JPH0552541A - バルブシートの間隙測定方法 - Google Patents
バルブシートの間隙測定方法Info
- Publication number
- JPH0552541A JPH0552541A JP3218496A JP21849691A JPH0552541A JP H0552541 A JPH0552541 A JP H0552541A JP 3218496 A JP3218496 A JP 3218496A JP 21849691 A JP21849691 A JP 21849691A JP H0552541 A JPH0552541 A JP H0552541A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- valve seat
- gap
- pedestal
- cylinder head
- ultrasonic wave
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- Pending
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- Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】バルブシートの間隙を精度よく、コスト少なく
自動的に測定する方法を提供する。 【構成】バルブシート６を排気ガス口の台座に締りばめ
したシリンダヘッド１を水没せしめ、超音波を前記台座
の下面とバルブシート６の内端面を透過しかつ台座の周
面で反射するごとく斜角入射し、この反射超音波を受信
して前記バルブシート６の内端面と台座の下面との間隙
を検査する。 【効果】このように、超音波を用いて間隙を検査するよ
うにしたので、微細な間隙も検出可能となり、かつシリ
ンダヘッドを水没させたので、排気ガス口とバルブシー
トの面粗度や形状精度のバラツキに影響されることが少
なく、正確な測定が可能となる。
自動的に測定する方法を提供する。 【構成】バルブシート６を排気ガス口の台座に締りばめ
したシリンダヘッド１を水没せしめ、超音波を前記台座
の下面とバルブシート６の内端面を透過しかつ台座の周
面で反射するごとく斜角入射し、この反射超音波を受信
して前記バルブシート６の内端面と台座の下面との間隙
を検査する。 【効果】このように、超音波を用いて間隙を検査するよ
うにしたので、微細な間隙も検出可能となり、かつシリ
ンダヘッドを水没させたので、排気ガス口とバルブシー
トの面粗度や形状精度のバラツキに影響されることが少
なく、正確な測定が可能となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、自動車エンジンのシ
リンダヘッドに組込まれているバルブシートの間隙を測
定する方法に関する。
リンダヘッドに組込まれているバルブシートの間隙を測
定する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車エンジンのシリンダヘッドはアル
ミニウムの鋳造品であり、その排気ガス口には、鋼鉄製
のバルブシートが焼きばめされている。即ちシリンダヘ
ッドを加熱して排気ガス口の径を大きくし、油圧シリン
ダを有する加圧機構によってバルブシートを圧入した
後、シリンダヘッドを水没すると締りばめの状態とな
り、完全に固定される。
ミニウムの鋳造品であり、その排気ガス口には、鋼鉄製
のバルブシートが焼きばめされている。即ちシリンダヘ
ッドを加熱して排気ガス口の径を大きくし、油圧シリン
ダを有する加圧機構によってバルブシートを圧入した
後、シリンダヘッドを水没すると締りばめの状態とな
り、完全に固定される。
【０００３】このとき、バルブシートの外周とシリンダ
ヘッドの排気口とは、締りばめによって完全に密着し、
またバルブシートの端面と台座とは、加圧機構によって
圧着されているため、間隙は生じないのが普通である。
ヘッドの排気口とは、締りばめによって完全に密着し、
またバルブシートの端面と台座とは、加圧機構によって
圧着されているため、間隙は生じないのが普通である。
【０００４】しかしながら、何らかの原因により、１万
分の１程度のオーダでバルブシートの端面と台座との間
にわずかな間隙が生じる場合がある。
分の１程度のオーダでバルブシートの端面と台座との間
にわずかな間隙が生じる場合がある。
【０００５】このような間隙があると、完成したエンジ
ンは騒音と振動が高く、要求される性能を満足しない。
ンは騒音と振動が高く、要求される性能を満足しない。
【０００６】現在のところ、バルブシートの焼きばめ後
の冷却工程では間隙の機械的な測定は行なわれておら
ず、熟練技術者の目視による確認を行なっているにすぎ
ない。
の冷却工程では間隙の機械的な測定は行なわれておら
ず、熟練技術者の目視による確認を行なっているにすぎ
ない。
【０００７】勿論、ゲージを用いた手作業による確認や
着色液浸透法による確認が併用されているが、あくまで
も目視の補助手段にすぎず、ほぼ全数についてこれらの
確認が行なわれている。
着色液浸透法による確認が併用されているが、あくまで
も目視の補助手段にすぎず、ほぼ全数についてこれらの
確認が行なわれている。
【０００８】
【発明の課題】目視による検査は、高度の熟練を要し、
個人差も大きく、最終的にはエンジンが完成した時点で
の検査に頼らざるを得ない。これでは、コスト削減を期
待することができない。
個人差も大きく、最終的にはエンジンが完成した時点で
の検査に頼らざるを得ない。これでは、コスト削減を期
待することができない。
【０００９】そのため、例えばレーザ光線による測定方
法が導入されたこともあるが、測定精度が０．３mm以上
の隙間量であるため実用性がなく、また装置も高額にな
る問題がある。
法が導入されたこともあるが、測定精度が０．３mm以上
の隙間量であるため実用性がなく、また装置も高額にな
る問題がある。
【００１０】そのほか、低周波音波による測定方法も考
えられるが、シリンダヘッドのリブ構造によって特定の
測定点で検出された波形にバラツキが生じ、信頼性に欠
ける問題がある。また、可聴音で音圧の高い発信を行な
うことは、作業環境の面でも問題が生じる。
えられるが、シリンダヘッドのリブ構造によって特定の
測定点で検出された波形にバラツキが生じ、信頼性に欠
ける問題がある。また、可聴音で音圧の高い発信を行な
うことは、作業環境の面でも問題が生じる。
【００１１】そこで、この発明の課題は、精度が高くコ
スト的にも負担の少ないバルブシートの間隙自動測定方
法を提供することである。
スト的にも負担の少ないバルブシートの間隙自動測定方
法を提供することである。
【００１２】
【課題の解決手段】上記の課題を解決するため、この発
明においては、バルブシートを排気ガス口の台座に締り
ばめしたシリンダヘッドを水没せしめ、超音波を、前記
台座の下面とバルブシートの内端面を通過し、かつ台座
の周面で反射するごとく斜角入射し、この反射超音波を
受信して前記バルブシートの内端面と台座の下面との間
隙を検査するようにしたのである。
明においては、バルブシートを排気ガス口の台座に締り
ばめしたシリンダヘッドを水没せしめ、超音波を、前記
台座の下面とバルブシートの内端面を通過し、かつ台座
の周面で反射するごとく斜角入射し、この反射超音波を
受信して前記バルブシートの内端面と台座の下面との間
隙を検査するようにしたのである。
【００１３】
【作用】超音波がバルブシートの内端面と台座の下面と
の間を通過するようにしてあるので、両者の間に間隙が
あると屈折角及び透過率が変動するため、受信した超音
波に変動が生じ、その差異によって間隙の有無、大小を
判別することができる。
の間を通過するようにしてあるので、両者の間に間隙が
あると屈折角及び透過率が変動するため、受信した超音
波に変動が生じ、その差異によって間隙の有無、大小を
判別することができる。
【００１４】
【実施例】以下、この発明の実施例を添付図面に基いて
説明する。
説明する。
【００１５】まず、シリンダヘッドにバルブシートを取
り付ける方法について説明する。
り付ける方法について説明する。
【００１６】図１に示すように、アルミニウム鋳造品で
あるシリンダヘッド１には、排気ガス口２が設けられて
いる。この排気ガス口２には、図２及び図３に示すよう
に、バルブシートの台座３が機械加工によって精密仕上
げされている。
あるシリンダヘッド１には、排気ガス口２が設けられて
いる。この排気ガス口２には、図２及び図３に示すよう
に、バルブシートの台座３が機械加工によって精密仕上
げされている。
【００１７】このシリンダヘッド１は加熱され、膨脹し
た状態で、図１に示すように、圧入機の油圧シリンダ４
のロッド５の先端で鋼鉄製のバルブシート６を排気ガス
口２に圧入する。
た状態で、図１に示すように、圧入機の油圧シリンダ４
のロッド５の先端で鋼鉄製のバルブシート６を排気ガス
口２に圧入する。
【００１８】そして、シリンダヘッド１を冷却すると、
バルブシート６は締りばめされる。このとき、台座３の
下面とバルブシート６の内端面６ａは、ぴったりと密着
していなければならず、もし間隙があると、完成したエ
ンジンは騒音及び振動が高く性能が劣る。
バルブシート６は締りばめされる。このとき、台座３の
下面とバルブシート６の内端面６ａは、ぴったりと密着
していなければならず、もし間隙があると、完成したエ
ンジンは騒音及び振動が高く性能が劣る。
【００１９】次に、上記のバルブシート６の内端面６ａ
と台座３の下面との間隙測定装置の一例を図４に示す。
と台座３の下面との間隙測定装置の一例を図４に示す。
【００２０】図示のように、水槽１０の両側に沿ってラ
ック棒１１ａ、１１ｂが取り付けられており、これらの
ラック棒１１ａ、１１ｂに係合してラック棒に沿って移
動可能の第１のブロック１２ａ、１２ｂがバー１３を支
持しており、このバー１３に沿って移動可能の第２のブ
ロック１４が支持棒１５を上下動可能かつ回転可能に支
持しており、この支持棒１５の先端には、測定ヘッド１
６が固定されている。この測定ヘッド１６は、水密設計
されており、市販の超音波測定装置に接続される。
ック棒１１ａ、１１ｂが取り付けられており、これらの
ラック棒１１ａ、１１ｂに係合してラック棒に沿って移
動可能の第１のブロック１２ａ、１２ｂがバー１３を支
持しており、このバー１３に沿って移動可能の第２のブ
ロック１４が支持棒１５を上下動可能かつ回転可能に支
持しており、この支持棒１５の先端には、測定ヘッド１
６が固定されている。この測定ヘッド１６は、水密設計
されており、市販の超音波測定装置に接続される。
【００２１】そして、ラック棒１１ａ、１１ｂに沿った
第１のブロック１２ａ、１２ｂの移動量とバー１３に沿
った第２のブロック１４の移動量及び支持棒１５の移動
量は、図示しない制御装置によってコントロールされ
る。即ち、測定ヘッド１６のＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸
方向の位置決めは、制御装置によって行なわれる。
第１のブロック１２ａ、１２ｂの移動量とバー１３に沿
った第２のブロック１４の移動量及び支持棒１５の移動
量は、図示しない制御装置によってコントロールされ
る。即ち、測定ヘッド１６のＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸
方向の位置決めは、制御装置によって行なわれる。
【００２２】図５は、間隙測定方法の模式図であって、
図中１７は超音波送信用探触子、１８は超音波受信用探
触子、１９は液面である。その他の符号は、図４と同一
機構又は部分を示す。
図中１７は超音波送信用探触子、１８は超音波受信用探
触子、１９は液面である。その他の符号は、図４と同一
機構又は部分を示す。
【００２３】図から明らかなように、この間隙測定方法
は、全没水浸二探触子法を採用している。
は、全没水浸二探触子法を採用している。
【００２４】そこで、まず超音波の入射角と屈折角との
関係から、送信用探触子１７と受信用探触子１８の角度
を設定する。
関係から、送信用探触子１７と受信用探触子１８の角度
を設定する。
【００２５】いま、媒質が水、アルミニウム、鋼のとき
のそれぞれの音速をＣ1 、Ｃ2 、Ｃ3 とし、それぞれの
媒質中での屈折角を図６のようにθ0 〜θ4 とすれば、
スネルの法則により、図６の（１）のような関係式が成
立する。
のそれぞれの音速をＣ1 、Ｃ2 、Ｃ3 とし、それぞれの
媒質中での屈折角を図６のようにθ0 〜θ4 とすれば、
スネルの法則により、図６の（１）のような関係式が成
立する。
【００２６】そして、超音波は水中を縦波で伝播し、固
体中では横波にモード変換する。このときの媒質中での
音圧をそれぞれＰ1 、Ｐ2 、Ｐ3 、Ｐ4 、Ｐ5 とすれ
ば、それぞれの媒質中での超音波の透過率は図６の
（２）に示した通りとなる。ここで、θt は、台座３の
下面とバルブシート６の内端面との間の間隙の有無によ
って変化する屈折角である。
体中では横波にモード変換する。このときの媒質中での
音圧をそれぞれＰ1 、Ｐ2 、Ｐ3 、Ｐ4 、Ｐ5 とすれ
ば、それぞれの媒質中での超音波の透過率は図６の
（２）に示した通りとなる。ここで、θt は、台座３の
下面とバルブシート６の内端面との間の間隙の有無によ
って変化する屈折角である。
【００２７】上記の理論式に基づいて実際に測定した結
果を図７に示す。
果を図７に示す。
【００２８】図示のように、間隙が０の場合と、間隙が
０．０５cmの場合とでは、エコーＢ1 に充分な差異、例
えば１０dB以上の差が現れている。
０．０５cmの場合とでは、エコーＢ1 に充分な差異、例
えば１０dB以上の差が現れている。
【００２９】なお、バルブシート６とその台座３との間
の間隙は、現実には均等に現れるのではなく、偏った個
所に現れるのが普通である。従って、間隙の測定は、バ
ルブシート６の周方向に数個所にわたって行なう必要が
ある。
の間隙は、現実には均等に現れるのではなく、偏った個
所に現れるのが普通である。従って、間隙の測定は、バ
ルブシート６の周方向に数個所にわたって行なう必要が
ある。
【００３０】
【効果】この発明によれば、以上のように、１ＭHz〜１
０ＭHzのような超音波を用いてバルブシートの間隙の検
査を行なったので、１０μオーダの間隙を自動的に検出
することが可能となり、またシリンダヘッド全体を水中
に没入して検査を行なうようにしたので、シリンダヘッ
ドの排気ガス口とバルブシートの面粗度が形状精度のバ
ラツキに影響されることなく正確な測定が可能となる。
０ＭHzのような超音波を用いてバルブシートの間隙の検
査を行なったので、１０μオーダの間隙を自動的に検出
することが可能となり、またシリンダヘッド全体を水中
に没入して検査を行なうようにしたので、シリンダヘッ
ドの排気ガス口とバルブシートの面粗度が形状精度のバ
ラツキに影響されることなく正確な測定が可能となる。
【００３１】さらに、２個の探触子を用いてＶ反射法に
よる各媒質中の超音波の屈折角を算出して探触子を有す
る測定ヘッドの位置を制御できるようにしたので、数個
所の微細な間隙を正確に検出することができる。
よる各媒質中の超音波の屈折角を算出して探触子を有す
る測定ヘッドの位置を制御できるようにしたので、数個
所の微細な間隙を正確に検出することができる。
【図１】バルブシートをシリンダヘッドに圧入する状態
を示す斜視図
を示す斜視図
【図２】バルブシートとシリンダヘッドの排気ガス口の
関係を示す斜視図
関係を示す斜視図
【図３】バルブシートを排気ガス口に取り付けた状態を
示す縦断面図
示す縦断面図
【図４】間隙測定装置の一例を示す斜視図
【図５】間隙測定方法を示す線図
【図６】超音波送信用探触子と受信用探触子の位置関係
を示す線図
を示す線図
【図７】間隙測定結果を示す波形図
１ シリンダヘッド ２ 排気ガス口 ３ バルブシートの台座 ４ 油圧シリンダ ６ バルブシート １０ 水槽 １１ａ、１１ｂ ラック棒 １２ａ、１２ｂ 第１のブロック １３ バー １４ 第２のブロック １５ 支持棒 １６ 測定ヘッド １７ 超音波送信用探触子 １８ 超音波受信用探触子
Claims (1)
- 【請求項１】 バルブシートを排気ガス口の台座に締り
ばめしたシリンダヘッドを水没せしめ、超音波を、前記
台座の下面とバルブシートの内端面を通過し、かつ台座
の周面で反射するごとく斜角入射し、この反射超音波を
受信して前記バルブシートの内端面と台座の下面との間
隙を検出することから成るバルブシートの間隙測定方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3218496A JPH0552541A (ja) | 1991-08-29 | 1991-08-29 | バルブシートの間隙測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3218496A JPH0552541A (ja) | 1991-08-29 | 1991-08-29 | バルブシートの間隙測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0552541A true JPH0552541A (ja) | 1993-03-02 |
Family
ID=16720846
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3218496A Pending JPH0552541A (ja) | 1991-08-29 | 1991-08-29 | バルブシートの間隙測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0552541A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010175306A (ja) * | 2009-01-27 | 2010-08-12 | Toyota Motor Corp | 超音波測定装置 |
| KR101274234B1 (ko) * | 2007-12-13 | 2013-06-11 | 현대자동차주식회사 | 밸브 시트 압입 확인장치 |
-
1991
- 1991-08-29 JP JP3218496A patent/JPH0552541A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101274234B1 (ko) * | 2007-12-13 | 2013-06-11 | 현대자동차주식회사 | 밸브 시트 압입 확인장치 |
| JP2010175306A (ja) * | 2009-01-27 | 2010-08-12 | Toyota Motor Corp | 超音波測定装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
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