(57)【要約】      （修正有）【課題】シリンダヘッドをシリンダブロックに組み付けた際に、カム穴の断面形状が真円にすることができる様なシリンダヘッド加工用クランプパッド及びシリンダヘッドの加工方法の提供。【解決手段】長手方向両端部１５ａの径寸法Ｄが長手方向中央部１５ｃの径寸法ｄよりも大きく、ヘッドボルト座面の径寸法に等しいクランプパッド１５を用いて、シリンダヘッドを、その歪がヘッドボルトによりシリンダブロックに組み付けた際の歪と等しくなるようクランプにより押圧したのち、カム穴を加工する。【選択図】図２
2012112275.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダヘッドにカム穴を加工するときにシリンダヘッドを押圧するクランプに取り付けられ、クランプとシリンダヘッドとの間に介在する位置に設けられており、
クランプにより押圧された際に、接触しているシリンダヘッドに歪を生ぜしめ、当該歪は、ヘッドボルトによりシリンダヘッドをシリンダブロックに組み付けた際にシリンダヘッドに生じる歪と等しく、
全体が回転体形状をしており、長手方向両端部の径寸法が長手方向中央部の径寸法よりも大きく、
長手方向両端部の径寸法は、接触しているシリンダヘッド用のヘッドボルト座面の径寸法に等しく、
長手方向中央部の径寸法は、長手方向両端部の径寸法の３６％〜４４％であることを特徴とするシリンダヘッド加工用クランプパッド。
【請求項２】
請求項１のシリンダヘッド加工用クランプパッドを用いたシリンダヘッドの加工方法において、
シリンダヘッドにカム穴を加工するに際して、パッドを介して、クランプによりシリンダヘッドを押圧して保持する工程を備え、
前記パッドは全体が回転体形状をしており、長手方向両端部の径寸法が長手方向中央部の径寸法よりも大きく、長手方向両端部の径寸法は、接触しているシリンダヘッド用のヘッドボルト座面の径寸法に等しく、長手方向中央部の径寸法は、長手方向両端部の径寸法の３６％〜４４％であり、
クランプにより押圧力が付加された際に、前記パッドに接触しているシリンダヘッドに、ヘッドボルトによりシリンダヘッドをシリンダブロックに組み付けた際に当該シリンダヘッドに生じる歪と等しい歪を生じさせる工程と、
シリンダヘッドに断面真円形のカム穴を加工する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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリンダヘッド（例えばＯＨＣ型弁を装着用のシリンダヘッド）にカム穴を加工する際に用いられるクランプに取り付けられるパッドと、当該クランプ及びパッドを用いてシリンダヘッドにカム穴を加工する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
シリンダヘッドに形成してカム軸を回転自在に支持するためのカム穴は、断面を真円形状に加工する必要が必須である。
係る加工に際しては、本発明の態様を説明するための図１を参照して、ワークであるシリンダヘッド２０をクランプ９により把持し、クランプ９でシリンダヘッド２０を押圧して固定していた。
クランプ９とシリンダヘッド２０との間には、パッド１５が介在しており、従来は、クランプする際に、当該パッド１５が歪まないように、パッド１５の材質や形状を設定していた。
例えば、熱処理（焼入れ処理）がされた強度の高い材質のバッドを使用していた。
【０００３】
しかし、エンジン組み付けに際して、図５において、ヘッドボルト２４によりシリンダヘッド２０をシリンダブロック３０に締結すると、組立公差等に起因して、図５においては、矢印Ｃ方向に歪がシリンダヘッド２０に発生し、その結果、断面が真円となるべきカム穴３（図１参照）の断面形状も、楕円形に歪んでしまっていた。
カム穴３の断面形状が楕円形に歪んでしまうと、カム軸が所定の位置からずれて、動弁機構の再重要な弁の開閉作動がカムプロファイルからずれる不具合が発生する。その結果、エンジンの性能が損なわれ、動弁機構の寿命が減少する。また、騒音発生の原因になる。
【０００４】
その他の従来技術として、熱膨張率を吸収するための凹部をワークに形成する技術も存在する（特許文献１参照）。
しかし、係る従来技術（特許文献１）は熱膨張、熱収縮に対処することを目的としており、上述した組み立ての際に発生する歪みによる問題に対処するものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１９２０６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、シリンダヘッドをシリンダブロックに組み付けた際に、カム穴の断面形状が真円にすることができる様なシリンダヘッド加工用クランプパッド及びシリンダヘッドの加工方法の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のシリンダヘッド加工用クランプパッド（１５）は、
シリンダヘッド（２０）にカム穴（３）を加工するときにシリンダヘッド（２０）を押圧するクランプ（９）に取り付けられ、クランプ（９）とシリンダヘッド（２０）との間に介在する位置に設けられており、
クランプ（２０）により押圧された際に、接触しているシリンダヘッド（２０）に歪を生ぜしめ、当該歪は、ヘッドボルト（２４）によりシリンダヘッド（２０）をシリンダブロック（３０）に組み付けた際にシリンダヘッド（２０）に生じる歪と等しく、
全体が回転体形状をしており、長手方向両端部（１５ａ）の径寸法（Ｄ）が長手方向中央部（１５ｃ）の径寸法（ｄ）よりも大きく、
長手方向両端部（１５ａ）の径寸法（Ｄ）は、接触しているシリンダヘッド（２０）用のヘッドボルト（２４）座面の径寸法（２４ｃ）に等しく、
長手方向中央部（１５ｃ）の径寸法（ｄ）は、長手方向両端部（１５ａ）の径寸法（Ｄ）の３６％〜４４％であることを特徴としている。
【０００８】
本発明において、長手方向中央部１５ｃの径寸法（ｄ）は、長手方向両端部（１５ａ）の径寸法（Ｄ）の４０％であるのが好ましい。
【０００９】
本発明のシリンダヘッド加工用クランプパッド（１５）（請求項１のシリンダヘッド加工用クランプパッド１５）を用いたシリンダヘッド（２０）の加工方法は、
シリンダヘッド（２０）にカム穴（３）を加工するに際して、パッド（１５）を介して、クランプ（９）によりシリンダヘッド（２０）を押圧して保持する工程を備え、
前記パッド（１５）は、
全体が回転体形状をしており、長手方向両端部（１５ａ）の径寸法（Ｄ）が長手方向中央部（１５ｃ）の径寸法（ｄ）よりも大きく、長手方向両端部（１５ａ）の径寸法（Ｄ）は、接触しているシリンダヘッド（２０）用のヘッドボルト（２４）座面（２４ｃ）の径寸法（２４ｄ）に等しく、長手方向中央部（１５ｃ）の径寸法（ｄ）は、長手方向両端部（１５ａ）の径寸法（Ｄ）の３６％〜４４％（特に好ましくは４０％）であり、
クランプ（９）により押圧力が付加された際に、前記パッド（１５）に接触しているシリンダヘッド（２０）に、ヘッドボルト（２４）によりシリンダヘッド（２０）をシリンダブロック（３０）に組み付けた際に当該シリンダヘッド（２０）に生じる歪と等しい歪を生じさせる工程と、
（その様な歪がシリンダヘッド（２０）に生じた状態で）シリンダヘッド（２０）に断面真円形のカム穴（３）を加工する工程を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
上述する構成を具備する本発明によれば、パッドの形状及び寸法を上述した通りにすることにより、ワークであるシリンダヘッドに対してクランプにより押圧力が付加された際に、本発明のパッドは適度に歪む（撓む）ため、本発明のパッドに接触しているシリンダヘッドには、ヘッドボルトにより当該シリンダヘッドをシリンダブロックに組み付けた際にシリンダヘッドに生じる歪と等しい歪が生じる。このことは、出願人の実験からも明らかである。
すなわち、本発明のパッドを用いて、被加工ワークであるシリンダヘッドをクランプで保持すれば、ヘッドボルトによりシリンダヘッドをシリンダブロックに組み付けた状態を実現することが出来る。
【００１１】
そして、ボルトヘッドによりシリンダヘッドをシリンダブロックに組み付けた状態を実現した状態で、シリンダヘッドに断面真円形のカム穴を加工すれば、当該シリンダヘッドをクランプから外した際には、カム穴は真円に対して歪んだ断面形状になるが、ヘッドボルトにより当該シリンダヘッドをシリンダブロックに組み付けた際には、当該カム穴の断面形状は真円になる。
すなわち、本発明によれば、ヘッドボルトにより当該シリンダヘッドをシリンダブロックに組み付けた際には、当該カム穴の断面形状は真円形状から歪んでしまうという問題を解消することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態を説明する構成図である。
【図２】図１の構成で使用されるクランプパッドの側面図である。
【図３】図２の正面図である。
【図４】図１におけるクランプパッドの作用を説明する図である。
【図５】ヘッドボルトによりシリンブロックにシリンダダヘッドを締結した状態を示す図である。
【図６】本発明の第２実施形態に使用するクランプパッドの構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
図１〜図５によって、本発明の第１実施形態について説明する。第１実施形態を説明するに際して、第１実施形態に係るクランクパッド１５を用いたクランプであって、真円のカム穴３を加工するクランプについて、その全体構造を説明する。
図１において、ジグベース４にシリンダ５が立設されている。リンク固定部材１０が、シリンダ５に平行して立設されている。
シリンダ５の上部にピン６が設けられている。
【００１４】
クランプ９のシリンダヘッド２０側に、ピン１３が取付けられている。
リンク固定部材１０にピン１２が取付けられている。
ピン１３とピン１２の間に、リンク１４が揺動可能に取付けられている。
クランプ９の端部９ｅの下方に、本発明の主要部材であるクランプパッド１５が配置されている。
ピン６には、クランプ９が回動可能に取付けられている。
【００１５】
ジグベース４の端部４ｅに、サブシリンダ１６ｃが立設されている。サブシリンダ１６ｃの上部にサブクランプ１６が取付けられている。
クランプ９とサブクランプ１６の間に、ＯＨＣ型弁を装着用のシリンダヘッド２０が配置されている。
【００１６】
シリンダヘッド２の、カム穴３とカムブラケット１７が、クランプ９の端部９ｅの近傍下方に配置されている。カム穴３とカムブラケット１７の間に、ヘッドボルト穴２５が設けられている。
ヘッドボルト穴２５の上部のボルト座面２５ｂ（図４参照）と、クランプ端部９ｅの下面との間に、クランプパッド１５が介在されている。
シリンダヘッド２０の端部２０ｅは、サブクランプ１６によって押圧固定されている。
【００１７】
図２〜図５によって、クランプパッド１５の形態を説明する。
図２〜図５において、クランプパッド１５は、全体が長さＬの回転体形状をしている。長手方向の両端部１５ａ、１５ａは、円板状に、径寸法Ｄに形成されている。
径寸法Ｄは、図５における、ボルト頭部２０ｈの座部２４ｃの下面である座面２４ａの径寸法２４ｄと同じに形成されている。
【００１８】
長手方向中央部１５ｃは、小径の径寸法ｄに形成されている。長手方向中央部１５ｃの両端部は、それぞれ、円弧状の曲線Ｒによって、長手方向の両端部１５ａ、１５ａの径寸法Ｄに滑らかに接続されている。
長手方向中央部１５ｃの径寸法ｄは、長手方向両端部１５ａ、１５ａの径寸法Ｄの３６％〜４４％（特に好ましくは４０％）が好ましい。
上記寸法諸元によって、クランプパッド１５の長手方向の圧縮剛性は、通常の実用範囲において、線形となるように構成されている。
【００１９】
クランプパッド１５は、上記形状に加工時の内部歪が、経時変化によって、外部形状が変形しないような鋼材により構成されている。
例えば、Ｓ１５ＣあるいはＳ４８Ｃのような低炭素鋼を選定して、歪とりのための調質熱処理を行って用いている。
【００２０】
クランプパッド１５における上述した各種寸法や諸元は、発明者による種々の実験によって得られたものである。
発明者による実験では、クランプパッド１５の長手方向両端部１５ａ，１５ａ，の径寸法Ｄが、図５において、接触しているシリンダヘッド２０用のボルト頭部２０ｈの座面の径寸法２４ｄよりも小さいと、全体的に径寸法が小さくなり過ぎてしまう。そのため、クランプ９で押圧力を付加した際に、シリンダヘッド２０の撓み量が、特にボルト穴２５近傍の撓み量が大きくなり過ぎてしまうという不都合があった。
【００２１】
一方、クランプパッド１５の長手方向両端部１５ａ，１５ａの径寸法Ｄが、接触しているシリンダヘッド２０用のヘッドボルト２４のボルト頭部２０ｈの座面の径寸法２４ｄよりも大きいと、クランプパッド１５の長手方向の剛性が高くなり過ぎてしまう。そして、発明者の実験では、クランプパッド１５が変形せずに、シリンダヘッド２０側に歪を許容しなくなってしまった。
【００２２】
また、発明者の実験結果では、長手方向中央部１５ｃの径寸法ｄが長手方向両端部１５ａ，１５ａの径寸法Ｄの３６％よりも小さいと、クランプで押圧力を付加した際に、撓み量が大きくなり過ぎてしまった。
【００２３】
一方、長手方向中央部１５ｃの径寸法ｄが長手方向両端部１５ａ、１５ａの径寸法Ｄの４４％よりも大きいと、クランプパッド１５の長手方向の剛性が高くなる。そして、必要な変形が行なわれず、その結果、シリンダヘッド２０の歪が、ヘッドボルト２４によりシリンダヘッド２０をシリンダブロック３０に組み付けた際に、シリンダヘッド２０に生じる歪よりも小さくなってしまうことが、発明者の実験結果から分った。
【００２４】
そして、発明者の研究では、クランプパッド１５の長手方向中央部１５ｃの径寸法ｄは、長手方向両端部１５ａ、１５ａの径寸法Ｄの４０％であることが、特に好ましかった。
【００２５】
上記構成によって、シリンダヘッド２０をカム穴３を加工する作業手順を、図１を参照して、以下に説明する。
最初に、シリンダヘッド２０の端部２０ｅの上面を、サブクランプ１６によって、ジグベース４に固定する。
【００２６】
ついで、図１及び図４を参照して、ボルト穴２５の上部のボルト座面２５ｂとクランプ端部９ｅとの間に、クランプパッド１５を配置する。
【００２７】
クランプパッド１５に対して、クランプ９によって、図１において符号Ｆで示す押圧力Ｆを付加する。この押圧力Ｆによって、シリンダヘッド２０が歪を発生する。（シリンダヘッドに生じる歪と等しい歪を生じさせる工程）
そして、この歪状態を保持する。（クランプによりシリンダヘッドを押圧して保持する工程）
【００２８】
そして、実験によって得られているシリンダヘッド２０の歪と同じ歪になる点まで、押圧力Ｆを付加、保持する。ここで、シリンダヘッド２０の歪は、原形に完全に回復可能な弾性変形の範囲であることが前提条件である。
この段階の状態で、カム穴３を穿孔する。（真円形のカム穴を加工する工程）
カム穴３を穿孔したシリンダヘッド２０に対して、押圧力Ｆをゼロにすると、カム穴３は、長径がほぼ上下方向に向いた楕円形となる。
【００２９】
上述した構成及び作業により、実際のエンジンの組み立てに際して、ヘッドボルト２４を所定のトルクで締めれば、カム穴３は真円になる。そして、カム軸とカム穴３は所定の嵌合状態になる。
【００３０】
図６において、本発明の第２実施形態について、第１実施形態と異なる部分を主に説明する。
図６において、クランプパッド１５Ａは、全体が、円筒の螺旋形状に形成にされている。
【００３１】
クランプパッド１５Ａの材質は、弾性のあるばね鋼による鋼製線材である。クランプパッド１５Ａは等ピッチの螺旋に形成されている。
全長寸法Ｌは、第１実施形態で使用したクランプパッド１５と同じ長さが好ましい。コイル外径Ｄｓは第１実施形態で使用したクランクパッド１５の長手方向端部１５ａの径寸法Ｄと同じであることが好ましい。
全長寸法Ｌ及び巻き数ｎは、第１実施形態で使用したクランプパッド１５の圧縮剛性と同じ圧縮剛性となる様に設定されるのが好ましい。なお、クランプパッド１５Ａの圧縮剛性は、第１実施形態に係るクランプパッド１５のような線形でなくてもよい。
図６の第２実施形態のその他の構成、加工方法及び作用効果は、図１〜図４の第1実施形態と同様である。
【００３２】
図示の実施形態はあくまでも例示であり、例えばクランプパッド１５の材質が弾性を有する材料であれば、鋼材でなくてもよい。また、クランプパッド１５Ａはコイル状でない丸棒でも可能であって、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではない。
【符号の説明】
【００３３】
３・・・・カム穴
４・・・・ジグベース
５・・・・シリンダ
６・・・・ピン
９・・・・クランプ
１４・・・リンク
１５・・・クランプパッド
１５ａ・・クランプパッドの長手方向端部
１５ｃ・・クランプパッドの長手方向中央部
１６・・・サブクランプ
１７・・・カムブラケット
２０・・・シリンダヘッド
２４・・・ヘッドボルト
２４ｄ・・ヘッドボルト頭部の座面の径寸法
３０・・・シリンダブロック
【図１】
2012112275.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2012112275.tif 000006
【図５】
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【図６】
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