(57)【要約】本発明のエンジンモータリング試験装置は、エンジンを試験位置に搬入及び搬出する搬送機構（３０）、試験位置に搬入されたエンジンを固定する固定機構（４０）、エンジンに対して電動モータ（５０）を直結すると共に駆動トルクを検出し得る連結機構（６０）、電動モータの回転と同期して運転基準となるパルス信号を発するエンコーダ（７０）、試験位置に位置決めされたエンジンに対して接合及び離脱又は近接及び離隔自在に往復駆動されると共に複数の運転状態量をそれぞれ検出する複数の検出ユニット（８０〜１３０）、種々の駆動制御を行う制御手段２００、複数の検出ユニットにより得られた情報と予め得られた基準情報とを比較してエンジンが正常か否かを判断する判断手段（２００）を備える。これにより、エンジンに対して自動的にモータリング試験を施すことができる。
2005057159.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンを試験位置に対して搬入及び搬出する搬送機構と、
前記試験位置に搬入されたエンジンを固定する固定機構と、
エンジンのクランクシャフトに対して電動モータを直結すると共に駆動トルクを検出し得る連結機構と、
前記電動モータの回転と同期して運転基準となるパルス信号を発するエンコーダと、
前記試験位置に位置決めされたエンジンに対して接合及び離脱又は近接及び離隔自在に往復駆動されると共に，複数の運転状態量をそれぞれ検出する複数の検出ユニットと、
前記電動モータ，搬送機構，固定機構，連結機構，複数の検出ユニットの動作を制御する制御手段と、
前記複数の検出ユニットにより得られた情報と予め得られた基準情報とを比較してエンジンが正常か否かを判断する判断手段と、
を有する、ことを特徴とするエンジンモータリング試験装置。
【請求項２】
前記搬送機構により搬入されるエンジンには、それを特定するＩＤ情報が設定されており、
前記制御手段は、前記ＩＤ情報に基づいて、エンジンの試験モードを設定する、ことを特徴とする請求の範囲第１に記載のエンジンモータリング試験装置。
【請求項３】
前記電動モータ及び連結機構を保持すると共に前記搬送機構を支持するベースを有し、
前記ベースには、前記搬送機構による搬送方向において開口すると共に前記試験位置にあるエンジンの両側部及び上部を覆うように門型に形成されたフレームを有し、
前記複数の検査ユニットは、前記フレームに支持されている、
ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載のエンジンモータリング試験装置。
【請求項４】
前記複数の検出ユニットは、モータリング中のエンジンにおける、吸気圧力，排気圧力，潤滑油の圧力，潤滑油の温度，振動レベル，クランクシャフトの回転位相，点火系の電気特性のうち、少なくとも二つの運転状態量を検出する、
ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載のエンジンモータリング試験装置。
【請求項５】
前記複数の検出ユニットは、それぞれ、前記試験位置に位置決めされたエンジンの運転状態量を検出する検出器と、前記検出器をエンジンの検査部位に対して接合及び離脱又は近接及び離脱するように往復駆動する駆動機構と、を含む、
ことを特徴とする請求の範囲第４項に記載のエンジンモータリング試験装置。
【請求項６】
前記複数の検出ユニットは、吸気圧力を検出する吸気圧検出ユニットを含み、
前記吸気圧検出ユニットは、エンジンの吸気管に接合及び離脱され得る連結管と、前記連結管が前記エンジンの吸気管に接合されたとき，前記吸気管内に配置されたスロットバルブを開状態にする押圧ロッドと、を含む、
ことを特徴とする請求の範囲第４項に記載のエンジンモータリング試験装置。
【請求項７】
前記複数の検出ユニットは、排気圧力を検出する排気圧検出ユニットを含み、
前記排気圧検出ユニットは、エンジン内から排出される空気を導く排気管と、前記排気管内に設けられた絞りと、前記絞りよりも上流側に配置されて排気圧を検出する検出器と、を含む、
ことを特徴とする請求の範囲第４項に記載のエンジンモータリング試験装置。
【請求項８】
前記複数の検出ユニットは、点火系の電気特性を検出する電気特性検出ユニットを含み、
前記電気特性検出ユニットは、エンジンの点火系に接続されて通電するコネクタと、通電により点火系に発生する電圧特性を検出する検出器と、を含む、
ことを特徴とする請求の範囲第４項に記載のエンジンモータリング試験装置。
【請求項９】
モータリング中における、エンジンのオイルフィルタ温度，エンジン周りの騒音レベル，雰囲気温度，雰囲気湿度，外気圧のうち、少なくとも一つの状態量を検出する検出ユニット、をさらに含む、
ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載のエンジンモータリング試験装置。
【請求項１０】
前記検出ユニットは、エンジンのオイルフィルタ温度を検出するオイルフィルタ温度検出ユニットを含み、
前記オイルフィルタ温度検出ユニットは、オイルフィルタの外部から温度を検出する非接触式の検出器を含む、
ことを特徴とする請求の範囲第９項に記載のエンジンモータリング試験装置。
【請求項１２】
前記固定機構は、エンジンのシリンダブロックに形成されたフランジ部を挟持するクランパを含む、
ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載のエンジンモータリング試験装置。
【請求項１３】
前記連結機構は、エンジンのクランクシャフトに直結されたリングギヤと噛合し得るべく揺動自在に駆動されると共に前記電動モータと一緒に回転する複数の連結フィンガを含む、
ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載のエンジンモータリング試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、内燃エンジンを電動モータにより強制的に運転させて試験するエンジンモータリング試験装置に関し、特に、エンジンを自動的に組み付けるラインの最終工程において、組み付けられたエンジンにおける欠陥等の有無を検出するべく、自動的に試験するエンジンモータリング試験装置に関する。
【背景技術】  内燃エンジンをモータリングによって試験する従来の装置としては、所定位置に固定されたエンジンに電動モータを連結して、エンジンを低い回転速度（例えば、１０ｒｐｍ〜２０ｒｐｍ）で回転させつつ、吸気及び排気の圧力等を測定して吸排気弁の作動状態，ピストンリングの有無等を検出するもの、又、潤滑オイルの油圧を測定して潤滑油経路中に組み付けられた部品の取り付け状態を検出するもの、さらには、トルク変動を測定してクランクシャフトとベアリングとの間等の摺動部分に切削屑等が噛み込んでいるか否か等を検出するものが知られている（例えば、特許第２８６５５７４号公報、特許第２９９６０８０号公報、特許第２８８３１１７号公報等参照）。
しかしながら、これら従来の試験装置においては、組み付けられたエンジンの中から一部のエンジンを抜き出して、専用の試験場所に設置し、そのエンジンをモータリングして試験することは可能であるが、エンジンを自動的に組み付ける自動生産ラインにおいて、全てのエンジンに対してモータリング試験を実施するのは困難である。
また、従来の試験装置では、モータリングの速度が実際の燃焼運転における回転速度（数百ｒｐｍ〜数千ｒｐｍ）に比べて極端に遅い回転速度（数十ｒｐｍ）であるため、例えば吸気圧力あるいは排気圧力の測定で得られる圧力値も誤差を生じ易く、実際のエンジンが燃焼運転される場合の状態を反映する情報を検出するのが困難である。
さらに、従来の試験装置では、エンジンの一部の運転状態量を測定するものであるため、トルク変動、潤滑油の圧力、潤滑油の温度、吸気圧力、排気圧力、点火タイミング、振動レベル、騒音レベル等の種々の運転状態量に基づいて、エンジンの状態を総合的に評価することは困難である。
本発明は、上記従来技術の事情に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、エンジンをモータリングにより試験する際に、種々の運転状態量を同時に測定することができ、特に、エンジンの自動組付けラインにおいて、全てのエンジンに対して自動的に、しかも高精度な試験を施すことのできる、エンジンモータリング試験装置を提供することにある。
【発明の開示】
上記の目的を達成する本発明のエンジンモータリング試験装置は、エンジンを試験位置に対して搬入及び搬出する搬送機構と、試験位置に搬入されたエンジンを固定する固定機構と、エンジンのクランクシャフトに対して電動モータを直結すると共に駆動トルクを検出し得る連結機構と、電動モータの回転と同期して運転基準となるパルス信号を発するエンコーダと、試験位置に位置決めされたエンジンに対して接合及び離脱又は近接及び離隔自在に往復駆動されると共に複数の運転状態量をそれぞれ検出する複数の検出ユニットと、電動モータ，搬送機構，固定機構，連結機構，複数の検出ユニットの動作を制御する制御手段と、複数の検出ユニットにより得られた情報と予め得られた基準情報とを比較してエンジンが正常か否かを判断する判断手段と、を有する。
この構成によれば、例えばエンジンの自動組付けラインにおいて、制御手段の制御に基づいて、組み付けられたエンジンが搬送機構により試験位置に搬入されて固定機構により固定され、連結機構により電動モータがクランクシャフトに直結され、複数の検出ユニットがエンジンにセット（接合又は近接するように駆動）され、電動モータの回転速度（例えば、１００ｒｐｍ〜３５００ｒｐｍ）と同一の回転速度でエンジンが回転させられる。そして、電動モータと同期してエンコーダにより発生されるパルス信号をクロックとして、判断手段が、このモータリング中において複数の検出ユニットから得られた情報を基準情報と比較し、エンジンが正常か否かを判断する。
このように、エンジンに対して自動的にモータリング試験を施すことができ、又、欠陥等の検査を高精度に行える。それ故に、エンジンを自動的に組み付ける自動生産ライン等へこの装置を適用することができ、エンジンの生産性を向上させることができる。
上記構成の装置において、搬送機構により搬送されるエンジンには、それを特定するＩＤ情報が設定されており、制御手段は、このＩＤ情報に基づいてエンジンの試験モードを設定する、構成を採用することができる。
この構成によれば、それぞれのエンジンにＩＤ情報が設定されているため、そのエンジンに応じた試験モードを設定し、モータリング試験において得られたエンジンの運転情報を、そのエンジンに対応して予め求められた基準情報と比較判断することができる。それ故に、種類の異なるエンジン各々に対して高精度なモータリング試験を行うことができる。
上記構成の装置において、電動モータ及び連結機構を保持すると共に搬送機構を支持するベースを有し、ベースには、搬送機構による搬送方向において開口すると共に試験位置にあるエンジンの両側部及び上部を覆うように門型に形成されたフレームを有し、複数の検査ユニットはフレームに支持されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、ベースに対して設けられた門型のフレームに対して複数の検出ユニットが支持されているため、全体の機械的剛性及び耐振動性を高めることができる。それ故に、ノイズを極力抑えて、エンジンの振動レベルあるいは騒音レベル等を高精度に検出することができる。
上記構成の装置において、複数の検出ユニットは、モータリング中のエンジンにおける、吸気圧力，排気圧力，潤滑油の圧力，潤滑油の温度，振動レベル，クランクシャフトの回転位相，点火系の電気特性のうち、少なくとも二つの運転状態量を検出する、構成を採用することができる。
この構成によれば、エンコーダが発生する基準信号（パルス信号）に基づいて、連結機構により得られる駆動トルクの他に、これらの運転状態量を検出し、基準情報と照らし合わせることで、駆動部分の嵌め合いの適否、駆動部品の欠品の有無、切屑等の混入の有無、組み付け調整の適否、不具合部品の有無、組み付け欠陥の有無、点火タイミングの適否、断線の有無等を判断することができ、エンジンの状態を総合的に評価することができる。
上記構成の装置において、複数の検出ユニットは、それぞれ、試験位置に位置決めされたエンジンの運転状態量を検出する検出器と、検出器をエンジンの検査部位に対して接合及び離脱又は近接及び離脱するように往復駆動する駆動機構と、を含む、構成を採用することができる。
この構成によれば、制御手段の制御信号に基づき駆動機構が駆動されて、各々の検出器がエンジンの検査部位に対して接合及び離脱又は近接及び離隔するように駆動される。したがって、複数の検査ユニットを、それぞれ所望のタイミングで駆動することができる。
上記構成の装置において、複数の検出ユニットは、吸気圧力を検出する吸気圧検出ユニットを含み、吸気圧検出ユニットは、エンジンの吸気管に接合及び離脱され得る連結管と、連結管がエンジンの吸気管に接合されたとき，吸気管内に配置されたスロットバルブを開状態にする押圧ロッドと、を含む、構成を採用することができる。
この構成によれば、試験位置に位置決めされたエンジンの吸気管に対して、吸気圧検出ユニットの連結管が接合される際に、押圧ロッドがスロットルバルブを押して開状態にするため、スロットルバルブを組み付けたエンジンであっても、円滑にモータリング試験を行うことができる。
上記構成の装置において、複数の検出ユニットは、排気圧力を検出する排気圧検出ユニットを含み、排気圧検出ユニットは、エンジンから排出される空気を導く排気管と、排気管内に設けられた絞りと、絞りよりも上流側に配置されて排気圧力を検出する検出器と、を含む、構成を採用することができる。
この構成によれば、エンジンから排出される排気の圧力を検出する際に、排気圧検出ユニットの排気管に設けられた絞りの上流側において、検出器が排気圧力を検出するため、比較的レベルの低い圧力であっても、高精度に検出することができる。
上記構成の装置において、複数の検出ユニットは、点火系の電気特性を検出する電気特性検出ユニットを含み、電気特性検出ユニットは、エンジンの点火系に接続されて通電するコネクタと、通電により点火系に発生する電圧特性を検出する検出器と、を含む、構成を採用することができる。
この構成によれば、エンジンの点火系（イグニッションコイル等）における断線の有無、点火タイミングの適否等を検出することができる。
上記構成の装置において、モータリング中における、エンジンのオイルフィルタ温度，エンジン周りの騒音レベル，雰囲気温度，雰囲気湿度，外気圧のうち、少なくとも一つの状態量を検出する検出ユニットをさらに含む、構成を採用することができる。
この構成によれば、これらの情報を検出して判断に加味することで、エンジンの状態をより高精度に評価することができる。
上記構成の装置において、検出ユニットは、エンジンのオイルフィルタ温度を検出するオイルフィルタ温度検出ユニットを含み、オイルフィルタ温度検出ユニットは、オイルフィルタの外部から温度を検出する非接触式の検出器を含む、構成を採用することができる。
この構成によれば、非接触にてオイルフィルタ温度を検出するため、エンジンが搬送機構により搬入及び搬出される場合に、その動作を妨げないようなレイアウト（例えば、オイルフィルタ検出ユニットをフレームに固定する）を容易に行え、又、潤滑油の温度を直接検出するのが困難な場合に、間接的に検出することで構造及び制御システムを簡略化できる。
上記構成の装置において、固定機構は、エンジンのシリンダブロックに形成されたフランジ部を挟持するクランパを含む、構成を採用することができる。
この構成によれば、試験位置に搬入されたエンジンをクランパが掴むことで、エンジンを堅固にかつ円滑に固定することができ、モータリング試験のための段取りに要する時間を短縮化できる。
上記構成の装置において、連結機構は、エンジンのクランクシャフトに直結されたリングギヤと噛合し得るべく揺動自在に駆動されると共に電動モータと一緒に回転する複数の連結フィンガを含む、構成を採用することができる。
この構成によれば、試験位置に搬入され固定されたエンジンの（例えばフライホイールに一体的に設けられた）リングギヤに、複数の連結フィンガが噛合することで、電動モータとクランクシャフトとが直結されるため、エンジンを電動モータと同一の回転速度で確実に回転させることができると共に、モータリング試験のための段取りに要する時間を短縮化できる。
【図面の簡単な説明】  図１は、モータリング試験装置がエンジン自動組付けラインの一部に配置された状態を示す外観斜視図である。
図２は、モータリング試験装置がエンジン自動組付けラインの一部に配置された状態を示す正面図である。
図３は、モータリング試験装置がエンジン自動組付けラインの一部に配置された状態を示す側面図である。
図４は、モータリング試験装置がエンジン自動組付けラインの一部に配置された状態を示す平面図である。
図５は、エンジンモータリング試験装置におけるフレームの構造を示す外観斜視図である。
図６は、エンジンを試験位置に固定する固定機構を示す平面図である。
図７は、エンジンのクランクシャフトに電動モータの回転力を伝達するための連結機構を示す平面図である。
図８は、図７に示す連結機構の正面図である。
図９は、エンジンの吸気圧検出ユニットを示す側面図である。
図１０は、エンジンの排気圧検出ユニットを示す正面図である。
図１１は、エンジンの潤滑油の圧力を検出する検出ユニットを示す側面図である。
図１２は、エンジンの振動レベル，クランクシャフトの回転位相、オイルフィルタ温度をそれぞれ検出する検出ユニットを示す正面図である。
図１３は、エンジンの点火系における電気特性を検出する電気特性検出ユニットを示す側面図である。
図１４は、エンジンモータリング試験装置の制御システムを示すブロック図である。
図１５は、エンジンモータリング試験装置の制御システムを示すブロック図である。
【発明を実施するための最良の形態】  以下、本発明の最良の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
エンジンモータリング試験装置は、エンジンＥ（ここでは、Ｖ型６気筒の内燃エンジンを示す）を自動的に組付けて生産するラインＬの最終工程に配置されており、図１ないし図４に示すように、ベース１０、ベース１０上に固定された門型のフレーム２０、ベース１０上に配置されてラインＬにより搬送されてきたエンジンＥを試験位置に対して搬入及び搬出する搬送機構３０、試験位置に搬入されたエンジンＥを固定する固定機構４０、ベース１０上に固定された電動モータ５０、エンジンＥのクランクシャフトに対して電動モータ５０を直結すると共に駆動トルクを検出する連結機構６０、運転基準となるパルス信号を発するエンコーダ７０等を備えている。
また、この試験装置は、図１４及び図１５に示すように、エンジンＥの運転状態量としての吸気圧力，排気圧力，潤滑油の圧力，振動レベル，クランクシャフトの回転位相，及び点火系（イグニッションコイル）の電気特性をそれぞれ検出する，吸気圧検出ユニット８０，排気圧検出ユニット９０，油圧検出ユニット１００，振動レベル検出ユニット１１０，回転位相検出ユニット１２０，及び電気特性検出ユニット１３０、エンジンＥのオイルフィルタ温度を検出するオイルフィルタ温度検出ユニット１４０、エンジンＥの周り及び内部の騒音レベル，雰囲気温度，雰囲気湿度，及び外気圧をそれぞれ検出する騒音レベル検出ユニット１５０，雰囲気温度検出ユニット１６０，雰囲気湿度検出ユニット１７０，及び外気圧検出ユニット１８０、エンジンＥを特定するＩＤ情報Ｐ１を読み取る読取ユニット１９０、装置全体の制御を司る制御手段及び判断手段としての制御ユニット２００、操作部２１０等を備えている。
ベース１０は、搬送機構３０，電動モータ５０及び連結機構６０を保持すると共に搬送機構３０を移動自在に支持するように、略矩形形状に形成されている。
フレーム２０は、試験位置に搬入されたエンジンＥの両側部及び上部を覆うように門型に形成されてベース１０に固着されている。フレーム２０は、複数の検出ユニット８０〜１８０を往復動自在にあるいは固定して保持するものである。
上記ベース１０及びフレーム２０は、生産ラインの装置を支持する通常のベースに比べて、約２倍の重量で低重心構造に形成されており、全体の機械的剛性及び耐振動性が高められている。それ故に、エンジンＥを高速で回転させても、共振現象等を生じることはなく、エンジンＥそのものの振動レベル、騒音レベル等を高精度に検出することができる。
搬送機構３０は、図１ないし図４に示すように、エンジンＥがパレットＰに担持されてラインＬにより搬送されて所定位置に達すると、パレットＰを停止させるストッパ（不図示）、Ｙ方向に往復駆動される可動キャリヤ３１、可動キャリヤ３１を案内するガイドレール３２、サーボモータ及びボールスクリュー等を含む駆動機構３３等により形成されている。
そして、搬送機構３０は、制御ユニット２００の制御信号に基づいて、エンジンＥを試験位置に搬入し、又、試験が終了したエンジンＥをラインＬ上の位置に搬出するようになっている。
固定機構４０は、図１、図４、図６に示すように、フレーム２０の直下にある試験位置においてエンジンＥを固定するように、搬入されたエンジンＥの後方に配置されており、ベース１０に固定されたホルダ４１、ホルダ４１に固定された二つの駆動機構４２、それぞれの駆動機構４２に連結された二つのクランパ４３等により形成されている。駆動機構４２は、クランパ４３を、直線Ｍ方向（Ｙ方向）に移動させると共に所定角度回転させ、ホルダ４１の端部４１ａと対向するように駆動される。
そして、固定機構４０は、制御ユニット２００の制御信号に基づいて、試験位置に搬入されたエンジンＥのフランジ部Ｂを挟持（トランスミッションを連結するためのダウエル孔をもつフランジ部Ｂを、クランパ４３が端部４１ａと協働して挟持）して堅固に固定するようになっている。
すなわち、試験位置に搬入されたエンジンＥをクランパ４３で掴むことで、エンジンＥを堅固にかつ円滑に固定することができるため、モータリング試験のための段取りに要する時間を短縮できる。
電動モータ５０は、図３に示すように、ホルダ１１を介してベース１０に固定されており、制御ユニット２００の制御信号に基づいて起動及び停止させられ、試験モードでは１００ｒｐｍ〜３５００ｒｐｍ程度の範囲で高速回転してトルクを出力するものでる。
連結機構６０は、図１、図３、図４、図７支び図８に示すように、試験位置に固定されたエンジンＥの後方に配置されると共に、ホルダ１１を介してベース１０に固定されており、電動モータ５０の回転を一対一の関係で直接伝達する伝達部材６１、伝達部材６１の先端に設けられた拡径部６２、拡径部６２において摺動自在に外嵌され周方向に略９０度（又は１２０度）間隔で配列された４つ（又は３つ）のコマ６３ａを有する可動部材６３、可動部材６３を直線Ｍ方向に移動させるレバー６４、レバー６４を駆動する駆動機構６５、先端に歯６６ａ及び他端に溝６６ｂを有し拡径部６２に揺動自在に支持されかつ溝６６ｂにコマ６３ａが係合された４つの連結フィンガ６６、可動部材６３を前方（エンジンＥ側）に付勢するバネ６７、駆動トルク（あるいは、負荷トルク、トルク変動等）を検出するトルクメータ６８等により形成されている。尚、伝達部材６１、拡径部６２、可動部材６３、連結フィンガ６６等は全て、電動モータ５０と一緒に回転する回転体となるため、これらの回転バランスは、エンジンＥのクランクシャフトよりも高精度にバランス取りが成されている。
この連結機構６０は、駆動機構６５が作動していない状態では、バネ６７の付勢力により可動部材６３が前方に押されて、４つの連結フィンガ６６は、お互いの歯６６ａが近づくように回転した位置に保持されている。
そして、連結機構６０は、エンジンＥが搬入され試験位置に達する以前に、制御ユニット２００の制御信号に基づいて、バネ６７の付勢力に抗しつつ駆動機構６５により可動部材６３を後方に移動させて４つの連結フィンガ６６を拡開させ、エンジンＥが試験位置に達し固定された時点で駆動機構６５による駆動力を解除して、歯６６ａをエンジンＥの（フライホイールＦに一体的に設けられた）リングギヤＧに噛合させるようになっている。
これにより、電動モータ５０とエンジンＥのクランクシャフトとが直結されるため、エンジンＥを電動モータ５０と同一の回転速度で確実に回転させることができ、又、連結動作が簡単に行われるため、モータリング試験のための段取りに要する時間を短縮できる。
エンコーダ７０は、図３及び図４に示すように、電動モータ５０に直接設けられており、電動モータ５０の回転と同期して（一対一の関係で対応して）、モータリング試験の際の運転基準となる高周波のパルス信号を発するようになっている。尚、エンコーダ７０には、ノイズの影響を極力無くすために、パルスの入出力信号にアイソレータが介在させられている。
そして、エンコーダ７０が発する基準信号（クロック信号）に基づいて、種々の運転状態量が検出されて、エンジンＥの状態が評価される。
吸気圧検出ユニット８０は、図９に示すように、フレーム２０に固定されたブラケット８１、ブラケット８１に保持された駆動機構８２、駆動機構８２により往復駆動されると共に吸気通路を画定する連結管８３、連結管８３に取り付けられて内部の吸気圧力を検出する検出器８４、連結管８３の先端部分に設けられた押圧ロッド８５、連結管８３内の通路を開閉するように制御される開閉バルブ等により形成されている。
駆動機構８２は、試験位置に位置決めされたエンジンＥの吸気管Ｓ（検査部位）に対して、連結管８３を接合及び離脱するように往復駆動するものである。尚、検出器８４は、エンジンＥの吸気圧力を検出し得る圧力センサである。押圧ロッド８５は、試験位置に位置決めされたエンジンＥの吸気管Ｓに対して、吸気圧検出ユニット８０の連結管８３が接合される際に、閉状態にあるスロットルバルブＶを押して開状態にする。したがって、スロットルバルブＶを組み付けたエンジンＥであっても、円滑にモータリング試験を行うことができる。
排気圧検出ユニット９０は、図１、図２、図４、図１０に示すように、エンジンＥを挟んで左右に二つ設けられており、それぞれフレーム２０に固定されたブラケット９１、ブラケット９１に保持された駆動機構９２、駆動機構９２により往復駆動されると共にエンジンＥから排出される空気を導く排気管９３、排気管９３の内部に設けられた絞り９３ａ、絞り９３ａよりも上流側において排気管９３に取り付けられて内部の排気圧力を検出する検出器９４、排気管９４に接続された排気ホース９５、排気ホース９５の下流端に接続されたマフラー９６、排気管９４内の通路を開閉するように制御される開閉バルブ等により形成されている。
駆動機構９２は、試験位置に位置決めされたエンジンＥの排気ポート（検査部位）に対して、排気管９３を接合及び離脱するように往復駆動するものである。尚、検出器９４は、エンジンＥの排気圧力を検出し得る圧力センサである。排気ホース９５は、容積変化の少ない大面積の通路を画定すると共に高剛性の構造をなすように形成されている。これにより、連続的な排気のバウンド音を抑制することができる。マフラー９６は、排気効率を高めるために、排気が渦巻状になって流れるように形成されている。これにより、圧力損失及び排気騒音を低減することができる。
油圧検出ユニット１００は、図１１に示すように、フレーム２０に固定されたブラケット１０１、ブラケット１０１に保持された駆動機構１０２、駆動機構１０２により往復駆動されると共にエンジンＥのオイル通路に取り付けられた雄型コネクタＶ１に連結され得る雌型コネクタ１０３、雌型コネクタ１０３に取り付けられて内部に導かれる潤滑油の圧力を検出する検出器１０４（１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ）等により形成されている。
駆動機構１０２は、試験位置に位置決めされたエンジンＥの雄型コネクタＶ１（検査部位）に対して、雌型コネクタ１０３を接合及び離脱するように往復駆動するものである。尚、検出器１０４（１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ）は、油圧（潤滑油の圧力）を検出し得る圧力センサである。ここでは、検出器１０４として複数のセンサを設けており、油圧レベルに応じて多段的に検出することもでき、又、エンジンＥの種類に応じて使い分けてもよい。
尚、雄型コネクタＶ１と雌型コネクタ１０３とは、接続されていない状態でそれぞれの通路を閉鎖するチェックバルブを内蔵しており、両者が接合されることによりそれぞれのチェックバルブが開いて通路を連通させるようになっている。
したがって、試験のために外部から潤滑油を供給する必要はなく、エンジンＥ内に充填された潤滑油の圧力を直接検出することができるため、円滑にモータリング試験を行うことができる。
振動レベル検出ユニット１１０は、図１２に示すように、エンジンＥの上方及び下方領域等に例えば三つ設けられており、それぞれフレーム２０に固定されたブラケット１１１、ブラケット１１１に保持された駆動機構１１２、駆動機構１１２により往復駆動されると共にエンジンＥの外壁に当接され得る検出器１１３等により形成されている。
駆動機構１１２は、試験位置に位置決めされたエンジンＥの外壁（検査部位）に対して、検出器１１３を接合及び離脱するように往復駆動するものである。尚、検出器１１３は、エンジンＥの外壁の振れを検出する加速度センサである。
このように、振動レベルの検出は、試験位置に位置決めされたエンジンＥに対して検出器１１３を接合及び離脱させるだけであるため、円滑にモータリング試験を行うことができ、又、複数箇所において測定することで、より高精度に振動レベルを検出することができる。
回転位相検出ユニット１２０は、エンジンＥのクランクシャフトの回転位相を検出するものであり、図１２に示すように、エンジンＥに設けられたクランク角センサＣＳ、フレーム２０に固定されたブラケット１２１、ブラケット１２１に保持された駆動機構１２２、駆動機構１２２により往復駆動されエンジンＥのタイミングプレートＣに近接させられる検出器としてのプローブ１２３等により形成されている。
駆動機構１２２は、試験位置に位置決めされたエンジンＥのタイミングプレートＣ（検査部位）に対して、プローブ１２３を近接及び離隔するように往復駆動するものである。ここで、クランク角センサＣＳは、回転角度を検出する回転センサであり、例えばタイミングプレートＣに設けられた指標（１ヶ所だけ幅広く形成された複数の切り欠き溝等）を非接触にて検出する近接センサである。
尚、近接センサとしては、例えば、磁界を利用する高周波発振型のセンサ又は磁気型のセンサ、あるいは、電界を利用する静電容量型のセンサ等を適用することができる。
このように、回転位相の検出は、試験位置に位置決めされたエンジンＥに対して、プローブ１２３を近接及び離隔させるだけであるため、高精度に回転位相を検出しつつ、円滑にモータリング試験を行うことができる。
オイルフィルタ温度検出ユニット１４０は、図１２に示すように、エンジンＥのオイルフィルタＲ近傍に配置されており、フレーム２０に固定されたブラケット１４１、エンジンＥのオイルフィルタＲに対して所定の距離を隔てて対向するようにブラケット１４１に固定された検出器１４２等により形成されている。検出器１４２は、オイルフィルタＲの温度を外部から非接触にて検出できる例えば赤外線センサである。このように、オイルフィルタ温度の検出は、フレーム２０上の所定位置に予め固定された検出器１４２により非接触にて間接的に検出するため、潤滑油の温度を直接検出することが困難な場合に好適であり、構造及び制御システムを簡略化でき、円滑にモータリング試験を行うことができる。
電気特性検出ユニット１３０は、図１３に示すように、エンジンＥの上方に設けられており、フレーム２０に固定されたブラケット１３１、ブラケット１３１に保持された駆動機構１３２、駆動機構１３２により往復駆動される雌型コネクタ１３３及び電圧特性を検出する検出器１３４等により形成されている。
駆動機構１３２は、試験位置に位置決めされたエンジンＥの点火系（イグニッションコイル）ＩＧ（検査部位）に対して、雌型コネクタ１３３を接合及び離脱するように、又、検出器１３４を近接及び離隔するように往復駆動するものである。
雌型コネクタ１３３は、点火系ＩＧの雄型コネクタＩＧ´に接続されることで、点火系ＩＧに所定の電流を流すようになっている。検出器１３４は、通電により点火系ＩＧに生じる電圧特性を検出するようになっている。
このように、試験位置に位置決めされたエンジンＥに対してコネクタ１３３を接合及び離脱、検出器１３４を近接及び離隔させるだけであるため、高精度に点火系ＩＧの電気特性を検出しつつ、円滑にモータリング試験を行うことができる。
騒音レベル検出ユニット１５０は、図１５に示すように、試験位置に位置決めされたエンジンＥの周りに配置されており、モータリング中に発生する騒音を検出する検出器としてノイズセンサを備えるものである。
雰囲気温度検出ユニット１６０は、図１５に示すように、試験位置に位置決めされたエンジンＥの周りに配置されており、モータリング中における雰囲気の温度を検出する検出器として温度センサを備えるものである。
雰囲気湿度検出ユニット１７０は、図１５に示すように、試験位置に位置決めされたエンジンＥの周りに配置されており、モータリング中における雰囲気の湿度を検出する検出器として湿度センサを備えるものである。
外気圧検出ユニット１８０は、図１５に示すように、試験位置に位置決めされたエンジンＥの周りに配置されており、モータリング中における外気圧を検出する検出器として気圧センサを備えるものである。
読取ユニット１９０は、図１５に示すように、試験位置に位置決めされたエンジンＥを保持するパレットＰの下方に配置されており、モータリングを行う前に、パレットＰに設けられたＩＤ情報Ｐ１を読み取るセンサを備えるものである。
そして、このＩＤ情報Ｐ１に基づき、搬入されたエンジンＥに対する試験モード等が設定され、又、試験終了後に停止させるクランク停止角度等が決定される。
制御ユニット２００は、種々の信号処理を行って制御信号を発する制御手段として機能すると共に、種々の信号に基づいてエンジンＥの状態が正常か否かを判断する判断手段として機能するサブコンピュータである。
すなわち、制御ユニット２００は、図１４及び図１５に示すように、高速バス通信（プロフィバス通信）回線２０２を介して、エンジンの自動生産ラインにおけるホストコンピュータと接続されており、読取ユニット１９０によりエンジンＥのＩＤ情報Ｐ１を読み取って、このエンジンＥに対応する試験モード及びクランク停止角度に関する情報をホストコンピュータから得て設定し、駆動回路２０１を介して搬送機構３０，固定機構４０，電動モータ５０，連結機構６０，及び検出ユニット８０〜１３０に対して駆動信号を発すると共に、検出ユニット８０〜１８０から得られた情報（運転状態量及び雰囲気状態量等）を予め求められた正常なエンジンＥにおける基準情報と比較して、試験を行ったエンジンＥが正常か否かを判断し、高速バス通信回線２０２を介してホストコンピュータにその情報を転送するものである。
次に、この装置におけるモータリング試験について、図１４及び図１５を参照しつつ説明する。ここで、種々の駆動制御は、制御ユニット２００の制御信号に基づいて行われる。
先ず、組付けが完了したエンジンＥが、パレットＰに担持された状態でラインＬ（コンベア）により搬送されモータリング試験工程（検査工程）に達すると、搬送機構３０がパレットＰと一緒にエンジンＥをモータリング試験装置の試験位置に搬入し、読取ユニット１９０がＩＤ情報Ｐ１を読み取り、制御ユニット２００が、このＩＤ情報に基づいて、ホストコンピュータから対応する試験モード及びクランク停止角度を入手する。
続いて、固定機構４０が試験位置に搬入されたエンジンＥを固定して位置決めし、連結機構６０（連結フィンガ６６）がエンジンＥのリングギヤＧをクランプして電動モータ５０を直結する。
そして、それぞれの検出ユニット８０〜１３０（吸気圧検出ユニット８０、排気圧検出ユニット９０、油圧検出ユニット１００、振動レベル検出ユニット１１０、回転位相検出ユニット１２０、及び電気特性検出ユニット１３０）が、エンジンＥの対応する検査部位に接合又は近接した状態にセットされる。
続いて、電動モータ５０が所定の回転速度で起動し、エンコーダ７０が発するパルス信号（クロック信号）と回転位相検出ユニット１２０から得られる情報とに基づいて、エンジンＥの運転行程とパルス信号とを同期付けるクランク角度のポジショニング（ゼロ点設定）が行われる。
そして、フェーズＡ、フェーズＢ、フェーズＣ、フェーズＤ等からなる試験モードに基づいて、電動モータ５０の回転速度を適宜変化（例えば、Ｎ１→Ｎ２→Ｎ３→Ｎ４）させて、モータリング試験が行われる。尚、モータリング中においては、騒音レベル検出ユニット１５０によりエンジンＥ周りの騒音レベル、雰囲気温度検出ユニット１６０によりエンジンＥ周りの雰囲気温度、雰囲気湿度検出ユニット１７０によりエンジンＥ周りの雰囲気湿度、外気圧検出ユニット１８０によりエンジンＥ周りの外気圧が、それぞれ検出される。
フェーズＡにおいては、例えば、トルクメータ６８、油圧検出ユニット１００、オイルフィルタ温度検出ユニット１４０により、駆動トルク、油圧、油温のデータをサンプリング的に検出する。
フェーズＢにおいては、例えば、油圧検出ユニット１００、電気特性検出ユニット１３０、オイルフィルタ温度検出ユニット１４０により、油圧、油温、点火系（イグニッションコイル等）の電気特性（断線の有無、点火タイミングの適否等）のデータをサンプリング的に検出する。
フェーズＣにおいては、例えば、吸気圧検出ユニット８０、電気特性検出ユニット１３０により、吸気圧力及び点火系の電気特性のデータをサンプリング的に検出する。
フェーズＤにおいては、例えば、トルクメータ６８、排気圧検出ユニット９０、油圧検出ユニット１００、オイルフィルタ温度検出ユニット１４０により、駆動トルク、排気圧力、油圧、油温のデータをサンプリング的に検出する。
そして、制御ユニット２００は、この試験により得られた情報を予め記憶された正常なエンジンＥの基準情報と比較して、試験されたエンジンＥが正常か否かを判断し、この判断結果をホストコンピュータに転送する。尚、制御ユニット２００は、試験により得られた情報をホストコンピュータに転送し、ホストコンピュータが基準情報との比較判断を行うようにしてもよい。
試験終了後は、エンジンＥのクランクシャフトを所定のクランク停止角度に停止させて、検出ユニット８０〜１３０をエンジンＥから離脱又は離隔させ、連結機構６０によるクランプ状態を解除し、固定機構４０による固定状態を解除し、搬送機構３０はエンジンＥを元のラインＬに向けて搬出する。これにより、一連のモータリング試験による検査工程が終了する。
上記の試験により得られた情報によれば、エンジンＥの状態を総合的に評価することができる。例えば、油圧及び油温の情報により、潤滑油経路における部品の欠品あるいは欠陥の有無、切屑等の混入による潤滑油通路の詰まりの有無、部品の誤組付けの有無、組付けクリアランスの適否等を評価することができる。
駆動トルクの情報により、クランクシャフト、カムシャフト、ピストンリング等の駆動系におけるベアリングの欠陥あるいは欠品さらには誤組付け、摺動界面への切屑等の混入、部品相互の嵌め合い寸法の適否等を評価することができる。
吸気圧力及び排気圧力の情報により、吸気バルブ及び排気バルブの作動タイミングの適否、部品の誤組付けの有無、バルブ着座面への異物付着の有無等を評価することができる。
点火系における電気特性の情報により、イグニッションコイルの不具合の有無（チャージ放電電圧、放電時間等の適否）、点火プラグの適否、電気配線の断線の有無、点火タイミングの適否等を評価することができる。
振動レベル及び騒音レベルの情報により、駆動系及び動弁系における動作の適否、駆動系及び動弁系における部品相互の組付け寸法（クリアランス等）の適否等を評価することができる。
尚、雰囲気温度、雰囲気湿度、外気圧等の情報を加味することにより、エンジンＥをより高精度に評価することができる。
上記実施形態においては、試験の対象となるエンジンＥとして、Ｖ型６気筒エンジンを示したが、これに限定されるものではなく、単気筒エンジンは勿論のこと、それ以外の多気筒Ｖ型エンジン、あるいは、直列多気筒エンジンにおいても、本発明のモータリング試験装置を適用することができる。
上記実施形態においては、検出の対象となる状態量として、吸気圧力、排気圧力、潤滑油の圧力、潤滑油の温度、点火系の電気特性、振動レベル、クランクシャフトの回転位相、騒音レベル、雰囲気温度、雰囲気湿度、外気圧を適用したが、これに限定されるものではなく、エンジンＥの評価に寄与するものであればそれ以外の状態量を検出してもよい。
以上述べたように、本発明のエンジンモータリング試験装置によれば、エンジンに対して自動的にモータリング試験を施すことができ、又、欠陥等の検査を高精度に行える。それ故に、エンジンを自動的に組み付ける自動生産ライン等へこの装置を適用することができ、エンジンの生産性を向上させることができる。
【産業上の利用可能性】  以上述べたように、本発明のエンジンモータリング試験装置は、エンジンに対して自動的にモータリング試験を施すことができるため、特にエンジンの自動組み付けライン等において、全てのエンジンにモータリング試験を施す際に、又、種類の異なるエンジンにモータリング試験を施す際に有用である。
【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】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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