(57)【要約】【課題】  歯面全体にわたってクランクギアとバランサギアの噛合状態を迅速且つ精密に検査すること。【解決手段】  クランクシャフト３を回転させる駆動機構１６０と、バランサギア１７のクランクギア４との噛み合いを調整する噛合調整機構１２６を設ける。噛合調整機構１２６は、当該クランクギア４に従動する従動方向と反従動方向とに択一的に調整する。各シャフト３、１７の回転角を検出する回転角度検出手段１２４、１５４を設ける。バランサシャフト１４の軸方向の移動を検出するスラスト変位量計測手段１２３を設ける。所定回転数だけバランサギア１７のクランクギア４への噛み合いを前記従動方向に調整した後、反従動方向に切り換え、各回転角度検出手段１２４、１５４並びにスラスト変位量計測手段１２３が計測した変位量に基づいて、バランサギア１７とクランクギア４のバックラッシュを演算するようにしている。【選択図】      図１
2006317310.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクシャフトに設けられたヘリカルギアのクランクギアとバランサシャフトに設けられたヘリカルギアのバランサギアとを噛合させるギア駆動式バランサの検査装置であって、
クランクシャフトを回転させる駆動機構と、
バランサギアのクランクギアとの噛み合いを、当該クランクギアに従動する従動方向と反従動方向とに択一的に調整可能な噛合調整機構と、
クランクシャフトの回転角を検出するクランクシャフト回転角度検出手段と、
バランサシャフトの回転角を検出するバランサシャフト回転角度検出手段と、
バランサシャフトの軸方向の移動を検出するスラスト変位量計測手段と、
所定回転数だけバランサギアのクランクギアへの噛み合いを前記従動方向と反従動方向の何れか一方に調整した後、他方に切り換えるように、噛合調整機構を制御する制御手段と、
制御手段に噛合調整機構が制御されている間にクランクシャフト回転角度検出手段およびバランサシャフト回転角度検出手段が検出した回転角度並びにスラスト変位量計測手段が計測した変位量に基づいて、バランサギアとクランクギアのバックラッシュを演算する演算手段と
を備えていることを特徴とするギア駆動式バランサの検査装置。
【請求項２】
請求項１記載のギア駆動式バランサの検査装置において、
噛合調整機構は、噛み合い時においてバランサシャフトの軸方向の変位を許容するフローティングジョイントを介してバランサシャフトを駆動するものであり、前記バランサシャフト回転角度検出手段は、このフローティングジョイントを介してバランサシャフトの回転角を検出するものであることを特徴とするギア駆動式バランサの検査装置。
【請求項３】
請求項２記載のギア駆動式バランサの検査装置において、
前記クランクシャフト回転角度検出手段は、前記フローティングジョイントと同一仕様のフローティングジョイントを介してクランクシャフトの回転角を検出するものであることを特徴とするギア駆動式バランサの検査装置。
【請求項４】
請求項１から３の何れか１項に記載のギア駆動式バランサの検査装置において、
演算手段が演算したバックラッシュに基づいて、バランサシャフトの組付位置を調整する調整シムを選定する調整シム選定手段を備えていることを特徴とするギア駆動式バランサの検査装置。
【請求項５】
請求項４記載のギア駆動式バランサの検査装置において、
前記調整シム選定手段は、バックラッシュ測定時の調整シムの寸法を基準として、バックラッシュの最小値から修正量を演算し、演算された修正量と基準となる前記調整シムの寸法との差分に基づいて、最適な調整シムを選定するものであることを特徴とするギア駆動式バランサの検査装置。
【請求項６】
請求項５記載のギア駆動式バランサの検査装置において、
寸法別にランク分けされた複数の調整シムを記録するデータベースを設け、
前記調整シム選定手段は、前記データベースから調整シムを仮選定するものであるとともに、バックラッシュが小さくなる特定の回転角度におけるバックラッシュが、バックラッシュの最小値との差において予め設定された許容値以下の場合には、仮選定された調整シムのランクをバックラッシュが大きくなるように変更するものであることを特徴とするギア駆動式バランサの検査装置。
【請求項７】
請求項１から６の何れか１項に記載のギア駆動式バランサの検査装置において、
制御手段に噛合調整機構が制御されている間にクランクシャフト回転角度検出手段およびバランサシャフト回転角度検出手段が検出した回転角度に基づいて、異常を検出する異常検出手段を備えていることを特徴とするギア駆動式バランサの検査装置。
【請求項８】
クランクシャフトに設けられたクランクギアとバランサシャフトに設けられたバランサギアとを噛合させるギア駆動式バランサの検査装置であって、
クランクシャフトを回転させる駆動機構と、
バランサギアのクランクギアとの噛み合いを、当該クランクギアに従動する従動方向と反従動方向とに択一的に調整可能な噛合調整機構と、
クランクシャフトの回転角を検出するクランクシャフト回転角度検出手段と、
バランサシャフトの回転角を検出するバランサシャフト回転角度検出手段と、
所定回転数だけバランサギアのクランクギアへの噛み合いを前記従動方向と反従動方向の何れか一方に調整した後、他方に切り換えるように、噛合調整機構を制御する制御手段と、
制御手段に噛合調整機構が制御されている間にクランクシャフト回転角度検出手段およびバランサシャフト回転角度検出手段が検出した回転角度に基づいて、バランサギアとクランクギアの異常を検出する異常検出手段と
を備えていることを特徴とするギア駆動式バランサの検査装置。
【請求項９】
請求項８記載のギア駆動式バランサの検査装置において、
前記異常検出手段は、次数毎の伝達誤差を演算することにより、バランサギアとクランクギアの歯形異常を検出するものであることを特徴とするギア駆動式バランサの検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はギア駆動式バランサの検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
４気筒エンジンにおいて、ピストン、コンロッド等の往復慣性質量による慣性力のアンバランスと釣り合うアンバランスマスをもつバランスシャフトを設け、クランクシャフト１回転につき、バランスシャフトを２回転させることにより、当該アンバランスによるコンロッド等の振動や騒音を除去する技術が知られている（例えば特許文献１）。バランスシャフトとコンロッドとの動力伝達のために、クランクシャフトにはクランクギアが焼嵌めされているとともに、バランスシャフトには、クランクギアに噛合するバランサギアが設けられている。
【０００３】
ところで、クランクギアとバランサギアのバックラッシュが適切に設定されていない場合、バックラッシュが広すぎることによる歯打音や狭すぎることによる噛合音が生じることになる。そこで、特許文献１には、バックラッシュを適切に設定するための測定方法が開示されている。その構成では、クランクギアとバランサギアの何れか一方の回転を拘束し、他方をギアピッチ円相当径でいくら動くかをダイヤルゲージで測定するようにしていた。
【特許文献１】特許第２８７６８１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の技術では、クランクギアとバランサギアの何れか一方の回転を拘束しているので、歯面全体の検査を行うことができなかった。そのため、検査ポイントから外れた位相でのギアの異常を検出することができなかった。また、手作業での検査であるため、作業に時間がかかるとともに、検出結果にばらつきが生じる恐れがあった。
【０００５】
本発明は上記不具合に鑑みてなされたものであり、歯面全体にわたってクランクギアとバランサギアの噛合状態を迅速且つ精密に検査することのできるギア駆動式バランサの検査装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために本発明は、クランクシャフトに設けられたヘリカルギアのクランクギアとバランサシャフトに設けられたヘリカルギアのバランサギアとを噛合させるギア駆動式バランサの検査装置であって、クランクシャフトを回転させる駆動機構と、バランサギアのクランクギアとの噛み合いを、当該クランクギアに従動する従動方向と反従動方向とに択一的に調整可能な噛合調整機構と、クランクシャフトの回転角を検出するクランクシャフト回転角度検出手段と、バランサシャフトの回転角を検出するバランサシャフト回転角度検出手段と、バランサシャフトの軸方向の移動を検出するスラスト変位量計測手段と、所定回転数だけバランサギアのクランクギアへの噛み合いを前記従動方向と反従動方向の何れか一方に調整した後、他方に切り換えるように、噛合調整機構を制御する制御手段と、制御手段に噛合調整機構が制御されている間にクランクシャフト回転角度検出手段およびバランサシャフト回転角度検出手段が検出した回転角度並びにスラスト変位量計測手段が計測した変位量に基づいて、バランサギアとクランクギアのバックラッシュを演算する演算手段とを備えていることを特徴とするギア駆動式バランサの検査装置である。この態様では、クランクシャフトを駆動機構で駆動し、クランクシャフト回転角度検出手段およびバランサシャフト回転角度検出手段でクランクシャフトとバランサシャフトの回転角度を検出し、演算手段を用いて自動的にバックラッシュを演算することが可能になる。しかも、バックラッシュを計測するに当たり、噛合調整機構を制御手段で制御して、所定回転数だけバランサギアのクランクギアへの噛み合いを前記従動方向と反従動方向との何れか一方に調整した後、他方に切り換えているので、バックラッシュの自動演算に寄与するばかりでなく、クランクギアとバランサギアとのバックラッシュを両ギアの全周にわたって検出することが可能になる。加えて、バランサシャフトの軸方向の移動を検出するスラスト変位量計測手段を設け、バックラッシュの演算時にバランサシャフトの軸方向の移動をも入力要素としているので、クランクギアおよびバランサギアをヘリカルギアで構成している場合においても、より精度の高いバックラッシュを演算することが可能になる。
【０００７】
好ましい態様において、噛合調整機構は、噛み合い時においてバランサシャフトの軸方向の変位を許容するフローティングジョイントを介してバランサシャフトを駆動するものであり、前記バランサシャフト回転角度検出手段は、このフローティングジョイントを介してバランサシャフトの回転角を検出するものである。この態様では、より高い寸法精度でスラスト変位量計測手段がバランサシャフトの軸方向の移動を計測することが可能になる。
【０００８】
好ましい態様において、前記クランクシャフト回転角度検出手段は、前記フローティングジョイントと同一仕様のフローティングジョイントを介してクランクシャフトの回転角を検出するものである。この態様では、クランクシャフトの回転角を検出する際に、バランサシャフトと同じ伝達条件で回転角を検出することになり、検出精度が向上する。
【０００９】
好ましい態様において、演算手段が演算したバックラッシュに基づいて、バランサシャフトの組付位置を調整する調整シムを選定する調整シム選定手段を備えている。この態様では、演算されたバックラッシュに基づき、好適な調整シムを選定し、出力（表示）することが可能になる。
【００１０】
好ましい態様において、前記調整シム選定手段は、バックラッシュ測定時の調整シムの寸法を基準として、バックラッシュの最小値から修正量を演算し、演算された修正量と基準となる前記調整シムの寸法との差分に基づいて、最適な調整シムを選定するものである。この態様では、バックラッシュの測定を実行したときの調整シムの寸法に基づいて、調整シムを選定しているので、より好適な調整シムを選定することが可能になる。
【００１１】
好ましい態様において、寸法別にランク分けされた複数の調整シムを記録するデータベースを設け、前記調整シム選定手段は、前記データベースから調整シムを仮選定するものであるとともに、バックラッシュが小さくなる特定の回転角度におけるバックラッシュが、バックラッシュの最小値との差において予め設定された許容値以下の場合には、仮選定された調整シムのランクをバックラッシュが大きくなるように変更するものである。この態様では、バックラッシュが小さくなる特定の回転角度でのバックラッシュが、バックラッシュの最小値との差において所定の許容量以下の場合には、最小値に基づいて仮選定された調整シムよりも好適な調整シムを選定することが可能になり、実際のエンジン作動時のバックラッシュを適切なものとすることができる。
【００１２】
好ましい態様においては、制御手段に噛合調整機構が制御されている間にクランクシャフト回転角度検出手段およびバランサシャフト回転角度検出手段が検出した回転角度に基づいて、異常を検出する異常検出手段を備えている。この態様では、バックラッシュの検出に加えて、両ギアの全周にわたり個々の歯形の異常有無を検出することが可能になる。異常検出の態様としては、歯形異常、シャフト振れ異常、調整シムの選択異常が例示される。
【００１３】
本発明の別の態様は、クランクシャフトに設けられたクランクギアとバランサシャフトに設けられたバランサギアとを噛合させるギア駆動式バランサの検査装置であって、クランクシャフトを回転させる駆動機構と、バランサギアのクランクギアとの噛み合いを、当該クランクギアに従動する従動方向と反従動方向とに択一的に調整可能な噛合調整機構と、クランクシャフトの回転角を検出するクランクシャフト回転角度検出手段と、バランサシャフトの回転角を検出するバランサシャフト回転角度検出手段と、所定回転数だけバランサギアのクランクギアへの噛み合いを前記従動方向と反従動方向の何れか一方に調整した後、他方に切り換えるように、噛合調整機構を制御する制御手段と、制御手段に噛合調整機構が制御されている間にクランクシャフト回転角度検出手段およびバランサシャフト回転角度検出手段が検出した回転角度に基づいて、バランサギアとクランクギアの異常を検出する異常検出手段とを備えていることを特徴とするギア駆動式バランサの検査装置である。この態様では、クランクシャフトを駆動機構で駆動し、クランクシャフト回転角度検出手段およびバランサシャフト回転角度検出手段でクランクシャフトとバランサシャフトの回転角度を検出し、さらに全周にわたってバランスギアとクランクギアの異常を自動的に検出することが可能になる。
【００１４】
また、好ましい態様において、前記異常検出手段は、次数毎の伝達誤差を演算することにより、バランサギアとクランクギアの歯形異常を検出するものである。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように、本発明によれば、バランスギアとクランクギアを全周にわたって自動的に検査することが可能になるので、歯面全体にわたってクランクギアとバランサギアの噛合状態を迅速且つ精密に検査することができるという顕著な効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について説明する。
【００１７】
図１は本発明の実施の一形態に係る概略構成を示す概略構成図であり、図２は図１のバランサカセット１０とエンジン１の組付状態を示す概略図である。
【００１８】
図１および図２を参照して、検査対象となるバランサカセット１０は、４脚のピラー１１（図２に２脚のみ図示）を有する筐体１２と、この筐体１２内に回転自在に支持される一対のバランサシャフト１４、１５とを有している。各バランサシャフト１４、１５は、筐体１２に形成された一対の軸受１２ａ（図１のみ図示）によって、回転自在に支持されている。各バランサシャフト１４、１５には、伝達ギア１４ａ、１５ａが固定されており、各伝達ギア１４ａ、１５ａが噛合することにより、両バランサシャフト１４、１５は、１：１の回転比で回動可能に構成されている。各バランサシャフト１４、１５には、アンバランスマス１６（図１に一方のみ図示）が固定されている。さらに一方のバランサシャフト１４には、ヘリカルギアで構成されたバランサギア１７が固定されており、その一部が筐体１２の底部（ピラー１１の突出方向）に露出している。
【００１９】
バランサカセット１０を固定するために、エンジン１のシリンダブロック２には、クランクシャフト３に焼嵌めされたクランクギア４を開放する部位が下面に形成されており、この部位からバランサギア１７がクランクギア４に噛合できるように、各ピラー１１に対応する取付部５が設けられている。バランサカセット１０は、ピラー１１毎に設けられたボルト２１を取付部５のねじ穴に螺合させることにより、エンジン１に対して着脱自在に固定される。この際、各取付部５とバランサカセット１０のピラー１１との間には、調整シム２０が配置され、この調整シム２０によって、バランサギア１７とクランクギア４のバックラッシュＭが調整されるようになっている。
【００２０】
次に、検査装置１００は、図１のようにシリンダブロック２に組み付けられているバランサカセット１０に装着されるバランサユニット１１０と、クランクシャフト３に組み付けられるクランクユニット１４０と、エンジン１のクランクシャフト３を駆動する駆動ユニット１６０と、各ユニット１１０〜１６０の制御ユニット２００とを有している。
【００２１】
図３は図１の実施形態に係るバランサユニット１１０の底面図、図４は同バランサユニット１１０の側面図である。
【００２２】
図１、図３、図４を参照して、バランサユニット１１０は、ステー１１１につり下げられる天板１１２を有している。この天板１１２には、ＬＭガイド１１３を介してスライド板１１４が連結されている。スライド板１１４は、天板１１２に取り付けられたエアシリンダ１１５によって、ＬＭガイド１１３の長手方向に駆動可能に構成されている。エアシリンダ１１５とスライド板１１４との間には、コイルばねを含むダンパ１１６が設けられている。
【００２３】
スライド板１１４の略中央部には、軸受１１７が固定されている。この軸受１１７は、ＬＭガイド１１３の長手方向に沿って回転軸１１８を回転自在に支持している。回転軸１１８の一方の端部には、フローティングジョイント１２０が取り付けられ、このフローティングジョイント１２０を介してバランサカセット１０のバランサシャフト１４をクランプするエアチャック１２１が取り付けられている。
【００２４】
回転軸１１８の他端部には、エアチャック１２１を開閉駆動するための空気を供給するロータリジョイント１２２が取り付けられており、このロータリジョイント１２２から供給された加圧空気が、回転軸１１８内に形成された空気通路を経由してエアチャック１２１に供給され、エアチャック１２１を開閉駆動するようになっている。ロータリジョイント１２２に加圧空気を供給する供給弁は、制御ユニット２００によって制御されるように構成されている。
【００２５】
次に、フローティングジョイント１２０とエアチャック１２１との間には、渦電流式変位センサ１２３が設けられており、スライド板１１４に対してエアチャック１２１が相対的に軸方向に移動した場合、その変位を渦電流式変位センサ１２３が検出できるようになっている。この渦電流式変位センサ１２３は、本実施形態において、バランサシャフト１４の軸方向の移動を検出するスラスト変位量計測手段を構成している。本実施形態のように、クランクギア４、バランサギア１７としてヘリカルギアを採用した場合、噛合状態によって歯当たりが従動方向状態と反従動方向状態との間で変化した際、バランサシャフト１４が軸方向に変位するため、その変位量が考慮されていない場合には、バックラッシュＭの判定に対して大きな誤差要因となる。しかも、バランサシャフト１４のスラスト変位量は、製品毎に異なるため、一律に決定することができない。そこで、本実施形態では、バランサシャフト１４のスラスト変位量を検出し、このスラスト変位量に基づいて、バックラッシュ計測値を補正することにより、計測値の精度を高めるようにしている。
【００２６】
軸受１１７とロータリジョイント１２２との間には、ロータリエンコーダ１２４が設けられ、回転軸１１８の回転角度を検出できるようになっている。このロータリエンコーダ１２４は、本実施形態において、バランサシャフト１４の回転角を検出するバランサシャフト回転角度検出手段を構成している。
【００２７】
さらにロータリエンコーダ１２４とロータリジョイント１２２との間には、プーリ１２５が配置されており、回転軸１１８の外周に固定されている。このプーリ１２５は、図略のステーによってスライド板１１４に取り付けられたモータ１２６の出力プーリ１２７とタイミングベルト１２８を介して連結されており、回転軸１１８は、モータ１２６によって、駆動可能に構成されている。
【００２８】
計測時において、エンジン１が検査装置１００にセットされると、当該エンジン１に取り付けられたバランサカセット１０のバランサシャフト１４は、回転軸１１８と同心にエアチャック１２１に対向する。この状態でエアシリンダ１１５を作動させ、スライド板１１４を介してエアチャック１２１を弾性的にバランサカセット１０に付勢することにより、エアチャック１２１は、バランサシャフト１４をクランプすることが可能になる。この結果、バランサシャフト１４が回動することによって、回転軸１１８が回転し、その回転角度をロータリエンコーダ１２４が検出できるようになっている。他方、モータ１２６が駆動されることにより、回転軸１１８、フローティングジョイント１２０、並びにエアチャック１２１を介してトルクをバランサシャフト１４に伝達し、バランサギア１７のクランクギア４との噛み合いを、当該クランクギア４に従動する従動方向（以下、「ドライブ側」という）と反従動方向（以下、「コースト側」という）とに択一的に調整可能になっている。このように本実施形態において、モータ１２６は、バランサギア１７のクランクギア４との噛み合いをドライブ側とコースト側とに択一的に調整可能な噛合調整機構を構成している。
【００２９】
図５は、図１の実施形態に係るクランクユニット１４０の側面図である。
【００３０】
図１および図５を参照して、クランクユニット１４０は、ステー１４１で固定されたベース板１４２を有している。このベース板１４２には、ＬＭガイド１４３を介してスライド板１４４が連結されている。スライド板１４４は、ベース板１４２に取り付けられたエアシリンダ１４５によって、ＬＭガイド１４３の長手方向に駆動可能に構成されている。エアシリンダ１４５とスライド板１４４との間には、コイルばねを含むダンパ１４６が設けられている。
【００３１】
スライド板１４４の略中央部には、軸受１４７が固定されている。この軸受１４７は、ＬＭガイド１４３の長手方向に沿って回転軸１４８を回転自在に支持している。回転軸１４８の一方の端部には、フローティングジョイント１５０が取り付けられ、このフローティングジョイント１５０を介してクランクシャフト３をクランプするエアチャック１５１が取り付けられている。フローティングジョイント１５０は、バランサユニット１１０に採用されているフローティングジョイント１２０と同一仕様のものであり、このフローティングジョイント１５０を採用することによって、クランクシャフト３の回転角とバランサシャフト１４の回転角とが同じ伝達条件で検出されるように構成されている。
【００３２】
回転軸１４８の他端部には、エアチャック１５１を開閉駆動するための空気を供給するロータリジョイント１５２が取り付けられており、このロータリジョイント１５２から供給された加圧空気が、回転軸１４８内に形成された空気通路を経由してエアチャック１５１に供給され、エアチャック１５１を開閉駆動するようになっている。ロータリジョイント１５２に加圧空気を供給する供給弁は、制御ユニット２００によって制御されるように構成されている。
【００３３】
軸受１４７とロータリジョイント１５２との間には、ロータリエンコーダ１５４が設けられ、回転軸１４８の回転角度を検出できるようになっている。このロータリエンコーダ１５４は、本実施形態において、クランクシャフト３の回転角を検出するクランクシャフト回転角度検出手段を構成している。本実施形態では、このロータリエンコーダ１５４の出力を基準として、クランクシャフト３とバランサシャフト１４の伝達誤差を制御ユニット２００で演算するように構成されている。
【００３４】
計測時において、エンジン１が検査装置１００にセットされると、当該エンジン１のクランクシャフト３は、回転軸１４８と同心にエアチャック１５１に対向する。この状態でエアシリンダ１４５を作動させ、スライド板１４４を介してエアチャック１５１を弾性的にクランクシャフト３に付勢することにより、エアチャック１５１は、クランクシャフト３をクランプすることが可能になる。この結果、クランクシャフト３が回動することによって、回転軸１４８が回転し、その回転角度をロータリエンコーダ１５４が検出できるようになっている。
【００３５】
次に、図１を参照して、駆動ユニット１６０は、制御ユニット２００によって駆動制御されるモータで具体化されたものであり、本実施形態における駆動機構を構成している。
【００３６】
図６は、図１の実施形態に係る制御ユニット２００の構成図である。
【００３７】
図６を参照して、制御ユニット２００は、ＣＰＵ２０１、ＲＡＭ２０２等の主記憶装置、ＲＯＭ２０３、ハードディスク装置２０４等の補助記憶装置、キーボード２０５、マウス２０６、ディスプレイ２０７、プリンタ２０８等が入出力装置２０９を介して接続されたコンピュータによって具体化されている。
【００３８】
ハードディスク装置２０４には、図略のリレーショナルデータベースシステムがインストールされており、このリレーショナルデータベースシステムによって管理されているシムランクマスタテーブル２１０が記憶されている。このシムランクマスタテーブル２１０は、（連番、シムランク、ノミナル厚さ、規格公差）を属性として有している。
【００３９】
図７は、シムランクマスタテーブル２１０のビュー表である。
【００４０】
図７に示すように、シムランクマスタテーブル２１０に定義されているシムランクＳｓｍは、０．０１０ｍｍ刻みで４０段階に設定されている。
【００４１】
さらにハードディスク装置２０４には、各ユニット１１０〜１６０の駆動系を駆動する駆動制御プログラムや、センサ、ロータリエンコーダからの出力に基づいてバックラッシュＭの演算を実行する演算プログラム、さらには歯形不良の検出を実行する歯形不良検出プログラム等をモジュールとして有する検査プログラム２２０がインストールされている。
【００４２】
図８は、検査プログラム２２０のバックラッシュ検出モジュールのフローを示すフローチャートである。
【００４３】
図１、図８を参照して、以上の構成では、予め基準調整シムとして設定されたシムランクＳｓｍ（図７におけるＮｏ．４６、シムランクＳｓｍ＝５０）の調整シム２０を介してエンジン１にバランサカセット１０を装着し、エンジン１を検査装置１００に装着する。
【００４４】
次いで、計測すべき噛み合い方向（ドライブ側、コースト側）を特定するために、添え字ｎをｄｒｖと定義し（ステップＳ１）、駆動ユニット１６０の駆動を開始する（ステップＳ２）。ステップＳ１において、添え字ｎがｄｒｖと定義されたことにより、バランサユニット１１０のモータ１２６は低速で回転（または停止）し、バランサギア１７のバックラッシュ状態がドライブ側に設定される（ステップＳ３）。この状態で、各ロータリエンコーダ１２４、１５４が回転角度を検出すると、検査プログラム２２０の演算モジュールは、両ロータリエンコーダ１２４、１５４の検出値から伝達誤差Ｅｃを演算する（ステップＳ４）。さらに、検査プログラム２２０の演算モジュールは、渦電流式変位センサ１２３が検出したスラスト変位量ｘに基づき、次式（１）（２）を用いてスラスト変位分の補正値Ｅamdを演算する（ステップＳ５）。
【００４５】
Ｙ＝ｘ／ｔａｎα                                         （１）
Ｅamd＝Ｙ／Ｄ＊π                                        （２）
但し、Ｙ：回転方向の変位量
α：ギア４、１７の捩れ角
Ｄ：バランサギア１７のピッチ円直径
次いで、演算された回転伝達誤差Ｅｃと補正量Ｅamdに基づき、測定値Ｅｎ（Ｅｎ＝Ｅｃ＋Ｅamd）を演算し（ステップＳ６）、回転角度θ毎にメモリに保存される（ステップＳ７）。
【００４６】
さらに、検査プログラム２２０は、駆動ユニット１６０がクランクシャフト３を３回転させたかどうか判別し（ステップＳ８）、３回転に満たない場合には、ステップＳ４のルーチンに戻って計測処理を繰り返す一方、３回転に達した場合には、コースト側の計測が終了しているか否かを判定する（ステップＳ９）。コースト側の計測が終了していない場合、噛み合い状態を判別する添え字ｎをｃｓｔに設定し（ステップＳ１０）、バランサユニット１１０のモータ１２６を高速で駆動して、バランサギア１７の噛み合い状態をコースト側に加勢した後（ステップＳ１１）、ステップＳ４のルーチンに戻る。
【００４７】
コースト側の計測が３回転に達すると、ステップＳ８、Ｓ９の判別により、駆動ユニット１６０が停止され（ステップＳ１２）、バックラッシュＭが演算され（ステップＳ１４）、ディスプレイ２０７に表示される（ステップＳ１５）。
【００４８】
図９は、図８のフローチャートに基づいて計測された伝達誤差のグラフである。
【００４９】
図９に示すように、上述したフローチャートにより、ドライブ側とコースト側とでそれぞれクランク回転角度毎の伝達誤差Ｅdrv、Ｅcstを演算し、これに基づいて、バックラッシュＭ（Ｍ＝Ｅdv−Ｅcst）をバランサギア１７の全周にわたって精緻に計測することが可能になる。
【００５０】
図１０は検査プログラム２２０のバックラッシュ異常検出モジュールのフローを示すフローチャートである。
【００５１】
図１０を参照して、検査プログラム２２０には、各ギア４、１７のバックラッシュ異常検出を実行するモジュールが含まれている。このバックラッシュ異常検出は、選定された調整シム２０を装着した後に行われる検査である。
【００５２】
このモジュールでは、検査対象となる要素Ｂａｄ＿ｖが設定される（ステップＳ２０）。ここで、Ｂａｄ＿ｖは、規定のバックラッシュ相当値であり、「ｖ」は、変数であり、単位はμｍで表わす。
【００５３】
次に、計測が開始されるのを待機し（ステップＳ２１）、計測が開始されると、所定の回転角度θにおけるバックラッシュＭ（θ）を読取る（ステップＳ２２）。ここで、回転角度θとしては、アンバランスマス１６の影響を受ける箇所に応じて適宜設定されるものであり、本実施形態では、実際のエンジン作動時にバックラッシュＭ（θ）が最も小さくなる回転角度θ＝１００°、２８０°、その他が検査対象となっている。
【００５４】
次いで、回転角度θ毎にバックラッシュＭ（θ）が許容範囲であるか否かが判別される（ステップＳ２３〜Ｓ２５）。
【００５５】
各ステップＳ２３〜Ｓ２５において、全ての回転角度θにわたりバックラッシュＭ（θ）が許容範囲であれば、良品である旨をディスプレイ２０７に表示し（ステップＳ２６）、何れかの条件を満たさない場合には、バックラッシュＭ（θ）が異常である旨表示する（ステップＳ２７）。なお、Ｂａｄ＿Ａの下限値とＢａｄ＿Ｂの上限値は、Ｂａｄ＿Ｃの下限値とＢａｄ＿Ｄの上限値よりそれぞれ所定量大きい数値に設定されており、回転角度１００°と２８０°において、実際のエンジン作動時にバックラッシュＭ（θ）がさらに小さくなることを考慮して検査時の許容範囲として設定している。
【００５６】
表示方法としては、検査対象となった回転角度θ毎に計測値を表示し、計測値が良品であれば「良」、許容範囲外であれば「不良」等の文字を用いて良否判定を表示すればよい。
【００５７】
このように本実施形態では、各ギア４、１７を全周にわたって検査できることに伴い、回転角度θ毎に検査条件を変更して、所望の検査条件で良否判定を実行することが可能になる。
【００５８】
図１１は検査プログラム２２０の歯形異常検出モジュールのフローを示すフローチャートであり、図１２は図１１のフローチャートにおけるＴＥ値のグラフである。
【００５９】
図１１を参照して、検査プログラム２２０には、各ギア４、１７の歯形異常検出を実行するモジュールが含まれている。この歯形異常検出は、選定された調整シム２０を装着した後に行われる検査である。
【００６０】
このモジュールでは、検査対象となる要素ＴＥbadが設定される（ステップＳ３０）。ここで、ＴＥbadは、ＴＥ（Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｅｒｒｏｒ）値の良否を判定する閾値である。ＴＥ値は、伝達誤差の値を次数毎に周波数解析して得られるものである。
【００６１】
上述のようなギア４、１７のバックラッシュ計測時において、検出されるＴＥ値は、図１２に示すように、各歯面が正常である場合には、所定の値以下であるのに対し、歯面の一部に異常がある場合には、その歯面に相当する次数の倍数だけ、ＴＥ値が高くなる。そこで、本実施形態では、ＴＥ値の良否判定を実行するための閾値をＴＥbadとして規定し、これに基づいて、歯面の異常を検出するようにしているのである。
【００６２】
次に、計測が開始されるのを待機し（ステップＳ３１）、計測が開始されると、次数毎のＴＥ値を演算する（ステップＳ３２）。そして、ＴＥ値が設定された閾値ＴＥbad以内であるか否かを判定し（ステップＳ３３）、ＴＥ値が設定された閾値ＴＥbad以内であれば、良品である旨をディスプレイ２０７に表示し（ステップＳ３４）、ＴＥ値が設定された閾値ＴＥbadを越える場合には、歯形が異常である旨表示する（ステップＳ３５）。
【００６３】
図１３は検査プログラム２２０の調整シム選択モジュールのフローを示すフローチャートである。
【００６４】
図１３を参照して、検査プログラム２２０には、バランサカセット１０の装着時に選択されるべき調整シムを選定するモジュールが含まれている。
【００６５】
このモジュールでは、要素Ｍｓｍ、Ｍｔａ、Ｒａｄ、Ｂａｄ＿ｖが設定される（ステップＳ４０）。
【００６６】
Ｍｓｍは、バックラッシュ計測時に基準として選定された調整シム２０のシムランクＳｓｍ（図７参照）であり、図示の実施形態の場合は５０である。
【００６７】
Ｍｔａは、目標とされる最小のバックラッシュであり、単位はμｍで表わす。
【００６８】
Ｒａｄは、調整シム２０の１ランク分の変化量であり、単位はμｍで表わす。
【００６９】
次に、計測が開始されるのを待機し（ステップＳ４１）、計測が開始されると、各回転角度θにおけるバックラッシュＭ（θ）を読取る（ステップＳ４２）。
【００７０】
次いで、シムランク調整量±Ｒｖが演算される（ステップＳ４３）。このステップＳ４３では、シムランク調整量±Ｒｖを次式により演算している。
【００７１】
±Ｒｖ＝（Ｍｍｉｎ−Ｍｔａ）／Ｒａｄ                            （３）
但し、Ｍｍｉｎ：計測されたバックラッシュの最小値
次に、演算されたシムランク調整量±Ｒｖから、好適なノミナル厚さＲｎが演算される（ステップＳ４４）。このステップＳ４４では、ノミナル厚さＲｎを次式により演算している。
【００７２】
Ｒｎ＝Ｒｎ（Ｍｓｍ）±Ｒｖ                                        （４）
但し、Ｒｎ（Ｍｓｍ）：基準となる調整シム（シムランクＳｓｍ＝５０）２０のノミナル厚さ
次いで、図７で示したシムランクマスタテーブル２１０を検索し、ノミナル厚さの値が最も近いシムランクＳｓｍを仮選定する（ステップＳ４５）。
【００７３】
この時点で、制御ユニット２００は、計測結果に基づく好適な調整シムを選定することが可能になる。
【００７４】
さらに本実施形態では、特定の回転角度θ毎に、バックラッシュＭ（θ）が規定のバックラッシュ相当値Ｂａｄ＿Ｅ以内であるか否かを判別する（ステップＳ４６、Ｓ４７）。バックラッシュが小さくなる特定回転角度θ（図示の例では、θ＝１００°、２８０°）のバックラッシュＭ（θ）が実際のエンジン作動時にバックラッシュがさらに小さくなることを考慮して、予め設定された値（Ｂａｄ＿Ｅ＝Ｂａｄ＿Ａ−Ｂａｄ＿Ｃ）以内である場合には、シムランクＳｓｍを一つ繰り上げる演算を実行し（ステップＳ４８）、何れかの回転角度θでのバックラッシュＭ（θ）が規定のバックラッシュ相当値Ｂａｄ＿Ｅを越えている場合には、シムランクＳｓｍを維持する演算を実行する（ステップＳ４９）。
【００７５】
その後、シムランクＳｓｍを決定する演算を実行し（ステップＳ５０）、最終的に選定されたシムランクＳｓｍをディスプレイ２０７に表示する（ステップＳ５１）。
【００７６】
このように本実施形態では、ギア４、１７の全周にわたるバックラッシュＭから好適な調整シム２０を選定することが可能になる。
【００７７】
調整シム２０の選定が実行され、基準となる調整シム２０以外の調整シム２０が選択された場合、一旦検査装置１００からエンジン１を取り外し、さらに、エンジン１からバランサカセット１０を取り外す。次いで、制御ユニット２００に選定されたシムランクＳｓｍのものに調整シム２０を交換して、バランサカセット１０を再度装着し、再度、検査が実行される。
【００７８】
図１４は検査プログラム２２０の選定された調整シム２０の検査モジュールのフローを示すフローチャートである。
【００７９】
図１４を参照して、検査プログラム２２０には、選定した調整シム２０の検査を実行するモジュールが含まれている。
【００８０】
このモジュールでは、図１３のフローチャートを実行する調整シム選定モジュールのデータを利用して、再度、検査（図８のフローチャート）が実行されるのを待機する（ステップＳ６０）。
【００８１】
検査が実行されると、回転角度毎にバックラッシュＭ（θ）が読取られ（ステップＳ６１）、最大バックラッシュ変化量±Ｓｍａｘｖが次式により演算される（ステップＳ６２）。
【００８２】
±Ｓｍａｘｖ＝−｛Ｒａｄ＊（Ｍｓｍ−Ｓｓｍ）｝                    （５）
次いで、演算された最大バックラッシュ変化量±Ｓｍａｘに基づき、許容（予測）される最大バックラッシュ量Ｓｍａｘが次式により演算される（ステップＳ６３）。
【００８３】
Ｓｍａｘ＝Ｍｍａｘ±Ｓｍａｘｖ                                （６）
但し、Ｍｍａｘ：測定された最大バックラッシュ
次いで、最大バックラッシュ量Ｓｍａｘが規定のバックラッシュ量Ｂａｄ＿Ｄ内であるか否かが判別され（ステップＳ６４）、規定の範囲内であれば、良品である旨をディスプレイ２０７に表示し（ステップＳ６５）、規定を越えている場合には、選択した調整シム２０が異常である旨表示する（ステップＳ６６）。
【００８４】
これにより、本実施形態では、バランサカセットの調整シム２０の選定良否を判別することが可能になる。
【００８５】
調整シム２０の選定が実行され、基準となる調整シム２０以外の調整シム２０が選択された場合、一旦検査装置１００からエンジン１を取り外し、さらに、エンジン１からバランサカセット１０を取り外す。次いで、制御ユニット２００に選定されたシムランクＳｓｍのものに調整シム２０を交換して、バランサカセット１０を再度装着し、再度、検査が実行される。
【００８６】
図１５は検査プログラム２２０のシャフト異常検出モジュールのフローを示すフローチャートである。
【００８７】
図１５を参照して、検査プログラム２２０には、バランサシャフト１４の異常検出を実行するモジュールが含まれている。この異常検出は、選定された調整シム２０を装着した後に行われる検査である。
【００８８】
このモジュールでは、検査対象となる要素ΔＢａｄ＿ｖが設定される（ステップＳ７０）。ΔＢａｄ＿ｖは、規定のバックラッシュ変化量である。
【００８９】
次に、計測が開始されるのを待機し（ステップＳ７１）、計測が開始されると、各回転角度θにおけるバックラッシュＭ（θ）を読取る（ステップＳ７２）。
【００９０】
次いで、計測されたバックラッシュＭ（θ）の最大値Ｍｍａｘと最小値Ｍｍｉｎとの差が規定のバックラッシュ変化量ΔＢａｄ＿ｖ未満であるか否かが判別され（ステップＳ７３）、最大値Ｍｍａｘと最小値Ｍｍｉｎとの差が規定のバックラッシュ変化量ΔＢａｄ＿ｖ未満である場合には、良品である旨をディスプレイ２０７に表示し（ステップＳ７４）、最大値Ｍｍａｘと最小値Ｍｍｉｎとの差が規定のバックラッシュ変化量ΔＢａｄ＿ｖ以上である場合には、シャフト振れ異常がある旨表示する（ステップＳ７５）。
【００９１】
このように本実施形態では、各ギア４、１７の全周にわたって検査を実行することができることに伴い、シャフト振れ異常をも検出できるようになっている。
【００９２】
以上説明したように、本実施形態では、クランクシャフト３を駆動ユニット１６０で駆動し、クランクシャフト３のロータリエンコーダ１５４およびバランサシャフト１４のロータリエンコーダ１２４でクランクシャフト３とバランサシャフト１４の回転角度θを検出し、制御ユニット２００を用いて自動的にバックラッシュＭを演算することが可能になる。しかも、バックラッシュＭを計測するに当たり、モータ１２６を制御ユニット２００で制御して、所定回転数だけバランサギア１７のクランクギア４への噛み合いを前記ドライブ側に調整した後、コースト側に切り換えているので、バックラッシュＭの自動演算に寄与するばかりでなく、クランクギア４とバランサギア１７とのバックラッシュＭを両ギア４、１７の全周にわたって検出することが可能になる。加えて、バランサシャフト１４の軸方向の移動を検出する渦電流式変位センサ１２３を設け、バックラッシュＭの演算時にバランサシャフト１４の軸方向の移動をも入力要素としているので、クランクギア４およびバランサギア１７をヘリカルギアで構成している場合においても、より精度の高いバックラッシュＭを演算することが可能になる。
【００９３】
また本実施形態では、モータ１２６は、噛み合い時においてバランサシャフト１４の軸方向の変位を許容するフローティングジョイント１２０を介してバランサシャフト１４を駆動するものであり、ロータリエンコーダ１２４は、このフローティングジョイント１２０を介してバランサシャフト１４の回転角を検出するものである。このため本実施形態では、より高い寸法精度で渦電流式変位センサ１２３がバランサシャフト１４の軸方向の移動を計測することが可能になる。
【００９４】
また本実施形態では、前記クランクシャフト３のロータリエンコーダ１５４は、前記フローティングジョイント１２０と同一仕様のフローティングジョイント１５０を介してクランクシャフト３の回転角を検出するものである。このため本実施形態では、クランクシャフト３の回転角を検出する際に、バランサシャフト１４と同じ伝達条件で回転角を検出することになり、検出精度が向上する。
【００９５】
また本実施形態では、制御ユニット２００が演算したバックラッシュＭに基づいて、バランサシャフト１４の組付位置を調整する調整シム２０を選定する調整シム選定手段を制御ユニット２００により実現している（図１３参照）。このため本実施形態では、演算されたバックラッシュＭに基づき、好適な調整シム２０を選定し、出力（表示）することが可能になる。
【００９６】
また本実施形態では、前記調整シム選定手段は、バックラッシュ測定時の調整シム２０の寸法を基準として、バックラッシュＭの最小値から修正量を演算し、演算された修正量と基準となる前記調整シム２０の寸法との差分に基づいて、最適な調整シム２０を選定するものである。このため本実施形態では、バックラッシュＭの測定を実行したときの調整シム２０の寸法に基づいて、調整シム２０を選定しているので、より好適な調整シム２０を選定することが可能になる。
【００９７】
また本実施形態では、寸法別にランク分けされた複数の調整シム２０を記録するシムランクマスタテーブル２１０を設け、前記調整シム選定手段は、前記シムランクマスタテーブル２１０から調整シム２０を仮選定するものであるとともに、バックラッシュＭが小さくなる特定の回転角度θにおけるバックラッシュＭ（θ）が、バックラッシュＭの最小値との差において予め設定された許容値以下の場合には、仮選定されたシムランクＳｓｍをバックラッシュＭが大きくなるように変更するものである。このため本実施形態では、バックラッシュＭが小さくなる特定の回転角度θでのバックラッシュＭ（θ）が、バックラッシュＭの最低値において所定の許容量以下の場合には、最小値に基づいて仮選定された調整シム２０よりも好適な調整シム２０を選定することが可能になり、実際のエンジン作動時のバックラッシュを適切なものとすることができる。
【００９８】
また本実施形態では、制御ユニット２００にモータ１２６が制御されている間にクランクシャフト３のロータリエンコーダ１５４およびバランサシャフト１４のロータリエンコーダ１２４が検出した回転角度θに基づいて、異常を検出する異常検出手段を制御ユニット２００により実現している（図１１、図１４、図１５参照）。このため本実施形態では、バックラッシュＭの検出に加えて、両ギア４、１７の全周にわたり個々のバックラッシュ異常、歯形異常、選択シム異常、シャフト振れ異常等の異常有無を検出することが可能になる。
【００９９】
上述した実施形態は本発明の好ましい具体例に過ぎず、本発明は上述した実施形態に限定されない。
【０１００】
例えば、図８〜図１５で説明した検査プログラム２２０の各モジュールは、論理的な分類に過ぎず、その実行順序や、各ステップの統合／分離は、プログラミングの実情に合わせて適宜変更される。
【０１０１】
その他、本発明の特許請求の範囲内で種々の変更が可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本発明の実施の一形態に係る概略構成を示す概略構成図である。
【図２】図１のバランサカセットとエンジンの組付状態を示す概略図である。
【図３】図１の実施形態に係るバランサユニットの底面図である。
【図４】同バランサユニットの側面図である。
【図５】図１の実施形態に係るクランクユニットの側面図である。
【図６】図１の実施形態に係る制御ユニットの構成図である。
【図７】シムランクマスタテーブルのビュー表である。
【図８】検査プログラムのバックラッシュ検出モジュールのフローを示すフローチャートである。
【図９】図８のフローチャートに基づいて計測された伝達誤差のグラフである。
【図１０】検査プログラムのバックラッシュ異常検出モジュールのフローを示すフローチャートである。
【図１１】検査プログラムの歯形異常検出モジュールのフローを示すフローチャートである。
【図１２】図１１のフローチャートにおけるＴＥ値のグラフである。
【図１３】検査プログラムの調整シム選択モジュールのフローを示すフローチャートである。
【図１４】検査プログラムの選定された調整シムの検査モジュールのフローを示すフローチャートである。
【図１５】検査プログラムのシャフト異常検出モジュールのフローを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１０３】
１    エンジン
３    クランクシャフト
４    クランクギア
１０  バランサカセット
１４  バランサシャフト
１６  アンバランスマス
１７  バランサギア
２０  調整シム
１００      検査装置
１１０      バランサユニット
１２０      フローティングジョイント
１２３      渦電流式変位センサ（スラスト変位量計測手段の一例）
１２４      ロータリエンコーダ（バランサシャフト回転角度検出手段の一例）
１２６      モータ（噛合調整機構の一例）
１４０      クランクユニット
１５０      フローティングジョイント
１５４      ロータリエンコーダ（クランクシャフト回転角度検出手段の一例）
１６０      駆動ユニット（駆動機構の一例）
２００      制御ユニット
２１０      シムランクマスタテーブル（データベースの一例）
２２０      検査プログラム
Ｍ    バックラッシュ
ｘ    スラスト変位量
θ    回転角度
【図１】
2006317310.tif 000003
【図２】
2006317310.tif 000004
【図３】
2006317310.tif 000005
【図４】
2006317310.tif 000006
【図５】
2006317310.tif 000007
【図６】
2006317310.tif 000008
【図７】
2006317310.tif 000009
【図８】
2006317310.tif 000010
【図９】
2006317310.tif 000011
【図１０】
2006317310.tif 000012
【図１１】
2006317310.tif 000013
【図１２】
2006317310.tif 000014
【図１３】
2006317310.tif 000015
【図１４】
2006317310.tif 000016
【図１５】
2006317310.tif 000017