(57)【要約】【課題】燃焼室容積ばらつきを抑えると共に加工効率の低下を抑えることができる直列多気筒エンジンのシリンダヘッドの加工方法を提供すること。【解決手段】燃焼室の一部を形成する複数の凹部が上下方向に並ぶ縦置き姿勢で加工機の固定治具に固定されたシリンダヘッドの加工であって、複数の凹部の内壁部を加工機の工具により夫々加工するシリンダヘッドの加工方法において、複数の凹部に夫々形成された凹部基準面部のうちの少なくとも２つの凹部基準面部間の相対位置を計測して縦置き姿勢のシリンダヘッドの傾斜情報を算出し、この傾斜情報に基づいて加工機の工具による凹部加工条件を補正して複数の凹部の内壁部を夫々加工する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室の一部を形成する複数の凹部が上下方向に並ぶ縦置き姿勢で加工機の固定治具に固定されたシリンダヘッドの加工であって、複数の前記凹部の内壁部を前記加工機の工具により夫々加工するシリンダヘッドの加工方法において、
複数の前記凹部に夫々形成された凹部基準面部のうちの少なくとも２つの前記凹部基準面部間の相対位置を計測して前記縦置き姿勢の前記シリンダヘッドの傾斜情報を算出し、前記傾斜情報に基づいて予め設定された前記加工機の工具による凹部加工条件を補正して複数の前記凹部の内壁部を夫々加工することを特徴とするシリンダヘッドの加工方法。
【請求項２】
燃焼室の一部を形成する複数の凹部が上下方向に並ぶ縦置き姿勢で加工機の固定治具に固定されたシリンダヘッドの加工であって、複数の前記凹部の内壁部を前記加工機の工具により夫々加工するシリンダヘッドの加工方法において、
複数の前記凹部を覆うように配設されるシリンダブロックとの合わせ面のうち、複数の前記凹部の間に夫々形成された少なくとも２つの被計測部の相対位置を計測して前記縦置き姿勢の前記シリンダヘッドの傾斜情報を算出し、前記傾斜情報に基づいて予め設定された前記加工機の工具によるバルブシート加工条件を補正して複数の前記凹部の内壁部に設けたバルブシートの弁座面を夫々加工することを特徴とするシリンダヘッドの加工方法。
【請求項３】
燃焼室の一部を形成する複数の凹部が上下方向に並ぶ縦置き姿勢で加工機の固定治具に固定されたシリンダヘッドの加工であって、複数の前記凹部の内壁部を前記加工機の工具により夫々加工するシリンダヘッドの加工方法において、
複数の前記凹部に夫々形成された凹部基準面部のうちの少なくとも２つの前記凹部基準面部間の相対位置を計測して前記縦置き姿勢の前記シリンダヘッドの傾斜情報を算出し、前記傾斜情報に基づいて予め設定された前記加工機の工具による凹部加工条件を補正して複数の前記凹部の内壁部を夫々加工する凹部加工工程と、
複数の前記凹部の吸気ポートと排気ポートにバルブシートを夫々圧入するバルブシート圧入工程と、
複数の前記凹部を覆うように配設されるシリンダブロックとの合わせ面を前記加工機の工具により仕上げ加工する合わせ面加工工程と、
前記シリンダヘッドを前記縦置き姿勢で前記加工機の固定治具に固定すると共に、前記合わせ面のうちの複数の前記凹部間に夫々形成された少なくとも２つの被計測部の相対位置を計測して前記縦置き姿勢の前記シリンダヘッドの傾斜情報を算出し、前記傾斜情報に基づいて予め設定された前記加工機の工具によるバルブシート加工条件を補正して複数の前記凹部のバルブシートの弁座面を夫々加工するバルブシート加工工程を有することを特徴とするシリンダヘッドの加工方法。
【請求項４】
複数の前記凹部の内壁部を加工する前に、複数の前記凹部が水平方向に並ぶ横置き姿勢で前記加工機の固定治具に固定された前記シリンダヘッドの複数の前記凹部に、予め設定された基準面部加工条件で前記加工機の工具により前記凹部基準面部を夫々形成することを特徴とする請求項１又は３に記載のシリンダヘッドの加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直列多気筒エンジンのシリンダヘッドの加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から火花点火式ガソリンエンジンでは、図１３の曲線ＦＣで示すようにある程度の圧縮比までは圧縮比に比例するように燃費が向上するので、燃費性能向上のために圧縮比を高めている。高い圧縮比を実現するための構造として、シリンダヘッドに吸気ポート側斜面と排気ポート側斜面が屋根形に形成されたペントルーフ部と、シリンダブロックのシリンダと、そのシリンダ内を往復するピストンにより形成されるペントルーフ型燃焼室が用いられている。
【０００３】
ペントルーフ型燃焼室は、シリンダ容積に比べて燃焼室容積を小さくすることができると共に吸排気バルブ径を大きく確保でき、タンブル（筒内縦渦流）やスワール（筒内横渦流）等の吸気流動の制御に有利な構造であることが知られている。直列多気筒エンジンは、このようなペントルーフ型燃焼室（燃焼室）が１列に並べられて構成される。
【０００４】
一方で図１３に示すように、圧縮比が高過ぎるとノッキング等により燃焼が不安定になる不安定領域ＵＡに入って燃費は低下する。また、加工ばらつきに起因する燃焼室間の容積ばらつきのため、分布曲線Ｄで示すような圧縮比のばらつきが存在する。圧縮上死点では、シリンダヘッドのペントルーフ部の容積が燃焼室容積の大部分を占めるので、シリンダヘッドの加工精度を向上させることによって燃焼室の容積ばらつきを小さくすることができ、高い圧縮比を実現することができる。
【０００５】
そのため、例えば特許文献１のように、直列４気筒エンジンの鋳造したシリンダヘッドについて、各ペントルーフ部の加工量（加工深さ）を決めるための計測を気筒毎に行い、計測結果に応じた加工深さで各ペントルーフ部を加工して燃焼室の容積を揃えることにより圧縮比のばらつきを抑える技術が知られている。
【０００６】
ここで、一般に、鋳造によって成形したシリンダヘッドを特許文献１のように精密加工を行う場合、例えば図１４に示すようなマシニングセンタ２０（加工機）を使用する。マシニングセンタ２０は、先端に工具が装着されるスピンドル２１を水平方向（Ｘ軸方向）及び上下方向（Ｙ軸方向）に移動させるコラム２２と、ワークを固定する固定治具２３が載置固定される加工テーブル２４をスピンドル２１の回転軸心方向（Ｚ軸方向）に移動させる機構と、加工テーブル２４をＹ軸方向に平行なＢ軸周りに回転させる機構を有する。固定治具２３は、ワークや加工に応じた適切な固定治具に交換される。また、スピンドル２１に装着する工具を自動的に取替える図示外のオートツールチェンジャ等を備え、加工の種類等に応じて適切な工具が装着される。
【０００７】
ワークとして直列多気筒エンジンのシリンダヘッドを加工するとき、ペントルーフ部の加工の際には、複数のペントルーフ部が上下方向に１列に並ぶ縦置き姿勢でシリンダヘッドが固定治具２３に固定される。縦置き姿勢では、加工テーブル２４をＢ軸周りに回転させて様々な角度から全てのペントルーフ部の加工を行うことができるので、工具の交換や回転させる回数を減らして加工効率を向上することができる。ワークのシリンダヘッドが入れ替えられたときに固定治具２３に対して同じ姿勢で固定されるように、シリンダヘッドに形成された複数の基準面部を固定治具の対応する複数の治具パッド部に当接させて固定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第５５１０６５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
マシニングセンタ２０は、予め設定された加工条件（使用工具、シリンダヘッドの加工部位、加工深さ等）に基づいて加工を行い、設定された加工が全て終わると次のシリンダヘッドの加工に移る。シリンダヘッドの着脱を繰り返していると、次第に固定治具２３の固定パッド部の摩耗や変形等の経時変化によってアライメント誤差が大きくなり、固定されたシリンダヘッドの姿勢が固定治具２３の使用開始当初と比べて傾くことがある。この場合、加工条件が同じでも固定治具２３の使用開始当初と同じ加工にならず、この加工後のシリンダヘッドは燃焼室の容積ばらつきが大きくなり、好ましくない。
【００１０】
それ故、マシニングセンタ２０の整備を行って固定治具２３の経時変化等をリセットすることが考えられるが、整備コストがかかると共にダウンタイムが発生して生産性が低下するため、頻繁に行うことが困難である。また、整備頻度を抑えて特許文献１のように、シリンダヘッドのペントルーフ部毎の計測に基づいて加工量を決めて加工すると、アライメント誤差等があっても燃焼室の容積ばらつきを小さくすることが可能であるが、計測が多いため加工時間が長くなってしまい、加工効率が低下する課題がある。
【００１１】
さらに、同様のアライメント誤差によって、吸排気バルブが当接するペントルーフ部の吸排気ポートに夫々配設されるバルブシートの弁座面にも加工ばらつきが生じる。これにより吸排気バルブが閉じた状態でバルブヘッド位置が揃わず、燃焼室容積がばらつくことになり好ましくない。
【００１２】
本発明の目的は、燃焼室の容積ばらつきを抑えると共に加工効率の低下を抑えることができる直列多気筒エンジンのシリンダヘッドの加工方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１の発明のシリンダヘッドの加工方法は、燃焼室の一部を形成する複数の凹部が上下方向に並ぶ縦置き姿勢で加工機の固定治具に固定されたシリンダヘッドの加工であって、複数の前記凹部の内壁部を前記加工機の工具により夫々加工するシリンダヘッド加工方法において、複数の前記凹部に夫々形成された凹部基準面部のうちの少なくとも２つの前記凹部基準面部間の相対位置を計測して前記縦置き姿勢の前記シリンダヘッドの傾斜情報を算出し、前記傾斜情報に基づいて予め設定された前記加工機の工具による凹部加工条件を補正して複数の前記凹部の内壁部を夫々加工することを特徴としている。
【００１４】
上記構成によれば、縦置き姿勢で固定治具に固定されたシリンダヘッドが加工機のアライメント誤差等によって傾いている場合に、その傾斜情報を取得し、取得した傾斜情報に基づいて予め設定された加工機の工具による凹部加工条件を補正してから複数の凹部の内壁部を夫々加工する。それ故、シリンダヘッドの傾きの影響を小さくするように補正した凹部加工条件で各凹部の内壁部を加工することができ、凹部間における内壁部の加工ばらつきを抑えることができる。従って、加工機の整備頻度を抑えながら燃焼室の容積ばらつきを抑えることができると共に、加工効率の低下を抑えることができる。
【００１５】
請求項２の発明のシリンダヘッドの加工方法は、燃焼室の一部を形成する複数の凹部が上下方向に並ぶ縦置き姿勢で加工機の固定治具に固定されたシリンダヘッドの加工であって、複数の前記凹部の内壁部を前記加工機の工具により夫々加工するシリンダヘッド加工方法において、複数の前記凹部を覆うように配設されるシリンダブロックとの合わせ面のうち、複数の前記凹部の間に夫々形成された少なくとも２つの被計測部の相対位置を計測して前記縦置き姿勢の前記シリンダヘッドの傾斜情報を算出し、前記傾斜情報に基づいて予め設定された前記加工機の工具によるバルブシート加工条件を補正して複数の前記凹部の内壁部に設けたバルブシートの弁座面を夫々加工することを特徴としている。
【００１６】
上記構成によれば、縦置き姿勢で固定治具に固定されたシリンダヘッドが加工機のアライメント誤差等によって傾いている場合に、その傾斜情報を取得し、取得した傾斜情報に基づいて予め設定された加工機の工具によるバルブシート加工条件を補正してから複数の凹部のバルブシートの弁座面を夫々加工する。それ故、シリンダヘッドの傾きの影響を小さくするように補正したバルブシート加工条件で各凹部のバルブシートの弁座面を夫々加工することができ、弁座面の加工ばらつきを抑えることができる。従って、閉じた状態のバルブヘッド位置を揃えることができるので、加工機の整備頻度を抑えながら燃焼室の容積ばらつきを抑えることができると共に、加工効率の低下を抑えることができる。
【００１７】
請求項３の発明のシリンダヘッドの加工方法は、燃焼室の一部を形成する複数の凹部が上下方向に並ぶ縦置き姿勢で加工機の固定治具に固定されたシリンダヘッドの加工であって、複数の前記凹部の内壁部を前記加工機の工具により夫々加工するシリンダヘッド加工方法において、複数の前記凹部に夫々形成された凹部基準面部のうちの少なくとも２つの前記凹部基準面部間の相対位置を計測して前記縦置き姿勢の前記シリンダヘッドの傾斜情報を算出し、前記傾斜情報に基づいて予め設定された前記加工機の工具による凹部加工条件を補正して複数の前記凹部の内壁部を夫々加工する凹部加工工程と、複数の前記凹部の吸気ポートと排気ポートにバルブシートを夫々圧入するバルブシート圧入工程と、複数の前記凹部を覆うように配設されるシリンダブロックとの合わせ面を前記加工機の工具により仕上げ加工する合わせ面加工工程と、前記シリンダヘッドを前記縦置き姿勢で前記加工機の固定治具に固定すると共に、前記合わせ面のうちの複数の前記凹部間に夫々形成された少なくとも２つの被計測部の相対位置を計測して前記縦置き姿勢の前記シリンダヘッドの傾斜情報を算出し、前記傾斜情報に基づいて予め設定された前記加工機の工具によるバルブシート加工条件を補正して複数の前記凹部のバルブシートの弁座面を夫々加工するバルブシート加工工程を有することを特徴としている。
【００１８】
上記構成によれば、縦置き姿勢で固定治具に固定されたシリンダヘッドが、加工機のアライメント誤差等によって傾いている場合に、その傾斜情報を取得し、取得した傾斜情報に基づいて予め設定された加工機の工具による凹部加工条件を補正してから複数の凹部の内壁部を夫々加工する。そして、複数の吸気ポート及び複数の排気ポートにバルブシートを夫々圧入し、バルブシートの加工のために縦置き姿勢のシリンダヘッドの傾斜情報を取得し、この傾斜情報に基づいて予め設定された加工機の工具によるバルブシート加工条件を補正してから複数のバルブシートの弁座面を夫々加工する。それ故、予め設定された加工条件をシリンダヘッドの傾きの影響を小さくするように補正して複数の凹部の内壁部の加工及びバルブシートの弁座面の加工を行うことができ、凹部の内壁部の加工ばらつき及びバルブシートの弁座面の加工ばらつきを抑えて閉じた状態のバルブヘッド位置を揃えることができる。従って、加工機の整備頻度を抑えながら燃焼室の容積ばらつきを抑えることができると共に、加工効率の低下を抑えることができる。
【００１９】
請求項４の発明のシリンダヘッドの加工方法は、請求項１又は３の発明において、複数の前記凹部の内壁部を加工する前に、複数の前記凹部が水平方向に並ぶ横置き姿勢で前記加工機の固定治具に固定された前記シリンダヘッドの複数の前記凹部に、予め設定された基準面部加工条件で前記加工機の工具により前記凹部基準面部を夫々形成することを特徴としている。
【００２０】
上記構成によれば、水平方向に並んだ複数の凹部に凹部基準面部を夫々形成するので、凹部基準面部の形成時にはシリンダヘッドの傾きの影響を受けずに全ての凹部基準面部が同一平面内にあるように加工できる。それ故、凹部の内壁部の加工前に、少なくとも２つの凹部基準面間の相対位置の計測を行ってシリンダヘッドの傾きを高精度に算出することができ、この傾きに基づいて加工条件を補正して複数の凹部の内壁部を夫々加工するので、複数の凹部間における内壁部の加工ばらつきを抑えることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明のシリンダヘッド加工方法によれば、燃焼室の容積ばらつきを抑えると共に加工効率の低下を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施例に係るシリンダヘッドの下面図である。
【図２】図１のシリンダヘッドに吸気バルブ及び排気バルブを装着した状態のII−II線断面図である。
【図３】図１のIII−III線断面図である。
【図４】本発明の実施例に係るシリンダヘッド加工工程のフローチャートである。
【図５】固定治具に横置き姿勢で固定されたシリンダヘッドの斜視図である。
【図６】図５の合わせ面側から見た凹部の拡大図である。
【図７】凹部基準面部の計測のために固定治具に縦置き姿勢で固定されたシリンダヘッドをスピンドル側から見た側面図である。
【図８】凹部基準面の位置計測の要部断面模式図である。
【図９】スピンドルに装着された接触プローブを説明する図である。
【図１０】吸気ポート側斜面のバルブシート加工のために固定治具に縦置き姿勢で固定されたシリンダヘッドをスピンドル側から見た側面図である。
【図１１】合わせ面の被計測部の位置計測の要部断面模式図である。
【図１２】排気ポート側斜面のバルブシート加工のために固定治具に縦置き姿勢で固定されたシリンダヘッドをスピンドル側から見た側面図である。
【図１３】燃費と圧縮比と圧縮比ばらつきの関係を示す図である。
【図１４】マシニングセンタの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明を実施するための形態について実施例に基づいて説明する。
【実施例】
【００２４】
最初に、直列４気筒エンジンのシリンダヘッド１について説明する。
図１〜図３に示すように、シリンダヘッド１は、鋳造成形後にマシニングセンタ２０（図１３参照）を用いて切削等の加工が行われる。このシリンダヘッド１は、図示外のガスケット部材を介して図示外のシリンダブロックに合わせて固定するための平坦な合わせ面２と、合わせ面２から凹設された４つの凹部３ａ〜３ｄと、仕上げ加工時に基準にするために鋳造成形で形成された複数の第１基準面部１５を有する。これら凹部３ａ〜３ｄは、ペントルーフ型燃焼室のペントルーフ部であり、図示外のシリンダブロック内のシリンダと、そのシリンダ内を摺動する図示外のピストンと共にペントルーフ型燃焼室（以下では燃焼室と呼ぶ。）を構成する。
【００２５】
合わせ面２と反対側の図示外のヘッドカバーが装着されるヘッドカバー側には、燃焼室の吸気バルブ４及び排気バルブ５を所定のタイミングで開閉駆動させる図示外の吸気カムシャフト及び図示外の排気カムシャフトが配設される。吸気バルブ４、排気バルブ５は、シリンダヘッド１に装着されたバルブガイド４ａ，５ａに夫々支持され、バルブスプリング４ｂ，５ｂによってバルブを閉じる方向に夫々付勢されている。また、ヘッドカバー側には、空気と燃料の混合気に点火する点火プラグを装着するプラグホール６、燃焼室に燃料を供給するインジェクタを装着するインジェクタホール７が、凹部３ａ〜３ｄ毎に夫々設けられている。
【００２６】
次に、凹部３ａ〜３ｄについて説明するが、凹部３ａについて説明し、凹部３ｂ〜３ｄは凹部３ａと同様なので説明を省略する。
凹部３ａの内壁部は、吸気バルブ４が開閉する吸気ポート８ａ，８ｂを有する吸気ポート側斜面８と、排気バルブ５が開閉する排気ポート９ａ，９ｂを有する排気ポート側斜面９と、吸気ポート側斜面８と排気ポート側斜面９を繋ぐ頂部連結面１０と、１対の側壁斜面１１，１２を有する。
【００２７】
吸気ポート側斜面８、排気ポート側斜面９は夫々平面であり、頂部連結面１０は吸気ポート側斜面８と排気ポート側斜面９を曲面状に滑らかに繋ぐと共に、１対の側壁斜面１１，１２の間を直線状に延びるように形成されている。１対の側壁斜面１１，１２は、吸気流動を考慮して設計された曲面状に形成されている。
【００２８】
吸気バルブ４のバルブフェースが当接する吸気ポート８ａ，８ｂの開口周縁部には環状のバルブシート１３ａ，１３ｂが圧入されている。排気バルブ５のバルブフェースが当接する排気ポート９ａ，９ｂの開口周縁部には環状のバルブシート１４ａ，１４ｂが圧入されている。これらのバルブシート１３ａ等は、シリンダヘッド１とは異なる材料であって、耐熱性、熱伝導性、耐摩耗性等に優れた材料によって形成されている。
【００２９】
吸気ポート側斜面８から頂部連結面１０に連なる部分の略中央にはプラグホール６に連通する開口部６ａを有する。吸気ポート側斜面８の２つの吸気ポート８ａ，８ｂの間には、インジェクタホール７に連通する開口部７ａを有する。凹部３ａ〜３ｄは、夫々の吸気ポート８ａ，８ｂが同じ側で１列に並ぶように、且つ夫々の排気ポート９ａ，９ｂが吸気ポート８ａ，８ｂの反対側で１列に並ぶようにシリンダヘッド１に形成されている。
【００３０】
次に、シリンダヘッド１の加工方法について、シリンダヘッド１の加工工程順に図４のフローチャートに基づいて、図５〜図１２，図１４を参照しながら説明する。図中のＳｉ（ｉ＝１，２，・・・）はステップを表す。
【００３１】
最初にＳ１において、鋳造成形したシリンダヘッド１を凹部３ａ〜３ｄが水平方向（左右方向）に並ぶ横置き姿勢でマシニングセンタ２０（加工機）の固定治具２３Ａに固定する（図５参照）。このとき、鋳造によって合わせ面２側に形成された複数の第１基準面部１５を、固定治具２３Ａの対応する図示外の治具パッド部に当接させて固定する。固定治具２３Ａと後述する固定治具２３Ｂには複数のクランプ装置（例えばスイングクランプ）が装備されてシリンダヘッド１の所定箇所を夫々固定する。尚、マシニングセンタ２０は、固定治具２３Ａと固定治具２３Ｂを交換して加工テーブル２４に固定することができるが、固定治具２３Ａと固定治具２３Ｂを夫々固定するために加工テーブル２４と同等の複数の加工テーブルを備えていてもよい。
【００３２】
マシニングセンタ２０は、予め設定された加工条件に基づいて、ヘッドカバー側から各気筒のプラグホール６やインジェクタホール７等の加工や、以降の工程で固定の基準面部とするための図示外の複数の基準面部（第２基準面部１６とする）等を形成する加工を行う。また、予め設定された加工条件（基準面部加工条件）に基づいて、合わせ面２側から固定治具２３Ａに設けられた加工用開口部２３Ａａを介して凹部３ａに第３基準面部１７ａ（凹部基準面部）を形成する加工を行う（図６参照）。他の凹部３ｂ〜３ｄにも同様に凹部基準面部として第３基準面部１７ｂ〜１７ｄを夫々形成する。尚、第３基準面部１７ａ〜１７ｄは、インジェクタホール７には連通しておらず、後の工程でインジェクタホール７に連通する開口部７ａが形成される。
【００３３】
このときマシニングセンタ２０は、加工テーブル２４をＢ軸周りに回転させて加工角度を調整し、工具が装着されたスピンドル２１をコラム２２によりＸ軸方向、Ｙ軸方向に移動させて加工位置を調整すると共に、加工テーブル２４をＺ軸方向に移動させて加工深さを調整する（図１４参照）。Ｂ軸周りに回転させるときには、固定治具２３等の所定の水平軸が例えばＺ軸に平行になるように設けられた回転角原点を基準にして回転させる。以降の工程でも同様である。
【００３４】
凹部３ａ〜３ｄが水平方向に並ぶ横置き姿勢で、凹部基準面部として第３基準面部１７ａ〜１７ｄを夫々形成するので、固定治具２３Ａの図示外の治具パッド部の摩耗等に起因するシリンダヘッド１の鉛直方向に対するＺ軸方向の傾きの影響を受けずに、全ての第３基準面部１７ａ〜１７ｄが同一平面内にあるように加工できる。
【００３５】
次にＳ２において、加工テーブル２４に固定された固定治具２３Ｂに、凹部３ａ〜３ｄが上下方向に並ぶ縦置き姿勢で、第２基準面部１６が形成されたシリンダヘッド１を固定する（図７，図８参照）。このとき、シリンダヘッド１のヘッドカバー側の複数の第２基準面部１６に固定治具２３Ｂの対応する複数の治具パッド部２３Ｂｂを当接させている。治具パッド部２３Ｂｂの摩耗等によりアライメント誤差等がある場合には、凹部３ａ〜３ｄに形成された第３基準面部１７ａ〜１７ｄが鉛直方向に対してＺ軸方向に傾斜を有する状態で同一平面内に並び、アライメント誤差等が無ければ第３基準面部１７ａ〜１７ｄはＹ軸に平行な鉛直面内に並ぶ。
【００３６】
マシニングセンタ２０は、凹部３ａ〜３ｄの加工のために、凹部３ａ〜３ｄがスピンドル２１側に臨み且つ合わせ面２がＸ軸に平行になるように加工テーブル２４をＢ軸周りに回転させる。次に、スピンドル２１に接触プローブ１９を装着し、加工テーブル２４をＺ軸方向に移動させて、第３基準面部１７ａ〜１７ｄのうちの少なくとも２箇所、例えばＹ軸方向両端側に位置する第３基準面部１７ａ，１７ｄのＺ軸座標を夫々計測する（図８参照）。傾きの算出のためには２箇所の測定で十分であるが、測定箇所を増やすことも可能である。
【００３７】
そして、第３基準面部１７ａ，１７ｄのＺ軸方向の距離（相対位置）とＹ軸方向の設計距離に基づいてシリンダヘッド１のＺ軸方向の傾き（傾斜情報）を算出する。接触プローブ１９は、その先端部１９ａにおけるワーク（ここではシリンダヘッド１）への当接を検知してマシニングセンタ２０に送信する計測器であり、工具の一種である（図９参照）。
【００３８】
次に、算出した傾きに応じて予め定められている加工条件（凹部加工条件）を補正し、加工深さ等を補正した加工条件に基づいて凹部３ａ〜３ｄの内壁部を切削加工して吸気ポート側斜面８、排気ポート側斜面９、頂部連結面１０、側壁斜面１１，１２等を形成する。加工条件は凹部３ａ〜３ｄ毎に補正する。算出した傾きが、予め設定された基準範囲内であれば補正をしないようにしてもよく、その基準範囲外であれば異物の挟み込みの可能性を排除するため洗浄してから再度計測をするようにしてもよく、以降の計測時も同様である。尚、第３基準面部１７ａ〜１７ｄは加工せずに残す。このＳ２が凹部加工工程に相当する。
【００３９】
同一平面内にあるように加工した第３基準面部１７ａ〜１７ｄのうちの少なくとも２つの第３基準面部間の相対位置として、例えば第３基準面部１７ａ，１７ｄ間の相対位置の計測を行ってシリンダヘッド１の傾きを高精度に算出する。縦置き姿勢のシリンダヘッド１のＺ軸方向の傾きに応じてＺ軸方向の加工深さを補正して加工するので、各凹部３ａ〜３ｄの加工深さが同等になる。従って、凹部加工時の傾きに起因するペントルーフ部の加工ばらつきが抑えられ、燃焼室の容積ばらつきが抑えられる。また、４つの凹部３ａ〜３ｄの加工のために少なくとも２箇所を計測して算出した傾斜情報に応じて加工条件を補正するので、計測時間が短くなり加工効率の低下が抑えられている。
【００４０】
次にＳ３において、各凹部３ａ〜３ｄについて、吸気ポート８ａ，８ｂにバルブシート１３ａ，１３ｂを夫々圧入し、排気ポート９ａ，９ｂにバルブシート１４ａ，１４ｂを夫々圧入する。また、バルブガイド４ａ，５ａ等の部材も圧入する。このＳ３がバルブシート圧入工程に相当する。
【００４１】
次にＳ４において、図示を省略するが、シリンダヘッド１を、凹部３ａ〜３ｄが水平方向に並ぶ横置き姿勢で固定治具２３Ａに固定する。このとき、シリンダヘッド１のヘッドカバー側の複数の第２基準面部１６に固定治具２３Ａの対応する治具パッド部を当接させている。マシニングセンタ２０は、予め設定された加工条件に基づいて、合わせ面２を平坦に切削する。横置き姿勢は、縦置き姿勢よりも上下方向の幅が小さくＺ軸方向の傾きの影響は小さい。また、水平方向両端の凹部３ａ、３ｄにおける第３基準面部１７ａ、１７ｄのＺ軸方向の距離（相対位置）を計測し、この２点のＺ軸方向の位置が同じになるように固定治具２３ＡのＢ軸廻りの回転を補正する。そして、Ｚ軸方向の加工深さが同じになるように合わせ面２を平坦に切削する。このＳ４が、合わせ面２を仕上げ加工する合わせ面加工工程に相当する。
【００４２】
次にＳ５において、平坦な合わせ面２を有するシリンダヘッド１を、凹部３ａ〜３ｄが上下方向に並ぶ縦置き姿勢で固定治具２３Ｂに固定する。このとき、シリンダヘッド１の平坦に加工した合わせ面２を固定治具２３の対応する治具パッド部２３Ｂｂに当接させて、固定治具２３Ｂに設けられた加工用開口部２３Ｂａを介して凹部３ａ〜３ｄの内壁部のバルブシート１３ａ等の加工等が可能なようにしている（図１０，図１１参照）。
【００４３】
マシニングセンタ２０は、圧入された複数のバルブシート１３ａ等の弁座面（吸気バルブ４等のバルブフェースが当接する面）の加工のために、各凹部３ａ〜３ｄの吸気ポート側斜面８がスピンドル２１側に臨み且つ吸気ポート側斜面８がＸ軸に平行になるように加工テーブル２４をＢ軸周りに回転させる。
【００４４】
次に、スピンドル２１に接触プローブ１９を装着し、加工テーブル２４をＺ軸方向に移動させて、固定治具２３Ｂの加工用開口部２３Ｂａを介して合わせ面２のうちの少なくとも２箇所、例えば上下方向に並ぶ凹部３ａと凹部３ｂの間の被計測部Ｐ１と、凹部３ｃと凹部３ｄの間の被計測部Ｐ２のＺ軸方向の座標を夫々計測する（図１１参照）。傾斜の算出のためには２箇所の測定で十分であるが、測定箇所を増やすことも可能である。
【００４５】
そして、被計測部Ｐ１，Ｐ２のＺ軸方向の距離（相対位置）とＹ軸方向の設計距離に基づいてシリンダヘッド１のＺ軸方向の傾き（傾斜情報）を算出する。この算出した傾きに応じて予め定められている加工条件（バルブシート加工条件）を補正し、補正した加工条件に基づいて各凹部３ａ〜３ｄの吸気ポート側斜面８のバルブシート１３ａ，１３ｂの弁座面を夫々切削加工する。加工条件は凹部毎に補正してもよいが、加工ばらつきを小さくするためにはバルブシート毎に補正することが好ましい。
【００４６】
平坦に加工した合わせ面２のうちの少なくとも２つの被計測部Ｐ１、Ｐ２の相対位置の計測を行って、縦置き姿勢のシリンダヘッド１のＺ軸方向の傾きを高精度に算出する。この傾きに応じてＺ軸方向の加工深さを補正して加工するため、各凹部３ａ〜３ｄにおけるバルブシート１３ａ，１３ｂの加工深さが夫々同等になり、吸気バルブ４が閉じた状態におけるバルブヘッド位置が全ての吸気バルブ４において揃う。従って、吸気ポート側斜面８のバルブシート加工時の傾きに起因するバルブシート１３ａ，１３ｂの加工ばらつきが抑えられ、燃焼室の容積ばらつきが抑えられる。また、８つの弁座面の加工のために少なくとも２箇所を計測して算出した傾斜情報に応じて加工条件を補正するので、計測時間が短くなり加工効率の低下が抑えられる。
【００４７】
排気ポート側斜面９のバルブシート１４ａ，１４ｂの弁座面の切削加工も上記と同様に、排気ポート側斜面９がスピンドル２１側に臨み且つ排気ポート側斜面９がＸ軸に平行になるように、加工テーブル２４をＢ軸周りに回転させる（図１２参照）。次に、スピンドル２１に接触プローブ１９を装着して加工テーブル２４をＺ軸方向に移動させて、固定治具２３Ｂの加工用開口部２３Ｂａを介して少なくとも２箇所の被計測部Ｐ１と被計測部Ｐ２のＺ軸方向の座標を夫々計測する（図１１参照）。
【００４８】
そして、被計測部Ｐ１，Ｐ２のＺ軸方向の距離とＹ軸方向の設計距離に基づいてシリンダヘッド１のＺ軸方向の傾き（傾斜情報）を算出する。このＺ軸方向の傾きに応じて予め定められている加工条件（バルブシート加工条件）を補正し、補正した加工条件に基づいて、各凹部３ａ〜３ｄのバルブシート１４ａ，１４ｂの弁座面を切削加工する。加工条件は凹部毎に補正してもよいが、加工ばらつきを小さくするためにはバルブシート毎に補正することが好ましい。尚、第３基準面部１７ａ〜１７ｄにインジェクタホール７に連通する開口部７ａを形成する加工も夫々行う。ここまで説明したＳ５が、バルブシート加工工程に相当する。
【００４９】
平坦に加工した合わせ面２のうちの少なくとも２つの被計測部Ｐ１、Ｐ２の相対位置の計測を行って、縦置き姿勢のシリンダヘッド１のＺ軸方向の傾きを高精度に算出する。この傾きに応じてＺ軸方向の加工深さを補正して加工するため、各凹部３ａ〜３ｄにおけるバルブシート１４ａ，１４ｂの加工深さが夫々同等になり、排気バルブ５が閉じた状態におけるバルブヘッド位置が全ての排気バルブ５において揃う。従って、排気ポート側斜面９のバルブシート加工時の傾きに起因するバルブシート１４ａ，１４ｂの加工ばらつきが抑えられ、燃焼室の容積ばらつきが抑えられる。また、８つの弁座面の加工のために少なくとも２箇所を計測して算出した傾斜情報に応じて加工条件を補正するので、計測時間が短くなり加工効率の低下が抑えられる。
【００５０】
次に、本発明の作用、効果について説明する。
縦置き姿勢で固定治具２３Ｂに固定されたシリンダヘッド１が、固定治具２３Ｂに起因するアライメント誤差等によって傾いている場合に、マシニングセンタ２０がその傾斜情報を取得し、取得した傾斜情報に基づいて加工条件を補正してから複数の凹部３ａ〜３ｄの内壁部を夫々加工する。それ故、シリンダヘッド１の傾きの影響を小さくするように補正した加工条件で各凹部３ａ〜３ｄの内壁部を加工することができ、凹部３ａ〜３ｄ間の加工ばらつきを抑えることができる。従って、マシニングセンタ２０の整備頻度を抑えながら燃焼室の容積ばらつきを抑えることができる。また、複数の凹部３ａ〜３ｄの加工のために少なくとも２箇所を計測して算出した傾斜情報に応じて加工条件を補正するので、計測時間が短くなり加工効率の低下を抑えることができる。
【００５１】
また、縦置き姿勢で固定治具２３Ｂに固定されたシリンダヘッド１が固定治具２３Ｂに起因するアライメント誤差等によって傾いている場合に、マシニングセンタ２０がその傾斜情報を取得し、取得した傾斜情報に基づいて加工条件を補正して複数の凹部３ａ〜３ｄのバルブシート１３ａ，１４ａ等の弁座面を夫々加工する。それ故、シリンダヘッド１の傾きの影響を小さくするように補正した加工条件で各凹部３ａ〜３ｄのバルブシート１３ａ，１４ａ等の弁座面を夫々加工することができ、凹部３ａ〜３ｄ間におけるバルブシート１３ａ，１４ａ等の弁座面の加工ばらつきを抑えることができる。従って、吸気バルブ４、排気バルブ５が閉じた状態のバルブヘッド位置を揃えることができるので、マシニングセンタ２０の整備頻度を抑えながら燃焼室の容積ばらつきを抑えることができる。また、少なくとも２箇所を計測して算出した傾斜情報に応じて加工条件を補正するので、計測時間が短くなり加工効率の低下を抑えることができる。
【００５２】
さらに、縦置き姿勢で固定治具２３Ｂに固定されたシリンダヘッド１が、固定治具２３Ｂに起因するアライメント誤差等によって傾いている場合に、マシニングセンタ２０がその傾斜情報を取得し、取得した傾斜情報に基づいて加工条件を補正してから複数の凹部３ａ〜３ｄの内壁部を夫々加工する。そして、複数の吸気ポート８ａ，８ｂ及び複数の排気ポート９ａ，９ｂにバルブシート１３ａ,１４ａ等を夫々圧入した後、バルブシート１３ａ,１４ａ等の加工のための縦置き姿勢の傾斜情報を取得し、この傾斜情報に基づいて加工条件を補正してから複数のバルブシート１３ａ,１４ａ等の弁座面を夫々加工する。それ故、凹部３ａ〜３ｄの内壁部の加工ばらつき及びバルブシートの弁座面の加工ばらつきを抑えることができるので、マシニングセンタ２０の整備頻度を抑えながら燃焼室の容積ばらつきを抑えることができる。また、凹部３ａ〜３ｄの内壁部及びバルブシート１３ａ,１４ａ等の加工時には、少なくとも２箇所を計測して算出した傾斜情報に応じて加工条件を夫々補正するので、計測時間が短くなり加工効率の低下を抑えることができる。
【００５３】
その上、複数の凹部３ａ〜３ｄが水平方向に並んだ横置き姿勢で、複数の凹部３ａ〜３ｄに凹部基準面部として第３基準面部１７ａ〜１７ｄを夫々形成するので、第３基準面部１７ａ〜１７ｄの形成時にはシリンダヘッド１のＺ軸方向の傾きの影響を受けずに全ての第３基準面部１７ａ〜１７ｄが同一平面内にあるように加工できる。それ故、凹部３ａ〜３ｄの内壁部の加工前に、少なくとも２つの第３基準面部間の相対位置として例えば第３基準面部１７ａ，１７ｄ間の相対位置の計測を行ってシリンダヘッド１の傾きを高精度に算出することができる。この算出した傾きに基づいて加工条件を補正して複数の凹部３ａ〜３ｄの内壁部を夫々加工するので、複数の凹部３ａ〜３ｄ間における内壁部の加工ばらつきを抑えることができる。
【００５４】
尚、上記実施例では、複数の前記凹部３ａ〜３ｄの内壁部にバルブシートを圧入して弁座を形成しているが、これに限らず、複数の前記凹部３ａ〜３ｄの内壁部に耐摩耗性を有する材料を肉盛り溶接してバルブシートを設ける場合でもこのバルブシートの弁座面の加工に適応することができる。その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく上記実施形態に種々の変更を付加した形態で実施可能であり、本発明はその種の変更形態をも包含するものである。
【符号の説明】
【００５５】
１      ：シリンダヘッド
２      ：合わせ面
３ａ〜３ｄ    ：凹部
４      ：吸気バルブ
５      ：排気バルブ
６      ：プラグホール
６ａ    ：開口部
７      ：インジェクタホール
７ａ    ：開口部
８      ：吸気ポート側斜面
８ａ，８ｂ    ：吸気ポート
９      ：排気ポート側斜面
９ａ，９ｂ    ：排気ポート
１０    ：頂部連結面
１１，１２    ：側壁斜面
１３ａ，１３ｂ  ：バルブシート
１４ａ，１４ｂ  ：バルブシート
１５    ：第１基準面部
１６    ：第２基準面部
１７ａ〜１７ｄ  ：第３基準面部（凹部基準面部）
１９    ：接触プローブ
２０    ：マシニングセンタ（加工機）
２１    ：スピンドル
２２    ：コラム
２３，２３Ａ，２３Ｂ    ：固定治具
２４    ：加工テーブル
Ｐ１，Ｐ２    ：被計測部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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