JP3010995B2 - エンジン組付部品の加工方法 - Google Patents

エンジン組付部品の加工方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、カムシャフトハウジン
グなどのエンジン組付部品に対して機械加工を施すエン
ジン組付部品の加工方法に関する。
【従来の技術】
【0002】図9に一般的なエンジンの概略、図10に
カムシャフトハウジングの加工方法を表す概略を示す。
【0003】図9に示すように、エンジン本体11のシ
リンダブロック12にはクランクシャフト13が回転自
在に支持されており、このクランクシャフト13にはコ
ンロッド14の基端部が連結される一方、コンロッド1
4の先端部にはそれぞれピストン15が連結されてい
る。また、シリンダブロック12の上部に固定されたシ
リンダヘッド16には各ピストン15に対応してその燃
焼室17が形成され、ここに点火プラグ18が装着され
ると共に、この燃焼室17に連通する吸気ポート19と
排気ポート20が形成されている。
【0004】この吸気ポート19には吸気バルブ22が
装着されると共に吸気管21が接続されており、この吸
気管21の吸気ポート19よりにはフューエルインジェ
クタ23が装着されている。一方、排気ポート20には
排気バルブ24が装着されると共に排気管25が接続さ
れている。更に、このシリンダヘッド16の上部に固定
されたカムシャフトハウジング26には吸気バルブ22
と排気バルブ24を作動させる一対のカムシャフト2
7,28が装着されている。
【0005】従って、図示しないエアクリーナから吸い
込まれた空気は吸気管21により吸気ポート19に流入
する一方、フューエルインジェクタ23は吸入空気量に
見合った所定量の燃料を吸気ポート19に噴射する。そ
して、吸入空気と霧状の燃料とが混合して混合気とな
り、カムシャフト27により吸気バルブ22が開放する
ことで吸気ポート19から燃焼室17内に送り込まれ
る。ここで、混合気は燃焼室17で瞬時に燃焼してその
膨張ガス圧でピストン15を駆動する。その後、燃焼に
よって発生した排気ガスはカムシャフト28により排気
バルブ24が開放することで排気ポート20から排気管
25によって外部に排出される。
【0006】このようなエンジンにおいて、一対のカム
シャフト27,28を回転自在に支持するカムシャフト
ハウジング26は、図10に示すように、このカムシャ
フト27,28の取付孔31,32が穿設されると共
に、各側部及び中央部にはシリンダヘッド16に固定す
るための取付部33,34,35,36がそれぞれ一体
に形成されている。
【0007】そして、このカムシャフトハウジング26
及び先端部の軸受メタル29はアルミダイキャストにて
製造され、カムシャフトハウジング26は取付台41上
に載置されて多数のクランプ軸42によって各取付部3
3,34,35,36が押え付けられた状態で、複数の
バイト43を有するボーリングアーバー44によって取
付孔31,32の中ぐり加工が施される。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】このようなカムシャフ
トハウジング26は、前述したように、各取付部33,
34,35,36が多数のクランプ軸42によって押え
付けられた状態でボーリングアーバー44によって取付
孔31,32の中ぐり加工が施されている。このように
加工されたカムシャフトハウジング26はシリンダヘッ
ド16の上にガスケットを介して多数の固定ボルトによ
り固定されることとなり、この場合、各固定ボルトは所
定の軸力にて締め付けられている。ところが、このカム
シャフトハウジング26には取付孔31,32やカムの
装着部、あるいは軽量化のための肉抜きなどのため、カ
ムシャフトハウジング26全体の剛性はそれ程高いもの
ではなく、各固定ボルトの締め付け力のためにこのカム
シャフトハウジング26が微妙に変形して、取付孔3
1,32の同軸度が低下してしまうという問題があっ
た。すると、この取付孔31,32に装着されたカムシ
ャフトは適正な回転力が得られなくなってしまう。
【0009】本発明はこのような問題を解決するもので
あって、加工精度の向上を図ったエンジン組付部品の加
工方法を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの本発明のエンジン組付部品の加工方法は、支持台の
基準面上に載置されたエンジン組付部品に対してクラン
プ手段によって複数の固定位置をクランプ保持した状態
で前記エンジン組付部品の加工を行うエンジン組付部品
の加工方法において、前記支持台の基準面を所定高さに
設定し、前記エンジン組付部品に対する前記クランプ手
段の加圧方向に前記エンジン組付部品の加工部分が存在
しない位置で前記クランプ手段による前記エンジン組付
部品のクランプを行うと共に前記クランプ手段による前
記エンジン組付部品のクランプ圧を所定圧力に設定した
各設定条件にて前記エンジン組付部品を所定の目標加工
寸法に加工を行い、該加工されたエンジン組付部品をエ
ンジン本体に組付けて加工寸法を計測し、前記目標加工
寸法と組付後の加工寸法との差を求め、その差に応じて
前記支持台の基準面の高さを調節すると共に前記クラン
プ手段によるクランプ圧を調節して前記エンジン組付部
品の加工を行うようにしたことを特徴とするものであ
る。
【0011】
【作用】目標加工寸法とエンジン本体に組付けた後の加
工寸法との差を求め、その差に応じて支持台の基準面の
高さを調節すると共にクランプ手段によるクランプ圧を
調節してエンジン組付部品の加工を行うようにしたこと
で、エンジン組付部品はエンジン本体に組付けられた状
態にほぼ同じ状態で加工が施される。
【0012】
【実施例】以下、本発明を実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。
【0013】図1に本発明の一実施例に係るエンジン組
付部品の加工方法を実施するための加工装置の概略構
成、図2に加工支持台の正面視、図3に加工支持台の平
面視、図4にクランプ装置の一部切欠正面視、図5にク
ランプ圧変化による同軸度テストの設定条件を表す説
明、図6及び図7にクランプ圧変化による同軸度テスト
の結果を表すグラフ、図8に支持台の基準面高さの調節
量を表す説明を示す。なお、従来と同様の機能を有する
部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【0014】本実施例のエンジン組付部品の加工装置
は、エンジン組付部品としてのカムシャフトハウジング
のカムシャフト取付孔の中ぐり加工に適用したものであ
る。図1に示すように、エンジン組付部品としてのカム
シャフトハウジング26は支持台51の基準パット5
2,53,54上に載置されており、この基準パット5
2,53,54はそれぞれ基準面高さ調節機構55,5
6,57によって高さを調節することができるようにな
っている。一方、カムシャフトハウジング26の各取付
部33,34,35,36をクランプ保持するクランプ
手段としてのクランプ軸58,59,60,61はそれ
ぞれクランプシリンダ62,63,64によって軸方向
移動自在となっており、各クランプシリンダ62,6
3,64には減圧弁65,66,67が接続されてその
クランプ圧力を調節することができるようになってい
る。
【0015】制御部68はクランプ圧設定手段69と基
準面高さ設定手段70とを有しており、クランプ圧設定
手段69は後述する目標加工寸法と組付後の加工寸法と
の差に応じてクランプ軸58,59,60,61による
クランプ圧を所定値に調節するものである。一方、基準
面高さ設定手段70は目標加工寸法と組付後の加工寸法
との差に応じて基準面高さ調節機構55,56,57に
よる支持台51の基準パット52,53,54の高さを
調節するものである。
【0016】また、この制御部68には、所定の設定条
件でカムシャフトハウジング26のカムシャフト取付孔
31,32の中ぐり加工が施されたときに同軸度センサ
71,72によって計測されたこの取付孔31,32の
同軸度計測データが入力されるようになっている。即
ち、支持台51の基準パット52,53,54を所定の
高さに設定すると共にクランプ軸58,59,60,6
1によるカムシャフトハウジング26のクランプ圧を所
定圧力に設定し、この各設定条件にてカムシャフトハウ
ジング26を保持した状態で、カムシャフトハウジング
26の各取付孔31,32を目標加工寸法に研削加工
し、この加工されたカムシャフトハウジング26をシリ
ンダヘッド16に固定ボルト30より締結して各取付孔
31,32の同軸度を同軸度センサ71,72によって
計測し、その同軸度計測データを制御部68に出力す
る。制御部68のクランプ圧設定手段69はこの同軸度
計測データに基づいてクランプ軸58,59,60,6
1のクランプ圧を調整設定し、一方、基準面高さ設定手
段70はこの同軸度計測データに基づいて基準パット5
2,53,54の高さを調整設定する。
【0017】その後、クランプ軸58,59,60,6
1のクランプ圧並びに基準パット52,53,54の高
さの調整が完了すると、制御部68は加工装置としての
ボーリングアーバー44を駆動してカムシャフトハウジ
ング26の各取付孔31,32を研削加工する。
【0018】ここで、支持台51の構成、並びに支持台
51の基準パット52,53,54の高さを調節する基
準面高さ調節機構55,56,57、クランプ軸58,
59,60,61によるカムシャフトハウジング26の
クランプ圧を調整するクランプシリンダ62,63,6
4等について説明する。
【0019】図2及び図3に示すように、支持台51に
はカムシャフトハウジング26の各取付部33a〜33
e,34a〜34e,35a〜35,36a〜36eに
対応して基準パット52a〜52e,53a〜53e,
54a〜54eが装着されており、各基準パット52a
〜52e,53a〜53e,54a〜54eは基準面高
さ調節機構55,56,57としての図示しないシムに
よってそれぞれ独立して高さを調節することができる。
【0020】また、支持台51には搬送されたカムシャ
フトハウジング26の位置決めを行う位置決めピン7
1,72が複数出没自在に設けられている。即ち、支持
台51の側部には下向きに突出作動する駆動ロッド73
を有する油圧シリンダ74が取付けられている。この駆
動ロッド73の先端部はベルクランク75及び連結ロッ
ド76、ベルクランク77を介して作動ロッド78の下
端部に連結されており、作動ロッド78の上端部は連結
リンク79を介して位置決めピン71に連結されてい
る。また、作動ロッド78の下端部はベルクランク80
及び連結ロッド81、ベルクランク82を介して作動ロ
ッド83の下端部に連結されており、作動ロッド83の
上端部は連結リンク84を介して位置決めピン72に連
結されている。従って、この油圧シリンダ74を駆動す
ることで、各位置決めピン71,72を同期して出没さ
せることができる。
【0021】図4に示すように、支持台51の上部に延
設された枠体91には水平支持部92が架設されたお
り、この水平支持部92には各基準パット52a〜52
e,53a〜53e,54a〜54eに対応してクラン
プシリンダ62,63,64が取付けられている。この
各クランプシリンダ62,63,64はほぼ同様の構造
をなし、シリンダ93内にピストン94が移動自在に設
けられ、このピストン94には駆動軸95が一体の固定
されている。そして、この駆動軸95の下端部にはカム
シャフトハウジング26の各取付部33a〜33e,3
4a〜34e,35a〜35,36a〜36eに対応し
てクランプ軸58,59,60,61が取付けられてい
る。この場合、クランプシリンダ62,64にはそれぞ
れ一つのクランプ軸58,61が、クランプシリンダ6
3には二つのクランプ軸59,60が取付けられてい
る。
【0022】なお、クランプシリンダ62の駆動軸95
の下端部には連結ロッド96を介して検出部97,98
が取付けられる一方、水平支持部92にはセンサ99,
100が取付けられており、これによってクランプ軸5
8,59,60,61の移動位置を検出している。
【0023】以下、本実施例のエンジン組付部品の加工
装置による具体的な加工方法に付いて説明する。図1に
示すように、まず、支持台51の基準パット52,5
3,54を所定の高さをすべて同じ高さに設定すると共
に、クランプ軸58,59,60,61によるカムシャ
フトハウジング26のクランプ圧を、図5に示すよう
に、設定条件1としてクランプシリンダ62a〜62
e,64a〜64eを50kgf/cm2 で、クランプシリン
ダ63a〜63eを56kgf/cm2 と設定する。設定条件
1にてカムシャフトハウジング26を保持した状態で、
各取付孔31,32の研削加工を行い、研削加工したカ
ムシャフトハウジング26をシリンダヘッド16に固定
ボルト30より締結し、各取付孔31,32の同軸度を
同軸度センサ71,72によって計測する。
【0024】設定条件1で研削加工された各取付孔3
1,32の同軸度の計測結果は、図6に示すようなもの
となり、このグラフは取付孔31をR、取付孔32をL
として表し、軸方向に対して5つの位置で計測してお
り、水平方向と垂直方向の軸心のずれを表している。即
ち、この設定条件1にあっては、取付孔31(R)、及
び取付孔32(L)のいずれもL側にずれると共に下方
にずれている。このように設定条件1では研削加工時に
カムシャフトハウジング26がR側に寄って保持されて
いたためと解析し、設定条件2として、図5に示すよう
に、クランプシリンダ62b,62c,62dのみのク
ランプ圧を低下して25.4kgf/cm2 とし、クランプシ
リンダ62a,62e,64a〜64eのクランプ圧を
50kgf/cm2、クランプシリンダのクランプ圧を56kgf
/cm2 と設定する。
【0025】この設定条件2にてカムシャフトハウジン
グ26を保持した状態で、各取付孔31,32の研削加
工を行い、研削加工したカムシャフトハウジング26を
シリンダヘッド16に固定ボルト30より締結し、再
び、各取付孔31,32の同軸度を同軸度センサ71,
72によって計測する。設定条件2で研削加工された各
取付孔31,32の同軸度の計測結果は、図7に示すよ
うなものとなり、取付孔32(L)は、設定条件1と同
様に、L側にずれると共に下方にずれているが、そのず
れ量は若干減少し、一方、取付孔31(R)は、水平方
向ではほとんどずれがなくなっている。
【0026】更に、設定条件3,4,5として、図5に
示すように、クランプシリンダ62a〜62e,63a
〜63e,64a〜64e全てのクランプ圧を低下させ
ていく。これはクランプ圧によるカムシャフトハウジン
グ26全体の変形量を把握するためである。このように
設定条件の変更によって取付孔31(R)及び取付孔3
2(L)の同軸度がどのように変化するかを解析し、そ
の計測データに基づいてクランプ圧を設定していく。実
際にはこのずれが逆に表れるようにクランプ軸58,5
9,60,61のクランプ圧を設定すればよいものであ
る。
【0027】また、前述の同軸度センサ71,72によ
って計測データにおいて、図6及び図7に示すように、
同軸度はいずれも長手方向端部に対して中央部分が下方
にずれている。これはカムシャフトハウジング26がア
ルミ素材であって柔らかいために表面が弾性変形してし
まうためであると考えられ、図8に示すように、カムシ
ャフトハウジング26の長手方向端部に対して中央部分
の高さを高く設定した。また、基準パット52に対して
基準パット54の高さを高くしたのは、カムシャフトハ
ウジング26の形状によって弾性変形量が大きいと判断
したためである。
【0028】このように本実施例のエンジン組付部品の
加工方法にあっては、支持台51の基準パット52,5
3,54の高さを所定高さに設定すると共にクランプ軸
58,59,60,61によるカムシャフトハウジング
26のクランプ圧を所定圧力に設定した複数の設定条件
にてカムシャフトハウジング26を保持した状態で、そ
の取付孔31,32を研削加工し、その加工されたカム
シャフトハウジング26をシリンダヘッド16に組付け
てその同軸度を計測し、その同軸度のずれにより基準パ
ット52,53,54の高さとクランプ軸58,59,
60,61によるクランプ圧を調節することで、カムシ
ャフトハウジング26をシリンダヘッド16に組付けら
れた状態にほぼ近い状態で加工を施すことができる。従
って、カムシャフトハウジング26の各取付孔31,3
2はシリンダヘッド16に組付けられときにはその同軸
度はほぼ適正となる。
【0029】
【発明の効果】以上、実施例を挙げて詳細に説明したよ
うに本発明のエンジン組付部品の加工方法によれば、エ
ンジン組付部品が載置される支持台の基準面を所定高さ
に設定し、エンジン組付部品に対するクランプ手段の加
圧方向にエンジン組付部品の加工部分が存在しない位置
でクランプ手段によるエンジン組付部品のクランプを行
と共にクランプ手段によるエンジン組付部品のクラン
プ圧を所定圧力に設定した設定条件にてエンジン組付部
品を所定の目標加工寸法に加工を行い、その加工された
エンジン組付部品をエンジン本体に組付けて加工寸法を
計測し、目標加工寸法と組付後の加工寸法との差を求
め、その差に応じて支持台の基準面の高さを調節すると
共にクランプ手段によるクランプ圧を調節してエンジン
組付部品の加工を行うようにしたので、エンジン組付部
品をエンジン本体に組付けられた状態にほぼ近い状態で
加工を施すことができ、エンジン組付部材の加工寸法は
エンジン本体に組付けられたときにはその精度がほぼ適
正となり、エンジン組付部材の加工精度の向上を図るこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係るエンジン組付部品の加
工方法を実施するための加工装置の概略構成図である。
【図2】加工支持台の正面図である。
【図3】加工支持台の平面図である。
【図4】クランプ装置の一部切欠正面図である。
【図5】クランプ圧変化による同軸度テストの設定条件
を表す説明図である。
【図6】クランプ圧変化による同軸度テストの結果を表
すグラフである。
【図7】クランプ圧変化による同軸度テストの結果を表
すグラフである。
【図8】支持台の基準面高さの調節量を表す説明図であ
る。
【図9】一般的なエンジンの概略図である。
【図10】カムシャフトハウジングの加工方法を表す概
略図である。
【符号の説明】
16 シリンダヘッド 26 カムシャフトハウジング 27,28 カムシャフト 30 固定ボルト 31,32ロ取付孔 33,34,35,36 取付部 51 支持台 52,53,54 基準パッド 55,56,57 基準高さ調節機構 58,59,60,61 クランプ軸 62,63,64 クランプシリンダ 65,66,67 減圧弁 68 制御部 69 クランプ圧設定手段 70 基準面高さ設定手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23B 35/00 B23B 41/12 B23P 15/00

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 支持台の基準面上に載置されたエンジン
    組付部品に対してクランプ手段によって複数の固定位置
    をクランプ保持した状態で前記エンジン組付部品の加工
    を行うエンジン組付部品の加工方法において、前記支持
    台の基準面を所定高さに設定し、前記エンジン組付部品
    に対する前記クランプ手段の加圧方向に前記エンジン組
    付部品の加工部分が存在しない位置で前記クランプ手段
    による前記エンジン組付部品のクランプを行うと共に前
    記クランプ手段による前記エンジン組付部品のクランプ
    圧を所定圧力に設定した各設定条件にて前記エンジン組
    付部品を所定の目標加工寸法に加工を行い、該加工され
    たエンジン組付部品をエンジン本体に組付けて加工寸法
    を計測し、前記目標加工寸法と組付後の加工寸法との差
    を求め、その差に応じて前記支持台の基準面の高さを調
    節すると共に前記クランプ手段によるクランプ圧を調節
    して前記エンジン組付部品の加工を行うようにしたこと
    を特徴とするエンジン組付部品の加工方法。
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