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開放特許抄録集


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整理番号:0123 印刷用PDF
特許名称 振動測定装置及び振動測定方法
発明者
略歴/業績他 
研究室概要
河合 晃

利用分野

自動車、建築物、音響機器、ロボット等の構造体の共振や、地震波等の微弱振動測定機器

発明の目的 自動車、建築物、音響機器、ロボットなどのあらゆる構造体の共振振動や地震波などの微弱振動を測定するにあたり、事前に電界又は磁界により強制振動させているプローブを用いて、プローブ台の機械的振動スペクトルを測定することにより、従来の振動計では測定できなかった幅広い振動周波数帯を測定できるようにします。
概要 片持ち梁構造のプローブ体を用いて、予めプローブ体を外部電界又は外部磁界によりある周波数で振動させておきます。この状態でプローブ台に加えられた機械的振動をプローブ体の振動のうねり(鼓動の振動変化)として増幅し検出します。
この際、プローブ体の強制振動周波数を変化させると、プローブ台の機械的振動周波数の検出範囲を変化させることができますので、幅広い測定周波数の機械的振動検出が可能となります。
特徴・効果 従来の共振型の振動計では、共振周波数近傍しか測定できませんでしたが、本発明によれば幅広い振動周波数帯を測定できます。
また、従来の共振型の振動計では、異なる周波数帯域からなる複数の合成振動を検出する場合は、異なる共振周波数を持つ複数のプローブが必要でしたが、本発明では単一のプローブを用いて、幅広い周波数帯域の振動を連続的に測定できます。
さらに、地震動のp波もしくはs波を検知する場合も、本震の数秒前に発生するエキソ振動、およびp波・s波もを検出できますので素早く地震検出ができます。
また、コストも従来の振動計と比べて小型で安価のため、従来と同じ費用でも地震計の設置数を大幅に増やすことができます。
発明の詳細・
図面等

【特許請求の範囲】
一端をプローブ台に固定し他端を自由端とした片持ち梁構造のプローブ体と、このプローブ体に所定の一定電位をバイアスするバイアス部と、このバイアス部によって所定の一定電位にバイアスされた前記プローブ体を外部電界若しくは外部磁界によって振動させる振動部と、この振動部により前記プローブ体を振動させた状態で、外部から前記プローブ台に機械的振動が印加された際、この機械的振動を前記プローブ体の振動のうねりとして検出する振動検出部とから成ることを特徴とする振動測定装置。

【詳細】
プローブ3をプローブ台4を介して直流電源(バイアス部)と接続します。また、平板電極1には交流電源を、電極2側は接地します。そして、プローブ台4をピエゾステージ5に連結してプローブ3に機械的振動を印加できるようにします。
この状態で、プローブ3に40Vの電位を、平行平板電極1・2には電圧14.1V、周波数97kHzの交流電圧を加えます。
すると、平行平板電極1・2間に交流電界が発生しプローブ3はクーロンの法則により電気力を受けて機械的に振動を始めます。この印加によりプローブ3先端(自由端)が機械的振動の鼓動(うねり)として増幅されますので、この鼓動の周期と振幅を光学顕微鏡や差動増幅器6により測定し読み取ります。

振動検出装置の概略図
振動検出装置の概略図
ライセンス情報
  • 特許登録番号:第5004223号
  • 登録日:H24年6月1日(2012年)
  • 権利満了日:H39年6月27日(2027年)
  • 実施許諾:可
  • 権利譲渡:否
事業化情報
  • 実施実績:無し
  • 許諾実績:無し
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