(57)【要約】【課題】シリンダヘッドに組み付けられたバルブシートのフェース面の加工精度を検査するための検査治具およびその検査方法を提供する。【解決手段】基準面ＢＬに対しバルブ１６が傾斜して配置されているシリンダヘッド１０に組み付けられたバルブシート１４のフェース面１４ｂの加工精度を検査するための検査治具２０であって、シリンダヘッド１０に組み付けられるバルブ１６を案内するバルブガイド１５に挿通可能な軸部２０ｅと、軸部２０ｅと同軸に設けられ、フェース面１４ｂに合致したテーパを有するフェース部２１ｂと、軸部２０ｅと同軸に、かつフェース部の大径側に逆向きのテーパとして設けられ、基準面ＢＬとバルブ１６の軸がなす角の２倍のテーパ角を有する測定テーパ部２０ａと、を備える。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準面に対しバルブが傾斜して配置されているシリンダヘッドに組み付けられたバルブシートのフェース面の加工精度を検査するための検査治具であって、
前記シリンダヘッドに組み付けられる前記バルブを案内するバルブガイドに挿通可能な軸部と、
前記軸部と同軸に設けられ、前記フェース面に合致したテーパを有するフェース部と、
前記軸部と同軸に、かつ、前記フェース部の大径側に逆向きのテーパとして設けられ、前記基準面と前記バルブの軸がなす角の２倍のテーパ角を有する測定テーパ部と、を備えたことを特徴とする検査治具。
【請求項２】
請求項１に記載の検査治具において、前記フェース部は、前記軸部から独立した部品で形成され、かつ、複数種類のシリンダヘッドに適用可能なように大きさを他のシリンダヘッドのバルブシートに合わせた他のフェース部品と交換可能に構成されたことを特徴とする検査治具。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の検査治具において、前記測定テーパ部は、前記軸部から独立した部品で形成され、かつ、複数種類のシリンダヘッドに適用可能なようにテーパ角を他のシリンダヘッドに合わせた他の測定テーパ部品と交換可能に構成されたことを特徴とする検査治具。
【請求項４】
請求項２に記載の検査治具を使用したバルブシートのフェース面の加工精度の検査方法であって、
前記シリンダヘッドに組み付けられた前記バルブシートに適合する前記フェース部品を選択する第１ステップと、
前記フェース部品を前記検査治具の軸部に固定する第２ステップと、
前記軸部を前記バルブガイドに挿入して、前記フェース部品を前記バルブシートのフェース部に当接させる第３ステップと、
前記基準面と、前記測定テーパ部のうち前記基準面と平行な部分との距離を測定する第４ステップと、を含むことを特徴とするバルブシートのフェース面の加工精度の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バルブシートのフェース面の加工精度を検査するための検査治具およびその検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の高出力および低燃費をテーマとする自動車開発では、燃焼効率の向上が課題の一つとして挙げられる。このテーマの解決手段としてエンジンの燃焼室で良好な燃焼状態を実現させることが重要である。そこで、エンジンのシリンダヘッドに組み込まれるバルブシートとバルブの生産技術面における部品加工精度を一定以上に保つことが、高出力および低燃費のエンジンを製造するために重要な作業となる。特に、バルブシートがバルブと接触するフェース面の加工精度は、燃焼室の密閉や、動弁系機構の動作の正確性に影響する。
バルブのフェース部の加工精度を検査する方法としては、例えば、特許文献１に開示されているように、バルブにゲージとなるバルブシート（ゲージリング）を組み付け、この状態で検査する方法がある。
【０００３】
【特許文献１】
特開平５−７１９０４号公報（第４頁、第１図参照）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
組み立てメーカーでは、エンジンを組み上げた状態で検査する必要上、シリンダヘッドにバルブガイド及びバルブシートを圧入した後、バルブガイドの内径とバルブシートのフェース部を同時に仕上げ加工して、この仕上げ加工後のフェース部の位置の加工精度を検査する必要がある。しかしながら、特許文献１に開示されている部品の検査方法は、バルブ単品のフェース部の加工精度を検査できるだけで、実際にエンジンのシリンダヘッドに搭載されたバルブシートとバルブの状態を検査する方法ではない。
また、シリンダヘッドの基準面に対し、バルブの軸が傾斜している場合には、バルブシートのフェース部の加工精度を検査するのは容易でない。
そこで、本発明がなされたものであり、本発明の課題は、エンジンのシリンダヘッドに圧入して組み付けられたバルブシートのフェース面の加工精度を検査するための検査治具およびその検査方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記した課題を解決するために本発明は、基準面に対しバルブが傾斜して配置されているシリンダヘッドに組み付けられたバルブシートのフェース面の加工精度を検査するための検査治具であって、前記シリンダヘッドに組み付けられる前記バルブを案内するバルブガイドに挿通可能な軸部と、前記軸部と同軸に設けられ、前記フェース面に合致したテーパを有するフェース部と、前記軸部と同軸に、かつ、前記フェース部の大径側に逆向きのテーパとして設けられ、前記基準面と前記バルブの軸がなす角の２倍のテーパ角を有する測定テーパ部と、を備えたことを特徴とする。
【０００６】
かかる構成によれば、検査治具の軸がシリンダヘッドのバルブガイドのガイド孔に挿入され、バルブシートのフェース面と検査治具のフェース部が当接し、検査治具がバルブシートに収まる。この状態で、シリンダヘッドの基準面に対し、バルブの軸、すなわち、この場合検査治具の軸部は傾斜（例えば、角度θ）を有しているが、測定テーパ部は、２倍のテーパ角（例えば、角度２θ）を有しているため、前記基準面と測定テーパ部の一部が平行になる。
従って、基準面から検査治具の測定テーパ部までの距離を測定することにより、シリンダヘッドに組み付けられたバルブシートのフェース面の加工精度を検査することができる。
【０００７】
前記した検査治具においては、前記フェース部は、前記軸部から独立した部品で形成され、かつ、複数種類のシリンダヘッドに適用可能なように大きさを他のシリンダヘッドのバルブシートに合わせた他のフェース部品と交換可能に構成するのが望ましい。
【０００８】
このような検査治具によれば、シリンダヘッドに組み込まれるバルブの傘の径が異なる場合、すなわち、バルブシートの径が異なる場合に、そのバルブシートの径に合わせたフェース部品に交換することで、バルブシートのフェース部の加工精度が検査可能となる。つまり、バルブ径が異なる複数機種に対応した検査治具となる。
【０００９】
前記した検査治具においては、前記測定テーパ部は、前記軸部から独立した部品で形成され、かつ、複数種類のシリンダヘッドに適用可能なようにテーパ角を他のシリンダヘッドに合わせた他の測定テーパ部品と交換可能に構成するのが望ましい。
【００１０】
このような検査治具によれば、シリンダヘッドに組み込まれるバルブと、シリンダヘッドの基準面がなす角が異なる場合に、そのバルブの傾斜に合わせた測定テーパ部品に交換することで、バルブシートのフェース部の加工精度を検査可能にする。つまり、バルブの傾斜角度が異なる複数機種に対応した検査治具となる。
【００１１】
前記した課題を解決するために本発明は、前記検査治具を使用したバルブシートのフェース面の加工精度の検査方法として、前記シリンダヘッドに組み付けられた前記バルブシートに適合する前記フェース部品を選択する第１ステップと、前記フェース部品を前記検査治具の軸部に固定する第２ステップと、前記軸部を前記バルブガイドに挿入して、前記フェース部品を前記バルブシートのフェース部に当接させる第３ステップと、前記基準面と、前記測定テーパ部のうち前記基準面と平行な部分との距離を測定する第４ステップと、を含むことを特徴とする。
【００１２】
かかる方法によれば、検査治具とフェース部品とを個別に管理して検査が必要な機種のフェース部品を選択し、このフェース部品を検査治具の軸部に挿入して、このフェース部品を固定して、その機種にあった検査治具にする。そして、検査治具の軸部をシリンダヘッドのバルブガイドのガイド孔に挿入して、検査治具の独立した部品のテーパを有するフェース部をバルブシートのフェース面に当接させると、基準面と測定テーパ部の一部が平行になる部分があるので、その距離を測るという簡単な操作で加工精度を検査することができる。また、複数種類のシリンダヘッドに対応した独立した部品のフェース部品を交換するだけで複数機種のシリンダヘッドについて加工精度を検査することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本実施の形態について図面を参照して説明する。図１（ａ）は、シリンダヘッド内の動弁機構を説明するための断面図であり、（ｂ）、（ｃ）は、バルブシートとバルブの拡大図であり、図２は、検査治具を分解して示した正面図であり、図３（ａ）は、検査治具とバルブシートが当接するのを説明するための図であり、（ｂ）は、バルブシートのフェース面の加工精度の測定を説明するための図である。
【００１４】
図１（ａ）を参照しながらシリンダヘッド１０内の動弁機構について簡単に説明する。シリンダヘッド１０の動弁機構では、吸気ポート１１、燃焼室１２および排気ポート１３の連続する空間の開口部をバルブ１６が開閉して気流を制御する。バルブ１６は、弁バネ１７により常時閉側へ付勢されるとともに、カム１８の回転により燃焼室１２側へ押されて所定のタイミングで開かれる。図１（ｂ）、（ｃ）の動弁機構のバルブシートとバルブの拡大図に示すように、バルブシート１４のフェース面１４ｂとバルブ１６のフェース部が当接したとき燃焼室１２を密閉して、離間したとき燃焼室１２を開口する。そして、バルブシート１４のフェース部１４ｂの加工精度によって、バルブ１６の位置や、燃焼室１２の密閉性が影響される。
このようなシリンダ動弁機構において、バルブ１６は、それぞれ、シリンダヘッドの基準面ＢＬに対し、角度θで傾斜している。なお、図１の例では、基準面ＢＬを、シリンダヘッド１０のヘッドカバー側の接合面としているが、シリンダブロックとの接合面ＢＬ２を基準面としても構わない。
【００１５】
つぎに、本発明に係る検査治具２０について詳細に説明する。
図２に示すように、検査治具２０は、例えば、バルブシート１４のフェース面１４ｂを検査するときには、検査治具本体２１と、フェース部品２２と、ナット２３とから構成される。また、バルブシート１４の圧入状態を検査するときには、この検査治具２０は、検査治具本体２１と、アダプタ３０と、ナット２３とから構成される。
【００１６】
検査治具本体２１は、略円柱形の軸部２１ｅと、この軸部２１ｅの一端寄りに形成された測定テーパ部２１ａと、この測定テーパ部２１ａに連続して形成された中軸部２１ｃと、この中軸部２１ｃに連続して形成された雄ネジ部２１ｄとから構成されている。
軸部２１ｅは、バルブガイド１５のガイド孔１５ａに合った外径を有する。
測定テーパ部２１ａは、前記した基準面ＢＬとバルブ１６の軸がなす角θの２倍のテーパ角（２θ）を有し、そのテーパの軸と軸部２１ｅが同軸になっている。
【００１７】
中軸部２１ｃは、軸部２１ｅと同軸で、一回り大きな径となっている。そして、この中軸部２１ｃに連続して後記するフェース部品２２の一端面２２ａと当接する平面部２１ｂが形成されている。
雄ねじ部２１ｄは、軸部２１ｅと同軸であるとともに、軸部２１ｅよりも大きな径で、かつ中軸部２１ｃよりも小さな径で形成されている。
【００１８】
フェース部品２２は、略円柱形の部材であり、その一端面２２ａから他端面２２ｄに貫通するような中孔２２ｃを有するとともに、その他端面２２ｄの外周を所定の角度（例えば、４５度）で面取りして形成されるフェース部２２ｂを有している。ここで、フェース部２２ｂは、バルブシート１４のフェース面１４ｂに合致したテーパを有する部位をいう。また、中孔２２ｃは、検査治具本体２１の中軸部２１ｃと係合可能な大きさで形成されている。なお、このフェース部品２２を検査治具本体２１に取り付けたときには、そのフェース部２２ｂが検査治具本体２１の測定テーパ部２１ａとは逆の位置に配設される。すなわち、このフェース部２２ｂと測定テーパ部２１ａは、その先細りしていく方向が互いに逆を向き、フェース部２２ｂの大径側に測定テーパ２１ａが位置するように配置される。
【００１９】
ナット２３は、略六角柱形の部材であり、その一端面２３ａから他端面２３ｂに貫通するように形成された雌ねじ部を有するものであり、この雌ねじ部を検査治具本体２１の雄ねじ部２１ｄに螺合することで、フェース部品２２を検査治具本体２１に一体に固定させるものである。
【００２０】
アダプタ３０は、円盤状の部材であり、その一端面３０ａから他端面３０ｃに貫通するように形成された中孔３０ｂを有している。この中孔３０ｂは、前記フェース部品２２の中孔２２ｃの径と略同一に形成され、検査治具本体２１の中軸部２１ｃと係合可能となっている。そして、このアダプタ３０を前記フェース部品２２と交換することで、検査治具２０をバルブシート１４のフェース面の加工精度の検査用からバルブシート１４の圧入状態の検査用の治具へ切り替えることができる。
【００２１】
次に、本実施形態に係る検査治具２０を使用して、シリンダヘッドに圧入して組み付けたバルブシート１４のフェース面１４ｂの加工精度を検査する方法について図３（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。
【００２２】
バルブガイド１５およびバルブシート１４を圧入して組み付けたシリンダヘッド１０をその基準面ＢＬが下になるように設置する。バルブシート１４に対応する検査治具２０のフェース部品２２を選択する（第１ステップ）。なお、このフェース部品２２は、エンジンの機種別に刻印等してあり、その機種ごとに管理される。
【００２３】
図２に示すように、検査治具本体２１の軸部２１ｅをフェース部品２２の中孔２２ｃに挿入して、フェース部品２２の一端面２２ａに検査治具本体２１の平面部２１ｂを当接させる。そして、検査治具本体２１の雄ネジ部２１ｄにナット２３を螺合させることで、フェース部品２２を検査治具本体２１に一体に固定させる（第２ステップ）。
【００２４】
図３（ａ）、（ｂ）に示すように、検査治具２０の軸部２１ｅをバルブガイド１５のガイド孔１５ａに挿入して、フェース部品２２のフェース部２２ｂをバルブシート１４のフェース面１４ｂに当接させる（第３ステップ）。このように、検査治具２０をバルブシート１４に当接させると、その測定テーパ部２１ａの一部と基準面ＢＬとが平行になる。
【００２５】
基準面ＢＬが当接した台に高さ測定器ＤＧを設置して、高さ測定器ＤＧの測定部ＤＧ１を検査治具２０の測定テーパ部２１ａに当接する。そして、基準面ＢＬから検査治具２０の測定テーパ部２１ａまでの高さ距離を測定する（第４ステップ）。なお、この高さはバルブシート１４のフェース面１４ｂの加工の程度により変動する値であり、この値が所定の許容範囲内に収まった場合にはフェース面１４ｂが所定の加工精度で加工されていることになる。
【００２６】
続いて、本実施形態に係る検査治具２０を使用して、シリンダヘッドにバルブシート１４が正規の位置に圧入されたか否かを検査する方法について図４（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。参照する図面において、図４（ａ）は、アダプタを利用した検査治具とバルブシートが当接するのを説明するための図であり、（ｂ）は、バルブシートの一端面の高さ距離の測定を説明するための図である。
【００２７】
まず、バルブガイド１５とバルブシート１４を圧入して組み付けたシリンダヘッド１０を基準面ＢＬが下となるように設置する。このシリンダヘッド１０のバルブシート１４に対応する検査治具２０のアダプタ３０を選択する（第１ステップ）。なお、このアダプタ３０は、シリンダヘッド１０に圧入して組み付けられたバルブシート１４の一端面１４ａに当接するために十分な大きさの径で形成されるとともに、検査治具２０の測定テーパ部２１ａがシリンダヘッド１０の接合面ＢＬ２（図１（ａ）参照）から突出するような高さで形成される。
【００２８】
そして、図２に示すように、検査治具本体２１の軸部２１ｅをアダプタ３０の中孔３０ｂに挿入して、アダプタ３０の一端面３０ａに検査治具本体２１の平面部２１ｂを当接させる。そして、検査治具本体２１の雄ネジ部２１ｄにナット２３を螺合させることで、アダプタ３０を検査治具本体２１に一体に固定させる（第２ステップ）。
【００２９】
図４（ａ）、（ｂ）に示すように、検査治具２０の軸部２１ｅをバルブガイド１５のガイド孔１５ａに挿入して、検査治具２０のアダプタ３０の他端面３０ｃをバルブシート１４の一端面１４ａに当接させる（第３ステップ）。このように、検査治具２０をバルブシート１４に当接させると、その測定テーパ部２１ａの一部と基準面ＢＬとが平行になる。
【００３０】
基準面ＢＬが当接した台に高さ測定器ＤＧを設置して、高さ測定器ＤＧの測定部ＤＧ１を検査治具２０の測定テーパ部２１ａに当接する。そして、基準面ＢＬから検査治具２０の測定テーパ部２１ａまでの高さ距離を測定する（第４ステップ）。この高さはバルブシート１４が圧入される位置により変動する値であり、この値が所定の許容範囲内に収まった場合にはバルブシート１４が所定の位置まで圧入されていることになる。
【００３１】
以上によれば、本実施形態において、次のような効果を得ることができる。
基準面ＢＬから検査治具２０の測定テーパ部２１ａまでの高さ距離を測定するだけで、容易にバルブシート１４のフェース面１４ｂの加工精度を検査することができる。また、バルブシート１４の形状が変わった場合にもフェース部品２２を交換するだけで同様に加工精度を検査することができる。
【００３２】
アダプタ３０を取り付けた検査治具２０で基準面ＢＬから検査治具２０の測定テーパ部２１ａまでの高さ距離を測定するだけで、容易にバルブシート１４の圧入状態を検査することができる。
【００３３】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は、前記実施形態に限定されず、適宜変更して実施することが可能である。例えば、前記実施形態においては、フェース部品２２を交換可能としたが、フェース部品２２と検査治具本体２１を一体とした治具として構成することもできる。また、測定テーパ部２１ａを検査治具本体２１から独立した別の測定テーパ部品とし、複数種類のシリンダヘッドに適用可能なように、交換可能に構成することもできる。すなわち、シリンダヘッドにおけるバルブの軸の傾斜角に応じて、その傾斜角の２倍のテーパ角を有する測定テーパ部品を用意しておけば、測定テーパ部品の交換により、複数種類のシリンダヘッドにおけるバルブシートのフェース面の加工精度、またはバルブシートの圧入位置の精度を検査することができる。
【００３４】
【発明の効果】
本発明により、基準面から検査治具の測定テーパ部までの高さ距離を測定することにより、シリンダヘッドに組み付けられたバルブシートのフェース面の加工精度を容易に検査することができる。そして、共用部品を検査治具の構成部品に使用することにより複数機種のバルブシートのフェース面の加工精度の検査やバルブシートの圧入状態の検査に対応できて、検査治具の製造に掛かる投資を削減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、シリンダヘッド内の動弁機構を説明するための断面図であり、（ｂ）、（ｃ）は、バルブシートとバルブの拡大図である。
【図２】検査治具を分解して示した正面図である。
【図３】（ａ）は、検査治具とバルブシートが当接するのを説明するための図であり、（ｂ）は、バルブシートのフェース面の加工精度の測定を説明するための図である。
【図４】（ａ）は、アダプタを利用した検査治具とバルブシートが当接するのを説明するための図であり、（ｂ）は、バルブシートの一端面の高さ距離の測定を説明するための図である。
【符号の説明】
１０    シリンダヘッド
１４    バルブシート
１５    バルブガイド
２０    検査治具
２１ａ  測定テーパ部
２１ｅ  軸部
２２    フェース部品
２２ｂ  フェース部
ＢＬ    基準面
【図１】
2004245617.tif 000003
【図２】
2004245617.tif 000004
【図３】
2004245617.tif 000005
【図４】
2004245617.tif 000006