(57)【要約】【課題】振動伝達特性を解析するために対象物に振動を付与する加振装置において、対象物の振動の減衰を抑制して正確な振動伝達特性の解析を可能にする。【解決手段】定盤２に取付けられた複数の支持ボール１２（鋼球）上に対象物であるシリンダブロックＳを載置して支持する。加振機構４の鋼球２２を自重によりシリンダブロックＳのシリンダボア５の内周面に衝突させて振動を付与する。シリンダブロックＳに取付けた加速度センサ２９で検出される加速度に基づき、振動解析機器３０により、シリンダブロックＳの振動伝達特性を解析する。シリンダブロックＳを複数の支持ボール１２を用いて点接触によって支持することにより、シリンダブロックＳの振動の減衰を抑制することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物を支持ずる定盤と、前記対象物に振動を入力する加振機構とを備えた加振装置において、前記定盤は、前記対象物を点接触によって支持することを特徴とする加振装置。
【請求項２】
前記定盤は、前記対象物を点接触によって支持する複数の支持ボールを備えていることを特徴とする請求項１に記載の加振装置。
【請求項３】
前記加振機構は、回転可能に支持されて自重によって前記対象物に衝突する重錘を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の加振装置。
【請求項４】
前記重錘は鋼球であることを特徴とする請求項３に記載の加振装置。
【請求項５】
前記加振機構は、前記重錘を回転可能に支持するアームと、前記重錘が前記対象物に衝突する際、その衝突の前に前記アームに当接して圧縮される反力調整バネとを備えていることを特徴とする請求項３又は４に記載の加振機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンのシリンダブロック等の対象物の振動伝達特性を解析するために、対象物に振動を入力する加振装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車のエンジンにおいて、ノックセンサーによって運転中のシリンダブロックの振動を監視し、ノッキングの兆候を検知したとき、ノッキングの発生を抑制するようにエンジンを制御することにより、ノッキングの発生を回避する制御技術が知られている。このようなノッキング制御を行なう場合、予めエンジンの組立前にシリンダブロック単体の振動伝達特性が分かっていることが望ましい。
【０００３】
そこで、従来、例えば特許文献１に記載されているように、シリンダブロック単体に加振装置により一定の振動を付与し、シリンダブロックを伝播する振動を加速度センサによって検出することにより、シリンダブロック単体の振動伝達特性を解析するようにしている。この場合、シリンダブロックの加振は、高周波加振器を用いたり、作業者がハンマーで叩いたりすることによって行なわれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２６５５４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の加振方法では次のような問題がある。高周波加振器を取付けるためには、シリンダブロックを機械加工する必要があり、また、ハンマーで叩く場合は、打撃の位置及び強さにばらつきが生じやすく、正確な振動解析が困難である。また、上記特許文献１に記載されたものでは、シリンダブロックを防振ゴムを介して定盤上で支持しているため、振動、特に高周波振動が減衰しやすいため、高精度の振動解析が困難になる。
【０００６】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、振動の減衰の影響を軽減して、正確な振動伝達特性の解析を可能にする加振装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明は、対象物を支持ずる定盤と、前記対象物に振動を入力する加振機構とを備えた加振装置において、前記定盤は、前記対象物を点接触によって支持することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る加振装置によれば、振動の減衰の影響を軽減して、正確な振動伝達特性の解析を可能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係る加振装置の斜視図である。
【図２】図１に示す加振装置にシリンダブロックをセットした状態を示す斜視図である。
【図３】図１に示す加振装置の定盤の支持部の縦断面図である。
【図４】図３に示す定盤の支持部の変形例を示す斜視図である。
【図５】図１に示す加振装置の加振機構を拡大して示す斜視図である。
【図６】図５に示す加振機構のストッパの取付位置を示す説明図である。
【図７】図５に示す加振機構の反力調整バネの作動状態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
以下の説明においては、エンジンのシリンダブロックの振動伝達特性を解析するために対象物であるシリンダブロックに振動を付与するための加振装置について説明するが、本発明は、他の対象物を加振するために加振装置にも同様に適用することができる。
【００１１】
図１及び図２に示すように、本実施形態に係る加振装置１は、対象物であるシリンダブロックＳを載置して支持する定盤２と、定盤２の側部に立設された支持柱３と、支持柱３に取付けられた加振機構４とを備えている。
【００１２】
シリンダブロックＳは、４つのシリンダボア５を有する直列４気筒エンジン用のシリンダブロックであり、シリンダボア５の周囲にウォータジャケット６が形成されている。シリンダブロックＳのシリンダヘッド（図示せず）が取付けられるデッキ面７には、ウォータジャケット６及び潤滑油通路８が開口している。なお、シリンダブロックＳは、各種エンジン部品を取付けるためのネジ穴及びシリンダボア５等を機械加工する前の状態のものである。
【００１３】
定盤２は、図３に示すように、略Ｘ形の骨格及び略矩形の外形を有する断面構造のアルミニウム合金等からなる構造材９をシリンダブロックＳの底部の形状の合せて、略Π形ないし略コの字形に組合わせて結合したものである。構造材９の矩形の外形の各辺には、長手方向に沿って延びるスリット１０が形成されている。構造材９の上面には、スリット１０に沿って複数のボール保持穴１１が所定の間隔で設けられている。ボール保持穴１１には、支持ボール１２（鋼球）が嵌合されており、これらの支持ボール１２上にシリンダブロックＳが載置されている。支持ボール１２は、全てのボール保持穴１１に嵌合してもよいが、支持するシリンダブロックＳに応じて必要な箇所のみに配置してもよい。支持ボール１２は、図３に示すように、構造材９の内部の骨格に当接させて支持するようにしてもよいが、図４に示すように、ボール支持穴１１の内周縁部にテーパ部１１Ａを形成して、テーパ部１１Ａに当接させて支持するようにしてもよい。
【００１４】
支持柱３は、定盤２と同様の構造材９によって構成され、定盤２から水平方向に側方に延びる基部１３と、基部１３から鉛直上方に延びる支柱部１４と、支柱部１５か定盤２上に載置されたシリンダブロックＳに向かって水平方向に延びるアーム部１５とを有しており、アーム部１５の先端側の側部に加振機構４が取付けられている。定盤２及び支持柱３を構成する構造材９は、スリット１０に沿って互いの結合部を移動させることができ、シリンダブロックＳの形状及び寸法に応じて各部の位置を調整することができるようになっている。また、構造材９の結合部には、適宜、リテーナ１６が取付けられて、定盤２及び支持柱３の剛性を高めている。
【００１５】
図５に示すように、加振機構４は、支持柱３のアーム部１５に取付けられるベースプレート１７を有している。ブースプレート１７には、定盤２上に支持されたシリンダブロックＳの４つのシリンダボア５の中心を通る軸に平行に水平方向に沿って延びる軸１８が立設されている。軸１８には、２つのベアリング１９によって軸受ブロック２０が回転可能に取付けられている。軸受ブロックには、鉛直下方に延びるアーム２１が連結され、アーム２１の先端部には、加振用の鋼球２２（重錘）が取付けられている。
【００１６】
ベースプレート１７には、軸１８回りを回転する軸受ブロック２０に当接してアーム２１の一方への回転範囲を規制するストッパ２３が取付けられている。ストッパ２３は、ボルト２４（図５及び図６に仮想線で示す）によってベースプレート１７上で２つの位置に選択的に取付けることができ、図６（Ａ）、（Ｂ）に示すように、ストッパ２３の取付位置により、アーム２１の回転角度を２段階に調整できるようになっている。なお、ストッパ２３の取付位置を３箇所以上として、アーム２１の回転角度を３段階以上に調整可能としてもよい。
【００１７】
また、ベースプレート１７には、軸１８回りを回転するアーム２１の基部に対向して圧縮コイルバネである反力調整バネ２５が取付けられている。そして、アーム２１が反力調整バネ２５に当接し、反力調整バネ２５を圧縮することにより、アーム２１のストッパ２３とは反対方向の回転を制限するようになっている。反力調整バネ２５は、ベースプレート１７にネジ込まれた調整ボルト２６の先端部に取付けられており、調整ボルト２６を回転させ軸方向に移動させてロックナット２７で固定することにより、アーム２１に当接する位置を調整できるようになっている。
【００１８】
以上のように構成した本実施形態の作用について次に説明する。
図２に示すように、シリンダブロックＳを定盤２の支持ボール１２上に載置する。このとき、シリンダブロックＳは、図３に示すように、複数の支持ボール１２に点接触した状態で支持されるので、加振によるシリンダブロックＳの振動の減衰を最小限に抑えることができ、効率よく振動伝達特性の解析を行うことができる。このとき、高周波帯域においも、振動の減衰を小さく抑えることができるので、広い周波数帯域について振動伝達特性の解析が可能になる。
【００１９】
加振機構４の鋼球２２がシリンダブロックＳの４つのシリンダボア５の１つの内周面の所定の位置に衝突するように各部の位置を調整する。また、所望の加振力が得られるように、ストッパ２３の取付位置を調整する。ストッパ２３の取付位置により、鋼球２２による加振力を正確に調整することができ、安定した振動入力を得ることができる。
【００２０】
アーム２１をストッパ２３に当接する位置から解放したとき、鋼球２２が自重によりシリンダボア５に１回だけ衝突するように、調整ボルト２６によって反力調整バネ２５の位置を調整する。すなわち、図７（Ａ）に示すように、アーム２１をストッパ２３に当接する位置から解放したとき、図７（Ｂ）に示すように、鋼球２２の自重により、アーム２１が回転し、先ず、アーム２１が反力調整バネ２５に当接し、反力調整バネ２５を圧縮しながら、次いで、鋼球２２がシリンダボア５の内周面に衝突し、図７（Ｃ）に示すように、一旦、鋼球２２がシリンダボア２に衝突して撥ね返った後は、図７（Ｄ）に示すように、アーム２１の回転が反力調整バネ２５のバネ力により制限されて鋼球２２がシリンダボア５に衝突しないように反力調整バネ２５の位置を調整する。これにより、鋼球２２がシリンダボア５に繰返し衝突するのを防止することができ、１回の加振入力に基づき、シリンダブロックＳの振動伝達特性を解析することができる。
【００２１】
図２を参照して、シリンダブロックＳの適当な部位に、加速度センサ２９を貼付等の適当な方法で取付け、加速度センサ２９に振動解析機器３０を接続する。アーム２１をストッパ２３に当接するまで回転させ、解放して自重により鋼球２２をシリンダブロックＳのシリンダボア５に衝突させる。このとき、ストッパ２３の位置により、鋼球２２による加振力のばらつきをなくして、安定した振動入力が得られる。鋼球２２の衝突より、シリンダボア５からシリンダブロックＳの各部に伝播する振動を加速度センサ２９によって検出する。このとき、上述のように反力調整バネ２５により、鋼球２２の衝突の反復を防止することができる。振動解析機器３０により、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）処理、クロススペクトル解析等を用いてシリンダブロックＳの振動伝達特性を解析する。また、加算平均処理を行い解析結果の信頼性を高める。以上の工程を順次、４つのシリンダボア５について実行する。このようにして、シリンダブロックＳの振動伝達特性を効率よく解析することができる。
【符号の説明】
【００２２】
１…加振装置、２…定盤、４…加振機構、１２  支持ボール、２１…アーム、２２…鋼球（重錘）、２５…反力調整バネ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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