(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置本体と、試験体が取り付けられる取付部と、前記取付部が固定されるとともに複数の弾性体を介して前記装置本体に固定された振動台と、前記試験体、前記取付部、および前記振動台を含む振動系を振動させる駆動部と、前記試験体の不つりあいを測定する測定部と、を備えたつりあい試験装置における固有振動数の設定方法において、前記弾性体のうちの１つは位置が可変の可変弾性体として、この可変弾性体の位置を調節することで、前記振動系の静的な系の一次固有振動数と、前記振動系の偶的な系の一次固有振動数とが略等しくなるように設定することを特徴とするつりあい試験装置における固有振動数の設定方法。
【請求項２】
前記可変弾性体の位置を直線上で調節することで、前記設定をすることを特徴とする請求項１記載のつりあい試験装置における固有振動数の設定方法。
【請求項３】
前記振動系の静的な系の一次固有振動数と、前記振動系の偶的な系の一次固有振動数とが略等しくなる条件を求めるための所定の計算式を用いて得られた位置に前記可変弾性体の位置を設定することを特徴とする請求項１又は２記載のつりあい試験装置における固有振動数の設定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、つりあい試験装置における固有振動数の設定方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
つりあい試験装置とは、ロータ（試験体）を積載する部分である取付部、取付部が取り付けられた振動台、弾性体を介して振動台を支える基礎部（装置本体）、ロータを含む振動系に回転（振動）を与える駆動部、不つりあいを求めるための測定部等により概略構成されたものであり、ロータを取付部の上で回転させてその時に不つりあいによる遠心力のために発生する振動又は動的な力を測定部により検出して不つりあいを見いだすものである。
【０００３】
つりあい試験装置においてロータの不つりあいを測定するにおいて、「測定回転数（測定周波数）は系の固有振動数から離して行う」という条件がある。これは、固有振動数の近くを利用して不つりあいを測定すると、感度は高くなるものの僅かな回転数変動に対して位相も振幅も急激に変化してしまうため、測定誤差が大きくなるからである。このことから、一般に測定回転数は系の固有振動数の２〜３倍以上の領域に設定するようになっている。
【０００４】
つりあい試験装置により回転（振動）させられるロータには、静的な動きと偶的な動きとがあるため、静的な系の固有振動数と偶的な系の固有振動数とがあるが、測定回転数を固有振動数の２〜３倍以上の領域に設定する必要があるため、静と偶の固有振動数が大きく離れている場合、測定回転数に制限が生じてしまう。
このことは、製品として測定したい測定回転数に影響を及ぼすことも少なくない。故に、これら静と偶の２つの固有振動数を設計的に操作してできる限り一致するように設定する必要がある。
【０００５】
また、測定は振動台の複数点で行うが、測定点の位置が近ければ近いほど同じ信号が出てきてしまい、これらを区別しにくい為、たとえば、舟形等、長い形状の振動台を用いて、測定点の位置をある程度以上離して測定を行う場合がある。
【０００６】
従来、このような振動台を基礎部（の上部に固定された振動台固定板）に固定するためには、４本の棒バネ（弾性体）を用いる場合があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、４本の棒バネの中心と重心の位置が合わない場合には、静的な固有振動数と偶的な固有振動数がずれてしまい問題となる。
また、４本の棒バネの位置を変更して４本の棒バネの中心と振動系の重心の位置を合わせる場合には、４本の棒バネについて、ｘ方向、ｙ方向それぞれの位置の検討を行う必要があり手間がかかる。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、１つの弾性体の位置を適宜調節することで、振動系の静的な固有振動数と偶的な固有振動数とを近づけることを可能とするつりあい試験装置における固有振動数の設定方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決すべく請求項１記載の発明は、装置本体２と、試験体が取り付けられる取付部７，７と、前記取付部が固定されるとともに複数の弾性体４，４，４，４，５を介して前記装置本体に固定された振動台６と、前記試験体、前記取付部、および前記振動台を含む振動系を振動させる駆動部と、前記試験体の不つりあいを測定する測定部（測定部の一部がピックアップ９，９）と、を備えたつりあい試験装置における固有振動数の設定方法において、前記弾性体のうちの１つは位置が可変の可変弾性体５として、この可変弾性体の位置を調節することで、前記振動系の静的な系の一次固有振動数と、前記振動系の偶的な系の一次固有振動数とが略等しくなるように設定すること、を特徴としている。
【００１０】
請求項１記載の発明によれば、一つの可変弾性体の位置を調節することで、容易に振動系の静的な系の一次固有振動数と振動系の偶的な系の一次固有振動数とが略等しくなるように設定できる。
【００１１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のつりあい試験装置における固有振動数の設定方法であって、前記可変弾性体の位置を直線ｌ上で調節することで、前記設定をすること、を特徴としている。
【００１２】
請求項２記載の発明によれば、可変弾性体５の位置を直線上で調節することで、より容易に振動系の静的な系の一次固有振動数と振動系の偶的な系の一次固有振動数とが略等しくなるように設定できる。
【００１３】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載のつりあい試験装置における固有振動数の設定方法であって、前記振動系の静的な系の一次固有振動数と、前記振動系の偶的な系の一次固有振動数とが略等しくなる条件を求めるための所定の計算式を用いて得られた位置に前記可変弾性体５の位置を設定することを特徴としている。
【００１４】
請求項３記載の発明によれば、振動系の静的な系の一次固有振動数と振動系の偶的な系の一次固有振動数とが略等しくなる条件を求めるための所定の計算式を用いて可変弾性体の適切な位置を確実に求め、可変弾性体をこの位置に設定してつりあい試験装置を用いることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る実施の形態例を図１から図３に基づいて説明する。
図１は本発明に係るつりあい試験装置を示す正面図、図２は本発明に係るつりあい試験装置を示す平面図、図３は本発明に係るつりあい試験装置を示す正面図、図４は可変棒バネの位置調節を説明するための概略図である。
【００１６】
図１から図３に示されるように、つりあい試験装置１は基礎部（装置本体）２、基礎部２の上面に固定された振動台固定板３、振動台固定板３の上面に立設された固定棒バネ（固定弾性体）４，４，４，４および可変棒バネ（可変弾性体）５、これら固定棒バネ４，４，４，４および可変棒バネ５を介した５点支持により振動台固定板３に固定された舟形振動台６、この舟形振動台６に立設されロータ（試験体：図示省略）が取り付けられる取付部７，７、振動系（振動系はロータ、取付部７，７、舟形振動台６などからなる）に振動を与える駆動部（図示省略）、舟形振動台６に取り付けられロータの不つりあいを測定するためのピックアップ（測定部の一部）９，９等により概略構成されている。
ピックアップ９，９で測定した電圧から振動台６の振動を求めることができ、求めた振動を基に、図示しない演算処理部によりロータの不つりあいを求めることができるようになっている。
【００１７】
舟形振動台６は、水平面における長手方向に直交する方向のバランスが取れるように、例えば、その大径部６ａが固定棒バネ４，４，４，４により４点支持されている。これら固定棒バネ４，４，４，４は位置が固定されている。
また、可変棒バネ５の位置は、舟形振動台６の長手方向に沿った中心線（直線）ｌ上で調節可能となっており（図４参照）、舟形振動台６は都合５点支持となっている。
【００１８】
次ぎに、このような構成の本発明に係るつりあい試験装置を用いた不つりあいの測定について説明する。
測定に際しては、取付部７、７の取付枠７ａ，７ａにロータを取り付ける。
そして、可変棒バネ５の位置を調節して、振動系の静的な系の固有振動数と偶的な系の固有振動数とを近づける。このときの可変棒バネ５の位置を決定するために、例えば、以下に示すような手法が用いられる。
【００１９】
即ち、Ｍは振動系の全質量、Ｉは振動系の全慣性モーメント、ωｓは静的な（回転軸に平行な向きの）系の一次固有振動数、ωMは偶的な（重心Ｇを中心とした回転振動の）系の一次固有振動数、ｋnはｎ番目の棒バネの曲げ定数、ｋn′はｎ番目の棒バネのねじり定数、（ｘn，ｙn）はｎ番目の棒バネの重心Ｇからの位置（絶対値）とする。
【００２０】
このとき、静的な固有振動数ωｓは
【数１】
0004049931.tif 000002
とすると、
【数２】
0004049931.tif 000003
となる。また、偶的な固有振動数ωＭは
【数３】
0004049931.tif 000004
とすると
【数４】
0004049931.tif 000005
となる。ここでωｓ＝ωＭとすると
【数５】
0004049931.tif 000006
となる。ここで得られたｘ５が最適な可変棒バネ５の位置となる。
【００２１】
このように所定の計算式により求めた最適な位置に可変棒バネ５を調節して静的な系の固有振動数と偶的な系の固有振動数とを略等しくしたら、これらの固有振動数のうちどちらか振動数が高い方の２〜３倍の周波数を測定周波数とし、この測定周波数で不つりあいを測定する。
【００２２】
ここで、静的な系の固有振動数と偶的な系の固有振動数とを略等しくする過程で、これらの固有振動数のうち元々振動数が高かった方の振動数が低くなるため、これらの固有振動数のうちどちらか振動数が高い方の２〜３倍の周波数である測定周波数を低く設定できる。従って、低い測定周波数で不つりあいを測定することができ、ノイズが乗りやすい高周波領域での測定をする必要がなく、測定に都合がよい。
【００２３】
このように不つりあいを測定したら、不つりあいの測定値を基につりあわせに必要な修正おもりの位置と大きさを決定する。そして、つりあわせに必要な修正おもりをロータの適当な位置に付加して振動系の重心を回転時の重心に合わせることでつりあいの状態にすることができ、２つのピックアップ９，９での測定値のピークを合わせることができる。これにより、つりあわせ作業は完了する。
【００２４】
このように、本発明に係る実施の形態例によれば、舟形振動台６を支える５本の棒バネのうちの1本の棒バネ、即ち可変棒バネ５だけの位置を調節することで、容易に振動系の静的な系の一次固有振動数と振動系の偶的な系の一次固有振動数とが略等しくなるように設定できる。
また、可変棒バネ５の位置の調節は直線状で行うので、より容易に振動系の静的な系の一次固有振動数と振動系の偶的な系の一次固有振動数とが略等しくなるように設定できる。
さらに、可変棒バネ５の最適な位置は振動系の静的な系の一次固有振動数と振動系の偶的な系の一次固有振動数とが略等しくなるような所定の計算式を用いて得られるので、可変弾性体５の適切な位置を確実に求めることができる。
【００２５】
これにより、不つりあいの測定をできるだけ低い周波数の測定周波数で行うことができ、ノイズが乗りやすい高周波領域での測定をする必要がなく、測定に都合がよい。
【００２６】
ここで、上述した計算によって得られた可変棒バネ５の最適な位置は、単一の試験体の場合である。
試験体が複数の場合にはそれぞれの場合に対応して検討を行う必要があるが、その場合でも本実施例によれば単一の棒バネのｘ方向（直線上）のみの検討でよいため検討が容易である。
【００２７】
なお、上記の実施の形態例では、振動台を５点支持することとしたが、１つの弾性体（棒バネ）の位置を変更することで振動系の静的な系の一次固有振動数と振動系の偶的な系の一次固有振動数とが略等しくなるように設定できるものであれば、何点支持でも良い。
また、可変弾性体（可変棒バネ５）の位置を直線上で調節することにより、より容易に可変弾性体の位置を決定できる構成としたが、可変弾性体の位置は面内での調節としても良い。
さらに、振動台として舟形のものを用いたが、試験体を取り付けたときに振動系の静的な系の一次固有振動数と振動系の偶的な系の一次固有振動数とが略等しくなるように設定する必要があるものであればその他でも良い。
【００２８】
【発明の効果】
請求項１記載の発明に係るつりあい試験装置における固有振動数の設定方法によれば、一つの可変弾性体の位置を調節することで、容易に振動系の静的な系の一次固有振動数と振動系の偶的な系の一次固有振動数とが略等しくなるように設定できる。よって、不つりあいの測定を好適に行うことができる。
【００２９】
請求項２記載の発明に係るつりあい試験装置における固有振動数の設定方法によれば、可変弾性体の位置を直線上で調節することで、より容易に振動系の静的な系の一次固有振動数と振動系の偶的な系の一次固有振動数とが略等しくなるように設定できる。よって、不つりあいの測定を好適に行うための準備をより容易に行うことができる。
【００３０】
請求項３記載の発明に係るつりあい試験装置における固有振動数の設定方法によれば、振動系の静的な系の一次固有振動数と振動系の偶的な系の一次固有振動数とが略等しくなる条件を求めるための所定の計算式を用いて得られた位置に可変弾性体の位置を確実に設定してつりあい試験装置を用いることができる。よって、不つりあいの測定を好適に行うための準備を確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るつりあい試験装置を示す正面図である。
【図２】本発明に係るつりあい試験装置を示す平面図である。
【図３】本発明に係るつりあい試験装置を示す正面図である。
【図４】可変棒バネの位置調節を説明するための概略図である。
【符号の説明】
１  つりあい試験装置
２  装置本体（基礎部）
４  固定弾性体（固定棒バネ）
５  可変弾性体（可変棒バネ）
６  振動台
７  取付部
９  測定部（ピックアップ）
【図１】
0004049931.tif 000007
【図２】
0004049931.tif 000008
【図３】
0004049931.tif 000009
【図４】
0004049931.tif 000010