(57)【要約】【課題】シリンダヘッドの冷却剤通路の詰まりを目視せずに検査する方法及びそのような検査を行うための装置を提供する。【解決手段】車両用シリンダヘッド冷却剤通路検査装置及び該装置を用いて車両用シリンダヘッドの冷却剤通路を検査する方法が提供される。本発明に係る装置及び方法によって、冷却剤通路内に存在する詰まりが検知可能となる。本発明に係る装置及び方法は、発光及び受光可能な１以上の光ファイバプローブを使用する。該プローブは、冷却剤通路において詰まりによって反射され且つプローブによって受光される光を測定することが可能なセンサと共に用いられる。センサによって記録された反射光の測定値を用いて詰まりが存在するか否かが判断される。【選択図】図４ａ
2008256683.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光及び受光可能な少なくとも１つの光ファイバプローブと、
被検査冷却剤通路に対して前記少なくとも１つの光ファイバプローブの挿入及び引き抜きを行うための手段と、
前記少なくとも１つの光ファイバプローブと通信するセンサと、
を備えた車両用シリンダヘッドの冷却剤通路内の詰まりを検知する装置であって、
前記センサは、前記少なくとも１つの光ファイバプローブに向かって反射し且つ前記少なくとも１つの光ファイバプローブによって受光される出射光を記録するように動作可能であり、
前記センサによって記録された反射光量があるしきい値レベルを超えた場合に前記冷却剤通路内に詰まりが存在するとみなされることを特徴とする装置。
【請求項２】
請求項１記載の装置において、複数の光ファイバプローブが設けられ、前記複数の光ファイバプローブを同時に用いて複数の冷却剤通路の検査を行うことを特徴とする装置。
【請求項３】
請求項１記載の装置において、前記少なくとも１つの光ファイバプローブは、被検査冷却剤通路に対して手動で挿入及び引き抜きが行われることを特徴とする装置。
【請求項４】
請求項１記載の装置において、前記少なくとも１つの光ファイバプローブは、電気機械式シリンダ、気体圧式シリンダ、液体圧式シリンダ及びロボットからなる群から選択された移動装置によって、被検査冷却剤通路に対して挿入及び引き抜きが行われることを特徴とする装置。
【請求項５】
請求項１記載の装置において、前記少なくとも１つの光ファイバプローブを少なくとも収容する筐体をさらに備え、前記少なくとも１つの光ファイバプローブは、検査位置にある場合、前記筐体の対応する開口部を通って延在することを特徴とする装置。
【請求項６】
請求項５記載の装置において、前記筐体は、被検査シリンダヘッドに対して接近及び離間できることを特徴とする装置。
【請求項７】
請求項６記載の装置において、前記筐体は、前記筐体と前記被検査シリンダヘッドの合わせ面とを接触させる際に前記筐体が前記合わせ面と自動で位置合わせできるように、移動組立体により浮動状態で吊り下げられることを特徴とする装置。
【請求項８】
請求項５記載の装置において、前記少なくとも１つの光ファイバプローブは、前記筐体内で、被検査シリンダヘッドに対して接近及び離間できることを特徴とする装置。
【請求項９】
請求項５記載の装置において、前記シリンダヘッドに対して前記筐体を位置決めするための少なくとも１つの位置決め部材をさらに備えることを特徴とする装置。
【請求項１０】
請求項１記載の装置において、前記少なくとも１つの光ファイバプローブを前記冷却剤通路に挿入している間、ダメージから保護するために前記少なくとも１つの光ファイバプローブを略囲む保護用ハウジングをさらに備えることを特徴とする装置。
【請求項１１】
請求項１記載の装置において、詰まりの存在を表示するディスプレイをさらに備えることを特徴とする装置。
【請求項１２】
請求項１１記載の装置において、前記詰まりの相対位置が前記ディスプレイに表示されることを特徴とする装置。
【請求項１３】
移動可能な筐体と、
プローブ取り付けプレートによって固定配置で保持される複数の発光／受光光ファイバプローブと、
筐体を移動させて被検査シリンダヘッドの合わせ面と接触させ、及び筐体を引き抜いて前記合わせ面から離間させる第１移動組立体と、
前記筐体内に配置され、前記被検査シリンダヘッドの冷却剤通路に対して前記光ファイバの挿入及び引き抜きを行うように動作する第２移動組立体と、
前記光ファイバプローブと通信する少なくとも１つのセンサと、
前記少なくとも１つのセンサと通信するプロセッサと、
を備えた車両用シリンダヘッドの複数の冷却剤通路内の詰まりの存在を検知する装置であって、
前記光ファイバプローブは、非検査位置にある場合は少なくとも前記筐体の略内部に位置付けられ、検査位置にある場合は前記筐体の対応する光ファイバプローブ開口部を通って延在し、
前記少なくとも１つのセンサは、前記冷却剤通路の検査中に前記光ファイバプローブに向かって反射し且つ前記光ファイバプローブによって受光される出射光を記録するように動作し、
前記プロセッサは、前記センサによって記録された反射光の測定値をしきい値と比較して前記被検査シリンダヘッドの前記冷却剤通路内に詰まりが存在するかどうかを判断するように動作することを特徴とする装置。
【請求項１４】
請求項１３記載の装置において、使用される光ファイバの個数は、前記被検査シリンダヘッド内に存在する冷却剤通路入口部の個数と等しいことを特徴とする装置。
【請求項１５】
請求項１３記載の装置において、前記プローブ取り付けプレートは、１以上の前記光ファイバプローブと前記被検査シリンダヘッドとの十分な接触によって前記プローブ取り付けプレートが変位するように、前記筐体内に吊り下げられていることを特徴とする装置。
【請求項１６】
請求項１５記載の装置において、前記プローブ取り付けプレートに関連付けられた１以上のセンサをさらに備え、前記１以上のセンサは、前記プローブ取り付けプレートが変位する場合、対応するプロセッサに信号を送るように動作することを特徴とする装置。
【請求項１７】
請求項１６記載の装置において、前記１以上のセンサからの信号によって、前記光ファイバプローブの延伸が停止、又は前記光ファイバプローブが引き戻されることを特徴とする装置。
【請求項１８】
請求項１３記載の装置において、前記筐体は、前記筐体と前記被検査シリンダヘッドの合わせ面とを接触させる際に前記筐体が前記合わせ面と自動で位置合わせできるように、前記筐体と関連付けられた移動組立体に対して浮動状態で取り付けられることを特徴とする装置。
【請求項１９】
請求項１８記載の装置において、前記筐体は、対応する位置決めブラケットの開口部に受容される複数の略円錐状位置決め部材を用いて、対応する移動組立体に取り付けられ、前記略円錐状位置決め部材は、前記筐体と前記被検査シリンダヘッドとを接触させる際に前記位置決め部材から少なくとも部分的に引き戻されることを特徴とする装置。
【請求項２０】
請求項１３記載の装置において、前記被検査シリンダヘッドに対して前記筐体を適切に位置決めするための少なくとも１つの位置決め部材をさらに備えることを特徴とする装置。
【請求項２１】
請求項１３記載の装置において、前記被検査シリンダヘッドに対する前記筐体の適切な位置を知らせるための少なくとも１つのセンサをさらに備えることを特徴とする装置。
【請求項２２】
請求項１３記載の装置において、前記移動組立体のいずれかは、電気機械式シリンダ、気体圧式シリンダ及び液体圧式シリンダからなる群から選択された移動装置を備えることを特徴とする装置。
【請求項２３】
請求項１３記載の装置において、各光ファイバプローブを略囲む保護用ハウジングをさらに備え、前記保護用ハウジングは、前記シリンダヘッドとの接触による潜在的なダメージ及び／又は対応の冷却剤通路に存在する詰まり物質から前記光ファイバプローブを保護することを特徴とする装置。
【請求項２４】
請求項１３記載の装置において、前記筐体内の各光ファイバプローブ開口部の周りに配置された内部及び／又は外部拭取り部材をさらに備え、前記拭取り部材は、対応する光ファイバプローブハウジングを前記筐体に引き戻す際に前記光ファイバプローブハウジングから汚れを取り除くために設けられることを特徴とする装置。
【請求項２５】
請求項１３記載の装置において、前記筐体は、前記筐体への汚れの侵入を最小限にするため又は防止するために加圧されていることを特徴とする装置。
【請求項２６】
請求項１３記載の装置において、前記筐体の移動組立体からの前記筐体の分離及び取り外しを容易にする素早く交換可能な電気コネクタ及び／又は気体圧コネクタをさらに備えることを特徴とする装置。
【請求項２７】
請求項１３記載の装置において、冷却剤通路の詰まりの存在を表示するディスプレイをさらに備えることを特徴とする装置。
【請求項２８】
請求項２７記載の装置において、前記詰まりの相対位置が前記ディスプレイに表示されることを特徴とする装置。
【請求項２９】
請求項１３記載の装置において、冷却剤通路の詰まりの検知によって、影響を受けるシリンダヘッドの製造及び／又は使用に関するさらなるアクションを引き起こすか、又は阻止することが可能なように、１以上の他のシリンダヘッド製造関連装置との通信回線を備えることを特徴とする装置。
【請求項３０】
発光及び受光可能な光ファイバプローブを設けるステップと、
被検査冷却剤通路に前記光ファイバプローブを挿入するステップと、
前記冷却剤通路内へ前記光ファイバプローブによって光を出射させるステップと、
出射された光が前記光ファイバプローブへ反射して戻り且つ前記光ファイバプローブによって受光される場合、前記光ファイバプローブと通信するセンサを用いて前記反射光を記録するステップと、
前記光ファイバプローブを前記冷却剤通路から引き抜くステップと、
前記センサによって記録された反射光の測定値としきい値とを比較して、前記冷却剤通路内に詰まりが存在するか否かを判断するステップと、
を備える車両用シリンダヘッドの冷却剤通路内の詰まりを検知する方法。
【請求項３１】
請求項３０記載の方法において、複数の光ファイバプローブが設けられ、前記複数の光ファイバプローブを同時に用いることにより複数の冷却剤通路を検査することを特徴とする方法。
【請求項３２】
請求項３２記載の方法において、前記光ファイバプローブの個数は前記シリンダヘッドに存在する冷却剤通路の個数と等しいことを特徴とする方法。
【請求項３３】
請求項３０記載の方法において、前記被検査冷却剤通路に対する前記光ファイバプローブの挿入及び引き抜きは、手動で行われることを特徴とする方法。
【請求項３４】
請求項３０記載の方法において、前記被検査冷却剤通路に対する前記光ファイバプローブの挿入及び引き抜きは、電気機械式シリンダ、気体圧式シリンダ、液体圧式シリンダ及びロボットからなる群から選択された移動装置によって行われることを特徴とする方法。
【請求項３５】
請求項１記載の方法において、少なくとも前記光ファイバプローブを収容する筐体をさらに備え、前記少なくとも１つの光ファイバプローブは、検査位置にある場合、前記筐体の対応する開口部を通って延在することを特徴とする方法。
【請求項３６】
請求項３５記載の方法において、前記筐体は、被検査シリンダヘッドに対して接近及び離間可能であることを特徴とする方法。
【請求項３７】
請求項３６記載の方法において、前記筐体は、前記筐体と前記被検査シリンダヘッドの合わせ面とを接触させる際に前記筐体が前記合わせ面と自動で位置合わせできるように、移動組立体によって浮動状態で吊り下げられることを特徴とする方法。
【請求項３８】
請求項３５記載の方法において、前記少なくとも１つの光ファイバプローブは、前記筐体内で、被検査シリンダヘッドに対して接近及び離間できることを特徴とする方法。
【請求項３９】
請求項３０記載の方法において、反射光の前記しきい値は、問題にならないサイズの詰まりの存在を許容できるように調整可能であることを特徴とする方法。
【請求項４０】
請求項３０記載の方法において、使用者に対して詰まりの存在を警告する手段をさらに備えることを特徴とする方法。
【請求項４１】
請求項３０記載の方法において、シリンダヘッドの検査状態を表示するディスプレイをさらに備えることを特徴とする方法。
【請求項４２】
請求項４１記載の方法において、検知された詰まりの相対位置が表示されることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用シリンダヘッドの内部冷却剤通路の詰まりを検査する装置及び方法に関し、より詳細には、車両用シリンダヘッドの内部冷却剤通路の詰まりを目視せずに検査する装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用シリンダヘッドにおいては、一般的に過熱防止のために冷却剤を流すことが知られている。通常、冷却剤は、一般的にラジエータ及び水ポンプを有する車両の冷却システムによって供給される。冷却剤は、いくつかある経路のうち、シリンダヘッド内部にある一連の冷却剤通路を流れる。
【０００３】
シリンダヘッド内の内部冷却剤通路は、実際は迂回しており、シリンダヘッドのバルブ領域等の周りを冷却剤が流れるように複数の経路が設けられていることが多い。シリンダヘッドの設計が複雑になると、冷却剤通路は迂回の程度が多くなる傾向にある。
【０００４】
シリンダヘッドの設計がより複雑になると、シリンダヘッドを製造するために用いる鋳型も複雑にする必要がある。特に、シリンダヘッドの完成品の冷却剤通路を形成するために用いる砂型は、より複雑になってきている。これら砂型に欠陥があるとそれに対応するシリンダヘッドの冷却剤通路に欠陥が発生する。例えば、成形過程において砂型における割れ目やその他の欠陥に溶融アルミニウムが入り込むと、シリンダヘッド完成品の冷却剤通路に詰まりが発生する。
【０００５】
シリンダヘッドの冷却剤通路が一部詰まっただけでも、そのようなシリンダヘッドと最終的に結合するエンジン及び／又は車両には問題が発生する。例えば、冷却剤通路の詰まりが冷却剤の流れを阻害したり妨げたりするので、エンジン過熱、バルブやピストンへのダメージ、及び／又はHVACの問題が発生することになる。従って、そのような問題を回避するために、シリンダヘッドの冷却剤通路の詰まりを検出することが明らかに望まれている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
シリンダヘッドの構造上の特徴により、内部冷却剤通路の内部を観察することは本質的に難しい。さらに、冷却剤通路の一部が目視観察できたとしても、その大きさ及び／又は全体が曲がりくねった形状によって、通路の残りの部分を観察することは制限されてしまう。従って、冷却剤通路の詰まりの目視検査では、一般に全体の長さのうち極わずかな部分のみに制限されてしまう。
【０００７】
この目的を達成するために、シリンダヘッドの冷却剤通路の詰まりを目視せずに検査する方法、及びそのような検査を行うための装置が必要とされている。本発明に係る装置及び方法によれば、この要求が満たされる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る装置及び方法によって、シリンダヘッドの冷却剤通路を目視せずに検査することが可能となる。より詳細には、本発明に係る装置及び方法は、１以上の光ファイバプローブを用いて、車両用シリンダヘッドの冷却剤通路を検査し、通路内に存在するいかなる詰まりも示す。
【０００９】
使用する光ファイバプローブの数は、シリンダヘッドにある冷却剤通路の入口の数と一致させることが好ましい。若しくは、効率は落ちるが、光ファイバプローブの数を少なくし、検査が必要なだけ冷却剤通路から冷却剤通路へとプローブを単に移動させてもよい。
【００１０】
光ファイバプローブは、全てのプローブが同時に移動可能となるように中心取り付けプレートに取り付けられることが好ましい。該取り付けプレート及びプローブは本発明に係る装置の一部品を構成し、電気機械式或いは気体圧式や液体圧式シリンダ等の移動装置を利用した移動組立体と組み合わせることにより、被検査冷却剤通路に対して該プローブの挿入及び引き戻しを行うことができる。又は、取り付けプレート及びプローブをロボットと組み合わせて、被検査冷却剤通路に対して光ファイバプローブの挿入及び引き戻しを行うことができる。
【００１１】
光ファイバプローブは、散乱タイプのものが好ましい。すなわち、光ファイバプローブは、冷却剤通路に挿入された後、光を出射し、詰まりが存在する場合、関連付けられた光電スイッチ又はその他の光検知素子を動作させる程度の反射光量を受光する。
【００１２】
また、本発明に係る装置は、プロセッサと、ソフトウェアと、それらに対応したユーザーインターフェースとディスプレイとを使用する１以上のモニタ部を備えるか、或いはそのようなモニタ部と結合される。該モニタ部によって、装置の使用者は、冷却剤通路の詰まりの存在に関する警告を受け取れるようにしてもよい。また、モニタ部によって使用者に詰まり箇所の画像表示を提供するようにしてもよい。種々のしきい値を設定することによって、詰まりが存在していてもそのシリンダヘッドが使用可能か否かを、モニタ部が判断できるようにしてもよい（例えば、詰まりが十分に小さい場合）。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る装置及び方法はオフラインで使用可能であり、又はシリンダヘッドの製造組立若しくは検査に係る区域における組立ラインでも使用することができる。使用方法に関わらず、本発明に係る装置及び方法を用いることにより、車両用シリンダヘッドの冷却剤通路が詰まっているか否かを迅速且つ正確に判断できることは上述の記載により理解されるであろう。従って、本発明に係る装置及び方法を用いることにより、欠陥のあるシリンダヘッドのエンジン及び車両への取り付け発生を最小限に抑えるか、又は除去可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
上述の態様に加えて、図面及び実施形態に関する以下の記載から本発明の他の態様が可能なことは明らかである。また、図における共通の参照符号は、同一又は同等の構成要素を示す。
【００１５】
図１及び図２に示すように、車両用シリンダヘッドの冷却剤通路には、複数の場所において程度の異なる詰まりがある。例えば、図１では、シリンダヘッド５内の略入口に冷却剤通路１０の略完全な詰まり１５が発生している。
【００１６】
図２ａ及び図２ｂでは、詰まりのない冷却剤通路と詰まりのある冷却剤通路とがコントラストをつけて示されている。図２ａでは、車両用シリンダヘッドの冷却剤通路２０における完全に詰まりのない内部が左側に、完全な詰まり２５がある同一の部分が右側に示されている。同様に、図２ｂでは、車両用シリンダヘッドの冷却剤通路３０における完全に詰まりのない内部が左側に、略６０％の詰まり３５がある同一の部分が右側に示されている。このような詰まりが、冷却剤通路を冷却剤が流れることに対してどのような悪影響を与えるかは、図１及び図２から容易に理解できよう。
【００１７】
図３は、車両用シリンダヘッド４０を例示した底面図である。図に示されているように、冷却剤通路入口があるシリンダヘッド４０の側部は、エンジンブロックと係合する取り付け面を有する。このシリンダヘッド４０は４つのシリンダ（ピストン）を収容し、シリンダ１つあたり４つのバルブを有している。明らかであるが、実際にはいかなるシリンダヘッドでも本発明によって検査が行われる。複数の冷却剤通路入口部４５（強調表示されている）は、各ピストンの位置の周りに配置され、シリンダヘッド４０内へ延在している。シリンダヘッドの内部において、各冷却剤通路は多数の迂回経路を有してもよい。いずれにおいても、シリンダヘッド４０の底面（取り付け面）にある入口部４５よりも奥のある点において冷却剤通路を目視検査することは、不可能ではないとしても、一般には非常に難しい。
【００１８】
本発明に係る組み立てられたシリンダヘッドの冷却剤通路検査装置５０（検査装置）の一実施形態が図４ａ〜図４ｃに示されている。この検査装置５０は自動運転するように設計されており、例えば、シリンダヘッド組立体又はコンベア２４０の一部と協働するように設計されている。一般に、検査装置５０は、筐体５５と結び付けられた複数の光ファイバプローブ６０を有しており、シリンダヘッド（図示されていない）がコンベア２４０上を下流へ移動し、これら複数のプローブが、シリンダヘッドの冷却剤通路に対して挿入され、また引き戻される。
【００１９】
図に示されるように、筐体５５は検査装置５０を構成する種々の部品を収容することが好ましい。筐体５５は、少なくとも光ファイバプローブ６５及びそれらが取り付けられた取り付けプレート７０を収容するように構成されていることが好ましい。また、筐体５５は、接続ブロック２３０及び／又は光ファイバセンサアンプ２３５のような種々の電子部品を収容してもよい。さらに、光ファイバプローブの延伸／引き戻しを行う装置を筐体５５内に配置することも好ましい。筐体は、光ファイバプローブが伸びてくる側に沿って略開放しているか、又は部分的に開放している。この実施形態では、筐体５５は底部５５ｂにおいて開放しているが、他の実施形態では開放面は異なっていてもよい。また、筐体５５は、ドア６０やその他のアクセスパネルを備えてもよい。そのようなドア６０やパネルは開口のない設計でも、一部開口のある設計でもよい。
【００２０】
本実施形態の検査装置５０は、光ファイバプローブ６５を延伸し、シリンダヘッドの冷却剤通路へそれら端部を挿入する２段階移動を採用している。より詳細には、本実施形態において、筐体５５はコンベア２４０に対して可動に取り付けられ、光ファイバプローブ６５は筐体及びシリンダヘッドに対して可動に取り付けられる。
【００２１】
図４ａ〜図４ｃ及び図５からわかるように、筐体５５は、コンベア２４０から延在するフレーム７５又はコンベアに取り付けられた構造体に可動に取り付けられる。筐体５５は、コンベア２４０及びコンベアに配置されたシリンダヘッドに近接及び離間するように可動に取り付けられる。この実施形態では、筐体５５の移動は鉛直方向で行われるが、その他の方向でも可能なことは理解されよう。
【００２２】
筐体５５の移動は、当業者が理解するであろう種々の方法によって実現することができる。しかしながら、この実施形態において、筐体５５の移動は、気体圧式シリンダ８０（図４ｃ及び図５参照）移動装置を用いた筐体移動組立体７８によって実現される。筐体５５が直線運動するようにリニアガイドシステム、例えばリニアガイドレール８５及びそれに対応したガイドブロック９０が設けられることが好ましい。停電等の場合に移動を防止するため、図６の光ファイバプローブ組立体に示されたロッキング装置１６０のような移動防止装置を筐体５５と組み合わせてもよい。
【００２３】
シリンダヘッドは一部の機械加工工程を経る前に検査点に到達することもあるので、冷却剤通路入口を含むシリンダヘッドの面が筐体５５の底面５５ｂに対して平行とならないで、シリンダヘッドがコンベア上に配置されることもあり得る。そのため、検査装置５０は、シリンダヘッドの合わせ面と筐体５５が自動で位置合わせできるように設計される。
【００２４】
図５で示されているように、中間取り付けプレート組立体９５が筐体５５と気体圧式シリンダ８０との間に設けられる。取り付けプレート組立体９５は、筐体５５を気体圧式シリンダ８０及びリニアガイドシステムに対して浮動状態で接続する機能をする。
【００２５】
より詳細には、取り付けプレート組立体９５は、一方の側にガイドブロック９０が取り付けられた第１取り付けプレート１００を少なくとも備え、これにより取り付けプレートはガイドレール８５に沿って可動となる。取り付けプレート１００の他方の側には略円錐状である複数の支持部材１０５が取り付けられる。支持部材１０５は、筐体５５の背部から突出する対応する支持ブラケット１１０によって受容される。支持ブラケット１１０は、筐体５５に直接取り付けてもよいし、プレート１１５又はその他の部材に取り付けて、プレート１１５又はその他の部材が支持ブラケット１１０と筐体５５との間に介在するようにしてもよい。
【００２６】
いずれの場合でも、各支持ブラケット１１０は、筐体を取り付けプレート１００に取り付ける際に略円錐状の支持部材１０５のうち対応する支持部材の全体若しくは一部を受容できる程度の直径を有する貫通孔を備える。従って、筐体５５は、取り付けプレート組立体９５によって支持され、かつ略円錐状の支持部材１０５によって取り外し自在に保持されることが理解されよう。
【００２７】
検査動作中、筐体５５は、気体圧式シリンダ８０によって下げられ、被検査シリンダヘッドの合わせ面に当接される。特に上述の記載を考慮すると理解できるように、シリンダヘッドの合わせ面に筐体を位置決めする際に略円錐状の支持部材１０５を使用することは非常に効果的である。すなわち、略円錐状の支持部材１０５によって、筐体５５全体をシリンダヘッドの合わせ面と自動で位置合わせすることが可能となる。従って、シリンダヘッドの合わせ面が筐体５５の底面と平行でない場合でも、筐体の底面をシリンダヘッドの合わせ面と密接させることができる。
【００２８】
これは、シリンダヘッドとの接触の際、筐体５５を取り付けプレート組立体９５の支持から解除することによって実現される。筐体５５とシリンダヘッドとの間で最初の接触が起きた後も気体圧式シリンダ８０を下方向へ移動させ続けることによって、略円錐状の支持部材１０５が、筐体に取り付けられたそれに対応する支持ブラケット１１０から（少なくとも一部が）離間し、筐体はシリンダヘッドの合わせ面のみによって支持されるようになる。続いて気体圧式シリンダ８０を鉛直上方向に移動させ、略円錐状支持部材１０５と筐体の支持ブラケットの貫通孔とを再度係合させる。筐体５５がかなりの角度で傾斜している若しくはシリンダヘッド上において幾分の位置ズレを起こしている場合であっても、筐体は通常の支持位置へと戻る。
【００２９】
好ましくは、筐体５５をシリンダヘッドに対して適切に位置決めするために、１以上の筐体位置決め部材１２０をさらに用いてもよい。筐体位置決め部材１２０は筐体５５の底面下方側を下方向に延伸し、シリンダヘッドの対応する構成要素と係合するように配置される。例えば、筐体位置決め部材１２０は、シリンダヘッドの合わせ面に位置付けられた対応する開口部に入る位置決めピンであってもよい。筐体位置決め部材１２０は、筐体５５又は筐体と一体に移動する別の部品に直接取り付けられてもよい。筐体位置決め部材１２０によって、光ファイバプローブ６５を延伸させる前に筐体５５をシリンダヘッドに対して適切に位置決めすることが確実に行える。
【００３０】
筐体５５がシリンダヘッドに対して適切に位置決めされたかどうかは、近接センサ１２５等を使用することによって確認することができる。図に示されるように、複数の近接センサ１２５が筐体５５の底部に沿って配置され、筐体の底面とシリンダヘッドの合わせ面との間が適切に接触しているかどうかを知らせる。こうして、筐体５５がシリンダヘッドに対して適切に位置決めされているかどうかを判断することができる。例えば、シリンダヘッドが適切な位置から大きくずれているために１以上の筐体位置決め部材１２０がシリンダヘッドの対応の開口部に入らない場合、近接センサ１２５は起動せず、それに伴い検査工程が停止又は中止される。
【００３１】
一旦シリンダヘッドに対する筐体５５の位置合わせが確認されると、光ファイバプローブ６５が延伸される。この実施形態において、光ファイバプローブ６５の延伸は、光ファイバプローブ移動組立体１３０によって行われる。図４ａ、図４ｂ及び図５において、光ファイバプローブ移動組立体１３０は筐体５５内に配置されている。図６は、光ファイバプローブ移動組立体１３０の分解図である。
【００３２】
図に示されるように、光ファイバプローブ移動組立体１３０は、プローブ取り付けプレート７０に取り付けられた複数の光ファイバプローブ６５を備える。図７に詳細に示されているプローブ取り付けプレート７０は、被検査シリンダヘッドの冷却剤通路入口の配置と一致する配置で光ファイバプローブ６５を保持するように機能する。プローブ取り付けプレート７０は、筐体５５内において可動に取り付けられ、光ファイバプローブ６５を被検査シリンダヘッドに対して延伸及び引き戻しできる。
【００３３】
この実施形態では、光ファイバプローブ６５の延伸及び引き戻しは、光ファイバプローブ移動組立体１３０のプローブ取り付けプレート７０と気体圧式シリンダ１３５とを組み合わせることによって行われる。より詳細には、プローブ取り付けプレート７０は、気体圧式シリンダ１３５と接続されるスライド式取り付けプレート１４０によって支持される。筐体５５の移動に関する上述の方法と同様に、プローブ取り付けプレート７０と光ファイバプローブ６５の移動はリニアガイドシステムによって行われることが好ましい。この実施形態では、上記目的のためにリニアガイドレール１４５と対応するガイドブロック１５０が使用される。気体圧式シリンダ１３５のようなリニアガイドレール１４５を筐体５５の内壁に取り付けてもよいし、図示されるように中間取り付けプレート１５５に取り付けてもよい。ガイドブロック１５０は、スライド式取り付けプレート１４０の適当な面に取り付けられる。筐体５５と同様に、図示されているロッキング装置１６０のような移動防止装置を可動の光ファイバプローブ組立体１３０と組合せ、停電等の場合に移動を防止するようにしてもよい。
【００３４】
支持フレーム１６５を筐体５５の底部５５ｂの壁に沿って随意設けてもよい。図示されているように、支持フレーム１６５を中間取り付けプレート１５５に接続してもよいし、筐体５５のみに取り付けてもよい。支持フレーム１６５を用いて、筐体５５及び／又は筐体５５内に収容されたその他の部品の強度及び／又は剛性を強めてもよい。この実施形態において、支持フレーム１６５は、被検査シリンダヘッドと当接し、かつシリンダヘッド上で筐体５５を支持する面を構成する。他の実施形態では、支持フレーム１６５を、筐体５５の合わせ面部分を補強するように機能させてもよい。目的を達成するため、上述の筐体位置決め部材１２０及び近接センサ１２５のうちの少なくともいくつかを、支持フレーム１６５に取り付け、支持フレーム１６５から筐体５５の底壁５５ｂの対応する開口部を通るように延伸させてもよい。
【００３５】
動作において、（上述したように）光ファイバプローブ６５の延伸／引き戻しは、筐体５５が被検査シリンダヘッドに対して適切に接触したことが確認された後にのみ、行われる。それに引き続き、気体圧式シリンダ１３５が稼動されてプローブ取り付けプレート７０及び関係する光ファイバプローブ６５が延伸される。図８に示されるように、光ファイバプローブ６５は、筐体５５の底壁５５ｂに位置付けられた対応するプローブ開口１７０を通って延伸する。光ファイバプローブ６５は、被検査シリンダヘッドの冷却剤通路内に十分に進入できる程度の所定量だけ延伸する。検査工程完了時又はそれ以前のある時点において、光ファイバプローブ６５は、気体圧式シリンダ１３５によって引き戻される。好ましくは、光ファイバプローブ６５は、筐体５５内部のある位置まで引き戻される。
【００３６】
光ファイバプローブ移動組立体１３０とシリンダヘッドの冷却剤通路との間でより確実に適切な位置合わせを行うために、また光ファイバプローブ６５に対するダメージを最小限にするために、本実施形態に係る検査装置５０は、また、浮動（ｆｌｏａｔｉｎｇ）プローブ取り付けプレート構造１７５（図４ａ、図６及び図８参照）を備えている。この実施形態において、浮動プローブ取り付けプレート構造１７５は、３つのプローブ取り付けプレート支持アーム１８０を用いて対応するスライド式取り付けプレート支持アーム１８５からプローブ取り付けプレート７０を吊り下げることによって実現される。もちろん、３つ以外の個数の支持アームを設けてもよい。
【００３７】
好ましくは、プローブ取り付けプレート支持アーム１８０及びスライド式取り付けプレート支持アーム１８５は対応する端部を有しており、それらの端部間にツーリングボール（ｔｏｏｌｉｎｇ  ｂａｌｌ）１９０や同様の部材を配置できるようになっている。ツーリングボール１９０によって、支持アーム１８０、１８５の分離が容易に行われる。また、近接検知器１９５又は同様のセンサがツーリングボール１９０の１つ又は全ての近傍に配置されることが好ましい。
【００３８】
動作において、１以上の光ファイバプローブ６５と被検査シリンダヘッドとの間の接触が十分であれば、プローブ取り付けプレート７０が上方へと変位する。プローブ取り付けプレート７０の上方への変位が所定量を超えると、近接センサ１９５がそれと関連付けられたプロセッサに信号を送り、プローブ取り付けプレートの移動を停止又は逆行させる。従って、シリンダヘッドとの接触による光ファイバプローブ６５へのダメージは最小限になるか又は防止される。
【００３９】
光ファイバプローブ６５の個数及び位置は様々であってよい。好ましくは、光ファイバプローブ６５の個数及び場所は被検査シリンダヘッドの冷却剤通路入口の個数及び場所に対応させる。この場合、光ファイバプローブ６５が略同時に各冷却剤通路に挿入され、プローブを抜いて再び挿入することをせずに検査を行うことができる。光ファイバプローブ６５は止めピンで固定されるか又はプローブ取り付けプレート７０に固定されることによって、プローブの回転を防止し、また光ファイバプローブが検査工程中に冷却剤通路を検査できるように適切な方向へと向けることが確実に行える。
【００４０】
本発明においては種々の光ファイバプローブ設計が用いられるが、そのような光ファイバプローブ６５のうち特に使用に適したプローブを図９に示す。図からわかるように、この光ファイバプローブ６５は、プローブ軸を略囲む保護用ハウジング２００を備える。シリンダヘッドの冷却剤通路へプローブを伸ばす際及び／又は検査の際にダメージから保護するため、保護用ハウジング２００は光ファイバプローブ６５の略先端６５ｂまで延在していることが好ましい。この実施形態において、保護用ハウジング２００は、光ファイバプローブ６５の発光／受光窓Ｗの周りに切欠部又は開口部２０５を備える。あるいは、この例であれば、保護用ハウジングは、光ファイバプローブ６５の発光／受光窓Ｗの手前まででもよい。
【００４１】
検査装置５０には、汚染によるダメージ又は故障から光ファイバプローブ６５をさらに保護するため、他の構成要素を設けてもよい。例えば、ワイパ部材（拭取り部材）２１０を各光ファイバプローブの開口部の外側及び／又は内側に設けてもよい。このようなワイパ部材２１０は、光ファイバプローブ６５や保護用ハウジング２００の露出した外側表面にある汚れを拭き取ることができる。ワイパ部材に代って、又はワイパ部材に加えて、汚染の侵入を最小限にするため又は防止するために筐体５５内を加圧してもよい。
【００４２】
上述の記載と併せて、図１０のフローチャートを参照することによって検査装置５０の動作をよりよく理解することができよう。上で述べたように、まず、シリンダヘッド（図示せず）はコンベア２４０上の検査位置に移動される。シリンダヘッドを適切な位置に合わせ、筐体５５を下げて、シリンダヘッドの合わせ面と接触させ、合わせ面上で支持されるようにする。筐体５５がシリンダヘッドと適切に接触していれば、その状態を示す信号が関連付けられたプロセッサに送信され、検査工程が以下のように続く。
【００４３】
筐体５５がシリンダヘッドと適切に接触していない場合は、その状態を示す信号が関連付けられたプロセッサに送信され、検査工程は中止または再び初期化される。後者の場合、通常、筐体５５は登録位置まで又は登録位置の近傍まで引き戻され、続いてシリンダヘッドと再び接触させる。この工程は、筐体５５が適切に位置決めされるまで、又は適切な位置決めが不可能であると判断されるまで、何回も繰り返してよい。筐体５５の適切な位置決めが不可能であるとみなされる場合は、使用者に対して警報が出される等にしてもよい。
【００４４】
一旦筐体５５がシリンダヘッド上で適切に位置決めされれば、光ファイバプローブ６５が上述したように延伸する。光ファイバプローブ６５が対応する冷却剤通路に入り、その中で光を出射する。一実施形態において、光は光ファイバプローブ６５によって継続的に出射されるが、分析は、プローブが被検査冷却剤通路内で位置決めされた場合にのみ行われる。他の実施形態において、関連付けられた光ファイバプローブ光源は、光ファイバプローブ６５を延伸させる場合にのみ発光するようにしてもよい。
【００４５】
光ファイバプローブ６５を被検査冷却剤通路内に延伸した状態で、光が出射され、反射光が光ファイバプローブによって受光されて、分析が行われる。図１１ａ及び図１１ｂを参照に以下で詳細に述べるが、反射光が検知されない場合又は検知された光量があるしきい値よりも低い場合、その冷却剤通路は詰まりに関して容認可能な状態であるとみなされる。これに対して、反射光が、あるしきい値を超える量として検知される場合、その冷却剤通路は容認できない詰まりを有するとみなされる。
【００４６】
上記分析の完了した時点又は光ファイバプローブ６５による発光、この例であれば、さらに反射光の受光の完了後のある時点で、光ファイバプローブは上述のように引き戻される。そして、筐体５５は図４ａ〜図４ｃに示されるように登録位置まで引き戻される。検査工程によって得られた詰まりの評価結果が、検査されたシリンダヘッドと対応付けられる。
【００４７】
検査されたシリンダヘッドの処理は一般には検査工程の結果で異なる。例えば、検査工程において、詰まりがない又は容認可能な小さな詰まりのみであることが示された場合、そのシリンダヘッドは次工程又は製造工程の組立段階へ搬送される。検査工程において、容認できない詰まりがあることが示された場合、そのシリンダヘッドは追加のオフライン検査のために印がつけられてもよいし、廃棄区域へ移動されてもよい。もちろん、他の処理でもよい。
【００４８】
図１１ａ及び図１１ｂには冷却剤通路ＣＰ内への延伸後の本発明に係る光ファイバプローブ２１５の一例がより詳細に示される。図１１ａは、光ファイバプローブ２１５が詰まりのない冷却剤通路ＣＰか又は検地できないほどに小さい詰まりのみがある冷却剤通路ＣＰに挿入された状態を示す。図から了解されるように、光ファイバプローブ２１５から出射された光Ｌeは、光ファイバプローブへと反射されずに冷却剤通路ＣＰを通り抜ける。従って、詰まりのない冷却剤通路であることが示される。
【００４９】
別の状態が図１１ｂに示される。この場合、光ファイバプローブ２１５は、検知可能な詰まりＢ（実際には図示した詰まりほど大きくなくともよい）を有する冷却剤通路ＣＰへ挿入されている。従って、光ファイバプローブ２１５から出射した光Ｌeは詰まりＢにぶつかり、反射光Ｌrとしてプローブへ戻っていく。光ファイバプローブ２１５は反射光Ｌrを受光し、フォトディテクタやその他の適した装置等のセンサ（図示せず）へ反射光Ｌrを送る。このセンサによって、反射光が評価され、プロセッサと協働して詰まりの存在及び／又は大きさが判断される。
【００５０】
一般に、反射光Ｌrの量がセンサと関連させたあるしきい値を超える場合、詰まりの存在が示される。しきい値は計算によって決めてもよいし、実験で決めてもよいし、また別の方法で決定してもよい。ある特定のサイズの詰まりによって光が反射した場合のみ、本発明に係る装置／システムが、問題有りと示されるように、しきい値を設定してもよい。この場合、動作に悪影響を与えない程度に小さい詰まりがある冷却剤通路を有するシリンダヘッドは、検査合格とすることができる。又は、本発明の光ファイバプローブ２１５及びセンサによって検知可能なサイズの詰まりがある場合、アラームを鳴らしてもよいし、その他の方法で詰まりの存在を知らせるようにしてもよい。
【００５１】
上述したように、詰まりを検知した際、種々のアクションを起こすようにすることができる。例えば、本発明に係る装置及び方法では、使用者に詰まりの存在を警告し、及び／又は対応のシリンダヘッドに印等を付けることができる。また、本発明に係る装置及び方法において、他の設備を起動させて製造工程から対応のシリンダヘッドを取り除くか又はシリンダヘッドに対して行われる下流工程の動作を中止させるようにしてもよい。
【００５２】
必ずしも必要ではないが、本発明に係るモニタ部が、詰まりの存在、さらに随意ではあるが相対位置を示すことが好ましい。図１２ａ及び図１２ｂに示されるように、本発明の一実施形態では、そのような表示動作は画像で行われる。
【００５３】
図１２ａ及び図１２ｂで示されるように、本発明は、検査中のシリンダヘッド４０の画像（又は模式図）を伝えるためのディスプレイ２２０を備えてもよい。図１２ａにおいて、画像（例えば、強調される冷却剤通路入口は全て緑色で示される）及び文字で、シリンダヘッド検査工程では、冷却剤通路の詰まりが検知されなかったことを示している。
【００５４】
図１２ｂによる他方の状態では、画像（例えば、詰まりのある冷却剤通路入口に対応して強調色が変更されることによって示される）及び文字で、シリンダヘッド検査工程では、冷却剤通路の詰まりが検知されたことを示している。詰まりの存在に加えて、詰まり２２５の概略位置が詰まりのある冷却剤通路の入口に対応して変更した強調色（例えば、赤）によってシリンダヘッドの画像上に示されている。
【００５５】
明らかであるが、冷却剤通路の詰まりの存在及び／又は位置を使用者に警告するには種々の方法が可能であり、上述の例は本発明を制限するように意図されてはいない。図１２ａ及び図１２ｂの上述の実施形態においても、他の方法が可能である。例えば、異なる強調色を使用できることは明らかであるし、また詰まりのある冷却剤通路又は詰まりのない冷却剤通路を示すためのみに強調を行ってもよい。
【００５６】
ディスプレイ２２０は、コンピュータの一体部分であってもよいし、コンピュータ又は他の演算処理装置によって駆動されてもよい。光ファイバプローブの初期化、動作或いは通信を行うために必要な、また所望の警告及び／又はシリンダヘッドの画像を提供するために必要なソフトウェアをコンピュータ又は他のプロセッサと関連付けてもよい。グラフィカル・ユーザー・インターフェース（ＧＵＩ）をそのようなソフトウェアと関連付けて、使用者がそれらを通信させるようにすることが好ましい。
【００５７】
また、他の機能をソフトウェアに関連付けてもよい。例えば、ソフトウェアによって、詰まりに関するデータを監視或いは保持しておくことが可能となる。種々の手段を用いて、シリンダヘッドとそのシリンダヘッドを作製した鋳型とを対応付けることも可能である。本発明に係る１以上の検査装置からのデータが、ある特定の鋳型に対応した１以上のシリンダヘッド冷却剤通路において繰り返し問題が起きていることを示す場合、検査装置は対応する成形装置に信号を送って、警告の発生、成形工程の中止等を行わせることが考えられる。本発明に係る検査装置は、上記目的のために有線又は無線通信で１以上の成形装置と通信するように構成することができる。従って、本発明に係る検査装置からのデータは、特定の成形型、成形装置等と関連付けることが可能となる。そのようなデータは、検査装置と関連付けられたコンピュータ又は他のプロセッサの内部又は外部にある１以上のデータベースに記憶させてもよい。
【００５８】
多くの種類のシリンダヘッドの検査を可能とするために、本発明に係る検査装置５０及び他の検査装置の実施形態には、容易に交換できるような構成要素を設けることができる。例えば、筐体全体をそれに関連付けられた移動装置から取り外し可能にするための円錐状支持部材の使用に加えて、筐体には、手による取り外し、又は他の装置や設備による取り外しを容易にするハンドルや他の同様の部材を設けてもよい。さらに、電気接続部や気体圧接続部を、筐体の取り外しが容易になるような素早く交換できるタイプの接続部等として設計してもよい。従って、取り付けられている検査装置における光ファイバプローブの現在の配置と異なる冷却剤通路の配置を有するシリンダヘッドを検査したい場合、現在の筐体及びそれに対応した部品を取り外し、適切に配置された光ファイバプローブを有する別の筐体と交換することができる。
【００５９】
本発明に係る他の実施形態において、複数の検査装置をコンベアに沿って、或いは異なる位置に設けることで異なるシリンダヘッドの検査を行うようにしてもよい。例えば、十分なスペースがあれば、図４ａ〜図４ｃの検査装置５０のような検査装置をコンベア２４０に沿って多数配置してもよい。各検査装置は、ある特定のシリンダヘッドに対応させてもよいし、いくつかのシリンダヘッドに対応させてもよい。その際、コンベアには異なるシリンダヘッド停止／配置箇所を設けて、所定のシリンダヘッドは、それに対応する検査装置の位置に常に配置させるようにすることができる。また、できる限り効率よくオフライン検査を行うため、そのような構成をオフライン検査領域に配置してもよい。
【００６０】
本発明に係る検査装置及び該検査装置の使用方法には種々の実施形態が可能である。例えば、上述の筐体及び移動装置に代えて、多数の光ファイバプローブをロボットによって被検査シリンダヘッドに対して接近及び離間させてもよい。この実施形態において、ロボットは、ここで示し又上述したプローブ取り付けプレート７０と共通或いは異なる光ファイバプローブ取り付けプレートと接続されてもよい。ロボットを使用する場合、ロボットが種々の異なる光ファイバプローブ組立体間で素早く交換を行える治具交換装置とロボットとを関連付けてもよい。このような治具交換装置は当業者にはよく知られており、そのためここでは詳細な説明は行わない。このような実施形態は、２種類以上のシリンダヘッドを検査する検査工程に対して適している。
【００６１】
ロボット或いは他のフレキシブル移動手段を用いる場合、本発明に係る検査装置が有する光ファイバプローブの個数は、被検査シリンダに存在する冷却剤通路の個数よりも少なくできる（或いは多くできる）。前者の場合、光ファイバプローブは、同数の冷却剤通路を検査した後に引き抜かれ、シリンダヘッドに沿って別の場所へ動かされ、引き続き検査を行う別の冷却剤通路へ挿入される。この工程は、検査すべき冷却剤通路全ての検査を行うまで繰り返される。後者の場合、光ファイバプローブは、被検査冷却剤通路と対応させて配置する必要があり、また、検査動作中に余分なプローブが障害物に接触しないようにする必要がある。若しくは、余分なプローブは取り外せるようにしてもよい。
【００６２】
本発明に係る検査装置及び方法は、様々な態様で用いることができる。簡単な実施形態では、本発明に係る装置及び方法は組立ラインや他の製造区域から離して、例えば検査区域や品質管理区域に配置してもよい。このような実施形態では、本発明に係る装置を、シリンダヘッド冷却剤通路のオフライン検査を行うために用いることができる。この場合に行われる検査は、シリンダヘッド製造工程によって設定される時間枠内に終了させる必要はない。従って、そのような実施形態における検査装置は、自動化してもよいし、手動で動作させてもよいと考えられる。
【００６３】
他の実施形態においては、ここで示され又上述されているが、本発明に係る検査装置及び方法は組立ライン又は他の製造区域に配置されてもよい。この実施形態では、本発明に係る装置を用いて、製造工程中にリアルタイムでシリンダヘッド冷却剤通路のオンライン検査を行うことができる。このように行う検査は、シリンダヘッド製造工程によって設定される時間枠内で完了させる必要があるので、必須ではないが、この実施形態の検査装置の動作は自動化されることが好ましい。
【００６４】
また、検査装置及び／又は上述のソフトウェアとプロセッサは、冷却剤通路検査が確実に適時開始終了するように、組立ライン又はシリンダヘッド製造に係るその他の設備と通信してもよい。この実施形態において、使用者は、問題が起きた場合のみ検査工程に関わることになる（検査が不合格のシリンダヘッドに対する自動対応手段が設けられている場合は関わらない）。
【００６５】
従って、本発明に係る検査装置及び方法を用いれば、シリンダヘッドのタイプ或いは冷却剤通路の個数にかかわらず、１以上の車両用シリンダヘッド冷却剤通路において詰まりが存在するかどうかを迅速に且つ容易に判断することが可能となることは上記記載から理解できよう。本発明に係る装置及び方法は、手動或いは自動で使用することができる。本発明に係る装置及び方法は、製造現場で直接に、或いはオフラインで使用することができる。従って、本発明のある特定の実施形態について詳細に説明してきたが、本発明の範囲は、上述の開示によって制限されると考えるべきではない。また、以下の請求の範囲で示される本発明の趣旨から逸脱せずに変更することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】図１は、車両用シリンダヘッドの冷却剤通路の入口における実際の詰まりを示す。
【図２】図２ａは、詰まりのない状態及び完全に詰まった状態にあるシリンダヘッドの冷却剤通路の一部を示す。図２ｂは、詰まりのない状態及び一部が詰まった状態にあるシリンダヘッドの冷却剤通路の他の部分を示す。
【図３】図３は、冷却剤通路の入口を強調した一例である車両用冷却剤通路の底面図である。
【図４ａ】図４ａは、複数の光ファイバプローブが引き戻された位置にある場合の本発明に係る冷却剤通路検査装置の一実施形態を示す。
【図４ｂ】図４ｂは、複数の光ファイバプローブが引き戻された位置にある場合の本発明に係る冷却剤通路検査装置の一実施形態を示す。
【図４ｃ】図４ｃは、複数の光ファイバプローブが引き戻された位置にある場合の本発明に係る冷却剤通路検査装置の一実施形態を示す。
【図５】図５は、図４ａ〜図４ｃの装置の一部分解図である。
【図６】図６は、図４ａ〜図４ｃの装置の一部拡大分解図である。
【図７】図７は、図４ａ〜図４ｃの冷却剤通路検査装置の光ファイバプローブを取り付けるために用いられる取り付けプレートの拡大平面図である。
【図８】図８は、本発明に係る装置と共に用いられる光ファイバプローブ組立体の一実施形態の詳細図である。
【図９】図９は、光ファイバプローブが延伸（検査）位置にある場合の図４ａ〜図４ｃの装置の一部を示す。
【図１０】図１０は、図４ａ〜図４ｃの装置の一実施形態において取り得る動作モードのうち、あるモードを示すブロック図である。
【図１１】図１１ａは、本発明に係る光ファイバプローブからの光が詰まりのない冷却剤通路を伝達する様子を示す。図１１ｂは、本発明に係る光ファイバプローブからの光が冷却剤通路の詰まりによって反射され、該光ファイバプローブへ戻って受光される様子を示す。
【図１２ａ】図１２ａは、詰まりのない冷却剤通路を有するシリンダヘッド及び詰まりのある冷却剤通路を有するシリンダヘッドがそれぞれ検査されている場合の本発明に係るモニタリングシステムディスプレイの一実施形態を示す。
【図１２ｂ】図１２ｂは、詰まりのない冷却剤通路を有するシリンダヘッド及び詰まりのある冷却剤通路を有するシリンダヘッドがそれぞれ検査されている場合の本発明に係るモニタリングシステムディスプレイの一実施形態を示す。
【符号の説明】
【００６７】
５、４０…シリンダヘッド
１０、２０、３０、ＣＰ…冷却剤通路      １５…略完全な詰まり
２５…完全な詰まり                      ３５…略６０％の詰まり
４５…冷却剤通路入口部
５０…シリンダヘッド冷却剤通路検査装置  ５５…筐体
５５ｂ…筐体底部                        ６０…ドア
６５、２１５…光ファイバプローブ        ６５ｂ…光ファイバプローブ先端
７０…プローブ取り付けプレート          ７５…フレーム
８０、１３５…気体圧式シリンダ          ８５、１４５…リニアガイドレール
９０、１５０…ガイドブロック            ９５…中間取り付けプレート組立体
１００…第１取り付けプレート            １０５…支持部材
１１０…支持ブラケット                  １１５…プレート
１２０…筐体位置決め部材                １２５、１９５…近接センサ
１３０…光ファイバプローブ移動組立体
１４０…スライド式取り付けプレート      １５５…中間取り付けプレート
１６０…ロッキング装置                  １６５…支持フレーム
１７０…プローブ開口
１７５…浮動プローブ取り付けプレート構造
１８０…プローブ取り付けプレート支持アーム
１８５…スライド式取り付けプレート支持アーム
１９０…ツーリングボール                ２００…保護用ハウジング
２０５…切欠部又は開口部                ２１０…ワイパ部材
２２０…ディスプレイ                    ２２５、Ｂ…詰まり
２３０…接続ブロック                    ２３５…光ファイバセンサアンプ
２４０…コンベア
Ｌe…出射光                            Ｌr…反射光
W…発光／受光窓
【図１】
2008256683.tif 000003
【図２】
2008256683.tif 000004
【図３】
2008256683.tif 000005
【図４ａ】
2008256683.tif 000006
【図４ｂ】
2008256683.tif 000007
【図４ｃ】
2008256683.tif 000008
【図５】
2008256683.tif 000009
【図６】
2008256683.tif 000010
【図７】
2008256683.tif 000011
【図８】
2008256683.tif 000012
【図９】
2008256683.tif 000013
【図１０】
2008256683.tif 000014
【図１１】
2008256683.tif 000015
【図１２ａ】
2008256683.tif 000016
【図１２ｂ】
2008256683.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成20年5月28日(2008.5.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光及び受光可能な少なくとも１つの光ファイバプローブと、
被検査冷却剤通路に対して前記少なくとも１つの光ファイバプローブの挿入及び引き抜きを行うための手段と、
前記少なくとも１つの光ファイバプローブと通信するセンサと、
を備えた車両用シリンダヘッドの冷却剤通路内の詰まりを検知する装置であって、
前記センサは、前記少なくとも１つの光ファイバプローブに向かって反射し且つ前記少なくとも１つの光ファイバプローブによって受光される出射光を記録するように動作可能であり、
前記センサによって記録された反射光量があるしきい値レベルを超えた場合に前記冷却剤通路内に詰まりが存在するとみなされることを特徴とする装置。
【請求項２】
請求項１記載の装置において、複数の光ファイバプローブが設けられ、前記複数の光ファイバプローブを同時に用いて複数の冷却剤通路の検査を行うことを特徴とする装置。
【請求項３】
請求項１記載の装置において、前記少なくとも１つの光ファイバプローブは、被検査冷却剤通路に対して手動で挿入及び引き抜きが行われることを特徴とする装置。
【請求項４】
請求項１記載の装置において、前記少なくとも１つの光ファイバプローブは、電気機械式シリンダ、気体圧式シリンダ、液体圧式シリンダ及びロボットからなる群から選択された移動装置によって、被検査冷却剤通路に対して挿入及び引き抜きが行われることを特徴とする装置。
【請求項５】
請求項１記載の装置において、前記少なくとも１つの光ファイバプローブを少なくとも収容する筐体をさらに備え、前記少なくとも１つの光ファイバプローブは、検査位置にある場合、前記筐体の対応する開口部を通って延在することを特徴とする装置。
【請求項６】
請求項５記載の装置において、前記筐体は、被検査シリンダヘッドに対して接近及び離間できることを特徴とする装置。
【請求項７】
請求項６記載の装置において、前記筐体は、前記筐体と前記被検査シリンダヘッドの合わせ面とを接触させる際に前記筐体が前記合わせ面と自動で位置合わせできるように、移動組立体により浮動状態で吊り下げられることを特徴とする装置。
【請求項８】
請求項５記載の装置において、前記少なくとも１つの光ファイバプローブは、前記筐体内で、被検査シリンダヘッドに対して接近及び離間できることを特徴とする装置。
【請求項９】
請求項５記載の装置において、前記シリンダヘッドに対して前記筐体を位置決めするための少なくとも１つの位置決め部材をさらに備えることを特徴とする装置。
【請求項１０】
請求項１記載の装置において、前記少なくとも１つの光ファイバプローブを前記冷却剤通路に挿入している間、ダメージから保護するために前記少なくとも１つの光ファイバプローブを略囲む保護用ハウジングをさらに備えることを特徴とする装置。
【請求項１１】
請求項１記載の装置において、詰まりの存在を表示するディスプレイをさらに備えることを特徴とする装置。
【請求項１２】
請求項１１記載の装置において、前記詰まりの相対位置が前記ディスプレイに表示されることを特徴とする装置。
【請求項１３】
移動可能な筐体と、
プローブ取り付けプレートによって固定配置で保持される複数の発光／受光光ファイバプローブと、
筐体を移動させて被検査シリンダヘッドの合わせ面と接触させ、及び筐体を引き抜いて前記合わせ面から離間させる第１移動組立体と、
前記筐体内に配置され、前記被検査シリンダヘッドの冷却剤通路に対して前記光ファイバの挿入及び引き抜きを行うように動作する第２移動組立体と、
前記光ファイバプローブと通信する少なくとも１つのセンサと、
前記少なくとも１つのセンサと通信するプロセッサと、
を備えた車両用シリンダヘッドの複数の冷却剤通路内の詰まりの存在を検知する装置であって、
前記光ファイバプローブは、非検査位置にある場合は少なくとも前記筐体の略内部に位置付けられ、検査位置にある場合は前記筐体の対応する光ファイバプローブ開口部を通って延在し、
前記少なくとも１つのセンサは、前記冷却剤通路の検査中に前記光ファイバプローブに向かって反射し且つ前記光ファイバプローブによって受光される出射光を記録するように動作し、
前記プロセッサは、前記センサによって記録された反射光の測定値をしきい値と比較して前記被検査シリンダヘッドの前記冷却剤通路内に詰まりが存在するかどうかを判断するように動作することを特徴とする装置。
【請求項１４】
請求項１３記載の装置において、使用される光ファイバの個数は、前記被検査シリンダヘッド内に存在する冷却剤通路入口部の個数と等しいことを特徴とする装置。
【請求項１５】
請求項１３記載の装置において、前記プローブ取り付けプレートは、１以上の前記光ファイバプローブと前記被検査シリンダヘッドとの十分な接触によって前記プローブ取り付けプレートが変位するように、前記筐体内に吊り下げられていることを特徴とする装置。
【請求項１６】
請求項１５記載の装置において、前記プローブ取り付けプレートに関連付けられた１以上のセンサをさらに備え、前記１以上のセンサは、前記プローブ取り付けプレートが変位する場合、対応するプロセッサに信号を送るように動作することを特徴とする装置。
【請求項１７】
請求項１６記載の装置において、前記１以上のセンサからの信号によって、前記光ファイバプローブの延伸が停止、又は前記光ファイバプローブが引き戻されることを特徴とする装置。
【請求項１８】
請求項１３記載の装置において、前記筐体は、前記筐体と前記被検査シリンダヘッドの合わせ面とを接触させる際に前記筐体が前記合わせ面と自動で位置合わせできるように、前記筐体と関連付けられた移動組立体に対して浮動状態で取り付けられることを特徴とする装置。
【請求項１９】
請求項１８記載の装置において、前記筐体は、対応する位置決めブラケットの開口部に受容される複数の略円錐状位置決め部材を用いて、対応する移動組立体に取り付けられ、前記略円錐状位置決め部材は、前記筐体と前記被検査シリンダヘッドとを接触させる際に前記位置決め部材から少なくとも部分的に引き戻されることを特徴とする装置。
【請求項２０】
請求項１３記載の装置において、前記被検査シリンダヘッドに対して前記筐体を適切に位置決めするための少なくとも１つの位置決め部材をさらに備えることを特徴とする装置。
【請求項２１】
請求項１３記載の装置において、前記被検査シリンダヘッドに対する前記筐体の適切な位置を知らせるための少なくとも１つのセンサをさらに備えることを特徴とする装置。
【請求項２２】
請求項１３記載の装置において、前記移動組立体のいずれかは、電気機械式シリンダ、気体圧式シリンダ及び液体圧式シリンダからなる群から選択された移動装置を備えることを特徴とする装置。
【請求項２３】
請求項１３記載の装置において、各光ファイバプローブを略囲む保護用ハウジングをさらに備え、前記保護用ハウジングは、前記シリンダヘッドとの接触による潜在的なダメージ及び／又は対応の冷却剤通路に存在する詰まり物質から前記光ファイバプローブを保護することを特徴とする装置。
【請求項２４】
請求項１３記載の装置において、前記筐体内の各光ファイバプローブ開口部の周りに配置された内部及び／又は外部拭取り部材をさらに備え、前記拭取り部材は、対応する光ファイバプローブハウジングを前記筐体に引き戻す際に前記光ファイバプローブハウジングから汚れを取り除くために設けられることを特徴とする装置。
【請求項２５】
請求項１３記載の装置において、前記筐体は、前記筐体への汚れの侵入を最小限にするため又は防止するために加圧されていることを特徴とする装置。
【請求項２６】
請求項１３記載の装置において、前記筐体の移動組立体からの前記筐体の分離及び取り外しを容易にする素早く交換可能な電気コネクタ及び／又は気体圧コネクタをさらに備えることを特徴とする装置。
【請求項２７】
請求項１３記載の装置において、冷却剤通路の詰まりの存在を表示するディスプレイをさらに備えることを特徴とする装置。
【請求項２８】
請求項２７記載の装置において、前記詰まりの相対位置が前記ディスプレイに表示されることを特徴とする装置。
【請求項２９】
請求項１３記載の装置において、冷却剤通路の詰まりの検知によって、影響を受けるシリンダヘッドの製造及び／又は使用に関するさらなるアクションを引き起こすか、又は阻止することが可能なように、１以上の他のシリンダヘッド製造関連装置との通信回線を備えることを特徴とする装置。
【請求項３０】
発光及び受光可能な光ファイバプローブを設けるステップと、
被検査冷却剤通路に前記光ファイバプローブを挿入するステップと、
前記冷却剤通路内へ前記光ファイバプローブによって光を出射させるステップと、
出射された光が前記光ファイバプローブへ反射して戻り且つ前記光ファイバプローブによって受光される場合、前記光ファイバプローブと通信するセンサを用いて前記反射光を記録するステップと、
前記光ファイバプローブを前記冷却剤通路から引き抜くステップと、
前記センサによって記録された反射光の測定値としきい値とを比較して、前記冷却剤通路内に詰まりが存在するか否かを判断するステップと、
を備える車両用シリンダヘッドの冷却剤通路内の詰まりを検知する方法。
【請求項３１】
請求項３０記載の方法において、複数の光ファイバプローブが設けられ、前記複数の光ファイバプローブを同時に用いることにより複数の冷却剤通路を検査することを特徴とする方法。
【請求項３２】
請求項３１記載の方法において、前記光ファイバプローブの個数は前記シリンダヘッドに存在する冷却剤通路の個数と等しいことを特徴とする方法。
【請求項３３】
請求項３０記載の方法において、前記被検査冷却剤通路に対する前記光ファイバプローブの挿入及び引き抜きは、手動で行われることを特徴とする方法。
【請求項３４】
請求項３０記載の方法において、前記被検査冷却剤通路に対する前記光ファイバプローブの挿入及び引き抜きは、電気機械式シリンダ、気体圧式シリンダ、液体圧式シリンダ及びロボットからなる群から選択された移動装置によって行われることを特徴とする方法。
【請求項３５】
請求項３０記載の方法において、少なくとも前記光ファイバプローブを収容する筐体をさらに備え、前記少なくとも１つの光ファイバプローブは、検査位置にある場合、前記筐体の対応する開口部を通って延在することを特徴とする方法。
【請求項３６】
請求項３５記載の方法において、前記筐体は、被検査シリンダヘッドに対して接近及び離間可能であることを特徴とする方法。
【請求項３７】
請求項３６記載の方法において、前記筐体は、前記筐体と前記被検査シリンダヘッドの合わせ面とを接触させる際に前記筐体が前記合わせ面と自動で位置合わせできるように、移動組立体によって浮動状態で吊り下げられることを特徴とする方法。
【請求項３８】
請求項３５記載の方法において、前記少なくとも１つの光ファイバプローブは、前記筐体内で、被検査シリンダヘッドに対して接近及び離間できることを特徴とする方法。
【請求項３９】
請求項３０記載の方法において、反射光の前記しきい値は、問題にならないサイズの詰まりの存在を許容できるように調整可能であることを特徴とする方法。
【請求項４０】
請求項３０記載の方法において、使用者に対して詰まりの存在を警告する手段をさらに備えることを特徴とする方法。
【請求項４１】
請求項３０記載の方法において、シリンダヘッドの検査状態を表示するディスプレイをさらに備えることを特徴とする方法。
【請求項４２】
請求項４１記載の方法において、検知された詰まりの相対位置が表示されることを特徴とする方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
本発明に係る組み立てられたシリンダヘッドの冷却剤通路検査装置５０（検査装置）の一実施形態が図４ａ〜図４ｃに示されている。この検査装置５０は自動運転するように設計されており、例えば、シリンダヘッド組立体又はコンベア２４０の一部と協働するように設計されている。一般に、検査装置５０は、筐体５５と結び付けられた複数の光ファイバプローブ６５を有しており、シリンダヘッド（図示されていない）がコンベア２４０上を下流へ移動し、これら複数のプローブが、シリンダヘッドの冷却剤通路に対して挿入され、また引き戻される。
【外国語明細書】
2008256683.tif 000018
2008256683.tif 000019
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