【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及汽车的发动机等所使用的曲柄轴的平衡检查装置、平衡检查方法、平衡检查完成的曲柄轴、运算处理装置以及程序。
技术介绍
1、图1a以及图1b是示意地表示曲柄轴的一个例子(直列4气缸发动机用曲柄轴)的图。图1a是从曲柄轴s的旋转中心轴l的方向观察的主视图，图1b是从与旋转中心轴l正交的方向观察的侧视图。
2、如图1a以及图1b所示，曲柄轴s具备设置于曲柄轴s的旋转中心轴l的前端sa、设置于旋转中心轴l的多个轴颈sb(在图1所示的例子中为第一轴颈sb1～第五轴颈sb5)、设置于旋转中心轴l的多个臂sc(在图1所示的例子中为第一臂sc1～第八臂sc8)、用于安装设置于围绕旋转中心轴l的规定角度的位置的连杆(未图示)的多个销sd(在图1所示的例子中为第一销sd1～第四销sd4)、以及设置于旋转中心轴l的凸缘se。
3、有时为了取得旋转平衡，在臂sc上具有配重。带有配重的臂sc的截面形状成为左右对称的复杂形状。销sd的截面形状为以从旋转中心轴l分离的位置为中心的圆形，与发动机的轴部相当的曲柄轴s的轴部即前端sa、轴颈sb以及凸缘se的截面形状，为以曲柄轴s的旋转中心轴l为中心的圆形。
4、图1a以及图1b所示那样的曲柄轴s如下地制造：将加热后的原材料通过上下的模具进行冲压而进行模锻造，由此成型出包括毛刺的锻造品，之后实施去除毛刺的修边、喷砂处理。通过这些制造工序制造出的曲柄轴s，在向汽车的发动机等组装时被实施基于切削的机械加工，以便适当地组装。具体而言，曲柄轴s的轴部(前端sa、轴颈sb以及凸缘
5、此处，由于铸造原材料的模具的不良、锻造原材料的模具的不良、修边、脱模时的影响等，有时曲柄轴s产生偏芯。上述机械加工主要对轴颈sb以及销sd实施，因此轴颈sb以及销sd中的偏芯会消除。然而，几乎不实施机械加工的带有配重的臂sc成为残留偏芯的状态，作为曲柄轴s整体有时依然会产生旋转时的不平衡。
6、曲柄轴s被组装于发动机来使用，因此当臂sc的重心以及重量相对于设计值偏移时，在发动机的旋转时产生不平衡，而发生产生振动等问题。因此，需要将与曲柄轴s的平衡相关的信息即不平衡量(力矩)收敛到规定的允许值以内。
7、一般来说，围绕某一个轴的旋转的旋转体能够通过在某两个点附加适当的重量来取得平衡。在曲柄轴s的情况下，一般将这两个点设为两端的轴颈sb(图1b所示的第一轴颈sb1以及第五轴颈sb5)，通过计算在两端的轴颈sb产生的不平衡量，能够确认曲柄轴s的平衡状况。在这两端的轴颈sb产生的不平衡量，能够通过将根据多个带有配重臂sc等的重心以及重量来决定的不平衡量分配到两端的轴颈sb来计算。
8、图2a以及图2b是说明将旋转体的不平衡量向两端分配的方法的图。图2a是向两端(a面、b面)分配不平衡量mi的方法的说明图，图2b是不平衡量mi的说明图。
9、如图2a以及图2b所示，将相互正交的x轴、y轴以及z轴中的x轴上的点o设为基准点，从点o起沿着x轴方向在xi(i＝1～n)的位置处，存在由根据重量mi以及重心(zi，yi)决定的力矩表示的不平衡量mi的情况下，不平衡量mi通过以下的式(1)以及式(2)表示。另外，式(1)中的miz是指mi的z轴成分，miy是指mi的y轴成分。
10、而且，不平衡量mi被分配为通过以下的式(3)以及式(4)计算出的a面的不平衡量ma、以及通过以下的式(5)以及式(6)计算出的b面的不平衡量mb。换言之，产生不平衡量mi的状态与在两端产生不平衡量ma、mb的状态等价。另外，式(3)中的maz是指ma的z轴成分，式(4)中的may是指ma的y轴成分，式(5)中的mbz是指mb的z轴成分，式(6)中的mby是指mb的y轴成分。式(3)～式(6)中的ll是指两端(a面，b面)的距离。
11、[数式1]
12、mjz＝mi·zi＝mi·ri·cosθi…(1)
13、miy＝mi·yi＝mi·ri·sinθi…(2)
14、
15、在旋转体为曲柄轴s的情况下，将a面设为第一轴颈sb1，将b面设为第五轴颈sb5，而计算出不平衡量ma、mb。
16、而且，在机械加工时，例如通过公知的平衡测定器(例如参照专利文献1)，通过使曲柄轴s围绕设计上的旋转中心轴l实际旋转来进行平衡测定，找到取得了曲柄轴s的旋转平衡的平衡中心轴，在该平衡中心轴上的曲柄轴s的两端面(前端sa以及凸缘se)形成中心孔而实施机械加工的对策。具体而言，将通过两端面的中心孔的直线作为中心轴进行机械加工，由此能够加工为取得了平衡的曲柄轴s。
17、另外，在机械加工的最终阶段，再次通过平衡测定器进行围绕旋转中心轴l的平衡测定，在产生不平衡的情况下，通过在臂sc的配重上开孔来进行平衡的微调。
18、如果曲柄轴s的表面被精加工为安装设计的理想形状，则能够容易地将不平衡量ma、mb设为允许值内。假设，即使通过之后的机械加工而平衡偏移，通过最终在臂sc的配重上开孔，也能够容易地进行平衡调整。
19、此处，作为对曲柄轴的表面形状进行测定而对曲柄轴的平衡进行检查的技术，提出有专利文献2、3所记载的技术。
20、专利文献2所记载的技术为如下的旋转加工方法：获取所测定的曲柄轴的三维形状，相对于通过模拟制作出的旋转加工后的最终形状将多余的部分去除(减法处理)，由此计算出旋转加工后的形状，并一边使该计算位置移动，一边对平衡进行计算而求出平衡中心轴(在专利文献2中为旋转中心)。
21、在专利文献2所记载的技术中，在计算旋转加工后的形状时，为了从所测定的三维形状将通过模拟制作出的旋转加工后的最终形状进行减法处理，需要将各自作为具有体积的立体来进行处理。所测定的形状作为表面的点群数据来取得，因此通过从点群数据置换为由三角网格等表现的表面数据之后进行固化处理，由此终于能够进行作为立体的处理。因此，在专利文献2所记载的技术中存在如下问题：固化处理需要时间，当测定结果具有欠缺的部分而表面数据不封闭时无法进行处理。
22、专利文献3所记载的技术为如下的形状检查装置：将所测定的曲柄轴的三维形状中的无法测定的部分通过临时补全用三维模型进行补全而制作临时判定用三维模型，选择多个补全用三维模型中的最强地强调了临时判定用三维模型的趋势的补全用三维模型，来制作对无法测定的部分进行了补全的判定用三维模型，并判定该判定用三维模型是否满足规定的基准。
23、根据专利文献3所记载的技术，能够应对专利文献2所记载的技术中的当测定结果存在欠缺的部分而表面数据未封闭时无法进行处理的情况。然而，在专利文献3所记载的技术中，也与专利文献2所记载的技术同样无法解决固化处理需要时间这样的问题。
24、另外，在专利文献4中提出一种形状检查装置，通过对曲柄轴表面的三维点群数据实施孤立点去除处理等本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种平衡检查装置，计算与曲柄轴的平衡相关的信息，具备：
2.如权利要求1所述的平衡检查装置，其中，
3.一种平衡检查完成的曲柄轴，其中，
4.一种平衡检查方法，计算与曲柄轴的平衡相关的信息，其中，
5.如权利要求4所述的平衡检查方法，其中，
6.一种平衡检查完成的曲柄轴，其中，
7.一种运算处理装置，计算与曲柄轴的平衡相关的信息，具备：
8.如权利要求7所述的运算处理装置，其中，
9.一种平衡检查方法，计算与曲柄轴的平衡相关的信息，其中，
10.一种程序，用于计算与曲柄轴的平衡相关的信息，用于使计算机发挥如下功能：
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种平衡检查装置，计算与曲柄轴的平衡相关的信息，具备：
2.如权利要求1所述的平衡检查装置，其中，
3.一种平衡检查完成的曲柄轴，其中，
4.一种平衡检查方法，计算与曲柄轴的平衡相关的信息，其中，
5.如权利要求4所述的平衡检查方法，其中，
6.一种平...
【专利技术属性】
技术研发人员：伊势居良仁，中野竜辅，大桥亮太，
申请(专利权)人：日本制铁株式会社，
类型：发明
国别省市：
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