[发明专利]阀座和联接部分之间的间隙的测量

说明书

技术领域

本发明涉及间隙测量装置，用于测量在发动机的排气口中形成联接部分并将阀座压配合在这些联接部分中之后阀座和联接部分之间形成的间隙。本发明还涉及确定这些间隙的方法。

背景技术

发动机的汽缸头设有排气口。这些排气口通过进气阀和排气阀来打开和闭合。直接与进气阀和排气阀接触的构件称为阀座。这些阀座必须耐用。例如，可以使用钢制阀座压配合在铝合金铸件制成的汽缸头中的结构。

具体而言，容纳阀座的联接部分(以后称为“联接部分”)通过切削形成在汽缸头中，而阀座则压配合在该联接部分中。如果压配合不合适，则在阀座和联接部分之间形成间隙。优选是不形成这些间隙，但因为机械加工的不均匀性，允许有一定程度(例如10μm)的这些间隙。

在压配合完成后，测量在阀座和联接部分之间形成的间隙和确认该间隙在允许范围内是很重要的。

优选是自动地确认该间隙，因为自动确认过程需要的时间较少。考虑到这点，在过去该间隙利用如在日本专利公开公报7-286824号(JP7-286824A)中所述的使用照相机和三角形棱镜反光镜的检查装置来检查。

现参照图9A说明JP-7286824A的技术。

如图9A所示，检查装置100由以下部分构成：三角形棱镜反光镜101；获取细长形被检查部件的图像的成像装置102；将成像装置102获取的灰度图像二值化的二值化装置103；用等价的椭圆替换二值化图像的替换装置104；以及计算所得到的等价椭圆的短轴长度的计算装置105。

在将阀座109压配合在设在汽缸头107上的联接部分108中后，使三角形棱镜反光镜101面向联接部分108和阀座109之间的间隙111，取其图像并使图像二值化。

得到图9B所示的水平方向长的图形D。另外，计算该水平方向长的图形D的等价椭圆，得到等价椭圆E，该等价椭圆E的短轴长度为与所述间隙相当的值。如果该短轴长度等于或小于允许的间隙值，则该短轴长度是可以接受的；如果超过允许的间隙值，则该长度是不可接受的。

当测试该检查装置100时，发明者发现，该水平方向长的图形D的尺寸是不稳定的。结果，测量的短轴长度与间隙111的尺寸差别很大。因此，检查结果不可靠。

水平方向长的图形D的尺寸不稳定的原因被认为在于以下方面。

如图10A所示，间隙111形成在联接部分108和阀座109之间。如图10B所示，当放大图10A中的区域b时，在铸件表面上可以看见多个切口的部分112。如图10C所示，当放大切口部分112时，可看见微小的毛剌113。

毛剌113形成的机理如下。在图10D所示的前序步骤中，图10A所示的汽缸头107沿着切线(shearing wire)115切削。当优先考虑材料的百分数产量时，如图10C所示的切口部分112是不可避免的。由于劳动量会增大，所以实际上难以完全除去微小的毛剌113。

在图10C中，光被切口部分112反射和扩散，形成照亮的区域和阴影区域。毛剌113也形成阴影区域，并且阴影区域构成类似间隙111的暗的区域。结果，水平方向长的图形的尺寸不稳定。

因此，需要一种即使在存在切口部分和微小毛剌情况下也能够精确测量联接部分和阀座之间的间隙的测量装置。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供一种间隙测量装置，用于测量在发动机的排气口中形成联接部分并将阀座压配合在该联接部分中后所述阀座和联接部分之间形成的间隙，其中所述装置包括：柱状体；设在所述柱状体的一端的白色发光二极管，该白色发光二极管的照明轴线与所述柱状体的轴线垂直；设在所述柱状体的一端、用于将光轴偏折90°的反光镜；设在所述柱状体的相反一端的CCD(电荷耦合装置)照相机；和用于将所述CCD照相机获取的彩色图像信息二值化的彩色图像处理器，其中，所述彩色图像处理器通过利用色调、色度和亮度三个要素评价每一个象素的颜色，来执行二值化。

照明轴线与被成像的表面垂直。结果，切口部分不会成为暗区域，并且微小的毛剌也不会形成暗区域。另外，使用白色发光二极管进行照明。与红色、蓝色或绿色发光二极管比较，这些白色发光二极管具有较少出现形成噪声的暗区域的优点。

通过评价色调，基本上可辨认材料；通过评价色度，可将间隙与其他部分区别；通过评价亮度，可提高根据阴影的二值化精度。

由于以上原因，可以提供一种即使在检查包含切口部分或微小毛剌的阀座附近情况下也能够精确地测量间隙的技术。