JPH10508354A - 回転機械を自動的に均衡させるための方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 回転機械（２０）を均衡させるための方法及び装置は、解析すべきエンジンの動作速度範囲に渡って過渡的データ（１００）の過渡的データの過渡的取得を行なう。過渡的データのスペクトルはＲＰＭトリガーによるウォータフォール（３４、３８）を獲得するリアルタイムスペクトルアナライザ（７）を用いて取得される。さらに、コンピュータは１回限りの均衡解を算出する。均衡解（４４）はビデオディスプレイスクリーン（８５０）上に表示され、取得されたデータと一般的感度係数（４６）とに基づく均衡問題に対する提案解と、この提案解の予測振動ふるまいを含む。第２セットのデータを取得することによって、１回限りの均衡解が当該均衡問題を解決したかどうかが調べられる。問題が残っているときは、オペレータは少なくとも２つの以前のデータ取得ランに基づいてエンジン固有の感度係数を算出する。その後、新たなよりよい均衡解が直前のランと、算出されたエンジン固有の感度係数とに基づいて算出される。

Description

【発明の詳細な説明】 回転機械を自動的に均衡させるための方法及び装置 発明の分野 本発明は概して回転機械に関し、特に、回転機械を均衡させるために均衡解(b alance solution)を自動的に取得するための方法及び装置に関する。 発明の背景 タービンエンジンなどの回転機械は振動力により故障したり動作が不十分なも のになってしまう。タービンエンジン環境においては、かなりの数の許容限界の 部品が高温度環境下で高速で回転する。これによって、不均衡による大きな振動 がエンジンアッセンブリに大きな損害を与えてしまう。 このような欠点を避けるために、振動を監視して回転機械がいつ不均衡になっ たかを検出する技術が開発されている。信頼性あるエンジン振動の監視は概して 加速度計に用いられている。電気出力信号を特に構成されたケーブルを介してし ばしばエンジンの深部に設けられた加速度計から信号処理回路へと供給されねば ならない。この信号処理回路はオンボード記憶あるいは操縦席表示のための加速 度計信号を調整するために使用される。 均衡問題が発見された後、当該問題を診断して克服するためにエンジン振動解 析を実行する必要がある。特に、エンジンは設備から取り出されて解析されねば ならず、概してエンジンを試験台にマウントすることが余儀なくされる。試験台 にエンジンをマウントすることは時間がかかるだけでなくコスト高となる。 このような解析を実行するための従来の方法はまず振動調査を行なうことであ る。振動が限度を越えたかどうかを決定するために複数のエンジン速度について 振動データが加速度計及び速度計によって検出される。振動調査中に限度を越え なかった場合、エンジンは適宜均衡されてさらなる工程は行わない。振動が限度 を越えた場合には均衡問題が存在し、したがって、均衡工程が開始されることが 考えられる。しかしながら、均衡動作によって振動が低減しなかった場合は振動 問題の原因をつきとめるために特別の解析が用いられる。 振動の大きさを定量化するためにはデータを取得しなければならない。従来は 、定常状態ドエル（steady state dwell）が速度の関数としての振動の振幅と位 相を取得するためにエンジン動作の適用可能な範囲にわたって約１０の離散点で 実行されていた。その後、システムをいかにして均衡させるかについての第１の 推測または１つのあて推量である試験的重量が設置される。次に、均衡重量の変 化に起因する振動の変化を測定するために同じ離散点で第２の定常状態ドエルが 実行される。この変化は不均衡感度値（係数）を定量化し、最小自乗アルゴリズ ムを用いて新たな均衡解を計算するのに使用される。よく行われていることだが エンジンが不均衡であることを仮定して新たな均衡解が計算される。均衡解は理 想的にはエンジンの全動作範囲に対する最良の解である。 他の従来の方法では、個人が定常状態ドエルに対するデータを手動で記録し記 録した番号をコンピュータに入力して均衡解を計算する。 従来技術の他の均衡システムにおいて、メカニカルテクノロジー社のMTI PBS- 4100では、エンジンの仕様がコンピュータに記憶されており、システムは定常状 態ドエルがどこで実行されるかを知っている。これらのドエルから得られたデー タは均衡解を決定するために最小自乗アルゴリズムを用いてコンピュータによっ て処理される。第１のドエルの後、PBS-4100システムはエンジンモデルに対して コンピュータに記憶された一般的な感度あるいは影響係数を用いて一回限りの均 衡を実行し、その後、システムが均衡したかどうかを確認するために第２の定常 状態ドエルを実行する。均衡解がPBS-4100システムによって計算された後、シス テムはエンジンに設置すべき均衡重量の適当な位置とサイズを示す表示を提供す る。 この方法に関連する１つの問題は第１及び第２の定常状態ドエルが同一の速度 で実行されたことを確認するのが困難なことである。第１及び第２の定常状態ド エルには１０−１５ＲＰＭの相違があり、これはデータ品質に悪い影響を与える 。特に、データはエンジン速度の許容帯域内で取得される。例えば、３０００Ｒ ＰＭの目標速度に対してデータは２９５０−３０５０ＲＰＭから取得される。速 度の誤差はエンジン固有の感度係数及び均衡計算における誤差となる。上記した 方法の他の問題は不均衡なエンジンを均衡させるためにかなりの時間を要するこ とである。 発明の要約 本発明は従来の回転機械均衡システムに関連する欠点を克服するための方法及 び装置を提供する。 例えば、本発明は従来の方法と比べてより少ない時間で回転部材を均衡させる ための方法及び装置を提供する。自動化されたデータの取得は高速で正確な均等 解を瞬時に提供して、ドエルあるいは定速動作を除去して燃料の節約を図ること ができる。 さらに本発明は、不均等な回転部材に対して均等解をより正確に推定すること ができる。これを達成する１つの方法は、低速のエンジン加速または減速の間に おける自動的または過渡的データの取得を用いて達成することができ、エンジン 速度でのドエル動作は不要である。その結果、データ取得時間を減らしながら実 質的により多くの点でデータが取得される。従来の定常状態ドエル方法では約１ ０の点が取得されるのに対して、本発明のリアルタイム処理を有する過渡的デー タの取得を用いれば５０から１００の間の数の点が自動的に取得される。均衡解 の正確度はより多くの測定点を用いることにより増大することが可能である。し たがって、過渡的データの取得の使用により従来の定常状態ドエル方法よりもよ り正確な均衡算出を得ることができる。 より詳細には、過渡的データの取得は回転部材の測定された速度に関して実行 される。すなわち、第１のデータ取得に関してデータが１０００ＲＰＭを初めと して各５０ＲＰＭごとに４０００ＲＰＭまで収集されるならば、データの取得は これらの速度で確実に発生する。次のデータ取得ランに対しては、従来の定常状 態ドエル方法とは対照的にデータはこれらの速度で確実に取得される。したがっ て、取得されたデータから算出される結果としてのエンジン固有の感度及び均衡 解は従来の定常状態ドエル方法よりもより正確なものになる。 また、本発明は均衡解が算出された後、得られた解が所望のものであるかどう かをユーザが決定するための実装に先だって均衡解の推定応答を提供する。 さらに、本発明はユーザがシステムの所望の特性に応じて均衡解をカスタマイ ズできるように、データが取得された点の範囲において各点ごとに均衡解を示す ことができる。例えば、ユーザは特定の速度範囲あるいは特定のセンサに対して 均衡解を算出することができる。 本発明の均衡システムは回転部材を設置された構造、例えば航空機やボートな どから分離する必要がなく、これによってエンジンを設備から取り出すことがで きる。したがって、システムはコストのかかるエンジンの除去及び不必要な保守 を減らしてユーザが同じ場所でエンジンをテストして均衡させることができる。 言い替えると、エンジンは除去される必要がなく試験台に接続されたままでよい 。 インタラクティブコンピュータシステム内で回転部材を均衡させる方法であっ て、部材タイプの特性を含む部材データがメモリにあらかじめ記憶された方法は いくつかの工程を含む。これらの工程は前記部材タイプに応じてあらかじめ定め られた速度範囲に渡って前記部材の回転速度をゆっくりと変更する工程と、前記 部材の回転速度を変更しながら前記速度範囲内で複数の点で過渡的データを検出 する工程と、前記過渡的データに応じて前記部材が不均衡状態にあるかどうかを 決定する工程と、前記部材が不均衡状態にあるとき、前記部材データと前記過渡 的データとに基づいて均衡解を算出する工程とを含む。前記過渡的データを検出 する工程はウォータフォールデータを生成してウォータフォールプロットと称さ れるウォータフォールファイルデータの３次元表示を表示する工程を含む。ウォ ータフォール作図は３軸上のデータのグラフィック表示である。例えば第１の軸 はＲＰＭであり、第２の軸は周波数であり、第３の軸は振動振幅である。 より詳細には、前記過渡的データを検出する工程は振動信号及び速度計信号を 捕捉してデジタル化すべくリアルタイムスペクトルアナライザを使用する。エン ジンが加速あるいは減速される間、増大するＲＰＭ値でデータが捕捉される。デ ータの各瞬間撮影に対して、時間領域のデジタル波形が高速フーリエ変換（ＦＦ Ｔ）方法を用いて周波数領域に変換される。結果としての振動信号を表すＦＦＴ 表示はシステムによって測定された振動成分のスペクトルを特徴付ける。 前記過渡的データを検出する工程は前記部材の１つ以上の位置における速度範 囲内の点で、前記部材から同期振動振幅及び位相データを取得するためにウォー タフォールデータを処理する工程を含む。検知が起こる位置はシステムオペレー タによって選択される。均衡解を算出するのに用いられる部材データは部材タイ プに関連する感度（すなわち影響）係数を含む。新たなデータがオペレータによ ってメモリに入力される。前記決定する工程は過渡的データを所定の振動限度と 比較する工程を含む。 前記方法は前記均衡解に応じて識別された位置に少なくとも１つの重量を設置 する工程を含む。均衡重量は以前の均衡重量の除去の後、設置されたとして識別 される。あるいは以前の均衡重量の除去なしに設置されたとして識別される。前 記部材の少なくとも１つの位置及び、前記均衡解に対する少なくとも１つの位置 で設置される補正重量が識別されて表示される。さらに、前記過渡的データに基 づく前記部材の第１の振動符号(vibration signature)の作図が表示され、前記 均衡解に基づく前記部材の第２の振動符号の作図が推定されて表示される。振動 符号は前記部材の回転速度の関数としての同期振動振幅の作図であり、前記回転 部材の均衡状態を表している。 前記速度範囲はアイドル状態から最大パワー状態までの部材速度を含む。前記 速度範囲は前記部材タイプに応じてアイドル状態の速度と最大パワー状態の速度 との間の２つの速度によって選択されて定義できる。 本発明による回転部材を均衡させる装置は、前記部材の回転速度をゆっくり変 更しながら前記部材の速度範囲内の複数の点で過渡的データを検出すべく前記部 材に結合された感知手段と、詳細な振動解析のためのウォータフォールデータを 生成するスペクトル解析を実行し、前記ウォータフォールデータから均衡解を生 成し、この均衡解と振動限度とを比較すべく前記感知手段に結合されたデジタル プロセッサと、前記均衡データが振動限度を越えるときに前記第１の感度係数と 前記均衡解とに基づいて第１の均衡解を算出すべく前記デジタルプロセッサに結 合された手段とを具備する。 図面の簡単な説明 以下に、本発明の好ましい実施形態を例を用いてかつ図面を参照してより詳細 に説明する。 図１は、本発明によって均衡可能な具体的なタービンエンジンを示す図、 図２（ａ）乃至図２（ｃ）は、本発明に従うエンジンの振動と均衡を分析する システムを航空機エンジンに接続する構成を示す図、 図３（ａ）は、本発明の一実施形態に従う具体的なエンジンの振動と均衡を分 析するシステムの構成を示す図、図３（ｂ）は、図３（ａ）のシステムデータフ ローダイヤグラムを示す図、 図４は、本発明に従う具体的なウォータフォールファイルディスプレイを示す 図、 図５は、本発明に従う具体的な単一平面の均衡方法のフローチャート、 図６（ａ）乃至図６（ｍ）は、本発明に従う実例的なインタラクティブ表示画 面例を示す図、 図７（ａ）及び図７（ｂ）は、本発明に従う具体的な二重平面の均衡方法のフ ローチャートである。 詳細な説明 この特許文書の開示の一部は著作権保護にかかる部分を含む。著作権の所有者 は米国特許庁における特許ファイルあるいは記録に開示されている特許開示事項 の第３者による複写に対して何等異議を申し立てないが、それらすべてに対して の著作権を保持している。 次の記載は航空機エンジンシステムを想定しているが、本発明はガスタービン エンジン、コンプレッサ、ジェネレータ、ポンプ、モータ及びスチームタービン を含む回転機械のタイプにも適用できることは当業者に容易に理解できる。 図１は、本発明に従うエンジンの振動及び機構分析システムに使用される具体 的なエンジンを表す。 このエンジンは、低圧推進のためのファン１及びブースタ２を含むファン部、 高圧タービン４及びコンプレッサ３若しくは高圧ジェネレータを含むコア部、及 び低圧タービン部（ＬＰＴ）５とで構成される。 振動データ及びエンジン速度データは、エンジン均衡システムで用いられる。 振動データを得るために、センサ素子、加速度計他は、特有のデータを測定する ようにタービンエンジンに繋げられる。 図１に示したエンジンにおいて、１つ若しくはもっと多くの振動を計るための 加速度計は、ファン部内のファン１と繋がれたファンベアリング（図示せず）、 ファン部内のファン１と繋がれたファンケース（図示せず）、ＬＰＴ部５のター ビン後部フレーム、及び／若しくはコア部内のコンプレッサ３の後部フレーム、 そのほかの位置との間に配置する。 各位置にある加速度計は、エンジンの振動を計るための１つの均衡及び振動チ ャネルに相当する。 広範囲の加速度計がコンプレッションタイプ若しくはシーアタイプの加速度計 のような振動を計る若しくは検出する、又は、エンジンの加速度を計るために用 いられる。実施形態となるコンプレッションタイプの加速度計において、質量は 、圧電素子の圧縮力に影響を及ぼす。実施形態となるシーアタイプの加速度計に おいて、質量はせん断力に影響を及ぼす。 ０〜１２ｋHzの周波数レンジ、１０〜５０ｇの間の重量、１〜１００pC/gの感 度を有する汎用加速度計が本発明での使用に適しているが、本発明はこれに制限 されるものではない。さらに周波数レンジ１〜２５ｋHz，０．５〜２ｇの重量、 ０．０５〜０．３pC/gの感度を有する小型加速度計もまた好適する。 本実施形態に使用できる他の加速度計として、１）３軸測定、２）産業機械の パーマネントモニタの測定、３）非常に高い温度での使用、４）較正及び他の参 照用途、５）ビルディングや他の構造物の振動測定、及び６）非常に高い衝撃の 測定に用いられるものを含む。航空機によっては、振動を測定するための加速度 計がすでに配置されている。加速度計が航空機内に配置されていない場合におい て好ましい加速度計のタイプは、ＤＹＴＲＡＮモデル３１７４Ｃ高温加速度計で ある。 実際の加速度計の設計において、圧電素子は、アッセンブリが振動したときに 、アッセンブリの質量が、振動加速に比例する力を圧電素子に印加する。それは 、周波数レスポンスの制限と同様な加速度計の感度を顕著に減ずることができる 加速度計出力の圧電出力の直接的なローディングを意味する。 これらの影響を最小にするために、加速度計出力信号は、加速度計のそれより もとても低いインピーダンスでプリアンプを通して、与えられる。それは、測定 及び分析装置特有の相対的に低い入力インピーダンスに接続されるのに見合うイ ンピーダンスである。また、速度変換器若しくは、置換プローブは、振動測定及 び検出にもまた用いられるであろう。振動センサは、エンジン変換器若しくはグ ランドテスト変換器で現存する。 磁気回転速度計や光学センサ回転速度計のような回転速度計は、エンジンの回 転速度を測定することに用いられる。回転速度をカウントするための磁気フィー ルドに用いられるエディプローブタイプ回転速度計は、本発明において使用する ことができる。航空機振動モニタ（ＡＶＭ）システムを装備する航空機について 、具体的な磁気回転速度計は、計画的に規格化されたハイギアにより取り入れら れたエンジン回転数（ＲＰＭ）で感知する。具体的な光学センサ回転速度計は、 マークされた点で反射されたビームを用いて速度を感知する。例えば、そのマー ク点は、ファンの１つの翼に固着した反射テープである。 航空機のエンジンは、１）非ＡＶＭ、２）旧ＡＶＭ、及び３）新たなＡＶＭの ３つの型の１つに分類することができる。非ＡＶＭ型において、振動センサは、 振動測定を指示する技術者により位置を定めなければならない。ＡＶＭ型は、振 動センサに含まれる。旧ＡＶＭ型において、センサ出力は、インライン接続を通 してアクセスされ、また、新たなＡＶＭ型は、操縦席のフロントパネルコネクタ を通してアクセスされる。 航空機は、ボーイング７２７、７３７−２００及び７５７、ＤＣ１０及びＭＤ ８０を含む非ＡＶＭプラットホームを有している。その装置は、エンジン及び航 空機に属する非ＡＶＭシステムのために必要であり、２つの加速度計、２つのチ ャージ用アンプ（インライン）を含む２５０フィート近い非ＡＶＭケーブルパッ ケージと１つの光学センサ回転速度計、特定のエンジンのためのブラケットキッ ト及び、ＢＮＣコネクタ及びケーブルを伴う振動分析器も必要である。 図２（ａ）は、本発明の振動分析及び均衡システムと航空機との間に設けられ た具体的な非ＡＶＭケーブルインターフェイスを示す。非ＡＶＭシステムにおい て、エンジン振動及び均衡アナライザ７は、タービンエンジン６に直接的に接続 される。この具体的なインターフェイスによれば、３つ若しくはそれ以上のデー タチヤネルは、タービン上に配置された３つ若しくはそれ以上のセンサに接続さ れる。チャネル１は回転速度計に接続され、チャネル２はファンベアリング上の 前部振動センサに接続され、チャネル３はタービン後部フレーム上の後部振動セ ンサに接続される。さらに、パワーは、振動及び均衡の分析のためのシステムを 操作するアナライザ７に接続されたパワーラインを通じて回転速度計及び加速度 計に供給される。航空機は、ボーイング７３７−３００を含む旧ＡＶＭプラット ホームが使用されている。具体的な旧ＡＶＭケーブルインターフェイスは、図２ （ｂ）に示す。内蔵装置が通常必要となる、航空機側８の旧ＡＶＭケーブル、速 度調節器９、ＢＮＣコネクタ及びケーブルを伴う振動アナライザ７を含む。旧Ａ ＶＭインターフェイスにおいて、チャネル１は、速度調整装置９に接続され、加 えて、前部（ファンベアリング）振動のためにチャネル２及び 後部（タービン 後部フレーム）振動のためにチャネル３は、航空機側８からのＡＶＭを通して、 振動データを得るためにＡＶＭボックス１１とＡＶＭ受け口１２にそれぞれ接続 される。 新たなＡＶＭプラットホームは、全ての新しい航空機に用いられるように改造 される。図２（ｃ）は、具体的な新たなＡＶＭケーブルインターフェイスを示す 。その装置が通常必要となる、アナライザ７と航空機側８を接続するための新た なＡＶＭケーブル、速度調節器９及び、ＢＮＣコネクタ及びケーブルを伴う振動 アナライザ７とを含む。 新たなＡＶＭインターフェイスにおいて、チャネル１は速度調節器９に接続さ れ、加えて、前部振動のためにチャネル２及び、後部振動のためにチャネル３は 、データを得る航空機側８に備えられたＡＶＭボックスに接続される。そのパワ ーラインは、速度調節器９に接続される。 図２（ｂ）及び図２（ｃ）のＡＶＭインターフェイスにおいて、速度調節器９ は、エンジン速度の回転毎に１パルスの出力信号と、エンジン回転の連続パルス を受信する。 外部トリガは、振動に合わせて入力し、均衡アナライザ７は回転速度計からの パルスを受信する。これらのパルス間の時間を測定する。そして、ＲＰＭとして エンジン速度を算出する。振動センサは、全周波数における振動について測定す る。エンジン均衡について、均衡計算が要求される振動成分は、基本及び同調振 動成分である。この成分の周波数は、エンジンに回転速度の周波数である。外部 トリガにより算出されたそのＲＰＭ値は、均衡振動の大きさ及び位相を得るため に大きさと位相のウォーターフォールで周波数成分を設置するために使用される 。 エンジン動作の間、航空機振動モニタは振動を表示するかまたは、センサが振 動を感知する。この振動を解析するために、飛行進路の機械工は取り外したケー ブルをＡＶＭに接続するかあるいはセンサ（例えば加速度計）及び速度計を設置 する。 図３（ａ）に示すように、いくつかの要素が例示的エンジン振動及び均衡解析 器を構成している。振動データ及びエンジン速度はセンサから受信し、外部トリ ガ入力を介して過渡的取得回路１００に供給される。この過渡的取得回路１００ は取得したデータをデジタルに変換するためのアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）コ ンバータ１５０（例えば、１６ビットＡ／Ｄコンバータ）を含む。各振動センサ は均衡チャネルに対応する。データは、（１）振動振幅、位相、速度（ＲＰＭ） 情報が選択された一定速度動作状態で収集される従来の定常状態速度方法によっ て取得されるかあるいは、（２）オンライン振動振幅、位相、ＲＰＭデータが収 集される低速過渡的エンジン加速または減速において取得される。前処理された デジタル振動データは信号処理回路２００内のデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ ）メモリ２５０に供給される。本実施形態では、ＤＳＰメモリ２５０は８メガバ イトのＲＡＭであるが、エンジンのチャネル（センサの位置）の数に応じて増大 される。 信号処理回路２００において、ＤＳＰ処理部３５０はリアルタイムスペクトラ ムアナライザ機能を用いて振動及び速度計信号（すなわち、取得した過渡的デー タ）を処理する。本実施形態では信号処理回路２００は５０ＭＨｚで動作する３ ２ビットのＤＳＰマイクロプロセッサを含む。ＲＰＭの所定の増加量（例えば５ ０ＲＰＭ）で信号及び速度計データが平均化されて処理され、ＤＳＰメモリ２５ ０内にあるウォータフォールファイルに記憶される。信号処理のためのエンジン 速度の増加量は、データを取得すべきアナライザの能力を考慮して選択される。 すなわち、最良の解像度を得るために、選択される増加量は好ましくはアナライ ザが許容する範囲でできるだけ小さくする。 データ取得処理の最終段階で、ウォータフォールファイルデータがメモリ２５ ０からデイスクに書き込まれる。次にウォータフォールデータは後処理されて均 衡振幅及び位相符号が抽出される。 信号処理部２００はＤＳＰ処理部３５０にＤＳＰソフトウエアをダウンロード するホストインタフェース４５０を含むユーザインタフェース４００によって制 御される。ＤＳＰメモリ２５０は表示可能なトレース例えば時間、ウォータフォ ールファイル及び振幅、位相、速度情報を含むグラフィック表示可能な情報をホ ストインタフェース４５０に転送する。表示可能なトレースはデータの表示に加 えてユーザによって入力されるかあるいはハードドライプ５００にあらかじめ記 憶されているデータ作図に関する振動限度を示す。すなわち、ＤＳＰ処理部３５ ０はデータを振動限度と比較する。 模範的な実施例において、上記ユーザーインターフェースは、均衡のある進行 を介してユーザーを導くＭＩＣＲＯＳＯＦＴ（登録商標）の互換性のあるグラフ ィックユーザーインターフェースを有している。模範的なホストインターフェー スは、３３ＭＨｚで処理する相互のプロセッサたるスタンダード８０３８６とオ プショナル８０４８６である。 上記ホストインターフェース４５０は、デジタ ル入力／出力（Ｉ／Ｏ）カード５５０に接続されており、更に、このデジタルＩ ／Ｏカード５５０に、デジタル信号処理のためのスペクトル分析ソフトウェアを ダウンロードする。上記デジタルＩ／Ｏカード５５０は、キーボードのファンク ションキーや、マウス、プリンタなどに接続される。上記ユーザーインターフェ ース４００は、ディスクドライブ・コントローラ６００に接続されており、さら に、内部のハードドライブ５００（例えば、５０メガバイトのハードディスクド ライブ、１２０メガバイトのオプショナル）とフロッピー７００（例えば、１． ４４メガバイトの３．５インチフロッピーディスク）の両方からのデータを受信 してストアする。エンジンの均衡を図るためのステップを介してユーザーを導く ための上記均衡ソフトウェア６５０は、上記ハードドライブ５００にストアされ ている。スペクトル分析のためのソフトウェア、データ捕捉プログラム、各エン ジンの形式に係るのデータ、エンジンランデータ、データ捕捉の完了に従ったウ ォーターフォールデータ、均衡解データといった、他の情報は一般的には上記ハ ードドライブ５００にストアされている。上記各エンジンの形式に係るデータは 、特別のエンジンの特有の均衡と、どのようにデータが取得されるかに係るセッ トアップ情報を有している。上記ハードドライブ５００と上記フロッピー７００ から出力される情報は、均衡ファイルとエンジンラン及びウォーターフォールデ ータとを有している。上記均衡ファイルは、先のランで取得された振動データを 含んでおり、さらに、上記エンジンにそれが供給されるべき時間にてエンジン感 度ファイルと結合されるとき、均衡解を計算するのに用いられる。また、上記ユ ーザーインターフェース４００は、上記均衡解と上記ウォーターフォールファイ ルなどを表示するための内部ＭＴディスプレイ８５０、及び／又はガスプラズマ ディスプレイにビデオデータを送信するビデオグラフィックアダプタ７５０に接 続されている。ウォーターフォールファイルディスプレイの一例は図４に示され る。 図３（ａ）に示されるシステムのデータフローダイヤグラムは図３（ｂ）に示 される。回転部材２０からの振動データとエンジン速度データは、複数の振動セ ンサ２２と速度センサ２５にそれぞれ検出される。上記センサは、均衡チャンネ ルに相当する。上記振動センサ２２と速度センサ２５からのデータ情報は、均衡 アナライザのスペクトル分析の一部に入力される。より詳細には、上記振動セン サ２２からの振動データは、時間領域からＦＦＴ３２を使用した周波数領域に変 換される。この変換を実行するのに必要なパラメータは、典型的な値をセットア ップする以下の式にてユーザーにより変更される。 Ｆmax＝５００ＭＨｚ，Ｎ＝２００ライン、オーバーラップ＝ｍａｘ 上記ＦＦＴ３２の結果は、大きさウォーターフォール部３４にて大きさスペク トルに変換される。また、相互相関スペクトル部３６は、速度センサ２５（たと えば速度計）については、振動センサ２２の位相レスポンスを決定する位相ウォ ーターフォール部３８に入力される相互相関スペクトルを計算する。各大きさ及 び位相スペクトルの取得は、速度計によりなされる。上記大きさウォーターフォ ール部３４からの上記均衡増幅は、診断部４０にてスペクトル分析の原因分析に 使用される。大きさウォーターフォール部３４と位相ウォーターフォール部３８ からの上記均衡増幅と位相特性データは、均衡振動データファイル４２にセーブ される。上記均衡データファイル４２のデータは、エンジンの均衡を保つのに関 連する感度係数を含む感度ファイル４６にて、均衡解４４を計算するのに使用さ れる。 高実行率の実時間スペクトルアナライザは、少なくとも均衡に関連する 問題を有する、振動の問題を診断するために設計され、デジタル処理装置として 使用される。本発明を実行するための模範的なアナライザは、サイエンティック アトランタＩＮＣにより制作されたダイナミック信号アナライザモデルＳＡ３９ ０である。アコースティックな問題を有する問題に関連する非均衡と同様の問題 を明らかにできるアナライザも採用される。上記スペクトルアナライザは、振動 の源を調査する手助けをするスペクトルディスプレイと、用途の広い時間領域（ オシロスコープ）を有するとともに、全体のエンジン速度レンジを交差する調査 を実行する能力を有していなければならない。そのような装置は、不必要なエン ジン駆動を除去し、十分な時間とコスト保持の振動問題を解決する。 実時間でウォーターフォールデータ又はデータスペクトルを生成することがで きるスペクトルアナライザを採用することによって、上記エンジン振動と均衡分 析システムは、瞬間的にデータの取得を実行する。すなわち、エンジンは、使用 されていない状態から、多数の速度、多数の飛行機の均衡のためのフルパワーに 加速される。上記装置は、エンジンのパワーレンジを越えて、周波数、位相、増 幅率を含む多数の振動データを必要とする。より多いデータは増加し、その結果 よりよき均衡が図られる。実時間の瞬間的なデータの取得は、価値のあるより多 くのデータポイントを生成する間、典型的な均衡システムを連想させる一時休止 を除く。さらには、エンジンは、典型的な方法よりも少ないのみならず、均衡解 を取得するための短い時間と燃料保持を減らす結果をもたらすべく、２〜５分を もってデータの取得を実行する必要がある。本発明の上記エンジン・振動及び均 衡分析システムは、ＥＮＤＥＶＣＯ ＭＩＣＲＯＴＲＡＣ のようなオンフライ トエンジン振動モニタリングシステムからの振動データを受信するために更に採 用される。従って、上記オンフライトデータは、均衡アナライザとエンジン振動 に、計算された均衡解及び実行データとして入力される。 上述したバランス分析システムとエンジン振動に使用される単一飛行機の均衡 解を得るための均衡処理の模範的な複雑なステップは図５のフローダイヤグラム に示される。 ステップＳＴ１では、上記エンジンに接続するための上記ハードウェアと上記 アナライザが接続される。ステップＳＴ２では、上記エンジンラン情報が上記エ ンジン速度と振動レベルを考慮して正される。データが正された後に、ステップ ＳＴ３では、上記エンジン振動が予め定義された振動限界を越えるか否かが決定 される。もし、振動限界を越えていない場合には、ステップＳＴ３では何の均衡 問題も決定されず、ステップＳＴ６に移行し、計算された一般的感度を用いて第 １の均衡解を算出する。この後、ステップＳＴ７に移行し、上記ステップＳＴ６ で計算された第１の均衡解に従って正しい重量が設置される。 ステップＳＴ７にて正しい重量が設置された後で、ステップＳＴ８で上記エン ジンが取得した振動データに基づいて再びランされる。次にステップＳＴ９では 振動問題が未だ残っているかが決定される。その結果、ステップＳＴ９では、上 記取得されたデータは、再び均衡問題が未だ存在しているか決定するために振動 限界と比較される。もし、ステップＳＴ９にて、何の均衡問題も検出されなかっ た場合には、ステップＳＴ１０に移行し、ハードウェアが除去され、ステップＳ Ｔ１１にて処理を完了する。上記ステップＳＴ９にて問題が存在している場合に は、ステップＳ１２にて、データの最後の２つのランを用いて新たなエンジンの 感度が算出される。ステップＳＴ１３に移行し、先のエンジンランの間に取得さ れたデータと新たな感度に基づいて新たな均衡解が計算される。上記ステップＳ Ｔ７，ＳＴ８，ＳＴ９は再び処理される。もし、均衡問題が残っているならば、 ステップＳＴ１２，ＳＴ１３，ＳＴ７，ＳＴ８，ＳＴ９は問題が解決されるまで 実行される。一旦、望まれる解が取得されると、上記エンジンに接続されている ハードウェアや種々のケーブル布線は、ステップＳＴ１０にて移動される。この 処理はステップＳＴ１１にて完了され、そして上記エンジンは通常処理できる。 図７（ａ），（ｂ）は２つの飛行機の均衡解を取得するのに必要な均衡処理の フローダイヤグラムを示している。図７（ａ），（ｂ）において、図５と同一内 容のステップには同一のラベルを付している。もし、ユーザーが２つの飛行機の 解を計算することを望むならば、ステップＳＴ９にて均衡問題を検出した後に、 ステップＳＴ１４にて第２の均衡解が一般的感度を用いて計算される。その後、 ステップＳＴ１５，ＳＴ１６にて重量が設置され、エンジンが再びランされる。 ステップＳＴ１７にて、取得されたデータは、均衡問題が残っているかどうか決 定するために、振動限界と比較される。もし、残っていない場合には、ステップ ＳＴ１０，ＳＴ１１が実行される。さもなければ、ステップＳＴ１８に移行し、 新しい感度が、３つの先のエンジンのランの間に取得されたデータに基づいて計 算される（ＳＴ２，ＳＴ８，ＳＴ１６）。ステップＳＴ１９では、上記新たな感 度と最終ランのデータが、均衡解を算出するのに用いられる。そして、ステップ ＳＴ１５，ＳＴ１６にて、重量が設置され、エンジンが再びランされる。ステッ プＳＴ１７では、さらなる均衡が必要であるか否かが決定されるべく、さらなる 比較がなされる。もし、問題が残っているならば、問題が解決されるまで、ステ ップＳＴ１８，ＳＴ１９，ＳＴ１５，ＳＴ１６，ＳＴ１７が実行される。均衡問 題がもはや存在していないと一旦決定されると、ステップＳＴ１０，ＳＴ１１が 実行され、処理を完了する。 上記システムは、所望された飛行機の数に基づいて上記処理を変更することに よって、２つ以上の飛行機に対して均衡動作を実行するのに適している。 十分な内部スペクトル分析を伴なうオープンアーキテクチャたるＭＩＣＲＯＳ ＯＦＴのＷＩＮＤＯＷＳの処理システムは、相互に作用するユーザー／システム の情報伝達のために採用される。このシステムは、ＰＣ互換性のためにデザイン されている。ＤＯＳ，ＯＳ／２のような従来知られている他の処理システムは本 発明に適用することができる。しなしながら、ウインドウがより好ましい。 本発明の図示された手段において、種々の処理モードは、ユーザが実行される べき処理を選択しデータを入力するウインドウズ環境のユーザによってアクセス される。 図２（ａ）乃至２（ｃ）との違いが述べられた、接続された必要なハードウェ アと適切なケーブルに接続された上記システムのユーザーは、ウインドウズ環境 に入力され、図６（ａ）に示されるように、均衡分析とエンジン振動のスクリー ン上に二者択一の主メニューが与えられる。もし、ユーザーがセットアップの押 しボタンを選択したいならば、例えばトラックボールを用いて、セットアップ押 しボタン上にポインタを移動させ、クリックする。すると、図６（ｂ）に示され るような選択されたエンジンタイプのスクリーンが与えられる。上記選択された エンジンタイプスクリーンは、複数のエンジンのタイプに関連する仕様書を有す る、種々の予めストアされたデータファイルに係るリストフィールド３００を有 している。上記ユーザは、エンジンの均衡を図るために、適当なエンジンタイプ を選択する。代わりに、エンジンタイプがメモリにストアされていない場合には エンジン振動と均衡分析に、ユーザーによって、上記エンジンの均衡を図るため に適切なデータが入力される。上記選択されたエンジンタイプスクリーンは、ま た、ドライブと方向を変え、ファイルのリストを変更する、リストフィールド３ １０とドロップダウンフィールド３２０，３３０を有している。従来より公知の 方法のリストフィールド３００に対抗するものである。所望とするエンジンに対 応するファイルを選択した後、図６（ｃ）のメインメニュースクリーンが表示さ れる。このスクリーンは、エンジンタイプの指標や、エンジンに関する他のコメ ント、アナライザのデータチャンネルに振動センサの関連の指標を表示する。他 のエンジン情報は表示されるが、この発明はこの細目に限定されるものではない 。選択されたエンジンタイプを正す確認に従って、取得データ押しボタンがユー ザにより駆動され、図６（ｄ）に示されるエンジンランセットアップスクリーン が表示される。このとき、上記ユーザーは、エンジンのシリアルナンバーフィー ルドの中の特定のエンジンのためのシリアルナンバーを入力する。ユーザーがシ リアルナンバーを入力すると、このナンバーは、セーブされるので、このエンジ ンに係る取得された瞬間的なデータは、他の違いのためのランの終りにてセーブ される。上記エンジンランセットアップスクリーンの重量と角度のフィールド は、ユーザーに、前方の飛行機又は後方の飛行機のいずれかの重量のための重量 情報を入力することを許可する。上記取得ボタンは、ユーザーに、所望とするラ ンの形式、マニュアル又は自動を選択することを許可する。処理のマニュアルモ ードにおいては、非瞬間的データが、回転速度を特定するために取得される。こ れは、典型的な安定状態のドエル法によりなされる。処理の自動モードでは、デ ータは、エンジンが次第に加速されるときに自動的に正される。データは予め設 定された回転速度間隔で取得される。例えば、本発明に従った例示的なデータ取 得周期は２〜５分の時間であり、この時間に渡ってデータが５０から１００ポイ ントの間で収集される。 キャンセル押しボタンを選択するとシステムは入力を初期化することなしに図 ６（ｃ）の画面に戻る。ＯＫ押しボタンを選択するとシステムがデータを取得可 能になる。速度計信号がこの時点で存在しない場合は、不正なＲＰＭが検出され たことをユーザに通知し、ユーザに均衡システムに接続された速度計をチェック するように促すための画面が現れる。ユーザはまたデータの取得を続行するかど うかを尋ねられる。この質問に応答してユーザはテストを中止する。速度計信号 が検出されたときは、ユーザはテストを続行すべく質問に対して肯定的な返答を する。 テストが続行される場合は図６（ｄ）に示すような画面が現れる。エンジン速 度及び振動レベルに関するエンジンラン情報が収集される間は図６（ｅ）に示す 画面が同時に表示される。一実施形態においては、スペクトラムアナライザが使 用され、（データ取得の発生中にウォータフォールデータを表示することもでき るが）概してデータ取得の後、ウォータフォール表示（例えば図４）においてデ ータ情報を表示する。エンジンが最小エンジンＲＰＭ以下で動作しているときは ユーザは開始の押しボタンを選択可能である。開始の押しボタンが駆動されたと き、エンジン速度は次第に最大速度に増大する。最大エンジン速度に到達したと きエンジンは通常通り動作する。この時点でデータの取得を中止すべく停止押し ボタンが駆動される。停止の押しボタンが駆動されると図６（ｃ）に示すメイン メニュー画面が現れ、この時点でユーザは均衡解を算出できる。 図６（ｃ）に示す均衡解の押しボタンが駆動されると、均衡メニュー画面が現 れ、ランに関する情報及びエンジン振動が図３（ａ）のハードドライブ５００に 記憶されている所定の限度を越えたかどうかを示す情報が表示される。すなわち 、取得されたデータはユーザインタフェース４００のメモリ２５０に記憶された 振動限度と比較され、均衡問題が存在するかどうかが決定される。図６（ｆ）は 均衡メニュー画面を示すものである。均衡問題が検出されたとき、均衡解算出の 押しボタンが問題に対する第１のまたは１回限りの均衡解を算出すべく駆動され る。 一般的感度または影響係数と称される複合値は、各エンジンモデルタイプごと にエンジン振動及び均衡解析メモリ２５０にあらかじめ記憶されるデータの一部 である。記憶された各一般的感度係数は特定のエンジンモデルのエンジン振動が 均衡重量の変化により通常どのようにふるまうかに関する値を表している。取得 された振動データと一般的感度データとを合成することにより、解析器は１回限 りの均衡解を算出することができる。 ユーザが均衡メニュー画面から均衡解算出の押しボタンを駆動すると、図６（ ｇ）に示すような均衡解画面が現れる。１回限りの均衡解が算出されると、エン ジン均衡フランジを表す図が表示され、推奨されたサイズと、部品番号と、設置 すべく重量の穴の位置を示す。均衡解は好ましくは全エンジン速度と能動振動と 均衡チャネルに渡って最小自乗アルゴリズムに従って算出される。このようなア ルゴリズムの１つは“均衡補正のための最小自乗法”（Thomas P.Goodman著、工 業のためのエンジニアリングのジャーナル、１９６５年８月、２７３−２７９ペ ージ）に開示されている。 また、規定された１回限りの均衡解に対する予測振動データが算出されて最後 のランからの振動データとともに表示される。各ランの後、最初に均衡解を算出 しなくとも、ユーザはデータを見ることができ、スペクトル振動符号を解析する ことによって振動問題は均衡問題ではないことを決定する。すなわち、各算出さ れた均衡解に対して、現在の（すなわち以前のランに関連する）振動符号の図が 、算出された均衡解に対応する均衡重量の設置の後、推定された結果としての振 動符号とともに表示される。従来のシステムは問題解決すべき能力が制限されて おり、データ量は上記した結論を引き出すことが可能な方法で振動データ符号を 解析するのにはしばしば不十分であった。 均衡解を算出するに先だって振動データを解析するために、ユーザは図６（ｆ ）の均衡メニュー画面のメニューバーから振動データのボタンを駆動する。（図 示しない）サブメニューが振動データの下に現れ、新たなデータファイルを選択 、振動データの作図のいずれかを選ぶことができる。最初に新たなデータファイ ルを選択すると、ユーザは解析すべき所望のファイルを識別することができる。 その後、ユーザは振動データの作図を選択すると、システムは選択されたファイ ルに対する振動符号の図を表示する。 均衡重量は以前の均衡重量の除去された後は設置済みとして識別可能である。 あるいは以前の均衡重量の除去なしに設置される。補正重量を設置した後、ユー ザはエンジンを再びランさせて振動問題がまだ存在するかどうかを決定すべく上 記の方法でデータを取得する。これによって取得されたデータが振動限度と再度 比較されて均衡問題がまだ存在するかどうかが決定される。問題が存在するとき 、あるいは正しい均衡が引き出されたとき、ユーザは重量が変更された後で新た なエンジン固有の感度を算出する。すなわち、重量の変更による新たなランのた めのデータを取得した後、新たな均衡解とは逆に、新たなエンジン固有の感度係 数が算出される。エンジン固有の感度係数は以下の点で一般的感度係数とは異な っている。すなわち、エンジン固有の感度係数は識別されるエンジンモデルタイ プのふるまいに対する推定とは逆に、テストされているエンジンに固有のもので ある。感度を算出するために、均衡メニュー画面と図６（ｈ）の画面が現れたと きユーザはメニューバーから感度データのボタンを駆動する。 新たな感度を算出するために、ユーザは新たな感度の算出のボタンを選択する と図６（ｉ）の感度メニュー画面が現れる。この時点でユーザは１つあるいは多 数の平面（エンジンの均衡位置）に対して所望の均衡のタイプを選択する。例え ば、図６（ｉ）に示すように、前面、後面、あるいは二重面を選択できる。前面 あるいは後面の均衡が選ばれた場合は、新たなエンジン固有の感度を算出するた めにただ２つのデータ取得ファイルのみが必要である。しかしながら、二重面の 均衡が選ばれた場合は両面に対する重量変更を有する３つのデータファイルが必 要となる。 ユーザが前面算出の押しボタンを駆動すると、システムメモリに記憶されてい る取得データファイルのリストを有する（図示せぬ）第１のデータファイル画面 が現れて、ユーザは第１のデータファイルを選択できる。その後、同じリストを 有する（図示せぬ）第２のデータファイル画面が現れてユーザは第２のデータフ ァイルを選択する。両データファイルが選択された後、図６（ｊ）に示すような 感度メニュー画面が現れて選択の要約を表示する。この時点で、ユーザは今選択 された情報をセーブするために感度のセーブのボタンを選択する。 感度が選択された後、それらは次の均衡解に用いるために自動的にロードされ る。ユーザが算出に用いるべき任意の感度を選択すると、ユーザは図６（ｈ）に 示す画面から新たな感度ファイルの選択によってファイルにアクセスできる。フ ァイルのリストが画面に現れ、ユーザは解が望まれている新たな感度ファイル（ 図示せず）を選択する。次にユーザはメニューバー（すなわち、図６（ｈ）に示 すような画面が現れる）から感度データを再び選択し、今度は選択された平面に 対するデータを作図するために感度データの作図を選択する。図６（ｋ）に示す ような感度の作図の画面が現れて選択されたファイルの現在の感度を表示する。 次にユーザはエンジン振動及び均衡解析システムに対して新たなよりよい均衡 解の算出を要求する。算出された新たなよりよい均衡解は新たに取得されたデー タと、一般的な感度ではなく算出されたエンジン固有の感度とに基づくものであ る。ここでユーザは振動問題が除去されたことを確認するために選択されたより よい均衡解を再びテストした方が賢明である。問題がまだ残っているときは、ユ ーザはエンジン振動及び均等解析システムに指令して当該エンジンに対して行わ れたすべてのデータ取得ランに基づいて新たなエンジン固有の感度を算出し、許 容できるよりよい均衡解が得られるまで上記の方法を継続する。各よりよい均衡 はユーザがさらに均等解を微調整することを可能にする。 １回限りのあるいはよりよい均等解を算出した後、図６（ｇ）の均衡メニュー バーを有する画面（図示せぬ）が現れてユーザに図６（ｇ）の均等メニューバー に示されていない平面の選択を含むいくつかのオプションを提供する。戻りのオ プションはユーザを前の画面またはウインドウに戻すためのものである。印刷の オプションは、エンジン振動及び均衡解析器が両立するプリンタに接続されてい ることを仮定すると、ユーザがデータの複写をプリンタに送信することを可能に する。さらにセーブのオプションは均衡解及び推奨事項をフロッピーディスクの ファイルに格納する。すべての均衡振動データは各エンジンランの後、自動的に 格納される。 さらにユーザは重量の調整のオプションを介して以前の平面における重量を除 去、追加、合成する。また、ユーザは均等解に許容される最大数の重量を設定す る。新たなランがユーザの裁量により重量を最後のランから除去してあるいは除 去することなしに行われる。重量が重量の設置に先だって平面にあるときは、シ ステムは古い重量の除去に基づいて新たな解を算出することによって見いだされ た重量を補償することができる。 平面選択のオプションはユーザが均衡解が望まれている平面を選択することを 可能にする。平面選択の下のサブメニューは平面のオプションを提供する。すな わち、ユーザは例えば解析器に要求して、前面あるいは後面の均衡解を表示する か、あるいは、データが二重平面モードにあるときは前面または後面の解を再度 算出する。 カスタマイズのオプションは均衡解を決定するときに考慮すべく特定の均衡及 び振動チャネルをユーザが特定することを可能にする。例えばユーザは特定のセ ンサあるいはＲＰＭ範囲に対する均衡重量をカスタマイズすることができる。カ スタマイズのオプションが選択された時点で所望の解が変更されたとき、システ ムはカスタマイズされたデータに対して重量の推奨（すなわち、均衡解）を再度 算出する。 データの比較、重量の変更容易性、データを外部的に記憶する能力は大変重要 である。メインメニュー（図６（ｃ））のデータ管理の押しボタンはこれらの能 力を提供する。データ管理の押しボタンが駆動されたとき図６（ｉ）の画面が現 れる。重量の加算の押しボタンを駆動するとユーザは重量タイプと位置を手動で 入力でき正味の重量と入力された重量のベクトル和を算出する。データの作図の 押しボタンを駆動するとユーザは異なるランの２つの振動符号あるいは、２つの 異なるエンジンシリアル番号（例えばラン）間の振動を比較する。データ作図の 押しボタンが駆動されたとき、ユーザは比較のために第１及び第２のエンジンシ リアル番号を選択することを促される。次に各エンジンランに対するデータが図 ６（ｍ）に示すように横に並べて作図される。フロッピーへデータを出力の押し ボタンを駆動すると、ユーザは選択された現在のエンジンシリアル番号に関する すべての情報を外部的にフロッピーディスクに記憶できる。 振動振幅と均衡算出のための位相を決定して、非均衡に関する振動問題を診断 及び克服するためにウォータフォールデータが用いられる。例えば、ウォータフ ォールファイルは非均衡に関する問題を解決すべくスペクトラムアナライザの機 能を用いて解析される。ウォータフォールファイルにおける各レコードは振動周 波数及び傾向を識別するために後処理される。このファイルはまた振動の有効性 を示しており、実装上の問題を突き止める助けになる。 データ取得を均衡する従来の方法は定常状態の速度で同期（１／rev.）振動レ ベルを獲得するためにアナログトラッキングフィルタを用いる。場合によっては 過渡的データは診断の目的でエンジン加速あるいは減速の間に取得される。しか しながら、非リアルタイムのスペクトルアナライザに関連する取得上の制限のた めに、本技術分野においてこのデータを均衡しようとする試みは過去になされた ことはなかった。 本発明の特定の実施形態が記載、図示されたが、本発明はこれらのものに限定 されることはなく、当業者による種々の変更が可能である。本願はここに開示及 び請求された本発明の精神及び範囲に入るすべての変形例を含むものである。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９６年６月１７日 【補正内容】 請求の範囲 １．インタラクティブコンピュータシステム内に実装された回転部材を均衡させ る方法であって、部材タイプの特性を含む部材データがメモリにあらかじめ記憶 され、 前記部材タイプに応じて前記部材の回転速度をあらかじめ定められた速度範囲 に渡って連続的に変更する変更工程と、 前記部材の回転速度を連続的に変更しながら、前記速度範囲内において複数の 点で過渡的データを検出する検出工程と、 この過渡的データに従って前記部材が不均衡状態にあるかどうかを決定する決 定工程と、 前記部材が不均衡状態にあるときに、前記速度範囲内において複数の点でのド エル動作により取得された定常状態データではなく、前記部材データと前記過渡 的データとに基づいて均衡解を算出する算出工程と、 前記均衡解に従って前記回転部材の識別された位置に少なくとも１つの重量を 設置する設置工程と、 を具備する均衡方法。 ２．前記検出工程は前記過渡的データに基づいてウォータフォールデータを生成 する工程をさらに含む請求の範囲第１項に記載の均衡方法。 ３．前記検出工程は前記速度範囲内において複数の点で前記部材の振動及び位相 データを取得すべく前記ウォータフォールデータを処理する工程をさらに含む請 求の範囲第１項に記載の均衡方法。 ４．前記処理されたウォータフォールデータを表示する表示工程と、 前記部材が不均衡状態にあるときに均衡問題が存在するかどうかを決定するた めに前記処理されたウォータフォールデータを解析する解析工程と、 をさらに含む請求の範囲第３項に記載の均衡方法。 ５．前記決定工程は過渡的データを所定の振動限度と比較する比較工程を含む請 求の範囲第１項に記載の均衡方法。 ６．前記検出工程は前記部材の１つ以上の位置で前記速度範囲内において複数の 点で前記部材の振動の振幅と位相とを感知する感知工程を含む請求の範囲第１項 に記載の均衡方法。 ７．前記感知工程は前記部材の１つ以上の位置を選択する選択工程を含む請求の 範囲第６項に記載の均衡方法。 ８．前記過渡的データに基づいてウォータフォールデータを生成する生成工程と 、 前記速度範囲内の点において前記部材の振動振幅及び位相データを取得するた めに前記ウォータフォールデータを処理する処理工程と、 をさらに具備する請求の範囲第６項に記載の均衡方法。 ９．前記算出工程で使用される前記部材データは前記部材タイプに関連する感度 係数である請求の範囲第１項に記載の均衡方法。 １０．前記メモリに新たな部材データを入力する工程をさらに具備する請求の範 囲第１項に記載の均衡方法。 １１．削除 １２．前記均衡解のための前記部材の１つの位置に設置すべき重量を識別する識 別工程をさらに具備する請求の範囲第１項に記載の均衡方法。 １３．前記過渡的データに基づいて前記部材の第１の振動符号を表示する表示工 程と、 前記均衡解に基づいて前記部材の第２の振動符号を推定する推定工程と、 前記部材の前記第２の振動符号を表示する表示工程と、 をさらに具備する請求の範囲第１２項に記載の均衡方法。 １４．前記速度範囲はアイドル状態から最大パワー状態までの部材速度を含む請 求の範囲第１項に記載の均衡方法。 １５．前記部材タイプに応じてアイドル状態の速度と最大パワー状態の速度との 間の２つの速度によって定義される速度範囲を選択する選択工程をさらに具備す る請求の範囲第１項に記載の均衡方法。 １６．前記部材データは複数の部材タイプの特性を含み、前記均衡方法はさらに 前記複数の部材タイプから部材タイプを選択する初期選択工程をさらに含む請求 の範囲第１項に記載の均衡方法。 １７．インタラクティブコンピュータシステムに実装された回転部材を均衡させ る方法であって、 部材タイプに従って部材速度範囲に渡って前記部材の回転速度を連続的に変更 する変更工程と、 第１のランにおいて前記部材の回転速度を連続的に変更しながら、前記速度範 囲内において複数の点で過渡的データを検出する検出工程と、 前記第１のランにおいて検出された前記過渡的データに従って、前記部材が不 均衡状態にあるかどうかを決定する決定工程と、 前記部材が不均衡状態にあるときに、前記速度範囲内において複数の点でのド エル動作によって取得された定常状態データではなく、前記部材タイプの第１の 感度係数と前記過渡的データとに基づいて第１の均衡解を算出する算出工程と、 前記第１の均衡解またはユーザ入力の重量変更に従って、前記部材の第１の重 量分布を変更する変更工程と、 前記変更された第１の重量分布を含む前記部材の回転速度を前記速度範囲に渡 って連続的に変更する変更工程と、 第２のランにおいて前記部材の回転速度を連続的に変更しながら、前記速度範 囲内において複数の点で過渡的データを検出する検出工程と、 前記第２のランにおける前記過渡的データに従って、前記部材が不均衡状態に あるかどうかを決定する決定工程と、 前記部材が不均衡状態にあるときに、前記速度範囲内において複数の点でのド エル動作によって取得された定常状態データではなく、前記第２のランにおいて 検出された前記部材タイプの第２の感度係数と前記過渡的データとに基づいて第 ２の均衡解を算出する算出工程と、 前記第２の均衡解又はユーザ入力の重量変更に従って、前記部材の第２の重量 分布を変更する変更工程と、 を具備する均衡方法。 １８．前記第１及び第２のランにおいて検出された前記過渡的データに基づいて 前記第２の感度係数を算出する算出工程と、 前記第２のランにおいて検出された前記過渡的データと前記第２の感度係数と に基づいて第２の均衡解を算出する算出工程と、 をさらに具備する請求の範囲第１７項に記載の均衡方法。 １９．前記部材タイプに従って、アイドル状態の速度と最大パワー状態の速度と の間の２つの速度によって定義されるべき速度範囲を選択する選択工程をさらに 含む請求の範囲第１７項に記載の均衡方法。 ２０．前記第１の重量を変更する変更工程は前記第１の均衡解に基づいて重量を 設置する設置工程をさらに含む請求の範囲第１７項に記載の均衡方法。 ２１．前記第１の重量を変更する変更工程はユーザ所望の重量変更を入力してこ のユーザ所望の重量変更に基づいて重量を設置及び／又は除去する工程をさらに 含む請求の範囲第１７項に記載の均衡方法。 ２２．前記過渡的データを検出する検出工程は各々前記部材の少なくとも１つ以 上の位置における前記速度範囲内において前記複数の点で前記部材の振動の振幅 及び位相を感知する工程を含む請求の範囲第１７項に記載の均衡方法。 ２３．前記感知工程は前記部材の前記１つ以上の位置を選択する選択工程を含む 請求の範囲第２２項に記載の均衡方法。 ２４．前記第１の均衡解が所望される平面を選択してこの選択された平面に対す る前記第１の均衡解を表示する工程をさらに含む請求の範囲第１７項に記載の均 衡方法。 ２５．前記選択された平面は単一の平面と多重平面を含む請求の範囲第２４項に 記載の均衡方法。 ２６．複数の部材タイプから前記部材に関連する部材タイプを選択する選択工程 をさらに含む請求の範囲第１７項に記載の均衡方法。 ２７．前記部材が不均衡状態にあるときに、前記部材タイプの第２の感度係数と 前記第２のランにおいて検出された前記過渡的データとに基づいて第２の均衡解 を算出する算出工程と、 前記第２の均衡解又はユーザ入力の重量変更に従って前記部材の第２の重量を 変更する変更工程と、 前記速度範囲に渡って、前記変更された第２の重量を含む前記部材の回転速度 を変更する変更工程と、 第３のランにおいて前記部材の回転速度を変更しながら、前記速度範囲内にお いて複数の点で過渡的データを検出する検出工程と、 前記第３のランにおける前記過渡的データに従って前記部材が不均衡状態にあ るかどうかを決定する決定工程と、 前記第１、第２、第３のランにおいて検出された前記過渡的データに基づいて 第３の感度係数を算出する算出工程と、 前記第３のランにおいて検出された前記過渡的データと前記第３の感度係数と に基づいて第３の均衡解を算出する算出工程と、 をさらに含む請求の範囲第１７項に記載の均衡方法。 ２８．回転部材を均衡させる装置であって、 前記部材の回転速度を変更しながら前記部材の速度範囲内において複数の点で 過渡的データを検出すべく前記部材に結合されたセンサ手段と、 ウォータフォールデータを生成すべく前記過渡的データについての解析を実行 して前記ウォータフォールデータから均衡データを生成し、この均衡データと振 動限度とを比較すべく前記センサ手段に結合されたデジタルプロセッサと、 前記均衡データが前記振動限度を越えたときに、前記速度範囲内において複数 の点でのドエル動作によって取得された定常状態データではなく、前記第１の感 度係数と前記均衡データとに基づいて第１の均衡解を算出すべく前記デジタルプ ロセッサに結合され、前記部材の重量分布は前記第１の均衡解に基づいて調整さ れる手段と、 を具備する均衡装置。 ２９．前記ウォータフォールデータを表示するための手段をさらに具備する請求 の範囲第２８項に記載の均衡装置。 ３０．前記均衡解を表示するための手段をさらに具備する請求の範囲第２８項に 記載の均衡装置。 ３１．前記感知手段は前記部材の１つ以上の位置で前記速度範囲内において前記 複数の点で前記部材の振動の振幅及び位相を感知する感知手段を含む請求の範囲 第２８項に記載の均衡装置。 ３２．削除 ３３．前記感知手段は２つの個々のランの間に過渡的データを検出し、前記算出 手段は少なくとも２つの過渡的データ検出ランに従って第２の感度係数を算出し 、最も最近の過渡的データ検出ランにおいて検出された前記過渡的データと前記 第２の感度係数に基づいて第２の均衡解を算出する請求の範囲第２８項に記載の 均衡装置。 ３４．前記回転部材は航空機に取り付けられたエンジンである請求の範囲第２８ 項に記載の均衡装置。 ３５．複数の部材タイプの各々に関連した感度係数を含む部材データと前記過渡 的データとを記憶するためのメモリと、 均衡すべき部材の第１の感度係数を識別する部材タイプを選択するための選択 信号を受信すべく前記メモリに結合された入力手段と、 をさらに含む請求の範囲第２８項に記載の均衡装置。 ３６．前記入力手段は特定の速度または前記均衡解が算出される速度の範囲を含 むデータ検出動作データを入力するための手段をさらに含み、前記感知手段は前 記動作データに従って過渡的データを検出する請求の範囲第３５項に記載の均衡 装置。 ３７．前記入力手段は特定の速度又は前記均衡解が算出される速度の範囲を入力 するための手段をさらに含む請求の範囲第３５項に記載の均衡装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．インタラクティブコンピュータシステム内で回転部材を均衡させる方法であ って、部材タイプの特性を含む部材データがメモリにあらかじめ記憶され、 前 記部材タイプに応じてあらかじめ定められた速度範囲に渡って前記部材の回転速 度を変更する変更工程と、 前記部材の回転速度を変更しながら前記速度範囲内において複数の点で過渡的 データを検出する検出工程と、 前記過渡的データに応じて前記部材が不均衡状態にあるかどうかを決定する決 定工程と、 前記部材が不均衡状態にあるとき、前記部材データと前記過渡的データとに基 づいて、均衡解を算出する算出工程と、 を具備する均衡方法。 ２．前記検出工程は前記過渡的データに基づいてウォータフォールデータを生成 する工程をさらに具備する請求の範囲第１項に記載の均衡方法。 ３．前記検出工程は前記速度範囲内において複数の点で前記部材の振動振幅及び 位相データを取得すべく前記ウォータフォールデータを処理する工程をさらに具 備する請求の範囲第２項に記載の均衡方法。 ４．前記処理されたウォータフォールデータを表示する表示工程と、 均衡問題が存在するかどうかを決定するために、前記部材が不均衡状態にある ときに前記処理されたウォータフォールデータを解析する解析工程と、 をさらに具備する請求の範囲第３項に記載の均衡方法。 ５．前記決定工程は前記過渡的データを所定の振動限度と比較する比較工程を含 む請求の範囲第１項に記載の均衡方法。 ６．前記検出工程は前記部材の１つ以上の位置で前記速度範囲内において複数の 点で前記部材の振動の振幅と位相とを感知する感知工程を含む請求の範囲第１項 に記載の均衡方法。 ７．前記感知工程は前記部材の１つ以上の位置を選択する選択工程を含む請求の 範囲第６項に記載の均衡方法。 ８．前記過渡的データに基づいてウォータフォールデータを生成する生成工程と 、 前記速度範囲内の点において前記部材の振動振幅及び位相データを取得するた めに前記ウォータフォールデータを処理する処理工程と、 をさらに具備する請求の範囲第６項に記載の均衡方法。 ９．前記算出工程で使用される前記部材データは前記部材タイプに関連する感度 係数である請求の範囲第１項に記載の均衡方法。 １０．前記メモリに新たな部材データを入力する工程をさらに具備する請求の範 囲第１項に記載の均衡方法。 １１．前記均衡解に応じて識別された位置に少なくとも１つの重量を設置する設 置工程をさらに具備する請求の範囲第１項に記載の均衡方法。 １２．前記均衡解を得るために前記部材の１つの位置に設置すべき重量を識別す る識別工程をさらに具備する請求の範囲第１項に記載の均衡方法。 １３．前記過渡的データに基づいて前記部材の第１の振動符号を表示する表示工 程と、 前記均衡解に基づいて前記部材の第２の振動符号を推定する推定工程と、 前記部材の前記第２の振動符号を表示する表示工程と、 をさらに具備する請求の範囲第１２項に記載の均衡方法。 １４．前記速度範囲はアイドル状態から最大パワー状態までの部材速度を含む請 求の範囲第１項に記載の均衡方法。 １５．前記部材タイプに応じてアイドル状態の速度と最大パワー状態の速度との 間の２つの速度によって定義される速度範囲を選択する選択工程をさらに具備す る請求の範囲第１項に記載の均衡方法。 １６．前記部材データは複数の部材タイプの特性を含み、前記均衡方法はさらに 前記複数の部材タイプから部材タイプを選択する初期選択工程をさらに含む請求 の範囲第１項に記載の均衡方法。 １７．回転部材を均衡させる方法であって、 部材タイプに応じて部材速度範囲に渡って前記部材の回転速度を変更する変更 工程と、 第１のランにおいて前記部材の回転速度を変更しながら前記速度範囲内におい て複数の点で過渡的データを検出する検出工程と、 前記第１のランにおいて検出された前記過渡的データに応じて前記部材が不均 衡状態にあるかどうかを決定する決定工程と、 前記部材が不均衡状態にあるときに前記部材タイプの第１の感度係数と前記過 渡的データとに基づいて第１の均衡解を算出する算出工程と、 前記第１の均衡解またはユーザの入力重量の変更に応じて前記部材の第１の重 量を変更する変更工程と、 前記速度範囲に渡って変更された第１の重量を含む前記部材の回転速度を変更 する変更工程と、 第２のランにおいて前記部材の回転速度を変更しながら前記速度範囲内におい て複数の点で過渡的データを検出する検出工程と、 前記第２のランにおける前記過渡的データに応じて前記部材が不均衡状態にあ るかどうかを決定する決定工程と、 を具備する均衡方法。 １８．前記第１及び第２のランにおいて検出された前記過渡的データに基づいて 第２の感度係数を算出する算出工程と、 前記第２のランにおいて検出された前記過渡的データと前記第２の感度係数と に基づいて第２の均衡解を算出する算出工程と、 をさらに具備する請求の範囲第１７項に記載の均衡方法。 １９．前記部材タイプに応じてアイドル状態の速度と最大パワー状態の速度との 間の２つの速度によって定義される速度範囲を選択する選択工程をさらに含む請 求の範囲第１７項に記載の均衡方法。 ２０．前記第１の重量を変更する変更工程は前記第１の均衡解に基づいて重量を 設置する設置工程をさらに含む請求の範囲第１７項に記載の均衡方法。 ２１．前記第１の重量を変更する変更工程はユーザ所望の重量変更を入力してこ のユーザ所望の重量変更に基づいて重量を設置及び／又は除去する工程をさらに 含む請求の範囲第１７項に記載の均衡方法。 ２２．前記過渡的データを検出する工程は各々、前記部材の１つ以上の位置にお ける前記速度範囲内において複数の点で前記部材の振動の振幅及び位相を感知す る感知工程を含む請求の範囲第１７項に記載の均衡方法。 ２３．前記感知工程は前記部材の１つ以上の位置を選択する選択工程を含む請求 の範囲第２２項に記載の均衡方法。 ２４．前記第１の均衡解が所望される平面を選択してこの選択された平面に対す る第１の均衡解を表示する工程をさらに含む請求の範囲第１７項に記載の均衡方 法。 ２５．前記選択された平面は単一の平面及び多重平面のいずれか１つを含む請求 の範囲第２４項に記載の均衡方法。 ２６．複数の部材タイプから前記部材に関連する部材タイプを選択する選択工程 をさらに含む請求の範囲第１７項に記載の均衡方法。 ２７．前記部材が不均衡状態にあるときに、前記部材タイプの第２の感度係数と 前記第２のランにおいて検出された前記過渡的データとに基づいて第２の均衡解 を算出する算出工程と、 前記第２の均衡解またはユーザの入力重量の変更に応じて前記部材の第２の重 量を変更する変更工程と、 変更された第２の重量を含む前記部材の回転速度を前記速度範囲に渡って変更 する変更工程と、 第３のランにおいて前記部材の前記回転速度を変更しながら前記速度範囲にお いて複数の点で過渡的データを検出する検出工程と、 前記第３のランにおける前記過渡的データに基づいて前記部材が不均衡の状態 にあるかどうかを決定する決定工程と、 前記第１、第２、第３のランにおいて検出された前記過渡的データに基づいて 第３の感度係数を算出する算出工程と、 前記第３のランにおいて検出された前記過渡的データと前記第３の感度係数と に基づいて第３の均衡解を算出する算出工程と、 を具備する均衡方法。 ２８．回転部材を均衡させる装置であって、 前記部材の回転速度を変更しながら前記部材の速度範囲内において複数の点で 過渡的データを検出すべく前記部材に結合された感知手段と、 ウォータフォールデータを生成すべく前記過渡的データについてのスペクトル 解析を実行し、前記ウォータフォールデータから均衡解を生成し、この均衡解と 振動限度とを比較すべく前記感知手段に結合されたデジタルプロセッサと、 前記均衡データが振動限度を越えるときに前記第１の感度係数と前記均衡解と に基づいて第１の均衡解を算出すべく前記デジタルプロセッサに結合された手段 と、 を具備する均衡装置。 ２９．前記ウォータフォールデータを表示する表示手段をさらに具備する請求の 範囲第２８項に記載の均衡装置。 ３０．前記均衡解を表示する表示手段をさらに具備する請求の範囲第２８項に記 載の均衡装置。 ３１．前記感知手段は前記部材の１つ以上の位置で前記速度範囲内において複数 の点で前記部材の振動の振幅及び位相を感知する感知手段を含む請求の範囲第２ ８項に記載の均衡装置。 ３２．前記部材の１つ以上の位置を入力すべく前記感知手段に結合された入力手 段をさらに具備する請求の範囲第３１項に記載の均衡装置。 ３３．前記感知手段は２つの個々のランの間で過渡的データを検出し、前記算出 手段は少なくとも２つの過渡的データ検出ランに応じて第２の感度係数を算出し 、最も最近の過渡的データ検出ランにおいて検出された前記過渡的データと前記 第２の感度係数とに基づいて第２の均衡解を算出する請求の範囲第３１項に記載 の均衡装置。 ３４．前記回転部材は航空機に取り付けられたエンジンである請求の範囲第２８ 項に記載の均衡装置。 ３５．複数の部材タイプの各々に関連する感度係数を含む部材データと前記過渡 的データとを記憶するためのメモリと、 均衡すべき部材の前記第１の感度係数を識別する部材タイプを選択するための 選択信号を受信すべく前記メモリに結合された入力手段と、 をさらに含む請求の範囲第２８項に記載の均衡装置。 ３６．前記入力手段は特定の速度及び前記均衡解が算出される速度の範囲のいず れかを含むデータ検出動作データを入力するための入力手段をさらに含む請求の 範囲第３５項に記載の均衡装置。 ３７．前記入力手段は特定の速度及び前記均衡解が算出される速度の範囲のいず れかを入力するための入力手段をさらに含む請求の範囲第３５項に記載の均衡装 置。