JPH0626856A - クランク軸のディフレクション計測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 安全で作業性が向上したクランク軸のディフ
レクション計測装置を提供する。 【構成】 クランク軸１の各クランクアーム１ａ間に着
脱自在で間隔Ｄの変位を検出する変位検出器、この変位
検出器を取付けたアーム１ａの回転角度を検出する回転
角度検出器、および回転角度検出器により検出された回
転角度毎に変位検出器により検出された間隔Ｄの変位量
を記憶するメモリとを備えたセンサユニット２と、セン
サユニット２から複数のアーム１ａの各間隔変位データ
を入力し、所定角度でのクランク軸１の撓み量を出力す
る処理ユニット８を備える。 【効果】 センサユニット２は単独でアーム１ａ間に着
脱され、回転角度毎に間隔Ｄの変位量が記憶されること
から、従来のような信号取出しコードが不要になり、従
来に比べて安全かつ短時間で変位量を計測でき、作業性
を向上できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、大型ディーゼル機関な
どのクランク軸の撓み量を計測するクランク軸のディフ
レクション計測装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、大型ディーゼル機関のクランク軸
のディフレクション（撓み）を計測する場合、複数の作
業員がそれぞれクランク室内に入り、ダイヤルゲージ付
計測具をクランクスロー（クランクアーム）間に取付
け、クランク軸をターニングさせながらクランク角が所
定角度の時のダイヤルゲージの目盛り、すなわちクラン
クアーム間の変位量を読み取り、クランク軸の撓み量を
計測していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記計測方法
は、危険を伴うとともに汚れる作業となり、また極めて
作業工程が多くて時間を要するものであった。また、こ
のような問題を解決するため、クランクアームに変位セ
ンサを取り付けて計測する方法が考えられるが、信号取
出しコードを配線する必要があり、作業性が悪く、また
計測時コードがクランク軸に巻き付くという問題があっ
た。

【０００４】本発明は、上記問題を解決するものであ
り、安全かつ短時間で自動的に計測作業が行えるクラン
ク軸のディフレクション計測装置を提供することを目的
とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに第１の発明のクランク軸のディフレクション計測装
置は、クランク軸の各クランクアーム間に着脱自在でク
ランクアーム間隔の変位を検出する変位検出器と、この
変位検出器を取付けたクランクアームの回転角度を検出
する回転角度検出器と、前記回転角度検出器により検出
された回転角度毎に前記変位検出器により検出されたク
ランクアーム間隔の変位を記憶するメモリとを備えたセ
ンサユニットと、前記センサユニットから記憶された複
数のクランクアームの各クランクアーム間隔変位データ
を入力し、前記クランク軸の撓み量を計測する処理ユニ
ットを具備したものである。

【０００６】また、第２の発明のクランク軸のディフレ
クション計測装置は、クランク軸に設けられたフライホ
ィールの歯数によりクランク軸の回転角を検出する回転
角検出器を設け、上記第１の発明の処理ユニットに、前
記回転角検出器の検出信号により前記クランク軸の所定
角度位置を検出して、センサユニットのクランクアーム
への着脱を指示する計測処理手段を付加したことを特徴
とするものである。

【０００７】

【作用】上記第１の発明の構成によれば、センサユニッ
トは単独でクランクアーム間に着脱され、センサユニッ
トに回転角度毎にクランクアーム間隔の変位が記憶され
る。よってコードレスで変位データの計測が可能とな
り、作業性が向上する。

【０００８】上記第２の発明の構成によれば、センサユ
ニットの着脱が指示されることにより、センサユニット
は常に所定角度で着脱され、よって作業員はクランク軸
の所定角度を測定する必要がなくなり、作業性が向上す
る。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の一実施例におけるクランク軸
のディフレクション計測装置を図面に基づいて説明す
る。

【００１０】図１に示すように、クランク軸１の各クラ
ンクアーム（クランクスロー）１ａ間に着脱自在でクラ
ンクアーム１ａの間隔Ｄの変位量を、回転角度毎に検出
し、記憶するセンサユニット２と、クランク軸１に設け
られたフライホィール（ターニングギヤ）３を介してク
ランク軸１を回転させるターニング装置４と、フライホ
ィール３の歯数によりクランク軸１の回転角を検出する
回転角検出器５と、No.1シリンダの絶対クランク角度０
°位置に対応して、フライホィール３に取付けられた基
準点用マグネットピース６を検知する基準点検出器７
と、詳細を後述する処理ユニット８から構成されてい
る。

【００１１】ターニング装置４は、ターニングモータ11
の出力軸に取り付けられてフライホィール３に噛合可能
なターニングギヤ12と、ターニングモータ11のターニン
グモータ駆動装置13により構成されている。

【００１２】センサユニット２を、図２〜図６に基づい
て詳細に説明する。センサユニット２は、本体14と変位
センサ15から構成され、本体14の正面には変位センサ15
にて検出された変位量を表示するディジタル表示器17
と、計測開始操作用の押釦スイッチ18と、電源スイッチ
19が設けられ、裏面には処理ユニット８に接続する保護
キャップ付きのコネクタ20が設けられている。なお、本
体14に電源となるバッテリが内蔵されている。

【００１３】変位センサ15は、図４に示すように、取付
け具本体21に、一端側にねじを介して取り付けられた固
定支持ピン22と、他端側でガイド孔23内にばね23ａによ
り突出側に付勢されて出退自在な一対の可動支持ピン24
とを有し、固定支持ピン22および可動支持ピン24により
取付け具本体21を突っ張り状態でクランクアーム１ａ間
に取付け可能に構成されている。そして、取付け具本体
21の可動支持ピン24間には他端側に測定子25ａを突出さ
せた変位検出器25が配設されている。変位検出器25は、
変位の増減により位相の異なるパルス信号を本体14へ出
力する。なお、間隔Ｄの異なるクランクアーム１ａに対
しては、固定支持ピン22を交換することにより対応する
ことができる。24ａは可動支持ピン24の基端側に調整可
能に設けられたストッパーナットで、可動支持ピン24が
変位検出器25の測定範囲を超えないように移動が規制さ
れている。

【００１４】本体14は、図５に示すように、変位検出器
25のパルス信号を入力し、増減検出器26ａにより信号位
相によって増減方向を検出し、この検出された増減方向
に応じて計数器26ｂによりパルス信号を加算、あるいは
減算して変位量を出力する変位量演算器26と、おもり27
ａにより軸27ｂが重力方向に固定されることにより本体
14、すなわち本体14に取付けられたクランクアーム１ａ
の回転角度を検出する回転角度検出器27と、この回転角
度検出器27から出力された回転方向により位相の異なる
パルス信号を入力し、増減検出器28ａにより信号位相に
よって回転方向を検出し、この検出された回転方向に応
じて計数器28ｂによりパルス信号を加算、あるいは減算
して本体14の回転角度を出力する回転角度演算器28と、
処理ユニット８へ出力する変位量データを記憶する送信
メモリ30ｂと、コネクタ20の接続を検出すると、処理ユ
ニット８へ送信メモリ30ｂに記憶された変位量のデータ
を伝送するデータ通信装置29と、測定用メモリ30ａと前
記送信メモリ30ｂを備えたマイクロコンピュータからな
る処理装置31から構成されている。

【００１５】この処理装置31の動作をセンサユニット２
の取扱い方法にしたがって図６に基づいて説明する。電
源スイッチ19がオンとなっているものとする。まず、N
o.1のシリンダのクランクアーム１ａにセンサユニット
２が設置され（ステップ−１）、計測開始操作用の押釦
スイッチ18が操作されると（ステップ−２）、変位量演
算器26と回転角度演算器28のデータを入力し、変位量を
ディジタル表示器17へ表示するとともに、クランクアー
ム１ａの回転角度毎に変位量を測定用メモリ30ａに記憶
し（ステップ−３）、再度押釦スイッチ18が操作される
と、測定用メモリ30ａに記憶されたデータを送信メモリ
30ｂのデータNo.1のエリアに移動する（ステップ−
４）。そして、No.1のシリンダのクランクアーム１ａか
らセンサユニット２が外され、No.2のシリンダのクラン
クアーム１ａにセンサユニット２が設置され（ステップ
−５）、計測開始操作用の押釦スイッチ18が操作される
と（ステップ−６）、変位量演算器26と回転角度演算器
28のデータを入力し、同様に変位量をディジタル表示器
17へ表示するとともに、クランクアーム１ａの回転角度
毎に変位量を測定用メモリ30ａに記憶し（ステップ−
７）、再度押釦スイッチ18が操作されると、測定用メモ
リ30ａに記憶されたデータを送信メモリ30ｂのデータN
o.2のエリアに移動する（ステップ−８）。

【００１６】このようなセンサユニット２の構成によ
り、送信メモリ30ｂにクランク軸１の回転に伴って変動
する各クランクアーム１ａ間隔Ｄの変位量が順に記憶さ
れ、処理ユニット８へ接続されると、データ通信装置29
により送信メモリ30ｂに記憶された変位量データが処理
ユニット８へ伝送される。なお、伝送後、送信メモリ30
ｂはクリアされる。

【００１７】次に、処理ユニット８を、図７〜図11に基
づいて詳細に説明する。処理ユニット８は、図７に示す
ように、操作器と表示器を備えた操作パネル41と、計測
処理部42と、センサユニット２から変位量データの授受
を行うデータ通信装置43と、マイクロコンピュータから
なるデータ処理部44から構成されている。

【００１８】操作パネル41は、計測開始操作用の押釦ス
イッチ51と、ターニングモータ11の回転方向を選択する
選択スイッチ52と、センサユニット２の取付け、取外し
を指示する表示灯53ａ，53ｂおよび確認用の押釦スイッ
チ54ａ，54ｂと、センサユニット２の取外しを警報する
ブザー55と、No.1のシリンダクランク角度を表示するデ
ィジタル表示器56と、フライホィール３の歯数を設定す
るディジタル設定器57と、シリンダ数を設定するディジ
タル設定器58と、各シリンダの着火タイミングを設定す
るディジタル設定器59と、データ通信装置43を介して変
位量データを読込中であることを表示する表示灯60およ
びそのシリンダNo. を表示するディジタル表示器61と、
所定角度毎の変位量をプリントアウトするプリンタ62を
備えている。

【００１９】計測処理部42は、図８に示すように、回転
角検出器５の検出パルス信号をカウントし、基準点検出
器７の検出信号によりそのカウント値をリセットするカ
ウンタ71と、このカウンタ71のカウント値をディジタル
設定器57で設定されたフライホィール３の歯数により、
No.1のシリンダクランク角度に変換し、No.1のシリンダ
クランク角度を表示するディジタル表示器56へ出力する
回転角度演算器72と、この回転角度演算器72により変換
されたNo.1のシリンダクランク角度が所定のセンサユニ
ット２の取外し角度α以上になったことにより、センサ
ユニット２の取外し位置を検出し、ブザー55を鳴動する
比較器73と、この比較器73より出力された取外しパルス
信号を取外しスイッチ54ｂが操作されるまでホールド
し、取外しを指示する表示灯53ｂを点灯するホールド回
路74と、基準点検出器７の検出信号を１ショットのパル
ス信号に変換するパルス出力器75と、このパルス出力器
75より出力された取付けパルス信号を取付けスイッチ54
ａ、あるいは計測開始操作用の押釦スイッチ51が操作さ
れるまでホールドし、取付けを指示する表示灯53ａを点
灯するホールド回路76と、比較器73より出力された取外
しパルス信号とパルス出力器75より出力された取付けパ
ルス信号の論理和をとり、ターニングモータ11のターニ
ングモータ駆動装置13へ停止指令として出力する論理和
回路77と、選択スイッチ52により選択されたターニング
モータ11の回転方向により、取付けスイッチ54ａ、取外
しスイッチ54ｂ、あるいは計測開始操作用の押釦スイッ
チ51の操作により、ターニングモータ駆動装置13へ前進
指令、あるいは後進指令を出力する論理回路78から構成
されている。

【００２０】上記構成により、計測処理部42は、まず基
準点検出器７の検出信号によりセンサユニット２の取付
け位置を検出し、ターニングモータ駆動装置13へ停止指
令信号を出力し、取付け表示灯53ａの点灯により取付け
位置を表示する。次に、取付けスイッチ54ａあるいは計
測開始操作用の押釦スイッチ51の操作により、ターニン
グモータ駆動装置13へ選択スイッチ52の選択に応じて前
進指令、あるいは後進指令信号を出力する。そして、回
転角検出器５の検出パルス信号に基づいて、No.1のシリ
ンダクランク角度を検出してディジタル表示器56へ表示
し、センサユニット２の取外し位置を検出すると、ター
ニングモータ駆動装置13へ停止指令信号を出力するとと
もに、取外し位置を表示灯53ｂの点灯により表示し、ブ
ザー55を鳴動する。次に、取外しスイッチ54ｂの操作に
より、ターニングモータ駆動装置13へ前進指令、あるい
は後進指令信号を出力し、基準点まで回転する。

【００２１】次にデータ処理部44の動作を図９に基づい
て説明する。まず、ディジタル設定器58，59から、シリ
ンダ数と各シリンダの着火タイミングを入力し（ステッ
プ−１）、No.1のシリンダクランク角度が基準点、すな
わち角度０°のときの各シリンダのクランク角度（以
下、処理ユニットのクランク角度と称す）を演算して記
憶する（ステップ−２）。次に、センサユニット２から
データ通信装置43を介して各クランクアーム１ａの変位
量データの入力を確認すると（ステップ−３）、これら
データを格納し（ステップ−４）、データを読込中であ
ることを表示灯60で表示し、そのシリンダNo. をディジ
タル表示器61に表示する（ステップ−５）。次に、セン
サユニット２では、取付け開始時をクランク角度０°と
しているため、たとえば図10に示すように、各クランク
アーム１ａ毎の回転角度のデータを処理ユニットのクラ
ンク角度によりNo.1シリンダのクランク角度に対応した
実際のクランク角度に変換して、記憶する（ステップ−
６）。次に、No.1シリンダのクランク角度、０°，90
°，180 °，270 °における各クランクアーム１ａの変
位量データを抽出し、記憶する（ステップ−７）。そし
て、この抽出データをプリンタ62へ出力し、プリントア
ウトする（ステップ−８）。プリントアウトされた変位
量データの一例を図11に示す。この変位量により、クラ
ンク軸１の撓み量を判定できる。

【００２２】次に、上記デッフレクション計測装置の構
成による計測方法を図12にしたがって順に説明する。ま
ず、前準備として、No.1シリンダの絶対クランク角度０
°位置に対応して、フライホィール３に基準点用マグネ
ットピース６を取付け、この基準点用マグネットピース
６に対向する位置に基準点検出器７を固定し、次に処理
ユニット８と回転角検出器５、基準点検出器７、および
ターニングモータ駆動装置13間を配線する。（ステップ
−１）。

【００２３】次に処理ユニット８のディジタル設定器5
7，58，59により、フライホィール３の歯数、シリンダ
数、および各シリンダの着火タイミングを設定する（ス
テップ−２）。

【００２４】次に、電源スイッチ19をオンとしたセンサ
ユニット２をクランク軸１のNo.1シリンダのクランクア
ーム１ａ間に取付け（ステップ−３）、計測開始スイッ
チ18を操作し（ステップ−４）、処理ユニット８の取付
けスイッチ54ａあるいは計測開始操作用の押釦スイッチ
51を操作する（ステップ−５）。そして、処理ユニット
８の取外し表示灯53ｂの点灯とブザー55の鳴動により取
外しが指令されると、計測開始スイッチ18を再操作して
（ステップ−６）、センサユニット２を取外し（ステッ
プ−７）、取外し終了後処理ユニット８の取外しスイッ
チ54ｂを操作する（ステップ−８）。次に処理ユニット
８の取付け表示灯53ａの点灯により取付けが指令される
と、次のNo.2シリンダのクランクアーム１ａ間にセンサ
ユニット２を取付ける（ステップ−９）。以後同様の操
作により、全てのクランクアーム１ａの変位量データを
収集した後、センサユニット２を処理ユニット８へコネ
クタ20を介して取付ける（ステップ−10）。この操作に
より、プリンタ62より所定角度毎の変位量データがプリ
ントアウトされ、計測が終了する。

【００２５】後処理として、処理ユニット８と回転角検
出器５、基準点検出器７、およびターニングモータ駆動
装置13間の配線を撤去し、フライホィール３から基準点
用マグネットピース６を取り外す（ステップ−11）。

【００２６】このように、センサユニット２は単独でク
ランクアーム１ａ間に着脱され、センサユニット２に回
転角度毎にクランクアーム間隔Ｄの変位量が記憶される
ことから、計測後にこの変位量データをまとめて取出す
ことができ、よって従来のような信号取出しコードが不
要になり、コードがクランク軸１に巻き付くことがなく
なり、従来に比べて安全かつ短時間で変位量を自動的に
計測することができ、作業性を向上させることができ
る。また、処理ユニット８によりセンサユニット２の着
脱が指示されることにより、作業員はセンサユニット２
をクランクアーム１ａに取付ける毎にクランク軸１の所
定角度を測定する必要がなくなり、作業性を向上させる
ことができる。

【００２７】なお、本実施例では、ターニング装置４に
よりクランク軸１を回転させているが、作業員が手動で
回転させることも可能である。また、処理ユニット８の
計測処理部42をデータ処理部44とともにマイクロコンピ
ュータにより構成することも可能である。

【００２８】さらに、本実施例では、センサユニット２
を１台のみ使用しているが、複数のセンサユニット２を
使用することにより、同時に複数のクランクアーム間隔
Ｄを測定することもでき、作業時間を短縮することがで
きる。なお、この際、センサユニット２に計測するシリ
ンダNo. を指定する必要がある。また、処理ユニット８
において複数台のセンサユニット２を同時に接続して変
位量データを同時に読込むようにすることもできる。こ
の際、接続するセンサユニット２の台数に合わせて、デ
ータ通信装置43、変位量データを読込中であることを表
示する表示灯60およびそのシリンダNo. を表示するディ
ジタル表示器61が複数台必要になる。

【００２９】また、コードレスを実現する方法として
は、電波を使用する方法も考えられるが、計測精度が悪
く、また電波障害が発生するため、実際には使用できな
い。

【００３０】

【発明の効果】以上に述べたごとく第１の発明のクラン
ク軸のディフレクション計測装置によれば、センサユニ
ットは単独でクランクアーム間に着脱され、回転角度毎
にクランクアーム間隔の変位が記憶されることから、計
測後にこの変位データをまとめて取出すことがてき、よ
って従来のような信号取出しコードが不要になり、コー
ドがクランク軸に巻き付くことがなくなり、従来に比べ
て安全かつ短時間で撓み量を自動的に計測することがで
き、作業性を向上させることができる。

【００３１】また第２の発明の構成によれば、センサユ
ニットの着脱が指示されることにより、センサユニット
は常に所定角度で着脱され、よって作業員はクランク軸
の所定角度を測定する必要がなくなり、短時間で撓み量
を自動的に計測することができ、作業性を向上させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例におけるクランク軸のディフ
レクション計測装置の概略構成図である。

【図２】同センサユニットの正面図である。

【図３】同センサユニットの側面図である。

【図４】同センサユニットの変位センサの平面一部断面
図である。

【図５】同センサユニットの構成図である。

【図６】同センサユニットの処理装置の動作を示すフロ
ーチャートである。

【図７】同処理ユニットの構成図である。

【図８】同処理ユニットの計測処理部のブロック図であ
る。

【図９】同処理ユニットのデータ処理部の動作を示すフ
ローチャートである。

【図10】同処理ユニットのデータ処理部の回転角度の変
換を示す図である。

【図11】同処理ユニットのプリンタによりプリントアウ
トされた変位量データの図である。

【図12】同計測手順を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１ クランク軸 ２ センサユニット ３ フライホィール ４ ターニング装置 ５ 回転角検出器 ６ マグネットピース ７ 基準点検出器 ８ 処理ユニット 11 取付け具本体 25 変位検出器 26 回転角度検出器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 クランク軸の各クランクアーム間に着脱
   自在でクランクアーム間隔の変位を検出する変位検出
   器、この変位検出器を取付けたクランクアームの回転角
   度を検出する回転角度検出器、および前記回転角度検出
   器により検出された回転角度毎に前記変位検出器により
   検出されたクランクアーム間隔の変位を記憶するメモリ
   とを備えたセンサユニットと、前記センサユニットから
   記憶された複数のクランクアームの各クランクアーム間
   隔変位データを入力し、所定角度での前記クランク軸の
   撓み量を出力する処理ユニットを具備したことを特徴と
   するクランク軸のディフレクション計測装置。
2. 【請求項２】 クランク軸に設けられたフライホィール
   の歯数によりクランク軸の回転角を検出する回転角検出
   器を設け、処理ユニットに、前記回転角検出器の検出信
   号により前記クランク軸の所定角度位置を検出して、セ
   ンサユニットのクランクアームへの着脱を指示する計測
   処理手段を付加したことを特徴とする請求項１記載のク
   ランク軸のディフレクション計測装置。