JPH0581331B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、弁体頭部の歪みの誤差を自動測定
し、さらにハンマーリング矯正する弁体頭部の歪
み矯正機に関するもので、特に、エンジンの入、
排気用弁体頭部の歪み値を測定し、これに基づい
てハンマーリングを施力して弁体を矯正する弁体
頭部の歪み矯正機に関するものである。

「従来の技術およびその課題」 従来より弁体の製造過程においては、鍛造、熱
処理等の手順を経た後、弁体頭部は、既に過度に
変形してそれに続く研摩加工の必要に満足できな
いようになつている。そのために通常「ロツド部
曲り矯正」及び「頭部歪み矯正」作業しなければ
ならない。前者は現在既に運用する機器がある
が、後者は熟練した技術員が人手で繰返し測定
し、ハンマーでたたいて矯正しなければならず、
その効率の悪いことは云うまでもない。したがつ
て、自動機器装置でこのような矯正をすることは
業者の望むところである。しかしながら作業規格
の種類が異なり、かつ変形状況が不均一であるの
で、有効ハンマーリング点およびハンマーリング
の力の把握は容易なものではなく、過去簡単な測
定および固定力によるハンマーリングのテストは
共に失敗に終つている。

「課題を解決するための手段」 本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、
自動的に弁体頭部の歪み値を測定してハンマーリ
ング点を探し出し、歪みの値に応じた力を加えて
ハンマーリング矯正し、それにより各種の異なる
規格及び歪み状況の弁体頭部に適応できるように
した弁体頭部の歪み矯正機により上記課題を解決
するようにした。

本発明の弁体頭部の歪み矯正機は、回転挟持装
置、測定装置、ハンマー装置及びマイコン装置か
ら概略構成されてなるものである。その特徴はこ
の回転挟持装置が弁体に対して固定クランプ状態
およびサーボ回転及び軸方向浮動圧力支持状態の
２種類の支持状態をもち、上記測定装置には一つ
の測定器を有し、弁体が固定クランプ状態の時
は、待機位置にあつた測定器を前に移動し、弁体
頭部の回転で歪み値を測定して信号を発し、さら
にこの信号により回転する弁体頭部が最大歪み値
の位置にストツプさせるのを制御するものであ
る。また、上記ハンマー装置はエレメントの最大
歪み値の位置に対面して設置したもので、気圧制
御回路で入気圧力の気圧シリンダを制御してハン
マーを推送し、弁体頭部が測定されて定位した後
に浮動圧力支持状態等に、エレメントに対して適
力なハンマーリングを施力してその歪み量を矯正
する。さらに上記マイコン装置は前記の操作手順
を制御し、例えば測定データの演算、作業エレメ
ントの回転定位及び気圧制御回路の制御をするも
のである。このような構造には、併せて一つの導
入装置、一つの排出装置等を結合させて回転作業
台装置を組成し、全自動操作を行えるものであ
る。

「作用」 上記回転挟持装置は、弁体のロツドを固定クラ
ンプし、さらにマイコン装置の制御でサーボ回転
をなし、これにより測定装置の弁体頭部の歪み値
を測定するものであり、マイコン装置により最大
歪み位置を決定し、これにより弁体を所定の位置
に位置決めしてハンマーリング点にすることがで
きる。

さらに、回転挟持装置は、バネ圧によつて弁体
を軸方向に浮動状態で支持し、これによりハンマ
ーリングを受け入れられるようにしている。ハン
マー装置は、弁体頭部の歪み値の大きさに対応し
て必要とするハンマーリング力を発生することが
できる。このハンマリング力の調整はマイコン装
置で入力した数字データで気圧制御回路を制御し
て、これによりハンマーリング用気圧シリンダの
圧力を決定してなされる。

前記の主要構造はさらに導入、排出機械腕を結
合可能で、併せて回転作業台装置に組合わせるこ
とができて、これにより全自動で操作することが
できる。

「実施例」 以下、本発明の弁体頭部の歪み矯正機について
図面を参照して説明する。

第１図は、本発明の主要部の関連を説明するも
のである。本発明の弁体頭部の歪み矯正器は、回
転挟持装置１、測定装置２、ハンマー装置３およ
びマイコン装置４により概略構成されてなるもの
である。

回転挟持装置１とはクランプヘツド１１で弁体
５のロツド５１をクランプし、さらにモーター１
５によりマイコン装置４を経由して駆動器１５１
及び番号機（エンコーダ）１５２を通じて回転を
サーボ制御することができる。測定装置２上には
線性差動変圧機（LVDT）の測定器２１が測定
回路ユニツト２２に連接しており、測定器２１が
弁体５の測定位置まで移動した後、測定ヘツド２
１の探針２１１は、弁体５の回転時に頂面５２の
歪み面が高低運動をなし、発生した電圧信号は測
定回路ユニツト２２によりデジタル信号に返還さ
れ、さらにマイコン装置４で検読演算されて弁体
頭部５の歪み値を得ることができる。

矯正を必要とする弁体頭部について、マイコン
装置４は回転挟持装置１に指示して弁体５を回転
させその最大歪み位置を位置決めし、ハンマー装
置３に対面させてその矯正を受ける（この時クラ
ンプヘツド１１はゆるみ離れ、弁体頭部５は他の
一組のクランプエレメントにより浮動支持状態を
なす、詳細は後で述べる）。

ハンマー装置３は気圧源３１、気圧制御回路３
２および気圧シリンダー３３を含み、マイコン装
置４が入力して貯蔵したデータにより弁体頭部の
歪み値により気圧シリンダー３３の必要とする作
用気圧を決定する。すなわち、気圧制御回路３２
および気圧シリンダー３３を経て、ハンマー３３
１により弁体頭部に対して必要とする矯正力を施
す。

マイコン装置４は高速デジタル、回転定位制御
ユニツト、デジタル／アナログ転換器等及び制御
面盤を含む。制御面盤より測定時のモーター回転
速の制御指数及び矯正時の歪み値／矯正力指数デ
ータをマイコン装置４による制御に提供すること
ができる。矯正結果の偏差は併せてマイコン装置
４で記録統計し、自動的に矯正指数データを修正
して矯正成功率を向上することができる。

本発明の具体的実施例を第２〜７図で更に詳し
く説明する。

第２図は挟持部材および回転挟持装置１の構造
図である。弁対５のロツド５１はガイドブツク１
４を貫通して弁体クランプ装置１１でクランプさ
れ、シリンダクランプ装置１１には操作腕１１
１、可受気圧シリンダ１１２，１１３等がありそ
のクランプや弛みを操作する（図の中操作腕１１
１の実線位置はクランプ状態、破線位線位置はゆ
るみ状態を示す。）。弁体クランプ装置１１の下端
と中空軸１２は同軸に固設され、さらにベアリン
グセツト６２１でベアリング台６２上に取付けら
れ、ベアリング台６２は作業台６上に固設してい
る。中空軸１２の末端にはギア１２１を配設して
駆動回転を受入れられるようにし、中空軸１２の
中心は中空で、一本のトツプロツド１３を摺動自
在に設け、バネ１３１で上向きに付勢されて弁体
頭部５下端と接触し、弁体頭部５に上向きの推力
を提供し、さらに上方の気圧シリンダ７（図で示
していない）に接触してそのシリンダのロツドエ
ンドヘツド７１で下向きに付勢すると、弁体５の
頂面５２を設定高度に維持できて、弁体の定位ク
ランプまたはハンマー装置の安定ハンマーリング
に有利である。トツプロツド１３の上、下活動の
行程はすべての異なる規格の弁体頭部に適応でき
るように設計されている。

ガイドブロツク１４は、主に弁体５がハンマー
リング矯正を受ける時の軸を支えるのに用いら
れ、その内径は弁体５のロツド５１径よりもやや
大きく、弁体５が弁体クランプ１１に固定クラン
プされて回転する時にその間で自由回転できるよ
うにしている。ガイドブロツク１４は支板６１１
の孔内にはめ設けられ、ロツド径規格の異なる弁
体５に組合せて交換できるようにしている。支板
６１１は後方の支台６１が延設し出したもので、
その間の接合も取外しも速やかに行うことがで
き、支板６１１を取除いてその下方の弁体クラン
プの調整および取替の作業が容易である。支台６
１は作業台６上に固設している。

以上述べた構造によれば、弁体５は弁体クラン
プ装置１１上に定位クランプ可能で、サーボ回転
を受入れることができ、また測定装置２が測定位
置に配された際に測定の手順を進めることができ
る。もつとも、ハンマーリング矯正手順時に、弁
体クランプ装置１１の受力破損を防止する為に、
弁体クランプ装置１１をゆるめ、弁体５はエンド
ヘツド７１およびトツプロツド１３により上下か
ら加圧されて支持されており、さらにガイドブロ
ツク１４で軸方向が支持され、浮動状態で支持さ
れるようになつている。この加圧による支持状態
を安定させるために、エンドヘツド７１はゴム類
の軟質高摩擦性材料を使用している。

第３図は測定装置２の測定ヘツド構造で、一つ
の線的差動変圧器（測定器）２１を含み、その探
針２１１により振腕２１２を経て、振腕前端のロ
ーラーのところで弁体５の頂面５２に接触し面測
定を行つている。振腕２１２の他端は移転腕２２
上で軸受けされ、腕２２は図示していない他端で
機台上に軸受けされ、気圧シリンダの推動を受け
て待機位置から水平に図示する測定位置まで移転
する。その移転の過程において、振腕２１２はさ
らに腕２２上に配設されている気圧シリンダ２３
に一端を押し下げられることによりローラー側の
端部が押し上げられて上昇する。ローラが弁体５
に定位した後、気圧シリンダ２３により加えられ
た力が開放され、振腕２１２の測定端は自重で自
由に下降し、さらに探針２１１の内部のバネ力に
より下向けに突き付けられるので、弁体５が駆動
された時に頂面５２（点）の高低変化が振腕２１
２を経て探針２１１に伝達され、しかもその反応
は測定器２１の電圧信号として出力している。測
定を終えると、測定ヘツド構造は上記動作と逆の
手順で待機位置に戻る。腕２２上に設置された調
節ねじ２２１，２２２はそれぞれ振腕２１２の上
下動の制限に使用される。

弁体５は鍛製品であるので、頂面５２の表面精
度および平面度は不良であり、局部的な凹凸及び
波状起伏が生じており、故に最大触れ値の位置の
決定（即ハンマーリング矯正点）は決して単に測
定値の極限位置をよりどころとするものではな
く、本発明では測定点を円周方向に沿つて等間隔
に偶数点サンプリングし、中心に挟んで反対側に
位置する２つの点における測定値の差の最大値を
求めることをその演算方式とし、第１図を参照す
れば分かるように、測定手順はマイコン装置４で
作業エレメントと回転挟持装置１のサーボ回転を
制御し、同時に測定装置２の測定信号を受入れて
処理を進めている。

それに弁体５は、上方に向いて拡張する錐状体
で、実施例中の水平施力のハンマーは弁体５をし
てそのハンマーリング点が上向きに矯正される効
果を受けることができる。故に弁体５を一周測定
して歪み値を求め得た後に、測定腕から外し、同
時に最大歪み値の所在する両側定値の低点が待矯
正点で、マイコン装置４によりサーボ駆動して弁
体５を回転させてこの点に定位させ、ハンマー装
置３の位置に対面して矯正を行い易いようにして
いる。

第４図で説明するのは、ハンマー装置３の構成
で、その中気圧源引には空圧機３１１、調圧バル
ブ３１２、濾過器３１３、乾燥機３１４及び油霧
分離器３１５を含むものである。気圧制御回路３
２にはマイコン処理装置４で信号を制御する電力
増巾器３２１、比例圧力バルブ３２２、流量拡大
バルブ３２３及び方向バルブ３２４等を含有して
構成されるもので、気圧シリンダ３３の作用気圧
をしてマイコン制御を受けて自由に調変し、即ち
ハンマー作用力を変更して弁体５の必要に応じて
適応させている。

第５図は、本発明の一実施例機台を示すもの
で、四セツトの回転挟持装置１を一つの回転作業
台６上に設置しているのを示し、並びに導入装置
８、第一測定／矯正装置２，３、第二測定／矯正
装置２′，３′、及び排出装置９を作業台の四方に
設置して、作業場、、、を形成してい
る。第一作業場の弁体５は導入道８１から入り、
機械アーム８２でクランプしてクランプ装置１上
に挿設し、第二作業場の弁体５は第一次測定、矯
正を進め、第三作業場の弁体５は測定テストを進
めており、必要な時は第二次矯正をなし、第四作
業場の弁体頭部５は排出フオーク９１でこれを挟
み、後向きに持ち上げ、弁体５をして排出道９２
から排出させる。排出道９２には二つの出口があ
り、一つは良品排出口、他の一つは二次矯正を経
た測定待ち品出口で、一本のよけレバーにより除
いている。回転作業台６の間歇分度回転は弁体５
をして連続的・自動的に各作業場に進入して処理
できるようにして、全自動を達成させるものであ
る。図中、回転挟持装置１の回転駆動機構Ｄはさ
らに第６図で解説する。

回転作業台６は分度回転を必要とし、且つその
上に固設している各回転挟持装置１は測定場所
（、作業場）でサーボ回転を要するので、各
測定場所に到着した回転挟持装置１と互いに噛合
駆動する機構を設置している。第６図で示すのは
この機構Ｄの簡略図である。回転挟持装置１が作
業台６に伴つて分度回転して定位に至ると、気圧
シリンダー１６は一つのバネ緩衝器１７で振腕１
８を突上げて停止ブロツク１９の所に達し、駆動
機構の一駆動ギア１５９と回転挟持装置１のギア
１２１を駆動し適当な力で接触して噛合せを完成
する。動力はモーター１５より同軸のベルトプリ
ー１５３、歯形ベルト１５４、ベルトホイル１５
５、アイドルホイル１５６、歯形ベルト１５７及
びベルトプリー１５８を経て駆動ギア１５９等に
伝達され、弁体５をしてサーボ回転させて測定及
び定位の手順を進めさせる。その測定または矯正
が終わり作業台６が再び回転した時に、気圧シリ
ンダ２１６は再び縮み戻り、ギアをして噛合状態
から離脱させる。

第７図は本発明実施例中、弁体５に対するシス
テムのフローチヤートで、作業場の導入、クラン
プ、第一次測定／矯正、第二次測定／矯正、さら
に排出までの手順を示している。事実上機器各部
位には多数個の感応スイツチ、リミツトスイツチ
等を設けて、それを自動運転過程中の弁体の有
無、導入したか、クランプは定位か等を測定し、
マイコン装置４で各測定点に対して絶え間なくス
キヤンニングモニターをし、その各作業場の過程
の弁体頭部をして同時に制御を受けるようにし、
各々その手順で進行するか、または操作不正常時
において待機または警報等の信号を発生するよう
にしている。制御面盤には各種の手動操作スイツ
チ、単一作業場循環スイツチ、よけ払いスイツ
チ、数値表示器、分度スイツチ及び非常スイツチ
等があり、それを用いて受け入れガイド及びモニ
ター等を完成するもので、これは一般的な技術及
び設計であるこのでここでは言及しない。

「発明の効果」 本発明の歪み矯正機は、実施例の具体的完成に
より、確実に90／100以上の矯正成功率を保証で
き、また矯正にかかる時間が１本につき８〜９秒
と比較的短いため、人手に替えて効率をアツプす
ることができるという効果を奏するものでありま
す。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本構造を説明する概略説明
図、第２図は実施例中の弁体の挟持部材を示す断
面図、第３図は実施例中測定装置の測定ヘツド部
の構造を示す概略正面図、第４図は実施例中ハン
マー装置の構成を示す説明図、第５図は本発明の
回転作業台装置の実施例を示す平面図、第６図は
第５図の実施例における弁体夾持部材回転駆動機
構の簡略説明図、第７図は第５図の実施例の弁体
に対するシステムの処理を示すフローチヤートで
ある。 １……回転装置、１１……弁体クランプ装置、
１２……中空軸、１３……トツプロツド、１４…
…ガイドブロツク、２……測定装置、２１……測
定器、２１１……探針、２１２……振腕、２２…
…腕、２３……気圧シリンダ、３……ハンマー装
置、３２……気圧制御装置、３３……気圧シリン
ダ、４……マイコン装置、５……弁体、６……作
業台、６２……ベアリング台、７１……エンドヘ
ツド。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 弁体５を固定状態でまたは回転自在に挟持で
   きる回転挟持装置１と、弁体頭部の歪みを測定す
   る測定装置２と、測定した弁体頭部の歪みを矯正
   するハンマー装置３と、これらの装置を制御する
   マイコン装置４とからなり、 前記測定装置２は、弁体５が回転装置１により
   回転している状態で、弁体頭部の歪みを測定して
   信号を発する測定器２１を有し、 前記ハンマー装置３は、気圧制御回路３２と連
   結して制御され、弁体頭部にハンマーリングを行
   う気圧シリンダ３３を有し、 前記マイコン装置４は、弁体頭部の歪みの測定
   の後、前記測定器２１が発する信号により弁体頭
   部の最大歪み部分を前記ハンマー装置３の作用位
   置に配置するように回転装置１を制御し、かつ弁
   体頭部の歪みに応じてハンマーリングを行うよう
   に気圧制御回路３２を介して気圧シリンダ３３を
   制御する制御手段であることを特徴とする弁体頭
   部の歪み矯正機。 ２ 前記回転挟持装置１は、弁体５をクランプす
   る弁体クランプ装置１１を有し、 この弁体クランプ装置１１の下端は、内部に摺
   動自在に挿入されバネにより上方に付勢され、か
   つ弁体５の下端と接触するトツプロツド１３を有
   する中空軸１２の上端に固着され、 また、この中空軸１２はベアリングを有するベ
   アリング台６２を介して作業台６に回転自在に取
   り付けられ、またその下端には駆動のためのギア
   が配設され、 前記弁体クランプ装置１１の上方にはガイドブ
   ロツクが配設され、このガイドブロツク１４には
   弁体５のロツド５１の径より大きい径の孔であつ
   てこのロツドが挿通する孔が形成され、さらにそ
   の上方には、下方に付勢され、弁体５の上端と接
   触するロツドエンドヘツド７１が設けられ、 前記弁体クランプ装置１１によりクランプされ
   た状態では、前記弁体５を固定状態で支持し、 クランプされていない状態では、前記ガイドブ
   ロツク１４の孔、前記ロツドエンドヘツド７１お
   よび前記トツプロツド１３により支持することを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の弁体頭部
   の歪み矯正機。 ３ 前記測定器２１は、待機位置と測定位置との
   間を移転可能に取り付けられた腕２２の一端に測
   定機２１およびその探針２１１を有し、 この探針２１１は、一端に弁体５に接触するロ
   ーラーを有する振腕２１２に接し、 振腕２１２は腕２２に軸受けされており、移転
   の際に前記ローラーを上昇させる腕２２に固設さ
   れた気圧シリンダ２３を有することを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の弁体頭部の歪み矯正
   機。 ４ 前記ハンマー装置３が、前記マイコン装置４
   の制御により、弁体頭部の歪み値の大きさに基づ
   いて気圧制御回路３２を経て気圧シリンダの作用
   圧力を調整するように構成されていることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の弁体頭部の歪
   み矯正機。