JPWO2013111687A1 - 振動計測装置及び振動計測方法 - Google Patents

Abstract

被測定物の測定面に振動センサを圧縮バネ等により押付けて振動を測定する振動計測装置は、圧縮バネ等の押付力が作用して正確に振動を測定できない。振動計測装置１は、振動センサ２と、振動センサ２を先端部に嵌合して上下動可能に取り付けたセンサホルダ３と、センサホルダ３を介して振動センサ２を被測定物の測定面に接離させるセンサ接離機構４と、を備えている。振動センサ２は、上面側にフランジ状の突起５および振動測定素子７を設けた測定子板９を備え、下面側に磁石１０を備えている。センサホルダ３は、下端側に振動センサ２の下端の磁石１０を突出させる開口１７と、振動センサ２のフランジ状の突起５の下面に係合して開口１７から振動センサ２が抜け落ちるのを防止する突起係合部１６を備えている

Description

本発明は、モータやエンジン、自動変速機等の振動を伴う製品の振動を計測する振動計測装置及び振動計測方法に関する。

モータやエンジン、自動変速機等の振動を発する製品は、製造後、出荷前にその製品が発する振動を振動計測装置で計測し、製品に異常が無いことを確認した上で出荷される。

従来、図４に示す振動計測装置が知られている。この振動計測装置１０１は、振動センサ１０２と、振動センサ１０２を先端に取り付けたセンサホルダ１０３と、センサホルダ１０３を介して振動センサ１０２を被測定物１０４の測定面（以下、測定面と称する）１０４ａに接離させるエアシリンダ１０５と、を備えている。

図５に示すように、振動センサ１０２は、センサホルダ１０３下部のセンサ保持部１０６に収納されている。センサ保持部１０６の下面には開口１０７が形成されていて、開口１０７の周囲に係止爪１０８を有している。

振動センサ１０２は、センサ本体１０２ａの下面に上記開口１０７よりもやや小径の接触部１０２ｂを有し、上面にはウレタン等の弾性体１０９が接着されている。接触部１０２ｂは、センサ保持部１０６の開口１０７から少し突出しており、センサ本体１０２ａと接触部１０２ｂの間の段部１１０が係止爪１０８によって遊動自在に保持されている。センサホルダ１０３内には圧縮バネ１１１によって付勢されたロッド１１２が収容されており、ロッド１１２の下端のヘッド部１１３が振動センサ１０２の上面に弾接している。

特開平８−２０１１５９号公報

ところで、上記従来の振動計測装置１０１は、振動センサ１０２をセンサ本体１０２ａと接触部１０２ｂの間の段部１１０において係止爪１０８によって遊動自在に保持したので、振動センサ１０２の接触部１０２ｂの下面のセンシング面が被測定物１０４の測定面１０４ａと平行でない場合でも、振動センサ１０２を測定面１０４ａに押し当てると振動センサ１０２が傾き、振動センサ１０２のセンシング面と被測定物１０４の測定面１０４ａとを密着させることができるという効果がある反面、次に述べるような課題があった。
（１）圧縮バネ１１１による拘束力が振動センサ１０２に作用し、振動の測定に悪影響を及ぼす。
（２）単一のエアシリンダ１０５で振動センサ１０２を上下動させて被測定物１０４の測定面１０４ａに接離させているために、測定面１０４ａに高低差の有る場合、例えば自動変速機試験装置において被測定物１０４として測定面１０４ａの高さ位置の異なる自動変速機の振動を測定する場合に、高さの異なる測定面１０４ａに振動センサ１０２を接離させるのが困難である。

本発明は上記従来の課題を解決し、圧縮バネ等による拘束力を排除して、より正確な振動の計測を可能にすると共に、測定面に高低差が有る場合でも容易に対応することのできる振動計測装置を提供することを目的に成されたものである。

請求項１の発明は、振動センサと、該振動センサを先端部に嵌合して上下動可能に取り付けたセンサホルダと、センサホルダを介して振動センサを被測定物の測定面に接離させるセンサ接離機構と、を備えた振動計測装置において、
上記振動センサは、上面側にフランジ状の突起および振動測定素子を設けた測定子板を備え、下面側に磁石を備え、
上記センサホルダは、下端側に上記振動センサの下端の磁石を突出させる開口と、嵌合した上記振動センサのフランジ状の突起の下面に係合する突起係合部を備えていることを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１に記載の振動計測装置において、上記センサホルダは、複数に分割されていて、上端部が連結部で連結されていることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の振動計測装置において、上記振動センサのフランジ状の突起と上記センサホルダの突起係合部は、互いに嵌り合う位置決めピンとピン嵌合孔を備え、
上記位置決めピンは、振動計測時には上記ピン嵌合孔の下端部との接触が解除され、振動計測終了後、センサホルダ上昇時に、上記ピン嵌合孔の下端部と接触して上記振動センサを上記センサホルダの中心部に位置させる傾斜面を下端部に備えていることを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１〜３の何れかに記載の振動計測装置において、上記センサ接離機構は、上記振動センサを待機位置から第１の測定位置に移動させる第１の昇降操作用エアシリンダと、上記振動センサを上記第１の測定位置からこれよりも低位の第２の測定位置に移動させる第２の昇降操作用エアシリンダと、を備えていることを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項４に記載の振動計測装置において、上記第２の昇降操作用エアシリンダは、上記第１の昇降操作用エアシリンダで上記振動センサを上記第１の測定位置に移動させた後に、上記第２の昇降操作用エアシリンダで上記第１の昇降操作用エアシリンダと共に上記振動センサを上記第２の測定位置に移動させることを特徴とする。

請求項６の発明は、振動センサと、該振動センサを先端部に嵌合して上下動可能に取り付けたセンサホルダと、センサホルダを介して振動センサを被測定物の測定面に接離させるセンサ接離機構と、を備え、
上記振動センサは、上面側にフランジ状の突起および振動測定素子を設けた測定子板を備え、下面側に磁石を備え、
上記センサホルダは、下端側に上記振動センサの下端の磁石を突出させる開口と、上記振動センサのフランジ状の突起の下面に係合する突起係合部を備えた振動計測装置を使用して被測定物の測定面の振動を測定する振動測定方法であって、
上記振動センサに設けたフランジ状の突起がセンサホルダに設けた突起係合部に係合して、振動センサがセンサホルダから抜け落ちるのを防止し、センサ接離機構でセンサホルダを被測定物の測定面に向けて移動させて、先ず上記磁石を測定面に吸着させて振動センサを測定面に取り付け、更にセンサ接離機構でセンサホルダを測定面側に移動させて、センサホルダのみを下降させて、センサホルダに設けたフランジ状の突起とセンサホルダに設けた突起係合部を非係合状態にして振動の測定を行なうことを特徴とする。

（１）請求項１の発明によれば、振動センサは、センサホルダ内に軸方向に移動可能に収容されていて、振動センサに設けたフランジ状の突起がセンサホルダに設けた突起係合部に係合して、振動センサがセンサホルダから抜け落ちるのが防止される。そして、センサ接離機構でセンサホルダを被測定物の測定面に向けて移動させると、先ず磁石が測定面に吸着されて振動センサが測定面に取り付けられた状態になる。更にセンサ接離機構でセンサホルダを測定側に移動させると、センサホルダのみが下降し、センサホルダに設けたフランジ状の突起と、センサホルダに設けた突起係合部が非係合（非接触）になり、振動センサは、センサホルダからの拘束を解かれた状態での振動の測定が可能になる。

（２）請求項２の発明によれば、上記センサホルダを複数に分割したので、振動センサを中心にして、その外周に分割したセンサホルダを配置して、これら分割したセンサホルダの上端部を連結部で連結することにより、センサホルダ内への振動センサの組付けを容易に行うことができる。

（３）請求項３の発明によれば、振動計測時には上記ピン嵌合孔の下端部との接触が解除されるので、センサホルダの拘束を解かれた状態で振動計測が可能になる。また、終了後、センサホルダ上昇時に、位置決めピンの下端部に設けた傾斜面が上記ピン嵌合孔の下端部と接触して、上記振動センサを上記センサホルダの中心部に戻すので、振動計測時において発生した振動センサの位置ずれを補正して、次の振動計測に備えることができる。

（４）請求項４の発明によれば、被測定物の機種等により測定面に高低差が有る場合でも、対応することが可能になる。

（５）請求項５の発明によれば、第１の昇降操作用エアシリンダで上記振動センサを第１の測定位置に移動させた後に、第２の昇降操作用エアシリンダで第１の昇降操作用エアシリンダと共に振動センサを上記第２の測定位置に移動させるので、単一の昇降操作用エアシリンダで、振動センサを上記第２の測定位置に移動させる場合に較べて、シリンダロッドのストローク量の少ないエアシリンダを使用して、振動センサを上記第２の測定位置に移動させることができる。

（６）請求項６の発明によれば、振動センサをセンサホルダの拘束から解除して振動の測定を行なうので、より正確な振動の測定が可能になる。

振動計測装置の正面図。 振動計測装置の側面図。 図３Ａは振動センサ及びセンサホルダ部分の断面図、図３Ｂは側面図、図３Ｃは図３ＡのＣ−Ｃ断面図。 従来例の振動計測装置の説明図。 従来例の振動計測装置の振動センサ及びセンサホルダ部分の断面図。

以下、本発明の実施例を図１〜図３を参照して説明する。図１及び図２に示すように、振動計測装置１は、振動センサ２と、該振動センサ２を先端に取り付けたセンサホルダ３と、センサホルダ３を介して振動センサ２を被測定物の測定面１０４ａに接離させるセンサ接離機構４と、を備えている。

図３Ａに示すように、振動センサ２は、上部にフランジ状の突起５を備えたセンサ本体部６と、センサ本体部６の上面側に取り付けられていて複数の振動測定素子７およびコネクタ８を有する測定子板９と、センサ本体部６の下面側に取り付けられた磁石１０を備えている。８ａは、コネクタ８に接続されたハーネスである。

上記磁石１０は、センサ本体部６の下面に設けた凹部に嵌合した状態で取り付けられていて、磁石１０の下端はセンサ本体部６の下面から僅かに突出している。

フランジ状の突起５は、後記するセンサホルダ３の突起係合部１６上に重なり合ってセンサホルダ３からの脱落を阻止する。フランジ状の突起５には、上記突起係合部１６上に設けた位置決めピン１８が挿入されるピン嵌合孔１１が形成されている。

センサホルダ３は、上述したように振動センサ２のフランジ状の突起５が係合して振動センサ２の抜け落ちを防止した状態で振動センサ２を上下動可能に支持するものであり、左右一対のホルダ本体部１２，１３と、これら左右一対のホルダ本体部１２，１３の上端部をネジ結合した連結部１４と、で構成されている。

左右一対のホルダ本体部１２，１３は、内周面に凹溝１５を有し、該凹溝１５の下部に上記振動センサ２のフランジ状の突起５が重なり合う突起係合部１６が形成されている。左右一対のホルダ本体部１２，１３の突起係合部１６間には、振動センサ２のセンサ本体部６の下端部を突出させる開口１７が形成されている。

突起係合部１６には、振動センサ２のフランジ状の突起５を重ね合わせたときに、該フランジ状の突起５に設けたピン嵌合孔１１に嵌合する位置決めピン１８が設けられている。位置決めピン１８は、ピン嵌合孔１１への挿入を容易にするために、先端に行くに従って小径となるように形成されているとともに、下端部には、略円錐形の傾斜面１８ａが設けられている。

上記傾斜面１８ａは、図３Ａに示すように、振動計測時には、ピン嵌合孔１１の下端部との係合が解除され、センサホルダ３からの拘束を解かれた状態で振動の計測が可能になる。また、振動計測終了後、センサホルダ３を上昇させる際に、上記傾斜面１８ａがピン嵌合孔１１の下端部と接触して，振動センサ２をセンサホルダ３の中心部に戻して、振動計測時において生じる振動センサ２の位置ずれを補正して、次の振動計測に備えることができる。

上記振動センサ２のセンサホルダ３への組み付けは、例えば以下のようにして行なわれる。先ず、センサ本体部６に測定子板９と磁石１０を取り付けて振動センサ２を構成する。次に、振動センサ２のフランジ状の突起５に設けたピン嵌合孔１１に、該ピン嵌合孔１１の下方から位置決めピン１８を挿入して、振動センサ２の対向位置に左右一対のホルダ本体部１２，１３を組み付けた状態にする。しかる後に、左右一対のホルダ本体部１２，１３の上端側を連結部１４で連結することにより、振動センサ２は、センサホルダ３へ組み付けられる。

次に、センサ接離機構４について説明する。図２に示すように、センサ接離機構４は、振動センサ２を被測定物の測定面１０４ａの真上に移動させる水平方向移動操作用エアシリンダ２１と、上記測定面１０４ａの真上の待機位置（以下、待機高さと称する）に在る振動センサ２を待機高さから第１の測定位置（以下、第１の測定高さＡと称する）又は第１の測定高さよりも低位の第２の測定位置（以下、第２の測定高さＢと称する）に移動させる第１，第２の昇降操作用エアシリンダ２２，２３（以下、第１の昇降操作用エアシリンダ２２をＸストロークシリンダ、第２の昇降操作用エアシリンダ２３をＹストロークシリンダと称する）を備えている。上記水平方向移動操作用エアシリンダ２１，Ｘストロークシリンダ２２，Ｙストロークシリンダ２３は、スピードコントローラを備えている。

図１に示すように、上記水平方向移動用エアシリンダ２１は、第１ブラケット２４を介して固定面２５に取り付けられている。

図２に示すように、Ｘストロークシリンダ２２は、第２ブラケット２６に取り付けられている。第２ブラケット２６は、レール部２７を介して水平方向移動用エアシリンダ２１側に取り付けられていて、該水平方向移動用エアシリンダ２１によりレール部２７に沿って水平方向に移動するとともに、Ｙストロークシリンダ２３を上下動させる。

Ｙストロークシリンダ２３は、第３ブラケット２８に取り付けられている。第３ブラケット２８は、Ｘストロークシリンダ２２のロッド２２ａの下端に取り付けられていて、該ロッド２２ａの動きに追従する。

Ｙストロークシリンダ２３のロッド２３ａの下部には上下動板２９が取り付けられていると共に、更にその下部のロッド２３ａの先端には上記センサホルダ３と振動センサ２が取り付けられている。上記第３ブラケット２８には、ハイドロスピードコントローラ（以下、ハイドロスピコンと称する）３０が取り付けられている。また、上記上下動板２９には、ハイドロスピコン３０を操作するスコピンドグ３１が設けられている。

図２に示すように、Ｙストロークシリンダ２３のストローク量Ｙは、待機位置から第１の測定高さＡまでの距離に相当する長さになっているとともに、Ｘストロークシリンダ２２のストローク量Ｘは、第１の測定高さＡから第２の測定高さＢまでの距離に相当する長さになっている。

次に、振動計測装置１の作用について説明する。振動計測前において振動センサ２は、待機位置にセットされている。そして、振動を計測する際には、先ず水平方向移動用エアシリンダ２１で振動センサ２を測定面１０４ａの真上に位置させる。

次に、測定面１０４ａが第１の測定高さＡの場合には、Ｙストロークシリンダ２３を使用して、振動センサ２を第１の測定高さＡに移動させる。
振動センサ２が待機高さから第１の測定高Ａさに移動する過程においては、先ず、磁石１０が被測定物の測定面１０４ａに吸着固定される。更に、Ｙストロークシリンダ２３のロッド２３ａが下降すると、上記磁石１０により被測定物１０４の測定面１０４ａに吸着固定された振動センサ２に対して、センサホルダ３のみが下降して、振動センサ２のフランジ状の突起５と、センサホルダ３の突起係合部１６が非接触状態になると共に、位置決めピン１８の略円錐形の傾斜面１８ａとピン嵌合孔１１が非接触状態となり、振動センサ２は、センサホルダ３からの拘束を解かれた状態で振動の計測が可能になる。

また、測定面１０４ａが第２の測定高さＢの場合には、更にＸストロークシリンダ２２を使用して、振動センサ２を第２の測定高さＢに移動させる。

この場合も、上記振動センサ２を待機高さから第１の測定高さＡに移動させる場合と同様に、振動センサ２が第１の測定高さＡから第２の測定高さＢに移動する過程においては、先ず、磁石５が被測定物の測定面１０４ａに吸着固定され、更にＸストロークシリンダ２２のロッド２２ａが下降すると、上記磁石１０により被測定物１０４の測定面１０４ａに吸着固定された振動センサ２に対して、センサホルダ３のみが下降して、振動センサ２のフランジ状の突起５と、センサホルダ３の突起係合部１６が非接触状態になり、振動センサ２は、センサホルダ３からの拘束を解かれた状態で振動の計測が可能になる。そして、振動計測終了後センサホルダ３を待機位置に上昇させる際に、上記傾斜面１８ａがピン嵌合孔１１の下端部と接触して，振動センサ２をセンサホルダ３の中心部に戻して、振動計測時において生じる振動センサ２の位置ずれを補正して、次回の振動計測に備える。なお、実施例では、位置決めピン１８の下端部に、傾斜面１８ａを設けた場合を示したが、ピン嵌合孔１１の下端部を傾斜面にして実施例と同様の効果を得てもよい。

１…振動計測装置
２…振動センサ
３…センサホルダ
４…センサ接離装置
５…フランジ状の突起
６…センサ本体部
７…振動測定素子
８…コネクタ
８ａ…コネクタに接続されたハーネス
９…測定子板
１０…磁石
１１…ピン嵌合孔
１２，１３…一対のホルダ本体部
１４…連結部
１５…凹溝
１６…突起係合部
１７…開口
１８…位置決めピン
２１…水平方向移動操作用エアシリンダ
２２…第１の昇降操作用エアシリンダ（Ｘストロークエアシリンダ）
２３…第２の昇降操作用エアシリンダ（Ｙストロークエアシリンダ）

（１）請求項１の発明によれば、振動センサは、センサホルダ内に軸方向に移動可能に収容されていて、振動センサに設けたフランジ状の突起がセンサホルダに設けた突起係合部に係合して、振動センサがセンサホルダから抜け落ちるのが防止される。そして、センサ接離機構でセンサホルダを被測定物の測定面に向けて移動させると、先ず磁石が測定面に吸着されて振動センサが測定面に取り付けられた状態になる。更にセンサ接離機構でセンサホルダを測定側に移動させると、センサホルダのみが下降し、振動センサに設けたフランジ状の突起と、センサホルダに設けた突起係合部が非係合（非接触）になり、振動センサは、センサホルダからの拘束を解かれた状態での振動の測定が可能になる。

この場合も、上記振動センサ２を待機高さから第１の測定高さＡに移動させる場合と同様に、振動センサ２が第１の測定高さＡから第２の測定高さＢに移動する過程においては、先ず、磁石１０が被測定物の測定面１０４ａに吸着固定され、更にＸストロークシリンダ２２のロッド２２ａが下降すると、上記磁石１０により被測定物１０４の測定面１０４ａに吸着固定された振動センサ２に対して、センサホルダ３のみが下降して、振動センサ２のフランジ状の突起５と、センサホルダ３の突起係合部１６が非接触状態になり、振動センサ２は、センサホルダ３からの拘束を解かれた状態で振動の計測が可能になる。そして、振動計測終了後センサホルダ３を待機位置に上昇させる際に、上記傾斜面１８ａがピン嵌合孔１１の下端部と接触して，振動センサ２をセンサホルダ３の中心部に戻して、振動計測時において生じる振動センサ２の位置ずれを補正して、次回の振動計測に備える。なお、実施例では、位置決めピン１８の下端部に、傾斜面１８ａを設けた場合を示したが、ピン嵌合孔１１の下端部を傾斜面にして実施例と同様の効果を得てもよい。

Claims (6)

1. 振動センサと、該振動センサを先端部に嵌合して上下動可能に取り付けたセンサホルダと、センサホルダを介して振動センサを被測定物の測定面に接離させるセンサ接離機構と、を備え、
   上記振動センサは、上面側にフランジ状の突起および振動測定素子を設けた測定子板を備え、下面側に磁石を備え、
   上記センサホルダは、下端側に上記振動センサの下端の磁石を突出させる開口と、上記振動センサのフランジ状の突起の下面に係合する突起係合部を備えていることを特徴とする振動計測装置。
2. 上記センサホルダは、複数に分割されていて、上端部が連結部で連結されていることを特徴とする請求項１に記載の振動計測装置。
3. 上記振動センサのフランジ状の突起と上記センサホルダの突起係合部は、互いに嵌り合う位置決めピンとピン嵌合孔を備え、
   上記位置決めピンは、振動計測時には上記ピン嵌合孔の下端部との接触が解除され、振動計測終了後、センサホルダ上昇時に、上記ピン嵌合孔の下端部と接触して上記振動センサを上記センサホルダの中心部に位置させる傾斜面を下端部に備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の振動計測装置。
4. 上記センサ接離機構は、上記振動センサを待機位置から第１の測定位置に移動させる第１の昇降操作用エアシリンダと、上記振動センサを上記第１の測定位置よりも低位の第２の測定位置に移動させる第２の昇降操作用エアシリンダと、を備えていることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の振動計測装置。
5. 上記第２の昇降操作用エアシリンダは、上記第１の昇降操作用エアシリンダで上記振動センサを上記第１の測定位置に移動させた後に、上記第１の昇降操作用エアシリンダと共に上記振動センサを上記第２の測定位置に移動させることを特徴とする請求項４に記載の振動計測装置。
6. 振動センサと、該振動センサを先端部に嵌合して上下動可能に取り付けたセンサホルダと、センサホルダを介して振動センサを被測定物の測定面に接離させるセンサ接離機構と、を備え、
   上記振動センサは、上面側にフランジ状の突起および振動測定素子を設けた測定子板を備え、下面側に磁石を備え、
   上記センサホルダは、下端側に上記振動センサの下端の磁石を突出させる開口と、上記振動センサのフランジ状の突起の下面に係合する突起係合部を備えた振動計測装置を使用して被測定物の測定面の振動を測定する振動測定方法であって、
   上記振動センサに設けたフランジ状の突起がセンサホルダに設けた突起係合部に係合して、振動センサがセンサホルダから抜け落ちるのを防止し、センサ接離機構でセンサホルダを被測定物の測定面に向けて移動させて、先ず上記磁石を測定面に吸着させて振動センサを測定面に取り付け、更にセンサ接離機構でセンサホルダを測定面側に移動させて、センサホルダのみを下降させて、センサホルダに設けたフランジ状の突起とセンサホルダに設けた突起係合部を非係合状態にして振動の測定を行なうことを特徴とする振動計測方法。

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