(57)【要約】【課題】半製品バルブに対して、正確かつ迅速に、規定された封入量の封入剤を注入する。【解決手段】内部空間ｈ１と外部とを連通させる開口部ｈ２が形成された半製品バルブＨに対して、開口部ｈ２から内部空間ｈ１に封入剤Ｎａを注入する封入剤注入装置Ａ１であって、上流弁３２と下流弁３３と第一圧力差形成部４と第二圧力差形成部５とを制御する制御部８を備え、制御部８は、計量容体３１を貯留部１に連通させると共に注入ノズル２から遮断して、第一の圧力差により貯留部１に貯留された封入剤Ｎａを計量容体３１に充填する一方、計量容体３１を注入ノズル２に連通させると共に貯留部１から遮断して、第二の圧力差により計量容体３１に充填された封入剤Ｎａを半製品バルブＨの内部空間ｈ１に注入することを特徴とする。【選択図】図１
2012112358.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部空間に封入剤が封入された中空エンジンバルブの製造に用いられ、前記内部空間と外部とを連通させる開口部が形成された半製品バルブに対して、前記開口部から前記内部空間に前記封入剤を注入する封入剤注入装置であって、
前記封入剤を貯留する貯留部と、
前記半製品バルブの開口部に挿入可能であると共に前記前記半製品バルブの内部空間に前記封入剤を注入可能な注入ノズルと、
前記半製品バルブの封入量に対応した容積を有し、前記貯留部に上流流路を介して接続されると共に前記注入ノズルに下流流路を介して接続された計量容体、前記上流流路に設けられ、前記上流流路を連通及び遮断可能な上流弁、及び前記下流流路に設けられ、前記下流流路を連通及び遮断可能な下流弁を有する計量ユニットと、
前記計量容体の容体内圧に対して前記貯留部の内部圧力が大となる第一の圧力差を形成可能な第一圧力差形成部と、
前記容体内圧に対して前記半製品バルブの内部空間の圧力が小となる第二の圧力差を形成可能な第二圧力差形成部と、
前記上流弁と前記下流弁と前記第一圧力差形成部と第二圧力差形成部とを制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記計量容体を前記貯留部に連通させると共に前記注入ノズルから遮断して、前記第一の圧力差により前記貯留部に貯留された封入剤を前記計量容体に充填する一方、前記計量容体を前記注入ノズルに連通させると共に前記貯留部から遮断して、前記第二の圧力差により前記計量容体に充填された前記封入剤を前記半製品バルブの内部空間に注入することを特徴とする封入剤注入装置。
【請求項２】
前記計量ユニットが複数設けられ、
前記複数の計量ユニットは、それぞれの前記計量容体の容積が互いに相違することを特徴とする請求項１に記載の封入剤注入装置。
【請求項３】
前記計量ユニットが、互いに前記封入量が相違する複数の半製品バルブに対応して複数設けられ、
前記制御部は、外部から入力された前記半製品バルブの識別情報に基づいて、識別した半製品バルブに対応した前記計量ユニットを選択して前記封入剤の注入に用いることを特徴とする請求項１又は２に記載の封入剤注入装置。
【請求項４】
前記複数の計量ユニットは、前記貯留部と前記注入ノズルとのうち少なくとも一方に並列的に接続されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の封入剤注入装置。
【請求項５】
前記計量ユニットは、前記計量容体から前記下流弁までの間に設けられ、前記計量容体の残圧を前記計量容体の外部に逃がすエスケープ流路と、
前記エスケープ流路を連通及び遮断可能なエスケープ流路開閉弁とを備え、
前記制御部は、前記エスケープ流路開閉弁を制御して、前記封入剤を前記計量容体に充填する場合に前記エスケープ流路を連通させる一方、前記封入剤を前記半製品バルブの内部空間に注入する場合に前記エスケープ流路を遮断することを特徴とする請求項１から４のうちいずれか一項に記載の封入剤注入装置。
【請求項６】
前記エスケープ流路に流入した前記封入剤を前記貯留部に戻す封入剤リターン部を有することを特徴とする請求項５に記載の封入剤注入装置。
【請求項７】
前記第一圧力差形成部は、前記貯留部に不活性ガスを供給して、前記第一の圧力差を形成することを特徴とする請求項１から６のうちいずれか一項に記載の封入剤注入装置。
【請求項８】
前記第二圧力差形成部は、前記計量容体に不活性ガスを供給して、前記第二の圧力差を形成することを特徴とする請求項１から７のうちいずれか一項に記載の封入剤注入装置。
【請求項９】
前記半製品バルブを載置する載置台と、
前記注入ノズルに対して前記載置台に載置された前記半製品バルブを相対的に昇降させて、前記半製品バルブの開口部に前記注入ノズルを挿脱する昇降部とを有する昇降ユニットを備え、
前記制御部は、前記昇降ユニットを制御して、前記封入剤を前記計量容体に充填する前に、前記注入ノズルに対して前記載置台に載置された前記半製品バルブを相対的に上昇させる一方、前記封入剤を前記計量容体に充填した後に、前記注入ノズルに対して前記載置台に載置された前記半製品バルブを相対的に下降させることを特徴とする請求項１から８のうちいずれか一項に記載の封入剤注入装置。
【請求項１０】
前記注入ノズルの周囲に設けられ、内部に不活性ガスが供給されると共に前記半製品バルブを相対的に導入可能なスカート部を備えることを特徴とする請求項１から９のうちいずれか一項に記載の封入剤注入装置。
【請求項１１】
前記注入ノズルと共に前記半製品バルブの開口部に脱挿されると共に不活性ガスを吐出可能な不活性ガス吐出部と、
前記不活性ガス吐出部に前記不活性ガスを供給可能な不活性ガス供給流路と、
前記不活性ガス供給流路を連通及び遮断可能な不活性ガス供給流路開閉弁とを備え、
前記制御部は、前記不活性ガス供給流路開閉弁を制御して、前記封入剤を前記半製品バルブに注入する前に前記不活性ガス供給流路を連通させる一方、前記封入剤を前記半製品バルブに注入した後に前記不活性ガス供給流路を遮断することを特徴とする請求項１から１０のうちいずれか一項に記載の封入剤注入装置。
【請求項１２】
内部空間に封入剤が封入された中空エンジンバルブの製造に用いられ、前記内部空間と外部とを連通させる開口部が形成された半製品バルブに対して、前記開口部から前記内部空間に前記封入剤を注入する封入剤注入装置であって、
前記封入剤を貯留する貯留部と、
前記半製品バルブの開口部に挿入可能であると共に前記前記半製品バルブの内部空間に前記封入剤を注入可能な注入ノズルと、
前記半製品バルブの封入量に対応した容積を有し、前記貯留部に上流流路を介して接続されると共に前記注入ノズルに下流流路を介して接続された計量容体、前記上流流路に設けられ、前記上流流路を連通及び遮断可能な上流弁、及び前記下流流路に設けられ、前記下流流路を連通及び遮断可能な下流弁を有する計量ユニットと、
前記計量容体の容体内圧に対して前記貯留部の内部圧力が大となる第一の圧力差を形成可能な第一圧力差形成部と、
前記容体内圧に対して前記半製品バルブの内部空間の圧力が小となる第二の圧力差を形成可能な減圧注入部と、
前記上流弁と前記下流弁と前記第一圧力差形成部と減圧注入部とを制御する制御部と、
前記開口部を封止する封止部と、を備え、
前記制御部は、前記計量容体を前記貯留部に連通させると共に前記注入ノズルから遮断して、前記第一の圧力差により前記貯留部に貯留された封入剤を前記計量容体に充填する一方、前記計量容体を前記注入ノズルに連通させると共に前記貯留部から遮断して、前記第二の圧力差により前記計量容体に充填された前記封入剤を前記半製品バルブの内部空間に注入する構成とされ、
前記減圧注入部は、前記計量ユニットと前記注入ノズルとの間に接続され、前記封止部により前記開口部を封止した前記半製品バルブの内部空間を減圧して前記第二の圧力差を形成可能な減圧流路と、
前記減圧流路を連通及び遮断可能な減圧流路開閉弁と、
前記計量ユニットと前記注入ノズルとの間を連通及び遮断可能なノズル上流弁とを備え、
前記制御部は、前記減圧流路開閉弁及び前記ノズル上流弁と前記封止部とを制御して、前記封入剤を前記半製品バルブに注入する前に前記封止部によって前記半製品バルブの開口部を封止し、かつ、前記減圧流路と前記注入ノズルとを連通させて前記半製品バルブの内部空間を減圧して前記第二の圧力差を形成することを特徴とする封入剤注入装置。
【請求項１３】
前記計量ユニットが複数設けられ、
前記複数の計量ユニットは、それぞれの前記計量容体の容積が互いに相違することを特徴とする請求項１２に記載の封入剤注入装置。
【請求項１４】
前記計量ユニットが、互いに前記封入量が相違する複数の半製品バルブに対応して複数設けられ、
前記制御部は、外部から入力された前記半製品バルブの識別情報に基づいて、識別した半製品バルブに対応した前記計量ユニットを選択して前記封入剤の注入に用いることを特徴とする請求項１２又は１３に記載の封入剤注入装置。
【請求項１５】
前記複数の計量ユニットは、前記貯留部と前記注入ノズルとのうち少なくとも一方に並列的に接続されていることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の封入剤注入装置。
【請求項１６】
前記第一圧力差形成部は、前記貯留部に不活性ガスを供給して、前記第一の圧力差を形成することを特徴とする請求項１２から１５のうちいずれか一項に記載の封入剤注入装置。
【請求項１７】
前記半製品バルブを載置する載置台と、
前記注入ノズルに対して前記載置台に載置された前記半製品バルブを相対的に昇降させて、前記半製品バルブの開口部に前記注入ノズルを挿脱する昇降部とを有する昇降ユニットを備え、
前記制御部は、前記昇降ユニットを制御して、前記封入剤を前記計量容体に充填する前に、前記注入ノズルに対して前記載置台に載置された前記半製品バルブを相対的に上昇させる一方、前記封入剤を前記計量容体に充填した後に、前記注入ノズルに対して前記載置台に載置された前記半製品バルブを相対的に下降させることを特徴とする請求項１２から１６のうちいずれか一項に記載の封入剤注入装置。
【請求項１８】
前記注入ノズルの周囲に設けられ、内部に不活性ガスが供給されると共に前記半製品バルブを相対的に導入可能なスカート部を備えることを特徴とする請求項１２から１７のうちいずれか一項に記載の封入剤注入装置。
【請求項１９】
請求項１又は１２に記載の封入剤注入装置を用いたことを特徴とする中空エンジンバルブの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部空間に封入剤が封入された中空エンジンバルブの製造に用いられる封入剤注入装置及び中空エンジンバルブの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、各種エンジンのエンジンバルブとして、内部空間に封入剤が封入された中空エンジンバルブが用いられている。このような中空エンジンバルブは、例えば、封入剤として熱伝導性の優れたナトリウムを用いることで、冷却性能を向上させている。
【０００３】
従来、この種の中空エンジンバルブの製造においては、封入剤を封入する内部空間と該内部空間と外部とを連通させる開口部とが形成された半製品バルブに対して、封入剤を注入している。
【０００４】
例えば、下記特許文献１においては、溶融されたナトリウムを収容する容器と、ナトリウムを加熱可能な加熱手段と、容器に収容されたナトリウムを加圧可能なガス供給手段とを備えた封入剤注入装置が記載されている。この封入剤注入装置は、溶融したナトリウムを不活性ガスで加圧することで、半製品バルブの開口部から内部空間に封入剤を注入している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第２６７０５２９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、従来の技術においては、封入剤の注入量をどのように制御しているのかが不明であり、封入剤の注入量を正確に管理することができず、規定された封入量の封入剤が注入されなかったり、封入剤が半製品バルブの開口部から横溢したりする問題があった。
【０００７】
さらに、半製品バルブ１個当たりに対する注入時間が比較的に長くなることから、大量生産に対応することができないという問題があった。
【０００８】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、半製品バルブに対して、正確かつ迅速に、規定された封入量の封入剤を注入することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用している。
すなわち、本発明に係る封入剤注入装置は、内部空間に封入剤が封入された中空エンジンバルブの製造に用いられ、前記内部空間と外部とを連通させる開口部が形成された半製品バルブに対して、前記開口部から前記内部空間に前記封入剤を注入する封入剤注入装置であって、前記封入剤を貯留する貯留部と、前記半製品バルブの開口部に挿入可能であると共に前記前記半製品バルブの内部空間に前記封入剤を注入可能な注入ノズルと、前記半製品バルブの封入量に対応した容積を有し、前記貯留部に上流流路を介して接続されると共に前記注入ノズルに下流流路を介して接続された計量容体、前記上流流路に設けられ、前記上流流路を連通及び遮断可能な上流弁、及び前記下流流路に設けられ、前記下流流路を連通及び遮断可能な下流弁を有する計量ユニットと、前記計量容体の容体内圧に対して前記貯留部の内部圧力が大となる第一の圧力差を形成可能な第一圧力差形成部と、前記容体内圧に対して前記半製品バルブの内部空間の圧力が小となる第二の圧力差を形成可能な第二圧力差形成部と、前記上流弁と前記下流弁と前記第一圧力差形成部と第二圧力差形成部とを制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記計量容体を前記貯留部に連通させると共に前記注入ノズルから遮断して、前記第一の圧力差により前記貯留部に貯留された封入剤を前記計量容体に充填する一方、前記計量容体を前記注入ノズルに連通させると共に前記貯留部から遮断して、前記第二の圧力差により前記計量容体に充填された前記封入剤を前記半製品バルブの内部空間に注入する制御部とを備えることを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、計量容体が半製品バルブの封入量に対応した容積を有するので、封入剤が計量容体に充填されると、半製品バルブの封入量が計量される。つまり、この計量容体に対して第一の圧力差で封入剤を充填することで、迅速に封入剤の正確な計量が完了する。さらに、半製品バルブの内部空間に対して第二の圧力差で封入剤を注入することで、迅速に封入剤の注入が完了する。従って、半製品バルブに対して、正確かつ迅速に、規定された封入量の封入剤を注入することができる。
よって、半製品バルブの内部空間に対して封入剤が注入されなかったり、半製品バルブの開口部から封入剤が横溢したりすることがなく、中空エンジンバルブの品質を安定させることができると共に封入剤の横溢に伴う無駄を無くしてコスト上昇を抑えることができる。また、封入剤を短時間で注入可能なので、中空エンジンバルブの生産性を向上させて、大量生産に対応することができる。
【００１１】
また、前記計量ユニットが複数設けられ、前記複数の計量ユニットは、それぞれの前記計量容体の容積が互いに相違することを特徴とする。
この構成によれば、複数の計量ユニットの計量容体の容積が互いに相違するので、封入量が異なる半製品バルブに対応して、封入剤を正確に注入することができる。
【００１２】
また、前記計量ユニットが、互いに前記封入量が相違する複数の半製品バルブに対応して複数設けられ、前記複数の計量ユニットは、前記制御部は、外部から入力された前記半製品バルブの識別情報に基づいて、識別した半製品バルブに対応した前記計量ユニットを選択して前記封入剤の注入に用いることを特徴とする。
この構成によれば、制御部が、半製品バルブの識別情報に基づいて、その半製品バルブに対応して設けられた計量ユニットを選択して、半製品バルブの内部空間に封入剤を注入させるので、封入量が異なる半製品バルブに自動的に対応して、封入剤を注入することができる。
【００１３】
また、前記複数の計量ユニットは、前記貯留部と前記注入ノズルとのうち少なく一方に並列的に接続されていることを特徴とする。
この構成によれば、前記複数の計量ユニットが貯留部と注入ノズルとのうち少なく一方に並列的に接続されているので、計量ユニットを複数設けた場合に、装置構成を簡素にすることができる。
【００１４】
また、前記計量ユニットは、前記計量容体から前記下流弁までの間に設けられ、前記計量容体の残圧を前記計量容体の外部に逃がすエスケープ流路と、前記エスケープ流路を連通及び遮断可能なエスケープ流路開閉弁とを備え、前記制御部は、エスケープ流路開閉弁を制御して、前記封入剤を前記計量容体に充填する場合に前記エスケープ流路を連通させる一方、前記封入剤を前記半製品バルブの内部空間に注入する場合に前記エスケープ流路を遮断することを特徴とする。
この構成によれば、封入剤を計量容体に充填する場合にエスケープ流路を連通させるので、封入剤を計量容体に円滑に充填することができる。また、封入剤を半製品バルブの内部空間に注入する場合にエスケープ流路を遮断するので、第二の圧力差を確実に形成することができる。
【００１５】
また、前記エスケープ流路に流入した前記封入剤を前記貯留部に戻す封入剤リターン部を有することを特徴とする。
この構成によれば、エスケープ流路に流入した封入剤を貯留部に戻す封入剤リターン部を有するので、エスケープ流路に流入した封入剤が廃棄されない。これにより、封入剤の使用に無駄が生じることを阻止することができる。
【００１６】
また、前記第一圧力差形成部は、前記貯留部に不活性ガスを供給して、前記第一の圧力差を形成することを特徴とする。
この構成によれば、第一圧力差形成部が貯留部に不活性ガスを供給して第一の圧力差を形成するので、貯留部に貯留された封入剤の劣化や反応を阻止することができる。
【００１７】
また、前記第二圧力差形成部は、前記計量容体に不活性ガスを供給して、前記第二の圧力差を形成することを特徴とする。
この構成によれば、第二圧力差形成部が計量容体に不活性ガスを供給して第二の圧力差を形成するので、計量容体に充填された封入剤及び半製品バルブに注入される封入剤の劣化や反応を阻止することができる。
【００１８】
また、前記半製品バルブを載置する載置台と、前記注入ノズルに対して前記載置台に載置された前記半製品バルブを相対的に昇降させて、前記半製品バルブの開口部に前記注入ノズルを挿脱する昇降部とを有する昇降ユニットを備え、前記制御部は、前記昇降ユニットを制御して、前記封入剤を前記計量容体に充填する前に、前記注入ノズルに対して前記載置台に載置された前記半製品バルブを相対的に上昇させる一方、前記封入剤を前記計量容体に充填した後に、前記注入ノズルに対して前記載置台に載置された前記半製品バルブを相対的に下降させることを特徴とする。
この構成によれば、注入ノズルを半製品バルブの開口部に確実に挿入することができると共に、充填剤の注入中に注入ノズルが半製品バルブの開口部から離脱することを防止することができる。
【００１９】
また、前記注入ノズルの周囲に設けられ、内部に不活性ガスが供給されると共に前記半製品バルブを相対的に導入可能なスカート部を備えることを特徴とする。
この構成によれば、内部に不活性ガスが供給されるスカート部を備えるので、不活性ガス雰囲気下において、半製品バルブの内部空間に封入剤を注入することができる。
【００２０】
また、前記注入ノズルと共に前記半製品バルブの開口部に脱挿されると共に不活性ガスを吐出可能な不活性ガス吐出部と、前記不活性ガス吐出部に前記不活性ガスを供給可能な不活性ガス供給流路と、前記不活性ガス供給流路を連通及び遮断可能な不活性ガス供給流路開閉弁とを備え、前記制御部は、前記不活性ガス供給流路開閉弁を制御して、前記封入剤を前記半製品バルブに注入する前に前記不活性ガス供給流路を連通させる一方、前記封入剤を前記半製品バルブに注入した後に前記不活性ガス供給流路を遮断することを特徴とする。
この構成によれば、封入剤を半製品バルブに注入する前に不活性ガス供給流路を連通させるので、半製品バルブの内部空間に不活性ガスを供給して製品バルブの内部空間に注入される封入剤の劣化や反応を阻止することができる。
また、封入剤を半製品バルブに注入した後に不活性ガス供給流路を遮断するので、不活性ガスを節約することができる。
【００２１】
また、前記開口部を封止する封止部と、前記計量ユニットと前記注入ノズルとの間に接続され、前記封止部により前記開口部を封止した前記半製品バルブの内部空間を減圧して前記第二の圧力差を形成可能な減圧流路と、前記減圧流路を連通及び遮断可能な減圧流路開閉弁と、前記計量ユニットと前記注入ノズルとの間を連通及び遮断可能なノズル上流弁とを備え、前記制御部は、前記減圧流路開閉弁及び前記ノズル上流弁と前記封止部とを制御して、前記封入剤を前記半製品バルブに注入する前に前記封止部によって前記半製品バルブの開口部を封止し、かつ、前記減圧流路と前記注入ノズルとを連通させて前記半製品バルブの内部空間を減圧して前記第二の圧力差を形成することを特徴とする。
この構成によれば、半製品バルブの内部空間を減圧して第二の圧力差を形成可能な減圧流路を備えるので、計量容体に充填された封入剤が半製品バルブに負圧吸引される。これにより、計量容器を加圧して第二の圧力差を形成する場合に比べて装置構成を簡素にすることができる。
【００２２】
さらに、本発明に係る封入剤注入装置は、内部空間に封入剤が封入された中空エンジンバルブの製造に用いられ、前記内部空間と外部とを連通させる開口部が形成された半製品バルブに対して、前記開口部から前記内部空間に前記封入剤を注入する封入剤注入装置であって、前記封入剤を貯留する貯留部と、前記半製品バルブの開口部に挿入可能であると共に前記前記半製品バルブの内部空間に前記封入剤を注入可能な注入ノズルと、前記半製品バルブの封入量に対応した容積を有し、前記貯留部に上流流路を介して接続されると共に前記注入ノズルに下流流路を介して接続された計量容体、前記上流流路に設けられ、前記上流流路を連通及び遮断可能な上流弁、及び前記下流流路に設けられ、前記下流流路を連通及び遮断可能な下流弁を有する計量ユニットと、前記計量容体の容体内圧に対して前記貯留部の内部圧力が大となる第一の圧力差を形成可能な第一圧力差形成部と、前記容体内圧に対して前記半製品バルブの内部空間の圧力が小となる第二の圧力差を形成可能な減圧注入部と、前記上流弁と前記下流弁と前記第一圧力差形成部と減圧注入部とを制御する制御部と、前記開口部を封止する封止部と、を備え、前記制御部は、前記計量容体を前記貯留部に連通させると共に前記注入ノズルから遮断して、前記第一の圧力差により前記貯留部に貯留された封入剤を前記計量容体に充填する一方、前記計量容体を前記注入ノズルに連通させると共に前記貯留部から遮断して、前記第二の圧力差により前記計量容体に充填された前記封入剤を前記半製品バルブの内部空間に注入する構成とされ、、前記減圧注入部は、前記計量ユニットと前記注入ノズルとの間に接続され、前記封止部により前記開口部を封止した前記半製品バルブの内部空間を減圧して前記第二の圧力差を形成可能な減圧流路と、前記減圧流路を連通及び遮断可能な減圧流路開閉弁と、前記計量ユニットと前記注入ノズルとの間を連通及び遮断可能なノズル上流弁とを備え、前記制御部は、前記減圧流路開閉弁及び前記ノズル上流弁と前記封止部とを制御して、前記封入剤を前記半製品バルブに注入する前に前記封止部によって前記半製品バルブの開口部を封止し、かつ、前記減圧流路と前記注入ノズルとを連通させて前記半製品バルブの内部空間を減圧して前記第二の圧力差を形成することを特徴とする。
【００２３】
また、前記計量ユニットが複数設けられ、前記複数の計量ユニットは、それぞれの前記計量容体の容積が互いに相違することを特徴とする。
この構成によれば、複数の計量ユニットの計量容体の容積が互いに相違するので、封入量が異なる半製品バルブに対応して、封入剤を正確に注入することができる。
【００２４】
また、前記計量ユニットが、互いに前記封入量が相違する複数の半製品バルブに対応して複数設けられ、前記制御部は、外部から入力された前記半製品バルブの識別情報に基づいて、識別した半製品バルブに対応した前記計量ユニットを選択して前記封入剤の注入に用いることを特徴とする。
この構成によれば、制御部が、半製品バルブの識別情報に基づいて、その半製品バルブに対応して設けられた計量ユニットを選択して、半製品バルブの内部空間に封入剤を注入させるので、封入量が異なる半製品バルブに自動的に対応して、封入剤を注入することができる。
【００２５】
また、前記複数の計量ユニットは、前記貯留部と前記注入ノズルとのうち少なくとも一方に並列的に接続されていることを特徴とする。
この構成によれば、前記複数の計量ユニットが貯留部と注入ノズルとのうち少なく一方に並列的に接続されているので、計量ユニットを複数設けた場合に、装置構成を簡素にすることができる。
【００２６】
また、前記第一圧力差形成部は、前記貯留部に不活性ガスを供給して、前記第一の圧力差を形成することを特徴とする。
この構成によれば、第一圧力差形成部が貯留部に不活性ガスを供給して第一の圧力差を形成するので、貯留部に貯留された封入剤の劣化や反応を阻止することができる。
【００２７】
また、前記半製品バルブを載置する載置台と、前記注入ノズルに対して前記載置台に載置された前記半製品バルブを相対的に昇降させて、前記半製品バルブの開口部に前記注入ノズルを挿脱する昇降部とを有する昇降ユニットを備え、前記制御部は、前記昇降ユニットを制御して、前記封入剤を前記計量容体に充填する前に、前記注入ノズルに対して前記載置台に載置された前記半製品バルブを相対的に上昇させる一方、前記封入剤を前記計量容体に充填した後に、前記注入ノズルに対して前記載置台に載置された前記半製品バルブを相対的に下降させることを特徴とする。
この構成によれば、注入ノズルを半製品バルブの開口部に確実に挿入することができると共に、充填剤の注入中に注入ノズルが半製品バルブの開口部から離脱することを防止することができる。
【００２８】
また、前記注入ノズルの周囲に設けられ、内部に不活性ガスが供給されると共に前記半製品バルブを相対的に導入可能なスカート部を備えることを特徴とする。
この構成によれば、内部に不活性ガスが供給されるスカート部を備えるので、不活性ガス雰囲気下において、半製品バルブの内部空間に封入剤を注入することができる。
【００２９】
また、本発明に係る中空エンジンバルブの製造方法は、上記の封入剤注入装置を用いたことを特徴とする。
この構成によれば、半製品バルブに対して、正確かつ迅速に、規定された封入量の封入剤を注入することができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明に係る封入剤注入装置及び中空エンジンバルブの製造方法によれば、半製品バルブに対して、正確かつ迅速に、規定された封入量の封入剤を注入することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の第一実施形態に係る封入剤注入装置Ａ１の概略構成図である。
【図２】本発明の第一実施形態に係る封入剤注入装置Ａ１において、溶融Ｎａを注入する際の制御部８のバルブ操作を示す図である。
【図３】本発明の第一実施形態に係る封入剤注入装置Ａ１の動作説明図であって、初期状態を示している。
【図４】本発明の第一実施形態に係る封入剤注入装置Ａ１の動作説明図であって、溶融Ｎａ充填工程を示している。
【図５】本発明の第一実施形態に係る封入剤注入装置Ａ１の動作説明図であって、半製品バルブセット工程を示している。
【図６】本発明の第一実施形態に係る封入剤注入装置Ａ１の動作説明図であって、溶融Ｎａ注入工程を示している。
【図７】本発明の第一実施形態に係る封入剤注入装置Ａ１の動作説明図であって、終了状態を示している。
【図８】本発明の第二実施形態に係る封入剤注入装置Ａ２の概略構成図である。
【図９】本発明の第二実施形態に係る封入剤注入装置Ａ２において、溶融Ｎａを注入する際の制御部８のバルブ操作を示す図である。
【図１０】本発明の第二実施形態に係る封入剤注入装置Ａ２の動作説明図であって、初期状態を示している。
【図１１】本発明の第二実施形態に係る封入剤注入装置Ａ２の動作説明図であって、溶融Ｎａ充填工程を示している。
【図１２】本発明の第二実施形態に係る封入剤注入装置Ａ２の動作説明図であって、半製品バルブセット工程を示している。
【図１３】本発明の第二実施形態に係る封入剤注入装置Ａ２の動作説明図であって、溶融Ｎａ注入工程を示している。
【図１４】本発明の第二実施形態に係る封入剤注入装置Ａ２の動作説明図であって、終了状態を示している。
【図１５】本発明の第三実施形態に係る封入剤注入装置Ａ３の概略構成図である。
【図１６】本発明の第三実施形態に係る封入剤注入装置Ａ３において、溶融Ｎａを注入する際の制御部８のバルブ操作を示す図である。
【図１７】本発明の第三実施形態に係る封入剤注入装置Ａ３の動作説明図であって、初期状態を示している。
【図１８】本発明の第三実施形態に係る封入剤注入装置Ａ３の動作説明図であって、溶融Ｎａ充填工程を示している。
【図１９】本発明の第三実施形態に係る封入剤注入装置Ａ３の動作説明図であって、半製品バルブセット工程を示している。
【図２０】本発明の第三実施形態に係る封入剤注入装置Ａ３の動作説明図であって、溶融Ｎａ注入工程を示している。
【図２１】本発明の第三実施形態に係る封入剤注入装置Ａ３の動作説明図であって、終了状態を示している。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態について説明する。
「第一実施形態」
図１は、本発明の第一実施形態に係る封入剤注入装置Ａ１の概略構成図である。
図１に示すように、封入剤注入装置Ａ１は、内部空間ｈ１にナトリウム（封入剤）が封入された中空エンジンバルブＶ（図２参照）の製造に用いられている。この封入剤注入装置Ａ１は、内部空間ｈ１と外部とを連通させる開口部ｈ２が形成された半製品バルブＨに対して、開口部ｈ２から内部空間ｈ１に溶融したナトリウム（以下、「溶融Ｎａ」という。）を注入するものである。なお、注入後、開口部ｈ２が封止されることで、中空エンジンバルブＶが完成する。
【００３３】
図１に示すように、封入剤注入装置Ａ１は、加熱手段を有し（図１には図示せず）、溶融Ｎａを貯留する溶融ホッパ（貯留部）１と、半製品バルブＨの開口部ｈ２に対し溶融Ｎａを吐出可能な注入ノズル２と、複数の計量ユニット３（３Ａ〜３Ｃ）と、溶融ホッパ１の溶融Ｎａを加圧可能な加圧充填部（第一圧力差形成部）４と、各計量ユニット３の溶融Ｎａを加圧可能な加圧注入部（第二圧力差形成部）５と、注入ノズル２に対して半製品バルブＨを昇降させる昇降ユニット６と、注入環境を不活性ガス雰囲気にする不活性ガス供給部７と、後述する複数の電磁弁を制御する制御部８と、を備えている。
【００３４】
注入ノズル２は、計量ユニット３（３Ａ〜３Ｃ）を介して、溶融ホッパ１に接続されている。この注入ノズル２は、半製品バルブＨの開口部ｈ２に挿入可能な太さを有している。注入ノズル２は、その下端に注入口が開口しており、注入ノズル２に対して半製品バルブＨを上昇させた場合において、注入口が半製品バルブＨの内部空間ｈ１の底側まで届くようになっている。
この注入ノズル２の上端側の周囲には、注入ノズル２に対して半製品バルブＨを上昇させた場合に、半製品バルブＨの開口部ｈ２側を囲繞可能なスカート部２Ｓが設けられている。
【００３５】
複数の計量ユニット３（３Ａ〜３Ｃ）は、それぞれ計量チューブ３１（計量容体）と、上流弁３２と、下流弁３３とを有している。
【００３６】
計量チューブ３１は、半製品バルブＨに規定された封入量に対応した容積を有し、管材等からなる上流流路３１ａを介して溶融ホッパ１に接続されていると共に、管材等からなる下流流路３１ｂを介して注入ノズル２に接続されている。
上流弁３２は、上流流路３１ａに配設されており、開状態で上流流路３１ａを連通させ、閉状態で上流流路３１ａを遮断する。
下流弁３３は、下流流路３１ｂに配設されており、開状態で下流流路３１ｂを連通させ、閉状態で下流流路３１ｂを遮断する。
封入剤注入装置Ａ１は、ここではこのような計量ユニット３を三つ有している例を示す。なお、製造する中空エンジンバルブＶの種類に応じて計量ユニット３の数を増減させて種々の生産に対応可能とすることは言うまでもない。
【００３７】
三つの計量ユニット３Ａ〜３Ｃは、互いに封入量が相違する三種類の半製品バルブＨＡ〜ＨＣに対応しており、それぞれの計量チューブ３１Ａ〜３１Ｃの容積が半製品バルブＨＡ〜ＨＣに規定された封入量と同量になっている。なお、半製品バルブＨのおおよその容積は、０．５〜０．７５ｃｃである。
なお、以下の説明においては、計量チューブ３１、上流弁３２、下流弁３３が、計量ユニット３Ａ〜３Ｃのうちいずれのものであるかを示すために、符号（数字）の後にＡ〜Ｃを適宜付す場合がある。
【００３８】
これら三つの計量ユニット３Ａ〜３Ｃは、並列的に接続されている。より具体的には、三つの計量ユニット３Ａ〜３Ｃから溶融ホッパ１に遡って見た場合において、それぞれの上流流路３１ａが合流しており、また、三つの計量ユニット３Ａ〜３Ｃから注入ノズル２に下った場合において、それぞれの下流流路３１ｂが合流している。
【００３９】
三つの計量ユニット３Ａ〜３Ｃは、それぞれ、エスケープ流路３５を備えている。なお、図１においては、理解容易のために、計量ユニット３Ａ，３Ｂにおいて、エスケープ流路３５の図示を省略している。
【００４０】
エスケープ流路３５は、管材が接続されることにより、計量チューブ３１の上方と溶融ホッパ１に形成されたリターン開口部（リターン部）３９とに接続されている。
このエスケープ流路３５には、逆止弁３６と、エスケープ流路３５を連通可能及び遮断可能なエスケープ開閉弁３７と、エスケープ流路３５に流入した溶融Ｎａを回収する回収タンク３８とが、計量チューブ３１からリターン開口部３９に向けて、上記の順に直列的に連結されている。
【００４１】
回収タンク３８は、溶融Ｎａが一定量以上に達すると、エスケープ流路３５を介して、溶融ホッパ１に溶融Ｎａを送り出す。なお、この回収タンク３８にＮａの回収を容易にするため、Ｎａを溶融状態に維持するための加熱手段を配設しておくことが望ましい。
【００４２】
加圧充填部４は、高圧の不活性ガスＧが充填されたガスボンベ４ａと、溶融ホッパ１に接続された圧力設定弁４ｂと、これらガスボンベ４ａと圧力設定弁４ｂとを接続する管材とを有している。
この加圧充填部４は、圧力設定弁４ｂによって設定された圧力で、溶融ホッパ１の内部を常時加圧している。
【００４３】
加圧注入部５は、ガスボンベ５ａと、安全弁５ｂと、加圧注入開閉弁５ｃと、逆止弁５ｄとが、この順番で、管材等で直列に接続されて構成されている。この加圧注入部５は、不活性ガスＧの流れにおける下流側が、計量ユニット３Ａ〜３Ｃの上流流路３１ａに接続されている。具体的には、計量チューブ３１Ａ〜３１Ｃと上流弁３２Ａ〜３２Ｃとの間にそれぞれ接続されている。
【００４４】
昇降ユニット６は、複数の載置台６１と、エアダンパ６２と、駆動ガス供給流路６３とを備えている。
複数の載置台６１は、それぞれ半製品バルブＨＣが載置されており、製造ライン上に並べられている。これら複数の載置台６１は、不図示の送り機構により、注入ノズル２の直下を一方向に間欠的に送られるようになっている。
【００４５】
エアダンパ（昇降部）６２は、載置台６１ごとに配設されており、載置台６１が注入ノズル２の直下に位置した際に、注入ノズル２に対して載置台６１を上昇させて、載置台６１に載置された半製品バルブＨ（ＨＡ〜ＨＣ）の開口部ｈ２に、注入ノズル２を挿入する。また、載置台６１を上昇させた後に、載置台６１に載置された半製品バルブＨ（ＨＡ〜ＨＣ）を下降させて、半製品バルブＨ（ＨＡ〜ＨＣ）の開口部ｈ２から注入ノズル２を離脱させる。
【００４６】
駆動ガス供給流路６３は、駆動ガス供給源（不図示）に接続されると共にエアダンパ６２の配列に沿って延びる配管によって構成されており、昇降動作のための駆動ガスを各エアダンパ６２に供給する。この駆動ガス供給流路６３には、それぞれエアダンパ６２と対をなす駆動ガス三方弁６４が複数配設されている。
【００４７】
駆動ガス三方弁６４は、エアダンパ６２を、駆動ガス供給流路６３又は外部に連通させるか、あるいは双方と遮断する。
すなわち、駆動ガス三方弁６４が、駆動ガス供給流路６３とエアダンパ６２とを連通させると、そのエアダンパ６２に駆動ガスが供給されると共に、エアダンパ６２と外部とを連通させると、エアダンパ６２の駆動ガスを外部に排出する。
【００４８】
不活性ガス供給部７は、不活性ガス供給源７１と、常時供給ガス流路７２と、注入ガス供給流路（不活性ガス供給流路）７３を備えている。
常時供給ガス流路７２は、上述したスカート部２Ｓと不活性ガス供給源７１との間に延びる配管によって構成されており、スカート部２Ｓと不活性ガス供給源７１とを接続している。この常時供給ガス流路７２は、不活性ガスＧを常時スカート部２Ｓ内に供給して、スカート部２Ｓの内部空間を不活性ガス雰囲気にする。
【００４９】
不活性ガス供給流路７３は、ガスノズル（不活性ガス吐出部）７４と、ガスノズル７４と不活性ガス供給源７１とを接続する配管によって構成されている。
この不活性ガス供給流路７３には、不活性ガス供給流路７３を連通及び遮断可能なガス供給開閉弁（不活性ガス供給流路開閉弁）７５が配設されている。
ガスノズル７４は、注入ノズル２に隣接して配設されて、注入ノズル２と共に半製品バルブＨ（ＨＡ〜ＨＣ）の開口部ｈ２に挿脱される。
【００５０】
制御部８は、制御装置８１と、ＰＬＣ（Programmable logic controller）８２とを備えている。
制御装置８１は、生産開始時のデータ入力等によりバルブ識別情報Ｓが制御部８に入力されると、不図示のメモリを参照して、生産計画データ、半製品バルブＨ（ＨＡ〜ＨＣ）の寸法、容積等のデータ等を読み出して、各電磁弁の開閉指令Ｄ（開閉順序指令及び開閉時間指令）を生成し、開閉指令ＤをＰＬＣ８２に出力する。
【００５１】
ＰＬＣ８２は、制御装置８１から入力された開閉指令Ｄに基づいて、各電磁弁（加圧注入開閉弁５ｃ、上流弁３２、下流弁３３、エスケープ開閉弁３７、駆動ガス三方弁６４、ガス供給開閉弁７５）の開閉順序と開閉時間とを制御する。なお、開閉指令Ｄにおいては、予め求めた計量チューブ３１が溶融Ｎａで満たされるまでの時間に基づいて、バルブ開閉の順序、開閉時間、タイミングを設定している。
【００５２】
次に、上述した構成からなる封入剤注入装置Ａ１の動作の一例について主に図２から図７を用いて説明する。初期状態においては、図２及び図３に示すように、各電磁弁は、全て閉状態となっている。なお、図において示した弁のうち、白抜きで示したものは開状態を意味しており、色付きで示したものは閉状態を意味している。
【００５３】
まず最初に、図３に示すように、データ入力によりバルブ識別情報Ｓが制御部８に入力されると、制御装置８１は各電磁弁の開閉指令Ｄを生成し、開閉指令ＤをＰＬＣ８２に出力する。
【００５４】
次に、ＰＬＣ８２は、入力された開閉指令Ｄに基づいて各電磁弁の開閉順序を制御する。以下の説明においては、半製品バルブＨＣに溶融Ｎａを注入する場合（バルブ識別情報Ｓが半製品バルブＨＣに係るものである場合）について説明する。
なお、スカート部２Ｓの内部に、不活性ガス供給源７１から不活性ガスＧが常時供給されることでスカート部２Ｓの内部は不活性ガス雰囲気になっている。
【００５５】
始めに、ＰＬＣ８２は溶融Ｎａを計量チューブ３１に充填する（溶融Ｎａ充填工程）。
具体的には、図２及び図４に示すように、ＰＬＣ８２は、上流弁３２Ｃとエスケープ開閉弁３７とを開状態にする。そうすると、計量ユニット３Ｃの上流流路３１ａが連通し、エスケープ流路３５が連通する。この状態においては、加圧充填部４が溶融ホッパ１の内部を常時加圧していることで、溶融ホッパ１に貯留された溶融Ｎａが上流流路３１ａを介して計量チューブ３１Ｃに充填される。この際、計量チューブ３１Ｃの内部には、前回注入時の不活性ガスＧが残存しているが、この残存した不活性ガスＧがエスケープ流路３５に流出することで溶融Ｎａが充填される。
ＰＬＣ８２は、一定時間経過後に上流弁３２Ｃとエスケープ開閉弁３７とを閉状態にして溶融Ｎａの充填を終える。
【００５６】
次に、図２及び図５に示すように、ＰＬＣ８２は、注入ノズル２の直下に位置する載置台６１に対となったエアダンパ６２と、駆動ガス供給流路６３とを連通させる。そうすると、載置台６１のエアダンパ６２に駆動ガスが供給されて半製品バルブＨＣが上昇し、半製品バルブＨＣの開口部ｈ２に注入ノズル２及びガスノズル７４が挿入される。そして、載置台６１が上昇しきると、注入ノズル２の先端が半製品バルブＨＣの内部空間の底部近傍まで達する。
なお、この上昇動作は、計量チューブ３１Ｃに対する溶融Ｎａの充填と同時に行ってもよい。
【００５７】
さらに、上記の上昇動作と同時に、ガス供給開閉弁７５を開状態にすることにより、不活性ガス供給流路７３を連通させてガスノズル７４から不活性ガスＧを吐出させる。このガスノズル７４を半製品バルブＨＣの内部で不活性ガスＧを吐出することで、半製品バルブＨＣの内部空間ｈ１の空気が不活性ガスＧに置換される。
【００５８】
次に、ＰＬＣ８２は、半製品バルブＨに溶融Ｎａを注入する（溶融Ｎａ注入工程）。
具体的には、図２及び図６に示すように、ＰＬＣ８２は、加圧注入開閉弁５ｃと下流弁３３Ｃとを開状態にする。このとき、上流弁３２Ｃ及びエスケープ開閉弁３７を閉とすることにより計量ユニット３Ｃの上流流路３１ａとエスケープ流路３５とをそれぞれ遮断する一方、計量ユニット３Ｃの下流流路３１ｂと不活性ガス供給流路７３とが連通する。この状態においては、加圧注入部５が計量チューブ３１Ｃの内部を加圧して内圧を上昇させることで、計量チューブ３１Ｃに充填された溶融Ｎａが、下流流路３１ｂ及び注入ノズル２を介して、半製品バルブＨＣの内部空間ｈ１に注入される。
【００５９】
次に、図２及び図７に示すように、ＰＬＣ８２は、加圧注入開閉弁５ｃと下流弁３３Ｃとガス供給開閉弁７５とを閉状態にする。また、駆動ガス三方弁６４により、エアダンパ６２と外部とを連通させてエアダンパ６２の駆動ガスを排出し、半製品バルブＨＣを載せた載置台６１を下降させる。
【００６０】
そして、複数の載置台６１は、載置台６１一台分だけ一方向に送られ、不図示の封止加工手段によって、半製品バルブＨＣの開口部ｈ２が封止される（図１参照）。この際、半製品バルブＨＣの内部にゲッタ剤を投入しておくことで、溶融Ｎａの液面からの酸化を防ぐことができる。
一方、封入剤注入装置Ａ１は、注入ノズル２の直下に送られた新たな半製品バルブＨＣに対して、上述した各動作を繰り返して溶融Ｎａを注入する。なお、エスケープ流路３５に流入した溶融Ｎａは、異なる半製品バルブＨＣへの注入の度に、不活性ガスＧ及び溶融Ｎａに押圧されて溶融ホッパ１に向かって流れ、最終的にリターン開口部３９を介して溶融ホッパ１に落下して、貯留された溶融Ｎａに合流する。
【００６１】
なお、封入量の異なる半製品バルブＨＡ，ＨＢがラインを流れる場合には、それぞれ計量ユニット３Ａ，３Ｂが選択されて、半製品バルブＨＡ，ＨＢに規定された封入量の溶融Ｎａを注入する。
【００６２】
以上説明したように、本実施系形態によれば、計量チューブ３１が半製品バルブＨの封入量に対応した容積を有するので、溶融Ｎａを計量チューブ３１に充填すれば、半製品バルブＨの封入量が計量される。つまり、この計量チューブ３１に対して加圧して溶融Ｎａを充填することで、迅速に溶融Ｎａの正確な計量が完了する。さらに、半製品バルブＨの内部空間ｈ１に対して加圧して溶融Ｎａを注入することで、迅速に溶融Ｎａの注入が完了する。従って、半製品バルブＨに対して、正確かつ迅速に、規定された封入量の溶融Ｎａを注入することができる。
よって、半製品バルブＨの内部空間ｈ１に対して溶融Ｎａが注入されなかったり、半製品バルブＨの開口部ｈ２から溶融Ｎａが横溢したりすることがなく、中空エンジンバルブＶの品質を安定させることができると共に溶融Ｎａの横溢に伴う無駄が生じずにコスト上昇を抑えることができる。また、溶融Ｎａを迅速に注入可能なので、中空エンジンバルブＶの生産性を向上させて、大量生産に対応することができる。
【００６３】
また、複数の計量ユニットの計量チューブ３１の容積が互いに相違するので、封入量が異なる半製品バルブＨ（ＨＡ〜ＨＣ）に対応して、溶融Ｎａを注入することができる。
【００６４】
また、制御部８が、半製品バルブＨのバルブ識別情報Ｓに基づいて、その半製品バルブＨに対応して設けられた計量ユニット３Ａ〜３Ｃを選択して、半製品バルブＨの内部空間ｈ１に溶融Ｎａを注入させるので、封入量が異なる半製品バルブＨに自動的に対応して、溶融Ｎａを注入することができる。
【００６５】
また、加圧注入部５が計量チューブ３１に不活性ガスＧで加圧するので、計量チューブ３１に充填された溶融Ｎａ及び半製品バルブＨに注入される溶融Ｎａの酸化を阻止することができる。
【００６６】
また、溶融Ｎａを計量チューブ３１に充填する場合にエスケープ流路３５を連通させるので、溶融Ｎａを計量チューブ３１に円滑に充填するするこができる。また、溶融Ｎａを半製品バルブＨの内部空間ｈ１に注入する場合にエスケープ流路３５を遮断するので、計量チューブ３１を確実に加圧することができる。
また、エスケープ流路３５に流入した溶融Ｎａを溶融ホッパ１に戻すリターン開口部３９を有するので、エスケープ流路３５に流入した溶融Ｎａが廃棄されない。これにより、溶融Ｎａの使用に無駄が生じることを阻止することができる。
【００６７】
また、溶融Ｎａを計量チューブ３１に充填する前に注入ノズル２に対して、載置台６１に載置された半製品バルブＨを相対的に上昇させるので、注入ノズル２の開口部ｈ２に確実に挿入することができる。
また、溶融Ｎａを計量チューブ３１に充填した後に注入ノズル２に対して、載置台６１に載置された半製品バルブＨを相対的に下降させるので、注入中に半製品バルブＨから注入ノズル２が離脱することを抑止することができる。
【００６８】
また、不活性ガスＧが供給されるスカート部２Ｓを備えるので、不活性ガス雰囲気下において、半製品バルブＨの内部空間ｈ１に溶融Ｎａを注入することができる。
【００６９】
また、溶融Ｎａを半製品バルブＨに注入する前に不活性ガス供給流路７３を連通させるので、半製品バルブＨの内部空間ｈ１に不活性ガスＧを供給して半製品バルブＨの内部空間ｈ１に注入される溶融Ｎａの酸化を阻止することができる。
また、溶融Ｎａを半製品バルブＨに注入した後に不活性ガス供給流路７３を遮断するので、不活性ガスＧを節約することができる。
【００７０】
また、封入剤注入装置Ａ１を用いた生産方法によれば、半製品バルブＨの内部空間ｈ１に溶融Ｎａを短時間かつ正確に注入することができる。
【００７１】
なお、上述した構成においては、溶融ホッパ１に加熱手段を設けたが、加熱手段を設けることは必須ではなく、例えば、外部から溶融Ｎａが絶えず供給・排出されたり、外部との間で溶融Ｎａが循環したりする構成でもよい。
【００７２】
また、上述した構成においては、計量ユニット３を三つ設けたが、三つに限られず、単数又は複数を設けてもよい。すなわち、一の半製品バルブＨに対応して単数の計量ユニット３を用いる構成にしてもよい。
また、上述した構成においては、スカート部２Ｓは必須でなく、不活性ガスＧが充満したガス室に封入剤注入装置Ａ１を設けてもよい。
また、上述した構成においては、制御部８に対してバルブ識別情報Ｓをデータ入力したが、半製品バルブＨにバーコードやＩＣタグ等を付加すると共に、これらバーコードやＩＣタグ等に埋め込んだバルブ識別情報Ｓを読み取って、制御部８に入力する構成にしてもよい。
【００７３】
また、上述した構成においては、エスケープ流路３５に流入した溶融Ｎａを溶融ホッパ１に戻すリターン開口部３９を設けたが、リターン開口部３９を省略して、回収タンク３８に溜めた溶融Ｎａを人力等で溶融ホッパ１に戻してもよい。
【００７４】
また、上述した構成においては、昇降ユニット６の昇降装置としてエアダンパを用いる構成としたが、エア電動モータやボールねじからなる送り機構、油圧又は水圧シリンダ、カム駆動、ばねの復元力を利用した機構等を用いてもよい。また、静止した半製品バルブＨに対して注入ノズル２を下降させてもよい。
【００７５】
また、上述した構成においては、溶融ホッパ１を加圧して計量チューブ３１に溶融Ｎａを充填すると共に及び計量チューブ３１を加圧して半製品バルブＨに溶融Ｎａを注入したが、溶融Ｎａの充填及び注入の方法は加圧に限られない。すなわち、計量チューブ３１の内圧に対して溶融ホッパ１の内部圧力が大となる圧力差（第一の圧力差）を形成すれば、溶融ホッパ１の溶融Ｎａを加圧して計量チューブ３１に充填することが可能である。同様に、計量チューブ３１の内圧に対して半製品バルブＨの内部空間ｈ１の圧力が小となる圧力差（第二の圧力差）を形成すれば、計量チューブ３１の溶融Ｎａを半製品バルブＨに注入することが可能である。
【００７６】
「第二実施形態」
図８は、本発明の第二実施形態に係る封入剤注入装置Ａ２の概略構成図である。なお、以下の説明において、上述した説明と同様の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００７７】
上述した第一実施形態の封入剤注入装置Ａ１が、加圧注入部５とエスケープ流路３５と不活性ガス供給部７とを備えていたのに対して、この封入剤注入装置Ａ２は、図８に示すように、加圧注入部５とエスケープ流路３５と不活性ガス供給部７とが省略されていると共に、減圧注入部（第二圧力差形成部）９、注入ノズル２Ａ及び密閉栓２Ｂを備えている。
【００７８】
減圧注入部９は、真空ポンプ９ａと、減圧流路９ｂと、減圧流路９ｂを連通及び遮断可能な減圧流路開閉弁９ｃと、三つの下流流路３１ｂが合流した流路において減圧流路９ｂの接続部よりも上流側に配設されたノズル上流弁９ｄとを備えている。
【００７９】
減圧流路９ｂは、図８に示すように、下流流路３１ｂにおけるノズル上流弁９ｄと注入ノズル２Ａとの間と、真空ポンプ９ａとを接続している。
減圧流路開閉弁９ｃ及びノズル上流弁９ｄは、制御部８によって開閉制御される。
【００８０】
図９は、注入ノズル２Ａの密閉栓２Ｂの要部拡大図である。
図９に示すように、注入ノズル２Ａは、注入ノズル２とほぼ同様の構成のものであるが、密閉栓２Ｂを備えている点で異なる。
密閉栓２Ｂは、封止に適した弾性材料等や、あるいは半製品バルブＨと接触する接触面が負圧雰囲気生成に支障なきよう平滑に仕上げられた密閉栓からなっており、注入ノズル２Ａの下端から、距離Ｌ１だけ上方に離間した位置に拘束されている。なお、距離Ｌ１は、開口部ｈ２から底部までの長さＬ２よりも短くなっている。
この密閉栓２Ｂは、下側を向いた下端面２ｂの面積が、半製品バルブＨの開口部ｈ２の開口面積よりも大きく形成されており、開口部ｈ２を封止可能に構成されている。
【００８１】
次に上述した構成からなる封入剤注入装置Ａ２の動作の一例について主に図８から図１５を用いて説明する。
まず最初に、図１０及び図１１に示すように、制御部８は、データ入力等によりバルブ識別情報Ｓが制御部８に入力されると、各電磁弁の開閉指令Ｄを生成し、開閉指令ＤをＰＬＣ８２に出力する。この初期状態においては、図８に示すように、各電磁弁（上流弁３２，下流弁３３，減圧流路開閉弁９ｃ，ノズル上流弁９ｄ，駆動ガス三方弁６４）が全て閉状態となっている。
【００８２】
次にＰＬＣ８２は、入力された開閉指令Ｄに基づいて各電磁弁の開閉順序を制御する。  以下の説明においては、半製品バルブＨＣに溶融Ｎａを注入する場合について説明する。
始めに、ＰＬＣ８２は溶融Ｎａを計量チューブ３１に充填する（溶融Ｎａ充填工程）。
具体的には、図１０及び図１２に示すように、ＰＬＣ８２は、上流弁３２Ｃを開状態とし、計量ユニット３Ｃの上流流路３１ａを連通させる。この状態においては、加圧充填部４が溶融ホッパ１の内部を常時加圧していることで、溶融ホッパ１に貯留された溶融Ｎａが上流流路３１ａを介して計量チューブ３１Ｃに充填される。この際、計量チューブ３１Ｃの内部は、前回注入時の影響によって減圧されていることから、円滑に不活性ガスＧが充填される。
【００８３】
次に、ＰＬＣ８２は、半製品バルブＨを注入ノズル２にセットする（半製品バルブセット工程）。
具体的には、図１０及び図１３に示すように、ＰＬＣ８２は、上流弁３２Ｃを閉状態とする一方で、駆動ガス三方弁６４を制御して、エアダンパ６２と駆動ガス供給流路６３とを連通させる。そうすると、半製品バルブＨＣを載置した載置台６１が上昇し、半製品バルブＨＣの開口部ｈ２に注入ノズル２が挿入される。そして、密閉栓２Ｂが押圧される半製品バルブＨの開口部ｈ２に押し付けられることで、半製品バルブＨの内部空間ｈ１が封止される。
なお、この半製品バルブセット工程は、計量チューブ３１Ｃに対する溶融Ｎａの充填と同時に行ってもよい。
【００８４】
次に、ＰＬＣ８２は、図１０及び図１３に示すように、ＰＬＣ８２は、減圧流路開閉弁９ｃを開状態とし、減圧流路９ｂを連通させる。この状態においては、真空ポンプ９ａが減圧流路９ｂを介して内部空間ｈ１を減圧する。
そして、ＰＬＣ８２は、一定時間経過後に減圧流路開閉弁９ｃを閉状態にする。
【００８５】
次に、ＰＬＣ８２は、半製品バルブＨに溶融Ｎａを注入する（溶融Ｎａ注入工程）。
具体的には、図１０及び図１４に示すように、ＰＬＣ８２は、下流弁３３Ｃとノズル上流弁９ｄとを開状態とする。この状態においては、計量チューブ３１Ｃと半製品バルブＨの内部空間ｈ１とが連通する。そして、半製品バルブＨの内部空間ｈ１が減圧されていることから、計量チューブ３１Ｃに充填された溶融Ｎａが、下流流路３１ｂ及び注入ノズル２を介して、半製品バルブＨの内部空間ｈ１に負圧吸引される。
【００８６】
次に、図１０及び図１５に示すように、ＰＬＣ８２は、ノズル上流弁９ｄを閉状態にすると共に、エアダンパ６２と外部とを駆動ガス三方弁６４で連通させて、エアダンパ６２の駆動ガスを排出し、載置台６１を下降させる。
そして、複数の載置台６１は、載置台６１一台分だけ一方向に送られ、不図示の封止加工手段により、溶融Ｎａを注入された半製品バルブＨＣの開口部ｈ２が封止される。一方、封入剤注入装置Ａ２は、注入ノズル２の直下に送られた新たな半製品バルブＨＣに対して、上述した各動作を繰り返して、溶融Ｎａを注入する。
【００８７】
以上説明したように、本実施形態によれば、半製品バルブＨの内部空間ｈ１を減圧するので、計量チューブ３１に充填された溶融Ｎａが、半製品バルブＨの内部空間ｈ１に負圧吸引される。これにより、溶融Ｎａの注入時に溶融Ｎａが酸化する恐れがなくなり、不活性ガス供給部７を省略することができるので、装置構成を簡素にすることができる。
また、ガスノズル７４を省略でき、注入ノズル２のみ半製品バルブＨに挿入すればよいことから、開口部ｈ２が狭隘な半製品バルブＨに対しても容易に溶融Ｎａを注入することができる。
なお、負圧吸引の効果を大きくするために、下流弁３３と密閉栓２Ｂとの間の配管長は、最短となるように設計・施工するのが好ましい。
【００８８】
「第三実施形態」
図１６は、本発明の第三実施形態に係る封入剤注入装置Ａ３の概略構成図である。なお、以下の説明において、上述した説明と同様の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００８９】
上述した第一実施形態の封入剤注入装置Ａ１が、上流弁３２及び下流弁３３を備えていたのに対して、本実施形態の封入剤注入装置Ａ３は、図１６に示すように、上流弁１３２及び下流弁１３３が三方弁で構成されており、また、加圧充填部４と加圧注入部５とエアダンパ６２と不活性ガス供給部７の全てに不活性ガスＧを供給可能なガスライン１００を備えている。なお、本実施形態においては、計量ユニット１０３を一つのみ設けている。
【００９０】
上流弁１３２は、上述した第一実施形態の上流弁３２と同様に、上流流路３１ａに配設されていると共に、ガスライン１００に接続されている。すなわち、この上流弁１３２は、計量チューブ３１を、溶融ホッパ１又はガスライン１００と連通させることが可能であると共に、双方と遮断することが可能になっている。
下流弁１３３は、下流流路３１ｂに配設されており、計量チューブ３１を、エスケープ流路３５又はガスライン１００と連通させることが可能であると共に、双方と遮断することが可能になっている。
【００９１】
加圧充填部４は、ガスライン１００と接続された加圧供給流路４１と、この加圧供給流路４１に配設された加圧注入開閉弁４２とを備えている。
また、溶融ホッパ１の上部には、供給された不活性ガスＧを外部に解放するために、解放流路１Ａが設けられている。この解放流路１Ａには、解放流路１Ａを連通させることが可能であると共に遮断することが可能な解放流路弁１Ｂが配設されている。
【００９２】
エスケープ流路３５は、一端が下流弁１３３に接続されていると共に他端に溶融ホッパ１に連通するリターン開口部３９が配設されている。
【００９３】
次に、封入剤注入装置Ａ３の作用について、主に図１７から図２１を用いて説明する。
まず最初に、図１６に示すように、制御部８は、データ入力等によりバルブ識別情報Ｓが制御部８に入力されると、各電磁弁の開閉指令Ｄを生成し、開閉指令ＤをＰＬＣ８２に出力する。この初期状態においては、図１６及び図１７に示すように、各電磁弁（加圧注入開閉弁４２、上流弁１３２、下流弁１３３、駆動ガス三方弁６４、ガス供給開閉弁７５、解放流路弁１Ｂ）が全て閉状態となっている。
【００９４】
次に、ＰＬＣ８２は、入力された開閉指令Ｄに基づいて各電磁弁の開閉順序を制御する。
始めに、ＰＬＣ８２は溶融Ｎａを計量チューブ３１に充填する（溶融Ｎａ充填工程）。
具体的には、図１７及び図１８に示すように、加圧注入開閉弁４２を開状態にして溶融ホッパ１とガスライン１００とを連通させる。また、上流弁１３２を制御して溶融ホッパ１と計量チューブ３１とを連通させると共に、下流弁１３３を制御して計量チューブ３１とエスケープ流路３５とを連通させる。
この状態においては、加圧供給流路４１から溶融ホッパ１に流入した不活性ガスＧが溶融ホッパ１の内部圧力を高める。また、溶融ホッパ１に貯留された溶融Ｎａが上流流路３１ａを介して計量チューブ３１に充填される。この際、計量チューブ３１の内部に、前回注入時の不活性ガスＧが残存しているが、この残存不活性ガスＧがエスケープ流路３５に流出することで、計量チューブ３１内に溶融Ｎａが充填される。
ＰＬＣ８２は、一定時間経過後に加圧注入開閉弁４２を開状態にして溶融Ｎａの充填を終える。
【００９５】
次に、ＰＬＣ８２は、半製品バルブＨを注入ノズル２にセットする（半製品バルブセット工程）。
具体的には、図１７及び図１９に示すように、駆動ガス三方弁６４を制御して、エアダンパ６２とガスライン１００とを連通させる。そうすると、半製品バルブＨを載置した載置台６１が上昇し、半製品バルブＨの開口部ｈ２に注入ノズル２及びガスノズル７４が挿入される。載置台６１が上昇しきると、注入ノズル２の先端が半製品バルブＨの内部空間の底部近傍まで達する。
なお、この上昇動作は計量チューブ３に対する溶融Ｎａの充填と同時に行ってもよい。
【００９６】
さらに、この半製品バルブセット工程においては、ガス供給開閉弁７５を開状態にして、不活性ガス供給流路７３を連通させてガスノズル７４から不活性ガスＧを吐出させる。そして、このガスノズル７４が半製品バルブＨの内部空間ｈ１に挿入されることで、半製品バルブＨの内部空間ｈ１の空気が不活性ガスＧに次第に置換される。
これらと同時に溶融ホッパ１の解放流路弁１Ｂを開状態にすることで解放流路１Ａを連通させて、溶融ホッパ１に供給された不活性ガスＧを外部に解放し、一定時間経過後に解放流路１Ａを再び遮断する。
【００９７】
次に、ＰＬＣ８２は、半製品バルブＨに溶融Ｎａを注入する（溶融Ｎａ注入工程）。
具体的には、図１７及び図２０に示すように、ＰＬＣ８２は、上流弁１３２を切換制御してガスライン１００と計量チューブ３１とを連通させると共に、下流弁１３３を切換制御して計量チューブ３１と注入ノズル２とを連通させる。この状態においては、ガスライン１００から計量チューブ３１に流入した不活性ガスＧが、計量チューブ３１の内圧を上昇させることで半製品バルブＨの内部空間ｈ１に溶融Ｎａが注入される。
【００９８】
次に、図１７及び図２１に示すように、ＰＬＣ８２は、上流弁１３２と下流弁１３３とを閉状態とし、エアダンパ６２と外部とを駆動ガス三方弁６４で連通させて、エアダンパ６２の駆動ガスを排出し、載置台６１を下降させる。
この際、ＰＬＣ８２は、ガス供給開閉弁７５を閉状態とする。
そして、複数の載置台６１（図１参照）は、載置台６１一台分だけ一方向に送られ、不図示の封止加工手段により、溶融Ｎａを注入された半製品バルブＨの開口部ｈ２が封止される。一方、封入剤注入装置Ａ３は、注入ノズル２の直下に送られた新たな半製品バルブＨに対して、上述した各動作を繰り返して、溶融Ｎａを注入する。
なお、エスケープ流路３５に流入した溶融Ｎａは、異なる半製品バルブＨへの注入の度に、不活性ガスＧ及び新たにエスケープ流路３５に流入した溶融Ｎａに押圧されて、溶融ホッパ１に向かって流れ、最終的にリターン開口部３９を介して溶融ホッパ１に落下して、貯留された溶融Ｎａに合流する。
【００９９】
この構成によれば、加圧充填部４と加圧注入部５とエアダンパ６２と不活性ガス供給部７の全てにガスライン１００から不活性ガスＧを供給可能なので、装置構成を簡素にすることができる。
【０１００】
なお、上述した実施の形態において示した動作手順、あるいは各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
例えば、上述した実施の形態においては、ナトリウムを封入剤とする場合に本発明を適用したが、（１）エンジン運転条件下で溶融すること（液状になっていること）、（２）中空エンジンバルブの傘部で加熱されること、（３）、中空エンジンバルブの軸部で凝集され放熱すること、（４）軽量化のために中空にしているメリットをなくさないために比重はバルブ部材よりも小さいこと、の四つの条件を満たす他の物質を封入剤とする場合についても、本発明は特に有効である。具体例としては、カリウム、ナトリウムとカリウムの混合物、リチウムを挙げることができる。
【符号の説明】
【０１０１】
１…溶融ホッパ（貯留部）
２，２Ａ…注入ノズル
２Ｂ…封止栓（封止部）
２Ｓ…スカート部
３（３Ａ〜３Ｃ），１０３…計量ユニット
４…加圧充填部（第一圧力差形成部）
５…加圧注入部（第二圧力差形成部）
６…昇降ユニット
７…不活性ガス供給部
８…制御部
９…減圧注入部
９ｂ…減圧流路
９ｃ…減圧流路開閉弁
９ｄ…ノズル上流弁
３１（３１Ａ〜３１Ｃ）…計量チューブ（計量容体）
３１ａ…上流流路
３１ｂ…下流流路
３２（３２Ａ〜３２Ｃ），１３２…上流弁
３３（３３Ａ〜３３Ｃ），１３３…下流弁
３５…エスケープ流路
３７…エスケープ開閉弁
３９…リターン開口部（封入剤リターン部）
６１…載置台
６２…エアダンパ（昇降部）
７３…不活性ガス供給流路
７４…ガスノズル（不活性ガス吐出部）
７５…ガス供給開閉弁（不活性ガス供給流路開閉弁）
Ａ１〜Ａ３…封入剤注入装置
Ｈ（ＨＡ〜ＨＣ）…半製品バルブ
Ｎａ…溶融ナトリウム（封入剤）
ｈ１…内部空間
ｈ２…開口部
Ｇ…不活性ガス
Ｓ…バルブ識別情報
Ｖ…中空エンジンバルブ
【図１】
2012112358.tif 000003
【図２】
2012112358.tif 000004
【図３】
2012112358.tif 000005
【図４】
2012112358.tif 000006
【図５】
2012112358.tif 000007
【図６】
2012112358.tif 000008
【図７】
2012112358.tif 000009
【図８】
2012112358.tif 000010
【図９】
2012112358.tif 000011
【図１０】
2012112358.tif 000012
【図１１】
2012112358.tif 000013
【図１２】
2012112358.tif 000014
【図１３】
2012112358.tif 000015
【図１４】
2012112358.tif 000016
【図１５】
2012112358.tif 000017
【図１６】
2012112358.tif 000018
【図１７】
2012112358.tif 000019
【図１８】
2012112358.tif 000020
【図１９】
2012112358.tif 000021
【図２０】
2012112358.tif 000022
【図２１】
2012112358.tif 000023