(57)【要約】【課題】  回転する被試験体の軸方向位置が一定となり安定した測定を行うことができる動釣合試験機の提供。【解決手段】  ベルト８をワークＷの軸方向に直交する方向に対して角度αだけ傾け、ワークＷの外周に接触させて走行させることによりワークＷを回転させる。ベルト８の走行方向を斜め方向とすると、ベルト８からワークＷに作用する摩擦力Ｆ１は、軸方向の成分Ｆ11と軸に直角な方向の成分Ｆ12とを有するようになる。その結果、ワークＷは図示右方向に付勢され、軸右端が右側の流れ止め６５に当接した状態で回転することになり、安定した測定を行うことができる。【選択図】        図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被試験体を回転可能に支持する支持部材と、
前記被試験体の回転軸方向への移動を規制する流れ止めと、
前記被試験体の外周に接触しつつ前記被試験体の回転軸に対して斜め方向に走行し、前記被試験体を回転駆動するとともに前記流れ止め方向へと付勢する駆動ベルトと、
前記被試験体の回転による前記支持部材の振動を検出する検出手段と、
前記検出手段の検出結果に基づいて前記被試験体の不釣り合い量を演算する演算手段とを備えたことを特徴とする動釣合試験機。
【請求項２】
請求項１に記載の動釣合試験機において、
前記支持部材は前記被試験体を鉛直方向に支持し、前記検出手段は前記被試験体から前記支持部材に作用する鉛直方向の力を検出し、前記演算手段は前記検出手段で検出された鉛直方向の力に基づいて前記被試験体の不釣り合い量を演算することを特徴とする動釣合試験機。
【請求項３】
駆動用ベルトを被試験体の外周に接触させて前記被試験体を回転駆動し、前記被試験体の不釣り合い量に基づく物理量を検出し、検出した物理量に基づいて前記不釣り合い量を測定する動釣合試験方法において、
前記駆動ベルトを前記被試験体の回転軸に対して斜め方向に走行させることにより前記被試験体を回転駆動することを特徴とする動釣合試験方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動釣合試験機および動釣合試験方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の動釣合試験機では、モータロータ等の被試験体がセットされる架台は、基台に設けられた板バネ等の弾性支持部材により吊り下げられるように支持されている。そして、架台上で被試験体を回転させ、そのときの架台の水平方向振動を検出器で検出することにより被試験体の不釣り合い量を検出するようにしている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
被試験体を回転させる方法としては、モータ回転軸に取り付けられたプーリと他のプーリとの間にベルトを架け渡し、回転駆動しているベルトを被試験体に接触させてそれを回転駆動するものがある。ところで、回転する被試験体の不釣り合いを安定して測定するためには、測定中、被試験体が軸方向に移動しないようにする。換言すると、被試験体の軸方向位置が一定となっている状態で測定を行わなければならない。そのため、回転する被試験体に軸方向の流れを与えて、軸方向端面を流れ止めに当てた状態で測定が行われる。
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２７３９７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のように、被試験体に軸方向の流れを与えるためには、被試験体の軸両端を支持している支持部の高さを異ならせたり、回転軸のアライメントをずらしたりする必要があった。しかしながら、被試験体の形状や寸法によりそれらの条件は異なるので、被試験体を変えるたびにそれらの調整を行う必要があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明による動釣合試験機は、被試験体を回転可能に支持する支持部材と、被試験体の回転軸方向への移動を規制する流れ止めと、被試験体の外周に接触しつつ被試験体の回転軸に対して斜め方向に走行し、被試験体を回転駆動するとともに流れ止め方向へと付勢する駆動ベルトと、被試験体の回転による支持部材の振動を検出する検出手段と、検出手段の検出結果に基づいて被試験体の不釣り合い量を演算する演算手段とを備えたことを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１に記載の動釣合試験機において、支持部材は被試験体を鉛直方向に支持し、検出手段は被試験体から支持部材に作用する鉛直方向の力を検出し、演算手段は検出手段で検出された鉛直方向の力に基づいて被試験体の不釣り合い量を演算する。
請求項３の発明による動釣合試験方法は、駆動用ベルトを被試験体の外周に接触させて被試験体を回転駆動し、被試験体の不釣り合い量に基づく物理量を検出し、検出した物理量に基づいて前記不釣り合い量を測定する動釣合試験方法に適用され、駆動ベルトを被試験体の回転軸に対して斜め方向に走行させることにより被試験体を回転駆動することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、被試験体を回転駆動する駆動ベルトが被試験体の外周に接触しつつ被試験体の回転軸に対して斜め方向に走行し、被試験体が流れ止め方向へと付勢されるので、被試験体の軸方向位置が一定となり安定した測定を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。図１は本発明による動釣合試験機の構成を示す平面図であり、図２は図１のＡ矢視図であり、図３は図１のＢ矢視図である。１は試験機のベースであり、ベース１上には被試験体であるワークＷを回転させるモータ２およびワークＷがセットされる試験ユニット３が固設されている。
【０００９】
モータ２は支持板１４を用いてベース１上に取り付けられており、ボルト１５を緩めることにより支持板１４の固定位置を調整することができる。なお、支持板１４に形成されたボルト１５用の長孔は、幅寸法をボルト径よりも大きくしてクリアランスを設けているので、後述するようにモータ２の軸方向がワークＷの軸方向に対して傾くように支持板１４を固定することができる。それによって、ベルト８がワークＷに対して斜めになり、ベルト８の走行方向はワークＷの軸に垂直な方向に対して傾く。この試験機は電動モータのロータ等のような比較的小型のワークを試験するものであり、例えば、作業机に載置して使用される。
【００１０】
試験ユニット３はベース１上に固定された脚４とその上に掛け渡された一対のプレート５を有しており、プレート５には一対の支持検出機構６が取り付けられている。各支持検出機構６は、支持部材６１，ホルダ６３，振動検出部６４および流れ止め６５を備えている。支持部材６１はベース部６１Ｂとスライド部６１Ａとで構成され、スライド部６１Ａ上にワークＷの軸が支持される。スライド部６１Ａの上端にはＶ字溝が形成され、その溝面には一対の軸受け板６６が配設され、軸受け板６６上にワークＷの軸が載置される。
【００１１】
試験中にワークＷが図示左右方向（図２参照）に移動するのを防止する流れ止め６５は、スライド部６１Ａに取り付けられている。スライド部６１Ａはボルト６７によってベース部６１Ｂに固定されている。ベース部６１Ｂに形成されたボルト貫通孔６００は上下方向に長い長孔になっており、ボルト６７を緩めることによってスライド部６１Ａの高さを調整することができる。
【００１２】
振動検出部６４は四角柱状に形成された積層圧電素子で構成され、ホルダ６３に保持されている。振動検出部６４の上端部をベース部６１Ｂの底面部に形成された座ぐり穴６０１に挿入して接着するとともに、振動検出部６４の下端部をホルダ６３の底面部に形成された座ぐり穴６３ａに挿入して接着することにより、支持部材６１とホルダ６３とが一体とされる。ホルダ６３には、振動検出部６４に対して側方から物が衝突したりしないように側壁６３ｂが設けられている。
【００１３】
支持検出機構６は、握りを有する固定用ボルト７でホルダ６３をプレート５に固定することにより、プレート５上に立設される。その結果、ベース部６１Ｂとホルダ６３とに挟まれた振動検出部６４は、ベース部６１Ｂ，スライド部６１Ａ，流れ止め６５およびワークＷの重さによって常に予圧が与えられることになる。
【００１４】
図１に示すように、プレート５に形成されたボルト貫通孔５ａは図示左右方向に長い長孔であり、図示上下に並んだ一対のボルト７を緩めることにより支持検出機構６の長孔方向位置（図示左右方向位置）を調整することができる。すなわち、支持検出機構６の間隔を調整することにより、さまざまな長さのワークＷに対応することができる。
【００１５】
図２に示すようにスライド部６１ＡにワークＷをセットすると、ワークＷの下面側にベルト８が接触する。図１に示すようにベルト８はプーリ９ａ，９ｂ間に架け渡されており、さらに、モータ２の軸に取り付けられたプーリ１０とプーリ９ｂとの間にもベルト１１が架け渡されている。モータ２を駆動するとプーリ９ｂが回転駆動されてベルト８も回転し、そのベルト８によりワークＷが回転駆動される。プーリ９ａ，９ｂは支持板１２に取り付けられており、この支持板１２はボルト１３によりプレート５に固定されている（図１参照）。支持板１２のボルト孔は幅ぼ広い長孔に形成されており、支持板１２の図示左右方向位置を調整することができるとともに、後述するように図示上下方向に対して斜めに固定することができる。
【００１６】
次に、動釣合試験機の動作について図４のブロック図を参照して説明する。支持検出機構６にワークＷを載置すると、支持部材６１とホルダ６３とに挟まれた振動検出部６４には鉛直下方向の力Ｆが作用する。その結果、振動検出部６４は予圧された状態となる。上述したように振動検出部６４は積層圧電素子で構成されており、ピエゾ素子のような圧電セラミックスの薄板を数十〜数百枚積層したもので、力Ｆによって生じる積層方向の歪みによって分極電圧が発生する。すなわち、振動検出部６４は支持部材６１からの鉛直方向の力を検出する力検出器として機能している。
【００１７】
モータ２によりワークＷを回転すると、ワークＷはベルト８の斜め走行により流れ止め６５に当接した状態となり、ワークＷの不釣り合いに起因する振動が発生する。その結果、一対の振動検出部６４に加わる力Ｆがそれぞれ変化し、そのときの分極電圧の変化を検出することによりワークＷの振動を検出することができる。振動検出部６４から出力される分極電圧信号は、動釣合試験機の制御部２０に設けられた増幅器２００によって増幅された後に演算回路２０１にそれぞれ入力される。演算回路２０１では、入力された各分極電圧信号に基づいてワークＷの不釣り合い量を演算する。不釣り合い量は各支持検出機構６毎に算出される。算出された不釣り合い量は、制御部の表示器２０２に表示される。
【００１８】
上述したような支持検出機構６を備える動釣合試験機では、支持部材６１を振動検出部６４に直接貼り付け、ワークＷの不釣り合い振動を振動検出部６４に加わる力Ｆとして検出するようにしたので、回転するワークＷの中心軸の移動がなくなり、ジャイロ効果の影響を受けなくなった。その結果、不釣り合いを精度良く測定することができる。
【００１９】
次に、本実施の形態の特徴であるワークＷを駆動する駆動用ベルト８の走行方向について説明する。図５は駆動用ベルト８とワークＷとの関係を示す模式図であり、図１と同様の平面図である。従来は、モータ２の軸とワークＷの軸とを平行に配置して、ベルト８の走行方向とワークＷの軸方向とが直角となるように構成しているが、本実施の形態では、ワークＷの軸方向に直交する方向に対してベルト８の走行方向を角度αだけ傾けて試験を行う。すなわち、モータ２を支持する支持板１４（図１参照）の取り付け角度と、プーリ９ａ，９ｂを支持する支持板１２の取り付け角度とを調整して、ベルト８の走行方向が回転軸に直交する方向に対して角度αとなるように固定する。
【００２０】
図５のようにベルト８の走行方向を角度αだけ傾けて斜め方向とすると、ベルト８からワークＷに作用する摩擦力Ｆ１は、軸方向の成分Ｆ11と軸に直角な方向の成分Ｆ12とを有している。ワークＷは図示右方向に付勢され、軸右端が右側の流れ止め６５に当接した状態で回転することになる。そのため、ワークＷの回転位置が一定となり、安定した測定を行うことができる。
【００２１】
従来は、駆動用ベルト８の走行方向がワークＷの軸方向に対して直角となるように構成していたため、このような一定方向の流れを与えることができない。そのため、例えば、左右のスライド部６１Ａの高を異ならせたりして、ワークＷに流れを与えていた。そのため、ワークＷの大きさに応じて高さ調整を行わなくてはならなかった。
【００２２】
一方、本実施の形態では、いったん角度αに装置を設定すれば、再調整することなく種々の大きさのワークＷに対応することができる。角度αの大きさに関しては、０．５deg〜５deg程度に設定すれば良く、できればα＝２degに設定するのが好ましい。本実施の形態では、ベルト８を右側に傾けてワークＷが右側に流れるようにしたが、逆に左側に傾けてワークＷを左側の流れ止め６５に当接させるようにしても良い。また、ベルト８をワークＷの下面に接触させて駆動する場合だけでなく、ワークＷの上面に接触させて回転駆動しても良い。
【００２３】
なお、上述した実施の形態では、ワークＷを支持する支持部材６１を振動検出部６４上に直接載置する試験機に適用したが、図６に示すような構造の試験機に対しても同様に適用することができる。ワークＷは架台４６の支持部４８に載置され、架台４６は板バネ４４Ａ，４４Ｂによって吊り下げられるように基台４１に取り付けられている。
【００２４】
５０はムービングコイル式の振動検出器であり、基台４１側にコイル部が設けられ、コイル内をスライドする芯棒５０ａは架台４６側に設けられる。ワークＷを回転すると、ワークＷの不釣り合いにより架台４６が水平方向（図示左右方向）に振動し、その振動はムービングコイル式振動検出器５０によって検出する。この場合も、駆動用ベルト８をワークＷの回転軸に対して斜め方向に走行させる。
【００２５】
以上説明した実施の形態と特許請求の範囲の要素との対応において、振動検出部６４は検出手段を、演算回路２０１は演算手段を、ベルト８は駆動ベルトをそれぞれ構成する。また、本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明による動釣合試験機の構成を示す平面図である。
【図２】図１のＡ矢視図である。
【図３】図１のＢ矢視図である。
【図４】動釣合試験機の概略構成を模式的に示したブロック図である。
【図５】駆動用ベルト８とワークＷとの関係を示す模式図である。
【図６】本実施の形態の変形例を示す図である。
【符号の説明】
【００２７】
１  ベース
２  モータ
３  試験ユニット
４  脚
５  プレート
６  支持検出機構
８，１１  ベルト
９ａ，９ｂ，１０  プーリ
１２，１４  支持板
２０  制御部
４１  基台
４４Ａ，４４Ｂ  板バネ
４６  架台
６１，７１  支持部材
６１Ａ  スライド部
６２Ｂ  ベース部
６３  ホルダ
６３ｂ  側壁
６４  振動検出部
６５  流れ止め
２００  増幅器
２０１  演算回路
２０２  表示器
Ｗ  ワーク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2005188952.tif 000007
【図６】
2005188952.tif 000008