特開 2017-166882 回転体の軸受け装置およびそれを用いるバランス測定装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2017-166882(P2017-166882A)

(43)【公開日】2017年9月21日

(54)【発明の名称】回転体の軸受け装置およびそれを用いるバランス測定装置

(51)【国際特許分類】

   G01M 1/04 20060101AFI20170825BHJP

【ＦＩ】

   G01M1/04

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2016-50504(P2016-50504)

(22)【出願日】2016年3月15日

(71)【出願人】

【識別番号】591097780

【氏名又は名称】電子精機工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100076406

【弁理士】

【氏名又は名称】杉本 勝徳

(74)【代理人】

【識別番号】100117097

【弁理士】

【氏名又は名称】岡田 充浩

(72)【発明者】

【氏名】奥村 廣光

【テーマコード（参考）】

2G021

【Ｆターム（参考）】

2G021AC03

2G021AC11

2G021AD09

(57)【要約】

【課題】モータやファンなどの回転体のバランス測定などを行う装置に用いられる軸受け装置において、不均一な摩耗を抑えるとともに、不必要な振動の発生を防止する。
【解決手段】回転軸をＶ溝６５２３で受けるＶ受け６５において、軸受け面を形成する一対の片（６５２１，６５２２）の端面（６５２１１，６５２２１）に、円筒状の部材６５５，６５６を嵌め込み、円弧状に形成する。したがって、軸受け面が平面の場合に生じるような回転軸のせり上がりによる振動を抑えることができるとともに、角が無いので、不均一な摩耗も抑えることができる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転体の回転軸を、その延長線が互いに交差する一対の辺によって回転自在に支持する軸受け装置において、
前記一対の辺は、板状の一対の片の端面に形成され、その端面の直交断面が円弧状に形成されていることを特徴とする回転体の軸受け装置。

【請求項2】

前記一対の片は、前記回転軸に直交する同一平面上に配置されるとともに、前記端面となる略Ｖ字状に配置される対向面を有し、
前記一対の片には、さらに、前記対向面側に、軸方向の一側面が開放した円筒状の収納空間が形成され、
前記収納空間に収納された前記円筒状の部材において、前記収納空間から露出した軸方向の一側面が、前記一対の辺を形成することを特徴とする請求項１記載の回転体の軸受け装置。

【請求項3】

前記一対の片において、前記収納空間から内方側に延びて、該一対の片を厚み方向に２分するスリットが形成されており、
前記２分された厚み方向の２片は、ビスの締結によって相互に近接方向に付勢されて、前記円筒状の部材を挟圧保持することを特徴とする請求項２記載の回転体の軸受け装置。

【請求項4】

前記スリットは、前記２分された厚み方向の２片の厚みが不均等となるように、中間位置からずれて形成されており、
前記厚みが、薄い片に前記ビスの頭部が搭載され、厚い片に前記ビスの軸部が螺着されていることを特徴とする請求項３記載の回転体の軸受け装置。

【請求項5】

前記円筒状の収納空間は、前記Ｖ字の開放端側の端面が開口しており、前記円筒状の部材は、その開口端から前記収納空間内に挿入され、
前記円筒状の部材における前記開放端側の端面には、マイナスドライバーが嵌り込む切れ込みが形成されていることを特徴とする請求項２〜４の何れか１項に記載の回転体の軸受け装置。

【請求項6】

前記請求項１〜５の何れか１項に記載の回転体の軸受け装置を用いることを特徴とする回転体のバランス測定装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、回転体の不釣り合いの修正などのために、バランスを測定する装置（バランサー）に関し、特にそれに用いられる軸受け装置に関する。

【背景技術】

【0002】

モータの電機子やファンなどの回転体の周方向におけるバランス、つまり重心にズレがあると、回転ムラを生じ、振動や故障の原因となる。そのため、前記回転体にパテを付着させたり、回転体を削ったりして、前記バランス、つまり重心が調整されている。そのような調整にあたって、前記ずれを測定する必要がある。そのような測定装置を、本件出願人は、先に特許文献１で提案している。

【0003】

図３〜図５は、その特許文献１によるバランス測定装置１の図である。図３は中央付近から後方を見た正面図、図４は側面図、図５は背面図である。これらの図を参照して、バランス測定装置１では、床面に設置される矩形の基台３上の四隅に、弾性支柱４が立設され、その弾性支柱４によってダミー基台５が水平面内で揺動自在に支持される。ただし、ブラケット３１，５１と、それらの間を連結し、弾性体で、伸縮しない材料から成るレバー５２とによって、ダミー基台５は回転体２の軸Ｙ方向の揺動が阻止され、軸Ｙとは垂直な軸Ｘ方向のみの変位が許容されている。

【0004】

そして、ダミー基台５の前後には、前記軸Ｘ方向のみの変位（振動）を測定する測定器９１，９２が設けられている。アンバランスの測定時においては、これらの測定器９１，９２によって検出された振動に起因する信号は、不釣合測定回路に入力されて、前面側と背面側との不釣合成分が分離・演算される。このとき、Ｙ軸方向の振動は、レバー５２によって抑制されるので、Ｘ軸方向の成分の振動のみが測定器９１，９２で検出される。そのため、ブラケット５１は、以下の軸受け装置６１，６２の中間付近の位置に設けられることが好ましい。

【0005】

回転体２は、前後の回転軸２１，２２の部分で、前記軸受け装置６１，６２によって、回転自在に支持される。軸受け装置６１，６２は、ダミー基台５上に搭載され、該ダミー基台５に固着される本体６１１，６２１と、消耗等によって交換可能な、後に詳述するＶ受け６１２，６２２とを備えて構成される。

【0006】

基台３上には、ダミー基台５と切離されて（別途の支持構造によって）、駆動機構７が搭載されている。この駆動機構７は、駆動ベルト７０によって、回転体２の側面２３を回転駆動する。駆動機構７は、モータ７１と、このモータ７１の出力軸に取付けられた駆動プーリ７２と、この駆動プーリ７２およびフリーのプーリ７３〜７７に巻掛けられる前記駆動ベルト７０と、２つのフリーのプーリ７３，７６がそれぞれ設けられた揺動アーム７９，８０とを備えるとともに、揺動アーム７９，８０を参照符号ｘで示すように揺動させるためのカム８１と、このカム８１を上下動させるための電磁ソレノイド８２とを備えて構成される。

【0007】

以上の構成において、回転体２を測定のための高い回転数まで加速するときには、電磁ソレノイド８２のスピンドルを吸引してカム８１を引下げ、それによって２つの揺動アーム７９，８０の下部を押広げ、揺動アーム７９，８０の上部を互いに近接させる。これによって、揺動アーム７９，８０の先端に設けられた２つのフリープーリ７３，７６は互いに近接し、巻掛けられた駆動ベルト７０が回転体２の側面に強く押付けられ、スリップ無く回転体２を駆動して、該回転体２を急激に目標の回転数で高速回転させることができる。

【0008】

こうして、回転体２が目標の高速回転数に到達した後は、電磁ソレノイド８２のスピンドルが開放され、図示しないスプリングによってカム８１が初期位置に上がる。そうすると、２つの揺動アーム７９，８０の下部は図示しないバネの作用によって互いに近接し、揺動アーム７９，８０の上部、したがって２つのフリープーリ７３，７６は互いに離間し、巻掛けられた駆動ベルト７０は回転体２の側面２３に軽く接触した状態で駆動される。これによって、駆動ベルト７０は回転体２の振動に影響を与えにくくなり、精度の高い振動、すなわちアンバランスの測定が可能となっている。

【0009】

測定の終了後は、電磁ソレノイド８２のスピンドルを吸引してカム８１を引下げ、駆動ベルト７０を回転体２の側面２３に強く押付けることで、短時間で減速させて、不釣合点を所定の位置に位置決めして停止させる。その後、電磁ソレノイド８２のスピンドルを更に上げてカム８１を更に上げると、２つの揺動アーム７９，８０の上部は更に離間し、駆動ベルト７０が回転体２の側面２３から離れ、回転体２のセットもしくは取外しが行えるようになる。

【0010】

上述のように構成されるバランス測定装置１において、回転軸２１，２２の滑動によって、軸受け装置６１，６２のＶ受け６１２，６２２は摩耗する。そのため、Ｖ受け６１２，６２２は、前述のように、本体６１１，６２１から脱着して交換可能になっている。図６は、前記Ｖ受け６１２，６２２として用いられるＶ受け６３の斜視図である。このＶ受け６３は、ジュラコン（登録商標）やテフロン（登録商標）などで一体成型されて成る。そして、Ｖ受け６３は、前記本体６１１，６２１に嵌り込んでねじ止めなどで固定される支柱部６３１の先端に、Ｔ字状となるように受け部６３２が連結されて構成される。

【0011】

受け部６３２は、所定の摩擦で回転軸２１，２２に接触するように、上端側の一面に座刳り部６３２１が形成され、その座刳り部６３２１によって底になる薄肉部６３２２に、上端側から、回転軸２１，２２が嵌り込むＶ溝６３２３が形成されている。このＶ溝６３２３は、たとえば９０°で交差する２つの平面６３２４，６３２５から成り、回転軸２１，２２は、これらの平面６３２４，６３２５に、参照符号２０で示すように、線接触する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0012】

【特許文献1】特開２００５−１３４２７８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0013】

上述のように構成されるＶ受け６３は、参照符号２０で示す線接触の部分が削れると、全体を交換する必要がある。また、弾性支柱４によってダミー基台５は左右の軸Ｘ方向の変位（振動）が可能になっており、回転体２のアンバランスによって、回転軸２１，２２が捻れると、Ｖ溝６３２３の平面６３２４，６３２５に、参照符号２０１，２０２で示すように角当りする。この角当りによって、平面６３２４，６３２５の摩耗が促進されるとともに、回転軸２１，２２の幅が見掛け上太くなることになり、回転軸２１，２２が平面６３２４，６３２５をせり上がって、上下の振動が発生する。

【0014】

本発明の目的は、不均一な摩耗を抑えることができるとともに、不必要な振動の発生を防止することができる回転体の軸受け装置およびそれを用いるバランス測定装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0015】

本発明の回転体の軸受け装置は、回転体の回転軸を、その延長線が互いに交差する一対の辺によって回転自在に支持する軸受け装置において、前記一対の辺は、板状の一対の片の端面に形成され、その端面の直交断面が円弧状に形成されていることを特徴とする。

【0016】

上記の構成によれば、回転体のバランス測定などのために、その回転軸を、略Ｖ字状の溝などの延長線が互いに交差する一対の辺によって回転自在に支持する軸受け装置において、前記一対の辺をそれぞれ端面に有する板状で一対の片に対して、その端面の直交断面が円弧状となるように形成する。

【0017】

したがって、Ｖ溝における前記一対の辺が平面で面接触の場合に生じるような、回転軸の傾きによる該回転軸の前記平面の角への当りによる軸のせり上がりによる振動を、本発明では、円弧面の点接触によって抑えることができるとともに、角が無いので、不均一な摩耗も抑えることができる。

【0018】

また、本発明の回転体の軸受け装置では、前記一対の片は、前記回転軸に直交する同一平面上に配置されるとともに、前記端面となる略Ｖ字状に配置される対向面を有し、前記一対の片には、さらに、前記対向面側に、軸方向の一側面が開放した円筒状の収納空間が形成され、前記収納空間に収納された前記円筒状の部材において、前記収納空間から露出した軸方向の一側面が、前記一対の辺を形成することを特徴とする。

【0019】

上記の構成によれば、前記円弧状の一対の端面を構成するにあたって、その円弧状の実際の軸受け面を円筒状の部材の軸方向の一側面で構成し、その円筒状の部材を、一対の片の対向面側に形成した円筒状の収納空間で支持し、その収納空間の対向面側を開放しておく。

【0020】

したがって、前記円筒状の部材の一側面の一点が摩耗しても、該円筒状の部材を軸方向にずらしたり、周方向に回転させたりすることで、再び新しい円弧面が前記開放させた開口から突出することになり、軸受けの寿命を延ばすことができる。また、摩耗しても、前記一対の片はそのままで、円筒状の部材だけを交換することができ、軸受け装置の部品およびランニングコストを大幅に削減することができる。

【0021】

さらにまた、本発明の回転体の軸受け装置では、前記一対の片において、前記収納空間から内方側に延びて、該一対の片を厚み方向に２分するスリットが形成されており、前記２分された厚み方向の２片は、ビスの締結によって相互に近接方向に付勢されて、前記円筒状の部材を挟圧保持することを特徴とする。

【0022】

上記の構成によれば、前記収納空間を拡げることができるスリットの形成ならびにビスの緩解および締結によって、前記円筒状の部材の交換や位置の変更を、容易に行うことができる。

【0023】

また、本発明の回転体の軸受け装置では、前記スリットは、前記２分された厚み方向の２片の厚みが不均等となるように、中間位置からずれて形成されており、前記厚みが、薄い片に前記ビスの頭部が搭載され、厚い片に前記ビスの軸部が螺着されていることを特徴とする。

【0024】

上記の構成によれば、前記スリットで２分された２片をビスで締結するにあたって、その２片の厚みに差を持たせておくことで、相対的に、厚い側の片の撓みを小さく、薄い側の片に撓みを負担させることができる。そして、薄い側の片にビスの頭部を搭載し、軸部を、その薄い側の片に形成した孔を遊通させて厚い片のネジ孔に螺着することで、該軸部を、厚い側の片に比較的垂直に螺着することができる。

【0025】

さらにまた、本発明の回転体の軸受け装置では、前記円筒状の収納空間は、前記Ｖ字の開放端側の端面が開口しており、前記円筒状の部材は、その開口端から前記収納空間内に挿入され、前記円筒状の部材における前記開放端側の端面には、マイナスドライバーが嵌り込む切れ込みが形成されていることを特徴とする。

【0026】

上記の構成によれば、前記円筒状の部材は、前記円筒状の収納空間の端面から差込み／取出すことができる。そして、その端面の切れ込みにマイナスドライバーを差込むことで、周方向に容易に回転させることができる。

【0027】

また、本発明の回転体のバランス測定装置は、前記の回転体の軸受け装置を用いることを特徴とする。

【0028】

上記の構成によれば、回転体の回転軸にバランスウエイトを固定してバランス修正を行うなどの作業にあたって該回転体のバランスを測定する装置において、前記の軸受け装置を用いる。

【0029】

したがって、回転軸のせり上がりが少なく、軸受けの摩耗を抑えることができるバランス測定装置を実現することができる。

【発明の効果】

【0030】

本発明の回転体の軸受け装置およびそれを用いるバランス測定装置は、以上のように、回転体のバランス測定などのために、その回転軸を、略Ｖ字状の溝などの延長線が互いに交差する一対の辺によって回転自在に支持するにあたって、軸受け面を形成する一対の片の端面を、直交断面が円弧状となるように形成する。

【0031】

それゆえ、円弧面の点接触によって、面当りの場合に生じるような回転軸のせり上がりによる振動を抑えることができるとともに、角が無いので、不均一な摩耗も抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0032】

【図1】本発明の実施の一形態に係るＶ受けの斜視図である。

【図2】前記Ｖ受けの主要部の分解斜視図である。

【図3】回転体のバランス測定装置の中央部付近の正面図である。

【図4】前記バランス測定装置の側面図である。

【図5】前記バランス測定装置の背面図である。

【図6】従来技術のＶ受けの斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0033】

図１は本発明の実施の一形態に係る回転体の軸受け装置を実現するＶ受け６５の斜視図であり、図２はそのＶ受け６５の主要部の分解斜視図である。このＶ受け６５は、前述の図３〜図５で示すバランス測定装置１におけるＶ受け６１２，６２２として使用可能であり、本体６１１，６２１から脱着して交換可能になっている。このＶ受け６５と本体６１１，６２１とによって、回転体の軸受け装置が構成される。このＶ受け６５は、前記本体６１１，６２１に嵌り込んでねじ止めなどで固定される支柱部６５１の先端に、拡幅された受け部６５２が連結されて構成される。

【0034】

大略的に、受け部６５２は、その先端が２山の凸部６５２１，６５２２に分割され、それらの凸部６５２１，６５２２の間が、回転軸２１，２２が嵌り込むＶ溝６５２３となっている。図１および図２の例では、Ｖ溝６５２３を形成する斜面６５２１１，６５２２１は、９０°で交差しているけれども、支持する回転軸２１，２２の径などに応じて、交差する角度は適宜選択されればよい。受け部６５２において、凸部６５２１，６５２２から基端部６５２４側にかけて、厚み方向に２分するスリット６５２１２，６５２２２が形成されるとともに、そのスリット６５２１２，６５２２２におけるＶ溝６５２３に臨む出口側には、円筒状の収納空間６５２１３，６５２２３が、前記２山の外側からＶ溝６５２３の内側にかけて、穿設されている。その収納空間６５２１３，６５２２３内に、円筒状の部材６５５，６５６が嵌め込まれ、ビス６５７で固定される。ビス６５７の頭部６５７１には、孔６５７４が形成されており、この孔６５７４に六角レンチ６７が嵌め込まれて回転される。円筒状の部材６５５，６５６は、たとえばＮＣナイロンから成る。

【0035】

加工順としては、先ず、板状体から、支柱部６５１および受け部６５２の外形が、打抜きや切出しによって形成される。ただし、受け部６５２は、図２において仮想線で示すように、２山の凸部６５２１，６５２２が連なり、Ｖ溝６５２３が形成されていない状態である。次に、凸部６５２１，６５２２の外側から、収納空間６５２１３，６５２２３が穿設される。続いて、Ｖ溝６５２３およびスリット６５２１２，６５２２２が形成されるとともに、ビス６５７，６５８のための皿孔６５９１およびタップ孔６５９２が形成される。スリット６５２１２，６５２２２、Ｖ溝６５２３ならびに皿孔６５９１およびタップ孔６５９２の形成順は、任意である。

【0036】

このように構成される本実施形態の軸受け装置は、回転体２の回転軸２１，２２を、Ｖ溝６５２３、つまり延長線が互いに交差する一対の辺（斜面６５２１１，６５２２１）によって回転自在に支持する軸受け装置において、前記一対の辺（斜面６５２１１，６５２２１）を端面に有する板状で一対の片（凸部６５２１，６５２２）に対して、その端面の直交断面が、円筒状の部材６５５，６５６の一側面による円弧状に形成している。したがって、図６で説明したような、回転軸２１，２２の傾きによる該回転軸２１，２２の平面６３２４，６３２５の角（２０１，２０２）への当りによるせり上がりは、本実施形態の軸受け装置では、円弧面の点接触によって抑えられ、それによる振動も抑えることができるとともに、角が無いので、不均一な摩耗も抑えることができる。

【0037】

また、本実施形態の軸受け装置では、一対の辺（斜面６５２１１，６５２２１）は、Ｖ字状に配置されて回転軸２１，２２に直交する同一平面を有する一対の片（凸部６５２１，６５２２）の対向面に形成され、その一対の片（凸部６５２１，６５２２）には、対向面側に、軸方向の一側面が開放した円筒状の収納空間６５２１３，６５２２３を形成しておき、その収納空間６５２１３，６５２２３に収納した円筒状の部材６５５，６５６の軸方向の一側面を露出させて、円弧状の端面を形成している。したがって、円筒状の部材６５５，６５６の一側面の一点が摩耗しても、該円筒状の部材６５５，６５６を軸方向にずらしたり、周方向に回転させたりすることで、再び新しい円弧面が前記収納空間６５２１３，６５２２３の開口から突出することになり、軸受けの寿命を飛躍的に延ばすことができる。また、摩耗しても、一対の片（凸部６５２１，６５２２）はそのままで、円筒状の部材６５５，６５６だけを交換することができ、軸受け装置の部品およびランニングコストを大幅に削減することができる。

【0038】

その円筒状の部材６５５，６５６の差込み／取出しのために、収納空間６５２１３，６５２２３はＶ字の開放端側の端面が開口しており、その開口から該円筒状の部材６５５，６５６が差込み／取出可能である。そして、該円筒状の部材６５５，６５６における前記開放端側の端面には、マイナスドライバー６６が嵌り込む切れ込み６５５０が形成されている。したがって、その切れ込み６５５０にマイナスドライバー６６を差込むことで、該円筒状の部材６５５，６５６を周方向に容易に回転させ、新しい円弧面を露出させることができる。

【0039】

さらにまた、本実施形態の軸受け装置では、一対の片（凸部６５２１，６５２２）には、収納空間６５２１３，６５２２３から内方側に延びて、該一対の片（凸部６５２１，６５２２）を厚み方向に２分するスリット６５２１２，６５２２２が形成されており、２分された厚み方向の２片６５２１４，６５２２４；６５２１５，６５２２５は、ビス６５７の締結によって相互に近接方向に付勢されて、円筒状の部材６５５，６５６を挟圧保持するので、ビス６５７の緩解および締結によって、円筒状の部材６５５，６５６の交換や位置の変更を、容易に行うことができる。

【0040】

また、本実施形態の軸受け装置では、スリット６５２１２，６５２２２は、２分された厚み方向の２片６５２１４，６５２２４；６５２１５，６５２２５の厚みが不均等となるように、中間位置からずれて形成されている。したがって、スリット６５２１２，６５２２２で２分された２片６５２１４，６５２２４；６５２１５，６５２２５をビス６５７で締結するにあたって、その２片６５２１４，６５２２４；６５２１５，６５２２５の厚みに差を持たせておくことで、相対的に、厚い側の片６５２１４，６５２２４の撓みを小さく、薄い側の片６５２１５，６５２２５に撓みを負担させることができる。そして、厚みが、薄い片６５２１５，６５２２５にビス６５７の頭部６５７１が搭載され、つまり皿孔６５９１が形成され、厚い片６５２１４，６５２２４にビス６５７の軸部６５７２が螺着され、つまりタップ孔６５９２が形成されるので、軸部６５７２を、薄い側の片６５２１５，６５２２５に形成した孔６５９３を遊通させて厚い片６５２１４，６５２２４のタップ孔６５９２に螺着でき、厚い側の片６５２１４，６５２２４に比較的垂直に螺着することができる。

【0041】

図３〜図５で示すようなバランス測定装置１において、本実施形態のＶ受け６５を使用する軸受け装置を用いることで、回転体の回転軸２１，２２のせり上がりが少なく、軸受けの摩耗を抑えることができるバランス測定装置を実現することができる。

【符号の説明】

【0042】

１ バランス測定装置
２ 回転体
２１，２２ 回転軸
３ 基台
４ 弾性支柱
５ ダミー基台
６１，６２ 軸受け装置
６１１，６２１ 本体
６１２，６２２ Ｖ受け
７ 駆動機構
７０ 駆動ベルト
７１ モータ
７３〜７７ プーリ
７９，８０ 揺動アーム
８１ カム
８２ 電磁ソレノイド
９１，９２ 測定器
６５ Ｖ受け
６５１ 支柱部
６５２ 受け部
６５２１，６５２２ 凸部
６５２１１，６５２２１ 斜面
６５２１２，６５２２２ スリット
６５２１３，６５２２３ 収納空間
６５２３ Ｖ溝
６５５，６５６ 円筒状の部材
６５５０ 切れ込み
６５７ ビス
６６ マイナスドライバー
６７ 六角レンチ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】