JP2020186924A - 振動計測装置 - Google Patents

Abstract

【課題】軸周りのねじり振動及び出力方向の振動以外の方向に作用する振動について計測可能な振動計測装置を提供する。【解決手段】センサー部は、第１の出力方向成分を含む第１の計測方向についての振動と、第１の出力方向の軸周りの第１の軸周り出力方向成分を含む第１の軸周り計測方向についての振動と、第１の出力方向と直交する第２の出力方向成分を含む方向であって、第１の計測方向とは異なる方向である第２の計測方向についての振動と、第２の出力方向の軸周りの第２の軸周り出力方向成分を含む方向であって、第１の軸周り計測方向とは異なる方向である第２の軸周り計測方向についての振動と、のそれぞれについて計測可能に構成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、振動を計測する振動計測装置に関する。

従来、振動を計測する振動計測装置において、減速機にて生じるねじり振動を計測するために減速機の出力軸の軸周りに作用するトルクを計測可能な計測装置が用いられている。そのような振動を計測する振動計測装置において、軸方向に作用する荷重についても計測可能な計測装置について特許文献１に開示されている。

特開２０１３−７９８２３号公報

ところが、出力軸の軸方向の振動及び出力軸の軸周りのねじり振動だけでは説明のつかないような方向についての振動が生じていることがわかった。特許文献１に開示された計測装置では、軸周りのねじり振動及び軸方向の振動については計測可能かもしれないが、その他の方向に作用する振動については計測することができない。

そこで、本発明は上記の事情に鑑み、軸周りのねじり振動及び軸方向の振動以外の方向に作用する振動について計測可能な振動計測装置を提供することを目的としている。

本発明の振動計測装置は、振動の計測対象となる計測対象減速機における入力軸に接続された回転駆動部と、前記回転駆動部によって前記計測対象減速機の前記入力軸が回転駆動された際に、前記計測対象減速機の出力軸で生じる振動を計測するセンサー部とを備え、前記センサー部は、第１の出力方向成分を含む第１の計測方向についての振動と、前記第１の出力方向の軸周りの第１の軸周り出力方向成分を含む第１の軸周り計測方向についての振動と、前記第１の出力方向と直交する第２の出力方向成分を含む方向であって、前記第１の計測方向とは異なる方向である第２の計測方向についての振動と、前記第２の出力方向の軸周りの第２の軸周り出力方向成分を含む方向であって、前記第１の軸周り計測方向とは異なる方向である第２の軸周り計測方向についての振動と、のそれぞれについて計測可能に構成されている。

上記構成の振動計測装置では、第１の計測方向、第２の計測方向、第１の軸周り計測方向及び第２の軸周り計測方向についての振動を計測するので、より多くの方向についての振動を計測すると共に、それぞれの計測値に基づいて出力値を算出することができる。従って、振動についてさらに詳細に計測を行うことができる。

また、前記センサー部によって計測された振動についての計測値に基づいて、出力値を算出する演算部を備えていてもよい。

前記演算部は、少なくとも前記第１の計測方向への振動についての計測値に基づいて、前記第１の出力方向についての出力値を算出してもよい。

少なくとも第１の計測方向への振動についての計測値に基づいて、第１の出力方向についての出力値が算出されるので、第１の出力方向についての出力値を正確に算出することができる。

また、前記演算部は、少なくとも前記第１の軸周り計測方向への振動についての計測値に基づいて、前記第１の軸周り出力方向についての出力値を算出してもよい。

少なくとも第１の軸周り計測方向への振動についての計測値に基づいて、第１の軸周り出力方向についての出力値が算出されるので、第１の軸周り出力方向についての出力値を正確に算出することができる。

また、前記演算部は、少なくとも前記第２の計測方向への振動についての計測値に基づいて、前記第２の出力方向についての出力値を算出してもよい。

少なくとも第２の計測方向への振動についての計測値に基づいて、第２の出力方向についての出力値が算出されるので、第２の出力方向についての出力値を正確に算出することができる。

また、前記演算部は、少なくとも前記第２の軸周り計測方向への振動についての計測値に基づいて、前記第２の軸周り出力方向についての出力値を算出してもよい。

少なくとも第２の軸周り計測方向への振動についての計測値に基づいて、第２の軸周り出力方向についての出力値が算出されるので、第２の軸周り方向についての出力値を正確に算出することができる。

また、前記センサー部は、前記第１の出力方向に直交する直交面内で前記第２の出力方向に直交する第３の出力方向成分を含む方向であって、前記第１の計測方向及び前記第２の計測方向とは異なる方向である第３の計測方向についての振動を計測可能に構成されていてもよい。

第３の計測方向についての振動を計測可能に構成されているので、さらに多くの方向についての振動を計測すると共に、それぞれの計測値に基づいて出力値を算出することができる。従って、振動についてさらに詳細に計測を行うことができる。

また、前記センサー部によって計測された計測値に基づいて、出力値を算出する演算部を備え、前記演算部は、少なくとも前記第３の計測方向への振動についての計測値に基づいて、前記第３の出力方向についての出力値を算出してもよい。

少なくとも第３の計測方向への振動についての計測値に基づいて、第３の出力方向についての出力値が算出されるので、第３の出力方向についての出力値を正確に算出することができる。

また、前記センサー部は、前記第３の出力方向の軸周りの第３の軸周り出力方向成分を含む方向であって、前記第１の軸周り計測方向及び前記第２の軸周り計測方向とは異なる方向である第３の軸周り計測方向についての振動を計測可能に構成されていてもよい。

第３の軸周り計測方向についての振動を計測可能に構成されているので、さらに多くの方向についての振動を計測すると共に、それぞれの計測値に基づいて出力値を算出することができる。従って、振動についてさらに詳細に計測を行うことができる。

前記センサー部によって計測された計測値に基づいて、出力値を算出する演算部を備え、前記演算部は、少なくとも前記第３の軸周り計測方向への振動についての計測値に基づいて、前記第３の軸周り出力方向についての出力値を算出してもよい。

少なくとも第３の軸周り計測方向への振動についての計測値に基づいて、第３の軸周り出力方向についての出力値が算出されるので、第３の軸周り出力方向についての出力値を正確に算出することができる。

本発明の振動計測装置は、振動の計測対象となる計測対象減速機における入力軸に接続された回転駆動部と、前記回転駆動部によって前記計測対象減速機の前記入力軸が回転駆動された際に、前記計測対象減速機の出力軸で生じる振動を計測するセンサー部と、前記センサー部で計測された計測値に基づいて出力値を算出する演算部と、前記演算部で算出された出力値を出力する出力部とを備え、前記出力部は、前記計測対象減速機の前記出力軸の延びる方向の第１の出力方向成分と、前記第１の出力方向についての軸周りの第１の軸周り出力方向成分と、前記第１の出力方向に直交する第２の出力方向成分と、前記第２の出力方向についての軸周りの第２の軸周り出力方向成分と、のそれぞれについての振動を出力可能に構成されている。

上記構成の振動計測装置では、出力軸の延びる方向の第１の出力方向成分、第１の出力方向についての軸周りの第１の軸周り出力方向成分、第１の出力方向に直交する第２の出力方向成分及び第２の出力方向についての軸周りの第２の軸周り出力方向成分のそれぞれについて作用する振動を出力できるので、減速機で生じた振動の各方向への成分について、さらに詳細に出力することができる。

また、前記出力部は、前記第１の出力方向に直交する直交面内で前記第２の出力方向に直交する第３の出力方向成分についての振動を出力可能に構成されていてもよい。

出力部が、第１の出力方向に直交する直交面内で第２の出力方向に直交する第３の出力方向成分についても振動を出力することができるので、減速機で生じた振動の第３の出力方向への成分についても出力することができ、振動をさらに詳細に計測することができる。

また、前記出力部は、前記第３の出力方向についての軸周りの第３の軸周り出力方向成分の振動を出力可能に構成されていてもよい。

出力部が、第３の出力方向についての軸周りの第３の軸周り出力方向成分についても振動を出力することができるので、減速機で生じた振動の第３の軸周り出力方向成分についても計測することができ、振動をさらに詳細に計測することができる。

また、前記出力軸に前記第１の軸周り出力方向へ作用するトルクのうちの少なくとも一部を、前記センサー部を介さずに、前記減速機における前記出力軸からセンサー部よりも出力側に位置する部材に向けて伝達するトルク伝達部をさらに備えていてもよい。

トルク伝達部を介して、第１の軸周り出力方向へ作用するトルクのうちの少なくとも一部を、センサー部を介さずに、減速機における出力軸からセンサー部よりも出力側に位置する部材に向けて伝達されるので、第１の軸周り出力方向に生じるトルクによってセンサー部にかかる負荷を低減させることができる。これにより、振動計測装置の信頼性を向上させることができる。

また、前記トルク伝達部は、前記センサー部よりも径方向の外側の位置で、前記減速機の前記出力軸と前記センサー部よりも前記出力側に位置する部材との間を接続するように設けられていてもよい。

トルク伝達部がセンサー部よりも径方向の外側の位置で、減速機の出力軸とセンサー部よりも出力側に位置する部材との間を接続するように設けられているので、簡易な構成によってセンサー部よりも出力側に位置する部材に向けてトルクを伝達することができる。

また、前記トルク伝達部は、前記出力軸及び前記部材に径方向の外側の位置で接続され、前記出力軸と前記部材との間を接続するカップリングであり、前記出力軸の径方向の外側の周面には径方向の外側へ突出した第１の突出部が設けられ、前記カップリングにおける前記出力軸に接続される部分の径方向の内側には、前記第１の出力方向に延びる第１の溝が設けられ、前記第１の突出部が前記第１の溝に篏合することにより、前記カップリングが前記出力軸に接続されていてもよい。

第１の突出部と第１の溝との篏合によりカップリングが出力軸に接続されるので、カップリングと出力軸との間の接続を簡易な構成によって行うことができる。

また、前記部材の径方向の外側の周面には径方向の外側へ突出した第２の突出部が設けられ、前記カップリングにおける前記部材に接続される部分の径方向の内側には、前記第１の出力方向に延びる第２の溝が設けられ、前記第２の突出部が前記第２の溝に篏合することにより、前記カップリングが前記部材に接続されてもよい。

第２の突出部と第２の溝との篏合によりカップリングが部材に接続されるので、カップリングと部材との間の接続を簡易な構成によって行うことができる。

また、前記トルク伝達部は、磁力によって一方から他方へ互いに前記第１の軸周り出力方向へ作用するトルクを伝達することが可能な第１のマグネットカップリング及び第２のマグネットカップリングを有し、前記第１のマグネットカップリングが前記出力軸に接続され、前記第２のマグネットカップリングが前記部材に接続されていてもよい。

第１のマグネットカップリング及び第２のマグネットカップリングによって第１の軸周り出力方向へ作用するトルクの伝達が行われるので、簡易な構成によって出力軸と部材との間のトルクの伝達を行うことができる。

また、前記トルク伝達部は、前記センサー部の径方向外側の周面に設けられ前記センサー部から前記出力軸に向けて少なくとも前記第１の出力方向に延びた挿入部と、前記出力軸に設けられ前記出力軸の径方向の外側の位置で前記挿入部を挟み込むように前記出力軸の周方向に２つ並べられて配置された第１の挟み込み部及び第２の挟み込み部とを有し、前記挿入部が、前記第１の挟み込み部と前記第２の挟み込み部との間に挟み込まれて配置されてもよい。

センサー部の径方向外側の周面に設けられた挿入部が、第１の挟み込み部と第２の挟み込み部との間に挟み込まれて出力軸とセンサー部との間の接続が行われるので、センサー部の中心に近い位置を通じてのトルクの伝達を抑えながら、出力軸からのトルクの伝達を簡易な構成によって行うことができる。

また、本発明の振動計測装置は、振動の計測対象となる計測対象減速機における入力軸に接続された回転駆動部と、前記回転駆動部によって前記計測対象減速機の前記入力軸が回転駆動された際に、前記計測対象減速機の出力軸で生じる振動を計測するセンサー部と、前記センサー部で計測された計測値に基づいて出力値を算出する演算部と、前記演算部で算出された出力値を出力する出力部とを備え、前記出力部は、前記計測対象減速機の前記出力軸の延びる方向の第１の出力方向成分と、前記第１の出力方向に直交する第２の出力方向成分と、前記第２の出力方向についての軸周りの第２の軸周り出力方向成分と、のそれぞれについて作用する振動を出力可能に構成されている。

上記構成の振動計測装置では、出力軸の延びる方向の第１の出力方向成分、第１の出力方向に直交する第２の出力方向成分及び第２の出力方向についての軸周りの第２の軸周り出力方向成分のそれぞれについて作用する振動を出力できるので、減速機で生じた振動の各方向への成分について、さらに詳細に出力することができる。

本発明によれば、減速機で生じた振動について、より多くの方向への成分を計測し、出力することができるので、振動をさらに詳細に計測し、出力することができる。振動についてより詳細に計測し、出力することが可能なので、振動についてのより多くの情報を取得することができ、取得した情報に基づいて、例えばより確実に制振を行うことができる。

本発明の第１実施形態に係る振動計測装置の模式的な側面図である。 図１の振動計測装置における減速機の出力軸で振動が生じたときに、センサー部によって振動を計測可能な方向のそれぞれについて示した斜視図である。 図１の振動計測装置におけるセンサーで測定された測定値から出力部で出力値を出力するまでのデータのフローについて示したブロック図である。 図１の振動計測装置における測定値から出力値を算出する際の測定値と出力値との関係について説明するための説明図である。 本発明の第２実施形態に係る振動計測装置において、減速機の出力軸と、センサー部よりも出力側に位置する部材との間の接続部分について示した側面図である。 図５のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図である。 本発明の第３実施形態に係る振動計測装置において、減速機の出力軸と、カップリングとの間の接続部分について示した断面図である。 本発明の第４実施形態に係る振動計測装置において、減速機の出力軸と、センサー部よりも出力側に位置する部材との間の接続部分について示した側面図である。 本発明の第５実施形態に係る振動計測装置において、減速機の出力軸と、センサー部との間の接続部分について示した斜視図である。

以下、本発明の実施形態に係る振動計測装置について、添付図面を参照して説明する。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る振動計測装置１ａの構成を示す模式的な側面図である。図１では、説明のために一部が断面として示されている。

振動計測装置１ａは、回転駆動部２と、負荷部３と、センサー部４とを備えている。振動計測装置１ａの一端部に回転駆動部２が配置され、振動計測装置１ａの他端部に負荷部３が配置されている。回転駆動部２と負荷部３との間の位置には、振動を計測する計測対象の減速機（計測対象減速機）５を設置するためのスペースが設けられている。図１には、減速機５を設置するためのスペースに、減速機５が配置された状態について示されている。

本実施形態においては、振動計測装置１ａにおける一方の回転駆動部２が設けられた側を入力側というものとし、振動計測装置１ａにおける他方の負荷部３が設けられた側を出力側というものとする。

回転駆動部２と減速機５との間の位置には、入力軸トルクセンサー６が配置されている。センサー部４と負荷部３との間の位置には、出力軸トルクセンサー７が配置されている。

センサー部４は、円筒状の本体部４ａと、本体部４ａから負荷部３の方へ向かって突出した軸部４ｂとを備えている。

回転駆動部２の入力軸２ａと入力軸トルクセンサー６との間の位置には、入力軸２ａと入力軸トルクセンサー６とを接続するためのカップリング８が設けられている。また、入力軸トルクセンサー６と減速機５の入力軸５ａとの間の位置には、入力軸トルクセンサー６と入力軸５ａとを接続するためのカップリング９が設けられている。センサー部４の軸部４ｂと出力軸トルクセンサー７との間の位置には、軸部４ｂと出力軸トルクセンサー７とを接続するためのカップリング１０が設けられている。出力軸トルクセンサー７と負荷部３との間の位置には、出力軸トルクセンサー７と負荷部３とを接続するためのカップリング１１が設けられている。

減速機５は、入力軸５ａと、出力軸５ｂとを備え、入力軸５ａから入力された回転を、減速させて出力軸５ｂで出力させることができる。また、それに従って、出力軸５ｂで得られるトルクを、入力軸５ａで入力されるトルクよりも大きくすることができる。本実施形態では、減速機５は、振動についての計測対象の減速機である。そのため、振動計測装置１ａでは、減速機５が着脱可能となるように構成されている。

振動計測装置１ａの減速機についての設置スペースに配置された減速機５についての振動の計測を終えると、振動計測装置１ａから減速機５を取り外すことができる。また、振動についての計測を行いたい減速機があれば、その減速機を、設置スペースへ配置し、その減速機についての振動を計測することができる。

また、本実施形態では、計測対象の減速機５を振動計測装置１ａの内部で支持するためのベース１９が、減速機５及びセンサー部４を囲むように設けられている。

本実施形態では、回転駆動部２は、モーターである。回転駆動部２は、減速機５に対向する位置に向けて突出した入力軸２ａを備えている。つまり、入力軸２ａは、出力側に向けて突出している。回転駆動部２は、入力軸２ａがベアリング１８によって回転可能に支持されている。また、回転駆動部２は、ベース１９によって支持されて構成されている。

本実施形態では、負荷部３は、径方向に延びた軸３ａと、軸の径方向の両端部に設けられた錘３ｂと、軸３ａの径方向の中心位置から回転駆動部２側に突出して延びた回転軸３ｃとを有して構成されている。負荷部３の回転軸３ｃは、ベアリング１７によって、ベース１９に対し回転可能に支持されている。負荷部３がこのように構成されているので、錘３ｂを回転軸３ｃの軸周りに回転させるために回転軸３ｃに負荷が作用する。従って、回転軸３ｃを回転させる際に、減速機５の出力軸５ｂに負荷となるトルクが作用する。出力軸５ｂに負荷となるトルクが作用すると、これによって出力軸５ｂに振動が発生する可能性がある。

本実施形態では、ベアリング１７は、ベース１９及び回転軸３ｃに対し軸方向について相対的に変位を行わないように、ベース１９と回転軸３ｃとの間に配置されている。回転軸３ｃが変位すると、それによって減速機５で生じる振動のうち、出力軸５ｂの軸方向成分についての振動が影響を受ける可能性がある。そのため、後述するような振動の計測をセンサー部４によって正確に行うことができなくなる可能性がある。そのため、本実施形態では、ベアリング１７は、回転軸３ｃに対し軸方向に相対移動を行わないように構成されている。

なお、本実施形態では、負荷部３は径方向に延びた軸３ａと、錘３ｂと、軸方向に延びた回転軸３ｃとを有して構成されているが、負荷部３はモーターであってもよい。負荷部３の位置に、回転駆動部２とは逆方向の回転を行うモーターを配置することにより、減速機５の出力軸５ｂに負荷となるトルクを作用させることができる。このように、減速機５の出力軸５ｂに負荷となるトルクを作用させることができるのであれば、負荷部３はモーターであってもよい。また、負荷部３は、ブレーキであってもよい。回転軸３ｃの軸周りの回転を止めるようなブレーキを負荷部３の位置に配置すれば、回転軸３ｃの回転に対し負荷となるトルクを作用させることができる。従って、減速機５の出力軸５ｂに負荷となるトルクを作用させることができる。

また、負荷部３は、他の形式であってもよい。出力軸５ｂに回転の際の負荷となるトルクを作用させることができるのであれば、どのような形式であってもよい。また、負荷部３は無くてもよい。減速機５の出力軸５ｂが回転する際には、減速機５の内部でギア同士の摩擦等により出力軸５ｂの回転への負荷が生じる。この負荷によって振動が生じ、センサー部４でその振動を計測することができるのであれば、負荷部３は振動計測装置１ａに設けられなくてもよい。

センサー部４は、減速機５と出力軸トルクセンサー７との間の位置に配置されている。また、本実施形態では、センサー部４は、６軸センサーとして構成されている。つまり、センサー部４は、３つの軸方向に作用する力と、３つの軸方向についての軸周り方向に作用するトルクとについて計測することが可能に構成されている。また、振動計測装置１ａは、センサー部４によって計測された計測値に基づいて出力値を算出し、出力値を出力することが可能に構成されている。

センサー部４は、歪みゲージ型のセンサーであってもよいし、静電容量型のセンサーであってもよい。また、センサー部４は、他の形式のセンサーであってもよい。６軸センサーとしての機能を有していれば、センサー部４の形式は何であってもよい。

図２に、減速機５の出力軸５ｂにおける出力側の端部についての斜視図を示す。図２を用いて、出力軸５ｂに振動が生じたときに振動計測装置１ａによって出力することが可能な方向を説明する。図２には、減速機５における出力軸５ｂの延びる方向に直交する仮想的な平面Ｓ１が示されている。

本実施形態では、振動計測装置１ａは、センサー部４によって計測された計測値に基づいて、減速機５の出力軸５ｂの延びる第１の出力方向Ｄ１と、第１の出力方向Ｄ１に直交する第２の出力方向Ｄ２と、第１の出力方向Ｄ１に直交する平面である平面Ｓ１（直交面）内で第２の出力方向Ｄ２に直交する第３の出力方向Ｄ３との３つの軸方向に作用する力について算出し、出力することができる。また、振動計測装置１ａは、センサー部４によって計測された計測値に基づいて、第１の出力方向Ｄ１についての軸周りの第１の軸周り出力方向Ａ１と、第２の出力方向Ｄ２についての軸周りの第２の軸周り出力方向Ａ２と、第３の出力方向Ｄ３についての軸周りの第３の軸周り出力方向Ａ３とに作用する軸周りの力について算出し、出力することができる。

減速機５についての振動を計測する際には、回転駆動部２の入力軸２ａが回転することにより、減速機５の入力軸５ａが回転する。入力軸２ａが回転すると、減速機５によって出力軸５ｂでの回転についての減速が行われる。従って、出力軸５ｂは、入力軸５ａよりも少ない回転数で回転する。また、出力軸５ｂにおけるトルクは、入力軸５ａにおけるトルクよりも大きい。

出力軸５ｂには、センサー部４が接続されているので、減速機５の出力軸５ｂで振動が発生したときには、センサー部４で振動を計測し、計測値に基づいて算出された出力値を出力することができる。本実施形態では、センサー部４は、第１の出力方向Ｄ１成分と、第２の出力方向Ｄ２成分と、第３の出力方向Ｄ３成分との３つの軸方向についての出力方向と、第１の軸周り出力方向Ａ１成分と、第２の軸周り出力方向Ａ２成分と、第３の軸周り出力方向Ａ３成分との３つの軸周り方向についての出力方向のそれぞれに作用する力について出力することができるので、出力軸５ｂでそれぞれの方向の成分に作用する力が出力される。これにより、減速機５の出力軸５ｂにおいて、どの方向でどのような大きさの振動が生じているかを計測し、出力することができる。

図３に、振動計測装置１ａについてのデータの流れを示すブロック図を示す。本実施形態の振動計測装置１ａは、センサー部４の内部で、振動についての値を計測するセンサー２０を備えている。また、振動計測装置１ａは、センサー２０によって計測された振動についての計測値に基づいて出力値を算出する演算部２１を備えている。また、振動計測装置１ａは、演算部２１によって算出された出力値を出力する出力部２２を備えている。

本実施形態のセンサー部４は、振動が生じたときに、振動についての計測値を計測するセンサー２０を備えている。センサー２０は、例えば歪みゲージである。本実施形態では、センサー２０は、減速機５の出力軸５ｂに、一定の方向に作用する力を計測する。センサー２０によって計測された力についての計測値は、演算部２１に送られる。演算部２１は、センサー２０によって計測された計測値に基づいて、出力値を算出する。演算部２１は、例えば、計測された計測値についての信号を増幅するアンプの内部に設けられている。演算部２１で算出された出力値は、出力部２２に送られる。出力部２２は、出力値を表示し、出力する。出力部２２は、例えば、ディスプレイである。

センサー２０によって計測された振動についての計測値に基づいて、演算部２１で振動についての出力値を算出する際の、演算部２１での計算について説明する。図４に、センサー２０によって計測される振動についての計測値の計測方向と出力値の出力方向との関係について示す。図４では、振動について、第１の出力方向Ｄ１成分の出力値と、第２の出力方向Ｄ２成分の出力値とを出力する場合について説明する。

センサー２０は、第１の出力方向Ｄ１成分を含む第１の計測方向Ｉ１についての振動の計測値と、第１の出力方向Ｄ１と直交する第２の出力方向Ｄ２成分を含む方向であって、第１の計測方向Ｉ１とは異なる方向である第２の計測方向Ｉ２についての振動と、についての計測値を計測することが可能に構成されている。例えば、第１の計測方向Ｉ１に延びる歪みゲージと、第２の計測方向Ｉ２に延びる歪みゲージとを交差させて取り付けることにより、第１の計測方向Ｉ１と、第２の計測方向Ｉ２とについての振動を計測することができる。第１の計測方向Ｉ１についての計測値と第２の計測方向Ｉ２についての計測値とが計測されれば、第１の計測方向Ｉ１についての計測値と第２の計測方向Ｉ２についての計測値とに基づいて、演算部２１が、第１の出力方向Ｄ１についての出力値と第２の出力方向Ｄ２についての出力値とを算出することができる。第１の計測方向Ｉ１及び第２の計測方向Ｉ２と、第１の出力方向Ｄ１及び第２の出力方向Ｄ２との間の関係については、予め試験により検出されていてもよい。

このとき、第１の計測方向Ｉ１と第１の出力方向Ｄ１とが同じ方向であれば、第１の計測方向Ｉ１についての計測値がそのまま第１の出力方向Ｄ１成分についての出力値として用いられる。従って、その場合には、第１の計測方向Ｉ１についての計測値のみに基づいて、第１の出力方向Ｄ１成分についての出力値が定められる。このことについては、第２の計測方向Ｉ２についても同様である。

また、軸周り方向についても、軸方向と同様である。つまり、センサー２０は、第１の出力方向Ｄ１の軸周りの第１の軸周り出力方向Ａ１成分を含む第１の軸周り計測方向についての振動と、第２の出力方向Ｄ２の軸周りの第２の軸周り出力方向Ａ２成分を含む方向であって、第１の軸周り計測方向とは異なる方向である第２の軸周り計測方向についての振動とについて、計測することができる。また、センサー２０によって計測された第１の軸周り計測方向についての振動と、第２の軸周り計測方向についての振動と、に基づいて、演算部２１が、第１の軸周り出力方向Ａ１についての出力値と、第２の軸周り出力方向Ａ２についての出力値とを算出することができる。

このとき、第１の軸周り計測方向と第１の軸周り出力方向Ａ１とが同じ方向であれば、第１の軸周り計測方向についての計測値がそのまま第１の軸周り出力方向Ａ１成分についての出力値として用いられる。従って、その場合には、第１の軸周り計測方向についての計測値のみに基づいて、第１の軸周り出力方向Ａ１成分についての出力値が定められる。このことについては、第２の軸周り計測方向についても同様である。

このように、演算部２１は、少なくとも第１の計測方向Ｉ１への振動についての計測値に基づいて、第１の出力方向Ｄ１についての出力値を算出する。また、演算部２１は、少なくとも第１の軸周り計測方向への振動についての計測値に基づいて、第１の軸周り出力方向Ａ１についての出力値を算出する。また、演算部２１は、少なくとも第２の計測方向Ｉ２への振動についての計測値に基づいて、第２の出力方向Ｄ２についての出力値を算出する。また、演算部２１は、少なくとも第２の軸周り計測方向への振動についての計測値に基づいて、第２の軸周り出力方向Ａ２についての出力値を算出する。

また、本実施形態では、計測する軸方向についての方向の数が、２方向だけでなく、３方向について計測できるように、振動計測装置１ａが構成されている。つまり、センサー２０は、第１の計測方向Ｉ１及び第２の計測方向Ｉ２だけでなく、さらに第３の計測方向を加えた、３つの計測方向によって振動を計測可能に構成されている。センサー２０は、第１の出力方向Ｄ１に直交する直交面内で第２の出力方向Ｄ２に直交する第３の出力方向Ｄ３成分を含む方向であって、第１の計測方向Ｉ１及び第２の計測方向Ｉ２とは異なる方向である計測方向（第３の計測方向）についての振動を計測可能に構成されている。また、演算部２１は、第１の計測方向Ｉ１、第２の計測方向Ｉ２、第３の計測方向に基づいて、第１の出力方向Ｄ１、第２の出力方向Ｄ２、第３の出力方向Ｄ３についての振動の出力値の算出を行うように構成されている。また、このとき、演算部２１は、少なくとも第３の計測方向への振動についての計測値に基づいて、第３の出力方向Ｄ３についての出力値の算出を行うように構成されている。

第１の計測方向Ｉ１、第２の計測方向Ｉ２及び第３の計測方向についての３方向についての軸方向の計測値を計測することにより、第１の計測方向Ｉ１、第２の計測方向Ｉ２及び第３の計測方向についての計測値に基づいて、第１の出力方向Ｄ１成分と、第２の出力方向Ｄ２成分と、第３の出力方向Ｄ３成分との３つの軸方向の出力方向成分に作用する力について算出し、出力することができる。従って、図２に示される３つの軸方向の出力方向成分（Ｄ１成分、Ｄ２成分、Ｄ３成分）に作用する力について出力することができる。

また、軸周り方向についても同様に、３方向についての計測が行われるように振動計測装置１ａが構成されている。つまり、センサー２０は、第３の出力方向Ｄ３の軸周りの第３の軸周り出力方向Ａ３成分を含む方向であって、第１の軸周り計測方向及び第２の軸周り計測方向とは異なる方向である計測方向（第３の軸周り計測方向）についての振動を計測可能に構成されている。演算部２１は、第１の軸周り計測方向、第２の軸周り計測方向及び第３の軸周り計測方向についての振動の計測値に基づいて、第１の軸周り出力方向Ａ１、第２の軸周り出力方向Ａ２及び第３の軸周り出力方向Ａ３についての出力値の算出を行うように構成されている。演算部２１は、少なくとも第３の軸周り計測方向への振動についての計測値に基づいて、第３の軸周り出力方向Ａ３についての出力値の算出を行うように構成されている。

３方向についての軸周り方向の計測値を計測することにより、第１の軸周り計測方向、第２の軸周り計測方向及び第３の軸周り計測方向についての計測値に基づいて、第１の軸周り出力方向Ａ１成分と、第２の軸周り出力方向Ａ２成分と、第３の軸周り出力方向Ａ３成分との、３つの軸周り方向の出力方向成分に作用する力について算出し、出力することができる。従って、図２に示される３つの軸周り方向（Ａ１方向成分、Ａ２方向成分、Ａ３方向成分）に作用する力について出力することができる。つまり、第１の軸周り計測方向、第２の軸周り計測方向及び第３の軸周り計測方向についての振動の計測値を計測することにより、第１の軸周り計測方向、第２の軸周り計測方向及び第３の軸周り計測方向についての振動の計測値に基づいて、第１の軸周り出力方向Ａ１成分、第２の軸周り出力方向Ａ２成分及び第３の軸周り出力方向Ａ３成分についての出力方向成分の出力値を算出し、出力することができる。

なお、上記実施形態では、３方向の軸方向についての計測方向の振動について計測し、３方向の軸方向の出力方向成分についての振動を出力し、３方向の軸周り方向についての計測方向の振動について計測し、３方向の軸周り方向の出力方向成分について出力するように構成されているが、本発明は上記実施形態に限定されない。少なくとも、第１の出力方向Ｄ１成分を含む第１の計測方向Ｉ１についての振動と、第１の出力方向Ｄ１の軸周りの第１の軸周り出力方向Ａ１成分を含む第１の軸周り計測方向についての振動と、第１の出力方向Ｄ１と直交する第２の出力方向Ｄ２成分を含む方向であって、第１の計測方向Ｉ１とは異なる方向である第２の計測方向Ｉ２についての振動と、第２の出力方向Ｄ２の軸周りの第２の軸周り出力方向Ａ２成分を含む方向であって、第１の軸周り計測方向とは異なる方向である第２の軸周り計測方向についての振動と、の４つの計測方向のそれぞれについて計測可能に構成されていればよい。

また、振動計測装置１ａは、上記の４つの計測方向のそれぞれについて計測可能であると共に、第１の出力方向Ｄ１に直交する直交面内で第２の出力方向Ｄ２に直交する第３の出力方向Ｄ３成分を含む方向であって、第１の計測方向Ｉ１及び前記第２の計測方向Ｉ２とは異なる方向である第３の計測方向についての振動を計測可能に構成されていてもよい。これにより、振動計測装置１ａは、計５方向についての振動の計測値を計測可能に構成されてもよい。また、振動計測装置１ａは、上記の４つの計測方向のそれぞれについて計測可能であると共に、第３の出力方向Ｄ３の軸周りの第３の軸周り出力方向Ａ３成分を含む方向であって、第１の軸周り計測方向及び第２の軸周り計測方向とは異なる方向である第３の軸周り計測方向についての振動を計測可能に構成されていてもよい。

なお、本実施形態では、演算部２１は、計測値の信号を増幅させるアンプの内部に設けられる構成について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、演算部２１は、センサー部４の内部に設けられてもよい。また、演算部２１は、振動計測装置１ａの外部に接続されたＰＣ等であってもよい。また、本実施形態では、出力部２２は、ディスプレイである構成について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、出力部２２は、アンプに設けられていてもよい。出力部２２は、出力値を出力することができるのであれば、どのように構成されてもよい。演算部２１及び出力部２２は、必ずしも振動計測装置１ａに含まれなくてもよい。振動計測装置１ａの外部に接続された演算部２１及び出力部２２に向けてそれぞれの方向についての振動の計測値のデータが送られ、外部の演算部２１で算出されたそれぞれの方向についての出力値が外部の出力部２２で出力されるように構成されてもよい。

センサー部４のセンサー２０で計測された計測値（計測データ）は、配線を介して演算部２１に送られ、演算部２１で算出された出力値（出力データ）は、配線を介して出力部２２に送られている。なお、計測値及び出力値は、配線を介して伝達される形態に限定されない。計測値及び出力値は、配線以外によって伝達が行われてもよい。例えば、無線でデータの通信が行われる形態であってもよく、例えば、無線ＬＡＮによってデータが送られる形態であってもよい。無線のデータ通信手段によってデータを送ることにより、振動についての計測を行う際に、配線が邪魔にならずに振動の計測を行うことができる。

また、センサー部４が静電容量型のセンサーを有する場合には、センサー部４が、それぞれの方向についての力検出部での変形量を、静電容量の変化を検出することによって計測するように構成されてもよい。それぞれの計測方向についての計測値が計測されると、それぞれの計測値に基づいて、それぞれの出力方向について作用する力の出力値が、演算部２１で算出されるように構成されてもよい。

本実施形態では、センサー部４は、減速機５の出力軸５ｂのそれぞれの方向に作用する力を計測している。出力軸５ｂに作用する力の変動を計測することによって、それぞれの方向についての振動が生じているか否か、それぞれの方向についてどれくらいの大きさの振動が生じているかを計測し、出力している。なお、センサー部４は、力の変動が計測されることによる振動の計測に限定されない。センサー部４が変位を計測し、変位の計測によって振動が計測されてもよい。振動計測装置１ａは、変位についての計測値に基づいて、変位についての出力値が出力されるように構成されてもよい。

本実施形態では、センサー部４としては、第１の軸周り出力方向Ａ１についてのトルクを計測可能な範囲については限界がある。センサー部４によって計測可能な許容領域を超えセンサー部４によって計測できないような比較的大きな第１の軸周り出力方向Ａ１のトルクについては、別に設けられた出力軸トルクセンサー７を用いて計測することができる。本実施形態では、センサー部４は、減速機５と負荷部３との間の位置で、センサー部４によって計測できないような大きなトルクに対しても耐えることができるように構成されている。従って、減速機５の出力軸５ｂに第１の軸周り出力方向Ａ１への大きなトルクが作用したときには、トルクがセンサー部４を介して出力軸トルクセンサー７へ伝達され、そこでトルクを計測することができる。

本実施形態の振動計測装置１ａによれば、センサー部４が、第１の出力方向Ｄ１及び第１の軸周り出力方向Ａ１だけでなく、第１の出力方向Ｄ１に直交する第２の出力方向Ｄ２及び第２の軸周り出力方向Ａ２に作用する振動についても計測可能に構成されている。従って、減速機５の出力軸５ｂに振動が生じた際に、より多くの方向への成分について振動の計測し、出力することができる。

振動計測装置１ａが第１の出力方向Ｄ１及び第１の軸周り出力方向Ａ１だけでなく、第１の出力方向Ｄ１に直交する第２の出力方向Ｄ２及び第２の軸周り出力方向Ａ２に作用する振動についても出力可能に構成されているので、出力軸５ｂが水平方向に沿うＤ２方向についての振動や、図１に示される状態で出力軸５ｂの出力側の先端部が上下方向に傾くような軸周り出力方向Ａ２について出力軸５ｂがねじれる方向への振動が生じたときに、これらの振動を計測し、出力することができる。

また、振動計測装置１ａは、第３の出力方向Ｄ３についても出力軸５ｂに作用する力の変動を出力することができるので、図１に示される状態で出力軸５ｂに上下方向の振動が生じたときに、この振動を計測し、出力することができる。また、センサー部４は、第３の軸周り出力方向Ａ３についても出力軸５ｂに作用する力の変動を出力することができるので、図１に示される状態で出力軸５ｂの出力側の先端部が紙面に垂直な方向に傾くような軸周り出力方向Ａ３について出力軸５ｂがねじれる方向への振動が生じたときに、この振動を計測し、出力することができる。

このように振動の計測が行われることにより、振動がどの方向にどのような大きさで生じているかをより詳細に計測し、出力することができる。振動についてより詳細に計測し、出力することが可能なので、振動についてのより多くの情報を取得することができ、取得した計測結果に基づいて振動への対策を行うことができる。そのため、効率的に振動の対策を行うことができ、例えばより確実な制振を行うことができる。また、より細かな振動の対策を行うことができる。

なお、上記実施形態においては、出力部２２は、第１の出力方向Ｄ１成分と、第２の出力方向Ｄ２成分と、第３の出力方向Ｄ３成分との３つの軸方向の出力方向成分に作用する力と、第１の出力方向Ｄ１についての軸周りの第１の軸周り出力方向Ａ１成分と、第２の出力方向Ｄ２についての軸周りの第２の軸周り出力方向Ａ２成分と、第３の出力方向Ｄ３についての軸周りの第３の軸周り出力方向Ａ３成分との３つの軸周り方向の出力方向成分に作用する力について出力可能に構成されている。つまり、出力部２２は、計６方向について減速機５の出力軸５ｂに作用する力について出力可能に構成されている。しかしながら、本発明は上記実施形態に限定されない。出力部２２は、必ずしも６方向についての振動の出力を行えるように構成されていなくてもよい。出力部２２は、少なくとも、第１の出力方向Ｄ１成分と、第１の出力方向Ｄ１についての軸周りの第１の軸周り出力方向Ａ１成分と、第１の出力方向に直交する第２の出力方向Ｄ２成分と、第２の出力方向Ｄ２についての軸周りの第２の軸周り出力方向Ａ２成分と、のそれぞれについて作用する振動を出力可能に構成されていればよい。第１の出力方向Ｄ１成分と、第１の軸周り出力方向Ａ１成分と、第２の出力方向Ｄ２成分と、第２の軸周り出力方向Ａ２成分とのそれぞれについて作用する振動を出力することにより、より多くの方向についての振動を計測し出力することができ、振動がどの方向にどのような大きさで生じているかをより詳細に計測し出力することができる。

また、出力部２２は、第１の出力方向Ｄ１成分と、第１の出力方向についての軸周りの第１の軸周り出力方向Ａ１成分と、第１の出力方向に直交する第２の出力方向Ｄ２成分と、第２の出力方向Ｄ２についての軸周りの第２の軸周り出力方向Ａ２成分と、第３の出力方向Ｄ３成分とのそれぞれについて作用する振動を出力可能に構成されていてもよい。すなわち、出力部２２は、第１の出力方向Ｄ１成分と、第２の出力方向Ｄ２成分と、第３の出力方向Ｄ３成分との３つの軸方向の出力方向成分に作用する力と、第１の出力方向Ｄ１についての軸周りの第１の軸周り出力方向Ａ１成分と、第２の出力方向Ｄ２についての軸周りの第２の軸周り出力方向Ａ２成分との２つの軸周り方向の出力方向成分に作用する力について出力可能に構成されていてもよい。

また、出力部２２は、第１の出力方向Ｄ１成分と、第１の出力方向Ｄ１についての軸周りの第１の軸周り出力方向Ａ１成分と、第１の出力方向Ｄ１に直交する第２の出力方向Ｄ２成分と、第２の出力方向Ｄ２についての軸周りの第２の軸周り出力方向Ａ２成分と、第３の出力方向Ｄ３について軸周りの軸周り出力方向Ａ３成分とのそれぞれについて作用する振動を出力可能に構成されていてもよい。すなわち、出力部２２は、第１の出力方向Ｄ１成分と、第２の出力方向Ｄ２成分との２つの軸方向の出力方向成分に作用する力と、第１の出力方向Ｄ１についての軸周りの第１の軸周り出力方向Ａ１成分と、第２の出力方向Ｄ２についての軸周りの第２の軸周り出力方向Ａ２成分と第３の出力方向Ｄ３についての軸周り出力方向Ａ３成分との３つの軸周り方向の出力方向成分に作用する力について出力可能に構成されていてもよい。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る振動計測装置１ｂについて説明する。なお、上記第１実施形態と同様に構成される部分については説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。

第１実施形態では、減速機５の出力軸５ｂとセンサー部４とが接続され、センサー部４の軸部４ｂとセンサー部４よりも出力側に位置する部材（例えば、第１実施形態ではカップリング１０）とが接続され、出力軸５ｂに対し第１の軸周り出力方向Ａ１へ作用するトルクは、センサー部４を介してセンサー部４よりも出力側に位置する部材へ伝達されている。これに対し、第２実施形態では、減速機５の出力軸５ｂと、センサー部４よりも出力側に位置する部材とが、カップリング１３によっても接続されている点で第１実施形態の構成と異なる。

図５に、第２実施形態における振動計測装置１ｂにおいて、減速機５の出力軸５ｂと、センサー部４よりも出力側に位置する部材との間の接続部分について拡大した側面図を示す。図５では、説明のために一部が破断され断面として示されている。また、図６に、図５におけるＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図が示されている。

図５に示されるように、減速機５における出力軸５ｂと、センサー部４よりも出力側に位置する部材（第２実施形態では、カップリング１４）とが、センサー部４を介して接続されると共に、センサー部４よりも出力軸５ｂの径方向の外側の位置で、カップリング１３（トルク伝達部）によっても接続されている。出力軸５ｂとカップリング１４との間の接続部分において、センサー部４だけでなく、カップリング１３によっても接続されているので、出力軸５ｂからのトルクが、センサー部４だけでなく、カップリング１３によってもカップリング１４へ伝達される。

本実施形態では、カップリング１４は、センサー部４よりも出力側の位置に配置されている。カップリング１４は、入力側の端部にベアリング１２を有して構成されている。ベアリング１２の径方向の内側の位置には、センサー部４の軸部４ｂ（図１）が挿入されて配置されている。カップリング１４とセンサー部４の軸部４ｂとがベアリング１２を介して接続されているので、減速機５の出力軸５ｂが回転し、カップリング１４が回転する際に、カップリング１４とセンサー部４とが第１の軸周り出力方向Ａ１に対し相対的に回転することが可能に構成されている。

本実施形態では、減速機５の出力軸５ｂとカップリング１３との間の接続部分では、出力軸５ｂに設けられた突条５ｃとカップリング１３に設けられた溝１３ａとの篏合によって接続が行われている。出力軸５ｂは円柱状に形成され、カップリング１３は円筒状に形成されている。出力軸５ｂは、カップリング１３の径方向内側に挿入されて構成されている。カップリング１３は、出力軸５ｂ及びカップリング１４に対し、出力軸５ｂの径方向の外側の位置で接続されている。

図６に示されるように、出力軸５ｂの径方向の外側の周面には、周面から径方向の外側に突出し、第１の出力方向Ｄ１（図１）に延びる突条５ｃ（第１の突出部）が設けられている。カップリング１３における出力軸５ｂに接続される部分の径方向の内側には、溝１３ａ（第１の溝）が設けられている。溝１３ａは、カップリング１３の径方向内側の周面で、第１の出力方向Ｄ１に沿って延びている。また、溝１３ａは、突条５ｃに対向する位置に設けられている。出力軸５ｂがカップリング１３の径方向の内側に挿入され、そこで突条５ｃが溝１３ａに篏合されることにより、カップリング１３が出力軸５ｂに接続されている。

本実施形態では、出力軸５ｂとカップリング１３との間の接続部分では、突条５ｃは、第１の出力方向Ｄ１に直交する平面に沿って見たときに、断面がおおよそ長方形状の角型の突出部となるように形成されている。突条５ｃは、出力軸５ｂの外周面に、周方向に間欠的に並べられている。

また、溝１３ａは、突条５ｃが溝１３ａ内に篏合するように、角型スプラインとなるように形成されている。溝１３ａについても、カップリング１３の内周面に、周方向に間欠的に形成されている。

また、同様に、径方向外側の位置に配置されたカップリング１３と、内側の位置に配置されたカップリング１４との間の接続においても、カップリング１４に設けられた突条とカップリング１３に設けられた溝との篏合によって接続が行われている。カップリング１４は、径方向の中心に第１の出力方向Ｄ１に沿って貫通口１４ａが形成された円筒状に形成されている。カップリング１３は、円筒状に形成されている。カップリング１４が、カップリング１３の径方向内側に挿入されて構成されている。

カップリング１３とカップリング１４との間の接続部分においても同様に、図６に示されるように、カップリング１４の径方向の外側の周面には、周面から径方向の外側に突出し、第１の出力方向Ｄ１に延びる突条（第２の突条）が設けられている。カップリング１３におけるカップリング１４に接続される部分の径方向の内側には、溝（第２の溝）が設けられている。カップリング１３の溝は、カップリング１３の径方向内側の周面に、第１の出力方向に沿って延びている。また、溝は、突条に対向する位置に設けられている。カップリング１４がカップリング１３の径方向の内側に挿入され、そこで突条が溝に篏合されることにより、カップリング１３がカップリング１４に接続されている。

また、本実施形態では、カップリング１３とカップリング１４との間の接続部分においても同様に、突条は、断面がおおよそ長方形状の角型の突出部となるように形成され、溝は、角型スプラインとなるように形成されている。突条は、カップリング１４の外周面に、周方向に間欠的に並べられている。溝についても、カップリング１３の内周面に、周方向に間欠的に形成されている。

減速機５における出力軸５ｂと、カップリング１４とが、センサー部４を介して接続されると共に、カップリング１３を介して接続されると、センサー部４に接続された配線４ｃが、貫通口１４ａを通って、カップリング１４の外部に引き出されている。従って、センサー部４によって測定されたデータは、配線４ｃを通って、演算部２１及び出力部２２に送られるように構成されている。

第２実施形態の振動計測装置１ｂにおいては、減速機５の出力軸５ｂと、カップリング１４とが、センサー部４を介して接続されると共に、センサー部４よりも出力軸５ｂの径方向の外側の位置で、カップリング１３によっても接続されているので、出力軸５ｂからの第１の軸周り出力方向Ａ１についてのトルクが、センサー部４だけでなく、カップリング１３によってもカップリング１４へ伝達される。従って、出力軸５ｂからの第１の軸周り出力方向Ａ１についてのトルクが大きく、センサー部４による伝達だけではセンサー部４の許容範囲を超えるような場合であっても、トルクの一部を、カップリング１３を介して伝達することにより、センサー部４が受け持つトルクの大きさを減少させることができる。これにより、センサー部４への第１の軸周り出力方向Ａ１についてのトルクによる負荷を少なく抑えることができる。

第１の軸周り出力方向Ａ１についての振動が生じたときに、センサー部４がそのことを計測できる程度のトルクをセンサー部４が受け持つように、振動計測装置１ｂが構成されてもよい。これにより、第１の軸周り出力方向Ａ１についての振動が生じたときに、センサー部４が振動の発生を計測可能に構成されながら、センサー部４に許容範囲を超えるような過大なトルクが作用することを抑えることができる。そのため、振動の発生を計測可能とすると共に、耐久性に優れた振動計測装置１ｂを提供することができる。

第１の軸周り出力方向Ａ１についてのトルクに関し、センサー部４を介して出力側へ伝達されるトルクと、カップリング１３を介して出力側へ伝達されるトルクとの割合については、センサー部４及びカップリング１３の各要素の剛性や接続状態等によって定まる。そのため、センサー部４を介して出力側へ伝達されるトルクと、カップリング１３を介して出力側へ伝達されるトルクとの割合が、適切な割合となるように設定されてもよい。

なお、第２実施形態では、出力軸５ｂとカップリング１３との間の接続部分及びカップリング１３とカップリング１４との間の接続部分においては、突条は、断面がおおよそ長方形状の角型の突出部となるように形成され、溝は、角型スプラインとなるように形成されているが、本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、突条は、断面がインボリュート曲線の歯面を有するように形成され、溝は、インボリュートスプラインとなるように形成されてもよい。また、第２実施形態では、突条及び溝が、周方向に間欠的となるように形成される形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。突条及び溝が、周方向に連続的に形成されてもよい。例えば、接続部分が、インボリュートセレーションによる接続となるように構成されてもよい。また、接続部分が、その他の形式の接続となるように構成されてもよい。出力軸５ｂに第１の軸周り出力方向Ａ１に作用するトルクを出力側へ伝達することができるのであれば、接続部分は、どのような形式で構成されてもよい。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係る振動計測装置について説明する。なお、上記第１実施形態及び第２実施形態と同様に構成される部分については説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。

第２実施形態では、減速機５の出力軸５ｂとカップリング１３との間の接続が、突条５ｃと溝１３ａとの篏合によって行われている形態について説明した。これに対し第３実施形態では、ボルトを締めることによってカップリングの内径を縮小させ、カップリングの内側が出力軸の外側を締め付けることで、出力軸とカップリングとの間の接続を行う形態について説明する。

図７に、第３実施形態の振動計測装置の出力軸５ｂとカップリング２３との接続部分についての断面図を示す。図７は、振動計測装置における図６と同じ位置での断面を示す断面図である。カップリング２３は、周方向の一部が閉じられずに隙間２３ａが設けられた円環状に形成されている。また、カップリング２３における周方向の隙間２３ａが形成された部分には、締結部２３ｂが設けられている。本実施形態では、締結部２３ｂは、ボルト２３ｃとナット２３ｄとによって構成されている。

出力軸５ｂの径方向の外側にカップリング２３を配置し、ナット２３ｄに対しボルト２３ｃを締めることによってカップリング２３の内径を縮小させることができる。これにより、カップリング２３の内径の部分が出力軸５ｂに当接する。カップリング２３の径方向の内側の部分が出力軸５ｂの径方向の外側を締め付けることにより、出力軸５ｂとカップリング２３との間の接続を行うことができる。

また、本実施形態では、カップリング２３とカップリング１４との間の接続部分においても同様に、カップリング２３は、ナット２３ｄに対しボルト２３ｃを締めることによって内径を縮小させ、カップリング２３の径方向の内側の部分がカップリング１４の径方向の外側を締め付けることにより、カップリング２３とカップリング１４との間の接続が行われている。

このように、出力軸５ｂとカップリング２３との間の接続は、ボルトを締めることによってカップリング２３の内径を縮小させ、カップリング２３の内側の部分と出力軸５ｂとの間の摩擦によって行われてもよい。また、カップリング２３とカップリング１４との間の接続についても同様に、カップリング２３の内径を縮小させ、カップリング２３の内側の部分とカップリング１４との間の摩擦によって行われてもよい。

（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態に係る振動計測装置について説明する。なお、上記第１実施形態ないし第３実施形態と同様に構成される部分については説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。

第１実施形態では、減速機５の出力軸５ｂとセンサー部４よりも出力側に位置する部材とがセンサー部４のみを介して接続された形態について説明し、第２実施形態では、減速機５の出力軸５ｂとセンサー部４よりも出力側に位置する部材とがセンサー部４を介して接続されると共に、カップリング１３を介しても接続される形態について説明した。第３実施形態では、減速機５の出力軸５ｂとセンサー部４よりも出力側に位置する部材とがセンサー部４を介して接続されると共に、磁力によって一方から他方へ互いに第１の軸周り出力方向Ａ１へ作用するトルクを伝達することが可能なマグネットカップリングを介して出力軸５ｂとセンサー部４よりも出力側に位置する部材とが接続される点で第１実施形態及び第２実施形態の構成と異なる。

図８に、第４実施形態における振動計測装置１ｃにおいて、減速機５の出力軸５ｂと、センサー部４よりも出力側に位置する部材との間の接続部分について拡大した側面図を示す。図８では、説明のために一部が破断され断面として示されている。

図８に示されるように、減速機５における出力軸５ｂと、センサー部４よりも出力側に位置するカップリング１４とが、センサー部４を介して接続されると共に、センサー部４よりも出力軸５ｂの径方向の外側の位置で、マグネットカップリング１５（トルク伝達部）によっても接続されている。マグネットカップリング１５は、出力軸５ｂに接続された第１のマグネットカップリング１５ａと、カップリング１４に接続された第２のマグネットカップリング１５ｂとを備えて構成されている。第１のマグネットカップリング１５ａと、第２のマグネットカップリング１５ｂとは、磁力によって一方から他方へ互いに第１の軸周り出力方向Ａ１へ作用するトルクを伝達することが可能に構成されている。

第１のマグネットカップリング１５ａと出力軸５ｂとの間の接続部分においては、接続の形式は、第２実施形態で述べた接続形式が用いられてもよい。また、第２のマグネットカップリング１５ｂとの間の接続部分においても、接続の形式は、第２実施形態で述べた接続形式が用いられてもよい。これらの接続に関しては、出力軸５ｂに第１の軸周り出力方向Ａ１に作用するトルクを出力側へ伝達することができるのであれば、どのような形式であってもよい。

第４実施形態の振動計測装置１ｃにおいては、減速機５の出力軸５ｂと、カップリング１４とが、センサー部４を介して接続されると共に、センサー部４よりも出力軸５ｂの径方向の外側の位置で、マグネットカップリング１５によって出力側へトルクを伝達することができるので、出力軸５ｂからの第１の軸周り出力方向Ａ１についてのトルクが、センサー部４だけでなく、マグネットカップリング１５によってもカップリング１４へ伝達される。従って、出力軸５ｂからの第１の軸周り出力方向Ａ１についてのトルクが大きく、センサー部４による伝達だけではセンサー部４の許容範囲を超えるような場合であっても、トルクの一部を、マグネットカップリング１５を介して伝達することにより、センサー部４が受け持つトルクの大きさを減少させることができる。これにより、センサー部４への第１の軸周り出力方向Ａ１についてのトルクによる負荷を少なく抑えることができる。

第２実施形態及び第３実施形態の構成と同様に、第４実施形態においても、第１の軸周り出力方向Ａ１についての振動が生じたときに、センサー部４がそのことを計測できる程度のトルクをセンサー部４が受け持つように、振動計測装置１ｃが構成されてもよい。これにより、第１の軸周り出力方向Ａ１についての振動が生じたときに、センサー部４が振動の発生を計測可能に構成されながら、センサー部４に許容範囲を超えるような過大なトルクが作用することを抑えることができる。そのため、振動の発生を計測可能とすると共に、耐久性に優れた振動計測装置１ｃを提供することができる。

なお、図８では、センサー部４で計測されたデータを演算部２１及び出力部２２に送る配線４ｃについては図示していないが、図８でも図５の形態と同様に、配線を通してセンサー部４で計測されたデータが演算部２１及び出力部２２に送られるように構成されていてもよい。また、無線のデータ通信手段によって、演算部２１及び出力部２２に向けて計測データが送られるように構成されてもよい。また、他の手段によって演算部２１及び出力部２２に向けて計測データが送られるように構成されていてもよい。

（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態に係る振動計測装置１ｄについて説明する。なお、上記第１実施形態ないし第４実施形態と同様に構成される部分については説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。

第５実施形態では、センサー部４に挿入部１６ａが設けられ、出力軸５ｂに第１の挟み込み部１６ｂ及び第２の挟み込み部１６ｃとが設けられ、出力軸５ｂからのトルクが、センサー部４を介して出力側の部材（第４実施形態ではカップリング１０）に伝達されると共に、第１の挟み込み部１６ｂ及び第２の挟み込み部１６ｃから挿入部１６ａに伝達される点で第１実施形態ないし第４実施形態の構成と異なる。

図９に、第５実施形態における振動計測装置１ｄにおいて、減速機５の出力軸５ｂと、センサー部４よりも出力側に位置する部材との間の接続部分について拡大した斜視図を示す。図９には、出力軸５ｂとセンサー部４とが接続される前の状態について示されている。

センサー部４の本体部４ａにおける径方向外側の周面には、センサー部４から径方向の外側に向けて延び、そこから減速機５の出力軸５ｂに向けて第１の出力方向Ｄ１に沿って延びた挿入部１６ａが設けられている。挿入部１６ａは、センサー部４から出力軸５ｂに向かうために、少なくとも第１の出力方向Ｄ１の延びるように構成されている。減速機５の出力軸５ｂにおける径方向外側の周面には、それぞれ出力軸５ｂから第１の出力方向Ｄ１に直交する第３の出力方向Ｄ３（図１）に延び、出力軸５ｂの周方向に２つ並べられて配置された第１の挟み込み部１６ｂ及び第２の挟み込み部１６ｃが設けられている。第４実施形態においては、挿入部１６ａ、第１の挟み込み部１６ｂ及び第２の挟み込み部１６ｃが、出力軸５ｂからのトルクの少なくとも一部を出力側へ伝達するトルク伝達部１６として機能する。

図９に示される状態から出力軸５ｂとセンサー部４とが互いに近接する方向へ相対的に移動し出力軸５ｂとセンサー部４とが当接すると、挿入部１６ａが、第１の挟み込み部１６ｂと第２の挟み込み部１６ｃとの間に挿入される。挿入部１６ａが第１の挟み込み部１６ｂと第２の挟み込み部１６ｃとによって挟み込まれることにより、出力軸５ｂが回転する際の出力軸５ｂからのトルクが、センサー部４の本体部４ａ及び軸部４ｂを介してカップリング１０に伝達されるだけでなく、挿入部１６ａ、第１の挟み込み部１６ｂ及び第２の挟み込み部１６ｃを介したルートによってもカップリング１０に伝達することができる。

従って、出力軸５ｂからの第１の軸周り出力方向Ａ１についてのトルクが大きく、センサー部４の本体部４ａ及び軸部４ｂによる伝達だけではセンサー部４における本体部４ａ及び軸部４ｂの許容範囲を超えるような場合であっても、トルクの一部を、挿入部１６ａ、第１の挟み込み部１６ｂ及び第２の挟み込み部１６ｃを介して伝達することにより、センサー部４における本体部４ａ及び軸部４ｂが受け持つトルクの大きさを減少させることができる。これにより、センサー部４における本体部４ａ及び軸部４ｂへの第１の軸周り出力方向Ａ１についてのトルクによる負荷を少なく抑えることができる。

センサー部４においては、振動の計測に用いられる精密な部分が、主に本体部４ａ及び軸部４ｂの内部に形成されている。本実施形態では、出力軸５ｂからのトルクの一部を、挿入部１６ａ、第１の挟み込み部１６ｂ及び第２の挟み込み部１６ｃを介したルートによってもカップリング１０に伝達することにより、センサー部４における径方向の外側の周面に近い部分を介してトルクの一部を伝達することができる。従って、センサー部４における振動の計測に用いられる精密な部分を外して、出力軸５ｂからのトルクの一部を伝達することができる。これにより、センサー部４の振動の計測に用いられる精密な部分へのトルクによる負荷を少なく抑えることができ、センサー部４を過大なトルクから保護することができる。

（第６実施形態）
次に、本発明の第５実施形態に係る振動計測装置について説明する。なお、上記第１実施形態ないし第４実施形態と同様に構成される部分については説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。

上記第１実施形態ないし第５実施形態では、振動計測装置が、減速機５の出力軸５ｂにおいて、少なくとも、第１の出力方向Ｄ１と、第１の出力方向についての軸周りの第１の軸周り出力方向Ａ１と、第１の出力方向に直交する第２の出力方向Ｄ２と、第２の出力方向Ｄ２についての軸周りの第２の軸周り出力方向Ａ２と、のそれぞれについて作用する振動を出力可能に構成されている形態について説明した。これに対し、第６実施形態では、第１の軸周り出力方向Ａ１について作用する振動は出力されないように構成されている点で第１実施形態ないし第５実施形態とは異なる。

振動計測装置は、第１の軸周り出力方向Ａ１については、振動が出力されないように構成されてもよい。つまり、第１の軸周り出力方向Ａ１成分を含む第１の軸周り計測方向についての振動の計測が行われないように構成されてもよい。振動計測装置が、第１の軸周り出力方向Ａ１について振動の計測を行わず、センサー部４が第１の軸周り計測方向についての振動の計測を行わないように構成されることにより、センサー部４を、第１の軸周り計測方向については変位しないように構成することができると共に、第１の軸周り計測方向については歪まないように構成することができる。このようにセンサー部４が構成されることにより、第１の軸周り計測方向について大きなトルクがセンサー部４に作用したとしても、センサー部４が大きなトルクに対し耐えることができるように構成されることが可能になる。つまり、第１の軸周り出力方向Ａ１について大きなトルクがセンサー部４に作用したとしても、センサー部４が大きなトルクに対し耐えることができる。そのため、第１の軸周り出力方向Ａ１についてのトルクに対し、許容範囲が大きく設定されたセンサー部４とすることができる。センサー部４が第１の軸周り出力方向Ａ１について大きなトルクに対しても対応することができるので、出力軸５ｂからセンサー部４に対し大きなトルクをかけてもよく、より広範囲に亘った種類の減速機５の振動の計測を行うことができる。

また、図１に示されるように、上記第１実施形態ないし第４実施形態では、振動計測装置は、センサー部４とは別に、出力軸トルクセンサー７を有している。出力軸トルクセンサー７によって予め減速機５の出力軸５ｂからの第１の軸周り出力方向Ａ１へのトルクの変動について測定され、第１の軸周り出力方向Ａ１に作用する振動についての傾向が分かっているのであれば、センサー部４は、第１の軸周り出力方向Ａ１へのトルクの変動について計測を行わないように構成されてもよい。

また、第２実施形態及び第３実施形態では、減速機５の出力軸５ｂからの第１の軸周り出力方向Ａ１へのトルクの一部が、センサー部４を介さずに、トルク伝達部を介してセンサー部４よりも出力側の部材へ伝達されている。第５実施形態では、減速機５の出力軸５ｂからの第１の軸周り出力方向Ａ１へのトルクの全てが、トルク伝達部を介して、センサー部４よりも出力側の部材へ伝達されるように構成されてもよい。こうすることにより、センサー部４には第１の軸周り出力方向Ａ１へのトルクが作用せず、センサー部４では出力軸５ｂからの第１の軸周り出力方向Ａ１についてのトルクが計測されず、出力されない。出力軸５ｂからの第１の軸周り出力方向Ａ１へのトルクについては、出力軸トルクセンサー７が計測を行い、出力軸トルクセンサー７が第１の軸周り出力方向Ａ１についての振動の計測を行う。その他の方向の振動についてはセンサー部４が計測を行うように構成される。このように、センサー部４と、出力軸トルクセンサー７との間で、役割分担が行われるように、振動計測装置が構成されてもよい。

１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ 振動計測装置
２ 回転駆動部
４ センサー部
５ 減速機
５ａ 入力軸
５ｂ 出力軸
５ｃ 突条（第１の突出部）
１０ カップリング（部材）
１３ カップリング
１３ａ 溝（第１の溝）
１４ カップリング（部材）
１５ａ 第１のマグネットカップリング
１５ｂ 第２のマグネットカップリング
１６ａ 挿入部
１６ｂ 第１の挟み込み部
１６ｃ 第２の挟み込み部
Ｄ１ 第１の出力方向
Ｄ２ 第２の出力方向
Ｄ３ 第３の出力方向
Ａ１ 第１の軸周り出力方向
Ａ２ 第２の軸周り出力方向
Ａ３ 第３の軸周り出力方向
Ｉ１ 第１の計測方向
Ｉ２ 第２の計測方向

Claims (20)

1. 振動の計測対象となる計測対象減速機における入力軸に接続された回転駆動部と、
   前記回転駆動部によって前記計測対象減速機の前記入力軸が回転駆動された際に、前記計測対象減速機の出力軸で生じる振動を計測するセンサー部とを備え、
   前記センサー部は、
   第１の出力方向成分を含む第１の計測方向についての振動と、
   前記第１の出力方向の軸周りの第１の軸周り出力方向成分を含む第１の軸周り計測方向についての振動と、
   前記第１の出力方向と直交する第２の出力方向成分を含む方向であって、前記第１の計測方向とは異なる方向である第２の計測方向についての振動と、
   前記第２の出力方向の軸周りの第２の軸周り出力方向成分を含む方向であって、前記第１の軸周り計測方向とは異なる方向である第２の軸周り計測方向についての振動と、のそれぞれについて計測可能に構成されている、振動計測装置。
2. 前記センサー部によって計測された振動についての計測値に基づいて、出力値を算出する演算部を備えている、請求項１に記載の振動計測装置。
3. 前記演算部は、少なくとも前記第１の計測方向への振動についての計測値に基づいて、前記第１の出力方向についての出力値を算出する、請求項２に記載の振動計測装置。
4. 前記演算部は、少なくとも前記第１の軸周り計測方向への振動についての計測値に基づいて、前記第１の軸周り出力方向についての出力値を算出する、請求項２または３に記載の振動計測装置。
5. 前記演算部は、少なくとも前記第２の計測方向への振動についての計測値に基づいて、前記第２の出力方向についての出力値を算出する、請求項２から４のいずれか１項に記載の振動計測装置。
6. 前記演算部は、少なくとも前記第２の軸周り計測方向への振動についての計測値に基づいて、前記第２の軸周り出力方向についての出力値を算出する、請求項２から５のいずれか１項に記載の振動計測装置。
7. 前記センサー部は、前記第１の出力方向に直交する直交面内で前記第２の出力方向に直交する第３の出力方向成分を含む方向であって、前記第１の計測方向及び前記第２の計測方向とは異なる方向である第３の計測方向についての振動を計測可能に構成されている、請求項１から６のいずれか１項に記載の振動計測装置。
8. 前記センサー部によって計測された計測値に基づいて、出力値を算出する演算部を備え、
   前記演算部は、少なくとも前記第３の計測方向への振動についての計測値に基づいて、前記第３の出力方向についての出力値を算出する、請求項７に記載の振動計測装置。
9. 前記センサー部は、前記第３の出力方向の軸周りの第３の軸周り出力方向成分を含む方向であって、前記第１の軸周り計測方向及び前記第２の軸周り計測方向とは異なる方向である第３の軸周り計測方向についての振動を計測可能に構成されている、請求項７または８に記載の振動計測装置。
10. 前記センサー部によって計測された計測値に基づいて、出力値を算出する演算部を備え、
    前記演算部は、少なくとも前記第３の軸周り計測方向への振動についての計測値に基づいて、前記第３の軸周り出力方向についての出力値を算出する、請求項９に記載の振動計測装置。
11. 振動の計測対象となる計測対象減速機における入力軸に接続された回転駆動部と、
    前記回転駆動部によって前記計測対象減速機の前記入力軸が回転駆動された際に、前記計測対象減速機の出力軸で生じる振動を計測するセンサー部と、
    前記センサー部で計測された計測値に基づいて出力値を算出する演算部と、
    前記演算部で算出された出力値を出力する出力部とを備え、
    前記出力部は、前記計測対象減速機の前記出力軸の延びる方向の第１の出力方向成分と、前記第１の出力方向についての軸周りの第１の軸周り出力方向成分と、前記第１の出力方向に直交する第２の出力方向成分と、前記第２の出力方向についての軸周りの第２の軸周り出力方向成分と、のそれぞれについての振動を出力可能に構成されている、振動計測装置。
12. 前記出力部は、前記第１の出力方向に直交する直交面内で前記第２の出力方向に直交する第３の出力方向成分についての振動を出力可能に構成されている、請求項１１に記載の振動計測装置。
13. 前記出力部は、前記第３の出力方向についての軸周りの第３の軸周り出力方向成分の振動を出力可能に構成されている、請求項１２に記載の振動計測装置。
14. 前記出力軸に前記第１の軸周り出力方向へ作用するトルクのうちの少なくとも一部を、前記センサー部を介さずに、前記計測対象減速機における前記出力軸から前記センサー部よりも出力側に位置する部材に向けて伝達するトルク伝達部をさらに備える、請求項１から１３のいずれか１項に記載の振動計測装置。
15. 前記トルク伝達部は、前記センサー部よりも径方向の外側の位置で、前記計測対象減速機の前記出力軸と前記センサー部よりも前記出力側に位置する部材との間を接続するように設けられている、請求項１４に記載の振動計測装置。
16. 前記トルク伝達部は、前記出力軸及び前記部材に径方向の外側の位置で接続され、前記出力軸と前記部材との間を接続するカップリングであり、
    前記出力軸の径方向の外側の周面には径方向の外側へ突出した第１の突出部が設けられ、
    前記カップリングにおける前記出力軸に接続される部分の径方向の内側には、前記第１の出力方向に延びる第１の溝が設けられ、
    前記第１の突出部が前記第１の溝に篏合することにより、前記カップリングが前記出力軸に接続される、請求項１５に記載の振動計測装置。
17. 前記部材の径方向の外側の周面には径方向の外側へ突出した第２の突出部が設けられ、
    前記カップリングにおける前記部材に接続される部分の径方向の内側には、前記第１の出力方向に延びる第２の溝が設けられ、
    前記第２の突出部が前記第２の溝に篏合することにより、前記カップリングが前記部材に接続される、請求項１６に記載の振動計測装置。
18. 前記トルク伝達部は、磁力によって一方から他方へ互いに前記第１の軸周り出力方向へ作用するトルクを伝達することが可能な第１のマグネットカップリング及び第２のマグネットカップリングを有し、
    前記第１のマグネットカップリングが前記出力軸に接続され、
    前記第２のマグネットカップリングが前記部材に接続されている、請求項１４に記載の振動計測装置。
19. 前記トルク伝達部は、前記センサー部の径方向外側の周面に設けられ前記センサー部から前記出力軸に向けて少なくとも前記第１の出力方向に延びた挿入部と、前記出力軸に設けられ前記出力軸の径方向の外側の位置で前記挿入部を挟み込むように前記出力軸の周方向に２つ並べられて配置された第１の挟み込み部及び第２の挟み込み部とを有し、
    前記挿入部が、前記第１の挟み込み部と前記第２の挟み込み部との間に挟み込まれて配置される、請求項１４に記載の振動計測装置。
20. 振動の計測対象となる計測対象減速機における入力軸に接続された回転駆動部と、
    前記回転駆動部によって前記計測対象減速機の前記入力軸が回転駆動された際に、前記計測対象減速機の出力軸で生じる振動を計測するセンサー部と、
    前記センサー部で計測された計測値に基づいて出力値を算出する演算部と、
    前記演算部で算出された出力値を出力する出力部とを備え、
    前記出力部は、前記計測対象減速機の前記出力軸の延びる方向の第１の出力方向成分と、前記第１の出力方向に直交する第２の出力方向成分と、前記第２の出力方向についての軸周りの第２の軸周り出力方向成分と、のそれぞれについて作用する振動を出力可能に構成されている、振動計測装置。
    

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