JP3771730B2 - シリンダヘッドの加工方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリンダヘッドにバルブガイド及びバルブシートを圧入するシリンダヘッドの加工技術に関し、特に、設備台数の半減、作業能率の向上及びラインスペースの半減を行う技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、シリンダヘッドにバルブガイド及びバルブシートを圧入する場合には、シリンダヘッドに対してバルブガイドとバルブシートとがいわゆる表裏関係にあり、かつ、圧入部品形状も異なるため、少なくとも、バルブガイドを圧入する圧入装置及びバルブシートを圧入する圧入装置の２台が必要であった。また、かかる圧入装置間には、シリンダヘッドを反転させる反転装置が必要であった。このため、シリンダヘッドの加工ラインには、少なくとも、バルブガイドの圧入装置、シリンダヘッドの反転装置及びバルブシートの圧入装置の３台の装置を設置しなければならなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、シリンダヘッドを加工するために、かかる３台の装置を設置することは、加工設備の設置のためのコスト上昇及び設置スペースの増加を招き、多品種少量生産が要望される今日においては、生産される製品のコスト上昇を来たしてしまうという問題があった。
【０００４】
一方、バルブガイドとバルブシートとを１台の圧入装置で圧入する技術として、特開平７−１３６８６５号公報に開示されるように、シリンダヘッドの表裏からバルブガイドとバルブシートとを同時に圧入する技術が提案されている。しかし、かかる技術で使用される圧入装置は、その特徴から専用機として新たに製作しなければならず、装置の大型化及びコスト上昇を伴うものであった。
【０００５】
そこで、本発明は以上のような従来の問題点に鑑み、プレス本体に圧入具切替機能を付加すると共に、圧入装置と反転装置との効率的配設を図り、必要最小限の設備でシリンダヘッドの加工を行えるようにした技術を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１記載の発明は、シリンダヘッドにバルブガイドを圧入するガイド圧入具及びバルブシートを圧入するシート圧入具を切り替えながら、シリンダヘッドにバルブガイド及びバルブシートを圧入する圧入装置と、該圧入装置によりバルブガイド又はバルブシートが圧入されたシリンダヘッドを反転させる反転装置と、治具装置と反転装置との間で、シリンダヘッドを搬送するトランスファ装置と、を用いて、シリンダヘッドのバルブシート圧入側を上方に位置させたときに、搬送面たる下端面と圧入装置の治具装置に着座する着座面とが平行でないシリンダヘッドに、その上方からバルブシートを圧入するシリンダヘッドの加工方法であって、
シリンダヘッドのバルブガイド圧入孔にバルブガイドを仮嵌合するガイドセット工程と、該ガイドセット工程により仮嵌合されたバルブガイドを検出するガイド検出工程と、該ガイド検出工程によりバルブガイドが検出されたときに、バルブガイドを圧入するガイド圧入工程と、該ガイド圧入工程によりバルブガイドが圧入されたシリンダヘッドを反転装置に搬送する第１の搬送工程と、該第１の搬送工程により反転装置に搬送されたシリンダヘッドを反転させる反転工程と、該反転工程により反転されたシリンダヘッドを治具装置に搬送する第２の搬送工程と、該第２の搬送工程により搬送されたシリンダヘッドを治具装置に着座させるべく、シリンダヘッドの着座面が治具の着座面と略平行になるように、シリンダヘッドの姿勢を変換する姿勢変換工程と、該姿勢変換工程により姿勢変換されたシリンダヘッドのバルブシート圧入孔にバルブシートを仮嵌合するシートセット工程と、該シートセット工程により仮嵌合されたバルブシートを検出するシート検出工程と、該シート検出工程によりバルブシートが検出されたときに、バルブシートを圧入するシート圧入工程と、を含んで構成されたことを特徴とする。
【０００７】
かかる構成によれば、圧入装置，反転装置及び治具装置を用いて、シリンダヘッドにバルブガイド及びバルブシートを圧入する場合には、先ず、ガイドセット工程によりシリンダヘッドのバルブガイド圧入孔にバルブガイドが仮嵌合される。バルブガイドが仮嵌合されたシリンダヘッドは、ガイド検出工程によりバルブガイドが検出されると、ガイド圧入工程によりバルブガイドが圧入される。バルブガイドが圧入されたシリンダヘッドは、その反対側の面からバルブシートを圧入するために、第１の搬送工程により反転装置まで搬送される。反転装置に搬送されたシリンダヘッドは、反転工程により反転され、バルブシート圧入孔が上方に位置するいわゆる「倒立状態」となる。そして、倒立状態となったシリンダヘッドは、第２の搬送工程により治具装置まで引き戻される。治具装置に搬送されたシリンダヘッドは、シリンダヘッドの搬送面と着座面とが略平行でないため、姿勢変換工程によりシリンダヘッドの着座面が治具装置の着座面と略平行になるように、その姿勢変換が行われる。その後、バルブガイドの圧入と同様に、シートセット工程によりシリンダヘッドのバルブシート圧入孔にバルブシートが仮嵌合される。バルブシートが仮嵌合されたシリンダヘッドは、シート検出工程によりバルブシートが検出されると、シート圧入工程によりバルブシートが圧入され、シリンダヘッドの加工が完了する。
【０００８】
即ち、シリンダヘッドの加工は、圧入装置，反転装置及び治具装置を用いて、ガイドセット工程〜シート圧入工程を順次実施することで完了する。このため、従来よりも少ない台数の設備でシリンダヘッドの加工が可能となり、作業効率の向上及びラインスペースの半減が行われる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、添付された図面を参照して本発明を詳述する。
図１及び図２は、本発明に係るシリンダヘッドの加工装置（以下「加工装置」という）の一実施形態を示す。
【００１３】
加工装置の説明に先立って、被加工物たるシリンダヘッドについて、図３及び図４を参照しつつ説明する。
シリンダヘッド１０は、直列６気筒のエンジンに使用されるもので、各気筒当たり２つの吸気弁及び２つの排気弁が配設される。シリンダヘッド１０には、図３に示すように、図示しない給・排気弁の軸部を案内するバルブガイド１２が圧入されるガイド圧入孔１４と、給・排気弁の傘部と当接するバルブシート１６が圧入されるシート圧入孔１８と、が形成される。また、給・排気弁は、スワールの生成等を考慮して、シリンダ列方向に対して所定角度θ傾斜した直線に沿って配設される。さらに、シリンダヘッド１０の上面（ガイド圧入孔１４が形成された面）の周囲には、図示しないカムシャフトを支持する軸受部２０が端面から突出しないように側壁２２が延長形成され、図３に示すように、シリンダヘッド１０のカバー面と下面とが平行でない形状に形成される。
【００１４】
なお、図４はシリンダヘッド１０の下面、即ち、シート圧入孔１８が形成された面を示すが、シリンダヘッド１０の上面も同様である。また、図中のハッチングを施した部分は、排気側を示す。
【００１５】
加工装置３０は、圧入装置４０と、反転装置８０と、トランスファ装置１００と、部品在籍検出装置１２０と、治具装置１４０と、操作盤１６０と、制御盤１７０と、を含んで構成される。
【００１６】
先ず、各装置の概要について説明すると、圧入装置４０は、シリンダヘッド１０にバルブガイド１２及びバルブシート１６を圧入する。反転装置８０は、シリンダヘッド１０の反対側からバルブシート１６を圧入するために、シリンダヘッド１０を反転する。トランスファ装置１００は、治具装置１４０と反転装置８０との間でシリンダヘッド１０を搬送する。部品在籍検出装置１２０は、バルブガイド１２又はバルブシート１６を圧入する前に、シリンダヘッド１０にバルブガイド１２又はバルブシート１６が正しくセットされているか否かを検出する。バルブガイド１２又はバルブシート１６が正しくセットされていないことが検出されたときには、圧入装置４０を稼動させないようにして、不良品が生産されることを未然に防止する。治具装置１４０は、シリンダヘッド１０の姿勢変換（詳細は後述する）及びシリンダヘッド１０の位置決めを行う。操作盤１６０には、加工装置３０を操作するための各種スイッチ、及び、操作状況等を表示するディスプレイ等が備えられる。制御盤１７０は、マイクロコンピュータを内蔵し、メモリに記憶されたプログラムに従って、加工装置３０の各種制御を行う。
【００１７】
次に、各装置の詳細について説明する。
圧入装置４０は、図５〜図７に示すように、プレス４２と、アッパプレート４４と、スライドブシュ４６と、スライドシャフト４８と、スライドベース５０と、上下動用油圧シリンダ５２と、スライドプレート５４と、摺動部材としてのスライドテーブル５６と、左右動用油圧シリンダ５８と、ガイド圧入具６０と、シート圧入具７０と、を含んで構成される。
【００１８】
プレス４２は、一般的な汎用プレス機であり、プレス本体から突出するプレスラム４２ａを介して圧入力が伝達される。プレス本体の下面には、略矩形形状の板状部材からなるアッパプレート４４が、図示しないボルト等により固定される。アッパプレート４４の四隅には、鉛直方向に沿って、円柱形状のスライドシャフト４８が、略円筒形状のスライドブシュ４６により摺動自由に固定される。そして、スライドシャフト４８の下端には、中央部に開口部が形成された略矩形形状のスライドベース５０が、図示しないボルト等により固定される。また、アッパプレート４４とスライドベース５０との間には、プレス本体に対してスライドベース５０が鉛直方向に沿って上・下動するように、上下動用油圧シリンダ５２が介装連結される。
【００１９】
スライドベース５０の上面には、水平面の一方向（図５の左右方向）に沿って、断面形状が逆Ｌ字形の２本のスライドプレート５４が略平行に固定される。２本のスライドプレート５４の間には、略矩形形状の板状部材からなるスライドテーブル５６が、スライドプレート５４の設置方向に摺動自由に固定される。また、スライドベース５０とスライドテーブル５６との間には、スライドベース５０に対してスライドテーブル５６が図５で左・右動するように、左右動用油圧シリンダ５８が介装連結される。なお、スライドプレート５４及び左右動用油圧シリンダ５８により、摺動機構が構成される。
【００２０】
スライドテーブル５６の下面には、スライドベース５０の中央に形成された開口部を貫通して、各種圧入具として、バルブガイド圧入用のガイド圧入具６０と、バルブシート圧入及びかしめ用のシート圧入具７０と、が固定される。従って、左右動用油圧シリンダ５８を稼動させることにより、スライドベース５０に対してスライドテーブル５６が左・右動し、その下面に固定されたガイド圧入具６０及びシート圧入具７０も左・右動する。
【００２１】
ガイド圧入具６０は、スライド式ホルダ６１と、前後動用油圧シリンダ６２と、ガイドパッド６３と、ロードセル６４と、圧入用プッシャ６５と、を含んで構成される。
【００２２】
スライド式ホルダ６１は、スライドテーブル５６の下面に図示しないスライドレールを介して、一方向に摺動自由に固定される。そして、スライドテーブル５６とスライド式ホルダ６１との間には、スライドテーブル５６に対してスライド式ホルダ６１が図５で前・後動するように、前後動用油圧シリンダ６２が介装連結される。
【００２３】
スライド式ホルダ６１の下面には、略矩形形状の板状部材からなるガイドパッド６３が固着される。ガイドパッド６３には、バルブガイド１２の圧入位置に対応する位置に、バルブガイド１２が挿通される挿通孔６３ａが２つ開設される。挿通孔６３ａは、図に示すように、下部が大径に形成されたテーパ形状に形成され、バルブガイド１２の倒れを矯正しつつ、バルブガイド１２を所定の圧入位置に案内する機能を有する。また、ガイドパッド６３は、バルブガイド１２の圧入寸法を決定するように、その厚さが設定される。
【００２４】
スライド式ホルダ６１には、ガイドパッド６３の挿通孔６３ａと同心上に、略円柱形状をなしたロードセル６４が２つ収納される。ロードセル６４は、その軸方向に印可された圧入力を検出する機能を有し、具体的には、内蔵された弾性体に生じたひずみをひずみセンサを介して電気信号に変換し、圧入力を検出する。ロードセル６４の上面には、スライドプレート５６及びスライド式ホルダ６１を貫通する圧入用プッシャ６５を介して、プレスラム４２ａより圧入力が伝達される。そして、ロードセル６４の下面により、バルブガイド１２の一端面に圧入力が印加され、バルブガイド１２を所定の圧入寸法まで圧入する。このとき、プレス４２の圧入力は、プレスラム４２ａ，圧入用プッシャ６５及びロードセル６４を介してバルブガイド１２に伝達されるので、スライド式ホルダ６１及びガイドパッド６３には、圧入力が作用しない。
【００２５】
なお、バルブガイド１２の圧入位置のばらつきの微調整を行うために、スライドテーブル５６にスライド式ホルダ６１を固定する際に、フローティングジョイントを用いるようにしてもよい。
【００２６】
シート圧入具７０は、シート圧入工具７１と、シート圧入・かしめ工具７２と、工具ホルダ７３と、圧入・かしめ用プッシャ７４と、を含んで構成される。
シート圧入工具７０は、吸気側のバルブシート１６を圧入するもので、図８に示すように、その一端にバルブシート１６の内径に嵌合しつつバルブシート１６を圧入する圧入部７１ａと、他端にプレス４２からの圧入力を受ける受圧部７１ｂと、が形成される。
【００２７】
シート圧入・かしめ工具７２は、排気側のバルブシート１６を圧入及びかしめるもので、図８に示すように、その一端にバルブシート１６の内径に嵌合しつつバルブシート１６を圧入及びかしめる圧入・かしめ部７２ａと、他端にプレス４２からの圧入力を受ける受圧部７２ｂと、が形成される。
【００２８】
工具ホルダ７３は、スライドテーブル５６の下面にボルト等により固定され、図７に示すように、シート圧入工具７１及びシート圧入・かしめ工具７２を保持する。そして、シート圧入工具７１及びシート圧入・かしめ工具７２の受圧部７１ｂ及び７２ｂには、スライドプレート５６及び工具ホルダ７３を貫通する圧入・かしめ用プッシャ７４を介して、プレスラム４２ａより圧入力が伝達される。このとき、プレス４２の圧入力は、プレスラム４２ａ及び圧入・かしめ用プッシャ７４を介して、シート圧入工具７１及びシート圧入・かしめ工具７２に伝達される。
【００２９】
反転装置８０は、図１及び図２に示すように、一対の回転体８２と、回転体支持機構８４と、電動モータ８６と、クランパー８８と、クランプ機構９０と、を含んで構成される。
【００３０】
回転体８２は、外形が略円形に形成された板状部材からなり、回転体支持機構８４により鉛直に回転自由に支持される。また、一方の回転体８２には、円環形状の被駆動部材８２ａが同心上に固定され、電動モータ８６の駆動スプロケットと被駆動部材８２ａとの間にチェーン９２が掛け回される。従って、電動モータ８６を駆動することにより、その回転力がチェーン９２を介して回転体８２に伝達され、回転体８２が鉛直面に沿って回転する。
【００３１】
回転体８２の中央部には、図２に示すように、シリンダヘッド１０を包含する開口部が形成される。一対の回転体８２の間であって開口部の対向する２面には、矩形形状のレール固定部材９４が固定される。そして、レール固定部材９４には、シリンダヘッド１０のガイド圧入孔１４が上方に位置する状態（以下「正立状態」という）、及び、シリンダヘッド１０のシート圧入孔１８が上方に位置する状態（以下「倒立状態」という）でシリンダヘッド１０が締付け保持されるように、クランパー８８で固定される。クランプ機構９０は、クランパー８８上によりシリンダヘッド１０が締付けられた状態でシリンダヘッド１０を反転させたときに、シリンダヘッド１０が開口部内で動かないようにクランプする。
【００３２】
トランスファ装置１００は、図９及び図１０に示すように、いわゆるトランスファバー式の搬送装置であって、固定ガイドシャフト１０２と、バーホルダ１０４と、２段式油圧シリンダ１０６と、トランスファバー１０８と、油圧モータ１１０と、搬送用爪１１２と、トラックレール１１４と、ローラスライダ１１６と、を含んで構成される。
【００３３】
固定ガイドシャフト１０２は、丸棒形状をなし、加工装置３０の鉛直面に沿って水平方向に２本固定される。固定ガイドシャフト１０２には、バーホルダ１０４が摺動自由に固定され、ここに、２段式油圧シリンダ１０６のロッド先端部１０６ａが固定されると共に、丸棒形状のトランスファバー１０８の一端部が回転自由にいわゆる片持ちで固定される。また、トランスファバー１０８の一端部には、被駆動ギヤ１１８ａが固定され、被駆動ギヤ１１８ａと油圧モータ１１０の駆動ギヤ１１８ｂとが噛み合うように、油圧モータ１１０がバーホルダ１０４に固定される。一方、トランスファバー１０８の他端部には、図１０に示すように、油圧モータ１１０の稼動に応じてトランスファバー１０８の軸回りに所定角度回動するように、矩形形状の板状部材からなる搬送用爪１１２が固定される。
【００３４】
この他には、トランスファバー１０８がいわゆる片持ちで固定されているため、その先端部の垂れ（撓み）等を防止する機構が備えられる。即ち、トランスファバー１０８の上方に、チャンネル形状のトラックレール１１４が固定され、ここに、トランスファバー１０８の中間部に固定されたローラスライダ１１６が転動自由に固定される。従って、トランスファバー１０８は、ローラスライダ１１６及びトラックレール１１４によりその中間部が支持されることとなるので、その先端部の垂れ等を大幅に低減することができる。また、トランスファバー１０８の軸方向に被搬送物たるシリンダヘッド１０の荷重が作用した場合に、座屈の発生を防止することもできる。
【００３５】
なお、トラックレール１１４は、トランスファバー１０８の全行程において設けることが望ましいので、反転装置８０にも、図１に示すように、その正立状態及び倒立状態でローラスライダ１１６が乗り移れるように、別体のトラックレール１１４が上下に２本取り付けられる。なお、図１では、反転装置８０には、上方に位置するトラックレール１１４のみが表れている。
【００３６】
部品在籍検出装置１２０は、図１１に示すように、取付ベース１２２と、ガイドシャフト１２４と、プレート１２６と、エアシリンダ１２８と、ファイバセンサ１３０と、を含んで構成される。
【００３７】
取付ベース１２２は、プレス４２の一側面であって反転装置８０と反対側の面（図１参照）に固定される。取付ベース１２２には、鉛直方向に、２本のガイドシャフト１２４が摺動自由固定される。ガイドシャフト１２４の先端には、プレート１２６が固定され、ここに、取付ベース１２２に固定されたエアシリンダ１２８のロッド先端部１２８ａが固定される。なお、エアシリンダ１２８は、落下防止機構を備えたものを使用するのが望ましい。また、プレート１２６の下面には、４つのファイバセンサ１３０が固定される。
【００３８】
ファイバセンサ１３０は、図１２に示すように、シリンダヘッド１０の正立状態でバルブガイド１２を検出すると共に、図１３に示すように、シリンダヘッド１０の倒立状態でバルブシート１６を検出する。ファイバセンサ１３０の設置位置は、図１４に示すように、部品検出位置における、正立状態におけるバルブガイド１２と、倒立状態におけるバルブシート１６と、の重複部分Ａとする。このようにすることで、１つのセンサで異種部品を検出することが可能となる。なお、部品を検出するセンサとしては、ファイバセンサに限らず、例えば、近接スイッチ等の各種センサを使用してもよい。
【００３９】
治具装置１４０は、図１５及び図１６に示すように、スライドベース１４２と、インテリジェントアクチュエータ（図示せず）と、ガイドシャフト１４４と、リフタベース１４６と、リフトシリンダ１４８と、ヒンジ１５０と、フレーム１５２と、チルト用シリンダ１５４と、治具としてのシートパッド１５６と、ロケートピン１５８と、搬送ローラ（図示せず）と、を含んで構成される。
【００４０】
加工装置３０のベース３２上面に、略矩形形状の板状部材からなるスライドベース１４２が摺動自由に固定され、スライドベース１４２が摺動するように、図示しないインテリジェントアクチュエータが介装連結される。スライドベース１４２の四隅には、図１６に示すように、丸棒形状の棒状部材からなるガイドシャフト１４４が鉛直方向に摺動自由に４本立設され、その先端に、略矩形形状の板状部材からなるリフタベース１４６が固定される。スライドベース１４２とリフタベース１４６との間には、スライドベース１４２に対してリフタベース１４６が上・下動するように、２つのリフトシリンダ１４８が対角上に介装連結される。また、リフタベース１４６の上面には、ヒンジ１５０が固定され、ここに、梯子形状のフレーム１５２の一端部が揺動自由に固定される。フレーム１５２とリフタベース１４６との間には、図１５に示すように、ヒンジ１５０を中心としてフレーム１５２が揺動するように、チルト用シリンダ１５４が介装連結される。
【００４１】
スライドベース１４２には、被工作物たるシリンダヘッド１０の端面と当接してシリンダヘッド１０を支持するシートパッド１５６がシリンダ列方向に３つ固定される。これらのシートパッド１５６の２つには、シリンダヘッド１０の位置決めを行うロケートピン１５８が立設され、シリンダヘッド１０に形成されたノックピンの嵌合孔と嵌合して位置決めが行われる。また、フレーム１５２の上部には、この上をシリンダヘッド１０が移動し易いように、シリンダヘッド１０の正立状態及び倒立状態における搬送面位置に、図示しない搬送ローラが取り付けられる。
【００４２】
次に、かかる圧入装置４０を用いて、シリンダヘッド１０にバルブガイド１２及びバルブシート１６を圧入する方法（以下「圧入方法」という）について説明する。
【００４３】
圧入方法は、搬入工程と、ガイドセット工程と、ガイド検出工程と、ガイド圧入工程と、第１搬送工程と、反転工程としての第１反転工程と、第２搬送工程と、姿勢変換工程としての第１姿勢変換工程と、シートセット工程と、シート検出工程と、シート圧入工程と、第２姿勢変換工程と、第３搬送工程と、第２反転工程と、搬出工程と、を含んで構成される。
【００４４】
搬入工程では、例えば、オーバヘッド電車等の搬送装置を使用して、前工程から加工装置までシリンダヘッド１０が搬送される。そして、正立状態で、治具装置１４０上の所定位置にシリンダヘッド１０が載置される。
【００４５】
ガイドセット工程では、作業者によって、シリンダヘッド１０に形成された２４箇所のガイド圧入孔１４にバルブガイド１２がセットされる。このとき、バルブガイド１２は、その全体がガイド圧入孔１４に嵌合された状態でなく、その一部がガイド圧入孔１４に嵌合した仮嵌合状態となっている。
【００４６】
ガイド検出工程では、圧入装置４０によってバルブガイド１２を圧入する前に、シリンダヘッド１０のガイド圧入孔１４にバルブガイド１２が正しくセットされているか否かを検出する。即ち、作業者によるバルブガイド１２のセット忘れや、シリンダヘッド１０の搬送中にバルブガイド１２が倒れた場合に、かかる状態でバルブガイド１２の圧入を行わないようにすべく、バルブガイド１２が正しくセットされているか否かを検出する。そして、バルブガイド１２が正しくセットされていない場合には、圧入装置４０を起動しないようにして不良品の発生を防止する。なお、ガイド検出工程の詳細については、ガイド圧入工程の説明中で併せて説明することとする。
【００４７】
ガイド圧入工程は、ガイドセット工程においてバルブガイド１２がセットされた後、作業者により起動ボタンが押されることで開始される。その詳細を図４を参照しつつ説明すると、次のようになる。なお、ガイド圧入工程の開始時には、治具装置１４０が原位置（搬入位置）、ガイド圧入具６０が上昇端、かつ、ガイド圧入具６０が排気側のバルブガイド１２を圧入する位置（以下「排気側位置」という）にあるものとする。
【００４８】
（１）圧入装置４０における圧入具を、バルブガイド１２を圧入するためのガイド圧入具６０に切り換える。即ち、左右動用油圧シリンダ５８によりスライドテーブル５６を図１で右動させ、プレスラム４２ａの直下にガイド圧入具６０を位置させる。
【００４９】
（２）＃１シリンダのバルブガイド１２を検出する準備をする。即ち、治具装置１４０のインテリジェントアクチュエータによりスライドベース１４２を摺動させ、部品在籍検出装置１２０の直下に＃１シリンダのバルブガイド１２を位置させる。
【００５０】
（３）＃１シリンダのバルブガイド１２を検出する。即ち、部品在籍検出装置１２０のエアシリンダ１２８によりプレート１２６をバルブガイド１２近傍まで下降させ、ここに設けられたファイバセンサ１３０により給・排気弁のバルブガイド１２を４つ同時に検出する。ここで、４つのバルブガイド１２が検出されなかった場合には、例えば、警告灯により作業者に報知すると共に、圧入装置４０を停止するようにする。そして、バルブガイド１２の検出が完了したら、治具装置１４０のスライドベース１４２を摺動させる準備に入る。エアシリンダ１２８は、下降した状態で停止している。
【００５１】
（４）（２）及び（３）の手順を繰り返し、＃２シリンダのバルブガイド１２を検出する。
（５）＃１シリンダの排気側のバルブガイド１２を圧入する準備をする。即ち、治具装置１４０のインテリジェントアクチュエータによりスライドベース１４２を摺動させ、ガイド圧入具６０の直下に＃１シリンダの排気側のバルブガイド１２を位置させる。
【００５２】
（６）上下動用油圧シリンダ５２によりスライドベース５０を下動させ、ガイド圧入具６０をシリンダヘッド１０の上面直近まで下降させる。
（７）＃１シリンダの排気側のバルブガイド１２を圧入する。即ち、プレス４２を起動し、プレスラム４２ａ，圧入用プッシャ６５及びロードセル６４を介して圧入力をバルブガイド１２に伝達し、バルブガイド１２を所定の圧入寸法まで圧入する。このとき、プレスラム４２ａの下降に伴って、圧入用プッシャ６５及びロードセル６４が下降し、２つの排気側のバルブガイド１２を同時に圧入する。また、ロードセル６４により圧入力を検出することで、バルブガイド１２に印加された圧入力を介して圧入状態が間接的に把握される。要するに、圧入力が所定値以上になったときには、バルブガイド１２に過度な圧入力が印加され、座屈やひび割れが発生したおそれがあると判断できるのである。
【００５３】
（８）ガイド圧入具６０を、吸気側のバルブガイド１２を圧入する位置（以下「吸気側位置」という）にシフトする。即ち、ガイド圧入具６０の前後動用油圧シリンダ６２によりスライド式ホルダ６１を摺動させ、ガイド圧入具６０をシフトさせる。
【００５４】
（９）（２）及び（３）の手順を繰り返し、＃３シリンダのバルブガイド１２を検出する。
（10）＃１シリンダの吸気側のバルブガイド１２を圧入する準備をする。なお、かかる準備の内容は、先の（５）の手順と同様であるので、その説明は省略する（以下同様）。
【００５５】
（11）＃１シリンダの吸気側のバルブガイド１２を圧入する。
（12）＃２シリンダの排気側のバルブガイド１２を圧入する準備をする。
（13）ガイド圧入具６０を、排気側位置にシフトする。
【００５６】
（14）＃２シリンダの排気側のバルブガイド１２を圧入する。
（15）ガイド圧入具６０を、吸気側位置にシフトする。
（16）（９）〜（15）の手順を繰り返し、＃４〜＃６シリンダのバルブガイド１２の検出が完了すると、エアシリンダ１２８によりファイバセンサ１３０を上昇させる。
【００５７】
（17）（10）〜（15）の手順を繰り返し、＃５シリンダの吸気側及び＃６シリンダの排気側のバルブガイド１２を圧入する。
（18）（10）及び（11）の手順を繰り返し、＃６シリンダの吸気側のバルブガイド１２を圧入する。
【００５８】
（19）ガイド圧入具６０を、排気側位置にシフトする。
（20）上下動用油圧シリンダ５２によりスライドベース５０を上動させ、ガイド圧入具６０を上昇端まで上昇させる。
【００５９】
かかるガイド圧入工程によれば、先ず、バルブガイド１２を圧入するために、圧入具がガイド圧入具６０に切り換えられる。そして、治具装置１４０上でシリンダヘッド１０を移動しつつ、バルブガイド１２の検出及び圧入が行われる。
【００６０】
第１搬送工程では、バルブガイド１２が圧入されたシリンダヘッド１０を、治具装置１４０から反転装置８０まで搬送する。シリンダヘッド１０を搬送する手順を説明すると、次のようになる。
【００６１】
（１）治具装置１４０のリフトシリンダ１４８によりリフタベース１４６を上昇させる。すると、リフタベース１４６に固定されたフレーム１５２が上昇し、シートパッド１５６からシリンダヘッド１０を持ち上げる。このとき、シリンダヘッド１０の下面は、フレーム１５２上面に設けられた搬送ローラにより支持され、小さな力でシリンダヘッド１０が移動可能となる。
【００６２】
（２）搬送装置１００の油圧モータ１１０を稼動させて、搬送用爪１１２を搬送位置にする。即ち、油圧モータ１１０の回転力は、駆動ギヤ１１８ｂ及び被駆動ギヤ１１８ａを介してトランスファバー１０８に伝達され、バーホルダ１０４に対してトランスファバー１０８を回動させる。
【００６３】
（３）２段式油圧シリンダ１０６を伸長させ、搬送用爪１１２の一端面によりシリンダヘッド１０の一端面を押し出し、シリンダヘッド１０を反転装置８０内に搬送する。このとき、２段式油圧シリンダ１０６の伸長に伴い、ローラスライダ１１６がトラックレール１１４と嵌合し、トランスファバー１０８に作用する軸力に起因する垂れ及び座屈等の発生が防止される。
【００６４】
（４）シリンダヘッド１０が反転装置８０の所定位置まで搬送されたら、油圧モータ１１０を稼動させて、搬送用爪１１２を非搬送位置にする。非搬送位置は、トランスファバー１０８を伸縮させても、搬送用爪１１２がシリンダヘッド１０及び他の装置と干渉しない位置に設定する。
【００６５】
（５）２段式油圧シリンダ１０６を縮め、トランスファバー１０８を反転装置８０から引き出す。
第１反転工程では、シリンダヘッド１０を、正立状態から倒立状態に反転させる。即ち、クランプ機構９０により、シリンダヘッド１０を搬送ローラ２００に押圧して固定した後、電動モータ８６を稼動させて回転体８２を回転させることで、シリンダヘッド１０を反転させる。そして、反転が完了したら、クランプ機構９０を解放し、シリンダヘッド１０を倒立状態用の搬送ローラ２００上に載置させる。
【００６６】
第２搬送工程では、倒立状態となったシリンダヘッド１０を、反転装置８０から治具装置１４０上に引き戻す。シリンダヘッド１０を治具装置１４０上に搬送する手順を説明すると、次のようになる。
【００６７】
（１）２段式油圧シリンダ１０６を伸長させ、トランスファバー１０８を反転装置８０内に侵入させる。
（２）油圧モータ１１０を稼動させ、搬送用爪１１２を搬送位置にする。
【００６８】
（３）２段式油圧シリンダ１０６を縮め、搬送用爪１１２によりシリンダヘッド１０を反転装置８０から引き出す。このとき、シリンダヘッド１０は、搬送用爪１１２の他端面（第１搬送工程とは反対側の面）と当接し、反転装置８０から引き出される。
【００６９】
（４）油圧モータ１１０を稼動させ、搬送用爪１１２を非搬送位置にする。
（５）治具装置１４０のインテリジェントアクチュエータにより、治具装置１４０を原位置に戻す。
【００７０】
第１姿勢変換工程では、反転装置８０から引き出されたシリンダヘッド１０を、治具装置１４０上の所定位置に載置させる処理を行う。即ち、倒立状態のシリンダヘッド１０は、図３に示すように、搬送面と加工基準面とが平行でないため、治具装置１４０のシートパッド１５６上にシリンダヘッド１０の加工基準面を合わせる姿勢変換が必要となる。姿勢変換の手順を説明すると、次のようになる。
【００７１】
（１）チルト用シリンダ１５４によりフレーム１５２を揺動させ、図１５の２点鎖線が示すように、倒立状態におけるシリンダヘッド１０の加工基準面が、シートパッド１５６と略平行になるようにする。
【００７２】
（２）リフトシリンダ１４８によりリフタベース１４６を下動させる。すると、リフタベース１４６に揺動自由に取り付けられたフレーム１５２がリフタベース１４６と共に下降しつつ、シリンダヘッド１０のノックピンの嵌合孔がロケートピン１５８と嵌合しつつ位置決めされ、シリンダヘッド１０の加工基準面がシートパッド１５６上に載置される。
【００７３】
（３）チルト用シリンダ１５４により、図１５の実線が示すように、フレーム１５２の揺動を元に戻す。
シートセット工程では、作業者によって、シリンダヘッド１０に形成された２４箇所のシート圧入孔１８に給・排気弁のバルブシート１６がセットされる。
【００７４】
シート検出工程では、圧入装置４０によってバルブシート１６を圧入する前に、シリンダヘッド１０のシート圧入孔１８にバルブシート１６が正しくセットされているか否かを検出する。即ち、作業者によるバルブシート１６のセット忘れを事前に検出し、かかる場合には、圧入装置４０を起動しないようにして不良品の発生を防止する。なお、シート検出工程の詳細については、シート圧入工程の説明中で併せて説明することとする。
【００７５】
シート圧入工程は、シートセット工程においてバルブシート１６がセットされた後、作業者により再起動ボタンが押されることで開始される。その詳細を図４を参照しつつ説明すると、次のようになる。なお、シート圧入工程の開始時には、治具装置１４０が原位置、かつ、シート圧入具７０が上昇端にあるものとする。
【００７６】
（１）圧入装置４０における圧入具を、バルブシート１６を圧入するためのシート圧入具７０に切り換える。即ち、左右動用油圧シリンダ５８によりスライドテーブル５６を図１で左動させ、プレスラム４２ａの直下にシート圧入具７０を位置させる。
【００７７】
（２）＃１シリンダのバルブシート１６を検出する準備をする。即ち、治具装置１４０のインテリジェントアクチュエータによりスライドベース１４２を摺動させ、部品在籍検出装置１２０の直下に＃１シリンダのバルブシート１６を位置させる。
【００７８】
（３）＃１シリンダのバルブシート１６を検出する。なお、バルブシート１６の検出方法については、先のバルブガイド１２の検出方法と同様であるので、その説明は省略する。
【００７９】
（４）（２）及び（３）の手順を繰り返し、＃２シリンダのバルブシート１６を検出する。
（５）＃１シリンダのバルブシート１６を圧入する準備をする。即ち、治具装置１４０のインテリジェントアクチュエータによりスライドベース１４２を摺動させ、シート圧入具７０の直下に＃１シリンダのバルブシート１６を位置させる。
【００８０】
（６）上下動用油圧シリンダ５２によりスライドベース５０を下動させ、シート圧入具７０をシリンダヘッド１０の上面直近まで下降させる。
（７）＃１シリンダのバルブシート１６を圧入する。即ち、プレス４２を起動し、プレスラム４２ａ，圧入・かしめ用プッシャ７４，シート圧入工具７１及びシート圧入・かしめ工具７２を介して圧入力をバルブシート１６に伝達し、バルブシート１６を圧入及びかしめる。このとき、プレスラム４２ａの下降に伴って、圧入・かしめ用プッシャ７４，シート圧入工具７１及びシート圧入・かしめ工具７２が下降し、４つのバルブシート１６を同時に圧入及びかしめる。
【００８１】
（８）（２）及び（３）の手順を繰り返し、＃３シリンダのバルブシート１６を検出する。
（９）＃２シリンダのバルブシート１６を圧入する準備をする。なお、かかる準備の内容は、先の（５）の手順と同様であるので、その説明は省略する（以下同様）。
【００８２】
（10）＃２シリンダのバルブシート１６を圧入する。
（11）（８）〜（10）の手順を繰り返し、＃４〜＃６シリンダのバルブシート１６の検出、及び、＃３〜＃５シリンダのバルブシート１６を圧入及びかしめる。
【００８３】
（12）（９）及び（10）の手順を繰り返し、＃６シリンダのバルブシート１６を圧入及びかしめる。
（13）上下動用油圧シリンダ５２によりスライドベース５０を上動させ、シート圧入具７０を上昇端まで上昇させる。
【００８４】
かかるシート圧入工程によれば、先ず、バルブシート１６を圧入するために、圧入具がシート圧入具７０に切り換えられる。そして、治具装置１４０上でシリンダヘッド１０を移動しつつ、バルブシート１６の検出、及び、バルブシート１６の圧入及びかしめが行われる。
【００８５】
第２姿勢変換工程では、バルブシート１６が圧入されたシリンダヘッド１０を、反転装置８０に搬送するための姿勢変換処理を行う。即ち、倒立状態のシリンダヘッド１０は、図３に示すように、搬送面と加工基準面とが平行でないため、搬送面を水平面に合わせる姿勢変換が必要になる。姿勢変換の手順を説明すると、次のようになる。
【００８６】
（１）チルト用シリンダ１５４によりフレーム１５２を揺動させ、フレーム１５２の上面が、倒立状態におけるシリンダヘッド１０の搬送面と略平行になるようにする。
【００８７】
（２）リフトシリンダ１４８によりリフタベース１４６を上動させる。すると、リフタベース１４６と共にフレーム１５２が上昇し、フレーム１５２の搬送ローラとシリンダヘッド１０の搬送面とが当接し、シートパッド１５６からシリンダヘッド１０が持ち上げられる。
【００８８】
（３）チルト用シリンダ１５４によりフレーム１５２の揺動を元に戻す。
第３搬送工程では、姿勢変換された倒立状態のシリンダヘッド１０を、圧入装置４０から反転装置８０まで搬送する。シリンダヘッド１０を搬送する手順を説明すると、次のようになる。
【００８９】
（１）搬送装置１００の油圧モータ１１０を稼動させて、搬送用爪１１２を搬送位置にする。
（２）２段式油圧シリンダ１０６を伸長させ、搬送用爪１１２の一端面によりシリンダヘッド１０の一端面を押し出し、シリンダヘッド１０を反転装置８０内に搬送する。
【００９０】
（３）シリンダヘッド１０が反転装置８０の所定位置まで搬送されたら、油圧モータ１１０を稼動させて、搬送用爪１１２を非搬送位置にする。
（４）２段式油圧シリンダ１０６を縮め、トランスファバー１０８を反転装置８０から引き抜く。
【００９１】
第２反転工程では、シリンダヘッド１０を、倒立状態から正立状態に反転させる。即ち、先の第１反転工程と同様に、クランプ機構９０により、シリンダヘッド１０を着座パッド８８に押圧して固定した後、電動モータ８６を稼動させて回転体８２を回転させることで、シリンダヘッド１０を反転させる。そして、反転が完了したら、クランプ機構９０を解放し、シリンダヘッド１０を正立状態用の着座パッド８８に載置させる。
【００９２】
搬出工程では、例えば、オーバヘッド電車等の搬送装置を使用して、反転装置８０から後工程までシリンダヘッド１０を搬送する。なお、後工程において、倒立状態のシリンダヘッド１０を加工等する場合には、第２反転工程は不要であることは言うまでもない。
【００９３】
以上説明した、搬入工程〜搬出工程からなる圧入方法によれば、圧入具が交換可能な圧入装置４０と、シリンダヘッド１０を反転させる反転装置８０と、の間をトランスファバー式の搬送装置１００によってシリンダヘッド１０を搬送することで、同一経路を１．５往復して作業を完了することができる。このため、本発明に係る加工装置３０では、圧入装置４０及び反転装置８０を設置するスペースのみが必要となり、従来のものより、設備台数の削減及びラインスペースの半減を行うことができる。
【００９４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の発明によれば、従来よりも少ない台数の設備でシリンダヘッドの加工が可能となり、作業効率の向上及びラインスペースの半減を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る加工装置の全体構成図
【図２】 同上の右側面図
【図３】 加工対象たるシリンダヘッドの正立状態における断面図
【図４】 加工対象たるシリンダヘッドを示し、（Ａ）は倒立状態における上面図、（Ｂ）は正立状態における上面図
【図５】 加工装置を構成する圧入装置の正面図
【図６】 同上の左側面図
【図７】 同上の右側面図
【図８】 同上のシート圧入具の要部断面図
【図９】 加工装置を構成する搬送装置の上面図
【図１０】 同上の要部を示す右側面図
【図１１】 加工装置を構成する部品在籍検出装置の正面図
【図１２】 同上のバルブガイド検出状態の説明図
【図１３】 同上のバルブシート検出状態の説明図
【図１４】 同上の検出箇所の説明図
【図１５】 加工装置を構成する治具装置の構成及びフレーム揺動状態の説明図
【図１６】 同上の姿勢変換機構の説明図
【符号の説明】
１０ シリンダヘッド
１２ バルブガイド
１４ ガイド圧入孔
１６ バルブシート
１８ シート圧入孔
３０ 加工装置
４０ 圧入装置
４２ プレス
４２ａ プレスラム
５４ スライドプレート
５６ スライドテーブル
５８ 左右動用油圧シリンダ
６０ ガイド圧入具
７０ シート圧入具
８０ 反転装置
１００ トランスファ装置
１０８ トランスファバー
１４０ 治具装置
１５６ シートパッド

Claims (1)

1. シリンダヘッドにバルブガイドを圧入するガイド圧入具及びバルブシートを圧入するシート圧入具を切り替えながら、シリンダヘッドにバルブガイド及びバルブシートを圧入する圧入装置と、
   該圧入装置によりバルブガイド又はバルブシートが圧入されたシリンダヘッドを反転させる反転装置と、
   搬送面と着座面とが平行でないシリンダヘッドの姿勢変換及び位置決めを行う冶具装置と反転装置との間で、シリンダヘッドを搬送するトランスファ装置と、
   を用いて、シリンダヘッドのバルブシート圧入側を上方に位置させたときに、搬送面たる下端面と冶具装置に着座する着座面とが平行でないシリンダヘッドに、その上方からバルブガイド及びバルブシートを夫々圧入するシリンダヘッドの加工方法であって、
   シリンダヘッドのバルブガイド圧入孔にバルブガイドを仮嵌合するガイドセット工程と、
   該ガイドセット工程により仮嵌合されたバルブガイドを検出するガイド検出工程と、
   該ガイド検出工程によりバルブガイドが検出されたときに、バルブガイドを圧入するガイド圧入工程と、
   該ガイド圧入工程によりバルブガイドが圧入されたシリンダヘッドを反転装置に搬送する第１の搬送工程と、
   該第１の搬送工程により反転装置に搬送されたシリンダヘッドを反転させる反転工程と、
   該反転工程により反転されたシリンダヘッドを冶具装置に搬送する第２の搬送工程と、
   該第２の搬送工程により搬送されたシリンダヘッドを冶具装置に着座させるべく、シリンダヘッドの着座面が冶具の着座面と略平行になるように、シリンダヘッドの姿勢を変換する姿勢変換工程と、
   該姿勢変換工程により姿勢変換されたシリンダヘッドのバルブシート圧入孔にバルブシートを仮嵌合するシートセット工程と、
   該シートセット工程により仮嵌合されたバルブシートを検出するシート検出工程と、
   該シート検出工程によりバルブシートが検出されたときに、バルブシートを圧入するシート圧入工程と、
   を含んで構成されたことを特徴とするシリンダヘッドの加工方法。

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