JP3853807B2 - 音振解析装置及び音振解析方法並びに音振解析用のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体及び音振解析用のプログラム - Google Patents
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Description
本発明は、回転体の回転に伴い発生する音または振動の解析装置に関し、より詳しくは、車両を実走行させて行う官能検査とトランスミッションなどから発生するギヤ（歯車）の音との相関を取って異音の解析を行う装置、及びその方法並びにこれに用いられるプログラム、プログラムをコンピュータ読み取り可能に記録した記録媒体に関する。
ギヤなどの回転体を備える装置を運転させると、時間的に連続して発する連続音や、特定の走行状態に発生する不連続音、または音の発生を伴わない振動が発生することがある。このうち、不連続音としては、ギヤが噛合しながら回転する際に発生する歯打ち音や、ベアリングの転動面から発生する音（以下、まとめて異音とする）などがあげられる。従来、このような異音の発生を防止することを目的として、作業者による官能検査が行われたり、異音を解析する装置が開発されたりしている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）。
ここで、特許文献１に開示されている解析装置は、ギヤの回転速度を変化させながら所望の範囲内の回転速度に応じて発生する振動を測定し、これを周波数分析した信号の内から、ギヤの回転速度と歯数に応じて決定される周波数範囲内の信号を取り出すもので、この解析装置によれば異音の最大値が抽出される。
特許文献２に開示されている解析装置は、ギヤが回転する際の回転速度のムラと、ギヤから発生した音の音圧とを同時に測定し、それぞれの信号の波形を比較するもので、この解析装置によればギヤを有する歯車伝達装置に発生する音がギヤによるものであるのか、他の要因によるものであるのが判別される。
特許文献３に開示されている解析装置は、二輪車に集音マイクとレコーダとを取り付けて走行時の音をデータとして取り込んで、予め次数が判明しており、かつ全体音の中で比率の高い次数の音を、次数フィルタを用いて特定するもので、この解析装置によれば次数音に基づく評価がなされる。
特許第２５９６０８１号公報（第２頁および第３頁、第１図）
特開２００２−２５７６８５号公報（段落番号００１５および００１６、第４図）
特開２００１−１９４２２１号公報（段落番号００２９および００３０、第１３図）
特許文献２に開示されている解析装置は、ギヤが回転する際の回転速度のムラと、ギヤから発生した音の音圧とを同時に測定し、それぞれの信号の波形を比較するもので、この解析装置によればギヤを有する歯車伝達装置に発生する音がギヤによるものであるのか、他の要因によるものであるのが判別される。
特許文献３に開示されている解析装置は、二輪車に集音マイクとレコーダとを取り付けて走行時の音をデータとして取り込んで、予め次数が判明しており、かつ全体音の中で比率の高い次数の音を、次数フィルタを用いて特定するもので、この解析装置によれば次数音に基づく評価がなされる。
しかしながら、従来の解析装置では、複数の回転体がある場合に、異音が発生した場所を特定することができなかった。また、官能検査で異音が発生する場所を特定しようとしても、官能検査は人間の感性に基づくためにばらつきが発生し易く、実際の測定結果との相関を取り難かった。特に、自動車のトランスミッションなどのように、一つの回転軸にギヤを多段に配置したり、回転軸を多軸化したりした装置では、異音の推定部位が多数にのぼり、異音の発生場所の特定が困難となる。
また、従来の解析装置は回転体の回転数の経過時間に基づいて評価を行っており、自動車のように検査対象物が移動する場合には、実際の車速と回転体の回転速度とが異なる場合があるので、測定結果の相関が取り難くなる。また、特許文献１のように最大値による判断では、異音の周波数が小さい場合には、その音を人間が感知できるものであっても検出できない。
よって、本発明は、上記の課題を解決し、音の発生要因およびその発生場所を確実に判別することができる解析装置を提供することを目的とする。また、音の代わりに振動を測定した場合であっても振動の発生要因を確実に判別することができる解析装置を提供することを目的とする。
また、従来の解析装置は回転体の回転数の経過時間に基づいて評価を行っており、自動車のように検査対象物が移動する場合には、実際の車速と回転体の回転速度とが異なる場合があるので、測定結果の相関が取り難くなる。また、特許文献１のように最大値による判断では、異音の周波数が小さい場合には、その音を人間が感知できるものであっても検出できない。
よって、本発明は、上記の課題を解決し、音の発生要因およびその発生場所を確実に判別することができる解析装置を提供することを目的とする。また、音の代わりに振動を測定した場合であっても振動の発生要因を確実に判別することができる解析装置を提供することを目的とする。
上記の課題を解決する本発明の請求項１にかかる発明は、複数の回転体（例えば、実施形態の１速ドライブギヤ５、１速ドリブンギヤ７、２速ドライブギヤ６２速ドリブンギヤ８、第二シャフト９、ファイナルドライブギヤ１０、ファイナルドリブンギヤ１１）を有する車両（例えば、実施形態の自動車１）の動力伝達機構（例えば、実施形態のトランスミッション２）の稼動時に、前記回転体の回転に伴って発生する音または振動のデータと、選択された前記回転体の回転数のデータ（例えば、実施形態のパルス信号データ）とを取り込んで解析を行う音振解析装置であって、前記音または振動のデータを周波数分析する周波数分析手段（例えば、実施形態の音振演算部３２）と、前記周波数分析した記音または振動のデータから前記回転体の諸元に応じた次数を演算する次数変換手段（例えば、実施形態の次数演算部３４）と、前記回転数のデータから前記車両の速度を演算する速度変換手段（例えば、実施形態の速度演算部３３）と、前記音または振動のデータから演算される音圧レベルを前記次数および前記車両の速度に対して表示する表示手段（例えば、実施形態の表示装置２２および表示制御部３５）と、前記表示手段の表示から選択された特定の次数を有する音を再生する再生手段（例えば、実施形態のスピーカ２３）と、を備えることを特徴とする音振解析装置（例えば、実施形態の音振解析装置２０）とした。
この音振解析装置によれば、回転体から音や振動が発生した場合に、そのような音や振動のデータを取り込んで、回転体の回転数に依存しない変数である次数が演算され、車速と共に表示される。例えば、音の次数は、回転体の歯数により定まるので、音が発生している次数を調べれば、音の発生源である回転体を特定される。ここにおいて、車速を用いてグラフ表示を行い、官能検査との整合が取り易くしている。また、取り込んだ音を再生しながら、音の発生源の特定ができるようになっている。なお、回転体の諸元とは、例えば、回転体がギヤである場合の歯数があげられる。
請求項２にかかる発明は、請求項１に記載の音振解析装置において、前記再生手段は、取り込んだ音または振動のデータからなる原音と、特定の前記次数を有する音からなる特定成分と、前記原音から前記特定成分を除いた音とを再生する手段であることを特徴とする。
この音振解析装置によれば、音や振動の発生源を特定する際に、原音と、特定成分と、原音から特定成分を取り除いた音とを、必要に応じて再生することができる。原音は測定時の状態を再現するものであり、特定成分は異音に相当する。
また、原音から特定成分を取り除いた音は、異音の発生源を取り除いた後に車両または動力伝達機構が発する音に略等しい。
また、原音から特定成分を取り除いた音は、異音の発生源を取り除いた後に車両または動力伝達機構が発する音に略等しい。
請求項３にかかる発明は、請求項１または請求項２に記載の音振解析装置において、前記再生手段により再生される音のデータを予め設定されたデータ形式のファイルに変換する変換手段（例えば、実施形態の変換部３８）を備えることを特徴とする。
この音振解析装置によれば、特定の次数を有する音または振動のデータであって、再生手段で音として再生されるデータを、他のコンピュータなどで読み取り可能な形式のファイルに変換することができる。
請求項４にかかる発明は、複数の回転体を有する車両の動力伝達機構の稼動時に、前記回転体の回転に伴って発生する音または振動のデータと、選択された前記回転体の回転数のデータとを取り込んで解析を行う音振解析方法であって、前記音または振動のデータを周波数分析する周波数分析工程（例えば、実施形態のステップＳ２）と、前記回転数のデータから前記車両の速度を演算する速度変換工程（例えば、実施形態のステップＳ３）と、前記周波数分析した前記音または振動のデータから前記回転体の諸元に応じた次数を演算する次数変換工程（例えば、実施形態のステップＳ４）と、前記音または振動のデータから演算される音圧レベルを前記次数および前記車両の速度に対して表示する表示工程（例えば、実施形態のステップＳ５）と、前記表示工程によってなされた表示に基づいて、特定の次数を有する前記音の再生が選択されたときに、その音を再生する再生工程（例えば、実施形態のステップＳ６）と、を含むことを特徴とする音振解析方法とした。
この音振解析方法によれば、回転体が発生する音や振動を取り込んで、回転体の回転数に依存しない変数である次数が演算され、車速と共に表示されるので、特定の車速で音や振動が発生した場合などに、その音や振動が発生している次数を調べれば、音振の発生源である回転体が特定される。
請求項５にかかる発明は、請求項４に記載の音振解析方法において、前記再生工程は、取り込んだ前記音または振動のデータからなる原音を再生する工程と、特定の前記次数を有する音からなる特定成分を再生する工程と、前記原音から前記特定成分を除いた音を再生する工程との少なくとも一つを実行する工程であることを特徴とする。
この音振解析方法によれば、音を再生する際に、原音と、特定成分と、特定成分を除いた音とが作業者によって選択された場合に、選択された音が抽出され、再生される。
請求項６にかかる発明は、複数の回転体を有する車両の動力伝達機構の稼動時に、前記回転体の回転に伴って発生する音または振動のデータと、選択された前記回転体の回転数のデータとを取り込んで解析を行うにあたり、前記音または振動のデータを周波数分析する周波数分析工程と、前記回転数のデータから前記車両の速度を演算する速度変換工程と、前記周波数分析した前記音または振動のデータから前記回転体の諸元に応じた次数を演算する次数変換工程と、前記音または振動のデータから演算される音圧レベルを前記次数および前記車両の速度に対して表示する表示工程と、前記表示工程によってなされた表示に基づいて、特定の次数を有する前記音の再生が選択されたときに、その音を再生する再生工程と、をコンピュータに実行させるプログラムを記憶したことを特徴とする音振解析用のプログラムをコンピュータ読取可能に記録した記録媒体とした。
この記録媒体に記録されている音振解析用のプログラムをコンピュータに読み込ませ、実行させると、特定の車速で音や振動が発生した場合などに、その音や振動の次数を算出することで、音振の発生源である回転体を特定できるようになる。
請求項７にかかる発明は、複数の回転体を有する車両の動力伝達機構の稼動時に、前記回転体の回転に伴って発生する音または振動のデータと、選択された前記回転体の回転数のデータとを取り込んで解析を行うにあたり、前記音または振動のデータを周波数分析する周波数分析工程と、前記回転数のデータから前記車両の速度を演算する速度変換工程と、前記周波数分析した前記音または振動のデータから前記回転体の諸元に応じた次数を演算する次数変換工程と、前記音または振動のデータから演算される音圧レベルを前記次数および前記車両の速度に対して表示する表示工程と、前記表示工程によってなされた表示に基づいて、特定の次数を有する前記音の再生が選択されたときに、その音を再生する再生工程と、をコンピュータに実行させることを特徴とする音振解析用のプログラム。
この音振解析用のプログラムをコンピュータに実行させると、特定の車速で音や振動が発生した場合などに、その音や振動の次数を算出することで、音振の発生源である回転体を特定できるようになる。なお、このような音振解析用のプログラムは、予めコンピュータに記憶させておいても良いし、ネットワークを通じてダウンロードするようにしても良い。
請求項１によれば、音または振動の次数を演算し、演算した次数および車速に対する音圧レベルを表示するようにしたので、車速の変化に応じて発生する異音や振動の発生源の特定が可能になる。また、官能検査との整合が取り易くなるので、異音や振動の発生の確認や、発生源の特定が容易になる。さらに、異音や振動の発生源の特定が確実にできるので、交換作業の工数削減にも貢献する。回転体の回転数の大小に依存しない次数で異音や振動の発生源を特定できるので、周波数の近い回転体が複数ある場合であっても、異音や振動の発生源の判別を制御良く行える。そして、特定の次数を有する音を再生するようにしたので、官能検査との整合が取り易くなるので、異音や振動の発生の確認や、発生源の特定が容易になる。
請求項２によれば、取り込んだ音または振動からなる原音と、特定の次数の音からなる特定成分と、原音から特定成分を除いた音とを再生できる。したがって、測定時の状態の再現や、異音のみの聴取、異音の発生源を取り除いた状態の確認が可能になるので、前記の効果に加えて、さらに異音や振動の発生の確認や、発生源の特定が容易になる。
請求項３によれば、音振解析装置で再生した音のデータを、他の装置でも読み取り可能なファイル形式に変換して保存することが可能になるので、他の装置を使用して異音などの確認を行うことができる。したがって、場所や時間にとらわれずに、異音や振動の発生の確認や、発生源の特定を行うことが可能になり、異音や振動に対する対策を講じ易くなる。
請求項２によれば、取り込んだ音または振動からなる原音と、特定の次数の音からなる特定成分と、原音から特定成分を除いた音とを再生できる。したがって、測定時の状態の再現や、異音のみの聴取、異音の発生源を取り除いた状態の確認が可能になるので、前記の効果に加えて、さらに異音や振動の発生の確認や、発生源の特定が容易になる。
請求項３によれば、音振解析装置で再生した音のデータを、他の装置でも読み取り可能なファイル形式に変換して保存することが可能になるので、他の装置を使用して異音などの確認を行うことができる。したがって、場所や時間にとらわれずに、異音や振動の発生の確認や、発生源の特定を行うことが可能になり、異音や振動に対する対策を講じ易くなる。
請求項４によれば、測定したデータに基づいて音または振動の次数が演算され、演算した次数および車速に対する音圧レベルが表示されるので、車速の変化に応じて発生する異音や振動の発生源が特定できるようになる。したがって、異音や振動の発生源を容易に、かつ確実に特定できるようになるので、部品等の交換作業や調整作業のための工数を削減できる。
請求項５によれば、原音、特定成分、原音から特定成分を除いた音とが選択的に再生されるようになるので、測定時の状態の再現や、異音のみの聴取、異音の発生源を取り除いた状態の確認が可能になる。したがって、異音や振動の発生の確認や、発生源の特定がさらに容易になる。
請求項６によれば、記録媒体に記録されている音振解析用プログラムをコンピュータで実行させるだけで、音振解析が行えるようになり、異音や振動の発生源を特定できるようになる。
請求項７によれば、音振解析用のプログラムをコンピュータで実行させるだけで、音振解析が行えるようになり、異音や振動の発生減を特定できるようになる。
請求項５によれば、原音、特定成分、原音から特定成分を除いた音とが選択的に再生されるようになるので、測定時の状態の再現や、異音のみの聴取、異音の発生源を取り除いた状態の確認が可能になる。したがって、異音や振動の発生の確認や、発生源の特定がさらに容易になる。
請求項６によれば、記録媒体に記録されている音振解析用プログラムをコンピュータで実行させるだけで、音振解析が行えるようになり、異音や振動の発生源を特定できるようになる。
請求項７によれば、音振解析用のプログラムをコンピュータで実行させるだけで、音振解析が行えるようになり、異音や振動の発生減を特定できるようになる。
発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
最初に、本実施形態における検査対象物について説明する。図１に示すように、この実施形態の検査対象物は、自動車１、より詳細には自動車のトランスミッション２である。
トランスミッション２は、エンジン３を駆動源として回転する第一シャフト４を有し、この第一シャフト４には１０歯のドライブギヤ５と、１５歯のドライブギヤ６とが並列に取り付けられている。１速ドライブギヤ５には２０歯の１速ドリブンギヤ７に噛合しており、２速ドライブギヤ６には５歯の２速ドリブンギヤ８が噛合している。１速ドリブンギヤ７および２速ドリブンギヤ８は共に第二シャフト９に取り付けられている。さらに、この第二シャフト９には１０歯のファイナルドライブギヤ１０が取り付けられており、このファイナルドライブギヤ１０がファイナルドリブンギヤ１１に噛合している。ファイナルドリブンギヤ１１は第三シャフト１２に取り付けられており、第三シャフト１２の端部には駆動輪１３が取り付けられている。第三シャフト１２および第二シャフト９は、第一シャフト４に平行に配置されている。さらに、１速ドリブンギヤ７および２速ドリブンギヤ８には不図示のクラッチを設けてあり、不図示のシフトレバーの操作により１速が選択されたときには２速ドリブンギヤ８が空転し、１速ドライブギヤ５と１速ドリブンギヤ７およびファイナルドライブギヤ１０によりエンジン３の回転がファイナルドリブンギヤ１１および駆動輪１３に伝達される。同様に、２速が選択されたときには１速ドリブンギヤ７が空転し、２速ドライブギヤ６と２速ドリブンギヤ８およびファイナルドライブギヤ１０によりエンジン３の回転がファイナルドリブンギヤ１１および駆動輪１３に伝達される。
最初に、本実施形態における検査対象物について説明する。図１に示すように、この実施形態の検査対象物は、自動車１、より詳細には自動車のトランスミッション２である。
トランスミッション２は、エンジン３を駆動源として回転する第一シャフト４を有し、この第一シャフト４には１０歯のドライブギヤ５と、１５歯のドライブギヤ６とが並列に取り付けられている。１速ドライブギヤ５には２０歯の１速ドリブンギヤ７に噛合しており、２速ドライブギヤ６には５歯の２速ドリブンギヤ８が噛合している。１速ドリブンギヤ７および２速ドリブンギヤ８は共に第二シャフト９に取り付けられている。さらに、この第二シャフト９には１０歯のファイナルドライブギヤ１０が取り付けられており、このファイナルドライブギヤ１０がファイナルドリブンギヤ１１に噛合している。ファイナルドリブンギヤ１１は第三シャフト１２に取り付けられており、第三シャフト１２の端部には駆動輪１３が取り付けられている。第三シャフト１２および第二シャフト９は、第一シャフト４に平行に配置されている。さらに、１速ドリブンギヤ７および２速ドリブンギヤ８には不図示のクラッチを設けてあり、不図示のシフトレバーの操作により１速が選択されたときには２速ドリブンギヤ８が空転し、１速ドライブギヤ５と１速ドリブンギヤ７およびファイナルドライブギヤ１０によりエンジン３の回転がファイナルドリブンギヤ１１および駆動輪１３に伝達される。同様に、２速が選択されたときには１速ドリブンギヤ７が空転し、２速ドライブギヤ６と２速ドリブンギヤ８およびファイナルドライブギヤ１０によりエンジン３の回転がファイナルドリブンギヤ１１および駆動輪１３に伝達される。
車両１の車室内には、集音マイク１４とレコーダ１６が搭載されており、トランスミッション２で発生する音を集音することができる。トランスミッション２で発生する音は、各シャフト４，９や、各ギヤ５，６，７，８，１０，１１の回転に伴って発生する音、ギヤ同士が噛み合う際に発生する音など様々であるが、これらの内、所定の音圧レベル（ｄＢ）を超える音が異音とみなされる。さらに、集音マイク１４は、トランスミッション２で発生する音に加えて、エンジン３、その他の機器から発する音も取り込むことができる。また、自動車１を実走行させて官能検査を行うテストドライバは、運転中に感じたことなどをコメントとして喋るので、この音声も集音マイク１４に取り込まれる。レコーダ１６は、集音マイク１４が取り込んだ音を時間の経過に従って音データとして記録する。
第二シャフト９の１速ギヤ７の外周の歯に臨む位置には、パルスセンサ１５が取り付けられている。パルスセンサ１５は、第二シャフト９の回転数を検出するために選択された回転体（１速ドリブンギヤ７）の回転数を検出する半導体センサである。１速ドリブンギヤ７が回転し、その外周に形成してある歯がパルスセンサ１５に近接または離間すると、方形状のパルス信号を出力する。検査開始から時間の経過に従って、パルスセンサ１５から出力されるパルス信号はパルス信号データとしてレコーダ１６に記録される。
レコーダ１６は、音データとパルス信号データとを同期させて１つのデータファイルとして記録媒体に記録する。
さらに、トランスミッション２の各ギヤ７，８，１０の諸元に応じた次数について説明する。
この実施形態における諸元は、各ギヤ７，８，１０の歯数であって、次数は、パルスセンサ１５で回転数を検出するギヤ（１速ドリブンギヤ７）が取り付けられている第二シャフト９の１回転を基準として、各ギヤ（１速ドリブンギヤ７、２速ドリブンギヤ８、ファイナルドライブギヤ１０）の次数を特定するパラメータとなる。上記のように、１速ドリブンギヤ７は２０歯のギヤなので、パルスセンサ１５のパルスが２０回カウントされると第二シャフト９が１回転したことになる。第ニシャフト９が１回転する間に、１速ドリブンギヤ７は１速ドライブギヤ５と２０歯噛み合うので、１速ドリブンギヤ７の次数は２０次とする。同様に、第二シャフト９が１回転する間に２速ドリブンギヤ８は２速ドライブギヤ６と５歯噛み合うので、２速ドリブンギヤ８の次数は５次となる。さらに、第二シャフト９が１回転する間にファイナルドライブギヤ１０は、ファイナルドリブンギヤ１１と１０歯噛み合うので、その次数は１０次となる。なお、周波数をパラメータとする場合には、例えば、第ニシャフト９が１００回／秒で回転すると、２０歯の１速ドリブンギヤ７は１００回転／秒だけ１速ドライブギヤ５と噛み合うので、この時の周波数は２０００Ｈｚとなる。一方、第二シャフト９の回転数が５０回転／秒になれば１速ドリブンギヤ７の周波数は１０００Ｈｚになる。したがって、周波数はシャフトの回転数によって変化するが、次数はシャフトの回転数によらず一定の値となり、本実施形態のように次数に着目してデータ処理を行うことで、回転数によらずに安定した解析が行えるようになる。
この実施形態における諸元は、各ギヤ７，８，１０の歯数であって、次数は、パルスセンサ１５で回転数を検出するギヤ（１速ドリブンギヤ７）が取り付けられている第二シャフト９の１回転を基準として、各ギヤ（１速ドリブンギヤ７、２速ドリブンギヤ８、ファイナルドライブギヤ１０）の次数を特定するパラメータとなる。上記のように、１速ドリブンギヤ７は２０歯のギヤなので、パルスセンサ１５のパルスが２０回カウントされると第二シャフト９が１回転したことになる。第ニシャフト９が１回転する間に、１速ドリブンギヤ７は１速ドライブギヤ５と２０歯噛み合うので、１速ドリブンギヤ７の次数は２０次とする。同様に、第二シャフト９が１回転する間に２速ドリブンギヤ８は２速ドライブギヤ６と５歯噛み合うので、２速ドリブンギヤ８の次数は５次となる。さらに、第二シャフト９が１回転する間にファイナルドライブギヤ１０は、ファイナルドリブンギヤ１１と１０歯噛み合うので、その次数は１０次となる。なお、周波数をパラメータとする場合には、例えば、第ニシャフト９が１００回／秒で回転すると、２０歯の１速ドリブンギヤ７は１００回転／秒だけ１速ドライブギヤ５と噛み合うので、この時の周波数は２０００Ｈｚとなる。一方、第二シャフト９の回転数が５０回転／秒になれば１速ドリブンギヤ７の周波数は１０００Ｈｚになる。したがって、周波数はシャフトの回転数によって変化するが、次数はシャフトの回転数によらず一定の値となり、本実施形態のように次数に着目してデータ処理を行うことで、回転数によらずに安定した解析が行えるようになる。
図１および図２に示すように、音振解析装置２０は、記録媒体からデータファイルを読み取る読取装置２１と、ディスプレィなどの表示装置２２と、音を再生するスピーカ２３と、データを記憶する記憶装置２４と、キーボードやポインティングデバイスなどの入力装置２５と、中央演算装置などからなる制御装置２６とを備えるコンピュータである。この音振解析装置２０は、記録媒体の種類に応じて複数の読取装置２１を有しても良い。スピーカ２３は、デジタル信号を増幅する増幅回路や、アナログ信号に変換する変換器などを含むものとする。
制御装置２６は、記憶装置２４に記憶されている音振解析用のアプリケーションプログラムを中央演算装置やメモリに展開、起動させることで、各種のデータ処理を実現する。ここで、制御装置２６は、音振解析用のアプリケーションプログラムにより、抽出部３１と、音振演算部３２と、速度演算部３３と、次数演算部３４と、表示制御部３５と、入力処理部３６と、抽出部３７として機能する。
制御装置２６の抽出部３１は、読み込んだデータファイルから音データとパルス信号データを抽出する。抽出された音データおよびパルス信号データは、音振演算部３２において周波数データおよび音圧データに変換される。ここで、周波数データは、音データを周波数分析（高速フーリエ変換）して得られるデータである。音圧データは、周波数データの音の振幅の大きさから音圧を求め、基準音圧（例えば、全体の音の音圧）に対する対数比である音圧レベルを演算したデータで、時間および周波数ならびに第二シャフト９の回転数と、これにより特定される音の音圧レベルとを対向付けたデータ構成を有する。
また、パルス信号データは、速度演算部３３において回転数データと、車速データに換算される。車速は回転数に所定の係数を乗算することで得られるが、この係数は駆動輪１３の径や、ギヤ比によって異なる。この音振解析装置２０では予めメモリされている係数を選択して用いるか、作業者が入力した値を用いる。
また、パルス信号データは、速度演算部３３において回転数データと、車速データに換算される。車速は回転数に所定の係数を乗算することで得られるが、この係数は駆動輪１３の径や、ギヤ比によって異なる。この音振解析装置２０では予めメモリされている係数を選択して用いるか、作業者が入力した値を用いる。
次数演算部３４は、周波数データおよびパルス信号データから音の周波数を回転数で除算して次数を演算する。この処理で得られる次数は、時間と、周波数と、音圧レベルと、第二シャフト９の回転数と、自動車１の車速と関連付けられて、次数データとされる。このように実際に録音された音から演算される次数は、トランスミッション２の各ギヤ（例えば、ギヤ７，８，１０）の歯数（諸元）により定まる各ギヤ固有の次数に相当する。このため、走行中に録音された音のうち、所定の音圧レベル以上の音の次数を演算すれば、異音の発生原因となっているギヤ（例えば、ギヤ７，８，１０）を特定することができる。なお、次数データは、周波数および回転数と、これにより特定される次数とを対応付けたデータ構成でも良い。
演算結果の表示処理は、表示制御部３５により行われる。入力処理部３６は作業者が入力装置２５を用いて入力する操作を処理する。抽出部３７は、特定の周波数または次数を有する音を再生する場合に、該当する音を次数データから抽出する処理を行う。変換部３８は、抽出部３７で抽出し、かつスピーカ２３で再生した音のデータを、他の装置で読み取ることが可能なファイル形式にする。ここで、読み取とることが可能とは、他の装置でファイルを開いて、データを画面表示させたり、他の装置のスピーカで音を再現したりできることをいう。
次に、本実施形態の作用について説明する。
まず、自動車１を実走行させて、音声データおよびパルス信号データを取得する。この際に、テストドライバは、徐々に速度を変化させながら、官能検査を行い、実際に体感される走行フィーリングを記録する。官能検査の結果を記録する記録媒体には音声データまたは紙媒体が用いられる。例えば、２速で緩加速しているときに、車速が５５ｋｍ／ｈ付近や、車速が６０ｋｍ／ｈ付近でテストドライバが異音を聞き取ったら、その旨が記録される。実走行が終了したらレコーダ１６から記録媒体を取り出す。音振解析装置２０では、図３のフローチャートに従って処理が行われる。すなわち、音振解析装置２０にデータを読み込み（ステップＳ１）、音振演算部３２における周波数分析を行う（ステップＳ２）。必要に応じて速度演算部３３が自動車１のトランスミッション２の回転数が車速に変換し（ステップＳ３）、これらの情報が画面表示される。その後、作業者の操作に応じて次数演算部３４によって回転体の諸元に応じた次数変換が行われ（ステップＳ４）、表示制御部３５が演算結果を表示する（ステップＳ５）。また、演算結果の表示に基づいて音データの再生が行われる（ステップＳ６）。さらに、必要に応じて変換部３８がデータ変換を行い、他のコンピュータにおいて読み取り可能な形式にデータを変換する（ステップＳ７）。
まず、自動車１を実走行させて、音声データおよびパルス信号データを取得する。この際に、テストドライバは、徐々に速度を変化させながら、官能検査を行い、実際に体感される走行フィーリングを記録する。官能検査の結果を記録する記録媒体には音声データまたは紙媒体が用いられる。例えば、２速で緩加速しているときに、車速が５５ｋｍ／ｈ付近や、車速が６０ｋｍ／ｈ付近でテストドライバが異音を聞き取ったら、その旨が記録される。実走行が終了したらレコーダ１６から記録媒体を取り出す。音振解析装置２０では、図３のフローチャートに従って処理が行われる。すなわち、音振解析装置２０にデータを読み込み（ステップＳ１）、音振演算部３２における周波数分析を行う（ステップＳ２）。必要に応じて速度演算部３３が自動車１のトランスミッション２の回転数が車速に変換し（ステップＳ３）、これらの情報が画面表示される。その後、作業者の操作に応じて次数演算部３４によって回転体の諸元に応じた次数変換が行われ（ステップＳ４）、表示制御部３５が演算結果を表示する（ステップＳ５）。また、演算結果の表示に基づいて音データの再生が行われる（ステップＳ６）。さらに、必要に応じて変換部３８がデータ変換を行い、他のコンピュータにおいて読み取り可能な形式にデータを変換する（ステップＳ７）。
以下に、各ステップＳ１〜Ｓ７の処理を行う際に、音振解析装置２０によって作成される画面の一例及び画面の操作について説明する。
音振解析装置２０の音振解析用のアプリケーションプログラムを起動させると、表示装置２２には、各種の処理を選択するメニュー画面および、メニュー画面で選択された処理を補助し、かつ処理結果を表示する画面が表示される。このメニュー画面の一例を図４に示す。メニュー画面４１は、データファイルを読み込んで各データを表示し、さらに音データの周波数分析を実行させる際に選択する信号分析ボタン４２と、次数分析を行う際に選択する次数分析ボタン４３と、記録媒体から読み込んだデータファイルを汎用の形式で記録したり、周波数分析用のデータファイルを作成したりする音データ記録ボタン４４とが配列されると共に、アプリケーションプログラムを終了させる終了ボタン４５を有する。なお、ボタンの操作やアイコンの選択、テキストボックスへの文字または数字の入力、カーソルの移動などは、作業者がキーボードまたはポインティングデバイスで入力または操作するものとする。また、入力結果または操作結果は入力処理部３６を経て、各種の処理または画面表示または音出力に反映されるものとする。
音振解析装置２０の音振解析用のアプリケーションプログラムを起動させると、表示装置２２には、各種の処理を選択するメニュー画面および、メニュー画面で選択された処理を補助し、かつ処理結果を表示する画面が表示される。このメニュー画面の一例を図４に示す。メニュー画面４１は、データファイルを読み込んで各データを表示し、さらに音データの周波数分析を実行させる際に選択する信号分析ボタン４２と、次数分析を行う際に選択する次数分析ボタン４３と、記録媒体から読み込んだデータファイルを汎用の形式で記録したり、周波数分析用のデータファイルを作成したりする音データ記録ボタン４４とが配列されると共に、アプリケーションプログラムを終了させる終了ボタン４５を有する。なお、ボタンの操作やアイコンの選択、テキストボックスへの文字または数字の入力、カーソルの移動などは、作業者がキーボードまたはポインティングデバイスで入力または操作するものとする。また、入力結果または操作結果は入力処理部３６を経て、各種の処理または画面表示または音出力に反映されるものとする。
メニュー画面４１において信号分析ボタン４２が選択された場合には、図５に示すような信号分析画面５１が表示され、ファイルの読み込みや、グラフ表示、データの記録を行うことが可能になる。
図５に示すように、信号分析画面５１は、画面の左右方向の中央の上側に、パルスセンサ１５から出力されるパルス信号（電圧）が検査時の時間の経過に横軸にとって表示されるパルス信号データグラフ５２を有する。このパルス信号データグラフ５２の下には、音（電圧）の変化を示す音グラフ５３と、第二シャフト９の回転数（ｒｐｍ）の変化を示す回転数グラフ５４と、音データを周波数分析して得られる周波数（Ｈｚ）の変化を示す周波数グラフ５４とが、この順番に上下に、かつ時間軸が同一になるように配列されている。周波数グラフ５５は、実走行時の時間の変化に対してレコーダ１６に録音された音の周波数をプロットしたもので、各プロットは音振演算部３２で演算した音圧レベル（ｄＢ）の大きさに応じて色分けしてある。つまり、この周波数グラフ５５には、検査開始からの時間と、その時に発生した音の周波数およびその音圧レベル（音色）が示されている。小さい音圧レベルには黒色や紺色などが割り付けられ、以降、音圧レベルが大きくなるに従い、青色、赤色、黄色など徐々に明度の高い色が割り付けられる。そして、最も音圧レベルが大きい領域は白色を割り付けてある。音圧レベルの大きさと表示される色との対応付けは、周波数グラフ５５の右横に配置されるスケール５６により、確認することができる。
なお、これらのグラフ５２，５３，５４，５５の縦軸および横軸や、スケール５６には不図示の数値が付されているものとする（以下、各グラフについて同じ）。
なお、これらのグラフ５２，５３，５４，５５の縦軸および横軸や、スケール５６には不図示の数値が付されているものとする（以下、各グラフについて同じ）。
また、信号分析画面５１の左側には、ステータスデータを表示するステータス領域５７と、グラフ表示するパラメータの設定をするパラメータ領域５８と、ファイルや画面の管理用の領域５９とが上から順番に配置されている。
ステータス領域５７に表示される項目としては、現在の処理を示す情報（例えば、「読み込み中」、「処理中」、「待機中」、「保存中」など）や、データファイルに付されているファイル名、測定が行われた日、測定者の氏名およびコメント、音データおよびパルス信号データのサンプルレートおよび選択されたデータ数があげられる。
パラメータ領域５８には、取得したデータに含まれる信号をプロットする際のトリガーを、信号の立ち上がりで取るか、立ち下がりで取るかなどの選択や、グラフ表示する時間の始点および終点、周波数の最小値および最大値などを設定、または選択することができる。
ファイルや画面の管理用の領域５９には、ファイルの読み込みを実行するファイル読込ボタン５９ａが配置されており、その下方にはグラフ表示させたデータを周波数分析するために一時的に記憶装置２４に保存するデータ保存ボタン５９ｂが配置されている。さらに、所定距離だけ下方には、この信号分析画面５１を閉じる終了ボタン５９ｃが配置されている。終了ボタン５９ｃとデータ保存ボタン５９ｂとを離して配置しているのは、誤操作を防止するためである。誤操作防止の観点からは各ボタン５９ａ，５９ｂ，５９ｃを異なる色や、異なる大きさのボタンとしても良い（以下、他の終了ボタンについて同じ）。
ステータス領域５７に表示される項目としては、現在の処理を示す情報（例えば、「読み込み中」、「処理中」、「待機中」、「保存中」など）や、データファイルに付されているファイル名、測定が行われた日、測定者の氏名およびコメント、音データおよびパルス信号データのサンプルレートおよび選択されたデータ数があげられる。
パラメータ領域５８には、取得したデータに含まれる信号をプロットする際のトリガーを、信号の立ち上がりで取るか、立ち下がりで取るかなどの選択や、グラフ表示する時間の始点および終点、周波数の最小値および最大値などを設定、または選択することができる。
ファイルや画面の管理用の領域５９には、ファイルの読み込みを実行するファイル読込ボタン５９ａが配置されており、その下方にはグラフ表示させたデータを周波数分析するために一時的に記憶装置２４に保存するデータ保存ボタン５９ｂが配置されている。さらに、所定距離だけ下方には、この信号分析画面５１を閉じる終了ボタン５９ｃが配置されている。終了ボタン５９ｃとデータ保存ボタン５９ｂとを離して配置しているのは、誤操作を防止するためである。誤操作防止の観点からは各ボタン５９ａ，５９ｂ，５９ｃを異なる色や、異なる大きさのボタンとしても良い（以下、他の終了ボタンについて同じ）。
信号分析画面５１の右側上部には、パルス信号データグラフ５２に表示されるパルス信号データと音データの保存を実行するテキスト保存ボタン６０が配置されている。データの保存形式はテキスト形式で、データを保存する範囲は、時間軸をパラメータとして始点カーソル６１ａと終点カーソル６１ｂとで設定することができる。また、画面の右側下部には、アイコンが整列されたツール領域６２が配置されている。ここに配置されるアイコンは、グラフ表示の形態を変更したり、グラフ表示を拡大縮小させたりする機能を有する。グラフの表示形態の変更は入力処理部３６と表示制御部３５の協働により実現される。
ファイル読込ボタン５９ａをクリックすると、音データ記録ボタン４４（図４参照）を選択して作成されるデータファイルが読み取られる（図３のステップＳ１）。読み取ったデータファイルからは抽出部３１によりパルス信号データおよび音データが抽出され、パルス信号データからパルス信号データグラフ５２が表示され、音データからは音グラフ５３が表示される。さらに、パルス信号データからは速度演算部３３が回転数を演算し、その演算結果が回転数グラフ５４に表示される。そして、音データから演算される周波数および音圧レベルに基づいて周波数分析が行われ（図３のステップＳ２）、その結果が周波数グラフ５５が表示される。必要に応じてツール領域６２でカーソル６１ａ，６１ｂを動かしたり、時間軸のスケールを変更したりした後に、データ保存ボタン５９ｂを選択して次数分析用のデータ（周波数データ）をファイルに保存する。データの保存が終了したら、終了ボタン５９ｃを選択し、信号分析画面５１を終了させる。
信号分析画面５１を終了したら、図４に示すメニュー画面４１から次数分析ボタン４３を選択して、次数分析を行う。図６に示すような次数分析画面７１が表示され、ファイルの読み込みや、グラフ表示、フィルタの設定などが可能になる。
図６に示すように、次数分析画面７１は、画面中央に、時間の経過に対する音の変化を示す音グラフ７２と、音の周波数の変化を示す周波数グラフ７３と、次数分析により得られる次数の変化を示す次数グラフ７４とがこの順番に上下に、かつ時間軸が同一になるように配列されている。周波数グラフ７３と次数グラフ７４は、音圧レベルの大きさに応じて色分けをしてプロットしてある。音圧レベルに対する色の対応付けはグラフ７４の右側方に配置してあるスケール７５で確認できる（以下、各グラフについて同じ）。また、周波数グラフ７３の右側方には、周波数をスペクトル表示するグラフ７６が配置されている。なお、次数グラフ７４は、次数の小さい領域の色が明るく（音圧レベルが高く）、次数が大きくなるにつれて徐々に色が暗く（音圧レベルが低く）なっている。このグラフは、中央部分に周囲の他の領域よりも色が明るい部分７４ａ（図６中には黒線で示してある）を有している。また、グラフ右上部にも周囲の他の領域よりも色が明るい部分７４ｂ（図６中には黒線で示してある）を有している。この部分７４ａ，７４ｂが異音の発生を示している。
また、次数分析画面７１の右側上部には、時間の経過に伴う回転数の変化を示す回転数グラフ７７が配置されている。そして、その下方には、回転数（横軸）に対する次数（縦軸）の変化を示す次数グラフ７８が配置されている。この次数グラフ７８のデータも、上記のスケール７５に従って音圧レベルの大きさに応じて割り付けた色分けをしてプロットされる。次数グラフ７８は、次数の小さい領域の色が明るく（音圧レベルが高く）、次数が大きくなるにつれて徐々に色が暗く（音圧レベルが低く）なっている。このグラフは、中央部分に周囲の他の領域よりも色が明るい部分７８ａ（図６中には黒線で示してある）を有している。また、グラフ右上部にも周囲の他の領域よりも色が明るい部分７８ｂ（図６中には黒線で示してある）を有している。この部分７８ａ，７８ｂが異音の発生を示している。
次数分析画面７１の左側上部には、上記信号分析画面５１と同様にステータス領域５７を配置し、ステータス領域５７の下側には、各グラフ７２，７３，７４，７７，７８のプロットの座標情報が表示されるサーチ領域７９が配置してある。ポインティングデバイスなどでグラフ上の特定の点を指し示すと、そのグラフの縦軸および横軸に応じて、周波数や、次数、回転数、車速の値が、サーチ領域７９の各表示欄に表示される。さらに、画面の左側下部には、この画面に表示させるデータの読み込みを実行させるボタン８０や、この画面を終了するボタン８１が配置されている。
次数分析画面７１の下部の中央から右側の渡る領域には、データをフィルタ処理するフィルタ設定領域８２と、次数分析画面７１で画面表示させる次数の範囲を設定する次数範囲領域８４と、回転数を車速に変換する車速変換領域８５とが配置されている。
フィルタ設定領域８２ではフィルタ処理を行うパラメータ、およびフィルタ処理後に表示するグラフの横軸および縦軸の設定が可能である。時間‐周波数ボタン８３ａを選択すると、周波数成分をパラメータとしてフィルタ処理がなされ、時間に対する周波数の変化がグラフ表示される。時間‐次数ボタン８３ｂを選択すると、次数成分をパラメータとしてフィルタ処理がなされ、時間に対する次数の変化がグラフ表示される。回転数‐次数ボタン８３ｃを選択すると、次数成分をパラメータとしてフィルタ処理がなされ、回転数に対する次数の変化がグラフ表示される。そして、車速‐次数ボタン８３ｄを選択すると、次数成分をパラメータとしてフィルタ処理がなされ、車速に対する次数の変化がグラフ表示される。
次数範囲領域８４では、次数分析画面７１で画面表示させる次数の範囲を、その開始値と終了値とで選択できるようになっている。開始値が入力される開始欄８４ａは、数字を入力できるテキストボックスの横にテキストボックス内の数値を増加させる増加ボタンと、テキストボックス内の数値を減少させる減少ボタンとを配置した構成を有する。同様に、終了値が入力される終了欄８４ｂは、数字を入力できるテキストボックスの横に増加ボタンおよび減少ボタンを配置した構成を有する。
次数範囲領域８４では、次数分析画面７１で画面表示させる次数の範囲を、その開始値と終了値とで選択できるようになっている。開始値が入力される開始欄８４ａは、数字を入力できるテキストボックスの横にテキストボックス内の数値を増加させる増加ボタンと、テキストボックス内の数値を減少させる減少ボタンとを配置した構成を有する。同様に、終了値が入力される終了欄８４ｂは、数字を入力できるテキストボックスの横に増加ボタンおよび減少ボタンを配置した構成を有する。
車速変換領域８５は、車速を換算する際に用いる係数を設定する設定欄８５ａと、設定した係数と回転数とから自動車１の車速を換算する際の実行ボタン８５ｂとを備えている。設定欄８５ａは係数を入力するテキストボックスの横に増加ボタンと減少ボタンを配置した構成を有する。ここで設定される係数は、パルスセンサ１５で検出する第二シャフト９の回転数と、自動車１の駆動輪１３の回転数との比に、駆動輪１３の円周を乗じた値である。ここで、円周は駆動輪１３の半径の２倍に円周率を掛けると得られる。このような係数を設定するのは、トランスミッション２のシャフト４，９の数や、その他の減速ギヤ列（不図示）などにより、走行時の変速段（シフト）を固定して走行した場合であってもシャフト４，９の回転数と駆動輪１３の回転数が一致しないことがあるからである。また、そのような係数は自動車１ごとに異なるために、作業者が適宜設定できることが好ましいからである。なお、駆動輪１３が実際に回転する回転数と自動車１の速度とは比例関係にある。
次数分析画面７１でボタン８０を選択すると、信号分析画面５１（図５参照）で保存したファイルのデータに基づいて、表示制御部３５により音グラフ７２および周波数グラフ７３ならびに周波数スペクトルのグラフ７６が表示される。また、回転数の時間変化がパルス信号データから演算され、グラフ７７に表示される。さらに、次数演算部３４により周波数データから音の次数が演算される（図３のステップＳ４）。演算結果は、表示制御部３５により次数グラフ７４，７８に表示される（図３のステップＳ５）。車速を横軸として処理結果を表示させる場合には、車速変換領域８５で係数を設定し、第二シャフト９の回転数を車速に変換する（図３のステップＳ３）。この際に速度演算部３３により車速が演算される。そして、次数グラフ７８の横軸が車速に変換され（図３のステップＳ４）、再表示される（図３のステップＳ５）。
次数をパラメータとしてフィルタ処理を行う場合には、フィルタ処理で取り出す次数の範囲の下限値と上限値とを、次数範囲領域８４の開始欄ａと終了欄８４ｂでそれぞれ設定する。そして、フィルタ設定領域８２の車速‐次数ボタン８３ｄを選択すると、図７に示すようなフィルタ処理画面９１が表示される。
次数をパラメータとしてフィルタ処理を行う場合には、フィルタ処理で取り出す次数の範囲の下限値と上限値とを、次数範囲領域８４の開始欄ａと終了欄８４ｂでそれぞれ設定する。そして、フィルタ設定領域８２の車速‐次数ボタン８３ｄを選択すると、図７に示すようなフィルタ処理画面９１が表示される。
図７に示すフィルタ処理画面９１は、画面中央にフィルタ処理前の時間に対する音の変化を示す音グラフ９２と、車速に対する次数の変化を示す次数グラフ９３とが上下に配置されている。一方、画面右側にはフィルタ処理後の時間に対する音の変化を示す音グラフ９４と、車速に対する次数の変化を示す次数グラフ９５とが上下に配置されている。左右方向にフィルタ処理前とフィルタ処理後のグラフ（音グラフ９２と音グラフ９４、次数グラフ９３と次数グラフ９５）を画面横方向に並んで配置したので、処理の結果を目視で容易に確認できる。次数グラフ９３，９５は、上記のように音圧レベルの大きさによって割り当てた色を用いてプロットしてある。音圧レベルと色の対応は、フィルタ処理後の次数グラフ９５の右側のスケール９６で確認できる。次数グラフ９３は、中央部分に周囲の他の領域よりも色が明るい部分９３ａを有し、右上部に周囲の他の領域よりも色が明るい部分９３ｂを有している。同様に、次数グラフ９５は、中央部分に周囲の他の領域よりも色が明るい部分９５ａを有し、右上部に周囲の他の領域よりも色が明るい部分９５ｂを有している。この部分９３ａ，９３ｂ，９５ａ，９５ｂが異音の発生を示している。
フィルタ処理画面９１の左側上部にはステータス領域５７が配置され、その下方に再生設定領域９７が設けられている。再生設定領域９７は、特定の音をスピーカ２３から出力する際に操作する領域である。選択単位欄９８は、スピーカ２３から出力する際に着目するパラメータの種類を選択するもので、パラメータの名称を入力するテキストボックスの横に、選択できるパラメータの種類を表示させるプルダウンボタンが配置された構成を有する。さらに、選択単位欄９８の下方には選択値欄９９が配置されている。選択値欄９９は、パラメータの値を入力するテキストボックスの横に増加ボタンと減少ボタンが配置された構成を有する。また、選択値欄９９の隣に配置されているバンド幅欄１００は、選択値を中心値として抽出する次数の幅または周波数の幅を設定する際に用いるもので、テキストボックスの横に増加ボタンと減少ボタンを配置した構成を有する。バンド幅の値は、スケール１０１上に配置されたカーソル１０２を移動させることで調整することもできる。図７においてはカーソル１０２を左側に移動させるバンド幅が大きくなり、カーソル１０２を右側に移動させるとバンド幅が小さくなる。選択リスト欄１０３には選択単位欄９８および選択値欄９９で選択されたパラメータの種類および値が表示される。選択リスト欄１０３にパラメータの種類および値を表示させるには選択単位欄９８の隣に配置されている追加ボタン１０４をクリックする。選択リスト欄１０３に新たなパラメータの種類および値を追加する際にも追加ボタン１０４をクリックする。
さらに、選択リスト欄１０３の右横には、３つのチェックボタン１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃが上下に順番に配列されており、チェックボタン１０５ａには原音（Ｏｒｉｇｉｎａｌ）の表記が付されている。同様に、チェックボタン１０５ｂには特定成分（Ｓｅｌｅｃｔｅｄ）の表記が、チェックボタン１０５ｃには、特定成分以外（Ｗｉｔｈｏｕｔ）の表記がそれぞれに付されている。原音のチェックボタン１０５ａは、フィルタ処理前の音をそのまま出力する場合に選択する。特定成分のチェックボタン１０５ｂは、選択リスト欄１０３にリストアップされた条件から選択された１つ又は複数の条件で抽出される音のみを出力する場合に選択する。特定成分以外のチェックボタン１０５ｃは、原音の音から特定成分として抽出された音を除いた残りの音を出力する際に選択する。
選択リスト欄１０３およびチェックボタン１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃの下方には、選択された音をスピーカ２３から１回だけ出力させる再生ボタン１０６と、選択された音を繰り返して出力させる連続ボタン１０８と、出力を停止させる停止ボタン１０７とが配列されている。チェックボタン１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃが２つまたは３つ選択されている場合には、再生ボタン１０６により選択された音が順番に１回ずつ出力される。また、連続ボタン１０８では、選択された各々の音が順番に繰り返して出力される（図３のステップＳ６）。
そして、再生設定領域９７の下方には戻りボタン１０９が配置されており、フィルタ処理画面９１を終了して図６の次数分析画面７１に戻ることができる。
そして、再生設定領域９７の下方には戻りボタン１０９が配置されており、フィルタ処理画面９１を終了して図６の次数分析画面７１に戻ることができる。
ここで、選択値欄９９に次数を入力する場合には、フィルタ処理前の次数グラフ９３、またはフィルタ処理後の次数グラフ９５において音圧レベルの値（音色）がその周囲に比べて顕著に異なる部分（部分９３ａまたは部分９５ａ、あるいは部分９３ａまたは部分９５ｂ）に相当する値を選択すると良い。例えば、車速６０ｋｍ／ｈ付近で次数６７．５付近に、音圧レベルが周囲に比べて大きい部分が現れている場合に、次数を選択単位として選択値６７．５を設定してラジオボックス１０５ｂの特性成分をチェックすると、次数６７．５およびこれを中心とするバンド幅に相当する音がバンドパスフィルタにより抽出される。また、ラジオボックス１０５ｃの特定成分以外をチェックすると、次数６７．５およびこれを中心とするバンド幅に相当する音がバンドエリミネーションフィルタなどにより除去される。
この場合に、実走行時にテストドライバが音声またはメモに残した情報を参考にすると良い。すなわち、テストドライバからの情報が例えば、「２速で速度６０ｋｍ／ｈにおいて音発生」とあった場合には次数グラフ９３において時速６０ｋｍ／ｈの前後の部分を調べれば良い。このように、フィルタ処理画面９１は、横軸を車速にとって次数グラフ９３を表示することで、実走行時に得られた情報と解析結果との対応を取り易くしている。
この場合に、実走行時にテストドライバが音声またはメモに残した情報を参考にすると良い。すなわち、テストドライバからの情報が例えば、「２速で速度６０ｋｍ／ｈにおいて音発生」とあった場合には次数グラフ９３において時速６０ｋｍ／ｈの前後の部分を調べれば良い。このように、フィルタ処理画面９１は、横軸を車速にとって次数グラフ９３を表示することで、実走行時に得られた情報と解析結果との対応を取り易くしている。
さらに、再生ボタン１０６または連続ボタン１０８が選択可能な状態（アクティブ）になっているので、再生ボタン１０６を選択する。選択値６７．５を中心として所定のバンド幅を有する領域に含まれる次数の音が抽出部３７により抽出され、スピーカ２３から出力される。この場合は音グラフ９４上に表示される始点カーソル１１０ａと終点カーソル１１０ｂとで区切られた範囲の音が１回再生される。これに対して、連続ボタン１０８を選択した場合には、２つのカーソル１１０ａ，１１０ｂで区切られた範囲の音が繰り返して再生される。なお、再生または連続再生が開始されると、停止ボタン１０７がアクティブになる。アクティブになった停止ボタン１０７を選択すると、途中で再生を中止したり、連続再生を中止したりできる。
このように、特定の成分の音のみを選択して再生することで、テストドライバの実際の聴感結果との比較が容易になり、選択した成分が異音の発生要因であるか否かを検証し易い。この際に、フィルタ処理画面９１でチェックボタン１０５ａを選択して原音を再生させると、官能検査時の車室内の音を再現でき、当時の聴感の確認ができる。したがって、実走行からの時間経過が大きい場合でも発生要因の検証を確実に行うことができる。また、特定成分以外の音を再生すると、その次数に相当する要因を取り除いた後に、その自動車１に発生する音の予測することができる。この際に、異音が発生しなければ、該当するギヤの交換で足りるが、依然として異音が残存する場合には、他にも異音の発生要因があることになる。
また、音振解析装置２０は、読取装置２１で読み取った記録媒体のデータファイルを上記の各処理に適合するデータファイルに変換する処理や、特定成分の音を汎用のデータ形式で記録する音データ記録機能を有する。この音データ記録機能は変換部３８により実現されるもので、これによりコンピュータによるデータ処理が可能になると共に、遠隔地にある他の部門において解析結果を参照することが可能になる。汎用のデータ形式は、他の部門が所有するコンピュータのＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）に適合し、かつ音の保存および再生に適した保存形式で、例えば、ｗａｖ形式や、ａｕ形式、ａｉｆｆ形式、ｍｐ３形式などがあげられる。記録媒体からデータファイルを読み取る際には、最初に図４に示すメニュー画面４１から音データ記録ボタン４４を選択する。また、解析結果を他のコンピュータなどに送信する際には、フィルタ処理画面９１（図７参照）を用いて処理を行った後に、音データ記録ボタン４４を選択する。
音データ記録ボタン４４を選択すると、図８に示すような音データ記録画面１２１が画面表示される。音データ記録画面１２１には、画面中央から右側にかけて音グラフ１２２が配置されており、記録媒体から読み込んだ音データや、特定成分の音として抽出された音のデータがグラフ表示される。音グラフ１２２の横軸は時間で縦軸は周波数である。プロットは音圧レベルの大きさに応じて割り付けられた色に応じて行われ、音圧レベルと色との対応は音グラフ１２２の右横のスケール１２３で確認することができる。一方、この音グラフ１２２の左側には、周波数の変化を示すスペクトルのグラフ１２４が配置されている。また、音グラフ１２２の下側には、時間に対する音の電圧値の変化を示す音グラフ１２５が配置されている。さらに、画面下部には、データの編集を行う編集領域１２６が配置されている。編集領域１２６には、データのフレーム長を設定するフレーム長欄１２７と、窓関数の種類を設定するウィンドウタイプ欄１２８と、記録する信号の種類として音や回転数などを設定できる信号種類欄１２９とが上下に配置されている。これらの欄１２７，１２８，１２９は、数値を直接入力できるテキストボックスの横に、予め設定されている選択肢を選択可能に表示させるプルダウンボタンを配置した構成を有している。さらに、編集領域１２６には、サンプルとして抽出するポイントの数を選択または表示するサンプル数欄１３０と、データファイルとして保存したポイント数を表示する保存数欄１３１とが配置され、全体のデータ量に対して保存したデータ量の割合がバックログ表示部１３２に表示される。バックログ表示部１３２には、左端を０％、右端を１００％として現在の保存データの割合がグラフ表示される。
また、音データ記録画面１２１の左側上部には、ステータス領域５７が配置され、その下部には特定成分の音のデータを読み込ませる開始ボタン１３３と、データの記録を実行する保存ボタン１３４とが配列されている。そして、画面左側下部には、保存したデータを予め設定された汎用のファイル形式で変換するファイル変換ボタン１３５を有する。選択可能なファイル形式が複数設定されている場合には、構成ボタン１３６で変換時のファイル形式を選択できる。これらボタン１３３，１３４，１３５を選択することでデータ伝間が行われる（図３のステップＳ７）。さらに、この２つのボタン１３５，１３６よりも所定距離だけ下方に離れた位置には、音データ記録画面１２１および音データ記録処理を終了する終了ボタン１３７が配置されている。
このようにして作成されたデータファイルは、電子メールに添付したり、ＦＴＰ（Ｆｉｌｅ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）などを利用したりして、ネットワーク接続された他のコンピュータにファイルを送信される。他のコンピュータは、音源ボードおよび再生用アプリケーションを搭載しており、記録媒体から読み取ったデータファイルや、ネットワークを介して所得したデータファイルを開いて、その内容を表示したり、音を再生したりする。つまり、上記の予め設定された汎用のファイル形式とは、データファイルを活用する他のコンピュータが使用可能なファイル形式である。
本実施形態によれば、トランスミッション２で異音が発生した場合に、そのような異音をデータに記録しておき、グラフ表示させることで、不連続音の要因解析が可能になる。異音をグラフ表示するにあたって、その周波数を、第二シャフト９の回転数を基準とし、ギヤ７，８，１０の歯数に比例する変数（次数）に変換するので、回転数の変化によらずに異音が発生したギヤ７，８，１０を確実に特定できる。また、周波数や次数のグラフ表示を音圧レベルの大きさに応じて色分けをしてプロットしたので、異音が発生した速度や、回転数、次数、または周波数を目視で容易に確認することができる。特に、次数および音圧レベルを車速に関連付けて表示したので、走行検査時にテストドライバが体感した結果と解析結果との整合を取り易くなり、特定の条件で異音が発生する場合であっても、その要因となるギヤの特定が容易になる。特定の次数や周波数のデータを抽出して表示するようにしたので、周波数が近似する音があった場合でも解析の精度が向上する。
さらに、フィルタ処理および再生処理により、全体の音にフィルタ処理を行って特定の次数や周波数に相当する音をスピーカ２３から出力するようにしたので、実際に発生した異音の確認を行うことができる。また、特定の次数に相当する音を取り除いた音をスピーカ２３から出力するようにしたので、対象となるギヤ７，８，１０を交換した後の状態を予見することが可能になる。異音の発生要因が複数ある場合であっても、個別に発生要因を検証することが可能になる。
そして、このようにして異音の発生源を特定すると、従来のように推定した部品を組み替えてから再度事象の確認を行う、いわゆるクロスチェックをする必要がなくなるので、作業工数を削減することができる。
また、異音をデータファイルに落として、遠隔地にある他の施設で視聴できるようにした。部品の交換や、設計変更を行う部門が遠隔地にある場合に、そのような部門で実際の異音を聞くことが可能になるので、事象の把握が容易になり、必要な対処を迅速に行うことが可能になる。
また、異音をデータファイルに落として、遠隔地にある他の施設で視聴できるようにした。部品の交換や、設計変更を行う部門が遠隔地にある場合に、そのような部門で実際の異音を聞くことが可能になるので、事象の把握が容易になり、必要な対処を迅速に行うことが可能になる。
本発明は前記実施形態に限定されずに応用することが可能である。例えば、検査対象物は、移動体が備える複数の回転体が回転したときに異音や振動が発生する可能性がある装置であれば良く、トランスミッション単体でも良い。移動体は、自動車（２輪車、３輪車、４輪車）に限定されず、電車でも良い。また、エンジンや、自動車のディファレンシャルギヤなどでも良い。回転体の他の例としては、回転するディスクや、コマ、ローラがあげられる。
さらに、音データの代わりに、検査対象物に振動ピックアップを取り付けて、検査対象物の稼動時に発生する振動データを取得し、振動の周波数を解析し、次数分析しても良い。このとき、音振解析装置２０の音振演算部３２は、振動データから振動の周波数と、振動の音圧レベルを演算する振動演算部となる。ここで、音圧レベルは、振動の最大値に対する特定の振動数の対数比として演算される。また、音グラフ（例えば、図５のグラフ５３）は、表示制御部３５により振動のグラフとして表示される。さらに、スピーカ２３から出力される音は、振動に対応する音となる。振動が人間に聞き取れる音を伴うものである場合には、これに相当する音が出力される。検査対象物の振動防止を目的とする場合に、同一の解析装置を用いて要因解析を行うことが可能になり、上記したような作用および効果を得ることができる。
また、コンピュータを音振解析装置２０として機能させる音振解析用のアプリケーションプログラムは、図２に示す記憶装置２４に予め記憶させておいても良いし、必要に応じて記録媒体から読み込んだり、ネットワーク上からダウンロードしても良い。ここで、記録媒体は、アプリケーションプログラムを読取装置２１で読み取り可能に記録したものである。これらの場合のアプリケーションプログラムは、コンピュータを図３に示すような各ステップＳ１〜Ｓ７を実行させるものである。特に、ステップＳ７の再生工程においては、原音、特定成分、特定成分以外を選択可能にし、作業者の操作に応じていずれかの音を再生する処理を行うようにプログラムを構成すると良い。
また、このようなアプリケーションプログラムは、ネットワーク上にダウンロード可能な状態にアップロードしても良いし、上記の各ステップＳ１〜Ｓ７が可能な処理回路をコンピュータに着脱自在なボードまたはカードから構成しても良い。
さらに、コンピュータは、音を再生するための信号処理のみを行い、コンピュータと別体の外部のスピーカから音を出力するようにしても良い。同様に、表示装置２２は、コンピュータと別体の外部の表示装置で各画面４１，５１，７１，９１，１２１を表示するようにしても良い。
また、このようなアプリケーションプログラムは、ネットワーク上にダウンロード可能な状態にアップロードしても良いし、上記の各ステップＳ１〜Ｓ７が可能な処理回路をコンピュータに着脱自在なボードまたはカードから構成しても良い。
さらに、コンピュータは、音を再生するための信号処理のみを行い、コンピュータと別体の外部のスピーカから音を出力するようにしても良い。同様に、表示装置２２は、コンピュータと別体の外部の表示装置で各画面４１，５１，７１，９１，１２１を表示するようにしても良い。
メニュー画面４１は、音振解析用のアプリケーションが起動中は常に画面表示されているが、メニュー画面４１と同等の機能を有するメニューを各画面５１，７１，９１，１２１に設けても良い。
フィルタ処理画面９１のフィルタ処理後の次数グラフ９５において、選択された次数に相当する領域の色を変えたり、該当する領域を罫線で囲ったりして、作業者が選択した領域を目視で確認できるようにしても良い。
音データ記録処理で作成されるデータファイルの形式は、テキスト形式、またはＣＳＶ（Ｃｏｍｍａ Ｓｅｐａｒａｔｅｄ Ｖａｌｕｅ）形式でも良い。振動データを取り扱う場合についても同様とする。
フィルタ処理画面９１のフィルタ処理後の次数グラフ９５において、選択された次数に相当する領域の色を変えたり、該当する領域を罫線で囲ったりして、作業者が選択した領域を目視で確認できるようにしても良い。
音データ記録処理で作成されるデータファイルの形式は、テキスト形式、またはＣＳＶ（Ｃｏｍｍａ Ｓｅｐａｒａｔｅｄ Ｖａｌｕｅ）形式でも良い。振動データを取り扱う場合についても同様とする。
１ 自動車（車両）
２ トランスミッション（動力伝達機構）
５ １速ドライブギヤ（回転体）
６ ２速ドライブギヤ（回転体）
７ １速ドリブンギヤ（回転体）
８ ２速ドリブンギヤ（回転体）
９ 第二シャフト（回転体）
１０ ファイナルドライブギヤ（回転体）
１１ ファイナルドリブンギヤ（回転体）
２０ 音振解析装置
２２ 表示装置（表示手段）
２３ スピーカ（再生手段）
３２ 音振演算部（周波数分析手段）
３３ 速度演算部（速度変換手段）
３４ 次数演算部（次数変換手段）
３５ 表示制御部（表示手段）
Ｓ２ 周波数分析工程
Ｓ３ 速度変換工程
Ｓ４ 次数変換工程
Ｓ５ 表示工程
Ｓ６ 再生工程
２ トランスミッション（動力伝達機構）
５ １速ドライブギヤ（回転体）
６ ２速ドライブギヤ（回転体）
７ １速ドリブンギヤ（回転体）
８ ２速ドリブンギヤ（回転体）
９ 第二シャフト（回転体）
１０ ファイナルドライブギヤ（回転体）
１１ ファイナルドリブンギヤ（回転体）
２０ 音振解析装置
２２ 表示装置（表示手段）
２３ スピーカ（再生手段）
３２ 音振演算部（周波数分析手段）
３３ 速度演算部（速度変換手段）
３４ 次数演算部（次数変換手段）
３５ 表示制御部（表示手段）
Ｓ２ 周波数分析工程
Ｓ３ 速度変換工程
Ｓ４ 次数変換工程
Ｓ５ 表示工程
Ｓ６ 再生工程
Claims (7)
- 複数の回転体を有する車両の動力伝達機構の稼動時に、前記回転体の回転に伴って発生する音または振動のデータと、選択された前記回転体の回転数のデータとを取り込んで解析を行う音振解析装置であって、
前記音または振動のデータを周波数分析する周波数分析手段と、
前記周波数分析した前記音または振動のデータから前記回転体の諸元に応じた次数を演算する次数変換手段と、
前記回転数のデータから前記車両の速度を演算する速度変換手段と、
前記音または振動のデータから演算される音圧レベルを前記次数および前記車両の速度に対して表示する表示手段と、
前記表示手段の表示から選択された特定の次数を有する音を再生する再生手段と、を備えることを特徴とする音振解析装置。 - 前記再生手段は、取り込んだ音または振動のデータからなる原音と、特定の前記次数を有する音からなる特定成分と、前記原音から前記特定成分を除いた音とを再生する手段であることを特徴とする請求項１に記載の音振解析装置。
- 前記再生手段により再生される音のデータを予め設定されたデータ形式のファイルに変換する変換手段を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の音振解析装置。
- 複数の回転体を有する車両の動力伝達機構の稼動時に、前記回転体の回転に伴って発生する音または振動のデータと、選択された前記回転体の回転数のデータとを取り込んで解析を行う音振解析方法であって、
前記音または振動のデータを周波数分析する周波数分析工程と、
前記回転数のデータから前記車両の速度を演算する速度変換工程と、
前記周波数分析した前記音または振動のデータから前記回転体の諸元に応じた次数を演算する次数変換工程と、
前記音または振動のデータから演算される音圧レベルを前記次数および前記車両の速度に対して表示する表示工程と、
前記表示工程によってなされた表示に基づいて、特定の次数を有する前記音の再生が選択されたときに、その音を再生する再生工程と、
を含むことを特徴とする音振解析方法。 - 前記再生工程は、取り込んだ前記音または振動のデータからなる原音を再生する工程と、特定の前記次数を有する音からなる特定成分を再生する工程と、前記原音から前記特定成分を除いた音を再生する工程との少なくとも一つを実行する工程であることを特徴とする請求項４に記載の音振解析方法。
- 複数の回転体を有する車両の動力伝達機構の稼動時に、前記回転体の回転に伴って発生する音または振動のデータと、選択された前記回転体の回転数のデータとを取り込んで解析を行うにあたり、
前記音または振動のデータを周波数分析する周波数分析工程と、
前記回転数のデータから前記車両の速度を演算する速度変換工程と、
前記周波数分析した前記音または振動のデータから前記回転体の諸元に応じた次数を演算する次数変換工程と、
前記音または振動のデータから演算される音圧レベルを前記次数および前記車両の速度に対して表示する表示工程と、
前記表示工程によってなされた表示に基づいて、特定の次数を有する前記音の再生が選択されたときに、その音を再生する再生工程と、
をコンピュータに実行させるプログラムを記憶したことを特徴とする音振解析用のプログラムをコンピュータ読取可能に記録した記録媒体。 - 複数の回転体を有する車両の動力伝達機構の稼動時に、前記回転体の回転に伴って発生する音または振動のデータと、選択された前記回転体の回転数のデータとを取り込んで解析を行うにあたり、
前記音または振動のデータを周波数分析する周波数分析工程と、
前記回転数のデータから前記車両の速度を演算する速度変換工程と、
前記周波数分析した前記音または振動のデータから前記回転体の諸元に応じた次数を演算する次数変換工程と、
前記音または振動のデータから演算される音圧レベルを前記次数および前記車両の速度に対して表示する表示工程と、
前記表示工程によってなされた表示に基づいて、特定の次数を有する前記音の再生が選択されたときに、その音を再生する再生工程と、
をコンピュータに実行させることを特徴とする音振解析用のプログラム。
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