対象である搬送物を搬送するベルトコンベア（搬送機構）との相対評価のみが行われている。すなわち、特許文献１においては、前記のとおり計測されるマーカーが搬送機構との関係において常に同じ位置にあるという想定のもと、計測器の位置ずれ等が検出されている。このため、特許文献１の技術においては、搬送機構自体が有する不確かさによる計測誤差は想定外であると言える。また、特許文献１の技術においては、計測器が有する寸法誤差は考慮されていない。
【００１２】
以上のように、光切断法を用いたコイルエンド形状検査においては、計測器の取付け位置の誤差や、計測器が有する寸法誤差や、ステータコイルの搬送機構（回転機構）の構造上生じうる現象を要因とする計測誤差等を、確認・評価するための方法が必要とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開平８−７５４３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、光切断法による形状検査において、検査設備からの計測器の取外し等を必要とせず、検査精度に影響する検査設備についての誤差を確認・評価することができるステータコイルの形状検査方法および形状検査用治具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【００１６】
すなわち、請求項１においては、ステータコアとこれに巻き付けられるコイルによって形成されるコイルエンドとを有するステータコイルを検査対象物とし、対象物体にスリット光を照射することで得られる反射光の撮像画像を取得する光切断法を用い、前記ステータコイルに対する前記スリット光の走査位置を連続的に変化させることで前記ステータコイルの各部について取得した前記撮像画像に基づき、前記コイルエンドの部分の形状の良否判定を行うステータコイルの形状検査方法であって、前記撮像画像の取得に適した表面処理が施され、前記ステータコアに対する前記コイルエンドの形状に倣い所定の基準面に対して略円環状に突出する部分として形成されるコイルエンド部を有する形状検査用治具を用い、前記形状検査用治具は、前記コイルエンド部について定まる中心線を通る平面に沿うスリットを形成する形状部分である第一の形状部分と、前記コイルエンド部の突出方向側の端面部と突出方向に沿う周面部との稜線部にて前記中心線を通る平面に沿う断面形状における頂点を形成する形状部分である第二の形状部分と、を有するものであり、前記形状検査用治具を、前記コイルエンドの部分の形状の検査が行われる前記ステータコイルと同様にセットした状態で、前記第一の形状部分を用い、前記スリット光が前記スリットに重なることを基準として、前記スリット光の照射位置の調整を行い、前記第二の形状部分を用い、対象物体を前記形状検査用治具とする前記光切断法により取得される前記撮像画像における前記第二の形状部分についての画像における前記頂点に対応する位置が前記撮像画像を取得するための撮像素子の中心の位置に重なることを基準として、前記撮像画像の撮像位置の調整を行うものである。
【００１７】
請求項２においては、請求項１に記載のステータコイルの形状検査方法において、前記第二の形状部分は、前記頂点となる部分を、前記コイルエンド部の内周側および外周側それぞれの前記稜線部にて形成するものである。
【００１８】
請求項３においては、請求項１または請求項２に記載のステータコイルの形状検査方法において、前記形状検査用治具は、前記スリット光の照射方向に対して垂直な複数の平面部を前記スリット光の照射方向に既知の寸法を隔てて形成する形状部分である第三の形状部分をさらに有するものであり、前記第三の形状部分を用い、対象物体を前記形状検査用治具とする前記光切断法により取得される前記撮像画像における前記第三の形状部分についての画像における前記複数の平面部間の寸法と、前記複数の平面部間の前記既知の寸法との比較により、前記撮像画像における寸法の調整を行うものである。
【００１９】
請求項４においては、請求項３に記載のステータコイルの形状検査方法において、前記第三の形状部分は、前記コイルエンド部の内周側および外周側それぞれについて前記複数の平面部を形成するものである。
【００２０】
請求項５においては、請求項１〜４のいずれか一項に記載のステータコイルの形状検査方法において、前記形状検査用治具は、前記中心線を通る平面に沿う断面形状が前記形状検査用治具の全周にわたって一定の形状部分である第四の形状部分をさらに有するものであり、前記第四の形状部分を用い、対象物体を前記形状検査用治具とする前記光切断法により取得される前記撮像画像における前記第四の形状部分についての画像を形成する計測点のばらつきに基づいて、前記形状検査用治具に対する前記スリット光の走査位置を連続的に変化させるための前記形状検査用治具の移動である前記中心線に沿う方向を回転軸方向とする回転についての偏心量を把握するものである。
【００２１】
請求項６においては、請求項５に記載のステータコイルの形状検査方法において、前記形状検査用治具を前記コイルエンドの部分の形状の検査が行われる前記ステータコイルと同様にセットした状態とすること、および前記形状検査用治具に対する前記スリット光の走査の少なくともいずれかを、前記計測点の取得をともなって複数回行うことにより、前記計測点のばらつきを計測するものである。
【００２２】
請求項７においては、請求項５または請求項６に記載のステータコイルの形状検査方法において、前記形状検査用治具は、前記コイルエンドの部分の外形形状について良品として許容される最大外形形状を形成する形状部分である第五の形状部分をさらに有するものであり、対象物体を前記形状検査用治具とする前記光切断法により取得した前記第五の形状部分の表面に形成される光切断線を捉えた前記撮像画像における計測点の集合である基準計測点群を前記計測点のばらつきに基づいて前記最大外形形状を縮小させる方向に移動させたものを、前記良否判定における判定基準となる基準データとして作成し、対象物体を前記ステータコイルとする前記光切断法により取得した前記コイルエンドの部分の表面に形成される光切断線を捉えた前記撮像画像における計測点である実計測点を、前記基準データと比較することにより、前記良否判定を行うものである。
【００２３】
請求項８においては、ステータコアとこれに巻き付けられるコイルによって形成されるコイルエンドとを有するステータコイルを検査対象物とし、対象物体にスリット光を照射することで得られる反射光の撮像画像を取得する光切断法を用い、前記ステータコイルに対する前記スリット光の走査位置を連続的に変化させることで前記ステータコイルの各部について取得した前記撮像画像に基づき、前記コイルエンドの部分の形状の良否判定を行うステータコイルの形状検査方法に用いられる形状検査用治具であって、前記撮像画像の取得に適した表面処理が施され、前記ステータコアに対する前記コイルエンドの形状に倣い所定の基準面に対して略円環状に突出する部分として形成されるコイルエンド部を有するとともに、前記コイルエンド部について定まる中心線を通る平面に沿うスリットを形成する形状部分である第一の形状部分と、前記コイルエンド部の突出方向側の端面部と突出方向に沿う周面部との稜線部にて前記中心線を通る平面に沿う断面形状における頂点を形成する形状部分である第二の形状部分と、を有し、前記コイルエンドの部分の形状の検査が行われる前記ステータコイルと同様にセットされた状態で、前記第一の形状部分が用いられ、前記スリット光が前記スリットに重なることを基準として、前記スリット光の照射位置の調整が行われ、前記第二の形状部分が用いられ、前記光切断法の対象物体とされることで取得される前記撮像画像における前記第二の形状部分についての画像における前記頂点に対応する位置が前記撮像画像を取得するための撮像素子の中心の位置に重なることを基準として、前記撮像画像の撮像位置の調整が行われるものである。
【００２４】
請求項９においては、請求項８に記載の形状検査用治具において、前記第二の形状部分は、前記頂点となる部分を、前記コイルエンド部の内周側および外周側それぞれの前記稜線部にて形成するものである。
【００２５】
請求項１０においては、請求項８または請求項９に記載の形状検査用治具において、前記形状検査用治具は、前記スリット光の照射方向に対して垂直な複数の平面部を前記スリット光の照射方向に既知の寸法を隔てて形成する形状部分である第三の形状部分をさらに有するものであり、前記第三の形状部分が用いられ、前記光切断法の対象物体とされることで取得される前記撮像画像における前記第三の形状部分についての画像における前記複数の平面部間の寸法と、前記複数の平面部間の前記既知の寸法との比較により、前記撮像画像における寸法の調整が行われるものである。
【００２６】
請求項１１においては、請求項１０に記載の形状検査用治具において、前記第三の形状部分は、前記コイルエンド部の内周側および外周側それぞれについて前記複数の平面部を形成するものである。
【００２７】
請求項１２においては、請求項８〜１１のいずれか一項に記載の形状検査用治具において、前記形状検査用治具は、前記中心線を通る平面に沿う断面形状が前記形状検査用治具の全周にわたって一定の形状部分である第四の形状部分をさらに有するものであり、前記第四の形状部分が用いられ、前記光切断法の対象物体とされることで取得される前記撮像画像における前記第四の形状部分についての画像を形成する計測点のばらつきに基づいて、前記形状検査用治具に対する前記スリット光の走査位置を連続的に変化させるための前記形状検査用治具の移動である前記中心線に沿う方向を回転軸方向とする回転についての偏心量が把握されるものである。
【００２８】
請求項１３においては、請求項１２に記載の形状検査用治具において、前記形状検査用治具を前記コイルエンドの部分の形状の検査が行われる前記ステータコイルと同様にセットした状態とすること、および前記形状検査用治具に対する前記スリット光の走査の少なくともいずれかが、前記計測点の取得をともなって複数回行われることにより、前記計測点のばらつきが計測されるものである。
【００２９】
請求項１４においては、請求項１２または請求項１３に記載の形状検査用治具において、前記形状検査用治具は、前記コイルエンドの部分の外形形状について良品として許容される最大外形形状を形成する形状部分である第五の形状部分をさらに有するものであり、前記光切断法の対象物体とされることで取得された前記第五の形状部分の表面に形成される光切断線を捉えた前記撮像画像における計測点の集合である基準計測点群が前記計測点のばらつきに基づいて前記最大外形形状を縮小させる方向に移動させられたものが、前記良否判定における判定基準となる基準データとして作成され、対象物体を前記ステータコイルとする前記光切断法により取得された前記コイルエンドの部分の表面に形成される光切断線を捉えた前記撮像画像における計測点である実計測点が、前記基準データと比較されることにより、前記良否判定が行われるものである。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
すなわち、本発明によれば、光切断法による形状検査において、検査設備からの計測器の取外し等を必要とせず、検査精度に影響する検査設備についての誤差を確認・評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態に係る形状検査装置の構成を示す図。
【図２】同じく形状検査装置の概観を示す図。
【図３】二次元画像の一例を示す図。
【図４】マスターワークを示す斜視図。
【図５】マスターワークのスリット部についての計測状態を示す図。
【図６】マスターワークの頂点形成部についての計測状態を示す図。
【図７】頂点形成部についてのスリット画像を示す図。
【図８】頂点形成部についての好ましい形態を示す図。
【図９】マスターワークの段差部についての計測状態を示す図。
【図１０】段差部についてのスリット画像を示す図。
【図１１】段差部についての好ましい形態を示す図。
【図１２】マスターワークの環状部についての計測状態を示す図。
【図１３】環状部についてのスリット画像を示す図。
【図１４】図１３におけるＢ部分拡大図。
【図１５】コイルエンド許容形状の作成についての説明図。
【図１６】検査設備における精度確認を含むコイルエンド許容形状の作成フローの一例を示すフロー図。
【図１７】マスターワークの一実施例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
本発明は、モータを構成するステータコイルの形状検査において、コイルエンドの部分の形状の良否判定を行うに際し、光切断法を用いるとともに、判定基準（比較の対象）として、良品形状を有する実際のワークではなく、所定の形状等を有する判定基準用のワークであるマスターワークを用いるものである。そして、このマスターワークに所定の形状部分を含ませることで、マスターワークを光切断法による形状検査における計測器の配置等についての治具として用いようとするものである。以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００３３】
図１および図２に示すように、本実施形態に係るステータコイルの形状検査装置（以下単に「形状検査装置」という。）１は、ステータコイル１０を検査対象物（ワーク）とする。ステータコイル１０は、ステータコア１０ａとこれに巻き付けられるコイルによって形成されるコイルエンド１０ｂとを有する。ステータコイル１０は、全体として略円環形状を有する。本実施形態のステータコイル１０は、自動車等に搭載される車両駆動用の三相モータを構成するものである。
【００３４】
ステータコア１０ａは、円環状の外形を有するとともに、その内側に複数のティース（内歯）を有する。このステータコア１０ａに対し、コイルが、隣り合うティース間に形成されるスロットに挿入され、ティースに巻き付けられる。本実施形態のステータコイル１０は、前記のとおり三相モータを構成するものであるため、Ｕ相コイル、Ｖ相コイル、およびＷ相コイルが備えられ、これら各相のコイルが所定のスロットに挿入されてティースに巻き付けられる。このようにして構成されるステータコイル１０においては、ステータコア１０ａの上下（表裏）に、コイル部分であるコイルエンド１０ｂが形成される（図２参照）。そして、ステータコイル１０において、そのコイルエンド１０ｂの部分がケース（図示略）によって覆われることにより、モータが構成される。
【００３５】
形状検査装置１は、前記のような構成を備えるモータにおいて、ステータコイル１０のコイルエンド１０ｂの部分とそれを覆うケースとの間の絶縁を確保する等の観点から、ステータコイル１０について、そのコイルエンド１０ｂの部分の形状の検査を行う。すなわち、形状検査装置１は、所定の形状を有するケースに対するコイルエンド１０ｂの形状（外形）が、ケースとコイルエンド１０ｂとの間の絶縁に必要な間隔が確保されるような形状であるか否かの判定（良否判定）を行う。
【００３６】
形状検査装置１は、ステータコイル１０のコイルエンド１０ｂの形状の良否判定に際し、対象物体にスリット光１１を照射することで得られる反射光の撮像画像である二次元画像を取得する光切断法を用いる。したがって、形状検査装置１は、光切断法を行うための装置構成を備える。
【００３７】
すなわち、図１に示すように、本実施形態に係る形状検査装置１は、照射手段としてのレーザ投光部２と、撮像手段としてのカメラ３と、演算手段としての演算制御部５を含む制御装置４とを備える。
【００３８】
レーザ投光部２は、検査対象物（ワーク）であるステータコイル１０をスリット光１１の照射対象物体としており、ステータコイル１０に対してスリット光１１を照射する。レーザ投光部２は、例えば赤外半導体レーザ等のレーザ光の光源であるレーザ発信器やシリンドリカルレンズ（円筒レンズ）等を有するレーザ出力ユニットとして構成される。
【００３９】
すなわち、レーザ投光部２においては、レーザ発信器から発射されたレーザ光が、シリンドリカルレンズ（図示略）を透過することでスリット光（レーザシート）１１に変換される。そして、レーザ投光部２から投光されるスリット光１１が、ステータコイル１０に照射される。レーザ投光部２からのスリット光１１が照射されたステータコイル１０の表面には、その断面形状に応じて光切断線（反射光の輝線）１２が形成される。
【００４０】
カメラ３は、レーザ投光部２によってステータコイル１０にスリット光１１が照射されることで得られる反射光を撮像する。つまり、カメラ３は、レーザ投光部２によって照射されるスリット光１１によりステータコイル１０の表面に形成される光切断線１２を撮像する。
【００４１】
カメラ３は、光切断線１２、つまりステータコイル１０の表面にて反射するレーザ光（反射光）を受光する受光センサであり、ＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサ等の撮像素子により構成される。そして、カメラ３は、ステータコイル１０の表面に形成される光切断線１２を受光して撮像することにより、光切断線１２についての画像（以下「スリット画像」ともいう。）を、撮像素子の撮像面において二次元画像１３（図３参照）として取得する。カメラ３は、撮像面に対する光切断線１２の結像に際してステータコイル１０の表面からの反射光を受ける受光レンズ（図示略）を有する。
【００４２】
また、カメラ３は、レーザ投光部２からのスリット光１１の照射方向（投光軸方向）に対して光軸（受光軸）が所定角度ずらされた状態で配置される。カメラ３により撮像された光切断線１２についての画像データは、制御装置４に送られる。
【００４３】
制御装置４に備えられる演算制御部５は、カメラ３によって撮像された光切断線１２を含む二次元画像１３から光切断線１２上の各点の三次元座標を計測する。すなわち、演算制御部５は、カメラ３によって撮像された二次元画像１３の画像データに基づいて、レーザ投光部２の位置や、受光レンズのレンズ中心の位置や、ステータコイル１０の表面からの反射光のカメラ３に対する入射角度等から、三角測量の原理により、ステータコイル１０の表面における光切断線１２上の各点（照射点）についての三次元座標を計測する。
【００４４】
つまり、この光切断線１２上の各点の三次元座標が、演算制御部５による計測データ（コイルエンド１０ｂの断面形状に対応する位置データ）となる。一つの光切断線１２についての計測データにより、コイルエンド１０ｂの輪郭線が計測される。
【００４５】
そして、演算制御部５は、ステータコイル１０にスリット光１１を照射することで得られる反射光の撮像画像である二次元画像１３を取得し、この二次元画像１３に基づいて、コイルエンド１０ｂの形状の良否判定（以下「形状良否判定」ともいう。）を行う。すなわち、演算制御部５は、後述するように形状良否判定に際して予め設定される判定基準としてのデータ（基準データ）を、検査対象物であるステータコイル１０についての計測データの比較対象とし、これらの比較によって形状良否判定を行う。かかる形状良否判定により、ステータコイル１０について良品であるか不良品であるかの判定が行われる。
【００４６】
ステータコイル１０に照射されるスリット光１１の位置は、走査（スキャニング）され所定間隔ごとに更新される。これにより、ステータコイル１０に対するスリット光１１の各走査位置（照射位置）に対応する光切断線１２を含む二次元画像１３が得られる。つまり、演算制御部５は、ステータコイル１０に対するスリット光１１の各走査位置（照射位置）における計測データを連続的に求める。
【００４７】
ステータコイル１０に対するスリット光１１の走査に際し、本実施形態の形状検査装置１は、次のような構成を備える。図１に示すように、本実施形態の形状検査装置１においては、レーザ投光部２とカメラ３とが、互いに所定の位置関係となる状態で、ケース６内に収容される。すなわち、レーザ投光部２およびカメラ３は、ケース６内に収容されることで、一体的なユニットである光切断スキャナ７として構成される。
【００４８】
図２に示すように、本実施形態の形状検査装置１は、四つの光切断スキャナ７（７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ）を備える。これら四つの光切断スキャナ７は、ステータコイル１０においてステータコア１０ａを介して上下（図２における上下、以下同じ。）に形成されるコイルエンド１０ｂそれぞれに対して二つずつ設けられる。また、上下それぞれのコイルエンド１０ｂに対して設けられる二つの光切断スキャナ７は、略円環形状となるコイルエンド１０ｂに対して、一方の光切断スキャナ７が外側から、他方の光切断スキャナ７が内側からスリット光１１を照射する。
【００４９】
具体的には、本実施形態の形状検査装置１は、図２に示すように、光切断スキャナ７として、四つの光切断スキャナ７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄを備える。光切断スキャナ７ａは、上側のコイルエンド１０ｂに対して外側斜め上方からスリット光１１を照射する。光切断スキャナ７ｂは、同じく上側のコイルエンド１０ｂに対して内側斜め上方からスリット光１１を照射する。光切断スキャナ７ｃは、下側のコイルエンド１０ｂに対して外側斜め下方からスリット光１１を照射する。光切断スキャナ７ｄは、同じく下側のコイルエンド１０ｂに対して内側斜め下方からスリット光１１を照射する。
【００５０】
これら四つの光切断スキャナ７によって照射されるスリット光１１は、全体として略円環形状を有するステータコイル１０に対して、そのステータコイル１０の円周方向が走査方向とされる。本実施形態では、ステータコイル１０と光切断スキャナ７との関係において、ステータコイル１０がその略円環形状における中心軸方向を回転軸方向として回転することにより、スリット光１１がステータコイル１０に対して走査される。
【００５１】
ステータコイル１０に対してスリット光１１が照射される部分は、少なくとも形状良否判定が行われるコイルエンド１０ｂの部分を含む部分となる。したがって、四つの光切断スキャナ７によってステータコイル１０に対してスリット光１１が照射された状態で、ステータコイル１０が一回転することにより、少なくともコイルエンド１０ｂの部分の全体に対して順にスリット光１１が照射されることとなる。
【００５２】
ステータコイル１０および光切断スキャナ７は、支持装置２０に対して支持される。支持装置２０は、平板状に構成される支持台２１を備える。支持台２１は、その一側（下側）の板面に対して設けられる柱状の脚部２２により、床面等に対して略平行となるように所定の高さ位置に支持される。ステータコイル１０は、支持台２１に対して回転可能に支持される。ステータコイル１０は、支持台２１において、例えばモータ等を駆動源とする回転駆動機構によって、前記のとおり中心軸方向を回転軸方向として回転可能に支持される（矢印Ａ参照）。
【００５３】
ステータコイル１０は、支持台２１に対して、上下のコイルエンド１０ｂが、支持台２１の上側および下側にてそれぞれ露出する状態で支持される。つまり、ステータコイル１０は、支持台２１を上下方向に貫通した状態で、支持台２１に対して支持される。そして、支持台２１の上側に露出するコイルエンド１０ｂに対して、支持台２１の上側に配置される光切断スキャナ７ａ、７ｂ（以下「上側光切断スキャナ７ａ、７ｂ」ともいう。）が設けられ、支持台２１の下側に露出するコイルエンド１０ｂに対して、支持台２１の下側に配置される光切断スキャナ７ｃ、７ｄ（以下「下側光切断スキャナ７ｃ、７ｄ」ともいう。）が設けられる。
【００５４】
上側光切断スキャナ７ａ、７ｂは、支持装置２０が備える上支持ステー２４に支持される。上支持ステー２４は、支持台２１の上面側に設けられる。上支持ステー２４は、例えば図２に示すように、支持台２１の上面に対して立設される二本の柱部２４ａと、これらを各柱部２４ａの上端部にて連結する梁部２４ｂとを有し、全体として略門状に構成される。この上支持ステー２４に対して、上側光切断スキャナ７ａ、７ｂが、スリット光１１の照射方向に応じて、支持台２１に支持されるステータコイル１０に対して所定の姿勢となるように、適宜の方法で支持される。
【００５５】
下側光切断スキャナ７ｃ、７ｄは、支持台２１の下側において、上側光切断スキャナ７ａ、７ｂの場合と同様の構成によって配置支持される。すなわち、下側光切断スキャナ７ｃ、７ｄは、支持台２１の下側に設けられ二本の柱部２５ａと梁部２５ｂとを有し全体として略門状に構成される下支持ステー２５に、ステータコイル１０に対して所定の姿勢となるように支持される。
【００５６】
このように、ステータコイル１０および四つの光切断スキャナ７を支持する支持装置２０により、各光切断スキャナ７から照射されるスリット光１１のステータコイル１０に対する走査が行われる。すなわち、支持装置２０において所定の姿勢で支持される各光切断スキャナ７からスリット光１１が照射されている状態で、支持台２１に支持されるステータコイル１０が回転させられることにより、スリット光１１のステータコイル１０に対する走査位置（照射位置）が、ステータコイル１０の円周方向に連続的に変化させられる。
【００５７】
これにより、ステータコイル１０に対して照射され円周方向に走査されながら所定間隔ごとに更新されるスリット光１１の各走査位置についての二次元画像１３が取得される。つまり、ステータコイル１０の各部の断面形状を反映した光切断線１２を含む二次元画像１３が、所定の回数（例えば二千回程度）で更新されるスリット光１１の各走査位置にて取得される。
【００５８】
なお、ステータコイル１０に対するスリット光１１の走査のための構成は、本実施形態に限定されるものではない。スリット光１１の走査に際しては、例えば、回動可能に設けられスリット光１１を反射させるミラーを備える構成が用いられてもよい。かかる構成においては、ミラーによるスリット光１１の反射方向が、ミラーの角度によって偏向されることで、スリット光１１がステータコイル１０に対して走査されることとなる。
【００５９】
また、本実施形態では、ステータコイル１０に対するスリット光１１の走査のための構成として、ステータコイル１０側が移動（回転）する構成が採用されているが、これに限定されるものではない。つまり、ステータコイル１０に照射されるスリット光１１が、ステータコイル１０に対して相対的に走査方向に移動するように、ステータコイル１０および光切断スキャナ７の少なくともいずれかが移動可能に設けられる構成であればよい。また、本実施形態では四つ備えられる光切断スキャナ７の台数についても、特に限定されるものではない。つまり、形状検査装置１においては、一台以上の光切断スキャナ７が備えられればよい。
【００６０】
制御装置４は、ステータコイル１０の三次元形状を計測する演算制御部５に加え、入力部１４と、表示部１７とを備える。
【００６１】
演算制御部５は、形状検査装置１の一連の動作を制御する。演算制御部５は、プログラム等を格納する格納部、プログラム等を展開する展開部、プログラム等に従って所定の演算を行う演算部、演算部による演算結果等を保管する保管部等を有する。
【００６２】
演算制御部５としては、具体的には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等がバスで接続される構成や、ワンチップのＬＳＩ等からなる構成が用いられる。演算制御部５としては、専用品のほか、市販のパーソナルコンピュータやワークステーション等に上記プログラム等が格納されたものが用いられる。
【００６３】
入力部１４は、演算制御部５に接続され、演算制御部５に形状検査装置１の動作に係る種々の情報・指示等を入力する。入力部１４としては、専用品のほか、市販のキーボード、マウス、ポインティングデバイス、ボタン、スイッチ等が用いられる。
【００６４】
表示部１７は、演算制御部５に接続され、形状検査装置１の動作状況、入力部１４から演算制御部５への入力内容、形状検査装置１による検査結果等を表示する。表示部１７による表示内容には、光切断線１２についての画像であるスリット画像１５が含まれる。表示部１７としては、専用品のほか、市販のモニターや液晶ディスプレイ等が用いられる。
【００６５】
以上のように、本実施形態の形状検査装置１は、ステータコイル１０を検査対象物とし、光切断法を用い、ステータコイル１０に対するスリット光１１の走査位置を連続的に変化させることでステータコイル１０の各部について取得した二次元画像１３に基づき、形状良否判定を行う。
【００６６】
以上のような構成を備える形状検査装置１が用いられて行われる本実施形態に係るステータコイルの形状検査方法（以下単に「形状検査方法」という。）について説明する。本実施形態の形状検査方法は、ステータコイル１０を検査対象物とし、光切断法を用い、ステータコイル１０に対するスリット光１１の走査位置を連続的に変化させることでステータコイル１０の各部について取得した二次元画像１３に基づき、形状良否判定を行うものである。
【００６７】
そして、本実施形態の形状検査方法では、形状良否判定における判定基準となる基準データの取得・作成のため、実際のワークとしてのステータコイル１０とは異なるマスターワーク３０（図４参照）が用いられる。つまり、マスターワーク３０が用いられて取得・作成された基準データと、検査対象物としてのステータコイル１０について取得された計測データとが比較されることにより、そのステータコイル１０についての形状良否判定が行われる。
【００６８】
図４に示すように、本実施形態におけるマスターワーク３０は、全体として、実際のワークであるステータコイル１０の外形形状に対する模式的な外形形状を有する。したがって、マスターワーク３０は、ステータコイル１０のステータコア１０ａに対応する部分であるステータコア部３１と、このステータコア部３１に対して上下方向（略円環形状の中心軸方向）の両側に形成される、コイルエンド１０ｂに対応する部分であるコイルエンド部３２とを有する。
【００６９】
なお、以下の説明に用いる図４等のマスターワーク３０を示す図面においては、マスターワーク３０においてステータコア部３１の上下両側にそれぞれ形成されるコイルエンド部３２のうち、一側（上側）のコイルエンド部３２についてのみ詳細に図示する。ただし、上下のコイルエンド部３２は、ステータコア部３１に対して同様の形状（例えばステータコア部３１を介して上下に対称な形状）を有する。
【００７０】
また、ステータコア部３１の上側のコイルエンド部３２は、上側光切断スキャナ７ａ、７ｂに関係し、下側のコイルエンド部３２は、下側光切断スキャナ７ｃ、７ｄに関係する。そして、各光切断スキャナ７のコイルエンド部３２に対する関係性も同様である。このため、以下では、一側（上側）に配置される光切断スキャナ７（上側光切断スキャナ７ａ、７ｂ）を用いて説明し、上下で同じ側に配置される光切断スキャナ７のうちの一方、あるいは他側（下側）に配置される光切断スキャナ７（下側光切断スキャナ７ｃ、７ｄ）については、説明を適宜省略する。
【００７１】
ステータコア部３１は、略円筒状の外周面を形成する外周面部３１ａと、外周面部３１ａの上下に位置する円環状の平面を形成する端面部３１ｂとから形成される円環状の外形を有する。ステータコア部３１は、全体として略円環形状を有するステータコイル１０における大径部分である。ステータコア部３１における上下の各端面部３１ｂに、コイルエンド部３２が形成される。
【００７２】
ステータコア部３１においては、外周面部３１ａに、複数のボルトボス部が設けられる（図１７、ボルトボス部３１ｃ参照）。ボルトボス部は、ステータコイル１０においてステータコア１０ａに設けられるボルトボス部（図示略）に対応する部分である。ボルトボス部は、ケース取付け用のボルト孔を有する。
【００７３】
また、マスターワーク３０が有するボルトボス部は、マスターワーク３０がコイルエンド１０ｂの部分の形状の検査が行われるステータコイル１０と同様にセットされる際に用いられる。つまり、マスターワーク３０は、外周面部３１ａに設けられるボルトボス部を用いて、回転駆動機構を有する支持台２１に対してステータコイル１０と同様の位置および姿勢に位置決めされた状態でセットされる。また、マスターワーク３０が有するボルトボス部は、マスターワーク３０について、例えば二次元画像１３における計測点の座標の位置基準等としても用いられる。
【００７４】
ステータコア部３１の上下に形成されるコイルエンド部３２は、ステータコイル１０のコイルエンド１０ｂの部分を模擬する部分である。コイルエンド部３２は、ステータコア部３１に対して、ステータコア部３１が有する上下の端面部３１ｂからの略円環状の突出部分として形成される。各コイルエンド部３２は、その一部に、ステータコイル１０のコイルエンド１０ｂの外形形状について予め定められる最大外形形状を有する形状部分である限界形状部５５を含む。
【００７５】
したがって、マスターワーク３０においては、各コイルエンド部３２が有する限界形状部５５が、コイルエンド１０ｂの部分の外形形状について良品として許容される最大外形形状を形成する形状部分となる。ここで、コイルエンド部３２が有する良品として許容される最大外形形状は、ステータコイル１０に取り付けられるケースとの関係における絶縁が十分に確保されるように設定される、コイルエンド１０ｂの部分の限界の外形形状に対応する。つまり、限界形状部５５は、その断面形状により、コイルエンド１０ｂの部分の限界の外形形状を規定する。
【００７６】
コイルエンド部３２の外形形状は、ステータコイル１０のコイルエンド１０ｂの外形形状に比して単純である。概略的には、コイルエンド部３２は、略円環形状の略平面部である端面部３２ａと、この端面部３２ａの内側（内周側）および外側（外周側）それぞれに形成される周面部３２ｂとから、全体として略円環状の外形形状となるように形成される。
【００７７】
図４に示すように、限界形状部５５は、周方向に複数の異なる高さの部分を有する。ここで、限界形状部５５の高さは、例えばステータコア部３１の端面部３１ｂを基準とする上下方向の寸法として規定される。
【００７８】
具体的には、限界形状部５５は、周方向に高さの異なる三種類の形状部分として、高さの高い順に、第一形状部５５ａ、第二形状部５５ｂ、および第三形状部５５ｃを有する。これら第一形状部５５ａ、第二形状部５５ｂ、および第三形状部５５ｃの各部における周方向の断面形状（中心軸方向および径方向に平行となる断面の形状）は、それぞれの部分において同一となる。
【００７９】
なお、本実施形態では、限界形状部５５を構成する第一形状部５５ａ、第二形状部５５ｂ、および第三形状部５５ｃは、コイルエンド部３２において一箇所にまとまって（連続する部分として）存在するが、コイルエンド部３２の周方向に別れて存在してもよい。つまり、限界形状部５５を構成する各形状部は、間にコイルエンド部３２を形成する他の部分を介して存在してもよい。
【００８０】
本実施形態のマスターワーク３０は、その外形形状が、前記のとおり限界形状部５５について設定される最大外形形状や、ステータコイル１０のステータコア１０ａの外形形状等に基づいて作成されるＣＡＤ図面等の設計図面を基準として形成される。マスターワーク３０を構成する材料としては、例えば、アルミニウムやセラミックス等が用いられる。ただし、加工のしやすさやコスト面での有利さ等から、アルミニウムが好適に用いられる。
【００８１】
また、マスターワーク３０には、二次元画像１３の取得に適した表面処理が施されている。二次元画像１３の取得に適した表面処理とは、光切断法による光学計測に適した表面処理である。つまり、マスターワーク３０の表面が、スリット光１１が照射されることで形成される光切断線１２の抽出に適した状態となるような表面処理である。
【００８２】
マスターワーク３０の表面に形成される光切断線１２の抽出は、二次元画像１３における光切断線１２の部分（スリット画像１５）と背景部分との輝度差が大きくなるほど容易となる。したがって、二次元画像１３の取得に適した表面処理は、マスターワーク３０表面の反射率が、二次元画像１３における光切断線１２の部分と背景部分との輝度差が相対的に大きくなるような値となるような表面処理といえる。
【００８３】
マスターワーク３０に施される表面処理としては、例えばアルマイト処理やショットブラスト等の適宜の表面処理が用いられる。なお、マスターワーク３０に施される表面処理は、少なくとも形状検査の対象部分であるコイルエンド１０ｂに対応するコイルエンド部３２の部分に施されていればよい。
【００８４】
以上のように、本実施形態の形状検査方法において用いられるマスターワーク３０は、二次元画像１３の取得に適した表面処理が施され、ステータコア１０ａに対するコイルエンド１０ｂの形状に倣い所定の基準面となる端面部３１ｂに対して略円環状に突出する部分として形成されるコイルエンド部３２を有する形状検査用治具である。そして、本実施形態のマスターワーク３０は、コイルエンド１０ｂの部分の外形形状について良品として許容される最大外形形状を形成する形状部分である第五の形状部分として、限界形状部５５を有する。
【００８５】
このようなマスターワーク３０が用いられることにより、形状良否判定における判定基準となる基準データが取得・作成される。すなわち、本実施形態の形状検査方法においては、マスターワーク３０が用いられ、対象物体をマスターワーク３０とする光切断法により取得された、限界形状部５５の表面に形成される光切断線１２を捉えた二次元画像１３における計測点の集合である基準計測点群に基づき、形状良否判定における判定基準となる基準データが作成される。
【００８６】
なお、以下では、説明の便宜上、本実施形態の形状検査装置１が備える四つの光切断スキャナ７のうち、一つの光切断スキャナ７（例えば上側のコイルエンド１０ｂに対して外側斜め上方からスリット光１１を照射する光切断スキャナ７ａ）によって取得される計測データである二次元画像１３を用いて説明する。ただし、以下に説明する形状検査方法は、形状検査装置１が備える四つの各光切断スキャナ７によって取得される二次元画像１３それぞれについて同様にして行われる。
【００８７】
図３は、スリット光１１のある走査位置における基準データの一例を示す。つまり、図３は、スリット光１１がマスターワーク３０の限界形状部５５に対してある走査位置にある状態で撮像された二次元画像１３の一例である。したがって、図３に示す二次元画像１３においては、マスターワーク３０における限界形状部５５の表面に形成された光切断線１２についての画像部分であるスリット画像１５が存在する。
【００８８】
二次元画像１３におけるスリット画像１５は、マスターワーク３０（の限界形状部５５）の表面に形成された光切断線１２、つまりスリット光１１の反射光についての計測点の集合である。ここで、計測点は、二次元画像１３における画素に対応する。また、本実施形態では、図３に示すように、二次元画像１３において、横方向（図３における左右方向）がＸ軸方向とされ、これに直交する縦方向（図３における上下方向）がＺ軸方向とされる。つまり、二次元画像１３上に存在する計測点は、Ｘ−Ｚ平面におけるＸ座標およびＺ座標により二次元画像１３における位置が特定される。
【００８９】
また、スリット光１１の照射により形成される光切断線１２についての撮像画像は、線状の画像となるが、二次元画像１３において有限の幅（線の太さ）を有する。つまり、光切断線１２についての撮像画像の幅は、二次元画像１３における一つの画素（ピクセル）の長さよりも長く、複数の画素にわたることとなる。そこで、例えば二次元画像１３におけるＺ軸方向（縦方向）の輝度分布（撮像素子の出力レベルの分布）に基づいて、スリット画像中心線が抽出される。
【００９０】
すなわち、光切断線１２についての撮像画像においては、Ｚ軸方向についての輝度分布から、そのＺ軸方向についての中心位置に対応する画素（中心点）が所定の方法によって求められ、この中心点の集合が、スリット画像中心線となる。つまり、光切断線１２についての撮像画像においては、各Ｘ座標についてＺ軸方向の中心点が求められ、この中心点が二次元画像１３における計測点となる。したがって、二次元画像１３における計測点は、各画素に対応する各Ｘ座標について一点存在することとなる。そしてこの計測点の集合、つまりスリット画像中心線が、スリット画像１５に対応する。このことは、検査対象物としてのステータコイル１０について取得される二次元画像１３についても同様である。そして、マスターワーク３０について得られる計測点の集合（スリット画像１５）が、基準計測点群１５ａとなる。
【００９１】
このように、マスターワーク３０が用いられて取得される基準データは、マスターワーク３０が有する限界形状部５５について得られるスリット画像１５に基づくものである。このため、基準データは、二次元画像１３において、ステータコイル１０のコイルエンド１０ｂの部分の外形形状についての許容範囲を規定する境界を形成するものとなる。
【００９２】
また、マスターワーク３０が用いられて取得される基準データとしては、マスターワーク３０において限界形状部５５が高さの異なる部分として有する第一形状部５５ａ、第二形状部５５ｂ、および第三形状部５５ｃのそれぞれの部分について、スリット光１１の走査位置によらずに共通のものとすることができる。つまり、前記のとおり第一形状部５５ａ、第二形状部５５ｂ、および第三形状部５５ｃは、各部における断面形状が同一であるため、これら各部について用いられる基準データは同一の基準データで対応することができる。このように、基準データが、断面形状が同一の部分についてスリット光１１の走査位置によらずに共用されることで、基準データとしてのデータ量の大幅低減が可能となる。
【００９３】
このような基準データの作成が、本実施形態の形状検査装置１において、演算制御部５により行われる（図１参照）。すなわち、演算制御部５は、対象物体をマスターワーク３０とする光切断法により取得した、限界形状部５５の表面に形成される光切断線１２を捉えた二次元画像１３における計測点の集合である基準計測点群１５ａに基づき、形状良否判定における判定基準となる基準データを作成する。具体的には、演算制御部５は、その格納部に格納された所定のプログラムに従って所定の演算等を行うことにより、基準データを作成する。作成された基準データは、演算制御部５における格納部等に予め設定され記憶される。
【００９４】
このような基準データが用いられて、ステータコイル１０について取得された計測データとの比較により、形状良否判定が行われる。すなわち、対象物体をステータコイル１０とする光切断法により取得された、コイルエンド１０ｂの部分の表面に形成される光切断線１２を捉えた二次元画像１３における計測点である実計測点が、基準データと比較されることにより、形状良否判定が行われる。
【００９５】
形状良否判定では、ステータコイル１０について取得された各実計測点について、基準データとの比較が行われる。具体的には、二次元画像１３において、各実計測点が、基準データの外側に位置するか否かの判定が行われる。ここで、基準データについての「外側」とは、二次元画像１３において、限界形状部５５に対応する領域に対する外側を意味する。つまり、基準データは、スリット光１１の各走査位置における限界形状部５５の断面形状に対応するものである。このため、二次元画像１３においては、基準データを介して、限界形状部５５の部分に対応する領域である内側の領域と、この内側の領域に対する外側の領域とが区画される。そこで、このように二次元画像１３において基準データによって区画される内側の領域に対する外側が、基準データの外側となる。
【００９６】
実計測点が基準データの外側に位置するか否かの判定は、例えば二次元画像１３におけるＺ座標が用いられて行われる。すなわち、図３に示すように、二次元画像１３において、あるＸ座標Ｘ１における基準データ（計測点ＭＰｓ参照）のＺ座標がＺ１である場合とする。この場合、Ｘ座標Ｘ１について得られた実計測点のＺ座標が、Ｚ１よりも大きければ（実計測点ＭＰ１参照）、その実計測点は、基準データの外側に位置すると判定される。逆に、Ｘ座標Ｘ１について得られた実計測点のＺ座標が、Ｚ１よりも大きくなければ（Ｚ１以下であれば、実計測点ＭＰ２参照）、その実計測点は、基準データの外側に位置しないと判定される。
【００９７】
このような各実計測点についての、基準データの外側に位置するか否かの判定（以下「内外判定」ともいう。）が、ステータコイル１０について取得される全ての実計測点、つまりスリット光１１の各走査位置にて取得される全ての二次元画像１３における全ての実計測点について行われる。
【００９８】
そして、内外判定において、ステータコイル１０についての全ての実計測点が、基準データの外側に位置しない（内側に位置する）と判定された場合、そのステータコイル１０は良品と判定される。一方、ステータコイル１０についての全ての実計測点のうち、基準データの外側に位置すると判定された実計測点は、そのステータコイル１０が不良品と判定される根拠となる。
【００９９】
このような形状良否判定が、本実施形態の形状検査装置１においては、演算制御部５により行われる（図１参照）。すなわち、演算制御部５は、対象物体をステータコイル１０とする光切断法により取得された実計測点を、前記のとおり作成された基準データと比較することにより、形状良否判定を行う。具体的には、演算制御部５は、その格納部に格納された所定のプログラムに従って所定の演算等を行うことにより、形状良否判定を行う。
【０１００】
以上のような本実施形態のステータコイル１０の形状検査によれば、光の多重反射等により生じるノイズ等に起因する検査精度の低下を招くことなく、光切断法による形状計測を用いることができ、コイルエンド１０ｂの形状について、ケースに対する絶縁不良につながる形状不良の有無を、非破壊（非接触）・自動・高速で精度良く検査することが可能となる。
【０１０１】
以上のような本実施形態の形状検査方法において用いられるマスターワーク３０は、ステータコイル１０の形状検査における光切断スキャナ７の配置等についての治具として用いられる。このため、マスターワーク３０は、形状良否判定における基準データの作成に用いられる限界形状部５５のほか、所定の形状部分を有する。以下、マスターワーク３０が有する所定の形状部分（以下「治具形状部分」という。）、および治具形状部分の用い方について説明する。
【０１０２】
図４に示すように、本実施形態のマスターワーク３０は、治具形状部分として、スリット部５１と、頂点形成部５２とを有する。本実施形態のマスターワーク３０においては、スリット部５１および頂点形成部５２は、コイルエンド部３２に形成される。
【０１０３】
スリット部５１は、コイルエンド部３２について定まる中心線を通る平面に沿うスリット５１ａを形成する形状部分である。すなわち、コイルエンド部３２は、前記のとおりマスターワーク３０において略円環状に突出する部分として形成される。このように略円環状に突出する部分については、円環形状の中心位置を通る直線としての中心線Ｃ１（図４参照）が定まる。中心線Ｃ１の方向は、マスターワーク３０が有する略円環形状における中心軸方向に対応する。そして、スリット部５１において形成されるスリット５１ａは、中心線Ｃ１を通る平面に沿う。
【０１０４】
ここで、スリット５１ａが沿う中心線Ｃ１を通る平面とは、コイルエンド部３２における周方向の断面（中心線Ｃ１の方向および径方向に平行となる断面）に対応する。つまり、スリット５１ａは、光切断法によってステータコイル１０またはマスターワーク３０について取得されるべき断面形状についての断面に沿う。したがって、スリット５１ａは、マスターワーク３０の軸心方向視（中心線Ｃ１の方向視）において、マスターワーク３０の（コイルエンド部３２の）径方向に沿う形状を有する。
【０１０５】
スリット５１ａは、中心線Ｃ１を通る平面に略平行であって、わずかな間隔（スリット幅に対応する間隔）を隔てて設けられる互いに平行あるいは略平行に対向する面により形成される。つまり、スリット５１ａを形成するスリット部５１は、コイルエンド部３２において円周方向に対して垂直な面に沿う切込み部分である。
【０１０６】
以上のように、本実施形態のマスターワーク３０は、治具形状部分としての第一の形状部分を、コイルエンド部３２について定まる中心線Ｃ１を通る平面に沿うスリット５１ａを形成する形状部分であるスリット部５１として有する。
【０１０７】
スリット部５１は、光切断スキャナ７（のレーザ投光部２）から照射されるスリット光１１の照射位置の調整に用いられる。すなわち、スリット部５１において形成されるスリット５１ａがスリット光１１の照準として用いられ、設置状態（支持装置２０において支持された状態、以下同じ。）の光切断スキャナ７の姿勢（支持装置２０における支持姿勢（組付け角度））が調整されることで、光切断スキャナ７において所定の場所に位置決めされた状態で設けられるレーザ投光部２から照射されるスリット光１１についての照射位置の調整が行われる。
【０１０８】
具体的には、スリット部５１は、マスターワーク３０がステータコイル１０と同様にセットされた状態で用いられる。つまり、スリット部５１によるスリット光１１の照射位置の調整に際しては、マスターワーク３０が、コイルエンド１０ｂの部分の形状の検査（以下「コイルエンド形状検査」という。）が行われるステータコイル１０と同様の位置および姿勢にセットされた状態（以下単に「セット状態」という。）とされる。
【０１０９】
そして、スリット部５１によるスリット光１１の照射位置の調整は、マスターワーク３０のセット状態において、スリット光１１がスリット５１ａに重なることを基準として行われる。すなわち、スリット光１１が照射されることで断面形状に応じて形成される光切断線１２に基づいて三次元形状が把握（計測）される光切断法においては、計測範囲（検査範囲）の保証等の観点から、シート状の光（レーザシート）であるスリット光１１がステータコイル１０の回転方向（円周方向）に対して垂直であることが必要とされる。
【０１１０】
そこで、図５に示すように、光切断スキャナ７からのスリット光１１が、セット状態のマスターワーク３０におけるスリット５１ａに対して照射される。ここで、スリット光１１は、そのシート面の方向が、スリット５１ａのスリット面の方向（スリット５１ａを形成する面の方向）に沿うように照射される。そして、スリット光１１がスリット５１ａに重なるように、光切断スキャナ７の姿勢が調整される。
【０１１１】
図５に示すように、スリット光１１がスリット５１ａに重なることで、スリット光１１は、コイルエンド部３２（スリット部５１）の表面において光切断線（光切断線１２参照）を形成することなく、スリット５１ａ内に入り込む。つまり、スリット光１１がスリット５１ａに重なることとは、スリット光１１がコイルエンド部３２（スリット部５１）の表面において反射されることなく、スリット５１ａの内部に入り込むことに対応する。
【０１１２】
したがって、スリット部５１においては、スリット５１ａは、スリット光１１が入り込むことができる程度のスリット幅を有するように形成される。例えば、スリット光１１の焦点におけるシート厚さが０．１ｍｍ程度である場合、スリット５１ａのスリット幅は１ｍｍ程度に設定される。ここで、スリット５１ａのスリット幅の設定に際しては、レーザ投光部２からスリット光１１の照射位置（コイルエンド部３２の表面）までの距離や、スリット光１１の焦点からのずれによるシート厚さの広がり等が考慮される。
【０１１３】
以上のようにして、マスターワーク３０が有する治具形状部分としてのスリット部５１が用いられ、光切断スキャナ７から照射されるスリット光１１の照射位置の調整が行われる。つまり、スリット部５１が用いられることで、光切断スキャナ７の姿勢の調整をともなって、スリット５１ａとスリット光１１との平行度の確認が行われる。
【０１１４】
頂点形成部５２は、マスターワーク３０においてコイルエンド部３２を形成する端面部３２ａの部分と周面部３２ｂの部分との稜線部において角部を形成する部分である。すなわち、コイルエンド部３２は、前記のとおり略円環形状の略平面部である端面部３２ａと、内周側および外周側の周面部３２ｂとから、略円環状の外形形状となるように形成される。このように略円環状の外形形状を有する部分においては、端面部３２ａと周面部３２ｂとが交わる部分である稜線部が形成される。そして、頂点形成部５２においては、端面部３２ａと両周面部３２ｂとの稜線部が角部として形成される。
【０１１５】
ここで、端面部３２ａと周面部３２ｂとの稜線部について「角部」とは、端面部３２ａと周面部３２ｂとによって角形状となる部分である。すなわち、頂点形成部５２は、コイルエンド部３２の端面部３２ａの一部を形成する平面である端面５２ａと、コイルエンド部３２の内周側および外周側それぞれの周面部３２ｂの少なくともいずれかの一部を形成する曲面である周面５２ｂとにより形成される。
【０１１６】
そして、頂点形成部５２は、例えば、端面５２ａの平面の方向と、周面部３２ｂの突出方向（コイルエンド部３２の突出方向）とが略垂直となるように形成される。この場合、端面５２ａと周面５２ｂとによって、端面部３２ａと両周面部３２ｂとの稜線部において略直角の角部が形成される。このように頂点形成部５２によって端面部３２ａと周面部３２ｂとの稜線部において形成される角部は、コイルエンド部３２の周方向の断面形状、つまり中心線Ｃ１（図４）を通る平面に沿う断面形状（以下単に「断面形状」ともいう。）における頂点を形成する。
【０１１７】
したがって、図６に示すように、セット状態のマスターワーク３０に対してスリット光１１が頂点形成部５２に照射されることによって取得される二次元画像１３に写し出されるスリット画像において、頂点が形成される。
【０１１８】
具体的には、図７に示すように、頂点形成部５２についてのスリット画像１６（頂点形成部５２の表面に形成される光切断線１２についての画像）は、端面５２ａに対応する直線状の画像部分１６ａと、周面５２ｂに対応する直線状の画像部分１６ｂとを含む。そして、前記のとおり端面５２ａと周面５２ｂとによって略直角の角部が形成される場合、画像部分１６ａと画像部分１６ｂとによって略直角の角部分である頂点１６ｃが形成される。
【０１１９】
以上のように、本実施形態のマスターワーク３０は、治具形状部分としての第二の形状部分を、コイルエンド部３２の突出方向側の端面部３２ａと突出方向に沿う周面部３２ｂとの稜線部にて中心線Ｃ１を通る平面に沿う断面形状における頂点（頂点１６ｃ参照）を形成する形状部分である頂点形成部５２として有する。
【０１２０】
頂点形成部５２は、光切断スキャナ７（のカメラ３）による二次元画像１３の撮像位置の調整に用いられる。すなわち、頂点形成部５２についてのスリット画像１６において形成される頂点１６ｃの位置が基準として用いられ、設置状態の光切断スキャナ７の位置（支持装置２０における支持位置）が調整されることで、光切断スキャナ７において所定の場所に位置決めされた状態で設けられるカメラ３による二次元画像１３の撮像位置の調整が行われる。
【０１２１】
具体的には、図６に示すように、頂点形成部５２は、ステータコイル１０と同様にスリット光１１が照射されて二次元画像１３が取得されることにより用いられる。つまり、頂点形成部５２による二次元画像１３の撮像位置の調整に際しては、対象物体をマスターワーク３０とする光切断法により頂点形成部５２についての画像であるスリット画像１６を含む二次元画像１３が取得される。
【０１２２】
そして、頂点形成部５２による二次元画像１３の撮像位置の調整は、二次元画像１３において、スリット画像１６における頂点１６ｃに対応する位置が二次元画像１３を取得するための撮像素子の中心（以下「センサ視野中心」という。）の位置に重なることを基準として行われる。すなわち、スリット光１１が照射されることで断面形状に応じて形成される光切断線１２に基づいて三次元形状が把握（計測）される光切断法においては、計測範囲（検査範囲）の保証等の観点から、光切断線１２を撮像するカメラ３の位置（二次元画像１３の撮像位置）が、検査対象物に対して所定の位置であることが必要とされる。
【０１２３】
そこで、図７に示すように、頂点形成部５２についての二次元画像１３（スリット画像１６を含む二次元画像１３）において、スリット画像１６の頂点１６ｃの位置が、センサ視野中心Ｃ２の位置に重なるように、光切断スキャナ７の位置が調整される。ここで、センサ視野中心Ｃ２は、前記のとおりＣＣＤイメージセンサ等の撮像素子により構成されるカメラ３の視野範囲ｆｖ（破線で示す長方形）における中心に対応する。つまり、センサ視野中心Ｃ２は、カメラ３の光軸（受光軸、図１、直線３ａ参照）の位置に対応する。
【０１２４】
また、カメラ３の視野範囲ｆｖは、カメラ３によって取得される二次元画像１３の範囲に対応する。したがって、頂点形成部５２による二次元画像１３の撮像位置の調整は、スリット画像１６を含む二次元画像１３において行われる。つまり、マスターワーク３０がセット状態で頂点形成部５２についての二次元画像１３の撮像が行われることで、二次元画像１３においてスリット画像１６の頂点１６ｃの位置と、センサ視野中心Ｃ２の位置との関係が把握される。そして、センサ視野中心Ｃ２の位置が頂点１６ｃの位置に重なるように、設置状態の光切断スキャナ７の位置が調整される。
【０１２５】
二次元画像１３においてスリット画像１６の頂点１６ｃの位置がセンサ視野中心Ｃ２の位置に重なることは、光切断スキャナ７のカメラ３の光軸とスリット光１１の投影面との交点の位置に頂点形成部５２の角部（端面５２ａと周面５２ｂとによって形成される角部）が位置することに対応する。したがって、頂点形成部５２については、センサ視野中心Ｃ２の位置がスリット画像１６の頂点１６ｃの位置に重なることで、光切断スキャナ７の位置が形状良否判定における適した位置となるように、角部の高さ（ステータコア部３１の端面部３１ｂからの突出高さ）を含む寸法が設定される。
【０１２６】
このように、光切断スキャナ７によって頂点形成部５２が計測されることで、カメラ３の光軸の位置（センサ視野中心Ｃ２）と、計測された頂点形成部５２の角部の位置（頂点１６ｃ）との位置のずれ量が計測される。これにより、光切断スキャナ７のカメラ３による実際の計測範囲が設定値からどの程度ずれているかを把握することができる。
【０１２７】
例えば、図７に示すように、頂点形成部５２についての二次元画像１３において、スリット画像１６の頂点１６ｃの位置とセンサ視野中心Ｃ２の位置とのずれ量が、Ｘ軸方向（横方向）にΔＸ、Ｚ軸方向（縦方向）にΔＺであるとする。かかる場合、頂点１６ｃの位置とセンサ視野中心Ｃ２の位置とがずれていることから、光切断スキャナ７の組付け位置の誤差の確認が行われる。また、ΔＸおよびΔＺの値が計測されることで、光切断スキャナ７の組付け位置の誤差の算出が行われる。
【０１２８】
そして、光切断スキャナ７が二次元画像１３を表すＸ−Ｚ平面に沿う所定の平面上をΔＸおよびΔＺ分、平行移動させられることにより、センサ視野中心Ｃ２が頂点１６ｃに一致するように、二次元画像１３の撮像位置が調整される。図７において、二次元画像１３の撮像位置調整後のカメラ３の視野範囲ｆｖ１を二点鎖線で示す。
【０１２９】
以上のようにして、マスターワーク３０が有する治具形状部分としての頂点形成部５２が用いられ、光切断スキャナ７による二次元画像１３の撮像位置の調整が行われる。つまり、頂点形成部５２が用いられることで、光切断スキャナ７の位置の調整をともなって、カメラ３の光軸の位置の確認が行われる。
【０１３０】
なお、頂点形成部５２の形状は、本実施形態に限定されるものではない。頂点形成部５２の形状としては、二次元画像１３に写し出されるスリット画像１６において、センサ視野中心Ｃ２の位置を容易に重ねることができる頂点を形成するような形状であればよい。
【０１３１】
ただし、本実施形態においては、頂点形成部５２は、スリット画像１６の頂点１６ｃとなる部分を、コイルエンド部３２の内周側および外周側それぞれの稜線部にて形成する。本実施形態における頂点形成部５２の具体的な形状について、図８を用いて説明する。なお、図８において、符号５２は、頂点形成部５２の断面形状を示す。
【０１３２】
図８に示すように、頂点形成部５２は、コイルエンド部３２の端面部３２ａの一部を形成する端面５２ａと、コイルエンド部３２の内周側および外周側それぞれの周面部３２ｂの一部を形成する周面５２ｂとにより形成される。そして、本実施形態の頂点形成部５２においては、端面５２ａと外周側（図８において右側）の周面５２ｂとによって、端面部３２ａと外周側の周面部３２ｂとの稜線部において頂点を形成する角部５２Ｘが形成されるとともに、端面５２ａと内周側（図８において左側）の周面５２ｂとによって、端面部３２ａと内周側の周面部３２ｂとの稜線部において頂点を形成する角部５２Ｙが形成される。
【０１３３】
したがって、例えば、前記のとおり端面５２ａと周面５２ｂとによって、端面部３２ａと両周面部３２ｂとの稜線部において略直角の角部が形成される場合、端面５２ａと周面５２ｂとによって形成される頂点形成部５２の断面形状は、ステータコア部３１の端面部３１ｂに対応する辺部５２ｃを含み略長方形となる。そして、かかる頂点形成部５２における外周側の角部５２Ｘおよび内周側の角部５２Ｙそれぞれが、二次元画像１３においてスリット画像１６の頂点１６ｃを形成する（図７参照）。
【０１３４】
頂点形成部５２が有する外周側の角部５２Ｘは、セット状態のマスターワーク３０のコイルエンド部３２に対して外側斜め上方からスリット光１１を照射する光切断スキャナ７ａについての二次元画像１３の撮像位置の調整に用いられる。同様に、内周側の角部５２Ｙは、コイルエンド部３２に対して内側斜め上方からスリット光１１を照射する光切断スキャナ７ｂについての二次元画像１３の撮像位置の調整に用いられる。
【０１３５】
すなわち、図８に示すように、コイルエンド部３２の外周側に位置する光切断スキャナ７ａについては、カメラ３の視野範囲ｆｖにおけるセンサ視野中心Ｃ２が、スリット画像１６において外周側の角部５２Ｘに対応する頂点１６ｃに一致するように、二次元画像１３の撮像位置（光切断スキャナ７の位置）が調整される。同様にして、コイルエンド部３２の内周側に位置する光切断スキャナ７ｂについては、カメラ３の視野範囲ｆｖにおけるセンサ視野中心Ｃ２が、スリット画像１６において内周側の角部５２Ｙに対応する頂点１６ｃに一致するように、二次元画像１３の撮像位置（光切断スキャナ７の位置）が調整される。
【０１３６】
このように、頂点形成部５２が、スリット画像１６の頂点１６ｃとなる部分（角部５２Ｘおよび角部５２Ｙ）を内周側および外周側それぞれに有することにより、頂点形成部５２という一つの形状部分によって、一回の計測により、同じ側に位置する二つの光切断スキャナ７（例えば上側光切断スキャナ７ａ、７ｂ）についての位置の誤差確認等を行うことが可能となる。つまり、本実施形態のように、ステータコイル１０の内周側および外周側のそれぞれに光切断スキャナ７が配置される構成において、一つの形状部分についての一回の計測により、内外両方の光切断スキャナ７についての二次元画像１３の撮像位置の調整を行うことができる。
【０１３７】
また、図４に示すように、本実施形態のマスターワーク３０は、治具形状部分として、段差部５３を有する。本実施形態のマスターワーク３０においては、段差部５３は、コイルエンド部３２に形成される。
【０１３８】
段差部５３は、光切断スキャナ７からのスリット光１１の照射方向（投影方向、図１、直線２ａ参照）に対して垂直な平面部を複数形成する部分である。また、これら複数の平面部は、隣り合う平面部間の寸法（面間距離、以下同じ。）が既知である。つまり、段差部５３は、スリット光１１の照射方向に対して面直な既知の寸法の段差を形成する。
【０１３９】
図４に示すように、本実施形態では、段差部５３は、一つの光切断スキャナ７に対して、光切断スキャナ７に近い側から順に三つの平面部５３ａ、５３ｂ、５３ｃを形成する。各平面部５３ａ、５３ｂ、５３ｃは、いずれもスリット光１１の照射方向に対して垂直である。このため、三つの平面部５３ａ、５３ｂ、５３ｃは、互いに平行である。
【０１４０】
例えば、光切断スキャナ７によるスリット光１１の照射方向が、ステータコア部３１の端面部３１ｂに対して４５°の角度をなす場合、各平面部５３ａ、５３ｂ、５３ｃについては、端面部３１ｂを基準とする傾斜角がいずれも４５°となる。同様に、スリット光１１の照射方向が３０°の角度をなす場合、各平面部５３ａ、５３ｂ、５３ｃの傾斜角は６０°となる。
【０１４１】
また、段差部５３が形成する三つの平面部５３ａ、５３ｂ、５３ｃについては、平面部５３ａおよび平面部５３ｂ間の寸法、ならびに平面部５３ｂおよび平面部５３ｃ間の寸法が、あらかじめ所定の値に設定され既知の寸法となっている。ここで、異なる平面部間の寸法（本実施形態では平面部５３ａ・５３ｂ間の寸法および平面部５３ｂ・５３ｃ間の寸法）は、同じ値であっても異なる値であってもよい。
【０１４２】
以上のように、本実施形態のマスターワーク３０は、治具形状部分としての第三の形状部分を、スリット光１１の照射方向に対して垂直な三つの平面部５３ａ、５３ｂ、５３ｃをスリット光１１の照射方向に既知の寸法を隔てて形成する形状部分である段差部５３として有する。
【０１４３】
段差部５３は、光切断スキャナ７（のカメラ３）による二次元画像１３における寸法の調整に用いられる。すなわち、段差部５３についてのスリット画像から計測される平面部５３ａ、５３ｂ、５３ｃに対応する画像部分同士の寸法が段差部５３における平面部間の既知の寸法と比較されることで、二次元画像１３における寸法の調整が行われる。
【０１４４】
具体的には、図９に示すように、段差部５３は、設置状態の光切断スキャナ７によってステータコイル１０と同様にスリット光１１が照射されて二次元画像１３が取得されることにより用いられる。つまり、図１０に示すように、段差部５３による二次元画像１３における寸法の調整に際しては、対象物体をマスターワーク３０とする光切断法により段差部５３についての画像であるスリット画像１８を含む二次元画像１３が取得される。
【０１４５】
そして、段差部５３による二次元画像１３における寸法の調整は、二次元画像１３において、スリット画像１８における三つの平面部間の寸法と、段差部５３における三つの平面部５３ａ、５３ｂ、５３ｃ間の既知の寸法との比較により行われる。すなわち、段差部５３についてのスリット画像１８における平面部間に対応する寸法が計測されることで、二次元画像１３における寸法の、既知である実際の寸法との誤差が把握され、その寸法の誤差に基づいて、二次元画像１３における寸法の調整が行われる。
【０１４６】
図１０に示すように、段差部５３についてのスリット画像１８は、平面部５３ａ、５３ｂ、５３ｃそれぞれに対応する直線状の画像部分１８ａ、１８ｂ、１８ｃを含む。かかるスリット画像１８を含む二次元画像１３において、画像部分１８ａと画像部分１８ｂとの寸法（線間距離）ΔＳ、および画像部分１８ｂと画像部分１８ｃとの寸法（線間距離）ΔＴが計測される。
【０１４７】
そして、二次元画像１３における寸法ΔＳは、段差部５３において既知である平面部５３ａ・５３ｂ間の寸法と比較され、二次元画像１３における寸法ΔＴは、段差部５３において既知である平面部５３ｂ・５３ｃ間の寸法と比較される。このように、二次元画像１３における寸法が、対応する形状部分（段差部５３）についての既知の寸法と比較されることで、光切断スキャナ７の設置状態で、光切断スキャナ７（のカメラ３）による二次元画像１３における寸法誤差の計測および確認を行うことが可能となる。つまり、二次元画像１３における寸法が、実際の寸法との比較において、どの程度ずれているかを把握することができる。
【０１４８】
二次元画像１３における寸法の調整としては、カメラ３についての再キャリブレーション（校正）や、コイルエンド形状検査に係るプログラムの修正等が行われる。
【０１４９】
以上のようにして、マスターワーク３０が有する治具形状部分としての段差部５３が用いられ、二次元画像１３における寸法の調整が行われる。つまり、段差部５３が用いられることで、カメラ３の画面上における寸法誤差の確認が行われる。
【０１５０】
なお、段差部５３の形状は、本実施形態に限定されるものではない。段差部５３の形状としては、光切断スキャナ７からのスリット光１１の照射方向に対して垂直であって、互いの間の寸法が既知である複数の（少なくとも二つの）平面部を形成するような形状であればよい。
【０１５１】
ただし、本実施形態においては、段差部５３は、コイルエンド部３２の内周側および外周側それぞれについて前述したような三つの平面部５３ａ、５３ｂ、５３ｃを形成する。本実施形態における段差部５３の具体的な形状について、図１１を用いて説明する。なお、図１１において、符号５３は、段差部５３の断面形状を示す。
【０１５２】
図１１に示すように、段差部５３は、内周側（図１１において左側）および外周側（同図において右側）の光切断スキャナ７それぞれに対して、スリット光１１の照射方向に対して面直で既知の寸法を隔てる三つの平面部５３ａ、５３ｂ、５３ｃを形成する。すなわち、段差部５３は、セット状態のマスターワーク３０のコイルエンド部３２に対して外側斜め上方からスリット光１１を照射する光切断スキャナ７ａ用の三つの平面部５３ａ、５３ｂ、５３ｃと、同じく内側斜め上方からスリット光１１を照射する光切断スキャナ７ｂ用の三つの平面部５３ａ、５３ｂ、５３ｃとを有する。
【０１５３】
そして、本実施形態では、段差部５３は、内周側および外周側それぞれの光切断スキャナ７に対する三つの平面部５３ａ、５３ｂ、５３ｃ（計六つの平面部）により山切り形状を有する部分として形成される。つまり、段差部５３は、外周側の光切断スキャナ７ａ用の平面部５３ａと内周側の光切断スキャナ７ｂ用の平面部５３ｃとにより形成される山形状部分５３ｄ、同じく外周側用の平面部５３ｂと内周側用の平面部５３ｂとにより形成される山形状部分５３ｅ、同じく外周側用の平面部５３ｃと内周側用の平面部５３ａとにより形成される山形状部分５３ｆの計三つの山形状部分を有する。
【０１５４】
したがって、図１１に示すように、例えば、内外両側の光切断スキャナ７からのスリット光１１の照射方向（直線２ａ参照）について、図１１に示す断面形状の方向視におけるステータコア部３１の端面部３１ｂに対する照射角度α１が４５°の場合、段差部５３を形成する各山形状部分５３ｄ、５３ｅ、５３ｆの頂角α２は９０°となる。同様にして、例えば、スリット光１１についての照射角度α１が３０°の場合、頂角α２は６０°となる。ただし、スリット光１１についての照射角度α１は、外周側の光切断スキャナ７ａと内周側の光切断スキャナ７ｂとで異なっていてもよい。
【０１５５】
このように、段差部５３が、三つの平面部５３ａ、５３ｂ、５３ｃを内周側および外周側それぞれに有することにより、段差部５３という一つの形状部分によって、一回の計測により、同じ側に位置する二つの光切断スキャナ７（例えば上側光切断スキャナ７ａ、７ｂ）についての寸法の誤差確認等を行うことが可能となる。つまり、本実施形態のように、ステータコイル１０の内周側および外周側のそれぞれに光切断スキャナ７が配置される構成において、一つの形状部分についての一回の計測により、内外両方の光切断スキャナ７についての二次元画像１３における寸法の調整を行うことができる。
【０１５６】
また、図４に示すように、本実施形態のマスターワーク３０は、治具形状部分として、環状部５４を有する。本実施形態のマスターワーク３０においては、環状部５４は、コイルエンド部３２に形成される。
【０１５７】
環状部５４は、略円環状に突出する部分であるコイルエンド部３２において、全周にわたって断面形状が一定となる（変化しない）部分である。つまり、環状部５４は、中心線Ｃ１周りに全周を通じて形状変化のない、中心線Ｃ１を中心とする軸回転形状を有する部分である。したがって、環状部５４についてのスリット画像は、コイルエンド部３２の（マスターワーク３０の）全周にわたって同じ形状となる。
【０１５８】
図４に示すように、本実施形態では、環状部５４は、基準面となるステータコア部３１の端面部３１ｂに対して略円環状に突出する部分であるコイルエンド部３２において、前述したような他の治具形状部分が含まれない基部側（端面部３１ｂ側）の層部分である。そして、環状部５４は、コイルエンド部３２における基部側の層部分において、外周側の周面部３２ｂの一部を形成する外周面５４ａを有する。外周面５４ａにおいては、コイルエンド部３２の全周にわたって他の治具形状部分の影響を受けずに中心線Ｃ１を中心とする周面形状が確保される。
【０１５９】
以上のように、本実施形態のマスターワーク３０は、治具形状部分としての第四の形状部分を、中心線Ｃ１を通る平面に沿う断面形状がマスターワーク３０の全周にわたって一定の形状部分である環状部５４として有する。
【０１６０】
環状部５４は、マスターワーク３０の回転についての偏心量（以下「ワーク偏心量」という。）の把握に用いられる。すなわち、マスターワーク３０は、マスターワーク３０に対するスリット光１１の走査位置を連続的に変化させるための移動として、中心線Ｃ１に沿う方向を回転軸方向として回転させられる。かかるマスターワーク３０の回転についての偏心量が、ワーク偏心量となる。
【０１６１】
環状部５４は、前述したようにコイルエンド部３２の（マスターワーク３０の）全周にわたって一定の形状である外周面５４ａを有する。このため、マスターワーク３０が回転させられ環状部５４が全周にわたって連続的に計測されることで得られるスリット画像における外周面５４ａに対応する画像部分については、かかる画像部分を形成する計測点がワーク偏心量に対応してばらつく。
【０１６２】
つまり、仮にワーク偏心量が０である場合、環状部５４についてのスリット画像を形成する計測点については、外周面５４ａに沿って直線状となるが、ワーク偏心量が存在することにより、環状部５４についてのスリット画像を形成する計測点はばらつく。そこで、環状部５４についてのスリット画像を形成する計測点のばらつきから、ワーク偏心量が把握される。
【０１６３】
そして、環状部５４が計測されることで把握されるワーク偏心量が、マスターワーク３０と同様に回転させられながら行われるステータコイル１０についてのコイルエンド形状検査に反映させられる。ここで、ワーク偏心量には、ステータコイル１０と同様にマスターワーク３０を回転させるための回転駆動機構が有する偏心量や、かかる回転駆動機構の回転中心とマスターワーク３０における中心線Ｃ１とのずれ量や、マスターワーク３０自体が有する偏心量等が含まれる。
【０１６４】
具体的には、図１２に示すように、環状部５４は、設置状態の光切断スキャナ７によってステータコイル１０と同様にスリット光１１が照射されて二次元画像１３が取得されることにより用いられる。つまり、図１３に示すように、環状部５４によるワーク偏心量の把握に際しては、対象物体をマスターワーク３０とする光切断法により環状部５４についての画像であるスリット画像１９を含む二次元画像１３が取得される。
【０１６５】
そして、環状部５４によるワーク偏心量の把握は、スリット画像１９を形成する計測点のばらつきに基づいて行われる。すなわち、マスターワーク３０についての偏心の度合いが大きくなるほど、スリット画像１９を形成する計測点のばらつきの度合いも大きくなる。そこで、環状部５４を全周にわたって連続的に計測することで得られるスリット画像１９を形成する計測点のばらつき具合から、ワーク偏心量が把握される。
【０１６６】
図１３に示すように、マスターワーク３０が一回転することで環状部５４が全周にわたって計測されることによるスリット画像１９としては、外周面５４ａに対応する直線状の画像部分１９ａが得られる。すなわち、環状部５４は、マスターワーク３０の回転軸に対応する中心線Ｃ１を中心とする周面形状である外周面５４ａを形成する部分である。このことから、回転するマスターワーク３０と光切断スキャナ７との位置関係が一定のもとにおいては、マスターワーク３０一周分の環状部５４についての計測結果であるスリット画像１９としては、二次元画像１３における所定の位置に現れる直線状の画像部分１９ａが得られる。
【０１６７】
そして、図１４に示すように、マスターワーク３０の一周分の計測結果としての直線状の画像部分１９ａにおいては、画像部分１９ａを形成する計測点が、ばらつきをもって存在する。かかる計測点のばらつきは、直線状の画像部分１９ａについての線の太さ（幅）として現れる（符号Ｄ参照）。
【０１６８】
画像部分１９ａを形成する計測点のばらつき（以下「計測点ばらつきＤ」とする。）は、環状部５４の外周面５４ａについての計測点が環状部５４の周方向における計測位置によって二次元画像１３における異なる位置となるように計測されることに基づく。つまり、ワーク偏心量が存在することにより、二次元画像１３において所定の位置に存在するはずの計測点の位置が、環状部５４の周方向における計測位置によってずれ、計測点ばらつきＤが生じる。そこで、こうした計測点ばらつきＤに基づいて、ワーク偏心量が把握される。
【０１６９】
以上のようにして、マスターワーク３０が有する治具形状部分としての環状部５４が用いられ、ワーク偏心量の把握が行われる。つまり、環状部５４が用いられることで、マスターワーク３０の回転による偏心誤差の確認・評価が行われる。
【０１７０】
なお、環状部５４の形状は、本実施形態に限定されるものではない。環状部５４の形状としては、いずれかの光切断スキャナ７によって計測できる部分において、マスターワーク３０の全周にわたって形状変化のない部分を形成するような形状であればよい。したがって、環状部５４として計測される部分としては、外周面５４ａように、セット状態のマスターワーク３０のコイルエンド部３２に対して外側斜め上方からスリット光１１を照射する光切断スキャナ７ａによって計測される部分に限らず、内側斜め上方からスリット光１１を照射する光切断スキャナ７ｂによって計測される部分（例えば内周側の周面部３２ｂの一部を形成する部分）であってもよい。
【０１７１】
このように環状部５４が用いられて行われるワーク偏心量の把握に際しては、検査設備に対するマスターワーク３０の着脱、およびマスターワーク３０（のコイルエンド部３２）に対するスリット光１１の走査の少なくともいずれかが複数回行われることにより、計測点ばらつきＤが計測されることが好ましい。つまり、計測点ばらつきＤの計測に際しては、検査設備に対するマスターワーク３０の着脱が繰り返されること、あるいはセット状態のマスターワーク３０が複数回回転させられることによって、マスターワーク３０が複数回計測されることが好ましい。
【０１７２】
環状部５４についてのスリット画像１９の取得（画像部分１９ａを形成する計測点の取得）に際しては、マスターワーク３０は、検査設備としての支持台２１に支持され、セット状態となる。セット状態のマスターワーク３０が一回転させられて環状部５４が全周にわたって計測されることにより、スリット画像１９が取得される。そこで、検査設備に対するマスターワーク３０の着脱が複数回行われる場合は、セット状態のマスターワーク３０を一回転させることによる計測点の取得が、その都度マスターワーク３０をセット状態とすることによって複数回行われる。
【０１７３】
すなわち、マスターワーク３０が、セット状態で一回転させられて環状部５４についてのスリット画像１９が取得される。そして、マスターワーク３０が検査設備から一旦取り外され、再びセット状態とされ、一回転させられて環状部５４についてのスリット画像１９が取得される。このようにして、マスターワーク３０がセット状態とされることおよびマスターワーク３０の検査設備から取り外されること、つまり検査設備に対するマスターワーク３０の着脱が、計測点の取得をともなって複数回行われる。そして、検査設備に対するマスターワーク３０の着脱ごとに取得された複数回転分の計測点（画像部分１９ａ）から、計測点ばらつきＤが計測される。
【０１７４】
また、セット状態のマスターワーク３０が複数回回転させられる場合は、前記のとおりマスターワーク３０が一回転させられて環状部５４についてのスリット画像１９が取得されることが、複数回転分行われる。つまり、セット状態のマスターワーク３０が複数回回転させられることで、マスターワーク３０（のコイルエンド部３２）に対するスリット光１１の走査が複数回行われる。そして、マスターワーク３０の一回転ごとに取得された複数回転分の計測点（画像部分１９ａ）から、計測点ばらつきＤ（図１４参照）が計測される。
【０１７５】
このように、マスターワーク３０がセット状態とされること、およびマスターワーク３０に対するスリット光１１の走査の少なくともいずれかが、画像部分１９ａを形成する計測点の取得をともなって複数回行われることにより、計測点ばらつきＤが計測される。これにより、ワーク偏心量として、マスターワーク３０自体が有する偏心量等のほか、内外判定の判定結果に影響する光切断スキャナ７等の計測器のばらつきや、検査設備に対するワークの位置決め再現性（ワークのセット位置の繰返し誤差）等を含む検査設備による誤差の総合的な把握・評価が可能となる。
【０１７６】
このように、環状部５４が用いられて把握されたワーク偏心量は、コイルエンド形状検査において、形状良否判定に用いられる基準データの作成に反映させられる。前述したように、形状良否判定においては、マスターワーク３０が有する限界形状部５５が用いられて、限界形状部５５の表面に形成される光切断線１２を捉えた二次元画像１３における計測点の集合である基準計測点群１５ａに基づき、形状良否判定における判定基準となる基準データが作成される（図３参照）。そして、この形状良否判定に用いられる基準データが作成される際、基準計測点群１５ａが、ワーク偏心量を表す計測点ばらつきＤに基づいて縮小される。
【０１７７】
すなわち、本実施形態のコイルエンド形状検査においては、対象物体をマスターワーク３０とする光切断法により取得された限界形状部５５の表面に形成される光切断線１２を捉えた基準計測点群１５ａが計測点ばらつきＤに基づいてコイルエンド許容形状を縮小させる方向に移動させられたものが、形状良否判定における判定基準となる基準データとして作成される。ここで、コイルエンド許容形状とは、ステータコイル１０のコイルエンド１０ｂの部分の外形形状について良品として許容される最大外形形状である。
【０１７８】
そして、対象物体をステータコイル１０とする光切断法により取得されたコイルエンド１０ｂの部分の表面に形成される光切断線１２を捉えた二次元画像１３における計測点である実計測点が、計測点ばらつきＤを反映した基準データと比較されることにより、形状良否判定が行われる。つまり、コイルエンド形状検査において行われる内外判定において、計測点ばらつきＤを反映した基準データが用いられる。
【０１７９】
具体的には、図１５に示すように、マスターワーク３０の限界形状部５５が計測されることで取得される基準計測点群１５ａ（スリット画像１５、以下同じ。）が、二次元画像１３において移動させられることで、破線で示す点群１５ｂに縮小させられる（以下「縮小点群１５ｂ」とする。）。つまり、縮小点群１５ｂは、基準計測点群１５ａが、計測点ばらつきＤに基づいて、コイルエンド許容形状を縮小させるように移動させられたものである。
【０１８０】
ここで、二次元画像１３上における基準計測点群１５ａの移動について、コイルエンド許容形状を縮小させる方向とは、基準計測点群１５ａの外側に対する内側方向に対応する。なお、基準計測点群１５ａの外側とは、前述したように基準データについての「外側」と同様である。つまり、基準計測点群１５ａについての「外側」とは、二次元画像１３において、限界形状部５５に対応する領域に対する外側を意味する。
【０１８１】
したがって、基準計測点群１５ａの移動についての内側方向とは、二次元画像１３において限界形状部５５の部分に対応する領域側に向かう方向となる。このため、基準計測点群１５ａがコイルエンド許容形状を縮小させる方向に移動させられた縮小点群１５ｂは、例えば、二次元画像１３において基準計測点群１５ａによって描かれる限界形状部５５の外形形状に対し、基準計測点群１５ａの内側において相似的に縮小された形状を描くような態様となる。言い換えると、縮小点群１５ｂは、基準計測点群１５ａが内側方向（コイルエンド許容形状を縮小させる方向）にオフセットされたものである。
【０１８２】
そして、二次元画像１３における基準計測点群１５ａから縮小点群１５ｂへの移動は、前述したように環状部５４が用いられて把握されたワーク偏心量を表す計測点ばらつきＤに基づいて行われる。つまり、計測点ばらつきＤに基づいて、基準計測点群１５ａから縮小点群１５ｂへの移動量が導かれる。
【０１８３】
計測点ばらつきＤに基づく基準計測点群１５ａから縮小点群１５ｂへの移動（基準計測点群１５ａのオフセット）については、例えば、計測点ばらつきＤの計測値分だけ移動させられる。この場合、前述したように例えば内外判定が二次元画像１３を表すＸ−Ｚ平面におけるＺ座標が用いられて行われるときは、基準計測点群１５ａが、Ｚ方向に計測点ばらつきＤの計測値に相当する距離（符号Ｅ参照）だけ、内側方向（図１５において下側方向）に移動させられる。
【０１８４】
なお、基準計測点群１５ａのオフセットは、計測点ばらつきＤの計測値が基準計測点群１５ａの移動距離としてそのまま用いられて行われる場合に限定されない。基準計測点群１５ａのオフセットは、例えば、基準計測点群１５ａの各計測点についての二次元画像１３における座標値（例えばＺ座標の値）に、計測点ばらつきＤの計測値から導かれる所定の係数がかけられたりすることにより行われてもよい。
【０１８５】
このようにして基準計測点群１５ａが計測点ばらつきＤに基づいて移動させられた縮小点群１５ｂが、内外判定における基準データとして作成される。つまり、縮小点群１５ｂにより、二次元画像１３においてステータコイル１０のコイルエンド１０ｂの部分の外形形状についての許容範囲を規定する境界が形成される。したがって、図１５において、限界形状部５５の形状を表す基準計測点群１５ａ（実線）に対し、破線で示される縮小点群１５ｂは、コイルエンド許容形状を表す。
【０１８６】
内外判定に用いられる基準データとして作成される点群が、計測点ばらつきＤに基づいて基準計測点群１５ａから縮小点群１５ｂに移動させられる（縮小される）ことは、コイルエンド許容形状がワーク偏心量に基づいて縮小されることに対応する。そして、コイルエンド許容形状が縮小されることは、形状良否判定における判定基準が厳しくなることに対応する。
【０１８７】
このように、内外判定に用いられる基準データの作成に際し、計測点ばらつきＤに基づいて基準計測点群１５ａがオフセットされることで、検査設備の機構的要因による判定誤差も考慮したコイルエンド許容形状の定義が可能となる。つまり、基準データの作成に際し、検査設備におけるワーク偏心量が計測点ばらつきＤとして反映されるため、基準データによって定義されるコイルエンド許容形状がワーク偏心量を織り込んだサイズのものとなる。これにより、検査設備においてワーク偏心量が存在する場合であっても、コイルエンド形状検査における検査精度を確保することができる。
【０１８８】
以上のように、本実施形態のマスターワーク３０は、治具形状部分として、第一の形状部分であるスリット部５１と、第二の形状部分である頂点形成部５２と、第三の形状部分である段差部５３と、第四の形状部分である環状部５４とを有する。また、本実施形態のマスターワーク３０は、コイルエンド許容形状の作成（基準データの作成）に用いられる形状部分として、第五の形状部分である限界形状部５５を有する。なお、本実施形態のマスターワーク３０においては、これらの各形状部分は、コイルエンド部３２に形成されているが、これに限定されるものではない。つまり、マスターワーク３０が有する各形状部分は、その一部または全部がマスターワーク３０のステータコア部３１に形成されてもよい。
【０１８９】
本実施形態のマスターワーク３０が用いられて行われる、検査設備における精度確認を含むコイルエンド許容形状の作成フローの一例について、図１６に示すフロー図を用いて説明する。
【０１９０】
図１６に示すように、本例においては、まず、マスターワーク３０が有するスリット部５１によるスリット光１１の照射位置の調整が行われる（Ｓ１１０）。つまり、スリット部５１が用いられ、光切断スキャナ７の姿勢の確認が行われる。スリット光１１の照射位置の調整が行われた後、マスターワーク３０の全周計測が行われる（Ｓ１２０）。つまり、マスターワーク３０が検査設備に対してセット状態とされ、回転させられることで、光切断法による計測が開始され、マスターワーク３０が有する各治具形状部分についての画像データ（スリット画像、以下同じ。）が取得される。
【０１９１】
次に、頂点形成部５２による二次元画像１３の撮像位置の調整が行われる（Ｓ１３０）。つまり、頂点形成部５２についての画像データに基づいて、光切断スキャナ７の組付け位置の誤差の確認・算出が行われ、光切断スキャナ７の位置の調整が行われる。次に、段差部５３による二次元画像１３における寸法の調整が行われる（Ｓ１４０）。つまり、段差部５３についての画像データに基づいて、カメラ３の画面上における寸法誤差の確認が行われる。
【０１９２】
次に、環状部５４によるワーク偏心量の把握が行われる（Ｓ１５０）。つまり、環状部５４についての画像データに基づいて、ワーク偏心量が確認され、計測点ばらつきＤが計測される。次に、限界形状部５５によるデータの取得が行われる（Ｓ１６０）。つまり、限界形状部５５についての画像データとして、限界形状部５５を構成する各部についての基準計測点群１５ａが取得される。かかるステップＳ１６０において、限界形状部５５についての画像データから、縮小される前のコイルエンド許容形状が作成される。
【０１９３】
そして、限界形状部５５についてのデータの取得が行われた後、ワーク偏心量に基づくデータの縮小が行われる（Ｓ１７０）。つまり、環状部５４によって把握されたワーク偏心量を表す計測点ばらつきＤに基づいて、基準計測点群１５ａが縮小点群１５ｂとしてオフセットさせられ、コイルエンド許容形状が縮小させられる。上記ステップＳ１６０およびＳ１７０により、内外判定に用いられるコイルエンド許容形状、つまり基準データが作成される。なお、上記ステップＳ１１０〜Ｓ１５０については、その順序は特に限定されない。ただし、ステップＳ１３０〜Ｓ１５０については、ステップＳ１２０の後に行われる。
【０１９４】
このように、本実施形態のマスターワーク３０が用いられることで、計測の寸法誤差および検査設備の機構的要因による計測誤差の定量化、ならびに検査設備の機構的要因による判定誤差を考慮したコイルエンド許容形状の作成が、光切断スキャナ７等の計測器が検査設備に取り付けられた状態で一度に実施可能となる。
【０１９５】
以上説明した本実施形態の形状検査方法およびマスターワーク３０によれば、光切断法による形状検査において、検査設備からの計測器の取外し等を必要とせず、検査精度に影響する検査設備についての誤差を確認・評価することができる。
【０１９６】
すなわち、マスターワーク３０が有するスリット部５１および頂点形成部５２によれば、光切断スキャナ７の設置状態のまま、スリット光１１の照射位置の調整および二次元画像１３の撮像位置の調整が行われる。つまり、スリット部５１により、設置状態の光切断スキャナ７の取付け角度が保証され、頂点形成部５２により、設置状態の光切断スキャナ７の組付け位置が確認される。これにより、光切断スキャナ７による計測範囲の保証が可能となる。
【０１９７】
また、マスターワーク３０が有する段差部５３によれば、設置状態の光切断スキャナ７によって段差部５３が計測されることで、設置状態の光切断スキャナ７についての寸法誤差が確認される。これにより、光切断スキャナ７の寸法誤差の確認に際し、確認ごとの光切断スキャナ７の検査設備に対する取外しおよび組付け作業が不要となる。
【０１９８】
また、マスターワーク３０が有する環状部５４によれば、設置状態の光切断スキャナ７によって環状部５４が計測されることで、検査設備におけるワーク偏心量が把握される。このように環状部５４が計測されることで把握されたワーク偏心量に基づいて、限界形状部５５が計測されることで作成されたコイルエンド許容形状が縮小される。これにより、検査設備の機構的要因による計測誤差も形状良否判定において考慮することができるため、検査設備による検査の信頼性の向上を図ることができる。
【０１９９】
そして、スリット部５１、頂点形成部５２、段差部５３、環状部５４、および限界形状部５５の全ての形状部分が、一つのマスターワーク３０に統合されることで、光切断スキャナ７の精度確認および校正作業の単純化、ならびに工数の低減化を図ることが可能となる。
【０２００】
本発明に係る形状検査用治具の実施例について、図１７を用いて説明する。なお、本実施例の説明においては、前述した実施形態に対応する部分については同一の符号を付して適宜説明を省略する。また、図１７においては、形状検査用治具としてのマスターワーク３０においてステータコア部３１の上下両側にそれぞれ形成されるコイルエンド部３２のうち、一側（上側）のコイルエンド部３２についてのみ図示する。ただし、上下のコイルエンド部３２は、ステータコア部３１に対して同様の形状（例えばステータコア部３１を介して上下に対称な形状）を有する。
【０２０１】
図１７に示すように、本実施例に係るマスターワーク３０は、アルミニウムを材料として構成され、アルマイト処理等の、二次元画像１３の取得に適した表面処理が施されている。また、本実施例に係るマスターワーク３０は、ステータコア部３１において、三個（図示では二個）のボルトボス部３１ｃを有する。三個のボルトボス部３１ｃは、ステータコア部３１の外周面部３１ａにおいて周方向に略等間隔を隔てて形成される。
【０２０２】
また、本実施例に係るマスターワーク３０は、コイルエンド部３２において、四つのスリット部５１を有する。四つのスリット部５１は、コイルエンド部３２において周方向に略等間隔を隔てて形成される。
【０２０３】
また、本実施例に係るマスターワーク３０は、ステータコア部３１において、環状部５４を有する。すなわち、本実施例に係るマスターワーク３０においては、円環状の外形を有するステータコア部３１の内側側面が、円筒状の内周面を形成する。そして、かかるステータコア部３１の内側側面の全周部分が、環状部５４として用いられる。その他、本実施例に係るマスターワーク３０は、治具形状部分である頂点形成部５２および段差部５３をそれぞれ一つずつ有する。
【０２０４】
また、本実施例に係るマスターワーク３０は、限界形状部５５として、高さの異なる三種類の形状部分である第一形状部５５ａ、第二形状部５５ｂ、第三形状部５５ｃを、コイルエンド部３２の周方向に別れて（所定の間隔を隔てて）有する。
【０２０５】
以上のような各形状部分を有する本実施例に係るマスターワーク３０においては、図１７に示すように、限界形状部５５の第一形状部５５ａから、時計方向にコイルエンド部３２の周方向に沿って順に、頂点形成部５２、限界形状部５５の第二形状部５５ｂ、一つのスリット部５１、段差部５３、限界形状部５５の第三形状部５５ｃ、および他の三つのスリット部５１が、所定の間隔を隔てて形成されている。そして、ステータコア部３１の内側側面に、環状部５４が形成されている。
【０２０６】
以上のような本実施例に係るマスターワーク３０が用いられ、前述した実施形態に係る形状検査方法が実際に行われることで、光切断スキャナ７等の計測器が検査設備に取り付けられた状態において、検査精度に影響する検査設備についての誤差の確認・評価が可能となる。
【符号の説明】
【０２０７】
１ 形状検査装置
２ レーザ投光部
３ カメラ
７ 光切断スキャナ
１０ ステータコイル
１０ａ ステータコア
１０ｂ コイルエンド
１１ スリット光
１２ 光切断線
１３ 二次元画像（撮像画像）
１５ スリット画像
１５ａ 基準計測点群
１５ｂ 縮小点群
１６ スリット画像
１６ｃ 頂点
１８ スリット画像
１９ スリット画像
３０ マスターワーク（形状検査用治具）
３１ ステータコア部
３１ｂ 端面部（基準面）
３２ コイルエンド部
３２ａ 端面部
３２ｂ 周面部
５１ スリット部（第一の形状部分）
５１ａ スリット
５２ 頂点形成部（第二の形状部分）
５３ 段差部（第三の形状部分）
５３ａ・５３ｂ・５３ｃ 平面部
５４ 環状部（第四の形状部分）
５５ 限界形状部（第五の形状部分）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばハイブリッド自動車や電気自動車等に搭載される車両駆動用モータを構成するステータコイルに好適に用いられるステータコイルの形状検査方法、およびステータコイルの形状検査に用いられる形状検査用治具に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば自動車等に搭載されるモータとして、ステータコイルがアルミ製等のケースによって覆われる構成を有するものがある。ここで、ステータコイルとは、ステータコア（固定子鉄心）に複数のコイルが巻き付けられたものである。具体的には、ステータコイルを構成するステータコアは、例えば円環状の外形を有するとともに、その内側に複数のティース（内歯）を有する。このステータコアに対し、コイルが、隣り合うティース間に形成されるスロットに挿入され、ティースに巻き付けられる。例えば三相モータの場合、Ｕ相コイル、Ｖ相コイル、およびＷ相コイルが備えられ、これら各相のコイルが所定のスロットに挿入されてティースに巻き付けられる。このようにして構成されるステータコイルにおいては、ステータコアの上下（表裏）に、コイル部分であるコイルエンドが形成される。そして、このコイルエンドの部分が、モータにおいてケースによって覆われる部分となる。
【０００３】
このような構成を備えるモータにおいては、ステータコイルのコイルエンドの部分とそれを覆うケースとの間の絶縁を確保する等の観点から、ステータコイルについて、そのコイルエンドの部分の形状の検査（以下「コイルエンド形状検査」という。）が行われる場合がある。すなわち、コイルエンド形状検査においては、所定の形状を有するケースに対するコイルエンドの形状（外形）が、ケース−コイルエンド間の絶縁に必要な間隔が確保されるような形状であるか否かの判定が行われる。
【０００４】
こうしたコイルエンド形状検査においては、光切断法と呼ばれる、物体の三次元形状計測の技術を用いることが検討されている。光切断法においては、ワーク（測定対象物）に対して、スリット光（レーザ光等によるスリット状の光）が照射される。スリット光が照射されたワークの表面には、その断面形状に応じて光切断線（反射光の輝線）が形成される。このワークの表面に形成された光切断線が、カメラ等の撮像手段によって受光され撮像される。この撮像された光切断線に基づいて、三角測量の原理が用いられてワークの表面上（光切断線上）の各点の三次元座標が計測される。こうした計測が、スリット光がワークに対して走査（スキャニング）されながら行われることで、ワークの三次元形状が計測される。
【０００５】
このような光切断法がコイルエンド形状検査に用いられる場合、例えば次のような態様での検査が行われる。すなわち、ワークとなるステータコイルは、コイルエンドの部分を含め略円環形状の外形を有する。このため、ステータコイルは、コイルエンド形状検査に際し、略円環形状における中心軸を回転軸として回転可能に支持される。これに対し、レーザ投光器等のスリット光を照射するための構成、およびカメラ等の光切断線を撮像するための構成を含む計測器が、例えばステータコアにおける表側および裏側それぞれのステータコイル用として複数用いられ、所定の場所に取り付けられた状態で設けられる。
【０００６】
そして、コイルエンドに対するスリット光の照射、およびこのスリット光の照射によってコイルエンドの表面に形成される光切断線の撮像が、回転するステータコイルに対して一定の位置について（所定の位置に対して照射されるスリット光の走査位置がステータコイルの回転によって相対的に変化するように）行われる。これにより、コイルエンドの部分の全周にわたって、スリット光の照射および光切断線の撮像が行われる。
【０００７】
このようなコイルエンド形状検査においては、計測器の取付け位置の誤差や、計測器が有する寸法誤差や、ステータコイルの搬送機構（回転機構）の構造上生じうる現象を要因とする計測誤差等が原因となり、検出漏れ等の問題が生じる場合がある。なお、計測器が有する寸法誤差については、検査設備において所定の場所に取り付けられる計測器が設備側から取り外された状態であれば、例えばブロックゲージ等を用いることで評価することが可能となる。しかし、計測器が検査設備において所定の場所に取り付けられた状態のままでは、計測器が有する寸法誤差の評価を行うことは困難である。
【０００８】
また、計測誤差の要因としてステータコイルの搬送機構において構造上生じうる現象としては、ステータコイルの搬送機構に対する回転軸心のずれがある。ステータコイルの回転軸心のずれについては、例えばダイヤルゲージ等を用いた物理的方法によって評価することが可能である。しかし、ダイヤルゲージ等による回転軸心のずれについての計測値は、回転軸心のずれを原因とする計測器における計測誤差と必ずしも一致しない。つまり、ダイヤルゲージ等を用いた物理的方法による回転軸心のずれの評価は、ステータコイルの搬送機構および計測器を含む検査設備全体としての評価とはなりにくい。このため、ダイヤルゲージ等を用いた物理的方法によれば、ステータコイルの回転軸心のずれに基づく検査設備全体としての計測誤差が不明確である。
【０００９】
特許文献１には、光切断法による検査システムにおいて、イメージセンサ等の計測器の角度および位置のずれを検出するための技術が開示されている。特許文献１では、形状等が既知であるマーカーが検査設備上で計測されることで、イメージセンサ等の計測器の角度および位置のずれが検出される。
【００１０】
具体的には、スリット光が照射されたマーカーが、イメージセンサにより検出され、ディスプレイ装置の画面上に表示させられる。そして、画面上の映像の、所定の適正な位置からのずれに基づき、イメージセンサ等の計測器の角度および水平・垂直方向の位置のずれが検出される。このような技術が、光切断法を用いたコイルエンド形状検査に応用されることで、計測器の取付け位置の誤差等の確認・評価を行うことができるとも考えられる。
【００１１】
しかし、特許文献１に開示されている内容によれば、イメージセンサ等の計測器の位置ずれ等について、計測器と、計測対象である搬送物を搬送するベルトコンベア（搬送機構）との相対評価のみが行われている。すなわち、特許文献１においては、前記のとおり計測されるマーカーが搬送機構との関係において常に同じ位置にあるという想定のもと、計測器の位置ずれ等が検出されている。このため、特許文献１の技術においては、搬送機構自体が有する不確かさによる計測誤差は想定外であると言える。また、特許文献１の技術においては、計測器が有する寸法誤差は考慮されていない。
【００１２】
以上のように、光切断法を用いたコイルエンド形状検査においては、計測器の取付け位置の誤差や、計測器が有する寸法誤差や、ステータコイルの搬送機構（回転機構）の構造上生じうる現象を要因とする計測誤差等を、確認・評価するための方法が必要とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開平８−７５４３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、光切断法による形状検査において、検査設備からの計測器の取外し等を必要とせず、検査精度に影響する検査設備についての誤差を確認・評価することができるステータコイルの形状検査方法および形状検査用治具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【００１６】
すなわち、請求項１においては、ステータコアとこれに巻き付けられるコイルによって形成されるコイルエンドとを有するステータコイルを検査対象物とし、対象物体にスリット光を照射することで得られる反射光の撮像画像を取得する光切断法を用い、前記ステータコイルに対する前記スリット光の走査位置を連続的に変化させることで前記ステータコイルの各部について取得した前記撮像画像に基づき、前記コイルエンドの部分の形状の良否判定を行うステータコイルの形状検査方法であって、前記撮像画像の取得に適した表面処理が施され、前記ステータコアに対する前記コイルエンドの形状に倣い所定の基準面に対して略円環状に突出する部分として形成されるコイルエンド部を有する形状検査用治具を用い、前記形状検査用治具は、前記コイルエンド部について定まる中心線を通る平面に沿うスリットを形成する形状部分である第一の形状部分と、前記コイルエンド部の突出方向側の端面部と突出方向に沿う周面部との稜線部にて前記中心線を通る平面に沿う断面形状における頂点を形成する形状部分である第二の形状部分と、を有するものであり、前記形状検査用治具を、前記コイルエンドの部分の形状の検査が行われる前記ステータコイルと同様にセットした状態で、前記第一の形状部分を用い、前記スリット光が前記スリットに重なることを基準として、前記スリット光の照射位置の調整を行い、前記第二の形状部分を用い、対象物体を前記形状検査用治具とする前記光切断法により取得される前記撮像画像における前記第二の形状部分についての画像における前記頂点に対応する位置が前記撮像画像を取得するための撮像素子の中心の位置に重なることを基準として、前記撮像画像の撮像位置の調整を行うものである。
【００１７】
請求項２においては、請求項１に記載のステータコイルの形状検査方法において、前記第二の形状部分は、前記頂点となる部分を、前記コイルエンド部の内周側および外周側それぞれの前記稜線部にて形成するものである。
【００１８】
請求項３においては、請求項１または請求項２に記載のステータコイルの形状検査方法において、前記形状検査用治具は、前記スリット光の照射方向に対して垂直な複数の平面部を前記スリット光の照射方向に既知の寸法を隔てて形成する形状部分である第三の形状部分をさらに有するものであり、前記第三の形状部分を用い、対象物体を前記形状検査用治具とする前記光切断法により取得される前記撮像画像における前記第三の形状部分についての画像における前記複数の平面部間の寸法と、前記複数の平面部間の前記既知の寸法との比較により、前記撮像画像における寸法の調整を行うものである。
【００１９】
請求項４においては、請求項３に記載のステータコイルの形状検査方法において、前記第三の形状部分は、前記コイルエンド部の内周側および外周側それぞれについて前記複数の平面部を形成するものである。
【００２０】
請求項５においては、請求項１〜４のいずれか一項に記載のステータコイルの形状検査方法において、前記形状検査用治具は、前記中心線を通る平面に沿う断面形状が前記形状検査用治具の全周にわたって一定の形状部分である第四の形状部分をさらに有するものであり、前記第四の形状部分を用い、対象物体を前記形状検査用治具とする前記光切断法により取得される前記撮像画像における前記第四の形状部分についての画像を形成する計測点のばらつきに基づいて、前記形状検査用治具に対する前記スリット光の走査位置を連続的に変化させるための前記形状検査用治具の移動である前記中心線に沿う方向を回転軸方向とする回転についての偏心量を把握するものである。
【００２１】
請求項６においては、請求項５に記載のステータコイルの形状検査方法において、前記形状検査用治具を前記コイルエンドの部分の形状の検査が行われる前記ステータコイルと同様にセットした状態とすること、および前記形状検査用治具に対する前記スリット光の走査の少なくともいずれかを、前記計測点の取得をともなって複数回行うことにより、前記計測点のばらつきを計測するものである。
【００２２】
請求項７においては、請求項５または請求項６に記載のステータコイルの形状検査方法において、前記形状検査用治具は、前記コイルエンドの部分の外形形状について良品として許容される最大外形形状を形成する形状部分である第五の形状部分をさらに有するものであり、対象物体を前記形状検査用治具とする前記光切断法により取得した前記第五の形状部分の表面に形成される光切断線を捉えた前記撮像画像における計測点の集合である基準計測点群を前記計測点のばらつきに基づいて前記最大外形形状を縮小させる方向に移動させたものを、前記良否判定における判定基準となる基準データとして作成し、対象物体を前記ステータコイルとする前記光切断法により取得した前記コイルエンドの部分の表面に形成される光切断線を捉えた前記撮像画像における計測点である実計測点を、前記基準データと比較することにより、前記良否判定を行うものである。
【００２３】
請求項８においては、ステータコアとこれに巻き付けられるコイルによって形成されるコイルエンドとを有するステータコイルを検査対象物とし、対象物体にスリット光を照射することで得られる反射光の撮像画像を取得する光切断法を用い、前記ステータコイルに対する前記スリット光の走査位置を連続的に変化させることで前記ステータコイルの各部について取得した前記撮像画像に基づき、前記コイルエンドの部分の形状の良否判定を行うステータコイルの形状検査方法に用いられる形状検査用治具であって、前記撮像画像の取得に適した表面処理が施され、前記ステータコアに対する前記コイルエンドの形状に倣い所定の基準面に対して略円環状に突出する部分として形成されるコイルエンド部を有するとともに、前記コイルエンド部について定まる中心線を通る平面に沿うスリットを形成する形状部分である第一の形状部分と、前記コイルエンド部の突出方向側の端面部と突出方向に沿う周面部との稜線部にて前記中心線を通る平面に沿う断面形状における頂点を形成する形状部分である第二の形状部分と、を有し、前記コイルエンドの部分の形状の検査が行われる前記ステータコイルと同様にセットされた状態で、前記第一の形状部分が用いられ、前記スリット光が前記スリットに重なることを基準として、前記スリット光の照射位置の調整が行われ、前記第二の形状部分が用いられ、前記光切断法の対象物体とされることで取得される前記撮像画像における前記第二の形状部分についての画像における前記頂点に対応する位置が前記撮像画像を取得するための撮像素子の中心の位置に重なることを基準として、前記撮像画像の撮像位置の調整が行われるものである。
【００２４】
請求項９においては、請求項８に記載の形状検査用治具において、前記第二の形状部分は、前記頂点となる部分を、前記コイルエンド部の内周側および外周側それぞれの前記稜線部にて形成するものである。
【００２５】
請求項１０においては、請求項８または請求項９に記載の形状検査用治具において、前記形状検査用治具は、前記スリット光の照射方向に対して垂直な複数の平面部を前記スリット光の照射方向に既知の寸法を隔てて形成する形状部分である第三の形状部分をさらに有するものであり、前記第三の形状部分が用いられ、前記光切断法の対象物体とされることで取得される前記撮像画像における前記第三の形状部分についての画像における前記複数の平面部間の寸法と、前記複数の平面部間の前記既知の寸法との比較により、前記撮像画像における寸法の調整が行われるものである。
【００２６】
請求項１１においては、請求項１０に記載の形状検査用治具において、前記第三の形状部分は、前記コイルエンド部の内周側および外周側それぞれについて前記複数の平面部を形成するものである。
【００２７】
請求項１２においては、請求項８〜１１のいずれか一項に記載の形状検査用治具において、前記形状検査用治具は、前記中心線を通る平面に沿う断面形状が前記形状検査用治具の全周にわたって一定の形状部分である第四の形状部分をさらに有するものであり、前記第四の形状部分が用いられ、前記光切断法の対象物体とされることで取得される前記撮像画像における前記第四の形状部分についての画像を形成する計測点のばらつきに基づいて、前記形状検査用治具に対する前記スリット光の走査位置を連続的に変化させるための前記形状検査用治具の移動である前記中心線に沿う方向を回転軸方向とする回転についての偏心量が把握されるものである。
【００２８】
請求項１３においては、請求項１２に記載の形状検査用治具において、前記形状検査用治具を前記コイルエンドの部分の形状の検査が行われる前記ステータコイルと同様にセットした状態とすること、および前記形状検査用治具に対する前記スリット光の走査の少なくともいずれかが、前記計測点の取得をともなって複数回行われることにより、前記計測点のばらつきが計測されるものである。
【００２９】
請求項１４においては、請求項１２または請求項１３に記載の形状検査用治具において、前記形状検査用治具は、前記コイルエンドの部分の外形形状について良品として許容される最大外形形状を形成する形状部分である第五の形状部分をさらに有するものであり、前記光切断法の対象物体とされることで取得された前記第五の形状部分の表面に形成される光切断線を捉えた前記撮像画像における計測点の集合である基準計測点群が前記計測点のばらつきに基づいて前記最大外形形状を縮小させる方向に移動させられたものが、前記良否判定における判定基準となる基準データとして作成され、対象物体を前記ステータコイルとする前記光切断法により取得された前記コイルエンドの部分の表面に形成される光切断線を捉えた前記撮像画像における計測点である実計測点が、前記基準データと比較されることにより、前記良否判定が行われるものである。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
すなわち、本発明によれば、光切断法による形状検査において、検査設備からの計測器の取外し等を必要とせず、検査精度に影響する検査設備についての誤差を確認・評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態に係る形状検査装置の構成を示す図。
【図２】同じく形状検査装置の概観を示す図。
【図３】二次元画像の一例を示す図。
【図４】マスターワークを示す斜視図。
【図５】マスターワークのスリット部についての計測状態を示す図。
【図６】マスターワークの頂点形成部についての計測状態を示す図。
【図７】頂点形成部についてのスリット画像を示す図。
【図８】頂点形成部についての好ましい形態を示す図。
【図９】マスターワークの段差部についての計測状態を示す図。
【図１０】段差部についてのスリット画像を示す図。
【図１１】段差部についての好ましい形態を示す図。
【図１２】マスターワークの環状部についての計測状態を示す図。
【図１３】環状部についてのスリット画像を示す図。
【図１４】図１３におけるＢ部分拡大図。
【図１５】コイルエンド許容形状の作成についての説明図。
【図１６】検査設備における精度確認を含むコイルエンド許容形状の作成フローの一例を示すフロー図。
【図１７】マスターワークの一実施例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
本発明は、モータを構成するステータコイルの形状検査において、コイルエンドの部分の形状の良否判定を行うに際し、光切断法を用いるとともに、判定基準（比較の対象）として、良品形状を有する実際のワークではなく、所定の形状等を有する判定基準用のワークであるマスターワークを用いるものである。そして、このマスターワークに所定の形状部分を含ませることで、マスターワークを光切断法による形状検査における計測器の配置等についての治具として用いようとするものである。以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００３３】
図１および図２に示すように、本実施形態に係るステータコイルの形状検査装置（以下単に「形状検査装置」という。）１は、ステータコイル１０を検査対象物（ワーク）とする。ステータコイル１０は、ステータコア１０ａとこれに巻き付けられるコイルによって形成されるコイルエンド１０ｂとを有する。ステータコイル１０は、全体として略円環形状を有する。本実施形態のステータコイル１０は、自動車等に搭載される車両駆動用の三相モータを構成するものである。
【００３４】
ステータコア１０ａは、円環状の外形を有するとともに、その内側に複数のティース（内歯）を有する。このステータコア１０ａに対し、コイルが、隣り合うティース間に形成されるスロットに挿入され、ティースに巻き付けられる。本実施形態のステータコイル１０は、前記のとおり三相モータを構成するものであるため、Ｕ相コイル、Ｖ相コイル、およびＷ相コイルが備えられ、これら各相のコイルが所定のスロットに挿入されてティースに巻き付けられる。このようにして構成されるステータコイル１０においては、ステータコア１０ａの上下（表裏）に、コイル部分であるコイルエンド１０ｂが形成される（図２参照）。そして、ステータコイル１０において、そのコイルエンド１０ｂの部分がケース（図示略）によって覆われることにより、モータが構成される。
【００３５】
形状検査装置１は、前記のような構成を備えるモータにおいて、ステータコイル１０のコイルエンド１０ｂの部分とそれを覆うケースとの間の絶縁を確保する等の観点から、ステータコイル１０について、そのコイルエンド１０ｂの部分の形状の検査を行う。すなわち、形状検査装置１は、所定の形状を有するケースに対するコイルエンド１０ｂの形状（外形）が、ケースとコイルエンド１０ｂとの間の絶縁に必要な間隔が確保されるような形状であるか否かの判定（良否判定）を行う。
【００３６】
形状検査装置１は、ステータコイル１０のコイルエンド１０ｂの形状の良否判定に際し、対象物体にスリット光１１を照射することで得られる反射光の撮像画像である二次元画像を取得する光切断法を用いる。したがって、形状検査装置１は、光切断法を行うための装置構成を備える。
【００３７】
すなわち、図１に示すように、本実施形態に係る形状検査装置１は、照射手段としてのレーザ投光部２と、撮像手段としてのカメラ３と、演算手段としての演算制御部５を含む制御装置４とを備える。
【００３８】
レーザ投光部２は、検査対象物（ワーク）であるステータコイル１０をスリット光１１の照射対象物体としており、ステータコイル１０に対してスリット光１１を照射する。レーザ投光部２は、例えば赤外半導体レーザ等のレーザ光の光源であるレーザ発信器やシリンドリカルレンズ（円筒レンズ）等を有するレーザ出力ユニットとして構成される。
【００３９】
すなわち、レーザ投光部２においては、レーザ発信器から発射されたレーザ光が、シリンドリカルレンズ（図示略）を透過することでスリット光（レーザシート）１１に変換される。そして、レーザ投光部２から投光されるスリット光１１が、ステータコイル１０に照射される。レーザ投光部２からのスリット光１１が照射されたステータコイル１０の表面には、その断面形状に応じて光切断線（反射光の輝線）１２が形成される。
【００４０】
カメラ３は、レーザ投光部２によってステータコイル１０にスリット光１１が照射されることで得られる反射光を撮像する。つまり、カメラ３は、レーザ投光部２によって照射されるスリット光１１によりステータコイル１０の表面に形成される光切断線１２を撮像する。
【００４１】
カメラ３は、光切断線１２、つまりステータコイル１０の表面にて反射するレーザ光（反射光）を受光する受光センサであり、ＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサ等の撮像素子により構成される。そして、カメラ３は、ステータコイル１０の表面に形成される光切断線１２を受光して撮像することにより、光切断線１２についての画像（以下「スリット画像」ともいう。）を、撮像素子の撮像面において二次元画像１３（図３参照）として取得する。カメラ３は、撮像面に対する光切断線１２の結像に際してステータコイル１０の表面からの反射光を受ける受光レンズ（図示略）を有する。
【００４２】
また、カメラ３は、レーザ投光部２からのスリット光１１の照射方向（投光軸方向）に対して光軸（受光軸）が所定角度ずらされた状態で配置される。カメラ３により撮像された光切断線１２についての画像データは、制御装置４に送られる。
【００４３】
制御装置４に備えられる演算制御部５は、カメラ３によって撮像された光切断線１２を含む二次元画像１３から光切断線１２上の各点の三次元座標を計測する。すなわち、演算制御部５は、カメラ３によって撮像された二次元画像１３の画像データに基づいて、レーザ投光部２の位置や、受光レンズのレンズ中心の位置や、ステータコイル１０の表面からの反射光のカメラ３に対する入射角度等から、三角測量の原理により、ステータコイル１０の表面における光切断線１２上の各点（照射点）についての三次元座標を計測する。
【００４４】
つまり、この光切断線１２上の各点の三次元座標が、演算制御部５による計測データ（コイルエンド１０ｂの断面形状に対応する位置データ）となる。一つの光切断線１２についての計測データにより、コイルエンド１０ｂの輪郭線が計測される。
【００４５】
そして、演算制御部５は、ステータコイル１０にスリット光１１を照射することで得られる反射光の撮像画像である二次元画像１３を取得し、この二次元画像１３に基づいて、コイルエンド１０ｂの形状の良否判定（以下「形状良否判定」ともいう。）を行う。すなわち、演算制御部５は、後述するように形状良否判定に際して予め設定される判定基準としてのデータ（基準データ）を、検査対象物であるステータコイル１０についての計測データの比較対象とし、これらの比較によって形状良否判定を行う。かかる形状良否判定により、ステータコイル１０について良品であるか不良品であるかの判定が行われる。
【００４６】
ステータコイル１０に照射されるスリット光１１の位置は、走査（スキャニング）され所定間隔ごとに更新される。これにより、ステータコイル１０に対するスリット光１１の各走査位置（照射位置）に対応する光切断線１２を含む二次元画像１３が得られる。つまり、演算制御部５は、ステータコイル１０に対するスリット光１１の各走査位置（照射位置）における計測データを連続的に求める。
【００４７】
ステータコイル１０に対するスリット光１１の走査に際し、本実施形態の形状検査装置１は、次のような構成を備える。図１に示すように、本実施形態の形状検査装置１においては、レーザ投光部２とカメラ３とが、互いに所定の位置関係となる状態で、ケース６内に収容される。すなわち、レーザ投光部２およびカメラ３は、ケース６内に収容されることで、一体的なユニットである光切断スキャナ７として構成される。
【００４８】
図２に示すように、本実施形態の形状検査装置１は、四つの光切断スキャナ７（７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ）を備える。これら四つの光切断スキャナ７は、ステータコイル１０においてステータコア１０ａを介して上下（図２における上下、以下同じ。）に形成されるコイルエンド１０ｂそれぞれに対して二つずつ設けられる。また、上下それぞれのコイルエンド１０ｂに対して設けられる二つの光切断スキャナ７は、略円環形状となるコイルエンド１０ｂに対して、一方の光切断スキャナ７が外側から、他方の光切断スキャナ７が内側からスリット光１１を照射する。
【００４９】
具体的には、本実施形態の形状検査装置１は、図２に示すように、光切断スキャナ７として、四つの光切断スキャナ７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄを備える。光切断スキャナ７ａは、上側のコイルエンド１０ｂに対して外側斜め上方からスリット光１１を照射する。光切断スキャナ７ｂは、同じく上側のコイルエンド１０ｂに対して内側斜め上方からスリット光１１を照射する。光切断スキャナ７ｃは、下側のコイルエンド１０ｂに対して外側斜め下方からスリット光１１を照射する。光切断スキャナ７ｄは、同じく下側のコイルエンド１０ｂに対して内側斜め下方からスリット光１１を照射する。
【００５０】
これら四つの光切断スキャナ７によって照射されるスリット光１１は、全体として略円環形状を有するステータコイル１０に対して、そのステータコイル１０の円周方向が走査方向とされる。本実施形態では、ステータコイル１０と光切断スキャナ７との関係において、ステータコイル１０がその略円環形状における中心軸方向を回転軸方向として回転することにより、スリット光１１がステータコイル１０に対して走査される。
【００５１】
ステータコイル１０に対してスリット光１１が照射される部分は、少なくとも形状良否判定が行われるコイルエンド１０ｂの部分を含む部分となる。したがって、四つの光切断スキャナ７によってステータコイル１０に対してスリット光１１が照射された状態で、ステータコイル１０が一回転することにより、少なくともコイルエンド１０ｂの部分の全体に対して順にスリット光１１が照射されることとなる。
【００５２】
ステータコイル１０および光切断スキャナ７は、支持装置２０に対して支持される。支持装置２０は、平板状に構成される支持台２１を備える。支持台２１は、その一側（下側）の板面に対して設けられる柱状の脚部２２により、床面等に対して略平行となるように所定の高さ位置に支持される。ステータコイル１０は、支持台２１に対して回転可能に支持される。ステータコイル１０は、支持台２１において、例えばモータ等を駆動源とする回転駆動機構によって、前記のとおり中心軸方向を回転軸方向として回転可能に支持される（矢印Ａ参照）。
【００５３】
ステータコイル１０は、支持台２１に対して、上下のコイルエンド１０ｂが、支持台２１の上側および下側にてそれぞれ露出する状態で支持される。つまり、ステータコイル１０は、支持台２１を上下方向に貫通した状態で、支持台２１に対して支持される。そして、支持台２１の上側に露出するコイルエンド１０ｂに対して、支持台２１の上側に配置される光切断スキャナ７ａ、７ｂ（以下「上側光切断スキャナ７ａ、７ｂ」ともいう。）が設けられ、支持台２１の下側に露出するコイルエンド１０ｂに対して、支持台２１の下側に配置される光切断スキャナ７ｃ、７ｄ（以下「下側光切断スキャナ７ｃ、７ｄ」ともいう。）が設けられる。
【００５４】
上側光切断スキャナ７ａ、７ｂは、支持装置２０が備える上支持ステー２４に支持される。上支持ステー２４は、支持台２１の上面側に設けられる。上支持ステー２４は、例えば図２に示すように、支持台２１の上面に対して立設される二本の柱部２４ａと、これらを各柱部２４ａの上端部にて連結する梁部２４ｂとを有し、全体として略門状に構成される。この上支持ステー２４に対して、上側光切断スキャナ７ａ、７ｂが、スリット光１１の照射方向に応じて、支持台２１に支持されるステータコイル１０に対して所定の姿勢となるように、適宜の方法で支持される。
【００５５】
下側光切断スキャナ７ｃ、７ｄは、支持台２１の下側において、上側光切断スキャナ７ａ、７ｂの場合と同様の構成によって配置支持される。すなわち、下側光切断スキャナ７ｃ、７ｄは、支持台２１の下側に設けられ二本の柱部２５ａと梁部２５ｂとを有し全体として略門状に構成される下支持ステー２５に、ステータコイル１０に対して所定の姿勢となるように支持される。
【００５６】
このように、ステータコイル１０および四つの光切断スキャナ７を支持する支持装置２０により、各光切断スキャナ７から照射されるスリット光１１のステータコイル１０に対する走査が行われる。すなわち、支持装置２０において所定の姿勢で支持される各光切断スキャナ７からスリット光１１が照射されている状態で、支持台２１に支持されるステータコイル１０が回転させられることにより、スリット光１１のステータコイル１０に対する走査位置（照射位置）が、ステータコイル１０の円周方向に連続的に変化させられる。
【００５７】
これにより、ステータコイル１０に対して照射され円周方向に走査されながら所定間隔ごとに更新されるスリット光１１の各走査位置についての二次元画像１３が取得される。つまり、ステータコイル１０の各部の断面形状を反映した光切断線１２を含む二次元画像１３が、所定の回数（例えば二千回程度）で更新されるスリット光１１の各走査位置にて取得される。
【００５８】
なお、ステータコイル１０に対するスリット光１１の走査のための構成は、本実施形態に限定されるものではない。スリット光１１の走査に際しては、例えば、回動可能に設けられスリット光１１を反射させるミラーを備える構成が用いられてもよい。かかる構成においては、ミラーによるスリット光１１の反射方向が、ミラーの角度によって偏向されることで、スリット光１１がステータコイル１０に対して走査されることとなる。
【００５９】
また、本実施形態では、ステータコイル１０に対するスリット光１１の走査のための構成として、ステータコイル１０側が移動（回転）する構成が採用されているが、これに限定されるものではない。つまり、ステータコイル１０に照射されるスリット光１１が、ステータコイル１０に対して相対的に走査方向に移動するように、ステータコイル１０および光切断スキャナ７の少なくともいずれかが移動可能に設けられる構成であればよい。また、本実施形態では四つ備えられる光切断スキャナ７の台数についても、特に限定されるものではない。つまり、形状検査装置１においては、一台以上の光切断スキャナ７が備えられればよい。
【００６０】
制御装置４は、ステータコイル１０の三次元形状を計測する演算制御部５に加え、入力部１４と、表示部１７とを備える。
【００６１】
演算制御部５は、形状検査装置１の一連の動作を制御する。演算制御部５は、プログラム等を格納する格納部、プログラム等を展開する展開部、プログラム等に従って所定の演算を行う演算部、演算部による演算結果等を保管する保管部等を有する。
【００６２】
演算制御部５としては、具体的には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等がバスで接続される構成や、ワンチップのＬＳＩ等からなる構成が用いられる。演算制御部５としては、専用品のほか、市販のパーソナルコンピュータやワークステーション等に上記プログラム等が格納されたものが用いられる。
【００６３】
入力部１４は、演算制御部５に接続され、演算制御部５に形状検査装置１の動作に係る種々の情報・指示等を入力する。入力部１４としては、専用品のほか、市販のキーボード、マウス、ポインティングデバイス、ボタン、スイッチ等が用いられる。
【００６４】
表示部１７は、演算制御部５に接続され、形状検査装置１の動作状況、入力部１４から演算制御部５への入力内容、形状検査装置１による検査結果等を表示する。表示部１７による表示内容には、光切断線１２についての画像であるスリット画像１５が含まれる。表示部１７としては、専用品のほか、市販のモニターや液晶ディスプレイ等が用いられる。
【００６５】
以上のように、本実施形態の形状検査装置１は、ステータコイル１０を検査対象物とし、光切断法を用い、ステータコイル１０に対するスリット光１１の走査位置を連続的に変化させることでステータコイル１０の各部について取得した二次元画像１３に基づき、形状良否判定を行う。
【００６６】
以上のような構成を備える形状検査装置１が用いられて行われる本実施形態に係るステータコイルの形状検査方法（以下単に「形状検査方法」という。）について説明する。本実施形態の形状検査方法は、ステータコイル１０を検査対象物とし、光切断法を用い、ステータコイル１０に対するスリット光１１の走査位置を連続的に変化させることでステータコイル１０の各部について取得した二次元画像１３に基づき、形状良否判定を行うものである。
【００６７】
そして、本実施形態の形状検査方法では、形状良否判定における判定基準となる基準データの取得・作成のため、実際のワークとしてのステータコイル１０とは異なるマスターワーク３０（図４参照）が用いられる。つまり、マスターワーク３０が用いられて取得・作成された基準データと、検査対象物としてのステータコイル１０について取得された計測データとが比較されることにより、そのステータコイル１０についての形状良否判定が行われる。
【００６８】
図４に示すように、本実施形態におけるマスターワーク３０は、全体として、実際のワークであるステータコイル１０の外形形状に対する模式的な外形形状を有する。したがって、マスターワーク３０は、ステータコイル１０のステータコア１０ａに対応する部分であるステータコア部３１と、このステータコア部３１に対して上下方向（略円環形状の中心軸方向）の両側に形成される、コイルエンド１０ｂに対応する部分であるコイルエンド部３２とを有する。
【００６９】
なお、以下の説明に用いる図４等のマスターワーク３０を示す図面においては、マスターワーク３０においてステータコア部３１の上下両側にそれぞれ形成されるコイルエンド部３２のうち、一側（上側）のコイルエンド部３２についてのみ詳細に図示する。ただし、上下のコイルエンド部３２は、ステータコア部３１に対して同様の形状（例えばステータコア部３１を介して上下に対称な形状）を有する。
【００７０】
また、ステータコア部３１の上側のコイルエンド部３２は、上側光切断スキャナ７ａ、７ｂに関係し、下側のコイルエンド部３２は、下側光切断スキャナ７ｃ、７ｄに関係する。そして、各光切断スキャナ７のコイルエンド部３２に対する関係性も同様である。このため、以下では、一側（上側）に配置される光切断スキャナ７（上側光切断スキャナ７ａ、７ｂ）を用いて説明し、上下で同じ側に配置される光切断スキャナ７のうちの一方、あるいは他側（下側）に配置される光切断スキャナ７（下側光切断スキャナ７ｃ、７ｄ）については、説明を適宜省略する。
【００７１】
ステータコア部３１は、略円筒状の外周面を形成する外周面部３１ａと、外周面部３１ａの上下に位置する円環状の平面を形成する端面部３１ｂとから形成される円環状の外形を有する。ステータコア部３１は、全体として略円環形状を有するステータコイル１０における大径部分である。ステータコア部３１における上下の各端面部３１ｂに、コイルエンド部３２が形成される。
【００７２】
ステータコア部３１においては、外周面部３１ａに、複数のボルトボス部が設けられる（図１７、ボルトボス部３１ｃ参照）。ボルトボス部は、ステータコイル１０においてステータコア１０ａに設けられるボルトボス部（図示略）に対応する部分である。ボルトボス部は、ケース取付け用のボルト孔を有する。
【００７３】
また、マスターワーク３０が有するボルトボス部は、マスターワーク３０がコイルエンド１０ｂの部分の形状の検査が行われるステータコイル１０と同様にセットされる際に用いられる。つまり、マスターワーク３０は、外周面部３１ａに設けられるボルトボス部を用いて、回転駆動機構を有する支持台２１に対してステータコイル１０と同様の位置および姿勢に位置決めされた状態でセットされる。また、マスターワーク３０が有するボルトボス部は、マスターワーク３０について、例えば二次元画像１３における計測点の座標の位置基準等としても用いられる。
【００７４】
ステータコア部３１の上下に形成されるコイルエンド部３２は、ステータコイル１０のコイルエンド１０ｂの部分を模擬する部分である。コイルエンド部３２は、ステータコア部３１に対して、ステータコア部３１が有する上下の端面部３１ｂからの略円環状の突出部分として形成される。各コイルエンド部３２は、その一部に、ステータコイル１０のコイルエンド１０ｂの外形形状について予め定められる最大外形形状を有する形状部分である限界形状部５５を含む。
【００７５】
したがって、マスターワーク３０においては、各コイルエンド部３２が有する限界形状部５５が、コイルエンド１０ｂの部分の外形形状について良品として許容される最大外形形状を形成する形状部分となる。ここで、コイルエンド部３２が有する良品として許容される最大外形形状は、ステータコイル１０に取り付けられるケースとの関係における絶縁が十分に確保されるように設定される、コイルエンド１０ｂの部分の限界の外形形状に対応する。つまり、限界形状部５５は、その断面形状により、コイルエンド１０ｂの部分の限界の外形形状を規定する。
【００７６】
コイルエンド部３２の外形形状は、ステータコイル１０のコイルエンド１０ｂの外形形状に比して単純である。概略的には、コイルエンド部３２は、略円環形状の略平面部である端面部３２ａと、この端面部３２ａの内側（内周側）および外側（外周側）それぞれに形成される周面部３２ｂとから、全体として略円環状の外形形状となるように形成される。
【００７７】
図４に示すように、限界形状部５５は、周方向に複数の異なる高さの部分を有する。ここで、限界形状部５５の高さは、例えばステータコア部３１の端面部３１ｂを基準とする上下方向の寸法として規定される。
【００７８】
具体的には、限界形状部５５は、周方向に高さの異なる三種類の形状部分として、高さの高い順に、第一形状部５５ａ、第二形状部５５ｂ、および第三形状部５５ｃを有する。これら第一形状部５５ａ、第二形状部５５ｂ、および第三形状部５５ｃの各部における周方向の断面形状（中心軸方向および径方向に平行となる断面の形状）は、それぞれの部分において同一となる。
【００７９】
なお、本実施形態では、限界形状部５５を構成する第一形状部５５ａ、第二形状部５５ｂ、および第三形状部５５ｃは、コイルエンド部３２において一箇所にまとまって（連続する部分として）存在するが、コイルエンド部３２の周方向に別れて存在してもよい。つまり、限界形状部５５を構成する各形状部は、間にコイルエンド部３２を形成する他の部分を介して存在してもよい。
【００８０】
本実施形態のマスターワーク３０は、その外形形状が、前記のとおり限界形状部５５について設定される最大外形形状や、ステータコイル１０のステータコア１０ａの外形形状等に基づいて作成されるＣＡＤ図面等の設計図面を基準として形成される。マスターワーク３０を構成する材料としては、例えば、アルミニウムやセラミックス等が用いられる。ただし、加工のしやすさやコスト面での有利さ等から、アルミニウムが好適に用いられる。
【００８１】
また、マスターワーク３０には、二次元画像１３の取得に適した表面処理が施されている。二次元画像１３の取得に適した表面処理とは、光切断法による光学計測に適した表面処理である。つまり、マスターワーク３０の表面が、スリット光１１が照射されることで形成される光切断線１２の抽出に適した状態となるような表面処理である。
【００８２】
マスターワーク３０の表面に形成される光切断線１２の抽出は、二次元画像１３における光切断線１２の部分（スリット画像１５）と背景部分との輝度差が大きくなるほど容易となる。したがって、二次元画像１３の取得に適した表面処理は、マスターワーク３０表面の反射率が、二次元画像１３における光切断線１２の部分と背景部分との輝度差が相対的に大きくなるような値となるような表面処理といえる。
【００８３】
マスターワーク３０に施される表面処理としては、例えばアルマイト処理やショットブラスト等の適宜の表面処理が用いられる。なお、マスターワーク３０に施される表面処理は、少なくとも形状検査の対象部分であるコイルエンド１０ｂに対応するコイルエンド部３２の部分に施されていればよい。
【００８４】
以上のように、本実施形態の形状検査方法において用いられるマスターワーク３０は、二次元画像１３の取得に適した表面処理が施され、ステータコア１０ａに対するコイルエンド１０ｂの形状に倣い所定の基準面となる端面部３１ｂに対して略円環状に突出する部分として形成されるコイルエンド部３２を有する形状検査用治具である。そして、本実施形態のマスターワーク３０は、コイルエンド１０ｂの部分の外形形状について良品として許容される最大外形形状を形成する形状部分である第五の形状部分として、限界形状部５５を有する。
【００８５】
このようなマスターワーク３０が用いられることにより、形状良否判定における判定基準となる基準データが取得・作成される。すなわち、本実施形態の形状検査方法においては、マスターワーク３０が用いられ、対象物体をマスターワーク３０とする光切断法により取得された、限界形状部５５の表面に形成される光切断線１２を捉えた二次元画像１３における計測点の集合である基準計測点群に基づき、形状良否判定における判定基準となる基準データが作成される。
【００８６】
なお、以下では、説明の便宜上、本実施形態の形状検査装置１が備える四つの光切断スキャナ７のうち、一つの光切断スキャナ７（例えば上側のコイルエンド１０ｂに対して外側斜め上方からスリット光１１を照射する光切断スキャナ７ａ）によって取得される計測データである二次元画像１３を用いて説明する。ただし、以下に説明する形状検査方法は、形状検査装置１が備える四つの各光切断スキャナ７によって取得される二次元画像１３それぞれについて同様にして行われる。
【００８７】
図３は、スリット光１１のある走査位置における基準データの一例を示す。つまり、図３は、スリット光１１がマスターワーク３０の限界形状部５５に対してある走査位置にある状態で撮像された二次元画像１３の一例である。したがって、図３に示す二次元画像１３においては、マスターワーク３０における限界形状部５５の表面に形成された光切断線１２についての画像部分であるスリット画像１５が存在する。
【００８８】
二次元画像１３におけるスリット画像１５は、マスターワーク３０（の限界形状部５５）の表面に形成された光切断線１２、つまりスリット光１１の反射光についての計測点の集合である。ここで、計測点は、二次元画像１３における画素に対応する。また、本実施形態では、図３に示すように、二次元画像１３において、横方向（図３における左右方向）がＸ軸方向とされ、これに直交する縦方向（図３における上下方向）がＺ軸方向とされる。つまり、二次元画像１３上に存在する計測点は、Ｘ−Ｚ平面におけるＸ座標およびＺ座標により二次元画像１３における位置が特定される。
【００８９】
また、スリット光１１の照射により形成される光切断線１２についての撮像画像は、線状の画像となるが、二次元画像１３において有限の幅（線の太さ）を有する。つまり、光切断線１２についての撮像画像の幅は、二次元画像１３における一つの画素（ピクセル）の長さよりも長く、複数の画素にわたることとなる。そこで、例えば二次元画像１３におけるＺ軸方向（縦方向）の輝度分布（撮像素子の出力レベルの分布）に基づいて、スリット画像中心線が抽出される。
【００９０】
すなわち、光切断線１２についての撮像画像においては、Ｚ軸方向についての輝度分布から、そのＺ軸方向についての中心位置に対応する画素（中心点）が所定の方法によって求められ、この中心点の集合が、スリット画像中心線となる。つまり、光切断線１２についての撮像画像においては、各Ｘ座標についてＺ軸方向の中心点が求められ、この中心点が二次元画像１３における計測点となる。したがって、二次元画像１３における計測点は、各画素に対応する各Ｘ座標について一点存在することとなる。そしてこの計測点の集合、つまりスリット画像中心線が、スリット画像１５に対応する。このことは、検査対象物としてのステータコイル１０について取得される二次元画像１３についても同様である。そして、マスターワーク３０について得られる計測点の集合（スリット画像１５）が、基準計測点群１５ａとなる。
【００９１】
このように、マスターワーク３０が用いられて取得される基準データは、マスターワーク３０が有する限界形状部５５について得られるスリット画像１５に基づくものである。このため、基準データは、二次元画像１３において、ステータコイル１０のコイルエンド１０ｂの部分の外形形状についての許容範囲を規定する境界を形成するものとなる。
【００９２】
また、マスターワーク３０が用いられて取得される基準データとしては、マスターワーク３０において限界形状部５５が高さの異なる部分として有する第一形状部５５ａ、第二形状部５５ｂ、および第三形状部５５ｃのそれぞれの部分について、スリット光１１の走査位置によらずに共通のものとすることができる。つまり、前記のとおり第一形状部５５ａ、第二形状部５５ｂ、および第三形状部５５ｃは、各部における断面形状が同一であるため、これら各部について用いられる基準データは同一の基準データで対応することができる。このように、基準データが、断面形状が同一の部分についてスリット光１１の走査位置によらずに共用されることで、基準データとしてのデータ量の大幅低減が可能となる。
【００９３】
このような基準データの作成が、本実施形態の形状検査装置１において、演算制御部５により行われる（図１参照）。すなわち、演算制御部５は、対象物体をマスターワーク３０とする光切断法により取得した、限界形状部５５の表面に形成される光切断線１２を捉えた二次元画像１３における計測点の集合である基準計測点群１５ａに基づき、形状良否判定における判定基準となる基準データを作成する。具体的には、演算制御部５は、その格納部に格納された所定のプログラムに従って所定の演算等を行うことにより、基準データを作成する。作成された基準データは、演算制御部５における格納部等に予め設定され記憶される。
【００９４】
このような基準データが用いられて、ステータコイル１０について取得された計測データとの比較により、形状良否判定が行われる。すなわち、対象物体をステータコイル１０とする光切断法により取得された、コイルエンド１０ｂの部分の表面に形成される光切断線１２を捉えた二次元画像１３における計測点である実計測点が、基準データと比較されることにより、形状良否判定が行われる。
【００９５】
形状良否判定では、ステータコイル１０について取得された各実計測点について、基準データとの比較が行われる。具体的には、二次元画像１３において、各実計測点が、基準データの外側に位置するか否かの判定が行われる。ここで、基準データについての「外側」とは、二次元画像１３において、限界形状部５５に対応する領域に対する外側を意味する。つまり、基準データは、スリット光１１の各走査位置における限界形状部５５の断面形状に対応するものである。このため、二次元画像１３においては、基準データを介して、限界形状部５５の部分に対応する領域である内側の領域と、この内側の領域に対する外側の領域とが区画される。そこで、このように二次元画像１３において基準データによって区画される内側の領域に対する外側が、基準データの外側となる。
【００９６】
実計測点が基準データの外側に位置するか否かの判定は、例えば二次元画像１３におけるＺ座標が用いられて行われる。すなわち、図３に示すように、二次元画像１３において、あるＸ座標Ｘ１における基準データ（計測点ＭＰｓ参照）のＺ座標がＺ１である場合とする。この場合、Ｘ座標Ｘ１について得られた実計測点のＺ座標が、Ｚ１よりも大きければ（実計測点ＭＰ１参照）、その実計測点は、基準データの外側に位置すると判定される。逆に、Ｘ座標Ｘ１について得られた実計測点のＺ座標が、Ｚ１よりも大きくなければ（Ｚ１以下であれば、実計測点ＭＰ２参照）、その実計測点は、基準データの外側に位置しないと判定される。
【００９７】
このような各実計測点についての、基準データの外側に位置するか否かの判定（以下「内外判定」ともいう。）が、ステータコイル１０について取得される全ての実計測点、つまりスリット光１１の各走査位置にて取得される全ての二次元画像１３における全ての実計測点について行われる。
【００９８】
そして、内外判定において、ステータコイル１０についての全ての実計測点が、基準データの外側に位置しない（内側に位置する）と判定された場合、そのステータコイル１０は良品と判定される。一方、ステータコイル１０についての全ての実計測点のうち、基準データの外側に位置すると判定された実計測点は、そのステータコイル１０が不良品と判定される根拠となる。
【００９９】
このような形状良否判定が、本実施形態の形状検査装置１においては、演算制御部５により行われる（図１参照）。すなわち、演算制御部５は、対象物体をステータコイル１０とする光切断法により取得された実計測点を、前記のとおり作成された基準データと比較することにより、形状良否判定を行う。具体的には、演算制御部５は、その格納部に格納された所定のプログラムに従って所定の演算等を行うことにより、形状良否判定を行う。
【０１００】
以上のような本実施形態のステータコイル１０の形状検査によれば、光の多重反射等により生じるノイズ等に起因する検査精度の低下を招くことなく、光切断法による形状計測を用いることができ、コイルエンド１０ｂの形状について、ケースに対する絶縁不良につながる形状不良の有無を、非破壊（非接触）・自動・高速で精度良く検査することが可能となる。
【０１０１】
以上のような本実施形態の形状検査方法において用いられるマスターワーク３０は、ステータコイル１０の形状検査における光切断スキャナ７の配置等についての治具として用いられる。このため、マスターワーク３０は、形状良否判定における基準データの作成に用いられる限界形状部５５のほか、所定の形状部分を有する。以下、マスターワーク３０が有する所定の形状部分（以下「治具形状部分」という。）、および治具形状部分の用い方について説明する。
【０１０２】
図４に示すように、本実施形態のマスターワーク３０は、治具形状部分として、スリット部５１と、頂点形成部５２とを有する。本実施形態のマスターワーク３０においては、スリット部５１および頂点形成部５２は、コイルエンド部３２に形成される。
【０１０３】
スリット部５１は、コイルエンド部３２について定まる中心線を通る平面に沿うスリット５１ａを形成する形状部分である。すなわち、コイルエンド部３２は、前記のとおりマスターワーク３０において略円環状に突出する部分として形成される。このように略円環状に突出する部分については、円環形状の中心位置を通る直線としての中心線Ｃ１（図４参照）が定まる。中心線Ｃ１の方向は、マスターワーク３０が有する略円環形状における中心軸方向に対応する。そして、スリット部５１において形成されるスリット５１ａは、中心線Ｃ１を通る平面に沿う。
【０１０４】
ここで、スリット５１ａが沿う中心線Ｃ１を通る平面とは、コイルエンド部３２における周方向の断面（中心線Ｃ１の方向および径方向に平行となる断面）に対応する。つまり、スリット５１ａは、光切断法によってステータコイル１０またはマスターワーク３０について取得されるべき断面形状についての断面に沿う。したがって、スリット５１ａは、マスターワーク３０の軸心方向視（中心線Ｃ１の方向視）において、マスターワーク３０の（コイルエンド部３２の）径方向に沿う形状を有する。
【０１０５】
スリット５１ａは、中心線Ｃ１を通る平面に略平行であって、わずかな間隔（スリット幅に対応する間隔）を隔てて設けられる互いに平行あるいは略平行に対向する面により形成される。つまり、スリット５１ａを形成するスリット部５１は、コイルエンド部３２において円周方向に対して垂直な面に沿う切込み部分である。
【０１０６】
以上のように、本実施形態のマスターワーク３０は、治具形状部分としての第一の形状部分を、コイルエンド部３２について定まる中心線Ｃ１を通る平面に沿うスリット５１ａを形成する形状部分であるスリット部５１として有する。
【０１０７】
スリット部５１は、光切断スキャナ７（のレーザ投光部２）から照射されるスリット光１１の照射位置の調整に用いられる。すなわち、スリット部５１において形成されるスリット５１ａがスリット光１１の照準として用いられ、設置状態（支持装置２０において支持された状態、以下同じ。）の光切断スキャナ７の姿勢（支持装置２０における支持姿勢（組付け角度））が調整されることで、光切断スキャナ７において所定の場所に位置決めされた状態で設けられるレーザ投光部２から照射されるスリット光１１についての照射位置の調整が行われる。
【０１０８】
具体的には、スリット部５１は、マスターワーク３０がステータコイル１０と同様にセットされた状態で用いられる。つまり、スリット部５１によるスリット光１１の照射位置の調整に際しては、マスターワーク３０が、コイルエンド１０ｂの部分の形状の検査（以下「コイルエンド形状検査」という。）が行われるステータコイル１０と同様の位置および姿勢にセットされた状態（以下単に「セット状態」という。）とされる。
【０１０９】
そして、スリット部５１によるスリット光１１の照射位置の調整は、マスターワーク３０のセット状態において、スリット光１１がスリット５１ａに重なることを基準として行われる。すなわち、スリット光１１が照射されることで断面形状に応じて形成される光切断線１２に基づいて三次元形状が把握（計測）される光切断法においては、計測範囲（検査範囲）の保証等の観点から、シート状の光（レーザシート）であるスリット光１１がステータコイル１０の回転方向（円周方向）に対して垂直であることが必要とされる。
【０１１０】
そこで、図５に示すように、光切断スキャナ７からのスリット光１１が、セット状態のマスターワーク３０におけるスリット５１ａに対して照射される。ここで、スリット光１１は、そのシート面の方向が、スリット５１ａのスリット面の方向（スリット５１ａを形成する面の方向）に沿うように照射される。そして、スリット光１１がスリット５１ａに重なるように、光切断スキャナ７の姿勢が調整される。
【０１１１】
図５に示すように、スリット光１１がスリット５１ａに重なることで、スリット光１１は、コイルエンド部３２（スリット部５１）の表面において光切断線（光切断線１２参照）を形成することなく、スリット５１ａ内に入り込む。つまり、スリット光１１がスリット５１ａに重なることとは、スリット光１１がコイルエンド部３２（スリット部５１）の表面において反射されることなく、スリット５１ａの内部に入り込むことに対応する。
【０１１２】
したがって、スリット部５１においては、スリット５１ａは、スリット光１１が入り込むことができる程度のスリット幅を有するように形成される。例えば、スリット光１１の焦点におけるシート厚さが０．１ｍｍ程度である場合、スリット５１ａのスリット幅は１ｍｍ程度に設定される。ここで、スリット５１ａのスリット幅の設定に際しては、レーザ投光部２からスリット光１１の照射位置（コイルエンド部３２の表面）までの距離や、スリット光１１の焦点からのずれによるシート厚さの広がり等が考慮される。
【０１１３】
以上のようにして、マスターワーク３０が有する治具形状部分としてのスリット部５１が用いられ、光切断スキャナ７から照射されるスリット光１１の照射位置の調整が行われる。つまり、スリット部５１が用いられることで、光切断スキャナ７の姿勢の調整をともなって、スリット５１ａとスリット光１１との平行度の確認が行われる。
【０１１４】
頂点形成部５２は、マスターワーク３０においてコイルエンド部３２を形成する端面部３２ａの部分と周面部３２ｂの部分との稜線部において角部を形成する部分である。すなわち、コイルエンド部３２は、前記のとおり略円環形状の略平面部である端面部３２ａと、内周側および外周側の周面部３２ｂとから、略円環状の外形形状となるように形成される。このように略円環状の外形形状を有する部分においては、端面部３２ａと周面部３２ｂとが交わる部分である稜線部が形成される。そして、頂点形成部５２においては、端面部３２ａと両周面部３２ｂとの稜線部が角部として形成される。
【０１１５】
ここで、端面部３２ａと周面部３２ｂとの稜線部について「角部」とは、端面部３２ａと周面部３２ｂとによって角形状となる部分である。すなわち、頂点形成部５２は、コイルエンド部３２の端面部３２ａの一部を形成する平面である端面５２ａと、コイルエンド部３２の内周側および外周側それぞれの周面部３２ｂの少なくともいずれかの一部を形成する曲面である周面５２ｂとにより形成される。
【０１１６】
そして、頂点形成部５２は、例えば、端面５２ａの平面の方向と、周面部３２ｂの突出方向（コイルエンド部３２の突出方向）とが略垂直となるように形成される。この場合、端面５２ａと周面５２ｂとによって、端面部３２ａと両周面部３２ｂとの稜線部において略直角の角部が形成される。このように頂点形成部５２によって端面部３２ａと周面部３２ｂとの稜線部において形成される角部は、コイルエンド部３２の周方向の断面形状、つまり中心線Ｃ１（図４）を通る平面に沿う断面形状（以下単に「断面形状」ともいう。）における頂点を形成する。
【０１１７】
したがって、図６に示すように、セット状態のマスターワーク３０に対してスリット光１１が頂点形成部５２に照射されることによって取得される二次元画像１３に写し出されるスリット画像において、頂点が形成される。
【０１１８】
具体的には、図７に示すように、頂点形成部５２についてのスリット画像１６（頂点形成部５２の表面に形成される光切断線１２についての画像）は、端面５２ａに対応する直線状の画像部分１６ａと、周面５２ｂに対応する直線状の画像部分１６ｂとを含む。そして、前記のとおり端面５２ａと周面５２ｂとによって略直角の角部が形成される場合、画像部分１６ａと画像部分１６ｂとによって略直角の角部分である頂点１６ｃが形成される。
【０１１９】
以上のように、本実施形態のマスターワーク３０は、治具形状部分としての第二の形状部分を、コイルエンド部３２の突出方向側の端面部３２ａと突出方向に沿う周面部３２ｂとの稜線部にて中心線Ｃ１を通る平面に沿う断面形状における頂点（頂点１６ｃ参照）を形成する形状部分である頂点形成部５２として有する。
【０１２０】
頂点形成部５２は、光切断スキャナ７（のカメラ３）による二次元画像１３の撮像位置の調整に用いられる。すなわち、頂点形成部５２についてのスリット画像１６において形成される頂点１６ｃの位置が基準として用いられ、設置状態の光切断スキャナ７の位置（支持装置２０における支持位置）が調整されることで、光切断スキャナ７において所定の場所に位置決めされた状態で設けられるカメラ３による二次元画像１３の撮像位置の調整が行われる。
【０１２１】
具体的には、図６に示すように、頂点形成部５２は、ステータコイル１０と同様にスリット光１１が照射されて二次元画像１３が取得されることにより用いられる。つまり、頂点形成部５２による二次元画像１３の撮像位置の調整に際しては、対象物体をマスターワーク３０とする光切断法により頂点形成部５２についての画像であるスリット画像１６を含む二次元画像１３が取得される。
【０１２２】
そして、頂点形成部５２による二次元画像１３の撮像位置の調整は、二次元画像１３において、スリット画像１６における頂点１６ｃに対応する位置が二次元画像１３を取得するための撮像素子の中心（以下「センサ視野中心」という。）の位置に重なることを基準として行われる。すなわち、スリット光１１が照射されることで断面形状に応じて形成される光切断線１２に基づいて三次元形状が把握（計測）される光切断法においては、計測範囲（検査範囲）の保証等の観点から、光切断線１２を撮像するカメラ３の位置（二次元画像１３の撮像位置）が、検査対象物に対して所定の位置であることが必要とされる。
【０１２３】
そこで、図７に示すように、頂点形成部５２についての二次元画像１３（スリット画像１６を含む二次元画像１３）において、スリット画像１６の頂点１６ｃの位置が、センサ視野中心Ｃ２の位置に重なるように、光切断スキャナ７の位置が調整される。ここで、センサ視野中心Ｃ２は、前記のとおりＣＣＤイメージセンサ等の撮像素子により構成されるカメラ３の視野範囲ｆｖ（破線で示す長方形）における中心に対応する。つまり、センサ視野中心Ｃ２は、カメラ３の光軸（受光軸、図１、直線３ａ参照）の位置に対応する。
【０１２４】
また、カメラ３の視野範囲ｆｖは、カメラ３によって取得される二次元画像１３の範囲に対応する。したがって、頂点形成部５２による二次元画像１３の撮像位置の調整は、スリット画像１６を含む二次元画像１３において行われる。つまり、マスターワーク３０がセット状態で頂点形成部５２についての二次元画像１３の撮像が行われることで、二次元画像１３においてスリット画像１６の頂点１６ｃの位置と、センサ視野中心Ｃ２の位置との関係が把握される。そして、センサ視野中心Ｃ２の位置が頂点１６ｃの位置に重なるように、設置状態の光切断スキャナ７の位置が調整される。
【０１２５】
二次元画像１３においてスリット画像１６の頂点１６ｃの位置がセンサ視野中心Ｃ２の位置に重なることは、光切断スキャナ７のカメラ３の光軸とスリット光１１の投影面との交点の位置に頂点形成部５２の角部（端面５２ａと周面５２ｂとによって形成される角部）が位置することに対応する。したがって、頂点形成部５２については、センサ視野中心Ｃ２の位置がスリット画像１６の頂点１６ｃの位置に重なることで、光切断スキャナ７の位置が形状良否判定における適した位置となるように、角部の高さ（ステータコア部３１の端面部３１ｂからの突出高さ）を含む寸法が設定される。
【０１２６】
このように、光切断スキャナ７によって頂点形成部５２が計測されることで、カメラ３の光軸の位置（センサ視野中心Ｃ２）と、計測された頂点形成部５２の角部の位置（頂点１６ｃ）との位置のずれ量が計測される。これにより、光切断スキャナ７のカメラ３による実際の計測範囲が設定値からどの程度ずれているかを把握することができる。
【０１２７】
例えば、図７に示すように、頂点形成部５２についての二次元画像１３において、スリット画像１６の頂点１６ｃの位置とセンサ視野中心Ｃ２の位置とのずれ量が、Ｘ軸方向（横方向）にΔＸ、Ｚ軸方向（縦方向）にΔＺであるとする。かかる場合、頂点１６ｃの位置とセンサ視野中心Ｃ２の位置とがずれていることから、光切断スキャナ７の組付け位置の誤差の確認が行われる。また、ΔＸおよびΔＺの値が計測されることで、光切断スキャナ７の組付け位置の誤差の算出が行われる。
【０１２８】
そして、光切断スキャナ７が二次元画像１３を表すＸ−Ｚ平面に沿う所定の平面上をΔＸおよびΔＺ分、平行移動させられることにより、センサ視野中心Ｃ２が頂点１６ｃに一致するように、二次元画像１３の撮像位置が調整される。図７において、二次元画像１３の撮像位置調整後のカメラ３の視野範囲ｆｖ１を二点鎖線で示す。
【０１２９】
以上のようにして、マスターワーク３０が有する治具形状部分としての頂点形成部５２が用いられ、光切断スキャナ７による二次元画像１３の撮像位置の調整が行われる。つまり、頂点形成部５２が用いられることで、光切断スキャナ７の位置の調整をともなって、カメラ３の光軸の位置の確認が行われる。
【０１３０】
なお、頂点形成部５２の形状は、本実施形態に限定されるものではない。頂点形成部５２の形状としては、二次元画像１３に写し出されるスリット画像１６において、センサ視野中心Ｃ２の位置を容易に重ねることができる頂点を形成するような形状であればよい。
【０１３１】
ただし、本実施形態においては、頂点形成部５２は、スリット画像１６の頂点１６ｃとなる部分を、コイルエンド部３２の内周側および外周側それぞれの稜線部にて形成する。本実施形態における頂点形成部５２の具体的な形状について、図８を用いて説明する。なお、図８において、符号５２は、頂点形成部５２の断面形状を示す。
【０１３２】
図８に示すように、頂点形成部５２は、コイルエンド部３２の端面部３２ａの一部を形成する端面５２ａと、コイルエンド部３２の内周側および外周側それぞれの周面部３２ｂの一部を形成する周面５２ｂとにより形成される。そして、本実施形態の頂点形成部５２においては、端面５２ａと外周側（図８において右側）の周面５２ｂとによって、端面部３２ａと外周側の周面部３２ｂとの稜線部において頂点を形成する角部５２Ｘが形成されるとともに、端面５２ａと内周側（図８において左側）の周面５２ｂとによって、端面部３２ａと内周側の周面部３２ｂとの稜線部において頂点を形成する角部５２Ｙが形成される。
【０１３３】
したがって、例えば、前記のとおり端面５２ａと周面５２ｂとによって、端面部３２ａと両周面部３２ｂとの稜線部において略直角の角部が形成される場合、端面５２ａと周面５２ｂとによって形成される頂点形成部５２の断面形状は、ステータコア部３１の端面部３１ｂに対応する辺部５２ｃを含み略長方形となる。そして、かかる頂点形成部５２における外周側の角部５２Ｘおよび内周側の角部５２Ｙそれぞれが、二次元画像１３においてスリット画像１６の頂点１６ｃを形成する（図７参照）。
【０１３４】
頂点形成部５２が有する外周側の角部５２Ｘは、セット状態のマスターワーク３０のコイルエンド部３２に対して外側斜め上方からスリット光１１を照射する光切断スキャナ７ａについての二次元画像１３の撮像位置の調整に用いられる。同様に、内周側の角部５２Ｙは、コイルエンド部３２に対して内側斜め上方からスリット光１１を照射する光切断スキャナ７ｂについての二次元画像１３の撮像位置の調整に用いられる。
【０１３５】
すなわち、図８に示すように、コイルエンド部３２の外周側に位置する光切断スキャナ７ａについては、カメラ３の視野範囲ｆｖにおけるセンサ視野中心Ｃ２が、スリット画像１６において外周側の角部５２Ｘに対応する頂点１６ｃに一致するように、二次元画像１３の撮像位置（光切断スキャナ７の位置）が調整される。同様にして、コイルエンド部３２の内周側に位置する光切断スキャナ７ｂについては、カメラ３の視野範囲ｆｖにおけるセンサ視野中心Ｃ２が、スリット画像１６において内周側の角部５２Ｙに対応する頂点１６ｃに一致するように、二次元画像１３の撮像位置（光切断スキャナ７の位置）が調整される。
【０１３６】
このように、頂点形成部５２が、スリット画像１６の頂点１６ｃとなる部分（角部５２Ｘおよび角部５２Ｙ）を内周側および外周側それぞれに有することにより、頂点形成部５２という一つの形状部分によって、一回の計測により、同じ側に位置する二つの光切断スキャナ７（例えば上側光切断スキャナ７ａ、７ｂ）についての位置の誤差確認等を行うことが可能となる。つまり、本実施形態のように、ステータコイル１０の内周側および外周側のそれぞれに光切断スキャナ７が配置される構成において、一つの形状部分についての一回の計測により、内外両方の光切断スキャナ７についての二次元画像１３の撮像位置の調整を行うことができる。
【０１３７】
また、図４に示すように、本実施形態のマスターワーク３０は、治具形状部分として、段差部５３を有する。本実施形態のマスターワーク３０においては、段差部５３は、コイルエンド部３２に形成される。
【０１３８】
段差部５３は、光切断スキャナ７からのスリット光１１の照射方向（投影方向、図１、直線２ａ参照）に対して垂直な平面部を複数形成する部分である。また、これら複数の平面部は、隣り合う平面部間の寸法（面間距離、以下同じ。）が既知である。つまり、段差部５３は、スリット光１１の照射方向に対して面直な既知の寸法の段差を形成する。
【０１３９】
図４に示すように、本実施形態では、段差部５３は、一つの光切断スキャナ７に対して、光切断スキャナ７に近い側から順に三つの平面部５３ａ、５３ｂ、５３ｃを形成する。各平面部５３ａ、５３ｂ、５３ｃは、いずれもスリット光１１の照射方向に対して垂直である。このため、三つの平面部５３ａ、５３ｂ、５３ｃは、互いに平行である。
【０１４０】
例えば、光切断スキャナ７によるスリット光１１の照射方向が、ステータコア部３１の端面部３１ｂに対して４５°の角度をなす場合、各平面部５３ａ、５３ｂ、５３ｃについては、端面部３１ｂを基準とする傾斜角がいずれも４５°となる。同様に、スリット光１１の照射方向が３０°の角度をなす場合、各平面部５３ａ、５３ｂ、５３ｃの傾斜角は６０°となる。
【０１４１】
また、段差部５３が形成する三つの平面部５３ａ、５３ｂ、５３ｃについては、平面部５３ａおよび平面部５３ｂ間の寸法、ならびに平面部５３ｂおよび平面部５３ｃ間の寸法が、あらかじめ所定の値に設定され既知の寸法となっている。ここで、異なる平面部間の寸法（本実施形態では平面部５３ａ・５３ｂ間の寸法および平面部５３ｂ・５３ｃ間の寸法）は、同じ値であっても異なる値であってもよい。
【０１４２】
以上のように、本実施形態のマスターワーク３０は、治具形状部分としての第三の形状部分を、スリット光１１の照射方向に対して垂直な三つの平面部５３ａ、５３ｂ、５３ｃをスリット光１１の照射方向に既知の寸法を隔てて形成する形状部分である段差部５３として有する。
【０１４３】
段差部５３は、光切断スキャナ７（のカメラ３）による二次元画像１３における寸法の調整に用いられる。すなわち、段差部５３についてのスリット画像から計測される平面部５３ａ、５３ｂ、５３ｃに対応する画像部分同士の寸法が段差部５３における平面部間の既知の寸法と比較されることで、二次元画像１３における寸法の調整が行われる。
【０１４４】
具体的には、図９に示すように、段差部５３は、設置状態の光切断スキャナ７によってステータコイル１０と同様にスリット光１１が照射されて二次元画像１３が取得されることにより用いられる。つまり、図１０に示すように、段差部５３による二次元画像１３における寸法の調整に際しては、対象物体をマスターワーク３０とする光切断法により段差部５３についての画像であるスリット画像１８を含む二次元画像１３が取得される。
【０１４５】
そして、段差部５３による二次元画像１３における寸法の調整は、二次元画像１３において、スリット画像１８における三つの平面部間の寸法と、段差部５３における三つの平面部５３ａ、５３ｂ、５３ｃ間の既知の寸法との比較により行われる。すなわち、段差部５３についてのスリット画像１８における平面部間に対応する寸法が計測されることで、二次元画像１３における寸法の、既知である実際の寸法との誤差が把握され、その寸法の誤差に基づいて、二次元画像１３における寸法の調整が行われる。
【０１４６】
図１０に示すように、段差部５３についてのスリット画像１８は、平面部５３ａ、５３ｂ、５３ｃそれぞれに対応する直線状の画像部分１８ａ、１８ｂ、１８ｃを含む。かかるスリット画像１８を含む二次元画像１３において、画像部分１８ａと画像部分１８ｂとの寸法（線間距離）ΔＳ、および画像部分１８ｂと画像部分１８ｃとの寸法（線間距離）ΔＴが計測される。
【０１４７】
そして、二次元画像１３における寸法ΔＳは、段差部５３において既知である平面部５３ａ・５３ｂ間の寸法と比較され、二次元画像１３における寸法ΔＴは、段差部５３において既知である平面部５３ｂ・５３ｃ間の寸法と比較される。このように、二次元画像１３における寸法が、対応する形状部分（段差部５３）についての既知の寸法と比較されることで、光切断スキャナ７の設置状態で、光切断スキャナ７（のカメラ３）による二次元画像１３における寸法誤差の計測および確認を行うことが可能となる。つまり、二次元画像１３における寸法が、実際の寸法との比較において、どの程度ずれているかを把握することができる。
【０１４８】
二次元画像１３における寸法の調整としては、カメラ３についての再キャリブレーション（校正）や、コイルエンド形状検査に係るプログラムの修正等が行われる。
【０１４９】
以上のようにして、マスターワーク３０が有する治具形状部分としての段差部５３が用いられ、二次元画像１３における寸法の調整が行われる。つまり、段差部５３が用いられることで、カメラ３の画面上における寸法誤差の確認が行われる。
【０１５０】
なお、段差部５３の形状は、本実施形態に限定されるものではない。段差部５３の形状としては、光切断スキャナ７からのスリット光１１の照射方向に対して垂直であって、互いの間の寸法が既知である複数の（少なくとも二つの）平面部を形成するような形状であればよい。
【０１５１】
ただし、本実施形態においては、段差部５３は、コイルエンド部３２の内周側および外周側それぞれについて前述したような三つの平面部５３ａ、５３ｂ、５３ｃを形成する。本実施形態における段差部５３の具体的な形状について、図１１を用いて説明する。なお、図１１において、符号５３は、段差部５３の断面形状を示す。
【０１５２】
図１１に示すように、段差部５３は、内周側（図１１において左側）および外周側（同図において右側）の光切断スキャナ７それぞれに対して、スリット光１１の照射方向に対して面直で既知の寸法を隔てる三つの平面部５３ａ、５３ｂ、５３ｃを形成する。すなわち、段差部５３は、セット状態のマスターワーク３０のコイルエンド部３２に対して外側斜め上方からスリット光１１を照射する光切断スキャナ７ａ用の三つの平面部５３ａ、５３ｂ、５３ｃと、同じく内側斜め上方からスリット光１１を照射する光切断スキャナ７ｂ用の三つの平面部５３ａ、５３ｂ、５３ｃとを有する。
【０１５３】
そして、本実施形態では、段差部５３は、内周側および外周側それぞれの光切断スキャナ７に対する三つの平面部５３ａ、５３ｂ、５３ｃ（計六つの平面部）により山切り形状を有する部分として形成される。つまり、段差部５３は、外周側の光切断スキャナ７ａ用の平面部５３ａと内周側の光切断スキャナ７ｂ用の平面部５３ｃとにより形成される山形状部分５３ｄ、同じく外周側用の平面部５３ｂと内周側用の平面部５３ｂとにより形成される山形状部分５３ｅ、同じく外周側用の平面部５３ｃと内周側用の平面部５３ａとにより形成される山形状部分５３ｆの計三つの山形状部分を有する。
【０１５４】
したがって、図１１に示すように、例えば、内外両側の光切断スキャナ７からのスリット光１１の照射方向（直線２ａ参照）について、図１１に示す断面形状の方向視におけるステータコア部３１の端面部３１ｂに対する照射角度α１が４５°の場合、段差部５３を形成する各山形状部分５３ｄ、５３ｅ、５３ｆの頂角α２は９０°となる。同様にして、例えば、スリット光１１についての照射角度α１が３０°の場合、頂角α２は６０°となる。ただし、スリット光１１についての照射角度α１は、外周側の光切断スキャナ７ａと内周側の光切断スキャナ７ｂとで異なっていてもよい。
【０１５５】
このように、段差部５３が、三つの平面部５３ａ、５３ｂ、５３ｃを内周側および外周側それぞれに有することにより、段差部５３という一つの形状部分によって、一回の計測により、同じ側に位置する二つの光切断スキャナ７（例えば上側光切断スキャナ７ａ、７ｂ）についての寸法の誤差確認等を行うことが可能となる。つまり、本実施形態のように、ステータコイル１０の内周側および外周側のそれぞれに光切断スキャナ７が配置される構成において、一つの形状部分についての一回の計測により、内外両方の光切断スキャナ７についての二次元画像１３における寸法の調整を行うことができる。
【０１５６】
また、図４に示すように、本実施形態のマスターワーク３０は、治具形状部分として、環状部５４を有する。本実施形態のマスターワーク３０においては、環状部５４は、コイルエンド部３２に形成される。
【０１５７】
環状部５４は、略円環状に突出する部分であるコイルエンド部３２において、全周にわたって断面形状が一定となる（変化しない）部分である。つまり、環状部５４は、中心線Ｃ１周りに全周を通じて形状変化のない、中心線Ｃ１を中心とする軸回転形状を有する部分である。したがって、環状部５４についてのスリット画像は、コイルエンド部３２の（マスターワーク３０の）全周にわたって同じ形状となる。
【０１５８】
図４に示すように、本実施形態では、環状部５４は、基準面となるステータコア部３１の端面部３１ｂに対して略円環状に突出する部分であるコイルエンド部３２において、前述したような他の治具形状部分が含まれない基部側（端面部３１ｂ側）の層部分である。そして、環状部５４は、コイルエンド部３２における基部側の層部分において、外周側の周面部３２ｂの一部を形成する外周面５４ａを有する。外周面５４ａにおいては、コイルエンド部３２の全周にわたって他の治具形状部分の影響を受けずに中心線Ｃ１を中心とする周面形状が確保される。
【０１５９】
以上のように、本実施形態のマスターワーク３０は、治具形状部分としての第四の形状部分を、中心線Ｃ１を通る平面に沿う断面形状がマスターワーク３０の全周にわたって一定の形状部分である環状部５４として有する。
【０１６０】
環状部５４は、マスターワーク３０の回転についての偏心量（以下「ワーク偏心量」という。）の把握に用いられる。すなわち、マスターワーク３０は、マスターワーク３０に対するスリット光１１の走査位置を連続的に変化させるための移動として、中心線Ｃ１に沿う方向を回転軸方向として回転させられる。かかるマスターワーク３０の回転についての偏心量が、ワーク偏心量となる。
【０１６１】
環状部５４は、前述したようにコイルエンド部３２の（マスターワーク３０の）全周にわたって一定の形状である外周面５４ａを有する。このため、マスターワーク３０が回転させられ環状部５４が全周にわたって連続的に計測されることで得られるスリット画像における外周面５４ａに対応する画像部分については、かかる画像部分を形成する計測点がワーク偏心量に対応してばらつく。
【０１６２】
つまり、仮にワーク偏心量が０である場合、環状部５４についてのスリット画像を形成する計測点については、外周面５４ａに沿って直線状となるが、ワーク偏心量が存在することにより、環状部５４についてのスリット画像を形成する計測点はばらつく。そこで、環状部５４についてのスリット画像を形成する計測点のばらつきから、ワーク偏心量が把握される。
【０１６３】
そして、環状部５４が計測されることで把握されるワーク偏心量が、マスターワーク３０と同様に回転させられながら行われるステータコイル１０についてのコイルエンド形状検査に反映させられる。ここで、ワーク偏心量には、ステータコイル１０と同様にマスターワーク３０を回転させるための回転駆動機構が有する偏心量や、かかる回転駆動機構の回転中心とマスターワーク３０における中心線Ｃ１とのずれ量や、マスターワーク３０自体が有する偏心量等が含まれる。
【０１６４】
具体的には、図１２に示すように、環状部５４は、設置状態の光切断スキャナ７によってステータコイル１０と同様にスリット光１１が照射されて二次元画像１３が取得されることにより用いられる。つまり、図１３に示すように、環状部５４によるワーク偏心量の把握に際しては、対象物体をマスターワーク３０とする光切断法により環状部５４についての画像であるスリット画像１９を含む二次元画像１３が取得される。
【０１６５】
そして、環状部５４によるワーク偏心量の把握は、スリット画像１９を形成する計測点のばらつきに基づいて行われる。すなわち、マスターワーク３０についての偏心の度合いが大きくなるほど、スリット画像１９を形成する計測点のばらつきの度合いも大きくなる。そこで、環状部５４を全周にわたって連続的に計測することで得られるスリット画像１９を形成する計測点のばらつき具合から、ワーク偏心量が把握される。
【０１６６】
図１３に示すように、マスターワーク３０が一回転することで環状部５４が全周にわたって計測されることによるスリット画像１９としては、外周面５４ａに対応する直線状の画像部分１９ａが得られる。すなわち、環状部５４は、マスターワーク３０の回転軸に対応する中心線Ｃ１を中心とする周面形状である外周面５４ａを形成する部分である。このことから、回転するマスターワーク３０と光切断スキャナ７との位置関係が一定のもとにおいては、マスターワーク３０一周分の環状部５４についての計測結果であるスリット画像１９としては、二次元画像１３における所定の位置に現れる直線状の画像部分１９ａが得られる。
【０１６７】
そして、図１４に示すように、マスターワーク３０の一周分の計測結果としての直線状の画像部分１９ａにおいては、画像部分１９ａを形成する計測点が、ばらつきをもって存在する。かかる計測点のばらつきは、直線状の画像部分１９ａについての線の太さ（幅）として現れる（符号Ｄ参照）。
【０１６８】
画像部分１９ａを形成する計測点のばらつき（以下「計測点ばらつきＤ」とする。）は、環状部５４の外周面５４ａについての計測点が環状部５４の周方向における計測位置によって二次元画像１３における異なる位置となるように計測されることに基づく。つまり、ワーク偏心量が存在することにより、二次元画像１３において所定の位置に存在するはずの計測点の位置が、環状部５４の周方向における計測位置によってずれ、計測点ばらつきＤが生じる。そこで、こうした計測点ばらつきＤに基づいて、ワーク偏心量が把握される。
【０１６９】
以上のようにして、マスターワーク３０が有する治具形状部分としての環状部５４が用いられ、ワーク偏心量の把握が行われる。つまり、環状部５４が用いられることで、マスターワーク３０の回転による偏心誤差の確認・評価が行われる。
【０１７０】
なお、環状部５４の形状は、本実施形態に限定されるものではない。環状部５４の形状としては、いずれかの光切断スキャナ７によって計測できる部分において、マスターワーク３０の全周にわたって形状変化のない部分を形成するような形状であればよい。したがって、環状部５４として計測される部分としては、外周面５４ａように、セット状態のマスターワーク３０のコイルエンド部３２に対して外側斜め上方からスリット光１１を照射する光切断スキャナ７ａによって計測される部分に限らず、内側斜め上方からスリット光１１を照射する光切断スキャナ７ｂによって計測される部分（例えば内周側の周面部３２ｂの一部を形成する部分）であってもよい。
【０１７１】
このように環状部５４が用いられて行われるワーク偏心量の把握に際しては、検査設備に対するマスターワーク３０の着脱、およびマスターワーク３０（のコイルエンド部３２）に対するスリット光１１の走査の少なくともいずれかが複数回行われることにより、計測点ばらつきＤが計測されることが好ましい。つまり、計測点ばらつきＤの計測に際しては、検査設備に対するマスターワーク３０の着脱が繰り返されること、あるいはセット状態のマスターワーク３０が複数回回転させられることによって、マスターワーク３０が複数回計測されることが好ましい。
【０１７２】
環状部５４についてのスリット画像１９の取得（画像部分１９ａを形成する計測点の取得）に際しては、マスターワーク３０は、検査設備としての支持台２１に支持され、セット状態となる。セット状態のマスターワーク３０が一回転させられて環状部５４が全周にわたって計測されることにより、スリット画像１９が取得される。そこで、検査設備に対するマスターワーク３０の着脱が複数回行われる場合は、セット状態のマスターワーク３０を一回転させることによる計測点の取得が、その都度マスターワーク３０をセット状態とすることによって複数回行われる。
【０１７３】
すなわち、マスターワーク３０が、セット状態で一回転させられて環状部５４についてのスリット画像１９が取得される。そして、マスターワーク３０が検査設備から一旦取り外され、再びセット状態とされ、一回転させられて環状部５４についてのスリット画像１９が取得される。このようにして、マスターワーク３０がセット状態とされることおよびマスターワーク３０の検査設備から取り外されること、つまり検査設備に対するマスターワーク３０の着脱が、計測点の取得をともなって複数回行われる。そして、検査設備に対するマスターワーク３０の着脱ごとに取得された複数回転分の計測点（画像部分１９ａ）から、計測点ばらつきＤが計測される。
【０１７４】
また、セット状態のマスターワーク３０が複数回回転させられる場合は、前記のとおりマスターワーク３０が一回転させられて環状部５４についてのスリット画像１９が取得されることが、複数回転分行われる。つまり、セット状態のマスターワーク３０が複数回回転させられることで、マスターワーク３０（のコイルエンド部３２）に対するスリット光１１の走査が複数回行われる。そして、マスターワーク３０の一回転ごとに取得された複数回転分の計測点（画像部分１９ａ）から、計測点ばらつきＤ（図１４参照）が計測される。
【０１７５】
このように、マスターワーク３０がセット状態とされること、およびマスターワーク３０に対するスリット光１１の走査の少なくともいずれかが、画像部分１９ａを形成する計測点の取得をともなって複数回行われることにより、計測点ばらつきＤが計測される。これにより、ワーク偏心量として、マスターワーク３０自体が有する偏心量等のほか、内外判定の判定結果に影響する光切断スキャナ７等の計測器のばらつきや、検査設備に対するワークの位置決め再現性（ワークのセット位置の繰返し誤差）等を含む検査設備による誤差の総合的な把握・評価が可能となる。
【０１７６】
このように、環状部５４が用いられて把握されたワーク偏心量は、コイルエンド形状検査において、形状良否判定に用いられる基準データの作成に反映させられる。前述したように、形状良否判定においては、マスターワーク３０が有する限界形状部５５が用いられて、限界形状部５５の表面に形成される光切断線１２を捉えた二次元画像１３における計測点の集合である基準計測点群１５ａに基づき、形状良否判定における判定基準となる基準データが作成される（図３参照）。そして、この形状良否判定に用いられる基準データが作成される際、基準計測点群１５ａが、ワーク偏心量を表す計測点ばらつきＤに基づいて縮小される。
【０１７７】
すなわち、本実施形態のコイルエンド形状検査においては、対象物体をマスターワーク３０とする光切断法により取得された限界形状部５５の表面に形成される光切断線１２を捉えた基準計測点群１５ａが計測点ばらつきＤに基づいてコイルエンド許容形状を縮小させる方向に移動させられたものが、形状良否判定における判定基準となる基準データとして作成される。ここで、コイルエンド許容形状とは、ステータコイル１０のコイルエンド１０ｂの部分の外形形状について良品として許容される最大外形形状である。
【０１７８】
そして、対象物体をステータコイル１０とする光切断法により取得されたコイルエンド１０ｂの部分の表面に形成される光切断線１２を捉えた二次元画像１３における計測点である実計測点が、計測点ばらつきＤを反映した基準データと比較されることにより、形状良否判定が行われる。つまり、コイルエンド形状検査において行われる内外判定において、計測点ばらつきＤを反映した基準データが用いられる。
【０１７９】
具体的には、図１５に示すように、マスターワーク３０の限界形状部５５が計測されることで取得される基準計測点群１５ａ（スリット画像１５、以下同じ。）が、二次元画像１３において移動させられることで、破線で示す点群１５ｂに縮小させられる（以下「縮小点群１５ｂ」とする。）。つまり、縮小点群１５ｂは、基準計測点群１５ａが、計測点ばらつきＤに基づいて、コイルエンド許容形状を縮小させるように移動させられたものである。
【０１８０】
ここで、二次元画像１３上における基準計測点群１５ａの移動について、コイルエンド許容形状を縮小させる方向とは、基準計測点群１５ａの外側に対する内側方向に対応する。なお、基準計測点群１５ａの外側とは、前述したように基準データについての「外側」と同様である。つまり、基準計測点群１５ａについての「外側」とは、二次元画像１３において、限界形状部５５に対応する領域に対する外側を意味する。
【０１８１】
したがって、基準計測点群１５ａの移動についての内側方向とは、二次元画像１３において限界形状部５５の部分に対応する領域側に向かう方向となる。このため、基準計測点群１５ａがコイルエンド許容形状を縮小させる方向に移動させられた縮小点群１５ｂは、例えば、二次元画像１３において基準計測点群１５ａによって描かれる限界形状部５５の外形形状に対し、基準計測点群１５ａの内側において相似的に縮小された形状を描くような態様となる。言い換えると、縮小点群１５ｂは、基準計測点群１５ａが内側方向（コイルエンド許容形状を縮小させる方向）にオフセットされたものである。
【０１８２】
そして、二次元画像１３における基準計測点群１５ａから縮小点群１５ｂへの移動は、前述したように環状部５４が用いられて把握されたワーク偏心量を表す計測点ばらつきＤに基づいて行われる。つまり、計測点ばらつきＤに基づいて、基準計測点群１５ａから縮小点群１５ｂへの移動量が導かれる。
【０１８３】
計測点ばらつきＤに基づく基準計測点群１５ａから縮小点群１５ｂへの移動（基準計測点群１５ａのオフセット）については、例えば、計測点ばらつきＤの計測値分だけ移動させられる。この場合、前述したように例えば内外判定が二次元画像１３を表すＸ−Ｚ平面におけるＺ座標が用いられて行われるときは、基準計測点群１５ａが、Ｚ方向に計測点ばらつきＤの計測値に相当する距離（符号Ｅ参照）だけ、内側方向（図１５において下側方向）に移動させられる。
【０１８４】
なお、基準計測点群１５ａのオフセットは、計測点ばらつきＤの計測値が基準計測点群１５ａの移動距離としてそのまま用いられて行われる場合に限定されない。基準計測点群１５ａのオフセットは、例えば、基準計測点群１５ａの各計測点についての二次元画像１３における座標値（例えばＺ座標の値）に、計測点ばらつきＤの計測値から導かれる所定の係数がかけられたりすることにより行われてもよい。
【０１８５】
このようにして基準計測点群１５ａが計測点ばらつきＤに基づいて移動させられた縮小点群１５ｂが、内外判定における基準データとして作成される。つまり、縮小点群１５ｂにより、二次元画像１３においてステータコイル１０のコイルエンド１０ｂの部分の外形形状についての許容範囲を規定する境界が形成される。したがって、図１５において、限界形状部５５の形状を表す基準計測点群１５ａ（実線）に対し、破線で示される縮小点群１５ｂは、コイルエンド許容形状を表す。
【０１８６】
内外判定に用いられる基準データとして作成される点群が、計測点ばらつきＤに基づいて基準計測点群１５ａから縮小点群１５ｂに移動させられる（縮小される）ことは、コイルエンド許容形状がワーク偏心量に基づいて縮小されることに対応する。そして、コイルエンド許容形状が縮小されることは、形状良否判定における判定基準が厳しくなることに対応する。
【０１８７】
このように、内外判定に用いられる基準データの作成に際し、計測点ばらつきＤに基づいて基準計測点群１５ａがオフセットされることで、検査設備の機構的要因による判定誤差も考慮したコイルエンド許容形状の定義が可能となる。つまり、基準データの作成に際し、検査設備におけるワーク偏心量が計測点ばらつきＤとして反映されるため、基準データによって定義されるコイルエンド許容形状がワーク偏心量を織り込んだサイズのものとなる。これにより、検査設備においてワーク偏心量が存在する場合であっても、コイルエンド形状検査における検査精度を確保することができる。
【０１８８】
以上のように、本実施形態のマスターワーク３０は、治具形状部分として、第一の形状部分であるスリット部５１と、第二の形状部分である頂点形成部５２と、第三の形状部分である段差部５３と、第四の形状部分である環状部５４とを有する。また、本実施形態のマスターワーク３０は、コイルエンド許容形状の作成（基準データの作成）に用いられる形状部分として、第五の形状部分である限界形状部５５を有する。なお、本実施形態のマスターワーク３０においては、これらの各形状部分は、コイルエンド部３２に形成されているが、これに限定されるものではない。つまり、マスターワーク３０が有する各形状部分は、その一部または全部がマスターワーク３０のステータコア部３１に形成されてもよい。
【０１８９】
本実施形態のマスターワーク３０が用いられて行われる、検査設備における精度確認を含むコイルエンド許容形状の作成フローの一例について、図１６に示すフロー図を用いて説明する。
【０１９０】
図１６に示すように、本例においては、まず、マスターワーク３０が有するスリット部５１によるスリット光１１の照射位置の調整が行われる（Ｓ１１０）。つまり、スリット部５１が用いられ、光切断スキャナ７の姿勢の確認が行われる。スリット光１１の照射位置の調整が行われた後、マスターワーク３０の全周計測が行われる（Ｓ１２０）。つまり、マスターワーク３０が検査設備に対してセット状態とされ、回転させられることで、光切断法による計測が開始され、マスターワーク３０が有する各治具形状部分についての画像データ（スリット画像、以下同じ。）が取得される。
【０１９１】
次に、頂点形成部５２による二次元画像１３の撮像位置の調整が行われる（Ｓ１３０）。つまり、頂点形成部５２についての画像データに基づいて、光切断スキャナ７の組付け位置の誤差の確認・算出が行われ、光切断スキャナ７の位置の調整が行われる。次に、段差部５３による二次元画像１３における寸法の調整が行われる（Ｓ１４０）。つまり、段差部５３についての画像データに基づいて、カメラ３の画面上における寸法誤差の確認が行われる。
【０１９２】
次に、環状部５４によるワーク偏心量の把握が行われる（Ｓ１５０）。つまり、環状部５４についての画像データに基づいて、ワーク偏心量が確認され、計測点ばらつきＤが計測される。次に、限界形状部５５によるデータの取得が行われる（Ｓ１６０）。つまり、限界形状部５５についての画像データとして、限界形状部５５を構成する各部についての基準計測点群１５ａが取得される。かかるステップＳ１６０において、限界形状部５５についての画像データから、縮小される前のコイルエンド許容形状が作成される。
【０１９３】
そして、限界形状部５５についてのデータの取得が行われた後、ワーク偏心量に基づくデータの縮小が行われる（Ｓ１７０）。つまり、環状部５４によって把握されたワーク偏心量を表す計測点ばらつきＤに基づいて、基準計測点群１５ａが縮小点群１５ｂとしてオフセットさせられ、コイルエンド許容形状が縮小させられる。上記ステップＳ１６０およびＳ１７０により、内外判定に用いられるコイルエンド許容形状、つまり基準データが作成される。なお、上記ステップＳ１１０〜Ｓ１５０については、その順序は特に限定されない。ただし、ステップＳ１３０〜Ｓ１５０については、ステップＳ１２０の後に行われる。
【０１９４】
このように、本実施形態のマスターワーク３０が用いられることで、計測の寸法誤差および検査設備の機構的要因による計測誤差の定量化、ならびに検査設備の機構的要因による判定誤差を考慮したコイルエンド許容形状の作成が、光切断スキャナ７等の計測器が検査設備に取り付けられた状態で一度に実施可能となる。
【０１９５】
以上説明した本実施形態の形状検査方法およびマスターワーク３０によれば、光切断法による形状検査において、検査設備からの計測器の取外し等を必要とせず、検査精度に影響する検査設備についての誤差を確認・評価することができる。
【０１９６】
すなわち、マスターワーク３０が有するスリット部５１および頂点形成部５２によれば、光切断スキャナ７の設置状態のまま、スリット光１１の照射位置の調整および二次元画像１３の撮像位置の調整が行われる。つまり、スリット部５１により、設置状態の光切断スキャナ７の取付け角度が保証され、頂点形成部５２により、設置状態の光切断スキャナ７の組付け位置が確認される。これにより、光切断スキャナ７による計測範囲の保証が可能となる。
【０１９７】
また、マスターワーク３０が有する段差部５３によれば、設置状態の光切断スキャナ７によって段差部５３が計測されることで、設置状態の光切断スキャナ７についての寸法誤差が確認される。これにより、光切断スキャナ７の寸法誤差の確認に際し、確認ごとの光切断スキャナ７の検査設備に対する取外しおよび組付け作業が不要となる。
【０１９８】
また、マスターワーク３０が有する環状部５４によれば、設置状態の光切断スキャナ７によって環状部５４が計測されることで、検査設備におけるワーク偏心量が把握される。このように環状部５４が計測されることで把握されたワーク偏心量に基づいて、限界形状部５５が計測されることで作成されたコイルエンド許容形状が縮小される。これにより、検査設備の機構的要因による計測誤差も形状良否判定において考慮することができるため、検査設備による検査の信頼性の向上を図ることができる。
【０１９９】
そして、スリット部５１、頂点形成部５２、段差部５３、環状部５４、および限界形状部５５の全ての形状部分が、一つのマスターワーク３０に統合されることで、光切断スキャナ７の精度確認および校正作業の単純化、ならびに工数の低減化を図ることが可能となる。
【０２００】
本発明に係る形状検査用治具の実施例について、図１７を用いて説明する。なお、本実施例の説明においては、前述した実施形態に対応する部分については同一の符号を付して適宜説明を省略する。また、図１７においては、形状検査用治具としてのマスターワーク３０においてステータコア部３１の上下両側にそれぞれ形成されるコイルエンド部３２のうち、一側（上側）のコイルエンド部３２についてのみ図示する。ただし、上下のコイルエンド部３２は、ステータコア部３１に対して同様の形状（例えばステータコア部３１を介して上下に対称な形状）を有する。
【０２０１】
図１７に示すように、本実施例に係るマスターワーク３０は、アルミニウムを材料として構成され、アルマイト処理等の、二次元画像１３の取得に適した表面処理が施されている。また、本実施例に係るマスターワーク３０は、ステータコア部３１において、三個（図示では二個）のボルトボス部３１ｃを有する。三個のボルトボス部３１ｃは、ステータコア部３１の外周面部３１ａにおいて周方向に略等間隔を隔てて形成される。
【０２０２】
また、本実施例に係るマスターワーク３０は、コイルエンド部３２において、四つのスリット部５１を有する。四つのスリット部５１は、コイルエンド部３２において周方向に略等間隔を隔てて形成される。
【０２０３】
また、本実施例に係るマスターワーク３０は、ステータコア部３１において、環状部５４を有する。すなわち、本実施例に係るマスターワーク３０においては、円環状の外形を有するステータコア部３１の内側側面が、円筒状の内周面を形成する。そして、かかるステータコア部３１の内側側面の全周部分が、環状部５４として用いられる。その他、本実施例に係るマスターワーク３０は、治具形状部分である頂点形成部５２および段差部５３をそれぞれ一つずつ有する。
【０２０４】
また、本実施例に係るマスターワーク３０は、限界形状部５５として、高さの異なる三種類の形状部分である第一形状部５５ａ、第二形状部５５ｂ、第三形状部５５ｃを、コイルエンド部３２の周方向に別れて（所定の間隔を隔てて）有する。
【０２０５】
以上のような各形状部分を有する本実施例に係るマスターワーク３０においては、図１７に示すように、限界形状部５５の第一形状部５５ａから、時計方向にコイルエンド部３２の周方向に沿って順に、頂点形成部５２、限界形状部５５の第二形状部５５ｂ、一つのスリット部５１、段差部５３、限界形状部５５の第三形状部５５ｃ、および他の三つのスリット部５１が、所定の間隔を隔てて形成されている。そして、ステータコア部３１の内側側面に、環状部５４が形成されている。
【０２０６】
以上のような本実施例に係るマスターワーク３０が用いられ、前述した実施形態に係る形状検査方法が実際に行われることで、光切断スキャナ７等の計測器が検査設備に取り付けられた状態において、検査精度に影響する検査設備についての誤差の確認・評価が可能となる。
【符号の説明】
【０２０７】
１ 形状検査装置
２ レーザ投光部
３ カメラ
７ 光切断スキャナ
１０ ステータコイル
１０ａ ステータコア
１０ｂ コイルエンド
１１ スリット光
１２ 光切断線
１３ 二次元画像（撮像画像）
１５ スリット画像
１５ａ 基準計測点群
１５ｂ 縮小点群
１６ スリット画像
１６ｃ 頂点
１８ スリット画像
１９ スリット画像
３０ マスターワーク（形状検査用治具）
３１ ステータコア部
３１ｂ 端面部（基準面）
３２ コイルエンド部
３２ａ 端面部
３２ｂ 周面部
５１ スリット部（第一の形状部分）
５１ａ スリット
５２ 頂点形成部（第二の形状部分）
５３ 段差部（第三の形状部分）
５３ａ・５３ｂ・５３ｃ 平面部
５４ 環状部（第四の形状部分）
５５ 限界形状部（第五の形状部分）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータコアとこれに巻き付けられるコイルによって形成されるコイルエンドとを有するステータコイルを検査対象物とし、対象物体にスリット光を照射することで得られる反射光の撮像画像を取得する光切断法を用い、前記ステータコイルに対する前記スリット光の走査位置を連続的に変化させることで前記ステータコイルの各部について取得した前記撮像画像に基づき、前記コイルエンドの部分の形状の良否判定を行うステータコイルの形状検査方法であって、
前記撮像画像の取得に適した表面処理が施され、前記ステータコアに対する前記コイルエンドの形状に倣い所定の基準面に対して略円環状に突出する部分として形成されるコイルエンド部を有する形状検査用治具を用い、
前記形状検査用治具は、
前記コイルエンド部について定まる中心線を通る平面に沿うスリットを形成する形状部分である第一の形状部分と、
前記コイルエンド部の突出方向側の端面部と突出方向に沿う周面部との稜線部にて前記中心線を通る平面に沿う断面形状における頂点を形成する形状部分である第二の形状部分と、を有するものであり、
前記形状検査用治具を、前記コイルエンドの部分の形状の検査が行われる前記ステータコイルと同様にセットした状態で、
前記第一の形状部分を用い、前記スリット光が前記スリットに重なることを基準として、前記スリット光の照射位置の調整を行い、
前記第二の形状部分を用い、対象物体を前記形状検査用治具とする前記光切断法により取得される前記撮像画像における前記第二の形状部分についての画像における前記頂点に対応する位置が前記撮像画像を取得するための撮像素子の中心の位置に重なることを基準として、前記撮像画像の撮像位置の調整を行うことを特徴とするステータコイルの形状検査方法。
【請求項２】
前記第二の形状部分は、
前記頂点となる部分を、前記コイルエンド部の内周側および外周側それぞれの前記稜線部にて形成する、
ことを特徴とする請求項１に記載のステータコイルの形状検査方法。
【請求項３】
前記形状検査用治具は、
前記スリット光の照射方向に対して垂直な複数の平面部を前記スリット光の照射方向に既知の寸法を隔てて形成する形状部分である第三の形状部分をさらに有するものであり、
前記第三の形状部分を用い、対象物体を前記形状検査用治具とする前記光切断法により取得される前記撮像画像における前記第三の形状部分についての画像における前記複数の平面部間の寸法と、前記複数の平面部間の前記既知の寸法との比較により、前記撮像画像における寸法の調整を行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のステータコイルの形状検査方法。
【請求項４】
前記第三の形状部分は、
前記コイルエンド部の内周側および外周側それぞれについて前記複数の平面部を形成する、
ことを特徴とする請求項３に記載のステータコイルの形状検査方法。
【請求項５】
前記形状検査用治具は、
前記中心線を通る平面に沿う断面形状が前記形状検査用治具の全周にわたって一定の形状部分である第四の形状部分をさらに有するものであり、
前記第四の形状部分を用い、対象物体を前記形状検査用治具とする前記光切断法により取得される前記撮像画像における前記第四の形状部分についての画像を形成する計測点のばらつきに基づいて、前記形状検査用治具に対する前記スリット光の走査位置を連続的に変化させるための前記形状検査用治具の移動である前記中心線に沿う方向を回転軸方向とする回転についての偏心量を把握することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のステータコイルの形状検査方法。
【請求項６】
前記形状検査用治具を前記コイルエンドの部分の形状の検査が行われる前記ステータコイルと同様にセットした状態とすること、および前記形状検査用治具に対する前記スリット光の走査の少なくともいずれかを、前記計測点の取得をともなって複数回行うことにより、前記計測点のばらつきを計測する、
ことを特徴とする請求項５に記載のステータコイルの形状検査方法。
【請求項７】
前記形状検査用治具は、
前記コイルエンドの部分の外形形状について良品として許容される最大外形形状を形成する形状部分である第五の形状部分をさらに有するものであり、
対象物体を前記形状検査用治具とする前記光切断法により取得した前記第五の形状部分の表面に形成される光切断線を捉えた前記撮像画像における計測点の集合である基準計測点群を前記計測点のばらつきに基づいて前記最大外形形状を縮小させる方向に移動させたものを、前記良否判定における判定基準となる基準データとして作成し、
対象物体を前記ステータコイルとする前記光切断法により取得した前記コイルエンドの部分の表面に形成される光切断線を捉えた前記撮像画像における計測点である実計測点を、前記基準データと比較することにより、前記良否判定を行う、
ことを特徴とする請求項５または請求項６に記載のステータコイルの形状検査方法。
【請求項８】
ステータコアとこれに巻き付けられるコイルによって形成されるコイルエンドとを有するステータコイルを検査対象物とし、対象物体にスリット光を照射することで得られる反射光の撮像画像を取得する光切断法を用い、前記ステータコイルに対する前記スリット光の走査位置を連続的に変化させることで前記ステータコイルの各部について取得した前記撮像画像に基づき、前記コイルエンドの部分の形状の良否判定を行うステータコイルの形状検査方法に用いられる形状検査用治具であって、
前記撮像画像の取得に適した表面処理が施され、前記ステータコアに対する前記コイルエンドの形状に倣い所定の基準面に対して略円環状に突出する部分として形成されるコイルエンド部を有するとともに、
前記コイルエンド部について定まる中心線を通る平面に沿うスリットを形成する形状部分である第一の形状部分と、
前記コイルエンド部の突出方向側の端面部と突出方向に沿う周面部との稜線部にて前記中心線を通る平面に沿う断面形状における頂点を形成する形状部分である第二の形状部分と、を有し、
前記コイルエンドの部分の形状の検査が行われる前記ステータコイルと同様にセットされた状態で、
前記第一の形状部分が用いられ、前記スリット光が前記スリットに重なることを基準として、前記スリット光の照射位置の調整が行われ、
前記第二の形状部分が用いられ、前記光切断法の対象物体とされることで取得される前記撮像画像における前記第二の形状部分についての画像における前記頂点に対応する位置が前記撮像画像を取得するための撮像素子の中心の位置に重なることを基準として、前記撮像画像の撮像位置の調整が行われることを特徴とする形状検査用治具。
【請求項９】
前記第二の形状部分は、
前記頂点となる部分を、前記コイルエンド部の内周側および外周側それぞれの前記稜線部にて形成する、
ことを特徴とする請求項８に記載の形状検査用治具。
【請求項１０】
前記形状検査用治具は、
前記スリット光の照射方向に対して垂直な複数の平面部を前記スリット光の照射方向に既知の寸法を隔てて形成する形状部分である第三の形状部分をさらに有するものであり、
前記第三の形状部分が用いられ、前記光切断法の対象物体とされることで取得される前記撮像画像における前記第三の形状部分についての画像における前記複数の平面部間の寸法と、前記複数の平面部間の前記既知の寸法との比較により、前記撮像画像における寸法の調整が行われることを特徴とする請求項８または請求項９に記載の形状検査用治具。
【請求項１１】
前記第三の形状部分は、
前記コイルエンド部の内周側および外周側それぞれについて前記複数の平面部を形成する、
ことを特徴とする請求項１０に記載の形状検査用治具。
【請求項１２】
前記形状検査用治具は、
前記中心線を通る平面に沿う断面形状が前記形状検査用治具の全周にわたって一定の形状部分である第四の形状部分をさらに有するものであり、
前記第四の形状部分が用いられ、前記光切断法の対象物体とされることで取得される前記撮像画像における前記第四の形状部分についての画像を形成する計測点のばらつきに基づいて、前記形状検査用治具に対する前記スリット光の走査位置を連続的に変化させるための前記形状検査用治具の移動である前記中心線に沿う方向を回転軸方向とする回転についての偏心量が把握されることを特徴とする請求項８〜１１のいずれか一項に記載の形状検査用治具。
【請求項１３】
前記形状検査用治具を前記コイルエンドの部分の形状の検査が行われる前記ステータコイルと同様にセットした状態とすること、および前記形状検査用治具に対する前記スリット光の走査の少なくともいずれかが、前記計測点の取得をともなって複数回行われることにより、前記計測点のばらつきが計測される、
ことを特徴とする請求項１２に記載の形状検査用治具。
【請求項１４】
前記形状検査用治具は、
前記コイルエンドの部分の外形形状について良品として許容される最大外形形状を形成する形状部分である第五の形状部分をさらに有するものであり、
前記光切断法の対象物体とされることで取得された前記第五の形状部分の表面に形成される光切断線を捉えた前記撮像画像における計測点の集合である基準計測点群が前記計測点のばらつきに基づいて前記最大外形形状を縮小させる方向に移動させられたものが、前記良否判定における判定基準となる基準データとして作成され、
対象物体を前記ステータコイルとする前記光切断法により取得された前記コイルエンドの部分の表面に形成される光切断線を捉えた前記撮像画像における計測点である実計測点が、前記基準データと比較されることにより、前記良否判定が行われる、
ことを特徴とする請求項１２または請求項１３に記載の形状検査用治具。
【請求項１】
ステータコアとこれに巻き付けられるコイルによって形成されるコイルエンドとを有するステータコイルを検査対象物とし、対象物体にスリット光を照射することで得られる反射光の撮像画像を取得する光切断法を用い、前記ステータコイルに対する前記スリット光の走査位置を連続的に変化させることで前記ステータコイルの各部について取得した前記撮像画像に基づき、前記コイルエンドの部分の形状の良否判定を行うステータコイルの形状検査方法であって、
前記撮像画像の取得に適した表面処理が施され、前記ステータコアに対する前記コイルエンドの形状に倣い所定の基準面に対して略円環状に突出する部分として形成されるコイルエンド部を有する形状検査用治具を用い、
前記形状検査用治具は、
前記コイルエンド部について定まる中心線を通る平面に沿うスリットを形成する形状部分である第一の形状部分と、
前記コイルエンド部の突出方向側の端面部と突出方向に沿う周面部との稜線部にて前記中心線を通る平面に沿う断面形状における頂点を形成する形状部分である第二の形状部分と、を有するものであり、
前記形状検査用治具を、前記コイルエンドの部分の形状の検査が行われる前記ステータコイルと同様にセットした状態で、
前記第一の形状部分を用い、前記スリット光が前記スリットに重なることを基準として、前記スリット光の照射位置の調整を行い、
前記第二の形状部分を用い、対象物体を前記形状検査用治具とする前記光切断法により取得される前記撮像画像における前記第二の形状部分についての画像における前記頂点に対応する位置が前記撮像画像を取得するための撮像素子の中心の位置に重なることを基準として、前記撮像画像の撮像位置の調整を行うことを特徴とするステータコイルの形状検査方法。
【請求項２】
前記第二の形状部分は、
前記頂点となる部分を、前記コイルエンド部の内周側および外周側それぞれの前記稜線部にて形成する、
ことを特徴とする請求項１に記載のステータコイルの形状検査方法。
【請求項３】
前記形状検査用治具は、
前記スリット光の照射方向に対して垂直な複数の平面部を前記スリット光の照射方向に既知の寸法を隔てて形成する形状部分である第三の形状部分をさらに有するものであり、
前記第三の形状部分を用い、対象物体を前記形状検査用治具とする前記光切断法により取得される前記撮像画像における前記第三の形状部分についての画像における前記複数の平面部間の寸法と、前記複数の平面部間の前記既知の寸法との比較により、前記撮像画像における寸法の調整を行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のステータコイルの形状検査方法。
【請求項４】
前記第三の形状部分は、
前記コイルエンド部の内周側および外周側それぞれについて前記複数の平面部を形成する、
ことを特徴とする請求項３に記載のステータコイルの形状検査方法。
【請求項５】
前記形状検査用治具は、
前記中心線を通る平面に沿う断面形状が前記形状検査用治具の全周にわたって一定の形状部分である第四の形状部分をさらに有するものであり、
前記第四の形状部分を用い、対象物体を前記形状検査用治具とする前記光切断法により取得される前記撮像画像における前記第四の形状部分についての画像を形成する計測点のばらつきに基づいて、前記形状検査用治具に対する前記スリット光の走査位置を連続的に変化させるための前記形状検査用治具の移動である前記中心線に沿う方向を回転軸方向とする回転についての偏心量を把握することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のステータコイルの形状検査方法。
【請求項６】
前記形状検査用治具を前記コイルエンドの部分の形状の検査が行われる前記ステータコイルと同様にセットした状態とすること、および前記形状検査用治具に対する前記スリット光の走査の少なくともいずれかを、前記計測点の取得をともなって複数回行うことにより、前記計測点のばらつきを計測する、
ことを特徴とする請求項５に記載のステータコイルの形状検査方法。
【請求項７】
前記形状検査用治具は、
前記コイルエンドの部分の外形形状について良品として許容される最大外形形状を形成する形状部分である第五の形状部分をさらに有するものであり、
対象物体を前記形状検査用治具とする前記光切断法により取得した前記第五の形状部分の表面に形成される光切断線を捉えた前記撮像画像における計測点の集合である基準計測点群を前記計測点のばらつきに基づいて前記最大外形形状を縮小させる方向に移動させたものを、前記良否判定における判定基準となる基準データとして作成し、
対象物体を前記ステータコイルとする前記光切断法により取得した前記コイルエンドの部分の表面に形成される光切断線を捉えた前記撮像画像における計測点である実計測点を、前記基準データと比較することにより、前記良否判定を行う、
ことを特徴とする請求項５または請求項６に記載のステータコイルの形状検査方法。
【請求項８】
ステータコアとこれに巻き付けられるコイルによって形成されるコイルエンドとを有するステータコイルを検査対象物とし、対象物体にスリット光を照射することで得られる反射光の撮像画像を取得する光切断法を用い、前記ステータコイルに対する前記スリット光の走査位置を連続的に変化させることで前記ステータコイルの各部について取得した前記撮像画像に基づき、前記コイルエンドの部分の形状の良否判定を行うステータコイルの形状検査方法に用いられる形状検査用治具であって、
前記撮像画像の取得に適した表面処理が施され、前記ステータコアに対する前記コイルエンドの形状に倣い所定の基準面に対して略円環状に突出する部分として形成されるコイルエンド部を有するとともに、
前記コイルエンド部について定まる中心線を通る平面に沿うスリットを形成する形状部分である第一の形状部分と、
前記コイルエンド部の突出方向側の端面部と突出方向に沿う周面部との稜線部にて前記中心線を通る平面に沿う断面形状における頂点を形成する形状部分である第二の形状部分と、を有し、
前記コイルエンドの部分の形状の検査が行われる前記ステータコイルと同様にセットされた状態で、
前記第一の形状部分が用いられ、前記スリット光が前記スリットに重なることを基準として、前記スリット光の照射位置の調整が行われ、
前記第二の形状部分が用いられ、前記光切断法の対象物体とされることで取得される前記撮像画像における前記第二の形状部分についての画像における前記頂点に対応する位置が前記撮像画像を取得するための撮像素子の中心の位置に重なることを基準として、前記撮像画像の撮像位置の調整が行われることを特徴とする形状検査用治具。
【請求項９】
前記第二の形状部分は、
前記頂点となる部分を、前記コイルエンド部の内周側および外周側それぞれの前記稜線部にて形成する、
ことを特徴とする請求項８に記載の形状検査用治具。
【請求項１０】
前記形状検査用治具は、
前記スリット光の照射方向に対して垂直な複数の平面部を前記スリット光の照射方向に既知の寸法を隔てて形成する形状部分である第三の形状部分をさらに有するものであり、
前記第三の形状部分が用いられ、前記光切断法の対象物体とされることで取得される前記撮像画像における前記第三の形状部分についての画像における前記複数の平面部間の寸法と、前記複数の平面部間の前記既知の寸法との比較により、前記撮像画像における寸法の調整が行われることを特徴とする請求項８または請求項９に記載の形状検査用治具。
【請求項１１】
前記第三の形状部分は、
前記コイルエンド部の内周側および外周側それぞれについて前記複数の平面部を形成する、
ことを特徴とする請求項１０に記載の形状検査用治具。
【請求項１２】
前記形状検査用治具は、
前記中心線を通る平面に沿う断面形状が前記形状検査用治具の全周にわたって一定の形状部分である第四の形状部分をさらに有するものであり、
前記第四の形状部分が用いられ、前記光切断法の対象物体とされることで取得される前記撮像画像における前記第四の形状部分についての画像を形成する計測点のばらつきに基づいて、前記形状検査用治具に対する前記スリット光の走査位置を連続的に変化させるための前記形状検査用治具の移動である前記中心線に沿う方向を回転軸方向とする回転についての偏心量が把握されることを特徴とする請求項８〜１１のいずれか一項に記載の形状検査用治具。
【請求項１３】
前記形状検査用治具を前記コイルエンドの部分の形状の検査が行われる前記ステータコイルと同様にセットした状態とすること、および前記形状検査用治具に対する前記スリット光の走査の少なくともいずれかが、前記計測点の取得をともなって複数回行われることにより、前記計測点のばらつきが計測される、
ことを特徴とする請求項１２に記載の形状検査用治具。
【請求項１４】
前記形状検査用治具は、
前記コイルエンドの部分の外形形状について良品として許容される最大外形形状を形成する形状部分である第五の形状部分をさらに有するものであり、
前記光切断法の対象物体とされることで取得された前記第五の形状部分の表面に形成される光切断線を捉えた前記撮像画像における計測点の集合である基準計測点群が前記計測点のばらつきに基づいて前記最大外形形状を縮小させる方向に移動させられたものが、前記良否判定における判定基準となる基準データとして作成され、
対象物体を前記ステータコイルとする前記光切断法により取得された前記コイルエンドの部分の表面に形成される光切断線を捉えた前記撮像画像における計測点である実計測点が、前記基準データと比較されることにより、前記良否判定が行われる、
ことを特徴とする請求項１２または請求項１３に記載の形状検査用治具。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１０−１６９４５０（Ｐ２０１０−１６９４５０Ａ）
【公開日】平成２２年８月５日（２０１０．８．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１０４３３（Ｐ２００９−１０４３３）
【出願日】平成２１年１月２０日（２００９．１．２０）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月５日（２０１０．８．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月２０日（２００９．１．２０）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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