(57)【要約】【課題】  回転体の動アンバランスの測定方法において、検出振動波形から回転一次振動波形を高い精度で取り出すことが可能なアンバランス測定方法を提供する。【解決手段】  アンバランス測定装置における各振動発生要素の各振動周波数を計算によって導出し、検出振動波形が各振動発生要素の各振動周波数によって整波処理されて各振動発生要素の各振動波形が生成され、検出振動波形から各振動発生要素の各振動波形が減算補正されて精製振動波形が生成され、該精製振動波形が被測定物の振動周波数によって整波処理されて被測定物の振動波形が生成される。これにより、被測定物の振動周波数によって整波処理処理される振動波形のＳ／Ｎ比が高められて被測定物の振動波形が高い精度で生成されるので、被測定物のアンバランスを高い精度で導出させることが可能になる。【選択図】  図２
2005308493.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体のアンバランス測定方法であって、アンバランス測定装置の各振動発生要素の各振動周波数を導出しておいて、回転体を規定回転数で回転させた際の振動波形を前記アンバランス測定装置で検出し、該アンバランス測定装置で検出された検出振動波形を各振動発生要素の各振動周波数で整波処理して各振動発生要素の各振動波形を生成し、次に、前記検出振動波形から各振動発生要素の各振動波形を減算補正して精製振動波形を生成し、該精製振動波形を前記回転体の回転周波数で整波処理して前記回転体の振動波形を生成し、該回転体の振動波形に基づいて前記回転体のアンバランスが導出されることを特徴とするアンバランス測定方法。
【請求項２】
前記精製振動波形が生成された後、該精製振動波形を各振動発生要素の各振動周波数で整波処理して各振動発生要素の各振動波形を生成し、生成された各振動発生要素の各振動波形を前記精製振動波形から減算補正して前記精製振動波形に含まれる各振動発生要素の各振動波形を０に向けて収束させる処理を、必要に応じて順次繰り返し行うことを特徴とする請求項１に記載のアンバランス測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンバランス測定方法に関し、特に、回転体のアンバランスの測定精度を高める手法に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転体、例えば、回転軸線に対して重量アンバランスを有する自動車のプロペラシャフト等を高速で回転させると、該アンバランスの回転モーメントに起因して振動強制力が発生する。そして、このプロペラシャフトの振動強制力は、自動車のＮＶＨ（Ｎｏｉｓｅ，Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ，Ｈａｒｓｈｎｅｓｓ）に悪影響を及ぼすことが知られている。そこで、この振動強制力の発生を防ぐために、アンバランス測定装置（例えば、特許文献１参照。）によって被測定物（ここではプロペラシャフト）単体での動アンバランス（以下、単にアンバランスと称す。）を測定して該アンバランスを修正することが行われる。一般に、アンバランスを測定する場合には、被測定物を所定回転数で回転させた時に発生する振動波形を加速度センサによって検出して、該加速度センサによって検出された振動波形をサンプリング定理に基づいてサンプル数Ｎ個の振動波形データにＡ／Ｄ変換して検出振動波形（実時間波形）を生成する。そして、該検出振動波形を演算装置によって回転一次成分（被測定物の振動の次数成分）の振動周波数ωで整波処理（乗算法、同期整波法等）することにより、回転一次成分の振動波形（以下、回転一次振動波形と称す。）を生成して、該回転一次振動波形の振幅スペクトルと位相スペクトルとに基づいて回転一次（被測定物）のアンバランスが求められる。
【０００３】
ところで、アンバランス測定装置、並びにアンバランス測定装置を回転駆動させる駆動機構のローラ等の各回転要素は、各々固有振動数を有する。このため、被測定物を所定振動周波数ωで回転させた時に発生する振動の検出振動波形（実時間波形）は、回転一次振動波形と他の次数成分（被測定物を除く各要素の振動周波数成分）の振動波形とが合成された振動波形になる。そして、被測定物のアンバランスを高い精度で測定（修正）するためには、検出振動波形から回転一次振動波形を高い精度で取り出すことが必要になる。しかしながら、上記整波処理は一般に離散的処理であるため、特に、回転一次振動波形の振幅比（ゲイン）が小さい場合には、回転一次振動波形が他の次数成分の振動波形に埋没してしまいＳ／Ｎ比が低くなり、回転一次振動波形を生成するに際して検出振動波形から他の次数成分（他の振動周波数成分）を十分に取り除くことができず、アンバランスの測定精度が低下する。
【特許文献１】特開平５−４００７０号公報（段落番号００１２〜００２４、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、回転体の動アンバランスの測定方法において、検出振動波形から回転一次振動波形を高い精度で取り出すことが可能なアンバランス測定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明のうち請求項１に記載の発明は、回転体のアンバランス測定方法であって、アンバランス測定装置の各振動発生要素の各振動周波数を導出しておいて、回転体を規定回転数で回転させた際の振動波形をアンバランス測定装置で検出し、該アンバランス測定装置で検出された検出振動波形を各振動発生要素の各振動周波数で整波処理して各振動発生要素の各振動波形を生成し、次に、検出振動波形から各振動発生要素の各振動波形を減算補正して精製振動波形を生成し、該精製振動波形を回転体の回転周波数で整波処理して回転体の振動波形を生成し、該回転体の振動波形に基づいて回転体のアンバランスが導出されることを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、精製振動波形が生成された後、該精製振動波形を各振動発生要素の各振動周波数で整波処理して各振動発生要素の各振動波形を生成し、生成された各振動発生要素の各振動波形を精製振動波形から減算補正して精製振動波形に含まれる各振動発生要素の各振動波形を０に向けて収束させる収束処理を、必要に応じて順次繰り返し行うことを特徴とする。
【０００６】
従って、請求項１に記載の発明では、各振動発生要素の各振動波形が取り除かれた精製振動波形を回転体の回転周波数で整波処理（乗算法、同期整波法等）して回転体の振動波形（回転一次振動波形）が生成されるので、検出振動波形から回転体の振動波形（回転一次振動波形）を整波処理によって直接取り出す場合と比較して、Ｓ／Ｎ比が高められる。
請求項２に記載の発明では、精製振動波形に収束処理を施して精製振動波形に残留する各振動発生要素の各振動波形を０に向けて収束させることにより、精製振動波形から回転体の振動波形（回転一次振動波形）を取り出す際のＳ／Ｎ比がより高められる。
【発明の効果】
【０００７】
回転体の動アンバランスの測定方法において、検出振動波形から回転一次振動波形を高い精度で取り出すことが可能なアンバランス測定方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の一実施の形態を図１〜図４に基づいて説明する。図１に示されるのは、本アンバランス測定方法に用いられるアンバランス測定装置１である。該アンバランス測定装置１は、上部に、棒状に形成された被測定物２（回転体）を軸線回りに回転させる一対の駆動用ローラ３，４が配設される。各駆動用ローラ３，４は直径がＤ２に形成されて、相互の軸線が同一水平面上に平行に配置される。また、各駆動用ローラ３，４の各回転軸の一端には、直径がＤ３に形成されて同一平面上に配置された各ローラ用プーリ５，６が固着される。さらに、上記アンバランス測定装置１は、基台７に電動モータ８が設けられて、該電動モータ８の出力軸には、直径がＤ４に形成されて各ローラ用プーリ５，６に対して同一平面上に配置されたモータ用プーリ９が固着される。そして、該モータ用プーリ９と各ローラ用プーリ５，６とにはプーリベルト１０が巻回される。なお、各直径Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４は、直径がＤ１の被測定物２を振動周波数ωで回転させた際に、被測定物２の振動周波数ω並びに各振動発生要素（本実施の形態では、駆動用ローラ３，４及びモータ用プーリ９。）の振動周波数が相互に整数倍とならないように設定される。
【０００９】
また、図１に示されるように、上記アンバランス測定装置１は、被測定物２を回転させた際に当該被測定物２の被測定部に生じる振動波形が検出される加速度センサ１１が、マイクロコンピュータで構成されるアンバランス演算装置１２に接続される。そして、該アンバランス演算装置１２によって、加速度センサ１１で検出された振動波形に所定の演算処理が施されることにより当該演算処理結果、即ちアンバランス測定結果が、所定の出力装置１３に出力されるように構成される。
【００１０】
以下に、上記アンバランス測定装置１を用いる本アンバランス測定方法を説明する。図２に示されるように、まず、アンバランス測定装置１の各振動発生要素（本実施の形態では、駆動用ローラ３，４及びモータ用プーリ９。）の各振動周波数を計算によって導出する（図２に示されるＰ１、以下、単にＰ〜と称す。）。ここで、各振動発生要素の各振動周波数は、被測定物２の振動周波数をω1に設定した場合に、各駆動ローラ３，４の振動周波数をω2とするとω2＝ω1×Ｄ１／Ｄ２、モータ用プーリ９の振動周波数をω3とするとω3＝ω1×Ｄ１／Ｄ２×Ｄ３／Ｄ４の各計算式によって導出される。次に、電動モータ８によって各駆動用ローラ３，４を回転駆動させて、被測定物２を上記振動周波数ω1で回転させた時に発生する被測定物２の振動波形を加速度センサ１１によって検出する。そして、該加速度センサ１１によって検出された振動波形がサンプル数Ｎ個の振動波形データにＡ／Ｄ変換されて生成された検出振動波形（実時間波形）が、アンバランス演算装置１２に入力される。
【００１１】
図２に示されるように、上記アンバランス演算装置１２では、入力された検出振動波形が各振動発生要素の各振動周波数ω2及びω3によって乗算処理（整波処理）されることにより、各振動発生要素の各振動波形が生成される（Ｐ２）。なお、回転体のアンバランス測定における乗算処理とは、特定したい振動周波数の正弦波を入力振動波形（検出振動波形）に乗じることにより、他の振動周波数成分の各振動波形を０に向けて収束させて入力振動波形から特定の振動周波数成分の振動波形を取り出す処理のことである。次に、上記検出振動波形が生成された各振動発生要素の各振動波形によって減算補正されて、これにより精製振動波形が生成される（Ｐ３）。さらに、生成された精製振動波形が各振動発生要素の各振動周波数ω2及びω3によって乗算処理（整波処理）されることにより、各振動発生要素の各振動波形が生成される（Ｐ４）。そして、ここで生成された各振動発生要素の各振動波形の振幅が設定値よりも小さい場合（精製振動波形から回転一次振動波形を取り出す際のＳ／Ｎ比が規定内である場合、Ｐ５のＹ）には、上記精製振動波形が被測定物２の振動周波数ω1によって乗算処理（整波処理）されることにより被測定物２の振動波形（回転一次振動波形）が生成される（Ｐ６）。
【００１２】
次に、上記精製振動波形に基づいて、アンバランス演算装置１２によって被測定物２の振動波形の振幅スペクトル（アンバランスの量）と位相スペクトル（アンバランスの角度位相）とが演算処理されて、当該アンバランス演算装置１２の処理が終了する。そして、アンバランス演算装置１２の各演算処理結果が出力装置１３へ出力される。なお、精製振動波形を乗算処理（整波処理）して得られた各振動発生要素（回転一次を除く他の次数成分）の各振動波形の振幅が上記設定値よりも大きい場合（精製振動波形から回転一次振動波形を取り出す際のＳ／Ｎ比が規定外である場合、Ｐ５のＮ）には、上記精製振動波形を乗算処理（整波処理）して得られた各振動発生要素の各振動波形によって精製振動波形が減算補正されて、Ｓ／Ｎ比がより高められた精製振動波形が生成される（Ｐ７）。さらに、該精製振動波形が各振動発生要素の各振動周波数ω2及びω3によって乗算処理（整波処理）されることにより、各振動発生要素の各振動波形が生成される（Ｐ４）。
【００１３】
そして、各振動発生要素の各振動波形の振幅が設定値よりも小さくなる（精製振動波形から回転一次振動波形を取り出す際のＳ／Ｎ比が規定内に収まる、Ｐ５のＹ）まで、Ｐ５のＮ、Ｐ７、Ｐ４の処理が順次繰り返されて、各振動発生要素の各振動波形の振幅が設定値よりも小さくなった時点で（Ｐ５のＹ）、精製振動波形が被測定物２の振動周波数ω1によって乗算処理（整波処理）されることにより被測定物２の振動波形（回転一次振動波形）が生成されて（Ｐ６）、該精製振動波形に基づいて、アンバランス演算装置１２によって被測定物２の振動波形の振幅スペクトル（アンバランスの量）と位相スペクトル（アンバランスの角度位相）とが演算処理される。図３に示されるのは、本アンバランス測定方法を用いて生成された減算補正後の精製振動波形１４と該精製振動波形１４を被測定物２の振動周波数ω1によって乗算処理（整波処理）して生成された被測定物２の振動波形１５とのシミュレーション結果であって、図４に示されるのは、検出振動波形１６と該検出振動波形１６を被測定物２の振動周波数ω1によって乗算処理（整波処理）して生成された被測定物２の振動波形１７とのシミュレーション結果である。
【００１４】
図３及び図４に示されるように、本アンバランス測定方法では、検出振動波形１６から各振動発生要素の各振動波形が取り除かれてＳ／Ｎ比が高められた精製振動波形１４に対して乗算処理（整波処理）が実行されるため、標準振動波形（シミュレーション上設定された被測定物２の振動波形）に対する被測定物２の振動波形１５の位相のずれが、０．２ｄｅｇと極めて小さい。これに対して、従来のアンバランス測定方法では、検出振動波形１６に対して直接乗算処理（整波処理）が実行されるためＳ／Ｎ比が低く、標準振動波形に対する被測定物２の振動波形１７の位相のずれが、２．４ｄｅｇと比較的大きい。
【００１５】
この実施の形態では以下の効果を奏する。
本アンバランス測定方法では、アンバランス測定装置１における各振動発生要素（本実施の形態では、駆動用ローラ３，４及びモータ用プーリ９。）の各振動周波数を計算によって導出し、検出振動波形１６が各振動発生要素の各振動周波数ω2，ω3によって乗算処理（整波処理）されて各振動発生要素の各振動波形が生成され、次に、検出振動波形１６から各振動発生要素の各振動波形が減算補正されて精製振動波形１４が生成され、該精製振動波形１４が被測定物２（回転体）の振動周波数ω1によって乗算処理（整波処理）されて被測定物２の振動波形１５が生成される。これにより、本アンバランス測定方法では、被測定物２の振動周波数ω1によって乗算処理（整波処理）される振動波形（本実施の形態では、精製振動波形１４。）のＳ／Ｎ比が高められて、被測定物２（回転体）の振動波形１５が高い精度で生成されるので、被測定物２のアンバランスを高い精度で導出させることが可能になる。
さらに、本アンバランス測定方法では、精製振動波形１４が各振動発生要素の各振動周波数ω2，ω3によって乗算処理（整波処理）されて各振動発生要素の各振動波形が生成され、これらの各振動発生要素の各振動波形が精製振動波形１４から減算補正されて振動波形が生成され、該振動波形が被測定物２（回転体）の振動周波数ω1によって乗算処理（整波処理）されて被測定物２の振動波形１５が生成されるので、被測定物２の振動周波数ω1によって乗算処理（整波処理）される振動波形のＳ／Ｎ比がより高められて、被測定物２（回転体）の振動波形１５がより高い精度で生成されるので、被測定物２のアンバランスをより高い精度で導出させることが可能になる。
【００１６】
なお、実施の形態は上記に限定されるものではなく、例えば次のように構成してもよい。
各振動発生要素の振動波形を計算によって導出したが、これらを測定によって導出してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】アンバランス測定装置の説明図である。
【図２】本アンバランス測定方法の説明図であって、特に、アンバランス演算装置における演算処理の流れを示すフローチャート図である。
【図３】本アンバランス測定方法に基づいて生成された精製振動波形と該精製振動波形を乗算処理（整波処理）して生成された被測定物の振動波形とを示す図である。
【図４】検出振動波形と該検出振動波形を乗算処理（整波処理）して生成された被測定物の振動波形とを示す図である。
【符号の説明】
【００１８】
１  アンバランス測定装置、２  被測定物（回転体）、３，４  駆動用ローラ（振動発生要素）、９  モータプーリ（振動発生要素）、１４  精製振動波形、１５  振動波形（回転体の振動波形）、１６  検出振動波形
【図１】
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【図２】
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【図３】
2005308493.tif 000005
【図４】
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