JP2006315112A

JP2006315112A - 圧入装置

Info

Publication number: JP2006315112A
Application number: JP2005138559A
Authority: JP
Inventors: Fumio Kawahara; 文雄河原; Toshio Hashimoto; 利夫橋本; Tokitake Hayakawa; 説勇早川; Shinichi Makita; 臣一真北
Original assignee: Meiwa eTec Co Ltd
Current assignee: Meiwa eTec Co Ltd
Priority date: 2005-05-11
Filing date: 2005-05-11
Publication date: 2006-11-24

Abstract

【課題】圧入の良否を容易かつ確実に判定する。
【解決手段】圧入すべきバルブシートＶＳを圧入ホーン３を介して起振する超音波振動子４と、起振されたバルブシートＶＳを押圧してこれをシリンダヘッドＣＨのポート開口ＰＯに圧入するエアシリンダ２と、超音波振動子４の振幅を一定にするように当該超音波振動子４への投入電力を制御する超音波発信回路８と、エアシリンダ２による圧入荷重を検出する荷重センサ７と、エアシリンダ２による圧入ストロークを検出するストロークセンサ５と、圧入が良好になされた時の投入電力、圧入荷重および圧入ストロークの各変化を基準変化として記憶しておき、圧入作業時における投入電力、圧入荷重および圧入ストロークの各変化の少なくとも一つが上記基準変化から外れた時に圧入不良と判定する判定回路６とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は圧入装置に関し、特に、超音波振動を利用して圧入を行う圧入装置に関する。

エンジンのシリンダヘッドのポート開口内にバルブシートを圧入する圧入装置等においては、従来、油圧シリンダで圧入ヘッドを作動させて１〜２ｔ／cm2程度の大きな荷重をバルブシートに印加することにより圧入している。そしてこの場合、バルブシートの圧入の良否は、油圧シリンダに付設したストロークセンサや荷重センサの信号を解析して判定している。なお、特許文献１には超音波を印加しながら圧入する方法が記載されている。
特開昭５０−３６３４３

しかし、上記従来の圧入装置では、圧入代や圧入時の摩擦係数のばらつき等の影響を受けて確実な圧入良否の判定ができないという問題があった。

そこで本発明はこのような課題を解決するもので、圧入の良否を容易かつ確実に判定できる圧入装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明では、圧入すべき部品（ＶＳ）を起振する超音波振動子（４）と、起振された部品（ＶＳ）を押圧してこれを被圧入部材（ＣＨ）に圧入する押圧手段（２）と、超音波振動子（４）の振幅を一定にするように当該超音波振動子（４）への投入電力を制御する制御手段（８）と、押圧手段（２）による圧入荷重を検出する荷重検出手段（７）と、押圧手段（２）による圧入ストロークを検出するストローク検出手段（５）と、圧入が良好になされた時の投入電力、圧入荷重および圧入ストロークの各変化を基準変化として記憶しておき、圧入作業時における投入電力、圧入荷重および圧入ストロークの各変化の少なくとも一つが上記基準変化から外れた時に圧入不良と判定する判定手段（６）とを備える。

本発明において、圧入時にカジリ等を生じると圧入負荷が変動し、これに応じて圧電振動子への投入電力、圧入荷重および圧入ストロークの少なくとも一つが正常圧入時の基準変化から外れる。したがって、この基準変化からの外れを知ることによって容易かつ確実に圧入の良否を判定することができる。

なお、上記カッコ内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

以上のように、本発明によれば、圧入の良否を容易かつ確実に判定することができる。

図１に圧入装置の構成を示す。図１において、圧入器１が設けられて、当該圧入器１はエアシリンダ２と、エアシリンダ２によって上下に移動させられる圧入ホーン３を備えている。圧入ホーン３の基端部内には超音波振動子４が設けられている。エアシリンダ１の移動量（圧入ストローク）はこれに付設されたストロークセンサ５で検出されて、ストローク信号５ａとして判定回路６に入力している。エアシリンダ２と圧入ホーン３の間には荷重センサ７が設けられて圧入荷重が検出されており、荷重信号７ａとして判定回路６に入力している。

超音波振動子４は制御手段としての超音波発信回路８に接続されており、超音波発信回路８には、所定周波数で超音波振動子４を振動させるように、公知の周波数制御回路、電力増幅回路、昇圧トランス等が備えられている。超音波発信回路８にはまた、圧入負荷に応じて供給電力を増大させて超音波振動子４の振幅値を一定に保つ公知の定振幅化回路が備えられており、この時の超音波振動子４への供給電力が検出されてこれに応じた電力信号８ａが超音波発信回路８から上記判定回路６に入力している。

このような圧入装置で部品としてのバルブシートＶＳを被圧入部材としてのシリンダヘッドＣＨのポート開口ＰＯ内に圧入する場合には、圧入ホーン３の先端をバルブシートＶＳに当てた状態で超音波振動子４、そして圧入ホーン３を振動させ、エアシリンダ２を下方へ伸長させて圧入ホーン３によってバルブシートＶＳをシリンダヘッドＣＨのポート開口ＰＯ内に押し込む。

圧入が良好になされた場合には、ストローク信号５ａが直線的に変化して（図２）圧入ストロークはスムーズに変化し、荷重信号７ａで示される圧入荷重は途中でピークを示しつつ（図３）、圧入端で急激に上昇する。この圧入の間、図４に示すように、超音波振動子４への投入電力を示す電力信号８ａはほぼ一定の値となる。

これに対して、カジリ等の発生によって圧入が良好になされない場合には、ストローク信号５ａが途中で急変して（図５）圧入ストロークの変化がスムーズでなくなり、荷重信号７ａも圧入端に至る前に急激に上昇する（図６）。そして、電力信号８ａは急激に上昇変動する（図７）。

そこで、判定回路６は、圧入が良好に行われた時の上記ストローク信号５ａ、荷重信号７ａ、電力信号８ａの波形（図２〜図４）を予め基準変化波形として記憶している。そして、判定回路６は、実際の圧入作業の際に得られるストローク信号５ａ、荷重信号７ａ、電力信号８ａの少なくとも一つの波形が例えば図５〜図７で示すように上記基準変化波形から所定量外れた場合に圧入不良と判定する。このようにして、簡易かつ確実に圧入の良否が判定される。

本発明の一実施形態を示す圧入装置の全体構成を示す図である。圧入が良好になされている場合の圧入深さの経時変化を示す図である。圧入が良好になされている場合の圧入荷重の経時変化を示す図である。圧入が良好になされている場合の供給電力の経時変化を示す図である。圧入が良好になされていない場合の圧入深さの経時変化を示す図である。圧入が良好になされていない場合の圧入荷重の経時変化を示す図である。圧入が良好になされていない場合の供給電力の経時変化を示す図である。

符号の説明

１…圧入器、２…エアシリンダ、３…圧入ホーン、４…超音波振動子、５…ストロークセンサ、６…判定回路、７…荷重センサ、８…超音波発信回路、ＣＨ…シリンダヘッド、ＶＳ…バルブシート。

Claims

圧入すべき部品を起振する超音波振動子と、起振された前記部品を押圧してこれを被圧入部材に圧入する押圧手段と、前記超音波振動子の振幅を一定にするように当該超音波振動子への投入電力を制御する制御手段と、前記押圧手段による圧入荷重を検出する荷重検出手段と、前記押圧手段による圧入ストロークを検出するストローク検出手段と、圧入が良好になされたときの投入電力、圧入荷重および圧入ストロークの各変化を基準変化として記憶しておき、圧入作業時における投入電力、圧入荷重および圧入ストロークの各変化の少なくとも一つが前記基準変化から外れた時に圧入不良と判定する判定手段とを備えた圧入装置。