JP2005134278A - 不釣合振動検出機構 - Google Patents

Abstract

【課題】電動機の回転被測定物、ファン、回転軸のように回転のバランスを要求される回転体の不釣合測定に用いる支持装置に関し、被測定物の回転軸に平行な方向成分の振動を抑制して、誤差の少ない不釣合測定を可能とする技術を提供すること。
【解決手段】本発明の不釣合振動検出機構は、高速回転させる被測定物の軸を支持する軸受けと、前記軸受けを設ける軸受け部材と、前記軸受け部材を水平面内で自由に振動可能に支持する支持手段と、ベースに設けられた振動センサにとを備え、高速回転する前記被測定物から発生する振動を前記振動センサにて検出するように構成された不釣合振動検出機構において、前記軸受け部材の少なくとも回転軸に平行な振動を規制する振動方向規制手段を設けた。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば電動機の回転被測定物、ファン、回転軸のように回転のバランスを要求される回転体の不釣合測定に用いる支持装置に関するものである。

従来の支持装置では、高速で回転駆動させている被測定物としての回転体から発生する不釣合に起因する振動を検出するために、前記回転体の軸受けに振動センサを連結して検出することが行われていた。前記軸受けは、前記回転体の振動に基づいて水平面内で振動可能に支持された自由体に立設され、前記自由体は、前記回転体の振動に基づいて水平面内で種々の方向に振動する。
前記自由体の振動を、当該装置のベースに固定された振動センサで検出する。
そして、各振動センサにて検出した振動データに基づいて、不釣合成分の修正面分離，演算を行うように構成されている。

しかし、被測定物の振動には種々の方向の成分が含まれているので、前記振動センサは、前記被測定物の回転軸に直交する方向成分以外の振動の影響を受けやすく、そのために、不釣合成分の修正面分離，演算の誤差の要因となっている。

そこで、本発明は、被測定物の回転軸に平行な方向成分の振動を抑制して、誤差の少ない不釣合測定を可能とする技術を提供することを目的としてなされたものである。

本発明にかかる不釣合振動検出機構の請求項１においては、
高速回転させる被測定物の軸を支持する軸受けと、
前記軸受けを設ける軸受け部材と、
前記軸受け部材を水平面内で自由に振動可能に支持する支持手段と、
ベースに設けられた振動センサにとを備え、
高速回転する前記被測定物から発生する振動を前記振動センサにて検出するように構成された不釣合振動検出機構において、
前記軸受け部材の少なくとも回転軸に平行な振動を規制する振動方向規制手段を設けたこと
を特徴としている。

請求項２では、
前記振動方向規制手段は、前記軸受け部材において前記被測定物の真下に一方が固定され、他方が前記ベースに固定され、前記被測定物の回転軸とほぼ平行に配設された金属製の棒状もしくは板状のバネとしたことを特徴としている。

上記構成の本発明によれば、振動方向規制手段によって、前記軸受け部材の少なくとも回転軸に平行な方向成分の振動を規制するので、振動センサによって、回転軸に直角な方向成分の振動を精度よく検出することが可能となり、不釣合成分の修正面分離，演算の誤差を少なくして、精度の高い不釣合測定が可能となる。
また、前記振動方向規制手段は、前記軸受け部材において前記被測定物の真下に一方が固定され、他方が前記ベースに固定され、前記被測定物の回転軸とほぼ平行に配設された金属製の棒状もしくは板状のバネであるので、回転軸と平行な振動成分は前記バネで抑制されるが、前記バネに直角な方向成分の振動は抑制されない。従って、振動センサは、回転軸と平行な振動成分の影響を受けることなく、前記バネに直角な方向成分の振動を検出することができるので、不釣合成分の修正面分離，演算の誤差を少なくして、精度の高い不釣合測定が可能となる。

以下に、本発明にかかる不釣合振動検出機構を、その実施の形態を示した図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明にかかる不釣合振動検出機構の実施形態の正面図、図２はその側面図である。
図１、２において、
１は被測定物としての回転体、11はその回転軸である。
２は軸受け部材であり、前記回転軸11の前面側の軸受け21と、背面側の軸受け22とが立設されている。
前記軸受け部材２は４本の弾性支柱31、32、33、34によって、水平面内で自由に振動可能に支持されている。
４はベースであり、前記４本の弾性支柱31、32、33、34が立設されている。
なお、前記回転軸11の方向をＹ軸方向とし、前記軸受け部材２に平行且つ前記Ｙ軸方向に直交する方向をＸ軸方向とする。

７は駆動機構であり、別途支持部材51によって前記ベース４に支持されて、駆動ベルト78によって、前記被測定物１の側面を回転駆動するように構成されている。
前記軸受け部材２と前記駆動機構５とは、それぞれ独立して、共通のベース４に支持されている。

61は前記軸受け部材２の下面に垂設された軸受け側取り付け部材であり、62は前記ベース４の上面に立設されたベース側取り付け部材である。前記軸受け側取り付け部材61と前記ベース側取り付け部材62とは、水平な金属製の棒状もしくは板状のバネ60で連結されている。
前記バネ60が前記回転軸11と平行になるように、前記軸受け側取り付け部材61と前記ベース側取り付け部材62とは、前記被測定物１の真下に配設されている。
前記金属製の棒状もしくは板状のバネ60は非伸縮性であるので、前記軸受け側取り付け部材61と前記ベース側取り付け部材62との間隔は変化しない。従って、前記軸受け部材２は、前記ベース側取り付け部材62を中心とした僅かな円運動は可能であるが、回転軸方向、即ちＹ軸方向の振動は抑制される。
前記軸受け側取り付け部材61と前記ベース側取り付け部材62とを連結するバネ60は、特許請求の範囲に記載された振動方向規制手段に相当する構成である。

91は前面側の軸受け21の振動を検出する前面側振動センサ、92は背面側の軸受け22の振動を検出する背面側振動センサである。
不釣合測定時においては、これらの振動センサ91、92にて検出された振動に起因する信号は、不釣合測定回路93に入力されて、前面側と背面側の不釣合成分が分離・演算される。 このとき、前述したようにＹ軸方向の振動は前記バネ60によって抑制されるので、Ｘ軸方向の成分の振動のみが前記振動センサ91、92で検出されるのである。
従って、前述した不釣合測定回路93においては、誤差の少ない精度の高い不釣合測定が可能となるのである。
なお、前記バネ60は弾性体であるので、前記軸受け部材２のＸ軸方向の振動は殆ど抑制しないので、不釣合に起因する被測定物１の振動を十分に検出することができる。

なお、前記軸受け側取り付け部材61と前記バネ60との連結点は、前記回転軸11に平行な線上にあればよいが、二つの軸受け21、22の中点にするとよい。
また、前記軸受け側取り付け部材61は、前記軸受け部材の下面に設けたが、上面に設けてよい。また、前記支柱は３本以上であればよい。

図３、４、５に本発明の不釣合振動検出機構を備えた不釣合測定装置の実施例の図面を示した。図３は前記不釣合測定装置の正面図、図４はその側面図、図５はその背面図である。
図３、４、５において、
７は駆動機構であり、モータ71と、このモータ71の軸に取り付けられた駆動プーリ72と、この駆動プーリ72および、フリーのプーリ73、74、75、76、77に掛けられた駆動ベルト78と、２つのフリーのプーリ73、76がそれぞれ設けられた揺動アーム79、80を備えるとともに、これらの揺動アーム79、80を揺動させるためのカム81と、このカム81を上下動させるための電磁ソレノイド82とを備えている。
なお、図１、２と同じ構成要素には、同じ符号を付してその説明を省略した。

以上の構成において、
被測定物１を測定のための高い回転数まで加速するときには、前記電磁ソレノイド82のスピンドルを吸引して前記カム81を引き下げる。カム81が下がると、２つの揺動アーム79、80の下部を押し広げるので、揺動アーム79、80の上部は互いに近づく。従って、揺動アーム79、80の先端に設けられた２つのフリープーリ73、76は互いに近づき、掛けられた駆動ベルト78は、前記被測定物１の側面に強く押しつけられた状態で駆動されるので、駆動ベルト78と被測定物１との間ではスリップし難い。従って、急激に回転数を目標の高速回転まで上げることができる。
測定終了後に、高速回転している被測定物１の回転を制動して停止させる場合にも、以上のように、前記電磁ソレノイド82のスピンドルを吸引して前記カム81を引き下げて、駆動ベルト78が前記被測定物１の側面に強く押しつけられた状態で駆動するので、駆動ベルト78と被測定物１との間ではスリップし難くなる。従って、短時間で減速して、不釣合点を所定の位置に位置決めして停止させることができる。

そして、一旦、被測定物１の回転数が目標の高速回転に到達した後は、前記電磁ソレノイド82のスピンドルを開放するとスプリングで前記カム81が初期位置に上がる。カム81が初期位置に上がると、２つの揺動アーム79、80の下部はバネの作用によって互いに近づくので、揺動アーム79、80の上部は互いに離間する。従って、揺動アーム79、80の先端に設けられた２つのフリープーリ73、76は互いに離れて、掛けられた駆動ベルト78は、前記被測定物１の側面に軽く接触した状態で駆動されるので、駆動ベルト78は被測定物１の振動に影響を与えにくくなる。従って、精度の高い振動検出が可能となり、不釣合測定の精度が向上する。
前記電磁ソレノイド82のスピンドルを更に上げて前記カム81を更に上げると、２つの揺動アーム79、80の上部は互いに更に離間する。従って、駆動ベルト78は前記被測定物１の側面から離れるので、被測定物１のセットもしくは取り外しが容易に行える。

本発明にかかる不釣合振動検出機構の実施の形態の構成の正面図である。 前記不釣合振動検出機構の側面図である。 本発明の不釣合振動検出機構の実施例の正面図である。 前記不釣合振動検出機構の側面図である。 前記不釣合振動検出機構の背面図である。

符号の説明

１ 被測定物、回転体
11 回転軸
２ 軸受け部材
21 前面側の軸受け
22 背面側の軸受け
31、32、33、34 弾性支柱
４ ベース
５ 駆動機構
51 支持部材
61 軸受け側取り付け部材
62 ベース側取り付け部材
60 バネ
91 前面側振動センサ
92 背面側振動センサ
93 不釣合測定回路

Claims (2)

1. 高速回転させる被測定物の軸を支持する軸受けと、
   前記軸受けを設ける軸受け部材と、
   前記軸受け部材を水平面内で自由に振動可能に支持する支持手段と、
   ベースに設けられた振動センサにとを備え、
   高速回転する前記被測定物から発生する振動を前記振動センサにて検出するように構成された不釣合振動検出機構において、
   前記軸受け部材の少なくとも回転軸に平行な振動を規制する振動方向規制手段を設けたことを特徴とする不釣合振動検出機構。
2. 前記振動方向規制手段は、前記軸受け部材において前記被測定物の真下に一方が固定され、他方が前記ベースに固定され、前記被測定物の回転軸とほぼ平行に配設された金属製の棒状もしくは板状のバネとしたことを特徴とする請求項１に記載の不釣合振動検出機構。