(57)【要約】【課題】本発明は、操作レバーの操作性が良好な倍力機構付き組付装置を提供する。【解決手段】倍力機構付き組付装置１の第１のリンク機構２０は、上端が本体部１４側に第１軸部２１を介して軸支された第１のリンク棹２２と、下端が直動部１６におけるベース板１７の中央位置に第２軸部２３を介して軸支された第２のリンク棹２４と、を有している。そして、第１のリンク棹２２の下端と第２のリンク棹２４の上端とが第３軸部２５を介して軸支されている。第２のリンク機構３０は、上端が操作レバー１３のレバーベース１３ａの上端に溶接等により固定された第３のリンク棹３１と、下端が第３軸部２５を介して軸支された第４のリンク棹３２と、を有している。そして、第３のリンク棹３１の下端と第４のリンク棹３２の上端とが第５軸部３３を介して軸支されている。【選択図】図１
2015205353.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回動自在な操作レバーにより、本体部に対して直線的な往復運動を行う直動部を備えた組付装置であって、
一端が前記本体部側に第１軸部を介して軸支された第１のリンク棹と、一端が前記直動部側に第２軸部を介して軸支された第２のリンク棹と、を有し、前記第１のリンク棹の他端と前記第２のリンク棹の他端とが第３軸部を介して軸支された第１のリンク機構と、
前記第１軸部と前記第２軸部との間に配置されて前記本体部に設けられた第４軸部を介して基端が軸支された前記操作レバーと、
一端が前記操作レバーの途中に固定された第３のリンク棹と、一端が前記第３軸部を介して軸支された第４のリンク棹と、を有し、前記第３のリンク棹の他端と前記第４のリンク棹の他端とが第５軸部を介して軸支された第２のリンク機構と、備えた、
倍力機構付き組付装置。
【請求項２】
前記操作レバーを軸支する前記第４軸部は、前記第１軸部と前記第２軸部とを通る基準線上又は前記基準線の近傍に配置されている、
請求項１記載の倍力機構付き組付装置。
【請求項３】
前記基準線上において、前記第１軸部から前記第１のリンク棹の長さをもって位置する第１のポイントを設定し、前記基準線上において、前記第１のポイントから前記第１のリンク棹の前記長さの略半分をもって位置する第２のポイントを設定し、前記第２のポイントを通って前記基準線に対して直交して延在する補助基準線を設定し、
前記第４軸部は、前記補助基準線上に位置する、
請求項２記載の倍力機構付き組付装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、倍力機構付き組付装置に係り、特に、エンジンに吸気又は排気バルブを組付ける際に利用される倍力機構付き組付装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、このような分野の技術として、特開２００７−２７８２３０号公報がある。この公報に記載されたコッタ組付治具は、エンジンの吸気又は排気バルブを付勢するためのバルブスプリングを圧縮させて、バルブに形成されたバルブステムの上端にコッタを固定するために利用される。このように、硬いバルブスプリングを操作レバーにより手動で圧縮させるためには、操作レバーの操作力を小さくする必要があり、この操作力に反してコッタ組付治具に強い力を発生させることが必要である。このような要求を満足させるために、一般的には、倍力機構を適用したコッタ組付装置が利用される。一般的なコッタ組付装置は、床に設置された本体部と、この本体部に対して上下方向に往復する直動部と、直動部から垂下するように設けられたコッタ組付治具と、操作レバーに加わる力を数倍にして直動部に伝達するための倍力機構と、を備えている。そして、この倍力機構には、テコの原理が応用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２７８２３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前述した一般的な倍力機構付きコッタ組付装置では、単にテコの原理を利用して操作レバーの操作感を軽くするような対策にしかなっていないので、操作レバーを長くすれば、確かに軽い力で大きな力を発生させることはできるが、操作レバーを長くすると操作レバーの回動量を大きくしなければならず、その結果として、このような操作レバーの操作性が悪くなるといった問題点がある。
【０００５】
本発明は、操作レバーの操作性が良好な倍力機構付き組付装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、回動自在な操作レバーにより、本体部に対して直線的な往復運動を行う直動部を備えた組付装置であって、
一端が前記本体部側に第１軸部を介して軸支された第１のリンク棹と、一端が前記直動部側に第２軸部を介して軸支された第２のリンク棹と、を有し、前記第１のリンク棹の他端と前記第２のリンク棹の他端とが第３軸部を介して軸支された第１のリンク機構と、
前記第１軸部と前記第２軸部との間に配置されて前記本体部に設けられた第４軸部を介して基端が軸支された前記操作レバーと、
一端が前記操作レバーの途中に固定された第３のリンク棹と、一端が前記第３軸部を介して軸支された第４のリンク棹と、を有し、前記第３のリンク棹の他端と前記第４のリンク棹の他端とが第５軸部を介して軸支された第２のリンク機構と、備える。
【０００７】
この倍力機構付き組付装置においては、操作レバーを第４軸部を中心に回動させると、くの字状の第１のリンク機構が直線に近づく。このとき、操作レバーの操作力が第２のリンク機構を介して第１のリンク機構の第３軸部に伝達される。このような構成の倍力機構付き組付装置は、第１のリンク機構と第２のリンク機構とテコの原理との組み合わせにより、軽い操作力で、直動部を直進させるための力すなわち出力を非常に大きくすることができる。
【０００８】
また、前記操作レバーを軸支する前記第４軸部は、前記第１軸部と前記第２軸部とを通る基準線上又は前記基準線の近傍に配置されている。
第４軸部を基準線に近づければ近づける程、出力倍率を高めることができるので、このような構成を採用することが最善であると言える。
【０００９】
また、前記基準線上において、前記第１軸部から前記第１のリンク棹の長さをもって位置する第１のポイントを設定し、前記基準線上において、前記第１のポイントから前記第１のリンク棹の前記長さの略半分をもって位置する第２のポイントを設定し、前記第２のポイントを通って前記基準線に対して直交して延在する補助基準線を設定し、
前記第４軸部は、前記補助基準線上に位置する。
このような構成を採用すると、出力倍率を確保しつつ、直動部のストローク量を大きくすることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、操作レバーの操作性を良好にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る倍力機構付き組付装置の一実施形態の要部を示す側面図である。
【図２】図１に示された組付装置の要部を示す斜視図である。
【図３】比較例に係る組付装置の要部を示す側面図である。
【図４】本実施形態に係る組付装置の要部を示す側面図である。
【図５】図４に示された倍力機構を示す概略図である。
【図６】リンク角度とレバー比による出力倍率との関係を示すグラフである。
【図７】操作レバーを下げた状態を示す概略図である。
【図８】（ａ）と（ｂ）は、第４軸部の位置がそれぞれ異なっている倍力機構を示す側面図、（ｃ）は第４軸部の位置に対応したストローク量及び出力倍率を示す図である。
【図９】バルブ、バルブスプリング、リテーナ及びコッタを示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しつつ本発明に係る倍力機構付き組付装置の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１３】
図１及び図２に示されるように、倍力機構付き組付装置１は、エンジン２に吸気又は排気用バルブ３（図９参照）を組付ける際に利用される。詳細には、バルブ３（図９参照）のバルブステム３ａをエンジン２の上面から突出させた状態で、このバルブステム３ａの上端部分を包囲するように、エンジン２の上面側にはバルブスプリング４が載置されている。そして、このバルブスプリング４の上端にはリテーナ６（図９参照）が着座させられており、この状態で、バルブステム３ａの上端にコッタ７（図９参照）を装着する。そして、このコッタ７の装着時に、バルブスプリング４を圧縮させる必要があり、この圧縮に倍力機構付き組付装置１が利用される。
【００１４】
この倍力機構付き組付装置１は、図示しない作業台を有し、この作業台上の所定位置にはエンジン２が設置される。この作業台には組付装置１が固定され、この組付装置１は、コッタ７をエンジン２に組付けるためのバルブ組立ヘッド１０を有している。このバルブ組立ヘッド１０は、エンジン２を作業台上に固定するための固定治具９に形成された位置決め穴（図示せず）内に、先端が挿入される位置決めロッド１１と、バルブスプリング４を上方から加圧しながら、コッタ７をバルブステム３ａに装着するためのコッタ組付治具１２と、を備えている。
【００１５】
このコッタ組付治具１２を利用して、硬いバルブスプリング４を操作レバー１３によって手動で圧縮させる際、操作レバー１３の操作力は、できるだけ小さくする必要がある。そこで、組付装置１には、バルブスプリング４を圧縮させるための力として、コッタ組付治具１２に例えば４８０Ｎの力を発生させる必要があり、その際に倍力機構Ｓが利用される。
【００１６】
なお、作業台（不図示）には、上下方向に延在するタワー形状の本体部１４が立設されている。コッタ組付治具１２の上部にはベース板１７が連結されており、ベース板１７は、本体部１４に対して上下方向に直線的に往復運動する直動部１６に固定されている。そして、本体部１４と直動部１６とは倍力機構Ｓを介して連結されている。
【００１７】
この倍力機構Ｓの第１のリンク機構２０は、上端が本体部１４側に第１軸部２１を介して軸支された第１のリンク棹２２と、下端が直動部１６におけるベース板１７の中央位置に第２軸部２３を介して軸支された第２のリンク棹２４と、を有している。そして、第１のリンク棹２２の下端と第２のリンク棹２４の上端とが第３軸部２５を介して軸支されている。
【００１８】
この倍力機構Ｓを手動によって操作するための操作レバー１３の基端は、上下方向において第１軸部２１と第２軸部２３との間に配置されると共に、本体部１４に設けられた第４軸部２６を介して軸支されている。操作レバー１３は、第１のリンク棹２２を挟み込むように配置されたコ字状のレバーベース１３ａと、このレバーベース１３ａの上端に基端側が固定されたロッド１３ｂと、ロッド１３ｂの上端に固定された球状のヘッド１３ｃと、からなる。よって、操作レバー１３は、コ字状のレバーベース１３ａの採用により、第１のリンク棹２２に干渉することなく、上げ下げすることができる。
【００１９】
さらに、倍力機構Ｓには第２のリンク機構３０が設けられ、この第２のリンク機構３０は、上端が操作レバー１３のレバーベース１３ａの上端に溶接等により固定された第３のリンク棹３１と、下端が第３軸部２５を介して軸支された第４のリンク棹３２と、を有している。そして、第３のリンク棹３１の下端と第４のリンク棹３２の上端とが第５軸部３３を介して軸支されている。また、第３のリンク棹３１は、操作レバー１３のロッド１３ｂの軸線に対して略直交するように延在し、第５軸部３３は、第３軸部２５の前方に位置する。
【００２０】
第２のリンク機構３０の第３及び第４のリンク棹３１，３２は、第１のリンク棹２２の左右に配置され、これによって、第１のリンク棹２２に干渉することなく、第３及び第４のリンク棹３１，３２を動作させることができる。
【００２１】
また、本体部１４の上端には、第１軸部２１に近接するようにスプロケット４０が取り付けられ、このスプロケット４０にはチェーン４１が掛けられている。スプロケット４０から垂下するチェーン４１の一端は直動部１６に固定され、チェーン４１の他端には、図示しない錘が固定されている。従って、操作レバー１３を手動によって下げることで、倍力機構Ｓを介してバルブ組立ヘッド１０が降下し、錘が上昇する。そして、操作レバー１３から手を離すことで、錘の自重によってバルブ組立ヘッド１０を自動的に上昇させることができる。
【００２２】
この倍力機構付き組付装置１においては、操作レバー１３を、第４軸部２６を中心に回動させると、くの字状の第１のリンク機構２０が一直線に近づく。このとき、操作レバー１３の操作力が第２のリンク機構３０を介して第１のリンク機構２０の第３軸部２５に伝達される。このような構成の倍力機構付き組付装置１は、第１のリンク機構２０と第２のリンク機構３０とテコの原理との組み合わせにより、軽い操作力で、直動部１６を直進（降下）させるための力すなわち出力Ｆを非常に大きくすることができる。その結果、作業負担の大幅な軽減を図ることができる。
【００２３】
次に、比較例に係る倍力機構付き組付装置５０と実施形態に係る倍力機構付き組付装置１とを説明する。
【００２４】
先ず、比較例に係る組付装置５０について説明する。図３に示されるように、組付装置５０の倍力機構Ｐにおいて、リンク機構５１は、上端が本体部１４側に第１軸部５２を介して軸支された第１のリンク棹５３と、下端が直動部１６におけるベース板１７の中央位置に第２軸部５４を介して軸支された第２のリンク棹５５と、を有している。第１のリンク棹５３の下端と第２のリンク棹５５の上端とが第３軸部５６を介して軸支されている。そして、第１のリンク棹５３の略中央には、操作レバー５６の下端が固定されている。
【００２５】
このような構成の倍力機構Ｐにおいて、操作レバー５６を所定の入力（ｆ）で押し下げると、第１軸部５２を支点としてリンク棹５３が回動し、これによって直動部１６を出力（Ｆ）で押し下げる。従って、作業者により操作レバー５６に与えられる入力（ｆ）を倍力機構Ｐによって数倍に変換することができる。
【００２６】
この倍力機構Ｐにおける力の関係は、図３に示されており、作用点における力（ｆ’）に関して、ｆ’＝（Ａ／Ｂ）の関係を有し、
この力（ｆ’）の分力（Ｆ’）に関して、Ｆ’＝ｆ（Ａ／Ｂ）ｃｏｓθの関係を有している。そして、出力Ｆに関して、Ｆ＝ｆ（Ａ／Ｂ）（ｃｏｓθ）（（１／ｔａｎθ）／２）の関係を有している。
【００２７】
よって、全出力倍率（Ｆ／ｆ）については次の関係を有する。
【数１】
2015205353.tif 000003
【００２８】
このような倍力機構Ｐにあって、全出力倍率を上げようとすると、長さＡを長くしなければならないが、長さＡを長くすると、操作レバー５６が長くなり、これによって、作業者が操作レバー５６の先端を高い位置でつかまなければならない。その結果、作業姿勢が悪化したり、作業位置が高くなってしまって、操作レバー５６の操作性が悪くなる。
【００２９】
次に、実施形態に係る組付装置１について説明する。図４及び図５に示されるように、組付装置１の倍力機構Ｓにおける関係は、次のようになっている。
【数２】
2015205353.tif 000004
【数３】
2015205353.tif 000005
【数４】
2015205353.tif 000006
【数５】
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そして、倍力機構Ｓにおける全出力倍率（Ｆ／ｆ）については次の関係を有する。
【数６】
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【００３０】
そして、図６に示されるように、リンク角度（θ）とレバー比による出力倍率との関係にあって、比較例に係る倍力機構Ｐに関しては、符合Ｈ（破線参照）で示されるように、リンク角度（θ）が変化しても、レバー比による出力倍率は常に一定である。
【００３１】
これに対し、実施形態に係る倍力機構Ｓに関して、符合Ｇ（一点鎖線参照）で示されるように、リンク角度（θ）が小さくなるにつれて、レバー比による出力倍率は大きくなる。これによって、実使用領域（リンク角度（θ）が１０度〜５０度程度）で必要な出力倍率を確保することができるようになった。そして、リンク角度（θ）が最小の１０度において、比較例に係る倍力機構Ｐに対し実施形態に係る倍力機構Ｓは、全出力倍率において３倍程度の倍力性能の向上を図ることができる。
【００３２】
図７及び上記式（１）から分かるように、レバー支点すなわち第４軸部２６が、第１軸部２１と第２軸部２３とを通る基準線Ｌ上又は基準線Ｌの近傍に配置されていると好ましい。そして、矢印Ｒで示されるように、第４軸部２６を基準線Ｌ上の第３軸部２５に近づければ近づける程、全出力倍率を高めることができるので、このような構成を採用することが最善であると言える。
【００３３】
図８（ｂ）に示されるように、基準線Ｌ上において、第１軸部２１から第１のリンク棹２２の長さＢをもって位置する第１のポイントＰ１を設定する。また、基準線Ｌ上において、第１のポイントＰ１から第１のリンク棹２２の長さＢの半分（Ｂ／２）をもって位置する第２のポイントＰ２を設定する。そして、第２のポイントＰ２を通って基準線Ｌに対して直交して延在する補助基準線Ｌ１を設定し、上記第４軸部２６は、補助基準線Ｌ１上に位置する。
【００３４】
図８（ａ）に示されるように、第１のポイントＰ１に第４軸部２６を近づければ近づける程、第２のリンク機構３０が早く伸び切り易なる。これによって直動部１６のストローク量が小さくなってしまう。なお、図８（ｃ）に示されたように、第１軸部２１で交差する座標（ｘ，ｙ）の原点（０，０）から第４軸部２６が下方に位置すればするほど、出力倍率は大きくなり、第４軸部２６が原点に近づけば近づくほど、出力倍率は小さくなる。また、直動部１６のストローク量は、第２のポイントＰ２を通る補助基準線Ｌ１上が大きくなる。
【００３５】
そこで、図８（ｂ）に示されるように、第４軸部２６を補助基準線Ｌ１上に位置させると、前述した実用使用領域で適切な全出力倍率を確保しつつ、直動部１６のストローク量を大きくすることができる。
【００３６】
本発明は、前述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、下記のような種々の変形が可能である。
【００３７】
図７に示されるように、第４軸部２６は、基準線Ｌから右側に少しズレているが、基準線Ｌ上に位置すると、出力倍率を高める上で有利である。
【００３８】
倍力機構付き組付装置１に利用されている倍力機構Ｓは、前述したようにエンジン２に吸気又は排気用バルブ３を組付ける際に利用されるが、その場合に限られず、エンジン２にオイルシールを圧入する際にも利用することができる。
【符号の説明】
【００３９】
１…倍力機構付き組付装置  １３…操作レバー  １４…本体部  １６…直動部  ２０…第１のリンク機構  ２１…第１軸部  ２２…第１のリンク棹  ２３…第２軸部  ２４…第２のリンク棹  ２５…第３軸部  ２６…第４軸部  ３０…第２のリンク機構  ３１…第３のリンク棹  ３２…第４のリンク棹  ３３…第５軸部  Ｌ…基準線  Ｌ１…補助基準線  Ｐ１…第１のポイント  Ｐ２…第２のポイント  Ｓ…倍力機構
【図１】
2015205353.tif 000009
【図２】
2015205353.tif 000010
【図３】
2015205353.tif 000011
【図４】
2015205353.tif 000012
【図５】
2015205353.tif 000013
【図６】
2015205353.tif 000014
【図７】
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【図８】
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【図９】
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