JPS63210741A - 動釣合試験機の駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ、産業上の利用分野 この発明は動釣合試験機の駆動装置に関するものである
。

Ｂ、従来の技術 供試体を回転させ、回転中に生ずる供試体のアンバラン
ス力から不つり合い量と位置を検出する動釣合試験機と
して、第４図ないし第６図に示すように、平行な一対の
板ばね１を用いるものが知られている。この種の動釣合
試験機として、差動トランスからなる変位センサ２を用
いるソフト型動釣合試験機（第４図参照）、圧電素子３
を用いるハード型動釣合試験機（第５図（Ａ）、（Ｂ）
参照）があり、第４図、第５図（Ａ）、（Ｂ）のベルト
駆動方式、あるいは第６図のユニバーサルジヨイント駆
動方式で供試体を回転駆動している。

板ばね方式の試験機では、第４図に示すとおり供試体Ｔ
Ｐが搭載される主軸部４を平行な一対の板はね１を介し
て支持台５に取付け、供試体ＴＰに不釣合があると板ば
ね１が垂直な一方向（矢印方向）のみ自由に振動できる
ように構成している。

また、第４図はベルト駆動方式であり、主軸部４は取付
台６に取付けられた駆動モータ７により、駆動プーリ８
．ベルト９．従動プーリ１０を介して回転駆動される。

駆動モータ７は板ばね１に平行な方向で支持台５とは反
対側に配置されており。

モータ駆動力が板はね６に垂直な振動方向に作用しない
。変位センサ２は、その可動線輪が接続ロッド１１を介
して主軸部４に接続され、主軸部４の変位量を検出する
。

第５図（Ａ）、（Ｂ）のハード型では、板ばね１と枠体
１２との間に圧電素子３を介在させ、板ばね１の振動に
よる力を検出し、これにより不つりあい量を測定する。

第６図はユニバーサルジヨイント駆動方式を示しＪ主軸
部４と駆動モータ７をユニバーサルジヨイント１４によ
り接続している。

Ｃ１発明が解決しようとする問題点 前述のような動釣合試験においては、供試体が軽量にな
るに伴って試験機の感度を向上させる必要があるが、従
来の試験機では次のような問題点がある。

（ｉ）　　ベルト駆動方式、ユニバーサルジヨイント駆
動方式の回転駆動では、ベルト不均一に基づく振動、ユ
ニバーサルジヨイントの偏心に起因する振動によるノイ
ズが避けられず、Ｓ／Ｎ比の低下の原因となる。

（ｉｉ）　　前述の駆動方式に代わるものとして、種々
の磁気カップリングが試みられたが、軸が偏心するとラ
ジアル方向の力が発生してノイズの原因となったり、大
きなスラストも発生する問題があった。

この発明の目的は１機械的、磁気的な不釣合いに基づく
スラストやラジアル力を防止し、純粋なトルクのみの回
転駆動を行うことのできる動釣合試験機の駆動装置を提
供することにある。

Ｄ３問題点を解決するための手段 この発明に係る動釣合試験機の駆動装置は、主軸部の回
転軸にアルミ、銅等の非磁性導電体からなるカップ状あ
るいは平板状の口−夕を接続し。

カップ状ロータであれば、その円筒部を、供試体の振動
を許容し得る間隙をおいて外側ステータおよび内側ステ
ータで挟み、平板状のロータであれば、その平板部を上
部ステータおよび下部ステータで所定の間隙をあけて挟
み、いずれか一方のステータに回転磁界を発生させる励
磁巻線を設けて構成される。

Ｅ０作用 励磁巻線に通電すると両ステータ間に回転磁界が発生し
、この回転磁界の同期速度とロータの回転速度との差に
より非磁性導電体の表面に渦電流を発生させる。そして
回転磁界と渦電流との相互作用により回転駆動が行われ
る。ロータが非磁性体であるため、励磁巻線による磁気
的な吸引力にもとずくトルクの脈動、ラジアル方向の吸
引力等がなく、非磁性導電体のロータが被試験体のアン
バランス力による振動により偏心しても、ラジアル方向
あるいはスラスト方向の力が発生せず、主軸部の回転に
影響を与えない。

Ｆ、実施例 以下、この発明を図示する実施例に基づいて説明する。

第１図に示す実施例における主軸部４の支持構造、変位
の検出機構は従来と同様であり、同一符号を付してその
説明を省略する。主軸部４には、取付板１５を上端に有
する回転軸１６が図示しない軸受により回転自在に支持
されており、この回転軸１６の下端に本発明に係る特殊
誘導電動機１７が接続される。

この電動機１７は、取付台１８に固定されたモータケー
ス１９と、アルミ、銅等の非磁性金属製のカップ状ロー
タ２０と、積層鉄板などから成りカップ状ロータ２０の
円筒部２ＯＡを両側から挟む磁性体の外側ステータ２１
および内側ステータ２２と、内側ステータ２２を支持す
る固定軸２３とを有する。外側ステータ２１はモータケ
ース１９に保持され、通常の誘導電動機と同様に外側ス
テータ２１と内側ステータ２２との間の隙間に回転磁界
を生じせしめるために励磁巻線２４が設けられている。

また、供試体ＴＰのアンバランスにより主軸部４が振動
しても接触しない程度に外側ステータ２１と内側ステー
タ２２の間隙を大きくしてあり、更に、内側ステータ２
２が固定軸２３に固定されて回転しないようになってい
る。

以上のような構成において、励磁巻線２４に通電すると
内外ステータ２１，２２間の間隙に回転磁界が発生する
。このため、ロータ円筒部２ＯＡは回転磁界中におかれ
る。回転磁界の同期速度と。

ロータ円筒部２０Ａの回転速度との差によりロータ円筒
部２０Ａに渦電流が流れ、この渦電流と回転磁界の相互
作用により回転力が発生し、カップ状ロータ２０が回転
駆動される。

ここで、外側ステータ２１と内側ステータ２２の間の間
隙における軸対象点同志の磁束密度はほぼ等しく、シか
も全周にわたり一定であり、また、ロータ２０が非磁性
体である。このため、励磁巻線による磁気的な吸引力、
トルクの脈動などが発生せずまた、供試体のアンバラン
スによる振動のためロータ２０の中心が間隙の中心に対
して偏心しても、カップ状ロータ２０にはラジアル方向
の力が発生せず、Ｓ／Ｎ比が向上する。

なお、ロータの円筒部２０Ａには通常孔をあけないが、
ロータの二次抵抗を高めるため、第２図に示すように傾
斜した長穴２０Ｂを設けてもよい。

また、外側ステータ２１と内側ステータ２２との間隙を
、供試体ＴＰの振動によりカップ２０が接触しない程度
に全周にわたって大きく取ったが。

カップ２０の振動の方向が一方向であるため、その方向
のみ間隙が大きくなるように、外側ステータ２１の内周
、または内側ステータ２２の外周を第３図に示すように
楕円にしてもよい。更に、内側ステータ２２側に励磁巻
線２４を設けてもよい。

次に、第１図（Ｂ）、（Ｃ）は、カップ状ロータの代り
に平板状ロータ３０を使用した他の実施例を示す。ロー
タ平板部３０Ａを上部ステータ３１および下部ステータ
３２で所定の間隙をあけて挟み、下部ステータ３２に励
磁巻線３４を設けたものであり、カップ状ロータと同様
の効果が得られる。この平板状ロータの場合、電動機を
小型化、特に軸方向長さを短くできる利点がある。上部
ステータ３１に励磁＠線３４を設けてもよい。

なお、これらの実施例では軸受の形式を明示していない
が転勤、摺動を伴わないノイズの無い軸受ならば、油静
圧軸受、空気動圧軸受、磁気軸受などでもよい。

また、ステータは鉄損の増加が問題にならない場合、積
層鉄板でなく一体物でもよい。更に、回転磁界を作るに
は、通常の誘導電動機と同様に、単相電源でも多相電源
でもよい。更にまた、速度制御は１通常の誘導電動機と
同様に電圧制御７周波数制御、または両者の併用でもよ
く、電源も。

商用電源、インバータ電源を問わない。

Ｇ８発明の効果 この発明によれば、主軸部の回転軸に非磁性導電体から
なるロータを有する特殊電動機を接続して回転駆動する
ように構成したため、スラスト方向およびラジアル方向
の力が発生せず、回転軸に振動を与えることがなく、高
感度にすることができる。さらに９通常の誘導電動機を
改造すればよいので廉価である。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）はこの発明に係る駆動装置のカップ状ロー
タの例を示す概略断面図、第１図（Ｂ）第２図はカップ
状ロータの変形例を示す斜視図、第３図はカップ状ロー
タにおけるステータの変形例を示す概略断面図、第４図
は従来のベルト駆動方式のソフト型試験機を示す斜視図
、第５図（Ａ）、ＣＢ）は従来のベルト駆動方式のハー
ド型試験機を示す平面図、側面図、第６図は従来のユニ
バーサルジヨイント駆動方式の試験機を示す側面図であ
る。 ４；主軸部　　　　　　１６：回転軸 ２０：カップ状ロータ　２０Ａ：円筒部２１：外側ステ
ータ　　　２２：内側ステータ２３：軸　　　　　２４
，３４：励磁巻線３０：平板状ロータ　　３０Ａ：平板
部３１：上部ステータ　　　３２：下部ステータ特許出
願人　　株式会社島津製作所 代理人弁理士　　　永　井　冬　起 筆１　区（Ａ） 第１図（８） 第１図（Ｃ） 第６図 ＴＰ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）供試体を回転自在に支持する主軸部と、この主軸部
   を一方向にのみ振動するように支持する支持部材とを有
   し、前記主軸部の回転軸を回転駆動し供試体を回転させ
   て動釣合試験を行う試験機の駆動装置において、 前記主軸部の回転軸に非磁性導電体からなるカップ状の
   ロータを接続し、このカップ状ロータの円筒部を、前記
   供試体の振動を許容し得る間隙をおいて外側ステータお
   よび内側ステータで挟み、いずれか一方のステータに回
   転磁界を発生させる励磁巻線を設けたことを特徴とする
   動釣合試験機の駆動装置。 ２）供試体を回転自在に支持する主軸部と、この主軸部
   を一方向にのみ振動するように支持する支持部材とを有
   し、前記主軸部の回転軸を回転駆動し供試体を回転させ
   て動釣合試験を行う試験機の駆動装置において、 前記主軸部の回転軸に非磁性導電体からなる平板状のロ
   ータを接続し、この平板状ロータの平板部を上部ステー
   タと下部ステータとで所定の間隙をあけて挟み、いずれ
   か一方のステータに回転磁界を発生させる励磁巻線を設
   けたことを特徴とする動釣合試験機の駆動装置。