JPH08201159A

JPH08201159A - 振動センサ取付装置

Info

Publication number: JPH08201159A
Application number: JP3174995A
Authority: JP
Inventors: Hisanori Fujimoto; 尚紀藤本; Katsuhisa Furuta; 勝久古田
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1995-01-26
Filing date: 1995-01-26
Publication date: 1996-08-09

Abstract

(57)【要約】【構成】振動センサ１をセンサホルダー７下部のセン
サ保持部１０内に納める。センサ保持部１０の下面には
開口１７があいており、開口１７の周囲に係止爪１８を
有している。振動センサ１はセンサ本体１２の下面にや
や小径の接触部１３を有し、上面にはウレタン等の弾性
体１５が接着されている。接触部１３はセンサホルダー
７の開口１７から少し突出しており、センサ本体１２と
接触部１３の間の段部１４が係止爪１８によって遊動自
在に保持されている。センサホルダー７内には圧縮バネ
２４によって付勢されたロッド２０が納められており、
ロッド２０下端のヘッド部２５が振動センサ１の上面に
弾接している。【効果】振動センサのセンシング面が被測定物の表面
と平行でない場合も、振動センサを被測定物に押し当て
ると振動センサが傾き、振動センサのセンシング面と被
測定物とが密着する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は振動センサ取付装置に関
する。特に、接触式振動センサによる被測定物の繰り返
し自動測定において、振動センサを被測定物に着脱自在
に取り付けるための装置に関する。

【０００２】

【従来の技術とその問題点】一般に、生産工場において
は、製品出荷前に厳密な検査を行なうことによって、製
品の信頼性を維持している。特に、モータ、ポンプ、コ
ンプレッサ、エンジンやこれらを用いた製品（例えば、
テープレコーダー、ドライヤ、空気調和機、船外機、プ
リンタ、各種ＯＡ機器など）、あるいはこれらにより駆
動される製品（例えば、ギア、ローラ、軸受け、摺動機
構など）では、これらを試運転して異常の有無を判断
し、異常のある製品を排除している。

【０００３】従来、このように試運転により製品検査
し、異常のある製品を判別するためには、動作時の音や
振動を検査員が耳で聞いたり、手で触れたりして検査を
行ない、正常／異常（正常か異常か）の判定を行なって
いたが、最近では、振動センサにより製品の振動を測定
して製品の正常／異常を判別する装置が開発されてい
る。

【０００４】このように振動センサを用いて振動測定を
行なう場合には、接触式振動センサを被測定物へ固定す
る必要がある。振動センサを被固定物へ固定する方法と
しては、図示しないが、ねじにより振動センサを固定
する方法、接着剤により振動センサを固定する方法、
マグネットにより振動センサを取り付ける方法、ア
タッチメントを利用して手作業により振動センサを固定
する方法などが一般的である（例えば、実開昭５５−１
６４９０号公報）。しかし、これらの振動センサ固定方
法にあっては、いずれも作業員の手作業により振動セン
サを被測定物に取り付けたり、取り外したりしなければ
ならず、振動センサを被測定物へ繰り返し自動で着脱す
るということは不可能であった。

【０００５】このため、例えば特開平５−１２６６２７
号公報に開示された振動センサ取付装置では、エアシリ
ンダに取り付けられたアームに振動センサを固定し、エ
アシリンダを駆動することによって振動センサを上下動
させ、振動センサを被測定物に接触させたり、離間させ
たりしている。そして、その接触状態を保った状態で振
動測定を行なえるようにしている。

【０００６】しかし、この振動センサ取付装置にあって
は、振動センサがアームに固定されていたので、被測定
物の表面が振動センサのセンシング面に対して平行でな
い場合には、振動センサを被測定物に接触させようとす
ると振動センサが傾いて振動センサのセンシング面と被
測定物の間に隙間が生じ、振動の検出感度が低下し、精
度良く振動測定を行なうことができなかった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は叙上の従来例
の欠点に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、遊動自在に保持された接触式の振動センサをガ
スシリンダ等の駆動装置の推力を利用して被測定物に押
し当てることにより、振動センサのセンシング面を常に
被測定物の表面に密着させられるようにし、振動の測定
精度を向上させることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明による振動センサ
取付装置は、被測定物の振動を測定するための振動セン
サを被測定物に接触状態で取り付けるための装置であっ
て、ガスシリンダ等の駆動装置によって変位させられる
センサホルダーを備え、当該センサホルダー内に振動セ
ンサを遊動自在に納めていることを特徴としている。

【０００９】このためには、例えば前記センサホルダー
に振動センサを露出させるための開口を設け、当該開口
の内周に振動センサを遊動自在に保持するための係止部
を設けるとよい。

【００１０】また、前記振動センサと振動センサ周囲の
部分との間の少なくとも一部に弾性体を介在させてもよ
い。

【００１１】また、上記振動センサ取付装置において
は、前記センサホルダー内にスプリング機構を設け、当
該スプリング機構により振動センサを弾性的に付勢する
のが好ましい。この場合、振動センサに弾性力を及ぼす
前記スプリング機構の端部を、略球面状に形成するとよ
い。また、前記スプリング機構のスプリング力を調整可
能にすることができる。

【００１２】

【作用】本発明の振動センサ取付装置にあっては、ガス
シリンダ等の駆動装置でセンサホルダーを動かすと、振
動センサを被測定物に接触させて取り付けることがで
き、被測定物の振動測定を行なうことができる。逆に、
駆動装置でセンサホルダーを動かして振動センサを被測
定物から離間させると、振動センサを被測定物から取り
外すことができる。従って、振動センサを効率的に自動
で繰り返し着脱することができる。

【００１３】しかも、振動センサはセンサホルダー内に
遊動自在に納められているので、被測定物が振動センサ
のセンシング面に対して平行でない場合でも、振動セン
サを被測定物に押し付けると、押し付け力によって振動
センサが傾き、振動センサのセンシング面が被測定物と
平行になって密着する。従って、振動センサの検出感度
が向上し、精度良く振動測定を行なうことができ、振動
センサ取付装置の信頼性が向上する。

【００１４】さらに、センサホルダーの開口の内周に設
けた係止部で振動センサを遊動自在に保持すれば、振動
センサを挟んで締め付け固定する場合のように締め付け
誤差や締め付け過多によって振動センサが破損すること
がなくなる。また、振動センサの締め付け力の違い等に
よって振動センサへの振動の伝達効率が変化し、振動測
定の精度が変化することも防止できる。

【００１５】また、前記振動センサと振動センサ周囲の
部分との間の少なくとも一部に弾性体を介在させておけ
ば、エアシリンダ等から振動センサに伝わる高周波振動
を弾性体で吸収することができるので、振動センサがこ
れらの振動ノイズを拾ってＳ／Ｎ比が低下するのを防止
できる。さらに、振動センサを被測定物に当接させると
きの衝撃を弾性体によって吸収することができ、振動セ
ンサや被測定物の傷や破損を防止することができる。

【００１６】また、センサホルダー内にスプリング機構
を設けて振動センサを弾性的に付勢してあれば、振動セ
ンサを被測定物に当接させるときの衝撃をスプリング機
構の弾性によって吸収することができ、振動センサや被
測定物の傷や破損を防止することができる。

【００１７】また、センサホルダー内にスプリング機構
を設けて振動センサを弾性的に付勢してあると、スプリ
ング機構の弾性力で振動センサを押し付ける力によっ
て、傾いた被測定物の表面に合わせてより確実に振動セ
ンサを傾かせることができる。さらに、スプリング機構
の振動センサに弾性力を及ぼす端部を略球面状に形成し
てあれば、略球面状の端部によって振動センサをより滑
らかに傾かせることができる。

【００１８】また、スプリング機構のスプリング力を調
整可能にしてあれば、振動センサの被測定物への押し付
け圧が適正な圧力となるように調整することができる。

【００１９】

【実施例】図１に示すものは接触式の振動センサ１を被
測定物２に着脱自在に取り付けるための振動センサ取付
装置Ａであって、例えば工場のライン上で出荷製品やワ
ーク等の被測定物２の振動を検出し、その振動状態から
被測定物２の異常等を監視する検査システムのヘッド部
分などを構成するものである。

【００２０】３はエアシリンダであって、エアシリンダ
３は平行な２本のシャフト４を有している。シャフト４
の下端部にはセンサホルダー取付治具５が固定されてお
り、センサホルダー取付治具５の一方端部はエアシリン
ダ３の側方へ突出している。このセンサホルダー取付治
具５の突出側端部にはボルト６によってセンサホルダー
７が着脱自在に取り付けられている。

【００２１】１は例えばピエゾ素子のような振動センサ
であって、図３（ａ）に示すように、センサ本体１２の
下面にはやや小径となった接触部１３が設けられてお
り、センサ本体１２と接触部１３との間に段部１４が形
成されている。振動センサ１の上面には、例えば接着剤
等によってウレタン樹脂その他の軟質合成樹脂やゴム、
発泡合成樹脂等の弾性材料からなる弾性体１５が固着さ
れている。

【００２２】図２はこのセンサホルダー７の構造を示す
一部破断した正面図である。センサホルダー７のケーシ
ング部分は、円筒状をしたホルダー本体８と、スペーサ
９を介してホルダー本体８の下面に取り付けられたセン
サ保持部１０と、ホルダー本体８の上端部外周面に螺合
されたキャップ部１１とから構成されている。振動セン
サ１は、センサ保持部１０内の空間１６に遊動自在に納
められており、接触部１３がセンサ保持部１０下面の開
口１７から一部突出し、センサ保持部１０の開口１７の
内周縁の全周もしくは一部に設けられた係止爪１８によ
って段部１４が肩受けされ、振動センサ１がセンサ保持
部１０から脱落しないよう遊動自在に保持されている。
また、係止爪１８の先端面には、図３（ｂ）に示すよう
に、振動センサ１が開口１７内で傾動し易いよう傾斜１
９が施されている。

【００２３】このように振動センサ１は、センサホルダ
ー７内に遊動自在ないし傾動自在に保持されているの
で、振動センサ１を挟み込んで締め付け固定する場合の
ように締め付け誤差や締め付け過多によって破損するこ
とがない。また、振動センサ１の締め付け力の違い等に
よって振動センサ１への振動の伝達効率が変化し、振動
測定の精度が変化することがない。

【００２４】センサホルダー７のスプリング機構は、ケ
ーシング部分に納められたロッド２０と、ロッド２０下
端のヘッド部２５と、圧縮バネ（コイルスプリング）２
４とからなる。軸状をしたロッド２０はセンサホルダー
７のケーシング部分内に摺動自在に挿通されており、ロ
ッド２０の摺動を円滑にするためロッド２０はホルダー
本体８内に設けられたリニア軸受け２１によってスライ
ド自在に保持されている。ロッド２０の上端部はキャッ
プ部１１の天面に開口された通孔２２から外部に突出し
ており、ロッド２０の上部に設けられた鍔部２３とキャ
ップ部１１内の天面との間に介挿された圧縮バネ２４に
よりロッド２０は下方へ向けて弾性的に付勢されてい
る。

【００２５】また、ロッド２０の下端にはロッド２０よ
りも太径のヘッド部２５が一体に設けられており、図３
（ａ）に示すように、ヘッド部２５の下端面には半径Ｒ
の略球面状の曲面２６が形成されている。このヘッド部
２５の下端面の曲面２６は、ロッド２０と圧縮バネ２４
によって振動センサ１側へ付勢され、弾性体１５を介し
て振動センサ１の上面に弾接している。

【００２６】このように振動センサ１の接触部１３はセ
ンサ保持部１０の開口１７から若干突出しているが、外
力が加わると圧縮バネ２４の弾性によりロッド２０と共
に引っ込む。また、振動センサ１を上面でバックアップ
しているヘッド部２５の下端面は略球面状の曲面２６と
なっているので、振動センサ１に不均一な外力もしくは
傾かせるような外力が加わった場合には、振動センサ１
は外力に応じて滑らかに傾くことができる。

【００２７】つぎに、振動センサ１により被測定物２の
振動を測定するため、上記振動センサ取付装置Ａにより
振動センサ１を被測定物２に接触させる際の動作につい
て説明する。まず、図４（ａ）は振動センサ１が被測定
物２に接触していない時の状態を示す。このときにはエ
アシリンダ３のシャフト４が縮んでいてセンサホルダー
７は上方へ上昇しており、振動センサ１は係止爪１８に
よって遊動自在に保持されている。ついで、エアシリン
ダ３を駆動してシャフト４を下方へ伸張させ、センサホ
ルダー７及び振動センサ１を被測定物２に向けて下降さ
せると、図４（ｂ）に示すように、振動センサ１の接触
部１３が被測定物２に接触する。さらにエアシリンダ３
のシャフト４が伸びると、被測定物２が振動センサ１を
押す力によってシャフト４が押上げられ、圧縮バネ２４
が圧縮される。このため、圧縮された圧縮バネ２４が元
の状態に伸張しようとする弾性反発力により、振動セン
サ１が被測定物２にしっかりと押し付けられる。このと
き振動センサ１は被測定物２に押されて係止爪１８から
外れた状態となっている。このようにして一定の押し付
け圧で振動センサ１の接触部１３を被測定物２に押圧さ
せた状態で被測定物２の振動測定を実施する。

【００２８】こうしてエアシリンダ３を駆動して振動セ
ンサ１を被測定物２に接触させる時には、エアシリンダ
３の推力が強いために振動センサ１と被測定物２とが衝
突する衝撃で振動センサ１や被測定物２が変形したり破
損したりする恐れがあるが、この振動センサ取付装置Ａ
では、振動センサ１と被測定物２とが衝突する際の衝撃
は、圧縮バネ２４と弾性体１５の各弾性によって吸収さ
れるので、振動センサ１や被測定物２が保護される。特
に、被測定物２である製品を保護することができ、ま
た、振動センサ１の寿命を長くすることができる。

【００２９】また、振動センサ１とヘッド部２５との間
に弾性体１５を挟み込んでいるので、振動測定時にエア
シリンダ３やセンサホルダー７等から振動センサ１に高
周波振動が伝わり、振動センサ１がこれらの振動ノイズ
を拾って振動センサ１のＳ／Ｎ比が低下するのを防止で
きる。

【００３０】また、ロッド２０は摺動部分となっている
ので、振動センサ１に伝わる振動等によってロッド２０
が摺動すると、こすれ振動が発生する恐れがあるが、ロ
ッド２０をリニア軸受け２１で支持しているのでロッド
２０が滑らかに動き、こすれ振動が軽減されて振動セン
サ１のＳ／Ｎ比が向上する。

【００３１】さらに、エアシリンダ３の推力のみによっ
て振動センサ１を被測定物２に押し付けるのでなく、圧
縮バネ２４でエアシリンダ３の推力を吸収しながらその
弾発力で振動センサ１を被測定物２に圧接させているの
で、圧縮バネ２４のバネ強さをあまり強過ぎないよう適
度な強さに調整すれば、被測定物２の振動を振動センサ
１の押し付け力によって阻害することがなく、精度よく
振動測定することが可能になる。さらに、振動センサ１
を直接被測定物２に接触させて振動を測定するので、振
動の検出感度が良好となり、測定精度も向上する。

【００３２】上記のようにして振動測定が終了した後
は、エアシリンダ３のシャフト４を縮めて振動センサ１
を被測定物２から離間させる。

【００３３】このようにエアシリンダ３の駆動により振
動センサ１を被測定物２に接触させることにより振動測
定可能な状態に振動センサ１を取り付けることができ、
また、振動センサ１を被測定物２から離すことにより振
動センサ１を取り外すことができるので、効率的に振動
センサ１の着脱を行なうことができ、被測定物２の振動
を自動で繰り返し測定することができる。特に、工場の
組み立てラインや検査ラインなどにおいて、手作業によ
る振動センサ１の着脱作業をなくして効率的に振動測定
を行なうことができる。しかも、このようにエアシリン
ダ３のシャフト４を一定ストロークで動かすようにすれ
ば、毎回一定の押し付け圧を得ることができるので、測
定毎のばらつきを小さくして測定精度を向上させること
ができる。

【００３４】また、図５（ａ）は振動センサ１の接触部
１３のセンシング面と被測定物２とが平行でなく、互い
に傾いている場合を示している。このような状態でエア
シリンダを駆動して振動センサを被測定物に接触させる
と、振動センサが固定されている振動センサ取付装置で
は、振動センサの接触部と被測定物との間に隙間が生
じ、振動測定の障害となる。しかし、この振動センサ取
付装置Ａでは、振動センサ１とロッド２０とを別体と
し、しかもロッド２０先端のヘッド部２５の振動センサ
１と対向する面を略円弧状の曲面２６に形成しているの
で、振動センサ１に不均一な外力が加わった場合には、
振動センサ１は容易に傾くことができ、振動センサ１と
被測定物２とが平行でない場合にも、振動センサ１が傾
くことによって振動センサ１のセンシング面と被測定物
２とが平行となって面接触する。この結果、図５（ｂ）
に示すように振動センサ１は被測定物２に完全密着し、
ヘッド部２５から振動センサ１に加わって振動センサ１
を被測定物２に押圧する力も被測定物２の表面と垂直に
なる。

【００３５】また、ホルダー本体８の上端部には雄ねじ
部２７が設けられ、キャップ部１１の内周面には雌ねじ
部２８が設けられており、雄ねじ部２７と雌ねじ部２８
とを互いに螺合させているので、キャップ部１１を回す
ことによって圧縮バネ２４の長さを調整でき、圧縮バネ
２４が振動センサ１を押す力が調整可能となり、振動セ
ンサ１と被測定物２が最適な接触圧となるように微調整
することができる。

【００３６】

【発明の効果】本発明によれば、被測定物と振動センサ
のセンシング面とが平行でない場合でも、振動センサが
傾いて振動センサのセンシング面が被測定物に密着す
る。従って、振動センサの検出感度が向上し、精度良く
振動測定を行なうことができ、振動センサ取付装置の信
頼性が向上する。

【００３７】また、請求項２の実施態様にあっては、振
動センサの締め付け力の違い等によって振動センサへの
振動の伝達効率が変化し、振動測定の精度が変化するこ
とを防止できる。

【００３８】また、請求項３の実施態様にあっては、エ
アシリンダ等から振動センサに伝わる高周波振動を弾性
体で吸収することができるので、振動センサがこれらの
振動ノイズを拾ってＳ／Ｎ比が低下するのを防止でき
る。さらに、振動センサを被測定物に当接させるときの
衝撃を弾性体によって吸収することができ、振動センサ
や被測定物の傷や破損を防止することができる。

【００３９】また、請求項４〜６の実施態様によれば、
センサホルダー内にスプリング機構を設けて振動センサ
を弾性的に付勢してあれば、振動センサを被測定物に当
接させるときの衝撃をスプリング機構の弾性によって吸
収することができ、振動センサや被測定物の傷や破損を
防止することができる。さらに、センサホルダー内にス
プリング機構を設けて振動センサを弾性的に付勢してあ
ると、スプリング機構の弾性力で振動センサを押し付け
る力によって、傾いた被測定物の表面に合わせてより確
実に振動センサを傾かせることができる。

【００４０】また、スプリング機構の振動センサに弾性
力を及ぼす端部を略球面状に形成してあれば、略球面状
の端部によって振動センサをより滑らかに傾かせること
ができる。

【００４１】また、スプリング機構のスプリング力を調
整可能にしてあれば、振動センサの被測定物への押し付
け圧が適正な圧力となるように調整することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による振動センサ取付装置を
示す一部破断した正面図である。

【図２】同上のセンサホルダーの構造を示す一部破断し
た正面図である。

【図３】（ａ）はヘッド部と振動センサの接触状態を示
す正面図、（ｂ）はセンサホルダーの一部破断した断面
図である。

【図４】（ａ）（ｂ）は同上の振動センサ取付装置の動
作説明図である。

【図５】（ａ）（ｂ）は同上の振動センサ取付装置の作
用説明図である。

【符号の説明】

１振動センサ２被測定物３エアシリンダ７センサホルダー１０センサ保持部１１キャップ部１５弾性体１８係止爪２０ロッド２１リニア軸受け２４圧縮バネ２５ヘッド部２６曲面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被測定物の振動を測定するための振動セ
ンサを被測定物に接触状態で取り付けるための装置であ
って、ガスシリンダ等の駆動装置によって変位させられるセン
サホルダーを備え、当該センサホルダー内に振動センサ
を遊動自在に納めていることを特徴とする振動センサ取
付装置。
【請求項２】前記センサホルダーに振動センサを露出
させるための開口を設け、当該開口の内周に振動センサ
を遊動自在に保持するための係止部を設けた、請求項１
に記載の振動センサ取付装置。
【請求項３】前記振動センサと振動センサ周囲の部分
との間の少なくとも一部に弾性体を介在させている、請
求項１に記載の振動センサ取付装置。
【請求項４】前記センサホルダー内にスプリング機構
を設け、当該スプリング機構により振動センサを弾性的
に付勢している、請求項１に記載の振動センサ取付装
置。
【請求項５】振動センサに弾性力を及ぼす前記スプリ
ング機構の端部を、略球面状に形成した、請求項４に記
載の振動センサ取付装置。
【請求項６】前記スプリング機構のスプリング力を調
整可能にした、請求項４に記載の振動センサ取付装置。