JP2002214034A - 高速回転機器の振動レベル演算確認装置及び方法 - Google Patents
高速回転機器の振動レベル演算確認装置及び方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高速回転機器において比較的高回転で発生す
る円筒モードの自励振動による機器振動のレベルを簡便
且つ正確に算出する装置及び方法を提供する。 【解決手段】 回転数検出手段５と、振動検出手段６
と、円錐モードの振動の周波数帯の振動出力のみを通す
フィルタ７と、フィルタ７を通した振動出力に基づいて
円錐モードでの機器の振動レベルを算出し、次いでこの
円錐モードでの振動レベルを線形変換して円筒モードで
の機器の振動レベルを算出する演算手段８と、を有する
振動レベル演算確認装置１を提供する。円筒モードでの
振動レベルは、円錐モードでの振動レベルと円筒モード
での振動レベルとの間に見出された線形的な相関特性に
基づいて算出される。従って、回転機器を円筒モードの
振動が生ずる高回転で運転することなく、簡便且つ正確
に騒音上問題となる円筒モードでの振動レベルを確認
し、これを出荷管理に利用することが出来る。
る円筒モードの自励振動による機器振動のレベルを簡便
且つ正確に算出する装置及び方法を提供する。 【解決手段】 回転数検出手段５と、振動検出手段６
と、円錐モードの振動の周波数帯の振動出力のみを通す
フィルタ７と、フィルタ７を通した振動出力に基づいて
円錐モードでの機器の振動レベルを算出し、次いでこの
円錐モードでの振動レベルを線形変換して円筒モードで
の機器の振動レベルを算出する演算手段８と、を有する
振動レベル演算確認装置１を提供する。円筒モードでの
振動レベルは、円錐モードでの振動レベルと円筒モード
での振動レベルとの間に見出された線形的な相関特性に
基づいて算出される。従って、回転機器を円筒モードの
振動が生ずる高回転で運転することなく、簡便且つ正確
に騒音上問題となる円筒モードでの振動レベルを確認
し、これを出荷管理に利用することが出来る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高速回転機器の自
励振動の大きさを演算し確認する装置及び方法に関す
る。
励振動の大きさを演算し確認する装置及び方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来から回転機器の振動及びそれに伴う
騒音を防止する目的で、フィールドバランスによる方法
や釣り合い試験機を用いる方法によってバランス調整が
実施されている。しかしながら、これらの方法には、例
えば前者については、効率が悪いこと、そして後者につ
いては、ロータの分解組立が必要な機器の場合等では、
ロータをハウジングに納める組立時にバランスが狂うた
め、精度の高いバランス修正が困難になること等の問題
がある。特に、ターボチャージャ等のように分解組立が
必要なロータで、回転数が毎分数十万回転以上に及ぶ場
合には、ロータが高速回転すると微少なアンバランスで
も遠心力が回転数の２乗で増すため、その周りのハウジ
ングに振動や騒音が発生する。そこで、これらの問題を
解決するために従来技術（特開平６−８２３２８）で
は、ロータが回転機器に組み込まれた状態で効率的にア
ンバランス修正を行う方法が提案されている。それは、
支持ばねによって支持される剛性台に、バランス調整対
象の高速回転機器を搭載し、高速回転機器の回転による
剛性台の共振回転数近傍での振動量を検出することによ
って、アンバランス修正を行うものである。
騒音を防止する目的で、フィールドバランスによる方法
や釣り合い試験機を用いる方法によってバランス調整が
実施されている。しかしながら、これらの方法には、例
えば前者については、効率が悪いこと、そして後者につ
いては、ロータの分解組立が必要な機器の場合等では、
ロータをハウジングに納める組立時にバランスが狂うた
め、精度の高いバランス修正が困難になること等の問題
がある。特に、ターボチャージャ等のように分解組立が
必要なロータで、回転数が毎分数十万回転以上に及ぶ場
合には、ロータが高速回転すると微少なアンバランスで
も遠心力が回転数の２乗で増すため、その周りのハウジ
ングに振動や騒音が発生する。そこで、これらの問題を
解決するために従来技術（特開平６−８２３２８）で
は、ロータが回転機器に組み込まれた状態で効率的にア
ンバランス修正を行う方法が提案されている。それは、
支持ばねによって支持される剛性台に、バランス調整対
象の高速回転機器を搭載し、高速回転機器の回転による
剛性台の共振回転数近傍での振動量を検出することによ
って、アンバランス修正を行うものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術の手段では、アンバランス修正により回転一次の振動
（即ち、回転数と等しい周波数の振動）及びそれに伴う
騒音は低減することが出来るが、軸受の油膜の作用に起
因するロータの自励振動による振動及び騒音は管理出来
ておらず、車両等への搭載後にロータの自励振動による
騒音が問題となる場合がある。
術の手段では、アンバランス修正により回転一次の振動
（即ち、回転数と等しい周波数の振動）及びそれに伴う
騒音は低減することが出来るが、軸受の油膜の作用に起
因するロータの自励振動による振動及び騒音は管理出来
ておらず、車両等への搭載後にロータの自励振動による
騒音が問題となる場合がある。
【０００４】高速回転機器のロータで発生する自励振動
には、比較的低回転で発生する円錐モードと比較的高回
転で発生する円筒モードの２種類があるが、主に円筒モ
ードの自励振動がホワール音等と呼ばれる騒音の原因と
なっている。このため、回転機器の出荷時に円筒モード
の振動レベル（例えば振幅等）を直接測定して管理しよ
うとすると、高回転まで運転することが必要となり、測
定装置の構成が複雑になる、あるいは測定に時間と手間
を要するという問題が発生する。
には、比較的低回転で発生する円錐モードと比較的高回
転で発生する円筒モードの２種類があるが、主に円筒モ
ードの自励振動がホワール音等と呼ばれる騒音の原因と
なっている。このため、回転機器の出荷時に円筒モード
の振動レベル（例えば振幅等）を直接測定して管理しよ
うとすると、高回転まで運転することが必要となり、測
定装置の構成が複雑になる、あるいは測定に時間と手間
を要するという問題が発生する。
【０００５】本発明では、上記問題点に鑑み、ロータの
自励振動、特に比較的高回転で発生する円筒モードの振
動に起因する機器の振動の振動レベルを簡便且つ正確に
算出することができ、出荷管理に利用し得る高速回転機
器の振動レベル演算確認装置及び方法を提供する。
自励振動、特に比較的高回転で発生する円筒モードの振
動に起因する機器の振動の振動レベルを簡便且つ正確に
算出することができ、出荷管理に利用し得る高速回転機
器の振動レベル演算確認装置及び方法を提供する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項１に記載の手段を採用することが出来る。
に請求項１に記載の手段を採用することが出来る。
【０００７】請求項１に記載の装置によれば、比較的低
回転で発生するロータの円錐モードの自励振動に起因す
る機器の振動の振動レベル（即ち、円錐モードでの機器
振動レベル）に基づいて比較的高回転で発生するロータ
の円筒モードの自励振動に起因する機器の振動の振動レ
ベル（即ち、円筒モードでの機器振動レベル）を算出す
ることが可能となる。これは、円錐モードでの機器振動
レベルと円筒モードでの機器振動レベルとの間に見出さ
れた、図２に示すような線形的な相関特性に基づいて算
出されるものである。
回転で発生するロータの円錐モードの自励振動に起因す
る機器の振動の振動レベル（即ち、円錐モードでの機器
振動レベル）に基づいて比較的高回転で発生するロータ
の円筒モードの自励振動に起因する機器の振動の振動レ
ベル（即ち、円筒モードでの機器振動レベル）を算出す
ることが可能となる。これは、円錐モードでの機器振動
レベルと円筒モードでの機器振動レベルとの間に見出さ
れた、図２に示すような線形的な相関特性に基づいて算
出されるものである。
【０００８】従って、請求項１に記載の装置によって、
高速回転機器を実際に円筒モードの振動が発生するよう
な高回転で運転することなく、簡便且つ正確に騒音上問
題となる円筒モードでの振動レベルを確認することがで
き、これを出荷管理に利用することが出来る。
高速回転機器を実際に円筒モードの振動が発生するよう
な高回転で運転することなく、簡便且つ正確に騒音上問
題となる円筒モードでの振動レベルを確認することがで
き、これを出荷管理に利用することが出来る。
【０００９】又、請求項４に記載の方法によっても同様
に、比較的低回転で発生するロータの円錐モードの自励
振動に起因する機器の振動の振動レベルに基づいて比較
的高回転で発生するロータの円筒モードの自励振動に起
因する機器の振動の振動レベルを算出するので、高速回
転機器を実際に円筒モードの振動が発生するような高回
転で運転することなく、簡便且つ正確に騒音上問題とな
る円筒モードでの振動レベルを確認することができ、こ
れを出荷管理に利用することが出来る。
に、比較的低回転で発生するロータの円錐モードの自励
振動に起因する機器の振動の振動レベルに基づいて比較
的高回転で発生するロータの円筒モードの自励振動に起
因する機器の振動の振動レベルを算出するので、高速回
転機器を実際に円筒モードの振動が発生するような高回
転で運転することなく、簡便且つ正確に騒音上問題とな
る円筒モードでの振動レベルを確認することができ、こ
れを出荷管理に利用することが出来る。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態の装置構成を説
明する前に、まず、本発明と極めて関わりの深い、ター
ボチャージャ等の高速回転機器で発生する振動及びそれ
に伴う騒音等に関する事項について説明する。図１は、
高速回転機器の振動の振動成分の周波数と高速回転機器
のロータ回転数との関係を例示的且つ概念的に示したも
のである。図中に示された直線及び曲線が振動の発生す
る回転数及び発生する振動の周波数の関係を示し、夫々
の直線及び曲線が通っている各円の大きさはその振動の
振動レベルの大きさ（例えば、振幅等）を相対的に示し
ている。表現上、これらの円は、図中で直線及び曲線に
沿って不連続的に示されているが、実際の振動レベルの
大きさは、隣り合う円の間において、その隣り合う円の
夫々の大きさが示す相対的な振動レベルの間の振動レベ
ルで連続的に変化する。
明する前に、まず、本発明と極めて関わりの深い、ター
ボチャージャ等の高速回転機器で発生する振動及びそれ
に伴う騒音等に関する事項について説明する。図１は、
高速回転機器の振動の振動成分の周波数と高速回転機器
のロータ回転数との関係を例示的且つ概念的に示したも
のである。図中に示された直線及び曲線が振動の発生す
る回転数及び発生する振動の周波数の関係を示し、夫々
の直線及び曲線が通っている各円の大きさはその振動の
振動レベルの大きさ（例えば、振幅等）を相対的に示し
ている。表現上、これらの円は、図中で直線及び曲線に
沿って不連続的に示されているが、実際の振動レベルの
大きさは、隣り合う円の間において、その隣り合う円の
夫々の大きさが示す相対的な振動レベルの間の振動レベ
ルで連続的に変化する。
【００１１】図１に示すように、高速回転機器から発生
する振動は、ロータのアンバランスに起因する回転一次
の振動、即ち回転数と等しい周波数の振動（「１次」の
直線で示される）と、軸受の油膜の作用によるロータの
自励振動に大別される。更に、自励振動には、比較的低
回転で発生する円錐モードと比較的高回転で発生する円
筒モードの２種類がある（円錐モードの自励振動は、更
に詳細には、円錐モードを生じる回転数の中での低回転
域で生ずるハーフホワール現象による円錐モードの振動
と、円錐モードを生じる回転数の中での高回転域でのオ
イルホイップ現象による円錐モードの振動に分けられる
が、本明細書では説明の便宜上、円錐モードの自励振動
といった場合には、後者の振動を指すものとする）。図
１に示すように、円錐モード及び円筒モードで発生する
振動の周波数は、同じ振動系（回転機器）に対しては各
モードにおいてその振動の発生する回転数に関わりなく
ほぼ一定であり、一般に円筒モードにおける振動の周波
数の方が円錐モードにおける振動の周波数よりも大き
い。そして上述したように、主に円筒モードの自励振動
がホワール音等と呼ばれる騒音の原因となっている。
する振動は、ロータのアンバランスに起因する回転一次
の振動、即ち回転数と等しい周波数の振動（「１次」の
直線で示される）と、軸受の油膜の作用によるロータの
自励振動に大別される。更に、自励振動には、比較的低
回転で発生する円錐モードと比較的高回転で発生する円
筒モードの２種類がある（円錐モードの自励振動は、更
に詳細には、円錐モードを生じる回転数の中での低回転
域で生ずるハーフホワール現象による円錐モードの振動
と、円錐モードを生じる回転数の中での高回転域でのオ
イルホイップ現象による円錐モードの振動に分けられる
が、本明細書では説明の便宜上、円錐モードの自励振動
といった場合には、後者の振動を指すものとする）。図
１に示すように、円錐モード及び円筒モードで発生する
振動の周波数は、同じ振動系（回転機器）に対しては各
モードにおいてその振動の発生する回転数に関わりなく
ほぼ一定であり、一般に円筒モードにおける振動の周波
数の方が円錐モードにおける振動の周波数よりも大き
い。そして上述したように、主に円筒モードの自励振動
がホワール音等と呼ばれる騒音の原因となっている。
【００１２】当然のことながら、同タイプの回転機器で
あっても、個々の機器毎に軸受クリアランスが異なるこ
と等からその自励振動による振動レベルは異なる。発明
者らは、ターボチャージャ等の高速回転機器において自
励振動により発生する振動に関し、ロータの円錐モード
の自励振動によって発生する機器の振動の振動レベル
（即ち、円錐モードでの機器振動レベル）とロータの円
筒モードの自励振動によって発生する機器の振動の振動
レベル（即ち、円筒モードでの機器振動レベル）との間
には、一般に図２に示すような線形的な相関関係がある
ことを見出した。図２は、複数の同タイプの回転機器に
ついて、機器毎に夫々円錐モードと円筒モードの自励振
動の生ずる回転数における振動を測定し、その測定され
た振動出力から各モードの振動に起因する各モードでの
振動レベルを求め、その値をプロットしたものである。
図２の場合は、９個の機器について測定を行い特性直線
を得ている。図２に示されたように、ロータが比較的高
回転の時に生ずる円筒モードでの機器振動レベルとロー
タが比較的低回転の時に生ずる円錐モードでの機器振動
レベルとは比例する。従って、対象となる振動系（即
ち、回転機器）についての図２のような相関特性を求め
ておけば、同タイプの振動系（即ち、同タイプの回転機
器）については、この相関特性を利用して、比較的低回
転時に発生する円錐モードでの機器振動レベルを測定す
ることによって、比較的高回転時に発生し、騒音の原因
となる円筒モードでの機器振動レベルを算出することが
出来る。
あっても、個々の機器毎に軸受クリアランスが異なるこ
と等からその自励振動による振動レベルは異なる。発明
者らは、ターボチャージャ等の高速回転機器において自
励振動により発生する振動に関し、ロータの円錐モード
の自励振動によって発生する機器の振動の振動レベル
（即ち、円錐モードでの機器振動レベル）とロータの円
筒モードの自励振動によって発生する機器の振動の振動
レベル（即ち、円筒モードでの機器振動レベル）との間
には、一般に図２に示すような線形的な相関関係がある
ことを見出した。図２は、複数の同タイプの回転機器に
ついて、機器毎に夫々円錐モードと円筒モードの自励振
動の生ずる回転数における振動を測定し、その測定され
た振動出力から各モードの振動に起因する各モードでの
振動レベルを求め、その値をプロットしたものである。
図２の場合は、９個の機器について測定を行い特性直線
を得ている。図２に示されたように、ロータが比較的高
回転の時に生ずる円筒モードでの機器振動レベルとロー
タが比較的低回転の時に生ずる円錐モードでの機器振動
レベルとは比例する。従って、対象となる振動系（即
ち、回転機器）についての図２のような相関特性を求め
ておけば、同タイプの振動系（即ち、同タイプの回転機
器）については、この相関特性を利用して、比較的低回
転時に発生する円錐モードでの機器振動レベルを測定す
ることによって、比較的高回転時に発生し、騒音の原因
となる円筒モードでの機器振動レベルを算出することが
出来る。
【００１３】本発明は、このような原理を利用したもの
であり、以下で本発明の一つの装置構成例としてターボ
チャージャの振動レベル演算確認装置について説明す
る。
であり、以下で本発明の一つの装置構成例としてターボ
チャージャの振動レベル演算確認装置について説明す
る。
【００１４】図３に本発明の一実施形態であるターボチ
ャージャの振動レベル演算確認装置１を示す。振動レベ
ル演算確認装置１は、測定対象機器である半組立状態の
ターボチャージャ３が止金４で固定される、図示しない
架台に固定された取付けハウジング２と、この半組立状
態のターボチャージャ３の回転数及び基準位相を検出す
る回転数検出手段５と、取付けハウジング２に取付けら
れ振動を測定する振動検出手段６と、この振動検出手段
６の出力（即ち振動出力）のうち、回転軸３２の円錐モ
ードの自励振動による振動の周波数帯の出力のみを通す
フィルタ７と、フィルタ７を通して得られる円錐モード
での振動の出力に基づき円筒モードでの振動レベルを算
出する演算手段８とを有して構成される。より詳細に
は、演算手段８においては、フィルタ７を通して得られ
るロータの円錐モードの自励振動に起因するターボチャ
ージャ（機器）３の振動の振動出力に基づいて、まずロ
ータの円錐モードの振動に起因する機器の振動レベル
（振幅等）が算出され、次いでこの算出された円錐モー
ドでの振動レベルに基づき、予め求められ演算手段８に
入力された測定対象機器と同タイプの機器に対する円錐
モードでの機器振動レベルと円筒モードでの機器振動レ
ベルとの上述したような相関関係を利用して、円筒モー
ドでの機器振動レベルを算出する。
ャージャの振動レベル演算確認装置１を示す。振動レベ
ル演算確認装置１は、測定対象機器である半組立状態の
ターボチャージャ３が止金４で固定される、図示しない
架台に固定された取付けハウジング２と、この半組立状
態のターボチャージャ３の回転数及び基準位相を検出す
る回転数検出手段５と、取付けハウジング２に取付けら
れ振動を測定する振動検出手段６と、この振動検出手段
６の出力（即ち振動出力）のうち、回転軸３２の円錐モ
ードの自励振動による振動の周波数帯の出力のみを通す
フィルタ７と、フィルタ７を通して得られる円錐モード
での振動の出力に基づき円筒モードでの振動レベルを算
出する演算手段８とを有して構成される。より詳細に
は、演算手段８においては、フィルタ７を通して得られ
るロータの円錐モードの自励振動に起因するターボチャ
ージャ（機器）３の振動の振動出力に基づいて、まずロ
ータの円錐モードの振動に起因する機器の振動レベル
（振幅等）が算出され、次いでこの算出された円錐モー
ドでの振動レベルに基づき、予め求められ演算手段８に
入力された測定対象機器と同タイプの機器に対する円錐
モードでの機器振動レベルと円筒モードでの機器振動レ
ベルとの上述したような相関関係を利用して、円筒モー
ドでの機器振動レベルを算出する。
【００１５】上記半組立状態のターボチャージャ３は大
別して回転体とこれを回転自在に支持するハウジング部
からなる。回転体は、回転軸３２と、回転軸３２の一端
に接合されたタービンロータ３１と、回転軸３２の他端
に固定されたコンプレッサーロータ３３とからなってお
り、コンプレッサーロータ３３はその回転中心部を回転
軸３２によって貫通され、ナット３４によって締め付け
固定される。回転体はセンターハウジング３５によって
支持されるが、実際に使用される場合はセンターハウジ
ング３５の両側に夫々タービンハウジングとコンプレッ
サハウジングが装着されることになる。センターハウジ
ング３５は２箇所に設けられた軸受３６によって回転軸
３２を支持するようになっている。これら軸受３６に潤
滑用オイルを供給するように、オイル供給路３５ａに通
じる開口にはオイル供給源（図示無し）から延在するオ
イル供給管９ａが配置され、下方のオイル排出口３５ｂ
にはオイル排出管９ｂが配置される。
別して回転体とこれを回転自在に支持するハウジング部
からなる。回転体は、回転軸３２と、回転軸３２の一端
に接合されたタービンロータ３１と、回転軸３２の他端
に固定されたコンプレッサーロータ３３とからなってお
り、コンプレッサーロータ３３はその回転中心部を回転
軸３２によって貫通され、ナット３４によって締め付け
固定される。回転体はセンターハウジング３５によって
支持されるが、実際に使用される場合はセンターハウジ
ング３５の両側に夫々タービンハウジングとコンプレッ
サハウジングが装着されることになる。センターハウジ
ング３５は２箇所に設けられた軸受３６によって回転軸
３２を支持するようになっている。これら軸受３６に潤
滑用オイルを供給するように、オイル供給路３５ａに通
じる開口にはオイル供給源（図示無し）から延在するオ
イル供給管９ａが配置され、下方のオイル排出口３５ｂ
にはオイル排出管９ｂが配置される。
【００１６】次に図４のフローチャートに基づいて本実
施形態の円筒モードでの機器振動レベルの算出操作並び
に算出値の出荷可否判断への利用について説明する。な
お、図４の操作のスタートの時点において、演算手段８
には、測定対象機器と同タイプの機器に対する上述した
ような円錐モードでの機器振動レベルと円筒モードでの
機器振動レベルとの相関特性と、出荷可否の判定に使用
される測定対象機器の円筒モードでの機器振動レベルの
閾値とが既に入力されている。
施形態の円筒モードでの機器振動レベルの算出操作並び
に算出値の出荷可否判断への利用について説明する。な
お、図４の操作のスタートの時点において、演算手段８
には、測定対象機器と同タイプの機器に対する上述した
ような円錐モードでの機器振動レベルと円筒モードでの
機器振動レベルとの相関特性と、出荷可否の判定に使用
される測定対象機器の円筒モードでの機器振動レベルの
閾値とが既に入力されている。
【００１７】図４に示した操作がスタートすると、まず
ステップ１において、測定対象機器であるターボチャー
ジャを、その回転数をロータが円錐モードの振動を発生
する範囲（例えば、図１のような振動特性を有する機器
の場合には５万〜１０万rpm）で変化（スイープ）させ
て運転し、回転軸３２の回転により発生する機器の振動
を振動検出手段６により測定する。測定された振動出力
はフィルタ７へ送られる。次にステップ２において、振
動検出手段６により測定した振動出力のうち、ロータの
円錐モードの振動による機器の振動の周波数帯の振動出
力のみをフィルタ７により抽出する。フィルタ７は、例
えば、図１のような振動特性を有する機器の場合には、
好ましくは６００Ｈｚ以下の振動出力を通すローパスフ
ィルタ、あるいは４００〜６００Ｈｚを通すバンドパス
フィルタである。フィルタ７を通過した振動出力は演算
手段８へ送られる。次にステップ３において、演算手段
８がフィルタ７により抽出したロータの円錐モードの振
動による機器の振動の周波数帯の振動出力を周波数解析
し、ステップ４においてロータが円錐モードで自励振動
することに起因する機器の振動の振動レベル、即ち円錐
モードでの機器振動レベル（例えば、振幅等）を算出す
る。この円錐モードでの機器振動レベルの算出は、所定
のロータ回転数における振動出力に基づいて行い、そこ
で得られる最大振動レベル（周波数は任意）を円錐モー
ドでの機器振動レベルとすることが出来る。あるいは、
ロータ回転数を変化させて行った全ての測定で得られた
振動出力のうち、最大の振動レベル（周波数は任意）が
得られる回転数における振動出力に基づいて演算を行
い、その最大振動レベル（周波数は任意）を円錐モード
での機器振動レベルとしても良い（即ち、ロータ回転数
を変化させて行った全ての測定で得られた振動出力から
算出される振動レベルの中で最大である振動レベル（周
波数は任意）を円錐モードでの機器振動レベルとす
る）。好ましくは、これら２つの振動レベルのうち、実
際の使用状況下で問題となるロータの円筒モードの振動
による機器振動の振動レベルとより相関が高く、より正
確にロータの円筒モードの振動による機器振動の振動レ
ベルが算出可能なものを円筒モードでの機器振動レベル
算出のためのベース値として利用する。
ステップ１において、測定対象機器であるターボチャー
ジャを、その回転数をロータが円錐モードの振動を発生
する範囲（例えば、図１のような振動特性を有する機器
の場合には５万〜１０万rpm）で変化（スイープ）させ
て運転し、回転軸３２の回転により発生する機器の振動
を振動検出手段６により測定する。測定された振動出力
はフィルタ７へ送られる。次にステップ２において、振
動検出手段６により測定した振動出力のうち、ロータの
円錐モードの振動による機器の振動の周波数帯の振動出
力のみをフィルタ７により抽出する。フィルタ７は、例
えば、図１のような振動特性を有する機器の場合には、
好ましくは６００Ｈｚ以下の振動出力を通すローパスフ
ィルタ、あるいは４００〜６００Ｈｚを通すバンドパス
フィルタである。フィルタ７を通過した振動出力は演算
手段８へ送られる。次にステップ３において、演算手段
８がフィルタ７により抽出したロータの円錐モードの振
動による機器の振動の周波数帯の振動出力を周波数解析
し、ステップ４においてロータが円錐モードで自励振動
することに起因する機器の振動の振動レベル、即ち円錐
モードでの機器振動レベル（例えば、振幅等）を算出す
る。この円錐モードでの機器振動レベルの算出は、所定
のロータ回転数における振動出力に基づいて行い、そこ
で得られる最大振動レベル（周波数は任意）を円錐モー
ドでの機器振動レベルとすることが出来る。あるいは、
ロータ回転数を変化させて行った全ての測定で得られた
振動出力のうち、最大の振動レベル（周波数は任意）が
得られる回転数における振動出力に基づいて演算を行
い、その最大振動レベル（周波数は任意）を円錐モード
での機器振動レベルとしても良い（即ち、ロータ回転数
を変化させて行った全ての測定で得られた振動出力から
算出される振動レベルの中で最大である振動レベル（周
波数は任意）を円錐モードでの機器振動レベルとす
る）。好ましくは、これら２つの振動レベルのうち、実
際の使用状況下で問題となるロータの円筒モードの振動
による機器振動の振動レベルとより相関が高く、より正
確にロータの円筒モードの振動による機器振動の振動レ
ベルが算出可能なものを円筒モードでの機器振動レベル
算出のためのベース値として利用する。
【００１８】次にステップ５において、予め求めておき
演算手段８に入力しておいた、図２に示すようなロータ
の円錐モードでの機器振動レベルとロータの円筒モード
での機器振動レベルとの相関特性を用いて、ステップ４
において算出した円錐モードでの機器振動レベル（ベー
ス値）を線形変換し、円筒モードでの機器振動レベルを
算出する。
演算手段８に入力しておいた、図２に示すようなロータ
の円錐モードでの機器振動レベルとロータの円筒モード
での機器振動レベルとの相関特性を用いて、ステップ４
において算出した円錐モードでの機器振動レベル（ベー
ス値）を線形変換し、円筒モードでの機器振動レベルを
算出する。
【００１９】最後にステップ６において、ステップ５で
算出した円筒モードでの機器振動レベルが、実際の使用
状況下で問題となる円筒モードでの機器振動レベルから
決められた閾値以下であるか否かを判定し、出荷可否を
判定する。
算出した円筒モードでの機器振動レベルが、実際の使用
状況下で問題となる円筒モードでの機器振動レベルから
決められた閾値以下であるか否かを判定し、出荷可否を
判定する。
【００２０】以上のような手順に従い、本実施形態によ
って、回転軸３２の円筒モードの自励振動に起因する振
動レベル及びそれに伴う騒音のレベルを算出又は推定
し、出荷管理を行うことが出来る。
って、回転軸３２の円筒モードの自励振動に起因する振
動レベル及びそれに伴う騒音のレベルを算出又は推定
し、出荷管理を行うことが出来る。
【図１】図１は、ターボチャージャ等の高速回転機器が
発生する各種振動の周波数とその高速回転機器のロータ
回転数との関係を例示的且つ概念的に示したものであ
る。
発生する各種振動の周波数とその高速回転機器のロータ
回転数との関係を例示的且つ概念的に示したものであ
る。
【図２】図２は、高速回転機器のロータの円錐モードに
おける自励振動に起因する機器の振動の振動レベル（振
幅）とロータの円筒モードにおける自励振動に起因する
機器の振動の振動レベル（振幅）との相関関係を表す相
関特性の図である。
おける自励振動に起因する機器の振動の振動レベル（振
幅）とロータの円筒モードにおける自励振動に起因する
機器の振動の振動レベル（振幅）との相関関係を表す相
関特性の図である。
【図３】図３は、本発明の一実施形態であるターボチャ
ージャの振動レベル演算確認装置を示す図である。
ージャの振動レベル演算確認装置を示す図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態による円筒モードで
の機器振動レベルの算出操作並びに算出値の出荷可否判
断への利用について示したフローチャートである。
の機器振動レベルの算出操作並びに算出値の出荷可否判
断への利用について示したフローチャートである。
１…振動レベル演算確認装置 ２…取付けハウジング ３…半組立状態のターボチャージャ ４…止金 ５…回転数検出手段 ６…振動検出手段 ７…フィルタ ８…演算手段 ９ａ…オイル供給管 ９ｂ…オイル排出管 ３１…タービンロータ ３２…回転軸 ３３…コンプレッサーロータ ３４…ナット ３５…センターハウジング ３５ａ…オイル供給路 ３５ｂ…オイル排出口 ３６…軸受
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福田 高則 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 Ｆターム(参考） 2G024 AD04 BA15 CA13 DA09 FA02 FA06 2G064 AA17 AB02 AB15 AB22 BA02 BD17 CC06 CC13 CC41 CC47 CC57 DD32 3G005 EA16 FA12 FA27 GB55 GB73 JA40
Claims (4)
- 【請求項１】 高速回転機器のロータの円筒モードでの
自励振動に起因する前記機器の振動の振動レベルを演算
し確認する装置であって、 前記ロータの回転数及び基準位相を検出する回転数検出
手段と、 前記機器に取付けられて機器の振動を測定し、振動出力
を発信する振動検出手段と、 前記振動検出手段に接続され、該振動検出手段からの前
記振動出力のうち、ロータの円錐モードでの自励振動に
起因する前記機器の振動の周波数帯の振動出力のみを通
すフィルタと、 前記フィルタに接続され、前記フィルタを通して得られ
た振動出力に基づいて、前記ロータの円錐モードでの自
励振動に起因する機器の振動の振動レベルを算出し、次
いで該円錐モードでの振動レベルを線形変換することに
よって前記ロータの円筒モードでの自励振動に起因する
前記機器の振動の振動レベルを算出する演算手段と、 を有する、振動レベル演算確認装置。 - 【請求項２】 前記ロータの円錐モードでの自励振動に
起因する機器の振動の振動レベルが、前記フィルタを通
して得られた振動出力のうち、前記ロータの所定回転数
における振動出力に基づいて算出される、請求項１に記
載の装置。 - 【請求項３】 前記ロータの円錐モードでの自励振動に
起因する機器の振動の振動レベルが、前記フィルタを通
して得られた振動出力のうち、該振動レベルが最大とな
る前記ロータの回転数における振動出力に基づいて算出
される、請求項１に記載の装置。 - 【請求項４】 高速回転機器のロータの円筒モードでの
自励振動に起因する前記機器の振動の振動レベルを演算
し確認する方法であって、 前記ロータが円錐モードで振動する回転数において機器
の振動を測定し、 前記測定により得られた振動出力から前記ロータの円錐
モードでの振動に起因する振動の周波数帯の振動出力の
みを抽出し、 前記抽出された振動出力に基づき、前記ロータの円錐モ
ードでの自励振動に起因する機器の振動の振動レベルを
算出し、次いで該円錐モードでの振動レベルを線形変換
することによって前記ロータの円筒モードでの自励振動
に起因する前記機器の振動の振動レベルを算出する、 各ステップを有する振動レベル演算確認方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001010747A JP2002214034A (ja) | 2001-01-18 | 2001-01-18 | 高速回転機器の振動レベル演算確認装置及び方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001010747A JP2002214034A (ja) | 2001-01-18 | 2001-01-18 | 高速回転機器の振動レベル演算確認装置及び方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002214034A true JP2002214034A (ja) | 2002-07-31 |
Family
ID=18878008
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001010747A Withdrawn JP2002214034A (ja) | 2001-01-18 | 2001-01-18 | 高速回転機器の振動レベル演算確認装置及び方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002214034A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007178347A (ja) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Fujifilm Corp | 低速回転する塗布機用軸受ベアリングの微小傷検出方法およびその微小傷検出装置 |
| JP2007183203A (ja) * | 2006-01-10 | 2007-07-19 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 電動機付過給機の回転バランス修正方法および回転バランス試験装置 |
| JP2013508599A (ja) * | 2009-10-16 | 2013-03-07 | ボーグワーナー インコーポレーテッド | 排気ガスターボチャージャ摩擦ベアリングのベアリング遊びを決定する方法 |
| WO2014167905A1 (ja) * | 2013-04-12 | 2014-10-16 | 株式会社Ihi | インペラの締結検査方法、インペラの締結方法、インペラの締結検査装置、およびインペラの締結装置 |
| CN105606203A (zh) * | 2015-09-22 | 2016-05-25 | 中国船舶重工集团公司第七�三研究所 | 一种用于旋转齿轮辐板振动的直接测试方法 |
| CN113043116A (zh) * | 2021-04-13 | 2021-06-29 | 罗俊涛 | 一种光学镜片抛光装置及抛光工艺 |
-
2001
- 2001-01-18 JP JP2001010747A patent/JP2002214034A/ja not_active Withdrawn
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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