JP2011189426A - バルブコッター嵌込方法 - Google Patents

Abstract

【課題】バルブコッターの嵌め込み精度を向上させるバルブコッター嵌込方法を提供する。
【解決手段】シリンダヘッド３０に設けられるバルブステム１００とバルブスプリング１０６を係止するリテーナ１０２の中心孔１０２ａとで形成された隙間に、複数のバルブコッター１０４を嵌め込むバルブコッター嵌込方法は、前記リテーナ１０２の中心から所定距離偏心された位置に配置されたリテーナ用押下パンチ５０が回転して前記リテーナ１０２を押圧することで、前記バルブスプリング１０６の弾撥に抗して前記リテーナ１０２を前記シリンダヘッド３０側に押下げる。
【選択図】図６

Description

本発明は、エンジンのシリンダヘッドにおけるバルブステムにリテーナを固定するために、リテーナの中心孔とバルブステムとで形成される隙間にバルブコッターを嵌め込むバルブコッター嵌込方法に関する。

バルブコッターを、バルブステムとリテーナの中心孔とで形成される隙間に嵌め込む際に、前記隙間にバルブコッターが正しく嵌らない場合がある。そのため、従来では、嵌め込まれたバルブコッターの装着状態を検査する必要があった。

特許文献１には、各バルブコッターに当接して上下変動する複数の測定子を設け、該測定子の上下位置を測定することで、バルブコッターの検査を行う技術思想が記載されている。これにより、バルブコッターの嵌め込み装置でバルブコッターの嵌め込みと、バルブコッターの装着状態の検査を行うことができるので、コストが低廉になる。

特開２００２−８６３２１号公報

しかしながら、上記特許文献１の技術思想では、バルブコッターの装着状態を検査するのみであって、バルブコッターの嵌め込み精度を向上させるものではない。

そこで、本発明は、係る従来の問題点に鑑みてなされたものであり、バルブコッターの嵌め込み精度を向上させるバルブコッター嵌込方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、シリンダヘッドに設けられるバルブステムとバルブスプリングを係止するリテーナの中心孔とで形成された隙間に、複数のバルブコッターを嵌め込むバルブコッター嵌込方法であって、前記リテーナの中心から所定距離偏心された位置に配置されたリテーナ用押下パンチが回転して前記リテーナを押圧することで、前記バルブスプリングの弾撥に抗して前記リテーナを前記シリンダヘッド側に押下げることを特徴とする。

前記リテーナを所定位置まで押下げた後、前記リテーナ用押下パンチの回転を中止して、前記リテーナ用押下パンチを前記バルブスプリングの弾撥する方向に上昇させてもよい。

本発明によれば、リテーナの中心から所定距離偏心された位置に配置されたリテーナ用押下パンチが回転して前記リテーナを押圧することで、バルブスプリングの弾撥に抗してリテーナをシリンダヘッド側に押下げるので、バルブステムとリテーナの中心孔とで形成される隙間にバルブコッターを正常に挿入することができる。その結果として、バルブステムとリテーナの中心孔とで形成される隙間にバルブコッターを正しく嵌め合わせることができ、バルブコッターの嵌め込み精度を向上させることができる。

本発明にかかるバルブコッター嵌込方法を実施するためのバルブコッター嵌込装置の全体外観図である。 図１に示すバルブコッター嵌込パンチの断面図である。 バルブステムとリテーナとをバルブコッターを用いて締結したときの状態を示す断面図である。 図４Ａ〜図４Ｅは、図１に示すバルブコッター嵌込装置を用いて、リテーナとバルブステムとの隙間が均等な状態で行われるバルブコッターの嵌め込みが正常なときのバルブステム、リテーナ、及びバルブコッターの状態遷移断面図である。 図５Ａ〜図５Ｅは、図１に示すバルブコッター嵌込装置を用いて、リテーナとバルブステムとの隙間が不均等な状態で行われるバルブコッターの嵌め込みが異常なときのバルブステム、リテーナ、及びバルブコッターの状態遷移断面図である。 図６Ａ〜図６Ｅは、図１に示すバルブコッター嵌込装置を用いて、リテーナとバルブステムとの隙間が不均等な状態で、バルブコッターの嵌め込みを行うときのバルブステム、リテーナ、及びバルブコッターの状態遷移断面図である。

発明に係るバルブコッター嵌込方法を、それを実施するバルブコッター嵌込装置との関係で好適な実施の形態を掲げ、添付の図面を参照しながら以下、詳細に説明する。

図１は、バルブコッター嵌込装置１０の全体外観図である。バルブコッター嵌込装置１０は、バルブコッター嵌込パンチ１２と、バルブコッター嵌込パンチ１２を上から支持し、レバー１４の操作によって昇降する可動部１６と、可動部１６を昇降可能に支持する支持部１８と、バルブコッター嵌込装置１０の土台となるベース部２０とを備える。

ベース部２０上にはシリンダヘッド３０を載置するためのシリンダヘッド載置部２２が設けられ、該シリンダヘッド載置部２２は、バルブコッター嵌込パンチ１２の下方に設けられている。

可動部１６は、下方にフランジ２４を有し、該フランジ２４の下方にバルブコッター嵌込パンチ１２が設けられている。可動部１６の中には、図示しない駆動ネジが設けられ、該駆動ネジはフランジ２４を貫通してバルブコッター嵌込パンチ１２に接続されている。レバー１４は、人によって操作可能であり、作業者３２がレバー１４を下げると、図示しないギアを介して可動部１６が下方に移動する。これにより、バルブコッター嵌込パンチ１２が下がり、バルブコッター嵌込パンチ１２はシリンダヘッド３０に設けられたリテーナを押下げることができる。

バルブコッター嵌込パンチ１２は、円筒形状であり、前記駆動ネジを回転させることで、バルブコッター嵌込パンチ１２が円周方向に回転する。バルブコッター嵌込パンチ１２は、中心線３４を中心に回転する。なお、バルブコッター嵌込パンチ１２は、手動によって回転してもよく、図示しないモータによって回転してもよい。バルブコッター嵌込パンチ１２が手動によって回転する場合は、バルブコッター嵌込パンチ１２を回転させるための図示しないハンドルを設け、作業者３２が該ハンドルを操作することにより、バルブコッター嵌込パンチ１２が回転する。

図２は、図１に示すバルブコッター嵌込パンチ１２の断面図である。バルブコッター嵌込パンチ１２は、リテーナを押下げるリテーナ用押下パンチ５０と、シリンダヘッド３０に設けられたバルブステムを押圧するバルブステム押圧部５２とを有する。リテーナ用押下パンチ５０は、下端にリテーナ１０２を保持する円形の凹部５４が形成され、凹部５４の中に凹部５４の径より小さい径の凹部５６が形成されている。凹部５４及び凹部５６の中心と、円筒であるバルブコッター嵌込パンチ１２の中心線（リテーナ用押下パンチ５０の中心線）３４とは同一線上にある。なお、バルブコッター嵌込パンチ１２が回転すると、リテーナ用押下パンチ５０が中心線３４を中心に回転する。

バルブステム押圧部５２は、凹部５４及び凹部５６の中心を貫通しており、リテーナ用押下パンチ５０とは独立に上下に移動可能である。バルブステム押圧部５２の上部は、フランジ５８を有しており、フランジ５８は、スプリング６０によって下方に付勢されている。リテーナ用押下パンチ５０は、係止部５０ａを有し、スプリング６０によってフランジ５８が係止部５０ａに当接することで、バルブステム押圧部５２の先端が下方に突出する位置が初期位置にセットされる。

図３は、バルブステム１００とリテーナ１０２とをバルブコッター１０４を用いて締結したときの状態を示す断面図である。図３に示すように、バルブステム１００の頂部に、バルブスプリング１０６を係止するリテーナ１０２が取り付けられている。このリテーナ１０２は、バルブステム１００との間に嵌め込められたバルブコッター１０４によって取り付けられている。バルブコッター１０４は、略テーパ状の円筒体を２分割したもので、バルブステム１００の頂部に形成された環状溝部１００ａに嵌合する凸部１０４ａを有し、外周面側はリテーナ１０２の中心孔１０２ａのテーパ状内周面１０２ｂに対応するテーパ面１０４ｂを有している。

バルブコッター１０４の嵌め込みは、リテーナ１０２をバルブスプリング１０６の弾撥に抗して（バルブスプリング１０６の縮み方向に）押下げることで、バルブコッター１０４を、環状溝部１００ａに嵌め込む。このリテーナ１０２を押下げる際に、リテーナ１０２を偏心させることで、バルブコッター１０４の嵌め込み精度を向上させる。この理由を説明するために、まず、リテーナ１０２を偏心させないで、バルブコッター１０４の嵌め込みを行うときのバルブステム１００、リテーナ１０２、及びバルブコッター１０４の状態を説明し、次に、リテーナ１０２を偏心させて、バルブコッター１０４の嵌め込みを行うときのバルブステム１００、リテーナ１０２、及びバルブコッター１０４の状態を説明する。

図４は、図１に示すバルブコッター嵌込装置１０を用いて、リテーナ１０２とバルブステム１００との隙間が均等な状態（リテーナ１０２とバルブステム１００とが同心上に配置されている状態）で行われるバルブコッター１０４の嵌め込みが正常なときのバルブステム１００、リテーナ１０２、及びバルブコッター１０４の状態遷移断面図である。また、図５は、図１に示すバルブコッター嵌込装置１０を用いて、リテーナ１０２とバルブステム１００との隙間が不均等な状態（リテーナ１０２とバルブステム１００とが同心上に配置されていない状態）で行われるバルブコッター１０４の嵌め込みが異常なときのバルブステム１００、リテーナ１０２、及びバルブコッター１０４の状態遷移断面図である。

まず、図４を用いて、バルブコッター１０４の嵌め込みが正常なときのバルブステム１００、リテーナ１０２、及びバルブコッター１０４の状態遷移を説明する。図４Ａに示すように、バルブコッター嵌込パンチ１２のリテーナ用押下パンチ５０の凹部５４が、シリンダヘッド３０に設けられたリテーナ１０２の上面を保持できるようにシリンダヘッド３０をシリンダヘッド載置部２２に載置する。なお、図４では、シリンダヘッド３０及びシリンダヘッド載置部２２の図示を省略している。

その後、作業者３２がレバー１４を下げると、図４Ｂに示すように、バルブコッター嵌込パンチ１２が降下するので、リテーナ用押下パンチ５０がリテーナ１０２をバルブスプリング１０６の弾撥に抗してシリンダヘッド３０側に押下げる。このとき、リテーナ１０２は、リテーナ用押下パンチ５０の凹部５４によって保持されている。リテーナ１０２を押下げると、バルブステム１００のリテーナ１０２に対する相対位置が上昇するので、２つのバルブコッター１０４は、バルブステム１００の上面によって押し上げられる状態となる。

さらに、作業者３２がレバー１４を下げると、図４Ｃに示すように、バルブコッター嵌込パンチ１２が下降するので、リテーナ用押下パンチ５０が、リテーナ１０２をさらに押下げ、バルブステム押圧部５２の先端が、バルブステム１００の上面に当接する。このとき、２つのバルブコッター１０４の上部が凹部５６に収納され、２つのバルブコッター１０４の下部がバルブステム１００とリテーナ１０２の中心孔１０２ａとの間で形成される隙間に挿入された状態となる。バルブステム１００とリテーナ１０２の中心孔１０２ａとの間で形成される隙間にバルブコッター１０４の下部が挿入される理由としては、バルブステム１００のリテーナ１０２に対する相対位置の上昇に伴いバルブコッター１０４は押し上げられて上昇するが、バルブステム１００とリテーナ１０２の中心孔１０２ａとの間で形成される隙間は上に行くほど広がるので、自重により２つのバルブコッター１０４が該隙間に落下して、バルブコッター１０４の下部が隙間に挿入された状態となる。

さらに、作業者３２がレバー１４を下げると、図４Ｄに示すように、リテーナ用押下パンチ５０は、リテーナ１０２をさらに押下げる。リテーナ１０２が押下げられると、バルブステム１００のリテーナ１０２に対する相対位置はさらに上昇するので、バルブステム１００は、スプリング６０の弾撥に抗してバルブステム押圧部５２を押し上げる。図４Ｄでは、バルブステム１００は、リテーナ用押下パンチ５０に挿入された状態となる。

その後、作業者３２がレバー１４を上げると、リテーナ用押下パンチ５０が上昇し、それに伴い、バルブスプリング１０６の弾撥の方向（伸び方向）にリテーナ１０２が上昇する（バルブステム１００のリテーナ１０２に対する相対位置が下降する）。リテーナ１０２が上昇すると、それに伴いバルブコッター１０４も上昇し、図４Ｅに示すように、バルブコッター１０４の凸部１０４ａがバルブステム１００の環状溝部１００ａとに嵌合した状態となり、バルブステム１００とバルブコッター１０４とが一体となる。これにより、バルブステム１００とリテーナ１０２の中心孔１０２ａとの間で形成される隙間にバルブコッター１０４を嵌め込むことができ、バルブステム１００とリテーナ１０２とを締結させることができる。

次に、図５を用いて、バルブコッター１０４の嵌め込みが異常なときのバルブステム１００、リテーナ１０２、及びバルブコッター１０４の状態遷移を説明する。まず、図５Ａは、図４Ａと同様であり、バルブコッター嵌込パンチ１２のリテーナ用押下パンチ５０の凹部５４が、シリンダヘッド３０に設けられたリテーナ１０２の上面を保持できるようにシリンダヘッド３０をシリンダヘッド載置部２２に載置する。なお、図５Ａでは、シリンダヘッド３０及びシリンダヘッド載置部２２の図示を省略している。

その後、作業者３２がレバー１４を下げると、図５Ｂに示すように、バルブコッター嵌込パンチ１２が降下するので、リテーナ用押下パンチ５０がリテーナ１０２をバルブスプリング１０６の弾撥に抗してシリンダヘッド３０側に押下げる。このとき、リテーナ１０２は、リテーナ用押下パンチ５０の凹部５４によって保持されている。リテーナ１０２を押し下げると、バルブステム１００のリテーナ１０２に対する相対位置が上昇する。このとき、バルブステム１００の中心線１０８がリテーナ１０２の中心線３４上に位置していない等の理由により、一方のバルブコッター１０４のみがバルブステム１００の上面によって押し上げられる場合がある。

さらに、作業者３２がレバー１４を下げると、図５Ｃに示すように、バルブコッター嵌込パンチ１２が下降するので、リテーナ用押下パンチ５０がリテーナ１０２をさらに押下げ、バルブステム押圧部５２の先端が、バルブステム１００の上面に当接する。このとき、図５Ｂで押し上げられたバルブコッター１０４の上部のみが凹部５６に収納された状態となり、図５Ｂで押し上げられなかったバルブコッター１０４（以下、第１バルブコッター１０４と呼ぶ）は、押し上げられたバルブコッター１０４（以下、第２バルブコッター１０４と呼ぶ）よりバルブステム１００とリテーナ１０２の中心孔１０２ａとで形成される隙間に深く挿入されている。つまり、バルブステム１００とリテーナ１０２の中心孔１０２ａとで形成される隙間に第１バルブコッター１０４の下部と、第２バルブコッター１０４の下部とが正常に挿入されてない状態となる。

さらに、作業者３２がレバー１４を下げると、図５Ｄに示すように、リテーナ用押下パンチ５０は、リテーナ１０２をさらに押下げる。リテーナ１０２が押下げられると、バルブステム１００のリテーナ１０２に対する相対位置はさらに上昇するので、バルブステム１００は、スプリング６０の弾撥に抗してバルブステム押圧部５２を押し上げる。図５Ｄでは、バルブステム１００は、リテーナ用押下パンチ５０に挿入された状態となる。

その後、作業者３２がレバー１４を上げると、リテーナ用押下パンチ５０が上昇し、それに伴い、バルブスプリング１０６の弾撥の方向（伸び方向）にリテーナ１０２が上昇する（バルブステム１００のリテーナ１０２に対する相対位置が下降する）。リテーナ１０２が上昇すると、それに伴いバルブコッター１０４も上昇する。

このとき、第２バルブコッター１０４の凸部１０４ａが先にバルブステム１００の環状溝部１００ａに嵌合した常態となる。しかし、バルブステム１００とリテーナ１０２との間には、第２バルブコッター１０４が挿入される隙間が少なく、第２バルブコッター１０４は、バルブステム１００とリテーナ１０２の中心孔１０２ａで形成される隙間から外れ易くなる。したがって、リテーナ１０２の上昇に伴い、第２バルブコッター１０４の凸部１０４ａが、バルブステム１００の環状溝部１００ａから外れる。

その後、さらにリテーナ１０２が上昇すると、図５Ｅに示すように、第１バルブコッター１０４の凸部１０４ａとバルブステムの環状溝部１００ａが嵌合した状態となり、バルブステム１００と第１バルブコッター１０４とが一体となる。

このように、バルブステム１００が片方のバルブコッター１０４のみを押し上げしまうので（図５Ｂ参照）、バルブステム１００とリテーナ１０２の中心孔１０２ａで形成される隙間に、２つのバルブコッター１０４が正常に挿入されない状態となってしまう（図５Ｃ参照）。これにより、持ち上げられたバルブコッター１０４がバルブステム１００とリテーナ１０２の中心孔１０２ａとで形成される隙間に正常に嵌らなくなる。

したがって、本実施の形態に係るバルブコッター嵌込方法は、バルブステム１００とリテーナ１０２の中心孔１０２ａで形成される隙間に、２つのバルブコッター１０４を正常に挿入するために、リテーナ１０２を偏心さながら、リテーナ１０２を押下げる。

図６は、図１に示すバルブコッター嵌込装置１０を用いて、リテーナ１０２とバルブステム１００との隙間が不均衡な状態で、バルブコッター１０４の嵌め込みを行うときのバルブステム１００、リテーナ１０２、及びバルブコッター１０４の状態遷移断面図である。図６Ａに示すよう、バルブコッター嵌込パンチ１２のリテーナ用押下パンチ５０の凹部５４が、リテーナ１０２の上面を保持でき、且つ、リテーナ用押下パンチ５０の中心線３４とリテーナの中心線１１０とが所定距離（例えば、０．８ｍｍ）ずれるように、シリンダヘッド３０を載置する。つまり、リテーナ１０２の中心から所定距離偏心させた位置にリテーナ用押下パンチ５０が配置されるように、シリンダヘッド３０をシリンダヘッド載置部２２に載置する。なお、図６では、シリンダヘッド３０及びシリンダヘッド載置部２２の図示を省略している。

その後、作業者３２がレバー１４を下げると、図６Ｂに示すように、バルブコッター嵌込パンチ１２が下降するので、リテーナ用押下パンチ５０がリテーナ１０２をバルブスプリング１０６の弾撥に抗してシリンダヘッド３０側に押下げる。このとき、リテーナ１０２は、リテーナ用押下パンチ５０の凹部５４によって保持されている。リテーナ１０２を押下げると、バルブステム１００のリテーナ１０２に対する相対位置が上昇するので、バルブコッター１０４がバルブステム１００の上面によって押し上げられた状態となる。このとき、図５Ｂと同様に、一方のバルブコッター１０４のみが押し上げられた状態とする。

リテーナ１０２が押下げられると、図６Ｃに示すように、作業者３２は、バルブコッター嵌込パンチ１２を回転させることで、リテーナ１０２が偏心される。リテーナ１０２が偏心すると、リテーナ１０２の中心孔１０２ａとバルブステム１００とで形成される隙間がリテーナ１０２の偏心に応じて変化する。図６Ｃは、図６Ｂに示すバルブコッター嵌込パンチ１２が半回転したときのリテーナ１０２及びバルブコッター１０４の状態を示している。

リテーナ１０２の偏心によって、リテーナ１０２が左右に振られる状態となるので、図６Ｂ、図６Ｃに示すように、リテーナ１０２の中心孔１０２ａとバルブステム１００とで形成される左側の隙間が、狭い状態から広い状態に変化し、リテーナ１０２の中心孔１０２ａとバルブステム１００とで形成される右側の隙間が、広い状態から狭い状態に変化する。このように、リテーナ１０２の中心孔１０２ａとバルブステム１００とで形成される隙間がリテーナ１０２の偏心に応じて変化する。これにより、図６Ｃのバルブステム１００の上面で押し上げられたバルブコッター（第２バルブコッター）１０４の下方（二点鎖線の円で示した箇所）に隙間を強制的に作ることができる。この結果として、第２バルブコッター１０４は、自重によって強制的に作られた隙間に落下するので、バルブステム１００とリテーナ１０２の中心孔１０２ａとで形成される隙間に２つのバルブコッター１０４の下部とが正常に挿入される。

さらに、作業者３２がレバー１４を下げると、図６Ｄに示すように、回転しているバルブコッター嵌込パンチ１２がさらに下降するので、リテーナ用押下パンチ５０がリテーナ１０２をさらに押し下げ、バルブステム押圧部５２の先端が、バルブステム１００の上面に接する。このとき、２つのバルブコッター１０４がバルブステム１００とリテーナ１０２の中心孔１０２ａとの間で形成された隙間に正常に挿入された状態であることが諒解されよう。

さらに、作業者３２がレバー１４を下げると、図６Ｅに示すように、リテーナ用押下パンチ５０は、リテーナ１０２を所定位置まで押下げる。リテーナ１０２が押下げられると、バルブステム１００のリテーナ１０２に対する相対位置はさらに上昇し、バルブコッター１０４の凸部１０４ａがバルブステム１００の環状溝部１００ａに嵌合した状態となる。これにより、バルブステム１００とリテーナ１０２とを、バルブコッター１０４により締結させることができる。リテーナ１０２を所定位置まで押下げるとと、作業者３２は、バルブコッター嵌込パンチ１２の回転を中止させる。バルブコッター嵌込パンチ１２の回転を中止した後、作業者３２は、レバー１４を上げることで、バルブコッター嵌込パンチ１２を上昇させる。

このように、バルブコッター嵌込パンチ１２を回転させ、バルブコッター嵌込パンチ１２の回転位置を、リテーナ１０２の中心からずらして、リテーナ１０２を偏心させることで、バルブステム１００とリテーナ１０２の中心孔１０２ａとで形成される隙間に２つのバルブコッター１０４を正常に挿入することができる。その結果として、２つのバルブコッター１０４の凸部１０４ａを、バルブステム１００の環状溝部１００ａに嵌合させることができ、バルブコッター１０４の嵌め込み精度を向上させることができる。

以上、本発明について好適な実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

１０…バルブコッター嵌込装置 １２…バルブコッター嵌込パンチ
１４…レバー １６…可動部
１８…支持部 ２０…ベース部
３０…シリンダヘッド ３２…作業者
３４、１０８、１１０…中心線 ５０…リテーナ用押下パンチ
５０ａ…係止部 ５４、５６…凹部
５８…フランジ ６０…スプリング
１００…バルブステム １００ａ…環状溝部
１０２…リテーナ １０２ａ…中心孔
１０２ｂ…テーパ状内周面 １０４…バルブコッター
１０４ａ…凸部 １０４ｂ…テーパ面
１０６…バルブスプリング

Claims (2)

1. シリンダヘッドに設けられるバルブステムとバルブスプリングを係止するリテーナの中心孔とで形成された隙間に、複数のバルブコッターを嵌め込むバルブコッター嵌込方法であって、
   前記リテーナの中心から所定距離偏心された位置に配置されたリテーナ用押下パンチが回転して前記リテーナを押圧することで、前記バルブスプリングの弾撥に抗して前記リテーナを前記シリンダヘッド側に押下げることを特徴とするバルブコッター嵌込方法。
2. 請求項１に記載のバルブコッター嵌込方法であって、
   前記リテーナを所定位置まで押下げた後、前記リテーナ用押下パンチの回転を中止して、前記リテーナ用押下パンチを前記バルブスプリングの弾撥する方向に上昇させることを特徴とするバルブコッター嵌込方法。

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