(57)【要約】 【課題】  センターハイトの低い高速ダイナモ装置において、発生振動を抑制して供試体の諸特性の測定精度を高めることである。【解決手段】  本体ベースＷと、該ベースＷに固定されたダイナモＤと、前記本体ベースＷに固定された供試体ブラケットＢとを備え、前記ダイナモＤの回転軸５と前記供試体ブラケットＢに装着された供試体の回転軸６とを中間軸受ユニットＵ、トルク計Ｔ、及びダイヤフラムカップリングＪ1 ，Ｊ2 を介して同心状に連結して、前記供試体が電動機Ｍの場合には発生トルク等の出力特性を、前記供試体が発電機Ｇの場合には発電特性をそれぞれ測定する高速ダイナモ装置であって、直線振動を吸収可能な振動吸収体Ｅを前記本体ベースＷの端面Ｗａに設置する。【選択図】        図３
2005308664.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースと、該ベースに固定されたダイナモと、前記ベースに固定された供試体ブラケットとを備え、
前記ダイナモの回転軸と前記供試体ブラケットに装着された供試体の回転軸とを中間軸受、トルク計、及びカップリングを介して同心状に連結して、前記供試体が電動機の場合には発生トルク等の出力特性を、前記供試体が発電機の場合には発電特性をそれぞれ測定する高速ダイナモ装置であって、
直線振動を吸収可能な振動吸収体を前記ベースの端面に設置したことを特徴とする高速ダイナモ装置のベース制振装置。
【請求項２】
前記振動吸収体は、収容箱体内に複数個の可動ブロックが相互に接触した状態で僅かに上下動又は横動可能に配置された構成であることを特徴とする請求項１に記載の高速ダイナモ装置のベース制振装置。
【請求項３】
ベースと、該ベースに固定されたダイナモと、前記ベースに固定された供試体ブラケットとを備え、
前記ダイナモの回転軸と前記供試体ブラケットに装着された供試体の回転軸とを中間軸受、トルク計、及びカップリングを介して同心状に連結して、前記供試体が電動機の場合には発生トルク等の出力特性を、前記供試体が発電機の場合には発電特性をそれぞれ測定する高速ダイナモ装置であって、
前記ベースと設置面との間に、該ベースとの間の摩擦により曲げ振動を吸収可能な振動吸収プレートを設置したことを特徴とする高速ダイナモ装置のベース制振装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機の発生トルク等の出力特性、又は発電機の発電特性をそれぞれ測定して、現実の使用における適否を評価するためのダイナモ装置に関し、特に供試体である回転電機が高速回転する高速ダイナモ装置のベース制振装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
上記したダイナモ装置の一つとして、特許文献１に記載のものが知られている。ダイナモ装置の基本構成は、図６に示されるように、本体ベースＷと、該本体ベースＷの上に固定されたダイナモＤと、該ダイナモＤと所定間隔をおいて対向配置された供試体ブラケットＢとを備え、ダイナモＤと供試体ブラケットＢの供試体装着板１との間には、中間軸２を支持する中間軸受ユニットＵが配置されている。ダイナモＤは、ダイナモベース３を介して本体ベースＷに固定され、供試体ブラケットＢは、供試体ベース４を介して本体ベースＷに固定されている。ダイナモＤと中間軸受ユニットＵとの間には、トルク計Ｔが配置され、トルク計ＴとダイナモＤの回転軸５とは、連結軸間の僅かのずれを吸収して連結可能なダイヤフラムカップリングＪ1 を介して連結され、トルク計Ｔの他端側は、中間軸２の一端に形成された連結フランジ部２ａに連結されている。供試体装着板１に嵌合状態で装着された供試体の一つである電動機Ｍの回転軸６と、中間軸２の他端に形成された連結フランジ部２ｂとは、ダイヤフラムカップリングＪ2 を介して連結されている。なお、図５において、７は、中間軸受ユニットＵのベースを示す。
【０００３】
上記のようにして、電動機Ｍの回転軸６とダイナモＤの回転軸５とは、中間軸受ユニットＵ、２個のダイヤフラムカップリングＪ1 ，Ｊ2 及びトルク計Ｔを介して同心状に連結されている。ダイナモＤと電動機（供試体）Ｗとの間に中間軸受ユニットＵを配置したのは、電動機Ｍの回転軸６とダイナモＤの回転軸５との連結の同心性を高めるためであり、ダイヤフラムカップリングＪ1 ，Ｊ2 を使用したのは、連結すべき二軸の僅かなずれを効果的に吸収して、前記僅かなずれに起因して発生する振動等を抑制して、動力伝達をスムーズに行うためである。
【０００４】
また、トルク計Ｔは、回転軸の回転によるねじれによって歪みが発生する起歪部が内部に形成されていて、前記起歪部に歪ゲージを張り付けて、歪ゲージの歪みを電気量に変換して、伝達トルクを測定する機器である。そして、供試体が電動機Ｍの場合には、ダイナモＤは「疑似負荷」となって、前記トルク計Ｔによって供試体である電動機Ｍの回転数に対する伝達トルク等の諸特性を測定すると共に、供試体が発電機Ｇの場合には、ダイナモＤが「疑似電動機」となって、供試体である発電機Ｇを回転させて発電特性を測定して、現実の使用前において必要特性の評価を行って、現実の使用の適否を予め判断している。
【０００５】
ここで、上記ダイナモ装置においては、供試体である電動機の回転数は、２０，０００ｒｐｍ程度のものもあり、このような高速ダイナモ装置では、高速回転時における回転の安定化、装置全体の軽量化、コンパクト化等の実現のために、センターハイト（装置の設置面から回転軸心Ｃまでの距離）Ｈ’を低く設計してある。ダイナモ装置において、ダイナモＤの軸心の高さは定められているので、ダイナモ装置全体のセンターハイトＨ’を低くするには、本体ベースＷの高さを低くせざるを得ない。本体ベースＷの高さを低くすれば、剛性を十分に確保できないので、軸系の回転数が２０，０００ｒｐｍ程度のように高い場合には、ベースの共振点を超えて使用せざるを得ない。よって、使用状態において、低次の危険速度が存在することがある。このため、軸系がパラレルモード又はコニカルモードで共振して本体ベースＷを加振させる現象が生じ、本体ベースＷの加振は、測定精度を低下させる大きな要因の一つとなっていた。
【特許文献１】特開平１０−２４６６７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、センターハイトの低い高速ダイナモ装置において、発生振動を抑制して供試体の諸特性の測定精度を高めることを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するための請求項１の発明は、ベースと、該ベースに固定されたダイナモと、前記ベースに固定された供試体ブラケットとを備え、前記ダイナモの回転軸と前記供試体ブラケットに装着された供試体の回転軸とを中間軸受、トルク計、及びカップリングを介して同心状に連結して、前記供試体が電動機の場合には発生トルク等の出力特性を、前記供試体が発電機の場合には発電特性をそれぞれ測定する高速ダイナモ装置であって、直線振動を吸収可能な振動吸収体を前記ベースの端面に設置したことを特徴としている。
【０００８】
高速ダイナモ装置においては、ダイナモと供試体である回転電機が高速回転すると、装置全体に大きな振動数を有して発生する振動は、上下、左右及び前後の各方向の直線振動の成分に分けられ、振動の発生により部材に曲げ力が反復して加わると、この振動は曲げ振動と称されている。高速ダイナモ装置において、軸系が高速回転すると、各種の振動が複合的に作用し、発生振動数がベースの共振振動数（ベースに低次の共振速度）に達すると、軸系がパラレルモード又はコニカルモードで共振してベースも加振されて、測定中の諸特性の精度が低下する。しかし、請求項１の発明においては、ベースの端面に上下又は水平の方向の直線振動を吸収可能な振動吸収体を設置（併設）してあって、ベースに発生する振動のうち直線振動は効果的に吸収されるため、振動に対してはベースの剛性が高められたのと同様の効果が奏される。このため、軸系の低次の危険速度によってベースが共振するのを防止できて、供試体の諸特性の測定精度が高められる。
【０００９】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記振動吸収体は、収容箱体内に複数個の可動ブロックが相互に接触した状態で僅かに上下動又は横動可能に配置された構成であることを特徴としている。
【００１０】
請求項２の発明によれば、ベースに作用する上下振動、水平振動等の直線振動により振動吸収体を構成する複数個の可動ブロックが僅かに上下動又は横動すると共に、かつ可動ブロックの上下動又は横動の際に、隣接する可動ブロックどうしが接触することにより、ベースに作用する直線振動が効果的に吸収される。
【００１１】
また、請求項３の発明は、ベースと、該ベースに固定されたダイナモと、前記ベースに固定された供試体ブラケットとを備え、前記ダイナモの回転軸と前記供試体ブラケットに装着された供試体の回転軸とを中間軸受、トルク計、及びカップリングを介して同心状に連結して、前記供試体が電動機の場合には発生トルク等の出力特性を、前記供試体が発電機の場合には発電特性をそれぞれ測定する高速ダイナモ装置であって、前記ベースと設置面との間に、該ベースとの間の摩擦により曲げ振動を吸収可能な振動吸収プレートを設置したことを特徴としている。
【００１２】
請求項３の発明によれば、ベースに曲げ振動が作用した場合には、設置面との間に設けた振動吸収プレートに対してベースが摩擦接触して、ベースに作用する曲げ振動が減衰される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る制振装置は、高速ダイナモ装置のベースの端面に、上下振動を吸収するための振動吸収体を設置したり、或いはベースと設置面との間に摩擦により曲げ振動を吸収する振動吸収プレートを設置することにより、高速ダイナモ装置のセンターハイトを低く保ったままで、ベースの振動を抑制できる。このため、低次の危険速度（低い振動数）でベースが共振しなくなって、軸系を高速回転させても、回転電機の諸特性の安定した測定が可能となって、測定精度が高められる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の最良の実施例を複数挙げて、本発明を更に詳細に説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１は、本発明に係る振動吸収体Ｅ1 を備えた高速ダイナモ装置の全体斜視図であり、図２は、同じく正面図であり、図３（イ）は、一部を破断した振動吸収体Ｅ1 の正面図であり、同（ロ）は、同（イ）のＸ−Ｘ線断面図である。なお、「従来の技術」の項目で説明した部分と同一部分には同一符号を付し、重複説明を避けて、本発明の特徴部分についてのみ説明する。
【００１６】
図１ないし図３において、本体ベースＷの長手方向（軸系の軸心方向）Ｑの一方の端面Ｗａには、振動吸収体Ｅ1 が本体ベースＷの幅方向Ｒに沿い、しかも前記端面Ｗａに密着した状態で設置されている。振動吸収体Ｅ1 は、金属製の収容箱体１１内に、複数個の金属製の可動ブロック１２が上下方向にのみ僅かに移動可能（昇降可能）に収容された構成である。即ち、可動ブロック１２は、直方体状を呈していて、収容箱体１１内に互いに密着した状態で収容されていて、収容箱体１１の天板部１１ａとの間に、可動ブロック１２を僅かに上下動可能にするための可動隙間１３が形成されている。前記可動隙間１３の上下方向の寸法である可動ブロック１２の可動距離（Ｋ1 ）は、可動ブロック１２の高さ（Ｋ2 ）よりも遥かに小さい。また、直方体状の収容箱体１１内に複数個の可動ブロック１２が収容された状態では、各可動ブロック１２どうしは互いに密着していると共に、各可動ブロック１２の残りの側面は、すべて直方体状の収容箱体１１の内側面に密着している。なお、図３において、Ｖ1 ，Ａは、それぞれ本体ベースＷに作用する上下方向及び水平方向の振動を示し、Ｖ2 は、可動ブロック１２の上下方向の振動を示す。
【００１７】
これにより、本体ベースＷの振動が振動吸収体Ｅ1 に伝播されると、収容箱体１１内の各可動ブロック１２は、個別に上下に振動する。各可動ブロック１２が個別に上下に振動する際に、その側面どうしが摩擦接触したり、或いは可動ブロック１２の残りの側面が収容箱体１１の内側面に摩擦接触することにより、振動エネルギーが吸収されて、本体ベースＷに加わる振動のうち上下方向の振動が効果的に吸収されて、全体としての振動が抑制される。摩擦面のエネルギー吸収率を高めるために、金属製の可動ブロック１２の側面に樹脂等を塗布すると、個別に上下動する可動ブロック１２の側面どうしの摩擦力が一層大きくなって、振動吸収効率が一層に高められる。
【００１８】
このように、高速ダイナモ装置の本体ベースＷの端面Ｗａに振動吸収体Ｅ1 を設置することにより、本体ベースＷに発生する振動が抑制されて、本体ベースＷが最初に共振状態となる高速ダイナモ装置の軸系の回転速度が高められて、センターハイトＨの低い高速ダイナモ装置において本体ベースＷの高さをそのままにして、更に高速回転における回転電機の諸性能の測定が可能となる。
【００１９】
また、上記実施例の振動吸収体は、収容箱体内に複数の可動ブロックを僅かに上下動可能に収容して、本体ベースＷに発生する上下方向の振動を吸収する構成であるが、収容箱体内に複数の可動ブロックを僅かに水平方向に移動可能に収容した振動吸収体を形成して、該振動吸収体を本体ベースの端面に設置することにより、可動ブロックの側面どうしが摩擦接触しながら僅かに横動することにより、本体ベースＷに発生する水平方向の振動を吸収することもできる。この場合において、本体ベースＷの長手方向Ｑの両端面に、上下方向、及び水平方向の振動を吸収可能な振動吸収体をそれぞれ設置すると、本体ベースＷに作用する異なる方向の振動を同時に吸収できて、振動吸収性能が一層に高められる。
【実施例２】
【００２０】
図４は、本発明の別の振動吸収体Ｅ2 を備えた高速ダイナモ装置の全体斜視図である。この振動吸収体Ｅ2 は、本体ベースＷの長手方向Ｑの一端部に幅方向に沿って一対の振動吸収体Ｅ21を所定間隔Ｌをおいて配置した例である。振動吸収体Ｅ21は、収容箱体１１内に、前記可動ブロック１２よりも薄い複数個の可動ブロック２２を上下方向に移動可能に収容した構成である。
【００２１】
振動吸収体Ｅ2 は、前記振動吸収体Ｅ1 と同様に上下方向の直線振動を有効に吸収できるのに加えて、一対の振動吸収体Ｅ21が所定間隔Ｌをおいて配置された構成によって、本体ベースＷの幅方向の両端の各振動吸収体Ｅ21が独立して作動すると共に、幅方向の中央部には、振動吸収部が存在しないために、本体ベースＷの長手方向Ｑに沿ったねじれ振動に対しても対応可能となる。
【実施例３】
【００２２】
図５は、上記した高速ダイナモ装置において、設置面Ｆと本体ベースＷとの間に曲げ振動を吸収可能な振動吸収プレートＰを設置した状態の正面図である。高速ダイナモ装置において、本体ベースＷに発生する振動には、上下、左右、前後、或いはこれらを合成した方向の直線振動のみならず、本体ベースＷに曲げ力として作用する曲げ振動も発生することがある。振動吸収プレートＰは、例えば金属で形成されて、その上に本体ベースＷが僅かの範囲内で全方向に微動可能に載せられている。よって、本体ベースＷに曲げ振動が発生した場合には、本体ベースＷの底面と振動吸収プレートＰの上面との間に生ずる摩擦接触により振動エネルギーが吸収され、前記曲げ振動が抑制される。この場合において、前記摩擦接触力を大きくするために、振動吸収プレートＰの上面に樹脂等を塗布すると、前記摩擦接触力が一層大きくなって、曲げ振動に起因する振動エネルギーの吸収能力が更に高められる。
【００２３】
また、高速ダイナモ装置のセンターハイトに関しては、本体ベースＷの端面Ｗａの側方に振動吸収体Ｅ1 を設置したり、本体ベースＷと設置面Ｆとの間に振動吸収プレートＰを設置することにより、本体ベースＷに発生する振動が抑制される分だけ、前記センターハイトを低くする制限が緩やかとなる。即ち、本発明に係る高速ダイナモ装置のセンターハイトＨは、通常回転数のダイナモ装置のセンターハイトに比較すれば低くする必要があるが、従来の高速ダイナモ装置のセンターハイトＨ’よりも高くする設計が可能となって、高さ方向の寸法設計の制限が少なくて済む。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る振動吸収体Ｅ1 を備えた高速ダイナモ装置の全体斜視図である。
【図２】同じく正面図である。
【図３】（イ）は、一部を破断した振動吸収体Ｅ1 の正面図であり、（ロ）は、（イ）のＸ−Ｘ線断面図である。
【図４】本発明に係る振動吸収体Ｅ2 を備えた高速ダイナモ装置の全体斜視図である。
【図５】設置面Ｆと本体ベースＷとの間に振動吸収プレートＰを設置した高速ダイナモ装置の正面図である。
【図６】従来の高速ダイナモ装置の正面図である。
【符号の説明】
【００２５】
Ｂ：供試体ブラケット
Ｃ：回転軸心
Ｄ：ダイナモ                                                    Ｅ1 ，Ｅ2 ：振動吸収体
Ｆ：設置面
Ｇ：発電機（供試体）
Ｈ：センターハイト
Ｊ1 ，Ｊ2 ：ダイヤフラムカップリング
Ｍ：電動機（供試体）
Ｐ：振動吸収プレート
Ｔ：トルク計
Ｕ：中間軸受ユニット
Ｗ：本体ベース
５：ダイナモの回転軸
６：供試体の回転軸
１１，２１：収容箱体
１２，２２：可動ブロック
１３：可動ブロックの可動隙間
【図１】
2005308664.tif 000003
【図２】
2005308664.tif 000004
【図３】
2005308664.tif 000005
【図４】
2005308664.tif 000006
【図５】
2005308664.tif 000007
【図６】
2005308664.tif 000008