JPH08128819A - 芯ずれ測定装置 - Google Patents

芯ずれ測定装置

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JPH08128819A
JPH08128819A JP26741594A JP26741594A JPH08128819A JP H08128819 A JPH08128819 A JP H08128819A JP 26741594 A JP26741594 A JP 26741594A JP 26741594 A JP26741594 A JP 26741594A JP H08128819 A JPH08128819 A JP H08128819A
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JP
Japan
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shaft
misalignment
distance
angle
driven
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Withdrawn
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JP26741594A
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English (en)
Inventor
Michiyasu Moritsugu
通泰 森次
Akinori Morohashi
昭徳 諸橋
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Soken Inc
Original Assignee
Nippon Soken Inc
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 駆動軸とこれにより駆動される被駆動軸との
芯ずれを測定する。 【構成】 駆動軸3とこれにより駆動される被駆動軸4
との間の芯ずれを測定する芯ずれ測定装置に、駆動軸3
の芯に測定長さ方向が向き、駆動軸3と共に回転可能な
ように取り付けられ、かつ円状又は楕円状の外周面に凹
凸を有する被駆動軸4の外周までの距離を測定する距離
センサ10と、駆動軸3の回転角度を検出する回転角度
センサ2とが設けられる。記録部70は回転角度センサ
2で検出した角度が一定角度進む毎に、その角度と距離
センサ10で検出した距離を記録する。演算部63は記
憶した距離と角度から2次元座標を計算し、各次元毎の
平均を求め、これを基に芯ずれ位置に換算する。表示部
60は演算して求めた芯ずれ位置を表示する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は回転伝達装置の駆動軸と
被駆動軸間の芯ずれを、駆動軸にセットした距離センサ
から被駆動軸の外周までの距離を基に、測定する芯ずれ
測定装置に関し、特に本発明は被駆動軸の外周に凹凸が
あっても芯ずれを測定できる芯ずれ測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図5は従来の芯ずれ測定装置を示す図で
ある。本図には、ダイヤルゲージ等のような距離センサ
1と、回転角度センサ2と、エンジンのフライホイール
のような回転伝達装置の駆動側軸3と、これにより駆動
される被駆動軸であるクラッチ5とが示される。外周が
滑らかなクラッチ5には、駆動力をトランスミッション
へ伝達するためのトランスミッション軸4が結合され
る。ここで、距離センサ1は、対向する面との距離を測
定するもので、その測定長手方向がクラッチ5の回転中
心方向に向くようにセットされ、クラッチ5の外周面ま
での距離に比例した電圧を出力するようになっており、
駆動側軸3の回転に伴ってクラッチ5の周りを1周でき
るようになっている。芯ずれ測定装置6は、マイクロコ
ンピュータ等の演算手段、及び記録手段、表示手段を有
した電子回路であり、距離センサ1の出力を入力できる
ようになっている。芯ずれ測定装置6の電子回路は、距
離センサ1が検出した距離を演算処理し、演算結果を表
示するようになっている。次に、芯ずれ測定装置6の処
理内容を簡単に以下に説明する。
【0003】図6は図5の芯ずれ測定装置6による測定
結果を説明する図である。本図に示すように、駆動軸3
の回転中心を中心として、距離センサ1の軌道は円運動
をする。この距離センサ1がクラッチ5の滑らかな外周
面に向いて一周すると、距離センサ1であるダイヤルゲ
ージの読み取り値の最大値dMAXと最小値dMINが
求められる。そして、この最大値と最小値との差の1/
2をクラッチ5の芯ずれとしていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、被駆動側軸
である上記クラッチ5に代わり、トランスミッション軸
4のような溝付きスプライン部を被駆動軸との芯ずれを
直接測定したい場合がある。この場合、ダイヤルゲージ
の読み取り値の最大値、最小値がトランスミッション軸
4の表面の溝の凹凸に起因して左右されるため、正確で
再現性のある芯ずれ測定ができないという問題がある。
【0005】したがって、本発明は、上記問題点に鑑
み、距離センサに向く被駆動軸の外周面に凹凸があって
も、正確で再現性がある芯ずれ測定装置を提供すること
を目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記問題点を
解決するために、次の構成を有する芯ずれ測定装置を提
供する。すなわち、駆動軸とこれにより駆動される被駆
動軸との間の芯ずれを測定する芯ずれ測定装置におい
て、前記駆動軸の芯に測定長さ方向が向き、駆動軸と共
に回転可能なように取り付けられ、かつ円状又は楕円状
の外周面に凹凸を有する被駆動軸の外周までの距離を測
定する距離センサと、前記駆動軸の回転角度を検出する
回転角度センサとが設けられる。記録部は前記回転角度
センサで検出した角度が一定角度進む毎に、その角度と
距離センサで検出した距離を記録する。演算部は記憶し
た距離と角度から2次元座標を計算し、各次元毎の平均
を求め、これを基に芯ずれ位置に換算する。表示部は演
算して求めた芯ずれ位置を表示する。
【0007】
【作用】本発明の芯ずれ測定装置によれば、前記駆動軸
の芯に測定長さ方向が向き、駆動軸と共に回転可能なよ
うに取り付けられ、かつ円状又は楕円状の外周面に凹凸
を有する被駆動軸の外周までの距離が測定され、前記駆
動軸の回転角度が検出され、前記回転角度センサで検出
した角度が一定角度進む毎に、その角度と距離センサで
検出した距離が記録され、記憶した距離と角度から2次
元座標を計算し、各次元毎の平均を求め、これを基に芯
ずれ位置に換算されることにより、被駆動軸外周面の数
多くの測定点の平均として芯ずれ量を測定するので、歯
車のような凹凸のある測定対象部についても、凹凸の影
響が平均化され、正しい芯ずれ測定が可能になる。
【0008】
【実施例】以下本発明の実施例について図面を参照して
説明する。図1は本発明の実施例に係る芯ずれ測定装置
を示す図である。本図には、対向面との距離を測定する
ダイヤルゲージ等のような距離センサ10と、回転角度
センサ2と、エンジンのフライホイールのような回転伝
達装置の駆動側軸3と、トランスミッションのような被
駆動側軸4と、駆動側軸3の駆動力を被駆動側軸4に伝
達するクラッチ5とが示されている。ここで、駆動側軸
3の外周には、所定の角度ピッチで施された溝等が設け
られている。また、距離センサ10は、その測定長手方
向が駆動側軸3の回転中心方向に向くようにセットさ
れ、被駆動側軸4の外周までの距離に比例した電圧を出
力するようになっており、駆動側軸3の回転に伴って被
駆動側軸4の周りを1周できるようになっている。回転
角度センサ2は、駆動側軸3の外周に設けられた所定の
角度ピッチの溝等を検出する度にパルスを発生するよう
にセットされている。芯ずれ測定装置16は、マイクロ
コンピュータ等の演算手段、及び記録手段、表示手段を
有した電子回路であり、距離センサ10の出力、回転角
度センサ2の出力を入力できるようになっている。芯ず
れ測定装置16の電子回路は、駆動側軸3が1回転する
間、回転角度センサ2で検出した回転角度が所定角度増
加する毎に距離センサ10が検出した距離を順次、演算
処理し、演算結果を表示するようになっている。ここ
で、芯ずれ測定装置16の詳細を以下に説明する。
【0009】図2は図1の芯ずれ測定装置16の構成を
示す図である。本図に示すように、距離センサ10に端
子Aで接続されるオペアンプ61は、ボルテージフォロ
ワ結線をしている。このオペアンプ61には、例えばア
ナログデバイセス製AD570のA/D変換器62(An
alog to Digital Converter)の電圧入力端子Vinに接
続される。距離センサ10の電圧はA/D変換器62で
8ビットパラレルディジタルデータに変換され演算部
(CPU)63の8ビット端子ポート3(P30〜P3
7)に入力される。ここで、CPU63は、プログラム
ROM(Read OnlyMemory)とデータ記憶用RAM(Random
Access Memory)の記録部70を内蔵するワンチップ、
例えばモトローラ製MC6801が付設され、芯ずれの
演算を実行する。また、A/D変換器62のCONV端
子とCPU63のP10、A/D変換器62のREAD
Y端子とCPU63のP11がそれぞれ接続されてお
り、CPU63のP10からの信号がロウレベルになる
度A/D変換が行われるようになっており、変換終了時
にA/D変換器62のREADY端子がロウレベルにな
り、CPU63はこれを検出して8ビットデータを読み
込み内蔵RAMに記憶していく。
【0010】一方、回転角度センサ2からのパルスはC
PU63のP20に入力されている。このCPU63に
関し、回転角度センサ2からのパルスがCPU63のP
20に入力される毎に、例えば、角度の刻みが10度で
あれば1周で36個の距離データが記憶される。CPU
63ではこの記憶データを基に演算が行われる。表示部
60は、CPU63に付設され、例えばYHP5082
−7300の表示器64〜69からなり、CPU63の
ポート4(P40〜47)から出力される演算結果を、
P12〜P17から出力されるラッチ信号により、表示
する。
【0011】本発明の目的とするところは、回転伝達装
置の駆動軸と被駆動軸間の芯ずれを測定することにあ
る。駆動軸と被駆動軸間の芯ずれを測定することは、す
なわち、CPU63では駆動軸の芯を原点とする座標系
における被駆動軸の芯の座標を、以下のように、求める
ことになる。図3は図2のCPU63で行われる演算の
第1の実施例を説明する図である。今、距離センサ10
の回転半径をR、距離センサ10の検出した距離をd、
回転角度センサ2の基準位置からの回転角度をθとする
と、被駆動軸円周上の座標(x、y)は以下のように表
される。
【0012】(x、y)=((R−d)cosθ、(R
−d)sinθ) ここで、Rは一定なので、(x、y)はdとθが分かれ
ば求めることができる。また、被駆動軸の芯の座標は、
この(x、y)を軸1周分求め、その平均をとることで
求められる。以下このことを数学的に検証してみる。
今、被駆動軸の芯の座標が、仮に(a、b)とし、被駆
動軸の半径をrとすると、被駆動軸外周円の座標を表す
式は以下の2式となる。
【0013】(x−a)2+(y−b)2=r2 y=x・tanθ この連立2次方程式を解くと、x、yの解はそれぞれ以
下となる。 x=a・cos2θ+b/2・sin2θ± cosθ・(r2−(a2+b2)cos2(θ+α))
1/2 y=b・sin2θ+a/2・sin2θ± sinθ・((a2+b2)sin2(θ+α)−(a2
2−r2))1/2 ただし、αはcosα=b/(a2+b21/2の関係を
満たす。
【0014】x、yともθ以外は定数なので、(x、
y)の平均を求めることは、x、yを0〜2πの範囲で
積分し、積分範囲すなわち2πで割ることと同義であ
る。その結果(x、y)の平均(xa 、ya )は(a/
2、b/2)となる。(xa 、y a )が(a、b)とな
らない理由は、θが被駆動軸の回転角ではなく、駆動軸
の回転角であることに起因している。つまり、被駆動軸
の単位円弧長さあたりの(x、y)の個数は芯のずれた
方向の半円分よりもその反対の方向の半円分の方が多
く、平均が重みづけされているからである。
【0015】しかし、芯ずれ座標の計算結果が、実際の
芯ずれ座標(a、b)に対して(a/2、b/2)とな
ることは証明されたので、芯ずれ座標は、(x、y)を
駆動軸が一定回転角度進む毎に求め、それらの平均(x
a 、ya )をx方向、y方向にそれぞれ2倍すれば求め
ることができるということが言える。この芯ずれ位置座
標のx軸を、図2の表示器64〜66に、y軸を表示器
67〜69に表示すればよい。
【0016】したがって、第1の実施例によれば、従来
の技術では距離センサが被駆動軸の歯車の歯の凹凸によ
って大きく影響され、その結果正しい芯ずれができなか
ったが、被駆動軸外周面の数多くの測定点の平均として
芯ずれ量を測定するので、歯車のような凹凸のある測定
対象部についても、凹凸の影響が平均化され、正しい芯
ずれ測定が可能になる。
【0017】図4は図2のCPU63で行われる演算の
第2の実施例を説明する図である。本図に示すように、
被駆動軸4の歯車の外周が円形ではなく、楕円の場合に
ついて本発明を適用する。被駆動軸4の芯の座標が、仮
に(a、b)とすると、その外周楕円の式は以下の2式
で表される。 (x−a)2/r12+(y−b)2/r22=1 y=x・tanθ ただし、r1、r2はそれぞれ楕円のx軸半径、y軸半径
である。
【0018】この連立方程式を解くと、x、yの解はそ
れぞれ以下となる。 x=(k1±(k12−4k0・k2)1/2)/2k0 y=tanθ・(k1±(k12−4k0・k2)1/2)/2
k0 ここで、k0、k1、k2、以下の通りである。 k0=r22+r12tan2θ k1=2ar22+2br12tanθ k2=a2r22+b2r12−r12r22 このx、yを0〜2πの角度範囲で積分し、2πで割れ
ばよいのであるが、それは難しので、一定角度(例えば
10度)進む毎にx、yを数値演算して求め、その平均
(x、y)を求めると以下の関係があることが分かる。
【0019】(xa 、ya )=(ar2/(r1+r
2)、br1/(r1+r2)) したがって、楕円歯車(オーバルギア)についても、上
式の関係から芯ずれを計測することが可能である。な
お、上式は楕円についてであるが、円の場合r1=r2と
なるので、第1の実施例の場合と一致し、 (xa 、ya )=(a/2、b/2) となる。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、駆
動軸の芯に測定長さ方向が向き、駆動軸と共に回転可能
なように取り付けられ、かつ円状又は楕円状の外周面に
凹凸を有する被駆動軸の外周までの距離が測定され、駆
動軸の回転角度が検出され、回転角度センサで検出した
角度が一定角度進む毎に、その角度と距離センサで検出
した距離が記録され、記憶した距離と角度から2次元座
標を計算し、各次元毎の平均を求め、これを基に芯ずれ
位置に換算されることにより、被駆動軸外周面の数多く
の測定点の平均として芯ずれ量を測定するので、歯車の
ような凹凸のある測定対象部についても、凹凸の影響が
平均化され、正しい芯ずれ測定が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る芯ずれ測定装置を示す図
である。
【図2】図1の芯ずれ測定装置16の構成を示す図であ
る。
【図3】図2のCPU63で行われる演算の第1の実施
例を説明する図である。
【図4】図2のCPU63で行われる演算の第2の実施
例を説明する図である。
【図5】従来の芯ずれ測定装置を示す図である。
【図6】図5の芯ずれ測定装置6による測定結果を説明
する図である。
【符号の説明】
1,10…距離センサ 2…回転角度センサ 3…駆動側軸 4…被駆動側軸 5…クラッチ 16…芯ずれ測定部 60…表示部 63…演算部 70…記録部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 駆動軸とこれにより駆動される被駆動軸
    との間の芯ずれを測定する芯ずれ測定装置において、 前記駆動軸の芯に測定長さ方向が向き、駆動軸と共に回
    転可能に取り付けられ、かつ円状又は楕円状の外周面に
    凹凸を有する被駆動軸の外周までの距離を測定する距離
    センサと、 前記駆動軸の回転角度を検出する回転角度センサと、 前記回転角度センサで検出した角度が一定角度進む毎
    に、その角度と距離センサで検出した距離を記録する記
    録部と、 記憶した距離と角度から2次元座標を計算し、各次元毎
    の平均を求め、これを基に芯ずれ位置に換算する演算部
    と、 演算して求めた芯ずれ位置を表示する表示部とを備える
    ことを特徴とする芯ずれ測定装置。
JP26741594A 1994-10-31 1994-10-31 芯ずれ測定装置 Withdrawn JPH08128819A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007147501A (ja) * 2005-11-29 2007-06-14 Toyota Motor Corp エンジンアッシのバランス測定装置およびバランス測定方法
CN105526890A (zh) * 2016-01-05 2016-04-27 国家电网公司 一种手车开关柜触头对中度测量装置及方法

Cited By (3)

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Effective date: 20020115