WO2017150172A1

WO2017150172A1 - 動釣合い試験装置

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Publication number: WO2017150172A1
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Inventors: 聡石戸谷
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Publication date: 2017-09-08
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Abstract

本発明の一実施形態に係る動釣合い試験装置は、試験体を該試験体の回転中心軸の周りに回転可能に支持する、第一支持ローラ及び第二支持ローラを含む複数の支持ローラを備え、試験体は、前記回転中心軸を中心軸とする内周面を有し、複数の支持ローラが前記内周面にそれぞれ内接する。

Description

動釣合い試験装置

　本発明は、動釣合い試験装置に関する。

　動不釣合いを有する回転体は、回転時に振動する。この振動の振幅と位相を検出すれば、検出結果からその回転体の動不釣合いを算出することができる。動不釣合いを正確に測定するためには、回転体を正確に回転中心軸の周りに回転させる必要がある。

　特許第４１１９３０２号公報（以下、「特許文献１」と記す。）には、シャフトを有する回転体の動不釣合いを測定可能な動釣合い試験装置が記載されている。この装置は、水平に並ぶローラ対を二対備えている。一方のローラ対の上に試験体（回転体）の一端側のシャフトを載せ、他方のローラ対の上に試験体の他端側のシャフトを載せると、試験体の各シャフトは各ローラ対によって正確に回転中心軸の周りに回転可能に支持される。

　特許文献１に記載の装置は、シャフトを有する回転体を測定するための装置であるが、シャフトを有しない回転体（例えば、シャフトが取り付けられる前の中間製品）であっても、測定用シャフトを取り付けることで、測定が可能になる。

　しかしながら、シャフトを有しない回転体を測定する場合には、測定前に回転体に測定用シャフトを取り付ける工程と、測定後に回転体から測定用シャフトを取り外す工程が必要になるため、より多くの工数を要するという問題があった。

　本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、シャフトを有しない回転体の動不釣合いを、回転体に測定用シャフトを取り付けずに測定可能にすることである。

　本発明の一実施形態に係る動釣合い試験装置は、試験体を試験体の回転中心軸の周りに回転可能に支持する、第一支持ローラ及び第二支持ローラを含む複数の支持ローラを備え、試験体は、回転中心軸を中心軸とする内周面を有し、複数の支持ローラが内周面にそれぞれ内接する。

　この構成によれば、シャフトを有しない回転体の動不釣合いを、回転体に測定用シャフトを取り付けずに測定することが可能になる。

　上記の動釣合い試験装置において、複数の支持ローラのうちの任意の一対の支持ローラの外側間隔が内周面の直径よりも狭い構成としてもよい。

　上記の動釣合い試験装置において、第一支持ローラと第二支持ローラが同径であり、同じ高さに配置された構成としてもよい。

　上記の動釣合い試験装置において、複数の支持ローラは第三支持ローラを更に含む構成としてもよい。

　上記の動釣合い試験装置において、第一支持ローラ及び第二支持ローラは回転中心軸より上に配置され、第三支持ローラは回転中心軸より下に配置された構成としてもよい。

　上記の動釣合い試験装置において、第三支持ローラは内周面の最下部に内接する構成としてもよい。

　上記の動釣合い試験装置において、第一支持ローラ及び第二支持ローラは回転中心軸より下に配置され、第三支持ローラは内周面の最上部に内接する構成としてもよい。

　上記の動釣合い試験装置において、第一、第二及び第三支持ローラが内周面にそれぞれ内接する位置によって正三角形が規定される構成としてもよい。

　上記の動釣合い試験装置において、複数の支持ローラは４つ以上の支持ローラを含み、複数の支持ローラが内周面に内接する位置によって正多角形が規定される構成としてもよい。

　上記の動釣合い試験装置において、試験体は、回転中心軸と垂直な側面を有し、動釣合い試験装置は、試験体の側面に押し当られ、試験体の回転中心軸方向における位置を規制する押当ローラを備える構成としてもよい。

　上記の動釣合い試験装置において、試験体を回転駆動する回転駆動部を備えた構成としてもよい。

　上記の動釣合い試験装置において、複数の支持ローラをそれぞれ有する第１保持部及び第２保持部を備え、第１保持部が、試験体の回転中心軸方向一端側から試験体を支持し、第２保持部が、試験体の回転中心軸方向他端側から試験体を支持する構成としてもよい。

　上記の動釣合い試験装置において、試験体が、回転中心軸方向一端側に形成された第１内周面と、回転中心軸方向他端側に形成された第２内周面と、を有し、第１保持部の複数の支持ローラが第１内周面に内接し、第２保持部の複数の支持ローラが第２内周面に内接する構成としてもよい。

　上記の動釣合い試験装置において、試験体が、回転中心軸方向一端側に形成された第１側面と、回転中心軸方向他端側に形成された第２側面と、を有し、第１保持部及び第２保持部が、押当ローラをそれぞれ備え、第１保持部の押当ローラが第１側面に押し当てられ、第２保持部の押当ローラが第２側面に押し当てられる構成としてもよい。

　上記の動釣合い試験装置において、第１保持部又は第２保持部を、試験を行う試験位置と試験体の着脱が可能な退避位置との間で回転中心軸方向のみにスライド可能に支持するスライド機構を備えた構成としてもよい。

　上記の動釣合い試験装置において、スライド機構が、第１保持部又は第２保持部を、回転中心軸方向にスライド可能に支持する一対のリニアガイドウェイを備えた構成としてもよい。

　上記の動釣合い試験装置において、スライド機構が、第１保持部又は第２保持部を、試験位置と退避位置との間で回転中心軸方向に駆動するスライド駆動部を備えた構成としてもよい。

　上記の動釣合い試験装置において、スライド機構が、第１保持部又は第２保持部を、試験位置において固定する固定機構を備えた構成としてもよい。

　上記の動釣合い試験装置において、固定機構が、第１保持部又は第２保持部に取り付けられたフレームと、固定ピンと、固定ピンを軸方向に駆動するピン駆動部と、を備え、フレームが、試験体の回転中心軸方向に延びる溝穴と、第１保持部又は第２保持部側において、溝穴に沿って形成された座繰部と、を有し、固定ピンが、頭部と、頭部の一端から延び、溝穴を貫通して、その先端部がピン駆動部に接続された軸部とを有する構成としてもよい。

本発明の実施形態に係る動釣合い試験装置の右側面図である。本発明の実施形態に係る動釣合い試験装置の測定部の正面図である。本発明の実施形態に係る動釣合い試験装置の測定部の平面図である。本発明の実施形態に係る動釣合い試験装置の本体部の正面図である。本発明の実施形態に係る動釣合い試験装置の本体部の平面図である。本発明の実施形態に係る動釣合い試験装置の本体部の右側面図である。スライド機構の平面図である。動釣合い試験装置の制御システムのブロック図である。試験体の縦断面図である。試験体の右側面図である。試験体の右側面図である。試験体の右側面図である。

　以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る動釣合い試験装置１について説明する。

　本実施形態の動釣合い試験装置１は、回転体である試験体Ｔをその回転中心軸Ａｘまわりに回転させて、その時に試験体Ｔに発生する振動を検出し、この検出結果に基づいて試験体Ｔの動釣合いを計算する。

　図９は試験体Ｔの縦断面図であり、図１０はその右側面図である。本実施形態の試験体Ｔは、電気モータの回転子のフレームである。本実施形態は、鉄道車両や電気自動車・ハイブリッド車に使用される中型の電気モータの回転子の試験に好適に構成されている。なお、本発明は、例えばハードディスク装置などに使用される小型モータや、産業機械用（例えば、河川排水ポンプ用）大型モータの回転子の試験にも適用することができる。更に、本発明は、電気モータの回転子に限らず、様々な種類の回転体（例えば、フライホイール、ハブ、ホイール等の各種自動車部品、ジェットエンジンや発電設備等で使用されるタービン用部品、コンプレッサー用部品、軸受部品、羽根車、送風扇、回転翼等）の動釣合い試験に適用することができる。

　試験体Ｔは、回転中心軸Ａｘに対して回転対称に形成された構造部材（例えば、アルミニウム合金製の部材）であり、回転中心軸Ａｘを中心とする内周面ＣＡ及びＣＢと、回転中心軸Ａｘに垂直な側面ＳＡ及びＳＢを有している。内周面ＣＡ及びＣＢは、製品（電気モータ）において回転体を回転中心軸Ａｘの周りに回転可能に支持する軸受を嵌め込むための円柱面であるため、回転中心軸Ａｘに対して正確に同心に形成されている。

　図１は、本発明の実施形態に係る動釣合い試験装置１の右側面図である。以下の説明において、図１における右方向をＹ軸正方向、上方向をＺ軸正方向、紙面に垂直に裏側から表側に向かう方向をＸ軸正方向とする。Ｚ軸方向は鉛直方向であり、Ｘ軸方向及びＹ軸方向は水平方向である。

　動釣合い試験装置１は、測定部（振動台）２、回転駆動部９及び制御部５（図８）を備えている。回転駆動部９は、測定部２に取り付けられた試験体Ｔを回転駆動するベルト駆動装置である。また、測定部２は、試験体Ｔをその回転中心軸Ａｘの周りに回転可能に保持すると共に、試験体Ｔが回転中に発生する振動を検出する。制御部５は、動釣合い試験装置１の全体の動作を制御する。

　回転駆動部９は、固定部９１と、固定部９１に対してＸ軸方向に延びる回転中心軸９ａの周りに回動可能に連結された可動部９２と、無端ベルト９３を備えている。可動部９２を図１における反時計方向に回動させると、無端ベルト９３が試験体Ｔの外周面に密着する（図１）。この状態で、無端ベルト９３を循環させることによって、試験体Ｔが回転駆動される。また、可動部９２を図１における時計方向に回動させると、無端ベルト９３が試験体Ｔの外周面から離れる。この状態で、試験体Ｔの動釣合いの測定や、動釣合い試験装置１への試験体Ｔの着脱が行われる。回転駆動部９の回動は、固定部９１に備えられた回動装置９１１（図８）によって行われる。

　回転駆動部９の固定部９１は、モータ９１０（図８）よって回転駆動される駆動プーリ９１２を備えている。

　回転駆動部９の可動部９２は、５つの従動プーリ９２１と、無端ベルト９３に所定の張力を与えるダンサープーリ９２２を備えている。駆動プーリ９１２、従動プーリ９２１及びダンサープーリ９２２は、それぞれＸ軸（すなわち試験体Ｔの回転中心軸Ａｘ）と平行な回転中心軸を有している。無端ベルト９３は、駆動プーリ９１２、５つの従動プーリ９２１及びダンサープーリ９２２に巻き掛けられていて、駆動プーリ９１２の回転を無端ベルト９３に密着した試験体Ｔに伝達し、試験体Ｔをその回転中心軸Ａｘの周りに回転させる。

　図１に示されるように、測定部２は、振動部１０と、振動部１０を比較的に低い剛性で支持する支持部２０を備えている。振動部１０は、支持部２０によって、水平方向において振動可能に弾性的に支持されている。

　支持部２０は、ベース２１と、ベース２１の上面に立てられた４つの支柱２２と、各支柱２２の上端部から吊り下げられた４本の棒ばね２３と、一対の加速度計２４を備えている。

　図２は測定部２の正面図であり、図３は測定部２の平面図である。振動部１０は、ベンチ１１と、ベンチ１１上に設置された本体部１２を備えている。４本の棒ばね２３の一端は、ベンチ１１の下端部の四隅にそれぞれ固定されている。振動部１０は、４本の棒ばね２３により、水平方向に振動（揺動）可能に支持されている。

　一対の加速度計２４（図１）の本体２４１は、ベース２１のＸ軸方向両端部の上面にそれぞれ取り付けられている。また、Ｙ軸方向に延びる各加速度計２４の測定子２４２は、ベンチ１１のＸ軸方向両端部の側面にそれぞれ固定されている。一対の加速度計２４によって、振動部１０のＸ軸方向両端部におけるＹ軸方向の加速度（振動）が検出される。

　図２に示されるように、ベース２１とベンチ１１とは、Ｘ軸方向に延びる棒ばね２１２によって連結されている。具体的には、棒ばね２１２の一端は、ベンチ１１のＸ軸方向中央部において天板１１１の下面から下垂するリブ１１２の下端部に固定されている。また、棒ばね２１２の他端は、ベース２１の上面から突出するブラケット２１１に固定されている。棒ばね２１２は、その撓りにより、ベース２１に対するベンチ１１のＹ軸方向の振動を許容しつつ、その長手方向（Ｘ軸方向）における高い剛性により、ベース２１に対するベンチ１１のＸ軸方向の振動を阻止する。

　上述した棒ばね２３によって、ベース２１に対するベンチ１１の鉛直（Ｚ軸）方向の振動が阻止される。更に、棒ばね２１２によって、ベース２１に対するベンチ１１のＸ軸方向の振動が阻止される。その結果、ベンチ１１はベース２１に対して殆どＹ軸方向のみに振動可能に支持される。

　図４、図５及び図６は、それぞれ本体部１２の正面図、平面図及び右側面図である。

　本体部１２は、ベース１２１と、一対の保持部３０（第１保持部３０Ａ、第２保持部３０Ｂ）と、各保持部３０をベース１２１に対してＸ軸方向にスライド可能に連結する一対のスライド機構４０（第１スライド機構４０Ａ、第２スライド機構４０Ｂ）を備えている。第１保持部３０Ａは、試験体Ｔに対してＸ軸正方向側に配置され、第２保持部３０ＢはＸ軸負方向側に配置されている。なお、試験体Ｔは、内周面ＣＡ及び側面ＳＡを第１保持部３０Ａ側に向け、内周面ＣＢ及び側面ＳＢを第２保持部３０Ｂ側に向けて、本体部１２に取り付けられる。

　保持部３０は、ベース３１と、軸受部３２と、押当部３３を備えている。軸受部３２及び押当部３３は、それぞれベース３１の上面に固定されている。また、一方の保持部（本実施形態では第１保持部３０Ａ）は、試験体Ｔの回転位置を検出する光センサ３４を備えている。

　軸受部３２は、一対のローラ３２１（支持ローラ）と、これを支持する支持部３２２とを備えている。支持部３２２は、一対のローラ３２１の位置及び向きを調整可能に構成されている。また、支持部３２２は、一対のローラ３２１の回転中心軸の間隔も調整可能に構成されている。

　押当部３３は、単一のローラ３３１（押当ローラ）と、これを支持する支持部３３２とを備えている。ローラ３３１は、その回転中心軸をＺ軸と平行に向けて配置されている。支持部３３２は、ローラ３３１の位置及び向きを調整可能に構成されている。

　ローラ３２１及び３３１は、内輪（固定輪）と外輪（回転輪）との間に介在する転動体（ボール又はローラ）を備え、少ない摩擦抵抗で外輪が回転可能に構成されている。

　図１０に示されるように、各ローラ３２１の回転中心軸は、Ｘ軸（すなわち、試験体Ｔの回転中心軸Ａｘ）と平行に向けられている。また、２つのローラ３２１は同径であり、Ｙ軸方向に並んで（すなわち、同じ高さに）配置されている。また、２つのローラ３２１の回転中心軸間の距離は、試験体Ｔの内周面ＣＡ又はＣＢの内径に基づいて決められた所定の距離となっている。

　なお、一対のローラ３２１は、必ずしも同じ高さに配置する必要は無いが、同じ高さに（より正確には、各ローラ３２１と内周面ＣＡ（又はＣＢ）との接触位置が同じ高さとなるように）配置したときに試験体Ｔが最も安定に保持される。また、本実施形態では、一対のローラ３２１が同径であるが、外径の異なるローラ３２１の対を使用してもよい。一対のローラ３２１の外径及び配置間隔は、試験体Ｔの内周面ＣＡ（又はＣＢ）の内径に基づいて設定される。

　図６、図９及び図１０に示されるように、試験体Ｔは二対のローラ３２１（第１保持部３０Ａの一対のローラ３２１と第２保持部３０Ｂの一対のローラ３２１）によって回転中心軸Ａｘの周りを回転可能に支持される。具体的には、第１保持部３０Ａの一対のローラ３２１の上に試験体Ｔの内周面ＣＡが載せられ、第２保持部３０Ｂの一対のローラ３２１の上に試験体Ｔの内周面ＣＢが載せられる。このとき、第１保持部３０Ａの一対のローラ３２１は、それぞれ試験体Ｔの内周面ＣＡに内接し、第２保持部３０Ｂの一対のローラ３２１は、それぞれ試験体Ｔの内周面ＣＢに内接する。

　本実施形態では、試験体Ｔの内周面ＣＡと内周面ＣＢの内径が同一であるため、第１保持部３０Ａの一対のローラ３２１の外径、回転中心軸間距離及び高さが、それぞれ第２保持部３０Ｂのものと同じ大きさとなっている。内周面ＣＡと内周面ＣＢの内径が異なる場合には、第１保持部３０Ａと第２保持部３０Ｂとで、一対のローラ３２１の外径、回転中心軸間距離及び高さの少なくとも一つが異なる大きさとなる。これらの大きさは、第１保持部３０Ａの一対のローラ３２１が内接する円周面（内周面ＣＡ）と、第２保持部３０Ｂの一対のローラ３２１が内接する円周面（内周面ＣＢ）とが、同心となるように決定される。

　図１０に示されるように、本実施形態では、一対のローラ３２１は、試験体Ｔの回転中心軸Ａｘに対する中心角（方位差）が９０°となるように配置されている。このとき、試験体Ｔは、各ローラ３２１からＹ軸及びＺ軸方向にそれぞれ等しい大きさの力ｆｙ及びｆｚを受けるため、安定に支持される。なお、試験体Ｔの回転中心軸Ａｘに対する一対のローラ３２１の配置角度は９０°に限定されない。一対のローラ３２１の配置は、一対のローラ３２１が互いに接触せず、且つ、一対のローラ３２１の外側間隔Ｗ（図１０において互いに最も離れた位置の距離）が内周面ＣＡ（内周面ＣＢ）の直径よりも短くなる範囲で設定することができる。

　なお、一対のローラ３２１の外側間隔Ｗを内周面ＣＡ（内周面ＣＢ）の直径Ｄまで広げると、一対のローラ３２１と内周面ＣＡ（内周面ＣＢ）との間のクリアランスが無くなるため、試験体Ｔの着脱時に内周面ＣＡ（内周面ＣＢ）内に一対のローラ３２１を差し込み難くなる。

　図９に示されるように、第１保持部３０Ａの押当部３３のローラ３３１は、その外周面が試験体Ｔの側面ＳＡに押し当てられる。また、第２保持部３０Ｂの押当部３３のローラ３３１は、その外周面が試験体Ｔの側面ＳＢに押し当てられる。すなわち、試験体Ｔは、第１保持部３０Ａのローラ３３１と第２保持部３０Ｂのローラ３３１との間で、Ｘ軸方向両側から挟み込まれる。これにより、試験体Ｔは、その回転中心軸Ａｘの周りに回転可能な状態で、Ｘ軸（回転中心軸Ａｘ）方向において一定の位置に保持される（若しくは、試験体Ｔの回転中心軸Ａｘ方向における位置が一定の範囲内に規制される）。なお、一方の保持部３０（例えば、第１保持部３０Ａ）のみに押当部３３を設ける構成としてもよく、また、いずれの保持部３０にも押当部３３を設けない構成としてもよい。試験体Ｔの内周面ＣＡ、ＣＢ及び各ローラ３３１の形状及び配置が十分に正確であれば、押当部３３を使用しなくても試験体Ｔの回転中心軸Ａｘ方向における位置は一定の範囲内に保持される。

　なお、ローラ３３１の回転中心軸の向きは、ローラ３３１と試験体Ｔの側面ＳＡとの接触部において、ローラ３３１の外周面と試験体Ｔの側面ＳＡの移動方向が一致するように設定される。本実施形態では、試験体Ｔの回転中心軸Ａｘの真上で試験体Ｔにローラ３３１が接触するため、ローラ３３１の回転中心軸はＺ軸方向に向けられている。

　図７は、第１スライド機構４０Ａの主要部の平面図である。スライド機構４０は、保持部３０をベース１２１に対してＸ軸方向に可動に連結する一対のリニアガイドウェイ４１と、保持部３０をベース１２１に固定するロック機構４２と、保持部３０をＸ軸方向に駆動するスライド駆動部４３（図４、図５）を備えている。

　リニアガイドウェイ４１は、ベース１２１の上面に固定されたＸ軸方向に延びるレール４１１と、このレール４１１上を走行するキャリッジ４１２を備えている。リニアガイドウェイ４１は、保持部３０をＸ軸方向のみに移動可能に支持する。各キャリッジ４１２は、保持部３０のベース３１の下面に取り付けられている。

　スライド駆動部４３（図４、図５）は、Ｘ軸方向に移動可能な駆動ロッド４３２を有するエアシリンダ等のリニアアクチュエータである。スライド駆動部４３の本体４３１は、ベース１２１に固定されている。また、駆動ロッド４３２の先端は、保持部３０のベース３１に固定されている。駆動ロッド４３２を進退させることにより、保持部３０がＸ軸方向に駆動される。

　試験体Ｔを取り外す際は、各スライド駆動部４３の駆動ロッド４３２が本体４３１に引き込まれ、第１保持部３０Ａと第２保持部３０Ｂが互いに離れる方向に退避位置（試験体Ｔを着脱する位置）まで駆動される。具体的には、第１保持部３０Ａは第１スライド機構４０Ａのスライド駆動部４３によってＸ軸正方向に退避位置まで駆動され、第２保持部３０Ｂは第２スライド機構４０Ｂのスライド駆動部４３によってＸ軸負方向に退避位置まで駆動される。

　また、試験体Ｔを取り付けて試験を行う際は、各スライド駆動部４３の駆動ロッド４３２が本体４３１から押し出され、第１保持部３０Ａ及び第２保持部３０Ｂが互いに近づく方向に試験位置（動釣合い試験を行う位置）まで駆動される。

　図４及び図７に示されるように、ロック機構４２は、保持部３０のベース３１の下面に取り付けられたフレーム４２１と、ベース１２１の上面に取り付けられたストッパ４２２と、固定ピン４２３と、固定ピン４２３を上下に駆動するピン駆動部４２４を備えている。

　略Ｕ字状のフレーム４２１にはＸ軸方向に延びる溝穴４２１ａが形成されている。また、フレーム４２１の上面には、溝穴４２１ａの周囲に座繰部４２１ｂが形成されている。

　ストッパ４２２は、ベース１２１に固定されたブロック４２２ｂと、ブロック４２２ｂに保持された一対のショックアブソーバ４２２ａを備える。スライド駆動部４３によって保持部３０がＸ軸方向内側（保持部３０ＡではＸ軸負方向）に移動したときに、保持部３０に固定されたロック機構４２のフレーム４２１（具体的には、フレーム４２１のＵ字の両端）がストッパ４２２に突き当たる。これにより、ストッパ４２２は、保持部３０を所定の位置に停止させて位置決めする。また、フレーム４２１が突き当たる箇所にはショックアブソーバ４２２ａが設けられていて、このショックアブソーバ４２２ａによってストッパ４２２とフレーム４２１との衝突が緩和される。

　固定ピン４２３は、その上端部に設けられた略円柱状の頭部４２３ａと、頭部４２３ａの下面中央から下垂する略円柱状の軸部４２３ｂとを有する。固定ピン４２３の頭部４２３ａは、外径が座繰部４２１ｂの幅より小さく且つ軸方向長さが座繰部４２１ｂの深さより小さくなっており、ベース３１とフレーム４２１の座繰部４２１ｂの上面とで囲まれた空間に配置される。軸部４２３ｂは、フレーム４２１の溝穴４２１ａ及びベース１２１に形成された貫通穴１２１ａに通され、ベース１２１の下面に取り付けられたピン駆動部４２４の駆動ロッドに連結されている。ピン駆動部４２４は、Ｚ軸方向に移動可能な駆動部を有するエアシリンダ等のリニアアクチュエータである。

　ピン駆動部４２４によって固定ピン４２３が上限まで押し上げられたとき、固定ピン４２３の頭部４２３ａは、ベース３１の下面からも、フレーム４２１の座繰部４２１ｂの上面からも離れた状態となる。そのため、このとき保持部３０は、固定ピン４２３に干渉されることなく、Ｘ軸方向に移動可能となる（固定解除状態）。

　固定ピン４２３の頭部４２３ａの外径は溝穴４２１ａの幅よりも大きくなっている。そのため、ピン駆動部４２４によって固定ピン４２３が下限まで引き下げられると、固定ピン４２３の頭部４２３ａの下面がフレーム４２１の座繰部４２１ｂの上面に強く押し当てられる。その結果、固定ピン４２３の頭部４２３ａの下面とフレーム４２１の座繰部４２１ｂの上面との間に大きな摩擦力が発生し、保持部３０の移動が規制される（固定状態）。

　試験時には、ロック機構４２が固定状態となり、保持部３０がベース１２１に対して固定される。また、試験体Ｔの着脱時には、ロック機構４２が固定解除状態となり、保持部３０がＸ軸方向に移動可能となる。

　次に、動釣合い試験装置１の制御システムについて説明する。図８は、動釣合い試験装置１の制御システムの概略構成を示すブロック図である。

　制御部５は、プロセッサ５１、メモリ５２、駆動制御部５３、空圧制御部５４、インタフェース５８、入力装置５８１、出力装置５８２及び外部記憶装置５８３並びに各３系統の増幅回路５５、Ａ／Ｄ変換器５６及びデジタル信号処理回路５７を備えている。プロセッサ５１、メモリ５２、駆動制御部５３、空圧制御部５４、インタフェース５８及び各デジタル信号処理回路５７は、データバス５０に接続されている。インタフェース５８を介して、キーボードやマウス等の入力装置５８１、ディスプレイやスピーカー等の出力装置５８２、メモリーカード等の外部記憶装置５８３及びネットワーク１００が接続されている。また、増幅回路５５、Ａ／Ｄ変換器５６及びデジタル信号処理回路５７は、一対の加速度計２４及び光センサ３４のそれぞれに一系統ずつ設けられている。

　メモリ５２は、主記憶装置及び補助記憶装置を含む。動釣合い試験装置１が起動すると、プロセッサ５１は、補助記憶装置に記憶された制御プログラムを読み出して実行し、制御プログラムに従って動釣合い試験装置１の各部を制御する。

　駆動制御部５３は、プロセッサ５１からの命令に基づいて、モータ９１０及び回動装置９１１をそれぞれ駆動するための駆動電流を生成して、モータ９１０及び回動装置９１１にそれぞれ供給する。

　空圧制御部５４は、図示されていないコンプレッサーや制御弁を備えていて、プロセッサ５１からの命令に基づいて、スライド駆動部４３及びピン駆動部４２４のそれぞれを駆動するための空圧を生成する。

　各加速度計２４から出力されるアナログ信号は、増幅回路５５によって増幅された後、Ａ／Ｄ変換器５６によってデジタル信号に変換される。デジタル信号処理回路５７は、デジタル化された加速度計２４の信号をフィルタ処理（ノイズ低減処理）した後、データバス５０に出力する。

　光センサ３４から出力されるアナログ信号は、増幅回路５５によって増幅された後、Ａ／Ｄ変換器５６によってデジタル信号に変換される。デジタル信号処理回路５７は、デジタル化された光センサ３４の信号をフィルタ処理した後、試験体Ｔの回転位置を示す位相データに変換して、データバス５０に出力する。

　プロセッサ５１は、各デジタル信号処理回路５７から出力されたデータをメモリ５２に蓄積し、所定の期間に渡ってメモリ５２に蓄積されたデータ（すなわち、一対の加速度計２４の出力から得られた２つの加速度データ列及び光センサ３４の出力から得られた位相データ列）に基づいて、試験体Ｔの不釣り合いを計算する。不釣り合いの計算結果は、出力装置５８２、外部記憶装置５８３又はネットワーク１００に出力される。

　上記の実施形態によれば、シャフトを有しない回転体の動不釣合いを、回転体に測定用シャフトを取り付けずに測定することが可能になる。従って、測定前に回転体に測定用シャフトを取り付ける工程と、測定後に回転体から測定用シャフトを取り外す工程を不要にし、より少ない工数での回転体の動不釣合いの測定が可能になる。

　また、測定用シャフトは、一定の形状誤差や不釣り合いを有しており、測定用シャフトを使用することで測定精度が低下するという問題もあった。更に、測定用シャフトの着脱によって回転体や測定用シャフトに傷が付くという問題もあった。上記の実施形態によれば、測定用シャフトを不要とすることで、工数の低減だけでなく、測定精度の向上や不良率の低減も可能になる。

　以上が本発明の実施形態の一例の説明である。本発明の実施形態は、上記に説明したものに限定されず、特許請求の範囲の記載により表現された技術的思想の範囲内において様々な変形が可能である。例えば明細書中に例示的に明示された実施形態等又は自明な実施形態等を適宜組み合わせた内容も本願の実施形態に含まれる。

　上記の実施形態では、第１保持部３０Ａ及び第２保持部３０Ｂのそれぞれに一対のローラ３２１を設けているが、第１保持部３０Ａ及び第２保持部３０Ｂのそれぞれに３つ以上のローラ３２１を設けても良い。

　各保持部３０に３つのローラ３２１を設ける場合、２つのローラ３２１を、上記の実施形態と同様に内周面ＣＡ（又はＣＢ）との内接位置が同じ高さとなるように配置し、３つ目のローラ３２１を、２つのローラ３２１によって支持された試験体Ｔの内周面ＣＡ（又はＣＢ）の最下部に内接するように配置することで、試験中に試験体Ｔの振動によって内周面ＣＡ（又はＣＢ）がローラ３２１から離れて試験体Ｔが脱落するのを防ぐことができる。３つのローラは、内周面ＣＡ（又はＣＢ）との内接位置で規定される三角形が正三角形となるように配置することで、試験体Ｔを最も安定に保持することができる（図１１）。また、試験体Ｔの脱着を容易にするために、３つ目のローラは試験体Ｔの半径方向に移動可能に設けるのが好ましい。

　なお、３つのローラ３２１が内周面ＣＡ（又はＣＢ）に内接して試験体Ｔを安定して支持することができれば、図１１及び図１２に示した配置に限定されない。例えば、１つのローラ３２１を内周面ＣＡ（又はＣＢ）の最上部に内接させ、残りの２つのローラ３２１を試験体Ｔの回転中心軸Ａｘより下側で内周面ＣＡ（又はＣＢ）に内接させても良い。３つのローラは、内周面ＣＡ（又はＣＢ）との内接位置で規定される三角形が正三角形となるように配置することで、試験体Ｔを最も安定に保持することができる（図１２）。

　４つ以上のローラ３２１を設ける場合も同様に、各ローラ３２１が内周面ＣＡ（又はＣＢ）に内接して試験体Ｔを安定して支持することができるように各ローラ３２１を配意すれば良い。例えば、各ローラ３２１と内周面ＣＡ（又はＣＢ）との内接位置で規定される多角形が正多角形となるような配置とすることで、試験体Ｔを最も安定に保持することができる。

　なお、内周面ＣＡ（又はＣＢ）は真円とは限らない。従って、３つ以上のローラ３２１を設ける場合、３つ目以降のローラ３２１は、内周面ＣＡ（又はＣＢ）の歪（ゆが）みを吸収して試験体Ｔの回転を可能にするために、内周面ＣＡ（又はＣＢ）を外周方向に押圧するように弾性的に支持するのが好ましい。

　上記の実施形態では、ローラ３２１を内周面ＣＡ、ＣＢに内接させて試験体Ｔを支持しているが、ローラ３２１の代わりに回転自在に支持されたボールを使用することもできる。

　上記の実施形態では、ピン駆動部４２４及びスライド駆動部４３にエアシリンダが使用されているが、他の方式のリニアアクチュエータ（例えば、電気モータや油圧モータ）を使用することもできる。

Claims

　試験体を該試験体の回転中心軸の周りに回転可能に支持する、第一支持ローラ及び第二支持ローラを含む複数の支持ローラを備え、
　前記試験体は、前記回転中心軸を中心軸とする内周面を有し、
　前記複数の支持ローラが前記内周面にそれぞれ内接する、
動釣合い試験装置。
　前記複数の支持ローラのうちの任意の一対の支持ローラの外側間隔が前記内周面の直径よりも狭い、
請求項１に記載の動釣合い試験装置。
　前記第一支持ローラと前記第二支持ローラが同径であり、同じ高さに配置された、
請求項１又は請求項２に記載の動釣合い試験装置。
　前記複数の支持ローラは第三支持ローラを更に含む、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の動釣合い試験装置。
　前記第一支持ローラ及び前記第二支持ローラは前記回転中心軸より上に配置され、
　前記第三支持ローラは前記回転中心軸より下に配置された、
請求項４に記載の動釣合い試験装置。
　前記第三支持ローラは前記内周面の最下部に内接する、
請求項５に記載の動釣合い試験装置。
　前記第一支持ローラ及び前記第二支持ローラは前記回転中心軸より下に配置され、
　前記第三支持ローラは前記内周面の最上部に内接する、
請求項４に記載の動釣合い試験装置。
　前記第一、前記第二及び前記第三支持ローラが前記内周面にそれぞれ内接する位置によって正三角形が規定される、
請求項４から請求項７のいずれか一項に記載の動釣合い試験装置。
　前記複数の支持ローラは４つ以上の支持ローラを含み、
　前記複数の支持ローラが前記内周面に内接する位置によって正多角形が規定される、
請求項４又は請求項５に記載の動釣合い試験装置。
　前記試験体は、前記回転中心軸と垂直な側面を有し、
　前記動釣合い試験装置は、前記試験体の側面に押し当られ、該試験体の前記回転中心軸方向における位置を規制する押当ローラを備える、
請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の動釣合い試験装置。
　前記試験体を回転駆動する回転駆動部を備えた、
請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の動釣合い試験装置。
　前記複数の支持ローラをそれぞれ有する第１保持部及び第２保持部を備え、
　前記第１保持部が、前記試験体の回転中心軸方向一端側から該試験体を支持し、
　前記第２保持部が、前記試験体の回転中心軸方向他端側から該試験体を支持する、
請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の動釣合い試験装置。
　前記試験体が、
　　前記回転中心軸方向一端側に形成された第１内周面と、
　　前記回転中心軸方向他端側に形成された第２内周面と、を有し、
　前記第１保持部の複数の支持ローラが前記第１内周面に内接し、
　前記第２保持部の複数の支持ローラが前記第２内周面に内接する、
請求項１２に記載の動釣合い試験装置。
　前記試験体が、
　　前記回転中心軸方向一端側に形成された第１側面と、
　　前記回転中心軸方向他端側に形成された第２側面と、を有し、
　前記第１保持部及び前記第２保持部が、前記押当ローラをそれぞれ備え、
　前記第１保持部の押当ローラが前記第１側面に押し当てられ、
　前記第２保持部の押当ローラが前記第２側面に押し当てられる、
請求項１０を引用する、請求項１２又は請求項１３に記載の動釣合い試験装置。
　前記第１保持部又は前記第２保持部を、試験を行う試験位置と前記試験体の着脱が可能な退避位置との間で前記回転中心軸方向のみにスライド可能に支持するスライド機構を備えた、
請求項１２から請求項１４のいずれか一項に記載の動釣合い試験装置。
　前記スライド機構が、
　　前記第１保持部又は前記第２保持部を、前記回転中心軸方向にスライド可能に支持する一対のリニアガイドウェイを備えた、
請求項１５に記載の動釣合い試験装置。
　前記スライド機構が、
　　前記第１保持部又は前記第２保持部を、前記試験位置と前記退避位置との間で前記回転中心軸方向に駆動するスライド駆動部を備えた、
請求項１５又は請求項１６に記載の動釣合い試験装置。
　前記スライド機構が、
　　前記第１保持部又は前記第２保持部を、前記試験位置において固定する固定機構を備えた、
請求項１５から請求項１７のいずれか一項に記載の動釣合い試験装置。
　前記固定機構が、
　　前記第１保持部又は前記第２保持部に取り付けられたフレームと、
　　固定ピンと、
　　前記固定ピンを軸方向に駆動するピン駆動部と、
を備え、
　前記フレームが、
　　前記試験体の回転中心軸方向に延びる溝穴と、
　　前記第１保持部又は前記第２保持部側において、前記溝穴に沿って形成された座繰部と、を有し、
　前記固定ピンが、
　　頭部と、
　　前記頭部の一端から延び、前記溝穴を貫通して、その先端部が前記ピン駆動部に接続された軸部と、を有する、
請求項１８に記載の動釣合い試験装置。