JP2014118955A - バルブコッター嵌込システム及びバルブコッター嵌込方法 - Google Patents

Abstract

【課題】バルブステムとリテーナーの孔部とで形成される隙間にバルブコッターを迅速且つ高精度に嵌め込む。
【解決手段】バルブコッター嵌込システム１０は、シリンダヘッド１２を固定保持する保持装置４２と、バルブコッター１８がリテーナー１６の孔部１６ａに配置されていない状態で、バルブスプリング３２の圧縮方向にリテーナー１６を押し込む押込筒７４と、バルブスプリング３２の圧縮状態で、バルブスプリング３２の反対側からバルブステム１４とリテーナー１６の孔部１６ａとで形成される隙間３６に入り込むように第１部材３８及び第２部材４０を供給する供給部７６とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、シリンダヘッドに取り付けられるバルブステムにリテーナーを固定するために、バルブステムとリテーナーの孔部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システム及びバルブコッター嵌込方法に関する。

エンジンを構成するシリンダヘッドには、吸気バルブ又は排気バルブが取り付けられる。吸気バルブ又は排気バルブは、シリンダヘッド内に設けられるバルブステムの一端部にリテーナー及びバルブコッターが装着されることで形成される。リテーナーは、バルブステムの側方を囲うように設置されたバルブスプリングの一端部を引っ掛けることで、バルブステムの弾性的な変位を可能とし、バルブコッターは、バルブステムとリテーナーの孔部とで形成される隙間に嵌め込まれることで、バルブステムとリテーナーを固定する。

ところで、バルブコッターを隙間に嵌め込む作業においては、バルブステムに対しリテーナーがずれる（偏心する）ことで、バルブコッターが正しく嵌らない場合がある。このような嵌込不良を低減するため、特許文献１に開示されているバルブ装置は、環状に形成されたバルブコッターを用い、さらにバルブステムとリテーナーの孔部の隙間に軟質性介在部材を配置している。これにより、バルブステムと相対的にリテーナーを変位する際には、軟質性介在部材によりリテーナーの偏心が防止され、またバルブステムに接触したバルブコッターがリテーナーの孔部内で容易に変位し、バルブステムの環状溝部に嵌め込まれる。

特開平９−３１７４１７号公報

しかしながら、特許文献１のようにバルブステムとリテーナーの孔部とで形成される隙間に軟質性介在部材を配置すると、製造コストが増加することになる。さらに、バルブステムをリテーナーの孔部に挿入する際には、バルブステムが軟質性介在部材に当たり、挿入が困難となる、又は軟質性介在部材が剥がれる等の不都合が生じる。

また仮に、軟質性介在部材を使用しない場合は、リテーナーの孔部に挿入されるバルブステムが、環状のバルブコッターに接触して該バルブコッターを外側に押し出すことで、バルブコッターがリテーナーに干渉してしまい、リテーナーを偏心させるおそれがある。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、バルブステムをリテーナーの孔部に挿入する際に、バルブステムがバルブコッターを介してリテーナーに及ぼす影響を抑止することで、バルブステムとリテーナーの孔部とで形成される隙間にバルブコッターを迅速且つ高精度に嵌め込むことができるバルブコッター嵌込システム及びバルブコッター嵌込方法を提供することを目的とする。

前記の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ーの孔部とで形成された隙間に、複数の部材からなるバルブコッターを嵌め込むバルブコッター嵌込システムであって、前記シリンダヘッドを固定保持する保持装置と、前記バルブコッターが前記孔部に配置されていない状態で、前記バルブスプリングの圧縮方向に前記リテーナーを押し込む押込部と、前記バルブスプリングの圧縮状態で、前記バルブスプリングの反対側から前記隙間に入り込むように前記複数の部材を供給する供給部とを有することを特徴とする。

上記によれば、バルブコッター嵌込システムは、バルブコッターが孔部に配置されていない状態で、押込部がバルブスプリングの圧縮方向にリテーナーを押し込むことで、バルブステムがリテーナーの孔部を貫通する際に、バルブステムがリテーナーに干渉することが阻止される。すなわち、バルブステムからバルブコッターを介してリテーナーに及ぼされる影響が解消されるため、バルブステムに対するリテーナーのずれ（偏心）が抑えられる。そして、リテーナーのずれが抑えられた状態で、供給部が、バルブスプリングの反対側から隙間に入り込むようにバルブコッターの複数の部材を供給することで、複数の部材を隙間に迅速且つ高精度に嵌め込むことができる。その結果、バルブコッターの嵌込作業を効率的に行うことが可能となり、また歩留まりを大幅に向上することができる。

この場合、前記バルブステムは、前記バルブコッターに形成された凸部に係合可能な凹部を有し、前記供給部は、前記押込部の押込み解除による前記バルブスプリングの伸長方向の弾性復帰にともない、前記凹部に前記凸部が自動的に入り込むように前記複数の部材を前記隙間に案内可能であるとよい。

このように、供給部が、バルブスプリングの伸長方向の弾性復帰にともない、複数の部材の凸部がバルブステムの凹部に自動的に入り込むように案内することで、バルブスプリングによりリテーナーが押し戻される際に、凹部と凸部がスムーズに嵌ることになり、作業効率が一層向上する。また、複数の部材を押さえつける等の複雑な構造を採る必要がなくなるため、システムを簡単に構成することができる。

また、前記供給部は、前記複数の部材を異なる経路から滑らせて供給する複数の傾斜案内部と、前記複数の傾斜案内部に設けられ、前記リテーナーに対し前記複数の部材を略同時且つ１個毎に供給する供給制御機構とを有するとよい。

このように、供給部は、複数の部材を滑らせて供給する傾斜案内部に、複数の部材を略同時且つ１個毎に供給する供給制御機構が設けられていることで、押込部がバルブスプリングを圧縮した状態で、複数の部材を高速且つ精度よく供給することができる。

さらに、前記押込部と前記供給部は、前記リテーナーに対し一体的に移動可能であることが好ましい。

このように、押込部と供給部がリテーナーに対し一体的に移動可能であることで、リテーナーを所定位置に押し込んだ際に、複数の部材を供給する供給部の位置決めも完了するため、嵌込作業をより一層効率的に行うことができる。

またさらに、前記保持装置は、前記シリンダヘッドを固定保持した状態で、前記シリンダヘッドを回転可能な回転機構を有することが好ましい。

このように、シリンダヘッドを回転可能な回転機構を有することで、例えば、シリンダヘッドの吸気バルブにリテーナー及びバルブコッターを装着した後、シリンダヘッドを回転することにより、シリンダヘッドの排気バルブにリテーナー及びバルブコッターを迅速に装着することができる。

さらにまた、前記保持装置は、前記シリンダヘッドを固定保持した状態で、前記シリンダヘッドの傾斜角度を調整可能な傾斜機構を有することが好ましい。

このように、シリンダヘッドの傾斜角度を調整可能な傾斜機構を有することで、例えば、シリンダヘッドの吸気バルブにリテーナー及びバルブコッターを装着した後、シリンダヘッドの傾斜角度を変更することにより、シリンダヘッドの排気バルブにリテーナー及びバルブコッターを迅速に装着することができる。

また、前記の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ーの孔部とで形成された隙間に、複数の部材からなる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、前記バルブスプリングの端部に前記リテーナーを配置した状態で、前記リテーナーを所定位置に位置決めする位置決め工程と、前記バルブコッターが前記孔部に配置されていない状態で、位置決めされた前記リテーナーを前記バルブスプリングの圧縮方向に押し込む押込工程と、前記バルブスプリングの圧縮状態で、前記バルブスプリングの反対側から前記隙間に入り込むように前記複数の部材を一緒に供給する供給工程と、前記供給工程後に、前記バルブスプリングの押し込みを解除し、前記バルブスプリングを伸長方向に弾性復帰させ、前記バルブコッターを前記隙間に嵌め込む嵌込工程とを有することを特徴とする。

この場合、前記バルブステムは、前記バルブコッターに形成された凸部に係合可能な凹部を有し、前記供給工程では、前記嵌込工程における前記バルブスプリングの伸長方向の弾性復帰にともない、前記凹部に前記凸部が自動的に入り込むように前記複数の部材を前記隙間に案内するとよい。

また、前記供給工程では、複数の傾斜案内部を介して、前記複数の部材を、異なる経路から滑らせて前記リテーナーに対し略同時且つ１個毎に供給するとよい。

さらに、前記押込工程では、前記リテーナーに当接して押し込む押込部と、前記バルブコッターを供給する供給部とを前記リテーナーに対し一体的に移動することが好ましい。

またさらに、前記位置決め工程では、前記シリンダヘッドを固定保持した状態で、前記シリンダヘッドを回転することが好ましい。

さらにまた、前記位置決め工程では、前記シリンダヘッドを固定保持した状態で、前記シリンダヘッドの傾斜角度を調整することが好ましい。

本発明によれば、バルブステムをリテーナーの孔部に挿入する際に、バルブステムがバルブコッターを介してリテーナーに及ぼす影響を抑止することで、バルブステムとリテーナーの孔部とで形成される隙間にバルブコッターを迅速且つ高精度に嵌め込むことができる。

本発明の実施形態に係るバルブコッター嵌込システムを概略的に示す部分断面図である。 図２Ａは、エンジンバルブの部品を示す断面図であり、図２Ｂは、エンジンバルブの部品を組み付けた状態を示す断面図である。 図１の装着装置を拡大して示す部分断面図である。 図４Ａは、バブルコッター嵌込システムの動作を示す第１説明図であり、図４Ｂは、バブルコッター嵌込システムの動作を示す第２説明図であり、図４Ｃは、バブルコッター嵌込システムの動作を示す第３説明図である。 図５Ａは、バブルコッター嵌込システムの動作を示す第４説明図であり、図５Ｂは、バブルコッター嵌込システムの動作を示す第５説明図であり、図５Ｃは、バブルコッター嵌込システムの動作を示す第６説明図である。 図６Ａは、図１の保持装置を回転動作した状態を示す部分断面図であり、図６Ｂは、図１の保持装置を傾動動作した状態を示す部分断面図である。 図７Ａは、第１変形例に係るバブルコッター嵌込システムの部分断面図であり、図７Ｂは、第２変形例に係るバルブコッター嵌込システムの部分断面図である。

以下、本発明に係るバルブコッター嵌込システムについて、バルブコッター嵌込方法との関係で好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。

図１に示すように、バルブコッター嵌込システム１０は、エンジンのシリンダヘッド１２内に設けられたバルブステム１４に対し、リテーナー１６及びバルブコッター１８を装着する装置として構成されている。以下の説明においては、バルブコッター嵌込システム１０の理解を容易にするために、先ずシリンダヘッド１２、バルブステム１４、リテーナー１６及びバルブコッター１８の構成について詳述していく。

本実施形態に係るシリンダヘッド１２は、車両用エンジンに搭載される構造物であり、図示しないシリンダブロックの上部に装着される。シリンダヘッド１２は、シリンダブロックの燃焼室（図示せず）に通じる吸気ポート２０及び排気ポート２２を備える。吸気ポート２０は、燃料と空気との混合ガスを燃焼室内に供給し、排気ポート２２は、燃焼室内の燃焼した排気ガスを排出する。また、シリンダヘッド１２の吸気ポート２０と排気ポート２２の間には、燃焼室内を臨む点火プラグ２４が取り付けられている。

シリンダヘッド１２には、これら吸気ポート２０及び排気ポート２２の燃焼室側の開口を開閉する吸気バルブ２６及び排気バルブ２８が取り付けられる。バルブステム１４、リテーナー１６及びバルブコッター１８は、これら吸気バルブ２６及び排気バルブ２８（以下、まとめてエンジンバルブ３０ともいう）を構成する部品である。

図１、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、エンジンバルブ３０のバルブステム１４は、吸気ポート２０又は排気ポート２２を貫通してバルブスプリング３２が収容される収容室３４から所定長さ突き出される棒状部材である。吸気バルブ２６と排気バルブ２８の各バルブステム１４は、点火プラグ２４を中心に、上部側が互いに離間するよう所定角度傾斜して設けられる。バルブステム１４の下端部（燃焼室側の開口寄りの端部）には、径方向外側に拡がる円盤状のフランジ部１４ａが形成されている。このフランジ部１４ａは、燃焼室側の開口を閉塞する外径に形成されている。

一方、バルブステム１４の上端部側の所定位置には、外側面の周方向に沿って環状の凹部１４ｂが形成されている。凹部１４ｂは、断面視で円弧状に形成されている。リテーナー１６及びバルブコッター１８は、この凹部１４ｂの周囲に装着固定される。

収容室３４に収容されるバルブスプリング３２は、同じく収容室３４から突き出されるバルブステム１４の周囲を囲うように配置される。このバルブスプリング３２は、軸方向に沿って所定の弾性力で伸縮するように形成されており、その一端にエンジンバルブ３０のリテーナー１６が引っ掛かる。バルブスプリング３２は、エンジンバルブ３０が燃焼室側に変位した際に、エンジンバルブ３０を逆方向に弾性復帰させる。

リテーナー１６は、バルブステム１４を挿入可能な孔部１６ａを中央部に有する円盤状部材であり、バルブスプリング３２の直径よりも大きな外径に形成される。リテーナー１６は、バルブスプリング３２の一端が引っ掛かる周縁部１６ｂと、周縁部１６ｂの内側で下方向に突出形成された中央突部１６ｃとを有し、孔部１６ａはこの中央突部１６ｃに貫通形成されている。

孔部１６ａは、バルブステム１４の外径よりも大きな内径を有し、バルブステム１４を孔部１６ａに挿入した状態では、バルブステム１４と孔部１６ａの間に隙間３６が形成される。この隙間３６には、バルブコッター１８が嵌め込まれる。また、孔部１６ａを構成する中央突部１６ｃの内面は、下方に向かって小径となるように傾斜するテーパ内壁１６ｄに形成されている。テーパ内壁１６ｄは、バルブコッター１８を隙間３６に嵌め込む際に、バルブコッター１８を所望の姿勢に案内することができる。

バルブコッター１８は、２つの部材（第１部材３８、第２部材４０）に分割可能であり、第１部材３８と第２部材４０は、バルブステム１４とリテーナー１６の孔部１６ａとで形成される隙間３６にそれぞれ嵌め込まれることで、バルブステム１４とリテーナー１６を強固に接続する。第１部材３８と第２部材４０が一体化されると、バルブコッター１８は、頂部が切り欠かれた円錐状部材を呈する。また、一体化された状態では、バルブコッター１８の中央部に上下に貫通する係合孔１８ａが形成される。この係合孔１８ａは、バルブステム１４の外径に一致する内径を有する。

第１部材３８と第２部材４０は、リテーナー１６に囲われることで互いに内側に押されて一体化し、バルブステム１４の外側面に密着する。係合孔１８ａを構成するバルブコッター１８の上部内側面には、バルブステム１４の凹部１４ｂに挿入される環状の凸部１８ｂが設けられている。凸部１８ｂは凹部１４ｂに一致する断面形状を有する。また、バルブコッター１８の外側面には、リテーナー１６のテーパ内壁１６ｄの傾斜に一致するテーパ外壁１８ｃが形成されている。

エンジンバルブ３０の組立は、バルブステム１４と、バルブスプリング３２の一端に載置されたリテーナー１６とを相対変位させることで、図２Ａに示すように、リテーナー１６の下側から孔部１６ａにバルブステム１４を挿入する。そして、バルブステム１４をリテーナー１６の上側に貫通した状態で、第１部材３８と第２部材４０の凸部１８ｂがバルブステム１４の凹部１４ｂに入り込むように、バルブステム１４とリテーナー１６の孔部１６ａに形成される隙間３６に第１部材３８と第２部材４０を挿入し、さらにバルブステム１４とリテーナー１６を離間方向に変位させる。この結果、バルブコッター１８のテーパ外壁１８ｃがリテーナー１６のテーパ内壁１６ｄにより内側に押し込まれつつ互いに密着し、凹部１４ｂと凸部１８ｂが嵌合してバルブステム１４の外側面とバルブコッター１８の内側面が密着する。これにより、バルブステム１４、リテーナー１６及びバルブコッター１８の組立（バルブコッター１８の嵌め込み）がなされる。

ところで、従来は、バルブコッター１８をリテーナー１６の孔部１６ａに予め収容した状態で、バルブステム１４をリテーナー１６の下側から挿入していた（特許文献１参照）。このため、バルブステム１４がバルブコッター１８に干渉し、このバルブコッター１８がバルブスプリング３２に配置されるリテーナー１６を横方向にずらす（偏心する）ように作用し、バルブコッター１８の嵌込不良を生じさせていた。

これに対し、本実施形態に係るバルブコッター嵌込システム１０は、リテーナー１６を変位させた後にバルブコッター１８の供給を行うことで、バルブステム１４の挿入時におけるバルブコッター１８の干渉を防ぎ、リテーナー１６の偏心を抑止するように構成されている。以下、このバルブコッター嵌込システム１０について具体的に説明していく。

図１に戻り、バルブコッター嵌込システム１０は、概略的には、シリンダヘッド１２の下側でこのシリンダヘッド１２を固定保持する保持装置４２と、シリンダヘッド１２の上方にあってバルブステム１４にリテーナー１６及びバルブコッター１８を装着する装着装置４４とを備える。

保持装置４２は、シリンダヘッド１２を保持する保持部４６と、保持部４６を回転してシリンダヘッド１２を回転させる回転機構４８と、保持部４６を傾斜してシリンダヘッド１２の傾斜角度を調整可能な傾斜機構５０とを有する。

保持部４６は、傾斜機構５０の上側に設けられる傾動台５２と、傾動台５２の上面に設けられシリンダヘッド１２が直接載置される回転台５４と、シリンダヘッド１２が回転台５４上において面方向に移動しないようにその周囲を固定するフレーム体５６と、フレーム体５６と協働してフレーム体５６の上方からシリンダヘッド１２を押さえつける蓋体５８とを有する。傾動台５２は、略中心部を基点に所定の角度範囲で傾斜自在となっており、傾斜機構５０によって傾斜角度が制御される。一方、回転台５４は、傾動台５２に対し回転自在となっており、回転機構４８から回転駆動力が伝達されることで、シリンダヘッド１２を載置したまま回転がなされる。

回転機構４８は、回転台５４の回転駆動源となる駆動モータ６０と、駆動モータ６０の回転駆動力を回転台５４に伝達する伝達部（図示せず）とを有する。駆動モータ６０は、制御部６２により回転駆動力が制御され、回転台５４に固定保持されたシリンダヘッド１２を所定量回転させる。

傾斜機構５０は、傾動台５２の中心部を支持する上側支柱６４と、上側支柱６４の下部に設けられるヒンジ６６を基点に上側支柱６４を傾動自在に支持する下側支柱６８と、傾動台５２の一方側を上下に変位させる傾動用シリンダ７０と、下側支柱６８を挟んだ傾動用シリンダ７０の反対側に設けられ、傾動台５２の下面に設けられる緩衝部材５２ａを受けて傾動台５２の傾斜を規制する受部７２とを有する。傾動用シリンダ７０は、上下に進退可能な可動バー７０ａを有し、この可動バー７０ａの上端部は、傾動台５２の下面の取付部５２ｂに回動自在に接続されている。傾動用シリンダ７０は、制御部６２により可動バー７０ａの進退移動が制御されることで、傾動台５２の傾斜角度を調整しつつ傾斜させる。

制御部６２は、回転機構４８及び傾斜機構５０を一体的に制御可能であり、駆動モータ６０及び傾動用シリンダ７０の駆動を適宜制御することで、シリンダヘッド１２に設けられるバルブステム１４及びバルブスプリング３２の軸線Ｌを垂直方向に位置決めすることが可能である。また、保持装置４２には、位置決めされたバルブスプリング３２の上端に、リテーナー１６を供給するリテーナー供給機構（図示せず）が設けられてもよい。

図１及び図３に示すように、バルブコッター嵌込システム１０の装着装置４４は、バルブスプリング３２の上端に載置されたリテーナー１６の上方に配置される。この装着装置４４は、リテーナー１６に対向する押込筒７４（押込部）と、押込筒７４の内部から側方にわたって設けられバルブコッター１８を供給可能な供給部７６と、押込筒７４の上側で押込筒７４及び供給部７６を共に支持し上下に進退させる変位用シリンダ７８とを有する。また、装着装置４４には、リテーナー１６の上方に押込筒７４が確実に位置するように、押込筒７４の軸線と直交する平面方向に変位用シリンダ７８を移動させる平面位置決め機構７９が設けられていてもよい。さらに、装着装置４４側を固定として、保持装置４２側に、シリンダヘッド１２を回転台５４（又は傾動台５２）の面方向に移動させてリテーナー１６と押込筒７４を対向させる位置決め機構（図示せず）を設けてもよく、或いは、保持装置４２と装着装置４４の両方に位置決め機構を設けてもよい。

押込筒７４は、上部が塞がれた円筒状に形成されており、変位用シリンダ７８により上下に変位する。押込筒７４の下端面部７４ａは、環状の平坦面となっており、押込筒７４の下方向への変位においてリテーナー１６に接触してリテーナー１６を下方向に押し込む。そのため、押込筒７４の直径は、リテーナー１６の周縁部１６ｂに略一致する寸法に設定されている。この押込筒７４の下部寄り側面には供給部７６（シュータ８０）が挿入されている。

供給部７６は、バルブコッター１８の第１部材３８と第２部材４０を別経路且つ１個毎に供給するように構成されている。供給部７６は、第１部材３８と第２部材４０を別々に収容及び案内する一対のシュータ８０、８０（傾斜案内部）と、各シュータ８０、８０に設けられる一対の供給制御機構８２、８２とを有する。なお、以下の説明では、第１部材３８を供給するシュータ８０及び供給制御機構８２（図３中の左側の部材）を代表的に詳述し、特に指示のない限り、これと対称に配置される第２部材４０を供給するシュータ８０及び供給制御機構８２については説明を省略する。

シュータ８０は、第１部材３８を案内する管体として形成されており、その内部には軸方向に沿って案内路８４が設けられている。シュータ８０は、案内路８４を構成する面に沿って第１部材３８が滑落可能な角度で傾斜している。案内路８４を滑り落ちる第１部材３８は、案内路８４の下部側に形成された送出口８４ａから外部に送り出される。また、シュータ８０の上部には、第１部材３８を案内路８４に導入するための導入口８４ｂが形成されている。なお、一対のシュータ８０、８０の導入口８４ｂ、８４ｂには、第１部材３８と第２部材４０を各シュータ８０、８０の案内路８４、８４に供給するバルブコッター供給装置（図示せず）がそれぞれ設けられていてもよい。

シュータ８０は、その下部側が押込筒７４の内部に挿入されており、送出口８４ａを構成するシュータ８０の最下端部が押込筒７４の下端面部７４ａにちょうど一致する高さとなるように取り付けられている。一対のシュータ８０、８０の最下端部は、バルブステム１４の直径よりも若干幅広にとなるよう互いに離間しており、シュータ８０、８０によるバルブステム１４の接触が防止されている。

また、シュータ８０の上部は、押込筒７４に取り付けられた支持フレーム８６によって所定の傾斜角度に保持されている。シュータ８０は、支持フレーム８６の取付位置の変更に応じて、傾斜角度を調整できるように構成されている。

一方、供給制御機構８２は、シュータ８０に収容された第１部材３８を所望のタイミングで１個毎に送出口８４ａから送出する機能を有している。供給制御機構８２は、シュータ８０の所定位置に取り付けられる供給用シリンダ８８と、案内路８４内において第１部材３８の凸部１８ｂに引っ掛かり可能な係止片９０とを有する。

供給用シリンダ８８は、シュータ８０の側面に形成された挿入孔９２に対向し、案内路８４に対して進退移動を行う供給バー８８ａを有する。供給バー８８ａの先端部は、斜めに切り欠かれることで第１部材３８を押し出す押出部８８ｂとなっている。また、供給用シリンダ８８は、制御部６２に接続されており、制御部６２により供給バー８８ａの進退移動が制御される。

係止片９０は、挿入孔９２に対応する所定位置に設けられ（垂下され）、第１部材３８の凸部１８ｂに引っ掛かることで、案内路８４に収容されている複数の第１部材３８を弾性的に堰き止めている。係止片９０に引っ掛かる最下端の第１部材３８は、テーパ外壁１８ｃの上側角部が挿入孔９２に露出される位置で止められている。そのため、供給バー８８ａが挿入孔９２を介して案内路８４内に進出すると、供給バー８８ａの押出部８８ｂが第１部材３８の上側角部に当たり、係止片９０を弾性変形させるように第１部材３８を押し出す。これにより、最下端の第１部材３８は、係止片９０の引っ掛かりが外れ、案内路８４に沿って滑り落ち送出口８４ａから送り出される。

制御部６２は、一対の供給用シリンダ８８、８８の供給バー８８ａ、８８ａを同時に進退移動させるように制御しており、第１部材３８と第２部材４０は送出口８４ａ、８４ａから略同時に供給される。また、制御部６２は、変位用シリンダ７８の駆動も制御している。変位用シリンダ７８は、押込筒７４を支持している変位バー７８ａを上下方向に移動する。押込筒７４は、変位バー７８ａの変位にともないリテーナー１６の上面に押し当てられ、さらにリテーナー１６を介して、バルブスプリング３２を圧縮方向に押し込んで所定位置（嵌込案内位置）まで変位される。

制御部６２は、バルブスプリング３２を所定位置まで押し込んだ状態で、供給用シリンダ８８の供給バー８８ａを案内路８４に進出させる。これにより、バルブスプリング３２が圧縮された状態で、リテーナー１６の上部からバルブコッター１８（第１部材３８と第２部材４０）が供給される。

本実施形態に係るバルブコッター嵌込システム１０は、基本的には以上のように構成されており、次にこのバルブコッター嵌込システム１０によるバルブコッター嵌込方法（すなわち、エンジンバルブ３０の組立）について具体的に説明していく。

エンジンバルブ３０の組立では、先ずシリンダヘッド１２を保持装置４２に固定保持し、バルブスプリング３２の上端部にリテーナー１６を配置する。そして、制御部６２により、保持装置４２の回転機構４８又は傾斜機構５０を駆動して、バルブステム１４及びバルブスプリング３２の軸線Ｌが垂直方向となるようにシリンダヘッド１２の保持位置を調整し、リテーナー１６がちょうど押込筒７４に対向するように位置決めする（位置決め工程）。

次に、制御部６２は、変位用シリンダ７８を駆動して押込筒７４を下方向に変位させていき、図４Ａに示すように、押込筒７４の下端面部７４ａをリテーナー１６の周縁部１６ｂに押し当てる。さらに、押込筒７４を下方向に変位させることで、図４Ｂに示すように、バルブステム１４と相対的にリテーナー１６を下方向に押し込み、バルブスプリング３２を下方向に圧縮させていく（押込工程）。本実施形態の押込工程では、リテーナー１６の孔部１６ａにバルブコッター１８が配置されていない。そのため、バルブスプリング３２の圧縮時にリテーナー１６の偏心が良好に抑止される。すなわち、押込工程において、バルブステム１４がリテーナー１６の孔部１６ａに挿入されても、バルブステム１４がバルブコッター１８を介して間接的にリテーナー１６に干渉することが回避される。よって、バルブステム１４の軸線Ｌに対するリテーナー１６のずれが抑止される。

バルブステム１４がリテーナー１６の孔部１６ａを貫通した状態では、バルブステム１４とリテーナー１６の孔部１６ａとで隙間３６が形成される。この隙間３６は、リテーナー１６の偏心が防止されていることで、バルブステム１４の周囲を均等な幅で囲う空間となる。

図４Ｃに示すように、制御部６２は、バルブステム１４の上端部がリテーナー１６から所定長さ突出した位置（以下、嵌込案内位置という）で、変位用シリンダ７８の駆動を停止する。これにより、押込筒７４は、リテーナー１６を介してバルブスプリング３２を圧縮させた状態で、嵌込案内位置にて待機する。

その後、制御部６２は、供給用シリンダ８８、８８を駆動して、図５Ａに示すように、供給バー８８ａ、８８ａをシュータ８０、８０内に進出させる。これにより、最下端にあった第１部材３８と第２部材４０が供給バー８８ａ、８８ａにより押し出され、案内路８４、８４を滑り落ちて送出口８４ａ、８４ａから送出される。第１部材３８と第２部材４０は、リテーナー１６の上部から孔部１６ａに供給され、ちょうど隙間３６に入り込むように案内される（供給工程）。

供給工程の後、制御部６２は、変位用シリンダ７８を駆動して押込筒７４によるバルブスプリング３２の押し込みを解除し、バルブスプリング３２を上方向（伸長方向）に弾性復帰させる。これによりリテーナー１６も上方向に変位する。この際、隙間３６に供給された第１部材３８と第２部材４０は、テーパ外壁１８ｃがリテーナー１６のテーパ内壁１６ｄから上方向に向かう応力を受けることで、互いに近接する方向に案内される。また、図５Ｂに示すように、嵌込案内位置に供給された第１部材３８と第２部材４０の凸部１８ｂは、バルブステム１４の凹部１４ｂに容易に入り込む。つまり、第１部材３８と第２部材４０は、隙間３６への嵌め込みのずれが確実に抑止され、バルブステム１４の外側面に密着するように誘導される（嵌込工程）。

その結果、図５Ｃに示すように、押込筒７４を上方向に変位してリテーナー１６から離間した状態では、リテーナー１６とバルブコッター１８が嵌合し、バルブスプリング３２から上方向に弾性力が付与されてもリテーナー１６の変位が規制される。すなわち、バルブコッター１８は、バルブステム１４とリテーナー１６の孔部１６ａとで形成される隙間３６に精度よく嵌め込まれ、リテーナー１６をバルブステム１４に強固に固定させる。

また、バルブコッター嵌込システム１０は、一方のエンジンバルブ３０（例えば、排気バルブ２８）を組み立てた後、保持装置４２を動作することで他方のエンジンバルブ３０（例えば、吸気バルブ２６）をそのまま組み立てることが可能である。すなわち、図６Ａに示すように、排気バルブ２８の組立後に、保持装置４２は、回転機構４８の駆動モータ６０を駆動して回転台５４を１８０°回転させることで、吸気バルブ２６（バルブステム１４）の軸線Ｌを垂直方向に位置決めする。この場合、回転台５４に対する２本のバルブステム１４、１４の軸線Ｌの傾斜角度が等しければ、シリンダヘッド１２（傾動台５２）を傾斜した状態で回転させることにより、吸気バルブ２６を押込筒７４に簡単に対向させることができる。

また、図６Ｂに示すように、排気バルブ２８の組立後に、保持装置４２は、傾斜機構５０の傾動用シリンダ７０を駆動して傾動台５２の傾斜角度を変動させることで、吸気バルブ２６（バルブステム１４）の軸線Ｌを垂直方向に位置決めしてもよい。この場合、２本のバルブステム１４、１４の軸線Ｌの傾斜角度が異なっていても、傾動台５２の傾斜角度を調整することで吸気バルブ２６を垂直方向に適切に位置決めすることが可能である。勿論、制御部６２は、回転機構４８と傾斜機構５０の両方を駆動して吸気バルブ２６を位置決めしてもよい。また、吸気バルブ２６を位置決めする際に、押込筒７４と吸気バルブ２６の相対位置がずれる場合は、平面位置決め機構７９により装着装置４４の位置を変動させてもよい。

以上のように、本実施形態に係るバルブコッター嵌込システム１０及びバルブコッター嵌込方法によれば、バルブコッター１８が孔部１６ａに配置されていない状態で、押込筒７４がバルブスプリング３２の圧縮方向にリテーナー１６を押し込むことで、バルブステム１４がリテーナー１６の孔部１６ａを貫通する際に、バルブステム１４がリテーナー１６に干渉することが阻止される。すなわち、嵌込作業において、バルブステム１４からバルブコッター１８を介してリテーナー１６に及ぼされる影響が回避され、バルブステム１４に対するリテーナー１６のずれ（偏心）が抑えられる。そして、リテーナー１６のずれが抑えられた状態で、供給部７６が、バルブスプリング３２の反対側から隙間３６に入り込むように第１部材３８と第２部材４０を供給することで、第１部材３８と第２部材４０を隙間３６に迅速且つ高精度に嵌め込むことができる。その結果、バルブコッター１８の嵌込作業を効率的に行うことが可能となり、また歩留まりを大幅に向上することができる。

この場合、バルブスプリング３２の伸長方向の弾性復帰にともない、第１部材３８及び第２部材４０の凸部１８ｂがバルブステム１４の凹部１４ｂに自動的に入り込むように案内することで、バルブスプリング３２によりリテーナー１６が押し戻される際に、凹部１４ｂと凸部１８ｂがスムーズに嵌ることになり、作業効率が一層向上する。しかも、供給した第１部材３８や第２部材４０を押さえつけるための構造を設ける必要がなくなるため、システムを簡単に構成することができる。

また、供給部７６は、第１部材３８と第２部材４０を滑らせて供給するシュータ８０に、第１部材３８と第２部材４０を略同時且つ１個毎に供給する供給制御機構８２を有することで、押込筒７４がバルブスプリング３２を圧縮した状態で、第１部材３８と第２部材４０を高速且つ精度よく供給することができる。

さらに、バルブコッター嵌込システム１０は、押込筒７４と供給部７６がリテーナー１６に対し一体的に移動可能であることで、リテーナー１６を所定位置に押し込んだ際に、第１部材３８と第２部材４０を供給する供給部７６の位置決めも完了するため、嵌込作業をより一層効率的に行うことができる。

また、本発明に係るバルブコッター嵌込システム１０は、上述した実施形態に限定されるものではなく種々の構成をとり得ることは勿論である。以下、バルブコッター嵌込システム１０の変形例について幾つか説明していく。なお、以降の変形例の説明において、本実施形態と同じ構成又は同一の機能を有する構成については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

図７Ａに示す第１変形例に係るバルブコッター嵌込システム１０Ａは、バルブコッター１８を供給する供給部７６Ａ（装着装置４４Ａ）の構成が本実施形態に係るバルブコッター嵌込システム１０と異なっている。すなわち、供給部７６Ａは、供給制御機構８２Ａによって、バルブコッター１８を収容するシュータ８０の傾斜角度を変動させ、シュータ８０の傾斜角度に応じて第１部材３８と第２部材４０を１個毎に供給する構成となっている。

具体的には、供給制御機構８２Ａは、押込筒７４の側方に供給用シリンダ９４を備え、この供給用シリンダ９４は、供給用シリンダ９４から直線状に延びてシュータ８０の下部寄り側面を支持する第１バー９４ａと、第１バー９４ａに揺動自在に取り付けられる中間バー９４ｂと、中間バー９４ｂの一端部から直線状に延びてシュータ８０の側面を支持する第２バー９４ｃとを有する。また、第２バー９４ｃの所定位置には、第２バー９４ｃの進退移動を緩衝し且つ移動量を調整する緩衝用シリンダ９５が設けられている。

供給制御機構８２Ａは、中間バー９４ｂの中心が回転基点として機能し、供給用シリンダ９４によって第１バー９４ａが進出すると中間バー９４ｂが回転基点に基づき回転し第２バー９４ｃが逆方向に移動（後退）する。これにより、第１バー９４ａと第２バー９４ｃにより支持されているシュータ８０の傾斜角度が緩やかになり、第１部材３８と第２部材４０の供給が停止される。一方、供給用シリンダ９４によって第１バー９４ａが後退すると、シュータ８０の傾斜角度が急になり、第１部材３８と第２部材４０の供給が行われる。

バルブコッター嵌込システム１０Ａは、以上のように供給部７６Ａを構成しても、リテーナー１６の上部からバルブステム１４と孔部１６ａとで形成される隙間３６にバルブコッター１８（第１部材３８、第２部材４０）を供給することができる。要するに、第１部材３８と第２部材４０を供給する機構は、特に限定されるものではなく、リテーナー１６が嵌込案内位置に位置した状態（バルブスプリング３２の圧縮状態）で第１部材３８と第２部材４０を１個毎に供給可能な種々の構成を採用することができる。なお、供給部７６、７６Ａによる第１部材３８と第２部材４０の供給タイミングは、同時ではなく、ずれていてもよい。

図７Ｂに示す第２変形例に係るバルブコッター嵌込システム１０Ｂは、押込筒７４の内部に設けられ押込筒７４の上下の変位とは別に上下に変位する可動押さえ部９６を備える点で、バルブコッター嵌込システム１０、１０Ａとは異なる。可動押さえ部９６は、第１部材３８及び第２部材４０が供給部７６から隙間３６に供給された後に、下方向に変位して、その下端面が第１部材３８と第２部材４０の近接位置に（又は接触するように）配置される。これにより、リテーナー１６が上方向に移動する際に、可動押さえ部９６の下端面により第１部材３８と第２部材４０を押さえることができる。よって、隙間３６に供給された第１部材３８と第２部材４０が一層確実に隙間３６内に止められ、バルブコッター１８は、バルブステム１４やリテーナー１６との嵌合が促進される。

上記において、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改変が可能なことは言うまでもない。

１０、１０Ａ、１０Ｂ…バルブコッター嵌込システム
１２…シリンダヘッド １４…バルブステム
１４ｂ…凹部 １６…リテーナー
１６ａ…孔部 １８…バルブコッター
１８ｂ…凸部 ３０…エンジンバルブ
３２…バルブスプリング ３６…隙間
３８…第１部材 ４０…第２部材
４２…保持装置 ４４、４４Ａ…装着装置
４８…回転機構 ５０…傾斜機構
７４…押込筒 ７６、７６Ａ…供給部
８０…シュータ ８２、８２Ａ…供給制御機構

Claims (12)

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ーの孔部とで形成された隙間に、複数の部材からなるバルブコッターを嵌め込むバルブコッター嵌込システムであって、
   前記シリンダヘッドを固定保持する保持装置と、
   前記バルブコッターが前記孔部に配置されていない状態で、前記バルブスプリングの圧縮方向に前記リテーナーを押し込む押込部と、
   前記バルブスプリングの圧縮状態で、前記バルブスプリングの反対側から前記隙間に入り込むように前記複数の部材を供給する供給部とを有する
   ことを特徴とするバルブコッター嵌込システム。
2. 請求項１記載のバルブコッター嵌込システムにおいて、
   前記バルブステムは、前記バルブコッターに形成された凸部に係合可能な凹部を有し、
   前記供給部は、前記押込部の押込み解除による前記バルブスプリングの伸長方向の弾性復帰にともない、前記凹部に前記凸部が自動的に入り込むように前記複数の部材を前記隙間に案内可能である
   ことを特徴とするバルブコッター嵌込システム。
3. 請求項２記載のバルブコッター嵌込システムにおいて、
   前記供給部は、
   前記複数の部材を異なる経路から滑らせて供給する複数の傾斜案内部と、
   前記複数の傾斜案内部に設けられ、前記リテーナーに対し前記複数の部材を略同時且つ１個毎に供給する供給制御機構とを有する
   ことを特徴とするバルブコッター嵌込システム。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のバルブコッター嵌込システムにおいて、
   前記押込部と前記供給部は、前記リテーナーに対し一体的に移動可能である
   ことを特徴とするバルブコッター嵌込システム。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のバルブコッター嵌込システムにおいて、
   前記保持装置は、前記シリンダヘッドを固定保持した状態で、前記シリンダヘッドを回転可能な回転機構を有する
   ことを特徴とするバルブコッター嵌込システム。
6. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のバルブコッター嵌込システムにおいて、
   前記保持装置は、前記シリンダヘッドを固定保持した状態で、前記シリンダヘッドの傾斜角度を調整可能な傾斜機構を有する
   ことを特徴とするバルブコッター嵌込システム。
7. 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ーの孔部とで形成された隙間に、複数の部材からなる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、
   前記バルブスプリングの端部に前記リテーナーを配置した状態で、前記リテーナーを所定位置に位置決めする位置決め工程と、
   前記バルブコッターが前記孔部に配置されていない状態で、位置決めされた前記リテーナーを前記バルブスプリングの圧縮方向に押し込む押込工程と、
   前記バルブスプリングの圧縮状態で、前記バルブスプリングの反対側から前記隙間に入り込むように前記複数の部材を一緒に供給する供給工程と、
   前記供給工程後に、前記バルブスプリングの押し込みを解除し、前記バルブスプリングを伸長方向に弾性復帰させ、前記バルブコッターを前記隙間に嵌め込む嵌込工程とを有する
   ことを特徴とするバルブコッター嵌込方法。
8. 請求項７記載のバルブコッター嵌込方法において、
   前記バルブステムは、前記バルブコッターに形成された凸部に係合可能な凹部を有し、
   前記供給工程では、前記嵌込工程における前記バルブスプリングの伸長方向の弾性復帰にともない、前記凹部に前記凸部が自動的に入り込むように前記複数の部材を前記隙間に案内する
   ことを特徴とするバルブコッター嵌込方法。
9. 請求項８記載のバルブコッター嵌込方法において、
   前記供給工程では、複数の傾斜案内部を介して、前記複数の部材を、異なる経路から滑らせて前記リテーナーに対し略同時且つ１個毎に供給する
   ことを特徴とするバルブコッター嵌込方法。
10. 請求項７〜９のいずれか１項に記載のバルブコッター嵌込方法において、
    前記押込工程では、前記リテーナーに当接して押し込む押込部と、前記バルブコッターを供給する供給部とを前記リテーナーに対し一体的に移動する
    ことを特徴とするバルブコッター嵌込方法。
11. 請求項７〜１０のいずれか１項に記載のバルブコッター嵌込方法において、
    前記位置決め工程では、前記シリンダヘッドを固定保持した状態で、前記シリンダヘッドを回転する
    ことを特徴とするバルブコッター嵌込方法。
12. 請求項７〜１１のいずれか１項に記載のバルブコッター嵌込方法において、
    前記位置決め工程では、前記シリンダヘッドを固定保持した状態で、前記シリンダヘッドの傾斜角度を調整する
    ことを特徴とするバルブコッター嵌込方法。

Images