JP2006125473A - 駆動手段評価装置および駆動手段評価装置に用いる振動緩衝方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 ワイヤーロープ防振器43を介して駆動手段1を固定台7上に固定する拘束支持装置4を設け、駆動手段1に接続アーム5を取付け、該接続アーム5を介して駆動手段1を拘束支持装置4により支持する。そして、ワイヤーロープ防振器43を、駆動手段1と出力評価装置2とを接続するシャフトについて、その軸の円周方向を覆うように配置する。
【選択図】 図1
Description
そして、エンジンのクランク軸変位を防止するために、弾性体とともにストッパを設けたものも知られている(例えば、特許文献1を参照)。
さらに、エンジンの変位をストッパで抑制するとともに、エンジン回転数を検知して積極的にバネ定数を変化させるエンジン防振装置も知られている。
さらに、弾性体として防振ゴムを用いた場合、共振点を下げることが難しく、継続的使用によって防振ゴムのヘタリが発生する可能性が高い。また、温度によって特性が変化すると共に、耐熱・耐寒性などの問題もある。
出力軸の変位を防止するためのストッパ付きの弾性体支持具では、ストッパによる変位抑制時に、エンジン振動が伝達されやすくなる。また、アクティブにバネ定数を変化させて防振を行うものでは、構造が複雑になり、装置の導入にも高いコストを必要とし、メンテナンス時に多くの労力を必要とする。
また、他の従来技術であるストッパ付の防振ゴムでエンジンを支持すると、支持具のゴムがたわんでストッパに当たっている間に、エンジン振動により支持具の固定部へ振動が伝達されてしまう。このため、クランク端面を拘束すると共に、防振性を有するエンジンの支持装置が必要とされている。
本発明は、上述のような問題点に留意してなされたものであって、エンジン等の駆動手段の防振を、コンパクトかつ容易な構成により、確実に行うことを可能とする駆動手段評価装置を提供することを目的としている。
さらに、エンジンの複雑な多振動系の支持や回転機械の支持に適した固定装置を構成して、エンジンの変位を小さく保ちながら、効率的に振動を吸収できる。これにより、駆動手段評価装置の測定精度を向上できる。
また、図2に示すように、防振支持具3および拘束支持装置4は固定台7より鉛直上方に延出しており、防振支持具3はエンジン1の前部に接続し、拘束支持装置4はエンジン1の後部に接続してエンジン1を防振支持する。拘束支持装置4はエンジンと動力計2との間に位置し、エンジン1に一端を固定した接続アーム5を介してエンジン1に接続される。接続アーム5は拘束装置4より前方に略水平方向で延出されており、エンジン1の後部において左右に接続されている。この二つの接続アーム5・5の間に、エンジン1の駆動軸に接続するシャフト6が配設される。拘束支持装置4はシャフト6の左右両側方および下方を覆うように設けられており、シャフト6には接触しない構成となっている。
これにより、エンジン1の後部が拘束支持装置4により支持されると共に、拘束支持装置4とシャフト6とが干渉しないものとなっている。
図5は拘束支持装置の平面および側面を示す図であり、図6は拘束支持装置の正面および後面を示す図であり、図7は拘束支持装置の組み付け構成を示す模式図である。
図5および図6に示すように、拘束支持装置4は固定台7上に固定されたフレーム41と、このフレーム41の内側に位置する接続部42と、防振部材43・43・・とにより構成される。防振部材43はフレーム41と接続部42との間に配設されている。そして、接続部42の前面には、後部アーム5bおよび接続アーム5を介してエンジン1が接続される。
拘束支持装置4の上部には開口部45が構成されており、この開口部45よりシャフト6を拘束装置4の内側に配設する。なお、拘束支持装置4のエンジン1の支持状態において、拘束支持装置4とシャフト6とは接触しない構成となっている。フレーム41および接続部42は、筒形状に構成されると共に、上部に開口部を設けた構成となっており、正面視において開口部を上方に向けたC字形状に構成されている。開口部45は、フレーム41および接続部42の開口部を上方に向けて一致させることにより構成される。
また、図7に示すように、フレーム41と接続部42との間に配設される防振部材43は前後方向に平行に配設され、フレーム41の内側面と接続部42の外側面とを接続する。これにより、フレーム41により接続部42が防振支持され、この接続部42に後部アーム5bおよび接続アーム5を介して接続されるエンジン1が防振支持される。
図8に示すように、防振部材43は、フレーム41と接続部42との間において、シャフト6の円周方向に略等間隔に配置されており、防振部材43の配設する個数を適宜選択することで、拘束支持装置4の支持特性を容易に調節することができる。このような構成により、拘束支持装置4の支持特性を簡単に調節可能となるだけでなく、拘束支持装置4の組立て性が高く、また、高いメンテナンス性を得ることもできる。
防振部材43の配設を行う方法として、具体的には、図8(b)に示すように、シャフト6の軸心を中心として点対称となるように、かつ拘束支持装置において左右対称となるように配設を行う。このように防振部材43を配設することで、エンジン1の振動の吸収を、シャフト6を中心とした等方性について行う防振特性が得られる。これにより、エンジン1を簡単かつ確実に固定することができると共に、エンジン1が振動によりどの方向に変位した場合においても、エンジン1の変位を効率的に吸収することができる。
なお、図8(b)に示す実施形態においては、防振部材43を6つ用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、エンジン振動の防振特性が得られる限りは、防振部材43の数は特に限定されるものではない。また、エンジン1の重量を支持するため、エンジン1を支える接続部42の下部において、防振部材43を十分な個数配設することが好ましい。このように防振部材43を配設することで、エンジン1に接続する接続部42をフレーム41の内側において十分なクリアランスを保ちながら確実に保持することができる。そして、エンジン1をマスとするバネマス系の固有振動数に対して、防振部材43であるワイヤーロープ防振器の個数調節することにより、容易かつ適切に対応することが可能となる。
図9は防振部材の構成を示す図であり、図9(a)は斜視図であり、図9(b)は正面図であり、図9(c)は側面図である。
防振部材43としては、独立3方向に対する弾性要素および減衰要素を有するものを用いる。本実施例においては、ワイヤーロープ防振器を用いる。防振部材43は螺旋状のワイヤ43bと、ワイヤ43bが挿嵌されたガイド43c・43cとにより構成されている。ガイド43c・43cはワイヤ43bの螺旋の中心軸方向に延出されるものであり、該中心軸に対して対称位置に配設される。
防振部材43はガイド43cを介してフレーム41と接続部42とにそれぞれ接続する。
この防振部材43はワイヤ43bのフリクションにより大きな減衰を得ることができ、ワイヤ43bの大きなたわみを利用して衝撃を吸収することもできる。さらに、独立3方向の振動に対して防振を行うことができる。
図10は防振支持装置のゲイン特性および位相特性を示す図であり、図10(a)はゲイン特性を示す図であり、図10(b)は位相特性を示す図である。
図中、細線は防振部材43として防振ゴムを用いた場合を示し、鎖線はストッパ付き防振ゴムでストッパに当たっている場合を示し、一点鎖線は金属で高い剛性を有する支持具(金属製支持具)を用いた場合を示し、太線はワイヤーロープ防振器を用いた場合を示す。
防振ゴムを用いた場合には、エンジン1のクランク端面を拘束するためには、バネ定数が大きいものを選定する必要がある。しかし、防振ゴムによりエンジン1を拘束する場合には、支持部が大きくなり過ぎる。
ストッパ付きの防振ゴムを用いた場合にはエンジン1のクランク端面の動きを拘束できるが、エンジン1の常用回転域に共振点を持つこととなり、共振点付近では大きな振動を固定部に伝達することとなる。
金属の高い剛性を有する支持具を用いた場合には、エンジン1のクランク端面を拘束できるが、エンジン1の大きな振動を固定部に伝達することとなる。また、エンジンの常用回転域に共振点を持つこととなり、大きな振動を固定部に伝達する。
ワイヤーロープ防振器を用いた場合には、クランク端面を十分に拘束しつつ、エンジン1の常用回転域より低い周波数に共振点を持ち、高い減衰性により共振点付近でも振動をほとんど増幅しない。
なお、変位の測定にはレーザ変位計を用いた。
エンジンの振動測定はクランク端面およびクランクプーリー側の上下左右方向の振動を測定した。
拘束支持装置4の振動測定には、フレーム41に取付けた加速度計により振動を測定した。
図11はエンジンの回転数に対するエンジン振動および拘束支持装置4の振動を示すグラフである。図11中において、aはエンジン1の回転数が変移するにつれて生じる振動(G)の大きさ、bは同じくエンジン1の回転数が変移するにつれて生じる振動(G)の大きさを示している。図11に示すように、拘束支持装置4は、エンジン1からの振動を変移するエンジン回転数全域について減衰していることがわかる。
エンジン振動が最大40Gを示しているが、拘束質装置4のフレームにおいては5G程度に減衰されている。
この測定結果から明らかなように、本発明の駆動手段評価装置を用いることにより、エンジン回転数の全域において、エンジン1の振動を効果的に抑制することができるため、精度の高いエンジン出力測定を行うことが可能となる。
図12は実施例2のエンジン支持構成を示す図であり、図12(a)は実施例2のエンジン支持構成の平面図であり、図12(b)は実施例2のエンジン支持構成の側面図である。
エンジン1は、防振支持具3および拘束支持装置4を介して、固定台7上に支持され、エンジン1の出力はシャフト6を介して動力計2に伝達される。
防振支持具3はエンジン1の前部に接続し、拘束支持装置4はエンジン1の後部に接続してエンジン1を防振支持する。
エンジン1の後部端面にはクラッチハウジング9が取付けられており、クラッチハウジング9の後部は拘束支持装置4に接続される。クラッチハウジング9は駆動手段を収容するためのものであり、エンジン1の駆動軸が被装される。
なお、ハウジング9と拘束支持装置4とは後部アーム5bを介して接続されるものであり、後部アーム5bにより各種のエンジン1に容易に接続することができる。
クラッチハウジング9は、エンジン1を車両に搭載する際に用いるものと同じものを用いることができる。拘束支持装置4との接続を行うアーム部材としてクラッチハウジング9を用いることにより、エンジン1のクランク端面付近に配設されるスタータ、エアクリーナ、排気管や触媒などの干渉物を回避できる。また、車両搭載用の部材であるクラッチハウジングを利用するので、接続用のアーム部材を新たに設計・製造する必要がなく、エンジン1の取付けにかかる労力を軽減できる。
2 動力計
3 防振支持具
4 拘束支持装置
5 接続アーム
6 シャフト
7 固定台
Claims (4)
- 固定台上に載置された動力計に、シャフトを介して駆動手段を接続し、該駆動手段の出力を前記動力計で評価する駆動手段の評価装置であって、
ワイヤーロープ防振器を介して前記駆動手段を固定台上に固定する固定手段を有することを特徴する駆動手段評価装置。 - 前記固定手段が、前記シャフトの下方に位置し、前記固定台上から鉛直方向に延出される拘束支持装置と、該拘束支持装置から略水平方向に延び、前記駆動手段にその一端が固定されるアームとを備えており、前記拘束支持装置と、前記アームの他端とが前記ワイヤーロープ防振器を介して接続されており、
前記ワイヤーロープ防振器が、前記シャフトを中心とする円周上に複数個配置されていることを特徴とする請求項1に記載の駆動手段評価装置。 - 前記アームの一端が、前記駆動手段を収容するためのハウジングに対して固定されており、該ハウジングを介して前記アームと駆動手段とが固定されていることを特徴とする請求項2に記載の駆動手段評価装置。
- 固定台に載置された動力計に、シャフトを介して駆動手段を接続し、前記駆動手段の出力を前記動力計により評価する駆動手段評価装置に用いる振動緩衝方法において、
ワイヤーロープ防振器を備えた固定部材を介して、前記駆動手段を固定台上に固定して、前記駆動手段から生じる振動を緩衝させることを特徴とする駆動手段評価装置に用いる振動緩衝方法。
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