JP6211284B2 - 円筒形状物の寸法検査装置及びこれを用いた円筒形状物の寸法検査方法 - Google Patents

Description

本件発明は、円筒形状物の寸法検査装置及びこれを用いた円筒形状物の寸法検査方法に関する。特に、本件発明は、肉厚が薄く変形しやすい円筒形状物の内周面の寸法の検査を高い精度で行うための寸法検査装置及びこれを用いた寸法検査方法に関するものである。

円筒形状物の内周面の寸法を高精度で測定するにあたって、例えば当該円筒形状物の内周面に接触式の測定器を接触させて当該内周面の寸法を測定する、一般にシリンダゲージを用いた方法がある。しかしながら、このような接触式の測定器を用いて、自動車エンジンのシリンダブロックに挿入されるシリンダライナのような円筒形状物の肉厚が約２〜３ｍｍと薄いものの内径を測定した場合には、測定時に当該円筒形状物の形状を変化させたり、当該円筒形状物の内周面を傷付ける恐れがある。

そのため、従来より、肉厚が薄くて変形しやすい円筒形状物における内周面の寸法の検査を高精度且つ短時間で行うにあたっては、空気の流量で物の寸法を測定する非接触式の空気マイクロメータ等が用いられている。ここで、肉厚が薄くて変形しやすい円筒形状物として内燃機関用シリンダライナを例に挙げ、従来より採用されている内燃機関用シリンダライナの内周面の寸法を検査するための寸法検査装置及びこれを用いた寸法検査方法について以下に説明する。

図３は、従来の一実施形態における円筒形状物の寸法検査装置及びこれを用いた円筒形状物の寸法検査方法を説明するための概略図である。図３は、特に検査対象の円筒形状物２０として内燃機関用シリンダライナを用いた場合に、従来より用いられている寸法検査装置について示したものである。図３に示す寸法検査装置５０は、空圧源（不図示）から供給された空気をレギュレーター（不図示）を介して測定用ノズル５１に供給される構造となっており、当該レギュレーターと当該測定用ノズル５１との間に設けられたフローメーター５９により検出された空気流量値により、検査対象となる内燃機関用シリンダライナ２０の内周面の寸法を検査することが出来る。また、図３（ａ）は、図３において測定用ノズル５１をＢ−Ｂ線で切断した断面図である。図３（ａ）に示されるように、従来の寸法検査装置５０においては、測定用ノズル５１に設けられる空気吹き出し口５２（図中黒点で示す）が、測定用ノズル５１の軸を中心として１８０°円周方向に離れた位置に設けられている。

図３に示す従来の寸法検査装置５０を用いた円筒形状物の内周面の寸法検査方法は、内燃機関用シリンダライナ２０の内周面の寸法を検査するにあたって、まず円柱状形状の測定用ノズル５１を当該内燃機関用シリンダライナ２０の内周に挿入する。この測定用ノズル５１は、その両側部に空気吹き出し口５２を配置したものであり、当該空気吹き出し口５２を測定用ノズル５１の外周の同一円周上に２個配置し且つ当該測定用ノズル５１の長手方向に３段配置したものである。従来においては、図３に示すような円柱状形状の測定用ノズル５１を当該内燃機関用シリンダライナ２０の内周に挿入した後に、当該測定用ノズル５１の両側部に配置された空気吹き出し口５２からレギュレーターにより整圧された空気を吹き出して、そのときの空気流量値をフローメーター５９により検出していた。ここで、空気流量検出手段としてフローメーター５９を用いた場合には、当該測定用ノズル５１と当該内燃機関用シリンダライナ２０との間の隙間量の変化に伴う当該測定用ノズル５１から吹き出す空気流量の変化が、フロートの浮き上がる高さ位置の変化により示されることで空気流量値の検出を行うことが出来る。

そして、図３に示す従来の寸法検査装置５０を用いた円筒形状物の内周面の寸法検査方法では、予め定められた当該円筒形状物の内径寸法の公差上限値に相当する内径寸法の内周面を備えた円筒形状マスタリングゲージ（不図示）に測定用ノズル５１を挿入し、そのときのフローメーター５９に示される空気流量値を公差上限の基準値とする。また、予め定められた当該円筒形状物の内径寸法の公差下限値に相当する内径寸法の内周面を備えた円筒形状マスタリングゲージ（不図示）に測定用ノズル５１を挿入し、そのときのフローメーター５９に示される空気流量値を公差下限の基準値とする。次いで、従来の円筒形状物の寸法検査方法では、検査対象となる内燃機関用シリンダライナ２０の内周に測定用ノズル５１を挿入し、そのときのフローメーター５９に示される空気流量値を円筒形状マスタリングゲージにより設定された基準値と比較して基準値範囲内に入っていれば合格、外れていれば不合格と判定していた。

しかしながら、内燃機関用シリンダライナ２０の内周面の寸法検査には高い精度が要求されるため、従来の寸法検査装置５０及びこれを用いた寸法検査方法では、内燃機関用シリンダライナ２０の内周面の全周について寸法が公差範囲内であることを確認する際に、検査対象である内燃機関用シリンダライナ２０を測定用ノズル５１の外周に装着した状態で回転させながら空気流量の変化を確認する必要が生じていた。特に、従来の寸法検査装置５０のように、空気吹き出し口５２が測定用ノズル５１の両側部に配置されたものを用いて寸法検査を行う場合には、内燃機関用シリンダライナ２０の断面が楕円形状に変形して長径と短径が存在する場合等を想定し、可能な限り内燃機関用シリンダライナ２０の内周面の全周の空気流量値を取得して、得られた空気流量値の平均値を算出して合否判定しなければならなかった。

このように、肉厚が薄く変形しやすい円筒形状物（内燃機関用シリンダライナ等）２０の内周面の寸法の検査を高い精度で行うにあたって、従来の寸法検査装置５０及びこれを用いた寸法検査方法を用いた場合には、当該筒状形状物２０を測定用ノズル５１の外周に装着した状態で所定の角度毎に回転させなければならず、検査工数の増大を招いていた。また、当該筒状形状物２０を測定用ノズル５１の外周に装着した状態で回転させる際に、一定の角度で回転させながら測定することは困難であるため、当該筒状形状物２０内周面の寸法検査を高い精度で行えないという問題が生じていた。また、当該筒状形状物２０を測定用ノズル５１の外周に装着した後に回転させる際に、当該筒状形状物２０の内周面が傷付く等の問題が生じていた。

本件発明は、このような従来の問題点に着目してなされたものであり、肉厚が薄く変形しやすい円筒形状物の内周面の寸法を、短時間で且つ高精度に検査することが可能な寸法検査装置及びこれを用いた寸法検査方法の提供を目的とする。

そこで、本件発明者等は、鋭意研究を行った結果、寸法検査装置に空気マイクロメータを用い、また、寸法検査装置に備わる測定用ノズルに設ける空気吹き出し口を当該測定用ノズルの外周の同一円周上に所定の個数離間して配置することで、上述した問題を解決するに到った。以下、本件発明に関して説明する。

本件発明に係る円筒形状物の寸法検査装置： 本件発明に係る円筒形状物の寸法検査装置は、円筒形状物の内周面の寸法を検査する寸法検査装置であって、当該寸法検査装置は、当該円筒形状物の内周に挿入可能で、且つ当該円筒形状物の内周面と相対する外周面を有すると共に、内部に空気流路が設けられ、当該空気流路と連通した空気吹き出し口を当該外周面に設けた測定用ノズルと、空圧源から供給された圧縮空気を整圧するレギュレーターと、当該レギュレーターにより整圧された空気を当該空気吹き出し口から当該円筒形状物の内周面に向けて吹き出す空気の流量を検出する空気流量検出手段とを備え、当該空気吹き出し口が当該測定用ノズルの外周の同一円周上に６個以上離間して配置し、当該測定用ノズルは、その外周の同一円周上に溝部を形成し、当該溝部の底面に当該空気吹き出し口及び当該溝部内に吹き出された空気を逃がすための空気排出口を設け、当該空気吹き出し口に当該溝部内から突出しない大きさの、当該空気吹き出し口から吹き出される空気量のムラをなくす空気吹き出し用ノズルを取り付けたことを特徴とする。

また、本件発明に係る円筒形状物の寸法検査装置において、前記空気吹き出し口は、前記測定用ノズルの長手方向に複数段配置したことが好ましい。

また、本件発明に係る円筒形状物の寸法検査装置において、前記測定用ノズルは、その先端部に検査対象の円筒形状物の挿入を容易にするために、当該円筒形状物が挿入する側に向かうに従って縮径した円錐台形状のガイド部を備えたことが好ましい。

また、本件発明に係る円筒形状物の寸法検査装置において、前記ガイド部は、樹脂材料又は軟質金属からなることが好ましい。

本件発明に係る円筒形状物の寸法検査方法： 本件発明に係る円筒形状物の寸法検査方法は、上述した円筒形状物の寸法検査装置を用いた円筒形状物の寸法検査方法であって、当該円筒形状物の寸法検査方法は、当該円筒形状物の内径寸法の公差上限値に相当する内径寸法の内周面を備えた公差上限値用円筒形状マスタリングゲージを前記測定用ノズルの外周に装着配置し、前記空気吹き出し口より当該公差上限値用円筒形状マスタリングゲージの内周面に対して整圧された空気を吹き出したときの空気の流量値を前記空気流量検出手段により検出して、当該円筒形状物の内径寸法の公差上限値に対応する空気流量値を取得し、当該円筒形状物の内径寸法の公差下限値に相当する内径寸法の内周面を備えた公差下限値用円筒形状マスタリングゲージを当該測定用ノズルの外周に装着配置し、当該空気吹き出し口より当該公差下限値用円筒形状マスタリングゲージの内周面に対して整圧された空気を吹き出したときの空気の流量値を前記空気流量検出手段により検出して、当該円筒形状物の内径寸法の公差下限値に対応する空気流量値を取得し、次いで、検査対象の円筒形状物を当該測定用ノズルの外周に装着配置し、当該空気吹き出し口より当該円筒形状物の内周面に対して整圧された空気を吹き出したときの空気の流量値を当該空気流量検出手段により検出し、このときの空気流量値が当該円筒形状物の内径寸法の公差上限値及び公差下限値に対応する空気流量値の範囲内であるか否かを判定することを特徴とする。

本件発明に係る寸法検査装置及びこれを用いた寸法検査方法によれば、検査対象の円筒形状物を測定用ノズルの外周に装着した状態で回転させなくとも、当該円筒形状物の内周面の寸法を高精度で且つ高い再現性を持って検査することが出来る。また、本件発明に係る寸法検査装置及びこれを用いた寸法検査方法によれば、検査対象である円筒形状物の内周面の寸法の検査を短時間で且つ当該円筒形状物を傷付けることなく行うことが出来る。

本件発明の一実施形態における円筒形状物の寸法検査装置及びこれを用いた円筒形状物の寸法検査方法を説明するための概略図である。 図１に示す測定用ノズルについて説明するための図である。 従来の一実施形態における円筒形状物の寸法検査装置及びこれを用いた円筒形状物の寸法検査方法を説明するための概略図である。

以下に、本件発明に係る円筒形状物の寸法検査装置及びこれを用いた円筒形状物の寸法検査方法の好ましい実施の形態について、図を用いて示しながらより詳細に説明する。

図１は、本件発明の一実施形態における円筒形状物の寸法検査装置及びこれを用いた円筒形状物の寸法検査方法を説明するための概略図である。また、図２は、図１に示す測定用ノズルについて説明するための図である。

本件発明に係る円筒形状物の寸法検査装置： 本件発明に係る円筒形状物の寸法検査装置１は、円筒形状物２０の内周面の寸法を検査するものである。また、本件発明に係る円筒形状物の寸法検査装置１は、当該円筒形状物２０の内周に挿入可能で、且つ当該円筒形状物２０の内周面と相対する外周面を有すると共に、内部に空気流路が設けられ、当該空気流路と連通した空気吹き出し口３を当該外周面に設けた測定用ノズル２と、空圧源（不図示）から供給された圧縮空気を整圧するレギュレーター（不図示）と、当該レギュレーターにより整圧された空気を当該空気吹き出し口３から当該円筒形状物２０の内周面に向けて吹き出す空気の流量を検出する空気流量検出手段１２とを備えたものである。そして、本件発明に係る円筒形状物の寸法検査装置１は、当該空気吹き出し口３が当該測定用ノズル２の外周の同一円周上に６個以上離間して配置したことを特徴とするものである。

このように、本件発明に係る円筒形状物の寸法検査装置１は、測定用ノズル２と、レギュレーターと、空気流量検出手段とから構成されることで、円筒形状物２０の内周面の寸法を検査することが出来る。ここで、図１及び図２に示すように、当該測定用ノズル２は、台座８に略垂直に起立して固定された支柱９の一端側に、長手方向が当該台座８底面と平行となるように固定される。また、当該測定用ノズル２の当該支柱９と固定される側の端部には、検査対象となる円筒形状物２０の位置決め用のストッパー７が設けられる。本件発明に係る円筒形状物の寸法検査装置１は、当該測定用ノズル２の外周に検査対象の円筒形状物２０を当該ストッパー７に接するまで挿入させることで、当該円筒形状物２０における内周面の寸法検査を常に同じ位置で行うことが出来、これにより高い再現性を持った検査を行うことが可能となる。

また、図１には、空気流量検出手段１２としてフローメーターが示されている。本件発明に係る円筒形状物の寸法検査装置１は、空圧源から供給された空気を一定圧力に調整するレギュレーターを介して測定用ノズル２に供給する構造を備え、整圧された空気を測定用ノズル２の内部を通して外部へ吹き出す。このときに、当該測定用ノズル２と、当該測定用ノズル２の外周に装着された検査対象の円筒形状物２０との間の隙間量によって変動する空気流量を、当該レギュレーターと当該測定用ノズル２との間に設けられたフローメーター１２により検出し、この検出された空気流量値に基づき検査対象となる円筒形状物２０の内周面の寸法を検査することが出来る。なお、本件発明に係る円筒形状物の寸法検査装置１を用いた円筒形状物の寸法検査方法に関しては、後で詳述する。

図１において、フローメーター１２と支柱９の間には空気供給路１１が示されている。この空気供給路１１は、例えば図２に示すコネクタ１０と接続することで当該測定用ノズル２に設けられる各空気吹き出し口３に通じる空気流路それぞれと接続される。ここで、空圧源からレギュレーターを介して当該測定用ノズル２に供給される整圧された空気は、各空気吹き出し口３それぞれに対応したフローメーター１２を介して当該測定用ノズル２に送られることで、検査対象となる円筒形状物２０の内周面の寸法不良の原因となる位置を特定することが出来る。

図１（ａ）は、図１において測定用ノズル２をＡ−Ａ線で切断した断面図である。図１（ａ）には、本件発明に係る円筒形状物の寸法検査装置１において、測定用ノズル２に設けられる空気吹き出し口３（図中黒点で示す）が、当該測定用ノズルの外周の同一円周上に６個離間して配置しているのが示されている。このように、本件発明に係る円筒形状物の寸法検査装置１は、測定用ノズル２が、円柱状に形成され、当該測定用ノズル２の外周の同一円周上に空気吹き出し口３を６個以上離間して設けることで、検査対象の円筒形状物２０を当該測定用ノズルに装着した状態で回転させながら検査しなくとも、当該円筒形状物２０の内周面の寸法を短時間で且つ高精度に検査することが出来る。

ここで、本件発明の測定用ノズル２に設ける空気吹き出し口３は、当該測定用ノズル２の外周の同一円周上に６個以上等間隔に並んで配置したことが好ましい。図１（ａ）には、本件発明に係る円筒形状物の寸法検査装置１において、測定用ノズル２に設ける空気吹き出し口３が、当該測定用ノズル２の軸を中心として６０°円周方向に離れた位置に設けられているのが示されている。このように、本件発明に係る円筒形状物の寸法検査装置１は、測定用ノズル２に設けられる空気吹き出し口３が当該測定用ノズル２の外周の同一円周上に６個以上等間隔に並んで配置することで、検査対象の円筒形状物２０を当該測定用ノズル２に装着した状態で回転させながら検査しなくとも、当該円筒形状物２０の内周面の寸法を短時間でより高精度に検査することが出来る。

また、本件発明の測定用ノズル２に設けられる空気吹き出し口３は、当該測定用ノズル２の外周の同一円周上において、当該測定用ノズル２の軸を中心として点対称となる位置に配置することが好ましい。図１（ａ）には、本件発明に係る円筒形状物の寸法検査装置１において、測定用ノズル２に設けられる空気吹き出し口３が、当該測定用ノズル２の外周の同一円周上で且つ当該測定用ノズル２の軸を通る同一直線上に２個一対として配置されているのが示されている。本件発明に係る円筒形状物の寸法検査装置１は、当該測定用ノズル２の外周の同一円周上において、当該空気吹き出し口３を当該測定用ノズル２の軸を中心として点対称となる位置に配置して合計で６個又は８個設けることが、当該空気吹き出し口３に通じる空気流路の形成を容易とし、製造性の観点からみて好ましい。また、本件発明の測定用ノズル２に設ける空気吹き出し口３は、定められた空気供給量に対して当該空気吹き出し口３の数が増加した場合における孔径の微小化に伴う加工形状の高精度化及び加工コストの増大化を鑑みれば、当該測定用ノズル２の外周の同一円周上において６個設けることがより好ましい。

なお、本件発明に係る円筒形状物の寸法検査装置１において、測定用ノズル２の外周の同一円周上に設ける空気吹き出し口３が６個未満である場合には、検査対象の円筒形状物２０を当該測定用ノズルに装着した状態で回転させながら検査しなければ、当該円筒形状物２０の内周面の寸法を高精度に検査することが出来なくなる。従って、この場合、検査対象となる円筒形状物２０の内周面の寸法検査を短時間で行うことが出来なくなると共に、検査作業中に当該円筒形状物２０の内周面を傷付けるリスクを高めてしまうため好ましくない。ちなみに、本件発明でいう高精度な寸法検査とは、内径が８０ｍｍ〜２００ｍｍ程度、板厚が０．３ｍｍ〜２５ｍｍ程度、要求される寸法の精度（公差）が１０μｍ〜５０μｍ程度の内燃機関用シリンダライナについての検査精度を基準としたものである。

また、本件発明に係る円筒形状物の寸法検査装置１において、空気吹き出し口３は、測定用ノズル２の長手方向に複数段配置したことが好ましい。

図１及び図２には、本件発明に係る円筒形状物の寸法検査装置１において、空気吹き出し口３が、測定用ノズル２の長手方向に３段（両端部付近及び中間部付近）配置されているのが示されている。本件発明に係る円筒形状物の寸法検査装置１は、測定用ノズル２にこのような配置で空気吹き出し口３を備えることで、検査対象である円筒形状物２０を当該測定用ノズル２に装着した後に当該測定用ノズル２の長手方向に移動させなくとも、当該円筒形状物２０の内周面ほぼ全域の寸法を短時間で且つ高精度に検査することが出来る。なお、本件発明の測定用ノズル２に設ける空気吹き出し口３は、定められた空気供給量に対して当該空気吹き出し口３の数が増加した場合における、孔径の微小化に伴う加工形状の高精度化及び加工コストの増大化を鑑みれば、当該測定用ノズル２の長手方向に２〜５段配置することがより好ましい。

また、本件発明に係る円筒形状物の寸法検査装置１において、測定用ノズル２は、その外周の同一円周上に溝部５を形成し、当該溝部５の底面に空気吹き出し口３及び当該溝部内に吹き出された空気を逃がすための空気排出口４を設け、当該空気吹き出し口３には当該溝部内から突出しない大きさの空気吹き出し用ノズル（不図示）を取り付けたものである。

図１及び図２に示すように、本件発明の測定用ノズル２には、空気吹き出し口３の配置位置を含めた外周の同一円周上に溝部５が形成されている。本件発明の測定用ノズル２は、このような形状を呈することで、空気吹き出し口３から吹き出した空気が溝部５全域に行き渡り、検査対象となる円筒形状物２０の内周面の一部に僅かな変形があったとしても正確に検出し、当該円筒形状物２０の内周面の寸法をより高精度に検査することが可能となる。

また、本件発明の測定用ノズル２は、その外周の同一円周上に形成される溝部５の底面に当該溝部内に吹き出された空気を逃がすための空気排出口４を設けることで、空気吹き出し口３から吹き出された空気が当該溝部５内に溜まり、当該溝部５内の圧力が過度に上昇することによる空気流量検出精度の低下を防ぐことが出来る。また、当該空気排出口４は、空気吹き出し口３からの空気吹き出し量等を考慮して設ける数や内径を適宜設定することが出来、当該測定用ノズル２の外周の同一円周上に等間隔に並んで設けることで、検査対象となる円筒形状物２０の内周面の寸法検査を高精度且つ高い再現性を持って行うことが可能となる。

また、本件発明の測定用ノズル２は、溝部５の底面に設けた空気吹き出し口３に当該溝部５内から突出しない大きさの空気吹き出し用ノズルを取り付けることで、各空気吹き出し口３から吹き出される空気量のムラをなくすと共に、当該空気吹き出し口３付近の気流の乱れを効果的に抑制することが出来る。すなわち、本件発明に係る円筒形状物の寸法検査装置１は、測定用ノズル２の空気吹き出し口３に空気吹き出し用ノズルを取り付けることで、検査対象となる円筒形状物２０の内周面の寸法検査をより高精度且つ高い再現性を持って行うことが可能となる。

ちなみに、本件発明の測定用ノズル２は、図２に示すように、測定用ノズル２の溝部５と溝部５との間の一部領域を凹ませて、軽量化を図ることも出来る。例えば、本件発明の測定用ノズル２は、図２に示すような形状とすることで、人力による持ち運びが容易となり取り扱い性に優れたものとなる。

また、本件発明に係る円筒形状物の寸法検査装置１において、測定用ノズル２は、その先端部に検査対象の円筒形状物２０の挿入を容易にするために、当該円筒形状物２０が挿入する側に向かうに従って縮径した円錐台形状のガイド部６を備えたことが好ましい。

本件発明に係る円筒形状物の寸法検査装置１は、測定用ノズル２が、その先端部に検査対象の円筒形状物２０が挿入される側に向かうに従って縮径した円錐台形状のガイド部６を備えることで、当該円筒形状物２０に対する当該測定用ノズル２の挿入が容易となる。従って、本件発明に係る円筒形状物の寸法検査装置１は、測定用ノズル２の先端部に当該ガイド部６を備えることで、検査対象である円筒形状物２０の当該測定用ノズル２への装着が迅速に行えるようになり、検査工数を効果的に削減することが出来る。

また、本件発明に係る円筒形状物の寸法検査装置１において、ガイド部６は、樹脂材料又は軟質金属からなることが好ましい。

本件発明の測定用ノズル２は、その先端部に検査対象の円筒形状物２０が挿入する側に向かうに従って縮径した円錐台形状のガイド部６を備えた場合において、当該ガイド部６を樹脂製又は軟質金属製とすることで、検査対象の円筒形状物２０を装着する際に当該円筒形状物２０が傷付くのを効果的に抑制することが出来る。特に、当該円筒形状物２０が当該測定用ノズル２よりも軟質の材料からなる場合には、当該円筒形状物２０を当該測定用ノズル２に装着する際に当該円筒形状物２０側に傷が付きやすいため、当該測定用ノズル２の先端部に樹脂製又は軟質金属製からなるガイド部６を備えることが好ましい。なお、当該ガイド部６に用いられる樹脂は、特に限定されないが、例えばナイロン、エポキシガラス樹脂、ＭＣナイロン（登録商標）、ＰＯＭ（ジュラコン（登録商標）等のポリアセタール）、ＨＤポリエチレン、フッ素樹脂、ＰＥＥＫ樹脂、ＰＰＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＰＢＴ樹脂等を用いることが出来る。また、当該ガイド部６に用いられる軟質金属としては、銅、銅合金、鉛、鉛合金、錫、錫合金、アルミ、アルミ合金等を用いることが出来る。

ちなみに、本件発明のガイド部６は、測定用ノズル２の先端部にボルト等によって着脱自在に取り付ける構成とすることも可能であり、仮に当該ガイド部６に摩耗が生じた場合には新品と交換することが出来る。従って、本件発明に係る円筒形状物の寸法検査装置１を用いることで、長期間安定して高精度の検査を行うことが可能となる。

本件発明に係る円筒形状物の寸法検査方法： 本件発明に係る円筒形状物の寸法検査方法は、上述の円筒形状物の寸法検査装置１を用いた円筒形状物の寸法検査方法である。そして、当該円筒形状物の寸法検査方法は、当該円筒形状物の寸法の公差上限値に相当する内径寸法の内周面を備えた公差上限値用円筒形状マスタリングゲージ（不図示）を測定用ノズル２の外周に装着配置し、空気吹き出し口３より当該公差上限値用円筒形状マスタリングゲージの内周面に対して整圧された空気を吹き出したときの空気の流量値を空気流量検出手段１２により検出して、当該円筒形状物の内径寸法の公差上限値に対応する空気流量値を取得する。また、当該円筒形状物の内径寸法の公差下限値に相当する内径寸法の内周面を備えた公差下限値用円筒形状マスタリングゲージ（不図示）を当該測定用ノズルの外周に装着配置し、当該空気吹き出し口３より当該公差下限値用円筒形状マスタリングゲージの内周面に対して整圧された空気を吹き出したときの空気の流量値を空気流量検出手段１２により検出して、当該円筒形状物の内径寸法の公差下限値に対応する空気流量値を取得する。次いで、当該円筒形状物の寸法検査方法は、検査対象の円筒形状物２０を当該測定用ノズル２の外周に装着配置し、当該空気吹き出し口３より当該円筒形状物２０の内周面に対して整圧された空気を吹き出したときの空気の流量値を当該空気流量検出手段１２により検出し、このときの空気流量値が当該円筒形状物の内径寸法の公差上限値及び公差下限値に対応する空気流量値の範囲内であるか否かを判定することを特徴とする。

図１及び図２を用いて本件発明に係る円筒形状物の寸法検査装置１を用いて検査対象である円筒形状物２０の内周面の寸法を検査する方法について説明する。図１及び図２は、特に検査対象の円筒形状物として内燃機関用シリンダライナ２０を用いた場合に用いる寸法検査装置について示したものである。図１に示す円筒形状物の寸法検査装置１は、空圧源（不図示）から供給された空気をレギュレーター（不図示）を介して測定用ノズル２に供給される構造となっており、当該レギュレーターと当該測定用ノズル２との間に設けられた空気流量検出手段１２が検出した空気流量値により、検査対象となる内燃機関用シリンダライナ２０の内周面の寸法を検査することが出来る。

図１に示す本件発明に係る円筒形状物の寸法検査装置１を用いた寸法検査方法は、内燃機関用シリンダライナ２０の内周面の寸法を検査するにあたって、まず円柱状形状の測定用ノズル２を当該内燃機関用シリンダライナ２０の内周に挿入する。このときに、当該測定用ノズル２に挿入される当該内燃機関用シリンダライナ２０は、装着した際にストッパー７により位置決めされる。そして、当該測定用ノズル２の外周面には、当該測定用ノズル２の軸を中心に対象となる位置に空気吹き出し口３が配置されており、測定用ノズル２の外周面に備えられた合計１８個の空気吹き出し口３からレギュレーターにより整圧された空気を吹き出して、そのときの空気流量値をフローメーター１２により検出する。

ここで、空気流量検出手段としてフローメーター１２を用いた場合には、当該測定用ノズル２と当該内燃機関用シリンダライナ２０との間の隙間量の変化に伴う当該測定用ノズル２から吹き出す空気流量の変化が、フロートの浮き上がる高さ位置の変化により示されることで空気流量値の検出を行うことが出来る。ちなみに、当該測定用ノズル２の外周面と当該内燃機関用シリンダライナ２０の内周面との間の隙間量が大きくなるほど、空気流量検出手段１２により検出される空気流量も大きくなる。

そして、本件発明に係る円筒形状物の寸法検査方法は、当該円筒形状物の内径寸法の公差上限値に相当する内径寸法の内周面を備えた公差上限値用円筒形状マスタリングゲージに測定用ノズル２を挿入し、そのときのフローメーター１２により検出される空気流量値を公差上限の基準値とする。また、本件発明に係る円筒形状物の寸法検査方法は、当該円筒形状物の内径寸法の公差下限値に相当する内径寸法の内周面を備えた公差下限値用円筒形状マスタリングゲージに測定用ノズル２を挿入し、そのときのフローメーター１２により検出される空気流量値を公差下限の基準値とする。

次いで、本件発明に係る円筒形状物の寸法検査方法は、検査対象となる内燃機関用シリンダライナ２０の内周に測定用ノズル２を挿入し、そのときのフローメーター１２に示される空気流量値を上述した円筒形状マスタリングゲージにより設定された基準値と比較して基準値範囲内に入っていれば合格、外れていれば不合格と判定する。

このように、本件発明に係る円筒形状物の寸法検査方法は、測定用ノズル２に圧縮空気を供給し、当該圧縮空気が当該測定用ノズル２の外周面と検査対象である円筒形状物２０の内周面との間の隙間の大きさにより変化する空気流量に基づき合否を判定する。従って、本件発明に係る円筒形状物の寸法検査方法によれば、例え習熟した者でなくとも高精度で且つ高い再現性を持って検査を行うことが出来、また、従来よりも短時間で正確な合否判定を行うことが可能となる。

本件発明に係る円筒形状物の寸法検査装置によれば、測定用ノズルの外周の同一円周上に６個以上離間させて空気吹き出し口を配置することにより、検査対象である円筒形状物の内周面全周における空気流量を一度に検出することが出来るため、当該円筒形状物の内周面の寸法検査を高精度且つ短時間に行うことが出来る。また、本件発明に係る円筒形状物の寸法検査装置を用いた円筒形状物の寸法検査方法によれば、習熟した者でなくとも短時間で正確な合否判定を行うことが可能であるため、円筒形状物の内周面の寸法検査を製造ライン上での全数検査という形で行うことが可能となる。また、本件発明に係る円筒形状物の寸法検査装置及びこれを用いた円筒形状物の寸法検査方法によれば、高精度な寸法検査が求められると共に、肉厚が薄く変形しやすい内燃機関用シリンダライナの内周面の寸法検査に好適に用いることが出来る。

１ 円筒形状物の寸法検査装置
２ 測定用ノズル
３ 空気吹き出し口
４ 空気排出口
５ 溝部
６ ガイド部
７ ストッパー
８ 台座
９ 支持柱
１０ コネクタ

Claims (5)

1. 円筒形状物の内周面の寸法を検査する寸法検査装置であって、
   当該寸法検査装置は、当該円筒形状物の内周に挿入可能で、且つ当該円筒形状物の内周面と相対する外周面を有すると共に、内部に空気流路が設けられ、当該空気流路と連通した空気吹き出し口を当該外周面に設けた測定用ノズルと、
   空圧源から供給された圧縮空気を整圧するレギュレーターと、
   当該レギュレーターにより整圧された空気を当該空気吹き出し口から当該円筒形状物の内周面に向けて吹き出す空気の流量を検出する空気流量検出手段とを備え、
   当該空気吹き出し口が当該測定用ノズルの外周の同一円周上に６個以上離間して配置し、
   当該測定用ノズルは、その外周の同一円周上に溝部を形成し、当該溝部の底面に当該空気吹き出し口及び当該溝部内に吹き出された空気を逃がすための空気排出口を設け、
   当該空気吹き出し口に当該溝部内から突出しない大きさの、当該空気吹き出し口から吹き出される空気量のムラをなくす空気吹き出し用ノズルを取り付けたことを特徴とする円筒形状物の寸法検査装置。
2. 前記空気吹き出し口は、前記測定用ノズルの長手方向に複数段配置した請求項１に記載の円筒形状物の寸法検査装置。
3. 前記測定用ノズルは、その先端部に検査対象の円筒形状物の挿入を容易にするために、当該円筒形状物が挿入する側に向かうに従って縮径した円錐台形状のガイド部を備えた請求項１又は請求項２に記載の円筒形状物の寸法検査装置。
4. 前記ガイド部は、樹脂材料又は軟質金属からなる請求項３に記載の円筒形状物の寸法検査装置。
5. 請求項１〜請求項４のいずれかに記載の円筒形状物の寸法検査装置を用いた円筒形状物の寸法検査方法であって、
   当該円筒形状物の寸法検査方法は、当該円筒形状物の内径寸法の公差上限値に相当する内径寸法の内周面を備えた公差上限値用円筒形状マスタリングゲージを前記測定用ノズルの外周に装着配置し、前記空気吹き出し口より当該公差上限値用円筒形状マスタリングゲージの内周面に対して整圧された空気を吹き出したときの空気の流量値を前記空気流量検出手段により検出して、当該円筒形状物の内径寸法の公差上限値に対応する空気流量値を取得し、
   当該円筒形状物の内径寸法の公差下限値に相当する内径寸法の内周面を備えた公差下限値用円筒形状マスタリングゲージを当該測定用ノズルの外周に装着配置し、当該空気吹き出し口より当該公差下限値用円筒形状マスタリングゲージの内周面に対して整圧された空気を吹き出したときの空気の流量値を当該空気流量検出手段により検出して、当該円筒形状物の内径寸法の公差下限値に対応する空気流量値を取得し、
   次いで、検査対象の円筒形状物を当該測定用ノズルの外周に装着配置し、当該空気吹き出し口より当該円筒形状物の内周面に対して整圧された空気を吹き出したときの空気の流量値を当該空気流量検出手段により検出し、このときの空気流量値が当該円筒形状物の内径寸法の公差上限値及び公差下限値に対応する空気流量値の範囲内であるか否かを判定することを特徴とする円筒形状物の寸法検査方法。

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