JPH0526759A

JPH0526759A - 回転体のアンバランス測定装置

Info

Publication number: JPH0526759A
Application number: JP18101591A
Authority: JP
Inventors: Takanobu Kaneko; 貴信金子; Kesao Sugano; 今朝雄菅野
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1991-07-22
Filing date: 1991-07-22
Publication date: 1993-02-02

Abstract

(57)【要約】【目的】正確な測定を容易に行なえる回転体のアンバ
ランス測定装置を提供する。【構成】回転体の回転速度を検出する回転検出手段５
０と、回転体の支持部の振動を検出する振動検出手段５
１と、上記両検出手段の信号をフーリエ変換するフーリ
エ変換手段５２と、該フーリエ変換結果から回転体のア
ンバランス量およびアンバランス位置を演算する演算手
段５３と、上記両検出手段の検出信号のサンプリングを
開始した時点から所定数のデータに対するフーリエ変換
結果から上記両検出信号の位相差を検出する第１の位相
差検出手段５４と、同様にサンプリングを開始した時点
から所定時間後の上記両検出信号の位相差を検出する第
２の位相差検出手段５５と、上記両位相差検出手段の検
出値の差の絶対値が所定値以下の場合に演算手段５３に
よるアンバランスの計算を行なわせる判断手段５６と、
演算結果を表示する表示手段５７と、を備えた構成。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば車両のプロペ
ラシャフトのような回転体のアンバランス量を測定する
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のアンバランス測定装置としては、
例えば図１３に示すようなものがある。図１３におい
て、１はトランスミッションのエクステンション、２は
第１プロペラシャフト、３はセンターベアリング、４は
第２プロペラシャフト、５はディファレンシャル・ギ
ア、６、７、８はそれぞれ接続用のジョイントであり、
上記の部分は車両の駆動系の構成である。また、１０は
第２プロペラシャフト４に接着された反射テープ、１１
は第２プロペラシャフト４に光を照射し、反射テープ１
０からの反射波を検出することによって回転速度を検出
する光ファイバセンサ、１２は光ファイバセンサ１１の
出力を電圧出力に変換するアンプ、１３はディファレン
シャル・ギア下部に接着された加速度センサ、１４は加
速度センサアンプ、１５はアンバランス演算装置であ
る。

【０００３】上記の装置において、光ファイバセンサア
ンプ１２からは、図１４（ａ）に示すような回転速度に
応じた周期のパルス電圧が出力される。上記の信号をア
ンバランス演算装置１５でフーリエ変換すると、図１４
（ｂ）に示すように、一定回転速度ならば所定の周波数
ｆpにピークスペクトルが生じる。同様に、加速度セン
サ１４の出力は図１５（ａ）に示すようになり、それを
フーリエ変換した結果は図１５（ｂ）に示すようにな
る。上記図１４（ｂ）に示した光パルスのフーリエ変換
結果は下記（数１）式、上記図１５（ｂ）に示した加速
度センサ信号のフーリエ変換結果は下記（数２）式で示
され、光パルスと加速度の間の位相差θは下記（数３）
式で求めることが出来る。

【０００４】

【数１】

【０００５】

【数２】

【０００６】

【数３】

【０００７】上記のごとき計測を、プロペラシャフトに
取付けるウエイトを交換して２回行なうと、図１６に示
すように、大きさが｜Ｆy₁(ω)｜で位相角がθ₁のベク
トルと、大きさが｜Ｆy₂(ω)｜で位相角がθ₂の２つの
ベクトルとが求められ、これらの合成ベクトルがプロペ
ラシャフトのアンバランスのベクトルとなる。したがっ
て上記の合成ベクトルと逆方向のベクトルＷに対応した
大きさと位相角θxを持つバランス用ウエイトをプロペ
ラシャフトに取付ければ、プロペラシャフトのアンバラ
ンスを解消することが出来る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来のア
ンバランス測定においては、加速度センサ１３の取付け
位置が不適切であったり、取付け状態が不良であったり
すると信号レベルが小さくなり、エンジン等の振動に埋
もれてＳ／Ｎ比の悪いデータとなる場合がある。そのよ
うな場合（例えば後記図８ｄにおける約２２Ｈzで５３
ｄＢのピーク）には、同じ状態で評価しても、サンプリ
ング毎にアンバランス量、アンバランス位置（角度）の
計算結果が異なり、正確な値が求められない。そのた
め、その計算結果に応じてバランス用ウエイトをプロペ
ラシャフトに取り付けると、さらに振動が増大してしま
うということがあり、正確なバランス調整が困難であ
る、という問題があった。

【０００９】本発明は上記のごとき従来技術の問題を解
決するためになされたものであり、正確なアンバランス
測定を容易に行なうことの出来る回転体のアンバランス
測定装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め本発明においては、特許請求の範囲に記載するように
構成している。図１は、本発明の構成を示すブロック図
である。図１において、５０は、回転体の回転速度に応
じた信号を出力する回転検出手段であり、例えば後記図
２の光ファイバセンサ１１に相当する。また、５１は、
回転体の支持部に取付けられ、該支持部の振動を検出す
る振動検出手段であり、例えば後記図２の加速度センサ
１３に相当する。また、５２は、回転検出手段５０と振
動検出手段５１の信号をそれぞれフーリエ変換するフー
リエ変換手段である。なお、フーリエ変換については後
記図５で詳述する。また、５３は、フーリエ変換手段５
２による変換結果から回転体のアンバランス量およびア
ンバランス位置を演算する演算手段である。なお、上記
の演算については後記図６で詳述する。また、５４は、
第１の位相差検出手段であり、回転検出手段５０と振動
検出手段５１の検出信号のサンプリングを開始した時点
から所定数のデータに対するフーリエ変換結果から上記
両検出信号の位相差を検出するものである。

【００１１】また、５５は、第２の位相差検出手段であ
り、回転検出手段５０と振動検出手段５１の検出信号の
サンプリングを開始した時点から所定時間後または所定
ブロック後の所定数のデータに対するフーリエ変換結果
から上記両検出信号の位相差を検出するものである。な
お、上記５４、５５における位相差の計算については、
後記図５で詳述する。また、５６は、第１の位相差検出
手段５４の検出値と第２の位相差検出手段５５の検出値
との差の絶対値が所定値（例えば１５°）以下の場合
に、演算手段５３によるアンバランスの計算を行なわせ
る判断手段である。なお、上記の判断については後記図
６で詳述する。また、５７は、演算手段５３の演算結果
を表示する表示手段であり、例えばサーマルプリンタの
ようなハードコピーを作るプリンタ、或いは液晶表示器
等である。上記のフーリエ変換手段５２、演算手段５
３、第１の位相差検出手段５４、第２の位相差検出手段
５５、判断手段５６および表示手段５７の部分は、後記
図２のアンバランス演算装置２０に相当し、例えばマイ
クロコンピュータ等を用いて構成することが出来る。

【００１２】

【作用】上記のように、本発明においては、第１の位相
差検出手段５４、第２の位相差検出手段５５および判断
手段５６を設け、回転検出手段５０と振動検出手段５１
の検出信号のサンプリングを開始した時点から所定数の
データに対する位相差と、サンプリングを開始した時点
から所定時間後または所定ブロック後の所定数のデータ
に対する位相差とを求め、両者の差の絶対値が所定値
（例えば１５°）以下の場合に演算手段５３におけるア
ンバランス量およびアンバランス位置の演算を行なわせ
るものである。上記のように、サンプリング開始時点に
おける両信号の位相差と、サンプリング開始時点から所
定時間後または所定ブロック後における両信号の位相差
との差の絶対値が所定値以下、すなわち、所定時間間隔
を隔てた２点における位相差がほぼ同じであるというこ
とは、振動検出手段５１（加速度センサ）の信号のＳ／
Ｎ比が十分大きいことを意味するから、このような状態
のときにアンバランス量およびアンバランス位置の演算
を行なわせれば、正確な測定を行なうことが出来る。な
お、判断手段５６において所定時間間隔を隔てた２点に
おける位相差の絶対値が所定値より大きいと判断し、演
算手段によるアンバランスの演算を行なわない場合は、
その旨を表示手段５７に表示し、加速度センサの取付け
位置や取付け状態をチェックするように指示する。

【００１３】

【実施例】図２は、本発明の一実施例のブロック図であ
り、前記図１３と同様に、車両のプロペラシャフトのア
ンバランスを測定する場合を例示する。図２において、
トランスミッションのエクステンション１、第１プロペ
ラシャフト２、センターベアリング３、第２プロペラシ
ャフト４、ディファレンシャル・ギア５および接続用の
ジョイント６、７、８からなる車両の駆動系、および第
２プロペラシャフト４に接着された反射テープ１０、第
２プロペラシャフト４に光を照射し、反射テープ１０か
らの反射波を検出することによって回転速度を検出する
光ファイバセンサ１１、光ファイバセンサ１１の出力を
電圧出力に変換するアンプ１２、ディファレンシャル・
ギア５の下部に接着された加速度センサ１３の部分は、
前記図１３と同様である。また、２０は本実施例のアン
バランス演算装置であり、光ファイバセンサアンプ１２
の出力と加速度センサ１３の出力とが接続される。

【００１４】次に、図３は、アンバランス演算装置２０
の一実施例のブロック図、図４は外観を示す正面図であ
る。図３において、破線で囲まれた部分２０が本実施例
のアンバランス演算装置であり、図４に示すように一つ
の筐体内に纏めて納められ、容易に持ち運び出来るよう
になっている。また、２１は電源入力コネクタであり、
例えば車両のシガーライタ用コネクタから＋ＤＣ１２Ｖ
の電圧が印加される。２２は電源スイッチ、２３はデー
タサンプリング開始のスタートスイッチ（押しボタンス
イッチ）であり、信号線２３１を経てマイクロコンピュ
ータ２０１の入力ポートに接続され、また、サンプリン
グ中を示すランプ（押しボタン内に設置）を点灯させる
ためにマイクロコンピュータ２０１から信号線２３２を
経て上記ランプに接続されている。また、２４はシステ
ム・リセットスイッチであり、信号線２４１を経てマイ
クロコンピュータ２０１の外部割り込み端子に接続され
ている。このスイッチが押されるとマイクロコンピュー
タ２０１のプログラムがスタート位置に戻る。また、２
５は解析モードを選択するモード選択スイッチ（ロータ
リースイッチ）であり、信号線２５１を経てマイクロコ
ンピュータ２０１のＡ／Ｄ変換器２０２のチャンネル３
に入力されている。このスイッチを切り換えると電圧レ
ベルが変化し、その電圧をＡ／Ｄ変換することによって
解析モードを決定する。例えば、入力チャンネル１の
周波数分析、入力チャンネル２の周波数分析、入力
チャンネル１、２の周波数分析、入力チャンネル１、
２間のゲイン、位相差、コヒーレンス演算、チャンネ
ル２のチャンネル１に対する次数比分析、の５モードが
ある。なお、本発明のアンバランス測定では、上記の
のモードのみを用いるので、モード選択スイッチ２５は
設けなくとも良い。

【００１５】また、２６は周波数レンジ選択スイッチ
（ロータリースイッチ）であり、モード選択スイッチ２
５と同様に電圧レベル変化によって周波数レンジを決定
する。この周波数レンジ選択スイッチ２６は信号線２６
１を経てＡ／Ｄ変換器２０２のチャンネル４に入力され
ている。また、２７は周波数分析の処理中に点灯する分
析処理中表示ランプであり、マイクロコンピュータ２０
１の出力ポートから信号線２７１を経てランプに接続さ
れている。このランプ２７はスタートスイッチ２３の入
力後に点灯するものであり、例えばＬＥＤ等を用いるこ
とが出来る。また、２８はバランス計算ＮＧランプであ
り、所定時間間隔を隔てた２点における位相差が所定値
より大の場合、すなわち加速度センサ１３の信号のＳ／
Ｎ比が悪い時に点灯するものである。これもＬＥＤ等を
用い、マイクロコンピュータ２０１の出力ポートから信
号線２８１を経て接続されている。また、２９は、光フ
ァイバセンサ１１からアンプ１２を介した信号が入力さ
れるコネクタ（ＢＮＣ）であり、これをチャンネル１と
する。このコネクタ２９から入力されたアナログ電圧
は、信号線２９１、フィルタ２０３、信号線２９２、ゲ
インとオフセットの調整アンプ２０４および信号線２９
３を経てＡ／Ｄ変換器２０２のチャンネル１に接続され
る。また、３０は、加速度センサ１３の出力信号を受け
るコネクタ（ＢＮＣ）であり、コネクタ３０から入力さ
れたアナログ電圧は、センサアンプ３０２、切り換えス
イッチ３２、信号線３２１、フィルタ２０３、信号線３
２２、調整アンプ２０４および信号線３２３を経てＡ／
Ｄ変換器２０２のチャンネル２に接続される。また、内
蔵されたセンサアンプ３０２は、加速度センサ１３に応
じてゲインが調整されているものであり、使用時にはコ
ネクタ３０に加速度センサ１３を接続するだけで容易に
使用出来るようになっている。なお、前記図１３に示し
たように、外付けの加速度センサアンプ１４を用いれ
ば、上記の構成は省略することが出来、下記のコネクタ
３１に加速度センサアンプ１４の出力を接続すれば良
い。

【００１６】また、３１はコネクタ２９と同様のセンサ
アンプを介したセンサ出力を入力するコネクタ（ＢＮ
Ｃ）であり、切り換えスイッチ３２に接続される。切り
換えスイッチ３２以後の接続経路は上記コネクタ３０と
同様である。本実施例においては、入力チャンネル２に
ついては、コネクタ３１に入力する電圧信号と、コネク
タ３０に入力する電圧信号（加速度センサ１３の信号）
とを、切り換えスイッチ３２（例えばスライドスイッ
チ）で任意に切り換え可能な構成となっている。切り換
えスイッチ３２でいずれかが選択された入力電圧信号は
信号線３２１を経てフィルタ２０３に接続される。また
コネクタ３０を選択した場合には、切り換えスイッチ３
２から信号線３２４を経て信号が送られ、それによって
マイクロコンピュータ２０１の入力ポートがＨighレベ
ルになり、コネクタ３１からの通常入力の場合はＬowレ
ベルになることにより、マイクロコンピュータ２０１に
入力の種類を知らせる。また、３３はプリンタ３５への
出力のオン／オフを設定するスイッチ（スライドスイッ
チ）であり、信号線３３１を経てマイクロコンピュータ
２０１の入力ポートに接続されている。

【００１７】また、３４は液晶表示器であり、マイクロ
コンピュータ２０１のアンバランス演算結果やアンバラ
ンス計算ＮＧ時の計測条件変更の指示等を表示する。こ
の液晶表示器３４は８ビットのデータ信号線３４１と信
号の授受コントロールする信号線３４２とによってマイ
クロコンピュータ２０１に接続されている。また、３５
はプリンタであり、マイクロコンピュータ２０１のアン
バランス演算結果等をプリントアウトする。このプリン
タ３５は、例えば小型のサーマルプリンタ等によって構
成され、８ビットのデータ出力信号線３５１とコントロ
ール信号線３５２によってマイクロコンピュータ２０１
に接続されている。なお、図４の３５３はプリンタ３５
の出力用紙であり、アンバランス演算装置２０の本体か
ら簡単に交換できるようになっている。また、フィルタ
２０３は８次のフィルタであり、カットオフ周波数はマ
イクロコンピュータ２０１の出力ポートからの３ビット
の信号（２０３ａ、２０３ｂ、２０３ｃ）によって切り
換え可能である。また、２０４はゲインとオフセットの
調整アンプであり、演算増幅器で構成される。この調整
アンプ２０４は、フィルタ２０３からの０Ｖを中心とし
た±の電圧を、Ａ／Ｄ変換するために例えば２.５Ｖ±
２.５Ｖの電圧にオフセット調整するものである。ま
た、図４の３６は本アンバランス演算装置２０を運んだ
り、車両に固縛するための取手である。

【００１８】次に、この実施例の作用について説明す
る。まず、周波数スペクトル分析およびフーリエ変換の
方法について簡単に説明する。周波数スペクトル分析
は、まず、図１０に示すように、例えば、センサ出力
（時間軸）波形をＡ／Ｄ変換してディジタルの離散系に
し、例えば１０２４点のディジタル値として表わす。そ
してそれのフーリエ変換を行なって図１２に示すような
周波数スペクトル分布として表わす。また、フーリエ変
換を行なう前に、図１１に示すごときウインドウ関数
（重み関数）を１０２４点のデータに乗算する。これ
は、有限個のデータに対して離散的なフーリエ変換を行
なう場合には必要であり、図１１の特性はハニング・ウ
インドウ（Hannings window）特性を示す。このハニン
グ・ウインドウは、Ｗ(Ｎ）＝０.５−０.５cos(２πＮ／１０２４）の特性を有する。次に、一般のフーリエ変換は、下記
（数４）式で行なわれる。

【００１９】

【数４】

【００２０】なお、ｇ(ｔ)は関数であり、ここではセン
サの値（時間軸上）を示す。上記（数４）式をディジタ
ル化された離散的なフーリエ変換で表わすと、下記（数
５）式のようになる。

【００２１】

【数５】

【００２２】なお、上記（数５）式において、ｇ_n＝ｇ(ｎΔｔ）Ｆ_m＝Ｆ(_mΔω）、ただし（ｍ＝０〜Ｎ−１）Ｋ＝ｍ×ｎであり、かつ

【００２３】

【数６】

【００２４】である。なお、（数５）式、（数６）式に
おいて、Ｎはサンプル数（例では１０２４）、Δｔはサ
ンプリング周期であり、取り込んだデータｇ₀〜ｇ_n-1に
sin、cos関数を乗算して和を求めることによって演算す
ることが出来る。或る周波数ｘのパワースペクトル｜Ｆ
_x｜²は、｜Ｆ_x｜²＝（Ｆ_XR)²＋（Ｆ_XI)² …（数７）ただし、Ｆ_XR：ＦＦＴ演算結果の実数部Ｆ_XI：ＦＦＴ演算結果の虚数部として求まり、マイクロコンピュータのメモリ内に所定
の周波数Δｆの間隔で０〜Ｎ−１まで書き込まれる。こ
れを表示したものが図１２である。さらに、通常は分析
結果の精度を上げるため図１０のように数〜数１０ブロ
ックのフーリエ変換した結果を平均化してスペクトルを
表示する。

【００２５】次に、実施例について説明する。電源コネ
クタ２１に＋ＤＣ１２Ｖを印加し、電源スイッチ２２を
ＯＮにすると、ＲＯＭ、ＲＡＭを持ったマイクロコンピ
ュータ２０１はＲＯＭに書かれた所定のプログラムのフ
ローチャート（後記図５〜図７）に従って動作する。

【００２６】図５〜図７は上記のプログラムのフローチ
ャートであり、図５および図６はメインプログラム、図
７はメインプログラムで定められた所定のサンプリング
周期でＡ／Ｄ変換を行なう割り込み処理プログラムであ
る。図５において、まず、Ｐ１では、マイクロコンピュ
ータのＲＡＭおよびレジスタに初期値を設定する。次
に、Ｐ２では、スタートスイッチ２３のオン／オフを調
べる。Ｐ２の結果がオンの場合は、Ｐ３で、周波数分析
中であることを示す分析処理表示ランプ２７を点灯する
ため、所定出力ポートにＨighを出力する。次に、Ｐ４
では、フィルタ２０３（アンチエリアシングフィルタ）
のカットオフ周波数ｆmaxを設定する。プロペラシャフ
トのバランス測定の場合は、プロペラシャフトの回転速
度が１００００rpm（周波数１６７Ｈz）以下のため、カ
ットオフ周波数ｆmaxを例えば２００Ｈzになるようにマ
イクロコンピュータ２０１から３ビットの指令信号を出
力する。次に、Ｐ５では、アベレージ回数ＡＶとサンプ
リング回数Ｎsを設定する。例えば、アベレージ回数Ａ
Ｖ＝８回とするとサンプリング数Ｎs＝１０２４×８＝
８１９２となる。次に、Ｐ６では、サンプリング周期Δ
Ｔを設定する。上記のように、カットオフ周波数ｆmax
２００Ｈzとすれば、 ΔＴ＝１／２・ｆmax （サンプリングの定理）により、サンプリング周期ΔＴ＝２.５ｍsecとなる。次
に、Ｐ７では、タイマ割り込みを許可する。このタイマ
割り込み許可により、図７に示す割り込みフローチャー
トがΔＴ周期で実施される。図７においては、チャンネ
ル１の光ファイバセンサからのパルス信号とチャンネル
２の加速度センサからの信号とをそれぞれＡ／Ｄ変換
し、所定のメモリエリアにストアする。そしてサンプリ
ング数Ｎs＝８１９２回に達したらサンプリング終了フ
ラグＳＰＥＮＤ＝１とし、タイマ割り込みを終了し、図
５のメインプログラムに戻る。

【００２７】次に、図５のＰ８では、サンプリング中の
判断フラグＳＰＥＮＤをチェックして、ＳＰＥＮＤ＝１
の時、すなわちサンプリングが終了している場合には、
次のフーリエ変換処理に進む。Ｐ９では、チャンネル１
のデータのフーリエ変換演算を行なう。この演算の際に
は、まず、チャンネル１のサンプリングしたデータに前
記図９のハニング・ウインドウ関数を乗算し、１ブロッ
クの１０２４点データに対してフーリエ変換を行なう。
次に、Ｐ１０、Ｐ１１では終了した回数を判断し、ＡＶ
＝４回終了するまでこのルーチンを繰り返す。次に、Ｐ
１２では、ＡＶ回数のブロック（４ブロック）のフーリ
エ変換が終了したらＡＶ回の平均したパワースペクトル
｜Ｆ_AV(ω)｜²を求める。次に、Ｐ１３では、上記パワ
ースペクトル｜Ｆ_AV(ω)｜²の値の最大値を求め、その
時の周波数をｆpとする。次に、Ｐ１４では、チャンネ
ル２のデータに対しても同様にフーリエ変換する。な
お、Ｐ１４は一つのパートで示しているが、その内容は
前記Ｐ９〜Ｐ１１と同じである。次に、Ｐ１５では、Ｐ
１４で求めた結果の平均値を求める。次に、Ｐ１６で
は、チャンネル１とチャンネル２との位相差θを求め
る。具体的には、フーリエ変換した４ブロックの平均値
において、所定周波数（回転１次スペクトルの周波数）
の振動の位相差を演算する。例えば、光パルス出力は図
８（ａ）のようになり、そのフーリエ変換後の４ブロッ
クの平均値のパワースペクトルは図８（ｂ）に示すよう
になる。また、加速度センサ出力は図８（ｃ）のように
なり、そのフーリエ変換後の平均値のパワースペクトル
は図８（ｄ）に示すようになる。そして図８（ｂ）の回
転１次スペクトルと図８（ｄ）回転１次に対応する加速
度スペクトルとの位相差θを求める。次に、Ｐ１７で
は、上記のθをメモリのθ₀に入れた後、カウンタＣ₁に
１を加える。カウンタの値は最初はＣ₁＝０になってい
る。なお、上記のθ₀は、図９の１ブロックから４ブロ
ックまでのデータについての値に相当する。Ｐ１７から
図６のＰ１８へ続く。

【００２８】図６において、Ｐ１８では、Ｃ₁＝１か否
かを判定し、“ＹＥＳ”の場合には図５のＰ９に戻って
前記Ｐ９〜Ｐ１６の演算を繰り返す。この２回目の演算
においては、最初の４ブロックの次の４ブロック（図９
の１'ブロック〜４'ブロック）のサンプリング値に対し
てフーリエ変換を行ない、１回目と同様に所定周波数の
位相差θを演算し、そのθの値をメモリのθ_Nに入れた
後、Ｃ₁に１を加える。上記のように２回の演算を行な
うとサンプリング数Ｎsは１０２４×４ブロック×２回
＝８１９２となる。上記のように、２回の演算を行なう
と、Ｃ₁＝２となるので、Ｐ１８は“ＮＯ”となり、Ｐ
１９へ進む。Ｐ１９では、１回目の位相差θ₀と２回目
の位相差θ_Nとをメモリから読み出し、Ｐ２０では、θ_N
−θ₀の絶対値｜θ_N−θ₀｜が所定値α（例えば１５
°）より大か否かを判定する。なお、位相の良否を判断
する所定値αを１５°としたのは、図２において、第２
プロペラシャフト４とディファレンシャル・ギア５とを
接続するジョイント８の締付けボルト数が６本の場合、
ボルト間の角度は３６０°／６＝６０°となり、６０°
の１／２の３０°（±１５°）以内であれば概ね正確に
バランス調整できることによって定めたものである。こ
のようにαの値は、測定対象に応じて定めればよい。Ｐ
２０で、｜θ_N−θ₀｜＞αの場合は、加速度センサ信号
のＳ／Ｎ比が悪いと判断し、Ｐ２６で、バランス計算Ｎ
Ｇランプ２８を点灯させる。そしてＰ２７で、液晶表示
器３４に加速度センサ取付け状態、取付け位置不良のメ
ッセージを表示し、Ｐ２８で演算回数のカウントをＣ₂
＝０とする。一方、Ｐ２０で、｜θ_N−θ₀｜≦αの場合
は、加速度センサ信号のＳ／Ｎ比が良好であると判断
し、Ｐ２１で、カウンタＣ₂に１を加える（なお最初Ｃ₂
＝０）。次に、Ｐ２２では、Ｃ₂が２でないか否かを判
断し、ＹＥＳの場合（Ｃ₂＝１）には、Ｐ２５で、位相
差θ₀とθ_Nとの平均値θ_AVを計算し、かつチャンネル２
のスペクトルのピークゲインＧ₀とＧ_Nの平均値Ｇ_AVも計
算してメモリに入れる。ここまでの演算で、前記図１６
における一つのベクトル｜Ｆy₁(ω)｜、位相角θ₁が求
められたことになる。したがって適当なダミーウエイト
を付加して再び図５、図６の演算を行なって、もう一つ
のベクトル｜Ｆy₂(ω)｜、位相角θ₂を求める。２回目
の値を位相θ'_AV、ゲインＧ'_AVとする。２回の計測を行
なうと、Ｐ２２がＮＯ（Ｃ₂＝２）となるので、Ｐ２３
へ行き、Ｃ₂＝１の時の位相差θ_AV、チャンネル２のゲ
インＧ_AVと、Ｃ₂＝２の時の位相差θ'_AV、ゲインＧ'_AV
とから、バランス用ウエイトの取付け角および重さを計
算する。次に、Ｐ２４で、上記の計算結果を液晶表示器
３４やプリンタ３５に表示し、Ｃ₂＝０としてスタート
に戻り、次のバランス計算のためのスタートスイッチ待
ちの状態となる。

【００２９】

【発明の効果】以上説明してきたように、この発明にお
いては、第１の位相差検出手段、第２の位相差検出手段
および判断手段を設け、回転検出手段と振動検出手段の
検出信号のサンプリングを開始した時点から所定数のデ
ータに対する位相差と、サンプリングを開始した時点か
ら所定時間後または所定ブロック後の所定数のデータに
対する位相差とを求め、両者の差の絶対値が所定値以下
の場合には振動検出手段の検出データのＳ／Ｎ比が良好
であると判断して演算手段におけるアンバランス量およ
びアンバランス位置の演算を行なわせるように構成して
いる。そのため、振動検出手段の検出データのＳ／Ｎ比
が良好な場合にのみアンバランスの演算を行なわせるの
で、精度の良い計測を行なうことが出来る。また、検出
データのＳ／Ｎ比が悪いと判断してアンバランスの演算
を行なわないときは、その旨を表示して測定条件（振動
検出手段の取付け状態や取付け位置）を変えるように指
示する構成とすれば、作業者に必要な指示が表示される
ため、作業時間を短縮することが出来、作業効率を向上
させることが出来る、という効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成を示すブロック図。

【図２】本発明の一実施例の使用方法を示す概略図。

【図３】本発明の一実施例におけるアンバランス演算装
置２０の構成を示すブロック図。

【図４】アンバランス演算装置２０の外観を示す正面
図。

【図５】本発明の実施例における演算内容を示すメイン
フローチャートの一部。

【図６】本発明の実施例における演算内容を示すメイン
フローチャートの他の一部。

【図７】本発明の実施例における演算内容の他の部分を
示すフローチャート。

【図８】光パルス出力、光パルス出力のパワーベクト
ル、加速度センサ出力および加速度センサ出力のパワー
ベクトルの一例を示す図。

【図９】計測する加速度センサ出力の８ブロックを示す
図。

【図１０】周波数スペクトル解析における加速度センサ
出力波形の一例図。

【図１１】重み関数の特性図であり、ハニング・ウイン
ドウ特性を示す図。

【図１２】フーリエ変換後の周波数スペクトル分布の一
例を示す特性図。

【図１３】従来の回転体のアンバランス測定方法の一例
を示す概略図。

【図１４】回転センサ信号とそのフーリエ変換結果を示
す図。

【図１５】加速度センサ信号とそのフーリエ変換結果を
示す図。

【図１６】アンバランスベクトルを示す図。

【符号の説明】

１…トランスミッションのエクステンション２…第１プロペラシャフト３…センターベアリング４…第２プロペラシャフト５…ディファレンシャル・ギア６、７、８…ジョイント１０…反射テープ１１…光ファイバセンサ１２…光ファイバセンサアンプ１３…加速度センサ１４…加速度センサアンプ１５…アンバランス演算装置２０…アンバランス演算装置２０１…マイクロコンピュータ２０２…Ａ／Ｄ変換器２０３…フィルタ２０４…調整アンプ２１…電源入力コネクタ２２…電源スイッチ２３…スタートスイッチ２４…システム・リセットスイッチ２５…モード選択スイッチ２６…周波数レンジ選択スイッチ２７…分析処理中表示ランプ２８…バランス計算ＮＧランプ２９…コネクタ３０…加速度センサ１３の信号入力用コネクタ３０２…センサアンプ３１…コネクタ３２…切り換えスイッチ３３…スイッチ３４…液晶表示器３５…プリンタ３５３…プリンタ３５の出力用紙３６…取手５０…回転検出手段５１…振動検出手段５２…フーリエ変換手段５３…演算手段５４…第１の位相差検出手段５５…第２の位相差検出手段５６…判断手段５７…表示手段

Claims

【特許請求の範囲】【請求項１】回転体の回転速度に応じた信号を出力する
回転検出手段と、回転体の支持部に取付けられ、該支持部の振動を検出す
る振動検出手段と、上記回転検出手段と上記振動検出手段の信号をそれぞれ
フーリエ変換するフーリエ変換手段と、上記フーリエ変換手段による変換結果から上記回転体の
アンバランス量およびアンバランス位置を演算する演算
手段と、上記回転検出手段と上記振動検出手段の検出信号のサン
プリングを開始した時点から所定数のデータに対するフ
ーリエ変換結果から上記両検出信号の位相差を検出する
第１の位相差検出手段と、上記回転検出手段と上記振動検出手段の検出信号のサン
プリングを開始した時点から所定時間後または所定ブロ
ック後の所定数のデータに対するフーリエ変換結果から
上記両検出信号の位相差を検出する第２の位相差検出手
段と、上記第１の位相差検出手段の検出値と上記第２の位相差
検出手段の検出値との差の絶対値が所定値以下の場合
に、上記演算手段によるアンバランスの計算を行なわせ
る判断手段と、上記演算手段の演算結果を表示する表示手段と、を備えたことを特徴とする回転体のアンバランス測定装
置。