(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダブロックに組み付けられたピストンに係わる誤組付を検出するエンジンのピストン誤組付検出装置において、
全ての気筒のクランクピン位置がピストン摺動軸と直交する平面上になる位相を検査位置とし、該検査位置で上記ピストンを固定する固定手段と、
上記ピストンが上記検査位置で固定された状態で、上記シリンダブロックのヘッド側端面から全ての気筒のピストンの頭部までの距離を各々検出する距離検出手段と、
上記距離検出手段による検出値と部品データとを照合し、該検出値と部品データとが整合しないとき、上記ピストンに係わる誤組付と判別する誤組付判別手段とを備えたことを特徴とするエンジンのピストン誤組付検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリンダブロックに組み付けられたピストンに係わる誤組付を検出するエンジンのピストン誤組付検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エンジンの組み立てラインでは、エンジン形式毎に規定の仕様の部品を組付けなければならず、搬送ラインに別仕様の類似の部品が混入すると、誤組付が発生する可能性がある。特に、シリンダブロックへ組付けられるピストンは、燃焼室形状の相違から同じシリンダブロックに対してピストン頭部の形状が異なるものが数種類ある場合が多く、自動組立機や手作業による組付けの際の誤組付に対処するため、出荷前検査での確認が必要であった。
【０００３】
このようなエンジン組付け部品の誤組付を防止する先行技術としては、特開平７−１４６２１６号公報に開示の技術があり、この先行技術では、エンジンを駆動した状態で潤滑オイルの通路内に流体（エア）を供給し、この流体の供給量とあらかじめ設定された設定供給量とを比較することにより、潤滑オイルの供給通路途中に装着された取付部品としての軸受メタルの誤組付を検出するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の先行技術は、軸受けメタルの誤組付検出に関するものであり、エンジンを駆動可能状態まで組み立てた後、部品の相違による潤滑油量の相違から誤組付を検出するようにしているため、先行技術を適用してシリンダブロックに誤組付されたピストンを検出しようとすると、気筒毎の燃焼室の容積の相違を検出せねばならず、装置が大掛かりとなるばかりでなく、検査効率及び検出精度を確保することは困難である。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、シリンダブロックに組み込まれたピストンに係わる誤組付を、簡単な装置で迅速且つ精度良く検出することのできるエンジンのピストン誤組付検出装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、シリンダブロックに組み付けられたピストンに係わる誤組付を検出するエンジンのピストン誤組付検出装置において、全ての気筒のクランクピン位置がピストン摺動軸と直交する平面上になる位相を検査位置とし、該検査位置で上記ピストンを固定する固定手段と、上記ピストンが上記検査位置で固定された状態で、上記シリンダブロックのヘッド側端面から全ての気筒のピストンの頭部までの距離を各々検出する距離検出手段と、上記距離検出手段による検出値と部品データとを照合し、該検出値と部品データとが整合しないとき、上記ピストンに係わる誤組付と判別する誤組付判別手段とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
すなわち、請求項１記載の発明は、シリンダブロックに正規のピストンアッセンブリが組み込まれている場合に、シリンダブロックのヘッド側端面から各々のピストン頭部までの距離が同一となるピストン位相、すなわち全ての気筒のクランクピン位置がピストン摺動軸と直交する平面上になる位相を検査位置とし、シリンダブロックに組み付けられたピストンを検査位置で固定する。そして、シリンダブロックのヘッド側端面から全ての気筒のピストンの頭部までの距離を各々検出して、該検出値と部品データとを照合し、検出値と部品データとが整合しないとき、ピストンに係わる誤組付と判別する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１〜図４は本発明の実施の一形態に係わり、図１はピストン誤組付検出装置の全体構成図、図２は図１のII−II断面図、図３は誤組付検出処理のフローチャート、図４は検知バーによるピストン検査の説明図である。
【０００９】
図１において、符号１はエンジンのシリンダブロックであり、本形態においては直列４気筒エンジンのシリンダブロックを示す。このシリンダブロック１は、クランクシャフト２にコネクティングロッド３及びピストン４を連結した組立体が図示しない自動機等により組み付けられた後、各部品のシリアル番号や仕様等のデータを記録したＩＤカード１０と共にピストン誤組付検出装置２０に搬送される。
【００１０】
ピストン誤組付検出装置２０は、シリンダブロック１に、エンジン形式に応じた正規の仕様のピストンが組み付けられているか否かを検査するものであり、ピストン４を規定の位相の検査位置に固定する固定手段としての固定ユニット３０と、シリンダブロック１のヘッド側端面Ａからピストン４の頭部までの距離を検出する距離検出手段としての距離検出ユニット４０と、各ユニット３０，４０を制御すると共にＩＤカード１０からのデータを読み取り、シリンダブロック１に組み付けられたピストン４がエンジン形式に適合した正規品であるか否かを判別する誤組付判別手段としての制御ユニット５０とを主要構成としている。
【００１１】
固定ユニット３０は、クランクシャフト２のバランスウエイト部２ａを押圧して回動させることで全てのクランクピン位置をピストン４の摺動軸と直交する平面上に配置させ、４気筒分のピストン４を規定位相の検査位置に整列させて固定するための押圧部材３１と、押圧部材３１に連設されて押圧部材３１を前進／後退させるエアシリンダ（以下、便宜上、「固定用エアシリンダ」と称する）３２と、固定用エアシリンダ３２の前進／後退を切り換える方向制御弁３３とを備えて構成される。
【００１２】
尚、ピストン４の検査位置は、例えば、２気筒を上死点、他の２気筒を下死点とする位相でも良いが、装置及び処理が煩雑化することから、本形態では、正規のピストンアッセンブリが組み込まれている場合、シリンダブロック１のヘッド側端面Ａからピストン頭部までの距離が同一となるピストン位相、すなわち全てのクランクピン位置がピストン摺動軸と直交する平面上になる位相とする。
【００１３】
距離検出ユニット４０は、ピストン頭部に当接される検知バー４１が配設されると共に、検知バー４１の後端位置を検出するための光電センサが配設される保持部材４３と、保持部材４３に連設されて保持部材を前進／後退させ、検査時に保持部材４３の検知バー４１が突出する平面部Ｂをシリンダブロック１のヘッド側端面Ａに密着させるためのエアシリンダ（以下、便宜上、「検査用エアシリンダ」と称する）４４と、検査用エアシリンダ４４の前進／後退を切り換える方向制御弁４５とを備えて構成される。
【００１４】
本形態では、シリンダブロック１の４気筒分のピストンに対応して、形状及び長さが同一の検知バー４１がシリンダ間隔と同一間隔で４本配設され、保持部材４３に軸方向摺動自在に取り付けられている。検知バー４１のピストン頭部に当接される先端部４１ａの基部と保持部材４３との間には、検知バー４１を保持部材４３から突出させる方向に付勢するスプリング４６が介装されている。
【００１５】
また、光電センサは、投光器４２ａと受光器４２ｂとからなり、検知バー４１の後端部４１ｂが突出される側で保持部材４３にステー４７を介して取り付けられている。図２に示すように、投光器４２ａ及び受光器４２ｂは、その光軸が検知バー４１の摺動軸と直交し且つ検知バー４１の摺動軸から外れるようオフセットして配置され、対応する検知バー４１の後端部４１ｂは、光軸に対応して、摺動軸から偏芯し摺動軸に直交する方向に延出され、投光器４２ａからの光を遮光する遮光部４１ｃを備えている。
【００１６】
本形態では、受光器４２ｂの出力は、投光器４２ａからの光を受光したときＯＮになるものとし、図においては、３種類のピストンに対応して検知バー４１の後端部４１ｂの位置を３段階で検出可能なよう、ステー４７の３段階の位置で、投光器４２ａ−１及び受光器４２ｂ−１、投光器４２ａ−２及び受光器４２ｂ−２、投光器４２ａ−３及び受光器４２ｂ−３が順に取り付けられている。
【００１７】
すなわち、１種類のシリンダブロック１に組み付け可能なピストンが３種類あるとすると、各ピストンを規定位相（本形態では、全てのクランクピン位置がピストン摺動軸に直交する平面上となるピストン位相）とした状態で、シリンダブロック１のヘッド側端面Ａから各種類のピストン頭部までの距離は既値であり、且つシリンダブロック１のヘッド側の端面Ａを基準として保持部材４３の平面Ｂを当接させたとき、検知バー４１の後端部４１ｂの位置が各種類のピストンに対応して一義的に定まるため、予め各位置に３組の光電センサを配設しておくことで、３段階の距離が検出可能となる。
【００１８】
制御ユニット５０は、マイクロコンピュータ等から構成されるものであり、ＩＤカード１０のデータ読込み機能を備え、入力側に３組の受光器４２ｂ−１，４２ｂ−２，４２ｂ−３等が接続され、出力側に、方向制御弁３３，４５、３組の投光器４２ａ−１，４２ａ−２，４２ａ−３等が接続されている。
【００１９】
制御ユニット５０では、方向制御弁３３，４５を駆動してエアシリンダ３２，４４の前進／後退を制御すると共に投光器４２ａ−１，４２ａ−２，４２ａ−３を駆動し、受光器４２ｂ−１，４２ｂ−２，４２ｂ−３からの各信号を入力してシリンダブロック１のヘッド側端面Ａからピストン頭部までの距離を検出する。そして、検出した距離とＩＤカード１０から読み込んだデータに基づいて算出される距離とを照合し、ピストンに係わる誤組付を判別する。
【００２０】
以下、ピストン誤組付検出装置２０におけるピストン誤組付検出処理について、図３のフローチャートを用いて説明する。
【００２１】
クランクシャフト２、コネクティングロッド３、ピストン４を組み付けたシリンダブロック１がＩＤカード１０と共に搬送され、ピストン誤組付検出装置２０にセットされると、図３に示すピストン誤組付検出処理が実行される。
【００２２】
このピストン誤組付検出処理は、例えば、ＩＤカード１０を制御ユニット５０にセットし、図示しないスタートスイッチを押す等して開始され、先ず、ステップＳ１で、ＩＤカード１０から正規に組み立てるべき各部品に関するデータを読み込み、これらのデータに基づき、ステップＳ２で、ピストン４が連設されるクランクシャフト２のクランクピン位置を同一面上に配置・固定した状態でのシリンダブロック１のヘッド側端面Ａからピストン４の頭部までの距離を算出する。
【００２３】
次いで、ステップＳ３へ進み、方向制御弁３３を切り換えて固定用エアシリンダ３２へライン圧を供給し、固定用エアシリンダ３２を前進させ、押圧部材３１によってクランクシャフト２のバランスウエイトを押圧・回動させ、全てのクランクピン位置をピストン摺動軸と直交する平面上に配置させる。
【００２４】
続くステップＳ４では、方向制御弁４５を切り換えて検査用エアシリンダ４４へライン圧を供給し、検査用エアシリンダ４４を前進させて保持部材４３の検知バー４１が突出する平面Ｂを、シリンダブロック１のヘッド側端面Ａに密着させる。
【００２５】
その後、ステップＳ５へ進み、各投光器４２ａ−１，４２ａ−２，４２ａ−３による投光を行い、３段の受光器４２ｂ−１，４２ｂ−２，４２ｂ−３からの各信号を読み込むと、ステップＳ６で、読み込んだ各信号に基づいてシリンダブロック１のヘッド側端面Ａからピストン４の頭部までの距離を検出する。
【００２６】
すなわち、検知バー４１の先端部４１ａがピストン４の頭部に当接して初期位置から後退すると、検知バー４１の後端部４１ｂの遮光部４１ｃが投光器４２ａ−１，４２ａ−２，４２ａ−３から投光される光のいずれかを遮断し、該当する受光器の出力信号がＯＦＦとなる。
【００２７】
従って、信号がＯＦＦである受光器の位置から検知バー４１の移動量を知り、検知バー４１が初期位置にある状態での保持部材４３の平面Ｂから先端部４１ａまでの既値の距離から移動量を減算することで、シリンダブロック１のヘッド側端面Ａから実際に組み付けられているピストン４の頭部までの距離を検出することができる。
【００２８】
そして、ステップＳ７で、シリンダブロック１のヘッド側端面Ａからピストン４の頭部までの実際の検出距離と、正規組立状態で各部品のデータから算出されるシリンダブロック１のヘッド側端面Ａからピストン４の頭部までの距離とを照合し、組み付けられているピストン４がＩＤカード１０に記録されている仕様に合った正規部品であり、誤組付がないか否かを判別する。
【００２９】
例えば、図４に示すように、シリンダブロック１に組みつけられる正規のピストン４に対し、異なる種類のピストン４Ａが誤組付されている場合、１段目の受光器４２ｂ−１の出力信号と２段目の受光器４２ｂ−２の出力信号とが共にＯＦＦとなり、２種類の距離が検出されるが、ＩＤカード１０のデータから１段目の受光器４２ｂ−１によって検出される距離が正規のピストン４に対応するものであり、２段目の受光器４２ｂ−２によって検出される距離はピストン４Ａの誤組付によるものであることがわかる。
【００３０】
通常、コネクティングロッド３を含むピストン４の組立体は、自動機によってシリンダブロック１に組み付けられるため、４気筒のうちの１気筒ないし３気筒のピストンの部分的な誤組付が発生する可能性は低く、誤組付の可能性があるとすれば４気筒のピストン全てが同時に誤組付される場合である。すなわち、４気筒分全てについてピストン４Ａが誤組付された場合には、シリンダブロック１のヘッド側端面Ａからピストン４Ａの頭部までの距離は全て同じ距離となり、２段目の受光器４２ｂ−２からの信号のみがＯＦＦとなるが、このような場合にも、実際に検出される距離がＩＤカード１０のデータから算出される距離と異なるため、ピストンが誤組付されていることがわかる。
【００３１】
更には、正規のピストン４が用いられているにも拘わらず、万一コネクティングロッドが誤組付され、シリンダブロック１のヘッド側端面Ａからピストン頭部までの距離が全て同じとなって２段目の受光器４２ｂ−２からの信号のみがＯＦＦとなった場合にも、同様に、実際に検出される距離がＩＤカード１０のデータから算出される距離と異なり、ピストン周りに誤組付があることがわかる。
【００３２】
実際には、シリンダブロック１のヘッド側端面Ａからピストン頭部までの実際の検出距離と、正規組立状態での各部品のデータから算出されるシリンダブロック１のヘッド側端面Ａからピストン頭部までの仕様上の距離とを直接比較するまでもなく、仕様上の距離と検知バー４１及び受光器の位置関係から、検知バー４１をピストン頭部に当接させての検査時、どの位置の受光器の出力信号がＯＦＦとなるべきかがステップＳ２における距離算出の段階で既知となる。このため、上述のステップＳ６を省略し、ステップＳ７では、３段の受光器４２ｂ−１，４２ｂ−２，４２ｂ−３の出力信号のＯＮ，ＯＦＦのパターンから迅速に誤組付の有無を判別することができる。
【００３３】
すなわち、３段の受光器４２ｂ−１，４２ｂ−２，４２ｂ−３のうち、ＩＤカード１０のデータから算出される仕様上の距離に対応する受光器の出力信号のみがＯＦＦで、他の受光器の出力信号がＯＮである場合にのみ、誤組付がなく正規の部品で組み立てられており、それ以外の場合には、ピストン周りに何らかの誤組付が有る場合である。
【００３４】
そして、ステップＳ７において、誤組付がないと判別された場合には、ステップＳ８で、制御ユニット５０の表示パネル或いは図示しない緑色ランプの点灯等により検査結果がＯＫである旨の表示を行い、誤組付有りと判別された場合、ステップＳ９で、制御ユニット５０のパネル或いは図示しない赤色ランプの点灯等により検査結果がＮＧである旨の表示を行う。
【００３５】
その後、検査を終了すべくステップＳ８或いはステップＳ９からステップＳ１０へ進み、方向制御弁４５を切り換えて検査用エアシリンダ４４から排気して検査用エアシリンダ４４を後退させ、保持部材４３をシリンダブロック１から離間させる。さらに、ステップＳ１１で、方向制御弁３３を切り換えて固定用エアシリンダ３２から排気して固定用エアシリンダ３２を後退させ、押圧部材３１をクランクシャフト２から離間させて処理を終了する。
【００３６】
その結果、正規に組み立てられたシリンダブロックのみが次工程へ搬送され、誤組付されたシリンダブロックは、組み立て工程へ戻され、正規の部品で再組み立てされる。
【００３７】
これにより、シリンダブロックに取り付けられたピストン周りの部品の誤組付を迅速且つ確実に判別し、製品の信頼性を向上すると共に製品検査工程を簡略化して生産性の向上を図ることができる。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の発明によれば、シリンダブロックに正規のピストンアッセンブリが組み込まれている場合に、シリンダブロックのヘッド側端面から各々のピストン頭部までの距離が同一となるピストン位相、すなわち全ての気筒のクランクピン位置がピストン摺動軸と直交する平面上になる位相を検査位置とし、シリンダブロックに組み付けられたピストンを検査位置で固定する。そして、シリンダブロックのヘッド側端面から全ての気筒のピストンの頭部までの距離を各々検出して、該検出値と部品データとを照合し、検出値と部品データとが整合しないとき、ピストンに係わる誤組付と判別するので、シリンダブロックに組み込まれたピストンに係わる誤組付を、簡単な装置で迅速且つ精度良く検出することができる。
従って、製品の信頼性を向上すると共に製品検査工程を簡略化して生産性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ピストン誤組付検出装置の全体構成図
【図２】図１のII−II断面図
【図３】誤組付検出処理のフローチャート
【図４】検知バーによるピストン検査の説明図
【符号の説明】
１  …シリンダブロック
４  …ピストン
２０…ピストン誤組付検出装置
３０…固定ユニット（固定手段）
４０…距離検出ユニット（距離検出手段）
５０…制御ユニット（誤組付判別手段）
【図１】
0003998891.tif 000002
【図２】
0003998891.tif 000003
【図３】
0003998891.tif 000004
【図４】
0003998891.tif 000005