JP2006317395A - 同軸度測定装置 - Google Patents
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Abstract
【目的】簡単な構造の同軸度測定装置を用いて同軸度の測定を容易かつ効率的に行う。
【構成】同軸度測定装置10を軸部材11,ホルダ13,測定器14等で構成し、軸部材11の下端に基準外径となる基準軸12を設け、バルムステムホルダ4のガイド穴4a内全長へ嵌合させ、基準軸12上端の段差部16にて接触端面部4bの全周を接触させる。ホルダ13には測定器14を設け、その測定子15を吸気バルブシート3のフェース面3aへ接触させ、この状態で、基準軸線C3を中心に全体を一回転させて同軸度を測定する。
【選択図】図2
【構成】同軸度測定装置10を軸部材11,ホルダ13,測定器14等で構成し、軸部材11の下端に基準外径となる基準軸12を設け、バルムステムホルダ4のガイド穴4a内全長へ嵌合させ、基準軸12上端の段差部16にて接触端面部4bの全周を接触させる。ホルダ13には測定器14を設け、その測定子15を吸気バルブシート3のフェース面3aへ接触させ、この状態で、基準軸線C3を中心に全体を一回転させて同軸度を測定する。
【選択図】図2
Description
この発明は、基準穴と同軸に形成された被測定部に対する同軸度を測定するための装置に関する。
このような同軸度測定装置は公知であり、一例として、回転体,基台及び測定子を一体にしたものがある。この装置は、円柱穴内へ回転体を挿入し、この回転体を円柱穴内周面へ3点支持にて摺接させながら回転させるとともに、回転体上に基台を一体に設け、この基台を円柱穴の開口部周囲の基準面へ部分的に接触させるとともに、基台上に設けた測定子を軸状をなす被測定部の外周面に接触させた状態で装置全体を基準軸線の周りへ回転させて同軸度の測定をするようになっている。
実開平5−59204号公報
上記従来例では、回転体は円柱穴の開口近傍の内壁にしか接触しないので、同軸度の基準面が円柱穴の開口近傍である一部分に限定されることになり、その結果、基準面が狭いので、より精密な同軸度の計測が困難であった。また、測定装置の基台の下面は、被測定物における円柱穴の開口部周囲表面に対して一部にしか接触していないため、開口部周囲表面の凹凸があれば、装置を回転させると基準軸が軸方向に振れることになり、測定値が下面の平坦度に左右されてしまうことになり、やはり精密な測定を困難にした。そのうえ、回転体は、円柱穴の内面へ3点支持で摺動しなければならいので、構造が複雑になった。
そこで、本願発明はこのような点の解決を目的とする。
そこで、本願発明はこのような点の解決を目的とする。
上記課題を解決するため本願発明の同軸度測定装置に係る請求項1は、基準穴と同軸に設けられた軸部又は穴からなる被測定部の同軸度を測定するための装置であって、測定の基準となる基準軸と、被測定部へ摺接しながら前記基準軸の回りに回転する測定子と、この測定子の揺動を検出する測定器とを備え、これら基準軸、測定子及び測定器を一体回転可能に設けた同軸度測定装置において、
前記基準穴が円柱穴であり、
前記基準軸はこの円柱穴の円周面に軸方向で内接可能な長さを有するとともに、
この基準軸を前記円柱穴に挿入して円周面へ軸方向で内接させた状態で旋回することにより同軸度を測定することを特徴とする。
前記基準穴が円柱穴であり、
前記基準軸はこの円柱穴の円周面に軸方向で内接可能な長さを有するとともに、
この基準軸を前記円柱穴に挿入して円周面へ軸方向で内接させた状態で旋回することにより同軸度を測定することを特徴とする。
請求項2は上記請求項1において、前記円柱穴が、エンジンの吸排気バルブにおけるバルブステムが摺動可能に挿入されるバルムステムホルダのガイド穴であり、
前記基準軸の外径が、前記ガイド穴に挿入されるバルブステムの外径と略等しいことを特徴とする。
前記基準軸の外径が、前記ガイド穴に挿入されるバルブステムの外径と略等しいことを特徴とする。
請求項3は上記請求項1において、前記円柱穴が設けられた部分における円柱穴の開口部が臨む開口部端面を、前記円柱穴の軸線に垂直な面とし、
前記基準軸に予め形成されている段差部を、前記基準軸の軸線に対して垂直な面からなるリング状面とし、
前記円柱穴に対する前記基準軸の挿入時に、前記開口部端面と前記段差部を周方向全域に渡って接触させたことを特徴とする。
前記基準軸に予め形成されている段差部を、前記基準軸の軸線に対して垂直な面からなるリング状面とし、
前記円柱穴に対する前記基準軸の挿入時に、前記開口部端面と前記段差部を周方向全域に渡って接触させたことを特徴とする。
請求項1によれば、基準穴である円柱穴の円周面に基準軸を軸方向で内接させることができるので、十分な接触長さを確保でき、その結果、基準内面となる円柱穴内面の局部変化に影響されず、より精度の高い測定を行うことができる。
請求項2によれば、円柱穴をエンジンの吸排気バルブにおけるバルブステムが摺動可能に挿入されるバルムステムホルダのガイド穴とし、基準軸の外径をガイド穴に挿入されるバルブステムの外径と略等しくしたので、ガイド穴に対して基準軸を挿入することはバルブステムを挿入したと同様になる。このため、実際の使用時と同条件で同軸度を計測できることになり、より一層精度の高い測定を行うことができる。
請求項3によれば、測定装置を基準軸の回りに旋回させる際、接触端面部に凹凸があっても、基準軸の段差部と接触端面部が全周で接触しているため、段差部は接触端面部の最も突出した部分に接触することになり、接触端面部における局部的な凹凸変化等に影響されず、回転作業をスムーズに行うことができる。また、測定器の基準軸に対する軸方向の振れを減少できるため、より精度の高い測定を行うことができる。
以下、図面の実施例に基づいて説明する。図1は、測定対象であるエンジンのシリンダヘッド1を断面で示す。シリンダヘッド1には、燃焼室1aに通じる吸気ポート2が設けられ、その燃焼室1aに対する入り口部分には吸気バルブシート3が設けられている。吸気バルブシート3は円形のリング状をなし、その内周面にはテーパー状のフェース面3aが形成されている。
吸気バルブシート3の上方には円筒状のバルムステムホルダ4が設けられている。バルムステムホルダ4の軸線方向に形成されたガイド穴4a(本願発明の円柱穴に相当する)には、吸気バルブ5のステム5bが嵌合して摺動し、その下端に設けられた吸気バルブ5の傘部5aがフェース面3aへ接離するようになっている。C1は吸気バルブ5の軸線であり、この軸線C1に対して、吸気バルブシート3とバルムステムホルダ4が同軸で配置されている。
また、吸気ポート2に対してシリンダヘッド1の中央を挟んで反対側には排気ポート6が設けられ、ここにも同様に排気バルブシート7、バルムステムホルダ8及び排気バルブ9が設けられている。7aはフェース面、8aはガイド穴、9aは排気バルブ9の傘部、9bはステムである。C2は排気バルブ9の軸線であり、この軸線C2に対して、排気バルブシート7とバルムステムホルダ8が同軸で配置されている。軸線C1と軸線C2は所定の挟み角をなしている。
本願は、これら吸気バルブシート3とバルムステムホルダ4及び排気バルブシート7とバルムステムホルダ8における各同軸度の測定を目的とする。これらの同軸度を高めることは、吸気ポート2と燃焼室1a、及び排気ポート6と燃焼室1aにおける密閉度に影響し、エンジンの出力向上において極めて重要である。
図2は同軸度測定装置の斜視図であり、図3は吸気バルブシート3とバルムステムホルダ4とに対する同軸度測定を示す。以下、これらの図により吸気側の同軸度測定について説明するが、排気側においても同様である。
この同軸度測定装置10は、軸部材11,その下端に設けられた基準軸12,軸部材11の上部に着脱自在に取付けられたホルダ13,その一端に支持された測定器14,この測定器14から延出し、先端が被測定部である吸気バルブシート3のフェース面3aへ接触して摺動する測定子15を備える(図3の拡大部A参照)。
軸部材11は金属製の多段をなす丸棒状部材であり、上段11a,中段11b及び下段の基準軸12とからなり、下方へ向かって次第に細くなるように変化するとともに、各部は同一軸線C3上に同軸形成されている。
基準軸12はバルムステムホルダ4のガイド穴4aの内径D1とほぼ等しい外径D2をなし、吸気バルブ5のバルブステム5bの外径とも略等しい。このため、基準軸12をバルムステムホルダ4の軸穴であるガイド穴4aへ嵌合したとき、外周面が密にガイド穴4aの内周面へ接触するとともに、回動可能な寸法になっている。ガイド穴4aの内径は基準内径D1をなし、基準軸12の外径は基準外径D2をなす。
基準軸12の全長L2は、バルムステムホルダ4の全長L1よりも長く、嵌合時にはガイド穴4aの内周面全体に基準軸12の外周面が接触するようになっている。また、基準軸12の上端と中段11bの下端との間は段差部16をなす。この段差部16は軸線C3と直交する平面のリング状面をなし、ここでバルブガイド4の上端面であって、バルムステムホルダ4の軸線と直交する平面をなす接触端面部4bの受け面となっている(図3の拡大部B参照)。
ホルダ13は略角柱状をなして軸部材11の左右へ張り出し、その中央部に設けた穴17に上段11aが貫通している。穴17から一方側へ張り出す腕部13aには割り溝18が長さ方向へ形成されて先端まで達し、この溝幅を腕部13aの側部中央に設けられた調整ネジ19にて調整するようなっている。
腕部13aの先端は、軸部材11へ向かって斜め下向きのテーパー部をなし、その近傍端部にて測定器14がリブ22を介して斜めに取付けられている。リブ22は測定器14のボデー21外周部に突出形成されて長手方向へ一体に延びるレール状部分であり、この部分が腕部13aの先端に対してスライド可能に嵌合することにより、ホルダ13に対して測定器14が斜め上下方向へ移動可能になっている。
測定器14はてこ式ダイヤルゲージであり、測定子15が検出する同軸度を表示部24へ表示するようになっている。測定子15は、同軸度測定装置10を軸線C3の回りに回転させるとき、一体になってフェース面3a上を摺動し、バルブシート3とバルブホルダ4の各中心軸線のズレを示す同軸度に応じて支点23を中心に所定量揺動し、この揺動量に基づく同軸度を表示部24へ表示する。
ホルダ13自体の軸部材11に対する取付け高さは、微調整機構25並びに第1固定ネジ26及び第2固定ネジ31により調整可能になっている。すなわち、第1固定ネジ26及び第2固定ネジ31を緩めれば、ホルダ13を測定器14と一体に軸部材11の上を上下移動させることができ、第1固定ネジ26及び第2固定ネジ31を締め付ければ、所定の高さで固定できる。また、第1固定ネジ26を緩め、第2固定ネジ31を締め付けた状態で、微調整機構25の調整ネジ29によりホルダ13の高さを微調整できる。
第1固定ネジ26は、ホルダ13の側面中央部に設けられ、ネジ部の先端が穴17に臨むようになっており、第1固定ネジ26を緩めると、ネジ部の先端が軸部材11の上段11a外周面から離れて、ホルダ13の上下移動を許容する。また、第1固定ネジ26を締め付けると、ネジ部の先端が軸部材11の上段11a外周面へ押し当てられてホルダ13の上下移動を不可にする。
第2固定ネジ31も同様である。第2固定ネジ31は、ホルダ13の上方に配置され、軸部材11の上段11aが貫通する小アーム30の側面に設けられ、第2固定ネジ31を緩めると、ネジ部の先端が軸部材11の上段11a外周面から離れて、小アーム30の上下移動を許容する。また、第2固定ネジ31を締め付けると、ネジ部の先端が軸部材11の上段11a外周面へ押し当てられて小アーム30の上下移動を不可にする。
微調整機構25は、調整つまみ28、調整ネジ29、小アーム30並びに第1及び第2固定ネジ26及び31で構成される。小アーム30の一端は軸部材11の上段11aへ上下移動自在に嵌合され、他端には調整ネジ29の上端が止めリング等の適宜手段により回転自在かつ軸方向移動不可に固定されている。
調整ネジ29の下端側は、ホルダ13の腕部13aと反対側へ延出する腕部13bの先端部を下方へ貫通している。
調整ネジ29の下端側は、ホルダ13の腕部13aと反対側へ延出する腕部13bの先端部を下方へ貫通している。
腕部13bの先端は、略水平に割られた二股部をなし、この溝27内に調整つまみ28が設けられている。調整つまみ28は中心部を調整ネジ29が貫通するとともに、調整ネジ29と一体化している。調節ネジ29はナット30aにより小アーム30に対して固定されているため、ホルダ13及び小アーム30がそれぞれ軸部材11に対して相対移動可能な状態で調整つまみ28を回転させると、ホルダ13と小アーム30の間隔を接近又は離反させるようになっている。
そこで第2固定ネジ31を締め付け、第1固定ネジ26を緩めた状態で、調整つまみ28により調整ネジ29を回転させれば、ホルダ13全体が上下動し、所定位置で第1固定ネジ26を締め付ければホルダ13の高さ方向を微調整できる。
図4はリブ22と腕部13aとの嵌合構造を示す図である。腕部13aの先端には、蟻溝20が割り溝18に面して設けられ、ここに測定器14のボデー21に形成された蟻溝に対応する略逆台形状断面をなすリブ22が嵌合するようになっている。
リブ22が蟻溝20へ嵌合した状態で、調整ネジ19を締め付けると、割り溝18の幅が狭くなって、リブ22が蟻溝20間へ締め付け固定され、測定器14は腕部13aに対して上下方向移動不能になる。逆に調整ネジ19を緩めると、割り溝18の幅が広がり、リブ22に対する蟻溝20の締め付けが解除されるので、リブ22が蟻溝20内をスライド可能になり、測定器14は腕部13aに対して上下方向移動可能になる。
次に、本実施例の作用を説明する。図2に示すように、まず基準軸12をバルムステムホルダ4のガイド穴4a内へ挿入する。これにより、基準軸12の外周面はガイド穴4aの内周面に密接し、基準内径D1と基準外径D2はほぼ一致して、同軸度測定装置10の軸線C3はバルムステムホルダ4の軸線と一致する基準軸線となる。
また、基準軸12の全長L2がガイド穴4aの全長L1より長いので、ガイド穴4aの長さ方向全体にて基準軸12の外周面が接触する。さらに、段差部16のリング状面がバルムステムホルダ4の接触端面部4bに全周で接触する。
続いて、第1固定ネジ26及び第2固定ネジ31を緩めて、測定器14の測定子15が吸気バルブシート3のフェース面3aへ当接するようにホルダ13の位置を調整し、必要により第2固定ネジ31を締め付けてから、調整つまみ28を回して微調整することにより測定子15の位置を決める。このとき、表示部24における測定値がダイヤル目盛りの測定範囲中央値近辺となるように調整する。
次に、同軸度測定装置10全体を基準軸12を中心にして、その軸線C3周りに一回転させ、この間における表示部24の数値変化を読み取って同軸度測定を終了する。吸気バルブシート3とバルブステムホルダ4の各中心軸線がズレることにより、同軸度が低下していれば、同軸度測定装置10を1回転する間に、フェース面3a上を摺動する測定子15の揺動量が大きくなり、表示部24の測定値表示が、中央値よりもプラス又はマイナス側へ同軸度の低下程度に応じて振れる。そこで測定値の最大値で同軸度を測定できる。
このとき、基準内径D1をなすガイド穴4aの内周面全域に基準外径D2をなす基準軸12の外周面が接触しているため、ガイド穴4aの内周面全域を基準内面にするので、接触面の局部的な変化の影響を受けにくくなり、回転して測定する際のバラツキが少なくなって、測定精度を高くすることができる。
しかも、段差部16が接触端面部4bの全周と接触しているため、接触端面部4bに凹凸があっても、段差部16は接触端面部4bにおける最も高い部分と常時接触することになるので、同軸測定装置器10の回転作業をスムーズにすることができる。また、測定器4の基準軸C3に対する軸方向移動成分が無くなり、振れを減少できる。このため、やはり接触端面部4bにおける凹凸変化等、接触面の局部的な変化の影響を受けず、高精度で測定できる。
さらに、ガイド穴4aへ基準軸12を挿入するだけで済むため、測定作業が容易かつ迅速になり、効率化する。特に、基準軸12は単なる棒状をなすだけであり、3点支持式回転体のような特別な回転支持構造を不要とするので、同軸測定装置器10の構造を簡単にすることができる。
そのうえ、基準軸12の外径D2をガイド穴4aに挿入されるバルブステム55bの外径と略等しくしたので、ガイド穴4aに対して基準軸12を挿入することは、バルブステム5bを挿入したと同様になる。このため、実際の使用時と同条件で同軸度を計測できることになり、より一層精度の高い測定を行うことができる。
なお、本願発明は上記実施例に限定されるものではなく、発明の原理内において種々に変形や応用が可能である。例えば、エンジンの排気バルブ側における同軸度の測定も同様に可能であり、さらにはエンジンのバルブ機構部に限らず、少なくとも一方が円柱穴であるものならば、種々の同軸構成部に対する同軸殿測定に使用できる。
1:シリンダヘッド、2:吸気ポート、3:吸気バルブシート、4:バルムステムホルダ、4a:ガイド穴、4b:接触端面部、5:吸気バルブ、10:同軸度測定装置、11:軸部材、12:基準軸、13:ホルダ、14:測定器、15:測定子、16:段差部
Claims (3)
- 基準穴と同軸に設けられた軸部又は穴からなる被測定部の同軸度を測定するための装置であって、測定の基準となる基準軸と、被測定部へ摺接しながら前記基準軸の回りに回転する測定子と、この測定子の揺動を検出する測定器とを備え、これら基準軸、測定子及び測定器を一体回転可能に設けた同軸度測定装置において、
前記基準穴が円柱穴であり、
前記基準軸は前記円柱穴の円周面に軸方向で内接可能な長さを有するとともに、
この基準軸を前記円柱穴に挿入して円周面へ軸方向で内接させた状態で旋回することにより同軸度を測定することを特徴とする同軸度測定装置。 - 前記円柱穴は、エンジンの吸排気バルブにおけるバルブステムが摺動可能に挿入されるバルムステムホルダのガイド穴であり、
前記基準軸の外径は、前記ガイド穴に挿入されるバルブステムの外径と略等しいことを特徴とする請求項1記載の同軸度測定装置。 - 前記円柱穴が設けられた部分における円柱穴の開口部が臨む開口部端面を、前記円柱穴の軸線に垂直な面とし、
前記基準軸に予め形成されている段差部を、前記基準軸の軸線に対して垂直な面からなるリング状面とし、
前記円柱穴に対する前記基準軸の挿入時に、前記開口部端面と前記段差部を周方向全域に渡って接触させたことを特徴とする請求項1記載の同軸度測定装置。
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