JP3098184B2 - 弁座削正装置 - Google Patents
弁座削正装置Info
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- Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
Description
ンやディーゼル発電機等の給排気弁と接触する弁座のシ
ート面を削正する弁座削正装置に関する。
では、給排気弁と弁座との密着性を維持するため、各接
触面を定期的に削正する。弁座の削正は、グラインダ下
端の砥石を弁の接触面(以下「シート面」という。)に
接触させ、弁座削正装置の方をスピンドルを中心に旋回
させて行う。このシート面の削正は、非常に微妙なもの
で、Ra0.4以下の表面粗度が要求され、そのため、
弁座削正装置は弁座のバルブガイドに正確に据付ける必
要がある。
据付けるにはある程度の慣れが必要で、据付後の微調整
もやや面倒である。例えば、給排気弁と弁座とを全面あ
たりにするか、部分あたりにするかによってグラインダ
のオフセット角度を少し変えなければならない。また、
シート面の材料の被削正量を最小限にするためにスピン
ドルを本来の回転中心線から僅かに傾斜させてバルブガ
イドに据付ける場合もある。さらには、砥石の修正等の
微調整をもっと迅速かつ容易にしたいという要望も強
い。本発明は、このような現状に鑑みて提案されたもの
で、弁座削正装置を従来よりも簡易かつ確実にバルブガ
イドに据付でき、しかも、据付後の微調整も容易にでき
る高精度の自動芯出式の弁座削正装置を新たに提供する
ことを目的としている。
め、本発明に係る弁座削正装置は、下端が弁座のバルブ
ガイドに固定され、かつ、上端にその上方からエアと共
にオイルが供給される旋回ジョイントを接続したスピン
ドルと、このスピンドルを中心に弁座のシート面上方で
低速旋回する旋回部と、この旋回部に取り付けられ、そ
の旋回に連動してシート面の傾斜角度に沿うように摺動
するグラインダとを備えており、前記旋回ジョイントか
らスピンドルと別経路でグラインダにエアと共にオイル
が供給されることを特徴とする。より具体的には、この
弁座削正装置は、前記旋回部にシート面と平行方向に微
調整可能に取付けた基盤と、この基盤にシート面の傾斜
角度と同角度に固定されて摺動するスライダと、このス
ライダにアームを介して3軸方向に微調整可能に取付け
たグラインダとを備えてもよい。この弁座削正装置は、
スピンドルの下端を専用ナットで弁座の下部に固定し、
スピンドルを中心に旋回部を旋回させながら、グライン
ダをシート面の傾斜角度に沿うように摺動させる。その
ため、グラインダは、スピンドルを中心に螺旋の軌跡を
描きながら、少しずつシート面の内側に下降していく。
乃至図6に基づいて説明する。この弁座削正装置1は、
図1に示すように、中速度のディーゼルエンジンの弁座
Sのシート面Fを削正するものである。全体の構成を概
説すると、弁座SのバルブガイドGに挿入するスピンド
ル2と、このスピンドル2に巻装した駆動部10と、こ
の駆動部10に連結されてスピンドル2を中心に旋回す
る旋回部20とを備える。
ンドルカバー2aを境界として上部スピンドル2bと、
下部スピンドル2cに分割可能である。上部スピンドル
2bの最上端には、中空構造のT字状旋回ジョイント3
及びこの旋回ジョイント3と連通するマニホールド4を
接続する。上部スピンドル2bのほぼ中央部に、後述す
る駆動部10を配設し、この駆動部10とスピンドルカ
バー2aとの間に、ベアリング2dを配設する。また、
下部スピンドル2cの上端は上部スピンドル2bに専用
ボルト6でワンタッチで連結でき、その下端は底部ナッ
ト7でバルブガイドGに固定できるようになっている。
操作によって、モータ10bを正方向又は逆方向に切替
えて作動でき、モータ10bに接続したプライマリギア
11をセカンドギアでさらに減速している。このセカン
ドギア12の下部にクラッチ13を取付け、後述する旋
回部20のシャフトボディ21にモータ10bの駆動力
を伝達できるようになっている。なお、前記マニホール
ド4の孔4aと駆動部10のモータ10bは、バルブV
付のホース15で連結する。
部スピンドル2bのベアリング2dに旋回自在に装着さ
れたシャフトボディ21と、このシャフトボディ21と
一体化されたハウジング22とを備える。ハウジング2
2には、側面にライナ23を形成した丸型基盤24をノ
ブ25で水平方向(図3中左右方向)に微調整可能に取
付ける。丸型基盤24のライナ23には、側面にアーム
35を支持するスライダ27を摺動自在に取付け、ノブ
25と同軸に設けたハンドル28で、スライダ27をハ
ウジング22の旋回面に対して0〜60度の所望角度に
固定できるように構成する。このスライダ27は、ハウ
ジング22の旋回に同調して所定のタイミングとスピー
ドでライナ23に沿って摺動するが、その摺動機構につ
いては、図示を省略する。
に正確に固定するための目盛30を丸型基盤24に形成
し、その指標31をハウジング22に配設する。ライナ
23にもスライダ27の移動範囲を表示するリミットマ
ーク32を配設し、これに対応するポジションマーク3
3をスライダ27に配設する。なお、スライダ27を正
確に45度、30度に固定するために、丸型基盤24に
ピンホルダ24aを設け、ピンホルダ24aに支持され
たピンPを固定するための孔22aをハウジング22側
に設けてもよい。
としてスライダ27に対する角度を微調整できる構造に
なっていて、弁座Sのシート面Fとほぼ平行になるよう
に、ボルト37でスライダ27に固定する。また、アー
ム35のスピンドル側面には、図3及び図4に示すよう
に、グラインダ50を支持するホルダ44をX・Y・Z
の3軸方向に調整可能に配設する。具体的には、アーム
35に沿ってX方向に摺動自在に取付けたL型フレーム
42の長辺に、スライダ43をY方向に摺動自在に取付
け、このスライダ43にホルダ44をZ方向に摺動自在
に取付ける。
を隠蔽するプレート45をボルト(図示せず)で固定
し、このプレート45に砥石送り用ノブ46を空転可能
に固定し、その雄螺旋46aをスライダ43に螺着す
る。この砥石送り用ノブ46の円周上には、10ノッチ
分の目盛(図示せず)を配設し、砥石送り用ノブ46を
1ノッチ回転させるたびに、ホルダ44がZ方向に0.
1mmだけ移動するようにする。なお、L型フレーム4
2にはグラインダ50のオフセット角度目盛47を配設
し、プレート45にその指標48を配設する。
ャック51に各種の砥石52を装着でき、前記砥石送り
用ノブ46によって砥石52をホルダ44と共にZ方向
に調整できる。また、グラインダ50は、チャック51
の外周面にエア噴出口50aを備え、グラインダ50の
上部にエア導入口50bを備える。そのため、前記旋回
ジョイント3とハウジング22をバルブV付のホース5
5で接続し、このホース55とグラインダ50のエア導
入口50bを別のバルブV付のホース56で接続する。
入る前に以下の調整を行う。まず、タービン・オイルを
充填したルブリケータ60とエアフィルタ61とを旋回
ジョイント3上部のエア取入口3aに接続し、オイルが
ルブリケータ60から毎分1滴ずつ滴下するように調整
する。また、下部スピンドル2cに上部スピンドル2b
を専用ボルト6で連結し、バルブガイドGに貫通させた
下部スピンドル2cへ底部ナット7を軽く締付ける。こ
のとき、下部スピンドル2cをバルブガイドGに取付け
てから、上部スピンドル2bと下部スピンドル2cを連
結すると据付け易い。
1をシート面Fの傾斜面と同角度の目盛30に合わせ、
また、指標48を所望のオフセット角度目盛47に合わ
せる。例えば、弁棒(図示せず)と弁座Sが全面当たり
の場合、オフセット角度目盛47の数値を”0”に設定
するが、この目盛47の数値を増やすに従い、内当たり
の幅を広くできる。具体的には、内当たりシート面F幅
を30%にする場合、バルブシート径が40〜60mm
ではオフセット目盛を3,60〜90mmでは該目盛を
5,90〜120mmでは該目盛を6,120〜180
mmでは該目盛を7,180〜240mmでは該目盛を
9にそれぞれ設定する。本実施形態では、便宜上、バル
ブシート径が120mmで、ライナ23及びスライダ2
7の角度を45度、オフセット角度を0度に設定した場
合について説明する。
ダ50から約10mmの間隙をあけて砥石52をチャッ
ク51に取付ける。また、プレート45にホルダ44を
固定するボルト(図示せず)を弛め、グラインダ50を
上部スピンドル2bに対して所望の角度と距離に微調整
する。また、スライダ27のポジションマーク33を、
図3に示すように、ライナ23のリミットマーク32,
32のほぼ中間点に位置させて、スライダ27をライナ
23のほぼ中央部に調整する。このとき、砥石送り用ノ
ブ46を弛めて最も上方に位置させる。
心に配置し、砥石52をシート面Fに僅かに接触させ
る。そのまま旋回部20を手動で少しずつ回転させて、
シート面Fの最も高い凸部分を見つけ、この凸部分に砥
石52を接触させる。この状態で、砥石送り用ノブ46
を僅かに回転させて砥石52をシート面Fから浮かし、
ハンドル28を回転させて砥石52をシート面Fの上端
に位置させる。以上のセッティングが終了したら、砥石
52のドレッシング、即ち修正を行い、砥石52がシー
ト面Fに1〜2mm幅で接触するようにする。
0bを正方向に回転させ、グラインダ50の砥石52
を、18,000〜36,000rpmで回転させる。
クラッチ13を締めて駆動部10のセカンドギア12と
旋回部20のシャフトボディ21とを連結し、ハンドル
28を回転させて砥石52をシート面Fに押付ける。エ
ア供給源Cから供給するエアの圧力は、6〜9kg/c
m2に調整する。なお、ホース55のバルブVは約半分
に絞っておくのが好ましい。
砥石52をシート面Fに触れるまで下げ、ホース15の
バルブVを開いて、シート面Fの削正作業を開始する。
砥石52がシート面F上で高速回転すると同時に、グラ
インダ50は旋回部20と共に上部スピンドル2bを中
心として20rpm程度の速度でゆっくりと旋回する。
と同時に、グラインダ50をアーム35に支持したスラ
イダ27が丸型基盤24のライナ23に沿って斜め下方
にゆっくりと摺動する。そのため、グラインダ50は上
方からみて螺旋の軌跡を描いて移動し、砥石52がシー
ト面Fをきわめて精密に任意の角度に、例えば45度に
削正していく。この1工程は、10分程度かけて行うの
が好ましい。
動してシート面Fから完全に離れたら、モータ10bを
逆方向に回転させて、前記削正工程をシート面Fの下方
から上方へ向けて行う。このとき、シート面Fの変形の
程度に応じて砥石送り用ノブ46を0.1〜1ノッチだ
け回転させて、砥石52を0.01〜0.1mmだけシ
ート面F寄りに固定する。この削正工程を上方から下
方、下方から上方へと反復して行うと、シート面Fの凹
凸がきれいに削り取られ、シート面Fを初期のものと同
程度に再生できる。なお、最終仕上げは、必ず下方から
上方に向けて行い、モータ10b及びグラインダ50の
回転速度を落としながらシート面Fを0.01〜0.0
2mmだけ削正する。
削正装置1は、スピンドル2を上部と下部の2つに分割
したため小型にでき可搬性に優れる。そして、下部スピ
ンドル2cをバルブガイドGへ挿入して底部ナット7で
固定するだけで、旋回部20ひいてはグラインダ50の
旋回中心の芯出しが自動的に完了するため、従来例より
も据付けがきわめて容易かつ迅速にできる。また、エア
とオイルを、ハウジング22等と一緒に旋回するホース
55,56を介してグラインダ50に供給するため、ホ
ース55等が交絡して潰閉することがない。このように
エアの供給通路をスピンドル2の内部に一切形成してい
ないので、スピンドル2の強度を向上でき、スピンドル
2が歪んで傾斜するおそれも全くない。さらに、チャッ
ク51外周面のエア噴出口50aからエアと共にオイル
をシート面Fに噴出するため、シート面Fの削正個所を
潤滑しつつ効率的に冷却でき、しかも塵埃の混入を確実
に防止できる。
リング、迅速かつ確実なスライダ27の角度調整及びグ
ラインダ50の微妙な位置調整によって、シート面Fの
断面形状を直線または円弧状に精密に削正することがで
きる。また、シート面Fを微量ずつ安定して削正できる
ため、モータ10b及びグラインダ50に過負荷が加わ
ることもなく、削正作業中にこれらが不意に停止する危
険性を除去できるので、砥石52でシート面Fに傷痕を
残すこともない。
付けた時や、オフセット角度やスライドアーム35の角
度を変更したとき等は、ダイアモンド・ドレッサ63を
使用して次のように砥石52の表面を修正し直す。シャ
フトボディ21の下部に取付けたドレッサ63を砥石5
2の下側に位置決めし、ハンドル28及びノブ25を弛
める。グラインダ50を作動させて、砥石送り用ノブ4
6をゆっくりと回転させて、砥石52をドレッサ63に
接触させる。ハンドル28でグラインダ50を前後に動
かして砥石52の接触面幅を1〜2mmに修正する。
シート面Fを削正する場合を、図5及び図6に基づいて
説明する。例えば、運転中に弁棒が僅かな傾きをつけて
作動するためにシート面Fの一方が他方よりも多く摩耗
するエンジンでは、この弁座削正装置1を本来の回転中
心線よりもオフ・センターにして据付けることもでき
る。このような場合、図5に示す偏心コーン65を下部
スピンドル2cに装着する。偏心コーン65は、一方の
肉圧Aが他方の肉圧Bよりも大きく、下端の回動ナット
66が下部スピンドル2cに螺合するようになってい
る。この偏心コーン65は、シート面Fの傾斜の偏移量
に応じて適正なものを使用するが、本装置1によれば適
正な偏心コーン65を以下に説明するように簡単に選定
することができる。
ヤルゲージ70を装着し、シート面Fの最も高い位置F
Hを見つけてダイヤルゲージ70の数値を”0”に設定
する。ダイヤルゲージ70を確認しながら、旋回部20
を手動で少しずつ回転させてシート面Fの最も低い位置
FLを見つけ、その数値を読みとる。この数値が、”−
0.4”ならば、偏心コーン65は、肉圧Aと肉圧Bと
の差が0.4mmのものを使用する。このシート面Fの
最も低い位置FLと、偏心コーン65の肉厚A側のイン
デックスラインLとが一直線になるように、偏心コーン
65を下部スピンドル2cに装着する。このように、適
正な偏心コーン65を使用することにより、シート面F
の摩耗を極力抑えることができる。
ア等をスピンドル内部ではなく、スピンドル上端の旋回
ジョイントから別経路でグラインダ等に供給するので、
スピンドルの強度向上が図れる。このスピンドルに予め
旋回部が旋回自在に装着されているため、スピンドルを
弁座のバルブガイドに据付けるだけで旋回部の高精度な
芯出が完了する。また、シート径やシート面の傾斜角度
に対応して、グラインダとスピンドルとの距離及びグラ
インダの摺動方向等を簡易かつ迅速に調整できるため、
汎用性に優れる。しかも、スピンドルを中心として旋回
する旋回部に連動して、グラインダがシート面と同角度
で摺動するため、シート面をきわめて精密に削正するこ
とができる。また、スピンドルを傾斜させる場合は、従
来装置と同様に偏心コーンを使用することもできる。さ
らに、エアと共にオイルをシート面に噴射しながら削正
するので、削正後にシート面をラッピングする必要もな
い等の効果を奏する。
を示す一部破断正面図。
Claims (2)
- 【請求項1】 下端が弁座のバルブガイドに固定され、
かつ、上端にその上方からエアと共にオイルが供給され
る旋回ジョイントを接続したスピンドルと、 このスピンドルを中心に弁座のシート面上方で低速旋回
する旋回部と、 この旋回部に取り付けられ、その旋回に連動してシート
面の傾斜角度に沿うように摺動するグラインダとを備え
ており、 前記旋回ジョイントからスピンドルと別経路でグライン
ダにエアと共にオイルが供給される弁座削正装置。 - 【請求項2】 前記旋回部にシート面と平行方向に微調
整可能に取付けた基盤と、この基盤にシート面の傾斜角
度と同角度に固定されて摺動するスライダと、このスラ
イダにアームを介して3軸方向に微調整可能に取付けた
グラインダと、を備える請求項1の弁座削正装置。
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Family Applications (1)
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Publication number | Publication date |
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