JP3123105B2 - 振動測定法及びその測定器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は振動測定法及びその測定
器に関する。

【０００２】

【従来の技術及びその問題点】振動機、例えば振動パー
ツフィーダや振動フィーダ等は産業界で広く利用されて
いるが、これら振動機の振巾及び周波数を定期的に測定
して、この振動機が正常に作動しているかどうかを点検
するようにしているが、場合によってはこの振動機の共
振々動周波数を測定したい場合がある。

【０００３】従来このような場合にはいわゆる振動周波
数計器を用いて測定しているのであるが、これは多数の
並列したリードからなっており、これらは片持はりであ
って共振々動周波数の低い方から高い方に順番に並設さ
れているのである（Ｆｒａｈｍ型といわれている）。こ
れらを納めたケーシングを測定すべき振動機の一部にあ
てがい、該振動機の運転の停止直後においてこの周波数
計器におけるリードのどれが大きく振れるかを目視し、
その大きく振れているリードに対応する表示周波数から
該振動機の共振々動周波数を検出するようにしている。
然るに多数並設しているリードのうちただひとつが大き
く振れるのではなくこの前後のリードも多少振れてお
り、最大に振れているリードとこの両側において、より
大きく振れている方のリードを読みとってこれからアナ
ログ的に共振々動周波数を検知するようにしている。

【０００４】以上のような測定方法によっているので個
人差があり、又最大に振れているリードを読み取る精度
は、又複数のリードからそれを読み取る精度は環境条件
によっても変わってくる。

【０００５】本出願人は上述の問題に鑑みて先に、簡単
かつ正確に個人差なく各振動機の共振々動周波数を測定
することができる携帯型共振々動周波数計器を提供する
ことを目的として少なくともマイコンと、電池と、前記
マイコンの出力端子に接続される表示装置とを内蔵する
ケーシングの正面パネル部に前記表示装置の出力を受け
て振動周波数をデジタルで表示する表示部を設けた本体
と、被測定振動体の一部に着脱自在な振動検出器と、該
振動検出器の検出々力を導出し、前記本体のコネクタ部
に接続される導電コードとから成り前記被測定振動体の
一部に取付けられた前記振動検出器の該被測定振動体の
運転直後又は運転停止直後の検出々力から前記マイコン
の演算結果として前記被測定振動体の共振々動周波数を
デジタル値で前記表示部に表示させるようにしたことを
特徴とする携帯型共振々動周波数計器を提案した（実願
平２−６００５０号）。

【０００６】上述したように共振型振動機においては固
有もしくは共振々動数を有するものであるが、この振動
機を駆動する周波数が、この共振周波数に近い程一定の
加振力に対し、より大きな振幅を得ることは周知である
が、更に振動機、例えば電磁振動フィーダのトラフにか
かる材料負荷によって、その振幅が変動する。この変動
量は共振点に近い程、一般に大きくなり、余り大きな変
動量はその時に必要とする作業基準に適合しない。この
場合にはこれに何らかの方法で対処しなければならな
い。

【０００７】一般にこのような問題に鑑みて振動機の設
計基準の一つとして、その固有振動数を駆動周波数に対
し、どれだけの割合にするかが大きな特性の決定基準と
なる。

【０００８】一般に駆動周波数／共振々動周波数の比を
λ（ラムダ）と称し、このλが電磁振動フィーダの場合
には０．９５前後に設定することが望ましいとされてい
る。すなわち駆動周波数より僅かに共振々動周波数を高
くするように設定するのであるが、この割合をλ＝０．
９５前後とする。電磁振動フィーダで商用電源を使用す
る場合には駆動周波数は５０Ｈｚとなるが、この５０Ｈ
ｚでλ＝０．９５とすれば５０÷０．９５が固有周波数
となるように設定している。勿論このλの適正な値は振
動機の種類によって変わるのであるが、一般的にはλは
０．９乃至０．９９の間にある。場合によっては駆動周
波数が共振周波数より高く設定される。

【０００９】すなわちλは１より大なる場合もあるが、
いずれにしても振動機を最適な条件で使用するにはこの
λが最適な設定値であることが望まれる。従来はこのλ
を認識するのに共振々動周波数を何らかの手段で求め、
（設計による固有周波数は実際の振動機でかなりの誤差
がある場合が多い）これから今、駆動している周波数と
の比λを計算で求め、この後λが所望の値でないならば
振動機の質量やばね定数を調節することにより、λを所
望の値に置くようにしていた。

【００１０】然るにこのような従来の方法では、今動い
ている振動機が適正なλの値にあるかどうかを知るのに
上述のようにして相当な時間を必要とし、また場合によ
っては計算間違いをすることもあり、これに基いて、手
間のかかる固有振動数の調整を行なっていたのでは、ひ
とたび駆動した後になって適切でないことが判明すれ
ば、更に時間を倍化することになる。

【００１１】

【発明が解決しようとする問題点】本発明は上述のよう
な問題に鑑みてなされ、今駆動中の振動機に対して直ち
に正確な駆動周波数／共振々動周波数＝λを作業者の熟
練度に拘らず、知ることのできる振動測定法及びその測
定器を目的とする。

【００１２】

【問題点を解決するための手段】以上の目的は被測定振
動体の一部に振動検出器を取り付けること、前記被測定
振動体の駆動中における前記振動検出器の出力である振
巾及び振動周波数を低速サンプリング周期で測定し、か
つ表示すること、該振巾及び振動周波数をホールドする
こと、次いで高速サンプリング周期で前記振動検出器の
出力である振巾及び振動周波数を測定すべくサンプリン
グ周期を切り換えること、次いで前記被測定振動体の駆
動を停止させること、前記振動検出器の出力の振巾が前
記ホールドされた測定値から所定の割合にまで低下した
ことを検出すること、該検出時点から前記高速サンプリ
ング周期で所定の時間中の前記出力の振動周波数を測定
するようにすること及び該振動周波数と前記低速サンプ
リング周期で駆動中にホールドした振動周波数との比を
求めること及び該比を表示することを特徴とする振動測
定方法、によって達成される。

【００１３】又は、少なくともマイコンと、電池と、前
記マイコンの出力端子に接続される表示装置とを内蔵し
正面パネル部に前記表示装置の出力を受けて振巾及び振
動周波数をデジタルで表示する表示部を設けた本体と、
被測定振動体の一部に着脱自在な振動検出器と、該振動
検出器の検出々力を導出し、前記本体のコネクタ部に接
続される導電コードとから成り前記被測定振動体の一部
に取付けられた前記振動検出器の該被測定振動体の運転
停止直後の検出々力から前記マイコンの演算結果として
前記被測定振動体の共振々動周波数をデジタル値で前記
表示部に表示させるようにした振動測定器において、ホ
ールド手段及びトリガ手段を設け、運転中の被測定振動
体の振動周波数及び振巾を低周波サンプリング周期で測
定し、かつ前記表示部で表示し前記ホールド手段を操作
させてこれをホールドし、次いで前記トリガ手段の操作
により前記低周波サンプリング周期より高周波サンプリ
ング周期に切り換えて振動周波数及び振巾を測定し、前
記被測定振動体の駆動を停止してから該振動体の振巾が
前記ホールドした振巾値より所定の割合にまで低下した
ときに振動周波数を前記高周波サンプリング周期で測定
し、該振動周波数と前記運転中にホールドした前記振動
周波数との比を演算し、この演算結果を前記表示部に表
示させるようにしたことを特徴とする振動測定器、によ
って達成される。

【００１４】又は少なくともマイコンと、電池と、前記
マイコンの出力端子に接続される表示装置とを内蔵し正
面パネル部に前記表示装置の出力を表示する表示部を設
けた本体と、被測定振動体の一部に着脱自在な振動検出
器と、該振動検出器の検出々力を導出し、前記本体のコ
ネクタ部に接続される導電コードとから成り、前記被測
定振動体の一部に取付けられた前記振動検出器の該被測
定振動体の運転停止直後の検出々力から前記マイコンの
演算結果として前記被測定振動体の共振々動周波数を求
め、これと駆動周波数との比λ＝駆動周波数／共振々動
周波数を前記マイコンで演算し、該演算結果をデジタル
値で前記表示部に表示させるようにしたことを特徴とす
る振動測定器、によって達成される。

【００１５】

【作用】振動体の運転停止直後、振動検出器の検出々力
からマイコンの演算結果として、この振動体の共振々動
周波数を求めることができる。すなわち、この振動体の
駆動源を停止させると、以後、公知のように自由振動を
行なって減衰し、その振幅は零となるのであるが、駆動
停止直後から短時間後で所定時間中における、この振動
体の振動周波数を同振動検出器の検出々力からマイコン
で演算で求めることができ、これとこの振動体を駆動し
ているときの駆動周波数を同じくマイコンで演算するこ
とにより、直ちに駆動周波数／共振々動周波数＝λを求
めることができ、これをデジタル値で本体の表示部に表
示させるようにしているので操作者の熟練度に何ら関係
なく、正確に直ちに、今駆動している振動体のλを測定
し、且つ認識することができる。しかも、本発明によれ
ば駆動中のすなわち定常運転時の振動体の周波数及び振
幅を低周波サンプリング周期により検出してこれを表示
すると共にホールド操作によりホールドするようにして
いるので、この時には比較的長い時間における通常運転
時の周波数及び振巾をいわば平均化して測定しており、
表示部でこれら数値がちらちらして見にくいということ
がない。駆動停止前に高速サンプリング周期に切り換え
て、駆動停止後の振動体の周波数及び振巾を測定するよ
うにしている。振動周波数すなわち共振々動数を上記ホ
ールドされた振巾より所定の割合にまで低下した時から
所定の時間内の上記高速サンプリング周期でこの周波数
を検出しているので、指数関数的に急速に減少するにも
関わらず、確実に高精度でこの短時間内で振動体の共振
々周波数を正確に検出して上記低速サンプリング周期に
おいてホールドした振動数すなわち駆動振動数との比を
マイコンで求めて表示させているので、作業者の熟練度
に関係なくこの時の振動体のλを正しく知ることができ
る。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例による携帯型振動表示
器について図面を参照して説明する。

【００１７】図１乃至図３は本実施例の携帯型振動表示
器の正面図を示すものであるが、図において本携帯型振
動表示器は全体として１０で示され、ほぼ直方形状のケ
ーシング１１を備えており、これには図４に示されるよ
うに液晶表示装置１４や電池１７を内蔵しており、電池
１７は取付部１８を介して安定に支持されており、その
他図示せずともマイコンや上述の液晶表示装置１４等は
シャーシ１３上にスペーサ１６を介して取付ねじ１５に
よりケーシング１１内の所定位置に保持されている。正
面パネル部１２の左方部にはパワースイッチ１９が設け
られているが、これは公知のダブルプッシュスイッチで
あって一回押せば電池１７が各部に電源を供給し、又更
に押せば電源を遮断するようになっている。この右方に
はパワースイッチ１９のオンにより点灯するランプ２０
が設けられており、これがついているときには内蔵する
電池１７の電力が各部に供給されていることを表わす。
又これらの下方に表示部２１が設けられており、これは
実施例では横方向に並んで振巾表示部２２ａと振動周波
数表示部２２ｂ及びこれらの上方にλ表示部２２ｃとか
らなり、これらは上述の液晶表示装置１４の液晶部であ
って後述するように振動検出器からの検出々力をマイコ
ンで演算し、その結果としてのデジタル値をマイコンの
出力としてのドライバ出力で液晶表示装置１４がドライ
ブされて、この表示部２２ａ、２２ｂで振巾及び振動周
波数がデジタル値で例えば図示するように表示される。
また後述するように共振々動周波数を表示するときに
は、同時にλ＝駆動周波数／共振々動周波数もλ表示部
２２ｃで表示するようになっている。振巾表示部２２ａ
の上方には液晶部から外れて振巾の単位を表わす（ｍ
ｍ）が刻印されており、又振動周波数表示部２２ｂには
振動数がデジタル値で表示されるのであるが、この上方
で液晶部内で本実施例によれば単位としてはＶＰＭかＨ
ｚで表示されるようになっているので、これらが選択的
に表示されるようになっている。

【００１８】又表示部２１の下方にはホールドボタン２
８及びトリガボタン３１が設けられており、このホール
ドボタン２８を押すと連続運転時における振巾値及び振
動数を表示部２１にホールド表示させる。通常は低速サ
ンプリング周期で連続運転時の周波数及び振巾は時々刻
々表示されるようになっている。又トリガボタン３１を
ホールドボタン２８を押した後に押すと高速サンプリン
グに切替えられる。運転停止時には振動機への駆動力が
遮断されるのであるがこれにより停止するまでの振動が
共振自由振動を行なうのでこの振動数を後述するように
振動検出器により検出し、マイコンで演算してこの周波
数をデジタル値で振動周波数表示部２２ｂに表示させる
と共にλの値も表示部２２ｃで表示させる。よって被測
定振動体の共振周波数及びλを認識することができるよ
うになっている。正面パネル部１２の下方部には更に機
能切替スイッチ３２が設けられている。これはロータリ
ースイッチであるが指針３４をつまみ３３を回動させる
ことによりＡ、Ｂ、Ｃ又はＤの位置に切り替えると、そ
れぞれのモードを行なうことができる。例えば図示する
Ａ位置においては通常の測定状態を得ることができる。
すなわち被測定振動体の振巾、振動周波数及びλを表示
部２１に表示させることができる。又つまみ３３により
指針３４をＢ位置に切り替えることにより、この携帯型
振動表示器１０はパソコン通信のための発信体として作
動し、この近くに配設されたパソコンに表示部２１にお
けるデジタル値としての振巾及び振動周波数を送信する
ことができるようにしている。Ｃ及びＤにおいては更に
これを多機能化するようにしている。

【００１９】図４に示すようにケーシング１１には更に
トリマ抵抗調整器３５及び３６を備えており、一方はフ
ィーダ振巾表示調整用に他方はコンベヤの振巾表示調整
用である。これにより図５の回路図におけるＡ／Ｄコン
バータのアナログ入力を手動調整もするようにしてい
る。

【００２０】次に、図５を参照して以上の携帯型振動表
示器１０が内蔵する電気回路について説明する。図５に
おいて振動検出器４０は図７に示されるような形状を有
し、これについては更に後述するが、この検出々力はロ
ーパスフィルタ４１に供給され、ここで雑音等のハイサ
イクルの信号成分は除去されてこの出力はアンプ４２に
供給される。ここで増巾された出力はＡ／Ｄコンバータ
４３に供給されアナログ値をデジタル値に変換し、この
デジタル値がマイコン４５に供給される。マイコン４５
の入力端子側には更にスイッチ部４６が接続されてお
り、これは図１に示す各種スイッチ２８、３１、３２等
を一括して示すものでありこれらの切り替えにより得ら
れる出力がマイコン４５に供給されるようになってい
る。マイコン４５ではＡ／Ｄコンバータ４３からのデジ
タル出力及びスイッチ部４６の切替スイッチ信号を受け
て所定の演算を行ない、この演算結果を液晶表示部４７
に供給するようにしている。これには図４で示す液晶表
示装置１４を含むものとする。更にこれの駆動回路や或
いはこれの図１で示すような表示部２１としての液晶部
も含んでいるものとする。マイコン４５の出力端子には
更に図１に示す機能切替スイッチ３２のモード切り替え
により例えばＢ位置においてはパソコン通信を行なうと
したが、これの出力用としての出力端子がｄで示されて
おり、これがパソコン４８へと信号を送るようになって
いる。また自動電圧調整装置４９は一点鎖線で示すが、
これも機能切替スイッチ３２を例えばＣ位置に切り替え
たときに自動電圧調整装置とすれば、このときの振動検
出器の検出々力によって自動電圧調整器の調整部を自動
的に駆動して所望の振巾や周波数に自動的に調整し得る
ようにすることができる。マイコン４５で図１のホール
ドボタン２８を押すと、そのときの振巾及び振動数の値
をホールドする保持回路を具備し、更にトリガボタン３
１を押すと高速サンプリングで振巾及び振動数を測定す
るようにしている。通常は低速サンプリングを行なって
おり、この周期は例えば０．７秒であるが、高速サンプ
リングでは０．２秒とされる。図５には更に図示せずと
も図１における機能切替スイッチ３２の切り替えにより
同様な機能を行なうように出力側に各種の機器が接続さ
れるものとする。以上のように本実施例では、低速サン
プリング周期では０．７秒であり、高速 サンプリング周
期では０．２秒とされている。駆動停止後の振動体の振
巾は指数関数的に急速に減少するのであるが、この高速
化により振巾が所定の割合まで低下したことを検出した
後に短時間で周波数を検出することができる。すなわち
高精度で共振々周波数を検出することができる。また、
通常運転時では０．７秒と比較的長いので、これにより
短時間で振動周波数や振巾が微少に変化したり、パルス
的に変化したとしても、これらはいわば平均化されて通
常運転時の振巾及び振動周波数をちらちらすることなく
表示部で見易くして観測することができる。

【００２１】次に図７を参照して振動検出器４０の詳細
について説明する。これはほぼ円筒形状のケーシング５
０を備えており、この内部に例えばジルコンサン鉛でな
る力検出素子５１が取付板５２上に保持されている。取
付板５２にはケーシング５０のフランジ部が例えばビス
留めにより固定されるようになっている。又力検出素子
５１にはこれの検出々力が導線５３により導出されるよ
うになっている。ケーシング５０の上面には振動表示ラ
イン５５が刻印されている。これはケーシング５０が内
蔵する力検出素子５１の力検出方向Ｆに平行かつ同方向
になるように刻印されている。又取付板５２の裏面には
平板状のマグネットが取り付けられているものとする。
従ってこの振動検出器４０全体はマグネットにより振動
体に容易に着脱自在となっている。

【００２２】なお図５においてＡ／Ｄコンバータ４３に
図４に示すトリマ抵抗調整器３５、３６からなるトリマ
抵抗装置４４の端子が接続されており、これによりＡ／
Ｄコンバータ４３におけるアナログ入力の手動調整を行
なっている。またアンプ４２のゲインコントロール部４
２ａには、マイコン４５がＡ／Ｄコンバータ４３のデジ
タル出力を受けるのであるが、一定のビット数を有効に
使うためにアンプ４２のゲインを変えるためのゲインコ
ントロール信号を受けるようになっている。

【００２３】本発明の実施例による携帯型振動表示器１
０は以上のように構成されるが次にこの作用について説
明する。

【００２４】本実施例による振動検出器４０は図７に示
されるが、次にこの振動機への取付操作について説明す
る。本実施例では図６に示すような振動フィーダ６０の
振動を測定するものとする。振動フィーダ６０は公知の
ように断面がＵ字形状のトラフ６１及びこれに加振力を
伝える駆動部６２からなっている。駆動部６２は重ね板
ばねや電磁石等に構成されている。振動フィーダ６０全
体がコイルばね６３ａ、６３ｂにより建屋の一部に懸吊
される。駆動部６２の電磁石のコイルに商用電源を通電
すると５０Ｈｚで例えば約２ｍｍで矢印ｍで示されてい
る方向に振動する。図７に示す振動検出器４０をその取
付板５２をトラフ６１の側面にあてがうと、その裏面に
取り付けられているマグネットにより容易にトラフ６１
の側面に固定される。トラフ６１とともに振動検出器４
０も振動するのであるがケーシング５０の上面には振動
表示ライン５５が刻印されている。最初の取付けにおい
てはこれが予定される振動方向ｍに平行となるように取
り付けるのであるがこの振動表示ライン５５は充分に細
く正確に振動方向に一致すれば静止時の線の太さとほぼ
同一であるが、いずれかの方向に傾いていると、これが
残像として目の網膜に残るので、ある巾、もしくは傾斜
した巾で目視される。従ってこれを見ながら静止時にお
ける振動表示ライン５５の太さにほぼなるようにケーシ
ング５０をつまみながら取付方向を調節する。所定の角
度にマグネットによりトラフ６１の側面に固定された状
態では、ケーシング５０内のジルコン酸鉛でなる力検出
素子５１の力検出方向Ｆと平行でかつ方向が一致してい
るので正確にその振動を測定することができる。この振
動検出力すなわち電圧は導線５３を介して図５で示すロ
ーパスフィルタ４１に供給される。

【００２５】図２で機能切替スイッチ３２においては指
針３４はＡを向くように切り替えられている。以上のよ
うな状態においてその本体内に図５で示すような電気回
路が設けられているのであるが、振動検出器４０からの
検出々力はローパスフィルタ４１に供給され、ここで波
形Ｓで示されるように理想的な正弦波形ではなく雑音を
リップル状に多く含んでおり、このローパスフィルタ４
１を通すことにより、この出力側に示されるようにリッ
プル状の雑音は高周波分として取り除かれ、低周波成分
の信号Ｓ’がアンプ４２に供給される。ここで所定の大
きさに増巾されＡ／Ｄコンバータ４３に供給される。マ
イコン４５ではフィーダの特性にあった演算を行なう。
すなわち振動フィーダ６０は上述したように例えば５０
Ｈｚで約２ｍｍの振動をするのであるが、この種フィー
ダでは加速度は１５乃至３０ｇ程度であり、この最大値
でＡ／Ｄコンバータのアナログ入力を定め、フルスケー
ルのデジタル値となるようにしている。従ってこのビッ
ト数に応じて精度良く振巾を検出することができるよう
になっている。またマイコン４５内にはクロックパルス
発生器が公知のように設けられており、このクロックパ
ルスは所定のパルス数であって時間的に変動しない精度
高いものであるが、これによりＡ／Ｄコンバータ４３の
出力の振動周波数を低速サンプリングで検出する。

【００２６】マイコン４５の出力はＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉ
ｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）液晶表示部４７
に供給される。すなわちマイコン４５で演算された振動
フィーダ６０の振巾及び振動周波数がデジタル値で図２
で示すように表示部２１で表示される。すなわち今測定
中の振動フィーダ６０の振巾は１．２５ｍｍであり振動
周波数は５０．２５Ｈｚであることがわかる。従来は図
１０及び図１１に示すような振巾銘板１をトラフ６１の
側面に目盛線３が振動方向に一致するように貼着し、振
巾表示線４ａ、４ｂの目の網膜による残像を利用して作
業者がこの交点を読み取っていたが上述したように個人
差があり周囲条件によっても変わってくるものである。
本実施例によれば図２に示すようにデジタル値で振巾及
び振動周波数が表示されるので個人的な誤差は全くなく
正確に統一して測定することができる。

【００２７】工場では図６に示すような振動フィーダが
多数並列して運転されているのが通常であるので、又メ
ンテナンスにおいては同時に行われるので別の振動フィ
ーダ６０にも同様にして振動検出器４０を取り付けて直
ちにその振動フィーダの振巾及び振動周波数を正確に検
出して読み取ることができる。

【００２８】又アンプ４２にはゲインコントロール部４
２ａが設けられているが、これはマイコン４５に供給さ
れるＡ／Ｄコンバータ４３の出力を受け、この出力に応
じアンプ４２のゲインを制御するようにしている。すな
わちＡ／Ｄコンバータのビット数は一定であるが、検出
加速度が低い時と高い時とでは精度が大きく異なり、こ
れを一致させるために加速度の小さい方の検出々力では
マイコン４５からアンプ４２のゲインを増大するように
している。よってゲインコントロール部４２ａのアナロ
グ入力すなわち検出々力が大きい場合でも小さい場合で
も同じ精度で測定することができる。

【００２９】又本実施例では振巾の測定は以下のように
して従来より精度高く測定するようにしている。すなわ
ち図８に示すように振動検出器４０の出力は全体として
は正弦波形Ｓであるがノイズを含み、又なんらかの原因
で大きなノイズＰ、Ｐ’が乗っていることが多く従来の
ようにこのような出力Ｓに対して２重積分を行なって振
巾を算出する場合には２重積分により最高値と最低値と
から振巾を測定するようにしているので図８に示すよう
な大きなノイズＰ、 Ｐ’が発生している場合には実際の
振巾よりは大きく測定されることになる。このようなノ
イズがなく理想的な正弦波形であればなんら問題はなく
正確に測定することができるのであるが、一般には図８
に示すように大小さまざまなノイズが乗っていることが
多いが、本実施例による方法によればこの影響をなくす
ことができる。すなわち測定すべき振巾をＡｔとすれば
各時間における変位ＸはＸ＝Ａｔ ｓｉｎ ωｔ／２、
これを２度微分して〔Ｘの２度微分値〕＝−Ａｔω²
ｓｉｎ ωｔ／２となる。

【００３０】本実施例ではこの加速度２乗平均Ｒ．Ｍ．
Ｓ．（Ｒｏｏｔ Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅ）をとりすな
わち実効値を計算する。すなわち各瞬間における加速度
を時間的に積分して、この間の時間で割り、これの平均
値をとる。従って〔Ｘ２度微分値〕ｒ．ｍ．ｓ．＝Ａ_t
ω² ／（２√２）となる。これをｇ単位にすると、Ｇ
ｒ．ｍ．ｓ．＝Ａｔω² ／（２√２ｇ）（ｇ＝９８０
０）となる。よってこれから振巾Ａｔ＝２√２Ｇｒ．
ｍ．ｓ．ｇ／ω² となる。

【００３１】このすなわち〔Ｘの２度微分値〕を各瞬間
において測定し、これの時間的平均値をとることによっ
て振巾Ａ_t を算定するようにしている。従って、ある時
間における平均値をとることにより図８に示すような大
きなノイズＰ、Ｐ’が短時間において発生していてもこ
の影響はほとんど無視することができる。

【００３２】次に振動コンベヤの振動を測定する場合に
ついて説明する。これは一般に長いトラフとこの下方に
平行に配設されるベースブロックとの間に所定方向に傾
斜した板ばねにより結合されクランク駆動によりトラフ
を上記板ばねの長手方向に対してほぼ垂直方向に振動さ
せるのであるが、振動数が例えば５５２ｒ．ｐ．ｍ．と
振動フィーダよりははるかに低い。しかし振巾は１２．
８ｍｍと大きいのであるが加速度は周波数の２乗に比例
し、かつ振巾に比例するので振動フィーダよりも加速度
は一段と小さくなる。一般に振動コンベヤの加速度は１
ｇから５ｇ程度である。従って振動検出器４０内の力検
出素子５１により検出される出力、すなわち１ｇ当たり
の電圧は低いものとなる。しかしながら本実施例によれ
ばこのような場合でもアンプのゲインコントロールによ
りＡ／Ｄコンバータの出力は振動フィーダと同じような
高精度で測定することができる。図示しないがコンベヤ
のトラフの側面に振動検出器４０が振動フィーダの場合
と同様にして固定される。これにより図１で示すように
振巾１２．８ｍｍ、振動数５５２．０ｒ．ｐ．ｍ．がデ
ジタル値で表示される。なお振巾は同単位であるのでｍ
ｍであるがコンベヤの場合にはＶＰＭ単位となるので表
示部２２ｂにおいてＨｚからｒ．ｐ．ｍ．に表示が切り
替えられる。

【００３３】次に振動機、例えば振動フィーダ６０の共
振々動数及びλの測定方法について説明する。この場合
には図１に示すホールドボタン２８をまず押し、そのと
きの振巾をマイコン４５内でホールドする。次いでトリ
ガボタン３１を押すとマイコン４５は高速サンプリング
に切替えられる。この状態において振動フィーダ６０の
駆動部６２への通電を遮断する。マイコン４５でホール
ドした振巾が所定の割合まで、本実施例では８０％にま
で低下すると、この時点から所定時間中の振動数を測定
する。よってこの振動フィーダ６０の共振々動数が５
２．５Ｈｚと振動周波数表示部２２ｂに、また、これと
駆動中の振動数との比λがマイコン４５で演算され表示
部２２ｃにデジタル表示される。

【００３４】振動フィーダ６０の駆動部６２への通電を
遮断すると図９に示すようにトラフ６１は図８に示すよ
うな振動から直ちに変位が零となるのではなく過渡現象
を経て零となる。これは指数関数的にその振巾は減少し
ていくのであるが既に駆動力が遮断されているので自由
振動で減衰していく。この自由振動は振動工学上から明
らかなように共振周波数である。従って今時間ｔ₁ でス
イッチを切って電源を遮断したとするとこの時点から指
数関数的に振巾が減少する。そして時間ｔ₂ でトリ振巾
が８０％まで低下したとすると、これから時間Ｔの間に
おける波の数をマイコン４５で算出し、これからマイコ
ンが内蔵するクロックパルスと比較して、この数を読
み、よって単位時間当たりの波の数すなわち共振周波数
（共振々動周波数と同意義とする。以下同様）を算出す
る。これが図３に示す振動周波数表示部２２ｂにおける
５２．５Ｈｚである。これによって例えばこの種共振型
の振動機においては、小さな駆動力で大きな振巾を得る
ために駆動周波数に近い共振周波数となるようにトラフ
の重量や板ばねのばね定数が設定されているのである
が、この方法で検出された共振周波数が大きく変化して
いる場合、例えば５０Ｈｚを駆動周波数とする場合７０
Ｈｚあるいは３０Ｈｚというような共振周波数が読み取
れた時には、この振動フィーダ６０におけるいずれかの
部分においてトラブルが生じたと考えられる。例えば板
ばねの破損、あるいはなんらかのウェート調整用のブロ
ックの滑落、その他が考えられるので直ちにそのメンテ
ナンスにおいては故障部分を補修することができる。こ
の共振々動周波数の測定においても単に図７に示す振動
検出器４０を例えば多数並設されている振動機に順次、
取り付けていくことにより直ちに確実に検出することが
でき、よってメンテナンスを従来よりはるかに容易とす
るものである。

【００３５】以上、本発明の実施例について説明したが
勿論、本発明はこれに限定されることなく本発明の技術
的思想に基いて種々の変形が可能である。

【００３６】例えば以上の実施例では振動検出器４０は
ジルコン酸鉛でなる加速度検出素子の検出方向と取付部
材の面とが平行であるように構成し、これにより例えば
振動フィーダのトラフの側面にその振動方向に平行にな
るように簡単に取付けるようにしたが、このような振動
検出器に代えて従来広く利用されている垂直型の振動検
出器、すなわちジルコン酸鉛の検出方向が取付部材に対
し垂直方向にあるので振動機の振巾を検出する場合には
これを取付けるための部材を特に必要としたが、本発明
では共振々動周波数を検知するので正確に振動方向に一
致して取付けなくてもよく、従って従来の振動検出器も
充分に適用可能である。あるいはその他の従来公知の振
動検出器はすべて適用可能である。

【００３７】又以上の実施例では携帯型振動表示器１０
のサイズについては特に限定せず、携帯型とのみ説明し
たがハンドヘルドユニット（Ｈａｎｄｈｅｌｄ）型すな
わち片手で作業員が各種ボタンを操作されるような大き
さとしてもよい。これにより更に各振動機のメンテナン
スを容易とすることができる。

【００３８】又以上の実施例では表示部として液晶表示
器を用いたが公知の表示装置を用いることもできる。例
えばバー状の複数のネオン管を「８」の字に配設した表
示装置を用いてもよい。公知のようにこれらネオンバー
の選択的ドライブにより数字が表示される。あるいは画
素状の発光素子を多数並べ、これらを選択的に駆動する
ようにしてもよい。又以上の実施例では振動検出器４０
を被測定振動機の一部に取り付けるのに取付部のマグネ
ットを利用したがこれに代えて真空作用を利用した吸着
板を利用してもよい。これは振動機の一部が非磁性体で
ある場合に有効となる。

【００３９】又以上の実施例ではパネル部１２にスイッ
チ３２を設けたが、これを省略して更に簡素化して更に
共振々動周波数を表示するための表示部のみを設けるよ
うにしてもよい。

【００４０】又以上の実施例では高速サンプリングのサ
ンプリング周期を０．２秒としたが、この時間は測定す
べき振動機の駆動周波数、あるいは予想される共振々動
周波数に応じて変更可能としてもよい。又定常状態から
減衰状態における所定の振巾にまで減衰する割合も変更
調整可能とし、この検知時点から所定の時間における自
由振動の振動数も減衰速度に応じて（可動部を支持して
いる弾性手段、例えば板ばねやゴムばねの粘性係数に応
じて変化するものである。）その所定時間を変更するよ
うにしてもよい。

【００４１】

【発明の効果】以上述べたように本発明の振動測定法及
びその測定器によれば共振々動周波数の、及びλの検出
が容易であり、かつ又その検出値が表示部にデジタル値
として表示されるようにしているので個人差がなく正確
に、あるいは周囲条件に拘わらず正確に直ちに測定する
ことができるので従来より特に多数の振動機を並設され
る工場においてメンテナンスを迅速かつ容易とすること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による携帯型振動表示器の正面
図である。

【図２】同携帯型振動表示器の作動を説明するための同
様な正面図である。

【図３】同携帯型振動表示器の作動を説明するための同
様な正面図である。

【図４】同携帯型振動表示器の側面図である。

【図５】同表示器内に内蔵される電気回路のブロック図
である。

【図６】本実施例の携帯型振動表示器より測定される振
動機の例としての振動フィーダの側面図である。

【図７】同携帯型振動表示器における振動検出器の斜視
図である。

【図８】図６に示される被測定振動機の振動に取り付け
られた振動検出器の検出々力波形である。

【図９】同振動機の駆動部の電源を遮断した場合の検出
器の出力の過渡現象を示す波形図である。

【図１０】従来の振巾を読むための振巾銘板の正面図で
ある。

【図１１】同作用を説明するための側面図である。

【符号の説明】

１０ 携帯型振動表示器 １４ 液晶表示装置 ２１ 表示部 ２２ｂ 振動周波数表示部 ２２ｃ λ表示部 ４０ 振動検出器

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−138832（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−211022（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−127771（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−18325（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−189423（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01H 13/00 G01H 17/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被測定振動体の一部に振動検出器を取り
   付けること、前記被測定振動体の駆動中における前記振
   動検出器の出力である振巾及び振動周波数を低速サンプ
   リング周期で測定し、かつ表示すること、該振巾及び振
   動周波数をホールドすること、次いで高速サンプリング
   周期で前記振動検出器の出力である振巾及び振動周波数
   を測定すべくサンプリング周期を切り換えること、次い
   で前記被測定振動体の駆動を停止させること、前記振動
   検出器の出力の振巾が前記ホールドされた測定値から所
   定の割合にまで低下したことを検出すること、該検出時
   点から前記高速サンプリング周期で所定の時間中の前記
   出力の振動周波数を測定するようにすること及び該振動
   周波数と前記低速サンプリング周期で駆動中にホールド
   した振動周波数との比を求めること及び該比を表示する
   ことを特徴とする振動測定方法。
2. 【請求項２】 少なくともマイコンと、電池と、前記マ
   イコンの出力端子に接続される表示装置とを内蔵し正面
   パネル部に前記表示装置の出力を受けて振巾及び振動周
   波数をデジタルで表示する表示部を設けた本体と、被測
   定振動体の一部に着脱自在な振動検出器と、該振動検出
   器の検出々力を導出し、前記本体のコネクタ部に接続さ
   れる導電コードとから成り前記被測定振動体の一部に取
   付けられた前記振動検出器の該被測定振動体の運転停止
   直後の検出々力から前記マイコンの演算結果として前記
   被測定振動体の共振々動周波数をデジタル値で前記表示
   部に表示させるようにした振動測定器において、ホール
   ド手段及びトリガ手段を設け、運転中の被測定振動体の
   振動周波数及び振巾を低周波サンプリング周期で測定
   し、かつ前記表示部で表示し前記ホールド手段を操作さ
   せてこれをホールドし、次いで前記トリガ手段の操作に
   より前記低周波サンプリング周期より高周波サンプリン
   グ周期に切り換えて振動周波数及び振巾を測定し、前記
   被測定振動体の駆動を停止してから該振動体の振巾が前
   記ホールドした振巾値より所定の割合にまで低下したと
   きに振動周波数を前記高周波サンプリング周期で測定
   し、該振動周波数と前記運転中にホールドした前記振動
   周波数との比を演算し、この演算結果を前記表示部に表
   示させるようにしたことを特徴とする振動測定器。
3. 【請求項３】 少なくともマイコンと、電池と、前記マ
   イコンの出力端子に接続される表示装置とを内蔵し正面
   パネル部に前記表示装置の出力を表示する表示部を設け
   た本体と、被測定振動体の一部に着脱自在な振動検出器
   と、該振動検出器の検出々力を導出し、前記本体のコネ
   クタ部に接続される導電コードとから成り、前記被測定
   振動体の一部に取付けられた前記振動検出器の該被測定
   振動体の運転停止直後の検出々力から前記マイコンの演
   算結果として前記被測定振動体の共振々動周波数を求
   め、これと駆動周波数との比λ＝駆動周波数／共振々動
   周波数を前記マイコンで演算し、該演算結果をデジタル
   値で前記表示部に表示させるようにしたことを特徴とす
   る振動測定器。