(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のインジェクタと、該複数のインジェクタがその軸線方向に直交する平面内で所定方向に並んで固定されたフューエルパイプと、を少なくとも備える直噴インジェクタユニットを、シリンダヘッドに組み付ける直噴インジェクタユニットの組付方法であって、
前記シリンダヘッドを、その複数のインジェクタ取付孔が平面内での基準方向に並ぶと共に、前記各インジェクタ取付孔を前記インジェクタの軸線方向に向けた姿勢で載置する工程と、
前記複数のインジェクタの内、基準となる前記インジェクタを位置決めすると共に、前記基準インジェクタを除く残りの前記インジェクタを、その先端部が可動可能な状態で案内しつつ、前記直噴インジェクタユニットを保持する工程と、
前記基準インジェクタを前記シリンダヘッドのインジェクタ取付孔に位置合わせした状態で、前記直噴インジェクタユニットを前記シリンダヘッドに向けて前記インジェクタの軸線方向に相対移動させ、前記残りのインジェクタを前記インジェクタ取付孔の開口部に形成されたテーパ部に案内させて、前記複数のインジェクタを前記インジェクタ取付孔に挿入する工程と、
を備え、
前記保持工程は、
前記基準インジェクタに隣接する少なくとも１つの前記インジェクタに対応する前記フューエルパイプの接続部位を位置決め部に当接させて、前記複数のインジェクタの配列方向が前記基準方向に沿うようにする工程を有することを特徴とする直噴インジェクタユニットの組付方法。
【請求項２】
前記保持工程は、
前記複数のインジェクタの軸線方向を前記インジェクタ取付孔の軸線方向に向けた状態で、前記直噴インジェクタユニットをインジェクタ載置部に載置して、前記複数のインジェクタを前記軸線方向に位置決めする工程と、
前記基準インジェクタを位置決めすると共に、前記残りのインジェクタを、その先端部が可動可能な状態で案内するように、前記複数のインジェクタを把持する工程と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の直噴インジェクタユニットの組付方法。
【請求項３】
前記フューエルパイプの接続部位には、フランジ部が形成されており、
前記インジェクタ載置部には、前記複数のインジェクタに対応する前記フューエルパイプの接続部位をそれぞれ覆う複数の溝部と、該溝部の周囲で、前記フランジ部の下面を支持する支持面と、が設けられており、
前記保持工程において、前記基準インジェクタに隣接する少なくとも１つの前記インジェクタに対応する前記フューエルパイプの接続部位を前記位置決め部に当接させつつ、前記複数のインジェクタのフランジ部の下面を前記インジェクタ載置部の支持面に載置することで、前記複数のインジェクタの配列方向が前記基準方向に沿うように、前記基準インジェクタは、前記軸線方向に位置決めされることを特徴とする請求項２に記載の直噴インジェクタユニットの組付方法。
【請求項４】
複数のインジェクタと、該複数のインジェクタがその軸線方向に直交する平面内で所定方向に並んで固定されたフューエルパイプと、を少なくとも備える直噴インジェクタユニットを、シリンダヘッドに組み付ける直噴インジェクタユニットの組付装置であって、
前記シリンダヘッドを、その複数のインジェクタ取付孔が平面内での基準方向に並ぶと共に、前記各インジェクタ取付孔を前記インジェクタの軸線方向に向けた姿勢で載置するヘッド載置台と、
前記複数のインジェクタの内、基準となる前記インジェクタを位置決めすると共に、前記基準インジェクタを除く残りの前記インジェクタを、その先端部が可動可能な状態で案内しつつ、前記直噴インジェクタユニットを保持するインジェクタ保持ユニットと、
前記基準インジェクタを前記シリンダヘッドのインジェクタ取付孔に位置合わせした状態で、前記直噴インジェクタユニットを前記シリンダヘッドに向けて前記インジェクタの軸線方向に相対移動させ、前記残りのインジェクタを前記インジェクタ取付孔の開口部に形成されたテーパ部に案内させて、前記複数のインジェクタを前記インジェクタ取付孔に挿入する挿入ユニットと、
を備え、
前記インジェクタ保持ユニットは、
前記基準インジェクタに隣接する少なくとも１つの前記インジェクタに対応する前記フューエルパイプの接続部と当接し、前記複数のインジェクタの配列方向が前記基準方向に沿うようにする位置決め部と、
を有することを特徴とする直噴インジェクタユニットの組付装置。
【請求項５】
前記インジェクタ保持ユニットは、
前記複数のインジェクタの軸線方向を前記インジェクタ取付孔の軸線方向に向けた状態で、前記直噴インジェクタユニットを載置して、前記複数のインジェクタを前記軸線方向に位置決めするインジェクタ載置部と
前記インジェクタ載置部に載置された前記直噴インジェクタユニットの前記複数のインジェクタを把持し、前記基準インジェクタを位置決めすると共に、前記残りのインジェクタを、その先端部が可動可能な状態で案内するチャック機構と、
をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載の直噴インジェクタユニットの組付装置。
【請求項６】
前記フューエルパイプの接続部位には、フランジ部が形成されており、
前記インジェクタ載置部には、前記複数のインジェクタに対応する前記フューエルパイプの接続部位をそれぞれ覆う複数の溝部と、該溝部の周囲で、前記フランジ部の下面を支持する支持面と、が設けられており、
前記位置決め部は、前記複数のインジェクタのフランジ部の下面を前記インジェクタ載置部の支持面に載置した際に、前記基準インジェクタに隣接する少なくとも１つの前記インジェクタに対応する前記フューエルパイプの接続部位と当接可能に、前記インジェクタ載置部に設けられていることを特徴とする請求項５に記載の直噴インジェクタユニットの組付装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直噴インジェクタユニットをシリンダヘッドに組み付ける直噴インジェクタユニットの組付方法及び組付装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車などの車両に搭載される直噴式エンジンでは、シリンダヘッドに形成された複数のインジェクタ取付孔に直噴インジェクタユニットのインジェクタが圧入されて組み付けられ、燃焼室へ燃料が直接噴射される。直噴インジェクタユニットは、少なくとも気筒数と同数の複数のインジェクタと、該複数のインジェクタが固定されるフューエルパイプと、から構成されており、各インジェクタは、その燃料入口側端部が、フューエルパイプの周囲に形成された接続部位に嵌め合わされて、フューエルパイプに接続される。このため、インジェクタとフューエルパイプとの嵌め合わせに起因して、各インジェクタの先端部の姿勢にばらつきが生じやすく、また、インジェクタ取付孔の製造誤差などにより、インジェクタをシリンダヘッドのインジェクタ取付孔に圧入する際、インジェクタの先端部がインジェクタ取付孔に接触して、インジェクタ取付孔やインジェクタに損傷を与える可能性がある。
【０００３】
このような問題に対処するため、従来、図５に示すように、シリンダヘッド１０１のねじ孔１０２に螺合させて設置したガイド工具１０３を、デリバリパイプ（フューエルパイプ）１０４の通孔１０５に挿通し、該ガイド工具１０３でガイドしながらインジェクタ１０６の姿勢を修正して組み付けることで、作業者の負担を軽減しつつ、インジェクタユニット１０７の組付けを行なうようにした組付方法及びガイド工具が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
また、図６に示すように、カラー部材１１１及びストッパー部材１１２と共に複数の燃料噴射弁１１３を単体のレール部材１１５に予め装着して燃料噴射弁組立体１１６とし、該燃料噴射弁組立体１１６をエンジンのシリンダヘッドに組み付けるようにした燃料噴射弁組立体およびその組付方法が知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０‐１９１３２号公報
【特許文献２】特開２００３‐２３９８２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１及び２に記載の組立方法によれば、事前に組付用のガイド工具１０３や、カラー部材１１１及びストッパー部材１１２の取り付けが必要であり、取付け工数や取外しの工数が増大して生産性が低下する問題があった。また、生産数量や機種数が多い現場においては、準備すべき工具の数量や種類が増大し、さらに、使用済みの工具や治具を取付け工程に戻すための返却機構が必要となる。また、最終的に製品となるシリンダヘッドやインジェクタに治具や工具などの取付けが行われるので、接触による損傷、発生する切粉の製品への噛み込み、治具取付けで一度使用したねじ孔を再度使用して締結するなど、製品品質が低下する可能性がある。更に、治具磨耗による機能・精度の低下による保障品質の低下、作業者の治具取扱い技量の差による組付け精度のばらつきなど、製品品質を一定に維持し難い課題があった。
【０００７】
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、組立工数を削減できるとともに、作業者の熟練度に関わらず、高精度に直噴インジェクタユニットをシリンダヘッドに組付けることができ、良好な品質を確保することができる直噴インジェクタユニットの組付方法及び組付装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、
複数のインジェクタ（例えば、後述の実施形態におけるインジェクタ２Ａ〜２Ｄ）と、該複数のインジェクタがその軸線方向に直交する平面内で所定方向に並んで固定されたフューエルパイプ（例えば、後述の実施形態におけるフューエルパイプ４）と、を少なくとも備える直噴インジェクタユニット（例えば、後述の実施形態における直噴インジェクタユニット１）を、シリンダヘッド（例えば、後述の実施形態におけるシリンダヘッド８）に組み付ける直噴インジェクタユニットの組付方法であって、
前記シリンダヘッドを、その複数のインジェクタ取付孔（例えば、後述の実施形態におけるインジェクタ取付孔７）が平面内での基準方向に並ぶと共に、前記各インジェクタ取付孔を前記インジェクタの軸線方向に向けた姿勢で載置する工程と、
前記複数のインジェクタの内、基準となる前記インジェクタ（例えば、後述の実施形態における基準インジェクタ２Ｃ）を位置決めすると共に、前記基準インジェクタを除く残りの前記インジェクタ（例えば、後述の実施形態におけるインジェクタ２Ａ、２Ｂ、２Ｄ）を、その先端部が可動可能な状態で案内しつつ、前記直噴インジェクタユニットを保持する工程と、
前記基準インジェクタを前記シリンダヘッドのインジェクタ取付孔に位置合わせした状態で、前記直噴インジェクタユニットを前記シリンダヘッドに向けて前記インジェクタの軸線方向に相対移動させ、前記残りのインジェクタを前記インジェクタ取付孔の開口部に形成されたテーパ部に案内させて、前記複数のインジェクタを前記インジェクタ取付孔に挿入する工程と、
を備え、
前記保持工程は、
前記基準インジェクタに隣接する少なくとも１つの前記インジェクタに対応する前記フューエルパイプの接続部位（例えば、後述の実施形態におけるカップ部５のフランジ部６）を位置決め部（例えば、後述の実施形態における位置決め部材２９）に当接させて、前記複数のインジェクタの配列方向が前記基準方向に沿うようにする工程を有することを特徴とする。
【００１０】
請求項２に係る発明は、請求項１の構成に加えて、
前記保持工程は、
前記複数のインジェクタの軸線方向を前記インジェクタ取付孔の軸線方向に向けた状態で、前記直噴インジェクタユニットをインジェクタ載置部（例えば、後述の実施形態におけるインジェクタ載置部２７）に載置して、前記複数のインジェクタを前記軸線方向に位置決めする工程と、
前記基準インジェクタを位置決めすると共に、前記残りのインジェクタを、その先端部が可動可能な状態で案内するように、前記複数のインジェクタを把持する工程と、
をさらに備えることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に係る発明は、請求項２の構成に加えて、
前記フューエルパイプの接続部位には、フランジ部（例えば、後述の実施形態におけるフランジ部６）が形成されており、
前記インジェクタ載置部には、前記複数のインジェクタに対応する前記フューエルパイプの接続部位をそれぞれ覆う複数の溝部（例えば、後述の実施形態におけるＵ字型溝２８）と、該溝部の周囲で、前記フランジ部の下面を支持する支持面（例えば、後述の実施形態における支持面２７ａ）と、が設けられており、
前記保持工程において、前記基準インジェクタに隣接する少なくとも１つの前記インジェクタに対応する前記フューエルパイプの接続部位を前記位置決め部に当接させつつ、前記複数のインジェクタのフランジ部の下面を前記インジェクタ載置部の支持面に載置することで、前記複数のインジェクタの配列方向が前記基準方向に沿うように、前記基準インジェクタは、前記軸線方向に位置決めされることを特徴とする。
【００１２】
請求項４に係る発明は、
複数のインジェクタ（例えば、後述の実施形態におけるインジェクタ２Ａ〜２Ｄ）と、該複数のインジェクタがその軸線方向に直交する平面内で所定方向に並んで固定されたフューエルパイプ（例えば、後述の実施形態におけるフューエルパイプ４）と、を少なくとも備える直噴インジェクタユニット（例えば、後述の実施形態における直噴インジェクタユニット１）を、シリンダヘッド（例えば、後述の実施形態におけるシリンダヘッド８）に組み付ける直噴インジェクタユニットの組付装置（例えば、後述の実施形態における組付装置１０）であって、
前記シリンダヘッドを、その複数のインジェクタ取付孔（例えば、後述の実施形態におけるインジェクタ取付孔７）が平面内での基準方向に並ぶと共に、前記各インジェクタ取付孔を前記インジェクタの軸線方向に向けた姿勢で載置するヘッド載置台（例えば、後述の実施形態におけるヘッド載置台１１）と、
前記複数のインジェクタの内、基準となる前記インジェクタ（例えば、後述の実施形態における基準インジェクタ２Ｃ）を位置決めすると共に、前記基準インジェクタを除く残りの前記インジェクタ（例えば、後述の実施形態におけるインジェクタ２Ａ、２Ｂ、２Ｄ）を、その先端部が可動可能な状態で案内しつつ、前記直噴インジェクタユニットを保持するインジェクタ保持ユニット（例えば、後述の実施形態におけるインジェクタ保持ユニット１２）と、
前記基準インジェクタを前記シリンダヘッドのインジェクタ取付孔（例えば、後述の実施形態におけるインジェクタ取付孔７）に位置合わせした状態で、前記直噴インジェクタユニットを前記シリンダヘッドに向けて前記インジェクタの軸線方向に相対移動させ、前記残りのインジェクタを前記インジェクタ取付孔の開口部に形成されたテーパ部に案内させて、前記複数のインジェクタを前記インジェクタ取付孔に挿入する挿入ユニット（例えば、後述の実施形態における挿入ユニット１３）と、
を備え、
前記インジェクタ保持ユニットは、
前記基準インジェクタに隣接する少なくとも１つの前記インジェクタに対応する前記フューエルパイプの接続部（例えば、後述の実施形態におけるカップ部５のフランジ部６）と当接し、前記複数のインジェクタの配列方向が前記基準方向に沿うようにする位置決め部（例えば、後述の実施形態における位置決め部材２９）と、
を有することを特徴とする。
【００１４】
請求項５に係る発明は、請求項４の構成に加えて、
前記インジェクタ保持ユニットは、
前記複数のインジェクタの軸線方向を前記インジェクタ取付孔の軸線方向に向けた状態で、前記直噴インジェクタユニットを載置して、前記複数のインジェクタを前記軸線方向に位置決めするインジェクタ載置部（例えば、後述の実施形態におけるインジェクタ載置部２７）と
前記インジェクタ載置部に載置された前記直噴インジェクタユニットの前記複数のインジェクタを把持し、前記基準インジェクタを位置決めすると共に、前記残りのインジェクタを、その先端部が可動可能な状態で案内するチャック機構（例えば、後述の実施形態におけるチャック機構５３）と、
をさらに備えることを特徴とする。
【００１５】
請求項６に係る発明は、請求項５の構成に加えて、
前記フューエルパイプの接続部位には、フランジ部（例えば、後述の実施形態におけるフランジ部６）が形成されており、
前記インジェクタ載置部には、前記複数のインジェクタに対応する前記フューエルパイプの接続部位をそれぞれ覆う複数の溝部（例えば、後述の実施形態におけるＵ字型溝２８）と、該溝部の周囲で、前記フランジ部の下面を支持する支持面（例えば、後述の実施形態における支持面２７ａ）と、が設けられており、
前記位置決め部は、前記複数のインジェクタのフランジ部の下面を前記インジェクタ載置部の支持面に載置した際に、前記基準インジェクタに隣接する少なくとも１つの前記インジェクタに対応する前記フューエルパイプの接続部位と当接可能に、前記インジェクタ載置部に設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１及び請求項４の発明によれば、作業者は直噴インジェクタユニットに治具を取り付ける必要がなく、直噴インジェクタユニットを組立装置にセットするだけでよく、組立工数を削減できるとともに、インジェクタ取付孔の製造誤差、インジェクタ先端部の姿勢のばらつき、作業者の熟練度に関わらず、高精度で直噴インジェクタユニットをシリンダヘッドに組付けることができる。さらに、作業者の熟練度に関わらず、簡単な操作により複数のインジェクタの配列方向が基準方向に沿うようにすることができる。
【００１８】
請求項２及び請求項５の発明によれば、作業者の熟練度に関わらず、簡単な操作により基準インジェクタを位置決めすると共に、残りのインジェクタを軸線方向に位置決め、且つ該軸線方向に直交する平面内で案内することができる。
【００１９】
請求項３及び請求項６の発明によれば、作業者の熟練度に関わらず、簡単な操作により複数のインジェクタの配列方向が基準方向に沿うようにすることができ、基準インジェクタを軸線方向に位置決めすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】（ａ）は、本発明の直噴インジェクタユニットの組付方法が適用される組付装置を図３のＩ−Ｉ線に沿った断面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＩ´部の拡大断面図である。
【図２】図１に示す組付装置の平面図である。
【図３】図１に示す組付装置の正面図である。
【図４】チャック前後における直噴インジェクタの位置精度を示すグラフである。
【図５】従来の直噴インジェクタユニット組付装置の斜視図である。
【図６】他の従来の直噴インジェクタユニット組付装置の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の一実施形態に係る直噴インジェクタユニットの組付方法及び組付装置について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２２】
本実施形態においてシリンダヘッドに組み付けられる直噴インジェクタユニット１は、図１〜図３に示すように、複数（本実施形態では４個）のインジェクタ２Ａ〜２Ｄと、複数のインジェクタ２Ａ〜２Ｄがその軸線方向に直交する平面内で所定方向に並んで固定されたフューエルパイプ４と、を少なくとも備える。複数のインジェクタ２Ａ〜２Ｄの燃料入口側端部３は、直線状に延びるフューエルパイプ４の周囲に所定の間隔で形成されたカップ部５に嵌合している。各カップ部５には、その上部に略三角形状のフランジ部６が設けられている。また、各インジェクタ２Ａ〜２Ｄには、カップ部５の下部に、各インジェクタ２Ａ〜２Ｄをシリンダヘッド８に押し付けるための板状スプリングであるインジェクタクリップ６０が設けられている。さらに、各インジェクタ２Ａ〜２Ｄには、シリンダヘッド８に挿入した際に、各インジェクタ２Ａ〜２Ｄをシリンダヘッド８側の着座面にフローティングさせるための座金であるトレランスリング６１がはめ込まれている。トレランスリング６１は、図１（ｂ）に示すように、各インジェクタ２Ａ〜２Ｄのテーパ状の外周面６２と当接する曲面６１ａを有し、また、インジェクタ２Ａ〜２Ｄに対して径方向にスライドが許容されている。そして、各インジェクタ２Ａ〜２Ｄがシリンダヘッド８に挿入されると、トレランスリング６１は、シリンダヘッド８の着座面と当接し、シリンダヘッド８に対して各インジェクタ２Ａ〜２Ｄが傾いて挿入された際の偏荷重を吸収する。
【００２３】
このような直噴インジェクタユニット１は、各インジェクタ２Ａ〜２Ｄがシリンダヘッド８のインジェクタ取付孔７にそれぞれ圧入されてシリンダヘッド８に組み付けられる。本実施形態では、複数のインジェクタ２Ａ〜２Ｄは、該インジェクタ２Ａ〜２Ｄの軸線方向を上下方向に（以下、「Ｚ方向」と称す）向けた状態で、フューエルパイプ４に取り付けられている。また、複数のインジェクタ２Ａ〜２Ｄは、図２の左から順に第１〜第４インジェクタ２Ａ〜２Ｄとも称する。
【００２４】
直噴インジェクタユニットの組付装置１０は、シリンダヘッド８を所定の姿勢で載置するヘッド載置台１１と、直噴インジェクタユニット１を保持するインジェクタ保持ユニット１２と、この保持ユニット１２に保持された直噴インジェクタユニット１のインジェクタ２Ａ〜２Ｄをインジェクタ取付孔７に挿入する挿入ユニット１３と、インジェクタ保持ユニット１２と挿入ユニット１３との間に配置され、インジェクタ保持ユニット１２の後述する４台の保持部１２Ａ〜１２Ｄのピッチを、インジェクタ２Ａ〜２Ｄの配列方向ピッチに合わせて変更するピッチ変更ユニット１４と、を有する。
【００２５】
ヘッド載置台１１は、複数のインジェクタ取付孔７が水平面内での基準方向（以下、「Ｘ方向」と称す）に並ぶと共に、各インジェクタ取付孔７をＺ方向に向けた姿勢で、シリンダヘッド８を載置するように構成されている。なお、図１に示すヘッド載置台１１は、簡略化して示したもので、公知のものが適用される。
【００２６】
挿入ユニット１３は、基台２１に対してＺ方向に移動可能なＺ可動台２３と、Ｚ可動台２３をＺ方向に案内するＺ方向リニアガイド２２と、Ｚ可動台２３を駆動する不図示のＺ駆動装置と、を備える。Ｚ方向リニアガイド２２は、Ｚ方向に沿ってＺ可動台２３に固定されたガイドレール２２ａと、基台２１に固定されてガイドレール２２ａに摺動自在に跨設されたスライダ２２ｂと、を備える。
【００２７】
これにより、Ｚ駆動装置を駆動して、Ｚ可動台２３をインジェクタ保持ユニット１２と共にＺ方向（下方）に移動させることで、インジェクタ保持ユニット１２に保持された複数のインジェクタ２Ａ〜２Ｄがシリンダヘッド８のインジェクタ取付孔７に挿入される。
【００２８】
ピッチ変更ユニット１４は、Ｘ方向に並んで配置され、Ｚ可動台２３に対してＸ方向のピッチを変更可能な４台のＸ可動台２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃ、２５Ｄと、Ｘ可動台２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃ、２５ＤをＸ方向に案内するＸ方向リニアガイド２４と、Ｘ可動台２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃ、２５Ｄを駆動する不図示のＸ駆動装置と、を備える。Ｘ方向リニアガイド２４は、Ｘ方向に沿ってＺ可動台２３に固定された一対のガイドレール２４ａと、各Ｘ可動台２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃ、２５Ｄにそれぞれ固定され、ガイドレール２４ａに摺動自在に跨設されたスライダ２４ｂと、を備える。これにより、組付装置１０は、インジェクタ取付孔７のピッチが異なる複数種のシリンダヘッド８に対応することができる。
【００２９】
インジェクタ保持ユニット１２は、各Ｘ可動台２５Ａ〜２５Ｄにそれぞれ取り付けられた４台の保持部１２Ａ〜１２Ｄを備える。各保持部１２Ａ〜１２Ｄは、各Ｘ可動台２５Ａ〜２５ＤからＸ方向に直交するＹ方向（図１中、左右方向）前方に延設されたインジェクタ載置台２６を備える。インジェクタ載置台２６は、下部が前方に延設されており、この延設された部分がインジェクタ載置部２７を構成する。また、インジェクタ載置台２６の延設された部分には、一対のガイドロッド３０が立設している。インジェクタ載置部２７には、前方に開口する複数（本実施形態では、４つ）のＵ字型溝２８がＸ方向に並んで形成されている（図２参照）。これらＵ字型溝２８には、若干の隙間を持ってフューエルパイプ４のカップ部５が対向配置され、フランジ部６をＵ字型溝２８の周囲のインジェクタ載置部２７の支持面２７ａ上に載せることで、直噴インジェクタユニット１が、支持面２７ａ上で若干の移動が許容されるように、インジェクタ載置台２６に載置される。
【００３０】
保持部１２Ｂ、１２Ｄのインジェクタ載置部２７には、インジェクタ２Ａ〜２ＤがＵ字型溝２８に挿入されたとき、第２及び第４インジェクタ２Ｂ、２Ｄのフランジ部６のＹ方向端面に当接して、基準インジェクタである第３インジェクタ２Ｃの傾き誤差を修正する位置決め部材２９が配置されている（図２参照）。
【００３１】
これにより、直噴インジェクタユニット１がインジェクタ載置部２７の支持面２７ａに載置されてＺ方向に位置決めされたとき、保持部１２Ｂ、１２Ｄに載置された第２及び第４インジェクタ２Ｂ、２Ｄのフランジ部６を位置決め部材２９に当接することで、基準インジェクタ２Ｃの傾き誤差が修正、即ち、インジェクタ２Ａ〜２Ｄの配列方向がインジェクタ保持ユニット１２のＸ方向に沿うように、直噴インジェクタユニット１が保持される。
【００３２】
これらの位置決め部材２９は、保持部１２Ｂ、１２Ｄにおけるインジェクタ載置部２７のＵ字型溝２８の溝深さＤ１を、保持部１２Ａ、１２Ｃにおけるインジェクタ載置部２７のＵ字型溝２８の溝深さＤ２より浅くするものである。従って、基準インジェクタ２Ｃの傾き誤差を修正する位置決め部は、保持部１２Ｂ、１２Ｄにおけるインジェクタ載置部２７のＵ字型溝２８の深さを、保持部１２Ａ、１２Ｃにおけるインジェクタ載置部２７のＵ字型溝２８の深さより浅く形成することで、構成されてもよい。
【００３３】
一対のガイドロッド３０には、パイプ押え部材３１が摺動自在に取り付けられている。パイプ押え部材３１には、Ｘ可動台２５Ａ〜２５Ｄに固定された不図示のエアシリンダによりＺ方向に駆動される連結ロッド３２が連結されており、該エアシリンダの作動によりパイプ押え部材３１がガイドロッド３０に案内されてＺ方向に移動する。
【００３４】
パイプ押え部材３１の下面には、インジェクタ載置部２７に載置されたフューエルパイプ４に対応する位置に、逃がし用の逆Ｕ字溝３３が形成されている。従って、エアシリンダによってパイプ押え部材３１が下降することで、フューエルパイプ４を逆Ｕ字溝３３内で囲いつつ、逆Ｕ字溝３３の先端部と支持部材３３ａで押圧する。
【００３５】
また、保持部１２Ｃのパイプ押え部材３１には、エアシリンダ４０を支持するエアシリンダ支柱３４が立設されている。エアシリンダ４０は、その一端部がエアシリンダ支柱３４に設けられたピン４１を中心として揺動自在に支持される。
【００３６】
保持部１２Ｃのパイプ押え部材３１の前端には、Ｌ型部材３５の一方の腕３５ａが軸支されており、Ｌ型部材３５が揺動回転自在に支持されている。また、Ｌ型部材３５の他方の腕３５ｂは、エアシリンダ４０のピストンロッド４２に軸支されている。さらに、Ｌ型部材２５の他方の腕３５ｂには、押えピンホルダ３８が固定されており、この押えピンホルダ３８には、一対のパイプ押えピン３７が摺動自在に嵌合する。パイプ押えピン３７の先端部に形成されたフランジ３７ａと押えピンホルダ３８との間には、コイルばね３９が装着されて、実線で示すパイプ押えピン３７を下方に付勢している。
【００３７】
また、各保持部１２Ａ〜１２Ｄは、インジェクタ載置台２６の下面に、それぞれチャック機構５３を備えている。各チャック機構５３は、インジェクタ載置台２６の下面に固定されたチャック用エアシリンダ４６と、このチャック用エアシリンダ４６の作動により、一対のリニアガイド４５に案内されて互いに離間又は接近する方向（Ｘ方向）に直線移動可能な一対の把持腕４７と、を備える。
【００３８】
一対の把持腕４７は、インジェクタ載置部２７に載置された各インジェクタ２Ａ〜２ＤのＸ方向両側に位置し、インジェクタ２Ａ〜２Ｄの両側面をＸ方向から把持する。一対の把持腕４７のインジェクタ２Ａ〜２Ｄに当接する把持面は、平面視において互いに対向する略Ｖ字型に形成されており、円筒形のインジェクタ２Ａ〜２Ｄを位置決めしつつ保持することができる。
【００３９】
インジェクタ２Ａ〜２Ｄの側面を把持する一対の把持腕４７の幅（図３において上下方向幅）は、保持部１２Ａ〜１２Ｄによって異なる。具体的には、保持部１２Ｃに配置されて基準インジェクタ２Ｃを把持する一対の把持腕４７の幅Ｗ１に対して、残りの保持部１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｄに配置される一対の把持腕４７の幅Ｗ２は狭くなっている。
【００４０】
これにより、一対の把持腕４７がインジェクタ２Ａ〜２Ｄを把持したとき、基準インジェクタ２Ｃは、把持幅Ｗ１が広い一対の把持腕４７により把持されて水平面内で位置決めされる。一方、残りのインジェクタ２Ａ、２Ｂ、２Ｄは、把持幅Ｗ２が狭い一対の把持腕４７で把持され、インジェクタ２Ａ、２Ｂ、２Ｄの先端部が可動可能な状態で案内される。
【００４１】
なお、チャック機構５３は、一対の把持腕４７がインジェクタ２Ａ〜２Ｄを把持したとき、基準インジェクタ２Ｃを位置決めし、残りのインジェクタ２Ａ、２Ｂ、２Ｄをこれらの先端部が可動可能な状態で案内されるものであれば、任意に構成することができる。例えば、エアシリンダ４６の圧力を調整して、インジェクタ２Ａ、２Ｂ、２Ｄの把持力をインジェクタ２Ｃの把持力より弱くすることで、インジェクタ２Ａ、２Ｂ、２Ｄの先端部を可動可能な状態で案内してもよい。
【００４２】
次に、上記の構成を備えた本実施形態の組付装置による直噴インジェクタユニットの組み付け手順について説明する。
【００４３】
先ず、インジェクタ取付孔７をＺ方向に向けた姿勢で、シリンダヘッド８をヘッド載置台１１に載置する。また、ピッチ変更ユニット１４により保持部１２Ａ〜１２Ｄ間のＸ方向ピッチを変更して、シリンダヘッド８に設けられたインジェクタ取付孔７のピッチに一致させる。
【００４４】
そして、図３に示すように、直噴インジェクタユニット１のフューエルパイプ４の各カップ部５を、保持部１２Ａ〜１２Ｄにおける各インジェクタ載置部２７の各Ｕ字型溝２８に収容し、フランジ部６の下面をインジェクタ載置部２７の支持面２７ａ上に水平移動可能に載置して、各インジェクタ２Ａ〜２ＤがＺ方向に位置決めされる。また、同時に、第２及び第４インジェクタ２Ｂ、２Ｄのフランジ部６を保持部１２Ｂ、１２Ｄの位置決め部材２９に当接させることで、基準インジェクタ２Ｃの傾き誤差が修正される。
【００４５】
次いで、連結ロッド３２が連結された不図示のエアシリンダを作動させて、各パイプ押え部材３１を下降させ、パイプ押え部材３１の逆Ｕ字溝３３にフューエルパイプ４を収容し、該フューエルパイプ４を保持する。また、保持部１２Ｃに配設されたエアシリンダ４０を作動させてピストンロッド４２を伸長し、図１の点線で示すように、Ｌ型部材３５を時計方向に略９０度回転させ、保持部１２Ｃに保持されている基準インジェクタ２Ｃのフランジ部６の前側面に一対のフランジ押えピン３７を当接させる。
【００４６】
また、各保持部１２Ａ〜１２Ｄのチャック用エアシリンダ４６を作動させ、それぞれの一対の把持腕４７で各インジェクタ２Ａ〜２Ｄの両側面をＸ方向から把持する。一対の把持腕４７の把持面は、平面視において互いに対向する略Ｖ字型に形成されているので、円筒状のインジェクタ２Ａ〜２Ｄの外周面を保持する。
【００４７】
このとき、保持部１２Ｃに配置された把持腕４７は、その幅Ｗ１が幅広であるので、基準インジェクタ２Ｃを水平面内でＸ方向及びＹ方向に位置決めした状態で把持する。即ち、基準インジェクタ２Ｃは、シリンダヘッド８のインジェクタ取付孔７に精度よく位置合わせされる。一方、保持部１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｄに配置された把持腕４７は、その幅Ｗ２が狭いので、それぞれのインジェクタ２Ａ、２Ｂ、２Ｄを、その先端部が可動可能な状態で案内しつつ把持する。
【００４８】
図４は、その先端部が可動可能な状態で把持され、保持部１２Ａ、１２Ｄに保持された第１及び第４インジェクタ２Ａ、２Ｄが、一対の把持腕４７によって把持される前後における第１及び第４インジェクタ２Ａ、２Ｄの先端部の位置を示すグラフである。このグラフから、把持前において、共に大きかった中心値に対するズレが、把持により大幅に小さくなっている（具体的には、Ｘ方向において±０．１ｍｍ以下）ことが分かる。即ち、第１及び第４インジェクタ２Ａ、２Ｄを含む、３つのインジェクタ２Ａ、２Ｂ、２Ｄは、その先端部が可動可能な状態で案内しつつ把持されることで、シリンダヘッド８のインジェクタ取付孔７に対して精度よく位置決めされる。
【００４９】
このように、基準インジェクタ２Ｃをシリンダヘッド８のインジェクタ取付孔７に精度よく位置合わせし、且つ残りのインジェクタ２Ａ，２Ｂ、２Ｄを、その先端部が可動可能な状態で案内し、不図示のＺ駆動装置を作動させてＺ可動台２３（挿入ユニット１３）を下方に移動させ、フューエルパイプ４を逆Ｕ字溝３３の先端部と支持部材３３ａで押圧しながら、それぞれのインジェクタ２Ａ〜２Ｄをインジェクタ取付孔７に挿入してシリンダヘッド８に組み付ける。
【００５０】
インジェクタ２Ａ〜２Ｄのインジェクタ取付孔７への挿入に際し、インジェクタ取付孔７に対して精度よく位置合わせされた基準インジェクタ２Ｃは、インジェクタ取付孔７に滑らかに挿入される。また、その先端部が可動可能な状態で保持されている残りのインジェクタ２Ａ、２Ｂ、２Ｄは、インジェクタ取付孔７の開口部に形成されたテーパ部に案内されて自動的に芯合わせされながら、滑らかに挿入される。なお、基準インジェクタ２Ｃも、インジェクタ取付孔７に対して位置合わせされた後は、その先端部が可動可能な状態に案内されるようにアンチャックして挿入されてもよい。
【００５１】
以上説明したように、本実施形態に係る直噴インジェクタユニットの組付装置１０によれば、シリンダヘッド８を所定の姿勢で載置するヘッド載置台１１と、基準インジェクタ２Ｃを位置決めすると共に、残りのインジェクタ２Ａ、２Ｂ、２Ｄを、その先端部が可動可能な状態で案内しつつ、直噴インジェクタユニット１を保持するインジェクタ保持ユニット１２と、直噴インジェクタユニット１をシリンダヘッド８に向けて相対移動させる挿入ユニット１３と、を備える。そして、本実施形態の組立方法は、シリンダヘッド８を所定の姿勢でヘッド載置台１１に載置した後、インジェクタ保持ユニット１２で基準インジェクタ２Ｃを位置決めすると共に、残りのインジェクタ２Ａ、２Ｂ、２Ｄを、その先端部が可動可能な状態で案内しつつ、直噴インジェクタユニット１を保持し、更に、挿入ユニット１３により、基準インジェクタ２Ｃをシリンダヘッド８のインジェクタ取付孔７に位置合わせした状態でシリンダヘッド８に向けて相対移動させ、複数のインジェクタ２Ａ〜２Ｄをインジェクタ取付孔７に挿入する。
これにより、作業者は直噴インジェクタユニット１に治具を取り付ける必要がなく、直噴インジェクタユニット１を組付装置１０にセットするだけでよく、組立工数を削減できるとともに、インジェクタ取付孔７の製造誤差、インジェクタ先端部の姿勢のばらつき、作業者の熟練度に関わらず、高精度で直噴インジェクタユニット１をシリンダヘッド８に組付けることができる。
【００５２】
また、インジェクタ保持ユニット１２は、第２及び第４インジェクタ２Ｂ、２Ｄに対応するフューエルパイプ４のカップ部５に設けられたフランジ部６と当接し、基準インジェクタ２Ｃの傾き誤差を修正する位置決め部材２９を備える。これにより、第２及び第４インジェクタ２Ｂ、２Ｄに対応するフランジ部６を位置決め部材２９に当接させることで、作業者の熟練度に関わらず、簡単な操作により基準インジェクタ２Ｃの傾き誤差を修正することができる。
【００５３】
さらに、インジェクタ保持ユニット１２は、直噴インジェクタユニット１を載置して、複数のインジェクタ２Ａ〜２Ｄを軸線方向に位置決めするインジェクタ載置部２７と、インジェクタ載置部２７に載置された直噴インジェクタユニット１の複数のインジェクタ２Ａ〜２Ｄを把持し、基準インジェクタ２Ｃを位置決めすると共に、残りのインジェクタ２Ａ、２Ｂ、２Ｄを、その先端部が可動可能な状態で案内するチャック機構５３と、をさらに備える。これにより、直噴インジェクタユニット１をインジェクタ載置部２７に載置し、且つ、チャック機構５３によって複数のインジェクタ２Ａ〜２Ｄを把持することで、作業者の熟練度に関わらず、簡単な操作により基準インジェクタ２Ｃを位置決めすると共に、残りのインジェクタ２Ａ、２Ｂ、２Ｄを軸線方向に位置決め、且つ該軸線方向に直交する平面内で案内することができる。
【００５４】
また、インジェクタ載置部２７には、複数のインジェクタ２Ａ〜２Ｄに対応するフューエルパイプ４のカップ部５をそれぞれ覆う複数のＵ字型溝２８と、Ｕ字型溝２８の周囲で、フランジ部６の下面を支持する支持面２７ａと、が設けられており、位置決め部材２９は、複数のインジェクタ２Ａ〜２Ｄのフランジ部６の下面をインジェクタ載置部２７の支持面２７ａに載置した際に、第２及び第４インジェクタ２Ｂ、２Ｄに対応するフランジ部６と当接可能に、インジェクタ載置部２７に設けられている。これにより、第２及び第４インジェクタ２Ｂ、２Ｄに対応するフランジ部６を位置決め部材２９に当接させつつ、複数のインジェクタ２Ａ〜２Ｄのフランジ部６の下面をインジェクタ載置部２７の支持面２７ａに載置することで、作業者の熟練度に関わらず、簡単な操作により基準インジェクタ２Ｃは、その傾き誤差を修正しつつ、軸線方向に位置決めすることができる。
【００５５】
尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が可能である。
本実施形態の直噴インジェクタユニットでは、４つのインジェクタが設けられているが、インジェクタの数はこれに限定されず、エンジンの気筒数に対応して設けられる。
また、位置決め部と当接する直噴インジェクタユニットの位置は、フランジ部に限定されず、フューエルパイプの接続部位であればよく、例えば、カップ部であってもよい。また、位置決め部が設けられるインジェクタは、基準インジェクタに隣接する少なくとも１つのインジェクタに対応するフューエルパイプの接続部位であればよく、本実施形態の第２及び第４インジェクタに対応する該接続部位に限定されるものではない。
特に、本実施形態では、組付装置１０が直列４気筒エンジンとＶ型６気筒エンジンのいずれにも適用できるように、位置決め部を保持部１２Ｂ、１２Ｄに構成している。ただし、組付装置１０が上述した直列４気筒エンジンにのみ適用される場合には、位置決め部を保持部１２Ａ，１２Ｃに構成し、位置決め部が第１及び第３インジェクタに対応する接続部位と当接するほうが好ましい。
【００５６】
また、本実施形態では、インジェクタ取付孔７を上下方向に向けた姿勢で、シリンダヘッド８を配置しているが、これに限定されず、インジェクタ取付孔７が斜めに指向した姿勢で、シリンダヘッド８が配置されてもよい。この場合、インジェクタ保持ユニット１２や挿入ユニット１３も、複数のインジェクタ２Ａ〜２Ｄを該インジェクタ取付孔７の指向方向と平行に保持して、複数のインジェクタ２Ａ〜２Ｄを該インジェクタ取付孔７に該指向方向に沿って挿入するように構成すればよい。
【００５７】
さらに、本発明の直噴インジェクタユニットを保持するインジェクタ保持ユニットは、基準インジェクタを位置決めすると共に、残りのインジェクタを、その先端部が可動可能な状態で案内するものであれば、本実施形態の構成に限定されるものでない。
【００５８】
さらに、インジェクタ２Ａ〜２Ｄの構成は、本実施形態のものに限定されるものでなく、例えば、トレランスリング６１を有しない構成であってもよい。
【符号の説明】
【００５９】
１      直噴インジェクタユニット
２Ａ〜２Ｄ    インジェクタ
２Ｃ    基準インジェクタ
４      フューエルパイプ
５      カップ部（接続部位）
６      フランジ部（接続部位）
７      インジェクタ取付孔
８      シリンダヘッド
１０    直噴インジェクタユニットの組付装置
１１    ヘッド載置台
１２    インジェクタ保持ユニット
１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ        保持部
１３    挿入ユニット
２７    インジェクタ載置部
２７ａ        支持面
２８    Ｕ字型溝（溝部）
２９    位置決め部材（位置決め部）
５３    チャック機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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