JPS6238323A - 振動検出プロ−ブ - Google Patents

振動検出プロ−ブ

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JPS6238323A
JPS6238323A JP17893085A JP17893085A JPS6238323A JP S6238323 A JPS6238323 A JP S6238323A JP 17893085 A JP17893085 A JP 17893085A JP 17893085 A JP17893085 A JP 17893085A JP S6238323 A JPS6238323 A JP S6238323A
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JP
Japan
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vibration
probe
load
pedestal
housing
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JP17893085A
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JPH0354768B2 (ja
Inventor
Zenji Sakai
酒井 善治
Kenichi Mizutani
健一 水谷
Ikuo Goto
育男 後藤
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KOKUSAI KIKAI SHINDO KENKYUSHO KK
Shionogi and Co Ltd
IMV Corp
Original Assignee
KOKUSAI KIKAI SHINDO KENKYUSHO KK
Shionogi and Co Ltd
IMV Corp
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Publication date
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  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野コ 本発明は回転機械などの振動診断に使用する振動計の振
動検出プローブに関し、とりわけ測定者が被測定機械の
特定部位に、これを押し当てで、測定する場合に用いる
振動検出プローブに係る。
[従来技術] 従来の振動検出プローブは、通常振動センサとして圧電
素子などの加速度ピックアップが用いられており、被測
定振動の加速度に比例した電荷を得ている。速度比例型
の動電ピックアップを用いることもできる。 従来型の
プローブの一例の概略を第1図に示す。
ここで、振動センサ11は、通常探触棒12と剛体接合
しており、プローブのハウジング1oも通常振動センサ
11とねじやリベットなどで剛体接合している。圧電型
加速度ピックアップを、振動センサ11として用いる場
合の信号処理装置14は、通常電荷増幅器である。これ
は勿論、振動計本体の方に組み込むこともできる0番号
15は出カケープルであり、16は被測定機械の被接触
部位である。
[発明が解決しようとしている問題点](1)被測定部
位の振動加速度をα、プローブの質量をmとすると、振
動センサが正確に振動を検出するためには、探触体が測
定部位と確実に接触していなければならない。すなわち
プローブを押し付ける荷重をFとすれば、 F>mα(但し、α:加速度) の条件を充たさなければならない。
しかしながら、測定者は、この条件が充たきれているこ
とを知る手段がなく、測定誤差のw、因となっている。
(2)振動センサが長い探触体と剛体接合している振動
検出プローブを使用して、一定の荷重Fでプローブを押
し付ける場合、探触体12の先端は被接触部位16との
接触によって弾性変形し平坦となる(第2図の部分拡大
図を参照)。
被測定部位と探触体の先端部のばね定数は、弾性変形の
程度に依存するので、押し付け荷重Fによってばね定数
が変化し、結果として、押し付け荷重Fによって接触共
振振動数が変化し、押し付け荷重Fを弁別して検出する
手段を持たないプローブでは、測定の都度具なる接触共
振特性についての重み付けをした測定値を得ることにな
り、測定誤差を生ずる。
第3図に押し付け荷重Fをパラメータとしたプローブの
振動伝達特性の一例を示す。
(3)従来の振動検出プローブ(そのハウジングを10
で示す)は、通常、振動センサ11と被測定部位16と
の間に、かなりの長さく約5〜10cm)の探触体12
が介在している。これを等価振動モデルで示すと第4図
のようになり、ここでmはプローブの質量、klは探触
体12のばね定数、k、は接触部のばね定数である。
第3図において、共振振動数が2KHzという低いとこ
ろに存在する理由は、プローブ全体の質量がmを構成し
ており、mが大きいこと、探触体12が長くklが小さ
いこと、探触体12の先端が細いため、押し付けによる
弾性変形が大きく(第2図参照)k、が小さいことによ
る。
[問題点を解決するための手段] 本発明の目的は、前記の諸問題点を解決した、測定振動
数帯域が広く、測定者間での個人誤差の少ない振動検出
プローブを提供することにある。
すなわち、本発明によれば、振動感知素子をハウジング
内の台座に振動絶縁手段を介して取り付け、該台座とハ
ウジングとを押し付け荷重検出手段を介して結合したこ
とを特徴とする振動検出プローブが提供される。ここで
、該押゛し付け荷重検出手段として、加圧導電ゴムの圧
力対抵抗値の垂下特性を利用したものであることが好ま
しい。
また、該押し付け荷重検出手段は、プローブの軸に垂直
な面の、該軸を中心とする内肩上を複数に分割し、該分
割部分の各々に所定の垂直荷重が偏りなく加わったこと
を検出することができ、オペレータに、自身が正しい操
作をしていることを知らせる手段を設けておくことも望
ましい。
[発明の概要] 以下、本発明を、第5図に示したプローブの一実施例の
一部切断概略図および第6図の荷重検出手段の略回路図
によってより具体的に説明する。
(1)振動センサ23を直接被測定部位26に押し当て
る構造とし、k、を実用上無限大とした。
(2)接触部すなわち振動センサ23の底面を平坦とし
、k、を大きくした。
(3)振動センサ23とプローブ・ハウジング内の台座
25とを振動絶縁手段22を介して結合し、実効的に第
4図の振動モデルのmを小さくした。すなわち、接触共
振などが問題となるIKH以上の振動数帯域での有効質
量mは振動センサ23だけの質量とした。
(4)押し付け荷重を検出する手段24 a r b 
+C1をプローブ・ハウジング2oの内向きフランジ2
1と前記台座25との間に組み込んだ。
(5)該押し付け荷重を検出する手段として、加圧導電
ゴム24b(7)荷重対蝋抗僅の垂下特性を利用し、押
し付け荷重が所定の値以上になったとき、プローブに組
み込まれた発光ダイオード27が点灯し、振動計本体へ
の測定開始信号を送るようにした。
この手段の検出要素として加圧溝工ゴムを選択したこと
により、該手段を全体として極めてコンパクトに設計す
ることができる。また、導通状態となるときの荷重の値
を、加圧面積の寸法によって簡単に調節しうるという利
点も生じる。
(6)該押し付け荷重を検出する手段として、プローブ
の軸に垂直な面の、該軸を中心とする円周上を複数に分
割し、分割された部分のそれぞれに所定の垂直荷重が加
わわったことを検出するよう構成したものを採用した。
[実施例コ 既に〔発明の概要コ中で説明したが、こうした諸手段を
組み合わせて構成したプローブが第5図に示すものであ
る。
ここで、振動センサ23と台座25とを結合している振
動絶縁手段22としては、防振ゴムなどの粘弾性体が用
いられている0台座25とプローブ・ハウジング20と
の間には、空隙38が設けてあり、またその周囲には緩
衝材33が取り付けられている。これは、オペレータが
ハウジング20を押し付ける際、押し付け荷重をすべて
押し付け荷重検出手段24を通じ振動センサ23に伝達
するための手探り作業時に台座25の微動を許容し、ま
たその際、台座25が直接プローブ・ハウジング20に
接触することを防止している。
また、プローブ・ハウジング20の先端部37が内向き
フランジとなっているのは、台座25の脱落防止に役だ
っている。なお、36は、信号処理装置で、振動センサ
23および押し付け荷重検出装置24からの信号を受け
、振動計本体への信号の送り出しを制御し、かつ発光ダ
イオード27の点灯を制御する。34は信号比カケープ
ルの一部である。
オペレータがプローブ・ハウジング20を手で握って、
その軸方向に押し付け荷重を作用させると、その荷重の
すべてが、プローブ・ハウジング20の内向きフランジ
21、押し付け荷重検出手段24を介して、振動センサ
23を保持している台座25に印加される。ここで、被
測定部位26に対する振動センサ23の押し付け荷重が
所定の値以上に達したとき発光ダイオード27が点灯し
、オペレータに知らせるとともに測定開始信号を発生す
るように構成しである。
このための押し付け加重検出手段の一例として、24a
、bおよびCのディスクをサンドインチ状に組み合わせ
たものを採用した。第6図は、その略回路図で、説明の
便宜上洛ディスクを切り離し間隔をおいて示しである。
これらのうちディスク24aおよび24cはプリント・
サーキット基板と同様の製法でつくられたものである。
そのうち、24aにおいて、絶縁性ディスクの円周上の
それぞれにおよび2xにを占める破線で示したセクター
28aは、その裏側に接触電極がプリントされているこ
とを示す、また、絶縁性ディスク24cにおいて、2個
の半セクター28cも同様にして設けられた接触電極を
示す、24bは側基板24a、24cにはさまれる加圧
導電ゴム板であって、前記の特徴に加えて、その圧力対
抵抗値特性が第7図に示す垂下特性を有するものを選ん
である。
ここで、29aは基板24aを貫くスルー・ホールであ
って、接触電極28aにリード線30を接続するための
ものである。これらのディスクを重ね合わせた状態、す
なわち第5図に示す状態で、加圧導電ゴム24bが均等
に加圧されたとき図示の抵抗器31および電源32を含
む回路が形成され、図面上矢印で示す電流が流れ、発光
ダイオード27が点灯し、出力端子35を通じて測定器
本体(図示せず)に測定開始信号を送り出す。
ここでは、電流が流れたことにより出力端子35の電位
が下り、これを検出した測定器本体が測定を開始するも
のとなっている。
これらの検出手段は、加圧導電ゴムの圧力対抵抗値の垂
下特性を利用したものに限られず、いわゆる押しボタン
・スイッチを複数個配置し、それらを直列に結線しても
同様な効果が期待できる。
また、押し付け荷重が不充分な時、測定データを無効に
するように構成することも、もちろん可能である。
[発明の効果] 上記発明の概要(1)〜(4)の手段を施すことによっ
て2本発明のプローブは、その接触共振振動数を、押し
付け加重0.5Kgrにおいて15KHz以上とするこ
とができた。また押し付け加重を2Kgf’以上とすれ
ば、20KHzまで接触共振が表れないことが、実験に
よって確認された。
第8図は、その振動伝達特性を示すもので、その内、A
、BおよびCは押し付け荷重を0.5Kgt’として、
測定部位に相当する個所を振動発生機の振動台におきか
えて、それぞれ1.Og、0.3gおよび0.1gの加
速度で一定の正弦波掃引を行なったときのプローブの出
力である。また、D、EおよびFは押し付け荷重を2K
g Fとして同様に行なった測定の結果である。
Aの400 Hz付近の乱れは F>mα の条件が満
たされていないために生じたものである。
押し付け荷重が同じでもB、Cでは乱れが生じていない
ことからも、この推定の正しさが裏付けられる。
AおよびBの13KHz付近の乱れも押し付け加重が不
足のため、接触部の様子が不安定となったものと考えら
れる。これも加速度が小きいCでは安定した特性が得ら
れている。
押し付け荷重を2Kgf’としたり、EおよびFでは、
20KHzまでの帯域で安定である。
これらの測定結果から明らかなように、本発明の振動検
出プローブは、測定振動数の帯域が広く測定個人差が少
ない。
また、(5)および(6)の手段を講することによりプ
ローブ20を被測定部位26の面に垂直に押し当て、か
つその荷重が偏よりなく所定の値以上になったときのみ
、測定を可能としたため、接触部が完全に密着した状態
で、測定することを保証され、測定毎に生じ得る誤差を
少なくすることを可能とした。
上述のように、本発明は、優れた振動検出プローブを提
供し得てその工業的効果は極めて太きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は、従来技術による振動検出プローブの一例を示
す略断面図、 第2図は、第1図の一部拡大図、 第3図は、同プローブの振動伝達特性の一例を示す線区
、 第4図は、第1図のプローブの振動モデル図、第5図は
、本発明実施例のプローブの略断面図、 第6図は、第5図の実施例に用いた押し付け荷重検出手
段の展開・略回路図、 第7図は、使用する加圧導電ゴムの圧力対抵抗値特性の
線図、および 第8図は、本発明実施例のプローブの振動伝達特性を表
わす線図である。 20−一一ブローブ・ハウジング、 22−m=振動絶縁手段、 23−m−振動センサ、 24−一一押し付け荷重検出手段、 25−m一台座、 26一−−被測定部位、 特許出願人 株式会社国際機械振動研究所図面の:轄(
内容に亥更なし) 第1図 第2図 罹前救(Hz) 垂り方間の圧り 第6図 第8図 損a敦Hz 手続ネ南正書(自発) 昭和60年10月14日 1、事件の表示 昭和60年特許願第178930号 2、発明の名称                 フ
5を振動検出ッ。−ブ               
者 こ3、補正をする者 事件との関係  特許出願人 住所大阪府大阪市北区茶屋町18番21号4、代理人 住所 大阪市福島区鷺洲5丁目12番4号〒553塩野
義製薬株式会社 特許部 (を話 06−458−5861) 、J’i’a4−”” −’ 5゜補正の対象 明細書の特許請求の範囲および発明の詳細な説明の欄。 6、補正の内容 1)特許請求の範囲を別紙の通りに訂正する。 2)明細書第9頁、第5行に1加重検出手段。 とあるのを「荷重検出手段」と訂正する。 以上 (別 紙) (1)振動感知素子をハウジング内の台座に振動絶縁手
段を介して取り付け、該台座とハウジングとを押し付け
荷重検出手段を介して結合したことを特徴とする振動検
出プローブ。 (2)該押し付け荷重検出手段が、却圧導電ゴムの荷重
/抵抗値の垂下特性を利用したものである特許請求の範
囲(1)に記載の振動検出プローブ。 (3)該押し付け荷重検出手段が、プローブの軸に垂直
な面の、該軸を中心とする円周上を複数に分割し、該分
割部分の各々に所定の垂直荷重が偏りなく加わったこと
を検出するものである特許請求の範囲(1)に記載の振
動検出プローブ。 手続ネ市正書(方式) 昭和60年1り月/7日 1、事件の表示 昭和60年特許願第178930号 2、発明の名称 振動検出プローブ 3、補正をする者 事件との関係  特許出願人 住所 大阪府大阪市北区茶屋町18番21号4、代理人 住所 大阪市福島区鷺洲5丁目12番4号〒553塩野
義製薬株式会社 特許部 6、補正の対象 図面 7、補正の内容 図面を添付の通りに補正する。 以上

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)振動感知素子をハウジング内の台座に振動絶縁手
    段を介して取り付け、該台座とハウジングとを押し付け
    荷重検出手段を介して結合したことを特徴とする振動検
    出プローブ。
  2. (2)該押し付け荷重検出手段が、感圧導電ゴムの荷重
    /抵抗値の垂下特性を利用したものである特許請求の範
    囲(1)に記載の振動検出プローブ。
  3. (3)該押し付け荷重検出手段が、プローブの軸に垂直
    な面の、該軸を中心とする円周上を複数に分割し、該分
    割部分の各々に所定の垂直荷重が偏りなく加わつたこと
    を検出するものである特許請求の範囲(1)に記載の振
    動検出プローブ。
JP17893085A 1985-08-13 1985-08-13 振動検出プロ−ブ Granted JPS6238323A (ja)

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