JP2012068212A - エンジンの検査装置及び検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンの検査対象通路内の圧力変化時において問題発生箇所を迅速に判別することができるエンジンの検査装置及び検査方法を提供する。
【解決手段】エンジン１の検査対象通路である潤滑油経路に対してエア供給部３によりエアを供給し、当該エア供給時の圧力変化を圧力センサ４により検出することによりエンジン部品の欠品検査を行うエンジン１の検査装置２０において、前記エア供給部３及び前記圧力センサ４の異常を判断するための異常判断手段５を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、エンジンの検査装置及び検査方法に関する。

従来、エンジンの潤滑油経路に対し潤滑油の代わりにエア等の流体を供給し、当該流体供給時の圧力変化を検出することによりエンジン部品の欠品検査を行う技術は公知となっている（特許文献１参照）。

すなわち、エンジン組立ラインにおいてクランクシャフトやコンロッドのベアリング（メタル）の組付忘れがあった際、外部より目視等で欠品の判断が困難な為、図２に示すようなエンジンの検査装置を用いて、エンジンの潤滑油経路に入口と出口を決め、クランクシャフトを回転させながら、エア供給源から配管を介して潤滑油経路内にエアを供給し、圧力検出手段（圧力センサ）により圧力変化を検出することで欠品検査を行っている。ベアリングは潤滑油経路の途中にある為、ベアリングが欠品している場合はクランクシャフトを回転させるとある位相において必要以上にエア洩れが発生し、潤滑油経路出口側の圧力が正常品の場合と比較して著しく低下する。この現象を利用し潤滑油経路内へのエア供給時の潤滑油経路出口側における圧力の規格値を決めて欠品検査を行っている。

特開２０００−１０５１７４号公報

しかし、潤滑油経路内へのエア供給時において、潤滑油経路出口側における圧力の測定値の傾向が変化した場合、ワーク側に問題があるのか、検査装置側の配管に詰まり等の問題が発生しているのか、を確認するために詳細な調査が必要になり、問題発生箇所の判別に非常に時間がかかる。

また、従来の検査装置はエア供給源の圧力のみを管理しているため、エア供給源からエンジンの潤滑油経路にエアを供給する配管の途中に詰まりが発生して検査に必要なエア流量が確保できない場合や、配管の折れ曲がりにより圧力損失が変化した場合、検査装置側の問題であるかどうかを迅速に確認できない。

また、従来のエンジンの検査装置では、圧力センサが故障しているかどうか確認するための基準となる値がないために圧力センサの異常に気づけない場合がある。つまり、従来のエンジンの検査装置の構成では、エア供給源、エア供給源とエンジンの潤滑油経路とを結ぶ配管及び圧力センサが正常であるか否かの判断ができず、検査精度が低下してしまう。

そこで、本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、エンジンの検査対象通路内の圧力変化時において問題発生箇所を迅速に判別することができるエンジンの検査装置及び検査方法を提供することを目的とする。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、
エンジンの検査対象通路に対して流体供給手段により検査流体を供給し、当該検査流体供給時の圧力変化を圧力検出手段により検出することによりエンジン部品の欠品検査を行うエンジンの検査装置において、
前記流体供給手段及び前記圧力検出手段の異常を判断するための異常判断手段を有するエンジンの検査装置である。

請求項２においては、
前記圧力検出手段の異常判断手段は、前記検査対象通路とは別の基準通路を設け、当該基準通路に前記検査流体を流入させることにより異常判断を行うエンジンの検査装置である。

請求項３においては、
前記流体供給手段の異常判断手段は、流量計及び圧力計のうち少なくともいずれかを用いて前記検査対象通路に供給前の検査流体を測定することにより異常判断を行うエンジンの検査装置である。

請求項４においては、
エンジンの検査対象通路に対して流体供給手段により検査流体を供給し、当該検査流体供給時の圧力変化を圧力検出手段により検出することによりエンジン部品の欠品検査を行うエンジンの検査方法において、
前記流体供給手段及び前記圧力検出手段の異常を判断するための異常判断工程を有するエンジンの検査方法である。

請求項５においては、
前記圧力検出手段の異常判断工程は、前記検査対象通路とは別の基準通路を用い、当該基準通路に前記検査流体を流入させることにより異常判断を行うエンジンの検査方法である。

請求項６においては、
前記流体供給手段の異常判断工程は、流量計及び圧力計のうち少なくともいずれかを用いて前記検査対象通路に供給前の検査流体を測定することにより異常判断を行うエンジンの検査方法である。

本発明によれば、流体供給手段や圧力検出手段の異常に基づく検査精度の低下を防ぐことができる。

本発明の一実施形態に係るエンジンの検査装置を示す模式図。 従来のエンジンの検査装置を示す模式図。

次に、発明の実施の形態を説明する。
本実施形態に係るエンジンの検査装置（以下、検査装置２０という）は、検査対象物（ワーク）であるエンジンの一例として自動車用エンジンに適用するものである。以下、検査装置２０について具体的に説明する。

検査装置２０は、エンジン１の検査対象通路（本実施形態においては、エンジン１が有するクランクシャフト２内に形成されたエンジン部品内通路である潤滑油経路。以下、油経路という）に対して潤滑油の代わりに流体供給手段により検査流体（本実施形態においては、検査流体としてエアを使用）を供給し、当該検査流体供給時の圧力変化を圧力検出手段により検出することによりエンジン部品の欠品検査を行うものである。より具体的には、検査装置２０は、クランクシャフト２を回転させながら、流体供給手段によりエンジン１の油経路入口１ａ側から所定圧のエアを供給し、当該エア供給時のエンジン１の油経路出口１ｂ側の圧力変化を圧力検出手段により検出することによりエンジン部品として組付けられたクランクシャフト２のベアリング（メタル）の欠品検査を行うものである。検査装置２０は、図１に示すように、流体供給手段であるエア供給部３と、圧力検出手段である圧力センサ４と、前記エア供給部３及び前記圧力センサ４の異常を判断するための異常判断手段５と、エンジン１のクランクシャフト２を回転駆動する回転駆動手段６と、制御手段７とを主に有する。

エア供給部３は、エンジン１の油経路入口１ａに接続して、当該油経路入口１ａに所定圧のエアを供給する手段である。エア供給部３は、エア供給源３ａと、当該エア供給源３ａからエンジン１の油経路入口１ａにエアを供給する配管３ｂと、を備える。エア供給源３ａは、制御手段７と接続されている。

圧力センサ４は、エンジン１の油経路内での供給エアの圧力変化を検出する圧力検出手段である。圧力センサ４は、エンジン１の油経路出口１ｂ近傍に接続されており、油経路出口１ｂ側の圧力変化を検出可能である。

異常判断手段５は、前記エア供給部３及び前記圧力センサ４の異常を判断するための手段であり、配管３ｂ上におけるエンジン１の油経路入口１ａ近傍において上流側から順に配置される流量・圧力計８、バルブ９、バルブ１０と、当該バルブ１０と圧力センサ４との間に配設する基準通路１１と、から構成される。流量・圧力計８、バルブ９、バルブ１０は、それぞれ制御手段７と接続されている。

また、流量・圧力計８は、流体供給手段であるエア供給部３の異常検出手段であり、流量・圧力計８を用いてエンジン１の油経路に供給前のエアの流量・圧力を測定することによりエア供給部３の異常判断を行うことができる。
なお、流量・圧力計８は流量センサと圧力センサの両方を搭載したものであるが、特に限定するものではなく、流量センサ及び圧力センサのうち少なくともいずれかを搭載し、流量センサ及び圧力センサのうち少なくともいずれかを用いて、エンジン１の油経路に供給前のエアの流量もしくは圧力が測定可能となるように構成すればよい。

バルブ９は、配管３ｂ内を流れるエア流量を調整して圧力を制御する二方の圧力制御弁である。バルブ９は、制御手段７に接続されており、当該制御手段７によりエンジン１の油経路内に供給されるエアの流量・圧力を自動調整可能である。すなわち、制御手段７は、流量・圧力計８による配管３ｂ内を流れるエアの流量・圧力の測定結果に基づき、バルブ９の開閉を行うことによりエアの流量・圧力の自動調整を行い、エンジン１の油経路内に供給されるエアの流量・圧力を予め設定された流量・圧力の正常値に戻すように補正をかけることが可能である。

バルブ１０は、エアの流れる方向を切り換えるための方向切換弁であり、本実施形態においては三方電磁弁である。すなわち、バルブ１０は、エアの流れる方向としてエンジン１（油経路入口１ａ）側もしくは基準通路１１側に切り換えることができる。

基準通路１１は、予め所定のエア洩れ量を有するようにエンジン１の油経路とは別に設けられた校正基準用のエア通路である。本実施形態においては、基準通路１１としては、配管３ｂの中途部からバルブ１０を介して分岐した通路である配管１２と、当該配管１２の中途部に配置されるマスタ部材１３と、から構成される。基準通路１１は、エンジン１を検査する際のエンジン１へのエア供給系統（エア供給源３ａ→配管３ｂ→油経路入口１ａ→エンジン１の油経路→油経路出口１ｂ→圧力センサ４）とは別のエア供給系統（エア供給源３ａ→配管３ｂ→基準通路１１→圧力センサ４）の一部を構成するものである。

また、基準通路１１は、圧力検出手段である圧力センサ４の異常検出手段であり、前記バルブ１０を切り換えて、当該基準通路１１にエアを流入させ、当該流入させたエアの圧力を圧力センサ４により測定することで、圧力センサ４の異常判断を行うことができる。

マスタ部材１３は、配管１２の中途部に着脱可能であって、洩れ量が既知のリークマスタである。すなわち、マスタ部材１３は、エアリークテスタ等においてマスタリング（リークマスタを用いた校正）する際に用いられる、予め所定の精度でエア洩れ量が設定されている校正用部材である。
なお、基準通路としては、エアの洩れ量が一定値となるように制御されたものであればよく、本実施形態のようにマスタ部材１３を使用することに限定するものではない。

回転駆動手段６は、エンジン１のクランクシャフト２に着脱可能であり、当該クランクシャフト２を回転駆動するモータ及びクランクシャフト２の回転角度を測定するエンコーダから構成される。回転駆動手段６は、制御手段７に接続されている。

制御手段７は、検査装置２０全体を制御する手段である。具体的には、制御手段７は、回転駆動手段６のエンコーダからの信号、エア供給時の圧力変化を検出した圧力センサ４からの信号等に基づき、クランクシャフト２のベアリング（メタル）の欠品検査を行うとともに、上記異常判断手段５を制御して、前記エア供給部３及び前記圧力センサ４の異常を判断することができる。

次に、上記検査装置２０を用いたエンジン１の検査方法について具体的に説明する。

エンジン１の検査方法は、エンジン１の油経路に対してエア供給部３によりエアを供給し、当該エア供給時の圧力変化を圧力センサ４により検出することによりエンジン部品の欠品検査を行うものである。エンジン１の検査方法は、異常判断工程と、エンジン部品の欠品検査工程と、を有する。以下各工程について具体的に説明する。
なお、本実施形態においては、異常判断工程を、上記欠品検査工程の前工程として行うように説明するが、特に限定するものではない。異常判断工程を行う時期としては、例えば製造工程始動時や製造工程休止時、製品の所定の製造ロット毎等において適宜異常判断工程を行えば良い。

異常判断工程は、前記流体供給手段であるエア供給部３及び前記圧力検出手段である圧力センサ４の異常を判断するための工程である。

すなわち、異常判断工程では、まず、エンジン１に設けられた油経路入口１ａ（潤滑油の供給口）及び油経路出口１ｂ（潤滑油の排出口）に対し、前記エア供給部３及び圧力センサ４のそれぞれを接続する。そして、バルブ１０を切換えて、基準通路１１側にエアが供給されるようにし、エア供給源３ａから配管３ｂを介して基準通路１１側にエアを供給できる状態にする。そして、エア供給源３ａにより配管３ｂにエアの供給を開始し、エア供給源３ａにより配管３ｂに供給されたエアは、流量・圧力計８により流量及び圧力が測定される。そして、流量・圧力計８、バルブ９を通過したエアは、バルブ１０を介して配管１２に供給され、マスク部材１３においては予め設定された洩れ量のエアがリークされる。このマスク部材１３により所定量のエアが洩れている状態で、圧力センサ４はエアの圧力を測定する。制御手段７は、配管１２に供給されるエアの流量・圧力の値と、マスタ部材１３によるエアの洩れ量とから換算されるエアの圧力値を、圧力センサ４が正確に検出しているかどうかを判断し、圧力センサ４が故障していないかどうかを確認する。さらに、制御手段７は、流量・圧力計８により測定されたエアの流量及び圧力の測定値が予め設定された設定値の範囲内かどうかを判断する。エアの流量及び圧力の測定値が設定値の範囲から外れている場合は、制御手段７は、バルブ９の開閉状態を制御して流量及び圧力の測定値が設定値の範囲内に入るようにエアの流量・圧力を自動調整する。このように、エンジン１の油経路入口１ａ近傍に設けた流量・圧力計８により油経路入口１ａ直前の流量・圧力を管理することにより、配管３ｂに詰まり等が発生しているかどうかを数値の変化として確認することができる。また、流量・圧力計８により測定される流量・圧力の変動が季節的な気温変化による変動である場合は、上述したように、流量・圧力計８の測定結果に基づき、バルブ９により自動調整を行い、供給されるエアの流量・圧力を設定値に補正することができる。以上が異常判断工程である。異常判断工程が終了後、エンジン部品の欠品検査工程に進む。

欠品検査工程は、エンジン１の検査対象通路（本実施形態においては、エンジン１が有するクランクシャフト２内に形成された潤滑油の供給経路である油経路）に対して潤滑油の代わりに流体供給手段により検査流体（本実施形態においては、検査流体としてエアを使用）を供給し、当該検査流体供給時の圧力変化を圧力検出手段である圧力センサ４により検出することによりエンジン部品の欠品検査を行う工程である。

すなわち、欠品検査工程において、エンジン１の油経路内部での供給エアの圧力変化を計測する際には、まず、エンジン１に設けられた油経路入口１ａ（潤滑油の供給口）及び油経路出口１ｂ（潤滑油の排出口）に対し、前記エア供給部３及び圧力センサ４のそれぞれを接続するとともに、さらに、クランクシャフト２の一端に前記回転駆動手段６を接続する。続いて、回転駆動手段６のモータを回転させ、クランクシャフト２を所定の測定開始角度にセットし、この測定開始角度からクランクシャフト２を所定回数回転させる。この所定回数の回転の間に、所定圧のエアをエンジン１の油経路入口１ａから油経路内に供給しながら、圧力センサ４による圧力の検出を行い、クランクシャフト２の回転角度とエンジン１内部での供給エアの圧力変化を対応させて計測する。そして、計測したデータを、エンジン１のエンジン部品として組付けられたクランクシャフト２のベアリング（メタル）の欠品検査に用いる。すなわち、前記計測データが予め設定された設定値の範囲内かどうかを判断する。そして、制御手段７において圧力センサ４により検出した圧力に異常があるかどうかの検出作業を行う。以上が、欠品検査工程である。

上記欠品検査工程のように検査装置２０によりクランクシャフト２を回転して、エンジン１の油経路内部での供給エアの圧力変化を計測する際には、当該圧力変化が正しく計測されるように検査装置２０を精度良く管理する必要がある。検査装置２０における管理すべき箇所としては、エア供給部３から配管３ｂを介してエンジン１の油経路入口１ａに供給されるエア圧と、圧力センサ４が検出する油経路出口１ｂの圧力検出値とが挙げられる。これらの２つの管理箇所については、上述した異常判断工程のように、検査装置２０が有する異常判断手段５を用いて異常の有無の判断を行う。

本発明の如く、従来のように供給源のエアの圧力管理だけでなく、エンジンの検査対象通路の直前において、検査対象通路に供給するエアの圧力、流量を管理するように構成することで、配管途中に詰まりが発生し検査に必要なエア流量が確保できていない場合やエア供給源から検査対象通路内へのエア供給直前までの間で配管の折れによりエアの圧力損失が変化した場合でも、ワーク側の問題か検査装置側の問題であるかを迅速に確認可能である。

また、従来では圧力センサが故障しているかどうか基準になる値がないため、圧力センサの異常に気づき難かったが、本発明の如く、エンジンの検査装置に圧力センサ校正用の基準通路を設けることで、エンジンの検査を行う際に圧力センサを容易に校正することが可能となる。すなわち、圧力センサの正常状態を容易に確認することが可能となる。つまり、本発明によれば、流体供給手段や圧力検出手段の異常に基づく検査精度の低下を防ぐことができる。

１ エンジン
３ エア供給部
４ 圧力センサ
５ 異常判断手段
１１ 基準通路
２０ 検査装置

Claims (6)

1. エンジンの検査対象通路に対して流体供給手段により検査流体を供給し、当該検査流体供給時の圧力変化を圧力検出手段により検出することによりエンジン部品の欠品検査を行うエンジンの検査装置において、
   前記流体供給手段及び前記圧力検出手段の異常を判断するための異常判断手段を有することを特徴とするエンジンの検査装置。
2. 前記圧力検出手段の異常判断手段は、前記検査対象通路とは別の基準通路を設け、当該基準通路に前記検査流体を流入させることにより異常判断を行うことを特徴とする請求項１に記載のエンジンの検査装置。
3. 前記流体供給手段の異常判断手段は、流量計及び圧力計のうち少なくともいずれかを用いて前記検査対象通路に供給前の検査流体を測定することにより異常判断を行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のエンジンの検査装置。
4. エンジンの検査対象通路に対して流体供給手段により検査流体を供給し、当該検査流体供給時の圧力変化を圧力検出手段により検出することによりエンジン部品の欠品検査を行うエンジンの検査方法において、
   前記流体供給手段及び前記圧力検出手段の異常を判断するための異常判断工程を有することを特徴とするエンジンの検査方法。
5. 前記圧力検出手段の異常判断工程は、前記検査対象通路とは別の基準通路を用い、当該基準通路に前記検査流体を流入させることにより異常判断を行うことを特徴とする請求項４に記載のエンジンの検査方法。
6. 前記流体供給手段の異常判断工程は、流量計及び圧力計のうち少なくともいずれかを用いて前記検査対象通路に供給前の検査流体を測定することにより異常判断を行うことを特徴とする請求項４または請求項５に記載のエンジンの検査方法。

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