JPH0124241B2 - - Google Patents

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バルブのクリア
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ツドの組立状態
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、各吸・排気バル
ブＶのステムＥの頂部にプランジヤ形のリフタＬ
が固設されていて、同リフタＬの皿面状の上面に
は、カムシヤフトＴに成形されたカムＣとの間の
クリアランスを調整するためのシムＳ（第２図に
表記）が嵌着されている。

しかしてシリンダヘツドＷの組立工程において
は、厚さ寸法の異る多種のシムＳ材料が供給され
ていて、カムシヤフトＴの組付けに当つては、
夫々のシリンダヘツドＷ毎に各バルブＶの組付寸
法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ベース高さ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。尚、カムシヤフトＴ
は、シヤフトジヤーナルＪが、シリンダヘツドＷ
の上向半円形の軸受面Ｆに嵌着された上でアーチ
形の押え具Ｏにより押えられてボルトＢにより固
定されている。

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
方式があつて、先ず直接方式では、カムシヤフト
Ｔを仮組付けした上で、手持ちゲージを使つて直
接隙間を測つており、この方式によると、手間が
大変で熟練を要するばかりでなく、手作業でゲー
ジを狭く且つ広狭変動し易い隙間に挿入して計測
するところから測定位置のづれに基づく測定誤差
が生じ易いという欠点がある。

一方、間接方式の場合は、シリンダヘツドＷに
関しては、シヤフトジヤーナルＪの軸受面Ｆ（現
実には、ベアリング内周面）高さHJと、リフタ
Ｌ上面高さHLとの高程d₁を測ると共に、カムシ
ヤフトＴに関しては、ジヤーナルＪ周面高さHJ
と、カムＣベース周面高さHBとの高程d₂を測
り、両測定値の較差演算によつてクリアランス
BCを求めているが、しかし従来は、高程d₁、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、シヤフト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、シリンダヘツドＷの生
産性と組立品質の向上が困難とされており、特
に、多気筒エンジンにおいてその傾向が著しかつ
た。

本発明は、このような現状に鑑みなされたもの
であつて、すなわち、本発明の目的は、シリンダ
ヘツドのカムシヤフト軸受周面と、バルブリフタ
上面との間の高程、ならびに、カムシヤフトのジ
ヤーナル周面と、カムベース周面との間の高程の
夫々の計測と、バルブ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バルブ
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３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ベース高さ測
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) バルブリフタ高さ測定機構３（第３図中段
右、第４図中段、第５図右、第６図、各参照） この機構３は、第５図右に示されるように、
支持台４の左右の軸受５間に横架された支軸６
に枢支しされると共に、装置３の骨体構造は、
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とにより形成されて
いて、かつビーム７は、平行に設定された左右
枠板７ｃ，７ｃの中間２箇所が桟板７ａ，７ｂ
により結合された形状となつている。

更に、フレーム８枠内の前側半面には、第５
図右及び第６図に示されるように厚手の基板１
０が展装されると共に、同基板１０の下方に
は、シリンダヘツド（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、第６図に詳細に示されるように、
中間の球継手１３によつて屈折自在のステム１
２の上端は、固定ナツト１４により基板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により抜止
め保持されており、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の弾力により、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１１ａを成し、これは、長手
中央の剛性を局部的に弱めることにより、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、下面の側端寄り箇
所に、ワークＷから第１図及び第２図に示され
るボルトＢ及び押え具Ｏを取りはづした状態の
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の上方位置に錘形の荷重受１９，２０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２１，２２の軸ピン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
押上げ外力がかかつた場合、或程度までコイル
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にかかるようになつ
ている。

なお、ビーム７の後端には、３つの重錘２
１，２２の総重量より若干軽いバラスト２５が
取付けられていて、これによりビーム７は、わ
ずかなトルクで前下がり習性を有するが、前部
の桟板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り、
測定不作動時には、可動板１１がわずかにワー
クＷの高さから浮上つ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のバルブ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の測定ピンに
連成されて可動板１１を貫通垂下する接続ピン
２８の下端には、スイングブロツク２９の中心
軸が枢支されていて、かつ同ブロツク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Ｌ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
によつて覆われている。

(b) カムベース高さ測定機構３３（第３図中段
左、第４図中段、第５図左、第７図、各参照） 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とにより形
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］ 第５図、及び第７図に示されるように、中央部
の手前側には、ワークとしてのカフシヤフト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およびジヤーナルＪに対向する
箇所に、複数（カム用８、ジヤーナル用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の弾力により、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、カムシヤフトＴが治具３７，３
８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Ｃ周底またはジヤーナルＪ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４０ｂの取付孔に固定された測長
器としての差動トランス４１の測定ピン４７が当
つている。

そのほか、少なくとも１箇所のカム用測定レバ
ー（第５図では、左から５番目のレバー）３９の
前端寄りの側傍には、カムＣのノーズによつて光
路が遮られる光電検出ユニツト４８（第５図参
照）が配設されていて、カムシヤフトＴの回転位
置をセツトするための情報源の作用を果してい
る。

［駆動部３５］ 第５図に示されるように、左右２箇所の縦板４
９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に軸受け保持されている。

しかして、伝動軸４３の軸受治具３７側の先端
には、カムシヤフト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はカムシヤフトＴに回転結合し、また左進し
た状態では、カムシヤフトＴを自由に治具３７か
ら取外し得るようになつている。

更に、伝動軸４３の頭部寄りには、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、ベルトが掛け
回されており、かつ中間軸５３は、図示しない操
作駆動機構によつて駆動されるようになつてい
る。

［従動部３６］ 第５図に示される縦動部３６は、上述伝動軸４
３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、上述同様にカムシヤフトＴに接離する
ように形成されている。

なお、駆動部３５および縦動部３６は、第５図
に示されるように、夫々カバー５４およびカバー
５５によつて覆われている。

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、バルブクリアランス測定装置の全体作動
としては、第５図に示されるように、バルブＶの
組付けが終つたワークＷが、レール２の左右から
レール２上に送込まれると共に、材料部品として
のカムシヤフトＴが、作業者の手で軸受治具３
７，３８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１の指令に基づい
て処理操作されるが、初めに、搬送駆動機構によ
つてフレーム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、桟板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。尚、この
時、第１図及び第２図のボルトＢ及び押え具Ｏ
は、はずされており、軸受面Ｆは上方に半円形状
に開口されている。

この時、第６図に示される可動板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に倣つて降動し、従つて同脚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１
６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に当つた後は、基板１０は重錘２
１，２２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。

この間各差動トランス２７の測定子３０は、
夫々リフタＬ上面に当つて、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
バルブ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。

この記録が終つた処で、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３３の作動においては、第５図及び第７図
に示されるように、材料部品のカムシヤフトＴが
軸受治具３７，３８に差入れられた状態では、す
べてのカムＣが、そのカムベースを周底に臨ませ
ていることはなく、従つて、測定時におけるカム
シヤフト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、実際の測定に当つて
は、基準角ごとの計２回の測定によつて全カムの
ベースを測定するようにしており、その基準角
と、光電検出ユニツト４８によつて検知される特
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
ヤフト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、シヤフトＴが１回
目の基準角にセツトされる。

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に記録されると共に、各カム
Ｃの計測値は、隣接する両側ジヤーナル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、同様にしてカムシヤフトＴが２回目の基
準角に駆動、セツトされた後、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、
これにより、全カムＣの高程d₂が記録されると共
に、その記録後は、シリンダ４４の引込作動によ
り、伝動軸４３と遊動軸はカムシヤフトＴから離
退する。

なお、軸受治具３７，３８から外されたカムシ
ヤフト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d₁、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d₁、d₂の較差演算に基づき、
夫々のバルブクリアランスBCが計出された後、
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。

リフタＬにシムＳが取付けられた後、対応する
ワークＷの軸受面Ｆ上に、カムシヤフトＴのジヤ
ーナルＪを嵌置し、第１図及び第２図に示される
通り押え具ＯをボルトＢで固定して組み付ける。

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、両検測値の演算処理によりバルブク
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
作動でクリアランスの測定が可能となり、これに
より、リアルタイムで使用シムを選択し得る効果
がある。

また上記、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の
各検測は、多気筒シリンダヘツドとカムシヤフト
を分離せしめた状態で各別に行わせるようにした
ので、バルブリフタ上面とカムベース周面とのク
リアランスを直接検測する従来の方式におけるよ
うに手作業でゲージを隙間に挿入させる面倒もな
く、熟練も必要とせず検測位置がずれる虞れもな
いところから正確な測定が可能となる。

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リフタ上面は、
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り計測
させ、またカムシヤフトの各複数個のカムの周底
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り計測させるよう
にしたので、各上記複数か所のリフタ上面とカム
周底との計測基準にばらつきがなく、一度に能率
良く、しかも正確に、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図の矢指に
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……バルブクリアランス、Ｃ……カム、HJ
……ジヤーナル周底・ジヤーナル軸受周底、Ｊ…
…ジヤーナル、Ｌ……リフタ、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、３０……先端測定子、２７……
電気的計測手段を形成する差動トランス、３９…
…測定レバー、３９ａ……測定端、４１……電気
的計測手段を形成する差動トランス。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ カムシヤフトＴ組付前の状態にある多気筒シ
   リンダヘツドＷにつき、カムシヤフトジヤーナル
   支承用軸受の軸受周底を基準面にした各シリンダ
   バルブＶのリフタＬ上面高さを一斉に検測する電
   気的計測手段２７であつて、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ツドＷ
   の各複数個のシリンダバルブＶのリフタＬ上面に
   対応する各先端測定子３０が当接される電気的計
   測手段２７と、 上記シリンダヘツドに組付けられるカムシヤフ
   トＴにつき、ジヤーナルＪ周底を基準面にした各
   カムＣベースの周底高さを一斉に検測する電気的
   計測手段４１であつて、共通の支軸に回動自在に
   軸支されて平行に延出される複数本の測定レバー
   ３９を具備してこの各測定レバー３９の先端測定
   端が、定位置に支持されたカムシヤフトＴの各複
   数個のカムＣの周底に当接される電気的計測手段
   ４１と、 上記両計測手段２７，４１の各出力信号値に基
   づき、上記カムシヤフトＴが組付けられた時に生
   じるべき上記各バルブ毎のリフタＬ上面とカムＣ
   ベース周底との間の隙間を演算して信号出力する
   制御演算機構１と、 が形成されていることを特徴とする多気筒エンジ
   ンバルブのクリアランス測定装置。