変位量計測装置、及び、変位量計測装置の姿勢角決定方法
【課題】高速な振動現象の下にあっても、エンジンマウントのマウント軸として配設されるボルトの中心の３軸並進量、及び、該ボルトの２軸回転量を高精度に算出することができる、変位量計測装置、及び、変位量計測装置の姿勢角決定方法を提供する。
【解決手段】エンジンマウント１０のマウント軸であるボルト１２の両端に固定した、半径が既知である２個の球体１３・１３の変位を、それぞれについて３箇所ずつレーザー変位計３１〜３３、３４〜３６で計測する球体変位計測工程と、球体変位計測工程で計測した球体１３・１３の変位結果に基づいて、球体１３・１３の中心Ｉ・Ｊの３次元座標Ｘ１・Ｘ２をそれぞれ算出する座標算出工程と、座標算出工程で算出した２個の３次元座標Ｘ１・Ｘ２に基づいて、ボルト１２の中心Ｋの３軸並進量、及び、ボルト１２の２軸回転量θ・φを算出するマウント軸変位算出工程とを備える。
【解決手段】エンジンマウント１０のマウント軸であるボルト１２の両端に固定した、半径が既知である２個の球体１３・１３の変位を、それぞれについて３箇所ずつレーザー変位計３１〜３３、３４〜３６で計測する球体変位計測工程と、球体変位計測工程で計測した球体１３・１３の変位結果に基づいて、球体１３・１３の中心Ｉ・Ｊの３次元座標Ｘ１・Ｘ２をそれぞれ算出する座標算出工程と、座標算出工程で算出した２個の３次元座標Ｘ１・Ｘ２に基づいて、ボルト１２の中心Ｋの３軸並進量、及び、ボルト１２の２軸回転量θ・φを算出するマウント軸変位算出工程とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変位量計測装置、及び、変位量計測装置の姿勢角決定方法に関し、より詳しくは、エンジンマウントの変位量の計測において計測精度を向上させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンの重量を支えるとともに、エンジンからボデーへの振動の伝達を防ぎ、また路面からの入力やエンジン自体が発生するトルク反力によってエンジン本体の姿勢が変化しないようにするため、エンジンをボデーに固定する際にエンジンマウントが用いられている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【０００３】
前記エンジンマウントは車両のＮＶＨ（騒音・振動・ハーシュネス）に大きな影響を与えるため、エンジンマウントがボデーに与えるボデー伝達力を評価することが重要となる。そして、前記ボデー伝達力は、エンジンマウントの動バネ係数と、エンジンマウントの変形量（エンジンマウントの中心の変位量）を計測することによって求めることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−１７８７７号公報
【特許文献２】特開平６−１２２３２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記従来技術における、エンジンマウントの変位量を計測する方法について、図１４及び図１５を用いて説明する。
図１４は従来技術に係る第一のエンジンマウントの変位量計測方法について示した図である。図１４に示す如く、本方法においては、エンジンマウント本体である防振弾性体に配設される、エンジンマウントのマウント軸であるボルトの上方及び側方に、前記ボルトの軸心に直交する方向（図１４中のｘ軸方向及びｙ軸方向）にポテンショメータ型の直線変位計を２個配設し、前記直線変位計から延出させたプローブを前記ボルトに当接させる。そして、前記直線変位計で前記ボルトの変位量を計測することにより、エンジンマウントの変位量を計測するのである。
【０００６】
しかし、前記方法によれば、エンジンマウントにおけるマウント軸の２次元変位（図１４中のｘ軸方向及びｙ軸方向の変位）しか計測することができず、また前記マウント軸のねじれ（こじり変形）を計測することもできない。さらに計測の応答性も低いため、高速な振動現象を捉えることはできなかった。
【０００７】
図１５は従来技術に係る第二のエンジンマウントの変位量計測方法について示した図である。図１５（ａ）に示す如く、本方法においては、エンジンマウントに加速度ピックアップを配設し、該加速度ピックアップでエンジンマウントの変位時における加速度を計測し、該加速度を二回積分することによってエンジンマウントの変位量を求めるのである。なお、図１５（ａ）は、前記エンジンマウントがエンジンから加わる力によって変形したことにより軸心が傾いた状態を示している。
【０００８】
しかし、前記方法によれば加速度から変位を求めるため、図１５（ｂ）に示す如く、数値積分を二回行う際の積分誤差が時間の経過とともに増大し、高精度な変位を求めることができなかった。
【０００９】
そこで本発明では、上記現状に鑑み、高速な振動現象の下にあっても、エンジンマウントのマウント軸として配設されるボルトの中心の３軸並進量、及び、該ボルトの２軸回転量を高精度に算出することができる、変位量計測装置、及び、変位量計測装置の姿勢角決定方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【００１１】
即ち、請求項１においては、車両のエンジンルームの内部に、平行線表示手段を用いて姿勢角が決定されることにより配設され、投光部と受光部とを有する計測面と、前記計測面に対して所定の位置に配設されるとともに一本又は平行な複数本の基準線が設けられる基準面と、を備え、前記投光部が、前記エンジンルーム内におけるエンジンマウントのマウント軸に配設された計測対象物に計測光を照射し、前記受光部が、前記計測対象物で反射した前記計測光の反射光を受光することにより、前記計測対象物の変位量を計測する、変位量計測装置であって、前記基準面が水平となるように位置決めされた後、前記平行線表示手段により、前記車両の左右両側で対向するホイールにおけるそれぞれの中心を結んだ中心線に対して平行となる平行線が、前記基準面上に表示され、前記一本又は平行な複数本の基準線と、前記平行線と、の方向が同一となるように前記基準面の水平方向姿勢が定められることにより、前記車両に対する前記計測面の姿勢角が決定されるものである。
【００１２】
請求項２においては、前記平行線表示手段は、前記中心線に対して平行となる走査面で照射光を照射し、該照射光を前記基準面に投射することにより、前記走査面と前記基準面との交線を前記平行線として表示する、平行光照射手段を備えるものである。
【００１３】
請求項３においては、前記平行線表示手段は、前記車両の、左右両側で対向するホイールにおけるそれぞれの中心位置にその一端を固定し、互いに平行となるように延出した、同じ長さの２本のアーム部材と、前記それぞれのアーム部材における他端を相互に連結した水平部材と、を備え、前記平行光照射手段は、前記水平部材に配設され、該水平部材の軸心に対して平行となる走査面で照射光を照射し、該照射光を前記基準面に投射することにより、前記走査面と前記基準面との交線を前記平行線として表示するものである。
【００１４】
請求項４においては、前記基準面上には、前記基準線と直交する、一本又は平行な複数本の直交基準線が設けられ、前記平行光照射手段が、前記中心線に対して平行となる平行走査面で平行照射光を照射し、前記平行照射光を前記基準面に投射することにより、前記基準面上における前記平行走査面と前記基準面との交線が前記平行線として表示され、前記平行光照射手段が、前記中心線に対して直交する直交走査面で直交照射光を照射し、前記直交照射光を前記基準面に投射することにより、前記基準面上における前記直交走査面と前記基準面との交線が、前記平行線に対して直交する直交線として表示され、前記一本又は平行な複数本の基準線と、前記平行線と、の方向が同一となるとともに、前記一本又は平行な複数本の直交基準線と、前記直交線と、の方向が同一となるように、前記基準面の水平方向姿勢が定められることにより、前記車両に対する前記計測面の姿勢角が決定されるものである。
【００１５】
請求項５においては、車両のエンジンルームの内部に配設され、投光部と受光部とを有する計測面と、前記計測面に対して所定の位置に配設されるとともに一本又は平行な複数本の基準線が設けられる基準面と、を備え、前記投光部が、前記エンジンルーム内におけるエンジンマウントのマウント軸に配設された計測対象物に計測光を照射し、前記受光部が、前記計測対象物で反射した前記計測光の反射光を受光することにより、前記計測対象物の変位量を計測する、変位量計測装置の姿勢角決定方法であって、前記基準面が水平となるように位置決めした後、平行線表示手段により、前記車両の左右両側で対向するホイールにおけるそれぞれの中心を結んだ中心線に対して平行となる平行線を、前記基準面上に表示し、前記一本又は平行な複数本の基準線と、前記平行線と、の方向が同一となるように前記基準面の水平方向姿勢を定めることにより、前記車両に対する前記計測面の姿勢角を決定するものである。
【００１６】
請求項６においては、前記平行線表示手段は、前記中心線に対して平行となる走査面で照射光を照射し、該照射光を前記基準面に投射することにより、前記走査面と前記基準面との交線を前記平行線として表示する、平行光照射手段を備えるものである。
【００１７】
請求項７においては、前記平行線表示手段は、前記車両の、左右両側で対向するホイールにおけるそれぞれの中心位置にその一端を固定し、互いに平行となるように延出した、同じ長さの２本のアーム部材と、前記それぞれのアーム部材における他端を相互に連結した水平部材と、を備え、前記平行光照射手段は、前記水平部材に配設され、該水平部材の軸心に対して平行となる走査面で照射光を照射し、該照射光を前記基準面に投射することにより、前記走査面と前記基準面との交線を前記平行線として表示するものである。
【００１８】
請求項８においては、前記基準面上には、前記基準線と直交する、一本又は平行な複数本の直交基準線が設けられ、前記平行光照射手段が、前記中心線に対して平行となる平行走査面で平行照射光を照射し、前記平行照射光を前記基準面に投射することにより、前記基準面上における前記平行走査面と前記基準面との交線が前記平行線として表示され、前記平行光照射手段が、前記中心線に対して直交する直交走査面で直交照射光を照射し、前記直交照射光を前記基準面に投射することにより、前記基準面上における前記直交走査面と前記基準面との交線として、前記平行線に対して直交する直交線として表示され、前記一本又は平行な複数本の基準線と、前記平行線と、の方向が同一となるとともに、前記一本又は平行な複数本の直交基準線と、前記直交線と、の方向が同一となるように、前記基準面の水平方向姿勢を定めることにより、前記車両に対する前記計測面の姿勢角を決定するものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００２０】
本発明により、高速な振動現象の下にあっても、エンジンマウントのマウント軸として配設されるボルトの中心の３軸並進量、及び、該ボルトの２軸回転量を高精度に算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】（ａ）は計測対象であるエンジンマウントを示した図、（ｂ）はエンジンマウントのマウント軸であるボルトを示した図。
【図２】第一実施形態に係る変位量計測装置の概要を示した図。
【図３】同じく変位量計測装置の計測面を示した図。
【図４】同じく変位量計測装置の基準面を示した図。
【図５】同じく変位量計測装置を配置する車両を示した斜視図。
【図６】同じく変位量計測装置を配置する車両を示した側面図。
【図７】同じく変位量計測装置を配置する車両を示した正面図。
【図８】（ａ）は第一実施形態に係る変位量計測装置を配置する際の基準面を示した平面図、（ｂ）は第二実施形態に係る変位量計測装置を配置する際の基準面を示した平面図。
【図９】第一実施形態に係る変位量計測方法のフローチャートを示した図。
【図１０】同じく変位量計測方法の座標算出工程について示した図。
【図１１】同じく座標算出工程について示した図。
【図１２】同じくエンジンマウントのボルトの変位状態を示した図。
【図１３】同じくエンジンマウントの変位量計測方法のマウント軸変位算出工程について示した図。
【図１４】従来技術に係る第一のエンジンマウントの変位量計測方法について示した図。
【図１５】従来技術に係る第二のエンジンマウントの変位量計測方法について示した図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
次に、発明の実施の形態を説明する。
なお、本発明の技術的範囲は以下の実施例に限定されるものではなく、本明細書及び図面に記載した事項から明らかになる本発明が真に意図する技術的思想の範囲全体に、広く及ぶものである。
【００２３】
［変位量計測装置３９］
図１（ａ）に示す如く、変位量計測装置３９（図２参照）の計測対象であるエンジンマウント１０は、主に、車両Ｖ（図５から図７参照）のエンジンルーム内部においてボデーに配設されるブラケット２１と、該ブラケット２１に設置される防振弾性体１１と、エンジンマウント１０の固定用のマウント軸であって、前記防振弾性体１１の軸心部分に挿入されるボルト１２と、で構成されている。そして、前記ボルト１２と、図示しないエンジンに配設されたブラケットとが連結されることにより、エンジンがボデーに支持されるのである。このような構成により、エンジンマウント１０を介してボデーがエンジンの重量を支えるとともに、エンジンからボデーへの振動の伝達を防ぎ、また路面からの入力やエンジン自体が発生するトルク反力によってエンジン本体の姿勢が変化しないようにしている。なお、図１（ａ）は、前記エンジンマウント１０がエンジンから加わる力によって変形したことにより、ボルト１２の軸心が傾いた状態を示している。
【００２４】
そして、本実施形態においては、図１（ａ）に示す如く、前記ボルト１２の両端のそれぞれに、半径ｒ０（図１１参照）が既知である球体１３・１３が１個ずつ、２個固定されている。詳細には、図１（ｂ）に示す如く、ボルト頭部側、ナット側のそれぞれに、ボルト１２の軸心の延長線上に前記球体１３・１３の中心Ｉ・Ｊが位置するように、軸心方向視においてボルト頭部及びナットの径と略同径の球体１３・１３が溶接等により固定されるのである。
なお、本実施形態においては、前記球体１３については完全な球体を用いているが、該球体１３は半径ｒ０が既知であればよく、半球等で代替することも可能である。
【００２５】
次に、本発明の第一実施形態に係る変位量計測装置３９について、図２を用いて説明をする。図２以下の各図においては、説明の便宜上、前記ボルト１２は軸心を上下方向に向けた状態で図示するものとする。
図２に示す如く、変位量計測装置３９は、球体１３・１３の第１から第６の変位量計測装置である第１レーザー変位計３１・第２レーザー変位計３２・・・第６レーザー変位計３６と、座標算出手段及びマウント軸変位算出手段である制御装置３８と、を備える。
【００２６】
具体的には、前記第１レーザー変位計３１〜第３レーザー変位計３３、及び、第４レーザー変位計３４〜第６レーザー変位計３６はそれぞれの３個が１組となって、それぞれの球体１３・１３について３箇所の球体表面の変位を計測するのである。即ち、第１レーザー変位計３１〜第３レーザー変位計３３は互いに平行となる照射方向へ計測光を照射し、前記計測光が前記球体１３の表面と交差する点である計測点Ａ〜Ｃの位置を、第１レーザー変位計３１〜第３レーザー変位計３３が計測するのである。
同様に、第４レーザー変位計３４〜第６レーザー変位計３６についても互いに平行となる照射方向へ計測光を照射し、前記計測光が球体１３の表面と交差する点である計測点Ｄ〜Ｆの位置を、第４レーザー変位計３４〜第６レーザー変位計３６が計測するのである。これにより、第１レーザー変位計３１〜第３レーザー変位計３３、及び、第４レーザー変位計３４〜第６レーザー変位計３６がそれぞれの前記球体１３・１３の変位を計測するように構成されている。
【００２７】
一方、前記制御装置３８は、前記第１レーザー変位計３１〜第６レーザー変位計３６のそれぞれと電気的に接続されており、前記第１レーザー変位計３１〜第６レーザー変位計３６で計測された前記球体１３・１３の変位結果を入力可能に構成されている。
また、前記制御装置３８は、入力機能、表示機能、記憶機能、通信機能、及び、各種の演算機能等を備えている。そして、前記演算機能は後述するように、前記変位結果に基づいて前記球体１３・１３の中心Ｉ・Ｊのそれぞれの３次元座標Ｑ１・Ｑ２をそれぞれ算出する座標算出手段、及び、該座標算出手段で算出された２個の３次元座標Ｑ１・Ｑ２に基づいて、前記ボルト１２の中心Ｋの３軸並進量（３次元座標Ｏの変位量）、及び、前記ボルト１２の２軸回転量（θ、φ）を算出するマウント軸変位算出手段を備えるのである。
【００２８】
次に、前記第１レーザー変位計３１〜第３レーザー変位計３３（以下、適宜総称してレーザー変位計３０とする）における具体的な構成について、図３及び図４を用いて説明する。なお、第４レーザー変位計３４〜第６レーザー変位計３６については、第１レーザー変位計３１〜第３レーザー変位計３３と同様に構成されているものとし、その説明を省略する。
【００２９】
図３に示す如く、第１レーザー変位計３１〜第３レーザー変位計３３は、それぞれが略直方体形状に形成されている。そして、一方の側の面に第１計測面３１α〜第３計測面３３α（以下、適宜総称して計測面３１α〜３３αとする）が形成されている。また、計測面３１α〜３３αと反対側の面には後述する第１基準面３１β〜第３基準面３３β（以下、適宜総称して基準面３１β〜３３βとする）が形成されている。さらに、レーザー変位計３０は計測面３１α〜３３αが球体１３側と対向するように配設されるのである。
【００３０】
また、該第１計測面３１α〜第３計測面３３αの長手方向の一端側にそれぞれの第１投光部３１ａ〜第３投光部３３ａが、他端側にそれぞれの第１受光部３１ｂ〜第３受光部３３ｂが配設されている。そして、第１レーザー変位計３１〜第３レーザー変位計３３が組み合わされることにより、それぞれの第１計測面３１α〜第３計測面３３αが同一平面をなすように構成されているのである。
【００３１】
さらに、それぞれの第１投光部３１ａ〜第３投光部３３ａが、球体１３に第１計測光Ｒａ１〜第３計測光Ｒａ３を照射する。そして、それぞれの第１受光部３１ｂ〜第３受光部３３ｂが、前記球体１３の計測点Ａ〜Ｃで反射した前記第１計測光Ｒａ１〜第３計測光Ｒａ３の第１反射光Ｒｂ１〜第３反射光Ｒｂ３を受光することにより、前記球体１３の変位量を計測するように構成されているのである。
【００３２】
本実施形態に係るレーザー変位計３０においては、第１レーザー変位計３１に配設される第１投光部３１ａと、第２レーザー変位計３２に配設される第２投光部３２ａと、が隣接し、かつ、第１レーザー変位計３１に配設される第１受光部３１ｂと、第２レーザー変位計３２に配設される第２受光部３２ｂと、が隣接するように、第１レーザー変位計３１と第２レーザー変位計３２とが近接して配置されている。さらに、第３レーザー変位計３３に配設される第３投光部３３ａが、第１投光部３１ａ及び第２投光部３２ａに対して等距離に近接して位置し、かつ、第３レーザー変位計３３に配設される第３受光部３３ｂが、第１投光部３１ａ及び第２投光部３２ａの双方から等距離に離れて位置するように、第３レーザー変位計３３と、第１レーザー変位計３１及び第２レーザー変位計３２と、が近接して配置されているのである。つまり、３個の第１投光部３１ａ〜第３投光部３３ａの間隔が略均等になるように、それぞれの第１レーザー変位計３１〜第３レーザー変位計３３が配置されている。
【００３３】
即ち、本実施形態においては図３に示す如く、第１レーザー変位計３１及び第２レーザー変位計３２の第１計測面３１α及び第２計測面３２αが同じ方向を向くように並べて配置される。そして、第３レーザー変位計３３の第３投光部３３ａ側の端面が、第１レーザー変位計３１及び第２レーザー変位計３２における第１投光部３１ａ及び第２投光部３２ａ側の端面と当接し、かつ、第３計測面３３αが第１計測面３１α及び第２計測面３２αと同じ方向を向くように、第３レーザー変位計３３が配置されるのである。
【００３４】
一方、図４に示す如く、第１レーザー変位計３１〜第３レーザー変位計３３における球体１３側と反対側、即ち計測面３１α〜３３αと反対側に位置する面には、第１基準面３１β〜第３基準面３３β（基準面３１β〜３３β）が形成されている。そして、基準面３１β〜３３βには、一本の基準線Ｌ１が設けられている。本実施形態においては、第１基準面３１βと第２基準面３２βとの間、及び、第３基準面３３βの短手方向略中央部に、それぞれの第１レーザー変位計３１〜第３レーザー変位計３３の長手方向に基準線Ｌ１が設けられている。なお、該基準線Ｌ１は互いに平行であれば複数本設けることも可能である。
【００３５】
次に、レーザー変位計３０を車両Ｖに配設する方法について、図５から図８を用いて説明する。
図５から図７に示す如く、レーザー変位計３０は車両Ｖのエンジンルームの内部に、後述する平行線表示手段を用いて姿勢角が決定されることにより、図示しない固定用治具を介して配設される。具体的には、まず、図示しない水準器により、基準面３１β〜３３βが水平となるように、即ち基準面３１β〜３３βが鉛直方向に対して垂直となるように位置決めされる。より詳細には、基準面３１β〜３３βが水平となった状態で、固定用治具により鉛直軸を中心として回転可能に配設されるのである。
【００３６】
次に、平行線表示手段により、基準面３１β〜３３βに平行線Ｌｅ１が表示される（図８参照）。
平行線表示手段は、具体的には図５から図７に示す如く、互いに平行となるように延出された長尺部材である、同じ長さの左アーム部材５３Ｌ・右アーム部材５３Ｒと、左右アーム部材５３Ｌ・５３Ｒにおけるそれぞれの他端を相互に連結した長尺部材である水平部材５５と、水平部材５５に配設された平行光照射手段であるレーザープロジェクター６１と、を主な要素として構成されている。左右アーム部材５３Ｌ・５３Ｒは、車両Ｖの左右両側で対向するホイール（本実施形態においては、左フロントホイールＷＬ・右フロントホイールＷＲ）におけるそれぞれの中心にその一端が固定されている。
【００３７】
より詳細には、左アーム部材５３Ｌ及び右アーム部材５３Ｒは、左右のフロントホイールＷＬ・ＷＲに対して、それぞれ左右の取付治具５１Ｌ・５１Ｒを介して固定される。
即ち、左取付治具５１ＬはＶ字状に折れ曲がった平板部材であり、左フロントホイールＷＬのボルト孔のうち、２個と対向する位置に固定孔を有している。そして、この固定孔を介して左フロントホイールＷＬにボルト５１ａ・５１ａを螺入させることにより、図６及び図７に示す如く左取付治具５１Ｌを左フロントホイールＷＬに固定するのである。また、左取付治具５１Ｌは、左フロントホイールＷＬに固定した際に、左フロントホイールＷＬの中心位置と対向する位置に中心孔を有している。換言すれば、左取付治具５１Ｌは左フロントホイールＷＬに対して相対的に回転して取付けられても、中心孔は左フロントホイールＷＬの中心位置と対向するように構成されているのである。そして、左アーム部材５３Ｌを貫通したボルト５３ａを中心孔に螺入させることにより、左アーム部材５３Ｌの一端を左フロントホイールＷＬの中心位置に固定するのである。同様に、右アーム部材５３Ｒの一端を右フロントホイールＷＲの中心位置に固定するのである。
【００３８】
本実施形態においては、左アーム部材５３Ｌ及び右アーム部材５３Ｒはその軸心が鉛直方向を向くように配設される。具体的には錘等を用いて、それぞれが鉛直となるように左右のフロントホイールＷＬ・ＷＲに配設されるのである。そして、水平部材５５が、左右アーム部材５３Ｌ・５３Ｒにおける上端を相互に連結して配設される。即ち、水平部材５５は、左右のフロントホイールＷＬ・ＷＲにおけるそれぞれの中心を結んだ中心線ＬＣと平行となるように、水平に配設されるのである。なお、左アーム部材５３Ｌ及び右アーム部材５３Ｒは平行に配設されていればよく、その軸心方向は鉛直方向に限定されるものではない。
【００３９】
そして、レーザープロジェクター６１により、照射光Ｌａが照射される。具体的には照射光Ｌａは、その走査面が中心線ＬＣに対して平行となるように照射される。換言すれば、レーザープロジェクター６１は水平部材５５の軸心に対して平行となる走査面で照射光Ｌａを照射するのである。
そして、該照射光Ｌａが前記基準面３１β〜３３βに投射されることにより、前記走査面と前記基準面３１β〜３３βとの交線が、平行線Ｌｅ１として基準面３１β〜３３βに表示される（図８（ａ）参照）。このとき、基準面３１β〜３３βは水平状態を維持しているため、平行線Ｌｅ１は水平部材５５の軸心及び中心線ＬＣに対して平行となるのである。
【００４０】
なお、本実施形態においては、左右アーム部材５３Ｌ・５３Ｒや水平部材５５、レーザープロジェクター６１等を用いて１本の平行線Ｌｅ１を基準面３１β〜３３βに表示する構成としたが、平行線Ｌｅ１の本数や表示方法は上記の構成に限定するものではない。即ち、複数の平行線Ｌｅ１を表示する方法や、別の方法でレーザープロジェクター６１を配設して平行線Ｌｅ１を表示する方法、治具等を用いて基準面３１β〜３３βに平行線Ｌｅ１を表示する方法等でも差し支えない。
【００４１】
上記の如く平行線Ｌｅ１が基準面３１β〜３３βに表示された状態において、図８（ａ）に示す如く、基準面３１β〜３３βの基準線Ｌ１と、平行線Ｌｅ１と、の方向が同一となるように、基準面３１β〜３３βの水平方向姿勢、即ちレーザー変位計３０の水平方向の車両Ｖに対する向きを定めるのである。即ち、基準線Ｌ１は中心線ＬＣに対して平行であるため、基準線Ｌ１と平行線Ｌｅ１との方向を同一とすることにより、レーザー変位計３０の長手方向が車両Ｖの進行方向に対して直交するように方向を定めることができるのである。これにより、車両Ｖに対する計測面３１α〜３３αの姿勢角が決定されるのである。なお、図８（ａ）においては、基準線Ｌ１と平行線Ｌｅ１とは平行となるように基準面３１β〜３３βの方向が定められているが、基準線Ｌ１と平行線Ｌｅ１が一致する（同一線となる）ように基準面３１β〜３３βの方向を定めても差し支えない。
さらに、他のレーザー変位計についても、球体１３ごとに同様に配設するのである。
【００４２】
上記の如くレーザー変位計３０を車両Ｖに配設することにより、変位量計測装置３９による計測精度を向上させることができる。即ち、水準器で基準面３１β〜３３βが水平となるように配設するとともに、基準線Ｌ１と平行線Ｌｅ１との方向を同一とすることにより、レーザー変位計３０と車両Ｖとの計測軸（ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸の３軸）の方向を一致させることができるのである。これにより、変位量計測装置３９による変位量計側において、レーザー変位計３０が車両Ｖに対して角度がずれて配設されることによる角度誤差をなくすことができるのである。
【００４３】
図８（ｂ）は第二実施形態に係る変位量計測装置を配置する際の基準面３１β〜３３βを示している。本実施形態に係る変位量計測装置は、前記第一実施形態の構成に加え、基準面３１β〜３３βに、基準線Ｌ１と直交する、２本の直交基準線Ｌ２・Ｌ３が設けられている。
【００４４】
そして、レーザープロジェクター６１が、第一実施形態と同様に、中心線ＬＣに対して平行となる平行走査面で平行照射光Ｌａを照射し、平行照射光Ｌａを基準面３１β〜３３βに投射することにより、基準面３１β〜３３βの上における平行走査面と基準面３１β〜３３βとの交線が平行線Ｌｅ１として表示される。さらに、レーザープロジェクター６１が、中心線ＬＣに対して直交する二つの直交走査面で直交照射光Ｌｂ・Ｌｃを照射し、直交照射光Ｌｂ・Ｌｃを基準面３１β〜３３βに投射することにより、基準面３１β〜３３βの上における直交走査面と基準面３１β〜３３βとの交線が、平行線Ｌｅ１に対して直交する直交線Ｌｅ２・Ｌｅ３が表示される。
【００４５】
その後、図８（ｂ）に示す如く、基準面３１β〜３３βの基準線Ｌ１と、平行線Ｌｅ１と、の方向が同一となるとともに、直交基準線Ｌ２・Ｌ３と、直交線Ｌｅ２・Ｌｅ３と、の方向が同一となるように、基準面３１β〜３３βの水平方向姿勢、即ちレーザー変位計３０の水平方向の車両Ｖに対する向きを定めるのである。なお、本実施形態においては、基準線Ｌ１と平行線Ｌｅ１が一致し（同一線となり）、直交基準線Ｌ２・Ｌ３と直交線Ｌｅ２・Ｌｅ３が一致するように基準面３１β〜３３βの方向を定めている。
【００４６】
上記の如くレーザー変位計３０を車両Ｖに配設することにより、変位量計測装置３９による計測精度をさらに向上させることができる。即ち、水準器で基準面３１β〜３３βを水平となるように配設し、基準線Ｌ１と平行線Ｌｅ１との方向を同一とするとともに、直交基準線Ｌ２・Ｌ３と直交線Ｌｅ２・Ｌｅ３との方向を同一とすることにより、レーザー変位計３０と車両Ｖとの計測軸（ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸の３軸）の方向を一致させ易くすることができるのである。換言すれば、レーザー変位計３０を車両Ｖに配設する際に、平行線Ｌｅ１だけでなく、直交線Ｌｅ２・Ｌｅ３を用いて方向を定めることにより、レーザー変位計３０の方向を合わせ易くしているのである。
【００４７】
［エンジンマウントの変位量計測方法］
次に、本発明に係るエンジンマウントの変位量計測方法について、図９から図１３を用いて説明する。なお、本発明に係るエンジンマウントの変位量計測方法の概要については、本願出願人により既に特許出願がなされている（特願２００９−１０４３４号）。
【００４８】
図９に示す如く、本実施形態に係るエンジンマウントの変位量計測方法は、エンジンマウント１０のマウント軸として配設されるボルト１２の両端に、それぞれ１個ずつ固定した２個の球体１３・１３の変位を、それぞれの球体１３・１３について３箇所ずつ第１レーザー変位計３１〜第３レーザー変位計３３、第４レーザー変位計３４〜第６レーザー変位計３６で計測する、球体変位計測工程（図９中のステップＳ１）と、前記球体変位計測工程で計測した前記球体１３・１３の変位結果に基づいて、前記球体１３・１３の中心Ｉ・Ｊの３次元座標Ｑ１・Ｑ２をそれぞれ算出する、座標算出工程（図９中のステップＳ２〜ステップＳ７）と、座標算出工程で算出した２個の３次元座標Ｑ１・Ｑ２に基づいて、前記ボルト１２の中心Ｋの３軸並進量（３次元座標Ｏの変位量）、及び、前記ボルト１２の２軸回転量（θ、φ）を算出する、マウント軸変位算出工程（図９中のステップＳ８）と、を備える。
【００４９】
それぞれの工程について、以下に具体的に説明する。
まず、球体変位計測工程では、前記の如く、第１レーザー変位計３１〜第３レーザー変位計３３が一方の球体１３の表面における計測点Ａ〜Ｃの変位を、第４レーザー変位計３４〜第６レーザー変位計３６が他方の球体１３の表面における計測点Ｄ〜Ｆの変位を計測する。そして、それぞれのレーザー変位計３１〜３６で計測された計測点Ａ〜Ｆの変位量を制御装置３８に出力し、該制御装置３８はそれぞれのレーザー変位計３１〜３６の出力を取得するのである（ステップＳ１）。
【００５０】
次に、座標算出工程では、前記演算機能が、それぞれのレーザー変位計３１〜３６で計測された、計測点Ａ〜Ｃ、Ｄ〜Ｆの変位を、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸からなるセンサ座標系から見た３次元座標Ｘ１〜Ｘ３、Ｘ４〜Ｘ６へと座標変換する（ステップＳ２）。
具体的には、図１０に示す如く、計測点Ａ〜Ｃの変位量に基づいて座標Ｘ１（ｘａ、ｙａ、ｚａ）〜Ｘ３（ｘｃ、ｙｃ、ｚｃ）を算出するのである。同様に他方の計測点Ｄ〜Ｆについても、同様に３次元座標Ｘ４（ｘｄ、ｙｄ、ｚｄ）〜Ｘ６（ｘｆ、ｙｆ、ｚｆ）を算出するのである。
【００５１】
さらに、座標算出工程では、前記演算機能が、前記座標Ｘ１〜Ｘ３、Ｘ４〜Ｘ６に基づいて、図１１に示した３個の計測点Ａ〜Ｃのそれぞれを通る円の中心Ｌの３次元座標Ｐ１を算出する。（ステップＳ３）。
詳細には、３個の計測点Ａ〜Ｃの座標Ｘ１〜Ｘ３が判明すれば、幾何学的に計測点Ａ〜Ｃの何れにも等距離に位置する点の座標を求めることで、計測点Ａ〜Ｃを通る円の中心Ｌの座標Ｐ１（ｘｐ１、ｙｐ１、ｚｐ１）を求めることが可能となる。これにより、前記演算機能が前記座標Ｘ１〜Ｘ３に基づいて計測点Ａ〜Ｃを通る円の中心Ｌの座標Ｐ１を算出するのである。また、図示しない他方の球体１３についても、同様に計測点Ｄ〜Ｆを通る円の中心Ｍの３次元座標Ｐ２（ｘｐ２、ｙｐ２、ｚｐ２）を算出するのである。
【００５２】
さらに、前記演算機能が幾何学的に、前記中心Ｌ・Ｍと計測点Ａ〜Ｃ・Ｄ〜Ｆの何れかとの距離を算出することにより、前記２個の円の半径ｒ１・ｒ２を算出する（ステップＳ４）。
【００５３】
さらに、前記演算機能が幾何学的に、前記球体１３・１３の中心Ｉ・Ｊと、前記３個の計測点Ａ〜Ｃ・Ｄ〜Ｆで決まる平面との距離ｋ１・ｋ２を算出する（ステップＳ５）。
詳細には、前記球体１３・１３の半径ｒ０が既知であるため、図１１に示す如く、該半径ｒ０と、前記円の半径ｒ１・ｒ２と、前記平面との距離ｋ１・ｋ２との三辺で形成される直角三角形において三平方の定理を利用することにより、前記平面との距離ｋ１・ｋ２を算出するのである。
【００５４】
さらに、前記演算機能が幾何学的に、前記３個の計測点Ａ〜Ｃ・Ｄ〜Ｆで決まる平面の垂直方向ベクトルｎを算出する（ステップＳ６）。
【００５５】
さらに、座標算出工程では、前記演算機能が、前記２個の円の中心座標Ｐ１・Ｐ２、平面との距離ｋ１・ｋ２、及び前記垂直方向ベクトルｎに基づいて前記球体１３・１３の中心Ｉ・Ｊの３次元座標Ｑ１・Ｑ２を算出する（ステップＳ７）。
詳細には、図１１に示す如く、前記２個の円の中心Ｌ・Ｍを起点として、前記垂直方向ベクトルｎの方向に距離ｋ１・ｋ２だけ移動した点が前記球体１３・１３の中心Ｉ・Ｊとなるため、前記演算機能が球体１３・１３の中心Ｉの３次元座標Ｑ１・Ｑ２を算出するのである。
【００５６】
次に、マウント軸変位算出工程では、前記演算機能が、前記３次元座標Ｑ１・Ｑ２に基づいて、前記ボルト１２の中心Ｋの３軸並進量（３次元座標Ｏの変位量）、及び、前記ボルト１２の２軸回転量（θ、φ）を算出する（ステップＳ８）。
具体的には、図１２に示す如く、前記中心Ｉ・Ｊの中点がボルト１２の中心Ｋとなるため、前記演算機能が、前記３次元座標Ｑ１・Ｑ２に基づいてボルト１２の中心Ｋの３次元座標Ｏ（ｘｏ、ｙｏ、ｚｏ）を算出するのである。そして、前記３次元座標ＯのＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向それぞれの変位量を算出することにより、前記ボルト１２の中心Ｋの３軸並進量を算出するのである。
さらに、図１３に示す如く、前記中心Ｉ・Ｊの３次元座標Ｑ１・Ｑ２、及び、ボルト１２の中心Ｋの３次元座標Ｏに基づいて、Ｚ軸を中心としたＸ軸からのボルト１２の回転角θ、及び、Ｚ軸からの傾きφを算出することにより、前記ボルト１２の２軸回転量（θ、φ）を算出するのである。
【００５７】
前記のように構成することにより、高速な振動現象の下にあっても、エンジンマウント１０のマウント軸として配設されるボルト１２の中心Ｋの３軸並進量（３次元座標Ｏの変位量）、及び、該ボルト１２の２軸回転量（θ、φ）を高精度に算出することができる。
具体的には、第１レーザー変位計３１〜第６レーザー変位計３６で計測された前記球体１３・１３の変位結果に基づいてボルト１２の中心Ｋの３軸並進量、及び、該ボルト１２の２軸回転量を算出する構成としているため、マウント軸のねじれ（こじり変形）を計測することができ、さらに計測の応答性を高めることが可能となるのである。また、本実施形態に係るエンジンマウントの変位量計測方法は数値積分を用いないため積分誤差が発生せず、該積分誤差による精度の低下を防ぐことができるのである。
【００５８】
上記の如く変位量を計測するにあたり、レーザー変位計３０を車両Ｖに配設する際に、レーザー変位計３０と車両Ｖとの計測軸（ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸の３軸）の方向を一致させる構成としている。このため、レーザー変位計３０を設置する際の車両Ｖとの角度のずれによる角度誤差が発生することを防止できるのである。
従って、高速な振動現象下における、エンジンマウント１０のマウント軸として配設されるボルト１２の中心Ｋの３軸並進量（３次元座標Ｏの変位量）、及び、該ボルト１２の２軸回転量（θ、φ）を、より高精度に算出することが可能となるのである。
【符号の説明】
【００５９】
１０ エンジンマウント
１１ 防振弾性体
１２ ボルト
１３ 球体
３０ レーザー変位計
３１ 第１レーザー変位計
３２ 第２レーザー変位計
３３ 第３レーザー変位計
６１ レーザープロジェクター
Ｖ 車両
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変位量計測装置、及び、変位量計測装置の姿勢角決定方法に関し、より詳しくは、エンジンマウントの変位量の計測において計測精度を向上させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンの重量を支えるとともに、エンジンからボデーへの振動の伝達を防ぎ、また路面からの入力やエンジン自体が発生するトルク反力によってエンジン本体の姿勢が変化しないようにするため、エンジンをボデーに固定する際にエンジンマウントが用いられている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【０００３】
前記エンジンマウントは車両のＮＶＨ（騒音・振動・ハーシュネス）に大きな影響を与えるため、エンジンマウントがボデーに与えるボデー伝達力を評価することが重要となる。そして、前記ボデー伝達力は、エンジンマウントの動バネ係数と、エンジンマウントの変形量（エンジンマウントの中心の変位量）を計測することによって求めることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−１７８７７号公報
【特許文献２】特開平６−１２２３２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記従来技術における、エンジンマウントの変位量を計測する方法について、図１４及び図１５を用いて説明する。
図１４は従来技術に係る第一のエンジンマウントの変位量計測方法について示した図である。図１４に示す如く、本方法においては、エンジンマウント本体である防振弾性体に配設される、エンジンマウントのマウント軸であるボルトの上方及び側方に、前記ボルトの軸心に直交する方向（図１４中のｘ軸方向及びｙ軸方向）にポテンショメータ型の直線変位計を２個配設し、前記直線変位計から延出させたプローブを前記ボルトに当接させる。そして、前記直線変位計で前記ボルトの変位量を計測することにより、エンジンマウントの変位量を計測するのである。
【０００６】
しかし、前記方法によれば、エンジンマウントにおけるマウント軸の２次元変位（図１４中のｘ軸方向及びｙ軸方向の変位）しか計測することができず、また前記マウント軸のねじれ（こじり変形）を計測することもできない。さらに計測の応答性も低いため、高速な振動現象を捉えることはできなかった。
【０００７】
図１５は従来技術に係る第二のエンジンマウントの変位量計測方法について示した図である。図１５（ａ）に示す如く、本方法においては、エンジンマウントに加速度ピックアップを配設し、該加速度ピックアップでエンジンマウントの変位時における加速度を計測し、該加速度を二回積分することによってエンジンマウントの変位量を求めるのである。なお、図１５（ａ）は、前記エンジンマウントがエンジンから加わる力によって変形したことにより軸心が傾いた状態を示している。
【０００８】
しかし、前記方法によれば加速度から変位を求めるため、図１５（ｂ）に示す如く、数値積分を二回行う際の積分誤差が時間の経過とともに増大し、高精度な変位を求めることができなかった。
【０００９】
そこで本発明では、上記現状に鑑み、高速な振動現象の下にあっても、エンジンマウントのマウント軸として配設されるボルトの中心の３軸並進量、及び、該ボルトの２軸回転量を高精度に算出することができる、変位量計測装置、及び、変位量計測装置の姿勢角決定方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【００１１】
即ち、請求項１においては、車両のエンジンルームの内部に、平行線表示手段を用いて姿勢角が決定されることにより配設され、投光部と受光部とを有する計測面と、前記計測面に対して所定の位置に配設されるとともに一本又は平行な複数本の基準線が設けられる基準面と、を備え、前記投光部が、前記エンジンルーム内におけるエンジンマウントのマウント軸に配設された計測対象物に計測光を照射し、前記受光部が、前記計測対象物で反射した前記計測光の反射光を受光することにより、前記計測対象物の変位量を計測する、変位量計測装置であって、前記基準面が水平となるように位置決めされた後、前記平行線表示手段により、前記車両の左右両側で対向するホイールにおけるそれぞれの中心を結んだ中心線に対して平行となる平行線が、前記基準面上に表示され、前記一本又は平行な複数本の基準線と、前記平行線と、の方向が同一となるように前記基準面の水平方向姿勢が定められることにより、前記車両に対する前記計測面の姿勢角が決定されるものである。
【００１２】
請求項２においては、前記平行線表示手段は、前記中心線に対して平行となる走査面で照射光を照射し、該照射光を前記基準面に投射することにより、前記走査面と前記基準面との交線を前記平行線として表示する、平行光照射手段を備えるものである。
【００１３】
請求項３においては、前記平行線表示手段は、前記車両の、左右両側で対向するホイールにおけるそれぞれの中心位置にその一端を固定し、互いに平行となるように延出した、同じ長さの２本のアーム部材と、前記それぞれのアーム部材における他端を相互に連結した水平部材と、を備え、前記平行光照射手段は、前記水平部材に配設され、該水平部材の軸心に対して平行となる走査面で照射光を照射し、該照射光を前記基準面に投射することにより、前記走査面と前記基準面との交線を前記平行線として表示するものである。
【００１４】
請求項４においては、前記基準面上には、前記基準線と直交する、一本又は平行な複数本の直交基準線が設けられ、前記平行光照射手段が、前記中心線に対して平行となる平行走査面で平行照射光を照射し、前記平行照射光を前記基準面に投射することにより、前記基準面上における前記平行走査面と前記基準面との交線が前記平行線として表示され、前記平行光照射手段が、前記中心線に対して直交する直交走査面で直交照射光を照射し、前記直交照射光を前記基準面に投射することにより、前記基準面上における前記直交走査面と前記基準面との交線が、前記平行線に対して直交する直交線として表示され、前記一本又は平行な複数本の基準線と、前記平行線と、の方向が同一となるとともに、前記一本又は平行な複数本の直交基準線と、前記直交線と、の方向が同一となるように、前記基準面の水平方向姿勢が定められることにより、前記車両に対する前記計測面の姿勢角が決定されるものである。
【００１５】
請求項５においては、車両のエンジンルームの内部に配設され、投光部と受光部とを有する計測面と、前記計測面に対して所定の位置に配設されるとともに一本又は平行な複数本の基準線が設けられる基準面と、を備え、前記投光部が、前記エンジンルーム内におけるエンジンマウントのマウント軸に配設された計測対象物に計測光を照射し、前記受光部が、前記計測対象物で反射した前記計測光の反射光を受光することにより、前記計測対象物の変位量を計測する、変位量計測装置の姿勢角決定方法であって、前記基準面が水平となるように位置決めした後、平行線表示手段により、前記車両の左右両側で対向するホイールにおけるそれぞれの中心を結んだ中心線に対して平行となる平行線を、前記基準面上に表示し、前記一本又は平行な複数本の基準線と、前記平行線と、の方向が同一となるように前記基準面の水平方向姿勢を定めることにより、前記車両に対する前記計測面の姿勢角を決定するものである。
【００１６】
請求項６においては、前記平行線表示手段は、前記中心線に対して平行となる走査面で照射光を照射し、該照射光を前記基準面に投射することにより、前記走査面と前記基準面との交線を前記平行線として表示する、平行光照射手段を備えるものである。
【００１７】
請求項７においては、前記平行線表示手段は、前記車両の、左右両側で対向するホイールにおけるそれぞれの中心位置にその一端を固定し、互いに平行となるように延出した、同じ長さの２本のアーム部材と、前記それぞれのアーム部材における他端を相互に連結した水平部材と、を備え、前記平行光照射手段は、前記水平部材に配設され、該水平部材の軸心に対して平行となる走査面で照射光を照射し、該照射光を前記基準面に投射することにより、前記走査面と前記基準面との交線を前記平行線として表示するものである。
【００１８】
請求項８においては、前記基準面上には、前記基準線と直交する、一本又は平行な複数本の直交基準線が設けられ、前記平行光照射手段が、前記中心線に対して平行となる平行走査面で平行照射光を照射し、前記平行照射光を前記基準面に投射することにより、前記基準面上における前記平行走査面と前記基準面との交線が前記平行線として表示され、前記平行光照射手段が、前記中心線に対して直交する直交走査面で直交照射光を照射し、前記直交照射光を前記基準面に投射することにより、前記基準面上における前記直交走査面と前記基準面との交線として、前記平行線に対して直交する直交線として表示され、前記一本又は平行な複数本の基準線と、前記平行線と、の方向が同一となるとともに、前記一本又は平行な複数本の直交基準線と、前記直交線と、の方向が同一となるように、前記基準面の水平方向姿勢を定めることにより、前記車両に対する前記計測面の姿勢角を決定するものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００２０】
本発明により、高速な振動現象の下にあっても、エンジンマウントのマウント軸として配設されるボルトの中心の３軸並進量、及び、該ボルトの２軸回転量を高精度に算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】（ａ）は計測対象であるエンジンマウントを示した図、（ｂ）はエンジンマウントのマウント軸であるボルトを示した図。
【図２】第一実施形態に係る変位量計測装置の概要を示した図。
【図３】同じく変位量計測装置の計測面を示した図。
【図４】同じく変位量計測装置の基準面を示した図。
【図５】同じく変位量計測装置を配置する車両を示した斜視図。
【図６】同じく変位量計測装置を配置する車両を示した側面図。
【図７】同じく変位量計測装置を配置する車両を示した正面図。
【図８】（ａ）は第一実施形態に係る変位量計測装置を配置する際の基準面を示した平面図、（ｂ）は第二実施形態に係る変位量計測装置を配置する際の基準面を示した平面図。
【図９】第一実施形態に係る変位量計測方法のフローチャートを示した図。
【図１０】同じく変位量計測方法の座標算出工程について示した図。
【図１１】同じく座標算出工程について示した図。
【図１２】同じくエンジンマウントのボルトの変位状態を示した図。
【図１３】同じくエンジンマウントの変位量計測方法のマウント軸変位算出工程について示した図。
【図１４】従来技術に係る第一のエンジンマウントの変位量計測方法について示した図。
【図１５】従来技術に係る第二のエンジンマウントの変位量計測方法について示した図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
次に、発明の実施の形態を説明する。
なお、本発明の技術的範囲は以下の実施例に限定されるものではなく、本明細書及び図面に記載した事項から明らかになる本発明が真に意図する技術的思想の範囲全体に、広く及ぶものである。
【００２３】
［変位量計測装置３９］
図１（ａ）に示す如く、変位量計測装置３９（図２参照）の計測対象であるエンジンマウント１０は、主に、車両Ｖ（図５から図７参照）のエンジンルーム内部においてボデーに配設されるブラケット２１と、該ブラケット２１に設置される防振弾性体１１と、エンジンマウント１０の固定用のマウント軸であって、前記防振弾性体１１の軸心部分に挿入されるボルト１２と、で構成されている。そして、前記ボルト１２と、図示しないエンジンに配設されたブラケットとが連結されることにより、エンジンがボデーに支持されるのである。このような構成により、エンジンマウント１０を介してボデーがエンジンの重量を支えるとともに、エンジンからボデーへの振動の伝達を防ぎ、また路面からの入力やエンジン自体が発生するトルク反力によってエンジン本体の姿勢が変化しないようにしている。なお、図１（ａ）は、前記エンジンマウント１０がエンジンから加わる力によって変形したことにより、ボルト１２の軸心が傾いた状態を示している。
【００２４】
そして、本実施形態においては、図１（ａ）に示す如く、前記ボルト１２の両端のそれぞれに、半径ｒ０（図１１参照）が既知である球体１３・１３が１個ずつ、２個固定されている。詳細には、図１（ｂ）に示す如く、ボルト頭部側、ナット側のそれぞれに、ボルト１２の軸心の延長線上に前記球体１３・１３の中心Ｉ・Ｊが位置するように、軸心方向視においてボルト頭部及びナットの径と略同径の球体１３・１３が溶接等により固定されるのである。
なお、本実施形態においては、前記球体１３については完全な球体を用いているが、該球体１３は半径ｒ０が既知であればよく、半球等で代替することも可能である。
【００２５】
次に、本発明の第一実施形態に係る変位量計測装置３９について、図２を用いて説明をする。図２以下の各図においては、説明の便宜上、前記ボルト１２は軸心を上下方向に向けた状態で図示するものとする。
図２に示す如く、変位量計測装置３９は、球体１３・１３の第１から第６の変位量計測装置である第１レーザー変位計３１・第２レーザー変位計３２・・・第６レーザー変位計３６と、座標算出手段及びマウント軸変位算出手段である制御装置３８と、を備える。
【００２６】
具体的には、前記第１レーザー変位計３１〜第３レーザー変位計３３、及び、第４レーザー変位計３４〜第６レーザー変位計３６はそれぞれの３個が１組となって、それぞれの球体１３・１３について３箇所の球体表面の変位を計測するのである。即ち、第１レーザー変位計３１〜第３レーザー変位計３３は互いに平行となる照射方向へ計測光を照射し、前記計測光が前記球体１３の表面と交差する点である計測点Ａ〜Ｃの位置を、第１レーザー変位計３１〜第３レーザー変位計３３が計測するのである。
同様に、第４レーザー変位計３４〜第６レーザー変位計３６についても互いに平行となる照射方向へ計測光を照射し、前記計測光が球体１３の表面と交差する点である計測点Ｄ〜Ｆの位置を、第４レーザー変位計３４〜第６レーザー変位計３６が計測するのである。これにより、第１レーザー変位計３１〜第３レーザー変位計３３、及び、第４レーザー変位計３４〜第６レーザー変位計３６がそれぞれの前記球体１３・１３の変位を計測するように構成されている。
【００２７】
一方、前記制御装置３８は、前記第１レーザー変位計３１〜第６レーザー変位計３６のそれぞれと電気的に接続されており、前記第１レーザー変位計３１〜第６レーザー変位計３６で計測された前記球体１３・１３の変位結果を入力可能に構成されている。
また、前記制御装置３８は、入力機能、表示機能、記憶機能、通信機能、及び、各種の演算機能等を備えている。そして、前記演算機能は後述するように、前記変位結果に基づいて前記球体１３・１３の中心Ｉ・Ｊのそれぞれの３次元座標Ｑ１・Ｑ２をそれぞれ算出する座標算出手段、及び、該座標算出手段で算出された２個の３次元座標Ｑ１・Ｑ２に基づいて、前記ボルト１２の中心Ｋの３軸並進量（３次元座標Ｏの変位量）、及び、前記ボルト１２の２軸回転量（θ、φ）を算出するマウント軸変位算出手段を備えるのである。
【００２８】
次に、前記第１レーザー変位計３１〜第３レーザー変位計３３（以下、適宜総称してレーザー変位計３０とする）における具体的な構成について、図３及び図４を用いて説明する。なお、第４レーザー変位計３４〜第６レーザー変位計３６については、第１レーザー変位計３１〜第３レーザー変位計３３と同様に構成されているものとし、その説明を省略する。
【００２９】
図３に示す如く、第１レーザー変位計３１〜第３レーザー変位計３３は、それぞれが略直方体形状に形成されている。そして、一方の側の面に第１計測面３１α〜第３計測面３３α（以下、適宜総称して計測面３１α〜３３αとする）が形成されている。また、計測面３１α〜３３αと反対側の面には後述する第１基準面３１β〜第３基準面３３β（以下、適宜総称して基準面３１β〜３３βとする）が形成されている。さらに、レーザー変位計３０は計測面３１α〜３３αが球体１３側と対向するように配設されるのである。
【００３０】
また、該第１計測面３１α〜第３計測面３３αの長手方向の一端側にそれぞれの第１投光部３１ａ〜第３投光部３３ａが、他端側にそれぞれの第１受光部３１ｂ〜第３受光部３３ｂが配設されている。そして、第１レーザー変位計３１〜第３レーザー変位計３３が組み合わされることにより、それぞれの第１計測面３１α〜第３計測面３３αが同一平面をなすように構成されているのである。
【００３１】
さらに、それぞれの第１投光部３１ａ〜第３投光部３３ａが、球体１３に第１計測光Ｒａ１〜第３計測光Ｒａ３を照射する。そして、それぞれの第１受光部３１ｂ〜第３受光部３３ｂが、前記球体１３の計測点Ａ〜Ｃで反射した前記第１計測光Ｒａ１〜第３計測光Ｒａ３の第１反射光Ｒｂ１〜第３反射光Ｒｂ３を受光することにより、前記球体１３の変位量を計測するように構成されているのである。
【００３２】
本実施形態に係るレーザー変位計３０においては、第１レーザー変位計３１に配設される第１投光部３１ａと、第２レーザー変位計３２に配設される第２投光部３２ａと、が隣接し、かつ、第１レーザー変位計３１に配設される第１受光部３１ｂと、第２レーザー変位計３２に配設される第２受光部３２ｂと、が隣接するように、第１レーザー変位計３１と第２レーザー変位計３２とが近接して配置されている。さらに、第３レーザー変位計３３に配設される第３投光部３３ａが、第１投光部３１ａ及び第２投光部３２ａに対して等距離に近接して位置し、かつ、第３レーザー変位計３３に配設される第３受光部３３ｂが、第１投光部３１ａ及び第２投光部３２ａの双方から等距離に離れて位置するように、第３レーザー変位計３３と、第１レーザー変位計３１及び第２レーザー変位計３２と、が近接して配置されているのである。つまり、３個の第１投光部３１ａ〜第３投光部３３ａの間隔が略均等になるように、それぞれの第１レーザー変位計３１〜第３レーザー変位計３３が配置されている。
【００３３】
即ち、本実施形態においては図３に示す如く、第１レーザー変位計３１及び第２レーザー変位計３２の第１計測面３１α及び第２計測面３２αが同じ方向を向くように並べて配置される。そして、第３レーザー変位計３３の第３投光部３３ａ側の端面が、第１レーザー変位計３１及び第２レーザー変位計３２における第１投光部３１ａ及び第２投光部３２ａ側の端面と当接し、かつ、第３計測面３３αが第１計測面３１α及び第２計測面３２αと同じ方向を向くように、第３レーザー変位計３３が配置されるのである。
【００３４】
一方、図４に示す如く、第１レーザー変位計３１〜第３レーザー変位計３３における球体１３側と反対側、即ち計測面３１α〜３３αと反対側に位置する面には、第１基準面３１β〜第３基準面３３β（基準面３１β〜３３β）が形成されている。そして、基準面３１β〜３３βには、一本の基準線Ｌ１が設けられている。本実施形態においては、第１基準面３１βと第２基準面３２βとの間、及び、第３基準面３３βの短手方向略中央部に、それぞれの第１レーザー変位計３１〜第３レーザー変位計３３の長手方向に基準線Ｌ１が設けられている。なお、該基準線Ｌ１は互いに平行であれば複数本設けることも可能である。
【００３５】
次に、レーザー変位計３０を車両Ｖに配設する方法について、図５から図８を用いて説明する。
図５から図７に示す如く、レーザー変位計３０は車両Ｖのエンジンルームの内部に、後述する平行線表示手段を用いて姿勢角が決定されることにより、図示しない固定用治具を介して配設される。具体的には、まず、図示しない水準器により、基準面３１β〜３３βが水平となるように、即ち基準面３１β〜３３βが鉛直方向に対して垂直となるように位置決めされる。より詳細には、基準面３１β〜３３βが水平となった状態で、固定用治具により鉛直軸を中心として回転可能に配設されるのである。
【００３６】
次に、平行線表示手段により、基準面３１β〜３３βに平行線Ｌｅ１が表示される（図８参照）。
平行線表示手段は、具体的には図５から図７に示す如く、互いに平行となるように延出された長尺部材である、同じ長さの左アーム部材５３Ｌ・右アーム部材５３Ｒと、左右アーム部材５３Ｌ・５３Ｒにおけるそれぞれの他端を相互に連結した長尺部材である水平部材５５と、水平部材５５に配設された平行光照射手段であるレーザープロジェクター６１と、を主な要素として構成されている。左右アーム部材５３Ｌ・５３Ｒは、車両Ｖの左右両側で対向するホイール（本実施形態においては、左フロントホイールＷＬ・右フロントホイールＷＲ）におけるそれぞれの中心にその一端が固定されている。
【００３７】
より詳細には、左アーム部材５３Ｌ及び右アーム部材５３Ｒは、左右のフロントホイールＷＬ・ＷＲに対して、それぞれ左右の取付治具５１Ｌ・５１Ｒを介して固定される。
即ち、左取付治具５１ＬはＶ字状に折れ曲がった平板部材であり、左フロントホイールＷＬのボルト孔のうち、２個と対向する位置に固定孔を有している。そして、この固定孔を介して左フロントホイールＷＬにボルト５１ａ・５１ａを螺入させることにより、図６及び図７に示す如く左取付治具５１Ｌを左フロントホイールＷＬに固定するのである。また、左取付治具５１Ｌは、左フロントホイールＷＬに固定した際に、左フロントホイールＷＬの中心位置と対向する位置に中心孔を有している。換言すれば、左取付治具５１Ｌは左フロントホイールＷＬに対して相対的に回転して取付けられても、中心孔は左フロントホイールＷＬの中心位置と対向するように構成されているのである。そして、左アーム部材５３Ｌを貫通したボルト５３ａを中心孔に螺入させることにより、左アーム部材５３Ｌの一端を左フロントホイールＷＬの中心位置に固定するのである。同様に、右アーム部材５３Ｒの一端を右フロントホイールＷＲの中心位置に固定するのである。
【００３８】
本実施形態においては、左アーム部材５３Ｌ及び右アーム部材５３Ｒはその軸心が鉛直方向を向くように配設される。具体的には錘等を用いて、それぞれが鉛直となるように左右のフロントホイールＷＬ・ＷＲに配設されるのである。そして、水平部材５５が、左右アーム部材５３Ｌ・５３Ｒにおける上端を相互に連結して配設される。即ち、水平部材５５は、左右のフロントホイールＷＬ・ＷＲにおけるそれぞれの中心を結んだ中心線ＬＣと平行となるように、水平に配設されるのである。なお、左アーム部材５３Ｌ及び右アーム部材５３Ｒは平行に配設されていればよく、その軸心方向は鉛直方向に限定されるものではない。
【００３９】
そして、レーザープロジェクター６１により、照射光Ｌａが照射される。具体的には照射光Ｌａは、その走査面が中心線ＬＣに対して平行となるように照射される。換言すれば、レーザープロジェクター６１は水平部材５５の軸心に対して平行となる走査面で照射光Ｌａを照射するのである。
そして、該照射光Ｌａが前記基準面３１β〜３３βに投射されることにより、前記走査面と前記基準面３１β〜３３βとの交線が、平行線Ｌｅ１として基準面３１β〜３３βに表示される（図８（ａ）参照）。このとき、基準面３１β〜３３βは水平状態を維持しているため、平行線Ｌｅ１は水平部材５５の軸心及び中心線ＬＣに対して平行となるのである。
【００４０】
なお、本実施形態においては、左右アーム部材５３Ｌ・５３Ｒや水平部材５５、レーザープロジェクター６１等を用いて１本の平行線Ｌｅ１を基準面３１β〜３３βに表示する構成としたが、平行線Ｌｅ１の本数や表示方法は上記の構成に限定するものではない。即ち、複数の平行線Ｌｅ１を表示する方法や、別の方法でレーザープロジェクター６１を配設して平行線Ｌｅ１を表示する方法、治具等を用いて基準面３１β〜３３βに平行線Ｌｅ１を表示する方法等でも差し支えない。
【００４１】
上記の如く平行線Ｌｅ１が基準面３１β〜３３βに表示された状態において、図８（ａ）に示す如く、基準面３１β〜３３βの基準線Ｌ１と、平行線Ｌｅ１と、の方向が同一となるように、基準面３１β〜３３βの水平方向姿勢、即ちレーザー変位計３０の水平方向の車両Ｖに対する向きを定めるのである。即ち、基準線Ｌ１は中心線ＬＣに対して平行であるため、基準線Ｌ１と平行線Ｌｅ１との方向を同一とすることにより、レーザー変位計３０の長手方向が車両Ｖの進行方向に対して直交するように方向を定めることができるのである。これにより、車両Ｖに対する計測面３１α〜３３αの姿勢角が決定されるのである。なお、図８（ａ）においては、基準線Ｌ１と平行線Ｌｅ１とは平行となるように基準面３１β〜３３βの方向が定められているが、基準線Ｌ１と平行線Ｌｅ１が一致する（同一線となる）ように基準面３１β〜３３βの方向を定めても差し支えない。
さらに、他のレーザー変位計についても、球体１３ごとに同様に配設するのである。
【００４２】
上記の如くレーザー変位計３０を車両Ｖに配設することにより、変位量計測装置３９による計測精度を向上させることができる。即ち、水準器で基準面３１β〜３３βが水平となるように配設するとともに、基準線Ｌ１と平行線Ｌｅ１との方向を同一とすることにより、レーザー変位計３０と車両Ｖとの計測軸（ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸の３軸）の方向を一致させることができるのである。これにより、変位量計測装置３９による変位量計側において、レーザー変位計３０が車両Ｖに対して角度がずれて配設されることによる角度誤差をなくすことができるのである。
【００４３】
図８（ｂ）は第二実施形態に係る変位量計測装置を配置する際の基準面３１β〜３３βを示している。本実施形態に係る変位量計測装置は、前記第一実施形態の構成に加え、基準面３１β〜３３βに、基準線Ｌ１と直交する、２本の直交基準線Ｌ２・Ｌ３が設けられている。
【００４４】
そして、レーザープロジェクター６１が、第一実施形態と同様に、中心線ＬＣに対して平行となる平行走査面で平行照射光Ｌａを照射し、平行照射光Ｌａを基準面３１β〜３３βに投射することにより、基準面３１β〜３３βの上における平行走査面と基準面３１β〜３３βとの交線が平行線Ｌｅ１として表示される。さらに、レーザープロジェクター６１が、中心線ＬＣに対して直交する二つの直交走査面で直交照射光Ｌｂ・Ｌｃを照射し、直交照射光Ｌｂ・Ｌｃを基準面３１β〜３３βに投射することにより、基準面３１β〜３３βの上における直交走査面と基準面３１β〜３３βとの交線が、平行線Ｌｅ１に対して直交する直交線Ｌｅ２・Ｌｅ３が表示される。
【００４５】
その後、図８（ｂ）に示す如く、基準面３１β〜３３βの基準線Ｌ１と、平行線Ｌｅ１と、の方向が同一となるとともに、直交基準線Ｌ２・Ｌ３と、直交線Ｌｅ２・Ｌｅ３と、の方向が同一となるように、基準面３１β〜３３βの水平方向姿勢、即ちレーザー変位計３０の水平方向の車両Ｖに対する向きを定めるのである。なお、本実施形態においては、基準線Ｌ１と平行線Ｌｅ１が一致し（同一線となり）、直交基準線Ｌ２・Ｌ３と直交線Ｌｅ２・Ｌｅ３が一致するように基準面３１β〜３３βの方向を定めている。
【００４６】
上記の如くレーザー変位計３０を車両Ｖに配設することにより、変位量計測装置３９による計測精度をさらに向上させることができる。即ち、水準器で基準面３１β〜３３βを水平となるように配設し、基準線Ｌ１と平行線Ｌｅ１との方向を同一とするとともに、直交基準線Ｌ２・Ｌ３と直交線Ｌｅ２・Ｌｅ３との方向を同一とすることにより、レーザー変位計３０と車両Ｖとの計測軸（ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸の３軸）の方向を一致させ易くすることができるのである。換言すれば、レーザー変位計３０を車両Ｖに配設する際に、平行線Ｌｅ１だけでなく、直交線Ｌｅ２・Ｌｅ３を用いて方向を定めることにより、レーザー変位計３０の方向を合わせ易くしているのである。
【００４７】
［エンジンマウントの変位量計測方法］
次に、本発明に係るエンジンマウントの変位量計測方法について、図９から図１３を用いて説明する。なお、本発明に係るエンジンマウントの変位量計測方法の概要については、本願出願人により既に特許出願がなされている（特願２００９−１０４３４号）。
【００４８】
図９に示す如く、本実施形態に係るエンジンマウントの変位量計測方法は、エンジンマウント１０のマウント軸として配設されるボルト１２の両端に、それぞれ１個ずつ固定した２個の球体１３・１３の変位を、それぞれの球体１３・１３について３箇所ずつ第１レーザー変位計３１〜第３レーザー変位計３３、第４レーザー変位計３４〜第６レーザー変位計３６で計測する、球体変位計測工程（図９中のステップＳ１）と、前記球体変位計測工程で計測した前記球体１３・１３の変位結果に基づいて、前記球体１３・１３の中心Ｉ・Ｊの３次元座標Ｑ１・Ｑ２をそれぞれ算出する、座標算出工程（図９中のステップＳ２〜ステップＳ７）と、座標算出工程で算出した２個の３次元座標Ｑ１・Ｑ２に基づいて、前記ボルト１２の中心Ｋの３軸並進量（３次元座標Ｏの変位量）、及び、前記ボルト１２の２軸回転量（θ、φ）を算出する、マウント軸変位算出工程（図９中のステップＳ８）と、を備える。
【００４９】
それぞれの工程について、以下に具体的に説明する。
まず、球体変位計測工程では、前記の如く、第１レーザー変位計３１〜第３レーザー変位計３３が一方の球体１３の表面における計測点Ａ〜Ｃの変位を、第４レーザー変位計３４〜第６レーザー変位計３６が他方の球体１３の表面における計測点Ｄ〜Ｆの変位を計測する。そして、それぞれのレーザー変位計３１〜３６で計測された計測点Ａ〜Ｆの変位量を制御装置３８に出力し、該制御装置３８はそれぞれのレーザー変位計３１〜３６の出力を取得するのである（ステップＳ１）。
【００５０】
次に、座標算出工程では、前記演算機能が、それぞれのレーザー変位計３１〜３６で計測された、計測点Ａ〜Ｃ、Ｄ〜Ｆの変位を、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸からなるセンサ座標系から見た３次元座標Ｘ１〜Ｘ３、Ｘ４〜Ｘ６へと座標変換する（ステップＳ２）。
具体的には、図１０に示す如く、計測点Ａ〜Ｃの変位量に基づいて座標Ｘ１（ｘａ、ｙａ、ｚａ）〜Ｘ３（ｘｃ、ｙｃ、ｚｃ）を算出するのである。同様に他方の計測点Ｄ〜Ｆについても、同様に３次元座標Ｘ４（ｘｄ、ｙｄ、ｚｄ）〜Ｘ６（ｘｆ、ｙｆ、ｚｆ）を算出するのである。
【００５１】
さらに、座標算出工程では、前記演算機能が、前記座標Ｘ１〜Ｘ３、Ｘ４〜Ｘ６に基づいて、図１１に示した３個の計測点Ａ〜Ｃのそれぞれを通る円の中心Ｌの３次元座標Ｐ１を算出する。（ステップＳ３）。
詳細には、３個の計測点Ａ〜Ｃの座標Ｘ１〜Ｘ３が判明すれば、幾何学的に計測点Ａ〜Ｃの何れにも等距離に位置する点の座標を求めることで、計測点Ａ〜Ｃを通る円の中心Ｌの座標Ｐ１（ｘｐ１、ｙｐ１、ｚｐ１）を求めることが可能となる。これにより、前記演算機能が前記座標Ｘ１〜Ｘ３に基づいて計測点Ａ〜Ｃを通る円の中心Ｌの座標Ｐ１を算出するのである。また、図示しない他方の球体１３についても、同様に計測点Ｄ〜Ｆを通る円の中心Ｍの３次元座標Ｐ２（ｘｐ２、ｙｐ２、ｚｐ２）を算出するのである。
【００５２】
さらに、前記演算機能が幾何学的に、前記中心Ｌ・Ｍと計測点Ａ〜Ｃ・Ｄ〜Ｆの何れかとの距離を算出することにより、前記２個の円の半径ｒ１・ｒ２を算出する（ステップＳ４）。
【００５３】
さらに、前記演算機能が幾何学的に、前記球体１３・１３の中心Ｉ・Ｊと、前記３個の計測点Ａ〜Ｃ・Ｄ〜Ｆで決まる平面との距離ｋ１・ｋ２を算出する（ステップＳ５）。
詳細には、前記球体１３・１３の半径ｒ０が既知であるため、図１１に示す如く、該半径ｒ０と、前記円の半径ｒ１・ｒ２と、前記平面との距離ｋ１・ｋ２との三辺で形成される直角三角形において三平方の定理を利用することにより、前記平面との距離ｋ１・ｋ２を算出するのである。
【００５４】
さらに、前記演算機能が幾何学的に、前記３個の計測点Ａ〜Ｃ・Ｄ〜Ｆで決まる平面の垂直方向ベクトルｎを算出する（ステップＳ６）。
【００５５】
さらに、座標算出工程では、前記演算機能が、前記２個の円の中心座標Ｐ１・Ｐ２、平面との距離ｋ１・ｋ２、及び前記垂直方向ベクトルｎに基づいて前記球体１３・１３の中心Ｉ・Ｊの３次元座標Ｑ１・Ｑ２を算出する（ステップＳ７）。
詳細には、図１１に示す如く、前記２個の円の中心Ｌ・Ｍを起点として、前記垂直方向ベクトルｎの方向に距離ｋ１・ｋ２だけ移動した点が前記球体１３・１３の中心Ｉ・Ｊとなるため、前記演算機能が球体１３・１３の中心Ｉの３次元座標Ｑ１・Ｑ２を算出するのである。
【００５６】
次に、マウント軸変位算出工程では、前記演算機能が、前記３次元座標Ｑ１・Ｑ２に基づいて、前記ボルト１２の中心Ｋの３軸並進量（３次元座標Ｏの変位量）、及び、前記ボルト１２の２軸回転量（θ、φ）を算出する（ステップＳ８）。
具体的には、図１２に示す如く、前記中心Ｉ・Ｊの中点がボルト１２の中心Ｋとなるため、前記演算機能が、前記３次元座標Ｑ１・Ｑ２に基づいてボルト１２の中心Ｋの３次元座標Ｏ（ｘｏ、ｙｏ、ｚｏ）を算出するのである。そして、前記３次元座標ＯのＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向それぞれの変位量を算出することにより、前記ボルト１２の中心Ｋの３軸並進量を算出するのである。
さらに、図１３に示す如く、前記中心Ｉ・Ｊの３次元座標Ｑ１・Ｑ２、及び、ボルト１２の中心Ｋの３次元座標Ｏに基づいて、Ｚ軸を中心としたＸ軸からのボルト１２の回転角θ、及び、Ｚ軸からの傾きφを算出することにより、前記ボルト１２の２軸回転量（θ、φ）を算出するのである。
【００５７】
前記のように構成することにより、高速な振動現象の下にあっても、エンジンマウント１０のマウント軸として配設されるボルト１２の中心Ｋの３軸並進量（３次元座標Ｏの変位量）、及び、該ボルト１２の２軸回転量（θ、φ）を高精度に算出することができる。
具体的には、第１レーザー変位計３１〜第６レーザー変位計３６で計測された前記球体１３・１３の変位結果に基づいてボルト１２の中心Ｋの３軸並進量、及び、該ボルト１２の２軸回転量を算出する構成としているため、マウント軸のねじれ（こじり変形）を計測することができ、さらに計測の応答性を高めることが可能となるのである。また、本実施形態に係るエンジンマウントの変位量計測方法は数値積分を用いないため積分誤差が発生せず、該積分誤差による精度の低下を防ぐことができるのである。
【００５８】
上記の如く変位量を計測するにあたり、レーザー変位計３０を車両Ｖに配設する際に、レーザー変位計３０と車両Ｖとの計測軸（ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸の３軸）の方向を一致させる構成としている。このため、レーザー変位計３０を設置する際の車両Ｖとの角度のずれによる角度誤差が発生することを防止できるのである。
従って、高速な振動現象下における、エンジンマウント１０のマウント軸として配設されるボルト１２の中心Ｋの３軸並進量（３次元座標Ｏの変位量）、及び、該ボルト１２の２軸回転量（θ、φ）を、より高精度に算出することが可能となるのである。
【符号の説明】
【００５９】
１０ エンジンマウント
１１ 防振弾性体
１２ ボルト
１３ 球体
３０ レーザー変位計
３１ 第１レーザー変位計
３２ 第２レーザー変位計
３３ 第３レーザー変位計
６１ レーザープロジェクター
Ｖ 車両
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のエンジンルームの内部に、平行線表示手段を用いて姿勢角が決定されることにより配設され、
投光部と受光部とを有する計測面と、前記計測面に対して所定の位置に配設されるとともに一本又は平行な複数本の基準線が設けられる基準面と、を備え、
前記投光部が、前記エンジンルーム内におけるエンジンマウントのマウント軸に配設された計測対象物に計測光を照射し、前記受光部が、前記計測対象物で反射した前記計測光の反射光を受光することにより、前記計測対象物の変位量を計測する、変位量計測装置であって、
前記基準面が水平となるように位置決めされた後、
前記平行線表示手段により、前記車両の左右両側で対向するホイールにおけるそれぞれの中心を結んだ中心線に対して平行となる平行線が、前記基準面上に表示され、
前記一本又は平行な複数本の基準線と、前記平行線と、の方向が同一となるように前記基準面の水平方向姿勢が定められることにより、前記車両に対する前記計測面の姿勢角が決定される、
ことを特徴とする、変位量計測装置。
【請求項２】
前記平行線表示手段は、
前記中心線に対して平行となる走査面で照射光を照射し、該照射光を前記基準面に投射することにより、前記走査面と前記基準面との交線を前記平行線として表示する、平行光照射手段を備える、
ことを特徴とする、請求項１に記載の変位量計測装置。
【請求項３】
前記平行線表示手段は、
前記車両の、左右両側で対向するホイールにおけるそれぞれの中心位置にその一端を固定し、互いに平行となるように延出した、同じ長さの２本のアーム部材と、
前記それぞれのアーム部材における他端を相互に連結した水平部材と、を備え、
前記平行光照射手段は、前記水平部材に配設され、該水平部材の軸心に対して平行となる走査面で照射光を照射し、該照射光を前記基準面に投射することにより、前記走査面と前記基準面との交線を前記平行線として表示する、
ことを特徴とする、請求項２に記載の変位量計測装置。
【請求項４】
前記基準面上には、前記基準線と直交する、一本又は平行な複数本の直交基準線が設けられ、
前記平行光照射手段が、前記中心線に対して平行となる平行走査面で平行照射光を照射し、前記平行照射光を前記基準面に投射することにより、前記基準面上における前記平行走査面と前記基準面との交線が前記平行線として表示され、
前記平行光照射手段が、前記中心線に対して直交する直交走査面で直交照射光を照射し、前記直交照射光を前記基準面に投射することにより、前記基準面上における前記直交走査面と前記基準面との交線が、前記平行線に対して直交する直交線として表示され、
前記一本又は平行な複数本の基準線と、前記平行線と、の方向が同一となるとともに、前記一本又は平行な複数本の直交基準線と、前記直交線と、の方向が同一となるように、前記基準面の水平方向姿勢が定められることにより、前記車両に対する前記計測面の姿勢角が決定される、
ことを特徴とする、請求項２又は請求項３に記載の変位量計測装置。
【請求項５】
車両のエンジンルームの内部に配設され、
投光部と受光部とを有する計測面と、前記計測面に対して所定の位置に配設されるとともに一本又は平行な複数本の基準線が設けられる基準面と、を備え、
前記投光部が、前記エンジンルーム内におけるエンジンマウントのマウント軸に配設された計測対象物に計測光を照射し、前記受光部が、前記計測対象物で反射した前記計測光の反射光を受光することにより、前記計測対象物の変位量を計測する、変位量計測装置の姿勢角決定方法であって、
前記基準面が水平となるように位置決めした後、
平行線表示手段により、前記車両の左右両側で対向するホイールにおけるそれぞれの中心を結んだ中心線に対して平行となる平行線を、前記基準面上に表示し、
前記一本又は平行な複数本の基準線と、前記平行線と、の方向が同一となるように前記基準面の水平方向姿勢を定めることにより、前記車両に対する前記計測面の姿勢角を決定する、
ことを特徴とする、変位量計測装置の姿勢角決定方法。
【請求項６】
前記平行線表示手段は、
前記中心線に対して平行となる走査面で照射光を照射し、該照射光を前記基準面に投射することにより、前記走査面と前記基準面との交線を前記平行線として表示する、平行光照射手段を備える、
ことを特徴とする、請求項５に記載の変位量計測装置の姿勢角決定方法。
【請求項７】
前記平行線表示手段は、
前記車両の、左右両側で対向するホイールにおけるそれぞれの中心位置にその一端を固定し、互いに平行となるように延出した、同じ長さの２本のアーム部材と、
前記それぞれのアーム部材における他端を相互に連結した水平部材と、を備え、
前記平行光照射手段は、前記水平部材に配設され、該水平部材の軸心に対して平行となる走査面で照射光を照射し、該照射光を前記基準面に投射することにより、前記走査面と前記基準面との交線を前記平行線として表示する、
ことを特徴とする、請求項６に記載の変位量計測装置の姿勢角決定方法。
【請求項８】
前記基準面上には、前記基準線と直交する、一本又は平行な複数本の直交基準線が設けられ、
前記平行光照射手段が、前記中心線に対して平行となる平行走査面で平行照射光を照射し、前記平行照射光を前記基準面に投射することにより、前記基準面上における前記平行走査面と前記基準面との交線が前記平行線として表示され、
前記平行光照射手段が、前記中心線に対して直交する直交走査面で直交照射光を照射し、前記直交照射光を前記基準面に投射することにより、前記基準面上における前記直交走査面と前記基準面との交線として、前記平行線に対して直交する直交線として表示され、
前記一本又は平行な複数本の基準線と、前記平行線と、の方向が同一となるとともに、前記一本又は平行な複数本の直交基準線と、前記直交線と、の方向が同一となるように、前記基準面の水平方向姿勢を定めることにより、前記車両に対する前記計測面の姿勢角を決定する、
ことを特徴とする、請求項６又は請求項７に記載の変位量計測装置の姿勢角決定方法。
【請求項１】
車両のエンジンルームの内部に、平行線表示手段を用いて姿勢角が決定されることにより配設され、
投光部と受光部とを有する計測面と、前記計測面に対して所定の位置に配設されるとともに一本又は平行な複数本の基準線が設けられる基準面と、を備え、
前記投光部が、前記エンジンルーム内におけるエンジンマウントのマウント軸に配設された計測対象物に計測光を照射し、前記受光部が、前記計測対象物で反射した前記計測光の反射光を受光することにより、前記計測対象物の変位量を計測する、変位量計測装置であって、
前記基準面が水平となるように位置決めされた後、
前記平行線表示手段により、前記車両の左右両側で対向するホイールにおけるそれぞれの中心を結んだ中心線に対して平行となる平行線が、前記基準面上に表示され、
前記一本又は平行な複数本の基準線と、前記平行線と、の方向が同一となるように前記基準面の水平方向姿勢が定められることにより、前記車両に対する前記計測面の姿勢角が決定される、
ことを特徴とする、変位量計測装置。
【請求項２】
前記平行線表示手段は、
前記中心線に対して平行となる走査面で照射光を照射し、該照射光を前記基準面に投射することにより、前記走査面と前記基準面との交線を前記平行線として表示する、平行光照射手段を備える、
ことを特徴とする、請求項１に記載の変位量計測装置。
【請求項３】
前記平行線表示手段は、
前記車両の、左右両側で対向するホイールにおけるそれぞれの中心位置にその一端を固定し、互いに平行となるように延出した、同じ長さの２本のアーム部材と、
前記それぞれのアーム部材における他端を相互に連結した水平部材と、を備え、
前記平行光照射手段は、前記水平部材に配設され、該水平部材の軸心に対して平行となる走査面で照射光を照射し、該照射光を前記基準面に投射することにより、前記走査面と前記基準面との交線を前記平行線として表示する、
ことを特徴とする、請求項２に記載の変位量計測装置。
【請求項４】
前記基準面上には、前記基準線と直交する、一本又は平行な複数本の直交基準線が設けられ、
前記平行光照射手段が、前記中心線に対して平行となる平行走査面で平行照射光を照射し、前記平行照射光を前記基準面に投射することにより、前記基準面上における前記平行走査面と前記基準面との交線が前記平行線として表示され、
前記平行光照射手段が、前記中心線に対して直交する直交走査面で直交照射光を照射し、前記直交照射光を前記基準面に投射することにより、前記基準面上における前記直交走査面と前記基準面との交線が、前記平行線に対して直交する直交線として表示され、
前記一本又は平行な複数本の基準線と、前記平行線と、の方向が同一となるとともに、前記一本又は平行な複数本の直交基準線と、前記直交線と、の方向が同一となるように、前記基準面の水平方向姿勢が定められることにより、前記車両に対する前記計測面の姿勢角が決定される、
ことを特徴とする、請求項２又は請求項３に記載の変位量計測装置。
【請求項５】
車両のエンジンルームの内部に配設され、
投光部と受光部とを有する計測面と、前記計測面に対して所定の位置に配設されるとともに一本又は平行な複数本の基準線が設けられる基準面と、を備え、
前記投光部が、前記エンジンルーム内におけるエンジンマウントのマウント軸に配設された計測対象物に計測光を照射し、前記受光部が、前記計測対象物で反射した前記計測光の反射光を受光することにより、前記計測対象物の変位量を計測する、変位量計測装置の姿勢角決定方法であって、
前記基準面が水平となるように位置決めした後、
平行線表示手段により、前記車両の左右両側で対向するホイールにおけるそれぞれの中心を結んだ中心線に対して平行となる平行線を、前記基準面上に表示し、
前記一本又は平行な複数本の基準線と、前記平行線と、の方向が同一となるように前記基準面の水平方向姿勢を定めることにより、前記車両に対する前記計測面の姿勢角を決定する、
ことを特徴とする、変位量計測装置の姿勢角決定方法。
【請求項６】
前記平行線表示手段は、
前記中心線に対して平行となる走査面で照射光を照射し、該照射光を前記基準面に投射することにより、前記走査面と前記基準面との交線を前記平行線として表示する、平行光照射手段を備える、
ことを特徴とする、請求項５に記載の変位量計測装置の姿勢角決定方法。
【請求項７】
前記平行線表示手段は、
前記車両の、左右両側で対向するホイールにおけるそれぞれの中心位置にその一端を固定し、互いに平行となるように延出した、同じ長さの２本のアーム部材と、
前記それぞれのアーム部材における他端を相互に連結した水平部材と、を備え、
前記平行光照射手段は、前記水平部材に配設され、該水平部材の軸心に対して平行となる走査面で照射光を照射し、該照射光を前記基準面に投射することにより、前記走査面と前記基準面との交線を前記平行線として表示する、
ことを特徴とする、請求項６に記載の変位量計測装置の姿勢角決定方法。
【請求項８】
前記基準面上には、前記基準線と直交する、一本又は平行な複数本の直交基準線が設けられ、
前記平行光照射手段が、前記中心線に対して平行となる平行走査面で平行照射光を照射し、前記平行照射光を前記基準面に投射することにより、前記基準面上における前記平行走査面と前記基準面との交線が前記平行線として表示され、
前記平行光照射手段が、前記中心線に対して直交する直交走査面で直交照射光を照射し、前記直交照射光を前記基準面に投射することにより、前記基準面上における前記直交走査面と前記基準面との交線として、前記平行線に対して直交する直交線として表示され、
前記一本又は平行な複数本の基準線と、前記平行線と、の方向が同一となるとともに、前記一本又は平行な複数本の直交基準線と、前記直交線と、の方向が同一となるように、前記基準面の水平方向姿勢を定めることにより、前記車両に対する前記計測面の姿勢角を決定する、
ことを特徴とする、請求項６又は請求項７に記載の変位量計測装置の姿勢角決定方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１１−１６９６５２（Ｐ２０１１−１６９６５２Ａ）
【公開日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−３１７０３（Ｐ２０１０−３１７０３）
【出願日】平成２２年２月１６日（２０１０．２．１６）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月１６日（２０１０．２．１６）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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