JPS6157570B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、クランクシヤフトの動釣合試験装置
に関する。

（従来の技術） 従来クランクシヤフトの動的アンバランスの測
定に当つては、クランクシヤフトの２点において
支持して回転を与える型式の動釣合試験機によつ
てその測定が行なわれているのであるが、クラン
クシヤフトのように撓み易い軸材では、その軸方
向全長における両端支持等の２点支持方式では、
両支点間の撓みが大きく、６スロー以上の多スロ
ークランクシヤフトの場合、その正確な測定値を
得ることが困難であるという欠点を持つものであ
る。

そこで、上記欠点を解消するために、３点支持
で測定することが提案されている（明石和彦著、
「動つりあい試験」コロナ社、昭和37.P62参照）。

（発明が解決しようとする問題点） 前記３点支持測定の場合、各支点の芯出しを正
確に行なわなければならない。しかし、この芯出
作業は極めて困難であり容易に行なうことができ
なかつた。

即ち、３点支持方式とすることにより、クラン
クシヤフトの軸撓みは減少し、かつ、回転中の複
雑な変形の影響が少なくなるが、中央支点の芯出
しが不正確であると、これらの効果も半減してし
まい、高精度な測定が不可能になる。

３支点の芯出しを高精度に行なうため、高価な
芯出装置を採用することも考えられるが、それで
はコスト高になり好ましくない。

そこで、本発明は、極めて簡単な構造でもつて
軸芯不整を修正することができる３点支持方式の
クランクシヤフトの動釣合試験装置を提供するこ
とを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明は、次の手段
を講じた。即ち、本発明の特徴とする処は、クラ
ンクシヤフトを回転自在に支持する回転ローラを
備えた３個の支点架台と、該支点架台により可回
動に３点支持されたクランクシヤフトの端部に着
脱自在に連結されて該クランクシヤフトを回転さ
せる駆動機構と、前記支点架台に設けられた振動
検出用センサーとを有し、 前記駆動機構はクランクシヤフト芯出調整用の
低速回転と、動釣合試験用の高速回転に切換え可
能とされ、 前記低速回転において、前記振動検出用センサ
ーで検出される不釣合量を消去すべく、前記３個
の支点架台の内、その中央の支点架台の回転ロー
ラをクランクシヤフト軸心に直交する上下・左右
方向に位置調整可能に設けた点にある。

（作 用） 本発明によれば、動的不釣合の測定に先だち、
３個の支点架台の芯出し作業が行なわれる。該芯
出作業は、クランクシヤフトを３個の支点架台に
より３点支持し、クランクシヤフトの端部を駆動
機構に連結する。次に、駆動機構を低速回転と
し、クランクシヤフトを低速回転させる。この低
速回転は、クランクシヤフトの不釣合力による遠
心力の影響が顕著に現われない回転域とされてい
る。

上記低速回転において、３支点架台の軸芯が不
整合であれば、振動が発生する。この振動を各振
動検出用センサーで検出し、その振巾がそれぞれ
最小になるように、中央位置の支点架台のローラ
を上下・左右方向に移動させて位置を調整する。

しかして、３支点架台の軸心調整が完了する。

次いで、駆動機構を高速回転に切換え、クラン
クシヤフトを高速回転させ、振動検出用センサー
により動的不釣合を測定する。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基き詳述する。
第１図は本発明による試験装置実施例の全体正面
図であり、第２図は同振動検出用センサーを含む
支点架台要部の側面図であり、第３図は同駆動機
構要の平面図を示しているが、これら各図におい
て、本発明の試験装置は第１図の全体図で明示さ
れるように、被試験材であるクランクシヤフトｃ
を３個の支点架台Ｆ，Ｆ，Ｆ上に亘つて支
持させ、これら架台Ｆ，Ｆ，Ｆ上でクラン
クシヤフトｃを回転させることにより、その時生
じる支持部分の変位量から不釣合量を測定する動
釣合試験装置であつて、被試験材であるクランク
シヤフトｃそのものは、第１図の符号３で示すよ
うに、異なる方向に多くの切込３を持つた軸と考
えることができるから、他の丸軸や平滑軸に比べ
て撓み易く、また異なる方向に切込３が切り込ま
れているので、その回転中には複雑な変形挙動を
呈する。

本発明試験装置の場合、そのクランクシヤフト
ｃを支持する支点架台Ｆが３個であること、即ち
３点支持方式となることによつて、軸の撓みは減
少し、回転中の複雑な変形の影響は少なくなる。
しかし３点支持方式の場合、その各支点における
支持部分の変位量には不釣合以外の撓みが包含さ
れることになるので、この撓み力を３個の支点架
台Ｆ，Ｆ，Ｆの内、中央に配置された第３
の支点を調整することにより、極力小さい状態と
し、そしてこの撓み力を測定回路上で消去するこ
とにより、６スロー以上の多スロークランクシヤ
フトｃの正確な動的不釣合を測定することが可能
である。

しかし、３個の架台Ｆ，Ｆ，Ｆにおける
３支点が一線上に調整されていないと、軸芯不整
に基き、支持反力測定精度に影響を与えるので好
ましくない。このため本発明における試験装置で
は、クランクシヤフトｃに回転を与える駆動機構
Ｄにおいて、10〜100rpmの間で変換される低回
転駆動機構を組込み、不釣合力による遠心力の影
響が顕著に現われない回転域において、図示の３
個の支点架台Ｆ，Ｆ，Ｆの内、中央に位置
する第３の支点である架台Ｆの位置を調整し、
各支点における支持部分の変位を最少かつ極力一
定に揃える機構を設けるのである。前記低回転駆
動手段としては、例えば直流モータを主駆動モー
タとして使用する手段や、主モータには交流モー
タを使用して多段変速機をクランクシヤフトｃと
の間に設ける手段、更には主駆動モータとは別に
低速駆動用の小型交流モータを設ける手段等が考
えられるが、本発明の第１図装置では低速駆動用
に小型モータを用いたものを示しているが、以下
第１図の実施例装置について構造を詳述する。

即ち、３個の支点架台Ｆ〜Ｆは、何れも支
持枠１、回転ローラ２及び固定枠５とから成るの
であり、第２図示のように支持枠１の上部には上
方に１個、下方に２個の計３個の回転ローラ２が
何れも可回動に配設され、クランクシヤフトｃを
そのローラ周面にて可回動に支持すると共に、か
つこれらローラ２はクランクシヤフトｃの軸径に
応じて上下方向に高さ調整が可能であるように可
調整に設置される。

この支持枠１の下部は固定枠５として形成さ
れ、同固定枠５の下部がベース１３上にクランク
シヤフトｃと平行に敷設された台１４に渡架係合
部５ａを介して取付けられており、支持枠１の側
面には同支持枠１の振動検出用センサー４が、前
記支持枠１の振動の影響を受けないように、支持
枠１の下部である固定枠５における切込１５を介
して形成された取付片１６に取付けられた腕６に
固設されるのである。３個の支点架台Ｆ〜Ｆ
においてこれら支持枠１回転ローラ２及び固定枠
５の構造は何れも共通であるが、中央における第
３の支点である架台下においては、その回転ロ
ーラ２のみはクランクシヤフトの軸心に直交した
左右方向にも移動可能であるように可調整に設け
られる。

このような構造を持つ３個の支点架台Ｆ〜Ｆ
間に亘り、各回転ローラ２によつて保持された
クランクシヤフトｃの一端は、第１図示のように
ユニバーサルジヨイント７を介して駆動機構Ｄ側
の変速機８に連結され、主モータ９によつて軸回
転が与えられるようにするのである。ここで駆動
機構Ｄは第３図に例示するように、前記主モータ
９の他に低速駆動用の小型ギヤードモータ１２が
設けられ、主モータ９の他端に設けたオーバーラ
ンクラツチ１０、チエン１１を介して主モータ９
と接続されており、これら駆動機構Ｄは図示のよ
うに台１４上に設けられる。従つてこの駆動機構
Ｄによれば、主駆動モータ（交流モータ）９の運
転によつて153〜1150rpmの間で、クランクシヤ
フトｃを回転させることができ、このモータ９の
駆動時にはオーバーランクラツチ１０によつて、
小型ギヤードモータ１２には主モータの駆動力は
伝わらず停止しており、小型ギヤードモータ１２
の駆動時には、クランクシヤフトｃを16〜
117rpm間の低速回転で駆動させることができ、
このさい主駆動モータ９は小型ギヤードモータに
より低速で回転される。

本発明装置による動的不釣合の測定に当つて
は、先ず駆動機構Ｄにおける低速回転用の小型ギ
ヤードモータ１２によつてクランクシヤフトｃを
16〜117rpmの間の適切な低速回転数で回転し、
３個の支点架台Ｆ〜Ｆの各支持枠１に取付け
られているセンサー４により、その振巾がそれぞ
れ最小になるように、中央位置の第３の架台Ｆ
における回転ローラ２の位置を調整して固定し、
次いで主駆動モータ９によつてクランク軸ｃを
153〜1150rpmで回転させ、架台Ｆ〜Ｆにお
ける各支持枠１の反力に測定して不釣合力を求め
るのである。測定値の解折に当つては、上記の１
回転周期の振動であるクランクシヤフト初期静撓
み力以外の振動は電気的な処置がとられており、
本発明装置によつてクランクシヤフトｃの正確な
動的不釣合の測定が可能である。

（発明の効果） 本発明の試験装置によれば、３個所に配置した
支点架台Ｆ〜Ｆにより、クランクシヤフトｃ
を３点支持するため、従来の２点支持型式のもの
に比し、クランクシヤフトｃの実際の使用状態に
近い条件で動的不釣合量の測定が可能であり、ク
ランクシヤフトｃにカウンタウエイトが取付けら
れ、支点重量が著しく増加した状態でも、各支点
間の撓みの影響が少なく、正確に動的不釣合が測
定できると共に、クランクシヤフトｃの回転駆動
機構として低回転駆動機構を組込むことによつ
て、過大なアンバランスを内蔵する軸体でも、動
的不釣合を測定することが可能であり、これによ
り従来困難とされていた６スロー以上の多スロー
クランクシヤフトの測定も正確容易に行なえるも
ので、本発明装置により回転バランスの良いクラ
ンクシヤフトの製作、あるいは従来中高速機関用
クランクシヤフトとして実用化しにくかつたアー
ム外面部に大幅に残したクランクシヤフトの製作
も可能となるのであり、一体形クランクシヤフト
の材料歩留りの向上と機械加工時間の短縮も可能
となるものである。

特に本発明においては、３点支持を行なう３個
の支点架台Ｆ，Ｆ，Ｆの内、中央の支点架
台Ｆにおいては、両端の支点架台Ｆ，Ｆに
対し、そのローラ２をクランクシヤフトの軸芯に
直交する上下、左右方向に移動調整自在とするこ
とにより、超低速で回転させ、アンバランスによ
る遠心力のほとんどない状態下で、３点の軸芯不
整力を発生させ、その中央の支点架台Ｆにおけ
る調整によつて、軸芯不整による静撓み力やこじ
り力を最少値に押さえることができ、これにより
アンバランス計測値の誤差をより少なくでき、正
確な試験結果が得られる点で有利である。かつこ
れによれば従来の多支点支持型式や舟底型振動台
を用いるものに比べ、より簡単な構造で済むこと
も有利であり、３点支持によつて共振力が高くと
れること、従つて試験回転数をより大きくするこ
とができることと相まつて、簡易な構造で高精度
の動釣合試験を行えるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明試験装置実施例の全体正面図、
第２図は同一部拡大図を含む要部側面図、第３図
は同回転駆動機構実施例の平面図である。 ｃ…クランクシヤフト、Ｄ…駆動機構、Ｆ，
Ｆ，Ｆ…支点架台、１…支持枠、２…回転ロ
ーラ、３…切込、５…固定枠、６…腕、４…セン
サー、８…変速機、９…主駆動モータ、１２…小
型ギヤードモータ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ クランクシヤフトを回転自在に支持する回転
   ローラを備えた３個の支点架台と、該支点架台に
   より可回動に３点支持されたクランクシヤフトの
   端部に着脱自在に連結されて該クランクシヤフト
   を回転させる駆動機構と、前記各支点架台に設け
   られた振動検出用センサーとを有し、 前記駆動機構はクランクシヤフト芯出調整用の
   低速回転と、動釣合試験用の高速回転に切換え可
   能とされ、 前記低速回転において、前記振動検出用センサ
   ーで検出される不釣合量を消去すべく、前記３個
   の支点架台の内、その中央の支点架台の回転ロー
   ラをクランクシヤフト軸心に直交する上下・左右
   方向に位置調整可能に設けたことを特徴とするク
   ランクシヤフトの動釣合試験装置。