(57)【要約】【課題】シリンダヘッドに載置されたバルブスプリングの種類及び載置状態の検査を容易化して、作業者の負担を低減すると共に検査ミスを防止する。【解決手段】バルブスプリングＳを圧縮したときの変位量（ピン５１ａの変位量δ）は、バルブスプリングＳの種類によって異なるため、変位量が所定範囲内であれば正しい種類のバルブスプリングＳが載置されていると判別することができる。また、バルブスプリングＳの変位量が所定範囲内であれば、バルブスプリングＳが傾斜して載置されたり欠品したりすることなく正常に載置されていると判別することができる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダヘッドにバルブスプリングを組み付けるにあたり、バルブスプリングをシリンダヘッドに載置した後、バルブスプリングの種類及び載置状態を検査するための方法であって、
バルブスプリングに所定の圧力を加えて圧縮するステップと、圧縮されたバルブスプリングの変位量を測定するステップと、前記変位量が所定範囲内であるか否かを判別するステップとを有するバルブスプリングの検査方法。
【請求項２】
シリンダヘッドに取り付けられたＩＣタグの情報を読み取ることにより、当該シリンダヘッドに組み付けられるべきバルブスプリングの種類を認識するステップを有する請求項１記載のバルブスプリングの検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バルブスプリングをシリンダヘッドに配置した後、バルブにリテーナ及びコッタを取り付ける前に、バルブスプリングの種類や配置状態を検査するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１０に、特許文献１に示されているエンジンの動弁機構１を示す。この動弁機構１は、バルブ２をバルブスプリング６で付勢して、エンジンのシリンダヘッド３に設けられた吸排気ポートの開口部を閉じるものである。バルブ２の軸部２ｂの端部には、一対のコッタ８，８を介してリテーナ７が取り付けられ、リテーナ７とスプリングシート４との間にバルブスプリング６が圧縮状態で配される。
【０００３】
上記の動弁機構１の組付は、以下のように行われる。まず、シリンダヘッド３に圧入したバルブガイド９の下方から、傘部２ａを下方に向けたバルブ２の軸部２ｂを挿入し、シリンダヘッド３を作業台等に載置することにより、軸部２ｂをシリンダヘッド３の上方に突出した状態に保持する。ついで、シリンダヘッド３の上面にスプリングシート４を載置し、その上面にバルブスプリング６を、バルブ２の軸部２ｂを囲むようにして載置する。そして、バルブスプリング６を圧縮させながら、リテーナ７及びコッタ８をバルブ２の軸部２ｂの軸端に装着することにより、バルブスプリング６が圧縮状態で保持され、これによりバルブ２が吸排気ポートの開口部を閉じる方向に付勢された状態でシリンダヘッド３に組み付けられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−６８６３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のようなバルブ２の組付工程において、バルブスプリング６をスプリングシート４上に載置した後に、バルブスプリング６の種類、及び、バルブスプリング６の載置状態を検査する必要がある。このような検査は、従来、作業者の目視により行われていた。
【０００６】
しかし、異なる種類のバルブスプリングであっても、長さが僅かに異なるだけのものもあり、このようなバルブスプリングの種類の違いを目視により検査することは非常に困難である。また、自動車のエンジンの場合、一つのシリンダヘッドに多数（例えば１６個）のバルブスプリングが装着されるが、これらの全てのバルブスプリングの種類や載置状態を目視で検査することは、作業者にとって大きな負担となり、検査ミスが生じ易くなる。
【０００７】
本発明の解決すべき課題は、シリンダヘッドに載置されたバルブスプリングの種類及び載置状態の検査を容易化して、作業者の負担を低減すると共に検査ミスの発生を防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するために、本発明は、シリンダヘッドにバルブスプリングを組み付けるにあたり、バルブスプリングをシリンダヘッドに載置した後、バルブスプリングの種類及び載置状態を検査するための方法であって、バルブスプリングに所定の圧力を加えて圧縮するステップと、圧縮されたバルブスプリングの変位量を測定するステップと、このときのバルブスプリングの変位量が所定範囲内であるか否かを判別するステップとを有するものである。
【０００９】
このように、バルブスプリングを圧縮したときの変位量が所定範囲内であるか否かにより、バルブスプリングの種類及び載置状態を検査することができる。すなわち、バルブスプリングを所定の圧力で圧縮したときの変位量（すなわちバネ定数）は、バルブスプリングの種類によって異なるため、変位量が所定範囲内であればバルブスプリングの種類が正しいと判別することができ、変位量が所定範囲から外れていればバルブスプリングの種類が誤っていると判別することができる。また、たとえ正しい種類のバルブスプリングが載置されていた場合でも、載置状態が正常でない場合、具体的には、バルブスプリングが傾いて載置されていたり、あるいは、バルブスプリングを載置し忘れた場合、バルブスプリングの変位量が所定範囲から外れる。従って、バルブスプリングの変位量が所定範囲内であるか否かにより、バルブスプリングの種類だけでなく、バルブスプリングの載置状態も検査することができる。
【００１０】
組付ライン上を搬送されるシリンダヘッドによって組み付けるバルブスプリングの種類が異なる場合、当該シリンダヘッドに組み付けられるべきバルブスプリングの種類を特定する必要がある。このような場合、上記のバルブスプリングの検査方法に、さらに、シリンダヘッドに取り付けられたＩＣタグの情報を読み取ることにより、当該シリンダヘッドに組み付けられるべきバルブスプリングの種類を認識するステップを設ければよい。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように、本発明によれば、所定圧力を加えたときのバルブスプリングの変位量に基づいてバルブスプリングの種類及び載置状態を検査することができるため、検査が容易化され、作業者の負担を減らすことができると共に検査ミスを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】バルブスプリング検査装置の側面図である。
【図２】上記のバルブスプリング検査装置の正面図である。
【図３】上記のバルブスプリング検査装置の制御システムを示す概念図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るバルブスプリングの検査方法の手順を示すフロー図である。
【図５】上記の検査方法の手順を示すバルブスプリング検査装置の側面図である。
【図６】上記の検査方法の手順を示すバルブスプリング検査装置の側面図であり、（ａ）バルブスプリングを圧縮する前の状態、（ｂ）バルブスプリングを所定圧力で圧縮した状態である。
【図７】他の実施形態に係るバルブスプリングの検査方法の手順を示すフロー図である。
【図８】シリンダヘッドの上面図である。
【図９】エアシリンダの他の例を示す側面図である。
【図１０】シリンダヘッドに組み付けられた動弁機構の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１４】
本発明の一実施形態に係るバルブスプリングの検査方法は、図１に示すバルブスプリング検査装置１００を用いて行われる。バルブスプリング検査装置１００は、コンベア１０上を搬送されるワークＷ（シリンダヘッド）に載置されたバルブスプリングＳの種類及び載置状態を検査するためのものである。バルブスプリング検査装置１００は、架台２０と、架台２０に対して昇降可能に取り付けられた昇降台３０と、昇降台３０に対して水平移動可能に設けられたスライド台４０と、スライド台４０に設けられた圧縮機５０とを備える。尚、以下の説明では、コンベア１０によるワークＷの搬送方向（図１の紙面と直交する方向）を「搬送方向」、搬送方向と直交する水平方向（図１の左右方向）を「幅方向」、鉛直方向を「上下方向」と言う。また、作業者は、ワークＷに対して架台２０の幅方向反対側に立って作業を行い、幅方向で作業者が立つ側（図１の右側）を「手前側」、架台２０側（図１の左側）を「奥側」と言う。
【００１５】
架台２０の手前側の側面には上下方向に延びる直線状のレール２１が設けられ、昇降台３０の奥側の側面にはガイド３１が設けられる。このレール２１とガイド３１とが嵌合することにより、昇降台３０が架台２０に対して昇降可能に取り付けられる。架台２０には、昇降台３０を昇降させるための昇降駆動部３２が設けられる。本実施形態の昇降駆動部３２は油圧シリンダで構成されるが、これに限らず、例えばサーボモータで構成することもできる。
【００１６】
スライド台４０は、昇降台３０の上面に、水平方向の全方向に移動自在な状態で載置される。図１及び図２では、スライド台４０を水平移動自在に支持する支持部３３を三角矢印で示している。スライド台４０には、スライド台４０の水平移動を所定範囲内に規制する規制部（図示省略）が設けられ、これによりスライド台４０の昇降台３０からの脱落を防止している。
【００１７】
スライド台４０の下面には、高さ方向位置決め部４１と水平方向位置決め部４２とが設けられる。高さ方向位置決め部４１は、例えば円柱形状を成し、スライド台４０の下面から下方に突出して設けられる。高さ方向位置決め部４１の下端部４１ａがワークＷの上面に当接することにより、スライド台４０のワークＷに対する高さが位置決めされ、これにより、スライド台４０に取り付けられた圧縮機５０のワークＷに対する高さの基準位置が設定される。高さ方向位置決め部４１の下端部４１ａにはタッチセンサ４３が設けられ、高さ方向位置決め部４１がワークＷに当接したか否かを検知できるようになっている。
【００１８】
水平方向位置決め部４２は、例えば段付き円柱形状を成し、スライド台４０の下面から下方に突出して設けられる。水平方向位置決め部４２がワークＷの上面に設けられた穴（例えば加工ノック穴）に挿入されることにより、スライド台４０のワークＷに対して水平方向で位置決めされ、これにより、スライド台４０に取り付けられた圧縮機５０のワークＷに対する水平方向の基準位置が設定される。図示例では、高さ方向位置決め部４１がスライド台４０の下面の一箇所に設けられ、水平方向位置決め部４２がスライド台４０の下面の二箇所に設けられる。
【００１９】
圧縮機５０は、バルブスプリングＳを上方から圧縮するためのものであり、例えばエアシリンダ５１と、エアシリンダ５１のピン５１ａの変位量（突出量）を計測する測定ゲージ５２とを有する。ピン５１ａの先端には、バルブスプリングＳの上端に当接する当接部５３が設けられる。本実施形態では、当接部５３が平坦な円盤状に形成される。
【００２０】
圧縮機５０は、スライド台４０に対して搬送方向にスライド可能に取り付けられる。本実施形態では、スライド台４０の上面に電動アクチュエータ４４が設けられ、この電動アクチュエータ４４に設けられた搬送方向にスライド可能なスライド基部４５に、一対の圧縮機５０が固定される。本実施形態では、図１に示すように、一対の圧縮機５０が傾斜して配され、ワークＷに配置されたバルブスプリングと平行に配されている（図５参照）。これにより、一対の圧縮機５０で、ワークＷに載置された一対のバルブスプリングを同時に圧縮できるようになっている。
【００２１】
コンベア１０には、コンベア１０の上面に出没可能なストッパ１１が設けられる。図１及び図２は、ストッパ１１がコンベア１０の上面から突出した状態を示している。この状態では、ワークＷを載置したパレットＰがストッパ１１で係止され、ワークＷの前方（図２の左側）への搬送が規制される。ストッパ１１を降下させてコンベア１０の上面から退避させることにより、パレットＰを前方へ搬送可能な状態となる。
【００２２】
バルブスプリング検査装置１００には、図３に示すように、各部の駆動を制御する制御部６０が設けられる。具体的に、制御部６０は、昇降台３０を昇降させる昇降駆動部３２、圧縮機５０のエアシリンダ５１、及びストッパ１１に接続され、これらの駆動を制御する。また、制御部６０は、圧縮機５０の測定ゲージ５２、高さ方向位置決め部４１に設けられたタッチセンサ４３、及び、搬送されてくるワークＷごとに取り付けられたＩＣタグを読み取るＩＣリーダ７０に接続され、これらから伝達される信号に基づいてエアシリンダ５１やストッパ１１の駆動を制御する。
【００２３】
以下、本発明の一実施形態に係るバルブスプリングＳの検査方法、すなわち、上記構成のバルブスプリング検査装置１００を用いてバルブスプリングＳの種類及び載置状態を検査する方法を説明する。
【００２４】
本実施形態の検査方法は、図４に示すように、ＩＣタグの情報を読み取るステップＳ１と、バルブスプリングの変位量の許容範囲を設定するステップＳ２と、バルブスプリングを圧縮して変位量を測定するステップＳ３と、測定した変位量が許容範囲内であるか否かを判別するステップＳ４とを経て行われる。
【００２５】
（１）ＩＣタグを読み取るステップＳ１
まず、バルブスプリングＳを載置したワークＷが、パレットＰに載せられてコンベア１０により搬送される。このパレットＰ及びワークＷが、バルブスプリング検査装置１００の前で停止される。このとき、コンベア１０のストッパ１１が上方に突出しており、このストッパ１１とパレットＰとが当接することにより、ワークＷが搬送方向でおおよそ位置決めされると共に、パレットＰ及びワークＷの後工程への搬送が規制される。また、パレットＰには、載置されたワークＷに関する情報が書き込まれたＩＣタグ（図示省略）が貼付されており、このＩＣタグの情報が、バルブスプリング検査装置１００のＩＣリーダ７０（図３参照）で読み取られる。
【００２６】
（２）バルブスプリングの変位量の許容範囲を設定するステップＳ２
ＩＣリーダ７０で読み取ったワークＷに関する情報は制御部６０に伝達され、この情報に基づいて当該ワークＷに取り付けられるべきバルブスプリングＳの変位量の許容範囲が設定される。本実施形態では、予め、複数種のバルブスプリングに対応した複数の変位量の許容範囲が制御部６０に記憶されており、ＩＣリーダ７０で読み取った情報からワークＷの種類を特定し、当該ワークＷに取り付けられるべきバルブスプリングの変位量の許容範囲が選択される。尚、本実施形態では、後述するようにエアシリンダ５１のピン５１ａの変位量によりバルブスプリングＳの変位量を間接的に測定するため、ここではピン５１ａの変位量の許容範囲Ｑが設定される。
【００２７】
（３）バルブスプリングを圧縮して変位量を測定するステップＳ３
次に、昇降駆動部３２を駆動して（図示例では油圧シリンダを伸長させて）昇降台３０を降下させ、図５に示すように、高さ方向位置決め部４１をワークＷの上面に当接させると共に、水平方向位置決め部４２をワークＷの上面に設けられた穴に挿入する。このとき、スライド台４０は昇降台３０に対して水平移動自在に支持されているため、スライド台４０の水平方向にスライドさせながら水平方向位置決め部４２とワークＷの穴との位置を合わせて、両者を嵌合させる。以上により、スライド台４０がワークＷに対して位置決めされ、これによりスライド台４０に取り付けられた圧縮機５０の高さ方向及び水平方向の基準位置が設定される。尚、図５では、図の簡略化のため、架台２０や昇降台３０等の図示を省略している。
【００２８】
このとき、高さ方向位置決め部４１がワークＷに当接することにより、高さ方向位置決め部４１の下端部４１ａに設けられたタッチセンサ４３が当接を検知し、この検知信号が制御部６０に伝達される。これにより、ワークＷに対する圧縮機５０の高さ方向の基準位置が設定されたことを制御部６０が認識する。一方、タッチセンサ４３が当接を検知しなければ、制御部６０に検知信号が伝達されず、圧縮機５０が所定の位置に配置されていないと判別され、警報が発せられる。
【００２９】
そして、圧縮機５０のエアシリンダ５１のピン５１ａを伸長させ、当接部５３によりバルブスプリングＳの上面を押し下げて圧縮する。具体的には、ピン５１ａを伸長させる前の状態（以下、初期状態）では、図６（ａ）に示すように、当接部５３とバルブスプリングＳとは当接していない。この状態から、図６（ｂ）に示すようにピン５１ａを伸長させ、エアシリンダ５１の圧力が所定値に達するまでバルブスプリングＳを圧縮する。エアシリンダ５１の圧力が所定値に達したら、測定ゲージ５２（図１参照）によりピン５１ａの変位量δを測定する。このとき、図６（ａ）に示す初期状態の当接部５３とバルブスプリングＳとの間の隙間Ｌは、バルブスプリングＳの種類が同じであれば一定であるため、ピン５１ａの変位量δを測定することにより、バルブスプリングＳの変位量δ’（＝δ−Ｌ）を測定することができる。
【００３０】
（４）バルブスプリングＳの変位量δ’（ピン５１ａの変位量δ）が許容範囲内であるか否かを判別するステップＳ４
こうして測定ゲージ５２で測定されたピン５１ａの変位量δが制御部６０に伝達され、上述の当該ワークＷの情報に基づいて設定された変位量の許容範囲Ｑの範囲内であるか否かを判別する。ピン５１ａの変位量δが許容範囲Ｑの範囲内であれば、バルブスプリングＳの種類が当該ワークＷに装着されるべきものであり、且つ、バルブスプリングＳがワークＷに正しい姿勢で載置されていると判別される。一方、ピン５１ａの変位量δが許容範囲Ｑから外れていれば、バルブスプリングＳの種類あるいは姿勢に異常があると判別され、制御部６０からの信号により警報が発せられる。
【００３１】
ところで、ピン５１ａの変位量の許容範囲Ｑが、初期状態におけるピン５１ａとバルブ２の軸部２ｂの上端部との距離Ｍ（図６（ａ）参照）を含むと、以下のような不具合が生じる。すなわち、バルブスプリングＳを載置し忘れた状態でピン５１ａを伸長させると、ピン５１ａとバルブ２の軸部２ｂの上端部とが当接し、これによりエアシリンダ５１の圧力が一気に上昇して所定の圧力に達する。このときのピン５１ａの変位量δは初期状態におけるピン５１ａと軸部２ｂとの距離Ｍと等しく、且つ、距離Ｍは許容範囲Ｑに含まれるため、バルブスプリングＳの種類及び載置状態が正常であると誤認してしまう。かかる誤認を回避するために、ピン５１ａの変位量の許容範囲Ｑは、初期状態におけるピン５１ａとバルブ２の上端部との距離Ｍよりも小さくなるように設定される。
【００３２】
一対のバルブスプリングＳの検査が完了したら、エアシリンダ５１を後退させ、バルブスプリングＳから離反させる。そして、電動アクチュエータ４４を駆動してスライド基部４５及び圧縮機５０を搬送方向にスライドさせ、圧縮機５０を次に検査する一対のバルブスプリングＳの上方に配置する。以下、上記と同様の工程により、このバルブスプリングＳの種類及び載置状態が検査される。
【００３３】
以上の工程を繰り返すことにより、ワークＷに載置された全てのバルブスプリングＳの種類及び載置状態が検査される。その結果、全てのバルブスプリングＳの種類及び載置状態が正常であると判別されれば、制御部６０からの信号によりストッパ１１を降下させ、ワークＷ及びパレットＰを次の工程に搬送可能とされる。一方、何れかのバルブスプリングＳの種類や載置状態に異常が検知されれば、警報が発せられる。このとき、ストッパ１１は上昇してパレットＰを係止した状態のままであるため、バルブスプリングＳの種類や姿勢に異常がある状態のままワークＷが次工程に搬送される事態を防止できる。
【００３４】
本発明は、上記の実施形態に限られない。以下、本発明の他の実施形態を説明するが、上記の実施形態と同様の機能を有する箇所には同一の符号を付して説明を重複省略する。
【００３５】
図７に、他の実施形態に係るバルブスプリングの検査方法の手順を示す。この実施形態では、まず、バルブスプリングを所定の圧力で圧縮して変位量δ’（ピン５１ａの変位量δ）を測定する（ステップＳ１’）。次に、変位量を測定したバルブスプリングの種類を特定する（ステップＳ２’）。本実施形態では、予め、制御部６０に複数種のバルブスプリングに対応した複数の変位量の許容範囲が記憶されており、例えば２種類のバルブスプリングＳ１，Ｓ２に対応した許容範囲Ｑ１，Ｑ２が記憶されている。この２種類の許容範囲Ｑ１，Ｑ２の何れに変位量δが含まれるかにより、バルブスプリングの種類を特定することができる。尚、変位量δが許容範囲Ｑ１及びＱ２の何れにも含まれなければ、バルブスプリングの種類あるいは載置状態が異常であると判別され、警報が発せられる。
【００３６】
次に、ＩＣリーダ７０で、パレットＰに貼付されたＩＣタグの情報を読み取る（ステップＳ３’）。これにより、当該ワークＷに取り付けられるべきバルブスプリングの種類が特定される。最後に、ワークＷに載置されたバルブスプリングの種類（ステップＳ２’参照）と、当該ワークＷに取り付けられるべきバルブスプリングの種類（ステップＳ３’参照）とが一致しているか否かを判別する（ステップＳ４’）。これにより、バルブスプリングの種類が合っているか否かを検査することができる。
【００３７】
また、例えば図８に示すように、ワークＷに設けられるバルブスプリングＳの載置部Ｈのうち、幅方向（図８の上下方向）に並べて配された一対の載置部Ｈに載置されたバルブスプリングＳ（図示省略）が同時に圧縮検査される。図示例では、一対の載置部Ｈの中心同士を結ぶ方向Ｎが幅方向に対して若干傾斜しているため、上記の実施形態のように幅方向と平行に並べて固定された一対の圧縮機５０，５０では、図８の一対の載置部Ｈに配されたバルブスプリングＳを同時に圧縮することができない。そこで、一対の圧縮機５０を並べる方向を調整可能とすれば、載置部Ｈの並んだ方向Ｎに合わせて調整することができる。例えば、一方の圧縮機５０をスライド基部４５に固定すると共に、他方の圧縮機５０を、一方の圧縮機５０を中心とした円周方向で移動可能に設けることにより、一対の圧縮機５０を並べる方向を調整可能とすることができる（図示省略）。
【００３８】
また、上記の実施形態では、当接部５３が平坦な円盤状に形成されているが、これに限られない。例えば図９に示すように、当接部５３の下面の中央部に下方に突出した突出部５４を設けても良い。図示例の突出部５４は、下方に向けて縮径した球面状外周面５４ａと、平坦な下端面５４ｂとを有する。図９（ａ）に示す初期状態では、ピン５１ａの突出部５４の下端面５４ｂとバルブスプリングＳの上端部との間に隙間Ｌが形成される。ピン５１ａを伸長させると、図９（ｂ）に示すように、突出部５４の球面状外周面５４ａがバルブスプリングＳの内周に嵌合すると共に、当接部５３でバルブスプリングＳが圧縮される。尚、ピン５１ａの変位量の許容範囲Ｑは、初期状態におけるピン５１ａの突出部５４の下端面５４ｂとバルブ２の上端部との距離Ｍよりも小さくなるように設定される。
【００３９】
また、上記の実施形態では、圧縮機５０にエアシリンダ５１が設けた場合を示したが、これに限らず、例えば油圧シリンダやサーボモータを設けても良い。
【符号の説明】
【００４０】
１     動弁機構
２     バルブ
３     シリンダヘッド
４     スプリングシート
６     バルブスプリング
７     リテーナ
８     コッタ
９     バルブガイド
１０   コンベア
１１   ストッパ
２０   架台
３０   昇降台
４０   スライド台
４１   高さ方向位置決め部
４２   水平方向位置決め部
４３   タッチセンサ
４４   電動アクチュエータ
４５   スライド基部
５０   圧縮機
５１   エアシリンダ
５１ａ ピン
５２   測定ゲージ
５３   当接部
５４   突出部
６０   制御部
７０   リーダ
１００ バルブスプリング検査装置
Ｐ     パレット
Ｓ     バルブスプリング
Ｗ     ワーク
δ     ピンの変位量
【図１】
2012031757.tif 000003
【図２】
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【図３】
2012031757.tif 000005
【図４】
2012031757.tif 000006
【図５】
2012031757.tif 000007
【図６】
2012031757.tif 000008
【図７】
2012031757.tif 000009
【図８】
2012031757.tif 000010
【図９】
2012031757.tif 000011
【図１０】
2012031757.tif 000012