JP2010223679A - Deviation detection method and deviation detection device of abutment position of piston ring - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ピストンリングの合口位置のずれを検出するためのずれ検出方法、及びずれ検出装置に関する。 The present invention relates to a deviation detection method and a deviation detection device for detecting a deviation of a joint position of a piston ring.
一般的なピストンリングの面圧分布測定は、次のような手順で行なわれる。（ａ）測定用ボアの内部に配置されたピストンリングに対して一箇所の面圧測定を実施し、（ｂ）測定用ボアの直上部に位置する回転用ボアの内部にピストンリングを移送し、（ｃ）回転用ボアをその内部のピストンリングとともに所定角度だけ回転させ、（ｄ）測定用ボアの内部に再度ピストンリングを移送する。 A general piston ring surface pressure distribution measurement is performed by the following procedure. (A) One surface pressure measurement is performed on the piston ring disposed inside the measurement bore, and (b) the piston ring is transferred to the inside of the rotation bore located immediately above the measurement bore. (C) The rotation bore is rotated by a predetermined angle together with the piston ring inside, and (d) the piston ring is transferred again to the inside of the measurement bore.
このような手順をピストンリングがその中心軸回りに３６０°回転するまで繰り返すことでピストリング面圧分布を測定することができる。しかし、上記の手法では、ボア間の移送中にピストンリングがその中心軸回りに僅かに回転することで角度ずれが生じてしまい、有効な面圧分布を得ることができない虞がある。そのため、個々の面圧測定（上記の手順（ａ））に先立ち、ピストンリングの合口の位置がずれていないこと確認しておく必要がある。 The piston ring surface pressure distribution can be measured by repeating such a procedure until the piston ring rotates 360 ° around its central axis. However, in the above-described method, the piston ring slightly rotates around its central axis during transfer between the bores, resulting in an angular deviation, and an effective surface pressure distribution may not be obtained. Therefore, prior to individual surface pressure measurement (the above procedure (a)), it is necessary to confirm that the position of the piston ring joint is not displaced.
従来、ピストンリングの合口位置のずれを検出するためには、合口部にレーザ光線を照射したときの光線通過量をセンサで測定したり、ピストンリングの撮像をディジタル処理して合口を認識したりする方法が採用されている。 Conventionally, in order to detect the displacement of the abutment position of the piston ring, the amount of light passing when the laser beam is irradiated to the abutment portion is measured by a sensor, or the abutment is recognized by digitally processing the imaging of the piston ring. The method to do is adopted.
これに関連して、以下の特許文献１には、合口部にレーザ光線を照射したときに該合口部を通過する光量に応じて該合口幅を算出する技術が提案されている。また、その他の関連する公知技術を開示する文献として以下の特許文献２〜４を挙げる。 In relation to this, the following Patent Document 1 proposes a technique for calculating the abutment width according to the amount of light passing through the abutment when the abutment is irradiated with a laser beam. The following patent documents 2 to 4 are listed as documents disclosing other related known techniques.
しかし、一般にレーザ光線を用いた検出方法は、レーザセンサ機器が高価であることや、レーザ光線の対人危険に対する保安対策が必要になること等から費用面で不利である。また、当該方法については、装置全体が大型化するため装置の設置場所が制限されるという問題点も指摘されている。 However, the detection method using a laser beam is generally disadvantageous in terms of cost because the laser sensor device is expensive and a security measure against human danger of the laser beam is required. In addition, the method has also been pointed out that the installation location of the apparatus is limited because the entire apparatus is enlarged.
また、撮像による合口を認識する方法については、撮像機器と画像処理機器が一般的に高価であるほか、撮影に必要な光源から発生する熱がワークや冶具等を熱膨張させて測定結果に悪影響を及ぼすという問題点が指摘されている。 As for the method of recognizing a joint by imaging, the imaging device and the image processing device are generally expensive, and the heat generated from the light source necessary for photographing causes thermal expansion of the work or jig, which adversely affects the measurement result. Has been pointed out.
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、簡易かつ安価な手法により十分な検出精度を実現するピストンリングの合口位置のずれ検出方法、及びずれ検出装置を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a piston ring joint position displacement detection method and displacement that realize sufficient detection accuracy by a simple and inexpensive method. It is to provide a detection device.
上記目的を達成するための本発明に係るずれ検出方法は、ボアに装着されたピストンリングの合口位置のずれを検出するための検出方法であって、以下のようなステップ（１）（２）を含む。ここで、前記ステップ（１）は、所定圧力のエア供給源から供給されたエアを、前記ボアに対して固定されたエアノズルから前記ピストンリングの合口に向かって噴射したときの、前記エアノズルからのエアの流出量の変化を検出するステップであり、前記ステップ（２）は、上記ステップ（１）で検出した前記流出量の変化に応じて前記ピストンリングの合口位置のずれを検出するステップである。 The deviation detection method according to the present invention for achieving the above object is a detection method for detecting deviation of the joint position of the piston ring attached to the bore, and includes the following steps (1) and (2): including. Here, in the step (1), air supplied from an air supply source of a predetermined pressure is injected from the air nozzle when it is injected from the air nozzle fixed to the bore toward the joint of the piston ring. The step of detecting a change in the outflow amount of air, and the step (2) is a step of detecting a shift of the joint position of the piston ring in accordance with the change in the outflow amount detected in the step (1). .
また、上記目的を達成するための本発明に係るずれ検出装置は、ボアに装着されたピストンリングの合口位置のずれを検出するための検出装置であって、以下のようなエアノズル、固定手段、及び検出手段を有する。ここで、前記エアノズルは、所定圧力のエア供給源から供給されたエアを前記ピストンリングの合口に向かって噴射し、前記固定手段は、前記エアノズルを前記ボアに対して固定し、前記検出手段は、前記ピストンリングの合口に向かって噴射されるエアの前記エアノズルからの流出量の変化を検出し、検出した前記流出量の変化に応じて前記ピストンリングの合口位置のずれを検出する。 Further, a deviation detection device according to the present invention for achieving the above object is a detection device for detecting a deviation of the joint position of the piston ring attached to the bore, and includes the following air nozzle, fixing means, And detecting means. Here, the air nozzle injects air supplied from an air supply source having a predetermined pressure toward the joint of the piston ring, the fixing means fixes the air nozzle to the bore, and the detection means The change of the outflow amount of the air injected from the air nozzle toward the joint of the piston ring is detected, and the shift of the joint position of the piston ring is detected according to the detected change of the outflow amount.
本発明に係るずれ検出方法は、ピストンリングの合口に向かって噴射されたエアのエアノズルからの流出量の変化を検出することにより合口位置のずれを検出するものである。よって、本発明によれば、簡易かつ安価な手法により、十分な精度でピストンリングの合口位置のずれ検出を実施することができる。 The deviation detection method according to the present invention detects the deviation of the abutment position by detecting a change in the amount of air jetted from the air nozzle toward the abutment of the piston ring. Therefore, according to the present invention, it is possible to detect the displacement of the joint position of the piston ring with sufficient accuracy by a simple and inexpensive method.
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
＜面圧測定装置＞
先ず、本発明の一実施形態に係るピストンリング合口位置のずれ検出装置が適用されたピストンリングの面圧測定装置１の構成について説明する。図１は、本実施形態に係るピストンリングの面圧測定装置１の全体構成を示す上面図であり、図２は図１中のII−II面に沿った断面図である。また、図３は、図１の面圧測定装置１の主要部を拡大して示す上面図であり、図４は図３中のIV−IV面に沿った断面図である。
<Surface pressure measuring device>
First, a configuration of a piston ring surface pressure measuring device 1 to which a piston ring joint position shift detecting device according to an embodiment of the present invention is applied will be described. FIG. 1 is a top view showing an overall configuration of a piston ring surface pressure measuring device 1 according to the present embodiment, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along a line II-II in FIG. 3 is an enlarged top view showing the main part of the surface pressure measuring device 1 in FIG. 1, and FIG. 4 is a cross-sectional view along the IV-IV plane in FIG.
各図に示されるように、面圧測定装置１は、面圧測定時に測定対象のピストンリングＲが配置される測定用ボア１１、測定用ボア１１に配置された面圧測定センサ１２、測定用ボア１１の直上方に配置される回転用ボア１３、ピストンリングＲを昇降させることによりこれを両ボア１１，１３間で移送するための昇降機構１４、回転用ボア１３をその中心軸回りに回転させるための回転機構１５、回転用ボア１３内に配置されたピストンリングＲの合口位置のずれを検出するためのずれ検出装置１６を備えている。以下、これらの構成要素について詳細に説明する。 As shown in each figure, the surface pressure measurement device 1 includes a measurement bore 11 in which a piston ring R to be measured is disposed at the time of surface pressure measurement, a surface pressure measurement sensor 12 disposed in the measurement bore 11, and a measurement Rotating bore 13 disposed directly above bore 11 and piston ring R are moved up and down to raise and lower mechanism 14 for transferring between the bores 11 and 13, and rotating bore 13 is rotated about its central axis. And a displacement detecting device 16 for detecting a displacement of the joint position of the piston ring R disposed in the rotation bore 13. Hereinafter, these components will be described in detail.
測定用ボア１１は、図２及び図４のように、その内径が測定対象のピストンリングＲが適用されるシリンダボアの内径と等しい円筒形状を有している。そのため、測定用ボア１１内に配置されたピストンリングＲは、シリンダボア内に配置されたときと同様の面圧を測定用ボア１１の内壁に作用させる。これにより、測定用ボア１１内では、ピストンリングＲがシリンダボア内に装着された状態が再現される。 As shown in FIGS. 2 and 4, the measurement bore 11 has a cylindrical shape whose inner diameter is equal to the inner diameter of the cylinder bore to which the piston ring R to be measured is applied. Therefore, the piston ring R arranged in the measurement bore 11 causes the same surface pressure as that when it is arranged in the cylinder bore to act on the inner wall of the measurement bore 11. As a result, the state in which the piston ring R is mounted in the cylinder bore is reproduced in the measurement bore 11.
面圧測定センサ１２は、一般的な接触式圧力センサであり、その先端に位置する圧力感知部により測定用ボア１１内のピストンリングＲの面圧を測定する。図４のように、面圧測定センサ１２の圧力感知部は、測定用ボア１１の周壁に穿設された通孔の内部に配置される。通常、１つの面圧測定装置１には１つの面圧測定センサ１２が設けられるが、複数の面圧測定センサ１２が設けられてもよい。 The surface pressure measurement sensor 12 is a general contact pressure sensor, and measures the surface pressure of the piston ring R in the measurement bore 11 by a pressure sensing unit located at the tip thereof. As shown in FIG. 4, the pressure sensing unit of the surface pressure measurement sensor 12 is disposed inside a through hole formed in the peripheral wall of the measurement bore 11. In general, one surface pressure measuring device 1 is provided with one surface pressure measuring sensor 12, but a plurality of surface pressure measuring sensors 12 may be provided.
回転用ボア１３は、図３及び図４のように、測定用ボア１２と内径が等しい円筒形状を有している。測定用ボア１１内で面圧測定センサ１２による一箇所の面圧測定が完了したら、測定対象のピストンリングＲは昇降機構１４により移送されてこの回転用ボア１３内に配置される。 As shown in FIGS. 3 and 4, the rotation bore 13 has a cylindrical shape having the same inner diameter as the measurement bore 12. When the surface pressure measurement by the surface pressure measurement sensor 12 in the measurement bore 11 is completed, the piston ring R to be measured is transferred by the lifting mechanism 14 and disposed in the rotation bore 13.
昇降機構１４は、図２及び図４のように、測定対象のピストンリングＲを保持するための治具１４ａ、ピストンリングＲの装着／取外しのために治具１４ａを面圧測定装置１の内部と外部の間で昇降させる粗動昇降機構部１４ｂ、及び治具１４ａに装着されたピストンリングＲを測定用ボア１１と回転用ボア１３の間で繰り返し昇降させる微動昇降機構部１４ｃを備えている。ここで、粗動昇降機構部１４ｂ及び微動昇降機構部１４ｂはいずれもエアシリンダ等の一般的な駆動機構である。 As shown in FIGS. 2 and 4, the elevating mechanism 14 includes a jig 14 a for holding the piston ring R to be measured, and a jig 14 a for mounting / removing the piston ring R inside the surface pressure measuring device 1. And a coarse movement elevating mechanism part 14b that elevates between the outside and the outside, and a fine movement elevating mechanism part 14c that elevates and lowers the piston ring R attached to the jig 14a repeatedly between the measurement bore 11 and the rotation bore 13. . Here, the coarse motion elevating mechanism portion 14b and the fine motion elevating mechanism portion 14b are both general drive mechanisms such as an air cylinder.
回転機構１５は、図１のように、回転用ボア１３の外接するように配置され、モータ等の不図示の動力源により回転することで回転用ボア１３を従動回転させる回転ローラ１５ａ、及び回転ローラ１５ａに従動回転する回転用ボア１３の回転位置を検出する回転位置検出エンコーダ１５ｂを備えている。このような構成により、回転機構１５は、回転用ボア１３をその内部に配置されたピストンリングＲとともに所定角度だけ回転させることができる。このときの回転角度は回転位置検出エンコーダ１５ｂにより精密に制御される。なお、一般的な面圧分布測定におけるピストンリングの１回あたりの回転角度は５°〜１０°程度である。 As shown in FIG. 1, the rotation mechanism 15 is arranged so as to circumscribe the rotation bore 13. The rotation mechanism 15 is rotated by a power source (not shown) such as a motor, so that the rotation bore 13 is driven and rotated. A rotation position detection encoder 15b that detects the rotation position of the rotation bore 13 that is driven to rotate by the roller 15a is provided. With such a configuration, the rotation mechanism 15 can rotate the rotation bore 13 by a predetermined angle together with the piston ring R disposed therein. The rotation angle at this time is precisely controlled by the rotation position detection encoder 15b. In addition, the rotation angle per time of the piston ring in general surface pressure distribution measurement is about 5 ° to 10 °.
ずれ検出装置１６は、所定圧力のエア供給源から供給されたエアをピストンリングＲの合口に向かって噴射するためのエアノズル１６ａ（後述の図５、図６参照）、エアノズル１６ａを回転用ボア１３に対して固定するための固定手段１６ｂ（後述の図８〜図１０参照）、及びエアノズル１６ａから噴射されたエアの流出量の変化を検出することにより合口位置のずれを検出する検出手段１６ｃ（後述の図５参照）、及び検出手段１６ｃによる検出結果を視覚的に表示するための表示手段１６ｄ（後述の図５、図１１参照）を備えている。以下、図５〜図１１を参照し、ずれ検出装置１６の構成についてさらに詳細に説明する。 The deviation detection device 16 includes an air nozzle 16a (see FIGS. 5 and 6 to be described later) for injecting air supplied from an air supply source of a predetermined pressure toward the joint of the piston ring R, and the air nozzle 16a is used as the rotation bore 13. Fixing means 16b (see FIGS. 8 to 10 to be described later), and detecting means 16c for detecting a shift in the abutment position by detecting a change in the outflow amount of the air injected from the air nozzle 16a ( And a display means 16d (see FIGS. 5 and 11 described later) for visually displaying a detection result by the detecting means 16c. Hereinafter, the configuration of the deviation detection device 16 will be described in more detail with reference to FIGS.
＜ずれ検出装置＞
図５は、本実施形態に係るピストンリングの合口位置のずれ検出装置１６の全体構成を示す概略図である。図５のように、ずれ検出装置１６は、エア供給源からエアノズル１６ａに向かう流路上に検出手段１６ｃが介在し、検出手段１６ｃと表示手段１６ｄが電気信号をやり取りするためのケーブルを介して接続された構成を有している。
<Displacement detection device>
FIG. 5 is a schematic diagram showing an overall configuration of the piston ring joint position deviation detection device 16 according to the present embodiment. As shown in FIG. 5, the shift detection device 16 has a detection means 16 c interposed on a flow path from the air supply source to the air nozzle 16 a and is connected via a cable for exchanging electrical signals between the detection means 16 c and the display means 16 d. It has the structure which was made.
図６は、エアノズル１６ａの構成について説明するための上面図であり、図７は、図６中のＸ部を拡大して示す拡大図である。なお、図７中の（Ａ）（Ｂ）は、ピストンリングＲの合口位置がずれていない状態、及びピストンリングＲの合口位置がずれている状態をそれぞれ表す。 FIG. 6 is a top view for explaining the configuration of the air nozzle 16a, and FIG. 7 is an enlarged view showing an X portion in FIG. 7A and 7B respectively show a state where the joint position of the piston ring R is not shifted and a state where the joint position of the piston ring R is shifted.
図６のように、エアノズル１６ａは、回転用ボアの周壁に穿設された通孔内に配置される。この通孔の内径は、エアノズル１６ａの当該通孔内での配置が微調整可能となるようにエアノズル１６ａの外径よりも若干大きくされる。ここで、図７（Ａ）のように、ピストンリングＲの合口位置とエアノズル１６ａの先端の噴射口の位置が一致している場合（すなわち、合口位置がずれていない場合）、エアノズル１６ａからのエア流出抵抗は小さいので、エアノズル１６ａからのエア流出量は大きくなる。他方、図７（Ｂ）のように、ピストンリングＲの合口位置とエアノズル１６ａの噴射口の位置が一致していない場合（すなわち、合口位置がずれている場合）、エアノズル１６ａからのエア流出抵抗は大きくなるので、エアノズル１６ａからのエア流出量は小さくなる。 As shown in FIG. 6, the air nozzle 16a is disposed in a through hole formed in the peripheral wall of the rotation bore. The inner diameter of the through hole is slightly larger than the outer diameter of the air nozzle 16a so that the arrangement of the air nozzle 16a in the through hole can be finely adjusted. Here, as shown in FIG. 7A, when the joint position of the piston ring R and the position of the injection port at the tip of the air nozzle 16a are coincident (that is, when the joint position is not shifted), from the air nozzle 16a, Since the air outflow resistance is small, the amount of air outflow from the air nozzle 16a increases. On the other hand, as shown in FIG. 7B, when the joint position of the piston ring R and the position of the injection port of the air nozzle 16a do not match (that is, when the joint position is deviated), the air outflow resistance from the air nozzle 16a. Increases, the amount of air outflow from the air nozzle 16a decreases.
図８は、固定手段１６ｂの構成について説明するための上面図であり、図９は、図８中のIX−IX面に沿った断面図である。なお、各図中の（Ａ）（Ｂ）は、後述の位置調整レバー１６ｂ３による位置調整前の状態、及び位置調整後の状態をそれぞれ表す。また、図１０は、図９におけるＹ部を拡大して示す拡大図である。 FIG. 8 is a top view for explaining the configuration of the fixing means 16b, and FIG. 9 is a cross-sectional view taken along the plane IX-IX in FIG. In addition, (A) and (B) in each figure represent a state before position adjustment by a position adjustment lever 16b3, which will be described later, and a state after position adjustment. FIG. 10 is an enlarged view showing a Y portion in FIG.
図８〜図１０に示されるように、固定手段１６ｂは、その中央部にエアノズル１６ａが貫通固定されており、回転用ボアの外壁に沿って曲げられた略プレート形状のノズル固定プレート１６ｂ１、ノズル固定プレート１６ｂ１を回転用ボア１３の外壁に対して付勢するバネ１６ｂ２、及びノズル固定プレート１６ｂ３の一端に突設されたノズル位置調整レバー１６ｂ３を備えている。 As shown in FIGS. 8 to 10, the fixing means 16 b has an air nozzle 16 a penetratingly fixed at the center thereof, a substantially plate-shaped nozzle fixing plate 16 b 1 bent along the outer wall of the rotation bore, and a nozzle A spring 16b2 for urging the fixing plate 16b1 against the outer wall of the rotation bore 13 and a nozzle position adjusting lever 16b3 protruding from one end of the nozzle fixing plate 16b3 are provided.
ここで、ノズル固定プレート１６ｂ１は、バネ１６ｂ２の付勢力により回転用ボアに対して固定されるが、その固定位置はノズル位置調整レバー１６ｂ３を介したユーザの操作により微調整されることができる。つまり、ユーザは位置調整レバー１６ｂ３をつまんでノズル固定プレート１６ｂ１を回転用ボア１３の外壁に沿って摺動させることにより、回転用ボア１３に対するエアノズル１６ａの噴射口の位置を微調整することができる。 Here, the nozzle fixing plate 16b1 is fixed to the rotation bore by the urging force of the spring 16b2, but the fixing position can be finely adjusted by a user operation via the nozzle position adjusting lever 16b3. That is, the user can finely adjust the position of the ejection port of the air nozzle 16a with respect to the rotation bore 13 by pinching the position adjustment lever 16b3 and sliding the nozzle fixing plate 16b1 along the outer wall of the rotation bore 13. .
再び図５を参照して、検出手段１６ｃの構成について説明する。検出手段１６ｃは、エアノズル１６ａからのエア流出量の変化を検知することにより合口位置のずれを検出する。図５のように、検出手段１６ｃは、差圧センサ１６ｃ１、及び流量調節弁１６ｃ２を備えている。ここで、差圧センサ１６ｃ１は、一般的な差圧センサであり、エア供給源から大気開放される第１流路Ｐ１内の圧力（ｐ１）とエアノズル１６ａに向かう第２流路Ｐ２内の圧力（ｐ２）の差圧を検出する。また、流量調節弁１６ｃ２は、第１流路Ｐ１の差圧センサ１６ｃ１よりも上流側に設けられており、第１流路Ｐ１を経由して大気開放されるエアの流量を調整する。 With reference to FIG. 5 again, the configuration of the detection means 16c will be described. The detection means 16c detects a shift in the joint position by detecting a change in the amount of air outflow from the air nozzle 16a. As shown in FIG. 5, the detection means 16c includes a differential pressure sensor 16c1 and a flow rate adjustment valve 16c2. Here, the differential pressure sensor 16c1 is a general differential pressure sensor, and the pressure (p1) in the first flow path P1 released from the air supply to the atmosphere and the pressure in the second flow path P2 toward the air nozzle 16a. The differential pressure of (p2) is detected. The flow rate adjusting valve 16c2 is provided on the upstream side of the differential pressure sensor 16c1 in the first flow path P1, and adjusts the flow rate of the air released to the atmosphere via the first flow path P1.
以下、上記構成を有する検出手段１６ｃによりエアノズル１６ａからのエア流出量の変化を検知する方法について説明する。 Hereinafter, a method for detecting a change in the amount of air outflow from the air nozzle 16a by the detecting means 16c having the above configuration will be described.
先ず、ノズル位置調整レバー１６ｂ３を操作することにより回転用ボア１３内のピストンリングの合口位置とエアノズル１６ａの噴射口位置を一致させる。これによりエアノズル１６ａの噴射口におけるエア流出抵抗が極小化される。続いて、流量調節弁１６ｃ２を調節することにより、以下の関係式（ｉ）が成立するように各流路内の圧力ｐ１，ｐ２の圧力を設定する。 First, by operating the nozzle position adjusting lever 16b3, the joint position of the piston ring in the rotation bore 13 and the injection nozzle position of the air nozzle 16a are matched. Thereby, the air outflow resistance at the injection port of the air nozzle 16a is minimized. Subsequently, by adjusting the flow rate adjusting valve 16c2, the pressures p1 and p2 in each flow path are set so that the following relational expression (i) is satisfied.
ｐ１−ｐ２≦０ （ｉ）
ここで、ピストンリングＲの移送の結果、合口位置のずれが発生しなかった場合、エアノズル１６ａの噴射口におけるエア流出抵抗は変化しないので、エアノズル１６ａからのエア流出量も変化しない。そのため、上記関係式（ｉ）が成立する状態が維持される。
p1-p2 ≦ 0 (i)
Here, as a result of the transfer of the piston ring R, when the shift of the abutment position does not occur, the air outflow resistance at the injection port of the air nozzle 16a does not change, so the amount of air outflow from the air nozzle 16a does not change. Therefore, the state in which the relational expression (i) is established is maintained.
他方、ピストンリングＲの移送の結果、合口位置のずれが発生した場合、エアノズル１６ａの噴射口におけるエア流出抵抗は増加するため、エアノズル１６ａからのエア流出量は減少する。その結果、上記関係式（ｉ）は成立しなくなり、以下の関係式（ｉｉ）が成立するようになる。 On the other hand, when the abutment position shifts as a result of the transfer of the piston ring R, the air outflow resistance at the injection port of the air nozzle 16a increases, so the air outflow amount from the air nozzle 16a decreases. As a result, the relational expression (i) is not established, and the following relational expression (ii) is established.
ｐ１−ｐ２＞０ （ｉｉ）
以上のように、本実施形態に係る検出手段１６ｃは、差圧センサ１６ｃ１を用いて第１流路Ｐ１と第２流路Ｐ２の差圧（ｐ１−ｐ２）の変化を検出することにより、エアノズル１６ａの噴射口におけるエア流出抵抗の変化、すなわちエアノズル１６ａからのエア流出量の変化を検出することができる。
p1-p2> 0 (ii)
As described above, the detection unit 16c according to the present embodiment detects the change in the differential pressure (p1-p2) between the first flow path P1 and the second flow path P2 by using the differential pressure sensor 16c1, so that the air nozzle It is possible to detect a change in air outflow resistance at the injection port 16a, that is, a change in the amount of air outflow from the air nozzle 16a.
図１１は、表示手段１６ｄの一例を示す概略図である。本実施形態に係る表示装置１６ｄは、一般的なインジケータであり、電源ボタンを含む各種操作ボタンに加えて、差圧センサ１６ｃ１により取得した差圧の測定値を表示するためのデジタルメータ、及び差圧レベルの変化を多段階（例えば、１０段階）表示するためのＬＥＤランプを備えている。このＬＥＤランプは、高レベル（ＨＩＧＨ）側の５つのランプが赤色発光し、低レベル（ＬＯＷ）側の５つのランプが緑色発光する。そこで、例えば、（ｉ）の関係が成立するときには低レベル側のランプ（緑色）のみが点灯し、（ｉｉ）の関係が成立するときに高レベル側のランプ（赤色）のみが点灯するように予め表示装置１６ｄを設定しておけば、ユーザは点灯中のＬＥＤランプの色の変化を観察するだけでピストンリングＲの合口位置のずれが生じたことを判別することができる。 FIG. 11 is a schematic view showing an example of the display means 16d. The display device 16d according to the present embodiment is a general indicator, in addition to various operation buttons including a power button, a digital meter for displaying a measured value of the differential pressure acquired by the differential pressure sensor 16c1, and a differential An LED lamp for displaying a change in pressure level in multiple stages (for example, 10 stages) is provided. In this LED lamp, five lamps on the high level (HIGH) side emit red light, and five lamps on the low level (LOW) side emit green light. Therefore, for example, when the relationship (i) is established, only the low level lamp (green) is lit, and when the relationship (ii) is established, only the high level lamp (red) is lit. If the display device 16d is set in advance, the user can determine that the displacement of the joint position of the piston ring R has occurred only by observing the change in the color of the LED lamp that is lit.
以下、上述した本実施形態に係る合口位置のずれ検出装置１６の作用効果について説明する。 Hereinafter, the operation and effect of the above-described gap position detection device 16 according to the present embodiment will be described.
本実施形態に係るずれ検出装置１６は、ピストンリングＲの合口に向かって噴射されたエアのエアノズル１６ａからの流出量の変化を検出することにより、ピストンリングＲの合口位置のずれを検出するものである。そのため、ずれ検出装置１６によれば、簡易且つ安価な手法により、十分な検出精度でピストンリングＲの合口位置のずれ検出を実施することができる。 The deviation detection device 16 according to the present embodiment detects a deviation in the joint position of the piston ring R by detecting a change in the amount of the air jetted toward the joint of the piston ring R from the air nozzle 16a. It is. Therefore, according to the deviation detection device 16, deviation detection of the joint position of the piston ring R can be performed with sufficient detection accuracy by a simple and inexpensive method.
また、本実施形態に係る検出装置１６は、第１流路Ｐ１と第２流路Ｐ２の間の差圧（ｐ１−ｐ２）の変化を検出することにより、エアノズル１６ａからのエア流出量の変化を検出する。そのため、検出装置１６は、エアノズル１６ａからのエア流出量の変化の検出に、差圧センサ１６ｃ１を利用することができる。ここで、一般的に差圧センサは検出精度が高いので、ずれ検出装置１６は、ピストンリングＲの合口位置のずれをより高精度に検出することができる。 The detection device 16 according to the present embodiment detects a change in the differential pressure (p1-p2) between the first flow path P1 and the second flow path P2, thereby changing the amount of air outflow from the air nozzle 16a. Is detected. Therefore, the detection device 16 can use the differential pressure sensor 16c1 to detect a change in the amount of air outflow from the air nozzle 16a. Here, since the differential pressure sensor generally has high detection accuracy, the deviation detection device 16 can detect the deviation of the joint position of the piston ring R with higher accuracy.
また、本実施形態に係るずれ検出装置１６は、回転ボア１３に固定されたエアノズル１６ａの位置を微調整するためのノズル位置調整レバー１６ｂ３を備えている。そのため、ずれ検出装置１６によれば、エアノズル１６ａの噴射口位置をピストンリングＲの合口位置に一致させるための微調整が容易になり、ユーザにとって利便性が向上する。 Further, the deviation detection device 16 according to the present embodiment includes a nozzle position adjustment lever 16b3 for finely adjusting the position of the air nozzle 16a fixed to the rotary bore 13. Therefore, according to the deviation detection device 16, fine adjustment for making the injection nozzle position of the air nozzle 16a coincide with the joint position of the piston ring R is facilitated, and convenience for the user is improved.
また、本実施形態に係るずれ検出装置１６は、ずれ検出手段１６ｃによる検出結果を視覚的に表示可能な表示手段１６ｄを備えているので、ユーザは合口位置のずれが生じたことを容易に判別することができる。特に、表示手段１６ｄとして、ＬＥＤランプを備えたインジケータを用いることで、ずれ検出手段１６ｃが検出した合口位置のずれをＬＥＤランプの点灯色の変化により表示することが可能になるので、ユーザにとっての利便性がさらに向上する。 In addition, since the deviation detection device 16 according to the present embodiment includes the display unit 16d that can visually display the detection result of the deviation detection unit 16c, the user can easily determine that the deviation of the joint position has occurred. can do. In particular, by using an indicator equipped with an LED lamp as the display means 16d, it becomes possible to display the deviation of the joint position detected by the deviation detection means 16c by changing the lighting color of the LED lamp. Convenience is further improved.
＜面圧分布測定システム＞
次に、上記の面圧測定装置１が適用された面圧分布測定システムについて説明する。本実施形態によれば、上記の面圧測定装置１と、その各部の動作を制御するための制御装置を組み合わせることで、ピストンリングの外周にわたる面圧分布を自動的に測定可能な面圧分布測定システムを構成することができる。
<Surface pressure distribution measurement system>
Next, a surface pressure distribution measuring system to which the surface pressure measuring device 1 is applied will be described. According to the present embodiment, the surface pressure distribution capable of automatically measuring the surface pressure distribution over the outer periphery of the piston ring by combining the surface pressure measuring device 1 and a control device for controlling the operation of each part thereof. A measurement system can be configured.
以下、本実施形態に係る面圧分布測定システムによる面圧分布測定処理の手順についてフローチャートを参照しながら説明する。なお、上記の制御装置は、一般的なＰＣであり、面圧測定装置１の各部の制御のみならず、各種センサにより取得したデータの解析を含む各種動作を実行する。 Hereinafter, the procedure of the surface pressure distribution measurement process by the surface pressure distribution measurement system according to the present embodiment will be described with reference to flowcharts. The above-described control device is a general PC, and performs various operations including not only control of each part of the surface pressure measurement device 1 but also analysis of data acquired by various sensors.
図１２は、本実施形態に係る面圧分布測定システム（以下、単に「測定システム」ともいう）による面圧分布測定処理の具体的な手順を示すフローチャートである。 FIG. 12 is a flowchart showing a specific procedure of the surface pressure distribution measurement process by the surface pressure distribution measurement system (hereinafter also simply referred to as “measurement system”) according to the present embodiment.
先ず、測定システムは、測定対象のピストンリングＲが装着されるまで待機する（Ｓ１０１のＮＯ）。ここで、ピストンリングが装着された状態とは、図８（Ｂ）に示されるように回転用ボア１３内に、ピストリングＲの合口位置とエアノズル１６ａの噴射口位置が一致するようにピストンリングＲが配置された状態である。そして、ピストンリングＲが装着されたら（Ｓ１０１のＹＥＳ）、測定システムは、昇降機構１４によりピストンリングを測定用ボア１１内に移送する。 First, the measurement system waits until the piston ring R to be measured is attached (NO in S101). Here, the state in which the piston ring is attached means that, as shown in FIG. 8 (B), the piston ring so that the joint position of the piston ring R and the injection nozzle position of the air nozzle 16a coincide with each other in the rotation bore 13. In this state, R is arranged. When the piston ring R is mounted (YES in S101), the measurement system transfers the piston ring into the measurement bore 11 by the lifting mechanism 14.
続いて、測定システムは、面圧測定センサ１２により、測定用ボア１１内に配置されたピストンリングＲに対する面圧測定を実行する（Ｓ１０３）。このとき、面圧測定センサ１２により取得された面圧の測定値は、制御装置の記憶部に格納される。 Subsequently, the measurement system performs surface pressure measurement on the piston ring R disposed in the measurement bore 11 by the surface pressure measurement sensor 12 (S103). At this time, the measurement value of the surface pressure acquired by the surface pressure measurement sensor 12 is stored in the storage unit of the control device.
続いて、測定システムは、制御装置により、全測定箇所に対する面圧測定が完了したか否かを判定する（Ｓ１０４）。より具体的に、制御装置は、回転機構１５による回転用ボア１３の累計回転角度が３６０°に達したか否かを判定する。 Subsequently, the measurement system determines whether or not the surface pressure measurement for all measurement locations is completed by the control device (S104). More specifically, the control device determines whether or not the cumulative rotation angle of the rotation bore 13 by the rotation mechanism 15 has reached 360 °.
ここで、全測定箇所に対する面圧測定が完了した場合（Ｓ１０４のＹＥＳ）、測定システムは、制御装置により、記憶部に格納された面圧測定値に基づき、ピストンリングＲの面圧分布を表すグラフを作成し、それをディスプレイ等に表示する（Ｓ１０５）。Ｓ１０５で作成されるグラフは、例えば、ピストンリングＲの合口位置を角度０°としたときの各測定箇所の角度位置と、各測定箇所における面圧測定値の関係をプロットした円周グラフや直交グラフ等である。 Here, when the surface pressure measurement for all the measurement points is completed (YES in S104), the measurement system represents the surface pressure distribution of the piston ring R based on the surface pressure measurement value stored in the storage unit by the control device. A graph is created and displayed on a display or the like (S105). The graph created in S105 is, for example, a circumferential graph or an orthogonal graph in which the relationship between the angular position of each measurement location and the surface pressure measurement value at each measurement location when the joint position of the piston ring R is 0 ° is plotted. A graph or the like.
他方、全測定箇所に対する面圧測定が完了していない場合（Ｓ１０４のＮＯ）、測定システムは、昇降機構１４により、測定用ボア１１内のピストンリングを回転用ボア１３内に移送する（Ｓ１０６）。そして、測定システムは、ずれ検出装置１６により、回転用ボア１３内に配置されたピストンリングに対して合口位置のずれ検出を実施する（Ｓ１０７）。このときの具体的な手順は前述の通りである。そして、測定システムは、Ｓ１０７での検出結果に応じて、以下のように処理を分岐する。 On the other hand, when the surface pressure measurement has not been completed for all the measurement points (NO in S104), the measurement system transfers the piston ring in the measurement bore 11 into the rotation bore 13 by the lifting mechanism 14 (S106). . Then, the measurement system uses the deviation detection device 16 to detect the deviation of the joint position with respect to the piston ring disposed in the rotation bore 13 (S107). The specific procedure at this time is as described above. Then, the measurement system branches the process as follows according to the detection result in S107.
ここで、Ｓ１０７で合口位置のずれが検出された場合（Ｓ１０８のＹＥＳ）、測定システムは、そのまま処理を続行しても有効な面圧分布の測定結果を得ることができないので、前述のようなグラフを作成・表示することなく、制御装置のディスプレイ等に所定のエラーメッセージを表示した後に（Ｓ１１０）、一連の処理を中止する（エンド）。 Here, when a shift in the joint position is detected in S107 (YES in S108), the measurement system cannot obtain an effective measurement result of the surface pressure distribution even if the process is continued, so that A predetermined error message is displayed on the display or the like of the control device without creating or displaying a graph (S110), and then a series of processing is stopped (END).
他方、Ｓ１０７で合口位置のずれが検出されなかった場合（Ｓ１０７のＮＯ）、回転機構１４により、内部にピストンリングが配置された回転用ボア１３を所定角度（例えば、１０°）だけ回転させてから（Ｓ１０９）、前述のＳ１０２に戻り、全測定箇所に対する面圧測定が完了するまで前述の処理を繰り返す。 On the other hand, if no shift of the joint position is detected in S107 (NO in S107), the rotation mechanism 14 rotates the rotation bore 13 having the piston ring disposed therein by a predetermined angle (for example, 10 °). (S109), the process returns to the above-described S102, and the above-described processing is repeated until the surface pressure measurement is completed for all the measurement points.
以下、上述した本実施形態に係るピストンリングの面圧分布測定システムの作用効果について説明する。本実施形態に係る面圧分布測定システムは、前述したずれ検出装置１６の作用効果に加えて、以下のような作用効果を奏する。 Hereinafter, the effect of the piston ring surface pressure distribution measurement system according to this embodiment will be described. The surface pressure distribution measurement system according to the present embodiment has the following operational effects in addition to the operational effects of the deviation detection device 16 described above.
本実施形態に係る面圧分布測定システムは、ピストンリングの面圧分布の自動測定処理において、ずれ検出装置１６により合口位置の検出した場合には、ユーザに対してエラーメッセージを表示するとともに自動的に測定を中止する。そのため、本実施形態に係る面圧分布測定システムによれば、常に有効なピストンリング面圧分布の測定結果を得ることができる。 The surface pressure distribution measurement system according to the present embodiment automatically displays an error message to the user and automatically when the abutment position is detected by the deviation detection device 16 in the automatic measurement processing of the surface pressure distribution of the piston ring. Stop measuring. Therefore, according to the surface pressure distribution measurement system according to the present embodiment, it is possible to always obtain an effective measurement result of the piston ring surface pressure distribution.
なお、本発明は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲内において、種々改変することができる。例えば、上述した実施形態に係るずれ検出装置１６及びそれが適用された面圧測定装置１は、主に、ピストンリング製造現場における品質確認のために利用されるが、本発明はこれに限定されるものではない。つまり、本実施形態に係るずれ検出装置１６及びそれが適用された面圧測定装置１は、ピストンリングを利用する自動車用エンジン等の製造現場におけるピストンリングの組付け装置等の動作確認を含む様々な目的で利用されることができる。 In addition, this invention is not limited only to embodiment mentioned above, A various change can be made within a claim. For example, the deviation detection device 16 according to the above-described embodiment and the surface pressure measurement device 1 to which the displacement detection device 16 is applied are mainly used for quality confirmation at a piston ring manufacturing site, but the present invention is not limited to this. It is not something. That is, the displacement detection device 16 according to the present embodiment and the surface pressure measurement device 1 to which the displacement detection device 16 is applied include various operations including confirmation of operation of the piston ring assembly device or the like at the manufacturing site of an automobile engine or the like using the piston ring. Can be used for various purposes.
１ 面圧測定装置、
１１ 測定用ボア、
１２ 面圧測定センサ、
１３ 回転用ボア、
１４ 昇降機構、
１５ 回転機構、
１６ ずれ検出装置、
１６ａ エアノズル、
１６ｂ 固定手段、
１６ｂ１ 固定プレート、
１６ｂ２ バネ、
１６ｂ３ ノズル位置調整レバー、
１６ｃ ずれ検出手段、
１６ｄ 表示手段。
1 Surface pressure measuring device,
11 Measuring bore,
12 Surface pressure measurement sensor,
13 Bore for rotation,
14 Lifting mechanism,
15 rotation mechanism,
16 deviation detector,
16a air nozzle,
16b fixing means,
16b1 fixing plate,
16b2 spring,
16b3 nozzle position adjusting lever,
16c deviation detecting means,
16d display means.
Claims (12)
所定圧力のエア供給源から供給されたエアを、前記ボアに対して固定されたエアノズルから前記ピストンリングの合口に向かって噴射したときの、前記エアノズルからのエアの流出量の変化を検出するステップ（１）と
前記ステップ（１）で検出した前記流出量の変化に応じて前記ピストンリングの合口位置のずれを検出するステップ（２）と、を含む検出方法。 A detection method for detecting a shift in a joint position of a piston ring attached to a bore,
Detecting a change in an outflow amount of air from the air nozzle when air supplied from an air supply source of a predetermined pressure is injected from an air nozzle fixed to the bore toward the joint of the piston ring. (1) and a step (2) of detecting a shift of the joint position of the piston ring in accordance with a change in the outflow amount detected in the step (1).
前記測定システムは、前記ステップ（２）で合口位置のずれが検出されたときに、前記ピストンリングの面圧分布の自動測定を中止することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載された検出方法。 The detection method is executed in a measurement system for automatically measuring the surface pressure distribution of the piston ring,
6. The measurement system according to claim 1, wherein the measurement system stops the automatic measurement of the surface pressure distribution of the piston ring when the shift of the joint position is detected in the step (2). The detection method described in 1.
所定圧力のエア供給源から供給されたエアを前記ピストンリングの合口に向かって噴射するためのエアノズルと、
前記エアノズルを前記ボアに対して固定するための固定手段と、
前記ピストンリングの合口に向かって噴射されるエアの前記エアノズルからの流出量の変化を検出し、検出した前記流出量の変化に応じて前記ピストンリングの合口位置のずれを検出する検出手段と、を有することを特徴とする検出装置。 A detection device for detecting a shift in a joint position of a piston ring attached to a bore,
An air nozzle for injecting air supplied from an air supply source of a predetermined pressure toward the joint of the piston ring;
Fixing means for fixing the air nozzle to the bore;
Detecting means for detecting a change in an outflow amount of air injected toward the joint of the piston ring from the air nozzle, and detecting a shift in the joint position of the piston ring according to the detected change in the outflow amount; A detection apparatus comprising:
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