(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンアッシを固定する振動架台と、前記エンジンアッシの出力軸を回転させるモータと、前記振動架台に取り付けられた振動検出センサと、を備え、前記エンジンアッシに回転を伝達し、その際に発生する振動を前記振動検出センサで測定することで、前記エンジンアッシの振動特性を測定するエンジンアッシバランス測定方法において、
前記振動架台は、複数の扁平な振動バネによって支持され、
前記エンジンアッシの重量に対応して、前記振動バネを前記振動架台に対して垂直な軸を中心に回転させ、任意の角度に調整して固定し、
前記エンジンアッシの振動を前記振動検出センサで測定することを特徴とするエンジンアッシバランス測定方法。
【請求項２】
請求項１に記載のエンジンアッシバランス測定方法において、
前記振動架台に、前記エンジンアッシの重量を測定する重量測定手段を複数備え、
前記重量測定手段で前記エンジンアッシの重量を測定することで重心位置を割り出し、
前記エンジンアッシの重量及び前記重心位置に基づいて前記振動バネの角度を決定することを特徴とするエンジンアッシバランス測定方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のエンジンアッシバランス測定方法において、
前記モータの制御を行うモータ制御機構と、
前記エンジンアッシの重量に対する前記モータの最適な回転数を示す回転数マップと、を備え、
前記回転数マップに基づき、前記重量測定手段により測定された前記エンジンアッシの重量により前記モータの回転数を決定し、前記最適な回転数となるように前記モータ制御機構で前記モータを制御することを特徴とするエンジンアッシバランス測定方法。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のエンジンアッシバランス測定方法を用いて前記エンジンアッシのバランスを測定し、前記エンジンアッシに備えるクランクシャフトに取り付けられたプーリ又はギアの一部に錘を取り付ける、又は前記プーリ又は前記ギアの一部の重量を減少させることで、前記エンジンアッシのバランスを修正することを特徴とするエンジンアッシ生産方法。
【請求項５】
エンジンアッシを固定する振動架台と、前記エンジンアッシの出力軸を回転させるモータと、を備えるエンジンアッシバランス測定装置において、
前記振動架台は、複数の扁平な振動バネによって支持され、
前記振動バネを前記振動架台に対して垂直な軸を中心に任意の角度に回転し固定可能であることを特徴とするエンジンアッシバランス測定装置。
【請求項６】
請求項５に記載のエンジンアッシバランス測定装置において、
前記振動架台に前記エンジンアッシの重量を測定する重量測定手段を複数備え、
前記重量測定手段で前記エンジンアッシの重量を測定することで重心位置を割り出し、
前記エンジンアッシの重量及び前記重心位置に基づいて前記振動バネの角度を決定することを特徴とするエンジンアッシバランス測定装置。
【請求項７】
請求項５又は請求項６に記載のエンジンアッシバランス測定装置において、
前記モータの制御を行うモータ制御機構と、
前記エンジンアッシの重量に対する前記モータの最適な回転数を示す回転数マップと、を備え、
前記回転数マップに基づき、前記重量測定手段により測定された前記エンジンアッシの重量により前記モータの回転数を決定し、前記最適な回転数となるように前記モータ制御機構で前記モータを制御することを特徴とするエンジンアッシバランス測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンのバランスを測定する装置を汎用化させ、種類の異なるエンジンアッシのバランスを測定する際に、大がかりな段取り替えを必要としない構成とする技術である。
【背景技術】
【０００２】
エンジンの静粛性を実現する一つの方法として、エンジン自身の重量バランスを調整することで、エンジン駆動時のエンジン自身の振動を抑える方法がある。
エンジンの振動は、エンジンに備えるクランクシャフトが回転する際にエンジン全体の重量バランスの不均衡があることで起きる。回転数によってもこの振動は異なるため、完全にエンジンの振動を無くすことは困難である。
しかしながら、ある特定の回転領域におけるエンジンの振動抑制は、エンジンの重量バランスを調整することである程度抑えることが可能である。
【０００３】
エンジンのアッシアンバランスを測定する装置に関する、或いは似たような技術としては、特許文献１乃至特許文献３のようなものが挙げられる。
特許文献１に記載のパレット装置は、複数のエンジンに対応するために、受け具を複数備えたパレットであり、このパレットを用いて内燃機関試験装置にかけることで、複数のエンジンに対応できるようにした技術である。
特許文献２に記載のテストパレットは、液体封入マウントを用い、エンジンの重心位置から等しい位置に配置することで、エンジン自身の振動を正確に把握する技術である。エンジン自身の振動を正確に把握するためには、防振ゴムなどを用いると固有振動数が高く、エンジンの振動領域での動バネ定数も高いため、エンジンの振動はパレットに伝達され、エンジンとパレットが一つの慣性系として振動してしまい正確な振動が把握できない。このために、液体封入マウントを採用している。
【０００４】
特許文献３に記載のパワートレイン試験装置は、入力接続軸に接続される加振装置を備えたベースを移動させることで、入力接続軸と出力接続軸との距離を変化させて、入力軸と出力軸の軸間距離が異なるパワートレインの性能試験を行うことを可能とする技術である。
エンジンのアッシアンバランスを測定する試験装置ではないため、直接的には関係ないが、パワートレインも回転試験を行う必要があり、その点で類似する技術であるといえる。
なお、出願人が過去に出願した関連の文献である特許文献４及び特許文献５も参考のために示す。
【０００５】
【特許文献１】特開平５−９９７９６号公報
【特許文献２】特開平８−２４７３８１号公報
【特許文献３】特開２００５−３３１２９１号公報
【特許文献４】特開２００７−１４７５０１号公報
【特許文献５】特開２００７−０６４０１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１乃至特許文献３には、以下のような課題があると考えられる。
エンジンアッシバランスを測定するためには、測定するエンジンにあわせた装置が必要となる。これは、同じ型のエンジンでも、車載される車種のエンジンルーム形状や、車両バランスなどによりエンジンの形状や重量配分が異なるためである。
しかし、特許文献１に示すようにエンジンを受ける受け具を複数設けたのでは、対応できるエンジンの種類は限られるという問題がある。
正確なエンジンの振動を把握するためには、特許文献２に記載されるように、エンジンの重心位置から等しい位置に液体封入マウントなどのダンパーを用意する必要があるが、エンジンの重心位置は、車種や型式によっても異なることが多いため、各エンジンに対応するパレットが必要になる。また、液体封入マウント等のダンパーの使用は、振動検出精度の低下に繋がるという問題もある。
【０００７】
したがって、特許文献１及び特許文献２を組み合わせたとしても、数種類のエンジンを１つの装置で測定することは可能であるが、多数のエンジンに対応させるためには、バネ部材等の段取り替えが必要となり、調整工数がかかる他、測定精度が悪化する要因となる。
また、特許文献３に開示される技術をエンジンのアッシアンバランスを測定する装置に適用する場合でも、単純に軸間距離が変化するのではなく、重心位置の変化に対応しなければならないため、複雑な機構が必要となり、調整工数がかかると考えられる。
特許文献４及び特許文献５についても、複数種類のエンジンに対応できるようにするためには、段取り替えが必要となる。
【０００８】
そこで、本発明はこのような課題を解決するために、汎用性の高いエンジンアッシバランス測定装置、エンジンアッシバランス測定方法、及びそれを用いたエンジンアッシ生産方法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】
【０００９】
前記目的を達成するために、本発明によるエンジンアッシバランス測定方法は以下のような特徴を有する。
（１）エンジンアッシを固定する振動架台と、前記エンジンアッシの出力軸を回転させるモータと、前記振動架台に取り付けられた振動検出センサと、を備え、前記エンジンアッシに回転を伝達し、その際に発生する振動を前記振動検出センサで測定することで、前記エンジンアッシの振動特性を測定するエンジンアッシバランス測定方法において、
前記振動架台は、複数の扁平な振動バネによって支持され、前記エンジンアッシの重量に対応して、前記振動バネを前記振動架台に対して垂直な軸を中心に回転させ、任意の角度に調整して固定し、前記エンジンアッシの振動を前記振動検出センサで測定することを特徴とする。
【００１０】
（２）（１）に記載のエンジンアッシバランス測定方法において、
前記振動架台に、前記エンジンアッシの重量を測定する重量測定手段を複数備え、前記重量測定手段で前記エンジンアッシの重量を測定することで重心位置を割り出し、前記エンジンアッシの重量及び前記重心位置に基づいて前記振動バネの角度を決定することを特徴とする。
【００１１】
（３）（１）又は（２）に記載のエンジンアッシバランス測定方法において、
前記モータの制御を行うモータ制御機構と、前記エンジンアッシの重量に対する前記モータの最適な回転数を示す回転数マップと、を備え、前記回転数マップに基づき、前記重量測定手段により測定された前記エンジンアッシの重量により前記モータの回転数を決定し、前記最適な回転数となるように前記モータ制御機構で前記モータを制御することを特徴とする。
【００１２】
また、前記目的を達成するために、本発明によるエンジンアッシ生産方法は以下のような特徴を有する。
（４）（１）乃至（３）のいずれかに記載のエンジンアッシバランス測定方法を用いて前記エンジンアッシのバランスを測定し、前記エンジンアッシに備えるクランクシャフトに取り付けられたプーリ又はギアの一部に錘を取り付ける、又は前記プーリ又は前記ギアの一部の重量を減少させることで、前記エンジンアッシのバランスを修正することを特徴とする。
【００１３】
また、前記目的を達成するために、本発明によるエンジンアッシバランス測定装置は、以下のような特徴を有する。
（５）エンジンアッシを固定する振動架台と、前記エンジンアッシの出力軸を回転させるモータと、を備えるエンジンアッシバランス測定装置において、
前記振動架台は、複数の扁平な振動バネによって支持され、前記振動バネを前記振動架台に対して垂直な軸を中心に任意の角度に回転し固定可能であることを特徴とする。
【００１４】
（６）（５）に記載のエンジンアッシバランス測定装置において、
前記振動架台に前記エンジンアッシの重量を測定する重量測定手段を複数備え、前記重量測定手段で前記エンジンアッシの重量を測定することで重心位置を割り出し、前記エンジンアッシの重量及び前記重心位置に基づいて前記振動バネの角度を決定することを特徴とする。
【００１５】
（７）（５）又は（６）に記載のエンジンアッシバランス測定装置において、
前記モータの制御を行うモータ制御機構と、前記エンジンアッシの重量に対する前記モータの最適な回転数を示す回転数マップと、を備え、前記回転数マップに基づき、前記重量測定手段により測定された前記エンジンアッシの重量により前記モータの回転数を決定し、前記最適な回転数となるように前記モータ制御機構で前記モータを制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
このような特徴を有する本発明によるエンジンアッシバランス測定方法により、以下のような作用、効果が得られる。
まず、（１）に記載される発明は、エンジンアッシを固定する振動架台と、エンジンアッシの出力軸を回転させるモータと、振動架台に取り付けられた振動検出センサと、を備え、エンジンアッシに回転を伝達し、その際に発生する振動を振動検出センサで測定することで、エンジンアッシの振動特性を測定するエンジンアッシバランス測定方法において、振動架台は、複数の扁平な振動バネによって支持され、エンジンアッシの重量に対応して、振動バネを振動架台に対して垂直な軸を中心に回転させ、任意の角度に調整して固定し、エンジンアッシの振動を振動検出センサで測定するので、重量の異なるエンジンアッシの測定が、一つのエンジンアッシバランス測定装置で実現可能である。これは以下に説明するような作用による。
【００１７】
まず、エンジンアッシに備える出力軸を、モータで回転させることで、エンジンの運転状態と同じ状態を作り出す。この状態でエンジンアッシの振動を、例えば振動架台に取り付けた振動検出センサなどで検出することで、エンジンアッシのバランスを検出する。
エンジンアッシはモータによって出力軸を回転させられる関係上、エンジンアッシは出力軸と直交方向に振動成分が発生する。
一方、振動架台に取り付けられる振動バネが扁平であることで、振動バネの振動のし易さに方向性ができる。したがって、エンジンアッシの出力軸に対して平行方向から直交方向に角度を変えることで振動の検出のし易さが変化する。エンジンアッシの出力軸に対して振動バネの長手方向が平行であれば振動バネは振動を感知し易く、そこからエンジンアッシの出力軸に対して振動バネの長手方向が直交する方向に振動バネを徐々に回転させると、徐々に振動を感知し難くなる。
【００１８】
この扁平形状の振動バネの性質を応用すれば、実質的に振動架台に取り付けられた振動バネの振動のし易さを変化させることが可能である。
このように、扁平な振動バネで振動架台を支えることで、振動バネの振動の検出のし易さを変化させることが可能なので、重さの異なるエンジンアッシに対して一つのエンジンアッシバランス測定装置で測定することが可能となる。したがって、一つのラインで複数種類のエンジンアッシを流す等、コストダウンに貢献することが可能となる。
【００１９】
また、（２）に記載の発明は、（１）に記載のエンジンアッシバランス測定方法において、振動架台に、エンジンアッシの重量を測定する重量測定手段を複数備え、重量測定手段でエンジンアッシの重量を測定することで重心位置を割り出し、エンジンアッシの重量及び重心位置に基づいて振動バネの角度を決定するので、複数種類のエンジンアッシを一つのエンジンアッシバランス測定装置で測定することが可能となる。これは以下に説明する作用による。
エンジンアッシは車載される際のボディや取り付けられる付帯機器との関係によって重心位置が異なるケースがある。このため、従来はそのエンジンアッシ専用のエンジンアッシバランス測定装置が必要であった。
しかし、振動架台に複数の扁平な振動バネを備え、複数の重量測定手段を備えていることで重心位置を算出し、振動バネの角度を個別に調整することで個々のエンジンアッシの重心位置に適した振動検出が可能になる。
【００２０】
例えば、エンジンアッシの重心が片側によっている場合に、エンジンアッシの重心が近い方の側の振動バネを振動し易い角度とし、エンジンアッシの重心から遠い側の振動バネを振動しにくい角度とすることで、エンジンアッシを含めた振動架台全体の振動し易さに偏りがでないように調整することができる。
振動架台に対してエンジンアッシの重心が適切でないと、片側の振動が増幅されるなどの問題が発生し、正確にエンジンアッシのバランスを測定することが困難になるが、振動バネの角度を個別に調整することで振動架台を含めたエンジンアッシの重心が適切な位置に補正されるためこのような問題が解決され、重心位置の異なるエンジンアッシに対して一つのエンジンアッシバランス測定装置で測定することが可能となる。
【００２１】
また、（３）に記載される発明は、（１）又は（２）に記載のエンジンアッシバランス測定方法において、モータの制御を行うモータ制御機構と、エンジンアッシの重量に対するモータの最適な回転数を示す回転数マップと、を備え、回転数マップに基づき、重量測定手段により測定されたエンジンアッシの重量によりモータの回転数を決定し、最適な回転数となるようにモータ制御機構で前記モータを制御するので、そのエンジンアッシに最適な回転数でのエンジンアッシバランス測定を行うことが可能である。これは以下に説明する作用による。
エンジンアッシの出力軸をモータで回転させると、エンジンアッシに備えられるクランクシャフトが回転して、エンジンアッシの稼働状態を擬似的に作り出すことができる。この際に発生する振動成分よりエンジンアッシのバランスを測定するが、回転数がエンジンアッシの固有振動数に近い場合、振動が正しく測定できない。このため、固有振動数を避けて回転させる必要があり、エンジンアッシ毎にその回転数は異なる。
したがって、モータの回転数を制御可能で、制御するための回転数マップを備えていることで、最適なバランス測定条件を得ることが可能となる。
【００２２】
また、このような特徴を有する本発明によるエンジンアッシ製造方法により、以下のような作用、効果が得られる。
まず、（４）に記載される発明は、（１）乃至（３）のいずれかに記載のエンジンアッシバランス測定方法を用いてエンジンアッシのバランスを測定し、エンジンアッシに備えるクランクシャフトに取り付けられたプーリ又はギアの一部に錘を取り付ける、又はプーリ又はギアの一部の重量を減少させることで、エンジンアッシのバランスを修正するので、プーリ又はギアの一部に錘を取り付ける、或いは一部の重量を減少させるなどの簡易な方法で、エンジンアッシのバランスを修正することができ、静粛性の高いエンジンを製造するエンジンアッシ製造方法を提供することができる。
【００２３】
また、このような特徴を有する本発明によるエンジンアッシバランス測定装置により、以下のような作用、効果が得られる。
まず、（５）に記載される発明は、エンジンアッシを固定する振動架台と、エンジンアッシの出力軸を回転させるモータと、を備えるエンジンアッシバランス測定装置において、振動架台は、複数の扁平な振動バネによって支持され、振動バネを振動架台に対して垂直な軸を中心に任意の角度に回転し固定可能であるので、重量の異なるエンジンアッシの測定が、一つのエンジンアッシバランス測定装置で実現可能である。
振動架台に備えられた振動バネが扁平であることから、（１）に記載のエンジンアッシバランス測定方法と同様に、エンジンアッシの重量に合わせて振動バネの角度を調整することで、振動バネの振動のし易さを変更することができる。つまり、段取り換えをすることなくエンジンアッシの重量に合わせて最適な振動バネを選択するのと同等な効果が得られる。
このため、重量の異なる複数種類のエンジンアッシを同じ生産ラインで生産可能となり、生産効率を向上させることができる。
【００２４】
また、（６）に記載される発明は、（５）に記載のエンジンアッシバランス測定装置において、振動架台にエンジンアッシの重量を測定する重量測定手段を複数備え、重量測定手段でエンジンアッシの重量を測定することで重心位置を割り出し、エンジンアッシの重量及び重心位置に基づいて振動バネの角度を決定するので、（２）に記載のエンジンアッシバランス測定方法と同様に、重心位置の異なる複数種類のエンジンアッシを同じ生産ラインで生産可能となり、生産効率を向上させることができる。
【００２５】
また、（７）に記載される発明は、（５）又は（６）に記載のエンジンアッシバランス測定装置において、モータの制御を行うモータ制御機構と、エンジンアッシの重量に対するモータの最適な回転数を示す回転数マップと、を備え、回転数マップに基づき、重量測定手段により測定されたエンジンアッシの重量によりモータの回転数を決定し、最適な回転数となるようにモータ制御機構でモータを制御するので、（３）に記載のエンジンアッシバランス測定方法と同様に、複数種類のエンジンアッシのそれぞれに最適な回転数マップをエンジンアッシの重量を基に選定し、エンジンアッシの出力軸を回転させ、振動を検出してアンバランスを測定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
次に、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
（第１実施形態）
図１に、第１実施形態のアッシバランス測定装置１０の側面図を示す。また、図２にアッシバランス測定装置１０の上面視図を示す。
アッシバランス測定装置１０は、ベース土台１１と、駆動装置２０と、モータ２１、振動架台３０等からなり、エンジンアッシ５０のアッシアンバランスを測定することが可能である。
駆動装置２０はベース土台１１上に備えられ、モータ２１と接続されている。モータ２１もベース土台１１上に備えられている。
また、駆動装置２０はエンジン連結部２２とスピンドル部２３を備えている。そして、モータ２１の回転を伝え、エンジン連結部２２の先端にあるエンジン連結部２２を回転させる機能を備えている。
【００２７】
モータ２１は、駆動装置２０に内蔵される演算装置２０ａによって自在に回転数を制御可能である。
エンジン連結部２２の先端に備えられるスピンドル部２３は、エンジンアッシ５０に対して近接する方向に移動が可能である。エンジン連結部２２内部に備えられたスライド機構により、スピンドル部２３は図１の右方向に前進し、前進端でスピンドル部２３は回転可能な機構となっている。
振動架台３０は、ベース土台１１上に設けられるエンジンアッシ５０を取り付ける架台であり、４本の振動バネ３１で支えられている。ここでは便宜的に第１振動バネ３１ａ、第２振動バネ３１ｂ、第３振動バネ３１ｃ、第４振動バネ３１ｄとする。なお、特に断り無く振動バネ３１と表記する場合は、第１振動バネ３１ａ乃至第４振動バネ３１ｄの全体を示すか、或いは全体に共通する機能について説明をしている。
【００２８】
図４に、振動バネ３１の一部を拡大した拡大図を示す。
振動バネ３１は、振動架台３０を４カ所で支持している。そして、振動バネ３１は一方向に振動しやすいように図４に示すような略楕円断面の扁平形状となっている。略楕円断面としているのは、角部に応力が集中することを防ぐ狙いがある。振動バネ３１の断面は長手方向３１ｘに対して短手方向３１ｙの寸法比は３：１程度となっている。このため、振動バネ３１は短手方向３１ｙに振動し易い。振動バネ３１の材質は、鉄系の材料が用いられている。特にバネ鋼である必要はなく、また、適切な振動のし易さと剛性が得られるのであれば鉄系に限らず、他の金属を用いることを妨げない。
そして、振動バネ３１は一端を振動架台３０に回転可能に取り付けられ、他端をベース土台１１に回転可能に取り付けられている。このため、振動バネ３１はそれぞれ独立に任意の角度に振動架台３０に直交する軸を中心に回転させ保持させることが可能である。さらに振動バネ３１の一端には角度調整機構が備えられ、外部の信号に対応して自動で回転が可能である。この角度調整機構は、振動バネ３１をそれぞれ独立かつ任意の角度に調整ができ、演算装置２０ａの指示に従って回転し固定される構造であることが好ましい。
【００２９】
また、振動架台３０にはエンジン受け座３２が４カ所に備えられ、エンジン受け座３２の株に質量測定機能としてロードセル３３が備えられている。ロードセル３３も便宜上、第１ロードセル３３ａ、第２ロードセル３３ｂ、第３ロードセル３３ｃ、及び第４ロードセル３３ｄ、とする。なお、特に断り無くロードセル３３と表記する場合は、第１ロードセル３３ａ乃至第４ロードセル３３ｄの全体を示すか、或いは全体に共通する機能について説明をしている。
【００３０】
図３に、振動架台３０の拡大図を示す。
振動架台３０取り付けられたエンジン受け座３２（ピン付き受け座３２ａ、及びフラット受け座３２ｂ）によって、エンジンアッシ５０を受けて固定している。説明の都合上、エンジン受け座３２と称する場合は、ピン付き受け座３２ａ及びフラット受け座３２ｂのいずれか、又はそれを総称する表現であるものとする。ロードセル３３は、エンジンアッシ５０の重量を測定する為に設けられており、エンジン受け座３２に取り付けられたエンジンアッシ５０の重量を測定することが可能である。
なお、ピン付き受け座３２ａは、エンジンアッシ５０を設置する際に、エンジンアッシ５０に設けられる図示しないピン穴に挿入されて位置決めを行うものであるが、エンジンアッシ５０の種類によっては、必要な位置にピン穴を設けることができない場合も考えられるので、別途位置決めピンを設けることを妨げない。
【００３１】
振動架台３０の下部には、ベース土台１１に取り付けられたロックアップ機構３５を備えている。
ロックアップ機構３５は、エンジンアッシ５０の乗った振動架台３０を支えることが可能であり、昇降させることができる。したがって、ロックアップ機構３５の上昇端では振動架台３０を支えるように振動架台３０の下面を押圧し、ロックアップ機構３５の下降端では、振動架台３０から離れて振動架台３０が振動した場合にも接触しない位置にある。
このロックアップ機構３５は、エンジンアッシ５０を振動架台３０に載せたり、振動架台３０から下ろしたりする際に使用する。振動バネ３１は振動を検出可能なように剛性が低く設定されているため、衝撃を与えることは好ましくない。したがって、エンジンアッシ５０を振動架台３０に搭載するときなど、衝撃が加わりやすいタイミングでの振動検出センサ３６によるサポートは、振動バネ３１の保護に繋がる。
また、振動架台３０の側面には振動検出センサ３６が取り付けられている。振動検出センサ３６は加速度センサなど、振動を検出可能なものであればよい。
【００３２】
第１実施形態は上記構成であるので、以下に説明する作用を示す。
図５に、エンジンアッシ５０の断面図及び、スピンドル部２３との接続状態を示す。
エンジンアッシ５０は、シリンダブロック５２にシリンダヘッド５１とオイルパン５４、クランクケース５３などを組み付けた状態のエンジンであり、クランクシャフト５５を回転させればピストン５８がシリンダ５９内を上下する。つまり、自動車に組み付ける前の状態のエンジンである。
エンジンアッシ５０に備えられるクランクシャフト５５の一端にはプーリ５７が取り付けられ、他端にはフライホイール５６（ＡＴ車の場合はドライブプレート）が取り付けられている。
このフライホイール５６には、中央にクランクシャフト５５のリアのパイロット穴５６ａが設けられており、周囲には突起５６ｂが設けられている。この突起５６ｂはボルトであるが、別途専用の突起を設けても良い。具体的には特開２００６−２７５７１５号公報の図４等を参考にされたい。
【００３３】
図６に、アッシバランス測定装置１０の処理フローを示す。また、図７に、振動バネ角度調整のサブルーチンフローを示す。
Ｓ１では、エンジンアッシ５０を移載する。エンジンアッシ５０は、別の生産工程で組み付けられてくるので、アッシバランス測定装置１０の振動架台３０に固定する。
エンジンアッシ５０は図５に示したように、クランクシャフト５５を回転させることでピストン５８が上下運動する状態にまで組み付けられており、エンジンオイルなども供給可能な状態になっている。振動架台３０に固定したエンジンアッシ５０に対して、スピンドル部２３を前進させてスピンドル突起２３ａをパイロット穴５６ａに差し込み、パイロット穴５６ａにスピンドル穴２３ｂが係合する。そして、Ｓ２に移行する。
【００３４】
Ｓ２では、エンジンアッシ５０の重量を測定する。エンジンアッシ５０の重量は、振動架台３０に備えられたロードセル３３によって測定される。ロードセル３３では第１ロードセル３３ａ乃至第４ロードセル３３ｄにそれぞれエンジンアッシ５０の重量が分散されて測定されるので、この合計がエンジンアッシ５０の重量ということになる。そしてＳ３に移行する。
Ｓ３では、エンジンアッシ５０の重心を演算する。ロードセル３３で測定したデータは駆動装置２０に備えられる演算装置２０ａに送られ、第１ロードセル３３ａ乃至第４ロードセル３３ｄのそれぞれで測定されたデータより、エンジンアッシ５０の重心位置が計算される。そしてＳ４に移行する。
Ｓ４では、エンジンアッシ５０を固定する。振動架台３０には図示しないエンジンクランプが備えられており、ロードセル３３で重量を測定した後に、エンジンアッシ５０が振動架台３０からずれないように固定を行う。そしてＳ５に移行する。
Ｓ５では、振動バネ角度調整サブルーチンを実行する。そして、Ｓ６に移行する。振動バネ角度調整サブルーチンについては、図７を用いて後ほど説明する。
【００３５】
Ｓ６では、回転マップを読み込む。回転マップは、演算装置２０ａにデータとして保管されており、エンジンアッシ５０の重量に対する、モータ２１の最適な回転数がデータとして示されている。
この回転マップのデータは事前に採取する必要がある。例えば数十個の同じ種類のエンジンアッシ５０を用意し、バラツキを含めて最適な回転数を調査しておく。このようにエンジンアッシ５０の種類毎に、最適な回転数を調査しておくことでエンジンアッシ５０の正確な振動を振動検出センサ３６によって調査可能となる。そしてＳ７に移行する。
Ｓ７では、エンジンアッシ５０の重量に対して選択される回転数が適切かどうかを判断する。適切であれば（Ｓ７：Ｙｅｓ）Ｓ９に移行し、適切でなければ（Ｓ７：Ｎｏ）Ｓ８に移行する。
Ｓ８では、スピンドル部２３の回転数を変更する。そしてＳ９に移行する。
【００３６】
Ｓ９では、エンジンアッシ５０のバランスを測定する。エンジンアッシ５０のバランスはアッシバランス測定装置１０によって測定される。具体的にはエンジンアッシ５０のクランクシャフト５５を、フライホイール５６とスピンドル部２３を係合させ、スピンドル部２３を回転させることで、エンジンアッシ５０を動作させる。スピンドル部２３の回転数は６００〜１８００ｒｐｍ程度の間から決定される。つまり、エンジンアッシ５０を車に搭載した場合のアイドリング時に使用される回転域でのエンジンアッシ５０の振動を調査するわけである。
そして、振動架台３０の側面に取り付けられる振動検出センサ３６によって、エンジンアッシ５０の稼働時の振動を検出する。そしてＳ１０に移行する。
【００３７】
Ｓ１０では、エンジンアッシ５０のバランス修正が必要かどうかのチェックを行う。エンジンアッシ５０のバランス調整が必要であれば（Ｓ１０：Ｙｅｓ）Ｓ１１に移行する。調整不要であれば、プロセスを終了する。
Ｓ１１では、バランス調整を行う。エンジンアッシ５０のバランス調整方法としては、様々なものがあるが、基本的にはエンジンアッシ５０のプーリ５７に錘を付けるか、削るなどの行為により重量を減らすことで実現する。詳しくは特開２００６−２７５１１１号公報を参照のこと。そして、プロセスを終了する。
【００３８】
次に、図７に示す振動バネ角度調整のサブルーチンについて説明する。
Ｓ１２では、振動バネ３１の角度マップを読み込む。振動バネ３１の角度は、重量に対して適切な角度が存在する。振動バネ３１は振動架台３０を支え、エンジンアッシ５０の稼働テストをする際には、振動架台３０と共に振動する。この際に振動バネ３１の固有振動数がエンジンアッシ５０の振動と一致するのを避けるために、予めエンジンアッシ５０の重量に対応する適当な角度が角度マップに記載されており、これを演算装置２０ａが図示しない記憶装置から呼び出すことになる。
この角度マップのデータは、事前にテストを行って作成しておく必要がある。例えば同じ種類のエンジンアッシ５０を数十個程度用意し、そのバラツキ等を把握した上での最適値を、エンジンアッシ５０の種類毎に正確に調査しておく。こうすることで、エンジンアッシ５０の振動を正確に振動検出センサ３６で検知することが可能となる。そしてＳ１３に移行する。
【００３９】
Ｓ１３では、エンジンアッシ５０の重量に対して振動バネ３１の角度が適切かどうかを判断する。具体的には振動バネ３１の現状の角度と、角度マップでエンジンアッシ５０の重量に対応する角度と比較する。適切な角度に無ければ（Ｓ１３：Ｎｏ）Ｓ１４に移行する。適切な角度であれば（Ｓ１３：Ｙｅｓ）Ｓ１５に移行する。
Ｓ１４では、振動バネ３１の角度を調整する。エンジンアッシ５０の重量に対して振動バネ３１を調整する場合には、第１振動バネ３１ａ乃至第４振動バネ３１ｄの全てを同様に回転させることになる。例えば、振動バネ３１がそれぞれ線対称になるように移動する。
図８に、振動バネ３１を回転させている様子を表す模式図を示す。
エンジンアッシ５０の重量に合わせて、第１振動バネ３１ａ乃至第４振動バネ３１ｄを同じ角度に回転させる。こうすることで、エンジンアッシ５０の重量に対してアッシバランス測定装置１０に備える振動バネ３１の振動のし易さを調整する。そしてＳ１５に移行する。
【００４０】
Ｓ１５では、エンジンアッシ５０の重心位置が適切かどうかを判断する。理想的には振動架台３０の重心に対してエンジンアッシ５０の重心が一致することが好ましい。しかし、エンジンアッシ５０の重心は搭載する車両との関係で決定されるため、エンジンアッシ５０の種類毎に異なる可能性がある。このため、振動バネ３１の角度を変更することによって擬似的に振動架台３０とエンジンアッシ５０の重心位置を一致させてやる。重心位置が適切であれば（Ｓ１５：Ｙｅｓ）、このサブルーチンを終了する。重心位置が適切でなければ（Ｓ１５：Ｎｏ）、Ｓ１６に移行する。
【００４１】
Ｓ１６では、振動バネ３１の角度を個別調整する。
図９に、エンジンアッシ５０の重心位置と振動バネ３１の関係についての模式図を示す。
振動架台３０と振動バネ３１の相対位置は模式的に示されている。振動架台３０の中央に示されているのが架台重心Ｇ１で、エンジンアッシ５０の重心はエンジン重心Ｇ２で示されている。
このように、架台重心Ｇ１とエンジン重心Ｇ２がずれている場合、Ｓ１６で振動バネ３１の調整を行う。エンジン重心Ｇ２が第２振動バネ３１ｂ及び第４振動バネ３１ｄ側にずれているため、第１振動バネ３１ａ及び第３振動バネ３１ｃを回転させる。
エンジン重心Ｇ２が第２振動バネ３１ｂ及び第４振動バネ３１ｄ側にずれているため、第２振動バネ３１ｂ及び第４振動バネ３１ｄ側が重くなり、振動し難い。一方、第１振動バネ３１ａ及び第３振動バネ３１ｃ側が軽くなり、振動し易くなる。このため、第１振動バネ３１ａ及び第３振動バネ３１ｃ側を振動し難くなるように、エンジンアッシ５０のクランクシャフト５５の回転軸の回転中心と第１振動バネ３１ａ及び第３振動バネ３１ｃが直行する方向に回転させる。そして、サブルーチンを終了する。
【００４２】
第１実施形態は上記構成、及び作用を示すので、以下に説明する効果を奏する。
まず、第１の効果として、重量の異なるエンジンアッシの測定が、一つのエンジンアッシバランス測定装置で実現可能である点が挙げられる。
エンジンアッシ５０を固定する振動架台３０と、エンジンアッシ５０のクランクシャフト５５を回転させるモータと、振動架台３０に取り付けられた振動検出センサ３６と、を備え、エンジンアッシ５０に回転を伝達し、その際に発生する振動を振動検出センサ３６で測定することで、エンジンアッシ５０の振動特性を測定するエンジンアッシバランス測定方法において、振動架台３０は、複数の扁平な振動バネ３１によって支持され、エンジンアッシ５０の重量に対応して、振動バネ３１を振動架台３０に対して垂直な軸を中心に回転させ、任意の角度に調整して固定し、エンジンアッシ５０の振動を振動検出センサ３６で測定する。
【００４３】
振動バネ３１は扁平形状であるので、図４に示すように、振動のし易さに方向性が表れる。すなわち、厚みが薄い方向に振動し易く、厚みが厚い方向にし難い。したがって、振動バネ３１を回転させ、任意の固定可能な構造にしておくことで、振動架台３０の振動のし易さを自在に変化させることが可能となる。
エンジンアッシ５０には、搭載する車からのニーズによって様々な種類を用意する必要がある。しかしながら、エンジンアッシ５０の種類にあわせて、アッシバランス測定装置１０を用意することは経済的でなく、アッシバランス測定装置１０にある程度の汎用性を持たせることが望ましい。ただし、振動バネ３１を段取り替えするなどの手法では、調整工数が発生するなどの問題がある他、段取り替えをすることで測定精度が悪化する虞もある。
【００４４】
しかし、前述の通り振動バネ３１の角度を調整することで、振動バネ３１の振動のし易さを変更できるため、エンジンアッシ５０の重さに合わせて振動バネ３１の振動のし易さを選択することが可能となり、つまり、振動バネ３１の角度を調整することで、そのエンジンアッシ５０に最適な振動のし易さを選択することができる。よって、アッシバランス測定装置１０の汎用性を高めることが可能となる。
このように、第１振動バネ３１ａ乃至第４振動バネ３１ｄの角度を調整することで、段取り替えを必要とせずにエンジンアッシ５０の重量に合わせてアッシバランス測定装置１０の振動のし易さを調整可能であるので、重さの異なるエンジンアッシに対して一つのエンジンアッシバランス測定装置で測定することが可能となる。したがって、一つのラインで複数のエンジンアッシ５０を流す等、コストダウンに貢献することが可能となる。
【００４５】
また、第２の効果として、重心の異なるエンジンアッシの測定が、一つのエンジンアッシバランス測定装置で実現可能である点が挙げられる。
振動架台３０に、エンジンアッシ５０の重量を測定するロードセル３３を複数備え、ロードセル３３でエンジンアッシ５０の重量を測定することでエンジン重心Ｇ２を割り出し、エンジンアッシ５０の重量及び重心位置に基づいて振動バネ３１の角度を決定するので、第１振動バネ３１ａ乃至第４振動バネ３１ｄの振動のし易さを調整し、重心位置が架台重心Ｇ１と重なっていなくても、擬似的に架台重心Ｇ１とエンジン重心Ｇ２を一致させ、振動検出センサ３６で正確な振動を計測することが可能になる。
エンジン重心Ｇ２についてもエンジンアッシ５０の種類によって様々な位置に設定されるものと考えられる。
【００４６】
また、第３の効果として、回転数マップを用いることでエンジンアッシ５０をアッシバランス測定装置１０で測定させる際における最適なモータの回転数を選択することが可能である。
モータの制御を行う駆動装置２０の演算装置２０ａと、エンジンアッシ５０の重量に対するモータの最適な回転数を示す回転数マップと、を備え、回転数マップに基づき、ロードセル３３により測定されたエンジンアッシ５０の重量によりモータの回転数を決定し、エンジンアッシ５０に対して最適な回転数となるように演算装置２０ａでモータを制御するので、アッシバランス測定装置１０及びエンジンアッシ５０の固有振動数を避けて振動検出センサ３６でエンジンアッシ５０の振動を計測することが可能である。
【００４７】
上記、第１乃至第３の効果に示すように、アッシバランス測定装置１０の汎用性を高めることで、段取り替え無しに複数種類のエンジンアッシ５０の振動を計測することが可能となるので、エンジンアッシ５０を生産する際に、専用のアッシバランス測定装置１０を設ける必要がなく、他品種のエンジンアッシ５０を同一の生産ラインに流すことが容易になる。
また、段取り替えを必要としないので、エンジンアッシ５０の振動の測定精度を向上させることが期待できる。
【００４８】
これまでエンジンアッシ５０のバランス修正は滅多に行われてこなかった。エンジンアッシ５０のバランス修正は専用のアッシバランス測定装置１０を用意する必要があるなどコストがかかるためである。
しかし、エンジンアッシ５０の特定回転域での振動低減は、車の静粛性を向上させる点で有効である。すなわち、６００〜２０００ｒｐｍ程度の間の、エンジンアッシ５０を車に搭載した場合のアイドリング時に使用される回転域でのエンジンアッシ５０の振動を調査し、バランス取りを行うことで、車両のアイドリング時の静粛性を向上させ、不快な振動を低減させる。
特に高級車において、このような振動の低減はユーザーにとって価値がある。
また、アッシバランス測定装置１０の汎用性を高めることで、バランス取りのコストダウンを図り、高級車のみならず一般的な車両にまで適用範囲を広げることが可能となり、より車の価値を高めることに繋がる。
【００４９】
（第２実施形態）
第２実施形態は第１実施形態の構成と同じである。ただし、図６で示したフローと異なる方法でエンジンアッシ５０の振動を検出する方法を示す。
図１０は、第２実施形態のアッシバランス測定装置１０の処理フローを示す。
Ｓ２０では、エンジンアッシ５０を移載する。エンジンアッシ５０は、別の生産工程で組み付けられてくるので、アッシバランス測定装置１０の振動架台３０に固定する。
エンジンアッシ５０は図５に示したように、クランクシャフト５５を回転させることでピストン５８が上下運動する状態にまで組み付けられており、エンジンオイルなども供給可能な状態になっている。振動架台３０に固定したエンジンアッシ５０に対して、スピンドル部２３を前進させてスピンドル突起２３ａをパイロット穴５６ａに差し込み、パイロット穴５６ａにスピンドル穴２３ｂが係合する。そして、Ｓ２１に移行する。
【００５０】
Ｓ２１では、エンジンアッシ５０の型式を確認する。エンジンアッシ５０の型式を確認する方法は色々ある。例えば、ＩＣタグをエンジンアッシ５０に取り付ける、或いはバーコード等を用いて認識させる方法もある。このようなエンジンアッシ５０の型式を認識させる方法を用い、エンジンアッシ５０の型式を演算装置２０ａに識別させる。そしてＳ２２に移行する。
Ｓ２２では、エンジンアッシ５０の型式データと対応するデータを取り込む。データは回転数マップと角度マップ等、アッシバランス測定装置１０をそのエンジンアッシ５０用にカスタマイズするためのデータである。そしてＳ２３に移行する。
Ｓ２３では、エンジンアッシ５０の振動架台３０への固定を行う。そしてＳ２４に移行する。
Ｓ２４では、振動バネ３１の角度調整を行う。前述のように、第１振動バネ３１ａ乃至第４振動バネ３１ｄの角度を調整することで、振動バネ３１の振動し易さを調整することが可能である。Ｓ２２で得たエンジンアッシ５０の型式データを基に、角度マップから必要な角度データを選択し、振動バネ３１の調整を行うことで、そのエンジンアッシ５０の振動が振動検出センサ３６によって精度良く検知できるように調整する。そしてＳ２５に移行する。
【００５１】
Ｓ２５では、モータ２１の回転数を調整する。エンジンアッシ５０の種類及び振動バネ３１の角度によって、そのエンジンアッシ５０に最適な回転数は異なる。したがって、回転数マップにしたがってエンジンアッシ５０の型式に適合する回転数を選択する。そして、Ｓ２６に移行する。
Ｓ２６では、エンジンアッシ５０のバランスを測定する。体的にはエンジンアッシ５０のクランクシャフト５５を、フライホイール５６（ＡＴ車の場合はドライブプレート）とスピンドル部２３を係合させ、スピンドル部２３を回転させることで、エンジンアッシ５０を動作させる。スピンドル部２３の回転数は６００〜１８００ｒｐｍ程度の間から決定される。振動架台３０の側面に取り付けられる振動検出センサ３６によって、エンジンアッシ５０の稼働時の振動を検出する。そしてＳ２７に移行する。
【００５２】
Ｓ２７では、エンジンアッシ５０のバランス修正が必要かどうかをチェックする。エンジンアッシ５０のバランス修正が必要で在れば（Ｓ２７：Ｙｅｓ）Ｓ２８に移行し、必要なければ（Ｓ２７：Ｎｏ）プロセスを終了する。
Ｓ２８では、バランス調整を行う。エンジンアッシ５０のバランス調整方法としては、様々なものがあるが、基本的にはエンジンアッシ５０のプーリ５７に錘を付けるか、削るなどの行為により重量を減らすことで実現する。
このように、図１０で示すフローでは、実際にエンジンアッシ５０の重心位置や重量を測定せず、エンジンアッシ５０の型式で対応データを選択することができる。
このように第２実施形態では第１実施形態よりも、アッシバランス測定装置１０の構造の簡素化が実現できメンテナンス性の向上が図れる。また、計測等の時間を必要としないため、リードタイムの短縮を図ることが可能である。これらのことは、エンジンアッシ５０のコストダウンに貢献する。
【００５３】
以上、第１実施形態及び第２実施形態に則して発明を説明したが、この発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜変更することにより実施することもできる。
例えば、第１実施形態で説明している振動バネのアスペクト比等は、振動のし易さや必要な剛性などによって、適宜変更することが好ましい。ただし、長手方向３１ｘと短手方向３１ｙに差がないと、振動のし易さを変更する効果が得られないため、適切な差を付けておく必要がある。
また、第１実施形態で説明しているロードセル３３についても、エンジンアッシ５０の重量を量ることが可能である構造であれば、ロードセルに限らなくとも良い。ただし、エンジンアッシ５０の重心を検出する必要があるため、重量及び重心を検出可能な構成であることが好ましい。
【００５４】
また、第１実施形態で説明している振動検出センサ３６についても、エンジンアッシ５０の振動が検出できるものであれば、これに限定される必要はない。
また、第１実施形態で説明しているエンジンアッシ５０について、図５では直列４気筒のレシプロエンジンを示しているが、これに限定されず直列レイアウトでもＶ型レイアウトでも水平対向レイアウトでも、適用することが可能である。更に、その他の形式のエンジンであっても、振動を検出するという目的であれば適用が可能であるように思われる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】第１実施形態の、アッシバランス測定装置１０の側面図を示している。
【図２】第１実施形態の、アッシバランス測定装置１０の上面視図を示している。
【図３】第１実施形態の、振動架台３０の斜視図を示している。
【図４】第１実施形態の、振動バネ３１の拡大図を示している。
【図５】第１実施形態の、エンジンアッシ５０の断面図及び、スピンドル部２３との接続状態を示している。
【図６】第１実施形態の、アッシバランス測定装置１０の処理フローを示している。
【図７】第１実施形態の、振動バネ３１の角度調整サブルーチンフローを示している。
【図８】第１実施形態の、振動バネ３１を回転させている様子を表す模式図を示している。
【図９】第１実施形態の、エンジンアッシ５０の重心位置と振動バネ３１の関係についての模式図を示している。
【図１０】第２実施形態の、アッシバランス測定装置１０の処理フローを示している。
【符号の説明】
【００５６】
１０      アッシバランス測定装置
１１      ベース土台
２０      駆動装置
２０ａ      演算装置
２１      モータ
２２      エンジン連結部
２３      スピンドル部
２３ａ      スピンドル突起
２３ｂ      スピンドル穴
３０      振動架台
３１      振動バネ
３１ｘ      長手方向
３１ｙ      短手方向
３２      エンジン受け座
３３      ロードセル
３５      ロックアップ機構
３６      振動検出センサ
５０      エンジンアッシ
５５      クランクシャフト
５６      フライホイール（又はドライブプレート）
Ｇ１      架台重心
Ｇ２      エンジン重心
【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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【図８】
0004978390.tif 000009
【図９】
0004978390.tif 000010
【図１０】
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