(57)【要約】      （修正有）【課題】動作速度での回転試験要素のモーダルインパクト試験用の改良型モーダルインパクト試験アセンブリ、システムおよび方法を提供する。【解決手段】第１の構成要素セット１４は、インパクトアセンブリ１６と、インパクトアセンブリ１６に連結されているサイクル制御要素１８と、インパクトアセンブリ１６に対向して配置されている信号応答測定デバイス２０とを含む。アセンブリ１０は、第１の構成要素セット１４から切り離されている第２の構成要素セット２８をさらに有する。第２の構成要素セット２８は、サイクル制御要素１８に連結されている第１のコントローラ３０と、信号応答測定デバイス２０に連結されている第２のコントローラ３４とを含む。モーダルインパクト試験アセンブリ１０のインパクトアセンブリ１６は、動作速度で回転している試験要素４６に衝撃を与えるように構成されている。【選択図】図１
2015017969.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モーダルインパクト試験用アセンブリ（１０）であって、
インパクトアセンブリ（１６）、
前記インパクトアセンブリ（１６）に連結されているサイクル制御要素（１８）、および
前記インパクトアセンブリ（１６）に対向して配置されている信号応答測定デバイス（２０）
を含む、第１の構成要素セット（１４）と、
前記サイクル制御要素（１８）に連結されている第１のコントローラ（３０）、および
前記信号応答測定デバイス（２０）に連結されている第２のコントローラ（３４）
を含む、前記第１の構成要素セット（１４）から切り離されている第２の構成要素セット（２８）と
を含み、
前記第１の構成要素セット（１４）および前記第２の構成要素セット（２８）は、モーダルインパクト試験用のモーダルインパクト試験アセンブリ（１０）を構成しており、前記モーダルインパクト試験アセンブリ（１０）の前記インパクトアセンブリ（１６）は、動作速度で回転している試験要素（４６）に衝撃を与えるように構成されている、
モーダルインパクト試験用アセンブリ（１０）。
【請求項２】
前記モーダルインパクト試験アセンブリは固定モーダルインパクト試験アセンブリ（１０）であり、前記第１の構成要素セット（１４）および前記試験要素（４６）はハウジング構造物（４８）の内部に含まれている、請求項１に記載のアセンブリ（１０）。
【請求項３】
前記モーダルインパクト試験アセンブリ（１０）は可搬式モーダルインパクト試験アセンブリ（１０）であり、前記第１の構成要素セット（１４）はハウジング構造物（４８）の内部に実質的に含まれている、請求項１に記載のアセンブリ（１０）。
【請求項４】
前記インパクトアセンブリ（１６）は、
ロードセル（５０）を有するインパクト要素（２２）であり、前記ロードセル（５０）は前記インパクト要素（２２）が前記試験要素（４６）に衝撃を与えたとき衝撃力出力を放出するように構成されている、インパクト要素（２２）と、
前記インパクト要素（２２）に取り付けられている弾性駆動要素（２４）と、
前記インパクト要素（２２）が前記試験要素（４６）に衝撃を与えるように、前記インパクト要素（２２）および前記弾性駆動要素（２４）を作動させるように構成されている作動要素（２６）と
を含む、請求項１に記載のアセンブリ（１０）。
【請求項５】
前記インパクト要素（２２）は、前記試験要素（４６）の一部分に衝撃を与えるように構成されている先端部（５６）を有するインパクトハンマ（２２ａ）を含み、
前記弾性駆動要素（２４）は調整長板ばね（２４ａ）を含み、
前記作動要素（２６）は電磁ソレノイド（２６ａ）を含む、
請求項４に記載のアセンブリ（１０）。
【請求項６】
前記サイクル制御要素（１８）は、前記インパクトアセンブリ（１６）を始動させて、前記試験要素（４６）に衝撃を与えるように構成されているトリガ回路デバイス（１８ａ）を含む、請求項１に記載のアセンブリ（１０）。
【請求項７】
前記信号応答測定デバイス（２０）は、前記インパクトアセンブリ（１６）が前記試験要素（４６）に衝撃を与えたとき信号応答を測定するように構成されているレーザ干渉計デバイス（２０ａ）を含む、請求項１に記載のアセンブリ（１０）。
【請求項８】
前記第１のコントローラ（３０）はアームトリガスイッチ（１１０）と電力素子（１１２）とを含み、前記第１のコントローラ（３０）は前記サイクル制御要素（１８）を制御し、これに動力を供給するように構成されており、前記第１のコントローラ（３０）は、有線接続要素（３２ａ）を介して、または無線接続を介して、前記サイクル制御要素（１８）に連結されている、請求項１に記載のアセンブリ（１０）。
【請求項９】
前記第２のコントローラ（３４）はレーザ干渉計コントローラ（１２０）を含み、前記第２のコントローラ（３４）は前記信号応答測定デバイス（２０）を制御し、これに動力を供給するように構成されており、前記第２のコントローラ（３４）は、有線接続要素（３２ｂ）を介して、または無線接続を介して、前記信号応答測定デバイス（２０）に連結されている、請求項１に記載のアセンブリ（１０）。
【請求項１０】
試験要素（４６）を保持要素に固定し、前記保持要素を回転要素に取り付けるステップと、
前記試験要素（４６）をモーダルインパクト試験アセンブリ（１０）のインパクトアセンブリ（１６）と信号応答測定デバイス（２０）との間に位置合わせすることにより、前記試験要素（４６）を前記モーダルインパクト試験アセンブリに対して配置するステップと、
第１のコントローラ（３０）を前記モーダルインパクト試験アセンブリ（１０）のサイクル制御要素（１８）に連結するステップと、
第２のコントローラ（３４）を前記モーダルインパクト試験アセンブリ（１０）の前記信号応答測定デバイス（２０）に連結するステップと、
データ収集アセンブリ（３６）を前記第１のコントローラ（３０）および前記第２のコントローラ（３４）に連結するステップと、
前記試験要素（４６）を回転させて、初期回転速度を判定するステップと、
前記第１のコントローラ（３０）を作動可能にするステップと、
前記第１のコントローラ（３０）を始動させて、前記回転試験要素（４６）のモーダルインパクト試験を開始するステップと、
前記データ収集アセンブリ（３６）を用いて前記回転試験要素（４６）の様々な回転速度でのデータを取得するステップと
を含む、モーダルインパクト試験のための方法（１５０）。
【請求項１１】
取得する前記ステップの後に、前記第１のコントローラ（３０）を始動させて、前記回転試験要素（４６）の前記モーダルインパクト試験を開始する前記ステップおよび前記データ収集アセンブリ（３６）を用いて前記回転試験要素（４６）の様々な回転速度でのデータを取得する前記ステップの両方を、１回または複数回繰り返すステップと、
繰り返す前記ステップの後に、前記回転試験要素（４６）の動作速度範囲を判定するステップ、および機械加工装置の切断デバイスの動作パラメータまたは切断パラメータを定めるために、前記データ収集アセンブリ（３６）を用いて前記データを解析するステップと
をさらに含み、
前記データを解析する前記ステップは、送り速度；前記切断デバイスの回転速度；前記切断デバイスの切断の配向および深さ；ならびに前記切断デバイスの切断要素の数、間隔および幾何学的形状のうちの１つまたは複数を含む動作パラメータまたは切断パラメータを定めることをさらに含む、
請求項１０に記載の方法（１５０）。
【請求項１２】
前記試験要素（４６）を前記インパクトアセンブリ（１６）と前記信号応答測定デバイス（２０）との間で位置合わせすることは、前記試験要素（４６）に衝撃を与えるように構成されているインパクトハンマ（２２ａ）と前記インパクトハンマ（２２ａ）による衝撃後に前記試験要素（４６）からの応答信号を測定するように構成されているレーザ干渉計デバイスとの間で、前記試験要素（４６）を位置合わせすることを含む、請求項１０に記載の方法（１５０）。
【請求項１３】
前記試験要素（４６）を前記モーダルインパクト試験アセンブリ（１０）内に配置する前記ステップは、固定モーダルインパクト試験アセンブリ（１０）または可搬式モーダルインパクト試験アセンブリ（１０）のどちらかに対して前記試験要素（４６）を配置することを含む、請求項１０に記載の方法（１５０）。
【請求項１４】
前記データ収集アセンブリ（３６）を前記第１のコントローラ（３０）および前記第２のコントローラ（３４）に連結する前記ステップは、信号解析器（３８）、コンピュータ（４０）、コンピュータプロセッサ（４２）、および電源（４４）うちの１つまたは複数を含む前記データ収集アセンブリ（３６）を、１つまたは複数の信号ケーブル接続要素（３７ａ）を介して、または無線接続を介して、前記第１のコントローラ（３０）および前記第２のコントローラ（３４）に連結することを含む、請求項１０に記載の方法（１５０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、全般的に、モーダル解析アセンブリ、システムおよび方法に関し、より詳細には、動作速度で回転要素を試験するモーダルインパクト試験アセンブリ、システムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
航空宇宙産業、自動車産業、および構造工学設計産業ならびに他の産業において構造物および構成部品の製造に使用される機器および機械類を試験し、解析するために、モーダル解析が使用されることが多い。モーダル解析には、入力により励起されたときの機械構造の動特性を取得し、測定し、解析することを含む、機械構造のモーダル試験が含まれる。例えば、モーダル試験は、疲労、振動および騒音など構造上の動的問題の可能性を評価するために自由振動中に機械構造の固有モード形状および固有モード振動数を判定するのに使用されてもよい。
【０００３】
モーダル試験の知られているシステムおよび方法には、インパクトハンマ試験などのモーダルインパクト試験が含まれる。インパクトハンマ試験は、試験構造物上での衝撃の力を測定するロードセルを備えたハンマデバイスを使用する。インパクトハンマ試験は、スピンドルなどの回転要素、金属付属品もしくは他の構成部品を機械加工するために使用される回転切断機、または他の加工工具デバイスのモーダルインパクト試験を実施するために使用されてきた。そのようなインパクトハンマ試験は、回転切断機または他の加工工具デバイスの正確な動作挙動および動作パラメータを判定するために使用されてもよい。スピンドルなどの回転要素のインパクトハンマ試験には、通常、オペレータが手持ち式インパクトハンマを用いて固定スピンドルに手動で衝撃を与え、加速度計を使用し応答信号を供給することを必要とする。
【０００４】
しかし、高速で首尾よく動作するために、いくつかのスピンドルは、それらの回転速度に応じて、それらの軸受与圧値を変更する可能性がある。本明細書に用いられている「軸受与圧値」は、任意の外部荷重の付与の前にスピンドルが回転することを可能にするスピンドル内の回転要素または玉軸受にかけられる荷重量を意味する。軸受与圧値のそのような変更は、モーダルインパクト試験の結果を変える可能性がある。これにより、モーダルインパクト試験を受ける回転切断機または他の加工工具デバイスの正確な動作挙動および動作パラメータの判定が妨げられる可能性がある。かねて、旧式のインパクトハンマ試験を用いても、動作可能に回転するスピンドルの静的製造性能および動的製造性能を正確に特性化するのに、数週間および数ヶ月間の試験製造生産工程が必要である。
【０００５】
したがって、そのようなスピンドルでは、モーダルインパクト試験を受ける回転切断機または他の加工工具デバイスの正確な動作挙動および動作パラメータを取得するために、スピンドルが動作速度で回転している間に実施されるモーダルインパクト試験のシステムまたは方法が必要である。しかし、回転スピンドルに手動で衝撃を与えることは、モーダルインパクト試験中にオペレータが回転スピンドルおよび回転切断機に極接近していることを必要とする。このことにより、オペレータに対する危険が増す可能性がある。さらに、モーダルインパクト試験において加速度計が使用された場合、そのような加速度計は、通常、加速度計とスピンドルとの間に接続される、ワイヤなどの接続要素の使用を必要とする。しかし、ワイヤなどのコネクタ要素を回転スピンドルに取り付けることは、不可能でないにしても困難なものとなり得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、当該技術分野では、知られているアセンブリ、システムおよび方法を凌駕する利点をもたらす、動作速度での回転試験要素のモーダルインパクト試験用の改良型モーダルインパクト試験アセンブリ、システムおよび方法に対するニーズがある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
動作速度で回転要素を試験する改良型モーダルインパクト試験アセンブリ、システムおよび方法に対するこのニーズは本開示で満たされる。以下の詳細な説明において検討されている通り、動作速度での回転試験要素のモーダルインパクト試験用の改良型モーダルインパクト試験アセンブリ、システムおよび方法の実施形態が、既存のアセンブリ、システムおよび方法を凌駕する重要な利点をもたらす。
【０００８】
本開示のある実施形態では、モーダルインパクト試験用のアセンブリが提供されている。本アセンブリは第１の構成要素セットを含む。当該第１の構成要素セットは、インパクトアセンブリと、インパクトアセンブリに連結されているサイクル制御要素と、インパクトアセンブリに対向して配置されている信号応答測定デバイスとを含む。本アセンブリは、第１の構成要素セットから切り離されている第２の構成要素セットをさらに含む。当該第２の構成要素セットは、サイクル制御要素に連結されている第１のコントローラと、信号応答測定デバイスに連結されている第２のコントローラとを含む。第１の構成要素セットと第２の構成要素セットとは、モーダルインパクト試験用のモーダルインパクト試験アセンブリを構成しており、モーダルインパクト試験アセンブリのインパクトアセンブリは、動作速度で回転している試験要素に衝撃を与えるように構成されている。
【０００９】
モーダルインパクト試験アセンブリは固定モーダルインパクト試験アセンブリであってもよく、第１の構成要素セットおよび試験要素はハウジング構造物の内部に含まれていることが好ましい。あるいは、モーダルインパクト試験アセンブリは可搬式モーダルインパクト試験アセンブリであってもよく、第１の構成要素セットはハウジング構造物の内部に実質的に含まれていることが好ましい。
【００１０】
モーダルインパクト試験アセンブリのインパクトアセンブリは、インパクト要素が試験要素に衝撃を与えたとき衝撃力出力を放出するように構成されているロードセルを有するインパクト要素を含んでいてもよい。インパクトアセンブリは、インパクト要素に取り付けられている弾性駆動要素をさらに含んでいてもよい。インパクトアセンブリは、インパクト要素が試験要素に衝撃を与えるように、インパクト要素を作動させるように構成されている作動要素と弾性駆動要素とをさらに含んでいてもよい。
【００１１】
インパクト要素は、試験要素の部分に衝撃を与えるように構成されている先端部を有するインパクトハンマを含むことが好ましい。弾性駆動要素は、調整長板ばね（ｔｕｎｅｄ−ｌｅｎｇｔｈ  ｌｅａｆ  ｓｐｒｉｎｇ）を含むことが好ましい。作動要素は電磁ソレノイドを含むことが好ましい。
【００１２】
サイクル制御要素は、インパクトアセンブリを始動させて試験要素に衝撃を与えるように構成されているトリガ回路デバイスを含むことが好ましい。信号応答測定デバイスは、インパクトアセンブリが試験要素に衝撃を与えたとき信号応答を測定するように構成されているレーザ干渉計デバイスを含むことが好ましい。
【００１３】
第１のコントローラは、アームトリガスイッチと電力素子とを含むことが好ましい。第１のコントローラはサイクル制御要素を制御し、これに動力を供給するように構成されている。第１のコントローラは、有線接続要素または無線接続を介して、サイクル制御要素に連結されていることが好ましい。
【００１４】
第２のコントローラはレーザ干渉計コントローラを含むことが好ましい。第２のコントローラは信号応答測定デバイスを制御し、これに動力を供給するように構成されている。第２のコントローラは、有線接続要素または無線接続を介して、信号応答測定デバイスに連結されていることが好ましい。
【００１５】
本開示の別の実施形態では、モーダルインパクト試験用のシステムが提供されている。本システムはモーダルインパクト試験アセンブリを含む。当該モーダルインパクト試験アセンブリは第１の構成要素セットを含む。当該第１の構成要素セットは、インパクトアセンブリと、インパクトアセンブリに連結されているサイクル制御要素と、インパクトアセンブリに対向して配置されている信号応答測定デバイスとを含む。
【００１６】
モーダルインパクト試験アセンブリは、第１の構成要素セットから切り離されている第２の構成要素セットをさらに含む。当該第２の構成要素セットは、モーダルインパクト試験アセンブリのサイクル制御要素に連結されている第１のコントローラを含む。第２の構成要素セットは、モーダルインパクト試験アセンブリの信号応答測定デバイスに連結されている第２のコントローラをさらに含む。システムは、インパクトアセンブリと信号応答測定デバイスとの間での位置合わせのために構成されている試験要素をさらに含む。試験要素は保持要素に固定されている。当該保持要素は回転要素に取り付けられている。モーダルインパクト試験アセンブリのインパクトアセンブリは、試験要素が動作速度で回転している間に当該試験要素に衝撃を与えるように構成されている。システムは、モーダルインパクト試験アセンブリに連結されているデータ収集アセンブリをさらに含む。モーダルインパクト試験アセンブリ、試験要素、およびデータ収集アセンブリは共に、動作速度で回転している試験要素のモーダルインパクト試験用のモーダルインパクト試験システムを構成している。
【００１７】
モーダルインパクト試験システムは固定モーダルインパクト試験システムであってもよく、第１の構成要素セットおよび試験要素はハウジング構造物の内部に含まれていることが好ましい。あるいは、モーダルインパクト試験システムは可搬式モーダルインパクト試験システムであってもよく、第１の構成要素セットはハウジング構造物の内部に実質的に含まれていることが好ましい。
【００１８】
モーダルインパクト試験システムのモーダルインパクト試験アセンブリのインパクトアセンブリは、インパクト要素が試験要素に衝撃を与えたとき衝撃力出力を放出するように構成されているロードセルを有するインパクト要素を含んでいてもよい。インパクトアセンブリは、インパクト要素に取り付けられている弾性駆動要素をさらに含んでいてもよい。インパクトアセンブリは、インパクト要素が試験要素に衝撃を与えるように、インパクト要素および弾性駆動要素を作動させるように構成されている作動要素をさらに含んでいてもよい。
【００１９】
信号応答測定デバイスは、インパクトアセンブリが試験要素に衝撃を与えたとき信号応答を測定するように構成されているレーザ干渉計デバイスを含むことが好ましい。第１のコントローラは、アームトリガスイッチと電力素子とを含むことが好ましい。第２のコントローラはレーザ干渉計コントローラを含むことが好ましい。第１のコントローラおよび第２のコントローラは、有線接続要素または無線接続を介して、モーダルインパクト試験アセンブリに連結されていることが好ましい。
【００２０】
データ収集アセンブリは、信号解析器、コンピュータ、コンピュータプロセッサ、および電源のうちの１つまたは複数を含むことが好ましい。当該電源は、一体型エレクトロニクス圧電電源を含むことが好ましい。データ収集アセンブリは、１つまたは複数の信号ケーブル接続要素または無線接続を介して、モーダルインパクト試験アセンブリに連結されていることが好ましい。
【００２１】
本開示の別の実施形態では、モーダルインパクト試験用の方法が提供されている。本方法は、試験要素を保持要素に固定するステップと、保持要素を回転要素に取り付けるステップとを含む。本方法は、モーダルインパクト試験アセンブリのインパクトアセンブリと信号応答測定デバイスとの間で試験要素を位置合わせすることにより、モーダルインパクト試験アセンブリに対して試験要素を配置するステップをさらに含む。本方法は、モーダルインパクト試験アセンブリの第１のコントローラをサイクル制御要素に連結するステップをさらに含む。
【００２２】
本方法は、第２のコントローラをモーダルインパクト試験アセンブリの信号応答測定デバイスに連結するステップをさらに含む。本方法は、データ収集アセンブリを第１のコントローラおよび第２のコントローラに連結するステップをさらに含む。本方法は、試験要素を回転させて、初期回転速度を判定するステップをさらに含む。本方法は、第１のコントローラを作動可能にするステップをさらに含む。本方法は、第１のコントローラを始動させて、回転試験要素のモーダルインパクト試験を開始するステップをさらに含む。本方法は、データ収集アセンブリを用いて、回転試験要素の様々な回転速度でのデータを取得するステップをさらに含む。
【００２３】
検討された特徴、機能、および利点は、本開示の種々の実施形態において単独で達成され得るか、または以下の説明および図面を参照するとそのさらなる詳細が理解できるさらに他の実施形態において組み合わせられてもよい。
【００２４】
本開示は、好適な例示的実施形態を示すが、それらは必ずしも縮尺通りに描写されていない添付図面と併用されている以下の詳細な説明を参照すると、より良く理解することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本開示のモーダルインパクト試験アセンブリの実施形態およびモーダルインパクト試験システムの実施形態を示すブロック図である。
【図２Ａ】本開示のモーダルインパクト試験アセンブリの実施形態およびモーダルインパクト試験システムの実施形態の斜視図である。
【図２Ｂ】本開示のモーダルインパクト試験アセンブリおよびモーダルインパクト試験システムにおいて使用されてもよい試験要素の実施形態のクローズアップ斜視図である。
【図２Ｃ】本開示のモーダルインパクト試験アセンブリおよびモーダルインパクト試験システムにおいて使用されてもよい試験要素の別の実施形態のクローズアップ斜視図である。
【図３Ａ】本開示のモーダルインパクト試験アセンブリおよびモーダルインパクト試験システムにおいて使用されてもよい試験要素の実施形態に対して第１の位置で示されているインパクトアセンブリの実施形態のクローズアップ斜視側面図である。
【図３Ｂ】図３Ａの試験要素に対して第２の位置で示されている図３Ａのインパクトアセンブリのクローズアップ斜視側面図である。
【図３Ｃ】図３Ａの試験要素に対して第３の位置で示されている図３Ａのインパクトアセンブリのクローズアップ斜視側面図である。
【図３Ｄ】図３Ａの試験要素に対して第４の位置で示されている図３Ａのインパクトアセンブリのクローズアップ斜視側面図である。
【図４Ａ】本開示のモーダルインパクト試験アセンブリおよびモーダルインパクト試験システムの別の実施形態の側面斜視図である。
【図４Ｂ】図４Ａのモーダルインパクト試験アセンブリおよびモーダルインパクト試験システムの上面斜視図である。
【図５】本開示のモーダルインパクト試験方法の実施形態の概略図である。
【図６】本開示の航空機製造および点検の方法の実施形態の流れ図である。
【図７】本開示の航空機の実施形態の機能的ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
ここで、開示されている実施形態が、開示されている実施形態の全てではないがいくつかが示されている添付図面を参照して、以下により十分に説明される。実際には、いくつかの異なる実施形態が与えられている可能性があり、本明細書に記載されている実施形態に限定されると見なされるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、本開示が完全でありかつ当業者に開示の範囲を完全に伝えるように与えられている。
【００２７】
ここで図１を参照すると、図１は、本開示のモーダルインパクト試験アセンブリ１０の実施形態およびモーダルインパクト試験システム１２の実施形態を示すブロック図である。本明細書に用いられている、本明細書に開示されているモーダルインパクト試験アセンブリ１０およびモーダルインパクト試験システム１２により実施されるような、モーダルインパクトハンマ試験などの「モーダルインパクト試験」は、試験される構造物の振動試験の一形態を意味する。そのようなモーダルインパクト試験は、試験されている試験要素４６（図１および図２Ａ参照）の固有（モード）振動数、試験されている試験要素４６（図１および図２Ａ参照）のモード振動数およびモード減衰比、または試験されている試験要素４６（図１および図２Ａ参照）のモード振動数、モード減衰比、およびモード形状を判定するのに使用されてもよい。衝撃時間の継続は、かけられる力の振動数成分に直結している。
【００２８】
モーダルインパクト試験アセンブリ１０（図１および図２Ａ参照）、モーダルインパクト試験システム１２（図１および図２Ａ参照）、およびモーダルインパクト試験方法１５０（図５参照）の開示されている実施形態の教示は、モーダルインパクト試験ならびに飛行機の製造および生産に使用される構造物および構成部品上での試験を実施するのに使用されてもよい。そのような飛行機には、民間航空機、貨物航空機、軍用機、ロータ機、および他の種類の航空機または飛行機が含まれていてもよい。また、当然のことながら、モーダルインパクト試験アセンブリ１０（図１参照）、モーダルインパクト試験システム１２（図２Ａ参照）、およびモーダルインパクト試験方法１５０（図５参照）の開示されている実施形態は、モーダルインパクト試験ならびに自動車、トラック、バスまたは他の適切な輸送車両の製造および生産に使用される構造物および構成部品上での試験を実施するのに使用されてもよい。
【００２９】
一実施形態では、モーダルインパクト試験アセンブリ１０（図１、図２Ａ、図４Ａ参照）が開示されている。モーダルインパクト試験アセンブリ１０（図１、図２Ａ、図４Ａ参照）は、モーダルインパクト試験システム１２（図１、図２Ａ、図４Ａ参照）の一部であることが好ましい。一実施形態では、図２Ａに示されている通り、モーダルインパクト試験アセンブリ１０は固定モーダルインパクト試験アセンブリ１０ａの形であってもよい。別の実施形態では、図４Ａ〜図４Ｂに示されている通り、モーダルインパクト試験アセンブリ１０は可搬式モーダルインパクト試験アセンブリ１０ｂの形であってもよい。
【００３０】
図１に示されている通り、モーダルインパクト試験アセンブリ１０は第１の構成要素セット１４を含む。第１の構成要素セット１４は、インパクトアセンブリ１６と、インパクトアセンブリ１６に連結されているサイクル制御要素１８と、インパクトアセンブリ１６に対向して配置されている信号応答測定デバイス２０とを含む。図１にさらに示されている通り、インパクトアセンブリ１６は、インパクト要素２２と、弾性駆動要素２４と、作動要素２６とを含む。
【００３１】
図１に示されている通り、モーダルインパクト試験アセンブリ１０は、第１の構成要素セット１４から切り離されている第２の構成要素セット２８をさらに含む。図１に示されている通り、第２の構成要素セット２８は、第１の構成要素セット１４のサイクル制御要素１８に連結されている第１のコントローラ３０を含む。第１のコントローラ３０はサイクル制御要素１８を制御し、これに動力を供給するように構成されていることが好ましい。第１のコントローラ３０は、有線接続要素３２ａ（図１参照）または無線接続（図示せず）のどちらかにより、第１の構成要素セット１４のサイクル制御要素１８に連結されていてもよい。
【００３２】
図１に示されている通り、第２の構成要素セット２８は、第１の構成要素セット１４の信号応答測定デバイス２０に連結されている第２のコントローラ３４をさらに含む。第２のコントローラ３４は信号応答測定デバイス２０を制御し、これに動力を供給するように構成されていることが好ましい。第２のコントローラ３２は、有線接続要素３２ｂ（図１参照）または無線接続（図示せず）のどちらかにより、第１の構成要素セット１４の信号応答測定デバイス２０に連結されていてもよい。
【００３３】
本開示の別の実施形態では、モーダルインパクト試験システム１２（図１、図２Ａ、図４Ａ参照）が提供されている。一実施形態では、図２Ａに示されている通り、モーダルインパクト試験システム１２は固定モーダルインパクト試験システム１２ａの形であってもよい。別の実施形態では、図４Ａ〜図４Ｂに示されている通り、モーダルインパクト試験システム１２は可搬式モーダルインパクト試験システム１２ｂの形であってもよい。
【００３４】
図１および図２Ａに示されている通り、モーダルインパクト試験システム１２はモーダルインパクト試験アセンブリ１０を含み、データ収集アセンブリ３６をさらに含む。図１および図２Ａに示されている通り、データ収集アセンブリ３６は、信号解析器３８、コンピュータ４０、コンピュータプロセッサ４２、電源４４、または別の適切なデータ収集またはデータ記録デバイスのうちの１つまたは複数を含んでいてもよい。電源４４は、一体型エレクトロニクス圧電電源または別の適切な電源を含むことが好ましい。
【００３５】
図１および図２Ａに示されている通り、データ収集アセンブリ３６は、第１の信号ケーブル接続要素３７ａおよび第２の信号ケーブル接続要素３７ｂにより、モーダルインパクト試験アセンブリ１０に連結されていることが好ましい。あるいは、データ収集アセンブリ３６は、無線接続（図示せず）により、モーダルインパクト試験アセンブリ１０に連結されていてもよい。
【００３６】
図１に示されている通り、モーダルインパクト試験システム１２は、以下に検討されている試験要素４６をさらに含む。モーダルインパクト試験アセンブリ１０およびモーダルインパクト試験システム１２により、試験要素４６が動作速度で回転している間に当該試験要素のモーダルインパクト試験が可能になる。
【００３７】
第１の構成要素セット１４（図１参照）と第２の構成要素セット２８（図２参照）とは、モーダルインパクト試験用のモーダルインパクト試験アセンブリ１０（図１参照）を形成している。モーダルインパクト試験アセンブリ１０（図１参照）のインパクトアセンブリ１６（図１参照）は、試験要素４６（図１参照）が動作速度で回転している間に試験要素４６（図１参照）に衝撃を与えるように構成されている。モーダルインパクト試験アセンブリ１０（図１参照）、試験要素（図１参照）、およびデータ収集アセンブリ３６（図１参照）は共に、動作速度で回転している試験要素４６（図１参照）のモーダルインパクト試験用のモーダルインパクト試験システム１２（図１参照）を構成している。
【００３８】
図２Ａは、本開示のモーダルインパクト試験アセンブリ１０の実施形態およびモーダルインパクト試験システム１２の実施形態の斜視図である。図２Ａに示されている通り、モーダルインパクト試験アセンブリ１０は固定モーダルインパクト試験アセンブリ１０ａの形であり、モーダルインパクト試験システム１２は固定モーダルインパクト試験システム１２ａの形である。図２Ａに示されている通り、第１の構成要素セット１４および試験要素４６は、固定ハウジング構造物４８ａの形のようなハウジング構造物４８の内部に含まれている。ハウジング構造物４８は、モーダルインパクト試験が実施されている間、オペレータによりアクセス可能でない筐体であることが好ましい。
【００３９】
図２Ａは、インパクトアセンブリ１６と、インパクトアセンブリ１６に連結されているサイクル制御要素１８と、インパクトアセンブリ１６に対向して配置されている信号応答測定デバイス２０とを含む第１の構成要素セット１４を示す。図２Ａは、インパクト要素２２と、弾性駆動要素２４と、作動要素２６とを含むインパクトアセンブリ１６をさらに示す。図２Ａは、第１の構成要素セット１４から切り離されている第２の構成要素セット２８をさらに示す。第２の構成要素セット２８は、有線接続要素３２ａ（図２Ａ参照）によりサイクル制御要素１８（図２Ａ参照）に連結されている第１のコントローラ３０（図２Ａ参照）を含む。第２の構成要素セット２８は、有線接続要素３２ｂ（図２Ａ参照）により信号応答測定デバイス２０（図２Ａ参照）に連結されている第２のコントローラ３４（図２Ａ参照）をさらに含む。
【００４０】
第１の構成要素セット１４に関して、図２Ａに示されている通り、インパクトアセンブリ１６のインパクト要素２２はインパクトハンマ２２ａを含むことが好ましい。インパクトハンマ２２ａは、インパクト要素２２が試験要素４６（図２Ａ参照）に衝撃を与えたとき衝撃力出力を放出するように構成されているロードセル５０（図２Ａ参照）を有することが好ましい。図２Ａにさらに示されている通り、インパクトハンマ２２ａの形のようなインパクト要素２２は、第１の端部５２ａと、第２の端部５２ｂと、本体部分５４とを含む。第１の端部５２ａは、試験要素４６（図２Ａ参照）の部分５８（図２Ａ参照）に衝撃を与えるように構成されている先端部５６（図２Ａ参照）を有することが好ましい。インパクトハンマ２２ａ（図２Ａ、図４Ａ参照）は、モードで（ｉｎ  ａ  ｍｏｄａｌ  ｍａｎｎｅｒ）調整されることが好ましく、遠隔始動された励起インパルスを放つことが好ましい。
【００４１】
図２Ａに示されている通り、インパクトアセンブリ１６の弾性駆動要素２４は調整長板ばね２４ａを含むことが好ましく、インパクト要素２２に取り付けられていることが好ましい。図２Ａにさらに示されている通り、調整長板ばね２４ａの形のような弾性駆動要素２４は、第１の端部６０ａと、第２の端部６０ｂと、細長い本体部分６２とを含む。図２Ａにさらに示されている通り、調整長板ばね２４ａの形のような弾性駆動要素２４の第１の端部６０ａは、インパクトハンマ２２ａの形のようなインパクト要素２２の第２の端部５２ｂに連結されているかまたは取り付けられていてもよい。図２Ａにさらに示されている通り、調整長板ばね２４ａの形のような弾性駆動要素２４の第２の端部６０ｂは、基部６４に連結されているかまたは取り付けられていてもよい。基部６４は、弾性駆動要素２４および当該弾性駆動要素に取り付けられているインパクト要素２２の位置を、矢印６８（図２Ａ参照）で示されているように水平方向に前後に調節するように構成されている調節可能な要素６６（図２Ａ参照）を有していてもよい。基部６４は、プラットホーム要素７０（図２Ａ参照）に結合されていてもよい。
【００４２】
図２Ａに示されている通り、インパクトアセンブリ１６の作動要素２６は電磁ソレノイド２６ａを含むことが好ましい。電磁ソレノイド２６ａは、インパクト要素２２が試験要素４６に衝撃を与えるように、インパクト要素２２および弾性駆動要素２４を作動させるように構成されていることが好ましい。図２Ａにさらに示されている通り、電磁ソレノイド２６ａの形のような作動要素２６は、第１の端部７２ａと、第２の端部７２ｂと、本体部分７４とを含む。電磁ソレノイド２６ａの形のような作動要素２６の第１の端部７２ａは、磁気先端部７６（図３Ｂも参照）を有することが好ましい。磁気先端部７６は、モーダルインパクト試験が試験要素４６上で実施された場合、調整長板ばね２４ａの形のような弾性駆動要素２４の細長い本体部分６２の部分７８（図３Ｂも参照）に接触し、これを保持し、解放するように設計されていることが好ましい。
【００４３】
図２Ａにさらに示されている通り、電磁ソレノイド２６ａの形のような作動要素２６の本体部分７４は、作動要素２６を直立スタンド８０に取り付けるように構成されている取付け部分８２を有する直立スタンド８０に連結されているかまたは取り付けられていることが好ましい。直立スタンド８０はプラットホーム要素７０（図２Ａ参照）に結合されていてもよい。
【００４４】
図２Ａに示されている通り、第１の構成要素セット１４のサイクル制御要素１８はトリガ回路デバイス１８ａを含むことが好ましい。トリガ回路デバイス１８ａは、インパクトアセンブリ１６、詳細にはインパクトアセンブリ１６のインパクト要素２２を始動させて、試験要素４６に衝撃を与えるように構成されていることが好ましい。図２Ａにさらに示されている通り、トリガ回路デバイス１８ａの形のようなサイクル制御要素１８は、第１の端部８４ａと、第２の端部８４ｂと、本体部分８６とを含む。
【００４５】
図２Ａにさらに示されている通り、トリガ回路デバイス１８ａの形のようなサイクル制御要素１８の第１の端部８４ａは、電磁ソレノイド２６ａの形のような作動要素２６に接続されていることが好ましい。サイクル制御要素１８（図２Ａ参照）は、１つまたは複数のワイヤ８８ａ（図２Ａ参照）の形のような１つまたは複数のコネクタ要素８８（図２Ａ参照）により、作動要素２６（図２Ａ参照）に接続されていてもよい。図２Ａにさらに示されている通り、トリガ回路デバイス１８ａの形のようなサイクル制御要素１８の第２の端部８４ｂは、有線接続要素３２ａにより、第１のコントローラ３０に接続されていることが好ましい。あるいは、トリガ回路デバイス１８ａの形のようなサイクル制御要素１８は第１のコントローラ３０に無線接続されていてもよい。
【００４６】
図２Ａに示されている通り、第１の構成要素セット１４の信号応答測定デバイス２０は、レーザ干渉計ヘッドなどのレーザ干渉計デバイス２０ａを含むことが好ましい。レーザ干渉計デバイス２０ａは、インパクトアセンブリ１６、詳細にはインパクトアセンブリ１６のインパクト要素２２が試験要素４６に衝撃を与えたとき信号応答を測定するように構成されていることが好ましい。
【００４７】
レーザ干渉計デバイス２０ａは、信号応答を供給する要素としての機能を果たす非接触レーザ干渉計デバイスであることが好ましい。図２Ａにさらに示されている通り、レーザ干渉計デバイス２０ａの形のような信号応答測定デバイス２０は、第１の端部９０ａと、第２の端部９０ｂと、本体部分９２とを含む。図２Ａにさらに示されている通り、レーザ干渉計デバイス２０ａの形のような信号応答測定デバイス２０の第１の端部９０ａは、信号応答測定部９４を有することが好ましい。信号応答測定部９４は、試験要素４６がモーダルインパクト試験中に矢印９８で示されているような回転方向に回転している場合、レーザビーム９６を発しかつ試験要素４６の信号応答を測定し、供給するように設計されていることが好ましい。
【００４８】
図２Ａにさらに示されている通り、レーザ干渉計デバイス２０ａの形のような信号応答測定デバイス２０の第２の端部９０ｂは、高さ調節要素１００に連結されているかまたは取り付けられていることが好ましい。高さ調節要素１００は、信号応答測定部９４が試験要素４６と位置合わせされるように、レーザ干渉計デバイス２０ａの形のような信号応答測定デバイス２０の高さを調節するように構成されていることが好ましい。
【００４９】
図２Ａにさらに示されている通り、高さ調節要素１００は、細長い直立部１０２の長さに沿った開口部１０４を有する細長い直立部１０２を含んでいてもよい。開口部１０４は、矢印１０６で示されているような垂直方向に上下に、レーザ干渉計デバイス２０ａの形のような信号応答測定デバイス２０の高さを調節するために使用されてもよい。細長い直立部１０２（図２Ａ参照）は基部１０８（図２Ａ参照）に結合されているかまたは取り付けられていてもよい。
【００５０】
図２Ａにさらに示されている通り、レーザ干渉計デバイス２０ａの形のような信号応答測定デバイス２０の第２の端部９０ｂは、有線接続要素３２ｂにより、第２のコントローラ３４に接続されていることが好ましい。あるいは、レーザ干渉計デバイス２０ａの形のような信号応答測定デバイス２０は、第２のコントローラ３４に無線接続されていてもよい。
【００５１】
モーダルインパクト試験システム１２（図２Ａ、図４Ａ参照）はモーダルインパクト試験アセンブリ１０（図２Ａ、図４Ａ参照）を含む。前段で検討されたモーダルインパクト試験アセンブリ１０は、第１の構成要素セット１４（図２Ａ、図４Ａ参照）を含む。第１の構成要素セット１４は、インパクトアセンブリ１６（図１、図２Ａ参照）と、インパクトアセンブリ１６に連結されているサイクル制御要素１８（図２Ａ、図４Ａ参照）と、インパクトアセンブリ１６に対向して配置されている信号応答測定デバイス２０（図２Ａ、図４Ａ参照）とを含む。
【００５２】
インパクトアセンブリ１６（図２Ａ、図４Ａ参照）は、インパクト要素２２が試験要素４６（図２Ａ、図４Ａ参照）に衝撃を与えたとき衝撃力出力を放つように構成されているロードセル５０（図２Ａ、図４Ａ参照）を有するインパクト要素２２（図２Ａ、図４Ａ参照）を含む。インパクトアセンブリ１６（図２Ａ、図４Ａ参照）は、インパクト要素２２に取り付けられている弾性駆動要素２４（図２Ａ、図４Ａ参照）をさらに含む。
【００５３】
インパクトアセンブリ１６は作動要素２６（図２Ａ、図４Ａ参照）をさらに含む。作動要素２６（図２Ａ、図４Ａ参照）は、インパクト要素２２が試験要素４６に衝撃を与えるように、インパクト要素２２および弾性駆動要素２４（図２Ａ、図４Ａ参照）を作動させるように構成されていることが好ましい。信号応答測定デバイス２０は、レーザ干渉計デバイス２０ａ（図２Ａ、図４Ａ参照）を含むことが好ましい。レーザ干渉計デバイス２０ａ（図２Ａ、図４Ａ参照）は、インパクトアセンブリ１６が試験要素４６に衝撃を与えたとき信号応答を測定するように構成されていることが好ましい。
【００５４】
一実施形態では、モーダルインパクト試験システム１２は固定モーダルインパクト試験システム１２ａ（図２Ａ参照）の形であり、第１の構成要素セット１４（図２Ａ参照）および試験要素４６（図２Ａ参照）は、固定ハウジング構造物４８ａなどのハウジング構造物４８（図２Ａ参照）の内部に含まれている。別の実施形態では、モーダルインパクト試験システム１２は可搬式モーダルインパクト試験システム１２ｂ（図４Ａ参照）の形であり、第１の構成要素セット１４（図１参照）は、可搬式ハウジング構造物４８ｂ（図４Ｂ参照）の形のようなハウジング構造物４８（図４Ｂ参照）の内部に実質的に含まれている。
【００５５】
モーダルインパクト試験システム１２（図２Ａ、図４Ａ参照）は、第１の構成要素セット１４から切り離されている第２の構成要素セット２８（図２Ａ、図４Ａ参照）をさらに含む。第２の構成要素セット２８は、モーダルインパクト試験アセンブリ１０（図２Ａ、図４Ａ参照）のサイクル制御要素１８に連結されている第１のコントローラ３０（図２Ａ、図４Ａ参照）を含む。
【００５６】
第２の構成要素セット２８に関して、図２Ａに示されている通り、第１のコントローラ３０は、アームトリガスイッチ１１０と電力素子１１２とを含むことが好ましい。アームトリガスイッチ１１０は、アームスイッチ１１４とトリガスイッチ１１６とを含むことが好ましい。電力素子１１２は、電池パック１１８（図２Ａ参照）または別の適切な電源を含むことが好ましい。第１のコントローラ３０（図２Ａ参照）はトリガ回路デバイス１８ａ（図２Ａ参照）の形のようなサイクル制御要素１８（図２Ａ参照）を制御し、これに動力を供給するように構成されていることが好ましい。第１のコントローラ３０は、有線接続要素３２ａまたは無線接続（図示せず）により、トリガ回路デバイス１８ａの形のようなサイクル制御要素１８に連結されていることが好ましい。
【００５７】
図２Ａに示されている通り、第２の構成要素セット２８の第２のコントローラ３４は、制御インターフェース部１２２を有するレーザ干渉計コントローラ１２０を含むことが好ましい。第２のコントローラ３４は、レーザ干渉計デバイス２０ａの形のような信号応答測定デバイス２０を制御し、これに動力を供給するように構成されていることが好ましい。第２のコントローラ３４は、レーザ干渉計デバイス２０ａの連続動作を駆動する。レーザ干渉計デバイス２０ａからの応答信号または出力信号は継続的であることが好ましく、必要に応じて、データ収集システム３６によりサンプリングされてもよい。第２のコントローラ３４（図２Ａ参照）は、有線接続要素３２ｂ（図２Ａ参照）または無線接続（図示せず）のどちらかにより、レーザ干渉計デバイス２０ａ（図２Ａ参照）の形のような信号応答測定デバイス２０（図２Ａ参照）に連結されていることが好ましい。
【００５８】
図２Ａに示されている通り、モーダルインパクト試験システム１２（図４Ａも参照）はデータ収集アセンブリ３６（図４Ａも参照）をさらに含む。データ収集アセンブリ３６は、信号解析器３８（図２Ａ、図４Ａ参照）、コンピュータ４０（図２Ａ、図４Ａ参照）、コンピュータプロセッサ４２（図２Ａ、図４Ａ参照）、および電源４４（図２Ａ、図４Ａ参照）のうちの１つまたは複数を含むことが好ましい。電源４４は、一体型圧電電源または別の適切な電源を含むことが好ましい。
【００５９】
データ収集アセンブリ３６（図２Ａ、図４Ａ参照）は、第１の信号ケーブル接続要素３７ａ（図２Ａ、図４Ａ参照）および第２の信号ケーブル接続要素３７ｂ（図２Ａ、図４Ａ参照）により、モーダルインパクト試験アセンブリ１０（図２Ａ、図４Ａ参照）に連結されていてもよい。あるいは、データ収集アセンブリ３６（図２Ａ、図４Ａ参照）は、無線接続（図示せず）により、モーダルインパクト試験アセンブリ１０（図２Ａ、図４Ａ参照）に連結されていてもよい。
【００６０】
図２Ａに示されている通り、固定モーダルインパクト試験システム１２ａの形のようなモーダルインパクト試験システム１２は試験要素４６をさらに含む。図２Ａ〜図２Ｂに示されている一実施形態では、試験要素４６は試験ディスク４６ａの形であってもよい。図２Ｂは、本開示のモーダルインパクト試験アセンブリ１０およびモーダルインパクト試験システム１２において使用されてもよい、試験ディスク４６ａの形のような試験要素４６の実施形態のクローズアップ斜視図である。
【００６１】
図２Ｃに示されている別の実施形態では、試験要素４６は試験バー４６ｂの形であってもよい。図２Ｃは、本開示のモーダルインパクト試験アセンブリ１０およびモーダルインパクト試験システム１２において使用されてもよい、試験バー４６ｂの形のような試験要素４６の別の実施形態のクローズアップ斜視図である。あるいは、試験要素４６は別の適切な形または構成であってもよい。
【００６２】
図２Ａに示されている通り、試験要素４６は、インパクトアセンブリ１６と信号応答測定デバイス２０との間での配置およびそれらとの位置合わせのために構成されていることが好ましい。図２Ａ〜図２Ｃに示されている通り、試験要素４６は、工具ホルダ１２４ａの形のような保持要素１２４に固定されていることが好ましい。工具ホルダ１２４ａの形のような保持要素１２４は、スピンドル１２６ａの形のような回転要素１２６に取り付けられていることが好ましい。スピンドル１２６ａの形のような回転要素１２６は、機械加工装置１２８（図２Ｂ〜図２Ｃ参照）の一部であることが好ましい。
【００６３】
機械加工装置１２８（図２Ｂ〜図２Ｃ参照）には、加工工具機械、回転切断機、ＣＮＣ（コンピュータ数値制御）機械、またはモーダルインパクト試験を受ける可能性がある別の適切な機械加工装置が含まれていてもよい。詳細には、回転要素を備えた任意の機械加工装置が試験されてもよい。さらに、非手作業付与（ｎｏｎ−ｍａｎｕａｌｌｙ  ａｐｐｌｉｅｄ）のインパクトハンマ試験からのモード情報が必要とされる可能性がある、任意の機械加工装置の任意の要素が試験されてもよい
【００６４】
試験要素４６は、回転切断機またはＣＮＣ（コンピュータ数値制御）機械などの、既存のもしくは知られている機械加工装置または工具機械の既存のもしくは知られている切断デバイスの質量と実質的に同様の質量を有することが好ましい。モーダルインパクト試験アセンブリ１０およびモーダルインパクト試験システム１２は、試験要素４６が動作速度で回転している間に当該試験要素のモーダルインパクト試験を可能にする。
【００６５】
図３Ａ〜図３Ｄは、インパクト試験サイクル中の、試験要素４６に対するインパクトアセンブリ１６のインパクト要素２２の様々な位置を示す。図３Ａは、本開示のモーダルインパクト試験アセンブリ１０（図２Ａ、図４Ａ参照）およびモーダルインパクト試験システム１２（図２Ａ、図４Ａ参照）において使用されてもよい、試験ディスク４６ａの形のような試験要素４６の実施形態に対する第１の位置１３０で示されている、インパクトアセンブリ１６の実施形態のクローズアップ斜視側面図である。
【００６６】
図３Ａはまた、第１の位置１３０では、インパクトアセンブリ１６は作動可能になっておらず、動作中でないことを示す。図３Ａは、先端部５６を備えた第１の端部５２ａと、第２の端部５２ｂと、ロードセル５０を備えた本体部分５４とを有する、インパクトハンマ２２ａの形のようなインパクト要素２２を示す。先端部５６（図３Ａ参照）は、試験ディスク４６ａの形のような試験要素４６（図３Ａ参照）の部分５８（図３Ａ参照）に衝撃を与えるように構成されていることが好ましい。
【００６７】
図３Ａに示されている通り、インパクトハンマ２２ａの形のようなインパクト要素２２の第２の端部５２ｂは、調整長板ばね２４ａの形のような弾性駆動要素２４の第１の端部６０ａに取り付けられているかまたは結合されていることが好ましい。図３Ａにさらに示されている通り、調整長板ばね２４ａの形のような弾性駆動要素２４の第２の端部６０ｂは、基部６４に結合されているかまたは取り付けられていることが好ましい。
【００６８】
図３Ａにさらに示されている通り、電磁ソレノイド２６ａの形のような作動要素２６の第１の端部７２ａは、磁気先端部７６を有することが好ましい。磁気先端部７６は、モーダルインパクト試験が試験要素４６（図３Ａ参照）上で実施された場合、調整長板ばね２４ａ（図３Ａ参照）の形のような弾性駆動要素２４（図３Ａ参照）の細長い本体部分６２（図３Ａ参照）の部分７８（図３Ｂ参照）に接触し、これを保持し、解放するように設計されていることが好ましい。図３Ａにさらに示されている通り、電磁ソレノイド２６ａの形のような作動要素２６の本体部分７４は、直立スタンド８０に連結されているかまたは取り付けられていることが好ましい。直立スタンド８０（図３Ａ参照）は、作動要素２６（図３Ａ参照）を直立スタンド８０（図３Ａ参照）に取り付けるように構成されている取付け部分８２（図３Ａ参照）を有することが好ましい。
【００６９】
図３Ａにさらに示されている通り、電磁ソレノイド２６ａの形のような作動要素２６は、１つまたは複数のワイヤ８８ａにより、サイクル制御要素１８（図２Ａ参照）に連結されているかまたは取り付けられていてもよい。図３Ａに示されている通り、第１の位置１３０では、インパクト要素２２は試験要素４６と接触しておらず、弾性駆動要素２４は作動要素２６と接触していない。
【００７０】
図３Ｂは、図３Ａの、試験ディスク４６ａの形のような試験要素４６に対する第２の位置１３２で示されている、図３Ａのインパクトアセンブリ１６のクローズアップ斜視側面図である。第２の位置１３２では、アームトリガスイッチ１１０（図２Ａ、図４Ａ参照）のアームスイッチ１１４（図２Ａ、図４Ａ参照）はオンにされるかまたは起動される。このことにより、インパクト要素２２および弾性駆動要素２４は後方に動かされ、その結果、金属材料で作製されていることが好ましい弾性駆動要素２４の部分７８は、作動要素２６の磁気先端部７６に接触する。作動要素２６の磁気先端部７６は、弾性駆動要素２４の部分７８を、作動可能位置である第２の位置１３２に保持する。
【００７１】
図３Ｂは、先端部５６を備えた第１の端部５２ａと、第２の端部５２ｂと、ロードセル５０を備えた本体部分５４とを有する、インパクトハンマ２２ａの形のようなインパクト要素２２を示す。先端部５６（図３Ｂ参照）は、試験ディスク４６ａの形のような試験要素４６（図３Ｂ参照）の部分５８（図３Ｂ参照）に衝撃を与えるように構成されていることが好ましい。図３Ｂに示されている通り、インパクトハンマ２２ａの形のようなインパクト要素２２の第２の端部５２ｂは、調整長板ばね２４ａの形のような弾性駆動要素２４の第１の端部６０ａに取り付けられているかまたは結合されていることが好ましい。調整長板ばね２４ａの形のような弾性駆動要素２４（図３Ｂ参照）の第２の端部６０ｂ（図３Ｂ参照）は、基部６４（図３Ｂ参照）に結合されているかまたは取り付けられていることが好ましい。
【００７２】
図３Ｂにさらに示されている通り、電磁ソレノイド２６ａの形のような作動要素２６の第１の端部７２ａは磁気先端部７６を有することが好ましい。磁気先端部７６は、試験要素４６上でモーダルインパクト試験が実施された場合、調整長板ばね２４ａの形のような弾性駆動要素２４の細長い本体部分６２の部分７８に接触し、これを保持し、解放するように設計されていることが好ましい。図３Ｂにさらに示されている通り、電磁ソレノイド２６ａの形のような作動要素２６の本体部分７４は、取付け部分８２を有する直立スタンド８０に連結されているかまたは取り付けられていることが好ましい。
【００７３】
図３Ｂを引き続き参照すると、電磁ソレノイド２６ａの形のような作動要素２６は、１つまたは複数のワイヤ８８ａにより、サイクル制御要素１８（図２Ａ参照）に連結されているかまたは取り付けられていてもよい。図３Ｂに示されている通り、第２の位置１３２では、インパクト要素２２は試験要素４６と接触していないが、弾性駆動要素２４は現在は作動要素２６と接触しており、作動要素２６は弾性駆動要素２４を保持している。電磁ソレノイド２６ａの形のような作動要素２６は、調整長板ばね２４ａの形のような弾性駆動要素２４を引き戻し、充電が中断されるまでこれを保持する磁場を作り出し、次いでこれを解放する。
【００７４】
図３Ｃは、図３Ａの、試験ディスク４６ａの形のような試験要素４６に対する第３の位置１３４で示されている図３Ａのインパクトアセンブリ１６のクローズアップ斜視側面図である。第３の位置１３４すなわち始動位置では、アームトリガスイッチ１１０（図２Ａ、図４Ａ参照）のトリガスイッチ１１６（図２Ａ、図４Ａ参照）はオンにされるかまたは起動される。これにより、電磁ソレノイド２６ａの形のような作動要素２６は、調整長板ばね２４ａの形のような弾性駆動要素２４の細長い本体部分６２を解放する。弾性駆動要素２４（図３Ｃ参照）の解放時、インパクトハンマ２２ａの形のようなインパクト要素２２、および調整長板ばね２４ａの形のような弾性駆動要素２４は、試験要素４６の方へばね力で跳ね進む。これにより、インパクト要素２２の先端部５６は、試験要素４６の部分５８に衝撃を与えるかまたは接触する。
【００７５】
図３Ｃは、先端部５６を備えた第１の端部５２ａと、第２の端部５２ｂと、ロードセル５０を備えた本体部分５４とを有する、インパクトハンマ２２ａの形のようなインパクト要素２２を示す。図３Ｃに示されている通り、インパクトハンマ２２ａの形のようなインパクト要素２２の第２の端部５２ｂは、調整長板ばね２４ａの形のような弾性駆動要素２４の第１の端部６０ａに取り付けられているかまたは結合されていることが好ましい。調整長板ばね２４ａ（図３Ｃ参照）の形のような弾性駆動要素２４（図３Ｃ参照）の第２の端部６０ｂ（図３Ｃ参照）は、基部６４（図３Ｃ参照）に結合されているかまたは取り付けられていてもよい。
【００７６】
図３Ｃにさらに示されている通り、電磁ソレノイド２６ａの形のような作動要素２６の第１の端部７２ａは、試験要素４６上でモーダルインパクト試験が実施された場合、調整長板ばね２４ａの形のような弾性駆動要素２４の細長い本体部分６２の部分７８（図３Ｂ参照）に接触し、これを保持し、解放するように設計されている磁気先端部７６を有することが好ましい。図３Ｃにさらに示されている通り、電磁ソレノイド２６ａの形のような作動要素２６の本体部分７４は、取付け部分８２を有する直立スタンド８０に連結されているかまたは取り付けられていることが好ましい。
【００７７】
図３Ｃにさらに示されている通り、電磁ソレノイド２６ａの形のような作動要素２６は、１つまたは複数のワイヤ８８ａにより、サイクル制御要素１８（図２Ａ参照）に連結されているかまたは取り付けられていることが好ましい。図３Ｃに示されている通り、第３の位置１３４では、インパクト要素２２は試験要素４６と接触しているが、弾性駆動要素２４は作動要素２６の磁気先端部７６と接触していない。
【００７８】
図３Ｄは、図３Ａの、試験ディスク４６ａの形のような試験要素４６に対する第４の位置１３６で示されている図３Ａのインパクトアセンブリ１６のクローズアップ斜視側面図である。第４の位置１３６では、インパクトハンマ２２ａの形のようなインパクト要素２２が試験要素４６に衝撃を与えた後、電磁ソレノイド２６ａの形のような作動要素２６は再びエネルギーを与えられ、調整長板ばね２４ａの形のような弾性駆動要素２４を再補足する。これにより、インパクト要素２２（図３Ｄ参照）および調整長板ばね２４ａ（図３Ｄ参照）の形のような弾性駆動要素２４（図３Ｄ参照）は、試験要素４６（図３Ｄ参照）の部分５８（図３Ｄ参照）の衝撃からの反発時に跳ね戻る。
【００７９】
図３Ｄを引き続き参照すると、アクチュエータ要素２６の第１の端部７２ａの磁気先端部７６は、第４の位置１３６では、弾性駆動要素２４の細長い本体部分６２の部分７８を保持している。第４の位置１３６は始動後位置である。図３Ｄは、先端部５６を備えた第１の端部５２ａと、第２の端部５２ｂと、ロードセル５０を備えた本体部分５４とを有する、インパクトハンマ２２ａの形のようなインパクト要素２２を示す。図３Ｄに示されている通り、インパクト要素２２の第２の端部５２ｂは、弾性駆動要素２４の第１の端部６０ａに取り付けられているかまたは結合されていることが好ましい。図３Ｄにさらに示されている通り、弾性駆動要素２４の第２の端部６０ｂは、基部６４に結合されているかまたは取り付けられていてもよい。
【００８０】
図３Ｄにさらに示されている通り、電磁ソレノイド２６ａの形のような作動要素２６の本体部分７４は、直立スタンド８０に連結されているかまたは取り付けられていることが好ましい。取付け部分８２（図３Ｄ参照）は、作動要素２６を直立スタンド８０に取り付けるように構成されていることが好ましい。
【００８１】
図３Ｄにさらに示されている通り、電磁ソレノイド２６ａの形のような作動要素２６は、１つまたは複数のワイヤ８８ａにより、サイクル制御要素１８（図２Ａ参照）に連結されているかまたは取り付けられていてもよい。図３Ｄに示されている通り、第４の位置１３６では、インパクト要素２２は試験要素４６と接触しておらず、弾性駆動要素２４は作動要素２６と接触している。作動要素２６は弾性駆動要素２４を保持している。
【００８２】
図４Ａ〜図４Ｂは、可搬式モーダルインパクト試験アセンブリ１０ｂの形のようなモーダルインパクト試験アセンブリ１０の別の実施形態を示す。図４Ａ〜図４Ｂは、可搬式モーダルインパクト試験システム１２ｂの形のようなモーダルインパクト試験システム１２の別の実施形態をさらに示す。
【００８３】
図４Ａは、可搬式モーダルインパクト試験アセンブリ１０ｂの形のようなモーダルインパクト試験アセンブリ１０の側面斜視図である。さらに、図４Ａは、本開示の、可搬式モーダルインパクト試験システム１２ｂの形のようなモーダルインパクト試験システム１２の側面斜視図である。
【００８４】
図４Ｂは、可搬式モーダルインパクト試験アセンブリ１０ｂの形のようなモーダルインパクト試験アセンブリ１０の上面斜視図である。さらに、図４Ｂは、図４Ａの、可搬式モーダルインパクト試験システム１２ｂの形のようなモーダルインパクト試験システム１２の上面斜視図である。
【００８５】
図４Ａ〜図４Ｂに示されている通り、可搬式モーダルインパクト試験アセンブリ１０ｂの形のようなモーダルインパクト試験アセンブリ１０は、可搬式ハウジング構造物４８ｂの形のようなハウジング構造物４８を含む。図４Ａ〜図４Ｂに示されている通り、可搬式ハウジング構造物４８ｂの形のようなハウジング構造物４８は、第１のタワー部１３８ａと、第２のタワー部１３８ｂと、基部１４０とを含む。基部１４０（図４Ａ〜図４Ｂ参照）は、第１のタワー部１３８ａの基部と第２のタワー部１３８ｂの基部との間に配置されていることが好ましい。
【００８６】
図４Ａ〜図４Ｂに示されている通り、第１のタワー部１３８ａは、レーザ干渉計デバイス２０ａの形のような信号応答測定デバイス２０を収容している。図４Ａにさらに示されている通り、第１のタワー部１３８ａは、細長い切取り部１４２と複数の細長いスロット１４４（図４Ｂも参照）とを有していてもよい。細長いスロット１４４は、レーザ干渉計デバイス２０ａの形のような信号応答測定デバイス２０が必要に応じて、第１のタワー部１３８ａの内部で垂直に上下に滑動することを可能にするように構成されていることが好ましい。このことにより、試験バー４６ｂの形のような試験要素４６（図４Ａ参照）との信号応答測定デバイス２０（図４Ａ参照）の位置合わせが可能になる。
【００８７】
図４Ａ〜図４Ｂに示されている通り、第２のタワー部１３８ｂは、インパクトハンマ２２ａの形のようなインパクト要素２２を収容している。図４Ａにさらに示されている通り、第２のタワー部１３８ｂは、調整長板ばね２４ａの形のような弾性駆動要素２４を収容している。第２のタワー部１３８ｂ（図４Ａ参照）は、直立スタンド８０（図４Ａ参照）に取り付けられている電磁ソレノイド２６ａの形のような作動要素２６（図４Ａ参照）をさらに収容している。
【００８８】
第２のタワー部１３８ｂ（図４Ａ参照）は、トリガ回路デバイス１８ａの形のようなサイクル制御要素１８（図４Ａ参照）をさらに収容している。サイクル制御要素１８（図４Ａ参照）は、１つまたは複数のワイヤ８８ａ（図４Ａ参照）により、作動要素２６（図４Ａ参照）に接続されていることが好ましい。図４Ａにさらに示されている通り、第２のタワー部１３８ｂは、アクセス部１４６を含み、インパクト要素２２、弾性駆動要素２４、作動要素２６、およびサイクル制御要素１８へのアクセスを可能にする。
【００８９】
図４Ａ〜図４Ｂに示されている通り、試験バー４６ｂの形のような試験要素４６は、第１のタワー部１３８ａと第２のタワー部１３８ｂとの間に配置されている。図４Ａ〜図４Ｂにさらに示されている通り、試験要素４６は、工具ホルダ１２４ａの形のような保持要素１２４に連結されているかまたは取り付けられていることが好ましい。図４Ｂに示されている通り、保持要素１２４は、スピンドル１２６ａなどの回転要素１２６に取り付けられていることが好ましい。回転要素１２６（図４Ｂ参照）は、機械加工装置１２８（図４Ｂ参照）に取り付けられていることが好ましい。
【００９０】
第１のタワー部１３８ａ（図４Ａ参照）と第２のタワー部１３８ｂ（図４Ａ参照）との間の距離は、基部１４０（図４Ａ参照）において調節可能であることが好ましい。これにより、試験要素４６に対する、インパクトハンマ２２ａなどのインパクト要素２２の衝撃の強度を変更することが可能になる。
【００９１】
図４Ａ〜図４Ｂに示されている通り、可搬式モーダルインパクト試験アセンブリ１０ｂの形のようなモーダルインパクト試験アセンブリ１０は、第２の構成要素セット２８をさらに含んでいてもよい。第２の構成要素セット２８は、有線接続要素３２ａまたは無線接続（図示せず）により、サイクル制御要素１８に連結されている第１のコントローラ３０を含む。第２の構成要素セット２８は、有線接続要素３２ｂまたは無線接続（図示せず）により信号応答測定デバイス２０に連結されている第２のコントローラ３４をさらに含む。
【００９２】
図４Ａ〜図４Ｂに示されている通り、第１のコントローラ３０は、アームトリガスイッチ１１０と電力素子１１２とを含むことが好ましい。アームトリガスイッチ１１０は、アームスイッチ１１４（図４Ａ〜図４Ｂ参照）とトリガスイッチ１１６（図４Ａ〜図４Ｂ参照）とを含むことが好ましい。電力素子１１２は、電池パック１１８（図４Ａ〜図４Ｂ参照）または別の適切な電源を含むことが好ましい。第１のコントローラ３０（図４Ａ〜図４Ｂ参照）は、トリガ回路デバイス１８ａ（図４Ａ参照）の形のようなサイクル制御要素１８（図４Ａ参照）を制御し、これに動力を供給するように構成されていることが好ましい。
【００９３】
図４Ａ〜図４Ｂに示されている通り、第２のコントローラ３４は、制御インターフェース部１２２を有するレーザ干渉計コントローラ１２０を含むことが好ましい。第２のコントローラ３４は、レーザ干渉計デバイス２０ａ（図４Ａ〜図４Ｂ参照）の形のような信号応答測定デバイス２０（図４Ａ〜図４Ｂ参照）を制御し、これに動力を供給するように構成されていることが好ましい。
【００９４】
図４Ａ〜図４Ｂに示されている通り、可搬式モーダルインパクト試験システム１２ｂの形のようなモーダルインパクト試験システム１２は、データ収集アセンブリ３６をさらに含む。図４Ａ〜図４Ｂに示されている通り、データ収集アセンブリ３６は、信号解析器３８、コンピュータ４０、コンピュータプロセッサ４２、電源４４のうちの１つまたは複数を含む。電源４４は、一体型エレクトロニクス圧電電源または別の適切な電源を含むことが好ましい。図４Ａ〜図４Ｂに示されている通り、データ収集アセンブリ３６は、可搬式モーダルインパクト試験アセンブリ１０ｂの形のようなモーダルインパクト試験アセンブリ１０の第１のコントローラ３０および第２のコントローラ３４に連結されていることが好ましい。
【００９５】
図４Ａ〜図４Ｂにさらに示されている通り、データ収集アセンブリ３６は、第１の信号ケーブル接続要素３７ａにより第２のコントローラ３４に連結されていることが好ましい。図４Ａ〜図４Ｂにさらに示されている通り、データ収集アセンブリ３６は、第２の信号ケーブル接続要素３７ｂにより第１のコントローラ３０に連結されていることが好ましい。あるいは、データ収集アセンブリ３６は、無線接続（図示せず）により、第１のコントローラ３０および第２のコントローラ３４に連結されていてもよい。
【００９６】
本開示の別の実施形態では、モーダルインパクト試験方法１５０（図５参照）が提供される。図５は、本開示のモーダルインパクト試験方法１５０の実施形態の概略図である。図５に示されている通り、本方法１５０は、試験要素４６（図２Ａ〜図２Ｃ参照）を保持要素１２４（図２Ａ〜図２Ｃ参照）に固定するステップ１５２を含む。ステップ１５２は、保持要素１２４を機械加工装置１２８（図２Ｂ〜図２Ｃ参照）の回転要素１２６（図２Ａ〜図２Ｃ参照）に取り付けることをさらに含む。
【００９７】
図５に示されている通り、本方法１５０は、試験要素４６をモーダルインパクト試験アセンブリ１０のインパクトアセンブリ１６（図２Ａ、図４Ａ参照）と信号応答測定デバイス２０（図２Ａ、図４Ａ参照）との間で位置合わせすることにより、モーダルインパクト試験アセンブリ１０（図２Ａ、図４Ａ参照）に対して試験要素４６（図２Ａ、図４Ａ参照）を配置するステップ１５４をさらに含む。インパクトアセンブリ１６（図２Ａ、図４Ａ参照）と信号応答測定デバイス２０（図２Ａ、図４Ａ参照）との間での試験要素４６（図２Ａ、図４Ａ参照）の位置合わせは、インパクトハンマ２２ａ（図２Ａ、図４Ａ参照）の形のようなインパクト要素２２（図２Ａ、図４Ａ参照）の間で試験要素４６（図２Ａ、図４Ａ参照）を位置合わせすることを含むことが好ましい。インパクトハンマ２２ａ（図２Ａ、図４Ａ参照）は、試験要素４６（図２Ａ、図４Ａ参照）に衝撃を与えるように構成されていることが好ましい。
【００９８】
レーザ干渉計デバイス２０ａ（図２Ａ、図４Ａ参照）の形のような信号応答測定デバイス２０（図２Ａ、図４Ａ参照）は、インパクトハンマ２２ａの形のようなインパクト要素２２（図２Ａ、図４Ａ参照）を用いた衝撃後に、試験要素４６（図２Ａ、図４Ａ参照）からの応答信号を測定するように構成されていることが好ましい。モーダルインパクト試験アセンブリ１０に対して試験要素４６を配置するステップ１５４は、固定モーダルインパクト試験アセンブリ１０ａ（図２Ａ、図４Ａ参照）または可搬式モーダルインパクト試験アセンブリ１０ｂ（図４Ａ参照）のどちらかに対して試験要素４６を配置することをさらに含んでいてもよい。
【００９９】
図５に示されている通り、本方法１５０は、第１のコントローラ３０（図２Ａ、図４Ａ参照）をモーダルインパクト試験アセンブリ１０（図２Ａ、図４Ａ参照）のサイクル制御要素１８（図２Ａ、図４Ａ参照）に連結するステップ１５６をさらに含む。ステップ１５６は、第２のコントローラ３４（図２Ａ、図４Ａ参照）をモーダルインパクト試験アセンブリ１０（図２Ａ、図４Ａ参照）の信号応答測定デバイス２０（図２Ａ、図４Ａ参照）に連結することをさらに含む。
【０１００】
前段で詳細に検討されている通り、第１のコントローラ３０（図２Ａ、図４Ａ参照）は、アームトリガスイッチ１１０（図２Ａ、図４Ａ参照）と電力素子１１２（図２Ａ、図４Ａ参照）とを含むことが好ましい。アームトリガスイッチ１１０（図２Ａ、図４Ａ参照）は、アームスイッチ１１４（図２Ａ、図４Ａ参照）とトリガスイッチ１１６（図２Ａ、図４Ａ参照）とを含むことが好ましい。電力素子１１２（図２Ａ、図４Ａ参照）は、電池パック１１８（図２Ａ、図４Ａ参照）または別の適切な電源を含むことが好ましい。前段で詳細に検討されている通り、第２のコントローラ３４（図２Ａ、図４Ａ参照）は、制御インターフェース部１２２（図２Ａ、図４Ａ参照）を有するレーザ干渉コントローラ１２０（図２Ａ、図４Ａ参照）を含むことが好ましい。
【０１０１】
図５に示されている通り、本方法１５０は、データ収集アセンブリ３６（図２Ａ、図４Ａ参照）を第１のコントローラ３０（図２Ａ、図４Ａ参照）および第２のコントローラ３４（図２Ａ、図４Ａ参照）に連結するステップ１５８をさらに含む。データ収集アセンブリ３６を第１のコントローラ３０および第２のコントローラ３４に連結するステップ１５８は、信号解析器３８（図２Ａ、図４Ａ参照）と、コンピュータ４０（図２Ａ、図４Ａ参照）と、コンピュータプロセッサ４２（図２Ａ、図４Ａ参照）と、電源４４（図２Ａ、図４Ａ参照）のうちの１つまたは複数を含むデータ収集アセンブリ３６を連結することをさらに含む。電源４４は、一体型エレクトロニクス圧電電源または別の適切な電源を含むことが好ましい。
【０１０２】
データ収集アセンブリ３６（図２Ａ、図４Ａ参照）は、第２の信号ケーブル接続要素３７ｂ（図２Ａ、図４Ａ参照）により、第１のコントローラ３０（図２Ａ、図４Ａ参照）に連結されていることが好ましい。データ収集アセンブリ３６（図２Ａ、図４Ａ参照）は、第１の信号ケーブル接続要素３７ａ（図２Ａ、図４Ａ参照）により、第２のコントローラ３４（図２Ａ、図４Ａ参照）に連結されていることが好ましい。あるいは、データ収集アセンブリ３６は、無線接続（図示せず）により、第１のコントローラ３０および第２のコントローラ３４に連結されていてもよい。
【０１０３】
図５に示されている通り、本方法１５０は、試験要素４６（図２Ａ、図４Ａ参照）を回転させて、初期回転速度を判定するステップ１６０をさらに含む。いくつかの回転速度が、回転要素１２６（図２Ｂ、４Ｂ参照）または機械加工装置１２８（図２Ｂ、４Ｂ参照）の振動特性に因り、他の回転速度と同様に作用しない可能性がある。知られている切断デバイスによるガタガタ音（回生振動）を回避することが好ましい。そのようなガタガタ音は、知られている切断デバイスが機械加工される材料を貫通して移動する際に、入力による振動共振周波数と振動の相互作用に起因する可能性がある。
【０１０４】
図５に示されている通り、本方法１５０は、第１のコントローラ３０（図２Ａ、図４Ａ参照）を作動可能にするステップ１６２をさらに含む。前段で検討されかつ図３Ｂに示されている通り、第２の位置１３２すなわち作動可能位置において第１のコントローラ３０を作動可能にすることは、アームトリガスイッチ１１０（図２Ａ、図４Ａ参照）のアームスイッチ１１４（図２Ａ、図４Ａ参照）をオンにするかまたはこれを起動することを含む。これにより、インパクト要素２２（図３Ｂ参照）および弾性駆動要素２４（図３Ｂ参照）は後方に移動する。このようにして、金属材料で作製されていることが好ましい弾性駆動要素２４の部分７８（図３Ｂ参照）は、アクチュエータ要素２６（図３Ｂ参照）の磁気先端部７６（図３Ｂ参照）に接触する。アクチュエータ要素２６（図３Ｂ参照）の磁気先端部７６（図３Ｂ参照）は、第２の位置１３２すなわち作動可能位置において弾性駆動要素２４（図３Ｂ参照）の部分７８（図３Ｂ参照）を保持する。
【０１０５】
ステップ１６２では、インパクト要素２２（図３Ｂ参照）は試験要素４６（図３Ｂ参照）と接触しておらず、弾性駆動要素２４（図３Ｂ参照）は作動要素２６（図３Ｂ参照）と接触している。作動要素２６（図３Ｂ参照）は、弾性駆動要素２４（図３Ｂ参照）を定位置に保持している。
【０１０６】
図５に示されている通り、本方法１５０は、第１のコントローラ３０（図２Ａ、図４Ａ参照）を始動させて、回転試験要素４６（図２Ａ、図４Ａ参照）のモーダルインパクト試験を開始するステップ１６４をさらに含む。前段で検討されかつ図３Ｃに示されている通り、第３の位置１３４すなわち始動位置で第１のコントローラ３０を始動させることは、アームトリガスイッチ１１０（図２Ａ、図４Ａ参照）のトリガスイッチ１１６（図２Ａ、図４Ａ参照）をオンにするかまたは起動することを含む。これにより、電磁ソレノイド２６ａ（図３Ｃ参照）の形のような作動要素２６（図３Ｃ参照）は、調整長板ばね２４ａ（図３Ｃ参照）の形のような弾性駆動要素２４（図３Ｃ参照）の細長い本体部６２（図３Ｃ参照）を解放する。これにより、インパクトハンマ２２ａの形のようなインパクト要素２２（図３Ｃ参照）および調整長板ばね２４ａの形のような弾性駆動要素２４（図３Ｃ参照）は、試験要素４６（図３Ｃ参照）の方へばね力で跳ね進む。
【０１０７】
インパクト要素２２（図３Ｃ参照）の先端部５６（図３Ｃ参照）は、次いで、試験要素４６（図３Ｃ参照）の部分５８（図３Ｃ参照）に衝撃を与えるかまたは接触する。図３Ｃに示されている通り、第３の位置１３４では、インパクト要素２２は試験要素４６と接触しており、弾性駆動要素２４は作動要素２６と接触していない。
【０１０８】
図５に示されている通り、本方法１５０は、データ収集アセンブリ３６（図２Ａ、図４Ａ参照）を用いて、回転試験要素４６の様々な回転速度でのデータを取得するステップ１６６をさらに含む。データはモーダルインパクト試験から取得される。前段で検討された通り、データ収集アセンブリ３６（図２Ａ、図４Ａ参照）は、信号解析器３８（図２Ａ、図４Ａ参照）、コンピュータ４０（図２Ａ、図４Ａ参照）、コンピュータプロセッサ４２（図２Ａ、図４Ａ参照）、および電源４４（図２Ａ、図４Ａ参照）のうちの１つまたは複数を含んでいることが好ましい可能性がある。電源４４（図２Ａ、図４Ａ参照）は、一体型エレクトロニクス圧電電源または別の適切な電源を含むことが好ましい。
【０１０９】
図５に示されている通り、本方法１５０は、取得するステップ１６６の後に、第１のコントローラ３０（図２Ａ、図４Ａ参照）を始動させて、回転試験要素４６（図２Ａ、図４Ａ参照）の試験を開始するステップ１６４、およびデータ収集アセンブリ３６（図２Ａ、図４Ａ参照）を用いて回転試験要素４６の様々な回転速度でのデータを取得するステップ１６６の両方を１回または複数回繰り返すステップ１６８をさらに含んでいてもよい。所望に応じてまたは必要に応じてステップ１６４およびステップ１６６を繰り返すことにより、所望の平均回転速度が取得されてもよい。インパクトハンマ２２ａ（図２Ａ、図４Ａ参照）の形のようなインパクト要素２２（図２Ａ、図４Ａ参照）を用いたモーダルインパクト試験は、試験要素４６（図２Ａ、図４Ａ参照）上のいくつかの点または位置において実施される必要があることが好ましい。
【０１１０】
図５に示されている通り、本方法１５０は、繰り返すステップ１６８および取得するステップ１６６の後に、回転試験要素４６（図２Ａ、図４Ａ参照）の動作速度範囲を判定するステップ１７０をさらに含んでいてもよい。回転試験要素４６（図２Ａ、図４Ａ参照）の動作速度範囲を判定することは、速度ＸからＮまで（図５参照）においてであることが好ましい可能性がある。動作速度範囲を判定することおよびデータを取得することは、インパクトハンマ２２ａ（図２Ａ、図４Ａ参照）などのインパクト要素２２（図２Ａ、図４Ａ参照）による１つまたは複数の打撃を開始する前に、かつデータ収集の前に、回転試験要素４６および／または回転要素１２６（図２Ａ、図４Ａ参照）を複数の個別設定に設定することにより達成されてもよい。あるいは、動作速度範囲を判定することおよびデータを取得することは、速度を継続的に上昇させることおよびインパクトハンマ２２ａ（図２Ａ、図４Ａ参照）などのインパクト要素２２（図２Ａ、図４Ａ参照）による１つまたは複数の打撃を開始すること、ならびに所定の毎分回転数（ｒｐｍ：ｒｅｖｏｌｕｔｉｏｎｓ  ｐｅｒ  ｍｉｎｕｔｅ）でのデータ収集により達成されてもよい。あるいは、動作速度範囲を判定することおよびデータを取得することは、速度を継続的に上昇させることおよびインパクトハンマ２２ａ（図２Ａ、図４Ａ参照）などのインパクト要素２２（図２Ａ、図４Ａ参照）による１つまたは複数の打撃を開始すること、ならびに無作為の間隔（ｒｐｍ（毎分回転数）はデータの解析により判定されてもよい）でのデータ収集により達成されてもよい。
【０１１１】
図５に示されている通り、ステップ１７０は、回転試験要素４６（図２Ａ、図４Ａ参照）の回転速度を次の所望の速度に変更するステップ１７２をさらに含んでいてもよい。回転試験要素４６（図２Ａ、図４Ａ参照）の動作速度範囲を判定するステップ１７０は、約１０００ｒｐｍ（毎分回転数）から約２０，０００ｒｐｍ（毎分回転数）までの範囲内の動作速度、または機械加工装置１２８（図２Ｂ参照）に応じて別の適切なｒｐｍを判定することを含むことが好ましい。
【０１１２】
図５に示されている通り、本方法１５０は、モーダルインパクト試験からの全ての所望の衝撃データが取得された場合、試験完了のステップ１７４をさらに含んでいてもよい。図５に示されている通り、本方法１５０は、データ収集アセンブリ３６（図２Ａ、図４Ａ参照）によるモーダルインパクト試験からのデータを解析しかつ／または処理するステップ１７６をさらに含んでいてもよい。モーダルインパクト試験からのデータは、データ収集アセンブリ３６（図２Ａ、図４Ａ参照）により取得されたデータである。当該データは、知られている切断機などの機械加工装置１２８（図２Ｂ参照）の切断デバイスの動作パラメータまたは切断パラメータを定めるために解析されかつ／または処理されてもよい。
【０１１３】
モーダルインパクト試験アセンブリ１０を備えたモーダルインパクト試験システム１２を使用するモーダルインパクト試験方法１５０は、機械加工装置１２８（図２Ｂ〜図２Ｃおよび図４Ｂ参照）の力学または特性を解析するのに使用されることが好ましい。例えば、（知られている切断デバイスの代わりに置換される）試験要素４６のあらゆる組合せ、工具ホルダ１２４ａ（図２Ａ、図４Ａ参照）などの保持要素１２４（図２Ａ、図４Ａ参照）、およびスピンドル１２６ａ（図２Ｂ〜図２Ｃおよび図４Ｂ参照）などの回転要素１２６（図２Ｂ〜図２Ｃおよび図４Ｂ参照）が解析されてもよい。
【０１１４】
モーダルインパクト試験アセンブリ１０を備えたモーダルインパクト試験システム１２を使用するモーダルインパクト試験方法１５０は、様々な動作パラメータまたは切断パラメータで用いられることが好ましい。動作パラメータまたは切断パラメータは、送り速度；切断デバイスの回転速度；切断デバイスの切断の配向および深さ；切断デバイスの切断要素の数、間隔および幾何学的形状；または他の適切な動作パラメータもしくは切断パラメータのうちの１つあるいは複数を含むことが好ましい。
【０１１５】
図６は、本開示の航空機製造および点検の方法２００の流れ図である。図７は、本開示の航空機２１６の実施形態の機能的ブロック図である。図６〜図７を参照して、本開示の実施形態が、図６に示されている航空機製造および点検の方法２００ならびに図７に示されている航空機２１６の状況において、説明される可能性がある。
【０１１６】
製造準備段階の間に、例示的航空機製造および点検の方法２００は、航空機２１６の仕様および設計２０２と材料調達２０４とを含んでいてもよい。製造中、航空機２１６の構成要素およびアセンブリの製造２０６ならびにシステムインテグレーション２０８が起こる。その後、航空機２１６は、運行２１２するために、認証および搬送２１０を経る可能性がある。顧客により運行２１２している間、航空機２１６には、（修正、再構成、改修、および他の適切な修理も含む可能性がある）定期的な保守および点検２１４が予定される可能性がある。
【０１１７】
航空機製造および点検の方法２００の工程の各々は、システムインテグレータ、第三者、および／またはオペレータ（例えば顧客）により実施または実行されてもよい。本記載の目的のために、システムインテグレータには、制限はされないが、任意の数の航空機メーカおよび主要システム下請業者が含まれていてもよい。第三者には、制限はされないが、任意の数の販売会社、下請業者、および供給業者が含まれていてもよい。オペレータには、航空会社、リース会社、軍の事業体、サービス組織、および他の適切なオペレータが含まれていてもよい。
【０１１８】
図７に示されている通り、例示的航空機製造および点検の方法２００により作り出される航空機２１６は、複数のシステム２２０および室内２２２を備えた機体２１８を含んでいてもよい。複数のシステム２２０の例には、推進システム２２４、電気系統２２６、油圧系統２２８、および環境システム２３０のうちの１つまたは複数が含まれていてもよい。任意の数の他のシステムが含まれていてもよい。航空宇宙産業の例が示されているが、本開示の原理は、自動車産業などの他の産業に適用され得る。
【０１１９】
本明細書において具体化されている方法およびシステムが、航空機製造および点検の方法２００の諸段階の任意の１つまたは複数の間に使用されてもよい。例えば、構成要素およびサブアセンブリの製造２０６に対応する構成要素およびサブアセンブリが、航空機２１６の運行２１２中に作り出される構成要素およびサブアセンブリと同様の方法で組み立てられるかまたは製造されてもよい。また、装置実施形態、方法実施形態、またはそれらの組合せの１つまたは複数が、例えば航空機２１６の組立てを実質的に促進することまたはコストを実質的に削減することにより、構成要素およびサブアセンブリの製造２０６およびシステムインテグレーション２０８中に利用されてもよい。同様に、装置実施形態、方法実施形態、またはそれらの組合せの１つまたは複数が、航空機２１６が運行２１２している間に、例えば、制限はされないが、保守および点検２１４に利用されてもよい。
【０１２０】
モーダルインパクト試験アセンブリ１０（図２Ａ、図４Ａ参照）、モーダルインパクト試験システム１２（図２Ａ、図４Ａ参照）、およびモーダルインパクト試験方法１５０（図５参照）の開示された実施形態により、オペレータに対する危険なしに、動作速度で回転している試験要素４６（図２Ａ、図４Ａ参照）上でモーダルインパクト試験が実施されることを可能になる。モーダルインパクト試験アセンブリ１０（図２Ａ、図４Ａ参照）、モーダルインパクト試験システム１２（図２Ａ、図４Ａ参照）、およびモーダルインパクト試験方法１５０（図５参照）は、インパクトハンマ２２ａ（図２Ａ、図４Ａ参照）および非接触レーザ干渉計デバイス２０ａ（図２Ａ、図４Ａ参照）からの遠隔始動の励起インパルスを使用する。レーザ干渉計デバイス２０ａ（図２Ａ、図４Ａ参照）は、応答信号を供給する要素としての機能を果たす。これは、試験要素４６（図２Ａ、図４Ａ参照）上のいくつかの点で実施される必要があることが好ましい。
【０１２１】
これにより、試験要素４６（図２Ａ、図４Ａ参照）が動作速度で回転している間に、取得される、機械加工装置１２８（図２Ｂ〜図２Ｃ参照）の正確な動作挙動および動作パラメータの予測が可能になる。機械加工装置１２８（図２Ｂ〜図２Ｃ参照）は、金属付属品を機械加工するために使用され得るような回転切断機、またはモーダルインパクト試験を受ける加工工具デバイスを含んでいてもよい。
【０１２２】
このように、開示された実施形態は、試験ディスク４６ａ（図２Ａ、図４Ａ参照）または試験バー４６ｂ（図２Ａ、図４Ａ参照）などの試験要素４６を、知られている切断デバイスの代わりに使うことにより、回転スピンドルなどの知られている回転要素上でインパクトモーダル試験を実施することに関する問題を解決する。試験要素４６は知られている切断デバイスと同様の質量を有することが好ましい。さらに、インパクトモーダル試験は、ハウジング構造物４８（図２Ａ、図４Ａ参照）などのアクセス不可能な機械筐体の内部で実施されることが好ましい。
【０１２３】
さらに、モーダルインパクト試験アセンブリ１０（図２Ａ、図４Ａ参照）、モーダルインパクト試験システム１２（図２Ａ、図４Ａ参照）、およびモーダルインパクト試験方法１５０（図５参照）の開示された実施形態により、試験要素４６が回転している間に、知られている切断デバイスに取って代わる当該試験要素の試験中に取得されたデータの解析が可能になる。試験中に取得されたデータは、解析されて、製造環境内への導入の前に、機械加工装置１２８（図２Ｂ〜図２Ｃ参照）の回転スピンドル１２６ａ（図２Ｂ、図４Ｂ参照）などの回転要素１２６（図２Ｂ、図４Ｂ参照）の正確な動作挙動を判定することが好ましい。これにより、そのようなインパクトモーダル試験および解析を受けていない製造環境内に導入される機械加工設備に必要な何カ月もの実験的生産を排除し得る。
【０１２４】
さらに、モーダルインパクト試験アセンブリ１０（図２Ａ、図４Ａ参照）、モーダルインパクト試験システム１２（図２Ａ、図４Ａ参照）、およびモーダルインパクト試験方法１５０（図５参照）の開示された実施形態は、インパクトハンマ２２ａ（図２Ａ参照）を作動させている場合にオペレータが回転要素１２６（図２Ａ参照）および試験要素４６（図２Ａ、図４Ａ参照）に極近接していることを必要としない。さらに、開示された実施形態は、試験要素４６が回転している場合にワイヤなどの接続要素が信号応答測定デバイス２０（図２Ａ、図４Ａ参照）と試験要素４６との間に取り付けられていることを必要としない。
【０１２５】
さらに、開示された実施形態により、回転要素１２６がオンにされた場合、機械加工装置１２８（図２Ｂ参照）の回転要素１２６（図２Ａ、図４Ａ参照）に取り付けられている試験要素４６（図２Ａ、図４Ａ参照）のモーダルインパクト試験が可能になる。さらに、開示された実施形態により、機械加工装置１２８（図２Ｂ、図４Ｂ参照）のインパクトモーダル試験中に知られている切断デバイスに取って代わる回転試験要素４６のインパクトモーダル解析に関するデータの取得を可能になる。また、開示された実施形態により、付加的なコストのかかる試行錯誤の解析を用いずに、加工工具プログラマなどの機械加工装置プログラマにより必要とされる正確な動作パラメータの判定が可能になる。
【０１２６】
さらに、開示された実施形態は、例えば機械試験センタにおいて使用されてもよい、固定モーダルインパクト試験アセンブリ１０ａ（図２Ａ参照）と、固定モーダルインパクト試験システム１２ａ（図２Ａ参照）とを提供する。あるいは、開示された実施形態は、当該分野において使用され得る可搬式ユニット内にパッケージングされていてもよい、可搬式モーダルインパクト試験アセンブリ１０ｂ（図２Ａ参照）と可搬式モーダルインパクト試験システム１２ｂ（図４Ａ参照）とを提供する。
【０１２７】
また、本開示は以下の条項による実施形態を含む。
条項１：  モーダルインパクト試験アセンブリ（１０）であり、
インパクトアセンブリ（１６）、
インパクトアセンブリ（１６）に連結されているサイクル制御要素（１８）、および
インパクトアセンブリに対向して配置されている信号応答測定デバイス（２０）
を含む、第１の構成要素セット（１４）、ならびに
モーダルインパクト試験アセンブリのサイクル制御要素（１８）に連結されている第１のコントローラ（３０）、および
モーダルインパクト試験アセンブリの信号応答測定デバイス（２０）に連結されている第２のコントローラ（３４）
を含む、第１の構成要素セット（１４）から切り離されている第２の構成要素セット（２８）
を含む、モーダルインパクト試験アセンブリ（１０）と、
インパクトアセンブリ（１６）と信号応答測定デバイス（２０）との間の位置合わせのために構成されている試験要素（４６）であり、保持要素に固定されており、当該保持要素は回転要素に取り付けられており、モーダルインパクト試験アセンブリのインパクトアセンブリ（１６）は、試験要素（４６）が動作速度で回転している間に当該試験要素に衝撃を与えるように構成されている、試験要素（４６）と、
モーダルインパクト試験アセンブリに連結されているデータ収集アセンブリ（３６）と
を含む、モーダルインパクト試験システム（１２）であって、
モーダルインパクト試験アセンブリ（１０）、試験要素（４６）、およびデータ収集アセンブリ（３６）は共に、動作速度で回転している試験要素（４６）のモーダルインパクト試験用のモーダルインパクト試験システム（１２）を構成している、
モーダルインパクト試験システム（１２）。
【０１２８】
条項２：モーダルインパクト試験システム（１２）は固定モーダルインパクト試験システムであり、第１の構成要素セット（１４）および試験要素（４６）はハウジング構造物（４８）の内部に含まれている、条項１に記載のシステム（１２）。
【０１２９】
条項３：モーダルインパクト試験システム（１２）は可搬式モーダルインパクト試験システム（１２）であり、第１の構成要素セット（１４）はハウジング構造物（４８）の内部に実質的に含まれている、条項１に記載のシステム（１２）。
【０１３０】
条項４：インパクトアセンブリ（１６）は、
インパクト要素（２２）であり、インパクト要素（２２）が試験要素（４６）に衝撃を与えたとき衝撃力出力を放出するように構成されているロードセル（５０）を有する、インパクト要素（２２）と、
インパクト要素（２２）に取り付けられている弾性駆動要素（２４）と、
インパクト要素（２２）が試験要素（４６）に衝撃を与えるように、インパクト要素（２２）および弾性駆動要素（２４）を作動させるように構成されている作動要素（２６）と
を含む、条項１に記載のシステム（１２）。
【０１３１】
条項５：信号応答測定デバイス（２０）は、インパクトアセンブリ（１６）が試験要素（４６）に衝撃を与えたとき信号応答を測定するように構成されているレーザ干渉計デバイスを含む、条項１に記載のシステム（１２）。
【０１３２】
条項６：第１のコントローラ（３０）はアームトリガスイッチ（１１０）と電力素子（１１２）とを含み、第２のコントローラ（３４）はレーザ干渉計コントローラ（１２０）を含み、第１のコントローラ（３０）および第２のコントローラ（３４）は、有線接続要素（３２ｂ）または無線接続を介して、モーダルインパクト試験アセンブリ（１０）に連結されている、条項１に記載のシステム（１２）。
【０１３３】
条項７：データ収集アセンブリ（３６）は、信号解析器（３８）、コンピュータ（４０）、コンピュータプロセッサ（４２）、および一体型エレクトロニクス圧電電源（４４）を含む電源（４４）のうちの１つまたは複数を含み、データ収集アセンブリ（３６）は、１つまたは複数の信号ケーブル接続要素（３７ａ）または無線接続を介して、モーダルインパクト試験アセンブリに連結されている、条項１に記載のシステム（１２）。
【０１３４】
本開示が関連する、上述の説明および関連する図面に提示されている教示の利益を有する、本開示の多くの修正および他の実施形態が当業者に思い付くであろう。本明細書に記載されている実施形態は例示的であるように意図されており、限定的または網羅的であるように意図されていない。本明細書に特定の用語が使用されているが、包括的かつ記述的な意味で使用されているに過ぎず、限定目的で使用されているものではない。
【符号の説明】
【０１３５】
１０  モーダルインパクト試験アセンブリ
１０ａ  固定モーダルインパクト試験アセンブリ
１０ｂ  可搬式モーダルインパクト試験アセンブリ
１２  モーダルインパクト試験システム
１２ａ  固定モーダルインパクト試験システム
１２ｂ  可搬式モーダルインパクト試験システム
１４  第１の構成要素セット
１６  インパクトアセンブリ
１８  サイクル制御要素
１８ａ  トリガ回路デバイス
２０  信号応答測定デバイス
２０ａ  レーザ干渉計デバイス
２２  インパクト要素
２２ａ  インパクトハンマ
２４  弾性駆動要素
２４ａ  調整長板ばね
２６  作動要素、アクチュエータ要素
２６ａ  電磁ソレノイド
２８  第２の構成要素セット
３０  第１のコントローラ
３２ａ、３２ｂ  有線接続要素
３４  第２のコントローラ
３６  データ収集アセンブリ
３７ａ  第１の信号ケーブル接続要素
３７ｂ  第２の信号ケーブル接続要素
３８  信号解析器
４０  コンピュータ
４２  コンピュータプロセッサ
４４  電源
４６  試験要素、回転試験要素
４６ａ  試験ディスク
４６ｂ  試験バー
４８  ハウジング構造物
４８ａ  固定ハウジング構造物
４８ｂ  可搬式ハウジング構造物
５０  ロードセル
５２ａ  （インパクト要素２２の）第１の端部
５２ｂ  （インパクト要素２２の）第２の端部
５４  （インパクト要素２２の）本体部分
５６  （インパクト要素２２の第１の端部５２ａの）先端部
５８  （試験要素４６の）部分
６０ａ  （弾性駆動要素２４の）第１の端部
６０ｂ  （弾性駆動要素２４の）第２の端部
６２  （弾性駆動要素２４の）細長い本体部分
６４  （弾性駆動要素２４の）基部
６６  調節可能な要素
６８、９８、１０６  矢印
７０  プラットホーム要素
７２ａ  （作動要素２６の）第１の端部
７２ｂ  （作動要素２６の）第２の端部
７４  （作動要素２６の）本体部分
７６  （作動要素２６の第１の端部７２ａの）磁気先端部
７８  （弾性駆動要素２４の細長い本体部分６２の）部分
８０  直立スタンド
８２  （直立スタンド８０の）取付け部分
８４ａ  （サイクル制御要素１８の）第１の端部
８４ｂ  （サイクル制御要素１８の）第２の端部
８６  （サイクル制御要素１８の）本体部分
８８  コネクタ要素
８８ａ  ワイヤ
９０ａ  （信号応答測定デバイス２０の）第１の端部
９０ｂ  （信号応答測定デバイス２０の）第２の端部
９２  （信号応答測定デバイス２０の）本体部分
９４  （信号応答測定デバイス２０の第１の端部９０ａの）信号応答測定部
９６  レーザビーム
１００  高さ調節要素
１０２  （高さ調節要素１００の）細長い直立部
１０４  （高さ調節要素１００の）開口部
１０８  （高さ調節要素１００の）基部
１１０  （第１のコントローラ３０の）アームトリガスイッチ
１１２  （第１のコントローラ３０の）電力素子
１１４  （アームトリガスイッチ１１０の）アームスイッチ
１１６  （アームトリガスイッチ１１０の）トリガスイッチ
１１８  （電力素子１１２の）電池パック
１２０  レーザ干渉計コントローラ
１２２  （レーザ干渉計コントローラ１２０の）制御インターフェース部
１２４  保持要素
１２４ａ  工具ホルダ
１２６  回転要素
１２６ａ  スピンドル、回転スピンドル
１２８  機械加工装置
１３０  第１の位置
１３２  第２の位置
１３４  第３の位置
１３６  第４の位置
１３８ａ  （ハウジング構造物４８の）第１のタワー部
１３８ｂ  （ハウジング構造物４８の）第２のタワー部
１４０  （ハウジング構造物４８の）基部
１４２  （第１のタワー部１３８ａの）細長い切取り部
１４４  （第１のタワー部１３８ａの）複数の細長いスロット
１４６  （第２のタワー部１３８ｂの）アクセス部
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
2015017969.tif 000009
【図３Ｄ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【外国語明細書】
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2015017969000002.pdf
2015017969000003.pdf
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