JPH11337453A - 動力伝達装置の振動特性測定方法 - Google Patents

動力伝達装置の振動特性測定方法

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JPH11337453A
JPH11337453A JP14700498A JP14700498A JPH11337453A JP H11337453 A JPH11337453 A JP H11337453A JP 14700498 A JP14700498 A JP 14700498A JP 14700498 A JP14700498 A JP 14700498A JP H11337453 A JPH11337453 A JP H11337453A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 専用のマスタを用いることなく、スプライン
嵌合されたシャフトとスリーブとが一定の連結状態に維
持されるようにして、振動特性を正確に測定できるよう
にする。 【解決手段】 シャフト10とスリーブ12とがスプラ
イン嵌合されたプロペラシャフト14の振動特性を測定
してキャリブレーション調整を行う際に、駆動用電動モ
ータ34によってプロペラシャフト14を回転駆動する
とともに、従動側電動モータ38によって回転負荷を与
えることにより、スプラインの歯に設けられた圧力角に
基づいてシャフト10とスリーブ12とが自動調芯され
るようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は動力伝達装置の振動
特性測定方法に係り、特に、スプライン嵌合されたシャ
フトおよびスリーブを有する動力伝達装置を軸心まわり
に回転させて振動特性を測定する方法の改良に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】自動車のプロペラシャフト等の動力伝達
装置は、例えば特開平5−231480号公報に記載さ
れているように、振動を防止することなどを目的として
バランサ(バランシングマシン)を用いて回転バランス
の修正が行われる。このような回転バランスの修正に際
しては、予め長さ寸法等が異なる動力伝達装置の種類毎
に、試し錘を付着するなどして軸心まわりのアンバラン
ス状態を変化させながら軸心まわりに回転させて振動特
性、すなわちアンバランス状態と振動との相関関係など
を測定し、バランサのキャリブレーション調整を行って
いるのが普通である。
【0003】一方、プロペラシャフトなどの動力伝達装
置の一種に、スプライン嵌合によって軸方向の相対移動
可能且つ軸心まわりの相対回転不能に連結された一対の
シャフトおよびスリーブを有するものがあるが、このよ
うな動力伝達装置は、シャフトとスリーブとの間の隙間
によって連結状態が変化するため、そのままでは振動特
性を正確に測定することができない。例えば、図4、図
5に示すようにスプライン嵌合されたシャフト10およ
びスリーブ12を有するプロペラシャフト14におい
て、図4に示す回転状態がアンバランス0で、その図4
に対して所定の試し錘Wを付加した時の回転状態(図4
と同じ位相)が図5であるとすると、図4では下方へ折
れ曲がっているのに対して図5では上方へ折れ曲がって
いるため、図5の状態では図6に示すように試し錘Wに
よるアンバランスUB1の他に連結状態(折れ曲がり
方)の変化によるアンバランスUB2が付加され、試し
錘Wのみの影響による振動変化を正しく測定することが
できないのである。このため、図7に示すようにシャフ
ト10とスリーブ12とを溶接固定した専用のマスタ1
6を製作し、連結状態を一定に維持しつつアンバランス
状態を変化させて振動特性を測定するようにしていた。
上記図4、図5の(a) は連結部分の軸心と平行な断面図
で、(b) 、(c) は(a) におけるB−B断面、C−C断面
を示す図である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに専用マスタを用いて振動特性を測定する場合、長さ
寸法等が異なる総ての種類についてマスタを製作したり
保管したりする必要があるため、作業が面倒であるとと
もに大きな保管スペースが必要になるという問題があっ
た。
【0005】本発明は以上の事情を背景として為された
もので、その目的とするところは、専用のマスタを用い
ることなく振動特性を正確に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】かかる目的を達成するた
めに、本発明は、スプライン嵌合によって軸方向の相対
移動可能且つ軸心まわりの相対回転不能に連結された一
対のシャフトおよびスリーブを有する動力伝達装置のア
ンバランス状態を変化させながら軸心まわりに回転させ
て振動特性を測定する振動特性測定方法であって、前記
スプライン嵌合の歯に所定の圧力角を付与するととも
に、前記振動特性を測定する際に前記アンバランス状態
の変化に拘らずその圧力角に基づいて前記シャフトとス
リーブとが自動調芯されるように回転負荷を与えること
を特徴とする。
【0007】
【発明の効果】このようにすれば、試し錘の付加等によ
るアンバランス状態の変化に拘らずシャフトおよびスリ
ーブが略同心となる一定の連結状態で振動特性が測定さ
れるため、従来のように両者を溶接固定したマスタを用
いる場合と同様に高い精度で振動特性が測定され、バラ
ンサのキャリブレーション調整等が正確に行われるよう
になり、特別なマスタを製作する必要がないとともに保
管スペースが不要になる。また、このような動力伝達装
置は、実際の使用に際しても一般に回転負荷が与えら
れ、圧力角の作用で自動調芯されるため、振動特性の測
定が実際の使用時と同じ状態で行われることになり、例
えばこの振動特性に基づいてキャリブレーション調整さ
れたバランサにより動力伝達装置の回転バランスを修正
する際にも回転負荷を与えることにより、より高い精度
で回転バランスの修正を行うことができる。
【0008】
【発明の実施の形態】ここで、本発明方法は、自動車の
プロペラシャフトの回転バランスを修正するバランサの
キャリブレーション調整を行う際に好適に適用される
が、スプライン嵌合によって連結された一対のシャフト
およびスリーブを有する他の種々の動力伝達装置の振動
特性を測定したり、その振動特性に基づいてバランサの
キャリブレーション調整を行ったりする場合にも同様に
適用され得る。
【0009】圧力角および回転負荷の大きさは、少なく
とも試し錘の付加などでアンバランス状態を変化させな
がら動力伝達装置の振動特性を測定する際に、アンバラ
ンス状態の変化に拘らず常にシャフトとスリーブとが自
動調芯されるように定められれば良い。圧力角について
は、動力伝達装置の実際の使用条件などを考慮して必要
十分なトルク伝達性能が得られるように設定する必要が
ある。アンバランス状態は、必ずしもバランスが悪い場
合だけでなく、軸心まわりにバランスしているアンバラ
ンス0の場合も含み、アンバランス0の場合と所定の試
し錘を付加したアンバランス状態の場合とについて、そ
れぞれ振動を測定して振動特性を求めることもできる。
【0010】スプライン嵌合の歯は、シャフト側の外歯
およびスリーブ側の内歯の両方を含むもので、何れか一
方の歯に圧力角を付与するだけでも良いが、両方の歯に
同じ大きさの圧力角を付与して面接触させるようにする
こともできる。スプライン嵌合の歯は少なくとも圧力角
を有するものであれば良く、平坦面であっても良いが、
歯形がインボリュート曲線を成すインボリュートスプラ
インを用いることもできる。インボリュートスプライン
のように歯面が湾曲している場合、上記外歯および内歯
の一方を凸の歯面とし、他方を凹の歯面とすることが望
ましい。
【0011】スプライン嵌合の歯の一対の歯面のうち動
力伝達に関与する歯面が何れか一方だけの場合に、その
動力伝達に関与する一方の歯面のみに圧力角を付与する
など、非対称な歯を設けることもできる。
【0012】また、本発明の振動特性測定方法に従って
振動特性を測定してキャリブレーション調整を行うバラ
ンサは、例えば(a) 動力伝達装置のシャフトおよびスリ
ーブの何れか一方を回転駆動する回転駆動手段と、(b)
そのシャフトおよびスリーブの他方に回転負荷(抵抗)
を付与する回転負荷付与手段とを有して構成される。回
転駆動手段は、動力伝達装置の実際の使用時に動力伝達
経路の上流側となる部材を回転駆動することが望まし
い。回転駆動手段としては電動モータが好適に用いら
れ、回転負荷付与手段としては、回転方向と反対方向の
回転トルクを付与する電動モータ、或いは回生制動や発
電制御などで制動トルクを付与する電動モータ(発電
機)が好適に用いられる。
【0013】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ
詳細に説明する。図1のバランサ20は、前記プロペラ
シャフト14の回転バランスを修正するためのものであ
るが、予め振動特性(アンバランス状態と振動との相関
関係)を測定してキャリブレーション調整を行うため
に、プロペラシャフト14の両端を回転可能に支持する
とともにその振動を測定する振動センサを有する一対の
振動架台22、24を備えている。プロペラシャフト1
4は動力伝達装置に相当するもので、前記スリーブ12
が一体に設けられた第1部材26と、前記シャフト10
が一体に設けられた第2部材28と、それ等第1部材2
6、第2部材28の端部に取り付けられたユニバーサル
ジョイント30、32とを有して構成されており、振動
架台22、24はそれぞれユニバーサルジョイント3
0、32を同心上で支持している。シャフト10および
スリーブ12は、図2に示すようにスプライン嵌合によ
って軸方向の相対移動可能且つ軸心まわりの相対回転不
能に連結されているが、シャフト10の外歯およびスリ
ーブ12の内歯は何れもインボリュート歯形などで所定
の圧力角が付与されている。図2の(a) は連結部分の断
面図で、(b) 、(c) は(a) におけるB−B断面、C−C
断面を示す図である。
【0014】バランサ20はまた、回転駆動手段として
駆動側電動モータ34を備えており、自動車への搭載状
態において動力伝達経路の上流側(エンジン側)となる
第1部材26を自在継手36を介して回転駆動するよう
になっている一方、回転負荷付与手段として従動側電動
モータ38を備えており、駆動側電動モータ34によっ
て第1部材26が回転駆動される際に、逆回転トルクを
発生させることにより自在継手40を介して第2部材2
8に所定の回転負荷を付与するようになっている。第1
部材26と第2部材28との連結部、すなわちスリーブ
12とシャフト10とのスプライン嵌合部には所定の遊
び(隙間)が設けられているが、このように従動側電動
モータ38によって回転負荷が付与されると、図3に示
すようにシャフト10およびスリーブ12の歯の当接部
分にトルク(逆回転トルク)Fが作用するとともに、前
記圧力角に基づいて生じる分力Fp によってシャフト1
0とスリーブ12との間に自動調芯作用が働き、隙間の
存在に拘らず図2に示されているようにそれ等のシャフ
ト10およびスリーブ12が同心とされる。駆動側電動
モータ34は回転数制御が可能なもので、従動側電動モ
ータ38はトルク制御が可能なものである。
【0015】上記圧力角をθとすると分力Fp =F・ s
inθで表され、分力Fp は圧力角θおよびトルクF(回
転負荷)によって変化するが、キャリブレーション調整
を行うために試し錘を付けるなどして軸心まわりのアン
バランス状態を変化させながら振動特性を測定する際
に、そのアンバランス状態の変化に拘らず常にシャフト
10とスリーブ12とが自動調芯されるように、それ等
の圧力角θおよびトルクFは定められる。圧力角θにつ
いては、プロペラシャフト14の実際の使用条件などを
考慮して必要十分なトルク伝達性能が得られるように設
定される。
【0016】このようなバランサ20においては、キャ
リブレーション調整を行うために試し錘の付加等により
アンバランス状態を変化させながら第1部材26を回転
駆動して振動特性を測定する際に、従動側電動モータ3
8によって第2部材28に回転負荷が付与されることに
より常にシャフト10およびスリーブ12が略同心とな
る一定の連結状態に維持されるため、図7のマスタ16
を用いた場合と同様に高い精度で振動特性が測定され、
キャリブレーション調整を正確に行うことができる。し
かも、スプライン嵌合の歯に圧力角を付与するとともに
回転負荷を与えることにより、シャフト10とスリーブ
12とが自動調芯されるようにしたため、プロペラシャ
フト14をそのまま用いて振動特性を測定することが可
能で、特別なマスタを製作する必要がないとともに保管
スペースが不要になる。
【0017】また、プロペラシャフト14は、自動車に
搭載した実際の使用に際しても回転負荷が与えられ、圧
力角の作用で自動調芯されるため、振動特性の測定が実
際の使用時(自動車の定常走行時など)と同じ状態で行
われることになり、この振動特性に基づいてキャリブレ
ーション調整されたバランサ20によりプロペラシャフ
ト14の回転バランスを修正する際にも従動側電動モー
タ38によって回転負荷を与えることにより、より高い
精度で回転バランスの修正を行うことができる。
【0018】以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳
細に説明したが、これはあくまでも一実施形態であり、
本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更,改良を加
えた態様で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明方法に従って振動特性を測定してキャリ
ブレーション調整が行われるバランサの一例を説明する
構成図である。
【図2】図1のプロペラシャフトのスプライン嵌合部分
を示す図で、(a) は軸心と平行な断面図、(b) 、(c) は
(a) におけるB−B断面、C−C断面を示す図である。
【図3】図2のプロペラシャフトの振動測定時に回転負
荷が付与されることによりシャフトとスリーブとが自動
調芯される際の作用を説明する図である。
【図4】回転負荷を付与しないで振動測定を行った場合
のスプライン嵌合部分の連結状態を示す図で、(a) は軸
心と平行な断面図、(b) 、(c) は(a) におけるB−B断
面、C−C断面を示す図である。
【図5】図4に比較してアンバランス状態を変化させた
場合のスプライン嵌合部分の連結状態を示す図で、(a)
は軸心と平行な断面図、(b) 、(c) は(a) におけるB−
B断面、C−C断面を示す図である。
【図6】図4がアンバランス0である時の図5のアンバ
ランス状態を説明する図である。
【図7】シャフトとスリーブとを一体的に固定した振動
測定用のマスタを示す図である。
【符号の説明】
10:シャフト 12:スリーブ 14:プロペラシャフト(動力伝達装置) 20:バランサ 34:駆動側電動モータ 38:従動側電動モータ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 スプライン嵌合によって軸方向の相対移
    動可能且つ軸心まわりの相対回転不能に連結された一対
    のシャフトおよびスリーブを有する動力伝達装置のアン
    バランス状態を変化させながら軸心まわりに回転させて
    振動特性を測定する振動特性測定方法であって、 前記スプライン嵌合の歯に所定の圧力角を付与するとと
    もに、前記振動特性を測定する際に前記アンバランス状
    態の変化に拘らず該圧力角に基づいて前記シャフトとス
    リーブとが自動調芯されるように回転負荷を与えること
    を特徴とする動力伝達装置の振動特性測定方法。
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