JP2018021847A - 回転振れ検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回転体の振れを精度良く検出する回転振れ検出装置を提供する。【解決手段】回転振れ検出装置１を以下の構成とする。すなわち、回転振れ検出装置１は、回転体１００に当接させられたときの回転体１００の振れあるいは振れの変化に応じて変位する変位部２と、変位部２の変位に応じて弾性変形する弾性体３とを備える。また、回転振れ検出装置１は、弾性体３の弾性変形によって発生した熱流を検出する熱流センサ４を備える。そして、この回転振れ検出装置１では、熱流センサ４による検出結果に基づいて回転体１００の振れを検出する。【選択図】図１

Description

本発明は、回転体の振れを検出する回転振れ検出装置に関する。

従来、回転体の振れを検出する技術、具体的には回転体が回転しているときの回転軸の振れを検出する技術が知られている。例えば、成型用ローラーなどの回転する加工用器具において、回転軸の振れが大きくなると、該加工用器具によって加工される物の形状が異常となる等の不具合が生じる。そこで、加工用器具が回転しているときの回転軸の振れを検出し、常に振れが小さく維持されるように制御すること等が行われている。

この種の技術に関する装置として、例えば、特許文献１に記載の回転振れ補正装置が提案されている。この回転振れ補正装置は、被測定対象である回転体の振れを検出するための基準となる基準リングと、基準リングの振れ（すなわち、回転体の振れ）を検出する３つの近接センサと、回転体の位置を補正するピエゾアクチュエータとを備えている。具体的には、基準リングは、２つの円形状表面を有する円筒形状である。基準リングは、該２つの円形状表面のうち一方の表面が回転体の重心に一致するように、回転体の端部に対して固定されている。３つの近接センサは、それぞれ、基準リングの円筒形状の側面から該円形状の径方向に所定距離を離されて配置されている。３つの近接センサは、互いに、該円形状の円周方向の位置が異なっている。そして、この回転振れ補正装置では、回転する回転体の変位に応じた近接センサによる検出値の変化に基づいて、回転体の振れ度合いを検出し、この振れ度合いを考慮しつつ、回転体の位置が適正となるようにピエゾアクチュエータを制御して回転体の位置を補正する。具体的には、この装置では、３つの近接センサのそれぞれの計測データを基に、軸芯の振れの軌跡を求めて、回転体の振れの補正を行う。

特許文献１に記載の回転振れ補正装置における近接センサは、検出対象である基準リングの移動情報や存在情報を電気的信号に置き換える。このように電気的信号に置き換える方式としては、一般には、検出対象の接近による電気的な容量の変化を捉える方式、電磁誘導によって検出対象である金属体に発生する渦電流を利用する方式などが知られている。したがって、このような近接センサでは、基準リングのうち近接センサの近傍を通過する部分の大きさあるいは距離に対応した値を、回転体の振れとして検出する。

特開平６−２３５４２２号公報

特許文献１に記載の装置では、検出対象（すなわち、回転体、あるいは基準リング）の振れを上記のような方式の近接センサにて検出する。具体的には、この近接センサは、基準リングのうち近接センサの近傍を通過する部分の大きさ、距離に対応した値を検出する。しかしながら、この近接センサでは、検出対象である基準リングの変位を直接的に測定するわけではないため、検出精度が十分ではない。特に、検出対象が単純な平面形状で近接センサとの距離が略一定である場合などは比較的良いが、例えば上記装置のように検出対象が曲面である場合あるいはさらに複雑な形状である場合など、検出対象が複雑な形状である場合には、精度良く検出することができない。

本発明は上記点に鑑みて、回転体の振れを精度良く検出する回転振れ検出装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１〜３に記載の発明では、回転振れ検出装置を以下の構成とする。すなわち、この回転振れ検出装置は、回転体（１００）に当接させられたときの回転体（１００）の振れあるいは振れの変化に応じて変位する変位部（２）を備える。さらに、この回転振れ検出装置は、変位部の変位に応じて弾性変形する弾性体（３）を備える。さらに、この回転振れ検出装置は、弾性体の弾性変形によって発生した熱流を検出する熱流センサ（４）を備える。そして、この回転振れ検出装置では、熱流センサによる検出結果に基づいて回転体の振れを検出する。

この回転振れ検出装置によれば、回転体の振れあるいは振れの変化に応じて変位部が変位し、この変位部の変位に応じて弾性体が変形する。そして、この弾性体の変形による熱流の変化を熱流センサによって検出することで、回転体の振れあるいは振れの変化を検出することができる。特に、この回転振れ検出装置によれば、回転体の振れ、すなわち回転体の変位を直接的に測定することができる。このため、上記特許文献１の回転振れ補正装置などに比べて、精度良く回転体の振れを検出することができる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

第１実施形態に係る回転振れ検出装置が回転体に対して設置されたときの全体構成を示す図である。 図１に示す回転振れ検出装置の図１におけるII-II断面の構成を示す図である。 図１に示す回転振れ検出装置の全体構成を示す別の図である。 図１に示す回転振れ検出装置における熱流センサを示す平面図である。 図４に示す熱流センサの図４中のV-V断面を示す図である。 図１に示す回転振れ検出装置の作動中における回転体の振れの推移の一例を示す図である。 第２実施形態に係る回転振れ検出装置が回転体に対して設置されたときの全体構成を示す図である。 図７に示す回転振れ検出装置の図７におけるVIII-VIII断面の構成を示す図である。 第３実施形態に係る回転振れ検出装置が回転体に対して設置されたときの全体構成を示す図である。 第４実施形態に係る回転振れ検出装置が回転体に対して設置されたときの全体構成を示す図である。 図１０に示す回転振れ検出装置についての底面図である。 図１０に示す回転振れ検出装置についての側面図である。 図１０に示す回転振れ検出装置の全体構成を示す別の図である。

以下、本開示の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。

（第１実施形態）
本開示の第１実施形態に係る回転振れ検出装置１について図１〜図６を参照して説明する。図１，図２に示すように、本実施形態に係る回転振れ検出装置１は、回転体１００に当接させられ、回転体１００の回転時における該回転体１００の振れ（すなわち、振れの度合い）あるいは振れの変化を検出する装置である。回転体１００は、例えば、成形用ローラー、切削工具などを回転させるスピンドル軸などである。なお、図１、図２は、計測開始時における回転振れ検出装置１の全体構成を示す図であり、図３は、回転体１００の振れが大きくなったときの回転振れ検出装置１の全体構成を示す図である。また、図１〜図３中の符号Ｐで示す矢印は、回転体１００の回転軸の方向を表している。また、図２中の符号Ｙ１で示す矢印は、計測開始時よりも回転体１００の振れが大きくなったときの弾性体３の変形方向を表している。

図１に示すように、本実施形態に係る回転振れ検出装置１は、変位部２と、弾性体３と、熱流センサ４と、板状部材５と、板状部材６と、異常推定部７と、表示部８とを備える。図１、図２に示すように、回転振れ検出装置１は、下から、板状部材６、熱流センサ４、弾性体３、板状部材５、変位部２の順に積層された構成とされている。

変位部２は、回転体１００の振れによる荷重を受けるように該回転体１００に当接させられる部分を有する部材である。変位部２は、回転体１００に当接させられたときの該回転体１００の変位に応じて変位する。図１、図２に示すように、本実施形態における変位部２は、基部２ａと、ローラー部２ｂとを有する。

変位部２の基部２ａは、弾性体３に対して直接的あるいは間接的に繋がることで、回転体１００の振れに応じた押圧力を弾性体３に対して与える部分である。ここでは一例として、変位部２の基部２ａは、図１、図２に示すように、板状部材で構成された底板部と、該底板部の両端から略同一方向に伸びる２つの側壁部とを有する構成とされている。すなわち、この基部２ａは、断面がＵ字形状となる形状とされている。基部２ａの底板部は、弾性体３に対して板状部材５を介して繋がっている。変位部２の基部２ａは、例えばステンレスなどの材料で構成される。板状部材５は、例えばステンレスなどの材料で構成される。

図１、図２に示すように、ローラー部２ｂは、回転可能に基部２ａに支持された円筒状回転体である。具体的には、ローラー部２ｂは、基部２ａの２つの側壁部に挟まれて配置され、回転可能に、２つの側壁部のそれぞれによって支持されている。ローラー部２ｂは、回転体１００に当接させられたときに、回転体１００の回転に追従するように回転する。ローラー部２ｂは、例えばウレタンやデルリンなどの樹脂などで構成される。

基部２ａおよびローラー部２ｂは、回転体１００の変位に応じて変位する。すなわち、本実施形態では、回転体１００の振れによる荷重をローラー部２ｂが受けることにより、ローラー部２ｂと共に基部２ａが、回転体１００の回転軸Ｐの方向に交差する方向に変位する。そして、このように基部２ａが変位することで、板状部材５を介して弾性体３に対して押圧力を与えることで、弾性体３が変形する。

弾性体３は、変位部２の変位に応じて弾性変形する部材である。すなわち、弾性体３は、回転体１００の振れに応じて変位部２が変位したときに、変位部２の変位に応じて変形する。弾性体３は、例えばウレタンなどの樹脂などで構成される。弾性体３は、変位部２よりも弾性率が低い材料で構成されている。なお、弾性体３は、変位部２よりも弾性率が高い材料で構成されても良い。図１、図２に示すように、弾性体３は、その一方が板状部材５に当接し、その他方が熱流センサ４に当接している。

熱流センサ４は、弾性体３の弾性変形による熱流を検出するセンサである。図１、図２に示すように、熱流センサ４は、弾性体３の弾性変形によって発生した熱流を検出できる位置に配置されている。具体的には、熱流センサ４は、弾性体３に当接させられている。そして、熱流センサ４は、弾性体３の内部から外部に向かう熱流に応じたセンサ信号を出力する。

本実施形態では一例として、熱流センサ４として、以下の構成のものが用いられている。すなわち、図４、図５に示すように、熱流センサ４は、絶縁基材４０、表面保護部材４１、裏面保護部材４２が一体化され、この一体化されたものの内部で第１層間接続部材４３、第２層間接続部材４４が交互に直列に接続された構造を有する。なお、図４では、表面保護部材４１の図示が省略されている。絶縁基材４０、表面保護部材４１、および裏面保護部材４２は、それぞれ、可撓性を有する樹脂材料（例えば、熱可塑性樹脂）にてフィルム状に構成されている。絶縁基材４０は、その厚さ方向に貫通する複数の第１ビアホール４０１、第２ビアホール４０２が形成されている。第１ビアホール４０１には、熱電材料（例えば、金属、半導体など）で構成された第１層間接続部材４３が埋め込まれている。第２ビアホール４０２には、第１層間接続部材４３とは異なる熱電材料（例えば、金属、半導体など）で構成された第２層間接続部材４４が埋め込まれている。また、絶縁基材４０の表面４０ａには、表面導体パターン４１１が配置されている。この表面導体パターン４１１が、第１、第２層間接続部材４３、４４のそれぞれにおける一方側を接続する接続部とされている。絶縁基材４０の裏面４０ｂには、裏面導体パターン４２１が配置されている。この裏面導体パターン４２１が、第１、第２層間接続部材４３、４４のそれぞれにおける他方側を接続する接続部とされている。なお、以下において、第１、第２層間接続部材４３、４４における一方側、すなわち第１、第２層間接続部材４３、４４における表面保護部材４１の側を、熱流センサ４の表側と称する。また、第１、第２層間接続部材４３、４４における他方側、すなわち第１、第２層間接続部材４３、４４における裏面保護部材４２の側を、熱流センサ４の裏側と称する。

図１、図２に示すように、本実施形態では、このように構成された熱流センサ４が、熱流センサ４の表側に弾性体３が位置するように、配置されている。なお、熱流センサ４は、熱流センサ４の裏側に配置された板状部材６に固定された状態となっている。

本実施形態では、熱流センサ４に対して該熱流センサ４の厚さ方向に熱流が通過すると、該熱流センサ４の表側と裏側とで温度差が生じる。すなわち、熱流センサ４に対して該熱流センサ４の厚さ方向に熱流が通過すると、熱流センサ４の表側に配置された表面導体パターン４１１と裏側に配置された裏面導体パターン４２１とで温度差が生じる。これにより、ゼーベック効果によって、第１層間接続部材４３および第２層間接続部材４４において起電力が発生する。そして、熱流センサ４は、熱流センサ４の表側と裏側の間を流れる熱流に基づいて生じる起電力（例えば、電圧）をセンサ信号として出力する。なお、本実施形態における熱流センサ４は、一例として、熱流センサ４の表側から裏側へ熱流が流れるときに正の起電力を発生させる構成とされている。

弾性体３は、圧縮もしくは伸張されたときにはその内部において温熱を発し、また、外力が加えられて圧縮された状態から圧縮が解放されて弾性変形により自然状態に戻るように復元したときにはその内部において冷熱を発する。また、熱流センサ４が発生させる起電力の絶対値の大きさと、弾性体３の変形（例えば、変形量あるいは変形量の変化量）には相関関係がある。すなわち例えば、基本的には、弾性体３の変形量が大きくなればなるほど、弾性体３の変形によって発生する熱流束が大きくなり、熱流センサ４の表側と裏側との温度差が大きくなる。このため、基本的には、弾性体３の変形量が大きくなればなるほど、熱流センサ４の表側に配置された表面導体パターン４１１と裏側に配置された裏面導体パターン４２１とで温度差が大きくなり、熱流センサ４が発生させる起電力の絶対値が大きくなる。

本実施形態における熱流センサ４は、上記のような構成であるため、単純な平面ではない形状の面（例えば、曲面）などに対してもフレキシブルに配置可能である。また、この熱流センサ４は、十分な起電力を出せるようにしつつ熱流センサ４の厚さを薄くすることができ、熱流センサ４の厚さを薄くすることで、熱流センサ４内の熱抵抗を低くさせて検出誤差を低くすることができるという利点もある。

異常推定部７は、熱流センサ４によって検出された弾性体３の弾性変形による熱流に基づいて、回転体１００の振れ（すなわち、振れの度合い）を検出する。具体的には、異常推定部７は、熱流センサ４による検出結果の値が所定の閾値ｔを超えたときに回転体１００に異常な振れが生じていると推定する。異常推定部７は、例えばマイクロコンピュータ、記憶部としてのメモリ、その周辺回路にて構成される電子制御装置などである。なお、メモリには、板状部材６が所定位置に置かれた場合の回転体１００の位置と熱流センサ４が発生させる起電力との対応関係に関するデータが格納されている。また、メモリには、回転体１００の振れの変化と熱流センサ４が発生させる起電力との対応関係に関するデータが格納されている。なお、メモリは非遷移的実態的記憶媒体である。

また、異常推定部７は、予め設定されたプログラムに従って所定の異常推定処理を行って、表示部８の作動を制御する。そして、異常推定部７は、その制御により、異常推定処理の結果を表示部８に表示させる。

次に、本実施形態に係る回転振れ検出装置１の作動について説明する。

図１、図２に示すように、回転振れ検出装置１の板状部材６を上記の所定位置に配置して、回転振れ検出装置１の変位部２に回転体１００を当接させる。このとき、回転振れ検出装置１の変位部２の位置や回転体１００の位置や振れに応じて、変位部２が変位して弾性体３がある程度圧縮させられた状態となる。これが、本実施形態における計測開始時の回転振れ検出装置１の状態である。

計測開始時においては、まず、上記のように弾性体３が圧縮されることで、弾性体３の内部の不規則な分子構造が整列し、弾性体３の内部において温熱が発生する。これにより、弾性体３の内部から外部へ流れる熱流が生じ、該熱流が熱流センサ４の表側から裏側に流れることで、熱流センサ４の表側と裏側とで温度差が生じる。そして、熱流センサ４において、回転体１００の位置に対応したセンサ信号としての起電力が発生する。このとき、異常推定部７は、該起電力に基づいて、計測開始時における回転体１００の位置の算出を行う。具体的には、異常推定部７は、メモリに格納された、回転体１００の位置と熱流センサ４が発生させる起電力との対応関係に関する上述のデータを読み込んで、該データに基づいて回転体１００の位置を算出する。この回転体１００の位置が、計測開始時における回転体１００の位置（以下、初期位置と称する）としてメモリに記憶される。なお、本実施形態において、計測開始時における弾性体３の圧縮によって発生する熱流束は、もともと微小であり、時間の経過と共に外部に解放され、所定時間経過したときには熱流センサ４に検出されない程度にまで小さくなる。

そして、計測開始後に回転体１００に大きな振れが生じた場合には、図３に示すように、変位部２が図３中の下向きに変位し、これにより、弾性体３が計測開始時よりも大きく圧縮される。これにより、熱流センサ４において、回転体１００の振れの度合いに応じた起電力が発生し、回転体１００の振れ、具体的には変位部２に近づくように回転体１００が変位する振れとして異常推定部７によって検出される。このとき、異常推定部７は、この回転体１００の振れと上記初期位置とに基づいて、目下の回転体１００の位置（以下、第２期位置と称する）を算出する。

また、変位部２から遠ざかるように回転体１００が変位する振れが生じた場合には、変位部２が、計測開始時の状態に戻るように図３中の上向きに変位する。これにより、弾性体３が圧縮された状態（例えば、計測開始時や、計測開始時よりも大きく弾性体３が圧縮された時の状態）から圧縮が解かれ、弾性体３が弾性変形により復元することで、弾性体３の内部において冷熱が生じる。これに伴い、熱流センサ４の表側の温度が下げられるため、結果として、計測開始時と比較すると、熱流センサ４の表側と裏側の温度差が変わる。このため、熱流センサ４において発生する起電力にも変化が生じ、この変化が、変位部２から遠ざかるように回転体１００が変位する振れとして異常推定部７によって検出される。このとき、異常推定部７は、この回転体１００の振れと上記第２期位置とに基づいて、目下の回転体１００の位置を算出する。なお、回転体１００が変位する前と後とで熱流センサ４の表側と裏側の温度差の正負が逆転する場合には、起電力の値の正負も逆転する。そして、異常推定部７は、検出された回転体１００の振れあるいは振れの変化に基づいて、回転体１００の振れが異常であるか否かの異常推定を行い、その異常推定の結果を表示部８に表示させる。

このように、本回転振れ検出装置１によれば、回転体１００の振れあるいは振れの変化に応じて変位部２が変位し、この変位部２の変位に応じて弾性体３が変形する。そして、弾性体３の変形による熱流の変化を熱流センサ４によって検出することで、回転体１００の振れあるいは振れの変化を検出することができ、検出された回転体１００の振れあるいは振れの変化に基づいて、回転体１００の振れが異常であるか否かの異常推定を行うことができる。特に、本回転振れ検出装置１によれば、回転体１００の振れ、すなわち回転体１００の変位を直接的に測定することができるため、上記特許文献１の回転振れ補正装置などに比べて精度良く回転体１００の振れを検出することができる。

図６は、横軸を時間、縦軸を回転体１００の振れとして、回転体１００の振れの推移を表した図である。なお、図６中の符号ｔで示された線は、回転体１００の振れにおける正常と異常との境界としての閾値を表している。例えば、回転体１００の振れが図６に示すように推移した場合には、回転体１００の振れがｍ４のように閾値ｔを超えたときに、回転体１００に極端に大きな振れが生じていることが異常推定部７によって推定される。そして、表示部８にその旨が表示される。

上記したように、本回転振れ検出装置１は、回転体１００に当接させられたときの回転体１００の振れあるいは振れの変化に応じて変位する変位部２と、変位部２の変位に応じて弾性変形する弾性体３とを備える。また、本回転振れ検出装置１は、弾性体３の弾性変形によって発生した熱流を検出する熱流センサ４を備える。そして、本回転振れ検出装置１では、熱流センサ４による検出結果に基づいて回転体１００の振れを検出する。

本回転振れ検出装置１によれば、回転体１００の振れあるいは振れの変化に応じて変位部２が変位し、この変位部２の変位に応じて弾性体３が変形する。そして、本回転振れ検出装置１では、この弾性体３の変形による熱流の変化を熱流センサ４によって検出することで、回転体１００の振れあるいは振れの変化を検出することができる。特に、本回転振れ検出装置１によれば、回転体１００の振れ、すなわち回転体１００の変位を直接的に測定することができる。このため、上記特許文献１の回転振れ補正装置などに比べて、精度良く回転体１００の振れを検出することができる。

また、本回転振れ検出装置１は、変位部２は、回転体１００に当接させられているときに回転体１００の回転に追従するように回転するローラー部２ｂを有する。

このため、本回転振れ検出装置１では、回転体１００の回転を妨げることなく変位部２を変位させることができる。

また、本回転振れ検出装置１は、熱流センサ４による検出結果の値が所定の閾値ｔを超えたときに回転体１００に異常な振れが生じていると推定する異常推定部７を備える。

このため、本回転振れ検出装置１では、検出された回転体１００の振れあるいは振れの変化に基づいて、回転体１００の振れが異常であるか否かの異常推定を行うことができる。

（第２実施形態）
本開示の第２実施形態について図７、図８を参照して説明する。本実施形態は、第２実施形態における変位部２、弾性体３の構成などを変更したものである。その他については基本的には第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分のみについて説明する。なお、図７、図８においては、異常推定部７、表示部８の図示が省略されている。また、図８中の符号Ｙ２で示す矢印は、回転体１００の振れが図８の状態から変化したときの変位部２の変位方向を表している。また、図８中の符号Ｙ３〜Ｙ６で示す矢印は、回転体１００の振れが図８の状態から大きくなったときの弾性体３の変形方向を表している。

図７、図８に示すように、本実施形態に係る回転振れ検出装置１は、変位部２、弾性体３、熱流センサ４、異常推定部７、および表示部８を備える。また、本実施形態に係る回転振れ検出装置１は、さらに、弾性体３を支持する筐体部９と、変位部２を筐体部９に支持させる支持機構１０とを備える。

本実施形態における変位部２は、基部２ｃと、ローラー部２ｄとを有する。図７、図８に示すように、本実施形態では、変位部２の基部２ｃは、棒形状部２ｃａを有し、該棒形状部２ｃａのうち一方側の先端にはローラー部２ｄが形成され、該棒形状部２ｃａのうち反対側の先端には多面体形状部２ｃｂが形成されている。ここでは一例として、変位部２の多面体形状部２ｃｂは、四角柱形状とされている。本実施形態では、変位部２の棒形状部２ｃａおよび多面体形状部２ｃｂは、回転体１００の変位に応じて、後述の支持機構１０を支点として一体的に回転する。ローラー部２ｄは、変位部２の全体の回転とは独立の回転が可能とされつつ、変位部２の基部２ａに支持された円筒状回転体である。ローラー部２ｄは、回転体１００に当接させられたときに、回転体１００の回転に追従するように回転する。なお、変位部２の棒形状部２ｃａは、例えばステンレスなどの材料で構成される。また、変位部２の多面体形状部２ｃｂは、例えばステンレスなどの材料で構成される。また、ローラー部２ｄは、例えばウレタンやデルリンなどの樹脂などで構成される。

図７、図８に示すように、本実施形態では、弾性体３は、多面体形状部２ｃｂの周囲において複数設けられている。複数の弾性体３は、筐体部９に収容されている。複数の弾性体３は、それぞれ、多面体形状部２ｃｂの複数の面のうち対応する面の近傍に配置されている。すなわち、複数の弾性体３は、それぞれ、多面体形状部２ｃｂが回転したときに多面体形状部２ｃｂのうち対応する面に当接して変形させられるような位置に配置されている。ここでは一例として、弾性体３は、４個の円筒形状の弾性部材によって構成されている。そして、本実施形態では、変位部２の多面体形状部２ｃｂが後述の支持機構１０を支点として回転したときに、該回転に伴う多面体形状部２ｃｂの各面の変位によって、４個の円筒形状の弾性体３における円筒形状の側面に対して押圧力が加えられる。このようにして、４個の円筒形状の弾性体３は、押圧され、圧縮される。以上のように、本実施形態では、弾性体３が円筒形状とされ、多面体形状部２ｃｂ（すなわち、変位部２）によって、曲面である円筒形状の側面を押圧する。このため、本実施形態では、変位部２による押圧力を弾性体３に均一かつ安定的に与えることができる。

次に、本実施形態に係る回転振れ検出装置１の作動について説明する。

図７、図８に示すように、回転振れ検出装置１を所定位置に配置して、回転振れ検出装置１の変位部２に回転体１００を当接させる。このとき、本実施形態では、回転振れ検出装置１の変位部２が、弾性体３をわずかに圧縮させる程度に、弾性体３に当接させられた状態となっている。これが、本実施形態における計測開始時の回転振れ検出装置１の状態である。

計測開始時においては、まず、上記のように弾性体３がわずかに圧縮されている程度であるため、熱流センサ４にて発生する起電力は略ゼロとなる。

そして、計測開始後に回転体１００に大きな振れが生じた場合には、変位部２が、支持機構１０を支点として図８中の符号ＡもしくはＢの向きに回転する。例えば符号Ａの向きに回転した場合には、弾性体３が計測開始時よりも大きく圧縮される。これにより、熱流センサ４において、回転体１００の振れの変化の度合いに応じた起電力が発生し、回転体１００の振れ、具体的には変位部２に近づくように回転体１００が変位する振れとして異常推定部７によって検出される。

また、変位部２から遠ざかるように回転体１００が変位する振れが生じた場合には、変位部２が、支持機構１０を支点として図８中の符号Ｂの向きに回転する。これにより、弾性体３の圧縮が解かれ、弾性体３が弾性変形により復元することで、弾性体３の内部において冷熱が生じる。これに伴い、熱流センサ４の表側の温度が下げられるため、結果として、回転体１００の振れが小さくなる前と比較すると、熱流センサ４の表側と裏側の温度差が変わる。このため、熱流センサ４において発生する起電力にも変化が生じ、この変化が、異常推定部７によって、変位部２から遠ざかるように回転体１００が変位する振れとして検出される。なお、回転体１００が変位する前と後とで熱流センサ４の表側と裏側の温度差の正負が逆転する場合には、起電力の値の正負も逆転する。

本回転振れ検出装置１によれば、第１実施形態の場合と同様、回転体１００の振れあるいは振れの変化を検出することができ、検出された回転体１００の振れあるいは振れの変化に基づいて、回転体１００の振れが異常であるか否かの異常推定を行うことができる。

さらに、本実施形態に係る回転振れ検出装置１では、多面体形状部２ｃｂの各面を利用して複数の弾性体３を効率よく変形できるため、熱流センサ４の起電力を効率的に大きくすることができる。

（第３実施形態）
本開示の第３実施形態について図９を参照して説明する。本実施形態に係る回転振れ検出装置１は、第１、第２実施形態に係る回転振れ検出装置１と基本的な構成および機能は同様のものである。なお、図９においては、異常推定部７、表示部８の図示が省略されている。また、図９中の符号Ｙ７で示す矢印は、回転体１００の振れが図９の状態から変化したときの変位部２の変位方向を表している。また、図９中の符号Ｙ８で示す矢印は、回転体１００の振れが図９の状態から大きくなったときの弾性体３の変形方向を表している。

図９に示すように、本実施形態に係る回転振れ検出装置１は、変位部２、弾性体３、熱流センサ４、異常推定部７、および表示部８を備える。本実施形態に係る回転振れ検出装置１は、さらに、弾性体３を支持する筐体部９と、変位部２を筐体部９に支持させる支持機構１０と、筐体部９を支持すると共に筐体部９の位置を調整するための調整支持部材１１とを備える。

本実施形態における変位部２は、基部２ｃと、ローラー部２ｄとを有する。図９に示すように、本実施形態では、変位部２の基部２ｃは、棒形状の部材によって構成されている。基部２ｃの先端にはローラー部２ｄが形成されている。ローラー部２ｄは、変位部２の全体の回転とは独立の回転が可能とされつつ、基部２ａに支持された円筒状回転体である。ローラー部２ｄは、回転体１００に当接させられたときに、回転体１００の回転に追従するように回転する。なお、基部２ｃは、例えばステンレスなどの材料で構成される。また、多面体形状部２ｃｂは、例えばステンレスなどの材料で構成される。また、ローラー部２ｄは、例えばウレタンやデルリンなどの樹脂などで構成される。

図９に示すように、本実施形態では、弾性体３は、筐体部９のうち変位部２に向けられた側の面９ａと変位部２の基部２ｃとの間に配置されている。具体的には、弾性体３は、筐体部９の該面９ａに配置された熱流センサ４、および変位部２の基部２ｃの両方に対して当接させられるように、配置されている。

図９に示すように、支持機構１０は、変位部２を回転可能に支持する機構である。具体的には、本実施形態における支持機構１０は、２つの羽根状部、および該２つの羽根状部を互いに回転可能に支持する回転支持部を有する一般的な蝶番である。本実施形態では、２つの羽根状部の一方が、筐体部９に対してビス９１で固定され、他方が、変位部２の基部２ｃに対して接着剤で固定されている。本実施形態では、このような構成された支持機構１０によって、変位部２の基部２ｃが回転可能となっている。

また、調整支持部材１１は、筐体部９を支持する部材である。図９に示すように、調整支持部材１１は、筐体部９に形成された孔部に挿入される凸部１１１と、該凸部１１１を筐体部９に固定するためのナット１１２とを有する。すなわち、調整支持部材１１の凸部１１１はナット１１２によって筐体部９に固定され、これにより、筐体部９は調整支持部材１１によって固定された状態となっている。本実施形態では、該凸部１１１に対するナット１１２の固定位置を調節することで、調整支持部材１１に対する筐体部９の位置を調節することができる。具体的には、筐体部９の図９中の上下方向における位置を調節することができる。

次に、本実施形態に係る回転振れ検出装置１の作動について説明する。

図９に示すように、回転振れ検出装置１を所定位置に配置して、回転振れ検出装置１の変位部２に回転体１００を当接させる。このとき、本実施形態では、回転振れ検出装置１の変位部２が、弾性体３をわずかに圧縮させる程度に、弾性体３に当接させられた状態となっている。これが、本実施形態における計測開始時の回転振れ検出装置１の状態である。

計測開始時においては、まず、上記のように弾性体３がわずかに圧縮されている程度であるため、熱流センサ４にて発生する起電力は略ゼロとなる。

そして、計測開始後に回転体１００に大きな振れが生じた場合には、変位部２が、支持機構１０を支点として図９中の符号ＣもしくはＤの向きに回転する。例えば符号Ｃの向きに回転した場合には、弾性体３が計測開始時よりも大きく圧縮される。これにより、熱流センサ４において、回転体１００の振れの変化の度合いに応じた起電力が発生し、回転体１００の振れ、具体的には変位部２に近づくように回転体１００が変位する振れとして異常推定部７によって検出される。

また、変位部２から遠ざかるように回転体１００が変位する振れが生じた場合には、変位部２が、支持機構１０を支点として図９中の符号Ｄの向きに回転する。これにより、弾性体３の圧縮が解かれ、弾性体３が弾性変形により復元することで、弾性体３の内部において冷熱が生じる。これに伴い、熱流センサ４の表側の温度が下げられるため、結果として、回転体１００の振れが小さくなる前と比較すると、熱流センサ４の表側と裏側の温度差が変わる。このため、熱流センサ４において発生する起電力にも変化が生じ、この変化が、異常推定部７によって、変位部２から遠ざかるように回転体１００が変位する振れとして検出される。なお、回転体１００が変位する前と後とで熱流センサ４の表側と裏側の温度差の正負が逆転する場合には、起電力の値の正負も逆転する。

本回転振れ検出装置１によれば、第１、第２実施形態の場合と同様、回転体１００の振れあるいは振れの変化を検出することができ、検出された回転体１００の振れあるいは振れの変化に基づいて、回転体１００の振れが異常であるか否かの異常推定を行うことができる。

（第４実施形態）
本開示の第４実施形態について図１０〜図１３を参照して説明する。本実施形態に係る回転振れ検出装置１は、第３実施形態に係る回転振れ検出装置１と基本的な構成および機能は同様のものである。なお、図１０〜図１３においては、異常推定部７、表示部８の図示が省略されている。また、図１０中の符号Ｙ９で示す矢印は、回転体１００の振れが図９の状態から変化したときの変位部２の変位方向を表している。また、図１０中の符号Ｙ１０で示す矢印は、回転体１００の振れが図１０の状態から符号Ｅの向きに大きくなったときの弾性体３の変形方向を表している。また、図１１、図１２では、回転体１００の図示が省略されている。

図１０に示すように、本実施形態では、変位部２の変位に応じて弾性変形する弾性体３が、金属板で構成されている。

図１０に示すように、本実施形態では、金属板で構成されている弾性体３のうち、該金属板の厚さ方向に垂直な方向（すなわち、図１０における上下方向）の一端側が、筐体部９に対してビス９１で固定されている。金属板の該一端側とビス９１の間には、熱流センサ４が、金属板の該一端側に当接させられるように配置されている。

また、図１０に示すように、本実施形態では、金属板で構成されている弾性体３のうち、該金属板の厚さ方向に垂直な方向の他端側が、変位部２の基部２ｃに固定されている。

なお、本実施形態では、支持機構１０およびビス９１は廃されている。

次に、本実施形態に係る回転振れ検出装置１の作動について説明する。

図１０に示すように、回転振れ検出装置１を所定位置に配置して、回転振れ検出装置１の変位部２に回転体１００を当接させる。これが、本実施形態における計測開始時の回転振れ検出装置１の状態である。

そして、計測開始後に回転体１００に大きな振れが生じた場合には、変位部２が、図１０中の符号ＥもしくはＦの向きに変位する。例えば符号Ｅの向きに変位した場合には、図１３に示すように弾性体３が計測開始時よりも大きく屈曲する。これにより、熱流センサ４において、回転体１００の振れの変化の度合いに応じた起電力が発生し、回転体１００の振れとして異常推定部７によって検出される。

また、変位部２が計測開始時の位置に戻るように回転体１００が変位する振れが生じた場合、すなわち変位部２が図１０中の符号Ｆの向きに変位した場合、弾性体３の圧縮が解かれ、弾性体３が弾性変形により復元することで、弾性体３の内部において冷熱が生じる。これに伴い、熱流センサ４の表側の温度が下げられるため、結果として、回転体１００の振れが小さくなる前と比較すると、熱流センサ４の表側と裏側の温度差が変わる。このため、熱流センサ４において発生する起電力にも変化が生じ、この変化が、異常推定部７によって、先般の振れとは逆向きに回転体１００が変位する振れとして検出される。なお、回転体１００が変位する前と後とで熱流センサ４の表側と裏側の温度差の正負が逆転する場合には、起電力の値の正負も逆転する。

本回転振れ検出装置１によれば、第１〜第３実施形態の場合と同様、回転体１００の振れあるいは振れの変化を検出することができ、検出された回転体１００の振れあるいは振れの変化に基づいて、回転体１００の振れが異常であるか否かの異常推定を行うことができる。

（他の実施形態）
本開示は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。

例えば、第１〜第３実施形態では、変位部２にローラー部２ｂ、２ｄを備える構成としていた。しかしながら、第１〜第４実施形態において、変位部２にローラー部２ｂ、２ｄを設けずに、回転体１００を変位部２の基部２ａに当接させるようにしても良い。この場合、変位部２の基部２ａにおける回転体１００に当接させられる面は、回転体１００が滑りやすいように、その摩擦係数が低くなる構成とされることが好ましい。
（まとめ）
上記各実施形態の一部または全部で示された第１の観点では、回転体の回転時における振れを検出する回転振れ検出装置において、変位部と、弾性体と、熱流センサとを備える。変位部は、回転体に当接させられると共に、回転体に当接させられているときの回転体の変位に応じて変位する。弾性体は、変位部の変位に応じて弾性変形する。熱流センサは、弾性体の弾性変形によって発生した熱流を検出する。この回転振れ検出装置は、熱流センサによる検出結果に基づいて回転体の振れを検出する。

上記各実施形態の一部または全部で示された第２の観点では、第１の観点における回転振れ検出装置において、さらに、変位部は、回転体に当接させられているときに回転体の回転に追従するように回転するローラー部を有する。

このため、この回転振れ検出装置では、回転体の回転を妨げることなく変位部を変位させることができる。

上記各実施形態の一部または全部で示された第３の観点では、第１または第２の観点における回転振れ検出装置において、さらに、熱流センサによる検出結果の値が所定の閾値を超えたときに回転体に異常な振れが生じていると推定する異常推定部を備える。

このため、この回転振れ検出装置では、検出された回転体の振れあるいは振れの変化に基づいて、回転体の振れが異常であるか否かの異常推定を行うことができる。

１ 回転振れ検出装置
２ 変位部
２ｂ ローラー部
２ｄ ローラー部
３ 弾性体
４ 熱流センサ
７ 異常推定部
１００ 回転体

Claims (3)

1. 回転体（１００）の回転時における振れを検出する回転振れ検出装置であって、
   前記回転体に当接させられると共に、前記回転体に当接させられているときの前記回転体の変位に応じて変位する変位部（２）と、
   前記変位部の変位に応じて弾性変形する弾性体（３）と、
   前記弾性体の弾性変形によって発生した熱流を検出する熱流センサ（４）と、を備え、
   前記熱流センサによる検出結果に基づいて前記回転体の振れを検出する回転振れ検出装置。
2. 前記変位部は、前記回転体に当接させられているときに前記回転体の回転に追従するように回転するローラー部（２ｂ、２ｄ）を有する請求項１に記載の回転振れ検出装置。
3. さらに、前記熱流センサによる検出結果の値が所定の閾値（ｔ）を超えたときに前記回転体に異常な振れが生じていると推定する異常推定部（７）を備える請求項１または２に記載の回転振れ検出装置。

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