JP2016001149A - Vibration sensor unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、振動センサユニットに係り、詳しくは、直動案内装置によって直線運動可能に支持され、ボールねじ装置によって動かされる直動テーブル装置に用いられる異常検出用の振動センサユニットに関する。 The present invention relates to a vibration sensor unit, and more particularly to a vibration sensor unit for detecting an abnormality used in a linear motion table device supported by a linear motion guide device so as to be linearly movable and moved by a ball screw device.
従来、直動テーブル装置を構成するボールねじ装置、ボールねじ装置を支持するサポート軸受、及び、直動案内装置において、転動体や転動路の破損などの異常を検出する手段として、振動センサを用いた異常検出手段がある(例えば、特許文献1、2)。 Conventionally, in a ball screw device that constitutes a linear motion table device, a support bearing that supports the ball screw device, and a linear motion guide device, a vibration sensor has been used as a means for detecting abnormalities such as damage to rolling elements and rolling paths. There is an abnormality detection means used (for example, Patent Documents 1 and 2).
しかしながら、ボールねじ装置と直動案内装置とを平行に配置して構成する直動テーブル装置においては、ボールねじ装置及びボールねじ装置を支持するサポート軸受と、直動案内装置とでは異常検出のために検出すべき振動の方向が異なるため、振動の測定方向が1軸のみの振動センサを用いる場合、複数の振動センサを取り付ける必要がある。特に、工作機械になると、多くの振動センサが必要となり、製造コストが増大するといった問題がある。 However, in the linear motion table device configured by arranging the ball screw device and the linear motion guide device in parallel, the ball screw device, the support bearing that supports the ball screw device, and the linear motion guide device are for detecting an abnormality. Since the direction of vibration to be detected is different, when using a vibration sensor having only one axis for vibration measurement, it is necessary to attach a plurality of vibration sensors. In particular, when a machine tool is used, many vibration sensors are required, which increases the manufacturing cost.
一方で、測定方向が2軸の振動センサを用いれば、ボールねじ装置及びボールねじ装置を支持するサポート軸受の振動と、直動案内装置の振動とを一つの振動センサにより検出することが可能となるが、測定方向が2軸の振動センサは高価であるため、やはりコストがかかるという問題がある。 On the other hand, if a biaxial vibration sensor is used for the measurement direction, the vibration of the ball screw device and the support bearing that supports the ball screw device and the vibration of the linear guide device can be detected by a single vibration sensor. However, since the vibration sensor having a biaxial measurement direction is expensive, there is a problem that it is expensive.
以上の問題に鑑みて、本発明は、直動テーブル装置を構成するボールねじ装置、サポート軸受及び直動案内装置の異常検出に用いる振動センサにかかるコストの抑制を図る振動センサユニットを提供することを目的とする。 In view of the above problems, the present invention provides a vibration sensor unit that suppresses the cost of a vibration sensor used for detecting an abnormality in a ball screw device, a support bearing, and a linear motion guide device that constitute a linear motion table device. With the goal.
上記課題を解決するため、本発明は、
磁性材料から形成された第1の磁性部を備えた筐体と、
磁性材料から形成された第2の磁性部を備えた保持部材と、該保持部材に固定され所定方向の振動を検出する振動センサと、前記保持部材に固定された磁石とを備え、前記筐体に回転可能に収容された回転部と、
前記筐体に収容され、磁場内に前記回転部が入るように配置された電磁石と、を有し、
前記磁石が前記第1の磁性部と引き合い、前記回転部が固定された第1の状態と、
前記電磁石への電圧の印加によって、前記電磁石と前記磁石とが反発し、前記回転部が前記第1の状態から約90°回転して、前記第2の磁性部が前記電磁石と引き合い、前記回転部が固定された第2の状態と、を切り替え可能であることを特徴とする振動センサユニットを提供する。
In order to solve the above problems, the present invention provides:
A housing having a first magnetic part formed of a magnetic material;
A holding member having a second magnetic portion made of a magnetic material; a vibration sensor fixed to the holding member for detecting vibration in a predetermined direction; and a magnet fixed to the holding member. A rotating part housed in a rotatable manner,
An electromagnet housed in the housing and disposed so that the rotating part enters the magnetic field;
A first state in which the magnet attracts the first magnetic part and the rotating part is fixed;
By applying a voltage to the electromagnet, the electromagnet and the magnet are repelled, the rotating portion rotates about 90 ° from the first state, the second magnetic portion attracts the electromagnet, and the rotation A vibration sensor unit characterized in that it can be switched between a second state in which the part is fixed.
好ましくは、前記電磁石への電圧の印加を停止することで、前記第2の磁性部と前記電磁石との引き合いが解かれ、前記回転部が重力によって約90°回転することで、前記第2の状態から前記第1の状態へ切り替わる。 Preferably, by stopping the application of voltage to the electromagnet, the second magnetic portion and the electromagnet are unattracted, and the rotating portion rotates about 90 ° by gravity, so that the second magnetic portion The state is switched to the first state.
好ましくは、前記保持部材は一対の平板部から成るL字型をしており、
前記磁石と前記振動センサとは、前記保持部材の内側に固定されている。
Preferably, the holding member has an L shape composed of a pair of flat plate portions,
The magnet and the vibration sensor are fixed inside the holding member.
好ましくは、前記保持部材は、水平方向に長く前記筐体に回転可能に取り付けられた回転軸に固定されている。 Preferably, the holding member is fixed to a rotation shaft that is long in the horizontal direction and rotatably attached to the housing.
好ましくは、前記保持部材は、前記一対の平板部の外側の2つの平面が、それぞれ、前記第1の状態と前記第2の状態において、前記筐体内に形成された鉛直平面に面接触する。 Preferably, in the holding member, two planes outside the pair of flat plate portions are in surface contact with a vertical plane formed in the casing in the first state and the second state, respectively.
好ましくは、前記電磁石は、前記鉛直平面を介して前記保持部材とは反対側に配置されている。 Preferably, the electromagnet is disposed on the opposite side of the holding member via the vertical plane.
本発明によれば、直動テーブル装置を構成するボールねじ装置、サポート軸受及び直動案内装置の異常検出に用いる振動センサにかかるコストの抑制を図る振動センサユニットを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the vibration sensor unit which suppresses the cost concerning the vibration sensor used for the abnormality detection of the ball screw apparatus which comprises a linear motion table apparatus, a support bearing, and a linear motion guide apparatus can be provided.
以下、本発明の実施形態に係る振動センサユニットについて図面を参照しながら説明する。図1は、本願の実施形態に係る振動センサユニット100の内部構造を模式的に示す正面図である。また、図2は、本願の実施形態に係る振動センサユニット100の内部構造を図1の右側から見た状態を模式的に示す側面図である。図1、図2においては、図面の上下が振動センサユニット100の上下と一致している。
Hereinafter, a vibration sensor unit according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a front view schematically showing the internal structure of the
振動センサユニット100は、筐体2と、筐体2の内側で筐体2に回転可能に取り付けられた回転軸3と、回転軸3に固定された保持部材としてのL字型部材4と、L字型部材4に固定された振動センサ5と、振動センサ5とともにL字型部材4に固定された磁石6と、磁石6が固定されたL字型部材4の部分に近接した位置で筐体2に収容された電磁石7と、を主な構成要素としている。
The
筐体2は、磁性材料から成り、直方体状の外形をしており、内部には、電磁石7を収容する第1収容部2aと、回転軸3とL字型部材4と振動センサ5と磁石6とを収容する第2収容部2bとが形成されている。筐体2は、振動センサユニット100を所望の位置に取り付けるための取付部を備えていても良い。
The housing 2 is made of a magnetic material and has a rectangular parallelepiped outer shape. The housing 2 includes a first housing portion 2a that houses the
回転軸3は、図1の奥行き方向(水平方向)に長い円柱状をしており、その両端が第2収容部2bの正面側部材と裏面側部材にそれぞれ形成された凹部2c、2d(図2に図示)に挿入され、筐体2に回転可能に取り付けられている。
The
L字型部材4は、図1の奥行き方向に振動センサ5と同程度の奥行き寸法を有する長方形状をした一対の平板部からなり、90°の角度をもって一対の平板部の短辺同士が接合した形状をしている。一対の平板部は、振動センサ5が固定された側の平板部が磁石6が取り付けられた側の平板部よりも長い。L字型部材4は、第2収容部2bに収容され、角部の内側、即ち90°の角を形成する側が回転軸3に沿うように回転軸3の中間部に固定されている。
The L-
振動センサ5は、L字型部材4の内側、即ち、一対の平板部が90°の角度をなす側で長い方の平板部に固定されている。振動センサ5は、図1において振動センサ5上に示す両矢印の方向の振動を検出することができる1軸の振動センサである。振動センサ5としては、市販の振動センサを用いることができる。市販の振動センサを用いることで更にコストを抑制することが可能となる。振動センサ5は、筐体2の外へ延び、検出信号を伝達するケーブル5aを有している。
The
磁石6は、L字型部材4の内側で短い方の平板に固定されている。磁石6としては、アルニコ磁石、フェライト磁石、ネオジム磁石などの永久磁石を用いることができる。振動センサ5、L字型部材4、及び磁石6は、回転軸3を中心として約90°の範囲で回転することができる回転部8を構成している。
The magnet 6 is fixed to the shorter flat plate inside the L-
電磁石7は、磁場内に回転部8が入るように、L字型部材4のうち磁石6が固定された平板部に近接した位置で、第1収容部2aに収容されている。電磁石7は、筐体2の外部へ延び、電圧を印加するためのプラスとマイナスの2本のケーブル7a、7bを有している。電磁石7と磁石6は、電磁石7に電圧が印加されると、磁石6と反発するように配置されている。
The
以上に概略の講師を説明した振動センサユニット100は、例えば、図4に示す直動テーブル装置200に用いることができる。図4は直動テーブル装置200の平面図である。
The
直動テーブル装置200は、被取付部に水平方向に固定された第1直動案内装置10と、第1直動案内装置10と平行で所定の間隔を離して被取付部に固定された第2直動案内装置11と、第1直動案内装置10と第2直動案内装置11との中間位置で、両直動案内装置と平行に配置され、サポート軸受12a、12bによって被取付部に支持されたボールねじ装置13と、第1直動案内装置10、第2直動案内装置11、及び、ボールねじ装置13によって支持されたテーブル14と、からなる。
The linear
第1直動案内装置10、第2直動案内装置11は、それぞれ、被取付部に固定された案内レール10a、11aと、不図示の転動体を介して案内レール10a、11aに滑走可能に取り付けられたスライダ10b、10c、11b、11cと、からなる。
The first linear
ボールねじ装置13は、サポート軸受12a、12bによって回転可能に支持されたねじ軸13aと、不図示のボールを介してねじ軸13aに対して相対的に螺旋運動可能に取り付けられたナット13bと、からなる。
The
テーブル14は、スライダ10b、10c、11b、11c、ナット13bに支持されており、ねじ軸13aを不図示の駆動装置によって回転させ、ナット13bを軸方向に動かすことにより、軸方向に移動する。
The table 14 is supported by
図1に示した本願の実施形態に係る振動センサユニット100は、テーブル14上の任意の場所に取り付けることができる。振動センサユニット100をテーブル14に取り付ける向きは、上下はそのままで、図1の左右方向が直動テーブル装置200のテーブル14の移動方向と平行になるようにする。
The
上記のように振動センサユニット100を直動テーブル装置200に取付けた場合、図1に示す振動センサユニット100の右側に記載した白抜きの両矢印の方向、即ち上下方向が、第1、第2直動案内装置10、11の検出対象である振動方向となる。
When the
図1に示す振動センサユニット100は、電磁石7に電圧が印加されていない第1の状態を示している。この第1の状態では、回転部8は、重力によって回転軸3を中心として時計回りに回転する力と、磁石6と筐体2の一部(第1の磁性部)とが引き合う力とによって、回転軸3を中心として時計周りに回転する力を受けている。これに対し、第2収容部2bの電磁石7側の鉛直平面は、磁石6が固定されたL字型部材4の平板部と面接触して、回転部8がそれ以上回転しないように対抗している。これにより、回転部8は、テーブル14の移動に関わらず、その位置を維持することができる。このとき、振動センサ5の検出方向は、図1の振動センサ5内で示す両矢印の方向、即ち、上下方向であるため、振動センサ5は、第1、第2直動案内装置10、11の検出すべき振動を検出することができる。
The
一方、ボールねじ装置13及びサポート軸受12a、12bの検出すべき振動方向は、ねじ軸13aの軸方向である。そこで、これらの振動を検出する場合には、電磁石7に電圧を印加し、磁石6を反発させることにより、回転軸3を中心として、回転部8を半時計周りに90°回転させる。
On the other hand, the vibration direction to be detected by the
図3は、本願の実施形態に係る振動センサユニットの電磁石に電圧を印加した状態(第2の状態)の内部構造を模式的に示す正面図である。 FIG. 3 is a front view schematically showing the internal structure of a state (second state) in which a voltage is applied to the electromagnet of the vibration sensor unit according to the embodiment of the present application.
この第2の状態においても、回転部8は、重力により回転軸3を中心として時計回りに回転する力を受けているが、電磁石7付近に位置するL字型部材4の一部(第2の磁性部)と電磁石7とが引き合うことにより反時計回りに回転する力を受け、L字型部材4が第2収容部2bのうち電磁石7側の側面に接触した状態で一時的に固定される。
Also in this second state, the rotating
図3において、振動センサユニット100の下側に記載されている白抜きの両矢印が、ボールねじ装置13とサポート軸受12a、12bの検出すべき振動方向であるため、振動センサ5の振動の検出方向と一致して、振動センサ5は当該振動を検出できるようになる。
In FIG. 3, since the white double-headed arrow described on the lower side of the
第1、第2直動案内装置10、11の振動を再度検出する場合には、電磁石7への電圧の印加を停止すれば、回転部8は重力によって回転軸3を中心として時計回りに回転し、磁石6と筐体2とが引き合って図1に示す状態に戻る。
When detecting the vibrations of the first and second linear
次に、振動検出方向が1軸の振動センサを用いた振動センサユニット100が上述のように作動し、振動方向が約90°異なる振動を検出するための詳細な構成について説明する。
Next, a detailed configuration for detecting the vibration in which the
まず、図1に示す電磁石7に電圧を印加していない第1の状態と、図3に示す電磁石に電圧を印加した第2の状態とで、振動センサ5の振動の検出方向が90°異なるように構成しなければならない。このため、本実施形態においては、振動センサ5を90°の角度を持ったL字型部材4の内側に固定し、L字型部材4が回転軸3を中心として両方向に回転したときに、L字型部材4の外側、即ち、270°の角を成す側の2つの平面が、それぞれ、第2収容部2bのうち同一平面上の面を形成した側面に面接触するように構成している。
First, the vibration detection direction of the
L字型部材4が回転軸3を中心として回転するとき、L字型部材4の角部は、上記同一平面上の面よりも電磁石7側に膨らむように動くため、第2収容部2bは、L字型部材4の角部との干渉を防ぐため、電磁石7側に向かって凹んだ凹部2cを有している。
When the L-shaped
また、図3に示す第2の状態において、回転部8は重力に逆らってこの状態を維持しなければならない。そこで、電磁石7とL字型部材4との引き合いによって生じる半時計周りの回転力が、重力によって生じる時計回りの回転力よりも十分に大きくなるように構成している。つまり、電磁石7を回転軸3よりも上方にまで及ぶ高さを有するものにすると共に、電磁石7の磁力が回転部8の位置を維持するのに十分に大きい半時計周りの回転力を得られるように設定している。
Moreover, in the 2nd state shown in FIG. 3, the
さらに、回転部8は、図3に示す状態から図1に示す状態まで、重力によって戻るため、重力が回転軸3を中心として回転部8に時計回りの回転力を与える構成としている。つまり、回転軸3は、回転部8の重心を通る鉛直線よりも電磁石7側に配置されている。
Further, since the
以上に説明した本願の実施形態に係る振動センサユニットによれば、直動テーブル装置を構成するボールねじ装置、サポート軸受及び直動案内装置の異常検出に用いる振動センサにかかるコストの抑制を図ることができる。すなわち、1軸の振動センサを90°回転させることができるように構成することで、1軸の振動センサを1つ設けるだけで、直動テーブル装置を構成するボールねじ装置、サポート軸受及び直動案内装置の異常検出を行うことができる。 According to the vibration sensor unit according to the embodiment of the present application described above, the cost of the vibration sensor used for detecting abnormality of the ball screw device, the support bearing, and the linear motion guide device that constitute the linear motion table device is reduced. Can do. That is, by configuring the uniaxial vibration sensor to be able to rotate 90 °, the ball screw device, the support bearing, and the linear motion that constitute the linear motion table device can be obtained by providing only one uniaxial vibration sensor. It is possible to detect abnormality of the guide device.
なお、本願発明の理解を助けるために具体的な実施形態を挙げて説明したが、本願発明は、上記実施形態に係る振動センサユニットに限られず、種々の変更、改良が可能である。 In addition, although specific embodiment was mentioned and demonstrated in order to help understanding of this invention, this invention is not restricted to the vibration sensor unit which concerns on the said embodiment, A various change and improvement are possible.
例えば、振動センサ5が検出する振動方向は、第1の状態において水平方向としてボールねじ装置13及びサポート軸受12a、12bの振動を検出し、第2の状態において鉛直方向として直動案内装置10、11の振動を検出するように構成してもよい。
For example, the vibration direction detected by the
また、L字型部材の代わりに、枠型部材など、他の形状のものを用いることができる。 Moreover, the thing of other shapes, such as a frame-shaped member, can be used instead of an L-shaped member.
振動センサの検出方向と検出すべき振動の方向は、全く同じ方向である事が好ましいが、全く同じ方向でなくとも、異常を検出できる範囲にあればよい。したがって、回転部8の回転角度も90°に限らず、多少前後しても良い。
The detection direction of the vibration sensor and the direction of the vibration to be detected are preferably exactly the same direction, but may be in a range where an abnormality can be detected even if they are not exactly the same direction. Therefore, the rotation angle of the
振動センサユニット100を用いることができる直動テーブル装置は、図4に挙げた直動テーブル装置13に限られず、ボールねじ装置と直動案内装置とを有する直動テーブル装置であれば、あらゆるものに用いることができる。
The linear motion table device that can use the
2 筐体
2a 第1収容部
2b 第2収容部
2c 凹部
3 回転軸
4 L字型部材
5 振動センサ
6 磁石
7 電磁石
8 回転部
10 第1直動案内装置
10a 案内レール
10b、10c スライダ
11 第2直動案内装置
11a 案内レール
11b、11c スライダ
12a、12b サポート軸受
13 ボールねじ装置
13a ねじ軸
13b ナット
14 テーブル
100 振動センサユニット
200 直動テーブル装置
2 Housing 2a
Claims (6)
磁性材料から形成された第2の磁性部を備えた保持部材と、該保持部材に固定され所定方向の振動を検出する振動センサと、前記保持部材に固定された磁石とを備え、前記筐体に回転可能に収容された回転部と、
前記筐体に収容され、磁場内に前記回転部が入るように配置された電磁石と、を有し、
前記磁石が前記第1の磁性部と引き合い、前記回転部が固定された第1の状態と、
前記電磁石への電圧の印加によって、前記電磁石と前記磁石とが反発し、前記回転部が前記第1の状態から約90°回転して、前記第2の磁性部が前記電磁石と引き合い、前記回転部が固定された第2の状態と、を切り替え可能であることを特徴とする振動センサユニット。 A housing having a first magnetic part formed of a magnetic material;
A holding member having a second magnetic portion made of a magnetic material; a vibration sensor fixed to the holding member for detecting vibration in a predetermined direction; and a magnet fixed to the holding member. A rotating part housed in a rotatable manner,
An electromagnet housed in the housing and disposed so that the rotating part enters the magnetic field;
A first state in which the magnet attracts the first magnetic part and the rotating part is fixed;
By applying a voltage to the electromagnet, the electromagnet and the magnet are repelled, the rotating portion rotates about 90 ° from the first state, the second magnetic portion attracts the electromagnet, and the rotation A vibration sensor unit characterized in that it can be switched between a second state in which the part is fixed.
前記磁石と前記振動センサとは、前記保持部材の内側に固定されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の振動センサユニット。 The holding member has an L shape composed of a pair of flat plate portions,
The vibration sensor unit according to claim 1, wherein the magnet and the vibration sensor are fixed inside the holding member.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014121418A JP2016001149A (en) | 2014-06-12 | 2014-06-12 | Vibration sensor unit |
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JP2014121418A JP2016001149A (en) | 2014-06-12 | 2014-06-12 | Vibration sensor unit |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPWO2022219711A1 (en) * | 2021-04-13 | 2022-10-20 |
-
2014
- 2014-06-12 JP JP2014121418A patent/JP2016001149A/en active Pending
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JPWO2022219711A1 (en) * | 2021-04-13 | 2022-10-20 | ||
JP7322975B2 (en) | 2021-04-13 | 2023-08-08 | 日本精工株式会社 | Condition monitoring device and condition monitoring method for linear guide |
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