WO2006048986A1

WO2006048986A1 - タペットクリアランス自動調整装置及び調整方法

Info

Publication number: WO2006048986A1
Application number: PCT/JP2005/018195
Authority: WO
Inventors: Yasuyuki Tachino; Toshiyuki Miyajima; Tomoaki Tsuyoshi
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2004-11-05
Filing date: 2005-09-30
Publication date: 2006-05-11
Anticipated expiration: 2007-05-05
Also published as: JP2006132431A; GB2436027A; US20080127924A1; GB2436027B; GB0708502D0; US7497194B2

Abstract

　タペットクリアランス自動調整装置（１０）は、ロッカーアーム（２２）先端からアジャストスクリュー（１８）を進退させて突出量を調整する調整ユニット（３４）と、アジャストスクリュー（１８）を回転させるトルクを検出するトルク検出部（３８）と、トルク検出部（３８）が計測するトルク値Ｔに基づいて、調整ユニット（３４）を制御する制御機構部（５４）とを有する。制御機構部（５４）は、バルブ（１４）を開いた状態からアジャストスクリュー（１８）を後退させてバルブ（１４）が閉じる際のトルク値Ｔを連続的に計測する。トルク値Ｔを移動平均により平滑化したフィルタリング値Ｐの変化が閾値Ｋ4以下となる時刻ｔ６に対応した位置を基準点として検出し、アジャストスクリュー（１８）を、基準点よりも設定量だけ後退させる。

Description

明細書

タペットクリアランス自動調整装置及び調整方法

技術分野

[0001] 本発明は、スプリングによって閉じられたバルブをロッカーアーム先端のアジャストスクリューで押圧することにより開口させるエンジンに対して用いられ、バルブとアジャストスクリューとの隙間を調整するタペットクリアランス自動調整装置及び調整方法に関する。

背景技術

[0002] ノレブ機構部にロッカーアームを有する型式のエンジンでは、カムにより駆動されたロッカーアームの先端に設けられたアジャストスクリューでバルブエンドを押圧して開口させ、燃料ガス又は排気ガスの吸排気を行う。また、ロッカーアームが原位置に戻ることにより、スプリングの弹発作用によってバルブは再び閉じる。

[0003] ところで、ロッカーアームが原位置に戻る際にノレブが完全に閉じるようにバルブェンドとアジャストスクリューとの間には隙間（以下、タペットクリアランスという）が設けられて、る。このタペットクリアランスは狭すぎると高温時の熱膨張によってなくなるおそれがあり、また広すぎると接触時の音が大きく騒音となる。したがって、タペットタリァランスは、設計上予め設定された適正値 (又は適正範囲）となるように精度良く調整されなければならない。特に、多種 ·多量のエンジンを製造する工程では、調整精度を高精度に維持したまま 1台あたりの調整時間の短縮を図る必要があり、調整のばらつきを防止するためにも自動的に調整可能であることが好ましい。

[0004] タペットクリアランスを調整する方法としては、特公昭 62— 8609号公報（日本）、特開平 11— 153007号公報（日本）、及び特開 2001— 27106号公報 (日本）に記載された方法を挙げることができる。このうち、特公昭 62— 8609号公報に記載された方法で用いる調整装置は、ドライバを回転させるァクチユエータと、バルブの開閉方向の変位を測定する変位測定装置と、ロッカーアームに係合してロッカーアームのパッド面をカム面に押し付ける手段とを有する。該手段は、ノッド面をカム面に対して強い力で押し付ける押付レバー要素を備えており、ノッド面をカム面に確実に接触させて調整精度の向上を図っている。

[0005] また、特開平 11— 153007号公報に記載された方法によれば、燃焼室内に高圧空気を供給した状態で該燃焼室内の圧力を監視しながら調整することにより、ほとんど習熟を要することなく正確な調整が可能となり好適である。また、特開 2001— 2710 6号公報に記載された方法によれば、ロッカーアームの変位量が基準量だけ減少した点力調整原点を求められる。

[0006] 前記特公昭 62— 8609号公報に記載された方法で用いる押付レバー要素は、駆動のためのエアマイクロシリンダやレバー機構としての回転枢軸が必要であって構成が複雑ィ匕する。また、押付レバー要素は変位測定装置とは別に設けられており、装置が大型化する。

[0007] 前記特開平 11 153007号公報に記載された方法では、燃焼室内は比較的高圧であることから空気の流れが乱れやすいため、圧力状態が安定するまで正確な計測をすることができない場合があり、迅速な調整が困難となることがある。また、この方法では作業員がドライバでアジャストスクリューの螺入量を調整しているため、作業員の負担を軽減するとともに一層高精度且つ短時間で調整を行うための自動化が望まれている。

[0008] さらに、前記特開 2001— 27106号公報に記載された方法では、作業員がロッカーアームの変位量に基づいて調整原点を求めており、該変位量を検出するためのセンサを要するとともにこのセンサ信号を調整装置と連動させる必要があり、且つ求められた変位の基準量をアジャストスクリューのピッチとリードの関係より、回転角と進行量を換算し、最終的な完了ポイントを求める設定作業を伴う。

[0009] また、多種、多量のエンジンに対して調整を行う場合には、エンジンの種類毎にバルブ及びアジャストスクリューの形状、特性がことなり、一律的な調整が困難である。発明の開示

[0010] 本発明は、多種、多量のエンジンに対してバルブとアジャストスクリューとの隙間を一層迅速且つ高精度に調整することのできるタペットクリアランス自動調整装置及び調整方法を提供することを目的とする。

[0011] また、本発明は、工具とアジャストスクリューの係合部とのがたや、駆動系のバックラッシュ等の影響を受けることなぐタペットクリアランスの基準点を高精度に特定することを目的とする。

[0012] 本発明に係るタペットクリアランス自動調整装置は、スプリングによって閉じられたバルブをロッカーアーム先端のアジャストスクリューで押圧することにより開口させるェンジンにおける前記ノレブと前記アジャストスクリューとの隙間を調整するタペットクリアランス自動調整装置において、前記ロッカーアーム先端力前記アジャストスクリューを進退させて突出量を調整する調整ユニットと、前記アジャストスクリューを回転させるトルクを検出するトルク検出部と、前記トルク検出部が計測するトルク値に基づいて、前記調整ユニットを制御する制御機構部とを有し、前記制御機構部は、前記バルブを開いた状態力前記アジャストスクリューを後退させて前記ノレブが閉じる際の前記トルク値を微小時間毎に計測し、前記トルク値を平滑ィ匕したフィルタリング値の傾斜が閾値以下となる基準点を検出し、次に、前記アジャストスクリューを前記基準点よりも前記隙間に基づく設定量だけ後退させることを特徴とする。

[0013] このように、アジャストスクリューを後退させてバルブが閉じる際のトルク値を微小時間毎に計測し、トルク値を平滑ィ匕したフィルタリング値の傾斜が閾値以下となる基準点とするため、トルク値によって形成される曲線にノイズ成分が重畳されている場合や、得られた曲線形状が標準形状と異なる場合であっても、基準点を正確に特定することができる。したがって、この基準点よりも前記隙間に基づく設定量だけ後退させることにより、バルブとアジャストスクリューとの隙間を迅速に且つ高精度に調整することがでさる。

[0014] この場合、前記フィルタリング値は、移動平均によって求めると、算出手順が簡便であって高速な処理が可能である。

[0015] 前記制御機構部は、前記バルブのバルブヘッドが前記エンジンのバルブシートに最初に接触して前記トルク値が減少し始める箇所を基準点として検出する。また、前記制御機構部は、前記バルブのバルブヘッドが前記エンジンのバルブシートに接触した後に前記アジャストスクリューが前記ノレブのエンド部力離間して前記トルク値が一定値となる箇所を基準点として検出してもよい。

[0016] このように、ノレブを後退させる際のトルク値が減少し始める箇所又はトルク値が一定値となる箇所を基準点として特定することにより、調整ユニットに設けられた工具とアジャストスクリューの係合部とのがたや、駆動系のバックラッシュ等の影響を受けることなぐ基準点を高精度に特定することができる。

[0017] 前記調整ユニットは、プログラム動作可能な多軸型のロボットにより移動させると、口ッカーアームやアジャストスクリューの位置及び向きが異なるエンジンに対しても、柔軟に対応可能である。

[0018] タペットクリアランス自動調整装置は、製造ラインにおけるステーションに設けられていると、量産されるエンジンに対して好適に調整が可能となる。

[0019] また、本発明に係るタペットクリアランス自動調整方法は、スプリングによって閉じられたバルブをロッカーアーム先端のアジャストスクリューで押圧することにより開口させるエンジンにおける前記バルブと前記アジャストスクリューとの隙間を調整するタぺットクリアランス自動調整方法にぉ、て、前記ロッカーアーム先端から前記アジャストスクリューを進退させて突出量を調整する調整ユニットと、前記アジャストスクリューを回転させるトルクを検出するトルク検出部と、前記トルク検出部が計測するトルク値に基づいて、前記調整ユニットを制御する制御機構部とを用い、前記制御機構部は、前記バルブを開いた状態力前記アジャストスクリューを後退させて前記バルブが閉じる際の前記トルク値を微小時間毎に計測し、前記トルク値を平滑ィ匕したフィルタリング値の傾斜が閾値以下となる基準点を検出し次に、前記アジャストスクリューを、前記基準点よりも前記隙間に基づく設定量だけ後退させることを特徴とする。

図面の簡単な説明

[0020] [図 1]本実施の形態に係るタペットクリアランス自動調整装置のブロック図である。

[図 2]エンジンの断面図である。

[図 3]調整ユニットの正面断面図である。

[図 4]調整ユニットの側面図である。

[図 5]トルク検出部の一部断面斜視図である。

[図 6]タペット調整を行うステーションの概略斜視図である。

[図 7]本実施の形態に係るタペットクリアランス自動調整方法の手順を示すフローチヤートである。 [図 8]タペットクリアランスを調整する際のトルク値及び回動量のグラフである。

[図 9]トルク値の変動とバルブの状態とを対比する模式図である。

[図 10]ロッカーアームの変位量に同期して調整ユニットの向きを変更させる様子を示す模式図である。

[図 11]バルブが開いたことを検出するためのサブルーチン処理のフローチャートである。

[図 12]基準点を特定するサブルーチン処理のフローチャートである。

[図 13]トルク値と移動平均によるフィルタリング値との関係を示す模式図である。

[図 14]ノレブが閉じる際のトルク値を拡大したグラフである。

発明を実施するための最良の形態

[0021] 以下、本発明に係るタペットクリアランス自動調整装置及び調整方法につ！ヽて実施の形態を挙げ、添付の図 1〜図 14を参照しながら説明する。

[0022] 図 1に示すように、本実施形態に係るタペットクリアランス自動調整装置 10は、ェンジン 12におけるバルブ 14のバルブエンド 16とアジャストスクリュー 18との隙間（以下、タペットクリアランスという） Cを調整する装置である。アジャストスクリュー 18は細目の右ねじであって、時計方向に回転させることにより下方に進出する。

[0023] 図 2に示すように、アジャストスクリュー 18は、上端部にマイナス溝 18aを備えたスクリュー部がロッカーアーム 22の先端部に螺入されており、アジャストナット 23によってダブルナット方式で固定されている。エンジン 12は、スプリング 20によって閉じられたバルブ 14のバルブエンド 16をロッカーアーム 22先端のアジャストスクリュー 18で押圧することにより開口させる型式のものである。つまり、ロッカーアーム 22はカム 24により駆動され、アジャストスクリュー 18でバルブエンド 16を押圧してバルブ 14を開口させ、燃料ガス又は排気ガスの吸排気を行う。また、ロッカーアーム 22が原位置に戻ることにより、スプリング 20の弹発作用によってバルブ 14は再び閉じる。

[0024] タペットクリアランス Cを調整する際、カム 24は凸部が下方を指向するように設定されており、ロッカーアーム 22は原位置に戻っている。したがって、吸気側及び排気側ともバルブ 14は吸気管及び排気管を閉じる位置に設定されているとともに、カム 24 に連動したピストン 26は上死点まで上昇した位置にあって燃焼室 28は狭い空間となつている。

[0025] アジャストスクリュー 18は、アジャストナット 23を緩めた状態で背面のマイナス溝 18a にドライバ（工具） 72を差し込んで回すことにより進退し、タペットクリアランス Cが変化し、適値となったところでアジャストナット 23を締めて固定される。

[0026] 図 1に戻り、タペットクリアランス自動調整装置 10は、アジャストナット 23を緩めた後にアジャストスクリュー 18を進退させる調整ユニット 34と、プログラム動作により該調整ユニット 34を任意の位置及び向きに移動させることのできるロボット (移動機構部） 36 と、アジャストスクリュー 18を回転させるトルクを検出するトルク検出部 38と、トルク検出部 38が計測するトルク値 Tに基づ、て、調整ユニット 34を制御する制御機構部 54 とを有する。

[0027] 制御機構部 54は、 PLC (Programmable Logic Controller) 62とロボットコントローラ 6 4とを有する。 PLC62は、トルク値 Tを連続的に所定のデータレジスターに保存し、確実な微分値の演算処理を行、、該演算処理の結果等に基づ!、て調整ユニット 34を制御するとともにロボットコントローラ 64に所定のタイミング信号を送信する。ロボットコントローラ 64は、受信したタイミング信号に基づいてロボット 36に所定の動作を行わせ、該ロボット 36の動作によって先端部がアジャストスクリュー 18に当接するように移動させる。ロボット 36は多軸型の産業用ロボットである。

[0028] 図 3及び図 4に示すように、調整ユニット 34はロボット 36の先端部に設けられており、アジャストスクリュー 18及びアジャストナット 23を操作する円柱状の作業部 70と、作業部 70の軸心部先端に設けられたドライバ 72と、該ドライバ 72を駆動するドライバ回転部 74と、ドライバ 72の周囲に同軸状に設けられたソケット 76と、該ソケット 76を駆動するナットランナ 78と、ソケット 76の進退量を計測するために板片 80aを検出座 76 aに当接させる空気圧シリンダ 80と、板片 80aに連結されて検出座 76aの位置を計測することによりロッカーアーム 22の変位量をリアルタイムで検出するマグネスケール 8 2とを有する。空気圧シリンダ 80及びマグネスケール 82は、ロボット 36に対する接続ブラケット 84に設けられている。空気圧シリンダ 80は計測を目的としたものであって大きな出力は必要なぐ小型軽量のもので足りる。

[0029] ドライバ回転部 74は、作業部 70と同軸状で、接続ブラケット 84の上面にケーシング 86を介して設けられている。ナットランナ 78はドライバ回転部 74と隣接平行に設けられておりケーシング 86の上面から上方に延在している。

[0030] 作業部 70は、接続ブラケット 84から下方に突出するように設けられており、先端部にドライバ 72及びソケット 76が設けられている。作業部 70は、さらに、ソケット 76の上部孔に先端部力 Sスプライン形状で嵌合する回動筒体 90と、ケーシング 86内で回動筒体 90に固定された同軸状の受動ギア 92と、回動筒体 90の軸孔部に嵌通するように設けられてドライバ 72における上部穴 72aに先端部力 Sスプライン形状で嵌合する連結ロッド 94とを有する。

[0031] 回動筒体 90はケーシング 86内のベアリング 94a及び接続ブラケット 84から下面に突出する支持筒 84a内のベアリング 94bにより回動自在に支持されており、受動ギア 92が回転駆動されることにより回動筒体 90がー体的に回転し、スプラインにより回転が伝達されてソケット 76が回転する。連結ロッド 94は、回動筒体 90の内面に設けられた 2つのベアリング 96a及び 96bにより回動自在に支持されており、連結ロッド 94 の上端部に設けられたカップリング 98が回転駆動されることにより連結ロッド 94がー体的に回転し、スプラインにより回転が伝達されてドライバ 72が回転する。

[0032] 回動筒体 90の側面段差部 90aとソケット 76の上端面との間にはスプリング 100が設けられており、回動筒体 90は下方に向けて弹発付勢されている。また、ソケット 76 の上部には外輪 76bが設けられており、該外輪 76bが支持筒 84aの内径環状溝に係合して抜け止めとして作用して、る。

[0033] 連結ロッド 94の下端面とドライバ 72における上部穴 72aの底部との間にはスプリング 102が設けられており、ドライバ 72は下方に向けて弹発付勢されている。また、ドラィバ 72の外径段差部 72bがソケット 76の内径段差部 76cに係合して抜け止めとして作用している。

[0034] ドライバ 72の下方先端部はマイナス溝 18aに係合するマイナス形状となっており、ソケット 76の下方先端部の内周部はアジャストナット 23に係合する六角のソケット形状である。

[0035] ドライバ回転部 74は回動量 Rを検出可能なサーボモータ 110と、該サーボモータ 1 10の回転を減速してカップリング 98に伝達する減速器 111と、前記のトルク検出部 3 8とを有し、上方カゝら順に直列的に配列されている。

[0036] ナットランナ 78はモータ 114と、該モータ 114の回転を前記の受動ギア 92に減速して伝達する駆動ギア 116と、駆動ギア 116の軸部を支持するベアリング 118a、 118b とを有する。モータ 114の回転軸と駆動ギア 116との間にはカップリング 120が設けられている。これらのモータ 114、駆動ギア 116、カップリング 120、受動ギア 92及びべァリング 118a、 118bは、受動ギア 92及びベアリング 94bとともにケーシング 86内に設けられている。

[0037] マグネスケール 82によればロッカーアーム 22の変位量をリアルタイムで検出ことができるため、ロボット 36は計測されたロッカーアーム 22の変位量に基づいて調整ュ- ット 34の位置及び向きを設定して、ソケット 76とアジャストナット 23との係合及びドライノ 72とアジャストスクリュー 18との係合を確実に行うことができる。

[0038] トルク検出部 38は、段付き円柱状の駆動部 130と、該駆動部 130と同軸状で下方に設けられた円筒状の受動部 132と、駆動部 130の回転を受動部 132に伝える駆動力伝達係合部 134と、駆動力伝達係合部 134に設けられ、一方の周方向のカを検出するロードセル 136と、該ロードセル 136に対して周方向に予圧をカ卩えるスプリング 138とを有する。

[0039] 駆動部 130の下方突出円柱部 130aと受動部 132の内径部との間にはベアリング 1 40力設けられており、いわゆるフローテイダされた状態となっている。受動部 132は、カップリング 98及び連結ロッド 94を介してドライバ 72と連結されている。駆動部 130 及び受動部 132はそれぞれ略同外径である。

[0040] 図 5に示すように駆動力伝達係合部 134は、駆動部 130の側面に設けられ下方（図 5中右下方向）に向けて突出する 2つの固定ドグ 142及び 144と、受動部 132の側面に設けられて固定ドグ 142、 144の間に配置された係合片 146とを有する。係合片 146から見て、固定ドグ 142は側面視左方に配置され、固定ドグ 144は側面視右方に配置されている。

[0041] スプリング 138の一端は、固定ドグ 142の右側面に設けられた有底丸穴 142aに揷入され、他端は係合片 146の左側面に設けられた有底丸穴 146aに挿入され、やや圧縮されている。ロードセル 136は係合片 146の右側面に設けられており、固定ドグ 144に設けられた押圧調整ボルト 148の端部に当接している。押圧調整ボルト 148 は、左方向への突出量が調整可能であって、スプリング 138の圧縮量を調整できる。例えば、ロードセル 136の計測レンジが 100Nである場合、押圧調整ボルト 148を介してスプリング 138の圧縮量を調整することにより、無負荷時に 50N ( = 100N÷ 2) の予圧をロードセル 136に加えておく。これにより、受動部 132に加わる一方向のトルクはロードセル 136により 50N以上の力として比例的に検出され、逆方向のトルクは 50N以下の力として比例的に検出される。ロードセル 136によって検出された力は PLC62に供給され、 50Nの予圧を減算しオフセット量をキャンセルした後、受動部 1 32の径を考慮してトルク値 Tに換算される。

[0042] ところで、歪みゲージにより周方向の歪みを計測する一般的なトルク検出方法では、微小トルク時は歪みが小さぐドライバ 72を回転させるような微小トルクを検出するのに不適であってし力も直線性に劣る。

[0043] 一方、トルク検出部 38によれば、 1つのロードセル 136を用いた簡便、廉価な構成で、双方向のトルク値 Tを検出することができる。また、スプリング 138により予圧を与えておくことにより、ロードセル 136と押圧調整ボルト 148との隙間がなくなり不感帯のないトルク計測が可能である。さらに、駆動部 130と受動部 132はベアリング 140によりフローティングされて、ることから、微小トルクであっても摩擦の影響がな、高精度なトルク計測が可能であり、しカゝも直線性に優れる。

[0044] なお、図 6に示すように、タペットクリアランス自動調整装置 10は、製造ライン 300における所定のステーション 302に設けられている。エンジン 12は製造ライン 300上を順次搬送されてステーション 302で停止してタペットクリアランス自動調整装置 10によってタペットクリアランス Cの調整がなされ、調整後に次ステーションに搬送される。このような配置により、タペットクリアランス自動調整装置 10は、量産されるエンジンに対して好適に調整が可能となる。

[0045] このステーション 302にはタペットクリアランス自動調整装置 10が 2台設けられており、複数のバルブ 14に対応したアジャストスクリュー 18を分担して調整する。タペットクリアランス自動調整装置 10は 1つのステーションに 3台以上設けられていてもよい。複数のタペットクリアランス自動調整装置 10のうち、制御機構部 54は共有ィ匕が可能である。

[0046] 次に、このように構成されるタペットクリアランス自動調整装置 10を用いて、エンジン 12におけるタペットクリアランス Cを調整する方法について、図 7を参照しながら説明する。

[0047] 先ず、ステップ S1において、ロボットコントローラ 64の作用下にロボット 36を動作させて、調整ユニット 34をエンジン 12に対して接近させ、作業部 70 (図 4参照）のソケット 76をアジャストナット 23に嵌めあわせる。このとき、調整ユニット 34は、ロボットコントローラ 64のプログラム動作により自由度の高いロボット 36を動作させることにより移動するため、エンジン 12の種類によって、ロッカーアーム 22やアジャストスクリュー 18の位置及び向きが異なる場合であっても、柔軟に対応可能である。また、多気筒型のェンジン 12において各気筒のタペットクリアランスを 1台のタペットクリアランス自動調整装置 10で調整することも可能である。

[0048] この際、ソケット 76の先端部がフローティングしながらアジャストナット 23に当節し、その後嵌合してロッカーアーム 22に着座する。この後、ソケット 76はスプリング 100を弾性圧縮させながら回動筒体 90にやや接近し、確実にアジャストナット 23に嵌合する。すなわち、ロボット 36はスプリング 100が弾性変形する変位量範囲内の任意の位置でソケット 76をアジャストナット 23に嵌合させることができる。このとき、ロボット 36はマグネスケール 82により計測されたロッカーアーム 22の変位量に基づいて調整ュ- ット 34の位置及び向きを設定することができ、これによりソケット 76をアジヤストスクリュ一 18に一層確実に係合させることができる。

[0049] なお、この際、スプリング 102を弾性圧縮させながらドライバ 72がアジヤストスクリュ一 18のマイナス溝 18aに係合する。

[0050] これ以降ステップ S 12までの処理においては、ロッカーアーム 22の変位量に基づいてロボット 36をリアルタイムで同期させ、ドライバ 72とマイナス溝 18aが正確に係合するように制御する。

[0051] ステップ S2において、ナットランナ 78のモータ 114を回転駆動させることにより回動筒体 90及びソケット 76を回転させて、アジャストナット 23を締める方向に軽く回転させる。このとき、ソケット 76に加わるトルクの上昇をトルク検出部 38で検出することによつて、ソケット 76とアジャストナット 23との嵌合を確認する。

[0052] ステップ S3において、ソケット 76を逆方向に回転させてアジャストナット 23を緩め、アジャストナット 23とアジャストスクリュー 18とのダブルナット締結が解除される。これにより、アジャストスクリュー 18が回転可能となり、ドライバ 72による調整を開始することがでさる。

[0053] ステップ S4において、ドライバ回転部 74のサーボモータ 110を回転駆動させることにより連結ロッド 94及びドライバ 72を回転させてアジャストスクリュー 18を時計方向に回転させる。また、 PLC62においてロードセル 136の計測に基づくトルク値 T及びサーボモータ 110の回動量 Rの計測を開始し、所定の微少時間間隔（図 13におけるサンプリング間隔 ΔΤ)で連続的に計測を行う。なお、スプリング 102 (図 3参照）によりドライバ 72はアジャストスクリュー 18に付勢、係合していることから、ドライバ 72の回動量 Rはアジャストスクリュー 18の進退量と比例的に対応している。したがって、回動量 Rを計測、制御することはアジャストスクリュー 18の進退量を計測、制御することと等価である。

[0054] この時点の時刻を tOとして、 PLC62にお!/、て計測されたトルク値 T及びサーボモータ 110の回動量 Rをグラフとして図 8に示す。また、図 9にトルク値 Tの変動とバルブ 1 4の状態とを対比して示す。

[0055] 図 10に示すように、このステップ S4においては、マグネスケール 82により検出されたロッカーアーム 22の変位量に基づ!/、て、調整ユニット 34が適正な位置及び向きとなるように同期動作させるようにすると、アジャストスクリュー 18をスムーズに回転させることができて好適である。具体的には、アジャストスクリュー 18とドライバ 72が同軸状となるように同期させればよい。

[0056] すなわち、従来のタペットクリアランス自動調整装置では、調整ユニット 34に相当する部分が固定式であったため、ドライバ 72とアジャストスクリュー 18のマイナス溝 18a との嵌合、及びソケット 76とアジャストナット 23との嵌合が必ずしも精確になされてヽない場合がある。これに対して、タペットクリアランス自動調整装置 10においては、マグネスケール 82によりロッカーアーム 22の変位量をリアルタイムで検出可能であるとともに、動作の自由度が高いロボット 36に調整ユニット 34が設けられていることから、ロボット 36をロッカーアーム 22の変位量に同期させながらアプローチ角度を変化させ、確実且つスムーズな調整動作を行うことができる。

[0057] ステップ S5において、アジャストスクリュー 18の回転及びロードセル 136のトルク値 Tの計測を続行してノレブ 14が開いたことを検出する。つまり、図 8において、アジャストスクリュー 18がバルブエンド 16に最初に接触した時刻 tlからトルク値 Tは上昇を開始し、各部品同士のたわみ、伸び及びがたがなくなった時刻 t2においてバルブ 14 が開いたこととなり、以降、トルク値 Tはスプリング 20のたわみに応じて緩やかに上昇する。ステップ S5はサブルーチン処理として行われる（図 11参照）。バルブ 14が開いたことを検出した後ステップ S6に移る。

[0058] ステップ S6において、ドライバ回転部 74の作用下にドライバ 72を逆方向に回転させてアジャストスクリュー 18を反時計方向への回転を開始する。この時刻を図 8中において t3として示す。

[0059] これによりトルク値 Tは急速に減少して極性が反転し、絶対値で反転前の値と略等しい値となる時刻 t4まで減少する。時刻 t4以降、トルク値 Tはスプリング 20のたわみに応じて緩やかに上昇 (絶対値が減少）する。

[0060] また、時刻 t5においてバルブヘッド 150がバルブシート 152に接触した後、トルク値 Tは急速に上昇 (絶対値が減少）し、各部品同士にたわみ、伸び及びがたが生じ、時刻 t6においてバルブ 14が完全に閉じて、アジャストスクリュー 18がバルブエンド 16 力離間することとなる。時刻 t6以降、トルク値 Tは略 0に収束する。

[0061] ステップ S7において、前記時刻 t3の位置を基準として予め設定された規定回転量だけドライバ 72を回転させ、トルク値 Tが略 0となった時刻 t7にドライバ 72を停止させる。この規定回転量はトルク値 Tが略 0であって、且つタペットクリアランス Cが適正値となる以前の箇所として設定されている。図 8において、この箇所における回動位置を一時停止位置 ROとして表す。また、時刻 t3から時刻 t7までの間のトルク値 T及び回動量 Rは微小間隔（図 13におけるサンプリング間隔 Δ T)毎に記録されており、実質的には連続的に記録されて、る。

[0062] ステップ S8において、アジャストスクリュー 18がバルブエンド 16から離間する時刻 t 6をサブルーチン処理によって求め、該時刻 t6に対応する回動基準位置 R2を基準点として特定する。このサブルーチン処理にっ、ては後述する（図 12参照)。

[0063] ステップ S9において、ドライバ 72の回転速度を Vbとして、一時停止位置 ROと回動基準位置 R2との差回動量 A R Yを、 A R Y— Vb X (t7—t6)として求める。差回動量 A R Yは、時刻 t5及び t6に対応して記録された一時停止位置 ROと回動基準位置

R2力ら、 A R Y R2— ROとして求めてもよい。

[0064] ステップ S10において、規定回動量 Raと差回動量 A R Yとの差回動量 AR j8を、

AR jS ^Ra- AR yとして求める。規定回動量 Raはタペットクリアランス Cの設計上規定された適正値をアジャストスクリュー 18のピッチ長さで割った値として求め、又は実験的に求められる。

[0065] ステップ S11において、前記ステップ S10の処理が終了した時刻 t8 (図 8参照）後、ドライバ 72によりアジャストスクリュー 18を基準点力もさらに反時計方向に差回動量 AR |8だけ回転させる。これにより、アジャストスクリュー 18は基準点力も後退して、タペットクリアランス Cが設計上規定された適正値に極めて近、値となり、この時点でドライバ 72の回転駆動を停止させる。

[0066] ステップ S12において、ナットランナ 78の作用下にアジャストナット 23を締めてアジャストスクリュー 18を固定する。

[0067] ステップ S17において、ロボット 36の動作により調整ユニット 34をー且待避させ、未調整のアジャストスクリュー 18が残っている場合には、当該アジャストスクリュー 18に対してステップ S 1〜S 13を繰り返して実行する。

[0068] 次に、バルブ 14が開いたことを検出するためのステップ S5のサブルーチン処理（図 7参照）について、図 11を参照しながら説明する。

[0069] 先ず、ステップ S101において、初期判定として、連続して検出されたトルク値 Tを T 及び T として表すとき（図 9参照）、 T T <K (K及び後述する Κ〜Κは所定 η η+1 η+1 η 1 1 2 5 の閾値)である状態が 3回以上連続するときは、トルク値 Τが安定した初期域と判断され、ステップ S103へ移る。該条件が不成立であるときは、対応する時間を 1サンプル分ずらして (ステップ S 102)、ステップ S101を再実行する。

[0070] ステップ S103において、前記ステップ S101で求めた初期域以降で、 Τ Τ >Κ

n+l n である状態が 2回以上連続するときは、トルク値 Tの第 1上昇域と判断され、ステップ S105へ移る。該条件が不成立であるときは、対応する時間を 1サンプル分ずらして（ステップ S 104)、ステップ S 103を再実行する。

[0071] ステップ S105において、前記ステップ S103で求めた第 1上昇域以降で、 T —T

n+l n

<Kである状態が 2回以上連続するときは、トルク値 Τが上昇を終了したことから、バ

3

ルブ 14が開いたことが検出され、図 11に示す処理が終了する。該条件が不成立であるときは、対応する時間を 1サンプル分ずらして（ステップ S106)、ステップ S105を再実行する。

[0072] このステップ S 105の処理は、実質的には微分に基づく処理であり、微分値が所定閾値を下回る状態が所定回数以上連続したときにバルブ 14が開いたと判定することになる。

[0073] このような処理によれば、アジャストスクリュー 18がバルブエンド 16に接触した後に、ノレブ 14のたわみ等に基づ、てトルク値丁が上昇する第 1上昇域を確実に検出することができ、それ以前の初期域とそれ以後にバルブ 14が開いた区間とを区別して検出することができる。また、ステップ S105の処理により、バルブ 14が開くまで該バルブ 14を確実に進出させることができる。

[0074] また、詳細な説明を省略するが、第 1上昇域を検出した後、該第 1上昇域以降の領域に対してステップ S101〜S106の処理を再実行し、トルク値 Tが減少した後再上昇する第 2上昇域を検出する。

[0075] なお、バルブ 14が完全に開くまでもなぐトルク値 Tの上昇下降の変化を検出すれば、その後に第 2上昇域が現れることとなりバルブ 14のバルブシート 152に対する基準点を特定することは可能であることから、図 11に示す処理のうち、ステップ S105及び S 106は省略することも可能である。この場合、第 1上昇域においてトルク値 Tが規定値 (例えば、 0. 2Nm)上昇した時点で処理を終了すればよい。このようにステップ S105及び S106を省略すると、トルク値 Tは図 9における二点差線で示すように山部谷部が小さく且つ短時間となり、調整時間の短縮を図ることができる。

[0076] 次に、時刻 t6に対応する回動基準位置 R2を基準点として特定するためのステップ S8におけるサブルーチン処理について、図 12〜図 14を参照しながら説明する。

[0077] 先ず、ステップ S201において、前記第 2上昇域の適当な時点を検索点として特定する。

[0078] ステップ S202において、トルク値 Tのフィルタリング値としてのパラメータ Pを、比較退避用のパラメータ P に代入する。つまり、 P Pとする。パラメータ Pの初期値

OLD OLD

は 0である。

[0079] ステップ S203において、検索点におけるトルク値 Tを読み込み、検索時点トルクとしてのパラメータ Tに代入する。つまり、 T Tとする。

0 0

[0080] ステップ S204において、現検索点から 5回前の検索点におけるトルク値 Tである T をフィルタリング値 Pから減算する。つまり、 P^P-T とする。ただし、図 12に示す

5 -5

ループ処理の実行回数が 5回以下であるときには、 Τ が規定されていないことから、

5

Τ =0としておく。

5

[0081] ステップ S205において、フィルタリング値 Ρに対して前記ステップ S203で求めた検索時トルク Τを加算する。つまり、 Ρ^Ρ+Τとする。

0 0

[0082] ステップ S206において、 1回前〜 4回前に記憶されたトルク値 Τ 〜Τ を所定のポ

- 1 -4 インタ ·シフト操作により、 τ

-5 -4、τ

-4 -3、τ

-3 -2、τ として入れ替えると

-2 -1

ともに、検索時トルク τを τ の記憶部に上書き記憶する。

0 - 1

[0083] ステップ S207において、更新されたフィルタリング値 Ρと更新前の値であるパラメ一タ Ρ との差が閾値 Κより小さいか否かを確認する。つまり、 Ρ— Ρ く Κの条件を

OLD 4 OLD 4 確認し、該条件が成立するときにはステップ S208へ移り、非成立であるときには検索点を 1サンプル分ずらした後（ステップ S209)、ステップ S202へ戻り処理を続行する

[0084] ステップ S208において、その時点の検索点を時刻 t6として特定するとともに該時刻 t6に対応する回動基準位置 R2を記憶部力検索、又は所定の補間により求めて基準点として特定する。この後、求められた回動基準位置 R2に基づいて前記ステツプ S9以降の処理（図 7参照）が行われ、タペットクリアランス Cの調整がなされる。

[0085] このような処理を模式に示せば、図 13に示すように、検索点である現時刻を Xとし

0 たとき、前回〜 5回前までの各時刻は X 、 X 、 X 、 X 及び X として表され、各トル

-1 -2 -3 -4 -5

ク T 〜T とサンプリング間隔 ΔΤとの積は面積 S 〜S として表される。この ΔΤは、

0 -5 0 -5

計算上 Δ T= 1として簡略化される。 [0086] ここで、前記フィルタリング値 Pは、 P = S + S + S + S + S であって図 13中の

0 - 1 - 2 - 3 -4

右下がりハッチング部として表され、前記パラメータ P は、 P = S + S + S + S

OLD OLD - 1 -2 - 3

+ S であって図 13中右上がりハッチング部として表される。つまり、フィルタリング

-4 -5

値 Pは、時刻に応じて移動する面積 (s + S + S + S + S )として表されることから

0 -1 -2 -3 -4

、移動平均値によって平滑ィ匕されていることになり、時刻 t6は平滑ィ匕したフィルタリング値 Pの傾斜が閾値 K以下となる箇所として特定される。

4

[0087] また、前記ステップ S 207における比較処理において求めるフィルタリング値 Pとパラメータ P との差の P— P は、 P— P = (S + S + S + S + S )— (S + S

OLD OLD OLD 0 - 1 - 2 - 3 -4 - 1 -2

+ S + S + S ) = S - S としても表すことができることから、実際上、ステップ S20

-3 -4 -5 0 -5

7においては、 Δ Τ= 1と簡略ィ匕すれば、トルク Tとトルク T との差により比較判断を

0 -5

行うことも可能である。

[0088] 上記したように、本実施の形態に係るタペットクリアランス自動調整装置 10によれば、平滑ィ匕したフィルタリング値 Ρに基づく処理で時刻 t6を特定することにより、図 14に示すように、トルク値 Tが急峻に立ち上がる波形 T として表される場合、緩やかに立

W1

ち上がる波形 τ として表される場合、及びノイズが重畳された波形 τ として表され

W2 W3

る場合等、トルク値 τの波形が予め想定される標準形状と異なる場合や、種々のェンジン 12の種類毎に波形が異なる場合等にもタペットクリアランス自動調整装置 10が適用可能となる。つまり、波形 T 、T 、T に対して正規の値に収束する各ポイント

Wl W2 W3

Ql、 Q2及び Q3を正確に特定することができ、該ポイント Q1〜Q3を時刻 t6に対応させることができるため、結果として回動基準位置 R1を正確に特定することができる。特に、図 14における不安定な波形 T はそのままでは解析が困難である力フィルタ

W3

リングすることにより細線で示す波形 τ 'のように滑らかに変換されるため、収束する

W3

ポイント Q3を正確に特定することが可能である。

[0089] また、アジャストスクリュー 18をバルブ 14に接触させる際のポイントを基準点として特定する方法では、アジャストスクリュー 18のねじ部の個体差の影響があり、基準点を高精度に特定することが困難となる場合があるが、本実施の形態に係るタペットタリァランス自動調整装置 10によれば、バルブ 14を後退させる際のトルク値 Tの変化に基づく回動基準位置 R2を基準点として特定することから、ドライバ 72とアジャストスクリュー 18のマイナス溝 18aとの係合のがたや、駆動系のバックラッシュ等の影響を受けることなぐ基準点を高精度に特定することができる。

[0090] タペットクリアランス自動調整装置 10による調整においては、全ての処理は制御機構部 54の作用下に自動的に行われるため数名分の作業の省人化が図られ、しかも作業者が行う場合と比較して迅速且つ高精度な調整が可能であって、また、プロダラム動作により複数の動作を選択的且つ柔軟に行うことができるため、多種 ·多量のェンジン 12を調整する場合に好適である。

[0091] さらに、タペットクリアランス自動調整装置 10が調整するエンジン 12は、シリンダへッド部、ピストン 26及びクランクケース部等の主要部品が組み立てられた完成品である。つまり、エンジン 12の組み立て工程が終わった後に独立した工程として調整を行うことができ、しかも後の組み立て工程が不要であって、一度行った調整がずれてしまうことがない。また、事前の分解工程等が不要であって手順が簡便である。

[0092] さらにまた、タペットクリアランス自動調整装置 10には、ロッカーアーム 22を固定する手段が設けられていないため、調整時に該ロッカーアーム 22は多少変位することがある。し力しながら、タペットクリアランス自動調整装置 10では、トルク値 Tを連続的に計測し、該トルク値 Tの微分値に基づいて基準点を特定するため、ロッカーアーム 22の変位に影響されない調整が可能であり、し力もロッカーアーム 22の固定手段が不要で簡便な構成で調整可能である。

[0093] なお、前記の例では、アジャストスクリュー 18がバルブエンド 16から離間する時刻 t 6に基づく回動基準位置 R2を基準点とした力バルブヘッド 150がバルブシート 152 に接触した時刻 t5に基づく回動基準位置 R1を基準点としてもよい。

[0094] この場合、前記ステップ S201において、検索点を第 2上昇域（図 9参照）よりも前の時点に設定し、前記ステップ S207に相当する分岐条件 (P— P >K )が満たされ

OLD 4

るときには、トルク値 Tが上昇し始めたと判断され、時刻 t5が特定される。次いで、時刻 t5に対応した回動基準位置 R1 (図 8参照）と一時停止位置 R0との差回動量 A R a ( =R1— R0)を求めるとともに、第 2規定回動量 Ra2と差回動量 A R o;との差回動量 A R j8を、 A R j8 ^Ra2— A R o;として求める。

[0095] ここで、第 2規定回動量 Ra2は、バルブヘッド 150がバルブシート 152に接触する時点（つまり、時刻 t5)の位置力タペットクリアランス Cの設計上規定された適正値（例えば、 0. 3mm)となる位置にバルブ 14が移動するまでの回動量とし、計算又は実験によって求められて予め記録されている。

[0096] 第 1規定回動量 Ra 1は時刻 t5に対応する回動基準位置 R1と時刻 t6に対応する回動基準位置 R2との差であり、部品同士にたわみや伸びに基づいて求められる。前記のとおり、規定回動量 Raはタペットクリアランス Cの設計上規定された適正値をアジャストスクリュー 18のピッチ長さで割った値として求め、又は実験的に求められる。

[0097] このように、タペットクリアランス Cを調整するための基準点としての回動基準位置 R 1、 R2は、時刻 t5、 t6に対応して求められる力いずれの箇所を基準点とするかは、エンジン 12の種類毎に実験して検討し、最適となる箇所に基づく方法を選択すればよい。

[0098] トルク検出部 38は、ロードセル 136が 1つである型式のものとして説明した力 (図 5 参照）、時計方向回転及び反時計方向回転のトルク値 Tをそれぞれ個別に検出する 2つのロードセル 136を設けてもよい。この場合、予圧を与えるスプリング 138を省略してちよい。

[0099] トルク値 Tに対してフィルタリングする方法は移動平均に限らず、適当なデジタルフィルタ等を用いてもよい。

[0100] 本発明に係るタペットクリアランス自動調整装置及び調整方法は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなぐ種々の構成を採り得ることはもちろんである。

Claims

請求の範囲

[1] スプリングによって閉じられたバルブ（14)をロッカーアーム（22)先端のアジヤストスクリュー（ 18)で押圧することにより開口させるエンジン（ 12)における前記バルブ（14 )と前記アジャストスクリュー（18)との隙間（C)を調整するタペットクリアランス自動調整装置において、

前記ロッカーアーム（22)先端力前記アジャストスクリュー（18)を進退させて突出量を調整する調整ユニット (34)と、

前記アジャストスクリュー（18)を回転させるトルクを検出するトルク検出部（38)と、前記トルク検出部（38)が計測するトルク値 (T)に基づ、て、前記調整ユニット (34) を制御する制御機構部（54)と、

を有し、

前記制御機構部（54)は、前記バルブ（14)を開、た状態力前記アジャストスクリユー（18)を後退させて前記バルブ（14)が閉じる際の前記トルク値 (T)を微小時間毎に計測し、前記トルク値 (T)を平滑ィ匕したフィルタリング値の傾斜が閾値以下となる基準点を検出し、次に、前記アジャストスクリュー（18)を前記基準点よりも前記隙間（ C)に基づく設定量だけ後退させることを特徴とするタペットクリアランス自動調整装置

[2] 請求項 1記載のタペットクリアランス自動調整装置において、

前記フィルタリング値は、移動平均によって求められることを特徴とするタペットタリァランス自動調整装置。

[3] 請求項 1記載のタペットクリアランス自動調整装置において、

前記制御機構部（54)は、前記バルブ（14)のバルブヘッド（150)が前記エンジン（ 12)のバルブシート（152)に最初に接触して前記トルク値 (T)が減少し始める箇所を基準点として検出することを特徴とするタペットクリアランス自動調整装置。

[4] 請求項 1記載のタペットクリアランス自動調整装置において、

前記制御機構部（54)は、前記バルブ（14)のバルブヘッド（150)が前記エンジン（ 12)のバルブシート（152)に接触した後に前記アジャストスクリュー（18)が前記バルブ（14)のエンド部（16)力離間して前記トルク値 (T)が一定値となる箇所を基準点として検出することを特徴とするタペットクリアランス自動調整装置。

[5] 請求項 1記載のタペットクリアランス自動調整装置において、

前記調整ユニット（34)は、プログラム動作可能な多軸型のロボット（36)により移動することを特徴とするタペットクリアランス自動調整装置。

[6] 請求項 1記載のタペットクリアランス自動調整装置において、

製造ライン（300)におけるステーション（302)に設けられていることを特徴とするタペットクリアランス自動調整装置。

[7] スプリングによって閉じられたバルブ（14)をロッカーアーム（22)先端のアジヤストスクリュー（ 18)で押圧することにより開口させるエンジン（ 12)における前記バルブ（14

)と前記アジャストスクリュー（18)との隙間（C)を調整するタペットクリアランス自動調整方法において、

を用い、

前記制御機構部（54)は、前記バルブ（14)を開、た状態力前記アジャストスクリユー（18)を後退させて前記バルブ（14)が閉じる際の前記トルク値 (T)を微小時間毎に計測し、前記トルク値 (T)を平滑ィ匕したフィルタリング値の傾斜が閾値以下となる基準点を検出し、次に、前記アジャストスクリュー（18)を前記基準点よりも前記隙間（ C)に基づく設定量だけ後退させることを特徴とするタペットクリアランス自動調整方法

[8] 請求項 7記載のタペットクリアランス自動調整方法にお!、て、

前記フィルタリング値は、移動平均によって求められることを特徴とするタペットタリァランス自動調整方法。

[9] 請求項 7記載のタペットクリアランス自動調整方法にお!、て、

前記制御機構部（54)は、前記バルブ（14)のバルブヘッド（150)が前記エンジン（ 12)のバルブシート（152)に最初に接触して前記トルク値 (T)が減少し始める箇所を基準点として検出することを特徴とするタペットクリアランス自動調整方法。

[10] 請求項 7記載のタペットクリアランス自動調整方法にお!、て、

前記制御機構部（54)は、前記バルブ（14)のバルブヘッド（150)が前記エンジン（ 12)のバルブシート（152)に接触した後に前記アジャストスクリュー（18)が前記バルブ（14)のエンド部（16)力離間して前記トルク値 (T)が一定値となる箇所を基準点として検出することを特徴とするタペットクリアランス自動調整方法。

[11] 請求項 7記載のタペットクリアランス自動調整方法において、

前記調整ユニット（34)は、プログラム動作可能な多軸型のロボット（36)により移動することを特徴とするタペットクリアランス自動調整方法。

[12] 請求項 7記載のタペットクリアランス自動調整方法にお!、て、

製造ライン（300)におけるステーション（302)に設けられていることを特徴とするタペットクリアランス自動調整方法。