(57)【要約】【課題】ドライバ及びソケットをアジャストスクリュー及びアジャストナットに適切に係合させ、滑らかに回転させる。【解決手段】調整ユニット３４は、アジャストスクリュー１８を回転させるドライバ６２と、回転軸に接続された六角孔６８ａを備えるスリーブ６８と、ドライバ６２の上端部に接続され、一部がスリーブ６８に挿入された挿入部材６６と、ドライバ６２の周囲に同心状に設けられ、先端にアジャストナット２３を回転させるソケット７０を備えるパイプ７２と、該パイプ７２に対して同心状に設けられ、パイプ７２を回転駆動するギヤ体７４とを有する。スリーブ６８は六角孔６８ａに当接する短尺な傾動支持部７６を有する。ギヤ体７４の六角孔７４ｃとパイプ７２の六角柱部７２ｂとの間には隙間９１が設けられている。ドライバ６２及びパイプ７２は傾動支持部７６を支点として傾動する。【選択図】図９
2007009748.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アジャストナットが螺合して固定されたアジャストスクリューとエンジンのバルブ端部との隙間を調整するタペットクリアランス調整装置において、
前記アジャストスクリューを回転させるドライバと、
前記ドライバを回転させる第１回転駆動部と、
前記第１回転駆動部の回転軸に接続された内周非円形のスリーブと、
前記ドライバの上端部に接続され、少なくとも一部が前記スリーブに挿入された挿入部材と、
前記ドライバの周囲に同心状に設けられ、先端に前記アジャストナットを回転させるソケットを備えるパイプと、
前記パイプに対して同心状に設けられ、前記パイプを回転駆動する筒状の第２回転駆動部と、
を有し、
前記挿入部材における前記スリーブに挿入された部分には、前記スリーブの内壁面に当接し、軸方向に短尺な傾動支持部が設けられ、
前記第２回転駆動部の内壁部、及び前記パイプにおける前記内壁部に挿入された部分の外壁部はそれぞれ非円形であり、前記パイプの最大外径は、前記内壁部の最大内径より小さく且つ最小内径より大きいことを特徴とするタペットクリアランス調整装置。
【請求項２】
請求項１記載のタペットクリアランス調整装置において、
前記傾動支持部の軸方向長さは、前記スリーブの内壁面の最大径の１／１０以上１／２以下であることを特徴とするタペットクリアランス調整装置。
【請求項３】
請求項１記載のタペットクリアランス調整装置において、
前記ソケットと前記ドライバとの間、又は前記パイプにおける前記ソケットの方向の１／２の長さ部と前記ドライバとの間にはブッシュが設けられていることを特徴とすることを特徴とするタペットクリアランス調整装置。
【請求項４】
請求項１記載のタペットクリアランス調整装置において、
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を備え、
前記トルク検出部は、前記第１回転駆動部に接続された第１連結部と、
前記ドライバと連結され、前記第１連結部と同軸状の第２連結部と、
前記第１連結部の両方向の回転を前記第２連結部に伝える駆動力伝達係合部と、
前記駆動力伝達係合部に設けられ、一方の周方向の力を検出するロードセルと、
を有し、
前記ロードセルは、弾性体によって前記一方の周方向に予圧が加えられていることを特徴とするタペットクリアランス調整装置。
【請求項５】
請求項１記載のタペットクリアランス調整装置において、
前記アジャストナットはフランジ付きナットであり、
前記ソケットの先端部は前記フランジより大径であって、内周先端部に前記フランジとの当接を回避する環状面取り部が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調整装置。
【請求項６】
請求項５記載のタペットクリアランス調整装置において、
前記ソケットの内壁面における前記アジャストナットに対する係合部の寸法は、前記アジャストナットにおける被係合部の寸法の１．２０〜１．４５倍であることを特徴とするタペットクリアランス調整装置。
【発明の詳細な説明】
【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調整装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
バル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っている。また、ロッカーアームが原位置に戻ることにより、スプリングの弾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バルブが完全に閉じるようにバルブエ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）が設けられている。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、タペットクリアランスは、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させながら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】
このような観点から、タペットクリアランスを調整する装置としては、アジャストスクリュー回転機構、カムシャフト回転機構、バルブリフト量を検出する変位センサ及び演算処理装置を用いて調整の自動化を図るものが提案されている（特許文献１）。
【０００５】
また、本出願人は、アジャストスクリューを回転させるトルク値を検出することによりバルブがバルブシートに接触することを検知してタペットクリアランスを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調整装置（特願２００４−２８３０８９号参照）を提案した。ところで、この調整装置ではバルブヘッドがバルブシートに接触する際のトルク値の変化を高精度に検出する必要から、アジャストスクリューとドライバは同軸状に正しく係合していることが望ましい。このため、モータやアジャストスクリューを有する調整ユニットはロボットによって高精度に角度が設定されている。
【０００６】
しかしながら、アジャストスクリューはバルブのリフト量に応じて角度が変化するため、ロボットによりこの角度変化に追従させるためにはロボットの動作手順が複雑になり、しかもロボットの多少の動作遅れ等により必ずしも適切な向きに設定されない懸念がある。
【０００７】
ドライバをアジャストスクリューに対して適切な向きとなるようにするためには、例えば、特許文献２に記載された締付装置のように屈曲可能なトルク伝達機構を用いることが考えられる。
【０００８】
【特許文献１】特開平７−１０９９０９号公報
【特許文献２】特開平６−３９６５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、前記の特許文献２に記載された締付装置では屈曲先の回転部分の構成が複雑であり、滑らかな回転が困難であって回転トルクを高精度に検出することができない。また、この締付装置では、仮にドライバをアジャストスクリューに対して適切な向きに係合させることができたとしても、アジャストナットを回転させる機構がないためタペットクリアランスの調整には用いることができない。
【００１０】
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、ドライバ及びソケットをアジャストスクリュー及びアジャストナットに適切に係合させ、滑らかに回転させることのできるタペットクリアランス調整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】
【００１１】
本発明に係るタペットクリアランス調整装置は、アジャストナットが螺合して固定されたアジャストスクリューとエンジンのバルブ端部との隙間を調整するタペットクリアランス調整装置において、前記アジャストスクリューを回転させるドライバと、前記ドライバを回転させる第１回転駆動部と、前記第１回転駆動部の回転軸に接続された内周非円形のスリーブと、前記ドライバの上端部に接続され、少なくとも一部が前記スリーブに挿入された挿入部材と、前記ドライバの周囲に同心状に設けられ、先端に前記アジャストナットを回転させるソケットを備えるパイプと、前記パイプに対して同心状に設けられ、前記パイプを回転駆動する筒状の第２回転駆動部とを有し、前記挿入部材における前記スリーブに挿入された部分には、前記スリーブの内壁面に当接し、軸方向に短尺な傾動支持部が設けられ、前記第２回転駆動部の内壁部、及び前記パイプにおける前記第２回転駆動部の内壁部に挿入された部分の外壁部はそれぞれ非円形であり、前記パイプの最大外径は、前記内壁部の最大内径より小さく且つ最小内径より大きいことを特徴とする。
【００１２】
スリーブの内壁面に当接する短尺な傾動支持部は、スリーブ内で軸方向に進退可能で、スリーブ内壁面に当接しながら回転駆動力を有効に受け、且つ任意の方向に多少傾動可能であり、いわゆるフローティング状態となる。したがって、傾動支持部に固定されたドライバはアジャストスクリューの向きに応じて任意の方向に傾動可能となり、適切な向きに設定されることになる。これにより、ロッカーアームの傾き角度に影響されずにドライバはアジャストスクリューとともに滑らかに回転し、アジャストスクリューを回転させるトルクを所定のトルクセンサにより高精度に検出することができる。
【００１３】
また、ドライバと同心状に設けられたパイプは、第２回転駆動部の内壁部に対して軸方向に進退可能であるとともに、内壁面に係合することにより回転駆動される。さらに、ドライバの傾きに対応してパイプと内壁部との間に設けられる隙間の範囲内で傾動可能である。したがって、ドライバがアジャストスクリューに係合するときにパイプの先端に設けられたソケットは、ドライバと同心状に傾動し、アジャストナットに正しく嵌合する。これにより、アジャストスクリューの調整の前後においてアジャストナットを適切に回転させることができる。
【００１４】
この場合、前記傾動支持部の軸方向長さは、前記スリーブの内壁面の最大径の１／１０以上１／２以下であると、摺動、傾動及び回転に好適である。
【００１５】
また、前記ソケットと前記ドライバとの間、又は前記パイプにおける前記ソケットの方向の１／２の長さ部と前記ドライバとの間にはブッシュが設けられているとよい。このように先端近傍にブッシュが設けられていることにより、ドライバとソケットの同心配置が正確に保たれ、ソケットがアジャストナットに嵌合する際には、ドライバがアジャストスクリューの嵌合溝により正確に嵌合する。
【００１６】
さらに、前記ドライバを回転させるトルクを検出するトルク検出部を備え、前記トルク検出部は、回転駆動源に接続された第１連結部と、前記ドライバと連結され、前記第１連結部と同軸状の第２連結部と、前記第１連結部の両方向の回転を前記第２連結部に伝える駆動力伝達係合部と、前記駆動力伝達係合部に設けられ、一方の周方向の力を検出するロードセルとを有し前記ロードセルは、弾性体によって前記一方の周方向に予圧が加えられているとよい。ロードセルに対して弾性体により予圧を与えておくことにより隙間がなくなり、不感帯のないトルク計測が可能となるとともに、１つのロードセルを用いた簡便な構成で、双方向のトルクを検出することができる。
【００１７】
前記アジャストナットはフランジ付きナットであり、前記ソケットの先端部は前記フランジより大径であって、内周先端部に前記フランジとの当接を回避する環状面取り部が設けられていてもよい。このような環状面取り部を設けることにより、ソケットの嵌合部がアジャストナットに嵌合したときにはソケットの先端がフランジの面上に乗り上げることがなく、アジャストナットを適切に回転させることができる。
【００１８】
この場合、前記ソケットの内壁面における前記アジャストナットに対する係合部の寸法は、前記アジャストナットにおける被係合部の寸法の１．２０〜１．４５倍であるとよい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係るタペットクリアランス調整装置によれば、傾動支持部及びパイプの外壁部と第２回転駆動部との隙間によりドライバ及びソケットがそれぞれ傾動、摺動及び回転可能なフローティング状態に構成される。したがって、ドライバ及びソケットがアジャストスクリュー及びアジャストナットの向きに応じて適切に配置、係合し、滑らかに回転させることができる。
【００２０】
また、ソケットとドライバとの間、又はパイプにおけるソケットの方向の１／２の長さ部とドライバとの間にブッシュを設けることにより、ドライバとソケットの同心配置が正確に保たれる。したがって、ソケットがアジャストナットに嵌合する際には、ドライバがアジャストスクリューの嵌合溝により正確に嵌合する。
【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調整装置について実施の形態を挙げ、添付の図１〜図１３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調整装置１０は、エンジン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。アジャストナット２３はフランジ２３ａ付きのナット（例えば、ＩＳＯ−４１６１、ＩＳＯ−１０６６３、ＪＩＳ−Ｂ１１９０等のナット）である。
【００２４】
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っている。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の弾発作用によってバルブ１４は再び閉じる。
【００２５】
タペットクリアランスＣを調整する際、カム２４は凸部が下方に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は狭い空間となっている。
【００２６】
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６２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。
【００２７】
図１に戻り、タペットクリアランス調整装置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（図１２参照）に基づいて、調整ユニット３４を制御する制御機構部４０とを有する。
【００２８】
制御機構部４０は、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）４２とロボットコントローラ４４とを有する。ＰＬＣ４２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て演算処理を行い、該演算処理の結果等に基づいて調整ユニット３４を制御するとともにロボットコントローラ４４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４４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。
【００２９】
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、略円柱状の作業部５０と、該作業部５０と同軸上方に設けられた駆動計測部５２と、該駆動計測部５２と隣接平行に設けられたナットランナ５４と、作業部５０と隣接平行に設けられた変位計測部５６と、チャック５８とを有する。
【００３０】
図３及び図５に示すように、作業部５０は、ハウジング６０をベースに構成されており、アジャストスクリュー１８を回転させるドライバ６２と、アダプタ６４を介してドライバ６２の上端部に接続された挿入部材６６と、該挿入部材６６の上部が摺動可能に挿入されるスリーブ６８と、ドライバ６２の周囲に同心状に設けられ、下方先端にアジャストナット２３を回転させるソケット７０を備えるパイプ７２と、該パイプ７２を回転駆動する筒状のギヤ体７４（第２回転駆動部）とを有する。ドライバ６２は先端マイナス形の長尺バー形状であり、作業部５０の軸心位置に設けられている。パイプ７２はドライバ６２を囲むように同心配置されており、先端のソケット７０の下端部はドライバ６２の下端部よりもやや下方となるように配置されている。
【００３１】
以下、作業部５０の構成について上方部から下方部に向かって順に詳述する。スリーブ６８は外径段付きの筒形状であって、上方部は駆動計測部５２の回転軸に固定されており、下方部には六角孔６８ａが設けられる。挿入部材６６は六角孔６８ａに挿入されており、該六角孔６８ａの内壁面に当接する傾動支持部７６を有する。
【００３２】
該傾動支持部７６は、挿入部材６６の略中央に設けられた軸方向に短尺な部分であり、その他の部分より大径となっている。具体的には、傾動支持部７６は、スリーブ６８の六角孔６８ａに対して外周が当接する六角外壁面７６ａと、該六角外壁面７６ａの両側部からテーパ状に縮径するサポート部７６ｂとからなる。六角外壁面７６ａは六角孔６８ａに対して所定の公差を有しており、該公差に応じて多少の傾動が可能である。また、スリーブ６８が回転することにより六角孔６８ａが六角外壁面７６ａに係合、回転駆動され、挿入部材６６が従動的に回転する。さらに、挿入部材６６は六角孔６８ａの内壁面に摺動しながら進退自在である。傾動支持部７６の軸方向長さＷ１（図５参照）は、六角孔６８ａ（又は六角外壁面７６ａ）の対角部同士の距離（つまり、最大直径）Ｗ２の１／１０以上１／２以下に設定すると、摺動、傾動及び回転に好適である。また、六角外壁面７６ａはサポート部７６ｂにより強度的に補強されるとともに、傾動が滑らかとなる。
【００３３】
なお、スリーブ６８の内壁面は六角形状に限らず、四角形状や十二角形状、その他非円形形状であればよく、好ましくは軸を中心とした点対称形であるとよい。この場合、挿入部材６６における傾動支持部７６の側面はスリーブ６８の内壁面に対応した形状に設定すればよい。
【００３４】
アダプタ６４は断面略Ｃ形状であり、上部からは挿入部材６６の下端部が挿入され、下部からはドライバ６２の上端部が挿入され、それぞれを固定する。つまり、径方向に設けられたねじ穴６４ａからビス７８を螺合して、挿入部材６６及びドライバ６２のねじ受け面６６ａ、６２ａをビスの先端で押圧するとともに、Ｃ形状の両端部に設けられたねじ穴６４ｂにボルト７９を螺合させることにより内径を縮径させてドライバ６２及び挿入部材６６を締め付けて固定する。アダプタ６４の上部には外径段付部６４ｃが設けられており、該外径段付部６４ｃとスリーブ６８の外径段付部６８ｂとの間にはコイルスプリング８０がやや圧縮気味に挿入されている。アダプタ６４の下端部はギヤ体７４の上端面に接しており、コイルスプリング８０による下方に向けた弾性力に対する抜け止めとなっている。
【００３５】
また、ドライバ６２がアジャストスクリュー１８に係合する際には、アジャストスクリュー１８の進退量に応じてコイルスプリング８０を圧縮させながら進退自在となるとともに、コイルスプリング８０による弾性力により適度にアジャストスクリュー１８に押圧されて確実な係合が実現される。
【００３６】
ギヤ体７４は、内壁部が六角孔７４ｃである筒形状に対して、略中央部外周には従動ギヤ７４ａが設けられており、ベアリング８２によってハウジング６０に回転自在に軸支されている。また、下方部には内径段差部７４ｂが設けられている。
【００３７】
パイプ７２の上部は六角柱部７２ｂとなっており、ギヤ体７４の六角孔７４ｃに挿入されている。図６に示すように、軸断面上において六角柱部７２ｂは、六角孔７４ｃより小さく設定されており、隙間９１を有する。具体的には、六角柱部７２ｂにおける最大外径Ｒ１は、六角孔７４ｃにおける最大内径Ｒ２より小さく且つ最小内径Ｒ３より大きく設定されている。これにより、パイプ７２はギヤ体７４の六角孔７４ｃに対して軸方向に進退可能であるとともに、内壁面に係合することにより回転駆動され、且つ隙間９１の範囲内で傾動可能である。
【００３８】
パイプ７２には環状突起７２ａが設けられており、該環状突起７２ａとギヤ体７４の内径段差部７４ｂとの間には、コイルスプリング９０がやや圧縮気味に挿入されている。環状突起７２ａの下面はフランジ部８６ａの上面に接しており、コイルスプリング９０による下方に向けた弾性力に対する抜け止めとなっている。また、先端のソケット７０がアジャストナット２３に係合する際には、パイプ７２はロッカーアーム２２の変位量に応じてコイルスプリング９０を圧縮させながら進退自在となるとともに、コイルスプリング９０による弾性力によりロッカーアーム２２の上端面に適度に押圧される。パイプ７２の略中間高さ部にはリング９３がビス７８により固定されている。
【００３９】
次に、ハウジング６０（図３参照）の下部には滑り軸受部材８４が一体的に固定されており、パイプ７２を軸支している。滑り軸受部材８４（図５参照）は段付円筒形状であって、下方の先端部８４ａにおける内壁部には、下端内周面及び段付き内周面にブッシュ８６及び８８が圧入されている。該ブッシュ８６及び８８の内径はパイプ７２の外径よりやや大きい。上部のブッシュ８６はフランジ付き形状であって、フランジ部８６ａが内径段付き部上面に当接している。
【００４０】
滑り軸受部材８４における先端部８４ａの略中央高さには、左右両側面に四角孔８４ｂが設けられている。該四角孔８４ｂからはパイプ７２の側面が露呈しており、この露呈した部分をチャック５８の２本の把持アーム５８ａにより挟持可能である（図１０参照）。パイプ７２はブッシュ８６、８８との隙間の範囲内で揺動が可能であるが、把持アーム５８ａにより挟持されるとき滑り軸受部材８４に対して正確に同軸状に維持される。
【００４１】
図７に示すように、パイプ７２の先端内周部にはブッシュ９２が圧入されており、該ブッシュ９２によりドライバ６２の先端部をほとんど隙間なく軸支している。また、パイプ７２の先端外壁部はソケット７０の上部は螺合締結されている。ブッシュ９２は、パイプ７２における下方の１／２の長さ部とドライバ６２との間、又はソケット７０とドライバ６２との間に配置されていると、ドライバ６２の先端部をソケット７０に対して正確な同軸状に保持できて好適である。パイプ７２及び及びソケット７０の側面には、螺合する際に工具を係合させる工具係合面７２ｃ、７０ａが設けられており、所定の工具を用いることによりソケット７０はパイプ７２に対して簡便に交換可能である。
【００４２】
ソケット７０の先端部はフランジ２３ａより大径であって、内壁面はアジャストナット２３のナット面２３ｂに係合する十二角型ソケット面７０ｃとなっている。また、ソケット７０の先端内周部には、フランジ２３ａとの当接を回避する環状面取り部７０ｂが設けられている。ソケット７０の内壁面は六角型ソケット形状等でもよい。
【００４３】
図８に示すように、ソケット７０の内壁面における１つの係合辺の寸法Ｌ１は、アジャストナット２３における対応する被係合辺の寸法Ｌ２より大きく、Ｌ１／Ｌ２の比は１．２０〜１．４５として設定されている。すなわち、ソケット７０の内壁面のサイズは、小さすぎるとアジャストナット２３のナット面２３ｂに対して嵌合しずらくなり、大きすぎると回転時係合が不十分となる。このような観点から、Ｌ１／Ｌ２の比を１．２０〜１．４５倍とすると好適である。
【００４４】
このように構成される調整ユニット３４においては、パイプ７２の六角柱部７２ｂとギヤ体７４における六角孔７４ｃとの間に隙間９１が存在するとともに、前記のとおり挿入部材６６がスリーブ６８内で傾動可能である。したがって、図９に示すように、ドライバ６２がアジャストスクリュー１８に係合するときにパイプ７２の先端に設けられたソケット７０は、ドライバ６２と同心状に傾動し、アジャストスクリュー１８に正しく嵌合する。特に、ソケット７０とドライバ６２は、パイプ７２の先端に設けられたブッシュ９２の作用により同心状態が常時正確に維持されており、ドライバ６２によるアジャストスクリュー１８の調整とソケット７０によるアジャストナット２３の回転がそれぞれ両立して適切になされる。
【００４５】
また、ドライバ６２及びソケット７０がアジャストスクリュー１８及びアジャストナット２３に当接していないときには、コイルスプリング８０の弾発力によりアダプタ６４の下面がギヤ体７４の上面に押圧されてドライバ６２の正立状態が保たれる一方、コイルスプリング９０の弾発力により環状突起７２ａの下面がブッシュ８６のフランジ部８６ａ上面に押圧されてパイプ７２の正立状態が保たれる。
【００４６】
次に、調整ユニット３４における作業部５０以外の部分について説明する。図３及び図４に示すように、ナットランナ５４は、ＰＬＣ４２の作用下に回転するソケット用モータ１００と、該ソケット用モータ１００の回転軸に接続された駆動ギヤ１０２と、該駆動ギヤ１０２を軸支するベアリング１０４とを有する。駆動ギヤ１０２は従動ギヤ７４ａと噛合しており、ソケット用モータ１００を回転駆動することにより駆動ギヤ１０２、従動ギヤ７４ａ及びパイプ７２を介してソケット７０が回転する。駆動ギヤ１０２は、従動ギヤ７４ａ等とともにハウジング６０により覆われている。
【００４７】
変位計測部５６は、先端の板片１１０ａをリング９３に当接させる空気圧シリンダ１１０と、板片１１０ａに連結されてリング９３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１１２とを有する。空気圧シリンダ１１０及びマグネスケール１１２は、ロボット３６に対する接続ブラケット１１４に設けられている。空気圧シリンダ１１０は計測を目的に供せられるものであって大きな出力は必要なく、小型軽量のもので足りる。
【００４８】
駆動計測部５２は、ＰＬＣ４２の作用下に回転するサーボモータ（第１回転駆動部）１２０と、該サーボモータ１２０に接続されたトルク検出部３８とを有する。トルク検出部３８はスリーブ６８と接続されており、サーボモータ１２０を回転駆動することにより、トルク検出部３８、スリーブ６８及びアダプタ６４を介してドライバ６２が回転する。また、駆動計測部５２と作業部５０との間にはベアリングボックス１２４が設けられている。
【００４９】
図１０に示すように、トルク検出部３８は、段付き円柱状の第１連結部１３０と、該第１連結部１３０と同軸状で下方に設けられた円筒状の第２連結部１３２と、第１連結部１３０の回転を第２連結部１３２に伝える駆動力伝達係合部１３４とを有する。第１連結部１３０の下方突出円柱部１３０ａと第２連結部１３２の内径部との間にはベアリング１４０（図４参照）が設けられている。第２連結部１３２は、所定の連結手段によりスリーブ６８と連結されている。第１連結部１３０及び第２連結部１３２はそれぞれ略同外径である。
【００５０】
トルク検出部３８は、第１連結部１３０の側面から下方（図１０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、該第２連結部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、ロードセル１３６と、スプリング（弾性体）１３８と、押圧調整ボルト１４８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。
【００５１】
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に挿入され、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。実際上、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、第２連結部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ＰＬＣ４２に供給され、５０Ｎの予圧を減算しオフセット量を相殺した後、第２連結部１３２の径を考慮してトルク値Ｔに換算される。
【００５２】
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く、ドライバ６２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かも直線性に劣る。
【００５３】
一方、前記のトルク検出部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、第１連結部１３０と第２連結部１３２はベアリング１４０（図４参照）によりフローティングされていることから、微小トルクであっても摩擦の影響がない高精度なトルク計測が可能であり、しかも直線性に優れる。
【００５４】
図１１に示すように、チャック５８は２本の把持アーム５８ａを有し、四角孔８４ｂから露呈したパイプ７２の側面を挟持可能であり、特に、変位計測部５６によってリング９３の位置を正確に計測する必要がある際にパイプ７２を保持、固定する。チャック５８はＰＬＣ４２により動作制御される。
【００５５】
次に、このように構成されるタペットクリアランス調整装置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説明する。
【００５６】
先ず、ロボットコントローラ４４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５０のソケット７０をアジャストナット２３に接近させる。
【００５７】
このとき、作業部５０の中心軸がアジャストスクリュー１８の軸に対して向きが多少ずれていても、ソケット７０の開口部に環状面取り部７０ｂが設けられるとともに十二角型ソケット面７０ｃがアジャストナット２３のナット面２３ｂより大きく設定されていることから、アジャストナット２３は少なくともソケット７０の開口部に入り込む。この後さらに作業部５０をロッカーアーム２２の方向に移動させると、ドライバ６２及びパイプ７２がフローティング状態となっていることから、ソケット７０とアジャストナット２３が嵌合するにしたがってソケット７０に接続されているパイプ７２がナット面２３ｂの向きに沿うように傾動する（図９参照）。
【００５８】
すなわち、パイプ７２の側面はブッシュ８６、８８との間及びギヤ体７４の六角孔７４ｃとの間にそれぞれ隙間が設けられていることから、これらの隙間の範囲内で傾動し、ナット面２３ｂに沿った向きに受動的に傾動する。この際、ドライバ６２はブッシュ９２によってソケット７０に対して同心状態に保たれており、且つ挿入部材６６の傾動支持部７６がスリーブ６８に対して傾動可能に構成されていることから、ドライバ６２はソケット７０及びパイプ７２とともに傾動し、アジャストスクリュー１８に対して同軸上に配置される。
【００５９】
ところで、フランジ２３ａにソケット７０が乗ってしまうと、アジャストナット２３が左右に動かされるとともに上から押圧されることによることによるアジャストスクリュー１８のトルク変化が生じるおそれがある。これに対して、タペットクリアランス調整装置１０においては、図７に示すように、ソケット７０の開口部には環状面取り部７０ｂが設けられていることから、フランジ２３ａの面上に乗り上げることがなく端面がロッカーアーム２２の上面に正確に着座するとともに、十二角型ソケット面７０ｃとナット面２３ｂが適切に係合し、アジャストナット２３を適切に回転させることができる。
【００６０】
さらに、このとき作業部５０の位置に応じてコイルスプリング８０及び９０が多少圧縮されて、ソケット７０及びドライバ６２はロッカーアーム２２及びアジャストスクリュー１８に対して適度に押圧される。また、これに応じてパイプ７２の六角柱部７２ｂはギヤ体７４の六角孔７４ｃ内を摺動移動するとともに、挿入部材６６はスリーブ６８内の六角孔６８ａ内を摺動移動する。
【００６１】
次に、ナットランナ５４におけるソケット用モータ１００の作用下にパイプ７２及びソケット７０を上面視反時計方向に回転させてアジャストナット２３を緩める。このとき、六角柱部７２ｂは六角孔７４ｃに係合することから、パイプ７２及びソケット７０には回転駆動力が有効に伝達される。
【００６２】
ソケット７０が回転することにより、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、アジャストスクリュー１８が回転可能となり、ドライバ６２による調整を開始することができる。この際、一旦アジャストナット２３を締める方向に回転させ、ソケット７０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って、ソケット７０とアジャストナット２３との嵌合を確認するようにしてもよい。
【００６３】
次いで、サーボモータ１２０の作用下にスリーブ６８、挿入部材６６及びドライバ６２を上面視時計方向に回転させ、下方に突出させる。この際、ブッシュ９２によってドライバ６２とソケット７０は正確に同心状態に保たれていることから、ドライバ６２の先端部はアジャストスクリュー１８のマイナス溝１８ａに正しく挿入される。したがって、不完全な嵌合による無理な外力の発生が防止され、ドライバ６２の寿命が向上する。また、不完全な係合が発生した場合の設備の停止や、再係合動作が抑制され、設備稼働率の向上が図られる。
【００６４】
この後、ＰＬＣ４２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１２０の回動量の計測を開始し、所定の微少時間間隔で連続的に計測を行う。
【００６５】
図１２に示すように、アジャストスクリュー１８を下方に突出させることによりバルブエンド１６に当接したとき（つまり、タペットクリアランスＣがＣ＝０となったとき）から上昇を開始し、機械的撓みやがたが開放されてバルブヘッド１５０がバルブシート１５２から離間した後は略一定値を示す。
【００６６】
次に、トルク値Ｔが略一定となったこことをＰＬＣ４２で検出した後、サーボモータ１２０の回転を逆転させる。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まで減少し、その後緩やかに上昇（絶対値が減少）する。
【００６７】
さらに、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、バルブ１４が完全に閉じた後は、アジャストスクリュー１８がバルブエンド１６から離間することとなって、トルク値Ｔは略０となる。
【００６８】
このようなアジャストスクリュー１８に対する一連操作の際、図１３に示すように、ロッカーアーム２２はやや傾斜することになり、ロボット３６はロッカーアーム２２の傾斜に同期させて調整ユニット３４を移動させるが、この同期動作に多少の誤差がある場合であっても、ソケット７０及びドライバ６２はロッカーアーム２２、アジャストスクリュー１８及びアジャストナット２３の傾斜に応じて従動的に傾動し、適切な嵌合状態が維持される。
【００６９】
また、一連のトルク値Ｔ（図１２参照）を検出したＰＬＣ４２では、例えば、次のようにしてバルブヘッド１５０が閉じた位置ｑ１を算出する。すなわち、アジャストスクリュー１８を逆転させてからトルク値Ｔが略一定となっている区間における近似直線Ｌ２と、その後トルク値Ｔが上昇する区間における近似直線Ｌ１とを求めるとともに、該近似直線Ｌ１及びＬ２の交点を求め、該交点を位置ｑ１として設定する。
【００７０】
この後、位置ｑ１を基準として所定量だけアジャストスクリュー１８を後退させることにより、適切なタペットクリアランスＣが設定される。さらにその後、ソケット用モータ１００の作用下にソケット７０を回転させ、アジャストスクリュー１８をダブルナット締結方式により固定する。
【００７１】
上述したように、本実施の形態に係るタペットクリアランス調整装置１０によれば、傾動支持部７６は、スリーブ６８内で軸方向に進退可能であって、スリーブ６８の六角孔６８ａの内壁面に当接しながら回転駆動力を有効に受け、且つ任意の方向に多少傾動可能であり、いわゆるフローティング状態となる。したがって、傾動支持部７６に固定されたドライバ６２はアジャストスクリュー１８の向きに応じて任意の方向に傾動可能となり、適切な向きで係合することになる。
【００７２】
これにより、ロッカーアーム２２の傾き角度に影響されずにドライバ６２はアジャストスクリュー１８とともに滑らかに回転し、アジャストスクリュー１８を回転させるトルク値Ｔをロードセル１３６により高精度に検出することができる。したがって、該トルク値Ｔに基づいて近似直線Ｌ１、Ｌ２及び位置ｑ１（図１２参照）が正確に求められ、タペットクリアランスＣが一層適切に設定される。
【００７３】
また、ドライバ６２と同心状に設けられたパイプ７２は、ギヤ体７４に対して軸方向に進退可能であるとともに、内壁面に係合することにより回転駆動され、さらに、ドライバ６２の傾きに対応してパイプ７２と六角孔７４ｃとの間に設けられる隙間９１（図６参照）の範囲内で傾動可能である。つまり、パイプ７２及びソケット７０もドライバ６２と同様にフローティング状態になっており、且つ、ブッシュ９２により正確に同心状態に保たれている。したがって、ドライバ６２がアジャストスクリュー１８に係合するときには、ソケット７０はドライバ６２と同心状に傾動し、アジャストナット２３に正しく嵌合する。これにより、アジャストスクリュー１８の調整時にアジャストナット２３を適切に回転させることができる。なお、タペットクリアランス調整装置１０では、フランジ２３ａのないアジャストナット２３に対しても適用可能である。
【００７４】
本発明に係るタペットクリアランス調整装置は、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く、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本実施の形態に係るタペットクリアランス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】作業部の分解斜視図である。
【図６】ギヤ体、パイプ及びドライバの平面断面図である。
【図７】ソケット及びその周辺部の拡大断面正面図である。
【図８】ソケットの平面断面図である。
【図９】ドライバ、パイプ及びソケットが傾動している状態を示す模式正面断面図である。
【図１０】トルク検出部の一部断面斜視図である。
【図１１】チャック及び軸受部材周辺の斜視図である。
【図１２】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１３】ロッカーアームの変位量に対応してドライバ及びソケットが傾動する様子を示す模式図である。
【符号の説明】
【００７６】
１０…タペットクリアランス調整装置    １８…アジャストスクリュー
２３…アジャストナット                ２３ａ…フランジ
３４…調整ユニット                    ３８…トルク検出部
５０…作業部                          ５２…駆動計測部
５４…ナットランナ                    ５６…変位計測部
６８…スリーブ                        ７０…ソケット
７２…パイプ                          ７４…ギヤ体（第２回転駆動部）
７４ａ…従動ギヤ                      ６８ａ、７４ｃ…六角孔
７６…傾動支持部                      ７６ａ…六角外壁面
７６ｂ…サポート部                    ８０、９０…コイルスプリング
８４…軸受部材                        ８６、８８、９２…ブッシュ
９１…隙間                            １３６…ロードセル
【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】
2007009748.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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