JPH05126628A - 振動測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 小型の軸受構造体を高精度に検査することが
できる振動測定装置を提供する。 【構成】 周方向に沿って配設される複数のボールが内
外部材間に介装されて内外部材が相互に回転自在とされ
る軸受構造体の振動測定を行なう振動測定装置である。
回転機構６の回転自在な受け部材５にて軸受構造体の外
部材を受ける。内部材に圧接する押圧子10を、加圧手段
11にて押圧してこの軸受構造体に所定圧を付加する。受
け部材５を回転駆動手段９にて回転させて外部材を回転
させる。この状態において押圧子10に連設された検出器
12にて軸受構造体の振動加速度を検出し、検出した加速
度が所定レベル以下か否かを判別手段13にて判別する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は振動測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、周方向に沿って配設される複数
のボールが内外部材間に介装されて該内外部材が相互に
回転自在とされる軸受構造体、具体的には、例えば、内
外輪と該内外輪との間に介装されるボールとを備えたボ
ールベアリングを製造する場合、ボール等の傷の有無の
検査、ゴミ音（異物が混入して発生する音）不良の検
査、及びＮＲＲＯの検査を行なう必要があった。

【０００３】しかして、従来の検査方法としては、内輪
又は外輪を回転させ、回転していない外輪又は内輪の振
動の変位（振幅）を検査していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、小型の
ベアリングでは、その固有振動数が高く、振動数が高く
なれば、感度が逆に小さくなり、正確な検査を行なうこ
とができなかった。

【０００５】そこで、本発明では、小型のベアリング等
の軸受構造体を高精度に検査することができる振動測定
装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明に係る振動測定装置は、周方向に沿って配
設される複数のボールが内外部材間に介装されて該内外
部材が相互に回転自在とされる軸受構造体の振動測定を
行なう振動測定装置であって、内部材又は外部材を受け
る回転自在な受け部材を有する回転機構と、該回転機構
を保持する緩衝材付保持台と、該回転機構の受け部材を
回転させて上記内部材又は外部材を回転させる回転駆動
手段と、回転していない外部材又は内部材に圧接する押
圧子と、該押圧子を押圧して上記軸受構造体に所定圧を
付加する加圧手段と、上記押圧子に連設されて振動加速
度を検出する検出器と、検出された加速度が所定レベル
以下か否かを判別する判別手段と、を備えたものであ
る。

【０００７】

【作用】内部材又は外部材を回転機構にて回転させると
共に、回転していない外部材又は内部材に、加圧手段を
介して押圧子を押圧して、この軸受構造体に所定圧を付
加すれば、検出器にて振動加速度を検出することができ
る。

【０００８】そして、判別手段により、加速度のレベル
が所定レベル以下か否かが判断され、所定レベル以下で
あれば良品とされ、所定レベル以上であれば不良品とさ
れる。

【０００９】ところで、一般に、振動速度は単位時間当
たりの変位量であり、Ｖ（ｔ）＝Ａ・２πｆｃｏｓ２π
ｆｔで表わされ、振動加速度は単位時間当たりの速度に
おける変量であり、ａ（ｔ）＝−Ａ・（２πｆ）² ｓｉ
ｎ２πｆｔで表わされる。ｆは振動数、Ａは定数、ｔは
時間である。

【００１０】従って、速度の振幅は２πｆＡとなり、加
速度の振幅は（２πｆ）² Ａとなり、加速度の振幅は、
周波数の増加にともなって大となるので、本発明の如
く、加速度にて検査を行なえば、感度が大となり、良否
の判定を確実に行なえる。

【００１１】

【実施例】以下、実施例を示す図面に基づいて本発明を
詳説する。

【００１２】図１は本発明に係る振動測定装置の全体簡
略図を示し、この装置は、軸受構造体１（図２参照）の
振動測定を行なうものである。

【００１３】しかして、軸受構造体１は、図２に示すよ
うに、周方向に沿って配設される複数のボール２…が内
外部材３，４間に介装されて該内外部材３，４が相互回
転自在とされるものであって、具体的には、内部材３が
内輪であり、外部材４が外輪であるボールベアリングで
ある。

【００１４】そして、この装置は、図１に示すように、
内部材３又は外部材４を受ける回転自在な受け部材５を
有する回転機構６と、回転機構６を保持する緩衝材７付
保持台８と、該回転機構６の受け部材５を回転させる回
転駆動手段９と、回転していない外部材４又は内部材３
に圧接する押圧子10と、該押圧子10を押圧して上記構造
体１に所定圧を付加する加圧手段11と、押圧子10に連設
されて振動加速度を検出する検出器12と、検出された加
速度が所定レベル以下か否かを判別する判別手段13と、
等を備え、検出された加速度が所定レベル以上であれば
不良品とする。

【００１５】回転機構６は、保持台８に付設される本体
14と、該本体14に回転自在として枢支される上記受け部
材５と、を備えている。

【００１６】また、受け部材５は、図２に示すように、
その上端面15に、嵌合用凹所16が設けられ、この嵌合用
凹所16に、軸受構造体１が嵌合する。この嵌合用凹所16
の下面には、逃げ用凹所17が設けられている。

【００１７】即ち、図２に示すように、外部材４が嵌合
用凹所16に嵌合し、内部材３がこの受け部材５に非接触
状態となって、この軸受構造体１は受け部材５に受けら
れる。

【００１８】次に、回転駆動手段９は、駆動用モータ18
と、該駆動用モータ18の回転駆動力を受け部材５に伝達
するための伝達機構19と、を備えている。

【００１９】また、伝達機構19は、駆動用モータ18の出
力軸に取付けられるプーリー20と、回転機構６の本体14
に取付けられて受け部材５に連動連結されるプーリー21
と、該プーリー20，21に巻回されるベルト22と、からな
る。

【００２０】従って、駆動用モータ18が駆動すれば、プ
ーリー20が回転し、この回転がベルト22を介してプーリ
ー21が回転し、これにより、受け部材５がその軸心を中
心に回転する。

【００２１】そして、保持台８は、防振ゴム等からなる
緩衝材７を介して本体枠23に保持され、この本体枠23に
取付枠24が立設され、この取付枠24に駆動用モータ18が
取付けられている。

【００２２】また、押圧子10は、図２に示すように、先
端球体部10ａと、該球体部10ａに先細テーパ部10ｂを介
して連設される本体部10ｃとからなり、この本体部10ｃ
に、検出器12が連設されている。

【００２３】即ち、押圧子10は、テーパ部10ｂが内部材
３の内周面３ａ上端縁に当接した状態で、球体部10ａが
内部材３内に挿入され、軸受構造体１を矢印Ａ方向へ押
圧する。

【００２４】しかして、検出器12は圧電変換素子が使用
され、押圧子10を介して受ける軸受構造体１の振動の加
速度を検出する。

【００２５】また、加圧手段11は、保持台８上に立設さ
れるシャフト25と、該シャフト25に付設されるブロック
体26と、該ブロック体26に付設されるガイド枠体27と、
該ガイド枠体27に矢印の如く上下動可能に付設されるシ
リンダ28と、該シリンダ28に付設されるスライドテーブ
ル29と、該スライドテーブル29から突設されるアーム30
と、を備え、該アーム30に検出器12が保持される。

【００２６】即ち、ブロック体26の位置決めにより、押
圧子10の大まかな位置決めを行ない、シリンダ28をガイ
ド枠体27の案内杆31に沿って上下動させて、押圧子10の
高精度の位置決めを行なう。

【００２７】なお、ブロック体26の位置決めは、シャフ
ト25をねじ杆とし、スライド体26をこのねじ杆に螺合す
るナット部材とし、該シャフト25をその軸心廻りに回転
させてブロック体26を上下動させて行なうようにするも
好ましい。

【００２８】そして、シリンダ28は、図示省略のエア供
給装置からのエア供給・排出にて上下動する。

【００２９】また、検出器12には、周波数分析器32が接
続されている。この周波数分析器32は、ハイパスフィル
タ33とロウパスフィルタ34とを有し、この実施例では、
ハイパスフィルタ33で１ＫＨｚ以上のものを通過させ、
ロウパスフィルタ34で15ＫＨｚ以下のものを通過させ
る。

【００３０】従って、周波数が１ＫＨｚ〜15ＫＨｚの範
囲のものが通過する。

【００３１】そして、周波数分析器32を通過した１ＫＨ
ｚ〜15ＫＨｚの範囲内で、判別手段13にてある周波数に
おける加速度レベルが、基準（所定）レベルより小さい
か否かが判別される。実施例では、３ＫＨｚと７ＫＨｚ
における加速度レベルが判別される。

【００３２】即ち、基準設定器35にて判別すべき周波数
のレベルが設定され、この基準設定器35から判別手段13
へ基準値が入力され、この基準値と検出された加速度レ
ベルとが比較される。

【００３３】そして、判別された結果を、表示手段36に
て表示する。即ち、振動加速度のレベルが所定レベルよ
り大きければ不良品であり、不良表示がなされ、所定レ
ベルより小さければ良品であり、良表示がなされるが、
良の場合、表示がされず、不良の場合のみ表示するよう
にするも好ましい。

【００３４】従って、表示手段36としては、良と不良と
で色が相違する表示燈が点燈するもの、不良の場合のみ
表示燈が点燈するもの、「良」「不良」の文字が表示さ
れるもの、等の種々のものがある。さらに、不良の場合
には、不良である旨を知らせる音を発生させるも好まし
い。

【００３５】次に、上述の如く構成した振動装置を使用
して軸受構造体１を検査する方法を説明する。

【００３６】まず、軸受構造体１を図２に示すように、
受け部材５の嵌合用凹所16に嵌合させると共に、加圧手
段11を介して押圧子10を下降させて、押圧子10の球体部
10ａを内部材３内に挿入し、テーパ部10ｂを内部材３の
内周面３ａ上端縁に押し当て、軸受構造体１に矢印Ａ方
向の所定圧を付加する。

【００３７】ここで、所定圧とは、約１kgｆ位とされ
る。なお、この場合、球体部10ａは、内部材３の内周面
３ａに当接している。

【００３８】そして、この状態で受け部材５を回転駆動
させることにより、内部材３を回転させることなく外部
材４を回転させて検出器12による検出を開始する。

【００３９】即ち、図３のフローチャート図に示すよう
に、周波数分析器32にて、所定周波数（１〜15ＫＨｚ）
のみを通過させ、この範囲内のある周波数（３ＫＨｚ及
び７ＫＨｚ）における加速度レベルをピックアップし、
これらのレベルを、所定レベル以下か否かを判別し、所
定レベル以下であれば、良表示を行ない、所定レベル以
上であれば、不良表示を行なう。

【００４０】しかして、図４に示すように、横軸を振動
数（周波数）とし、縦軸を感度とすれば、振動の変位は
２点鎖線で示すように、振動数が高くなるに従って感度
は小さくなり、振動速度は１点鎖線で示すように、感度
は一定であり、振動加速度は、振動数が高くなるに従っ
て、感度が大きくなる。

【００４１】従って、この装置を使用すれば、振動加速
度に基づいて判別するので、固有振動数が大きい小型の
軸受構造体を高精度に検査することができる。

【００４２】また、回転機構６は、緩衝材７付保持台８
に保持されているので、軸受構造体１の検査をより一層
確実なものとすることができる。

【００４３】次に、図５は他の実施例の要部断面図を示
し、この場合、外部材４を回転させずに内部材３を回転
させて検査を行なう。

【００４４】即ち、この場合の受け部材５は、先端に小
径部40を有し、この小径部40が内部材３の孔部に嵌合さ
れる。この際、小径部40の外周面40ａと内部材３の内周
面３ａとが密着する。

【００４５】また、押圧子10は、外周縁に垂下壁41を有
する円盤体42と、該円盤体42と検出器12とを連結する連
結体43と、を備え、垂下壁41が外部材４に圧接する。

【００４６】即ち、垂下壁41の下面の内径側には、周方
向切欠き部44が設けられ、この切欠き部44に外部材４の
上方外周縁部が嵌合している。

【００４７】従って、回転駆動手段９により受け部材５
を矢印の如くその軸心廻りに回転させれば、内部材３は
同様に回転し、外部材４は、押圧子10にて矢印Ａ方向へ
押圧され回転しない。

【００４８】これにより、上述の実施例と同様、この軸
受構造体１の振動測定を行なうことができる。

【００４９】次に、図６は軸受構造体１がベアリングユ
ニットであり、内部材３がシャフトとされ、外部材４が
該シャフトに外嵌される円筒体とされている。

【００５０】そして、外部材４が受け部材５の嵌合用凹
所16に嵌合されて、この軸受構造体１はこの受け部材５
に保持され、押圧子10はその先端球体部10ａが内部材３
の一端面45に設けられたネジ孔46の開口端部に嵌合し、
この状態で、押圧子10による軸受構造体１への所定圧の
付加が行なわれる。

【００５１】従って、この場合も、同様に高精度の振動
測定を行なうことができる。

【００５２】なお、本発明は上述の実施例に限定され
ず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で設計変更自由であ
り、例えば、周波数分析器32にて通過させる周波数の範
囲を変更するも、判別する周波数としても通過した周波
数範囲内において自由に変更することができる。

【００５３】また、加圧手段11としても、検出器12に連
設された押圧子10を押圧して軸受構造体１の内部材３又
は外部材４に所定圧を付加することができるものであれ
ばよいので、シリンダ28と案内杆31に代えてねじ杆と該
ねじ杆に螺合するナット部材等を備えたものであっても
よい。

【００５４】

【発明の効果】本発明は上述の如く構成されているの
で、次に記載する効果を奏する。

【００５５】固有振動数が高い小型の軸受構造体１につ
いて、ボール等の傷の有無の検査、ゴミ音（異物が混入
して発生する音）不良の検査、及びＮＲＲＯの検査を、
高精度にて行なうことができる。

【００５６】しかも、保持台８は緩衝材７付であるの
で、上述の検査は安定したものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の全体構成図である。

【図２】要部拡大断面図である。

【図３】フローチャート図である。

【図４】加速度・速度・変位の振動数と感度との関係を
示すグラフ図である。

【図５】他の実施例の要部拡大断面図である。

【図６】別の実施例の要部拡大断面図である。

【符号の説明】

１ 軸受構造体 ２ ボール ３ 内部材 ４ 外部材 ５ 受け部材 ６ 回転機構 ７ 緩衝材 ８ 保持台 ９ 回転駆動手段 10 押圧子 11 加圧手段 12 検出器 13 判別手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 周方向に沿って配設される複数のボール
   ２…が内外部材３，４間に介装されて該内外部材３，４
   が相互に回転自在とされる軸受構造体１の振動測定を行
   なう振動測定装置であって、内部材３又は外部材４を受
   ける回転自在な受け部材５を有する回転機構６と、該回
   転機構６を保持する緩衝材７付保持台８と、該回転機構
   ６の受け部材５を回転させて上記内部材３又は外部材４
   を回転させる回転駆動手段９と、回転していない外部材
   ４又は内部材３に圧接する押圧子10と、該押圧子10を押
   圧して上記軸受構造体１に所定圧を付加する加圧手段11
   と、上記押圧子10に連設されて振動加速度を検出する検
   出器12と、検出された加速度が所定レベル以下か否かを
   判別する判別手段13と、を備えたことを特徴とする振動
   測定装置。