JPS5812451B2 - エンジンのバルブクリアランス自動調整方法およびその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はエンジンのバルブクリアランス自動調整方法お
よびその装置に関する。

従米、エンジンの組立ラインにおいてバルブクリアラン
スを調整する場合、通常手作業によって行われている。

これは作業者がアジャストスクリューとバルブステムと
の間に隙間ゲージを挿し込み、そしてアジャストスクリ
ューを締め込んで行ってこの締め込み加減を作業者が前
記隙間ゲージを抜く時の勘で判断し、これによってクリ
アランス調整しているのが一般的である。

このためバルブクリアランスは高い精度が要求されるに
も拘らず、作業者の手作業による勘に依存するため、調
整精度にバラツキが出やすく、また多《の作業時間およ
び熟練を要する等の不具合があった。

本発明はかかる従来の実状に鑑み、アジャストスクリュ
ーの軸方向変位測定用検出器と、バルブの軸方向変位測
定用検出器とを用い、バルブのバルブシ一ト着座位置を
基準として前記各検出器で検出されるアジャストスクリ
ューとバルブの各変位の差分でバルブクリアランスを自
動的に調整する方法およびその装置を提供することを目
的とする。

以下本発明の実施例を図面と共に詳述する。

第１．２，４，５図は本発明バルブクリアランス自動調
整装置の一実施例を示すもので、１は後記する駆動ユニ
ットを配設する機枠で、該機枠１の下側にはサブアツセ
ンブリされたエンジンのシリンダヘッド４０をセットす
る治具２を配設してある。

３は機枠１に配設したアクチュエータ、例えばシリンダ
機構４により上下動される駆動ユニットで、該駆動ユニ
ット３はその上部フレーム３ａの両側部を機枠１のガイ
ドパー５，５に案内されるようにしてある。

４ａはシリンダ機構４のロンドである。

下部フレーム６には、駆動ユニット３が下動されると、
シリンダヘッド４０のロツカアーム４３のカムフオロワ
４４をカム４５０ベース面（正円面）に圧接・保持する
圧接子７を装着してある。

この圧接子７は下部フレーム６に固定したアーム８の先
端部にスプリング９を以って弾装されていると共に、ガ
イドピン１０とガイドスロット１１とにより進・退作動
がガイドされ、駆動ユニット３の下降限付近において、
前記スプリング９力によりロツカアーム４３のカムフオ
ロワ４４をカム４５に圧接させるようにしてある。

１２は前記駆動ユニット３に回転並に上下動自在に軸支
された回転軸で、該回転軸１２は治具２にセットされる
シリンダヘッド４０のバルブステム４２と同軸上となる
ように配設されており、上部フレーム３ａに固定した駆
動装置、例えばパルスモータ１３により歯車駆動伝達機
構１４（パルスモータ１３の出力軸に固定した歯車１４
ａと回転軸１２に固定した歯車１４ｂよりなる。

）を介して正．逆回転される。

そして、この回転軸１２の下端にロツカアーム４３先端
に螺装したバルプクリアランス調整用のアジャストスク
リュー４６の上端摺割に係合するドライバービット１５
を着脱自在に嵌装してある。

１６は前記回転軸１２に回転自在に外嵌された筒状のソ
ケット回転軸で、該ソケット回転軸１６はギヤボックス
１７に固定した駆動装置、例えばＤＣモータ１８により
歯車伝達機構１９（ＤＣモータ１８の出力軸１８ａに固
定した歯車１９ａ、遊転歯車１９ｂ、ソケット回転軸１
６に固定した歯車１９ｃよりなる。

）を介して正．逆回転される。

２０は前記ソケット回転軸１６の下端部にスプライン係
合（本例の場合ボールスプライン係合によるがこの限り
でない）され、前記アジャストスクリュー４６のロック
ナット４７に嵌合するソケットである。

このソケット２０はその外周に設けたスプリング受座２
１とソケット回転軸１６端に弾装したスプリング２２に
より下方向に付勢され、また、該ソケット２０の抜出防
止はソケット回転軸１６端に螺装したエンドキャップ２
３によって行われる。

アジャストスクリューの摺割にはパリがあるため前記ド
ライバービット１５とアジャストスクリュー４６との接
合基準面はドライバービット１５の下端面１５ａ．アジ
ャストスクリュー４６の上端面４６ａとしている。

２４は治具２側に前記バルブステム４２．および回転軸
１２等と同軸上に配置し、シリンダ機構３５で移動され
、バルブ４１の軸方向変位を測定する検出器、２５は回
転軸１２の上端側に該回転軸１２と同軸上になるように
駆動ユニット３に固定され、ドライバービット１５．回
転軸１２を介してアジャストスクリュー４６の軸方向変
位を測定する検出器で、これら検出器２４，２５の検出
結果はカウンタレジスタ２６，２７によりカウントされ
る。

２８は前記シリンダ機構４，３５パルスモータ１３．Ｄ
Ｃモータ１８の作動制御を司る制御装置で、該制御装置
２８は前記各検出器２４，２５０検出値を演算し、パル
スモータ１３、ＤＣモ−タ１８に所定の作動信号を送り
、またはカウンタレジスタ２６，２７を「０」リセット
させる信号を送る演算回路を包含している。

第１図中２９，３０は回転軸１２０セットスプリング、
３１は軸受部材、３２は回転軸１２の下降限ストッパ、
４８はバルブ４１のセットスプリングである。

次に以上の構成よりなる実施例装置によるバルブクリア
ランスの自動調整態様を第３図のフローチャート図と共
に説明する。

先づ、シリンダヘッド４０を治具２上に適正にセットし
てクランプした後、図外の制御盤のスタートボタンをオ
ン操作すると、制御装置２８よりシリンダ機構４および
３５に信号が送られて駆動ユニット３が下降を開始する
と共に、検出器２４が所定位置に移動して待機する。

そしてカウンタレジスタ２６，２７が「０」リセットさ
れる。

この駆動ユニット３の下降と同時にＤＣモータ１８を所
定時間逆転作動させるとタイマーＴ１が作動し、ＤＣモ
ータ１８をロックナット４７の緩め方向に回転するよう
に逆転低速作動させ、前記ユニット３の下降によりソケ
ット２０がロックナット４７に係合して該ロックナット
４７を一旦緩める。

この操作を行なう理由は後述するロックナットの仮締め
を一定の条件にそろえ、バルブクリアランス調整の精度
を安定させるためである。

駆動ユニット３が所定の下降限位置まで達すると図外の
リミットスイッチの作動によりシリンダ機構４の下動が
停止される。

この下降限位置にあっては圧接子７がロツカアーム４３
のカムフオロワ４４をカム４５のベース面に圧接．固定
させ、ロツカアーム４３のアジャストスクリュー４６側
端部をバルブステム４２端から離間方向に移動させる。

一方、前述のタイマーＴ１がタイムアップしていない状
態ではＤＣモータ１８の逆転作動を持続させ、ロックナ
ット４７を所定の緩め量まで弛緩させる。

タイマーＴ１がタイムアップすると、続いてパルスモー
タ１３を所定時間逆転低速作動させるタイマーＴ２が作
動し、パルスモータ１３をアジャストスクリュー４６の
緩め方向に逆転低速作動させ、ドライバービット１５を
アジャストスクリュー４６の上端摺割に係合させて該ア
ジャストスクリュー４６を弛緩させる。

同時に、ＤＣモータ１８が正転作動し、ロックナット４
７を所定のトルク、例えば７ｋｇ・ｃｍで仮締めする。

このトルク値はバルブスプリング圧に相当する軸力を発
生するトルク値の一例である。

この仮締めによりバルブを沈ませている時のねじの結合
状態と同一の条件が満足でき、この仮締めを行なった上
で本締めすると、アジャストスクリュー４６の変位のバ
ラツキを極小とすることができる。

このＤＣモータ１８の正転作動はソケット回転軸１６に
設けたトルク検出器例えばストレーンゲージ３６の信号
により制御され、規定トルクが得られるまで持続される
と共に、パルスモータ１３もタイマーＴ２がタイムアッ
プするまで逆転作動され、アジャストスクリュー４６を
所定の緩め量まで弛緩させる。

ここで、ロックナット４７の仮締めにより該ロックナッ
ト４７とアジャストスクリュー４６とのバックラッシュ
の影響を小さくできるのであるが、より望ましくはこの
ようにロックナット４７の仮締めと、アジャストスクリ
ュー４６の弛緩とを同時に行うことにより、両作業を低
トルクでスムースに行わせることができると共に、該ロ
ックナット４７とアジャストスクリュー４６とのパック
ラッシュの影響を小さくし次工程のアジャストスクリュ
ー４６の締込みに備えるのである。

前述のロックナット４７の仮締めが終了し、またタイマ
ーＴ２がタイムアップすることにより装置のアジャスト
スクリュー締込み姿勢が得られ、シリンダヘッド４０と
自動調整装置とのマッチングが行われて第１工程を終了
する。

前記マッチングの終了によりバルブ側検出器２４のカウ
ンタレジスタ２６が「０」リセットされると共に、パル
スモータ１３を所定時間正転低速作動させるタイマーＴ
３が作動し、アジャストスクリュー４６を締込む。

これはバルブ４１０着座条件を作るための工程で、前記
パルスモータ１３の所定時間の正転作動後カウンタレジ
スタ２６が「０」の状態、つまり、バルブ４１が適正に
着座している状態ならば次工程に移行されるが、前記検
出器２４がバルブ４１の軸方向変位を検出し該カウンタ
レジスタ２６がカウントした場合即ち、バルブ４１が開
いた場合にはバルブ４１０着座条件を作る操作が行われ
る。

これは、前記カウンタレジスタ２６がカウントした場合
には、該カウンタレジスタ２６を再び「０」リセットす
る。

ここで、該カウンタレジスタ２６はバルプ４１の閉じ方
向の変位も「正」の値としてカウントできるものとする
。

前記カウントレジスタ２６の「０」リセットと同時にパ
ルスモータ１３を所定時間逆転低速作動させるタイマー
Ｔ４が作動し、パルスモータ１３を所定時間逆転作動さ
せてアジャストスクリュー４６を弛緩させる。

そして、カウンタレジスタ２６のカウント表示つまり「
ＯＩか否かを判別し、「０」でない場合には再度カウン
タレジスタ２６を１０」リセットし、パルスモータ１３
を逆転作動させ、カウンタレジスタ２６が「０」になる
まで前記操作が繰返し行われる。

前記カウンタレジスタ２６が「０」となった場合には、
該カウンタレジスタ２６をバルブ４１の開き方向の変位
をカウントする状態にして「０」リセットし、再びタイ
マーＴ３を作動させてパルスモータ１３を所定時間正転
低速作動させ、バルブ４１の着座状態を確認する。

なお場合によっては再度タイマーＴ３を作動させること
なく次工程のパルスモータ正転高速作動に移ってもよい
。

バルブ４１０着座状態が得られた場合、次に前記パルス
モータ１３を高速正転作動させ、アジャストスクリュー
４６を締込んでバルブステム４２をある所定量ｍ、バル
ブ４１の開き方向に移動させる。

これによりアジャストスクリュー４６とバルブ４１との
正確な関連づけが行なわれる。

このバルブステム４２の所定量の下方移動が終了すると
、パルスモータ１３を所定時間低速逆転作動させるタイ
マーＴ，が作動し、該パルスモータ１３をアジャストス
クリュー４６の緩め方向に逆転作動させ、ドライバービ
ット１５とアジャストスクリュー４６の摺割とのバック
ラッシュを除去し、同時にドライバビット１５とアジャ
ストスクリュー４６との基準面の接合を正確にし次工程
の設定クリアランスの調整に備える。

つまり、第４，５図に示すようにドライバービット１５
の基準面は下端面１５ａであり、アジャストスクリュー
４６基準面は上端面４６ａである。

しかし基準面といえどもそれほど精度は高くない。

特にアジャストスクリュー４６の上端面の精度は高くな
い。

またアジャストスクリュー４６の摺割とドライバービッ
ト１５の保合部との間にガタがありドライバビット１５
０回転方向がかわると、このガタ分だけドライバビット
の回転にかかわらずアジャストスクリュー４６は回転し
ない。

このことはバルブクリアランスのように微調整を要する
場合には影響を受ける。

このドライバービット１５とアジャストスクリュー４６
の上端摺割との正確な接合が終了すると、前記バルブ側
検出器２４のカウンタレジスタ２６のカウント値ｎ（前
記ｍから若干変化した値）が制御装置２８に組込まれた
演算回路に記憶されると同時に、アジャストスクリュー
側検出器２５のカウンタレジスタ２７が「０」リセット
される。

続いて、パルスモータ１３が低速逆転作動され、カウン
タレジスタ２７がバルブの設定クリアランスＱとカウン
タレジスタ２６のカウント値ｎの和をカウントするまで
アジャストスクリュー４６が緩められ、バルブステム４
２端とアジャストスクリュー４６下端との間に所定のバ
ルプクリアランスＱが形成される。

次いでＤＣモータ１８が規定トルク、例えば３ｋｇ・ｍ
になるまで正転作動され、ロックナット４７０本締めが
行われ、前記バルブクリアランスが確保される。

そして、このバルブクリアランスはアジャストスクリュ
ー側検出器２５とバルブ側検出器２４の検出値の差とし
て演算回路より図外の表示装置に信号が送られ、該表示
装置により表示される。

なお、前述においてバルブ４１の着座状態検出に際して
バルプ側検出器２４の軸方向変位量を以って検出するよ
うにしているが、この他バルブ側検出器２４の軸方向変
位速度を測定して着座状態を検出するようにしてもよく
、この場合着座状態時には変位速度が「０」となる。

また、前述の回転軸１２の駆動用パルス±一タ１３と、
ソケット回転軸１６の駆動用ＤＣモータ１８は、これに
限定されるものではないが、特に回転軸１２をパルスモ
ータ１３で回転制御することにより停止時におけるトル
ク保持性がよく、かつ即時停止が行えるため調整精度を
高めることができ、またソケット回転軸１６をＤＣモー
タ１Ｂで回転制御することにより締付トルク差の大きい
２つの状態つまりロックナット４７の仮締め、および本
締めの両方に精度よく対応できるという利点がある。

以上のように本発明によれば、エンジンのバルブクリア
ランス調整の完全自動化により調整作業時間を著しく短
縮化でき、しかもバルブクリアランス調整精度にバラツ
キがなく極めて精度の高いクリアランス調整をできるも
のであり、のって、その実用上の効果は多大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例を示す断面説明図、第２
図は同要部の拡大断面図、第３図は同実施例のフローチ
ャートを示す図、第４図は第２図の要部拡大図、第５図
は第４図のＡ−Ａ断面図である。 １……機枠、２……治具、３……駆動ユニット、７……
圧接子、１２……回転軸、１３……駆動装置（バルスモ
ータ）、１５……ドライバービット、１６……ソケット
回転軸、１８……駆動装置（ＤＣモータ）、２０……ソ
ケット、２４……バルブ軸方向変位検出器、２５……ア
ジャストスクリュー軸方向変位検出器、２６，２７……
カウンタレジスタ、２８……制御装置、４０……シリン
ダヘッド、４１……バルフ、４２……バルブステム、４
３…Ｔロツカアーム、４４……カムフオロワ、４５……
カム、４６……アジャストスクリュー、４７……ロック
ナット。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ロツカアームのカムフオロワをカムのペース面に圧
   接・保持すると共に、アジャストスクリューのロックナ
   ットをバルプスプリング圧に相当する軸力を発生するト
   ルクで仮締めする工程と、前記アジャストスクリューを
   操作しバルブの軸方向変位検出器により該バルブの着座
   状態を検出しながら該バルブをシリンダヘッドに着座さ
   せる工程と、アジャストスクリューを操作し、バルブを
   適宜軸方向に変位させてアジャストスクリューとバルブ
   の関連づけを行う工程と、前記工程で設定されたバルブ
   の軸方向変位検出器の検出値と、アジャストスクリュー
   の軸方向変位検出器の検出値とにより所定のバルブクリ
   アランスを設定する工程と、ロックナットを所定のトル
   クで本締めする工程とからなるエンジンのバルプクリア
   ランス自動調整方法。 ２ 仮締め工程がアジャストスクリューのゆるめ操作と
   同時に行なわれることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載のエンジンのバルブクリアランス自動調整方法。 ３ アジャストスクリューとバルブの関連づけ工程が、
   アジャストスクリューの正転、逆転の二行程を包含して
   なる特許請求の範囲第１項又は第２項記載のエンジンの
   バルブクリアランス自動調整方法。 ４ エンジンのシリンダヘッドを固定する治具を備えた
   機枠と、該機枠に上下動自在に装着された駆動ユニット
   と、前記治具側および駆動ユニット側に前記バルブステ
   ムと同軸上に配設されたバルブ軸方向変位検出器並にア
   ジャストスクリュー軸方向変位検出器と、前記各検出器
   の検出値を演算する演算回路を有し前記駆動ユニットの
   作動制御を司どる制御装置とからなり、前記駆動ユニッ
   トは、その下降限においてロツカアームのカムフオロワ
   をカムのベース面に圧接させる圧接子と、下端にアジャ
   ストスクリューの上端摺割に係合するドライバービット
   を備え駆動装置により正逆回転されると共にアジャスト
   スクリューの軸方向変位をその検出器に伝達する回転軸
   と、下端にアジャストスクリューのロックナットに嵌合
   するソケットを備え、前記回転軸に同軸的に回転自在に
   外嵌され、駆動装置により正逆回転されるソケット回転
   軸と、前記ソケット回転軸に設けられ、信号を前記制御
   装置に入力するトルクセンサーとを具備してなるエンジ
   ンのバルブクリアランス自動調整装置。 ５ 回転軸の駆動装置がパルスモータである特許請求の
   範囲第４項記載のエンジンのバルブクリアランス自動調
   整装置。 ６ ソケット回転軸の駆動装置がＤＣモータである特許
   請求の範囲第４項又は第５項記載のエンジンのバルブク
   リアランス自動調整装置。