JPS6219942Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は大形のデイーゼル機関等において問題
とされるクランク軸の捩り振動を測定する装置に
関する。

デイーゼル機関等のクランク軸には、爆発ガス
の圧力およびピストン、コネクテイングロツド等
の往復運動部分の慣性力の変動トルクが加わり、
この両者のハーモニツクとクランク軸系の固有振
動数が等しくなると機関回転数の変化につれて、
各節・各次のねじり振動が発生するのである。

例えば、６気筒のデイーゼルシリンダーの場
合、第８図に示す如く１節の３次から12次の捩り
振動が発生する。「節」はクランク軸が振れてい
る時の節の数であり、機関単体の時は１節である
がこれに発電機等をセツトすると変化してくる。

次数はクランク軸が１回転する間に振動する回
数のことである。６気筒４サイクルデイーゼルエ
ンジンの場合にクランク軸の１回転につき３回爆
発するので低回転域ではトルク変動分が３次の捩
り振動として発生している。

これらの捩り振動は機関毎に異なり、又発電機
やポンプをセツトすると変化してくるのである。
捩り振動を測定せずに発電機等をセツトすると、
セツト状態において捩り振動と或る回転数で共振
して、クランク軸の破裂や、大きな振動の発生へ
とつながるのである。これらを避ける為に各機関
毎のクランク軸の捩り振動を測定する必要があ
り、工場では必ず測定しているのである。

しかし、使用場所に据え付け後にも、据え付け
状態の捩り振動を測定しておく必要があり、従来
は捩り振動計測器を据えつけ場所に運んで測定し
ていた。しかし、捩り振動測定装置全体は大がか
りとなり、その運搬やセツトが面倒くさいので、
据え付け場所での測定がおろそかになりがちであ
つたのである。

本考案はこの点を改良すべく、持ち運びに便利
な捩り振動測定装置を構成したものである。

本考案の目的は以上の如くであり、添付の図面
に示した実施例の構成に基づいて本考案の構成を
説明すると。

第１図は従来の工場等における捩り振動の測定
装置、第２図は従来の移動持運び式の測定装置、
第３図は、第２図の移動持運び式の測定装置で測
定したデータを図示する装置の部分である。

従来の構成を説明すると。

４はクランク軸の回転部に固定した回転板でこ
れに60個の孔を開孔し、回転数検出器３により60
パルスの信号を発生し回転数を測定している。

エンジン１のクランク軸１５の先端に捩れ検出
器２を設け、６の中心周波数発振器にて１回転に
128パルスの周波数信号を発振して、非接触状態
でクランク軸に該信号を発信し、戻つてくる信号
の位相のずれにより捩りを検出するのである。

該捩れ検出器２の信号を、中心周波数発振器６
にて復調させ、次のトーシヨナル・アングル・コ
ンバーター７にて電圧信号に変換する。

即ち、中心周波数発振器６は捩れ検出器２より
の信号から、平均角速度を復調し、該復調信号と
捩れ検出器２よりの信号の位相差を比較すること
により回転体などの捩り振動を測定する装置であ
る。またトーシヨナル・アングル・コンバーター
は該捩り振動の高速位相差を電圧に変換する装置
である。

次にトーシヨナル・アングル・コンバーター７
にて電圧に変換した捩り振動を周波数分析器８に
導き、１次分、２次分、３次分と次数毎に捩り振
動を取り出す。それぞれの次数毎の捩り振動をＸ
−Ｙレコーダー１１に入れ、回転数検出器３から
レコーデイングコントローラー９を介してＸ−Ｙ
レコーダー１１に導かれた回転数の信号を組み合
わして第８図の如く回転数をＸ軸に、捩り角度振
巾をＹ軸に記録表示するのである。

従来の第１図の装置は大形となるので、工場内
の一定の場所でエンジンをこの測定装置の近辺ま
で移動して次々と測定する際には都合がよいが持
運びには不便である。

それで従来は、第２図の如く中心周波数発振器
６とトーシヨナル・アングル・コンバーター７及
びデータレコーダー１２をワンセツトとし、移動
持運びを可能とすべく、捩り振動を電圧に変換し
た時点でデータレコーダーに磁気録音し、グラフ
に表示せずに持ち帰り、帰つたあとで第３図の如
く、データレコーダー１２と周波数分析器８、レ
コーデイングコントローラー９を介してXYレコ
ーダー１１をセツトしグラフに図示させていたの
である。

データレコーダー１２は測定した電気信号を磁
気テープに記録して、必要に応じて電気信号とし
て再現するものであり、長時間のデータの保存が
可能であり、高速現象の記録が可能で情報の収容
量が多い、多重記録が可能である。測定結果を電
子計算機で処理することが可能である等の特徴を
有するデータ磁気記録装置である。

このようなデータレコーダー１２を用いて、測
定時の機器の数を減らすことはできたが、尚中心
中心周波数発振器６やトーシヨナル・アングル・
コンバーター７を持参しなければならなかつたの
である。

本考案は第４図・第５図・第６図に示す如く、
捩り検出器２ａ内に中心周波数発振器６を内蔵さ
せ、平均角速度の信号を遊嵌したクランク軸１５
に向け発信させ、該信号と回転数検出器３の信号
を同時に、直結したデータレコーダー１２に磁気
テープ記録させるものである。そしてこのように
して磁気テープに記録した捩り振動のデータを持
ち帰り、第７図の如くデータレコーダー１２のデ
ータを再生し、該データレコーダー１２にて再生
した捩れ検出器２のデータを、復調用の中心周波
数発振器６ａにより復調し、捩れ検出器２ａの捩
り振動を復元し、トーシヨナル・アングル・コン
バーター７により、該捩り振動の高速位相差を電
圧に変換するのである。

そして更に、該捩り信号の復調信号と、回転数
検出器３よりの平均角速度の信号の位相比較部分
を周波数分析器８により分析し、回転数検出器３
からレコーデイングコントローラー９を介してＸ
−Ｙレコーダー１１に導かれた回転数の信号を組
み合わして第８図の如く回転数をＸ軸に、捩り角
度振巾をＹ軸に記録表示するのである。１０は回
転数表示器である。

以上の如く本考案は、リング状に構成しクラン
ク軸１５の外周に非接触状態で嵌挿可能とした捩
り検出器２ａに、中心周波数発信器６を内蔵さ
せ、内部に嵌挿したクランク軸１５に平均角速度
の信号を発信すべく構成し、更に該捩り検出器２
ａに同じく非接触式とした回転数検出器３を併設
し、該捩れ検出器２ａと回転数検出器３の信号を
記録するデータレコーダー１２を検出器２ａ・３
に直結したので、次のような効果を奏するもので
ある。

第１に、捩り検出器２ａ中に内蔵させる中心周
波数発信器６は小型に構成できるので、第５図・
第６図に示す如く、検出器とデータレコーダーを
小型に構成でき、持ち運びが便利と成つたのであ
る。

第２に、台座１３上に据え付けられたエンジン
１のクランク軸１５に、非接触式に構成した捩り
検出器２ａと回転数検出器６を遊嵌するだけでデ
ータレコーダー１２の磁気テープに記録させるこ
とができ、操作が簡単と成つたのである。

またこのようにコンパクトに構成した捩り振動
測定装置を測定台１４を調節してクランク軸１５
との間隙を正確に位置させるだけで容易に測定可
能となつたのである。

第３に、データレコーダーは多重記録が可能な
ので、取付台１６に複数の捩り検出器２ａと回転
数検出器３を設けて、長いクランク軸等の複数個
所のデータを採取することも可能となつたのであ
る。第２図の如くデータレコーダーを使用してい
た場合は多点の同時測定の場合は中心周波数発振
器６、トーシヨナル・アングル・コンバーター７
が複数必要であつたが本案の場合は、再生する場
合に時間をずらして再生することができるので同
時に多点の測定ができ、より正確な捩り振動のデ
ータを得ることができたものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の工場等における捩り振動の測定
装置、第２図は従来の移動持ち運び式の測定装
置、第３図は第２図の測定装置で測定したデータ
を図示する装置、第４図は本件考案の捩り振動測
定装置、第５図は本件考案による捩り振動のデー
タの採取状態を示すエンジン前面図、第６図は第
５図の平面図、第７図は本件考案の捩り振動測定
装置で採取したデータの再生装置、第８図は捩り
振動の測定データの１例である。 １……エンジン、２，２ａ……捩り検出器、３
……回転数検出器、６，６ａ……中心周波数発振
器、７……トーシヨナル・アングル・コンバータ
ー、８……周波数分析器、９……レコーデイン
グ・コントローラー、１１……Ｘ−Ｙレコーダ
ー、１２……データレコーダー。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. リング状に構成しクランク軸１５の外周に非接
   触状態で嵌挿可能とした捩り検出器２ａに、中心
   周波数発信器６を内蔵させ、内部に嵌挿したクラ
   ンク軸１５に平均角速度の信号を発信すべく構成
   し、更に該捩り検出器２ａに同じく非接触式とし
   た回転数検出器３を併設し、該捩れ検出器２ａと
   回転数検出器３の信号を記録するデータレコーダ
   ー１２を検出器２ａ，３に直結したことを特徴と
   する機関捩り振動測定装置。