JPH0538549U - 実験モーダル解析用加振装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 安定した加振力を得るとともに、二度叩きを
防止する。 【構成】 実験モーダル回析用加振装置１は、回転軸１
３と、ハンマー１１と、ワンウエイクラッチ１４と、ス
トッパ１６とを有している。ハンマー１１は、衝撃発生
タイミングを検出するための力センサー２１を有してい
る。ワンウエイクラッチ１４は、一回転方向のみ相対回
転を許容するよう、回転軸１３にハンマー１１の基部を
連結する。ストッパ１６は、衝撃発生タイミングで回転
軸１３の回転を停止させる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、加振装置、特に、実験モーダル解析用の加振装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

モーダル解析とは、物体のモードを求める解析のことである。物体のモードと は、その物体が固有に持つ固有モーダルパラメーター（振動の形態、固有振動数 、モード減衰比）のことであり、有限要素法を用いて求める方法と実験によって 求める方法とがある。実験によって求めるモーダル解析（すなわち実験モーダル 解析）では、加振実験によって物体の伝達関数（周波数応答関数）を測定し、そ の測定によって得られた波形に理論的に構成した伝達関数を近似させ、それによ って固有振動数、モード減衰比、振動の形態を得る。

【０００３】 かかる実験モーダル解析に使用される装置には、加振力及び衝撃発生タイミン グを検出するための力センサーを有する加振ハンマーと、物体の振動変位を検出 する変位センサーと、それらからの信号を入力・表示するＦＦＴアナライザーと 、その信号からモーダルパラメーターを求めるコンピュータとが含まれる。 この従来の装置では、実験者（人間）がハンマーを握り、物体に対して衝撃を 加える。衝撃が加えられた物体の振動は、変位センサーによって検出される。検 出結果は、ＦＦＴアナライザーに入力され、コンピュータで演算処理することで モーダル解析が行われる。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

前記従来の構成では、物体に対して加振する際に、実験者（人間）がハンマー を握って行うので、加振力にばらつきが生じる。また、加振を行った後再びハン マーが物体に接触してしまう、いわゆる二度叩きが生じやすい。二度叩きを防止 するには実験者の熟練を要し、また二度叩きをしないように実験を進めなければ ならないので実験者のストレスが大きい。

【０００５】 本考案の目的は、安定した加振力を得るとともに、また二度叩きを容易に防止 することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案に係る実験モーダル解析用加振装置は、回転軸と、ハンマーと、ワンウ エイクラッチと、ストッパとを有している。 前記ハンマーは、加振力及び衝撃発生タイミングを検出するための力センサー を有している。前記ワンウエイクラッチは、一回転方向のみ相対回転を許容する よう回転軸にハンマーの基部を連結する。前記ストッパは、衝撃発生タイミング で回転軸の回転を停止させる。

【０００７】

【作用】

本考案に係る加振装置では、回転軸を中心にハンマーを回転させて物体を打撃 し、物体を振動させる。このとき、ハンマーに設けられた力センサーが衝撃発生 タイミングを検出する。 ハンマーによる衝撃の発生タイミングでストッパが回転軸の回転を停止させる が、ハンマー自体は反作用によって逆方向に移動して物体から離れる。一旦物体 から離れたハンマーは、ワンウエイクラッチの作用によって再び物体側に移動す ることが禁止される。

【０００８】 この装置では、回転軸を中心にハンマーを回転させて加振する構成なので、安 定した加振力を得ることができる。また、ワンウエイクラッチの作用によってハ ンマーの二度叩きが防止される。

【０００９】

【実施例】

図１は本考案の一実施例が採用された実験モーダル解析装置を示している。 この解析装置は、構造物Ａに対して加振を行う加振装置１と、構造物Ａの振動 変位を検出するための変位センサー２と、加振装置１及び変位センサー２からの 信号を受けて伝達関数の演算及び表示を行うＦＦＴアナライザー３と、その演算 結果を受けて実験モーダル解析を行うコンピュータ４とを有している。

【００１０】 加振装置１を示す図２において、加振装置１は、Ｕ字状のスタンド１０と、ス タンド１０内に配置されたハンマー１１とを主として有している。 スタンド１０の上部には、１対の軸受け１２を介して軸１３が回転自在に支持 されている。軸１３の中央部には、ワンウエイクラッチ１４を介してハンマー１ １の基部が連結されている。ワンウエイクラッチ１４は、軸１３を基準にした場 合、矢印Ｘ方向に対してのみハンマー１１の相対回転を許容する。換言すれば、 軸１３に対しハンマー１１は逆Ｘ方向には回転し得ない。

【００１１】 軸１３は、スタンド１０よりも外方において、半径方向外方に突出したレバー １５を有している。レバー１５に対向し得る位置において、スタンド１０の外側 面にはストッパ１６が設けられている。ストッパ１６は、スタンド１０の外側面 に形成されたブラケット１７にピン１８を介して回転自在に支持されている。こ の結果、ストッパ１６は、図２に示すレバー１５に対する対向位置と、その対向 位置から矢印Ｙ方向に回動した状態である退避位置とを取り得る。レバー１５の ストッパ１６に対向する部分には磁石１９が設けられており、これによってスト ッパ１６に対しレバー１５が吸着され得る。

【００１２】 ハンマー１１の先端部には、構造物Ａに対して衝撃を与えるための打撃用チッ プ２０と、打撃用チップ２０に生じた衝撃のタイミングを検出するための力セン サー２１と、ウエイト２２とが設けられている。 次に、図３〜図６を参照しつつ、上述の実施例の動作を説明する。 まず、図３に示すように、レバー１５とストッパ１６とが接触しかつハンマー １１が垂直になった位置で、打撃用チップ２０が構造物Ａの加振点に接触するよ うにスタンド１０（図２）を配置する。

【００１３】 次に、加振力が設定値となる位置まで、図４に示すようにハンマー１１及びレ バー１５を振り上げる。このとき、レバー１５を操作すれば、ワンウエイクラッ チ１４の作用によってハンマー１１も一体的に振り上げられる。 振り上げた位置からレバー１５を離すと、ハンマー１１も連動して降り下ろさ れ、ハンマー１１が構造物Ａを打撃し加振する。この場合には、軸１３を中心に ハンマー１１を振り上げる位置を調節することによって加振力を調節できるので 、安定した加振力が得られる。

【００１４】 ここで、レバー１５は磁石１９の作用によってストッパ１６に固定される。一 方、ハンマー１１は衝撃の反作用により若干跳ね返る。ここでは、ワンウエイク ラッチ１４が作用し、レバー１５に対してハンマー１１は独立して振り戻される 。振り戻されたハンマー１１は再び重力によって加振方向に回動しようとするが 、ワンウエイクラッチ１４が軸１３とハンマー１１との関係をロック状態にする ので、図５に示すようにハンマー１１は構造物Ａに対し離れた位置に保持される 。すなわち、ワンウエイクラッチ１４の作用によって、加振した後のハンマー１ １は構造物Ａから離れて保持されるので、二度叩きが防止できる。

【００１５】 ハンマー１１による衝撃のタイミング及び加振によって生じた構造物Ａの変位 は、力センサー２１及び変位センサー２によってそれぞれ検出され、ＦＦＴアナ ライザー３にそれらの信号が入力される。ＦＦＴアナライザー３では、それらの 信号に基づいて伝達関数を演算する。さらに、その結果がコンピュータ４に入力 され、構造物Ａに固有の振動形態、固有振動数、モード減衰比が演算・表示され る。

【００１６】 実験が終了すれば、図６に示すようにストッパ１６を回動させて退避位置に下 ろし、レバー１５をＺ方向に回転させる。そして、ストッパ１６を元の位置に戻 し、図３に示すようにハンマー１１及びレバー１５をセットすれば、再び実験が 行える。

【００１７】

【考案の効果】 本考案に係る実験モーダル解析用加振装置では、回転軸とハンマーとをワンウ エイクラッチで連結する構成を採用したので、加振力を安定させ得るとともに、 二度叩きを防止できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例が採用された実験モーダル解
析装置の概略図。

【図２】本考案の一実施例としての加振装置の斜視図。

【図３】一動作状態を示す概略側面部分図。

【図４】一動作状態を示す概略側面部分図。

【図５】一動作状態を示す概略側面部分図。

【図６】一動作状態を示す概略側面部分図。

【符号の説明】

１ 加振装置 １１ ハンマー １３ 軸 １４ ワンウエイクラッチ １６ ストッパ ２１ 力センサー

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】回転軸と、 加振時の加振力及び衝撃発生タイミングを検出するため
   の力センサーを有するハンマーと、 一回転方向のみ相対回転を許容するよう前記回転軸に前
   記ハンマーの基部を連結するワンウエイクラッチと、 前記衝撃発生タイミングで前記回転軸の回転を停止させ
   るストッパと、を備えた実験モーダル解析用加振装置。