JPH0671575A - 通路のプラグ圧入方法及びプラグ圧入機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 プラグによる通路の閉塞性の向上とプラグ圧入によるワ
ーク変形の少ないプラグ圧入方法及びプラグ圧入機を得
る。エアーシリンダーのプラグ装着治具にワークを装着
する第１工程と；エアーシリンダーを加圧作動させるこ
とによってプラグを通路開口部に押圧して載置する第２
工程と；間隙をもって配置される加圧シリンダーをエア
ーシリンダーに向けて衝撃的に当接し、エアーシリンダ
ーにてプラグを通路内に圧入する第３工程と；エアーシ
リンダーと加圧シリンダーへの加圧力を解除し、エアー
シリンダーと加圧シリンダーを弾性部材によってワーク
より離反させる第４工程と；よりなるプラグ圧入方法と
それを実施する為のプラグ圧入機。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は通路の開口部にプラグを
圧入して通路開口部を閉塞する通路のプラグ圧入方法及
びそれを実施するプラグ圧入機に関する。かかる通路の
プラグ圧入は、通路の閉塞あるいは交叉する通路を単一
の通路として用いる場合等に用いられる。

【０００２】

【従来の技術】従来、一般的に用いられるプラグ圧入方
法は、エアーシリンダーの先端部に配置したプラグ装着
治具にプラグを装着し、エアーシリンダーを加圧するこ
とによってプラグ装着治具を含むエアーシリンダーをワ
ークに向けて進行させ、プラグ装着治具に装着されたプ
ラグを一気に大なる衝撃力をもってワークの通路開口部
に圧入するものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】かかる従来のプラグ圧
入方法によると、プラグは一気にワークの通路開口部に
圧入されるもので、このときプラグ装着治具及びプラグ
（エアーシリンダーも含む）の軸心とワークに穿設され
た通路の開口部の通路中心とがズレて配置された際にお
いて、プラグが通路に同芯的に圧入されにくく、これに
よると、プラグの全周に渡って均一な締め代がえられず
プラグの圧入荷重が低下して通路の開口部における気密
を良好に保持できない恐れがある。更には、プラグが通
路の内周を均等なる荷重にて押圧できないことは、プラ
グが偏芯した例で通路の内周の一部を大なる押圧荷重を
もって押圧するものであり、これによるとワークの変形
あるいは割れが生じる恐れが有り、製造上好ましいもの
でない。本発明は前記課題に鑑み成されたもので、プラ
グを通路の開口部に対して同芯的に圧入することによっ
て通路の開口部における気密性の向上とプラグ圧入工程
によるワークの変形の少ない通路のプラグ圧入方法及び
それを実施するに好適なるプラグ圧入機を提供すること
を目的とする。

【０００４】

【課題を解決する為の手段】本発明になるプラグ圧入方
法は、エアーシリンダーの先端部に設けたプラグ装着治
具に、ワークに穿設せる通路に対向するとともにワーク
に対して間隙をもってプラグを装着せる第１工程と；エ
アーシリンダーを加圧することによって、エアーシリン
ダーのプラグ装着治具をワークに向けて進行させ、プラ
グをワークの通路開口部に対して押圧状態にて載置させ
る第２工程と；少なくとも第２工程時において、エアー
シリンダーの移動方向にあってエアーシリンダーの後端
部に対して間隙をもって移動自在に対向配置された加圧
ピストンを、加圧することによってエアーシリンダーの
後端部に向けて衝撃力をもって進行させて当接し、エア
ーシリンダーのプラグ装着治具をしてプラグを通路内に
衝撃的に圧入する第３工程と；エアーシリンダー及び加
圧ピストンに加わる加圧力を除去し、エアーシリンダー
及び加圧ピストンを弾性部材による弾性力にてワークよ
り後退させ、少なくともエアーシリンダーのプラグ装着
治具とワークとの間に間隙を形成保持させる第４工程
と；よりなる。そして前記プラグ圧入方法は、架台に対
して直線方向に移動自在に支持され、その先端部にプラ
グを装着しうるプラグ装着治具を備え、加圧空気の供給
を受けて、プラグを含むプラグ装着治具をワークの通路
開口部に向けて進行しうるとともに前記加圧空気の供給
を停止することによって、プラグ装着治具をワークより
後退させうるエアーシリンダーと；エアーシリンダーの
受圧室と圧力源とを結ぶ第１加圧空気通路と、前記受圧
室と大気とを結ぶ第１大気通路と、を切換え、受圧室内
に加圧空気又は大気を選択的に導入する第１制御弁と；
エアーシリンダーの後端部に対向するとともにエアーシ
リンダーの移動方向に沿って移動自在に配置され、加圧
空気の供給を受けてその先端部をエアーシリンダーの後
端部に向けて衝撃力をもって当接させ、エアーシリンダ
ーをワークに向けて衝撃的に押圧し、一方前記加圧空気
の供給の停止時において、エアーシリンダーに対する押
圧力を除去し得る加圧ピストンと；加圧ピストンの受圧
室と圧力源とを結ぶ第２加圧空気通路と、前記受圧室と
大気とを結ぶ第２大気通路と、を切換え、受圧室内に加
圧空気又は大気を選択的に導入する第２制御弁と、エア
ーシリンダーの先端部をワークより離反させる弾性力を
有する第１弾性部材と；加圧ピストンの先端部をエアー
シリンダーの後端部より離反させる弾性力を有する第２
弾性部材と；よりなるプラグ圧入機により実施される。

【０００５】

【作用】第２工程において、プラグはワークの通路開口
部に対して押圧状態に載置されるもので、このときプラ
グは通路開口部に対して一気に圧入されるものでなくプ
ラグは通路開口部に求心されて同芯的に配置できる。次
いで第３工程において加圧ピストンの衝撃力によって衝
撃的に移動するエアーシリンダー、プラグ装着治具によ
ってプラグは通路開口部内へ圧入される。而してプラグ
は通路を同芯的に閉塞し得る。

【０００６】

【実施例】以下、本発明になるプラグ圧入方法及びプラ
グ圧入機の一実施例を図により説明する。１はプラグ圧
入機の架台であって、下方の水平方向にワークＷを配置
せるワーク取付けベース１Ａを有し、ワーク取付けベー
ス１Ａより上方に向かって側柱１Ｂが延び、更に側柱１
Ｂの上端より水平方向に腕部１Ｃが延びる。腕部１Ｃ上
にはエアーシリンダー支持筒２が配置される。エアーシ
リンダー支持筒２内には上下方向にエアーシリンダー孔
２Ａが穿設され、エアーシリンダー孔２Ａの上部はメネ
ジ２Ｂをもってエアーシリンダー支持筒２の上端部２Ｃ
に開口し、エアーシリンダー孔２Ａの下部は小径孔２Ｄ
をもって下方に開口する。そして、エアーシリンダー孔
２Ａの上部のメネジ２Ｂには上下方向に貫通孔３Ａが穿
設されたプラグスクリュー３が螺着される。４はエアー
シリンダーであって、その中間部にあるピストン４Ａと
ピストン４Ａより上方に向かって延びる上方軸部４Ｂと
下方に向かって延びる下方軸部４Ｃとにより形成され、
上方軸部４Ｂはプラグスクリュー３の貫通孔３Ａに移動
自在に支持されるとともにプラグスクリュー３より上方
に突出し、下方軸部４Ｃは小径孔２Ｄに移動自在に支持
されるとともに小径孔２Ｄより下方に突出する。上方軸
部４Ｂの上端はエアーシリンダー４の後端部を構成し、
下方軸部４Ｃの下端はエアーシリンダー４の先端部を構
成する。尚５はピストン４Ａに嵌合配置されたゴムより
なるＯリングでありピストン４Ａとエアーシリンダー孔
２Ａとの気密を保持する。そして、ピストン４Ａの上端
４Ｄとプラグスクリュー３の下端との間のエアーシリン
ダー孔２Ａにはエアーシリンダー４の受圧室Ｐ１が形成
される。エアーシリンダー４の先端部、いいかえると下
方軸部４Ｃの下端にはプラグＧを装着するとともにプラ
グＧを圧入する為のプラグ装着治具５が締めつけナット
等にて取着される。プラグ装着治具５は、第１にはプラ
グＧを吸着状態に保持するものであって、例えば永久磁
石を用いたり、あるいは負圧にて行なう。本例にあって
はプラグ装着治具５の先端開口に負圧孔５Ａが穿設さ
れ、負圧孔５Ａに負圧を加えることによって負圧孔５Ａ
にプラグＧを吸着する。又、第２にはプラグＧを押圧す
る押圧部５Ｂを有するもので負圧孔５Ａの外周部分がこ
れに相当する。又、上方軸部４Ｂに設けた鍔部４Ｅとプ
ラグスクリュー３の上端３Ｂとの間にはエアーシリンダ
ー４（プラグ装着治具５を含む）をワークＷより離反さ
せる（上方へ移動させる）コイルスプリングよりなる第
１弾性部材６が縮設される。一方、エアーシリンダー支
持筒２には受圧室Ｐ１に連なる第１通路７と、大気に連
なる第１大気通路８と、レギュレター９を介して圧力源
１０に連なる第１加圧空気通路１１とが穿設され、これ
ら各通路は第１制御弁１２によって切換えられる。すな
わち、第１大気通路８と第１通路７との連通時において
第１加圧空気通路１１と第１通路７とは遮断され、第１
加圧空気通路１１と第１通路７との連通時において第１
大気通路８と第１通路７とは遮断される。而して、エア
ーシリンダーの受圧室Ｐ１内には加圧空気と大気圧とが
選択的に供給される。

【０００７】１３は加圧ピストンシリンダー孔１３Ａが
上下方向に貫通して穿設された加圧ピストン支持筒であ
り、エアーシリンダー支持筒２の上端部２Ｃ上に配置さ
れる。加圧ピストンシリンダー孔１３Ａ内には外周にラ
ビリンス溝１４Ａが複数穿設された加圧ピストン１５が
移動自在に配置され、加圧ピストン１５が収納された状
態で、加圧ピストンシリンダー孔１３Ａの上部開口はカ
バー１６によって閉塞される。そして、加圧ピストン１
５に穿設された凹部１５Ａとカバー１６とによって加圧
ピストン１５の受圧室Ｐ２が形成され、さらに加圧ピス
トン１５の先端部１５Ｂ（図において下端）はエアーシ
リンダー４の後端部（上方軸部４Ｂの上端）に対向する
もので、更に加圧ピストン１５はコイルスプリングより
なる第２弾性部材１７によってワークＷより離反する方
向（図において上方）に弾性的に付勢される。カバー１
６には、加圧ピストン１５の受圧室Ｐ２に連なる第２通
路１８と、大気に連なる第２大気通路１９と、圧力源１
０に連なる第２加圧空気通路２０が穿設される。そして
前記各通路は第２制御弁２１によって切換えられる。す
なわち、第２大気通路１９と第２通路１８との連通時に
おいて、第２加圧空気通路２０と第２通路１８とは遮断
され、第２加圧空気通路２０と第２通路１８との連通時
において、第２大気通路１９と第２通路１８とは遮断さ
れる。而して加圧ピストンの受圧室Ｐ２内には、加圧空
気と大気圧とが選択的に供給される。そして、本実施例
における第１制御弁１２及び第２制御弁２１はコイルに
生起，消滅する磁力によって動作される電磁制御弁を用
いた。

【０００８】２２は、エアーシリンダー４が下方の一定
位置に達した際において、そのエアーシリンダー４の位
置を検出してエレクトロニックコントロールユニット２
３（以下Ｅ．Ｃ．Ｕという）に向けて信号を出力する位
置センサーであり、この信号を受けたＥ．Ｃ．Ｕ２３は
第２制御弁２１に対して第２加圧空気通路２０と第２通
路１８とを連通するよう第２制御弁２１が動作する信号
を出力するとともに一定時間経過後において、第２加圧
空気通路２０と第２通路１８とを遮断するとともに第２
通路１８と第２大気通路１９とを連通するよう第２制御
弁２１が動作する信号を出力し、一方、第１制御弁１２
に対しては一定時間経過後において、第１通路７と第１
大気通路１９とが連通し、第１通路７と第１加圧空気通
路１１とを遮断するよう第１制御弁１２が動作する信号
を出力する。

【０００９】次にプラグ圧入方法について説明する。第
１工程はプラグＧをプラグ装着治具５に装着する工程で
あり、図１に示される。かかる第１工程において、負圧
孔５Ａに対し図示せぬ負圧源より負圧が導入される。こ
れによるとプラグ装着治具５の先端に開口する負圧孔５
ＡにプラグＧを吸着して保持される。一方、第１制御弁
１２にあっては、第１通路７と第１大気通路８とが連通
され、第１通路７と第１加圧空気通路１１は遮断して保
持され、エアーシリンダーの受圧室Ｐ１は大気圧に保持
される。従って、エアーシリンダー４は第１弾性部材６
の弾性力にて上方向に付勢されて上方位置にあり、プラ
グＧとワークＷに穿設せる通路２４の通路開口部２４Ａ
との間に間隙Ｓ１が形成される。他方、第２制御弁２１
にあっては、第２通路１８と第２大気通路１９とが連通
され、第２通路１８と第２加圧空気通路２０とが遮断さ
れ、加圧ピストンの受圧室Ｐ２は大気圧に保持される。
而して、加圧ピストン１５は第２弾性部材１７の弾性力
にて上方に付勢され上限位置にある。本実施例にあって
は、エアーシリンダー４の上方軸部４Ｂの上端が加圧ピ
ストン１５の下方の先端部１５Ｂに当接させた。

【００１０】次に第２工程は、プラグＧをワークＷの通
路開口部２４Ａに載置させる工程である。第２工程にお
いて第１制御弁１２は電気的に操作され、第１通路７
と、第１加圧空気通路１１とが連通され、第１通路７と
第１大気通路８とは遮断される。（第２制御弁２１は第
１工程状態に保持される） 以上によるとエアーシリンダーの受圧室Ｐ１内にはレギ
ュレター９によって減圧（例えば３kg／平方センチメー
トル）された圧力源１０内の加圧空気が第１加圧空気通
路１１、第１通路７を介して供給されるもので、これに
よるとエアーシリンダー４は第１弾性部材６の弾性力に
抗してゆるやかに下動するもので、プラグ装着治具５の
先端に装着されたプラグＧはワークＷの通路開口部２４
Ａに押圧状態にて載置される。かかる工程において、エ
アーシリンダーの受圧室Ｐ１に加えられる空気圧が小圧
力であることからプラグＧが通路２４内に圧入されるも
のでなく、プラグＧは通路開口部２４Ａの通路中心に対
して自動的に求心され、通路２４に対して同芯的に押圧
されて載置することになる。一方加圧ピストン１５にあ
っては、加圧ピストン１５の受圧室Ｐ２内の圧力が依然
として大気圧に保持されていることから第２弾性部材１
７にて上方位置に保持されているもので、加圧ピストン
１５の先端部とエアーシリンダー４の上方軸部４Ｂの上
端部（エアーシリンダー４の後端部との間に間隙Ｓ２）
が形成保持される。この状態は図２に示される。

【００１１】次に、第３工程は、プラグＧをワークＷの
通路２４内へ圧入する工程である。前述した第２工程の
終了時（プラグＧをワークＷの通路開口部２４Ａに載置
させた状態）において、位置センサー２２はエアーシリ
ンダー４が下方位置にあることを検知し、それに対する
信号をＥ，Ｃ，Ｕ２３に向けて出力する。かかる信号の
入力を受けたＥ．Ｃ．Ｕ２３は第２制御弁２１を駆動
し、第２加圧空気通路２０と第２通路１８とを連通し、
第２大気通路１９と第２通路１８とを遮断する。以上に
よると、加圧ピストンの受圧室Ｐ２内には圧力源１０内
の高圧なる加圧空気（例えば５０kg／平方センチメート
ル）が供給されるもので、これによると間隙Ｓ２を持っ
て配置された加圧ピストン１５は第２弾性部材１７の弾
性力に抗して一気に衝撃的に下方へ移動し、加圧ピスト
ン１５の先端部１５Ｂがエアーシリンダー４の上方軸部
４Ｂの上端を押圧する。而して、図２の状態にあるエア
ーシリンダー４は下方への衝撃的な押圧力を受けるもの
で、プラグＧはプラグ装着治具５の先端の押圧部５Ｂに
よってワークＷの通路２４内へ圧入されて通路２４を閉
塞する。これは図３に示される。そして、前記第３工程
において、一定時間（例えば３秒）が経過すると、Ｅ，
Ｃ，Ｕ２３より第２制御弁２１に対して再び信号が出力
され、第２制御弁２１によって第２加圧空気通路２０と
第２通路１８とが遮断され、第２通路１８と第２大気通
路１９とが連通され、加圧ピストンの受圧室Ｐ２は再び
大気圧に保持される。これによると、加圧ピストン１５
は第２弾性部材１７の弾性力にて再び上方位置に復帰す
る。一方、かかる一定時間経過後にあっては、Ｅ．Ｃ．
Ｕ２３より第１制御弁１２に対しても信号が出力される
もので、これによると、第１制御弁１２は第１加圧空気
通路１１と第１通路７とを遮断し、第１大気通路８と第
１通路７とを連通してエアーシリンダーの受圧室Ｐ１内
を再び大気圧に保持する。而して、エアーシリンダー４
は第１弾性部材６の弾性力によって上方位置に復帰する
もので、エアーシリンダー４及び加圧ピストン１５は図
１の状態に復帰される。以上をもって通路２４のプラグ
Ｇによる閉塞作業は終了する。尚、本実施例において、
第１制御弁１２、第２制御弁２１を電磁制御弁として
Ｅ．Ｃ．Ｕにてその動作を制御させたもので有るが制御
弁の構造、及びその制御方法についての限定を受けるも
のでない。

【００１２】

【発明の効果】本発明によると、次の効果を奏する。特
に第２工程において、プラグをワークの通路開口部に対
して押圧状態にて載置させたことによると、プラグの求
心作用によってプラグを通路の中心に対して同芯的に配
置することができ、第３工程において前記状態にあるプ
ラグを加圧ピストンを衝撃的に動作させることによって
通路内に圧入したので通路に対してプラグを同芯的に圧
入でき、通路に対するプラグの圧入荷重をプラグの全周
に渡って均等とすることができるのでプラグの閉塞性を
向上できるとともにワークに対して変形あるいは割れを
生ずることがなくプラグ圧入の生産性の大幅な向上を達
成できた。又、加圧ピストンに加える加圧力をエアーシ
リンダーに加える加圧力に比して大としたことは加圧ピ
ストンによるプラグ圧入作業を確実に行なうことができ
るとともに小なる加圧力によってエアーシリンダーによ
るプラグの通路開口部への載置を行なえるものでこれに
よってプラグを通路に対して同芯的に配置できた。更
に、エアーシリンダー、第１制御弁、加圧ピストン、第
２制御弁、第１弾性部材、第２弾性部材、とによってプ
ラグ圧入機を構成したことは、前記プラグ圧入方法を極
めてコンパクトなる構造によって達成できたものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明になるプラグ圧入機を示す要部縦断面図
であり、第１工程状態を示す。

【図２】図１における第２工程状態を示す。

【図３】図１における第３工程状態を示す。

【符号の説明】

２ エアーシリンダー支持筒 ４ エアーシリンダー ５ プラグ装着治具 ６ 第１弾性部材 １２ 第１制御弁 １５ 加圧ピストン ２１ 第２制御弁 Ｐ１ エアーシリンダーの受圧室 Ｐ２ 加圧ピストンの受圧室 Ｇ プラグ １７ 第２弾性部材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エアーシリンダーの先端部に設けたプラ
   グ装着治具に、ワークに穿設せる通路に対向するととも
   にワークに対して間隙をもってプラグを装着せる第１工
   程と；エアーシリンダーを加圧することによって、エア
   ーシリンダーのプラグ装着治具をワークに向けて進行さ
   せ、プラグをワークの通路開口部に対して押圧状態にて
   載置させる第２工程と；少なくとも第２工程時におい
   て、エアーシリンダーの移動方向にあってエアーシリン
   ダーの後端部に対して間隙をもって移動自在に対向配置
   された加圧ピストンを、加圧することによってエアーシ
   リンダーの後端部に向けて衝撃力をもって進行させて当
   接し、エアーシリンダーのプラグ装着治具をしてプラグ
   を通路内に衝撃的に圧入する第３工程と；エアーシリン
   ダー及び加圧ピストンに加わる加圧力を除去し、エアー
   シリンダー及び加圧ピストンを弾性部材による弾性力に
   てワークより後退させ、少なくともエアーシリンダーの
   プラグ装着治具とワークとの間に間隙を形成保持させる
   第４工程と；よりなる通路のプラグ圧入方法。
2. 【請求項２】 前記、加圧ピストンに加える加圧力をエ
   アーシリンダーに加える加圧力に比して大としてなる請
   求項１記載の通路のプラグ圧入方法。
3. 【請求項３】 架台に対して直線方向に移動自在に支持
   され、その先端部にプラグを装着しうるプラグ装着治具
   を備え、加圧空気の供給を受けて、プラグを含むプラグ
   装着治具をワークの通路開口部に向けて進行しうるとと
   もに前記加圧空気の供給を停止することによって、プラ
   グ装着治具をワークより後退させうるエアーシリンダー
   と；エアーシリンダーの受圧室と圧力源とを結ぶ第１加
   圧空気通路と、前記受圧室と大気とを結ぶ第１大気通路
   と、を切換え、受圧室内に加圧空気又は大気を選択的に
   導入する第１制御弁と；エアーシリンダーの後端部に対
   向するとともにエアーシリンダーの移動方向に沿って移
   動自在に配置され、加圧空気の供給を受けてその先端部
   をエアーシリンダーの後端部に向けて衝撃力をもって当
   接させてエアーシリンダーをワークに向けて衝撃的に押
   圧し、一方前記加圧空気の供給の停止時において、エア
   ーシリンダーに対する押圧力を除去し得る加圧ピストン
   と；加圧ピストンの受圧室と圧力源とを結ぶ第２加圧空
   気通路と、前記受圧室と大気とを結ぶ第２大気通路と、
   を切換え、受圧室内に加圧空気又は大気を選択的に導入
   する第２制御弁と、エアーシリンダーの先端部をワーク
   より離反させる弾性力を有する第１弾性部材と；加圧ピ
   ストンの先端部をエアーシリンダーの後端部より離反さ
   せる弾性力を有する第２弾性部材と；を備えてなるプラ
   グ圧入機。