JPH05264403A - イナーシャダンパ特性検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】イナーシャダンパの特性を粘性流体の温度並び
に駆動軸の回転速度に応じて検出することが可能なイナ
ーシャダンパ特性検査装置を提供することを目的とす
る。 【構成】基台１２上において、ワークであるイナーシャ
ダンパ４０の回転輪４２に連結する駆動軸２２と同軸に
設けられたトルクトランスデューサ１６と、駆動モータ
１８と、エンコーダ２６と、イナーシャダンパ４０の粘
性流体の温度を測定するための温度センサ２８と、前記
トルクトランスデューサ１６の上方に配設された支持板
３０に設けられたトルク表示部３２と、温度表示部３４
と、制御部３８とから構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、イナーシャダンパ特性
検査装置に関し、一層詳細には、イナーシャダンパの特
性を粘性流体の温度並びに駆動軸の回転速度に応じて検
査するイナーシャダンパ特性検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、工作機械等において、作業の効
率化を図るために高速回転が可能なサーボモータを好適
に用いている。

【０００３】しかしながら、サーボモータを高速で回転
駆動すると、慣性力により駆動軸に振動が発生する。こ
の駆動軸の振動は、例えば、サーボモータを工作機械等
に装着した場合、ワークの加工精度の劣化を惹起する。

【０００４】そこで、サーボモータの回転軸の振動を抑
制する目的で、駆動軸にイナーシャダンパが取着されて
いる。一般に、この種の装置は、駆動軸に固定された円
板状の回転輪と、前記駆動軸に軸支され、前記回転輪と
の間に所定の隙間を持って配設される対向面を有し、且
つ、前記回転輪を被覆する外覆部材と、この対向面と回
転輪との隙間に封入された粘性流体とからなる。この構
成において、駆動軸が回転することにより回転輪が回転
すると、対向面を有する外覆部材も粘性流体を介して回
転する。この場合、前記粘性流体によって駆動軸の回転
方向の剛性が高められ、これによって駆動軸の振動が抑
制され、ワークの加工精度を向上させることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記駆
動軸の振動周波数は、駆動軸の回転速度により異なり、
また、回転輪と外覆部材の対向面との隙間に封入される
粘性流体の密度状態によっても抑制できる振動周波数が
異なる。さらに、粘性流体自体が有する粘度のために、
所定の隙間に所定量の粘性流体が充填されなかったり、
前記対向面を有する外覆部材と前記回転輪の加工精度の
ばらつきや組立誤差により、前記隙間が所定容積に画成
されないことがある。このため、駆動軸の振動を好適に
抑制して、ワークの加工精度を向上させるためには、駆
動軸に発生する振動の周波数に適合した状態にイナーシ
ャダンパを設定しなければならない。

【０００６】前記不都合を克服すべく、実開平２−６９
７４１号に「イナーシャダンパの特性検査装置」に係る
技術的思想が開示されている。

【０００７】しかしながら、前記イナーシャダンパの特
性検査装置では、駆動モータによって回転する円板によ
り連れ回りするケースの回転力を測定することで当該イ
ナーシャダンパの特性を検査しており、駆動軸に生じる
特性を直接的に検査できないため、特定の判定を高精度
に行うことは不可能である。

【０００８】また、イナーシャダンパに充填された粘性
流体の粘度は、環境温度により変化する。従って、駆動
軸に発生する振動の周波数に適合するイナーシャダンパ
を好適に選択するためには、温度に対する特性を管理す
る必要がある。しかしながら、前記イナーシャダンパの
特性検査装置には、温度に対する特性を管理するための
温度測定手段は設けられていない。

【０００９】前記の不都合を克服すべく、本発明は、駆
動軸の回転速度と粘性流体の温度とに基づくイナーシャ
ダンパの特性を高精度に得ることのできるイナーシャダ
ンパ特性検査装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明は、駆動軸に固定され、駆動軸とともに回転
する回転輪と、前記回転輪の一側面部に対して所定距離
離間する対向面部を有し、前記回転輪を被覆する外覆部
材と、前記回転輪の一側面部と前記外覆部材の対向面部
との間に画成された間隙に封入された粘性流体とを備え
るイナーシャダンパの特性を検査するイナーシャダンパ
特性検査装置であって、前記外覆部材を固定する固定手
段と、前記回転輪に連結される駆動軸を有し、回転速度
が可変である駆動手段と、前記駆動手段の回転速度を制
御する速度制御手段と、前記粘性流体の温度を検出する
温度検出手段と、前記駆動手段の前記駆動軸に生じるト
ルクを検出するトルク検出手段と、を備えることを特徴
とする。

【００１１】

【作用】本発明に係るイナーシャダンパ特性検査装置で
は、駆動手段によって回転輪を回動させ、前記回転輪が
回転を開始するとき並びに所定の回転速度にあるときの
トルクを、粘性流体の温度との関係で前記回転輪に連結
したトルク検出手段によって検出する。そして、検出さ
れたデータに基づき当該イナーシャダンパの特性の検査
を行う。

【００１２】

【実施例】次に、本発明に係るイナーシャダンパ特性検
査装置について、好適な実施例を挙げ、添付の図面を参
照しながら以下詳細に説明する。

【００１３】図１に本発明に係るイナーシャダンパ特性
検査装置１０の横断面図、図２に構成ブロック図を示
す。当該イナーシャダンパ特性検査装置１０は、基本的
には、基台１２と、この基台１２上に固定されたフレー
ム１４により保持されたトルクトランスジューサ１６
と、連結部材２０ａを介してこのトルクトランスジュー
サ１６の検出軸１６ａの一端部に連結された駆動モータ
１８と、前記検出軸１６ａの他端部に連結部材２０ｂを
介して連結された駆動軸２２と、この駆動軸２２を回転
自在に支持する軸受部２３と、駆動軸２２の回転数を検
出するエンコーダ２６と、イナーシャダンパ４０におけ
る粘性流体の温度を測定するための温度センサ２８と、
前記トルクトランスジューサ１６の上方に配設された支
持板３０に設けられたトルク表示部３２、温度表示部３
４および回転数表示部３６と、前記トルクトランスデュ
ーサ１６、前記駆動モータ１８、前記エンコーダ２６、
前記温度センサ２８、前記トルク表示部３２、前記温度
表示部３４、および前記回転数表示部３６に接続する制
御部３８とから構成される。さらに、制御部３８には、
当該装置１０を操作するための操作部３８ａが設けられ
ている。

【００１４】ここで、ワークである前記イナーシャダン
パ４０は、回転輪４２と、回転輪４２に対向する対向面
４４を有する外覆部材４８とを有し、この外覆部材４８
と回転輪４２との間には、所定距離離間した間隙４６が
画成されている。この間隙４６には、回転輪４２の回転
に外覆部材４８を連れ回りさせるためのシリコンオイル
等の粘性流体が封入されている。そして、この間隙４６
の近傍には、封入された粘性流体の温度を測定するため
の温度センサ２８が配設されている。

【００１５】前記駆動モータ１８は、駆動軸２２の回転
速度を段階的に変化させ、且つ、各回転速度におけるト
ルクを一定に保持可能な定トルクモータが用いられる。
この駆動モータ１８の駆動軸と、トルクトランスデュー
サ１６の検出軸１６ａと、イナーシャダンパ４０が軸着
される駆動軸２２とは挿通され、その端部はねじ部材４
９によって前記回転輪４２に固定される。また、軸受部
２３には、クランプ部材５０が設けられており、このク
ランプ部材５０によりイナーシャダンパ４０の外覆部材
４８を固定する。

【００１６】本発明に係るイナーシャダンパ特性検査装
置１０は、基本的には以上のように構成されるものであ
り、次にその作用並びに効果について説明する。

【００１７】当該イナーシャダンパ特性検査装置１０を
用いたイナーシャダンパ４０の特性の検査に際しては、
駆動軸２２にイナーシャダンパ４０の回転輪４２を挿入
してねじ部材４９で固定する。次に、クランプ部材５０
を用いてイナーシャダンパ４０の外覆部材４８を軸受部
２３に固定し、この外覆部材４８に温度センサ２８を取
着する。

【００１８】ここで、シリコンオイル等の粘性流体の液
温を温度センサ２８により測定する。粘性流体は温度が
異なると粘性が異なるので、流体抵抗を利用したイナー
シャダンパ４０では、検査時の温度と、装置に実装され
た状態での温度とを測定して温度補正を加える必要があ
る。

【００１９】以上のような準備が完了した後、先ず、最
大静止摩擦トルクを検出する。最大静止摩擦トルクの検
出に際して、制御部３８を介して駆動モータ１８に電流
を供給し、回転に必要な電流値を徐々に上げて行く。そ
して、エンコーダ２６が駆動軸２２の回転を検知したと
きのトルクをトルクトランスデューサ１６により検出
し、トルク表示部３２に表示する。このトルクが最大静
止摩擦トルクとなる。

【００２０】以上のようにして検出された最大静止摩擦
トルクによりイナーシャダンパ４０の粘性流体の密度状
態、外覆部材４８と回転輪４２との間の間隙４６の状態
等を判定する。例えば、図３に示すように、検査基準Ａ
の範囲以下の最大静止摩擦トルクが存在する試験例の
場合、この最大静止摩擦トルクに関する限り良品であ
り、試験例の場合、不良品であると判定する。

【００２１】次に、段階的に回転速度を変化させ、イナ
ーシャダンパ４０の減衰率を求める方法について説明す
る。

【００２２】駆動モータ１８に制御部３８を介して電流
を供給し、駆動モータ１８を一定トルクで連続的に回転
させる。このとき、エンコーダ２６で回転数を検出して
回転数表示部３６に表示し、また、トルクトランスデュ
ーサ１６でトルクを検出してトルク表示部３２にトルク
を表示する。イナーシャダンパ４０の減衰率は、トルク
Ｔ₁ （ｋｇ・ｃｍ）と、駆動軸２２をｎ回転させるのに
要した時間ｔ₁ から角速度ω₁ （ｒａｄ／ｓｅｃ）を
（１）式に従って得る。

【００２３】ω₁ ＝２π／（ｔ₁ ／ｎ） …（１） 以上のようにして得たトルクＴ₁ と角速度ω₁ とを
（２）式に代入して求める。

【００２４】Ｃ₁ ＝Ｔ₁ ／ω₁ …（２） 同様にして、始動時、極低速状態、瞬間的な高速状態等
の各々の速度領域における減衰率Ｃ₁ 乃至Ｃ_n を順次求
める。図４は時間ｔ₁ 、ｔ₂ 、…の間、回転数を変えて
トルクＴ₁ 、Ｔ₂ 、Ｔ₃ 、…を検出した場合の説明図で
ある。

【００２５】ここで、一定トルクを付与し、その一定ト
ルクでの一回転あたりの時間から間接的に角速度ω₁ を
求める理由は、一回転あたりの回転脈動（ずれ）を検出
して、この脈動の大小・有無により、粘性流体が導入さ
れるイナーシャダンパ４０の間隔の回転方向に対する変
動を検査できるとともに、イナーシャダンパ４０の回転
輪４２とこの回転輪４２に対向する対向面４４を有する
外覆部材４８の加工精度のばらつきや組み立て誤差によ
り生じる検査特性の変動を検査するためである。

【００２６】また、回転速度を段階的に変えて、複数回
数トルクの検出を行う理由は、回転速度を固定して特性
を検査した場合に、高粘度のシリコンオイルが、その剪
断速度により、見かけ上の粘度との間に差異を生じるた
めに、使用時の状況に近似した状態で特性を検査できな
いという不都合を回避するためである。

【００２７】そして、以上のようにして求めた減衰率Ｃ
₁ 乃至Ｃ_n が予め設定された適性範囲の減衰率と適合す
るか否かを判定することで、イナーシャダンパ４０の検
査を行うことができる。

【００２８】なお、以上のように、本実施例では、回転
輪４２と同軸上に配設されたトルクトランスデューサ１
６により直接的にトルクを検出することができるため、
イナーシャダンパ４０の減衰率を極めて高精度に得るこ
とができる。また、各回転速度に応じて減衰率を温度を
考慮して得ることで、イナーシャダンパ４０の使用状態
に則った判定を行うことができる。

【００２９】このようにして選択されたイナーシャダン
パ４０を工作機械に装着した場合、運転時に発生する振
動を充分に抑制してワークの加工精度を向上させること
ができる。

【００３０】

【発明の効果】以上のように本発明に係るイナーシャダ
ンパ特性検査装置では、回転速度および粘性流体の温度
に対応した高い信頼性を有するトルク特性を得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るイナーシャダンパ特性検査装置の
側面一部断面図である。

【図２】図１に示すイナーシャダンパ特性検査装置の構
成ブロック図である。

【図３】本発明に係るイナーシャダンパ特性検査装置の
実施例において、最大静止摩擦トルクの判定例を示す図
である。

【図４】本発明に係るイナーシャダンパ特性検査装置の
実施例において、各々の回転速度に対するトルクの関係
を示す図である。

【符号の説明】

１０…イナーシャダンパ特性検査装置 １２…基台 １４…フレーム １６…トルクトランスデューサ １６ａ…検出軸 １８…駆動モータ ２０ａ、２０ｂ…連結部材 ２２…駆動軸 ２３…軸受部 ２６…エンコーダ ２８…温度センサ ３０…支持板 ３２…トルク表示部 ３４…温度表示部 ３６…回転数表示部 ３８…制御部 ３８ａ…操作部 ４０…イナーシャダンパ ４２…回転輪 ４４…対向面 ４６…間隙 ４８…外覆部材 ４９…ねじ部材 ５０…クランプ部材 Ｔ₁ 、Ｔ₂ 、Ｔ₃ …トルク ｔ₁ 、ｔ₂ …時間 ω₁ …角速度 Ｃ₁ 〜Ｃ_n …減衰率

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】駆動軸に固定され、駆動軸とともに回転す
   る回転輪と、前記回転輪の一側面部に対して所定距離離
   間する対向面部を有し、前記回転輪を被覆する外覆部材
   と、前記回転輪の一側面部と前記外覆部材の対向面部と
   の間に画成された間隙に封入された粘性流体とを備える
   イナーシャダンパの特性を検査するイナーシャダンパ特
   性検査装置であって、 前記外覆部材を固定する固定手段と、 前記回転輪に連結される駆動軸を有し、回転速度が可変
   である駆動手段と、 前記駆動手段の回転速度を制御する速度制御手段と、 前記粘性流体の温度を検出する温度検出手段と、 前記駆動手段の前記駆動軸に生じるトルクを検出するト
   ルク検出手段と、 を備えることを特徴とするイナーシャダンパ特性検査装
   置。