JP3434120B2 - Internal combustion engine crankshaft stress measurement system - Google Patents

Internal combustion engine crankshaft stress measurement system

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JP3434120B2
JP3434120B2 JP11754796A JP11754796A JP3434120B2 JP 3434120 B2 JP3434120 B2 JP 3434120B2 JP 11754796 A JP11754796 A JP 11754796A JP 11754796 A JP11754796 A JP 11754796A JP 3434120 B2 JP3434120 B2 JP 3434120B2
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telemeter
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  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
  • Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関のクランク
軸応力計測装置に関する。 【0002】 【従来の技術】歪ゲージによる応力測定は広く知られて
いるが、クランク軸に適用されたものは、寡聞にして知
らない。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】従来次のような問題点
があるため、クランク軸の応力測定は行われなかった。 (1)クランクケース内部は潤滑油で満されているの
で、油の拭き取り作業が必要。また作業中クズ等落すこ
とができないため、養生作業等労力が掛る。 (2)作業スペースが狭いため作業性が悪い。 (3)ケース内部では火気厳禁であり、高温使用のハン
ダゴテ等、内部で使うと危険である。 (4)海上運転中、エンジンの爆発衝撃等でテレメータ
カプセルが飛ばされる可能性がある。このために、クラ
ンクアームにカプセル取付け穴を加工することができな
い。 【0004】 【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するため次の手段を講ずる。 【0005】すなわち、内燃機関のクランク軸応力計測
装置として、クランク軸に貼付される歪ゲージと、同歪
ゲージからの信号を受けて送信する送信器とバッテリ
内蔵しバッテリスイッチを備えてクランクアームに金属
バンドでしめつけ固定されるテレメータカプセルと、
クランクアームのクランクケース側に沿って配置され貼
付固定される上記テレメータカプセルのアンテナと、
ランクケースの内側に固定され、上記テレメータカプセ
のアンテナからの信号を受信する受信アンテナと、同
受信アンテナからの信号および上記クランク軸の回転信
号から応力を解析する解析手段とを設ける。 【0006】以上において、クランク軸が回転中のクラ
ンク軸の計測対象の歪が歪ゲージで検出され、クランク
軸に金属バンドでしめつけ固定されたテレメータカプセ
ルに内蔵される送信器へ送られる。そして送信器によ
り、クランク軸に貼付固定されたアンテナから送信され
る。 【0007】この信号はクランクケースの内側に固定さ
れた受信アンテナで受信され解析装置へ送られる。解析
器はこの信号およびクランク軸からの回転信号を受け、
クランク軸の回転数に対応したクランク軸の計測対象部
の応力を計算出力する。 【0008】このようにして、作業スペースが狭く潤滑
油で満され火気厳禁の内燃機関のクランクケース内にお
いてもクランク軸応力計測装置の各部が簡単に固定で
き、運転中の内燃機関の爆発衝撃等でテレメータカプセ
ルが飛ばされることもなく、内燃機関の回転数に対応し
たクランク軸の応力が計測可能となる。 【0009】 【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態を図1〜図
8により説明する。 【0010】図1に示すような内燃機関1のクランク軸
2の1つのクランクアーム3の付根部の応力を計測する
場合につき説明する。 【0011】図2と図3に示すようにクランク軸2の応
力計測位置に2ずつの歪ゲージ7を貼付する。その近く
のクランクアーム3の両側にテレメータカプセル5を配
置し、その両側を横の金属バンド6aで止め、クランプ
25でしめつけ固定する。またテレメータカプセル5の
端から出る縦の金属バンド6bでクランクアーム3に沿
い止め、クランプ25でしめつけ固定する。 【0012】またテレメータカプセル5からのアンテナ
9はクランクアーム3の側面からでてクランクケース1
1側に沿い配置する。アンテナ9は所定の間隔に貼付さ
れた絶縁台10の上に貼付して固定する。 【0013】受信アンテナ12は図3と図4に示すよう
に、クランクケース11の内側のアンテナ9の先端部に
対応する位置に沿い、上記とほぼ同様にして固定する。 【0014】テレメータカプセル5は図5と図6に示す
ように下部の側面にフランジaのある直方体形で、中央
にテレメータ送信器19用の2コのたて穴51があり、
送信器19が収納固定される。またその両側にそれぞれ
2コのたて穴52があり、バッテリ18が収納固定され
る。また一側面にバッテリスイッチ15がある。なお縦
ベルトは図示省略。 【0015】バッテリ18とテレメータ送信器19部の
結線は図7のようになっている。バッテリスイッチ15
は絶縁板16中にそれぞれ1コ設けられており、ネジ1
7を締めつけるとONするようになっている。 【0016】受信側は図8に示すように、クランク軸2
に反射テープ26が貼付される。その近くに回転プロー
ブ23が配置され、その出力は回転検出器24を経て解
析装置22へ送られる。 【0017】なお上記で受信アンテナ12までがクラン
クケース内にある。 【0018】また受信アンテナ12の出力はブースタ2
0、テレメータ受信器21を経て解析装置22へ送られ
る。 【0019】以上において、クランク軸2が回転中、ク
ランク軸の計測対象の歪が歪ゲージ7で検出され送信器
19へ送られる。そして送信器19から搬送波に乗せら
れアンテナ9から送信される。 【0020】この信号はアンテナ12で受信されブース
タ20で増幅され、テレメータ受信器21で検波増幅さ
れ解析装置22へ送られる。一方、クランク軸2の回転
は回転プローブ23で検出され、回転検出器24を経て
解析装置22へ送られる。 【0021】解析装置22は歪信号および回転信号を受
け、クランク軸2の回転数に対応したクランク軸の計測
対象部の応力を計算出力する。 【0022】このようにして火気を使うことなく、狭い
クランクケース11内に接着剤と金属ベルト6a,6b
で各部が簡単に固定され、クランク軸2の応力が計測可
能となる。 【0023】 【発明の効果】以上に説明したように本発明によれば、
作業スペースが狭く潤滑油で満され火気厳禁の内燃機関
のクランクケース内においてもクランク軸応力計測装置
の各部が簡単に固定でき、運転中の内燃機関の爆発衝撃
等でテレメータカプセルが飛ばされることもなく、内燃
機関の回転数に対応したクランク軸の応力計測が容易に
可能となる。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a crankshaft stress measuring device for an internal combustion engine. [0002] Stress measurement using a strain gauge is widely known, but the one applied to a crankshaft is unknown. [0003] Conventionally, stress measurement of a crankshaft has not been performed because of the following problems. (1) Since the inside of the crankcase is filled with lubricating oil, it is necessary to wipe off the oil. In addition, since the scraps cannot be dropped during the work, labor such as curing work is required. (2) Workability is poor because the work space is small. (3) Fire is strictly prohibited inside the case, and it is dangerous to use inside a case such as a soldering iron used at high temperature. (4) During operation at sea, there is a possibility that the telemeter capsule may be blown by an explosion impact of the engine or the like. For this reason, a capsule mounting hole cannot be formed in the crank arm. [0004] The present invention takes the following means to solve the above-mentioned problems. That is, as a crankshaft stress measuring device for an internal combustion engine, a crank arm having a battery switch including a strain gauge attached to a crankshaft, a transmitter for receiving and transmitting a signal from the strain gauge, and a battery is provided. To metal
The same as the telemeter capsule fixed with a band
Arranged along the crankcase side of the crank arm and attached
An antenna of the telemeter capsule attached and fixed; and a receiving antenna fixed inside the crankcase and receiving a signal from the antenna of the telemeter capsule.
Analysis means for analyzing stress from a signal from a receiving antenna and a rotation signal of the crankshaft; [0006] In the above, the strain to be measured on the crankshaft while the crankshaft is rotating is detected by the strain gauge and the crankshaft is detected.
Telemeter capsule fixed to the shaft with a metal band
Sent to the transmitter built into the device. And the transmitter
And transmitted from an antenna attached and fixed to the crankshaft . This signal is fixed inside the crankcase.
Received by the receiving antenna and sent to the analyzer. The analyzer receives this signal and the rotation signal from the crankshaft,
Calculate and output the stress of the measurement target portion of the crankshaft corresponding to the rotation speed of the crankshaft. In this manner, the working space is narrow and the lubrication is
Inside the crankcase of an internal combustion engine
Each part of the crankshaft stress measurement device can be easily fixed
The telemeter capsule due to the explosion of the internal combustion engine during operation.
This allows the measurement of the stress of the crankshaft corresponding to the rotation speed of the internal combustion engine without skipping the engine. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. A case where the stress at the root of one crank arm 3 of the crankshaft 2 of the internal combustion engine 1 as shown in FIG. 1 is measured will be described. As shown in FIGS. 2 and 3, two strain gauges 7 are attached to the stress measurement positions of the crankshaft 2 respectively. The telemeter capsule 5 is disposed on both sides of the crank arm 3 near the both sides, and the both sides are stopped by the horizontal metal band 6a and tightened and fixed by the clamp 25. Further, it is stopped along the crank arm 3 by a vertical metal band 6b protruding from the end of the telemeter capsule 5, and is fixed by being clamped by a clamp 25. An antenna 9 from the telemeter capsule 5 extends from the side of the crank arm 3 and
Place along one side. The antenna 9 is attached and fixed on an insulating table 10 attached at a predetermined interval. As shown in FIGS. 3 and 4, the receiving antenna 12 is fixed along the position corresponding to the tip of the antenna 9 inside the crankcase 11 in substantially the same manner as described above. As shown in FIGS. 5 and 6, the telemeter capsule 5 has a rectangular parallelepiped shape having a flange a on the lower side surface, and has two vertical holes 51 for the telemeter transmitter 19 in the center.
The transmitter 19 is stored and fixed. Further, two vertical holes 52 are provided on both sides thereof, and the battery 18 is stored and fixed. There is a battery switch 15 on one side. The vertical belt is not shown. The connection between the battery 18 and the telemeter transmitter 19 is as shown in FIG. Battery switch 15
Are provided in the insulating plate 16, respectively.
It turns ON when 7 is tightened. On the receiving side, as shown in FIG.
Is applied with a reflective tape 26. A rotating probe 23 is disposed near the rotating probe 23, and an output of the rotating probe 23 is sent to an analyzer 22 via a rotation detector 24. In the above description, up to the receiving antenna 12 is located in the crankcase. The output of the receiving antenna 12 is the booster 2
0, sent to the analyzer 22 via the telemeter receiver 21. As described above, while the crankshaft 2 is rotating, the strain to be measured on the crankshaft is detected by the strain gauge 7 and sent to the transmitter 19. Then, the carrier wave is carried from the transmitter 19 and transmitted from the antenna 9. This signal is received by the antenna 12, amplified by the booster 20, detected and amplified by the telemeter receiver 21, and sent to the analyzer 22. On the other hand, the rotation of the crankshaft 2 is detected by the rotation probe 23 and sent to the analysis device 22 via the rotation detector 24. The analysis device 22 receives the distortion signal and the rotation signal, and calculates and outputs the stress of the measurement target portion of the crankshaft corresponding to the rotation speed of the crankshaft 2. In this way, the adhesive and the metal belts 6a and 6b are placed in the narrow crankcase 11 without using fire.
Thus, each part is easily fixed, and the stress of the crankshaft 2 can be measured. As described above, according to the present invention,
Internal combustion engine with a small working space, filled with lubricating oil and strictly prohibited from fire
Crankshaft stress measurement device even in the crankcase
Parts can be easily fixed and the explosion impact of the internal combustion engine during operation
The telemeter capsule is not skipped by
It is possible to easily measure the stress of the crankshaft corresponding to the engine speed .

【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の実施の一形態の内燃機関の全体図であ
る。 【図2】同一形態のクランクアーム部の正面図である。 【図3】同一形態のクランクアーム部の側面図である。 【図4】同一形態のクランクケース部の正面図である。 【図5】同一形態のテレメータカプセルの正面図であ
る。 【図6】同一形態の図5のA−A視図である。 【図7】同一形態の回路図である。 【図8】同一形態のブロック図である。 【符号の説明】 1 内燃機関 2 クランク軸 3 クランクアーム 4 クランクピン 5 テレメータカプセル 6a,6b 金属バンド 7 歪ゲージ 8 リード線 51 テレメータ送信器収納穴 52 バッテリの収納穴 9 送信アンテナ 10 絶縁台 11 クランクケース 12 受信アンテナ 13 軸受 15 バッテリスイッチ 16 絶縁板 17 締付けネジ 18 バッテリ 19 テレメータ送信器 20 ブースタ 21 受信器 22 解析装置 23 回転プローブ 24 回転検出器 25 クランプ 26 反射テープ
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an overall view of an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a front view of a crank arm unit having the same configuration. FIG. 3 is a side view of a crank arm unit having the same configuration. FIG. 4 is a front view of a crankcase part of the same embodiment. FIG. 5 is a front view of the telemeter capsule of the same embodiment. FIG. 6 is an AA view of FIG. 5 of the same embodiment. FIG. 7 is a circuit diagram of the same embodiment. FIG. 8 is a block diagram of the same embodiment. [Description of Signs] 1 Internal combustion engine 2 Crankshaft 3 Crank arm 4 Crank pin 5 Telemeter capsule 6a, 6b Metal band 7 Strain gauge 8 Lead wire 51 Telemeter transmitter storage hole 52 Battery storage hole 9 Transmission antenna 10 Insulating stand 11 Crank Case 12 Receiving antenna 13 Bearing 15 Battery switch 16 Insulating plate 17 Tightening screw 18 Battery 19 Telemeter transmitter 20 Booster 21 Receiver 22 Analysis device 23 Rotation probe 24 Rotation detector 25 Clamp 26 Reflective tape

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01L 1/00 G01L 5/00 F16C 3/06 G08C 17/02 Continuation of the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G01L 1/00 G01L 5/00 F16C 3/06 G08C 17/02

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 クランク軸に貼付される歪ゲージと、同
歪ゲージからの信号を受けて送信する送信器とバッテリ
を内蔵しバッテリスイッチを備えてクランクアームに
属バンドでしめつけ固定されるテレメータカプセルと、
同クランクアームのクランクケース側に沿って配置され
貼付固定される上記テレメータカプセルのアンテナと、
クランクケースの内側に固定され、上記テレメータカプ
セルのアンテナからの信号を受信する受信アンテナと、
受信アンテナからの信号および上記クランク軸の回転
信号から応力を解析する解析手段とを備えてなることを
特徴とする内燃機関のクランク軸応力計測装置。
(57) [Claim 1] A strain gauge attached to a crankshaft, a transmitter for receiving and transmitting a signal from the strain gauge , a battery, and a built-in battery switch are provided. gold to the crank arm Te
A telemeter capsule that is fastened and fixed with a genus band ,
Is located along the crankcase side of the same crank arm.
An antenna of the telemeter capsule to be attached and fixed;
A receiving antenna fixed inside the crankcase and receiving a signal from the antenna of the telemeter capsule;
A crankshaft stress measuring device for an internal combustion engine, comprising: an analyzing means for analyzing stress from a signal from the receiving antenna and a rotation signal of the crankshaft.
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