(57)【要約】【課題】本発明は、円形状の部材の偏心量を測定する装置に関し、簡素な構成で偏心状態を高精度で測定できるようにする。【解決手段】円筒２４内に挿入される主軸４と、主軸４に設けられて主軸４の径方向に突出する複数の球体５，６と、複数の球体５，６を主軸４の径方向外側に付勢する付勢部材６２と、主軸４に取り付けられて円筒２４の中心からの偏心量を測定する測定手段とを有するように構成する。【選択図】        図２
2004294121.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒内に挿入される主軸と、
該主軸に設けられて該主軸の径方向に突出する複数の球体と、
該複数の球体を該主軸の径方向外側に付勢する付勢部材と、
該主軸に取り付けられて該円筒の中心からの偏心量を測定する測定手段と
を有することを特徴とする、偏心量測定装置。
【請求項２】
該主軸の下端が球面状に形成されている
ことを特徴とする、請求項１記載の偏心量測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、円形状の部材の偏心量を測定する装置に関し、特に、エンジンのシリンダヘッドに装着されたバルブシートの偏心量を測定する装置に用いて好適の、偏心量測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、エンジンのシリンダヘッドには吸気ポート及び排気ポートが形成されており、これらの各ポートの開口部にはバルブシートが嵌挿されている。また、シリンダヘッドには、上記の吸気ポート及び排気ポートを開閉するべく、吸気弁及び排気弁が設けられている。そして、閉弁時には、上記吸排気弁の傘部（バルブヘッド）の周縁部とバルブシートとが当接することによりシリンダ内の気密性が保持されて、圧縮行程におけるエアの漏れや膨張行程における燃焼ガスの漏れが防止される。
【０００３】
ここで、バルブシートのバルブヘッドと当接する部分はテーパ状に形成されており、このようなテーパ面を形成することにより、閉弁時にバルブヘッドの周縁部とバルブシートのテーパ面とが面接触して、確実に気密性が保持されるようになっている。
ところで、上述のようにバルブシートとバルブとの間で高い気密性を確保するには、バルブシート及びバルブのそれぞれに高い加工精度及び取り付け精度が要求される。また、バルブシートの精度は、主にバルブステムガイドの中心軸からの偏心量により評価される。
【０００４】
そこで、バルブシートの偏心量を正確に測定するような装置が必要となる。このような測定装置の従来技術としては、例えばバルブステムガイドの内径と同等の外径を有するシャフトにダイアルゲージを取り付けたものが知られている（従来技術１）。
そして、バルブステムガイドにシャフトを挿通するとともに、ダイアルゲージの先端が例えばバルブシートのテーパ面に当接するように設定し、上記のシャフト及びダイアルゲージをバルブステムガイドを中心に回転させることで、バルブシートのテーパ面の偏心状態が測定される。
【０００５】
また、上述以外にも、特許文献１には非接触式のセンサを用いてバルブシートの偏心状態を測定する技術が開示されている（従来技術２）。
この技術ではバルブステムガイドに挿入されるシャフト（支持杆）にレーザ変位センサが取り付けられており、このレーザ変位センサによりバルブステムガイドの中心線からの距離が測定される。そして、上記のシャフトとレーザ変位センサとをバルブステムガイドを中心にして一体に回転させることにより、バルブシートの偏心状態が測定される。
【０００６】
【引用文献１】
特開平１１−８１９３５号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、バルブステムガイド自体にも寸法公差があるため、バルブステムガイドの内径は個々の製品ごとに微妙に異なる。この寸法公差（いわゆるバラツキ）は微小なものであるが、測定しようとしている偏心量が極めて微小なため、このようなバルブステムガイドのバラツキは無視できない。このため、上記の従来技術１では、従来はミクロンオーダの単位で径の異なるシャフトを予め多数用意しておき、測定を行なう度にバルブステムガイドの内径に応じたシャフトを選択していた。
【０００８】
しかしながら、このように微妙に径の異なるシャフトを複数本用意するのは管理上及び使用上望ましくないという課題がある。
また、特許文献１の技術（従来技術２）では、シャフトの上方に向けて徐々に外径が大きくなるようなテーパ部がシャフトの途中に形成されており、シャフトをバルブステムガイドに挿入したときに、このテーパ部によりシャフトとバルブステムガイドとの隙間が吸収されるようになっている。
【０００９】
しかしながら、この技術では、シャフトはバルブステムガイドの端部に当接しているのみで、テーパ部よりも下側ではシャフトとバルブステムガイドとの間に隙間が生じてしまいシャフトが不安定な状態となるという課題がある。したがって、このような状態では高い精度で計測を行なうことはできない。
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、簡素な構成で偏心状態を高精度で測定できるようにした、偏心量測定装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１記載の本発明の偏心量測定装置は、円筒内に挿入される主軸と、該主軸に設けられて該主軸の径方向に突出する複数の球体と、該複数の球体を該主軸の径方向外側に付勢する付勢部材と、該主軸に取り付けられて該円筒の中心からの偏心量を測定する測定手段とを有することを特徴としている。
【００１１】
したがって、球体と付勢部材とにより、主軸と円筒内径との寸法差が吸収されることになり主軸を複数本用意する必要がなくなる。また、付勢部材により主軸が円筒内径側に付勢されて主軸が安定した状態に保持され、これにより偏心状態を高い精度で測定することができる。
なお、該主軸の下端を球面状に形成した場合には、主軸を回転させた際の主軸の上下動が抑制されてさらに高い精度で偏心状態を測定することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面により、本発明の一実施形態にかかる偏心量測定装置について説明すると、図１はその全体構成を示す模式図、図２はその要部構成を示す模式図、図３はその作用を説明するための図である。
図１において、符号２０はエンジンのシリンダヘッド、２２はバルブシート、２４はバルブステムガイド（円筒）、２６は偏心状態の測定時にシリンダヘッド２０が載置される定盤又は台である。
【００１３】
また、図１及び図３に示すように、本実施形態における偏心量測定装置１は、主にダイヤルゲージ（測定手段）２と、シャフト（主軸）４とを有しており、ダイヤルゲージ２は腕部３を介してシャフト４の上部に取り付けられている。
また、図２に示すように、シャフト４の下方には、２つのスチールボール（球体）５，６が設けられている。これらのスチールボール５，６は、いずれもシャフト４の外側に一部が突出するように設けられており、シャフト４をバルブステムガイド２４に挿入したときに、バルブステムガイド２４と各スチールボール５，６とが当接するようになっている。すなわち、図２に示すように、スチールボール６は、先端に開口部６５が形成されたハウジング６１に収納されており、また、このハウジング６１の基端側（図中左側）には、スチールボール６をハウジングの先端側に向けて付勢するスプリング（付勢部材）６２が設けられている。また、ハウジング６１の開口部６５は、スチールボール６の外径よりも小径に形成されており、これによりスプリング６２の付勢力によってハウジング６１の開口部６５からスチールボール６の一部が突出するようになっている。
【００１４】
また、ハウジング６１の外周側には、ねじ６３が形成されており、一方シャフト４にも、シャフト４の軸心に対して垂直となるようにねじ穴６４が形成されている。そして、ハウジング６１のねじ６３をねじ穴６４に螺合させることにより、スチールボール６がシャフト４に取り付けられるようになっている。なお、図示を省略するが、スチールボール５についても上記スチールボール６と同様の構造によりシャフト４に取り付けられている。
【００１５】
また、シャフト４の外径は、バルブステムガイド２４の内径よりも小径に形成されている。具体的には、バルブステムガイド２４の寸法公差を考慮した最小内径よりもシャフト４の外径の方が小径に形成されている。さらに、バルブステムガイド２４の寸法公差を考慮した最大内径よりもシャフト４の外径にスチールボール５，６の突出量を加算した値の方が大きくなるように設定されている。また、上記のハウジング６１は、その先端がシャフト４の外周面から突出しないように、シャフト４内にねじ込まれている。
【００１６】
そして、このような構成により、シャフト４をバルブステムガイド２４に挿入すると、スチールボール５，６がバルブステムガイド２４の内壁面に当接するとともに、スチールボール５，６がスプリング６２の付勢力に抗して、ハウジング６１の基端側に押し込まれることになる。これにより、シャフト４とバルブステムガイド２４との間の寸法差が吸収されて、ガタのない状態とすることができ、シャフト４を安定した状態に保持することができる。
【００１７】
また、これらのスチールボール５，６は、シャフト４の軸心から見て同じ位相となるようにシャフト４に取り付けられている。つまり、シャフト４の軸心から見てスチールボール５，６が一直線上に存在するように設定されているのである。これにより、シャフト４をバルブステムガイド２４に挿入した状態では、スプリング５，６の付勢力により、シャフト４とバルブステムガイド２４とがスチールボール５，６の反対側（スチールボール５，６と１８０度位相のずれた位置）で当接して、シャフト４をさらに安定した状態に保持することができる。また、２つのスチールボール５，６間の距離はバルブステムガイド２４の長さ寸法の範囲内で極力大きい寸法に設定されており、これによりシャフト４のガタツキ等が極力抑制されるようになっている。
【００１８】
また、図１に示すように、シャフト４の下端４ａは球面状に形成されている。これは、バルブステムガイド２４が必ずしも定盤２６に対して垂直になっているとは限らないからである。つまり、バルブステムガイド２４が定盤２６に対して垂直でない場合には、シャフト４の下端４ａが球面状でないと、シャフト４を回転させたときにシャフト４が軸方向に上下動してしまい、バルブシート２２の正確な偏心状態を求めることができない。
【００１９】
そこで、本実施形態ではシャフト４の下端４ａを球面状に形成することにより、バルブステムガイド２４が傾いていても、シャフト４を回転させたときのシャフト４の上下動が防止されるようになっている。
本発明の一実施形態に係る偏心量測定装置は、上述のように構成されているので、例えば、以下のような手順に従いバルブシート２２のテーパ面２２ａの偏心状態が測定される。
【００２０】
まず、シリンダブロック２０を定盤２６上に載置し、この状態でシャフト４をバルブステムガイド２４に挿入する。このとき、図２に示すように、スプリング６２の付勢力によりスチールボール５，６がバルブステム２４の内壁面に当接して、シャフト４とバルブステムガイド２４との隙間を実質的になくすことができる。
【００２１】
次に、図１及び図３に示すように、ダイヤルゲージ２の測定子２ａが測定対象のテーパ面２２ａに当接するように、腕部３及びダイヤルゲージ２の位置を調整する。そして、この状態でシャフト４を回転させることにより、バルブステムガイド２４の中心軸Ｘ１に対するバルブシート２２のテーパ面２２ａの偏心状態が測定される。
【００２２】
このとき、図示するように、シャフト４の中心軸Ｘ２はバルブステムガイド２４の中心軸Ｘ１に対してオフセットした状態となるが、シャフト４を回転させるとシャフト４はバルブステムガイド２４の中心軸Ｘ１を中心に回転することになり、シャフト４とバルブステムガイド２４との隙間が全くない状態と等しい状態となる。
【００２３】
また、たとえバルブステムガイド２４の中心軸Ｘ１が定盤２６に対して傾いていたとしても、シャフト４の下端４ａが球面状に形成されているので、シャフト４が回転するときのシャフト４の上下動が防止されて、高い精度で偏心状態を測定することができる利点がある。
また、スプリング６２の付勢力によりシャフト４を安定した状態に保持することができるとともに、複数のスチールボール５，６を、シャフト４の軸心から見て一直線上に存在するように設定することにより、シャフト４がバルブステムガイド２４内において直線的に当接して、安定してシャフト４を回転させることができる利点がある。また、２つのスチールボール５，６間の距離を極力大きく設定することにより、やはりシャフト４の安定性を高めることができ利点がある。そして、このようにシャフト４の安定性を高めることでさらに測定精度を高めることができる利点がある。
【００２４】
ところで、従来の技術では微妙に径の異なるシャフトを多数用意しておく必要があったが、本装置では、シャフト４とバルブステムガイドとの寸法差がスチールボール５，６及びスプリング６２で吸収されるので、シャフトを複数本用意する必要がなくなり、管理も容易になるという利点がある。また、本装置は、上述のように極めて簡素に構成されているので、安価なコストで製造できる利点がある。
【００２５】
なお、本発明の偏心量測定装置は、バルブシート２２のテーパ面２２ａの偏心状態を測定する装置にのみ適用されるものではなく、例えばシリンダブロック２０のバルブガイド圧入部の偏心状態やバルブステムガイド２４の外径の偏心状態の測定に用いてもよい。さらには、本発明はエンジンにのみ適用されるものではなく、種々の円形状の部材の偏心量の測定に用いてもよいのは言うまでもない。
【００２６】
また、本発明の偏心量測定装置は、上述の実施形態以外にも本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、シャフト４の下端４ａを球面状に形成せずに、シャフト４の下端４ａが尖った円錐形状に形成してもよい。なお、この場合には、シャフト４の中心軸上に円錐先端が位置するように形成すればよく、このように形成した場合にも、シャフト４の回転時にシャフト４の上下動を防止できる。また、スチールボールの数は複数であればよく、３個以上であってもよい。また、測定手段については、上述のような機械式のダイアルゲージ以外にも、非接触式のセンサを用いてもよいのは言うまでもない。
【００２７】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の偏心量測定装置によれば、球体と付勢部材とにより、主軸と円筒内径との寸法差が吸収されるので、主軸を複数本用意する必要がなくなり、管理も容易になるという利点がある。また、付勢部材により主軸を安定した状態に保つことができ、偏心状態を高い精度で測定することができるという利点がある。また、本発明の偏心量測定装置は非常に簡素に構成されているので、安価なコストで製造できる利点がある（請求項１）。
【００２８】
また、本発明の偏心量測定装置によれば、主軸の下端を球面状に形成することにより、主軸を回転させた際の主軸の上下動を抑制でき、さらに高い精度で偏心状態を測定することができる利点がある（請求項２）。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかる偏心量測定装置の全体構成を示す模式図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかる偏心量測定装置の要部構成を示す模式図である。
【図３】本発明の一実施形態にかかる偏心量測定装置の作用を説明する図である。
【符号の説明】
１  偏心量測定装置
２  ダイヤルゲージ（測定手段）
４  シャフト（主軸）
５，６  スチールボール（球体）
２４  バルブステムガイド（円筒）
６２  スプリング（付勢部材）
【図１】
2004294121.tif 000003
【図２】
2004294121.tif 000004
【図３】
2004294121.tif 000005