JPH08210909A - 電気機器の動作異音検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 周囲の雑音の影響を受けずに異音を確実に検
出する。 【構成】 動作が正常か異常かを判断する対象であるカ
セットデッキ１の表面には、保持装置１０によって保持
される振動型マイク２の先端が接触する。振動型マイク
２の接触圧力は、保持装置１０内の圧縮コイルばねによ
って調整される。また振動型マイク２は、防振材によっ
て周囲の環境からの外部振動に対して絶縁される。外部
振動から絶縁され、適切な接触圧力に調整された振動型
マイク２が検出した振動信号は、アンプ３によって増幅
され、ＦＦＴ演算処理回路４によって周波数スペクトラ
ムに変換される。周波数スペクトラムのレベルから、異
音が発生しているか否かを判断する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電気機器の動作が異常
であることを表す動作異音を検出するための装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来から、電気機器の動作が正常である
か異常であるかを確認する方法の１つとして、動作異音
の検知が行われている。一般に電気機器では、モータや
ソレノイドなどの電気的アクチュエータや、アクチュエ
ータが発生する力を伝達する歯車や、最終的に駆動され
るカセット磁気テープあるいはコンパクトディスク（以
下「ＣＤ」と略称する）などのディスク状記憶媒体等、
種々の構成要素が動く。これらの動きに伴って、動作音
が発生する。歯車などに歯欠けや取付ガタや緩みなどが
ある場合には、これらがない場合に発生する音とは異な
る動作音が発生する。さらに磁気テープの走行中にこす
れが生じる場合は、こすれ音なども発生する。発生する
動作音が正常であるか異常であるかは、熟練した作業者
が直接聞いて判定することが多い。

【０００３】異音判定を機械的に行う先行技術として、
たとえば特開昭５５−７２８２７では、複数の振動検出
器を回転機械の回転軸の近傍に配置し、検出出力をアナ
ログ／デジタル変換した後演算処理して、オーバーオー
ル振動振幅および周波数スペクトルを算出して、異常な
軸振動を検出している。特開昭５８−１０８４１９で
は、被検査物から発生した機械的振動または音を振動ピ
ックアップで検出し、フィルタを通して周波数成分を分
析して異音を検出している。特開昭５８−２１９４２４
では、回転機器の振動を振動検出手段によって電気信号
として検出し、高速フーリエ変換（略称「ＦＦＴ」）を
行って周波数スペクトルに変換し、その分析によってバ
ランス不良やベアリング軸受の良否などの検査を行って
いる。特開昭５９−９７０１６、特開昭５９−９７０１
７および特開昭５９−１０９８３１では、被検査対象物
からマイクロフォンや振動計によって振動を検出し、そ
の周波数分析結果を比較した偏差に応じて異音を検出し
ている。さらに実開平５−６０１３８では、電気機器の
容器に振動センサを接触させ、検出した振動をフーリエ
変換して振動波形の周波数スペクトラムを算出し、異常
振動の有無を判定している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】電気機器動作音を作業
者が耳で聞いて正常か異常かを判定する場合は、判定の
基準に個人差があり、基準が曖昧にならざるを得ない。
電気機器の動作音をマイクロホンなどで集音して周波数
スペクトラムに変換して自動的に分析する方式では、生
産工場などでは周囲の他の機械の騒音の影響を受けやす
く、防音ブースが必要となるために設備コストが上昇す
る問題がある。振動型マイクロフォンなどを使用して振
動を検出する場合も、駆動部や周辺を歩く人などからの
外部雑音が伝わるとノイズとなり、対象物からの振動を
正確に検出することができない。

【０００５】本発明の目的は、周囲の雑音の影響を受け
ず、電気機器の動作異音を確実に検出することができる
電気機器の動作異音検出装置を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、電気機器が動
作中に発生する振動を電気的に検出する振動検出手段
と、振動検出手段を、外部振動から機械的に絶縁しなが
ら電気機器との接触状態を保持する絶縁保持手段と、振
動検出手段からの電気的出力を演算処理して周波数スペ
クトラムを算出する演算手段とを含むことを特徴とする
電気機器の動作異音検出装置である。

【０００７】

【作用】本発明に従えば、電気機器が動作中に発生する
振動を電気的に検出する振動検出手段は、絶縁保持手段
によって外部振動から機械的に絶縁しながら電気機器と
の接触状態が保持される。電気機器に接触する押圧力
は、押圧力調整手段によって振動を良好に取得すること
ができる状態に調整される。このようにして振動検出手
段は、電気機器からの異音検出に好適な状態に保持さ
れ、その電気出力を演算処理して周波数スペクトラムを
算出するので、確実に異音を検出することができる。

【０００８】

【実施例】図１は、本発明の一実施例による電気機器の
動作異音検出装置の電気的構成を示す。検出対象の電気
機器であるカセットデッキ１の動作中に発生する振動
を、振動型マイク２によって検出し、アンプ３によって
増幅した後、ＦＦＴ演算処理回路４によって周波数スペ
クトラムを算出する。装置全体５は、システム制御コン
ピュータ６によって制御され、自動的な異音検出が可能
である。自動制御のためのプログラムや、周波数スペク
トラムの表示は、モニタ７によって行う。

【０００９】振動型マイク２は、保持装置１０によって
カセットデッキ１の表面の所定位置に押圧される。保持
装置１０は、振動型マイク２を外部振動から絶縁し、カ
セットデッキ１に対する押圧力を異音検出のために最適
な状態に調整する。振動型マイク２が検出した振動は、
微小な電気的振動信号として導出され、アンプ３によっ
て電気的に増幅される。ＦＦＴ演算処理回路４では、ア
ンプ３の出力信号をアナログ／デジタル変換し、デジタ
ルデータをＦＦＴ演算によって周波数スペクトラムに展
開する。カセットデッキ１が正常な場合と比べて、異音
が発生している周波数スペクトラムは、周波数成分のう
ちにレベルが高くなっている部分があるので、異音が出
ていると判定することができる。

【００１０】図２は図１の振動型マイク２および保持装
置１０に関連する構成を示し、図３は特に保持装置１０
の内部構造を示す。保持装置１０のケーシング１１内に
は、防振材１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ（以下、参
照符「１２」で総称することもある）によって外部振動
を絶縁した状態で振動型マイク２がホルダ１３内に保持
される。振動型マイク２の先端は、カセットデッキ１な
どの電気機器の表面に当接される。この押圧力は、振動
型マイク２の後方から防振材１２ｄを介して圧縮コイル
ばね１４から与えられる。振動型マイク２の検出出力
は、信号ケーブル１５によって図１に示すアンプ３まで
導かれる。圧縮コイルばね１４は、防振材１２ｄと後部
のカバー１６との間の空間に収納される。カバー１６の
内周側にはねじ１７が設けられ、ケーシング１１の外周
に形成されているねじに螺合する。圧縮コイルばね１４
のばね定数や、防振材１２ｄの厚さ、あるいはカバー１
６とケーシング１１との間の螺合状態を調整することに
よって、振動型マイク２の先端とカセットデッキ１との
間の接触圧力を調整することができる。

【００１１】ケーシング１１は、固定板１８に取付けら
れる。固定板１８は、防振部材１９の先端に取付けられ
る。防振部材１９には、取付板２０が固定される。取付
板２０は、位置調整部材２１が先端に設けられるアーム
２２によって保持される。位置調整部材２１を調整し、
防振部材１９の先端を伸長させることによって、振動型
マイク２の先端がカセットデッキ１の表面に接触する。
接触圧力は圧縮コイルばね１４によって発生される。ア
ーム２２は、装置全体５のフレームなどに固定され、周
囲の環境から雑音となる振動などが伝わってくる。振動
型マイク２は、防振材１２および防振部材１９によって
外部振動から機械的に絶縁されるので、異音に対応する
所望の振動を信号対雑音（Ｓ／Ｎ）比よく検出すること
ができる。

【００１２】図２および図３の構成では、振動型マイク
２の押圧力は、圧縮コイルばね１４の縮み量によって調
整されるけれども、板ばねなど一般にばねと呼ばれるも
のを用いても同様の調整を行うことができる。さらにば
ねの代わりにピストンやオリフィスなど流体の性質を利
用して押圧力を発生させることもできる。さらにゴムな
どの弾性を有する物質の弾性力を利用することもでき
る。防振材１２および防振部材１９としては、ゴム系材
料で、特に内部損失が大きいものを用いることができ
る。またスポンジ状材料や、グラスウールなどの繊維材
料を用いることもできる。

【００１３】図４は、図１の実施例によって得られる周
波数スペクトラムの一例を示す。一般に回転系のスペク
トラムの特徴は、歯車の噛合周波数（歯数×回転周波
数）およびその逓倍に現れるので、それをもとに検出帯
域を決める。本実施例では、１００Ｈｚ以上２ｋＨｚ以
下の帯域で行った。この帯域の振動を検出し、ＦＦＴ演
算処理回路４によって周波数スペクトラムを算出する。
周波数スペクトラムの一部に、たとえばボックス状の基
準領域２５，２６を設ける。この基準領域２５，２６
は、領域内に周波数スペクトラムが入ってはいけないと
いう決め方と、入らなければならないという決め方をす
ることができる。動作が異常であると異音が発生し、一
方の決め方による基準領域２５内に入ることになる。ま
た動作が異常であると当然発生する音が発生せず、他方
の決め方による基準領域２６内に入らないことにもな
る。このような２種類の基準領域２５，２６は、たとえ
ば図１のカセットデッキ１で、テープの残量が一定の状
態でも、通常のＰＬＡＹ状態の順送りと早送り、巻戻し
などの動作モードに応じて変化する。異音検出において
は、予め一定の速度や方向の変化パターンを設定し、動
作モードに対応する標準的な周波数スペクトラムのパタ
ーンを幾つかのサンプルの結果から求め、図４の基準領
域２５，２６を設定する。さらに実際にその設定された
基準領域２５，２６に基づいて判定を行い、熟練作業者
の判定と比較しながら基準領域２５，２６を再設定し、
検出精度を高めてゆく。一定の範囲で検出が可能となっ
たら、自動的な判定を主として行い、一定のサンプリン
グ割合で熟練した作業者によるチェックを行う。基準領
域２５，２６の種類や数は、対象に応じて適宜設定され
る。

【００１４】たとえば、車載用のカセットデッキ１の場
合などは、押圧力は１００ｇ程度であり、異音は極く僅
かなので対象となる歯車などの近くに振動型マイク２を
配置する必要がある。このため図５に示すような複数の
振動型マイク２ａ，２ｂ，２ｃを用いて複数箇所の検出
を同時に行う方が好ましい。複数個の振動型マイク２
ａ，２ｂ，２ｃは、カセットデッキ１のように歯車など
の振動発生源が複数あるものに対して、部分によって異
なる振動状況を全体として同時に検出するために、保持
装置１０ａ，１０ｂ，１０ｃによってそれぞれ所定位置
に押圧される。振動型マイク２ａ，２ｂ，２ｃおよび保
持装置１０ａ，１０ｂ，１０ｃは、図１の実施例の振動
型マイク２および保持装置１０と実質的には同様であ
る。本実施例では、複数の振動型マイク２ａ，２ｂ，２
ｃからの出力を、合成回路３０によって合成し、合成し
た振動信号をアンプ３およびＦＦＴ演算処理回路４によ
って一度に振動解析を行う。これによって総合的な判断
による異音検出を行うことができる。

【００１５】以上の実施例では、車載用カセットデッキ
１の異音検出装置を示しているけれども、ＣＤプレーヤ
や、さらにはシステム制御コンピュータ６などによって
動作状態を制御することができる各種電気機器の異音検
出に用いることができる。また、判定のために基準領域
を設定しているけれども、上限や下限の基準レベルを設
定してもよい。

【００１６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、振動検出
手段を、電気機器から異音を検出するために最適な状態
に押圧して保持することができるので、演算処理した後
での周波数スペクトラムから動作異音を確実に検出する
ことができる。これによって判定に伴う基準の曖昧さを
なくし、正確に判定することができ、異常品が製品とし
て出荷されたり、正常品が異常と判断されて余分な作業
事態を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の簡略化した電気的構成を示
すブロック図である。

【図２】図１の実施例の保持装置１０の構成を示す正面
図である。

【図３】図１の実施例の保持装置１０の内部構成を示す
部分的な断面図である。

【図４】図１の実施例から得られる周波数スペクトラム
の一例を示すグラフである。

【図５】本発明の他の実施例の概略的な電気的構成を示
すブロック図である。

【符号の説明】

１ カセットデッキ ２ 振動型マイク ４ ＦＦＴ演算処理回路 ６ システム制御コンピュータ ７ モニタ １０ 保持装置 １１ ケーシング １２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ 防振材 １４ 圧縮コイルばね １６ カバー １９ 防振部材 ２１ 位置調整部材 ２５，２６ 基準領域

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電気機器が動作中に発生する振動を電気
   的に検出する振動検出手段と、 振動検出手段を、外部振動から機械的に絶縁しながら電
   気機器との接触状態を保持する絶縁保持手段と、 振動検出手段からの電気的出力を演算処理して周波数ス
   ペクトラムを算出する演算手段とを含むことを特徴とす
   る電気機器の動作異音検出装置。