JPS5855810A - 多気筒エンジンバルブのクリアランス測定装置 - 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】 本発明は、自動車用エンジン等のエンジン組付工程に使
用される多気筒エンジンパルプのクリアランス測定装置
に関するものである。

自動車用エンジンのシリンダヘッドの組立状態において
は、例えば第１図および第２図に示す４気筒シリンダヘ
ツドＷのように、各級・排気パルプＶのステムＥの頂部
にプランジャ形のり７りＬが固設されていて、回りフタ
Ｌの皿面状の上面には、カムシャフトＴに成形されたカ
ムＣとの間（“・クリアランスを調整するためのシム゛ 表記）が嵌着されている。

しかしてシリンダヘッドＷの組立工程においては、厚さ
寸度の異る多種のシムＳ材料が供給されていて、カムシ
ャフトＴの組付けに当っては、夫々のシリンダヘッドＷ
毎に各パルプ■の組付寸度に対応した厚さのシムＳを選
択使用する必要があり、このことから、現品のバルブク
リアランスＢＣ，すなわちカムＣペース高さＨＢとリフ
タＬ上面高さＨＬとの高程を検測した上で、使用シムＳ
を決めるようにしている。

ところで、従来慣用されているクリアランスＢＣ検測方
法には、直接方式と間接方式の２つの方式があって、先
ず直接方式では、カムシャフトＴを仮組付けした上で、
手持ちゲージを使って直接隙間を測っておシ、この方式
によると、手間が大変であるばかシでなく、高い精度が
得難いという欠点がある。

一方、間接方式の場合は、シリンダヘッドＷに関しては
、シャフトジャーナルＪの軸受面Ｆ　Ｃ現実には、ベア
リング内周面）高さＨＪと、ブックＬ上面高さＨＬとの
高程ｄ、を測ると共に、カムシャフトＴに関しては、ジ
ャーナル５周面高さＨＪと、カムＣベース周面高さＨＢ
との高程ｄ２を測シ、両側定値の較差演算によってクリ
アランスＢＣを求めているが、しかし従来は、高程ｄＩ
　ｐ　　ｄ２の検測を、基準治具等を使い手操作で各バ
ルブＶ毎に実施していたことから、シャフトＴを仮組付
けする手間が省ける一方で、これを上回る手間がかかつ
ており、その結果、シリンダヘッドＷの生産性と組立品
質の向上が困難とされておシ、特に、多気筒エンジンに
おいてその傾向が著しかった。

本発明は、このような現状に鑑みなされたものであって
、すなわち、本発明の目的は、シリンダヘッドのカムシ
ャフト軸受周面と、パルプリフタ上面との間の高程、な
らびに、カムシャフトのジャーナル周面と、カムベース
周面との間の高程の夫々の計測と、パルプクリ゛アラン
スの演算とを、エンジンの各バルブについて機械的かつ
リアルタイムで行い得るようにした多気筒エンジンパル
プのクリアランス測定装置を提供することにある。

以下、図示の一実施例に基づいて本発明を説明する。

第１図ないし第７図に示すように、実施例の測定装置は
、上段に設置された制御演算機１と、下段に設置された
搬送動力機構および搬送レール２と、中段の右半部に設
置されたバルブリフタ高さ測定機構３と、中段の左半部
に設置されたカムペース高さ測定機構３３とにより形成
されており、以下、その主要作動機構につき具体的に説
明する。

（ａ）パルプリフタ高さ測定機構３、 この機構３は、支持台４の左右の軸受５間に横架された
支軸６に枢支されると共に、装置３の骨休構造は、支軸
６を中心としてシーソー揺動する梯子形のビーム７と、
同ビーム７の先端にＴ形に固設された長手方形のフレー
ム８とによシ形成されていて、かつビーム７の中間部は
、２箇所で枝根７ａ、７ｂによ多結合されている。

更に、フレーム８枠内の前側半面には、厚手の基板１０
が展装されると共に、同基板１０の下方には、シＩＪ　
ｙダヘッド（以下、ワークという）Ｗに対接する等形の
可動板１１が懸下されていて、同可動板１１は、左右の
ステム１２を介して基板１０に保持されている。

具体的に、中間の球継手１３によって屈折自在のステム
１２の上端は、固定ナツト１４によシ基板１０に締着さ
れると共に、ステム１２の下端には、可動板１１の側端
が抜止めリング１５によシ抜止め保持されておシ、かつ
該側端は、ステム１２下部の細径部に巻装された強力な
圧縮コイルばね１６の弾力によシ、基板１０との間の間
隔を開く方向に付勢されている。

次に、左右両端がステム１２に抜止め保持された可動板
１１は、長手中央箇所の上半部の肉が盗まれて薄肉部１
１ａｅ成し、これは、長手中央の剛性を局部的に弱める
ことによシ、ワークＷの撓みに倣い易くしたものである
。

そのほか可動板１１には、下面の側端寄シ箇所に、ワー
クＷの軸受面Ｆに嵌入するそろばん玉形の基準脚１７が
固着、突設されると共に、下面の中央箇所には、同様な
中間脚１８が突設されており、また可動板１１の上面に
は、各脚１７．１８の上方位置に鉢形の荷重受１９．２
０が突設されている。

一方、基板１０の左右側部と中央位置の夫々には、重量
の大きい１対の主重錘２１と軽量重錘２２とが載置され
ると共に、基板１０を貫通して垂下する各重錘２１，２
２の軸ビン２３．２４の各下端は、各荷重受１９．２０
の直上至近に対接しており、これにより、可動板１１に
押上げ外力がかかった場合、成程度までコイルばね１６
が縮んだ以後は、各重錘２１，２２の重量荷重が直接可
動板１１にかかるようになっている。

なお、ビーム７の後端には、３つの重錘２１゜２２の総
重量よシ若干軽いバラスト２５が取付けられていて、こ
れによシビーム７は、わずかなトルクで前部がり習性を
有するが、前部の検板７ａの下面が、操作制御に基づい
て昇降動する図示しない支杆に衝合することによシ、測
定不作動時には、可動板１１がわずかにワークＷの高さ
から浮上った状態に保たれている。

次に、可動板１１の上面の中間部には、ワークＷのパル
プＶ数と同数の保持筒２６の各基部が、整列した状態で
ビス締着されると共に、各保持筒２６の上部内孔には、
測長器としての差動トランス２７が嵌着されている。

しかして、各差動トランス２７の測定ビンに連成されて
可動板１工を貫通垂下する接続ピン２８の下端には、ス
イングブロック２９の中心軸が枢支されていて、かつ同
ブロック２９の下面の両側には、１対の測定子３０が突
設されてワークＷのリフタしに対接している。

なお、フレーム８の上述した上部構造体と下部構造体と
は、夫々カバー３１とカバー３２とによって覆われてい
る。

（１））　　カムベース高さ測定機構３３この機構３３
は、中央の測定部３４と、左方の駆動部３５と、右方の
従動部３６とによ多形成されていて、以下、各部の形成
態様につき述べる。

〔測定部３４〕 中央部の手前側には、ワークとしてのカムシャフトＴの
両端が支承される軸受治具３７゜３８が立設されると共
に、支持台４０上に横架された支軸４５には、夫々のカ
ムＣおよびジャーナルＪに対向する箇所に、複数（カム
用８、ジャーナル用５、計１３）の測定レバー３９がほ
ぼ水平に枢支されている。

しかして各レバー３９は、支軸４５前方の下面と支持台
４０のばね孔４０ａとの間に挟置された押上げばね４６
の弾力によシ、レバー３９の前端すなわち測定端３９ａ
を上昇させる方向に回動付勢されているが、カムシャツ
）Ｔが治具３７．３８に取付けられた状態（第７図参照
）では、測定端３９ａは、ばね４６による付勢圧を測定
圧として、カム０周底またはジャーナル１周底に当接し
ている。

また、各測定レバー３９の後端の下面には、支持台４０
の張出４０ａの取付孔に固定された測長器としての差動
トランス４１の測定ビ／４７が当っている。

そのｔｌか、少くとも１箇所のカム用測定レバー（図で
は、左から５番目のレバー）３９の前端寄シの側傍には
、カムＣのノーズによって光路が遮られる光電検出ユニ
ット４８が配設されていて、カムシャフトＴの回転位置
をセットするための情報源の作用を果している。

〔駆動部３５〕 左右２箇所の縦板４９間に取付けられたスリーブ４２の
内孔には、ワーク駆動用の伝動軸４３が挿通されていて
、同伝動軸４３は、スリーブ４２に並列して設置された
エアシリンダ４４に駆動されて左右に移動する操作摺動
板５０に軸受は保持されている。

しかして、伝動軸４３の軸受治具３７側の先端には、カ
ムシャフトＴの端面に成形された円錐形凹面に接離する
円錐頭部が形成されていて、伝動軸４３が右進した図示
状態（第５図）では、同軸４３はカムシャフトＴに回転
結合し、また左進した状態では、カムシャフトＴを自由
に治具３７から取外し得るようになっている。

更に、伝動軸４３の頭部寄シには、プーリ５１が軸着さ
れると共に、摺動板５０の後部には、プーリ５２が軸着
された中間軸５３が軸受けされていて、両プーリ５１，
５２間には、ベルトが掛は回されておフ、かつ中間軸５
３は、図示しない操作駆動機構によって駆動されるよう
になっている。

〔従動部３６〕 上述伝動軸４３と同様に、エアシリンダに駆動されて左
右に摺動する遊動軸（図示せず）が設けられていて、同
遊動軸は、上述同様にカムシャツ）Ｔに接離するように
形成されている。

なお、駆動部３５誉よび従動部３６は、夫々カバー５４
およびカバー５５によって覆われている。

ここで、上述のように構成された実施例のクリアランス
測定装置の作動について述べる。

、先ず、パルプクリアランス測定装置の全体作動として
は、パルプＶの組付けが終ったワークＷが、レール２の
右方からレール２上に送込まれると共に、材料部品とし
てのカムシャツ）Ｔが、作業者の手で軸受治具３７．３
８上に差入れられ、その後、リフタ高さ測定機構３の作
動と、カムベース高さ測定機構３３の作動とが併行して
実施される。

ところでワークＷは、レール２への搬入が検知された後
、すべて制御演算機構１０指令に基づいて処理操作され
るが、初めに、搬送駆動機構によってフレーム８の直下
位置に移送された上で、その位置にクランプされる。

次で、クランプ作動が検知されると、検板７ａを下方か
ら衝止していた支杆が降動し、これにつれ、フレーム８
が降下して左右の基準脚１７が、ワークＷ両端の軸受面
Ｆに接触する。

この時、可動板１１はステム１２の作用で横振れ可能で
あることから、基準脚１７は軸受面Ｆに倣って降動し、
従って開脚１７は、正しくかつ密に軸受面Ｆに嵌合して
衝止される。

しかして可動板１１の衝合後は、コイルばね１６を圧縮
させながら基板１０が引続き降下し、次で各重錘２１，
２２の軸ピン２３．２４が荷重受１９．２０に当った後
は、基板１０は重錘２１　、２２を置去りにして下限ま
で降下し、この状態では、各重錘２１．２２の重量荷重
は、可動板１１の３点で担持される。

この開缶差動トランス２７の測定子３０は、夫々のりフ
タＬ上面に当って、各接続ピン２８を付勢するコイルば
ねの弾力に基づく所定の測定圧でリフタＬに圧接する。

次に、基板１０の下限降下が検知されると、各パルプＶ
ごとの作動トランス２７の測定値出力が制御演算機構１
に入力された上で記録されるが、この時の測定値は、高
程ｄ１である。

この記録が終った処で、ビーム７が元の高さに戻ると共
に、ワークＷは、レール２の左端に移送される。

この作動と併行して行われるカムベース高さ測定機構３
３の作動においては、材料部品のカムシャフトＴが軸受
治具７，８に差入れられた状態では、すべてのカムＣが
、そのカムベースを側底に臨ませてい−ることはなく、
従って、測定時におけるカムシャフトＴの回転位相角に
つき、あらかじめ複数（普通には、２方向）の基準方向
（以下、基準角という）が決められていて、実際の測定
に当っては、基準角ごとの計２回の測定によって全カム
のペースを測定するようにしておシ、その基準角と、光
電検出ユニット４８によって検知される特定カムのノー
ズの方向角とは、あらかじめ制御演算機構１に記憶され
ている。

しかして、同機構１に測定が指令されると、先ず、駆動
部３５と従動部３６の各シリンダ４４が突出作動して、
両側の伝動軸４３と遊動軸とがシャフトＴに回転結合し
、その後伝動軸４３が１回転する間に特定カムのノーズ
方向を検出し、かつ検出ノーズ方向に近い基準角に達し
た時点で伝動軸４３が停止することにより、シャツ）Ｔ
が１回目の基準角にセットされる。

上述した伝動軸４３の停止後は、１回目測定分の各差動
トランス４１が測定作動して、その計測値が制御演算機
構１に記録さ九ると共に、各カムＣの計測値は、隣接す
る両側ジャーナルＪの計測値と較差演算された上で、各
カムＣ毎の高程ｄ２として記録される。

次で、同様にしてカムシャツ）Ｔが２回目の基準角に駆
動、セットされた後、２回目測定分の各カムＣの計測値
と、演算値（ｄ２）とが記録され、これによシ、全カム
Ｃの高程ｄ２が記録されると共に、その記録後は、シー
リンダ４４の引込作動によシ、伝動軸４３と遊動軸はカ
ムシャフトＴから離退する。

なお、軸受治具３７，３８か牧外されたカムシャフトＴ
は、レール２の左端にあるワークＷと共に、次の工程に
送出される。

しかして、制御演算機構１においては、上記両高程ｄ、
　、　ｄ２が記録された時点において、各バルブＶごと
の上記両高程ｄ、　、　ｄ２の較差演算に基づき、夫々
のバルブクリアランスＢＣが計量された後、そのクリア
ランスＢＣ値に対応したシム種別が索定され、その種別
記号が記録されると共に、同記号は、リフタＬにシムＳ
を取付ける次工程に表示される。

以上述べたように、本発明に係る多気筒エンジンバルブ
のクリアランス測定装置によれば、基準面からのバルブ
リフタ上面の高さと、同基準面からのカムベース周面の
高さとを併行して検測せしめると共に、両横測値の演算
処理によシバルプクリアランスを測定させ、かつ、上記
両検測を機械的に行わせるように構成したので、短時間
の検測作動で精度の高いクリアランスの測定が可能とな
シ、これによシ、リアルタイムで使用シムを選択し得る
効果がある。

また本発明によれば、多気筒エンジンを構成する、各複
数個のシリンダバルブのりフタ上面は、昇降作動される
共通のフレームに設けられた各対応する測定子を有する
電気的計測手段によシ計測させ、またカムシャフトの各
複数個のカムの側底は、共通の支軸に軸支させた各対応
する測定レバーを有する電気的計測手段によシ計測させ
るようにしたので、各上記複数か所のりフタ上面とカム
周域との計測基準にばらつきがなく、一度に能率良く、
シかも正確に、多気筒エンジンバルブのクリアランスの
測定を行なわせることが出来る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、エンジンシリンダヘッドの側面図、第２図は
、第１図の■−■線における後断面図、第３図は、本発
明の一実施例を示す多気筒エンジンバルブのクリアラン
ス測定装置の正面図、第４図は、同左側面図、第５図は
、第３図の■−■線における平断面図、第６図は、第４
図の失権■における部分正面図、第７図は、第５図の■
−■線における側断面図である。 ＢＣ・・・パルプクリアランス、Ｃ・・・カム、ＨＪ・
・・ジャーナル側底・ジャーナル軸受川底、Ｊ・・・ジ
ャーナル、Ｌ・・・リフタ、Ｔ・・・カムシャフト、■
・・・ノ（ルフ゛、Ｗ・・・シリンダヘッド、１・・・
制御演算機構、３０・・・先端測定子、２７・・・電気
的計測手段を形成する作動トランス、３９・・・測定レ
ノく−、３９ａ・・・測定端、４１・・・電気的計測、
手段を形成する差動トランス。 代理人　弁理士　　西　村　教　光

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　カムシャフト組付前の状態にある多気筒シリ
   ンダヘッドにつき、カムシャフトジャーナル支承用軸受
   の軸受側底を基準面にした各シリンダパルプのりフタ上
   面高さを一斉に検測する電気的計測手段であって、昇降
   作動される共通のフレームに設けられて、該フレームの
   下降時に、定位置に設定される多気筒シリンダヘッドの
   各複数個のシリンダパルプのりフタ上面に対応する各先
   端測定子が当接される電気的計測手段と、上記シリンダ
   ヘッドに組付けられるカムシャフトにつき、ジャーナル
   側底を基準面にした各カムペースの側底高さを一斉に検
   測する電気的計測手段であって、共通の支・軸罠゛回−
   動５自在に軸支されて平行に延出される複数本の測定レ
   バーを具備しこの各測定レバーの先端測定端が、定位置
   に支持されたカムシャフトの各複数個のカムの筒底に当
   接される電気的計測手段と、上記両計測手段の各出力信
   号値に基づき、上記カムシャフトが組付けられた時に生
   じるべき上記各パルプ毎のりフタ上面とカムペース側底
   との間の隙間を演算して信号出力する制御演算機構とが
   形成されていることを特徴とする多気筒エンジンパルプ
   のクリアランス測定装置。