JP2022010622A

JP2022010622A - リテーナ把持装置

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Publication number: JP2022010622A
Application number: JP2020111296A
Authority: JP
Inventors: 竜一小川; Ryuichi Ogawa; 康裕河合; Yasuhiro Kawai
Original assignee: Toyota Motor Corp; Shinmei Industry Co Ltd
Current assignee: Toyota Motor Corp; Shinmei Industry Co Ltd
Priority date: 2020-06-29
Filing date: 2020-06-29
Publication date: 2022-01-17
Anticipated expiration: 2040-06-29
Also published as: US20210402617A1; CN114102196A; JP7351804B2

Abstract

【課題】リテーナ把持装置によって把持したリテーナ内のコッタをリテーナの組付不良を回避する状態とすることを課題とする。【解決手段】リテーナ把持装置は、内部に一組のコッタを収容したリテーナを把持するリテーナ把持装置であって、前記リテーナを把持するリテーナ把持部と、前記リテーナ把持部によって把持されるリテーナが内部に前記一組のコッタを収容した状態で載置されるリテーナ支持部と、前記リテーナの内部に収容されたコッタの下端縁部を前記リテーナの下端縁部よりも上方に持ち上げた状態で支持するコッタ支持部と、を備えている。【選択図】図７

Description

本発明は、リテーナ把持装置に関する。

従来、内燃機関における吸気や排気を行うバルブをバルブスプリングと共にシリンダヘッドへ組み付けるバルブスプリング組付機が知られている（例えば、特許文献１参照）。バルブスプリングは、このようなバルブスプリング組付機を用いることで、バルブステムの端部に装着されるリテーナとシリンダヘッドとの間に狭持される。リテーナは、円錐形状を有しており、その内部に一組のコッタが収容された状態で用いられる。内部にコッタを収容したリテーナは、リテーナ把持装置によって把持され、バルブとバルブスプリングとが配置されたシリンダヘッドの上方へ搬送される。シリンダヘッドの上方へ搬送されたリテーナは、シリンダヘッド側へ向かって押圧されてバルブステムに装着されることでシリンダヘッドとの間にバルブスプリングを挟持する。

特開平１０－６１４２０号公報

ところで、リテーナ内に収容されるコッタは、製品規格に適合したものであっても、その製品寸法にばらつきがある。リテーナ内に収容されたコッタの状態は、このような製品寸法のばらつきに起因してばらつくことがある。例えば、コッタを収容しているリテーナの下端縁部からコッタの下端縁部が飛び出し過ぎていると、リテーナをバルブの上方から押圧してバルブステムに装着する際に、バルブステムがコッタを突き上げ、組付不良が生じる可能性がある。特許文献１は、シリンダヘッドに配置されたバルブの上方に搬送されるリテーナ内のコッタの状態について何ら配慮されておらず、組付不良を排除するものとはなっていない。

そこで、本明細書開示のリテーナ把持装置は、把持したリテーナ内のコッタをリテーナの組付不良を回避する状態とすることを課題とする。

本明細書に開示されたリテーナ把持装置は、内部に一組のコッタを収容したリテーナを把持するリテーナ把持装置であって、前記リテーナを把持するリテーナ把持部と、前記リテーナ把持部によって把持されるリテーナが内部に前記一組のコッタを収容した状態で載置されるリテーナ支持部と、前記リテーナの内部に収容されたコッタの下端縁部を前記リテーナの下端縁部よりも上方に持ち上げた状態で支持するコッタ支持部と、を備えている。

上記構成において、前記コッタ支持部は、周囲に設けられた前記リテーナ支持部よりも上段に設けられた構成とすることができる。

また、上記構成において、前記リテーナ把持部は、前記コッタ支持部に支持された前記一組のコッタ間に上方から挿入される押し込みピン部材をさらに備えることができる。前記押し込みピン部材は、先端部に先端側に向かうにしたがって縮径されたテーパ部を備えていてもよい。さらに、上記構成において、前記リテーナ把持部は、前記押し込みピン部材を前記コッタ支持部側に向かって付勢する第１の付勢部材を備えることができる。

また、上記構成において、前記リテーナ把持部は、前記コッタ支持部と対向配置されたコッタ押さえ部材をさらに備えることができる。前記リテーナ把持部は、前記コッタ押さえ部材を前記コッタ支持部側へ向かって付勢する第２の付勢部材を備えることができる。

本明細書開示のリテーナ把持装置によれば、把持したリテーナ内のコッタをリテーナの組付不良を回避する状態とすることができる。

図１はバルブ組付装置の概略構成を示す説明図である。図２はバルブ組付台においてシリンダヘッドに配置されたバルブのバルブステムにリテーナが装着される様子を模式的に示す説明図である。図３（Ａ）はリテーナとリテーナに収容される一組のコッタの断面図であり、図３（Ｂ）は一組のコッタが収容されたリテーナの断面図である。図４（Ａ）及び図４（Ｂ）はリテーナの下端縁部とコッタの下端縁部との位置関係を示す説明図である。図５は比較例の装置を用いてリテーナの組み付けを行い、リテーナの組付不良が起こるときのコッタの様子を模式的に示す説明図である。図６（Ａ）は実施形態のリテーナ把持部の平面図であり、図６（Ｂ）は実施形態のリテーナ把持装置の図６（Ａ）におけるＸ－Ｘ線断面図である。図７は実施形態のリテーナ把持装置の台座部周辺を拡大して示す説明図である。図８は実施形態のリテーナ把持装置によってリテーナ及びコッタを把持する様子を示す断面図である。図９は実施形態のリテーナ把持装置によってリテーナ及びコッタを把持する際の台座部周辺を拡大して示す説明図である。図１０（Ａ）から図１０（Ｄ）は実施形態のリテーナ把持装置によってリテーナ及びコッタを把持する様子を示す工程図である。

以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。ただし、図面中、各部の寸法、比率等は、実際のものと完全に一致するようには図示されていない場合がある。また、図面によっては細部が省略されて描かれている場合もある。

＜実施形態＞
まず、図１から図３（Ｂ）を参照して、実施形態のリテーナ把持装置１０１を含むバルブ組付装置１００の概略構成について説明する。バルブ組付装置１００は、図１に示すように、リテーナ供給部１００ａ、リテーナ把持台１００ｂ及びバルブ組付台１００ｃを含む。リテーナ把持台１００ｂには、リテーナ把持装置１０１に含まれる台座部５０が設置されている。リテーナ把持装置１０１に含まれるリテーナ把持部１０は、矢示７ｂで示すように台座部５０と対向する位置とバルブ組付台１００ｃとの間を移動することができる。

バルブ組付装置１００は、図２に示すように、バルブ４のバルブステム４ａにコッタ２を介してリテーナ１を装着する。このようなリテーナ１の装着は、バルブ組付台１００ｃにおいて行われる。バルブ組付台１００ｃには、バルブ４とバルブスプリング５が配置されたシリンダヘッド３が搬送され、設置される。バルブ４は、シリンダヘッド３が備えるバルブガイド３ａにバルブステム４ａが挿通され、ポート３ｂに設けられたバルブシート３ｂ１にバルブヘッド４ｂが当接するように配置されている。リテーナ１は、矢示７ｃのようにバルブ４に向かって押圧されて、バルブステム４ａに装着される。バルブステム４ａに装着されたリテーナ１は、シリンダヘッド３との間にバルブスプリング５を挟持し、バルブ４及びバルブスプリング５の組み付けが完了する。なお、図２において、参照番号１３は、リテーナ把持部１０が備える押し込みピン部材１３である。押し込みピン部材１３は、リテーナ把持部１０がリテーナ１を把持するときに、コッタ２内に差し込まれる部材である。押し込みピン部材１３については、後に詳説する。

図３（Ａ）を参照すると、リテーナ１は、上端部に鍔状のスプリング座部１ａを備えている。リテーナ１の内周面１ｃは、上端側から下端縁部１ｂに向かって縮径されたテーパ面とされている。リテーナ１内には、半割形状とされて分離可能に設けられた一組のコッタ２が矢示７ｄのように収容される。コッタ２の内周面の上端近傍には内側に向かって突出した突状部２ａが周状に設けられている。コッタ２の外周面２ｃは、上端側から下端縁部２ｂに向かって縮径されたテーパ面とされている。コッタ２は、図３（Ｂ）に示すように、外周面２ｃがリテーナ１の内周面１ｃと接触した状態でリテーナ１内に収容される。突状部２ａは、図２に示すようにバルブステム４ａに設けられた溝部４ａ１に嵌まり込む。

図３（Ｂ）のように一組のコッタ２を収容した状態のリテーナ１は、図１における矢示７ａで示すようにリテーナ供給部１００ａから、順次、リテーナ把持台１００ｂへ供給される。リテーナ把持台１００ｂでは、リテーナ把持装置１０１によってリテーナ供給部１００ａから供給されたリテーナ１がコッタ２と共に把持される。

ここで、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）を参照して、リテーナ１内に収容されているコッタ２の状態について説明する。図４（Ａ）に示すリテーナ１及びコッタ２と、図４（Ｂ）に示すリテーナ１及びコッタ２とを比較すると、コッタ２の下端縁部２ｂのリテーナ１の下端縁部１ｂからの突出量が異なっている。図４（Ａ）に示すコッタ２と図４（Ｂ）に示すコッタ２は、いずれも製品規格に適合したものであり、製品として採用することができる。ただし、両者間には、許容範囲内の寸法誤差があることで、リテーナ１に収容した状態が相違している。図４（Ａ）に示す状態と図４（Ｂ）に示す状態とでは、図４（Ｂ）に示す状態の方が、コッタ２の下端縁部２ｂが飛び出しており、突出量には距離ｄの差がある。リテーナ１の内周面１ｃとコッタ２の外周面２ｃは、いずれもテーパ面であることから、図４（Ｂ）に示すようにコッタ２の下端縁部２ｂが距離ｄだけ下方に位置していると、コッタ２の内周径は下方に移動した分だけ小さくなっている。

このようにリテーナ１内のコッタ２の状態に差異が生じ得る状況に対して何等の対策も施すことなくリテーナ１のバルブステム４ａへの装着を行おうとすると、バルブステム４ａがコッタ２を突き上げ、組付不良が生じる可能性がある。本実施形態のリテーナ把持装置１０１は、このような組付不良を回避するものである。ここで、リテーナ把持装置１０１の作用を分かり易くするために、リテーナ把持装置１０１が解消すべき組付不良が生じる理由について図５を参照しつつ説明する。図５は組付不良を回避するための措置が講じられていない比較例の装置を用いてリテーナ１の組み付けを行い、リテーナ１の組付不良が起こるときのコッタ２の様子を模式的に示している。比較例の装置は、実施形態のリテーナ把持装置１０１が備える押し込みピン部材１３に替えて押し込みピン部材６を備えている。押し込みピン部材６は、先端部まで概ね同一直径の棒状の部材である。なお、図５では、説明の都合上、一組のコッタ２のうち、片方のコッタ２のみを描いている。

内部にコッタ２を収容したリテーナ１は、コッタ２内に押し込みピン部材６が挿し込まれた状態で把持され、バルブステム４ａに対して押し込まれる。このとき、例えば、図４（Ｂ）に示すように、コッタ２の下端縁部２ｂがリテーナ１の下端縁部１ｂよりも飛び出し過ぎていると、図５に示すようにバルブステム４ａがコッタ２の内周における第１接触点Ｐ１に衝突する。これに伴ってコッタ２は、傾いた状態で突き上げられ、外周面２ｃにおける第２接触点Ｐ２がリテーナ１の内周面１ｃに接触する。また、コッタ２の突状部２ａ上の第３接触点Ｐ３が押し込みピン部材６に接触し、押し付けられる。このような各部の接触は、一組のコッタ２の他方のコッタ２においても生じ得る。このように、コッタ２が各部に接触すると、コッタ２はリテーナ１内で詰まり、ロックされた状態となって、これ以上バルブステム４ａがコッタ２内に入っていくことができず、組付不良となる。

つぎに、このような組付不良を回避することができるリテーナ把持装置１０１について、図６（Ａ）から図９を参照しつつ、説明する。

図６（Ａ）及び図６（Ｂ）を参照すると、リテーナ把持装置１０１は、リテーナ把持部１０と台座部５０とを備える。リテーナ把持部１０は、矢示７ｅで示すように上下方向に昇降移動することができるとともに、水平方向にも移動することができる。これにより、リテーナ把持部１０は、台座部５０と対向する位置とバルブ組付台１００ｃとの間を移動することができる（図１参照）。

リテーナ把持部１０は、ベース部材１１、支持部材１２、押し込みピン部材１３、コッタ押さえ部材１５及び３本の爪部材１７を備えている。

ベース部材１１は円盤状の部材であり、中心部に開口部１１ａを備えている。開口部１１ａには、押し込みピン部材１３の上端部が挿通されている。

支持部材１２は、筒状の部材であり、ベース部材１１の下側に設けられている。支持部材１２は、内部のベース部材１１に近い側に大径部１２ａを備えている。また、支持部材１２は、大径部１２ａの下側に小径部１２ｂを備えており、大径部１２ａと小径部１２ｂとの間に段差部１２ａ１が形成されている。また、支持部材１２の先端側（下端側）の端面には、リテーナ１のスプリング座部１ａを収容する収容部１２ｃが設けられている。

押し込みピン部材１３とコッタ押さえ部材１５は、支持部材１２の内部に摺動可能に支持されている。押し込みピン部材１３は、棒状の部材であり、ベース部材１１に近い基端側に鍔状部１３ａを備えている。鍔状部１３ａとベース部材１１との間には、第１の付勢部材としての第１ばね部材１４が狭持されている。押し込みピン部材１３は、第１ばね部材１４によって先端側、すなわち、対向する台座部５０側に向かって付勢されている。押し込みピン部材１３は、先端部に先端側に向かうにしたがって縮径されたテーパ部１３ｂを備えている。

コッタ押さえ部材１５は、筒状の部材であり、内部に押し込みピン部材１３が摺動可能に挿入されている。コッタ押さえ部材１５は、外周面に鍔状部１５ａを備えており、鍔状部１５ａが段差部１２ａ１と掛合されるように、支持部材１２内に配置されている。また、鍔状部１５ａとベース部材１１との間には、第２の付勢部材としての第２ばね部材１６が狭持されている。コッタ押さえ部材１５は、第２ばね部材１６によって先端側、すなわち、対向する台座部５０側に向かって付勢されている。コッタ押さえ部材１５の先端面は、コッタ２の上端縁に接触するとともに、リテーナ１に接触することができる。

３本の爪部材１７は、押し込みピン部材１３及びコッタ押さえ部材１５の周囲に周状に等間隔で配置されている。なお、図６（Ｂ）では、説明の都合上、一本の爪部材１７のみを描いている。各爪部材１７は、支持部材１２の外周壁に設けられた凹部内に配置されている。爪部材１７は、軸支部材１８によって開閉可能に軸支されている。爪部材１７の軸支部材１８よりも上側には第３ばね部材１９が設けられている。第３ばね部材１９は爪部材１７の先端側（下端側）を閉じる方向に付勢している。爪部材１７の先端側には、第１テーパ面１７ａと第２テーパ面１７ｂとが設けられている。第１テーパ面１７ａと第２テーパ面１７ｂは、ともに、周状に配置された状態における内側に設けられており、第１テーパ面１７ａが最下端に位置し、第２テーパ面１７ｂがその上側に設けられている。第１テーパ面１７ａは、下側に向かうにしたがって支持部材１２の外側に向かうように傾斜しており、第２テーパ面１７ｂは下側に向かうにしたがって支持部材１２の内側に向かうように傾斜している。

リテーナ把持部１０が降下してリテーナ１を把持する際、爪部材１７は、第１テーパ面１７ａがスプリング座部１ａに接触することで第３ばね部材１９を圧縮しつつ開状態となる。そして、爪部材１７は、第１テーパ面１７ａがスプリング座部１ａを通過した後、第３ばね部材１９の弾性力によって閉じた状態となることでリテーナ１を把持する。このとき、第２テーパ面１７ｂがスプリング座部１ａに接触している。一方、リテーナ把持部１０が上昇してリテーナ１を開放する際、爪部材１７は、第２テーパ面１７ｂがスプリング座部１ａに接触していることで第３ばね部材１９を圧縮しつつ開状態となる。そして、爪部材１７は、第２テーパ面１７ｂがスプリング座部１ａを通過した後、第３ばね部材１９の弾性力によって閉じた状態に復帰する。

台座部５０は、第１支持台５１と第２支持台５２を含んでいる。第２支持台５２は、平面視において環状である第１支持台５１の内側に配置されている。第１支持台５１は、リテーナ１のスプリング座部１ａを支持する。第１支持台５１は、降下してきた爪部材１７が接触することがないように、爪先収容部５１ａを備えている。

第２支持台５２は、リテーナ１の下端縁部１ｂを支持するリテーナ支持部５２ａと、リテーナ支持部５２ａの内側に設けられ、コッタ２の下端縁部２ｂを支持するコッタ支持部５２ｂとを含む。

図７において明らかであるように、コッタ支持部５２ｂは、周囲のリテーナ支持部５２ａとの間に段差を有しており、リテーナ支持部５２ａよりも高い位置に設けられている。コッタ支持部５２ｂは、リテーナ１の内部に収容されたコッタ２の下端縁部２ｂをリテーナ１の下端縁部１ｂよりも上方に持ち上げた状態で支持する。なお、図７では、爪部材１７は省略されている。

本実施形態は、第１支持台５１とリテーナ支持部５２ａを備えているが、これらは、いずれもリテーナ１を支持するものであり、双方を備えることで、リテーナ１は安定した状態で台座部５０上に載置される。ただし、第１支持台５１が設けられている場合には、第１支持台５１をリテーナ支持部として機能させ、リテーナ支持部５２ａを廃止して、装置を簡略化してもよい。リテーナ支持部５２ａが廃止された場合であっても、コッタ支持部５２ｂは、リテーナ１の内部に収容されたコッタ２の下端縁部２ｂをリテーナ１の下端縁部１ｂよりも上方に持ち上げた状態で支持することができる。

リテーナ把持装置１０１は、図８及び図９において拡大して示すように、台座部５０に供給されたリテーナ１及びコッタ２をリテーナ把持部１０によって把持する。

台座部５０に載置されたコッタ２は、下端縁部２ｂがコッタ支持部５２ｂと接触することで、図９における矢示７ｈで示すように、上方に持ち上げられる。これにより、コッタ２の下端縁部２ｂがリテーナ１の下端縁部１ｂよりも上方に位置する状態とされる。このため、例えば、図４（Ｂ）で示すように、コッタ２の寸法のばらつきに起因して下端縁部２ｂがリテーナ１の下端縁部１ｂよりも飛び出し過ぎてしまう状態となる場合であっても、図５で示すような現象の発現が回避される。この結果、リテーナ１の組付不良が回避される。

本実施形態では、リテーナ把持部１０がリテーナ１及びコッタ２を把持する場合、図８における矢示７ｆで示すように、リテーナ把持部１０が台座部５０に向かって降下する。これにより、押し込みピン部材１３がコッタ２内に挿入され、図９において矢示７ｇで示すように、一組のコッタ２を押し広げる。そして、コッタ２の外周面２ｃがリテーナ１の内周面１ｃへ押し付けられるため、リテーナ１とコッタ２との位置関係が保たれる。

仮に、押し込みピン部材１３が装備されていない場合であっても、コッタ２がコッタ支持部５２ｂに載置されることで、コッタ２とリテーナ１との位置関係は改善される。そして、両者の位置関係が改善された状態でリテーナ１を爪部材１７によって把持することで、組付不良が回避されることが期待される。但し、リテーナ把持部１０がリテーナ１及びコッタ２を把持して搬送する過程で、コッタ２の下端縁部２ｂがリテーナ１の下端縁部１ｂよりも飛び出し過ぎた状態になってしまうことも考えられる。本実施形態では、押し込みピン部材１３を備えることで、リテーナ１とコッタ２との改善された位置関係を維持したまま、リテーナ１とコッタ２を搬送することができる。特に、本実施形態の押し込みピン部材１３は、先端部にテーパ部１３ｂを備えており、テーパ部１３ｂをコッタ２内に挿入することで、一組のコッタ２を徐々に押し広げ、コッタ２の状態を安定して維持することができる。

また、本実施形態によれば、第１ばね部材１４によって押し込みピン部材１３がコッタ支持部５２ｂ側、すなわち、先端側に付勢されているので、コッタ２の状態を安定して維持することができる。

さらに、本実施形態によれば、第２ばね部材１６によってコッタ押さえ部材１５がコッタ支持部５２ｂ側、すなわち、先端側に付勢されているので、安定してコッタ２の状態を維持することができる。また、コッタ押さえ部材１５は、その先端面がコッタ２の上端縁に接触するとともに、リテーナ１に接触することができるため、両者の上端位置の関係を維持することができる。また、コッタ押さえ部材１５が第２ばね部材１６で付勢されていることで、両者の上端位置の関係を安定して維持することができる。

つぎに、図１０（Ａ）から図１０（Ｄ）を参照しつつ、リテーナ把持装置１０１によってリテーナ１を把持する一連の工程について説明する。

まず、図１０（Ａ）に示すように、内部に一組のコッタ２を収容したリテーナ１を矢示７ｉで示すように台座部５０に供給する。このとき、図１０（Ｂ）に示すようにコッタ２の下端縁部２ｂが、リテーナ１の下端縁部１ｂのリテーナ支持部５２ａへの接触に先行してコッタ支持部５２ｂに接触する。これにより、コッタ２が矢示７ｊのように持ち上げられ、図１０（Ｃ）に示すように、コッタ２の下端縁部２ｂがリテーナ１の下端縁部１ｂよりも上方に持ち上げた状態とされる。そして、図１０（Ｃ）において、矢示７ｋで示すように、リテーナ把持部１０を台座部５０に向かって降下させる。これにより、押し込みピン部材１３がコッタ２内に挿入されて、一組のコッタ２が押し広げられてリテーナ１に押し付けられる。また、爪部材１７がスプリング座部１ａに掛合され、リテーナ１が把持される。リテーナ１を把持したリテーナ把持部１０は、図１０（Ｄ）において矢示７ｌで示すように上昇し、バルブ組付台１００ｃ（図１参照）へ移動する。バルブ組付台１００ｃでは、図２で示すように、リテーナ１が、リテーナ１とシリンダヘッド３との間でバルブスプリング５を挟持するようにバルブステム４ａに装着される。

上記実施形態は本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、これらの実施例を種々変形することは本発明の範囲内であり、更に本発明の範囲内において、他の様々な実施例が可能であることは上記記載から自明である。

１リテーナ１ｂ下端縁部
２コッタ２ｂ下端縁部
１０リテーナ把持部１３押し込みピン部材
１３ｂテーパ部１４第１ばね部材（第１の付勢部材）
１５コッタ押さえ部材１６第２ばね部材（第２の付勢部材）
５０台座部５１第１支持台
５２第２支持台５２ａリテーナ支持部
５２ｂコッタ支持部１００バルブ組付装置
１００ａリテーナ供給部１００ｂリテーナ把持台
１００ｃバルブ組付台１０１リテーナ把持装置

Claims

内部に一組のコッタを収容したリテーナを把持するリテーナ把持装置であって、
前記リテーナを把持するリテーナ把持部と、
前記リテーナ把持部によって把持されるリテーナが内部に前記一組のコッタを収容した状態で載置されるリテーナ支持部と、
前記リテーナの内部に収容されたコッタの下端縁部を前記リテーナの下端縁部よりも上方に持ち上げた状態で支持するコッタ支持部と、
を備えたリテーナ把持装置。
前記コッタ支持部は、周囲に設けられた前記リテーナ支持部よりも上段に設けられた請求項１に記載のリテーナ把持装置。
前記リテーナ把持部は、前記コッタ支持部に支持された前記一組のコッタ間に上方から挿入される押し込みピン部材をさらに備えた請求項１又は２に記載のリテーナ把持装置。
前記押し込みピン部材は、先端部に先端側に向かうにしたがって縮径されたテーパ部を備えた請求項３に記載のリテーナ把持装置。
前記リテーナ把持部は、前記押し込みピン部材を前記コッタ支持部側に向かって付勢する第１の付勢部材を備えた請求項３又は４に記載のリテーナ把持装置。
前記リテーナ把持部は、前記コッタ支持部と対向配置されたコッタ押さえ部材をさらに備えた請求項１から５のいずれか一項に記載のリテーナ把持装置。
前記リテーナ把持部は、前記コッタ押さえ部材を前記コッタ支持部側へ向かって付勢する第２の付勢部材を備えた請求項６に記載のリテーナ把持装置。