特開 2023-160014 軸受メタルの欠品検査方法および軸受メタルの欠品検査装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023160014

(43)【公開日】2023-11-02

(54)【発明の名称】軸受メタルの欠品検査方法および軸受メタルの欠品検査装置

(51)【国際特許分類】

   G01M 15/04 20060101AFI20231026BHJP

   F16C 17/02 20060101ALI20231026BHJP

   F16C 17/24 20060101ALI20231026BHJP

【ＦＩ】

G01M15/04

F16C17/02 Z

F16C17/24

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022070013

(22)【出願日】2022-04-21

(71)【出願人】

【識別番号】000003137

【氏名又は名称】マツダ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100115381

【弁理士】

【氏名又は名称】小谷 昌崇

(74)【代理人】

【識別番号】100133916

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 興

(72)【発明者】

【氏名】乗貞 孝

【テーマコード（参考）】

2G087

3J011

【Ｆターム（参考）】

2G087AA02

2G087BB39

2G087CC02

2G087CC07

3J011AA20

3J011BA02

3J011BA13

3J011DA02

3J011EA10

3J011KA02

3J011NA01

(57)【要約】

【課題】簡単な構成で軸受メタルの欠品を検出可能な軸受メタルの欠品検査方法および軸受メタルの欠品検査装置を提供する。
【解決手段】一対の軸受を、その内周面が互いに対向するように配置する準備工程と、クランクシャフトの軸心を挟んだ第２方向の両側に位置する第１ボルトおよび第２ボルトを用いて、第２ボルトを第１ボルトよりも後に締め付ける順序により一対の軸受を互いに締結する締結工程と、一対の軸受を第２ボルトにより締結する際の締め付けトルクと締め付け角度とに基づいて、軸受メタルが取り付けられているか否かを判定する判定工程とを実施する。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

クランクシャフトを第１方向に沿う軸回りに回転可能に支持する一対の半割り型の軸受の内周面に、各軸受の内周面に沿って配設される一対の軸受メタルが取り付けられているか否かを判定する、軸受メタルの欠品検査方法であって、
前記一対の軸受を、その内周面が前記クランクシャフトを挟んで互いに対向するように配置する準備工程と、
前記一対の軸受の各内周面の対向方向と前記第１方向の双方と直交する方向を第２方向としたとき、前記クランクシャフトの軸心を挟んだ前記第２方向の両側に位置する第１ボルトおよび第２ボルトを用いて、前記第２ボルトを前記第１ボルトよりも後に締め付ける順序により、前記一対の軸受を互いに締結する締結工程と、
前記第２ボルトを締め付ける際の締め付けトルクと締め付け角度とに基づいて、前記軸受メタルが取り付けられているか否かを判定する判定工程とを含む、ことを特徴とする軸受メタルの欠品検査方法。

【請求項2】

請求項１に記載の軸受メタルの欠品検査方法において、
前記判定工程では、前記第２ボルトを締め付ける際の締め付けトルクに対する締め付け角度の変化率に基づいて前記軸受メタルが取り付けられているか否かを判定する、ことを特徴とする軸受メタルの欠品検査方法。

【請求項3】

請求項１に記載の軸受メタルの欠品検査方法において、
前記判定工程では、前記第２ボルトを締め付ける際の締め付けトルクが所定の判定トルクに到達するまでの当該締め付けトルクを前記第２ボルトの締め付け角度について積分して、得られた積分値に基づいて前記軸受メタルが取り付けられているか否かを判定する、ことを特徴とする軸受メタルの欠品検査方法。

【請求項4】

請求項１～３のいずれか１項に記載の軸受メタルの欠品検査方法において、
前記一対の軸受は、前記クランクシャフトのクランクピンを支持するコンロッドの大端部を構成する、ことを特徴とする軸受メタルの欠品検査方法。

【請求項5】

クランクシャフトを第１方向に沿う軸回りに回転可能に支持する一対の軸受の内周面に、各軸受の内周面に沿って配設される一対の軸受メタルが取り付けられているか否かを判定する、軸受メタルの欠品検査装置であって、
各内周面が前記クランクシャフトを挟んで互いに対向するよう配設された前記一対の軸受を、前記各内周面の対向方向と前記第１方向の双方と直交する方向を第２方向としたときに、前記クランクシャフトの軸心を挟んで前記第２方向の両側に位置する第１ボルトおよび第２ボルトを用いて互いに締結する締結装置と、
前記第２ボルトの締め付けトルクと締め付け角度を検出する検出装置と、
前記締結装置を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記第２ボルトが前記第１ボルトよりも後に締め付けられるように前記締結装置を制御するとともに、前記締結装置が前記第２ボルトを締め付ける際の前記検出装置により検出された締め付けトルクと締め付け角度とに基づいて、前記軸受メタルが取り付けられているか否かを判定する、ことを特徴とする軸受メタルの欠品検査装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、軸受メタルの欠品検査方法および軸受メタルの欠品検査装置に関する。

【背景技術】

【0002】

エンジンには、クランクシャフトを回転可能に支持する軸受およびこの軸受に取り付けられる軸受メタルが設けられている。そして、特許文献１に開示されるように、エンジンの組立時には、上記軸受に軸受メタルが取り付けられているか否か、つまり、軸受メタルの欠品を検査する検査工程が実施される。

【0003】

特許文献１には、コンロッドの大端部に取り付けられる軸受メタルの欠品を検査する方法として、コンロッドにクランクシャフトのクランクピンが連結された状態で、クランクピンの外周面に開口する潤滑油路にエアを供給して、このエアの供給圧力が低いときは軸受メタルが欠品していると判定する方法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１５－１９４３８４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に開示された検査方法を用いる場合は、エンジンを組み立てるための装置とは別に、上記潤滑油路にエアを供給する装置を設ける必要があるとともに、エンジンの組立工程とは別に上記潤滑油路にエアを供給する工程を実施する必要があり、装置および工程が複雑になるという問題がある。

【0006】

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、簡単な構成で軸受メタルの欠品を検出可能な軸受メタルの欠品検査方法および軸受メタルの欠品検査装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本願発明者らは、上記課題に対して鋭意研究の結果、次の知見を得た。すなわち、一対の半割り型の軸受をその両側部分においてボルトで締結する方法として、一方側部分をまず締結し、次に他方側部分を締結するという方法を採用すると、一対の軸受メタルのクラッシュハイトが他方側に偏った状態で他方側部分の締結が行われることに伴って、他方側部分を締結するときのボルトつまり２本目のボルトの締め付けトルクと締め付け角度とが、軸受メタルが軸受内に配置されている場合と配置されていない場合とで大きく異なるという知見を得た。

【0008】

本発明は、上記の知見に基づいてなされたものであり、クランクシャフトを第１方向に沿う軸回りに回転可能に支持する一対の半割り型の軸受の内周面に、各軸受の内周面に沿って配設される一対の軸受メタルが取り付けられているか否かを判定する、軸受メタルの欠品検査方法であって、前記一対の軸受を、その内周面が前記クランクシャフトを挟んで互いに対向するように配置する準備工程と、前記一対の軸受の各内周面の対向方向と前記第１方向の双方と直交する方向を第２方向としたとき、前記クランクシャフトの軸心を挟んだ前記第２方向の両側に位置する第１ボルトおよび第２ボルトを用いて、前記第２ボルトを前記第１ボルトよりも後に締め付ける順序により、前記一対の軸受を互いに締結する締結工程と、前記第２ボルトを締め付ける際の締め付けトルクと締め付け角度とに基づいて、前記軸受メタルが取り付けられているか否かを判定する判定工程とを含む、ことを特徴とする。

【0009】

この方法では、上記のように軸受メタルが配置されている場合と配置されていない場合とによって大きく異なる、２本目のボルトである第２ボルトの締め付けトルクと締め付け角度との関係に基づいて軸受メタルが軸受内に配置されているか否かの判定が行われる。そのため、軸受メタルの欠品を精度よく検出できる。しかも、この方法では、軸受をボルトによって締結する締結工程で得られる情報にのみ基づいて上記の判定を行うので、軸受メタルの欠品を検出するための工程を新たに追加する必要がなく、構成を簡素化できる。

【0010】

ここで、軸受メタルが軸受内に配置されている場合と配置されていない場合とでは、２本目のボルトの締め付けトルクに対する締め付け角度の変化率が大きく異なることが分かっている。

【0011】

これより、前記判定工程において、前記第２ボルトを締め付ける際の締め付けトルクに対する締め付け角度の変化率に基づいて前記軸受メタルが取り付けられているか否かを判定する、構成とすれば、精度よく軸受メタルが欠品しているか否かを判定できる（請求項２）。

【0012】

また、軸受メタルが軸受内に配置されている場合と配置されていない場合とでは、２本目のボルトの締め付けトルクが所定のトルクに到達するまでの締め付けトルクをボルトの締め付け角度について積分した値が、大きく異なることが分かっている。

【0013】

これより、前記判定工程において、前記第２ボルトを締め付ける際の締め付けトルクが所定の判定トルクに到達するまでの当該締め付けトルクを前記第２ボルトの締め付け角度について積分して、得られた積分値に基づいて前記軸受メタルが取り付けられているか否かを判定する、構成とすれば、精度よく軸受メタルが欠品しているか否かを判定できる（請求項３）。

【0014】

前記一対の軸受としては、前記一対の軸受は、前記クランクシャフトのクランクピンを支持するコンロッドの大端部を構成するものが挙げられる（請求項４）。

【0015】

また、本発明は、クランクシャフトを第１方向に沿う軸回りに回転可能に支持する一対の軸受の内周面に、各軸受の内周面に沿って配設される一対の軸受メタルが取り付けられているか否かを判定する、軸受メタルの欠品検査装置であって、各内周面が前記クランクシャフトを挟んで互いに対向するよう配設された前記一対の軸受を、前記各内周面の対向方向と前記第１方向の双方と直交する方向を第２方向としたときに、前記クランクシャフトの軸心を挟んで前記第２方向の両側に位置する第１ボルトおよび第２ボルトを用いて互いに締結する締結装置と、前記第２ボルトの締め付けトルクと締め付け角度を検出する検出装置と、前記締結装置を制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記第２ボルトが前記第１ボルトよりも後に締め付けられるように前記締結装置を制御するとともに、前記締結装置が前記第２ボルトを締め付ける際の前記検出装置により検出された締め付けトルクと締め付け角度とに基づいて、前記軸受メタルが取り付けられているか否かを判定する、ことを特徴とする軸受メタルの欠品検査装置を提供する（請求項５）。

【0016】

上記の方法と同様に、この装置によれば、締結装置がボルトによって軸受を締結するときの当該ボルトの締め付けトルクと締め付け角度との関係に基づいて、軸受メタルが欠品しているか否かが判定されるので、簡単な構成で且つ精度よく軸受メタルの欠品を検出することができる。

【発明の効果】

【0017】

以上説明したように、軸受メタルの欠品検査方法および軸受メタルの欠品検査装置によれば、簡単な構成で精度よく軸受メタルの欠品を検出できる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】エンジン本体の概略断面図である。

【図2】コンロッドの概略平面図である。

【図3】ボルトの締め付け角度と締め付けトルクとの関係を示したグラフである。

【図4】コンロッド大端部周辺を示した図であって、（ａ）は軸受メタルが欠品しているときの図、（ｂ）は軸受メタルのクラッシュハイトが均等であるときの図、（ｃ）はクラッシュハイトが一方に偏っているときの図である。

【図5】軸受メタルの欠品検査装置の構成を示した図である。

【図6】軸受メタルの欠品検査方法の手順を示したフローチャートである。

【図7】軸受メタルの欠品検査の様子を示した図である。

【図8】図３に対応する図であって、第２実施形態に係る欠品検査方法を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

（１）クランクシャフトおよびコンロッドの構造
図１は、本発明の第１実施形態に係る軸受メタルの欠品検査方法および欠品検査装置が適用されるエンジン本体１の概略断面図である。図２は、後述するコンロッド８の概略平面図である。

【0020】

エンジン本体１は、シリンダブロック３およびシリンダヘッド４を備える。シリンダブロック３は、図１の左右方向に並ぶ複数の気筒２を有する。図１の例ではエンジン本体１は直列４気筒エンジンであり、シリンダブロック３は４つの気筒２を有する。各気筒２にはピストン５が往復動可能に収容される。各ピストン５は、気筒２の配列方向（図１の左右方向）に延びるクランクシャフト７に連結される。なお、各ピストン５の往復動に伴って、クランクシャフト７は気筒２の配列方向に沿う軸Ｏ１回りに回転する。

【0021】

各ピストン５とクランクシャフト７とは、コンロッド１０を介して連結される。コンロッド１０は、所定の方向に延びる形状を有する。クランクシャフト７は、シリンダブロック３に支持されるクランクジャーナル７１と、クランクピン７２と、これらをつなぐクランクアーム７３とを有する。コンロッド８は、その長手方向の一方端を構成する小端部１１においてピストン５と連結され、他方端を構成する大端部１２においてクランクピン７２と連結される。

【0022】

大端部１２には、その表裏を貫通する貫通孔１２ｈが形成されている。コンロッド８は、貫通孔１２ｈの中心軸Ｏ２がクランクシャフト７の回転軸Ｏ１と平行となる姿勢でシリンダブロック３内に収容される。大端部１２の貫通孔１２ｈには、その全周にわたって軸受メタル２０が装着される。クランクピン７２は、軸受メタル２０の内側に挿入され、大端部１２および軸受メタル２０によって、貫通孔１２ｈの中心軸Ｏ２回りに大端部１２および軸受メタル２０と相対回転可能に支持される。以下のコンロッド８の説明では、適宜、その長手方向を上下方向といい、小端部１１側を下側、大端部１２側を上側という。また、大端部１２の貫通孔１２ｈの中心軸Ｏ２に沿う方向つまり図２の紙面と直交する方向を、適宜、前後方向といい、上下方向および前後方向と直交する方向つまり図２の左右方向を左右方向という。ここで、上下方向であって大端部１２の後述する一対の軸受１２Ａ，１２Ｂが互いに対向する方向は、請求項の「対向方向」に相当する。また、クランクシャフト７の回転軸Ｏ１に沿う方向である前後方向は、請求項の「第１方向」に相当する。また、左右方向は、請求項の「第２方向」に相当する。大端部１２の貫通孔１２ｈの中心軸Ｏ２に沿う方向上記の貫通孔１２ｈの中心軸Ｏ２であってクランクピン７２の大端部１２および軸受メタル２０に対する回転中心軸Ｏ２は、請求項の「クランクシャフトの軸心」に相当する。

【0023】

図２に示すように、コンロッド８の大端部１２は、一対の半割り型の軸受１２Ａ，１２Ｂにより構成されている。軸受メタル２０は、一対の半割り型の軸受メタル２０Ａ，２０Ｂにより構成される。具体的に、コンロッド８の大端部１２は、その上側部分を構成して、上方に凸となる凹部１３Ａが下面に形成された第１軸受１２Ａと、その下側部分を構成して、下方に凸となる凹部１３Ｂが上面に形成された第２軸受１２Ｂとを有する。各軸受メタル２０Ａは、各凹部１３Ａ，１３Ｂの内周面に沿って円弧状に延びる板状を有する。

【0024】

第１軸受１２Ａと第２軸受１２Ｂとは、各凹部１３Ａ，１３Ｂの内周面が互いに対向して、２つの凹部１３Ａ，１３Ｂの内周面によって円筒面が形成されるように締結される。また、第１軸受１２Ａと第２軸受１２Ｂとは、各軸受メタル２０Ａ，２０Ｂが各凹部１３Ａ，１３Ｂの内周面に沿って延びる状態で互いに締結される。

【0025】

大端部１２には、その右端部と左端部であって左右方向についてクランクピン７２の大端部１２に対する回転中心軸Ｏ２を挟んだ両端部分に、それぞれボルト３０が螺合されるボルト孔１４、１５が形成されている。詳細に、第１軸受１２Ａの右端部と第２軸受１２Ｂの右端部には、共通のボルト３０が上方から挿入されて螺合されるボルト孔１４Ａ，１４Ｂが形成されている。また、第１軸受１２Ａの左端部と第２軸受１２Ｂの左端部とには、共通のボルト３０が上方から挿入されて螺合されるボルト孔１５Ａ，１５Ｂが形成されている。２つのボルト孔１４、１５の構成は同一であり、これらボルト孔１４，１５には、同一の構成を有するボルト３０がそれぞれ螺合される。第１軸受１２Ａと第２軸受１２Ｂとは、これらボルト孔１４，１５にそれぞれボルト３０が螺合されることで、互いに締結される。以下では、第１軸受１２Ａと第２軸受１２Ｂとを締結するボルト３０をコンロッドボルト３０という。

【0026】

クランクピン７２は、第１軸受１２Ａの凹部１３Ａと第２軸受１２Ｂの凹部１３Ｂとの間に挟み込まれた状態でコンロッドボルト３０を用いて第１軸受１２Ａと第２軸受１２Ｂとが締結されることで、コンロッド８の大端部１２に連結・支持される。

【0027】

ここで、各軸受メタル２０Ａ，２０Ｂの周方向の長さは、各凹部１３Ａ，１３Ｂの内周面の周方向の長さよりも長い寸法に設定されている。つまり、各軸受メタル２０Ａ，２０Ｂには、クラッシュハイト（締め代）が設定されている。これより、第１軸受１２Ａと第２軸受１２Ｂとが２本のコンロッドボルト３０によって締結されると、各軸受メタル２０Ａ，２０Ｂは拡径して各凹部１３Ａ，１３Ｂの内周面に圧着し、これら内周面に相対回転不能に固定される。

【0028】

（２）軸受メタル欠品検査の原理
本第１実施形態に係る軸受メタルの欠品検査の原理について説明する。図３は、コンロッドボルト３０により第１軸受１２Ａと第２軸受１２Ｂとを締結したときの、コンロッドボルト３０の締め付け角度と締め付けトルクとの関係を示したグラフである。なお、このグラフの締め付け角度は、第１軸受１２Ａと第２軸受１２Ｂとの上下方向の離間距離が、２つの軸受メタル２０Ａ，２０Ｂのクラッシュハイトの合計寸法よりも十分に大きい所定値からコンロッドボルト３０の締め付けを開始したときの締め付け角度である。

【0029】

図３のラインＬ１は、図４（ａ）に示すように第１軸受１２Ａと第２軸受１２Ｂとを、軸受メタル２０を介在させずにコンロッドボルト３０により締結したときのグラフである。具体的には、２本のコンロッドボルト３０を同時に締め付けたときの上記関係を調べた結果である。なお、２本のコンロッドボルト３０における上記の各関係はともにラインＬ１で示す関係となる。

【0030】

図３のラインＬ２は、２本のコンロッドボルト３０を同時に締め付けたときのグラフである。なお、第１軸受１２Ａと第２軸受１２Ｂとの間に軸受メタル２０Ａ，２０Ｂを介在させた状態で２本のコンロッドボルト３０における上記関係はともにラインＬ２で示す関係となる。

【0031】

図３のラインＬ３１およびラインＬ３２は、第１軸受１２Ａと第２軸受１２Ｂとの間に軸受メタル２０Ａ，２０Ｂを介在させた状態で２本のコンロッドボルト３０のうち１本のコンロッドボルト３０をまず締め付け、その後、残りの１本のコンロッドボルト３０を締め付けたときのグラフであって、ラインＬ３１は、１本目のコンロッドボルト３０の締め付け時の上記関係を調べた結果、ラインＬ３２は、２本目のコンロッドボルト３０の締め付け時の上記関係を調べた結果である。

【0032】

第１軸受１２Ａと第２軸受１２Ｂとの間に軸受メタル２０が存在しない場合は、軸受メタル２０Ａ，２０Ｂの締め付けが行われない。そのため、この場合は、図３のラインＬ１のように、コンロッドボルト３０の締め付けトルクは、その締め付け角度が比較的大きくなってはじめて上昇する。

【0033】

一方、第１軸受１２Ａと第２軸受１２Ｂとの間に軸受メタル２０Ａ，２０Ｂを介在させた状態で２本のコンロッドボルト３０を同時に締め付ける場合は、各軸受１２Ａ，１２Ｂおよび各軸受メタル２０Ａ，２０Ｂには左右にほぼ均等に力が付与される。そのため、この場合は、図４（ｂ）に示すように、第１軸受１２Ａと第２軸受１２Ｂとの間において、２つの軸受メタル２０Ａ，２０Ｂは、左右対称な姿勢、つまり、各軸受メタル２０Ａ，２０Ｂのクラッシュハイトが左右均等に配分された姿勢とされる。そして、各コンロッドボルト３０は、各軸受メタル２０Ａ，２０ＢのクラッシュハイトＣ１，Ｃ２の合計のほぼ半分をそれぞれ圧縮しつつ締め付けられていくことになる。従って、図３のラインＬ２とＬ１との比較から明らかなように、この場合のコンロッドボルト３０の締め付けトルクは、第１軸受１２Ａと第２軸受１２Ｂとの間に軸受メタル２０が存在しない場合（以下、適宜、軸受メタル欠品パターンという）よりも締め付け角度が小さいタイミングで上昇を開始する。

【0034】

これより、２本のコンロッドボルト３０を同時に締め付ける場合においてコンロッドボルト３０の締め付けトルクが所定の第１トルクＴ１からこれよりも大きい所定の第２トルクＴ２に上昇するまでの締め付け角度の増加量Ｘ２、つまり、第１トルクＴ１と第２トルクＴ２との間における締め付け角度の変化率Ｘ２は、軸受メタル欠品パターンの当該増加量Ｘ１よりも大きくなる。

【0035】

上記に対して、第１軸受１２Ａと第２軸受１２Ｂとの間に軸受メタル２０Ａ，２０Ｂを介在させた状態で左右一方のコンロッドボルト３０をまず締め付け、その後、左右他方のコンロッドボルト３０を締め付ける方法では、まず、第１軸受１２Ａと第２軸受１２Ｂの左右一方側にのみ力がかかる。これより、図４（ｃ）に示すように、１本目のコンロッドボルト３０の締め付けに伴って、２つの軸受メタル２０Ａ，２０Ｂは左右他方側に偏ることになる。つまり、１本目のコンロッドボルト３０は、各軸受メタル２０Ａ，２０Ｂの移動を伴う一方これらの圧縮をほぼ伴うことなく締め付けられることになる。そのため、図３のラインＬ３１とラインＬ１との比較から明らかなように、１本目のコンロッドボルト３０の締め付け角度と締め付けトルクとの関係は、ラインＬ１で示した軸受メタル２０Ａ，２０Ｂが存在しない場合の関係に近い関係となり、この１本目のコンロッドボルト３０の締め付けトルクが第１トルクＴ１から第２トルクＴ２に上昇するまでの締め付け角度の増加量Ｘ３１は、軸受メタル欠品パターンの当該増加量Ｘ１よりもわずかに大きく、２本のコンロッドボルト３０を同時に締め付けるの当該増加量Ｘ２よりも小さい量となる。

【0036】

一方、左右他方のコンロッドボルト３０つまり２本目のコンロッドボルト３０は、２つの軸受メタル２０Ａ，２０ＢのクラッシュハイトＣ１、Ｃ２の合計分の圧縮を伴いつつ締め付けられることになる。そのため、ラインＬ２、Ｌ３との比較から明らかなように、左右一方のコンロッドボルト３０をまず締め付け、その後、左右他方のコンロッドボルト３０を締め付けた場合の２本目のコンロッドボルト３０の締め付けトルクは、第１軸受１２Ａと第２軸受１２Ｂとの間に軸受メタル２０Ａ，２０Ｂを介在させた状態で２本のコンロッドボルト３０を同時に締め付ける場合よりもさらに締め付け角度が小さいタイミングで上昇を開始することになる。

【0037】

これより、左右一方のコンロッドボルト３０をまず締め付け、その後、左右他方のコンロッドボルト３０を締め付けた場合の２本目のコンロッドボルト３０の締め付けトルクが第１トルクＴ１から第２トルクＴ２に上昇するまでの締め付け角度の増加量Ｘ３２は、軸受メタル欠品パターンの当該増加量Ｘ１および第１軸受１２Ａと第２軸受１２Ｂとの間に軸受メタル２０Ａ，２０Ｂを介在させた状態で２本のコンロッドボルト３０を同時に締め付ける場合の当該増加量Ｘ２よりも大きくなる。

【0038】

なお、軸受メタル２０Ａ，２０Ｂが互いに当接する位置までコンロッドボルト３０が締め付けられた後のコンロッドボルト３０の締め付け角度と締め付けトルクとの関係は、上記のいずれの場合も同様となる。

【0039】

上記のように、左右一方のコンロッドボルト３０をまず締め付け、その後、左右他方のコンロッドボルト３０を締め付けた場合の２本目のコンロッドボルト３０の締め付けトルクと締め付け角度との関係は、軸受メタル欠品パターンのコンロッドボルト３０の締め付けトルクと締め付け角度との関係と大きく異なる。本第１実施形態では、これを利用しての軸受メタル２０Ａ，２０Ｂの欠品を検査する。

【0040】

（３）軸受メタル欠品検査装置および軸受メタル欠品検査方法
図５は、軸受メタル２０の欠品を検査するための軸受メタル欠品検査装置１００の構成を示した概略図である。

【0041】

軸受メタル欠品検査装置１００は、左右一対のナットランナー１０２と、制御装置１０４と、報知装置１０６とを備える。

【0042】

各ナットランナー１０２は、その先端に設けられてコンロッドボルト３０の頭部と嵌合可能な筒状のソケット１１０と、ソケット１１０を回転させることでコンロッドボルト３０をその中心軸回りに回転させる駆動部１１２とを備える。これらナットランナー１２０は、ソケット１１０の回転により、コンロッドボルト３０を対応するボルト孔に螺合させる。なお、ナットランナー１０２は、上下方向に移動可能な状態でロボット等に保持されている。本第１実施形態では、ナットランナー１０２は、そのソケット１１０に嵌合されたボルトを保持できるようになっている。このナットランナー１０２は、請求項の「締結装置」に相当する。

【0043】

各ナットランナー１０２には、コンロッドボルト３０の締め付け角度つまりコンロッドボルト３０およびソケット１１０の回転角度の増加量を検出する角度センサＳＮ１と、コンロッドボルト３０の締め付けトルクつまりコンロッドボルト３０およびソケット１１０に付与されるトルクを検出するトルクセンサＳＮ２とが設けられている。これらの角度センサＳＮ１およびトルクセンサＳＮ２は、請求項の「検出装置」に相当する。

【0044】

報知装置１０６は、軸受メタル２０（２０Ａ，２０Ｂ）が欠品している場合に、この欠品を作業者等に報知するための装置である。報知装置１０６は、光や音によって上記欠品を報知する。

【0045】

制御装置１０４は、各ナットランナー１０２の駆動部１１２を制御するとともに、軸受メタル２０が欠品しているか否か（取り付けられているか否か）を判定する。制御装置１０４は、信号の入出力を行う入出力部と、ＣＰＵ等からなり演算処理を行う演算部とを備える。制御装置１０４には、各ナットランナー１０２の角度センサＳＮ１およびトルクセンサＳＮ２の検出値が入力される。制御装置１０４はこれらの検出値に基づいて軸受メタル２０が欠品しているか否かを判定する。制御装置１０４は、報知装置１０６と電気的に接続されている。制御装置１０４は、軸受メタル２０が欠品していると判定すると、報知装置１０６に所定の信号を送信する。報知装置１０６はこの信号を受け取ると欠品を報知する。

【0046】

上記の軸受メタル欠品検査装置１００を用いた軸受メタルの欠品検査方法について説明する。図６は、軸受メタル欠品検査方法の手順を示したフローチャートである。

【0047】

まず、第１軸受１２Ａと第２軸受１２Ｂとを、その内周面がクランクピン７２を挟んで互いに対向するように配置する（ステップＳ１）。

【0048】

本第１実施形態では、第２軸受１２Ｂは、その第２凹部１３Ｂ内にクランクピン７２が配置された状態でシリンダブロック３に収容されている。シリンダブロック３は、その底面が上方を向く姿勢とされ、コンロッド８のうち第２軸受１２Ｂから小端部１１までの部分はクランクピン７２から下方に延びる姿勢とされており、第１軸受１２Ａは、第２軸受１２Ｂの上方に配置・保持される。また、第１軸受１２Ａは、その第１凹部１３Ａの内周面が下を向く姿勢で第２軸受１２Ｂの上方に配設される。

【0049】

本第１実施形態では、一対の上記ナットランナー１０２、１０２により、第１軸受１２Ａが上記の姿勢で第２軸受１２Ｂの上方に保持される。具体的には、予め、各ナットランナー１０２によって各コンロッドボルト３０を第１軸受１２Ａの各ボルト孔１４Ａ，１５Ａに螺合して、コンロッドボルト３０を介して各ナットランナー１０２に第１軸受１２Ａを保持させておき、当該ナットランナー１０２を第１軸受１２Ａの上方に配置することで、第１軸受１２Ａを第２軸受１２Ｂの上方に上記の姿勢で配置する。

【0050】

次に、２本のコンロッドボルト３０のうちの一方を締め付ける（ステップＳ２）。つまり、１本目のコンロッドボルト３０の締め付けを実施する。図７の例では、まず、左側のコンロッドボルト３０が締め付けられる。具体的に、制御装置１０４により左側のナットランナー１０２が駆動される。これにより左側のコンロッドボルト３０が左側のボルト孔１５に螺合されて、第１軸受１２Ａと第２軸受１２Ｂの左側部分が締結される。ここで、この１本目のコンロッドボルト３０つまり２本のコンロッドボルト３０のうち最初に締め付けられるコンロッドボルト３０が請求項の「第１ボルト」に相当する。なお、最初に締め付けられるコンロッドボルト３０は、左右いずれのコンロッドボルト３０でもよい。

【0051】

軸受メタル２０Ａ，２０Ｂが第１軸受１２Ａと第２軸受１２Ｂとの間に存在していれば、１本目のコンロッドボルト３０が締め付けられたとき、図７に示すように、また、上記のように、これら軸受メタル２０Ａ，２０Ｂは、各クラッシュハイトＣ１、Ｃ２が左右一方（図例では右側）に偏った姿勢となる。

【0052】

次に、他方のコンロッドボルト３０を締め付ける（ステップＳ３）。つまり、２本目のコンロッドボルト３０の締め付けを実施する。図７の例では、右側のコンロッドボルト３０が締め付けられる。具体的に、制御装置１０４により右側のナットランナー１０２が駆動されて、これにより第１軸受１２Ａと第２軸受１２Ｂの右側部分が締結される。ここで、この２本目のコンロッドボルト３０つまり２本のコンロッドボルト３０のうち最後に締め付けられるコンロッドボルト３０が請求項の「第２ボルト」に相当する。

【0053】

次に、２本目のコンロッドボルト３０の締め付けトルクが上記の第１トルクＴ１から第２トルクＴ２に上昇するまでの締め付け角度の増加量である角度増加量を算出する（ステップＳ４）。具体的に、制御装置１０４は、２本目のコンロッドボルト３０の締め付けを実施するナットランナー１０２（図７の例では右側のナットランナー１０２）の角度センサＳＮ１とトルクセンサＳＮ２の検出値に基づいて、上記角度増加量を算出する。なお、第１トルクＴ１および第２トルクＴ２は予め設定されて制御装置１０４に記憶されている。

【0054】

次に、上記の角度増加量が所定の判定値未満である否かを判定する（ステップＳ５）。この判定は、制御装置１０４により実施される。上記の判定値は、軸受メタル欠品パターンでの、締め付けトルクが第１トルクＴ１から第２トルクＴ２に上昇するまでの締め付け角度の増加量Ｘ１よりも大きい値に予め設定されて制御装置１０４に記憶されている。

【0055】

この判定がＮＯであって、上記の角度増加量が判定値以上の場合は、軸受メタル２０Ａ，２０Ｂが、第１軸受１２Ａと第２軸受１２Ｂとの間に正しく配置されていることになり、そのまま処理を終了する（ステップＳ８）。

【0056】

一方、上記の判定がＹＥＳであって、上記の角度増加量が判定値未満の場合は、軸受メタル２０Ａ，２０Ｂが、第１軸受１２Ａと第２軸受１２Ｂとの間に配置されていないことになる。これより、この場合は、制御装置１０４は、軸受メタル２０Ａ，２０Ｂが欠品していると判定して（ステップＳ６）、報知装置１０６に所定の信号を送信し、この信号を受けて、報知装置１０６は軸受メタル２０Ａ，２０Ｂが欠品していることを報知する（ステップＳ７）。

【0057】

ここで、上記のステップＳ１は請求項の「準備工程」に相当し、ステップＳ２およびステップＳ３は、請求項の「締結工程」に相当し、上記のステップＳ５、ステップＳ６およびステップＳ８は、請求項の「判定工程」に相当する。

【0058】

（４）作用等
以上のように、上記の第１実施形態に係る軸受メタル欠品検査方法および軸受メタル欠品検査装置１００では、左右一方のコンロッドボルト３０をまず締め付け、その後、左右他方のコンロッドボルト３０を締め付けた場合の２本目のコンロッドボルト３０の締め付けトルクと締め付け角度との関係は、軸受メタル欠品パターンのコンロッドボルト３０の締め付けトルクと締め付け角度との関係と大きく異なるという知見を利用して、左右一方のコンロッドボルト３０をまず締め付け、その後、左右他方のコンロッドボルト３０を締め付けるとともに、左右他方のコンロッドボルト３０つまり２本目のコンロッドボルト３０の締め付けトルクと締め付け角度とに基づいて、軸受メタル２０Ａ，２０Ｂが欠品しているか否かの判定を行っており、当該欠品を精度よく検出することができる。

【0059】

しかも、上記第１実施形態に係る構成では、第１軸受１２Ａと第２軸受１２Ｂをコンロッドボルト３０によって締結する締結工程で得られる情報にのみ基づいて上記の判定を行うことができる。そのため、上記の判定つまり軸受メタル２０Ａ，２０Ｂの欠品を検出するための工程および装置を新たに追加する必要がなく、構成を簡素化できる。

【0060】

特に、上記実施形態では、左右一方のコンロッドボルト３０をまず締め付け、その後、左右他方のコンロッドボルト３０を締め付けた場合における２本目のコンロッドボルト３０の締め付けトルクに対する締め付け角度の変化率、具体的に、締め付けトルクが第１トルクＴ１から第２トルクＴ２に上昇するまでの締め付け角度の増加量であって、軸受メタル２０Ａ，２０Ｂが第１軸受１２Ａと第２軸受１２Ｂの間に配置されているときは軸受メタル欠品パターンに比べて値が大幅に大きくなるパラメータに基づいて上記の判定を行っており、軸受メタル２０Ａ，２０Ｂの欠品をより精度よく検出することができる。

【0061】

（５）第２実施形態
次に、第２実施形態に係る軸受メタル欠品検査方法について説明する。図８は、図３と同様にコンロッドボルト３０の締め付け角度と締め付けトルクとの関係を示したグラフである。ただし、図８には、図３に示したラインのうちラインＬ１とラインＬ３２のみを示している。

【0062】

図８に示すように、締め付け角度と締め付けトルクのグラフにおいて、ラインＬ３２と、締め付けトルクが所定のトルクＴ１０となるときの締め付け角度θ１０を通るラインＬ２００とで囲まれた領域の面積Ａ３と、ラインＬ１とラインＬ２００とで囲まれた領域の面積Ａ１とは大きく異なる。これより、第２実施形態では、制御装置１０４は、この面積、つまり、締め付けトルクが所定のトルクＴ１０に到達するまでの締め付けトルクの締め付け角度に対する積分値に基づいて、軸受メタル２０Ａ，２０Ｂが欠品しているか否かを判定する。

【0063】

具体的に、第２実施形態では、制御装置１０４は、第１実施形態に係るステップＳ４のステップに代えて、２本目のコンロッドボルト３０の締め付けトルクが所定の判定トルクＴ１０になるまでの締め付けトルクを当該コンロッドボルト３０の締め付け角度について積分するステップを実施する。以下では、このステップにより得られた積分値を締め付けトルク積分値という。次に、第２実施形態では、制御装置１０４は、第１実施形態に係るステップＳ５のステップに代えて、締め付けトルク積分値が所定の判定積分値未満であるか否かを判定するステップを実施する。判定積分値は、軸受メタル欠品パターンでの締め付けトルク積分値よりも大きい値に予め設定されて制御装置１０４に記憶されている。また、上記の判定トルクＴ１０は、０より大きい値であって軸受メタル欠品パターンとその他のパターンとで締め付けトルクの積分値に明確な差が生じるトルクに、予め設定されて制御装置１０４に記憶されている。

【0064】

以降のステップは、第１実施形態と同様であり、上記の判定がＮＯであって締め付けトルク積分値が判定積分値以上の場合は、軸受メタル２０Ａ，２０Ｂが、第１軸受１２Ａと第２軸受１２Ｂとの間に正しく配置されていると判断して、そのまま処理を終了する。一方、上記の判定がＮＯであって締め付けトルク積分値が判定積分値未満の場合は、制御装置１０４は、軸受メタル２０Ａ，２０Ｂが、第１軸受１２Ａと第２軸受１２Ｂとの間に配置されていない、つまり、軸受メタル２０Ａ，２０Ｂが欠品していると判断して、報知装置１０６に所定の信号を送信する。この信号を受けると報知装置１０６は軸受メタル２０Ａ，２０Ｂが欠品していることを報知する。なお、第２実施形態においても、１本目のコンロッドボルト３０つまり２本のコンロッドボルト３０のうち最初に締め付けられるコンロッドボルト３０が請求項の「第１ボルト」に相当し、２本目のコンロッドボルト３０つまり２本のコンロッドボルト３０のうち最後に締め付けられるコンロッドボルト３０が請求項の「第２ボルト」に相当する。また、第２実施形態においても、最初に締め付けられるコンロッドボルト３０は、左右いずれのコンロッドボルト３０でもよい。

【0065】

上記のように、第２実施形態においても、左右一方のコンロッドボルト３０をまず締め付け、その後、左右他方のコンロッドボルト３０を締め付けた場合における２本目のコンロッドボルト３０の締め付け角度に対する締め付けトルクの積分値であって、軸受メタル２０Ａ，２０Ｂが第１軸受１２Ａと第２軸受１２Ｂの間に配置されているときは軸受メタル欠品パターンに比べて値が大幅に大きくなるパラメータに基づいて、軸受メタル２０Ａ，２０Ｂが欠品しているか否かの判定を行っており、軸受メタル２０Ａ，２０Ｂの欠品を精度よく検出することができる。

【0066】

（６）変形例
上記実施形態では、コンロッド８の大端部１２を構成する第１軸受１２Ａと第２軸受１２Ｂとの間に軸受メタル２０Ａ，２０Ｂが取り付けられているか否かの判定に上記の構成を適用した場合を説明したが、上記の構成は、クランクシャフト７を回転可能に支持する他の軸受に対して適用してもよい。例えば、クランクシャフト６のクランクジャーナル７１は、シリンダブロック３に設けられたジャーナル軸受９およびこれの内周面に装着される軸受メタル４０によって回転可能に支持される。そのため、当該ジャーナル軸受９の内側に軸受メタル４０が取り付けられているか否かの判定に、上記の構成を適用してもよい。ただし、図１に示すように、シリンダブロック３に複数のジャーナル軸受９が一体に設けられている場合は、ジャーナル軸受９を締結する各ボルトの締め付け角度と締め付けトルクとの関係が他のジャーナル軸受９の状態に影響を受けやすく、当該関係に基づく軸受メタル４０の欠品判定が難しくなる。そのため、ジャーナル軸受９が独立しているエンジン、つまり、他のジャーナル軸受９と一体に形成されていないエンジンにおいて上記構成が適用されるのが好ましい。

【符号の説明】

【0067】

７ クランクシャフト
８ コンロッド
１２ 大端部
１２Ａ 第１軸受（軸受）
１２Ｂ 第２軸受（軸受）
２０ 軸受メタル
２０Ａ 軸受メタル
２０Ｂ 軸受メタル
３０ コンロッドボルト（ボルト）
７２ クランクピン
１００ 欠品検査装置
１０２ ナットランナー（締結装置）
１０４ 制御装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】