JP4599755B2 - シリンダブロック位置決め装置 - 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位置決め装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンの製造ラインにおいて、鋳造されたシリンダブロックをコンベアによってバリ取りステージまで搬送し、所定位置に固定したのち、ロボット等に設けたバリ取り工具によって、シリンダブロック側面のバリ取りを行うことがある。この加工時（バリ取り時）に、シリンダブロックが動かないようにするために、シリンダブロックを保持しておく必要がある。このため、従来より、シリンダブロックを所定位置に停止させるためのストッパ機構や、シリンダブロックを保持する装置が使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
コンベアによって搬送されるシリンダブロックは、一般にストッパ機構によって所定位置に停止させられる。しかし、ストッパ機構を構成する部品が摩耗したり、ストッパ機構の遊びが次第に大きくなるなどして、位置決め精度が低下することが避けられない。シリンダブロックの位置決め精度が低下すると、加工精度も悪くなる。
【０００４】
シリンダブロックを所定位置に固定する手段として、例えば特公平８−１１３４５号公報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が提案されている。しかしこの従来技術は、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。またこの従来技術は、シリンダブロックの側面方向から加わる力に対して位置決めアームの剛性が小さいため、ロボット等によってシリンダブロックの側面を加工する際に、横から加わる力によってシリンダブロックが動いてしまう可能性もある。
【０００５】
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確実に保持することができるシリンダブロックの位置決め装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のシリンダブロック位置決め装置は、支持構造物に設けた昇降体と、この昇降体を上下方向に駆動する昇降機構を備えている。シリンダブロックは、その筒穴の開口端を上を向けた姿勢で、コンベア上に乗せられている。前記昇降体には、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、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の挿入部材が設けられている。これら第１および第２の挿入部材は、駆動機構によって、互いに離す方向に同期して移動させることができる。そして本発明のシリンダブロック位置決め装置は、上下方向に移動自在な押圧部材を有している。この押圧部材は、エアシリンダ等のアクチュエータによって駆動され、シリンダブロックに向かって降下させることによりシリンダブロックの上面に押付けることができる。前記第１および第２の挿入部材は、それぞれ、前記各筒穴の軸線方向に互いに間隔を存して設けられた上下一対の支持片を備え、前記第１および第２の挿入部材が前記駆動機構によって互いに離れる方向に移動させられた状態において、前記第１の挿入部材の前記上下一対の支持片と前記第２の挿入部材の前記上下一対の支持片が、それぞれ、前記各筒穴の互いに遠い側に位置する壁面に対して各筒穴の中心を結ぶ線分の両側で該筒穴の壁面の周方向の２点で接するように構成されている。
【０００７】
前記アクチュエータは、望ましくは、前記昇降体が下降位置から上昇する際に前記第１および第２の挿入部材が前記筒穴から抜けるまでの間、前記押圧部材をシリンダブロックに向かって付勢し、シリンダブロックを押圧し続けるように構成されている。
【０００８】
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するとよい。
【０００９】
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。
【００１０】
【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６を参照して説明する。
図６に一例を示すシリンダブロック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。このシリンダブロック１は、コンベア１０のパレット１１上に設けられた治具１２によって、筒穴２ａ〜２ｄの開口端を上に向けた姿勢で水平方向に搬送される。
【００１１】
図２に示すように治具１２は、パレット１１上に取付けたマウントブラケット１５と、マウントブラケット１５の上端に設けた基準金具１６と、マウントブラケット１５の両側部に設けた複数のガイドピン１７などを有している。基準金具１６にベアリングキャップ部４を嵌合させることによって、シリンダブロック１がパレット１１のほぼ所定位置に保持される。ガイドピン１７は、シリンダブロック１が倒れる方向に傾くことを防いでいる。このパレット１１は、エンジンの製造ラインのバリ取りステージにて、図示しないストッパ機構によって、一時的に停止させられるようになっている。
【００１２】
図１から図５に示すように、シリンダブロック位置決め装置２０は、コンベア１０の側部に構築された柱状の支持構造物２１と、この支持構造物２１に設けた昇降体２２と、上下方向に延びる左右一対のガイドレール２３と、昇降体２２を上下方向に移動させる昇降機構２５（図２に示す）などを備えている。昇降機構２５の一例はエアシリンダ等の流体圧シリンダであり、昇降体２２を図１に示す上昇位置から、図３に示す下降位置にわたって移動させることができる。
【００１３】
昇降体２２は、ガイドレール２３に嵌合するリニアベアリング３０（図２に示す）を備えた取付基板３１と、取付基板３１に設けたサブフレーム３２と、サブフレーム３２に設けた左右一対のガイドブッシュ３３と、サブフレーム３２に設けた水平方向に延びる上下一対のガイド部材３４などを備えている。
【００１４】
このシリンダブロック位置決め装置２０は、昇降体２２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。
【００１５】
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１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。
【００１６】
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。
【００１７】
この駆動機構４３は、前記ガイド部材３４に沿って互いに独立して水平方向に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。
【００１８】
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、サブフレーム３２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３４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。
【００１９】
図４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。
【００２０】
昇降体２２の下面側に押圧部材７０が設けられている。この押圧部材７０はシリンダブロック１の上面１ａに対向している。押圧部材７０は、連結部材７１を介して左右一対のガイドロッド７２の下端部に取付けられている。押圧部材７０と連結部材７１との間に球面継手７３が設けられており、連結部材７１に対して押圧部材７０がある程度の角度範囲で傾くことができるようになっている。
【００２１】
ガイドロッド７２は、上下方向に延びる前記ガイドブッシュ３３に挿入され、アクチュエータ７５によって、ガイドブッシュ３３に沿って上下方向に移動させることができるようになっている。押圧部材７０をアクチュエータ７５によってシリンダブロック１に向かって降下させたとき、押圧部材７０がシリンダブロック１の上面１ａを押さえ付けることになる。
【００２２】
エアシリンダ等の流体圧シリンダからなるアクチュエータ７５は、昇降体２２が図３に示す下降位置から図５に示す中間位置まで上昇する間、すなわち第１および第２の挿入部材４１，４２が筒穴２ａ，２ｃから抜けるまでの間、押圧部材７０をシリンダブロック１に向かって付勢することにより、シリンダブロック１の上面１ａを押圧し続けるように構成されている。
【００２３】
次に、前記シリンダブロック位置決め装置２０の作用について説明する。
シリンダブロック１がコンベア１０によってバリ取りステージまで搬送され、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、昇降体２２が昇降機構２５によって図３に示す位置まで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。
【００２４】
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４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。
【００２５】
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６中の矢印Ｘ方向）と、シリンダブロック１の幅方向（図６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４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。
【００２６】
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。
【００２７】
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７５によって押圧部材７０を降下させ、シリンダブロック１の上面１ａを押圧部材７０によって押さえ付ける。これにより治具１２上においてシリンダブロック１の上下方向（図６に矢印Ｚで示す方向）の動き止めがなされる。
【００２８】
こうしてシリンダブロック１のＸ，Ｙ，Ｚの三方向の位置決めが正確になされたのち、ロボットに保持されたバリ取り工具８０（図２に一部のみ示す）によって、シリンダブロック１の側面１ｂの加工が行われる。この機械加工時に、シリンダブロック１は挿入部材４１，４２によって保持されており、しかも押圧部材７０によって治具１２上に押さえ付けられた状態となっているため、バリ取り工具８０等によって加工されている間にシリンダブロック１が動いてしまうことを防止でき、高い精度で加工することができる。
【００２９】
そののち昇降体２２が昇降機構２５によって上昇させられる。この上昇時に、昇降体２２が図３に示す下降位置から図５に示す中間位置に至る間、すなわち挿入部材４１，４２が筒穴２ａ，２ｃから完全に抜け切るまでの間は、アクチュエータ７５にエア圧が供給され続けることにより、押圧部材７０がシリンダブロック１の上面１ａに向かって付勢され、シリンダブロック１が押さえ付けられている。
【００３０】
このため挿入部材４１，４２が上昇する際に挿入部材４１，４２が筒穴２ａ，２ｃの壁面６ａ，６ｃに引っ掛かることを防止することができ、シリンダブロック１が昇降体２２と一体に持ち上がってしまうことを回避できるとともに、持ち上がったシリンダブロック１が落下する危険性も回避される。
【００３１】
昇降体２２が図１に示す上昇位置まで移動し、かつ、押圧部材７０がアクチュエータ７５によって初期位置（図１に示す位置）まで上昇する。そしてシリンダブロック１がコンベア１０によって搬出されたのち、新たなシリンダブロック１が昇降体２２の下方に搬入され、前述の一連の動作が繰返される。
【００３２】
なお、上記シリンダブロック位置決め装置２０は、４つの筒穴２ａ〜２ｄを有するシリンダブロック１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。
【００３３】
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、シリンダブロック位置決め装置の形態、例えば支持構造物や昇降体、昇降機構、挿入部材、駆動機構、押圧部材、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。
【００３４】
【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することができる。この発明は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。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。また、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。
【００３５】
請求項２に記載した発明によれば、昇降体が上昇する際に挿入部材が筒穴から抜け切るまでは押圧部材によってシリンダブロック上面を押さえ続けるため、押圧部材がエジェクタとして機能することができ、昇降体の上昇時に挿入部材をシリンダブロックから確実に離脱させることができる。
【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位置決め装置の正面図。
【図２】 図１に示されたシリンダブロック位置決め装置の側面図。
【図３】 図１に示されたシリンダブロック位置決め装置の挿入部材がシリンダブロックに挿入された状態の正面図。
【図４】 図３中のＦ４−Ｆ４線に沿う断面図。
【図５】 図１に示されたシリンダブロック位置決め装置の挿入部材が上昇する途中の状態を示す正面図。
【図６】 シリンダブロックとコンベアの一部を示す斜視図。
【符号の説明】
１…シリンダブロック
２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ…筒穴
１０…コンベア
２０…シリンダブロック位置決め装置
２１…支持構造物
２２…昇降体
２５…昇降機構
４１…第１の挿入部材
４２…第２の挿入部材
４３…駆動機構
７０…押圧部材
７５…アクチュエータ

Claims (2)

1. 支持構造物と、
   前記支持構造物に昇降可能に設けられた昇降体と、
   前記昇降体を上昇位置と下降位置とにわたって駆動する昇降機構と、
   前記昇降体に設けられ、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、
   前記昇降体に設けられ、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、
   前記昇降体に上下方向に移動自在に設けられ、シリンダブロックの上面に当接可能な押圧部材と、
   前記押圧部材を前記シリンダブロックに向かって降下させることにより該押圧部材をシリンダブロックに押付け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、それぞれ、前記各筒穴の軸線方向に互いに間隔を存して設けられた上下一対の支持片を備え、
   前記第１および第２の挿入部材が前記駆動機構によって互いに離れる方向に移動させられた状態において、前記第１の挿入部材の前記上下一対の支持片と前記第２の挿入部材の前記上下一対の支持片が、それぞれ、前記各筒穴の互いに遠い側に位置する壁面に対して各筒穴の中心を結ぶ線分の両側で該筒穴の壁面の周方向の２点で接することを特徴とするシリンダブロック位置決め装置。
2. 前記アクチュエータは、前記昇降体が前記下降位置から上昇する際に前記第１および第２の挿入部材が前記筒穴から抜けるまでの間、前記押圧部材をシリンダブロックに向かって付勢し、シリンダブロックを押圧し続けることを特徴とする請求項１記載のシリンダブロック位置決め装置。

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