JP2013195173A - 加速度センサの取付装置 - Google Patents

Abstract

【課題】モータ等の回転体の不釣合振動の測定に用いられる加速度センサにおいて、測定対象物のセンサ取付面に傷や接着剤の痕を残すことなく、かつ滑らかでない面であっても適用可能な加速度センサの取付装置を提供する。
【解決手段】第１の双脚部２ａにつながる第１の天板部２ｂを有するセンサホルダ２と、このセンサホルダ２内に用いられて、第２の双脚部３ａにつながる第２の天板部３ｂを有し、マグネット４を配置したヨーク３とを備え、加速度センサ１がヨーク３を介しマグネット４に固定されるとともに、第１の天板部２ｂの開口部２ｃに搭載された加速度センサ１の取付装置２０において、第１の双脚部２ａの先端部２ｄが対象物６に当接する。
【選択図】図１

Description

この発明は、対象物である例えばモータ等の回転体の不釣合振動測定に用いられている加速度センサを、前記対象物へ取り付ける加速度センサの取付装置に関するものである。

従来の加速度センサの対象物への取り付ける方法において、加速度センサを対象物に取り付けるための加工を施さない場合には、一般に加速度センサの底面に装着するマグネットアタッチメントや、接着剤が用いられてきた。そして対象物の取り付け面に金属製のマグネットアタッチメントを取り付けることによる傷を付けてはいけない場合や、接着剤の取り付け痕を残してはならない場合などにおいては、特許文献１においてセンサを環状で弾力性のある取付部を有するアダプタを固定し、そのアダプタを対象物の取付面に配置し、取付面及びアダプタの環状取付部で囲まれる閉空間を真空吸引手段に接続する技術が示されている。

特開２０００−０３５３６１号公報

しかしながら上記特許文献１に示された技術は、アダプタと対象物間の閉空間を真空吸引するものであるので、対象物の取付面が真空引きを可能とするように滑らかでなければならないという問題点があり、さらに真空吸引するために真空ポンプを常備する必要があり、設置スペースの増加、コスト上昇、さらには測定に時間がかかるという問題点もある。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、振動が測定される対象物とセンサ取付面に傷や接着剤の痕を残すことなく、かつ滑らかでない面であっても取り付けを可能とする加速度センサの取付装置を提供することを目的としている。

この発明に係る対象物に加速度センサを取り付けるための加速度センサの取付装置は、第１の双脚部につながる第１の天板部が設けられた樹脂製のセンサホルダと、該センサホルダの第１の双脚部と第１の天板部とで囲まれた領域に取り付けられたヨークとを備え、該ヨークには第２の双脚部につながる第２の天板部が設けられ、第２の双脚部と第２の天板部とで囲まれた領域にはマグネットが設けられており、
加速度センサはヨークを介してマグネットに固定されるとともにセンサホルダの第１の天板部に設けられた開口部に搭載されており、該加速度センサの取付装置の対象物への取り付けは、第１の双脚部の先端部が対象物に当接することによってなされるものである。

この発明に係る加速度センサの取付装置は、上記のような構成を採用しているので、加速度センサを取り付ける対象物の取り付け面に傷を付ける恐れがなく、また接着剤等の痕を付けることもない。
さらには先行技術文献に示されたような真空引きを行う必要がない為、取り付け面が滑らかである必要もなく、かつ真空ポンプ等の余分な設備も不要であり、さらには測定に要する準備時間が短縮され、簡単に測定可能という効果がある。

実施の形態１による加速度センサの取付装置を示す断面図である。 実施の形態１による加速度センサの取付装置を示す上面図である。 実施の形態１によるセンサホルダを示す正面図及び上面図である。 実施の形態１によるヨークを示す正面図及び上面図である。 実施の形態１による加速度センサを示す正面図及び上面図である。 実施の形態１によるマグネットを示す正面図及び側面図である。 実施の形態２の構成を採用するための加速度センサの取付装置を示す説明図である。 実施の形態２による加速度センサの取付装置を示す図である。

実施の形態１．
以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。
図１は、実施の形態１による加速度センサの取付装置２０（以下、取付装置２０と略す）を示す断面図であり、例えば金属製ケース内に配置されたモータ等の振動測定を行う場合において、振動測定が行われる円筒状の対象物６に取付装置２０を取り付けた状態を示す。
図２は、その上面図を示す。取付装置２０は加速度センサ１と、例えばポリアセタール材等樹脂製のセンサホルダ２と、鉄等磁性材製のヨーク３と、例えばネオジウム材製のマグネット４とから構成されている。上記センサホルダ２は図３（ａ）に示すように第１の双脚部２ａとこの第１の双脚部２ａにつながる第１の天板部２ｂで形成され断面がコの字型であり、上面形状は図２、図３（ｂ）に示すように長方形状である。第１の天板部２ｂには図３（ｂ）で示すようにＵ字型の開口部２ｃが設けられており、この開口部２ｃに加速度センサ１が挿入、搭載される。
センサホルダ２の第１の双脚部２ａと第１の天板部２ｂとで囲まれる領域Ｋ_１には、ヨーク３が設けられている。

ヨーク３は図４（ａ）に示すように前述したセンサホルダ２と相似形で、第２の双脚部３ａとこの第２の双脚部３ａにつながる第２の天板部３ｂで形成され断面がコの字型であり、上面形状は図４（ｂ）に示すように長方形状である。第２の天板部３ｂの上面には図５（ａ）、（ｂ）で示す加速度センサ１の底部、この場合、六角形状の底部１ａが挿入される六角形状の窪み３ｃが設けてある。
また、加速度センサ１をヨーク３に固定する取付けネジ５用のバカ穴３ｄが設けてある。ヨーク３の第２の双脚部３ａと第２の天板部３ｂとで囲まれる領域Ｋ_２には、マグネット４が設けられる。このマグネット４は図６に示すように、長方体をなし、ヨーク３を介して加速度センサ１を固定する為の取付けネジ５用のバカ穴４ａが設けてある。

上述した取付装置２０の詳細構造を一部重複するが以下に述べる。
加速度センサ１は図５に示したように、六角柱状の底部１ａに円筒状のキャップ１ｂが設けられた構成であり、マグネット４を固定するためのネジ穴１ｃを底部１ａに設けている。また図２に示すセンサケーブル７を接続するための出力端子９が六角柱状の側面に設けられている。ここでは前記出力端子９が側面方向に設けられている例を示したが、キャップ１ｂの上面に設けられている場合であってもよい。ここで加速度センサ１は幅１０ｍｍ、高さ１０ｍｍ、重さ数十ｇ程度のものを示しているが、一般に販売されている大型の加速度センサ１で、例えば幅２５ｍｍ、高さ３０ｍｍ、重さ１００ｇ等のものであっても適用可能である。
取付装置２０をマグネット４の吸着力により対象物６に確実に取り付けるため、第２の双脚部３ａを有するヨーク３を用いている。この第２の双脚部３ａは、鉄等の磁性体である対象物６とともに、マグネット４の磁気回路の一部分を形成する。従って、マグネット４単体のみを用いた取付装置と比較して、対象物６に対して広範囲にわたって取り付けられることになり、より確実に、かつ強固に取り付けられ、振動計測精度が向上する。図４に示すこの双脚部３ａの長さＬ_２は、取付装置２０と対象物６との吸着力を可能な限り強固にするため、第２の双脚部３ａの先端部３ｅが対象物６に接触しない範囲で長く設定している。すなわち図１に示したように、先端部３ｅと対象物６との間に隙間Ｇが存在する状態で第２の双脚部３ａと長さＬ_２と、図３に示したセンサホルダ２の第１の双脚部２ａの長さＬ_１との関係Ｌ_１＞Ｌ_２を定め、かつＬ_１とＬ_２との差によって、例えば図１に示した円筒状の対象物６の適用可能な寸法範囲、つまり対象物６の直径が定まる。またヨーク３の第２の双脚部３ａと第２の天板部３ｂとで囲まれる領域Ｋ_２には、マグネット４が整合状態で、かつマグネット４がヨーク３の第２の天板部３ｂの下面に接して設置される。また同様に、センサホルダ２の第１の双脚部２ａと第１の天板部２ｂとで囲まれる領域Ｋ_１にも、ヨーク３が整合状態で、かつ第２の天板部３ｂの上面がセンサホルダ２の第１の天板部２ｂの下面に接して設置される。このような整合構成を採用することで、振動測定が正確に実施可能となる。

加速度センサ１はヨーク３の第２の天板部３ｂの上面に設けた窪み３ｃに挿入されて取り付けられることで位置決めが容易となり、組み付け性が向上する。図２に示すように、ヨーク３はセンサホルダ２に取付けネジ８でもって取り付けられている。センサホルダ２は樹脂製であるので、取付装置２０を対象物６に取り付け時に、対象物６に何ら損傷を与えない。また図３に示すように、センサホルダ２の第１の双脚部２ａの先端部２ｄは、内側から外側に向かってテーパ状に形成されているため対象物６へ密接して取り付けられることが可能である。
このような取付装置２０の構成であるので、小型コンパクト化されるとともに、加速度センサ１、センサホルダ２、ヨーク３及びマグネット４の組み立て性が容易となる。また、小型コンパクトな取付装置２０であるので小型・軽量化され、対象物６の振動を抑制することなく、より正確に振動測定を行うことができる。またさらにヨーク３を用いているので、マグネット４単体による対象物６への吸着範囲に比べ、より広い範囲の吸着範囲となり、より安定にかつ強固に対象物６に取り付けることができ、より広い周波数帯域の振動を測定可能となる。

実施の形態２．
次に、実施の形態２を図に基づいて説明する。
前述した実施の形態１において、図１に示した対象物６の外径が大きい場合あるいは対象物６が平面に近い形状の場合、図７に示すように、ヨーク３の第２の双脚部３ａの先端部３ｅと対象物６との隙間Ｇが大きくなり、マグネット４による取付装置２０と対象物６との吸着力が低減する。
このような場合の取付装置２０として、図８に示すようにセンサホルダ２の第１の天板部２ｂの下面と、ヨーク３の第２の天板部３ｂの上面との間に、シム１４を設けることにより、前記隙間Ｇを小さくすることができ、取付装置２０と対象物６との吸着力を大きくすることができる。
このような取付装置２０は、対象物６が曲面形状であっても、平面形状であっても、適用可能である。従って、この実施の形態２による取付装置２０は、前述した実施の形態１と同様の効果を奏する。

尚、上記実施の形態１、２では、センサホルダ２の第１の双脚部２ａが互いに平行な形状及びヨーク３の第２の双脚部３ａがセンサホルダ２の第１の双脚部２ａに沿う平行な形状を示したが、これに限定されず、第１の双脚部２ａ、第２の双脚部３ａが上面より見て共にハの字型や逆ハの字型や円の一部を欠いた、いの字状であってもよい。

尚、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１ 加速度センサ、２ センサホルダ、２ａ 第１の双脚部、２ｂ 第１の天板部、
２ｃ 開口部、２ｄ 先端部、３ ヨーク、３ａ 第２の双脚部、３ｂ 第２の天板部、
４ マグネット、６ 対象物、１４ シム、Ｇ 空隙、Ｋ_１，Ｋ_２ 領域。

Claims (6)

1. 対象物に加速度センサを取り付けるための加速度センサの取付装置であって、
   第１の双脚部につながる第１の天板部が設けられた樹脂製のセンサホルダと、該センサホルダの前記第１の双脚部と前記第１の天板部とで囲まれた領域に取り付けられたヨークとを備え、該ヨークには第２の双脚部につながる第２の天板部が設けられ、前記第２の双脚部と前記第２の天板部とで囲まれた領域にはマグネットが設けられており、
   前記加速度センサは前記ヨークを介して前記マグネットに固定されるとともに前記センサホルダの前記第１の天板部に設けられた開口部に搭載されており、該加速度センサの取付装置の対象物への取り付けは、前記第１の双脚部の先端部が前記対象物に当接することによってなされることを特徴とする加速度センサの取付装置。
2. 前記ヨークは、前記第２の天板部の上面が前記センサホルダの前記第１の天板部の下面に接して設けられているとともに、前記マグネットは、前記ヨークの第２の天板部の下面に接して設けられていることを特徴とする請求項１に記載の加速度センサの取付装置。
3. 前記センサホルダの前記第１の天板部の下面と、前記ヨークの前記第２の天板部の上面との間にシムが設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の加速度センサの取付装置。
4. 前記ヨークの前記第２の双脚部は、前記センサホルダの前記第１の双脚部に整合して設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の加速度センサの取付装置。
5. 前記センサホルダの前記第１の双脚部の先端部は、内側から外側に向かってテーパ状に形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の加速度センサの取付装置。
6. 前記センサホルダの前記第１の天板部の前記開口部は、上面形状がＵ字型に開口されていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の加速度センサの取付装置。

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