JP2002131167A - 動釣合い試験機および不釣合い修正装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】動釣合い試験機に装着された不釣合い修正装置
によって軽いクランクシャフトに対してドリル切削をす
る場合に、軸受に受け止められたクランクシャフト軸が
動くという課題があった。 【解決手段】この発明は、被試験体であるクランクシャ
フトの所定のジャーナル２０ａ，２０ｂ，２０ｃに割り
当てられて、クランクシャフトを軸受する多数の軸受装
置３，４，５を有するクランクシャフト用動釣合い試験
機に装着可能な不釣合い修正装置６である。不釣合い修
正装置６は、材料除去装置７と、材料除去装置７により
クランクシャフトのクランクの一部が除去されて不釣合
い修正が行われる間、クランクシャフトを軸受装置に固
定するための固定装置８とを有する。固定装置８は、掴
みアーム９を備え、掴みアーム９の先端が、斜め上方か
らジャーナル２０ｂを軸受装置４に押さえつけることに
より、クランクシャフトを軸受装置に固定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、被試験体として
のロータを駆動する装置と、ロータのジャーナルの位置
に割り当てることが可能な、ロータのジャーナルを軸受
するための多数の軸受装置と、修正する不釣合いを決定
するための装置と、材料除去により不釣合いを修正する
ための装置とを含む、多数のジャーナルを有するロータ
用の動釣合い試験機に関する。

【０００２】この発明は、さらに、このような動釣合い
試験機に使用するための不釣合い修正装置に関する。

【０００３】

【従来の技術】カール・シェンク・アーゲー社の「クラ
ンクシャフト用動釣合い試験機」という標題の印刷物Ｂ
１４２０から、上記技術の動釣合い試験機が公知であ
る。これは加工が終わったクランクシャフトの不釣合い
を検出し、検出された不釣合いを修正するための装置で
ある。マシンベッドに支持された揺動能力のある揺動フ
レームが、回転軸方向に変位可能で、交換可能な多数の
軸受装置を有する。軸受装置は、クランク軸の適切なジ
ャーナル、たとえば４−シリンダクランクシャフトの場
合、その両側および中央のジャーナルを受け入れる。こ
の公知の動釣合い試験機には、カウンタ軸受が設けら
れ、自由モーメントに基づきクランク軸が回転する間、
クランクシャフトが外れるのを防止する。検出された不
釣合いを修正するため、ガントリータイプドリル装置が
備えられている。この装置はクランク軸の軸方向に変位
可能であり、また、半径方向に変位可能なドリル切削装
置として形成された材料除去装置である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この公知の動釣合い試
験機の場合、軸受に受け止められたクランクシャフト、
特に、軽いクランクシャフトに対してドリル切削をする
場合、軸受に受け止められたクランクシャフト軸が動く
という課題があった。クランクシャフト軸が動くと不釣
合い修正精度を高めることができない。この発明は、か
かる課題を解決するためになされたものである。

【０００５】すなわち、この発明の目的は、軸受に受け
止められたロータに対する修正精度が向上した動釣合い
試験機および不釣合い修正装置を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段および発明の効果】上述の
発明の目的は、修正プロセスの間、ロータを固定する装
置を有するこの発明により解決される。請求項１記載の
発明は、被試験用ロータを駆動する装置と、前記ロータ
を軸受するためにロータジャーナル（２０ａ，２０ｂ，
２０ｃ）に割り当て可能な複数の軸受装置（３，４，
５）と、修正する不釣合いを決定する装置と、材料除去
装置（７）を有する不釣合いを修正する装置（６）とを
含むクランク軸等の被試験用ロータのための動釣合い試
験機であって、不釣合いを修正する装置（６）で不釣合
いの修正を行う際に被試験用ロータを固定する装置
（８）が備えられていることを特徴とする動釣合い試験
機である。

【０００７】請求項２記載の発明は、被試験体であるロ
ータの所定のジャーナル（２０ａ，２０ｂ，２０ｃ）に
割り当てられて、そのロータを軸受する複数の軸受装置
（３，４，５）を有する、複数のジャーナルを備えるロ
ータのための動釣合い試験機に装着可能な不釣合い修正
装置であって、材料除去装置（７）と、材料除去装置
（７）によりロータの一部が除去されて不釣合い修正が
行われる間、当該ロータを軸受装置に固定するための固
定装置（８）と、を有することを特徴とする不釣合い修
正装置である。

【０００８】請求項３記載の発明は、前記固定装置
（８）は、少なくとも１つの、任意の軸受装置（３，４
または５）に割り当て可能な掴みアーム（９）を含むこ
とを特徴とする、請求項１または２記載の装置である。
請求項４記載の発明は、前記掴みアーム（９）は、ロー
タのジャーナルを軸受装置に対して斜め上方から押さえ
つけることによってロータを軸受装置に固定することを
特徴とする、請求項３記載の装置である。

【０００９】上述のように、この発明に係る動釣合い試
験機および不釣合い修正装置では、修正プロセスの際に
ロータを固定する装置８が備えられている。ロータを固
定する装置８は、１つの構成グループ（または１つのユ
ニット）６として構成された不釣合い修正装置に含まれ
ている。不釣合い修正装置６には、上記ロータ固定装置
８に加え、材料除去装置７が備えられている。これら材
料除去装置７とロータ固定装置８とは互いに独立して位
置決め可能であるのが好ましい。

【００１０】すなわち、材料除去装置７とロータ固定装
置８とは、ロータ軸を含む加工面Ｂにおいて、ロータ軸
に沿いかつロータ軸の半径方向で互いに独立して変位可
能である。材料除去装置７とロータ固定装置８とを変位
させるために、それぞれ、２つの互いに直交して延びる
直線状案内具１０，１１，１２，１３が備えられてい
る。不釣合い修正装置に含まれる材料除去装置７とロー
タ固定装置８とが互いに独立して位置決め可能である場
合には、多様なロータやクランク軸に柔軟に対応でき
る。また不釣合い修正のための適切な修正位置を与える
ことができ、ロータ軸方向におけるジャーナルの一方側
かまたは他方の側を修正位置として定めることができ
る。

【００１１】ロータ固定装置８は、少なくとも１つの、
任意の軸受装置３，４または５に割り当て可能な掴みア
ーム９を有するのが望ましく、掴みアーム９は、ロータ
修正面に隣接可能な軸受装置に対してカウンタ軸受とし
て作用する。すなわち掴みアーム９は、ロータ修正面に
隣接した軸受装置に搭載されたジャーナルを、斜め上方
から押さえることにより、ロータを固定する働きをす
る。ロータを固定する装置は、１つの構成グループとし
て形成された修正装置６に備えられているから、ロータ
（具体的にはクランクシャフト）を損傷することなく、
たとえば修正ドリル切削装置により孔を穿つことによ
り、ロータの材料除去を確実に行うことができる。また
材料除去プロセスの間にロータが動くことは、固定装置
８により確実に防止される。

【００１２】この発明によれば、複数の軸受位置を有す
るロータ、特にクランク軸の不釣合いを修正する場合
に、硬金属またはダイヤモンドを装備した工具による高
速切削プロセスを可能にすることができる。そして正確
な不釣合い成分の除去および精度の高い修正結果が得ら
れる。材料除去装置７とロータ固定装置８とが１つの構
成グループとして形成されている場合には、この構成グ
ループをモジュールとし、既存の動釣合い試験機の装備
に容易に追加することが可能である。

【００１３】追加の場合には、動釣合い試験機のベッド
により材料除去装置７およびロータ固定装置８を有する
モジュール（１つの構成グループ）を支持することが適
切である。この構成グループの支持は、直線状案内具を
介して行うことができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】次に、この発明を図面に示した実
施形態に基づき詳細に説明する。図１は、この発明の一
実施形態に係る不釣合いを修正するための構成を示す側
面図である。但し図１では、動釣合い試験機の構成は簡
略化されている。図２は、図１に示す不釣合いを修正す
るための構成の平面図である。図１に示す動釣合い試験
機１は、被試験体であるロータ、具体的にはクランク軸
２の不釣合い測定および不釣合いの修正を行うための装
置である。図ではクランク軸２の駆動装置、測定値計測
装置および修正する不釣合いを決定する評価装置は示さ
れていないが、これらの構成は動釣合い試験機の分野に
おいて周知のものである。

【００１５】動釣合い試験機１は、揺動フレームを有
し、揺動フレームは不図示のばねによりマシンベッド３
０に支持されている。揺動フレームは、クランク軸２を
受け入れるために、クランク軸２のジャーナルの位置に
おいて３つの軸受装置３，４，５を有する。図示の実施
形態の場合、５つのジャーナルを有する４−シリンダク
ランク軸２が扱われており、このクランク軸２の両外側
のジャーナル２０ａ，２０ｃおよび中央のジャーナル２
０ｂが軸受装置３，５および４でそれぞれ受け止められ
ている。

【００１６】なお、軸受装置３，４，５が図示とは異な
るジャーナルを受け止めるように、軸受装置３，４，５
の間隔を変位させてもよいし、軸受装置を追加してより
多くのジャーナルを受け止められる構成としてもよい。
また、５−シリンダクランク軸や６−シリンダクランク
軸を受け止める場合は、それに合わせて軸受装置の間隔
を変位させたり、軸受装置を追加すればよい。マシンベ
ッド３０には、修正プロセスの際に発生する屑を除去す
るのに役立つ装置が備えられている。すなわち、ガイド
受け板１７とそれに関連付けられた搬送ベルトを有する
屑用コンベア１８とが略図で示されている。既知の方法
で、回転するロータ２の不釣合い測定作業の際、大きさ
と角位置に従って修正する不釣合いを決定する目的で、
図示されていない測定値記録装置が不釣合い振動を検出
し、角位置を決定するために使用される。

【００１７】動釣合い試験機１は、不釣合いを修正する
装置６を有する。この装置６は、１つの構成グループ
（または１つの構成ユニット）として形成されており、
材料除去装置７およびロータ固定装置８が含まれてい
る。材料除去装置７は、ドリル切削装置であり、その切
削軸の方向はロータ軸に対して半径方向斜め上方に配置
されている。ロータ固定装置８は、掴みアーム９を有す
る。この掴みアーム９によって、修正プロセスの際、ロ
ータ（クランク軸）２が軸受装置３，４または５に押し
つけられる。そのとき、修正位置あるいは修正面に応じ
て軸受装置３，４または５が選択される。図２に示され
た実施形態では、修正面Ａと軸受装置４とが選ばれた状
態になっている。不釣合いを修正する装置６は、ロータ
２の軸方向に、修正面に合わせて変位される。さらに、
材料除去装置７およびロータ固定装置８は、互いに独立
して位置決めすることかできる。すなわち後述するよう
に、材料除去装置７およびロータ固定装置８は、独自の
レールによってロータ２の軸方向と平行方向および軸方
向に直交方向に移動可能になっている。

【００１８】この実施形態にかかる不釣合いを修正する
装置６は、マシンベッド３０に支持され、マシンベッド
３０に向き合って変位可能である。不釣合い修正装置６
を構成する構成グループは、まず第１の直線状案内具
（第１の直線レール対）１０を介してロータ２の軸に平
行にロータ２の軸方向（ロータ縦方向）に変位される。
また第２の直線状案内具１１を介してロータの軸方向に
直交しかつロータ２に接近，離反する方向に移動され
る。

【００１９】第１の直線状案内具１０を介して、材料除
去装置７、具体的にはドリルを修正面Ａに臨ませること
ができる。また、第２の直線状案内具１１を介して、材
料除去のためドリルがロータ２の半径方向に変位可能で
ある。ドリルは、ドリル切削プロセスの間の送りが、ド
リル主軸の送りで行われるようにされていて、通常縦
（ドリルの長手方向）に変位可能である。これらの運動
とは独立して、ロータ２を固定する装置８、すなわち掴
みアーム９が、第３の直線状案内具（直線状レール対）
１２を介してロータ２の軸に平行に、つまりロータの軸
方向に変位できる。さらに第４の案内具１３を介してロ
ータの軸方向に直交し、ロータ２に接近，離反する方向
に変位できる。

【００２０】第３の直線状案内具１２を介して、掴みア
ーム９が、割り当てられた軸受装置４に対して位置決め
される。そしてロータ２のジャーナル２０ｂが軸受装置
４に置かれた後、第４の直線状案内具１３を介して、ロ
ータ２のジャーナル２０ｂに対してその半径方向にアー
ム９が移動される。そしてアーム９の先端でジャーナル
２０ｂを斜め上方から軸受装置４に向けて押さえること
で、ロータ２は軸受装置４に固定される。

【００２１】上述の実施形態では、不釣合い修正装置６
は、１つの構成グループで形成されていて、それは、Ｘ
方向およびＹ方向に変位可能な材料除去装置７と、材料
除去装置７に対して取り付けられ、材料除去装置７に対
してＸ方向およびＹ方向に変位可能なロータ固定装置８
とを含んでいる。つまり材料除去装置７とロータ固定装
置８との関係を見ると、材料除去装置７がベース装置で
あり、そのベース装置７に対してロータ固定装置８が搭
載されている。しかしこの関係を逆にしてもよく、ロー
タ固定装置８をベース装置とし、その上に材料除去装置
７が搭載された構成であってもよい。

【００２２】なお、材料除去装置７およびロータ固定装
置８は、図示していないが所定の駆動装置によりそれぞ
れＸ方向およびＹ方向に駆動される。構成グループ６全
体が第２の直線状案内具１１に沿って変位することによ
り、構成グループ６はロータ２の軸に対して半径方向に
移動する。その際、材料除去装置７に対して空間的に固
定され、構成グループ６内に配置されたばね掴み部材１
５が、掴みアーム９に取り付けられたばね掴み部材１６
に向かって動き、その間に置かれたばね１４に応力を加
える間、掴みアーム９は半径方向に留まったままであ
る。その結果、材料の切削が実行されている間、ロータ
２のジャーナル２０ｂに置かれた掴みアーム９の先端
が、予め応力が加えられたばね１４の力で軸受装置４に
押しつけられ、ロータ２が固定される。

【００２３】修正プロセスの最初の段階で、まずドリル
７および掴みアーム９がロータ２の軸方向に位置決めさ
れ、その後、材料除去（材料の切削）のために、ドリル
７および掴みアーム９、すなわち構成グループ６がロー
タ２の半径方向に移動される。ドリル７がロータ２に接
触する前に、掴みアーム９は、ロータ２のセンタージャ
ーナル２０ｂに達し、ジャーナル２０ｂを軸受装置４に
対してばね１４の圧縮されたばね力により押しつける。

【００２４】つまりこの実施形態では、掴みアーム９の
先端がジャーナル２０ｂに斜め上方から当接され、ジャ
ーナル２０ｂを軸受装置４に斜め上方から押しつけるこ
とにより、ジャーナル２０ｂ、すなわちロータ２を軸受
装置４に対して固定状態にする。この状態では、まだド
リル７の先端は修正面Ａに接していない。次に、修正装
置６全体が、第２の直線状案内具１１によってロータ２
の半径方向に、ロータ２に近接するように変位され、ド
リルによって修正面Ａが切削される。この時、掴みアー
ム９もロータ２の半径方向に、ロータ２に近接するよう
に変位されるが、その変位はばね１４の伸縮により吸収
されて、ばね１４のばね力により掴みアーム９の先端が
ジャーナル１２を押さえつけるのである。

【００２５】ばね１４の代わりに、たとえば空気圧シリ
ンダ等がばね掴み部１５，１６の間に配置されていても
よい。ばね１４を用いた場合はその伸縮によりばね力が
変化するが、空気圧シリンダではその力が一定に保たれ
る利点がある。切削送りは、移動するドリル主軸で行わ
れる。修正プロセスの間に生じる屑は、下方に向かって
落ち、ガイド板１７を介して、運び出すために屑用コン
ベア１８に送られる。

【００２６】さらに次の修正を行うために、ロータ２の
軸方向に変位し、所定の修正面にドリルが置かれる。修
正位置はロータ２が回転する間にドリルに対する所定の
角位置に配置される。この発明は以上説明した実施形態
に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内におい
て種々の変更が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態に係る不釣合い修正装置
の構成を示す側面図である。

【図２】この発明の一実施形態に係る不釣合い修正装置
の構成を示す平面図である。

【符号の説明】

１ 動釣合い試験機 ２ クランク軸（ロータ） ３，４，５ 軸受装置 ６ 不釣合い修正装置（構成グループ） ７ 材料除去装置（ドリル切削装置） ８ ロータ固定装置 ９ 掴みアーム １０ 第１の直線状案内具 １１ 第２の直線状案内具 １２ 第３の直線状案内具 １３ 第４の直線状案内具 １４ ばね １５，１６ ばね掴み部材 １７ ガイド受け板 １８ 屑用コンベア ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ ジャーナル Ａ 修正面 ３０ マシンベッド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フリードリッヒ ホーエル ドイツ連邦共和国、Ｄ−64285 ダルムシ ュタット、ヴィットマン ストラーセ 40 Ｆターム(参考） 2G021 AB03 AF18 AM09

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被試験用ロータを駆動する装置と、前記ロ
   ータを軸受するためにロータジャーナル（２０ａ，２０
   ｂ，２０ｃ）に割り当て可能な複数の軸受装置（３，
   ４，５）と、修正する不釣合いを決定する装置と、材料
   除去装置（７）を有する不釣合いを修正する装置（６）
   とを含むクランク軸等の被試験用ロータのための動釣合
   い試験機であって、 不釣合いを修正する装置（６）で不釣合いの修正を行う
   際に被試験用ロータを固定する装置（８）が備えられて
   いることを特徴とする動釣合い試験機。
2. 【請求項２】被試験体であるロータの所定のジャーナル
   （２０ａ，２０ｂ，２０ｃ）に割り当てられて、そのロ
   ータを軸受する複数の軸受装置（３，４，５）を有す
   る、複数のジャーナルを備えるロータのための動釣合い
   試験機に装着可能な不釣合い修正装置であって、 材料除去装置（７）と、 材料除去装置（７）によりロータの一部が除去されて不
   釣合い修正が行われる間、当該ロータを軸受装置に固定
   するための固定装置（８）と、を有することを特徴とす
   る不釣合い修正装置。
3. 【請求項３】前記固定装置（８）は、少なくとも１つ
   の、任意の軸受装置（３，４または５）に割り当て可能
   な掴みアーム（９）を含むことを特徴とする、請求項１
   または２記載の装置。
4. 【請求項４】前記掴みアーム（９）は、ロータのジャー
   ナルを軸受装置に対して斜め上方から押さえつけること
   によってロータを軸受装置に固定することを特徴とす
   る、請求項３記載の装置。