JPS6058551A - 緩み診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、例えば回転′心機のローター・々−１楔等を
被診断部材として、その緩み度合を容易且つ定量的に把
握可能とした緩み診断方法及びその装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

近時５省エネルギー化が推進され、工場等の電動機にあ
っては、その始動・停止が頻繁に行かわれる傾向にある
。このため、電動機を構成する各部材には、始動時の突
入電流によシ、強大女電磁力振動が作用してしまい、各
部材間はその正常な取付関係が損われる順向にある。

かご形誘導電動機を例にとれば、突入電流が流れるたび
に、回転子のスロットに収納された複数のローターパー
、及びそれらの両端部を電気的に接続するエンドリング
等の部材に、強大な電磁力振動が作用することになる。

従って、新製時には良好な装着状態にあったスロットと
このスロットに密着して収納されたローターパーとの間
には、始動の度に作用する電磁力振動によりギャップが
形成され、始動の回数が多くなる程、益々ギャップが大
きくなってしまう。

このため、ローターパーには繰返し疲労によるクラック
が発生し、更に進展した場合は、ローターパーの折損、
また折損したローターパーの端部が周方向に拡がって固
定子コイルに当ってしまい、電動機を破壊してしまうこ
とがあった。

また、回転子のスロット内に収納されたコイルを、その
スロット上部に設けた楔により封止することにより、遠
心力作用に伴うコイルの脱出全防止するようにした直流
社動機等の回転１ｕ機にあっては、始動・停止が繰返し
て行なわれると、突入電流によって発生する電磁力振動
によυ、スロットと楔との間及びコイルと楔との間にギ
ャップが発生し始める。そして、拡大したギャップに繰
返し振動が作用すると、コイル絶縁物の劣化及びその剥
離等を誘発し、絶縁破壊という大事故を招くことがめっ
た。

上記のような不具合に対し、例えばかご形誹導゛ｄＮｈ
機においては、総始動回数５０００〜１００００回を目
安として、ローター・９−等の緩みの有無を点検するこ
とが励行されている。この場合、従来、ローターパーの
緩みの有無の点検は、熟練した作業者が、ハンマー等で
ローターパーラ軽く打って、その時の打音、指の感触を
利用して、振動具合の良否を判定する方法が採用されて
いる。しかし乍ら、上記方法では、作業者の長年の経験
と感を必要とすること５及び作業者が異なった場合、作
業者間に判定の差が生じる等の問題があった。このため
、熟練を要さず容易且つ定量的に緩み度合を把握可能な
方法及び装置の出現が望まれていた。

〔発明の目的〕

本発明は上記事情に基づいてなされたもので、その目的
とするところは、被診断部材の緩み度合を、定量的且つ
容易に把握可能とする暖み診断方法及びその装置を提供
することにある。

〔発明の概要〕

本発明による緩み診断方法及びその装置は、打撃装置に
装備された打撃器によシ被診断部材に打撃を与え、その
打撃量を上記打撃装置に装備された打Ｓ量検出器にて検
出信号として取出し、上記被診断部材からの応答振動量
を応答振動量検出器によシ検出信号として取出し、これ
ら信号の最大値の比を算出し、その結果を表示するよう
にして、被診断部材の、緩み度合を、容易且つ定量的に
把握可能としたこと全特徴としている。

〔発明の実施例〕

以下本発明の緩み診断方法及びその装置Ｖこついて図面
を参照して説明する。

先ず本発明の原理について図面をゲ：１１（（して説明
する。ここでは、・彼診所ｔＪＩＳ材として、回転４磯
のローターパー、楔を例として説明する。

第１図及び第２図は、ローターパーの緩みｊ成金を診断
する方法を説明するための所面図及び斜視図である。

第１図及び第２図において、１は杓ｌ声語として機能す
る通常のハンマー１ｋ及び打１ｄ　ｊｔ　ｉＪ２出器と
して力検出センサＩＢからなる打屓装置；５１としての
イ／ノソルスハンマーでりる。このインＩＰルスハンマ
−１は、作業者がその把持部ＩＣｆ把持し、ハンマーＩ
Ａを打ち降ろすことによ広打撃対象に打撃力を与え、力
検出センサＩＢは、ハンマーＩＡの打撃力を、例えば第
３図（、）に示すような波形の検出信号として取出すも
のである。２は接触針２人の先端部全打撃対象に押付は
接触させることによシ、その応答加速度全電気信号で取
出す圧電素子形の応答振動量検出器としての加速度検出
セッサ（振動加速度ピックアップ）であシ、第３図（ａ
）に示すような打撃力波形の信号に対して、第３図（ｂ
）に示すような応答加速度波形の信号を取出すものであ
る。第３図（ａ）　（ｂ）において、打撃力が大きくな
ると、応答加速度も比例して大きくなる。そして、応答
加速度波形の最大値を、打撃力波形の最大値で除すると
、単位加振力に対する応答情報がまる。

次に、これら打撃装置ｌ及び加速度検出センサ２が配置
される被診断取付部材としてローターパーを有した回転
電機の回転子について、第１図及び第２図全参照して説
明する。第１図及び第２図において、３は回転子軸であ
シ、この回転子軸３にリプ４全介して積層鉄心５ｋ。

５Ｂ　、５ｃが取付けてあシ、これら積層鉄心５Ａ、５
Ｂ　、５Ｃは、内側間隔片６及び外側間隔片７等によっ
てａ互に間隔を保ち、ロータ鉄心押え板８によって軸方
向に押えられている。

ローターパー９は、積層鉄心５Ａ、５Ｂ、５Ｃ夫々に軸
方向に貫通して形成されたスリットに収納され、その端
部は、短絡環１ｏに＋ｌｊ気的に接続されると共にこの
短絡環１θ及び保持環１ノによシ嵌着されている。上記
において、イン・ぐ／Ｌ／　スハンマーｌと加速度検出
セッサ２とはその先端部がローターパー９に接触し、互
いにｐｊｌｆｆ１間して配置されるように、例えば作業
者が保持する。

次に上記構成において、イン・ぐルスハンマーｌにより
、ローターパー９に第３図（ａ）に示す打水力波形を呈
する打撃力を与えた場合の応答加速度波形について説明
する。第４図（ａ）　（ｂ）　（ｃ）は、夫々ローター
パー９の緩み度合が大きい場合、中程度の場合、小さい
場合の、加速度検出センサ２によ量検出された応答加速
度波形である。

上記第４図（ａ）　（ｂ）　（ｃ）を参照すると、ロー
ターパー９の緩み度合が大きい程、応答加速度波形の最
大値も大きくなる特徴を示している。りまシ、打撃力の
最大値ＦｍａＸと、応答加速度の最大値ＡｍａＸとの比
ＡＩＴｌａＸ／ＦｍａＸは、ローターパー９の緩み度合
（緩み量）として評価できる。このようにして比Ａｍａ
ｘ／ＦｍａＸによパ　ローターパー９の緩み量を容易に
定量的に、作業者に知らしめることが出来る。この場合
、援みｊ仕が定量的であるので、作業者の違いによる診
Ｕｒ結果の差異は、生じるこ、とがない。そして、緩み
量が予じめ設定した値であると検出された時に、ロータ
ーパー９の緩み除去作業を行なえばよく、保守管理上に
極めて有効となる。

次に楔の緩み診ｌ析について第５図、第６図及び第７図
（ａ）　（ｂ）を参照して説明する。第５図において、
楔１２は、回転子のスロット１３に収納された複数のコ
イル１４の遠心力に伴う脱出を防止するように、スロッ
ト１３の上部に設けて必る。なお、コイル１４のイＨ，
！Ｌ間及びコイル１４と回転子の鉄心１５との間は絶縁
が施こされている。

楔１２の緩み量検出も、第６図に示すように、前述した
ローターパーの場合と同様に便１２に、インパルスハン
マー１で打撃力金与えその打撃力波形を力検出センサＩ
Ｂで検出すると共に、その打撃した近傍に配置した加速
度検出セッサ２によシ応答加速度を゛眠気ｉｔ号にて取
出すように実施する。

第７図（、）　（ｂ）は夫々打撃力波形、応答ｌｊｎ速
度波形を示してお９、（契１２の緩み量が大きい程、応
答加速度波形の最大値ＡｍａＸは大きくなシ、比Ｆｍａ
ｘ　／　Ａｍａｘを緩み量として評価することが出来る
。

以上述べたように、ローターバー９或い＆″ｉ、楔１２
にインパルスハンマー１により打撃力金与え、その打撃
力全力検出センサＩＢで検出すると共に加速度検出セン
サ２により応答加速度を検出し、それら検出信号の最大
値の比ＦｒｒｌｊＬｘ／Ａｍａｘ全求めるととによυ、
ローターパー９或いは楔１２の緩み諺は、容易且つ定量
的に検出可能となる。

上記においては、応答振動量検出器として力検出センサ
ＩＢｆ用いていたが、第８図に示すように加速度検出セ
ンサｉＤｆ用い、これをハンマｌＡｌ７）ヘラ）’　部
Ｋ　取付’ｔｊてインパルスハンマー１６を構成しても
よい。この構成によれば、ハンマーｌＡによる打撃ｍｋ
、加速度検出センナＩＣで打撃加速度として検出すると
、第９図に示す波形が得られ、その最大値ＰｍａＸは、
実験によれば打撃量と比例関係を有していることが確認
されている。従って比ＰＩＴｌａｙｃ／Ａｍａｘにより
緩み量が検出可能となる。

次に本発明による緩み診断装置の第１の実施例について
第１０図を参照して説明する。第１０図においては、第
１図及び第２図と同一部分には同一符号を付してその説
明は省略する。

ｉ１０図において、１ｙｒｔｉインノソルスハンマー１
に装備された力検出センサＩＢからの打撃力検出信号を
、所定のレベルに増幅する増幅器であシ、その出力信号
はコンパレータ１８に被比較信号として与えられると共
に絶対値回路Ｊ９に与えられる。コンノやレータ１８は
１、トリガレベル設定信号２０からのトリガレベル設定
信号を比較信号として受け、被比較信号のレベルが比較
信号のレベルを越えたことを条件にイに号音出力するも
のである。絶対１直回路１９は、入力される正・負に変
動する１１ｇ号の負ｌｌ！ＩｔをＯＶを基線として正１
ｉ１１１に折返して、入力・１８号の絶対値をとる回路
であり、その出力はピークホールド９回路２ノに与えら
れる。

一方、加速度検出センサ２カ１らの応答加速度検出信号
は、圧成累子形センザー用の増幅器であるチャージアン
プ２２により、成圧Ｍ号に変換された後、所定のレベル
まで［，７幅される。そしてこのチャージアンプ２２の
出力信−号は、絶対値回路２３で絶対値がとられ、その
信号はピークホールド回路２４に与えられる。

上記ピークホールド回路２１．２４は、夫々コンパレー
タ１８からの出力信号を受けると稼動状態にセットされ
、夫々絶対値回路１９．２３からの出力信号における最
大の電圧値をピークホールドする。

一方、コンパレータ１８の出力はダートタイマー２５に
与えられる。このダートタイマー２５は、ピークホール
ド回路２１．２４にてピークホールドするのに必要な時
間を設定するものであり、所定の設定時間が経るとイネ
ーブル信号発生回路２６に信号を与える。この場合、設
定時間は通常の信号において最大１秒位で十分である。

ダートタイマー２５から信号を受けたイネーブル信号発
生回路２６はマイクロコンピュータ２７に信号を与える
。このマイクロコンピータ２７は、上記イネーブル（ｉ
号発生回路２６から信号を受けることによシ、ピークホ
ールド回路２１．２４が信号の最大値を保持したことを
検知し、Ａ／Ｄ変換器２８に変換指令を与える。

この変換指令を受けたＡ／Ｄ変換器２８は、ピークホー
ルド回路２１．２４に保持されていた信号の最大値を取
込み、これをＡ／１）変換し、このＡ／Ｄ変換された信
号はマイクロコンピール夕２７に与えられて記憶される
。またマイクロコンピュータ２７は、Ｎ勺変換４２８か
ら信号を受けると、ピークホールド回路２１　、ｚ４に
リセット信号を与える。リセット信号金堂けたピークホ
ールド回路２１．２４は保持していた信号の保持を解除
し、再びコンパレータ１８がらのトリガー信号全党けて
、絶対値回路１９．２３からの信号の最大の電圧値を保
持する。なお、マイクロコンピュ〜り２７は、上記動作
全ｎ回行なうように予じめゾログラミングされている。

ここで、ｉ　（ｎ＞ｉ）回目にピークホールドされたピ
ークホールド回路２１．２４からの力検出信号の最大値
ＦｉｍａＸ１　応答ｍ、；車１及検出信号の最大値Ａ・
　は、マイクロコンピュータ２７に記　ｍａＸ 憶されると革に比Ｆｉ　＋ｎａｘ／Ａｊ　ｍａｘが演算
され、その演算結果は表示器２９にて表示される。また
マイクロコンピータ２７はｎ回分の平均の比、即ち、（
Σ（Ｆｉ　ｍａｘ／Ａｉ　ｍａｘ）　）／　ｎを演算し
、１日 その結果を表示器２９にて表示する。ここで、ｎ回分の
平均値を得ることは、各回のデータ間のバラツキ全補正
するために行なわれる。なお、図中３０は、力検出信号
をモニタするためのモニタ端子、３１は応答加速度検出
信号全モニタするためのモニタ端子である。

次に上記のように構成された本実施例の緩み診断装置の
作用について述べる。

即ち、例えば、第１図及び第２図に示すように、作業者
は、インパルスハンマー１の把持部ＩＣｆ把持して、例
えばローターパー９にハンマ一部ＩＡを打ちつけて、ロ
ーターパー９に打撃力を与える。そして、この動作ｆｎ
回行なう。これによｐ、イン７４ルスハンマー１の力検
出センサＩＢからは力検出信号Ｆ１％Ｆｉ−Ｆ　ｎが得
られ、加速度検出センサ２からは応答加速度検出信号Ａ
１〜Ａｉ−Ａｎが得られ、それらのピーク値Ｆ１ｍａｘ
〜Ｆｉ　ｍａｘ〜Ｆｎ　ｍａＸ及びＡｔ　ｍａｘ−Ａｔ
　ｍａｘ＝Ａｎ　ｍａｘは、ピークホールド回路２１．
２４からＡ／Ｄ変換器２８によシ、デジタル信号に変換
てれ、マイクロコンピュータ２７に夫々記憶されて、比
果を表示器２９に表示する。この表示器２９に作業者が
観ることにょシ、ローターパー９の緩み量は定量的に把
握することが出来る。なお、力検出信号モニタ端子３ｏ
がら、オ／ロスコーゾ等の波形表示装置に信号を与える
ことにょシ、第３図（ａ）、第７図（、）に示す波形が
表示される。

また応答加速度検出信号モニタ端子３ノから波形表示装
置に信号を与えることにより、第３図（ｂ）、第４図（
＝）　（ｂ）　（ｃ）、第７図中）に示す波形が表示さ
れる。

次に本発明による緩み診ｉ所装置の第２の実施例につい
て第１１図を参照して説明する。第１１図においては、
第１０図と同一部分には同一符号を付してその説明は省
略する。

第１１図においては、第８図に示すイン７４′ルスハン
マ−１６を打撃装置として用いた場合の実施例であり、
ハンマーＩＡの打撃力全加速度検出センサＩＤで打撃加
速度信号として取出し、これをチャージアンプ３２で電
圧信号に変換し、所定のレベル葦で増幅し、コンパレー
タ１８及び絶対値回路１９に与えるようにしている。

上記のように構成すれば、第８図及び第９図にて説明し
たように、第１０図と同様な作用効果が得られる。

次に本発明による緩み診断装置の第３の実施例について
第１２図を参照して説明する。第１２図においては、第
１０図と同一部分には同一符号を付してその説明は省略
する。

第２図においては、第１０図における絶対値回路１９．
２３、ピークホールド回路２１．２４及びＡ／１）変換
器２８を除去し、高速デジタルメモリｓ：ｔ、３４２設
けた構成としている。この号Ｆ□〜Ｆｉ％Ｆｎ及び応答
加速度検出信号Ａｌ〜Ａｉ％Ａｎを夫々ψ変換後、記憶
するものである。

この高速デジタルメモリ３３．３４に記憶された信号は
マイクロコンピュータ２７によシ、夫夫のピーク値Ｆｔ
　ｍａＸ−Ｆｉ　ｒｎａｘ−Ｆｎ　ｍａｘ及びＡＩ’　
ｍａＸ〜Ａ　ｉ　ｍａｘ　−Ａｎ　ｍａｘ全検出し、こ
れに基づいて結果示器２９に表示する構成としている。

この様に構成すれば、構成が１８〕素化しつつ第１０図
に示す実施例と同様の作用′ｆ！：得ることが出来る。

″！、ｆｃ第１２図においては、第１１図に示すように
、（ン・母ルスハンマー１６’ｆｒ：１１４い、ｍ　：
＋ｉＭ　ｂｌ検出センサＩＤ、チャージアンプ３２がら
の１ば号を受けるように構成してもよい。この１易合も
、第１０図〜第１２図に示す実力ｍ例と同様の作用効果
が得られる。

本発明は上記実施例に限定さｆ’Ｌるものではなく、ｆ
Ｌｔば打撃装置は、インパルスハンマーハフ６以外に、
１気信号によシ所定のＨｚ３カが発生するような打撃器
を具備したものであってもよい。また、第１０図〜第１
２図に示す装置のジタル出力する本の以１ｌＬＫ、波形
表子を＜ｉ用ｔ。

た場合、波形の画成処理を施こして二次元、三次元グラ
フィック表示するイ４ｔＪ成等、種々変形して実施可能
でろ９、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して
実施出来る。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明による緩み診断方法及びその装
置は、打撃装置に装備された打撃器により被診断部材に
打撃を与え、その打撃量？上記打撃装置に装備された打
修量検出器にて検出信号として取出し、上記被診［１９
１部材からの応答振動Ｎｋ応答振動量検出器により検出
信号として取出し、これら信号の最大値の比を算出し、
その結果全表示するようにしたので、上記被診断部材の
緩み度合を、定量的且つ容易に把握可Ｉｊ目となシ、機
器の保守及び安全運転に著しく貢献することになる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び；ＩＩ；　２図は本発明による緩み診１析方
法の一実施例を回転４機のローターバーとの関係にて説
明するだめのもので第１図は断面図、第２図は斜視図、
第３図（ａ）　（ｂ）及び第４図（ａ）　（ｂ）　（ｃ
）は夫々本発明による緩み診断方法の一実施例全説明す
るための波形図、第５図及び第６図は同緩み診断方法の
他の実施例を回転′ト磯の楔との関係にて説明するため
のもので第５図はげ１面図、第６図は斜視図、第７図（
ａ）　（ｂ）は夫々第５図及び第６図に示す実施例の作
用を説明するための波形図、第８図は本発明による緩み
診断方法の他の実施例を説明するだめの打撃装置の構成
図、第９図は第８図に示す実施国の作用全説明するだめ
の波形図、第１０図乃至第１２図は夫々本発明による緩
み診断装置の第１乃至第３の実施国ヲ示すブロック図で
ある。 ｌ、１６・・・インパルスハンマー、ＩＡ・・・ハンマ
一部、ＩＢ・・・力検出センサー、７Ｃ・・・把持部、
ｌＤ・・・加速度検出センサー、２・・・加速度検出セ
ンサー、９川ローターパー、１ノ・・・エンドリング、
１２・・・楔、１７・・・増幅器、１８・・・コンパレ
ータ、１９．２３・・・絶対値回路、２ｏ・・・トリガ
レヘル設定回路、２１．２４・・・ピークホールド回路
、２２・・・チャージアンプ、２５・・・ダートタイマ
ー、２６・・・イネーブル・１ざ号発生回路、２７・・
・マイクロコンピュータ、２８・・・ＶＤ変換器、２９
・・・表示器、３０．３１・・・モニタ端子、３２・・
・チャージアンプ、３３．３４・・・高速ｒジタルメモ
リー。 出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦第３図 （ａ） ｌＩｉ闇 第４図 Ｍδ 第５図 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）被診断部材に打撃を与え、その打撃量に応じた信
   号の最大値と、上記被診断部材からの応答振動量に応じ
   た信号の最大値との比をめ、その比に基づいて上記被診
   断部材の緩み度合を診断することを特徴とする緩み診断
   方法。 （２）打撃量に応じた信号は、力検出信号である特許請
   求の範囲第（１）項記載の緩み診断方法。 （３）打撃量に応じた信号は、加速度検出信号である特
   許請求の範囲第（１）項記載の緩み診断方法・ （４）応答振動量に応じた信号は、応答加速度検出信号
   である特許請求の範囲第（１）項記載の緩み診断方法。 （５）被診断部材に打撃を与える打撃器及びその打撃量
   を検出する打撃量検出器からなる打撃装置と、この打撃
   装置によシ打撃された上記被診断部材からの応答振動量
   を検出する応答振動量検出器と、上記打撃量に応じた信
   号の最大値と上記応答振動量に応じた信号の最大値との
   比を演算処理する手段とから構成された緩み診断装置。 （６）　打撃装置は、打撃器としてイン・ぐルスノ・ン
   マを用い、打撃量検出器を備えてなる特許請求の範囲第
   （５）項記載の緩み診断装置・（７）打撃装置は、打撃
   量検出器として力検出センサーを用いたものである特許
   請求の範囲第（５）項記載の緩み診断装置。 （８）打撃装置は、打撃量検出器として加速度検出セン
   サーを用いたものである特許請求の１ｌｉｌΣ囲第（５
   ）項記載の緩み診断装置。 （９）応答振動量検出器は、加・尤度検出センサーを用
   いたものである！寺許請求の範囲第（５）項記載の緩み
   診断装置。