JPH04265811A - 被測定用構造体の取付穴測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】この発明は、例えばエキゾースト
マニホールド等の構造体のＯ２センサ取付用の取付穴（
被測定穴）の中心線の位置及び傾斜方向等を測定するた
めの被測定用構造体の取付穴測定装置に関するものであ
る。 【０００２】 【従来の技術】従来から自動車においては、排気ガス浄
化対策として三元触媒を排気通路途中に設けて、排気ガ
ス中の有害成分を除去するようにしたものがある。この
三元触媒を用いる場合には、燃焼室に給気される混合気
が理論空燃比近傍でなければ、排気ガス中の有害成分で
あるＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘ等の同時処理は不十分である。 【０００３】このため、従来はＯ２センサをエキゾース
トマニホールド内の排気通路に設けて排気通路の酸素濃
度を測定し、このＯ２センサからの出力を基に気化器を
制御することにより、混合気の空燃比を理論空燃比に近
付けるように制御している。 【０００４】ところで、このＯ２センサのエキゾースト
マニホールドへの取り付け位置や取り付け角度は酸素濃
度検出性能に大きく影響する。 【０００５】従って、従来は、エキゾーストマニホール
ドの製造工程で、エキゾーストマニホールドのＯ２セン
サ取付用の取付穴の中心線の位置及び傾斜方向等を測定
装置で測定し、測定結果が寸法公差内にあるか否かを判
定するようにしていている。 【０００６】この測定装置としては、所定角度のゲージ
を取り付け穴に向けて移動させることにより、このゲー
ジが取付穴に入るか否かを見るようにしたものがある。 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】しかし、この測定装置
では、ゲージが取付穴に入らずに製品が不良と判定され
た場合、どの程度の寸法誤差があるのかの測定をするこ
とができないものであった。このため従来は、測定結果
を新たなエキゾーストマニホールド（製品）の加工の修
正のためのデータとしてフィードバックできないもので
あった。 【０００８】そこで、この発明は、例えばエキゾースト
マニホールド等の構造体のＯ２センサ取付用の取付穴（
被測定穴）の中心線の位置及び傾斜方向等を正確に測定
できる被測定用構造体の取付穴測定装置を提供すること
を目的とするものである。　 【０００９】 【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
、この発明は、被測定用の構造体を載置するテーブルと
、前記テーブル上に載置された構造体を位置決固定する
位置決手段と、前記構造体の外面に突設されたパイプ状
の突部の先端面に対して駆動手段により進退駆動させら
れる本体と、前記本体の進退方向位置を測定する進退位
置センサと、前記先端面に板面が対向させられ且つ中央
部が所定範囲内で任意の方向に傾動可能に前記本体に保
持された角度測定板と、前記角度測定板の傾斜方向を検
出する角度センサと、前記角度測定板の前方に位置して
前記本体の進退方向に交差する方向に進退動可能に前記
本体に保持された測定子と、前記角度測定板が前記突部
の先端面に当接したとき前記測定子を前記突部の外周面
に弾接させる付勢手段と、前記本体が前記突部側に移動
させられたとき測定子を前記突部の外周面に案内可能に
前記測定子に設けられたガイド部と、前記測定子の移動
量を検出する測定子センサと、前記各センサの出力値を
受けて前記突部の内の被測定穴の中心線の位置及び傾斜
方向を算出する演算手段を設けた被測定用構造体の取付
穴測定装置としたことを特徴とするものである。 【００１０】 【作用】この様な構成によれば、テーブル上に載置され
た構造体を位置決手段で位置決固定した後、この構造体
の外面に突設されたパイプ状の突部の先端面に対して本
体を駆動手段により進出させることにより、測定子がガ
イド部の作用により付勢手段の付勢力に抗して前記突部
の半径方向に移動させられて、測定子の先端が突部の外
周面に付勢手段の付勢力で弾接させられる。この測定子
の移動量は測定子センサで測定されて演算手段に入力さ
れる。 【００１１】一方、この進出に伴い角度測定板が突部に
当ると、この角度測定板の板面が傾動動作して突部の先
端面に面接触して、本体の進出が停止させられ、突部の
先端面の角度が角度センサで測定されて、その測定デー
タが演算手段に入力される。この際、進退位置センサに
より本体の位置が測定されてその測定データが演算手段
に入力される。 【００１２】そして、演算手段は、各センサの出力値を
受けて前記突部の内の被測定穴の中心線の位置及び傾斜
方向を算出する。 【００１３】 【実施例】以下、この発明の一実施例を図面に基づいて
説明する。 【００１４】図５〜図７において、１は固定テーブル１
、２は測定テーブル１上に固定されたワーク載置用のワ
ークテーブルである。また、３は固定テーブル１に装着
されたワーク位置決装置（位置決手段）、４はワークテ
ーブル３上に載置されるワークの取付穴の測定器である
。 【００１５】このワークテーブル２上には、例えば、図
８〜図１０に示したエキゾーストマニホールド（以下、
単にマニホールドと略称）５がワーク（構造体）として
載置される。そして、このマニホールド５は、排気管へ
の一つの接続パイプ部６と、エンジン本体（図示せず）
側への複数の分岐パイプ部７，８，９を有する。 【００１６】この接続パイプ部６内には円形孔６ａが形
成され、分岐パイプ部７，８，９の端部には接続フラン
ジ７ａ，８ａ，９ａが設けられ、各接続フランジ７ａ，
８ａ，９ａには固定ボルト用の挿通孔７ｂ，８ｂ，９ｂ
が形成されている。また、マニホールド５の分岐部には
、斜めに突出するパイプ状の突部１０がＯ２センサ取り
付けのために突設されている。尚、この突部１０内には
Ｏ２センサ螺着用のネジ孔１０ａが形成されている。 【００１７】この様なマニホールド５は、接続フランジ
７ａ，８ａ，９ａがワークテーブル２上に載置される。 【００１８】ワーク位置決装置３は、第１位置決装置１
１と第２位置決装置１２を有する。第１位置決装置１１
は、ワークテーブル３の後縁側に位置して固定テーブル
１のに固定された支持台１３と、ワークテーブル３上の
マニホールド５の円形孔６ａに対して進退動可能に支持
台１２保持された係合軸１４と、係合軸１４をマニホー
ルド５に対して進退駆動するシリンダやパルスモータ等
の駆動手段（図示せず）を有する。尚、この係合軸１４
は、マニホールド５の円形孔６ａに嵌合させられて、マ
ニホールド５の水平方向の向きを位置決する。 【００１９】第２位置決装置１２は、ワークテーブル３
の一側部に近接させて固定テーブル１に固定されたスラ
イダ用のテーブル１４と、テーブル１４上に前後動自在
に装着されたスライダ１５と、スライダ１５に隣接して
固定テーブル１上に装着されたシリンダ１６を有する。 図中、１４ａは前後に向けてテーブル１４上に設けたガ
イドレールである。このシリンダ１６のピストンロッド
１６ａは、スライダ１５に連結されていて、スライダ１
５を前後に進退駆動するようになっている。 【００２０】また、第２位置決装置１２は、スライダ１
５に植立された支持フレーム１７と、支持フレーム１７
に昇降可能に保持された位置決ピン１８と、支持フレー
ム１７に保持されて位置決ピン１８を昇降駆動させるエ
アシリンダ１９を有する。この位置決ピン１８を接続フ
ランジ７ａの挿通孔７ｂに係合させることにより、マニ
ホールド５の位置決固定がなされる。尚、位置決ピン１
８の下端部はテーパ状に形成されている。 【００２１】測定器４は、マニホールド５の突部１０に
対応して固定テーブル１の前側に植立固定されたフレー
ム２０と、フレーム２０の上端部に傾斜して固定された
ケース２１を有する。 【００２２】このケース２１内には、図１に示した様に
軸状の本体２２がマニホールド５のパイプ状の突部１０
の先端面に対して進退駆動可能に装着されている。この
本体２２は、ケース２１内の図示しないエアシリンダ等
の駆動手段により進退駆動されるようになっている。図
中、Ｏは軸状の本体２２の軸線である。 【００２３】また、ケース２１の底部に突設したブラケ
ット２１ａには本体２２の進退方向位置を測定させる進
退位置センサ２３が螺着固定されている。この進退位置
センサ２３としては、光センサや磁気センサが用いられ
る。この進退位置センサ２３は、本体２２の先端部近傍
に突設された金属製の位置測定板２４までの距離を検出
するようになっている。 【００２４】本体２２の先端部にはフランジ２２ａが設
けられ、このフランジ２２ａにはセンサ取付板２５が着
脱可能にビス固定されている。このセンサ取付板２５に
は、突部６の先端面に板面が対向させられ且つ金属から
円形に形成された角度測定板２６が、球軸受２７を介し
て任意の方向に傾動可能に取り付けられている。 【００２５】この球軸受２７は、センサ取付板２５の中
央に螺着された支軸２８と、支軸２８の先端に一体に設
けられた球状部２９と、角度測定板２６の中央に保持さ
れた球受３０を有する。また、センサ取付板２５には、
図１〜図４に示した様に角度検出板２６に対向させた２
つの角度センサ３１，３２が周方向に９０゜間隔をおい
て螺着固定されている。この角度センサ３１，３２とし
ては、光センサや磁気センサが用いられる。 【００２６】本体２２の先端部近傍の上部分及び側部に
は取り付け用のブラケット３３，３４が固定され、この
ブラケット３３，３４にはレバー３５，３６の中間部が
枢軸３７，３８を介して枢着されている。 【００２７】このレバー３５，３６の先端には、角度測
定板２６の前方に位置する測定子３５ａ，３６ａが本体
２２の軸線Ｏ側に直角に設けられている。また、枢軸３
７，３８の軸線は、本体２２の軸線Ｏと直交する平面内
に配設されていると共に、互いに直交させられている。 この様な構成により、測定子３５ａ，３６ａは、本体２
２の進退方向すなわちその軸線Ｏに交差する方向に進退
動し得るようになっている。 【００２８】また、レバー３５，３６の後部側とブラケ
ット３３，３４との間にはスプリング３９，４０が付勢
手段として夫々介装されている。これにより、角度測定
板２６が突部１０の先端面に当接したとき、測定子３５
ａ，３６ａが突部１０の外周面に弾接させられる。 【００２９】しかも、本体２２が突部１０側に移動させ
られたとき、測定子３５ａ，３６ａを突部１０の外周面
に案内させる傾斜ガイド面３５ｂ，３６ｂが測定子３５
ａ，３６ａの先端部にそれぞれガイド部として設けられ
ている。 【００３０】ブラケット３３，３４にはレバー３５，３
６の後端に対向してセンサ取付板部４１，４２が固定さ
れ、レバー３５，３６の後端部にはセンサ取付板４１，
４２に対向して金属製の検出板４３，４４が取り付けら
れ、センサ取付板４１，４２には検出板４３，４４に対
向する測定子センサ４５，４６が測定子３５ａ，３６ａ
の移動量を検出可能に螺着固定されている。この測定子
センサ４５，４６には、光センサや磁気センサが用いら
れる。 【００３１】各センサ２３，３１，３２，４５，４６の
出力信号は演算手段４７に入力される。この演算手段４
７は、各センサ２３，３１，３２，４５，４６の出力信
号を受けて、突部１０内の被測定穴の中心線の位置及び
傾斜方向を算出する。この算出結果及び判定結果は、Ｃ
ＲＴやプリンタ等の出力装置によって出力表示させる。 【００３２】次に、この様な構成の作用を説明する。 【００３３】この様な構成においては、ワークテーブル
２上に構造体としてのマニホールド５を載置し、マニホ
ールド５の接続パイプ部６に対し係合軸１３を進出させ
て、この係合軸１３を接続パイプ部６の円形孔６ａに嵌
合させる。 【００３４】一方、シリンダ１６を作動させてスライダ
１５を前後動操作することにより、位置決ピン１８をマ
ニホールド５に設けた接続フランジ７ａの挿通孔７ｂに
合わせた後、エアシリンダ１９を伸長させて位置決ピン
１８を挿通孔７ｂに係合させる。 【００３５】この様な操作により、マニホールド５は位
置決手段としてのワーク位置決装置３でワークテーブル
２の所定位置に位置決固定される。 【００３６】次に、このマニホールド５の外面に突設さ
れたパイプ状の突部１０の先端面に対して本体２２を図
示しない駆動手段により進出させる。これにより、測定
子３５ａ，３６ａが突部１０に当接した後は、測定子３
５ａ，３６ａがガイド面３５ｂ，３６ｂの作用によりス
プリング３９，４０のバネ付勢力に抗して突部１０の半
径方向に移動させられ、測定子３５ａ，３６ａの先端が
突部１０の外周面にスプリング３９，４０バネ付勢力で
弾接させられる。 【００３７】この測定子３５ａ，３６ａの移動量は測定
子センサ４５，４６で測定されて演算手段４７に入力さ
れる。 【００３８】この本体２２の進出に伴い角度測定板２６
が突部１０に当ると、この角度測定板２６が球軸受２７
により傾動動作して、角度測定板の板面が突部１０の先
端面に面接触し、本体の進出が停止させられる。 【００３９】この際、突部１０の先端面の角度が角度セ
ンサ３１，３２で測定されて、その測定データが演算手
段４７に入力される。この際、進退位置センサ２３によ
り本体２２の位置が測定されてその測定データが演算手
段４７に入力される。 【００４０】そして、演算手段４７は、各センサ２３，
３１，３２，４５，４６の出力値を受けて突部１０の内
の被測定穴の中心線の位置及び傾斜方向を算出する。 【００４１】この演算は以下のようにして行われる。 【００４２】ここで、まず、角度測定板２６が突部１０
に当接したとき、角度測定板２６が本体２２の軸線Ｏに
直交して傾斜しておらず、突部１０がマニホールド５に
対して正確に形成されている場合において、図３，図４
の如く進退位置センサ２３と位置測定板２４との基準間
隔、角度センサ３１，３２と角度測定板２６との基準間
隔、検出板４３と測定子センサ４５との基準間隔及び検
出板４４と測定子センサ４６との基準間隔をそれぞれａ
とする。 【００４３】また、図２の如く角度センサ３１と測定子
センサ４６との間隔及び角度センサ３２と測定子センサ
４５との間隔をｂとし、進退位置センサ２３の測定値を
Ｔ２とし、角度センサ３１，３２の測定値をＲ２，Ｒ１
とし，測定子センサ４５，４６の測定値をＰ２，Ｐ１と
する。 【００４４】さらに、図３，図４の如く角度測定板２６
が突部１０に当接したときに、角度傾斜板２６が鉛直面
内において角度φ２だけ傾斜し，角度傾斜板２６が水平
面内において角度φ１だけ傾斜すると共に、測定子３５
ａ，３６ａが二点鎖線で示した様に基準当接位置からδ
２，δ１だけずれて突部１０に当接し、本体２２の実際
の進出量がＴＢである場合において、演算手段４７は、
角度φ１，φ２、ズレ量δ１，δ２、進出量ＴＢを、次
の式数１ 【００４５】 【００４６】等から求める。 【００４７】そして、演算手段４７は、この様にして求
めた角度φ１，φ２、ズレ量δ１，δ２、本体２２の進
出量ＴＢが設定範囲内にあるか否かを判定し、各値が設
定範囲内であれば製品として良と判定する。また、演算
手段４７は、各値が設定範囲外であれば製品として不良
と判定して、その判定結果及び演算結果を出力装置によ
り出力させると共に、どの程度補正して加工すれば、測
定したときの各値が設定範囲内に入るようにできるかを
製品の加工のためにフィードバックする。 【００４８】 【効果】この発明は、以上説明したように、構造体のパ
イプ状の突部の角度を測定する角度センサ，突部の外周
面の位置のズレ量を測定する測定子センサ、及びこれら
のセンサを備える本体の突部側への移動量を測定するセ
ンサ等を設けると共に、各センサからの測定値を基に突
部の中心軸の角度や位置を演算する演算手段を設けたの
で、例えばエキゾーストマニホールドのＯ２センサ取付
用の取付穴（被測定穴）の中心線の位置及び傾斜方向等
を正確に測定できる。そして、測定結果が設定範囲外で
製品不良と判定されたときには、その測定データを基に
次の加工ための補正値をフィードバックできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る測定器と被測定物との関係を示す
要部説明図である。

【図２】図１に示した角度測定板とセンサとの関係を示
す説明図である。

【図３】図１に示した測定器の一部を補足するための概
略説明図である。

【図４】図１に示した測定器を別の角度から見た概略説
明図である。

【図５】図１〜図４に示した測定器を備える測定装置の
側面図である。

【図６】図５の測定装置と被測定用構造体との関係を示
す測定装置の正面図である。

【図７】図５の平面図である。

【図８】図５の被測定用構造体の側面図である。

【図９】図８の平面図である。

【図１０】図８の正面図である。

【符号の説明】

２…ワークテーブル ３…ワーク位置決装置（位置決手段） ５…エキゾーストマニホールド（構造体）１０…突部 ２２…本体 ２３…進退位置センサ ２６…角度測定板 ３１，３２…角度センサ ３９，４０…スプリング（付勢手段） ４５，４６…測定子センサ ４７…演算手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　被測定用の構造体を載置するテーブル
   と、前記テーブル上に載置された構造体を位置決固定す
   る位置決手段と、前記構造体の外面に突設されたパイプ
   状の突部の先端面に対して駆動手段により進退駆動させ
   られる本体と、前記本体の進退方向位置を測定する進退
   位置センサと、前記先端面に板面が対向させられ且つ中
   央部が所定範囲内で任意の方向に傾動可能に前記本体に
   保持された角度測定板と、前記角度測定板の傾斜方向を
   検出する角度センサと、前記角度測定板の前方に位置し
   て前記本体の進退方向に交差する方向に進退動可能に前
   記本体に保持された測定子と、前記角度測定板が前記突
   部の先端面に当接したとき前記測定子を前記突部の外周
   面に弾接させる付勢手段と、前記本体が前記突部側に移
   動させられたとき測定子を前記突部の外周面に案内可能
   に前記測定子に設けられたガイド部と、前記測定子の移
   動量を検出する測定子センサと、前記各センサの出力値
   を受けて前記突部の内の被測定穴の中心線の位置及び傾
   斜方向を算出する演算手段を設けたことを特徴とする被
   測定用構造体の取付穴測定装置　。