JPS6239129A - 冷し嵌めの圧入ヘツド装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、極低温液化ガスで嵌合部品を冷却し、その縮
み代で嵌め込む冷し嵌めに関し、圧入ヘッドを改良した
ものである。

「従来技術とその問題点」 機械部品のはめあいにおいて、パーツ類を液化窒素など
で冷却し、その縮み代を利用して嵌め込む、冷し嵌め装
置がある。この技術は、シリンダヘッドへのバルブシー
トの嵌入、各種プランジャーライナー、コンプレッサー
ライナー、シリンダライナーの嵌め込み、歯車等の嵌め
込みなど多く利用さｎている。

上記冷し嵌め装置は、パーツを直接に液体窒素に浸す方
法（解放型）であるため、液体窒素が外気へ放出されて
、その消費量が多くランニングコストを高めるばかりか
、液体窒素が／ぜ−ツや圧入ヘッドに直接接触すること
となり、パーツや圧入ヘッドに霜付現象として現わｎ１
高精度嵌入が保証されないという問題点があった。

「発明が解決しようとする問題点」 そこで、本発明者は、前記解放型の冷し嵌め装置の問題
点である液体窒素の削減とパーツ等への霜付現象を解消
した間接冷却方法に関する技術開発に成功し、別出願を
行っている。この間接冷却方法によって、ランニングコ
ストの削減と霜付現象を抑えることができるようになっ
た。

然しなから、極低温に冷却さｎたパーツは、空気中の水
分に基づく若干の霜付現象が見らｎるとか、パーツの外
径寸法誤差等により、圧入の際パ−ツ底面にすき間なく
確実に圧入されるとは限らない問題点がある。

「問題点を解決するための手段」 そこで、本発明の間接冷却方法の冷し嵌め装置において
は、上記問題点に鑑みてなさｎたもので、パーツの基準
面の密着を保証するための圧入ヘッドを提供することを
目的とする。

即ち、本発明の冷し嵌めにおける圧入ヘッド装置は、シ
リンダのピストンロッドと連結さｎた圧入ヘッドにハン
マリング機構を設けると共に、上記シリンダに脈動油圧
変動（微少前後動）を伝えるロジック弁とシャトル弁か
らなる油圧回路を備えたものである。

これにより、パーツに若干の霜付現象や外径寸法誤差が
あっても嵌合不良がなく、パーツ圧入時に発生する圧入
ヘッドの先端パーツにハンマリング作用が波及し、確実
な冷し嵌め作用が保証される０ 「実施例」 以下、本発明の新規な冷し嵌めにおける圧入ヘッド装置
を、シリンダヘッドへのバルブシートの冷し嵌めの実施
例で説明する。

第２叉は、冷し嵌め装置１００及びその周辺ｉ器を示し
ており、図において、１は冷し嵌めするパーツ（バルブ
シート）２のホッパーであり、ベルトコンベア３によっ
てこのパーツがエレベータ４側へ微動送りさｎている。

上記エレベータ４は、駆動モータＭによって矢印方向へ
ベルトコンベア４αを巡回させ、フック４ｂがパーツ２
を１つずつ上昇搬送する。エレベータ４の途中まで上昇
搬送したパーツ２は、計測判別装置５へ送り込まｎｌこ
こ°でパーツ（バルブシート）２の表裏判別と外径測定
とが行わｎ１表裏が揃えらｎると共に、不良品が排除さ
れる。検査済みのパーツは、別の搬送手段６によって分
配器７へ運ばｎｌここで冷し嵌め装置１００のワークＷ
及び本発明の圧入ヘッド装置１０の数に応じてパーツ２
を分配する（圧入ヘッドが１つであｎば分配器７は、必
要ない）。８は順次送り込まｎるパーツを縦列貯蔵する
マガジンローダで、機台９の機枠９αに植立させた支柱
１１に支持さｎている。このマガジンローダ８の下方に
は、パ・−ツ２を１つずつ間欠送りするためのパーツ押
し込み装置１２を備えており、本発明圧入ヘッド装ｆｔ
１ｏの作動によるパーツ（バルブシート）２のワークＷ
への冷し嵌めごとに同期動作する関係になっている。ス
トッパー１３が第２図の破線の状態でパーツを一時停止
し、実線の状態でパーツを落下させた後パーツを確実に
押し込む。２０は三重パイプ構造（詳細は第１，３図で
説明）の冷却筒で、この冷却筒内のパーツ冷却通路（後
記）で縦列貯蔵さｎた最下パーツは、駆動源たるシリン
ダＣ１による圧入ヘッド１７の後退時に、パーツ受け１
５に落下静止する。従って、圧入ヘッド１７が後退時に
ワークＷは、クランプ装置３０のアンクランプ状態後に
ワーク搬送体１６によって搬出さｎ１新しいワークが搬
入される。上記冷却筒２０には、極低温液化ガスの１つ
である例えば液体窒素Ｎ２が液体、気体分離用のタンク
１４を介して供給される。なお、上記各部材１０〜３０
は機枠９αに固設さｎている。

次に、第１図の概容図において、冷し嵌め装置１００は
、ワーク（シリンダヘッド）Ｗのクランプ装置３０と、
本発明圧入ヘッド装置１０と、ワーク押し込み装［ｎ１
２と、冷却筒２０等からなる。ワーク押し込み装置１２
は第２図で説明済みであり、シリンダＣ２の昇降動によ
ってストッパー１３を作動する。

三重パイプ構成の冷却筒２０は、第１，３図の如く、中
心部を軸芯方向に貫通させたパーツ（バルブシート）２
・・・の冷却通路２０αと、液体窒素Ｎ２の供給を受け
て通路２０αのパーツ２を間接冷却する中間層２０ｂと
、中間層２０ｂの温度上昇を抑える断熱機能をもたせた
外周層２０Ｃからなる。第１，３図において、ワーク（
シリンダヘッド）Ｗのクランプ装置３０は、搬送体１６
でアンクランプ状態のクランプユニット３０α空間内へ
搬入さｎたワークＷを基準面３０ｂとこのロケートピン
３１に、クランプユニット３０αを押圧するシリンダＣ
３と、シリンダＣ３の駆動でクランプユニット３０αを
進退動させるためのガイド部材（フロ）３２・・・と傾
斜しタワークＷの側面Ｗαに直角に接触する当接塵（球
面座）３０Ｃ等からなり、シリンダＣ３とクランプユニ
ット３０ａとは部材３３〜３６からなるリンク連結で結
ばｎている。更に、上記クランプ装置３０には、クラン
プユニット３０αの緩みどめ手段であるくさびユニッ）
　４０ａを備え、ガイド面３７に沿って昇降動させるべ
く、シリンダＣ４と部材３８．３９を介して連結さｎて
いる。上記くさびユニット４０ａの側面２カ所には、テ
ーパ面４０ｂ、　４０ｃが設けらｎｌこれがクランプユ
ニット３０ａの側面２カ所のテーバ面３０．（。

３０、と対面し、クランプ時に下降してクランプの緩み
を防ぐ構成となっている。

本発明の圧入ヘッド装置１０の第１実施例を第３゜５図
で説明する。圧入ヘッド１７は、シリンダｃｌによって
第３図の如く最前進してワーク（シリンダ待機位置と第
１図の破線の最後端の態様（ストロークＱ）？とる。こ
の圧入ヘッド１７は、第５図（イ）の如く、その先端１
０αにパーツ（バルブシート）２を嵌合する段部１０α
′と吸着手段のマグネットＭａ口・・が埋設さｎている
。また、圧入ヘッド１７の中腹より先端側の両側面には
、第５図（ロ）の如く軸方向に延設した長溝１８．１９
が列設されており、この長溝１８．１９には、ワーク（
シリンダヘッド）が治具に取付けられていない時に、圧
入ヘッド１７を前進させ、ワーク（シリンダヘッド）へ
のパーツ（バルブシート）２の嵌入に失敗し、後退時先
端１０αに吸着したま＼のパーツ２を払い落すためのト
リップ機構（はずし装＠）のトリップ爪４１．４２が係
入している。上記トリップ機構は公知部材であり、第３
図のパーツ受け１５の近傍（図示では左側）に備え、そ
の構成は第６図の如くである。即ち、トリップ爪４１　
、４２は、０字体４３の両側高所４３ａ　、　４３ｂに
ピン４４　、４４で枢支され、ストップピン４５．４５
とげね４６．４６とで圧入ヘッドの進退時に長溝１８．
１９内へ押圧位置決めされる関係となっている。・即ち
、その機能は、第７，８図の如く、圧入ヘッド１７がワ
ークＷへの前進時に、トリップ爪４１．４２はパーツ２
に押さｎて旋回し、ワーク側からの後退時に先端ｌＯα
にパーツ２が吸着さｎていると、トリップ爪４１．４２
が２′の如くパーツを外して下方のシュータ−５５へ排
出する。

続いて、本発明圧入ヘッド装置１０の要部に係わり、シ
リンダＣ１から突出するピストンロッド４７の先端部と
、圧入ヘッド１７の後端部とが、ハンマリング機構５０
によって連結さｎている。このハンマリング機構５０の
第１実施例は、第３図で明らかである。ピストンロッド
４７の先端側には、順次外径を細くした段部４７α、４
７ｂが設けらｎ５４７ａには大径な座板４８が嵌めらｎ
、４７ｂにはナツト４９とストッパー５２が嵌着してい
る。１０ｂは外筒体で、この右側（図示において）の内
孔１０ｃがピストンロッド４７の中径部４７ｃと遊嵌し
、外筒体１０ｂの段部１０．４と座板４８間に圧装した
ばね５３により、ワークＷ側へ外筒体１０ｂを引き出そ
うとする力が作用するも、内径を大きくした（図示では
左側）外筒体１０ｂの中腹の段部１０．にストッパー５
２を当接してとめらｎる。第３図では、圧入ヘッド１７
がワークＷに押圧した最前進した位置にあって、ばね５
３を圧縮させ、座板４８との間に若干の間隙αを残して
いる。６０は７ラング体で、その大径鍔部６１をボルト
６２・・・により、外筒体１０ｂの大径端面（図では左
端）と一体に連結さｎている。上記７ラング体６０内に
は、座板を介してロードセル（圧力に応じ電圧発生する
センサ）Ｓを内蔵し、ピストンロッド４７の先端盲孔４
７ｄに遊挿する凹状摺動子６３が、この空間内に圧装し
た弱いばね６４によってロードセルＳを押圧している。

この部材６３０ロードセルＳに対する押圧力は、圧入ヘ
ッドの進退位置に関係なく一定であるが、第３図の如く
圧入ヘッドが最前進端にあるパーツ２の圧入時には、ピ
ストンロッド４７の先端環部が座板を介して強力にロー
ドセルＳを押圧する。従って、圧入ヘッド１７のワーク
Ｗへのパーツ嵌入玉は、上記ロードセルＳによって検出
され、所定の嵌入圧とすべく１後記の油圧回路の油圧力
を調節する検出信号の情報源となっている。上記７ラン
グ体６０の前面部６０ｂ及び突出小径部６０αには、前
述圧入ヘッド１７の後端部に設けた盲孔１７αを嵌合さ
せ、ピン６４によってまわり止めすると共に、軸方向に
直交して貫通させたピン６５によって圧入ヘッド１７の
脱落を防いでいる。

上述圧入ヘッド１７の要部となる先端１０αは、第５図
によって明確な如く截頭円錐形をし、ボルト６６と位置
決めピン６７によって圧入ヘッド１７の先端面に固設さ
れている。なお、ブロック体６８に穿ったガイド穴６８
ａが圧入ヘッド先端の案内をする。

上述の如くなるハンマリング機構５０を備えた圧入ヘッ
ド１７は、第３図の如く最前進状態で、このシリンダＣ
１を微少ストロークで揺動させると、先端１０αにハン
マリング作用が伝えらｎる（詳細は後記）。

上記圧入ヘッド１７０ストローク位置は、マルチリミッ
トスイッチＬＳが圧入ヘッド１７及び外筒体１０ｂと一
体のトリップパー５１のドッグ５１（Ｚ　（１１退端用
）、５１．！、　（早送り→運送り用）、５１ｃ（前進
端用）、５１ｃＬ（もどり待機位盟用）によって検出さ
れ、後記の油圧回路の信号源となっている。なお、前述
、クランプユニット３０αのクランプ、アンクランプは
２つの近接スイッチＬＳＩ、ＬＳ２によって突片Ｃを検
出し、その信号源となる。

次に、本発明圧入ヘッド装置１０の第２実施例を第４図
で説明する。この実施例は、ピストンロッド４７と圧入
ヘッド１７との間（接続部Ｙ叢けた別のハンマリング機
構５０′の構成を示している。従って前述第１実施例と
同一構成は同一符号を記入し、説明を省略する。

ピストンロッド４７の先端側は、長身な中径部（小径部
）４７ｃとこの先端外周に螺子が設けらｎｌこの中径部
４７ｃの内部には盲孔４７ｄが穿たｎている。１０ｂの
外筒体は、この右側（図示において）に穿った内孔１０
ｃが中径部４７ｃとすべり軸受７０゜７０を介して遊嵌
し、左側の大径鍔部１０ｆの端面に７リング体６０の端
面がボルト６２で固設さｎている。

上記両部材１０ｆ、　６０’ｔ’形成された内部空間に
おいて、ロードセルＳが７リング体６０′の底面（図示
では左側面）にボルト７１で固定さｎ１ピストンロツド
４７側の端面中央には、突軸７２が植設さｎている。

７３は軸棒付円板で、この軸棒７４をロッド４７の盲孔
４７ｄに嵌入し、盲孔内に圧装した比較的強いばね７５
でワークＷ側のロードセルＳの突軸７２を押圧している
。このばね７５０弾発による押圧力は、フランジ体６０
′及びこｎと一体の外筒体１０ｂとをワーク側へ移動さ
せ、ロッド４７の先端螺子にボルト７７で螺着させた割
りナツト７８のストッパー（第３図の５２と同じ）が外
筒体１０ｂの中腹段部１０ｅを受けとめる構成になって
いる。第４図の圧入状態においては、ばね７５が縮めら
ｎて割りナツト７８と段部１０゜間に、ｒの間隙が生じ
ている。７６はロードセルＳに対面する円板７３の側面
に固設した過負荷保護用のリングである。

上記７リング体６０’の前面に設けた突出小径部６ｏａ
′、には、前述圧入ヘッド１７の後端側がら内孔１７α
′を嵌合させ、ピン６５によって抜は止めすると共に、
圧入ヘッドの後端段部に締着した固定リング７９の一部
に貫通させたピン８０を７リング体６０’に打ち込んで
、まわり止めとしている。なお、第４図において、１５
αはパーツ受は皿１５に連通ずるパーツの通海溝である
。また、各実施例ともシリンダＣ１は環体９ｂを介して
機枠９αに固設さｎている（９ｂを省略してもよい）。

最後に、上述圧入ヘッド１７にハンマリング機能を発生
させる油圧回路の一実施例を第９図に紹介する。油圧源
Ｐｏからの配管Ｐ１　　　は、圧入ヘッド１７を前進、
後退させるための３位置切換弁ｖ２（図示はヘッド前進
中）と、ドッグ５１ｂがマルチリミットスイッチＬＳを
作動させると早送り前進な遅送り前進に切替える切換弁
ｖ３と、ドッグ５１ｃがスイッチＬＳを作動させる最前
進の圧入時に、圧入ヘッドにハンマリング動作を発生さ
せるべく、前後配管Ｐ３．Ｐ４からシリンダＣ１へ脈動
油圧変動（微少前後動）を伝えるロジック弁ｖ４とシャ
トル弁■５及びバイブレーション用のバルブｖ６とから
なる。上記各弁ｖ、、　ｌ　ｖ、、　ｌ　ｖ６で数回の
ハンマリング作用を行った圧入ヘッド１７は、切換弁Ｖ
２の作用で後退勤し、途中（５１４）で一時停止したの
ちドッグ５１αがスイッチＬＳを作動させたところがス
トロークエンドとなる。

以上の如く、この圧入ヘッド装置１０は、その先端１０
αにパーツ２の吸着手段をもち、また、中腹部に設けた
二重構造の軸筒とバネからなるハンマリング機構５０．
５０’を備え、第３，４図の如く圧入ヘッド１７が最前
進状態で、このシリンダを微小ストロークで揺動させる
と、先端１０αにノ１ンマリング作用を呈する構成であ
る。

第１０図は、各部材１．０．１２．２０．３０の動作状
態を示すフローチャートであり、以下簡略に説明する。

先ず、ワーク押し込み装置１２の動作で１つのパーツ（
バルブシート）２がマガジンローダ８から冷却筒２０へ
供給（パーツイン）される。この後、アンクランプ状態
のクランプユニット３０ａ内へワーク（シリンダヘッド
）Ｗが供給さｎ１クランプユニツトでクランプ後にくさ
びユニット４０αが作動して緩みどめされる。次に、圧
入ヘッド１７がもどり待機位置から後退端まで戻さｎｌ
そこから早送りで前進をはじめ、冷却筒２０の下で待機
中のパーツ（バルブシート）受渡しをする。圧入ヘッド
１７がワークＷに接近したところで、ゆっくりした前進
動に切替えられ冷却さｎたパーツをワークの嵌合’ｅｔ
　Ｗｂに圧入する。この圧入状態でシリンダ０１及び各
バルブ■４〜ｖ６が作動してハンマリング機構５０５０
’を介して圧入ヘッド１７に静止したハンマリング作用
を数秒間伝える。

続いて、前進端にある圧入ヘッド１７は後退端へ戻さｎ
ｌこの途上（冷却筒の下端部から圧入ヘッドが退却する
とき）で、冷却筒２０の最下位置にある冷却さｎたパー
ツ（バルブシート）２が圧入ヘッドの軌道上のパーツ受
け１５へ落下供給される。

以上でワークＷへのパーツ２の冷し嵌め作用の１サイク
ルが終了し、以下同様の作用を繰り返す。

なお、冷し嵌めに失敗したパーツは排除シュート５５（
第３，４図）へ圧入ヘッドの後退時に放出される。

本発明は、シリンダヘッドへのバルブシートの冷し嵌め
についての実施例で説明したが、この実施例に限定され
るものでないのは勿論である。また、先端の吸着マグネ
ットはへラド１７が上向きであわば必要ない。

ｒ″″束・４え１．係ゎ、６．嵌ヵ。工いヘラ５．う、
ユ、上述の如く構成したものであるから、パーツをワー
クに嵌入した圧入状態において、圧入ヘッドに静止した
ハンマリング作用（圧力変動）を伝えることができ、こ
ｎにより、パーツに若干の霜付現象や外径寸法誤差があ
っても、嵌合不良の発生が抑えらｎ、高精度な着？　１
．嵌めが保証される。

この方法で組み付けらｎたバルブシートは、他の方法に
よるものよりも良好な熱放散が得らｎることが、テスト
結果からも立証さｎている。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明冷し嵌め装置に係わる概容図・第２図は
冷し嵌め装置及びその周辺の正面図１第３図は本発明圧
入ヘッド装置の第１実施例を示す一部切欠断面図、第４
図は第２実施例の一部切欠断面図、第５図は圧入ヘッド
先端の部分断面図とド装置の油圧回路図、第１０図は動
作順序を示すフローチャート図である。 ２・・・パーツ（バルブシート）、Ｗ・・Ｑワーク（シ
リンダヘッド）、Ｗｂｏ・・嵌合溝、１０・Ｏ・圧入ヘ
ッド装置、１０α・ｅＱ先端、１０α′寺・６段軸、１
０ｂ・・・外筒体、１０ｃ・・・内孔、１０．ｚ　、　
　　ｉｏｇｏ・・段部、１７・Ｏ・圧入ヘッド、１８，
１９・・・長溝、５０．５０’・・・ハンマリング機構
８．４７・・６ピストンロンド、Ｃ１・Φ・シリンダ、
４７ｃ・・・中径部、４７ｄ、・・・盲孔、６０゜６０
’・・・７ラング体、６０α、　６０（ｚ’・・・突出
小径部、６４．６５拳φ・ピン、５２．７８−・ストッ
パー、５３，６３゜７５・・・ばね、Ｘ・・中間隙、Ｓ
・・・ロードセル、ＬＳ・・・マルチリミットスイッチ
、ｖ４・・・ロジック弁、ｖ５・・・シャトル弁、２・
・・ストローク、５１α〜５１４・・・ドッグ、１００
・・・冷し嵌め装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. シリンダのピストンロッドと連結される圧入ヘッドとの
   間にハンマリング機構を備え、上記圧入ヘッドが最前進
   状態で、前記シリンダに脈動油圧変動（微少前後動）を
   伝えるロジック弁とシャトル弁とをシリンダの駆動源側
   に備えたことを特徴とする冷し嵌めの圧入ヘッド装置。