JPS6311626Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案は、自動車用エンジン等多気筒エンジ
ンのシリンダヘツドの組立工程検査に使用されて
その良否を判別する動弁機構の測定装置に関する
ものである。

自動車用エンジンのシリンダヘツドにおいて
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、吸・排気バルブＶのステ
ムＥの上端に固設されたリフタＬの上面に、クリ
アランス調整用のシムＳが嵌着されていて、シム
Ｓ上面とカムＣベース（円曲率部）との間に、所
定寸法のバルブクリアランスを保たせるように組
付けられている。このため、シリンダヘツドＷの
組立工程には、厚みの異なる複数種のシムＳが材
料部品として供給されていて、カムシヤフトＴの
取付けに当つては、あらかじめ、リフタＬ上面と
カムベースとの間の高程をワーク毎に測定した上
で、使用すべきシム種類の選択を行つている。

なお、バルブクリアランスは、部材の熱変化等
の異常に起因して、バルブＶが閉まらなくなるこ
とを防止する目的で開けられている。

ところで、上記高程測定値の不規則なバラツキ
や、測定ミスなどに起因して、適正なクリアラン
スが保たれていない場合には、バルブＶに正常な
開度、すなわち設計上の規定リフト量が得られな
くなることから、組立の終つたシリンダヘツドＷ
について、バルブリフト量の検測が行われる。

（従来の技術） ところで、上述したエンジンのバルブクリアラ
ンスの測定装置としては、従来、特開昭53−
38348号公報に示される装置が提案されている。

この従来の装置は、カムの揚程とバルブのスト
ロークとを、各別の差動トランスにより測定し
て、その差からバルブクリアランスを測定するも
のである。

（考案が解決しようとする問題点） ところが、上記従来の装置では、単にカムの位
置に対応するバルブのリフト量が測れるにすぎな
かつた。また上記従来の装置では、単気筒エンジ
ンのシリンダヘツドの測定が示されるのみで、こ
れの多気筒エンジンへの適応については示されて
いない。

しかし、バルブＶの開閉作動特性には、リフタ
特性のほかに、振動性等の問題もあり、バルブＶ
の開閉振動には、バルブスプリングＰの強さが大
きく関与しており、従つて、リフト量の測定のほ
かに、スプリング弾力の正常性をチエツクするこ
とも重要である。

本考案は、このような点に鑑みなされたもので
あつて、すなわち、本考案の目的は、動弁機構と
しての多気筒シリンダヘツドの良否を判別するた
めに、バルブのリフト量の測定と同時に、バルブ
スプリング弾力の正常性を検知し得るようにした
多気筒エンジンのシリンダヘツドの動弁機構の測
定装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 上記の問題点を解決するために、本考案の測定
装置は、先端の測定子１３と、測定位置にある多
気筒シリンダヘツドの各バルブＶの下面に当接さ
せた状態で回動自在に並設させて設けた、複数本
の測定レバー１０と、 前記各測定レバー１０に測定端が当接された前
記測定レバー１０と同数の測長器１４と、 測定位置にある多気筒シリンダヘツドのカムシ
ヤフトＴに所定の位相角で係脱自在に結合するシ
ヤフト駆動用伝動軸２５と、 前記伝動軸２５の回転位相角を検出するエンコ
ーダ３９と、 前記伝動軸２５を回転駆動させるための回転駆
動系路の途中に介設された前記伝動軸２５の駆動
トルクを検測させるトルクセンサ２９と、 前記測長器１４、トルクセンサ２９、及びエン
コーダ３９からの信号出力を演算して動弁機構の
良否を判別する制御演算機構１と、 を具備したことを特徴としている。

（作用） 上記本考案の構成においては、供試体としての
多気筒エンジンのシリンダヘツド（動弁機構）
を、装置の測定位置に設置して、同シリンダヘツ
ドのカムシヤフトＴに伝動軸２５を結合させ、同
伝動軸２５を回転駆動系路を介して回転駆動させ
る。

この時、伝動軸２５の回転位相角がエンコーダ
３９によつて検出されてカムシヤフトＴの各カム
Ｃの回転位置が検出されており、他方多気筒シリ
ンダヘツドの各バルブＶの高程は測定レバー１０
を介して測長器１４により検出されていることか
ら、各カムＣの回転位置に対応するバルブＶの位
置が演算機構１により演算されて各バルブクリア
ランスが検測されており、全部又は一部のバルブ
クリアランスに不整がある多気筒シリンダヘツド
がチエツクされてその良否が判別される。

また、これと同時に、伝動軸２５の駆動トルク
がトルクセンサ２９によつて検出されていること
から、全部又は一部のバルブスプリングＰに強す
ぎ又は弱すぎの不良があつた時には、これがカム
シヤフトＴを介して伝動軸２５の駆動トルクに影
響を与え、このトルクの不整がトルクセンサ２９
によつて検出されて演算機構１により演算され、
バルブスプリングＰに不整がある多気筒シリンダ
ヘツドがチエツクされてその良否が判別される。

このようにして不良の動弁機構としての多気筒
シリンダヘツドがチエツクされるが、上記エンコ
ーダ３９からの出力に基づいてどのカムＣに対応
する部分に不整があるか演算されていることか
ら、複数のカムのうちどのカムＣに対応する、バ
ルブクリアランス又はバネに不良があるかが判
り、不良の多気筒シリンダヘツドの不良部分の調
整又はバネの取り換え作業を能率良く行なわせる
ことが可能となる。

（実施例） 以下、図面を参照して本考案の実施例を説明す
る。

実施例の測定装置は、第３図ないし第１１図に
示すように、上段に設置された制御演算機構１
と、中段に設置されたワーク搬送レール２、測定
部３および駆動部４と、下段に設置された図示し
ない搬送機構等とにより形成されていて、以下、
主要部につきその形成能様を述べる。

(a) 測定部３（第１０図、第１１図参照） この測定部３は、台５に立設された１対の支板
６とブラケツト７に取付けられていて、支板６の
上端の軸受８に支承、横架された支軸９には、バ
ルブＶと同数の測定レバー１０の中間基部が枢支
されていて、各レバー１０の前端の立上り１０ａ
の上部には、長ボルト１１によつてスイングブロ
ツク１２が枢着されると共に、同ブロツク１２上
面の前、後部には、１対の測定子１３が突設さ
れ、かつ同測定子１３は、シリンダヘツド（ワー
クという）Ｗの各バルブＶの下面に衝合してい
る。

また、各レバー１０の後側アームの中間下面に
は、ブラケツト７に取付けられた測長器としての
差動トランス１４の測定ピン１５が当つており、
更に、アーム後方の側面に突設されたピン１６と
下方不動部との間には、引張ばね１７が掛合わさ
れて、レバー１０の前端を押上げる方向に回動付
勢している。

(b) 駆動部４（第４図〜第９図参照） この駆動部４は、台５に立設された１対の支柱
１８に支持されていて、具体的には、支柱１８上
端の軸受１９間に横架された支軸２０に枢支され
揺動台２１に取付けられている。

しかして同揺動台２１は、台面に溶着された奥
行方向のアーム２２の後端が、台５の後面に設置
されたエアシリンダ２３の作動杆２３ａに枢結さ
れることにより、同シリンダ２３に駆動されて、
支軸２０の周りを揺動する。

ところで揺動台２１上には、右後部に駆動モー
タ２４が設置されていて、同モータ２４の出力
は、下記伝動系路を介して、ワークＷのカムシヤ
フトＴを駆動する伝動軸２５に伝達されるように
形成されている。

モータ２４→ベルト２６→減速器２７→カプリ
ング２８→トルクセンサ２９→カプリング３０→
中間軸３１→ベルト３２（アイドラ３３）→中間
軸３４（同ギヤ３４ａ）→（ギヤ２５ａ）伝動軸
２５。

しかして伝動軸２５は、揺動台２１に立設され
た平行縦板３５間に取付けられたスリーブ３６を
摺動自在に押嵌されると共に、スリーブ３６に並
列配置されたエアシリンダ３７に駆動されて、カ
ムシヤフトＴに当るまで図面右方に摺動移動し、
また左進してカムシヤフトＴから離隔するように
形成されている。

なお、伝動軸２５の後端すなわち左端には、ベ
ローズ継手３８を介し、回転位相角を検出するた
めのエンコーダ３９が取付けられている。

ところで、同一軸線上にあつて互に対接する伝
動軸２５の端面形状とカムシヤフトＴの端面形状
は、ジヨークラツチ型に成形されていて、すなわ
ち、伝動軸２５側には、係合溝２５ａが切欠かれ
た環状段部２５ｂが突出すると共に、シヤフトＴ
側には、上記段部２５ｂの内孔に嵌入する円筒突
出４０と、上記係合溝２５ａに嵌合する突子４１
とが突出している。

このように、伝動軸２５とシヤフトＴとは、特
定の回転角において回転結合するので、シヤフト
Ｔの回転位相角を間接的にエンコーダ３９で検出
することができる。

なお、上記回転結合部の側傍の不動部には、両
軸間の結合作動を検知するための光電検出ユニツ
ト４２が取付けられているほか、制御演算部１に
は、カムシヤフトＴの各カムＣのノーズ位相角の
データがインプツトされている。ここで、ノーズ
位相角とは、軸方向に隣接する各カムの突出部
（ノーズ）の回転方向の位置のずれの角度を言う。

次に、このように形成された実施例の測定装置
の作動について述べる。

ワークＷがレール２の左右端に送入されると、
ワークＷの検知に基いて制御演算部１が始動し、
以後、各部の制御操作は、すべて同演算部１によ
り行われるようになつている。

しなわち、先ずワークＷは、測定部３の直上位
置まで搬送された後、図示しないクランプ機構に
よつてレール２上に固定される。

次に、上記クランプ作動が検知されると、測定
レバー１１に対する図示しない係止機構が解除作
動して、各レバー１１の測定子１３が対向するバ
ルブＶの下面に当接すると共に、エアシリンダ２
３の作動により揺動台２１の前部が降下して、伝
動軸２５がカムシヤフトＴの前方に移動し、引続
きエアシリンダ３７が作動して、伝動軸２５がカ
ムシヤフトＴに係合する。

更に、上記係合作動が光電検出ユニツト４２に
よつて検知されると、次のようなシーケンスに基
いて各バルブＶのリフト量が検測される。

ここで、差動トランス１４がリフト量を測定す
る時のカムシヤフトＴの回転位相角は、設計上に
おいて夫々のバルブＶの開成始動位置から定角θ
だけ進んだ位相とし、その定角θには、安定した
測定精度が得られるリフト特性線の曲率部分の位
相角が選ばれ、かつその角度は、あらかじめ制御
演算機構１にインプツトされている。

このことから、リフト量の測定に当つては、カ
ムシヤフトＴが１回転する間に、バルブＶ数と同
数の測定位相角があり、従つて、カムシヤフトＴ
が係合された時の回転位置に近い測定位相角の測
定レバー１０から順に、エンコーダ３９の検知に
よりカムシヤフトＴが位置決めされた上で、差動
トランス１４の測定作動が行われ、これにより、
毎回測定されたバルブＶ毎のリフト量は、演算機
構１に記録されると共に、規定値に対比されて、
測定の合否が記録かつ表示される。

このような作動中、測定位置移動のためにカム
シヤフトＴが駆動されている間は、トルクセンサ
２９の出力信号値が演算機構１に記録された上
で、同様にトルク規定値に対比され、トルクが異
常の場合には、同様にして記録および表示が行わ
れる。

なお、リフト量およびトルク量についてワーク
が排除された場合は、使用シムＳおよび使用スプ
リングの交換が行われることは言うまでもない。

（考案の効果） 以上述べたように、本考案に係る動弁機構とし
ての多気筒シリンダヘツドの測定装置によれば、
多気筒シリンダヘツドの各バルブのバルブクリア
ランスのみならずバルブスプリングの良否を能率
良く判別させることが出来、また複雑のバルブ中
どのバルブの部分に不整があるかを容易に判別出
来、多気筒シンダヘツドの良否の判別と、不良が
あつた場合の調整を能率良く行なわせることが出
来ることから、この種動弁機構の品質性と組立調
整作業の能率を高める効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、シリンダヘツドの側面図、第２図
は、第１図の−線における後断面図、第３図
は、本考案の一実施例を示す動弁機構の測定装置
の正面図、第４図は、同左側面図、第５図は、第
３図のＶ−Ｖ線における平断面図、第６図は、第
５図の部分の平面図、第７図は、第６図の部分
の拡大図、第８図および第９図は、夫々第７図
の矢指および矢指における端面図、第１０図
は、第５図の部分の平面図、第１１図は、同左
側面図である。 Ｐ……バルブスプリング、Ｔ……カムシヤフ
ト、Ｖ……バルブ、Ｗ……シリンダヘツド、１…
…制御演算機構、１０……測定レバー、１４……
測長器、２５……伝動軸、２９……トルクセン
サ、３９……エンコーダ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 多気筒シリンダヘツドＷに所定間隙で組付けら
   れた複数個のバルブＶと、各バルブＶに付設され
   て各バルブＶに閉鎖方向の力を付勢させるバルブ
   スプリングＰと、多気筒シリンダヘツドＷの上部
   に軸支されると共に前記各バルブＶのステムＥ上
   端のリフタＬ上面に対向する軸周位置に各バルブ
   開閉作動用のカムＣが固設されたカムシヤフトＴ
   と、を有する動弁機構の測定装置において、先端
   の測定子１３を、測定位置にある前記多気筒シリ
   ンダヘツドの各バルブＶの下面に当接させた状態
   で回動自在に並設させて設けた、複数本の測定レ
   バー１０と、 前記各測定レバー１０に測定端が当接された前
   記測定レバー１０と同数の測長器１４と、 測定位置にある前記多気筒シリンダヘツドのカ
   ムシヤフトＴに所定の位相角で係脱自在に結合す
   るシヤフト駆動用伝動軸２５と、 前記伝動軸２５の回転位相角を検出するエンコ
   ーダ３９と、 前記伝動軸２５を回転駆動させるための回転駆
   動系路の途中に介設された前記伝動軸２５の駆動
   トルクを検測させるトレクセンサ２９と、 前記測長器１４、トルクセンサ２９、及びエン
   コーダ３９からの信号出力を演算して動弁機構の
   良否を判別する制御演算機構１と、 を具備したことを特徴とする動弁機構の測定装
   置。