特許 6473241 組付装置および組付方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6473241

(24)【登録日】2019年2月1日

(45)【発行日】2019年2月20日

(54)【発明の名称】組付装置および組付方法

(51)【国際特許分類】

   B23P 21/00 20060101AFI20190207BHJP

   F01L 3/24 20060101ALI20190207BHJP

   F01L 3/10 20060101ALI20190207BHJP

【ＦＩ】

   B23P21/00 303C

   F01L3/24 C

   F01L3/10 C

【請求項の数】9

【全頁数】29

(21)【出願番号】特願2017-547204(P2017-547204)

(86)(22)【出願日】2015年10月26日

(86)【国際出願番号】JP2015080078

(87)【国際公開番号】WO2017072826

(87)【国際公開日】20170504

【審査請求日】2017年9月26日

(73)【特許権者】

【識別番号】391032358

【氏名又は名称】平田機工株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100076428

【弁理士】

【氏名又は名称】大塚 康徳

(74)【代理人】

【識別番号】100115071

【弁理士】

【氏名又は名称】大塚 康弘

(74)【代理人】

【識別番号】100112508

【弁理士】

【氏名又は名称】高柳 司郎

(74)【代理人】

【識別番号】100116894

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 秀二

(72)【発明者】

【氏名】末岡 久幸

(72)【発明者】

【氏名】中内 努

(72)【発明者】

【氏名】黒河 耕治

【審査官】 八板 直人

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１５／０７５９５８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１２−２４１５１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１９３４９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０２−１１０４４０（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｐ ２１／００

Ｂ２３Ｐ １９／０４

Ｆ０１Ｌ ３／２４

Ｆ０１Ｌ ３／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

バルブステムの上端部を取り囲んで設けたバルブスプリング上にリテーナを載置する組付装置であって、
前記リテーナを前記バルブスプリング上に載置する組付ヘッドと、
前記組付ヘッドを前記リテーナの供給位置と組付位置との間で移動させる移動ユニットと、を備え、
前記組付ヘッドは、
その下端部において前記リテーナを保持する保持ユニットと、
前記保持ユニットで保持された前記リテーナを押し出す押出ユニットと、を備え、
前記移動ユニットは、
前記組付ヘッドを水平方向に移動させる水平移動ユニットと、
前記組付ヘッドを昇降させる昇降ユニットと、を備え、
前記押出ユニットは、
前記昇降ユニットによる前記組付ヘッドの昇降方向に沿って進退動可能に支持された押出部材と、
該押出部材を進出方向に付勢する付勢手段と、を備える、
ことを特徴とする組付装置。

【請求項2】

請求項１に記載の組付装置であって、
前記昇降ユニットによる前記組付ヘッドの昇降高さに基づいて、前記保持ユニットによる前記リテーナの保持解除を制御する制御手段を更に備える、
ことを特徴とする組付装置。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の組付装置であって、
前記保持ユニットは、前記押出部材の周囲に設けられる開閉可能な複数の保持部材を備え、各保持部材が前記リテーナの周縁部に当接自在とされる、
ことを特徴とする組付装置。

【請求項4】

バルブステムの上端部に一対のコッタ片を係合させてリテーナを組み付ける組付装置であって、
前記バルブステムの前記上端部を取り囲んで設けたバルブスプリング上にリテーナを載置し、リテーナの組み付けを行う第一組付ヘッドと、
前記第一組付ヘッドを前記リテーナの供給位置と組付位置との間で移動させる第一移動ユニットと、
前記一対のコッタ片を保持し、前記バルブステムの前記上端部に係合させる第二組付ヘッドと、
前記第二組付ヘッドを、前記一対のコッタ片の供給位置と前記バルブステムとの間で移動させる第二移動ユニットと、を備え、
前記第一組付ヘッドは、
その下端部において前記リテーナを保持する保持ユニットと、
前記保持ユニットで保持された前記リテーナを押し出す押出ユニットと、を備え、
前記第一移動ユニットは、
前記第一組付ヘッドを水平方向に移動させる水平移動ユニットと、
前記第一組付ヘッドを昇降させる昇降ユニットと、を備え、
前記押出ユニットは、
前記昇降ユニットによる前記第一組付ヘッドの昇降方向に沿って進退動可能に支持された押出部材と、
該押出部材を進出方向に付勢する付勢手段と、を備える、
ことを特徴とする組付装置。

【請求項5】

請求項４に記載の組付装置であって、
前記バルブステムが組付けられたシリンダヘッドを搬送する搬送ユニットを更に備え、
前記搬送ユニットの搬送ラインを挟んで、一方側に前記リテーナの供給位置にリテーナを供給するリテーナ供給機を、他方側に前記一対のコッタの供給位置に一対のコッタを供給するコッタ供給機を備える、
ことを特徴とする組付装置。

【請求項6】

請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の組付装置であって、
前記押出部材は、前記リテーナの中央の穴に嵌合される係合部を下端部に有する円柱体である、
ことを特徴とする組付装置。

【請求項7】

請求項１に記載の組付装置であって、
前記組付装置を制御する制御手段を備え、
前記制御手段は、
前記リテーナが前記バルブスプリングに載置される前に前記組付ヘッドの下降を停止させ、
前記保持ユニットによる前記リテーナの保持の解除と前記組付ヘッドの上昇とを開始し、
前記押出ユニットにより前記保持ユニットに保持された前記リテーナを押し出して前記バルブスプリングに載置する、
ことを特徴とする組付装置。

【請求項8】

請求項４に記載の組付装置であって、
前記組付装置を制御する制御手段を備え、
前記制御手段は、
前記リテーナが前記バルブスプリングに載置される前に前記第一組付ヘッドの下降を停止させ、
前記保持ユニットによる前記リテーナの保持の解除と前記第一組付ヘッドの上昇とを開始し、
前記押出ユニットにより前記保持ユニットに保持された前記リテーナを押し出して前記バルブスプリングに載置する、
ことを特徴とする組付装置。

【請求項9】

バルブステムの上端部を取り囲んで設けたバルブスプリング上に組付ヘッドによってリテーナを載置する組付方法であって、
前記組付ヘッドは、
その下端部において前記リテーナを保持する保持ユニットと、
該保持ユニットで保持された前記リテーナを押し出す押出ユニットと、を備え、
前記組付方法は、
前記組付ヘッドをリテーナの供給位置と組付位置との間で移動させる移動工程を備え、
前記移動工程は、
前記組付ヘッドを水平方向に移動する水平移動工程と、
前記組付ヘッドを昇降させる昇降工程と、を備え、
前記昇降工程は、
前記リテーナを保持した前記組付ヘッドを下降させる下降工程と、
前記リテーナが前記バルブスプリングに載置される前に前記組付ヘッドの下降を停止させる下降停止工程と、
前記保持ユニットによる前記リテーナの保持の解除と前記組付ヘッドの上昇とを開始する保持解除工程と、
前記押出ユニットにより前記保持ユニットに保持された前記リテーナを押し出して前記バルブスプリングに載置する載置工程と、
を備える、
ことを特徴とする組付方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、エンジンのバルブステムにリテーナを組み付ける技術に関する。

【背景技術】

【0002】

リテーナは一対のコッタ片を介してバルブステムに取り付けられる。一対のコッタ片はバルブステムに係合する部品である。特許文献１〜３には、一対のコッタ片が既に組み付けられたリテーナをバルブステムに組み付ける装置が開示されている。この種の装置では、リテーナから一対のコッタ片を押し上げて一対のコッタ片間を開き、一対のコッタ片間にバルブステムを挿入する。そして、バルブステムの係合溝にコッタ片を係合させてコッタ片をリテーナに戻すことでリテーナをバルブステムに組付けている。特許文献４には、リテーナをバルブステムに装着した後、分離状態で準備した一対のコッタ片をバルブステムへ装着する装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平１０−６１４２０号公報

【特許文献2】特許第４０３３７０３号公報

【特許文献3】特開２０１２−２４１５１９号公報

【特許文献4】特開平５−３０１１３３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１〜３の装置の場合、リテーナから押し上げられる一対のコッタ片の姿勢が揃うように、装置毎の微調整が必要となる場合が多い。よって、装置の最初の稼働開始までに時間を要する場合がある。特許文献４の装置の場合、一対のコッタ片を事前に分離状態としておくので、一対のコッタ片の姿勢を揃える点で有利である。しかし、リテーナと一対のコッタ片とを別々にバルブステムに供給するため、工程数が増加し、サイクルタイムが長くなる傾向にある。

【0005】

本発明の目的は、バルブステムに対するリテーナの組み付けにおいて、サイクルタイムを短縮することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明によれば、バルブステムの上端部を取り囲んで設けたバルブスプリング上にリテーナを載置する組付装置であって、
前記リテーナを前記バルブスプリング上に載置する組付ヘッドと、
前記組付ヘッドを前記リテーナの供給位置と組付位置との間で移動させる移動ユニットと、を備え、
前記組付ヘッドは、
その下端部において前記リテーナを保持する保持ユニットと、
前記保持ユニットで保持された前記リテーナを押し出す押出ユニットと、を備え、
前記移動ユニットは、
前記組付ヘッドを水平方向に移動させる水平移動ユニットと、
前記組付ヘッドを昇降させる昇降ユニットと、を備え、
前記押出ユニットは、
前記昇降ユニットによる前記組付ヘッドの昇降方向に沿って進退動可能に支持された押出部材と、
該押出部材を進出方向に付勢する付勢手段と、を備える、
ことを特徴とする組付装置が提供される。

【0007】

また、本発明によれば、バルブステムの上端部に一対のコッタ片を係合させてリテーナを組み付ける組付装置であって、
前記バルブステムの前記上端部を取り囲んで設けたバルブスプリング上にリテーナを載置し、リテーナの組み付けを行う第一組付ヘッドと、
前記第一組付ヘッドを前記リテーナの供給位置と組付位置との間で移動させる第一移動ユニットと、
前記一対のコッタ片を保持し、前記バルブステムの前記上端部に係合させる第二組付ヘッドと、
前記第二組付ヘッドを、前記一対のコッタ片の供給位置と前記バルブステムとの間で移動させる第二移動ユニットと、を備え、
前記第一組付ヘッドは、
その下端部において前記リテーナを保持する保持ユニットと、
前記保持ユニットで保持された前記リテーナを押し出す押出ユニットと、を備え、
前記第一移動ユニットは、
前記第一組付ヘッドを水平方向に移動させる水平移動ユニットと、
前記第一組付ヘッドを昇降させる昇降ユニットと、を備え、
前記押出ユニットは、
前記昇降ユニットによる前記第一組付ヘッドの昇降方向に沿って進退動可能に支持された押出部材と、
該押出部材を進出方向に付勢する付勢手段と、を備える、
ことを特徴とする組付装置が提供される。

【0008】

また、本発明によれば、バルブステムの上端部を取り囲んで設けたバルブスプリング上に組付ヘッドによってリテーナを載置する組付方法であって、
前記組付ヘッドは、
その下端部において前記リテーナを保持する保持ユニットと、
該保持ユニットで保持された前記リテーナを押し出す押出ユニットと、を備え、
前記組付方法は、
前記組付ヘッドをリテーナの供給位置と組付位置との間で移動させる移動工程を備え、
前記移動工程は、
前記組付ヘッドを水平方向に移動する水平移動工程と、
前記組付ヘッドを昇降させる昇降工程と、を備え、
前記昇降工程は、
前記リテーナを保持した前記組付ヘッドを下降させる下降工程と、
前記リテーナが前記バルブスプリングに載置される前に前記組付ヘッドの下降を停止させる下降停止工程と、
前記保持ユニットによる前記リテーナの保持の解除と前記組付ヘッドの上昇とを開始する保持解除工程と、
前記押出ユニットにより前記保持ユニットに保持された前記リテーナを押し出して前記バルブスプリングに載置する載置工程と、
を備える、
ことを特徴とする組付方法が提供される。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、バルブステムに対するリテーナの組み付けにおいて、サイクルタイムを短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の一実施形態に係る組付装置の平面図。

【図2】図１の組付装置の制御ユニットのブロック図。

【図3】支持装置の説明図。

【図4】バルブ支持ユニットの説明図。

【図5】コッタ供給機の説明図。

【図6】コッタ供給機の説明図。

【図7】コッタ片の準備ユニットの説明図。

【図8】コッタ片の準備ユニットの説明図。

【図9】リテーナ供給機の説明図。

【図10】組付動作の説明図。

【図11】組付動作の説明図。

【図12】リテーナ組付ヘッドの説明図。

【図13】リテーナ組付ヘッドの説明図。

【図14】リテーナ組付ヘッドの説明図。

【図15】リテーナ組付動作の説明図。

【図16】コッタ組付ヘッドの説明図。

【図17】コッタ組付ヘッドの説明図。

【図18】分離部材およびその駆動ユニットの説明図。

【図19】収容部材の説明図。

【図20】収容部材の説明図。

【図21】収容部材の説明図。

【図22】収容部材の説明図。

【図23】コッタ組付ヘッドの説明図。

【図24】コッタ組付ヘッドの説明図。

【図25】コッタ組付ヘッドの説明図。

【発明を実施するための形態】

【0011】

＜装置の概要＞
図面を参照して本発明の一実施形態に係る組付装置Ａについて説明する。なお、各図において矢印Ｘ、Ｙは互いに直交する水平方向を示し、矢印Ｚは上下方向を示す。図１は組付装置Ａを模式的に示す平面図である。組付装置Ａはシリンダヘッド１００のバルブに一対のコッタ片を介してリテーナを組み付ける装置である。シリンダヘッド１００の気筒数および気筒配置並びにバルブ数に制限はないが、本実施形態におけるシリンダヘッド１００は、例示的に、直列三気筒で１２バルブ（一気筒あたり四バルブ）である。

【0012】

組付装置Ａは、搬送ユニット１と、支持装置２と、コッタ供給機３と、リテーナ供給機４と、移動ユニット５と、複数のリテーナ組付ヘッド６と、複数のコッタ組付ヘッド７と、を備える。

【0013】

搬送ユニット１はシリンダヘッド１００を搬送する。シリンダヘッド１００はパレット１６０上に搭載されて搬送される。本実施形態の場合、搬送ユニット１は、二列のコンベアユニット１０を備える。各コンベアユニット１０は例えばローラコンベアであり、Ｘ方向に延設されており、搬送ユニット１はＸ方向の搬送ラインを形成する。パレット１６０は二列のコンベアユニット１０に跨らせて載置され、シリンダヘッド１００はＸ方向に搬送される。

【0014】

支持装置２は、シリンダヘッド１００をコンベアユニット１０からリフトアップし、組付作業中、シリンダヘッド１００を支持する。詳細は後述する。

【0015】

コッタ供給機３は各コッタ組付ヘッド７に一対のコッタ片を供給する機構であり、リテーナ供給機４は各組付ヘッド６にリテーナを供給する機構である。本実施形態では、搬送ユニット１の搬送ラインを挟んで、Ｙ方向の一方側（図１で右側）にリテーナ供給機４を配置し、Ｙ方向の他方側（図１で左側）にコッタ供給機３を配置している。これにより、リテーナの組み付けと、一対のコッタ片の組み付けとを、シリンダヘッド１００の一側方と、他側方とから交互に、又は干渉が生じない範囲でタイミングを重畳させて行うことができ、タクトタイムを向上することができる。

【0016】

移動ユニット５は、複数のリテーナ組付ヘッド６と、複数のコッタ組付ヘッド７とを、独立して移動させる装置である。移動ユニット５は、本実施形態の場合、ガントリ式の機構であり、一部の構成を共用しつつ、複数のリテーナ組付ヘッド６を移動させるユニットと、複数のコッタ組付ヘッド７を移動させるユニットを構成している。

【0017】

移動ユニット５は、水平移動ユニット５０と、昇降ユニット５５ａ、５５ｂとを備える。水平移動ユニット５０は、Ｘ方向に離間して平行に配置された一対のレール５１を備える。各レール５１はＹ方向に延設されている。これらのレール５１は、複数のリテーナ組付ヘッド６を移動させるユニットと、複数のコッタ組付ヘッド７を移動させるユニットとで共用しているが、個別に設けても構わない。

【0018】

各レール５１には、独立して移動可能な二つのスライダ５２ａ、５２ｂが設けられている。各スライダ５２ａ、５２ｂはレール５１と係合し、レール５１に沿って移動可能である。二つのスライダ５２ａ間には、レール５３ａが設けられている。また、二つのスライダ５２ｂ間には、レール５３ｂが設けられている。レール５３ａ、５３ｂはＸ方向に延設されている。

【0019】

レール５３ａにはスライダ５４ａが設けられている。スライダ５４ａはレール５３ａと係合し、レール５３ａに沿って移動可能である。同様に、レール５３ｂにはスライダ５４ｂが設けられている。スライダ５４ｂはレール５３ｂと係合し、レール５３ｂに沿って移動可能である。

【0020】

水平移動ユニット５０は、スライダ５２ａ、５２ｂ、５４ａ、５４ｂを移動させる駆動機構を備える（不図示）。この駆動機構は、例えば、モータ等の駆動源と、ボールねじ機構等の駆動力伝達機構である。

【0021】

昇降ユニット５５ａはスライダ５４ａに設けられ、昇降ユニット５５ｂはスライダ５４ｂに設けられている。昇降ユニット５５ａ、５５ｂは、図５に示すように、対応するスライダ５４ａ、５４ｂに固定される本体５５１と、Ｚ方向に昇降される昇降部材５５２と、ヘッド支持部材５５３とを備える。本体５５１には、昇降部材５５２をＺ方向に移動する駆動機構（例えばモータ等の駆動源と、ボールねじ機構等の駆動力伝達機構）が設けられる。

【0022】

ヘッド支持部材５５３は昇降部材５５２の下端部に固定されている。昇降ユニット５５ａのヘッド支持部材５５３には複数のリテーナ組付ヘッド６が設けられている。本実施形態の場合、三つのリテーナ組付ヘッド６がＸ方向に並んで配置されている。昇降ユニット５５ｂのヘッド支持部材５５３には複数のコッタ組付ヘッド７が設けられている。本実施形態の場合、六つのコッタ組付ヘッド７が設けられている。六つのコッタ組付ヘッド７は、Ｙ方向に二列で配置され、各列には三つのコッタ組付ヘッド７がＸ方向に並んで配置されている。

【0023】

以上の構成により、全リテーナ組付ヘッド６は、二つのスライダ５２ａ、レール５３ａおよびスライダ５４ａによって水平方向（Ｘ、Ｙ方向）に移動され、昇降ユニット５５ａによってＺ方向に移動される。全コッタ組付ヘッド７は、二つのスライダ５２ｂ、レール５３ｂおよびスライダ５４ｂによって水平方向（Ｘ、Ｙ方向）に移動され、昇降ユニット５５ｂによってＺ方向に移動される。

【0024】

リテーナ組付ヘッド６は、リテーナ供給機４により供給されるリテーナをバルブスプリング上に載置する。コッタ組付ヘッド７はバルブステムの上端部に一対のコッタ片を係合させて、リテーナを組み付ける。これらの詳細は後述する。

【0025】

＜制御ユニット＞
次に、図２を参照して組付装置Ａの制御ユニット８の構成について説明する。図２は制御ユニット８のブロック図である。制御ユニット８は、処理部８１と、記憶部８２と、インターフェース部８３と、を備え、これらは互いに不図示のバスにより接続されている。処理部８１は記憶部８２に記憶されたプログラムを実行する。処理部８１は例えばＣＰＵである。記憶部８２は、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードディスク等である。インターフェース部８３は、処理部８１と、外部デバイス（ホストコンピュータ、センサ８５、アクチュエータ８４）と、の間に設けられ、例えば、通信インターフェースや、Ｉ／Ｏインターフェースである。ホストコンピュータは組付装置Ａが設けられる生産設備全体を制御する制御装置である。

【0026】

アクチュエータ８４は組付装置Ａが備えるモータやソレノイド等である。センサ８５は組付装置Ａが備える各種の可動体の動作を検知するセンサ等である。

【0027】

以下、組付装置Ａの各構成の詳細と、制御ユニット８の制御による動作について説明する。

【0028】

＜支持装置＞
支持装置２は、組付作業の間、シリンダヘッド１００を支持する。図３は支持装置２の構成および動作の説明図である。支持装置２は、テーブル２０を備える。テーブル２０上には、複数の位置決めピン２１と、バルブ支持ユニット２２とが固定されている。テーブル２０は回動ユニット２４に支持されている。回動ユニット（チルトユニット）２４は、Ｘ方向と平行な軸周りにテーブル２０を回動自在に支持すると共に、テーブル２０を回動させる駆動機構（不図示）を備えた装置である。この駆動機構は、例えば、モータ等の駆動源と、歯車機構（例えばウォームギヤ機構）とから構成することができる。

【0029】

回動ユニット２４は昇降ユニット２５に支持されている。昇降ユニット２５は例えば電動シリンダやエアシリンダ等のアクチュエータを備え、回動ユニット２４をＺ方向に昇降する。

【0030】

支持装置２の動作について説明する。図３において、状態ＳＴ１は組付作業前の待機状態を示す。テーブル２０および回動ユニット２４はコンベアユニット１０の搬送面よりも低い位置に位置している。

【0031】

シリンダヘッド１００は、バルブ１１０のバルブステムおよびバルブスプリング１４０が組み付けられた状態で、コンベアユニット１０によって支持装置２の上方に搬送され、停止される。

【0032】

ここで、バルブ１１０は、図１４等に示されるように、バルブステム１１２と、その下端に設けられたバルブヘッド１１１とを有し、バルブステム１１２にはシリンダヘッド１００に着座するスプリングシート１５０やバルブスプリング１４０がセットされている。バルブスプリング１４０はスプリングシート１５０上に、バルブステム１１２の上端部を取り囲んで設けられている。図２５等に示されるように、バルブステム１１２の上端部１１３には、一対のコッタ片１２０が係合する係合部１１４が形成されており、組付装置Ａは、最終的に、上端部１１３に一対のコッタ片１２０を介してリテーナ１３０を組み付ける。

【0033】

図３に戻り、昇降ユニット２５を駆動して、状態ＳＴ２に示すようにテーブル２０および回動ユニット２４を上昇させる。テーブル２０の上昇の過程で、複数の位置決めピン２１がパレット１６０と係合し、シリンダヘッド１００がパレット１６０と共に、コンベアユニット１０からリフトアップされる。リテーナおよび一対のコッタ片の組付作業は、このようにシリンダヘッド１００をコンベアユニット１０からリフトアップした状態で行う。バルブ支持ユニット２２は、バルブ１１０に当接され、組付作業中のバルブ１１０が燃焼室側へ脱落するのを防止すると共に組付作業中のバルブ１１０の位置管理を行う。その詳細は後述する。

【0034】

吸気側のバルブ１１０と排気側のバルブ１１０とは、通常、互いに平行ではない。本実施形態の場合、バルブ１１０に対するリテーナ１３０および一対のコッタ片１２０の組付作業は、バルブ１１０のバルブステムが、Ｚ方向と平行な状態（鉛直上向きの状態）で行う。このため、状態ＳＴ３に示すように、回動ユニット２４によりテーブル２０を回動（チルト駆動）させる。この回動によって、例えば、始めに吸気側のバルブ１１０群がＺ方向と平行にされる。吸気側のバルブ１１０群に対する組付作業が完了すると、排気側のバルブ１１０群がＺ方向と平行にされる。

【0035】

図４はバルブ支持ユニット２２の斜視図および断面図である。バルブ支持ユニット２２は、組付作業中、バルブステム１１２の下端に設けられたバルブヘッド１１１と当接し、バルブステム１１２の下方の移動を許容しつつバルブステム１１２を上方へ押圧する装置である。バルブ支持ユニット２２は、複数の当接部材２２１を備える。

【0036】

当接部材２２１はバルブ１１０毎に設けられ、したがって、本実施形態の場合、１２個である。当接部材２２１はバルブヘッド１１１と当接する板状の当接部２２１ａと、当接部２２１ａの中央から延びる軸部２２１ｂとを含む。

【0037】

バルブ支持ユニット２２は、また、当接部材２２１を移動可能に支持する支持部材２２２を備える。支持部材２２２は、当接部材２２１毎に、軸部２２１ｂが挿通される穴２２２ａを備え、当接部材２２１は軸部２２１ｂの軸方向に移動自在に支持される。図３の状態ＳＴ２や状態ＳＴ３に示すように、支持装置２がシリンダヘッド１００を支持している間、軸部２２１ｂはバルブステム１１２と同軸上に位置する。

【0038】

当接部２２１ａと支持部材２２２との間には弾性部材２２３が設けられている。本実施形態の場合、弾性部材２２３はコイルスプリングであり、当接部２２１ａ毎に設けられ、かつ、軸部２２１ｂを取り囲んで弾性部材２２３が設けられている。弾性部材２２３は当接部材２２１をバルブ１１０側に付勢する。つまり、バルブ１１０を上方へ（閉方向へ）付勢する。これにより、バルブ１１０の下方への移動を可能としつつ、バルブ１１０に作用された下方向への力が吸収、緩和される。

【0039】

バルブ支持ユニット２２には、バルブステム１１２の下方への移動量を検出する二組のセンサ２３ａ、２３ｂが設けられている。本実施形態では、二組のセンサ２３ａ、２３ｂを支持部材２２２に設けているが、他の部位に設けてもよい。

【0040】

センサ２３ａ、２３ｂは、本実施形態の場合、一方が発光素子、他方が受光素子である光センサユニットであり、発光素子の光軸が検知位置Ｐである。検知位置Ｐ上に物体が存在すると、発光素子の光が受光素子に届かなくなり、物体の存在が検知される。

【0041】

センサ２３ａ、２３ｂは、当接部材２２１の列毎、換言すると、バルブ１１０の吸気側、排気側に分けて一組ずつ設けられている。したがって、一組のセンサ２３ａ、２３ｂは六つの当接部材２２１の位置を監視する。

【0042】

検知位置Ｐは、初期状態における当接部２２１ａと支持部材２２２との間の位置に設定されている。バルブ１１０の下方への移動により当接部材２２１が下方へ移動すると、検知位置Ｐ上に当接部２２１ａが位置し、これがセンサ２３ａ、２３ｂに検知される。検知位置Ｐはバルブ１１０が所定の移動量だけ下方に移動したときにセンサ２３ａ、２３ｂがこれを検知するように設定されている。センサ２３ａ、２３ｂの検知結果は、コッタ組付ヘッド７による組付作業時に利用する。

【0043】

なお、本実施形態では光センサユニットを利用したが、別のセンサ（例えば機械式センサ）等であってもよい。また、センサは当接部材２２１毎（バルブ１１０毎）に設けてもよい。

【0044】

＜コッタ供給機＞
コッタ供給機３について図５〜図８を参照して説明する。図５および図６はコッタ供給機３、コッタ組付ヘッド７およびコッタ組付ヘッド７の移動に関わる移動ユニット５を示す立面図である。図７はコッタ供給機３の準備ユニット３０の一部の分解斜視図、図８は準備ユニット３０の一部の断面図である。

【0045】

コッタ供給機３は、準備ユニット３０と、供給ユニット３８とを備える。準備ユニット３０は、一対のコッタ片１２０がバルブステム１１２の上端部１１３が挿通可能な隙間を有する分離状態で準備される装置である。供給ユニット３８は準備ユニット３０に一対のコッタ片１２０を装填するユニットである。

【0046】

準備ユニット３０は、移動体３１を備える。移動体３１は、Ｘ方向に延設されたレール３ａと係合して案内され、不図示の駆動機構によってＸ方向に移動可能である。駆動機構としては、例えば、モータを駆動源としたボールねじ機構やラック−ピニオン機構である。移動体３１の移動によって、準備ユニット３０は、供給ユニット３８から一対のコッタ片１２０の供給を受ける受入位置と、コッタ組付ヘッド７に一対のコッタ片１２０を供給する排出位置と、の間で移動する。受入位置とは、図５の状態ＳＴ１２や状態ＳＴ１３に示す位置である。排出位置とは、図６の状態ＳＴ１４〜ＳＴ１６に示す位置である。

【0047】

移動体３１には、一対のコッタ片１２０を収容する複数の収容器３２が搭載されている。本実施形態の場合、収容器３２はＸ方向に三つ設けられており、その配置は、コッタ組付ヘッド７のＸ方向の配置に対応している。

【0048】

収容器３２の下方には、複数の駆動ピン３５と、複数の駆動ピン３５を支持する支持板３６が設けられている。駆動ピン３５は収容器３２毎に設けられている。移動体には、また、支持板３６を昇降する複数の昇降ユニット３７が搭載されている。

【0049】

図６および図７を参照して、収容器３２は筒状の部材であって、その天部には、一対のコッタ片１２０が分離状態で収容される半円柱型の一対の収容穴３２１が形成されている。

【0050】

収容器３２は、また、収容穴３２１と連通した軸穴３２２がＺ方向に形成されている。この軸穴３２２には押上部材３３が収容されている。押上部材３３の上端部には溝３３２が形成されており、これにより二股に分岐した一対の押上部３３１が形成されている。各押上部３３１は、対応する収容穴３２１に進入可能な半円形型の断面を有する柱体である。

【0051】

押上部材３３と収容器３２との間には、弾性部材３４が設けられている。弾性部材３４は本実施形態の場合、コイルスプリングであり、コイルスプリングにより押上部材３３が下方へ付勢される。押上部材３３が下方に位置している場合、一対の収容穴３２１に一対のコッタ片１２０を挿入することが可能である。

【0052】

駆動ピン３５は押上部材３３と同軸上に配置されており、昇降ユニット３７の駆動により駆動ピン３５が上昇されると、押上部材３３が押し上げられる。これにより、押上部材３３は弾性部材３４の付勢に抗して上昇され、押上部材３３の各押上部３３１により一対の収容穴３２１に収容された一対のコッタ片１２０が上方へ押し上げられる。

【0053】

図５を参照して、供給ユニット３８から準備ユニット３０へ一対のコッタ片１２０を装填する動作を説明する。状態ＳＴ１１は初期状態を示している。駆動ピン３５は下降位置にあり、したがって、押上部材３３は図８に示したように下方に位置し、一対の収容穴３２１は一対のコッタ片１２０を収容可能な状態にある。

【0054】

次に、準備ユニット３０を受入位置に移動する。本実施形態の場合、供給ユニット３８に対して三つの収容器３２を順番に対向させて一対のコッタ片１２０を供給する。しかし、複数の供給ユニット３８を設けて複数の収容器３２に同時に一対のコッタ片１２０を供給してもよい。

【0055】

状態ＳＴ１２は供給ユニット３８に対して三つの収容器３２のうちの一つ（同図で右端の収容器３２）を対向させ、一対のコッタ片１２０を一対の収容穴３２１に装填している状態を示す。供給ユニット３８は、収容器３２の上から一対のコッタ片１２０を落下もしくは押し出すようにして一対の収容穴３２１に一対のコッタ片１２０を装填する。

【0056】

続いて準備ユニット３０を移動させて別の収容器３２に一対のコッタ片１２０を収容する。状態ＳＴ１３は、供給ユニット３８に対して三つの収容器３２のうちの別の一つ（同図で中央の収容器３２）を対向させ、一対のコッタ片１２０を一対の収容穴３２１に装填している状態を示す。こうして全ての収容器３２に一対のコッタ片１２０が装填される。

【0057】

以上により複数組の一対のコッタ片１２０が分離状態で準備される。次に、一対のコッタ片１２０をコッタ組付ヘッド７へ排出（供給）する動作に移る。図６を参照してその動作を説明する。

【0058】

まず、準備ユニット３０を排出位置（コッタ供給位置）へ移動する。状態ＳＴ１４は準備ユニット３０が排出位置へ移動した状態を示す。三つの収容器３２と、六つのコッタ組付ヘッド７のうちの三つのコッタ組付ヘッド７とがＺ方向に対向した位置関係になる。

【0059】

次に、状態ＳＴ１５に示すように、昇降ユニット５５ｂによって、三つのコッタ組付ヘッド７が一対のコッタ片１２０を受け取り可能な位置まで下降される。続いて、状態ＳＴ１６に示すように、昇降ユニット３７の駆動により駆動ピン３５が上昇され、押上部材３３が押し上げられる。これにより三つの収容器３２に収容された三組の一対のコッタ片１２０が分離状態のまま、三つのコッタ組付ヘッド７へ押し出される。三つのコッタ組付ヘッド７は、押し出された一対のコッタ片１２０を分離状態のまま、それぞれ保持する。

【0060】

以上により、三つのコッタ組付ヘッド７に一対のコッタ片１２０がそれぞれ供給される。本実施形態の場合、コッタ組付ヘッド７は六つあるので、図５および図６の動作を二回繰り返すことで、六つのコッタ組付ヘッド７の全てに一対のコッタ片１２０が供給されることになる。

【0061】

＜リテーナ供給機＞
リテーナ供給機４について図９を参照して説明する。図９はリテーナ供給機４の平面図およびリテーナ組付ヘッド６およびリテーナ組付ヘッド６の移動に関わる移動ユニット５を示す立面図である。

【0062】

リテーナ供給機４は、準備ユニット４０と、供給ユニット４３とを備える。準備ユニット４０は、リテーナ組付ヘッド６がリテーナ１３０を保持可能なように準備する装置である。供給ユニット４３は準備ユニット４０にリテーナ１３０を装填するユニットである。

【0063】

準備ユニット４０は、ターンテーブル４１とターンテーブル４１を回転させる駆動ユニット４２とを含む。ターンテーブル４１は円盤状の部材であり、Ｚ方向と平行な軸周りに回転可能である。ターンテーブル４１上には、周方向に等ピッチで複数の載置部４１１が配列されている。本実施形態の場合、載置部４１１はリテーナ１３０が載置される凹部である。図中、リテーナ１３０が載置されている載置部４１１は灰色に着色し、リテーナ１３０が載置されていない載置部４１１は白抜きとしている。駆動ユニット４２は例えばモータと減速機とから構成される。

【0064】

状態ＳＴ２１は、供給ユニット４３から準備ユニット４０へリテーナ１３０を装填する動作を示している。ターンテーブル４１は間欠的に回転され、供給ユニット４３は、その供給口の直下に位置する載置部４１１にリテーナ１３０を排出して載置する。こうして各載置部４１１にリテーナ１３０が準備される。

【0065】

次に、リテーナ組付ヘッド６がリテーナ１３０を取り出す動作について説明する。まず、リテーナ組付ヘッド６が、リテーナ１３０の供給を受ける供給位置に移動される。三つのリテーナ組付ヘッド６のうち、最初にリテーナ１３０の供給を受けるリテーナ組付ヘッド６と、ターンテーブル４１の規定部位とがＺ方向に対向した位置関係になる。ターンテーブル４１の回転が停止され、状態ＳＴ２２に示すように昇降ユニット５５ａによって全リテーナ組付ヘッド６が下降され、最初にリテーナ１３０の供給を受けるリテーナ組付ヘッド６が載置部４１１からリテーナ１３０を取り出す。

【0066】

次に、昇降ユニット５５ａによって全リテーナ組付ヘッド６が所定量上昇される。その後、ターンテーブル４１を回転させて規定部位にリテーナ１３０が載置された載置部４１１を位置させた後、二番目にリテーナ１３０の供給を受けるリテーナ組付ヘッド６と、ターンテーブル４１の規定部位とが対向させられる。状態ＳＴ２３に示すように昇降ユニット５５ａによって全リテーナ組付ヘッド６が下降され、二番目にリテーナ１３０の供給を受けるリテーナ組付ヘッド６が載置部４１１からリテーナ１３０を取り出す。本実施形態の場合、リテーナ組付ヘッド６は三つあるので、三番目のリテーナ組付ヘッド６についても同様の手順でリテーナ１３０を取り出す。こうして、全リテーナ組付ヘッド６にリテーナ１３０が保持された状態となる。

【0067】

＜組付動作＞
バルブステム１１２に対するリテーナ１３０の組付動作について図１０および図１１を参照して説明する。概説すると、本実施形態の場合、リテーナ組付ヘッド６によって、バルブスプリング１４０上にリテーナ１３０が載置され、その後、コッタ組付ヘッド７によって一対のコッタ片１２０を介してリテーナ１３０がバルスステム１１２の上端部１１３に組み付けられる。

【0068】

状態ＳＴ３１は、全リテーナ組付ヘッド６にそれぞれリテーナ１３０が保持され、また、全コッタ組付ヘッド７にそれぞれ一対のコッタ片１２０が分離状態で保持されている状態を示している。シリンダヘッド１００は、吸気側または排気側の一方の六つのバルブ１１０がＺ方向に指向した姿勢で支持装置２上に支持されている。

【0069】

次に状態ＳＴ３２に示すように、移動ユニット５によってリテーナ組付ヘッド６が組付位置へ移動される。この移動は、三つのリテーナ組付ヘッド６を、組付対象の六つのバルブ１１０のうちの三つのバルブ１１０上に水平移動する動作と、三つのリテーナ組付ヘッド６を昇降ユニット５５ａによって下降させて所定の位置で停止させる動作と、を含む。詳細は後述するが、リテーナ組付ヘッド６を下降させて所定の位置で停止させることでリテーナ１３０がバルブスプリング１４０上に載置される。

【0070】

次に状態ＳＴ３３に示すように、移動ユニット５によってリテーナ組付ヘッド６を供給位置へ移動して新たなリテーナ１３０を供給する。また、移動ユニット５によってコッタ組付ヘッド７を組付位置へ移動する。この移動は、六つのコッタ組付ヘッド７のうちの三つのコッタ組付ヘッド７を、リテーナ１３０が載置された三つのバルブ１１０上に水平移動する動作と、三つのコッタ組付ヘッド７を昇降ユニット５５ｂによって下降させ所定の位置で停止させる動作と、を含む。詳細は後述するが、コッタ組付ヘッド７を下降させて所定の位置で停止させることでリテーナ１３０が一対のコッタ片１２０を介してバルブステム１１２に組み付けられる。以上により、組付対象の六つのバルブ１１０のうちの三つのバルブ１１０に対する組付作業が完了する。

【0071】

次に、組付対象の六つのバルブ１１０のうちの残り三つのバルブ１１０に対するリテーナ１３０の組付作業が行われる。状態ＳＴ３４に示すように、移動ユニット５によってコッタ組付ヘッド７が一旦退避させられ、リテーナ１３０の供給を受けたリテーナ組付ヘッド６が移動ユニット５によって組付位置へ移動される。この移動は、三つのリテーナ組付ヘッド６を、組付対象の残り三つのバルブ１１０上に水平移動させる動作と、三つのリテーナ組付ヘッド６を昇降ユニット５５ｂによって下降させて所定の位置で停止させる動作と、を含む。リテーナ組付ヘッド６を下降させて所定の位置で停止させることでリテーナ１３０がバルブスプリング１４０上に載置される。

【0072】

次に状態ＳＴ３５に示すように、移動ユニット５によってリテーナ組付ヘッド６を供給位置へ移動させ、新たなリテーナ１３０がリテーナ組付ヘッド６に供給される。また、移動ユニット５によってコッタ組付ヘッド７が組付位置へ移動される。この移動は、六つのコッタ組付ヘッド７のうち、一対のコッタ片１２０を保持している三つのコッタ組付ヘッド７を、リテーナ１３０が載置された三つのバルブ１１０上に水平移動させる動作と、三つのコッタ組付ヘッド７を昇降ユニット５５ａによって下降させて所定の位置で停止させる動作と、を含む。コッタ組付ヘッド７を下降させて所定の位置で停止させることでリテーナ１３０が一対のコッタ片１２０を介してバルブステム１１２に組み付けられる。以上により、吸気側または排気側の一方の六つのバルブ１１０に対する組付作業が完了する。

【0073】

次に、吸気側または排気側の他方の六つのバルブ１１０に対する組付作業が開始される。状態ＳＴ３６に示すように、回動ユニット２４によりシリンダヘッド１００が回動され、吸気側または排気側の他方の六つのバルブ１１０がＺ方向に指向した姿勢とされる。また、各リテーナ組付ヘッド６にリテーナ１３０が、また、各コッタ組付ヘッド７に一対のコッタ片１２０がそれぞれ保持される。これにより、状態ＳＴ３１と同様の状態となる。以降、上述した手順で吸気側または排気側の他方の六つのバルブ１１０に対する組付作業が行われる。

【0074】

＜リテーナ組付ヘッド＞
リテーナ組付ヘッド６について図１２〜図１５を参照して説明する。まず、図１２を参照してリテーナ組付ヘッド６の構造を説明する。図１２はリテーナ組付ヘッド６の一部を断面または破断して表した図である。

【0075】

リテーナ組付ヘッド６は、リテーナ１３０を保持する保持ユニット６０と、保持ユニット６０で保持されたリテーナ１３０を押し出す押出ユニット６３とを含む。保持ユニット６０は、複数の保持部材６１と、複数の保持部材６１を開閉する駆動ユニット６２とを含む。押出ユニット６３は、押出部材６４と、押出部材６４をリテーナ組付ヘッド６の昇降方向、つまりＺ方向に沿って進退可能に支持する支持部材６５と、付勢ユニット６６と、を備える。

【0076】

本実施形態の場合、保持部材６１は二つ設けられているが三つ以上であってもよい。各保持部材６１はＺ方向に延びるアーム状の部材であり、二つの保持部材６１は互いに平行に、Ｙ方向に対向するように配置されている。二つの保持部材６１は押出部材６４の周囲に設けられており、押出部材６４は、Ｙ方向に離間している二つの保持部材６１の真ん中に位置している。

【0077】

各保持部材６１の下端部には、リテーナ１３０の周縁部に当接自在な当接部６１１が形成されている。当接部６１１はＬ字型の爪状をなし、リテーナ１３０のフランジ部の側面と下面に当接する。換言すると、両当接部６１１により、リテーナ１３０のフランジ部が保持される。各保持部材６１の途中部分には、Ｙ方向に貫通したスリット６１２が形成されている。一方の保持部材６１のスリット６１２には押出部材６４の位置を検知するために用いる検知片６７が挿通される。

【0078】

駆動ユニット６２は二つの保持部材６１を開閉させるアクチュエータであり、二つの保持部材６１は、矢印で示すように、近接および離間する方向（Ｙ方向）に平行移動される。駆動ユニット６２は例えば、エアシリンダ、電動シリンダ、あるいは、モータを駆動源としたボールねじ機構やラックピニオン機構等により構成される。

【0079】

押出部材６４は、Ｚ方向に延びる円柱体であり、その下端部には係合部６４１を有している。係合部６４１はリテーナ１３０の中央の穴に緩やかに嵌合される突起部であり、ここでは円錐台形状である。

【0080】

支持部材６５は、Ｚ方向に延びる筒体であり、その中心にはＺ方向に延びる軸穴６５１が形成されている。押出部材６４は軸穴６５１に挿入され、かつ、Ｚ方向の移動が案内される。押出部材６４の上部には軸穴６５１と連通した収容室６５２が形成されている。収容室６５２には付勢ユニット６６が収容されている。

【0081】

本実施形態の場合、付勢ユニット６６は弾性部材、特にコイルバネであり、支持部材６５の天部と押出部材６４の上部との間に配置されている。付勢ユニット６６は駆動源を含むものであってもよいが、本実施形態のように弾性部材とすることで、簡易な構成とすることができる。

【0082】

付勢ユニット６６により、押出部材６４は支持部材６５から抜け出る進出方向（Ｚ方向で下方向）に付勢される。図１２に示すように、押出部材６４は、最下位置にある場合に、保持部材６１の下端の当接部６１１よりも下方へ突出している。換言すると、押出部材６４は、最下位置にある場合に、リテーナ１３０の保持位置よりも下方へ突出している。

【0083】

収容室６５２の周壁には検知片６７が挿通されるスリット６５３が形成されている。検知片６７は水平方向（図１２中ではＹ方向）に延びるロッド部材（ドグ）であり、その一端が押出部材６４の上部に固定されている。

【0084】

リテーナ組付ヘッド６は、また、押出部材６４の位置を検知するセンサ６８を備える。センサ６８はセンサ支持部材６９によって、一方の保持部材６１の側方に配置されている。センサ６８は、ドグ６７の近接／離間を検知する近接センサである。センサ６８としては、近接センサの他に、透過型の光センサも適用可能である。この場合、その発光素子と受光素子との間の光を検知片６７が遮ることで、検知片６７の存在が検知される。

【0085】

図１３〜図１５を参照してリテーナ組付ヘッド６の動作について説明する。図１３はリテーナ組付ヘッド６がリテーナ供給機４からリテーナ１３０を取り出す動作（図９の動作）を示している。

【0086】

状態ＳＴ４１はリテーナ組付ヘッド６が、ターンテーブル４１の規定位置上に位置している状態を示す。二つの保持部材６１は互いに離間した開位置に位置している。
リテーナ組付ヘッド６を昇降ユニット５５ａによって下降させると、押出部材６４の係合部６４１がリテーナ１３０の中央の穴に挿入される。さらにリテーナ組付ヘッド６を下降させると、付勢ユニット６６の付勢に抗して押出部材６４が支持部材６５内に押し込まれる。

【0087】

さらにリテーナ組付ヘッド６を下降させて押出部材６４を支持部材６５内に押し込み、状態ＳＴ４２に示すように、検知片６７がセンサ６８に検知される位置に到達すると、センサ６８が検知片６７を検知し、リテーナ組付ヘッド６の下降が停止される。

【0088】

検知片６７がセンサ６８により検知されると、状態ＳＴ４３に示すように駆動ユニット６２によって二つの保持部材６１が互いに近接した閉位置に移動され、各当接部６１１がリテーナ１３０に当接する。そして、リテーナ組付ヘッド６を昇降ユニット５５ａによって上昇させることで、リテーナ１３０が載置部４１１から取り出される。付勢ユニット６６はＺ方向に収縮しており、その弾性力によって押出部材６４には下方へ移動する（突出しようとする）力が作用し続ける。しかし、その突出しようとする力は、リテーナ１３０のフランジ部を各保持部材６１の当接部６１１が保持することで拘束される。こうしてリテーナ１３０はリテーナ組付ヘッド６の下端部に保持される。以上により、リテーナ１３０の取出動作が完了する。

【0089】

図１４はリテーナ組付ヘッド６がリテーナ１３０をバルブスプリング１４０上に載置する動作（図１０の状態ＳＴ３２の動作、図１１の状態ＳＴ３４の動作）を示している。

【0090】

状態ＳＴ５１は、リテーナ組付ヘッド６が組付位置の上方に位置している状態を示している。押出部材６４とバルブステム１１２とは同軸上に位置している。状態ＳＴ５２に示すように、昇降ユニット５５ａによってリテーナ組付ヘッド６が組付位置まで下降されて停止される。リテーナ組付ヘッド６の昇降高さは、昇降ユニット５５ａに設けたセンサ（例えば昇降部材５５２の位置を検知するセンサ）により検知される。

【0091】

続いて状態ＳＴ５３に示すように、駆動ユニット６２によって二つの保持部材６１を互いに離間した開位置に移動させ、リテーナ１３０の保持が解除される。これにより、付勢ユニット６６の弾性力によって押出部材６４が下方へ突出され、リテーナ１３０がバルブスプリング１４０側へ押し出される。このとき、リテーナ１３０の中心の穴には、押出部材６４の係合部６４１が挿入されたままであり、リテーナ１３０の保持が維持される。

【0092】

リテーナ１３０の保持解除と同時に、昇降ユニット５５ａによってリテーナ組付ヘッド６が組付位置から上昇される。このとき、リテーナ組付ヘッド６は上昇されるものの、付勢ユニット６６の弾性力によって押出部材６４は下方へ移動されることから、リテーナ１３０がバルブスプリング１４０側へ押し出され、バルブスプリング１４０上に載置される。このとき、リテーナ１３０の中心の穴に、バルブステム１１２の上端部１１３の一部が挿入され、これによって、バルブスプリング１４０上からリテーナ１３０が脱落することが防止される。

【0093】

本実施形態の場合、押出部材６４がリテーナ１３０を押し出すことが可能であるため、状態ＳＴ５２の組付位置（停止位置）は、リテーナ１３０がバルブスプリング１４０に載置される位置よりも高い位置とすることができる。図１５はその説明図である。図１５の状態ＳＴ５２は図１４の状態ＳＴ５２におけるリテーナ１３０の周辺を拡大した図であり、図１５の状態ＳＴ５５は、リテーナ１３０の組み付け（バルブスプリング１４０へのリテーナ１３０の載置）が完了した状態を示す図である。

【0094】

図１５の状態ＳＴ５２に示すように、リテーナ組付ヘッド６の下降が停止される組付位置は、リテーナ１３０のフランジ部の下面がバルブスプリング１４０の上面よりも高い位置となるように設定されている。同図の例では、組付後のリテーナ１３０の位置よりもＨだけ高い位置に設定されている。この後、図１４の状態ＳＴ５３、ＳＴ５４に示したように、リテーナ１３０の保持の解除とリテーナ組付ヘッド６の上昇とが開始される。この解除と上昇は同時に行ってもよい。

【0095】

このように、リテーナ１３０がバルブスプリング１４０に載置される前にリテーナ組付ヘッド６の下降を停止し、上昇に転じさせることで、リテーナ組付ヘッド６の下降移動長及び上昇移動長を短くすることができ、サイクルタイムを短縮することができる。また、リテーナ１３０の保持を解除する段階ではバルブスプリング１４０が自然状態（付勢力が作用していない状態）にあるので、リテーナ１３０を載置したときにバルブスプリング１４０の反力を受けてリテーナ１３０が不安定な挙動に至ることを防止できる。リテーナ１３０の保持を解除すると、リテーナ１３０はバルブスプリング１４０と押出部材６４との間に挟まれた状態となるので、リテーナ１３０が不安定な挙動に至ることが引き続き防止される。

【0096】

＜コッタ組付ヘッド＞
コッタ組付ヘッド７について図１６〜図２５を参照して説明する。まず、図１６および図１７を参照してコッタ組付ヘッド７の全体構造を説明する。図１６はコッタ組付ヘッド７の斜視図、図１７はコッタ組付ヘッド７の一部を断面または破断して表した図である。

【0097】

コッタ組付ヘッド７は、保持ユニット７０と、収容部材７８とを備える。収容部材７８には分離状態の一対のコッタ片１２０が収容される。保持ユニット７０は、収容部材７８に収容された一対のコッタ片１２０を分離状態で保持し、かつ、分離状態を解除して一対のコッタ片１２０をバルブステム１１２の上端部１１３に押圧可能な機構を備える。まず、保持ユニット７０の構成について説明する。

【0098】

保持ユニット７０は、保持ベース部材７１と、支持部材７２と、一対の押圧部材７５と、を含む。支持部材７２はＺ方向に延びる筒状の部材であり、その中心にはＺ方向に延びる軸穴７２１が形成されている。この軸穴７２１には分離部材７３が挿入され、軸穴７２１により分離部材７３のＺ方向の移動が案内される。

【0099】

支持部材７２の上部には、軸穴７２１と連通した収容室７２３が形成されている。収容室７２３には弾性部材７４４が収容されている。弾性部材７４４は、本実施形態の場合、コイルバネであり、支持部材７２の天部と、分離部材７３の上部に設けられた円板状のボス部７３３との間に配置され、分離部材７３を下方へ付勢している。ボス部７３３の外径は分離部材７３の外径よりも大径とされている。

【0100】

支持部材７２の下部には、軸穴７２１と連通した収容室７２４が形成されている。収容室７２４内に収容部材７８を挿入することで、収容室７２４に対して収容部材７８が位置決め、固定される。

【0101】

支持部材７２の中央部から下部にかけて、Ｙ方向の両側部には、それぞれ、溝７２２が形成されている。この溝７２２には押圧部材７５が配置されている。各押圧部材７５は、Ｚ方向に延びるアーム状の部材であり、軸７５１によって支持部材７２に対して揺動自在に支持されている。

【0102】

各押圧部材７５の下端部は内側に曲折された押圧部７５２を備える。この押圧部７５２の端部がコッタ片１２０の周面に当接してコッタ片１２０を押圧する。各押圧部材７５の上端部における内側面と、支持部材７２の側壁との間には、弾性部材７６が配置されている。弾性部材７６は、押圧部材７５の上端部における内側面を径方向外側に付勢し、これによって、各押圧部７５２が互いに近接する方向（閉位置方向）に付勢される。

【0103】

支持部材７２には、支持部材（ブラケット）７７ａが取り付けられ、この支持部材７７ａにアクチュエータ７７が支持されている。アクチュエータ７７は、各押圧部材７５の上端部と対向する部分にそれぞれ配置される。アクチュエータ７７は、例えば、電動シリンダやエアシリンダである。各アクチュエータ７７は、それらの駆動によって、弾性部材７６の付勢に抗して各押圧部材７５の上端部を支持部材７２側に押圧し、これによって、各押圧部７５２が互いに離間する方向（開位置方向）に移動される。本実施形態では、アクチュエータ７７を押圧部材７５毎に設けているが、二つの押圧部材７５で一つのアクチュエータを共用し、リンク機構により駆動力を各押圧部材７５に分配する構成でもよい。

【0104】

保持ベース部材７１の下面側に、支持部材７２の上端部が固定され、保持ベース部材７１の上面側に、分離部材７３をＺ方向に昇降する駆動ユニット７４が支持される。分離部材７３および駆動ユニット７４について、図１８も参照して説明する。図１８は分離部材７３の斜視図、分離部材７３の下端部の機能説明図および駆動ユニット７４の一部の構成の説明図である。

【0105】

駆動ユニット７４は、アクチュエータ７４１と、一対のリンク７４２と、上述した弾性部材７４４と、を含む。

【0106】

アクチュエータ７４１は、例えば、電動シリンダやエアシリンダである。アクチュエータ７４１のロッド部は、Ｚ方向に進退し、その先端部に矩形体状の係合部材７４１ａを備えている。

【0107】

一対のリンク７４２は、支持部材７２の上端部付近に設けた一対の溝７２５を挿通してＹ方向に延設されている。一対のリンク７４２の各端部は、Ｘ軸方向と平行に設けられる軸７４３ａ、７４３ｂで連結されている。軸７４３ａは、保持ベース部材７１の下面側に吊設されたブラケット７１１に設けられた孔（図示せず）に挿通されており、その位置が不変とされる。軸７４３ｂは、係合部材７４１ａに設けられた長孔（図示せず）に挿通される。各リンク７４２の中央部には、上方向に突出した当接部７４２ａが形成されている。

【0108】

アクチュエータ７４１のロッド部を後退駆動（図１７中では上方に移動）させることにより、係合部材７４１ａが上昇され、図１８に矢印で示すように係合部材７４１ａに挿通された軸７４３ｂが上昇される。軸７４３ａの位置は固定されているので、一対のリンク７４２が軸７４３ａを中心として回動され（図１７中では反時計回り）、当接部７４２ａがボス部７３３の下面に当接し、ボス部７３３が持ち上げられる。これによりボス部７３３と一体に接続された分離部材７３が上方に持ち上げられる。アクチュエータ７４１のロッド部を後退駆動させることにより、分離部材７３は弾性部材７４４の付勢に抗して上方向に移動され、アクチュエータ７４１の駆動停止により、分離部材７３は弾性部材７４４の付勢によって下方向に移動される。

【0109】

分離部材７３は、Ｚ方向に延びる円柱状の部材である。図１８に示すように、分離部材７３の下端部には、バルブステム１１２の上端部１１３を挿入可能な、下方に開放したスリット状の開口部７３２が形成されており、これにより分離部材７３の下端部は、二股に分岐した一対のスペーサ部７３１を形成している。各スペーサ部７３１は、コッタ供給機３から分離状態で供給される一対のコッタ片１２０間に介在し、一対のコッタ片１２０を分離状態で維持可能である。分離部材７３を駆動ユニット７４で上方に移動させて、スペーサ部７３１が一対のコッタ片１２０間から退避されることで、一対のコッタ片１２０の分離状態が解除される。このように分離部材７３と駆動ユニット７４とは、スペーサ部７３１が一対のコッタ片１２０間に介在する状態と、一対のコッタ片１２０の分離が解除された状態との切り換えを行うシャッタ機構を構成している。

【0110】

図１９〜図２１を参照して収容部材７８の構造と機能について説明する。まず、図１９と図２０を参照して収容部材７８の構成について説明する。図１９は収容部材７８の上方からと下方からの二種類の斜視図であり、図２０は図１９のI-I線断面図である。

【0111】

収容部材７８は、上壁部７８１と、側壁部（周壁部）７８２および７８３とを備え、これらによって画定される内部の収容室７８０を有している。収容室７８０は、その下方が開口７８０ｃによって開放した空間であり、上壁部７８１と側壁部７８２とにより画定される上側の収容部７８０ｂと、側壁部７８３により画定される下側の収容部７８０ａとを含む。

【0112】

収容部７８０ａは、一対のコッタ片１２０を収容する空間であり、コッタ供給機３から分離状態で供給される一対のコッタ片１２０は、収容部７８０ａに下方から挿入される。収容部７８０ｂはバルブステム１１２の上端部１１３の上部を収容する空間である。バルブステム１１２の上端部１１３も収容部７８０ａおよび収容部７８０ｂに下方から挿入される。

【0113】

収容部７８０ａと収容部７８０ｂとは上下に連続して設けられており、収容部７８０ｂの横断面形状は略楕円形状で、収容部７８０ａの横断面形状は略円形である。収容部７８０ｂは収容部７８０ａよりも断面積が小さくなるように設けられている。

【0114】

上壁部７８１には、Ｚ方向に貫通する一対の穴７８１ｂが形成されている。この穴７８１ｂは分離部材７３の一対のスペーサ部７３１が挿通可能な大きさおよび形状に設けられる。分離部材７３の一対のスペーサ部７３１は、駆動ユニット７４によって分離部材７３を収容部材７８に対してＺ方向（挿抜方向）に移動させることで、収容部材７８の上方から収容室７８０の中央部へ挿抜自在である。

【0115】

収容室７８０の内壁面は、上壁部７８１の下面である上壁７８１ａと、側壁部７８２、７８３の内面である側壁７８２ａ、７８３ａと、収容部７８０ａと収容部７８０ｂとの境界である水平な段差部７８４とを含む。側壁７８２ａ、７８３ａには、スペーサ部７３１や一対のコッタ片１２０の周面に倣うように起伏が設けられている。

【0116】

側壁部７８２には、Ｙ方向の両側部に、それぞれ有底の溝７８２ｂが形成されている。この溝７８２ｂに押圧部材７５が側方から挿入され、押圧部材７５の干渉が回避される。側壁部７８３には、Ｙ方向の両側部に、それぞれ、収容部７８０ａと連通した溝７８３ｂが形成されている。この溝７８３ｂにより、押圧部材７５の押圧部７５２が収容部７８０ａ内に進入することが可能となる。つまり、押圧部材７８の回動による押圧部７５２の開閉動作によって、押圧部７５２は収容部材７８の両側方から収容室７８０内への進入／退避が自在である。

【0117】

収容部材７８の底部７８５には、リテーナ１３０の上面に当接される当接部７８５ａが形成されている。当接部７８５ａは開口７８０ｃを囲繞するように、リテーナ１３０の上面の形状に倣った円錐台形状に形成されている。

【0118】

図２１を参照して、収容室７８０における一対のコッタ片１２０やバルブステム１１２の上端部１１３の収容態様について説明する。状態ＳＴ６１は分離状態の一対のコッタ片１２０が収容部７８０ａに収容された状態を示している。収容室７８０内に挿入され、収容部（コッタ収容部）７８０ａ内に収容された一対のコッタ片１２０は、各上端面がそれぞれ段差部７８４に当接される。これにより、収容部材７８に対する一対のコッタ片１２０のＺ方向の絶対位置が定まる。段差部７８４を当接部７８４、または第一の位置決め基準部あるいは第一の位置決め基準面と呼ぶ場合がある。

【0119】

状態ＳＴ６２は分離状態の一対のコッタ片１２０が収容部７８０ａに収容されると共に、バルブステム１１２の上端部１１３が収容部７８０ｂに収容された状態を示している。収容室７８０内に挿入され、収容部（バルブステム収容部）７８０ｂ内に収容されたバルブステム１１２は、上端面１１５が上壁７８１ａに当接される。これにより、収容部材７８に対するバルブステム１１２のＺ方向の絶対位置が定まる。これらの結果、収容部材７８に対して、一対のコッタ片１２０及びバルブステム１１２のＺ方向の絶対位置が定まり、一対のコッタ片１２０とバルブステム１１２の相対位置関係が一義的に定まる。上壁７８１ａを当接部７８１ａ、または第二の位置決め基準部あるいは第二の位置決め基準面と呼ぶ場合がある。

【0120】

状態ＳＴ６３は、状態ＳＴ６２から一対のコッタ片１２０を閉じ合わせてそれらの端面を当接させ、バルブステム１１２の係合部１１４と係合させた状態を示している。本実施形態の場合、係合部１１４は複数の突条を有しており、一対のコッタ片１２０はこの突条に係合する複数の溝部を有している。

【0121】

本実施形態では、バルブステム１１２と、一対のコッタ片１２０とは、収容部材７８を基準として、互いに、物理的、機械的にＺ方向の位置決めが行われる。当接部７８１ａと当接部７８４との距離を、バルブステム１１２の上端面１１５から係合部１１４までの距離に合わせて設計すれば、理論上、必ずバルブステム１１２と、一対のコッタ片１２０とがＺ方向において位置決めされる。換言すると、バルブステム１１２と一対のコッタ片１２０との相対位置関係は、収容部材７８及び分離部材７３の設計・製造精度によって一義的に定まる。よって、一対のコッタ片１２０とバルブステム１１２との係合にあたって、これらの位置ずれが生じることがない。特に、係合部１１４が複数の突条を有し、一対のコッタ片１２０が複数の溝部を有している場合、より高い位置決め精度が要求されるが、本実施形態では、その位置決め精度の要求に対応することが可能となる。

【0122】

図２２は、状態ＳＴ６２に対応する組付作業時における、収容部材７８周辺の構成の破断斜視図と、II-II線断面図を示している。破断斜視図においては一対の押圧部材７５のうちの一方の図示を省略している。

【0123】

一対のコッタ片１２０は、スペーサ部７３１と収容室７８０の内壁との間に収容されている。一対のコッタ片１２０は、押圧部材７５の押圧部７５２によって収容室７８０の中央部に向けて付勢されているが、一対のコッタ片１２０間にはスペーサ部７３１が介在している。したがって、一対のコッタ片１２０は図２１の状態ＳＴ６３に示したように閉じ合わさることはなく、バルブステム１１２の上端部１１３が挿通可能な隙間を有する分離状態が維持される。また、一対のコッタ片１２０は、一対のスペーサ部７３１と押圧部７５２とに挟持され、コッタ組付ヘッド７に保持される。換言すると、各押圧部７５２が、一対のコッタ片１２０の各外周面を収容室７８０の中央部、すなわち一対のスペーサ部７３１に向けて付勢した状態で、一対のコッタ片１２０がコッタ組付ヘッド７に保持される。

【0124】

図２３〜図２５を参照してコッタ組付ヘッド７の動作について説明する。図２３はコッタ組付ヘッド７がコッタ供給機３から一対のコッタ片１２０の供給を受ける動作（図５、図６の動作）を示している。

【0125】

状態ＳＴ７１は、供給ユニット３８から収容器３２の一対の収容穴３２１に一対のコッタ片１２０を装填している状態を示す。状態ＳＴ７２は、収容器３２とコッタ組付ヘッド７とがＺ方向に対向した状態を示す。アクチュエータ７７の駆動により、押圧部材７５が開位置に回動される。分離部材７３は降下した位置にある。

【0126】

昇降ユニット５５ｂによりコッタ組付ヘッド７を下降させて収容部材７８の開口７８０ｃを収容器３２の上面に当接させると共に、状態ＳＴ７３に示すように図示しない昇降ユニットにより押上部材３３が押し上げられる。これにより、一対のコッタ片１２０が収容室７８０の下方から収容部７８０ａに進入され、かつ、当接部７８４に当接されることによりＺ方向の位置決めがなされる。また、一対のスペーサ部７３１が一対のコッタ片１２０間に介在されることで、一対のコッタ片１２０が互いに近接することが阻止される。

【0127】

状態ＳＴ７４に示すように、アクチュエータ７７による付勢が停止され、弾性部材７６の付勢により、押圧部材７５が閉位置に回動される。一対のコッタ片１２０は押圧部７５２とスペーサ部７３１との間に挟持され、コッタ組付ヘッド７に保持された状態となる。以上により一対のコッタ片１２０の取り出し（ピックアップ）動作が完了する。

【0128】

図２４および図２５はコッタ組付ヘッド７がバルブステム１１２に一対のコッタ片１２０を介してリテーナ１３０を組み付ける動作（図１０の状態ＳＴ３３、図１１の状態ＳＴ３５の動作）を示している。

【0129】

状態ＳＴ８１は、コッタ組付ヘッド７が組付位置の上方に位置している状態を示している。分離部材７３とバルブステム１１２とは同軸上に位置している。バルブスプリング１４０上には、前工程（図１５における状態ＳＴ５５）によってリテーナ１３０が載置されている。

【0130】

状態ＳＴ８２に示すように、昇降ユニット５５ｂによってコッタ組付ヘッド７が組付位置まで下降され停止される。その過程で収容部材７８の当接部７８５ａがリテーナ１３０の上面と当接すると共に、バルブステム１１２に対してリテーナ１３０を押し下げ、バルブスプリング１４０が圧縮される。更に、バルブステム１１２の上端部１１３がスペーサ部７３１間の開口部７３２に進入され、その上端面１１５が当接部７８１ａと当接することで、バルブステム１１２（バルブ１１０）が下方へ押し下げられる。

【0131】

バルブ１１０が下方へ押し下げられると、これを上方向に付勢していたバルブ支持ユニット２２の当接部材２２１も押し下げられる。その後、当接部材２２１が検知位置Ｐに達したことがセンサ２３ａ、２３ｂで検知されるとコッタ組付ヘッド７の下降が停止される。

【0132】

状態ＳＴ８３は、コッタ組付ヘッド７の下降停止時における収容部材７８周辺の態様を示しており、図２２に示した状態となっている。左側は主にバルブステム１１２の位置を、右側は主にスペーサ部７３１の位置を示している。一対のコッタ片１２０間にはスペーサ部７３１が介在しており、バルブステム１１２の上端部１１３が挿通可能な隙間を有する分離状態が維持されている。コッタ組付ヘッド７の下降途中でバルブステム１１２の上端面１１５が当接部７８１ａと当接され、収容部材７８に対するバルブステム１１２のＺ方向の位置決めがなされている。これにより、バルブステム１１２の係合部１１４と一対のコッタ片１２０とのＺ方向の位置決めが完了する。コッタ組付ヘッド７の下降停止位置は、バルブステム１１２の上端面１１５が当接部７８１ａと確実に当接する位置に設定される。

【0133】

次に、アクチュエータ７４１の駆動により、状態ＳＴ８４に示すように、分離部材７３が上昇され、一対のスペーサ部７３１が一対のコッタ片１２０間から退避される。一対のコッタ片１２０は、一対の押圧部７５２によって収容室７８０の中央部へ向かって付勢されているので、スペーサ部７３１の退避によって分離状態が解除され、一対のコッタ片１２０はバルブステム１１２の上端部１１３へ押圧される。一対のコッタ片１２０は収容室７８０の中央部側へ移動され、互いの端面が当接して閉じ合わさる。これにより状態ＳＴ８５に示すように、係合部１１４に一対のコッタ片１２０が係合した状態となる。

【0134】

続いて昇降ユニット５５ｂによってコッタ組付ヘッド７が組付位置から上昇される。コッタ組付ヘッド７が上昇されている間も、一対のコッタ片１２０は、一対の押圧部７５２によって収容室７８０の中央部へ向かって付勢されているので、分離状態に戻ることはない。コッタ組付ヘッド７を上昇することにより、バルブスプリング１４０の弾性復帰力でリテーナ１３０も押し上げられ、状態ＳＴ８６に示すように、その中央の穴に一対のコッタ片１２０が挿入される。その後もバルブスプリング１４０の弾性復帰力は作用し続けるものの、一対のコッタ片１２０によってリテーナ１３０の更なる上昇が阻止され、バルブステム１１２に対するリテーナ１３０の組付作業が完了する。

【0135】

本実施形態に係る組付方法によれば、一対のコッタ片１２０が予め分離された状態で保持され、バルブステム１１２に対して組み付けられる。このため、各コッタ片１２０の分離不良という現象は起こりえなくなる。これに加えて、一対のコッタ片１２０は、コッタ組付ヘッド７の収容部材７８に対する各コッタ片１２０の姿勢が規定の状態（完全に分離した状態）となるように、第一の位置決め基準部による姿勢決め及び位置決めがなされる。そして、この姿勢及び位置が整えられた各コッタ片１２０が、この状態のまま保持され、バルブステム１１２に対して供給されることになる。また、バルブステム１１２は、コッタ組付ヘッド７の収容部材７８に対する上下方向の位置が規定の位置となるように、第二の位置決め基準部により姿勢決め及び位置決めがなされる。これらの結果、一対のコッタ片１２０とバルブステム１１２の、上下方向及び水平方向における相対位置関係が一義的に定まる。

【0136】

よって、本実施の形態に係る組付方法によれば、バルブステム１１２の上端部１１３に対して、一対のコッタ片１２０が、必ず同じ姿勢及び同じ位置関係で供給されることになる。したがって、装置の調整を行うことなく、換言するとトライアル＆エラーを積み重ねることなく、容易に、かつ、高い精度で、バルブステム１１２の上端部１１３に一対のコッタ片１２０によってリテーナ１３０を組み付けることができる。また、本実施の形態に係る組付装置は、調整レスであるため、速やかに装置の立ち上げを行うことができ、工期の短縮に大きな効果がある。

【0137】

本発明は上記実施の形態に制限されるものではなく、本発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、本発明の範囲を公にするために、以下の請求項を添付する。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】