(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ほぼ密閉され、一部のプラグ孔において外部と連通するシリンダに適用し、その内径を、オーバーホールすることなく外部から計測する装置であって、
この装置は、前記プラグ孔を利用してシリンダ内に挿入され、且つプラグ孔から取り外された状態においてシリンダ内の内径観察状況を再現するプローブユニットと、
このプローブユニットを前記シリンダにセットするためのアダプタユニットと、
前記プローブユニットがシリンダ内において測定した内径観察状況を再現できるようにしたゲージユニットとを具えるものであり、
前記プローブユニットは、アダプタユニットのセット面に載置されるボディベースと、
このボディベースから伸び、シリンダ内に挿入される外筒パイプと、
この外筒パイプ内を摺動するディテクタロッドと、
ディテクタロッドの先端部において張り出し自在に形成され、ディテクタロッドの摺動に連動して開閉し、シリンダの径寸法を探るプローブ片と、
前記プローブ片の張り出し寸法に応動してスライドしたディテクタロッドの位置を記憶・保存するロック片とを具えて成り、
一方、ゲージユニットは、ほぼ平らなベースフレームにプローブユニットを挿填する再現ガイドと、プローブ片の再現状況に合わせて位置調整可能な一対の可動キャリパとを具え、
測定対象となるシリンダとプラグ孔との取付状態を再現し得るように形成されるものであり、
前記可動キャリパは、シリンダの内径観察状況を再現するために張り出したプローブ片に接し得る一対の再現ジョーと、これら一対の再現ジョーと一体であって、これを１８０°対向的に接近・離反させるスライド部とを有することを特徴とするシリンダボアゲージ。
【請求項２】
前記プローブユニットは、外筒パイプの先端部と、プローブ片の途中部位とを、互いに回動可能に接続したリンクを具えることを特徴とする請求項１記載のシリンダボアゲージ。
【請求項３】
前記プローブユニットの先端において開閉自在に構成されるプローブ片は、一基のプローブユニットに対し一つ設けられることを特徴とする請求項１または２記載のシリンダボアゲージ。
【請求項４】
前記プローブユニットは、プローブ片の開閉作動に連係作動するダイヤルゲージをボディベースに設けたことを特徴とする請求項１、２または３記載のシリンダボアゲージ。
【請求項５】
前記ゲージユニットは、一対の再現ジョーを微小寸法ずつ精密に押し込み得るマイクロメータを具えたことを特徴とする請求項４記載のシリンダボアゲージ。
【請求項６】
前記ゲージユニットは、再現ガイドと可動キャリパとが種々のプラグの取付状況を再現できるように、角度や位置が適宜調整可能であることを特徴とする請求項１、２、３、４または５記載のシリンダボアゲージ。
【請求項７】
シリンダの内径寸法を測定するプローブユニットをプラグ孔からシリンダ内に挿入し、プローブユニットの先端に設けられた張り出し自在のプローブ片を、シリンダの内壁面に接触するまで開放させ、シリンダの径寸法を測定し、
その後シリンダから抜き出したプローブユニットを、シリンダの内径観察状況が再現できるゲージユニットに取り付け、シリンダ内の径寸法をプローブ片の開放量として再現させ、ゲージユニットにおけるスライド自在の再現ジョーを、プローブ片に接触するまで移動させた後、一対の再現ジョーの間隔を測定して目的のシリンダボアを計測する方法において、
前記プローブ片は一基のプローブユニットに対して一つ設けられるものであり、
また前記プローブユニットは、プローブ片の開閉作動に追従するダイヤルゲージを具え、
シリンダの径寸法を測定するにあたっては、プローブ片によってシリンダの内壁面をなぞり、径寸法の極大値と極小値とをダイヤルゲージによって認識、検出し、それぞれの径寸法を各別にゲージユニット上で再現するようにしたことを特徴とするシリンダボア計測方法。
【請求項８】
前記プローブユニットによって計測したシリンダの内径観察状況を、ゲージユニット上で再現するにあたっては、プローブ片によって計測した極値となる開放量を、予めダイヤルゲージの目盛りによって記憶してから、プローブ片を極僅か開放させ、その後、再現ジョーをマイクロメータによって微細寸法ずつ送り込み、プローブ片の開放量を再現ジョーの間隔として再現するようにしたことを特徴とする請求項７記載のシリンダボア計測方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば内燃機関等の、通常は密閉状態にあるシリンダの内径を、小径のプラグ孔を利用して、外部から計測できるようにしたシリンダボアゲージ並びにシリンダボア計測方法に関するものである。
【発明の背景】
【０００２】
例えば自動車等のレース用のエンジンは、レースの公平性を得るために、種々の仕様面において、厳正にレギュレーションが定められており、レース前には、走行車両毎にレギュレーション合否の検査が行われている。このレギュレーションのうち特にエンジン排気量に関する規定は、その増加による出力向上が、顕著なため、厳格に守られなければならない。
しかしながら、このエンジン排気量を決定する要素の一つである、シリンダのボアは、エンジン組立状態では、シリンダが密閉されていることから、簡単には測定できず、実質的には競技参加者の相互の信頼に委ねられている。
【０００３】
もちろんエンジンをオーバーホールしてボアを確認すること自体は可能であるものの、この場合には、一回のコストが数十万円程度要する上、相応の手間を甘受しなければならなかった。このため格式の高いレースでは、このような高いコストや多大な時間を要するオーバーホールを甘受することはできても、いわゆるアマチュアレベルのレースでは、ボア確認のためだけに、このようなオーバーホールを甘受することはできず、現実的ではなかった。
このようなことから、従来よりエンジンを分解することなく、シリンダボアを外部から容易に計測できる手法が望まれており、例えば図１１に示すものが案出されている。この手法は、まず開閉自在の一対のプローブ片１３′を有したディテクタロッド１２′をプラグ孔ＰＨから挿入し、ディテクタロッド１２′を摺動させることによってプローブ片１３′を傘断面状に左右対称に開き、シリンダＣのボア径を測定、記憶するものである。そしてプローブ片１３′を窄めた状態でシリンダＣから取り出した後、記憶したプローブ片１３′の開放量を再現し、開脚させたプローブ片１３′の距離をノギス等で測定し、目的のシリンダボア径を計測するというものである。
【０００４】
しかしながら、この手法は、プラグ孔ＰＨがシリンダＣの中央に設けられ、、且つピストンのストローク中心に沿って設けられる場合に適用可能であり、それ以外の場合、すなわちプラグ孔ＰＨがピストンのストローク中心に対して偏向・偏在している場合には、適用できないという問題があった。
特に近時、高出力、高回転化するレースエンジンでは、バルブレイアウトの関係等で、このような配置はほとんど採れず、プラグ孔ＰＨがシリンダＣに対して偏向・偏在していることが常である。従って上記図１１のような測定手法では、充分に対応できず、プラグ孔ＰＨが偏向・偏在しているシリンダＣのボアを正確に計測できるゲージが求められていた。
また、このようなゲージの使用環境の面からみると、時間的に余裕のないレーススケジュールの下、且つレースオフィシャルも、必ずしも技術的に精通したエンジニアでないことも考慮しなければならず、このためゲージの取り扱いも簡便なものが要求されていた。
【０００５】
【開発を試みた技術的課題】
本発明はこのような背景を認識してなされたものであって、プラグ孔が偏向・偏在したエンジンに対しても適用でき、且つ高度の技術レベルや熟練がなくても使用できる新規なシリンダボアゲージ並びにシリンダボア計測方法の開発を試みたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
すなわち請求項１記載のシリンダボアゲージは、ほぼ密閉され、一部のプラグ孔において外部と連通するシリンダに適用し、その内径を、オーバーホールすることなく外部から計測する装置であって、この装置は、前記プラグ孔を利用してシリンダ内に挿入され、且つプラグ孔から取り外された状態においてシリンダ内の内径観察状況を再現するプローブユニットと、このプローブユニットを前記シリンダにセットするためのアダプタユニットと、前記プローブユニットがシリンダ内において測定した内径観察状況を再現できるようにしたゲージユニットとを具えるものであり、前記プローブユニットは、アダプタユニットのセット面に載置されるボディベースと、このボディベースから伸び、シリンダ内に挿入される外筒パイプと、この外筒パイプ内を摺動するディテクタロッドと、ディテクタロッドの先端部において張り出し自在に形成され、ディテクタロッドの摺動に連動して開閉し、シリンダの径寸法を探るプローブ片と、前記プローブ片の張り出し寸法に応動してスライドしたディテクタロッドの位置を記憶・保存するロック片とを具えて成り、一方、ゲージユニットは、ほぼ平らなベースフレームにプローブユニットを挿填する再現ガイドと、プローブ片の再現状況に合わせて位置調整可能な一対の可動キャリパとを具え、測定対象となるシリンダとプラグ孔との取付状態を再現し得るように形成されるものであり、前記可動キャリパは、シリンダの内径観察状況を再現するために張り出したプローブ片に接し得る一対の再現ジョーと、これら一対の再現ジョーと一体であって、これを１８０°対向的に接近・離反させるスライド部とを有することを特徴として成るものである。
この発明によれば、エンジンをオーバーホールすることなくシリンダの内径を正確に計測することができる。またシリンダボアゲージの取り扱いも比較的容易であり、特に測定した径寸法を記憶・保存できるロック片があることで、その再現性が高く、測定者に起因する誤差を極力抑えることができる。このため、特に熟練した技術を有することなく測定が行え、誰が測定者であっても、ほぼ同一レベルで安定した計測が行える。
【０００７】
また請求項２記載のシリンダボアゲージは、前記請求項１記載の要件に加え、前記プローブユニットは、外筒パイプの先端部と、プローブ片の途中部位とを、互いに回動可能に接続したリンクを具えることを特徴として成るものである。
この発明によれば、ディテクタロッドの摺動に連動させて、プローブ片を張り出し自在（開閉自在）とする具体的構成を現実のものとする。
【０００８】
更にまた請求項３記載のシリンダボアゲージは、前記請求項１または２記載の要件に加え、前記プローブユニットの先端において開閉自在に構成されるプローブ片は、一基のプローブユニットに対し一つ設けられることを特徴として成るものである。
この発明によれば、プローブ片の開閉は、常に片側のみであり、プラグ孔がピストンのストローク中心に対して偏向・偏在しているシリンダでも、その内径を正確に測定できる。
【０００９】
また請求項４記載のシリンダボアゲージは、前記請求項１、２または３記載の要件に加え、前記プローブユニットは、プローブ片の開閉作動に連係作動するダイヤルゲージをボディベースに設けたことを特徴として成るものである。
この発明によれば、シリンダの内径を測定し、また再現する作業が、ダイヤルゲージを見ながら行えるため、精度良く且つ確実に行える。特に本発明においては、シリンダの内径を測定する際、シリンダの内壁面をなぞり、プローブ片の開放量が極値となるところを検出するため、この極値の検出が、ダイヤルゲージの存在によって極めて正確に行える。
【００１０】
また請求項５記載のシリンダボアゲージは、前記請求項４記載の要件に加え、前記ゲージユニットは、一対の再現ジョーを微小寸法ずつ精密に押し込み得るマイクロメータを具えたことを特徴として成るものである。
この発明によれば、プローブ片が測定したシリンダの内径観察状況を再現する作業が、ダイヤルゲージとの併用によって、より高精度に行える。
【００１１】
また請求項６記載のシリンダボアゲージは、前記請求項１、２、３、４または５記載の要件に加え、前記ゲージユニットは、再現ガイドと可動キャリパとが種々のプラグの取付状況を再現できるように、角度や位置が適宜調整可能であることを特徴として成るものである。
この発明によれば、一基のゲージユニットで、プラグ孔の偏向状況や偏在状況が異なる種々のエンジンのシリンダボア計測に対応できる。
【００１２】
また請求項７記載のシリンダボア計測方法は、シリンダの内径寸法を測定するプローブユニットをプラグ孔からシリンダ内に挿入し、プローブユニットの先端に設けられた張り出し自在のプローブ片を、シリンダの内壁面に接触するまで開放させ、シリンダの径寸法を測定し、その後シリンダから抜き出したプローブユニットを、シリンダの内径観察状況が再現できるゲージユニットに取り付け、シリンダ内の径寸法をプローブ片の開放量として再現させ、ゲージユニットにおけるスライド自在の再現ジョーを、プローブ片に接触するまで移動させた後、一対の再現ジョーの間隔を測定して目的のシリンダボアを計測する方法において、前記プローブ片は一基のプローブユニットに対して一つ設けられるものであり、また前記プローブユニットは、プローブ片の開閉作動に追従するダイヤルゲージを具え、シリンダの径寸法を測定するにあたっては、プローブ片によってシリンダの内壁面をなぞり、径寸法の極大値と極小値とをダイヤルゲージによって認識、検出し、それぞれの径寸法を各別にゲージユニット上で再現するようにしたことを特徴として成るものである。
この発明によれば、シリンダの内壁面に沿ってプローブ片を適宜回動させ、径寸法が極値となるところを探し、そのときの数値を検出するため、プラグ孔がピストンのストローク中心に対して偏向・偏在しているシリンダであっても、そのボアを比較的容易に且つ正確に計測できる。
【００１３】
また請求項８記載のシリンダボア計測方法は、前記請求項７記載の要件に加え、前記プローブユニットによって計測したシリンダの内径観察状況を、ゲージユニット上で再現するにあたっては、プローブ片によって計測した開放量の極値を、予めダイヤルゲージの目盛りによって記憶してから、プローブ片を極僅か開放させ、その後、再現ジョーをマイクロメータによって微細寸法ずつ送り込み、プローブ片の開放量を再現ジョーの間隔として再現するようにしたことを特徴として成るものである。
この発明によれば、再現ジョーの間隔としての再現が、極めて高精度に行える。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下本発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。説明にあたっては、本発明装置のシリンダボアゲージ１についてまず説明した後、このゲージを適用したシリンダ内径の測定及び再現態様について説明し、実質的に本発明方法のシリンダボア計測方法について説明する。
シリンダボアゲージ１は、エンジンのプラグ孔ＰＨから開閉自在のプローブ片１３をシリンダＣ内に挿入し、エンジンをオーバーホールすることなく、シリンダＣの内径を測定・再現できるようにしたものであり、特に本発明では、シリンダＣの径寸法を片側ずつ観察し、プラグ孔ＰＨがシリンダＣに対して偏向・偏在しているような場合においても、ボアを正確に測れるようにしたものである。
【００１５】
ここでプラグ孔ＰＨがシリンダＣに対して偏向している状態とは、一例として図１０（ａ）に示すように、プラグ孔ＰＨの先端がシリンダＣの上方ほぼ中央部に位置するものの、プラグ孔ＰＨがシリンダＣの中心（ピストンのストローク中心）に対して適宜の角度（一例として鉛直方向に対して３°）傾斜して設けられる状態を主に示すものである。また、プラグ孔ＰＨがシリンダＣに対して偏在している状態とは、一例として図１０（ｂ）に示すように、プラグ孔ＰＨがシリンダＣの中心方向に沿って形成されながらも、シリンダＣの中心から幾分ずれた位置に設けられる状態を主に示すものである。更にプラグ孔ＰＨがシリンダＣに対して偏向且つ偏在している状態とは、一例として図１０（ｃ）に示すように、プラグ孔ＰＨがシリンダＣの中心に対して適宜の角度、傾斜状態に設けられ、且つプラグ孔ＰＨの先端がシリンダＣのほぼ中央部に位置しない状態を主に示すものである。そして本発明は、このような種々の場合において、シリンダＣの径寸法を正確に測定・再現できるようにしている。なお本明細書では、プラグ孔ＰＨの偏向・偏在を総称して、プラグの取付状態と称するものである。
【００１６】
なお本明細書ではこのようにガソリン・エンジンを想定した説明であるため、上記プラグ孔ＰＨとは、いわゆる点火プラグＳＰの取付孔を主に意味するものである。しかしながら、本来プラグとは「栓」を示すものであり、ディーゼル・エンジン等のように点火プラグＳＰを要しないものの場合には、混合気の噴射ノズル孔等のように、平常時には塞がれた小孔をプラグ孔ＰＨと解するものとする。以下本発明装置のシリンダボアゲージ１について具体的に説明する。このものは、一例として図１に示すように、エンジンのプラグ孔ＰＨからシリンダＣ内に挿入され、実質的な測定作用を担うプローブユニット２と、この測定を行うにあたりプローブユニット２をシリンダＣに安定的にセットするためのアダプタユニット３と、プローブユニット２によって測定したシリンダＣの径寸法をほぼ忠実に再現するゲージユニット４とを具えて成るものである。以下各構成ユニットについて更に説明する。
【００１７】
まずプローブユニット２について説明する。このものは、一例として図１〜３に示すように、アダプタユニット３等にセットされる際に基部となるボディベース１０と、このボディベース１０から伸びシリンダＣ内に挿入される外筒パイプ１１と、この外筒パイプ１１内を摺動するディテクタロッド１２と、ディテクタロッド１２の先端に回動自在に取り付けられシリンダＣの径寸法を接触して検出するプローブ片１３とを具えて成るものである。ここでディテクタロッド１２とプローブ片１３との接続点を可動回動点Ｐとする。
【００１８】
またプローブ片１３は、この回動点Ｐから幾分離れた途中部位が、リンク１４によって回動自在に接続されて成るものであり、この接続点を可動回動点Ｑとする。一方、リンク１４の他端側は、前記外筒パイプ１１の先端部に回動自在に取り付けられて成り、この接続点を固定回動点Ｒとする。ディテクタロッド１２、プローブ片１３、リンク１４等は、このように全体としてパンタグラフ状に接続されるものであり、これによってプローブ片１３は、ディテクタロッド１２の摺動に応じて開閉するように構成されている。またプローブ片１３の開閉量（張出量）は、ディテクタロッド１２の摺動量によって決まるものである。なお外筒パイプ１１の先端において形成される、プローブ片１３を出し入れ（収容したり、開脚させたり）するためのスリットを１５とする。
【００１９】
ボディベース１０は、一例として中空筒状に形成され、内部にディテクタロッド１２の摺動を規制するロック片１６と、このロック片１６に押圧傾向を付与する押圧片１７とが摺動自在に組み込まれ、開放端が蓋部１８によって閉鎖されるとともに、ボディ側部にロック片１６を外部から操作する開口窓１９が開口されている。蓋部１８は、外筒パイプ１１と一体的に形成されるものであるが、内部にはディテクタロッド１２が貫通する孔が開口され、ディテクタロッド１２が自由に摺動できるように形成されている。
【００２０】
ロック片１６は、内部を貫通するディテクタロッド１２に対して、ボルト等のロック体２０が作用するように取り付けられ、このロック体２０を締め付けることにより、ロック片１６とディテクタロッド１２との固定化を図り、ディテクタロッド１２のプローブ片１３側への摺動を阻むものである。すなわちロック体２０の締め付けによって固定化されたディテクタロッド１２は、このものと一体化されたロック片１６が、ボディベース１０の内底面を形成する蓋部１８に当接して、プローブ片１３方向への摺動が防止され、ロック状態となるものである。もちろんボルト等のロック体２０を緩めることによって、上記ロック状態を解除し、ディテクタロッド１２をフリースライド状態にすることが可能である。因みにロック片１６に取り付けられたロック体２０は、ロック片１６を摺動させる際の操作つまみ部にもなる部位である。
【００２１】
押圧片１７は、このようなロック片１６に対し、常時、プローブ片１３側への押圧傾向を付与するものであり、これによってディテクタロッド１２を常にプローブ片１３側に摺動させようとし、プローブ片１３に常時開放傾向を付与するものである。なお押圧片１７を押圧するにあたっては、押圧片１７に連係作動（追従）するダイヤルゲージ２１と、保持ロッド２２に巻き付けられたスプリング２３とによって押圧片１７をほぼ均等に押圧するものである。しかしながら、ダイヤルゲージ２１だけでも押圧片１７、ロック片１６等に対し、充分な押圧傾向を付与することができれば、スプリング２３は省略することが可能である。因みにダイヤルゲージ２１のみで押圧片１７を押圧する場合には、ディテクタロッド１２の直上部、すなわち押圧片１７のほぼ中心位置にダイヤルゲージ２１のスピンドルを位置させることが、押圧片１７をバランス良く押圧する上で望ましい形態である。
【００２２】
次にアダプタユニット３について説明する。このものはプローブユニット２をシリンダＣに安定的にセットするためのものであり、一例として図１、４に示すように、プローブユニット２のボディベース１０を載せる載置台３０と、この載置台３０からプラグ孔ＰＨまで伸び、外筒パイプ１１やディテクタロッド１２（閉じた状態）等をシリンダＣ内に導くアダプタガイド３１とを具えて成るものである。
載置台３０は、図示するように、例えばほぼ円板状の外形を成し、ボディベース１０を載せる上面をセット面３２とする。そして、このセット面３２に、ほぼ一直線状のマークＭを直径方向に付すものであり、このマークＭを目安として、シリンダＣに対するプローブユニット２の載置状態、すなわちシリンダＣに対してどの方向にプローブ片１３を開放させるかを、概ね設定するものである。
【００２３】
次にゲージユニット４について説明する。このものは、プローブユニット２によって探ったシリンダＣ内の内径観察状況（径寸法）を、ほぼ忠実に再現するものであり、一例として図１、５、６に示すように、基盤４０に対して立ち上げられた、ほぼ平らなベースフレーム４１に対し、プローブユニット２を挿填する再現ガイド４２と、プローブ片１３の再現状況に合わせて位置調整可能な一対の可動キャリパ４３とを具えて成るものである。このようにゲージユニット４は、測定後のプローブユニット２を再現ガイド４２で保持し、測定した記憶位置までプローブ片１３を開放させた後、これに合わせて可動キャリパ４３をスライドさせ、シリンダＣの内径状況を再現するものである。
【００２４】
再現ガイド４２は、プローブユニット２（外筒パイプ１１）を挿入し、保持するため、本実施の形態では、パイプ状（筒状）に形成されているが、必ずしもこれに限定される必要はなく、例えば外筒パイプ１１の上部と下部とを個別に保持する形態であっても構わない。なお再現ガイド４２は、プローブユニット２をシリンダＣにセットする際のアダプタガイド３１とほぼ同じ長さに形成することが好ましい。
可動キャリパ４３は、シリンダＣ内の内径観察状況を再現するために開脚されたプローブ片１３に接し得る一対の再現ジョー４４と、これらを１８０°対向的に独立して接近・離反させるスライド部４５とを具えて成るものである。
【００２５】
スライド部４５は、図示するように、例えばコ字状のスライド体４６と、これに挟み込まれた別のスライド体４７とを具えて成るものであり、再現ジョー４４は、これら双方のスライド体４６、４７の左右両端部に設けられる。スライド体４６、４７には、長孔が形成され、ここにピンやボルト等を通すことによって、プラグの取付状態（ここでは適宜の傾斜状態）を再現するようにしており、なお且つスライド体４６、４７を独立して移動できるようにしている。またスライド部４５には、両スライド体４６、４７を互いに離開方向に付勢するスプリング４８が設けられている。更に本実施の形態では、可動キャリパ４３を精密にねじ込みできる押し込み体４９（市販のマイクロメータに対してフレームやアンビルを取り除いたもの）を、ベースフレーム４１に着脱自在に設けるものであり、これによって可動キャリパ４３を微小寸法ずつ精密に押し込めるようにしている。もちろん押し込み体４９は、必ずしもこのようなマイクロメータを適用する形態に限らず、例えば精緻な送りが行えるネジ等を適用することが可能である。
【００２６】
なお本実施の形態では、押し込み体４９をほぼ水平に設置することに因み、再現ジョー４４は、スライド部４５の移動方向に沿って押し込まれるものではないが、スライド体４６、４７は、ベースフレーム４１に対し、スライド方向のみの移動が許容される状態に取り付けられるため、押し込み体４９の送り方向とスライド方向とのズレは、シリンダボアの計測に支障を来すものではない。しかしながら、再現ジョー４４をスライド方向に沿って押し込む形態も適宜採り得るものである。
また本実施の形態では、ベースフレーム４１に対して一対のスライド体４６、４７を適宜の角度、傾斜状態に取り付けるものであるが、スライド部４５をユニットとして独立的に構成し、ベースフレーム４１に対し適宜の角度回動できるように取り付けることも可能である。
更にまた本実施の形態では、再現ガイド４２を、ほぼ鉛直に取り付け、実際のシリンダＣに相当するスライド部４５を傾斜状態に取り付けたが、再現ガイド４２を傾斜状態に取り付け、スライド部４５をほぼ鉛直に取り付けても構わない。
【００２７】
本発明装置のシリンダボアゲージ１は、以上のように構成されて成るものであって、以下、このゲージを適用して目的のシリンダＣの内径を測定し、再現する態様について説明する。
〔１〕準備
まず測定（観察）を行うシリンダＣの点火プラグＳＰを外し、アダプタユニット３をセットする（図７（ｃ）参照）。この際、例えば図４に示すように、載置台３０のマークＭを、シリンダＣを平面（ストローク方向）から視て、シリンダＣの中心とプラグ孔ＰＨとを通る直線状にほぼ合致させる。なおこれは、後にほぼこの直線上でプローブ片１３を開閉させたいときの設定である。
【００２８】
一方、このようなアダプタユニット３の準備作業に伴い、ゲージユニット４の準備作業もこの段階で行うことが好ましい。具体的にはゲージユニット４のベースフレーム４１に、可動キャリパ４３の間隔を狭めて行くマイクロメータ等の押し込み体４９を取り付けるものである。その後、押し込み体４９を取り付けたベースフレーム４１を、永久磁石タイプの電磁チャックやネジ等によって基盤４０に取り付け、ほぼ垂直に立ち上げるものである。もちろん基盤４０に対してベースフレーム４１が予め立ち上げ状態に固定されていれば、この作業は必要ない。なお再現ガイド４２や可動キャリパ４３等が、種々のプラグの取付状態に対応できるように、設定が自由に変えられるものである場合には、実物のシリンダＣの取付状況に合わせて、ゲージユニット４の取付状態を設定しておくものである。また可動キャリパ４３の両端に設けられた一対の再現ジョー４４は、スプリング４８の付勢力によって予め充分離反した状態に設定されるものである。
なおこのようなゲージユニット４の準備作業は、必ずしも実質的な測定作業に先立って行う必要はなく、現実にはシリンダＣの内径観察状況を再現する前までに行えばよい。
【００２９】
〔２〕測定
(1) プローブユニットの初期状態
プローブユニット２は、特に負荷を掛けず、またロックもしない自然状態では、一例として図３（ａ）、７（ａ）に示すように、ダイヤルゲージ２１とスプリング２３との弾性によって、ディテクタロッド１２を先端側に摺動させ、プローブ片１３をほぼ最大限まで開放させた状態となっており、これをプローブユニット２の初期状態とする。そしてこの初期状態で、ボルト等のロック体２０を締め付け、ロック片１６をディテクタロッド１２に強固に接触させたロック状態（一体化状態）とする。
【００３０】
(2) プローブ片の閉鎖
この状態から、図７（ｂ）に示すように、操作つまみの作用も担うロック体２０をスプリング等の弾性に抗して引っ張り、ディテクタロッド１２を引っ込めてプローブ片１３を閉鎖した状態とし、アダプタユニット３からシリンダＣ内に挿入する。なお図７（ｃ）に、アダプタユニット３のみをシリンダＣにセットした状態を示すが、このセット作業は、上述したように測定に先立つ準備段階で行っておくことが好ましい。
【００３１】
(3) プローブユニットのセット
プローブユニット２をシリンダＣ内に挿入するにあたっては、プローブユニット２のボディベース１０が、アダプタユニット３の載置台３０に当接するまで嵌め込み、載置台３０にボディベース３を載せた安定状態とする（図１（ａ）参照）。この際、載置台３０のマークＭを基準として、例えばマークＭとプローブ片１３の開閉方向をほぼ合致させるように、プローブユニット２をセットする。
【００３２】
(4) プローブ片の開放（径寸法の接触検出）
プローブユニット２を安定状態にセットした後、図８（ａ）に示すように、操作つまみ（ロック体２０）の引きを緩め、ディテクタロッド１２をプローブ片１３側に摺動させ、プローブ片１３をシリンダＣの内壁面に接触するまで、徐々に拡開させて行く。なおダイヤルゲージ２１は、押圧片１７やロック片１６、ディテクタロッド１２等を介して、プローブ片１３の開閉に追従するように針が振れるため、プローブ片１３がシリンダＣの内壁に接触したことは、このダイヤルゲージ２１の指針が停止することで客観的に認識できる。もちろんプローブ片１３がシリンダＣの内壁面に接触することは、作業者の手の感触によっても認識できるものである。
【００３３】
(5) 極値の測定
プローブ片１３がシリンダＣの内壁面に接触した後、プローブユニット２を全体的に幾らか回動させ、接触した付近のシリンダＣの内壁面をプローブ片１３によってなぞり、ダイヤルゲージ２１を見ながら径寸法が最大または最小を示す値（極値）を測定する。このように本発明においては、シリンダボアを片側ずつ測定（再現）して行くものであり、またプローブ片１３の回動軸（プラグ孔）が、シリンダＣの中心軸と合致しない偏向・偏在状態であることが一般的であるため、プローブ片１３によって測定する径寸法は、一方が極大値、他方が極小値となる部位を検出するものである（図９参照）。なおここでの極大値と極小値とは、あくまでもシリンダＣの内径状況を正確に再現するためのものであって、一般的にはこれらの和と求めるボア径とは異なるものである。そして本実施の形態では便宜上、最初に極小値となる径寸法を測定するものとして説明する。因みにシリンダＣの内壁面をなぞるのは、シリンダボアの測定に、より正確を期すためであり、逆に言えば、アダプタユニット３の載置台３０のマークＭは、あくまでもプローブユニット２をセットする際の大まかな基準に過ぎないものである。
【００３４】
(6) ディテクタロッドのロックとダイヤルゲージの基点設定（原点設定）
径寸法が極値（ここでは極小値）となった状態では、図８（ａ）に示すようにボディベース１０内は、ロック片１６が蓋部１８に対して幾分、離反した状態となるものである。この状態でロック体２０を緩めロックを解除した後、図８（ｂ）に示すようにロック片１６を蓋部１８に密着するまで摺動させ（下げ）、再度、ロックを行う。この状態でロック片１６と一体化されたディテクタロッド１２は、蓋部１８によってプローブ片１３側への摺動が阻まれ、プローブ片１３を極値以上に開放させ得ないものである。またこれに伴い、プローブ片１３が極値を示した状態で、ダイヤルゲージ２１の目盛りを基点（原点）に合わせ、プローブ片１３が極値となる開放量を記憶、保存するものである。
【００３５】
なお上記図８（ａ）に示す状態で一旦ロックを解除すると、ディテクタロッド１２の自重やスプリング２３の付勢力等によって、プローブ片１３が、幾分極値以上に開放しようとするものであるが、プローブ片１３はシリンダＣの内壁面に当接しているため、極値以上に開放する心配はない。しかしながら、プローブ片１３に作用するディテクタロッド１２の自重等を極力解消したい場合には、例えば図８（ａ）等に併せて示すように、蓋部１８やボディベース１０にディテクタロッド１２の摺動を阻むロック用のネジ５０等を別途設け、ディテクタロッド１２を、このネジ５０等でロックしてから、ロック体２０の解除を行う形態も適宜採り得る。
【００３６】
(7) プローブユニットの抜き取り
径寸法が極値を示すところで、ディテクタロッド１２のロックとダイヤルゲージ２１の原点設定を終了した後、プローブユニット２をシリンダＣから抜き取り、実質的な測定作業は終了となる。なおディテクタロッド１２を抜き取る際には、図８（ｃ）に示すように、操作つまみとなるロック体２０を再度引っ張り、プローブ片１３を閉鎖した状態でシリンダＣから抜き取ることが好ましい。もちろんディテクタロッド１２は、ロック状態であっても、プローブ片１３を閉鎖する方向には摺動が許容されるため、抜き取りの際、シリンダＣ内面とプローブ片１３との接触が極めて小さく、破損等が生じない程度であれば、積極的にプローブ片１３を閉じる操作は、省略することができる。なおディテクタロッド１２を、プローブ片１３を閉鎖する方向（上方）に摺動させても、ディテクタロッド１２はロック片１６と一体化して移動するため、プローブ片１３の極値となる開放量は、記憶、保存されたままである。
【００３７】
〔３〕再現
(1) ゲージユニットへの取り付け
以上のようにして径寸法の極小値を測定したら、操作つまみ（ロック体２０）によってスプリング２３を圧縮させる方向にディテクタロッド１２を摺動させ、プローブ片１３を閉じた状態で再現ガイド４２に挿填し、ゲージユニット４にセットする。なおプローブ片１３を閉じた状態では、ディテクタロッド１２と一体化したロック片１６は、蓋部１８から離反した状態となっている（図８（ｃ）参照）。
【００３８】
(2) プローブ片の再現開放（再現拡開）
プローブユニット２をゲージユニット４にセットした後、閉鎖していたプローブ片１３を先程、記憶・保持した極値位置（ロック位置）まで開放させる（図１（ｃ）、図６参照）。この再現開放を行うにあたっては、ディテクタロッド１２と一体化されたロック片１６によって、その位置が既に、記憶・保持されているため、ロック片１６をボディベース１０の蓋部１８に当接するまで移動させるだけで再現できる。なお再現ジョー４４は、スプリング４８によって予め充分離反した状態に設定されるため、プローブ片１３を再現位置まで開放させても、再現ジョー４４に接触しないものである。もちろん初めからスライド部４５にスプリング４８を介在させない場合には、測定するシリンダＣの径寸法を最初から目分量等で予測し、その寸法以上に再現ジョー４４を予め離反させておくものである。
【００３９】
その後、プローブ片１３が開放した方の再現ジョー４４を、このプローブ片１３に接触させるまで移動（接近）させることで、片側（極小値）の径寸法がゲージユニット４上で再現される。しかしながら、本実施の形態では、より高精度に再現すべく、再現ジョー４４の接近移動に先立ち、プローブ片１３を極僅か開き気味にするものであり、以下、このような高精度の再現手法について順次説明する。
【００４０】
(3) プローブ片の微小開放
これには、まずボルト等のロック体２０を緩めてロック状態を解除し、ディテクタロッド１２をプローブ片１３側に摺動可能とし、ダイヤルゲージ２１を見ながら、プローブ片１３を極僅か開放させる。もちろんこの操作を行うにあたっては、上述したようにブローブ片１３が極小値を示した位置で、ダイヤルゲージ２１の原点合わせが既に行われていることが前提となる。すなわちダイヤルゲージ２１の原点設定をしておくことによって、ディテクタロッド１２とロック片１６との一体化ロックを解除しても、プローブ片１３の極小値となる開放量が、ダイヤルゲージ２１の目盛りによって高精度に再現できるものである。
なお上述した説明においては、シリンダＣの内壁面をなぞり、プローブ片１３が極小値を示した際のロック作業（上記〔２〕の(6) ）に併せて、ダイヤルゲージ２１の原点設定を行うように説明したが、実際にはプローブ片１３を微小開放する上記ロック解除作業までに行えばよい。
【００４１】
(4) 再現ジョーの押し込み
プローブ片１３を極僅か開放させた後、再現ジョー４４をマイクロメータ等の押し込み体４９によって押し込んで行く。なおマイクロメータは、一般にラチェットによる逆転止め機構を有するものであり、再現ジョー４４を押し込むにあたっては、シンブルの一端に設けられたフリクションによって、微小寸法ずつ精緻に押し込み得るものである。そして再現ジョー４４がプローブ片１３に接触し、ダイヤルゲージ２１の指針が原点を示した段階で、押し込み作業が終了となる。このような押し込み手法を採ることで、プローブユニット２がシリンダＣ内で測定（観察）した径寸法を、より一層正確に、再現できるものである。逆に言えば、単に目視によって、再現ジョー４４とプローブ片１３との接触を正確に判断することは難しく、例えば作業者の見る位置や角度に応じてバラツキを生じ易いため、本実施の形態では、目視に加え、ダイヤルゲージ２１と精密ねじ込みが行えるマイクロメータ等の押し込み体４９とを併用し、より客観的且つ精緻に径寸法を再現できるようにしている。
【００４２】
(5) プローブユニットの取り外し
プローブユニット２は、一方の径寸法（極小値）をゲージユニット４上でほぼ忠実に再現した後、操作つまみとなるロック体２０によって、プローブ片１３を閉鎖させた状態で再現ガイド４２から取り外される。もちろんここでも、プローブユニット２を取り外すにあたっては、再現ガイド４２とプローブ片１３との接触が極めて小さく、部材の破損等の心配がなければ、上記ロック体２０によるプローブ片１３の積極的な閉鎖操作は、省略することができる。その後、プローブユニット２は、再度シリンダＣに挿入され、残るもう一方の径寸法（極大値）が測定される。
【００４３】
〔４〕もう一方の径寸法の測定
シリンダＣに再挿入されたプローブユニット２によって、今度は、プローブ片１３がシリンダＣの内壁面に接触するまでの極大値が測定されるものであり、その測定及び再現形態等は、上述した極小値と同様であり、ここでは省略する。
そして極小値と極大値との二つの径寸法を、ゲージユニット４上に再現したのち、一対の再現ジョー４４の間隔を測り、求めるシリンダボアが計測される。なおゲージユニット４上に再現された一対の再現ジョー４４の間隔を測るには、ノギスや、内側マイクロメータ等を利用して計測することが可能であるし、押し込み体４９としてマイクロメータを適用している場合には、このマイクロメータの目盛りを利用して測ることも可能である。
【００４４】
また本実施の形態では、ガソリン・エンジン等のレース用エンジンを主な計測対象として説明してきたが、本発明は必ずしもこれに限定されるものではなく、一般のディーゼル・エンジンを含む各種の産業用エンジンに適用可能であるし、あるいは単に油圧シリンダ等のチェックに適用することも可能である。またプローブ片１３の内径観察（測定）によって、シリンダの摩耗度を検出することも可能である。
【００４５】
【発明の効果】
まず請求項１記載のシリンダボアゲージによれば、エンジンを分解することなく、プラグ孔ＰＨを利用してシリンダＣの内径を正確に計測できる。またシリンダボアゲージ１そのものの取り扱いが比較的容易である。例えばプローブ片１３の開放量を適宜の位置で記憶・保存できるロック片１６があるため、測定した径寸法をほぼ正確に再現でき、測定・再現に高度な熟練を要することがない。
【００４６】
また請求項２記載のシリンダボアゲージによれば、ディテクタロッド１２の摺動に連係してプローブ片１３を開閉させる具体的構成を可能とする。またこのためプローブ片１３の張出量（開閉量）をディテクタロッド１２の摺動量として、正確に制御できる。
【００４７】
更にまた請求項３記載のシリンダボアゲージによれば、プローブ片１３が一基のプローブユニット２に対し一つ設けられるため、プラグ孔ＰＨがピストンのストローク中心に対して偏向・偏在しているシリンダＣであっても、その内径寸法を正確に計測できる。
【００４８】
また請求項４記載のシリンダボアゲージによれば、ディテクタロッド１２、押圧片１７等を介在させてプローブ片１３の開閉作動に追従するダイヤルゲージ２１を設けるため、シリンダボアの測定及び再現を、より高精度に行い得る。例えば、プローブ片１３がシリンダＣの内壁面に接触したことは、測定者の手の感触等によって認識することが可能ではあるものの、このように専ら人の五感（主に触覚）に依存する手法では、測定者の感覚によってバラツキが生じることが考えられる。このためここではダイヤルゲージ２１を併用することで、プローブ片１３がシリンダＣの内壁面に接触したことを人の五感に加えて、客観的に判断することができる。
【００４９】
また請求項５記載のシリンダボアゲージによれば、プローブユニット２によって測定したシリンダＣの径寸法が、ゲージユニット４上において極めて精緻に再現できる。具体的には、ロック位置から極僅か拡げたプローブ片１３に対して、再現ジョー４４をロック位置まで押し込む作業が、ダイヤルゲージ２１を見ながら、微細寸法ずつ精密に行うことができ、プローブ片１３のロック位置を高精度に再現できる。
【００５０】
また請求項６記載のシリンダボアゲージによれば、再現ガイド４２と可動キャリパ４３とは、角度や位置が適宜調整可能であるため、プラグの取付状況の異なる色々なシリンダＣに対応できる。
【００５１】
また請求項７記載のシリンダボア計測方法によれば、シリンダＣの径寸法を測定する際、シリンダＣの内壁面をなぞるようにプローブ片１３を適宜回動させ、径寸法が極値となるところをダイヤルゲージ２１を見ながら探し、そのときの極大値や極小値を検出するため、プラグ孔ＰＨが偏向・偏在しているシリンダＣであっても、そのボアを正確且つ確実に計測できる。
【００５２】
また請求項８記載のシリンダボア計測方法によれば、プローブ片１３の開放量を再現ジョー４４の間隔として再現する際、ゲージユニット４上において開放させたプローブ片１３の開放量を、まずダイヤルゲージ２１によって記憶してから、微小に開放させ、その後、ダイヤルゲージ２１の目盛りを見ながら、マイクロメータで押し込んで行くため、シリンダＣのボア計測が極めて精密に且つ簡単に行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のシリンダボアゲージによってシリンダの内径を計測し、また再現する様子を示す説明図である。
【図２】シリンダの径寸法を実質的に測定するプローブユニットを示す斜視図である。
【図３】同上プローブ片を開放させた状態を示す断面図（ａ）、並びにプローブ片を閉鎖させた状態を示す断面図（ｂ）である。
【図４】プローブユニットをシリンダに安定的にセットするためのアダプタユニットを示す正面図、及び平面図である。
【図５】シリンダの内径観察状況を再現するゲージユニットを示す斜視図である。
【図６】同上正面図である。
【図７】プローブユニットによってシリンダの内径を測定する態様を段階的に示す説明図である。
【図８】プローブユニットによってシリンダの内径を測定する態様を段階的に示す説明図である。
【図９】プローブ片がシリンダの内壁面をなぞり、極大値と極小値となる値を検出する様子を示す説明図である。
【図１０】プラグ孔がピストンのストローク中心に対して偏向や偏在している様子を複数示す骨格的断面図である。
【図１１】シリンダの内径を測定する従来手法を示す説明図である。
【符号の説明】
１    シリンダボアゲージ
２    プローブユニット
３    アダプタユニット
４    ゲージユニット
１０  ボディベース
１１  外筒パイプ
１２  ディテクタロッド
１３  プローブ片
１４  リンク
１５  スリット
１６  ロック片
１７  押圧片
１８  蓋部
１９  開口窓
２０  ロック体
２１  ダイヤルゲージ
２２  保持ロッド
２３  スプリング
３０  載置台
３１  アダプタガイド
３２  セット面
４０  基盤
４１  ベースフレーム
４２  再現ガイド
４３  可動キャリパ
４４  再現ジョー
４５  スライド部
４６  スライド体（コ字状）
４７  スライド体
４８  スプリング
４９  押し込み体（マイクロメータ）
５０  ネジ（ロック用）
Ｃ    シリンダ
Ｍ    マーク
Ｐ    可動回動点
Ｑ    可動回動点
Ｒ    固定回動点
ＳＰ  点火プラグ
ＰＨ  プラグ孔
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
0003752597.tif 000009
【図９】
0003752597.tif 000010
【図１０】
0003752597.tif 000011
【図１１】
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