JPS61152928A - 内燃機関の上死点表示装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、内燃機関を良好に組み立て製作する際に、そ
の組立基準を形成するマーキング装置に係り、特にピス
トンの上死点位置を基準として各機構の作動タイミング
を調整すべく、クランク軸のフライホイール等に、上記
上死点を示すリフレクタを高精″度に設けた内燃機関の
上死点表示装置に関する。

［従来の技術］ 一般に、内燃機関を良好に駆動させるためには、パルプ
装置、燃料供給装置１点火装置等の作動タイミングの調
整が重要になる。

そのため、従来からピストンの上死点を基準に、内燃機
関が組み立て製作されている。

その基準を決定する装置、方法としては、実公昭４９−
３２００２号公報及び実公昭５１−２７６３６号公報に
、それぞれエンジンのピストン位置指示装置及びエンジ
ンの点火タイミング調整方法が紹介されている。

そのエンジンのピストン位置指示装置は、第５図に示す
如くエンジンのフライホイール５等に刻印されたピスト
ン位置の角度を表示する指標目盛４２と、その指標目盛
４２を表示する固定指針と′からなるピストン位置指示
機構において、前記固定指針は、指標口Ｉａ４２を指示
する指示点４３と、該指示点４３と指標目盛４２とを正
規方向より直線で目視確認するための照準点４４とを有
する照準具４５とし、その照準具４５を固定面に位置調
整可能に取付けたものである。

また、エンジンの点火タイミング調整方法は第６図に示
す如くエンジンのカバータイミングチェン４６またはブ
ロックシリンダに規準穴４７を設ける段階と、前記エン
ジンのピストンをピストン上死点位置設定機によって上
死点に固定し、マーキング機を上記規準穴４７に固定し
そのマーキング機のカッタによって前記エンジンのフラ
イホイール５またはクランク軸に位置読取用スリット４
９を設ける段階と、前記ピストン上死点位置設定機を取
り外し前記規準穴４７に位置読取用ピックアップ４８を
固定し、前記エンジンのクランク軸を回転しながら前記
エンジンの点火コードから得られる点火パルスとの位相
比較の表示に基づくディストリビュータの調整によって
前記エンジンに設定された所定位相角を得る段階とを包
合するものである。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら上述のエンジンのピストン位置指示装置及
びエンジンの点火タイミング調整装置は、以下の問題点
を残している。

（１）　　プーリ、フライホイールまたはクランク軸に
形成される指標目盛または位置読取スリットの加工精度
は、それ等の真の上死点に対して±０．５°以上の加工
誤差を生じ易い。

（り　上記指標目盛を照準具にて目視確認する方法は個
人誤差を生じ易く、また照準具の精度が上死点を決定す
ることになるため、誤差が増幅される可能性を持ってい
る。

（３）　　位置読取用ピックアップ４８は、第７図に示
す如く上死点位置に形成された上記スリット４９に対し
ての検出波形工がばらつ（ので、スライスレベルフィル
タによって成形を施しているが、それでも成形波形■に
前後に位相ずれを生じ、上述の如く真の上死点位置に対
して±０．５°の誤差Ｓを生じる。

このように、上死点の位置決めに誤差を生じると機関の
パルプ装置、燃料供給装置１点火装置の作動タイミング
に支障をきたし、結果的に燃焼状態を悪化させる要因と
して指摘されることになる。

［発明の目的］ 本発明は、上記種々の問題点を有効に解消すべく創案さ
れたもので、本発明の目的は内燃ｍｒｗｉのクランク軸
のフライホイール等に、ピストンの上死点位置を高精度
に表示して、その表示により機関を組み立て製作し、ま
たは作動タイミングを検出して機関の燃焼効率及び駆動
性を最適に発揮させる内燃機関の上死点表示装置を提供
するにある。

［発明の概要］ 本発明は上記目的を達成すべくフライホイールに設けら
れたリフレクタと、クランク軸をその上死点位置で停止
させる上死点割出装置と、その上死点位置で上記リフレ
クタの反射範囲を限定するスタンプ装置とを備えたもの
で、上死点割出装置により高精度に停止されたクランク
軸のフライホイールのリフレクタに、その反射範囲を狭
くするスタンプ装置によって更に上死点位置を高精度に
限定するスタンプを施すと共に、その限定されたリフレ
クタがピストンの上死点に対して適正であるかを固定系
に適正配置される光センサによって検知判断させようと
するものである。

［実施例］ 以下本発明の好適一実施例を添付図面に基づいて説明す
る。

第１図に示すように、１は内燃機関のシリンダボディ、
２はシリンダ、３はシリンダ２に往復動自在に設けられ
たピストンであり、このピストン３はフンロッドを介し
てクランク軸４に連結される。

ゆえに、クランク軸４を回転させることによって、ピス
トン３はシリンダ２に沿って往復動される。

また上記クランク軸４の一端に、キーまたはスプライン
嵌合されてフライホイール５が設けられている。

このように構成される内燃機関のシリンダボディ１の上
端面に、ガスケット等を介して弁装置。

燃料供給装置９点火装置等を有するシリンダヘッドが取
り付けられ、それ等を良好に駆動させるために、上記フ
ライホイール５の一側面に、その径方向外方のあらかじ
めピストン３の上死点位置に適合する位置に、例えば８
＃ＩＩＩ×８＃ＩＩ＋の正方形のリフレクタ６が貼設さ
れる。

このリフレクタ６に対して、これが適正な上死点である
かどうかを判定し高精度に上死点を規準化するために、
夫々の固定系に、上記リフレクタ６を検知する光センサ
７とそのリフレクタ６にスタンプして反射範囲を限定す
るスタンプ装置８と、上記クランク軸４を、ピストン３
の上死点位置で停止させる上死点割出装置９が設けられ
る。

具体的に光センサ７及びスタンプ装＠８は、あらかじめ
パレット治具５０上に、そのフライホイール５が回転自
在に設けられたシリンダボディ１のピストン３の作動軸
と並行に設けられた支持軸１０に沿って移動自在に且つ
回転自在な第１．第２のブラケット１１．１２の先端側
に設けられる。

第１のブラケット丁１には、光センサ７が設けられ、こ
の光センサ７を上記支持軸１０回りに回転させるために
、ブラケット１１の基端部には、シリンダロッド１３が
枢支され、そのシリンダロッド１３を移動自在に収容す
るシリンダ本体１４の他端部が固定系の枢支ブラケット
１５に回転自在に係止されている。また、このブラケッ
ト１１の基端部には、後述するリニアスケール固定台に
設けられた突当部３９に当接して、上記光センサ７の受
光部が上記リフレクタ６の回転軌跡上を阻むように設定
する突当部材１６が一体に形成される。

さらに、第２のブラケット１２には、そのブラケット１
２と垂直に且つ上記フライホイール５に相対して後方に
延出されてガイドアーム１７が一体的に形成され、その
ガイドアーム１７に沿ってスタンプシリンダ１８が設け
られる。このスタンプシリンダ１８の後端部は、上記ガ
イドアーム１７に枢支されると共に、スタンプシリンダ
０ツド１９は、ガイドアーム１７により支承されている
。またスタンプシリンダロッド１９の先端には、上記リ
フレクタ６に対し反射範囲を制限し、上死点位置を高精
度に限定する矩形等に形成されたスタンプ部２０が形成
される。

ところで、上記シリンダロッド１３及びシリンダ本体１
４から構成されるスイングシリンダ２１及びスタンプシ
リンダ１８には、適正暖の作動流体が供給排出されてそ
の作動を良好に制御される。

また、スタンプシリンダロッド１９の外周部にはこれを
包囲するように所定の弾発力を付勢するリターンスプリ
ング２２が設けられている。

一方、上記クランク軸４の他端にはキー等によって連結
されると共に大歯車２３を一体化されたカップリング２
４にＤＣモータ２５等の電動要素が連結され、その大歯
車２３に噛合する小歯車２６を有するロータリーエンコ
ーダ２７がパレット治具５０ａに設けられている。

他方、上述した如く、シリンダボディ１の上方より、シ
リンダボディ１上にシリンダボディ押え部材３８を介し
てリニアスケール固定台２８が載置固定される。このリ
ニアスケール固定台２８は、上記押え部材３８を有する
下部支持板２９と、その上方に所定間隔を有して設けら
れ、リニアスケール３０の作動軸３１を上記ピストン３
の作動軸方向にあるように設置された上部支持板３２と
を一体的に形成したものである。また、上記下部支持板
２９には、上記ピストン３の上端面に且つそのピストン
３の径方向に間隔を有して先端部が当接する夫々のセン
シングバー３３を摺動自在に挿通される夫々のつば付差
込みブシュ３４が設けられている。その挿通されるセン
シングバー３３には、これを包囲し且つ上記つば付差込
みブシュ３４のつば上端面に着座する圧縮ばね等の弾発
要素３５が設けられている。その一方のセンシングバー
３３の他端部には、断面口字形のヒンジ部材３６が一体
的に設けられると共に、そのヒンジ部材３６には、ピボ
ット部材３７の一方が枢支され、他方のピボット部３８
が他方のセンシングバー３３に一体的に設けられたつば
部に当接され、ピストン３に対し夫々のセンシングバー
３３の先端部がピストン３に良好に当接し、ピストン３
の作動に追従するように構成されるものである。

以上、説明したように、スタンプ装置８は、主に第２の
ブラケット１２及びこれに一体化されたガイドアーム１
７．スタンプ部２０を有するスタンプシリンダ１８によ
り構成され、上死点割出装置９は、主に、ＤＣモータ２
５．ロータリーエンコーダ２７及びこれ等に駆動力を伝
達する大・小歯１２３．２６等の伝達要素、更にリニア
スケール固定台２８に設けられるセンシングバー３３゜
ピボット部材３７．リニアスケール３０により構成され
る。

これ等から構成される本発明の上死点表示装置を良好に
駆動させるために、各装置を第２図の如く制御する。

図示される如くピストン線図ａに対し一点鎖線すはシリ
ンダボディ１の上端面を示し、これよりピストン３の変
位を例えば２０ａｍ下げた位置を示すのが一点鎖線Ｃで
ある。

本実施例においては、上記リニアスケール３０にて、ピ
ストン３の上死点位置より手前のし＝２０麿の測定点Ｗ
１上死点を越えて下降し上死点よりＬ　＝　２０ｍ＋の
測定点Ｘを測定する。同時にそのＷ。

Ｘに対応する回転角θをクランク軸４の回転開始点Ｓ１
からロータリーエンコーダ２７によりパルスカウントさ
ゼθ１．θ２を測定すると同時に、得られたθ１．θ２
によってピストン３の上死点位置にクランク軸４を停止
させるために、ロータリーエンコーダ２７は（θ１＋θ
２）／２を演算して、上死点位置を算出する。

従って、次の上死点位置でピストン３を停止させるため
には（θ１＋θ２　）／２＋２πの位置でピストン３を
停止させれば良いことになる。

しかし、ここでＤＣモータ２５及びこれに一体化された
大歯車２３のもつイナーシャル（ＧＤ２　）を考慮し、
それらに負荷を与えないように停止させることが、重要
になる。

そのため本実施例においては、図に示す上死点手前のθ
３位置でＤＣモータ２５を減速するように速度制御し、
その後の０４位置で停止させることによって、クランク
軸４は、確実に次の上死点Ｔで停止される。ここで停止
位置が±０．０５°の範囲を外れる場合には、その範囲
内に停止されるまで上記操作を繰り返す。しかる後、エ
ンコーダ２７の演算出力値に対し所定精度内でクランク
軸４が停止された場合を上死点と判定する。

その後、スタンプ装置８を作動させ、リフレクタ６にス
タンプを施す。

ここでリフレクタ６に施すスタンプは、第３図に示す如
くフライホイール５の回転方向に前後してその反射範囲
を限定する。即ち第４図に示す如く反射部４０と非反射
部４１との境界線が死点虚位ＢＹを示す。

一方、リフレクタ６のスタンプが適正であるかを判別す
るために、光センサ７に検出させる。この光センサ７の
光軸とスタンプ装置８のスタンプ部とは、クランク軸４
の軸芯を中心にフライホイール５の周方向に回転される
リフレクタ６に対して互いに所定の角度θ５を保って設
けられるため、スタンプされたリフレクタ６に対し、 （θ１十〇２　）／２＋２π−θ５ の演算位置に停止させることにより判別できる。

即ち、ここで光センサ７がリフレクタ６を検出できれば
高精度に上死点位置がリフレクタ６にスタンプされたこ
とになる。

尚、上記操作による上死点位置がＮＧであれば再度繰返
して、正確に上死点位置を決定する。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明の内燃機関の上死点表示装置
によれば次の如き優れた効果を発揮できる。

（１）　　クランク軸等に一体化されたフライホイール
等に、ピストンの上死点を表示するリフレクタを設ける
と共に、その上死点を高精度に表示するために、該リフ
レクタの反射範囲を限定するスタンプ装置を設け、且つ
スタンプ後のリフレクタを光センサにて判別できるよう
にしたので、個人誤差、加工等による誤差を大巾に減少
させ、それによって高精度にピストン上死点を表示でき
る。

（２１ピストンの上死点位置を正確に表示できるので、
その表示に基づいて弁装置等の内燃機関の各装置を組み
付は製作でき、それらが良好なタイミングで作動される
ことになり燃焼効率、カーボン等の抑制及び最適な駆動
力を発揮させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の内燃機関の上死点表示装置を示す概略
斜視図、第２図はピストンの変位と内燃機関の上死点表
示装置との制御関係を示す図、第３図はフライホイール
に貼設されたリフレクタを示す図、第４図はスタンプさ
れたリフレクタを示す図、第５図乃至第７図は従来例を
示す図である。 図中、１はシリンダボディ、３はピストン、４はクラン
ク軸、５はフライホイール、６はリフレクタ、７は光セ
ンサ、８はスタンプ装置、９は上死点割出装置である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. フライホイールに設けられたリフレクタと、クランク軸
   をピストンの上死点位置で停止させる上死点割出装置と
   、その上死点位置で上記リフレクタの反射範囲を限定す
   るスタンプ装置とを備えたことを特徴とする内燃機関の
   上死点表示装置。