JP2988179B2 - プロペラシャフトのバランス測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業の利用分野】本発明は、自動車製造工程の最終的
なテストラインにおいて、車載されたプロペラシャフト
のバランスを測定するのに用いられるプロペラシャフト
のバランス測定装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】プロペラシャフトのバランス測定は、例
えば、１９９１年に自動車技術会が発行した「自動車技
術ハンドブック＜第４分冊＞」の第２３３および２３４
頁に記載されているように、プロペラシャフトの製造工
程中にダイナミックバランサーを用いて行われるが、近
年では、自動車の製造の合理化や品質の向上などを図る
ために、自動車製造工程の最終的なテストラインにおい
て行われている。

【０００３】図８に示すテストラインは、ホイールアラ
イメントの測定装置８１を設置した測定エリアＡ１、フ
リーローラ８２〜８４を設置したプロペラシャフトのバ
ランス測定エリアＡ２、および搬出エリアＡ３を順に備
えている。ホイールアライメントの測定エリアＡ１およ
び搬出エリアＡ３には、作業用のピット８５，８６が設
けてある。そして、バランス測定エリアＡ２において、
フリーローラ８３，８４により自動車Ｃを走行状態にし
て、バランス測定装置８０でプロペラシャフトのバラン
スを測定する。

【０００４】バランス測定装置８０は、図９に示すよう
に、プロペラシャフトＰに貼着した反射テープ８７を検
知して同プロペラシャフトＰの回転を検出する回転セン
サ８８と、ディファレンシャルケースＤに接触させる振
動センサ８９を備えている。バランス測定装置８０は、
プロペラシャフトＰにアンバランスがある場合、その回
転時に生じる振動を振動センサ８９で検出する。この振
動は、図１０に示すように、回転センサ８８から発生し
たパルス信号の位相を０度とする正弦波で表わすことが
できる。これにより、正弦波の頂点の位相がアンバラン
スの存在する位相θとして検出され、正弦波の高さから
アンバランス量Ｕが検出される。

【０００５】従来では、ホイールアライメントの測定エ
リアＡ１において、ピット８５内の作業者が自動車Ｃに
上記のバランス測定装置８０を取付け、次のバランス測
定エリアＡ２において、同測定装置８０を図外のコンピ
ュータのコネクタ９０に接続してから、自動車Ｃを走行
状態にしてプロペラシャフトＰのバランスを測定し、こ
ののち、搬出エリアＡ３において、ピット８６内の作業
者が同測定装置８０を取外し、さらに、取外したバラン
ス測定装置８０をホイールアライメントの測定エリアＡ
１に回送するようにしていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記したよ
うな従来のバランス測定装置８０にあっては、車体への
取付けを手作業で行っていたため、取付け位置のばらつ
きが生じ易く、測定精度をより高めることが困難であ
り、しかも、測定の後のエリア（Ａ３）において手作業
で取外し、測定の前のエリア（Ａ１）に回送していたた
め、その分サイクルタイムが長くなったり、当該測定装
置を複数必要としたりするなどの不具合があり、これら
の不具合を解決することが課題になっていた。

【０００７】

【発明の目的】本発明は、上記従来の課題に着目して成
されたもので、バランス測定の省力化、車体に対する取
付け精度ならびに測定精度の向上を実現することができ
るプロペラシャフトのバランス測定装置を提供すること
を目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係わるプロペラ
シャフトのバランス測定装置は、自動車を走行状態にす
るフリーローラを備えた測定エリアにおいて、車載され
たプロペラシャフトのバランスを測定する装置であっ
て、プロペラシャフトの回転を検出する回転センサ、デ
ィファレンシャルケースの振動を検出する振動センサ、
および車体に対する第１着脱機構を設けたセンサ治具
と、プロペラシャフトおよびディファレンシャルケース
の位置を検出する位置センサ、および前記センサ治具に
対する第２着脱機構を車体の前後方向、上下方向、左右
方向、および上下軸の軸回り方向に移動可能に設けた治
具支持体を備えた構成としており、上記の構成を課題を
解決するための手段としている。

【０００９】

【発明の作用】本発明に係わるプロペラシャフトのバラ
ンス測定装置では、治具支持体の第２着脱機構に対して
センサ治具が着脱自在であると共に、このセンサ治具が
第１着脱機構によって車体に着脱自在になっており、治
具支持体において、位置センサでプロペラシャフトおよ
びディファレンシャルケースの位置を検出しつつ、第２
着脱機構を車体の前後方向、上下方向、左右方向、およ
び上下軸の軸回り方向に移動させることにより、その第
２着脱機構に拘束されたセンサ治具をプロペラシャフト
およびディファレンシャルケースに対して位置決めし、
第２着脱機構の解除と共に、第１着脱機構によりセンサ
治具を車体に取付ける。

【００１０】つまり、上記バランス測定装置では、プロ
ペラシャフトの回転を検出する回転センサ、およびディ
ファレンシャルケースの振動を検出する振動センサを備
えたセンサ治具が、搬入された車体のプロペラシャフト
およびディファレンシャルケースの位置に合わせて自動
的に位置決めされ、正確に取付けられる。また、各着脱
機構および治具支持体の動作により、前記センサ治具の
取外しも自動的に行われる。

【００１１】

【実施例】以下、図１〜図７に基づいて本発明の一実施
例を図面に基づいて説明する。

【００１２】図３に示すように、バランス測定装置１
は、自動車Ｃを走行状態にするフリーローラＲ１〜Ｒ３
を備えた測定エリアにおいて、搬入された自動車Ｃの片
側後輪のほぼ下側に設置された治具支持体２と、車体に
取付けられるセンサ治具３を備えている。なお、この実
施例では、自動車Ｃの向きを基準にし、その左右方向を
Ｘ方向、前後方向をＹ方向、上下方向をＺ方向として説
明する。

【００１３】治具支持体２は、図１および図２に示すよ
うに、直方体型の基台４の前端側に、同基台４に固定し
た竪の支持プレート５と、竪の第１スライド体６と、車
体の中心方向に延出する第２スライド体７を備えてい
る。支持プレート５には、第１スライド体６を車体左右
方向に駆動するための一対のレール８，８と、Ｘ方向ア
クチュエータ９が設けてあり、第１スライド体６には、
第２スライド体７を車体上下方向に駆動するための一対
のレール１０，１０と、Ｚ方向アクチュエータ１１が設
けてある。

【００１４】第２スライド体７の先端部には、車体前方
向に傾斜した支持アーム１２を介して、車体前後方向に
延びる支持台１３が固定してあって、この支持台１３に
は、Ｙ方向アクチュエータ１４および一対のレール１
５，１５により車体前後方向に駆動される第３スライド
体１６が設けてある。第３スライド体１６には、支持台
１３上のガイド１７および回動アクチュエータ１８によ
り上下軸（Ｚ軸）の軸回りに駆動される揺動体１９が連
結してある。

【００１５】揺動体１９は、互いに段違いの調整部２１
ａ，２２ａを有する第１および第２の支持板２１，２２
を備えており、第１支持板２１の端部を前記回動アクチ
ュエータ１８に連結すると共に、互いの調整部２１ａ，
２２ａをボルト２３で連結している。また、第２支持板
２２の調整部２２ａにおけるボルト挿通部分が長孔状に
なっており、両支持板２１，２２の間隔を車体前後方向
に調整できるようにしてある。

【００１６】第１支持板２１には、プロペラシャフトＰ
の位置を検出する位置センサ２５および予備の位置セン
サ２５Ｓが、側方に延出する各々のブラケット２４を介
して取付けてある。この位置センサ２５には、例えばレ
ーザー光を使用するセンサが用いられる。他方、第２支
持板２２には、同じく側方に延出する各々のブラケット
２４を介して、ディファレンシャルケースＤの位置を検
出する位置センサ２６および予備の位置センサ２６Ｓが
取付けてあると共に、圧力センサ２７を介して、前記セ
ンサ治具３に対する第２着脱機構２８が設けてある。こ
の実施例の第２着脱機構２８は、上向きにした四角錐型
の電磁石である。

【００１７】このようにして、各位置センサ２５，２６
および第２着脱機構２８は、上記の治具支持体２の構成
により、車体の前後方向（Ｙ方向）、上下方向（Ｚ方
向）、左右方向（Ｘ方向）、および上下軸（Ｚ軸）の軸
回り方向に移動可能になっている。

【００１８】センサ治具３は、治具本体２９の下側に、
前記第２着脱機構２８に対応した四角錐型の凹部３０ａ
を有する磁性部３０を有すると共に、同治具本体２９の
上側に、車体（自動車Ｃ）に対する第１着脱機構３１を
有している。この第１着脱機構３１はディファレンシャ
ルケースＤに接触する電磁石である。

【００１９】治具本体２９には、先端に保持用電磁石３
２を備えた上側アーム３３と、これよりも大きく突出し
て先端を上向きに屈曲させた下側アーム３４が設けてあ
る。上側アーム３３の保持用電磁石３２には、ディファ
レンシャルケースＤに接触する取付け用電磁石３５を備
えた振動センサ３６が吸着させてあり、下側アーム３４
の先端には、プロペラシャフトＰに貼着した反射テープ
３７を検知して同プロペラシャフトＰの回転を検出する
回転センサ３８が設けてある。

【００２０】なお、各電磁石やセンサは、治具支持体２
側に導かれる通電用ハーネス３９〜４２を介して、電源
および図３に示す測定用のホストコンピュータ４３に接
続してある。また、ホストコンピュータ４３には、マニ
ュアル操作盤４４、測定開始用スイッチ４５、および治
具動作用スイッチ４６が接続してあると共に、フリーロ
ーラ動作制御用リレー４７を介して、フリーローラ動作
開始用スイッチ４８が接続してある。

【００２１】次に、上記の構成を備えたバランス測定装
置の動作を図４〜図７のフローチャートとともに説明す
る。

【００２２】バランス測定装置１は、自動車Ｃが測定エ
リアのフリーローラＲ１〜Ｒ３上に進入すると、待機位
置において、車種情報や後記する学習情報に基づいて、
Ｙ方向アクチュエータの駆動によりセンサ治具３を車体
前後方向に位置調整する（図４のブロック１０１〜１０
５）。

【００２３】次に、治具動作用スイッチ４６を操作する
と、治具支持体２において、位置センサ２５，２６でプ
ロペラシャフトＰおよびディファレンシャルケースＤの
位置を検出しつつ、Ｘ方向アクチュエータ５、Ｚ方向ア
クチュエータ１１、および回動アクチュエータ１８を駆
動することにより、プロペラシャフトＰおよびディファ
レンシャルケースＤの位置に合わせて、第２着脱機構２
８に拘束されたセンサ治具３を車体の左右方向、上下方
向、および上下軸の軸回り方向に位置調整する（図４の
ブロック１０９〜図５のブロック１３１）。

【００２４】なお、ここでは、上下方向において、セン
サ治具３がディファレンシャルケースＤの下側１０ｍｍ
に達したところで接近速度を低下させ、センサ治具３が
ディファレンシャルケースＤに衝突しないようにしてい
る。また、センサ治具３とディファレンシャルケースＤ
との接触は、第２着脱機構２８の圧力センサ２７により
検知される。

【００２５】こののち、バランス測定装置１は、第２着
脱機構２８への通電遮断による解除後、第１着脱機構３
１に通電することにより、図１中の仮想線で示すよう
に、センサ治具３をディファレンシャルケースＤに取付
け、さらに、保持用電磁石３２を解除して取付け用電磁
石３５に通電することにより、振動センサ３６をディフ
ァレンシャルケースＤに取付け、第２着脱機構２８など
の治具支持体２の可動部分を待機位置まで撤退させる
（図５のブロック１３２〜１４２）。これにより、フリ
ーローラ動作制御用リレー４７がオン状態になる。

【００２６】そして、フリーローラ動作開始用スイッチ
４８を操作し、フリーローラＲ２，Ｒ３のロックが解除
されてから、アクセル操作で自動車Ｃを走行状態にし、
所定の速度（例えば１００ｋｍ／ｈ）に達したところ
で、測定開始用スイッチ４５を操作することにより、先
の従来技術の項で図９および図１０に基づいて説明した
ように、回転センサ３８と振動センサ３６を用いてプロ
ペラシャフトＰのバランスを測定する（図５のブロック
１５０〜図６のブロック１５６）。

【００２７】測定終了後に、前記測定開始用スイッチ４
５を再び操作すると、治具支持体２の第２着脱機構２８
などの可動部分が待機位置からセンサ治具３の位置まで
前進し、同センサ治具３を第２着脱機構２８で再び拘束
すると共に、振動センサ３６および第１着脱機構３１を
車体から離間させて、センサ治具３を待機位置まで撤退
させる（図６のブロック１５７〜図７のブロック１８
８）。このとき、治具支持体２の動きは、車体左右方向
（Ｘ方向）、上下方向（Ｚ方向）、および上下軸（Ｚ
軸）の軸回り方向である。

【００２８】そして、フリーローラＲ２，Ｒ３が再びロ
ックされ、フリーローラ動作制御用リレー４７がオフ状
態になると、待機位置において、センサ治具３を車体前
後方向（Ｙ方向）の元の位置まで移動させ、次の測定に
備える（図７のブロック１９５〜１９８）。

【００２９】なお、このバランス測定装置１の制御系で
は、上記測定の際のセンサ治具３のセット位置を学習情
報として記憶させ、次の測定の際にその学習情報を用い
てセンサ治具３を移動させることにより、順次搬入され
る車体に対する位置調整がより一層迅速に行えるように
している。また、治具支持体２およびセンサ治具３の動
作制御を測定用のホストコンピュータ４３で行うこと
で、機器構成の簡略化および制作費用の節約を実現して
いる。

【００３０】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明のプロ
ペラシャフトのバランス測定装置によれば、一台の装置
で自動車に対する各センサの取付けおよび取外しが自動
的に成されることから、バランス測定の省力化およびサ
イクルタイムの短縮を実現することができると共に、順
次搬入される各車体に対して取付け位置にばらつきのな
い良好な取付け状態が得られ、測定精度を大幅に高める
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるバランス測定装置を説
明する側面図である。

【図２】図１に示すバランス測定装置の正面図である。

【図３】バランス測定装置およびを説明する側面図であ
る。

【図４】バランス測定装置の作動を説明するフローチャ
ートである。

【図５】図４に続いてバランス測定装置の作動を説明す
るフローチャートである。

【図６】図５に続いてバランス測定装置の作動を説明す
るフローチャートである。

【図７】図６に続いてバランス測定装置の作動を説明す
るフローチャートである。

【図８】プロペラシャフトおよびディファレンシャルケ
ースとともにバランス測定装置の概略を説明する正面図
である。

【図９】回転センサからのパルス信号と振動センサの信
号に基づく波形との関係を説明するグラフである。

【図１０】従来のバランス測定装置を用いた測定の過程
を説明する側面図である。

【符号の説明】

１ バランス測定装置 ２ 治具支持体 ３ センサ治具 ２５ （プロペラシャフトの）位置センサ ２６ （ディファレンシャルケースの）位置センサ ２８ 第２着脱機構 ３１ 第１着脱機構 ３６ 振動センサ ３８ 回転センサ Ｃ 自動車（車体） Ｄ ディファレンシャルケース Ｐ プロペラシャフト

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 自動車を走行状態にするフリーローラを
   備えた測定エリアにおいて、車載されたプロペラシャフ
   トのバランスを測定する装置であって、プロペラシャフ
   トの回転を検出する回転センサ、ディファレンシャルケ
   ースの振動を検出する振動センサ、および車体に対する
   第１着脱機構を設けたセンサ治具と、プロペラシャフト
   およびディファレンシャルケースの位置を検出する位置
   センサ、および前記センサ治具に対する第２着脱機構を
   車体の前後方向、上下方向、左右方向、および上下軸の
   軸回り方向に移動可能に設けた治具支持体を備えたこと
   を特徴とするプロペラシャフトのバランス測定装置。