JP2015100864A - バルブコッタ装着装置およびエンジンの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】バルブコッタを最小限の力で保持することにより装置構成を軽量化できるとともに、バルブコッタ、リテーナおよび装置自身への損傷を抑えることができるバルブコッタ装着装置およびシリンダヘッドの製造方法を提供する。
【解決手段】バルブコッタ装着装置１００は、本体ＡＳＳＹ１１０を備えている。本体ＡＳＳＹ１１０は、主として、センタハウジング１１１、ピストンホルダ１１４およびコッタ押圧体１１５を備えている。センタハウジング１１１は、バルブコッタ９４の内周面が宛がわれる有底筒状に形成されてピストン１１３に保持されている。ピストンホルダ１１４は、バルブステム９１に対してピストン１１３を進退可能に保持している。コッタ押圧体１１５は、センタハウジング１１１に向けてバルブコッタ９４の外周面を押し付ける押圧部１１５ａを有してピストンホルダ１１４に回動自在に取り付けられている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、シリンダヘッドに設けられるバルブステムに形成されたコッタ溝に一対のコッタ片からなるバルブコッタを嵌合させてバルブステムにリテーナを組み付けるバルブコッタ装着装置およびエンジンの製造方法に関する。

従来から、エンジンを構成するシリンダヘッドに吸気バルブおよび排気バルブを組み付ける工程においては、バルブステムにバルブコッタを介してリテーナを組み付ける所謂コッタ装着装置が用いられている。例えば、下記特許文献１には、ガイドピン、押圧部材およびリテーナによって保持された一対のコッタ片をバルブステム上に形成されたコッタ溝に嵌め込むバルブコッタ装着装置が開示されている。

特開２００３−３１１５５７号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載されたバルブコッタ装着装置においては、一対のコッタ片を押圧部材とリテーナとがスプリングおよびバルブスプリングによる強い挟持力で挟持するとともにこの一対のコッタ片をバルブステム側に精度良く押圧するために押圧片に対して強い押圧力を付与する必要があり、バルブコッタ装着装置の高剛性化によって装置全体として重量化するという問題があった。また、上記従来のバルブコッタ装着装置においては、強い挟持力によってバルブコッタおよびリテーナの損傷が懸念されるとともに押圧部材の摩耗が激しいという問題もあった。

本発明は上記問題に対処するためなされたもので、その目的は、バルブコッタを最小限の力で保持することにより装置構成を軽量化するとともに、バルブコッタ、リテーナおよび装置自身への損傷を抑えることができるバルブコッタ装着装置およびエンジンの製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の特徴は、シリンダヘッドに設けられるバルブステムに形成されたコッタ溝に一対のコッタ片からなるバルブコッタを嵌合させてバルブステムにリテーナを組み付けるバルブコッタ装着装置において、コッタ溝が形成されたバルブステムに抜き差し自在に嵌合する筒状のセンタハウジングと、センタハウジングをバルブステムに対して進退させるセンタハウジング進退手段と、センタハウジングの外側に互いに対向配置された一対の押圧部がセンタハウジング側に向かって進退可能に支持されたコッタ押圧体とを備えることにある。

このように構成した本発明の特徴によれば、バルブコッタ装着装置は、コッタ押圧体によってバルブコッタが押し付けられたセンタハウジングをコッタ溝が形成されたバルブステムの外周部に配置した後、センタハウジングをバルブステムの外周部上から抜き去ることでコッタ片をコッタ溝に押し付けて装着するように構成されている。すなわち、バルブコッタ装着装置は、センタハウジング上でコッタ片を保持できる程度の押圧力で押さえればよいため、従来のバルブコッタ装着装置に比べて低剛性な装置構成によって軽量化することができるとともに、バルブコッタ、リテーナおよび装置自身への損傷を抑えることができる。

また、本発明の他の特徴は、前記バルブコッタ装着装置において、コッタ押圧体は、一対の押圧部が弾性体による弾性力によって常にセンタハウジング側に向かって押圧されていることにある。

このように構成した本発明の他の特徴によれば、バルブコッタ装着装置は、コッタ押圧体における一対の押圧部が常にセンタハウジング側に向かって弾性的に押圧されているため、コッタ片の成形精度のバラツキを吸収して精度よくコッタ片をセンタハウジングに保持できるとともにセンタハウジングを抜き取った際においても抜き取りと同時にコッタ片をバルブステムに押し付けることができる。

また、本発明の他の特徴は、前記バルブコッタ装着装置において、センタハウジング進退手段は、空気圧を利用してセンタハウジングをバルブステムに対して進退させることにある。

このように構成した本発明の他の特徴によれば、バルブコッタ装着装置は、センタハウジング進退手段が空気圧を利用してセンタハウジングをバルブステムに対して進退させるため、極めて高速でセンタハウジングをバルブステムの外周部上から抜き去って精度よくコッタ片をバルブステムに押し付けることができる。

また、本発明の他の特徴は、前記バルブコッタ装着装置において、さらに、センタハウジングの進退方向の前方に、リテーナが嵌合するリテーナ嵌合部を備えることにある。

このように構成した本発明の他の特徴によれば、バルブコッタ装着装置は、センタハウジングの進退方向の前方に、リテーナが嵌合するリテーナ嵌合部を備えているため、バルブステムにバルブコッタを装着する工程においてリテーナの位置ずれを補正して精度よくバルブコッタをバルブステムに装着することができる。

また、本発明の他の特徴は、前記バルブコッタ装着装置において、センタハウジングの厚さは、コッタ片の厚さ以下に形成されていることにある。この場合、コッタ片の厚さとは、コッタ片の内周面と外周面との間の厚さである。

このように構成した本発明の他の特徴によれば、バルブコッタ装着装置は、センタハウジングをバルブステムの外周部上からに抜き去ったときに精度良くコッタ片をバルブステムのコッタ溝に嵌合さえることができる。

また、本発明の他の特徴は、前記バルブコッタ装着装置において、コッタ溝は、バルブステムに少なくとも２つ以上形成されていることにある。

このように構成した本発明の他の特徴によれば、バルブコッタ装着装置は、一般にバルブコッタの装着が困難とされている複数のコッタ溝が形成されたバルブステム上にバルブコッタを精度良く装着することができる。

また、本発明は、バルブコッタ装着装置の発明として実施できるばかりでなく、このバルブコッタ装着装置を用いたエンジンの製造方法の発明としても実施できるものである。

具体的には、例えば、バルブステムに形成されたコッタ溝に一対のコッタ片からなるバルブコッタを嵌合させてバルブステムにリテーナが組み付けられたシリンダヘッドを備えるエンジンの製造方法において、コッタ溝が形成されたバルブステムに抜き差し自在に嵌合する筒状のセンタハウジングと、センタハウジングをバルブステムに対して進退させるセンタハウジング進退手段と、センタハウジングの外側にて互いに対向配置されて同センタハウジング側に向かって進退可能に支持された一対の押圧部を有するコッタ押圧体とを備えたバルブコッタ装着装置を用意しておき、センタハウジングの外周面に対して一対のコッタ片を一対の押圧部によって押圧した状態で保持するコッタ片保持工程と、センタハウジングに保持された一対のコッタ片をバルブステムにおけるコッタ溝上に位置するようにセンタハウジングをバルブステムに嵌合させるセンタハウジング位置決め工程と、センタハウジング進退手段によってセンタハウジングを後退させるセンタハウジング後退工程とを含むことにある。このシリンダヘッドの製造方法によれば、上記バルブコッタ装着装置と同様の作用効果と期待でき、シリンダヘッドを精度良く製造することができる。

本発明の一実施形態に係るバルブコッタ装着装置の外観構成の概略を模式的に示した正面図である。 図１に示すバルブコッタ装着装置の制御的なシステム構成の概略を示すブロック図である。 バルブコッタおよびリテーナがそれぞれ装着されたバルブステムの構成の概略を模式的に示す断面図である。 （Ａ）〜（Ｄ）は、図１に示すバルブコッタ装着装置における本体ＡＳＳＹがバルブコッタをバルブステムに装着する工程を経時的に示す本体ＡＳＳＹの一部破断断面図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、図１に示すバルブコッタ装着装置における本体ＡＳＳＹがコッタチャック装置からバルブコッタの供給を受ける過程を経時的に示す本体ＡＳＳＹおよびコッタチャック装置の一部破断断面図である。 図１に示すバルブコッタ装着装置における本体ＡＳＳＹがバルブコッタを保持してバルブステムに装着するまでの作業工程の手順を示した流れ図である。 図４に示す破線円Ａ内の構成を拡大して示す部分拡大断面図である。 図４に示す破線円Ｂ内の構成を拡大して示す部分拡大断面図である。

以下、本発明に係るバルブコッタ装着装置およびエンジンの製造方法の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係るバルブコッタ装着装置１００の構成の概略を模式的に示す正面図である。また、図２は、図１に示すバルブコッタ装着装置１００の制御的なシステム構成の概略を示すブロック図である。このバルブコッタ装着装置１００は、シリンダヘッド９０に設けられるバルブステム９１に形成されたコッタ溝９２に一対のコッタ片９３からなるバルブコッタ９４を嵌合させてバルブステム９１にリテーナ９５を組み付ける機械装置である。

ここで、まず、バルブコッタ９４について簡単に説明しておく。バルブコッタ９４は、図３に示すように、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどのレシプロエンジンにおいて、バルブステム９１にバルブスプリング９６およびリテーナ９５を固定するための鋼鉄製の部品であり、バルブステム９１の外周面上に互いに対向する一対の小片状のコッタ片９３によって構成されている。これらのコッタ片９３は、バルブステム９１の外周面およびリテーナ９５の内周面に沿ったテーパ円弧状に湾曲した形状に形成されている。また、コッタ片９３の内周面には、バルブステム９１の外周面に形成されたコッタ溝９２に嵌合する嵌合凸部９３ａが形成されている。本実施形態においては、嵌合凸部９３ａは、コッタ片９３の各内周面に３つずつ形成されている。

（バルブコッタ装着装置１００の構成）
バルブコッタ装着装置１００は、本体ＡＳＳＹ１１０を備えている。本体ＡＳＳＹ１１０は、図４（Ａ）〜（Ｄ）にそれぞれ示すように、バルブコッタ９４を保持してバルブステム９１およびリテーナ９５に取り付けるための機械装置であり、センタハウジング１１１を備えている。センタハウジング１１１は、後述するコッタ押圧体１１５と協働してバルブコッタ９４を保持する部品であり、鋼材を有底円筒状に形成して構成されている。

この場合、センタハウジング１１１の内形は、バルブステム９１の外周面が摺動可能な内径および表面粗さに形成されている。また、センタハウジング１１１の外形は、バルブコッタ９４の内周面が摺動可能な円弧状に形成されている。また、このセンタハウジング１１１の厚さは、薄い方が好ましく、特にバルブコッタ９４（コッタ片９３）の厚さと同じまたはそれよりも薄く形成することが好適である。なお、センタハウジング１１１の厚さは、バルブコッタ９４（コッタ片９３）の厚さより厚く形成してもよいことは当然である。このセンタハウジング１１１は、センタハウジング１１１の底部に設けられたボルト１１２を介してピストン１１３に取り付けられている。

ピストン１１３は、センタハウジング１１１を支持する棒状の鋼製の部品であり、一方（図示下側）の端部にセンタハウジング１１１が固定的に取り付けられるとともに、他方（図示上側）の端部に外径が広がった大径のピストン部１１３ａが形成されている。このピストン１１３は、ピストンホルダ１１４によって支持されている。

ピストンホルダ１１４は、主として、ピストン１１３およびコッタ押圧体１１５をそれぞれ支持するとともにバルブコッタ９４の装着時にリテーナ９５を押し下げるための部品であり、鋼材を円筒状に形成して構成されている。より具体的には、ピストンホルダ１１４は、内部に形成された貫通孔によってピストン１１３を摺動自在に支持するとともに、外周部から張り出した状態でコッタ押圧体１１５を可動的に支持している。また、ピストンホルダ１１４の先端側は、外形が小径化するとともにコッタ押圧体１１５の先端部分が可動可能な状態でピストンホルダ１１４の内部に入り込む隙間からなるスリット１１４ａが形成されている。

さらに、ピストンホルダ１１４の先端部には、リテーナ９５の外周部が摺動自在に嵌合する凹状のリテーナ嵌合部１１４ｂが形成されている。この場合、リテーナ嵌合部１１４ｂの底部は、センタハウジング１１１の外周面上に保持されるバルブコッタ９４の下端面と面一または同下端面よりも下方に位置するように形成される。また、リテーナ嵌合部１１４ｂの内周面は、底部に向かって錐状（テーパ状）に形成されている。

コッタ押圧体１１５は、センタハウジング１１１と協働してバルブコッタ９４を保持する鋼製の部品であり、本体ＡＳＳＹ１１０の長手方向（図示上下方向）に沿って屈曲しながら延びる一対の板状体で構成されている。この場合、長尺に延びるコッタ押圧体１１５は、一方（図示下側）の先端部にセンタハウジング１１１側に向かって張り出した押圧部１１５ａが形成されるとともに、他方（図示上側）の端部にピストンホルダ１１４の外側に向かって張り出した操作片１１５ｂが形成されている。

押圧部１１５ａは、センタハウジング１１１またはバルブステム９１の各外表面に対してバルブコッタ９４を押圧する部分であり、バルブコッタ９４の外周面より小形の突起として形成されている。そして、この押圧部１１５ａは、バルブコッタ９４をバルブステム９１のコッタ溝９２に装着する工程において、本体ＡＳＳＹ１１０を上昇させた際にリテーナ９５が嵌合し始めるまでバルブコッタ９４の外周面を押圧可能な長さまたはコッタ押圧体１１５上の位置に形成されている。また、操作片１１５ｂは、後述する押圧部操作装置によって押圧される部分であり、ピストンホルダ１１４の外側に向かって張り出した後、図示上側に延びて形成されている。

このコッタ押圧体１１５は、長手方向中央部が円柱状のピン１１６ａを介してピストンホルダ１１４上に回動自在に支持されるとともに、このピン１１６ａの図示上方に隣接配置されたスプリング１１６ｂによってピストンホルダ１１４に対して外側に押圧されている。これにより、コッタ押圧体１１５は、押圧部１１５が常にセンタハウジング１１１の外周面に対して少なくともバルブコッタ９４の厚さ以下の範囲で進退可能に押圧された状態で支持されている。

このピストンホルダ１１４は、シリンダ体１１７によって下垂した状態で支持されている。シリンダ体１１７は、ピストン部１１３ａを内包した状態でピストンホルダ１１４を支持する鋼製の部品であり、図示下方に延びる棒状にて形成されている。シリンダ体１１７の先端部には、凹状に窪んだ状態でシリンダ部１１７ａが形成されている。シリンダ部１１７ａは、ピストン１１３のピストン部１１３ａが摺動自在に収容される有底円筒状の部分であり、ピストンホルダ１１４の先端部が嵌合することで気密的に形成されている。

このシリンダ部１１７ａには、最奥部の底部とシリンダ体１１７の外周面との間に貫通孔１１７ｂが形成されており、この貫通孔１１７ｂと図示しないエア配管を介して空気圧回路１２０が接続されている。空気圧回路１２０は、後述する制御装置１７０による作動制御によってシリンダ部１１７ａ内に空気を供給またはシリンダ部１１７ａ内から空気を吸引するそれぞれ図示しないエアポンプ、電磁弁、エアシリンダなどの空圧回路構成用の機械器具によって構成されている。

このシリンダ体１１７は、ボルト１１７ｃを介してＡＳＳＹ昇降ユニット１３０の保持プレート１３１に取り付けられている。ＡＳＳＹ昇降ユニット１３０は、本体ＡＳＳＹ１１０を昇降させる機械装置であり、主として、保持プレート１３１、昇降アクチュエータ１３２および可動ベース１３３によって構成されている。

これらのうち、保持プレート１３１は、シリンダ本体１１７が取り付けられることによって本体ＡＳＳＹ１１０全体を下垂した状態で保持する鋼板製の板状体である。この保持プレート１３１は、昇降アクチュエータ１３２を介して可動ベース１３３に支持されている。昇降アクチュエータ１３２は、制御装置１７０による作動制御によって保持プレート１３１を昇降させて本体ＡＳＳＹ１１０を後述するシリンダヘッド保持装置１５０およびコッタチャック装置１６０に対して接近または離隔させる機械装置である。本実施形態においては、昇降アクチュエータ１３２は、エアシリンダによって構成されている。この昇降アクチュエータ１３２は、可動ベース１３３上に固定されている。

可動ベース１３３は、保持プレート１３１および昇降アクチュエータ１３２をそれぞれ支持する鋼板製の板状部品であり、図示しないＬＭガイドを介して後述する支持梁１４１上のガイドレール１４２に摺動自在な状態で支持されている。この可動ベース１３３は、
往復動アクチュエータ１３４によってガイドレール１４２上を変位する。往復動アクチュエータ１３４は、制御装置１７０による作動制御によって可動ベース１３３を移動させて本体ＡＳＳＹ１１０をシリンダヘッド保持装置１５０とコッタチャック装置１６０との間で往復変位させる機械装置である。本実施形態においては、往復動アクチュエータ１３４は、エアシリンダによって構成されている。この往復動アクチュエータ１３４は、支持梁１４１上に固定されている。

支持梁１４１は、ガイドレール１４２を介してＡＳＳＹ昇降ユニット１３０および往復動アクチュエータ１３４をそれぞれ支持する長尺の部品であり、鋼材を長尺に延びる板状に形成して構成されている。ガイドレール１４２は、可動ベース１３２に設けられたＬＭガイドが摺動可能に嵌合して同ＬＭガイドを直線状に案内する長尺の部品である。このガイドレール１４２は、シリンダヘッド保持装置１５０とコッタチャック装置１６０との間の距離に対応する長さに形成されている。このガイドレール１４２が取り付けられた支持梁１４１は、４つの支持柱１４３（図１において２つの図示）によって支持されている。

４つの支持柱１４３は、支持梁１４１を水平状態で支持する長尺の部品であり、鋼材を長尺に延びる円柱状に形成して構成されている。これら４つの支持柱１４３は、基台１４４に起立した状態で固定されている。基台１４４は、４つの支持柱１４３の他に、シリンダヘッド保持装置１５０およびコッタチャック装置１６０をそれぞれ載置した状態で支持する部品であり、鋼板を方形板状に形成して構成されている。

シリンダヘッド保持装置１５０は、図示しないエンジンを構成するシリンダヘッド９０を着脱自在に保持するチャック装置であり、主として、テーブル１５１およびチルトアクチュエータ１５２によって構成されている。テーブル台１５１は、シリンダヘッド９０が載置された状態で同シリンダヘッド９０を着脱自在に保持する平板状の部品であり、チルトアクチュエータ１５２によって傾斜可能に構成されている。チルトアクチュエータ１５２は、制御装置１７０による作動制御によってテーブル１５１を傾斜させてシリンダヘッド９０のバルブステム９１の軸線を本体ＡＳＳＹ１１０の軸線と平行にする機械装置である。本実施形態においては、チルトアクチュエータ１５２は、エアシリンダによって構成されている。

コッタチャック装置１６０は、図５（Ａ）〜（Ｃ）にそれぞれ示すように、本体ＡＳＳＹ１１０にバルブコレット９４を供給して保持させるための機械装置であり、主として、コッタ受渡装置１６１および開放アクチュエータ１６７によって構成されている。これらのうち、コッタ受渡装置１６１は、バルブコッタ９４を保持して本体ＡＳＳＹ１１０に供給する機械装置であり、主として、センタホルダ１６２、張出基台１６３、サポートスリーブ１６４、押出し体１６５および押出しアクチュエータ１６６によって構成されている。

センタホルダ１６２は、サポートスリーブ１６４と協働してバルブコッタ９４を保持する部品であり、鋼材を有底円筒状に形成して構成されている。この場合、センタホルダ１６２の外形は、バルブコッタ９４の内周面が摺動可能な内径および表面粗さに形成されている。このセンタホルダ１６２は、張出基台１６３にボルトを介して取り付けられている。張出基台１６３は、センタホルダ１６２、サポートスリーブ１６４および押出し体１６５を支持する鋼板製の板状部品である。この張出基台１６３は、搬送機構１８０に支持されている。

搬送機構１８０は、コッタ受渡装置１６１にバルブコッタ９４を保持させるためにコッタ受渡装置１６１を本体ＡＳＳＹ１１０の真下位置から退避させる変位機構である。この搬送機構１８０は、張出基台１６３を支持するスライダ１８１が自走用の図示しないアクチュエータを備えており、制御装置１７０による作動制御によってガイドレール１８２を自走するように構成されている。本実施形態においては、スライダ１８１は、図１の紙面に垂直な奥行き方向に往復自走するように構成されている。この搬送機構１８０は、鋼材製の板状体および柱状体を組み合わせて形成した支持フレーム１９０によって支持されている。

張出基台１６３上におけるセンタホルダ１６２の外側には、押出し体１６５を介してサポートスリーブ１６４が設けられている。サポートスリーブ１６４は、センタホルダ１６２と協働してバルブコッタ９４を保持する部品であり、鋼材をフランジ部を有する円筒状に形成して構成されている。この場合、サポートスリーブ１６４の内形は、バルブコッタ９４の外周面が摺動可能な外径および表面粗さに形成されている。このサポートスリーブ１６４は、張出基台１６３にボルトによって固定的に取り付けられている。

押出し体１６５は、センタホルダ１６２とサポートスリーブ１６５との間に配置されたバルブコッタ９４を支持するとともにこれらのセンタホルダ１６２とサポートスリーブ１６５との間からバルブコッタ９４を外部に押し出すための部品であり、２つのコッタ片９３に対応する２つの爪部が図示上下方向に沿って長尺に延びるとともに図示下方で繋がった縦断面形状が略Ｕ字状に形成されて構成されている。

この押出し体１６５は、張出基台１６３を貫通した状態でセンタホルダ１６２とサポートスリーブ１６４との間に配置されている。この場合、押出し体１６５は、張出基台１６３との間に形成された中空の内部空間内にスプリング１６５ａが設けられており、図示下方に向かって押されている。また、押出し体１６５の下端部の下方には、押出し体１６５の外周部を受け止めるとともに中央部を貫通させる貫通孔を有した受けフレーム１６５ｂが張出基台１６３に取り付けられた状態で設けられている。そして、この受けフレーム１６５ｂの下方には、押出しアクチュエータ１６６が設けられている。

押出しアクチュエータ１６６は、制御装置１７０による作動制御によって押出し体１６５を押圧してセンタホルダ１６２とサポートスリーブ１６４との間に保持されたバルブコッタ９４を押し出すための機械装置である。本実施形態においては、押出しアクチュエータ１６６は、エアシリンダによって構成されている。この押出しアクチュエータ１６６は、支持フレーム１７０によって押出し体１６５の真下に支持されている。

開放アクチュエータ１６７は、制御装置１７０による作動制御によって本体ＡＳＳＹ１１０における操作片１１５ｂを押圧してコッタ押圧体１１５の押圧部１１５ａをセンタハウジング１１１から離隔させるための機械装置である。本実施形態においては、開放アクチュエータ１６７は、エアシリンダによって構成されている。この開放アクチュエータ１６７は、支持フレーム１７０によって本体ＡＳＳＹ１１０における操作片１１５ｂに対向する位置に支持されている。

制御装置１７０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどからなるマイクロコンピュータによって構成されており、ＲＯＭなどの記憶装置に予め記憶された図示しない制御プログラムを実行することによって空気圧回路１２０、昇降アクチュエータ１３２、往復動アクチュエータ１３４、チルトアクチュエータ１５２、搬送機構１８０、押出しアクチュエータ１６６および開放アクチュエータ１６７の各作動をそれぞれ制御する。この制御装置１７０には、作業者からの指示を入力するためのスイッチ群からなる入力装置１７１、および制御装置１７０の作動状態を表示するための液晶表示装置からなる表示装置１７２をそれぞれ備えている。

なお、このバルブコッタ装着装置１００には、制御装置１７０の他に制御装置１７０、空気圧回路１２０、昇降アクチュエータ１３２、往復動アクチュエータ１３４、チルトアクチュエータ１５２、搬送機構１８０、押出しアクチュエータ１６６および開放アクチュエータ１６７に電力をそれぞれ供給するための図示しない電源部なども備えているが、これらについては、本発明に直接関わらないため、その説明は省略する。

また、バルブコッタ装着装置１００は、本体ＡＳＳＹ１１０およびコッタチャック装置１６０をそれぞれ１つずつ備えてシリンダヘッド９０に複数設けられるバルブステム９１ごとに本体ＡＳＳＹ１１０の位置を位置決めしてバルブコレット９４を装着してもよいが、一般的には、シリンダヘッド９０に複数設けられるバルブステム９１ごとに本体ＡＳＳＹ１１０およびコッタチャック装置１６０をそれぞれ設けて複数のバルブステム９１に対して同時にバルブコレット９４の装着工程を実行する。したがって、本実施形態においても、図示は省略するが、本体ＡＳＳＹ１１０およびコッタチャック装置１６０は、図１の紙面に垂直な奥行き方向にシリンダヘッド９０に設けられたバルブステム９１の位置および数に対応する本体ＡＳＳＹ１１０およびコッタチャック装置１６０が複数設けられているものとする。

（バルブコッタ装着装置１００の作動）
次に、上記のように構成したバルブコッタ装着装置１００の作動、すなわち、エンジンの製造工程の一部であるシリンダヘッド９０におけるバルブコッタの組付け工程について図６を参照しながら説明する。図６は、バルブコッタ装着装置１００を用いたバルブコッタの組付け工程の手順を示した流れ図である。このバルブコッタ装着装置１００は、エンジンの製造ラインにおいてバルブコッタ９４の組付け工程を担当する機械設備として設置される。したがって、このバルブコッタ９４の組付け作業を行う作業者は、エンジンの製造ラインの稼働開始に併せてバルブコッタ装着装置１００の作動を開始させる。具体的には、作業者は、入力装置１７１を介して制御装置１７０に対して作動の開始を指示する。この指示に応答して制御装置１７０は、図示しない制御プログラムを実行することによりバルブコッタ９４の組み立て作業を開始する。

まず、バルブコッタ装着装置１００は、第１工程として、コッタ受渡装置１６１にバルブコッタ９４を保持させる。具体的には、制御装置１７０は、搬送機構１８０の作動を制御することによりコッタ受渡装置１６１をコッタチャック装置１６０の外（図１において紙面に垂直な奥行き方向）に移動させてコッタ受渡装置１６１内にバルブコッタ９４の供給を受ける。この場合、コッタ受渡装置１６１内へのバルブコッタ９４の供給は、作業者が手作業によってセンタホルダ１６２とサポートスリーブ１６４との間にバルブコッタ９４をセットするようにしてもよいし、バルブコッタ９４を連続的に自動供給するパーツフィーダなどの機械装置を用いてセンタホルダ１６２とサポートスリーブ１６４との間にバルブコッタ９４を自動的にセッティングするようにしてもよい。

これにより、コッタ受渡装置１６１におけるセンタホルダ１６２とサポートスリーブ１６４との間に互いに対向する２つのコッタ片９３が押出し体１６５によって支持された状態で保持される。そして、制御装置１７０は、バルブコッタ９４を保持したコッタ受渡装置１６１を搬送機構１８０の作動制御によりコッタチャック装置１６０内に戻す。

次に、バルブコッタ装着装置１００は、第２工程として、本体ＡＳＳＹ１１０にバルブコッタ９４を保持させる。この第２工程は、次のサブステップ１〜サブステップ３の各処理によって構成されている。なお、この第２工程が、本発明に係るコッタ片保持工程に相当する。

サブステップ１：まず、制御装置１７０は、往復動アクチュエータ１３４の作動を制御して本体ＡＳＳＹ１１０をコッタ受渡装置１６１上に位置決めした後、昇降アクチュエータ１３２の作動を制御して本体ＡＳＳＹ１１０を下降させる（図５（Ａ）破線矢印参照）ことにより本体ＡＳＳＹ１１０におけるリテーナ嵌合部１１４ｂ内にコッタ受渡装置１６１におけるサポートスリーブ１６４の先端部を嵌合させる（図５（Ａ）参照）。

サブステップ２：次に、制御装置１７０は、開放アクチュエータ１６７の作動を制御してコッタ押圧体１１５の２つの操作片１１５ｂを押圧する（図５（Ｂ）破線矢印参照）ことにより押圧部１１５ａをセンタハウジング１１１から離隔させた後、押出しアクチュエータ１６６の作動を制御して押出し体１６５をスプリング１６５ａの弾性力に抗して上昇させる（図５（Ｂ）破線矢印参照）ことによりセンタホルダ１６２とサポートスリーブ１６４との間に保持したバルブコッタ９４を押し出させる。これにより、本体ＡＳＳＹ１１０におけるセンタハウジング１１１とコッタ押圧体１１５における２つの開放状態にある押圧部１１５ａとの間に２つのコッタ片９３がそれぞれ配置される（図５（Ｂ）参照）。

サブステップ３：次に、制御装置１７０は、押出しアクチュエータ１６６の作動を制御して押出し体１６５の押圧状態を解除する（図５（Ｃ）破線矢印参照）とともに、開放アクチュエータ１６７の作動を制御してコッタ押圧体１１５の２つの操作片１１５ｂの押圧状態を解除する。これにより、押出し体１６５はスプリング１６５ａの弾性力によってコッタ受渡装置１６１内に収納されるとともに、コッタ押圧体１１５の２つの押圧部はスプリング１１６ｂの弾性力によってセンタハウジング１１１上のコッタ片９３をそれぞれ押圧する（図５（Ｃ）参照）。すなわち、２つのコッタ片９３からなるバルブコッタ９４が本体ＡＳＳＹ１１０内に保持される。そして、制御装置１７０は、昇降アクチュエータ１３２の作動を制御して本体ＡＳＳＹ１１０を上昇させてコッタチャック装置１６０の外に移動させる。

次に、バルブコッタ装着装置１００は、第３工程として、バルブステム９１にバルブコッタ９４を装着する。この第３工程は、次のサブステップ１〜サブステップ３の各処理によって構成されている。

サブステップ１：まず、制御装置１７０は、往復動アクチュエータ１３４の作動を制御して本体ＡＳＳＹ１１０をシリンダヘッド保持装置１５０上におけるバルブステム９１と本体ＡＳＳＹとを一直線上に位置決めした後、昇降アクチュエータ１３２の作動を制御して本体ＡＳＳＹ１１０を下降させて所定の位置に位置決めする。

この場合、シリンダヘッド保持装置１５０におけるテーブル１５１上には、本体ＡＳＳＹ１１０の下降に先駆けて予め作業者による手作業またはシリンダヘッド９０を供給する図示しない機械装置によってシリンダヘッド９０がセットされるとともに、制御装置１７０によるシリンダヘッド保持装置１５０の作動制御によってテーブル１５１が傾斜した状態となっている。また、シリンダヘッド９０上には、バルブスプリング９６およびリテーナ９５が配置された状態のバルブステム９１が取り付けられている（図４（Ａ）参照）。

また、本体ＡＳＳＹ１１０を下降させる際においては、制御装置１７０は、詳しくは図７に示すように、本体ＡＳＳＹ１１０内のセンタハウジング１１１上に保持したバルブコッタ９４をバルブステム９１のコッタ溝９２に対向する位置まで本体ＡＳＳＹ１１０を下降させる（図４（Ａ），（Ｂ）参照）（図４（Ｂ）破線矢印参照）。この場合、本体ＡＳＳＹ１１０は、リテーナ嵌合部１１４ｂ内にリテーナ９５が嵌合した状態でこのリテーナ９５をバルブスプリング９６の弾性力に抗しながら押し下げる。この本体ＡＳＳＹ１１０を下降させてセンタハウジング１１１を所定の位置に位置決めする工程が、本発明に係るセンタハウジング位置決め工程に相当する。

サブステップ２：次に、制御装置１７０は、詳しくは図８に示すように、空気圧回路１２０の作動を制御して本体ＡＳＳＹ１１０におけるシリンダ部１１７ａ内の空気を吸引することによりピストン１１３を急激に上昇させる。これにより、センタハウジング１１１上で押圧部１１５ａによって押圧された状態で保持された２つコッタ片９３は、センタハウジング１１１が上昇して存在しなくなるためバルブステム９１のコッタ溝９２に向かって押される結果、コッタ溝９２内に嵌り込む（図４（Ｃ）参照）。このセンタハウジング１１１をバルブステム９１に対して後退させる工程が、本発明に係るセンタハウジング後退工程に相当する。

サブステップ３：次に、制御装置１７０は、昇降アクチュエータ１３２の作動を制御して本体ＡＳＳＹ１１０を上昇させ（図４（Ｄ）破線矢印参照）てバルブステム９１から離脱させた後（図４（Ｄ）参照）、空気圧回路１２０の作動を制御して本体ＡＳＳＹ１１０におけるシリンダ部１１７ａ内に空気を供給することによりピストン１１３を下降させる。この場合、コッタ押圧体１１５における押圧部１１５ａは、コッタ片９３の外周部上を摺動しながら上昇する。

一方、リテーナ９５は本体ＡＳＳＹ１１０の上昇とともにバルスプリング９６の弾性力によってバルブステム９１上を上昇する。この場合、バルブコッタ９４は、リテーナ９５が下方から接近して嵌合し始めるまでの間、コッタ押圧体１１５における押圧部１１５ａが摺動しながらバルブステム９１側に押圧するため、本体ＡＳＳＹ１１０の離脱時におけるバルブステム９１からの脱落が防止される。

そして、リテーナ９５は本体ＡＳＳＹ１１０の上昇によってコッタ溝９２に嵌合するバルブコッタ９４がリテーナ９５の貫通孔に嵌り込むことにより上昇変位が妨げられて固定される。これにより、バルブステム９１の先端部にバルブコッタ９２およびリテーナ９２が固定的に装着される。

なお、このバルブコッタ９４の装着作業は、前記したように、シリンダヘッド９０に設けられたすべてのバルブステム９１に対して同時に行われるものである。したがって、バルブコッタ装着装置１００は、シリンダヘッド９０に対する本体ＡＳＳＹ１１０の１回の昇降動作によってすべてのバルブステム９１にバルブコッタ９４を装着することができる。したがって、バルブコッタ装着装置１００は、１つのシリンダヘッド９０にバルブコッタ９４を装着した後は、再度第１工程であるコッタ受渡装置１６１へのバルブコッタ９４の保持工程を実行して次のシリンダヘッド９０に対してバルブコッタ９４の装着作業を実行する。

上記作動説明からも理解できるように、上記実施形態によれば、バルブコッタ装着装置１００は、コッタ押圧体１１５によってバルブコッタ９４が押し付けられたセンタハウジング１１１をコッタ溝９２が形成されたバルブステム９１の外周部に配置した後、センタハウジング１１１をバルブステム９１の外周部上から抜き去ることでコッタ片９３をコッタ溝９２に押し付けて装着するように構成されている。すなわち、バルブコッタ装着装置１００は、センタハウジング１１１上でコッタ片９３を保持できる程度の押圧力で押さえればよいため、従来のバルブコッタ装着装置に比べて低剛性な装置構成によって軽量化することができるとともに、バルブコッタ９４、リテーナ９５および装置自身への損傷を抑えることができる。

さらに、本発明の実施にあたっては、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

例えば、上記実施形態においては、本体ＡＳＳＹ１１０に対してコッタチャック装置１６０によってバルブコッタ９４を保持させるように構成した。しかし、バルブコッタ装着装置１００は、本体ＡＳＳＹ１１０に対して作業者による人手によってルブコッタ９４を保持させるように構成することもできる。

また、上記実施形態においては、本体ＡＳＳＹ１１０は、空気圧回路１２０を用いてシリンダ部１１７ａ内の空気圧を変化させることによってセンタハウジング１１１をバルブステム９１に対して進退するように構成した。すなわち、空気圧回路１２０が本発明に係るセンタハウジング進退手段に相当する。しかし、センタハウジング進退手段は、センタハウジング１１１をバルブステム９１に対して進退させることができればよいため、例えば、スプリングなどの弾性体や回転するカムなどによって構成することもできる。

また、上記実施形態においては、本体ＡＳＳＹ１１０は、スプリング１１６によってコッタ押圧体１１５の押圧部１１５ａが常にセンタハウジング１１１側に押された状態に構成した。しかし、コッタ押圧体１１５は、磁石の発する磁力によって押圧部１１５ａを常にセンタハウジング１１１側に押すように構成することができるとともに、電磁石を用いることによりバルブコッタ９４を保持してセンタハウジング１１１に押し付けるときにのみ押圧部１１５ａをセンタハウジング１１１側に押すように構成することもできる。また、これらの場合、コッタ押圧部１１５は、一対の押圧部１１５ａがセンタハウジング１１１の外周面に対して少なくとも各コッタ片９３の厚さ以下の範囲で進退可能に支持されていればよい。

また、上記実施形態においては、本体ＡＳＳＹ１１０は、リテーナ嵌合部１１４ｂの内側面がリテーナ嵌合部１１４ｂの底部に向かって錐状（テーパ状）に形成されている。これにより、本体ＡＳＳＹ１１０は、バルブスプリング９６上に配置されたリテーナ９５の位置を中心部に向かって補正することができる。しかし、リテーナ嵌合部１１４ｂは、内側面を底部に対して垂直な側面に形成することができるとともに、内側面を省略して構成することもできる。

また、上記実施形態においては、バルブコッタ装着装置１００は、バルブステム９１上に形成された３つのコッタ溝９２に対してバルブコッタ９４を装着する場合について説明した。しかし、バルブコッタ装着装置１００は、バルブステム９１に形成されるコッタ溝９２の数およびコッタ片９３に形成される嵌合凸部９３ａの数にそれぞれ無関係にバルブコッタ９４を装着することができる。すなわち、バルブコッタ装着装置１００は、バルブステム９１上に形成された２つ以下または４つ以上のコッタ溝９２に対してバルブコッタ９４を装着することもできる。また、バルブコッタ９４を構成するコッタ片９３の数も３つ以上であってもよいことは当然である。

９０…シリンダヘッド、９１…バルブステム、９２…コッタ溝、９３…コッタ片、９３ａ…嵌合凸部、９４…バルブコッタ、９５…リテーナ、９６…バルブスプリング、
１００…バルブコッタ装着装置、
１１０…本体ＡＳＳＹ、１１１…センタハウジング、１１２…ボルト、１１３…ピストン、１１３ａ…ピストン部、１１４…ピストンホルダ、１１４ａ…スリット、１１４ｂ…リテーナ嵌合部、１１５…コッタ押圧体、１１５ａ…押圧部、１１５ｂ…操作片、１１６ａ…ピン、１１６ｂ…スプリング、１１７…シリンダ体、１１７ａ…シリンダ部、１１７ｂ…貫通孔、１１７ｃ…ボルト、
１２０…空気圧回路、
１３０…ＡＳＳＹ昇降ユニット、１３１…保持プレート、１３２…昇降アクチュエータ、１３３…可動ベース、１３４…往復動アクチュエータ、
１４１…支持梁、１４２…ガイドレール、１４３…支持柱、１４４…基台、
１５０…シリンダヘッド保持装置、１５１…テーブル、１５２…チルトアクチュエータ、
１６０…コッタチャック装置、１６１…コッタ受渡装置、１６２…センタホルダ、１６３…張出基台、１６４…サポートスリーブ、１６５…押出し体、１６５ａ…スプリング、１６５ｂ…受けフレーム、１６６…押出しアクチュエータ、１６７…開放アクチュエータ、
１７０…制御装置、１７１…操作子、１７２…表示装置、
１８０…搬送機構、１８１…スライダ、１８２…ガイドレール、
１９０…支持フレーム。

Claims (7)

1. シリンダヘッドに設けられるバルブステムに形成されたコッタ溝に一対のコッタ片からなるバルブコッタを嵌合させて前記バルブステムにリテーナを組み付けるバルブコッタ装着装置において、
   前記コッタ溝が形成された前記バルブステムに抜き差し自在に嵌合する筒状のセンタハウジングと、
   前記センタハウジングを前記バルブステムに対して進退させるセンタハウジング進退手段と、
   前記センタハウジングの外側に互いに対向配置された一対の押圧部が前記センタハウジング側に向かって進退可能に支持されたコッタ押圧体とを備えることを特徴とするバルブコッタ装着装置。
2. 請求項１に記載したバルブコッタ装着装置において、
   前記コッタ押圧体は、前記一対の押圧部が弾性体による弾性力によって常に前記センタハウジング側に向かって押圧されていることを特徴とするバルブコッタ装着装置。
3. 請求項１または請求項２に記載したバルブコッタ装着装置において、
   前記センタハウジング進退手段は、空気圧を利用して前記センタハウジングを前記バルブステムに対して進退させることを特徴とするバルブコッタ装着装置。
4. 請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１つに記載したバルブコッタ装着装置において、さらに、
   前記センタハウジングの進退方向の前方に、前記リテーナが嵌合するリテーナ嵌合部を備えることを特徴とするバルブコッタ装着装置。
5. 請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１つに記載したバルブコッタ装着装置において、
   前記センタハウジングの厚さは、前記コッタ片の厚さ以下に形成されていることを特徴とするバルブコッタ装着装置。
6. 請求項１ないし請求項５のうちのいずれか１つに記載したバルブコッタ装着装置において、
   前記コッタ溝は、前記バルブステムに少なくとも２つ以上形成されていることを特徴とするバルブコッタ装着装置。
7. バルブステムに形成されたコッタ溝に一対のコッタ片からなるバルブコッタを嵌合させて前記バルブステムにリテーナが組み付けられたシリンダヘッドを備えるエンジンの製造方法において、
   前記コッタ溝が形成された前記バルブステムに抜き差し自在に嵌合する筒状のセンタハウジングと、
   前記センタハウジングを前記バルブステムに対して進退させるセンタハウジング進退手段と、
   前記センタハウジングの外側にて互いに対向配置されて同センタハウジング側に向かって進退可能に支持された一対の押圧部を有するコッタ押圧体とを備えたバルブコッタ装着装置を用意しておき、
   前記センタハウジングの外周面に対して前記一対のコッタ片を前記一対の押圧部によって押圧した状態で保持するコッタ片保持工程と、
   前記センタハウジングに保持された前記一対のコッタ片を前記バルブステムにおける前記コッタ溝上に位置するように前記センタハウジングを前記バルブステムに嵌合させるセンタハウジング位置決め工程と、
   前記センタハウジング進退手段によって前記センタハウジングを後退させるセンタハウジング後退工程とを含むことを特徴とするエンジンの製造方法。

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