(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの出力を計測する計測手段と、
この計測手段とエンジンの出力軸とを接続する手段とを備えた車両用エンジンのテストベンチにおいて、
前記計測手段に連結されて軸方向への変位を吸収するユニバーサルジョイントと、
前記ユニバーサルジョイントのエンジン側の一端を前記計測手段に対して相対変位可能に支持する支持手段と、
一端に前記エンジンの出力軸と結合するカップリングを備え、他端を前記ユニバーサルジョイント側に結合する自在継ぎ手と、
前記自在継ぎ手のエンジン側の前記カップリングを軸支する軸受を収装したハウジングと、を備え、
前記ハウジングは流体封入マウントを介して前記支持手段に対して前記自在継ぎ手の半径方向及び軸方向へ相対変位可能に支持されるとともに、一端を前記エンジンの端面に締結可能に形成され、
前記エンジンを支持する第１のパレットと、
流体封入マウントを介して前記第１のパレットを支持する第２のパレットと、を備え、
前記エンジンの出力軸が前記カップリングと結合する位置に前記第２のパレットを配置したことを特徴とする車両用エンジンのテストベンチ。
【請求項２】
前記第２のパレットには、前記流体封入マウントを複数配設するとともに、前記第１のパレットとエンジンを合わせた重心位置からほぼ等しい距離に流体封入マウントをそれぞれ配設したことを特徴とする請求項１に記載の車両用エンジンのテストベンチ。
【請求項３】
前記第１のパレットが、軽量化のための貫通孔を備えたことを特徴とする請求項２に記載の車両用エンジンのテストベンチ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、車両用エンジンの完成検査工程などにおいて、エンジン単体のファイアリングテスト等を行うためのテストパレット及びテストベンチに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等の車両用エンジンの製造工程においては、組み立て完了後のエンジンの全数について、単体、無負荷で始動及び暖機運転を行うファイアリングテストにより完成検査を実施している。
【０００３】
このファイアリングテストでは、車両に搭載する前のエンジン単体をテストパレットに載置した状態でテストベンチへ搬送し、このテストパレット上でエンジンの試験運転を行い、油漏れ等の目視検査や、エンジンの音、振動などから製品の合否を判定する評価を行うもので、このようなファイアリングテストに合格したものを出荷する一方、不具合が認められた場合には別途設けられたリペアベンチへ送り、このリペアベンチではテストパレットに載置したエンジンに動力計等の負荷を接続して再度運転を行い、不具合箇所の特定などが行われる。なお、エンジンの音、振動に基づいてエンジンの不具合を評価するものとしては、人間の官能に基づく官能評価と計測器による自動判定が適宜行われ、これら両者を併用する場合もあり、以下、これらを総称して音振判定という。
【０００４】
このような完成検査ラインにおいて、エンジンの搬送に用いられるテストパレットは、図９、図１０に示すように、ベースパレット９２と支持パレット９３の２つの板状部材から構成される。
【０００５】
このベースパレット９２と支持パレット９３との間の所定の位置、例えば支持パレット９３の四隅には、エンジンの振動がベースパレット９２へ伝達するのを抑制するために防振ゴム９４が介装される。この防振ゴム９４としては、図１１に示す山型のものや、あるいは図１２に示すＶ字型のものが用いられる。
【０００６】
そして、支持パレット９３は上方に突設した支柱９６、９７を介して図示しないエンジンを支持する一方、ベースパレット９２は図示しない搬送手段及びテストベンチと係合してエンジンの搬送及び位置決めを行うとともに、図示はしないが、エンジンの燃料系、潤滑系、電装系、冷却系をテストベンチに接続するための補機類を備える。なお、支持パレット９３に形成された貫通孔９３Ａは、エンジンの図示しないオイルパンと補機類、例えば、ドレーンなどと接続するために設けられるものである。
【０００７】
組み立てラインから送られて来たエンジンは、支持パレット９３に載置された後、搬送手段によってテストベンチへ搬送、位置決めされ、始動、暖機運転を行って、不具合がない場合にはベースパレット９２を完成検査ラインの出口へ搬送すると共に、支持パレット９３からエンジンを取り外して出荷する一方、エンジンに不具合がある場合には、ベースパレット９２をテストベンチから移動するとともに、所定のリペアベンチへ搬送してエンジンの出力軸を図示しない動力計にクラッチなどを介して接続し、さらに試験を行う。
【０００８】
この他、完成検査ラインにおけるエンジンの搬送及び位置決め手段としては、ハンガでエンジンを垂下したまま、テストベンチへ搬送するものも知られている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記ファイアリングテストの音、振動に基づく音振判定では、エンジンからの異音、エンジンの異常な振れなどから部品の欠品、組み付け不良を判定するもので、エンジン自身の振動を確実に把握しなければならない。
【００１０】
しかしながら、上記従来のテストパレットでは、図１１あるいは図１２のいずれの防振ゴム９４でも固有振動数が高く、さらにエンジンの振動周波数領域での動バネ定数も高いため、エンジンの振動は支持パレット９３及びベースパレット９２へ伝達され、エンジンはこれらテストパレット含むひとつの慣性系として振動し、図１４に示すように、正常なＶ型６気筒エンジンと１気筒だけ失火させたエンジンとでは振動レベルの顕著な差が見られないため、エンジン単体の振動を正確に把握できず、音、振動による官能評価の精度が低下する場合があった。また、上記リペアベンチにおけるエンジンと動力計との接続もクラッチなどを介して行うだけであり、同様にして動力計側も含んだ慣性系として振動するため、同様にエンジン単体の振動を確実に把握できないという問題があった。
【００１１】
そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、エンジン単体の振動を正確に把握可能な車両用エンジンのテストパレット及びテストベンチを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、エンジンの出力を計測する計測手段と、この計測手段とエンジンの出力軸とを接続する手段とを備えた車両用エンジンのテストベンチにおいて、
前記計測手段に連結されて軸方向への変位を吸収するユニバーサルジョイントと、前記ユニバーサルジョイントのエンジン側の一端を前記計測手段に対して相対変位可能に支持する支持手段と、一端に前記エンジンの出力軸と結合するカップリングを備え、他端を前記ユニバーサルジョイント側に結合する自在継ぎ手と、前記自在継ぎ手のエンジン側の前記カップリングを軸支する軸受を収装したハウジングと、を備え、前記ハウジングは流体封入マウントを介して前記支持手段に対して前記自在継ぎ手の半径方向及び軸方向へ相対変位可能に支持されるとともに、一端を前記エンジンの端面に締結可能に形成され、前記エンジンを支持する第１のパレットと、流体封入マウントを介して前記第１のパレットを支持する第２のパレットと、を備え、
前記エンジンの出力軸が前記カップリングと結合する位置に前記第２のパレットを配置する。
【００１３】
また、第２の発明は、前記第１の発明において、前記第２のパレットには、前記流体封入マウントを複数配設するとともに、前記第１のパレットとエンジンを合わせた重心位置からほぼ等しい距離に流体封入マウントをそれぞれ配設する。
【００１５】
また、第３の発明は、前記第１のパレットが、軽量化のための貫通孔を備える。
【００１６】
【作用】
第１の発明は、エンジンの出力計測手段とエンジンの出力軸との間にユニバーサルジョイントと自在継ぎ手とを介装し、エンジン側の自在継ぎ手を軸支するハウジングを流体封入マウントを介して支持したため、エンジンと一体となる振動系はエンジン側の自在継ぎ手までとなり、計測手段へのエンジンの振動の伝達を遮断して設備の騒音を抑制するとともに、振動系の固有振動数を低減させて車両搭載状態に近い条件でエンジンの運転を行うことが可能となる。
【００１７】
また、第２の発明は、エンジンの運転時に発生する振動は流体封入マウントによって第１のパレットから第２のパレットへの伝達を抑制される。そして、エンジンと一体の振動系の重心位置からほぼ等距離に複数の流体封入マウントを配設したため、各流体封入マウントの振動減衰特性をほぼ均一にすることができ、第１のパレットから第２のパレットへの振動の伝達を確実に抑制することができる。
【００１９】
また、第３の発明は、前記第１のパレットに軽量化のための貫通孔を形成したため、エンジンと一体となる振動系の質量を低減することができ、車両搭載状態に近い条件でエンジンの運転試験を行うことができる。
【００２０】
【実施例】
以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。
【００２１】
図１〜図４に示すように、前記従来例と同様の完成検査ラインにおいて、エンジンの搬送に用いられるテストパレット２０は、ベースパレット２と支持パレット３の２つのほぼ方形な板状部材から構成され、支持パレット３はベースパレット２の上方に配設される。
【００２２】
支持パレット３は、ベースパレット２より小さな所定の面積に形成され、ほぼ中央部には軽量化のための貫通孔３０が形成され、この貫通孔３０はエンジン１を支持可能かつ所定の剛性を確保可能に設定される。
【００２３】
支持パレット３の上面からは、エンジン１を支持するための支柱６、７が図中上方に突設され、エンジン１は４本の支柱６と１本の支柱７の合計５点で支持される。
【００２４】
ベースパレット２の所定の位置には、図示しないテストベンチから突設されたロケートピン１１を挿通するための貫通孔２Ａが形成され、図示しない搬送手段でテストベンチへ送られたベースパレット２は、ロケートピン１１に貫通孔２Ａを挿通させることでテストベンチの所定の位置に配置される。
【００２５】
さらに、ベースパレット２には、エンジンの燃料系、潤滑系、電装系、冷却系をテストベンチに接続するための図示しない補機類を備える。
【００２６】
ここで、ベースパレット２と支持パレット３との間にはエンジン１からベースパレット２への振動を遮断する流体封入マウント４が所定の複数箇所に配設される。
【００２７】
流体封入マウント４は図４、図５に示すように、貫通孔４２を備えてゴム等の弾性部材をほぼ円筒状に形成した円筒部４０と、所定の位置で図中Ｘ軸方向に貫通した切り欠き４１、４１を主体に構成される。そして、円筒部４０の内部には所定の作動流体を封入した流体室４Ａ、４Ｂが画成され、流体室４Ａ、４Ｂは図示しないオリフィスを介して連通しており、円筒部４０の外周と貫通孔４２の相対運動により減衰力を発生する。
【００２８】
このように構成された流体封入マウント４は、ベースパレット２の上面の所定の位置に固定されたほぼＵ字状のブラケット５で両端を支持されたピン４３に貫通孔４２の内周を挿通される一方、支持パレット３の下面に固設された円筒状のブラケット４４に円筒部４０を収装されて、支持パレット３とベースパレット２との間に介装される。
【００２９】
本実施例では、４つの流体封入マウント４により支持パレット３を支持しており、図２に示すＸ−Ｙ平面内において、エンジン１の重心位置をＧＣとし、エンジン１と支持パレット３を合わせた重心位置をＧＣ′とすると、流体封入マウント４はエンジン１と支持パレット３を合わせた重心位置ＧＣ′から所定の距離Ｒにそれぞれ配設され、各流体封入マウント４は貫通孔４２を図中Ｘ軸に沿って平行に配設される。
【００３０】
以上のように構成され、次に作用について説明する。
【００３１】
図示しない組み立てラインから送られて来たエンジン１は、支持パレット３に載置された後、図示しない搬送手段によってテストベンチへ搬送されて所定の位置に配設され、前記従来例と同様にして、始動、暖機運転が行われる。
【００３２】
この間に目視確認及び音、振動に基づく音振判定が行われ、エンジン１が所定の基準を満たしていれば図示しない完成検査ラインの出口へ搬送する。
【００３３】
ここで、支持パレット３を支持する流体封入マウント４の特性は図６に示すように、減衰力の大きさを示す損失係数は約１０Hzで最大となって前記従来例の防振ゴムに比してはるかに高い値となり、エンジン１のアイドル回転数を約６００rpmとすると、アイドル回転数付近でのエンジン１からベースパレット２への振動の伝達を確実に抑制することができる。
【００３４】
また、図６（Ｂ）には動バネ定数Ｋ＊と静バネ定数Ｋstの比である動倍率を示し、流体封入マウント４の動バネ定数は防振ゴムより小さいため、定常運転時においてもエンジン１からベースパレット２への振動の伝達を抑制することができるのである。
【００３５】
そして、複数の流体封入マウント４の配設位置を、エンジン１と一体の振動系を構成する支持パレット３を含んだ重心位置ＧＣ′からほぼ等しい距離に配設することで、各流体封入マウント４の振動減衰特性を均一にして、エンジン１からベースパレット２への振動伝達を確実に抑制することが可能となるのである。
【００３６】
さらに、テストパレット２０を、エンジン１を支持する支持パレット３と、補機類を載置するとともに搬送、位置決めを行うベースパレット２とに分割するとともに、支持パレット３に軽量化のための貫通孔３０を形成したため、支持パレット３の質量を前記従来例に比して低減し、エンジン１と一体となって振動する振動系の固有振動数を低減することが可能となって、前記従来例に比して実車搭載状態に近い状態で音、振動の評価を行うことができ、評価の精度を向上させることができる。
【００３７】
こうして、支持パレット３の軽量化と流体封入マウント４による支持によって、エンジン１と一体の振動系の固有振動数を低減するとともに、この振動系を低い動バネ定数で支持することで、エンジン１からベースパレット２への振動の伝達を抑制し、テストパレット２０でありながら実車搭載状態に近い状態でエンジン１のファイアリングテストを行うことが可能となり、Ｖ型６気筒エンジンにおいて、正常な状態の振動レベルと１気筒だけ失火させた場合の振動レベルは図１３に示すように、正常な状態に対して１気筒失火させた場合の振動レベルの差は、前記従来例のテストパレットによる図１４に比して顕著になって、音振判定によるエンジンの完成検査を容易にして完成検査の精度を向上させることが可能となるとともに、センサなどで検出した振動又は音を処理して自動的に評価を行う場合にも検査の精度を向上させることが可能となるのである。
【００３８】
さらに、ベースパレット２から床面へ伝達される振動を低減したため、設備の静粛化を推進することが可能となり、完成検査ラインに複数のテストベンチを併設した場合にも、各テストベンチの相互の振動を抑制することで官能評価の精度をさらに向上させることができる。
【００３９】
図７、図８は、上記テストパレット２０を用いたリペアベンチを示す。
【００４０】
このリペアベンチは、テストパレット２０で搬送されて来たエンジン１の図示しない出力軸を水動力計１０と結合する、等速ボールジョイント９、クラッチ１４及びユニバーサルジョイント１６を主に構成され、上述したようなテストベンチで不合格となったエンジン１等の動力試験を行うものである。なお、このリペアベンチでは上記不合格となったもの以外に、抜き取り検査のエンジンや、特殊エンジンあるいは特殊工程で組み立てられたエンジンの検査を行うものである。
【００４１】
エンジン１の出力を計測する水動力計１０はフロアから所定の高さに固設され、ユニバーサルジョイント１６を介して軸方向（図中Ｘ軸方向）へ変位可能なリニアガイド１５に支持されたクラッチ１４と結合される。なお、リニアガイド１５はエンジン１との結合位置を調整するため軸方向へ変位し、エンジン１の運転中にはフロア側に固定される。
【００４２】
ユニバーサルジョイント１６は、リニアガイド１５の軸方向の変位を吸収しながらエンジン１の動力を水動力計１０へ円滑に伝達するものである。
【００４３】
そして、リニアガイド１５にはエンジン１の出力軸と結合するための等速ボールジョイント９が支持される。
【００４４】
等速ボールジョイント９は相対変位可能なジョイント９Ａ、９Ｂを軸９Ｃで結合し、ジョイント９Ｂをクラッチ１４の入力軸１７に結合する一方、ジョイント９Ａは、カップリング１３を介してテストパレット２０に支持されたエンジン１の出力軸に結合される。なお、図中１Ａはエンジン１のフライホイールを示し、カップリング１３はフライホイール１Ａの軸に結合される。
【００４５】
ここで、等速ボールジョイント９のジョイント９Ａ及びカップリング１３は、リニアガイド１５に対して相対変位可能なハウジング１２に収装された軸受１８に支持された軸１９に結合する。
【００４６】
ハウジング１２は上記の流体封入マウント４と同様に構成された複数の円筒状の流体封入マウント８を介してリニアガイド１５に取り付けられる。ハウジング１２のクラッチ１４側に取り付けられた筒状のブラケット８０が内周で流体封入マウント８の外周を支持する一方、リニアガイド１５に基端を固設したピン８１で流体封入マウント８の内周を支持することで、ハウジング１２は流体封入マウント８の弾性に応じて軸１９の半径方向及び軸方向へ相対変位可能にリニアガイド１５で支持される。
【００４７】
そして、リニアガイド１５に対して相対変位可能なハウジング１２のフランジ部１２Ａがエンジン１の端面に締結されて、エンジン１は等速ボールジョイント９を介して相対変位可能に水動力計１０と結合される。
【００４８】
テストパレット２０に支持されたエンジン１の運転を開始すると、エンジン１の振動はハウジング１２へ伝達されるが、ハウジング１２からリニアガイド１５への振動の伝達は流体封入マウント８によって吸収されて抑制され、また、エンジン１の振動による出力軸の変位は等速ボールジョイント９によって吸収される。
【００４９】
エンジン１はテストパレット２０の流体封入マウント４を介してフロアで支持される一方、出力軸側を流体封入マウント８を介して水動力計１０側に結合したため、エンジン１と一体となる振動系を支持パレット３とハウジング１２までとして、前記従来例に比して振動系の固有振動数を低減するとともに、この振動系を低い動バネ定数で支持することで、エンジン１から水動力計１０への振動の伝達を抑制し、実車搭載状態に近い状態でエンジン１の動力試験を行うことが可能となり、動力試験の計測精度を向上させるとともに、設備の静粛化を推進することができるのである。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように第１の発明は、エンジンと一体となる振動系はエンジン側の自在継ぎ手までとなり、計測手段へのエンジンの振動の伝達を遮断して設備の静粛化を推進することができ、さらに、前記従来例に比して振動系の固有振動数を低減することが可能となって車両搭載状態に近い条件でエンジン単体の運転試験を行うことができ、エンジンの計測及び評価の精度を向上させることが可能となる。
【００５１】
また、第２の発明は、エンジンを支持する第１のパレットと、流体封入マウントを介して前記第１のパレットを支持する第２のパレットとを備え、エンジンの運転時に発生する振動は流体封入マウントの低い動バネ定数によって第１のパレットから第２のパレットへの伝達を抑制することが可能となって、エンジンはほぼ単体で振動する状態に近似させることができ、前記従来例に比してエンジンの音振判定の精度を向上させることができると共に、第２のパレットから床面への振動の伝達を抑制して設備の騒音を低減することが可能となる。また、各流体封入マウントの振動減衰特性をほぼ均一にして第１のパレットから第２のパレットへの振動の伝達を確実に抑制し、設備の騒音を抑制するとともに、音、振動による官能評価の精度を向上させることができる。
【００５３】
また、第３の発明は、前記第１のパレットが、軽量化のための貫通孔を備えたため、エンジンと一体となる振動系の質量を低減することで固有振動数を低下させ、車両搭載状態に近い条件でエンジン単体の運転試験を精度よく行うことが可能となって、前記従来例に比してエンジンの官能評価等の試験精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施例を示すテストパレットの正面図。
【図２】  同じく平面図。
【図３】  同じく右側面図。
【図４】  流体封入マウントの正面図。
【図５】  同じく断面図。
【図６】  流体封入マウント及び防振ゴムの振動特性を示す説明図。
【図７】  テストパレット及びテストベンチを示す正面図。
【図８】  同じく等速ボールジョイントを示す要部断面図。
【図９】  従来例を示すテストパレットの正面図。
【図１０】  同じく平面図。
【図１１】  防振ゴムを示す斜視図。
【図１２】  他の防振ゴムを示す斜視図。
【図１３】  本願のテストパレットによるエンジンの回転次数と振動レベルとの関係を示すグラフである。
【図１４】  従来のテストパレットによるエンジンの回転次数と振動レベルとの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１  エンジン
２  ベースパレット
３  支持パレット
４  流体封入マウント
８  流体封入マウント
９  等速ボールジョイント
１０  水動力計
１２  ハウジング
１３  カップリング
１４  クラッチ
２０  テストパレット
３０  貫通孔
【図１】
0003662045.tif 000002
【図２】
0003662045.tif 000003
【図３】
0003662045.tif 000004
【図４】
0003662045.tif 000005
【図５】
0003662045.tif 000006
【図６】
0003662045.tif 000007
【図７】
0003662045.tif 000008
【図８】
0003662045.tif 000009
【図９】
0003662045.tif 000010
【図１０】
0003662045.tif 000011
【図１１】
0003662045.tif 000012
【図１２】
0003662045.tif 000013
【図１３】
0003662045.tif 000014
【図１４】
0003662045.tif 000015