JP4380085B2 - シリンダブロック保持装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、エンジンのシリンダブロックを加工する際などにシリンダブロックを所定位置に保持するためのシリンダブロック保持装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鋳造されたシリンダブロックのバリ取りを行うためにロボットが使われることがある。例えばシリンダブロックの底面側のベアリングキャップ部等のバリ取りを行うには、シリンダブロックの底面が上を向くように姿勢に反転させ、ロボットハンドに取付けたバリ取り工具によって、バリ取りを行っている。
【０００３】
シリンダブロックは重量物であるため、その底面を上に向ける作業（姿勢を反転させる作業）を人手で行うには多大の労力を要する。このためロボットによってシリンダブロックの姿勢を反転させることも考えられるが、重量物であるシリンダブロックをロボットによって反転させるにはロボットハンド側の剛性をかなり大きくする必要があり、しかも反転させるのに時間がかかるため、その待ち時間分だけ生産ラインでのサイクルタイムが長くなる。このため、シリンダブロックを反転させることなくバリ取り作業を行うことが望まれる。
【０００４】
シリンダブロックの姿勢を変えないまま底面側のバリ取りを行うには、シリンダブロックをロボットによって持ち上げ、このロボットによってシリンダブロックをバリ取り装置のところまで移動させる必要がある。この場合、シリンダブロックをシリンダブロック保持装置によって正確な位置に保持しておくことが望まれる。
【０００５】
例えば実開平６−２４８８４号公報（従来技術１）に記載されているように、シリンダブロックの筒穴にゴム製の膨張体を備えたコレットを挿入し、膨張体を膨張させることによってシリンダブロックを保持することが提案されている。あるいは特公平８−１１３４５号公報（従来技術２）に記載されているように、シリンダブロックの全ての筒穴に挿入される多数の位置決めアームを備えた位置決め装置も提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来技術１のように、膨張体を備えたコレットによってシリンダブロックの筒穴を保持する装置では、重量物であるシリンダブロックを持ち上げたときに膨張体が筒穴の壁面を滑り、シリンダブロックが落下する可能性があるため危険である。
【０００７】
従来技術２は、４つの筒穴の全てに位置決めアームを挿入する必要があるため構造が複雑となる。しかも従来技術２の構造では、シリンダブロックを持ち上げるだけの保持力を発揮させることが不可能である。仮にシリンダブロックを持ち上げることができても、シリンダブロックの落下に対する安全性を保証することができない。
【０００８】
従ってこの発明の目的は、シリンダブロックを正確な位置に保持することができるとともに、シリンダブロックが落下することを確実に防止できるシリンダブロック保持装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明のシリンダブロック保持装置は、請求項１に記載したように構成され、シリンダブロックの基準面に当接する支持座と、シリンダブロックの一方の筒穴に挿入される第１の挿入部材と、他方の筒穴に挿入される第２の挿入部材を備えている。これらの挿入部材は、駆動機構によって、互いに離れる方向に同期して移動させられ、各筒穴の壁面に押付けられる。さらにこのシリンダブロック保持装置は、シリンダブロックの両側に位置するサポート部材を備えている。これらサポート部材は、それぞれ、シリンダブロックの底面に対向する支持位置と、シリンダブロックの底面から離れる待避位置とにわたって旋回可能であり、アクチュエータによって前記支持座に向かって移動させられる。
【００１０】
本発明において、前記第１および第２の挿入部材は、各筒穴の軸線方向に互いに間隔を存して設けられた一対の支持片を備え、これら支持片が筒穴の壁面に当接するように構成されている。
【００１１】
また本発明において、前記第１および第２の挿入部材は、各筒穴の互いに遠い側に位置する壁面に対してそれぞれ周方向の２点で接し、かつ、これらの点と筒穴の中心とを結ぶ線分と、各筒穴の中心を結ぶ線分とのなす角度が、４５度±１５度の範囲にあるとよい。
【００１２】
前記アクチュエータの一例は、前記サポート部材を上昇させる際に該サポート部材を前記待避位置から前記支持位置に回転させたのち該サポート部材を上昇させ、前記サポート部材を降下させる際には、該サポート部材が所定位置まで降下したのち該サポート部材を前記支持位置から前記待避位置に回動させるように構成されている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の一実施形態について、図１から図５を参照して説明する。
図１はシリンダブロック１を加工するための設備１０の一部を示している。シリンダブロック１は、複数（図示例の場合は４つ）の筒穴２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄを有している。シリンダブロック１の底面３側に、バリ取り箇所の一例としてのベアリングキャップ部４（一部のみ図示する）が形成されている。
【００１４】
この設備１０は、シリンダブロック１を搬送するコンベア１１と、回転する砥石１２，１３を備えたバリ取り装置１４，１５と、シリンダブロック１を保持するシリンダブロック保持装置２０を備えたロボット２１などを備えている。コンベア１１は、シリンダブロック１を乗せるワーク載置台２２を有し、筒穴２ａ〜２ｄの開口端を上に向けた姿勢でシリンダブロック１を水平方向に搬送するようになっている。
【００１５】
図２から図４に示すように、シリンダブロック保持装置２０は、ロボットハンド２１ａに取付ける箱型の基体３０を備えている。基体３０は、ロボットハンド２１ａに固定される取付基板３１と、取付基板３１の四周にわたって枠状に設けた側板３２と、側板３２の下面側に設けた底板３３などによって構成されている。このような箱型の基体３０を採用することにより、軽量でありながら基体３０の剛性を高めることができた。
【００１６】
基体３０の底板３３に、シリンダブロック１の上部の基準面５に当接する支持座３５が設けられている。基準面５の一例は、筒穴２ａ，２ｃの開口縁まわりの平坦な上面である。
【００１７】
このシリンダブロック保持装置２０は、基体３０の下方に延出する第１の挿入部材４１および第２の挿入部材４２と、これら挿入部材４１，４２を互いに離れる方向と近付く方向に同期して移動させる駆動機構４３を備えている。第１の挿入部材４１は、シリンダブロック１の１番目の筒穴２ａに挿入され、第２の挿入部材４２は、３番目の筒穴２ｃに挿入される。これら挿入部材４１，４２は、以下に説明するように、駆動機構４３によって筒穴２ａ，２ｃの壁面６ａ，６ｃに当接させられる。
【００１８】
挿入部材４１，４２は、筒穴２ａ，２ｃの軸線方向に延びる軸形状をなしている。図３等に示すように、第１の挿入部材４１は、筒穴２ａの軸線方向に互いに間隔を存して設けた一対の支持片４５，４６を備えている。第２の挿入部材４２も、筒穴２ｃの軸線方向に互いに間隔を存して設けた一対の支持片４７，４８を備えている。
【００１９】
駆動機構４３は、筒穴２ａ，２ｃに挿入された第１の挿入部材４１と第２の挿入部材４２を、互いに離す方向に同期して移動させることによって、挿入部材４１，４２を筒穴２ａ，２ｃの壁面６ａ，６ｃに押付けるようにしている。
【００２０】
図４に示すように駆動機構４３は、基体３０の内部に設けられた水平方向に延びる一対のガイド部材５０と、これらガイド部材５０に沿って互いに独立して移動可能なスライド部材５１，５２と、一方のスライド部材５１を駆動する駆動手段の一例であるエアシリンダ５３と、他方のスライド部材５２を駆動する駆動手段の一例であるエアシリンダ５４と、各スライド部材５１，５２を同期して互いに同じ距離だけ反対方向に移動させる同期機構５５などを備えている。一方のスライド部材５１に第１の挿入部材４１が固定され、他方のスライド部材５２に第２の挿入部材４２が固定されている。
【００２１】
同期機構５５は、一方のスライド部材５１に設けられたローラ等の係合部材６０と、他方のスライド部材５２に設けたローラ等の係合部材６１と、これら係合部材６０，６１に係合するリンク６２などを備えている。リンク６２は、基体３０に設けた軸６３を中心に回動することができる。従ってエアシリンダ５３，５４によって各スライド部材５１，５２をガイド部材５０に沿って駆動する際、各スライド部材５１，５２は、互いに同期して反対方向に同じ距離だけ移動することになる。
【００２２】
図５に示すように、第１および第２の挿入部材４１，４２は、それぞれが挿入される筒穴２ａ，２ｃの互いに遠い側に位置する壁面６ａ，６ｃに対し、それぞれ周方向の２点Ａ，Ｂで接することができる。しかもこれらの点Ａ，Ｂと筒穴２ａ，２ｃの中心Ｃ１，Ｃ２とを結ぶ線分Ｍ１，Ｍ２と、各筒穴２ａ，２ｃの中心Ｃ１，Ｃ２を結ぶ線分Ｍ３とのなす角度θ１，θ２が、それぞれ、望ましくは４５度、実用上は４５度±１５度の範囲に収まるようにしている。
【００２３】
基体３０に一対のサポート部材７０，７１が設けられている。図２および図５に示されるように、サポート部材７０，７１は、シリンダブロック１の両側に位置するように、基体３０の両側部に設けた上下方向に延びる支持構造物７２，７３に設けられている。各サポート部材７０，７１は、上下方向に延びるシャフト７４，７５を中心として、シリンダブロック１の底面３と対向する支持位置Ｐ１（図５に示す）と、底面３から離れる待避位置Ｐ２とにわたって旋回することができる。
【００２４】
各サポート部材７０，７１は、それぞれ、流体圧シリンダ等を用いたアクチュエータ８０，８１によって、図２に矢印Ｒ１で示す方向に移動できるようになっている。サポート部材７０，７１のそれぞれの先端部には、シリンダブロック１の底面３に形成されている凹部（図示せず）に係合可能な凸部８２が設けられている。
【００２５】
アクチュエータ８０，８１は、サポート部材７０，７１を前記支持位置Ｐ１と待避位置Ｐ２とにわたって旋回させる機能と、サポート部材７０，７１をシャフト７４，７５の軸線方向に移動させる機能とを備えている。
【００２６】
このアクチュエータ８０，８１は、サポート部材７０，７１が図２中の下降端Ｈ１から中間位置Ｈ２まで移動する間は、サポート部材７０，７１を待避位置Ｐ２から支持位置Ｐ１に旋回させ、中間位置Ｈ２からクランプ位置Ｈ３まで移動する間は、サポート部材７０，７１を支持座３５に向かってシャフト７４，７５の軸線方向に移動させるように構成されている。
【００２７】
そしてサポート部材７０，７１を降下させる際には、クランプ位置Ｈ３から中間位置Ｈ２まではサポート部材７０，７１をシャフト７４，７５の軸線方向に移動させ、中間位置Ｈ２から下降端Ｈ１に至る間は、サポート部材７０，７１を支持位置Ｐ１から待避位置Ｐ２に旋回させるように構成されている。
【００２８】
次に、前記シリンダブロック保持装置２０を備えた設備１０の作用について説明する。
図１に示すようにシリンダブロック１がコンベア１１によって搬送され、所定位置で停止する。停止したシリンダブロック１に対し、ロボット２１に設けたシリンダブロック保持装置２０がシリンダブロック１の上方に移動してくる。このときサポート部材７０，７１は待避位置Ｐ２にある。そしてシリンダブロック保持装置２０が降下することにより、第１の挿入部材４１が１番目の筒穴２ａに挿入され、第２の挿入部材４２が３番目の筒穴２ｃに挿入される。
【００２９】
そののちエアシリンダ５３，５４が作動することにより、挿入部材４１，４２が互いに離れる方向に移動する。これにより、挿入部材４１，４２のそれぞれの支持片４５，４６，４７，４８が、図５に２点鎖線で示すように、各筒穴２ａ，２ｃの互いに遠い側に位置する壁面６ａ，６ｃにおいて、それぞれ周方向の２点Ａ，Ｂで接する。これらの点Ａ，Ｂと筒穴２ａ，２ｃの中心Ｃ１，Ｃ２とを結ぶ線分Ｍ１，Ｍ２と、筒穴２ａ，２ｃの中心Ｃ１，Ｃ２を結ぶ線分Ｍ３とのなす角度θ１，θ２は、おおむね４５度である。
【００３０】
こうして上側の支持片４５，４７が、筒穴２ａ．２ｃの壁面６ａ，６ｃに対して上部側の４個所において外張りクランプをなし、下側の支持片４６，４８が、壁面６ａ，６ｃに対して下部側の４個所において外張りクランプをなす。これにより、シリンダブロック１の長手方向（図１中の矢印Ｘ方向）と、シリンダブロック１の幅方向（図１中の矢印Ｙ方向）の位置決めがなされるとともに、シリンダブロック１のねじれも防止される。これらの挿入部材４１，４２は、各筒穴２ａ，２ｃの中心Ｃ１，Ｃ２間の距離Ｌ（図５に示す）よりも長いスパンＳにてシリンダブロック１を支持するため、Ｘ方向とＹ方向の位置決め精度を十分に高めることができる。
【００３１】
前記角度θ１，θ２は、筒穴２ａ，２ｃの内径に応じて多少の相違が生じるため、４５度を中心値（目標値）とし、実用上は４５度±２０度、望ましくは４５度±１５度の範囲に収まるようにする。こうすることにより、筒穴２ａ，２ｃの壁面（円弧面）６ａ，６ｃを利用して、シリンダブロック１のＸ方向とＹ方向の位置決め機能を発揮させることができる。
【００３２】
前記挿入部材４１，４２によってシリンダブロック１のＸ方向とＹ方向の位置決めがなされたのち、アクチュエータ８０，８１を作動させることにより、サポート部材７０，７１を待避位置Ｐ２から支持位置Ｐ１に移動させたのち、サポート部材７０，７１を下降端Ｈ１からクランプ位置Ｈ３に向かって上昇させる。この上昇時に、まずサポート部材７０，７１が待避位置Ｐ２から支持位置Ｐ１まで旋回することによってシリンダブロック１の底面３を支持できる体勢となり、そののち、サポート部材７０，７１が上昇することにより、サポート部材７０，７１によってシリンダブロック１が引上げられ、基準面５が支持座３５に押付けられる。
【００３３】
こうすることにより、シリンダブロック保持装置２０に対するシリンダブロック１の上下方向（図１に矢印Ｚで示す方向）の位置決めがなされる。以上の一連の動作により、シリンダブロック１のＸ，Ｙ，Ｚの三方向の位置決めが正確になされる。
【００３４】
シリンダブロック保持装置２０に保持されたシリンダブロック１は、ロボット２１によって一方のバリ取り装置１４の上方まで搬送され、砥石１２によるバリ取りがなされたのち、他方のバリ取り装置１５まで搬送され、砥石１３によるバリ取りがなされる。そののち、シリンダブロック１がロボット２１によってコンベア９０の治具パレット９１上に載置される。
【００３５】
このシリンダブロック保持装置２０がシリンダブロック１を保持しているときに、何らかの理由によりエアシリンダ５３，５４の圧力が下がったり、アクチュエータ８０，８１の引上げ力が低下するなどして、シリンダブロック１を保持する力が低下すると、シリンダブロック１が滑り落ちる可能性がある。
【００３６】
しかしこの保持装置２０においては、挿入部材４１，４２がシリンダブロック１の筒穴２ａ，２ｃに挿入されているため、シリンダブロック１は筒穴２ａ，２ｃの軸線方向にのみ移動することになる。このシリンダブロック１がサポート部材７０，７１と共に下がり、サポート部材７０，７１が前記中間位置Ｈ２に達したのちは、アクチュエータ８０，８１はサポート部材７０，７１を支持位置Ｐ１から待避位置Ｐ２に旋回させる方向に動こうとする。
【００３７】
しかしこのときサポート部材７０，７１の凸部８２がシリンダブロック１の底面３の凹部に引っ掛かったままであり、サポート部材７０，７１が旋回することが阻止されるため、サポート部材７０，７１とシリンダブロック１は、それ以上降下しない。しかも挿入部材４１，４２が筒穴２ａ，２ｃに挿入された状態となっているから、シリンダブロック１がどのような姿勢にあっても、例えば傾いていても、シリンダブロック１が保持装置２０から落下することを確実に防止できる。
【００３８】
なお、上記シリンダブロック保持装置２０は、４つの筒穴２ａ〜２ｄを有するシリンダブロック以外に、筒穴が２つ以上の他のシリンダブロックにも同様に使用することができる。
【００３９】
以上説明した実施形態をはじめとして、この発明を実施するに当たり、シリンダブロック保持装置の形態、例えば基体や支持座、挿入部材、駆動機構、サポート部材、アクチュエータの態様など、この発明の構成要素をこの発明の要旨を逸脱しない範囲で種々に変更して実施できることは言うまでもない。
【００４０】
【発明の効果】
請求項１に記載した発明によれば、シリンダブロックを所定位置に確実に保持でき、シリンダブロックが落下することも確実に防止することができる。しかもこの発明によれば、シリンダブロックの２つの筒穴に挿入部材を挿入すればよいため、構成が簡単であり、筒穴が２以上のシリンダブロックであれば筒穴の数にかかわらず使用することができる。
【００４１】
本発明によれば、筒穴の軸線方向に間隔を存して設けた２個所ずつの支持片によって筒穴の壁面を押さえるため、シリンダブロックを保持したときにシリンダブロックのねじれ方向の位置ずれを防止することができ、シリンダブロックをより正確に位置決めすることができる。
【００４２】
請求項２に記載した発明によれば、第１の挿入部材と第２の挿入部材によって筒穴の中心間の距離よりも長いスパンにてシリンダブロックを支持することができ、より正確な位置決めが可能である。
【００４３】
請求項３に記載した発明によれば、アクチュエータによってサポート部材を待避位置から支持位置まで旋回させたのち、クランプ位置まで上昇させることができ、何らかの原因によりシリンダブロックが落ちる方向に移動しても、サポート部材が待避位置に旋回することが阻止され、シリンダブロックの落下をさらに確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態のシリンダブロック保持装置を備えた設備の斜視図。
【図２】 図１に示されたシリンダブロック保持装置の正面図。
【図３】 図２中のＦ３−Ｆ３線に沿うシリンダブロック保持装置の縦断面図。
【図４】 図３中のＦ４−Ｆ４線に沿うシリンダブロック保持装置の横断面図。
【図５】 図３中のＦ５−Ｆ５線に沿うシリンダブロック保持装置の横断面図。
【符号の説明】
１…シリンダブロック
２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ…筒穴
５…基準面
２０…シリンダブロック保持装置
２１…ロボット
３０…基体
３５…支持座
４１…第１の挿入部材
４２…第２の挿入部材
４３…駆動機構
７０，７１…サポート部材
８０，８１…アクチュエータ

Claims (3)

1. ロボットハンドに取付ける基体と、
   前記基体に設けられてシリンダブロックの基準面に当接する支持座と、
   シリンダブロックの一方の筒穴に挿入可能でかつこの筒穴の壁面に対し接離可能な第１の挿入部材と、
   前記シリンダブロックの他方の筒穴に挿入可能でかつこの筒穴の壁面に対し接離可能な第２の挿入部材と、
   前記各筒穴に挿入された前記第１および第２の挿入部材を互いに離す方向に同期して移動させることにより各挿入部材を各筒穴の壁面に押付ける駆動機構と、
   前記シリンダブロックの両側に位置するように前記基体に設けられ、それぞれが前記シリンダブロックの底面と対向する支持位置と前記底面から離れる待避位置とにわたって旋回可能なサポート部材と、
   前記サポート部材が前記支持位置にあるときに該サポート部材を上昇させるアクチュエータとを具備し、
   前記第１および第２の挿入部材は、各筒穴の軸線方向に互いに間隔を存して設けられた一対の支持片を備え、これら支持片が筒穴の壁面に当接することを特徴とするシリンダブロック保持装置。
2. 前記第１および第２の挿入部材は、各筒穴の互いに遠い側に位置する壁面に対してそれぞれ周方向の２点で接し、かつ、これらの点と筒穴の中心とを結ぶ線分と、各筒穴の中心を結ぶ線分とのなす角度が、４５度±１５度の範囲にあることを特徴とする請求項１記載のシリンダブロック保持装置。
3. 前記アクチュエータは、前記サポート部材を前記支持座に向かって上昇させる際に該サポート部材を前記待避位置から前記支持位置に旋回させたのち該サポート部材を上昇させ、前記サポート部材を降下させる際には、該サポート部材が所定位置まで降下したのち該サポート部材を前記支持位置から前記待避位置に旋回させるように構成されていることを特徴とする請求項１記載のシリンダブロック保持装置。

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