(57)【要約】【課題】従来よりも狭い空間においても、充分な打撃力を加えることができ、かつ、打撃力を正確に検出することができる打撃ハンマを提供すること。【解決手段】打撃ハンマ１０は、ハンドル１２の長手方向１０１に質量を有するように構成されたヘッド１１を有し、ヘッド１１の挿入穴１１１の底部１１２に設置されたせん断型力センサ１３を介して、ハンドル１２がヘッド１１に接合され、せん断型力センサ１３は、挿入穴１１１の底部１１２のヘッド１１の重心に、ハンドル１２の長手方向１０１に対して直角方向のせん断力を検出するように設置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象物に打撃を与えるための打撃ハンマであって、
打撃による力を前記測定対象物に与えるための質量を有するヘッドと、
前記ヘッドを振り動かし、前記測定対象物に打撃を与えるために前記ヘッドに接合されるハンドルと、
せん断力を検出するせん断型力センサと、を備え、
前記ヘッドは、前記ハンドルの長手方向に前記質量を有するように構成され、前記せん断型力センサを前記ヘッドの重心に設置するために穿かれた挿入穴を有し、
前記せん断型力センサは、前記挿入穴の底部の前記ヘッドの重心に、前記ハンドルの長手方向に対して直角方向のせん断力を検出するように設置され、
前記ハンドルは、前記せん断型力センサを介して、前記ヘッドに接合される、
打撃ハンマ。
【請求項２】
前記ハンドルの部分であって前記挿入穴に挿入される部分の径は、前記ハンドルによって振り動かされる方向の力と、打撃を与えた前記ヘッドの力による反作用の方向の力とによりせん断力が発生するように前記挿入穴の径よりも小さい、
請求項１に記載の打撃ハンマ。
【請求項３】
前記ヘッドは、前記測定対象物に打撃を与える面に突起部をさらに備え、前記突起部は前記せん断型力センサが設置された箇所の鉛直方向上に設置される、
請求項１又は２に記載の打撃ハンマ。
【請求項４】
前記ヘッドは、前記質量を追加するための拡張部を、前記ハンドルの長手方向に追加可能なように構成される、
請求項１から３のいずれかに記載の打撃ハンマ。
【請求項５】
前記ヘッドは、円筒形に構成される、
請求項１から４のいずれかに記載の打撃ハンマ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、打撃ハンマに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、構造体や部品を叩くことによって、その構造体や部品の固有振動数が計測され、構造の解析などが行われている。この振動計測用の衝撃加振器は、ヘッドにセンサが配置され、測定対象物を加振したときの力を検出する。このような衝撃加振器において、大きな衝撃力を与えるための技術や、小型化のための技術を開示する特許文献１及び２が知られている。
【０００３】
特許文献１の技術は、ハンマが対象物を押す力をハンマ内の移動可能な重りを押す力として蓄え、ハンマが対象物を押さえた状態でハンマ内の重りを押す力を開放することによりハンマ内の重りを速い速度で衝突させ、大きな衝撃力を対象物に与える事を可能にする。
特許文献２の技術は、対象物に加わる力を直接測定する代わりに、加速度センサをハンマヘッドの後端に取り付け、ハンマヘッドの加速度を測定し、加振力を間接的に測定することによって、構造が簡単で小型化に適した衝撃加振器を提供している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１９９４０８号公報
【特許文献２】特開平９−１３３６２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１及び２に開示された技術では、狭い空間、例えば、車両のホイールの中央のハブ穴のような狭い空間において、有効な加振力を与えることは、困難である。
【０００６】
また、狭い空間に対応する従来の超小型の打撃ハンマは、打撃質量が小さく、打撃力が充分でない。さらに、従来の打撃ハンマのように圧縮型力センサを用いている場合、打撃ハンマのヘッドが当たる面に対して、打撃ハンマの打撃力を検出するセンサが傾いていると、センサは打撃力の値を正確に検出することができない。
【０００７】
そこで、車両のホイールのハブ穴のような狭い空間においても、充分な打撃力を加えることができ、かつ、打撃力を正確に検出することができる打撃ハンマが求められている。
【０００８】
本発明は、従来よりも狭い空間においても、充分な打撃力を加えることができ、かつ、打撃力を正確に検出することができる打撃ハンマ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】
【０００９】
本発明では、以下のような解決手段を提供する。
（１）  測定対象物に打撃を与えるための打撃ハンマであって、打撃による力を前記測定対象物に与えるための質量を有するヘッドと、前記ヘッドを振り動かし、前記測定対象物に打撃を与えるために前記ヘッドに接合されるハンドルと、せん断力を検出するせん断型力センサと、を備え、前記ヘッドは、前記ハンドルの長手方向に前記質量を有するように構成され、前記せん断型力センサを前記ヘッドの重心に設置するために穿かれた挿入穴を有し、前記せん断型力センサは、前記挿入穴の底部の前記ヘッドの重心に、前記ハンドルの長手方向に対して直角方向のせん断力を検出するように設置され、前記ハンドルは、前記せん断型力センサを介して、前記ヘッドに接合される、打撃ハンマ。
【００１０】
（１）の構成によれば、打撃ハンマは、ハンドルの長手方向に質量を有するように構成されたヘッドを有し、ヘッドの挿入穴の底部に設置されたせん断型力センサを介して、ハンドルがヘッドに接合される。せん断型力センサは、挿入穴の底部のヘッドの重心に、ハンドルの長手方向に対して直角方向のせん断力を検出するように設置される。
【００１１】
すなわち、（１）に係る打撃ハンマは、ヘッドの直径を従来より小さくし、充分な打撃を加えることを可能とするために、長手方向に質量を有するように構成されたヘッドを有し、ヘッドの重心にせん断型力センサを設置している。
したがって、（１）に係る打撃ハンマは、従来よりも狭い空間においても、充分な打撃力を加えることができ、かつ、打撃力を正確に検出することができる。
【００１２】
（２）  前記ハンドルの部分であって前記挿入穴に挿入される部分の径は、前記ハンドルによって振り動かされる方向の力と、打撃を与えた前記ヘッドの力による反作用の方向の力とによりせん断力が発生するように前記挿入穴の径よりも小さい、（１）に記載の打撃ハンマ。
【００１３】
したがって、（２）に係る打撃ハンマは、せん断力が発生するように、挿入穴に挿入される部分の径を小さくしたハンドルによって、打撃力をさらに正確に検出することができる。
【００１４】
（３）  前記ヘッドは、前記測定対象物に打撃を与える面に突起部をさらに備え、前記突起部は前記せん断型力センサが設置された箇所の鉛直方向上に設置される、（１）又は（２）に記載の打撃ハンマ。
【００１５】
したがって、（３）に係る打撃ハンマは、打撃力をさらに正確に検出することができる。
【００１６】
（４）  前記ヘッドは、前記質量を追加するための拡張部を、前記ハンドルの長手方向に追加可能なように構成される、（１）から（３）のいずれかに記載の打撃ハンマ。
【００１７】
したがって、（４）に係る打撃ハンマは、従来よりも狭い空間においても、さらに充分な打撃力を加えることができる。
【００１８】
（５）  前記ヘッドは、円筒形に構成される、（１）から（４）のいずれかに記載の打撃ハンマ。
【００１９】
したがって、（５）に係る打撃ハンマは、従来よりもさらに狭い空間においても、用いられることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、打撃ハンマは、長手方向に質量を持たせるようにしたヘッドを有することによって、小型でも有効質量が確保されている。
本発明によれば、打撃ハンマは、せん断型力センサを用いることにより、加振力を正確に測定でき、全方向への打撃を可能にする。
本発明によれば、打撃ハンマは、円筒形のヘッドを有するので、従来より狭い隙間においても打撃することを可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態に係る打撃ハンマの断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る打撃ハンマによって発生するせん断力を説明する図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る打撃ハンマを用いて測定対象物の構造解析を行う例を説明する図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る突起部を有する打撃ハンマの断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る突起部を有する打撃ハンマの別の方向からの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態について図を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る打撃ハンマ１０の断面図である。
打撃ハンマ１０は、ヘッド１１と、ハンドル１２と、せん断型力センサ１３とから構成される。
【００２３】
ヘッド１１は、打撃による衝撃を測定対象物に与えるための質量を有する。ヘッド１１の質量は、例えば、車両のホイールに打撃を与えて加振することができるような質量（例えば、車両のホイールに対して、質量１４０グラム〜質量２２０グラム）が好ましい。ヘッド１１は、例えば、車両のホイールの中央のハブ穴を上下方向に加振し易いように、円筒形が好ましく、直径が、ハブ穴より小さいことが好ましい。
【００２４】
ハンドル１２は、ヘッド１１を振り動かし、測定対象物に打撃を与えるためにヘッド１１に接合される。ヘッド１１は、穿かれた穴（挿入穴１１１）を有する。ハンドル１２は、ヘッド１１の挿入穴１１１に隙間を持って挿入されてヘッド１１と接合される。
【００２５】
せん断型力センサ１３は、挿入穴１１１の底部１１２のヘッド１１の重心に（図１の断面図において、ヘッド１１の重心を通る軸１０２とせん断型力センサ１３とによって示されるように）設置され、ヘッド１１が測定対象物に打撃による力を与えることにより発生するせん断力を検出する。
すなわち、せん断型力センサ１３は、ハンドル１２の長手方向１０１に対して、ヘッド１１を振り動かす方向である直角方向のせん断力を検出するように設置される。
【００２６】
ハンドル１２は、挿入穴１１１の底部１１２に設置されたせん断型力センサ１３を介して、ヘッド１１に接合される。
【００２７】
挿入穴１１１に挿入されるハンドル１２の挿入部１２１の径は、せん断力が発生するように、また、発生したせん断力をせん断型力センサ１３が検出し易いように、挿入穴１１１の径よりも小さいが、せん断型力センサ１３を介して接合されるヘッド１１とハンドル１２とが、不安定にならないような大きさの径である。
【００２８】
せん断型力センサ１３によって検出されたせん断力の強さを示す信号は、ハンドル１２の内部の配線によって、打撃ハンマ１０から出力される。出力された信号は、ハンドル１２に設けられたコネクタに接続されるケーブル１４を介して、外部のデータ処理装置２０に送信される。
【００２９】
図２は、本発明の一実施形態に係る打撃ハンマ１０によって発生するせん断力を説明する図である。
【００３０】
打撃ハンマ１０は、測定対象物に打撃による力２０１を与え、与えた力２０１の反作用の力２０２受ける。ハンドル１２によって振り動かされる方向２１１の力と、打撃を与えたヘッド１１の力２０１による反作用の方向２１２の力２０２とによりせん断力が発生する。
【００３１】
図３は、本発明の一実施形態に係る打撃ハンマ１０を用いて測定対象物の構造解析を行う例を説明する図である。
【００３２】
データ処理装置２０は、打撃ハンマ１０から出力された信号と、測定対象物（例えば、ホイール３００）に設置されたセンサ３０１によって検出された信号とに基づいて、測定対象物（例えば、ホイール３００）の振動伝達関数を求めることができ、測定対象物の構造解析をすることができる。
【００３３】
図４は、本発明の一実施形態に係る突起部１５を有する打撃ハンマ１０の断面図である。図５は、本発明の一実施形態に係る突起部１５を有する打撃ハンマ１０の別の方向からの断面図（図４の左側面図）である。
【００３４】
ヘッド１１は、測定対象物に打撃を与える面に突起部１５をさらに備えている。突起部１５は、せん断型力センサ１３が設置された箇所の鉛直方向（ヘッド１１の重心を通る軸１０２）上に設置される。
【００３５】
突起部１５は、打撃ハンマ１０による打撃を確実なものにする。突起部１５は、例えば、１箇所のみに設置されていてもよいが、図５に示されるように、ヘッド１１の周囲に連続して設置されている場合、打撃ハンマ１０による全方向への打撃を確実なものにする。
【００３６】
ヘッド１１は、質量を追加するための拡張部を、ハンドル１２の長手方向１０１に追加可能なように構成されてもよい。
すなわち、ヘッド１１の重心が変化しないように、ヘッド１１の両端であってハンドル１２の長手方向１０１の両端に拡張部１６１，１６２が付加されることによって、ヘッド１１の質量が追加される。
【００３７】
本実施形態によれば、打撃ハンマ１０は、ハンドル１２の長手方向１０１に質量を有するように構成されたヘッド１１を有し、ヘッド１１の挿入穴１１１の底部１１２に設置されたせん断型力センサ１３を介して、ハンドル１２がヘッド１１に接合される。せん断型力センサ１３は、挿入穴１１１の底部１１２のヘッド１１の重心に、ハンドル１２の長手方向１０１に対して直角方向のせん断力を検出するように設置される。
また、ヘッド１１の挿入穴１１１に挿入されるハンドル１２の部分の径は、ハンドル１２によって振り動かされる方向２１１の力と、打撃を与えたヘッド１１の力２０１による反作用の方向２１２の力２０２とによりせん断力が発生するように挿入穴１１１の径よりも小さい。
測定対象物に打撃を与える面に設けられたヘッド１１の突起部１５は、せん断型力センサ１３が設置された箇所の鉛直方向上に設置される。
ヘッド１１は、質量を追加するための拡張部を、ハンドル１２の長手方向１０１に追加可能なように構成され、円筒形である。
したがって、打撃ハンマ１０は、従来よりも狭い空間においても、充分な打撃力を加えることができ、かつ、打撃力を正確に検出することができる。
【００３８】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限るものではない。また、本発明の実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施形態に記載されたものに限定されるものではない。
【符号の説明】
【００３９】
１０    打撃ハンマ
１１    ヘッド
１１１  挿入穴
１１２  底部
１２    ハンドル
１２１  挿入部
１３    せん断型力センサ
１４    ケーブル
２０    データ処理装置
１５    突起部
１６１，１６２  拡張部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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