JPH01234083A - 回転機のための異常検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は回転機のための異常検査装置に関する。

（従来技術） 従来、この種の異常検査装置においては、検査すべき製
品としての回転機毎にその回転数を段階的に変化して周
波数分析を行い、この周波数分析結果に基いて各回転機
の異常音に相当する周波数成分を検出して、各回転機の
異常の有無を検査するようにしたものがある。

（発明が解決しようとする課題） しかし、このような構成においては、上述の回転数の変
化を、多段階に亘りそれぞれ一定にして行うため、検査
が煩雑になるとともに時間がかかる。これに対しては、
回転機の回転数を連続的に変化させた状態で、回転機か
ら生じる異常音に相当する周波数成分をフィルタにより
抽出し、かつこの抽出周波数成分のピーク値、インパル
ス値、平均値等に基き異常音の大きさを検査することも
考えられる。しかし、異常音の音圧レベルが回転数の変
化と共に変化するため、回転機の異常音に対する検出感
度が悪く、検出精度の低下を招くという不具合がある。

そこで、本発明は、上述のようなことに対処すべく、回
転機の異常の有無の検査を精度よく高速にて行うように
した異常検査装置を提供しようとするものである。

（課題を解決するための手段） かかる課題の解決にあたり、本発明の構成は、第１図に
て例示するごとく、回転機１がその回転数を変化させる
ように駆動されている状態において前記回転数又はこれ
に関連する物理量を第１検出記号として検出する第１検
出手段２と、回転機１から生じる音の圧力又は機械的振
動を第２検出信号として検する第２検出手段３と、前記
第１及び第２の検出信号の各値の変化に応じてこれら両
値の関係を表す回帰直線を決定する第１決定手段４と、
前記回帰直線に基きこれに並行な基準線を決定する第２
決定手段５と、前記第２ｊ＊出信号の値が前記基準線を
超える領域に相当する面積を決定するとともにこの面積
と前記基準線とにより特定される前記第１検出信号の値
の変化幅を決定する第３決定手段６と、前記決定面積が
所定許容面積内にないとき、又は前記決定変化幅が所定
許容幅内にないとき、回転機１に異常ありと判断する判
断手段７とを設けるようにしたことにある。

（作用） このように本発明を構成したことにより、回転機１の回
転数を変化させれば、第１決定手段４が第１及び第２の
検出手段２，３からの第１及び第２の検出信号の各値に
応じ回帰直線を決定し、第２決定手段５がこの回帰直線
に基き基準線を決定し、第３決定手段６が前記基準線並
びに前記第１及び第２の検出信号の各僅に応じ前記面積
及び前記変化幅を決定し、かつ判断手段７が、前記決定
面積が前記決定許容面積内にないとき、又は前記決定変
化幅が前記所定許容幅内にないときにのみ回転機１に異
常ありと判断する。

（効果） 以上述べたように、第１決定手段４により決定される回
帰直線を有効に活用して、この回帰直線に基く基準線と
前記第１及び第２の検出信号の各値との関係で前記面積
及び前記変化幅を決定し、これら両決定結果の一方又は
他方に基き回転機１の異常を判断するので、回転機１の
異常のを無が、回転機１の異常の大きさに相当する前記
面積及び前記変化幅の双方に基き高速にて精度よく検出
され得る。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面により説明すると、第２
図は、車両用オールタネータＧに本発明に係る異常検査
装置が適用された例を示している。

この異常検査装置は、マイクロホン１０及び回転数セン
サ２０を有しており、マイクロホン１０は、オールタネ
ータＧの回転下にてこのオールタネータＧから生じる回
転音を受信して回転音信号を発生する。回転数センサ２
０は、オールタネータＧの回転数Ｎを検出しこの検出結
果に比例する周波数にて回転数信号を発生する。なお、
オールタネータＧは駆動装置りにより駆動される。

ｉＨ［３０は、マイクロホン１０からの回転音信号を増
幅し増幅信号として発生する。フィルタ４０は、増幅器
３０の増幅信号からオールタネータＧの異常回転音に相
当する周波数成分を抽出しフィルタ信号として発生する
。実効値変換回路５０はフィルタ４０からのフィルタ信
号のレベルを実効値に変換し実効値信号として発生する
。対数変換回路６０は、実効値変換回路５０からの実効
値信号のレベルを音圧１．ｓに対数変換しこの音圧Ｌｓ
を音圧信号として発生する。Ａ−Ｄ変換器７０は対数変
換回路６０からの音圧信号のレベルをディジタル変換し
音圧ディジタル信号として発生する。

増幅器８０は回転数センサ２０からの回転数信号を増幅
し増幅信号で発生する。Ｆ−Ｖ変換器９０は増幅器８０
からの増幅信号の周波数をこれに比例する電圧に変換し
回転数電圧信号として発生する。Ａ−Ｄ変換器１００は
Ｆ−Ｖ変換器９０からの回転数電圧信号をディジタル変
換し回転数ディジクル信号として発生する。マイクロコ
ンピュータ１１０は、第３図に示すフローチャートに従
い、両Ａ−Ｄ変換器７０，１００からの出力に基きコン
ピュータプログラムを実行し、この実行中において、表
示ランプ１３０に接続した駆動回路１２０の制御に必要
な演算処理をする。但し、上述のコンピュータプログラ
ムはマイクロコンピュータ１１０のＲＯＭに予め記憶さ
れている。

以上のように構成した本実施例において、オールタネー
タＧの異常検査にあたり、このオールタネータＧの回転
数Ｎが第４図に示すごと（時間ｔの経過に応じ直線的に
変化するようにオールタネータＧを駆動装置りにより駆
動するものとする。

かかる状態にて本発明装置を作動させれば、マイクロホ
ン１０がオールクネータＧから生じる回転音を回転音信
号として発生するとともに、回転数センサ２０がオール
タネータＧの回転数Ｎを回転数信号として発生する。

ついで、増幅器３０がマイクロホン１０からの回転音信
号を増幅信号して発生し、フィルタ４０が増幅信号から
オールタネータＧの異常回転音に相当する周波数成分を
抽出しフィルタ信号として発生し、実効値変換回路５０
が同フィルタ信号を実効値信号に変化し、対数変換回路
６０が同実効値信号のレベルを音圧Ｌｓに対数変換して
これを音圧信号として発生し、かつＡ−Ｄ変換器７０が
同音圧信号を音圧ディジタル信号に変換する。また、増
幅器８０が回転数センサ２０からの回転数信号を増幅信
号としで発生し、Ｆ−Ｖ変換器９０が増幅器８０からの
増幅信号を回転数電圧信号に変換し、かつＡ−Ｄ変換器
１００が同回転数電圧信号を回転数ディジタル信号に変
換する。

以上のような作動過程においては、第４図のような時間
ｔの経過に伴う回転数Ｎの直線的増大に応じて、オール
タネータＧから生じる異常回転音に相当する音圧Ｌｓが
第５図にて曲線βにより示すごとく、回転数Ｎの変化に
応じて変動するものとする。しかして、本発明装置の作
動に伴いマイクロコンピュータ１１０が第３図のフロー
チャートに従い、ステップ２００ａにてコンピュータプ
ログラムの実行を開始し、ステップ２１０にて、Ａ−Ｄ
変換器７０からの音圧ディジタル信号及びＡ−Ｄ変換器
１００からの回転数ディジタル信号を時間ｔの経過に応
じ入力される。かかる場合、回転数Ｎが時間ｔの経過に
応じて直線的に増加するようにマイクロコンピュータ１
１０内に一時的に記憶され、また、音圧Ｌｓが回転数Ｎ
の直線的増大に応じて曲線ｌにより特定されるようにマ
イクロコンピュータ１１０内に一時的に記憶される。

このようにしてステップ２１０における演算処理が終了
すると、マイクロコンピュータ１１０がステップ２２０
において回帰直線Ｐを次のようにして作成する。今、第
５図において、音圧ＬｓをＹ座標で表すとともに回転数
ＮをＸ座標で表し、回帰直線ＰをＹ＝ａＸ＋ｂで表すも
のとする。しかして、第５図に示すごとく、曲線ｌ上の
座標をｓ＜’ＩＸ’）＝ＬＸｒ−桓Ｋ）”　　・・□　
（３）Ｓ（ＸＹ）・Ｌｘ；Ｙ＋−几ＸＹ　　　・・・（
５）が成立する。そこで、曲線β上の（Ｘｉ、Ｙｉ）を
ｎ個とって、両式（１１＋２１によりＸ、Ｙを演算する
とともに（３）〜（７）式を演算すれば回帰直線Ｐが第
５図のごとく得られる。

然る後、マイクロコンピュータ１１０が、ステップ２３
０において、Ｓ／Ｎ比向上向上めに回帰直線ＰをαｄＢ
（例えば、２ｄＢ）だけ第５図にて上方ヘシフトして基
準線Ｑを決定する。かかる場合、第５図にて斜線で示さ
れる各部分が、オールクネータＧからの異常回転音に相
当する音圧しＳの領域である。コンピュータプログラム
がステップ２４０に進むと、マイクロコンピュータ１１
０が、次のようにして、前記斜線領域の各々を異常音面
積Ｓ＝Ｓ、　　又はＳ　＝　Ｓ、として演算するととも
に、当該各斜線領域が基準線Ｑにより特定される各回転
数幅ΔＮ１又はΔＮ二を演算する。即ち、 ΔＹｉ＝Ｙｉ　−（ａＸｉ＋ｂ）　　　　・−・（８１
ΔＸ　ｆ＝Ｘｉ＋Ｉ　　　　Ｘ　ｉ　　　　　　　・・
１９）の両式及び（６）　（７１式に基き、ΔＹｉ＞Ｏ
のときのΔＹｉ、ΔＸｉから Ｓ＝ΣΔＸｉ・ΔＹｉ　　　　　　・・・ＱＯＩΔＮ＝
ΣΔＸｉ　　　　　　　　　・・・　（１１）を演算す
れば、Ｓ＝Ｓ、又はＳユ、及びΔＮ＝ΔＮ１又はΔＮユ
として得られる。但し［，１１〜（１１）式は、マイク
ロコンピュータ１１０のＲＯＭに予め記憶されている。

なお、ΔＮ７．ΔＮユを除く回転数の範囲では、ステッ
プ２４０において、ΔＮ＝Ｏ，Ｓ＝Ｏと演算される。

以上のように、オールタネータＧの回転数Ｎの上昇に応
して基＄線Ｑとの関連において異常音面積Ｓ及び回転数
幅ΔＮＭ演算されると、ステップ２４０におけるＳ　＝
　Ｓ　１＜　Ｓ　ｏ及びＳ＝Ｓユ＜ＳＯであれば、マイ
クロコンピュータ１１０がステップ２５０にて「ＮＯ」
と判別する。ついで、ステップ２４０におけるΔＮ＝Δ
Ｎ、＜ΔｐＪｏであってもΔＮ＝ΔＮユ〉ΔＮｏであれ
ば、マイクロコンピュータ１１０がステップ２６０にて
ｒＹＥＳ」と判別し、ステップ２７０において、オール
タネータＧからの異常音が許容限界を超えている旨を表
す表示ランプ１３０のフラッシング点灯に必要な異常表
示信号を所定時間の間発生する。−方、ステップ２４０
におけるｓ　＝　ＳＱが３０以上ならば、マイクロコン
ピュータ１１０がステップ２５０にてｒＹＥｓＪと判別
し、ステップ２７０において異常表示信号を所定時間の
間発生する。

以上のようにステップ２７０から異常表示信号が生じる
と、駆動回路１２０が表示ランプ１３０を前記所定時間
の間フラッシング点灯させる。但し、ステップ２５０に
て示す符号ＳＯはオールタネータＧに発生する異常音の
許容面積（以下許容異常面積ＳＯという）を表し、一方
、ステップ２６０にて示す符号ΔＮＯは、異常音面積Δ
Ｓを規定する回転数幅ΔＮの許容幅（以下、許容回転数
幅ΔＮｏという）表す。なお、Ｓｏ及びΔＮｏはマイク
ロコンピュータ１１０のＲＯＭに予め記１意されている
。また、上述のようにステップ２４０にてなされた演算
結果においてｓ、　＜３ｏ、　　ｓコくＳＯ１ΔＮ、　
　＜ΔＮＯ及びΔＮユ〈ΔＮＯが成立するならば、マイ
クロコンピュータ１１０が、各ステップ２５０，２６０
にて順次「ＮＯ」と判別し、ステップ２８０において、
オールタネータＧからの異常音の発生がない旨を表す表
示ランプ１３０の連続点灯に必要な正常表示信号を発生
し、これに応答して駆動回路１２０が表示ランプ１３０
を所定時間の間連続点灯させる。

以上説明したように、オールタネータＧについての各ス
テップ２２０〜２４０における演算結果を前提に、両ス
テップ２５０，２６０のいずれか一方における判別がｒ
ＹＥＳＪになった場合には、表示ランプ１３０が前記所
定時間の間フラッシング点灯するので、オールタネータ
Ｇに異常音が発生している旨認識し得る。一方、両ステ
ップ２５０．２６０の双方における判別が共にｒＮＯＪ
になった場合には、表示ランプ１３０が前記所定時間の
間連続点灯するので、オールタネータＧが異常音を発生
しない旨認識し得る。かかる場合、曲線！（第５図参照
）の形状と基準線Ｑとの関連にて、Ｓ≧ＳＯ及びΔＮ≧
ΔＮＯの少なくとも一方の成立に応答してオールタネー
タＧの異常音の発生を判断することになるので、検査精
度の向上を確保できる。また、回転数を連続的に変化さ
せた上で測定するので、検査速度の短縮が図れる。

因みに、他の二台のオールクネータにつきオールタネー
クＧと同様に本発明装置により検査したところ、一方の
オールタネータは、第６図に示すごとく、異常音に関し
品質良好であった。また、他方のオールタネータは、第
７図に示すごとく、異常音に関し品質不良であることが
検査できた。

なお、本発明の実施にあたり、暗騒音の影響が大きくオ
ールタ皐−タＧの異常音の検出が困難な場合や、オール
タネータＧの品質不良が同オールタネータの機械的振動
の形で明確に現われる場合には、マイクロホン１０に代
えて振動センサを採用し、この振動センサによる振動検
出結果を利用して上述と同様に検査するようにしてもよ
く、また、マイクロホン１０及び振動センサの各検出結
果の双方を組合わせて実施してもよい。

また、本発明の実施にあたり、オールタネークＧの回転
数が、第４図に示すように直線的に上昇し、或いは直線
的に降下する場合には、回転数Ｎに代えて、オールタネ
ータＧの回転時間に基きステップ２６０における判別を
行うようにしても、前記実施例と実質的に同様の作用効
果を達成し得る。また、第４図に示すような回転数の直
線的変化が望めない場合には、検出回転数をもとに定回
転数間隔にて音圧Ｌｓをサンプリングすれば、前記実施
例と実質的に同様の作用効果を達成し得る。

また、本発明の実施にあたっては、オールタネータＧに
限ることなく、各種の発電機、電動機等の各種回転機の
異常検査にも本発明を適用し得ることは勿論である。

また、本発明の実施にあたっては、ステップ２４０にお
けるＳの和（Ｓ、　＋−Ｓユ）及びΔＮの和（ΔＮ１＋
ΔＮユ）でもって各ステップ２５０゜２６０にてＳＯ及
びΔＮｏと比較判別するようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は特許請求の範囲に記載の発明の構成に対する対
応図、第２図は本発明の一実施例を示すブロック図、第
３図は第２図のマイクロコンピュータの作用を示すフロ
ーチャート、第４図は、オールタネータの駆動状態説明
図、第５図は、回帰直線及び基準線を作成するための説
明図、並びに第６図及び第７図は他のオールタネータの
検査結果の説明図である。 符号の説明 Ｇ・・・オールタネータ、ｌＯ・・・マイクロホン、２
０・・・回転数センサ、１１０・・・マイクロコンピュ
ータ〇 第１図 第３図 第４図　　　　　　２１．。 Ｙｉ Ｙｉ−１ 第６図 Ｎ　−一一　　　　　　　　（ｒ、ｐ、ｍ）第５図 第７図 Ｎ　−一ン

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 回転機がその回転数を変化させるように駆動されている
   状態において前記回転数又はこれに関連する物理量を第
   １検出記号として検出する第１検出手段と、回転機から
   生じる音の圧力又は機械的振動を第２検出信号として検
   出する第２検出手段と、前記第１及び第２の検出信号の
   各値の変化に応じてこれら両値の関係を表す回帰直線を
   決定する第１決定手段と、前記回帰直線に基きこれに並
   行な基準線を決定する第２決定手段と、前記第２検出信
   号の値が前記基準線を超える領域に相当する面積を決定
   するとともにこの面積と前記基準線とにより特定される
   前記第１検出信号の値の変化幅を決定する第３決定手段
   と、前記決定面積が所定許容面積内にないとき、又は前
   記決定変化幅が所定許容幅内にないとき、回転機に異常
   ありと判断する判断手段とを設けるようにした回転機の
   ための異常検査装置。