JP2005189161A - 動釣合試験機 - Google Patents

Abstract

【課題】 ワークの軸方向移動を防止して測定精度の向上を図ることができる動釣合試験機の提供。
【解決手段】 架台２Ａ、２Ｂ上でワークＷを軸受機構４Ａ，４Ｂに支持し、駆動ベルト６０によりワークＷを回転させて不釣り合い量を測定する。ワークＷが軸方向に流れたとき、その軸端は流れ止め防止機構５Ａ，５Ｂの流れ止め板５１に当接し、磁石５２の磁力で吸着される。いったん流れ止め板５１に当接するとワークＷの軸方向位置が固定されるので、その固定位置での不釣り合い量を測定することにより、測定精度が向上する。
【選択図】図２

Description

本発明は動釣合試験機に関する。

動釣合試験機では、モータロータ等のワークがセットされる架台は、基台に設けられた板バネ等の弾性軸受機構により吊り下げ支持されている。そして、ワークは架台上に設けられている回転軸受上に両端が支持され、駆動ベルトによりワークが回転駆動される。そのときのワークに不釣り合いが存在すると、架台が水平方向に振動する。この振動を検出器で検出することによりワークの不釣り合い量を検出するようにしている（例えば、特許文献１）。

特開平９−２７３９７３号公報

特許文献１の動釣合試験機では、試験中にワークが軸方向に流れると測定精度に悪影響を及ぼすので、動釣合試験機の軸受機構両端には流れ止め部材が設けられている。ワークは回転しながら流れ止め部材に当たるので、跳ね返り現象が発生することがある。この跳ね返る現象を防止するためには、流れ止め部材を適切に設計して取り付ける必要があるが、従来は、跳ね返り現象を完全に防止することはできなかった。

また、ワークを駆動する駆動ベルトはワークの下側で接触しているため、不釣り合いによりワークに発生する遠心力と駆動ベルトの張力による力がワークの自重を越えると、ワークが軸受機構から飛び跳ねる現象が発生する。このような飛び跳ね現象が発生すると正確な測定が難しくなる。

（１）請求項１の発明による動釣合試験機は、ワークを回転可能に支持する軸受機構と、軸受機構で支持したワークの軸方向の移動を抑止する吸着力を発生する磁石と、ワークを回転駆動したときにそのワークの不釣り合いにより発生する物理量を検出する検出手段と、検出手段で検出した物理量に基づいて、ワークの不釣り合い量を演算する演算手段とを備えることを特徴とする。
（２）請求項２の発明による動釣合試験機は、ワークを回転可能に支持する軸受機構と、軸受機構で支持したワークの上方への跳ね上がりを抑止する吸着力を発生する磁石と、ワークを回転駆動したときにそのワークの不釣り合いにより発生する物理量を検出する検出手段と、検出手段で検出した物理量に基づいて、ワークの不釣り合い量を演算する演算手段とを備えることを特徴とする。
（３）請求項３の発明による動釣合試験機は、ワークを回転可能に支持する軸受機構と、軸受機構で支持したワークの軸方向の移動を抑止する吸着力、およびワークの上方への跳ね上がりを抑止する吸着力を発生する磁石と、ワークを回転駆動したときにそのワークの不釣り合いにより発生する物理量を検出する検出手段と、検出手段で検出した物理量に基づいて、ワークの不釣り合い量を演算する演算手段とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、ワークの軸方向移動が防止され、あるいは、ワークの跳ね上がり現象が防止されるので、測定精度が向上する。

以下、図を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。図１は、一実施の形態による動釣合試験機を示したものであり、（ａ）が上面図、（ｂ）がその正面図である。図２は軸受機構周辺の要部拡大であり、（ａ）は図１（ａ）の動釣合試験機をＡ方向から見た図である。

動釣合試験機は基台１を備えている。基台１には一対の振動架台２Ａ、２Ｂが板バネ３Ａ、３Ｂにより吊持されている。振動架台２Ａ，２Ｂのそれぞれにはそれぞれ軸受機構４Ａ，４Ｂが設けられ、これによりワークＷの両端軸部が一対の軸受機構４Ａ，４Ｂで回転可能に支持される。

軸受機構４Ａ，４Ｂは、振動架台２Ａ，２Ｂにボルト１１で固定される保持板４１と、保持板４１に対して上下方向に位置調節可能に設けられ、ボルト１２でその位置が固定されるＶ字溝４２ａを有するスライド板４２と、スライド板４２のＶ字溝４２ａに設けられた人工サファイアやルビーなどから成る軸受４３と、スライド板４２に取り付けられる流れ止め機構５Ａ，５Ｂとをそれぞれ備えている。この実施の形態で想定するワークＷは、軸径が１ｍｍ程度、重量が２ｇ程度の非常に微小なロータである。

流れ止め機構５Ａ，５Ｂは、ワークＷの軸端面と対向する当接面５１ａを有する流れ止め板５１と、流れ止め板５１の当接面５１ａとは反対側の面に取り付けられた磁石５２とを備えている。この磁石５２は、当接面５１ａにワークＷの軸端面が当接したときに軸端面を磁力で吸着して、ワークＷの跳ね返りを防止するものである。

駆動ベルト６０はワークＷの下面で接触してワークＷへ回転力を与える。駆動ベルト６０からの駆動力を受けてワークＷが回転すると、ワークＷの不釣り合いにより振動架台２Ａ，２Ｂが図１（ｂ）の左右方向に振動する。この振動はムービングコイル式の振動検出器７０により検出される。検出器７０は、コイル部７１とコイル部７１内をスライドする心棒７２とを備えている。基台１側にコイル部７１が設けられ、心棒７２は振動架台２Ａ，２Ｂに固定される。

図３は動釣合試験機を模式的に示したブロック図である。軸受機構４Ａ，４ＢにワークＷを載置し、モータ６５によりベルト６０を駆動してワークＷを回転すると、ワークＷの不釣り合いに起因する振動が発生する。その結果、一対の振動検出器７０のコイル部７１と心棒５２との相対位置関係が変化し、ワークＷの振動に応じた検出信号を得ることができる。振動検出器７０から出力される振動検出信号は、動釣合試験機の演算装置８０に設けられた増幅器８１によって増幅された後に演算回路８２にそれぞれ入力される。演算回路８２では、入力された振動検出信号に基づいてワークＷの不釣り合い量を演算する。不釣り合い量は各軸受機構２Ａ，２Ｂ毎に算出される。算出された不釣り合い量は、演算装置８０の表示器８３に表示される。

このように構成された第１の実施の形態の動釣合試験機では、上述したように、駆動ベルト６０でワークＷを回転駆動しながらワークＷの不釣り合い量を検出器７０で測定する。ワークＷを駆動ベルト６０で駆動する際、種々の要因によりワークＷはその軸方向に移動して流れ止め機構５Ａもしくは５Ｂに当接する。流れ止め機構５Ａ，５Ｂには磁石５２が設けられているので、いったんワークＷの軸端面が流れ止め板５１に当接すると磁石５２の吸着力によりワークＷは当接面５１ａに吸着され、軸方向の位置が固定される。そのため、従来のような跳ね返り現象が抑制され、測定精度が向上する。

図４に示すように、流れ止め機構５Ａ、５Ｂの磁石５２を流れ止め板５１の内側に設け、ワークＷの軸端面を、直接、磁石５２に吸着させるようにしても良い。

―第２の実施の形態―
第１の実施の形態の動釣合試験機では、ワークＷの軸方向移動を磁石による吸着力で防止するようにしたが、第２の実施の形態の動釣合試験機では、ワークＷの跳ね上がりを磁石による吸着力で防止することを特徴とするものである。

図５および図６を参照して第２の実施の形態の動釣合試験機を説明するが、図１および図２と同様な箇所には同一の符号を付して相違点を主に説明する。板バネ３Ａ、３Ｂにより基台１から吊持されている一対の振動架台２Ａ、２Ｂには、軸受機構４Ａ，４ＢによりワークＷの両端軸部が回転可能に支持される。

軸受機構４Ａ，４Ｂの保持板４１のベース部上には、ワークＷの軸端の真下近傍に磁石４５が設けられている。この磁石４５の磁力はワークＷの跳ね上がりを防止するものであり、ワークＷの軸端部を下方向に付勢する。この実施の形態で想定するワークＷも、上述したように、軸径が１ｍｍ程度、重量が２ｇ程度の非常に微小なロータである。したがって、磁石４５は、重量２ｇ程度のワークの跳ね上がりを防止するに必要な磁力を有するものである。

このように構成された第２の実施の形態の動釣合試験機では、上述したように、駆動ベルト６０でワークＷを回転駆動してワークＷの不釣り合いを検出器７０で測定する。ワークＷを駆動ベルト６０で駆動する際、不釣り合いによりワークＷに発生する遠心力と、駆動ベルト６０の張力に起因するワーク上方への力がワークＷに働き、ワークＷが軸受機構４Ａ，４Ｂから跳ね上がる場合がある。

第２の実施の形態による動釣合試験機では、ワークＷの両軸端の下方には磁石４５が設けられているので、上述した理由でワークＷが軸受機構４Ａ，４Ｂから跳ね上がろうとする力が働いても、磁石４５の吸着力によりワークＷが跳ね上がることが防止される。そのため、ワークＷの軸位置を一定のまま、すなわち、ワークＷの両軸端が軸受４３に接したまま不釣り合い量を測定することができるので、測定精度が向上する。

ー第３の実施の形態―
図４に示した動釣合試験機の場合、流れ止め板５１とスライド板４２を磁性材料で製作すると、磁石５２→流れ止め板５１→スライド板４２→ワークＷ→磁石５２のように磁気回路（磁束）が形成される。その結果、ワークＷの軸端面は磁石５２で直接吸着されて軸方向の移動が防止されるととともに、Ｖ字溝４２ａにおいてワークＷには下方に向く吸着力が作用するので、ワークＷの跳ね上がりも防止される。

すなわち、第３の実施の形態による動釣合試験機では、ワークＷの軸方向移動防止と跳ね上がり防止を１つの磁石で実現することができるので、コンパクトで低コストな動釣合試験機を提供することができる。

また、図７のように、流れ止め板１５１とスライド板４２との間に磁石１５２を介在させて吸着装置１５をボルト１３でスライド板４２に取り付けても良い。この場合も、図７に示すように磁束が発生するから、１つの磁石１５２によりワークＷの軸方向移動と跳ね上がりを防止することができる。

以上説明した動釣合試験機では、基台１から板バネ３Ａ，３Ｂで架台２Ａ，２Ｂを吊り下げ、ワークＷの不釣り合いに伴う水平振動を検出器７０で検出するようにした。しかし、本発明は、軸受機構で回転可能にワークを支持する架台を圧電素子のような力検出器を介して基台に載置し、ワークの不釣り合いに伴う鉛直方向の力を圧電素子で検出して不釣り合いを測定するようにした動釣合試験機にも適用できる。

さらに、磁石５２、１５２を電磁石で構成しても良い。この場合、ワークの大きさ、材質、重量に応じて適切に電磁力を調整してワークの軸方向移動防止のための吸着力と跳ね上がり防止のための吸着力を適切に調整することができるので、より多くのワークに対して測定精度を向上することができる。

以上説明した実施の形態と特許請求の範囲の構成要素との対応において、振動検出器７０や圧電素子は検出手段を、演算装置８０は演算手段をそれぞれ構成する。また、ワークの不釣り合いにより発生する振動や鉛直方向の力が物理量に相当する。

なお、本発明の特徴を損なわない限り、すなわち、磁力によりワークの軸方向移動を防止したり、ワークの跳ね上がり現象を防止することができるものであれば、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではない。

本発明による動釣合試験機の構成を示し、（ａ）が平面図、（ｂ）がＢ方向から見た図 図１の動釣合試験機をＡ方向から見た拡大図 動釣合試験機の概略構成を模式的に示すブロック図 動釣合試験機の変形例を示す図 動釣合試験機の第２の実施の形態を示し、（ａ）が平面図、（ｂ）がＢ方向から見た図 （ａ）は図５の動釣合試験機をＡ方向から見た図、（ｂ）はＢ方向から見た図 動釣合試験機の変形例を示す図

符号の説明

１：基台 ２Ａ，２Ｂ：架台
３Ａ，３Ｂ：板バネ ４Ａ，４Ｂ：軸受機構
５Ａ，５Ｂ：流れ止め機構 ４１：保持板
４２：スライド板 ４５：磁石
５１：流れ止め板 ５２，１５２：磁石
６０：駆動ベルト ７０：検出器
８０：演算装置 Ｗ：ワーク

Claims (3)

1. ワークを回転可能に支持する軸受機構と、
   前記軸受機構で支持したワークの軸方向の移動を抑止する吸着力を発生する磁石と、
   前記ワークを回転駆動したときにそのワークの不釣り合いにより発生する物理量を検出する検出手段と、
   前記検出手段で検出した物理量に基づいて、前記ワークの不釣り合い量を演算する演算手段とを備えることを特徴とする動釣合試験機。
2. ワークを回転可能に支持する軸受機構と、
   前記軸受機構で支持したワークの上方への跳ね上がりを抑止する吸着力を発生する磁石と、
   前記ワークを回転駆動したときにそのワークの不釣り合いにより発生する物理量を検出する検出手段と、
   前記検出手段で検出した物理量に基づいて、前記ワークの不釣り合い量を演算する演算手段とを備えることを特徴とする動釣合試験機。
3. ワークを回転可能に支持する軸受機構と、
   前記軸受機構で支持したワークの軸方向の移動を抑止する吸着力、および前記ワークの上方への跳ね上がりを抑止する吸着力を発生する磁石と、
   前記ワークを回転駆動したときにそのワークの不釣り合いにより発生する物理量を検出する検出手段と、
   前記検出手段で検出した物理量に基づいて、前記ワークの不釣り合い量を演算する演算手段とを備えることを特徴とする動釣合試験機。

Images