特開 2024-128747 シリンダヘッドのバルブガイド抜き取り装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024128747

(43)【公開日】2024-09-24

(54)【発明の名称】シリンダヘッドのバルブガイド抜き取り装置

(51)【国際特許分類】

   F01L 3/24 20060101AFI20240913BHJP

   B23P 21/00 20060101ALI20240913BHJP

   B23P 19/04 20060101ALI20240913BHJP

【ＦＩ】

F01L3/24 C

B23P21/00 303C

B23P19/04 K

【審査請求】未請求

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023037922

(22)【出願日】2023-03-10

(71)【出願人】

【識別番号】000002967

【氏名又は名称】ダイハツ工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100099966

【弁理士】

【氏名又は名称】西 博幸

(74)【代理人】

【識別番号】100134751

【弁理士】

【氏名又は名称】渡辺 隆一

(72)【発明者】

【氏名】大下 泰明

【テーマコード（参考）】

3C030

【Ｆターム（参考）】

3C030BB04

3C030CA01

3C030CC09

(57)【要約】

【課題】シリンダヘッドのバルブガイドを簡単かつ確実に抜き取りできる装置を提供する。
【解決手段】シリンダヘッド１は、各バルブガイド９，１０の箇所において鉛直姿勢の支柱１５で支持される。支柱１５は、シリンダヘッド１のバルブ配置穴３に嵌合すると共に、バルブガイド９の露出部にも嵌合している。バルブガイド９，１０は、昇降式のプッシュロッド２２ａによって下方に押し出される。プッシュロッド２２ａとバルブガイド９，１０と支柱１５は同心に保持されるため、バルブガイド９，１０を傷つけることなくスムースに抜き取ることができる。構造は簡単であるため、コストも抑制できる。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のバルブガイドがカム軸方向に並んでいるシリンダヘッドから前記バルブガイドを抜き取る装置であって、
前記バルブガイドと同心の姿勢で前記シリンダヘッドを複数箇所において下方から支持する複数本の支柱と、前記バルブガイドを下方に押し出すプッシュロッドとを備えている、
シリンダヘッドのバルブガイド抜き取り装置。

【請求項2】

前記各支柱は、抜き取られた前記バルブガイドが落ち込むように少なくとも上部に中空穴が形成されており、かつ、前記カム軸方向に自在に移動できるようにテーブルに配置されている、
請求項１に記載したシリンダヘッドのバルブガイド抜き取り装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願発明は、内燃機関を構成するシリンダヘッドに圧入されているバルブガイドを抜き取る装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

自動車用等のエンジンのシリンダヘッドにはバルブガイドが圧入されており、バルブステムはバルブガイドの内部を摺動するようになっている。そして、検査や交換のためにバルブガイドを抜き取らねばならないことがある。

【0003】

さて、バルブガイドはシリンダヘッドに設けた穴に圧入されているため、抜き取りには相当の力が必要であり、従って、ハンドプレスや油圧プレスなどの装置を使用してバルブガイドを押し出しできると好適である。この場合、ハンドプレスや油圧プレスなどのプランジャは一般に鉛直姿勢になっているため、シリンダヘッドは、バルブガイドが鉛直姿勢になるようにテーブルに保持する必要があるが、バルブガイドは一般にシリンダボア軸線に対して傾斜しているため、バルブガイドが鉛直姿勢になるようにシリンダヘッドを安定的に保持することが厄介であった。

【0004】

そこで、各シリンダヘッドに専用の治具を作成して、シリンダヘッドをテーブルに固定することが行われているが、この場合、シリンダヘッドの安定性が悪くて、バルブガイドを抜き取るに際してこじれが発生しやすい問題があった。また、ハンドプレスや油圧プレスを使用せずに、ロッドをバルブガイドの端面に当てて、ロッドをハンマで叩打しながら抜き取ることも行われているが、これは手作業であるため能率が悪いのみならず、ロッドがバルブガイドと同心にならずにバルブガイドが変形したり、バルブガイドに傷がついて検査に支障をきたしりする問題があった。

【0005】

他方、バルブガイドの圧入装置として特許文献１～４などがあり、この装置を抜き取りに適用できると好適である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００２－０７０５１３号公報

【特許文献2】特開平０６－１５９０２３号公報

【特許文献3】特開２００７－０４４７７５号公報

【特許文献4】特開２０１０－２６９４０３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

バルブガイドの圧入はエンジンの組み立ての一環として行われるものあるため、相応の費用を掛けて特許文献１～４のような自動機（専用機）を導入できるが、バルブガイドの抜き取りは整備工場などで行われるレアな作業であり、従って、特許文献１～４で開示されている装置を抜き取り装置に改良することは事実上不可能である。従って、簡易な構造でバルブガイドを傷つけることなく簡単に抜き取りできる装置が要請されている。

【0008】

本願発明は、この要請に応えようとするものである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本願発明のバルブガイド抜き取り装置は、
「複数のバルブガイド（スリーブ）がカム軸方向に並んでいるシリンダヘッドから前記バルブガイドを抜き取る装置であって、
前記バルブガイドと同心の姿勢で前記シリンダヘッドを複数箇所において下方から支持する複数本の支柱と、前記バルブガイドを下方に押し出すプッシュロッドとを備えている」
という構成になっている。

【0010】

本願発明では、シリンダヘッドは裏返した姿勢で支柱で支持するのが好ましい。つまり、シリンダヘッドには、カップ状等のバルブヘッドが摺動自在に嵌まる円形のバルブ配置穴を設けていることが多く、シリンダヘッドを裏返すと、このガイド穴に支柱を挿入することによってシリンダヘッドを安定的に保持できる。

【0011】

また、バルブガイドの一端はばね受け面から突出して、この突出部にオイルシールを装着しているため、オイルシールを除去してから、バルブガイドの突出部に支柱を嵌め込むことにより、バルブガイドを利用してシリンダヘッドを安定的に保持することも可能である。この場合も、シリンダヘッドを裏返すことにより、シリンダヘッドを安定的に保持できる。

【0012】

更に、バルブガイドが抜き取られた後のバルブガイド挿入穴を利用して、シリンダヘッドを支柱で支持することもできるが、この場合も、シリンダヘッドを裏返すことにより、シリンダヘッドを安定的に保持できる。

【0013】

プッシュロッドは１本のみでもよいし、複数本あってもよい。すなわち、１本のプッシュロッドで複数のバルブガイドを１本ずつ押し出すことも可能であるし、複数本のバルブガイドで複数本のバルブガイドを同時に押し出すことも可能である。

【0014】

本願発明は様々に具体化できる。その例として請求項２では、
「前記各支柱は、抜き取られた前記バルブガイドが落ち込むように少なくとも上部に中空穴が形成されており、かつ、前記カム軸方向に自在に移動できるようにテーブルに配置されている」
という構成になっている。

【発明の効果】

【0015】

本願発明では、シリンダヘッドの構造を利用して、複数の支柱によってシリンダヘッドを安定的に支持できる。そして、支柱はバルブガイドと同心に配置されているため、プッシュロッドでバルブガイドを押し出すに際して、プッシュロッドの荷重はバルブガイドの軸心方向に作用すると共に支柱と平行な方向に作用する。従って、プッシュロッドの荷重によって支柱が倒れ作用を受けることはなくて、バルブガイドを傷つけることなく正確に押し出すことができる。

【0016】

また、複数の支柱はテーブルに立設してその上方にプッシュロッドを昇降自在に配置したらよいため、構造は簡単であって低コストで提供できる。

【0017】

請求項２の構成を採用すると、プッシュロッドで押し出されたバルブガイドを支柱の内部に収納できるため、バルブガイドを人が手で受けることは不要であり、それだけ手間を軽減できると共に落下によってバルブガイドが傷付くことも防止できる。

【0018】

また、支柱は並び方向（カム軸方向）に移動可能であるため、隣り合った支柱の間隔を任意に設定できる。従って、排気量や気筒数が異なる多種のシリンダヘッドに対応できて融通性に優れている。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】（Ａ）はシリンダヘッドの斜視図、（Ｂ）はシリンダヘッドの平面図である。

【図2】バルブガイド抜き取り装置の部分的な正面図である。

【図3】バルブガイド抜き取り装置とシリンダヘッドとの関係を示す一部模式化正面図である。

【図4】（Ａ）は図２のIVA-IVA視断面図、（Ｂ）は（Ａ）の部分的な平面図、（Ｃ）は支柱の位置決めゲージの平面図である。

【図5】図３の V-V視断面図である。

【図6】図３のVI-VI 視断面図である。

【図7】（Ａ）はバルブガイドが抜けた状態を示す縦断側面図、（Ｂ）はバルブガイドが抜けた後の縦断側面図である。

【図8】（Ａ）（Ｂ）ともバルブガイドが抜けた後の支持構造例を示す縦断側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。以下では、シリンダヘッドについて方向を特定するため前後と左右の文言を使用するが、左右方向はカム軸の長手方向であり、前後方向はカム軸と直交した方向として定義している。図１に方向を明示している。図５～８ではシリンダヘッドは裏返した姿勢になっている。エンジンについてはクランク軸線方向を前後方向と呼ぶことが一般化しているが、本実施形態の呼び方はこれとは相違している。

【0021】

(1).構造の説明
図１でシリンダヘッド１の外観を示している。本実施形態のシリンダヘッド１は３気筒用であり、中心線に沿って３つプラグホール２が左右方向に並んで形成されている。各プラグホール２を挟んだ左右両側に、左右一対ずつの吸気バルブ配置穴３と排気バルブ配置穴４とが振り分けて形成されている。バルブ配置穴３，４には、カップ状のバルブヘッド（図示せず）が摺動自在に嵌まるようになっている。

【0022】

図５に示すように、シリンダヘッド１には、吸気ポート５と排気ポート６とが形成されており、吸気ポート５の出口には吸気用バルブシート７が圧入されて、排気ポート６の入口には排気用バルブシート８が圧入されている。また、シリンダヘッド１には、各プラグホール２に対応して、一対ずつの吸気用バルブガイド９と排気用バルブガイド１０とが装着されている。

【0023】

従って、シリンダヘッド１には、吸気用バルブガイド圧入穴１１と、排気用バルブガイド圧入穴１２とが開口している。吸気用バルブガイド９は吸気バルブ配置穴３と同心で、排気用バルブガイド１０は排気バルブ配置穴４と同心に形成されている。各バルブガイド９，１０の上端部は、ばね受け座面１３からある程度の寸法だけ突出しており、この突出部にオイルシール（図示せず）が装着されている。

【0024】

図２～４において、バルブガイド抜き取り装置１４を表示している。図２に示すように、バルブガイド抜き取り装置１４は、６本の支柱１５が鉛直姿勢に取り付けられたテーブル１６と、テーブル１６が支持された左右の側枠１７と、テーブル１６よりも高い位置において左右の側枠１７に装架された上ステー１８とを有している。上ステー１８には鉛直姿勢の油圧シリンダ１９が固定されており、油圧シリンダ１９のプランジャ２０が下向きに延びている。

【0025】

プランジャ２０の下端にブラケット板２１が固定されており、ブラケット板２１に下向きロッド２２を設けて、下向きロッド２２の下部をプッシュロッド２２ａと成している。プッシュロッド２２ａの下端には、バルブガイド９，１０の内部に入り込む小径のパイロット部２２ｂを設けている。従って、プッシュロッド２２ａは上下に長くても、横ずれすることなくバルブガイド９，１０と同心に保持される。

【0026】

ブラケット板２１は左右のばね２３によって上向きに付勢されている。プッシュロッド２２ａは、バルブガイド９，１０の外径よりも僅かに小径で、バルブガイド９，１０よりも少し長い長さに設定されている。

【0027】

図４（Ａ）に示すように、テーブル１６には左右長手のベース板２４が重ね配置されており、このベース板２４の上方に、前後一対ずつのスペーサ板２５と庇板２６とによって左右長手の蟻溝２７が形成されて、蟻溝２７に平面視四角形のスライダ２８が６個左右動可能に配置されて、各スライダ２８にカラー２９を介して円形の支柱１５がねじ込み固定されている。

【0028】

スペーサ板２５と庇板２６はボルト３０でベース板２４に共締めされて、ベース板２４はテーブル１６と下フレーム３１にボルト３１ａで共締めされている。下フレーム３１は左右長手の補強フレーム３３に左右適宜間隔で装架固定されており、左右両端に位置した下フレーム３１は側枠１７にボルト３１ａで固定されている。

【0029】

各支柱１５の下端にはスライダ２８が固定されているため、各支柱１５は蟻溝２７に沿って左右移動自在でかつ倒れ不能に保持されている。そして、例えば図５に示すように、各支柱１５の上端部は、シリンダヘッド１のバルブ配置穴３，４に若干のクリアランスを持って嵌まる外径になっており、かつ、バルブガイド９，１０の外径よりも僅かに大径の中空穴３４が上向きに開口している。中空穴３４はバルブガイド９，１０が落ち込み得る深さになっている。

【0030】

６本の支柱１５は、シリンダヘッド１におけるバルブガイド９，１０及びバルブ配置穴３，４の間隔に対応して配置されている。支柱１５は左右移動自在であるので、隣り合った支柱１５の間隔は任意に設定できるが、支柱１５の間隔はシリンダヘッド１の機種によって決まるので、図４（Ｃ）に示すように、各機種に対応したピッチの凹所３５が形成されたゲージ３６を使用して、ゲージ３６を庇板２６にボルトで固定しておくと、各支柱１５に対してシリンダヘッド１を正確に嵌め込むことができる。

【0031】

(2).まとめ
以上の構成において、シリンダヘッド１を支柱１５の群にセットした状態では、各支柱１５がシリンダヘッド１のバルブ配置穴３，４に嵌合していると共に、各支柱１５はバルブガイド９，１０の露出部に嵌合している。このため、シリンダヘッド１は、バルブガイド９，１０を鉛直姿勢にした状態で安定的に保持される。

【0032】

従って、１つの支柱１５がプッシュロッド２２ａと同心になるようにシリンダヘッド１を位置決めしてから、プッシュロッド２２ａを下降させると、図７（Ａ）に示すように、その真下に位置したバルブガイド９，１０が下方に押圧されて、当該バルブガイド９，１０がバルブガイド圧入穴１１，１２から下方に突き出され、バルブガイド９，１０は支柱１５の中空穴３４に収納される。中空穴３４の底にクッション材を配置しておいてもよい。

【0033】

そして、プッシュロッド２２ａとバルブガイド９，１０と支柱１５とは鉛直姿勢の同心に揃っているため、バルブガイド９，１０をこじれや傷付きなしでスムースに押し出すことができる。

【0034】

シリンダヘッド１を横移動させて、プッシュロッド２２ａを下降させる作業を繰り返すことにより、各バルブガイド９，１０を抜き外すことができる。本実施形態では、バルブガイド９，１０が抜き外される前には、バルブガイド９，１０の露出部に支柱１５が嵌合しており、支柱１５はバルブガイド９，１０によっても位置決めされているが、図７（Ｂ）に示すように、バルブガイド９，１０が抜かれた箇所でも、シリンダヘッド１は支柱１５がバルブ配置穴３，４に嵌まることによって安定的に保持されているため、バルブガイド９，１０が抜かれた箇所でも、シリンダヘッド１は支柱１５によって安定的に保持されている。

【0035】

従って、６本のバルブガイド９，１０は、端から順に抜き外しできる。或いは、両端を残して４本のバルブガイド９，１０を抜き外してから、両端を抜き外すこともできる。すなわち、本実施形態で対象にしているシリンダヘッド１は、各バルブガイド９，１０は任意の順番に抜き外すことができる。

【0036】

実施形態では６本のバルブガイド９，１０に対応して６本の支柱１５を使用しているが、支柱１５は少なくとも２本あれば足りる。例えば１番目と６番目のバルブガイド９，１０の箇所のみを支柱１５で支持して、２～５番目のバルブガイド９，１０は支柱１５で支持することなくバルブガイド９，１０を押し出すことも可能である。この場合は、落下したバルブガイド９，１０が傷つかないように、下方に弾性体製の受け材を配置しておくと好適である。

【0037】

シリンダヘッド１を横移動させて、いずれかの支柱１５がプッシュロッド２２ａの真下に位置するようにシリンダヘッド１を位置決めする必要があるが、図４（Ｃ）に示すように、ゲージ３６によって各支柱１５を所定のピッチに保持しつつ、ゲージ３６に、各凹所３５に対応した位置決め用補助凹所３７を形成し、位置決め用補助凹所３７を弾性に抗して前後動するストッパー３８に対して選択的に嵌合させると、任意の支柱１５がプッシュロッド２２ａの真下にくるように位置決めできる。

【0038】

シリンダヘッド１がバルブ配置穴３，４を持たない場合は、バルブガイド９，１０を抜いた後は支柱１５によるシリンダヘッド１の位置決め機能がなくなるが、この場合の対応として、図８（Ａ）では、バルブガイド９，１０が抜かれた後に、バルブガイド圧入穴１１，１２に嵌合するピン部３９ａを有する補助支柱３９を付け替えている。

【0039】

例えば、６本のバルブガイド９，１０のうち両端を残して４本のバルブガイド９，１０を抜いてから、２番目と５番目との支柱１５を補助支柱３９に置き換えることによってシリンダヘッド１を安定的に支持し、それから両端のバルブガイド９，１０を抜くことができる。

【0040】

他方、図８（Ｂ）に示す例では、バルブガイド９，１０を抜き外してから、ストッパーピン４０をシリンダヘッド１のバルブガイド圧入穴１１，１２と支柱１５の中空穴３４とに挿入することにより、バルブガイド９，１０が抜かれた支柱１５によってシリンダヘッド１の姿勢を保持している。この場合、ストッパーピン４０にバルブシート７，８との嵌合部４０ａを設けておくと、姿勢保持機能を向上できて好適である。

【0041】

以上、本願発明の実施形態を説明したが、本願発明は他にも様々に具体化できる。例えば、バルブガイドの配置ピッチが異なる複数機種に対応する手段としては、支柱をねじ込みできるタップ穴が形成された支持板を各機種ごとに用意しておき、支持板をテーブルに付け替えることも可能である。機種によってバルブガイドの外径が異なる場合は、その外径に対応して支柱を用意しておくことになる。

【0042】

プッシュロッドの駆動は、油圧の他に空圧やモータ等の他の動力も使用できる。或いは、手動ハンドルによって昇降させることも可能である。

【産業上の利用可能性】

【0043】

本願発明は、シリンダヘッドのバルブガイド抜き取り装置に具体化できる。従って、産業上利用できる。

【符号の説明】

【0044】

１ シリンダヘッド
３，４ バルブ配置穴
５ 吸気ポート
６ 排気ポート
７，８ バルブシート
９，１０ バルブガイド
１１，１２ バルブガイド圧入穴
１４ バルブガイド抜き取り装置
１５ 支柱
１６ テーブル
１７ 側枠
１８ 上ステー
１９ 油圧シリンダ
２０ プランジャ
２２ａ プッシュロッド
２７ 蟻溝
２８ スライダ
３４ 中空穴

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】