特開 2022-62764 ダンパ評価システムおよびダンパ評価方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022062764

(43)【公開日】2022-04-21

(54)【発明の名称】ダンパ評価システムおよびダンパ評価方法

(51)【国際特許分類】

   G01M 7/02 20060101AFI20220414BHJP

【ＦＩ】

G01M7/02 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020170884

(22)【出願日】2020-10-09

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用申請有り 日本建築学会２０２０年度大会，学術講演梗概集，建築デザイン発表梗概集２０２０，第５３３頁，一般社団法人日本建築学会，寄稿日 令和２年４月７日、発行日 令和２年７月２０日

(71)【出願人】

【識別番号】000000929

【氏名又は名称】ＫＹＢ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100122323

【弁理士】

【氏名又は名称】石川 憲

(72)【発明者】

【氏名】中村 悠太

(57)【要約】

【課題】検査装置の精度によらずダンパの性能を正確に評価できるダンパ評価システムおよびダンパ評価方法の提供を課題とする。
【解決手段】上記した目的を達成するため、本発明の本実施の形態のダンパ評価システムは、ダンパＤに振動を与える振動検査によって計測されるダンパＤの変位Ｘ、速度Ｖおよび荷重Ｆを含む検査データを処理してダンパＤを評価するダンパ評価システムであって、検査データを処理する処理装置１を備え、処理装置１は、ダンパＤを表現する粘弾性モデルに計測された変位Ｘおよび速度Ｖを入力してダンパＤの理想荷重Ｆｉを求め、理想荷重Ｆｉに基づいて評価指標を求める評価指標算出部１ａ１と、荷重Ｆに基づいて評価指標と同一次元の評価値を求める評価値算出部１ａ２と、評価指標と評価値とに基づいてダンパＤを評価する評価部１ａ３とを備えている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ダンパに振動を与える振動検査によって計測される前記ダンパの変位、速度および荷重を含む検査データを処理して前記ダンパを評価するダンパ評価システムであって、
前記検査データを処理する処理装置を備え、
前記処理装置は、
前記ダンパを表現する粘弾性モデルに計測された前記変位および速度を入力して前記ダンパの理想荷重を求め、前記理想荷重に基づいて評価指標を求める評価指標算出部と、
前記荷重に基づいて前記評価指標と同一次元の評価値を求める評価値算出部と、
前記評価指標と前記評価値とに基づいて前記ダンパを評価する評価部とを有する
ことを特徴とするダンパ評価システム。

【請求項2】

前記評価指標算出部は、前記理想荷重と前記速度とに基づいて前記ダンパの理想的な吸収エネルギを前記評価指標として求め、
前記評価値算出部は、前記荷重と前記速度とに基づいて前記ダンパの実際の吸収エネルギを前記評価値として求める
ことを特徴とする請求項１に記載のダンパ評価システム。

【請求項3】

前記評価指標算出部は、前記理想荷重と前記速度とに基づいて前記ダンパの理想的な等価減衰係数を前記評価指標として求め、
前記評価値算出部は、前記荷重と前記速度とに基づいて前記ダンパの実際の等価減衰係数を前記評価値として求める
ことを特徴とする請求項１に記載のダンパ評価システム。

【請求項4】

前記評価指標算出部は、前記粘弾性モデルをマクスウェルモデルとし、前記評価指標および前記評価値をＣとし、前記ダンパの理想荷重および荷重をＦとし、前記ダンパの速度をＶとして、以下の式（１２）を演算して前記評価指標を求める
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のダンパ検査データの誤差推定システム。

【数12】

【請求項5】

ダンパに振動を与える振動検査によって計測される前記ダンパの変位、速度および荷重を含む検査データを処理して前記ダンパを評価するダンパ評価方法であって、
前記ダンパを表現する粘弾性モデルに計測された前記変位および速度を入力して前記ダンパの理想荷重を求め、前記理想荷重に基づいて評価指標を求める評価指標算出過程と、
前記荷重に基づいて前記評価指標と同一次元の評価値を求める評価値算出過程と、
前記評価指標と前記評価値とに基づいて前記ダンパを評価する評価過程とを有する
ことを特徴とするダンパ評価方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ダンパ評価システムおよびダンパ評価方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ダンパの性能の評価する場合、ダンパに振動を与えてダンパが製品仕様に適合する性能を有しているか否かを評価することがある。ダンパに振動を与える検査装置は、コントローラと、コントローラからの入力に応じてダンパへ振動を与える加振器とを備え、ダンパに正弦波の振動を与えてダンパの変位、速度および荷重を計測する。詳細には、検査装置は、コントローラから操作量を指示する入力が与えられると加振器がダンパに検査条件通りの正弦波振動を与え、各種センサによって変位、速度および荷重を計測する（たとえば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１９－０３２２６１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

このような検査装置でダンパを検査して計測されたダンパの変位、速度および荷重といった検査データは、検査オペレータのダンパの評価に供され、検査データから求めた等価減衰係数の値が製品合格基準を満たしているか否かでダンパの性能が評価される。

【0005】

具体的には、現状におけるダンパ評価システムおよびダンパ評価方法では、評価しようとするダンパの設計値から以下の式（１）を利用して等価減衰係数の理論値を予め求めておき、実際にダンパに正弦波振動を与えた際のダンパの変位、速度およびダンパが出力する荷重の実測値から求めた等価減衰係数と、前述の等価減衰係数の理論値との乖離から検査したダンパの性能を評価する。

【0006】

【数1】

式（１）は、ダッシュポッドとばねとを直列に接続したマクスウェルモデルで表現されるダンパに正弦波振動を与えた場合においてダンパの設計値を用いて等価減衰係数Ｃｅｑを得る式となっており、式（１）中で、ｆは検査装置がダンパへ与える正弦波振動の周波数、Ｃはマクスウェルモデルにおけるダッシュポッドの減衰係数の設計値、Ｋはマクスウェルモデルのばねのばね定数をそれぞれ示している。式（１）から理解できるように、等価減衰係数Ｃｅｑを求めるには、正弦波振動の周波数の値を式（１）入力する必要がある。

【0007】

ところが、検査装置はフィードバック制御されて検査条件に従った理想的な正弦波振動をダンパに与えようとするが、ノイズや外乱等によって理想的な正弦波振動をダンパへ与えられない。等価減衰係数Ｃｅｑは、マクスウェルモデルのダンパに理想的な正弦波振動を与えることを前提にして算出される理論値であるが、実際にダンパに与えられる振動は理想的な正弦波でないことから、等価減衰係数Ｃｅｑを基準として当該等価減衰係数Ｃｅｑと実測値から算出された等価減衰係数とを比較しても、ダンパの性能を正確に評価することができない。

【0008】

そこで、本発明は、検査装置の精度によらずダンパの性能を正確に評価できるダンパ評価システムおよびダンパ評価方法の提供を目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記した目的を達成するため、本発明におけるダンパ評価システムは、ダンパに振動を与える振動検査によって計測されるダンパの変位、速度および荷重を含む検査データを処理してダンパを評価するダンパ評価システムであって、検査データを処理する処理装置を備え、処理装置は、ダンパを表現する粘弾性モデルに計測された変位および速度を入力してダンパの理想荷重を求め、理想荷重に基づいて評価指標を求める評価指標算出部と、荷重に基づいて評価指標と同一次元の評価値を求める評価値算出部と、評価指標と評価値とに基づいてダンパを評価する評価部とを備えている。また、本実施の形態のダンパ評価方法は、ダンパに振動を与える振動検査によって計測されるダンパの変位、速度および荷重を含む検査データを処理してダンパを評価するダンパ評価方法であって、ダンパを表現する粘弾性モデルに計測された変位および速度を入力してダンパの理想荷重を求め、理想荷重に基づいて評価指標を求める評価指標算出過程と、荷重に基づいて評価指標と同一次元の評価値を求める評価値算出過程と、評価指標と評価値とに基づいてダンパを評価する評価過程とを備えている。

【0010】

このように構成されたダンパ評価システムおよびダンパ評価方法では、実際に検査装置からダンパに与えられた振動と同じ振動を粘弾性モデルで表現されたダンパに入力して評価指標を求めるので、検査装置が与えた正弦波振動の周波数を利用せずに評価指標を求め得る。よって、検査装置がダンパへ与える振動の波形に乱れがあっても、この乱れに全く影響されずに正確な評価指標を求め得る。また、このように構成されたダンパ評価システムおよびダンパ評価方法では、粘弾性モデルで表現されたダンパへ検査対象である実物のダンパに与える振動を疑似的に与えて理想荷重を得て、理想荷重を用いて評価指標を得るとともに計測される荷重を用いて評価指標と同一次元の評価値を得て、評価指標と評価値とに基づいてダンパの性能を評価するので、設計値で定義づけられたダンパに対して実際の製品のダンパがどの程度性能的に乖離しているかを正確に把握できる。

【0011】

また、ダンパ評価システムおよびダンパ評価方法によれば、ダンパが減衰係数が伸縮する速度に応じて変化するバイリニア特性を備えていても、従来のダンパの性能評価では困難であった等価減衰係数や吸収エネルギを評価指標として用いることができるようになり、ダンパの吸収エネルギの観点に立った有用な性能評価を行える。

【0012】

さらに、ダンパ評価システムおよびダンパ評価方法を用いることによって、検査装置の可搬性を向上させてダンパが設置された現場にてダンパの検査が可能となる。

【0013】

また、評価指標算出部が理想荷重と速度とに基づいてダンパの理想的な吸収エネルギを評価指標として求め、評価値算出部が荷重と速度とに基づいてダンパの実際の吸収エネルギを評価値として求めるように、ダンパ評価システムを構成してもよい。このように構成されたダンパ評価システムによれば、ダンパの吸収ネエネルギで性能評価をすることでダンパの振動を減衰させる性能に着目した評価を行うことができ非常に有用な性能評価を行える。

【0014】

また、評価指標算出部が理想荷重と速度とに基づいてダンパの理想的な等価減衰係数を評価指標として求め、評価値算出部が荷重と速度とに基づいてダンパの実際の等価減衰係数を評価値として求めるように、ダンパ評価システムを構成してもよい。このように構成されたダンパ評価システムによれば、吸収エネルギから求められる等価減衰係数を用いてダンパの性能評価をすることでダンパの振動を減衰させる性能とダンパの減衰係数の双方に着目した評価を行うことができ非常に有用な性能評価を行える。

【0015】

そして、ダンパ評価システムは、評価指標算出部が粘弾性モデルをマクスウェルモデルとし、評価指標および評価値をＣとし、ダンパＤの理想荷重および荷重をＦとし、ダンパＤの速度をＶとして、以下の式（２）を演算して評価指標および評価値を求めてもよい。

【0016】

【数2】

このように構成された本実施の形態のダンパ評価システムによれば、等価減衰係数を求める式（２）にパラメータとして周波数が含まれていないので、検査装置がダンパに与える振動に検査条件の正弦波振動以外の振動を与えても、正確に等価減衰係数を求め得る。

【発明の効果】

【0017】

本発明のダンパ評価システムおよびダンパ評価方法によれば、検査装置の精度によらずダンパの性能を正確に評価できる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】一実施の形態におけるダンパ評価システムの構成図である。

【図2】検査装置の側面図である。

【図3】処理装置の構成図である。

【図4】マクスウェルモデルで表現されたダンパの構成図である。

【図5】処理装置における処理手順の一例を示したフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、図に示した実施の形態に基づき、本発明を説明する。図１に示すように、一実施の形態におけるダンパ評価システムは、検査データを処理する処理装置１を備え、ダンパＤに振動を与える検査装置Ｔによって得られた検査データを処理してダンパを評価する。

【0020】

検査装置Ｔは、図２に示すように、ダンパＤに対して振動を与える振動検査装置とされている。ダンパＤは、シリンダ５と、シリンダ５内に出入りするロッド６とを備えたテレスコピック型のダンパとされており、シリンダ５に対してロッド６が軸方向に変位する伸縮時に減衰力を発揮する。

【0021】

検査装置Ｔは、図２に示すように、コントローラＣＴＬと、加振器ＶＭと、ダンパＤの荷重Ｆ、伸縮における速度Ｖおよび伸縮における変位Ｘを検知するセンサ２とを備えている。加振器ＶＭは、架台１０と、架台１０に設けられて図２中左右方向へ移動可能であってダンパＤの一端を保持する保持部１１と、架台１０に設けられてダンパＤの他端に接続されてダンパＤに振動を与えるアクチュエータ１３とを備えている。

【0022】

アクチュエータ１３は、シリンダ１１ａと、シリンダ１１ａ内に移動自在に挿入されてシリンダ１１ａ内を図示しない伸側室と圧側室とに区画する図外のピストンと、シリンダ１１ａ内に移動自在に挿入されて前記ピストンに連結されるロッド１１ｂと、図外のポンプから供給される圧油を前記伸側室と前記圧側室とに選択的に送り込むサーボ弁１１ｃとを備えている。

【0023】

サーボ弁１１ｃは、詳細には図示はしないが、中空なハウジングと、ハウジング内に移動自在に挿入されるスプールと、スプールを駆動するソレノイドと、スプールを中立位置に位置決めするばねと、外部からの入力を受け取ってソレノイドを駆動する駆動回路とを備えている。ソレノイドは、駆動回路から供給される電流量に応じてスプールに与える推力を変更でき、スプールの位置を調節できる。そして、サーボ弁１１ｃは、スプールの位置に応じて、前記伸側室へ圧油を供給するポジションと、前記圧側室へ圧油を供給するポジションと、両者への圧油の供給を遮断するポジションとに切り替わり、前記伸側室或いは前記圧側室へ圧油を供給するポジションではソレノイドへ供給される電流量に応じて流量を調節する。

【0024】

本実施の形態では、サーボ弁１１ｃは、入力として電流指令Ｉを受けとるとソレノイドの推力を調整して、スプールのハウジングに対する位置を調節して、前記伸側室と前記圧側室のうち入力が指示する室に対して入力が指示する流量の圧油を供給する。アクチュエータ１３は、伸側室と圧側室のうちサーボ弁１１ｃから圧油の供給を受けた室を拡大させるとともに圧油の供給のない室を縮小させて、伸縮駆動する。このように、加振器ＶＭは、コントローラＣＴＬから入力を受けるとアクチュエータ１３を伸縮駆動させてダンパＤの一端を加振して、ダンパＤに振動を与える。なお、駆動回路は、ソレノイドに流れる電流を検知する電流センサを備えており、電流センサで検知する電流をフィードバックして、コントローラＣＴＬから入力される電流指令Ｉ通りにソレノイドへ電流を与える。なお、駆動回路は、サーボ弁１１ｃ側ではなく、コントローラＣＴＬに内包されていてもよい。

【0025】

コントローラＣＴＬは、検査装置ＴによるダンパＤの検査にあたって、加振器ＶＭにおけるアクチュエータ１３を伸縮させる電流指令Ｉをアクチュエータ１３へ与える。本実施の形態では、検査装置Ｔは、アクチュエータ１３を駆動して検体であるダンパＤへ繰り返し正弦波の振動を与える。そのため、コントローラＣＴＬは、正弦波でアクチュエータ１３が収縮するように電流指令Ｉをアクチュエータ１３に与えるようになっている。なお、検査装置Ｔが検査時にダンパＤに与える振動は、本実施の形態では、正弦波振動とされているが、正弦波振動に限定されず任意の波形に設定できる。よって、検査装置Ｔは、たとえば、加振器ＶＭでダンパＤを一度だけ伸長或いは収縮させるように振動を与えてもよい。

【0026】

つづいて、センサ２は、コントローラＣＴＬから加振器ＶＭに与えられる電流指令ＩによってダンパＤに振動を与える検査中にダンパＤの荷重Ｆ、速度Ｖおよび変位Ｘを検知する。このように、本実施の形態では、検査データはダンパＤの荷重Ｆ、速度Ｖおよび変位Ｘを含んでいる。したがって、センサ２は、アクチュエータ１３とダンパＤとの間に設置されてアクチュエータ１３がダンパＤに与える荷重を検知するロードセル２ａと、アクチュエータ１３のロッド１１ｂに装着されてダンパＤの伸縮速度の速度を検知する速度センサ２ｂと、アクチュエータ１３の伸縮変位を検知することでダンパＤの変位Ｘを検知するストロークセンサ２ｃとを備えている。

【0027】

そして、センサ２は、所定のサンプリング周期で検知した荷重Ｆ、速度Ｖおよび変位Ｘを検知し、検査装置Ｔは、荷重Ｆ、速度Ｖおよび変位Ｘのデータ群をＣＳＶファイルに一纏めにして、これを検査データとして検査オペレータが利用する図外の端末へ送信する。また、検査データは、処理装置１に入力される。検査データは、前記センサ２から直接に処理装置１に入力されてもよいし、前記端末や他の経路から処理装置１に入力されてもよい。なお、検査装置Ｔは、印刷装置を有していて、検査データの値や検査データをグラフ化して紙媒体へ印刷出力してもよい。なお、速度センサ２ｂは、ロッド１１ｂの加速度を検知し、検知し加速度を積分することで検査装置Ｔの速度Ｖを検知するが、ストロークセンサ２ｃが検知した変位Ｘを微分して速度Ｖを検知するようにしてもよい。また、速度の検知に当たり、ロッド１１ｂに設けた加速度センサで検知したダンパＤの伸縮における加速度を処理装置１に入力して、処理装置１にて加速度を積分してロッド１１ｂの速度Ｖを検知してもよい。

【0028】

処理装置１は、図３に示すように、コンピュータシステムであり、演算処理装置１ａと、処理装置１の制御と処理に必要なプログラムを記憶するとともに演算処理装置１ａが当該プログラムの実行に必要となる記憶領域を提供する記憶装置１ｂと、ロードセル２ａ、速度センサ２ｂおよびストロークセンサ２ｃからの信号を受け取るインターフェース１ｃと、キーボードやマウスといった入力装置１ｄと、表示装置１ｅと、補助記憶装置１ｆと、印刷装置としてのプリンタ１ｇと、これら装置を互いに通信可能に接続するバス１ｈとを備えている。なお、処理装置１は、検査オペレータが利用する端末を兼ねてもよい。

【0029】

演算処理装置１ａは、演算処理を行うＣＰＵ等であって、オペレーティングシステムおよび他のプログラムの実行によって処理装置１の各部の制御を行うとともに、ダンパＤの検査データにおける速度Ｖおよび変位ＸからダンパＤの理想荷重Ｆｉを求めるとともに理想荷重Ｆｉに基づいて評価指標となる理想的な等価減衰係数Ｃｅｑを求める処理、速度Ｖおよび荷重Ｆとに基づいて評価値としてのダンパＤの実際の等価減衰係数Ｃｅｘを求める処理、理想的な等価減衰係数Ｃｅｑと実際の等価減衰係数Ｃｅｘとに基づいてダンパＤを評価する処理を行う。記憶装置１ｂは、ＲＯＭおよびＲＡＭを備える他、ハードディスクを備えている。インターフェース１ｃは、検査装置Ｔから入力されるアナログ信号を演算処理装置１ａで読み取り可能なデジタル信号へ変換する。表示装置１ｅは、演算処理装置１ａが処理したデータ等を表示する画面を備えており、たとえば、液晶ディスプレイ等である。補助記憶装置１ｆは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体と記憶媒体のドライブ装置とで構成されており、記憶媒体は、磁気ディスク、光磁気ディスク、光ディスク、半導体メモリ等である。また、処理装置１は、ロードセル２ａ、速度センサ２ｂおよびストロークセンサ２ｃが検知した荷重Ｆ、速度Ｖおよび変位Ｘの値や、値をプロットしたグラフ、評価指標としての理想的な等価減衰係数Ｃｅｑｘ、評価値としての実際の等価減衰係数Ｃｅｘおよび評価結果を表示装置１ｅの画面上に表示して閲覧を可能とするとともに、前記等価減衰係数Ｃｅｑ，Ｃｅｘを求めるためのアプリケーションプログラムを記憶装置１ｂに記憶している。

【0030】

そして、本実施の形態では、等価減衰係数Ｃｅｑ，Ｃｅｘを求めるプログラムおよびこれら等価減衰係数Ｃｅｑ，Ｃｅｘに基づいてダンパＤを評価するためのプログラムを処理装置１の演算処理装置１ａが実行して実行することで、ダンパＤの理想的な等価減衰係数Ｃｅｘを求める評価指標算出部１ａ１と、実際の等価減衰係数Ｃｅｘを求める評価値算出部１ａ２と、理想的な等価減衰係数Ｃｅｘと実際の等価減衰係数Ｃｅｘとに基づいてダンパＤを評価する評価部１ａ３とを実現している。

【0031】

以下、処理装置１における処理について詳しく説明する。まず、評価指標算出部１ａ１について詳細に説明する。評価指標算出部１ａ１は、ダンパＤの理想的な等価減衰係数Ｃｅｑを評価指標として求める。この理想的な等価減衰係数Ｃｅｑを求めるにあたり、図４に示すように、ダンパＤを表現する粘弾性モデルをマクスウェルモデルとして、このマクスウェルモデルで表現されたダンパＤに検査装置Ｔで計測された速度Ｖと変位Ｘを入力して理想荷重Ｆｉを求める。

【0032】

マクスウェルモデルでは、減衰係数Ｃのダッシュポッド２０と、ばね定数Ｋのばね２１とでダンパＤが表現される。ダッシュポッド２０は、ダンパＤの変位によって減衰力を発揮する減衰要素を、ばね２１は、ダンパＤ内の油およびダンパＤを構成する部品の全体の剛性、つまり、装置剛性を表現している。

【0033】

マクスウェルモデルで表現されたダンパＤの左端を不動端とし右端を自由端として、自由端に検査条件が指示する振動を与えることを考える。ダッシュポッド２０の右端の変位をｙ１とし、ばね２１の変位をｙ２とし、ばね２１の右端の変位をｘとすると、以下の式（３）が成り立つ。

【0034】

【数3】

また、また、ダッシュポッド２０が出力する荷重Ｆｄは、ばね２１の変形による弾発力に等しいので、以下の式（４）が成り立つ。

【0035】

【数4】

以上の式（３）および式（４）から変位ｙ１および変位ｙ２を消去すれば、以下の式（５）で表現されるマクスウェルモデルの基本方程式が得られる。

【0036】

【数5】

ここで、マクスウェルモデルで表現されたダンパＤが検査装置Ｔからの振動の入力で実際のダンパＤと同様に動作した場合を考える。ダンパＤに実際に検査装置Ｔが振動を与えて計測される変位Ｘは、マクスウェルモデルで表現されたダンパＤにおけるばね２１の右端の変位ｘに対応し、ダンパＤに実際に検査装置Ｔが振動を与えて計測される速度Ｖは、マクスウェルモデルで表現されたダンパＤにおけるばね２１の右端の変位ｘの微分値ｄｘ／ｄｔに対応している。また、ダンパＤの減衰係数Ｃとばね定数Ｋは、設計値である。よって、マクスウェルモデルで表現されたダンパＤの変位ｘが計測された変位Ｘであって、微分値ｄｘ／ｄｔが計測された速度Ｖとなることを条件に、基本方程式を利用して解析すれば、変位Ｘと速度Ｖの振動をマクスウェルモデルで表現されたダンパＤに与えた際に当該ダンパＤが出力する荷重である理想荷重Ｆｉを求め得る。なお、解析によってダッシュポッド２０の変位ｙ１を求めて式（４）に代入して、マクスウェルモデルで表現されたダンパＤが出力する理想荷重Ｆｉを求めてもよい。

【0037】

つづいて、評価指標算出部１ａ１は、前述のようにして求めた理想荷重Ｆｉと速度Ｖとに基づいてダンパＤの理想的な等価減衰係数Ｃｅｑを求める。マクスウェルモデルで表現されたダンパＤが振動を吸収する際のエネルギである理想的な吸収エネルギＥｄは、ダンパＤの理想荷重Ｆｉと速度Ｖとを用いて、以下の式（６）で表せる。

【0038】

【数6】

他方、マクスウェルモデルで表現されたダンパＤの理想的な等価減衰係数Ｃｅｑとすると、ダンパＤの吸収エネルギＥｄは、以下の式（７）で表すことができる。

【0039】

【数7】

すると、式（６）および式（７）から下の式（８）が成り立つ。

【0040】

【数8】

以上より、マクスウェルモデルで表現されたダンパＤの等価減衰係数Ｃｅｑは、以下の式（９）によって求めることができる。

【0041】

【数9】

式（９）を利用して等価減衰係数Ｃｅｑを求めるには、式（９）中のパラメータである理想荷重Ｆｉと、変位の微分値ｄＸ／ｄｔ、つまり、ダンパＤの伸縮における速度Ｖであることが分かる。

【0042】

検査装置Ｔで実際にダンパＤに振動を入力して計測された変位Ｘおよび速度Ｖから解析によってマクスウェルモデルで表現されたダンパＤの理想荷重Ｆｉを求め、この理想荷重Ｆｉと速度Ｖとを式（９）に代入すればマクスウェルモデルで表現されたダンパＤの理想的な等価減衰係数Ｃｅｑを求めることができる。

【0043】

そこで、評価指標算出部１ａ１は、検査装置Ｔで同一のタイミングで計測された変位Ｘと速度Ｖとのデータを組として、組となる変位Ｘと速度ＶについてダンパＤの理想荷重Ｆｉを求める。検査装置Ｔが所定のサンプリング周期で変位Ｘと速度Ｖとを計測しているので、評価指標算出部１ａ１は、多数の組となる変位Ｘと速度Ｖとに対して、前記組の数と同じ数の理想荷重Ｆｉを求める。なお、評価指標算出部１ａ１は、検査装置Ｔで得られた変位Ｘと速度Ｖの全部について理想荷重Ｆｉを求めなくともよいが、等価減衰係数Ｃｅｑを求め得る程度の個数の理想荷重Ｆｉを算出すればよい。

【0044】

そして、評価指標算出部１ａ１は、求めた理想荷重Ｆｉと理想荷重Ｆｉを求める際に使用した速度Ｖを組として、理想荷重Ｆｉと速度Ｖとの組の値を順次代入してＦｉ×Ｖの値を求めて加算するとともに、Ｖ^２の値を求めて加算して、式（９）の分子と分母の値を算出して、理想的な等価減衰係数Ｃｅｑを求める。こうして得られた等価減衰係数Ｃｅｑは、設計値に基づいてマクスウェルモデルで表現されたダンパＤに検査装置Ｔが振動を与えた際に当該ダンパＤが出力する理想荷重Ｆｉに基づいた理想的な等価減衰係数となる。よって、実際のダンパＤが設計通りに減衰力を発揮すれば、実際のダンパＤの等価減衰係数Ｃｅｘは理想的な等価減衰係数Ｃｅｑと等しくなる筈であるから、理想的な等価減衰係数Ｃｅｑは実際のダンパＤが設計通りの性能を発揮しているかを知るための評価指標となる。

【0045】

なお、ダンパＤを表現する粘弾性モデルは、マクスウェルモデルに限られず、ケルビン・フォークトモデルや標準線形固体モデルとしてもよく、その場合でも、基本方程式と吸収エネルギを求める式から等価減衰係数を求めることができる。ケルビン・フォークトモデルを利用する場合、基本方程式は、Ｆｄ＝Ｋｘ＋Ｃ（ｄｘ／ｄｔ）と書けるから、やはり、検査装置Ｔが計測した変位Ｘと速度Ｖを利用して理想荷重Ｆｉを求めて、理想的な等価減衰係数Ｃｅｑを求めればよい。

【0046】

つづいて、評価値算出部１ａ２は、検査装置Ｔが振動を与えた際に計測されたダンパＤの速度Ｖと荷重Ｆとに基づいてダンパＤの実際の等価減衰係数Ｃｅｘを求める。検査装置Ｔによって検査されたダンパＤの実際の等価減衰係数Ｃｅｘは、式（９）中の理想荷重Ｆｉを実際に計測された荷重Ｆに置き換えた以下の式（１０）を用いて演算される。

【0047】

【数10】

よって、評価値算出部１ａ２は、検査装置Ｔで同一のタイミングで計測された荷重Ｆと速度Ｖを組として、荷重Ｆと速度Ｖとの組の値を順次代入してＦ×Ｖの値を求めて加算するとともに、Ｖ^２の値を求めて加算して、式（９）の分子と分母の値を算出して、等価減衰係数Ｃｅｘを求める。こうして得られた等価減衰係数Ｃｅｘは、検査装置Ｔが振動を与えた際に実際のダンパＤが出力する荷重Ｆに基づいた実際の等価減衰係数となる。

【0048】

評価部１ａ３は、実際の等価減衰係数Ｃｅｘが理想的な等価減衰係数Ｃｅｑを基準として、両者の乖離が等価減衰係数Ｃｅｑの±α％の範囲にあるか否かを調べてダンパＤの性能が製品として適合するかどうかについて評価する。

【0049】

具体的には、評価部１ａ３は、αを１０として、実際の等価減衰係数Ｃｅｘが０．９・Ｃｅｑ≦Ｃｅｘ≦１．１・Ｃｅｑを満たしている場合、ダンパＤの性能が製品として適合すると評価し、そうでない場合、ダンパＤの性能が製品として非適合であると評価する。なお、αの値は、任意に変更できる。

【0050】

処理装置１は、演算処理装置１ａが処理した結果得られた理想的な等価減衰係数Ｃｅｑ、ダンパＤの実際の等価減衰係数ＣｅｘおよびダンパＤの評価結果であるダンパＤが製品として適合と非適合の別を表示装置１ｅに表示させる。

【0051】

以上までのダンパ評価システムの処理を図５に示したフローチャートに即して説明する。検査装置Ｔに検体であるダンパＤを取り付け、コントローラＣＴＬから電流指令Ｉを繰り返し入力してアクチュエータ１３を駆動し、ダンパＤへ振動を与える（ステップＳＴ１）、ダンパＤの荷重Ｆ、速度Ｖおよび変位Ｘをそれぞれロードセル２ａ，速度センサ２ｂおよびストロークセンサ２ｃで検知してダンパ検査データを得る（ステップＳＴ２）。得られた検査データは、検査装置Ｔから処理装置１の演算処理装置１ａへ入力される。

【0052】

処理装置１は、ダンパＤを表現するマクスウェルモデルにダンパ検査データ中の速度Ｖおよび変位Ｘの値を入力してシミュレーションを行って、マクスウェルモデルで表現されたダンパＤの理想荷重Ｆｉを求め、求めた理想荷重Ｆｉと速度Ｖから評価指標としてマクスウェルモデルのダンパＤの理想的な等価減衰係数Ｃｅｑを求める（ステップＳＴ３）。また、処理装置１は、検査装置Ｔで計測された荷重Ｆと速度Ｖとに基づいて評価値として実際のダンパＤの等価減衰係数Ｃｅｘを求める（ステップＳＴ４）。

【0053】

さらに、処理装置１は、理想的な等価減衰係数Ｃｅｑと実際の等価減衰係数Ｃｅｘとを比較して、ダンパＤの製品の性能について評価する（ステップＳＴ５）。そして、処理装置１は、演算処理装置１ａが処理した結果得られた理想的な等価減衰係数Ｃｅｑ、ダンパＤの実際の等価減衰係数ＣｅｘおよびダンパＤの評価結果であるダンパＤが製品として適合と非適合の別を表示装置１ｅに表示させる（ステップＳＴ６）。

【0054】

ダンパ評価システムは、以上のように動作して、ダンパＤの性能を評価する。本実施の形態のダンパ評価システムでは、ダンパＤを表現するマクスウェルモデル（粘弾性モデル）に検査装置ＴでダンパＤに振動を与えた際に実際に計測される変位Ｘおよび速度Ｖを入力してダンパＤの理想荷重Ｆｉを求め、理想荷重Ｆｉに基づいて理想的な等価減衰係数（評価指標）Ｃｅｑを求めている。つまり、本実施の形態のダンパ評価システムでは、検査される実際のダンパＤと同じ振動をマクスウェルモデル（粘弾性モデル）で表現されたダンパＤに入力した応答として理想荷重Ｆｉを求めて等価減衰係数（評価指標）Ｃｅｑを算出している。

【0055】

したがって、本実施の形態のダンパ評価システムでは、実際に検査装置ＴからダンパＤに与えられた振動と同じ振動をマクスウェルモデル（粘弾性モデル）で表現されたダンパＤに入力して、等価減衰係数（評価指標）Ｃｅｑを求めることができ、マクスウェルモデル（粘弾性モデル）で表現されたダンパＤの吸収エネルギＥｄを理想荷重Ｆｉと速度Ｖとから求めることができる。マクスウェルモデル（粘弾性モデル）で表現されたダンパＤの吸収エネルギＥｄは、検査装置Ｔが与えた正弦波振動の周波数を利用することなく、理想荷重Ｆｉと速度Ｖのデータから求めることができるため、検査装置ＴがダンパＤへ与える振動の波形に乱れがあっても、この乱れに全く影響されずに正確な等価減衰係数（評価指標）Ｃｅｑを求め得る。

【0056】

また、本実施の形態のダンパ評価システムでは、実際にダンパＤに振動を与えた際に計測されたダンパＤの荷重Ｆと速度Ｖとで実際の等価減衰係数（評価値）Ｃｅｘを求めて、理想的な等価減衰係数（評価指標）Ｃｅｑと実際の等価減衰係数（評価値）Ｃｅｘとを比較してダンパＤの性能を評価している。

【0057】

前述したように、理想的な等価減衰係数（評価指標）Ｃｅｑは、実際に検査装置ＴからダンパＤに与えられた振動と同じ振動をマクスウェルモデル（粘弾性モデル）で表現されたダンパＤに入力した応答である理想荷重Ｆｉと速度Ｖとに基づいて求められる。これに対して、実際の等価減衰係数（評価指標）Ｃｅｘは、検査装置ＴでダンパＤに振動を与えた際に計測された荷重Ｆｉと速度Ｖとに基づいて求められる。このように、理想的な等価減衰係数（評価指標）Ｃｅｑと実際の等価減衰係数（評価指標）Ｃｅｘは、スマクスウェルモデル（粘弾性モデル）で表現されたダンパＤと検査対象である実物のダンパＤとに同じ振動が与えた条件で求められる。そして、本実施の形態のダンパ評価システムは、理想的な等価減衰係数（評価指標）Ｃｅｑと実際の等価減衰係数（評価値）Ｃｅｘとを比較してダンパＤの性能を評価するので、オペレータは、設計値で定義づけられたダンパＤに対して実際の製品のダンパＤがどの程度性能的に乖離しているかを正確に把握できる。

【0058】

なお、前述したところでは、評価指標を等価減衰係数Ｃｅｑとし、評価値を同一次元の等価減衰係数Ｃｅｘとしていたが、式（８）と式（９）の分母は、速度Ｖの二乗の積分値であって同じ値となるため、式（８）の分子のマクスウェルモデルで表現されたダンパＤの理想的な吸収エネルギＥｄを評価指標とし、式（９）の分子のダンパＤの実際の吸収エネルギＥを評価値としてもよい。この場合、実際のダンパＤの吸収エネルギＥが、（１－β）・Ｅｄ≦Ｅ≦（１＋β）・Ｅｄを満たせば、ダンパＤの性能は適合であると評価し、そうでなければ非適合であると評価すればよい。βの値は、１より小さい任意の値に設定される。

【0059】

また、評価指標をマクスウェルモデルで表現されたダンパＤの理想荷重Ｆｉとし、評価値を実際のダンパＤが出力した荷重Ｆとしてもよい。この場合、実際のダンパＤが出力した荷重Ｆが、（１－γ）・Ｆｉ≦Ｆ≦（１＋γ）・Ｆｉを満たせば、ダンパＤの性能は適合であると評価し、そうでなければ非適合であると評価すればよい。γの値は、１より小さい任意の値に設定される。

【0060】

以上のように、本実施の形態のダンパ評価システムは、ダンパＤに振動を与える振動検査によって計測されるダンパＤの変位Ｘ、速度Ｖおよび荷重Ｆを含む検査データを処理してダンパＤを評価するダンパ評価システムであって、検査データを処理する処理装置１を備え、処理装置１は、ダンパＤを表現する粘弾性モデルに計測された変位Ｘおよび速度Ｖを入力してダンパＤの理想荷重Ｆｉを求め、理想荷重Ｆｉに基づいて評価指標を求める評価指標算出部１ａ１と、荷重Ｆに基づいて評価指標と同一次元の評価値を求める評価値算出部１ａ２と、評価指標と評価値とに基づいてダンパＤを評価する評価部１ａ３とを備えている。また、本実施の形態のダンパ評価方法は、ダンパＤに振動を与える振動検査によって計測されるダンパＤの変位Ｘ、速度Ｖおよび荷重Ｆを含む検査データを処理してダンパＤを評価するダンパ評価方法であって、ダンパＤを表現する粘弾性モデルに計測された変位Ｘおよび速度Ｖを入力してダンパＤの理想荷重Ｆｉを求め、理想荷重にＦｉ基づいて評価指標を求める評価指標算出過程と、荷重Ｆに基づいて評価指標と同一次元の評価値を求める評価値算出過程と、評価指標と評価値とに基づいてダンパＤを評価する評価過程とを備えている。

【0061】

このように構成されたダンパ評価システムおよびダンパ評価方法では、実際に検査装置ＴからダンパＤに与えられた振動と同じ振動を粘弾性モデルで表現されたダンパＤに入力して評価指標を求めるので、検査装置Ｔが与えた正弦波振動の周波数を利用せずに評価指標を求め得る。よって、検査装置ＴがダンパＤへ与える振動の波形に乱れがあっても、この乱れに全く影響されずに正確な評価指標を求め得る。また、このように構成されたダンパ評価システムおよびダンパ評価方法では、粘弾性モデルで表現されたダンパＤへ検査対象である実物のダンパＤに与える振動を疑似的に与えて理想荷重Ｆｉを得て、理想荷重Ｆｉを用いて評価指標を得るとともに計測される荷重Ｆを用いて評価指標と同一次元の評価値を得て、評価指標と評価値とに基づいてダンパＤの性能を評価するので、設計値で定義づけられたダンパＤに対して実際の製品のダンパＤがどの程度性能的に乖離しているかを正確に把握できる。以上より、本実施の形態のダンパ評価システムおよびダンパ評価方法によれば、検査装置の精度によらずダンパＤの性能を正確に評価できる。

【0062】

従来のダンパＤの性能の評価は、検査装置ＴがダンパＤへ正弦波振動を与えることを前提にしており、等価減衰係数の算出に前記正弦波振動の周波数を用いる他にも、減衰係数の設計値の代入が必要である。ここで、ダンパＤは、内部にリリーフ弁を備えて、伸縮速度がある一定の速度を超えるとリリーフ弁の開弁によって減衰係数が小さくなるバイリニア特性を持つものがある。このようにダンパＤがバイリニアの特性を持つ場合、従来のダンパの性能評価では、リリーフ弁が開弁しないように検査装置ＴでダンパＤに正弦波振動を与えるようにして、減衰係数が高い状態におけるダンパＤの等価減衰係数と減衰係数が高い状態における設計上の等価減衰係数とを比較してダンパＤの性能評価を行うようにしている。

【0063】

これに対して、本実施の形態のダンパ評価システムおよびダンパ評価方法では、評価指標の算出に当たって粘弾性モデルに実際のダンパＤに与えた変位Ｘと速度Ｖとを入力して理想荷重Ｆｉを求めるようにしているので、粘弾性モデルにおいてダッシュポッド２０の速度によって減衰係数が切り換わるようにモデル化しておけば、解析によって理想荷重Ｆｉを求めることができる。理想荷重Ｆｉを評価指標としてもよいし、理想荷重Ｆｉが求まれば理想荷重Ｆｉと計測された速度Ｖとに基づいてダンパＤの理想的な吸収エネルギＥｄを求めることができるので、吸収エネルギＥｄ或いは等価減衰係数Ｃｅｑを評価指標としてもよい。このように、本実施の形態のダンパ評価システムおよびダンパ評価方法によれば、ダンパＤが伸縮する速度Ｖに応じて減衰係数が変化するバイリニア特性を備えていても、従来のダンパの性能評価では困難であった等価減衰係数Ｃｅｑ，Ｃｅｘや吸収エネルギＥ，Ｅｄを評価指標として用いることができるようになり、ダンパＤの吸収エネルギＥ，Ｅｄの観点に立った有用な性能評価を行える。等価減衰係数Ｃｅｑ，Ｃｅｘは、吸収エネルギＥ，Ｅｄから求まる値であるから、ダンパＤの吸収エネルギＥ，Ｅｄの観点に立った値であることは理解できよう。なお、本実施の形態のダンパ評価システムおよびダンパ評価方法では、ダンパＤが伸縮速度に応じて二段階以上の多段階に減衰係数が変化する場合も、同様にダンパＤの吸収エネルギＥ，Ｅｄの観点に立った有用な性能評価を行える。

【0064】

また、等価減衰係数（評価指標）Ｃｅｑを求めるのに周波数を用いないので、検査装置ＴがダンパＤへ与える振動は、正弦波振動でなくともよいことになり、検査装置Ｔは、ダンパＤへ自由に振動を与えて変位Ｘ、速度Ｖおよび荷重Ｆを含む検査データを計測すればよい。よって、たとえば、検査装置Ｔは、単に一度ダンパＤを伸長或いは収縮させる振動を与えるだけでもよくなるので、ダンパＤに正弦波振動を与えるだけの加振器ＶＭを備えていなくともよくなる。地震時に建築物の振動を抑制する用途で使用される大型なダンパＤを検体とした検査装置Ｔでは、ダンパＤに正弦波振動を与えるには大型な加振器ＶＭを備えている必要があるが、このような大型なダンパＤへ一度だけ伸長或いは収縮する振動を与えるだけでよい場合、検査装置Ｔに正弦波振動を与える加振器ＶＭよりも小型な加振器を利用できるようになる。以上より、本実施の形態のダンパ評価システムおよびダンパ評価方法を用いることによって、検査装置Ｔを小型化して可搬可能とでき、大型なダンパＤが実際に使用されている現場へ検査装置Ｔを搬送して、現場でダンパＤの性能検査を行うことができる。従前では、前述の理由によって検査装置Ｔが大型で運搬が困難であったため、出荷済みのダンパＤの性能検査を行うには検査装置Ｔが設置された工場にダンパＤを持ち込んで検査するしかなかったが、検査装置Ｔの可搬性が向上することでダンパＤが設置された現場でダンパＤの検査が可能となるのである。

【0065】

さらに、本実施の形態のダンパ評価システムでは、評価指標算出部１ａ１が理想荷重Ｆｉと速度Ｖとに基づいてダンパＤの理想的な吸収エネルギＥｄを評価指標として求め、評価値算出部１ａ２が荷重Ｆと速度Ｖとに基づいてダンパＤの実際の吸収エネルギＥを評価値として求めてもよい。このようにダンパ評価システムが理想的な吸収エネルギＥｄと実際の吸収エネルギＥとに基づいてダンパＤの性能を評価するので、吸収エネルギＥ，Ｅｄの観点からダンパＤの性能を評価できる。ダンパＤは、減衰力を発揮して振動を減衰させて振動エネルギを熱エネルギに変換するため、吸収エネルギＥ，Ｅｄで性能評価をすることでダンパＤの振動を減衰させる性能に着目した評価を行うことができ非常に有用な性能評価を行える。

【0066】

また、本実施の形態のダンパ評価システムでは、評価指標算出部１ａ１が理想荷重Ｆｉと速度Ｖとに基づいてダンパＤの理想的な等価減衰係数Ｃｅｑを評価指標として求め、評価値算出部１ａ２が荷重Ｆと速度Ｖとに基づいてダンパＤの実際の等価減衰係数Ｃｅｘを評価値として求めてもよい。このようにダンパ評価システムが理想的な等価減衰係数Ｃｅｑと実際の等価減衰係数Ｃｅｘとに基づいてダンパＤの性能を評価するので、吸収エネルギＥ，Ｅｄの観点からダンパＤの性能を評価できる。ダンパＤは、吸収エネルギＥ，Ｅｄから求められる等価減衰係数Ｃｅｑ，Ｃｅｘを用いて性能評価をすることでダンパＤの振動を減衰させる性能とダンパＤの減衰係数の双方に着目した評価を行うことができ非常に有用な性能評価を行える。

【0067】

そして、本実施の形態のダンパ評価システムでは、評価指標算出部１ａ１が粘弾性モデルをマクスウェルモデルとし、評価指標および評価値をＣとし、ダンパＤの理想荷重および荷重をＦとし、ダンパＤの速度をＶとして、以下の式（１１）を演算して評価指標および評価値を求めてもよい。

【0068】

【数11】

このように構成された本実施の形態のダンパ評価システムによれば、等価減衰係数Ｃｅｑを求める式（１１）にパラメータとして周波数が含まれていないので、検査装置ＴがダンパＤに与える振動に検査条件の正弦波振動以外の振動を与えても、正確に等価減衰係数Ｃｅｑ，Ｃｅｘを求め得る。

【0069】

なお、本実施の形態では、検査装置Ｔにて速度Ｖを計測しているが、検査装置Ｔから変位Ｘ或いはダンパＤの加速度のデータを入手して、ダンパ評価システム側で変位Ｘを微分処理するか或いは加速度を積分処理して速度Ｖを得てもよい。

【0070】

以上、本発明の好ましい実施の形態を詳細に説明したが、特許請求の範囲から逸脱しない限り、改造、変形、および変更が可能である。

【符号の説明】

【0071】

１・・・処理装置、１ａ１・・・評価指標算出部、１ａ２・・・評価値算出部、１ａ３・・・評価部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】