JPH01210224A - ヘッドシリンダ加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はチャンバー容積が一定のヘッドシリンダを得る
ために適用されるヘッドシリンダ加工方法に関する。

（従来の技術） 一般に、ヘッドシリンダは型を用いて製造されている。

（発明が解決しようとする課題） ところで、ヘッドシリンダのチャンバー容積はエンジン
性能に大きく影響することが知られている。一方、型は
経時変化し、また加工等によってヘッド高さやバルブシ
ート面の高さ等にばらつきを生ずることがあり、この結
果得られるヘッドシリンダではチャンバー容積が適正値
になっておらず、エンジン性能が低下するという問題点
があった。この問題点に対して型を一定期間毎に修正し
、修正した型でヘッドシリンダを製造することが考えら
れる。しかし、この方法ではチャンバー容積が適正なヘ
ッドシリンダを継続して得ることができず、また、加工
時のばらつき分を補正することができなかった。

なお、点火プラグ等の付属品に対するスペーサをチャン
バー容積が適正値になるようにヘッドシリンダに現金す
る方法も考えられるが、この方法は現金等に手間がかか
り余り現実的なものではなかった。

本発明は上記事情に鑑みて々されたものでチャンバー容
積が一定値であるヘッドシリンダを継続的かつ手間取る
ことなく得ることができるヘッドシリンダ加工方法を提
供することを目的とする。

（課題を解決するだめの手段） 上記目的を達成するために、本発明はヘッドシリンダの
チャンバー容積を測定−し、該測定量をあらかじめ設定
した基準値と比較し、該比較結果に基ついて前記ヘット
シリンダの下面部を切削することを要旨とする。

チャンバー容積を測定する上で、例えば第１図に示すよ
うに、寸ずヘッドシリンダ８０をマスキング治具１８に
押付け、３方弁１５，１７を閉じ、かつ弁４３．１４を
開いてタンク１１．４２に所定圧でエアを供給し、その
後、３方弁１５゜１７を開いて差圧計２０で差圧を検出
し、容積測定センサ２１がこの差圧検出信号に基づいて
容積を算出するようにしてもよい。

寸だ、ヘッドシリンダの下面部の切削において、例えは
第１図、第２図に示すように、データ処理装置４３が容
積測定センサ２１から容積テークを取込む一方、メモリ
４４から基準容積データＡを読出して両者を比較し、こ
の比較結果に基づいてカッター切込み量ｋを算定し、こ
の値ｋに相当する分力ツタ−６２を上昇させて位置設定
し、このように位置設定されたカッター６２を回転させ
ながらヘッドシリンダ８０に向って進行させヘッドシリ
ンダ８０の下面部８１を厚さｋだけ切削させるようにし
てもよい。

（作　用） 本発明は、」＝記構酸によってヘッドチャンバーの容積
が一定であるヘッドノリンダ舎継続的に得ることができ
、しかもヘッドチャンバーの容積を一定とすることによ
ってエンジン性能を低下させることがない。

（実　施　例） 以下、本発明の実施例について添付図面を参照して説明
する。

第１図は本発明の一実施例が適用されるチャン・・−容
積測定装置を示す配管系統図、第２図は同実施例が適用
されるチャンバー容積修正システムを示すブロック図で
ある。

第１図において、タンク１４．１２は同一容積になって
おり、かつそれぞれ弁１３．１４を介してエア供給ポン
プ（不図示）に接続されている。

タンク１１には６方弁１５を介して所定容積のマスタタ
ンク１６が接続されている。タンク１２にはろ方弁１７
を介して平板状のマスキング治具１８が接続されている
。マスキング治具１８の中央部には貫通孔１９が形成さ
れており、当該部がタンク１２との接続部になっている
。

３方弁１５．１７間に差圧計２０が設けられている。差
圧計２０は３方弁１５．１７間の差圧を検出する。差圧
計２０には容積測定センサ２１が接続されている。容積
測定センサ２１は、あらかじめ圧力と体積との関係を示
す特性データを格納しており、差圧計２０から差圧検出
信号を取込むとこの信号に基づいて容積を算出し、これ
をアナログ信号で出力する。

なお、本実施例では上述のように構成されたチャンバー
容積測定装置が４組備えられており、４個のチャンバー
が形成されたヘッドシリンダのチャンバー容積を同時に
測定し得るようになっている。この場合、マスキング治
具１８については４個の貫通孔１９を形成させたものを
用いてもよい。

第２図において、容積測定センサ２１には、容積測定セ
ンサ２１で得られた容積を示すアナログ信号を増幅する
アンプ４１が接続され、アンプ４１にはアンプ４１の出
力信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器４２が接
続されている。Ａ／Ｄ変換器４２にはデータ処理装置４
３が接続されている。データ処理装置４３は不図示のメ
モ１ノに格納された制御プログラムを実行し、かつＡ／
Ｄ変換器４２を介して容積を示す信号を取込むとともに
メモリ４４から格納データを読出して比較し、この比較
結果に基づいて制御信号を生成して出力する。メモリ４
４には後述の基準容積データＡが格納されている。

データ処理装置４４にはデータ処理装置４３の制御信号
に基づいて後述の各部を制御するプログラマブルコント
ローラ４５が接続されており、このプログラマブルコン
トローラ４５にばカッター装置駆動手段４６、ミーリン
グユニット駆動手段４７およびカッター台座駆動手段４
８が接続されている。

カッター台座駆動手段４８は立形のモータ４９と、モー
タ４９に駆動されるボールネジ５０とを備えている。

ボールネジ５０にはカッター台座６０が螺合されている
。プログラマブル、コントローラ４５によってモータ４
９が作動されてボールネジ５０が回転することによって
カッター台座６０が上・下動されるようになっている。

カッター台座６０には上面部にチップ６１を設けた力ｙ
ター６２が配設されているとともに、第３ａ図に示すよ
うにミー１ノングユニツト７０が塔載されている。

ミＩＪングユニット７０はカッター台座６０に直立して
設けられた端面測定ヘッド７１と、端面測定ヘッド７１
の空洞部に摺動自在に配設され、前記ミーリングユニッ
ト駆動手段４７によって上・下動される略り字形のロッ
ド７２と、ロッド７２の先端部に取付けられた位置決め
台７３と、位置決め台７３の上面部に配設され、上・下
動可能なＭＴパルサ７４とを備えている。

本実施例ではカッター台座６０およびカッター台座駆動
手段４８等は同一の台座に載置されており、この台座は
カッター装置駆動手段４６によって左右方向に移動する
ようになっている。

また、この台座の移動時にカッター６２が回転すること
により所定位置に固定されたヘッドシリンダ８０が切削
されるようになっている。

この場合、第４図に示すように構成されたヘッドシリン
ダ８０が適用される場合を例にする。

このヘッドシリンダ８０は略長方形の板状を成しており
、その下面部８１には４個のへラドチャンパー８２が一
列に並んで形成されている。

ヘッドチャンバー８２を形成する粗材面８５は点線８４
で示す位置より長さｔだけ凹んで形成されている。なお
、この場合点線８４で示す位置で基準容積データＡが設
定されており、この基準容積データＡがメモリ４４にあ
らかじめ格納されている。また、ヘッドチャンバー８２
の底部にはバルブシート８５が設けられている。

なお、バルブシート８５に形成されているバルブ穴８６
には測定に先立ってあらかじめシーリング座金が挿入さ
れ、当該部をチャンバー容積に算入しないようにしてい
る。

以上のように構成されたチャンバー容積測定装置、チャ
ンバー容積修正システムに適用される本発明方法の一実
施例について以下説明する。

まず、バルブ穴８６にシーリング座金を挿入し、この後
、第１図のようにヘッドチャンノく−８２が貫通孔１９
に位置するようにしてヘッドシリンダ８０をマスキング
治具１８に押付けてヘッドチャンバー８２を密閉状態に
する。

次に、３方弁１５．１７を閉じ、この状態で弁１３．１
４を開けてエア供給ポンプを作動し、り□ ンク１１”’１１２に同一圧のエアを供給する。

続いて、弁１３．１４を閉じ、この後、三方弁１５．１
７を開けて、タンク１１とマスタタンク１６で容積ＶＭ
の空間を、捷た、タンク１２とヘッドチャンバー８２で
容積ＶＷの空間を形成させる。すると、雨空間の差圧が
差圧計２０で検出され、この差圧検出信号が容積測定セ
ンサ２１に取込まれ、差圧検出信号に基づいてヘッドチ
ャンバー８２の容積■が算定されてこれが第２図に示す
ようにアンプ４１、Ａ／Ｄ変換器４２を介してデータ処
理装置４３に取込まれる。

すると、データ処理装置４３は基準容積データＡと容積
Ｖとを比較し差分に相当する容積削減量ΔＶを算出し、
この容積削減量ΔＶに基づいて切削すべき下面部８１の
厚さ（カッタ切込。

み量）ｋを算定する。このカッター切込み量には、本実
施例ではへラドチャンパー８２の平均断面積がＢである
とき、例えば に＝ΔＶ／Ｂ として得るようにしている。なお、カッタ切込み量にの
算定方式は本実施例に限定されるものではない。

そして、カッタ切込み量ｋを示すデータはプログラムコ
ントローラ４５に伝えられ、ｉ−リングユニソト駆動手
段４７、カッター台座駆動手段４８が制御される。そし
て、第３ａ図に示すように、捷ず、ミーリングユニット
駆動手段４７によってロッド７２が下方向に移動され位
置決め台７３が基準位置より長さｋだけ低い位置近傍に
設定される。次に、カッター台座駆動手段４８によって
カッター台座６０が上方向に移動されカッター６２が位
置決め台７３に当接した段階で移動が停止される。そし
て、ＭＴパルサ７４によってカッター６２のチップ６１
の位置が設定され、この段階で基準位置より長さに分補
正され、第３ｂ図に示すようにヘッドシリンダ８０の下
面部８１より寸法にだけ高い位置にカッター６２が位置
設定される。

続いて、カッター６２ｉｌ−１：回転駆動されるととも
に、プログラマブルコントローラ４５によってカッター
装置駆動手段４６が作動され、この作動によってカッタ
ー６２は、ミーリングユニット７０等とともに第６ｃ図
に示すようにヘッドシリンダ８０［対して進行する。こ
のカッター６２の回転進行によってヘッドシリンダ８０
の下面部８１は厚さｋだけ切削される。この結果、第４
図に一点釦線で示すように厚さｋだけ下面部８１が切削
され、ヘッドチャンバー８２の容積が基準容積データＡ
に同等になったヘッドシリンダ８０が得られる。そして
、このようにして得られたヘッドシリンダ８０は一定の
へラドチャンバー容積となっているのでエンジン性能を
低下することがない。捷だ、この方法によれば型の経時
変化あるいはバルブシートのばらつきに関わりなく常に
一定のへラドチャンバー容積のヘッドシリンダをイ８る
ことかできる。

なお、本実施例では切削手段として、第３ａ図に示すよ
うにカッター６２の上面部に複数個のチップ６１を設け
たものを例にしたが、これに限定されるものではなく、
例えば、第５図に示すようにボールエンドミル１００を
用いて構成してもよい。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明はヘッドシリンダーのチャ
ンバー容積を測定し、これを基準値を比較し、比較結果
に基づいてヘッドシリンダの下面部を切削しており、チ
ャンバー容積を一定値にすることができるので、適正な
チャンバー容積のヘッドシリンダを継続して得られ、ひ
いてはエンジン性能を低下させないという効果を有する
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例が適用されるチャンバー容積
測定装置を示す配管系統図、第２図は同実施例が適用さ
れるチャンバー容積修正システムを示すブロツク図、第
６ａ図乃至第３ｃ図は同実施例における動作手順を示す
模式図、第４図は同実施例に適用されるヘッドシリンダ
の一例を示す断面図、第５図は第２図のチャンバー容積
修正システムにおける切削手段の他の例としてのボール
エンドミルを示す模式図である。 １１．１２・・・タンク、１３．１４・・・弁、１５．
１７・　ろ方弁、１６・・マスタタンク、１８・マスキ
ング治具、２０・・・差圧計、２１・・・容積測定セン
サ、４３・・データ処理装置、４４・・メモリ、４６・
・力ｙター装置駆動手段、４７・　ミーリングユニット
駆動手段、４８・・・カッター台座駆動手段、６０・・
・カッター台座、６１・・・チップ、６２・・・カッタ
ー、７０・・・ミーリングユニット、７１・・端面測定
ヘンド、７２・・ロッド、７３・・・位置決め台、８０
・・・ヘッドシリンダ、８１・・・下面部、８２・ヘッ
ドチャンバー。 特許出願人　　トヨタ自動車株式会社 ｒｌ　Ｌ　　　　　暑Ｗ工樽排に金松 代理人　弁理士　萼　　　優　美　（ほか２名）Ｖあ鋼 □ ５図 ｍ 二目

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ヘッドシリンダのチャンバー容積を測定し、該測定量を
   あらかじめ設定した基準値と比較し、該比較結果に基づ
   いて前記ヘッドシリンダの下面部を切削することを特徴
   とするヘッドシリンダ加工方法。