JP3392763B2 - 不釣合い測定装置および方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、不釣合い測定装
置および方法に関し、特に、不釣合いベクトルの算出に
ウエーブレット演算を使用し、供試体の回転速度が一定
でない状態でも、不釣合いを正確に測定することのでき
る装置および方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の不釣合い測定装置および方法は、
供試体の回転速度が一定になった後に、供試体の回転数
および回転基準位置を検出し、かつ、振動を検出して、
それらの信号に基づいて、供試体における不釣合い位置
と不釣合い量とを算出するという構成が採用されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このため、従来の不釣
合い測定装置および方法によれば、供試体の回転速度が
不安定なときには不釣合い測定を始めることができな
い。つまり、供試体の回転速度が一定になるまで不釣合
い測定を待たなければならず、計測時間が長くかかると
いう課題があった。また、供試体の回転速度を一定にす
るための回転駆動装置が必須であるという課題があっ
た。

【０００４】この発明は、かかる技術的課題を解決する
ためになされたもので、主たる目的は、供試体の回転を
加速中または減速中においても不釣合い測定を行えるよ
うにし、短時間で不釣合い測定を行える不釣合い測定装
置および方法を提供することである。この発明の他の目
的は、供試体の回転速度が不安定な状態においても不釣
合い測定が可能な不釣合い測定装置および方法を提供す
ることである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
供試体の１回転につき予め定める複数個の回転位置信号
を出力する回転位置信号出力手段と、供試体に回転を与
えることにより発生する振動を検出する振動検出手段
と、供試体の回転速度データを演算する回転速度演算手
段と、回転位置信号出力手段から出力される回転位置信
号に関連づけて前記回転速度演算手段で演算された回転
速度データを記憶するための記憶手段と、回転位置信号
出力手段から出力される回転位置信号に関連づけて前記
振動検出手段で検出される振動データに対してディジタ
ルフィルタを作用させ、不釣合い信号の波形データを求
めるためのフィルタリング手段と、フィルタリング手段
で求められた不釣合い信号の波形データに対して、前記
記憶手段に記憶されている回転速度データに基づく補正
を行うための波形データ補正手段と、波形データ補正手
段で補正された波形データと、その波形データに合わせ
たい未定係数を含んだ関数に最小二乗法を作用させて当
該未定係数を決定し、決定された係数から不釣合いベク
トルを演算し、その結果を出力する不釣合い演算手段と
を備えており、供試体の回転が定速回転でなくても不釣
合い測定を行えるようにしたことを特徴とする不釣合い
測定装置である。

【０００６】請求項２記載の発明は、請求項１に記載の
不釣合い測定装置において、供試体が１回転するごとに
１個の基準位置信号を出力する基準位置信号出力手段を
さらに備え、前記基準位置信号出力手段から基準位置信
号が出力されたことに応答して、前記記憶手段およびフ
ィルタリング手段が前記処理動作を開始することを特徴
とする不釣合い測定装置である。

【０００７】請求項３記載の発明は、請求項１または２
記載の不釣合い測定装置において、前記回転速度演算手
段は前記回転位置信号出力手段から出力される回転位置
信号に基づいて供試体の回転速度データを演算すること
を特徴とする不釣合い測定装置である。請求項４記載の
発明は、請求項２または３記載の不釣合い測定装置にお
いて、前記基準位置信号出力手段および回転位置信号出
力手段は、共通の装置で構成されていることを特徴とす
る不釣合い測定装置である。

【０００８】請求項５記載の発明は、供試体に回転を与
えることにより発生する振動から不釣合い信号の波形デ
ータを求めて、求めた波形データから供試体の不釣合い
ベクトルを求めるような不釣合い測定装置において、前
記波形データに供試体の回転速度データに関連づけられ
た補正を行うための波形データ補正手段と、前記波形デ
ータ補正手段の出力である補正後の波形データから供試
体の不釣合いベクトルを求めて、供試体の回転が加速中
または減速中に不釣合い測定を行う不釣合い演算手段
と、を有することを特徴とする不釣合い測定装置であ
る。

【０００９】請求項６記載の発明は、供試体が１回転す
るごとに１個の基準位置信号を出力し、供試体の１回転
につき予め定める複数個の回転位置信号を出力し、供試
体に回転を与えることにより発生する振動を検出し、供
試体の回転速度データを演算し、回転位置信号に関連づ
けて、前記演算された回転速度データを記憶し、回転位
置信号に関連づけて、検出される振動データに対してデ
ィジタルフィルタを作用させて不釣合い信号の波形デー
タを求め、求められた不釣合い信号の波形データに対し
て、記憶した回転速度データに基づく補正を行い、補正
された波形データと、その波形データに合わせたい未定
係数を含んだ関数に最小二乗法を作用させて当該未定係
数を決定し、決定された係数から不釣合いベクトルを演
算することを特徴とする不釣合い測定方法である。

【００１０】この発明によれば、供試体の回転位置信号
に関連づけて振動検出器の出力を取り込み（サンプリン
グし）、その内容をディジタルフィルタでフィルタリン
グすることによって、供試体の回転速度が一定しない状
態においても不釣合い信号成分を含んだ波形データを求
めるようにしている。従って、供試体が加速中または減
速中あるいは供試体の回転速度が一定速度に安定しない
不安定な状態においても、不釣合い測定が可能である。

【００１１】さらに、フィルタリングされた波形データ
は、回転速度データに基づく補正が加えられるので、不
釣合いを表わす波形データとして正確な波形データを得
ることができ、不釣合い測定を正確に行うことができ
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１は、この発明の一実施形態に
かかる不釣合い測定装置の概略構成を示すブロック図で
ある。不釣合い測定がされる供試体１は、図示しない振
動架台上に回転可能に載置され、不釣合い測定のために
回転される。供試体１が回転し、その基準位置が所定の
角度位置になると回転位置検出器２からパルス状の基準
位置信号が出力される。基準位置信号は供試体１が１回
転するごとに１個出力される。

【００１３】また、供試体１の予め定める複数個（たと
えば８〜３２個程度の個数）の回転角度位置が検出され
るごとに、回転位置検出器２からパルス状の回転位置信
号が出力される。この回転位置信号は、供試体１にたと
えば１６個の回転角度位置が定められている場合には、
供試体１が１回転するごとに１６個の信号が出力される
ことになる。

【００１４】回転位置検出器２から出力される基準位置
信号は、回転速度データ記憶装置５およびフィルタ６に
入力される。また、回転位置検出器２から出力される回
転位置信号は、回転速度演算器４、回転速度データ記憶
装置５およびフィルタ６に入力される。一方、図示しな
い振動架台には振動検出器３が備えられており、供試体
１を回転させることにより発生する振動は、振動検出器
３により検出される。検出信号は電気信号に変換され
て、フィルタ６へ与えられる。

【００１５】回転速度演算器４では、回転位置検出器２
から出力される供試体１の１回転につき予め定める複数
個のパルス状回転位置信号に基づいて、供試体１の回転
速度データが演算される。具体的には、入力される複数
個の回転位置信号における隣接する回転位置信号間の時
間を計測することにより、供試体１の回転速度データが
演算される。演算結果は回転速度データ記憶装置５に与
えられる。

【００１６】回転速度データ記憶装置５には、ＲＡＭな
どのメモリと、ＣＰＵなどの処理回路が含まれている。
そして、この記憶装置５では、回転位置検出器２から基
準位置信号が与えられた後に回転速度演算器４から与え
られる回転速度データの記憶を開始する。すなわち、供
試体１の回転後に初めて基準位置信号が入力された時点
から、回転位置信号が刻々入力されるタイミングで、回
転速度演算器４から与えられる回転速度データを取り込
み、予め定められたｎ個を記憶する。

【００１７】たとえば、供試体１の回転が開始されて、
基準位置信号が与えられて後、２〜３回転分の回転速度
データを記憶する。一例として供試体１に１６個の回転
角度位置が定められている場合には、供試体１が１回転
すると１６個の回転位置信号が出力され、その出力タイ
ミングに合わせて１６個の回転速度データが演算され
る。従って、供試体１の３回転分の回転速度データを記
憶する場合には、１６×３＝ｎ＝４８個の回転速度デー
タが記憶されることになる。

【００１８】フィルタ６には、アンチエイリアスフィル
タ、信号増幅器、Ａ／Ｄ変換器、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡ
Ｍおよび入出力インターフェースが含まれている。アン
チエイリアスフィルタとは、サンプリングの定理を満足
するように元の入力信号のスペクトルの帯域を制限する
フィルタである。フィルタ６では、供試体１が回転開始
後、回転位置検出器２から最初の基準位置信号が与えら
れた時点から処理を開始し、供試体１の回転位置信号が
刻々入力されるタイミングで、振動検出器３から出力さ
れるアナログ信号を取り込み、それをディジタル化し、
その結果をＲＡＭ内にｎ個記憶させる。このｎ個は、回
転速度データ記憶装置５で説明したｎ個と同数である。
つまり供試体１の１回転あたりたとえば１６個の回転位
置信号が出力される場合には、その出力タイミングで、
供試体１のたとえば３回転分、４８個の振動データが記
憶される。

【００１９】フィルタ６は、また、減衰特性のある複素
指数関数を基底とする展開を用いたディジタルフィルタ
を作用させて、不釣合い信号成分を含んだ波形データを
求め、その結果を波形データ補正回路７に出力する。こ
こで、フィルタ６におけるディジタルフィルタの数列の
生成方法について説明をする。

【００２０】供試体１が一定の回転速度で回転している
ときに生じる振動データから不釣合い信号成分を含んだ
波形データを求める方法に関しては、本願出願人の先願
にかかる特願平１０−１１２５０３号に記述されてい
る。すなわち、下記式（１）のような減衰特性のある複
素指数関数とインパルス関数を下記式（２）および式
（３）に代入して、関数の値を時刻ｔまたはｂに対して
適切に離散化し、演算を実行することにより、ディジタ
ルフィルタの数列を求めることができる。

【００２１】

【数１】

【００２２】

【数２】 式（２）および（３）は、以下の条件１〜４を満足させ
ることにより、ウエーブレット変換および逆変換公式を
変形させて求めたものである。

【００２３】（条件１）「不釣合い測定は、供試体１に
同期する信号成分のみを考慮する。」 （条件２）「振動データのサンプリング周波数は、供試
体１の１回転あたりのサンプリングデータ個数Ｌが等し
くなるように決定する。」 （条件３）「式（１）の減衰係数ｃは不釣合い信号の特
性に応じて適切な値に設定し、式（１）の基本周波数ｋ
は供試体１の回転周波数に一致させる。」 （条件４）「式（１）の減衰係数ｃは、ｗ（ｔ）の窓の
幅が供試体１の一定の回転角度になるように決める。」
式（１）を式（２）および（３）に代入し、ｂをサンプ
リング周波数に応じて離散化し、ｆ（ｔ）の代わりに供
試体１が回転することにより生じる振動データを使用し
て、式（２）および（３）の展開を実行すると、ｇ
（ｔ）を求めることができる。

【００２４】このときのｇ（ｔ）は、時間とともに変化
する不釣合い信号成分を含んだ波形データに相当する。
また上記式（２）の関数ｆ（ｔ）にインパルス関数δ
（ｉ）を代入したときの上記式（３）の出力であるディ
ジタルフィルタの数列ｈ（ｉ）を予め求めておくことに
より、任意の信号ｙ（ｉ）が入力されたときの出力ｇ
（ｉ）を下記式（４）で示された畳み込み和で求めるこ
ともできる。この方法を用いると、フィルタ６の演算時
間を短縮することができる。

【００２５】

【数３】 以上が、特願平１０−１１２５０３号に記述されている
内容の一部である。さて、上記ディジタルフィルタの数
列は、上記条件１〜４を満足すれば、時間を横軸にし、
波形データを縦軸にとる座標系と同様に、供試体１の回
転角度を横軸にし、波形データを縦軸にとる座標系に対
しても使用できる。

【００２６】さらに、上記ディジタルフィルタの数列
は、式（１）の減衰係数ｃを適切に設定すると、供試体
１の回転速度が一定でないときに使用しても、供試体１
の回転速度を横軸にし、波形データを縦軸にとる座標系
に対して不釣合い信号成分の検出ができるようになる。
減衰係数ｃは、大きくするほどフィルタの通過帯域幅が
広がるので、信号にノイズが混入するおそれはあるが、
減衰係数ｃを大きくするほど処理を高速化することが可
能である。従って減衰係数ｃは、ノイズが本質的に影響
を及ぼさない範囲内で、できるだけ大きな値に設定する
のが好ましい。

【００２７】以上のように、フィルタ６では、振動検出
器３の出力を回転位置検出器２から与えられる回転位置
信号に関連づけて取り込み、式（１）の減衰係数ｃを適
切な値にして求めた上記ディジタルフィルタの数列を、
取り込んだ振動データに作用させることにより、供試体
１の回転速度が一定しない状態で不釣合い信号成分を含
んだ波形データを求められるようにしている。このこと
がこの発明の特徴の１つである。

【００２８】波形データ補正装置７は、フィルタ６から
出力される波形データと、回転速度データ記憶装置５か
ら出力される回転速度データとを入力とし、波形データ
に補正を加えてそれを波形データ記憶装置８へ出力す
る。波形データ補正装置７では、以下のような補正が行
われる。たとえば、剛性の高い軸受け構造を有するハー
ドタイプの動釣合い試験機においては、振動検出器３に
速度比例型振動検出器を使用する場合が多い。この場合
には、不釣合いによる発生電圧が、不釣合いと供試体１
の角速度ωの３乗に比例することが一般に知られてい
る。供試体１の加速後の一定回転速度をｍ₀ （ｒ．ｐ．
ｍ．）、回転速度データ記憶装置５に記憶されている供
試体１の回転速度をｍ_i （ｒ．ｐ．ｍ．）（但し、ｉ＝
１，２，…，ｎ）とし、回転速度ｍ_i に対応するフィル
タ６からの出力である波形データをｆ_i とすると、回転
速度の影響を除去した補正後の波形データｙ_i は、下記
式（５）および（６）で表わされる。

【００２９】

【数４】 また、剛性の高い軸受け構造を有するハードタイプの動
釣合い試験機においては、振動検出器３として圧電素子
型ピックアップが使用されることが多い。この場合に
は、不釣合いによる発生電圧が、不釣合いと供試体１の
角速度ωの２乗に比例することが一般に知られている。
この場合には、以下の式（７）および（８）で波形デー
タの補正を行うことができる。

【００３０】

【数５】 上記補正係数Ｋ_i が、理論式で正確に表現できないよう
な動釣合い試験機または振動検出器３を使用する場合に
は、既知の不釣合いを取り付けた供試体１を一定回転速
度で回転させたときのフィルタ６からの出力である波形
データの振幅を予め計測しておく。上記振幅を供試体１
の複数個の一定回転数において予め計測し、それらの実
験データから補間式を作成し、その後に上記回転速度比
ｍ₀ ／ｍ _i から上記補正係数Ｋ_i を求めるようにしても
よい。

【００３１】波形データ記憶装置８に記憶された補正後
の波形データは、供試体１の回転速度の影響が除かれた
正規化された波形データであるので、不釣合い演算装置
９で以下のような処理を行って、不釣合いベクトルを演
算することができる。波形データ記憶装置８に記憶され
た波形データを ｙ_i （但しｉ＝１，２，…ｎ） …（９） 上記波形データに合わせたい未定係数を含んだ関数を ｙ＝ α₁ ＋α₂ ｓｉｎ（２πｋｔ）＋α₃ ｃｏｓ（２πｋｔ）…（１０） とすると、α₂ ｓｉｎ（２πｋｔ）＋α₃ ｃｏｓ（２π
ｋｔ）は不釣合い信号を表わし、α₁ はアナログ回路の
零点誤差を表わしている。式（１０）を以下のように変
形して式（１１）を導く。

【００３２】

【数６】 式（９）および（１１）に最小二乗法を作用させて、式
（１２）および（１３）の連立一次方程式を解くと、未
定係数ａ_1,ａ_2,ａ₃ が求められる。

【００３３】

【数７】 三角関数の正弦の加法定理を使用すると、決定された係
数ａ_2,ａ₃ から不釣合い量Ｕと不釣合い角度ＰＨを式
（１４）で求めることができる。

【００３４】

【数８】 ここで、ｃは不釣合い量較正係数、αは不釣合い角度補
正係数であり、不釣合いが既知の試し重りを使用した不
釣合い測定結果によってそれぞれ前もって実験的に求め
ておくことができる。

【００３５】なお、この発明の不釣合い測定装置の構成
要素には、以下の（ａ）〜（ｅ）のいずれかの機能を選
択的に追加することができる。 （ａ）振動検出器３およびフィルタ６は、供試体１の回
転軸方向の形状に応じて、それぞれ複数個を設けて、そ
れぞれのフィルタ６の出力を波形データ補正装置７に転
送して、複数個のフィルタ６の出力から複数個の測定面
における不釣合いベクトルを演算するようにしてもよ
い。

【００３６】（ｂ）フィルタ６の信号増幅器の増幅倍率
は、不釣合い演算装置９の出力に応じて、適切な値に変
更すればよい。 （ｃ）フィルタ６のアンチエイリアスフィルタの遮断周
波数として、複数個の遮断周波数を設け、測定回転数の
範囲に応じて適切な遮断周波数を選択できるようにして
もよい。

【００３７】（ｄ）フィルタ６には、アンチエイリアス
フィルタの他に積分回路を用いたフィルタを併用しても
よい。 （ｅ）不釣合い演算装置９においては、ある回転速度以
下の波形データを削除したり、一定回転速度に到達する
直前の複数個の波形データを選択したりして、不釣合い
ベクトルの演算を行うようにしてもよい。このように不
釣合いベクトルの演算を行うのに、波形データ記憶装置
８から得られる波形データのうちの所定の波形データ部
分を利用することにより、より正確な不釣合いベクトル
の演算が可能になる。

【００３８】たとえば、供試体１としてタイヤ付ホイー
ルの不釣合いを測定する場合に、タイヤ付ホイールをた
とえば２．５回転させた波形データが得られた場合にお
いて、回転初期の１．５回転分の波形データは使用せ
ず、回転後半の１回転分の波形データから不釣合いベク
トルの演算を行うようにしてもよい。以上説明したフィ
ルタ６に対するデータや制御信号の送受信には、フィル
タ６に備えられた入出力インターフェースを使用すれば
よい。また、フィルタ６のディジタルフィルタの数列を
求めるために用いた上記の減衰特性を持つ複素指数関数
は、下記の式（１５）の条件を満足し、不釣合い信号成
分を検出できるものであればよく、上記式（１）の関数
である必要は必ずしもない。

【００３９】

【数９】 図１の構成において、供試体１が回転することにより回
転位置検出器２によって検出される基準位置信号および
回転位置信号は、供試体１から直接得られる基準位置信
号および回転位置信号でもよいし、供試体１の回転に関
連して得られる信号であってもよい。

【００４０】たとえば、供試体１から直接得られる基準
位置信号としては、供試体１の予め定める位置が回転位
置検出器２に対向したときに得られる信号を使用するこ
とができる。また、供試体１から直接得られる回転位置
信号としては、供試体１の形状，材質または色の変化等
を非接触式センサ等で検出して得られる信号を用いるこ
とができる。

【００４１】またこの回転位置信号の中の特定の信号を
基準位置信号として利用することもできる。 供試体１
から直接基準位置信号および回転位置信号を得ず、供試
体１と同期して回転する装置、たとえば供試体１の回転
軸に連結されたロータリエンコーダから得られる信号を
基準位置信号および回転位置信号として使用してもよ
い。ロータリエンコーダを用いる場合は、たとえば該エ
ンコーダが１回転することにより１回出力されるＺ信号
を基準位置信号として利用し、１回転をロータリエンコ
ーダにより等分割されたたとえば３２個のパルスを回転
位置信号として使用することができる。

【００４２】なお、ロータリエンコーダを用いる場合
は、通常ロータリエンコーダが発生するパルス（たとえ
ば１回転あたり２００個）よりも少ない数のパルスを回
転位置信号として使用するのが便利である。また、供試
体１の回転ではなく、供試体１を回転させるための回転
駆動装置の制御信号、制御データ等を回転速度演算器４
に入力して、供試体１の回転速度データを演算するよう
にしてもよい。あるいは、供試体１にレーザードップラ
ー速度計のような非接触方式の速度計測装置を作用させ
て、その出力を回転速度演算器４に入力するような構成
にしてもよい。

【００４３】いずれにしろ、供試体１の回転に関連し
て、上述した基準位置信号および回転位置信号が得られ
る構成であれば、いかなる構成を用いてもよい。図２
は、図１に示す不釣合い測定装置の動作を説明するため
のフローチャートである。次に、図１および図２を参照
して、この装置における処理の内容について説明をす
る。

【００４４】回転速度データ記憶装置５およびフィルタ
６では、供試体１が回転開始後、回転位置検出器２から
基準位置信号が与えられたか否かを判別し、回転位置検
出器２から基準位置信号が与えられたとき（基準位置信
号がＯＦＦからＯＮに変化したとき）、次のステップへ
進む（ステップＳ１）。ステップＳ２では、供試体１の
回転に伴って、回転位置検出器２から回転位置信号が出
力されるから、その回転位置信号が入力されるごとに、
回転信号がＯＦＦからＯＮに変化したと判別する。

【００４５】そして次のステップＳ３，Ｓ４では、回転
速度データ記憶装置５は、回転速度演算器４の出力であ
る供試体１の回転速度データを取り込んで記憶する。ま
た、フィルタ６では、振動検出器３から出力される振動
データを回転位置信号のＯＮのタイミングに合わせて取
り込んでディジタル化し、フィルタ６に内蔵されている
ＲＡＭに記憶する。

【００４６】次のステップＳ５では、回転速度記憶装置
５に記憶されている回転速度データおよびフィルタ６に
記憶されている振動データの数が、予め定められた必要
個数ｎに達したか否かが判別される。必要個数ｎに満た
ない場合は、ステップＳ２からの処理が繰り返されて、
回転位置検出器２からの回転位置信号が出力されるごと
に、その回転位置信号の出力タイミングに同期したタイ
ミングで、回転速度データおよび振動データが取り込ま
れて記憶される。

【００４７】この結果、必要個数ｎ、たとえば供試体１
の１回転あたり１６個の回転位置信号が出力される場合
において、たとえば供試体１が２．５〜３回転分（ｎ＝
４０〜４８個）の回転速度データおよび振動データが記
憶される。次のステップＳ６では、フィルタ６は、記憶
されている振動データに前述した式（１）（２）および
（３）にインパルス関数を作用させて求めたディジタル
フィルタの数列を式（４）に示されたように作用させ
て、不釣合い信号成分を含んだ波形データを演算する。

【００４８】次いで、ステップＳ７で、波形データ補正
装置７は、フィルタ６から出力される波形データと、回
転速度データ記憶装置５から与えられる回転速度データ
とに基づき、波形データの補正演算を実行する。そして
その結果は、波形データ記憶装置に記憶される（ステッ
プＳ８）。不釣合い演算装置９では、波形データ記憶装
置８に記憶されている補正された波形データに基づい
て、適切な波形データの選択を実行し、選択された波形
データおよび波形データに合わせたい関数から、関数の
未定係数を最小二乗法により決定し、決定された係数か
ら不釣合いベクトルを演算し、その結果を出力する（ス
テップＳ９，Ｓ１０）。

【００４９】

【実施例】図３，４および５に、実験的に得た解析例を
示す。図３は、供試体１の回転速度が一定回転速度まで
等加速度で上昇するときに、剛性の高い軸受け構造を有
するハードタイプの動釣合い試験機において、振動検出
器３に速度比例型振動検出器を使用した場合の、振動検
出器３からの出力としての振動データをInput Signalと
して表示し、フィルタ６からの出力である不釣合い信号
成分を含んだ波形データをOutput Signal として表示し
たものである。

【００５０】この図３における横軸には供試体１の回転
角度、縦軸には波形データがとられている。図３では、
不釣合い振動のみが振動検出器３からの出力として与え
られており、回転角度の増加とともに波形データの振幅
が増加している。図３より、フィルタ６の出力であるOu
tput Signal の波形は元のInput Signalの波形と同じで
あり、フィルタ６が不釣合い振動の波形データを正確に
再現していることがわかる。

【００５１】図３のＵｒｅａｌおよびＰＨｒｅａｌは、
不釣合い量および不釣合い角度の理論値であり、Ｕｃａ
ｌおよびＰＨｃａｌは、不釣合い演算装置９により演算
された不釣合い量および不釣合い角度を示している。こ
の結果より、不釣合い演算装置９は不釣合いベクトルを
かなり正確に演算していることがわかる。図４は、Inpu
t Signalとして一定周波数のノイズ信号のみを与えた場
合のフィルタ６の出力であるOutput Signal と不釣合い
演算装置９の演算結果を、図３の場合と同様に表示した
ものである。図４より、前記ノイズ信号が除去されてい
ることがよくわかる。

【００５２】図５は、図３および図４に示されたInput
Signalを重ね合わせた信号をフィルタ６へ入力として与
えた場合の、フィルタ６の出力結果および不釣合い演算
装置９の出力結果を、図３および４と同様に表示したも
のである。図５より、ノイズ信号が混入した不釣合い信
号をフィルタ６の入力として与えても、不釣合い演算装
置９は不釣合いベクトルをかなり正確に演算しているこ
とが理解できる。

【００５３】

【発明の効果】この発明によれば、供試体の回転が加速
中または減速中において、不釣合いの測定ができ、しか
もその測定は正しく行うことができるから、不釣合い測
定時間を従来に比べて大幅に短縮できる。また、供試体
の回転が不安定な状態においても、波形データの補正を
行うことにより、不釣合いの測定が正確に行える。

【００５４】このように供試体の回転速度が不安定な状
態においても不釣合い測定が可能であるから、動釣合い
試験機から供試体の回転駆動用モータを除去し、人が手
で供試体を回転させて、供試体が惰性で回転している間
に不釣合い測定を行うことのできる安価な動釣合い試験
機を実現することができる。たとえば、安価なタイヤ付
ホイールの動釣合い試験機等を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態にかかる不釣合い測定装
置の概略構成を示すブロック図である。

【図２】図１に示す測定装置の処理内容を表わすフロー
チャートである。

【図３】この発明にかかる原理に基づいて実験的に得た
解析例を示す図である。

【図４】この発明にかかる原理に基づいて実験的に得た
解析例を示す図である。

【図５】この発明にかかる原理に基づいて実験的に得た
解析例を示す図である。

【符号の説明】

１ 供試体 ２ 回転位置検出器 ３ 振動検出器 ４ 回転速度演算器 ５ 回転速度データ記憶装置 ６ フィルタ ７ 波形データ補正装置 ８ 波形データ記憶装置 ９ 不釣合い演算装置

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】供試体の１回転につき予め定める複数個の
   回転位置信号を出力する回転位置信号出力手段と、 供試体に回転を与えることにより発生する振動を検出す
   る振動検出手段と、 供試体の回転速度データを演算する回転速度演算手段
   と、 回転位置信号出力手段から出力される回転位置信号に関
   連づけて前記回転速度演算手段で演算された回転速度デ
   ータを記憶するための記憶手段と、 回転位置信号出力手段から出力される回転位置信号に関
   連づけて前記振動検出手段で検出される振動データに対
   してディジタルフィルタを作用させ、不釣合い信号の波
   形データを求めるためのフィルタリング手段と、 フィルタリング手段で求められた不釣合い信号の波形デ
   ータに対して、前記記憶手段に記憶されている回転速度
   データに基づく補正を行うための波形データ補正手段
   と、 波形データ補正手段で補正された波形データと、その波
   形データに合わせたい未定係数を含んだ関数に最小二乗
   法を作用させて当該未定係数を決定し、決定された係数
   から不釣合いベクトルを演算し、その結果を出力する不
   釣合い演算手段とを備えており、 供試体の回転が定速回転でなくても不釣合い測定を行え
   るようにしたことを特徴とする不釣合い測定装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載の不釣合い測定装置におい
   て、 供試体が１回転するごとに１個の基準位置信号を出力す
   る基準位置信号出力手段をさらに備え、 前記基準位置信号出力手段から基準位置信号が出力され
   たことに応答して、前記記憶手段およびフィルタリング
   手段が前記処理動作を開始することを特徴とする不釣合
   い測定装置。
3. 【請求項３】請求項１または２記載の不釣合い測定装置
   において、 前記回転速度演算手段は前記回転位置信号出力手段から
   出力される回転位置信号に基づいて供試体の回転速度デ
   ータを演算することを特徴とする不釣合い測定装置。
4. 【請求項４】請求項２または３記載の不釣合い測定装置
   において、 前記基準位置信号出力手段および回転位置信号出力手段
   は、共通の装置で構成されていることを特徴とする不釣
   合い測定装置。
5. 【請求項５】供試体に回転を与えることにより発生する
   振動から不釣合い信号の波形データを求めて、求めた波
   形データから供試体の不釣合いベクトルを求めるような
   不釣合い測定装置において、 前記波形データに供試体の回転速度データに関連づけら
   れた補正を行うための波形データ補正手段と、 前記波形データ補正手段の出力である補正後の波形デー
   タから供試体の不釣合いベクトルを求めて、供試体の回
   転が加速中または減速中に不釣合い測定を行う不釣合い
   演算手段と、を有することを特徴とする不釣合い測定装
   置。
6. 【請求項６】供試体が１回転するごとに１個の基準位置
   信号を出力し、 供試体の１回転につき予め定める複数個の回転位置信号
   を出力し、 供試体に回転を与えることにより発生する振動を検出
   し、 供試体の回転速度データを演算し、 回転位置信号に関連づけて、前記演算された回転速度デ
   ータを記憶し、 回転位置信号に関連づけて、検出される振動データに対
   してディジタルフィルタを作用させて不釣合い信号の波
   形データを求め、 求められた不釣合い信号の波形データに対して、記憶し
   た回転速度データに基づく補正を行い、 補正された波形データと、その波形データに合わせたい
   未定係数を含んだ関数に最小二乗法を作用させて当該未
   定係数を決定し、決定された係数から不釣合いベクトル
   を演算することを特徴とする不釣合い測定方法。