(57)【要約】【課題】バルブシートとバルブシート嵌合穴との間の芯ズレを抑制して円滑なバルブシートの圧入作業が得られ、生産性の向上が期待できるバルブシート圧入装置を提供する。【解決手段】圧入ホルダ１０の中心軸線ａに沿ってシリンダヘッド１に形成されたバルブシート嵌合穴２に対して前進動作するホルダ本体１１と、ホルダ本体１１の先端１１ａに支持される先端ホルダ１６と、先端ホルダ１６に支持され先端にシート保持部が形成されたコレット２５と、中間軸部材３６と、中心軸部材３６をホルダ本体１１側に付勢するスプリング４８とを備え、スプリング４８による中心軸部材３６の付勢によってシート保持部２８を拡径させると共に、この拡径によってシート保持部２８の外周面３０にバルブシート５を嵌合して保持する。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バルブシートを圧入ホルダに保持させ、該圧入ホルダをシリンダヘッドに形成されたバルブシート嵌合穴に対して前進させて上記バルブシートをバルブシート嵌合穴に圧入するバルブシート圧入装置において、
上記圧入ホルダは、
該圧入ホルダの中心軸線に沿って上記シリンダヘッドに形成されたバルブシート嵌合穴に対して前進動作するホルダ本体と、
該ホルダ本体の先端に支持される先端ホルダと、
該先端ホルダに支持され上記先端ホルダの先端から突出してシート保持部が形成されると共に中心軸部材挿通穴が穿設された略円筒状であって、上記シート保持部を周方向に等間隔で複数に分割する複数のスリットを有するコレットと、
上記中心軸部材挿通穴内を貫通して軸方向に移動自在に配置された中心軸部材と、
該中心軸部材をホルダ本体側に付勢する付勢手段とを備え、
上記付勢手段による中心軸部材のホルダ本体側への付勢によって上記シート保持部を拡径させると共に、該拡径によってシート保持部の外周にバルブシートを嵌合して保持することを特徴とするバルブシート圧入装置。
【請求項２】
上記中心軸部材のホルダ本体側への付勢に伴って上記シート保持部を中心軸部材の中心軸線上に求心する求心機構を備えたことを特徴とする請求項１に記載のバルブシート圧入装置。
【請求項３】
上記コレットは、上記シート保持部に上記中心軸部材挿通穴の先端に連続すると共に先端側に移行するに従って拡径されるコレットの中心軸線を軸心とする略円錐テーパ面状の内周面を備え、
上記中心軸部材の先端に先端側に移行するに従って拡径されると共に上記コレットの内周面に当接する中心軸部材の中心軸線を軸心とする略円錐テーパ面状の外周面を有する先端部を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載のバルブシート圧入装置。
【請求項４】
上記先端部の外周面は、上記中心軸部材の中心軸線を軸心とする略球面状であることを特徴とする請求項３に記載のバルブシート圧入装置。
【請求項５】
上記コレットの中心軸線と上記内周面との交差角が２５°〜４５°の範囲であることを特徴とする請求項３または４に記載のバルブシート圧入装置。
【請求項６】
上記中心軸部材は、上記圧入ホルダの中心軸線と同軸上で移動可能に上記先端ホルダに保持されたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のバルブシート圧入装置。
【請求項７】
上記中心軸部材は、上記先端ホルダに穿設された中心軸部材挿通穴にクリアランスをもって挿通すると共に、該中心軸部材挿通孔と中心軸部材との間に介装される環状の弾性部材によってフローティング支持されたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のバルブシート圧入装置。
【請求項８】
上記先端ホルダは、該先端ホルダの基端側に延設された柱状の取付部が上記ホルダ本体に穿設された取付穴にクリアランスをもって挿入されると共に、上記取付部材と取付穴との間に介装される環状の弾性部材によってフローティング支持されたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のバルブシート圧入装置。
【請求項９】
上記中心軸部材の先端に該中心軸部材の中心軸線と同軸上で突出してシリンダヘッドに配設されたバルブガイドに嵌入可能なガイドピンを備えたことを特徴とする請求項７または８に記載のバルブシート圧入装置。
【請求項１０】
上記中心軸部材と先端ホルダとの間に中心軸部材のホルダ本体側方向への移動を規制するストッパを配設したことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のバルブシート圧入装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの吸排気弁のバルブシートをシリンダヘッドに圧入するバルブシート圧入装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンの吸排気弁のバルブシートは、シリンダヘッドに形成された段付き状のバルブシート嵌合穴に圧入装置を用いて圧入することで組み付けられる。
【０００３】
このバルブシートの圧入には、完成エンジンとなった後、バルブシートの軸方向に荷重が作用すると共に熱負荷も大きいので、バルブシートがバルブシート嵌合穴の底部に密着していないと使用中にズレが生じてしまい、バルブクリアランスの変動や、騒音発生の原因となる等種々の弊害をもたらすことになり、確実なバルブシートのバルブシート嵌合穴への圧入が要求される。
【０００４】
バルブシート圧入装置としては、例えば、図６に示す構造のものがある。このバルブシート圧入装置では、予め１１０〜１３０℃程度に加熱されているシリンダヘッド１側のバルブシート嵌合穴２に対して常温状態にあるリング状のバルブシート５を圧入するもので、圧入ホルダ１０１のシート保持部１０２に板ばね１０３によって付勢された複数のスチールボール１０４が組み込まれており、バルブシート５をシート保持部１０２に挿着すると、板ばね１０３によってばね付勢された複数のスチールボール１０４によってバルブシート５が脱落しないように保持される。
【０００５】
このようにして予めバルブシート５を保持した圧入ホルダ１０１を図示しない油圧シリンダ等にて前進させると、その圧入ホルダ１０１に設けられたガイドピン１０５がバルブガイド３のガイド穴４内に挿入し、ガイド穴４に案内されて圧入ホルダ１０１が前進してバルブシート５がバルブシート嵌合穴２に圧入される。ここで、バルブシート５の内径製作公差は、比較的大きく（±０．２ｍｍ位）バルブシート５の内径の小さいものに合わせてシート保持部１０２の外径が設定されている。
【０００６】
他のバルブシート圧入装置としては、図７に示すものがある。このバルブシート圧入装置は、バルブシート５が支持された圧入ホルダ１１１を前進させて、シリンダヘッド１に形成されたバルブシート嵌合穴２にバルブシート５を圧入するもので、圧入ホルダ１１１におけるホルダ本体１１２の先端にフローティング支持されるフローティングホルダ１１３と、フローティングホルダ１１３をホルダ本体１１２から離れる方向に付勢するエアチャンバー１１４と、フローティングホルダ１１３をホルダ本体１１２に対してそのラジアル方向の中立位置に保持する複数のボールプランジャユニット１１５とを備え、かつフローティングホルダ１１３の先端に形成されたレバー収容溝１２１内にヒンジピン１２２ａを介して回転可能に装着されたレバー１２２及びレバー１２２を外側に向けて付勢するリターンスプリング１１２ｂを有するシート保持部１２０が配設されている。
【０００７】
ボールプランジャユニット１１５は、図７のＩＩ−ＩＩ線断面図を図８に示すようにボール１１５ａ、このボール１１５ａをフローティングホルダ１１３に取り付けられた支持軸部１１７に押圧付勢するスプリング１１５ｂをケース１１５ｃ内に収容して形成されて、各ボールプランジャユニット１１５がホルダ本体１１２に取り付けられたキャップ１１６に周方向に等分位置に複数配置されている。
【０００８】
そして、シート保持部１２０にバルブシート５を装着するとリターンスプリング１２２ｂに抗してレバー１２２がレバー収容溝１２１の底部に密着し、そのリターンスプリング１２２ｂによりレバー１２２がバルブシート５の内周面に押接付勢されてバルブシート５がシート保持部１２０に保持される。
【０００９】
このバルブシート５が装着された状態で圧入ホルダ１１１が前進すると、フローティングホルダ１１３の先端のガイドピン１２５がシリンダヘッド１のバルブガイド３のガイド穴４に挿入され、このガイドピン１２５とバルブガイド３とに案内されてフローティングホルダ１１３が前進し、バルブシート５がバルブシート嵌合穴２の開口縁部に接触し始めると、それら両者の軸心が完全に一致している場合にはそのままバルブシート５がバルブシート嵌合穴２に圧入されるものの、両者の間に芯ズレが生じていると、ボールプランジャユニット１１５によって付勢されているフローティングホルダ１１３がラジアル方向に移動して芯ズレを吸収してバルブシート５がバルブシート嵌合穴２に圧入される（例えば、特許文献１参照）。
【００１０】
【特許文献１】
特開平１１−１０４５６号公報（段落番号００３９〜０００５、００２５〜００３２、００３９〜００４０、図１、図２、図６）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上記図６に示すバルブシート圧入装置によると、シート保持部１０２に設けられた板ばね１０３によってばね付勢された複数のスチールボール１０４によってバルブシート５がシート保持部１０２に保持される。
【００１２】
しかし、シリンダヘッド１のバルブシート嵌合穴２及びバルブシート５には各々バルブシート５の挿入を容易にするための面取りが施されているが、その面取りは小さく、バルブシート嵌合穴２とバルブシート５との芯ズレの許容量は小さく例えば０．５ｍｍ以下である。ここで、前述のように、バルブシート５の内径製作誤差の小さいものに合わせて、シート保持部１０２の外径が設定されているため、製作公差上、内径の大ききバルブシートがされてきた場合、バルブシート５の内径とシート保持部１０２の外径とのクリアランス（ガタ）が大きくなり、そのクリアランスに起因してシート保持部１０２とバルブシート５の間に芯ズレを有した状態でバルブシート５が保持されるとバルブシート５とバルブシート嵌合穴２との芯ズレが発生し、バルブシート圧入時にバルブシート５とバルブシート嵌合穴２が過度に当接してカジリ等が発生して円滑なバルブシート圧入作業が妨げられてバルブシートの圧入作業及び圧入後におけるバルブシート５からシート保持部１０２の円滑な抜け出しが妨げられて作業性に影響を及ぼすことが懸念される。
【００１３】
また、上記図７及び図８に示すバルブシート圧入装置によると、シート保持部１２０に嵌装されたバルブシート５の内周面にレバー１２２を押圧してバルブシート５をシート保持部１２０に保持することから、シート保持部１２０とこのシート保持部１２０に保持されたバルブシート５との間に芯ズレが生じる。
【００１４】
また、複数のボールプランジャユニット１１５によってフローティングホルダ１１３をラジアル方向の中立位置に保持することから、各ケース１１５ｃの取付位置の不均衡やスプリング１１５ｂの付勢力の不均衡等によってホルダ本体１１２とフローティングホルダ１１３の間に芯ズレが発生することがあり、これらの芯ズレに伴ってバルブシート５とバルブシート嵌合穴２との間に芯ズレが誘発されて円滑なバルブシートの圧入作業が妨げられて生産性の低下を招くことが懸念される。
【００１５】
従って、かかる点に鑑みなされた本発明の目的は、バルブシートとバルブシート嵌合穴との間の芯ズレを抑制して円滑なバルブシートの圧入作業が得られ、生産性の向上が期待できるバルブシート圧入装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する請求項１に記載のバルブシート圧入装置の発明は、バルブシートを圧入ホルダに保持させ、該圧入ホルダをシリンダヘッドに形成されたバルブシート嵌合穴に対して前進させて上記バルブシートをバルブシート嵌合穴に圧入するバルブシート圧入装置において、上記圧入ホルダは、該圧入ホルダの中心軸線に沿って上記シリンダヘッドに形成されたバルブシート嵌合穴に対して前進動作するホルダ本体と、該ホルダ本体の先端に支持される先端ホルダと、該先端ホルダに支持され上記先端ホルダの先端から突出してシート保持部が形成されると共に中心軸部材挿通穴が穿設された略円筒状であって、上記シート保持部を周方向に等間隔で複数に分割する複数のスリットを有するコレットと、上記中心軸部材挿通穴内を貫通して軸方向に移動自在に配置された中心軸部材と、該中心軸部材をホルダ本体側に付勢する付勢手段とを備え、上記付勢手段による中心軸部材のホルダ本体側への付勢によって上記シート保持部を拡径させると共に、該拡径によってシート保持部の外周にバルブシートを嵌合して保持することを特徴とする。
【００１７】
請求項１に記載の発明によると、コレットのシート保持部を中心軸部材によって拡径させて、その外周にバルブシートを嵌合して保持することから、シート保持部の外周面とバルブシートの内周面との間にクリアランスがなく密着されてシート保持部に対して芯ズレの発生を回避或いは極めて発生を抑制した状態でバルブシートが保持される。よって、バルブシートとバルブシート嵌合穴との芯ズレを抑制した状態でバルブシートをシリンダヘッドのバルブシート嵌合穴に圧入することができ、円滑なバルブシートの圧入作業が得られて大幅な生産性の向上が期待できる。
【００１８】
請求項２に記載の発明は、請求項１のバルブシート圧入装置において、上記中心軸部材のホルダ本体側への付勢に伴って上記シート保持部を中心軸部材の中心軸線上に求心する求心機構を備えたことを特徴とする。
【００１９】
請求項２の発明によると、中心軸部材とコレットのシート保持部の芯ズレが抑制されて、バルブシートとバルブシート嵌合穴との芯ズレを抑制した状態でバルブシートをシリンダヘッドのバルブシート嵌合穴に圧入することができる。
【００２０】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２のバルブシート圧入装置において、上記コレットは、上記シート保持部に上記中心軸部材挿通穴の先端に連続すると共に先端側に移行するに従って拡径されるコレットの中心軸線を軸心とする略円錐テーパ面状の内周面を備え、上記中心軸部材の先端に先端側に移行するに従って拡径されると共に上記コレットの内周面に当接する中心軸部材の中心軸線を軸心とする略円錐テーパ面状の外周面を有する先端部を備えたことを特徴とする。
【００２１】
請求項３の発明によると、バルブシートをシート保持部に押し付けことによってシート保持部がその内周面によって中心軸部材の先端部を付勢手段に抗して押し出して縮径されてバルブシートをシート保持部に嵌合でき、かつ中心軸部材を軸方向に付勢することによって中心軸部材の先端部に形成された外周面がコレットの内周面に押圧付勢されてシート保持部が拡径されてバルブシートの内周面に密着すると共にシート保持部が中心軸部材の中心軸線上に求心されて該部の芯ズレの発生が抑制されてバルブシートを安定的に保持することができる。
【００２２】
請求項４に記載の発明は、請求項３のバルブシート圧入装置において、上記先端部の外周面は、上記中心軸部材の中心軸線を軸心とする略球面状であることを特徴とする。
【００２３】
請求項４の発明によると、中心軸部材の先端部に形成された外周面がコレットのテーパ状に形成された内周面が全周に亘ってリング状に当接してシート保持部を全周に亘って均等に拡径され、シート保持部の芯ズレの発生をより確実に抑制できてバルブシートの芯ズレが回避できる。
【００２４】
請求項５に記載の発明は、請求項３または４のバルブシート圧入装置において、上記コレットの中心軸線と上記内周面との交差角が２５°〜４５°の範囲であることを特徴とする。
【００２５】
請求項５の発明は、請求項３または４の発明をより具体的に限定したものであって、コレットの中心軸線と内周面との交差角を２５°〜４５°の範囲に設定することによって、シート保持部をシートバルブに圧接することによるシート保持部の縮径に伴い、その内周面の縮径による中心軸部材の先端部の先端側へ押し出されて円滑にシート保持部が縮径されバルブシートの装着が容易になると共に中心軸部材の先端部の外周面の圧接によるシート保持部の芯ズレが抑制されて良好にバルブシートが保持できる。
【００２６】
請求項６の発明は、請求項１〜５のいずれか１項のバルブシート圧入装置において、上記中心軸部材は、上記圧入ホルダの中心軸線と同軸上で移動可能に上記先端ホルダに保持されたことを特徴とする。
【００２７】
請求項６の発明によると、中心軸部材を圧入ホルダの中心軸線と同軸上で移動可能に保持することによって、芯ズレが抑制された状態でバルブシートを中心軸線上に保持することができ、バルブシートとバルブシート嵌合穴との芯ズレを抑制した状態でバルブシートをシリンダヘッドのバルブシート嵌合穴に圧入することができる。
【００２８】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１項のバルブシート圧入装置において、上記中心軸部材は、上記先端ホルダに穿設された中心軸部材挿通穴にクリアランスをもって挿通すると共に、該中心軸部材挿通孔と中心軸部材との間に介装される環状の弾性部材によってフローティング支持されたことを特徴とする。
【００２９】
請求項７の発明によると、中心軸部材が弾性部材によって中心軸線上に求心付勢された状態で先端ホルダにフローティング支持され、シート保持部に保持されたバルブシートとバルブシート嵌合穴との間に若干の芯ズレがあるときでも円滑にバルブシートをバルブシート嵌合穴に圧入することができる。
【００３０】
請求項８に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１項のバルブシート圧入装置において、上記先端ホルダは、該先端ホルダの基端側に延設された柱状の取付部が上記ホルダ本体に穿設された取付穴にクリアランスをもって挿入されると共に、取付部材と取付穴との間に介装される環状の弾性部材によってフローティング支持されたことを特徴とする。
【００３１】
請求項８の発明によると、先端ホルダが弾性部材によって中心軸線上に求心付勢された状態でホルダ本体にフローティング支持され、シート保持部に保持されたバルブシートとバルブシート嵌合穴との間に若干の芯ズレがあるときでも円滑にバルブシートをバルブシート嵌合穴に圧入することができる。
【００３２】
請求項９に記載の発明は、請求項７または８のバルブシート圧入装置において、上記中心軸部材の先端に該中心軸部材の中心軸線と同軸上で突出してシリンダヘッドに配設されたバルブガイドに嵌入可能なガイドピンを備えたことを特徴とする。
【００３３】
請求項９の発明によると、中心軸部材の先端にバルブガイドに嵌入可能なガイドピンを備えることによって、バルブガイドに誘導案内されてバルブシールが圧入でき、円滑なバルブシートの圧入が可能になる。
【００３４】
請求項１０に記載の発明は、請求項１〜９のいずれか１項のバルブシート圧入装置において、上記中心軸部材と先端ホルダとの間に中心軸部材の移動を規制するストッパを配設したことを特徴とする。
【００３５】
請求項１０の発明によると、中心軸部材と先端ホルダとの間に中心軸部材の移動を規制するストッパを配設することによってバルブシートを保持するコレットのシート保持部の拡径量を設定することができる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明によるバルブシート圧入装置の各実施の形態について図を参照して説明する。
【００３７】
（第１実施の形態）
図１乃至図３は、本発明によるバルブシート圧入装置の第１実施の形態を示すもので、図１はバルブシート圧入装置の概要を示す断面図であり、図２は図１のＡ部拡大図、図３は図１のＩ−Ｉ線断面図である。
【００３８】
本実施の形態のバルブシート圧入装置は、例えば、圧入ホルダ１０がバルブシート５を収容するパーツ受け渡し部とエンジンのシリンダヘッド１にバルブシート５を取り付ける作業位置との間を移動して、パーツ受け渡し部で保持されたバルブシート５を作業位置において予め１１０〜１３０℃程度に加熱されているシリンダヘッド１側のバルブシート嵌合穴２に対して、常温状態或いは例えば−１００℃程度に冷却された状態のリング状のバルブシート５を圧入するものである。
【００３９】
圧入ホルダ１０は、ホルダ本体１１と、ホルダ本体１１の先端に取り付けられるバルブシート保持部１５によって構成される。
【００４０】
ホルダ本体１１は、パーツ受け渡し部及び作業位置において圧入ホルダ１０の中心軸線ａに沿って図示しない油圧シリンダ等によって前進及び後進駆動される。ホルダ本体１１の先端１１ａには中心軸線ａを軸心とする円筒状の取付穴１２が穿設されている。
【００４１】
一方、バルブシート保持部１５は、ホルダ本体１１の取付穴１２に取り付けられる中間ホルダ１７及びこの中間ホルダ１７に取り付けられる略筒状の先端部材２１からなる先端ホルダ１６と、先端部材２１に支持されてバルブシート５を保持するコレット２５と、コレット２５を拡径させる中心軸部材３６と、中心軸部材３６の基端に設けらたスプリング受け４２と、先端部材２１とスプリング受け４２との間に弾装されて中心軸部材３６をホルダ本体１１側方向に付勢するスプリング４８を主要構成部材としている。
【００４２】
中間ホルダ１７は、先端１７ａ側が開口する内周面１９ａ及び底面１９ｂを有する装着穴１９が形成された有底円筒状の基部１８と、ホルダ本体１１の先端１１ａに当接する基部１８の基端１８ａから同軸上で突設された円柱状の取付部２０とを備え、上記ホルダ本体１１の取付穴１２に取付部２０を挿入すると共に、キー１３によってホルダ本体１１に係止し、かつホルダ本体１１に螺合して頂部が取付部２０に形成された面取り部２０ａに当接するボルト１４によってホルダ本体１１に固定することによって、中心軸線ａ上に配置される。
【００４３】
先端部材２１は、その中心軸線に沿って同軸上に先端２１ａ側から比較的大径の第１内周面２２ａ、この第１内周面２２ａより小径でコレット保持部となる第２内周面２２ｂ、第２内周面２２ｂより小径の第３内周面２２ｃ、第３内周面２２ｃより若干小径で中心軸部材３６の保持部となる第４内周面２２ｄが順次段差２２ｅ、２２ｆ、２２ｇを介して連続形成された中心軸部材挿通穴２２が穿設されている。一方、先端２１ａ側から中間ホルダ１７の外周と略同径の第１外周面２３ａと、中間ホルダ１６の基部１８に形成された装着穴１９の内周面１９ａに嵌入する第２外周面２３ｂと、第２外周面２３ｂより小径の第３外周面２３ｃとが、各々中間ホルダ１７の先端１７ａに当接する段部２３ｄ及びスプリング受け部となる段部２３ｅを介して連続形成された外周部２３を有する略円筒状に形成されている。
【００４４】
このように形成された先端部材２１は、中間ホルダ１７の基部に形成された装着穴１９に第２外周面２３ｂが嵌入し、かつ中間ホルダ１７の先端１７ａに段部２３ｄが当接した状態で中間ホルダ１７に螺合して頂部が第２外周面２３ｂに凹設された凹部２３ｆに当接するボルト２４によって中間ホルダ１７に同軸上で固定される。
【００４５】
コレット２５は、図１乃至図３に示すように、外周２６ａが先端部材２１の第２内周面２２ｂに嵌合する基部２６と、基部２６から同心上に延設された比較的薄肉の円筒部２７と、円筒部２７の先端に形成されたシート保持部２８とが一体形成され、このコレット２５の中心軸線に沿って中心軸部材挿通穴２９が貫通して穿設された略円筒状であって、中心軸部材挿通穴２９の基部２６と対応する部分に若干小径で中心軸部材３６を摺動自在に保持する中心軸部材保持部となる小径部２９ａが形成されている。
【００４６】
コレット２５の先端に形成されるシート保持部２８は、図２に示すように円筒部２７の先端に外周が拡径された略円筒状であって、外周面３０が先端側に移行するに従って緩やかに縮径される円錐テーパ面状に形成されて略バルブシート５の内周面６に嵌合する外径を有し、中心軸部材槽通穴２９に連続する内周面３１が先端側に移行するに従って拡径される円錐テーパ面状に形成されている。シート保持部２８の先端面３２は平坦であって、その周縁に沿って面取り３２ａが施されている。更にコレット２５は、シート保持部２８の先端面３２から円筒部２７の基部２６近傍の範囲に亘って周方向に等間隔で複数、本実施の形態では６個のスリット３３が形成されてシート保持部２８は周方向に等間隔で６片に分割されている。
【００４７】
このように形成されたコレット２５は、シート保持部２８が先端部材２１の先端２１ａから突出した状態で基部２６の外周面２６ａが第２内周面２２ｂに嵌合すると共に、先端部材２１に螺合して頂部が基部２６の外周面２６ａに凹設された凹部２６ｆに当接するボルト３５によって先端部材２１に同軸上で固定される。
【００４８】
中心軸部材３６は、先端部材２１及びコレット２５の中心軸部材挿通穴２２、２９を貫通して先端部材２１の第４内周面２２ｄ及びコレット２５の小径部２９ａに摺動自在に嵌合支持される円柱状の軸部３７と、軸部３７の先端に一体形成された先端部３８を有している。先端部３８は先端側に移行するに従って拡径された外周面３９及び平坦な頂端面４０を有する略傘状であって、先端部３８の外周面３９は中心軸部材３６の中心軸線を軸心とする球面状に形成されている。一方、軸部３７の基端にはネジ部４１が形成され、ネジ部４１にスプリング受け４２が螺着されている。
【００４９】
スプリング受け４２は、ネジ部４１に螺合して取り付けられる円筒状の取付部４３と、取付部４３の基端からリング状に拡径されたスプリング支持部４４及びスプリング支持部４４に形成されて円筒状のストッパ４６を支持するストッパ取付部４５とを有している。
【００５０】
更に、中間ホルダ１７の装着穴１９内で先端部材２１の段部２３ｅとスプリング受け４２のスプリング支持部４４の間に付勢手段であるスプリング４８が弾装され、このスプリング４８の付勢力によって中心軸部材３６は、ストッパ４６が装着穴１９の底面１９ｂに当接するホルダ本体１１側方向に付勢されている。
【００５１】
このスプリング４８による付勢によって中心軸部材３６はホルダ本体１１側に引き込まれ、その先端部３８の球面状に形成された外周面３９は、コレット２５のシート保持部２８のテーパ面状に形成された内周面３１に全周に亘ってリング状に圧接及び摺接してスリット３３により分割された円筒部２７を弾性変形させつつシート保持部２８を均等に押し広げ、外周面３０を拡径させる（図２の点Ｂは外周面３９と内周面３１の当接部を示している）。このコレット２５のシート保持部２８のテーパ面状に形成された内周面３１に全周に亘ってリング状に圧接及び摺接してスリット３３により分割された円筒部２７を弾性変形させつつシート保持部２８を均等に押し広げることによって、シート保持部２８の中心軸線上に求心する。即ち先端部３８の外周面３９とシート保持部２８の内周面３１によって求心機構が形成される。
【００５２】
この外周面３０の拡径はストッパ４６が装着穴１９の底面１９ｂに当接することによって中心軸部材３６のホルダ本体１１側方向の移動が阻止されて規制される。従って、ストッパ４６の長さを予め設定することによって外周面３０の拡径量を設定することができて、シート保持部２８の外周面３０の外径を種々のバルブシート５の内周面６の内径に応じて調整することができる。
【００５３】
一方、コレット２５のシート保持部２８を外力によって縮径すると、テーパ面状に形成された内周面３１の縮径によって、内周面３１が中心軸部材３６に形成された先端部３８の外周面３９に圧接して先端部３８がスプリング４８の付勢力に抗して矢印Ｆで示す先端側に押し出し、外力に応じてシート保持部２８の外周面３０が縮径される。
【００５４】
ここで、コレット２５及び中心軸部材３６の中心軸線とコレット２５の内周面３１との交差角度αが過小であると、内周面３１による先端部３８の外周面３９への圧接によって先端方向に移動する中心軸部材３６の円滑な摺動移動が得られず、コレット２５のシート保持部２８の縮径に影響を及ぼす一方、交差角度αが過大であると、中心軸部材３６の先端部３８の外周面３９によりコレット２５のシート保持部２８の拡径の際にコレット２５が中心軸部材３６の中心軸線に対する芯ズレが発生することが懸念される。これに着目し、種々実験の結果、コレット２５の内周面３１の縮径による中心軸部材３６の先端部３８の先端側への円滑な押し出し、及び求心機能を確保して十分に芯ズレを抑制して中心軸部材３６の先端部３８の外周面３９の圧接によるシート保持部２８の拡径を確保するための交差角度αは、例えば２５°≦α≦４５°に設定すると良好であることが確認された。
【００５５】
このように構成されたバルブシート圧入装置の圧入ホルダ１０は、その中心軸線ａに沿って、ホルダ本体１１、中間ホルダ１７及び先端部材２１が同軸上で一体的に結合されて配置され、この先端部材２１の中心軸線に沿って穿設された中心軸部材挿通穴２２の第４内周面２２ｄに筒状の基部２６が嵌合してコレット２５が配設され、このコレット２５の軸線に沿って形成された中心軸部材挿通穴２９の基部２６に対応する部位に形成された小径部２９ａ及び先端部材２１の中心軸部材挿通穴２２の第２内周面２２ｂによって中心軸部材３６の軸部３７が各々中心軸線に沿って往復動自在に支持され、かつスプリング４８による付勢によって中心軸部材３６の先端部３８に球面状に形成された外周面３９をコレット２５のテーパ面状に形成された内周面３１の全周に亘ってリング状に当接することによってコレット２５のシート保持部２８が求心されて中心軸部材３６の中心軸線ａ上に保持される。
【００５６】
次に、このように構成されたバルブシート圧入装置によるバルブシートの圧入動作について説明する。
【００５７】
バルブ圧入装置の圧入ホルダ１０を、バルブシート５が収容されているパーツ受け渡し部に移動させ、パーツ受け渡し部に配置されたバルブシート５に向けて油圧シリンダによってホルダ本体１１を中心軸線ａに沿って前進させる。ホルダ本体１１の前進に伴って先端部材２１の先端２１ａから突出するコレット２５のシート保持部２８の先端面３２がバルブシート５に当接し、更に圧入ホルダ１０を前進させることによって、バルブシート５の内周面６に形成された面取り６ａ及びコレット２５の先端面３２の面取り３２ａに案内誘導されてシート保持部２８がバルブシート５内に挿入し、その内周面６に嵌合してバルブシート５を保持する。このシート保持部２８によるバルブシート５の保持は、シート保持部２８のバルブシート５の内への挿入に伴って内周面６によって縮径付与され、このシート保持部２８の縮径によってテーパ状に形成された内周面３１が中心軸部材３６の先端部３８の外周面３９を押圧して先端部３８がスプリング４８の付勢力に抗して先端側に押し出す。これによりシート保持部２８の外周面３０の縮径が許容されて容易にシート保持部２８をバルブシート５内に挿入することができる。バルブシート５が先端部材２１の先端２１ａに当接するまでシート保持部２８を挿入した後、油圧シリンダによってホルダ１０を後退させてパーツ受け渡し部からバルブシート５を取り出す。
【００５８】
このホルダ１０をパーツ受け渡し部から取り出した状態では、スプリング４８の付勢力によって中心軸部材３６がホルダ本体１１側方向に引き込まれ、その先端部３８の球面状に形成された外周面３９がコレット２５のシート保持部２８のテーパ面状に形成された内周面３１の全周に亘ってリング状に当接してシート保持部２８を均等に押し広げて外周面３０がバルブシート５の内周面６に密着してバルブシート５は芯ズレが回避された状態でシート保持部２８によって保持される。
【００５９】
続いて、シート保持部２８によってバルブシート５を保持した圧入ホルダ１０を作業位置に移動し、圧入ホルダ１０の中心軸線ａ上にシリンダヘッド１のバルブシート嵌合穴２の中心軸線を一致させた状態で油圧シリンダにより圧入ホルダ１０を前進させる。
【００６０】
この圧入ホルダ１０の前進に伴って先端部材２１の先端２１ａに当接した状態でコレット２５のシート保持部２８によって保持されたバルブシート５がバルブシート嵌合穴２に圧入される。バルブシート５がバルブシート嵌合穴２の底部２ａまで圧入されたならば、圧入ホルダ１０を後退復帰させる。その際、バルブシート嵌合穴２とバルブシート５との間の圧入保持力よりもスプリング４８の付勢力による先端部３８に形成された外周面３９がコレット２５のシート保持部２８を拡径させてバルブシート５を保持する保持力が著しく小さいためバルブシート５をバルブシート嵌合穴２側に残したまま後退復帰する。
【００６１】
このように本実施の形態によれば、圧入ホルダ１０は、その中心軸線ａに沿ってホルダ本体１１、中間ホルダ１７及び先端部材２１が同軸上で一体的に結合されて配置され、この先端部材２１の中心軸線に沿って穿設された中心軸部材挿通穴２２に嵌合してコレット２５が配設され、このコレット２５の中心軸線に沿って形成された中心軸部材挿通穴２９の基部２６に対応する部位に形成された小径部２９ａ及び先端部材２１の中心軸部材挿通穴２２の第４内周面２２ｄによって中心軸部材３６の軸部３７を往復動自在に支持し、かつスプリング４８による付勢によって中心軸部材３６の先端部３８に球面状に形成された外周面３９をコレット２５のテーパ面状に形成された内周面３１の全周に亘ってリング状に当接することによって、コレット２５のシート保持部２８は芯ズレが抑制されると共にシート保持部２８の外周面３０にバルブシート５が密着して保持され、バルブシート５が中心軸線ａ上に保持され、シリンダヘッド１に形成されたバルブシート嵌合穴２に対しての芯ズレの発生が極めて抑制された状態でバルブシート５をバルブシート嵌合穴２に圧入することができ、円滑なバルブシート５の圧入作業が得られ、生産性の向上がもたらされる。
【００６２】
（第２実施の形態）
次に、本発明のバルブシート圧入装置の第２実施の形態を図４を参照して説明する。
【００６３】
図４は、バルブシート圧入装置の概要を示す断面図であり、上記図１乃至図３と対応する部分には同一符号を付することで該部の詳細な説明を省略し、異なる部分を主に説明する。
【００６４】
本実施の形態における先端部材２１には、その中心軸線に沿って同軸上で先端２１ａ側から比較的大径の第１内周面２２ａ、第１内周面２２ａより小径でコレット保持部となる第２内周面２２ｂ、第２内周面２２ｂより小径でかつ中心軸部材３６の軸部３７より若干大径の第３内周面２２ｃが順次段差を介して連続形成された中心軸部材挿通穴２２が穿設され、第３内周面２２ｃには弾性部材装着溝２２ｈがリング状に形成されている。
【００６５】
一方、コレット２５は、先端部材２１の第２内周面２２ｂに嵌合する基部２６と、基部２６に延設された円筒部２７、円筒部２７の先端に形成されたシート保持部２８が一体形成され、その中心軸線に沿って中心軸部材３６の軸部３７より若干大径の中心軸部材挿通穴２９が貫通して穿設され、中心軸部材挿通穴２２の基部２６と対応する部分に弾性部材装着溝２９ｈがリング状に形成されている。
【００６６】
更に、中心軸部材３６の先端部３８の先端に、中心軸部材３６の中心軸線と同軸上で突出するガイドピン５１が設けられている。このガイドピン５１は、バルブガイド３のガイド穴４に嵌合可能な径を有する円柱状であって、先端外周にガイド穴４に挿入する際誘導するための面取り５１ａが施されている。
【００６７】
このように形成された中心軸部材３６は、軸部３７が先端部材２１の中心軸部材挿通穴２２及びコレット２５の中心軸部材挿通穴２９内をクリアランスＣ１をもって貫通すると共に、先端部材２１及びコレット２５の各中心軸部材挿通孔２２、２９に形成された各弾性部材装着溝２２ｈ、２９ｈに装着された環状の弾性部材であるＯリング５２、５３によって中心軸線ａと同軸上となるように付勢された状態でフローティング支持され、更に基端に設けられたスプリング受け４２と中間ホルダ１７との間に弾装されたスプリング４８によってホルダ本体１１側方向に付勢されている。
【００６８】
このスプリング４８による付勢によって中心軸部材３６の先端部３８に球面状に形成された外周面３９をコレット２５のテーパ面状に形成された内周面３１の全周に亘ってリング状に当接することによって求心されて、コレット２５のシート保持部２８は芯ズレが抑制されて中心軸線ａ上に付勢されて保持される。
【００６９】
このバルブシート圧入装置によるバルブシートの圧入動作は、先ず上記第１実施の形態と同様に、バルブ圧入装置の圧入ホルダ１０を、バルブシート５が収容されているパーツ受け渡し部に移動させ、パーツ受け渡し部に配置されたバルブシート５に向けてホルダ本体１１を中心軸線ａに沿って前進させることによってシート保持部２８がバルブシート５の内周面６に嵌合してバルブシート５を保持し、かつホルダ１０を後退されてパーツ受け渡し部からバルブシート５を取り出す。
【００７０】
続いて、シート保持部２８によってバルブシート５を保持した圧入ホルダ１０を作業位置に移動し、シリンダヘッド１のバルブシート嵌合穴２の中心軸線を圧入ホルダ１０の中心軸線上に一致させた状態で油圧シリンダにより圧入ホルダ１０を前進させる。
【００７１】
このホルダ本体１１の前進に伴って中心軸部材３６の先端部３８から突出するガイドピン５１の先端がシリンダヘッド１側のバルブガイド３のガイド穴４に挿入され、これ以降は、このガイドピン５１とバルブガイド３とに案内誘導れつつ中心軸部材３６の先端部３８によって中心軸部材３６と同軸上に維持されたコレット２５のシート保持部２８に保持されたバルブシート５がバルブシート嵌合穴２に圧入される。
【００７２】
このバルブシート５の圧入に際し、先端部材２１及びコレット２５の中心軸部材挿通穴２２、２９に形成された弾性部材装着溝２２ｈ、２９ｈに装着されたＯリング５２と５３によって中心軸部材３６がフローティング支持されることによってコレット２５のシート保持部２８が中心軸部材３６と同軸上に保持されることから、ホルダ本体１１の中心軸線ａとバルブシート嵌合穴２の中心軸との間に多少の芯ズレがある場合には、Ｏリング５２、５３の弾性変形によってバルブシート嵌合穴２に対するコレット２５のシート保持部２８に保持されたバルブシート５との芯ズレが調整されて、バルブシート嵌合穴２に対する芯ズレの発生が極めて抑制された状態でバルブシート５をバルブシート嵌合穴２に円滑に圧入することができ、上記第１実施の形態に加え、更に良好なバルブシート５の圧入作業が得られ生産性の向上がもたらされ、かつバルブシート圧入にあたり圧入ホルダ１０の中心軸線ａとバルブシート嵌合穴２の中心軸線の芯ズレの許容範囲が増大されてバルブしーと圧入装置の要求精度が緩和される。
【００７３】
（第３実施の形態）
次に、本発明のバルブシート圧入装置の第３実施の形態を図５を参照して説明する。
【００７４】
図５は、バルブシート圧入装置の概要を示す断面図であり、上記図１乃至図３と対応する部分には同一符号を付することで該部の詳細な説明を省略し、異なる部分を主に説明する。
【００７５】
本実施の形態における中間ホルダ１７は、その円筒状に形成された取付部２０がホルダ本体１１の取付穴１２の内周面１２ａとの間にクリアランスＣ２をもって挿入可能であって、その取付部２０の先端近傍に外周面２０ｃに沿うリング状の弾性部材装着溝２０ｄが形成され、基部１８の近傍位置に弾性部材装着溝２０ｅと２０ｆが形成されている。また、取付部２０の先端よりに取付穴２０ｇが貫通して穿設され、クリアランスＣ３をもって取付穴２０ｇを貫通して両端がホルダ本体１１に固定された支軸５５によって揺動可能に支持されている。
【００７６】
各弾性部材装着溝２０ｄ、２０ｅ、２０ｆに装着されて取付穴１２の内周面１２ａに圧接する環状の弾性部材であるＯリング５６、５７、５８によって取付部２０の中心軸線が中心軸線ａと同軸上となるように付勢された状態で中間ホルダ１７がフローティング支持されている。特に基部１８側には２個のＯリング５７、５８を配置することによって剛性を確保し圧入ホルダ１０の重量等によって中間ホルダ１７が一方に偏るのを防止している。
【００７７】
一方、中心軸部材３６の先端部３８の先端に、第２実施の形態と同様に中心軸部材３６の軸心と同軸上で突出するガイドピン５１が設けられている。このガイドピン５１は、バルブガイド３のガイド穴４に嵌合可能な径を有する円柱状であって、先端外周にガイド穴４に挿入する際誘導するための面取り５１ａが施されている。
【００７８】
このように構成されたバルブシート圧入装置の圧入ホルダ１０は、中間ホルダ１７が、その基部１８とホルダ本体１１の取付穴１２の内周面１２ａとの間に弾装されたＯリング５６、５７、５８によって中心軸線ａと同軸上となるように付勢された状態でフローティング支持され、この中間ホルダ１７に第１実施の形態と同様に先端部材２１、コレット２５、中心軸部材３６、スプリング受け４２、スプリング４８等を備えたバルブシート保持部１５が設けられ、コレット２５のシート保持部２８は芯ズレが抑制されて中心軸線ａ上に保持される。
【００７９】
このバルブシート圧入装置によるバルブシートの圧入動作は、先ず上記第１実施の形態と同様に、バルブ圧入装置の圧入ホルダ１０を、バルブシート５が収容されているパーツ受け渡し部に移動させ、パーツ受け渡し部に配置されたバルブシート５に向けてホルダ本体１１を中心軸線ａに沿って前進させることによってシート保持部２８がバルブシート５に挿入し、その内周面６に嵌合してバルブシート５を保持し、かつ圧入ホルダ１０を後退されてパーツ受け渡し部からバルブシート５を取り出す。
【００８０】
続いて、シート保持部２８によってバルブシート５を保持した圧入ホルダ１０を作業位置に移動し、シリンダヘッド１のバルブシート嵌合穴２の中心軸線上に圧入ホルダ１０の中心軸線ａを一致させた状態で油圧シリンダにより圧入ホルダ１０を前進させる。
【００８１】
このホルダ本体１１の前進に伴って中心軸部材３６の先端部３８から突出するガイドピン５１の先端がシリンダヘッド１側のバルブガイド３のガイド穴４に挿入され、これ以降は、このガイドピン５１とバルブガイド３とに案内誘導れつつ中心軸部材３６の先端部３８によって中心軸部材３６と同軸上に維持されたコレット２５のシート保持部２８に保持されたバルブシート５がバルブシート嵌合穴２に圧入される。
【００８２】
このバルブシート５の圧入に際し、各弾性部材装着溝２０ｄ、２０ｅ、２０ｆに装着されて取付穴１２の内周面１２ａに圧接する環状の弾性部材であるＯリング５６、５７、５８によって中間ホルダ１７がフローティング支持されることから、ホルダ本体１１の中心軸線ａとバルブシート嵌合穴２の中心軸との間に多少の芯ズレがある場合には、Ｏリング５６、５７、５８の弾性変形によってバルブシート嵌合穴２に対するコレット２５のシート保持部２８に保持されたバルブシート５との芯ズレが調整されて、バルブシート嵌合穴２に対する芯ズレの発生が極めて抑制された状態でバルブシート５をバルブシート嵌合穴２に円滑に圧入することができ、上記第１実施の形態に加え、更に良好なバルブシート５の圧入作業が得られ生産性の向上がもたらされ、かつバルブシート圧入にあたり圧入ホルダ１０の中心軸線ａとバルブシート嵌合穴２の中心軸線の芯ズレの許容範囲が増大されてバルブシート圧入装置の要求精度が緩和される。
【００８３】
なお、本発明は上記各実施の形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば上記各実施の形態ではストッパ４６を中心軸部材３６に取り付けたが、中間ホルダ１７に形成された装着穴１９の底面１９ｂに配設することもできる。
【００８４】
【発明の効果】
本発明のバルブシート圧入装置によると、バルブシートを圧入ホルダに保持させ、圧入ホルダをシリンダヘッドに形成されたバルブシート嵌合穴に対して前進させてバルブシートをバルブシート嵌合穴に圧入するバルブシート圧入装置において、コレットのシート保持部を中心軸部材によって拡径させて、その外周にバルブシートを嵌合して保持することによってシート保持部に対して芯ズレの発生を回避或いは極めて発生を抑制した状態でバルブシートが保持されることができ、バルブシートとバルブシート嵌合穴との芯ズレを抑制した状態でバルブシートをシリンダヘッドのバルブシート嵌合穴に圧入することが可能になり円滑なバルブシートの圧入作業が得られて大幅な生産性の向上が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるバルブシート圧入装置の第１実施の形態の概要を示す断面図である。
【図２】図１のＡ部拡大図である。
【図３】図１のＩ−Ｉ線断面図である。
【図４】本発明によるバルブシート圧入装置の第２実施の形態の概要を示す断面図である。
【図５】本発明によるバルブシート圧入装置の第３実施の形態の概要を示す断面図である。
【図６】従来のバルブシート圧入装置の概要を示す断面図である。
【図７】従来のバルブシート圧入装置の概要を示す断面図である。
【図８】図７のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【符号の説明】
１　　　　シリンダヘッド
２　　　　バルブシート嵌合穴
３　　　　バルブガイド
５　　　　バルブシート
１０　　　　圧入ホルダ
１１　　　　ホルダ本体
１１ａ　　　先端
１２　　　　取付穴
１５　　　　バルブシート保持部
１６　　　　先端ホルダ
１７　　　　中間ホルダ
１７ａ　　　先端
１８　　　　基部
１８ａ　　　基端
１９　　　　装着穴
１９ａ　　　内周面
１９ｂ　　　底面
２０　　　　取付部
２１　　　　先端部材
２１ａ　　　先端
２２　　　　中心軸部材挿通穴
２５　　　　コレット
２６　　　　基部
２７　　　　円筒部
２８　　　　シート保持部
２９　　　　中心軸部材挿通穴
３０　　　　外周面
３１　　　　内周面
３２　　　　先端面
３３　　　　スリット
３６　　　　中心軸部材
３７　　　　軸部
３８　　　　先端部
３９　　　　外周面
４２　　　　スプリング受け
４６　　　　ストッパ
４８　　　　スプリング（付勢手段）
５１　　　　ガイドピン
５２、５３、５６、５７、５８　　Ｏリング（弾性部材）
【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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【図７】
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【図８】
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