(57)【要約】【課題】オイルに加わる慣性力が変化する過渡状態の油面を、簡易な装置を用いて再現する。【解決手段】本発明の油面状態検査装置は、主回転軸Ｌ１周りに回転可能であり、主回転軸Ｌ１から半径方向に離間した位置に、内部にオイルを貯留したオイルパンＷがセットされる回転台３と、回転台３を主回転軸Ｌ１周りに回転させるモータ４とを備え、モータ４による回転台３の回転加速度により、オイルパンＷに貯留されたオイルに加わる慣性力を再現する。【選択図】図１
2015190858.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンに設けられるオイルパンの内部の油面状態を検査するための装置であって、
鉛直方向の主回転軸周りに回転可能であり、前記主回転軸から半径方向に離間した位置に、内部にオイルを貯留したオイルパンを含む検査対象物がセットされる回転台と、前記回転台を前記主回転軸周りに回転させる駆動部とを備え、
前記駆動部による前記回転台の回転加速度により、オイルパンに貯留されたオイルに加わる慣性力を再現する油面状態検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンのオイルパンの内部に貯留されたオイルの油面状態を検査する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のエンジンの下部には、エンジンの潤滑や冷却を行うオイルを貯留するためのオイルパンが設けられる。オイルパンの内部空間には上方からオイル吸い込み管が延びており、オイル吸い込み管の下端の開口部（オイル吸い込み口）が、オイルパンの内部に貯留されたオイルに浸漬される。エンジンの運転時には、エンジンに設けられたオイルポンプが稼働してオイル吸い込み口からオイルパン内のオイルが吸い上げられ、このオイルがエンジンの各部に供給される。
【０００３】
自動車の旋回時や加速時には、オイルパン内に貯留されたオイルが慣性によりオイルパン内で移動する。このとき、オイル吸い込み口がオイルから露出すると、オイル吸い込み口からオイルが吸い上げられず、エンジン各部へのオイルの供給に支障を来す恐れがある。例えば特許文献１には、オイルパンの内部空間を仕切壁で仕切ることにより、オイルパン内に貯留された油面の変動を抑える構成が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１４１４００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、エンジンの設計段階では、自動車の走行時におけるオイルパンの油面状態を再現して、オイル吸い込み口が油から露出するか否かを検証する検査が行われる。例えば、自動車の旋回時にオイルに遠心力が加わって油面が傾斜した状態は、エンジンを傾けることにより再現することができる。しかし、このようにエンジンを傾斜させた場合、一定の慣性力が加わった定常状態の油面は再現できるが、自動車の旋回方向や加速度が変化するときのように、オイルに加わる慣性力が変化する過渡状態における油面を再現することはできない。
【０００６】
例えば、エンジンを任意の角度に傾けることができる装置を使用すれば、上記のような過渡状態の油面を再現することができるとも考えられる。しかし、角度を制御可能なモータは高価であるため、装置コストが高騰してしまう。
【０００７】
以上の事情に鑑み、本発明が解決すべき課題は、オイルに加わる慣性力が変化する過渡状態の油面を、安価な装置を用いて再現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するためになされた本発明は、エンジンに設けられるオイルパンの内部の油面状態を検査する装置であって、鉛直方向の主回転軸周りに回転可能であり、前記主回転軸から半径方向に離間した位置に、内部にオイルを貯留したオイルパンを含む検査対象物がセットされる回転台と、前記回転台を前記主回転軸周りに回転させる駆動部とを備え、前記駆動部による前記回転台の回転加速度により、オイルパンに貯留されたオイルに加わる慣性力を再現するものである。
【０００９】
このように、本発明の油面状態検査装置では、駆動部による回転台の回転加速度を適宜設定することで、主回転軸周りの回転方向でオイルに加わる任意の慣性力を再現することができる。例えば、回転台を一定の加速度で加速しながら回転させれば、回転方向後方側に向けた一定の慣性力がオイルに加わった定常状態の油面を再現できる。また、回転台の回転加速度を変化させれば、オイルに加わる慣性力を変化させることができる。例えば、回転台を加速状態から減速状態に移行させれば、オイルに加わっていた慣性力の向きが回転方向後方側から回転方向先行側に変化するため、慣性力の向きが変わる過渡状態の油面を再現できる。以上のように、上記の油面状態検査装置によれば、回転角度を制御可能な高価な駆動部（モータ）を用いることなく、過渡状態の油面を再現することができる。
【００１０】
回転台を主回転軸周りに回転させると、回転台にセットされたオイルパン内のオイルに遠心力が加わる。この場合、回転台の回転方向の慣性力だけでなく、この回転に伴う遠心力により油面が傾斜するため、回転台の回転方向の慣性力によるオイルの油面状態が検査しにくくなる恐れがある。そこで、前記回転台を、前記主回転軸周りに回転する主回転台と、前記主回転軸から半径方向に離間した水平な副回転軸周りに回転可能な状態で前記主回転台に取り付けられ、前記検査対象物が固定される副回転台とを備えた構造とすることが好ましい。この場合、上記の遠心力により傾斜した油面に合わせて、副回転台及びオイルパンを副回転軸周りに回転させることで、オイルパンに対して油面が傾斜していない状態とすることができるため、上記の遠心力の影響を排除した油面状態を検査することができる。
【００１１】
上記の油面状態検査装置は、前記副回転台を前記副回転軸周りに自由回転可能とし、前記副回転軸の真下に、オイルパンに貯留されたオイルを含む前記検査対象物の重心を配することが好ましい。この場合、主回転台の停止時には、検査対象物の重心が副回転軸の真下にあることで、検査対象物が回転することなく副回転軸で支持される。主回転台が主回転軸周りに回転すると、検査対象物に遠心力が加わり、検査対象物の重心が外径側に移動する。このとき、オイルにも遠心力が加わり、油面がオイルパンと同じ角度で傾斜するため、オイルパンに対する油面は上記の遠心力が加わっていないときと同じ状態となる。これにより、上記の遠心力の影響を排除した油面状態を検査することができる。特に、前記副回転台にカメラを固定すれば、オイルが上記の遠心力の影響を受けず、主回転軸周りの加減速による慣性力のみが付与された状態の油面を撮影することができる。
【００１２】
上記の油面状態検査装置において、オイルパンの前記主回転軸周りの回転方向が車幅方向となるように、オイルパンを回転台にセットすれば、前記主回転台の加減速により、オイルに加わる車幅方向の慣性力、例えば自動車の旋回方向を変化させたときにオイルに加わる遠心力を再現することができる。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように、本発明の油面状態検査装置によれば、安価な駆動部を用いて過渡状態の油面を再現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る油面状態検査装置の斜視図である。
【図２】上記油面状態検査装置の平面図である。
【図３】上記油面状態検査装置を図２のＩＩＩ方向からみた側面図である。
【図４】上記油面状態検査装置を図２のＩＶ方向からみた正面図である。
【図５】（ａ）は、主回転台の回転速度の時間変化を示すグラフであり、（ｂ）は、（ａ）図に示す回転により再現される慣性力の時間変化を示すグラフである。
【図６】オイルパンを副回転軸周りに回転させた状態を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の一実施形態に係る油面状態検査装置１は、図１に示すように、基台２と、主回転軸Ｌ１回りに回転可能な回転台３と、回転台３を回転駆動する駆動部としてのモータ４と、モータ４を制御する制御部（図示省略）と、オイルパンＷに貯留されたオイルの油面を撮影するカメラ７（図３参照）とを主に備える。
【００１６】
回転台３は、主回転台５及び副回転台６からなる。主回転台５は、モータ４のピンの上端に固定され、モータ４により、鉛直方向の主回転軸Ｌ１回りに回転駆動される。
【００１７】
副回転台６は、副回転軸Ｌ２周りに回転可能な状態で主回転台５に取り付けられる。副回転軸Ｌ２は、水平方向に延び、主回転軸Ｌ１から半径方向に離間している。本実施形態では、副回転台６が環状のプレートからなる。図２に示すように、副回転台６の副回転軸Ｌ２上の直径方向両端には、支持軸６ａが固定される。支持軸６ａは、主回転台５に設けられた支持孔５ａに挿入され、自由回転可能に支持される。
【００１８】
カメラ７は、副回転台６にセットされたオイルパンＷの油面を撮影可能な位置に配される。カメラ７は、図３に示すように回転台３に固定され、回転台３と共に主回転軸Ｌ１周りに回転可能とされる。本実施形態では、カメラ７が支持部７ａを介して副回転台６に固定され、主回転台５と共に主回転軸Ｌ１周りに回転可能であり、且つ、副回転台６と共に副回転軸Ｌ２周りに回転可能とされる。尚、図３及び図６以外の図面では、カメラ７の図示を省略している。
【００１９】
以下、上記の油面状態検査装置１を用いて、オイルパンＷに貯留されたオイルの油面を検査する方法を説明する。本実施形態では、油面状態検査装置１にセットされる検査対象物が、内部にオイルを貯留したオイルパンＷである場合を示す。
【００２０】
まず、副回転台６に、内部にオイルを貯留したオイルパンＷをセットする。これにより、オイルパンＷが、主回転軸Ｌ１から半径方向に離間した位置に配される。本実施形態では、図２に示すように、オイルパンＷの主回転軸Ｌ１周りの回転方向が車幅方向（すなわち、オイルパンＷの長辺方向）となるように、オイルパンＷが副回転台６にセットされる。具体的に、オイルパンＷの車幅方向が副回転軸Ｌ２方向（図２の上下方向）と平行になるように、オイルパンＷが副回転台６にセットされる。このとき、図３に示すように、貯留されたオイルを含むオイルパンＷの重心Ｇが、副回転軸Ｌ２の真下に配される。これにより、オイルパンＷをセットしたときに、副回転台６が副回転軸Ｌ２周りに回転せずに水平状態で維持される。この状態で、オイルパンＷのフランジ部と副回転台６を適宜の固定手段（例えばボルト及びナット）で固定する。
【００２１】
そして、制御部からの指令を受けたモータ４により、主回転台５を主回転軸Ｌ１周りに回転させる。本実施形態では、車幅方向が副回転軸Ｌ２と平行になるようにオイルパンＷを副回転台６にセットしているため、オイルパンＷに加わる車幅方向の慣性力を、モータ４による主回転台５の回転加速度により再現することができる。尚、以下では、主回転台５の一方側への回転方向を「正回転方向」（図２及び図４の矢印方向）と言い、その反対側を「逆回転方向」と言う。また、正回転方向の回転を加速する加速度、あるいは、逆回転方向の回転を減速する加速度を「正の加速度」と言い、正回転方向の加速を減速する加速度、あるいは、逆回転方向の回転を加速する加速度を「負の加速度」と言う。
【００２２】
本実施形態では、図５（ａ）に示すように主回転台５の回転速度を変化させることで、図５（ｂ）に示すように自動車を旋回させたときにオイルに加わる慣性力（遠心力）を再現している。具体的には、まず、主回転台５を停止状態から正回転方向に回転させ、一定の加速度で加速する。すなわち、主回転台５に正の加速度を付与する（時刻ｔ１〜ｔ２）。これにより、自動車を車幅方向一方（例えば右側）に旋回させたときにオイルに加わる遠心力が再現され、この旋回による遠心力と同等の慣性力がオイルに付与されて、図４に実線で示すように油面Ｓが水平方向に対して傾斜する。
【００２３】
その後、しばらく正回転方向に一定速度で回転させる（時刻ｔ２〜ｔ３）。このとき、オイルパンＷのオイルには回転方向（車幅方向）の慣性力は加わらず、例えば自動車が直進しているときと同じ状態となり、油面が車幅方向で水平となる。その後、主回転台５を一定の加速度で減速する。すなわち、主回転台５に負の加速度を付与する（時刻ｔ３〜ｔ４）。これにより、自動車を車幅方向他方（例えば左側）に旋回させたときにオイルに加わる遠心力が再現され、この遠心力と同等の慣性力がオイルに付与されて、図４に点線で示すように油面Ｓが水平方向に対して傾斜する。
【００２４】
その後、しばらく主回転台５を一定速度で一方側に回転させる（時刻ｔ４〜ｔ５）。その後、主回転台５に負の加速度を付与する（時刻ｔ５〜ｔ６）。具体的には、主回転台５の正回転方向の回転速度を徐々に減速し、回転速度が０になったら、逆回転方向の回転速度を徐々に加速する。その後、主回転台５に正の加速度を付与する（時刻ｔ６〜ｔ７）。具体的には、主回転台５の逆回転方向の回転速度を徐々に減速し、回転速度が０になったら、正回転方向の回転速度を徐々に加速する。
【００２５】
以上のように、モータ４による主回転台５に正あるいは負の加速度を付与することで、オイルパンＷに貯留されたオイルに加わる車幅方向の慣性力を再現することができる。これにより、オイルに一定の慣性力が加わったとき（すなわち、主回転台５の加速度が一定のとき）の定常状態の油面だけでなく、オイルに加わる慣性力の向きや大きさが変化するとき（すなわち、主回転台５に付与される加速度が変化するとき）の過渡状態の油面を観察することができる。具体的には、直進状態から右旋回あるいは左旋回するとき（時刻ｔ１、ｔ３、ｔ５）や、左旋回から右旋回に切り替わるとき（時刻ｔ６）の油面状態を観察することができる。このときの油面をカメラ７で撮影することで、オイルパンＷ内の油面状態の画像（動画）が記録される。
【００２６】
また、上記のように主回転台５をオイルパンＷと共に主回転軸Ｌ１周りに回転させると、オイルパンＷ及びオイルに主回転軸Ｌ１を中心とした遠心力が加わる。本実施形態では、副回転台６が、主回転台５に対して副回転軸Ｌ２回りに自由回転可能であり、且つ、副回転軸Ｌ２の真下にオイルパンＷ及びオイルの重心Ｇがある（図３参照）。このため、オイルパンＷ及びオイルに遠心力が加わると、図６に示すように重心Ｇが外径側に移動し、オイルパンＷが副回転軸Ｌ２回りに回転する。このとき、オイル自体にも遠心力が加わることで、油面ＳがオイルパンＷと同じ角度で傾斜するため、遠心力が加わったときのオイルパンＷに対する油面Ｓ（図６参照）は、遠心力が加わっていないときのオイルパンＷ  に対する油面Ｓ（図３参照）と同様の状態となる。これにより、オイルに加わる主回転軸Ｌ１周りの遠心力の影響が排除され、オイルに車幅方向の慣性力のみが加わった時の油面状態がオイルパンＷ内で再現される。本実施形態では、カメラ７が副回転台６に固定されてオイルパンＷと共に回転するため、上記の遠心力の影響が排除されたオイルパンＷ内の油面状態をカメラ７で撮影することができる。
【００２７】
本発明は、上記の実施形態に限られない。例えば、オイルパンＷの短辺方向（前後方向）が副回転軸Ｌ２となる状態で、オイルパンＷを副回転台６にセットすれば、自動車の前進あるいは後退時にオイルに加わる慣性力を再現することができる。
【００２８】
また、上記の実施形態では、検査対象物が、内部にオイルを貯留したオイルパンＷである場合を示したが、これに限られない。例えば、オイルパンを含むエンジンを検査対象物とし、このエンジンのオイルパンにオイルを貯留した状態で回転台にセットしてもよい。
【００２９】
また、上記の実施形態では、副回転台６を主回転台５に対して自由回転可能とした場合を示したが、これに限らず、副回転台６を主回転台５に対して回転させる駆動部や制御部を設けてもよい。
【００３０】
また、上記の実施形態では、回転台３を主回転台５及び副回転台６で構成した場合を示したが、副回転軸Ｌ２周りの回転が特に必要なければ、副回転台６を省略し、主回転軸Ｌ１周りに回転する主回転台に検査対象物を直接セットしてもよい。
【符号の説明】
【００３１】
１     油面状態検査装置
２     基台
３     回転台
４     モータ（駆動部）
５     主回転台
６     副回転台
７     カメラ
Ｌ１   主回転軸
Ｌ２   副回転軸
Ｗ     オイルパン
Ｓ     油面
Ｇ     オイルパン及びオイルの重心
【図１】
2015190858.tif 000003
【図２】
2015190858.tif 000004
【図３】
2015190858.tif 000005
【図４】
2015190858.tif 000006
【図５】
2015190858.tif 000007
【図６】
2015190858.tif 000008