JPH0915086A - 衝撃加振装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ハンマーを用いて加振を行なう場合に、作業
者が一人のときでも、この作業者が、作業姿勢などを変
えることなく、加振力などの確認作業を容易に行なうこ
とが可能である。 【構成】 ハンマー１には、例えば、その柄４のところ
に、加振力のレベルを表示するための表示器５が設けら
れている。この表示器５は、加振力レベルの値をアナロ
グ的にあるいはデジタル的に表示する表示部１１と、表
示された値をリセットする解除ボタン１２とを有し、表
示部１１に表示された値は、加振をする毎に固定され、
加振した後でも確認することができ、また、解除ボタン
１２の操作によって任意に解除できるようになってい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、対象物の振動特性を試
験的に評価するために用いられる衝撃加振装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、図７に示すような衝撃加振装置が
知られている。図７の衝撃加振装置では、対象物ＯＢＪ
を加振するのに、人間によって操作されるハンマー１０
１が用いられている。このハンマー１０１は、その本体
１０１ａの頭部に、ロードセル１０２を有し、ハンマー
１０１の頭部で対象物ＯＢＪを叩く(加振する)ときに、
このロードセル１０２によってその加振力のレベルを入
力信号として検出するようになっている。

【０００３】また、図７を参照すると、対象物ＯＢＪに
は、応答センサ５０が取付けられており、対象物ＯＢＪ
がハンマー１０１によって加振されたとき、この応答セ
ンサ５０によって、対象物ＯＢＪの応答を出力信号とし
て検出するようになっている。

【０００４】そして、ハンマー１０１のロードセル１０
２からの加振力(入力信号)と応答センサ５０からの応答
(出力信号)とを、このハンマー１０１の外部装置(例え
ばＦＦＴアナライザ等)５１に与え、この外部装置５１
により、加振力(入力信号)と応答(出力信号)を解析し、
例えば、入力信号(加振力)とこの出力信号(応答)とから
対象物ＯＢＪの振動特性を伝達関数として求め、これに
基づき、対象物ＯＢＪの振動特性を評価するようにして
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような振動特性の
評価では、測定データの誤差を低減するため、ハンマー
の加振力を一定に保つことが重要となる。例えば、構造
物を加振する場合、ガタなどの影響によるノイズにより
測定データは、誤差を含む。誤差を低減するのに、ハン
マー１０１により対象物ＯＢＪを数回加振し、数回加振
したときに求められる各伝達関数の平均値をとることが
考えられる。しかしながら、数回の加振力のうち、例え
ば１つの加振力に大きいものがあると、そのときの誤差
も大きくなり、平均化してもこの誤差を低減することが
できない。

【０００６】なお、上記の問題を回避するのに、一定の
加振力を出力する加振機を用いることができるが、対象
物の構造や測定環境上、このような加振機を使用できな
い場合があり、従って、このような場合には、ハンマー
による、すなわち人間の操作によるインパルス加振を行
なわざるを得ない。

【０００７】ハンマーを用いて加振力を一定に保つに
は、加振を行なう作業者ができるだけ、姿勢を変えず一
定のリズムで叩くことが望ましい。このような作業を補
助するため、ロードセルで検出された加振力のレベルを
例えばＦＦＴアナライザ等の外部装置５１に表示するこ
ともできる。しかしながら、作業者が一人の場合、この
作業者は、加振を行なう都度、このときの加振力を確認
するために、外部装置５１の表示を見なければならず、
従って、その都度、作業姿勢を崩さねばならない。

【０００８】また、作業者が例えば二人の場合、第１の
作業者を加振作業にのみ専念させ、第２の作業者に外部
装置５１に関する操作や確認処理等の作業を行なわせる
ことができ、この場合、第１の作業者が加振したとき、
第２の作業者がこのときの加振力のレベルを外部装置５
１の表示から確認し、第１の作業者に対して加振力に対
する指示を与えることができるが、例えば、ハンマー１
０１と外部装置５１との間の距離が離れていたり、騒音
環境下にある場合には、第２の作業者から第１の作業者
に指示が出せないことがあり、作業を効率良く行なうこ
とができないという問題があった。

【０００９】本発明は、ハンマーを用いて加振を行なう
場合に、作業者が一人のときでも、この作業者が、作業
姿勢などを変えることなく、加振力などの確認作業を容
易に行なうことの可能な衝動加振装置を提供することを
目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段および作用】上記目的を達
成するために、請求項１記載の発明では、ハンマーの頭
部で対象物を加振したときの加振力のレベルを表示する
ための表示手段がハンマーに設けられている。これによ
り、作業者が一人のときでも、この作業者が、作業姿勢
などを変えることなく、加振力などの確認作業を容易に
行なうことができる。

【００１１】また、請求項２記載の発明では、ハンマー
の頭部で対象物を加振したときの加振力のレベルに応じ
て異なる音を発生する音発生手段が設けられている。こ
れにより、加振作業者は、音を聞くことで、加振力の大
きさを認知することができる。すなわち、音により加振
力レベルを作業者に知らせることによって、作業者は全
く視線を変えることなく(作業姿勢を何ら変えることな
く)、加振を続けることができて、加振力を一定に保つ
ことが容易となる。

【００１２】また、請求項３記載の発明では、前記表示
手段または前記音発生手段には、加振力検出手段からの
加振力検出信号を信号処理手段で信号処理した結果が供
給される。これにより、加振力検出手段から出力される
加振力検出信号が微弱な場合にも、加振力レベルの表示
精度または音出力精度を確保することができる。

【００１３】また、請求項４記載の発明では、前記表示
手段における加振力レベルの表示の上限と下限の範囲、
または、前記音発生手段における異なる音を発生させる
範囲を設定する範囲設定手段がさらに設けられている。
これにより、加振をしたときに、加振力がその範囲に入
っているか否かを即座に判断することができ、その範囲
に入っているデータのみを採用することにより、加振力
レベルを一定の範囲のものにすることができる。例え
ば、時間をおいて新たに伝達関数を求める際に、加振力
の大きさ，すなわち加振力レベルの振れ幅を同じにしな
ければ、伝達関数の精度を一定に保てないが、上記のよ
うな範囲設定機能を付加することによって、作業者は、
加振力レベルが所定の(任意の)精度範囲に入っているか
を確認でき、加振力レベルの所定精度に入った測定デー
タのみを選択することができる。これによって、測定さ
れた伝達関数の精度を均一のものにすることができる。

【００１４】また、請求項５記載の発明では、加振後の
測定データを採用するか否かを選択するための採用手段
がハンマーにさらに設けられている。これにより、作業
者は、このような処理操作を作業姿勢を崩さずに行なう
ことができ、また、この場合、即座に次の加振が行なえ
るので、加振直後の力を感覚的に忘れることなく次の加
振が可能となる。すなわち、加振力を確認してそのとき
の測定データを採用するか否かを判断する処理操作を、
作業姿勢を変えずに行なうことができるとともに、さら
に、そのときの測定データを採用するか否かを判断して
平均化を行なわせるときの処理操作をも、作業姿勢を崩
さずに行なうことができる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明に係る衝撃加振装置の第１の実施例
の構成図である。図１の衝撃加振装置では、図７に示し
た衝撃加振装置と同様に、対象物ＯＢＪを加振するの
に、人間(作業者)によって操作されるハンマー１が用い
られるようになっており、このハンマー１は、その本体
１ａの頭部にロードセル２を有し、ハンマー１の頭部で
対象物ＯＢＪを叩く(加振する)ときに、このロードセル
２によってその加振力のレベルを入力信号として検出す
るようになっている。

【００１６】また、対象物ＯＢＪには、応答センサ６が
取付けられており、対象物ＯＢＪがハンマー１によって
加振されたとき、この応答センサ６によって、対象物Ｏ
ＢＪの応答を出力信号として検出するようになってい
る。

【００１７】そして、ハンマー１のロードセル２からの
加振力(入力信号)と応答センサ６からの応答(出力信号)
とを、このハンマー１の外部装置４１に与え、外部装置
４１により、加振力(入力信号)と応答(出力信号)を解析
し、例えば、入力信号(加振力)とこの出力信号(応答)と
から対象物ＯＢＪの振動特性を伝達関数として求め、こ
れに基づき、対象物ＯＢＪの振動特性を評価するように
なっている。

【００１８】ところで、上記ハンマー１には、例えば、
その柄４のところに、加振力のレベルを表示するための
表示器５が設けられている。この表示器５は、加振力レ
ベルの値をアナログ的にあるいはデジタル的に表示する
表示部１１と、表示された値をリセットする解除ボタン
１２とを有し、表示部１１に表示された値は、加振をす
る毎に固定され、加振した後でも確認することができ、
また、解除ボタン１２の操作によって任意に解除できる
ようになっている。

【００１９】このような構成の衝撃加振装置では、ハン
マー１により対象物ＯＢＪを加振するとき、作業者は、
対象物ＯＢＪの加振する位置に注目して対象物ＯＢＪを
ハンマー１で叩き、この際、ハンマー１に設けられてい
る表示器５を見て、このときの加振力を、視線をほとん
ど変えることなく確認することができる。すなわち、１
人の作業者だけで、作業姿勢を変えずに、加振力を確認
しながら、加振を行なうことができる。特に、対象物Ｏ
ＢＪに加振力を数回繰り返し加え、その都度加振力を確
認するときにも、作業姿勢をほとんど変えずに作業を行
なうことができるので、加振力のばらつきが少なくな
り、各回の加振力のレベルを一定のものにすることがで
きる。

【００２０】また、表示器５に、加振力のレベルを細か
く表示させるようにすれば、微妙な加振力の修正も可能
となる。

【００２１】また、図１の衝動加振装置では、加振力レ
ベルを表示器５に可視表示するようにしているが、加振
力レベルを表示器５に可視表示するかわりに、あるい
は、表示器５に可視表示するとともに、加振レベルに応
じて異なる音を発生させるようにすることもできる。図
２には、ハンマー１に表示器５のかわりに音発生器(例
えばスピーカ)９が設けられている場合が示されてい
る。このように音発生器９を設ける場合には、加振レベ
ルに応じて異なる音を発生させることができ、加振作業
者は、音を聞くことで、加振力の大きさを認知すること
ができる。すなわち、音により加振力レベルを作業者に
知らせることによって、作業者は全く視線を変えること
なく(作業姿勢を何ら変えることなく)、加振を続けるこ
とができて、加振力を一定に保つことが容易となる。

【００２２】なお、図１，図２の衝撃加振装置におい
て、加振力レベルを表示するための表示器５、または、
加振力レベルに応じて異なる音を発生する音発生器９
は、ハンマー１の例えば柄４のところに取付けているの
で、この表示器５または音発生器９に、ロードセル２か
らの加振力検出信号(例えば、ロードセル２が重荷出力
型であれば重荷量)を直接与えて、加振力レベルを直接
表示させ、または、加振力レベルに応じた音を直接発生
させることが可能である。しかし、この場合には、加振
力レベルの迅速な表示または音出力が可能となるが、ロ
ードセル２から直接出力される加振力検出信号は、一般
に、非常に微弱なものであり、これをそのまま使用して
表示または音出力すると、加振力レベルの表示精度また
は音出力精度が低くなることが考えられる。

【００２３】図３は本発明に係る衝撃加振装置の第２の
実施例の構成図であり、この第２の実施例では、前述の
問題を回避することを意図している。すなわち、図３の
衝動加振装置では、ハンマー１に取付けられているロー
ドセル２から出力される加振力検出信号に対して所定の
処理を行なって表示器５に表示するための信号処理部２
１がさらに設けられており、この信号処理部２１によ
り、ロードセル２からの加振検出信号を表示用に処理し
て表示器５に出力するようにしている。

【００２４】例えば、ロードセル２が重荷出力型であっ
て、外部装置４１がチャージアンプ７とＦＦＴアナライ
ザ８とを有している場合、この外部装置４１のチャージ
アンプ７とＦＦＴアナライザ８との間に信号処理部２１
を配置することができる。この場合には、ロードセル２
からの加振検出信号をチャージアンプ７で電圧に変換し
た後、ＦＦＴアナライザ８で伝達関数を算出する際に、
信号処理部２１では、チャージアンプ７より発生した電
圧を基にして表示用に加振検出信号を加工して、表示器
５へ送り、表示器５に表示させることができる。

【００２５】このように、ハンマー１に取り付けられた
表示器５への信号をロードセル２から直接与えるのでは
なく、例えば外部装置４１内に設けられた信号処理部２
１で加工した上で与えることにより、ハンマー１の表示
器５における加振力の表示精度を向上させることができ
る。また、外部装置４１に信号処理部２１を設ければ、
ハンマー１に表示用の信号処理機能を持たせずに済むの
で、ハンマー１自体をコンパクトなものに維持すること
ができる。

【００２６】図３の衝撃加振装置では、表示器５が用い
られているが、このかわりに図２の音発生器９が用いら
れる場合にも、同様に、図４のような構成のものにする
ことができる。すなわち、図４の例では、外部装置４１
のチャージアンプ７とＦＦＴアナライザ８との間に音発
生用に加振検出信号を加工する信号処理部２２を配置
し、ロードセル２からの加振検出信号を音発生用に処理
して音発生器９に出力するようにしている。

【００２７】また、図１，図２，図３，図４の装置にお
いて、さらに、加振力レベル表示の上限及び下限を設定
する機能、または異なる音を発生させる範囲を設定する
機能をさらに付加することもできる。図５には、その一
例として、図１あるいは図３の表示器５に、加振力レベ
ルを表示する範囲，すなわち表示の上限及び下限を設定
可能な調節つまみ３０を付加した構成が示されている。
この装置では、調整つまみ３０によって表示器５の表示
の範囲，すなわち加振力レベルの表示の上限及び下限を
任意に設定することができる。

【００２８】同様にして、図２あるいは図４の音発生器
５に、異なる音を発生させる範囲を設定可能な調節つま
み(図示せず)を付加することもできる。

【００２９】このように、加振力レベル表示の上限およ
び下限を設定する機能、または異なる音を発生させる範
囲を設定する機能がさらに付加されている場合には、加
振をしたときに、加振力がその範囲に入っているか否か
を即座に判断することができ、その範囲に入っているデ
ータのみを採用することにより、加振力レベルを一定の
範囲のものにすることができる。例えば、時間をおいて
新たに伝達関数を求める際に、加振力の大きさ，すなわ
ち加振力レベルの振れ幅を同じにしなければ、伝達関数
の精度を一定に保てないが、上記のような範囲設定機能
を付加することによって、作業者は、加振力レベルが所
定の(任意の)精度範囲に入っているかを確認でき、加振
力レベルの所定精度に入った測定データのみを選択する
ことができ、これによって、測定された伝達関数の精度
を均一のものにすることができる。

【００３０】また、図１乃至図４の装置に、さらに、加
振直後の測定データを採用するか否かを選択するための
採用手段を付加することもできる。図６には、このよう
な採用手段が設けられている装置の一例が示されてい
る。すなわち、図６の装置では、ハンマー１に採用手段
として採用ボタン３２が設けられており、加振直後に採
用ボタン３２が押されることによって、外部装置４１に
対して、この加振による測定データを採用する旨が通知
されるようになっている。この場合、外部装置４１(例
えば、ＦＦＴアナライザ)は、その信号を受けたとき、
その測定データを採用して平均化等の処理を行なうこと
ができる。

【００３１】このように、加振直後の測定データを採用
するか否かを選択するための手段をハンマー１に設ける
ことで、作業者は、このような処理操作を作業姿勢を崩
さずに行なうことができ、また、この場合、即座に次の
加振が行なえるので、加振直後の力を感覚的に忘れるこ
となく次の加振が可能となる。すなわち、加振力を確認
してそのときの測定データを採用するか否かを判断する
処理操作を、作業姿勢を変えずに行なうことができると
ともに、さらに、そのときの測定データを採用するか否
かを判断して平均化を行なわせるときの処理操作をも、
作業姿勢を崩さずに行なうことができる。

【００３２】なお、上述の各実施例では、加振力検出手
段としてロードセルを用いたが、ロードセル以外のもの
を用いることもできる。

【００３３】また、図２，図４の装置では、音発生手
段，すなわち音発生器９がハンマー１に取付けられてい
るとしたが、音発生器９については、これをハンマー１
ではなく例えば外部装置４１に設けても良い。

【００３４】

【発明の効果】以上に説明したように、請求項１記載の
発明によれば、ハンマーの頭部で対象物を加振したとき
の加振力のレベルを表示するための表示手段がハンマー
に設けられているので、作業者が一人のときでも、この
作業者が、作業姿勢などを変えることなく、加振力など
の確認作業を容易に行なうことができる。

【００３５】また、請求項２記載の発明によれば、ハン
マーの頭部で対象物を加振したときの加振力のレベルに
応じて異なる音を発生する音発生手段が設けられている
ので、加振作業者は、音を聞くことで、加振力の大きさ
を認知することができる。すなわち、音により加振力レ
ベルを作業者に知らせることによって、作業者は全く視
線を変えることなく(作業姿勢を何ら変えることなく)、
加振を続けることができて、加振力を一定に保つことが
容易となる。

【００３６】また、請求項３記載の発明によれば、前記
表示手段または前記音発生手段には、加振力検出手段か
らの加振力検出信号を信号処理手段で信号処理した結果
が供給されるので、加振力検出手段から出力される加振
力検出信号が微弱な場合にも、加振力レベルの表示精度
または音出力精度を確保することができる。

【００３７】また、請求項４記載の発明によれば、前記
表示手段における加振力レベルの表示の上限と下限の範
囲、または、前記音発生手段における異なる音を発生さ
せる範囲を設定する範囲設定手段がさらに設けられてい
るので、加振をしたときに、加振力がその範囲に入って
いるか否かを即座に判断することができ、その範囲に入
っているデータのみを採用することにより、加振力レベ
ルを一定の範囲のものにすることができる。例えば、時
間をおいて新たに伝達関数を求める際に、加振力の大き
さ，すなわち加振力レベルの振れ幅を同じにしなけれ
ば、伝達関数の精度を一定に保てないが、上記のような
範囲設定機能を付加することによって、作業者は、加振
力レベルが所定の(任意の)精度範囲に入っているかを確
認でき、加振力レベルの所定精度に入った測定データの
みを選択することができる。これによって、測定された
伝達関数の精度を均一のものにすることができる。

【００３８】また、請求項５記載の発明によれば、加振
後の測定データを採用するか否かを選択するための採用
手段がハンマーにさらに設けられているので、作業者
は、このような処理操作を作業姿勢を崩さずに行なうこ
とができ、また、この場合、即座に次の加振が行なえる
ので、加振直後の力を感覚的に忘れることなく次の加振
が可能となる。すなわち、加振力を確認してそのときの
測定データを採用するか否かを判断する処理操作を、作
業姿勢を変えずに行なうことができるとともに、さら
に、そのときの測定データを採用するか否かを判断して
平均化を行なわせるときの処理操作をも、作業姿勢を崩
さずに行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る衝撃加振装置の第１の実施例の構
成図である。

【図２】図１の衝撃加振装置の変形例を示す図である。

【図３】本発明に係る衝撃加振装置の第２の実施例の構
成図である。

【図４】図３の衝撃加振装置の変形例を示す図である。

【図５】加振力レベルを表示する範囲を設定可能な調節
つまみを表示器に付加した構成を示す図である。

【図６】加振直後の測定データを採用するか否かを選択
するための採用手段をハンマーに付加した構成を示す図
である。

【図７】従来の衝撃加振装置の構成例を示す図である。

【符号の説明】

１ ハンマー １ａ ハンマー本
体 ２ ロードセル ４ ハンマーの
柄 ５ 表示器 ７ チャージア
ンプ ８ ＦＦＴアナ
ライザ ９ 音発生器 １１ 表示部 １２ 解除ボタン ２１，２２ 信号処理部 ３０ 調整つまみ ３２ 採用ボタン ４１ 外部装置

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハンマーの頭部で対象物を加振して対象
   物からの応答を測定することで対象物の振動特性を測定
   する衝撃加振装置において、前記ハンマーの頭部には、
   加振力を検出するための加振力検出手段が取り付けられ
   ており、さらに、ハンマーの頭部で対象物を加振したと
   きに前記加振力検出手段で検出された加振力のレベルを
   表示するための表示手段が該ハンマーに設けられている
   ことを特徴とする衝撃加振装置。
2. 【請求項２】 ハンマーの頭部で対象物を加振して対象
   物からの応答を測定することで対象物の振動特性を測定
   する衝撃加振装置において、前記ハンマーの頭部には、
   加振力を検出するための加振力検出手段が取り付けられ
   ており、さらに、該衝撃加振装置には、ハンマーの頭部
   で対象物を加振したときに前記加振力検出手段で検出さ
   れた加振力のレベルに応じて異なる音を発生する音発生
   手段が設けられていることを特徴とする衝撃加振装置。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２記載の衝撃加振
   装置において、前記加振力検出手段から出力された加振
   力検出信号に対して所定の処理を行なう信号処理手段が
   さらに設けられており、前記表示手段または前記音発生
   手段には、前記加振力検出手段からの加振力検出信号を
   前記信号処理手段で信号処理した結果が供給されること
   を特徴とする衝撃加振装置。
4. 【請求項４】 請求項１乃至請求項３のいずれか１項に
   記載の衝撃加振装置において、前記表示手段における加
   振力レベルの表示の上限と下限の範囲、または、前記音
   発生手段における異なる音を発生させる範囲を設定する
   範囲設定手段がさらに設けられていることを特徴とする
   衝撃加振装置。
5. 【請求項５】 請求項１または請求項２記載の衝撃加振
   装置において、加振後の測定データを採用するか否かを
   選択するための採用手段がハンマーにさらに設けられて
   いることを特徴とする衝撃加振装置。