JPH1026555A - 振動検出器およびそれを用いた振動検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 この発明は、被測定物の各種方向の振動を検
出でき、奥深い箇所の振動を検出できる振動検出器およ
びその振動測定方法を得ることを目的とする。 【解決手段】 ピックアップ１は中空円柱状の筐体１ａ
内に加速度検出素子が収納されて構成されている。この
ピックアップ１は長尺の支持棒７の先端に柔軟材８を介
して弾性支持されている。そして、ピックアップ１の感
度方向Ｘが振動方向Ｂと一致するように、支持棒７側か
らピックアップ１を被測定物６の外面に押し付けて柔軟
材８を収縮させる。そこで、柔軟材８の反発力が筐体１
ａの被測定物６との当接部にかかり、被測定物６のＢ方
向の振動がピックアップ１で検出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、構造物などの機
械振動を簡単に検出できる振動検出器およびその振動検
出方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１０は例えば実開昭６０−１８３８３
２号公報に記載された従来の振動検出器を示す構成図で
ある。図において、１は水晶、チタン酸バリウム、チタ
ン酸ジルコン鉛等の圧電素子および重錘等からなるピッ
クアップ、２はピックアップ１の先端側に取り付けられ
た探触棒、３はピックアップ１および探触棒２を収容す
るケース、４はピックアップ１とケース３との間に縮設
されてピックアップ１をケース３の縁３ａに当接させる
バネ、５は出力リード線、６は被測定物である。

【０００３】つぎに、上記従来の振動検出器による検出
方法について説明する。非測定状態では、バネ４の付勢
力によりピックアップ１がケース３の縁３ａに当接し、
探触棒２の先端がケース３から突出している。ついで、
被振動物６の振動を測定するには、ケース３を把持し、
探触棒２を被振動物６に押し当てる。このケース３の押
し付け力により、探触棒２がケース３内に押し込まれ、
ピックアップ１が縁３ａから離反する。そして、探触棒
２の押し込み量に応じてバネ４が蓄勢され、バネ４の蓄
勢力により探触棒２が被測定物６に押圧される。そこ
で、接触棒２の押し込み量を一定にすれば、探触棒２の
先端には一定の力が荷重される。被測定物６のＡ方向
（探触棒２の長手方向）の振動は探触棒２を経由してピ
ックアップ１に伝わる。ピックアップ１の感度方向をＡ
方向に一致させているので、ピックアップ１に伝達され
た振動は電気信号に変換され、出力リード線５から取り
出され、被測定物６の振動が検出される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の振動検出器は以
上のように構成されているので、振動検出器および測定
者の手を被測定物６に近づけて振動を検出することにな
り、手のはいらない奥深い箇所の振動検出ができないと
いうという課題があった。そこで、探触棒２を長尺化し
て対応しようとすると、探触棒２の振動特性の影響を受
けて、被測定物６の振動が正しくピックアップ１に伝わ
らず、特に高周波成分の検出ができなくなってしまう。
また、図１０中被測定物６のＢ方向の振動を検出する場
合には、ピックアップ１の感度方向をＢ方向に一致させ
て、すなわちピックアップ１のみを９０°回転させて、
探触棒２を被測定物６に押し当てることになる。この場
合、探触棒２の先端は被測定物６のＢ方向の振動に追従
するが、ピックアップ１部分はロッキング振動するのみ
となる。そこで、従来の振動検出器では、探触棒２の長
手方向の振動成分は捕らえることができるが、探触棒２
の長手方向と直交する方向の振動は検出できないという
課題もあった。

【０００５】この発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたもので、被測定物の各種方向の振動を検
出でき、かつ、奥深い箇所の振動を検出できる振動検出
器およびそれを用いた振動検出方法を得ることを目的と
する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この第１の発明に係る振
動検出器は、中空柱状の筐体内に加速度検出素子を収納
してなるピックアップと、長尺の支持棒と、筐体の外面
と支持棒の端面とを弾性的に連結する弾性部材とを備
え、支持棒側からピックアップの筐体を被測定物に押し
付けて弾性部材に反発力を生じさせ、被測定物の振動を
検出するようにしたものである。

【０００７】この第２の発明に係る振動検出器は、上記
第１の発明において、ピックアップと弾性部材とのどち
らか一方にめねじ部が設けられ、他方におねじ部が設け
られ、両者がめねじ部とおねじ部との螺合により連結さ
れているものである。

【０００８】この第３の発明に係る振動検出器は、上記
第１または第２の発明において、支持棒と弾性部材との
どちらか一方にめねじ部が設けられ、他方におねじ部が
設けられ、両者がめねじ部とおねじ部との螺合により連
結されているものである。

【０００９】この第４の発明に係る振動検出器は、上記
第１の発明において、ピックアップから引き出される出
力リード線が弾性部材内を挿通されているものである。

【００１０】この第５の発明に係る振動検出器は、上記
第１乃至第４の発明のいずれかの発明において、ピック
アップの筐体外面に複数の突起が設けられ、該複数の突
起の先端を被測定物に当接させるようにしたものであ
る。

【００１１】この第６の発明に係る振動検出器を用いた
振動検出方法は、中空柱状の筐体内に加速度検出素子を
収納してなるピックアップが長尺の支持棒の先端に弾性
部材を介して取り付けられた振動検出器によって被測定
物の振動を検出する方法において、ピックアップの感度
方向を被測定物の振動方向と一致させるように支持棒側
から筐体を被測定物の外面に押圧し、弾性部材に反発力
を生じさせて、被測定物の振動を検出するようにしたも
のである。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
について説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１に係る振
動検出器を示す構成図であり、図において図１０に示し
た従来の振動検出器と同一または相当部分には同一符号
を付し、その説明を省略する。図において、１は水晶、
チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン鉛等の圧電素子を
変換素子とした加圧型加速度ピックアップであり、この
ピックアップ１は中空円柱状の筐体１ａ内に圧電素子お
よび重錘等からなる加速度検出素子を収納して構成され
ている。そして、ピックアップ１は筐体１ａの外周面が
弾性部材としての柔軟材８を介して長尺の支持棒７に弾
性支持されている。９はピックアップ１の出力信号を取
り出す出力リード線５用の金属接栓、１０は出力リード
線５を支持棒７に固定する装着テープ、Ｘはピックアッ
プ１の感度方向である。なお、柔軟材８は、筐体１ａと
支持棒７に接着固定されている。柔軟材８としては、ピ
ックアップ１を支持棒７に弾性支持できるものであれば
よく、例えばシリコンゴムを用いることができる。特
に、一液式室温硬化型のシリコンゴムを用いれば、ピッ
クアップ１と支持棒７との接着も兼ね、振動検出器の組
立性を向上させることができる。

【００１３】このように構成された振動検出器は、柔軟
材８と反対側のピックアップ１の外周面を被測定物６に
当て、柔軟材８を圧縮した状態で支持棒７の端部を構造
物（図示せず）に固定して取り付けられる。そこで、ピ
ックアップ１は柔軟材８の反発力で被測定物６に押圧さ
れて当接しており、柔軟材８のばね効果により自由に動
き得る。なお、被測定物６のＢ方向の振動方向とピック
アップ１の感度方向Ｘとが一致している。これによっ
て、被測定物６のＢ方向の振動がピックアップ１に直接
正しく伝わり、振動に対応した信号が出力リード線５を
介して出力される。

【００１４】この振動検出器は、図２に示される振動系
モデルとなる。ここで、ピックアップ１は質量（Ｍ）
に、柔軟材８はばね（Ｋ）とダンパ（Ｃ）に、支持棒７
は基礎部分にそれぞれ相当する。これにより、ピックア
ップ１が被測定物６に取り付けられたのと近似の状態と
なり、被測定物６の振動が正確に検出されることがわか
る。

【００１５】ついで、この振動検出器による測定データ
を図３の（ａ）に示す。なお、この測定データは被測定
物６に衝撃を加えた場合の周波数分析データである。ま
た、図３の（ｂ）はピックアップ１単体を被測定物６に
接着固定した時の測定データ例を示している。両者を比
較すると、細かな部分は別として、概略のパターンは一
致しており、特に分析レベルの大きなピークの周波数は
よく一致していることがわかる。

【００１６】このように、この実施の形態１によれば、
中空円柱状の筐体１ａ内に加速度検出素子を収納してな
るピックアップ１が、長尺の支持棒７の先端に柔軟材８
を介して弾性支持されている。そこで、ピックアップ１
の感度方向Ｘを被測定物６の振動方向と一致させるよう
にし、支持棒側からピックアップ１の筐体１ａを被測定
物６に押し付けることにより、柔軟材８に反発力を生じ
させ、この反発力による荷重が筐体１ａの被測定物６と
の当接面にかかり、被測定物６の振動がピックアップ１
に伝わって、被測定物６の振動を正確に検出することが
できる。また、探触棒２が不要となり、構成の簡素化が
図られるとともに、ピックアップ１のロッキングの発生
が抑えられ、ピックアップ１の感度方向を随時変更する
ことで、被測定物６の任意の方向の振動を検出すること
ができる。また、支持棒７が長尺に構成されているの
で、被測定物６が奥深い所に位置していてもピックアッ
プ１を挿入して押圧でき、被測定物６の位置に拘わらず
振動を検出することができる。また、ピックアップ１の
筐体１ａを被測定物６に押し付けるようにして支持棒７
を構造物に固定しているので、振動検出が長期にわたる
場合でも、柔軟材８の反発力が変動せず、筐体１ａに一
定の荷重が加わり、安定して振動を検出することができ
る。

【００１７】ここで、上記実施の形態１では、ピックア
ップ１の外周面を被測定物６に当接させて、感度方向Ｘ
をＢ方向と一致させ、該Ｂ方向の振動を検出するものと
しているが、ピックアップ１の上端面あるいは下端面を
被測定物６に当接させれば、感度方向ＸがＡ方向と一致
し、被測定物６のＡ方向の振動を検出することができ
る。また、筐体１ａが中空円柱状に形成されているもの
としているが、筐体１ａは中空円柱状に限らず、加速度
検出素子を収納できるものであればよく、例えば外径形
状が４角、６角、８角等の中空柱状であってもよい。

【００１８】実施の形態２．上記実施の形態１では、ピ
ックアップ１の感度方向Ｘが支持棒７の長手方向と直交
するように構成するものとしているが、この実施の形態
２では、図４に示すように、ピックアップ１の感度方向
Ｘが支持棒７の長手方向と一致するように構成するもの
とし、同様の効果が得られる。

【００１９】実施の形態３．上記実施の形態１では、出
力リード線５を柔軟材８および支持棒７に沿わせて配線
するものとしているが、この実施の形態３では、図５に
示すように、支持棒７ａを円筒状に形成し、金属接栓９
から取り出された出力リード線５を柔軟材８内を通し、
支持棒７ａ内を貫通させるようにするものとしている。
この場合、出力リード線５がピックアップ１の周辺で露
出せず、意匠的に優れたものとなるとともに、出力リー
ド線５のぶらつきがなくなり、金属接栓９の出口で発生
しやすい出力リード線５の断線事故が抑えられる。

【００２０】実施の形態４．図６はこの発明の実施の形
態４に係る振動検出器を示す一部破断側面図であり、図
において１１は柔軟材８に設けられためねじ部、１２は
ピックアップ１の筐体１ａの外周面に設けられたおねじ
部であり、ピックアップ１はおねじ部１２をめねじ部１
１に螺着して柔軟材８に取り付けられている。なお、他
の構成は上記実施の形態１と同様に構成されている。こ
の実施の形態４によれば、必要に応じてピックアップ１
を交換できる。そこで、ピックアップ１が不良となった
場合には新しいピックアップ１に速やかに交換でき、メ
ンテナンス性を向上できる。また、被測定物６の測定箇
所が狭かったり、測定する振動の周波数や方向が変わっ
たりしても、対応するピックアップ１を用意しておけ
ば、速やかに対応することができる。さらに、ピックア
ップ１と柔軟材８とがねじの螺着により結合され、簡易
に組み立てられる。

【００２１】なお、上記実施の形態４では、めねじ部１
１が柔軟材８に設けられ、おねじ部１２がピックアップ
１の筐体１ａの外面に設けられているものとしている
が、めねじ部がピックアップ１の筐体１ａの外面に設け
られ、おねじ部が柔軟材８に設けられてもよい。

【００２２】実施の形態５．上記実施の形態４では、め
ねじ部１１を柔軟材８に設け、おねじ部１２をピックア
ップ１の外周面に設け、おねじ部１２をめねじ部１１に
螺着してピックアップ１を柔軟材８に取り付けるものと
しているが、この実施の形態５では、図７に示すよう
に、めねじ部１３を柔軟材８にめねじ部１１と反対側に
設け、おねじ部１４を支持棒７の端面に設け、おねじ部
１２，１４をめねじ部１１，１３に螺着してピックアッ
プ１および支持棒７を柔軟材８に両側から取り付けるも
のとしている。この場合、必要に応じてピックアップ
１、柔軟材８および支持棒７を交換でき、メンテナンス
性をさらに向上できる。また、被測定物６の測定箇所が
狭かったり、測定周波数が変わったり、あるいは被測定
物６が奥深いところにあっても、対応するピックアップ
１や支持棒７を用意しておけば、速やかに対応すること
ができる。さらに、ピックアップ１および支持棒７と柔
軟材８とがねじの螺着により結合され、簡易に組み立て
られる。

【００２３】なお、上記実施の形態５では、柔軟材８の
両側にめねじ部１１，１３を設けるものとしているが、
図８に示すように、柔軟材８に貫通するめねじ部１５を
設けてもよい。この場合、柔軟材８がより一層柔軟とな
る。

【００２４】実施の形態６．図９はこの発明の実施の形
態６に係る振動検出器を示す側面図であり、図において
１６はピックアップ１の外周面に複数設けられた突起で
ある。なお、他の構成は上記実施の形態１と同様に構成
されている。この実施の形態６では、ピックアップ１を
被測定物６に押圧させる際に、突起１６の先端が被測定
物６に当接する。そこで、被測定物６の外面形状が曲面
であっても、突起１６の先端をぐらつくことなく被測定
物６の外周面に確実に当接でき、被測定物６の振動をピ
ックアップ１に正しく伝えられる。従って、被測定物６
の外面形状に拘わらず振動を正確に検出することができ
る。なお、突起１６が一個のみ設けられている場合に
は、ピックアップ１の感度方向Ｘ（支持棒７の長手方向
と直交する方向）に対してピックアップ１がロッキング
して振動を正確に検出できなくなるので、２個以上の突
起１６を設ける必要がある。

【００２５】実施の形態７．上記各実施の形態では、ピ
ックアップ１を被測定物６に押圧させるように支持棒７
を構造物に固定するものとしているが、この実施の形態
では、作業者が支持棒７を把持してピックアップ１を被
測定物６に押圧させるものとしている。この実施の形態
７によれば、作業者が支持棒７を把持してピックアップ
１を被測定物６に押圧させるようにしているので、支持
棒７を構造物に固定する必要がなく、振動測定が極めて
短時間に検出でき、検出作業性を向上させることができ
る。多点測定を実施する場合には、作業時間の大幅な短
縮が図られ、特に有効である。また、支持棒７を断面多
角形あるいは円形形状に構成すれば、把持しやすくな
り、作業者の作業労力を軽減できる。

【００２６】

【発明の効果】この発明は、以上のように構成されてい
るので、以下に記載されるような効果を奏する。

【００２７】この第１の発明によれば、中空柱状の筐体
内に加速度検出素子を収納してなるピックアップと、長
尺の支持棒と、筐体の外面と支持棒の端面とを弾性的に
連結する弾性部材とを備え、支持棒側からピックアップ
の筐体を被測定物に押し付けて弾性部材に反発力を生じ
させ、被測定物の振動を検出するようにしたので、探触
棒が不要となり、構成の簡素化が図られるとともに、被
測定物の各種方向の振動を簡易に検出でき、さらに被測
定物の測定箇所が奥まった所でも振動を容易に検出でき
る振動検出器が得られる。

【００２８】この第２の発明によれば、上記第１の発明
において、ピックアップと弾性部材とのどちらか一方に
めねじ部が設けられ、他方におねじ部が設けられ、両者
がめねじ部とおねじ部との螺合により連結されているの
で、メンテナンス性および組立性を向上させることがで
きる。

【００２９】この第３の発明によれば、上記第１または
第２の発明において、支持棒と弾性部材とのどちらか一
方にめねじ部が設けられ、他方におねじ部が設けられ、
両者がめねじ部とおねじ部との螺合により連結されてい
るので、上記第２の発明と同様の効果が得られる。

【００３０】この第４の発明によれば、上記第１の発明
において、ピックアップから引き出される出力リード線
が弾性部材内を挿通されているので、出力リード線の断
線発生が抑えられ、信頼性を向上させることができる。

【００３１】この第５の発明によれば、上記第１乃至第
４の発明のいずれかの発明において、ピックアップの筐
体外面に複数の突起が設けられ、該複数の突起の先端を
被測定物に当接させるようにしたので、被測定物の外面
形状に拘わらず振動を確実に検出することができる。

【００３２】この第６の発明によれば、中空柱状の筐体
内に加速度検出素子を収納してなるピックアップが長尺
の支持棒の先端に弾性部材を介して取り付けられた振動
検出器によって被測定物の振動を検出する方法におい
て、ピックアップの感度方向を被測定物の振動方向と一
致させるように支持棒側から筐体を被測定物の外面に押
圧し、弾性部材に反発力を生じさせて、被測定物の振動
を検出するようにしたので、被測定物の各種方向の振動
を簡易に検出でき、さらに被測定物の測定箇所が奥まっ
た所でも振動を容易に検出できる振動検出方法が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１に係る振動検出器を
示す構成図である。

【図２】 この発明の実施の形態１に係る振動検出器の
振動系モデルを示す図である。

【図３】 この発明の実施の形態１に係る振動検出器を
用いた場合とピックアップ単体を用いた場合との被測定
物の振動分析データを示す図である。

【図４】 この発明の実施の形態２に係る振動検出器を
示す構成図である。

【図５】 この発明の実施の形態３に係る振動検出器を
示す一部破断側面図である。

【図６】 この発明の実施の形態４に係る振動検出器を
示す一部破断側面図である。

【図７】 この発明の実施の形態５に係る振動検出器を
示す一部破断側面図である。

【図８】 この発明の実施の形態５の実施態様における
振動検出器の柔軟材を示す断面図である。

【図９】 この発明の実施の形態６に係る振動検出器を
示す構成図である。

【図１０】 従来の振動検出器を示す構成図である。

【符号の説明】

１ ピックアップ、１ａ 筐体、５ 出力リード線、６
被測定物、７、７ａ支持棒、８ 柔軟材（弾性部
材）、１１、１３、１５ めねじ部、１２、１４おねじ
部、１６ 突起、Ａ、Ｂ 振動方向、Ｘ 感度方向。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中空柱状の筐体内に加速度検出素子を収
   納してなるピックアップと、長尺の支持棒と、前記筐体
   の外面と前記支持棒の端面とを弾性的に連結する弾性部
   材とを備え、前記支持棒側から前記ピックアップの前記
   筐体を被測定物に押し付けて前記弾性部材に反発力を生
   じさせ、前記被測定物の振動を検出するようにしたこと
   を特徴とする振動検出器。
2. 【請求項２】 ピックアップと弾性部材とのどちらか一
   方にめねじ部が設けられ、他方におねじ部が設けられ、
   両者がめねじ部とおねじ部との螺合により連結されてい
   ることを特徴とする請求項１記載の振動検出器。
3. 【請求項３】 支持棒と弾性部材とのどちらか一方にめ
   ねじ部が設けられ、他方におねじ部が設けられ、両者が
   めねじ部とおねじ部との螺合により連結されていること
   を特徴とする請求項１または請求項２に記載の振動検出
   器。
4. 【請求項４】 ピックアップから引き出される出力リー
   ド線が弾性部材内を挿通されていることを特徴とする請
   求項１記載の振動検出器。
5. 【請求項５】 ピックアップの筐体外面に複数の突起が
   設けられ、該複数の突起の先端を被測定物に当接させる
   ようにしたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のい
   ずれかに記載の振動検出器。
6. 【請求項６】 中空柱状の筐体内に加速度検出素子を収
   納してなるピックアップが長尺の支持棒の先端に弾性部
   材を介して取り付けられた振動検出器によって、被測定
   物の振動を検出する方法において、前記ピックアップの
   感度方向を前記被測定物の振動方向と一致させるように
   前記支持棒側から前記筐体を前記被測定物の外面に押圧
   し、前記弾性部材に反発力を生じさせて、前記被測定物
   の振動を検出するようにしたことを特徴とする振動検出
   器を用いた振動検出方法。