(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンのカムシャフト回転に伴って少なくとも２つのバルブを同期的に開閉するバルブブリッジと、そのバルブ当たり面の高さを調整するアジャストスクリュと、このアジャストスクリュを固定するロックナットと、を備えるバルブ駆動機構に対するバルブブリッジの高さ調整装置において、アジャストスクリュを回動操作する手段と、ロックナットを回動操作する手段と、バルブブリッジに所定の押圧荷重を付加する手段と、アジャストスクリュの締め込みトルクを計測する手段と、バルブブリッジの高さ調整時に所定の押圧荷重をバルブブリッジに掛けながらロックナットおよびアジャストスクリュを緩めた状態からアジャストスクリュを締めていってその締め込みトルクが規定値に達したらアジャストスクリュを停止してロックナットを締める手段と、を設けたことを特徴とするバルブブリッジ高さ調整装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はエンジンのバルブブリッジの高さ調整装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
例えば、４バルブエンジンにおいては、２つのバルブに跨がるバルブブリッジが設けられ、カムシャフト回転に伴うバルブブリッジの往復運動により２つのバルブを駆動するようになっている。その場合、２つのバルブの開閉を同期させるため、バルブブリッジのバルブ当たり面の高さ調整が必要になる。この高さ調整はバルブに当たるバルブブリッジのアジャストスクリュをドライバなどで規定高さに変位させることにより行われ、その調整後にロックナットでアジャストスクリュを固定するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような人手での高さ調整のため、多くの時間と手間を要するほか、感覚的な個人差でバラツキが出てしまう。また、ロックナットの締め付け後に調整高さが微妙に変化したりする可能性もあった。
【０００４】
この発明はこのような問題点に考慮してなされたもので、アジャストスクリュによるバルブブリッジの高さ調整とその後のロックナットによるアジャストスクリュの固定を自動的に精度よく行える装置の提供を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
第１の発明では、図１１のようにエンジンのカムシャフト回転に伴って少なくとも２つのバルブを同期的に開閉するバルブブリッジと、そのバルブ当たり面の高さを調整するアジャストスクリュと、このアジャストスクリュを固定するロックナットと、を備えるバルブ駆動機構に対するバルブブリッジの高さ調整装置において、アジャストスクリュを回動操作する手段ｆと、ロックナットを回動操作する手段ｇと、バルブブリッジに所定の押圧荷重を付加する手段ｉと、アジャストスクリュの締め込みトルクを計測する手段ｈと、バルブブリッジの高さ調整時に所定の押圧荷重をバルブブリッジに掛けながらロックナットおよびアジャストスクリュを緩めた状態からアジャストスクリュを締めていってその締め込みトルクが規定値に達したらアジャストスクリュを停止してロックナットを締める手段ｊと、を設ける。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１において、まずバルブブリッジの高さ調整方法から説明する。１ａ，１ｂは４バルブエンジンの２つ１組のバルブ、２はこれらバルブ間の中心に位置するブリッジガイド３に摺動自由なバルブブリッジ、４はその片側でバルブ１ａとの隙間を調整するためのアジャストスクリュ、５はアジャストスクリュ４を固定するロックナットである。バルブブリッジ２の高さ調整に際しては、いったんロックナットおよびアジャストスクリュ４を緩め、バルブ１ａとの間に隙間を持たせる。隙間が生じると、アジャストスクリュ４の負荷が無くなり、他方のバルブ１ｂのクリアランスはゼロになる。その後、アジャストスクリュ４を締め始める。このとき、アジャストスクリュ４の締め込みトルクを継続的に検出し、このトルクが立ち上がったときに締め込みを停止する。アジャストスクリュ４がバルブ１ａに当たる高さで両側のバルブ１ａ，１ｂ間のクリアランスはゼロになる。
【００１０】
このため、アジャストスクリュ４の締め込みトルクを検出しながら締め込むことにより、アジャストスクリュ４がバルブ１ａに当たる時点から、その締め込みトルクは図２のように締め込み量に応じて急激に立ち上がるので、このトルクの立ち上がりを検出したら、アジャストスクリュ４が調整ポイントに達したものと判定し、アジャストスクリュ４の締め込みを停止するのである。その後、ロックナット５でアジャストスクリュ４をバルブブリッジ２に固定する。この場合、アジャストスクリュ４の締め込みトルクを出すため、高さ調整中はバルブブリッジ２のセンタに所定の押圧荷重Ｗを掛ける。なお、アジャストスクリュ４の締め込みトルクの検出に代えて、アジャストスクリュ４とバルブ１ａとの隙間（ギャップ）を電圧変動から検出するようにしても良い。
【００１１】
図３はバルブブリッジ２の高さ調整を自動的に行う装置の構成を表すもので、組立ライン１０の上方で平面上の所定範囲を縦横に移動可能な走行クレーン１１が設けられ、このクレーン１１に高さ調整装置１２の本体部分１３は昇降シリンダ１４を介して吊り下げられる。１５はライン１０に沿う方向へ延びるレール、１７はそのレール１５上を転がるローラ、１６はライン１０を横切る方向へ延びるレール、１８はそのレール１６上を転がるローラで、下側のレール１６は上側のローラブラケット１７ａに結合され、下側のローラブラケット１８ａはクレーン１１のベース１９に結合される。クレーン１１のベース１９を摺動可能に貫通するシャフト２０が設けられ、その下端は高さ調整装置１２の本体部分１３のプレート２３に固定される。シャフト２０上を移動可能なブラケット２２にシャフト２０と同じくクレーン１１のベース１９を摺動可能なガイドロッド２１の下端が結合され、ブラケット２２で上下の昇降シリンダ１４を支持する。
【００１２】
高さ調整装置１２の本体部分１３は、上下のプレート２３，２４およびこれらの間を連結する複数のロッド２５などから機枠２６が形成される。機枠２６のプレート２４上にバルブブリッジ２のアジャストスクリュ４およびロックナット５を回動操作する手段２７が取り付けられる。この操作手段２７は既存のロックナット装置を１軸で２種類のワークに対応可能に改造したもので、機枠２６のプレート下方へ突出する回動治具２８として、図５のようにロックナット５の係合する角穴を備えるソケット２９と、その内部でこれと同軸上を延びるドライバ３０を備える。また、ナットランナ２７に図示しないが、そのアクチュエータ３１（ＡＣサーボモータ）の回転力をソケット２９とドライバ３０へ選択的に伝える切り替え機構と、ロックナット５の締め込み時にドライバ３０の回転を拘束するブレーキ機構とが設けられる。
【００１３】
３２はバルブブリッジ２のセンタに所定の荷重を付加する押圧機構で、そのアクチュエータ３３（ＡＣサーボモータ）は機枠２６のプレート２４上に取り付けられる。後述する位置決め機構３４のプレート３５にバルブブリッジ２のセンタを垂直に押圧する加圧ロッド３６がその軸方向へ進退可能に配置され、アクチュエータ３３の作動ロッド３３ａから受ける荷重を加圧ロッド３６へ伝える中継ロッド３７がプレート３５を貫通して摺動自由に支持される。３８は機枠２６の両側に突出するハンドルで、昇降シリンダ１４の操作スイッチ３９や後述する高さ調整の起動スイッチ４０などを備える。
【００１４】
位置決め機構３４のプレート３５は、機枠２６のプレート２４とスペーサ４１を介して平行に結合される。プレート３５の下面にコ字形断面が向き合うガイド４３が形成され、これら内側でガイド４３の係止面（フランジ）に着座するプレート４４が納められる。上側のプレート３５に長いピン４５が、下側のプレート４４に短いピン４６がそれぞれ下方へ垂直に突設される。これらピン４５，４６はバルブブリッジ２の高さ調整時にライン１０上のシリンダヘッド４７への位置決め機能を果たすもので、ピン先端側に段付面４５ａ，４６ａを介してシリンダヘッド４７のボルト穴へ挿入可能な小径部４５ｂ，４６ｂが形成される。
【００１５】
ナットランナ２７側からシリンダヘッド４７側へ振動が伝わるのを抑えるため、ピン４５の段付面４５ａとピン４６の段付面４６ａとの間に高低差ｍが設定され、シリンダヘッド４７への位置決め時にこの高低差ｍ分だけプレート４４が係止面から非接触状態に浮き上がるようになっている。位置決め完了状態を検出する手段として、短いピン４６のひとつに長いピン４５の段付面４５ａがシリンダヘッド４７のボルト穴に係止（着座）する高さで作動機構を介してオンに切り替わる位置決め完了検出スイッチ４９が組み付けられる。
【００１６】
回転治具２８のアクチュエータ３１および押圧機構３２のアクチュエータ３３を所定のプログラムにしたがって制御するのがコントローラ５０で、コントローラ５０は回転治具２８のアクチュエータ３１への電流の平均値から締め込みトルクを検出する機能を備える。５１は端子ボックスである。
【００１７】
その制御内容を図６のフローチャートに基づいて説明すると、組立ライン１０のバルブブリッジ高さ調整用のステーションにおいて、作業者が走行クレーン１１と昇降シリンダ１４を手動操作しながら、ライン上のシリンダヘッド４７の調整対象となるバルブブリッジ２へ向けて本体部分１３を降下させると、本体部分１３の位置決め機構３４の各ピン４５，４６がシリンダヘッド４７のボルト穴に挿入され、ピン４６の検出スイッチ４９がオンすると、位置決めの完了を判定する（ステップ１）。
【００１８】
そして、作業者の手動操作に基づいて起動スイッチ４０がオンすると、押圧機構３２のアクチュエータ３３を作動させる（ステップ２，ステップ３）。これにより、アクチュエータ３３の作動ロッド３３ａが中継ロッド３７を押圧し、バルブブリッジ２のセンタに加圧ロッド３６を介してアジャストスクリュ４の締め込みトルクを出すための荷重Ｗが付加される。これと同時に回転治具２８の切り替え機構をソケット２９側に切り替えて、ナットランナ２７のアクチュエータ３１を逆方向へ回転駆動し、ロックナット５を緩めて停止する（ステップ４）。ついで、回転治具２８の切り替え機構をドライバ３０側に切り替えて、ナットランナ２７のアクチュエータ３１を同じく回転駆動し、アジャストスクリュ４を緩めてバルブ１ａとの間に隙間を与えて停止する（ステップ５）。
【００１９】
この状態から、ナットランナ２７のアクチュエータ３１を正方向へ回動駆動し、アジャストスクリュ４を締め始め、その締め込みトルクを継続的に検出する（ステップ６）。そして、締め込みトルクが調整ポイント（図２のＡ）に達したら、バルブブリッジ２が両側のバルブ１ａ，１ｂにそれぞれ隙間なく接触していると判定し、アジャストスクリュ４の締め込みを停止する（ステップ７）。その後、回転治具２８の切り替え機構をソケット２９側に切り替える一方、ブレーキ機構を駆動してアジャストスクリュ４の回転を拘束しながら、ナットランナ２７のアクチュエータ３１を正方向へ回転駆動し、ロックナット５の締め付ける（ステップ８）。これにより、アジャストスクリュ４はロックナット５で固定され、バルブブリッジ２は両側のバルブ１ａ，１ｂにクリアランスゼロで接触する所定の高さに調整される。この高さ調整後は押圧機構３２のアクチュエータ３３を停止する（ステップ９）。そして、逆の手順でシリンダヘッド４７のバルブブリッジ２から上方へ本体部分１３をいったん離して、つぎの調整対象のバルブブリッジ２の高さ調整を行うことになる。
【００２０】
ところで、この高さ調整によると、アジャストスクリュ４の締め込み時のフリクションにより、トルク変動の検出にバラツキや測定誤差を生じる可能性がある。つまり、クリアランスを正確にゼロ調整するのが難しく、少し信頼性に欠けると考えられる。そのため、図７のフローチャートにおいては、アジャストスクリュ４の締め込みトルクに代えて、バルブブリッジ２のセンタ高さ（変位量）を計測する方法を採用する。この場合、図３，図４の高さ調整装置１２において、押圧機構３２にバルブブリッジ２の変位量を検出するストロークセンサ（図示せず）が内蔵され、その計測値を表示するモニタ（図示せず）が適宜な場所に備えられる。
【００２１】
図３，図４の高さ調整装置１２の部品符号を借りて説明すると、この本体部分１３は作業者の手動操作により、前記と同じく組立ライン１０上のシリンダヘッド４７の調整対象となるバルブブリッジ２に位置決めされる。その際、位置決め機構３４の検出スイッチ４９がオンすると、位置決めの完了を判定する（ステップ１）。そして、作業者の手動操作で起動スイッチ４０がオンすると、押圧機構３２のアクチュエータ３３を作動させる（ステップ２，ステップ３）。これにより、アクチュエータ３３の作動ロッド３３ａが中継ロッド３７を押圧し、バルブブリッジ２のセンタにこの場合はガイド倒れなどを保証する軽過重（図１のｗ）を加圧ロッドを介して及ぼす。これと同時に回転治具２８の切り替え機構をソケット２９側に切り替えて、ナットランナ２７のアクチュエータ３１を逆方向へ回転駆動し、ロックナット５を緩めて停止する（ステップ４）。
【００２２】
この状態において、バルブブリッジ２の高さ計測に依存する調整処理が開始されるが、図８も参照しながら、その調整方法を説明すると、ロックナット５の停止後に回転治具２８の切り替え機構をドライバ３０側に切り替えて、ナットランナ２７のアクチュエータ３１を同じく回転駆動し、アジャストスクリュ４を緩めながら、その一方で押圧機構３２のストロークセンサにより、調整中のバルブブリッジ２の高さを継続的に計測する（ステップ５）。アジャストスクリュ４がバルブ１ａに接触している間は、アジャストスクリュ４の回動に伴ってバルブブリッジ２が下方へ変位する。これはバルブブリッジ２がアジャストスクリュ４を介してバルブスプリングと押圧機構３２の荷重ｗで支持されるが、バルブスプリングは押圧機構３２の荷重ｗに較べてバネ力が強いため、アジャストスクリュ４が緩む分だけ相対的にバルブブリッジ２が下方へ変位するからである。しかし、アジャストスクリュ４がバルブ１ａから離れると、その後はアジャストスクリュ４を緩めても、バルブブリッジ２は変位せずその高さは一定になる。
【００２３】
ストロークセンサの検出信号からアジャストスクリュ４を緩めてもバルブブリッジ２の変化しない基準高さを判定すると、この時点でストロークセンサに基づく計測値を初期化（オートゼロ）とする（ステップ６，ステップ７）。そして、ナットランナ２７のアクチュエータ３１を正方向へ回動駆動し、アジャストスクリュ４を締め始める（ステップ８）。これにより、アジャストスクリュ４はバルブ１ａに接触すると、バルブブリッジ２を上側へ押しあげ始める。ストロークセンサの検出信号からその変位量が規定値Ａに達したことを判定したら、アジャストスクリュ４の締め込みを停止する（ステップ９）。ついで、バルブブリッジ２が変位し始めてからその変位量が規定値Ａに達するまでのアジャストスクリュ４の回転角度を求め、その相当分だけナットランナ２７のアクチュエータ３１を逆方向へ回転駆動する（ステップ１０）。これにより、バルブブリッジ２は両側のバルブ１ａ，１ｂにクリアランスゼロで接触する所定の高さに調整される。なお、図８中の▲１▼〜▲５▼はアジャストスクリュの回動操作に伴うバルブブリッジの高さ（変位量）推移の順序を表す。
【００２４】
その後、回転治具２８の切り替え機構をソケット２９側に切り替える一方、ブレーキ機構を駆動してアジャストスクリュ４の回転を拘束しながら、ナットランナ２７のアクチュエータ３１を正方向へ回転駆動し、ロックナット５の締め付ける（ステップ１１）。これにより、アジャストスクリュ４はロックナット５で固定される。ついで、ストロークセンサで計測されるバルブブリッジ２の高さをモニタに表示させる一方、押圧機構３２のアクチュエータ３３をオフする（ステップ１２）。作業者はその表示内容を見てブリッジ高さが適合範囲（０〜ａ）にあるかどうかを判断する。
【００２５】
図９はバルブブリッジ２の高さ（変位量）を計測する方法を採用する、さらに別の実施形態を説明するフローチャートである。図示しないが、高さ調整装置のモニタはバルブブリッジ４の高さ調整後の適否判定を表示するようになっている。図３，図４の高さ調整装置１２の部品符号を借りて説明すると、位置決め機構３４の検出スイッチ４９がオンすると、位置決めの完了を判定する（ステップ１）。そして、作業者の手動操作で起動スイッチ４０がオンすると、押圧機構３２のアクチュエータ３３を作動させる（ステップ２，ステップ３）。これにより、アクチュエータ３３の作動ロッド３３ａが中継ロッド３７を押圧し、バルブブリッジ２のセンタは加圧ロッドを介して所定の軽荷重ｗで支持される。これと同時に回転治具２８の切り替え機構をソケット２９側に切り替えて、ナットランナ２７のアクチュエータ３１を逆方向へ回転駆動し、ロックナット５を緩めて停止する一方で、押圧機構３２のストロークセンサにより、調整中のバルブブリッジ２の高さを継続的に計測する（ステップ４）。
【００２６】
この状態において、アジャストスクリュ４の調整方法を図１０も参照しながら説明すると、ロックナット５の停止後に回転治具２８の切り替え機構をドライバ３０側に切り替えて、ナットランナ２７のアクチュエータ３３を同じく回転駆動し、アジャストスクリュ４を所定角度だけ緩める（ステップ５）。そして、アジャストスクリュ４の停止時にストロークセンサの計測値を初期化（オートゼロ）する（ステップ６）。
【００２７】
オートゼロ後にナットランナ２７のアクチュエータ３１を正方向へ回動駆動し、アジャストスクリュ４を締める（ステップ７）。その際、ストロークセンサの検出信号からバルブブリッジ２の高さが即座に変化するかどうかを判定する（ステップ８）。バルブブリッジ２の高さが即座に変化する場合は、アジャストスクリュ４とバルブ１ａとの間に隙間がないと判定し、オートゼロを無効として、アジャストスクリュ４の締め込みを中止し、アジャストスクリュ４を所定の回転角度だけ緩める処理からリトライさせる。バルブブリッジ２の高さが即座に変化しない場合は、アジャストスクリュ４とバルブ１ａとの間に隙間があると判定し、オートゼロは有効として、アジャストスクリュ４の締め込みを継続し、バルブブリッジ２の高さが所定範囲Ａ〜Ｂに入ったら、アジャストスクリュ４を停止する。
【００２８】
この停止後にストロークセンサの検出信号からバルブブリッジ２の高さが所定範囲Ａ〜Ｂにあるかどうかを判定する（ステップ９）。バルブブリッジ２の高さが所定範囲Ａ〜Ｂから外れるときは、アジャストスクリュ４による調整段階の失敗（ＮＧ）を判定し、アジャストスクリュ４を所定の回転角度だけ緩める処理からリトライさせる。バルブブリッジ２が所定の高さ範囲Ａ〜Ｂにあるときは、アジャストスクリュ４による調整段階の合格（ＯＫ）を判定し、ロックナット５の締め付けに進む。
【００２９】
そして、ロックナット５の締め付け時は、回転治具２８の切り替え機構をソケット２９側に切り替える一方、ブレーキ機構を駆動してアジャストスクリュ４の回転を拘束しながら、ナットランナ２７のアクチュエータ３１を正方向へ回転駆動し、ロックナット５の締め付ける（ステップ１０）。これにより、アジャストスクリュ４はロックナット５で固定される。ついで、高さ調整を再確認するため、ストロークセンサで計測されるバルブブリッジ２の高さが所定範囲０〜Ｃにあるかどうかを判定し、バルブブリッジ２の高さが所定範囲０〜Ｃにあるときに調整の合格（ＯＫ）を、所定範囲０〜Ｃから外れるときに調整の失敗（ＮＧ）を最終的な調整結果としてモニタに表示させる一方、押圧機構３２のアクチュエータ３３を停止する（ステップ１１〜ステップ１３）。作業者はその表示内容から、バルブブリッジ２の高さ調整がＮＧのシリンダヘッドについては、これを組立ライン１０から除外する。
【００３０】
【発明の効果】
第１の発明によれば、アジャストスクリュによるバルブブリッジの高さ調整とその後のロックナットによるアジャストスクリュの固定を自動的に精度よく行えるようになる。
【００３１】
アジャストスクリュの締め込み時のフリクションにより、トルクの検出にバラツキや測定誤差を生じる可能性が考えられるが、トルク変動は顕著に表れるので、バルブブリッジ高さの調整位置を容易に確認できるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態を説明するバルブブリッジの取付状態図である。
【図２】同じくアジャストスクリュの締め込みトルクの特性図である。
【図３】同じく高さ調整装置の全体構成図である。
【図４】同じく高さ調整装置の一部構成図である。
【図５】同じく回転治具の構成説明図である。
【図６】同じく制御内容を説明するフローチャートである。
【図７】別の実施形態を説明するフローチャートである。
【図８】同じくアジャストスクリュの調整内容を説明する特性図である。
【図９】別の実施形態を説明するフローチャートである。
【図１０】同じくアジャストスクリュの調整内容を説明する特性図である。
【図１１】この発明のフレーム対応図である。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ  バルブ
２  バルブブリッジ
３  ブリッジガイド
４  アジャストスクリュ
５  ロックナット
１０  組立ライン
１１  走行クレーン
１２  高さ調整装置
１３  本体部分
１４  昇降シリンダ
２６  機枠
２７  回転操作手段
２８  回転治具
２９  ソケット
３０  ドライバ
３１  ナットランナのアクチュエータ
３２  押圧機構
３３  押圧機構のアクチュエータ
３４  位置決め機構
３５，４４  プレート
４０  起動スイッチ
４３  ガイド
４５，４６  ピン
４７  シリンダヘッド（ワーク）
５０  コントローラ
【図１】
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【図２】
0003591980.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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