JPH07286825A - バルブシートの間隙検査方法及び検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 シリンダヘッドＷに吸排気ポート４，５が１
気筒当たり複数形成された多気筒エンジンに対し、各ポ
ート４，５開口部に装着されたバルブシート７，８と台
座６との間隙をＣＣＤカメラ５６により撮像して検査す
る場合の検査効率を上げる。 【構成】 シリンダヘッド搬送ライン１の幅方向一側方
に、カメラ５６内蔵の複数の検査ヘッド５３を各気筒で
同じ位置にある吸気側バルブシート孔９と同じ間隔をあ
けて、また他側方に、同様の検査ヘッド５３を各気筒の
同じ位置の排気側バルブシート孔１０と同じ間隔をあけ
てそれぞれ移動可能に配設し、クランプ装置２５によ
り、シリンダヘッドＷをそのバルブシート孔９，１０が
ライン１両側の各検査ヘッド５３の位置に対応するよう
交互にライン幅方向にチルトさせてクランプし、その状
態で複数のヘッド５３を同時に移動させてそれぞれ各気
筒で同じ位置にあるバルブシート７，８の間隙を順に撮
像する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エンジンのシリンダヘ
ッドにおける吸排気ポートの燃焼室側開口部に焼嵌めし
て装着されるバルブシートとその台座との間隙を撮像
し、その像に基づき間隙の状態を検査するようにした検
査方法及び検査装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、エンジンのシリンダヘッドに形
成される吸排気ポートには、その燃焼室への開口端に吸
排気弁を着座させるためのリング状のバルブシートが装
着されている。このバルブシートを装着する場合、予
め、シリンダヘッドの鋳造の段階で吸排気ポートの開口
端にその周縁部を切り欠いて台座を凹陥形成しておき、
シリンダヘッドを加熱膨張させて台座の内径を広げ、そ
の状態でバルブシートを嵌装してした後、オイル等のク
ーラントで冷却して台座の内径を収縮させ、バルブシー
トを台座に固定するようにしたいわゆる焼嵌めが行われ
る。

【０００３】このようにバルブシートを台座に装着する
と、そのバルブシートと台座との間に間隙が生じる。こ
の間隙の幅がポートの全周に亘り略同じでかつ所定値以
下でないと、吸排気弁の片当りが生じて異音等の問題を
招くことから、この間隙が適正であるかどうかを検査す
る必要がある。

【０００４】こうしたバルブシートと台座との間隙を検
査するものとして、従来、特開平５―５２５４１号公報
に示されるように、超音波を用いて間隙を測定する方法
が提案されている。

【０００５】しかし、この方法では、超音波ヘッドがバ
ルブシート孔に入り難いとともに、検査対象たるシリン
ダヘッドを水没させて測定せねばならないので、その後
の乾燥工程等が必要となり、検査に手間がかかる。

【０００６】また、バルブシートと台座との間隙を検査
するものではないが、実開平４―３０４０８号公報に示
されるものには、鍛造品の孔の内部に導光部を有する検
査ヘッドを嵌挿し、この検査ヘッドにより孔の内面を撮
像して、その像に基づいて孔内面の凹陥状態を検査する
ことが提案されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】そこで、上記提案のも
のの考え方を利用し、上記バルブシートと台座との間隙
をＣＣＤカメラ等の撮像手段により撮像して、その像を
基に間隙の幅を算出し、その適否を検査することが考え
られる。

【０００８】しかし、その場合、各気筒に複数の吸排気
弁を有する多気筒エンジンであると、その各ポートにつ
いて１つずつ順にバルブシートの間隙を撮像する必要が
あり、その検査を効率よく行うことはできない。

【０００９】また、例えば吸気弁の数に対応して複数の
撮像手段を設け、これらを同時に駆動することで、検査
効率を高めることが考えられる。

【００１０】この場合、各気筒に単一の吸気弁があれ
ば、吸気弁間の間隙は十分にあるため、上記の構造は実
現可能である。しかし、１気筒当たり２つの吸気弁があ
る場合には、吸気弁間の間隙は極めて小さく、この間隙
を確保しながら撮像手段を設けることについては、吸気
ポートの各々の軸心が同一方向であり、撮像手段を近接
配置しなければならないために、撮像手段同士が干渉し
てしまい、不可能といえる。

【００１１】本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたもの
で、その目的は、上記の如く、シリンダヘッドのポート
内のバルブシートと台座との間隙を撮像して、その幅を
検査する場合において、その検査方法を改良することに
より、複数の気筒の各々のバルブシートと台座との間隙
を効率よく検査できるようにすることにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成すべ
く、請求項１の発明では、エンジンの気筒数と同数のＣ
ＣＤカメラ等の撮像手段を各気筒における同じバルブシ
ート孔の間隔に対応した間隔をあけて配置しておき、こ
れらを同時に移動させてバルブシートの間隙を撮像させ
ることとした。

【００１３】すなわち、この発明では、シリンダヘッド
に吸気又は排気ポートの少なくとも一方が１気筒当たり
複数形成され、上記ポートの開口部に吸気弁用又は排気
弁用のバルブシートが装着された多気筒エンジンに対
し、上記各バルブシートとその台座との間隙を撮像手段
により撮像して検査する検査方法として、エンジンの気
筒数と同数の撮像手段を、各気筒で同じ位置にあるバル
ブシート孔に対応するように間隔をあけて配置してお
く。

【００１４】そして、これら複数の撮像手段を同時に移
動させて、撮像手段によりそれぞれ各気筒で同じ位置に
あるバルブシートとその台座との間隙を撮像し、その
後、各気筒で同じ位置にある他のバルブシートとその台
座との間隙をそれぞれ順に撮像する。

【００１５】請求項２の発明では、上記請求項１の間隙
検査方法において、シリンダヘッドが搬送される搬送ラ
インの幅方向の一側方に吸気弁用撮像手段を各気筒で同
じ位置にある吸気側バルブシート孔に対応するように、
またラインの幅方向の他側方に排気弁用撮像手段を各気
筒で同じ位置にある排気側バルブシート孔に対応するよ
うにそれぞれ間隔をあけて配置しておく。

【００１６】そして、シリンダヘッドをバルブシート孔
がライン両側の撮像手段の位置にそれぞれ対応するよう
に交互にライン幅方向に移動させてクランプ保持し、そ
のクランプ状態で、複数の撮像手段を同時に移動させ
て、撮像手段によりそれぞれ各気筒で同じ位置にあるバ
ルブシートと台座との間隙を順に撮像する。

【００１７】請求項３の発明は、シリンダヘッドに吸気
又は排気ポートの少なくとも一方が１気筒当たり複数形
成され、上記ポートの開口部に吸気弁用又は排気弁用の
バルブシートが装着された多気筒エンジンに対し、上記
各バルブシートとその台座との間隙を撮像手段により撮
像して検査するようにしたバルブシートの間隙検査装置
である。

【００１８】そして、上記撮像手段をエンジンの気筒数
と同数として、各気筒で同じ位置にあるバルブシート孔
に対応するように間隔をあけて配置する。

【００１９】また、上記各撮像手段を移動させる駆動手
段と、複数の撮像手段が同時に移動して、それぞれ各気
筒で同じ位置にあるバルブシートと台座との間隙を撮像
した後、各気筒で同じ位置にある他のバルブシートと台
座との間隙をそれぞれ順に撮像するように、上記駆動手
段を制御する制御手段とを設ける。

【００２０】請求項４の発明では、請求項３の間隙検査
装置において、シリンダヘッドが搬送される搬送ライン
の幅方向の一側方に、吸気弁用撮像手段を各気筒で同じ
位置にある吸気側バルブシート孔に対応するように間隔
をあけて配置した吸気側検査ユニットを設ける。

【００２１】また、搬送ラインの幅方向の他側方には、
排気弁用撮像手段を各気筒で同じ位置にある排気側バル
ブシート孔に対応するように間隔をあけて配置した排気
側検査ユニットを設ける。

【００２２】そして、シリンダヘッドをバルブシート孔
がライン両側の撮像手段の位置に対応するように交互に
ライン幅方向に移動させてクランプ保持するクランプ手
段を設け、制御手段は、上記クランプ手段がシリンダヘ
ッドをクランプ保持した状態で、複数の撮像手段を同時
に移動させて、撮像手段によりそれぞれ各気筒で同じ位
置にあるバルブシートと台座との間隙を順に撮像するよ
うに構成する。

【００２３】請求項５の発明では、請求項４の間隙検査
装置において、バルブシートは、シリンダヘッドの底面
に対し所定角度だけ傾斜してポート開口部に装着されて
いるものとする。

【００２４】そして、クランプ手段は、クランプ時にシ
リンダヘッドをバルブシート孔が撮像手段の位置に一致
するように上記バルブシートの傾斜角度だけチルトさせ
るものとする。

【００２５】請求項６の発明では、請求項４の間隙検査
装置において、吸気側検査ユニットと排気側検査ユニッ
トとを、ライン搬送方向にオフセットさせる。

【００２６】請求項７の発明では、請求項６の間隙検査
装置において、吸気側及び排気側検査ユニットを２種類
のエンジンに対応してそれぞれ１対ずつ設ける。

【００２７】そして、これら４つの検査ユニットは、同
じ種類のエンジンの吸気側及び排気側検査ユニットがラ
インの搬送方向にラインを挟んで千鳥状にオフセットす
るように配置する。

【００２８】

【作用】上記の構成により、請求項１又は３の発明で
は、シリンダヘッドにおけるポート開口部のバルブシー
トとその台座との間隙を検査する際、制御手段により駆
動手段が制御され、この制御により、エンジンの気筒数
と同数の撮像手段が同時に移動する。これら撮像手段は
エンジンの各気筒で同じ位置にあるバルブシート孔に対
応するように間隔をあけて配置されているので、この撮
像手段を同時に移動させることで、まず、各気筒で同じ
位置にあるバルブシートと台座との間隙がそれぞれ撮像
手段により撮像される。次いで、同様にして、各気筒で
同じ位置にある他のバルブシートと台座との間隙がそれ
ぞれ順に撮像される。

【００２９】したがって、この場合、複数の気筒であっ
ても、複数の撮像手段を少なくとも２回同時に移動させ
るだけで、全てのバルブシートの間隙を一挙に検査する
ことができ、その検査を効率よく行うことができる。

【００３０】請求項２又は４の発明では、シリンダヘッ
ドの吸排気ポートにおけるバルブシートの間隙の検査
時、クランプ手段により、まず、シリンダヘッドは例え
ば吸気側バルブシート孔が吸気側検査ユニットの吸気弁
用撮像手段の位置にそれぞれ対応するようにライン幅方
向の一側に移動されてクランプ保持される。このクラン
プ状態で、上記の如く、複数の吸気弁用撮像手段が同時
に移動し、これら撮像手段によりそれぞれ各気筒で同じ
位置にある吸気側のバルブシートと台座との間隙が順に
撮像される。

【００３１】この後、シリンダヘッドは排気側バルブシ
ート孔が排気側検査ユニットの排気弁用撮像手段の位置
にそれぞれ対応するようにライン幅方向他側に移動され
てクランプ保持される。この状態で、同様に、複数の排
気弁用撮像手段が同時に移動し、これら撮像手段により
それぞれ各気筒で同じ位置にある排気側のバルブシート
と台座との間隙が順に撮像される。

【００３２】こうしてシリンダヘッドがライン幅方向に
移動してクランプされるので、撮像手段はシリンダヘッ
ドの気筒列方向に順に移動するだけで済み、その分、バ
ルブシートの間隙を素早く検査して、そのラインでの検
査タクト時間を短くすることができる。

【００３３】請求項５の発明では、クランプ手段がシリ
ンダヘッドをクランプしたとき、それに伴い、シリンダ
ヘッドはその底面に対しバルブシートが傾斜している角
度だけチルトされ、バルブシート孔が撮像手段の位置に
一致する。このため、バルブシートが傾斜していても、
そのバルブシート孔を容易に撮像手段の位置に移動させ
ることができる。

【００３４】請求項６の発明では、吸気側検査ユニット
と排気側検査ユニットとがライン搬送方向にオフセット
しているので、ライン上でシリンダヘッドを各検査ユニ
ットの位置にそれぞれ１回停止させるだけで済み、ライ
ンでの検査タクト時間をさらに短くすることができる。

【００３５】請求項７の発明では、２種類のエンジンに
それぞれ対応して設けられた吸気側及び排気側検査ユニ
ットのうち、同じ種類のエンジンの吸気側及び排気側検
査ユニットがラインの搬送方向にラインを挟んで千鳥状
にオフセットするように配置されているので、ラインの
長さを長くすることなく、２種類のエンジンの各々のバ
ルブシートの間隙を効率よく検査することができる。

【００３６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１５及び図１６において、１は本発明の実施例
に係るシリンダヘッド搬送ラインであり、この搬送ライ
ン１をエンジンのシリンダヘッドＷがワークとして搬送
される。このシリンダヘッドＷは、図２２及び図２３に
示すように、各気筒３に２つずつの吸気弁及び排気弁
（いずれも図示せず）を備えた直列４気筒エンジンのも
ので、その８つの吸気ポート４，４，…及び８つの排気
ポート５，５，…の各々の燃焼室側開口端には台座６が
凹陥形成され、この台座６には吸排気弁を着座させるバ
ルブシート７，８が焼嵌めにより装着されている。上記
バルブシート７，８はシリンダヘッドＷの底面に対し所
定の角度、つまり吸気側バルブシート７にあっては角度
θ１で、また排気側バルブシート８にあっては角度θ２
でそれぞれ傾斜している。そして、このようなシリンダ
ヘッドＷを搬送ライン１で搬送する間に、各ポート４，
５の燃焼室側開口端におけるバルブシート７，８と台座
６との間の間隙Ｄを検査するようにしている。

【００３７】上記搬送ライン１はローラ１２，１２，…
を有するローラコンベア１３からなり、このコンベア１
３のローラ１２，１２，…上を第１及び第２の２種類の
エンジンのシリンダヘッドＷ，Ｗがその底面を上向きに
しかつ気筒列方向を搬送方向に一致させて交互にタクト
搬送される。

【００３８】搬送ライン１にはその始端側（図で右側）
から終端側（同左側）に向かって機種検知ステーション
ＳＴ1 、第１検査ステーションＳＴ2 、第２検査ステー
ションＳＴ3 及び不良品搬出ステーションＳＴ4 がそれ
ぞれ順に形成され、不良品搬出ステーションＳＴ4 の後
側は図外のステーションに連続している。

【００３９】上記機種検知ステーションＳＴ1 は、上記
異なる２種類のシリンダヘッドＷがライン１に搬入され
てきたときに、その機種を検知して判別する。

【００４０】第１検査ステーションＳＴ2 の機種検知ス
テーションＳＴ1 側の端部、両検査ステーションＳＴ2
，ＳＴ3 間の位置、及び第２検査ステーションＳＴ3
の不良品搬出ステーションＳＴ4 側の端部にはそれぞれ
搬送ライン１を跨ぐように門形の第１〜第３フレーム１
４〜１６が立設され、第１及び第２フレーム１４，１５
の各上部間並びに第２及び第３フレーム１５，１６の各
上部間にはそれぞれ互いに平行に延びる左右１対のガイ
ド１７，１８が架設されている。第１検査ステーション
ＳＴ2 の左側（図１５で下側）のガイド１７にはエンジ
ンの第１機種用の吸気側検査ユニット１９が、また右側
（同上側）のガイド１８には第２機種用の排気側検査ユ
ニット２０がそれぞれライン搬送方向にスライド移動可
能にかつ鉛直上下方向に昇降可能に支持されている。一
方、第２検査ステーションＳＴ3 の左側のガイド１７に
は第２機種用の吸気側検査ユニット１９が、また右側の
ガイド１８には第１機種用の排気側検査ユニット２０が
それぞれ上記と同様にライン搬送方向にスライド移動可
能にかつ鉛直上下方向に昇降可能に支持されている。

【００４１】図１９に詳示するように、各検査ユニット
１９，２０はガイド１７，１８に水平移動可能に支持さ
れた水平移動スライダ２１と、この水平移動スライダ２
１に昇降可能に支持された昇降スライダ２２とを備え、
水平移動スライダ２１は図外のアクチュエータによりラ
イン搬送方向たる前後方向に水平移動され、一方、昇降
スライダ２２は同様のアクチュエータにより鉛直上下方
向に昇降する。昇降スライダ２２の下端部にはライン長
さ方向に延びるプレート２３が固定支持され、このプレ
ート２３には、ライン１の搬送中心から所定値だけ左右
方向にオフセットされた位置に４つの検査ヘッド５３，
５３，…がそれぞれ所定の間隔、詳しくはシリンダヘッ
ドＷにおける各気筒３の気筒列方向において同じ位置に
ある吸気側バルブシート孔９，９，…間又は排気側バル
ブシート孔１０，１０，…間の間隔と同じ間隔をあけて
垂設されている。すなわち、各スライダ２１，２２にプ
レート２３を介して支持されている４つの検査ヘッド５
３，５３，…は、アクチュエータ（駆動手段）の駆動に
より水平前後方向又は上下方向に同時に移動するように
なっている。

【００４２】上記第１検査ステーションＳＴ2 における
左側の吸気側検査ユニット１９の各検査ヘッド５３は第
１種類のエンジンの吸気側バルブシート７の間隙Ｄを、
また右側の排気側検査ユニット２０の各検査ヘッド５３
は第２種類のエンジンの排気側バルブシート８の間隙Ｄ
をそれぞれ検査する。一方、第２検査ステーションＳＴ
3 における左側の吸気側検査ユニット１９の各検査ヘッ
ド５３は第２種類のエンジンの吸気側バルブシート７の
間隙Ｄを、また右側の排気側検査ユニット２０の各検査
ヘッド５３は第１種類のエンジンの排気側バルブシート
８の間隙Ｄをそれぞれ検査するものとされている。つま
り、各種類のエンジンのシリンダヘッドＷにおける吸気
バルブシート７用の検査ユニット１９と排気バルブシー
ト８用の検査ユニット２０とは、上方から見て搬送方向
に前後に所定量だけオフセットされてライン１両側左右
に千鳥状に配置されている。

【００４３】各検査ステーションＳＴ2 ，ＳＴ3 には、
それぞれシリンダヘッドＷをクランプ保持してコンベア
１３毎左右方向にチルトさせるクランプ装置２５，２５
が設けられている。すなわち、図１７及び図１８に拡大
詳示するように、各クランプ装置２５はコンベア１３の
支持部分を兼ねる矩形枠状の支持台２６を有し、この支
持台２６の左右中央部にはライン搬送方向に延びる回転
軸２７が回転可能に支持されている。この回転軸２７に
は矩形板状の受材２８が左右中央部にて回転一体に取り
付けられ、この受材２８上面の４つの隅角部には門型の
枠部材２９が回転一体に立設されている。また、受材２
８の上面には他のステーションＳＴ1 ，ＳＴ4 と同じ高
さ位置の複数のローラ１２，１２，…を有するローラコ
ンベア１３が立設され、このローラコンベア１３上にシ
リンダヘッドＷを上載支持するようにしている。

【００４４】また、受材２８上面の前後位置には左右１
対の押上げシリンダ３０，３０が取り付けられ、この左
右の押上げシリンダ３０，３０のピストンロッドはそれ
ぞれ上方に延びて上記ローラ１２，１２間に位置し、両
者間には押上げプレート３１が架設されている。さら
に、上記受材２８上のローラコンベア１３における左右
のフレームの各々には、ブラケット３２ｂを介してクラ
ンプシリンダ３２が、ピストンロッド３２ａをコンベア
１３上のシリンダヘッドＷに向けてかつ相対するシリン
ダ３２と対向して取り付けられ、そのピストンロッド３
２ａの先端部にはクランパ３３が取り付けられており、
押上げシリンダ３０，３０の伸長作動によりシリンダヘ
ッドＷをコンベア１３のローラ１２，１２，…から押し
上げて枠部材２９の横枠板２９ａに押し当て、その後、
両クランプシリンダ３２，３２の伸長作動により、シリ
ンダヘッドＷを左右方向に移動不能にクランプ保持する
ようにしている。

【００４５】一方、上記受材２８下面の前後の隅角部に
はそれぞれ円弧状の従動ローラ３４，３４の端部が一体
に固定されている。また、支持台２６の下部には回転軸
２７と平行に駆動軸３５が支持され、この駆動軸３５に
は上記従動ローラ３４，３４に伝動可能に接触する駆動
ローラ３６，３６が取り付けられている。駆動軸３５の
前後略中央部には従動スプロケット３７が回転一体に取
り付けられ、この従動スプロケット３７は支持台２６下
部に設置した正逆回転可能な駆動モータ３８にチェーン
３９を介して駆動連結されている。そして、押上げシリ
ンダ３０，３０によりシリンダヘッドＷをローラ１２，
１２，…から押し上げて枠部材２９上端の横枠板２９ａ
に押し当て、かつクランプシリンダ３２，３２によりク
ランプした状態で駆動モータ３８を正逆回転させること
により、シリンダヘッドＷをローラコンベア１３と共に
回転軸２７回りに揺動させて、鉛直上下面に対しシリン
ダヘッドＷ底面とバルブシート７，８とがなす角度θ
１，θ２だけ左方向又は右方向にチルトさせる。そし
て、そのチルト状態では、各バルブシート孔９，１０
（吸排気ポート４，５の開口端）が上記各検査ヘッド５
３の搬送中心からのオフセット量だけ偏位して検査ヘッ
ド５３の真下位置に位置付けられ、かつバルブシート孔
９，１０の中心線が鉛直方向を向いて各検査ヘッド５３
の軸心と一致するようになっており、その状態で検査ヘ
ッド５３を下降移動するだけで、検査ヘッド５３の下端
部をバルブシート孔９，１０に嵌挿可能としている。

【００４６】また、上記不良品搬出ステーションＳＴ4
の左側には、コンベア１３と同じ高さのローラ４１，４
１，…を有する受台４２が設置されている。一方、不良
品搬出ステーションＳＴ4 の右側側方には基台４３上に
取り付けたシリンダ４４の伸長動作によりコンベア１３
上のシリンダヘッドＷを上記受台４２に向けて押し出す
プッシャ４５が配設されており、上記各検査ステーショ
ンＳＴ2 ，ＳＴ3 でバルブシート７，８の間隙Ｄが不良
であると判定されたときに、プッシャ４５を作動させて
不良品のシリンダヘッドＷをライン１から受台４２に払
い出すようにしている。

【００４７】以上の搬送ライン１での動作を図２０のフ
ローチャート図により説明すると、まず、ステップＳ１
により機種検知ステーションＳＴ1 でエンジンの種類を
検知する。次のステップＳ２では、上記機種が第２機種
かどうかを判定し、この判定が第１機種のＮＯのときに
は、ステップＳ３〜Ｓ６に進む一方、第２機種のＹＥＳ
のときにはステップＳ７〜Ｓ１０に進む。

【００４８】上記ステップＳ３では、第１検査ステーシ
ョンＳＴ2 においてワークとしての第１機種のエンジン
のシリンダヘッドＷをクランプ装置２５でクランプして
左方向にチルトさせ、ステップＳ４では吸気側バルブシ
ート７，７，…の各々の間隙Ｄの幅を測定する。その
後、ステップＳ５に進み、今度は第２検査ステーション
ＳＴ3 において同様にシリンダヘッドＷをクランプ装置
２５でクランプして右方向にチルトさせ、ステップＳ６
では排気側バルブシート８，８，…の各々の間隙Ｄの幅
を測定し、しかる後にステップＳ１１に進む。

【００４９】これに対し、ステップＳ７では、第１検査
ステーションＳＴ2 において第２機種のエンジンのシリ
ンダヘッドＷをクランプ装置２５でクランプして右方向
にチルトさせ、ステップＳ８で排気側バルブシート８，
８，…の各々の間隙Ｄの幅を測定する。次いで、ステッ
プＳ９に進み、第２検査ステーションＳＴ3 において同
様にシリンダヘッドＷをクランプして左方向にチルトさ
せ、ステップＳ１０で吸気側バルブシート７，７，…の
各々の間隙Ｄの幅を測定した後、ステップＳ１１に進
む。

【００５０】上記ステップＳ１１では、後述するように
検査の結果が良好かどうかを判定し、この判定がバルブ
シート７，８の間隙Ｄの正常である「ＯＫ」のときには
そのまま終了するが、不良のときにはステップＳ１２に
進み、不良品搬出ステーションＳＴ4 において、不良と
なったシリンダヘッドＷをプッシャ４５の作動により受
台４２に払出し（搬出）した後、終了する。

【００５１】上記各検査ヘッド５３の具体的構成を図１
に示す。すなわち、図１において、４７は上記プレート
２３に取り付けられる円板状の取付板で、図５に示すよ
うに、この取付板４７の下側には取付板４７と同じ大き
さの円板状基板４８が同心に配置され、この基板４８下
面に各検査ヘッド５３が取り付けられている。基板４８
の周縁部４箇所には上下方向に貫通する挿通孔４９を有
するボス部４８ａ，４８ａ，…が形成され、この各ボス
部４８ａの挿通孔４９にはロッド５０の下端部が摺動可
能にかつ上方に抜け止めされて支持され、ロッド５０の
上端部は上記取付板４７に貫通されて固定されている。
また、基板４８の各ボス部４８ａと取付板４７との間に
はロッド５０の周りに配置したコイルばね５１が縮装さ
れており、基板４８つまり検査ヘッド５３における後述
のＣＣＤカメラ５６等の上下移動をコイルばね５１の収
縮により吸収するようになっている。

【００５２】そして、上記検査ヘッド５３は、底部を上
側にして基板４８と同心に配置した有底円筒状のカバー
部材５４を備え、このカバー部材５４は上端底部にて基
板４８に円周方向に配置した複数のばね５２，５２，…
を介して水平方向にのみ移動可能に吊下げ支持されてい
る。すなわち、上記各ばね５２は、図示しないが、多数
のワッシャを積層配置してその外周をラバーで覆ったも
のであり、水平方向のずれはワッシャ間の相対移動によ
り可能とし、上下方向の移動はラバーによって規制する
ようにしている。このことで、ＣＣＤカメラ５６を有す
る検査ヘッド５３は、駆動手段としてのアクチュエータ
に連結されている各スライダ２１，２２に対し水平方向
に相対移動可能にフロート支持されている。

【００５３】上記カバー部材５４内の上端部（基端部）
には各バルブシート７，８の間隙Ｄを撮像する撮像手段
としてのＣＣＤカメラ５６が同心に収容されて固定され
ている。また、カバー部材５４内の中間部には、間隙Ｄ
の像を例えば１００倍程度に拡大してＣＣＤカメラ５６
に伝達するマイクロレンズ５７が同心に配置されて収容
され、このレンズ５７の鏡胴の下端部外周面には大径の
台座部５７ａと、その下側に雄ねじ部５７ｂとが形成さ
れ、この雄ねじ部５７ｂの上端には締付ナット部５８が
螺合されている。

【００５４】さらに、カバー部材５４内の下端部（先端
部）には筒状の収納部材６０が同心に収容され、この収
納部材６０の外径はバルブシート孔９，１０に嵌挿可能
な大きさとなっている。図２及び図３に示すように、収
納部材６０の上端部には他の部分よりも大径でかつレン
ズ５７の台座部５７ａと同径の大径部６０ａが形成さ
れ、この大径部６０ａ内にレンズ５７の下端部が嵌合さ
れている。そして、大径部６０ａの内周面にはレンズ５
７の雄ねじ部５７ｂに螺合する雌ねじ部６０ｂが形成さ
れており、収納部材６０をレンズ５７に対し回転させ、
その雌ねじ部６０ｂとレンズ５７の雄ねじ部５７ｂとの
螺合により収納部材６０を軸方向に移動させてレンズ５
７の焦点を合わせ、その合焦状態で締付ナット部５８を
回して大径部６０ａに締め付けることにより、レンズ５
７の焦点をロックするようにしている。

【００５５】上記収納部材６０内の下端部（先端部）に
は間隙Ｄの画像をＣＣＤカメラ５６に偏向させる三角錐
プリズムミラー６１が収納されている。このプリスムミ
ラー６１は、図４にも示す如く、収納部材６０内の下端
部にそこを閉塞するように配置された円板状の基端部６
１ａと、この基端部６１ａから上方に延び、先端を上方
に向けた三角錐部６１ｂとからなる。そして、図９に示
すように、バルブシート７，８と台座６との間隙Ｄの画
像をミラー６１の三角錐部６１ｂの各表面でレンズ５７
側に反射させ、そのレンズ５７で拡大した後にＣＣＤカ
メラ５６に導くようにしている。

【００５６】また、上記収納部材６０の下端部の外周面
には上記三角錐プリズムミラー６１と対応した位置に撮
像口６３が開口されている。この撮像口６３は、円弧部
を収納部材６０の下端側に配置した略半円形状とされ、
その円弧部の下端は三角錐プリズムミラー６１の基端部
６１ａ上端の位置に、また上端部は三角錐部６１ｂ上端
よりも高い位置にそれぞれ位置している。従って、収納
部材６０の下端部をバルブシート孔９，１０から吸排気
ポート４，５に嵌挿してバルブシート７，８と台座６と
の間隙Ｄを撮像口６３、三角錐プリズムミラー６１及び
レンズ５７を経て撮像したとき、図１０に示すように、
画面全体が所定の中心周りに３分割されて、その各画面
にそれぞれ間隙Ｄが部分的に写し出された画像となる。

【００５７】図６に拡大詳示するように、上記カバー部
材５４の下端部内にはねじ部材６５が同心に嵌合固定さ
れ、このねじ部材６５の内周面には雌ねじ部６５ａが形
成されている。また、このねじ部材６５の内部には下端
に内向フランジ６６ａを有する支持部材６６が収納部材
６０と間隙Ｄをあけて同心に配置され、この支持部材６
６外周の雄ねじ部６６ｂが上記ねじ部材６５の雌ねじ部
６５ａに螺合されている。この螺合により支持部材６６
が後述の開閉部材７０と共に収納部材６０の周りから取
外し可能とされている。尚、６８は支持部材６６に螺合
された締結ラットで、これをねじ部材６５に対し締め付
けることで支持部材６６を固定する。

【００５８】また、上記支持部材６６と収納部材６０と
の間の間隙Ｄには収納部材６０の撮像口６３を開閉する
円筒状の撮像口開閉部材７０が同心に配置され、この開
閉部材７０は収納部材６０の外側を相対的に摺動して撮
像口６３を開閉する。開閉部材７０の外径は支持部材６
６の内向フランジ６６ａよりも若干小径とされ、その下
端部の内周面は収納部材６０外周面に摺接している。開
閉部材７０の上端には支持部材６６の内周面に摺接する
外向フランジ７０ａが形成され、この外向フランジ７０
ａを支持部材６６の内向フランジ６６ａに係止させるこ
とにより、開閉部材７０が支持部材６６に落下不能に抜
け止めされる。

【００５９】また、支持部材６６内周面の上端部にはス
トッパリング７１が抜止めリング７２により上方に抜け
止めされて配置されており、開閉部材７０が支持部材６
６から上方に抜け出るのをストッパリング７１により防
いでいる。また、開閉部材７０内周の上半部は切り欠か
れて段部７０ｂが形成され、この段部７０ｂの上面と上
記ストッパリング７１との内周部との間には付勢手段と
してのスプリング７４が縮装されており、このスプリン
グ７４により開閉部材７０を下側に付勢して撮像口６３
を閉じるようにしている。このスプリング７４は、上記
コイルばね５１よりも低く、かつばね５２よりも大きい
ばね力を持ったものとされている。

【００６０】上記撮像口開閉部材７０はバルブシート孔
９，１０内に嵌挿不能の外径を有し、その下端部におい
て、バルブシート孔９，１０内に嵌挿不能な外径を有す
る部分よりも下端側は、バルブシート孔９，１０内に嵌
挿可能な先細りテーパ形状のテーパ部７０ｃが形成され
ている。そして、アクチュエータにより各検査ヘッド５
３を下降させて収納部材６０の下端部をバルブシート孔
９，１０内に嵌挿し、ＣＣＤカメラ５６をポート４，５
内のバルブシート７，８の間隙Ｄに相対的に近付けたと
き、開閉部材７０下端部のテーパ部７０ｃをバルブシー
ト７，８と当接させて開閉部材７０をスプリング７４の
付勢力に抗して上方（基端側）に移動させ、収納部材６
０下端部の撮像口６３を開く一方、検査ヘッド５３を上
昇させて収納部材６０の下端部をバルブシート孔９，１
０から抜き出し、ＣＣＤカメラ５６をバルブシート７，
８の間隙Ｄから相対的に離したときには、開閉部材７０
をスプリング７４の付勢力により下側に移動させて撮像
口６３を閉じるようにしている。

【００６１】また、７６は上記吸排気ポート４，５内の
バルブシート７，８の間隙Ｄを照射するハロゲンランプ
等の光源であって、この光源７６の光はグラスファイバ
７７によって上記三角錐プリズムミラー６１に導かれて
いる。このグラスファイバ７７は検査ヘッド５３の外部
では集束体とされ、この集束体はレンズ５７の鏡胴の中
間部からその内部に挿通されている。グラスファイバ７
７は、レンズ５７の鏡胴内部から収納部材６０にかけて
は鏡胴ないし収納部材６０の内周面に分散配置されてお
り、このグラスファイバ７７から出た光を三角錐プリズ
ムミラー６１で反射させてバルブシート７，８の間隙Ｄ
に導くようにしている。

【００６２】図１４は検査システムの全体構成を示し
（尚、検査ヘッド５３は２つのみ示している）、８１は
搬送ライン１での制御を行うシーケンサで、各検査ヘッ
ド５３からそのバルブシート７，８への着座が良好に行
われたことを示す信号と、検査ヘッド５３が下降方向に
オーバーランした信号とが入力される。８２は各検査ヘ
ッド５３に対応して設けられたカメラコントローラで、
ＣＣＤカメラ５６で撮像した画像の信号が入力される。
この各カメラコントローラ８２は、光源７６の電源を調
整する電源ユニット８３に接続されており、この電源ユ
ニット８３により光源７６の出力を変えてバルブシート
７，８の間隙Ｄへの光量つまりその明るさを調整するよ
うにしている。

【００６３】上記シーケンサ８１及び各カメラコントロ
ーラ８２は画像処理装置８４に接続されており、この画
像処理装置８４からカメラコントローラ８２に外部同期
信号を出力する一方、カメラコントローラ８２からは映
像出力を受ける。画像処理装置８４はモニタ装置８５及
びフロッピディスク駆動装置８６にも接続されており、
画像処理した結果をモニタ装置８５に出力してモニタす
るとともに、フロッピディスク駆動装置８６に出力して
その内部のフロッピディスク７（図示せず）に記録させ
るようにしている。

【００６４】上記画像処理装置８４において、ＣＣＤカ
メラ５６により撮像したバルブシート７，８の間隙Ｄの
像からそれを処理して間隙Ｄの幅を計測する動作につい
て説明すると、図１１に示すように、最初のステップＴ
１で画像を取り込んだ後、ステップＴ２〜Ｔ４において
画質改善及びノイズの除去のための処理を行う。この処
理は、シリンダヘッドＷがアルミニウム素材の鋳造品で
その表面に凹凸があり、影の部分やぎらつきが多くて間
隙Ｄと他の部分との明るさでの比較分離が困難であるの
で、これを解決するため行うものである。

【００６５】まず、ステップＴ２で局所最大値フィルタ
により濃淡ノイズを除去する。この局所最大値フィルタ
によるノイズ除去は、画像の実際の明るさに対してノイ
ズを除去するもので、画像の画面を縦横に多数のマトリ
ックス（例えば５１２×５１２）に分割し、その画像を
例えば図１２に示すように縦横３つずつのマトリックス
を有する空間フィルタにより走査し、そのうちの最大値
を該マトリックスの中心値として採用することで、画像
の局部的な陰影やぎらつきを平滑化し、画像からノイズ
を除去するものである。

【００６６】この後、ステップＴ３において、所定の閾
値で画像の明暗を「０」又は「１」の２つの値に分ける
２値化を行い、ステップＴ４では上記２値化された画像
について縮小拡大フィルタにより２値ノイズを除去す
る。この処理は、バルブシート７，８の間隙Ｄを示す画
像部分の分離不良が生じる場合に、画像の縮小及び拡大
を同数ずつ繰り返して強制的な分離を行うことにより、
信頼性の向上を図るものである。すなわち、バルブシー
ト７，８の間隙Ｄの画像に付随した小さな画像に対し、
その画像を例えば２回縮小した後に同数だけ拡大するこ
とで、小さい画像を消失除去して本来の間隙Ｄのみを残
す。

【００６７】上記ステップＴ４の後はラベリング処理を
行う。このラベリング処理は、画像における間隙Ｄ以外
のノイズ部分を除去するために、間隙Ｄ部分のみを１つ
ずつ取り出す。

【００６８】次いで、以上のようにして改善された画像
に対し、ステップＴ６〜Ｔ１１において、間隙Ｄの部分
の正確な認識及び抽出を行うために、画像中の全ての部
分にチェックを行い、誤認を防ぐ。まず、ステップＴ６
において、画像の間隙Ｄであろう部分に視野を限定する
ウィンドウ設定を行う。次に、ステップＴ７に進み、画
像内の対象物中の最大面積で規定値以上のものを抽出し
て面積チェックを行う。すなわち、基準値以上で面積が
最大のものを間隙Ｄとする。

【００６９】この後、ステップＴ８において上記面積チ
ェックによりチェックされる対象物が該当無しかどうか
を判定し、この判定が該当有りのＮＯのときには、ステ
ップＴ９において形状チェックを行う。この処理では、
間隙Ｄの画像が細長い形状であるので、図１３に示す如
く、それを等価楕円Ｏと見做し、この等価楕円Ｏからそ
の長軸Ｏ１と短軸Ｏ２との長さの比（以下、長軸／短軸
比という）を求める。上記等価楕円Ｏとする処理は、間
隙Ｄの画像を多数のマトリックスに分割してｘ，ｙ座標
を与え、ｘ値及びｙ値のそれぞれの総和をマトリックス
数で割ることにより、重心のｘ，ｙ座標が求まるととも
に、各マトリックスの重心からのモーメントを求め、各
方向毎のモーメントの分布から各方向のモーメントの総
和が最大となる方向を求め、その方向を長軸Ｏ１とし、
直交方向を短軸Ｏ２として、それらの長さの比を計算す
るものである。

【００７０】ステップＴ１０では、上記等価楕円Ｏの長
軸／短軸比が予め実験で設定された設定値、例えば
「３」よりも小さいか否かを判定し、この判定が長軸／
短軸比＜３のＹＥＳのときには、上記ステップＴ８の判
定がＹＥＳの場合と共にステップＴ１２に進む。

【００７１】一方、ステップＴ１０での判定が長軸／短
軸比≧３のＮＯのときには、ステップＴ１１に進んで間
隙Ｄ（すき）の幅を計測し、上記等価楕円ＯＤの短軸Ｏ
２の長さを間隙Ｄの幅とし、しかる後にステップＴ１２
に進む。

【００７２】上記ステップＴ１２では、画面における３
つの方向の全てについて計測が完了したかどうかを判定
する。この判定がＮＯのときには上記ステップＴ６に戻
って、それ以下の処理を繰り返すが、判定がＹＥＳにな
ると、ステップＴ１３において上記計測された３方向の
間隙Ｄの幅が共に規定値以下であるかどうかを判定す
る。そして、この判定がＹＥＳのときには、ステップＴ
１４において、バルブシート７，８の間隙Ｄが正常であ
る「ＯＫ」の判定を、またＮＯのときには、ステップＴ
１５において、バルブシート７，８の間隙Ｄが不良であ
る「ＮＧ」の判定をそれぞれ行った後、ステップＴ１６
において上記判定結果を出力する。

【００７３】次に、上記実施例の作動について説明す
る。鋳造後の２種類のエンジンのシリンダヘッドＷ，Ｗ
がそれぞれ加熱され、その底面の各吸排気ポート４，５
の開口端における台座６にそれぞれバルブシート７，８
が嵌合された後、クーラントにより冷却され、このこと
でバルブシート７，８が焼嵌めにより装着される。この
ようにしてバルブシート７，８が装着された２種類のエ
ンジンのシリンダヘッドＷ，Ｗは交互にシリンダヘッド
搬送ライン１に搬入され、そこでバルブシート７，８と
台座６との間隙Ｄの良否が検査される。

【００７４】搬送ライン１に搬入されたシリンダヘッド
Ｗはその底面を上向きにしかつ気筒列方向を搬送方向に
一致させてコンベア１３上を搬送され、まず、その機種
検知ステーションＳＴ1 においてエンジンの機種が識別
される。

【００７５】この機種の識別後、シリンダヘッドＷは第
１検査ステーションＳＴ2 に搬送され、それが例えば第
１種類のエンジンのものであるときには、左側（図１５
で下側）の吸気側検査ユニット１９における検査ヘッド
５３，５３，…の各々によりエンジンの吸気側バルブシ
ート７の間隙Ｄが検査される。すなわち、シリンダヘッ
ドＷが第１検査ステーションＳＴ2 に搬入されてその所
定位置に停止すると、押上げシリンダ３０，３０，…の
作動によりシリンダヘッドＷがコンベア１３から押し上
げられて枠部材２９上端の横枠板２９ａに押し付けら
れ、上下移動不能にクランプされる。次いで、シリンダ
ヘッドＷはクランプシリンダ３２，３２の伸長作動によ
り左右方向に移動不能にクランプ保持された後、駆動モ
ータ３８の作動によりコンベア１３毎チルトされる。こ
のチルト状態では、シリンダヘッドＷは鉛直上下面に対
しシリンダヘッドＷ底面と吸気側バルブシート７とのな
す角度θ１だけ左方向に傾き、吸気側バルブシート孔９
が各検査ヘッド５３の搬送中心からのオフセット量だけ
偏位し、かつバルブシート孔９の中心線方向が鉛直方向
になる。また、アクチュエータの駆動による水平移動ス
ライダ２１の移動により上記４つの検査ヘッド５３，５
３，…が水平前後方向に同時に移動してそれぞれ上記シ
リンダヘッドＷにおける各気筒３の例えば前側位置にあ
る吸気側バルブシート孔９，９，…の真上位置に位置付
けられ、このことで各検査ヘッド５３の中心線がバルブ
シート孔９の中心線方向と一致する。この状態で、アク
チュエータの作動により昇降スライダ２２が下降して４
つの検査ヘッド５３，５３，…が同時に下降移動し、そ
の各々の下端部（先端部）がバルブシート孔９，９，…
を通って吸気ポート４，４，…に嵌挿される。

【００７６】このときの各検査ヘッド５３の作動を詳細
に説明すれば、検査ヘッド５３の上昇時、つまりその収
納部材６０の下端部が吸気側バルブシート孔９に嵌挿さ
れていないときには、収納部材６０外周にある撮像口開
閉部材７０はスプリング７４の付勢力により下端側に移
動しており、このことで収納部材６０外周面の撮像口６
３が閉じられている（図１参照）。

【００７７】しかし、アクチュエータの作動により各検
査ヘッド５３が下降移動すると、まず最初に、支持部材
６６を介してカバー部材５４に支持されている開閉部材
７０の下端部が吸気ポート４開口縁のバルブシート７と
当接し、このことで開閉部材７０のポート４への嵌挿が
規制される。

【００７８】その場合、撮像口開閉部材７０の下端部
（先端部）に先細りテーパ状のテーパ部７０ｃが形成さ
れているので、このテーパ部７０ｃがバルブシート孔９
に案内されながらそれと同心に嵌挿される。しかも、各
検査ヘッド５３はプレート２３に対し水平方向に相対移
動可能にフロート支持されているので、上記位置ずれ時
にテーパ部７０ｃの案内によって収納部材６０がバルブ
シート孔９と同心となるように移動しても、検査ヘッド
５３のみがプレート２３に対し相対的に水平方向に移動
して、検査ヘッド５３が正確にバルブシート孔９の中心
位置に位置付けられる。このため、図８に示すように、
検査ヘッド５３がバルブシート孔９の中心位置から多少
ずれていても、そのずれを吸収してバルブシート孔９内
に正確に収納部材６０を嵌挿することができる。

【００７９】検査ヘッド５３がさらに下降移動すると、
図７に示す如く、上記開閉部材７０が停止規制されたま
ま、収納部材６０の下端部のみがバルブシート孔９を通
って吸気ポート４内に嵌挿され、このことにより開閉部
材７０は上記スプリング７４の付勢力に抗して相対的に
上側（基端側）にスライド移動し、上記撮像口６３が開
かれる。そして、収納部材６０の下端部が吸気ポート４
内に所定位置まで嵌挿されると、この収納部材６０下端
部にある撮像口６３はバルブシート７と台座６との間隙
Ｄの位置に位置付けられる。この状態で、ハロゲンラン
プ等の光源７６からの光がグラスファイバ７７によって
三角錐プリズムミラー６１に導かれ、そこで反射された
後、上記開いた撮像口６３から収納部材６０外に出て、
吸気ポート４内のバルブシート７下側のリング状の間隙
Ｄを３方向に亘り照射する。また、この光源７６の光で
照射された間隙Ｄの画像が上記撮像口６３を経て三角錐
プリズムミラー６１に入り、そこで反射されてＣＣＤカ
メラ５６側に偏向され、次いでレンズ５７で所定倍率に
拡大された後、ＣＣＤカメラ５６に入力される。このカ
メラ５６に入力された間隙Ｄの画像は、図１０に示す如
く、画面全体を所定の中心周りに３分割した各画面にそ
れぞれ間隙Ｄが部分的に写し出されたものとなる。

【００８０】この場合、撮像口開閉部材７０をスプリン
グ７４により下側に付勢して撮像口６３を閉じておき、
検査ヘッド５３の下降時に開閉部材７０をバルブシート
７との当接により上昇移動させて撮像口６３を開くた
め、検査ヘッド５３の下端部をバルブシート７に接近又
は離隔させるだけで自動的に開閉部材７０を移動させて
撮像口６３を開閉することができ、撮像口開閉部材７０
を簡単な構造で開閉駆動することができる。

【００８１】また、上記のように、検査ヘッド５３が吸
気ポート４の中心位置から多少ずれしていても、そのず
れを吸収してポート４内に正確に収納部材６０が嵌挿さ
れているので、バルブシート７と台座６とのリング状の
間隙Ｄを正確に撮像することができ、延いてはその間隙
Ｄを確実に検査することができる。

【００８２】しかも、上記三角錐プリズムミラー６１
は、その基端部を収納部材６０の下端部に向けて配置さ
れ、収納部材６０側の撮像口６３は円弧部を収納部材６
０の下端部にした略半円形状とされているので、撮像口
６３を全円状とした場合のように、ＣＣＤカメラ５６に
おいて各分割画面の中心と反対側に画像が二重に写し出
されることはなく、バルブシート７と台座６との間隙Ｄ
の像を確実に識別してカメラ５６に入力させることがで
きる。

【００８３】さらに、上記三角錐プリズムミラー６１は
バルブシート７と台座６との間隙Ｄの像をＣＣＤカメラ
５６に偏向する機能のみならず、光源７６からの光を偏
向して間隙Ｄに照射する機能をも兼ねているので、検査
ヘッド５３をコンパクトなものとすることができる。

【００８４】こうしてカメラ５６で得られた画像に対
し、最初に画質改善及びノイズの除去のための処理が行
われる。すなわち、まず、画像から局所最大値フィルタ
により濃淡ノイズが除去され、次に、所定の閾値で画像
の明暗を「０」又は「１」の２つの値に分ける２値化が
行われ、さらに、この２値化された画像について縮小拡
大フィルタにより２値化ノイズが除去され、これらの処
理後にラベリング処理が行われる。

【００８５】次いで、画像中の全ての部分にチェックが
行われる。まず、画像の間隙Ｄであろう部分に視野を限
定するウィンドウ設定が行われた後、画像内の対象物中
の最大面積で規定値以上のものを抽出する面積チェック
が行われ、その基準値以上で面積が最大のものが間隙Ｄ
とされる。この後、上記面積チェックによりチェックさ
れる対象物があるときには、形状チェックが行われ、対
象物が細長い形状であるときにはそれは等価楕円Ｏと見
做され、この等価楕円Ｏからその長軸Ｏ１と短軸Ｏ２と
の比が設定値「３」以上のものが間隙Ｄとされ、その短
軸Ｏ２の長さが間隙Ｄの幅とされる。そして、図７に示
すように、画面における３つの方向の全ての間隙Ｄ，
Ｄ，…の幅が共に規定値以下であると、バルブシート７
の間隙Ｄが正常であると見做され、一方、間隙Ｄの幅が
１つでも規定値を越えていると、バルブシート７の間隙
Ｄが不良であると見做され、これらの検査結果が出力さ
れる。尚、この検査の完了は、検査ヘッド５３がポート
４から抜け出して次の動作を行うまでに行われる。

【００８６】この場合、各検査ヘッド５３におけるＣＣ
Ｄカメラ５６によりバルブシート７と台座６とのリング
状の間隙Ｄを撮像し、この撮像された間隙Ｄの濃淡画像
を２値化処理し、この２値化処理された細長い形状の画
像を等価楕円Ｏに変換した後、この等価楕円Ｏの短軸Ｏ
２の長さを間隙Ｄの幅として計測するので、画像におい
て被検査部としての間隙Ｄ以外に、バルブシート７ない
し吸気ポート４内周面の各エッジ部の陰影や汚れ、或い
は鋳造品表面の凹凸面が撮像されていても、それらをう
まくぼかして間隙Ｄの平均値を高精度にかつ迅速に計測
することができる。しかも、上記画像の等価楕円Ｏへの
置換により、間隙Ｄが実際の幅よりも大きめに計測され
るので、検査不良の基準レベルが高くなって不良品が確
実に除去され、不良品を出さない点で有利となる。

【００８７】また、カメラ５６で撮像された間隙Ｄの濃
淡画像を局部最大フィルタによりノイズ除去して２値化
処理するとともに、この２値化画像の段階でさらに縮小
拡大フィルタによりノイズ除去した後に等価楕円Ｏに置
換するので、画像における実際の間隙Ｄをその他のノイ
ズ部分から確実に分離して除去することができ、間隙Ｄ
の検査精度をさらに高精度にしてその信頼性を高めるこ
とができる。

【００８８】しかも、画像中の対象物のうちの規定値以
上のものを選別し、さらにその画像を変換した等価楕円
Ｏの長軸／短軸比を求め、この比が所定値以上のものを
間隙Ｄとするので、画像における実際の細長い形状の間
隙Ｄをノイズ部分からさらに確実に分離除去でき、間隙
Ｄの検査精度のより一層の向上を図ることができる。こ
れらによる検出精度の向上の結果、シリンダヘッドＷが
アルミニウム鋳造品で、その表面の凹凸による影の部分
やぎらつきがあっても、それらをバルブシート７，８及
び台座６の間隙Ｄと明確に区別でき、その間隙Ｄの幅を
精度よく計測することができる。

【００８９】また、リング状間隙Ｄの周囲部の３方向が
撮像され、この撮像された３方向の画像の各々について
間隙Ｄの幅として算出されるので、リング状の間隙Ｄで
あっても３つの部分に分割してその幅の平均値を高精度
に検査でき、間隙Ｄの全体を必要最小限の部分で効率よ
く検査することができる。

【００９０】そして、画像において上記等価楕円Ｏによ
り計測された３つの方向の全ての間隙Ｄ，Ｄ，…の幅が
１つでも規定値を越えていると、バルブシート７と台座
６との間隙Ｄが不良であるとするので、バルブシート７
が台座６に対し傾いて装着されているシリンダヘッドＷ
が不良品と判定される。それ故、残された正常品では、
吸気弁がバルブシート７に片当りするのを確実に防止す
ることができる。

【００９１】こうして４つの吸気ポート４，４，…の各
バルブシート７の間隙Ｄがそれぞれ検査ヘッド５３，５
３，…により検査されると、これら検査ヘッド５３，５
３，…はアクチュエータの駆動による昇降スライダ２２
の上昇移動により同時に上昇して、その下端部がバルブ
シート孔９，９，…から抜け出し、このことで各検査ヘ
ッド５３における撮像口開閉部材７０がスプリング７４
の付勢力により下側に摺動して撮像口６３が元どおりに
閉塞される。

【００９２】この後、シリンダヘッドＷがそのままチル
トされた状態で、上記４つの検査ヘッド５３，５３，…
が水平移動スライダ２１の移動により水平後方向に同時
に移動して、それぞれ上記シリンダヘッドＷにおける各
気筒３の今度は後側位置にある吸気ポート４，４，…の
バルブシート孔９，９，…の真上位置に位置付けられ
る。次いで、上記と同様にして、４つの検査ヘッド５
３，５３，…が同時に下降移動し、その各々の下端部
（先端部）がバルブシート孔９，９，…に嵌挿されて、
そのバルブシート７と台座６との間隙Ｄが上記と同様に
検査される。

【００９３】このような吸気側バルブシート７の間隙Ｄ
の検査が終了すると、検査ヘッド５３，５３，…が上昇
した後、上記クランプ装置２５が元の状態に戻ってシリ
ンダヘッドＷはコンベア１３上に載置され、そのコンベ
ア１３の作動によりシリンダヘッドＷが第２検査ステー
ションＳＴ3 に搬送される。この第２検査ステーション
ＳＴ3 では、その右側（図１５で上側）の排気側検査ユ
ニット２０の検査ヘッド５３，５３，…の各々によりシ
リンダヘッドＷにおける各気筒３の例えば前側位置にあ
る排気ポート５，５，…の各バルブシート８の間隙Ｄが
検査される。この検査では上記吸気側バルブシート７の
間隙Ｄの場合とは逆であり、シリンダヘッドＷがクラン
プ装置２５にクランプ保持されて右側にチルトされる。
このチルト状態では、シリンダヘッドＷは鉛直上下面に
対しシリンダヘッドＷ底面と排気側バルブシート８との
なす角度θ２だけ右方向にチルトされて、バルブシート
孔１０が各検査ヘッド５３の搬送中心からのオフセット
量だけ偏位し、この検査ヘッド５３の真下位置にバルブ
シート孔１０が中心線方向を鉛直方向にして位置付けら
れる。この状態で、アクチュエータの作動により検査ヘ
ッド５３，５３，…が下降移動し、その下端部がそれぞ
れバルブシート孔１０，１０，…に嵌挿され、その各々
のＣＣＤカメラ５６で撮像された間隙Ｄの画像の処理に
より間隙Ｄの適否が判別される。

【００９４】また、この検査が終了すると、検査ヘッド
５３，５３，…は上昇した後、後側に水平移動して下降
し、シリンダヘッドＷにおける各気筒３の後側位置にあ
る排気ポート５，５，…のバルブシート孔１０，１０，
…に嵌挿されて、該排気ポート５，５，…におけるバル
ブシート８の間隙Ｄが検査される。

【００９５】これに対し、シリンダヘッドＷが第２種類
のエンジンのものであるときには、上記第１種類のエン
ジンとは逆の位置で吸排気バルブシート７，８の間隙Ｄ
が検査される。すなわち、この第２機種のエンジンのシ
リンダヘッドＷは、上記第１機種のエンジンのシリンダ
ヘッドＷが第１検査ステーションＳＴ2 から第２検査ス
テーションＳＴ3 に搬出されて該第１検査ステーション
ＳＴ2 が空になると、それと同時に第１検査ステーショ
ンＳＴ2 に搬入される。この第１検査ステーションＳＴ
2 では、シリンダヘッドＷはクランプされた後、排気ポ
ート５，５，…のバルブシート孔１０，１０，…がライ
ン１右側の排気側検査ユニット２０における各検査ヘッ
ド５３の真下位置にバルブシート孔１０の中心線方向を
鉛直方向にして位置付けられるように、角度θ２だけ右
方向にチルトされ、この検査ヘッド５３，５３，…の各
々によりエンジンの各排気側バルブシート８の間隙Ｄが
検査される。一方、第２検査ステーションＳＴ3 では、
シリンダヘッドＷはクランプ後に吸気側バルブシート孔
９，９，…が左側の吸気側検査ユニット１９における各
検査ヘッド５３の真下位置にバルブシート孔９の中心線
方向を鉛直方向にして位置付けられるように、角度θ１
だけ左方向にチルトされ、この各検査ヘッド５３により
吸気側バルブシート７の間隙Ｄが検査される。

【００９６】以上の一連の動作をまとめると、図２１に
示すようになる。このようにして各シリンダヘッドＷに
ついて吸気側及び排気側のバルブシート７，８の間隙Ｄ
の検査が終了し、上記検査ステーションＳＴ3 で検査さ
れた各機種のシリンダヘッドＷは不良品搬出ステーショ
ンＳＴ4 に搬送される。そして、上記各検査ステーショ
ンＳＴ2 ，ＳＴ3 で全ての気筒３，３，…の吸排気側の
バルブシート７，８の間隙Ｄが適正であると判定された
ときには、不良品搬出ステーションＳＴ4 をそのまま通
過して次のステーションに搬送されるが、１つでも不良
があると、プッシャ４５が作動し、その基台４３上のシ
リンダ４４が伸長してコンベア１３上の不良品シリンダ
ヘッドＷを左側の受台４２上に押し出し、その不良品が
ライン１から払い出される。

【００９７】したがって、この実施例では、各検査ヘッ
ド５３が上昇位置にあるときには、収納部材６０の撮像
口６３は撮像口開閉部材７０により閉じられており、各
検査ヘッド５３がバルブシート７，８の間隙Ｄの検査の
ために下降移動して、その下端部がシリンダヘッドＷの
バルブシート孔９，１０に嵌挿されると、それに伴い撮
像口開閉部材７０が収納部材６０に対し相対的に上昇移
動して撮像口６３が開放されので、撮像口６３は検査の
ときのみに開いてその閉じる頻度が多くなり、その分、
撮像口６３内の三角錐プリズムミラー６１やレンズ５７
の表面がポート４，５周辺の雰囲気に晒され難くなる。
このため、焼嵌めによりバルブシート７，８が台座６に
嵌挿される工程でバルブシート７，８周縁部がクーラン
トにより冷却されるのに伴い、上記吸排気ポート４，５
内の雰囲気中にクーラントのミストがあったとしても、
それが撮像口６３を経て三角錐プリズムミラー６１やレ
ンズ５７の表面に付着するのを抑制でき、長期間に亘り
多数の吸排気ポート４，５におけるバルブシート７，８
の間隙Ｄを検査しても、その検査精度を高精度に維持す
ることができる。

【００９８】また、上記各検査ヘッド５３における支持
部材６６はカバー部材５４から取外し可能であるので、
エンジンの機種が上記２機種以外に変わってバルブシー
ト孔９，１０の内径が異なったときには、支持部材６６
をその内部の開閉部材７０と共に取り外して交換すれば
よく、異なる種類のエンジンであってもバルブシート
７，８と台座６との間隙Ｄの検査のための段取替えを容
易に行うことができる。

【００９９】さらに、各々ＣＣＤカメラ５６を備えた４
つの検査ヘッド５３，５３，…を、シリンダヘッドＷに
おける隣り合う気筒３の気筒列方向において同じ位置に
ある吸気側又は排気側バルブシート孔９，９，…，１
０，１０，…間の間隔と同じ間隔をあけてスライダ２
１，２２に垂設し、この検査ヘッド５３，５３，…をそ
れぞれ各気筒３の同じ位置にあるバルブシート孔９，１
０に同時に嵌挿し、これを吸気側又は排気側バルブシー
ト孔９，１０の各々について２回ずつ繰り返して、その
バルブシート７，８の間隙Ｄを検査するので、２つずつ
の吸排気弁を有する多気筒エンジンであっても、その各
々のバルブシート７，８の間隙Ｄを効率よく検査するこ
とができる。しかも、各検査ステーションＳＴ2 ，ＳＴ
3 では、シリンダヘッドＷを１回だけ停止させてクラン
プし、左方向又は右方向にチルトするだけで済むととも
に、その停止状態で、４つの検査ヘッド５３，５３，…
を２回だけ下降移動させるだけで済み、これらによって
検査動作のタクトを短縮することができる。

【０１００】また、各検査ステーションＳＴ2 ，ＳＴ3
では、クランプ装置２５によりシリンダヘッドＷをクラ
ンプした後にチルトさせ、このチルト状態では、シリン
ダヘッドＷは鉛直上下面に対しシリンダヘッドＷ底面と
バルブシート７，８とのなす角度θ１，θ２だけ左右方
向にチルトされて、バルブシート孔９，１０が各検査ヘ
ッド５３の搬送中心からのオフセット量だけ偏位し、そ
のバルブシート孔９，１０の中心線方向が鉛直方向にな
るので、その真上に位置付けた検査ヘッド５３をそのま
ま真直ぐに下降移動させるだけで、その下端部をバルブ
シート孔９，１０内に正確に嵌挿することができる。こ
のため、バルブシート孔９，１０がシリンダヘッドＷ底
面に対し傾斜していても、その中心線を容易に検査ヘッ
ド５３に一致させることができるとともに、検査ヘッド
５３を左右方向に移動させる制御が不要となって制御シ
ステムを簡略化することができる。

【０１０１】加えて、上記のように、搬送ライン１を異
なる２種類のエンジンのシリンダヘッドＷ，Ｗが搬送さ
れるが、このとき、同じ種類のエンジンのシリンダヘッ
ドＷにおける吸気バルブシート７用の検査ヘッド５３，
５３，…と排気バルブシート８用の検査ヘッド５３，５
３，…とは、第１及び第２検査ステーションＳＴ2 ，Ｓ
Ｔ3 において上方から見て搬送中心に対し左右に所定量
だけオフセットされて前後に千鳥状に配置されているの
で、搬送ライン１の搬送方向の大きさをコンパクトにす
ることができる。

【０１０２】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１又は３の
発明によると、シリンダヘッドに吸気又は排気ポートの
少なくとも一方が１気筒当たり複数形成され、各ポート
の開口部にバルブシートが装着された多気筒エンジン
の、上記各バルブシートとその台座との間隙を撮像手段
により撮像して検査する場合において、エンジンの気筒
数と同数の撮像手段を、各気筒で同じ位置にあるバルブ
シート孔に対応するように間隔をあけて配置し、これら
複数の撮像手段を同時に移動させ、撮像手段によりそれ
ぞれ各気筒で同じ位置にあるバルブシートと台座との間
隙を撮像した後、各気筒で同じ位置にある他のバルブシ
ートと台座との間隙をそれぞれ順に撮像するようにした
ことにより、複数の気筒を有するエンジンであっても、
複数の撮像手段を少なくとも２回同時に移動させれば、
全てのバルブシートの間隙を検査することができ、撮像
手段を使用してバルブシートの間隙を検査する際の検査
効率の向上を図ることができる。

【０１０３】請求項２又は４の発明によれば、シリンダ
ヘッドが搬送される搬送ラインの幅方向の一側方に、吸
気弁用撮像手段を各気筒で同じ位置にある吸気側バルブ
シート孔に対応するように間隔をあけて配置した吸気側
検査ユニットを、また他側方に、排気弁用撮像手段を各
気筒で同じ位置にある排気側バルブシート孔に対応する
ように間隔をあけて配置した排気側検査ユニットをそれ
ぞれ設け、クランプ手段により、ライン上のシリンダヘ
ッドを、バルブシート孔がライン両側の撮像手段の位置
に対応するように交互にライン幅方向に移動させてクラ
ンプ保持し、そのクランプ状態で、複数の撮像手段を同
時に移動させて、撮像手段によりそれぞれ各気筒で同じ
位置にあるバルブシートと台座との間隙を順に撮像する
ようにしたことにより、検査ユニットにおける撮像手段
をシリンダヘッドの気筒列方向のみに順に移動させてバ
ルブシートの間隙を素早く検査でき、ラインでの検査タ
クト時間の短縮化を図ることができる。

【０１０４】請求項５の発明によると、バルブシートが
シリンダヘッドの底面に対し所定角度だけ傾斜して装着
されているとき、クランプ手段によるクランプ時に、シ
リンダヘッドを上記バルブシートの傾斜角度だけチルト
させてバルブシート孔を撮像手段の位置に一致させるよ
うにしたことにより、シリンダヘッド底面に対し傾斜し
たバルブシートの孔を容易に撮像手段の位置に移動させ
ることができる。

【０１０５】請求項６の発明によると、上記吸気側検査
ユニットと排気側検査ユニットとをライン搬送方向にオ
フセットして配置したことにより、ラインでの検査タク
ト時間のより一層の短縮化を図ることができる。

【０１０６】請求項７の発明によると、上記吸気側及び
排気側検査ユニットを２種類のエンジンに対応してそれ
ぞれ１対ずつ設け、これら４つの検査ユニットを、同じ
種類のエンジンの吸気側及び排気側検査ユニットがライ
ンの搬送方向にラインを挟んで千鳥状にオフセットする
ように配置したことにより、ライン長をコンパクトに保
ちつつ、２種類のエンジンの各々のバルブシートの間隙
の検査効率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る検査ヘッドの構成を示す
一部破断正面図である。

【図２】カメラ、レンズ及び収納部材の正面図である。

【図３】収納部材の断面図である。

【図４】三角錐プリズムミラーの平面図である。

【図５】図１のＶ―Ｖ線断面図である。

【図６】検査ヘッドの拡大断面図である。

【図７】検査ヘッドの収納部材がバルブシート孔に嵌挿
された状態を示す断面図である。

【図８】検査ヘッドがバルブシート孔にその中心線から
ずれて嵌挿されるときの状態を示す断面図である。

【図９】エンジンの吸排気ポートにおけるバルブシート
と台座との間隙をＣＣＤカメラで撮像する原理を示す概
略図である。

【図１０】取込み画像を示す図である。

【図１１】画像処理のフローを示すフローチャート図で
ある。

【図１２】局部最大値フィルタ処理の原理を示す図であ
る。

【図１３】等価楕円処理の原理を示す図である。

【図１４】バルブシート間隙検査システムの構成を示す
ブロック図である。

【図１５】シリンダヘッド搬送ラインの平面図である。

【図１６】搬送ラインの正面図である。

【図１７】クランプ装置を示す正面図である。

【図１８】クランプ装置を示す側面図である。

【図１９】検査ヘッドの支持構造を示す正面図である。

【図２０】搬送ラインでの検査処理動作を示すフローチ
ャート図である

【図２１】搬送ラインでの検査処理動作を示す説明図で
ある。

【図２２】エンジンのシリンダヘッドの底面図である。

【図２３】シリンダヘッドの断面図である。

【符号の説明】

１ シリンダヘッド搬送ライン ＳＴ1 機種検知ステーション ＳＴ2 第１検査ステーション ＳＴ3 第２検査ステーション ＳＴ4 不良品搬出ステーション Ｗ シリンダヘッド ３ 気筒 ４ 吸気ポート ５ 排気ポート ６ 台座 ７ 吸気側バルブシート ８ 排気側バルブシート ９ 吸気側バルブシート孔 １０ 排気側バルブシート孔 Ｄ 間隙 １９ 吸気側検査ユニット ２０ 排気側検査ユニット ２５ クランプ装置 ５３ 検査ヘッド ５４ カバー部材 ５６ ＣＣＤカメラ（撮像手段） ５７ マイクロレンズ ６０ 収納部材 ６１ 三角錐プリズムミラー ６１ａ 基端部 ６１ｂ 三角錐部 ６３ 撮像口 ６６ 支持部材 ７０ 撮像口開閉部材 ７０ｃ テーパ部 ７４ スプリング ７６ 光源 ７７ グラスファイバ ８４ 画像処理装置 Ｅ 等価楕円 Ｅ１ 長軸０ Ｅ２ 短軸

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柳楽 洋志 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダヘッドに吸気又は排気ポートの
   少なくとも一方が１気筒当たり複数形成され、上記ポー
   トの開口部に吸気弁用又は排気弁用のバルブシートが装
   着された多気筒エンジンに対し、上記各バルブシートと
   その台座との間隙を撮像手段により撮像して検査する方
   法であって、 上記エンジンの気筒数と同数の撮像手段を、各気筒で同
   じ位置にあるバルブシート孔に対応するように間隔をあ
   けて配置しておき、 これら複数の撮像手段を同時に移動させて、撮像手段に
   よりそれぞれ各気筒で同じ位置にあるバルブシートと台
   座との間隙を撮像し、 次いで、各気筒で同じ位置にある他のバルブシートと台
   座との間隙をそれぞれ順に撮像することを特徴とするバ
   ルブシートの間隙検査方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載のバルブシートの間隙検査
   方法において、 シリンダヘッドが搬送される搬送ラインの幅方向の一側
   方に吸気弁用撮像手段を各気筒で同じ位置にある吸気側
   バルブシート孔に対応するように、またラインの幅方向
   の他側方に排気弁用撮像手段を各気筒で同じ位置にある
   排気側バルブシート孔に対応するようにそれぞれ間隔を
   あけて配置しておき、 シリンダヘッドをバルブシート孔がライン両側の撮像手
   段の位置にそれぞれ対応するように交互にライン幅方向
   に移動させてクランプ保持し、 そのクランプ状態で、複数の撮像手段を同時に移動させ
   て、撮像手段によりそれぞれ各気筒で同じ位置にあるバ
   ルブシートと台座との間隙を順に撮像することを特徴と
   するバルブシートの間隙検査方法。
3. 【請求項３】 シリンダヘッドに吸気又は排気ポートの
   少なくとも一方が１気筒当たり複数形成され、上記ポー
   トの開口部に吸気弁用又は排気弁用のバルブシートが装
   着された多気筒エンジンに対し、上記各バルブシートと
   その台座との間隙を撮像手段により撮像して検査するよ
   うにしたバルブシートの間隙検査装置であって、 上記撮像手段はエンジンの気筒数と同数とされて、各気
   筒で同じ位置にあるバルブシート孔に対応するように間
   隔をあけて配置されており、 上記各撮像手段を移動させる駆動手段と、 複数の撮像手段が同時に移動して、それぞれ各気筒で同
   じ位置にあるバルブシートと台座との間隙を撮像した
   後、各気筒で同じ位置にある他のバルブシートと台座と
   の間隙をそれぞれ順に撮像するように、上記駆動手段を
   制御する制御手段とを設けたことを特徴とするバルブシ
   ートの間隙検査装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載のバルブシートの間隙検査
   装置において、 シリンダヘッドが搬送される搬送ラインの幅方向の一側
   方に設けられ、吸気弁用撮像手段を各気筒で同じ位置に
   ある吸気側バルブシート孔に対応するように間隔をあけ
   て配置した吸気側検査ユニットと、 搬送ラインの幅方向の他側方に設けられ、排気弁用撮像
   手段を各気筒で同じ位置にある排気側バルブシート孔に
   対応するように間隔をあけて配置した排気側検査ユニッ
   トと、 シリンダヘッドをバルブシート孔がライン両側の撮像手
   段の位置に対応するように交互にライン幅方向に移動さ
   せてクランプ保持するクランプ手段とを備え、 制御手段は、上記クランプ手段がシリンダヘッドをクラ
   ンプ保持した状態で、複数の撮像手段を同時に移動させ
   て、撮像手段によりそれぞれ各気筒で同じ位置にあるバ
   ルブシートと台座との間隙を順に撮像するように構成さ
   れていることを特徴とするバルブシートの間隙検査装
   置。
5. 【請求項５】 請求項４記載のバルブシートの間隙検査
   装置において、 バルブシートは、シリンダヘッドの底面に対し所定角度
   だけ傾斜してポート開口部に装着されており、 クランプ手段は、クランプ時にシリンダヘッドをバルブ
   シート孔が撮像手段の位置に一致するように上記バルブ
   シートの傾斜角度だけチルトさせるものであることを特
   徴とするバルブシートの間隙検査装置。
6. 【請求項６】 請求項４記載のバルブシートの間隙検査
   装置において、 吸気側検査ユニットと排気側検査ユニットとは、ライン
   搬送方向にオフセットしていることを特徴とするバルブ
   シートの間隙検査装置。
7. 【請求項７】 請求項６記載のバルブシートの間隙検査
   装置において、 吸気側及び排気側検査ユニットは、２種類のエンジンに
   対応してそれぞれ１対ずつ設けられ、 ４つの検査ユニットは、同じ種類のエンジンの吸気側及
   び排気側検査ユニットがラインの搬送方向にラインを挟
   んで千鳥状にオフセットするように配置されていること
   を特徴とするバルブシートの間隙検査装置。