JP6826952B2 - 軸合わせモジュール、供試体試験装置、及び軸合わせ方法 - Google Patents

Description

本発明は、ダイナモメータの回転軸に対してエンジン等の供試体の回転軸を合わせるための軸合わせモジュール、及び当該軸合わせモジュールを有する供試体試験装置に関するものである。また、本発明は、ダイナモメータの回転軸と供試体の回転軸とを連結する前に、前記ダイナモメータの回転軸に対して前記供試体の回転軸を合わせるための軸合わせ方法に関するものである。

自動車等のエンジンの試験等を行う方法として、ダイナモメータにエンジンを連結して行うものがある。この試験では、ダイナモメータの回転軸及びエンジンの回転軸をそれらの軸芯がずれた状態で連結してしまうと、ダイナモメータからエンジンに加えられるトルク等の負荷が変わってしまい、試験結果の信頼性が低下してしまう。そこで、その試験結果の信頼性を向上するためには、ダイナモメータの回転軸とエンジンの回転軸との双方の軸芯を合致させる必要がある。

この軸芯を合わせる方法としては、特許文献１に示すように、ダイナモメータの回転軸とエンジンの回転軸との間に、レーザ光センタリング装置を設けて行うものが考えられている。レーザ光センタリング装置は、レーザ光を発光するとともに水平方向に１８０度回転可能な発光部を有する構成とされている。

具体的にこの方法では、レーザ光センタリング装置の発光部からレーザ光をダイナモメータの回転軸端部に照射し、その回転軸端部で反射した反射光が発光部の発光点に戻るようにレーザ光センタリング装置の位置を調整する。そして、調整されたレーザ光センタリング装置の発光部を１８０度回転させ、レーザ光センタリング装置の発光部からレーザ光をエンジンの回転軸端部に照射し、その回転軸端部で反射した反射光が発光部の発光点に戻るようにエンジン位置を調整する。このレーザ光センタリング装置を用いた軸芯を合わせる方法では、最初に行われるダイナモメータの回転軸に対するレーザ光センタリング装置の位置の調整が特に重要となる。

しかしながら、反射光が発光点に戻るようにレーザ光センタリング装置の位置を調整しているので、ダイナモメータの回転軸端部の反射面の傾きや平面度等によっては、反射光が発光点に戻ったとしても、レーザ光センタリング装置の位置（発光点の位置）がダイナモメータの回転軸の軸芯上に位置しているとは限らない。そうすると、その後にレーザ光センタリング装置を基準にして位置が調整されるエンジンの回転軸の軸芯は、ダイナモメータの回転軸の軸芯からずれてしまう。その結果、ダイナモメータの回転軸及びエンジンの回転軸の双方の軸芯を精度良く合わせることが難しい。

特許第４０６６７０８号公報

そこで本発明は、上述した課題を解決すべくなされたものであり、ダイナモメータの回転軸に対して光源を精度良く位置調整できるようにして、その結果、ダイナモメータの回転軸に対して供試体の回転軸を精度良く位置調整できるようにすることをその主たる課題とするものである。

すなわち、本発明に係る供試体試験用の軸合わせモジュールは、ダイナモメータの回転軸と供試体の回転軸とを連結するために用いられ、光源からの光を前記ダイナモメータの回転軸及び前記供試体の回転軸に照射して前記ダイナモメータの回転軸に対して前記供試体の回転軸を合わせるための軸合わせモジュールであって、前記ダイナモメータの回転軸に対する前記光源の位置を調整可能にする光源位置調整機構と、前記ダイナモメータの回転軸の端面及び前記光源の間に設けられ、前記光源から前記ダイナモメータの回転軸に照射される光を透過して前記光の光軸方向を調整するための光軸方向調整冶具とを備えることを特徴とする。

また、本発明に係る供試体試験用の軸合わせ方法は、ダイナモメータの回転軸と供試体の回転軸とを連結する前に、前記ダイナモメータの回転軸に対して前記供試体の回転軸を合わせるための軸合わせ方法であって、光源からの光を前記ダイナモメータの回転軸に照射して、前記ダイナモメータの回転軸に対する前記光源の位置を調整する第１調整工程と、前記第１調整工程により位置調整された前記光源からの光を前記供試体の回転軸に照射して、前記光源に対する前記供試体の回転軸の位置を調整する第２調整工程とを有し、前記第１調整工程は、前記ダイナモメータの回転軸の端面及び前記光源の間に、前記光源から前記ダイナモメータの回転軸に照射される光を透過して前記光の光軸方向を調整するための光軸方向調整冶具を設けて行うことを特徴とする。

このようなものであれば、ダイナモメータの回転軸の端面及び光源の間に、光源から回転軸に照射される光を透過して前記光の光軸方向を調整するための光軸方向調整冶具を設けることより、ダイナモメータの回転軸の端面に照射される光の光軸方向を調整することができる。その結果、当該光軸方向調整冶具によって光の光軸方向を調整しながら、ダイナモメータの回転軸の端面での光の照射位置を調整することができ、ダイナモメータの回転軸に対して光源を高精度に位置調整することができる。このように位置調整された光源を例えば前後反転させて又は光の出射方向を前後反転させて光源に対する供試体の回転軸の位置を調整することによって、ダイナモメータの回転軸と供試体の回転軸との双方の軸芯を高精度に合わせることができる。

前記光軸方向調整冶具の具体的な実施の態様としては、前記光を通過させる透光部と、当該透光部の周囲を取り囲むように設けられた遮光部とを備えることが考えられる。そして、前記ダイナモメータの回転軸の中心軸線が、前記透光部を通るように前記ダイナモメータの回転軸の端面及び前記光源の間に設けられることが望ましい。なお、透光部が貫通孔により構成されている場合には、光軸方向調整冶具の構成を簡単にすることができる。
このような構成であれば、透光部を通過した光を前記ダイナモメータの回転軸の端面の中心に当てるように光源の位置を調整することによって、ダイナモメータの回転軸の軸芯と光の光軸とが同軸上となるように容易に位置調整することができる。

ダイナモメータの回転軸を基準に位置調整された光源に対して、供試体の回転軸を精度良く位置調整するためには、前記光源位置調整機構は、前記供試体の回転軸の一端側及び他端側それぞれに設けられていることが望ましい。
このように供試体の回転軸の一端側及び他端側それぞれに光源位置調整機構を設けて、それら光源位置調整機構により光源からの光が、供試体の回転軸の両端面の中心に当たるように供試体の回転軸を調整することによって、ダイナモメータの回転軸と供試体の回転軸の双方の軸芯をより高精度に合わせることができる。
光源位置調整機構を両端側に設けた場合には、一方の光源位置調整機構とダイナモメータの回転軸との距離よりも他方の光源位置調整機構とダイナモメータの回転軸との距離の方が大きくなってしまう。そうすると、他方の光源位置調整機構により調整される光源からの光の光軸をダイナモメータの回転軸の軸芯に合わせることがより一層難しくなってしまう。ところが本発明では、光軸方向調整冶具を用いているので、ダイナモメータの回転軸から遠い側の光源位置調整機構により調整される光源からの光の光軸であってもダイナモメータの回転軸の軸芯に容易に合わせることができる。

前記光源位置調整機構は、前記供試体が載置される載置台に設けられるものであることが望ましい。載置台としては、供試体の持ち運びを容易にすべく、車輪により移動可能に構成された台車であることが望ましい。
このような構成であれば、供試体が載置されていない載置台を、ダイナモメータが設置された試験室に移動して、当該試験室において光源位置調整機構により予め光源の位置調整を行うことができる。その後、試験室とは別室に載置台を移動して、当該別室において載置台に供試体を載置して、位置調整された光源により供試体の回転軸の位置調整を行うことができる。その結果、試験室での供試体のセットアップ作業の時間を短縮することができ、ダイナモメータの稼働率を上げることができる。また、同じ供試体を別のダイナモメータで試験する場合であっても、載置台ごと移動することができるので、再セットアップ作業を容易にすることができる。

本発明の軸合わせモジュールは、前記載置台に設けられ、前記光源位置調整機構に当接して前記載置台に対する前記光源位置調整機構の水平方向の位置を再現する位置再現機構を更に備えることが望ましい。
この構成であれば、光源位置調整機構を載置台から取り外した後に、再びその載置台に取り付ける際に、載置台に対する光源位置調整機構の水平方向の位置を再現することができる。その結果、光源位置調整機構の取り付け作業を容易にすることができる。

また、本発明に係る供試体試験装置は、ダイナモメータが設置される定盤と、供試体が載置される載置台と、上述した軸合わせモジュールとを備え、前記光源位置調整機構として、前記定盤に対する前記載置台の位置を調整する台位置調整機構を備えることを特徴とする。
この構成であれば、定盤に対する載置台の位置を調整することができるので、載置台の位置を調整することによって、ダイナモメータの回転軸に対する光源の位置を調整することができる。光源位置調整機構が載置台にも設けられている場合には、ダイナモメータの回転軸に対して光源の位置調整の自由度を増すことができる。また、ダイナモメータの回転軸に対する供試体の回転軸の調整の自由度も増すことができる。さらに、載置台が台車であるなどの場合には、載置台が定盤から取り外される構成になるが、この構成においても、定盤に対する載置台の位置再現性を向上させることができ、その結果、ダイナモメータの回転軸に対する供試体の回転軸の位置再現性を向上させることができる。

このように構成した本発明によれば、ダイナモメータの回転軸の端面及び光源の間に、光源から回転軸に照射される光を透過して前記光の光軸方向を調整するための光軸方向調整冶具を用いることによって、ダイナモメータの回転軸に対して光源を精度良く位置調整できる。その結果、ダイナモメータの回転軸に対して供試体の回転軸を精度良く位置調整できるようにすることができる。

本実施形態に係るエンジン試験装置の構成を模式的に示す側面図である。 同実施形態のエンジン試験装置の構成を模式的に示す平面図である。 同実施形態のエンジン試験用軸合わせモジュールの構成を模式的に示す斜視図である。 同実施形態の光軸方向調整冶具の構成を模式的に示す側面図及び正面図である。 変形実施形態に係るエンジン試験装置の構成を模式的に示す側面図である。

以下、本発明に係る供試体試験装置の一例であるエンジン試験装置の一実施形態について図面を参照して説明する。

＜装置構成＞
本実施形態のエンジン試験装置１００は、ダイナモメータ２の回転軸２１と供試体であるエンジンＥの回転軸（出力軸）Ｅ１とを連結してダイナモメータ２からエンジンＥに対して負荷を与えることによってエンジンＥの性能等を試験するものである。なお、エンジン試験装置１００において、供試体であるエンジンＥは、ダイナモメータに対して着脱可能に構成されており、種々のエンジンＥを試験できるものである。

具体的にエンジン試験装置１００は、図１及び図２に示すように、ダイナモメータ２と、当該ダイナモメータ２が設置される定盤３と、供試体であるエンジンＥが載置される載置台４と、ダイナモメータ２の回転軸２１に対してエンジンＥの回転軸Ｅ１を合わせるための軸合わせモジュール５と、定盤３に対する載置台４の位置を調整する台位置調整機構６とを備えている。

ダイナモメータ２は、その回転軸２１が定盤３上で所定高さとなるように固定部材７により固定されている。ここで、ダイナモメータ２は、その回転軸２１が平面視において定盤３の上面に形成されたセンタケガキ線と一致するように、また、側面視において水平となるように固定されている。

載置台４は、エンジンＥの回転軸Ｅ１の位置が調整可能となるようにエンジンＥを支持するエンジン支持機構８を有している。このエンジン支持機構８は、エンジンＥを下方から支持するとともにその高さ位置が変更可能な複数の支柱部材８１を有しており、当該支柱部材８１上でエンジンＥの水平位置を変更可能とされている。本実施形態の載置台４は、車輪４１により移動可能に構成された台車である。

この載置台４は、台位置調整機構６により定盤３に対する位置が調整される。この台位置調整機構６は、定盤３上に設けられた複数（図２では４つ）の位置矯正ローラ６１ａ〜６１ｄを有している。この複数の位置矯正ローラ６１ａ〜６１ｄは、定盤３上に移動する台車４の両側に配置されており、両側から台車４を挟むように設けられている。具体的に複数の位置矯正ローラ６１ａ〜６１ｄは、台車４の前部両側面に接触する一対の前側ローラ６１ａ、６１ｂと、台車４の後部両側面に接触する一対の後側ローラ６１ｃ、６１ｄとを有している。これらの位置矯正ローラ６１ａ〜６１ｄは、定盤３上においてその位置が調整可能に設けられている。

その他、定盤３上には、位置矯正ローラ６１ａ〜６１ｄにより位置調整された台車４を固定するための固定ブロック９や、定盤３上における台車４の進入位置を固定するためのエンドストッパ１０などが設けられる。固定ブロック９は、定盤３の上面と台車４の下面との間に介在して台車４を固定ボルト等によって固定するものである。また、エンドストッパ１０は、定盤３に固定されるとともに、台車４の前面に接触するものである。

そして、軸合わせモジュール５は、図３に示すように、ダイナモメータ２の回転軸２１に対する光源１１の位置を調整可能にする光源位置調整機構５０と、回転軸２１の端面及び光源１１の間に設けられ、光源１１からの光の光軸方向を調整するための光軸方向調整冶具５２とを有する。なお、本実施形態の光源１１は、光の照射位置及び光軸が認識しやすく、それらの位置調整を容易にするために、指向性に優れたレーザ光源（以下、単にレーザ１１という。）を用いている。

本実施形態の光源位置調整機構５０は、載置台４に設けられ、レーザ１１を前後反転自在に支持するレーザ支持機構５１を有している。

レーザ支持機構５１は、ダイナモメータ２の回転軸２１に対するレーザ１１の位置が調整可能となるようにレーザ１１を支持するものである。本実施形態のレーザ１１は、長手方向を有する長方形状の筐体を有するものであり、その長手方向一端部の端面から所定レーザ径のレーザ光を射出するものである。このレーザ１１としては、レーザ照準器、レーザデジタルレベル、レーザ墨出し器等を用いることができる。

具体的にレーザ支持機構５１は、レーザ１１を保持するレーザホルダ５１１と、当該レーザホルダ５１１の台車４に対する位置を調整するための位置調整部５１２とを有している。

レーザホルダ５１１は、レーザ１１の筐体における長手方向に沿った少なくとも２面に面接触することによってレーザ１１を保持するものである。本実施形態では、レーザ１１の筐体の長手方向に沿った下面及び当該下面に連続する長手方向に沿った側面に面接触するように構成されている。なお、前記長手方向に沿った側面に対向する側面から押さえねじ５１３によってホルダにレーザ１１を位置決め固定するように構成されている。

位置調整部５１２は、台車４とレーザホルダ５１１との間に介在してレーザホルダ５１１をその位置が調整可能となるように支持するものである。本実施形態の位置調整部５１２は、少なくともレーザホルダ５１１の傾き、高さ及び水平位置を調整可能にするものであり、レーザホルダ５１１の位置が調整されることによってレーザ１１の位置が調整される。

具体的に位置調整部５１２は、複数（図２では３つ）のアーム部材５１２ａ〜５１２ｃと、当該アーム部材５１２ａ〜５１２ｃ間を位置調整可能に接続する接続機構５１２ｄ、５１２ｅとを有している。

本実施形態では、複数のアーム部材５１２ａ〜５１２ｃは、台車４に接続され、前方に延びる第１アーム部材５１２ａと、レーザホルダ５１１に接続され、水平方向に延びる第２アーム部材５１２ｂと、第１、第２アーム部材５１２ａ、５１２ｂに接続され、上下方向に延びる第３アーム部材５１２ｃとを備えている。

そして、第１アーム部材５１２ａと第３アーム部材５１２ｃとを接続する第１接続機構５１２ｄは、第１アーム部材５１２ａに対する第３アーム部材５１２ｃの高さ位置及び鉛直面内の傾きを調整可能に接続するものであり、両部材５１２ａ、５１２ｃに形成された貫通孔と、当該貫通孔に挿通されて締結ボルト及びナットとから構成される。そして、第１接続機構５１２ｄは、一方の部材の貫通孔を長孔とすることで、貫通孔と締結ボルトとの間に形成される隙間によって、高さ位置及び鉛直面内の傾きが調整可能とされている。なお、本実施形態では、その微調整を容易にするための調整ねじ機構５１２ｄ１が設けられている。

また、第２アーム部材５１２ｂと第３アーム部材５１２ｃとを接続する第２接続機構５１２ｅは、第３アーム部材５１２ｃに対する第２アーム部材５１２ｂの水平位置及び水平面内の傾きを調整可能に接続するものであり、両部材５１２ｂ、５１２ｃに形成された貫通孔と、当該貫通孔に挿通されて締結ボルト及びナットとから構成される。そして、第２接続機構５１２ｅは、一方の部材の貫通孔を長孔とすることで、貫通孔と締結ボルトとの間に形成される隙間によって、高さ位置及び水平面内の傾きが調整可能とされている。なお、本実施形態では、その微調整を容易にするための調整ねじ機構５１２ｅ１が設けられている。

なお、アーム部材の数及び接続機構の数は上記に限られず、その他の数であってもよいし、各接続機構が調整する向きも上記に限られない。また、台車４に対する第１アーム部材５１２ａの水平位置及び水平面内の傾きを調整可能に構成してもよい。

本実施形態では、２つのレーザ支持機構５１が設けられており、一方のレーザ支持機構５１（以下、第１レーザ支持機構５１Ａともいう。）は、台車４の一端部（前部）に取り付けられており、エンジンＥが載置された場合には、当該エンジンＥの回転軸Ｅ１の一端側に設けられることになる。また、他方のレーザ支持機構５１（以下、第２レーザ支持機構５１Ｂともいう。）は、台車４の他端部（後部）に取り付けられており、エンジンＥが載置された場合には、当該エンジンＥの回転軸Ｅ１の他端側に設けられることになる。

また、本実施形態では、レーザ支持機構５１は、載置台４に対して取り付け位置を再現するための位置再現機構１２によって位置決めされる。

この位置再現機構１２は、載置台４に設けられ、レーザ支持機構５１に当接して載置台４に対するレーザ支持機構５１の水平方向の位置を再現するものである。具体的に位置再現機構１２は、位置調整されたレーザ支持機構５１（具体的には第１アーム部材５１２ａ）の一側面に当接してエンジン載置台４に固定される位置決めブロックである。この位置決めブロック１２は、位置再現性を向上するために、第１アーム部材５１２ａの長手方向に沿った側面に面接触することが望ましい。

光軸方向調整冶具５２は、レーザ１１から回転軸２１に照射されるレーザ光の光軸方向を調整するためのものである。具体的に光軸方向調整冶具５２は、図４に示すように、レーザ光を通過させる透光部５２ａと、当該透光部５２ａの周囲を取り囲むように設けられた遮光部５２ｂとを備えている。

本実施形態の光軸方向調整冶具５２は、遮光性を有する部材に貫通孔を形成することによって構成されており、透光部５２ａは前記貫通孔により構成され、遮光部５２ｂは貫通孔の周囲にある遮光性を有する部材により構成されている。透光部５２ａである貫通孔は、例えばレーザ光の断面形状と相似形状をなすものであり、例えば円形状をなすものである。

また、本実施形態の光軸方向調整冶具５２は、ダイナモメータ２の回転軸２１の端部に固定されて用いられる。この場合、光軸方向調整冶具５２は、回転軸２１の中心軸線が透光部５２ａを通るとともに、回転軸２１の端面から透光部５２ａを離間させて固定する取り付け機構を有している。取り付け機構としては、例えば、ダイナモメータ２の回転軸２１の端部の外周面に外嵌することによって固定される機構や、回転軸２１にねじ固定される機構などが考えられる。さらに、光軸方向調整冶具５２は、回転軸２１の端面にレーザ光が当たっていることを確認できるようにその側面の一部に１又は複数の確認窓５２ｃが形成されている。その他、光軸方向調整冶具５２は、回転軸２１の中心軸線に対して透光部５２ａの位置を調整する位置調整機構を有するものであってもよい。

この光軸方向調整冶具５２によって、当該冶具５２におけるレーザ光の位置を確認又は規定することができ、当該冶具５２を通過したレーザ光の回転軸２１の端面における照射位置を確認することによって、レーザ光の光軸方向を調整することができる。具体的には、光軸方向調整冶具５２は、回転軸２１の中心軸線がその透光部５２ａを通るように取り付けられているので、冶具５２を通過したレーザ光が出力軸２１の端面のセンタ位置に照射されていることが確認できれば、レーザ光の光軸が出力軸２１の中心軸線と同軸上に位置した状態となる。

＜エンジン試験装置１００における軸合わせ方法＞
次に、本実施形態の軸合わせモジュール５を用いた軸合わせ方法について説明する。

（１）試験室における初期セットアップ作業
試験室は、予め定盤３及び当該定盤３上に固定されたダイナモメータ２が設けられており、エンジン試験が行われる部屋である。また、試験室には排ガス分析装置などのエンジン試験に用いられる種々の分析機器が設置されている。
この試験室において、まずダイナモメータ２が固定された定盤３上に、台位置調整機構６である位置矯正ローラ６１ａ〜６１ｄと、エンジン載置台４である台車４を固定するための固定ブロック９を固定する。そして、エンジンＥが載置されていない状態の台車４を位置矯正ローラ６１ａ〜６１ｄ間に進入させて固定ブロック９によって固定する。ここで、台車位置は、定盤３の上面に形成されたセンタケガキ線に合わせる。

また、光軸方向調整冶具５２をダイナモメータ２の回転軸２１の端部に取り付ける。このとき、光軸方向調整冶具５２は、取り付け機構により、その透光部５２ａに回転軸２１の中心軸線が通るように取り付けられる。また、回転軸２１の端面にレーザ光が当たっていることを確認しやすくするために、光軸方向調整冶具５２の確認窓５２ｃの向きを調整する。

その後、第１レーザ支持機構５１Ａを台車４の前部に取り付けて、そのレーザホルダ５１１上にレーザ１１をセットする。このとき、レーザホルダ５１１の向きは、ダイナモメータ２の回転軸２１の中心軸線に沿った向きであり、レーザ１１の向きは、レーザ光がダイナモメータ２の回転軸２１側に照射される向きである。

そして、レーザ１１からのレーザ光が光軸方向調整冶具５２の透光部５２ａを通過するとともに、ダイナモメータ２の回転軸２１の端面のセンタ位置又はセンタ位置に形成されたマークにレーザ光が当たるように、第１レーザ支持機構５１Ａによりレーザ１１の角度、高さ、水平位置を調整する。そして、光軸方向調整冶具５２の透光部５２ａをレーザ光が通過し、ダイナモメータ２の回転軸２１の端面のセンタ位置又はマークにレーザ光が当たることを確認する。

次に、第２レーザ支持機構５１Ｂを台車４の後部に取り付けて、レーザホルダ５１１上にレーザ１１をセットする。このとき、レーザホルダ５１１の向きは、ダイナモメータ２の回転軸２１の中心軸線に沿った向きであり、レーザ１１の向きは、レーザ光がダイナモメータ２の回転軸２１側に照射される向きである。

上記と同様に、レーザ１１からのレーザ光が光軸方向調整冶具５２の透光部５２ａを通過するとともに、ダイナモメータ２の回転軸２１の端面のセンタ位置又はセンタ位置に形成されたマークにレーザ光が当たるように、第２レーザ支持機構５１Ｂによりレーザ１１の角度、高さ、水平位置を調整する。そして、光軸方向調整冶具５２の透光部５２ａをレーザ光が通過し、ダイナモメータ２の回転軸２１の端面のセンタ位置又はマークにレーザ光が当たることを確認する。

調整後の各レーザ支持機構５１Ａ、５１Ｂを台車４から取り外して再度取り付けたときの位置再現性のため、位置再現機構である位置決めブロック１２を台車４に取り付ける。このとき、位置決めブロック１２は各レーザ支持機構５１Ａ、５１Ｂごとに設けられ、各位置決めブロック１２は各レーザ支持機構５１Ａ、５１Ｂの第１アーム部材の側面に面接触するように固定する。

その後、位置矯正ローラ６１ａ〜６１ｄに沿って台車４を後退させて、台車４をシャフト連結位置に移動させる。なお、シャフト連結位置とは、ダイナモメータ２の回転軸２１とエンジンＥの回転軸Ｅ１とを図示しない連結部材を介して連結する位置である。また、固定ブロック９を移動して、シャフト連結位置で台車４を定盤３に対して固定できるようにする。さらに、シャフト連結位置に移動後、定盤３に対する台車４の進入位置を固定するためのエンドストッパ１０を設置する。

そして、シャフト連結位置に移動後に、レーザ支持機構５１Ａ、５１Ｂに支持されたレーザ１１からレーザ光をダイナモメータ２の回転軸２１に照射して、レーザ光が光軸方向調整冶具５２の透光部５２ａを通過するとともに回転軸２１の端面のセンタ位置又はマークにあることを確認する。

本実施形態では、確認のため、さらにレーザ支持機構を台車４から取り外し、再度位置再現機構１２を用いて台車４上に取り付けて、レーザ支持機構５１Ａ、５１Ｂに支持されたレーザ１１からレーザ光をダイナモメータ２の回転軸２１に照射して、レーザ光が光軸方向調整冶具５２の透光部５２ａを通過するとともに回転軸２１の端面のセンタ位置又はマークにあることを確認する。この確認工程は３〜５回行うことが望ましい。

また、台車４を定盤３から出し入れして、再度、レーザ支持機構５１Ａ、５１Ｂに支持されたレーザ１１からレーザ光をダイナモメータ２の回転軸２１に照射して、レーザ光が光軸方向調整冶具５２の透光部５２ａを通過するとともに回転軸２１の端面のセンタ位置又はマークにあることを確認する。この確認工程は３〜５回行うことが望ましい。

（２）準備室における芯出し作業
上記（１）の初期セットアップ作業が終了した後に、台車４を試験室から準備室に移動させる。そして、台車４のエンジン支持機構８上に供試体であるエンジンＥを大まかに搭載する。なお、準備室は、試験室から区画された部屋であり、台車に対してエンジンの積み下ろし作業や、台車上でエンジンの回転軸の芯出し作業等の作業を行う部屋である。

第１、第２レーザ支持機構５１Ａ、５１Ｂが台車４に取り付けられていない場合には、位置再現機構１２を用いて第１、第２レーザ支持機構５１Ａ、５１Ｂを台車４に取り付ける。

第１レーザ支持機構５１Ａのレーザホルダ５１１にレーザ１１をセットする。このとき、レーザホルダ５１１に対して上記（１）の向きとは前後反転（水平方向に１８０度反転）させる。そして、レーザ１１からのレーザ光がエンジンＥの回転軸Ｅ１のセンタ位置又はセンタ位置に形成されたマークに当たるようにエンジン支持機構８によりエンジン位置を調整する。

また、第２レーザ支持機構５１Ｂのレーザホルダ５１１にレーザ１１をセットする。そして、レーザ１１からのレーザ光がエンジンＥの回転軸Ｅ１（具体的にはクランクプーリ）のセンタ位置又はセンタ位置に形成されたマークに当たるようにエンジン支持機構によりエンジン位置を調整する。

そして、エンジンＥの回転軸Ｅ１の両端面のセンタ位置又はマークにレーザ光が当たっていることを確認する。その後、第１、第２レーザ支持機構５１Ａ、５１Ｂを台車４から取り外す。

（３）試験室におけるダイナモメータ２への接続作業
上記（２）によりエンジンＥの位置調整（芯出し）が行われた台車４を準備室から試験室に移動させる。

定盤３上の位置矯正ローラの間に台車４を進入させて、エンドストッパに突き当てる。そして、固定ブロックによって台車４を定盤３上に固定する。このとき、ダイナモメータ２の回転軸２１の端面とエンジンＥの回転軸Ｅ１の端面とは、所定距離離間して対向しており、双方の軸芯が合わせられた状態となる。

この状態で、ダイナモメータ２の回転軸２１とエンジンＥの回転軸Ｅ１とを連結部材により連結する。その後、ダイナモメータ２によるエンジンＥの試験が行われる。

（４）別のダイナモメータへの接続作業
上記（１）で位置調整されたレーザ支持機構５１Ａ、５１Ｂを上述した最初のダイナモメータ２とは別のダイナモメータ２’に適用する場合には、以下の方法が考えられる。

同一のエンジンＥを別のダイナモメータ２’に接続する場合には、別のダイナモメータ２’が固定された定盤３上に、台位置調整機構６である位置矯正ローラ６１ａ〜６１ｄと、載置台である台車４を固定するための固定ブロック９を固定する。そして、エンジンＥが載置されていない状態の台車４を位置矯正ローラ６１ａ〜６１ｄ間に進入させて固定ブロック９によって固定する。ここで、台車位置は、定盤３の上面に形成されたセンタケガキ線に合わせる。

また、光軸方向調整冶具５２をダイナモメータ２’の回転軸２１の端部に取り付ける。このとき、光軸方向調整冶具５２は、取り付け機構により、その透光部５２ａに回転軸２１の中心軸線が通るように取り付けられる。また、回転軸２１の端面にレーザ光が当たっていることを確認しやすくするために、光軸方向調整冶具５２の確認窓５２ｃの向きを調整する。

その後、既に位置調整されている第１レーザ支持機構５１Ａを台車４の前部に位置再現機構１２を用いて取り付けて、そのレーザホルダ５１１上にレーザ１１をセットする。このとき、レーザホルダ５１１の向きは、ダイナモメータ２’の回転軸２１の中心軸線に沿った向きであり、レーザ１１の向きは、レーザ光がダイナモメータ２’の回転軸２１側に照射される向きである。

そして、レーザ１１からのレーザ光が光軸方向調整冶具５２の透光部５２ａを通過するとともに、ダイナモメータ２’の回転軸２１の端面のセンタ位置又はセンタ位置に形成されたマークにレーザ光が当たるように、位置矯正ローラ６１ａ〜６１ｄ（主として一対の前側ローラ６１ａ、６１ｂ）の位置を調整する。これにより、レーザ１１は水平位置及び水平面内の傾きが調整される。なお、定盤３上に固定された別のダイナモメータ２’の回転軸２１と、最初のダイナモメータ２の回転軸２１との高さ位置が同じであり、それらの軸線方向が水平となるように調整されており、台車４も定盤３に精度良く位置調整される場合には、高さ位置や鉛直面内の傾きは基本的には調整する必要がない。そして、光軸方向調整冶具５２の透光部５２ａをレーザ光が通過し、ダイナモメータ２の回転軸２１の端面のセンタ位置又はマークにレーザ光が当たることを確認する。

次に、既に位置調整されている第２レーザ支持機構５１Ｂを台車４の後部に位置再現機構１２を用いて取り付けて、そのレーザホルダ５１１上にレーザ１１をセットする。このとき、レーザホルダ５１１の向きは、ダイナモメータ２の回転軸２１の中心軸線に沿った向きであり、レーザ１１の向きは、レーザ光がダイナモメータ２の回転軸２１側に照射される向きである。

上記と同様に、レーザ１１からのレーザ光が光軸方向調整冶具５２の透光部５２ａを通過するとともに、ダイナモメータ２の回転軸２１の端面のセンタ位置又はセンタ位置に形成されたマークにレーザ光が当たるように、位置矯正ローラ６１ａ〜６１ｄ（主として一対の後側ローラ６１ｃ、６１ｄ）の位置を調整する。これにより、レーザ１１は水平位置及び水平面内の傾きが調整される。なお、定盤３上に固定された別のダイナモメータ２’の回転軸２１と、最初のダイナモメータ２の回転軸２１との高さ位置が同じであり、それらの軸線方向が水平となるように調整されており、台車４も定盤３に精度良く位置調整される場合には、高さ位置や鉛直面内の傾きは基本的には調整する必要がない。そして、光軸方向調整冶具５２の透光部５２ａをレーザ光が通過し、ダイナモメータ２の回転軸２１の端面のセンタ位置又はマークにレーザ光が当たることを確認する。

上記のとおり、位置矯正ローラ６１ａ〜６１ｄの位置を調整した後に、台車４を準備室に移動させて、上記（２）の芯出し作業を行う。そして、上記（３）の接続作業によって別のダイナモメータ２’の回転軸２１にエンジンＥの回転軸Ｅ１を連結する。

このように最初のダイナモメータ２に対して位置調整されたレーザ支持機構５１をその位置調整後の形を変えることなく別のダイナモメータ２’（２台目以降のダイナモメータ）に使い回しているので、使用するダイナモメータを最初のダイナモメータ２に戻す場合にそのまま使用することができる。

＜本実施形態の効果＞
このように構成した本実施形態のエンジン試験装置１００によれば、ダイナモメータ２の回転軸２１の端面及びレーザ１１の間に、レーザ１１から回転軸２１に照射されるレーザ光を透過してレーザ光の光軸方向を調整するための光軸方向調整冶具５２を設けることより、ダイナモメータ２の回転軸２１の端面に照射されるレーザ光の光軸方向を調整することができる。その結果、当該光軸方向調整冶具５２によってレーザ光の光軸方向を調整しながら、ダイナモメータ２の回転軸２１の端面でのレーザ光の照射位置を調整することができ、ダイナモメータ２の回転軸２１に対してレーザ１１を高精度に位置調整することができる。このように位置調整されたレーザ１１を前後反転させてレーザ１１に対するエンジンＥの回転軸Ｅ１の位置を調整することによって、ダイナモメータ２の回転軸２１とエンジンＥの回転軸Ｅ１との双方の軸芯を高精度に合わせることができる。

また、載置台４が台車４であるので、エンジンＥが載置されていない載置台４を、ダイナモメータ２が設置された試験室に移動して、当該試験室においてレーザ支持機構５１により予めレーザ１１の位置調整を行うことができる。その後、試験室とは別室に載置台４を移動して、当該別室において載置台４にエンジンＥを載置して、位置調整されたレーザ１１によりエンジンＥの回転軸Ｅ１の位置調整を行うことができる。その結果、試験室でのエンジンＥのセットアップ作業の時間を短縮することができ、ダイナモメータ２の稼働率を上げることができる。また、同じエンジンＥを別のダイナモメータ２’で試験する場合であっても、載置台４ごと移動することができるので、再セットアップ作業を容易にすることができる。

さらに本実施形態ではエンジンＥの回転軸Ｅ１の一端側及び他端側に設けられた２つのレーザ支持機構によって、レーザ１１からのレーザ光が、回転軸Ｅ１の両端面の中心に当たるようにエンジンＥの回転軸Ｅ１を調整しているので、ダイナモメータ２の回転軸２１とエンジンＥの回転軸Ｅ１の双方の軸芯をより高精度に合わせることができる。

＜その他の変形実施形態＞
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。

例えば、前記実施形態では、光軸方向調整治具５２が回転軸２１の端部に固定されるものであったが、図５に示すように、ダイナモメータ２が固定された定盤３に固定される構成であっても良い。この場合、光軸方向調整治具５２は、定盤３に起立した状態で固定される構成が考えられる。

また、光軸方向調整治具５２の透光部５２ａは貫通孔に限られず、レーザ光を通過させる透光性材料からなる光学窓であっても良い。また、光学窓で構成する場合には、レーザ光のビーム径よりも大きく構成するとともに、センタ位置にマークを示すことや光学窓に目盛り等を示すによって、光学窓におけるレーザ光の透過位置を確認することができる。このようにレーザ光の透過位置を確認しつつ、ダイナモメータの回転軸の端面での照射位置を確認することによって、レーザ光の光軸方向を調整することができる。

さらに、エンジンＥの回転軸Ｅ１及びレーザ１１の間にも光軸方向調整治具を設けても良い。この場合の光軸方向調整治具は、前記実施形態と同様に透光部を有しており、当該透光部はエンジンＥの回転軸Ｅ１の中心軸線が通過するように配置する。これによって、エンジンＥの回転軸Ｅ１の位置調整をより精度良く行うことができる。またこの構成によって、２つのレーザ支持機構を用いることなく１つのレーザ支持機構によってエンジンＥの回転軸Ｅ１を精度良く位置調整することができる。

前記実施形態では、固定されたダイナモメータに対して供試体を移動させて、ダイナモメータの回転軸と供試体の回転軸との軸合わせを行う構成であったが、供試体を例えば定盤上に固定し、この固定された供試体に対してダイナモメータを移動させることによって、ダイナモメータの回転軸と供試体の回転軸との軸合わせを行う構成としてもよい。この場合、軸合わせモジュールは、レーザを支持し、供試体の回転軸に対するレーザの位置を調整可能にするレーザ支持機構と、供試体の回転軸の端面及びレーザの間に設けられ、レーザから供試体の回転軸に照射されるレーザ光を透過してレーザ光の光軸方向を調整するための光軸方向調整冶具とを備える構成となる。

前記実施形態の光源位置調整機構は、載置台上に設けられたレーザ支持機構５１により構成されていたが、定盤に対する載置台の位置を調整することによって載置台上に支持された光源の位置を調整する構成としてもよい。この場合、前記実施形態の台位置調整機構を光源位置調整機構として用いることが考えられる。なお、定盤に対して載置台を位置調整することによって光源位置を調整する構成では、光源位置調整機構が大型化したり、また、光源の位置調整が難しくなる可能性がある。光源の位置調整を容易にするためには、前記実施形態のように光源位置調整機構を載置台に設けて載置台上で光源の位置を調整することが望ましい。

前記実施形態では光源としてレーザを用いているが、その他、光の照射位置及び光軸が認識できるものであれば、例えば集光レンズ等の光学系を用いて細い光を照射できる光源であってもよい。

供試体はエンジンに限られず、モータであってもよいし、トランスミッションであってもよいし、車軸であってもよい。

その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。

１００・・・供試体（エンジン）試験装置
Ｅ ・・・供試体（エンジン）
Ｅ１ ・・・エンジンの回転軸
２ ・・・ダイナモメータ
２１ ・・・ダイナモメータの回転軸
３ ・・・定盤
４ ・・・載置台（台車）
５ ・・・軸合わせモジュール
５０ ・・・光源位置調整機構
５１ ・・・レーザ支持機構
５２ ・・・光軸方向調整冶具
５２ａ・・・透光部
５２ｂ・・・遮光部
６ ・・・台位置調整機構
１１ ・・・光源
１２ ・・・位置再現機構

Claims (6)

1. ダイナモメータの回転軸と供試体の回転軸とを連結するために用いられ、光源からの光を前記ダイナモメータの回転軸及び前記供試体の回転軸に照射して前記ダイナモメータの回転軸に対して前記供試体の回転軸を合わせるための軸合わせモジュールであって、
   前記ダイナモメータの回転軸に対する前記光源の位置を調整可能にする光源位置調整機構と、
   前記ダイナモメータの回転軸の端面及び前記光源の間に設けられ、前記光源から前記ダイナモメータの回転軸に照射される光を透過して前記光の光軸方向を調整するための光軸方向調整冶具とを備え、
   前記光軸方向調整冶具は、前記光を通過させる透光部と、当該透光部の周囲を取り囲むように設けられた遮光部とを備え、前記ダイナモメータの回転軸の中心軸線が前記透光部を通るように前記ダイナモメータの回転軸の端面及び前記光源の間に設けられる、軸合わせモジュール。
2. ダイナモメータの回転軸と供試体の回転軸とを連結するために用いられ、光源からの光を前記ダイナモメータの回転軸及び前記供試体の回転軸に照射して前記ダイナモメータの回転軸に対して前記供試体の回転軸を合わせるための軸合わせモジュールであって、
   前記ダイナモメータの回転軸に対する前記光源の位置を調整可能にする光源位置調整機構と、
   前記ダイナモメータの回転軸の端面及び前記光源の間に設けられ、前記光源から前記ダイナモメータの回転軸に照射される光を透過して前記光の光軸方向を調整するための光軸方向調整冶具とを備え、
   前記光源位置調整機構は、前記供試体の回転軸の一端側及び他端側それぞれに設けられている、軸合わせモジュール。
3. 前記光源位置調整機構は、前記供試体が載置される載置台に設けられる、請求項１又は２の何れか一項に記載の軸合わせモジュール。
4. 前記載置台に設けられ、前記光源位置調整機構に当接して前記載置台に対する前記光源位置調整機構の水平方向の位置を再現する位置再現機構を更に備える、請求項３記載の軸合わせモジュール。
5. ダイナモメータが設置される定盤と、
   供試体が載置される載置台と、
   請求項１乃至４の何れか一項に記載の軸合わせモジュールとを備え、
   前記光源位置調整機構として、前記定盤に対する前記載置台の位置を調整する台位置調整機構を備える、供試体試験装置。
6. ダイナモメータの回転軸と供試体の回転軸とを連結する前に、前記ダイナモメータの回転軸に対して前記供試体の回転軸を合わせるための軸合わせ方法であって、
   光源からの光を前記ダイナモメータの回転軸に照射して、前記ダイナモメータの回転軸に対する前記光源の位置を調整する第１調整工程と、
   前記第１調整工程により位置調整された前記光源からの光を前記供試体の回転軸に照射して、前記光源に対する前記供試体の回転軸の位置を調整する第２調整工程とを有し、
   前記第１調整工程は、前記ダイナモメータの回転軸の端面及び前記光源の間に、前記光源から前記ダイナモメータの回転軸に照射される光を透過して前記光の光軸方向を調整するための光軸方向調整冶具を設けて行うものであり、
   前記光軸方向調整冶具は、前記光を通過させる透光部と、当該透光部の周囲を取り囲むように設けられた遮光部とを備え、前記ダイナモメータの回転軸の中心軸線が前記透光部を通るように前記ダイナモメータの回転軸の端面及び前記光源の間に設けられることを特徴とする軸合わせ方法。