JP2001124533A - バルブシート面検査装置および検査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光切断法を用いたシリンダヘッド面検査にお
いて、シリンダヘッド面に斜めにスリット光を照射する
配置であっても、正しい断面形状が測定できる技術を提
供する。 【解決手段】 センサヘッド１０によってバルブシート
面にスリット光を斜めに照射し、光切断線の画像を視認
する。バルブシートの中心を回転軸としてスリット光源
視認された画像は、制御部６０によって点列データに変
換され、さらに非線形的に歪んだ点列データを補正す
る。この結果、マスターワークの測定値との比較測定に
よって肉盛層の厚さの測定、欠肉の有無等を正確に予測
することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車のエンジン
等に用いられるシリンダーヘッドのバルブシート面を検
査するバルブシート面検査装置に関し、特に、レーザー
溶接等によって肉盛された肉盛層の厚みを検査する技術
に関する。

【０００２】

【従来の技術】シリンダーヘッドのバルブシートは、高
い寸法精度と耐磨耗性が要求される。従来、シリンダー
ヘッドのバルブシートは、アルミニウム合金のシリンダ
ーヘッド母体に下穴を機械加工し、その部分に鋳鉄製の
リング形状機械加工部品を打ち込み、しかる後、バルブ
が接合する面を仕上げ加工している。近年、燃焼効率の
向上を目的として、打ち込み式のバルブシートに代え
て、アルミ合金のシリンダーヘッド母体に、直接、銅合
金等の粉末を肉盛りする加工方法が開発されている。

【０００３】この場合も、その肉盛層が最終的な形状に
切削加工（以下「仕上げ加工」という）されることによ
って、高い寸法精度および耐磨耗性を持つバルブシート
が作製される。

【０００４】このような高性能なバルブシートを作製す
るためには、肉盛層の厚さ（高さ）を管理することが重
要である。例えば、仕上げ加工後の最終的なバルブシー
ト面に対して肉盛層の厚さが十分でない状態（欠肉）
は、仕上げ加工後のバルブシート面に窪みを生じさせ、
バルブシートの不良に直結する。一方、仕上げ加工の際
に削り取られる肉盛層が必要以上に厚すぎることは、肉
盛に使用される材料を無駄に消費することになるだけで
なく、母材に熱歪みを生じさせ、不具合の発生要因とな
る。

【０００５】バルブシートを管理するためには、環状を
したバルブシートの全周、全幅について、肉盛層の厚さ
を正確に測定する必要がある。

【０００６】バルブシート面の形状寸法、特に、肉盛層
の厚さを測定する技術として、光切断式センサを用いて
測定する技術が考えられる。光切断式センサとは、対象
にスリット光を照射して生ずる切断線をビデオカメラ等
の視認手段で観測することによって対象の高さや凸凹等
を検出するセンサである。

【０００７】光切断式センサを用いて対象の高さを検出
する場合、スリット光を斜めに照射すると、切断光が歪
んで観測されるため、通常は、スリット光を対象に垂直
に照射することによって、正確な断面形状を測定してい
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、バルブ
シートについて光切断式センサを用いて検査する場合、
スリット光をバルブシート面に垂直に照射する配置が難
しいことがある。例えば、スリット光をバルブシート面
に垂直に照射するようにスリット光源を配置すると、そ
れに伴ってビデオカメラがシリンダヘッドの面に近付き
すぎる場合がある。この場合、ビデオカメラの視野がシ
リンダヘッドのたてかべ部分等の構造物によって遮られ
てしまい、バルブシート全周を測定することが困難とな
るおそれがある。

【０００９】一方、スリット光をバルブシート面に斜め
に照射することによってビデオカメラの視野角度を深く
とる配置が可能となり、ビデオカメラの視野を十分に確
保できる。ただし、スリット光がバルブシート面に斜め
に照射されるため、切断線が歪み、ビデオカメラで観測
される画像が非線形的に歪んでしまうという問題を生じ
る。このため、従来、仕上げ加工後のバルブシート面に
対する欠肉欠陥の有無の判断、仕上げ加工後に残る肉盛
層の厚さの推定、仕上げ加工後のバルブシート面に露出
してしまう母材部分の有無の推定を正確に行うことがで
きない場合があった。

【００１０】本発明は、このような問題点を解決するた
めに成されたものである。したがって、本発明の目的
は、光切断式センサを利用してバルブシート面を検査す
る場合において、照射されるスリット光をバルブシート
面に対して垂直に照射できない場合であっても、バルブ
シート面の断面形状を正確に測定することができ、仕上
げ加工の際に削り取られる肉盛層の厚さの推定、仕上げ
加工後のバルブシート面に対する欠肉の有無の判断、仕
上げ加工後に残る肉盛層の推定、仕上げ加工後のバルブ
シート面に露出してしまう母材部分の有無の推定を正確
に行うことができるバルブシート面検査技術を提供する
ことである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、以下のように構成される。

【００１２】請求項１に記載の発明は、スリット光源お
よび視認手段を備えたバルブシート面検査装置におい
て、バルブシート面にスリット光を照射するスリット光
源と、スリット光がバルブシート面に当たって形成され
る光切断線を視認する視認手段と、バルブシートの中心
を回転軸として前記スリット光源および前記視認手段を
バルブシート面に対して相対的に回転移動させる駆動手
段と、前記視認手段によって視認された光切断線の画像
を点列データに変換する点列データ変換手段と、バルブ
シート面にスリット光が斜めに照射されることによる前
記点列データの歪みを補正する補正手段とを有すること
を特徴とする。

【００１３】請求項２に記載の発明は、さらに、前記補
正手段によって補正された点列データを記憶する記憶手
段を有することを特徴とする。

【００１４】請求項３に記載の発明は、前記記憶手段
は、さらに前記スリット光源および前記視認手段の回転
軸の位置を記憶することを特徴とする。

【００１５】請求項４に記載の発明は、前記記憶手段に
記憶された第１の点列データと第２の点列データとの差
分をとる差分手段を有することを特徴とする。

【００１６】請求項５に記載の発明は、前記第１の点列
データは、予め寸法が明らかとなっているマスターワー
クを視認して得られた補正後の点列データであることを
特徴とする。

【００１７】請求項６に記載の発明は、バルブシート面
検査装置は、バルブシート下穴に層を形成した後に切削
加工を行って作製されるバルブシート面を検査するもの
であり、前記第２の点列データは、前記切削加工前のバ
ルブシート面を視認して得られた補正後の点列データで
あり、さらに、前記差分手段による差分の結果に基づい
て、切削加工によって削り取られる層の厚さを計算し、
層の厚さが不十分な部分が発生するか否かを判断する欠
肉判断手段を有することを特徴とする。

【００１８】請求項７に記載の発明は、バルブシート面
検査装置は、バルブシート下穴に層を形成した後に切削
加工を行って作製されるバルブシート面を検査するもの
であり、前記第２の点列データは、層の形成前のバルブ
シート下穴を視認して得られた補正後の点列データであ
り、さらに、前記差分手段による差分の結果に基づい
て、切削加工の際に残存する層の厚さを計算し、バルブ
シート下穴の母材が露出するか否かを判断する母材露出
判断手段を有することを特徴とする。

【００１９】請求項８に記載の発明は、前記補正手段に
よって補正された点列データの芯触れの量に基づいてバ
ルブシートの位置精度を算出する位置精度算出手段を有
することを特徴とする。

【００２０】請求項９に記載の発明は、スリット光源お
よび視認手段をバルブシートの中心を回転軸として回転
するとともに、スリット光源によってバルブシート面に
スリット光を照射し、スリット光がバルブシート面に当
たって形成される光切断線を前記視認手段によって視認
し、視認された光切断線に基づいて点列データに変換
し、バルブシート面にスリット光が斜めに照射されるこ
とによる前記点列データの歪みを補正することを特徴と
する。

【００２１】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、バルブ
シート面にスリット光が斜めに照射されることによる前
記点列データの歪みを補正する補正手段とを有するの
で、バルブシート面の法線方向に対し、スリット光を斜
めに照射する配置が可能となり、視認手段の視野が妨げ
られなくなり、バルブシートの全周に渡って測定しやす
くなる。また、バルブシート面の正確な断面形状を求め
ることができ、バルブシートの製造を適切に管理するこ
とができる。

【００２２】請求項２または３に記載の発明によれば、
前記補正手段によって補正された点列データを記憶する
記憶手段を有するので、各工程毎のバルブシート面の正
確な断面形状を記憶しておいて、互いに比較することが
可能になる。

【００２３】請求項４に記載の発明によれば、前記記憶
手段に記憶された第１の点列データと第２の点列データ
との差分をとる差分手段を有するので、各工程間におけ
るバルブシート面の変化を測定することができ、各工程
によってバルブシート面がどのように変化するかを正確
に予測することができる。

【００２４】請求項５に記載の発明によれば、前記第１
の点列データは、予め寸法が明らかとなっているマスタ
ーワークを視認して得られた補正後の点列データである
ので、寸法通りに正確に加工されたバルブシート面の形
状と比較したときの各工程におけるバルブシート面の形
状の状態を検査することができ、最終的に正確に加工さ
れる場合のバルブシート面の状態、良否判別を最終的な
加工前に予測することができる。

【００２５】請求項６に記載の発明によれば、前記差分
手段による差分の結果に基づいて、切削加工によって削
り取られる層の厚さを計算し、層の厚さが不十分な部分
が発生するか否かを判断する欠肉判断手段を有するの
で、切削加工の際に削り取られる層の厚さを正確に予想
でき、また、形成された層の厚さが十分でない場合をい
ちはやく判断できる。したがって、削り取られる層の厚
さが必要以上に多いことを避けて、層に使用される材料
を無駄に消費することを防止し、熱歪みの発生を防止し
てバルブシートの製作時の不具合を軽減できる。さら
に、層の厚さが不十分である場合の最終的な窪みの発生
を防止することができる。

【００２６】請求項７に記載の発明によれば、前記差分
手段による差分の結果に基づいて、切削加工の際に残存
する層の厚さを計算し、バルブシート下穴の母材が露出
するか否かを判断する母材露出判断手段を有するので、
層の形成や最終的な切削加工の前に、母材が露出する否
かを判断することができ、バルブシート下穴作製時点
で、良否の決定をすることができ、早い時点でバルブシ
ート下穴の作成工程の不具合を発見できる。また、バル
ブシート面における層の最終的な厚さについての知見を
得ることができる。

【００２７】請求項８に記載の発明によれば、前記補正
手段によって補正された点列データの芯触れの量に基づ
いてバルブシートの位置精度を算出する位置精度算出手
段を有するので、バルブシートの位置精度を簡便に検査
することができる。

【００２８】請求項９に記載の発明によれば、バルブシ
ート面にスリット光が斜めに照射されることによる前記
点列データの歪みを補正するので、スリット光をバルブ
シー面に斜めに照射することによって視認手段の視野角
度を大きくした場合であっても、バルブシートの全周に
渡って正確な断面形状を求めることができ、バルブシー
ト面の正確な検査を行うことができる。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、図面にしたがって、本発明
の一実施形態を詳細に説明する。

【００３０】図１は、本発明の一実施形態であるバルブ
シート面検査装置の概略図を示す。バルブシート面検査
装置は、センサヘッド１０を有する。センサヘッド１０
は、光切断式センサのヘッドであり、検査するバルブシ
ート面にスリット光を照射して生ずる切断線を光源とは
異なる方向からビデオカメラ等の視認部で視認すること
によってバルブシート面の高さ、凸凹等を測定する。

【００３１】また、バルブシート面検査装置には、セン
サヘッド１０と検査対象であるシリンダヘッド１００と
の相対的な位置関係を調整するための位置調整部２０が
備えられている。この位置調整部２０は、センサヘッド
１０の位置を３軸方向に移動することができ、センサヘ
ッド１０の回転軸とシリンダヘッド１００のバルブシー
トの中心軸とを合わせることができる。また、センサヘ
ッド１０が取り付けられた回転駆動部３０は、バルブシ
ートの中心軸を回転軸として、センサヘッド１０をシリ
ンダヘッド１００のバルブシート面に対して相対的に回
転移動する。

【００３２】なお、シリンダヘッド１００を保持するた
めに治具７０や作業台８０が備えられている。作業台８
０はシム調整機構２２を有しており、シリンダヘッド１
００の角度を調節することができる。

【００３３】バルブシート面検査装置は、制御部６０を
備える。制御部６０は、センサヘッド１０によって検出
された切断線の画像データに基づいて各種のデータ変換
および補正を行うとともに、位置調整部２０や回転駆動
部３０等の制御を行う。制御部６０は、パーソナルコン
ピュータやエンジニアリングワークステーション等のコ
ンピュータを用いて構成することができ、センサヘッド
１０や位置調整部２０に接続される。

【００３４】さらに、指示を行うためのデータを入力す
る入力部４０、およびバルブシート面検査装置の検査結
果等を表示する表示部５０が制御部６０に接続されてい
る。

【００３５】図２は、センサヘッド１０の構成例を示す
概略図である。

【００３６】センサヘッド１０は、スリット光９０を照
射するスリット光源部１２とスリット光の画像を捉える
ための視認部１４とを有する。スリット光源部１２は、
スリット光９０を照射する。照射されるスリット光９０
は、断面が一方向に伸張された光であり、検査するワー
クの面（つまり、バルブシート面）の法線方向に対して
θｓの角度をなすように斜めに照射される。このような
配置の結果、視認部１４の視野が十分に確保される。な
お、スリット光源部１２は、レーザー光源等で構成する
ことができる。

【００３７】視認部１４は、ワークにスリット光９０を
照射して生ずる切断線９２をスリット光の光軸とは異な
る方向から観測するための手段であり、ビデオカメラ、
イメージセンサ、その他撮像手段が含まれる。精度を高
める上では、スリット光源部１２の光軸と視認部１４の
軸とは９０度になるように設計することができる。

【００３８】図３は、バルブシート面検査装置の機能を
説明するためのブロック図である。

【００３９】上述したようにスリット光源部１２と視認
部１４とはセンサヘッド１０を構成する。また、センサ
ヘッド１０の回転軸とバルブシートの中心軸とが正確に
一致するように位置調整部２０によって調節された後、
回転駆動部３０は、スリット光源部１２と視認部１４が
一体となったセンサヘッド１０をバルブシート面に対し
て相対的に回転移動する。視認部１４は、スリット光を
照射して生ずる切断線９２をバルブシート面の各地点で
観測し、観測された切断線９２の画像データは、制御部
６０に出力される。

【００４０】制御部６０は、以下の機能を有する。

【００４１】点列データ変換部６１は、視野部１４から
入力された画像データを点列データに変換する。点列デ
ータは、バルブシート面上の各観測地点毎の断面形状を
示すものである。点列データは、バルブシートの全周に
渡って作成される。

【００４２】歪み補正部６２は、点列データ変換部６１
によって変換された点列データの歪を補正するものであ
る。本発明のバルブシート面検査装置におけるスリット
光源部１２は、バルブシート面の法線方向に対してθｓ
の角度をなすように斜めにスリット光９０を照射するも
のであるため、スリット光９０の切断線９２の画像が歪
む。その結果、切断線９２の画像データを点列データに
変換しただけでは、正確な断面形状を示すことができな
い。したがって、歪み補正部６２は、正確な断面形状を
表示できるように、補正計算を行い、点列データを補正
する。

【００４３】第１記憶部６３および第２記憶部６４は、
各々、測定された断面形状を示す補正された点列データ
を記憶するメモリである。例えば、第１記憶部６３は、
仕上げ加工を施して正確な形状に加工された良品のバル
ブシート面の断面形状を示す点列データを基準値として
記憶する。一方、第２記憶部６４は、不良判別を行うた
めに検査する各々のバルブシート面の断面形状を示す点
列データを記憶する。さらに、第１記憶部６３および第
２記憶部６４は、センサヘッド１０を構成しているスリ
ット光源部１２および視認部１４の回転軸の位置を記憶
しておくこともできる。なお、１つのメモリ素子のメモ
リ領域を２つに分けて、各メモリ領域を第１記憶部６３
と第２記憶部６４として使用することもできる。

【００４４】差分計算部６５は、第１記憶部６３に記憶
されている点列データと、第２記憶部６４に記憶されて
いる点列データとの差分をとるものである。例えば、差
分計算部６５は、検査をするバルブシート面の断面形状
を示す補正された点列データと、基準値として記憶され
ている仕上げ処理後のバルブシート面に関する点列デー
タとの差分をとる。差分計算部６５による差分計算の結
果に基づいて、判断部６７は、肉盛層の厚さ、欠肉が生
じるか否か、および仕上げ処理によって母材が露出する
か否か等の判断を行う。

【００４５】なお、判断部６７による判断結果は、表示
部５０に表示することができ、肉盛層の厚さ等の算出結
果は表示部５０にグラフィック表示することができる。
また、制御部６０には、位置調整部２０や回転駆動部３
０を制御する駆動制御部６６が備えられている。

【００４６】以上のように構成されるバルブシート面検
査装置を実際にバルブシート面の検査に適用した実施形
態を説明する。

【００４７】図４は、検査の対象となるシリンダヘッド
１００の底面図である。シリンダヘッド１００には、給
気ポート１１２と排気ポート１１４が設けられている。
給気ポート１１２と排気ポート１１４は、各々環状をし
たバルブシート１１０を備えている。但し、給気ポート
１１２と排気ポート１１４とでは、そのバルブシート１
１０の径が異なっていてもよい。

【００４８】この環状をしたバルブシート１１０は、シ
リンダーピストン機構の中でも、精度および耐磨耗性が
要求される重要な部分である。そのため、本発明は、バ
ルブシート１１０の全周に渡ってバルブシート１１０の
面を検査する。したがって、図５に示すように、バルブ
シート１１０の中心軸とセンサヘッド１０の回転軸とが
一致するように調整され、センサヘッド１０（すなわち
スリット光源部１２と視認部１４とが一体的に構成され
たもの）がバルブシート１１０の面に対して相対的に回
転移動される。その結果、バルブシート１１０の周上の
各地点におけるバルブシート１１０の断面形状を示す点
列データを得ることができる。

【００４９】図６は、検査される各バルブシート１１０
の断面形状を模式的に示した図である。バルブシート１
１０の面（以下、「バルブシート面」という）は、その
各工程毎に種々の断面形状を持つ。

【００５０】図６（Ａ）に示すように、バルブシート１
１０は、アルミニウム等の金属を鋳造して所定の素材形
状を持つように形成されたバルブシート下穴（母材）１
２０の上に、耐磨耗性の高い金属のビードを肉盛して肉
盛層１２２を形成したグリッド構造を持つ。したがっ
て、バルブシート面は、丸みをおびた曲面となることが
多い。

【００５１】次に図６（Ｂ）に示すように、肉盛層１２
２が形成されたバルブシート１１０が基準面１２６、１
２８等にしたがって仕上げ加工され、寸法通りに仕上げ
加工されたワーク１２４が作成される。

【００５２】図６（Ｃ）は、肉盛層１２２が形成された
バルブシート１１０の断面形状と、正確に所定の寸法通
りに仕上げ加工されたバルブシートの断面形状（基準面
１２６、１２８）とを比較した様子を示す。肉盛層１２
２の高さが、基準面１２６、１２８よりも低い部分は、
欠肉１３０であり、仕上げ加工された後に窪みとなる。
また、肉盛層１２２の高さから、仕上げ加工後のバルブ
シート面の高さ（基準面１２６および１２８）を差し引
いた差分は、仕上げ加工によって削り取られる肉盛層１
２２の厚みを示す。

【００５３】以上のように、バルブシート１１０の断面
形状を測定し、寸法通り仕上げ加工されたバルブシート
の断面形状（基準面１２６、１２８）と比較することに
よって、欠肉の有無や、仕上げ加工によって削り取られ
る肉盛層１２２の厚さ等を検査することができる。

【００５４】しかしながら、バルブシート面が平面では
なく、面上の位置によって高さが変化する曲面であるこ
とから、面の法線方向からθｓの角度を持って斜めにス
リット光９０を照射する場合、そのまま切断線９２を観
測したのみでは、画像が歪んでしまって高さ方向の測定
値を正確に求めることが難しい。

【００５５】図７および図８は、バルブシート面の法線
方向とθｓの角度をなすように斜めにスリット光９０が
照射される場合の画像の歪みの内容を示す。

【００５６】図７（Ａ）は、バルブシート面に垂直にス
リット光９０が照射される場合を示す。図７（Ｂ）は、
バルブシート面上の切断線９２の画像データを断面形状
を示す点列データに変換した結果を示す。縦軸が、バル
ブシート１１０の面の高さ（変位）を表している。

【００５７】一方、図８（Ａ）は、バルブシート面の法
線方向とθｓの角度をなすように斜めにスリット光９０
が照射される場合を示す。図８（Ｂ）は、バルブシート
面上の切断線９２の画像を断面形状を示す点列データに
変換した結果を示す。

【００５８】図７（Ｂ）と図８（Ｂ）とを比較すると、
バルブシート面１１０の法線方向に対してθｓの角度を
なすように斜めにスリット光９０が照射された場合、幅
方向の値（図中の横軸）は変化しないが、高さ方向の値
（図中の縦軸）が誇張される。さらに、バルブシート１
１０の曲面上の高さに依存して歪みの具合が異なるた
め、図７（Ｂ）と図８（Ｂ）に示された断面形状は、相
似形にならない。このため、バルブシート面のような曲
面に対して斜めにスリット光９０を照射して断面形状を
観察する際には、画像が非線形的に画像が歪み、正確な
断面形状を検出することが困難となる。本発明のバルブ
シート面検査装置は、この歪みを補正するために歪み補
正部６２を備えている。以下、この歪み補正部６２によ
る補正の内容について説明する。

【００５９】図９、図１０、および図１１は、歪み補正
部６２による補正の内容を説明するための説明図であ
る。

【００６０】＜検査対象物の面に対して斜めにスリット
光が照射されることの考慮＞図９は、対象物の変位（例
えば、バルブシート面の「高さ」に相当する）の基準値
ｒ_mに対して±Δｒの変化（段差）がある場合を模式的
に示している。

【００６１】図中、基準値となる変位、および、基準値
よりΔｒだけ大きい変位、ならびに基準値よりΔｒだけ
低い変位は、それぞれ同心円で表されている。

【００６２】この検査対象物の面の法線方向に対してθ
ｓの角度だけ傾いてスリット光９０が照射される場合、
基準となる半径ｒ_mの円に対して半径がΔｒだけ小さい
円で観測される変位をΔｄｓ₁とし、基準となる半径ｒ_m
の円に対して半径がΔｒだけ大きい円で観察される変位
をΔｄＳ₂とすると、図に示したように｜Δｄｓ₁｜＞｜
Δｄｓ₂｜となる。

【００６３】観測された変位から実際の円の半径ｒ（ｒ
＝ｒ_m＋Δｒ）を補正計算する式を求める。

【００６４】観測される変位を図中のｄ軸上に表す。半
径ｒ_mの円でセンサヘッド１０によって観測される変位
をｄ₀とし、半径ｒ（＝ｒ_m＋Δｒ）の円でセンサヘッド
１０によって観測される変位をｄ（＝ｄ₀＋Δｄｓ₂）と
する。

【００６５】直角三角形αβγに着目すると、幾何学的
に、実際の半径ｒは、式１のように導き出せる。

【００６６】

【数１】

【００６７】したがって、実際の変位（段差）Δｒは、
式２のように導き出せる。

【００６８】

【数２】

【００６９】＜センサが下向きに４５度の迎角をもって
いることの考慮＞バルブシートを測定する場合、センサ
ヘッド１０は、下向きに４５度の迎角を持っている。し
たがって、図９で求めた補正計算式を適用するために、
センサヘッド１０が下向きに４５度の迎角を持っている
ことに基づく修正を加える必要がある。

【００７０】図１０はバルブシート面を測定する場合の
バルブシート１１０とセンサヘッド１０との位置関係を
模式的に示す図であり、バルブシート１１０の中心軸方
向に沿った断面図である。

【００７１】図１０において、センサヘッド１０の迎角
は４５度である。ｒ₀は、センサヘッド１０からバルブ
シート面（より、正確にはバルブシート面は幅を持つの
で、センサヘッド１０の光軸中心が位置するバルブシー
ト面上の位置）までのスリット光９０の光軸に沿った距
離（以下、「スタンドオフ」という）である。また、Ｒ
₀は、バルブシート１１０の半径である（より正確に
は、バルブシート１１０の面は、幅を持つので、センサ
ヘッド１０の光軸中心が位置するバルブシート面上の位
置とバルブシートの中心軸との距離をＲ₀とする）。ま
た、バルブシート面の法線方向、すなわち、肉盛の盛り
上がり方向をｄ方向とする。なお、センサヘッド１０の
センサ光軸はとｄ方向に対してθｓの角度を持つ。ま
た、ｌは、バルブシート面におけるセンサヘッド１０の
光軸の中心を０としたときののスリット光断面伸長方向
に沿った距離であり、バルブシート１１０の外周に向か
う方向を正にとっている。

【００７２】また、バルブシート１１０の中心軸に向か
う半径方向をＲ方向とし、上述のようにバルブシート面
の法線方向（すなわち、バルブシートの軸に沿った断面
における斜面に直交する方向）をｄ方向とし、スリット
光９０の断面伸長方向をｌ方向とする。

【００７３】図９で説明した補正計算の結果を使用する
ために、観測される位置ｄやθｓのＲ方向への寄与分を
求める。

【００７４】バルブシート面に対し観測されるｄ方向に
沿った位置をｄ₀とすると、その位置の変化ΔｄのＲ方
向への寄与率は、１／√２である。したがって、式１お
よび式２のｒ_mをＲ₀とし、ｄ−ｄ₀を（ｄ−ｄ₀）／√２
と置き換えることができる。

【００７５】また、図１１に示したように、Ｒ方向から
見た法線（図９でいう円の接線と直交する線）とスリッ
ト光９０とのなす角度θｓ′と、ｄ方向から見た法線
（図９でいう円の接線と直交する線、すなわちバルブシ
ート面の盛り上がり方向の法線）とスリット光９０との
なす角度θｓとの関係は、式３および式４によって表さ
れる。

【００７６】

【数３】

【００７７】

【数４】

【００７８】式３および式４におけるＲ方向から見たス
リット光９０の成す角度θｓ′が図９におけるθｓに該
当する。したがって、式１および式２のｓｉｎθｓおよ
びｃｏｓθｓをｓｉｎθｓ′およびｃｏｓθｓ′で置き
換えることで、以下の補正式が成り立つ。

【００７９】但し、基準となる実際の円の半径は、ｌ方
向の位置、すなわち、スリット光９０の断面伸長方向に
沿った位置によって変化する。この点を考慮して、Ｒ₀
を（ｒ₀＋ｌ）／√２と置き換える。また最終的に知り
たいのは、バルブシート面の肉盛等の盛り上がり方向、
すなわちｄ方向の変位であるΔｒであり、Δｒは、Δｒ
＝√２ΔＲと表される。

【００８０】これらの結果を利用することによって、変
位Δｒは、式５のように導き出される。

【００８１】

【数５】

【００８２】したがって、歪み補正部６２は、式５にし
たがって、点列データを補正し、正確な断面形状を算出
することができる。

【００８３】以上のように構成されるバルブシート面検
査装置を用いて、各種の検査を行うためには、センサヘ
ッド１０を回転させる回転軸等の初期調整（キャリブレ
ーション）を行う必要がある。図１２および図１３に初
期調整をする場合の概略構成を示す。

【００８４】キャリブレーションを行う場合、キャリブ
レーション用マスターピース１４０が測定される。

【００８５】キャリブレーション用マスターピース１４
０は、精度が確かめられたワークである。バルブシート
面検査装置は、スピンドル３３を備えており、通常はス
ピンドル３３にはセンサヘッド１０が取り付けられてい
る。ただし、バルブシート面検査装置は、センサヘッド
１０の代わりにマスターヘッド３４を取り付けることが
できる。マスターヘッド３４にはゲージＡ３５、および
ゲージＢ３６が取り付けられており、駆動制御部６６等
によって、ゲージＡ３５およびゲージＢ３６の目盛りを
自動的に読み込むことによって、面振や偏心がないよう
に調整する。

【００８６】次に、マスターヘッド３４に代えて、セン
サヘッド１０を装着し、キャリブレーション用マスター
ピース１４０の傾斜面１４１およびエッジ部分１４２の
位置を測定する。この測定結果を基にして、センサヘッ
ド１０のオフセット（Ｘｓ，Ｙｓ、Ｚｓ、θｓ）を調整
する。以上のようにセンサヘッド１０とマスターヘッド
３４を着脱自在に構成することによって、初期調整の処
理が容易になる。

【００８７】初期調整を行った後、各種の検査を行うモ
ードに入る。

【００８８】バルブシート面検査装置は、複数種類の検
査に使用することができる。具体的には、仕上げ加工に
よって削り取られる肉盛層１２２の厚さ、欠肉１３０の
有無の判断、仕上げ加工後に残る肉盛層１２２の厚さ、
仕上げ加工後にシート面に母材が露出するか否かの判
断、および、バルブシート下穴の位置精度についての検
査および検査を行うことができる。

【００８９】＜仕上げ加工で削り取られる肉盛層の厚
さ、および欠肉の有無の判断＞図１４は、仕上げ加工で
削り取られる肉盛層１２２の厚さの推定、および欠肉１
３０の有無の判断を行う測定内容を説明するためのバル
ブシート１１０の断面図であるバルブシート１１０の構
成は、母材を鋳造して所定の素材形状を持つようにバル
ブシート下穴１２０を形成した段階（肉盛前の段階）、
肉盛して肉盛層１２２を形成した段階、および、肉盛層
１２２を所定の形状になるように仕上げ加工（切削加
工）して最終的な形状１２４となった段階によって異な
る。

【００９０】バルブシート面検査装置は、まず、正確に
所定寸法通りに仕上げ加工されていることが確認されて
いるワーク（以下、「マスターワーク」と称する）のバ
ルブシート面を測定する。すなわち、図１４に示される
最終的な製品の形状１２４が測定される。測定は、バル
ブシート１１０の全周および全幅に渡って行われる。

【００９１】マスターワークのバルブシート面の測定結
果、すなわち断面形状を示す点列データは、第１記憶部
６３に記憶される。

【００９２】一方、肉盛層１２２の形成されたバルブシ
ート面が測定される。測定は、マスターワークのバルブ
シート面の測定と同様に行われる。肉盛層１２２が形成
されたバルブシート面の測定結果、すなわち断面形状を
示す点列データは、第２記憶部６４に一時記憶される。

【００９３】図１５は、マスターワークのバルブシート
面の測定結果と肉盛層１２２の形成されたバルブシート
面の測定結果を示す。なお、マスターワークのバルブシ
ート面の断面形状は、台形形状をしている。したがっ
て、マスターワークのバルブシート面の測定領域は、区
間１（斜辺部）、区間２（上底部）、および区間３（斜
辺部）に分けられ、それぞれの領域における測定結果
は、基準面１２６、１２７、および１２８で表される。

【００９４】一方、肉盛層１２２の形成されたバルブシ
ート面の測定結果１２２ａは、マスターワークのバルブ
シート面の測定結果（基準面１２６、１２７、１２８）
と比較される。

【００９５】図１６は、マスターワークのバルブシート
面の測定結果と肉盛層１２２が形成されたバルブシート
面の測定結果とを比較して説明するための図である。

【００９６】肉盛層１２２の形成されたバルブシート面
は、仕上げ加工によって、最終的な形状１２４、すなわ
ち、マスターワークの面まで切削される。したがって、
肉盛層１２２の形成されたバルブシート面の測定結果
（点列データ）１２２ａから、マスターワークのバルブ
シート面の測定結果の基準面１２６、１２７、および１
２８（点列データ）の値を差し引いた値（図中の矢印で
示した値）が、仕上げ加工によって、削り取られる肉盛
層１２２の厚さである。

【００９７】一方、差し引いた値が負である部分、すな
わち、肉盛層１２２の形成されたバルブシート面の測定
結果１２２ａが、もともとマスターワークのバルブシー
ト面の測定結果の基準面１２６、１２７、１２８の値よ
りも小さい部分は、欠肉１３０となる。バルブシート面
が最終的にマスターワークのバルブシート面の基準面１
２６、１２７、１２８に仕上げ加工される場合、欠肉１
３０の部分は肉盛層１２２の厚さが不十分であるため最
終的にバルブシート面に窪みが生じることになる。

【００９８】なお、削り取られる肉盛層１２２の厚さの
推定、および、欠肉部分１３０の有無の判断は、区間
１、区間２、および区間３の各区間毎に行うことができ
る。

【００９９】以上のように、マスターワークのバルブシ
ート面の断面形状を示す点列データ（基準面１２６、１
２７、１２８のデータ）を記憶しておき、肉盛層１２２
の形成された（仕上げ加工前の）バルブシート面の断面
形状を示す点列データ（測定値１２２ａ）との差分をと
ることによって、仕上げ加工によって削り取られる肉盛
層の厚さ、および欠肉１３０の有無が判断できる。

【０１００】＜仕上げ加工後に残る肉厚層の厚さ、仕上
げ加工後にシート面に母材が露出するか否かの判断＞図
１７は、仕上げ加工後に残る肉盛層１２２の厚さの推
定、仕上げ加工後にシート面に母材が露出するか否かの
判断を行う測定内容を説明するためのバルブシート１１
０の断面図である。

【０１０１】図１７には、母材を鋳造して所定の素材形
状を持つようにバルブシート下穴が形成された段階（肉
盛層の形成前）のバルブシート面の形状が符号１２０ａ
で示されている。図１７に示した、バルブシート下穴を
形成した段階（肉盛層の形成前）のバルブシート形状１
２０ａは、形状不良を起こしており、本来の形状１２０
ｂに比べて位置がずれている。

【０１０２】バルブシート面検査装置は、マスターワー
クのバルブシート面の形状を測定し、その測定結果を第
１記憶部６３に記憶する点は図１４に示した場合と同様
である。図１４に示したように、仕上げ加工で削り取ら
れる肉盛層１２２の厚さや欠肉１３０の有無の判断を行
う場合は、マスターワークの測定結果と肉盛層１２２が
形成されたバルブシート面の測定結果とを比較したが、
本測定では、マスターワークの測定結果とバルブシート
下穴が形成された（肉盛層１２２の形成前の）バルブシ
ート面の測定結果と比較する。

【０１０３】図１８は、マスターワークのバルブシート
面の測定結果と肉盛層１２２の形成前のバルブシート面
の測定結果とを比較して説明するための図である。

【０１０４】バルブシート下穴が形成された（肉盛層１
２２の形成前の）バルブシート面の測定結果１２０ａ、
および、マスターワークのバルブシート面の測定結果
（基準面１２６、１２７、１２８）が示されている。

【０１０５】マスターワークのバルブシート面の測定結
果である点列データ（基準面１２６、１２７、１２８）
から、バルブシート下穴形成後（肉盛層１２２の形成
前）のバルブシート面の測定結果である点列データ１２
０ａを差し引いた値が、仕上げ加工後に残存する肉盛層
１２２の厚さとなる。また、差し引いた値が負である部
分、すなわち、マスターワークのバルブシート面の測定
結果（基準面１２６、１２７、１２８の値）が、バルブ
シート下穴形成後（肉盛層１２２の形成前）のバルブシ
ート面の測定結果１２０ａよりも小さい部分は、仕上げ
加工によって、肉盛層がすべて削り取られてしまい、母
材が表面に露出する部分となる。

【０１０６】以上のように、マスターワークのバルブシ
ート面の測定結果である点列データ（基準面）、およ
び、バルブシート下穴形成後（肉盛層１２２の形成前）
のバルブシート面の測定結果である点列データとの差分
をとることによって、仕上げ加工後に残る肉盛層の値を
推定することができ、また、仕上げ加工後に母材が露出
するか否かを判断することができる。

【０１０７】＜バルブシート下穴の位置精度についての
検査＞バルブシート下穴形成後のバルブシート面を全
周、全幅に渡って測定する。測定結果である点列データ
によって芯振れの程度を観測でき、芯振れ量から、バル
ブシート下穴の位置精度を算出することができる。図１
９に測定結果例を示す。

【０１０８】以上のように構成され、バルブシート面の
各種検査および検査を行うことができるバルブシート面
検査装置の処理内容をフローチャートにしたがって説明
する。

【０１０９】図２０は、バルブシート面の形状測定処理
について示すフローチャートである。

【０１１０】まず、位置調節部２０は、センサヘッド１
０の回転軸とバルブシート１１０の中心軸とを確実に合
わせるように初期調整を行う。初期調整は、キャリブレ
ーション用マスターピース１４０を測定することよって
行うことができる。回転駆動部３０を構成しているスピ
ンドル３３は、センサヘッド１０の変わりにマスターヘ
ッド３４を装着することができるように構成される。ゲ
ージＡ３５およびゲージＢ３６が取り付けられているマ
スターヘッドをスピンドル３３に装着し、ゲージの値を
駆動制御部６６で検出する。この検出結果に応じて、位
置調整部２０は、３軸方向にセンサ位置を移動して位置
調整を行う。これによって、センサヘッド１０の回転軸
とバルブシート１１０の中心軸とが一致し、面振や偏心
が防止される。 さらに、マスターヘッド３４に代えて
センサヘッド１０が装着され、キャリブレーション用マ
スターピース１３０の傾斜面１４１およびエッジ部１４
２の位置が測定される。また、スリット光源部１２の中
心位置、および照射されるスリット光９０の照射角度θ
ｓが設定される。

【０１１１】初期調整の後、バルブシート面検査装置に
は、検査対象となるシリンダーヘッド１００が装着され
る。シリンダヘッド１００は、治具７０および作業台８
０によって固定される（Ｓ２０）。

【０１１２】センサヘッド１０のスリット光源部１２か
らスリット光９０がシリンダーヘッド１００のバルブシ
ート面に対して照射される（Ｓ３０）。スリット光９０
は、断面形状が一方向に伸長された光である。スリット
光源部１２は、スリット光９０をバルブシート面の法線
方向に対してθｓの角度を持って斜めに照射する。この
結果、スリット光源部と一体に取り付けられている視認
部１４の視野が広くとることができ、バルブシートのエ
ッジ付近の構造物によって視認部１４の視野が遮られる
ことが防止される。この結果、バルブシート面１１０の
全周に渡って測定することが容易になる。

【０１１３】次に視認部１４は、バルブシート面にスリ
ット光９０が照射されることによって生ずる切断線９２
をスリット光の光軸とは異なる方向から観測し、観測さ
れた切断線９２の画像データは、点列データ変換部６１
によって、断面形状を示す点列データに変換される（Ｓ
４０）。但し、バルブシート面の法線方向に対してθｓ
の角度をなすように斜めにスリット光９０が照射される
関係上、非線形的に画像が歪み、点列データにも歪みが
生じる。したがって、歪み補正部６２は、点列データ変
換部６１によって変換された点列データの歪みを補正す
る（Ｓ５０）。歪みの補正は、バルブシート面の高さに
依存した歪みの非線形的変化、およびセンサヘッド１０
の迎角を考慮した補正計算式にしたがってなされる。

【０１１４】歪みが補正された点列データは、測定結果
として、第１記憶部６３または第２記憶部６４に記憶さ
れる（Ｓ６０）。

【０１１５】こうして、マスターワークのバルブシート
面、肉盛層１２２の形成後のバルブシート面、および、
バルブシート下穴形成後（肉盛層１２２の形成前）のバ
ルブシート面の断面形状が測定される。

【０１１６】図２１は、仕上げ加工で削り取られる肉盛
層の厚さ、および欠肉欠陥の有無を判断する処理を示す
フローチャートである。

【０１１７】最初に、図２０に示したフローチャートに
したがって、マスターワークのバルブシートの形状測定
がされる（Ｓ１０１）。このマスターワークのバルブシ
ート面の測定結果である補正された点列データとセンサ
ヘッド１０の回転軸の位置とが第１記憶部６３に記録さ
れる（Ｓ１０２）。

【０１１８】次に、肉盛層１２２が形成されたバルブシ
ート面の測定がされる（Ｓ１０３）。測定結果である補
正された点列データは第２記憶部６４に記憶される。な
お、肉盛層１２２が形成されたバルブシート面の測定の
際のセンサヘッド１０の回転軸の位置は、第１記憶部６
３に記憶されているマスターワークのバルブシート面測
定時の回転軸の位置と一致するように設定される。

【０１１９】差分計算部６５は、肉盛層１２２が形成さ
れたバルブシート面の測定結果１２２ａとマスターワー
クのバルブシート面の測定結果（基準線１２６、１２
７、１２８の値）を比較する（Ｓ１０４）。肉盛層１２
２が形成されたバルブシート面の測定結果１２２ａか
ら、マスターワークのバルブシート面の測定結果（基準
線１２６、１２７、１２８）を差し引いた値が仕上げ加
工で削り取られる肉盛層の厚さとなる（Ｓ１０５）。

【０１２０】また、判断部６７は、差分の結果に基い
て、肉盛層１２２が形成されたバルブシート面の測定結
果１２２ａがマスターワークのバルブシート面の測定結
果（基準線１２６、１２７、１２８）よりも小さい部
分、すなわち、肉盛層１２２の形成されたバルブシート
面の高さがマスターワークのバルブシート面の高さより
低い部分があるか否かを判断する（Ｓ１０６）。その結
果、肉盛層１２２が形成されたバルブシート面の高さが
マスターワークのバルブシート面の高さより低い部分が
ない場合、判断部６７は、欠肉１３０がない旨を判断さ
れる（Ｓ１０７）。一方、肉盛層１２２の形成されたバ
ルブシート面の高さががマスターワークのバルブシート
面の高さよりも低い部分がある場合、判断部６７は、欠
肉不良がある旨を判断する（Ｓ１０８）。

【０１２１】最終的に算出された削り取られる肉盛層１
２２の厚さ、および、欠肉１３０の有無の判断結果が、
表示部５０に表示される（Ｓ１０９）。

【０１２２】これによって、バルブシート面の肉盛層１
２２の管理を適切に行うことができる。

【０１２３】図２２は、仕上げ加工後に残存する肉盛層
１２２の厚さ、母材露出部分の有無、および、バルブシ
ート下穴の位置精度をを判断する処理を示すフローチャ
ートである。

【０１２４】最初にマスターワークのバルブシートの形
状測定がされ、その測定結果と回転軸の位置とが第１記
憶部６３に記憶される点は、図２１の場合と同様である
（Ｓ２０１、Ｓ２０２）。なお、測定結果は、マスター
ワークのバルブシートの断面形状を示す点列データであ
り、歪み補正部６２によって補正されたものである。

【０１２５】次にバルブシート下穴の形成後（肉盛層１
２２の形成前）のバルブシート面（母材の素材形状）が
測定される（Ｓ２０３）。測定結果は第２記憶部６４に
記憶される。

【０１２６】差分計算部６５は、マスターワークのバル
ブシート面の測定結果（基準線１２６、１２７、１２８
の値）と下穴形成後（肉盛層１２２の形成前）のバルブ
シート面の測定結果１２０ａとを比較する（Ｓ２０
４）。実際は、マスターワークのバルブシート面の測定
結果（基準線１２６、１２７、１２８）の値から、下穴
形成後（肉盛層１２２の形成前）のバルブシート面の測
定結果１２０ａの値を差し引いた値が仕上げ加工後に残
存する肉盛層１２２の厚さとなる。

【０１２７】また、判断部６７は、差分の結果に基い
て、マスターワークのバルブシート面の測定結果１２２
ａが、下穴形成後（肉盛層１２２の形成前）のワークの
バルブシート面の測定結果１２０ａよりも小さいか否
か、すなわち、下穴形成後のバルブシート面の高さがマ
スターワークのバルブシート面の高さよりも高い部分が
あるか否かを判断する（Ｓ２０５）。その結果、下穴形
成後のワークのバルブシート面の高さがマスターワーク
のバルブシート面の高さより高い部分がある場合は、仕
上げ加工によって、肉盛層がすべて削り取られて母材が
露出することになると判断する（Ｓ２０６）。

【０１２８】また、下穴形成後のバルブシート面を全周
に渡って測定した結果を基にして、芯振れ量を算出し、
芯振れ量から下穴位置の精度を算出する（Ｓ２０７、Ｓ
２０８）。判断部６７は、算出結果を基にして下穴形状
の位置精度が所定値よりも低いか否かを判断する。位置
精度が所定値に達していない場合は、下穴位置不良と判
断し（Ｓ２０９、Ｓ２１０）、位置精度が所定値よりも
高精度であれば、良品と判断する（Ｓ２０９、Ｓ２１
１）。

【０１２９】判断結果は、表示部５０に表示される（Ｓ
２１２）。これによって、バルブシートの下穴形成工程
の管理を適切に行うことができる。

【０１３０】以上の説明から明らかなように、本実施の
形態は、スリット光源部１２と視認部１４とからなる光
切断式センサのセンサヘッド１０を用いて、バルブシー
ト面の検査、検査を行うことができるものであり、スリ
ット光９０をバルブシート面に垂直に照射する必要をな
くすことで、視認部１４の視野を広くとることを可能と
するものである。さらに、スリット光がバルブシート面
に斜めに照射されることに起因する歪みを補正し、正確
な断面形状を測定することができるように構成されてい
る。この結果、特に、肉盛層１２２の形成後のバルブシ
ート面のような曲面の形状を検査する場合でも、正確な
断面形状を測定することができる。さらに、マスター形
状の測定結果を記録しておき、このマスター形状の測定
結果との差分をとることで、肉盛層の厚さや欠肉欠陥の
有無、および、母材露出不良の有無などを検査、検査で
きるので、高精度な寸法精度が要求されるバルブシート
製作工程を管理するために利用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 バルブシート面検査装置の概略図である。

【図２】 センサヘッドの構成例を示す図である。

【図３】 バルブシート面検査装置の機能を示すブロッ
ク図である。

【図４】 検査の対象となるシリンダヘッドの底面図で
ある。

【図５】 バルブシートとセンサヘッドの配置関係を示
す図である。

【図６】 検査される各工程毎のバルブシートの断面形
状を模式的に示した断面図である。

【図７】 バルブシート面に垂直にスリット光が照射さ
れる場合の説明図である。

【図８】 バルブシート面に斜めにスリット光が照射さ
れる場合の説明図である。

【図９】 歪み補正部における補正の内容を説明するた
めの図である。

【図１０】 補正の内容を説明するためにバルブシート
トセンサヘッドの位置関係を示す図である。

【図１１】 補正の内容を説明するための図である。

【図１２】 面芯や偏心を防止するための初期調整時の
概略構成を示す図である。

【図１３】 オフセットを調整するための初期調整時の
概略構成を示す図である。

【図１４】 仕上げ加工で削り取られる肉盛層の厚さ推
定、欠肉の有無の判断を行う測定内容を示すためのバル
ブシート１１０の断面図である。

【図１５】 マスターワークのバルブシート面および肉
盛層の形成されたバルブシート面の測定結果を示す図で
ある。

【図１６】 マスターワークのバルブシート面および肉
盛層の形成されたバルブシート面の測定結果を比較する
図である。

【図１７】 仕上げ加工後に残る肉盛層の厚さ推定を行
う測定内容を示すためのバルブシート１１０の断面図で
ある。

【図１８】 マスターワークのバルブシート面および肉
盛層の形成前のバルブシート面の測定結果とを比較する
図である。

【図１９】 芯触れ量の測定結果例を示す図である。

【図２０】 バルブシート面の形状測定処理について示
すフローチャートである。

【図２１】 仕上げ加工で削り取られる肉盛層の厚さ、
および欠肉の有無を判断する処理を示すフローチャート
である。

【図２２】 仕上げ加工後に残存する肉盛層の厚さ、母
材露出部分の有無等を判断する処理を示すフローチャー
トである。

【符号の説明】

１０…センサヘッド、 １２…スリット光源部、 １４…視認部、 ２０…位置調整部、 ２２…シム調整機構 ３０…回転駆動部、 ３３…スピンドル、 ３４…マスターヘッド、 ３５、３６…ゲージ、 ４０…入力部、 ５０…表示部、 ６０…制御部、 ６１…点列データ変換部、 ６２…歪み補正部、 ６３…第１記憶部、 ６４…第２記憶部、 ６５…差分計算部、 ６６…駆動制御部、 ６７…判断部、 ７０…治具、 ８０…作業台、 ９０…スリット光、 ９２…切断線、 １００…シリンダヘッド、 １１０…バルブシート、 １１２…給気ポート、 １１４…排気ポート、 １２０…バルブシート下穴（母材）、 １２２…肉盛層 １２４…寸法通りに仕上げ加工されたワーク（マスター
ワーク） １２６、１２７、１２８…基準面、 １３０…欠肉、 １４０…キャリブレーション用マスターピース、 １４１…傾斜面、 １４２…エッジ部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F065 AA24 AA30 AA53 CC00 CC11 EE08 FF01 FF02 FF09 FF61 HH05 HH12 JJ03 JJ26 MM04 MM09 QQ13 QQ23 RR08 SS04 SS13 2G051 AA90 AB13 AC15 BA10 BA20 BC06 BC07 CA03 CA04 CD04 CD05 CD07 EA08 EA12 EA14 EB01 EB02 FA10

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スリット光源および視認手段を備えたバ
   ルブシート面検査装置において、 バルブシート面にスリット光を照射するスリット光源
   と、 スリット光がバルブシート面に当たって形成される光切
   断線を視認する視認手段と、 バルブシートの中心を回転軸として前記スリット光源お
   よび前記視認手段をバルブシート面に対して相対的に回
   転移動させる駆動手段と、 前記視認手段によって視認された光切断線の画像を点列
   データに変換する点列データ変換手段と、 バルブシート面にスリット光が斜めに照射されることに
   よる前記点列データの歪みを補正する補正手段とを有す
   ることを特徴とするバルブシート面検査装置。
2. 【請求項２】 さらに、前記補正手段によって補正され
   た点列データを記憶する記憶手段を有することを特徴と
   する請求項１に記載のバルブシート面検査装置。
3. 【請求項３】 前記記憶手段は、さらに前記スリット光
   源および前記視認手段の回転軸の位置を記憶することを
   特徴とする請求項２に記載のバルブシート面検査装置。
4. 【請求項４】 前記記憶手段に記憶された第１の点列デ
   ータと第２の点列データとの差分をとる差分手段を有す
   ることを特徴とする請求項２に記載のバルブシート面検
   査装置。
5. 【請求項５】 前記第１の点列データは、予め寸法が明
   らかとなっているマスターワークを視認して得られた補
   正後の点列データであることを特徴とする請求項４に記
   載のバルブシート面検査装置。
6. 【請求項６】 バルブシート面検査装置は、バルブシー
   ト下穴に層を形成した後に切削加工を行って作製される
   バルブシート面を検査するものであり、 前記第２の点列データは、前記切削加工前のバルブシー
   ト面を視認して得られた補正後の点列データであり、 さらに、前記差分手段による差分の結果に基づいて、切
   削加工によって削り取られる層の厚さを計算し、層の厚
   さが不十分な部分が発生するか否かを判断する欠肉判断
   手段を有することを特徴とする請求項５に記載のバルブ
   シート面検査装置。
7. 【請求項７】 バルブシート面検査装置は、バルブシー
   ト下穴に層を形成した後に切削加工を行って作製される
   バルブシート面を検査するものであり、 前記第２の点列データは、層の形成前のバルブシート下
   穴を視認して得られた補正後の点列データであり、 さらに、前記差分手段による差分の結果に基づいて、切
   削加工の際に残存する層の厚さを計算し、バルブシート
   下穴の母材が露出するか否かを判断する母材露出判断手
   段を有することを特徴とする請求項５に記載のバルブシ
   ート面検査装置。
8. 【請求項８】 前記補正手段によって補正された点列デ
   ータの芯触れの量に基づいてバルブシートの位置精度を
   算出する位置精度算出手段を有することを特徴とする請
   求項１に記載のバルブシート面検査装置。
9. 【請求項９】 スリット光源および視認手段をバルブシ
   ートの中心を回転軸として回転するとともに、 スリット光源によってバルブシート面にスリット光を照
   射し、 スリット光がバルブシート面に当たって形成される光切
   断線を前記視認手段によって視認し、 視認された光切断線に基づいて点列データに変換し、 バルブシート面にスリット光が斜めに照射されることに
   よる前記点列データの歪みを補正することを特徴とする
   バルブシート面検査方法。