JPH0236319A

JPH0236319A - レーザホログラフィによる振動計測方法

Info

Publication number: JPH0236319A
Application number: JP18473688A
Authority: JP
Inventors: Takashi Kurosumi; 黒角　高志; Kazuto Sasanishi; 笹西　和人; Ichirou Masamori; 一郎正守
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1988-07-26
Filing date: 1988-07-26
Publication date: 1990-02-06

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）本発明はレーザホログラフィによる振動計測方法に関す
る。

（従来技術）従来、振動特性を明らかにし、振動にとって不利な条件
を除去して、構造の最適化を図ろうとすることが行なわ
れれている。このため、さまざまな振動計測手法が試み
られており、その一つとしてレーザホログラフィによる
振動計測方法がある。このレーザホログラフィによる振
動計測方法は、一般には、特開昭６０−１４２２１７号
公報に示すように、加振機により被計測物を機械的に加
振し、該被計測物の振動状態をレーザホログラフィによ
り計Ｊ１１することとされている。

（発明が解決しようとする間顕点）しかしながら、上記計測方法においては、被計測物を機
械的に力■振することから、下記のような問題が生じ、
計測性能及び簡便性の点で未だ十分であるとは言えなか
った。

（Ａ）１点加振の場合ｆ）１点に大きな力を加えるため、加振点近傍に生じる
強制振動領域が広くなり、固有の振動状態を計測できる
領域が狭い。

■）加振点に近い部位が犬きく加振され、計測領域内の
振幅分布が極端に不均一となり、１度に計測できる振幅
範囲が比較的狭いレーザホログラフィでは広範囲を１度
で計測できない。

１１１）加振器が受ける反力が大きくなり、被計測物周
辺に振動が伝わり、被計測物の上下側面背面の計測に用
いる大型反射鏡が振動し、レーザホログラフィによる振
動計測ができない。

ｉｖ）パネル振動と騒音の関係解析を簡便にできない。

（Ｂ）複数加振の場合ｉ）複数の加振器が必要となるため、それらの制御機構
が複雑となり、加振システムが非常に大がかりになる。

１１）複数の加振器全体の反力は、やはり大きくなり、
（Ａ）　−１ｉｉ）と同様の問題が生じる。

１１１）パネル振動と騒音の関係解析は非常に難しくな
る。

本発明はＬ記実情に鑑みてなされたもので、その目的は
、レーザホログラフィによる振動計測性能を向丘させる
と共にその計測の簡便性を向−ヒさせることにある。

（問題点を解決するための手段、作用）かかる目的を達
成するために、本発明にあっては、被計測物を加振し、該被計測物の振動をレーザホログラ
フィにより計測するレーザホログラフィによる振動計測
方法において、波計ｆｌｌｌｌ物の加振を音響加振により行う、構成と
されている。

ｉ−、述の構成により、被計測物の一部にだけに加振力
が集中することがないため、該被計測物パネルの固有振
動が計測できることになる。

また、被計測物の各パネルに加わる加振力か同レベルに
なり、パネル間の振幅差が小ざくでき、計Ａｉｌルンジ
の狭いレーザホログラフィでも多くのパネル振動状態を
同時に計測でさることになる。

さらに、加振の反力が小さいため、被計測物周辺に振動
が伝わらず、該被計測物周辺で大型反射鏡を使用でき、
正面と同時に、１−ド側面、背面の振動計測も支障なく
行えることになる。

さらにまた、音響で加振してパネルの振動を計測するた
め、音とパネル振動状態を直接的に求めることができ、
パネル振動と騒音との関係解析か容易にできることにな
る。

加えて、音響加振器を用いることになることから、該加
振器全問題を生じさせることなく容易に設置できること
になる。

このため、レーザホログラフィによる振動計測方法にお
いて、その計測性能と計測の簡便性を著しく向上させる
ことができることになる。

（実施例）以下本発明の実施例を、自動車を被計測物とし、連続波
型レーザホログラフィによる方法を用いた場合について
図面に基づいて説明する。

ｉ）連続波型レーザホログラフィによる方法においては
、第１図〜第３図に示すように、外部振動を遮断するた
めに、同一の防振定盤１上に被計測物としての自動車２
とレーザホログラフィ装置３とが設置される。

上記防振定盤１は、自動車２とレーザホログラフィ装置
３とを設置できる大きさとされ、本実施例においては、
防振性能に優れた岩盤を持つ地下空洞（栃木県宇都宮市
郊外の大谷石採石跡の地下空洞）の該岩盤１が利用され
ている。

上記自動車２は、第１図に示すようにタイヤ２ａを介し
、又は第２図、第３図に示すようにサスペンションアー
ム２ｂ等のフレーム部と支持川石１ａとを介して岩盤１
上に支持される。

１１）被計測物としての自動車２は加振され、その加振
には音響加振が用いられる。

音響加振には、第４図に示すように一般的なスピーカ（
片側のみに汗を放射するタイプ）４を用いることができ
、この場合、スピーカ４は、車室５内の壁近傍において
、フロアに支持せずに車体の−・部（ステアリング等）
から吊すか、又はシート７ヒに置かれ、音は車体パネル
に向って放射されるウスビー力４の位置は、計測する周
波数で変えられ、車室５内の音圧分布が実際のこもり音
の分布に近づくようにされる。但し、音圧の絶対値は合
わせる必要がなく、レーザホログラフィ法により車体パ
ネル振動が最適に計測できる０、５゜程度の変位となる
ようにされる。スピーカ４位置の例としては、１００Ｈ
ｚ付近の騒音再現の場合には、スピーカ４はダツシュロ
アに向けて放射されるようにセットされる。

また、音響加振として、点音源スピーカ６を用いること
ができ、その場合には、該スピーカ６は、第５図に示す
ようにシート７上に置くか、車体の一部から吊され、該
スピーカ放射部は、前席中央（車幅方向の中央でシート
前後可動範囲の中央、シートから６５ｃｍの高さ）か、
運転者の耳位置に位置される。放射する音の条件は、前
記−般的スピーカ４と同様にされる。

１１１）音響加振に基つく自動車２の計量面の振動は、
前記レーザホログラフィ装置３により計測される。

レーザホログラフィ装置３は、第６図に示すように光源
８からレーザビーム９をビームスプリッタｌＯで２つに
分け、一方は平面ミラー１４、球面ミラー１５を介して
物体光１１として自動車２に照射しく計測面が側面の場
合）、他方は球面ミラー１５を介して参照光１２として
ホログラム乾板１３に照射するようになっており、音響
加振によって自動車２計測面に与えられた振動の周期に
対し、十分に長い時間の露光を行うと、振動のモードパ
ターンが縞模様として記録されることになり、これによ
り、振動モードの解析ができることになる。自動車２の
上面（ルーフ、フロントガラス等）、下面（フロア等）
を計測する場合には、＠１図、第３図、第４図に示すよ
うに大型反射鏡１６を使用し、物体光１１を計測面に照
射することになる。

したがって、Ｌ記方法においては、狭い車室５内にスピ
ーカ４（又は６）を設けて車室内空間全体を振動させる
ため、車体の一部に大きな力が加わることがなくなり、
強制的に振動させられる部位がなくなる。このため、全
車体パネルの固右振動が計測できることになる。

また、スピーカ４（又は６）により狭い車室内空間全体
が加振され、それが各車体パネルを加振することから、
各車体パネルに加わる加振力が均一になり、各車体パネ
ル間の振動の大きさの差が小さくなる。このため、各車
体パネルの振動レベルは所定範囲（０，２〜１．０用程
度）におさまり、１ルンジの狭いレーザホログラフィで
も、同時に多くの車体パネルの振動が計測できることに
なる。

これについては、スピーカ、電磁式加振器をそれぞれ用
いて２７０　ＨＺ　’Ｆで加振させ、大型反射鏡１６を
用いてフロア部の振動評価を行ったが、スピーカ４によ
る加振の場合にはフロア全体の振動状態が計測できる一
方、゛電磁式加振器による加振の場合には加振点側の振
動状態のみが計測できるにすぎなかった。尚、大型反射
鏡１６が振動するため加振力は小さくしているが、振動
分布には影響しない。

さらに、スピーカ４による加振の場合には、反力が小さ
いため、自動車周辺の床が振動することがない、このた
め、床上のレーザホログラフィ光学系の鏡や大型反射鏡
１６が振動しなくなり１反射による自動車２の上・下面
や背面の振動計測ができることになる。

これについても、スピーカ、電磁式加振器をそれぞれ用
いて１２５Ｈｚ下で加振させ、フロア部の振動評価を行
った。その結果、スピーカ４により加振した場合には、
フロアの振動分布が計測できたが、電磁式加振器を用い
て加振した場合には、フロアの振動が鏡に加わり、振動
計測が不能となった。

さらにまた、スピーカ４による音響加振は加振力か弱い
ため、剛性の弱い車体パネルのみが振動し、フレーム部
は振動しない。このため、ホログラフィ計測時、フレー
ム部が白くなって解像度が高くなり、黒く暗くなる振動
部との差（境界）が明確となり、振動状態の把握が容易
になる。これについては、スピーカ、電磁式加振器をそ
れぞれ用いて６８Ｈｚ下で加振させ、ドア部分の振動評
価を行ったが、スピーカ加振の場合にはドアが振動する
一方、その周辺が振動しないためドアの振動状態が良く
把握できた。電磁式加振器の場合には、ドアと共にドア
周辺も振動するため、暗くなってドアの振動状態が良く
把握できなかった。

さらに、車体パネルだけが振動し２上体全体が振動（ね
じり曲げ）することがなく、弾性体であるタイヤで支持
してもフレーム部が振動しないため、支持の簡略化を図
ることができることになる。

こ、れについては、スピーカを用いて８３Ｈｚドで加振
させ、タイヤ支持（タイヤ２ａを介して岩盤１に支持）
の場合とサスペンション支持（サスペンションアーム２
ｂｉ介して岩盤１に支持）の場合の振動評価を行ったが
、この両者の場合共、振動モードを計測することができ
た。

加えて、スピーカ等の音響加振器においては、その設置
は、吊すか、置くだけで足りるので、計測準備を容易に
することができることになる。

さらに加えて、音で加振し、車体パネルの振動を計測す
るため、音（騒音）と車体パネル振動関係を直接的に求
めることになり、該両者の関係解析が容易にできること
になる。

（発明の効果）本発明は以上述べたように、レーザホログラフィによる
振動計測方法において、その計測性能と計測の簡便性を
著しく向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１因、第２図、第３図は防振定盤上に設置される自動
車、レーザホログラフィ装置の設置例をそれぞれ説明す
る説明図、第４図は車室内におけるスピーカの配設を説明する説明
図、第５図はスピーカの配設の変形例を示す説明図、第６図はレーザホログラフィによる振動計測方法を説明
する説明図である。２：自動車３：レーザホログラフィ装置４．６：スピーカ第１図第４図第２医第３図ａ第５図ａア

Claims

【特許請求の範囲】

（１）被計測物を加振し、該被計測物の振動をレーザホ
ログラフィにより計測するレーザホログラフィによる振
動計測方法において、被計測物の加振を音響加振により行う、ことを特徴とするレーザホログラフィによる振動計測方
法。