(57)【要約】【課題】エンジンブロックと加振装置との連結において、高い連結位置精度が要求されることなく、振動伝達特性解析装置に必要とされるコストを低減させることを可能とするエンジンブロックの振動伝達特性解析装置を提供することにある。【解決手段】シリンダボア１６１Ａの内面のノックセンサ取付ボス１６３に、加振装置としてノッキングセンサ１００が取り付けられている。このノッキングセンサ１００に、コンピュータ２００を用いて所定の電圧を加え、指向性の強い１０ｋＨｚ以上の高周波振動をエンジンブロック１６０に与える。【選択図】図１
2008026062.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダヘッドとシリンダボアを有するシリンダブロックとを備えるエンジンブロックを加振して、前記エンジンブロックの振動伝達を解析するために用いられる、エンジンブロックの振動伝達特性解析装置であって、
前記シリンダボアの内面の、燃焼室に相当する領域に配置されるシリンダブロック振動測定器と、
燃焼室に面し前記シリンダヘッドの内面に配置されるシリンダヘッド振動測定器と、
前記エンジンブロックの所定位置に連結し、前記エンジンブロックに所定の振動を与えるための加振装置と、を備え、
前記シリンダブロックは、ノッキングの発生を検出するノッキングセンサを取り付けるためのノックセンサ取り付けボスを有し、
前記加振装置は、前記ノックセンサ取付ボスに取り付けられ、電圧を加えることにより前記エンジンブロックに所定の振動を与えるノッキングセンサである、エンジンブロックの振動伝達特性解析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンブロックの振動伝達特性解析装置の改善に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンにおけるエンジンブロックの振動伝達特性解析装置およびその振動伝達特性解析装置を用いた振動伝達特性解析方法に関するものが、下記特許文献１（特開２００４−２３９６９６号公報）、特許文献２（特開２００５−２６５５４１号公報）、および、特許文献３（特開２００５−３００５２４号公報）に開示されている。
【０００３】
特許文献２および３に開示されるエンジンブロックの振動伝達特性解析装置を、図２および図３に示す。この振動伝達特性解析装置２においては、定盤１１０の上に、振動伝達特性を解析すべきエンジンブロック１６０と、このエンジンブロック１６０に所定の振動を与えるための加振装置１３０とが配設されている。
【０００４】
エンジンブロック１６０は、外方からの振動を遮断するために定盤１１０との間に防振ゴム１５０が介在されている。また、加振装置１３０は、エンジンブロック１６０に対して正確に振動を加える観点から定盤１１０との間に高精度高さ調節機構１２０が介在されている。
【０００５】
図３に示すように、エンジンブロック１６０は、シリンダボアを有するシリンダブロック１６１とシリンダヘッド１６２とを備え、加振装置１３０の加振軸１４０（図２参照）は、シリンダブロック１６１に設けられたノックセンサ取付ボス１６３に連結される。このノックセンサ取付ボス１６３は、実機エンジンにおいて、ノッキングの発生を検出するノッキングセンサを取り付けるための円筒状の突起部である。
【０００６】
また、シリンダブロック１６１の、シリンダボア１６１Ａの内面のノックセンサ取付ボス１６３に対向する位置には、シリンダブロック振動検出センサ３１０が配置されている。また、シリンダヘッド１６２に設けられたプラグ孔１６２ｐには、シリンダヘッド振動検出センサ３２０が配置されている。
【０００７】
この振動伝達特性解析装置を用いた、振動伝達特性解析方法においては、加振装置１３０によりエンジンブロック１６０に指向性の強い１０ｋＨｚ以上の高周波振動を与えた場合の応答信号を、シリンダブロック振動測定センサ３１０およびシリンダヘッド振動測定センサ３２０により各振動信号１および２をピックアップすることで、シリンダブロック１６１の振動特性とシリンダヘッド１６２の振動特性を把握することができる。その結果、コンピュータ２００を用いて振動信号１および２を解析し、エンジンブロック１６０の振動伝達特性として、ノッキング信号（Ｓ：シリンダヘッドの振動特性）とノイズ信号（Ｎ：エンジンブロックの振動特性）とによるＳＮ比を得ている。
【０００８】
このように、特許文献１−３に開示されるエンジンブロックの振動伝達特性解析装置においては、加振装置１３０から指向性の強い高周波振動を、加振軸１４０を介してエンジンブロック１６０に与えている。そのため、加振装置１３０の定盤１１０への取り付け、および加振軸１４０のノックセンサ取付ボス１６３への連結においては、高い取り付け精度が要求される。その結果、この連結作業には作業者の熟練と、相当時間が必要とされていた。
【０００９】
また、加振軸１４０のノックセンサ取付ボス１６３への連結においては、数十μｍ単位での位置調節が必要となるため、高精度高さ調節機構１２０として高価なものが要求される。
【００１０】
さらに、被加振物であるエンジンブロックが大型化すると、加振装置も大型化する必要があるが、エンジンブロックと加振装置との干渉を回避するために、加振装置を設計する必要が生じ、加振装置のコストアップが懸念される。
【特許文献１】特開２００４−２３９６９６号公報
【特許文献２】特開２００５−２６５５４１号公報
【特許文献３】特開２００５−３００５２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
この発明が解決しようとする課題は、エンジンブロックの振動伝達特性解析装置において、エンジンブロックと加振装置との連結において、高い連結位置精度が要求される点、振動伝達特性解析装置に多大のコストが必要である点にある。したがって、この発明の目的は、エンジンブロックの振動伝達特性解析方法を実現するための振動伝達特性解析装置において、エンジンブロックと加振装置との連結において、高い連結位置精度が要求されることなく、振動伝達特性解析装置に必要とされるコストを低減させることを可能とするエンジンブロックの振動伝達特性解析装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に基づいたエンジンブロックの振動伝達特性解析装置においては、シリンダヘッドとシリンダボアを有するシリンダブロックとを備えるエンジンブロックを加振して、上記エンジンブロックの振動伝達を解析するために用いられる、エンジンブロックの振動伝達特性解析装置であって、上記シリンダボアの内面の、燃焼室に相当する領域に配置されるシリンダブロック振動測定器と、燃焼室に面し上記シリンダヘッドの内面に配置されるシリンダヘッド振動測定器と、上記エンジンブロックの所定位置に連結し、上記エンジンブロックに所定の振動を与えるための加振装置とを備えている。
【００１３】
また、上記シリンダブロックは、ノッキングの発生を検出するノッキングセンサを取り付けるためのノックセンサ取付ボスを有し、上記加振装置は、上記ノックセンサ取付ボスに取り付けられ、電圧を加えることにより上記エンジンブロックに所定の振動を与えるノッキングセンサである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に基づいたエンジンブロックの振動伝達特性解析装置によれば、加振装置として、ノッキングセンサを用い、このノッキングセンサに電圧を加えることにより、エンジンブロックに所定の振動を与えている。このように、加振装置としてノッキングセンサを用いることにより、予め高精度に設けられたノックセンサ取付ボスを用いることで、エンジンブロックに高精度に加振装置を取り付けることが可能となる。また、ノッキングセンサに電圧を加えることにより、指向性の強い１０ｋＨｚ以上の高周波振動をエンジンブロックに与えることができる。
【００１５】
その結果、上述したような、高価な加振装置を用いることなく、精度の高い振動伝達特性解析方法を実現することが可能となる。また、加振装置の取り付けにおいても、容易にノックセンサ取付ボスを用いてノッキングセンサを取り付けることができる。さらに、エンジンが大型化した場合であっても、新たな加振装置を設計する必要もない。
【００１６】
これにより、エンジンブロックと加振装置との連結において、高い連結位置精度が要求されることなく、振動伝達特性解析装置に必要とされるコストを低減させることを可能とするエンジンブロックの振動伝達特性解析装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に基づいた実施の形態におけるエンジンブロックの振動伝達特性解析装置について、図１を参照しながら説明する。なお、図１は、本実施の形態におけるエンジンブロックの振動伝達特性解析装置の構造を示す概念図である。また、実施の形態において、背景技術と同一または相当する部分については同一の参照符号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。
【００１８】
本実施の形態におけるエンジンブロックの振動伝達特性解析装置は、図１に示すように、シリンダヘッド１６２とシリンダボア１６１Ａを有するシリンダブロック１６１とを備えるエンジンブロック１６０を加振して、エンジンブロック１６０の振動伝達を解析するために用いられるものである。
【００１９】
シリンダブロック１６１の、シリンダボア１６１Ａの内面のノックセンサ取付ボス１６３に対向する位置には、シリンダブロック振動測定器としてのシリンダブロック振動検出センサ３１０が配置されている。また、シリンダヘッド１６２に設けられたプラグ孔１６２ｐには、シリンダヘッド振動測定器としてのシリンダヘッド振動検出センサ３２０が配置される。実機のエンジンにおいては、シリンダボア１６１Ａ内には、上下に摺動するピストン１６４が配設され、シリンダブロック振動検出センサ３１０が配置される位置は、シリンダボアの内面の燃焼室Ａに相当する領域に配置される。
【００２０】
シリンダボア１６１Ａの内面のノックセンサ取付ボス１６３には、加振装置としてノッキングセンサ１００が取り付けられている。ノックセンサ取付ボス１６３は、高精度位置に設けられていることから、エンジンブロック１６０に高精度に加振装置を取り付けることができる。ノッキングセンサ１００には、ピエゾ素子が用いられた非共振型のセンサ等が用いられる。
【００２１】
（ノッキング振動解析方法）
上記構成からなる振動伝達特性解析装置１を用いた、ノッキング発生時におけるエンジンブロック１６０の振動解析方法は、具体的には、エンジンブロック１６０の振動伝達特性として、ノッキング信号（Ｓ：シリンダヘッドの振動特性）とノイズ信号（Ｎ：エンジンブロックの振動特性）とによるＳＮ比を得る方法について説明する。まず、加振装置であるノッキングセンサ１００に、コンピュータ２００を用いて所定の電圧を加え、指向性の強い１０ｋＨｚ以上の高周波振動をエンジンブロック１６０に与える。
【００２２】
次に、シリンダブロック振動検出センサ３１０およびシリンダヘッド振動検出センサ３２０を用いて、シリンダブロック１６１に生じる振動信号１およびシリンダヘッド１６２に生じる振動信号２をピックアップする。振動信号１および振動信号２は、コンピュータ２００に入力され、エンジンブロック１６０のノッキング発生時における振動伝達特性（Ｓ／Ｎ比）が解析されることとなる。
【００２３】
以上、本実施の形態における振動伝達特性解析装置１によれば、加振装置としてノッキングセンサ１００を用い、このノッキングセンサ１００に電圧を加えることにより、エンジンブロック１６０に所定の振動を与えている。このように、加振装置としてノッキングセンサ１００を用いることにより、予め高精度に設けられたノックセンサ取付ボス１６３を用いることができ、エンジンブロック１６０に高精度に加振装置としてのノッキングセンサ１００を取り付けることが可能となる。また、ノッキングセンサ１００に電圧を加えることにより、指向性の強い１０ｋＨｚ以上の高周波振動をエンジンブロック１６０に与えることができる。
【００２４】
その結果、背景技術において示したような高価な加振装置を用いることなく、精度の高い振動伝達特性解析方法を実現することが可能となる。また、加振装置であるノッキングセンサ１００の取り付けにおいても、容易にノックセンサ取付ボス１６３を用いてエンジンブロック１６０にノッキングセンサ１００を取り付けることができ、作業の簡略化を図ることができる。さらに、エンジンが大型化した場合であっても、新たな加振装置を設計する必要もない。
【００２５】
これにより、エンジンブロック１６０と加振装置との連結において、高い連結位置精度が要求されることなく、振動伝達特性解析装置に必要とされるコストを低減させることを可能とするエンジンブロックの振動伝達特性解析装置１を提供することができる。
【００２６】
なお、シリンダブロック振動検出センサ３１０およびシリンダヘッド振動検出センサ３２０の配置位置は、図１に示される位置に限定されるものではなく、実施しようとする振動伝達特性解析の目的に応じて、適宜変更されるものである。
【００２７】
以上、本発明に基づく各実施の形態について説明したが、今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】この発明に基づいた実施の形態におけるエンジンブロックの振動伝達特性解析装置の構造を示す概念図である。
【図２】背景技術におけるエンジンブロックの振動伝達特性解析装置の構造を示す概念図である。
【図３】背景技術におけるエンジンブロックの内部構造を示す概念図である。
【符号の説明】
【００２９】
１００  ノッキングセンサ、１６０  エンジンブロック、１６１  シリンダブロック、１６１Ａ  シリンダボア、１６２  シリンダヘッド、１６２ｐ  プラグ孔、１６３  ノックセンサ取付ボス、１６４  ピストン、２００  コンピュータ、３１０  シリンダブロック振動検出センサ、３２０  シリンダヘッド振動検出センサ。
【図１】
2008026062.tif 000003
【図２】
2008026062.tif 000004
【図３】
2008026062.tif 000005