JPH08193906A - 球の動的不釣り合いの測定方法と測定装置 - Google Patents
球の動的不釣り合いの測定方法と測定装置Info
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- JPH08193906A JPH08193906A JP7004295A JP429595A JPH08193906A JP H08193906 A JPH08193906 A JP H08193906A JP 7004295 A JP7004295 A JP 7004295A JP 429595 A JP429595 A JP 429595A JP H08193906 A JPH08193906 A JP H08193906A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M1/00—Testing static or dynamic balance of machines or structures
- G01M1/02—Details of balancing machines or devices
- G01M1/06—Adaptation of drive assemblies for receiving the body to be tested
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M1/00—Testing static or dynamic balance of machines or structures
- G01M1/14—Determining imbalance
- G01M1/16—Determining imbalance by oscillating or rotating the body to be tested
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Testing Of Balance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 球２の動的不釣り合いを正確に求める。
【構成】 球２を気体軸受により支承し、ノズル２２か
ら噴出する圧縮空気により自転させる。この際、球２上
の１点２５を着磁し、この１点２５を自転軸上に位置さ
せておく。球２に動的不釣り合いが存在すると、上記１
点２５は慣性主軸を中心に旋回運動する。複数のホール
素子１７、１７ａ、１７ｂで上記１点２５の通過を観察
する事により、上記旋回運動の軌跡と変位速度とを求め
る。そして、これら軌跡と変位速度とに基づいて、上記
球２の動的不釣り合いを算出する。
ら噴出する圧縮空気により自転させる。この際、球２上
の１点２５を着磁し、この１点２５を自転軸上に位置さ
せておく。球２に動的不釣り合いが存在すると、上記１
点２５は慣性主軸を中心に旋回運動する。複数のホール
素子１７、１７ａ、１７ｂで上記１点２５の通過を観察
する事により、上記旋回運動の軌跡と変位速度とを求め
る。そして、これら軌跡と変位速度とに基づいて、上記
球２の動的不釣り合いを算出する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明に係る球の動的不釣り合
いの測定方法と測定装置は、例えば玉軸受を構成する玉
の様に、磁性材製の球の動的不釣り合いを測定する為に
利用する。
いの測定方法と測定装置は、例えば玉軸受を構成する玉
の様に、磁性材製の球の動的不釣り合いを測定する為に
利用する。
【０００２】
【従来の技術】例えば高速回転するスピンドルを支承す
る為の玉軸受を、玉に不均一な摩耗を生じない様に使用
する為には、動的不釣り合いの小さい（最も好ましくは
動的不釣り合いがない）球を使用しなければならない。
従って、この様な玉軸受を造る為には、動的不釣り合い
の小さな球を得るべく、玉等の球の動的不釣り合いを測
定する必要がある。
る為の玉軸受を、玉に不均一な摩耗を生じない様に使用
する為には、動的不釣り合いの小さい（最も好ましくは
動的不釣り合いがない）球を使用しなければならない。
従って、この様な玉軸受を造る為には、動的不釣り合い
の小さな球を得るべく、玉等の球の動的不釣り合いを測
定する必要がある。
【０００３】この様な目的で使用する球の動的不釣り合
いの測定装置として従来から、特開昭６２−２９７７４
０号公報に記載された測定装置が知られている。図４
は、この公報に記載されて従来から知られた球の動的不
釣り合いを測定する装置を示している。この測定装置
は、気体軸受３を備える。この気体軸受３は、上方が開
口した球状凹面１を有し、この球状凹面１の内側に球２
を回転自在に支承する。又、この気体軸受３の上方に
は、圧縮空気を噴出自在なノズル４を設けている。測定
作業時には、このノズル４から上記気体軸受３に支承さ
れた球２に圧縮空気を吹き付けて、この球２を自転させ
る。又、それぞれが上記球２の中心点を通過して互いに
直交する３本の直線上位置（ｘ，ｙ，ｚ軸上位置）に
は、それぞれ磁気的ピックアップコイル５ａ、５ｂ、５
ｃを配置し、これら各磁気的ピックアップコイル５ａ、
５ｂ、５ｃの検出部を、上記球２の外面に近接させてい
る。
いの測定装置として従来から、特開昭６２−２９７７４
０号公報に記載された測定装置が知られている。図４
は、この公報に記載されて従来から知られた球の動的不
釣り合いを測定する装置を示している。この測定装置
は、気体軸受３を備える。この気体軸受３は、上方が開
口した球状凹面１を有し、この球状凹面１の内側に球２
を回転自在に支承する。又、この気体軸受３の上方に
は、圧縮空気を噴出自在なノズル４を設けている。測定
作業時には、このノズル４から上記気体軸受３に支承さ
れた球２に圧縮空気を吹き付けて、この球２を自転させ
る。又、それぞれが上記球２の中心点を通過して互いに
直交する３本の直線上位置（ｘ，ｙ，ｚ軸上位置）に
は、それぞれ磁気的ピックアップコイル５ａ、５ｂ、５
ｃを配置し、これら各磁気的ピックアップコイル５ａ、
５ｂ、５ｃの検出部を、上記球２の外面に近接させてい
る。
【０００４】上記球２の動的不釣り合いを測定する際に
は、この球２に磁気的スポットを付着させてから上記球
状凹面１に載置し、給気孔６から圧縮空気を供給して上
記球２を浮上させつつ、上記ノズル４から圧縮空気を噴
出する。この結果上記球２は、所定の自転軸を中心とし
て自転するが、球２に動的不釣り合いが存在すると、こ
の球２に歳差運動が生じる。この歳差運動の軌跡及び変
位速度は、上記各磁気的ピックアップコイル５ａ、５
ｂ、５ｃにより、磁束密度の変化として捉えられる。そ
こで、これら各磁気的ピックアップコイル５ａ、５ｂ、
５ｃの測定値より求めた歳差運動の軌跡及び変位速度を
求めれば、次の（１）式から、球２の動的不釣り合い量
（慣性モーメントの差）△Ｉを求める事ができる。
は、この球２に磁気的スポットを付着させてから上記球
状凹面１に載置し、給気孔６から圧縮空気を供給して上
記球２を浮上させつつ、上記ノズル４から圧縮空気を噴
出する。この結果上記球２は、所定の自転軸を中心とし
て自転するが、球２に動的不釣り合いが存在すると、こ
の球２に歳差運動が生じる。この歳差運動の軌跡及び変
位速度は、上記各磁気的ピックアップコイル５ａ、５
ｂ、５ｃにより、磁束密度の変化として捉えられる。そ
こで、これら各磁気的ピックアップコイル５ａ、５ｂ、
５ｃの測定値より求めた歳差運動の軌跡及び変位速度を
求めれば、次の（１）式から、球２の動的不釣り合い量
（慣性モーメントの差）△Ｉを求める事ができる。
【０００５】 △Ｉ＝Ω・Ｉ／ω・ cosβ −−− （１） 尚、上記（１）式中、Ωはある瞬間の自転軸の旋回角速
度で、上記各磁気的ピックアップコイル５ａ、５ｂ、５
ｃの測定値より求める。又、Ｉは球２の慣性モーメント
で、実際の球２の測定値（重量及び直径）より求める。
又、ωは球２の自転角速度で、上記各磁気的ピックアッ
プコイル５ａ、５ｂ、５ｃの測定値より求める。又、β
は慣性主軸と自転軸とがなす角度で、上記各磁気的ピッ
クアップコイル５ａ、５ｂ、５ｃの測定値より求める。
度で、上記各磁気的ピックアップコイル５ａ、５ｂ、５
ｃの測定値より求める。又、Ｉは球２の慣性モーメント
で、実際の球２の測定値（重量及び直径）より求める。
又、ωは球２の自転角速度で、上記各磁気的ピックアッ
プコイル５ａ、５ｂ、５ｃの測定値より求める。又、β
は慣性主軸と自転軸とがなす角度で、上記各磁気的ピッ
クアップコイル５ａ、５ｂ、５ｃの測定値より求める。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述の様に
構成され作用する従来の球の動的不釣り合いの測定装置
の場合には、次のの様な解決すべき点があった。 ３個の磁気的ピックアップコイル５ａ、５ｂ、５ｃ
により歳差運動を検出するには、球２の表面全体に亙っ
て磁束を分布させる必要があるが、磁気的スポットによ
る方法では球２全体に均一に磁束を分布させる事が難し
い。この為、磁束密度測定の段階で測定誤差が生じ易
い。従って、この磁束密度測定の結果に基づく動的不釣
り合いの測定結果に誤差が生じ易い。 磁束密度の変化から歳差運動を測定する際、磁束密
度の微少な変化を３つの磁気的ピックアップコイルによ
り精度良く測定するのは難しいので、測定精度が悪い。 本発明の球の動的不釣り合いの測定方法と測定装置は、
これらの様な問題を解消すべく発明したものであ
る。
構成され作用する従来の球の動的不釣り合いの測定装置
の場合には、次のの様な解決すべき点があった。 ３個の磁気的ピックアップコイル５ａ、５ｂ、５ｃ
により歳差運動を検出するには、球２の表面全体に亙っ
て磁束を分布させる必要があるが、磁気的スポットによ
る方法では球２全体に均一に磁束を分布させる事が難し
い。この為、磁束密度測定の段階で測定誤差が生じ易
い。従って、この磁束密度測定の結果に基づく動的不釣
り合いの測定結果に誤差が生じ易い。 磁束密度の変化から歳差運動を測定する際、磁束密
度の微少な変化を３つの磁気的ピックアップコイルによ
り精度良く測定するのは難しいので、測定精度が悪い。 本発明の球の動的不釣り合いの測定方法と測定装置は、
これらの様な問題を解消すべく発明したものであ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の球の動的不釣り
合いの測定方法と測定装置のうち、請求項１に記載した
球の動的不釣り合の測定方法は、表面の１点を着磁され
た磁性材製の球を回転自在に支持し、上記１点を自転軸
上に位置させた状態でこの球に自転を開始させて、上記
球の動的不釣り合いに基づく歳差運動による上記１点の
軌跡及び変位速度を測定し、この測定結果に基づいて上
記球の動的不釣り合いを算定する。尚、表面の１点とは
別で、この１点との挟み角が１８０度とならない別の点
を、上記１点とは逆の極に着磁し、この別の点の変位を
観察する事で球の自転速度を算出しても良い。又、請求
項３に記載した発明は表面の１点又は複数個所に磁性塗
料又は磁性スポットを付着させて表面の１点又は複数個
所を着磁された非磁性材製の球を回転自在に支持し、上
記１点を自転軸上に位置させた状態でこの球に自転を開
始させて、上記球の動的不釣り合いに基づく歳差運動に
よる上記１点の軌跡及び変位速度を測定し、この測定結
果に基づいて上記球の動的不釣り合いを算定する。
合いの測定方法と測定装置のうち、請求項１に記載した
球の動的不釣り合の測定方法は、表面の１点を着磁され
た磁性材製の球を回転自在に支持し、上記１点を自転軸
上に位置させた状態でこの球に自転を開始させて、上記
球の動的不釣り合いに基づく歳差運動による上記１点の
軌跡及び変位速度を測定し、この測定結果に基づいて上
記球の動的不釣り合いを算定する。尚、表面の１点とは
別で、この１点との挟み角が１８０度とならない別の点
を、上記１点とは逆の極に着磁し、この別の点の変位を
観察する事で球の自転速度を算出しても良い。又、請求
項３に記載した発明は表面の１点又は複数個所に磁性塗
料又は磁性スポットを付着させて表面の１点又は複数個
所を着磁された非磁性材製の球を回転自在に支持し、上
記１点を自転軸上に位置させた状態でこの球に自転を開
始させて、上記球の動的不釣り合いに基づく歳差運動に
よる上記１点の軌跡及び変位速度を測定し、この測定結
果に基づいて上記球の動的不釣り合いを算定する。
【０００８】又、請求項４に記載した球の動的不釣り合
いの測定装置は、上方が開口した球状凹面を有し、この
球状凹面の内側に表面の１点を着磁された磁性材製の球
を回転自在に支承する気体軸受と、この気体軸受の上端
開口部周囲に円弧状に配置された複数の磁気検知素子
と、上記気体軸受に支承された球の一部に圧力気体を吹
き付けてこの球を自転させるノズルと、上記複数の磁気
検知素子の出力信号に基づいて上記球の動的不釣り合い
を算定する為に必要な測定値を得る為の電気回路とを備
える。尚、それぞれが磁気検知素子であるホール素子
が、気体軸受の上端面に固定された保持環の内周面に円
周方向に亙って等間隔に且つ半円弧状に配置されてお
り、ノズルは円周方向中央位置のホール素子の上方に気
体軸受の直径方向に配置されており、このノズルの開口
はこの気体軸受の直径方向内方に向いても良い。
いの測定装置は、上方が開口した球状凹面を有し、この
球状凹面の内側に表面の１点を着磁された磁性材製の球
を回転自在に支承する気体軸受と、この気体軸受の上端
開口部周囲に円弧状に配置された複数の磁気検知素子
と、上記気体軸受に支承された球の一部に圧力気体を吹
き付けてこの球を自転させるノズルと、上記複数の磁気
検知素子の出力信号に基づいて上記球の動的不釣り合い
を算定する為に必要な測定値を得る為の電気回路とを備
える。尚、それぞれが磁気検知素子であるホール素子
が、気体軸受の上端面に固定された保持環の内周面に円
周方向に亙って等間隔に且つ半円弧状に配置されてお
り、ノズルは円周方向中央位置のホール素子の上方に気
体軸受の直径方向に配置されており、このノズルの開口
はこの気体軸受の直径方向内方に向いても良い。
【０００９】
【作用】上述の様に構成される本発明の球の動的不釣り
合いの測定方法と測定装置の場合には、着磁された１点
を観察する事で球の歳差運動の軌跡及び変位速度を求め
る為、磁束密度分布に影響される事なく、正確な測定作
業を行なえる。言い換えれば、着磁点の通過状況を観察
する事で歳差運動の軌跡及び変位速度を求める為、連続
的に変化する磁束密度を測定する場合に比べて、検出精
度が向上する。
合いの測定方法と測定装置の場合には、着磁された１点
を観察する事で球の歳差運動の軌跡及び変位速度を求め
る為、磁束密度分布に影響される事なく、正確な測定作
業を行なえる。言い換えれば、着磁点の通過状況を観察
する事で歳差運動の軌跡及び変位速度を求める為、連続
的に変化する磁束密度を測定する場合に比べて、検出精
度が向上する。
【００１０】
【実施例】図１〜３は本発明の球の動的不釣り合いの測
定装置の実施例を示している。基台７の上面に固定され
た間座８の上面には、有底円筒状のケース９を固定して
いる。そして、このケース９と、このケース９内に嵌装
した多孔質材１０とにより、気体軸受１１を構成してい
る。上記多孔質材１０の上面には、上方が開口した球状
凹面１２を設けている。この球状凹面１２の内径は、動
的不釣り合いを測定すべき球２の外径よりも僅かに大き
くしている。又、上記ケース９の底板１３及び上記間座
８の内側には給気孔１４を設け、この給気孔１４の上流
端を、コンプレッサ等の給気源１５に通じさせている。
この給気源１５から上記給気孔１４を通じて上記ケース
９内に送り込まれた圧縮空気は、上記球状凹面１２の内
面から吹き出して上記球２を浮上させ、この球２を回転
自在に支持する。
定装置の実施例を示している。基台７の上面に固定され
た間座８の上面には、有底円筒状のケース９を固定して
いる。そして、このケース９と、このケース９内に嵌装
した多孔質材１０とにより、気体軸受１１を構成してい
る。上記多孔質材１０の上面には、上方が開口した球状
凹面１２を設けている。この球状凹面１２の内径は、動
的不釣り合いを測定すべき球２の外径よりも僅かに大き
くしている。又、上記ケース９の底板１３及び上記間座
８の内側には給気孔１４を設け、この給気孔１４の上流
端を、コンプレッサ等の給気源１５に通じさせている。
この給気源１５から上記給気孔１４を通じて上記ケース
９内に送り込まれた圧縮空気は、上記球状凹面１２の内
面から吹き出して上記球２を浮上させ、この球２を回転
自在に支持する。
【００１１】この様な気体軸受１１を構成するケース９
の上端面には、円形の保持環１６を固定している。そし
て、この保持環１６の内周面に、磁気検知素子であるホ
ール素子１７、１７ａ、１７ｂを、半周に亙って配置し
ている。図示の実施例では、１９個のホール素子１７、
１７ａ、１７ｂを、中心角ピッチで１０度置きに等間隔
で、半円弧状に配置している。この様に半円弧状に配置
されたホール素子１７、１７ａ、１７ｂの最大内接円の
直径は、上記球２の外径よりも僅かに大きくしている。
従ってこれら各ホール素子１７、１７ａ、１７ｂと上記
球２の外面とは、微小隙間を介して対向する。
の上端面には、円形の保持環１６を固定している。そし
て、この保持環１６の内周面に、磁気検知素子であるホ
ール素子１７、１７ａ、１７ｂを、半周に亙って配置し
ている。図示の実施例では、１９個のホール素子１７、
１７ａ、１７ｂを、中心角ピッチで１０度置きに等間隔
で、半円弧状に配置している。この様に半円弧状に配置
されたホール素子１７、１７ａ、１７ｂの最大内接円の
直径は、上記球２の外径よりも僅かに大きくしている。
従ってこれら各ホール素子１７、１７ａ、１７ｂと上記
球２の外面とは、微小隙間を介して対向する。
【００１２】又、これら各ホール素子１７、１７ａ、１
７ｂの検出信号は、それぞれ独立した複数本の導線１８
により、電圧計測器１９と加算回路２０とに入力してい
る。この加算回路２０の計算値は、表示器２１に表示さ
れる。これら電圧計測器１９と加算回路２０とが、上記
複数のホール素子１７、１７ａ、１７ｂの出力信号に基
づいて前記球２の動的不釣り合いを算定する為に必要な
測定値を得る為の、電気回路を構成する。
７ｂの検出信号は、それぞれ独立した複数本の導線１８
により、電圧計測器１９と加算回路２０とに入力してい
る。この加算回路２０の計算値は、表示器２１に表示さ
れる。これら電圧計測器１９と加算回路２０とが、上記
複数のホール素子１７、１７ａ、１７ｂの出力信号に基
づいて前記球２の動的不釣り合いを算定する為に必要な
測定値を得る為の、電気回路を構成する。
【００１３】更に、上記保持環１６の一部で、上記複数
のホール素子１７、１７ａ、１７ｂのうちの円周方向中
央位置のホール素子１７ａ上方には、圧縮空気を噴出す
る為のノズル２２を設けている。このノズル２２の開口
は、上記保持環１６の直径方向内方に向いている。この
ノズル２２に圧縮空気を供給する為の給気管２３の途中
には弁２４を設け、この弁２４の開放に伴って上記ノズ
ル２２から上記球２の頂部に圧縮空気を、吹き付ける様
にしている。この様にして前記気体軸受１１の球状凹面
１２に支承された球２に圧縮空気を吹き付けると、この
球２は最初、上記複数のホール素子１７、１７ａ、１７
ｂのうちの円周方向両端位置のホール素子１７ｂ、１７
ｂ同士を結ぶ直線αと平行な自転軸を中心に自転する。
のホール素子１７、１７ａ、１７ｂのうちの円周方向中
央位置のホール素子１７ａ上方には、圧縮空気を噴出す
る為のノズル２２を設けている。このノズル２２の開口
は、上記保持環１６の直径方向内方に向いている。この
ノズル２２に圧縮空気を供給する為の給気管２３の途中
には弁２４を設け、この弁２４の開放に伴って上記ノズ
ル２２から上記球２の頂部に圧縮空気を、吹き付ける様
にしている。この様にして前記気体軸受１１の球状凹面
１２に支承された球２に圧縮空気を吹き付けると、この
球２は最初、上記複数のホール素子１７、１７ａ、１７
ｂのうちの円周方向両端位置のホール素子１７ｂ、１７
ｂ同士を結ぶ直線αと平行な自転軸を中心に自転する。
【００１４】上述の様に構成される測定装置により、磁
性材製の球２の動的不釣り合いを測定するには、先ず上
記球２の表面上の表面の１点２５を（例えばＮ極に）着
磁する。着磁範囲は、十分な磁気強度を確保できる限
り、できるだけ狭い事が好ましい。又、上記１点２５と
は別で、この１点２５との挟み角（球２の中心とを結ぶ
直線同士の交差角度）が１８０度とならない別の点２６
を、上記１点２５とは逆の極（例えばＳ極）に着磁す
る。そして、上記球２の下半部を上記球状凹面１２に進
入させ、上記１点２５を上記自転軸上に位置させる。
又、前記給気孔１４から前記ケース９内に圧縮空気を送
り込む事で、上記球２を浮上させる。この状態で上記弁
２４を開放し、上記ノズル２２から圧縮空気を噴出させ
て、上記球２の自転を開始させる。
性材製の球２の動的不釣り合いを測定するには、先ず上
記球２の表面上の表面の１点２５を（例えばＮ極に）着
磁する。着磁範囲は、十分な磁気強度を確保できる限
り、できるだけ狭い事が好ましい。又、上記１点２５と
は別で、この１点２５との挟み角（球２の中心とを結ぶ
直線同士の交差角度）が１８０度とならない別の点２６
を、上記１点２５とは逆の極（例えばＳ極）に着磁す
る。そして、上記球２の下半部を上記球状凹面１２に進
入させ、上記１点２５を上記自転軸上に位置させる。
又、前記給気孔１４から前記ケース９内に圧縮空気を送
り込む事で、上記球２を浮上させる。この状態で上記弁
２４を開放し、上記ノズル２２から圧縮空気を噴出させ
て、上記球２の自転を開始させる。
【００１５】球２に動的不釣り合いが全く存在しない場
合には、この球２は上記自転軸を中心に自転するのみ
で、他の動きは発生しない。これに対して、上記球２に
動的不釣り合いが存在すると、この動的不釣り合いの程
度に応じた歳差運動が発生する。即ち、ノズル２２から
噴出する圧縮空気により惹起される自転運動の軸（自転
軸）が動く事はないが、球２の歳差運動が惹起される。
この歳差運動の結果、上記１点２５が自転軸から離れ、
慣性主軸を中心とする旋回運動をして、再び上記自転軸
上に戻る。
合には、この球２は上記自転軸を中心に自転するのみ
で、他の動きは発生しない。これに対して、上記球２に
動的不釣り合いが存在すると、この動的不釣り合いの程
度に応じた歳差運動が発生する。即ち、ノズル２２から
噴出する圧縮空気により惹起される自転運動の軸（自転
軸）が動く事はないが、球２の歳差運動が惹起される。
この歳差運動の結果、上記１点２５が自転軸から離れ、
慣性主軸を中心とする旋回運動をして、再び上記自転軸
上に戻る。
【００１６】この様な歳差運動に基づく上記１点２５の
軌跡及び変位速度は、前記複数のホール素子１７、１７
ａ、１７ｂの出力信号の変化によって求められる。即
ち、歳差運動により上記１点２５が慣性主軸を中心に旋
回すると、この１点２５が円周方向端部のホール素子１
７ｂから離れ、他のホール素子１７に近づく。そこで、
何れのホール素子１７に近づいたかで上記軌跡が求めら
れ、何れか１つのホール素子への歳差運動により生じる
最接近から次の最接近までの時間で上記変位速度を求め
る事ができる。或は、１つのホール素子とこれとは別の
ホール素子との最接近時間差からも求める事ができる。
軌跡及び変位速度は、前記複数のホール素子１７、１７
ａ、１７ｂの出力信号の変化によって求められる。即
ち、歳差運動により上記１点２５が慣性主軸を中心に旋
回すると、この１点２５が円周方向端部のホール素子１
７ｂから離れ、他のホール素子１７に近づく。そこで、
何れのホール素子１７に近づいたかで上記軌跡が求めら
れ、何れか１つのホール素子への歳差運動により生じる
最接近から次の最接近までの時間で上記変位速度を求め
る事ができる。或は、１つのホール素子とこれとは別の
ホール素子との最接近時間差からも求める事ができる。
【００１７】この様にして上記軌跡と変位速度とを求め
たならば、前述の従来装置の場合と同様に、次の（１）
式で、球２の動的不釣り合い量△Ｉを求める。 △Ｉ＝Ω・Ｉ／ω・ cosβ −−− （１） この（１）式中、自転軸の旋回角速度Ωは、前述の様に
上記１点２５の最接近から次の最接近までの時間等から
求める事ができる。又、球２の慣性モーメントＩは、実
際の球２の質量、半径の測定値から求める事ができる。
又、球２の自転角速度ωは、回転する上記１点２５で生
じるホール素子出力信号からでも検出できるが、上記１
点２５が円周方向端部のホール素子１７ｂに対向してい
る（１点２５が自転軸上に存在している）場合には、球
２の自転によるホール素子出力信号がパルス波状になら
ず、この１点２５により生じるホール素子出力信号を観
察するだけでは求める事ができない。従って上記別の点
２６の通過による、ホール素子１７、１７ａのパルス波
状の出力から求める。更に、慣性主軸と自転軸とがなす
角度βは、上記ホール素子１７、１７ａの測定値に基づ
く上記軌跡により求める。上記１点２５と別の点２６と
の角度を１８０度以外に設定しておく事により、１点２
５が慣性主軸と一致して歳差運動が測定できない場合
に、別の点２６を用いて歳差運動を測定し、１点２５で
自転角速度ωを求める事もできる。尚、ごく軽量の既知
質量の磁性塗料又は磁性スポットを非磁性材製の球の表
面の１点又は複数個所に付着させてこれを着磁した場
合、各着磁点が自転軸となる様に回転させ、付着量と慣
性主軸から自転軸までの角度βにより、これらの磁性塗
料又は磁性スポットを付加した事により発生した不釣り
合い量を更に算出し、球自体の不釣り合い量を正確に求
める事ができる。
たならば、前述の従来装置の場合と同様に、次の（１）
式で、球２の動的不釣り合い量△Ｉを求める。 △Ｉ＝Ω・Ｉ／ω・ cosβ −−− （１） この（１）式中、自転軸の旋回角速度Ωは、前述の様に
上記１点２５の最接近から次の最接近までの時間等から
求める事ができる。又、球２の慣性モーメントＩは、実
際の球２の質量、半径の測定値から求める事ができる。
又、球２の自転角速度ωは、回転する上記１点２５で生
じるホール素子出力信号からでも検出できるが、上記１
点２５が円周方向端部のホール素子１７ｂに対向してい
る（１点２５が自転軸上に存在している）場合には、球
２の自転によるホール素子出力信号がパルス波状になら
ず、この１点２５により生じるホール素子出力信号を観
察するだけでは求める事ができない。従って上記別の点
２６の通過による、ホール素子１７、１７ａのパルス波
状の出力から求める。更に、慣性主軸と自転軸とがなす
角度βは、上記ホール素子１７、１７ａの測定値に基づ
く上記軌跡により求める。上記１点２５と別の点２６と
の角度を１８０度以外に設定しておく事により、１点２
５が慣性主軸と一致して歳差運動が測定できない場合
に、別の点２６を用いて歳差運動を測定し、１点２５で
自転角速度ωを求める事もできる。尚、ごく軽量の既知
質量の磁性塗料又は磁性スポットを非磁性材製の球の表
面の１点又は複数個所に付着させてこれを着磁した場
合、各着磁点が自転軸となる様に回転させ、付着量と慣
性主軸から自転軸までの角度βにより、これらの磁性塗
料又は磁性スポットを付加した事により発生した不釣り
合い量を更に算出し、球自体の不釣り合い量を正確に求
める事ができる。
【００１８】尚、図示の実施例の場合、ホール素子１
７、１７ａ、１７ｂは中心角ピッチで１０度置きに等間
隔に１９個設けているが、この数を増やせば、検出精度
を向上させる事ができる。又、１９個のままでも、各ホ
ール素子１７、１７ａ、１７ｂの感度を総て同じにし、
上記１点２５が隣り合うホール素子１７、１７ａ、１７
ｂの間を通過した場合に、これら隣り合うホール素子１
７、１７ａ、１７ｂの検出信号の強度を比較し、上記１
点２５の通過位置を算定する事で、検出精度を向上させ
る事もできる。
７、１７ａ、１７ｂは中心角ピッチで１０度置きに等間
隔に１９個設けているが、この数を増やせば、検出精度
を向上させる事ができる。又、１９個のままでも、各ホ
ール素子１７、１７ａ、１７ｂの感度を総て同じにし、
上記１点２５が隣り合うホール素子１７、１７ａ、１７
ｂの間を通過した場合に、これら隣り合うホール素子１
７、１７ａ、１７ｂの検出信号の強度を比較し、上記１
点２５の通過位置を算定する事で、検出精度を向上させ
る事もできる。
【００１９】何れにしても、本発明の球の動的不釣り合
いの測定方法と測定装置の場合には、磁性材製の球２自
体を着磁すると、着磁に伴って球２の動的不釣り合いが
変化しない。又、着磁された１点２５を観察する事で球
２の歳差運動の軌跡及び変位速度を求める為、磁束密度
分布に影響される事なく、正確な測定作業を行なえる。
言い換えれば、着磁点である１点２５の通過状況を観察
する事で歳差運動の軌跡及び変位速度を求める為、連続
的に変化する磁束密度を測定する場合に比べて、検出精
度が向上する。
いの測定方法と測定装置の場合には、磁性材製の球２自
体を着磁すると、着磁に伴って球２の動的不釣り合いが
変化しない。又、着磁された１点２５を観察する事で球
２の歳差運動の軌跡及び変位速度を求める為、磁束密度
分布に影響される事なく、正確な測定作業を行なえる。
言い換えれば、着磁点である１点２５の通過状況を観察
する事で歳差運動の軌跡及び変位速度を求める為、連続
的に変化する磁束密度を測定する場合に比べて、検出精
度が向上する。
【００２０】
【発明の効果】本発明の球の動的不釣り合いの測定方法
と測定装置は、以上に述べた通り構成され作用するの
で、球の動的不釣り合いを精度良く測定できる。この結
果、高速回転時にも正常回転する玉軸受を実現できる
等、高性能の高速回転装置の実現に寄与できる。
と測定装置は、以上に述べた通り構成され作用するの
で、球の動的不釣り合いを精度良く測定できる。この結
果、高速回転時にも正常回転する玉軸受を実現できる
等、高性能の高速回転装置の実現に寄与できる。
【図１】本発明の実施例を示す縦断側面図。
【図２】同部分平面図。
【図３】図１のＡ−Ａ断面図。
【図４】従来装置を示す、図３と同様の断面図。
１ 球状凹面 ２ 球 ３ 気体軸受 ４ ノズル ５ａ、５ｂ、５ｃ 磁気的ピックアップコイル ６ 給気孔 ７ 基台 ８ 間座 ９ ケース １０ 多孔質材 １１ 気体軸受 １２ 球状凹面 １３ 底板 １４ 給気孔 １５ 給気源 １６ 保持環 １７、１７ａ、１７ｂ ホール素子 １８ 導線 １９ 電圧計測器 ２０ 加算回路 ２１ 表示器 ２２ ノズル ２３ 給気管 ２４ 弁 ２５ １点 ２６ 別の点
Claims (5)
- 【請求項１】 表面の１点を着磁された磁性材製の球を
回転自在に支持し、上記１点を自転軸上に位置させた状
態でこの球に自転を開始させて、上記球の動的不釣り合
いに基づく歳差運動による上記１点の軌跡及び変位速度
を測定し、この測定結果に基づいて上記球の動的不釣り
合いを算定する球の動的不釣り合いの測定方法。 - 【請求項２】 表面の１点とは別で、この１点との挟み
角が１８０度とならない別の点を、上記１点とは逆の極
に着磁し、この別の点の変位を観察する事で球の自転速
度を算出する、請求項１に記載した球の動的不釣り合い
の測定方法。 - 【請求項３】 表面の１点又は複数個所に磁性塗料又は
磁性スポットを付着させて表面の１点又は複数個所を着
磁された非磁性材製の球を回転自在に支持し、上記１点
を自転軸上に位置させた状態でこの球に自転を開始させ
て、上記球の動的不釣り合いに基づく歳差運動による上
記１点の軌跡及び変位速度を測定し、この測定結果に基
づいて上記球の動的不釣り合いを算定する球の動的不釣
り合いの測定方法。 - 【請求項４】 上方が開口した球状凹面を有し、この球
状凹面の内側に表面の１点を着磁された磁性材製の球を
回転自在に支承する気体軸受と、この気体軸受の上端開
口部周囲に円弧状に配置された複数の磁気検知素子と、
上記気体軸受に支承された球の一部に圧力気体を吹き付
けてこの球を自転させるノズルと、上記複数の磁気検知
素子の出力信号に基づいて上記球の動的不釣り合いを算
定する為に必要な測定値を得る為の電気回路とを備えた
球の動的不釣り合いの測定装置。 - 【請求項５】 それぞれが磁気検知素子であるホール素
子が、気体軸受の上端面に固定された保持環の内周面に
円周方向に亙って等間隔に且つ半円弧状に配置されてお
り、ノズルは円周方向中央位置のホール素子の上方に気
体軸受の直径方向に配置されており、このノズルの開口
はこの気体軸受の直径方向内方に向いている、請求項４
に記載した球の動的不釣り合いの測定装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00429595A JP3322047B2 (ja) | 1995-01-13 | 1995-01-13 | 球の動的不釣り合いの測定方法と測定装置 |
| GB9600191A GB2296974B (en) | 1995-01-13 | 1996-01-05 | Method and apparatus for measuring dynamic imbalance of sphere |
| US08/585,865 US5705740A (en) | 1995-01-13 | 1996-01-11 | Method and apparatus for measuring dynamic imbalance of sphere |
| FR9600329A FR2729467B1 (fr) | 1995-01-13 | 1996-01-12 | Procede et appareil de mesure du desequilibre dynamique d'une sphere |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00429595A JP3322047B2 (ja) | 1995-01-13 | 1995-01-13 | 球の動的不釣り合いの測定方法と測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08193906A true JPH08193906A (ja) | 1996-07-30 |
| JP3322047B2 JP3322047B2 (ja) | 2002-09-09 |
Family
ID=11580532
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00429595A Expired - Lifetime JP3322047B2 (ja) | 1995-01-13 | 1995-01-13 | 球の動的不釣り合いの測定方法と測定装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5705740A (ja) |
| JP (1) | JP3322047B2 (ja) |
| FR (1) | FR2729467B1 (ja) |
| GB (1) | GB2296974B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008058008A (ja) * | 2006-08-29 | 2008-03-13 | Ihi Corp | 回転体のバランス修正方法及び装置 |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1137881A (ja) * | 1997-07-17 | 1999-02-12 | Sumitomo Rubber Ind Ltd | 偏重心の検出装置及び検出方法 |
| US20070117736A1 (en) * | 2005-11-22 | 2007-05-24 | Figger David L | Sprayable high viscosity thixotropic surface cleaners |
| US7299685B1 (en) * | 2005-12-27 | 2007-11-27 | Technasonic Electronics, Inc. | Golf ball equator locating apparatus |
| RU2448336C2 (ru) * | 2010-03-22 | 2012-04-20 | Учреждение Российской Академии Наук Институт Машиноведения Им. А.А. Благонравова Ран | Способ определения массы и координат центра масс тела в заданной плоскости |
| CN105092156A (zh) * | 2015-09-21 | 2015-11-25 | 上海卫星工程研究所 | 三轴气浮台高精度质心调平衡装置及方法 |
| CN107843429B (zh) * | 2016-09-19 | 2021-08-31 | 舍弗勒技术股份两合公司 | 轴承状态监测控制方法及控制装置、监测设备、监测方法 |
| US11243135B2 (en) * | 2019-06-19 | 2022-02-08 | Kenneth Alden Johnson | Hovering centripetal projectile balance apparatus |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4111038A (en) * | 1976-10-05 | 1978-09-05 | Ray Cook Golf Putters, Inc. | Method and apparatus for determining the center of gravity of a golf ball |
| DE2900663C2 (de) * | 1979-01-10 | 1982-12-16 | FAG Kugelfischer Georg Schäfer & Co, 8720 Schweinfurt | Verfahren zum Herstellen und Prüfen von Wälzkörpern |
| US4233846A (en) * | 1979-07-31 | 1980-11-18 | Taylor Wilson G | Method and apparatus for measuring the imbalance of a bowling ball |
| US4546644A (en) * | 1984-01-09 | 1985-10-15 | Janos Beny | Method and apparatus for locating the dynamic axis of a sphere |
| US4688427A (en) * | 1986-04-11 | 1987-08-25 | United Technologies Corporation | Dynamic balance tester |
-
1995
- 1995-01-13 JP JP00429595A patent/JP3322047B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1996
- 1996-01-05 GB GB9600191A patent/GB2296974B/en not_active Expired - Fee Related
- 1996-01-11 US US08/585,865 patent/US5705740A/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-01-12 FR FR9600329A patent/FR2729467B1/fr not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008058008A (ja) * | 2006-08-29 | 2008-03-13 | Ihi Corp | 回転体のバランス修正方法及び装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3322047B2 (ja) | 2002-09-09 |
| US5705740A (en) | 1998-01-06 |
| GB9600191D0 (en) | 1996-03-06 |
| FR2729467B1 (fr) | 2000-04-28 |
| GB2296974B (en) | 1997-05-07 |
| FR2729467A1 (fr) | 1996-07-19 |
| GB2296974A (en) | 1996-07-17 |
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