JPH0543048U - 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】 実験モーダル解析用加振装置１は、ハンマー
１１と、中心軸１３と、クラッチ１４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２１を有している。軸１３は、ハンマー１１の
基部を回転自在に支持する。クラッチ１４は、ハンマー
１１を加振位置から離れた位置で停止させる。

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して上述のモーダルパラメーター を演算・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。

【０００４】 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。

【０００５】

【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とともに、加振点が一定しない。 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。

【０００６】 本考案の目的は、安定した加振力を得るとともに、二度叩きを防止することに ある。

【０００７】

【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、ハンマーと、中心軸と、クラッ チとを有している。 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を 有している。前記中心軸は、ハンマーの基部を回転自在に支持する。前記クラッ チは、ハンマーを加振位置から離れた位置で停止させる。

【０００８】

【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クラッチがハンマーの回転を停止させ る。一度加振を行ったハンマーは、衝撃の反作用によって加振位置から逆方向に 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、クラッチの作用によ って加振位置から離れた位置で停止し、再び物体を加振することが禁止される。

【０００９】 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、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。

【００１０】

【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２と、加振装置１及び変位センサ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、ＦＦＴアナラ イザー３からの信号を受けて電磁クラッチの制御を行うクラッチ制御部４と、Ｆ ＦＴアナライザー３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５ とを有している。

【００１１】 図２に示すように、加振装置１は、軸１３と、ハンマー１１と、捩じりばね１ ２とを主として有している。 軸１３は図示しないスタンドに固定されている。軸１３とハンマー１１の基部 との間には電磁クラッチ１４が配置されている。電磁クラッチ１４は、入力信号 を得て軸１３に対するハンマー１１の固定が行えるよう制御部４と電気的に接続 されている。

【００１２】 捩じりばね１２は、ハンマー１１の基部において、一端がハンマー１１の孔１ １ａに挿入固定され、他端がスタンド側固定部１５に固定されている。捩じりば ね１２は、軸１３に対し前記ハンマー１１を回転方向に弾性的に連結し、自由状 態でハンマー１１を図２のθ２の位置に配置するよう設定されている。 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２１と、ウエイト２２とが設けられている。

【００１３】 次に、上述の実施例の動作を説明する。 まず、ハンマー１１が垂直になった位置（図２のθ３）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を配置する。 次に、加振力が設定値となる位置（図２のθ１）まで、ハンマー１１を振り戻 す。

【００１４】 振り戻した位置（θ１）からハンマー１１を放すと、ハンマー１１は捩じりば ね１２の復元力を駆動力にして矢印Ｘ方向に回動し、θ３の位置において構造物 Ａを打撃加振する。この場合には、ハンマー１１を振り戻す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。 次に、ハンマー１１は衝撃の反作用と、捩じりばね１２の戻り動作とによりハ ンマー１１は逆Ｘ方向へ振り戻され、構造物Ａから離れる。そして、ばね１２の 減衰に伴い自由状態である位置θ２に保持される。

【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２１及び変位センサ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５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】 加振時点でハンマー１１から出る加振信号がＦＦＴアナライザー３に入力され ると、ＦＦＴアナライザー３に接続されたクラッチ制御部４からクラッチ動作信 号が出力され、電磁クラッチ１４が軸１３とハンマー１１との関係をロック状態 にする。 これにより、加振後のハンマー１１は構造物Ａから離れた位置で停止し、ハン マー１１の構造物Ａへの接近は禁止され、二度叩きを防止できる。

【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クラッ チで連結し、ハンマーを加振位置から離れた位置で停止させ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側面部分
図。

【図３】図２の正面部分図。

【符号の説明】

１ 加振装置 １１ ハンマー １３ 軸 １４ クラッチ ２１ 力センサー

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】衝撃発生タイミングを検出するための力セ
   ンサを有するハンマーと、 前記ハンマーの基部を回転自在に支持する中心軸と、 前記ハンマーを加振位置から離れた位置で停止させるた
   めのクラッチと、 を備えた実験モーダル解析用加振装置。