JP2001296209A - エンジンのピストン誤組付検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シリンダブロックに組み込まれたピストンに
係わる誤組付を、簡単な装置で迅速且つ精度良く検出す
る。 【解決手段】 検査時、制御ユニット５０にＩＤカード
１０のデータを読み込み、固定ユニット３０の押圧部材
３１をクランクシャフト２に押圧してピストン４を規定
位相に固定し、シリンダブロック１のヘッド側の端面Ａ
に保持部材４３の平面Ｂを密着させて検知バー４１の先
端部４１ａをピストン４の頭部に当接させる。そして、
検知バー４１の後端部４１ｂの遮光部４１ｃが投光器４
２ａ−１，４２ａ−２，４２ａ−３から投光される光を
遮断し、出力信号がＯＦＦとなる受光器の位置からシリ
ンダブロック１のヘッド側端面Ａからピストン４の頭部
までの距離を検出し、検出した距離とＩＤカード１０か
ら読み込んだデータに基づいて算出される距離とを照合
してピストンに係わる誤組付を判別する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シリンダブロック
に組み付けられたピストンに係わる誤組付を検出するエ
ンジンのピストン誤組付検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、エンジンの組み立てラインでは、
エンジン形式毎に規定の仕様の部品を組付けなければな
らず、搬送ラインに別仕様の類似の部品が混入すると、
誤組付が発生する可能性がある。特に、シリンダブロッ
クへ組付けられるピストンは、燃焼室形状の相違から同
じシリンダブロックに対してピストン頭部の形状が異な
るものが数種類ある場合が多く、自動組立機や手作業に
よる組付けの際の誤組付に対処するため、出荷前検査で
の確認が必要であった。

【０００３】このようなエンジン組付け部品の誤組付を
防止する先行技術としては、特開平７−１４６２１６号
公報に開示の技術があり、この先行技術では、エンジン
を駆動した状態で潤滑オイルの通路内に流体（エア）を
供給し、この流体の供給量とあらかじめ設定された設定
供給量とを比較することにより、潤滑オイルの供給通路
途中に装着された取付部品としての軸受メタルの誤組付
を検出するようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
先行技術は、軸受けメタルの誤組付検出に関するもので
あり、エンジンを駆動可能状態まで組み立てた後、部品
の相違による潤滑油量の相違から誤組付を検出するよう
にしているため、先行技術を適用してシリンダブロック
に誤組付されたピストンを検出しようとすると、気筒毎
の燃焼室の容積の相違を検出せねばならず、装置が大掛
かりとなるばかりでなく、検査効率及び検出精度を確保
することは困難である。

【０００５】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、シリンダブロックに組み込まれたピストンに係わる
誤組付を、簡単な装置で迅速且つ精度良く検出すること
のできるエンジンのピストン誤組付検出装置を提供する
ことを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、シリンダブロックに組み付
けられたピストンに係わる誤組付を検出するエンジンの
ピストン誤組付検出装置であって、上記ピストンを規定
の位相に固定する固定手段と、上記ピストンが上記規定
の位相に固定された状態で上記シリンダブロックのヘッ
ド側端面から上記ピストンの頭部までの距離を検出する
距離検出手段と、上記ピストンの頭部までの距離の検出
値と部品データとを照合し、上記ピストンに係わる誤組
付を判別する誤組付判別手段とを備えたことを特徴とす
る。

【０００７】すなわち、請求項１記載の発明は、シリン
ダブロックに組み付けられたピストンを規定の位相に固
定した状態でシリンダブロックのヘッド側端面からピス
トンの頭部までの距離を検出し、検出した距離と部品デ
ータとを照合してピストンに係わる誤組付を判別する。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図１〜図４は本発明の実施の一形
態に係わり、図１はピストン誤組付検出装置の全体構成
図、図２は図１のII−II断面図、図３は誤組付検出処理
のフローチャート、図４は検知バーによるピストン検査
の説明図である。

【０００９】図１において、符号１はエンジンのシリン
ダブロックであり、本形態においては直列４気筒エンジ
ンのシリンダブロックを示す。このシリンダブロック１
は、クランクシャフト２にコネクティングロッド３及び
ピストン４を連結した組立体が図示しない自動機等によ
り組み付けられた後、各部品のシリアル番号や仕様等の
データを記録したＩＤカード１０と共にピストン誤組付
検出装置２０に搬送される。

【００１０】ピストン誤組付検出装置２０は、シリンダ
ブロック１に、エンジン形式に応じた正規の仕様のピス
トンが組み付けられているか否かを検査するものであ
り、ピストン４を規定の位相の検査位置に固定する固定
手段としての固定ユニット３０と、シリンダブロック１
のヘッド側端面Ａからピストン４の頭部までの距離を検
出する距離検出手段としての距離検出ユニット４０と、
各ユニット３０，４０を制御すると共にＩＤカード１０
からのデータを読み取り、シリンダブロック１に組み付
けられたピストン４がエンジン形式に適合した正規品で
あるか否かを判別する誤組付判別手段としての制御ユニ
ット５０とを主要構成としている。

【００１１】固定ユニット３０は、クランクシャフト２
のバランスウエイト部２ａを押圧して回動させることで
全てのクランクピン位置をピストン４の摺動軸と直交す
る平面上に配置させ、４気筒分のピストン４を規定位相
の検査位置に整列させて固定するための押圧部材３１
と、押圧部材３１に連設されて押圧部材３１を前進／後
退させるエアシリンダ（以下、便宜上、「固定用エアシ
リンダ」と称する）３２と、固定用エアシリンダ３２の
前進／後退を切り換える方向制御弁３３とを備えて構成
される。

【００１２】尚、ピストン４の検査位置は、例えば、２
気筒を上死点、他の２気筒を下死点とする位相でも良い
が、装置及び処理が煩雑化することから、本形態では、
正規のピストンアッセンブリが組み込まれている場合、
シリンダブロック１のヘッド側端面Ａからピストン頭部
までの距離が同一となるピストン位相、すなわち全ての
クランクピン位置がピストン摺動軸と直交する平面上に
なる位相とする。

【００１３】距離検出ユニット４０は、ピストン頭部に
当接される検知バー４１が配設されると共に、検知バー
４１の後端位置を検出するための光電センサが配設され
る保持部材４３と、保持部材４３に連設されて保持部材
を前進／後退させ、検査時に保持部材４３の検知バー４
１が突出する平面部Ｂをシリンダブロック１のヘッド側
端面Ａに密着させるためのエアシリンダ（以下、便宜
上、「検査用エアシリンダ」と称する）４４と、検査用
エアシリンダ４４の前進／後退を切り換える方向制御弁
４５とを備えて構成される。

【００１４】本形態では、シリンダブロック１の４気筒
分のピストンに対応して、形状及び長さが同一の検知バ
ー４１がシリンダ間隔と同一間隔で４本配設され、保持
部材４３に軸方向摺動自在に取り付けられている。検知
バー４１のピストン頭部に当接される先端部４１ａの基
部と保持部材４３との間には、検知バー４１を保持部材
４３から突出させる方向に付勢するスプリング４６が介
装されている。

【００１５】また、光電センサは、投光器４２ａと受光
器４２ｂとからなり、検知バー４１の後端部４１ｂが突
出される側で保持部材４３にステー４７を介して取り付
けられている。図２に示すように、投光器４２ａ及び受
光器４２ｂは、その光軸が検知バー４１の摺動軸と直交
し且つ検知バー４１の摺動軸から外れるようオフセット
して配置され、対応する検知バー４１の後端部４１ｂ
は、光軸に対応して、摺動軸から偏芯し摺動軸に直交す
る方向に延出され、投光器４２ａからの光を遮光する遮
光部４１ｃを備えている。

【００１６】本形態では、受光器４２ｂの出力は、投光
器４２ａからの光を受光したときＯＮになるものとし、
図においては、３種類のピストンに対応して検知バー４
１の後端部４１ｂの位置を３段階で検出可能なよう、ス
テー４７の３段階の位置で、投光器４２ａ−１及び受光
器４２ｂ−１、投光器４２ａ−２及び受光器４２ｂ−
２、投光器４２ａ−３及び受光器４２ｂ−３が順に取り
付けられている。

【００１７】すなわち、１種類のシリンダブロック１に
組み付け可能なピストンが３種類あるとすると、各ピス
トンを規定位相（本形態では、全てのクランクピン位置
がピストン摺動軸に直交する平面上となるピストン位
相）とした状態で、シリンダブロック１のヘッド側端面
Ａから各種類のピストン頭部までの距離は既値であり、
且つシリンダブロック１のヘッド側の端面Ａを基準とし
て保持部材４３の平面Ｂを当接させたとき、検知バー４
１の後端部４１ｂの位置が各種類のピストンに対応して
一義的に定まるため、予め各位置に３組の光電センサを
配設しておくことで、３段階の距離が検出可能となる。

【００１８】制御ユニット５０は、マイクロコンピュー
タ等から構成されるものであり、ＩＤカード１０のデー
タ読込み機能を備え、入力側に３組の受光器４２ｂ−
１，４２ｂ−２，４２ｂ−３等が接続され、出力側に、
方向制御弁３３，４５、３組の投光器４２ａ−１，４２
ａ−２，４２ａ−３等が接続されている。

【００１９】制御ユニット５０では、方向制御弁３３，
４５を駆動してエアシリンダ３２，４４の前進／後退を
制御すると共に投光器４２ａ−１，４２ａ−２，４２ａ
−３を駆動し、受光器４２ｂ−１，４２ｂ−２，４２ｂ
−３からの各信号を入力してシリンダブロック１のヘッ
ド側端面Ａからピストン頭部までの距離を検出する。そ
して、検出した距離とＩＤカード１０から読み込んだデ
ータに基づいて算出される距離とを照合し、ピストンに
係わる誤組付を判別する。

【００２０】以下、ピストン誤組付検出装置２０におけ
るピストン誤組付検出処理について、図３のフローチャ
ートを用いて説明する。

【００２１】クランクシャフト２、コネクティングロッ
ド３、ピストン４を組み付けたシリンダブロック１がＩ
Ｄカード１０と共に搬送され、ピストン誤組付検出装置
２０にセットされると、図３に示すピストン誤組付検出
処理が実行される。

【００２２】このピストン誤組付検出処理は、例えば、
ＩＤカード１０を制御ユニット５０にセットし、図示し
ないスタートスイッチを押す等して開始され、先ず、ス
テップＳ１で、ＩＤカード１０から正規に組み立てるべ
き各部品に関するデータを読み込み、これらのデータに
基づき、ステップＳ２で、ピストン４が連設されるクラ
ンクシャフト２のクランクピン位置を同一面上に配置・
固定した状態でのシリンダブロック１のヘッド側端面Ａ
からピストン４の頭部までの距離を算出する。

【００２３】次いで、ステップＳ３へ進み、方向制御弁
３３を切り換えて固定用エアシリンダ３２へライン圧を
供給し、固定用エアシリンダ３２を前進させ、押圧部材
３１によってクランクシャフト２のバランスウエイトを
押圧・回動させ、全てのクランクピン位置をピストン摺
動軸と直交する平面上に配置させる。

【００２４】続くステップＳ４では、方向制御弁４５を
切り換えて検査用エアシリンダ４４へライン圧を供給
し、検査用エアシリンダ４４を前進させて保持部材４３
の検知バー４１が突出する平面Ｂを、シリンダブロック
１のヘッド側端面Ａに密着させる。

【００２５】その後、ステップＳ５へ進み、各投光器４
２ａ−１，４２ａ−２，４２ａ−３による投光を行い、
３段の受光器４２ｂ−１，４２ｂ−２，４２ｂ−３から
の各信号を読み込むと、ステップＳ６で、読み込んだ各
信号に基づいてシリンダブロック１のヘッド側端面Ａか
らピストン４の頭部までの距離を検出する。

【００２６】すなわち、検知バー４１の先端部４１ａが
ピストン４の頭部に当接して初期位置から後退すると、
検知バー４１の後端部４１ｂの遮光部４１ｃが投光器４
２ａ−１，４２ａ−２，４２ａ−３から投光される光の
いずれかを遮断し、該当する受光器の出力信号がＯＦＦ
となる。

【００２７】従って、信号がＯＦＦである受光器の位置
から検知バー４１の移動量を知り、検知バー４１が初期
位置にある状態での保持部材４３の平面Ｂから先端部４
１ａまでの既値の距離から移動量を減算することで、シ
リンダブロック１のヘッド側端面Ａから実際に組み付け
られているピストン４の頭部までの距離を検出すること
ができる。

【００２８】そして、ステップＳ７で、シリンダブロッ
ク１のヘッド側端面Ａからピストン４の頭部までの実際
の検出距離と、正規組立状態で各部品のデータから算出
されるシリンダブロック１のヘッド側端面Ａからピスト
ン４の頭部までの距離とを照合し、組み付けられている
ピストン４がＩＤカード１０に記録されている仕様に合
った正規部品であり、誤組付がないか否かを判別する。

【００２９】例えば、図４に示すように、シリンダブロ
ック１に組みつけられる正規のピストン４に対し、異な
る種類のピストン４Ａが誤組付されている場合、１段目
の受光器４２ｂ−１の出力信号と２段目の受光器４２ｂ
−２の出力信号とが共にＯＦＦとなり、２種類の距離が
検出されるが、ＩＤカード１０のデータから１段目の受
光器４２ｂ−１によって検出される距離が正規のピスト
ン４に対応するものであり、２段目の受光器４２ｂ−２
によって検出される距離はピストン４Ａの誤組付による
ものであることがわかる。

【００３０】通常、コネクティングロッド３を含むピス
トン４の組立体は、自動機によってシリンダブロック１
に組み付けられるため、４気筒のうちの１気筒ないし３
気筒のピストンの部分的な誤組付が発生する可能性は低
く、誤組付の可能性があるとすれば４気筒のピストン全
てが同時に誤組付される場合である。すなわち、４気筒
分全てについてピストン４Ａが誤組付された場合には、
シリンダブロック１のヘッド側端面Ａからピストン４Ａ
の頭部までの距離は全て同じ距離となり、２段目の受光
器４２ｂ−２からの信号のみがＯＦＦとなるが、このよ
うな場合にも、実際に検出される距離がＩＤカード１０
のデータから算出される距離と異なるため、ピストンが
誤組付されていることがわかる。

【００３１】更には、正規のピストン４が用いられてい
るにも拘わらず、万一コネクティングロッドが誤組付さ
れ、シリンダブロック１のヘッド側端面Ａからピストン
頭部までの距離が全て同じとなって２段目の受光器４２
ｂ−２からの信号のみがＯＦＦとなった場合にも、同様
に、実際に検出される距離がＩＤカード１０のデータか
ら算出される距離と異なり、ピストン周りに誤組付があ
ることがわかる。

【００３２】実際には、シリンダブロック１のヘッド側
端面Ａからピストン頭部までの実際の検出距離と、正規
組立状態での各部品のデータから算出されるシリンダブ
ロック１のヘッド側端面Ａからピストン頭部までの仕様
上の距離とを直接比較するまでもなく、仕様上の距離と
検知バー４１及び受光器の位置関係から、検知バー４１
をピストン頭部に当接させての検査時、どの位置の受光
器の出力信号がＯＦＦとなるべきかがステップＳ２にお
ける距離算出の段階で既知となる。このため、上述のス
テップＳ６を省略し、ステップＳ７では、３段の受光器
４２ｂ−１，４２ｂ−２，４２ｂ−３の出力信号のＯ
Ｎ，ＯＦＦのパターンから迅速に誤組付の有無を判別す
ることができる。

【００３３】すなわち、３段の受光器４２ｂ−１，４２
ｂ−２，４２ｂ−３のうち、ＩＤカード１０のデータか
ら算出される仕様上の距離に対応する受光器の出力信号
のみがＯＦＦで、他の受光器の出力信号がＯＮである場
合にのみ、誤組付がなく正規の部品で組み立てられてお
り、それ以外の場合には、ピストン周りに何らかの誤組
付が有る場合である。

【００３４】そして、ステップＳ７において、誤組付が
ないと判別された場合には、ステップＳ８で、制御ユニ
ット５０の表示パネル或いは図示しない緑色ランプの点
灯等により検査結果がＯＫである旨の表示を行い、誤組
付有りと判別された場合、ステップＳ９で、制御ユニッ
ト５０のパネル或いは図示しない赤色ランプの点灯等に
より検査結果がＮＧである旨の表示を行う。

【００３５】その後、検査を終了すべくステップＳ８或
いはステップＳ９からステップＳ１０へ進み、方向制御
弁４５を切り換えて検査用エアシリンダ４４から排気し
て検査用エアシリンダ４４を後退させ、保持部材４３を
シリンダブロック１から離間させる。さらに、ステップ
Ｓ１１で、方向制御弁３３を切り換えて固定用エアシリ
ンダ３２から排気して固定用エアシリンダ３２を後退さ
せ、押圧部材３１をクランクシャフト２から離間させて
処理を終了する。

【００３６】その結果、正規に組み立てられたシリンダ
ブロックのみが次工程へ搬送され、誤組付されたシリン
ダブロックは、組み立て工程へ戻され、正規の部品で再
組み立てされる。

【００３７】これにより、シリンダブロックに取り付け
られたピストン周りの部品の誤組付を迅速且つ確実に判
別し、製品の信頼性を向上すると共に製品検査工程を簡
略化して生産性の向上を図ることができる。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、シリンダブロックに組み付けられたピスト
ンを規定の位相に固定した状態でシリンダブロックのヘ
ッド側端面からピストンの頭部までの距離を検出し、検
出した距離と部品データとを照合してピストンに係わる
誤組付を判別するので、簡単な装置でピストン周りの部
品の誤組付を迅速且つ確実に判別することができ、製品
の信頼性を向上すると共に製品検査工程を簡略化して生
産性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ピストン誤組付検出装置の全体構成図

【図２】図１のII−II断面図

【図３】誤組付検出処理のフローチャート

【図４】検知バーによるピストン検査の説明図

【符号の説明】

１ …シリンダブロック ４ …ピストン ２０…ピストン誤組付検出装置 ３０…固定ユニット（固定手段） ４０…距離検出ユニット（距離検出手段） ５０…制御ユニット（誤組付判別手段）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダブロックに組み付けられたピス
   トンに係わる誤組付を検出するエンジンのピストン誤組
   付検出装置であって、 上記ピストンを規定の位相に固定する固定手段と、 上記ピストンが上記規定の位相に固定された状態で上記
   シリンダブロックのヘッド側端面から上記ピストンの頭
   部までの距離を検出する距離検出手段と、 上記ピストンの頭部までの距離の検出値と部品データと
   を照合し、上記ピストンに係わる誤組付を判別する誤組
   付判別手段とを備えたことを特徴とするエンジンのピス
   トン誤組付検出装置。