(57)【要約】【課題】被測定物の打撃時にハンマのヘッド以外の部分の振動が反射波として被測定物に伝わって打撃直後の初期波形に不要なノイズ衝撃波形が混入することを防止し、被測定物の良否判定を行うにあたり打撃直後から略２０ｍｓ程度までの振幅が大きく価値の高い初期波形の使用を可能にして、被測定物の良否をより高精度にかつ短時間で判定できるようにする。【解決手段】ヘッド２０により被測定物１９を打撃するハンマ１１と、該打撃により発生する衝撃波形を検知する加速度センサ１３と、該加速度センサ１３からの信号を解析して被測定物の良否を判定する解析及び判定装置１５，１６とを備えた打撃試験装置において、被測定物１９を打撃したときにハンマ１１のヘッド２０以外の部分の振動が反射波として被測定物１９に伝わらないようにヘッド２０が振動絶縁されたハンマ１１を備えた構成を特徴とする。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハンマのヘッドの打撃により発生する振動波形を加速度センサにより検出し、該振動波形を解析して前記被測定物の良否を判定する打撃試験方法において、ヘッドが振動絶縁されたハンマの該ヘッドにより被測定物を打撃加振し、ノイズ衝撃波形の発生と該ノイズ衝撃波形の前記振動波形への混入を防止することを特徴とする打撃試験方法。
【請求項２】
ハンマのヘッドの打撃により発生する振動波形を加速度センサにより検出し、該振動波形を解析して前記被測定物の良否を判定する打撃試験方法において、ヘッドが振動絶縁されたハンマの該ヘッドにより被測定物を打撃加振し、ノイズ衝撃波形の発生と該ノイズ衝撃波形の前記振動波形への混入を防止して打撃直後の初期振動波形を解析して前記被測定物の良否を判定することを特徴とする打撃試験方法。
【請求項３】
ハンマのヘッドの打撃により発生する振動波形を加速度センサにより検出し、該振動波形を解析して前記被測定物の良否を判定する打撃試験方法において、ヘッドが振動絶縁されたハンマの該ヘッドにより被測定物を打撃加振し、ノイズ衝撃波形の発生と該ノイズ衝撃波形の前記振動波形への混入を防止して打撃直後から略２０ｍｓ程度までの初期振動波形を解析して前記被測定物の良否を判定することを特徴とする打撃試験方法。
【請求項４】
ヘッドにより被測定物を打撃するハンマと、該打撃により発生する振動波形を検知する加速度センサと、該加速度センサからの信号を解析して前記被測定物の良否を判定する解析及び判定装置とを備えた打撃試験装置において、前記被測定物を打撃したときにハンマのヘッド以外の部分の振動が反射波として前記被測定物に伝わらないように前記ヘッドが振動絶縁されたハンマを備え、前記加速度センサからの信号のうち打撃直後の初期振動波形を解析して前記被測定物の良否を判定するように構成したことを特徴とする打撃試験装置。
【請求項５】
被測定物を打撃したときにヘッド以外の部分の振動が反射波として前記被測定物に伝わらないように前記ヘッドが振動絶縁されたハンマと、該ハンマを揺動させて前記被測定物を打撃するように構成されたハンマ駆動機構と、前記被測定物に取り付けられる加速度センサと、該加速度センサに接続され該加速度センサからの信号を増幅する加速度増幅器と、該加速度増幅器に接続され該加速度増幅器からの信号のうち前記打撃直後の初期振動波形を使用して解析する解析装置と、該解析装置により得られた解析データを用いて前記被測定物の良否を判定する判定装置と、該判定装置による判定結果を表示する表示装置とを備えたことを特徴とする打撃試験装置。
【請求項６】
打撃試験に使用されヘッドで被測定物を打撃するための打撃試験用ハンマにおいて、前記ヘッドと該ヘッド以外の部分との間を振動絶縁し前記被測定物に対する打撃の際に前記ヘッド以外の部分の振動が反射波として前記被測定物に伝わらないように構成したことを特徴とする打撃試験用ハンマ。
【請求項７】
打撃試験に使用されヘッドで被測定物を打撃するための打撃試験用ハンマにおいて、前記ヘッドと柄との間に弾性体を配置し、前記ヘッドと該弾性体の一端とを固着すると共に、該弾性体の他の一端と前記柄とを固着して、該弾性体の中間部を自由状態とすることで前記ヘッドと前記柄との間を振動絶縁し、前記被測定物に対する打撃の際に前記柄側の振動が反射波として前記被測定物に伝わらないように構成したことを特徴とする打撃試験用ハンマ。
【請求項８】
打撃試験に使用されヘッドで被測定物を打撃するための打撃試験用ハンマにおいて、前記ヘッドと柄との間にコイルばねを配置し、前記ヘッドと該コイルばねの一端とを固着すると共に、該コイルばねの他の一端と前記柄とを固着して、該コイルばねの中間部を自由状態とすることで前記ヘッドと前記柄との間を振動絶縁し、前記被測定物に対する打撃の際に前記柄側の振動が反射波として前記被測定物に伝わらないように構成したことを特徴とする打撃試験用ハンマ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物性の異なる貼合せ鋼体（例えば金属とセラミックで製造した特殊耐熱材、金属と鋳物で製造した耐熱タイル等）や単体に本質と異なる不純物性の異物を有する特殊耐熱材等の被測定物の良否を非破壊で判定する打撃試験方法及び装置に係り、特にハンマのヘッドと該ヘッド以外の部分との間を振動絶縁し、加速度センサを被測定物側に取り付けるようにすることで、打撃時にヘッド以外の部分の振動が反射波として被測定物に伝わって打撃直後の初期振動波形に不要なノイズ衝撃波形が混入することを防止し、被測定物の良否判定を行うにあたり打撃直後から略２０ｍｓ程度までの振幅が大きく価値の高い初期振動波形の使用を可能にして、被測定物の良否をより高精度にかつ短時間で判定することができ、全数検査も十分に可能な打撃試験方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
打撃試験は、被測定物をインパルス加振し、該被測定物に取り付けた振動ピックアップ（例えば、加速度計）が検出した振動波形を記録し、該振動波形をＦＦＴ（Fast Fourier Transform，高速フーリエ変換）により分析し、その振動波形の周波数成分や被測定物の固有振動数成分等を読み取ることにより、被測定物の振動特性を明らかにするものであり、被測定物の固有振動数及び固有振動モード等の測定や、被測定物の良否判定等を行うために広く用いられている。
【０００３】
しかし被測定物をインパルス加振するためのハンマ１（インパルスハンマ）は、図１９において、従来インパルスハンマ以外の普通のハンマと同様に、柄３の先にハンマのヘッド２が固着状態で取り付けられたものであったため、例えば被測定物４を矢印Ａ方向に打撃する際にヘッド２が逃げることができず、打撃の瞬間が長くなるため、ハンマ１の柄３側の振動（作業者が手で握って打撃する場合には、ハンマ１を握っている作業者の体の振動も含む。）が反射波となって被測定物４に伝わり、図２０（横軸は時間（ｓｅｃ）、縦軸は打撃によって生ずる被測定物の加速度（ｍ／ｓｅｃ2 ））に示すように、該反射波が歪波形であるノイズ衝撃波形５となって本来の初期振動波形に混入し、これらの波形が合成された干渉波６が初期振動波形として加速度計で検知されてしまう。このため打撃直後から略２０ｍｓ程度までの初期振動波形を解析用のデータとして使用できないという不具合があった。
【０００４】
このような不具合は、特許文献１の記載からも明らかである。即ち該文献は、打音検査物の非破壊検査方法、非破壊検査装置及び品質管理方法について開示したものであるが、該文献の明細書の段落００２８には、「打撃直後から１００ｍｓ間の受信振動を解析の対象から除く」、という記載があるように、初期振動波形にはノイズ衝撃波形が混入していて解析に適さないから除外するというのが実情である。しかも解析は打撃から１００ｍｓ経過した後の減衰が相当進んだ小さな振幅の振動波形を増幅器により拡大して解析を行っているのであるから、被測定物の良否を判定しようとするときに、その判定精度が低くくなることは避けられない。
【０００５】
その被測定物の振動特性や、その良否判定に重要な情報が最も多く含まれていて価値が高い振動波形は、やはり打撃直後から１００ｍｓ以内の、好ましくは略２０ｍｓ以内の振幅が大きい初期振動波形であるから、この初期振動波形を使用して解析することができれば、より高精度の被測定物の良否判定を行うことができるが、従来の打撃試験では、この初期振動波形を使用することはできなかった。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−３４０８６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記した従来技術の欠点を除くためになされたものであって、その目的とするところは、ハンマのヘッドの打撃により発生する振動波形を加速度センサにより検出し、該振動波形を解析して被測定物の良否を判定する打撃試験方法において、ヘッドが振動絶縁されたハンマの該ヘッドにより被測定物を打撃加振し、ノイズ衝撃波形の発生と該ノイズ衝撃波形の振動波形への混入を防止することによって、干渉波が発生しないようにして被測定物の良否判定を行うにあたり打撃直後から略２０ｍｓ程度までの振幅が大きく価値の高い初期振動波形の使用を可能にして、被測定物の良否をより高精度にかつ極く短時間で判定できるようにすることである。
【０００８】
また他の目的は、上記方法において、打撃直後の初期波振動形を解析して被測定物の良否を判定することによって、打撃直後の初期振動波形に含まれる多くの重要な情報を有効に利用して、不良品を見逃さない極めて精度の高い判定結果が得られるようにすることであり、またこれによって特殊耐熱材のように直接機器の性能や結果として人命にかかわるような部品の信頼性を高め、部品の不良による事故等を未然に防止することである。
【０００９】
更に他の目的は、上記方法において、打撃直後から略２０ｍｓ程度までの初期振動波形を解析して被測定物の良否を判定することによって、短時間で高精度に被測定物の良否の判定を行うことができるようにことであり、またこれによって特殊耐熱材のような被測定物を全数検査できるようにすることである。
【００１０】
また他の目的は、ヘッドにより被測定物を打撃するハンマと、該打撃により発生する振動波形を検知する加速度センサと、該加速度センサからの信号を解析して被測定物の良否を判定する解析及び判定装置とを備えた打撃試験装置において、被測定物を打撃したときにハンマのヘッド以外の部分の振動が反射波として被測定物に伝わらないようにヘッドが振動絶縁されたハンマを備え、加速度センサからの信号のうち打撃直後の初期振動波形を解析して被測定物の良否を判定するように構成することによって、特殊耐熱材のような被測定物の良否をより高精度にかつ短時間でできるようにすると共に、全数検査により内部に欠陥や接着不良等がある不良品を１つも見逃さずに発見し、取り除くことができるようにすることである。
【００１１】
更に他の目的は、上記構成において、ハンマを揺動させて被測定物を打撃するように構成されたハンマ駆動機構と、被測定物に取り付けられる加速度センサと、該加速度センサに接続され該加速度センサからの信号を増幅する加速度増幅器と、該加速度増幅器に接続され該加速度増幅器からの信号のうち打撃直後の初期振動波形を使用して解析する解析装置と、該解析装置により得られた解析データを用いて被測定物の良否を判定する判定装置と、該判定装置による判定結果を表示する表示装置とを備えることによって、被測定物の打撃から、その初期振動波形の検出、解析及びその解析に基づく良否の判定までを自動的に行うことができるようにすることであり、またこれによって不良品を良品と判定したり、また良品を不良品と判定したりするような判定ミスを起こすことなく、しかも効率的に被測定物の検査ができるようにすることである。
【００１２】
また他の目的は、打撃試験に使用されヘッドで被測定物を打撃するための打撃試験用ハンマにおいて、ヘッドと該ヘッド以外の部分との間を振動絶縁し被測定物に対する打撃の際にヘッド以外の部分の振動が反射波として被測定物に伝わらないように構成することによって、打撃時にヘッド以外の部分の振動が反射波として被測定物に伝わって打撃直後の初期振動波形に不要なノイズ衝撃波形が混入するのを完全に防止できるようにすることである。
【００１３】
更に他の目的は、上記構成において、ハンマのヘッドと柄との間に弾性体を配置し、該ヘッドと該弾性体の一端とを固着すると共に、該弾性体の他の一端と柄とを固着して、該弾性体の中間部を自由状態とすることでヘッドと柄との間を振動絶縁することによって、打撃の瞬間にヘッドが逃げるようにし、打撃直後の初期振動波形には不要なノイズ衝撃波形が一切混入しないようにすることである。
【００１４】
また他の目的は、ヘッドと柄との間にコイルばねを配置し、該ヘッドと該コイルばねの一端とを固着すると共に、該コイルばねの他の一端と前記柄とを固着して、該コイルばねの中間部を自由状態とすることでヘッドと柄との間を振動絶縁することによって、打撃の瞬間にコイルばねの変形によりヘッドが逃げ、打撃直後の初期振動波形への不要なノイズ混入を完全に防止可能な打撃試験用ハンマを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
要するに本発明方法（請求項１）は、ハンマのヘッドの打撃により発生する振動波形を加速度センサにより検出し、該振動波形を解析して前記被測定物の良否を判定する打撃試験方法において、ヘッドが振動絶縁されたハンマの該ヘッドにより被測定物を打撃加振し、ノイズ衝撃波形の発生と該ノイズ衝撃波形の前記振動波形への混入を防止することを特徴とするものである。
【００１６】
また本発明方法（請求項２）は、ハンマのヘッドの打撃により発生する振動波形を加速度センサにより検出し、該振動波形を解析して前記被測定物の良否を判定する打撃試験方法において、ヘッドが振動絶縁されたハンマの該ヘッドにより被測定物を打撃加振し、ノイズ衝撃波形の発生と該ノイズ衝撃波形の前記振動波形への混入を防止して打撃直後の初期振動波形を解析して前記被測定物の良否を判定することを特徴とするものである。
【００１７】
また本発明方法（請求項３）は、ハンマのヘッドの打撃により発生する振動波形を加速度センサにより検出し、該振動波形を解析して前記被測定物の良否を判定する打撃試験方法において、ヘッドが振動絶縁されたハンマの該ヘッドにより被測定物を打撃加振し、ノイズ衝撃波形の発生と該ノイズ衝撃波形の前記振動波形への混入を防止して打撃直後から略２０ｍｓ程度までの初期振動波形を解析して前記被測定物の良否を判定することを特徴とするものである。
【００１８】
また本発明装置（請求項４）は、ヘッドにより被測定物を打撃するハンマと、該打撃により発生する振動波形を検知する加速度センサと、該加速度センサからの信号を解析して前記被測定物の良否を判定する解析及び判定装置とを備えた打撃試験装置において、前記被測定物を打撃したときにハンマのヘッド以外の部分の振動が反射波として前記被測定物に伝わらないように前記ヘッドが振動絶縁されたハンマを備え、前記加速度センサからの信号のうち打撃直後の初期振動波形を解析して前記被測定物の良否を判定するように構成したことを特徴とするものである。
【００１９】
また本発明装置（請求項５）は、被測定物を打撃したときにヘッド以外の部分の振動が反射波として前記被測定物に伝わらないように前記ヘッドが振動絶縁されたハンマと、該ハンマを揺動させて前記被測定物を打撃するように構成されたハンマ駆動機構と、前記被測定物に取り付けられる加速度センサと、該加速度センサに接続され該加速度センサからの信号を増幅する加速度増幅器と、該加速度増幅器に接続され該加速度増幅器からの信号のうち前記打撃直後の初期振動波形を使用して解析する解析装置と、該解析装置により得られた解析データを用いて前記被測定物の良否を判定する判定装置と、該判定装置による判定結果を表示する表示装置とを備えたことを特徴とするものである。
【００２０】
また本発明打撃試験用ハンマ（請求項６）は、打撃試験に使用されヘッドで被測定物を打撃するための打撃試験用ハンマにおいて、前記ヘッドと該ヘッド以外の部分との間を振動絶縁し前記被測定物に対する打撃の際に前記ヘッド以外の部分の振動が反射波として前記被測定物に伝わらないように構成したことを特徴とするものである。
【００２１】
また本発明打撃試験用ハンマ（請求項７）は、打撃試験に使用されヘッドで被測定物を打撃するための打撃試験用ハンマにおいて、前記ヘッドと柄との間に弾性体を配置し、前記ヘッドと該弾性体の一端とを固着すると共に、該弾性体の他の一端と前記柄とを固着して、該弾性体の中間部を自由状態とすることで前記ヘッドと前記柄との間を振動絶縁し、前記被測定物に対する打撃の際に前記柄側の振動が反射波として前記被測定物に伝わらないように構成したことを特徴とするものである。
【００２２】
また本発明打撃試験用ハンマ（請求項８）は、打撃試験に使用されヘッドで被測定物を打撃するための打撃試験用ハンマにおいて、前記ヘッドと柄との間にコイルばねを配置し、前記ヘッドと該コイルばねの一端とを固着すると共に、該コイルばねの他の一端と前記柄とを固着して、該コイルばねの中間部を自由状態とすることで前記ヘッドと前記柄との間を振動絶縁し、前記被測定物に対する打撃の際に前記柄側の振動が反射波として前記被測定物に伝わらないように構成したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明は、上記のようにハンマのヘッドの打撃により発生する振動波形を加速度センサにより検出し、該振動波形を解析して前記被測定物の良否を判定する打撃試験方法において、ヘッドが振動絶縁されたハンマの該ヘッドにより被測定物を打撃加振し、ノイズ衝撃波形の発生と該ノイズ衝撃波形の前記振動波形への混入を防止したので、干渉波が発生することがなくなるため、被測定物の良否判定を行うにあたり打撃直後から略２０ｍｓ程度までの振幅が大きく価値の高い初期波形の使用を可能にでき、被測定物の良否をより高精度に判定できる効果がある。
【００２４】
また上記方法において、打撃直後の初期波形を解析して被測定物の良否を判定するようにしたので、打撃直後の初期振動波形に含まれる多くの重要な情報を有効に利用して、不良品を見逃さない極めて正確性の高い判定結果が得られる効果があり、またこれによって特殊耐熱材のように直接機器の性能や結果として人命にかかわるような部品の信頼性を高め、部品の不良による事故等を未然防止する効果が得られる。
【００２５】
更に上記方法において、打撃直後から略２０ｍｓ程度までの初期振動波形を解析して被測定物の良否を判定するようにしたので、短時間で高精度に被測定物の良否の判定を行うことができる効果があり、またこの結果特殊耐熱材のような被測定物を全数検査が可能となる効果が得られる。
【００２６】
またヘッドにより被測定物を打撃するハンマと、該打撃により発生する振動波形を検知する加速度センサと、該加速度センサからの信号を解析して被測定物の良否を判定する解析及び判定装置とを備えた打撃試験装置において、被測定物を打撃したときにハンマのヘッド以外の部分の振動が反射波として被測定物に伝わらないようにヘッドが振動絶縁されたハンマを備え、加速度センサからの信号のうち打撃直後の初期振動波形を解析して被測定物の良否を判定するように構成したので、特殊耐熱材のような被測定物の良否をより高精度にかつ短時間で判定でき、全数検査により内部に欠陥や接着不良等がある不良品を１つも見逃さずに発見し、取り除くことができる効果がある。
【００２７】
更に上記構成において、ハンマを揺動させて被測定物を打撃するように構成されたハンマ駆動機構と、被測定物に取り付けられる加速度センサと、該加速度センサに接続され該加速度センサからの信号を増幅する加速度増幅器と、該加速度増幅器に接続され該加速度増幅器からの信号のうち打撃直後の初期振動波形を使用して解析する解析装置と、該解析装置により得られた解析データを用いて被測定物の良否を判定する判定装置と、該判定装置による判定結果を表示する表示装置とを備えたので、被測定物の打撃から、その初期振動波形の検出、解析及びその解析に基づく良否の判定までを自動的に行うことができる効果があり、またこの結果不良品を良品と判定したり、また良品を不良品と判定したりするような判定ミスを起こすことなく、しかも効率的に被測定物の検査ができる効果が得られる。
【００２８】
また打撃試験に使用されヘッドで被測定物を打撃するための打撃試験用ハンマにおいて、ヘッドと該ヘッド以外の部分との間を振動絶縁し被測定物に対する打撃の際にヘッド以外の部分の振動が反射波として被測定物に伝わらないように構成したので、打撃時にヘッド以外の部分の振動が反射波として被測定物に伝わって打撃直後の初期波形に不要なノイズが混入することを防止できる効果がある。
【００２９】
更に上記構成において、ハンマのヘッドと柄との間に弾性体を配置し、該ヘッドと該弾性体の一端とを固着すると共に、該弾性体の他の一端と柄とを固着して、該弾性体の中間部を自由状態とすることでヘッドと柄との間を振動絶縁したので、打撃の瞬間にヘッドが逃げ、打撃直後の初期波形には不要な衝撃ノイズが一切混入しないという大きい効果が得られる。
【００３０】
またヘッドと柄との間にコイルばねを配置し、該ヘッドと該コイルばねの一端とを固着すると共に、該コイルばねの他の一端と前記柄とを固着して、該コイルばねの中間部を自由状態とすることでヘッドと柄との間を振動絶縁したので、打撃の瞬間にコイルばねの変形によりヘッドが逃げ、打撃直後の初期波形への不要なノイズ混入を完全に防止可能な打撃試験用ハンマを提供できる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下本発明を図面に示す実施例に基いて説明する。本発明に係る打撃試験用装置１０は、図１から図３及び図１５において、ハンマ１１と、ハンマ駆動機構１２と、加速度センサ１３と、加速度増幅器１４と、解析装置１５と、判定装置１６と、表示装置１８とを備えている。
【００３２】
ハンマ１１は、図１から図６に示すように、被測定物１９を打撃したときにヘッド２０以外の部分の一例たる柄２１側の振動が反射波として被測定物１９に伝わらないように、ヘッド２０が振動絶縁されたものである。例えばヘッド２０と柄２１との間に弾性体の一例たるコイルばね２２を配置し、ヘッド２０と該コイルばね２２の一端２２ａとを、例えば接着剤２３を用いて固着すると共に、該コイルばね２２の他の一端２２ｂと柄２１とを固着し、コイルばね２２の中間部２２ｃを自由状態とすることでヘッド２０と柄２１との間を振動絶縁したものである。
【００３３】
接着剤による固着は、図４から図６に示すように、コイルばね２２とヘッド２０及び柄２１との嵌合部に接着剤を塗布することにより行われ、コイルばね２２の中間部２２ｃは固着されず自由状態となっている。
【００３４】
コイルばね２２は、図示の実施例では、例えば金属製（ばね鋼、ステンレス鋼等）で円筒形のコイルばねであり、自由長２０ｍｍ、コイル外径６ｍｍφ、コイル中心径５．３ｍｍφ、線径０．７ｍｍφ、有効巻数１５、ばね定数０．０４８８Ｎ／ｃｍ（０．００４９８ｋｇｆ／ｃｍ）のもので、ピッチは等ピッチである。
【００３５】
ヘッド２０の質量は、１０ｇ程度であるが、ハンマ１１が水平状態であっても、コイルばね２２は該ヘッド２０を支えることができ、かつ打撃の際には容易に変形して、反発したヘッド２０が瞬間的に逃げることができるようになっている。なお、コイルばね２２の仕様は上記のものには限られず、円すい形、たる形、つづみ形でもよく、また不等ピッチでもよい。
【００３６】
なお、ヘッド２０と柄２１との間に配置する弾性体は、コイルばね２２に限られず、空気ばね、薄板ばねのほか、シリコンゴム、加硫ゴム、二トリルゴム、天然ゴム等のゴム類でもよく、ヘッド２０と柄２１とを振動絶縁できるものであれば、どのような形状、材質であってもよい。
【００３７】
ハンマ１１の柄２１には、該ハンマ１１をハンマ駆動機構１２に取り付けるための貫通穴２１ａ，２１ｂ，２１ｃが形成されている。
【００３８】
ハンマ駆動機構１２は、図２及び図３に示すように、ハンマ１１を揺動させて被測定物１９を打撃するように構成されたものであって、ベース２４上に直立した支柱２５の上端にブラケット２６を介してハンマ１１を揺動自在に支持している。ハンマ１１のヘッド２０は、上向きに取り付けられており、被測定物１９を下から上に向かって打撃するようになっている。ハンマ１１とブラケット２６との取付けは、ハンマ１１の貫通穴２１ｂにピン３１を通して行っている。
【００３９】
支柱２５の中程には、ばね係止部材２８がねじ２９を使用して締付け固定されており、該ばね係止部材２８とハンマ１１の柄２１の貫通穴２１ｃとの間には、例えば引張りばね３０が取り付けられ、ハンマ１１を打撃方向に付勢している。
【００４０】
またベース２４上には、例えばソレノイド３３が直立状態で取り付けられており、その可動鉄心３４の上端には、調整ねじ３５を介してブラケット３６が取り付けられ、該ブラケット３６はハンマ１１の柄２１の貫通穴２１ａにピン３２を介して連結されている。調整ねじ３５はハンマ１１の揺動範囲を微調整できるようにして、打撃力の調整を行うためのものである。
【００４１】
ソレノイド３３には図１１及び図１２に示すように、電源６０及びスイッチ６１が接続されている。図面では、電源６０は交流として図示されているが、ソレノイド３３が直流用のものであれば直流となる。
【００４２】
ベース２４の四方の隅には、支柱３８が夫々１本ずつ取り付けられており、その上端に上板３９が取り付けられている。該上板３９には、ハンマ１１のヘッド２０が出入りできる程度の窓３９ａが形成されている。上板３９とベース２４との間はカバー４０に覆われ、該カバー４０には配線用のコネクタ５０が取り付けられている。
【００４３】
上板３９には、図１から図３及び図８に示すように、被測定物１９を取り付けるための台座４１が例えば一対取り付けられている。台座４１は、上板３９に形成された長穴３９ｂの任意の箇所に固定できるようになっている。
【００４４】
これは、図７において、被測定物１９（例えば、特殊耐熱材）には、種々の大きさがあるため、台座４１の位置を変更できる必要があり、また打撃は該被測定物１９における振動の節とならない場所で行う必要があるため、被測定物１９の取付け位置を調節可能としたものである。これにより、被測定物１９の種類によらず、常に適切な場所を打撃できるようになっている。
【００４５】
台座４１は、その中心となるねじ軸に、弾性体４４を通し、下板４３及び上板４５により該弾性体４４を挟み、該上板４５に磁石板４８を重ね、更に被測定物１９の形状と係合する切欠き４６ａが形成された係合板４６を磁石板４８に重ねて全体をナット４７により締付けてなるものである。
【００４６】
なお、磁石板４８を用いたのは、被測定物１９が磁性体からなる特殊耐熱材である場合を想定し、係合板４６に係合する被測定物１９の端部１９ａを磁力により吸着させるためであり、被測定物１９の取付け及び取外しが容易で、適度な拘束力で固定できるようになっている。
なお、被測定物１９が非磁性体であったり、磁性体を全く含まず磁石に吸着されない場合には、係合板４６又は磁石板４８にに空気吸引口（図示せず）を設けて、空気を外部から吸引し、負圧を利用して被測定物１９を吸着するようにしてもよく、また被測定物１９をばね等で軽く付勢、押圧して固定するようにしてもよい。
【００４７】
上板３９には、適度な大きさの窓４９ａが形成されたカバー４９が取り付けられている。
【００４８】
加速度センサ１３は、図９に示すように、被測定物１９に取り付けられるものであって、ハンマ１１の打撃によって取付け位置に生じた加速度に比例した電圧を発生し、導線１３ａを通じて出力するように構成されている。なお、加速度センサは、低域及び高域の周波数をカットオフするフィルタ機能を有していることが好ましい。
【００４９】
加速度増幅器１４は、図１５において、加速度センサ１３に接続され、該加速度センサ１３からの信号を増幅するためのものである。加速度センサ１３は、一般にインピーダンスが高くノイズの影響を受け易いため、入力インピーダンスの非常に高い加速度増幅器１４によって加速度センサ１３からの信号を増幅する必要がある。
【００５０】
解析装置１５は、加速度増幅器１４に接続され、加速度増幅器１４からの信号（振動波形５１）のうち打撃直後の初期波形５１ａを使用して解析するための、例えばＦＦＴ周波数分析器である。解析装置１５は、図１６に示すように、例えば初期波形５１ａから該波形に含まれる周波数成分を求め、等差数列状に並んだ各周波数におけるパワースペクトラム５２を求めることができるように構成されている。
【００５１】
判定装置１６は、解析装置１５により得られた解析データの一例たるパワースペクトラム５２を用いて被測定物１９の良否を判定するためのものであって、パワースペクトラム５２のＲＭＳ（Root Mean Square，二乗平均平方根）を求め、良品の場合の値と比較することで良否を判定するように構成されている。
【００５２】
表示装置１８は、判定装置１６による判定結果を表示するための、例えばディスプレイ装置であって、例えば判定が良のときには「ＯＫ」の文字５３を表示し、不良のときには「ＮＧ」の文字５４を表示するように構成され、作業者（図示せず）が一目で被測定物１９の良否を識別できるようになっている。
【００５３】
そして本発明方法（請求項１）は、ハンマ１１のヘッド２０の打撃により発生する振動波形を加速度センサ１３により検出し、該振動波形を解析して被測定物１９の良否を判定する打撃試験方法において、ヘッド２０が振動絶縁されたハンマ１１の該ヘッド２０により被測定物１９を打撃加振し、ノイズ衝撃波形の発生と混入を防止する方法である。
【００５４】
また本発明方法（請求項２）は、ハンマ１１のヘッド２０の打撃により発生する波形を加速度センサ１３により検出し、該振動波形を解析して被測定物１９の良否を判定する打撃試験方法において、ヘッド２０が振動絶縁されたハンマ１１の該ヘッド２０により被測定物１９を打撃加振し、ノイズ衝撃波形の発生と混入を防止して打撃直後の初期振動波形５１ａを解析して被測定物１９の良否を判定する方法である。
【００５５】
また本発明方法（請求項３）は、ハンマの１１ヘッド２０の打撃により発生する振動波形を加速度センサ１３により検出し、該振動波形を解析して被測定物１９の良否を判定する打撃試験方法において、ヘッド２０が振動絶縁されたハンマ１１の該ヘッド２０により被測定物１９を打撃加振し、ノイズ衝撃波形の発生と混入を防止して打撃直後から略２０ｍｓ程度までの初期振動波形５１ａを解析して被測定物１９の良否を判定する方法である。
【００５６】
本発明は、上記のように構成されており、以下その作用について説明する。打撃装置１を使用して打撃試験を行う際には、図３及び図９において、台座４１の位置を被測定物１９に合わせて調節し、該台座４１の係合版４６に被測定物１９の端部１９ａが係合するようにして水平に取り付ける。図面に示す実施例では、被測定物１９は、例えば磁性体からなる金属にセラミックを接着剤で貼り合わせた特殊耐熱材であり、ハンマ１１は下から上に向けて打撃を行うので、その良否を知りたい金属側１９ｃを下にし、セラミック側１９ｂを上にして取り付けて、金属側１９ｃを打撃するようにする。なお、この際被測定物１９は、その金属側１９ｃが磁石板４８の磁力によって吸引されて該磁石板４８に吸着し、適度な拘束力で固定される。
なお、被測定物１９を上下逆にして、セラミック側１９ｃを下にして該セラミック側１９ｃを打撃することももちろん可能であり、この場合磁石板４８の磁力を強力なものとしておき、セラミックがある程度以下の厚さであれば、金属側１９ｂがセラミックを通して磁石板４８に吸着されるので、このような試験も可能である。
【００５７】
ハンマ１１の打撃位置は、図９及び図１０に示すように、全長Ｌに対して距離Ｘの位置とし、幅Ｗに対して距離Ｙの位置とするが、この距離Ｘ，Ｙは被測定物１９自身の振動の節を予め求めておき、その節を外すようにして定める。例えばＸ＝０．３Ｌである。
【００５８】
振動の節とは、被測定物１９が持つ振動モードにおいて、振幅が０となる位置であり、振動の節を外すとは、例えば第１次振動モードから第５次振動モードのいずれにおいても節とならない場所を選択することを意味する。
【００５９】
加速度センサ１３の取付け位置も、同様に振動の節を外した位置であり、本実施例では被測定物１９のプレート側１９ｂに取り付けている。
【００６０】
打撃の際には、図１１に示すように、まずスイッチ６１がＯＮとなって、ソレノイド３３が作動し、可動鉄心３４を矢印Ｄ方向に引き付ける。これによってハンマ１１は引張りばね３０に抗して矢印Ｃ方向に揺動し、引張りばね３０は矢印Ｕ方向に引き伸ばされる。
【００６１】
続いてスイッチ６１がＯＦＦとなり、ソレノイド３３により引付けが解除される。すると引張りばね３０がばね力によりが矢印Ｄ方向に縮み、可動鉄心３４は矢印Ｕ方向に引き出され、ハンマ１１が矢印Ａ方向に揺動して、ヘッド２０が被測定物１９のパッド側１９ｃを打撃する。
【００６２】
図１３に示すように、打撃の瞬間にヘッド２０と被測定物１９との反発係数に応じてヘッド２０が反発するが、このときコイルばね２２が変形することでヘッド２０が逃げるため、即ちヘッド２０が振動絶縁されているため、柄２１側の振動が反射波として被測定物１９に伝わることがない。たとえヘッド２０が揺り戻されて二度三度と被測定物１９を打撃したとしても、それらの波形は本発明装置において解析に使用する打撃直後から略２０ｍｓ間の波形よりもはるかに遅れるため、良否判定には全く影響がない。
【００６３】
またヘッド２０が逃げることにより、必要以上の打撃を被測定物１９に与えることがなく、振動波形にも不要な波形成分が含まれなくなる。被測定物１９に側においても台座４１の弾性体４４の作用により、上板３９等からのノイズの影響を受けにくい。
【００６４】
打撃による衝撃波は、加速度センサ１３によって検知され、電圧の信号となって加速度増幅器１４に出力される。加速度増幅器１４では、該信号を適度に増幅した後、解析装置１５に出力する。解析装置１５では該信号を記録し、図１４（横軸は時間（ｓｅｃ）を、縦軸は被測定物の打撃による加速度（ｍ／ｓｅｃ2 ）を示す）に示すように、振動波形５１、特に打撃直後から略２０ｍｓ間の初期波形５１ａを得る。
【００６５】
初期波形には、被測定物１９の振動特性や、その良否判定に重要な情報が最も多く含まれていて、価値が高い。本発明により得られる初期波形５１ａは、干渉波ではなく本来の初期振動波であり、ノイズ衝撃波形即ちノイズ成分の混入がないことから、打撃時の大きな振幅から次第に減衰して行く理想的な形状として表れる。つまり従来はノイズ混入により使用できなかった打撃直後から略２０ｍｓ間の初期波形を解析に使用することが可能となるのである。
【００６６】
解析装置１５は、更に初期波形５１ａに対してＦＦＴによる周波数分析を行い、図１６（横軸は周波数（Ｈｚ）を、縦軸はパワースペクトル密度（（ｍ／ｓｅｃ2 ）2 ／Ｈｚ）を示す）に示すように、等差数列状に並んだ各周波数におけるパワースペクトラム５２を求める。
【００６７】
図１８（横軸は周波数（Ｈｚ）を、縦軸はパワースペクトル密度（（ｍ／ｓｅｃ2 ）2 ／Ｈｚ）を示す）に示すように、金属側１９ｃの内部に欠陥１９ｄが存在したり、金属側１９ｃとセラミック側１９ｂとの接着面にはがれ１９ｅ等が存在すると、パワースペクトラム５２におけるピーク５２ａが鈍くなったり、帯域が広がったり、乱れ５２ｂが生じたり、不正周波数成分５２ｃが現れる。また固有振動数にも変化が現れる。
【００６８】
判定装置１６における判定方法としては、まず良品の固有振動数を予め求めておくことにより、固有振動数の変化により良否判定を行う方法と、パワースペクトラム５２のＲＭＳを求め、標準的な良品のＲＭＳと比較して被測定物１９の良否を判定する方法がある。
【００６９】
判定結果は被測定物１９が良品であると判定されれば、図１７（横軸は周波数（Ｈｚ）を、縦軸はパワースペクトル密度（（ｍ／ｓｅｃ2 ）2 ／Ｈｚ）を示す）に示すように、表示装置１８に「ＯＫ」の文字５３が表示され、不良品であると判定されれば、図１８に示すように、表示装置１８に「ＮＧ」の文字５４が表示される。
【００７０】
なお本発明を使用することにより、被測定物１９の硬度の判定及び定量化を高精度で行うことも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】図１から図１８は本発明の実施例に係り、図１は打撃試験装置の斜視図である。
【図２】打撃試験装置の縦断面図である。
【図３】打撃試験装置の平面図である。
【図４】ハンマの斜視図である。
【図５】ハンマの正面図である。
【図６】ハンマのヘッド、コイルばね及び柄の取付け状態を示す部分縦断面図である。
【図７】被測定物（特殊耐熱材）の斜視図である。
【図８】台座の斜視図である。
【図９】台座への被測定物の取付け状態、ハンマの打撃及び加速度センサの取付け位置を示す平面図である。
【図１０】台座への被測定物の取付け状態、ハンマの打撃及び加速度センサの取付け位置を示す縦断面図である。
【図１１】打撃試験装置に被測定物を取り付け、ソレノイドを作動させ、引張りばねに抗してハンマのヘッド側を引き下げて、打撃の準備に入った状態を示す縦断面図である。図である。
【図１２】ソレノイドを解除することにより、引張りばねのばね力によりハンマが揺動してヘッドが被測定物を打撃した状態を示す縦断面図である。
【図１３】打撃により被測定物にヘッドが衝突して反発したときに、コイルばねが瞬間的に変形することでヘッドが逃げ、柄側の振動が反射波としてヘッド側に伝わらない状態を示す正面図である。
【図１４】被測定物上の加速度センサから発せられる打撃直後の初期波形において、ハンマのヘッドが振動絶縁されているために、ノイズ衝撃波形が全く混入していないことを示す線図である。
【図１５】打撃試験装置において、加速度センサ以降の加速度増幅器、解析装置、判定装置及び表示装置の接続状態を示すブロック図である。
【図１６】解析装置により初期波形を周波数分析して得られたパワースペクトラムを示す線図である。
【図１７】被測定物を打撃して得られたパワースペクトルが、ピークが鋭く乱れが少ないものであることから、判定装置が該被測定物を良品であると判定し、表示装置に良品であることを示す「ＯＫ」の文字が表示された状態を示す打撃部位の縦断面図、パワースペクトラムの線図及び表示装置の正面図である。
【図１８】被測定物を打撃して得られたパワースペクトルが、ピークが鈍く乱れが多いものであることから、判定装置が該被測定物を不良品であると判定し、表示装置に不良品であることを示す「ＮＧ」の文字が表示された状態を示す打撃部位の縦断面図、パワースペクトラムの線図及び表示装置の正面図である。
【図１９】図１９及び図２０は、従来例に係り、図１９はハンマのヘッドが柄の部分と一体の固定状態であり、被測定物を打撃したときにハンマが逃げられず、柄側の振動が反射波となって被測定物に伝わっている状態を示す正面図である。
【図２０】反射波がノイズ衝撃波となって初期振動波形に混入し、干渉波となっていることを示す線図である。
【符号の説明】
【００７２】
１０    打撃試験装置
１１    ハンマ
１２    ハンマ駆動機構
１３    加速度センサ
１４    加速度増幅器
１５    解析装置
１６    判定装置
１８    表示装置
１９    被測定物
２０    ヘッド
２１    柄
２２    弾性体の一例たるコイルばね
５１    信号の一例たる振動波形
５１ａ  初期波形
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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