JPH09145355A - ジョイント角の測定方法およびその装置 - Google Patents

ジョイント角の測定方法およびその装置

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JPH09145355A
JPH09145355A JP32396195A JP32396195A JPH09145355A JP H09145355 A JPH09145355 A JP H09145355A JP 32396195 A JP32396195 A JP 32396195A JP 32396195 A JP32396195 A JP 32396195A JP H09145355 A JPH09145355 A JP H09145355A
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JP
Japan
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shaft member
joint angle
shaft
joint
measuring
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JP32396195A
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English (en)
Inventor
Hidemi Chiba
秀己 千葉
Satoyuki Tobe
郷之 戸辺
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 測定方向に制約されることなく、かつ測定環
境や加工精度の影響を受けることなく正確にジョイント
角を測定できるようにする。 【解決手段】 自在継手12により連結された2つの軸
部材10、11の一方に、電気マイクロメータ16の検
出器17をマグネットを内蔵する支持ベース18を用い
て脱着自在に取付け、検出器17はそのスピンドル20
が一方の軸部材10の回転中心から所定距離aだけ離れ
た平行線L上に位置するように配置し、このスピンドル
20の先端の接触子21を、他方の軸部材11に脱着自
在に取付けたアタッチメント23に接触させ、2つの軸
部材10、11を一回転させた時の前記接触点の軸方向
変位の最大値yと最小値zを電気マイクロメータ16に
より測定し、これを式α=tan-1 (y−z)/2aに代
入してジョイント角αを求める。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、自在継手を介して
連結された2つの軸部材のジョイント角を測定するため
の方法および装置に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば自動車のFR(フロントエンジン
リヤドライブ)車では、トランスミッションとディファ
レンシャルとの間の動力伝達をプロペラシャフトで行っ
ており、このものでは、図6に示すように、エンジン1
に接続されたトランスミッション2とプロペラシャフト
(ここでは分割プロペラシャフトの一方)3、分割プロ
ペラシャフト3と4、プロペラシャフト(分割プロペラ
シャフトの他方)4とディファレンシャル5との間はそ
れぞれ自在継手6a,6b,6cを介して連結されてい
る。このような連結様式において、各自在継手6a,6
b,6cを挟んだ2つの軸部材のなす角度すなわちジョ
イント角は、車両の性能(特に急加速時の振動、こもり
音等)に大きく影響し、このため、車両製造の最終工程
で各ジョイント角の測定を行い、これを品質管理のデー
タとしている。
【0003】そして従来、上記したジョイント角の測定
は、同じく図6に示すように、トランスミッション2の
ケース外面、前・後プロペラシャフト3,4の外周面お
よびディファレンシャル5のキャリヤ外面にそれぞれ重
力式角度計7a,7b,7c,7dを取付け、これら角
度計により各軸の絶対角を測定して、前・後の軸の角度
差から各継手部(6a,6b,6c)のジョイント角を
求めるようにしていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のジョイント角の測定方法によれば、重力を利用す
る角度計7a〜7dを用いているため、測定方向は鉛直
方向に限定され、真のジョイント角を求めるのが困難で
ある、1つのジョイント角を測定するのに2つの角度
計が必要なため、各角度計の0点補正を含めて機差が生
じ易く、この面からも測定誤差が生じる、静止状態で
の測定となるため、車両に加わる前後微動または振動が
測定誤差の要因となり、測定環境に制約を受ける、さら
に、トランスミッション2およびディファレンシャル
5については、回転軸(出力軸、入力軸)から離れたケ
ースまたはキャリヤ外面での測定となるため、加工精度
のばらつきによる測定誤差が避けられない、というよう
な種々の問題があった。
【0005】本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなさ
れたもので、その課題とするところは、測定方向に制約
を受けることなく、かつ測定環境や加工精度の影響を受
けることなく正確にジョイント角を測定できるようにす
ることにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明の測定方法は、図3に示すように一方の軸部
材10の回転中心と平行でかつ該回転中心から所定距離
aだけ離れた線L上に他方の軸部材11と一体に回転す
る測定点Aを設定し、2つの軸部材を回転させた時に前
記一方の軸部材10の軸方向へ変位する前記測定点Aの
振幅2xを測定し、この振幅2xと前記所定距離aとか
らジョイント角αを求めるようにしたことを特徴とす
る。
【0007】このように構成したジョイント角の測定方
法においては、自在継手12で連結した2つの軸部材1
0と11を回転させると、測定点Aは一方の軸部材10
の軸方向へ±x(2x)の範囲で変位し、その変位x
は、式x=a・tan αとなって、図4に示すようにサイ
ンカーブを描いて変化する。したがって、2つの軸部材
10と11を一回転させた時の振幅2xを測定すれば、
式α=tan-1 2x/2aによりジョイント角αを求める
ことができる。
【0008】本発明のジョイント角の測定装置は、上記
振幅2xを測定するため、一方の軸部材の外周面に変位
センサの検出部を脱着自在に取付け、他方の軸部材に前
記変位センサによる測定点を設定するように構成したこ
とを特徴とする。
【0009】このように構成した測定装置においては、
2つの軸部材を回転させながら、一方の軸部材に取付け
た変位センサで他方の軸部材の測定点の変位を測定し、
その最大値と最小値とを読取るだけで、この最大値と最
小値との差から上記振幅2xを求めることができる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基いて説明する。
【0011】図1および2は、本発明にかゝるジョイン
ト角の測定方法を実行する装置の実施の形態を示したも
のである。これらの図において、10は第1の軸部材、
11は第2の軸部材、12は前記第1、第2の軸部材1
0、11を連結する自在継手である。自在継手12は、
ここでは第1、第2の軸部材10、11の端部にそれぞ
れ設けた2又の継手部材13、14と、両継手部材1
3、14を相互に回動可能に連結する十字軸15とから
なるフック式のもので、第1、第2の軸部材10、11
は、この自在継手12を介して所定のジョイント角αを
なすように連結されている。
【0012】第1の軸部材10上には、変位センサとし
ての電気マイクロメータ16の構成要素である検出器
(検出部)17が支持ベース18を介して取付けられて
いる。電気マイクロメータ16は、ここでは差動変圧式
として構成されており、その検出器17はコイル(1
次、2次コイル)および鉄心を内蔵する本体19と、こ
の本体19内の鉄心と作動連結されたスピンドル20と
このスピンドル20の先端に設けられた接触子21とを
備えている。この検出器17には、電気マイクロメータ
16の他の要素である増幅指示器(図示略)が電気的に
接続されており、該増幅指示器は、スピンドル20の先
端の接触子21の微小変位に応じて変化する電圧を電気
的に増幅しかつ指示する機能を有している。なお、本実
施の形態においては、前記増幅指示器に記録計を接続し
て、この記録計に測定結果を表示させるようにしてい
る。
【0013】しかして、上記電気マイクロメータ16の
検出器17は、そのスピンドル20が第1の軸部材10
の回転中心C1 と平行でかつその回転中心C1 から所定
距離aだけ離れた線L上を延びるように支持ベース18
に支持されている。支持ベース18は、V字形をなし、
そのV字内面に埋設したマグネット22(図2)の吸着
力を利用して第1の軸部材10の外周面に脱着自在に固
定されている。これにより、支持ベース18は、第1の
軸部材10の外周面にワンタッチで取付けできるばかり
か、その取付姿勢は常に一定となり、したがって検出器
17のスピンドル20は、第1の軸部材10の回転中心
1 から所定距離aだけ離れた平行線L上に正確に位置
決めされるようになる。
【0014】一方、第2の軸部材11側の継手部材14
上には、前記スピンドル20の先端の接触子21と当接
するようにアタッチメント23が取付けられている。こ
のアタッチメント23はマグネットを内蔵しており、該
マグネットの吸着力を利用してワンタッチで継手部材1
4上に固定されるようになっている。アタッチメント2
3は、第2の軸部材11の回転中心C2 が第1の軸部材
10の回転中心C1 に対して角度αだけ傾いていること
により、第1、第2の軸部材10、11の回転に応じて
第1の軸部材10の軸方向へ変位し、この変位が電気マ
イクロメータ16により検出されるものとなる。
【0015】以下、上記装置によるジョイント角αの測
定方法を説明する。
【0016】図3および4は、本発明にかゝるジョイン
ト角の測定原理を示したもので、上記第1の軸部材10
および第2の軸部材11は、便宜的に直線(太線)で、
自在継手12は黒点でそれぞれ示されている。第1およ
び第2の軸部材10および11は、上記したように所定
のジョイント角αをなすように自在継手12を介して連
結されており、電気マイクロメータ16のスピンドル2
0の先端の接触子21と第2の軸部材11側の継手部材
14上のアタッチメント23との接触点(測定点)A
は、第1、第2の軸部材10、11を回転させると、自
在継手12の中心を境に第1の軸部材10の軸に沿う前
・後方向へ±xだけ変位するようになる。この場合、そ
の変位xは、式x=a・tan αとなって、図4に示すよ
うにサインカーブを描いて変化する。
【0017】そこで、上記ジョイント角αの測定に際し
ては、第1、第2の軸部材10、11を1回転以上回転
させ、その時の測定点Aの変位xの最大値yと最小値z
とを電気マイクロメータ16の増幅指示器に接続した記
録計から読み取る。この最大値yと最小値zとの差が、
図4における振幅2xを表しており、したがってジョイ
ント角αは式α=tan-1 (y−z)/2aで求まること
になる。なお、この測定に際して、第1または第2の軸
部材10、11の回転角度を同時に測定することによ
り、鉛直軸に対して、変位xが最大値yまたは最小値z
となる位置の傾角θ(図4)が分かる。また、自動車の
動力伝達系(図6)を対象としてジョイント角を測定す
る場合は、完成車を移動させてプロペラシャフトを1回
転以上回転させれば良い。
【0018】このように、第1、第2の軸部材10、1
1を1回転以上回転させてジョイント角αを測定するの
で、方向性なく正確にジョイント角αを測定できること
になる。また、1つの変位センサ(電気マイクロメータ
16)を用いるだけなので、機差が生じる余地はなく、
この面からもジョイント角αの測定精度は向上する。ま
た、前記自動車の動力伝達系のように複数の軸間のジョ
イント角を測定する場合は、検出器17の向きを変えて
(反転して)用いることにより、1つの変位センサを複
数のジョイント角の測定に共用することもできる。さら
に、2つの軸部材の相対的な位置関係をとらえてジョイ
ント角を測定するので、自動車の動力伝達系を対象とし
た場合に、トランスミッション2やディファレンシャル
5(図6)の加工精度のばらつきも測定誤差の要因とな
らず、測定精度はきわめて高いものとなる。
【0019】ここで、自在継手としてはディスク状のた
わみ継手(フレキシブルジョイント)があり、このもの
は、図5に符号30にて示すように、第1の軸部材10
のフランジ10aと第2の軸部材11のフランジ11a
との間にボルト31およびナット32を用いて締付け固
定される。この場合、一般には各フランジ10a,11
aは三つ又状として構成されて、それぞれの3箇所に前
記ボルト31およびナット32を用いてたわみ継手30
が交互に締付け固定されるようになる。したがって、こ
のようなものを対象にジョイント角を測定する場合は、
第2の軸部材11にたわみ継手30を締付け固定するボ
ルト31の頭(または軸端)に上記検出器17のスピン
ドル20の先端の接触子21を接触させる(すなわちボ
ルト31の頭を測定点とする)ことにより、第2の軸部
材11から前記アタッチメント23(図1)を省略する
ことができ、測定の準備作業が簡単になる。
【0020】なお、図1に示した実施の形態において、
第1の軸部材10に電気マイクロメータ16の検出器1
7を、第2の軸部材11にアタッチメント23をそれぞ
れ設けるようにしたが、それらの配置関係を逆にしても
同様にジョイント角を測定できることはもちろんであ
る。
【0021】また、上記実施の形態において、電気マイ
クロメータ16の検出器17を支持する支持ベース18
を、マグネット22の吸着力で第1の軸部材10に固定
するようにしたが、この支持ベースを第1の軸部材10
に固定する手段は任意であり、例えばクランプ方式やバ
ンド方式等の他の方式に変えることができる。
【0022】さらに、上記実施の形態において、変位セ
ンサとして電気マイクロメータ16を用いたが、この変
位センサの種類も任意であり、ダイヤルゲージなどの接
触形はもとより、例えば静電容量形変位計、渦電流形変
位計、空気マイクロメータ、光マイクロメータ等の非接
触形の変位センサを用いることができる。
【0023】
【発明の効果】上記したように、本発明にかゝるジョイ
ント角の測定方法および装置は、自在継手で連結された
2つの軸部材を1回転以上回転させて、両者の相対的な
変位を1つの変位センサで測定してジョイント角を求め
るようにしたので、方向性なく、しかも機差や測定環境
あるいは加工精度の影響を受けることなく正確にジョイ
ント角を測定できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかゝるジョイント角の測定装置とその
使用態様を示す側面図である。
【図2】図1に示した測定装置の正面図である。
【図3】本発明にかゝるジョイント角の測定原理を示す
説明図である。
【図4】測定点の変位と回転角度との相関を示すグラフ
である。
【図5】たわみ継手を対象にした本測定装置の使用態様
を示す断面図である。
【図6】自動車の動力伝達系を対象にした従来のジョイ
ント角の測定方法および装置を模式的に示す側面図であ
る。
【符号の説明】
10 第1の軸部材 11 第2の軸部材 12 自在継手 16 電気マイクロメータ(変位センサ) 17 検出器 18 支持ベース 20 スピンドル 21 接触子 23 アタッチメント(測定点) 30 たわみ継手

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 自在継手を介して連結された2つの軸部
    材のジョイント角を測定する方法であって、一方の軸部
    材の回転中心と平行でかつ該回転中心から所定距離だけ
    離れた線上に他方の軸部材と一体に回転する測定点を設
    定し、2つの軸部材を回転させた時に前記一方の軸部材
    の軸方向へ変位する前記測定点の振幅を測定し、この振
    幅と前記所定距離とからジョイント角を求めることを特
    徴とするジョイント角の測定方法。
  2. 【請求項2】 一方の軸部材の外周面に変位センサの検
    出部を脱着自在に取付け、他方の軸部材に前記変位セン
    サによる測定点を設定したことを特徴とするジョイント
    角の測定装置。
JP32396195A 1995-11-17 1995-11-17 ジョイント角の測定方法およびその装置 Pending JPH09145355A (ja)

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