JPS622243B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は異常検出の適確性を向上させた回転機
構の異常検出装置に関する。

従来の歯車等の回転機構の異常検出装置とし
て、例えば、周波数分析器（スペクトラムアナラ
イザ）により解析するものがある。

これは、歯車回転機構である変速機から発生す
る回転音振動を検出する音センサと、該回転音振
動を周波数分析して各周波数帯の回転音信号を出
力する周波数分析器と、回転音信号を高速フーリ
エ級数に変換する変換回路と、高速フーリエ級数
を１秒間に50回サンプリングする回路を備え、サ
ンプリング回路によりサンプリングし出力される
データで正常あるいは異常の判定を行なつてい
る。

しかし、従来の異常検出装置によれば、音セン
サが変速機の回転音以外の発生音（例えば、工場
内突発騒音）を検知してしまい誤検出する恐れが
あつた。また、正常、異常の判断が、容易ではな
かつた。

本発明は、上記に鑑み、歯車のような回転機構
の異常検出の適確性を向上させるため予め定めた
検出時間内において回転音センサによるカウント
値から騒音センサによるカウント値を減算して突
発音の影響をなくしたカウント値によつて判定す
るようにし、正常、異常の判断を容易にした回転
機構の異常検出装置を提供するものである。

以下本発明による回転機構の異常検出装置を詳
細に説明する。

第１図イ，ロは本発明の一実施例を示し回転機
構、例えば変速機の回転音を入力するため変速機
の上方に近接して設けられ、パラボラを用いたマ
イクである変速機用音センサ１と、変速機用音セ
ンサ１の出力（以下回転信号と呼ぶ）を増幅する
増幅器２と、増幅器２の出力を予め定めた数の周
波数帯の電気信号に分離する信号分離部３０の帯
域ろ波器３１，３２…３５と、各周波数帯の電気
信号を入力して回転音を検出計数する計数部の検
出計数回路４１，４２…４５と、主として変速機
の回転音以外の音、例えば、フオークリフトが通
過したなど工場内突発騒音を検出する騒音用セン
サ（変速機用音センサ１から約２ｍぐらいの所に
設けられる）２１と、騒音用音センサ２１の出力
は（以下、騒音信号と呼ぶ）を増幅する増幅器２
２と、増幅器２２の出力を前述の予め定めた数の
周波数の電気信号に分離する信号分離部の帯域ろ
波器３６，３７，…３９と、該ろ波器３６，３７
…３９から各周波数帯の電気信号を入力して突発
騒音を検出計数する計数部の検出計数回路４６，
４７…４９と、該検出計数回路４１，４２…４５
および検出計数回路４６，４７…４９からの計数
値をインターフエイス９を介して入力し、予めプ
ログラムされた演算操作によつて正常あるいは異
常の判定を行うとともに検出計数回路４１，４２
…４５および検出計数回路４６，４７…４９の検
出操作を制御する演算制御回路（例えばマイクロ
コンピユータ）１０とを備えている。検出計数回
路４１は、帯域ろ波器３１の出力を整流する整流
回路４と、整流信号を波形整形する波形整形回路
５と、接点ａおよびｂを有した切替器６（この切
替器６は、演算制御回路１０により制御され
る。）と、演算制御回路１０からの制御信号によ
つて予め定めたレベルの基準信号と回路４あるい
は波形整形回路５が出力する信号とを比較する比
較回路７と、比較回路７のパルス出力を計数する
カウンタ８とを有している。他の検出計数回路４
２，…４５および４６，４７…４９も検出計数回
路４１と同一の構成を有している。また、前述の
基準信号の予め定めたレベルは騒音を検出する回
路においては、定常的に発生している工場内暗騒
音より少し大なるレベルに設定して、この暗騒音
では比較器７はパルスを発生せず、ほぼ突発音の
みパルスを発生するように設定する。また、回転
音を検出する回路においては、例えば信号分離部
３０の各周波数帯ごとに同じ大きさの正弦波を入
力させて、それぞれ一様なパルスが発生するよう
に各々の基準信号を設定する。このように検出計
数回路４１，４２…４５の基準レベルと検出計数
回路４６，４７…４９の基準レベルはそれぞれ相
違したレベルに設定される。また、演算制御回路
１０は、第１図ロに示すように、回転信号に基づ
くカウンタ８の計数値を加算端子に入力し、騒音
信号に基づき、カウンタ８の周波数帯に対応する
周波数帯のカウンタ（例えば、検出計数回路４６
に含まれる）の計数値を減算端子に入力してある
定数をかけて（理由後述）加減算する加減算回路
５１と、加減算された値を、予め定められた幅に
あるか判定する判定手段９０とを有している。

騒音信号に応じて求めたパルスに、ある定数を
かける理由は、突発音があつて騒音のパルスが例
えば１個カウントされても、回転信号にそのパル
スが１個カウントされるとはかぎらない。すなわ
ち、回転信号を入力するためパラボラを使用して
いるので、回転信号と騒音信号のＳ／Ｎ比が大き
くとれるためである。

次に第２図により、演算制御回路１０を説明す
る。

第１図と同一のものは同じ番号を符している。
ただし、インターフエイス９は省略してある。

回転信号から検出したカウント値を検出計数回
路４１から、そしてこの検出計数回路４１と同一
周波数帯域で、騒音信号から検出したカウント値
を検出計数回路４６から入力し、加減算を行う加
減算回路５１（同様に各周波数帯域ごとに加減算
回路５２〜５５）が設けられている。加減算回路
で減算したカウント値は、加減算回路５１〜５５
に対応して判定手段９０の保持回路６１〜６５に
保持され、測定する回転機に応じて予め幅をもつ
て定められているマスタ値７１〜７５に各周波数
帯域ごと比較され、１つでも幅を越えるものがあ
ると演算制御回路１０は異常と判断する。

以上の構成におて、第１図、第２図、第３図、
第４図を用いて説明する。変速機用音センサ１に
よつて検出された音（主として回転音）は回転信
号として増幅回路２によつて数ボルトまで増幅さ
れる。この増幅された回転信号は、例えば、10段
の帯域ろ波器３１，３２，…３５によつて10段の
周波数帯域の信号に分離され、それぞれ対応した
検出計数回路４１，４２…４５に入力する。検出
計数回路４１に入力した、例えば500ヘルツ〜１
キロヘルツの周波数帯の回転信号は、整流回路４
によつて整流され、切替器６により直接、あるい
は波形整形回路５を介して比較器７に入力する。
波形整形回路５は、初段の帯域ろ波器３１による
ろ波効果が十分でないときに用いる。比較器７は
予め定めたレベルの前述の基準信号Ｖ_Rと入力す
る電気信号Ｖと比較し、Ｖ＞Ｖ_Rのときパルスを
出力する。カウンタ８はパルスを計数し、その計
数値を加減算回路１１の加算端子へ出力する。一
方、騒音用センサ２１によつて検出された音（主
として工場内突発騒音）から変換された騒音信号
は増幅回路２２で増幅され、10段の帯域ろ波器３
６，３７，…３９によつて第２図に示した10段の
周波数帯域の信号に分離される。この中で、500
ヘルツ〜１キロヘルツの周波数帯域の信号は、検
出計数回路４６によつて基準信号と比較され、そ
の批較に基づいて出力されるパルスの計数値が検
出計数回路４６から加減算回路１１の減算端子に
入力する。加減算回路５１は、主として変速機回
転音に基づくパルスＰの計数値と、主として突発
騒音に基づくパルスの計数値を加減算して変速機
回転音から突発的な騒音の影響による音を相殺し
たパルス計数値を出力し、このパルス計数値が予
め定めた幅をもつた値以外で判定手段９０は信号
を出力し、これを各周波数帯ごとに行なう。

最終的な正常、異常の判定は、回転機のタイプ
（例えばエンジン、トランスミツシヨン）又は、
トランスミツシヨンであれば１段、２段などによ
り異なり、それぞれの場合で予め定めておいて判
断する。

また、さらに詳しく検査を行なおうとするとき
は、各周波数帯のカウント値を、第５図のように
何回かサンプリングして印字出力する。すなわ
ち、回転機の異常が“打音”であれば、4KHz以
上のカウント値が多くなるであろうし、また、同
一周波数帯で、何回かのサンプリングしてパルス
のカウント数の差が大なるときは、“うなり”が
あると判断することができる。

以上説明した通にり、本発明による回転機構の
異常検出装置によれば、予め定めた検出時間内に
おいて回転音センサによる回転音カウント値から
騒音センサによるカウント値を減算したカウント
値に基づいて判定するようにしたため、工場内突
発騒音の影響をなくし、異常検出の適確性を向上
させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図イは本発明の一実施例を示す説明図。第
１図ロは第１図イの演算制御回路を示す説明図。
第２図は、第１図ロの詳細図。第３図は帯域ろ波
器による信号の分離を示す説明図。第４図イは異
常音信号を検出する方式の説明図であり、第４図
ロはこの検出によつて出力されるパルスを示す説
明図。第５図は印字出力様式の一例である。 符号の説明、１，２１…音センサ、２，２２…
増幅回路、４…整流回路、５…波形整形回路、６
…切替器、７…比較器、８…カウンタ、９…イン
ターフエイス、１０…演算制御回路、５１…加減
算回路、３０…信号分離部、３１，３２，３５，
３６，３７，３９…帯域ろ波器、４０…計数部、
４１，４２，４５，４６，４７，４９…検出計数
回路、５１〜５５…加減算回路、６１〜６５…保
持回路、９０…判定手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 回転機構の近くに設けられ該回転機構の回転音
   に応じた回転信号を出力する第１の入力部と、 該第１の入力部の周辺の突発騒音に応じた騒音
   信号を出力する第２の入力部と、 前記回転信号及び前記騒音信号を、おのおの対
   応する周波数帯域に分離する信号分離部と、 該信号分離部の出力が、前記周波数帯ごとに予
   め定めたレベルより大なる回数をカウントする計
   数部と、 前記回転信号に基づくカウント値から前記騒音
   信号に基づくカウント値を対応する周波数帯ごと
   に減算する減算部と、 該減算部の減算したカウント値が、少なくとも
   １つの周波数帯で所定幅外であるとき異常と判定
   し、異常信号を出力する判定手段とを備えたこと
   を特徴とする回転機構の異常検出装置。