回転軸連結継手調整支援装置および回転軸連結継手調整方法
【課題】回転機を一定速度の回転状態にする必要がなく、回転軸の手回しにより連結部の偏芯および偏角状態を計測し、精度良くまた効率良く調整する。
【解決手段】 二つの回転軸を結合する連結継手の結合状態を調整するための回転軸連結継手調整支援装置である。回転軸に取り付けてその回転軸の端面に対向させて配置されて当該端面の対向部分との距離を計測できるレーザ変位計１０２と、レーザ変位計１０２を端面に対向させながら端面に対してほぼ平行に移動させるＸ−Ｙステージ１０３とを有する。Ｘ−Ｙステージ１０３は、回転軸の側面外周、回転軸の側面にある溝、溝に取り付けられた治具の端面のうちのいずれかに取り付けられている。
【解決手段】 二つの回転軸を結合する連結継手の結合状態を調整するための回転軸連結継手調整支援装置である。回転軸に取り付けてその回転軸の端面に対向させて配置されて当該端面の対向部分との距離を計測できるレーザ変位計１０２と、レーザ変位計１０２を端面に対向させながら端面に対してほぼ平行に移動させるＸ−Ｙステージ１０３とを有する。Ｘ−Ｙステージ１０３は、回転軸の側面外周、回転軸の側面にある溝、溝に取り付けられた治具の端面のうちのいずれかに取り付けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は回転軸を連結する連結継手（カップリング）の調整支援装置および連結継手の調整方法に関し、特に、モータ軸とポンプ軸の連結部の調整に好適な回転軸連結継手調整支援装置および回転軸連結継手調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、モータ軸とポンプ軸のように連結継手で結合される回転機においては、運転時の軸振動を低減させるように連結部の偏芯や偏角の方向と量の調整が必要である。連結部の偏芯や偏角の方向と量の調整が不十分な場合、回転時に偏芯や偏角により過大な軸振動値となり、再度、連結部の調整を行なう必要がある。
【０００３】
この調整方法としては、計測器にダイヤルゲージを用い、連結部の軸振れ量の計測を行ない、軸振れ量の許容値以内に収まるよう、連結部を調整する方法がある。この方法は、回転軸にダイヤルゲージを設置し、手回し等により回転軸を回転させ、周方向に数箇所から軸振れ量を計測する方法である。
【０００４】
また、計測器として軸方向あるいは周方向に複数の非接触変位計を用いて、連結部の偏芯や偏角の方向と量を計測する方法がある。（たとえば特許文献１および特許文献２参照）。この方法は、非接触変位計により軸振れ量を計測するとともに、位相差を計測することにより、回転軸の偏芯や偏角を計測する方法である。特許文献１は、一定回転時における軸振れ量計測値と位相差から、振動ベクトルを算出し、回転軸の偏芯や偏角の方向および量を算出するものである。特許文献２は、一定回転時における軸振れ量計測値と位相差から、振動ベクトルを算出し、回転軸の偏角の方向および量を算出するものである。
【０００５】
また、偏角を防止するためにはモータ軸端面の偏角を極力小さくする必要がある。このために行なわれている作業について以下に説明する。図２１に、発電プラント等で用いられる縦型ポンプにおける軸連結継手のモータ軸の一例を示す。この種のポンプは、モータ軸とポンプ軸とをスペーサ連結継手で連結される構造である。運転中は、運転条件の違いにより、ポンプ軸をモータ軸側に押し上げる軸方向荷重が変化し、モータ軸端面とスペーサ連結継手が接触する場合と離反する場合がある。接触する場合は、モータ軸端面の偏角がそのままポンプ軸の偏角となるため、回転軸の振動増加の原因となる。そこで従来では、図２１に示すようにモータ軸１０８の外径に端面当たり治具１４１をモータ軸１０８に装着して、光明丹などで当たり状態を確認して、軸端面の偏角度および平面度を計測している。当たり状況が悪い場合は、軸偏角度を極力零とするよう軸端面を研削する。端面当たり治具１４１はモータ軸１０８の外形に精度良く装着され、軸端面が当たる底面の偏角がなく精度良く平面を保っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第２８４８７２０号公報
【特許文献２】特開２００１−１５３７５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した回転軸の連結継手調整方法および装置おいて、まず、ダイヤルゲージを用いた測定の場合、一般的に周方向に直交する２方向、軸方向に数箇所の計測が行なわれ、軸振れ量の最大値と最小値を計測し許容値以内になるよう連結部を調整されている。この場合、計測位置の軸振れの方向と量は明らかとなるが、ポンプ軸とモータ軸がどちらの方向にどの程度の量、偏芯あるいは偏角しているかを把握することが難しいため、精度良く調整することが困難である。また、計測点を増やすことにより、軸振れの方向と量の計測精度を向上することも可能であるが、計測する方向に回転軸を固定し、軸振れ量を読み取り、次の方向に回転、固定して軸振れ量を読み取り、といった作業を繰り返す必要がある。この場合、作業時間が増加してしまう問題と、計測する周方向位置を精度良く設定することが難しいという課題がある。
【０００８】
特許文献１および特許文献２の方法では、計測した軸振動値と位相情報から、連結部の偏芯あるいは偏角の方向および量を算出しているが、位相情報から偏芯あるいは偏角の方位を算出するためには、回転機が一定速度の回転状態にある必要がある。この場合、調整作業を行なった後、回転機を運転し、そして計測作業、良否確認を行ない、否の場合は再度調整作業という流れとなる。しかしこの場合、回転機を運転状態とする必要があるため、調整作業を連続して行なうことができず、作業効率が悪くなるという課題がある。
【０００９】
モータ軸端面の偏角状態の計測および修正作業は、端面当たり治具１４１の重量が約３０Ｋｇと重く、軸とのはめあい公差が約２０μｍと小さいので、取り外し作業が困難であり、作業時間も１日以上かかるという課題がある。
【００１０】
また、偏角状態を定量的に把握することが困難であり、偏角状態の改善のための研削量を把握することが困難である。このため、計測および修正作業を繰り返す必要がある場合がある。
【００１１】
本発明は上述した課題を解決するためになされたものであり、回転機を一定速度の回転状態にする必要がなく、回転軸の手回しにより回転軸連結部の偏芯および偏角状態を計測し、精度良くまた効率良く調整することを可能とするとともに、回転軸端面の偏角状態の調整作業を精度良くかつ効率良く実施することを可能とする回転軸連結継手調整方法およびそのための回転軸連結継手調整支援装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明は上記目的を達成するものであって、本発明は、二つの回転軸を結合する連結継手の結合状態を調整するための回転軸連結継手調整支援装置において、回転軸に取り付けてその回転軸の端面に対向させて配置されて当該端面の対向部分との距離を計測できる変位計と、前記変位計を前記端面に対向させながら前記端面に対してほぼ平行に移動させる移動機構とを有し、これら変位計と移動機構とにより、前記端面の直角度および形状を計測できるように構成されていること、を特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、二つの回転軸を結合する連結継手の結合状態を調整する回転軸連結継手調整方法において、回転軸の端面の一部に変位計を対向させて、前記端面の部分と変位計の距離を計測する計測ステップと、前記変位計を前記端面の他の部分に対向させるように前記変位計を端面に対してほぼ平行に移動させる移動ステップと、を繰り返して、前記端面の直角度および形状を計測すること、を特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、回転機を一定速度の回転状態にする必要がなく、たとえば回転軸の手回しにより回転軸連結部の偏芯および偏角状態を計測し、精度良くまた効率良く調整することができる。また、偏角状態を改善するため、軸端面の偏角状態を効率よく精度良く計測することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る回転軸連結継手調整支援装置の第１の実施の形態を示す模式的立面図を含むブロック図。
【図２】本発明の第１の実施の形態におけるモータ軸固定治具を取り付けた状態を示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図。
【図３】本発明の第１の実施の形態におけるモータ軸固定治具にセンサ治具を取り付けた状態を示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図。
【図４】本発明の第１の実施の形態における連結継手調整の処理手順を示すフロー図。
【図５】本発明の第１の実施の形態における軸周方向位置検出手段の構造を示す図であって、（ａ）は平断面図、（ｂ）は正面図。
【図６】本発明の第１の実施の形態における軸振れ量の抽出方法を示す図であって、（ａ）は軸振動データのタイムチャート、（ｂ）は第１のパルス信号のタイムチャート、（ｃ）は第２のパルス信号のタイムチャート。
【図７】本発明の第１の実施の形態における軸振れ量の抽出結果を示す図。
【図８】本発明の第１の実施の形態における偏芯および偏角の方向および量の算出方法を示す斜視図。
【図９】本発明の第１の実施の形態における位置情報入力画面の一例を示す図。
【図１０】本発明の第１の実施の形態における調整支援画面の一例を示す図。
【図１１】本発明の第１の実施の形態における軸周方向位置検出手段の構造の図５とは異なる例を示す図であって、（ａ）は平断面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は凹凸構造の模式的拡大展開断面図。
【図１２】図１１の軸周方向位置検出手段を用いた軸振れ量の抽出方法を示す図であって、（ａ）は軸振動データのタイムチャート、（ｂ）は第１のパルス信号のタイムチャート。
【図１３】本発明に係る回転軸連結継手調整支援装置の第２の実施の形態を示す立面図を含む模式的ブロック図。
【図１４】本発明の第２の実施の形態によって測定された回転軸端面の３次元形状図の例。
【図１５】本発明の第２の実施の形態の回転軸連結継手調整支援装置の平面図を含む模式的ブロック図。
【図１６】本発明の第２の実施の形態の回転軸連結継手調整支援装置の立断面図。
【図１７】図１６のＡ−Ａ線矢視平断面図。
【図１８】本発明の第２の実施の形態の回転軸連結継手調整支援装置におけるタイロッドを１本取り出して示す立面図。
【図１９】本発明の第２の実施の形態の回転軸連結継手調整支援装置を実際に装置を取り付けて計測している状態を示す立断面図。
【図２０】本発明の第２の実施の形態の回転軸連結継手調整方法における偏角校正時の装置の立断面図。
【図２１】従来の回転軸連結継手調整方法における模式的立断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係る回転軸連結継手調整方法およびそのための回転軸連結継手調整支援装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１７】
［第１の実施の形態］
まず、図１〜図１０を用いて第１の実施の形態を説明する。本実施の形態は、図１に示すように、連結部を持つ回転体の例として、モータ軸１とポンプ軸２を、モータ側連結継手３とポンプ側連結継手４とよって連結する構造を示している。軸振れ量を計測する軸振動計測手段として、非接触変位計５ａ〜５ｅを軸方向に配置し、センサ治具６、７により固定する。センサ治具６，７は、たとえばマグネットにより、モータ下部面５０やポンプ上部面５１に固定する。また、マグネットによる固定では、接触による位置ずれや取り付け位置の再現性の確保が難しいこともあるので、モータ下部面５０やポンプ上部面５１に回転機本体あるいは部品取り付け用のボルト穴やはめあい構造を利用して、強固に固定することが望ましい。
【００１８】
モータ軸１のセンタリング等の調整作業においては、図２に示すようにモータ軸固定治具３６とモータ軸固定ボルト３８を使用してモータ軸１を移動あるいは固定する。モータ軸固定治具３６は、固定ボルト３７によりモータ下部面に強固に固定されている。
【００１９】
図３は、モータ下部面５０にあるボルト穴を利用してセンサ治具６を取り付けた例を示している。センサ治具６を取り付け板３９に固定し、取り付け板３９は、固定ボルト３７によりモータ下部面５０に固定する。このような構造とすることにより、センサ治具６を強固に固定できる。また、回転機に予め設置されているボルト穴等構造やモータ軸固定治具３６およびモータ軸固定ボルト３８等の通常の調整作業で使用する治具を利用できるため、新たな加工や治具製作が必要ないという効果がある。
【００２０】
非接触変位計５をモータ軸１に２ヶ所、ポンプ側連結継手４に２ヶ所設置することにより、モータ軸１とポンプ軸２の偏芯および偏角をそれぞれ計測することが可能となる。なお、ここで示す連結部の構造は、ポンプ軸２とポンプ側連結継手４の間では偏芯および偏角が生じない構造であり、このポンプ軸２とポンプ側連結継手４の間で偏芯および偏角が生じる構造の場合は、ポンプ軸２の軸方向２ヶ所に非接触変位計５を配置する。ここで、非接触変位計５として、たとえば渦電流式変位計やレーザ変位計を使用するが、軸の磁化特性の影響を受けにくいレーザ変位計を使用するのが望ましい。
【００２１】
図１に示すように、モータ側連結継手３には、回転軸の軸方向位置検出するための反射箔２１を設置し、光電式パルス計２０により反射箔２１位置において、パルス状の電圧信号を計測する。反射箔２１は、モータ側連結継手３の周方向に複数箇所均等に配置することにより、周方向等間隔の位置でパルス信号が発生する。
【００２２】
非接触変位計５およびパルス計２０は、それぞれ変位計信号線８およびパルス計信号線９と増幅器１０と増幅器１１に接続され電圧信号を出力する。さらにＡＤ変換器１２によりディジタル信号に変換され、処理部分４０に取り込まれる。処理部分４０は、連続した軸振動信号から回転軸の周方向位置での軸振れ量を算出する軸振動処理手段１４と、各軸振れ量からモータ軸１とポンプ軸２の偏芯および偏角の方向および量を算出する偏芯偏角算出手段１５と、偏芯偏角量が許容値異常の場合、連結継手の調整方向と調整量を指示する調整指示手段１６からなる。処理部分４０には、偏芯偏角算出手段１５に必要な非接触変位計５やパルス計２０の設置位置に関する情報を入力する入力手段１７と、入力画面や調整支援の画面を表示する表示手段１８と、入力情報や測定データや算出結果を記録する記録手段１９が接続されている。
【００２３】
ここで、図４に示すフローにより処理の概要を説明する。すなわち、まず、センサ位置情報を入力する（ステップＳ１）。次に、軸振動収録を開始する（ステップＳ２）。次に、回転軸を手回しする（ステップＳ３）。次に、軸振動収録を終了する（ステップＳ４）。次に、軸振動収録の結果からパルス位置を抜き出す（ステップＳ５）。次に、偏芯偏角を計算する（ステップＳ６）。ここで良否判定を行ない（ステップＳ７）、偏芯偏角が許容値以下の場合は終了する。偏芯偏角が許容値を越えている場合は、調整方向を指示し（ステップＳ８）、調整作業を行なって（ステップＳ９）、再び、軸振動収録開始（ステップＳ２）からの作業を繰り返す。
【００２４】
図５および図６を参照して軸振動処理手段１４の処理方法について説明する。図５は、第１の反射箔２１を周方向に３０°刻みでモータ軸の外周上に配置した例である。回転軸を手回しにより回転させる場合、第１のパルス計２０により回転軸が３０°回転するごとに第１のパルス信号２２を計測することが可能である。このときの軸振動データ２３も計測されており、第１のパルス信号２２が発生している位置での軸振動データ２３が周方向３０°ごとの軸振れ量となる。このとき、周方向の基準となる点は、回転軸を回し始める位置としてもよいし、前述の第１の反射箔２１とは別に回転軸の周方向に一つの第２の反射箔２１ｂを配置し、第２のパルス計２０ｂにより、回転軸の１回転ごとに１回発生する第２のパルス信号２５を計測することにより、基準位置を決定する方法もある。
【００２５】
抽出された軸振れ抽出点２４の軸振れ量の１回転分を平面的に表示した結果を図７に示す。基準円２６は、軸振れが０の状態を示しているものであり、抽出された軸振れ量を３０°ごとに表示すると、この軸振動データについては、偏芯ベクトル２７で表される方向および量だけ軸振れが生じていることとなる。
【００２６】
ダイヤルゲージの計測では、計測する方向に回転軸を固定し、軸振れ量を読み取り、次の方向に回転、固定して軸振れ量を読み取りといった作業が必要であったが、この構成により、回転軸を手回しで１回転することで回転軸の周方向３０°ごとの軸振れ量を計測することが可能となり、計測時間の短縮とともに偏芯偏角方向の計測精度を向上させることができる。また、軸振れ量の計測において、モータを一定回転にすることなく回転軸を手回しすることで可能なため、モータの起動準備等が必要なく、調整作業をしながらの計測が可能となり、調整作業全体の時間を短縮することが可能となる。
【００２７】
非接触変位計５ａ，５ｂ、５ｄ、５ｅの四つの軸振動データについて、前述の軸振動処理を行ない、四つの偏芯ベクトル２７を算出する。
【００２８】
図８により、モータ軸１とポンプ軸２の偏芯および偏角の方向および量の算出方法について説明する。計測位置の情報は図９に示す入力画面により入力する。偏芯および偏角を算出するために必要な寸法情報を入力するものである。図８は四つの偏芯ベクトル２７ａ、２７ｂ、２７ｃ，２７ｄを基準線２８に対して３次元的に表示したものである。モータ軸１はＡＢを結ぶ向きに、ポンプ軸２はＣＤの向きに傾いていることを意味する。モータ軸１とポンプ軸２の偏芯方向と偏芯量は、モータ側連結継手とポンプ側連結継手が接触する接触面４２での値とすると、点Ａと点Ｂを接触面４２に外挿した点Ｂ’と、点Ｃと点Ｄを接触面４２に外挿した点Ｃ’から算出される。このとき、入力された軸方向の寸法情報が使用される。モータ軸１を基準に考えると、偏芯方向および偏芯量はベクトル２９で表されることとなる。次に偏角方向および量は、線分ＡＢと線分ＣＤのなす角度および方向から算出することができる。
【００２９】
算出された偏芯および偏角の方向および量から、調整の良否判定に使用する軸方向位置での軸振れ量が、許容値以内である場合は、調整作業は終了となる。また、許容値以上である場合は、再度調整作業が必要となるため、調整指示手段１６により偏芯および偏角を低減する方向および量を作業員に指示する画面を表示する。画面の例を図１０に示す。現状の位置３０を調整ベクトル３１の方向および量を調整し、目標位置３２に調整する画面の例である。
【００３０】
図１１および図１２には、軸周方向位置を検出する他の方法として、一つの非接触変位計５により検出する例を示す。モータ側連結継手に凹凸構造を３０°刻みに配置した例である。ここでは、基準位置を検出する凹部３５を１箇所、周方向位置を検出する凸部３４を１１箇所とし、非接触変位計５により計測される第２のパルス信号２５を元にして、軸振動データ２３から軸振れ量を抽出するものである。
【００３１】
なお、軸周方向検出手段の設置場所は、モータ側連結継手以外の場所でもよい。また、パルス信号２２，２５の発生間隔も等間隔であれば良く、より精度を必要とする場合、刻みを小さくしてもよい。
【００３２】
このように構成された本実施の形態において、回転機を一定速度の回転状態にすることなく、回転軸の手回しにより連結部の偏芯および偏角状態を計測し、精度良くまた効率良く調整することが可能となる。
【００３３】
［第２の実施の形態］
図１３は、本発明による第２の実施の形態の装置を縦型ポンプモータのモータ１０７のモータ軸１０８に装着した場合を示している。レーザ変位計１０２を用いてレーザ光１０１により、モータ軸端面までの距離を変位として精度良く計測する。このレーザ変位計１０２は、Ｘ−Ｙステージ１０３に搭載され、計測対象の軸端面領域を移動する。Ｘ−Ｙステージコントローラ１０６とレーザ変位計信号変換器１０４の出力をパーソナルコンピュータ１０５に入力して、図１４に示すような、端面の３次元形状を出力する。
【００３４】
図１５は、本装置のレーザ変位計１０２の上面位置から下方を見た図である。Ｘ−Ｙステージ１０３はＸステージ１１３とＹステージ１１２とからなり、Ｘステージ１１３の上にＹステージ１１２が搭載され、その上にレーザ変位計１０２が搭載されている。
【００３５】
図１６は立断面を示し、図１７は、図１６のＡ−Ａ断面を示す。レーザ変位計１０２は、取付け治具１１７によりＹステージ１１２に取り付けられ、Ｘステージ１１３は、偏角調整用プレート１１４を介して、下部プレート１１６に取り付けられている。下部プレート１１６は、タイロッド１１１を介して上部プレート１１５を取り付けている。上部プレート１１５には、測定対象となる回転軸のスペーサリング設置面が設けられている。偏角調整用プレート１１４は、調整ねじ（図示せず）などにより、スペーサリング設置面に対して平行となるよう偏角調整を行なう。
【００３６】
図１８にタイロッド１１１の形状の例を示す。上部プレート１１５および下部プレート１１６の接合部分のみ精度良く仕上げたロッドにすれば、上下部プレートを精度良く平行に組立てできる装置にすることができる。
【００３７】
図１９に、実際に装置を取り付けて計測しているときの状態の例の立断面図を示している。ポンプ軸１２６端面の端面保護カバー１２５に装置昇降機構１２４を設置して、本発明の装置をその上に搭載して、モータ軸１０８に挿入して、その後スプリットリング１２２、スペーサリング１２１をモータ軸に装着し、装置を装置昇降機構１２４で降下させて、スペーサリング１２１上面に設置する。このようにすれば、装置を精度良く容易に設置できる。また、端面修正作業時には、装置昇降機構１２４を用いて、装置を取り外して、その空いた空間を使って端面修正作業が可能である。このときリングおよび装置の設置方位は、装置据付け精度を向上させるためには、決まった方位に設置するとよい。
【００３８】
このように構成された本実施の形態によれば、軸端面の形状を３次元に定量的に表示できるので、端面の修正作業が容易となる。軸に取り付けた装置を人が動かさなくて済むので、測定精度が向上する。スプリットリング溝あるいはスプリットリング１２２の端面あるいはスプリットリング１２２に支えられているスペーサリング１２１の端面の上面に測定装置を置くだけであるので、設置作業が容易であり、スペーサリング１２１の端面の上面は、精度良く製作されており、面が傷むこともないので、その面を基準とすることにより精度良く計測できる。
【００３９】
また、ポンプの運転が大気圧の場合、スペーサリング１２１端面の上面にモータ連結継手が設置され、スペーサ連結継手が連結されるので、上記の面を基準にすると大気圧の場合と圧力が高い運転時が、同じ軸偏角度となるので運転条件により振動値が変化しない調整ができる。
【００４０】
さらに、軸端面にあるスプリットリング１２２に支えられているスペーサリング１２１端面に設置する上部プレート１１５とＸ−Ｙステージ１０３などが搭載されている偏角調整用プレート１１４を取り付けている下部プレート１１６をタイロッド１１１で連結するとよい。この実施の形態によれば、上部プレート１１５と下部プレート１１６を３本以上のタイロッド１１１で連結したことにより、装置重量を軽くすることができる。また、Ｘ−Ｙステージ１０３が搭載されている偏角調整用プレート１１４を用いることにより、精度良く設置面に平行にＸ−Ｙステージ１０３を調整ねじなどを用いて調整設置できる。
【００４１】
図２０に示すように、加えて設置台に上下逆に設置して計測対象の軸端面にあるスプリットリング１２２とスペーサリング１２１を装着して上下２平面の平行度が精度良く製作されている偏角検査用プレート１３１をその上に載せて、その偏角検査用プレート１３１の偏角を計測し、その偏角が零になるようＸ−Ｙステージ１０３などが搭載されている偏角調整用プレート１１４を調整ねじ（図示せず）などを用いて調整することができる。このようにすれば、計測対象の軸端面にあるスプリットリング１２２とスペーサリング１２１を装着して計測しているので、スプリットリング１２２に対するスペーサリング１２１の設置方位を同じにして、偏角調整用プレート１１４を調整ねじなどを用いて調整すれば、精度良く設置面に平行にＸ−Ｙステージを設置できる。
【００４２】
また、スペーサリングの設置方位を記録しておけば、大気圧の場合の偏角度が計測されるので、圧力が高い運転時の偏角度を修正したい場合には、前記の設置方位を考慮して軸端面の偏角度を修正すれば可能となる。この方法を用いれば、計測装置の校正を現場で実施できるので、運搬時の計測装置のゆがみなどを心配する必要がなく、上下２平面の平行度が精度良く製作されている偏角検査用プレート１３１を用意するだけであるので、校正費用がかからず、校正も容易である。以上のように、回転軸の軸端面の偏角度およびその形状を３次元で、数μｍの精度で測定でき、修正量が表示できるので、修正作業をする上で作業が容易となり、偏角度を零に近くすることができ、回転機の軸偏角による振動を低減することが可能となる。
【符号の説明】
【００４３】
１…モータ軸（回転軸）、２…ポンプ軸（回転軸）、３…モータ側連結継手、４…ポンプ側連結継手、５，５ａ〜５ｅ…非接触変位計（軸振動計測手段）、６，７…センサ治具、８…変位計信号線、９…パルス計信号線、１０，１１…増幅器、１２…ＡＤ変換器、１４…軸振動処理手段、１５…偏芯偏角算出手段、１６…調整指示手段、１７…入力手段、１８…表示手段、１９…記録手段、２０，２０ｂ…パルス計（周方向位置計測手段）、２１，２１ｂ…反射箔（周方向位置検出手段）、２２，２５…パルス信号、２３…軸振動データ、２４…軸振れ量、２６…基準円、２７，２７ａ〜２７ｄ…偏芯ベクトル、２９…ベクトル、３１…調整ベクトル、３２…目標位置、３４…凸部、３５…凹部、３６…モータ軸固定治具、３７…固定ボルト、３８…モータ軸固定ボルト、３９…取り付け板、４０…処理部分、４２…接触面、１０１…レーザ光、１０２…レーザ変位計、１０３…Ｘ−Ｙステージ、１０４…レーザ変位計信号変換器、１０５…パーソナルコンピュータ、１０６…Ｘ−Ｙステージコントローラ、１０７…モータ、１０８…モータ軸、１１１…タイロッド、１１２…Ｙステージ、１１３…Ｘステージ、１１４…偏角調整用プレート、１１５…上部プレート、１１６…下部プレート、１２１…スペーサリング、１２２…スプリットリング、１２４…装置昇降機構、１２５…端面保護カバー、１２６…ポンプ軸、１３１…偏角検査用プレート
【技術分野】
【０００１】
この発明は回転軸を連結する連結継手（カップリング）の調整支援装置および連結継手の調整方法に関し、特に、モータ軸とポンプ軸の連結部の調整に好適な回転軸連結継手調整支援装置および回転軸連結継手調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、モータ軸とポンプ軸のように連結継手で結合される回転機においては、運転時の軸振動を低減させるように連結部の偏芯や偏角の方向と量の調整が必要である。連結部の偏芯や偏角の方向と量の調整が不十分な場合、回転時に偏芯や偏角により過大な軸振動値となり、再度、連結部の調整を行なう必要がある。
【０００３】
この調整方法としては、計測器にダイヤルゲージを用い、連結部の軸振れ量の計測を行ない、軸振れ量の許容値以内に収まるよう、連結部を調整する方法がある。この方法は、回転軸にダイヤルゲージを設置し、手回し等により回転軸を回転させ、周方向に数箇所から軸振れ量を計測する方法である。
【０００４】
また、計測器として軸方向あるいは周方向に複数の非接触変位計を用いて、連結部の偏芯や偏角の方向と量を計測する方法がある。（たとえば特許文献１および特許文献２参照）。この方法は、非接触変位計により軸振れ量を計測するとともに、位相差を計測することにより、回転軸の偏芯や偏角を計測する方法である。特許文献１は、一定回転時における軸振れ量計測値と位相差から、振動ベクトルを算出し、回転軸の偏芯や偏角の方向および量を算出するものである。特許文献２は、一定回転時における軸振れ量計測値と位相差から、振動ベクトルを算出し、回転軸の偏角の方向および量を算出するものである。
【０００５】
また、偏角を防止するためにはモータ軸端面の偏角を極力小さくする必要がある。このために行なわれている作業について以下に説明する。図２１に、発電プラント等で用いられる縦型ポンプにおける軸連結継手のモータ軸の一例を示す。この種のポンプは、モータ軸とポンプ軸とをスペーサ連結継手で連結される構造である。運転中は、運転条件の違いにより、ポンプ軸をモータ軸側に押し上げる軸方向荷重が変化し、モータ軸端面とスペーサ連結継手が接触する場合と離反する場合がある。接触する場合は、モータ軸端面の偏角がそのままポンプ軸の偏角となるため、回転軸の振動増加の原因となる。そこで従来では、図２１に示すようにモータ軸１０８の外径に端面当たり治具１４１をモータ軸１０８に装着して、光明丹などで当たり状態を確認して、軸端面の偏角度および平面度を計測している。当たり状況が悪い場合は、軸偏角度を極力零とするよう軸端面を研削する。端面当たり治具１４１はモータ軸１０８の外形に精度良く装着され、軸端面が当たる底面の偏角がなく精度良く平面を保っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第２８４８７２０号公報
【特許文献２】特開２００１−１５３７５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した回転軸の連結継手調整方法および装置おいて、まず、ダイヤルゲージを用いた測定の場合、一般的に周方向に直交する２方向、軸方向に数箇所の計測が行なわれ、軸振れ量の最大値と最小値を計測し許容値以内になるよう連結部を調整されている。この場合、計測位置の軸振れの方向と量は明らかとなるが、ポンプ軸とモータ軸がどちらの方向にどの程度の量、偏芯あるいは偏角しているかを把握することが難しいため、精度良く調整することが困難である。また、計測点を増やすことにより、軸振れの方向と量の計測精度を向上することも可能であるが、計測する方向に回転軸を固定し、軸振れ量を読み取り、次の方向に回転、固定して軸振れ量を読み取り、といった作業を繰り返す必要がある。この場合、作業時間が増加してしまう問題と、計測する周方向位置を精度良く設定することが難しいという課題がある。
【０００８】
特許文献１および特許文献２の方法では、計測した軸振動値と位相情報から、連結部の偏芯あるいは偏角の方向および量を算出しているが、位相情報から偏芯あるいは偏角の方位を算出するためには、回転機が一定速度の回転状態にある必要がある。この場合、調整作業を行なった後、回転機を運転し、そして計測作業、良否確認を行ない、否の場合は再度調整作業という流れとなる。しかしこの場合、回転機を運転状態とする必要があるため、調整作業を連続して行なうことができず、作業効率が悪くなるという課題がある。
【０００９】
モータ軸端面の偏角状態の計測および修正作業は、端面当たり治具１４１の重量が約３０Ｋｇと重く、軸とのはめあい公差が約２０μｍと小さいので、取り外し作業が困難であり、作業時間も１日以上かかるという課題がある。
【００１０】
また、偏角状態を定量的に把握することが困難であり、偏角状態の改善のための研削量を把握することが困難である。このため、計測および修正作業を繰り返す必要がある場合がある。
【００１１】
本発明は上述した課題を解決するためになされたものであり、回転機を一定速度の回転状態にする必要がなく、回転軸の手回しにより回転軸連結部の偏芯および偏角状態を計測し、精度良くまた効率良く調整することを可能とするとともに、回転軸端面の偏角状態の調整作業を精度良くかつ効率良く実施することを可能とする回転軸連結継手調整方法およびそのための回転軸連結継手調整支援装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明は上記目的を達成するものであって、本発明は、二つの回転軸を結合する連結継手の結合状態を調整するための回転軸連結継手調整支援装置において、回転軸に取り付けてその回転軸の端面に対向させて配置されて当該端面の対向部分との距離を計測できる変位計と、前記変位計を前記端面に対向させながら前記端面に対してほぼ平行に移動させる移動機構とを有し、これら変位計と移動機構とにより、前記端面の直角度および形状を計測できるように構成されていること、を特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、二つの回転軸を結合する連結継手の結合状態を調整する回転軸連結継手調整方法において、回転軸の端面の一部に変位計を対向させて、前記端面の部分と変位計の距離を計測する計測ステップと、前記変位計を前記端面の他の部分に対向させるように前記変位計を端面に対してほぼ平行に移動させる移動ステップと、を繰り返して、前記端面の直角度および形状を計測すること、を特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、回転機を一定速度の回転状態にする必要がなく、たとえば回転軸の手回しにより回転軸連結部の偏芯および偏角状態を計測し、精度良くまた効率良く調整することができる。また、偏角状態を改善するため、軸端面の偏角状態を効率よく精度良く計測することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る回転軸連結継手調整支援装置の第１の実施の形態を示す模式的立面図を含むブロック図。
【図２】本発明の第１の実施の形態におけるモータ軸固定治具を取り付けた状態を示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図。
【図３】本発明の第１の実施の形態におけるモータ軸固定治具にセンサ治具を取り付けた状態を示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図。
【図４】本発明の第１の実施の形態における連結継手調整の処理手順を示すフロー図。
【図５】本発明の第１の実施の形態における軸周方向位置検出手段の構造を示す図であって、（ａ）は平断面図、（ｂ）は正面図。
【図６】本発明の第１の実施の形態における軸振れ量の抽出方法を示す図であって、（ａ）は軸振動データのタイムチャート、（ｂ）は第１のパルス信号のタイムチャート、（ｃ）は第２のパルス信号のタイムチャート。
【図７】本発明の第１の実施の形態における軸振れ量の抽出結果を示す図。
【図８】本発明の第１の実施の形態における偏芯および偏角の方向および量の算出方法を示す斜視図。
【図９】本発明の第１の実施の形態における位置情報入力画面の一例を示す図。
【図１０】本発明の第１の実施の形態における調整支援画面の一例を示す図。
【図１１】本発明の第１の実施の形態における軸周方向位置検出手段の構造の図５とは異なる例を示す図であって、（ａ）は平断面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は凹凸構造の模式的拡大展開断面図。
【図１２】図１１の軸周方向位置検出手段を用いた軸振れ量の抽出方法を示す図であって、（ａ）は軸振動データのタイムチャート、（ｂ）は第１のパルス信号のタイムチャート。
【図１３】本発明に係る回転軸連結継手調整支援装置の第２の実施の形態を示す立面図を含む模式的ブロック図。
【図１４】本発明の第２の実施の形態によって測定された回転軸端面の３次元形状図の例。
【図１５】本発明の第２の実施の形態の回転軸連結継手調整支援装置の平面図を含む模式的ブロック図。
【図１６】本発明の第２の実施の形態の回転軸連結継手調整支援装置の立断面図。
【図１７】図１６のＡ−Ａ線矢視平断面図。
【図１８】本発明の第２の実施の形態の回転軸連結継手調整支援装置におけるタイロッドを１本取り出して示す立面図。
【図１９】本発明の第２の実施の形態の回転軸連結継手調整支援装置を実際に装置を取り付けて計測している状態を示す立断面図。
【図２０】本発明の第２の実施の形態の回転軸連結継手調整方法における偏角校正時の装置の立断面図。
【図２１】従来の回転軸連結継手調整方法における模式的立断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係る回転軸連結継手調整方法およびそのための回転軸連結継手調整支援装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１７】
［第１の実施の形態］
まず、図１〜図１０を用いて第１の実施の形態を説明する。本実施の形態は、図１に示すように、連結部を持つ回転体の例として、モータ軸１とポンプ軸２を、モータ側連結継手３とポンプ側連結継手４とよって連結する構造を示している。軸振れ量を計測する軸振動計測手段として、非接触変位計５ａ〜５ｅを軸方向に配置し、センサ治具６、７により固定する。センサ治具６，７は、たとえばマグネットにより、モータ下部面５０やポンプ上部面５１に固定する。また、マグネットによる固定では、接触による位置ずれや取り付け位置の再現性の確保が難しいこともあるので、モータ下部面５０やポンプ上部面５１に回転機本体あるいは部品取り付け用のボルト穴やはめあい構造を利用して、強固に固定することが望ましい。
【００１８】
モータ軸１のセンタリング等の調整作業においては、図２に示すようにモータ軸固定治具３６とモータ軸固定ボルト３８を使用してモータ軸１を移動あるいは固定する。モータ軸固定治具３６は、固定ボルト３７によりモータ下部面に強固に固定されている。
【００１９】
図３は、モータ下部面５０にあるボルト穴を利用してセンサ治具６を取り付けた例を示している。センサ治具６を取り付け板３９に固定し、取り付け板３９は、固定ボルト３７によりモータ下部面５０に固定する。このような構造とすることにより、センサ治具６を強固に固定できる。また、回転機に予め設置されているボルト穴等構造やモータ軸固定治具３６およびモータ軸固定ボルト３８等の通常の調整作業で使用する治具を利用できるため、新たな加工や治具製作が必要ないという効果がある。
【００２０】
非接触変位計５をモータ軸１に２ヶ所、ポンプ側連結継手４に２ヶ所設置することにより、モータ軸１とポンプ軸２の偏芯および偏角をそれぞれ計測することが可能となる。なお、ここで示す連結部の構造は、ポンプ軸２とポンプ側連結継手４の間では偏芯および偏角が生じない構造であり、このポンプ軸２とポンプ側連結継手４の間で偏芯および偏角が生じる構造の場合は、ポンプ軸２の軸方向２ヶ所に非接触変位計５を配置する。ここで、非接触変位計５として、たとえば渦電流式変位計やレーザ変位計を使用するが、軸の磁化特性の影響を受けにくいレーザ変位計を使用するのが望ましい。
【００２１】
図１に示すように、モータ側連結継手３には、回転軸の軸方向位置検出するための反射箔２１を設置し、光電式パルス計２０により反射箔２１位置において、パルス状の電圧信号を計測する。反射箔２１は、モータ側連結継手３の周方向に複数箇所均等に配置することにより、周方向等間隔の位置でパルス信号が発生する。
【００２２】
非接触変位計５およびパルス計２０は、それぞれ変位計信号線８およびパルス計信号線９と増幅器１０と増幅器１１に接続され電圧信号を出力する。さらにＡＤ変換器１２によりディジタル信号に変換され、処理部分４０に取り込まれる。処理部分４０は、連続した軸振動信号から回転軸の周方向位置での軸振れ量を算出する軸振動処理手段１４と、各軸振れ量からモータ軸１とポンプ軸２の偏芯および偏角の方向および量を算出する偏芯偏角算出手段１５と、偏芯偏角量が許容値異常の場合、連結継手の調整方向と調整量を指示する調整指示手段１６からなる。処理部分４０には、偏芯偏角算出手段１５に必要な非接触変位計５やパルス計２０の設置位置に関する情報を入力する入力手段１７と、入力画面や調整支援の画面を表示する表示手段１８と、入力情報や測定データや算出結果を記録する記録手段１９が接続されている。
【００２３】
ここで、図４に示すフローにより処理の概要を説明する。すなわち、まず、センサ位置情報を入力する（ステップＳ１）。次に、軸振動収録を開始する（ステップＳ２）。次に、回転軸を手回しする（ステップＳ３）。次に、軸振動収録を終了する（ステップＳ４）。次に、軸振動収録の結果からパルス位置を抜き出す（ステップＳ５）。次に、偏芯偏角を計算する（ステップＳ６）。ここで良否判定を行ない（ステップＳ７）、偏芯偏角が許容値以下の場合は終了する。偏芯偏角が許容値を越えている場合は、調整方向を指示し（ステップＳ８）、調整作業を行なって（ステップＳ９）、再び、軸振動収録開始（ステップＳ２）からの作業を繰り返す。
【００２４】
図５および図６を参照して軸振動処理手段１４の処理方法について説明する。図５は、第１の反射箔２１を周方向に３０°刻みでモータ軸の外周上に配置した例である。回転軸を手回しにより回転させる場合、第１のパルス計２０により回転軸が３０°回転するごとに第１のパルス信号２２を計測することが可能である。このときの軸振動データ２３も計測されており、第１のパルス信号２２が発生している位置での軸振動データ２３が周方向３０°ごとの軸振れ量となる。このとき、周方向の基準となる点は、回転軸を回し始める位置としてもよいし、前述の第１の反射箔２１とは別に回転軸の周方向に一つの第２の反射箔２１ｂを配置し、第２のパルス計２０ｂにより、回転軸の１回転ごとに１回発生する第２のパルス信号２５を計測することにより、基準位置を決定する方法もある。
【００２５】
抽出された軸振れ抽出点２４の軸振れ量の１回転分を平面的に表示した結果を図７に示す。基準円２６は、軸振れが０の状態を示しているものであり、抽出された軸振れ量を３０°ごとに表示すると、この軸振動データについては、偏芯ベクトル２７で表される方向および量だけ軸振れが生じていることとなる。
【００２６】
ダイヤルゲージの計測では、計測する方向に回転軸を固定し、軸振れ量を読み取り、次の方向に回転、固定して軸振れ量を読み取りといった作業が必要であったが、この構成により、回転軸を手回しで１回転することで回転軸の周方向３０°ごとの軸振れ量を計測することが可能となり、計測時間の短縮とともに偏芯偏角方向の計測精度を向上させることができる。また、軸振れ量の計測において、モータを一定回転にすることなく回転軸を手回しすることで可能なため、モータの起動準備等が必要なく、調整作業をしながらの計測が可能となり、調整作業全体の時間を短縮することが可能となる。
【００２７】
非接触変位計５ａ，５ｂ、５ｄ、５ｅの四つの軸振動データについて、前述の軸振動処理を行ない、四つの偏芯ベクトル２７を算出する。
【００２８】
図８により、モータ軸１とポンプ軸２の偏芯および偏角の方向および量の算出方法について説明する。計測位置の情報は図９に示す入力画面により入力する。偏芯および偏角を算出するために必要な寸法情報を入力するものである。図８は四つの偏芯ベクトル２７ａ、２７ｂ、２７ｃ，２７ｄを基準線２８に対して３次元的に表示したものである。モータ軸１はＡＢを結ぶ向きに、ポンプ軸２はＣＤの向きに傾いていることを意味する。モータ軸１とポンプ軸２の偏芯方向と偏芯量は、モータ側連結継手とポンプ側連結継手が接触する接触面４２での値とすると、点Ａと点Ｂを接触面４２に外挿した点Ｂ’と、点Ｃと点Ｄを接触面４２に外挿した点Ｃ’から算出される。このとき、入力された軸方向の寸法情報が使用される。モータ軸１を基準に考えると、偏芯方向および偏芯量はベクトル２９で表されることとなる。次に偏角方向および量は、線分ＡＢと線分ＣＤのなす角度および方向から算出することができる。
【００２９】
算出された偏芯および偏角の方向および量から、調整の良否判定に使用する軸方向位置での軸振れ量が、許容値以内である場合は、調整作業は終了となる。また、許容値以上である場合は、再度調整作業が必要となるため、調整指示手段１６により偏芯および偏角を低減する方向および量を作業員に指示する画面を表示する。画面の例を図１０に示す。現状の位置３０を調整ベクトル３１の方向および量を調整し、目標位置３２に調整する画面の例である。
【００３０】
図１１および図１２には、軸周方向位置を検出する他の方法として、一つの非接触変位計５により検出する例を示す。モータ側連結継手に凹凸構造を３０°刻みに配置した例である。ここでは、基準位置を検出する凹部３５を１箇所、周方向位置を検出する凸部３４を１１箇所とし、非接触変位計５により計測される第２のパルス信号２５を元にして、軸振動データ２３から軸振れ量を抽出するものである。
【００３１】
なお、軸周方向検出手段の設置場所は、モータ側連結継手以外の場所でもよい。また、パルス信号２２，２５の発生間隔も等間隔であれば良く、より精度を必要とする場合、刻みを小さくしてもよい。
【００３２】
このように構成された本実施の形態において、回転機を一定速度の回転状態にすることなく、回転軸の手回しにより連結部の偏芯および偏角状態を計測し、精度良くまた効率良く調整することが可能となる。
【００３３】
［第２の実施の形態］
図１３は、本発明による第２の実施の形態の装置を縦型ポンプモータのモータ１０７のモータ軸１０８に装着した場合を示している。レーザ変位計１０２を用いてレーザ光１０１により、モータ軸端面までの距離を変位として精度良く計測する。このレーザ変位計１０２は、Ｘ−Ｙステージ１０３に搭載され、計測対象の軸端面領域を移動する。Ｘ−Ｙステージコントローラ１０６とレーザ変位計信号変換器１０４の出力をパーソナルコンピュータ１０５に入力して、図１４に示すような、端面の３次元形状を出力する。
【００３４】
図１５は、本装置のレーザ変位計１０２の上面位置から下方を見た図である。Ｘ−Ｙステージ１０３はＸステージ１１３とＹステージ１１２とからなり、Ｘステージ１１３の上にＹステージ１１２が搭載され、その上にレーザ変位計１０２が搭載されている。
【００３５】
図１６は立断面を示し、図１７は、図１６のＡ−Ａ断面を示す。レーザ変位計１０２は、取付け治具１１７によりＹステージ１１２に取り付けられ、Ｘステージ１１３は、偏角調整用プレート１１４を介して、下部プレート１１６に取り付けられている。下部プレート１１６は、タイロッド１１１を介して上部プレート１１５を取り付けている。上部プレート１１５には、測定対象となる回転軸のスペーサリング設置面が設けられている。偏角調整用プレート１１４は、調整ねじ（図示せず）などにより、スペーサリング設置面に対して平行となるよう偏角調整を行なう。
【００３６】
図１８にタイロッド１１１の形状の例を示す。上部プレート１１５および下部プレート１１６の接合部分のみ精度良く仕上げたロッドにすれば、上下部プレートを精度良く平行に組立てできる装置にすることができる。
【００３７】
図１９に、実際に装置を取り付けて計測しているときの状態の例の立断面図を示している。ポンプ軸１２６端面の端面保護カバー１２５に装置昇降機構１２４を設置して、本発明の装置をその上に搭載して、モータ軸１０８に挿入して、その後スプリットリング１２２、スペーサリング１２１をモータ軸に装着し、装置を装置昇降機構１２４で降下させて、スペーサリング１２１上面に設置する。このようにすれば、装置を精度良く容易に設置できる。また、端面修正作業時には、装置昇降機構１２４を用いて、装置を取り外して、その空いた空間を使って端面修正作業が可能である。このときリングおよび装置の設置方位は、装置据付け精度を向上させるためには、決まった方位に設置するとよい。
【００３８】
このように構成された本実施の形態によれば、軸端面の形状を３次元に定量的に表示できるので、端面の修正作業が容易となる。軸に取り付けた装置を人が動かさなくて済むので、測定精度が向上する。スプリットリング溝あるいはスプリットリング１２２の端面あるいはスプリットリング１２２に支えられているスペーサリング１２１の端面の上面に測定装置を置くだけであるので、設置作業が容易であり、スペーサリング１２１の端面の上面は、精度良く製作されており、面が傷むこともないので、その面を基準とすることにより精度良く計測できる。
【００３９】
また、ポンプの運転が大気圧の場合、スペーサリング１２１端面の上面にモータ連結継手が設置され、スペーサ連結継手が連結されるので、上記の面を基準にすると大気圧の場合と圧力が高い運転時が、同じ軸偏角度となるので運転条件により振動値が変化しない調整ができる。
【００４０】
さらに、軸端面にあるスプリットリング１２２に支えられているスペーサリング１２１端面に設置する上部プレート１１５とＸ−Ｙステージ１０３などが搭載されている偏角調整用プレート１１４を取り付けている下部プレート１１６をタイロッド１１１で連結するとよい。この実施の形態によれば、上部プレート１１５と下部プレート１１６を３本以上のタイロッド１１１で連結したことにより、装置重量を軽くすることができる。また、Ｘ−Ｙステージ１０３が搭載されている偏角調整用プレート１１４を用いることにより、精度良く設置面に平行にＸ−Ｙステージ１０３を調整ねじなどを用いて調整設置できる。
【００４１】
図２０に示すように、加えて設置台に上下逆に設置して計測対象の軸端面にあるスプリットリング１２２とスペーサリング１２１を装着して上下２平面の平行度が精度良く製作されている偏角検査用プレート１３１をその上に載せて、その偏角検査用プレート１３１の偏角を計測し、その偏角が零になるようＸ−Ｙステージ１０３などが搭載されている偏角調整用プレート１１４を調整ねじ（図示せず）などを用いて調整することができる。このようにすれば、計測対象の軸端面にあるスプリットリング１２２とスペーサリング１２１を装着して計測しているので、スプリットリング１２２に対するスペーサリング１２１の設置方位を同じにして、偏角調整用プレート１１４を調整ねじなどを用いて調整すれば、精度良く設置面に平行にＸ−Ｙステージを設置できる。
【００４２】
また、スペーサリングの設置方位を記録しておけば、大気圧の場合の偏角度が計測されるので、圧力が高い運転時の偏角度を修正したい場合には、前記の設置方位を考慮して軸端面の偏角度を修正すれば可能となる。この方法を用いれば、計測装置の校正を現場で実施できるので、運搬時の計測装置のゆがみなどを心配する必要がなく、上下２平面の平行度が精度良く製作されている偏角検査用プレート１３１を用意するだけであるので、校正費用がかからず、校正も容易である。以上のように、回転軸の軸端面の偏角度およびその形状を３次元で、数μｍの精度で測定でき、修正量が表示できるので、修正作業をする上で作業が容易となり、偏角度を零に近くすることができ、回転機の軸偏角による振動を低減することが可能となる。
【符号の説明】
【００４３】
１…モータ軸（回転軸）、２…ポンプ軸（回転軸）、３…モータ側連結継手、４…ポンプ側連結継手、５，５ａ〜５ｅ…非接触変位計（軸振動計測手段）、６，７…センサ治具、８…変位計信号線、９…パルス計信号線、１０，１１…増幅器、１２…ＡＤ変換器、１４…軸振動処理手段、１５…偏芯偏角算出手段、１６…調整指示手段、１７…入力手段、１８…表示手段、１９…記録手段、２０，２０ｂ…パルス計（周方向位置計測手段）、２１，２１ｂ…反射箔（周方向位置検出手段）、２２，２５…パルス信号、２３…軸振動データ、２４…軸振れ量、２６…基準円、２７，２７ａ〜２７ｄ…偏芯ベクトル、２９…ベクトル、３１…調整ベクトル、３２…目標位置、３４…凸部、３５…凹部、３６…モータ軸固定治具、３７…固定ボルト、３８…モータ軸固定ボルト、３９…取り付け板、４０…処理部分、４２…接触面、１０１…レーザ光、１０２…レーザ変位計、１０３…Ｘ−Ｙステージ、１０４…レーザ変位計信号変換器、１０５…パーソナルコンピュータ、１０６…Ｘ−Ｙステージコントローラ、１０７…モータ、１０８…モータ軸、１１１…タイロッド、１１２…Ｙステージ、１１３…Ｘステージ、１１４…偏角調整用プレート、１１５…上部プレート、１１６…下部プレート、１２１…スペーサリング、１２２…スプリットリング、１２４…装置昇降機構、１２５…端面保護カバー、１２６…ポンプ軸、１３１…偏角検査用プレート
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二つの回転軸を結合する連結継手の結合状態を調整するための回転軸連結継手調整支援装置において、
回転軸に取り付けてその回転軸の端面に対向させて配置されて当該端面の対向部分との距離を計測できる変位計と、
前記変位計を前記端面に対向させながら前記端面に対してほぼ平行に移動させる移動機構と
を有し、これら変位計と移動機構とにより、前記端面の直角度あるいは形状を計測できるように構成されていること、を特徴とする回転軸連結継手調整支援装置。
【請求項２】
前記移動機構は、前記回転軸の側面外周、回転軸の側面にある溝、前記溝に取り付けられた治具の端面のうちのいずれかに取り付けられていること、を特徴とする請求項１記載の回転軸連結継手調整支援装置。
【請求項３】
前記回転軸の側面にある溝に取り付けられた治具の端面に設置された上部プレートと、この上部プレートに連結された偏角調整用プレートが取り付けられた下部プレートと、をさらに有し、
前記移動機構が前記偏角調整用プレートに取り付けられていること、
を特徴とする請求項１記載の回転軸連結継手調整支援装置。
【請求項４】
二つの回転軸を結合する連結継手の結合状態を調整する回転軸連結継手調整方法において、
回転軸の端面の一部に変位計を対向させて、前記端面の部分と変位計の距離を計測する計測ステップと、
前記変位計を前記端面の他の部分に対向させるように前記変位計を端面に対してほぼ平行に移動させる移動ステップと、
を繰り返して、前記端面の直角度あるいは形状を計測すること、を特徴とする回転軸連結継手調整方法。
【請求項５】
前記端面の直角度あるいは形状を計測する前に、
前記端面の直角度あるいは形状を計測する状態と上下を反転させた状態で、前記回転軸の側面にある溝に取り付けられた治具を上部プレートに装着し、前記上部プレートを下部プレートに結合し、偏角調整用プレートを介して前記下部プレートに対して移動機構を取り付け、この移動機構に対して前記変位計を固定し、前記治具の上に、上下表面が相互に平行な偏角検査用プレートを配置し、前記移動機構および前記変位計を用いて前記偏角検査用プレートの偏角を計測し、その偏角が十分に小さくなるように前記偏角調整プレートの傾きを調整すること、
を特徴とする請求項４記載の回転軸連結継手調整方法。
【請求項１】
二つの回転軸を結合する連結継手の結合状態を調整するための回転軸連結継手調整支援装置において、
回転軸に取り付けてその回転軸の端面に対向させて配置されて当該端面の対向部分との距離を計測できる変位計と、
前記変位計を前記端面に対向させながら前記端面に対してほぼ平行に移動させる移動機構と
を有し、これら変位計と移動機構とにより、前記端面の直角度あるいは形状を計測できるように構成されていること、を特徴とする回転軸連結継手調整支援装置。
【請求項２】
前記移動機構は、前記回転軸の側面外周、回転軸の側面にある溝、前記溝に取り付けられた治具の端面のうちのいずれかに取り付けられていること、を特徴とする請求項１記載の回転軸連結継手調整支援装置。
【請求項３】
前記回転軸の側面にある溝に取り付けられた治具の端面に設置された上部プレートと、この上部プレートに連結された偏角調整用プレートが取り付けられた下部プレートと、をさらに有し、
前記移動機構が前記偏角調整用プレートに取り付けられていること、
を特徴とする請求項１記載の回転軸連結継手調整支援装置。
【請求項４】
二つの回転軸を結合する連結継手の結合状態を調整する回転軸連結継手調整方法において、
回転軸の端面の一部に変位計を対向させて、前記端面の部分と変位計の距離を計測する計測ステップと、
前記変位計を前記端面の他の部分に対向させるように前記変位計を端面に対してほぼ平行に移動させる移動ステップと、
を繰り返して、前記端面の直角度あるいは形状を計測すること、を特徴とする回転軸連結継手調整方法。
【請求項５】
前記端面の直角度あるいは形状を計測する前に、
前記端面の直角度あるいは形状を計測する状態と上下を反転させた状態で、前記回転軸の側面にある溝に取り付けられた治具を上部プレートに装着し、前記上部プレートを下部プレートに結合し、偏角調整用プレートを介して前記下部プレートに対して移動機構を取り付け、この移動機構に対して前記変位計を固定し、前記治具の上に、上下表面が相互に平行な偏角検査用プレートを配置し、前記移動機構および前記変位計を用いて前記偏角検査用プレートの偏角を計測し、その偏角が十分に小さくなるように前記偏角調整プレートの傾きを調整すること、
を特徴とする請求項４記載の回転軸連結継手調整方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【公開番号】特開２０１０−２４９８４２（Ｐ２０１０−２４９８４２Ａ）
【公開日】平成２２年１１月４日（２０１０．１１．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１７１４５５（Ｐ２０１０−１７１４５５）
【出願日】平成２２年７月３０日（２０１０．７．３０）
【分割の表示】特願２００４−１５７３１７（Ｐ２００４−１５７３１７）の分割
【原出願日】平成１６年５月２７日（２００４．５．２７）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月４日（２０１０．１１．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月３０日（２０１０．７．３０）
【分割の表示】特願２００４−１５７３１７（Ｐ２００４−１５７３１７）の分割
【原出願日】平成１６年５月２７日（２００４．５．２７）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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