(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクピンの外周面において上記外周面の予め定められた基準面に対する径方向の変位量を測定するゲージと、
上記ゲージを上記クランクピンの外周面に沿って上記クランクピンの軸方向に移動可能に支持する台座と、
上記台座に支持された上記ゲージの移動方向が上記クランクピンの軸方向と一致するように、上記クランクピンに対して上記台座を位置決めする位置決め部と、
上記台座を上記クランクピンの両端に連結されたクランクアーム間に保持するための保持機構と
を備えることを特徴とする測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の測定装置において、
上記ゲージの移動方向が上記クランクピンの軸方向と一致するように上記台座が上記位置決め部により位置決めされた状態で、上記ゲージが上記クランクピンの軸方向に移動するように上記ゲージを案内する案内部を備えることを特徴とする測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、測定装置に関し、詳しくはクランクピンの外周に発生するカムウェアを計測する測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ディーゼル機関やガス機関などのレシプロ機関においては、燃焼室での爆発力をクランク軸の回転力に変えているが、特に連接棒の大端部からクランクピン軸受とクランクピンとを介してクランク軸に力が伝達される。
【０００３】
ここで、連接棒の大端部とクランクピンとの間にクランクピン軸受となるクランクピンメタルが取り付けられている。そのクランクピンメタルの内周面の中央部に、周方向に沿って環状の油溝が形成されている。
【０００４】
上記クランク軸の回転に伴って発生するクランクピンの慣性力によって、クランクピンメタルの油溝がクランクピンに転写されて段付き摩耗が生じる。このような段付き摩耗をカムウェアといい、カムウェアが成長して段差が大きくなると、油膜が切れてクランクピン軸受が損傷する原因となる。
【０００５】
このようなカムウェアが形成されたクランクピンは一般的にマイクロメーターで外径を測定することで把握している。また、ダイヤルゲージを治具上でスライドさせて計測することも考えられる(例えば、実開昭６４−０１７４０２号公報(特許文献１)参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実開昭６４−０１７４０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記測定装置では、クランクピンの外周面における比較対象の状態が不安定なため、カムウェア発生箇所のカムウェア発生量を定量的に計測することが容易でないという問題がある。
【０００８】
そこで、この発明の課題は、クランクピンの外周面におけるカムウェア発生箇所のカムウェア発生量を定量的に計測することが容易にできる測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明の一態様に係る測定装置は、
クランクピンの外周面において上記外周面の予め定められた基準面に対する径方向の変位量を測定するゲージと、
上記ゲージを上記クランクピンの外周面に沿って上記クランクピンの軸方向に移動可能に支持する台座と、
上記台座に支持された上記ゲージの移動方向が上記クランクピンの軸方向と一致するように、上記クランクピンに対して上記台座を位置決めする位置決め部と、
上記台座を上記クランクピンの両端に連結されたクランクアーム間に保持するための保持機構と
を備えることを特徴とする。
【００１０】
上記構成によれば、クランクピンに対して台座を位置決め部により位置決めし、その位置決めされた台座によって、クランクピンの外周面の予め定められた基準面に対する径方向の変位量を測定するゲージを、クランクピンの外周面に沿ってクランクピンの軸方向に移動可能に支持する。そうして、クランクピンの外周面において、ゲージをクランクピンの外周面に沿ってクランクピンの軸方向に移動させることにより、外周面の予め定められた基準面に対する径方向の変位量を測定する。これにより、クランクピンの外周面におけるカムウェア発生箇所のカムウェア発生量を定量的に計測することが容易にできる。
また、保持機構によって、台座をクランクピンの両端に連結されたクランクアーム間に保持するので、クランクピンから測定装置本体が落下するリスクを低減できる。
【００１１】
また、一実施形態の測定装置では、
上記ゲージの移動方向が上記クランクピンの軸方向と一致するように上記台座が上記位置決め部により位置決めされた状態で、上記ゲージが上記クランクピンの軸方向に移動するように上記ゲージを案内する案内部を備える。
【００１２】
上記実施形態によれば、位置決め部によってゲージの移動方向がクランクピンの軸方向と一致するように位置決めされた状態で、ゲージがクランクピンの軸方向に移動するようにゲージを案内部により案内するので、クランクピンの外周面上かつクランクピンの軸方向と平行な直線に沿って上記基準面に対する径方向の変位量を測定できる。
【００１３】
【００１４】
【発明の効果】
【００１５】
以上より明らかなように、この発明によれば、クランクピンの外周面におけるカムウェア発生箇所のカムウェア発生量を定量的に計測することが容易にできる測定装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】この発明の実施の一形態の測定装置によりクランクピンの外周面が測定されるディーゼルエンジンの側面図である。
【図２】上記ディーゼルエンジンのクランク軸の要部の側面図である。
【図３】上記測定装置の正面図である。
【図４】上記測定装置の上面図である。
【図５】上記測定装置の側面図である。
【図６】上記測定装置がクランクピンの外周に取り付けられた状態の正面図である。
【図７】上記測定装置がクランクピンの外周に取り付けられた状態の上面図である。
【図８】上記測定装置がクランクピンの外周に取り付けられた状態の側面図である。
【図９】クランクピンに対する測定装置の取り付け位置を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。尚、図面において、同一の参照番号は、同一部分または相当部分を表わすものである。また、長さ、幅、厚さ、深さ等の図面上の寸法は、図面の明瞭化と簡略化のために実際の尺度から適宜変更されており、実際の相対寸法を表してはいない。
【００１８】
図１はこの発明の実施の一形態の測定装置１(図３〜図５に示す)によりクランクピン１１１(図２に示す)の外周面が測定されるディーゼルエンジン１００の側面図である。ディーゼルエンジン１００は、レシプロ機関の一例である。
【００１９】
ディーゼルエンジン１００は、シリンダ１０１と、ピストン１０２と、ピストン１０２に上端部が連結された連結棒１０３と、連結棒１０３の下端部に連結されたクランクピン１１１を有するクランク軸１１０とを有する。クランクピン１１１の両端にクランクアーム１１２が連結されている。
【００２０】
図２は、図１に示すディーゼルエンジン１００のクランク軸１１０の要部の側面図である。図２に示すように、クランクピン１１１は、連結棒１０３の下端部に設けられた貫通穴１０３ａに回転自在に挿通されている。クランクピン１１１と連結棒１０３との間には、円筒状のクランクピンメタル１０４(軸受)が配置されている。このクランクピンメタル１０４の内周面には周方向に油溝(図示せず)が設けられている。
【００２１】
図３は、測定装置１の正面図を示し、図４は、測定装置１の上面図を示し、図５は、測定装置１の側面図を示している。図３では、ボルトＢ１,Ｂ２,Ｂ３とステー部２４を省略している。
【００２２】
測定装置１は、図３〜図５に示すように、ダイヤルゲージ１０と、台座２０と、第１,第２位置決め部材３０,４０とを備える。
【００２３】
ダイヤルゲージ１０は、表示部１１ａを有する本体部１１と、本体部１１の下端に下方に向かって延びるように設けられたステム１２と、ステム１２が固定された直方体形状のブロック１３と、ステム１２の下側から出没するスピンドル１４とを有する。
【００２４】
台座２０は、上面視が長方形状の台座本体２１と、台座本体２１の一端側に短手方向両側に延びるアーム部２２と、台座本体２１の他端側に短手方向両側に延びるアーム部２３とを有する。台座本体２１に長手方向に延在する断面矩形状のガイド溝２１ａを設けている。このガイド溝２１ａにダイヤルゲージ１０のブロック１３が嵌まり込み、ブロック１３がガイド溝２１ａに沿って案内される。台座２０の台座本体２１に設けられたガイド溝２１ａは、台座２０に対して傾かないようにダイヤルゲージ１０を案内する。ガイド溝２１ａは、案内部の一例である。
【００２５】
なお、ダイヤルゲージ１０に取り付けられたブロック１３に脱落防止用の磁石を取り付けてもよい。この場合、台座２０がステンレス鋼などの磁性体とすることにより、磁石の磁力によりブロック１３が台座２０に引き寄せられて、ブロック１３がガイド溝２１ａに沿って移動可能であっても容易に脱落しないようにできる。
【００２６】
また、台座本体２１のガイド溝２１ａの底部に、台座本体２１の長手方向にスリット２１ｂを設けている。このスリット２１ｂにダイヤルゲージ１０のスピンドル１４が挿通される。
【００２７】
第１位置決め部材３０は、台座本体２１の一端側およびアーム部２２の下側に取り付けられている。第２位置決め部材４０は、台座本体２１の他端側およびアーム部２３の下側に取り付けられている。
【００２８】
第１位置決め部材３０は、クランクピン１１１の外周面においてクランクピン１１１の周方向に間隔をあけた２つの位置でクランクピン１１１の外周面に接する一対の互いに鈍角をなす傾斜面３１,３２(図５に示す)を有する。また、第２位置決め部材４０は、クランクピン１１１の外周面においてクランクピン１１１の周方向に間隔をあけた２つの位置でクランクピン１１１の外周面に接する一対の互いに鈍角をなす傾斜面(図示せず)を有する。
【００２９】
第１位置決め部材３０の傾斜面３１,３２および第２位置決め部材４０の傾斜面の互いになす角度や大きさを適宜設定することにより、直径が若干異なるような複数種類のクランクピンの計測に対応することができる。また、第１位置決め部材３０および第２位置決め部材４０を台座本体２１に着脱可能に取り付けていることにより、測定対象のクランクピンの直径に応じた第１,第２位置決め部材に交換することが可能になる。
【００３０】
第１,第２位置決め部材３０,４０で位置決め部を構成している。
【００３１】
また、台座２０の一端側のアーム部２２には、図４に示すように、台座本体２１の長手方向にネジ穴２２ａが設けられている。アーム部２２のネジ穴２２ａにボルトＢ１をアーム部２３に対向する側から締め込んで、ボルトＢ１の先端部をネジ穴２２ａの反対側から突出させている。
【００３２】
一方、台座２０の他端側のアーム部２３には、台座本体２１の長手方向にネジ穴２３ａが設けられている。アーム部２３のネジ穴２２ａにボルトＢ２をアーム部２２に対向する側と反対の側から締め込んで、ボルトＢ２のボルト頭のみがアーム部２３から突出している。
【００３３】
なお、台座２０の一端側のアーム部２２は、ボルトＢ１によりステー部２４が取り付けられている。ステー部２４には、台座本体２１の長手方向にネジ穴２４ａがそれぞれ設けられている。ステー部２４のネジ穴２４ａにボルトＢ３をアーム部２３に対向する側と反対の側から締め付けている。ボルトＢ３の頭にはマグネットが埋め込まれている。
【００３４】
上記ダイヤルゲージ１０は、ダイヤルゲージ１０の定期検査および故障交換を容易にするため、台座２０に着脱可能に取り付けられている。
【００３５】
図６は、測定装置１がクランクピン１１１の外周に取り付けられた状態の正面図を示し、図７は、測定装置１がクランクピン１１１の外周に取り付けられた状態の上面図を示し、図８は、測定装置１がクランクピン１１１の外周に取り付けられた状態の側面図である。
【００３６】
図６〜図８に示すように、測定装置１は、クランクピン１１１の外周面を計測するとき、クランクアーム１１２間のクランクピン１１１の外周に取り付けられる。このとき、台座２０は、ダイヤルゲージ１０のスピンドル１４がクランクピン１１１の外周面に沿ってクランクピン１１１の軸方向に移動可能なように、ダイヤルゲージ１０を支持する。
【００３７】
また、第１,第２位置決め部材３０,４０(位置決め部)によって、ダイヤルゲージ１０の移動方向がクランクピン１１１の軸方向と一致するように、クランクピン１１１に対して台座２０を位置決めする。
【００３８】
このように、第１,第２位置決め部材３０,４０によってダイヤルゲージ１０の移動方向がクランクピン１１１の軸方向と一致するように位置決めされた状態で、ダイヤルゲージ１０がクランクピン１１１の軸方向に移動するように、台座２０に設けられたガイド溝２１ａは、ダイヤルゲージ１０のブロック１３を案内する。
【００３９】
図７に示すように、台座２０のアーム部２２のネジ穴２２ａにボルトＢ１を締め込んで、ボルトＢ１の先端部を対向するクランクアーム１１２に当接させると共に、台座２０のアーム部２３のボルトＢ２のボルト頭を対向するクランクアーム１１２に当接させる。これによって、台座２０がクランクアーム１１２間に保持される。
【００４０】
アーム部２２とボルトＢ１とアーム部２３およびボルトＢ２で保持機構を構成している。
【００４１】
測定装置１をクランクピン１１１の外周に取り付けられた状態で、クランクピン１１１の外周面において外周面の予め定められた基準面に対する径方向の変位量を測定する。
【００４２】
詳しくは、図６に示すように、クランクピン１１１の外周面のうち、クランクアーム１１２に隣接するフィレット１１３近傍の環状領域Ｒ１,Ｒ２のいずれか一方を基準面とする。この実施形態では、環状領域Ｒ１を基準面とする。
【００４３】
そして、ダイヤルゲージ１０のスピンドル１４の先端の測定子を環状領域Ｒ１に当接させてダイヤルゲージ１０の測定値をゼロに合わせる。
【００４４】
その後、ダイヤルゲージ１０をクランクピン１１１の外周面に沿ってクランクピン１１１の軸方向に移動させながら、予め決められた複数の測定ポイントで基準面に対する径方向の変位量を測定する。この実施形態では、図６に示すように、測定ポイントは、フィレット１１３近傍の環状領域Ｒ１(測定ポイントＰ１),Ｒ２(測定ポイントＰ５)と、環状領域Ｒ１,Ｒ２との間の中間点(測定ポイントＰ３)、および、中間点の両側の凹部１１１ａ,１１１ｂ(測定ポイントＰ２,Ｐ４)としている。
【００４５】
ここで、基準面としなかった環状領域Ｒ２(測定ポイントＰ５)について基準面(測定ポイントＰ１)に対する径方向の変位量を測定して、測定ポイントＰ５の変位量がゼロである場合(測定誤差の範囲内)は、そのまま各測定ポイントの変位量を用いる一方、測定ポイントＰ５の変位量がゼロでない場合は、環状領域Ｒ２における変位量がゼロになるように各変位量を補正する。
【００４６】
具体的には、測定ポイントＰ１(変位量ゼロ)と測定ポイントＰ２,Ｐ３,Ｐ４,Ｐ５との距離を夫々Ｘ２,Ｘ３,Ｘ４,Ｘ５とし、測定ポイントＰ２,Ｐ３,Ｐ４,Ｐ５の変位量をＹ２,Ｙ３,Ｙ４,Ｙ５とする。Ｙ５≠０のとき、各測定ポイントでの補正値△Ｙ２, △Ｙ３, △Ｙ４, △Ｙ５は、
△Ｙ２＝−Ｙ５×Ｘ２／Ｘ５
△Ｙ３＝−Ｙ５×Ｘ３／Ｘ５
△Ｙ４＝−Ｙ５×Ｘ４／Ｘ５
△Ｙ５＝−Ｙ５
で表される。
【００４７】
次に、上記測定をクランクピン１１１の外周面の周方向において複数の角度において行う。
【００４８】
図９は、クランクピン１１１に対する測定装置１の取り付け位置を示す模式図を示している。この実施形態では、図９に示すように、クランクピン１１１の外周面の周方向においてカムウェアの最も段差が大きい位置を０ｄｅｇとして、クランクピン１１１の外周面の周方向において、０ｄｅｇ、±４５ｄｅｇ、±９０ｄｅｇの５カ所で測定する。なお、ディーゼルエンジン１００の構成などに応じて、例えば、０ｄｅｇ、±３０ｄｅｇ、±６０ｄｅｇの５カ所で測定するようにしてもよい。また、気筒のＴＤＣ(Top Dead Center：上死点)に対して０ｄｅｇを決めてもよい。
【００４９】
ディーゼルエンジン１００のメンテナンス時、クランク軸１１０をディーゼルエンジン１００に組み入れた状態のままで、測定装置１を用いてクランクピン１１１の外周面におけるカムウェアの段差の程度を測定して、その測定結果に基づいて、クランクピン１１１の段差をなくすようにクランクピン１１１の外周面の研磨作業を行う。
【００５０】
上記構成の測定装置１によれば、クランクピン１１１に対して台座２０を第１,第２位置決め部材３０,４０(位置決め部)により位置決めし、その位置決めされた台座２０によって、ダイヤルゲージ１０をクランクピン１１１の外周面に沿ってクランクピン１１１の軸方向に移動可能に支持する。そうして、クランクピン１１１の外周面において、ダイヤルゲージ１０をクランクピン１１１の外周面に沿ってクランクピン１１１の軸方向に移動させることにより、クランクピン１１１の外周面の予め定められた基準面(この実施形態では環状領域Ｒ１)に対する径方向の変位量を測定する。これにより、クランクピン１１１の外周面におけるカムウェア発生箇所のカムウェア発生量を定量的に計測することが容易にできる。
【００５１】
また、上記第１,第２位置決め部材３０,４０(位置決め部)によってダイヤルゲージ１０の移動方向がクランクピン１１１の軸方向と一致するように位置決めされた状態で、ダイヤルゲージ１０がクランクピン１１１の軸方向に移動するようにダイヤルゲージ１０を、台座２０のガイド溝２１ａ(案内部)により案内するので、クランクピン１１１の外周面上かつクランクピン１１１の軸方向と平行な直線に沿って上記基準面に対する径方向の変位量を測定できる。
【００５２】
また、上記保持機構(２２,２３,Ｂ１,Ｂ２)によって、台座２０をクランクピン１１１の両端に連結されたクランクアーム１１２間に保持するので、クランクピン１１１から測定装置１が落下するリスクを低減できる。
【００５３】
また、ボルトＢ３の頭にあるマグネットをクランクアーム１１２の側面に貼り付けることで落下のリスクをさらに低減できる 。
【００５４】
上記実施形態では、ディーゼルエンジン１００のクランクピン１１１の外周面を測定する測定装置１について説明したが、測定対象はディーゼルエンジンのクランクピンに限らず、ガスエンジンなどの他の構成のレシプロ機関のクランクピンを測定する測定装置にこの発明を適用してもよい。
【００５５】
また、上記実施形態では、第１位置決め部材３０における傾斜面３１,３２および第２位置決め部材４０における傾斜面は、互いに鈍角をなす平面としたが、円筒面や湾曲面であってもよい。
【００５６】
この発明の具体的な実施の形態について説明したが、この発明は上記実施形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１…測定装置
１０…ダイヤルゲージ
１１…本体部
１２…ステム
１３…ブロック
１４…スピンドル
２０…台座
２１…台座本体
２１ａ…ガイド溝(案内部)
２１ｂ…スリット
２２,２３…アーム部
２４…ステー部
３０…第１位置決め部材(位置決め部)
３１,３２…傾斜面
４０…第２位置決め部材(位置決め部)
１００…ディーゼルエンジン
１０１…シリンダ
１０２…ピストン
１０３…連結棒
１０４…クランクピンメタル
１１０…クランク軸
１１１…クランクピン
１１２…クランクアーム
１１３…フィレット
Ｂ１,Ｂ２,Ｂ３…ボルト
【要約】
【課題】クランクピンの外周面におけるカムウェア発生箇所のカムウェア発生量を定量的に計測することが容易にできる測定装置を提供する。
【解決手段】測定装置１は、クランクピン１１１の外周面において外周面の予め定められた基準面に対する径方向の変位量を測定するダイヤルゲージ１０と、ダイヤルゲージ１０をクランクピン１１１の外周面に沿ってクランクピン１１１の軸方向に移動可能に支持する台座２０と、台座２０に支持されたダイヤルゲージ１０の移動方向がクランクピン１１１の軸方向と一致するように、クランクピン１１１に対して台座２０を位置決めする第１,第２位置決め部材３０,４０とを備える。
【選択図】図６【図１】
0006899010.tif 000002
【図２】
0006899010.tif 000003
【図３】
0006899010.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0006899010.tif 000008
【図８】
0006899010.tif 000009
【図９】
0006899010.tif 000010