(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
供試体を加振する加振機と、
前記供試体に取り付けられ、前記供試体の振動を検出し、前記加振機の振動制御に使用される制御用振動信号を出力する制御用振動検出手段と、
前記供試体に取り付けられ、前記供試体の振動を検出し、前記供試体の振動状態を表示或いは監視するモニタ用振動信号を出力するモニタ用振動検出手段と、
前記制御用振動信号に基づいて生成された制御用データと、予め設定された目標データと、を比較し、その比較結果に基づいて前記加振機の振動制御を行う振動制御手段と、
を備えた振動試験装置であって、
前記モニタ用振動信号に基づいて生成されたモニタ用データが所定の判別値を越えたか否かを判定する判別値判定手段と、
所定の期間内のモニタ用振動信号により生成されたモニタ用データに基づく所定の統計処理に基づいて、前記所定の判別値を設定する判別値設定手段と、
前記モニタ用データが、前記所定の判別値を越えたと前記判別値判定手段によって判定された場合に、前記加振機の減振或いは停止を行う加振制御、若しくは前記所定の判別値を越えたことを報知する報知制御のうち、少なくとも何れかを行うことを特徴とする振動試験装置。
【請求項２】
前記モニタ用振動信号を入力して、モニタ用パワースペクトル密度に変換するパワースペクトル密度変換手段を備え、
前記モニタ用データは、前記モニタ用パワースペクトル密度であることを特徴とする請求項１記載の振動試験装置。
【請求項３】
前記判別値設定手段は、複数の判別値を設定可能であり、
第１の判別値を越えた場合には、前記報知制御が行われ、第２の判別値を越えた場合には前記加振制御が行われることを特徴とする請求項１又は２記載の振動試験装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、振動試験装置に関し、特に、振動試験装置中の加振機の加振制御に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、様々な振動環境を発生させ、供試体の耐振性や耐久性を評価する装置として振動試験装置が知られている。
この種の振動試験装置は、供試体に振動を加える加振機と、該加振機の振動を制御する振動制御装置等を備えている。
【０００３】
また、この種の振動試験装置においては、供試体が振動試験中、振動によって壊れないように安全に加振させるため、供試体のいくつかの場所に加速度センサを取り付け、その一部、又は、全部の加速度センサで検出された振動の検出結果をフィードバックさせて加振機の加振制御を行っている。
一部の加速度センサを加振制御に使う場合、それ以外の加速度センサは、通常、モニタに表示する表示用データ、或いは記憶装置に記憶させてトレンドを監視する監視用データとして使用される。
そして、加振制御に使用される加速度センサの制御用加速度信号と、表示用或いは監視用に使用されるモニタ用加速度信号とは、共に周波数分析によりパワースペクトル密度（ＰＳＤ）に変換される。
【０００４】
更に、加振制御用の加速度センサが１個の場合は、その変換された制御用加速度信号に基づく制御用のＰＳＤそのものの値が、また、加振制御用の加速度センサが複数個の場合はその平均値が、各々予め設定された目標ＰＳＤの値と比較され、この比較結果に基づいて補正用の出力スペクトル信号が生成され、この補正用の出力スペクトル信号に基づいて生成された出力波形により加振機の加振制御がされるようになっている。
また、制御用のＰＳＤの値は、目標ＰＳＤに基づいて設定されたアラーム（警告）ライン、又はアボード（停止）ラインと比較され、制御用のＰＳＤの値がアラームラインを越えた場合には、その旨を警告する制御がなされ、アボードラインを越えた場合には、加振機の加振を弱めたり、或いは停止させる等の制御が行われるようになっている。
一方、モニタ用加速度信号は、ＰＳＤに変換された後、画面表示用或いは監視用等のデータとして使用されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、モニタ用に使用される加速度センサが取り付けられた供試体の部位の振動に異常があった場合に、加振機の振動を制御したり、或いは何らかの警告を出すことによって、より加振時における供試体の保護の万全を期したいというニーズがある。
しかし、上記従来の加振機では、モニタ用に使用される加速度センサが取り付けられた供試体の部位の振動に異常があった場合でも、それだけでは加振機の加振制御がなされることはなかったので、上記ニーズに対応できないという問題点があった。
【０００６】
本発明は上記問題点を解決するために為されたものであって、モニタ用加速度信号を有効的に利用することにより、供試体を保護の万全を期すことが可能な振動試験装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、供試体を加振する加振機（２）と、前記供試体（４）に取り付けられ、前記供試体の振動を検出し、前記加振機の振動制御に使用される制御用振動信号を出力する制御用振動検出手段（例えば、加速度センサ５ａ、５ｂ）と、前記供試体に取り付けられ、前記供試体の振動を検出し、前記供試体の振動状態を表示或いは監視するモニタ用振動信号を出力するモニタ用振動検出手段（例えば、加速度センサ５ｃ）と、前記制御用振動信号に基づいて生成された制御用データと、予め設定された目標データと、を比較し、その比較結果に基づいて前記加振機の振動制御を行う振動制御手段（例えば、ＣＰＵ３２）と、を備えた振動試験装置（１）であって、前記モニタ用振動信号に基づいて生成されたモニタ用データが所定の判別値を越えたか否かを判定する判別値判定手段（例えば、ＣＰＵ３２）と、所定の期間内に入力されたモニタ用データに基づく所定の統計処理に基づいて、前記所定の判別値を設定する判別値設定手段（例えば、ＣＰＵ３２）と、を備え、前記モニタ用データが、前記所定の判別値を越えたと前記判別値判定手段によって判定された場合に、前記加振機の減振或いは停止を行う加振制御、若しくは前記所定の判別値を越えたことを報知する報知制御のうち、少なくとも何れかを行うことを特徴としている。
【０００８】
請求項１記載の発明によれば、判別値判定手段によって、入力されたモニタ用データが所定の判別値を越えたか否かが判定され、入力されたモニタ用データが、所定の判別値を越えたと判別値判定手段によって判定された場合に、加振機の減振或いは停止を行う加振制御、若しくは所定の判別値を越えたことを報知する報知制御のうち、少なくとも何れかが行われる。従って、例えば、モニタ用振動検出手段が設けられた供試体の部位の振動が、判別値を越えるものであった場合に、加振機の加振制御或いは報知制御のうち、少なくとも何れかがなされるので、従来のように、モニタ用振動検出手段の検出データが表示用或いは監視用のデータにのみ使用されたものに比べて、より供試体の保護の万全を期すことが出来る。より具体的には、従来、モニタ用振動検出手段のデータは表示用或いは監視用のみに用いられていたため、モニタ用振動検出手段が設置された供試体の部位の振動に異常があった場合でも、その振動が制御用振動検出手段のデータに異常が現れなければ、加振機の加振制御がなされなかったが、モニタ用振動検出手段のデータに異常がある場合にも、加振制御や報知制御によって何らかの対処が可能となって、より安全に供試体の振動試験を行うことが出来る。
また、判別値設定手段によって、所定の期間内に入力されたモニタ用データに基づく所定の統計処理に基づいて、所定の判別値が設定されるので、自動的に判別値が設定されることとなって、個別に判別値を設定する手間が省ける。また、個々の供試体に合わせて判別値を設定出来るので、より正確な判別を行うことが出来る。
【０００９】
ここで、振動検出手段は、具体的には、加速度センサを使用するが、振動を検出可能なものであればどのようなものを使用してもよい。制御用データ、モニタ用データは、例えば、制御用振動信号、モニタ用振動信号を加工しないでそのまま使用してもよいし、また、後述するパワースペクトル密度等に変換したデータを使用してもよい。所定の判別値は、手動で設定してもよいし、また、一定期間内のデータを統計処理して自動的に設定するものでもよい。報知制御は、例えば、モニタ等の画面表示による報知、或いはスピーカ等を用いて音による報知でもよく、人が異常を認識可能なものであればどのようなものでもよい。
また、判別値の設定は、所定の期間内のデータに対して所定の統計処理をして、例えば、標準偏差等に基づいて設定するようにしてもよいが、これに限るものではない。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の振動試験装置において、
前記モニタ用振動信号を入力して、モニタ用パワースペクトル密度に変換するパワースペクトル密度変換手段（例えば、ＣＰＵ３２）を備え、
前記モニタ用データは、前記モニタ用パワースペクトル密度であることを特徴としている。
【００１１】
請求項２記載の発明によれば、パワースペクトル密度変換手段によって、入力されたモニタ用振動信号が、モニタ用パワースペクトル密度に変換され、このモニタ用パワースペクトル密度がモニタ用データとされるので、このモニタ用パワースペクトル密度による加振機の加振制御、或いは報知制御が行われることとなって、より的確な加振制御、或いは報知制御を行うことが出来る。
【００１２】
ここで、パワースペクトル密度とは、振動をフーリエ変換して周波数毎の分布密度で示したものである。
【００１６】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の振動試験装置において、前記判別値設定手段は、複数の判別値を設定可能であり、第１の判別値を越えた場合には、前記報知制御が行われ、第２の判別値を越えた場合には前記加振制御が行われることを特徴としている。
【００１７】
請求項３記載の発明によれば、判別値設定手段によって、複数の判別値が設定され、第１の判別値を越えた場合には、報知制御が行われ、第２の判別値を越えた場合には、加振制御が行われるので、２段階以上のよりきめ細かい加振制御、或いは報知制御が可能となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して本発明に係る加振装置の実施の形態を詳細に説明する。
図１は、本発明を振動試験装置に適用した場合の要部を示す構成図である。
図１に示す振動試験装置１は、加振機２と、該加振機２の加振制御を行う加振制御装置３と、前記加振機２に取り付けられた供試体４と、該供試体４に取り付けられ、供試体４の振動による加速度信号を検出し該加速度信号を前記加振制御装置３に出力する振動検出手段としての加速度センサ５と、この加速度センサ５により検出された加速度信号に基づく振動データ等を表示する表示装置６（図２）などにより概略構成されている。
【００１９】
前記加速度センサ５は、供試体４の任意の部位に設置することが出来るようになっていて、本実施例では３ヶ所に取り付けられている。各加速度センサ５によって検出される加速度信号のうち、第１の加速度センサ５ａ、第２の加速度センサ５ｂによって検出された加速度信号は、前記加振機２の振動を制御するための制御用加速度信号ｃｈ１、ｃｈ２として用いられ、第３の加速度センサ５ｃによって検出された加速度信号は、前記表示装置６に表示するモニタ用加速度信号ｃｈ３として用いられるようになっている。
【００２０】
前記加振制御装置３は、図２に示す主要ブロック図に示すように、Ａ／Ｄ変換器３１、ＣＰＵ３２、ＲＯＭ３３、ＲＡＭ３４、補正スペクトル信号発生器３５、Ｄ／Ａ変換器３６、データを記憶する記憶装置３７などを備え、各々はバス３８を介して相互に接続されている。
【００２１】
前記Ａ／Ｄ変換器３１は、図示しないフィルタを通過した、前記第１〜３の加速度センサ５で検出したアナログの制御用加速度信号ｃｈ１、ｃｈ２及びモニタ用加速度信号ｃｈ３をデジタル信号に変換する装置である。
【００２２】
前記ＣＰＵ（Central Processing Unit ）３２は、パワースペクトル密度（Power Spectral Density：ＰＳＤ）変換手段として、入力されたデジタルの制御用加速度信号ｃｈ１、ｃｈ２及びモニタ用加速度信号ｃｈ３を高速フーリエ変換して、制御用ＰＳＤ（制御用データ）及びモニタ用ＰＳＤ（モニタ用データ）に変換する。
また、ＣＰＵ３２は、振動制御手段として、第１、第２の加速度センサ５ａ、５ｂによる制御用ＰＳＤの平均値を算出し、この平均制御用ＰＳＤと、予めＲＯＭ３３に記憶された目標ＰＳＤとを比較し、平均制御用ＰＳＤが目標ＰＳＤになるように補正制御信号を補正スペクトル信号発生器３５に出力する。
ここで、第１、第２の加速度センサ５ａ、５ｂによる制御用ＰＳＤのデータと、目標ＰＳＤのデータは、例えば、図３に示すように、前記表示装置６の画面に表示されるようになっている。
【００２３】
更に、ＣＰＵ３２は、判別値設定手段として、所定の期間内に記憶装置３７に蓄積されたモニタ用ＰＳＤを読み込んで、ＲＯＭ３３に入力された所定のプログラムにより、第１の判別値としてのアラーム値と、第２の判別値としてのアボード値を算出して設定する。設定されたアラーム値と、アボード値は、例えば、図３に示すように、前記表示装置６の画面に表示されるようになっている。
【００２４】
ここで、アラーム値とアボード値の算出は、例えば、所定の期間内に記憶されたモニタ用ＰＳＤを統計処理して、所定の統計値（例えば、標準偏差等）に基づいて行われる。また、アラーム値とアボード値は、それぞれ、上限値と下限値が設定されている。
そして、ＣＰＵ３２は、アラーム値とアボード値の設定後に入力されたモニタ用ＰＳＤが、前記アラーム値を越えた場合に、報知制御として、前記表示装置６に警告表示するための警告表示制御信号を出力する。
【００２５】
また、ＣＰＵ３２は、アラーム値とアボード値の設定後に入力されたモニタ用ＰＳＤが、前記アボード値を越えた場合に、加振制御として、前記加振機２の振動を減少させたり、或いは振動を停止する加振制御信号を前記加振機２に出力する。
【００２６】
前記ＲＯＭ（Read Only Memory）３３は、ＣＰＵ３２で行われる制御プログラム、及び目標ＰＳＤ等の各種設定データ等が予め入力されている。
前記ＲＡＭ（Random Access Memory）３４は、ＣＰＵ３２の作業領域として、ＲＯＭ３３の制御プログラム及び設定データを読み込んで、各種演算処理を行う。
【００２７】
前記補正スペクトル信号発生器３５は、入力された補正制御信号に基づいて、補正スペクトル信号を生成して出力する。
前記Ｄ／Ａ変換器３６は、生成されたデジタルの補正スペクトル信号をアナログの補正スペクトル信号に変換して前記加振機２に出力する。
前記表示装置６は、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）等により構成され、ＣＰＵ３２から入力される画像表示信号を指定された色で画像を表示する。
【００２８】
次に、上記振動試験装置１におけるモニタ用ＰＳＤに基づく加振機２の加振制御動作について、図４と図５のフローチャートを使用して説明する。
図４は、所定の期間内に蓄積されたモニタ用ＰＳＤデータに基づいて、アラーム値とアボード値を設定する処理を示したフローチャートである。
【００２９】
図４において、まず、ステップＳ１では、モニタ用の加速度センサ５ｃが検出したモニタ用加速度信号ｃｈ３をＡ／Ｄ変換器３１によりデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換処理を行った後、ステップＳ２に移行する。
ステップＳ２では、Ａ／Ｄ変換されたモニタ用加速度信号ｃｈ３をモニタ用ＰＳＤに変換するＰＳＤ変換処理を行い、得られたデータを記憶装置３７に記憶し、ステップＳ３に移行する。
【００３０】
ステップＳ３では、所定の期間内に記憶装置３７に入力され、記憶されたモニタ用ＰＳＤデータを読み出し、ＲＯＭ３３に内蔵された所定のプログラムに従ってアラーム値を算出して設定するアラーム値の算出処理を行った後、ステップＳ４に移行する。
ステップＳ４では、所定の期間内に記憶装置３７に入力され、記憶されたモニタ用ＰＳＤデータを読み出し、所定のプログラムに従ってアボード値を算出して設定するアボード値の算出処理を行った後、本処理を終了する。
【００３１】
図５は、アラーム値とアボード値の設定後のモニタ用加速度信号ｃｈ３に基づく加振制御処理、及び画面表示処理のフローチャートである。
図５において、ステップＳ１０で、アラーム値及びアボード値設定後、モニタ用ＰＳＤを入力し、該モニタ用ＰＳＤがアラーム値を越えたか否かを判別し（ステップＳ１１）、入力されたモニタ用ＰＳＤがアラーム値を越えていない場合には、再びステップＳ１０に戻って同様の作業を繰り返して行うが、入力されたモニタ用ＰＳＤがアラーム値を越えた場合には、ステップＳ１２に移行する。
【００３２】
ステップＳ１２では、入力されたモニタ用ＰＳＤがアボード値を越えたか否かを判別し、入力されたモニタ用ＰＳＤがアボード値を越えていない場合には、ステップＳ１３に移行して、アラーム値を越えたことを表示装置６の画面にて警告を行う画面表示処理を行った後、再びステップＳ１０に移行する。
一方、ステップＳ１２で、入力されたモニタ用ＰＳＤがアボード値を越えた場合には、ステップＳ１４に移行して、加振機２を停止したり、或いは減振する加振制御処理を行い、本処理を終了する。
【００３３】
以上説明した本発明に係る振動試験装置１の加振機２の振動制御によれば、判別値設定手段（ＣＰＵ３２）によって所定の期間内に入力されたモニタ用パワースペクトル密度（ＰＳＤ）に基づいて、アラーム値とアボード値が設定され、判別値判定手段（ＣＰＵ３２）によって、その後入力されたモニタ用パワースペクトル密度がアラーム値を越えたか否かが判定され、アラーム値を越えたと判定された場合に、表示装置６にアラーム値を越えたことを表示する警告表示がなされる。
更に、判別値判定手段（ＣＰＵ３２）によって、その後入力されたモニタ用パワースペクトル密度がアボード値を越えたと判定された場合に、加振機２の減振、或いは停止を行う加振制御がなされる。
従って、モニタ用加速度センサ５ｃが設けられた供試体４の部位の振動が、アラーム値、アボード値を越えるものであった場合に、その程度に応じて、加振機２の加振制御、或いは画面表示制御がなされるので、従来のように、モニタ用加速度センサが表示用或いは監視用のデータにのみ使用されたものに比べて、より供試体の安全性を確保することが出来る。
【００３４】
また、アラーム値、アボード値も所定の期間内に入力されたモニタ用ＰＳＤに基づいて設定されるので、自動的に判別値が設定されることとなって、個別に判別値を設定する手間が省けるとともに、個々の供試体に合わせて判別値を設定出来るので、より正確な判別を行うことが出来る。
【００３５】
なお、本実施の形態では、モニタ用データとしてパワースペクトル密度を使用したが、これ以外でも、例えば、モニタ用加速度信号をＡ／Ｄ変換した値を直接用いて制御するものであってもよい。
また、モニタ用加速度センサを１個だけ取り付けた構成としたが、複数設け、それぞれの加速度センサに対して、アラーム値、アボード値を設定し、更に個別にアラーム値、アボード値を越えたか否かの判定をするようにしてもよい。
【００３６】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、判別値判定手段によって、入力されたモニタ用データが所定の判別値を越えたか否かが判定され、入力されたモニタ用データが、所定の判別値を越えたと判別値判定手段によって判定された場合に、加振機の減振、或いは停止を行う加振制御、若しくは所定の判別値を越えたことを報知する報知制御のうち、少なくとも何れかが行われる。従って、例えば、モニタ用振動検出手段が設けられた供試体の部位の振動が、判別値を越えるものであった場合に、加振機の加振制御、或いは報知制御のうち、少なくとも何れか一方がなされるので、従来のように、モニタ用振動検出手段の検出データがモニタ用或いは監視用のデータにのみ使用されたものに比べて、より供試体の保護の万全を期すことが出来る。より具体的には、従来、モニタ用振動検出手段のデータはモニタ用のみに用いられていたため、モニタ用振動検出手段の設置された供試体に部位の振動に異常があった場合でも、その振動が制御用振動検出手段のデータに異常が現れなければ、加振機の加振制御がなされなかったが、モニタ用振動検出手段のデータに異常がある場合にも、加振制御や報知制御によって何らかの対処が可能となって、より安全に供試体の振動試験を行うことが出来る。
また、判別値設定手段によって、所定の期間内に入力されたモニタ用データに基づく統計処理によって、所定の判別値が設定されるので、自動的に判別値が設定されることとなって、個別に判別値を設定する手間が省ける。また、個々の供試体に合わせて判別値を設定出来るので、より正確な判別を行うことが出来る。
【００３７】
請求項２記載の発明によれば、パワースペクトル密度変換手段によって、入力されたモニタ用振動信号が、モニタ用パワースペクトル密度に変換され、このモニタ用パワースペクトル密度がモニタ用データとされるので、このモニタ用パワースペクトル密度による加振機の加振制御、或いは報知制御が行われることとなって、より的確な制御を行うことが出来る。
【００３９】
請求項３記載の発明によれば、判別値設定手段によって、複数の判別値が設定され、第１の判別値を越えた場合には、報知制御が行われ、第２の判別値を越えた場合には、加振制御が行われるので、２段階以上のよりきめ細かい振動制御が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る振動試験装置の要部を示す構成図である。
【図２】振動制御部の要部構成を示すブロック図である。
【図３】表示装置における画面表示の実施例を模式的に示した図である。
【図４】振動制御装置におけるモニタ用振動信号に基づくアラーム値、アボード値の設定処理フローを示すフローチャートである。
【図５】振動制御部におけるモニタ用振動信号に基づく振動機制御、表示装置の表示制御処理フローを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１    振動試験装置
２    加振機
３    振動制御装置
４    供試体
５    加速度センサ（振動検出手段）
６    表示装置
３２    ＣＰＵ（パワースペクトル密度変換手段、振動制御手段、判別値設定手段、判別値判定手段）
【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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