JP4232495B2 - ワーク着座検知装置および検知方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ワーク取付治具上に載置するワークの着座状態を検知するワーク着座検知装置および検知方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ワークをワーク取付治具に固定して加工を行う際に、ワークがワーク取付治具上に正しく載置されているかどうかを検知するものが、例えば特許文献１に記載されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−４０１６９号公報
【０００４】
この公報記載のものは、ワーク取付治具側に設けた空気供給通路を経て、ワーク取付治具とワークとの間のワーク着座面に空気を供給することで、ワークがワーク取付治具上に正しく載置されているかどうかを検知する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記した従来のものは、ワーク取付治具側から空気を供給する構成であるため、ワークをワーク取付治具に対して脱着する際に、ワーク取付治具側の空気吐出孔に加工時の切り屑やクーラント液などが入り込み、着座検知機能に支障を来すという問題がある。
【０００６】
そこで、この発明は、加工時の切り屑やクーラント液などが空気吐出孔に入り込むことによる着座検知機能の悪化を防止することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、この発明は、ワーク取付治具上に載置するワークの着座状態を検知するワーク着座検知装置において、前記ワークにこのワークを貫通する貫通孔を設けるとともに、この貫通孔に対応して前記ワーク取付治具に挿入孔を設け、前記貫通孔に挿通して前記挿入孔に先端が挿入されるロッド部と、このロッド部先端の前記挿入孔内にてロッド部に対して軸方向に移動可能で、前記ワーク取付治具に先端が当接する第１の可動体と、この第１の可動体の後端と前記ロッド部周囲の前記ワーク取付治具に対応する位置での段部との間に介装する第１のシール材と、前記ロッド部の前記ワークを境にして前記ワーク取付治具と反対側に、前記ロッド部に対して軸方向に移動可能な第２の可動体と、この第２の可動体と前記ワークとの間に介装する第２のシール材と、前記第２の可動体を前記第２のシール材を介して前記ワークに押し付ける弾性手段とをそれぞれ備え、前記第１のシール材と第２のシール材との間の前記ロッド部外周に、前記ロッド部内の空気通路に供給した空気を吐出する吐出口を、前記ロッド部に設けた構成としてある。
【０００８】
【発明の効果】
この発明によれば、第１のシール材と第２のシール材との間のロッド部外周に、ロッド部内の空気通路に供給した空気を吐出させてワークの着座検知を行うようにしたので、空気通路に加工時の切り屑やクーラント液などが入り込むことを防止でき、着座検知機能の悪化を防止することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００１０】
図１は、この発明の実施の一形態に係わるワーク着座検知装置１を示す断面図であり、このワーク着座検知装置１は、図２に示すワークとしてのシリンダヘッド３を、ワーク取付治具５上に載置した状態を検知する。
【００１１】
上記したシリンダヘッド３は、このシリンダヘッド３を図示しないシリンダブロックに固定するためのヘッドボルトを挿入する貫通孔としてのヘッドボルト挿入孔３ａをあらかじめ備えている。このヘッドボルト挿入孔３ａに、図示しないクランプボルトを挿入してシリンダヘッド３をワーク取付治具５に固定し、この固定状態でシリンダヘッド３に対して所定の加工作業を行う。
【００１２】
ここで、本実施形態では、シリンダヘッド３に対し、上記したクランプボルトによるクランプ固定動作を行わない状態で、ヘッドボルト挿入孔３ａを利用してシリンダヘッド３のワーク取付治具５に対する着座検知を行う。
【００１３】
上記したワーク取付治具５は、シリンダヘッド３が載置されてクランプ時でのクランプ力を受けるための基準面となるシートブロック７を複数備えている。この複数のシートブロック７は、ボルト９によってワーク取付治具５に固定してあり、このシートブロック７のワーク着座面７ａに対するシリンダヘッド３の着座状態を、ワーク着座検知装置１によって検知する。
【００１４】
上記したシートブロック７に対応する部分のワーク取付治具５には、治具貫通孔５ａが上下方向に貫通して設けてあり、この治具貫通孔５ａの上部に、シートブロック７の下部に形成してあるボス部７ｂを嵌め込んである。また、治具貫通孔５ａの下端部には、ナット１１を嵌め込み、ナット１１のフランジ部１１ａを固定ねじ１３によって下面から固定してある。
【００１５】
シートブロック７には、前記した図示しないクランプボルトが挿入される挿入孔７ｃを備え、クランプボルトを、シリンダヘッド３のヘッドボルト挿入孔３ａおよび挿入孔７ｃに挿入して上記したナット１１に締結することで、シリンダヘッド３をワーク取付治具５にクランプ固定することができる。
【００１６】
そして、ワーク着座状態を検知する作業を行う際には、上記したクランプボルトに代えて、図１に示すように、ワーク着座検知装置１を、シリンダヘッド３のヘッドボルト挿入孔３ａに挿通して先端を挿入孔７ｃに挿入する。
【００１７】
また、ワーク取付治具５は、図２に示すように、その長手方向両端付近の上部に、位置決めピン保持ブロック１５を備え、位置決めピン保持ブロック１５上には、シリンダヘッド３の位置決め孔３ｂに挿入される位置決めピン１６を備えている。
【００１８】
ワーク着座検知装置１は、シリンダヘッド３のヘッドボルト挿入孔３ａおよびワーク取付治具５の挿入孔７ｃに挿入するロッド部１７を備え、その挿入側の先端（図１中で下端）に形成した細径部１９に、第１の可動体としてのカラー２１を軸方向に移動可能に嵌め込んである。
【００１９】
細径部１９は、カラー２１の内径とほぼ同等か僅かに大きい外径を有する摺動部１９ａと、摺動部１９ａよりさらに細径の先端部１９ｂとをそれぞれ有し、先端部１９ｂの先端（図１中で下端）は、カラー２１の端面２１ａから突出している。この先端部１９ｂのカラー２１からの突出部にスナップリング２３を取り付けてカラー２１のロッド部１７からの脱落を防止している。
【００２０】
また、先端部１９ｂは、ナット１１のねじ孔１１ｂに挿入可能であるとともに、カラー２１の端面２１ａがナット１１のねじ孔１１ｂ周囲の上面に当接可能である。
【００２１】
上記したロッド部１７の細径部１９における摺動部１９ａと、それより上部のロッド部１７との境界部分には、図３に拡大して示すように、段部としての傾斜面部２５を形成してある。そして、この傾斜面部２５とカラー２１の後端（図１中で上端）との間に、第１のシール材としての下部Ｏリング２７を設けてある。
【００２２】
ロッド部１７のシリンダヘッド３を境にしてワーク取付治具５と反対側には、ロッド部１７に対して軸方向に移動可能な第２の可動体としての円筒状のホルダ２９を設けてある。
【００２３】
ホルダ２９のシリンダヘッド３側の端部に形成したホルダ細径部２９ａには、Ｏリング固定用リング３１をねじ３３により固定してあり、このＯリング固定用リング３１のシリンダヘッド３側の端部に形成した凹部３１ａとホルダ細径部２９ａとの間には、第２のシール材としての上部Ｏリング３５を嵌め込んである。
【００２４】
ホルダ２９は、上記したホルダ細径部２９ａと反対側の端部には膨大部２９ｂを備え、膨大部２９ｂに対応する部分のロッド部１７には大径部３７を形成してある。この大径部３７より下部側のロッド部１７の周囲とホルダ２９との間には、環状のスプリング収容空間３９を形成してあり、このスプリング収容空間３９に弾性手段としてのスプリング４１を収容してある。スプリング４１は、図１中で上端が大径部３７の下端に係止されており、ホルダ２９を、上部Ｏリング３５を介してシリンダヘッド３に押し付ける。
【００２５】
また、上記したスプリング収容空間３９とホルダ細径部２９ａとの間の摺動部４３には、Ｏリング４５を設けてある。
【００２６】
さらに、上記したホルダ２９の膨大部２９ｂには、側部からホルダ移動規制用ボルト４６を固定し、その先端の規制部４６ａを大径部３７に設けた溝４７内に入り込ませている。溝４７は、図１中で上下方向に長く形成してあり、この溝４７内を規制部４６ａが移動可能である。
【００２７】
ここで、ワーク着座検知装置１をシリンダヘッド３にセットする前の状態では、ホルダ２９が、スプリング４１に押されてロッド部１７に対して最も先端側（図１中で下部側）に位置し、このとき規制部４６ａは溝４７の図１中で下部側の一方の側壁４７ａに当接する状態となる。
【００２８】
一方、ワーク着座検知装置１をワークにセットした状態では、ロッド部１７がホルダ２９に対してワーク取付治具５側に移動し、上記した一方の側壁４７ａと反対側の他方の側壁４７ｂに規制部４６ａが当接する。
【００２９】
また、ワーク着座検知装置１は、上記した大径部３７のスプリング収容空間３９と反対側の端部に、大径部３７よりさらに大径な操作部４９を備えており、この操作部４９の端部から、操作部４９および大径部３７を経てロッド部１７のほぼ中央付近にかけて、空気通路５１を設けてある。空気通路５１のロッド部１７内の端部に設けた吐出口５１ａは、シリンダヘッド３のヘッドボルト挿入孔３ａに対応する位置、すなわち下部Ｏリング２７と上部Ｏリング３５との間のロッド部１７外周に、開口している。
【００３０】
次に作用を説明する。まず、シリンダヘッド３を、ワーク取付治具５の複数あるシートブロック７のワーク着座面７ａに載置する。このとき、位置決めピン保持ブロック１５における位置決めピン１６を、シリンダヘッド３の位置決め孔３ｂに挿入して位置決めを行う。
【００３１】
この状態で、作業者はワーク着座検知装置１の操作部４９を掴み、図１に示すように、そのロッド部１７を、シリンダヘッド３のヘッドボルト挿入孔３ａに挿入する。このとき、ホルダ２９先端の上部Ｏリング３５がシリンダヘッド３の上面に接触した状態で、ロッド部１７がホルダ部２９に対して移動することで、上部Ｏリング３５がシリンダブロック３の上面に押し付けられてシールを行う。
【００３２】
これと同時に、ロッド部１７の先端部１９ｂの一部がナット１１のねじ孔１１ｂに入り込むとともに、カラー２１の端面２１ａがナット１１の上面に当接する。カラー２１の端面２１ａがナット１１の上面に当接した後、さらに押し付けることで、カラー２１がロッド部１７に対しシリンダヘッド３に近づく方向に移動する。これに伴い下部Ｏリング２７が、図３に示すように、カラー２１に押されて内径が押し広げられつつ、傾斜面部２５に沿って外側に移動し、シートブロック７の挿入孔７ｃに押し付けられてシールする。
【００３３】
このように、上部Ｏリング３５がシリンダヘッド３の上面をシールする一方、下部Ｏリング２７がシートブロック７の挿入孔７ｃをシールすることで、シートブロック７のワーク着座面７ａを含む上部Ｏリング３５と下部Ｏリング２７との間を密閉状態とする。
【００３４】
さらに、ホルダ部２９の摺動部４３とロッド部１９とは密着した状態にあるが、この摺動部４３にＯリング４５を設けているので、上記した密閉状態は確実に維持することができる。
【００３５】
この状態で、ワーク着座検知装置１に対し、外部から空気通路５１に空気を供給し、ワーク着座面７ａとシリンダヘッド３との接触面からの空気の漏れを検出する。この空気の漏れ検出は、例えば図示しない空気供給装置側での空気圧力を検知することによって行うことができる。
【００３６】
このようなワーク着座検知作業を、他のシートブロック７に対しても同様に行うことで、シリンダヘッド３がワーク取付治具５に対して正しく載置されているかどうかを把握する。
【００３７】
上記した本発明の実施形態によれば、下部Ｏリング２７と上部Ｏリング３５との間のロッド部１７外周に、ロッド部１７内の空気通路５１に供給した空気を吐出させてワークの着座検知を行うようにしたので、空気通路５１に加工時の切り屑やクーラント液などが入り込むことを防止でき、着座検知機能の悪化を防止することができる。
【００３８】
また、この実施形態によれば、シリンダヘッド３をワーク取付治具５にクランプ固定せずに着座検知ができるので、着座不良検知時に、ワークをアンクランプしてワーク着座面７ａに付着している異物を除去して再度クランプするという、煩雑な作業が不要となり、作業性が向上する。
【００３９】
さらに、クランプ固定した状態で着座検知を行う場合に、ワーク加工時の切粉を挟み込んでクランプして着座不良を起こした際には、この挟み込んだ切粉によって製品側に圧痕が付くが、本実施形態によれば、クランプ固定せずに着座検知を行うので、そのような不具合発生を防止することができる。
【００４０】
なお、前記図３に示した傾斜面部２５の傾斜角度αをより小さくすることで、下部Ｏリング２７をより多く潰して外側に早く大きく突出させることができるので、シリンダヘッド３のヘッドボルト挿入孔３ａおよびシートブロック７の挿入孔７ｃ、すなわちヘッドボルト挿入孔の孔径が、若干相違していても、シール効果を充分得ることができ、ヘッドボルト挿入孔の孔径違い範囲を大きくとることができる。
【００４１】
また、ロッド部１７とホルダ部２９との相対移動は、ホルダ移動規制用ボルト４６と溝４７とで規制しているので、溝４７の図中で上下方向長さを長くすることで、上記した相対移動距離を長くとれ、シリンダヘッド３の高さ寸法の違いに対して汎用性を持たせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の一形態に係わるワーク着座検知装置を示す断面図である。
【図２】図１のワーク着座検知装置により着座検知を行う際に、シリンダヘッドをワーク取付治具上に載置した状態を示す一部断面とした側面図である。
【図３】図１のワーク着座検知装置における要部の拡大された断面図である。
【符号の説明】
１ ワーク着座検知装置
３ シリンダヘッド（ワーク）
３ａ ヘッドボルト挿入孔（貫通孔）
５ ワーク取付治具
７ｃ 挿入孔
１１ ナット
１７ ロッド部
１９ ロッド部の細径部
２１ カラー（第１の可動体）
２５ 傾斜面部（段部）
２７ 下部Ｏリング（第１のシール材）
２９ ホルダ部（第２の可動体）
３５ 上部Ｏリング（第２のシール材）
４１ スプリング（弾性手段）
５１ 空気通路
５１ａ 吐出口

Claims (6)

1. ワーク取付治具上に載置するワークの着座状態を検知するワーク着座検知装置において、前記ワークにこのワークを貫通する貫通孔を設けるとともに、この貫通孔に対応して前記ワーク取付治具に挿入孔を設け、前記貫通孔に挿通して前記挿入孔に先端が挿入されるロッド部と、このロッド部先端の前記挿入孔内にてロッド部に対して軸方向に移動可能で、前記ワーク取付治具に先端が当接する第１の可動体と、この第１の可動体の後端と前記ロッド部周囲の前記ワーク取付治具に対応する位置での段部との間に介装する第１のシール材と、前記ロッド部の前記ワークを境にして前記ワーク取付治具と反対側に、前記ロッド部に対して軸方向に移動可能な第２の可動体と、この第２の可動体と前記ワークとの間に介装する第２のシール材と、前記第２の可動体を前記第２のシール材を介して前記ワークに押し付ける弾性手段とをそれぞれ備え、前記第１のシール材と第２のシール材との間の前記ロッド部外周に、前記ロッド部内の空気通路に供給した空気を吐出する吐出口を、前記ロッド部に設けたことを特徴とするワーク着座検知装置。
2. 前記第１の可動体を、前記ロッド部に形成した細径部が挿入される円筒形状とし、前記ロッド部周囲の段部を、前記ロッド部の細径部と他の部位との間に形成する傾斜面部で構成し、前記第１のシール材は、前記第１の可動体の後端に押されて前記傾斜面部に沿って外方に広がるＯリングで構成したことを特徴とする請求項１記載のワーク着座検知装置。
3. 前記第２の可動体を、前記ロッド部が挿入される円筒形状とし、前記第２のシール材を、前記円筒形状の第２の可動体の端部に固定するＯリングで構成したことを特徴とする請求項１または２記載のワーク着座検知装置。
4. 前記ワークはエンジンのシリンダヘッドであり、前記貫通孔は、このシリンダヘッドをシリンダブロックに取り付けるためのヘッドボルトが挿入されるヘッドボルト挿入孔であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のワーク着座検知装置。
5. 前記貫通孔に挿入して前記ワークを前記ワーク取付治具に固定するワーククランプ用ボルトが締結されるナットを、前記ワーク取付治具に設け、前記ロッド部の先端がこのナットのねじ孔に移動可能に挿入されるとともに、前記ナットに前記第１の可動体の先端が当接することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のワーク着座検知装置。
6. ワーク取付治具上に載置するワークの着座状態を検知するワーク着座検知方法において、前記ワークにこのワークを貫通する貫通孔を設けるとともに、この貫通孔に対応して前記ワーク取付治具に挿入孔を設け、ロッド部を前記貫通孔に挿通してその先端を前記挿入孔に挿入し、このロッド部先端の前記挿入孔内にてロッド部に対して軸方向に移動可能な第１の可動体の先端を、前記ワーク取付治具に当接させて、この第１の可動体の後端と前記ロッド部周囲の前記ワーク取付治具に対応する位置での段部との間を第１のシール材によりシールするとともに、前記ロッド部の前記ワークを境にして前記ワーク取付治具と反対側に設けた第２の可動体を、弾性手段が前記ロッド部に対して前記ワークに押し付けることで、第２のシール材により前記第２の可動体とワークとの間をシールし、前記第１のシール材と第２のシール材との間の前記ロッド部外周に、前記ロッド部内の空気通路に供給した空気を吐出させて前記ワーク取付治具に対するワークの着座状態を検知することを特徴とするワーク着座検知方法。

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