(57)【要約】【課題】最適な厚さを有するヘッドガスケットの製造方法を提供すること。【解決手段】本発明は、上側シール板１６ａと、下側シール板１６ｂと、上側シール板１６ａ及び下側シール板１６ｂの間に設けられた調整板１６ｃと、を備えるヘッドガスケット１６の製造方法であって、エンジン１０のピストン１１の突出し量ｐ１１を測定するステップＳ１０１と、上側シール板１６ａの第１板厚ｄ１６ａ及び下側シール板１６ｂの第２板厚ｄ１６ｂを測定するステップＳ１０２と、突出し量ｐ１１、第１板厚ｄ１６ａ、第２板厚ｄ１６ｂ、及び、エンジン１０の所定の燃焼室容積ｃ１５ｒを実現するための所定の突出し量ｐ１１ｒに基づいて、第３板厚ｄ１６ｃを算出するステップＳ１０３と、３Ｄプリンタ７０を使用して、第３板厚ｄ１６ｃを有する調整板１６ｃを作製するステップと、を有するヘッドガスケットの製造方法である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上側シール板と、下側シール板と、前記上側シール板及び前記下側シール板の間に設けられた調整板と、を備えるヘッドガスケットの製造方法であって、
エンジンのピストンの突出し量を測定するステップと、
前記上側シール板の第１板厚及び前記下側シール板の第２板厚を測定するステップと、
前記突出し量、前記第１板厚、前記第２板厚、及び、前記エンジンの所定の燃焼室容積を実現するための所定の突出し量に基づいて、前記調整板の第３板厚を算出するステップと、
３Ｄプリンタを使用して、前記第３板厚を有する前記調整板を作製するステップと、
を有するヘッドガスケットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヘッドガスケットの製造方法に関するものであり、特に、最適な厚さを有するヘッドガスケットの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンは、圧縮着火によりエンジンを動かすため、圧縮比を設計値通りにすることが重要である。圧縮比を設計値通りにするためには、エンジンの燃焼室容積を最適にする必要がある。
【０００３】
特許文献１には、エンジンの燃焼室容積を最適にするため、上下のシールプレートの間に、シリンダヘッドガスケットの厚さを調整するための厚さ調整板を設けたシリンダヘッドガスケットが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１３９００７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
エンジンの燃焼室容積を最適にするため、例えば、厚さの異なる複数のヘッドガスケットを事前に用意し、それらの中から燃焼室容積が設計値どおりとなるように、ヘッドガスケットを選択する方法がある。しかしながら、この方法により、最適な厚さのヘッドガスケットを選択したとしても、厚さの種類には限りがあるため、燃焼室容積を最適にして圧縮比を設計値どうりにすることが難しいという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、最適な厚さを有するヘッドガスケットの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、
上側シール板と、下側シール板と、前記上側シール板及び前記下側シール板の間に設けられた調整板と、を備えるヘッドガスケットの製造方法であって、
エンジンのピストンの突出し量を測定するステップと、
前記上側シール板の第１板厚及び前記下側シール板の第２板厚を測定するステップと、
前記突出し量、前記第１板厚、前記第２板厚、及び、前記エンジンの所定の燃焼室容積を実現するための所定の突出し量に基づいて、前記調整板の第３板厚を算出するステップと、
３Ｄプリンタを使用して、前記第３板厚を有する前記調整板を作製するステップと、
を有するヘッドガスケットの製造方法である。
このようなヘッドガスケットの製造方法によれば、調整板の厚さは、測定したピストンの突出し量、測定したヘッドガスケットの外層の厚さ、及び所定の突出し量に基づいて算出しているので、エンジン毎に最適な値となる。また、３Ｄプリンタを用いて作製するので、最適な厚さを有する調整板を高精度に作製することが可能である。
【発明の効果】
【０００８】
このようなヘッドガスケットの製造方法によれば、最適な厚さを有するヘッドガスケットの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態に係るヘッドガスケットの製造方法を例示するフローチャートである。
【図２】実施形態に係るヘッドガスケットのエンジンへの組付け工程を例示する模式図である。
【図３】エンジンの燃焼室付近の構造を例示する模式図である。
【図４】実施形態に係るヘッドガスケットを例示する模式図である。
【図５】実施形態の比較例に係るヘッドガスケットのエンジンへの組付け工程を例示する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。各図面において、同一又は対応する要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明を省略する。
【００１１】
［実施形態］
図１は、実施形態に係るヘッドガスケットの製造方法を例示するフローチャートである。
図２は、実施形態に係るヘッドガスケットのエンジンへの組付け工程を例示する模式図である。
図３は、エンジンの燃焼室付近の構造を例示する模式図である。
図４は、実施形態に係るヘッドガスケットを例示する模式図である。
【００１２】
図２においては、ベルトコンベア４０の上にエンジンブロック１０ｂが搭載され、方向Ｂに向かって、ヘッドガスケットのエンジンへの組付け工程が進行する。この工程には、突出し量測定装置５０と厚み測定装置６０と３Ｄプリンタ７０と演算装置９０とかしめ装置８０とが設けられる。尚、ヘッドガスケットを、単に、ガスケットと称することもある。
【００１３】
図３に示すように、エンジン１０は、シリンダブロック１４、クランク１３、コンロッド１２、ピストン１１及び燃焼室１５を有する。シリンダブロック１４の高さｈ１４、コンロッド１２の長さｄ１２及びピストン１１の高さｈ１１は、それぞれがバラツキを生じる。高さｈ１４、長さｄ１２及び高さｈ１１のそれぞれのバラツキが積み重なることで、ピストン１１の突出し量ｐ１１にもバラツキが生じる。
【００１４】
エンジン１０においては、ピストンが上下に運動する。ピストン１１が上方向に動作すると、ピストン１１の上部がシリンダブロック１４から突出する。ピストン１１の突出し量ｐ１１は、ピストン１１が最大に突出したときの、ピストン１１の上面からシリンダブロック１４の上面までの距離である。
【００１５】
ピストン１１の突出し量ｐ１１にバラツキが生じた結果、エンジン１０の燃焼室容積ｃ１５にもバラツキが生じる。突出し量ｐ１１が大きい場合、燃焼室容積ｃ１５が小さくなり、突出し量ｐ１１が小さい場合、燃焼室容積ｃ１５が大きくなる。燃焼室容積ｃ１５にバラツキが生じると、圧縮比を設計値通りにすることができず、燃焼効率が低下し燃費が低下する。
【００１６】
そこで、実施形態においては、測定した突出し量、測定したヘッドガスケットの外層の厚さ、及び、後述する所定の突出し量に基づいて必要な調整板の厚さを算出し、３Ｄプリンタを使用してヘッドガスケットの調整板を作製する。これにより、突出し量ｐ１１のバラツキを吸収し、燃焼室容積ｃ１５が設計値どおりとなるようにする。以下に詳細に説明する。
【００１７】
図１及び図２に示すように、後述するステップＳ１０７に示すヘッドガスケット１６の組付け工程の数工程前において、ピストン１１の突出し量ｐ１１を、突出し量測定装置５０を用いて測定する。（ステップＳ１０１）。尚、突出し量ｐ１１の測定の際、ピストン１１には、ヘッドガスケット１６は設けられていない。そして、突出し量測定装置５０は、突出し量ｐ１１の情報を演算装置９０に転送する。
【００１８】
次に、ヘッドガスケット１６の外層の厚さｄ１６ｐを、厚み測定装置６０を用いて測定する（ステップＳ１０２）。厚み測定装置６０は、厚さｄ１６ｐの情報を演算装置９０に転送する。
【００１９】
図４に示すように、ヘッドガスケット１６は、上側シール板１６ａと下側シール板１６ｂと調整板１６ｃとを有する。調整板１６ｃは、上側シール板１６ａと下側シール板１６ｂとの間に設けられる。ヘッドガスケット１６の外層とは、上側シール板１６ａ及び下側シール板１６ｂのことである。従って、例えば、上側シール板１６ａの厚さｄ１６ａと下側シール板１６ｂの厚さｄ１６ｂを測定し、それらを合計して外層の厚さｄ１６ｐとする。
【００２０】
尚、上側シール板１６ａと下側シール板１６ｂとを重ね合せた後、その厚さを厚み測定装置６０を用いて測定し、測定した厚さを外層の厚さｄ１６ｐとしてもよい。
【００２１】
また、ステップＳ１０１とステップＳ１０２とは平行して行う。また、突出し量測定装置５０による突出し量ｐ１１の情報の転送、及び、厚み測定装置６０による厚さｄ１６ｐの情報の転送は、突出し量測定装置５０と厚み測定装置６０とが連携し、ほぼ同時に行ってもよい。
【００２２】
次に、ヘッドガスケット１６の調整板１６ｃの厚さｄ１６ｃを、演算装置９０を用いて算出する（ステップＳ１０３）。
【００２３】
エンジン１０において、突出し量ｐ１１が大きい場合、燃焼室容積ｃ１５が小さくなり、突出し量ｐ１１が小さい場合、燃焼室容積ｃ１５が大きくなる。よって、突出し量を調整することにより、燃焼室容積を調整することができる。また、突出し量は、ヘッドガスケットの厚さにより変化する。従って、ヘッドガスケットの厚さを調整することにより、燃焼室容積を調整することができる。
【００２４】
そこで、ステップＳ１０３においては、測定した突出し量ｐ１１、測定した上側シール板１６ａの厚さｄ１６ａ、測定した下側シール板１６ｂの厚さｄ１６ｂ、及び、エンジン１０の所定の燃焼室容積ｃ１５ｒを実現するための所定の突出し量ｐ１１ｒに基づいて、調整板１６ｃの厚さｄ１６ｃを算出する。
【００２５】
具体的には、所定の突出し量ｐ１１ｒから、ステップＳ１０１で測定した突出し量ｐ１１を引き、さらに、ステップＳ１０２で測定した厚さｄ１６ｐを引いて、調整板１６ｃの厚さｄ１６ｃを算出する。尚、所定の突出し量ｐ１１ｒは、燃焼室容積ｃ１５を設計値どおりの値（所定の燃焼室容積ｃ１５ｒ）にするための突出し量である。ピストン１１の突出し量ｐ１１が所定の突出し量ｐ１１ｒとなったとき、燃焼室容積ｃ１５は、設計値どおりの値である所定の燃焼室容積ｃ１５ｒとなる。尚、調整板を中間シム又は中間シム層と称することもある。
【００２６】
次に、演算装置９０から３Ｄプリンタ７０へ、ステップＳ１０３において算出した計算結果を転送する。すなわち、演算装置９０から３Ｄプリンタ７０へ、調整板１６ｃの厚さｄ１６ｃの情報を転送する（ステップＳ１０４）。
【００２７】
次に、厚さｄ１６ｃを有する調整板１６ｃを、３Ｄプリンタ７０を用いて作製する（ステップＳ１０５）。３Ｄプリンタ７０は、厚さを無段階で調整できるので、最適な厚さｄ１６ｃを有する調整板１６ｃを作製することができる。
【００２８】
次に、かしめ装置８０を用いて、外層（上側シール板１６ａと下側シール板１６ｂ）と調整板１６ｃをかしめてヘッドガスケット１６を作製する（ステップＳ１０６）。すなわち、かしめ装置８０は、上側シール板１６ａと下側シール板１６ｂとの間に調整板１６ｃが配置されるようにセットし、それらをかしめてヘッドガスケット１６を作製する。
【００２９】
次に、完成したヘッドガスケット１６をエンジンブロック１０ｂ（エンジン１０）に組付ける（ステップＳ１０７）。このようにして、ヘッドガスケット１６の組付けが行われる。
【００３０】
実施形態においては、ヘッドガスケットの製造工程（ステップＳ１０２〜ステップＳ１０６）が、エンジンを作製する工程内に組み込まれ、エンジンの組み付け工程と並行して行われる。具体的には、エンジンの突出し量を測定するステップＳ１０１からヘッドガスケットを組付けるステップＳ１０７までの間に、外層の厚さを測定するステップＳ１０２からヘッドガスケットを作製するステップＳ１０６を行う。すなわち、ステップＳ１０１とＳ１０７との間の期間に、ステップＳ１０２乃至ステップＳ１０６を行う。
【００３１】
これにより、ヘッドガスケットを組付けるステップＳ１０７までには、ヘッドガスケット１６が既に完成しているので、エンジン１０の工程を止める必要が無い。
【００３２】
燃焼室容積ｃ１５は、エンジン毎に異なりバラツキがある。実施形態においては、突出し量ｐ１１を測定し、エンジン１０に組付けるヘッドガスケット１６の外層の厚さｄ１６ｐを測定する。そして、測定した突出し量ｐ１１、測定したヘッドガスケットの外層の厚さｄ１６ｐ、及び所定の燃焼室容積ｃ１５ｒを実現するための所定の突出し量ｐ１１ｒに基づいて、調整板１６ｃの厚さｄ１６ｃを求める。
【００３３】
調整板１６ｃの厚さｄ１６ｃは、測定した値に基づいて算出しているので、エンジン毎に異なり、エンジン毎に最適な値となる。また、３Ｄプリンタ７０を用いて厚さｄ１６ｃを有する調整板１６ｃを作製しているので、調整板１６ｃを高精度に作製することが可能である。これにより、最適な厚さを有するヘッドガスケットの製造方法を提供することができる。
【００３４】
また、最適な厚さを有するヘッドガスケットをエンジンに組付けるので、燃焼室容積ｃ１５を所定の燃焼室容積ｃ１５ｒにすることができる。これにより、燃焼室１５の圧縮比を設計値どおりにすることができ、燃焼効率が上がり燃費を向上させることができる。
【００３５】
また、圧縮比が高くなると燃焼温度が上昇し窒素酸化物（ＮＯｘ）は増加することが知られている。最適な厚さを有するヘッドガスケットをエンジンに組付けるので、圧縮比を設計値どおりにして適切な燃焼温度とすることができ、窒素酸化物を低減することができる。尚、窒素酸化物を、排気ガスと称することもある。
【００３６】
また、最適な厚さを有する調整板１６ｃを作製することで、厚さの異なる複数のヘッドガスケットを作製する必要が無くなる。これにより、厚さの異なる複数のヘッドガスケットを作製する分の工数及びコストを削減することができる。
【００３７】
また、厚さの異なる複数のヘッドガスケットが無くなるので、複数のヘッドガスケットを保管するための部品棚等が必要なくなる。
【００３８】
また、複数の種類のヘッドガスケットが無くなり、最適な厚さを有する１つのヘッドガスケットになるので、誤選択や誤組付け等がなくなる。
【００３９】
また、最適な厚さを有する１つのヘッドガスケットを作製するので、ヘッドガスケットを作り直す必要はない。これにより、エンジンの製造ラインを止める必要がないので、生産効率が上がる。
【００４０】
［比較例］
次に、実施形態の比較例に係るヘッドガスケットの製造方法について説明する。
図５は、実施形態の比較例に係るヘッドガスケットのエンジンへの組付け工程を例示する模式図である。
【００４１】
図５に示すように、比較例に係るヘッドガスケットの製造方法においては、工場２００において、厚さの異なる複数のヘッドガスケット２１６を作製し完成させる。工場２００は、ヘッドガスケット２１６をエンジンブロック１１０ｂに組付けるエンジン組付け工場１００とは別の工場である。ヘッドガスケット２１６は、組付ける前に予め作製しておく。尚、工場２００は、例えば、ヘッドガスケットを製造するメーカーの工場である。
【００４２】
次に、厚さの異なる複数のヘッドガスケット２１６は、車両２３０で工場１００に運ばれ、完成品として納入される。次に、ヘッドガスケット２１６は、厚さ毎に振り分けられ、厚さ毎に部品棚１２０ａ〜１２０ｅに保管される。
【００４３】
次に、作業者１３０は、部品棚１２０ａ〜１２０ｅに保管された厚さの異なる複数のヘッドガスケット２１６のうち、最適な厚さのヘッドガスケットを選択する。次に、作業者１３０は、エンジンブロック１１０ｂに、選択したヘッドガスケットを組付ける。
【００４４】
比較例に係るヘッドガスケットの製造方法においては、厚さの異なる複数のヘッドガスケット２１６のうち、最適な厚さのヘッドガスケットを選択し、これをエンジンブロック１１０ｂに組付けている。しかしながら、用意できる複数のヘッドガスケット２１６の数には限りがあるため、所定の燃焼室容積に調整することは難しい。よって、比較例においては、最適な厚さを有するヘッドガスケットの製造方法を提供することが難しい。
【００４５】
また、比較例に係るヘッドガスケットの製造方法においては、厚さの異なる複数のヘッドガスケット２１６を用意するため、コストを削減することが難しい。また、複数のヘッドガスケット２１６を保管するための部品棚が必要であり、工場１００のスペースが制約される。
【００４６】
尚、本発明は上記実施形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１０…エンジン  １０ｂ、１１０ｂ…エンジンブロック  １１…ピストン  １２…コンロッド  １３…クランク  １４…シリンダブロック  １５…燃焼室  １６、２１６…ヘッドガスケット  １６ａ…上側シール板  １６ｂ…下側シール板  １６ｃ…調整板  ４０…ベルトコンベア  ５０…突出し量測定装置  ６０…厚み測定装置  ７０…３Ｄプリンタ  ８０…かしめ装置  ９０…演算装置  １００、２００…工場  １２０ａ〜１２０ｅ…部品棚  １３０…作業者  ２３０…車両  ｐ１１…突出し量  ｐ１１ｒ…所定の突出し量  ｃ１５…燃焼室容積  ｃ１５ｒ…所定の燃焼室容積  ｄ１６ｐ、ｄ１６ａ、ｄ１６ｂ、ｄ１６ｃ、ｄ１６ｑ…厚さ  Ｂ…方向
【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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