专利名称：往复式内燃机的汽缸直径计测器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种往复式内燃机的汽缸直径计测器，计测十字头型内燃机等的比较大型的内燃机的汽缸直径。
背景技术：
十字头型内燃机等的比较大型的内燃机在汽缸套的磨损超过一定限度的情况下，必须更换汽缸套。此外，在单位时间的磨损较大的情况下，需要实施增加向汽缸供给的润滑油的量而防止磨损等的处理。
因而，在十字头型内燃机等的比较大型的内燃机中，为了掌握汽缸套的磨损而进行适当的维修作业，需要进行汽缸直径的计测。
十字头型内燃机是行程比汽缸直径长的比较大型的内燃机，所以在计测汽缸直径时人工地进入汽缸之中而进行计测的情况较多。但是，因为人工地进入汽缸之中来计测汽缸直径，所以有时伴随危险。此外，因为以往将度盘式指示器用作汽缸直径计测器，所以每次必须利用校正器来校正度盘式指示器，所以操作麻烦。
另一方面，提出有一种汽缸内径测定装置，包括能够从汽缸内部向发动机外移动的操作件、安装在该操作件的一端而配置在汽缸内部的测定头、安装在该测定头上而测定到汽缸的内表面的距离的测定件(例如，参照日本国特开2006-38619号公报)。
但是，该汽缸内径测定装置在测定汽缸的内径时，将测定头设置在汽缸内，将操作件与该测定头连接，进而，将左右的汽缸彼此用螺栓紧固，并且将汽缸头部安装在一方的汽缸上，进而，将汽缸内径测定装置安装在该汽缸头部，所以为了进行准备而需要较多较大的劳力和时间，难以简单地测定汽缸的内径。
此外，以往的汽缸内径测定装置中，与测定件连接的配线通过管状的操作件之中而被向装置的外方引出，所以存在随着将操作件沿汽缸的轴芯方向取送而配线松弛为U字状，成为操作的妨碍的情况
发明内容
本发明的目的在于提供一种往复式内燃机的汽缸直径计测器，能够安 全且精度良好且容易地计测往复式内燃机的汽缸直径，并且操作性良好。 本申请的技术方案1的发明是一种计测往复式内燃机的汽缸的直径
的汽缸直径计测器，其特征在于，包括位于上述汽缸的轴芯上的引导件、 保持该引导件的支承体、贯通上述引导件的纵长的支承杆、在该支承杆上 与该支承杆交叉地设置的测长器，并且，上述测长器包括杆状的测长器本 体、和设置在该测长器本体的顶端部的接触或者非接触式的将测定值变换 为电信号而输出的位移转换器。
本申请的技术方案2的发明在技术方案1中，其特征在于，从引导件 放射状地设置至少3根支承体，并且在上述支承体的顶端部设置有定位用 的切口部。
本申请的技术方案3的发明在技术方案1中，其特征在于，在测长器 本体的前端设置有安装台，在该安装台的前端设置内筒，并且在该内筒内 设置贯通该内筒的计测杆，并且，将该计测杆安装在设置于上述安装台上 的位移转换器上，并利用弹簧对该计测杆向前方施力。
本申请的技术方案4的发明在技术方案3中，其特征在于，在计测杆 的顶端部上设置有比设置在汽缸的内表面上的润滑油供给槽或者空气导 入口大的头部。
本申请的技术方案5的发明在技术方案1中，其特征在于，在支承体 上设置有测定测长器的位置的测长器位置计测机构。
本申请的技术方案6的发明在技术方案1中，其特征在于，在支承杆 的端部设置有连接用的螺紋部从而将支承杆彼此连接。
本申请的技术方案7的发明在技术方案1中，其特征在于，将测长器 能够折叠地设置在支承杆上。
本申请的技术方案8的发明在技术方案1中，其特征在于，将测长器 能够俯仰地设置在支承杆上。
本申请的技术方案1的发明如上所述地构成为，包括位于汽缸的轴 芯上的引导件、保持该引导件的支承体、贯通上述引导件的纵长的支承杆、 在该支承杆上与该支承杆交叉地设置的测长器，并且，上述测长器包括杆 状的测长器本体、设置在该测长器本体的顶端部的接触或者非接触式的将 测定值变换为电信号而输出的位移转换器，因此构造简单而操作变得容 易。
4因而，能够安全且精度良好且容易地计测往复式内燃机的汽缸直径。 此外，根据本申请的技术方案1的发明，用于将支承杆保持在汽缸的轴芯 上的引导件有一处即可，因此能够令测长器为杆状的简单的构造。像这样 的简单的构造的测长器向汽缸内的取送较容易。
本申请的技术方案2的发明从引导件放射状地设置至少3根支承体， 并且在上述支承体的顶端部设置有定位用的切口部，因此能够将引导件精 度良好并且简单地设置在汽缸的轴芯上。
本申请的技术方案3的发明在测长器本体的前端设置有安装台，在该 安装台的前端设置内筒，并且在该内筒内设置贯通该内筒的计测杆，并且， 将该计测杆安装在设置于上述安装台上的位移转换器上并且利用弹簧对 该计测杆向前方施力，因此能够总是将计测杆的顶端部推压在汽缸的内表 面上，能够精度良好地测定汽缸的直径。
本申请的技术方案4的发明在计测杆的顶端部上设置有比设置在汽 缸的内表面的润滑油供给槽或者空气导入口大的头部，因此计测杆的顶端 部不会嵌在设置于汽缸的内表面的润滑油供给槽或者空气导入口中，能够 顺利地计测往复式内燃机的汽缸直径。
本申请的技术方案5的发明在支承体上设置有测定测长器的位置的 测长器位置计测机构，所以能够可靠地掌握测长器的位置。
本申请的技术方案6的发明在支承杆的端部设置连接用的螺紋部以 便将支承杆彼此连接加长，所以相对于行程较大的大型的汽缸也能够充分 地进行对应。
本申请的技术方案7的发明将测长器能够折叠地设置在支承杆上，因 此即使是比汽缸小径的排气阀安装孔也能够容易地取送测长器。
本申请的技术方案8的发明将测长器能够俯仰地设置在支承杆上，因 此即使是比汽缸小径的排气阀安装孔也能够容易地取送测长器。
图1是表示在十字头型内燃机的汽缸上安装有本发明的汽缸直径计 测器的状态的含有局部剖面的侧视图。 图2是图1的要部放大图。 图3是测长器的俯视图。 图4是测长器的含有局部剖面的侧视图。图5是测长器的位置修正动作说明图。 图6是连接加长式支承杆的侧视图。 图7是中间弯折式支承杆的侧视图。 图8是计测杆顶端的侧视图。
图9 (a)另_折叠式测长器的伸长时的侧视图，图9 (b)是折叠式测 长器的折叠时的侧视图。
图IO是表示转动式测长器的使用例的侧视图。
图11是基于位移传感器方式的测长器位置计测方法说明图。 图12是基于缆线传感器方式的测长器位置计测方法说明图。 图13是基于旋转编码器方式的测长器位置计测方法说明图。 图14是基于标注方式的测长器位置计测方法说明图，图14 (a)是
俯视图，图14 ( b)是侧视图。
图15 (a)是支承杆上行时的脉沖图，图15 (b)是支承杆下行时的
脉冲图。
具体实施例方式
以下，根据
本发明的实施方式。
在计测往复式内燃机，例如十字头型内燃机的汽缸直径时，如图1 所示，将本发明的汽缸直径计测器1设置在十字头型内燃机100的汽缸 101的上端部。
十字头型内燃机100是活塞102经由活塞杆103以及十字头(未图示) 与连结杆104连结的内燃机。附图标记105表示十字头轴中心，106表示 曲轴中心，107表示曲轴销中心。
如图2所示，本发明的汽缸直径计测器1包括位于十字头型内燃机 100的汽缸101的轴芯O!上的引导件2、保持引导件2的多个支承体3、 贯通上述引导件2的纵长的支承杆4、在支承杆4的下部与该支承杆4正 交地安装的测长器(缸径规)5。
因而，支承杆4与汽缸101的轴芯Oi轴芯重叠，测长器5的轴芯02 成为水平。另外，汽缸IOI的轴芯O!位于铅直线(未图示)上。
接着，说明测长器以及将测长器保持为水平的机构。 (A)测长器
本发明的测长器使用在计测杆(测长器本体)上安装有能够计测汽缸直径的绝对值的计量仪(位移转换器)的测长器，而不是以往的基于度盘
式指示器的计测。即，本发明的测长器5如图2所示，包括杆状的测长 器本体6、和设置在测长器本体6的顶端部的接触或者非接触式且将测定 距离变换为电信号而输出的位移转换器7。
作为将测定距离变换为电信号的方法，能够使用差动变压器、涡电流 式位移计、激光式位移计等。此外，这些计量仪都能够使用接触式的计量 仪和非接触式的计量仪双方。这些计量仪在每次测定时即使不进行调节也 能够以充分的精度计测距离。进而，在计测柴油发动机的汽缸内径的情况
下，因为存在汽缸内为超过摄氏5ox:的高温(例如，5ox:至80ic)的情
况，所以优选耐热的位移计。
接触式的测长器5如图3以及图4所示，在杆状的测长器本体6的顶 端设置有位移转换器安装台11，进而，在其顶端设置有内筒12。该内筒 12在其内部具备贯通该内筒12的计测杆14。该计测杆14被安装在设置 于位移转换器安装台11上的接触式的位移转换器7上，并且利用第一螺 旋弹簧13被向前方施力。
此外，与上述内筒12的外侧嵌合的外套16被第二螺旋弹簧15向前 方施力。上述外筒16在其前端具备平板状的保持体17,并且在其两端设 置有带有圓弧状或者弯曲状的接触面18的位置修正引导件19。
进而，在上述测长器本体6的后端设置有比该测长器本体6小径的计 测端20。附图标记10是调节第一螺旋弹簧13的弹力的调节螺紋，14a是 设置在计测杆14上的弹簧承受部。
因而，如图5所示，若在汽缸IOI内设置测长器5，则两个位置修正 引导件19均等地与汽缸101的内壁面接触，如箭头所示沿圆周方向旋转， 测长器5的轴芯02与汽缸101的直径重叠。
该接触式的测长器5事先使用基准长度的校正器而被设定基准长度。 因而，在由于磨损等导致汽缸IOI的直径比基准值大的情况下，在第一螺 旋弹簧13的作用下计测杆14向前方变位而能够计测汽缸101的直径的绝 对值。
(B)将测长器保持为水平的机构
在计测时，需要将测长器5水平地放置在与汽缸101的轴芯O!垂直 的水平面(未图示)上。为了使误差在允许范围内，限制从水平面的角度 的偏离。
7使测长器5与汽缸101的轴芯O,的交角在允许范围内的方法是，如 图2所示，将支承杆4相对于测长器5的轴芯02垂直地立设在测长器5 的全长的二分之一处，将引导件2设置在汽缸101的上部以便该支承杆4 在汽缸101的上方位于汽缸101的轴芯0!上。由此，支承杆4总是净皮保 持在汽缸101的轴芯0,上。而且，垂直地安装在支承杆4上的测长器5 能够保持水平。
上述引导件2是在其轴芯部上具备截面圓形的纵孔8的圆筒形的引导 件，利用在其侧面放射状地安装的多个即至少3根支承体3而能够设置在 汽缸101的上端部101a上。该支承体3在其顶端部具备呈L型的定位用 的切口部9，引导件2的轴芯(未图示)与汽缸101的轴芯0一致。
通过这样的机构，测长器5能够为杆状的比较简单的构造。进而，将 支承杆4保持在汽缸101的中心的引导件2有一处即可，因此能够将测长 器整体的构造简化。这样的简单的构造在汽缸101内取送测长器5时有利。 (C )使测长器垂直地移动的机构
沿汽缸101的轴芯方向人为地或者机械地插拔支承杆4从而使测长器 5上下运动。因为十字头型内燃机汽缸的直径是350mm至980mm，汽缸的 长度为直径的3至5倍左右，所以支承杆3的长度也成为与汽缸的长度相 当的长度，对于其操作较困难。
因而，作为支承杆4，优选为中间弯折方式，或者连接加长方式等。 作为连接加长方式，如图6所示，优选使第二支承杆4b的顶端的阳螺紋 部41与第一支承杆4a的后端的阴螺紋部(未图示)螺紋结合的方法。另 一方面，作为中间弯折方式，如图7所示，优选利用连杆21使第一支承 杆4a的后端部和第二支承杆4b的顶端部折曲自如地连接的方法。
(D) 测长器的钩挂防止对策
在汽缸套的内表面上存在用于导入空气的口 ，或者用于供给润滑油的 槽。因此，为了防止测长器5的顶端落入空气导入口，或者润滑油供给槽 而变得不能移动，如图8所示，在计测杆14的顶端部设置有比设置于汽 缸的内表面的空气导入口或者润滑油供给槽22大的头部23。另夕卜，也可 以根据希望而设置使测长器临时地缩回而使测长器脱离的机构。
(E) 测长器的其他方式
十字头型内燃机中通常在汽缸上部装备有排气阀。若将排气阀取下， 则开有汽缸直径的大致二分之一的孔(排气阀安装孔)，因此在从排气阀
8安装孔25取送测长器5的情况下，优选能够将测长器5倾斜或者缩小。 图9是使测长器5为折曲式的例，在计测时，如图9 (a)所示，使 测长器5打开而变为一直线状而计测，在取送时，如图9 (b)所示，将 测长器5折叠为两个。具体地，利用销37将一对臂26开闭自如地枢装在 支承杆4的下部，并且将分为两部分的前部测长器5a以及后部测长器5b 安装在各臂26上。
另外，支承杆4将顶端加工为扁平而测长器5a、 5b为水平。测长器 5a、 5b的开闭，例如操作顶端T字型的杆等而人为地进行。
另一方面，若利用销38将测长器5的中心能够俯仰地轴装在支# 4的下端部上，则如图10所示，能够使测长器5倾斜而通过排气阀安装 孔25。另外，通过在支承杆4上安装例如L字型的止动件39，能够在计 测时将测长器5支承为水平。
(F)测长器的位置计测方式
(a) 位移传感器方式如图ll所示，将激光传感器、超声波传感器 等的非接触式的位移传感器27朝向测长器5而安装在支承体3上。而且， 计测从位移传感器27到测长器5的距离L,换言之，计测从汽缸上端101a 到测长器5的距离L。
(b) 缆线传感器方式如图12所示，将从巻线盘28拉出的缆线29 的顶端固定值测长器5上，另一方面在支承体3上设置检测巻线盘28的 旋转的旋转检测器(编码器、电位器等)30而计测从汽缸上端101a到测 长器5的距离。
(c) 旋转编码器方式如图13所示，使车轮31与支承杆4接触， 随着支承杆4的上下运动而车轮31旋转，并且将旋转编码器与车轮31的 轴32连接，计测支承杆4的上下的运动而计测从汽缸上端101a到测长器 5的距离。
(d )标注方式如图14 (a )以及(b)所示，是在支承杆4上设置 螺旋状的槽34，用两个位移传感器A以及B检测其而放出脉冲的方式。 该情况下，为了得知支承杆4的移动的方向，设置位移传感器A和从该位 移传感器A向顺时针方向错开90。相位而设置位移传感器B。
位移传感器A和位移传感器B的信号波长错开1/4，在支承杆4的上 行时、位移传感器A的脉冲的上升时(P点)，位移传感器B的脉冲是关 闭的(参照图15 (a))。另一方面，在支承杆4的下降时、位移传感器A的脉冲的上升时(P点)，位移传感器B的脉冲变为打开(参照图15(b))。 另外，在图15 (a)以及图15 (b)中，上段的波形表示位移传感器A的 输出波形，下段的波形表示位移传感器B的输出波形。
因而，即使令支承杆4上下移动，也能够得知其运动方向，所以即使 例如在作业的中途使支承杆4向反方向运动也能够正确地追踪位置。 (G )数据处理机构 从位移转换器7输出的电子数据输入到未图示的记录器或者计算机， 处理该输入数据而掌握汽缸的形状。 (H )允许误差
在令汽缸101的中心轴为铅直的情况下，汽缸101的直径为水平方向。 关于测长器5从水平倾斜某一角度时的计测误差，若例如令允许误差为汽 釭直径的1/100， 000，则为O. 25。。
此外，测长器5的姿态在允许误差范围内#皮保持为水平。此时，测长 器5有时在水平面内从直径错开。该情况下，若例如令允许误差为汽缸直 径的1/100， 000，则允许的偏离量是2. 2咖。
但是，如图2所示，若在十字头型内燃机100的汽缸101内插入测调 器5并且将放射状地设置在引导件2周围的支承体3的切口部9安装在汽 缸上端101a上，则引导件2的轴芯(未图示)与汽缸101的轴芯0,为一 致的同时，测调器5的姿态变为水平。即，测调器5的轴芯02与汽缸101 的轴芯0,为直角。
而且，通过使接触式的位移转换器7运转，向记录器或者计算机输出 汽缸直径的绝对值。输入到记录器或者计算机的数据被处理并被记录。此 时，通过间歇地或者连续的拉下或者拉升支承杆4，从而能够计测从汽缸 上端101到活塞102上表面的汽缸整个区域的磨损。
本发明的汽缸直径计测器在计测十字头型内燃机的汽缸直径之外，也 能够适用于计测比较大型的柴油机的汽缸直径的情况。
权利要求
1. 一种往复式内燃机的汽缸直径计测器，计测往复式内燃机的汽缸的直径，其特征在于，包括位于上述汽缸的轴芯上的引导件、保持该引导件的支承体、贯通上述引导件的纵长的支承杆、在该支承杆上与该支承杆交叉地设置的测长器，并且，上述测长器包括杆状的测长器本体、和设置在该测长器本体的顶端部的接触或者非接触式的将测定值变换为电信号而输出的位移转换器。
2. 如权利要求1所述的往复式内燃机的汽缸直径计测器，其特征在 于，从引导件放射状地设置至少3根的支承体，并且在上述支承体的顶端 部设置定位用的切口部。
3. 如权利要求1所述的往复式内燃机的汽缸直径计测器，其特征在 于，在测长器本体的前端设置安装台，在该安装台的前端设置内筒，并且 在该内筒内设置贯通该内筒的计测杆，并且将该计测杆安装在设置于上述 安装台上的位移转换器上并且利用弹簧对该计测杆向前方施力。
4. 如权利要求3所述的往复式内燃机的汽缸直径计测器，其特征在 于，在计测杆的顶端部上设置有比设置在汽缸的内表面的润滑油供给槽或 者空气导入口大的头部。
5. 如权利要求1所述的往复式内燃机的汽缸直径计测器，其特征在 于，在支承体上设置测定测长器的位置的测长器位置计测机构。
6. 如权利要求1所述的往复式内燃机的汽缸直径计测器，其特征在 于，在支承杆的端部设置连接用的螺紋部而将支承杆彼此连接加长。
7. 如权利要求1所述的往复式内燃机的汽缸直径计测器，其特征在 于，将测长器能够折叠地设置在支承杆上。
8. 如权利要求1所述的往复式内燃机的汽缸直径计测器，其特征在 于，将测长器能够俯仰地轴装在支承杆上。
全文摘要
一种往复式内燃机的汽缸直径计测器，包括位于汽缸的轴芯上的引导件、保持该引导件的支承体、贯通上述引导件的纵长的支承杆、在该支承杆上与该支承杆交叉地设置的测长器，并且上述测长器包括杆状的测长器本体；设置在该测长器本体的顶端部的接触或者非接触式的将测定值变换为电信号而输出的位移转换器。
文档编号G01B7/12GK101482389SQ20091000263
公开日2009年7月15日 申请日期2009年1月9日 优先权日2008年1月11日
发明者田中正纪 申请人:三井造船株式会社