JPH08192317A - バルブステムシールとロアーシートの組付け及びその 検定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 バルブステムシールとロアーシートを同じ装
置を用いて１工程で組付け可能とし、また挿入異常等の
検定精度を向上して不良製品の発生を防止する。 【構成】 移動体１２にスライド部材１０を昇降可能に
設置し、スライド部材にバルブステムシールの保持体５
と圧入部材６及びロアーシート吸着用マグネット７とを
同軸に設置して組付け装置を構成し、そのスライド部材
１０と移動体１２との間にリニヤースケール１７とロー
ドセル１６とを並列的に設けた。保持体５と吸着用マグ
ネット７とにそれぞれバルブステムシール１とロアーシ
ート２とを保持させ、組付け位置に移動して降下させ、
圧入部材６でバルブステムシール１を圧入し、ロアーシ
ート２とともに組付け位置に保持させる。バルブステム
シール１の組付け状態は、リニヤースケール１７による
降下距離と、ロードセル１６による圧入圧とが両者とも
所定値の範囲内にあるかどうかで正否が検定できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エンジン等のバルブス
テムシールとロアーシートの組付け作業とその組付け状
態の検定を行う装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車のエンジン等には給排気バルブが
用いられ、この給排気バルブを先端部に有するバルブス
テムを摺動可能に保持するバルブステムガイドには、バ
ルブステムを気密シールするバルブステムシールとその
下部にロアーシートとを組付ける構造としている。

【０００３】図４は、ロアーシートの従来の組付け装置
を示す。ロアーシート２は別の切出し位置に整列してい
るラックから、順次図示しないロボットアームの先端の
組付け具２０に設けた真空パッド２１で吸着して組付け
位置に移動し、図示のようにバルブステムガイド３を貫
通してシリンダーヘッド４上にセットし、真空パッド２
１の吸着を解除してロアーシート２を組付け、次の組付
け部に同様の作業を繰返し継続する。

【０００４】図５は、バルブステムシールの従来の組付
け及びその検定装置の第１の例を示す。図示しないロボ
ットアームに取付ける移動体３０で本組付け装置全体を
移動し、別の切出し位置に整列しているバルブステムシ
ール１にバルブステムシール把持棒２２を挿入して把持
する。この際は適宜な制御装置により圧入ラム２６を押
出す圧入シリンダーの空圧又は油圧を解除して圧入ラム
２６は後退状態とし、複数のガイドバー２８とスプリン
グ２９で案内並びに付勢にされるスライド２７も上昇後
退位置におく。

【０００５】次いで、ロボットの操作により移動体３０
を移動して、本組付け装置全体を組付け部直上の適宜な
位置に固定し、圧入シリンダー２５を加圧してスライド
２７と共に圧入ホルダー２３を降下してバルブステムシ
ール１をバルブステムガイド３に挿入し、更に降下して
バルブステムシール１のフランジ下面をロアーシート２
の上面まで突当てる。この突当てにより圧入ラム２６が
加圧するロードセル２４の加圧計数値が急上昇するが、
適宜な上限値を設定し、この値の検定により組付けが正
常に行われたものとして組付けの１サイクルを終了し、
図示しない制御装置は次の組付けサイクルに入る。

【０００６】図６は、バルブステムシールの従来の組付
け及びその検定装置の第２の例を示す。本装置は前記第
１の例と組付け部の構成は同一であり、検定部の構成が
異なるものであるので、同一部品については図５と同じ
符号を付してある。第１の例の装置と異なりロードセル
２４を有せず、代りに適宜な部位にリミットスイッチ３
１を設置し、スライド３３にはリミットスイッチ３１を
切替え作動するドッグ３２を設ける。前記第１の例の装
置と同様の作動を行い、バルブステムシール１のフラン
ジ下面がロアーシート２の上面の突当たる位置まで降下
すると、これと共の降下するスライド３３に設けたドッ
グ３２がリミットスイッチ４１の切替えを行い、この電
気出力により図示しない制御装置は組付けの終了と判定
し、次の組付けサイクルに入る。

【０００７】実開昭６２−１１５３７号公報には、シリ
ンダーヘッドに嵌装されたバルブガイドへスプリングシ
ートを外嵌する装置で、スプリングシートをチャックし
て所要位置へ移動し、チャックの外筒押圧部材端部の空
気噴出口とスプリングシートのフランジ面の密着による
空気圧の変化によりスプリングシートの規定位置への装
入を検定するスプリングシートの自動外嵌装置が記載さ
れている。

【０００８】実開平２−１１０４３３号公報には、シリ
ンダーヘッドのバルブガイドへステムシールを嵌着する
装置で、ステムシールを保持するピン及びスライド爪を
有し、これらを移動してステムシールをバルブガイドへ
加圧挿入してスライド爪の移動によりエアーリーク口を
閉塞し、この検定により規定圧での嵌着が行われたとす
るステムシールの自動嵌着装置が記載されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】図４〜図６に示す従来
の組付け及びその検定装置では、ローアシートとバルブ
ステムシールの組立てが別個の装置で行われ、組付け工
程も２工程となりコストアップとなっている。また、図
５に示す従来の組付け及びその検定装置では、ピーク圧
の検出のみであるので、バルブステムシールの挿入過程
で異物の混入等のためピーク圧に達すると、挿入途中で
も挿入組付け完成として次サイクルに入ってしまい、挿
入不良の検定が不可能となる。更に、図６に示す従来の
組付け及びその検定装置では、リミットスイッチによる
挿入ストローク端の１点検定であり、バルブステムシー
ルの下面とローアシート上面の密着位置にリミットスイ
ッチの切替え位置を合致させるのは著しく困難であり、
部品寸法と装置の動作精度からこの合致点がずれ易く、
検定精度が低いものとなっている。

【００１０】実開昭６２−１１５３７号公報及び実開平
２−１１０４３３号公報に記載された装置では、ローア
シートとバルブステムシールの２部品を同じ装置を用い
て１工程で組付けることはできず、また、挿入途中での
異常事態による挿入不良の検定も不可能である。

【００１１】本発明は、バルブステムシールとロアーシ
ートの組付け作業において、２部品であるバルブステム
シールとロアーシートを同じ装置を用いて１工程で組付
け可能とし、また挿入異常等の検定精度を向上して不良
製品の発生を防止するバルブステムシールとロアーシー
トの組付け及びその組付け状態の検定を行う装置を提供
することを目的とするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、ロボットアー
ム等に支持される移動体にスライド部材を昇降可能に設
置し、該スライド部材にバルブステムシールの保持体と
圧入ホルダー及びロアーシート吸着用マグネットとを同
軸に設置してバルブステムシールとロアーシートの組付
け装置を構成し、そのスライド部材と移動体との間にリ
ニヤースケールとロードセルとを並列的に設けてバルブ
ステムシールとロアーシートの組付け状態の検定を行う
装置である。

【００１３】

【作用】移動体をバルブステムシールとロアーシートの
直上に移動させてスライド部材を降下させ、バルブステ
ムシールの保持体とロアーシート吸着用マグネットとに
それぞれバルブステムシールとロアーシートとを保持さ
せ、次いで移動体を上昇させてシリンダーヘッドの組付
け位置に移動して降下させ、圧入ホルダーでバルブステ
ムシールをバルブステムガイドに圧入し、ロアーシート
とともに組付け位置に保持させる。バルブステムシール
とロアーシートの組付け状態は、リニヤースケールによ
る降下距離と、ロードセルによる圧入圧とが両者とも所
定値の範囲内にあるかどうかでその組付け状態の正否が
検定できる。

【００１４】

【実施例】図１に、本発明の実施例を示す。図１Ａにお
いて１はバルブステムシール、２はローアーシート、３
はバブルステムガイド、４はシリンダーヘッドを示し、
図は本発明の組付け装置５によりバルブステムシール１
とローアーシート２が共にバブルステムガイド３に組付
けられた状態にある。５はバルブステムシール１の上端
シールゴム部に挿入してバルブステムシール１を把持す
る把持棒、６は把持棒５の外周に設ける圧入ホルダーで
あって組付け時にその先端部６ａがバルブステムシール
１をバブルステムガイド３に圧入する役割を有する。７
は圧入ホルダー６の外周に設けるマグネットホルダー８
の先端部に設けたマグネットであり、磁性体であるロア
ーシート２を吸着する役割を有する。マグネット７は永
久磁石でも電磁石でもよい。マグネットホルダー８はス
プリング９を介して圧入ホルダー６に保持されている。

【００１５】スライド１０には複数のガイドバー１１に
摺動するガイド孔があり、上下端を止めて保持されてい
る。複数のガイドバー１１の上端は圧入シリンダー１４
を保持する移動体１２に固定し、圧入シリンダー１４が
下方に駆動する圧入ラム１３の下端には、ガイドバー１
１で案内される加圧部材１５を保持し、圧入ホルダー６
の上端に設けるロードセル１６を介して圧入ホルダー６
をスライド１０と共に下方へ駆動加圧する構成としてあ
る。１７はスライド１０に固定して直立するリニャース
ケールで、移動体１２に固定した読取り部１８によりス
ライド１０の移動体１２に対する移動量を電気的に出力
する。移動体１２は図示しないロボットのアームに固定
し、ロボットは図示しない適宜な制御装置で制御されて
組付け装置を作動するように構成している。組付け装置
は、図示のように１個のみがロボットのアームに固定さ
れるだけでなく、適宜な間隔を置いて複数であってもよ
い。

【００１６】図１Ｂは、組付け完了時の組付け部の細部
を示す。１ａはステムガイドシール１のゴムシール部で
あり、１ｂはゴムシール部１ａの周囲に設けたスプリン
グでゴムシール部１ａを内方に加圧する。１ｃはステム
ガイドシール１を構成するキャップで、下部はフランジ
１ｄとなっている。把持棒５の先端は、ゴムシール部１
ａの内径部に挿入したときに、スプリング１ｂと共に働
く摩擦力によりステムガイドシール１全体を保持するよ
うに構成してある。マグネット７の先端部と圧入ホルダ
ー６の先端部にはフランジ１ｄの厚さに相当するギャッ
プを設け、ロアーシール２がシリンダーブロック４上に
セットされた際に、フランジ１ｄの下面がロアーシール
２の上面に密着するように構成してある。

【００１７】図２は、圧入過程でリニヤースケール１７
の読取り部１８とロードセル１６の出力の状況を示すグ
ラフである。図２Ａはバルブステムシール１とロアーシ
ート２が図示しない把持棒、圧入ホルダー、マグネット
ホルダーに保持され、バルブステムガイド３の周囲を降
下し、キャップ１ｃをバルブステムガイド３に圧入しつ
つシリンダーヘッド４の上面の到達した状態である。図
２Ｂは読取り部１８の出力が示す圧入距離を示し、第１
から第３までの組付け状態の良否の判定をする設定値の
範囲を示す。図２Ｃはキャップ１ｃのバルブステムガイ
ド３への圧入力に相当するロードセル１６の出力のグラ
フと許容範囲と最終圧入力範囲の関係を示す。

【００１８】次に、組付け装置の作動について説明す
る。図１において、図示しないロボットアーム、制御装
置の操作により組付け装置を、図示しない切出し部に整
列するロアーシート２と同芯に重ねたバルブステムシー
ル１の直上に位置させて降下することにより、把持棒５
の先端はバルブステムシール１のゴムシール部１ａに嵌
入してこれを把持し、更にマグネット７によりロアーシ
ト２を吸着して双方を組付け装置の下端に保持する。組
付け装置をそれぞれの切出し位置にあるロアーシート２
とバルブステムシール１の位置に移動させ、それらを順
次把持するようにしても良い。この際、圧入シリンダー
１４を後退位置とし、スライド１０は上昇位置とする。

【００１９】次いで、組付け装置をシリンダーヘッド４
のバルブステムガイド３の直上の適宜な位置に移動し、
圧入シリンダー１４を前進状態として圧入ラム１３を降
下させ、ロードセル１６を介してスライド１０、把持棒
５、圧入ホルダー６、マグネットホルダー８をともに降
下させる。これと共に把持棒５、マグネット７に把持吸
着されるバルブステムシール１とロアーシト２は降下
し、圧入ホルダー６の先端がバルブステムシール１のフ
ランジ１ｄを圧下することにより、バルブステムシール
１のキャップ１ｃの内径部がバルブステムガイド３の外
径部に圧入を開始し、圧入距離が第１の設定値の範囲に
入ると共に圧入力も許容範囲に入る。キャップ１ｃは圧
入力に抗してバルブステムガイド３への圧入を継続し、
ロアーシール２の下面がシリンダーヘッド４の上面近傍
に達すると圧入距離が第２の設定値の範囲に入り、次い
でシリンダーヘッド４の反力を受けて圧下力が急増し、
ロードセル１６の出力は急増して最終圧入範囲に到達す
る。

【００２０】図示しない制御装置は、バルブステムシー
ル１が圧入距離過大となる第３の設定値の範囲に入ら
ず、圧入力が前記最終圧入範囲にあって圧入距離が第２
の設定値の範囲内であれば、正常な圧入作業が行われた
ものとして圧入シリンダー１４を後退させ、スライド１
０、把持棒５、圧入ホルダー６、マグネットホルダー８
は共に上昇するが、バルブステムシール１はバルブステ
ムガイド３に圧入してあるので、ロアーシール２と共に
圧入された状態を維持する。図示しない制御装置はロボ
ットを操作して、本組立て装置を再度図示しない切出し
部に整列するバルブステムシール１の直上に移動させて
１サイクルの組付け動作を終了し、以降のサイクルに備
える。

【００２１】図３は、圧入状態の検定を行うフーローチ
ャートを示す。図示しない制御装置によるスタート信号
発生で圧入シリンダー１４が作動し、同時に圧入距離、
圧入力の計測とタイマーを始動する。バルブステムシー
ル１とロアーシール２は降下を開始し、制御装置はスタ
ート信号発生後、適宜な特定の第１の設定時間が経過し
たかの＃１の可否検定を行う。 否であれば制御装置は
圧入距離が第１の設定範囲に入ったかの＃２の可否検定
を行う。前記＃２の可否検定が否であれば、制御装置は
再度前記＃１の可否検定を行い、＃１の可否検定が可で
あれば、第１の設定時間内に圧入過程に入らないサイク
ルタイムオーバーとして必要な表示、警告を行い予め設
定した作動を行う。この場合の原因には圧入シリンダー
１４の動作異常等がある。

【００２２】前記＃２の可否検定が可であれば、制御装
置は圧入力が許容範囲にあるかの＃３の可否検定を行
う。＃３の可否検定が否であれば、制御装置は圧入力不
良として必要な表示、警告を行い予め設定した作動を行
う。この場合の原因には、圧入力過小であればバルブス
テムシール１のバルブステム３に対する締付け力不足
か、又はバルブステムシールを把持棒が把持していない
等の異常がある。圧入力過大であれば異物の混入、圧入
部品の寸法不良等がある。＃３の可否検定が可であれ
ば、制御装置はスタート信号発生後、適宜な特定の第２
の設定時間が経過したかの＃４の可否検定を行う。＃４
の可否検定が否であれば、制御装置は圧入距離が第２の
設定範囲に入ったかの＃５の可否検定を行う。＃５の可
否検定が否であれば、制御装置は再度第２の設定時間が
経過したかの＃４の可否検定を行い、＃４の可否検定が
可であれば制御装置は圧入距離不良として必要な表示、
警告を行い予め設定した作動を行う。この場合の原因に
は圧入シリンダー１４の動作異常等でサイクルタイムが
遅れ不良が生ずる。

【００２３】＃５の可否検定が可であれば、制御装置は
スタート信号発生後、適宜な特定の第３の設定時間内に
最終圧入力範囲に入ったかの＃６の可否検定を行う。＃
６の可否検定が否であれば、制御装置は圧入力不良とし
て必要な表示、警告を行い予め設定した作動を行う。こ
の場合は第３の設時間内にロアーシート１の下面がシリ
ンダーヘッド４上に到達しておらず、組付けサイクルタ
イムに遅れを生ずる等の不良となる。前記＃６の可否検
定が可であれば、制御装置は圧入距離が第３の設定範囲
に入ったかの＃７の可否検定を行う。＃７の可否検定が
可であれば、制御装置は圧入距離不良として必要な表
示、警告を行い予め設定した作動を行う。この場合はロ
アーシート１が装着されず、オーバーランしている等の
原因がある。＃７の可否検定が否であれば、制御装置は
組付け圧入作業は正常に行われたものとして、次組付け
サイクルの制御に入る。

【００２４】以上の実施例では、エンジン等のバルブス
テムシールとロアーシートの組付けについて説明した
が、これに限らずオイルシール等の２部品を同一の組付
け装置で同時に組付ける場合に適用できる。

【００２５】

【発明の効果】本発明は、バルブステムシールとロアー
シートのような２部品を同一の組付け装置で同時に組付
けることが可能となるので、装置の設置スペースが少な
くて済み、組付け作業が従来の２工程を１工程に短縮で
きて作業能率が向上し、設備投資並びに作業コストの低
減が可能となる。また、バルブステムシールの組付けの
圧入過程で圧入距離と圧入力との両方を連続的に計測で
きるようにしたので、これらの数値を検定に用いて組付
け中に発生する組付け不良を現象別に判別することが可
能となり、検出精度を向上することができて不良製品の
発生を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の説明図。

【図２】本発明の実施例の圧入過程の圧入距離、圧入力
の説明図。

【図３】本発明の実施例の組付け状況検定のフローチャ
ート。

【図４】従来のロアーシトの組付け装置の説明図。

【図５】従来のロードセルを用いる組付け装置の説明
図。

【図６】従来のリミットスイッチを用いる組付け装置の
説明図。

【符号の説明】

１ バルブステムシール ２ ロアーシート ３
バルブステムガイド ４ シリンダーヘッド ５ 把持棒 ６ 圧入ホル
ダー ７ マグネット １０ 加圧部材 １４
圧入シリンダー １６ ロードセル １７ リニ
ヤースケール

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ロボットアーム等に支持される移動体にス
   ライド部材を昇降可能に設置し、該スライド部材にバル
   ブステムシールの保持体と圧入ホルダー及びロアーシー
   ト吸着用マグネットとを同軸に設置したことを特徴とす
   るバルブステムシールとロアーシートの組付け装置。
2. 【請求項２】ロボットアーム等に支持される移動体にス
   ライド部材を昇降可能に設置し、該スライド部材にバル
   ブステムシールの保持体と圧入ホルダー及びロアーシー
   ト吸着用マグネットとを同軸に設置するとともに、該ス
   ライド部材と前記移動体との間にリニヤースケールとロ
   ードセルとを並列的に設けたことを特徴とするバルブス
   テムシールとロアーシートの組付け及びその検定装置。