JPH04283017A - 弁座精密加工方法およびそのための装置 - 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】

【０００１】本発明は、ガイドロッドとバルブガイドと
の間に存在する遊びの中心に配置されることによって、
バルブガイド内のガイドロッドの最適なセンタリングを
可能とする方法と装置とに関するものである。弁座（以
下、バルブシートまたは単にシートと呼ぶ）の加工中に
おいて、特に加熱エンジン上において、シートに対して
最大の正確さが要求される。バルブシートは、ブローチ
盤上に誘導されて使用される成形工具、旋盤上で加工さ
れ、この旋盤それ自体はバルブシートのバルブガイド内
のガイドロッドによって誘導される。バルブシートの正
確な配置は、微妙な調節またはバルブガイド内のガイド
ロッドの位置に依存する。たとえ、この調節が実際に完
全なものであったとしても、ガイドロッドとバルブロッ
ドとの間の遊びを避けることは、たとえ遊びが小さくて
も、避けることはできない。このことは、特にバルブガ
イドがわずかながら摩耗され、その直径がその端部にむ
けて伸びる場合において見られる。バルブシートを加工
するための従来の装置は、磁性カラムと、このカラムに
固定され、ブローチ盤とともに設けられた旋回アームと
から構成される。磁性カラムは、磁石盤と管状カラムと
からなり、この管状カラム上に高さ調節可能かつ特定の
高さでロックされる旋回アームが設けられている。この
旋回アームは、その端部に支持体と、旋回ボールのため
のクランプ装置とを持ち、ガイドロッドを設けたブロー
チを設けている。よって、ブローチはいかなる方向へも
配向が可能であり、またクランプ装置によって特定の旋
回位置に停止されることが可能である。さらに、成形ま
たは切断工具はブローチ上に設けられる。ブローチの回
転は、手動によってなされるが、機械的、空気圧的、油
圧的または電気的装置によってもなされる。この装置は
、旋回ボールと旋回アームとがクランプされていない状
態にある場合に、ガイドロッドがバルブガイドに挿入さ
れるという方法にもとづいて使用される。また、バルブ
ガイドに対して可能なかぎりにおいて最小の遊びを有し
、かつもっとも適合したガイドロッドが用いられる。 ガイドロッドの挿入後、磁場は、磁石が強く固定される
ように作用する。旋回アームを定位置に固定し、またボ
ールをロックした後、バルブシートの加工が可能となる
。回転成型工具は、バルブシートの上にゆっくりと進み
、そしてシートがきれいに加工されるまで材料が削れる
。ガイドロッドは、必然的にバルブ゛ガイド内である遊
びを有し、その遊びのなかで、それはそれ自身の正確な
中心位置に対してある不正確さを持つ。さらに、もしバ
ルブガイドが少しばかりすり切れた場合、この遊びは増
加する。もしこのことが角度のほんのわずかのずれだと
しても、ターン工具をガイドするものとして与えられる
べきガイドロッドでの不正確さは、加工されたシートで
のバルブの正確な固定に顕著な影響を与える。このこと
を克服するために、球状空気クッションの上に旋回する
ボールをある装置に設け、ガイドロッドの挿入中におい
て特にボールとクランプ装置との間の摩擦力を最小にす
る。空気クッション上に旋回するボールによって、緊張
されていないバルブガイド内にガイドロッドが位置だし
される。しかし、これは遊びの範囲内に止まるものでは
ない。したがって、本発明の目的は、より一層正確にバ
ルブガイドの中心にガイドロッドが位置だし（センタリ
ング）されるのを可能とする方法を提供するものである
。正確なセンタリングの理由は、加工されたシートが、
バルブガイドの軸に関してセンタリングされた位置に入
れられるからである。本発明の目的はまた、この方法を
実施するための装置を提供するものである。本発明によ
れば、この目的は、同定によって、ガイドロッドの章動
（ｎｕｔａｔｉｏｎ）によって、そのエッジに沿って、
少なくともひとつのセンタリング板矩形または菱形内に
記された章動の閉じた線内に決定することにしたがって
、そして前記矩形または菱形の中心にある前記センタリ
ング板内にガイドロッドを配置することによって、達成
される。また、本発明の目的は、請求の範囲第５項の序
文にもとづく装置によって達成され、この装置は、バル
ブガイドによって決定されるガイドロッドの章動パター
ンを囲む矩形または菱形の縦側および幅側の間の距離を
決定する手段によって、また決定された矩形または菱形
の中心に置かれるガイドロッドを補助する手段によって
特徴づけられる。以下、本発明を実施例にもとづいて説
明する。

【０００２】

【実施例】図１は、既知のセンタリングシステムの概略
を示すもので、バルブガイドの断面を示す。このガイド
にガイドロッドが挿入されている。また、ガイドが摩耗
されていることが明らかである。この状態は、矢印Ａが
指している線から下側である。上側開口部は、通常楕円
状をなしている。図２は、受動的センタリングを示して
いる。このガイドロッドは、バルブガイド内において、
その遊びの範囲内にある漠然とした位置を仮定する。も
しガイドロッドがよりフィットするものならば、すなわ
ちバルブガイド内に遊びが少なければ、センタリングは
より正確となる。それに対して、図３および図４は、本
発明にもとづくセンタリングシステムを示している。図
３は、ガイド挿入後の、バルブガイドの縁方向への不確
定な位置を示している。矢印で示すように、ロッド１は
、バルブガイドの縁周辺に沿って位置を変えることがで
きる。記載された章動楕円（ｎｕｔａｔｉｏｎ　ｏｖａ
ｌ）は、矩形または菱形の縦側および幅側の間の距離を
決定する手段によって、また図の右側に示した決定され
た矩形または菱形の最小次元を決定する。最後に（ｃ）
において、センタリングの後のガイドロッドの位置は、
決定された矩形または菱形の中心に置かれる。図５は、
本発明にもとづく方法の実施に用いられる装置を示すも
のである。 この装置のカラムは、支持管１０とグリップ１１とが連
接されたベースフランジ９からなる。このベースフラン
ジ９は、平坦な底部を有志、そして操作位置おいては、
固定スタッド上に置かれる。この固定スタッドは、固定
板１２上を移動可能であり、グリップ１１によって固定
板１２に固定される。旋回アーム１３は、支持管１０に
連結されている。また旋回アーム１３は、高さ調節スク
リュー１４によって、支持管１０での高さが調節され、
またクランプレバー１９によって位置を固定される。ま
た、ブローチ１５は、旋回アームの端部を通じて誘導さ
れる。このブローチ１５は、バルブシートを加工するた
めの加工具４を保持するツールホルダー１６を有する。 加工されるべきバルブシートとともに設けられるシリン
ダーヘッド３は、上下逆転して固定板１２の下に固定さ
れる。ガイドロッド１は、加工具４をガイドするための
ものであるが、加工されるべきバルブシート３のバルブ
ガイド２に挿入される。ブローチ１５は、旋回ボール５
のなかに回転自在にして設けられ、この旋回ボール５は
２つのクランプ板６間に設けられ、そしてこれらのクラ
ンプ板６はハウジングの底部１８とクランプリング７と
の間を自由に移動する。このことから、ブローチ１５は
、ハウジング底部１８の穴に誘導される。旋回ボール５
は、手で、機械で、空気または油圧による圧力で、また
は電気的に回転運動し、２つのクランプ板６はクランプ
リング７と底部１８との間を水平に移動する。バルブガ
イドの形状は、フォロアレバー８によって、センタリン
グレバー２２へ移される。それぞれのフォロアレバー８
を２つの向き合ったストッパー８ａ，８ｂが旋回ボール
５に対して滑動するようにして設けられており、そしえ
それぞれのレバー８は、旋回ボール５に対して放射状に
位置を変えることができる。センタリングレバー２２は
クランブブリッジ２３によって、同時に、センタリング
コーン２３およびフォロアレバー８によって、中心位置
に固定され、旋回ボール５はバルブガイドの同定された
形状の中心に置かれる。クランピングレバー２９によっ
て、いずれかの旋回または移動位置に旋回ボール５が固
定される。バルブシートの加工に応じて、ブローチ１５
は、アダプター２０によって回転される。この目的のた
めに、機械的、空気圧的、水圧的または電気的作動手段
が利用される。図６は、水平方向におけるセンタリング
メカニズムの部分拡大図である。下側のクランプ板６は
、ハウジングの底部１８上に静止されている。ブローチ
１５に設けられた旋回ボール５は、この板上に配置され
ている。２つのフォロアーレバー８によって、バルブガ
イドの形状は、センタリングレバー２２へ移される。 これらのセンタリングレバー２２は、板バネ２５が設け
られており、クランプ手段によって作動するカムシャフ
ト２６の媒介によって、最終内側位置へ運ばれるか、ま
たは完全に遊離される。一度、センタリングが実施され
ると、クランプブリッジ２３は、それぞれの位置に固定
されたセンタリングレバー２２を保持する。同時に、フ
ォロアレバー８が旋回ボール５を正しい位置に移動させ
るので、スプリング２８を介して、２つのセンタリング
コーン２４は押されてセンタリングレバー２２をロック
する。図７は、センタリングコンポーネントの断面図で
ある。特にこの図では、センタリングコーン２４の機能
は、フォロアーレバー８の媒介によって旋回ボール５を
移動させる。センタリングコーン２４は、ジャック２７
の媒介によって作動され、それにはスプリング集合体が
ビルト・インされている。スプリング集合体は、センタ
リングスプリング２８によって作動される。図８は、バ
ルブガイド２に挿入されたガイドロッド１がどのように
してバルブガイド２内での遊びを抑えるかについて説明
するための図である。この遊びは、一方で起こる。なぜ
なら、ガイドロッド１の正確な固定は、いつもエラーに
よってなされないだけではなく、バルブガイドの摩耗に
よってもなされなくなる。もちろん、この遊びは、本発
明によってより一層明らかにされる問題を生ずるために
過大視された次元である。センタリング装置によって、
ロッド１の遊びのなかでの中心位置にガイドロッドを置
くことが可能である。本発明にもとづく装置をともなう
遊びは、あまり制限されないように選択される。この方
法では、平均位置への配置は、加工を実施する加工具４
によって描かれる回転面の位置に生ずる可能性あるエラ
ーに関して実施される。描かれた装置によって、本発明
にもとづく加工方法は下記のようになされる。シリンダ
ーヘッド１７を固定した後に、加工されるべきバルブシ
ート３を設け、シート３が上方向に向くようにし固定板
１２の位置を決めてシリンダーヘッド１７上にクランプ
する。そして、装置をベースフランジ９によって、固定
板１２上に置く。この際、ガイドロッド１はバルブガイ
ド２の外側方向かつ下方向の自由空間に突出する。グリ
ップ１１によってベースフランジ９を固定した後に、第
一工程（ａ）を実施する。この第一工程（ａ）は、ガイ
ドロッド１の大まかなセンタリングを実施する。旋回ボ
ール５はこの目的のためにその支持体中にクランプされ
ていない。クランピングレバー１９の媒介によって、カ
ムシャフト２６は作動され、センタリングレバー２２に
固定された板バネ２５の媒介によって、そしてフォロワ
ーレバー８の媒介によって、旋回ボール５は中心位置に
運ばれる。旋回ボールは、その移動範囲の中心に置かれ
る。このことは、バルブガイド２においてガイドロッド
１の続けて確立された遊びが、前記ロッド、バルブガヂ
オの該当する形状の縁に沿って、そして識別されること
を保証するもので、それによってこの遊びはすべての方
向において測定される。第二工程（ｂ）では、ベースフ
ランジ９は、グリップ１１によって固定板１２からクラ
ンプ状態が解放され、装置が上がる。そして固定スタッ
ドは、固定板１２のダブテイルガイド３１内に、加工さ
れるべきバルブシート方向に動く。さらに、ガイドロッ
ド１はバルブガイド２に挿入される。この場合、加工具
４が、ほぼバルブシートに触れるぐらいの高さである。 そして、ベースフランジ９は、同時に固定スタッド上に
置かれる。グリップ１１によって、ベースフランジ９は
、固定板１２に固定される。第三工程（ｃ）では、バル
ブガイド２内でのガイドロッド１の精密なセンタリング
が実施される。このために、クランプレバー１９によっ
て、旋回アーム３は、支持管４に固定される。この場合
、その高さは、加工具４がほぼバルブシートに接するぐ
らいの高さである。同時に、クランプレバー１９は、カ
ムシャフト２６を介することによって、センタリングレ
バーを離す。旋回ボール５のレベルでの回転運動によっ
て、あらゆる方向へ水平方向の均一圧力を与えることに
よって、手動、あるいは機械的、空気圧的、油圧的また
は電動式の装置によって、バルブガイドの形状は、ガイ
ドロッド１によって認識される。この章動運動は、フォ
ロアレバー８を介して、ひとつは図２にもとづく矩形ま
たはひし形の長手方向側面間において、他方は矩形また
はひし形の幅方向側面間において、解放されたセンタリ
ングレバー２２へ伝搬される。このセンタリングレバー
２２の最終位置は、バルブガイド２内でのガイドロッド
１の遊びの結果として、フォロアレバー８の全移動と一
致する。クランピングブリッジ２３の介在によって、セ
ンタリングレバー２２は、その最終位置に固定され、ジ
ャック２７はセンタリングスプリング２８を介して操作
される。これらの下方向への移動によって、センタリン
グコーン２４は、固定されたセンタリングレバー２２間
に押され、フォロアレバー８を介して、旋回ボール５を
配置し、その結果、またガイドロッド１をバルブガイド
２の中心軸に正しく配置させる。第四工程（ｄ）では、
クランピングレバー２９は作動され、クランピングリン
グ７およびクランピングプレート６を媒介として旋回ボ
ール５を強固に固定する。これによって、バルブシート
３の加工を実施することが可能となり、この加工は加工
具４を具備したブローチ１５によってなされ、また全進
ナット３０によってなされる。本発明にもとづく方法は
、バルブガイド内に正確にガイドロッド１をセンタリン
グすることを可能とする。このセンタリングは再現可能
なもので、既知の装置によっては達成されない正確なセ
ンタリングが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　従来のセンタリングシステムの概略を説明
するためのもので、従来のバルブガイドの断面図である
。

【図２】　　図１にもとづくシステムの受動的センタリ
ングを説明するための図である。

【図３】　　本発明にもとづくセンタリングシステムの
概略を説明するためのもので、本発明にもとづくバルブ
ガイドの断面図である。

【図４】　　図３にもとづくシステムの受動的センタリ
ングを説明するための図である。

【図５】　　本発明にもとづく方法の実施に用いられる
装置を示すものである

【図６】　　水平方向におけるセンタリングメカニズム
の部分拡大図である。

【図７】　　センタリングコンポーネントの断面図であ
る。

【図８】　　バルブガイドに挿入されたガイドロッドが
どのようにしてバルブガイド内での遊びを抑えるかにつ
いて説明するための図である。

【符号の説明】

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　弁座精密加工のために、バルブガイド
   （２）内においてガイドロッド（１）をセンタリングす
   るための方法であって、該方法は、バルブガイドの形状
   の周囲の縁に沿ったガイドロッドの章動を、少なくとも
   ひとつのセンタリング板によって、矩形またはひし形を
   描く章動の閉じた軌跡として認識し、そしてガイドロッ
   ドを前記矩形または前記ひし形の中心に置かれた前記セ
   ンタリング板に置くことを特徴とする弁座精密加工方法
   。
2. 【請求項２】　　請求項１記載にもとづく方法であって
   、該方法は、矩形またはひし形の最小次元は、ガイドロ
   ッド（１）を有するブローチが設けられた、旋回ボール
   （５）がすべての方向に回転および旋回するようにされ
   ており、前記ガイドロッド（１）の章動が続き、前記旋
   回ボール（５）に対して互いに向い合った２つのストッ
   パー（８ａ，８ｂ）がそれぞれ設けられた少なくとも２
   つのフォロアレバー（８）のゼロ位置から移動し、矩形
   またはひし型の長手方向側面間の距離のための前記フォ
   ロアレバー（８）、それぞれ２つのセンタリングレバー
   （２２）を最終位置に移動させ、それらの分離が、前記
   バルブガイド（２）内での前記ガイドロッド（１）の遊
   びからフォロアレバー（８）の全移動に一致しているこ
   とを特徴とする弁座精密加工方法。
3. 【請求項３】　　請求項２記載にもとづく方法であって
   、前記ガイドロッド（１）は、決定された矩形またはひ
   し形の中心に置かれ、フォロアレバー（８）の上に設け
   られた、対応するセンタリングコーン（２４）が最終位
   置で固定されたセンタリングレバー（２２）間で低くな
   り、それがこれらのレバー間の中心に置かれ、そして対
   応する位置にそれと結合したフォロアレバー（８）を置
   換することを特徴とする弁座精密加工方法。
4. 【請求項４】　　請求項３記載にもとづく方法であって
   、該方法は、加工具（４）を誘導する目的で、加工され
   るべきバルブガイド（２）に挿入されたガイドロッド（
   １）を持つブローチ（１５）を有する加工装置に適応さ
   れるもので、前記ブローチは、旋回ボール（５）によっ
   て、旋回アーム（１３）上の支持体に、旋回自在にして
   、かつこのアームに固定されて設けられ、また前記アー
   ム（１３）は支持管（１０）上に高さを調節自在となる
   ようにして設けられており、この支持管はクランプ装置
   によって固定板（１２）に固定され、前記方法は、（ａ
   ）前記バルブガイド（２）の外側で、前記ベースフラン
   ジ（９）が前記固定板（１２）に置かれた場合、前記支
   持体にクランプされていない、ガイドロッド（１）に設
   けられたブローチ（１５）は、機械的予備センタリング
   装置によって、前記装置上に得られた移動範囲の中間に
   移され、前記バルブガイド（２）内のガイドロッド（１
   ）によって続けて確立される遊びが、対応する前記バル
   ブガイドの形状と対応するエッジに沿ったロッドによっ
   て認識され、すべての方向で前記遊びが測定される工程
   と、（ｂ）前記ガイドロッド（１）が加工されるべきバ
   ルブシート（３）のバルブガイド（２）に挿入され、前
   記旋回アーム（１３）は、前記支持管（１０）に、前記
   バルブシートにほとんど触れるぐらいの高さに加工具（
   ４）が置かれるようにして合わせられ、そして前記装置
   の前記ベースフランジ（９）は固定板（１２）上にクラ
   ンプ装置によって固定され、そして前記旋回アーム（１
   ３）は支持管（１０）に固定される工程と、（ｃ）前記
   装置の前記ガイドロッド（１）は、前記旋回ボール（５
   ）の回転運動を実施することによって最終的に中心に置
   かれることによって、前記ガイドロッド（１）の章動は
   前記バルブガイド（２）内のそれの遊びのなかに得られ
   、またすべての水平方向に対して均一な圧力を与えるこ
   とによって、前記バルブガイドの形状が決定し、そして
   その後に前記ガイドロッド（１）は前記バルブガイド（
   ２）の中心軸に置かれる工程と、そして（ｄ）前記ガイ
   ドロッドを設けたブローチ（１５）は、前記旋回アーム
   （１３）のなかに固定され、その後、加工具（４）を固
   定した前記ブローチ（１５）は、全身して前記バルブガ
   イドの精密加工のために回転する工程とからなることを
   特徴とする弁座精密加工方法。
5. 【請求項５】　　請求項１ないし４の方法を実施するた
   めの装置であって、加工具（４）を誘導するための加工
   装置を有する前記装置は、旋回ボール（５）によって、
   すべての方向に旋回自在となるようにして支持体に支持
   され、かつ加工されるべきバルブガイド（２）に挿入さ
   れるべきガイドロッド（１）を有するブローチ（１５）
   を有するもので、さらに　　前記ガイドロッド（１）の
   章動パターンを囲む矩形またはひし形の縦および幅の長
   さとの間の距離を決定するための手段（８、２２）と、
   前記ガイドロッド（１９が決定された前記矩形または前
   記ひし形の中心に置かれる手段（８、２２、２４）とを
   有することを特徴とする弁座精密加工装置。
6. 【請求項６】請求項５にもとづく装置であって、前記矩
   形または前記ひし形の縦および幅の長さとの間の距離を
   決定するための手段（８、２２）は、前記旋回ボール（
   ５）に対して互いに向い合った２つのストッパー（８ａ
   ，８ｂ）を設け、かつ前記旋回ボール（５）に対して実
   質的に放射状に移動する少なくとも２つのフォロアレバ
   ー（８）を有するもので、前記フォロアレバー（８）は
   、それぞれ２つのセンタリングレバー（２２）の移動を
   許して、前記フォロアレバー（８）の放射状の動きの間
   、前記センタリングレバー（８）を戻す力の作用に対抗
   して、また前記ガイドロッド（１）の遊び量および最終
   位置に前記センタリングレバー（２２）を固定する手段
   とにもとづいて、互いに離すことを特徴とする弁座精密
   加工装置。
7. 【請求項７】　　請求項６にもとづく装置であって、前
   記手段（８、２２、２４）によって、決定された前記矩
   形またはひし形の中心に置かれる前記ガイドロッド（１
   ）は、センタリングレバー（２２）の対のそれぞれに、
   関連したフォロアレアー（８）に連結されたセンタリン
   グコーン（２４）を有し、分離および固定された前記セ
   ンタリングレバー（２２）間を低下する間、これらのレ
   バーの中間を見つけ、また対応する場所にフォロアレバ
   ー（８）を運ぶことを特徴とする弁座精密加工装置。
8. 【請求項８】　　請求項５ないし７にもとづく装置であ
   って、センタリングレバー（２２）を定位置に固定する
   手段（２３）は、少なくともひとつのクランピングブリ
   ッジ（２３）を有するもので、このブリッジは、クラン
   ピング手段によって、前記センタリングレバー（２２）
   に圧力を与えて固定させることを特徴とする弁座精密加
   工装置。
9. 【請求項９】　　請求項５ないし８のいずれか一項にも
   とづく装置であって、予備のセンタリング装置を有し、
   この予備センタリング装置は、カムシャフト（２６）を
   有し、このカムシャフト（２６）はその回転中において
   、またそのカムによって、前記センタリングレバー（２
   ２）に連結した板バネ（２５）に作用して、前記センタ
   リングコーン（２４）に対して平たくされることを特徴
   とする弁座精密加工装置。
10. 【請求項１０】　　請求項５ないし９のいずれか一項に
    もとづく装置であって、前記バルブガイド中に生ずるべ
    き前記ガイドロッド（１）の章動を許す機械的、空気圧
    的、油圧的、または電気機械的手段が設けられているこ
    とを特徴とする弁座精密加工装置。