JPH05172832A - ワウフラッタ測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 被測定対象の回転体への取り付けが容易で、
検出精度が高く、かつ、小型軽量で安価なワウフラッタ
測定装置を提供する。 【構成】 回転体に振動ジャイロ８を取り付け固定す
る。振動ジャイロ８は正三角形柱の隣り合う２面に圧電
素子12ａ，12ｂを配置し、他の面には帰還用圧電素子13
を配置する。圧電素子12ａ，12ｂは励振・検出兼用と
し、発振回路14の励振信号を圧電素子12ａ，12ｂに加え
て振動子12をｘ軸方向に振動させる。回転体に回転むら
が生じると、慣性力がｙ軸方向に発生し、ｘ軸方向の振
動の力と慣性力との合力によって圧電素子12ａ，12ｂの
一方側は伸びる方向に、他方は縮む方向に力を受ける結
果、回転むらに応じた信号が圧電素子12ａ，12ｂから取
り出されて検出回路15で差動増幅され、この差動増幅出
力は変調回路16で変調された後、無線送信機11で送信さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回転体の回転むらを角
速度の変化に伴う慣性力の変化を利用して検出測定する
ワウフラッタ測定装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、レコード盤に回転むらが生じる
と、音に影響を与えるという問題があり、このため、レ
コード盤等の回転を行う装置の製造に際しては、回転体
の回転むらをワウフラッタ測定装置を用いて測定し、回
転むらがあるときにはこれを修正する等の処置がとられ
ている。

【０００３】この種の回転むら（ワウフラッタ）の測定
装置として、ＦＧ（Frequency Generator ）やエンコー
ダ方式のものと、光のドップラー効果を利用したものが
知られている。ＦＧやエンコーダ方式のものは、図３に
示すように、回転体１にＦＧやエンコーダの回転検出部
３を設けることにより形成されている。この回転検出部
３は、例えば、内部に、回転軸２に連結される検出円板
を備え、この検出円板に読み取り符号、例えば、着磁部
と非着磁部あるいは光透過部と非透過部を複数細分割し
たものを読み取り符号として周設し、この読み取り符号
をホール素子や受光素子によって読み取り、この読み取
り信号を例えば、符号の細分割幅に対応するパルス幅の
信号として出力するもので、回転体１の回転速度が速く
なると読み取りのパルス信号の周波数が大きくなり、回
転体１の速度が遅くなるとパルス信号の周波数が小さく
なることとなり、この回転検出部３から出力される信号
を信号処理回路４で信号処理して回転むらを求め、これ
をディスプレイ装置５に表示させるものである。

【０００４】また、光のドップラー効果を利用したもの
は、図４に示すように、回転体１の円周面に対向させて
光学ユニット６を配置し、回転体１の円周面には例えば
縦縞状のマークを形成し、光学ユニット６からはレーザ
ービームを回転している回転体１に照射し、回転体１の
円周面から反射するビームを受光して縦縞のマークがあ
る部分とない部分との反射率の違いを利用して縦縞のマ
ークに対応するパルス信号を回転むらの検出信号として
光学ユニット６から出力するものである。この場合も、
回転むら１の回転速度が速くなるとパルス信号の周波数
が大きくなり、回転速度が遅くなるとパルス信号の周波
数が小さくなることを利用して信号処理回路４によって
回転むらを求めこれをディスプレイ装置５に表示するも
のである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＦＧや
エンコーダ方式の装置は、検出円板に形成する符号の分
割精度や、回転検出部３を回転体１に取り付ける取り付
け位置によって回転むらの検出精度が大きく左右される
という問題がある。また、検出の分解能を高めようとす
ると、装置構成が複雑となり、非常に高価になるという
問題が生じる。光のドップラー効果を利用したものは、
装置のシステム全体が大型となり、また、被測定物であ
る回転体１とのセッティングが難しく、さらに、回転体
１の検出表面に対しても、その面が完全な鏡面状態でな
いこと、表面粗さは0.1 ｕｍ〜100ｕｍぐらいで傷など
がないこと、検出面の色は黒色でないこと等の制約があ
る。

【０００６】本発明は上記従来の課題を解決するために
なされたものであり、その目的は、回転体の回転むらを
簡易な装置構成のもとで高精度で検出測定することがで
き、しかも、回転体への取り付けが容易であって、小型
軽量、かつ、安価なワウフラッタ測定装置を提供するこ
とにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、次のように構成されている。すなわち、本
発明は回転体の回転むらを検出する回転むら検出部と、
この回転むら検出部からの信号を処理する信号処理部と
を有するワウフラッタ測定装置において、前記回転むら
検出部は回転体に配設されており、この回転むら検出部
は、回転体の回転むらを回転体の角速度の変化に伴う慣
性力の変化を利用して検出する振動ジャイロと、この振
動ジャイロの回転むら検出信号を無線送信する無線送信
機とを有して構成されていることを特徴として構成され
ている。

【０００８】

【作用】上記構成の本発明において、回転体の回転むら
が生じると回転体の角速度が変化し、この角速度の変化
に伴い振動ジャイロに作用する慣性力が変化する。そし
て、この慣性力の変化に対応する圧電信号が回転むらの
検出信号として振動ジャイロから出力され、この検出信
号は必要に応じ変調等の所望の信号処理の後、無線送信
機から送信される。そして、信号処理側では、この無線
送信信号を受信して従来例と同様に信号処理して検出む
らを求め、これをディスプレイ装置に表示する。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。なお、本実施例の説明において、従来例と同一の
部分には同一符号を付し、その重複説明は省略する。図
１には本発明に係るワウフラッタ測定装置の模式構成が
示されており、図２には同実施例における回転むら検出
部の要部構成が示されている。

【００１０】本実施例において特徴的なことは、回転体
１の回転むらを検出する検出部を振動ジャイロを用いて
構成し、この振動ジャイロで検出された回転むらの検出
信号を無線によって送信するように構成したことであ
る。

【００１１】本実施例の特徴的な回転むら検出部７は被
測定対象の回転体１の上端面の任意の位置に取り付けら
れる。この回転むら検出部７は図２に示すように、振動
ジャイロ８と、この振動ジャイロ８の駆動と信号検出を
行う駆動検出回路10と、無線送信機11とを主要部として
構成されている。

【００１２】振動ジャイロ８は正三角形柱の振動子12の
隣り合う２面に振動子12の励振と振動検出を兼用する圧
電素子12ａ，12ｂを配設し、振動子12の他の面には振動
子12の発振回路を構成する帰還用圧電素子13が配設され
ている。そして、この振動子12は回転体１の上端面に立
設状に取り付けられる。

【００１３】駆動検出回路10は発振回路14と、検出回路
15と、変調回路16とを有して構成されている。発振回路
14は発振周波数信号を振動子12の励振信号として圧電素
子12ａ，12ｂに加え、帰還用圧電極素子13の信号によっ
て振動子12を安定に振動させる。検出回路15は圧電素子
12ａ，12ｂからの取り出し信号を差動増幅して出力す
る。変調回路16は検出回路15から加えられる差動出力を
赤外線を用いたパルス変調を行い、このパルス変調信号
を無線送信機17に加える。無線送信機17は変調回路16か
ら加えられるパルス変調信号を回転体１の回転むら検出
信号として無線送信する。

【００１４】回転体１から離れた位置では、受信機18が
設けられ、この受信機18は無線送信機17から送信された
回転むら検出信号を受信して復調し、この復調信号を信
号処理回路４に加える。この信号処理回路４は従来例と
同様に検出信号を処理して回転むらを求め、この回転む
らがディスプレイ装置５に表示されるのである。

【００１５】次に、本実施例における回転体１の回転む
らの検出動作例について説明する。回転体１が回転され
ると、この回転体１に一体的に配設されている振動子12
も回転する。この振動子12に、図２に示すように、振動
子12の中心を原点とし、ｘ，ｙ，ｚの３軸直交座標を与
えたとき、回転体１の回転に伴い、振動子12はｚ軸を回
転軸として回転し、回転むらが生じると、振動子12にｙ
軸方向に慣性力（コリオリの力）が発生する。また、発
振回路14の励振信号により圧電素子12ａ，12ｂが励振さ
れて振動する結果、その振動の力がｘ軸方向に発生す
る。この結果、ｙ軸方向の慣性力とｘ軸方向の振動の力
との合力が生じ、この合力により、例えば、図２の状態
では、圧電素子12ａは伸びる方向に力を受け、圧電素子
12ｂは縮む方向に力を受ける結果、回転体１の回転むら
に応じた信号が圧電素子12ａ，12ｂから取り出され、こ
の信号は検出回路15によって差動増幅されて出力され
る。

【００１６】したがって、回転体１の回転むらが大きく
なると、圧電素子12ａと12ｂから取り出される信号の差
動出力が大きくなり、回転むらが小さくなるとその差動
出力も小さくなり、回転むらがないときには慣性力が生
じないので振動子12に加わる力は圧電素子12ａ，12ｂの
振動の力だけとなり、圧電素子12ａ，12ｂの差動出力は
０になる。変調回路16は前記検出回路15から加えられる
差動出力を赤外線を用いた振幅変調により、回転体１の
回転むらに応じたパルス信号、例えば、回転むらが大き
くなるにつれてパルス幅が大きくなる信号を作り出し、
これを無線送信機17に加える。そして、この無線送信機
17からパルス変調信号が回転むら検出信号として無線送
信されるのである。

【００１７】この無線送信信号は、受信機18に受信され
た後、復調されて信号処理回路４に加えられ、従来例と
同様に、回転むらの値が求められ、その回転むらの検出
値がディスプレイ装置４に表示されるのである。

【００１８】この実施例によれば、回転体１の回転むら
を回転体１の角速度の変化に伴って生じる慣性力を利用
して検出するものであるから、振動子12を回転体１の上
端面のどの位置に設けても、回転体１の角速度の変化を
慣性力の変化として検出することができ、これにより、
振動ジャイロ８を回転体１に取り付けるときに、取り付
け位置の調整を行う必要がなく、振動ジャイロ８の取り
付け作業が非常に容易となる。しかも、振動ジャイロ８
の取り付け位置に拘わらず、回転体１の角速度の変化を
慣性力の変化として正確に検出できるので、振動ジャイ
ロ８の取り付け位置にかかわらず、常に高精度の回転む
ら検出が可能となる。

【００１９】さらに、振動ジャイロ８の構成は非常に簡
易であり、しかも、小型軽量にでき、装置のコストも非
常に安価なものとなる。

【００２０】なお、本発明は上記各実施例に限定される
ことはなく、様々な実施の態様を採り得る。例えば、上
記実施例では、振動ジャイロ８の振動子12を正三角形柱
によって構成したが、この振動子12の形状はこれに限定
されることはなく、例えば、円柱等の他の形状の柱体に
よって形成することができる。

【００２１】また、上記実施例では変調回路16の変調方
式を赤外線を用いたパルス変調方式としたが、圧電素子
12ａ，12ｂの取り出し信号の差動増幅出力をＦＭ（Freq
uency Modulation）変調する方式でもよく、この差動出
力の変調方式は公知の任意の変調方式を採り得るもので
ある。

【００２２】さらに、上記実施例では、慣性力と振動の
力との合力を利用して回転むらに応じた信号を圧電素子
12ａ，12ｂから取り出すようにしたが、慣性力のみを利
用して圧電素子から回転むらに応じた信号を取り出すよ
うにしてもよい。この場合、合力は慣性力よりも大きい
ので、本実施例のように合力を利用した方が検出の感度
はより高められることになる。

【００２３】

【発明の効果】本発明は、回転体の回転むらを検出する
検出部を、角速度の変化に伴う慣性力の変化を利用して
検出する振動ジャイロを用いて構成したものであるか
ら、回転体のどの位置に振動ジャイロを取り付けても、
回転体の角速度の変化を慣性力を利用して常に正確に検
出することが可能となる。したがって振動ジャイロの取
り付け調整が不要となり、振動ジャイロを回転体に取り
付ける作業が非常に容易となり、その取り付け位置に拘
わらず常に回転むらの高精度検出が可能となり、その検
出の信頼性も高められる。

【００２４】また、回転むらの検出部は、振動ジャイロ
と無線送信機とを備えた簡易な構成であるから、装置の
小型軽量化が可能となり、高性能の装置を安価に提供す
ることが可能となる。

【００２５】さらに、従来の光ドップラー方式の場合の
ような、回転体検出面の色や形状や表面粗さ等の制約を
全く受けないで高精度検出ができるので、利用価値は極
めて大であり、今までにない優れたワウフラッタ測定装
置の提供が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るワウフラッタ測定装置の一実施例
のシステム構成図である。

【図２】同実施例における回転むら検出部の要部構成図
である。

【図３】ＦＧやエンコーダを回転検出部とした従来のワ
ウフラッタ装置の説明図である。

【図４】光ドップラー方式による従来のワウフラッタ測
定装置の説明図である。

【符号の説明】

１ 回転体 ８ 振動ジャイロ 11 無線送信機 12 振動子 12ａ，12ｂ 圧電素子 14 発振回路 15 検出回路 16 変調回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転体の回転むらを検出する回転むら検
   出部と、この回転むら検出部からの信号を処理する信号
   処理部とを有するワウフラッタ測定装置において、前記
   回転むら検出部は回転体に配設されており、この回転む
   ら検出部は、回転体の回転むらを回転体の角速度の変化
   に伴う慣性力の変化を利用して検出する振動ジャイロ
   と、この振動ジャイロの回転むら検出信号を無線送信す
   る無線送信機とを有して構成されているワウフラッタ測
   定装置。