JP3057623B2 - 物体の空洞部内異物の検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばエンジンのシリ
ンダヘッドのウォータジャケット等の空洞部を有する物
体の空洞部内の異物を検出する装置に関し、特に、異物
検出の自動化技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば車両用エンジンのシリンダヘッド
の製作工程において、そのウォータジャケット内に異物
が残留することがある。このように異物が残留したまま
のウォータジャケットに対して、次工程で機械加工等を
行うと、残留異物によって切削工具等が破損する等、機
械加工に支障が生じる。又、残留異物によって、シリン
ダヘッドのウォータジャケットに装着するサーモスタッ
トの損傷が生じる場合もある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このため、従来では、
人によるファイバースコープ等を利用した目視作業によ
って、残留異物の確認を行うようにしているが、これで
は正確さに欠け、残留異物を確実に検出することはでき
ない。又、作業能率自体が悪く、作業性に劣るものであ
った。

【０００４】そこで、本発明は上記に鑑みてなされたも
のであり、物体の空洞部内異物を自動的に検出する装置
を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このため、請求項１記載
の発明では、検査室と、空洞部を有する物体を前記検査
室に搬入する搬入手段と、搬入された物体を検査室にク
ランプするクランプ手段と、前記物体表面に圧接されて
物体の振動を検出する振動検出手段と、クランプされた
物体表面に前記振動検出手段を圧接セットさせる圧接セ
ット手段と、前記検査室を水平方向に弧を描くように往
復運動可能に支持する検査室支持手段と、前記検査室に
前記往復運動を付与する運動付与手段と、物体を検査室
から搬出する搬出手段と、前記振動検出手段からの出力
に基づいて振動の有無から物体の空洞部内異物の有無を
判定する異物判定手段と、該異物判定手段による判定後
に物体を検査室から搬出するべく前記搬出手段を作動さ
せる搬出制御手段と、を含んで物体の空洞部内の異物検
出装置を構成したことを特徴とする。

【０００６】請求項２記載の発明では、報知手段と、前
記異物判定手段により異物有りと判定されたときに、前
記報知手段を作動させる報知制御手段と、を備えた構成
であることを特徴とする。

【０００７】

【作用】請求項１記載の発明によれば、物体を検査室内
に搬入してクランプし、振動検出手段を物体表面に圧接
してセットした後、検査室を水平方向に弧を描くように
往復運動させる。異物があれば異物の振動により、物体
にも振動が生起され、振動検出手段からの出力で異物が
あることが検出され、異物がなければ、異物がないこと
が判明する。請求項２記載の発明によれば、物体の空洞
部内に異物があることが検出されると、その旨を作業者
等に報知すべく、報知手段が作動される。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳
述する。図１〜図６は、本発明に係る物体の空洞部内異
物の検出装置の一実施例を示す図である。これらの図に
おいて、物体の空洞部内異物の検出装置Ａは、検査室１
と、空洞部を有する物体としてのエンジンのシリンダヘ
ッド２を前記検査室１に搬入する搬入手段と、搬入され
たシリンダヘッド２を検査室１にクランプするクランプ
手段と、前記シリンダヘッド２表面に圧接されてシリン
ダヘッド２の振動を検出する振動検出手段としての振動
センサ３と、クランプされたシリンダヘッド２表面に前
記振動センサ３を圧接セットさせる圧接セット手段と、
前記検査室１を水平方向に弧を描くように往復運動可能
に支持する検査室支持手段と、前記検査室１に前記往復
運動を付与する運動付与手段と、シリンダヘッド２を検
査室１から搬出する搬出手段と、報知手段としてのブザ
ーやランプ等の警報装置と、を備える一方、前記振動セ
ンサ３からの出力に基づいて振動の有無からシリンダヘ
ッド２のウォータジャケット内異物の有無を判定する異
物判定手段と、該異物判定手段により異物有りと判定さ
れた際に前記警報装置を作動させる報知制御手段と、前
記異物判定手段による判定後にシリンダヘッド２を検査
室１から搬出するべく前記搬出手段を作動させる搬出制
御手段と、を備えて構成される。

【０００９】ここで、前記検査室１は、基台４上部に設
けられた両端が開放された箱体５内に形成される。前記
箱体５は前記基台４上にリンク６を介して支持される。
リンク６は箱体５の一方の開放端部側の下面両側と、箱
体５の他方の開放端部側の下面両側とに設けられる。こ
の場合、前記箱体５の両開放端部側の下面両側夫々には
軸受部材７が固定取付されており、相対向する一対の軸
受部材７にはシャフト８が夫々回動自由に支持されてい
る。

【００１０】又、前記基台４の前記軸受部材７に対応す
る上面両側夫々には軸受部材９が固定取付されており、
一側に相対向する一対の軸受部材９にはシャフト１０が
夫々回動自由に支持されている。そして、前記各リンク
６の上端部は、箱体５側のシャフト８に、下端部は、基
台４側のシャフト１０に、夫々連結固定される。

【００１１】かかるリンク６による箱体５支持構造が、
前記検査室支持手段を構成する。一方、前記運動付与手
段は、クランク装置１１と該クランク装置１１の駆動用
エアモータ１２とから構成される。クランク装置１１
は、円板状の回転部材１１ａと該回転部材１１ａの回転
中心と偏心して連結されたクランク軸１１ｂとから構成
される。回転部材１１ａには回転軸１３が連結され、該
回転軸１３は前記基台４に連接して設けられた支持枠１
４の上面に軸受部材１５により回転自由に支承され、そ
のクランク軸１１ｂと反対側の端部にはプーリ１６が取
り付けられている。前記クランク軸１１ｂの先端部は前
記箱体５の側面に連結される。前記支持枠１４には前記
エアモータ１２が取り付けられており、該エアモータ１
２の回転軸１２ａ端部に取り付けられたプーリ１７と前
記プーリ１６にはベルト１８が巻き掛けられている。

【００１２】前記クランプ手段は、箱体５上面と側面に
夫々取り付けられた上部クランプシリンダ１９及びサイ
ドクランプシリンダ２０と各シリンダ１９，２０の作動
ロッドに夫々取り付けられたクランプ部材２１，２２と
から構成される。前記上部クランプシリンダ１９は、箱
体５上面の中央部に固定取付され、その作動ロッド１９
ａは箱体５内に突出され、この作動ロッド１９ａの先端
部に箱体５内上部に配設された板状のクランプ部材２１
が固定取付される。このクランプ部材２１の両側部には
ガイドロッド２３が連結され、両ガイドロッド２３は箱
体５上壁を貫通して該箱体５上面に取り付けられたガイ
ド筒２４に摺動自由に貫通支持される。

【００１３】又、サイドクランプシリンダ２０は、箱体
５側面の中央部に固定取付され、その作動ロッド２０ａ
は箱体５内に突出され、この作動ロッド２０ａの先端部
に箱体５内側部に配設された板状のクランプ部材２２が
固定取付される。このクランプ部材２２の両側部にはガ
イドロッド２５が連結され、両ガイドロッド２５は箱体
５側壁を貫通して該箱体５側面に取り付けられたガイド
筒２６に摺動自由に貫通支持される。

【００１４】前記基台４側部の箱体５開放部近傍には、
該箱体５内に搬入されるシリンダヘッド２の搬入台２７
が設けられている。この搬入台２７の一方の側部近傍に
は、前工程物体搬入コンベア２８が配設され、搬入台２
７の他方の側部近傍には、該前工程物体搬入コンベア２
８の後端側に位置する次工程物体搬送コンベア２９が配
設されている。これらのコンベア２８，２９の方向は、
箱体５の両端開放面を結ぶ線の方向と直交する方向に設
定される。

【００１５】前記搬入台２７の両側部には、該搬入台２
７に載置されるシリンダヘッド２の位置決めを行う入口
ストッパ３０と出口ストッパ３１とが夫々配設される。
これら入口ストッパ３０と出口ストッパ３１は、夫々ス
トッパ部材３２と該ストッパ部材３２を作動するシリン
ダ３３とから夫々構成される。各ストッパ部材３２は夫
々略Ｌ字形状に形成され、搬入台２７下部に基端部が回
動自由に支承される。各ストッパ部材３２の角部には、
搬入台２７を支持するフレーム３４側部に取り付けられ
たシリンダ３３の作動ロッド３３ａが回動自由に連結さ
れる。

【００１６】前記搬入手段は、搬入シリンダ３５と、該
搬入シリンダ３５によってスライド動作される搬入部材
３６とから構成される。前記搬入シリンダ３５は、前記
箱体５の上方を跨がるように配設された略コ字形状のフ
レーム３７の横桟部を構成する両側一対のレール部３８
の箱体５の略上方位置に作動ロッド３５ａが水平方向を
向くように配設されて固定取付される。前記作動ロッド
３５ａの先端部には前記フレーム３７の両側一対のレー
ル部３８に沿って移動可能な車輪３９を備えた走行体４
０が連結される。この走行体４０には前記搬入部材３６
が連結され、該搬入部材３６は走行体４０から垂下して
前記搬入台２７上のシリンダヘッド２の側部に近接する
位置に位置される。

【００１７】前記搬出手段は、搬出シリンダ４１と、該
搬出シリンダ４１によってスライド動作される搬出部材
４２とから構成される。前記搬出シリンダ４１は、前記
基台４の側方に配設されて連結された支持台４３上面に
作動ロッド４１ａが水平方向かつ箱体５位置と反対方向
を向くように配設されて固定取付される。前記作動ロッ
ド４１ａの先端部には前記支持台４３上面に立設された
前記フレーム３７の縦桟部３７ａと該縦桟部３７ａと離
間した位置の支持台４３上面に立設された支持部材４３
ａに沿って箱体５方向に移動可能な搬出部材４２が連結
される。この搬出部材４２は箱体５内に搬入されたシリ
ンダヘッド２の側部に近接する位置に位置される。

【００１８】前記振動センサ３は、前記上部クランプシ
リンダ１９に連結されて、箱体５内上部に配設されたク
ランプ部材２１の先端面に取り付けられ、クランプ部材
２１によるクランプ時にシリンダヘッド２表面に圧接セ
ットされる。この場合、振動センサ３は、箱体５上壁の
孔とクランプ部材２１の孔に貫通して配設され、箱体５
上壁に固定取付された略筒状の固定部材４４により固定
取付される。振動センサ３は、その外周面と前記固定部
材４４の内周面との間に介装されたスプリング４５によ
って、常時下方向に弾性付勢され、その先端の検出部３
ａがクランプ部材２１の孔から箱体５内方に突出され
る。

【００１９】尚、前記振動センサ３を、スプリング４５
によって常時下方向に弾性付勢して、その先端の検出部
３ａをクランプ部材２１の孔から箱体５内方に突出する
構成が、圧接セット手段を構成する。前記異物判定手段
と、搬出制御手段と、報知制御手段と、は夫々制御盤４
６に配設されたコントローラ内にソフトウェア的に装備
される。

【００２０】次に、かかる構成の作用を図７〜図１０も
参照して説明する。検査の動作を概略的に説明すると、
シリンダヘッド２を検査室１内に搬入してクランプし、
振動センサ３をシリンダヘッド２表面に圧接してセット
した後、検査室１を水平方向に弧を描くように往復運動
させる。異物があれば異物の振動により、シリンダヘッ
ド２にも振動が生起され、振動センサ３からの出力で異
物があることが検出され、警報装置が作動する。異物が
なければ、異物がないことが判明し、シリンダヘッド２
は検査室１から自動的に搬出され、次の検査対象となる
シリンダヘッド２が搬入される。

【００２１】検査の動作を詳細に説明すると、シリンダ
ヘッド２が前工程物体搬入コンベア２８から搬入台３７
上に搬入され、セットされると（図７のステップ１参
照）、検査装置Ａが起動される（図７のステップ２参
照）。この時、出口ストッパ３１は、搬入台３７側に回
動した出位置に作動している（図８(b) 参照）。そし
て、入口ストッパ３０が、搬入台３７側から離れた戻り
位置から出位置に作動される（図８(a) 参照）。次に、
搬入シリンダ３５が戻り位置から搬入位置へと動作され
（図８(c) 参照）、シリンダヘッド２の箱体５内、即
ち、検査室１への搬入が行われ（図８のステップ３参
照）、シリンダヘッド２が検査室１内にセットされる
（図８のステップ４参照）。次に、サイドクランプシリ
ンダ２０と上部クランプシリンダ１９とが夫々戻り位置
からクランプ位置に作動され（図８(d) 及び(e) 参
照）、シリンダヘッド２のクランプが行われる（図７の
ステップ５参照）。そして、クランプ部材２１によるシ
リンダヘッド２上面へのクランプによって振動センサ３
が該シリンダヘッド２上面に圧接される。

【００２２】このようにしてシリンダヘッド２がクラン
プされると、次に、検査室１の往復運動が開始される
（図７のステップ６参照）。この場合、図８(f) に示す
ように、エアモータ１２が停止状態から正転駆動され
る。尚、エアモータ１２の駆動と同時に搬入シリンダ３
５が搬入位置から戻り位置へと動作される（図８(c) 参
照）。エアモータ１２の正転駆動は図８のように８秒間
行われ、この間に振動センサ３による検査が行われ、振
動の有無が確認される（図７のステップ７参照）。エア
モータ１２は８秒間の正転駆動後に、低速で逆転駆動さ
れる、箱体５下部の先端部近傍に設けられた近接スイッ
チ４７（図３参照）が箱体５の原位置を検出すると、エ
アモータ１２の駆動が停止される（図８(f) 参照）と同
時に、上部クランプシリンダ１９がクランプ位置から戻
り位置に作動され（図８(e) 参照）、次いでサイドクラ
ンプシリンダ２０もクランプ位置から戻り位置に作動さ
れ（図８(d) 参照）、シリンダヘッド２のクランプが解
除され、これと同時に、搬出シリンダ４１が戻り位置か
ら搬出位置へと動作され（図８(g) 参照）、シリンダヘ
ッド２が検査室１から搬出される。

【００２３】図７のステップ７において、振動無しと判
定されると、ステップ８に進んでシリンダヘッド２が搬
出され、ステップ９で次工程へと進む。又、ステップ７
において、振動有りと判定されると、ステップ１０に進
んで警報が発令されると共にシリンダヘッド２が搬出さ
れ、ステップ１１において、ファイバースコープによる
目視確認が行われ、ステップ１２で異物の除去作業が行
われた後、ステップ９で次工程へと進む。

【００２４】振動センサ３からの出力に基づく異物検出
回路は図９のブロックダイヤグラムのように構成され
る。即ち、振動センサ３の出力がアンプ４８に入力さ
れ、該アンプ４８からの出力は演算部４９に入力され
る。この演算部４９からは振動センサ３の出力即ち、電
流値が判定部５０に入力される。判定部５０でＮＧであ
れは、警報装置５１に出力がなされ、ＯＫであれば、リ
セット部５２に出力がなされ、コントローラ５３にリセ
ット信号が入力される。

【００２５】前記判定部５０では、図１０のような判定
が行われる。即ち、基準電流Ｉｏと入力電流Ｉとが比較
され、Ｉｏ＞Ｉであれば、振動が大きく、異物有りと判
定し、Ｉｏ≦Ｉであれば、振動が小さく、異物無しと判
定する。かかる構成によると、車両用エンジンのシリン
ダヘッド２の製作工程において、そのウォータジャケッ
ト内に異物が残留したことを自動的に確認することがで
き、残留異物によって切削工具等が破損する等、機械加
工に支障が生じたり又、残留異物によって、シリンダヘ
ッド２のウォータジャケットに装着するサーモスタット
の損傷が生じるのを防止できる。

【００２６】又、振動を利用して異物の有無を自動的に
検査するため、正確さに優れ、残留異物を確実に検出す
ることができる。又、作業能率が良好であり、作業性に
も優れている。尚、以上のように、特定の実施例を参照
して本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるも
のではなく、当該技術分野における熟練者等により、本
発明に添付された特許請求の範囲から逸脱することな
く、種々の変更及び修正が可能であるとの点に留意すべ
きである。

【００２７】

【発明の効果】本発明は以上説明したように、物体を検
査室内に搬入してクランプし、振動検出手段を物体表面
に圧接してセットした後、検査室を水平方向に弧を描く
ように往復運動させて、物体の振動の有無を前記振動検
出手段で検出して物体の空洞部内異物の存在の有無を判
定するようにしたから、残留異物による種々の不都合を
解消できると共に、正確さに優れ、残留異物を確実に検
出することができ、又、作業能率が良好であり、作業性
にも優れている有用性大なるものである。また、物体の
空洞部内に異物があることが検出されると、報知手段が
作動するので、作業者等による異物の除去作業が迅速に
行なわれることとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る検査装置の一実施例を示す正面
図

【図２】 その平面図

【図３】 図１中Ａ矢視図

【図４】 図１中Ｂ矢視図

【図５】 振動センサ取付状態を説明する部分拡大断面
図

【図６】 振動センサ取付状態を説明する部分拡大断面
図

【図７】 同上実施例の作業工程を説明するフローチャ
ート

【図８】 同上実施例の作用を説明するタイムチャート

【図９】 振動センサの検出回路を示すブロックダイヤ
グラム

【図10】 同上のブロックダイヤグラムにおける判定部
の内容を説明する図

【符号の説明】

Ａ 検出装置 １ 検査室 ２ シリンダヘッド ３ 振動センサ ６ リンク １１ クランク装置 １２ エアモータ １９ 上部クランプシリンダ ２０ サイドクランプシリンダ ２１ クランプ部材 ２２ クランプ部材 ２７ 搬入台 ３５ 搬入シリンダ ３６ 搬入部材 ４１ 搬出シリンダ ４２ 搬出部材 ４５ スプリング ４６ 制御盤

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01V 1/00 G01H 17/00 G01N 29/12

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】検査室と、 空洞部を有する物体を前記検査室に搬入する搬入手段
   と、 搬入された物体を検査室にクランプするクランプ手段
   と、 前記物体表面に圧接されて物体の振動を検出する振動検
   出手段と、 クランプされた物体表面に前記振動検出手段を圧接セッ
   トさせる圧接セット手段と、 前記検査室を水平方向に弧を描くように往復運動可能に
   支持する検査室支持手段と、 前記検査室に前記往復運動を付与する運動付与手段と、 物体を検査室から搬出する搬出手段と、 前記振動検出手段からの出力に基づいて振動の有無から
   物体の空洞部内異物の有無を判定する異物判定手段と、 該異物判定手段による判定後に物体を検査室から搬出す
   るべく前記搬出手段を作動させる搬出制御手段と、 を含んで構成されたことを特徴とする物体の空洞部内異
   物の検出装置 。
2. 【請求項２】報知手段と、 前記異物判定手段により異物有りと判定されたときに、
   前記報知手段を作動させる報知制御手段と、 を備えた構成である請求項１記載の物体の空洞部内異物
   の検出装置。