KR101464998B1 - 리테이너·코터 조립 장치 및 방법 - Google Patents

리테이너·코터 조립 장치 및 방법 Download PDF

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산요 키코 가부시키가이샤
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Abstract

코터(104)의 상방으로부터 코터(104)의 내주에 축 부재(102)를 삽입함으로써 코터(104)의 대경측 끝면(104a)을 코터 홀더(32)에 의해 하방으로부터 지지할 수 있다. 이 상태에서 코터(104)의 볼록부(104b)와 축 부재(102)의 환 형상 홈(102a)의 감합, 및 코터(104)와 리테이너(103)의 테이퍼 감합을 행함으로써 코터가 불안정해지는 일은 없고, 축 부재(102)에 리테이너(103) 및 코터(104)를 높은 정밀도로 조립할 수 있다.

Description

리테이너·코터 조립 장치 및 방법{DEVICE AND METHOD FOR ASSEMBLING RETAINER AND COTTER}
본 발명은 축 부재에 리테이너 및 코터를 조립하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
리테이너 및 코터는 축 부재의 외주에 압축 상태에서 스프링을 장착하기 위한 기구이고, 엔진의 밸브 샤프트 등에 적용된다(예를 들면 특허문헌 1 참조). 구체적으로는 축 부재의 외주면에 형성된 오목부(환 형상 홈)에 코터의 내주면에 형성된 볼록부를 축 방향으로 맞물리게 하고, 이 상태에서 코터의 외주면과 리테이너의 내주면을 테이퍼 감합시키고, 이 리테이너로 스프링을 록킹시킴으로써 스프링을 압축 상태로 유지하는 것이다.
이러한 리테이너 및 코터를 축 부재의 조립시에 복수로 분할된 코터를 축 부재의 외주에 장착하고, 또한 코터의 볼록부를 축 부재의 오목부에 감합시키는 작업은 곤란하다. 이 때문에, 종래부터 리테이너 및 코터를 축 부재에 확실하게 조립하기 위한 여러 가지 제안이 이루어지고 있고, 예를 들면 특허문헌 2에서는 코터의 하방으로부터 축 부재를 삽입하고, 코터의 볼록부와 축 부재의 오목부의 축 방향 위치를 맞춘 상태에서 코터를 외주로부터 압박함으로써 양자를 감합시키는 방법이 나타내어져 있다. 이때, 리테이너와 압박 부재로 코터를 축 방향 양측으로부터 협지시킴으로써 코터가 소정 위치에 위치 결정되어 있다.
일본 특허 공개 2001-334430호 공보 일본 특허 공개 2003-311557호 공보
그러나, 상기 특허문헌 2의 방법에서는 코터를 외주로부터 압박할 때에 코터의 협지를 해제할 필요가 있기 때문에 코터의 위치 결정이 불안정해진다. 특히, 코터가 내경측으로 이동해서 리테이너의 내구멍 부분에 도달하면 코터가 리테이너의 내구멍에 끼워지려고 하기 때문에 코터를 정확하게 위치 결정하는 것이 매우 곤란해진다. 코터의 위치 결정이 부정확하면 코터 내주면의 볼록부와 축 부재 외주면의 오목부가 제대로 감합되지 않아 불량품의 발생이 증대할 우려가 있다.
본 발명이 해결해야 할 과제는 리테이너 및 코터의 축 부재로의 조립시에 코터의 볼록부와 축 부재의 오목부를 확실하게 감합시킴으로써 불량품의 발생을 억제하는 것에 있다.
상기 과제를 해결하기 위해서 본 발명은 외주면에 오목부를 갖는 축 부재와, 축 부재의 오목부와 축 방향으로 맞물리는 볼록부를 내주면에 갖고, 외주면이 축 방향 한쪽을 향해서 점차 확경된 테이퍼 형상으로 형성되고, 원주 방향으로 복수로 분할된 코터와, 코터의 테이퍼 형상 외주면과 감합되는 테이퍼 형상 내주면을 갖는 리테이너를 조립하기 위한 리테이너·코터 조립 장치로서, 코터의 대경측 끝면을 하방으로부터 지지하는 코터 홀더와, 코터의 상방으로부터 코터 내주에 축 부재를 삽입하기 위한 제 1 이동 수단과, 코터를 외주로부터 압박하여 코터 내주면의 볼록부를 축 부재 외주면의 오목부에 감합시키기 위한 코터 압박 기구와, 코터의 상방으로부터 코터의 외주면에 리테이너의 내주면을 테이퍼 감합시키는 제 2 이동 수단을 구비한 리테이너·코터 조립 장치를 제공한다.
이렇게, 본 발명의 리테이너·코터 조립 장치는 코터의 상방으로부터 코터의 내주에 축 부재를 삽입하도록 하고 있다. 이것에 의해, 코터의 대경측 끝면(코터의 축 방향 양측의 끝면 중, 외주가 대경인 쪽의 끝면)을 코터 홀더에 의해 하방으로부터 지지할 수 있다. 이 장치에 의하면, 코터의 대경측 끝면을 지지한 상태 그대로 코터 내주의 볼록부와 축 부재 외주의 오목부의 감합, 및 코터와 리테이너의 테이퍼 감합을 행할 수 있기 때문에 코터가 불안정하게 되는 일없이 확실하게 조립을 행할 수 있다. 즉, 코터의 대경측 끝면을 하방으로부터 지지한 상태에서 코터의 내주에 상방으로부터 축 부재를 삽입하고, 축 부재의 외주면에 형성된 오목부와 코터의 내주면에 형성된 볼록부의 축 방향 위치를 맞추고, 이 상태에서 코터를 외주로부터 압박함으로써 축 부재의 오목부와 코터의 볼록부를 감합시키고, 또한 코터의 테이퍼 형상 외주면에 상방으로부터 리테이너의 테이퍼 형상 내주면을 감합시킴으로써 리테이너 및 코터를 축 부재에 확실하게 조립할 수 있다.
코터 압박 기구는, 예를 들면 코터를 협지하는 1쌍의 협지 부재와, 협지 부재를 개폐하기 위한 캠면이 형성된 개폐 부재를 갖고, 개폐 부재를 협지 부재에 대하여 상대 이동시킴으로써 협지 부재를 개폐하는 구성으로 할 수 있다. 이때, 개폐 부재를 리테이너를 상대 이동시키는 제 2 이동 수단에 의해 이동시키도록 하면 리테이너의 상대 이동 및 개폐 부재의 상대 이동을 하나의 이동 수단(구동원)으로 행할 수 있다.
코터의 내주에 가이드 핀을 삽입하면 코터를 내주로부터도 지지할 수 있기 때문에 코터의 위치 결정을 한층 더 안정시킬 수 있다. 이 코터를 축 부재에 의한 상방으로부터의 압박력에 의해 하방으로 이동할 수 있게 하면 코터의 내주에 축 부재를 삽입함과 아울러 가이드 핀을 밀어내림으로써 리테이너 및 코터의 조립 공정 동안 가이드 핀 또는 축 부재로 코터를 항상 내주측으로부터 지지할 수 있다.
그런데, 종래의 방법과 같이 코터의 하방으로부터 축 부재를 삽입할 경우에 리테이너와 워크(예를 들면 실린더 헤드) 사이에 장착되는 스프링이나 스프링 시트는 워크측에 배치할 필요가 있었다. 따라서, 워크에 스프링이나 스프링 시트를 셋팅하는 공정과, 워크에 리테이너 및 코터를 장착하는 공정의 적어도 2공정이 필요하게 되어 있었다. 본 발명에 의하면, 종래의 방법과는 조립 장치 및 워크의 배치를 상하 반대로 하여 코터의 상방으로부터 축 부재를 삽입하도록 했으므로 미리 조립 장치측에 스프링이나 스프링 시트를 적재할 수 있다. 즉, 리테이너와 함께 스프링이나 스프링 시트를 유지한 상태에서 축 부재에 리테이너 및 코터를 조립함으로써 스프링이나 스프링 시트를 워크에 적재하는 공정을 별도로 설치할 필요가 없어지기 때문에 작업 효율의 향상이 도모된다.
(발명의 효과)
이상과 같이, 본 발명의 리테이너·코터 조립 장치 및 방법에 의하면 코터의 볼록부와 축 부재의 오목부를 확실하게 감합시킬 수 있어 불량품의 발생이 억제된다.
도 1은 조립 장치의 정면도이다(조립 전의 상태).
도 2는 조립 장치의 정면도이다(워크를 강하시킨 상태).
도 3은 조립 장치의 정면도이다(조립이 완료된 상태).
도 4는 조립 장치의 정면도이다(워크를 장치로부터 이탈시킨 상태).
도 5는 조립부의 단면도이다.
도 6은 조립 방법을 설명하기 위한 단면도이다(조립 전).
도 7은 조립 방법을 설명하기 위한 단면도이다(스프링 압축 개시).
도 8은 조립 방법을 설명하기 위한 단면도이다(밸브 스템이 가이드 핀에 접촉).
도 9는 조립 방법을 설명하기 위한 단면도이다(밸브 스템 오목부 및 코터 볼록부의 축 방향 위치가 맞은 상태).
도 10은 조립 방법을 설명하기 위한 단면도이다(밸브 스템 오목부에 코터 볼록부가 끼워진 상태).
도 11은 조립 방법을 설명하기 위한 단면도이다(리테이너 홀더와 레버 지지부가 접촉).
도 12는 조립 방법을 설명하기 위한 단면도이다(레버 지지부 강하).
도 13은 조립 방법을 설명하기 위한 단면도이다(리테이너 및 코터 감합 개시).
도 14는 조립 방법을 설명하기 위한 단면도이다(리테이너 및 코터 조립 완료 직전).
도 15는 조립 방법을 설명하기 위한 단면도이다(리테이너 및 코터 조립 완료).
도 16은 조립 방법을 설명하기 위한 단면도이다(구동 실린더 최고 후퇴 위치).
도 17은 조립 방법을 설명하기 위한 단면도이다(워크 이탈).
이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 의거하여 설명한다.
도 1~도 4는 본 발명의 일실시형태에 의한 리테이너·코터 조립 장치(1)[이하, 단순히 조립 장치(1)라고 한다.]를 나타내고, 예를 들면 8기통 엔진의 실린더 헤드(100)(일부만 도시)의 한쪽 4기통에 설치된 밸브(101)(합계 8개)의 밸브 스템(102)에 리테이너 및 코터를 조립하는 것이다. 도 1은 조립 개시 전의 상태, 도 2는 조립 중의 상태, 도 3은 조립이 완료된 상태, 도 4는 조립 완료 후에 워크를 조립 장치(1)로부터 이탈시킨 상태를 각각 나타내고 있다.
조립 장치(1)는 도 1에 나타내는 바와 같이, 고정 프레임(10)과, 고정 프레임(10)에 대하여 승강 가능하게 설치된 이동대(20)와, 각 밸브(101)에 리테이너 및 코터를 조립하기 위한 조립부(30)와, 워크[실린더 헤드(100) 및 밸브(101)]를 승강시키기 위한 제 1 이동 수단(도시 생략)을 주로 구비한다.
고정 프레임(10)에는 이동대(20)를 승강시키기 위한 제 2 이동 수단으로서의 구동 실린더(11)가 설치된다. 이동대(20)는 구동 실린더(11)에 연결된 제 1 이동대(21)와, 제 1 이동대(21)에 제 1 스프링(22)을 통해서 장착되고, 제 1 이동대(21)에 대하여 승강 이동 가능한 제 2 이동대(23)를 갖는다. 제 2 이동대(23)는 각 조립부(30)의 하방에 배치되고, 구동 실린더(11)의 승강에 의해 제 2 이동대(23)의 상면과 각 조립부(30)의 하단부를 접촉(도 1 및 도 2 참조), 또는 이반(도 3 및 도 4 참조)시킬 수 있다.
조립부(30)는 고정 프레임(10)에 고정되고, 축선 방향이 연직 방향이 되도록 배치되어 있다. 도시예에서는 8개의 밸브 스템(102)에 동시에 리테이너 및 코터의 조립을 행하기 위해서 8개의 조립부(30)가 각 밸브 스템(102)의 간격에 맞춰서 나란히 배치되어 있다.
조립부(30)의 상세를 도 5를 사용하여 설명한다. 도 5는 조립 개시 전의 상태(도 1 참조)이고, 조립부(30)에 리테이너(103), 코터(104), 및 밸브 스프링(105)이 장착되어 있다. 조립부(30)는 내주에 리테이너(103)를 유지하는 리테이너 홀더(31)와, 리테이너(103)의 하방에서 코터(104)를 하방으로부터 지지하는 코터 홀더(32)와, 코터(104)의 내주에 삽입된 가이드 핀(33)과, 코터(104)를 외주로부터 수평 방향으로 압박하는 코터 압박 기구(34)와, 고정 프레임(10)에 고정되는 고정부(35)와, 이동대(20)의 제 2 이동대(23)의 상면과 접촉하는 접촉부(36)를 주로 구비한다.
리테이너 홀더(31)는 내주에 리테이너(103) 및 밸브 스프링(105)을 수용하는 원통부(31a)와, 원통부(31a)의 내주면으로부터 내경 방향으로 돌출되어 리테이너(103)를 하방으로부터 지지하는 록킹부(31b)를 갖는다. 록킹부(31b)에 의해 하방으로부터 지지된 리테이너(103)의 상방에 밸브 스프링(105)이 적재되어 있다. 원통부(31a)의 내경은 리테이너(103) 및 밸브 스프링(105)의 외경보다 약간 크게 설정되고, 이것에 의해 리테이너(103) 및 밸브 스프링(105)이 대략 위치 결정되어 있다. 도시예에서는 리테이너 홀더(31)가 후술하는 코터 압박 기구(34)를 구성하는 통 형상의 개폐 부재(43)와 일체로 형성되고[이 일체품을 승강 슬리브(40)라고 한다.], 리테이너 홀더(31)의 원통부(31a)와 개폐 부재(43)가 동일 지름·동일 두께의 원통 형상으로 형성되어 있다. 승강 슬리브(40)는 접촉부(36)와 연결되고(도시 생략), 이들은 일체로 승강한다. 고정부(35)와 접촉부(36) 사이에는 제 2 스프링(37)이 압축 상태로 배치되고, 이것에 의해 접촉부(36) 및 승강 슬리브(40)는 항상 아래를 향하여 바이어싱되고 있다.
코터 홀더(32)는 리테이너 홀더(31)의 하방에 배치되고, 리테이너 홀더(31)와 동일 축선 상에 배치된다. 도 6에 확대해서 나타내는 바와 같이, 코터 홀더(32)의 상단면(32a)에는 가이드 핀(33)을 삽입하기 위한 내구멍(32b)이 형성되고, 이 원환 형상의 상단면(32a) 상에 코터(104)의 대경측 끝면(104a)이 적재된다. 코터 홀더(32)의 하단부에는 가이드 구멍(32c)이 형성되고, 이 가이드 구멍(32c)에 핀(32d)을 삽입함으로써 코터 홀더(32)가 고정부(35)에 설치된다. 가이드 구멍(32c)은 세로로 긴 형상을 이루고 있고, 이 가이드 구멍(32c) 내에서 핀(32d)을 상하로 슬라이딩 가능하게 함으로써 가이드 구멍(32c)의 크기만큼 코터 홀더(32) 상하 방향의 이동을 허용하고 있다.
가이드 핀(33)은 코터 홀더(32)의 상단면(32a) 내구멍(32b)에 삽입되고, 상단면(32a)으로부터 상방으로 돌출된 상태로 배치된다. 이 상단면(32a)으로부터 돌출된 가이드 핀(33)이 코터(104)의 내주에 삽입됨으로써 코터(104)가 내경측으로부터 지지된다. 가이드 핀(33)의 하단부(33a)와 코터 홀더(32)의 내구멍(32b) 저면(32e) 사이에는 제 3 스프링(38)이 배치된다. 가이드 핀(33)이 상방으로부터 압박되면 제 3 스프링(38)의 반발력에 의해 가이드 핀(33)이 위를 향하여 바이어싱된다.
코터 압박 기구(34)는 1쌍의 코터(104)를 각각 외주로부터 내경 방향으로 압박하기 위한 1쌍의 협지 레버(41)(협지 부재)와, 협지 레버를 요동 가능하게 피봇 장착한 레버 지지부(42)와, 협지 레버(41)를 개폐하기 위한 캠면이 형성된 개폐 부재(43)로 구성된다.
협지 레버(41)는 레버 지지부(42)에 피봇 장착된 지점(41a)을 중심으로 요동 가능하게 설치된다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 협지 레버(41) 중 지점(41a)의 일방측 단부(도시예에서는 상단부)에는 내경으로 돌출된 코터 협지부(41b)가 설치되고, 지점(41a)의 타방측 단부(도시예에서는 하단부)에는 외경으로 돌출된 캠 팔로워(41c)가 설치된다. 1쌍의 협지 레버(41)는 축 방향에 관해서 대칭으로 설치되고, 각 코터 협지부(41b)가 수평 방향으로 대향하고 있다. 1쌍의 협지 레버(41)에는 코터 협지부(41b)끼리가 가까워지는 방향(레버가 폐쇄되는 방향)으로 항상 바이어싱하는 바이어싱 수단(예를 들면 스프링)이 설치되어 있다(도시 생략).
레버 지지부(42)는 내주에 코터 홀더(32)를 삽입한 대략 원통 형상을 이루고, 코터 홀더(32)에 대하여 축 방향으로 슬라이드 가능하게 설치된다. 레버 지지부(42)의 하단부(42a)와 고정부(35) 사이에는 제 4 스프링(39)이 배치되어 있다. 레버 지지부(42)가 상방으로부터 압박되면 제 4 스프링(39)의 반발력에 의해 레버 지지부(42)가 위를 향하여 바이어싱된다.
개폐 부재(43)는 협지 레버(41) 및 레버 지지부(42)를 내주에 수용한 대략 원통 형상을 이루고 있다. 개폐 부재(43)의 내주면에는 협지 레버(41)를 개폐하기 위한 캠면이 형성되고, 도시예에서는 레버 지지부(42)의 외주면과 감합하는 소경 원통면(43a)과, 소경 원통면(43a)의 상단으로부터 상방을 향해서 점차 확경된 테이퍼면(43b)과, 테이퍼면(43b)의 상단으로부터 상방으로 연장된 대경 원통면(43c)이 형성되고, 소경 원통면(43a) 및 테이퍼면(43b)이 캠면으로서 기능한다. 도 5 및 도 6에 나타내는 상태에서는 협지 레버(41)의 캠 팔로워(41c)가 개폐 부재(43)의 소경 원통면(43a)과 접촉하고, 이것에 의해 1쌍의 협지 레버(41)의 코터 협지부(41b)를 개방시킨 상태로 유지하고 있다. 레버 지지부(42)에 대하여 개폐 부재(43)가 강하하고, 협지 레버(41)의 캠 팔로워(41c)가 테이퍼면(43b)에 도달하면 캠 팔로워(41c)가 서서히 외경측으로 개방되고 코터 협지부(41b)가 폐쇄된다. 개폐 부재(43)의 전면 및 후면에는 창(43d)이 형성되고, 이 창(43d)을 통해서 외부로부터 개폐 부재(43)의 내주에 코터를 배치할 수 있다.
이어서, 도 6~도 17을 사용하여 상기 구성의 조립 장치(1)에 의한 리테이너 및 코터의 조립 방법을 상세하게 설명한다.
우선, 도 6에 나타내는 바와 같이, 조립 장치(1)의 조립부(30)에 리테이너(103), 코터(104), 및 밸브 스프링(105)을 적재한다. 리테이너(103)는 리테이너 홀더(31)의 록킹부(31b) 상면에 적재되고, 리테이너(103) 상에 밸브 스프링(105)이 적재된다. 본 발명에서는 도 1에 나타내는 바와 같이, 코터(104)의 상방으로부터 워크[실린더 헤드(100) 및 밸브(101)]를 상대적으로 강하시키는 구조로 하고 있다. 종래와 같이 코터의 하방으로부터 워크를 상승시키는 구성인 경우에 밸브 스프링은 리테이너의 하방에 배치되기 때문에 워크측에 적재할 필요가 있었지만, 상기와 같이 코터(104)의 상방으로부터 워크를 강하시킴으로써 밸브 스프링(105)을 미리 조립 장치(1)측[리테이너 홀더(31)]에 배치할 수 있다. 이것에 의해, 종래의 방법에서 필요했던 워크측[실린더 헤드(100)]에 밸브 스프링(105)을 장착하는 공정이 불필요하게 되고, 작업 효율의 향상이 도모된다. 본 실시형태에서는 도 5에 나타내는 바와 같이, 밸브 스프링(105) 상에 스프링 시트(106)가 더 배치되고, 이것에 의해 밸브 스프링(105)의 장착과 동시에 스프링 시트(106)의 장착을 행할 수 있다. 스프링 시트(106)는 원환 형상(중공 원반 형상)을 이루고, 밸브 스프링(105)과 실린더 헤드(100) 사이에 장착된다. 스프링 시트(106)의 외주는 원통 형상의 가이드 부재(50)가 고정된다. 가이드 부재(50)는 도면에 나타내지 않은 슬라이딩 기구에 의해 조립부(30)에 대하여 승강 가능하게 설치되고, 스프링 시트(106)를 수평 상태로 유지하고 있다.
도 6에 나타내는 상태의 조립부(30)의 전체도는 도 5에 나타내는 바와 같다. 이때, 승강 슬리브(40)는 고정부(35)[고정 프레임(10)]에 대하여 최상방 위치에 배치되고, 승강 슬리브(40)[개폐 부재(43)]에 형성된 창(43d)이 코터 홀더(32)의 상방에서 크게 개구하고 있다. 이것에 의해, 외부로부터 창(43d)을 통해서 코터(104)를 코터 홀더(32)의 상면(32a) 상에 용이하게 적재할 수 있다. 복수(도시예에서는 2개)로 분할된 코터(104)는 도 6에 나타내는 바와 같이, 대경측 끝면(104a)이 아래를 향하게 되도록 하여 각각 코터 홀더(32)의 상면에 적재된다. 이때, 코터(104)의 내주에는 가이드 핀(33)이 삽입되고, 코터(104)의 내주면에 형성된 환 형상의 볼록부(104b)와 접촉함으로써 코터(104)가 내경측으로부터 지지된다. 또한, 1쌍의 협지 레버(41)의 각 코터 협지부(41b)에 의해 코터(104)가 외경측으로부터 지지된다. 이렇게 해서, 코터(104)를 코터 홀더(32), 가이드 핀(33), 및 협지 레버(41)로 지지함으로써 코터(104)를 안정된 상태로 유지할 수 있다.
도 6에 나타내는 상태의 조립 장치(1)의 전체도는 도 1에 나타내는 바와 같다. 이 상태에서는 구동 실린더(11)는 가장 신장된 상태에서 정지하고 있다. 제 1 이동대(21)와 제 2 이동대(23) 사이에 설치된 복수(도시예에서는 2개)의 제 1 스프링(22) 전체의 탄성계수(K1)는 조립부(30) 하단의 접촉부(36)와 고정부(35)[고정 프레임(10)] 사이에 설치된 복수(도시예에서는 8개)의 제 2 스프링(37) 전체의 탄성계수(K2)보다 충분히 크게 설정된다(K1>K2). 이것에 의해, 도 1에 나타내는 상태, 즉 워크가 강하하기 전의 상태에서는 제 2 스프링(37)이 제 1 스프링(22)의 탄성 반발력에 의해 압축되어 제 1 스프링(22)보다 줄어든 상태로 되어 있다.
상기 상태로부터 실린더 헤드(100)를 제 1 이동 수단(도시 생략)에 의해 강하시키고, 실린더 헤드(100)에 장착한 밸브(101)의 밸브 스템(102)을 조립부(30)의 내주에 상방으로부터 삽입한다(도 7 참조). 이 실린더 헤드(100)의 강하에 따라서 리테이너(103)와 실린더 헤드(100) 사이에서 밸브 스프링(105)이 압축된다. 이와 동시에 밸브 스프링(105)을 통해서 승강 슬리브(40) 및 접촉부(36)가 밀어내려져 접촉부가 제 2 이동대(23)를 밀어내림으로써 제 1 스프링(22)이 압축됨과 아울러 제 2 스프링(37)이 신장된다(도 2 참조). 이때, 코터 홀더(32), 가이드 핀(33), 협지 레버(41), 및 레버 지지부(42)는 정지되어 있다.
또한 실린더 헤드(100) 및 밸브(101)를 강하시켜 밸브 스템(102)의 하단부를 가이드 핀(33)의 상단부에 접촉시킨다(도 8 참조). 이 상태로부터 실린더 헤드(100) 및 밸브(101)를 더 강하시켜 가이드 핀(33)을 위를 향하여 바이어싱하는 제 2 스프링(37)에 반해서 밸브 스템(102)으로 가이드 핀(33)을 밀어내리면서 밸브 스템(102)을 강하시킨다.
그리고, 도 9에 나타내는 바와 같이, 밸브 스템(102)의 외주면에 형성된 오목부로서의 환 형상 홈(102a)과 코터(104)의 내주면에 형성된 볼록부(104b)가 같은 축 방향 위치에 도달하면 제 1 이동 수단에 의한 실린더 헤드(100) 및 밸브(101)의 강하를 정지한다(도 2의 상태). 그 후, 구동 실린더(11)를 후퇴시켜 제 1 이동대(21)를 강하시킨다. 이것에 의해, 제 1 스프링(22)이 신장해서 반발력이 약해지고, 제 2 스프링(37)이 신장해서 제 2 이동대(23)가 강하한다(도 3 참조). 제 2 이동대(23)의 강하에 따라서 조립부(30)의 접촉부(36)가 제 2 스프링(37)의 바이어싱 포오스에 의해 하방으로 밀어내려지고, 이것에 의해 접촉부(36)와 연결된 승강 슬리브(40)[개폐 부재(43)]가 코터(104) 유지측의 부재[협지 레버(41), 레버 지지부(42), 코터 홀더(32), 및 가이드 핀(33)]에 대하여 강하한다. 즉, 도 9 이전의 승강 슬리브(40)의 강하는 워크[실린더 헤드(100)]의 강하에 의해 스프링(105)을 통해서 록킹부(31b)가 밀어내려지는 것에 의한 것이고, 도 9 이후의 승강 슬리브(40)의 강하는 워크를 정지시킨 상태에서 제 2 이동대(23)를 강하시킴으로써 제 2 스프링(37)의 반발력으로 접촉부(36)가 밀어내려지는 것에 의한 것이다.
승강 슬리브(40)를 협지 레버(41)에 대하여 강하시키고, 협지 레버(41)의 캠 팔로워(41c)가 개폐 부재(43) 내주면의 테이퍼면(43b)에 도달하면(도 10 참조) 협지 레버(41)의 캠 팔로워(41c)가 개방되고, 코터 협지부(41b)가 폐쇄된다. 이것에 의해, 코터 협지부(41b)가 코터(104)를 외주로부터 내경 방향으로 압박하고, 코터(104)의 볼록부(104b)가 밸브 스템(102)의 환 형상 홈(102a)에 끼워진다. 이때, 밸브 스템(102)은 정지되어 있기 때문에 밸브 스템(102)의 환 형상 홈(102a)과 코터(104) 볼록부(104b)의 축 방향 위치를 맞춘 상태에서 확실하게 양자를 감합시킬 수 있다. 또한, 코터(104)가 내경 방향으로 이동할 때에 코터(104)의 대경측 끝면(104a)(하측 끝면)이 코터 홀더(32)에 의해 하방으로부터 항상 지지되어 있기 때문에 코터(104)가 불안정해지는 일은 없고, 확실하게 볼록부(104b)를 환 형상 홈(102a)에 끼울 수 있다.
그 후, 구동 실린더(11)를 더 후퇴시켜 승강 슬리브(40)를 강하시키면 승강 슬리브(40)의 록킹부(31b) 하측 끝면이 레버 지지부(42)의 상측 끝면(42b)과 접촉한다(도 11 참조). 이대로 승강 슬리브(40)를 더욱 강하시키면 록킹부(31b)에 의해 레버 지지부(42)가 밀어내려진다(도 12 참조). 승강 슬리브(40)를 더 강하시키면 리테이너 홀더(31)에 유지된 리테이너(103)의 테이퍼 형상 내주면(103a)과 코터(104)의 테이퍼 형상 외주면(104c)이 감합되기 시작한다(도 13 참조). 이때, 협지 레버(41)가 강하하기 때문에 협지 레버(41)에 의한 코터(104)의 외주로부터의 지지가 없어지지만, 그 대신에 리테이너(103)에 의해 코터(104)가 외주로부터 지지되기 때문에 코터(104)의 안정된 지지 상태를 유지할 수 있다.
또한, 승강 슬리브(40)를 강하시키면 리테이너(103)의 테이퍼 형상 내주면(103a)이 코터(104)의 테이퍼 형상 외주면(104c)과 완전하게 테이퍼 감합된다(도 14 참조). 이때, 리테이너(103)의 하단부와 승강 슬리브(40)[리테이너 홀더(31)]의 록킹부(31b)가 접촉하고 있기 때문에 밸브 스프링(105)의 바이어싱 포오스는 승강 슬리브(40)[록킹부(31b)]에 의해 담당되고 있다. 이 상태로부터 승강 슬리브(40)가 약간 강하하면 리테이너(103)와 록킹부(31b)가 이격되고(도 15 참조), 이와 동시에 코터(104)의 볼록부(104b)와 밸브 스템(102)의 환 형상 홈(102a)이 축 방향으로 맞물리고, 밸브 스프링(105)의 바이어싱 포오스가 완전히 리테이너(103) 및 코터(104)에 의해 담당된다. 이렇게 해서 도 14의 상태로부터 도 15의 상태로 이행할 때, 코터(104)의 볼록부(104b)와 밸브 스템(102)의 환 형상 홈(102a) 사이에 형성되는 감합 간극에 의해 코터(104)가 약간 강하한다. 이것에 의해, 그때까지 코터(104)를 하방으로부터 지지하기만 하였던 코터 홀더(32)에 갑자기 밸브 스프링(105)에 의한 강대한 바이어싱 포오스가 가해지게 된다. 이때, 상술과 같이, 코터 홀더(32) 하단부의 가이드 구멍(32c)을 세로로 길게 형성해서 상하 방향의 약간의 이동을 허용하고 있기 때문에 코터 홀더(32)를 하방으로 피하게 할 수 있기 때문에 밸브 스프링(105)의 바이어싱 포오스에 의해 코터 홀더(32)가 손상될 우려를 회피할 수 있다.
이상에 의해, 밸브 스템(102)에 리테이너(103) 및 코터(104)를 장착할 수 있다. 그리고, 구동 실린더(11)를 최대한까지 후퇴시키고(도 16 및 도 3 참조), 그 후에 실린더 헤드(100) 및 밸브(101)를 제 1 이동 수단에 의해 상승시킴으로써 조립 장치(1)로부터 조립이 완료된 워크가 이탈된다(도 17 및 도 4 참조).
그런데, 도 1에 나타내는 초기 상태로부터 도 2(및 도 9)에 나타내는 코터 조립 개시 상태까지의 동작(코터 조립 준비 동작)과, 도 2에 나타내는 코터 조립 개시 상태로부터 도 3에 나타내는 코터 조립 완료 상태까지의 동작(코터 조립 동작)에서는 이동대(23)의 강하 형태가 다르다. 이 이동대(23)의 2종류의 강하를 실현하기 위해서 코터 조립 준비 동작 및 코터 조립 동작의 각 동작을 위한 구동 기구, 또는 각 동작을 위한 구동 제어를 설치하면 장치가 복잡화되어서 고비용을 초래하게 된다. 그래서, 상기와 같이 제 1 이동대(21)와 제 2 이동대(23) 사이에 제 1 스프링(22)을 배치하면(도 1 참조) 코터 조립 준비 동작을 실린더 헤드(100) 및 조립부(30)의 강하에 따른 제 1 스프링(22)의 압축에 의해 행하고, 코터 조립 동작을 구동 실린더(11)의 후퇴에 의해 행할 수 있다. 이것에 의해 코터 조립 준비 동작을 위한 구동 기구나 구동 제어가 불필요하게 되고, 코터 조립 준비 동작 및 코터 조립 동작을 하나의 구동 실린더(11)로, 또한 단일 제어로 행할 수 있게 된다.
본 발명의 실시형태는 상기에 한정되지 않는다. 예를 들면 상기에서는 조립 장치(1) 및 워크를 연직 방향으로 승강시키는 경우를 나타내고 있지만, 코터(104)를 안정 지지할 수 있는 한 조립 장치(1)를 경사진 각도로 승강시키는 구성으로 해도 된다.
또한, 상기에서는 도 11~도 17에 나타내는 바와 같이, 승강 슬리브(40)의 록킹부(31b)와 레버 지지부(42)의 상단부(42b)를 접촉시킴으로써 레버 지지부(42)를 밀어내리고 있지만, 이에 한정하지 않고 승강 슬리브(40)와 레버 지지부(42)가 축 방향으로 맞물리면 된다. 예를 들면, 도면에 나타내는 것은 생략하지만 레버 지지부(42)에 외주면으로부터 돌출된 플랜지부를 형성하고, 이 플랜지부와 승강 슬리브(40)를 축 방향으로 맞물리게 하여 승강 슬리브(40)로 플랜지부(레버 지지부)를 밀어내리도록 하여도 된다.
또한, 워크, 승강 슬리브, 레버 지지부의 승강은 상대적으로 상기와 마찬가지의 움직임이면 되고, 상기와는 반대측, 또는 쌍방을 이동시켜도 된다.
1 : 리테이너·코터 조립 장치 10 : 고정 프레임
11 : 구동 실린더 21 : 제 1 이동대
22 : 제 1 스프링 23 : 제 2 이동대
30 : 조립부 31 : 리테이너 홀더
32 : 코터 홀더 33 : 가이드 핀
34 : 코터 압박 기구 35 : 고정부
36 : 접촉부 37 : 제 2 스프링
38 : 제 3 스프링 39 : 제 4 스프링
40 : 승강 슬리브 41 : 협지 레버(협지 부재)
42 : 레버 지지부 43 : 개폐 부재
100 : 실린더 헤드 101 : 밸브
102 : 밸브 스템(축 부재) 103 : 리테이너
104 : 코터 105 : 밸브 스프링

Claims (6)

  1. 외주면에 오목부를 갖는 축 부재와, 상기 축 부재의 오목부와 축 방향으로 맞물리는 볼록부를 내주면에 갖고 외주면이 축 방향 일방을 향해서 점차 확경된 테이퍼 형상으로 형성되며 원주 방향으로 복수로 분할된 코터와, 상기 코터의 테이퍼 형상 외주면과 감합하는 테이퍼 형상 내주면을 갖는 리테이너를 조립하기 위한 리테이너·코터 조립 장치로서:
    상기 코터의 대경측 끝면을 하방으로부터 지지하는 코터 홀더;
    상기 코터의 상방으로부터 상기 코터의 내주에 축 부재를 삽입하기 위한 제 1 이동 수단;
    상기 코터를 외주로부터 압박해서 코터 내주면의 볼록부를 축 부재 외주면의 오목부에 감합시키기 위한 코터 압박 기구; 및
    상기 코터의 상방으로부터 상기 코터의 외주면에 리테이너의 내주면을 테이퍼 감합시키는 제 2 이동 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 리테이너·코터 조립 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 코터 압박 기구는 상기 코터를 협지하는 1쌍의 협지 부재와, 상기 협지 부재를 개폐하기 위한 캠면이 형성된 개폐 부재를 구비하고, 상기 제 2 이동 수단에 의해 상기 개폐 부재를 상기 협지 부재에 대하여 상대 이동시킴으로써 상기 협지 부재를 개폐 가능하게 한 것을 특징으로 하는 리테이너·코터 조립 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 코터의 내주에 삽입할 수 있고, 또한 상기 축 부재에 의한 상방으로부터의 압박력에 의해 하방으로 이동할 수 있는 가이드 핀을 설치한 것을 특징으로 하는 리테이너·코터 조립 장치.
  4. 축 부재에 축 방향 일방을 향해서 점차 확경된 테이퍼 형상 외주면을 갖는 코터와, 상기 코터의 테이퍼 형상 외주면과 감합하는 테이퍼 형상 내주면을 갖는 리테이너를 조립하기 위한 방법으로서:
    상기 코터의 대경측 끝면을 하방으로부터 지지한 상태에서 상기 코터의 내주에 상방으로부터 축 부재를 삽입하고, 상기 축 부재의 외주면에 형성된 오목부와 상기 코터의 내주면에 형성된 볼록부의 축 방향 위치를 맞추고, 이 상태에서 상기 코터를 외주로부터 압박함으로써 상기 축 부재의 오목부와 상기 코터의 볼록부를 감합시키고, 또한 상기 코터의 테이퍼 형상 외주면에 상방으로부터 리테이너의 테이퍼 형상 내주면을 감합시키는 것을 특징으로 하는 리테이너·코터 조립 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    미리 상기 리테이너 상에 스프링을 배치한 상태에서 상기 축 부재에 상기 리테이너 및 코터를 조립하는 것을 특징으로 하는 리테이너·코터 조립 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 스프링 상에 스프링 시트를 더 배치한 상태에서 상기 축 부재에 상기 리테이너 및 코터를 조립하는 것을 특징으로 하는 리테이너·코터 조립 방법.
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