JP2540289Y2 - エンジンのカムキャップ分解装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は軸受大穴とカムシャフト
挿通小穴を同一線上に削設した多気筒のＯＨＣ形シリン
ダヘッドのカムキャップの分解装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】シリンダヘッドにカムキャップを固定し
てカムシャフト挿通穴及びカムシャフトの軸受用穴を加
工したあとカムシャフトを取り付けるには全部のカムキ
ャップを外さないと取付けられないため、コンベアで分
解位置に移送されたシリンダヘッドに対し、多数のカム
キャップの締付ボルトを人手によって一本一本エアボッ
クスレンチで緩めるか、又はマルチボックスレンチで多
数を同時に緩めたあと、カムキャップを締付ボルトとと
もに人手によって一個一個取外し配列通りにパレット上
に整列載置しこのパレットをシリンダヘッドとともに次
工程の組付け工程に移送していた。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】多気筒のＯＨＣでは一
個のシリンダに対して多数のカムキャップとその２倍数
の締付ボルトがあり、このボルトを緩めカムキャップを
取外すのに人手が加わるため作業時間が長くなり能率が
上がらないという問題があった。又作業が単純であるた
め作業者の定着率が悪くなるという問題があった。さら
に疲労，気のゆるみ等によりカムキャップの配列を間違
えるという問題があった。さらに構造上の問題点として
カムキャップはノックブッシュによってシリンダヘッド
に位置決めされているので分解に際しては平衡状態を維
持する必要がある。

【０００４】また分解するカムキャップの両端のうち、
シリンダヘッド両端のものは軸受大穴が外側に形設され
六角ボルトの頭部座面がそれぞれ内側によっているので
把持爪の挿入方向を同一方向とすることができない。さ
らにカムキャップはダイキャストの成形品であって、下
端面は加工するが上面の六角ボルトの頭部と当たる座面
は黒皮であるため１ｍｍ以下での高さのばらつきがある
等の問題点を有しているため自動化が困難であった。本
考案は従来の技術の有するこのような問題点に鑑みなさ
れたもので、その目的とするところは人手を省き高能率
の作業性と取外し後のカムキャップを正しく配列させる
カムキャップの分解装置を提供しようとするものであ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに本考案は、軸受大穴とカムシャフト挿通小穴とを同
一線上に削設したＯＨＣ形シリンダヘッドにノックブッ
シュで位置決めされそれぞれ２個のボルトで固定された
複数のカムキャップをシリンダヘッドから分解する装置
であって、シリンダヘッドを受取位置からカムキャップ
分解位置に上昇位置決めするリフタと、分解位置におい
て複数のカムキャップを締め付けているボルトを同時に
緩める緩め手段と、前記ボルトの螺合が解除されたこと
を確認する螺合解除確認手段と、上面が前記カムシャフ
ト挿通小穴内面に当接可能な半円形に形成された下の把
持爪と該下の把持爪と同方向で先端に前記２個のボルト
を挿通可能にＵ字形の切欠きが形成されその周辺の上面
が２０〜３０°切欠き側に傾斜する勾配に形成され上下
方向に移動可能な上の把持爪とでなり前記複数のカムキ
ャップに対応して設けられたカムキャップ把持手段と、
該カムキャップ把持手段の上下の把持爪を同一方向から
複数のカムキャップのそれぞれに同時に挿入する手段
と、前記上の把持爪の挿入を確認する手段と、前記複数
のカムキャップ把持手段の前記上の把持爪を押し下げ前
記下の把持爪と協動して前記複数のカムキャップを個々
に把持作動させる手段と、前記カムキャップ把持手段で
把持される複数のカムキャップを同時にノックブッシュ
から引き抜く倍力機構式上下駆動手段と、前記複数のカ
ムキャップの同時の引抜きを確認する確認手段と、シリ
ンダヘッドから取り外されたカムキャップを取付け時の
配列のまま載置するパレットとを含んでなるものであ
る。

【０００６】

【作用】搬送コンベアから載置台上に送られた加工済の
カムキャップ付のシリンダヘッドをリフタで分解位置迄
上昇保持する。上方より複列のカムキャップの全締付ボ
ルトを同時に緩めるマルチボックスレンチの緩め手段が
下降して緩める。螺合解除確認手段によって全ボルトの
緩めが確認されると、２組の互いに反対外方向に開く上
下一対でなるキャップの把持爪がキャップの上面と挿通
小穴内側に挿入される。挿入確認手段の信号により上の
把持爪が作動手段により作動してカムキャップを把持可
能状態とする。

【０００７】上下駆動手段で上下の把持爪を上昇させ途
中カムキャップを確実に把持してノックブッシュより引
き抜く。リフタが下降してカムキャップが取り外された
シリンダヘッドを下ろす。取り外されたカムキャップ群
が移動されパレット上に位置決めされた後把持爪を解放
し、上下駆動手段が下降してカムキャップをパレット上
に配列を乱すこともなく載置する。

【０００８】

【実施例】以下実施例について図面に基づいて説明す
る。図１は本実施例のカムキャップ分解装置の正面図及
び側面図、図２はその要部斜視図、図３は図２の部分拡
大図である。床上に設置さた枠体１の上板１ｃ上にコラ
ム２が立設されており、コラム２の前面に設けられてい
る垂直（Ｚ軸）方向の案内３に沿って移動台４が移動可
能に設けられている。移動台４の前面上側にはブラケッ
ト５が直角に固着されており、ブラケット５の下面に設
けられている前後（Ｙ軸）方向の案内６に沿って後述の
ボルト緩め装置７が移動可能に載架されている。そして
移動台４，ブラケット５はコラム２に固着の圧油又は圧
力空気等流体圧駆動の緩め装置昇降用シリンダ８により
上下に駆動され、ボルト緩め装置７は移動台４に固着の
シフト用流体圧シリンダ９により前後に駆動される。
尚、図２における流体圧シリンダ９は分かりやすく表現
するため位置が図１と異なる。

【０００９】枠体１はその内部の前側上部を図１（ａ）
で右から左へワークを搬送するローラコンベア１１がＸ
軸方向に貫通しており、枠体１の前柱１ａに固着の横桁
１ｂにこのローラコンベア１１の支え１２が固着されて
いる。支え１２には複数のガイドバー１３を垂直に有す
るリフタ１４が移動可能に支持されており、リフタ１４
はワーク昇降用流体圧シリンダ１５によりローラ１１ａ
間の空間部を貫通して上下に移動される。そしてローラ
コンベア１１により搬入されるワークＷは出し入れ自在
なストッパ１０によりキャップ分解位置の真下に停止さ
れるようになっている。

【００１０】このローラコンベア１１により搬入される
ワークＷは、図３に示すようなガソリンエンジン用のＯ
ＨＣ形シリンダヘッドＷ１に軸受大穴および挿通小穴が
穿設されたカムキャップＷ２，挿通小穴が穿設されたカ
ムキャップＷ３が複数個固着されて、このカムキャップ
Ｗ２，Ｗ３をシリンダヘッドＷ１より取り外して次の組
立工程に搬出することが本装置の目的である。カムキャ
ップＷ２及びＷ３は図４に示すようにノックブッシュＷ
４により位置決めされ、頭部下端に円板状座面を形設し
た六角ボルトＷ５により締着されている。従ってカムキ
ャップ分解に際しては六角ボルトの螺合部を緩めたの
ち、ノックブッシュＷ４との嵌合長以上カムキャップＷ
２，Ｗ３を垂直に抜き取る必要がある。また両端のカム
キャップＷ２はころがり軸受が内蔵可能な段穴で、大径
穴が外側を向いており、中間のカムキャップＷ３はスト
レートの小径穴である。従ってカムキャップを把持する
下把持爪４４及び上把持爪４７を挿入する際には、カム
キャップＷ２とカムキャップＷ３とでは互いに相反する
外方向に移動させる必要がある。

【００１１】枠体１の上板１ｃ上にはＹ軸方向の案内１
６が設けられており、このＹ軸方向案内１６上に基準プ
レート１７が移動可能に載置され、基準プレート１７は
コラム２後端に固着のカムキャップ搬送用流体圧シリン
ダ１８により駆動される。更に基準プレート１７上には
Ｘ軸方向案内２０が設けられており、このＸ軸方向案内
２０上に二個の下プレート１９Ａ，１９Ｂが移動可能に
並置されており、この下プレート１９Ａ，１９Ｂは基準
プレート１７上にそれぞれ固着の流体圧シリンダ２１
Ａ，２１Ｂにより互いに相反する外方向に移動される。

【００１２】枠体１内の後方下側にはカムキャップＷ
２，Ｗ３を載せるための空のパレット２１を搬入するＸ
軸方向のローラコンベア２２の後端部と、その上方にカ
ムキャップを載せたパレット２１を搬出するためのＸ軸
方向のローラコンベア２３の前端部が取付けられてお
り、ローラコンベア２３の後端に隣接してパレット２１
の両端部を支えるＬ形のパレット受け２４Ａ，２４Ｂが
開閉可能に設けられている。このパレット受け２４Ａ，
２４Ｂは流体圧シリンダ２５Ａ，２５Ｂにより開閉さ
れ、パレット受け２４Ａ，２４Ｂ上に載置されたパレッ
ト２１を、ローラコンベア２３上に送り出すためのパレ
ット送り出し用流体圧シリンダ３０が、支え２６を介し
て枠体１の底板１ｄ上に固着されている。

【００１３】更に枠体１内右側のローラコンベア２２，
２３対応位置に支柱２７が立設されており、この支柱２
７に垂直に固着のロッドレス形流体圧シリンダ２８の可
動部にリフタ２９が上下移動可能に設けられている。そ
してリフタ２９はローラコンベア２２，２３のローラ２
２ａ，２３ａ間の空間部を通って上下に移動され、上側
移動端のカムキャップ受取位置と下側移動端の待機位置
とに位置決めされ、上昇時にローラコンベア２２上の空
のパレット２１を載せてキャップ受取位置まで持ち上
げ、下降時にカムキャップＷ２，Ｗ３を載せたパレット
２１をパレット受け２４Ａ，２４Ｂに渡すようになって
いる。ここでパレット２１は図６に示すようにシリンダ
へッドＷ１から取外したカムキャップＷ２，Ｗ３を、位
置関係をそのままにして載置できるように形成されてお
り、図６（ａ）に示す中央の二個の穴２１ａはリフタ２
９に植設されている図示しない位置決めピンとの嵌合穴
である。

【００１４】下プレート１９Ａ，１９Ｂ上にはキャップ
分解ユニット３１Ａ，３１Ｂがそれぞれ取付けられてい
る。キャップ分解ユニット３１Ａの上プレート３２Ａ
は、図３に示すように下プレート１９Ａに立設されてい
る複数本のガイドバー３３，３４に沿って上下移動可能
に設けられており、キャップ分解ユニット３１Ｂの上プ
レート３２Ｂは、下プレート１９Ｂに立設されている複
数本のガイドバー３３，３５に沿って上下移動可能に設
けられている。

【００１５】この上プレート３２Ａ，３２Ｂの真下のＸ
軸方向両端には図１１に示すようにそれぞれキャップ分
解レバー３８が、下プレート１９Ａ，１９Ｂにそれぞれ
固着のブラケット３６に支点ピン３７を介して端部を枢
支されており、キャップ分解レバー３８の先端部はそれ
ぞれ下プレート１９Ａ，１９Ｂの両端部に枢支されるジ
ョイント３９にピストンロッド４１ａが固着されるキャ
ップ分解用流体圧シリンダ４１に、ピン４２を介して旋
回可能に支持されている。更にキャップ分解レバー３８
には支点ピン３７寄り位置に上プレート３２Ａ，３２Ｂ
の下面にそれぞれ当接して押し上げるためのローラ４０
が枢支されており、上プレート３２Ａ，３２Ｂはキャッ
プ分解レバー３８の支点ピン３７からピン４２までの距
離とローラ４０までの距離の比による、てこの倍力機構
により流体圧シリンダ４１の数倍の力で上プレート３２
Ａ，３２Ｂをそれぞれ持ち上げられるようになってい
る。

【００１６】上プレート３２Ａ，３２Ｂにはカムキャッ
プＷ２，Ｗ３を締結する六角ボルトＷ５の数だけの貫通
穴３２ａが垂直に穿設されており、底面に図１０に示す
ような把持爪ホルダ４３がカムキャップＷ２，Ｗ３と同
数固着されている。把持爪ホルダ４３は下端部に直角の
折り曲げ部４３ａを有し、一方の上プレート３２Ａはこ
の折り曲げ部４３ａがＸ軸方向左側向き、他方の上プレ
ート３２ＢはＸ軸方向右側向きとなっており、折り曲げ
部４３ａ上に上面がカムキャップの挿通小穴内面に当接
可能な半円形状に形成された下把持爪４４が取付けられ
ている。更に把持爪ホルダ４３には側面にＺ軸方向のガ
イド４５，４６が設けられており、このＺ軸ガイド４
５，４６には先端に２個の六角ボルトＷ５を別々に挿通
可能にＵ字形の切欠きが形成されその周辺の上面が切欠
き側に２０〜３０°傾斜する勾配に形成された上把持爪
４７を下端に一体に有するアーム４８が上下方向に移動
可能に支持されている。そしてこのアーム４８は把持爪
ホルダ４３に支え５２を介して固着のクランプ用流体圧
シリンダ４９によりクランプレバー５１を介して駆動さ
れる。

【００１７】ボルト緩め装置７は一列上にあるカムキャ
ップＷ２，Ｗ３を締結する六角ボルトＷ５の数だけのサ
ーボモータ直結の多軸ドライブシャフト５３の先端に、
図５に示すように中間軸５４が同心かつ軸方向のみ移動
可能に嵌合されており、中間軸５４はばね５７により常
時突出勝手に付勢され、この中間軸５４の下端に公知の
ボールクイックチェンジジョイント５５を介してボック
スレンチ５６が同心かつ着脱可能に取付けられている。

【００１８】続いて本実施例の作用について説明する。
ローラコンベア１１により枠体１内にＸ軸方向右側から
搬入されたワークＷ、即ちカムキャップＷ２，Ｗ３を有
するシリンダヘッドＷ１が、ストッパ１０に当接して停
止すると、ワーク昇降用流体圧シリンダ１５の下室に圧
力流体が送られてリフタ１４がガイドピン１３に沿って
垂直に上昇し、図７に示すようにワークコンベア１１上
のシリンダヘッドＷ１が押し上げられて、上面が基準プ
レート１７の底面に当接する。次いで緩め装置昇降用流
体圧シリンダ８の上室に圧力流体が送られてボルト緩め
装置７が下降し、図８に示すようにボックスレンチ５６
が上プレート３２Ａ，３２Ｂの貫通穴３２ａ内に遊挿さ
れて六角ボルトＷ５の頭部と係合し、サーボモータによ
りボックスレンチ５６が左回転して一列分の六角ボルト
Ｗ５が同時に緩められて螺合長だけ上昇する。

【００１９】この六角ボルトＷ５の上昇でばね５７の力
に抗して中間軸５４が上昇し、六角ボルトＷ５が完全に
緩むと、近接スイッチＬＳ１より信号が出て、サーボモ
ータが停止し、流体圧シリンダ８の下室に圧力流体が送
られてボルト緩め装置７が上昇する。次いでシフト用流
体圧シリンダ９によりボルト緩め装置７が前又は後にシ
フトされ、前述と同様に残った一列分の六角ボルトＷ５
が同時に緩められる。

【００２０】こうして全六角ボルトＷ５が緩むと、流体
圧シリンダ２１Ａ，２１Ｂの前室にそれぞれ圧力流体が
送られ、キャップ分解ユニット３１Ａ，３１Ｂが互いに
離れる方向に移動し、上プレート３２Ａ，３２Ｂに固着
の把持爪ホルダ４３下端の下把持爪４４がカムキャップ
の穴に、またアーム４８下端の上把持爪４７が六角ボル
トＷ５とカムキャップＷ２，Ｗ３上面との間に挿入され
る。このとき例えば六角ボルトＷ５が完全に緩んでいな
い場合、上把持爪４７の先端が六角ボルトＷ５に当接し
てユニット３１Ａ又は３１Ｂの移動が阻止される。これ
を流体圧シリンダ２１Ａ，２１Ｂに固着のセンサＬＳ２
により検知して機械を異常停止させる。従って上把持爪
４７は緩め確認用をも兼ねている。

【００２１】上把持爪４７の先端に形設した勾配部が六
角ボルトＷ５の頭部下面に滑り込みながらその上把持爪
４７が図９に示すように抵抗なく六角ボルトＷ５とカム
キャップＷ２，Ｗ３上面の間に挿入されると、図１０に
示すようにクランプ用流体圧シリンダ４９の上室に圧力
流体が送られ、クランプレバー５１を介して、上把持爪
４７が押し下げられ、カムキャップＷ２及びＷ３は把持
された状態となる。次いでそれぞれのキャップ分解用流
体圧シリンダ４１の上室に圧力流体が送られ、それぞれ
のキャップ分解レバー３８が支点ピン３７を支点として
上方に旋回され、てこ式倍力機構によりローラ４０を介
して上プレート３２Ａ，３２Ｂがガイドバー３３，３４
又は３３，３５に沿って垂直に持ち上げられると上把持
爪４７と下把持爪４４によりカムキャップＷ２，Ｗ３を
把持してノックブッシュＷ４から抜き取る。

【００２２】こうしてカムキャップの抜き取りが終わる
と、流体圧シリンダ１５の上室に圧力流体が送られてリ
フタ１４が下降し、図示しないエア式着座確認センサに
よって抜き取り確認の後、リフタ１４上のシリンダヘッ
ドＷ１がローラコンベア１１上に載り、Ｘ軸方向左側に
搬出されて次工程に送られる。同時にキャップ搬送用流
体圧シリンダ１８の前室に圧力流体が送られて、基準プ
レート１７ごとキャップＷ２，Ｗ３を把持したキャップ
分解ユニット３１Ａ，３１ＢがＹ軸方向後側に移動して
リフタ２９対応位置で停止する。次いで下端で待機中の
リフタ２９がロッドレス形流体圧シリンダ２８により上
昇し、ローラコンベア２２の端部に停止中の空のパレッ
ト２１を載せて、上側のカムキャップ受取位置まで持ち
上げ、パレット２１の上面が基準プレート１７の下面に
当接する。

【００２３】次いで流体圧シリンダ４１の下室に圧力流
体が送られて、上プレート３２Ａ，３２Ｂが下降し、把
持するカムキャップＷ２，Ｗ３がパレット２１の所定位
置にそれぞれ載置され、再び流体圧シリンダ４９の下室
に圧力流体が送られて、上把持爪４７による把持が解除
されたのち、流体圧シリンダ２１Ａ，２１Ｂの後室にそ
れぞれ圧力流体が送られ、キャップ分解ユニット３１
Ａ，３１Ｂが互いに接近するように左右に移動して、上
把持爪４３，下把持爪４４がカムキャップＷ２，Ｗ３か
ら離れる。

【００２４】次いでロッドレス形流体圧シリンダ２８に
よりリフタ２９が下降を開始すると流体圧シリンダ２５
Ａ，２５Ｂの後室にそれぞれ圧力流体が送られてパレッ
ト受け２４Ａ，２４Ｂが互いに接近してパレット２１を
受け得る位置に移動し、リフタ２９上のカムキャップＷ
２，Ｗ３及び六角ボルトＷ５を載せたパレット２１がパ
レット受け２４Ａ，２４Ｂ上に載り、リフタ２９だけが
下端まで下降して待機する。次いでパレット送り出し用
流体圧シリンダ３０の後室に圧力流体が送られてプッシ
ャーが伸びてパレット２１がローラコンベア２３上に押
し出され、次工程へ搬出される。

【００２５】

【考案の効果】本考案は上述のとおり構成されているの
で次に記載する効果を奏する。カムキャップが下面側中
央部の挿通小穴内面に当接する下把持爪の上面と２個の
ボルト近傍のカムキャップ上面に挿入される上把持爪の
２個所の切欠き部周辺下面との略二等辺三角形の３点に
よって把持されるため、把持されたときの姿勢を維持し
ノックブッシュと平行に持ち上げられるのでノックブッ
シュでこじれがなく離隔が容易である。カムキャップを
把持する上把持爪の動作を独立させたので、カムキャッ
プの高さの不揃いを吸収することが可能となり、より安
定した動作が得られる。 更に、カムキャップ分解時に
てこ式倍力機構を用いてカムキャップを持ち上げるよう
にしたので、ノックブッシュにより比較的硬めに位置決
めされているカムキャップを、小型の流体圧シリンダ部
材で分解することが可能となり、キャップ分解ユニット
の小型化が達成できる。カムキャップ締結ボルトの緩め
からカムキャップ分解までキャップ分解ユニット及びボ
ルト緩め装置を用いて連続的に行うようにしたので、サ
イクルタイムが短縮されて能率が向上する。 また、カム
キャップを把持する上把持爪でボルトの緩め確認を行う
ようにしたので、構造が簡素かつ確実となって信頼性が
向上し保守が簡単となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例のカムキャップ分解装置で（ａ）は正
面図、（ｂ）は側面図である。

【図２】カムキャップ分解装置の要部の斜視図である。

【図３】図２の要部を拡大した斜視図である。

【図４】シリンダヘッドに組付けらたカムキャップとキ
ャップ把持爪を示す図である。

【図５】ボルト緩め装置のボックスレンチ駆動軸の正面
図である。

【図６】カムキャップ搬送用パレットの図で、（ａ）は
正面図、（ｂ）は側面図である。

【図７】カムキャップ分解動作の説明図で、リフタによ
りシリンダヘッドがカムキャップ分解位置に持ち上げら
れたときの基準プレートとカムキャップの位置を示す図
である。

【図８】六角ボルト緩め動作を示す図である。

【図９】上把持爪の挿入と六角ボルト緩め確認動作を示
す図である。

【図１０】カムキャップを把持した状態を示す図であ
る。

【図１１】カムキャップをシリンダヘッドより分解する
状態を示す図である。

【符号の説明】

１ 枠体 ２ コラム ７ ボルト緩め装置 １１，２２，２
３ ローラコンベア １４，２９ リフタ １７ 基準プレ
ート １９Ａ，１９Ｂ 下プレート ２１ パレット ２４Ａ，２４Ｂ パレット受け ３１Ａ，３１Ｂ キャップ分解ユニット ３２Ａ，３２Ｂ 上プレート ３８ キャップ分解レバー ４３ 把持爪 ４４ 下把持爪 ４７ 上把持
爪 Ｗ１ シリンダヘッド Ｗ２，Ｗ３
カムキャップ Ｗ４ ノックブッシュ Ｗ５ 六角ボ
ルト ＬＳ２ センサ

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸受大穴とカムシャフト挿通小穴とを同
   一線上に削設したＯＨＣ形シリンダヘッドにノックブッ
   シュで位置決めされそれぞれ２個のボルトで固定された
   複数のカムキャップをシリンダヘッドから分解する装置
   であって、シリンダヘッドを受取位置からカムキャップ
   分解位置に上昇位置決めするリフタと、分解位置におい
   て複数のカムキャップを締め付けているボルトを同時に
   緩める緩め手段と、前記ボルトの螺合が解除されたこと
   を確認する螺合解除確認手段と、上面が前記カムシャフ
   ト挿通小穴内面に当接可能な半円形に形成された下の把
   持爪と該下の把持爪と同方向で先端に前記２個のボルト
   を挿通可能にＵ字形の切欠きが形成されその周辺の上面
   が２０〜３０°切欠き側に傾斜する勾配に形成され上下
   方向に移動可能な上の把持爪とでなり前記複数のカムキ
   ャップに対応して設けられたカムキャップ把持手段と、
   該カムキャップ把持手段の上下の把持爪を同一方向から
   複数のカムキャップのそれぞれに同時に挿入する手段
   と、前記上の把持爪の挿入を確認する手段と、前記複数
   のカムキャップ把持手段の前記上の把持爪を押し下げ前
   記下の把持爪と協動して前記複数のカムキャップを個々
   に把持作動させる手段と、前記カムキャップ把持手段で
   把持される複数のカムキャップを同時にノックブッシュ
   から引き抜く倍力機構式上下駆動手段と、前記複数のカ
   ムキャップの同時の引抜きを確認する確認手段と、シリ
   ンダヘッドから取り外されたカムキャップを取付け時の
   配列のまま載置するパレットとを含んでなることを特徴
   とするエンジンのカムキャップ分解装置。