(57)【要約】【課題】同軸度の判定精度を向上する。【解決手段】同軸度測定方法は、シリンダヘッドに形成されたバルブシート面とステムガイド穴との同軸度を測定する方法であって、前記バルブシート面の内径が所定の径となる前記ステムガイド穴の中心軸方向の位置を含み前記中心軸と直交する平面を挟む前記バルブシート面上の２点を結ぶ線分を前記バルブシート面の少なくとも３個所で取得し、前記平面と複数の前記線分との交点に基づいて作成した円の中心座標を取得し、前記平面と前記中心軸との交点と、前記円の中心座標とに基づいて、同軸度を測定する、ステップを含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダヘッドに形成されたバルブシート面とステムガイド穴との同軸度を測定する方法であって、
前記バルブシート面の内径が所定の径となる前記ステムガイド穴の中心軸方向の位置を含み前記中心軸と直交する平面を挟む前記バルブシート面上の２点を結ぶ線分を前記バルブシート面の少なくとも３個所で取得し、
前記平面と複数の前記線分との交点に基づいて作成した円の中心座標を取得し、
前記平面と前記中心軸との交点と、前記円の中心座標とに基づいて、同軸度を測定する、
ステップを含む同軸度測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、同軸度測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
シリンダヘッドに形成されたバルブシート面とステムガイド穴との同軸度を測定するための様々な測定方法が提案されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３１７３９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、ステムガイド穴と同軸に設けられたダイヤルゲージをバルブシート面に接触させ一回転させて得た測定結果から、バルブシート面の内面形状（円）を推定し、同軸度を測定する。
【０００５】
しかしながら、特許文献１の方法では、ダイヤルゲージをバルブシート面に接触させ一回転させる際に、ステムガイド穴の中心軸方向における測定位置がばらつくと、同軸度の測定精度が低下してしまう。
【０００６】
そこで、本明細書開示の同軸度測定方法は、同軸度の測定精度を向上することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる課題を解決するために、本明細書に開示された同軸度測定方法は、シリンダヘッドに形成されたバルブシート面とステムガイド穴との同軸度を測定する方法であって、前記バルブシート面の内径が所定の径となる前記ステムガイド穴の中心軸方向の位置を含み前記中心軸と直交する平面を挟む前記バルブシート面上の２点を結ぶ線分を前記バルブシート面の少なくとも３個所で取得し、前記平面と複数の前記線分との交点に基づいて作成した円の中心座標を取得し、前記平面と前記中心軸との交点と、前記円の中心座標とに基づいて、同軸度を測定する、ステップを含む。
【発明の効果】
【０００８】
本明細書開示の同軸度測定方法によれば、同軸度の測定精度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、測定対象であるバルブシートが形成されたシリンダヘッドの断面図である。
【図２】図２は、本実施形態に係る同軸度測定方法を示すフローチャートである。
【図３】図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は、本実施形態に係る同軸度測定方法を説明するための図（その１）である。
【図４】図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は、本実施形態に係る同軸度測定方法を説明するための図（その２）である。
【図５】図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は、１断面での同軸度測定方法について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。ただし、図面中、各部の寸法、比率等は、実際のものと完全に一致するようには図示されていない場合がある。また、図面によっては細部が省略されて描かれている場合もある。
【００１１】
図１には、測定対象であるバルブシート１２が形成されたシリンダヘッド１４の概略構成が示されている。シリンダヘッド１４には、気筒ごとに吸気ポート、排気ポートが設けられている。図１においては、吸気、排気の一方のみが示されており、以降の説明において特に区別する必要がない場合、単にポート１６と記す。
【００１２】
ポート１６の出口、すなわち燃焼室に面している部分の縁にはバルブシート１２が形成されている。このバルブシート１２は、アルミニウム合金のシリンダヘッド１４に耐熱合金の粉末を盛り、レーザ光線を照射することにより溶着形成され、さらに機械加工によって所定の形状に成形されている。
【００１３】
シリンダヘッド１４のポート部分にはバルブステムガイド１８が圧入されている。バルブステムガイド１８は円管形状であって、ステムガイド穴１９にバルブステムが挿入され、バルブの往復動作の案内を行うものである。バルブの傘部は、バルブ閉じ時においてバルブシート１２に密着する。この密着性を確保するために、ステムガイド穴１９の中心軸と、バルブシート１２の中心軸とは所定の寸法精度内で一致するように、すなわち所定の同軸度で形成されている。
【００１４】
図２は、本実施形態に係る同軸度測定方法を示すフローチャートである。当該同軸度測定方法は、３次元測定装置が備える演算処理装置、又は、３次元測定装置と接続された情報処理装置（例えば、パーソナルコンピュータ等）が備えるプロセッサ等により実行される。
【００１５】
図２に示す方法では、まず、バルブシート１２の内径が指定ゲージ径となるステムガイド穴１９の中心軸３０方向の位置を求める（ステップＳ１０）。ここで、指定ゲージ径とは、同軸度を測定するバルブシート１２の水平方向断面の内径である。例えば、図３（Ａ）に示すように、ステムガイド穴１９の中心軸３０方向をＺ軸方向とするＸＹＺ直交座標系において、バルブシート１２の水平方向断面の内径が指定ゲージ径となるＺ軸方向の位置（Ｚｇ）を求める。
【００１６】
次に、３次元測定装置により、指定ゲージ面Ｐｇを挟むバルブシート１２面上の２点を計測する（ステップＳ１１）。ここで、指定ゲージ面Ｐｇとは、バルブシート１２の内径が指定ゲージ径となる中心軸３０方向における位置を含み、中心軸３０と直交する平面である。例えば、図３（Ａ）に示すように、指定ゲージ面Ｐｇを挟むバルブシート１２面上の２点Ｐ１１，Ｐ１２の座標を取得する。ここで、図３（Ａ）に示すように、バルブシート１２の内径が小さい方から大きい方に向かう方向を＋Ｚ方向とすると、Ｐ１１の座標が（Ｘ１１，Ｙ１１，Ｚ１１）、Ｐ１２の座標が（Ｘ１２，Ｙ１２，Ｚ１２）の場合、Ｚ１２＜Ｚｇ＜Ｚ１１である。
【００１７】
次に、測定した２点を結ぶ線分を作成する（ステップＳ１３）。具体的には、図３（Ａ）に示すように、２点Ｐ１１，Ｐ１２を結ぶ線分Ｌ１を作成する。
【００１８】
次に、所定数の線分を作成したか否かを判定する（ステップＳ１５）。例えば、４つの線分を作成したか否かを判定する。なお、所定数は、作成した線分と指定ゲージ面Ｐｇとの交点に基づいて、指定ゲージ面Ｐｇにおけるバルブシート１２の断面形状に対応する近似円を算出するのに十分な数（３以上）であればよい。
【００１９】
所定数の線分を作成していない場合（ステップＳ１５／ＮＯ）、ステップＳ１１に戻り、ステップＳ１１及びＳ１３の処理を実行する。所定数の線分を作成した場合（ステップＳ１５／ＹＥＳ）、ステップＳ１７に移行する。例えば、所定数が４の場合、図３（Ｂ）に示すように、２点Ｐ２１，Ｐ２２から線分Ｌ２、２点Ｐ３１，Ｐ３２から線分Ｌ３、２点Ｐ４１，Ｐ４２から線分Ｌ４を作成した場合に、ステップＳ１５の判断が肯定され、ステップＳ１７に移行する。なお、図３（Ｂ）において、Ｚ２２＜Ｚｇ＜Ｚ２１、Ｚ３２＜Ｚｇ＜Ｚ３１、Ｚ４２＜Ｚｇ＜Ｚ４１である。
【００２０】
ステップＳ１７に移行すると、作成した線分（Ｌ１〜Ｌ４）と指定ゲージ面Ｐｇとの交点を算出する。例えば、図４（Ａ）に示すように、線分Ｌ１〜Ｌ４と指定ゲージ面Ｐｇとの交点ＰＩ１〜ＰＩ４を算出する。
【００２１】
次に、ステップＳ１７で算出した交点に基づいて、指定ゲージ面Ｐｇにおけるバルブシート１２の内面形状（円）に対応する近似円を求め、その中心座標を算出する（ステップＳ１９）。例えば、図４（Ａ）に示すように、交点ＰＩ１〜ＰＩ４に基づいて、Ｚ軸方向の位置Ｚｇにおけるバルブシート１２の水平断面形状に対応する近似円Ｃ１を求め、その中心座標Ｂを算出する。
【００２２】
次に、ステムガイド穴１９の中心軸３０と指定ゲージ面Ｐｇとの交点を算出する（ステップＳ２１）。
【００２３】
次に、ステップＳ１９で求めた近似円の中心座標とステップＳ２１で求めた交点とに基づいて、同軸度を測定し（ステップＳ２３）、図２の処理を終了する。例えば、図４（Ｂ）に示すように、ステップＳ１９で求めた中心座標ＢとステップＳ２１で求めた交点Ａとの距離Ｄ１の２倍（Ｄ１×２）を算出し、同軸度を測定する。
【００２４】
例えば、指定された１断面（例えば、Ｚ座標：Ｚ１）でバルブシート１２面上をスタイラスＳによって測定し円補間する場合、図５（Ａ）に示すように、Ｚ軸方向における測定位置がばらつく。バルブシート１２面は斜面のため、Ｚ軸方向における測定位置がばらつくと、測定径がばらつく。これにより、図５（Ｂ）に示すように、上面視において、測定点Ｐ１〜Ｐ８の近似円の中心座標Ｂ´を求めると、Ｚ座標：Ｚ１での円Ｃ２の中心からずれる。このため、中心座標Ｂ´を用いてステムガイド穴１９との同軸度を測定すると、同軸度が悪化する。
【００２５】
一方、詳細に説明したように、本実施形態に係るバルブシート１２面とステムガイド穴１９との同軸度を測定する方法は、バルブシート１２面の内径が所定の径となるステムガイド穴１９の中心軸３０方向の位置を含み中心軸３０と直交する平面（指定ゲージ面Ｐｇ）を挟むバルブシート１２面上の２点を結ぶ線分をバルブシート１２面の少なくとも３個所で取得し、指定ゲージ面Ｐｇと複数の線分との交点に基づいて作成した円の中心座標を取得し、指定ゲージ面Ｐｇと中心軸３０との交点と、取得した円の中心座標とに基づいて、同軸度を測定する。交点ＰＩ１〜ＰＩ４は、各線分Ｌ１〜Ｌ４と指定ゲージ面Ｐｇとの交点であるため、交点ＰＩ１〜ＰＩ４のＺ座標は全てＺｇで同一となる。したがって、バルブシート１２面上においてＺ軸方向の測定位置がばらついても、Ｚ軸方向における位置を同一にして近似円を作成でき、指定ゲージ面Ｐｇにおけるバルブシート１２の中心座標を精度よく算出することができる。これにより、ステムガイド穴１９との同軸度をより正確に測定できる。また、本実施形態に係る同軸度測定方法によれば、特許文献１のように専用の測定装置を必要とせず、一般的な３次元測定装置を用いるため同軸度測定を汎用化できる。
【００２６】
上記実施形態は本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、これらの実施例を種々変形することは本発明の範囲内であり、更に本発明の範囲内において、他の様々な実施例が可能であることは上記記載から自明である。
【符号の説明】
【００２７】
１２  バルブシート
１９  ステムガイド穴
３０  中心軸
Ｌ１〜Ｌ４  線分
ＰＩ１〜ＰＩ４  交点
Ｐｇ  指定ゲージ面
【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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