JP3800409B2 - 内燃機関テスト用の回転駆動装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、検査用位置に位置する内燃機関のリングギヤの回転軸心周りに回転駆動される回転体と、前記リングギヤの径方向に移動自在に前記回転体に支持されて、径方向内方側への移動により前記リングギヤに係合自在な係合部材と、その係合部材を前記リングギヤの径方向に移動させて、そのリングギヤに係合する係合位置と係合を解除する解除位置とに切り換え操作する切り換え操作手段とが設けられた内燃機関テスト用の回転駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記の内燃機関テスト用の回転駆動装置は、内燃機関を着火せずに回転させて検査する、いわゆるコールドテストを行うときに使用されるものである。ちなみに、このコールドテストのときの検査項目は、吸気バルブの開閉タイミングや排気バルブの開閉タイミングなどのバルブ関係や、インジェクションノズルの動作など、種々のものがある。
【０００３】
このような内燃機関用の回転駆動装置の従来例として、特開平１０−１１５５７６号公報に開示されるものがあった（以下、第１従来例と呼称する）。
すなわち、図８に示すように、検査用位置に位置する内燃機関１４０の主軸（クランク軸）１４１に装着されたリングギヤ１４３の回転軸心（以下、リングギヤ回転軸心と略称）の周りに駆動回転される回転体１０３が設けられ、その回転体１０３にリングギヤ１４３の径方向（以下、リングギヤ径方向と略称）にスライド移動自在に支持されて、径方向内方側への移動によりリングギヤ１４３に係合自在な係合部材１３０が設けられ、その係合部材１３０をリングギヤ径方向に移動させて、そのリングギヤ１４３に係合する係合位置と係合を解除する解除位置とに切り換え操作する切り換え操作手段１１０が設けられ、係合部材１３０をリングギヤ１４３に係合させた状態で、回転体１０３を回転させることにより、リングギヤ１４３を回転させるものである。
前記係合部材１３０は、その基端側が回転体１０３に支持された片持ち状に設けられて、その先端部にリングギヤ１４３に係合する係合部１３６を備えるようになっている。
【０００４】
切り換え操作手段１１０は、回転体１０３の軸心周り、つまり、リングギヤ回転軸心周りで駆動回転される出力軸１０１に軸心方向に移動自在に外嵌された筒体１０６と、回転体１０３に揺動自在に枢支されて、その揺動によって係合部材１３０をリングギヤ径方向に係止移動させるＬ字状リンク１２７とを備えて、筒体１０６のリングギヤ回転軸心方向の移動によりＬ字状リンク１２７を揺動させるように、筒体１０６がＬ字状リンク１２７を係止するように構成されている。
ちなみに、図中、１０２は出力軸１０１を駆動回転させる電動モータ、１０７は筒体１０６をリングギヤ回転軸心方向に移動操作するシリンダである。
そして、回転体１０３は、基枠１１１に回転自在に軸受１１２にて支持され、この回転体１０３と筒体１０６とが、リングギヤ回転軸心方向に相対移動自在で且つ一体回転するようにキーにて連結され、筒体１０６が、回転軸１０１に一体回転するように連結されている。
要するに、この第１従来例は、シリンダ１０７にて筒体１０６をリングギヤ回転軸心方向に移動操作することによりＬ字状リンク１２７を揺動させ、その揺動により係合部材１３０をリングギヤ径方向にスライド移動させて、係合位置と解除位置とに切り換えるように構成されている。
【０００５】
又、このような回転駆動装置の別の従来例として、特開平２−１３７３２号公報に開示されるものがあった（以下、第２従来例と呼称する）。
すなわち、図９に示すように、検査用位置に位置する内燃機関（図示せず）の主軸（クランク軸）２１３に装着されたリングギヤ２２５の回転軸心（以下、リングギヤ回転軸心と略称）の周りに駆動回転される軸状の回転体２２８が設けられ、その回転体２２８にリングギヤ２２５の径方向（以下、リングギヤ径方向と略称）に移動するように揺動自在に支持されて、径方向内方側への移動によりリングギヤ２２５に係合自在な係合部材２３６が設けられ、その係合部材２３６をリングギヤ径方向に移動させて、リングギヤ２２５に係合する係合位置と係合を解除する解除位置とに切り換え操作する切り換え操作手段２４０が設けられ、係合部材２３６をリングギヤ２２５に係合させた状態で、回転体２２８を回転させることにより、リングギヤ２２５を回転させるものである。
前記係合部材２３６は、リングギヤ径方向内方側の基端側が回転体２２８に揺動自在支持され、リングギヤ径方向外方側の先端側がリングギヤ回転軸心方向に沿ってリングギヤ２２５側に折り曲げられたＬ字状に形成されて、その先端部にリングギヤ２２５に係合する係合部２３９を備えるようになっている。
【０００６】
切り換え操作手段２４０は、回転体２２８に軸心方向、つまり、リングギヤ回転軸心方向に移動自在に外嵌された筒状体２３２と、その筒状体２３２に対して軸受けを介して相対回転自在且つリングギヤ回転軸心方向に移動自在に外嵌状態に装着された円盤状の回転部材２３４とを備えて、その回転部材２３４の先端部が、係合部材２３６の中間部に連結ピン２３５を用いて枢支連結されて、筒状体２３２のリングギヤ回転軸心方向の移動により係合部材２３６を係合位置と解除位置とに切り換えるように構成されている。
ちなみに、図中、２１２は回転体２２８を駆動回転させる電動モータ、２４４は筒状体２３２をリングギヤ回転軸心方向に移動操作するシリンダであって、枢支軸２４１を中心に揺動する揺動リンク２４２を介して、前記筒状体２３２と連動連結されている。
要するに、この第２従来例は、シリンダ２４４にて筒状体２３２をリングギヤ回転軸心方向に移動操作することにより、係合部材２３６をリングギヤ径方向に揺動させて、係合位置と解除位置とに切り換えるように構成されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
内燃機関を検査するにあたり、従来では、例えば１２００ｒｐｍ等、低速にて内燃機関を回転させて検査することが行われていたが、検査内容の充実や検査精度の向上等のために、例えば４０００ｒｐｍ等、内燃機関を高速で回転させて検査することが望まれている。
上記の第１従来例において、内燃機関を高速で回転させるようにすると、回転体に対してリングギヤ径方向にスライド移動自在に支持された係合部材が、大きな遠心力にて径方向外方に移動しようとするものとなる。この大きな遠心力に抗して係合部材を係合位置に保持させるようにするには、係合部材をリングギヤ径方向内方側に操作する操作力が十分に強くなるように、シリンダの操作力を高める必要があるが、このように係合部材をリングギヤ径方向内方側に操作する操作力を高めようとすると、構成が煩雑になるばかりでなく、リングギヤが回転していない停止状態やリングギヤを低速にて回転させる低速回転状態において、係合部材がリングギヤを径方向内方側に強く押圧して、リングギヤを損傷させてしまう虞があり、この第１従来例の構成にて、内燃機関を高速回転させるようにできないものであった。
【０００８】
また、上記の第２従来例においても、内燃機関を高速で回転させるようにすると、回転体に対してリングギヤ径方向に揺動自在に支持された係合部材が、大きな遠心力にて径方向外方に移動しようとするものとなる。そして、このように大きな遠心力に抗して係合部材を係合位置に保持させるようにするには、上記第１従来例と同様に、係合部材をリングギヤ径方向内方側に操作する操作力が十分に強くなるように、シリンダの操作力を高める必要があり、その結果、この第２従来例の構成は、第１従来例と同様に、内燃機関を高速回転させるようにできないものであった。
要するに、上記第１従来例及び上記第２従来例の構成は、内燃機関を高速にて回転させて検査するのに使用できないものであり、内燃機関を高速にて検査するのに用いることができる内燃機関検査用の回転駆動装置が望まれていた。
【０００９】
本発明は、かかる点に着目してなされたものであり、その目的は、リングギヤの損傷を抑制しながらも、内燃機関を高速にて回転させることができる内燃機関テスト用の回転駆動装置を提供する点にある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の内燃機関テスト用の回転駆動装置は、検査用位置に位置する内燃機関のリングギヤの回転軸心周りに回転駆動される回転体と、
前記リングギヤの径方向に移動自在に前記回転体に支持されて、径方向内方側への移動により前記リングギヤに係合自在な係合部材と、
その係合部材を前記リングギヤの径方向に移動させて、そのリングギヤに係合する係合位置と係合を解除する解除位置とに切り換え操作する切り換え操作手段とが設けられたものであって、
前記係合部材が、前記リングギヤの回転軸心方向に沿う方向での一端部に前記リングギヤに係合する係合部を備え、且つ、前記リングギヤの回転軸心方向に沿う方向での中間部を支点に前記リングギヤの径方向に揺動自在に枢支されて、前記中間部を支点にした揺動によって前記係合部を前記リングギヤの径方向に移動されるように構成され、
前記切り換え操作手段が、
前記リングギヤの回転軸心方向に沿って往復移動自在に支持される往復移動部材と、
前記リングギヤの径方向に沿う姿勢で配置されて、前記係合部材の他端部と前記往復移動部材との夫々に両端が枢支されたリンク部材とを備えて、
前記往復移動部材を前記リングギヤの回転軸心方向に移動させて、前記係合部材を前記係合位置と前記解除位置とに切り換えるように構成されている点を特徴とする。
【００１１】
すなわち、往復移動部材をリングギヤの回転軸心方向に往復移動させると、リングギヤの回転軸心方向に沿う方向での中間部を支点にリングギヤの径方向に揺動する係合部材は、リングギヤの径方向に沿う姿勢で配置されたリンク部材にて押し引き操作されることになり、その押し引きによりリングギヤの径方向に揺動されて、リングギヤに係合する係合位置や係合が解除された解除位置に操作されることになる。そして、リングギヤに係合部材を係合させた状態で回転体を回転駆動させることにより、リングギヤを回転駆動する、つまり、内燃機関を回転駆動できることになる。
【００１２】
リングギヤに係合部材を係合させた状態で回転体を回転駆動させると、係合部材には遠心力が作用するが、係合部材は、リングギヤの回転軸心方向に沿う方向での中間部を支点にリングギヤの径方向に揺動するように回転体に支持されるものであるから、係合部材における係合部を備える一端側、及び、係合部材におけるリンク部材が枢支される他端側の夫々に遠心力が作用するものとなるため、両側の遠心力の夫々にて係合部材を回転させる逆方向の力が互いに打ち消しあうことにより、遠心力によって係合部材を回転させる力を小さくできる。つまり、前記支点周りでの重量バランスが、係合部存在側となる一端側が重い場合、リンク部材枢支側となる他端側が重い場合、及び、一端側田他端側とを同じになる場合とが考えられるが、いずれの場合にも両側の遠心力の夫々にて係合部材を回転させる逆方向の力が打ち消しあうことにより、遠心力によって係合部材を回転させる力を小さくできる、あるいは、無いようにすることができる。
【００１３】
しかも、前記支点周りでの重量バランスが係合部存在側となる一端側が重い場合には、遠心力にて、係合部材はリングギヤから離れる側に向けて揺動する傾向となり、前記支点周りでの重量バランスがリンク部材枢支側となる他端側が重い場合、遠心力にて、係合部材はリングギヤに接近する側に向けて揺動する傾向となり、前者の場合には、係合部材がリングギヤから離れる側に向けて揺動しようとするのを、リンク部材が突っ張り作用により支持し、後者の場合には、係合部材がリングギヤに接近する側に向けて揺動しようとするのを、リンク部材が引っ張り作用にて支持するものとなるが、係合部材と往復移動部材とを連結するリンク部材がリングギヤの径方向に沿う姿勢で配置されているから、リンク部材が突っ張り作用や引っ張り作用で係合部材の揺動を支持するときに、往復移動部材にその移動方向への力が作用し難いようにすることができる。
つまり、上記突っ張りや引っ張りにより係合部材の揺動をリンク部材が支持するときにおいて、往復移動部材は、リングギヤの回転軸心方向と直交する方向には大きな力を受けるが、その移動方向つまりリングギヤの回転軸心方向には大きな力を受けないものであり、その傾向は、リンク部材の径方向での姿勢が、往復移動部材の移動方向であるリングギヤの回転軸心方向と直交する状態に近いほど大きくなるのである。
【００１４】
上記如く、係合部材がリングギヤの回転軸心方向の中間部を支点に揺動されること、並びに、リンク部材がリングギヤの径方向に沿う姿勢で配置されていることにより、係合部材をリングギヤに係合する係合位置に保持するにあたり、例えリングギヤを高速で回転させても、往復移動操作部材はその移動方向には大きな力が作用しないようにすることができるものとなり、換言すれば、往復移動部材を係合部材の係合位置に相当する位置に保持させるに要する力が小さなもので済むようになるのであり、例えば往復移動部材をシリンダにて操作する場合においても、シリンダの操作力を大きくしないで済むようになる。
【００１５】
上述した通り、リングギヤを高速で回転させても、往復移動部材を係合部材の係合位置に相当する位置に保持させるのに要する力が小さなもので済むようになるから、リングギヤが回転していない停止状態やリングギヤを低速にて回転させる低速回転状態において、係合部材がリングギヤを径方向内方側に強く押圧して、リングギヤを損傷させてしまう虞も無くなるものであり、もって、リングギヤの損傷を抑制しながらも、内燃機関を高速にて回転させることができる内燃機関テスト用の回転駆動装置を得るに至った。
【００１６】
請求項２の内燃機関テスト用の回転駆動装置は、請求項１の特徴に加えて、 前記係合部材が、前記支点周りでの重量バランスを前記係合部存在側と前記係合部非存在側とを等しくする、又は、前記係合部存在側を前記係合部非存在側よりもわずかに軽くするように構成されている点を特徴とする。
【００１７】
すなわち、係合部材における支点周りでの重量バランスが、係合部存在側となる一端側と係合部非存在側となる他端側とを等しくする、又は、一端側を他端側よりも軽くするようにして、遠心力にて、係合部材がリングギヤに向けて強い力で揺動しない傾向となるようにして、高速回転により大きな遠心力が作用しても、係合部材がリングギヤを押圧して損傷することが無いようにしてある。
【００１８】
つまり、係合部材における支点周りでの重量バランスを一端側と他端側とが同じになるようにする、又は、一端側が他端側よりもわずかに軽くなるようにすることにより、遠心力にて係合部材がリングギヤから離れる側に揺動することが無いようにして、高速回転による大きな遠心力が作用しても、係合部材がリングギヤに係合する状態を的確に維持させるようになっており、一層便利に使用できる内燃機関テスト用の回転駆動装置を得るに至った。
【００１９】
請求項３の内燃機関テスト用の回転駆動装置は、請求項１又は２の特徴に加えて、前記回転体が、電動モータにて駆動回転されるように構成されている点を特徴とする。
【００２０】
すなわち、電動モータにて回転体を駆動回転させる構成を採用することによって、油圧モータなどを用いる場合に較べて構成が簡素化できるのみならず、回転体の駆動回転速度を種々変更しながら、つまり、内燃機関を低速度や高速度で回転させながら、種々の検査を行うことができるのであり、一層便利に使用できる内燃機関テスト用の回転駆動装置を得るに至った。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
内燃機関テスト用の駆動装置は、図１及び図２に示すように、検査用位置に位置する内燃機関２の主軸（クランク軸）３と一体回転するリングギヤ４を駆動回転させて、内燃機関２を検査のために駆動回転させるものであって、リングギヤ４の回転軸心（以下、リングギヤ回転軸心と略称）の周りに駆動回転される三角板状の回転体９（図３参照）と、リングギヤ４の径方向（以下、リングギヤ径方向と略称）に移動自在に回転体９に支持されて、径方向内方側の移動によりリングギヤ４に係合自在な係合部材１２と、その係合部材１２をリングギヤ径方向に移動させて、そのリングギヤ４に係合する係合位置と係合を解除する解除位置とに切り換え操作する切り換え操作手段Ｆとを主要部として備えており、係合部材１２を解除位置に操作した状態で、内燃機関２と本回転駆動装置との相対位置を決め、その後で、係合部材１２を係合位置に切り換え操作し、回転体９を駆動回転させることにより、内燃機関２を駆動回転させる。検査が終わると、係合部材１２を解除位置に切り換え操作して、内燃機関２を検査用位置から移動させることは勿論である。
【００２２】
以下、各部について詳述する。
図２に示すように、基枠１の上部には電動モータ６が搭載されると共に、支持枠２０が上方に立設する状態で基枠１に設けられている。
支持枠２０には、出力軸８がリングギヤ回転軸心と同心状に軸受け３０を用いて回転自在に支持され、この出力軸８と前記電動モータ６とが、継ぎ手７を用いて一体回転するように連動連結され、出力軸８の内燃機関側の先端部に、前記回転体９が一体回転するようにボルトにて固定された状態で取り付けられており、回転体９が電動モータ６にて駆動回転されるようになっている。
【００２３】
前記係合部材１２は、リングギヤ回転軸心方向での一端部、つまり、内燃機関側の一端部に前記リングギヤ４に係合する係合部１３を備え、且つ、リングギヤ回転軸心方向での中間部を支点Ｐにしてリングギヤ径方向に揺動自在となるように、連結ピン１４にて回転体９の外周部に枢支されるものであって、前記中間部を支点Ｐとした揺動によって、係合部１３をリングギヤ４の径方向に移動させるように構成されている。
又、係合部材１２は、前記支点Ｐ周りでの重量バランスが係合部存在側を係合部非存在側よりもわずかに軽くするように構成されて、回転駆動されたときの遠心力により、リングギア４に係合する側に移動する傾向にあるようになっている。
尚、本実施形態では、図３に示すように、係合部材１２は、周方向に間隔を隔てて３個設けられている。
【００２４】
前記切り換え操作手段Ｆは、リングギヤ回転軸心方向に往復移動自在に支持される往復移動部材１１と、リングギヤ径方向に沿う姿勢で配置されて、係合部材１２の他端部と往復移動部材１１との夫々に両端が枢支されたリンク部材１６とを備えて、往復移動部材１１をリングギヤ回転軸心方向に移動させて、係合部材１２を係合位置（図６参照）と解除位置（図７参照）とに切り換えるように構成されている。
説明を加えると、前記往復移動部材１１は、筒状に形成されて、リングギヤ回転軸心方向に往復移動自在に前記出力軸８に外嵌されている。そして、その内燃機関側の先端部には、リンク部材枢支連結用のブラケットを備えた連結枠１１ａがボルト固定されている。
【００２５】
図４及び図５に明示するように、前記往復移動部材１１の外周部には、連係用筒体１８が、軸受３１を介して相対回転自在に且つ軸心方向に一体移動自在に装着されている。リングギヤ回転軸心と交差する軸心の横軸１９周りで揺動自在な揺動アーム１７が設けられている。
この揺動アーム１７は、前記連係用筒体１８の外周部を囲む筒状部１７ａを備えて、連係用筒体１８を覆う状態で揺動するように構成されている。この揺動アーム１７の筒状部１７ａと前記連係用筒体１８とが、連係リンク２２にて、リングギヤ回転軸心方向つまり出力軸８の回転軸心方向に移動自在に連動連結されている。
前記揺動アーム１７の先端部と前記支持枠２０との間には、シリンダ２１が装着されている。
【００２６】
従って、この切り換え操作手段Ｆは、前記シリンダ２１にて揺動アーム１７を揺動させることによって、往復移動部材１１をリングギア回転軸心方向に沿って往復移動させて、前述の如く、係合部材１２が係合位置と解除位置とに切り換えられるように構成されている。
そして、係合部材１２を係合位置に切り換えた状態において、リングギヤ４つまり内燃機関２を回転駆動すると、遠心力にて、係合部材１２がリングギヤ４に係合する側へ向かう力を受けることになるが、係合部材１２がリングギヤの回転軸心方向の中間部を支点Ｐに揺動されること、並びに、リンク部材１６がリングギヤ４の径方向に沿う姿勢で配置されていることにより、係合部材１２をリングギヤ４に係合する係合位置に保持するにあたり、例えリングギヤ４を高速で回転させても、往復移動部材１１はその移動方向には大きな力が作用しないようにすることができるものとなり、換言すれば、往復移動部材１１を係合部材１２の係合位置に相当する位置に保持させるに要する力が小さなもので済むようになっている。
【００２７】
尚、図中２４は、係合部材１２及び回転体９等の外周を覆うカバーを兼ねた構造体であって、前記支持枠２０に片持ち状に支持されている。そして、その先端部には、エンジン位置決め部を備えた半円弧状部材２５が設けられている。
【００２８】
〔別実施形態〕
次に別実施形態を説明する。
（１）上記実施形態では、出力軸を電動モータにて回転駆動させる場合を例示したが、油圧モータなどの他の駆動装置にて回転駆動させる形態で実施してもよい。
【００２９】
（２）上記実施形態では、係合部材が、中間部の支点周りでの重量バランスを係合部存在側を係合部非存在側よりもわずかに軽くするように構成する場合を例示したが、中間部の支点周りでの重量バランスを、係合部存在側とリンク部材の枢支側とで同じになるように構成して実施してもよい。尚、リンク部材の枢支側が重くなるように構成することも考えられるが、係合部材が遠心力にてリングギヤから離れる側に揺動する傾向となるため、実用上好ましいものではない。
【００３０】
（３）上記実施形態では、係合部材を周方向に等間隔で３個設ける場合を例示したが、２個や４個以上設けて実施してもよく、係合部材の設置数や周方向における配置は種々変更できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】内燃機関テスト用の回転駆動装置の概略平面図
【図２】内燃機関テスト用の回転駆動装置の縦断側面図
【図３】係合部材の装着部を示す正面図
【図４】揺動アームの装着部を示す側面図
【図５】図４におけるＡ−Ａ′断面図
【図６】係合部材のリングギヤへの係合状態を示す側面図
【図７】係合部材のリングギヤへの係合を解除した状態を示す側面図
【図８】第１従来例の回転駆動装置の概略縦断側面図
【図９】第２従来例の回転駆動装置の概略縦断側面図
【符号の説明】
２ 内燃機関
４ リングギヤ
６ 電動モータ
９ 回転体
１１ 往復移動部材
１２ 係合部材
１３ 係合部
１６ リンク部材
Ｆ 切り換え操作手段
Ｐ 支点

Claims (3)

1. 検査用位置に位置する内燃機関のリングギヤの回転軸心周りに回転駆動される回転体と、
   前記リングギヤの径方向に移動自在に前記回転体に支持されて、径方向内方側への移動により前記リングギヤに係合自在な係合部材と、
   その係合部材を前記リングギヤの径方向に移動させて、そのリングギヤに係合する係合位置と係合を解除する解除位置とに切り換え操作する切り換え操作手段とが設けられた内燃機関テスト用の回転駆動装置であって、
   前記係合部材が、前記リングギヤの回転軸心方向に沿う方向での一端部に前記リングギヤに係合する係合部を備え、且つ、前記リングギヤの回転軸心方向に沿う方向での中間部を支点に前記リングギヤの径方向に揺動自在に枢支されて、前記中間部を支点にした揺動によって前記係合部を前記リングギヤの径方向に移動されるように構成され、
   前記切り換え操作手段が、
   前記リングギヤの回転軸心方向に沿って往復移動自在に支持される往復移動部材と、
   前記リングギヤの径方向に沿う姿勢で配置されて、前記係合部材の他端部と前記往復移動部材との夫々に両端が枢支されたリンク部材とを備えて、
   前記往復移動部材を前記リングギヤの回転軸心方向に移動させて、前記係合部材を前記係合位置と前記解除位置とに切り換えるように構成されている内燃機関テスト用の回転駆動装置。
2. 前記係合部材が、前記支点周りでの重量バランスを前記係合部存在側と前記係合部非存在側とを等しくする、又は、前記係合部存在側を前記係合部非存在側よりもわずかに軽くするように構成されている請求項１記載の内燃機関テスト用の回転駆動装置。
3. 前記回転体が、電動モータにて駆動回転されるように構成されている請求項１又は２に記載の内燃機関テスト用の回転駆動装置。

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