(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体の不釣合いにより振動する振動部材と、
回転体の不釣合いにより振動しない状態に固定され、前記振動部材の振動を検出するための振動検出器と、
振動部材の振動を振動検出器へ伝達する振動伝達部材とを含む回転体の不釣合いを測定する動釣合い試験機において、
振動伝達部材は、振動部材に結合される一端と、振動検出器に結合される他端とを有する細長い棒状部材であって、導電性材料で構成され、
振動伝達部材の一端と振動部材との間は電気的に導通状態で結合されており、振動伝達部材の他端と振動検出器との間は電気的に絶縁状態で結合されており、
振動伝達部材に通電する通電手段であって、振動伝達部材の他端から所定の電流を供給し、その供給される電流は振動伝達部材の一端から振動部材を介して接地電位へと流れる構成である通電手段と、
振動伝達部材の通電状態の変化に基づいて、振動伝達部材の破損を検知する手段と、を有することを特徴とする動釣合い試験機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は動釣合い試験機に関し、特に、動釣合い試験機において、回転体の不釣合いにより振動する振動部材の振動を、振動検出器へ伝達するための振動伝達部材の破損を検知するための構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
動釣合い試験機においては、回転体を回転可能に支持する架台に生じる振動を振動検出器に伝達するための振動伝達部材が備えられている。
図１に、動釣合い試験機の基本構成の一部を示す。図１において、１はベースであり、ベース１上には複数のばね２を介して架台３が保持されている。架台３には軸受ローラ４が備えられていて、この軸受ローラ４によって回転体（被試験体）５が回転可能に保持される。回転体５が図示しない駆動源によって回転されると、回転体の有する不釣合いにより架台３が振動する。
【０００３】
ベース１には、また、取付部材６が立設されており、取付部材６にはピックアップ（振動検出器）７が取り付けられている。そして、架台３の振動をピックアップ７によって検出できるように、架台３とピックアップ７との間には振動伝達部材（通常「換振棒」と称される。）が配置されている。その結果、架台３の振動は振動伝達部材８を介してピックアップ７に与えられ、ピックアップ７によって架台３の振動が検出される。そしてその振動に基づき、回転体５の不釣合いの量と角度位置とが演算される。
【０００４】
一般に、動釣合い試験機における振動伝達部材８は、図１に示すように細長い棒状部材である。より具体的には、図２に示すように、単なる細長い棒ではなく、径の太い部分と細い部分とを有する棒状体であり、過剰な力が加わったときに、径の細い部分が破損する（折れる）構成になっている。
送風機やポンプ等のように、その製品の性質，製造工程により大きな不釣合いを有する回転体がある。かかる回転体の動釣合い試験をすると、架台３に過大な振動が生じる場合がある。このような場合に、その過大な振動がピックアップ７に与えられ、ピックアップ７が破損等することのないよう、振動伝達部材８が破損して、ピックアップ７を保護するという仕組みになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
振動伝達部材８が破損すると、架台３の振動はピックアップ７には伝達されず、ピックアップ７の出力は、零またはそれに近い値となる。
一方、回転体５の不釣合いが小さい場合にも同じ現象が起こる。すなわち、回転体５の不釣合いが小さいと、架台３の振動は小さく、破損していない振動伝達部材８を介してピックアップ７に振動が伝達されるが、その振動が小さいから、ピックアップ７の出力も零またはそれに近い値となる。よって、ピックアップ７の出力だけからでは、振動伝達部材８が破損したのか、回転体５の不釣合いが小さいのかを峻別することが困難である。
【０００６】
動釣合い試験機の近くに常に操作者がいる場合は、振動伝達部材８の破損を発見できる可能性もある。しかしながら、振動伝達部材８やピックアップ７は、図１に示すような見やすい状態に露出しているわけではなく、実際には、装置の奥深い部分にあることが多く、外観からでは発見し難い。また、振動伝達部材８が破損しても、その良否を確定できない場合が多いのが実情である。
【０００７】
もちろん、ピックアップ７からの出力が微小であることが、一定の測定回数または一定時間を経過しても継続していることによって、振動伝達部材が異常であると判断することも可能ではある。しかしながら、ピックアップ７の出力が微小である原因は、振動伝達部材８の破損だけではなく、ピックアップ７そのものの破損や断線、またはピックアップ７の出力を計測装置に伝達するケーブルの断線等も考えられる。それゆえ、上述の異常判定のやり方では、判定までに時間がかかるとともに、振動伝達部材８が破損した場合だけが異常と判定されるわけでもない。
【０００８】
一方、不良品を出さず、しかも生産効率を上げるためには、動釣合い試験機に生じた異常原因を一刻も早く特定し、復旧することが必要である。さらに、動釣合い試験機と不釣合い修正機とが一体構成された全自動動釣合い試験機においては、操作者は装置近傍にはおらず、また、試験機が処理するサイクルタイムも速いので、振動伝達部材８が破損した場合には、より早くそれを検知し、一層素早い対応が望まれる。
【０００９】
この発明は、このような背景のもとになされたもので、動釣合い試験機における振動伝達部材の破損を迅速に検知する装置を提供することを主たる目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
請求項１記載の発明は、回転体の不釣合いにより振動する振動部材と、回転体の不釣合いにより振動しない状態に固定され、前記振動部材の振動を検出するための振動検出器と、振動部材の振動を振動検出器へ伝達する振動伝達部材とを含む回転体の不釣合いを測定する動釣合い試験機において、振動伝達部材は、振動部材に結合される一端と、振動検出器に結合される他端とを有する細長い棒状部材であって、導電性材料で構成され、振動伝達部材の一端と振動部材との間は電気的に導通状態で結合されており、振動伝達部材の他端と振動検出器との間は電気的に絶縁状態で結合されており、振動伝達部材に通電する通電手段であって、振動伝達部材の他端から所定の電流を供給し、その供給される電流は振動伝達部材の一端から振動部材を介して接地電位へと流れる構成である通電手段と、振動伝達部材の通電状態の変化に基づいて、振動伝達部材の破損を検知する手段と、を有することを特徴とする動釣合い試験機である。
【００１４】
請求項１の構成では、振動伝達部材が導電性材料で構成されているから、通電手段により振動伝達部材に通電をすることができる。通電手段による通電は、振動伝達部材を常時電流が流れているような状態にすることでもよいし、振動伝達部材を一定の電位に保つような状態にすることでもよい。振動伝達部材が正常な状態では、振動伝達部材は通電状態である。ところが、振動伝達部材が破損する（たとえば折れる）と、その時点で振動伝達部材に電流が流れなくなり、あるいは振動伝達部材の電位が変化する。よってその通電状態の変化に基づき、振動伝達部材の破損を検知することができる。
【００１６】
通電手段から振動伝達部材へ供給される電流は、振動伝達部材から振動部材を介して接地電位へと流れる構成にされている。
多くの場合、架台、ばねおよびベース等は金属で構成されており、導電体であるから、これら架台、ばねおよびベースを介して振動伝達部材の一端を接地電位（アース）につなぐことができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下には、図面を参照して、この発明の具体的な実施形態について説明をする。
この発明の一実施形態にかかる動釣合い試験機の全体構成は、図１に示す動釣合い試験機と同様の構成である。そしてこの実施形態では、振動伝達部材８が、図３に示す構成をしている。
【００１８】
図３を参照して、振動伝達部材８は、導電性材料で形成された細長い棒状の本体１１と、本体１１の一端側に取り付けられた絶縁性材料で形成された連結部１２およびリード線接続用電極１３と、本体１１の他端側に取り付けられた絶縁性材料で形成された連結部１４およびリード線接続用電極１５とを有している。この実施形態では、本体１１の両端にはねじ山が切られ、六角ナット１６が用いられて本体１１と連結部１２，接続用電極１３との取付が達成されている。同様に、本体１１と連結部１４，接続用電極１５との取付が達成されている。
【００１９】
なお、本体１１の他端側にはピックアップ７との結合の必要上、連結部１４の先から突出する金属棒１７が設けられている。
本体１１には直径の太い部分１１ａと直径の細い部分１１ｂとが含まれている。よって振動伝達部材８に過剰な振動（外力）が加わると、細い部分１１ｂが折れる構成である。
【００２０】
接続用電極１３，１５には、それぞれ、リード線１８，１９が接続され、リード線を介して通電がされる。
図４および図５は、それぞれ、この実施形態にかかる振動伝達部材８の変形例を示す。図４，図５においては、図３で説明した振動伝達部材８の構成と同一または相当する部分には、同一の番号が付されている。
【００２１】
図３〜図５に示すように、振動伝達部材８は、基本的には、導電性材料で形成された本体１１と、本体１１の両端に取り付けられた絶縁性材料で形成された連結部１２，１４と、本体１１の両端にリード線を接続するための接続用電極１３，１５とを含む構成であればよい。
本体１１の両端に絶縁性の連結部１２，１４を取り付ける理由は、架台３やピックアップ７（図１参照）が金属材料を含んでおり、これら架台３やピックアップ７から振動伝達部材８を電気的に切り離す必要があるからである。
【００２２】
なお、振動伝達部材８の一部には、絶縁性の連結部を取り付けずに、架台３を介してアース電位に接続される構成とする。
図６は、振動伝達部材８の破損検知回路の構成例を示すブロック図である。
【００２３】
図６において、振動伝達部材８の他端、具体的には接続用電極１５（図３参照）にはリード線１９を介して電源２０から電圧が印加される。また、振動伝達部材８の一端、具体的には接続用電極１３にはリード線１８を介して抵抗器２１が接続され、さらに電源２０につなげられている。
振動伝達部材８が破損していない正常な状態では、振動伝達部材８と抵抗器２１との間に一定の電位が現れるから、その電位は増幅器２２で増幅されて、比較器２３へ与えられる。比較器２３は、判定基準信号発生器２４で発生される判定基準信号、たとえばしきい値電圧と、増幅器２２から与えられる電圧とを比較する。そして増幅器２２の出力がたとえば判定基準信号よりも低くなったときには、破損信号が出力され、そうでなければ正常信号が出力される。
【００２４】
なお、振動伝達部材８が折れた場合でも、非常に短い時間しか折れ部分が離れず、折れた振動伝達部材が電気的に再接触する状況が想定される。そこで、比較器２３は、たとえば増幅器２２の出力電圧が１０μｓ程度の短時間だけ低下した場合でも、破損信号が出力できるような構成にすることが望ましい。
図７は、この発明の一実施形態にかかる振動伝達部材の破損検知回路の構成を示すブロック図である。振動伝達部材８は、架台３と結合する部分に絶縁材料を有さない構成とされている。この場合は、振動伝達部材８の一端は、電気的に、架台３およびばね２を介してベース１につながっており、アース電位に接続されている。かかる場合、回路構成は図７に示すブロック図のようになる。この場合、すなわち、振動伝達部材８の一端に電気的に接続された架台３、ばね２およびベース１が抵抗器２１として機能し、振動伝達部材８が正常な状態では、振動伝達部材８と抵抗器２１との接続部に所定の電位が現れるから、その電位が低下するか否かによって、比較器２３は正常信号または破損信号を出力することができる。
【００２５】
また、電源２０から振動伝達部材８への電圧の印加は、ピックアップ７を介して行ってもよいし、さらにはピックアップ７の取付部材６（図１参照）からピックアップを介して行ってもよい。かかる場合、ピックアップ７と取付部材６の間、または取付部材６とベース１の間を絶縁しておけばよい。
以上説明した振動伝達部材８の破損検知回路の構成は一例にすぎず、要は、振動伝達部材８が破損することにより、振動伝達部材８における通電状態が変化したことを検知して、振動伝達部材８が破損したことを検知し得る回路構成であればよい。
【００２６】
この発明は以上説明した実施形態に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】動釣合い試験機の基本構成の一部を示す図である。
【図２】振動伝達部材８の従来構成を示す図である。
【図３】この発明の一実施形態にかかる振動伝達部材の構成を示す図である。
【図４】この発明の他の実施形態にかかる振動伝達部材の構成を示す図である。
【図５】この発明のさらに他の実施形態にかかる振動伝達部材の構成を示す図である。
【図６】  振動伝達部材の破損検知回路の構成例を示すブロック図である。
【図７】  この発明の一実施形態にかかる振動伝達部材の破損検知回路の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
２    ばね
３    架台
４    軸受ローラ
５    回転体（被試験体）
７    ピックアップ（振動検出器）
８    振動伝達部材
１１    本体
１１ａ    径の太い部分
１１ｂ    径の細い部分
１２，１４    連結部
１３，１５    接続用電極
２０    電源
【図１】
0004242551.tif 000002
【図２】
0004242551.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
0004242551.tif 000006
【図６】
0004242551.tif 000007
【図７】
0004242551.tif 000008