JP5778207B2 - 圧入方法及び圧入装置 - Google Patents

Description

本発明は、シリンダヘッドに対しバルブガイド及びバルブシートを圧入する際の圧入方法に関わり、またこの圧入方法を実施する圧入装置に関する。

エンジンのシリンダヘッドは、燃料ガスの吸気と排気を行うバルブ（吸気バルブ、排気バルブ）を備える。このため、シリンダヘッドのバルブの配置空間には、バルブの変位をガイド可能なバルブガイドと、バルブガイドの反対側位置でバルブの弁座を構成するバルブシートとが装着される。

圧入装置は、これらバルブガイドとバルブシートをシリンダヘッドに圧入するために用いられる。例えば、特許文献１には、１台のプレス機を用いてバルブガイドとバルブシートをシリンダヘッドに圧入する圧入装置が開示されている。この圧入装置は、先ずシリンダヘッドの吸気バルブと排気バルブの各々の配置空間にバルブガイドを順次圧入する工程を行い、次にシリンダヘッドを上下に反転する工程を行い、その後にバルブシートを順次圧入する工程を行う。

特開２０００−１４１１４８号公報

ところで、圧入装置は、圧入作業の効率化や設備コストの低減のために、１台のプレス機の圧入動作によりバルブガイドとバルブシートを同時に圧入するように構成されてもよい。つまり、プレス機の圧入部の圧入動作では、バルブの配置空間に対しバルブガイド及びバルブシートの軸線を一致させた状態で、一端側からバルブガイドを押し込むと同時に、他端側からバルブシートを押し込み、両者を圧入していく。

しかしながら、このようにバルブガイドとバルブシートを同時に圧入する構成では、プレス機自体の重量が増加する。このため、プレス機の位置決めにかかるエネルギが増大し、また圧入精度を確保するために圧入を実際に行う圧入部材の校正を何度も行う必要が生じる。その結果、圧入作業全体として充分な効率化や製造コストの低減を図ることが難しいという実情があった。

本発明は、上記の実情に鑑みてなされたものであって、バルブガイドとバルブシートを同時に圧入する際に、圧入部とシリンダヘッドの位置決めを効率的且つ精度よく行うことができる圧入方法及び圧入装置を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、吸気バルブ及び排気バルブのうち一方が配置される第１空間部と他方が配置される第２空間部とを有するシリンダヘッドに、バルブガイド及びバルブシートを圧入する圧入方法であって、前記シリンダヘッドを第１圧入位置に搬送する第１搬送工程と、前記第１圧入位置に搬送された前記シリンダヘッドの前記第１空間部に、圧入部が前記バルブガイド及び前記バルブシートを同時に圧入する第１圧入工程と、前記第１圧入位置と異なる箇所に設けられた第２圧入位置に前記シリンダヘッドを搬送する第２搬送工程と、前記第１圧入位置と前記第２圧入位置間を直線的に延在するレールに沿って前記圧入部をスライド移動する圧入部移動工程と、前記第２圧入位置に搬送された前記シリンダヘッドの前記第２空間部に、前記第１圧入位置から前記第２圧入位置に移動した前記圧入部が前記バルブガイド及び前記バルブシートを同時に圧入する第２圧入工程とを有することを特徴とする。

上記によれば、バルブガイドとバルブシートの圧入方法では、圧入部が第１圧入位置と第２圧入位置間のレールに沿ってスライド移動することで、シリンダヘッドと圧入部の相対位置の位置決めを効率的且つ精度よく行うことができる。すなわち、圧入部は、第１圧入位置にて吸気バルブ配置空間（第１空間部）に圧入動作を行った後、レールに沿ってスライド移動し、第２圧入位置に配置され、排気バルブ配置空間（第２空間部）に圧入動作を行うことができる。これにより、圧入部にかかるエネルギが大幅に低減され、圧入部の位置決めが簡単化する。その結果、圧入部とシリンダヘッドの位置決め精度が向上すると共に、位置決めにかかる時間を短縮することができる。

また、圧入部が、吸気バルブ配置空間と排気バルブ配置空間の両方にバルブガイド及びバルブシートを圧入するため、装置全体の稼働率が向上する。さらに、シリンダヘッドに対する圧入部の校正等を一度行うだけで、吸気バルブ配置空間と排気バルブ配置空間に対する圧入部の圧入精度が統一される。よって、圧入後の品質が安定化し、また校正の時間及びコストを低減することができる。

この場合、圧入方法では、前記第１搬送工程の実施前に、前記第１空間部に圧入する前記バルブガイド及び前記バルブシートがセットされた第１治具を介して、前記シリンダヘッドを第１搬送装置に固定する第１固定工程と、前記第２搬送工程の実施前に、前記第２空間部に圧入する前記バルブガイド及び前記バルブシートがセットされた第２治具を介して、前記シリンダヘッドを第２搬送装置に固定する第２固定工程とを有することが好ましい。

このように、第１固定工程では、第１治具を介して第１搬送装置にシリンダヘッドを固定することにより、バルブガイド及びバルブシートを第１空間部に簡単に対向させることができ、圧入部による圧入をスムーズに促すことができる。また第２固定工程でも同様の効果が得られる。

さらに、圧入方法では、前記第１固定工程後、前記バルブガイド及び前記バルブシートの軸心を前記圧入部の圧入部材の進出方向に一致させるように、前記第１搬送装置が前記シリンダヘッドを傾斜する第１傾斜工程と、前記第２固定工程後、前記バルブガイド及び前記バルブシートの軸心を前記圧入部材の進出方向に一致させるように、前記第２搬送装置が前記シリンダヘッドを傾斜する第２傾斜工程とを有することが好ましい。

このように、第１固定工程後（又は第２固定工程後）に第１傾斜工程（又は第２傾斜工程）を実施することにより、吸気バルブ配置空間と排気バルブ配置空間が非平行のシリンダヘッドでも、圧入部側を傾ける必要がなくなる。よって、圧入部を有するプレス機の構造をより簡素化することができ、プレス機の故障頻度やコストを低減することができる。

またさらに、圧入方法では、前記第１圧入工程の実施中に、前記第２空間部に圧入する前記バルブガイド及び前記バルブシートを前記第２治具にセットする第１セット工程と、前記第２圧入工程の実施中に、前記第１空間部に圧入する前記バルブガイド及び前記バルブシートを前記第１治具にセットする第２セット工程とを有することが好ましい。

このように、圧入部等が動作している際にバルブガイド及びバルブシートをセットするようにすれば、作業員の作業時間を有効活用することができるので、シリンダヘッドの生産性向上を図ることができる。

また、前記の目的を達成するために、本発明は、吸気バルブ及び排気バルブのうち一方が配置される第１空間部と他方が配置される第２空間部とを有するシリンダヘッドに、バルブガイド及びバルブシートを圧入する圧入装置であって、前記シリンダヘッドを第１圧入位置に搬送する第１搬送装置と、前記第１圧入位置と異なる箇所に設けられた第２圧入位置に前記シリンダヘッドを搬送する第２搬送装置と、前記第１圧入位置に配置され、前記第１圧入位置に搬送された前記シリンダヘッドの前記第１空間部に、前記バルブガイド及び前記バルブシートを同時に圧入し、且つ前記第１圧入位置から前記第２圧入位置に移動して前記第２圧入位置に搬送された前記シリンダヘッドの前記第２空間部に、前記バルブガイド及び前記バルブシートを同時に圧入する圧入部と、前記第１圧入位置と前記第２圧入位置間で前記圧入部を直線的にスライド移動可能とするレールとを備えることを特徴とする。

この場合、前記第１搬送装置は、前記第１空間部に圧入する前記バルブガイド及び前記バルブシートがセットされた第１治具を介して、前記シリンダヘッドを固定可能であり、前記第２搬送装置は、前記第２空間部に圧入する前記バルブガイド及び前記バルブシートがセットされた第２治具を介して、前記シリンダヘッドを固定可能であるとよい。

さらに、前記第１及び第２搬送装置は、前記バルブガイド及び前記バルブシートの軸心を前記圧入部の圧入部材の進出方向に一致させるように前記シリンダヘッドを傾斜する角度調整機構をそれぞれ有することが好ましい。

本発明の圧入方法及び圧入装置によれば、バルブガイドとバルブシートを同時に圧入する際に、圧入を行う圧入部とシリンダヘッドの位置決めを効率的且つ精度よく行うことができる。

本発明の一実施形態に係る圧入装置を概略的に示す平面図である。 図２Ａは、図１の圧入装置において搬送されるシリンダヘッドを示す平面図であり、図２Ｂは、図２ＡのＩＩＢ−ＩＩＢ線断面図である。 図１の圧入装置の第１待機位置にて固定されたシリンダヘッド及びその周辺部の構成を示す断面図である。 図４Ａは、シリンダヘッドが第１待機位置に搬送された際の状態を示す断面図であり、図４Ｂは、シリンダヘッドが第１圧入位置に搬送された際の状態を示す断面図である。 図１の第１搬送装置を概略的に示す部分側面断面図である。 図６Ａは、図５の第１搬送装置によるシリンダヘッドの傾斜状態を示す部分側面断面図であり、図６Ｂは、図６Ａのシリンダヘッドを第１圧入位置に搬送した状態を示す部分側面断面図である。 図７Ａは、図１のプレス機を概略的に示す正面図であり、図７Ｂは、図１のプレス機を概略的に示す側面図である。 図８Ａは、プレス機による圧入動作を説明する第１説明図であり、図８Ｂは、プレス機による圧入動作を説明する第２説明図である。 図９Ａは、プレス機による圧入動作を説明する第３説明図であり、図９Ｂは、プレス機による圧入動作を説明する第４説明図である。 図１０Ａは、シリンダヘッドに対する一対の圧入部の配置関係を示す概略平面図であり、図１０Ｂは、６つの吸気バルブ配置空間への圧入手順を示す第１説明図であり、図１０Ｃは、図１０Ｂに続く圧入手順の第２説明図であり、図１０Ｄは、図１０Ｃに続く圧入手順の第３説明図であり、図１０Ｅは、図１０Ｄに続く圧入手順の第４説明図であり、図１０Ｆは、図１０Ｅに続く圧入手順の第５説明図である。

以下、本発明に係る圧入装置について圧入方法との関係で好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。

本発明に係る圧入装置は、既述したように、バルブガイドとバルブシートをシリンダヘッドに圧入するための装置であり、エンジンのシリンダヘッドを製造する製造ラインの一部を構成している。概略的には、圧入装置は、設備コストの軽減を図るために、シリンダヘッドのバルブの配置空間全てにバルブガイドとバルブシートを圧入する１台のプレス機を備える。さらに、この圧入装置は、作業効率を向上するために、プレス機の１度の圧入動作によって、バルブガイドとバルブシートを同時に圧入可能な構成となっている。

なお、以下の説明において、圧入装置又はシリンダヘッドの方向を示す場合は、特に指示がない限り、図１の矢印ＸＹＺ方向を基準として説明する。すなわち、図１中における左右方向をＸ方向（右方向をＸ１方向、左方向をＸ２方向）、上下方向をＹ方向（上方向をＹ１方向、下方向をＹ２方向）、紙面垂直方向をＺ方向（紙面手前方向をＺ１方向、紙面奥方向をＺ２方向）という。Ｚ方向は、圧入装置やシリンダヘッドの上下方向でもある。

本発明の一実施形態に係る圧入装置１０は、平面視（図１参照）で、シリンダヘッド１２をＸ１方向に直線的に搬送する主搬送ライン１４を備える。主搬送ライン１４は、上流（Ｘ２）側から下流（Ｘ１）側に向かって、上流コンベア１６、第１搬送装置１８、中間コンベア２０、第２搬送装置２２及び下流コンベア２４が順に配置されることにより構成される。

上流コンベア１６、中間コンベア２０及び下流コンベア２４は、シリンダヘッド１２をＸ１方向に搬送するための装置である。各コンベア１６、２０、２４は、複数のローラ２６と、図示しないローラ用モータとを有し、制御装置２８の制御下に複数のローラ２６を回転駆動することで、シリンダヘッド１２をＸ１方向に搬送する。なお、各コンベア１６、２０、２４の構成は、特に限定されるものではなく、例えば、ローラ用モータを設けずに、ローラ２６上に供給されたシリンダヘッド１２を作業員自身が押し進めてもよい。

上流コンベア１６と中間コンベア２０の間には、シリンダヘッド１２の搬送を一旦停止する第１待機位置Ａ１が設けられ、第１搬送装置１８はこの第１待機位置Ａ１に配備されている。同様に、中間コンベア２０と下流コンベア２４の間にも、シリンダヘッド１２の搬送を一旦停止する第２待機位置Ｂ１が設けられ、第２搬送装置２２はこの第２待機位置Ｂ１に配備されている。

第１及び第２搬送装置１８、２２は、主搬送ライン１４と直交方向（Ｙ方向）に移動自在に構成されている。第１搬送装置１８は、第１待機位置Ａ１から所定間隔離れた第１圧入位置Ａ２までの範囲を移動し、第２搬送装置２２は、第２待機位置Ｂ１から所定間隔離れた第２圧入位置Ｂ２までの範囲を移動する。

第１及び第２圧入位置Ａ２、Ｂ２の主搬送ライン１４と反対側位置には、Ｘ方向に長い架台３０が設置されている。この架台３０上には、その長手方向に沿うように直線的に延びるレール３２が敷設されている。レール３２には、バルブガイドＧとバルブシートＳをシリンダヘッド１２に圧入する圧入部３４を有した１台のプレス機３６が配置される。すなわち、圧入部３４は、第１圧入位置Ａ２と第２圧入位置Ｂ２間をレール３２に沿って移動自在となっており、第１圧入位置Ａ２と第２圧入位置Ｂ２のそれぞれでバルブガイドＧ及びバルブシートＳの圧入を行う。

また、制御装置２８は、主搬送ライン１４の近傍位置に設けられ、圧入装置１０全体の動作を制御するように構成されている。例えば、制御装置２８は、作業員により設定された内容に基づく運転の実施又は運転の中断等を切り換える。

ここで、本発明の理解を容易にするために、図２Ａ及び図２Ｂを参照して、シリンダヘッド１２の構成について、圧入されるバルブガイドＧ及びバルブシートＳと共に説明する。

本実施形態に係るシリンダヘッド１２は、直列３気筒のエンジンの上部側を構成し、図示しないシリンダブロックの３つのシリンダに対向する燃焼空間３８を下面側に備える。シリンダヘッド１２には、燃焼空間３８への燃料ガスの流入を許容及び遮断する吸気バルブ（図示せず）、及び燃焼空間３８から燃焼後のガスの排気を許容及び遮断する排気バルブ（図示せず）が装着される。このため、シリンダヘッド１２の内部には、吸気バルブを配置するための吸気バルブ配置空間４０（第１空間部）、及び排気バルブを配置するための排気バルブ配置空間４２（第２空間部）が形成されている。

また、このシリンダヘッド１２は、１つのシリンダに対し４つのバルブ（２つの吸気バルブと２つの排気バルブ）を配置する、所謂マルチバルブを採用している。このため、シリンダヘッド１２は、平面視（図２Ａ参照）で、Ｙ１方向側に６つの吸気バルブ配置空間４０を有し、且つＹ２方向側に６つの排気バルブ配置空間４２を有する。

バルブ配置空間４４（吸気バルブ配置空間４０、排気バルブ配置空間４２）は、燃料ガスの流通路４６により、上部側のガイド収容部４０ａ、４２ａと下部側のシート収容部４０ｂ、４２ｂとに分割される。ガイド収容部４０ａ、４２ａとシート収容部４０ｂ、４２ｂの相互の軸線は、流通路４６を挟んで同軸上に形成される。

ガイド収容部４０ａ、４２ａは、細長い孔に形成された空間であり、バルブガイドＧが圧入される。バルブガイドＧは、円筒状に形成され、ガイド収容部４０ａ、４２ａの内径に一致する外径を有する。このバルブガイドＧは、圧入装置１０の圧入によりガイド収容部４０ａ、４２ａに密着嵌合される。

一方、シート収容部４０ｂ、４２ｂは、ガイド収容部４０ａ、４２ａよりも大径且つ軸方向に短い孔に形成された空間であり、バルブシートＳが圧入される。バルブシートＳは、リング状に形成され、シート収容部４０ｂ、４２ｂの内径に一致する外径を有する。このバルブシートＳは、圧入装置１０の圧入によりシート収容部４０ｂ、４２ｂに密着嵌合される。

そして、吸気バルブ配置空間４０の軸線Ｏ１と排気バルブ配置空間４２の軸線Ｏ２は、側面断面視で、互い異なる方向（非平行）を向くように設定されている。具体的には、シリンダヘッド１２のＹ方向略中央部（燃焼空間３８）からＺ方向に向かう仮想線Ｌに対し、吸気バルブ配置空間４０の軸線Ｏ１がα度傾き、排気バルブ配置空間４２の軸線Ｏ２が−α度傾いている。

このため、圧入装置１０は、図１及び図３に示すように、バルブガイドＧとバルブシートＳを圧入する前に、シリンダヘッド１２に専用の治具（第１治具４８、第２治具５０）をセットする構成となっている。第１治具４８は、第１搬送装置１８の載置部１８ａに設けられ、シリンダヘッド１２の吸気バルブ配置空間４０の軸線Ｏ１に沿うようにバルブガイドＧとバルブシートＳをそれぞれ配置するものである。第２治具５０は、第２搬送装置２２の載置部２２ａに設けられ、シリンダヘッド１２の排気バルブ配置空間４２の軸線Ｏ２に沿うようにバルブガイドＧとバルブシートＳをそれぞれ配置するものである。

すなわち、吸気バルブ配置空間４０と排気バルブ配置空間４２が異なる方向に形成されたシリンダヘッド１２は、バルブガイドＧ及びバルブシートＳを１つの専用の治具に同時にセットすることが困難となる。吸気バルブ配置空間４０に対するバルブシートＳの圧入部分と、排気バルブ配置空間４２に対するバルブシートＳの圧入部分とが相互に干渉するからである。また、作業者が、吸気バルブ配置空間４０と排気バルブ配置空間４２に圧入するバルブガイドＧとバルブシートＳを取り違えてセットする人為的ミス等も生じ易い。

そこで、本実施形態に係る圧入装置１０は、先ず吸気バルブ配置空間４０にバルブガイドＧ及びバルブシートＳを圧入するために、第１待機位置Ａ１において第１治具４８をセットする。そして、次に排気バルブ配置空間４２にバルブガイドＧ及びバルブシートＳを圧入するために、第１待機位置Ａ１から場所を変えて第２待機位置Ｂ１において第２治具５０をセットする構成を採っている。

ここで、図１に戻り、圧入装置１０によるバルブガイドＧ及びバルブシートＳの圧入時のシリンダヘッド１２の流れを簡単に説明する。シリンダヘッド１２は、上流コンベア１６に供給されると上流コンベア１６に沿ってＸ１方向に案内され、第１搬送装置１８の載置部１８ａが配置されている第１待機位置Ａ１にて一時停止する。その後、シリンダヘッド１２は、第１搬送装置１８の動作に基づき第１治具４８に固定保持されることで、バルブガイドＧ及びバルブシートＳが吸気バルブ配置空間４０の対向位置に配置される。

次に、シリンダヘッド１２は、第１搬送装置１８により第１待機位置Ａ１から第１圧入位置Ａ２に搬送される。そして、第１圧入位置Ａ２においてプレス機３６により、バルブガイドＧ及びバルブシートＳが吸気バルブ配置空間４０に圧入される。圧入後、シリンダヘッド１２は、第１搬送装置１８により第１待機位置Ａ１に戻され、第１治具４８の固定が解除される。

さらに、シリンダヘッド１２は、中間コンベア２０を介して、第２搬送装置２２の載置部２２ａが配置されている第２待機位置Ｂ１に送り出される。作業員は、第１待機位置Ａ１から第２待機位置Ｂ１に予め移動して、第２待機位置Ｂ１で第２治具５０に対するバルブガイドＧ及びバルブシートＳのセットを行っておく。第２待機位置Ｂ１に送り出されたシリンダヘッド１２は、第２搬送装置２２の動作下にこの第２治具５０に固定保持されることで、バルブガイドＧ及びバルブシートＳが排気バルブ配置空間４２の対向位置に配置される。

その後は、上記と同様に、第２搬送装置２２により第２待機位置Ｂ１から第２圧入位置Ｂ２に搬送され、第２圧入位置Ｂ２においてプレス機３６により、バルブガイドＧ及びバルブシートＳが排気バルブ配置空間４２に圧入される。なお、プレス機３６は、事前に第１圧入位置Ａ２から第２圧入位置Ｂ２にスライド移動している。このプレス機３６の動作については後述する。

圧入後、シリンダヘッド１２は、第２搬送装置２２により第２待機位置Ｂ１に戻され、第２治具５０の固定が解除される。そして、シリンダヘッド１２は、第２待機位置Ｂ１から下流コンベア２４に送り出されて、下流コンベア２４によりＸ１方向に搬送され次の工程に向かう。

次に、圧入装置１０の第１及び第２搬送装置１８、２２の具体的な構成について説明していく。なお、第２治具５０を含む第２搬送装置２２の構成は、基本的に、第１搬送装置１８とＹ方向対称の構造をとり得るため、その詳細な説明について省略するものとする。

第１搬送装置１８の載置部１８ａは、図３、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、第１待機位置Ａ１に搬送されたシリンダヘッド１２を固定保持する構成となっている。このため、載置部１８ａは、ガイド治具５２、搬送レール５４、油圧装置５６、案内部材５８、シート治具６０及び傾動台６２を備える。

ガイド治具５２は、第１治具４８の一方を構成し、吸気バルブ配置空間４０の対向位置にバルブガイドＧを配置する機能を有する。ガイド治具５２は、ガイド保持機構６４、保持ブロック６６、治具変位機構６８及び可動台７０を備える。

ガイド保持機構６４は、バルブガイドＧを圧入前に保持する部材である。このガイド保持機構６４は、軸方向に所定長さを有する円筒状を呈し、シリンダヘッド１２の吸気バルブ配置空間４０の形成数及び形成位置に合わせて、保持ブロック６６のＸ方向に６つ並設される。ガイド保持機構６４は、吸気バルブ配置空間４０の傾斜角度αと一致するように保持ブロック６６に傾いてねじ止め固定される。そして、治具変位機構６８により保持ブロック６６がシリンダヘッド１２側に変位すると、ガイド保持機構６４の軸線が吸気バルブ配置空間４０の軸線Ｏ１とちょうど重なるように作用する。

ガイド保持機構６４の軸心部には、案内孔６４ａが貫通形成されている。案内孔６４ａは、バルブガイドＧを一時的に保持すると共に、所定の押圧力の付与によりバルブガイドＧを下端開口から送出させる。案内孔６４ａの上部寄り内面には、案内孔６４ａの内径を弾性的に狭める留部６４ｂが設けられている。よって、バルブガイドＧを案内孔６４ａの上端開口から挿入すると、バルブガイドＧは留部６４ｂにて一旦留められる。また、案内孔６４ａの下側途中位置から下端部までの内面は、上側よりも細径（バルブガイドＧの外径に略一致する内径）の案内空間６４ｃが形成されている。このため、案内孔６４ａの下端開口からバルブガイドＧを送出する際に、圧入部３４には強い押圧力の付与が要求されるが、この案内空間６４ｃによりバルブガイドＧの姿勢を確実に正して送出することが可能となる。

保持ブロック６６は、ガイド保持機構６４を傾けて保持する取付面６６ａを有している。また、保持ブロック６６は、治具変位機構６８の支柱６８ａを挿通する孔部を有し、治具変位機構６８により可動台７０と相対的にＺ方向に変位自在となっている。

治具変位機構６８は、可動台７０から突出する支柱６８ａ、保持ブロック６６を上方に付勢するバネ６８ｂ、取付面６６ａ上に設けられたカムローラ６８ｃ、及び第１搬送装置１８の上方に固定されたカムレール６８ｄにより構成される。カムローラ６８ｃは、カムレール６８ｄの対向位置に配置され、且つ保持ブロック６６の上部で回転自在に軸支されている。カムレール６８ｄは、図５に示すように、第１搬送装置１８の搬送経路に沿って延び、第１圧入位置Ａ２に向かって斜め下方に傾く傾斜面を有する。

すなわち、ガイド保持機構６４及び保持ブロック６６は、第１待機位置Ａ１において、図３に示すようにバネ６８ｂにより可動台７０から離間する上側位置に待機している。そして、第１搬送装置１８によるＹ１方向の移動に基づき、カムローラ６８ｃがカムレール６８ｄの傾斜面に沿って転がることにより、下方向に向かって変位する（図６Ｂも参照）。これにより、ガイド保持機構６４の下端開口が、吸気バルブ配置空間４０の対向位置に配置される。

図３に戻り、可動台７０は、シリンダヘッド１２よりも充分に大きな面積を有する平板状に形成されており、Ｙ方向両側部が油圧装置５６により支持されることでガイド治具５２全体を上下に変位可能としている。可動台７０は、シリンダヘッド１２が第１待機位置Ａ１に搬送されるまで上側位置に待機し、シリンダヘッド１２が第１待機位置Ａ１に配置された後、下側に変位してシリンダヘッド１２を上方から押さえる。可動台７０の下面には、シリンダヘッド１２の位置決め孔１２ａに挿入される位置決めピン７０ａが設けられており、シリンダヘッド１２を精度よく固定保持することが可能である。

載置部１８ａの搬送レール５４は、可動台７０と共に油圧装置５６に接続されており、上下に変位可能となっている。すなわち、搬送レール５４は、シリンダヘッド１２のＸ１方向の搬送時に上側位置に配置されることで、シリンダヘッド１２をシート治具６０から離間させている。そして、シリンダヘッド１２が第１待機位置Ａ１に配置されると、下方向に変位してシート治具６０上にシリンダヘッド１２を載置する。

油圧装置５６は、図示しない油圧供給部に接続されたシリンダにより上下動する可動柱５６ａを有し、制御装置２８の制御下に可動台７０及び搬送レール５４を上下に変位させる。

案内部材５８は、主搬送ライン１４上の搬送時にシリンダヘッド１２のヨー方向の姿勢変動を抑制するものであり、主搬送ライン１４のＹ方向両側部に設けられる。案内部材５８は、第１待機位置Ａ１において、上流コンベア１６及び中間コンベア２０から分離して傾動台６２に設けられることで、第１搬送装置１８と共にＹ方向に移動可能となっている。特に、案内部材５８は、シリンダヘッド１２を傾ける際にシリンダヘッド１２の側面を支持することで、シリンダヘッド１２のずれを防止する。

シート治具６０は、シリンダヘッド１２が第１待機位置Ａ１に搬送される前に、作業員によりバルブシートＳがセットされて、第１待機位置Ａ１に待機している。そして、シリンダヘッド１２の搬送後に搬送レール５４が下がることで、その上部にシリンダヘッド１２が載置される。シート治具６０は、バルブシートＳを圧入前に保持するシート保持機構７２と、シート保持機構７２が固定される台座７４と、台座７４の両側部からＹ方向に突出する案内バー７６とを備える。

シート保持機構７２は、吸気バルブ配置空間４０の傾斜角度αと一致するように台座７４に傾いて支持されており、ガイド保持機構６４と同様にＸ方向に６つ並設されている。シート保持機構７２は、バルブシートＳを保持する保持体７２ａと、保持体７２ａがねじ止めされる可動ロッド７２ｂと、可動ロッド７２ｂを下方向に付勢するバネ７２ｃと、台座７４に固定され可動ロッド７２ｂを案内するガイド筒７２ｄとを備える。

保持体７２ａは、シート収容部４０ｂの内径よりも小さい外径を有する凸状に形成されており、側周面を囲うようにバルブシートＳが装着される。可動ロッド７２ｂは、保持体７２ａの中心部に上端部がねじ止めされ、台座７４の上面から下面に貫通している。可動ロッド７２ｂの下端部には、径方向外側に膨出した膨出部７２ｅが形成されており、この膨出部７２ｅはバネ７２ｃの付勢力を受けることが可能となっている。これにより、保持体７２ａは、通常状態で、可動ロッド７２ｂを介して台座７４側に待機する。そして、保持体７２ａ及び可動ロッド７２ｂは、後述するプレス機３６の圧入ブロック１３０により押し出されることにより、上方向に進出移動する。

台座７４は、シリンダヘッド１２を載置可能な広さを有する載置面７４ａを有し、この載置面７４ａには、保持体７２ａを待機させる切り欠き部７４ｂが形成されている。切り欠き部７４ｂには、シート保持機構７２を傾けて取り付ける取付孔が設けられている。

第１治具４８のガイド治具５２とシート治具６０は、基本的に以上のように構成される。これに対し、第２治具５０は、排気バルブ配置空間４２にバルブガイドＧ及びバルブシートＳを圧入するために、ガイド保持機構６４とシート保持機構７２が、仮想線Ｌ（図２参照）を対称軸として第１治具４８と逆の配置関係となっている。

一方、傾動台６２は、この傾動台６２よりも上部側に設けられた載置部１８ａの各構成（カムレール６８ｄを除く）を一体的に支持する台である。この傾動台６２は、第１搬送装置１８の角度調整機構８２により、上面の傾斜角度が調整可能となっており、これによりシート治具６０に固定保持されたシリンダヘッド１２を所定角度傾けた状態とする。

よって、次に、第１搬送装置１８の傾動台６２よりも下側の構成について、図５、図６Ａ及び図６Ｂを参照して具体的に説明していく。第１搬送装置１８は、上述したように、傾動台６２の傾斜を調整し、且つ第１待機位置Ａ１と第１圧入位置Ａ２の間を往復動可能な構成となっている。これを実現するために、第１搬送装置１８の傾動台６２よりも下側は、固定台７８、直動駆動機構８０、角度調整機構８２及び枠体８４を含む構成となっている。

固定台７８は、上流コンベア１６と中間コンベア２０の間においてＹ方向に長い形状に（すなわち第１待機位置Ａ１から第１圧入位置Ａ２間に渡って）形成されている。

直動駆動機構８０は、固定台７８上に固定された搬送用モータ８６と、搬送用モータ８６によって回転するスクリュー軸８８と、スクリュー軸８８の回転に基づき直線方向に変位するブラケット９０とを備える。搬送用モータ８６は、第１搬送装置１８のＹ２側にあり、スクリュー軸８８は、この搬送用モータ８６からＹ１方向に延びて第１圧入位置Ａ２に至っている。スクリュー軸８８の外周面にはねじ溝が形成されている。ブラケット９０は、スクリュー軸８８が貫通挿入される孔部９０ａを有し、この孔部９０ａにはねじ溝上を転動する図示しないボールが設けられている。ブラケット９０は、スクリュー軸８８の回転に対しその姿勢を維持しつつボールが転動することで、回転力を直動駆動に変換する。これにより、直動駆動機構８０は、ブラケット９０に設けられた部材をスクリュー軸８８に沿って一体的にスライド移動させる。

角度調整機構８２はこのブラケット９０に取り付けられ、傾動用シリンダ９２、リンク部９４、回転部９６及び傾動規制部９８を備える。傾動用シリンダ９２は、一端部がブラケット９０に揺動自在に取り付けられた支持筒９２ａと、この支持筒９２ａの軸方向に変位可能な可動筒９２ｂとを有し、可動筒９２ｂの一端部がリンク部９４に連結されている。リンク部９４は、可動筒９２ｂの変位力を回転部９６の回転力に変換して回転部９６に伝達する。この回転部９６は、枠体８４に軸支されると共に傾動台６２を固定保持している。

よって、傾動台６２は、回転部９６が回転すると回転部９６の回転中心を基点にＹ１側が上方に変位するように傾動する。傾動規制部９８は、傾動台６２のＹ２方向下方側に設けられ、回転部９６の回転により傾動した傾動台６２を受ける当接部９８ａを有する。当接部９８ａは、傾動台６２までの間隔が調節可能となっており、傾動台６２の傾斜角度を適宜設定することができる。

枠体８４は、ブラケット９０のＸ方向両側部に取り付けられて上方に延び、Ｘ方向中間部且つ上下中間部に空洞８４ａを形成しつつ、傾動台６２及び回転部９６を支持している。空洞８４ａは、ブラケット９０が第１圧入位置Ａ２に移動した際に、プレス機３６の下部アーム１１８を入り込ませてシリンダヘッド１２の下側に配置させるためのものである。

なお、第２搬送装置２２の角度調整機構８２は、シリンダヘッド１２の排気バルブ配置空間４２の軸線Ｏ２を垂直とするために、第１搬送装置１８の角度調整機構８２と逆に傾斜させる構成となっている。すなわち、傾動用シリンダ９２、リンク部９４がＹ２側に傾いて取り付けられており、傾動台６２はＹ２側が上方に変位するように傾動する。

次に、プレス機３６について図７Ａ及び図７Ｂを参照して説明する。プレス機３６は、上述したように、シリンダヘッド１２に対し、バルブガイドＧ及びバルブシートＳを同時に圧入する装置であり、本体部１００、プレス機移動機構１０２、一対の圧入部３４及び圧入部移動機構１０４を備える。

本体部１００は、架台３０上に搭載され、所定高さにおいて一対の圧入部３４を支持可能なフレーム構造を呈している。一対の圧入部３４は、本体部１００の上部寄り且つＹ２側に設けられる。本体部１００の下部には、圧入部３４を安定的に支持するために、架台３０のＹ方向幅に略一致する幅広な基台１０６が設けられている。この基台１０６には、プレス機３６全体を架台３０のレール３２に沿って移動自在とするプレス機移動機構１０２が設置される。

架台３０上のレール３２は、３本のレール（Ｙ方向両側の一対のガイドレール３２ａ、Ｙ方向中央部の駆動支持レール３２ｂ）により構成される。プレス機移動機構１０２は、レール３２に沿ってプレス機３６を移動して、第１圧入位置Ａ２と第２圧入位置Ｂ２の各々に圧入部３４を位置決めする。このため、プレス機移動機構１０２は、一対のガイド凹部１０８、車輪１１０及びサーボモータ１１２を備える。

一対のガイド凹部１０８は、一対のガイドレール３２ａに対向するように基台１０６のＹ方向両側に設けられている。プレス機３６は、このガイド凹部１０８にガイドレール３２ａが入り込むことでＸ方向に直線的に案内される。

車輪１１０は、搬送レール５４の上面に大きな摩擦力で接触し、サーボモータ１１２により回転駆動して搬送レール５４上を転がる。サーボモータ１１２は、制御装置２８に接続されており、制御装置２８の制御下に車輪１１０を回転させる。架台３０の所定位置には、図示しないセンサが設けられ、制御装置２８はセンサの信号に基づきサーボモータ１１２の回転量や回転速度を制御する。これにより、圧入装置１０は、本体部１００が支持している一対の圧入部３４を第１及び第２圧入位置Ａ２、Ｂ２に高精度に位置決めすることができる。

一対の圧入部３４は、側面視で上側から順に、上部アーム１１４、中間支持部１１６及び下部アーム１１８が連なる略Ｃ字形状に形成されている。一対の圧入部３４は、連結バー１１９により相互の間隔が一定になるように連結されている。上部アーム１１４のＹ２方向端部寄りには、バルブガイドＧを圧入するガイド圧入部１２０が設けられ、下部アーム１１８のＹ２方向端部寄りには、バルブシートＳを圧入するシート圧入部１２２が設けられている。

ガイド圧入部１２０は、制御装置２８に接続されたガイド圧入用駆動源１２４と、ガイド圧入用駆動源１２４により上下に進退移動する圧入ロッド１２６（圧入部材）とを備える。ガイド圧入用駆動源１２４は、例えばサーボモータにより構成される。圧入ロッド１２６は、バルブガイドＧの外径と同じ外径を有する柱状に形成されており、ガイド圧入用駆動源１２４の駆動に基づき進退する。圧入ロッド１２６の進出時には、先端面がバルブガイドＧの端部に接触することになり、さらに進出することでバルブガイドＧを圧入する。

一方、シート圧入部１２２は、制御装置２８に接続されたシート圧入用駆動源１２８と、シート圧入用駆動源１２８により進退移動する圧入ブロック１３０（圧入部材）とを備える。シート圧入用駆動源１２８も、例えばサーボモータにより構成される。圧入ブロック１３０は、圧入ロッド１２６と対向する位置で、シート圧入用駆動源１２８の駆動に基づき上下に進退する。この圧入ブロック１３０の上面は、比較的大きな押出面に形成されることで、圧入装置１０の圧入動作時にかかる下方向の圧力を確実に受けることができる。

上部アーム１１４及び下部アーム１１８が連なる中間支持部１１６は、圧入部移動機構１０４を介して本体部１００に取り付けられる。すなわち、一対の圧入部３４は、６つの吸気バルブ配置空間４０と６つの排気バルブ配置空間４２に圧入を行うために、圧入部移動機構１０４により本体部１００と相対的にＸ方向に変位する。

圧入部移動機構１０４は、本体部１００に取り付けられた圧入部用駆動源１３２と、圧入部用駆動源１３２の駆動力を中間支持部１１６に伝達する駆動伝達部１３４と、一対の圧入部３４の変位をガイドする案内棒１３６と備える。例えば、圧入部移動機構１０４は、サーボモータにより構成され、駆動伝達部１３４はサーボモータのスクリュー軸と、中間支持部１１６に固定されスクリュー軸に沿って直動するスライダとにより構成される。圧入部移動機構１０４は、第１圧入位置Ａ２において一対の圧入部３４を移動して、圧入ロッド１２６及び圧入ブロック１３０を所定の吸気バルブ配置空間４０に対向させる。同様に、第２圧入位置Ｂ２において一対の圧入部３４を移動して、圧入ロッド１２６及び圧入ブロック１３０を所定の排気バルブ配置空間４２に対向させる。

次に、圧入部３４よりバルブガイドＧとバルブシートＳを同時に圧入する際の動作について、図８Ａ〜図９Ｂを参照して具体的にする。シリンダヘッド１２は、圧入動作前に作業員により、バルブガイドＧがガイド治具５２にセットされ、バルブシートＳがシート治具６０にセットされる。バルブガイドＧは、吸気バルブ配置空間４０の軸線Ｏ１に沿うようにガイド保持機構６４の留部６４ｂに留められて保持され、バルブシートＳは、吸気バルブ配置空間４０の軸線Ｏ１に沿うように保持体７２ａに保持されている。

そして、圧入装置１０は、図８Ａに示すように、圧入動作前に、上述した第１搬送装置１８によりシリンダヘッド１２を固定保持し傾斜状態とすることで、吸気バルブ配置空間４０の軸線Ｏ１をＺ方向（上下方向）に一致させる。このため、シリンダヘッド１２及び圧入部３４を位置決めした第１圧入位置Ａ２では、吸気バルブ配置空間４０の軸線Ｏ１が、圧入ロッド１２６と圧入ブロック１３０の（進出方向の）軸線に一致した状態となる。換言すれば、第１治具４８は、シリンダヘッド１２と圧入部３４の軸線がＺ方向に揃うように姿勢を維持している。

その後、図８Ｂに示すように、圧入装置１０は、圧入ロッド１２６を下方向に進出してバルブガイドＧを押し出す。これにより、バルブガイドＧは、留部６４ｂから押し出されて下方向に変位し、案内空間６４ｃの上端部に落下する。案内空間６４ｃは、バルブガイドＧの外径に一致していることで、バルブガイドＧを適度な摩擦力で保持する。

次に、図９Ａに示すように、圧入装置１０は、圧入ブロック１３０を上方向に進出して可動ロッド７２ｂを押し出す。これにより、可動ロッド７２ｂの上端部に設けられた保持体７２ａがシート収容部４０ｂ、４２ｂ内に進出移動して、保持体７２ａに保持されたバルブシートＳがシート収容部４０ｂ、４２ｂに圧入される。この際、圧入ロッド１２６は、ガイド保持機構６４の案内孔６４ａに進入しており、吸気バルブ配置空間４０がぶれないように支持することができる。

そして、バルブシートＳの圧入後に、図９Ｂに示すように、圧入ロッド１２６をさらに下方向に進出することでバルブガイドＧをガイド収容部４０ａ、４２ａに圧入する。バルブガイドＧは、その姿勢が案内空間６４ｃにより案内されるため、ガイド収容部４０ａ、４２ａに対し精度よく圧入される。また、バルブガイドＧの圧入時に下方向にかかる圧力は、シート収容部４０ｂ、４２ｂに進入しているバルブシートＳ及び保持体７２ａによって良好に受けることができる。

これにより、１つの吸気バルブ配置空間４０に対するバルブガイドＧ及びバルブシートＳの圧入が完了する。その後、圧入ロッド１２６及び圧入ブロック１３０をシリンダヘッド１２からそれぞれ後退させ、次の吸気バルブ配置空間４０に対する圧入動作を行うため、圧入部移動機構１０４を駆動して圧入部３４をＸ方向に移動する。圧入装置１０は、シリンダヘッド１２の６つの吸気バルブ配置空間４０全てにバルブガイドＧ及びバルブシートＳを圧入するまで、上記の動作を繰り返す。

なお、プレス機３６は、圧入作業を迅速に行うために、圧入部３４を一対設けた構成としている。一対の圧入部３４（第１圧入部３４ａ、第２圧入部３４ｂ）は、シリンダヘッド１２の吸気バルブ配置空間４０及び排気バルブ配置空間４２の形成箇所に応じて相互の間隔が調整されている。以下、本実施形態に係るシリンダヘッド１２の６つの吸気バルブ配置空間４０のＸ２側からＸ１側に向かって順に符号Ａ〜Ｆを付し、その圧入手順を説明する。図１０Ａに示すように、圧入部３４は、第１圧入部３４ａが吸気バルブ配置空間４０Ａに対向する位置で、第２圧入部３４ｂが吸気バルブ配置空間４０Ｅに対向する位置に配置されるように構成されている。

プレス機３６の圧入作業では、先ず第２圧入部３４ｂを吸気バルブ配置空間４０Ｃに対向させて圧入を行い（図１０Ｂ参照）、次に第２圧入部３４ｂを吸気バルブ配置空間４０Ｄに対向させて圧入を行う（図１０Ｃ参照）。この際、第１圧入部３４ａは、第２圧入部３４ｂに対し一定間隔離れて支持されていることで、シリンダヘッド１２のＸ２方向側に位置している。

その後、第１及び第２圧入部３４ａ、３４ｂを一体的に移動して、第１圧入部３４ａを吸気バルブ配置空間４０Ａに対向させて圧入を行うと同時に、第２圧入部３４ｂを吸気バルブ配置空間４０Ｅに対向させて圧入を行う（図１０Ｄ参照）。最後に、第１圧入部３４ａを吸気バルブ配置空間４０Ｂに対向させて圧入を行うと同時に、第２圧入部３４ｂを吸気バルブ配置空間４０Ｆに対向させて圧入を行う（図１０Ｅ参照）。これにより、圧入装置１０は、シリンダヘッド１２の６つの吸気バルブ配置空間４０Ａ〜４０Ｆ全てにバルブガイドＧ及びバルブシートＳを短時間に圧入することができる（図１０Ｆ参照）。

本実施形態に係る圧入装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にこの圧入装置１０を用いたバルブガイドＧとバルブシートＳの圧入方法について説明する。

圧入装置１０は、圧入動作前に、第１待機位置Ａ１に第１搬送装置１８を予め待機し、第２待機位置Ｂ１に第２搬送装置２２を予め待機した状態としている。この際、図４Ａに示すように、油圧装置５６により、可動台７０と搬送レール５４が上方に押し上げられ、ガイド治具５２が上側位置に退避し、載置面７４ａが搬送レール５４よりも下側に位置している。すなわち、第１及び第２待機位置Ａ１、Ｂ１には、シリンダヘッド１２を受け入れ可能な空間が構築されている。そして、第１及び第２搬送装置１８、２２の各搬送レール５４が各コンベア１６、２０、２４の搬送高さと一致した状態となっている。

圧入装置１０の圧入方法では、先ず作業員が、第１治具４８に対しバルブガイドＧ及びバルブシートＳをセットする（ステップＳ１：初期部品セット工程）。具体的には、ガイド治具５２のガイド保持機構６４の案内孔６４ａにバルブガイドＧを挿入し、またシート治具６０のシート保持機構７２の保持体７２ａにバルブシートＳを装着する。

そして、図１に示すように、シリンダヘッド１２が上流コンベア１６に供給されると、上流コンベア１６を駆動してシリンダヘッド１２をＸ１方向に搬送する（ステップＳ２：第１ワーク搬送工程）。シリンダヘッド１２は、上流コンベア１６に設けられた案内部材５８によりヨー動作等が規制され第１待機位置Ａ１に直線的に案内される。そして、シリンダヘッド１２は、第１待機位置Ａ１の搬送レール５４に載置されることで、その移動が停止する。

次に、圧入装置１０は、図３に示すように、油圧装置５６を駆動して可動台７０と搬送レール５４を下方向に変位し、ガイド治具５２とシート治具６０の間にシリンダヘッド１２を固定する（ステップＳ３：第１固定工程）。具体的には、油圧装置５６によって搬送レール５４が下側に移動することで、シート治具６０の台座７４にシリンダヘッド１２を載置する。一方、可動台７０は、油圧装置５６によって搬送レール５４よりも大きく下側に移動してシリンダヘッド１２の上部を押さえる。その結果、可動台７０と台座７４の間でシリンダヘッド１２を挟み込み、シリンダヘッド１２を強固に固定することができる。シリンダヘッド１２の固定状態では、シート保持機構７２の一部がシリンダヘッド１２の燃焼空間３８内に入り込み、吸気バルブ配置空間４０の軸線Ｏ１とシート保持機構７２の軸線が同軸となる。

シリンダヘッド１２の固定後、圧入装置１０は、図６Ａに示すように、角度調整機構８２を駆動して、吸気バルブ配置空間４０の軸線Ｏ１が垂直になるまでシリンダヘッド１２を傾斜する（ステップＳ４：第１傾斜工程）。角度調整機構８２は、傾動台６２を傾けることにより、傾動台６２の上部に設けたガイド治具５２、シート治具６０、油圧装置５６及び案内部材５８等を一体的に傾ける。

次に、第１搬送装置１８は、図６Ｂに示すように、直動駆動機構８０の搬送用モータ８６を駆動して載置部１８ａをＹ１方向にスライド移動して、シリンダヘッド１２を第１圧入位置Ａ２に搬送する（ステップＳ５：第１搬送工程）。載置部１８ａのスライド移動時には、カムローラ６８ｃがカムレール６８ｄに接触して転がることになり、ガイド保持機構６４及び保持ブロック６６がカムレール６８ｄの傾斜面に沿って可動台７０に近接していく。これにより、第１圧入位置Ａ２では、ガイド保持機構６４の下端部がシリンダヘッド１２の吸気バルブ配置空間４０に対向し、ガイド保持機構６４の軸線が吸気バルブ配置空間４０の軸線Ｏ１と同軸となる。

その後、圧入装置１０は、プレス機３６の圧入部３４により、シリンダヘッド１２の吸気バルブ配置空間４０にバルブガイドＧ及びバルブシートＳを圧入する（ステップＳ６：第１圧入工程）。図８Ａ〜図９Ｂに示すように、バルブガイドＧ及びバルブシートＳの圧入は、プレス機３６の圧入ロッド１２６と圧入ブロック１３０を進出することにより実施される。バルブガイドＧ及びバルブシートＳの圧入は、６つの吸気バルブ配置空間４０全てに対し実施する。

また第１圧入工程中において、作業員は、第２待機位置Ｂ１に移動し、排気バルブ配置空間４２に圧入するバルブガイドＧ及びバルブシートＳを第２治具５０にセットする（ステップＳ７：第１セット工程）。バルブガイドＧ及びバルブシートＳのセット方法は、初期部品セット工程と同様である。なお第１セット工程は、第１圧入工程中に限定されず、例えば、第１固定工程から後述する第１固定解除工程の間で作業員が適当なタイミングで行ってよい。

第１圧入工程後、圧入装置１０は、図１に示すように、シリンダヘッド１２を第１圧入位置Ａ２から第１待機位置Ａ１に戻す（ステップＳ８：第１搬送復帰工程）。すなわち、第１搬送装置１８の搬送用モータ８６を駆動して載置部１８ａをＹ２方向にスライドすることにより、シリンダヘッド１２を第１待機位置Ａ１に移動させる。第１圧入位置Ａ２において可動台７０に近接していたガイド保持機構６４及び保持ブロック６６は、第１待機位置Ａ１への移動にともない可動台７０から離間する。

第１搬送復帰工程後、第１搬送装置１８は、角度調整機構８２を駆動して傾動台６２を水平に戻すことでシリンダヘッド１２の姿勢も水平にする（ステップＳ９：第１傾斜復帰工程）。さらに、油圧装置５６を駆動することにより、可動台７０及び搬送レール５４を上方向に移動して、シリンダヘッド１２の固定を解除する（ステップＳ１０：第１固定解除工程）。

その後、第１待機位置Ａ１にあるシリンダヘッド１２を、中間コンベア２０を介して第２待機位置Ｂ１に搬送する（ステップＳ１１：第２ワーク搬送工程）。第２待機位置Ｂ１では、排気バルブ配置空間４２にバルブガイドＧとバルブシートＳを圧入するため、上述したステップＳ３〜Ｓ１０と略同様のステップを実施する。

すなわち、圧入装置１０は、第２治具５０を介して第２搬送装置２２にシリンダヘッド１２を固定する（ステップＳ１２：第２固定工程）。その後、第２搬送装置２２の角度調整機構８２によりシリンダヘッド１２の傾きを調整する（ステップＳ１３：第２傾斜工程）。この第２傾斜工程では、シリンダヘッド１２の排気バルブ配置空間４２の軸線Ｏ２が垂直となるように、第２搬送装置２２が第１搬送装置１８と逆方向にシリンダヘッド１２を傾ける。

そして、本実施形態に係る圧入装置１０は、プレス機３６のスライド移動を、ステップＳ１３の開始をトリガーとして実施する構成となっている。すなわちステップＳ１４において、圧入装置１０は、プレス機３６のプレス機移動機構１０２を駆動することにより、第１圧入位置Ａ２に位置している圧入部３４を第２圧入位置Ｂ２に直線的に移動する（圧入部移動工程）。この際、プレス機３６は、レール３２に沿って案内されることで、第２圧入位置Ｂ２に容易にスライド移動する。

一方、第２搬送装置２２は、第２傾斜工程後に、シリンダヘッド１２を第２圧入位置Ｂ２に搬送する（ステップＳ１５：第２搬送工程）。そして、ステップＳ１３で第２圧入位置Ｂ２に位置決めされた圧入部３４が、排気バルブ配置空間４２に対しバルブガイドＧとバルブシートＳを圧入する（ステップＳ１６：第２圧入工程）。バルブガイドＧ及びバルブシートＳの圧入は、６つの排気バルブ配置空間４２全てに対し実施する。これにより、シリンダヘッド１２は、吸気バルブ配置空間４０及び排気バルブ配置空間４２の全てにバルブガイドＧ及びバルブシートＳが圧入される。

また、第２圧入工程中において、作業員は、第１待機位置Ａ１に移動し、吸気バルブ配置空間４０に圧入するバルブガイドＧ及びバルブシートＳを第１治具４８にセットする（ステップＳ１７：第２セット工程）。このように圧入部３４が動作している際にバルブガイドＧ及びバルブシートＳを他の治具にセットするようにすれば、作業員の作業時間を有効活用することができるので、シリンダヘッド１２の生産性向上を図ることができる。なお、第２セット工程は、第１セット工程と同様に、第２圧入工程中に限定されず、例えば、第２固定工程から後述する第２固定解除工程の間で作業員が適当なタイミングで行ってよい。

第２圧入工程後は、第２圧入位置Ｂ２から第２待機位置Ｂ１にシリンダヘッド１２を復帰させる（ステップＳ１８：第２搬送復帰工程）。そして、シリンダヘッド１２の傾きを水平に戻すと共に（ステップＳ１９：第２傾斜復帰工程）、シリンダヘッド１２の固定を解除する（ステップＳ２０：第２固定解除工程）。最後に、第２待機位置Ｂ１にあるシリンダヘッド１２を下流コンベア２４に送り出す（ステップＳ２１：第３搬送工程）。これにより、圧入装置１０は、シリンダヘッド１２に対するバルブガイドＧとバルブシートＳの圧入を完了する。

なお、圧入部移動工程の実施タイミングは、上記のステップＳ１３のタイミング以外で実施してもよい。圧入部移動工程は、特にステップＳ８〜ステップＳ１３の工程中に実施すれば、圧入装置１０の動作を効率的に行うことができる。

以上のように、本実施形態に係る圧入装置１０及び圧入方法によれば、第１圧入位置Ａ２と第２圧入位置Ｂ２間を直線的に延在するレール３２に沿って圧入部３４が移動することで、位置決めを効率的且つ精度よく行うことができる。すなわち、圧入部３４は、第１圧入位置Ａ２において吸気バルブ配置空間４０に圧入動作を行った後、Ｘ１方向のスライド移動のみで、第２圧入位置Ｂ２に配置される。圧入部３４が第２圧入位置Ｂ２から第１圧入位置Ａ２に移動する場合もＸ２方向のスライド移動のみで、位置決めが可能となる。

ここで、例えば、圧入部を多関節型のロボットハンド等により構成した場合は、圧入部の位置決めが難しくなり、圧入品質がばらつく可能性が高まる。これに対し、本実施形態に係る圧入装置１０は、プレス機３６がレール３２上を移動すするので、圧入部３４の位置決めにかかるエネルギが大幅に低減し、また圧入部３４の位置決めが簡単化する。さらに、直線状のレール３２は、プレス機３６の移動距離を最短とすることができる。その結果、圧入部３４とシリンダヘッド１２の位置決め精度が向上すると共に、位置決めにかかる時間を短縮することができる。

また、圧入装置１０は、圧入部３４が吸気バルブ配置空間４０と排気バルブ配置空間４２の両方にバルブガイドＧ及びバルブシートＳを圧入することにより、装置全体の稼働率を向上することができる。この場合、圧入部３４の校正等を一度行うことで、吸気バルブ配置空間４０と排気バルブ配置空間４２に対する圧入精度を統一することが可能となる。よって、圧入後の品質が安定すると共に、校正の時間及びコストを低減することができる。

また、第１固定工程では、第１治具４８を介して第１搬送装置１８にシリンダヘッド１２を固定することにより、バルブガイドＧ及びバルブシートＳを吸気バルブ配置空間４０に簡単に対向させることができる。これにより、圧入部３４による圧入をスムーズに促すことができる。また第２固定工程でも同様の効果が得られる。

さらに、第１傾斜工程（又は第２傾斜工程）を実施することにより、吸気バルブ配置空間４０と排気バルブ配置空間４２が非平行のシリンダヘッド１２でも、圧入部３４側を傾ける必要がなくなる。よって、圧入部３４を有するプレス機３６の構造をより簡素化することができ、プレス機３６の故障頻度やコストを低減することができる。

上記において、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改変が可能なことは言うまでもない。

１０…圧入装置 １２…シリンダヘッド
１８…第１搬送装置 ２２…第２搬送装置
３２…レール ３４…圧入部
３６…プレス機 ４０…吸気バルブ配置空間
４２…排気バルブ配置空間 ４８…第１治具
５０…第２治具 ５２…ガイド治具
６０…シート治具 ７０…可動台
８２…角度調整機構 １０２…プレス機移動機構
Ａ１…第１待機位置 Ａ２…第１圧入位置
Ｂ１…第２待機位置 Ｂ２…第２圧入位置
Ｇ…バルブガイド Ｓ…バルブシート

Claims (7)

1. 吸気バルブ及び排気バルブのうち一方が配置される第１空間部と他方が配置される第２空間部とを有するシリンダヘッドに、バルブガイド及びバルブシートを圧入する圧入方法であって、
   前記シリンダヘッドを第１圧入位置に搬送する第１搬送工程と、
   前記第１圧入位置に搬送された前記シリンダヘッドの前記第１空間部に、圧入部が前記バルブガイド及び前記バルブシートを同時に圧入する第１圧入工程と、
   前記第１圧入位置と異なる箇所に設けられた第２圧入位置に前記シリンダヘッドを搬送する第２搬送工程と、
   前記第１圧入位置と前記第２圧入位置間を直線的に延在するレールに沿って前記圧入部をスライド移動する圧入部移動工程と、
   前記第２圧入位置に搬送された前記シリンダヘッドの前記第２空間部に、前記第１圧入位置から前記第２圧入位置に移動した前記圧入部が前記バルブガイド及び前記バルブシートを同時に圧入する第２圧入工程とを有する
   ことを特徴とする圧入方法。
2. 請求項１記載の圧入方法において、
   前記第１搬送工程の実施前に、前記第１空間部に圧入する前記バルブガイド及び前記バルブシートがセットされた第１治具を介して、前記シリンダヘッドを第１搬送装置に固定する第１固定工程と、
   前記第２搬送工程の実施前に、前記第２空間部に圧入する前記バルブガイド及び前記バルブシートがセットされた第２治具を介して、前記シリンダヘッドを第２搬送装置に固定する第２固定工程とを有する
   ことを特徴とする圧入方法。
3. 請求項２記載の圧入方法において、
   前記第１固定工程後、前記バルブガイド及び前記バルブシートの軸心を前記圧入部の圧入部材の進出方向に一致させるように、前記第１搬送装置が前記シリンダヘッドを傾斜する第１傾斜工程と、
   前記第２固定工程後、前記バルブガイド及び前記バルブシートの軸心を前記圧入部材の進出方向に一致させるように、前記第２搬送装置が前記シリンダヘッドを傾斜する第２傾斜工程とを有する
   ことを特徴とする圧入方法。
4. 請求項２又は３に記載の圧入方法において、
   前記第１圧入工程の実施中に、前記第２空間部に圧入する前記バルブガイド及び前記バルブシートを前記第２治具にセットする第１セット工程と、
   前記第２圧入工程の実施中に、前記第１空間部に圧入する前記バルブガイド及び前記バルブシートを前記第１治具にセットする第２セット工程とを有する
   ことを特徴とする圧入方法。
5. 吸気バルブ及び排気バルブのうち一方が配置される第１空間部と他方が配置される第２空間部とを有するシリンダヘッドに、バルブガイド及びバルブシートを圧入する圧入装置であって、
   前記シリンダヘッドを第１圧入位置に搬送する第１搬送装置と、
   前記第１圧入位置と異なる箇所に設けられた第２圧入位置に前記シリンダヘッドを搬送する第２搬送装置と、
   前記第１圧入位置に配置され、前記第１圧入位置に搬送された前記シリンダヘッドの前記第１空間部に、前記バルブガイド及び前記バルブシートを同時に圧入し、且つ前記第１圧入位置から前記第２圧入位置に移動して前記第２圧入位置に搬送された前記シリンダヘッドの前記第２空間部に、前記バルブガイド及び前記バルブシートを同時に圧入する圧入部と、
   前記第１圧入位置と前記第２圧入位置間で前記圧入部を直線的にスライド移動可能とするレールとを備える
   ことを特徴とする圧入装置。
6. 請求項５記載の圧入装置において、
   前記第１搬送装置は、前記第１空間部に圧入する前記バルブガイド及び前記バルブシートがセットされた第１治具を介して、前記シリンダヘッドを固定可能であり、
   前記第２搬送装置は、前記第２空間部に圧入する前記バルブガイド及び前記バルブシートがセットされた第２治具を介して、前記シリンダヘッドを固定可能である
   ことを特徴とする圧入装置。
7. 請求項６記載の圧入装置において、
   前記第１及び第２搬送装置は、前記バルブガイド及び前記バルブシートの軸心を前記圧入部の圧入部材の進出方向に一致させるように前記シリンダヘッドを傾斜する角度調整機構をそれぞれ有する
   ことを特徴とする圧入装置。

Images