JPH10177009A - Valve seat inspection device and method therefor - Google Patents

Valve seat inspection device and method therefor

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Publication number
JPH10177009A
JPH10177009A JP8335763A JP33576396A JPH10177009A JP H10177009 A JPH10177009 A JP H10177009A JP 8335763 A JP8335763 A JP 8335763A JP 33576396 A JP33576396 A JP 33576396A JP H10177009 A JPH10177009 A JP H10177009A
Authority
JP
Japan
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valve seat
sensor
defect
head
guide shaft
Prior art date
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Pending
Application number
JP8335763A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takahiro Kobayashi
貴広 小林
Akihiro Takeuchi
彰浩 竹内
Zenichiro Kawamichi
善一郎 川路
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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Publication of JPH10177009A publication Critical patent/JPH10177009A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device and method for inspecting defect of valve seat that is directly formed at the cylinder head of an engine. SOLUTION: A guide shaft 20 is inserted into a valve stem guide 18 corresponding to a valve seat 12 to be inspected. A sensor head 22 for carrying an eddy current flaw-detecting sensor 24 and a leakage magnetic flux flaw- detecting sensor 26 is fixed to the guide shaft 20. Two sensors are retained at a position that opposes the inspection target surface of the valve seat 12. After the sensor head 22 is brought into contact with the valve seat 12 by an up/down drive mechanism 60, it is retracted by a specific amount, thus determining the position of the sensors 24 and 26 for the valve seat 12. Then, the sensor head 22 is rotated around the axis of the guide shaft 20 by a motor 42, thus inspecting a defect around the entire periphery of the valve seat 12.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、製品の表面欠陥を
検査する装置および方法に関し、特にエンジンのバルブ
シートの欠陥を検査する装置および方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus and a method for inspecting a surface defect of a product, and more particularly to an apparatus and a method for inspecting a valve seat of an engine for a defect.

【0002】[0002]

【従来の技術】エンジンのシリンダヘッドにおいて吸排
気バルブが着座するバルブシートの部分は、燃焼ガスに
さらされ、また高温となったバルブと接触することか
ら、高い耐熱性を要求される。また、バルブ着座時の衝
撃を受けることから耐衝撃性も要求される。シリンダヘ
ッドは通常アルミニウム合金の鋳造品であるが、バルブ
シートに関しては前述のように耐熱性、耐衝撃性が要求
され、アルミニウム合金ではこの要求を満たすことがで
きない。従来、バルブシートは、シリンダヘッドとは別
体で耐熱合金により作成され、シリンダヘッドに圧入さ
れていた。この場合、バルブシートの欠陥の検査は、シ
リンダヘッドに組み付ける以前に単体で行われていた。
2. Description of the Related Art In a cylinder head of an engine, a portion of a valve seat on which an intake / exhaust valve is seated is exposed to combustion gas and comes into contact with a high-temperature valve, so that high heat resistance is required. In addition, impact resistance is required since the valve receives an impact when the valve is seated. The cylinder head is usually a cast product of an aluminum alloy, but the valve seat is required to have heat resistance and impact resistance as described above, and the aluminum alloy cannot satisfy these requirements. Conventionally, the valve seat is made of a heat-resistant alloy separately from the cylinder head, and is press-fitted into the cylinder head. In this case, the inspection for the defect of the valve seat was performed alone before assembling to the cylinder head.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】近年、アルミニウム合
金製のシリンダヘッドに、耐熱合金のバルブシートを直
接形成する方法が実用化されている。この方法は、シリ
ンダヘッドのバルブシートを形成する部分に耐熱合金の
粉末を盛って、レーザ光線を照射することによって、耐
熱合金の粉末を溶着し、バルブシートを形成するもので
ある。この場合、バルブシートは、シリンダヘッド上に
直接形成されるので、従来のように単品検査を行うこと
ができない。そして、シリンダヘッドは、従来の単品の
バルブシートに比べてはるかに大きく、センサに対して
シリンダヘッドを移動させて計測する場合、センサとバ
ルブシートの距離を十分に保証することができず、よっ
て検出精度を高めることができない。したがって、シリ
ンダヘッドを固定し、センサを移動させて欠陥検出を行
う必要があるが、センサとバルブシートの検査対象面の
距離を正確に保つ技術が従来存在しなかった。
In recent years, a method for directly forming a heat-resistant alloy valve seat on an aluminum alloy cylinder head has been put to practical use. In this method, a powder of a heat-resistant alloy is applied to a portion of a cylinder head that forms a valve seat, and the powder of the heat-resistant alloy is welded by irradiating a laser beam to form a valve seat. In this case, since the valve seat is formed directly on the cylinder head, it is not possible to perform a single item inspection as in the related art. And the cylinder head is much larger than the conventional single valve seat, and when measuring by moving the cylinder head with respect to the sensor, the distance between the sensor and the valve seat cannot be sufficiently guaranteed. The detection accuracy cannot be improved. Therefore, it is necessary to fix the cylinder head and move the sensor to detect a defect. However, there has not been a technique for accurately maintaining the distance between the sensor and the inspection target surface of the valve seat.

【0004】本発明は前述の問題点を解決するためにな
されたものであり、シリンダヘッド上に直接形成された
バルブシートの欠陥を検査する装置および方法を提供す
ることを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and has as its object to provide an apparatus and a method for inspecting a valve seat formed directly on a cylinder head for defects.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
めに、本発明にかかる装置は、エンジンのシリンダヘッ
ドに形成されたバルブシートの欠陥を検査するバルブシ
ート検査装置であって、検査対象のバルブシートに対応
するバルブステムガイドの内径に挿入され、当該バルブ
ステムガイドによって半径方向に関して位置決めされる
ガイド軸と、前記バルブシートの欠陥を検出するセンサ
と、前記センサを前記バルブシートに対向する位置に担
持するセンサヘッドと、前記センサヘッドを前記ガイド
軸を軸として回転させる回転駆動機構と、を有してい
る。
In order to achieve the above object, an apparatus according to the present invention is a valve seat inspection apparatus for inspecting a valve seat formed on an engine cylinder head for defects. A guide shaft that is inserted into the inner diameter of the valve stem guide corresponding to the valve seat and is positioned in the radial direction by the valve stem guide; a sensor that detects a defect in the valve seat; and the sensor facing the valve seat. It has a sensor head carried at a position, and a rotation drive mechanism for rotating the sensor head around the guide shaft.

【0006】そして、この装置を用いてバルブシートの
欠陥を検査する方法は、前記ガイド軸を軸としてセンサ
ヘッドを回転させ、センサヘッドに担持されたセンサを
バルブシートの表面に沿って周方向に移動させる。この
とき、これによってバルブシートの周方向の所定の範囲
において、好ましくは全周において欠陥の検出が行われ
る。
A method of inspecting a valve seat for defects using this apparatus is to rotate a sensor head around the guide shaft and to move a sensor carried by the sensor head in a circumferential direction along the surface of the valve seat. Move. At this time, the defect is detected in a predetermined range in the circumferential direction of the valve seat, preferably in the entire circumference.

【0007】シリンダヘッドにおいて、バルブステムガ
イドの内径とバルブシートは、所定の寸法精度で作成さ
れている。吸排気バルブは、バルブステムガイドに沿っ
て往復運動し、バルブ閉時においてはバルブの傘部とバ
ルブシートは密着する必要がある。したがって、前記バ
ルブステムガイド内径とバルブシートの同軸度や直交度
は、高い精度で加工されている。よって、バルブステム
ガイドを基準にバルブシートを検査することで、バルブ
シートとセンサの距離を一定に維持することができ、検
査精度が保証される。
In the cylinder head, the inner diameter of the valve stem guide and the valve seat are formed with predetermined dimensional accuracy. The intake / exhaust valve reciprocates along the valve stem guide, and when the valve is closed, the head of the valve and the valve seat need to be in close contact. Therefore, the coaxiality and orthogonality between the valve stem guide inner diameter and the valve seat are processed with high accuracy. Therefore, by inspecting the valve seat based on the valve stem guide, the distance between the valve seat and the sensor can be maintained constant, and the inspection accuracy is guaranteed.

【0008】さらに、前記バルブシートの検査装置にお
いて、さらに前記センサヘッドを前記ガイド軸の軸方向
に進退駆動する進退駆動機構を有するものとすることが
できる。
Further, the valve seat inspection apparatus may further include an advance / retreat drive mechanism for driving the sensor head to advance / retreat in the axial direction of the guide shaft.

【0009】この進退駆動機構を有する装置を用いてバ
ルブシートの検査を行う方法は、センサがバルブシート
表面に当接した後、センサとバルブシートの距離が所定
値となるように、前記進退駆動機構によってセンサを後
退させる。これによって、毎回の測定において、センサ
とバルブシートの距離を一定とすることができる。
In the method of inspecting a valve seat using the device having the advance / retreat drive mechanism, the sensor is brought into contact with the surface of the valve seat, and then the advance / retreat drive is performed so that the distance between the sensor and the valve seat becomes a predetermined value. The mechanism retracts the sensor. Thus, in each measurement, the distance between the sensor and the valve seat can be kept constant.

【0010】さらに、前述の装置において、前記センサ
は、渦流探傷センサと漏洩磁束探傷センサのそれぞれを
少なくとも一つ有するものとすることができる。渦流探
傷センサは輪郭が略円形の窪みなどの欠陥の検出に好適
であり、また漏洩磁束探傷センサは引っ掻き傷のような
線形状の欠陥の検出に好適である。双方を備えることに
より、様々な形状の欠陥を確実に検出することができ
る。
Further, in the above-described apparatus, the sensor may include at least one of an eddy current flaw detection sensor and a leakage magnetic flux flaw detection sensor. The eddy current flaw detection sensor is suitable for detecting a defect such as a dent having a substantially circular contour, and the leakage magnetic flux flaw detection sensor is suitable for detecting a linear defect such as a scratch. By providing both, it is possible to reliably detect defects having various shapes.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
(以下、実施形態と記す)を図面に従って説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention (hereinafter, referred to as embodiments) will be described below with reference to the drawings.

【0012】図1には、本実施形態のバルブシート検査
装置10と検査対象となるバルブシート12が形成され
たシリンダヘッド14の概略構成が示されている。シリ
ンダヘッド14には、気筒ごとに吸気ポート、排気ポー
トが設けられている。図1においては、吸気、排気の一
方のみが示されており、以降の説明において区別の必要
がない場合、単にポート16と記す。ポートの出口、す
なわち燃焼室に面している部分の縁にはバルブシート1
2が形成されている。このバルブシート12は、アルミ
ニウム合金のシリンダヘッド14に耐熱合金の粉末を盛
り、レーザ光線を照射することにより溶着形成され、さ
らに機械加工によって所定の形状に成形されている。シ
リンダヘッド14のポート部分にはバルブステムガイド
18が圧入されている。バルブステムガイド18は、円
管形状であってその内径にバルブステムが挿入され、バ
ルブの往復動作の案内を行うものである。バルブの傘部
は、バルブ閉じ時においてバルブシート12に密着す
る。この密着性を確保するために、バルブステムガイド
18の内径とバルブシート12の表面の相対的な寸法精
度は所定の値に確保されている。たとえば、バルブステ
ムガイド18とバルブシート12の中心軸は所定の寸法
精度内で一致するように、すなわち所定の同軸度で形成
されている。また、バルブステムガイド18の中心軸と
バルブシート12が形成される平面は所定の寸法精度内
で直交するように、すなわち所定の直交度で形成されて
いる。
FIG. 1 shows a schematic configuration of a valve seat inspection apparatus 10 of the present embodiment and a cylinder head 14 on which a valve seat 12 to be inspected is formed. The cylinder head 14 is provided with an intake port and an exhaust port for each cylinder. In FIG. 1, only one of the intake and the exhaust is shown, and when there is no need to distinguish in the following description, it is simply referred to as a port 16. A valve seat 1 is provided at the outlet of the port, that is, at the edge of the portion facing the combustion chamber.
2 are formed. The valve seat 12 is formed by welding a powder of a heat-resistant alloy on a cylinder head 14 made of an aluminum alloy, irradiating the powder with a laser beam, and further forming it into a predetermined shape by machining. A valve stem guide 18 is press-fitted into a port portion of the cylinder head 14. The valve stem guide 18 has a circular tube shape, and a valve stem is inserted into the inner diameter thereof to guide the reciprocating operation of the valve. The head portion of the valve is in close contact with the valve seat 12 when the valve is closed. In order to ensure this adhesion, the relative dimensional accuracy between the inner diameter of the valve stem guide 18 and the surface of the valve seat 12 is secured to a predetermined value. For example, the central axes of the valve stem guide 18 and the valve seat 12 are formed so as to coincide within a predetermined dimensional accuracy, that is, are formed with a predetermined coaxiality. The central axis of the valve stem guide 18 and the plane on which the valve seat 12 is formed are formed so as to be orthogonal to each other within a predetermined dimensional accuracy, that is, at a predetermined orthogonality.

【0013】検査装置10は、バルブステムガイド18
に挿入されるガイド軸20と、これと一体となって運動
するセンサヘッド22を有している。ガイド軸20は、
バルブステムガイド18に挿入されたときには、軸方向
には移動可能であるが軸に直交する方向(半径方向)に
は移動ができない程度の直径を有している。すなわち、
ガイド軸20が挿入されたとき、これとバルブステムガ
イド18の内径は、実質的に隙間がない状態となる。セ
ンサヘッド22は、先端部(図中下側)が頂角が90°
の円錐の一部となる円錐台部22aを有し、この円錐台
部22aの側面に渦流探傷センサ24と漏洩磁束探傷セ
ンサ26を担持している。これにより、二つのセンサ2
4,26は、バルブシート12の実際にバルブと接触す
る面、いわゆる90°面に対向して配置されることとな
る。二つのセンサ24、26の相対的な配置は、周方向
に180°、すなわち反対側に設けられている。また、
漏洩磁束探傷センサ26に隣接して磁化ヨーク28が配
置されている。
The inspection device 10 includes a valve stem guide 18
And a sensor head 22 that moves integrally with the guide shaft 20. The guide shaft 20 is
When inserted into the valve stem guide 18, it has a diameter such that it can move in the axial direction but cannot move in the direction (radial direction) perpendicular to the axis. That is,
When the guide shaft 20 is inserted, there is substantially no gap between the guide shaft 20 and the inner diameter of the valve stem guide 18. The apex angle of the sensor head 22 is 90 ° at the tip (lower side in the figure).
A frusto-conical portion 22a, which is a part of the conical portion, carries an eddy current flaw detection sensor 24 and a leakage magnetic flux flaw detection sensor 26 on the side surface of the frusto-conical portion 22a. Thereby, two sensors 2
Reference numerals 4 and 26 are arranged to face a surface of the valve seat 12 which actually contacts the valve, that is, a so-called 90 ° surface. The relative arrangement of the two sensors 24, 26 is provided at 180 ° in the circumferential direction, that is, on the opposite side. Also,
A magnetization yoke 28 is arranged adjacent to the magnetic flux leakage sensor 26.

【0014】ガイド軸20およびセンサヘッド22は、
ガイド軸20に直交する平面(以下、XY平面と記す)
内のみの動きを許容するXY平面フローティング機構3
0により支持されている。XY平面フローティング機構
30は、ストロークヘッド漏洩磁束探傷センサの先端に
設けられたスリーブ34に固定されている。スリーブ3
4は、内筒36と同軸に、また回動可能に軸受け38に
より支持されている。内筒36の外周にはスリーブ34
に隣接してギア40が回動可能に支持され、スリーブ3
4とギア40は一体となって回転するよう締結されてい
る。ギア40は、モータ42の駆動軸に固定された駆動
ギア44と噛み合っており、モータ42の回転によって
ギア40、スリーブ34、センサヘッド22、ガイド軸
20などが回転駆動される。
The guide shaft 20 and the sensor head 22 are
A plane orthogonal to the guide shaft 20 (hereinafter referred to as an XY plane)
XY plane floating mechanism 3 that allows movement only inside
0 supported. The XY plane floating mechanism 30 is fixed to a sleeve 34 provided at the distal end of the stroke head leakage magnetic flux detection sensor. Sleeve 3
4 is supported by a bearing 38 coaxially with the inner cylinder 36 and rotatably. A sleeve 34 is provided on the outer circumference of the inner cylinder 36.
Gear 40 is rotatably supported adjacent to the sleeve 3
The gear 4 and the gear 40 are fastened so as to rotate integrally. The gear 40 meshes with a drive gear 44 fixed to a drive shaft of a motor 42, and the rotation of the motor 42 drives the gear 40, the sleeve 34, the sensor head 22, the guide shaft 20, and the like to rotate.

【0015】内筒36の外周には、前述のスリーブ34
やギア40の他に外筒46が嵌合されており、内筒36
と外筒46は軸方向に相対移動可能となっている。外筒
46の端部にはロックアップ機構48が設けられてい
る、ロックアップ機構48は、ロックアップシリンダ5
0とロックアップピストン52を有し、ロックアップピ
ストン52はピストンロッド54によって内筒36と連
結されている。したがって、ロックアップシリンダ50
は外筒46と一体となって運動し、ロックアップピスト
ン52は内筒36と一体となって運動する。ロックアッ
プ機構48は、ロックアップシリンダ50とロックアッ
プピストン52を選択的にロックし、ロック時には一体
となる機構を含んでいる。これによって、ロック時には
内筒36と外筒46が一体となって運動する。
On the outer periphery of the inner cylinder 36, the aforementioned sleeve 34
The outer cylinder 46 is fitted in addition to the gear and the gear 40,
And the outer cylinder 46 are relatively movable in the axial direction. A lock-up mechanism 48 is provided at an end of the outer cylinder 46.
0 and a lock-up piston 52, and the lock-up piston 52 is connected to the inner cylinder 36 by a piston rod 54. Therefore, the lock-up cylinder 50
Moves integrally with the outer cylinder 46, and the lock-up piston 52 moves integrally with the inner cylinder 36. The lock-up mechanism 48 includes a mechanism that selectively locks the lock-up cylinder 50 and the lock-up piston 52, and is integrated when locked. Thereby, at the time of locking, the inner cylinder 36 and the outer cylinder 46 move integrally.

【0016】外筒46は、プレート56に固定されてお
り、さらに前述のモータ42もこのプレート56上に固
定されている。プレート56は、ガイド58に沿って上
下駆動機構60によって上下に駆動される。よって、こ
の上下の動作によってセンサヘッド22が上下移動、す
なわちシリンダヘッド14に対して進退する。
The outer cylinder 46 is fixed to a plate 56, and the motor 42 is also fixed on the plate 56. The plate 56 is driven up and down along a guide 58 by a vertical drive mechanism 60. Therefore, the sensor head 22 moves up and down, that is, moves back and forth with respect to the cylinder head 14 by this up and down operation.

【0017】なお、磁化ヨーク28および渦流探傷セン
サ24,漏洩磁束探傷センサ26への電力供給、またこ
れらのセンサ24,26からの信号の受信は、内筒36
の内径に配置されたスリップリング62を介して行わ
れ、センサヘッド22の回転による捩じれが吸収される
ようになっている。センサ24,26からの検出信号は
図示しない制御部に送出され、信号波形に基づき制御部
において欠陥の有無、大きさの算出がなされる。
The power supply to the magnetized yoke 28, the eddy current flaw detection sensor 24, and the leakage magnetic flux flaw detection sensor 26, and the reception of signals from these sensors 24 and 26 are performed by the inner cylinder 36.
The rotation is performed via a slip ring 62 arranged at the inner diameter of the sensor head 22 so that the torsion caused by the rotation of the sensor head 22 is absorbed. The detection signals from the sensors 24 and 26 are sent to a control unit (not shown), and the control unit calculates the presence or absence of a defect and the size based on the signal waveform.

【0018】次に、本検査装置10によるバルブシート
12の欠陥検出動作について説明する。図2には、本装
置の各機構、センサなどの制御タイミングチャートが示
されている。検査装置10が検査対象のバルブシート1
2に対し位置決めされると、上下駆動機構60は、所定
量センサヘッド22を下降させるように動作する(10
0)。この下降量は、センサヘッド22のホームポジシ
ョンと、検査対象のバルブシート12が設けられたシリ
ンダヘッド14の寸法に基づき、センサヘッド22の先
端がバルブシート12に当接しないような十分な余裕を
もった値にあらかじめ定められている。下降中に伴っ
て、ガイド軸20がバルブステムガイド18に徐々に挿
入される。このとき、XY平面フローティング機構30
によってガイド軸20とバルブステムガイド18の心ず
れが若干であれば吸収される。この下降が終了すると、
続いて低速で下降動作が行われる(102)。この低速
での下降が開始されると、渦流探傷センサ24、漏洩磁
束探傷センサ26および磁化ヨーク28に電力が供給さ
れ、これらのセンサがバルブシート12に当接したこと
を検出できる状態とされる(104,106)。
Next, the operation of the inspection apparatus 10 for detecting a defect in the valve seat 12 will be described. FIG. 2 shows a control timing chart of each mechanism, sensor, and the like of the present apparatus. The inspection device 10 is a valve seat 1 to be inspected.
2, the vertical drive mechanism 60 operates to lower the sensor head 22 by a predetermined amount (10).
0). This lowering amount is based on the home position of the sensor head 22 and the dimensions of the cylinder head 14 on which the valve seat 12 to be inspected is provided, and has a sufficient margin so that the tip of the sensor head 22 does not contact the valve seat 12. The value is predetermined. The guide shaft 20 is gradually inserted into the valve stem guide 18 during the downward movement. At this time, the XY plane floating mechanism 30
If the misalignment between the guide shaft 20 and the valve stem guide 18 is slight, it is absorbed. When this descent ends,
Subsequently, the lowering operation is performed at a low speed (102). When the descent at this low speed is started, electric power is supplied to the eddy current flaw detection sensor 24, the leakage magnetic flux flaw detection sensor 26, and the magnetized yoke 28, so that it is possible to detect that these sensors have contacted the valve seat 12. (104,106).

【0019】渦流探傷センサ24と漏洩磁束探傷センサ
26が、バルブシート12に当接する瞬間に、センサ出
力が波形108,110のようになる。この波形の出力
があると、接触確認信号112,114が送出される。
また、上下駆動機構60の低速の下降駆動制御は、所定
時間、または所定量下降するまで継続される。センサヘ
ッド22の接触後、センサヘッド22はこれ以上の下降
はしないが、ロックアップ機構48が未だ解放された状
態であるので、内筒36と外筒46が相対移動して上下
移動の緩衝の役目を果たす。低速の下降が終了すると、
二つのセンサ24,26への電力供給は停止され、接触
確認信号112,114の送出も停止される。そして、
同時にロックアップ機構48がロックアップ制御され
(116)、内筒36と外筒46の相対移動ができない
状態となる。
At the moment when the eddy current flaw detection sensor 24 and the leakage magnetic flux flaw detection sensor 26 come into contact with the valve seat 12, the sensor outputs have waveforms 108 and 110. When this waveform is output, contact confirmation signals 112 and 114 are transmitted.
The low-speed lowering drive control of the vertical drive mechanism 60 is continued for a predetermined time or until the lowering is performed by a predetermined amount. After the contact of the sensor head 22, the sensor head 22 does not further descend, but since the lock-up mechanism 48 is still released, the inner cylinder 36 and the outer cylinder 46 move relatively to buffer the vertical movement. Play a role. When the slow descent ends,
The power supply to the two sensors 24 and 26 is stopped, and the transmission of the contact confirmation signals 112 and 114 is also stopped. And
At the same time, the lock-up mechanism 48 is locked-up controlled (116), so that the inner cylinder 36 and the outer cylinder 46 cannot move relative to each other.

【0020】次に、上下駆動機構60によってセンサヘ
ッド22が所定量上昇駆動される(118)。この所定
量は、渦流探傷センサ24と漏洩磁束探傷センサ26が
表面欠陥を検出するにあたって、検査対象面すなわちバ
ルブシート12の90°面とセンサ24,26の間隙が
適切な値となるように定められている。この上昇118
が終了すると、モータ42によりセンサヘッド22が回
転駆動される(120)。この回転は、センサヘッド2
2が1回転するよりやや長く継続し、センサヘッド22
がちょうど1回転している間に渦流探傷センサ24、漏
洩磁束探傷センサ26および磁化ヨーク28に電力が供
給され(122,124)、欠陥の検出すなわち探傷動
作が実行される。そして、各々のセンサ24,26から
の出力波形(126,128)に基づき、バルブシート
12の欠陥の有無、またその大きさが算出される。ここ
でセンサヘッド22を1回転より多く回転駆動するの
は、回転初期においてはその角速度が不安定となる場合
が多く、この部分での検出精度が低下する場合があるた
めである。すなわち、回転初期においては探傷は行わ
ず、所定角度回転した後に探傷が開始される。
Next, the sensor head 22 is driven up by a predetermined amount by the vertical drive mechanism 60 (118). The predetermined amount is determined so that the inspection target surface, that is, the 90 ° surface of the valve seat 12 and the gap between the sensors 24 and 26 have an appropriate value when the eddy current detection sensor 24 and the leakage magnetic flux detection sensor 26 detect a surface defect. Have been. This rise 118
Is completed, the sensor head 22 is rotationally driven by the motor 42 (120). This rotation is performed by the sensor head 2
2 lasts slightly longer than one rotation, and the sensor head 22
Power is supplied to the eddy current flaw detection sensor 24, the leakage magnetic flux flaw detection sensor 26, and the magnetized yoke 28 during just one rotation (122, 124), and defect detection, that is, flaw detection operation is performed. Then, based on the output waveforms (126, 128) from the sensors 24, 26, the presence / absence of a defect in the valve seat 12 and its size are calculated. Here, the reason why the sensor head 22 is driven to rotate more than one rotation is that the angular velocity is often unstable at the beginning of rotation, and the detection accuracy in this part may be reduced. That is, flaw detection is not performed at the beginning of rotation, and flaw detection is started after rotation by a predetermined angle.

【0021】探傷動作が終了後、上下駆動機構60によ
りセンサヘッド22が下降制御される(130)。この
下降量は、前回の駆動制御(118)の際の上昇量に等
しく、これによってセンサヘッド22がバルブシート表
面に再度当接する。そして、ロックアップ機構48の解
除がなされ(116)、上下駆動機構60により検査装
置10全体が上昇駆動され(132)、欠陥検出動作が
終了する。
After the flaw detection operation is completed, the sensor head 22 is controlled to be lowered by the vertical drive mechanism 60 (130). This lowering amount is equal to the raising amount in the previous drive control (118), whereby the sensor head 22 comes into contact with the valve seat surface again. Then, the lock-up mechanism 48 is released (116), and the entire inspection apparatus 10 is driven upward by the vertical drive mechanism 60 (132), and the defect detection operation ends.

【0022】図3には、直列4気筒エンジンのシリンダ
ヘッド64に形成されたバルブシートの検査装置66の
概略構成が示されている。検査装置66は、4気筒の各
々に対応して図1に示した検査装置10と同様の装置を
有しており、図1にて説明した構成と同様の構成につい
ては、同一の符号を付す。検査装置66は、各気筒ごと
にセンサヘッド22、ストロークシリンダ32、ロック
アップ機構48を有しており、これらは前述の検査装置
10と同様の構成である。すなわち、センサヘッド22
には、渦流探傷センサと漏洩磁束探傷センサが備えられ
ており、またバルブステムガイドに挿入されるガイド軸
20も備えられている。各気筒に対応して備えられたス
トロークヘッド32は、一つのプレート68に配置され
ており、このプレート68は、一つの上下駆動機構70
によって上下方向に駆動される。したがって、4個のセ
ンサヘッド22は、同期して上下方向に駆動される。
FIG. 3 shows a schematic configuration of a valve seat inspection device 66 formed on a cylinder head 64 of an in-line four-cylinder engine. The inspection device 66 has the same device as the inspection device 10 shown in FIG. 1 corresponding to each of the four cylinders, and the same components as those described in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. . The inspection device 66 has a sensor head 22, a stroke cylinder 32, and a lock-up mechanism 48 for each cylinder, and has the same configuration as the inspection device 10 described above. That is, the sensor head 22
Is provided with an eddy current flaw detection sensor and a leakage magnetic flux flaw detection sensor, and is also provided with a guide shaft 20 inserted into the valve stem guide. The stroke heads 32 provided for the respective cylinders are arranged on one plate 68, and this plate 68
Driven in the vertical direction. Therefore, the four sensor heads 22 are driven in the vertical direction in synchronization.

【0023】さらに、1気筒当たり4バルブでペントル
ーフ型の燃焼室を有するエンジンのように同じ径で互い
に平行な軸を有するバルブシートがある場合は、一つの
気筒において、一つのバルブシートを検査した後、各セ
ンサヘッドを平行に移動してもう一つのバルブシートの
検査が行われる。このために検査装置66には、左右方
向にセンサヘッド22を移動する左右方向駆動機構72
を有している。なお、通常吸気バルブのバルブシートと
排気バルブのバルブシートの径は異なり、またその軸も
平行ではないので、検査装置10や検査装置66は、吸
気側と排気側の各々に対応して別個に設けられている
が、その差異はセンサヘッド22の円錐台部22aの直
径のみである。
Further, when there is a valve seat having the same diameter and parallel axes to each other as in an engine having a pent roof type combustion chamber with four valves per cylinder, one valve seat is inspected in one cylinder. Thereafter, each sensor head is moved in parallel, and another valve seat is inspected. For this purpose, the inspection device 66 includes a left-right driving mechanism 72 that moves the sensor head 22 in the left-right direction.
have. Since the diameter of the valve seat of the intake valve and the diameter of the valve seat of the exhaust valve are different and their axes are not parallel, the inspection device 10 and the inspection device 66 are separately provided corresponding to each of the intake side and the exhaust side. Although provided, the only difference is the diameter of the truncated cone portion 22a of the sensor head 22.

【0024】以上の検査装置10,66においては、検
査対象であるバルブシート12との位置関係において、
所定の寸法精度を有しているバルブステムガイド18を
基準とすることにより、センサ24,26とバルブシー
ト12の距離の常に一定に保つことができ、検査精度を
向上させることができる。
In the above inspection devices 10 and 66, the positional relationship with the valve seat 12 to be inspected is
By using the valve stem guide 18 having a predetermined dimensional accuracy as a reference, the distance between the sensors 24 and 26 and the valve seat 12 can always be kept constant, and the inspection accuracy can be improved.

【0025】また、センサヘッド22をバルブシート1
2に当接させた後、所定距離後退させているので、検査
時のセンサ24,26のバルブシート12に対する位置
を精度良く定めることができる。また、センサヘッド2
2のバルブシート12への当接は、検査用のセンサを兼
用して検出されるので、新たな構成を追加する必要がな
く、装置を簡略にすることができる。
The sensor head 22 is connected to the valve seat 1.
After the contact with the valve seat 2, the sensor 24 is retracted by a predetermined distance, so that the positions of the sensors 24 and 26 with respect to the valve seat 12 at the time of inspection can be accurately determined. In addition, the sensor head 2
The contact of the second valve seat 12 with the valve seat 12 is detected by also using a sensor for inspection, so that it is not necessary to add a new configuration, and the apparatus can be simplified.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明にかかる実施形態のバルブシートの検
査装置の概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a valve seat inspection device according to an embodiment of the present invention.

【図2】 本検査装置の検査動作のタイミングチャート
である。
FIG. 2 is a timing chart of an inspection operation of the inspection apparatus.

【図3】 直列4気筒エンジンのシリンダヘッドに対応
する検査装置の概略構成図である。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of an inspection device corresponding to a cylinder head of an in-line four-cylinder engine.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10,66 検査装置、12 バルブシート、14,6
4 シリンダヘッド、18 バルブステムガイド、20
ガイド軸、22 センサヘッド、24 渦流探傷セン
サ、26 漏洩磁束探傷センサ、28 磁化ヨーク、4
8 ロックアップ機構、60 上下駆動機構。
10,66 Inspection device, 12 Valve seat, 14,6
4 cylinder head, 18 valve stem guide, 20
Guide shaft, 22 sensor head, 24 eddy current flaw detection sensor, 26 leakage magnetic flux flaw detection sensor, 28 magnetization yoke, 4
8 Lock-up mechanism, 60 vertical drive mechanism.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 エンジンのシリンダヘッドに形成された
バルブシートの欠陥を検査するバルブシート検査装置で
あって、 検査対象のバルブシートに対応するバルブステムガイド
の内径に挿入され、当該バルブステムガイドによって半
径方向に関して位置決めされるガイド軸と、 前記バルブシートの欠陥を検出するセンサと、 前記センサを前記バルブシートに対向する位置に担持す
るセンサヘッドと、 前記センサヘッドを前記ガイド軸を軸として回転させる
回転駆動機構と、を有し、前記回転駆動機構により前記
センサヘッドが回転させて欠陥検出を行う、バルブシー
ト検査装置。
A valve seat inspection device for inspecting a valve seat formed on a cylinder head of an engine for a defect, wherein the device is inserted into an inner diameter of a valve stem guide corresponding to a valve seat to be inspected. A guide shaft positioned in the radial direction, a sensor for detecting a defect in the valve seat, a sensor head for carrying the sensor at a position facing the valve seat, and rotating the sensor head about the guide shaft. A valve seat inspection apparatus, comprising: a rotation drive mechanism, wherein the sensor head is rotated by the rotation drive mechanism to detect a defect.
【請求項2】 請求項1のバルブシート検査装置におい
て、さらに、前記センサヘッドを前記ガイド軸の軸方向
に進退駆動する進退駆動機構を有し、当該進退駆動機構
は、前記センサがバルブシートに当接した位置から所定
距離前記センサヘッドを退避させ、この退避した位置で
欠陥検出を行う、バルブシート検査装置。
2. The valve seat inspection apparatus according to claim 1, further comprising: an advance / retreat drive mechanism for driving the sensor head to advance / retreat in the axial direction of the guide shaft, wherein the advance / retreat drive mechanism is configured such that the sensor is mounted on the valve seat. A valve seat inspection device that retracts the sensor head by a predetermined distance from a contact position and detects a defect at the retracted position.
【請求項3】 請求項1または2に記載のバルブシート
検査装置において、前記センサは、渦流探傷センサと漏
洩磁束探傷センサのそれぞれを少なくとも一つ有する、
バルブシート検査装置。
3. The valve seat inspection device according to claim 1, wherein the sensor has at least one of an eddy current detection sensor and a leakage magnetic flux detection sensor.
Valve seat inspection device.
【請求項4】 エンジンのシリンダヘッドに形成された
バルブシートの欠陥を検査するバルブシート検査方法で
あって、 検査対象のバルブシートに対応するバルブステムガイド
の内径に、当該内径によって半径方向に位置決めされる
ガイド軸を挿入する工程と、 前記ガイド軸を軸としてバルブシートの欠陥を検出する
センサを回転させ、バルブシート周方向に沿って欠陥検
出を行う工程と、を有するバルブシート検査方法。
4. A valve seat inspection method for inspecting a valve seat formed on a cylinder head of an engine for defects in a valve seat guide corresponding to a valve seat to be inspected. A step of inserting a guide shaft to be performed, and a step of rotating a sensor for detecting a defect in the valve seat about the guide shaft as an axis to detect the defect along a circumferential direction of the valve seat.
【請求項5】 請求項4に記載のバルブシート検査方法
において、さらに、欠陥検出を行う工程の前に、前記セ
ンサを一旦バルブシートに当接させ、その後当該センサ
をバルブシートから所定距離を離す工程を有し、この工
程において、前記センサのバルブシート当接は、当該セ
ンサの検出出力に基づき行われる、バルブシート検査方
法。
5. The valve seat inspection method according to claim 4, wherein the sensor is once brought into contact with the valve seat before the step of detecting a defect, and then the sensor is separated from the valve seat by a predetermined distance. A method for inspecting a valve seat, comprising the step of, in this step, contacting the sensor with the valve seat based on a detection output of the sensor.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100435771B1 (en) * 2002-07-02 2004-06-10 현대자동차주식회사 an examination apparatus for valve seat mounting or not in cylinder head
KR100527497B1 (en) * 2003-11-18 2005-11-09 현대자동차주식회사 Insertion confirmation apparatus for valve seat
JP2009052891A (en) * 2007-08-23 2009-03-12 Ryoei Engineering Kk Inspection device for casting crude material with hole
CN104007172A (en) * 2014-06-18 2014-08-27 武汉理工大学 Engine cylinder lossless detection device

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