JPS60225041A

JPS60225041A - ロ−タバランス調整装置

Info

Publication number: JPS60225041A
Application number: JP59081656A
Authority: JP
Inventors: Yuzo Sakida; 崎田　有三
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1984-04-23
Filing date: 1984-04-23
Publication date: 1985-11-09
Also published as: JPH0334813B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、回転する車輪や車軸等のロータのバランス調
整を自動的に行なうロータバランス調整装置に関する。

（従来技術）従来のロータバランス調整装置としては、例えば、第１
図〜第３図に示すような装置が知られている。

まず、第１図に示す装置は、自動車用車輪Ｗのオフザカ
ーバランス調整装置Ｅであって、自動車用車輪Ｗを取付
けてバランスの調整を行ない、バランス調整後に車両に
組み付けるものである。

次に、第２図に示す装置は、自動車用車輪Ｗのオンザカ
ーバランス調整装置Ｆであって、自動車用車輪Ｗを取付
けたままでジヤツキＪにより該車輪Ｗを持上げ、バラン
スの調整を行なうものである。

次に、第３図に示す装置は、翼車軸等の回転軸Ｓのバラ
ンスを調整する軸バランス調整装置Ｇであって、回転軸
Ｓを取付けてバランスの調整を行ない、バランス調整後
に回転軸Ｓを組み付けるものである。

しかしながら、このようなバランス調整装置にあっては
、以下に列挙するような問題点を有するものであった。

（１）オフザカーバランス調整装置Ｅ（第１図）及び軸
バランス調整装置Ｇ（第３図）については、バランス調
整後に、車両等に組付けるものであったために、組付は
誤差により組付時のバランス精度が悪くなりやすく、ま
た、車輪や車軸等を含めた回転系全体のバランスがとれ
ない。

（２）オンザカーバランス調整装置Ｆ（第２図）につい
ては、前記のバランス精度の狂いは少ないものの、ジヤ
ツキアップ等の操作が煩雑である。

（３）これらのバランス調整装置Ｅ、Ｆ、Ｇは。

車両に積み込んで持ち運びながらバランス調整を行なう
性質のものではなく、走行中等にバランスの狂いが生じ
た時に、速やかにバランス調整ができない。

（発明の目的）本発明は、上述のような問題点を解消しようとなされた
ものであって、その目的とするところは、バランス精度
が高く、操作が簡単で、しかも車両等に搭載して走行状
態でのバランス調整も可能であるロータバランス調整装
置を提供することに存する。

（発明の構成）即ち、上述した目的を達成するために本発明は、ロータ
の所定方向の振動加速度を検出し、振動波形信号を出力
する振動波形検出手段と、ロータの回転位置を検出し、
回転位置信号を出力する回転位置検出手段と、前記振動
波形信号と回転位置信号とを入力し、振動波形のピーク
とピーク位相とを計算する演算手段と、該振動波形のピ
ークとピーク位相とを入力し、バランス修正マスを形成
させる修正マス信号を出力する修正マス手段と、該修正
マス信号により可動修正マスを所定のバランス位置に固
定させるバランス修正手段と、を備えて°構成した。

（発明の効果）従って、かかる本発明のロータバランス調整装置にあっ
ては、上述のように振動波形等の検出手段と、演算手段
や修正マス手段→からなるコントロールユニットと、バ
ランス修正手段とをシステムとして車両等に搭載できる
構成としたために、車両に搭載した場合は走行状態で、
他の装置類に搭載した場合は運転状態で、ロータバラン
ス調整を行ない得る効果を奏する。

また、車輪等のロータを取付けた状態のままでバランス
調整を行なうものであるためにバランス精度が高いとい
う効果を奏する。

また、バランス修正手段として修正マス手段からの信号
により可動修正マスを所定のバランス位置に固定させる
手段を用いたものであるために、バランス修正のために
何ら手間を要することなく、しかも迅速にバランス調整
を行ない得る効果を奏する。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面により詳述する。

尚、この実施例を述べるにあたって、自動車に搭載され
た車輪バランス調整装置を例にとる。

まず、Ｗ４４図〜第１２図に示す実施例装置により構成
を説明する。

ｌは振動ピックアップであって、車輪２の上下方向の振
動加速度を振動波形として測定するもので、この振動ピ
ックアップは、第４図に示すように、車輪２と車体３と
を揺動自在に連結するサスペンションアーム４に設置さ
れている。

尚、振動ピックアップ１の設置位置は、アンバランスな
車輪２が回転する際に発生する所定方向の振動加速度を
測定できる位置であればよい。

５は回転位置検出手段としての回転計であって、車輪２
の回転位置を検出し、回転位置信号（ｂ）を出力するも
ので、この回転計５はナックルアーム６に設けられてい
る。

尚、回転位置検出手段としては、回転計５に限らず、車
速センサーや軸回転検出器等を用いてもよく、さらに検
出方法も１回転の基準位置を信号として検出できるもの
であれば、フォトトランジスタ等を用いてパルス信号を
得る等の各種の検出方法を採用してもよい。

７はコントロールユニットであって、車体３側に設けら
れ、後述するバランス修正手段８に対して修正マス信号
（Ｃ）を出力するもので、各種の処理を行なうようプロ
グラムされたマイクロコンピュータによって形成されて
いる。

そして、このコントロールユニット７は、サンプリング
回路９と、第１演算回路ｌＯと、第２演算回路１１と、
記憶回路１２と、命令回路１３によって構成され、前記
振動ピックアップｌとサンプリング回路９とによって、
振動波形信号（ａ）を出力する振動波形検出手段１８が
形成され、また、第２演算回路１１と記憶回路１２と命
令回路１３とによって、修正マス信号（Ｃ）を出力する
修正マス手段１９が形成される。

尚、各回路９，１０，１１，１２．１３については、以
下に説明する。

９はサンプリング回路であって、前記振動ピックアップ
ｌにより検出された振動波形から回転−次成分を分離抽
出させる回路で、第６図に示すように、振動ピックアッ
プ１により検出した振動加速度波形（第６図（Ａ）に示
す）は、回転−次式の振動加速度波形をサンプリングし
て回転−次成分のみの振動加速度波形（第６図（Ｂ）に
示す）を得、これを振動波形信号（ａ）として第１演算
回路１０に出力するものである。

１０は演算手段としての＄１演算回路であって、前記振
動波形信号（ａ）と回転位置信号（ｂ）とを入力し、振
動波形のピーク（Ｐ）とピーク位相（θ）とを計算する
ものである。

尚、振動波形のピーク（Ｐ）は、第６図（Ｂ）に示すよ
うに、サンプリングした波形から得られ。

ピーク位相（θ）はピークＣＰ）における時間（ｔ′）
と回転周波数（ｆ）とから、次式で得られる。

θ＝２πｆｔ” １１は第２演算回路であって、あらかじめ記憶回路１２
に記憶させている振動加速度のピーク値とホイール加振
力との換算係数によって、実際に検出した振動波形のピ
ークにおけるホイール加振力（Ｆ）を演算させ、さらに
バランス修正手段８の修正位置（半径Ｒ）における修正
マス量（Ｍ）を演算させる回路である。

尚、修正マス量（Ｍ）の演算式は、次式で与えられる。

Ｍ＝Ｆ／ＲＸ　（２πｆ）２１３は命令回路であって、以上の演算処理によって得ら
れたデータに基づいて、後述するバランス修正手段８に
対して命令すべき可動修正マスの量と固定する位相とを
演算すると共に、バランス修正手段８の電磁石１４に０
Ｎ−ＯＦＦ命令である修正マス信号（Ｃ）を出力するも
のである。

つまり、前記第２演算回路１１で得られた修正マス量（
Ｍ）を、ピーク位相（θ）と逆位相（θ＋π）の位置に
固定させるように命令させるものである。

８はバランス修正手段であって、前記命令回路１３の修
正マス信号（Ｃ）により可動修正マスを所定のバランス
位置に固定させるもので、このバランス修正手段８は、
第７図〜第１０図に示すように、リング状の支持体１５
に周方向に分離配置された電磁石１４と、該電磁石１４
の吸着面に沿って可動修正マスとしての磁性体１６が移
動可能な周方向に連続する空洞１７と、を備えた構成と
している。

尚、前記空洞１７は、電磁石１４により磁性体１６を吸
着しても空洞１７が塞がらないように、断面積に余裕を
もたせている。

次に作用を説明する。

まず、車両を一定速で比較的平坦な路面上を走行させな
がら振動ピックアップ１を作動させ、サスペンションの
振動加速度波形を検出する。

そして、この振動加速度波形から回転−次成分をサンプ
リング回路９により抽出し、サンプリングした波形と回
転計５からの軸周波数（ｆ）から、第１演算回路１０に
よって振動波形のピーク（Ｐ）とピーク位相（θ）を演
算する。

次いで、あらかじめ記憶させた振動加速度のピーク値と
ホイール加振力との換算係数から、第２演算回路１１に
よって、前記ピーク値（Ｐ）のホイール加振力（Ｆ）を
演算すると共に修正マス量（Ｍ）を演算する。

そして、以上の演算処理の結果から、命令回路１３によ
って、可動修正マスの量と固定する位相とを演算し、バ
ランス修正手段８の複数の電磁石１４に対して０Ｎ−Ｏ
ＦＦ命令を出す。

そして、電磁石１４に対する０Ｎ−ＯＦＦ命令によって
、バランス修正手段８においては、電磁石１４がＯＮで
あれば磁性体１６を吸着し、所定量のマスを電磁石１４
の吸着面に生成させ、電磁石１４がＯＦＦであれば磁性
体１６を吸着させることなく空洞１７内を自由に移動さ
せ、アンバランスによる加振力を打消す位置に同等の修
正マスが生成される。

尚、吸着されずに一時的に残った磁性体１６は、吸着さ
れた磁性体１６の塊と空洞１７との間の隙間を移動し、
分散して最終的には他の電磁石１４に全て吸着される。

また、実際に修正マスとして作用しない磁性体１６は、
互いにバランスが取れるような配置で電磁石１４に吸着
される。

ここで、バランス修正手段８の具体例について、第１１
図及び第１２図により説明する。

磁性体１６の総量５０ｇ、電磁石１個の吸着量１ｇ、電
磁石の分割数２４個であり、第１１図に示すように、電
磁石１４にａ−Ｘまでの符号を付したとする。

尚、第１２図において、黒い部分は電磁石１４をＯＮと
し、磁性体１６を吸着させた部分、白い部分は電磁石１
４をＯＦＦとし、ｓｉ性体１６が吸着されない部分を示
す。

（イ）第１２図（Ａ）で示すように電磁石１４のうち、
ａ＋ｂ＋ｄ、ｇ、ｊ、ｍ、ｎ、ｐ、ｓ、ｖの部分をＯＮ
とし、他の部分をＯＦＦとした場合この場合は、磁性体１６の吸着部分が対角位！となり、
全体がバランスされている状態である。

（ロ）第１２図（Ｂ）で示すように、電磁石１４のうち
、ａｒ　Ｃ＊　ｅ　＊　ｇ　＋　ｋ　、　ｍ　、　Ｏ、
Ｓ　、　ｕ　。

Ｗの部分をＯＮとし、他の部分をＯＦＦとした場合この場合において、修正位置を矢印で示すα位置とする
と、α側の半内部分に磁性体１６の吸着部分が多くなり
、αと反対側は少なくなっていることで、修正位置αに
おいては５ｇの修正マスが生成される。

（ハ）第１２図（Ｃ）で示すように、電磁石１４のうち
、ａ、ｄ、ｆ、ｇ、ｊ、ｐ、ｒ、ｓ、ｖ。

Ｘの部分をＯＮとし、他の部分をＯＦＦとしだ場合この場合において、修正位置を矢印で示すβ位置とする
と、β側の半内部分に磁性体１６の吸着部分が多くなり
、その集中度合も、第１２図（Ｂ）より高いものである
ために、修正位置βにおいては１０ｇの修正マスが生成
される。

（ニ）ｗＩ１１２図（Ｄ）で示すように、１１１ｍ石１
４のうち、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｔ、ｕ、ｖ、ｗ。

Ｘの部分をＯＮとし、他の部分をＯＦＦとした場合この場合において、修正位置を矢印で示すβ位置とする
と、β側の半内部分に全ての磁性体１６が吸着されてい
るものであるために、修正位置βにおいては４０ｇの修
正マスが生成される。

従って、かかる実施例の車輪バランス調整位置にあって
は、上述のように検出手段としての振動ピックアップ１
及び回転計５と、コントロールユニット７と、バランス
修正手段８とをシステムとじて車両に搭載したために、
走行状態において車輪２のバランス調整を行なうことが
できる。

また、車輪２を取外すこともなく、取付状態のままでバ
ランス調整を行なうものであるために、バランス精度が
高い。

また、バランス修正手段８として命令回路１３からの信
号により、電磁石１４に対し磁性体１６を所定のバラン
ス位置に吸着させて行なうようにしたものであるために
、バランス修正のために何ら手間を要することなく、し
かも迅速にバランス調整ができる。

さらに、車輪２の摩耗等によってバランスが経時変化し
た場合のバランス調整も実施例ではできる。

以上、本発明の実施例を図面により詳述してきたが、具
体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、例え
ば実施例は車輪のバランス調整装置を示したが、車軸等
の回転体（ロータ）であれば本発明の装置を適用するこ
とができる。

また、バランス修正手段として、電磁石と磁性体による
修正手段を示したが、可動修正マスを所定のバランス位
置に固定させることができる手段であれば、実施例には
限定されない。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のオフザカーバランス調整装置を示す斜視
図、第２図は従来のオンザカーバランス調整装置を示す
斜視図、第３図は軸バランス調整装置を示す斜視図、第
４図は本発明実施例のバランス調整装置を搭載した車両
を示す断面図、第５図は実施例装置のブロック線図、第
６図は実施例装置における振動加速度波形のサンプリン
グする前の波形（Ａ）とサンプリング後の波形ＣＢ）を
示す波形図、第７図は実施例装置のバランス修正手段を
示す正面図、第８図は第７図Ｉ−Ｉ線による断面図、第
９図は！＄７図■部拡大図、第１０図は第８図ｍ部拡大
図、第１１図は実施例装置のバランス修正手段の具体例
作用を説明するための説明図、第１２図（Ａ）（Ｂ）（
Ｃ）（Ｄ）は、各種のバランス修正状態を示すバランス
修正手段を示す図である。 ■・・・振動ピックアップ（回転位置検出手段）２・・
・車輪（ロータ）５・・・回転計７・・・バランス修正手段９・・・サンプリング回路１０・・・第１演算回路（演算手段）１１・・・第２演算回路１２・・・記憶回路１３・・・命令回路１６・・・磁性体（可動修正マス）特　許　出　願　人日産自動車株式会社第３図ト；−− 第２図

Claims

【特許請求の範囲】

ｌ）ロータの所定方向の振動加速度を検出し、振動波形
信号を出力する振動波形検出手段と、ロータの回転位置
を検出し、回転位置信号を出力する回転位置検出手段と
、前記振動波形信号と回転位置信号とを入力し、振動波
形のピークとピーク位相とを計算する演算手段と、該振
動波形のピークとピーク位相とを入力し、バランス修正
マスを形成させる修正マス信号を出力する修正マス手段
と、該修正マス信号により可動修正マスを所定のバラン
ス位置に固定させるバランス修正手段と、を備えたこと
を特徴とするロータバランス調整装置。