JPH0726647Y2 - 面取りワークの外径測定装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本考案は、円筒または円柱部の外周面を５角形に面取り
加工したワークの外径測定装置に関する。

B.従来の技術 特開昭64−32064号公報等で知られている内燃機関用電
磁式燃焼噴射弁は、電子制御装置からのパルス電流によ
り励磁される電磁コイルと、この電磁コイルへのパルス
電流の通電により吸引動作されると共にばね部材により
離間方向に付勢される可動コアと、この可動コアに連動
して開閉される燃料噴射用のニードル弁とから構成され
る。ニードル弁は筒状のボディと、このボディ内をスラ
イドするニードル弁体とからなり、ニードル弁体は断面
形状が正６角形または正５角形に形成した案内部によっ
てボディの円筒穴内にスライド可能に支持され、案内部
の外周面とボディの内周面間に形成される隙間を通して
燃料をボディの噴射口へ導くようになっている。従っ
て、ニードル弁体がボディ内でがたついたり偏心するこ
となくスムーズにスライド動作されるためには、案内部
の外径がボディの内径に適合したものであるか否かを測
定する必要がある。

従来、このようなニードル弁体の案内部の外径を測定す
る手段としては、マイクロメータなどの測定器を用いて
マニュアルで測定していた。

C.考案が解決しようとする課題 ニードル弁体の案内部が正６角形である場合は、その各
対角線の寸法が外接円に相当する直径となっているか
ら、対角線上の寸法を測定器で測定すれば比較的容易に
案内部の外径を知ることができる。

また、ニードル弁体の案内部が第４図に示すように５角
形である場合は、ボディの内周面に接触する案内部１の
各角部２は燃料通過用の隙間を形成する面取り部３と相
対向する位置関係になっているため、各角部２が接する
外接円４に相当する外径寸法はマイクロメータのような
測定器では直接測定することができないという問題があ
った。また、無理に測定してもマニュアル測定であるた
め、測定誤差や測定精度に個人差が生じ、安定した測定
ができないほか、多くの人手を要する問題がある。

本考案の技術的課題は、正５角形にような面取りワーク
に対しても、その外接円の外径を自動的に測定できるよ
うにすることにある。

D.課題を解決するための手段 一実施例を示す第１図に対応づけて本考案を説明する
と、本考案の外径測定装置は、５角形に面取り加工した
被測定ワーク10をセットする所定角度のＶ溝20aを有す
る外径測定用のＶブロック20と、Ｖブロック20のＶ溝20
a内にセットされた被測定ワーク10を所定の圧力でＶ溝
面に押し付ける押圧手段21と、押圧状態の被測定ワーク
10を所定の速度で回転させる回転手段17と、回転する被
測定ワーク10の面取り外周面に当接し、その５角形状に
応じた直径方向の変位を検出する検出器22と、検出器の
出力信号から５角形の角部に相当するピーク値を抽出し
て面取り加工部の外径を演算手段24とを備えて成るもの
である。

E.作用 Ｖブロック20に対して押圧状態にある被測定ワーク10が
回転手段17により回転されると、面取り加工部の各外周
角部はＶ溝20aを直交する方向にトレースしながら回転
するから、被測定ワーク10全体が面取り加工部の内接円
と外接円との直径差に相当する距離だけ、Ｖブロック20
を基準にして検出器22に対し離接する方向に移動する。
これにより検出器22に対し面取り加工部の外径測定に必
要な変位を発生させる。従って、このように回転および
移動する被測定ワーク10の面取り外周面に検出器22に当
接しておけば、演算手段24により５角形の外接円に相当
する外径が演算される。

なお、本考案の構成を説明する上記Ｄ項およびＥ項で
は、本考案を分かり易くするために実施例の図を用いた
が、これにより本考案が実施例に限定されるものではな
い。

F.実施例 以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、本考案による面取りワークの外径測定装置の
一実施例を示す全体の構成図である。

図において、10は燃料噴射用ニードル弁の弁体に相当す
る被測定ワーク（面取りワーク）で、両端部外周には正
５角形状に面取り加工した案内部10a,10bが設けられて
いる。

11は被測定ワーク10の一端を把持するチャックで、この
チャック11は支持軸12の一端に固定され、支持軸12は可
動軸受13に回転可能にかつ被測定ワーク10の軸線方向に
スライド可能に支承されている。可動軸受13はベース14
上に設置したブラケット15に上下動可能に支持されてい
る。また、支持軸12の他端は自在継手16を介して外径測
定用の回転手段であるモータ17の出力軸に接続されたス
ピンドル17Aに連結され、そのスピンドル17Aは、軸線方
向にスライドできるようになっている。

18は被測定ワーク10の他端を回転可能に支持するセンタ
部材で、このセンタ部材18はベース14上に設置したブラ
ケット19に上下動可能に取付けられている。

20は被測定ワーク10の外径測定用に供されるＶブロック
で、ベース14上に被測定ワーク10に対向するように設置
され、第２図に示すように上面には被測定ワーク10の軸
線と平行なＶ溝20aが形成されている。このＶ溝20aは、
正５角形に面取り加工された案内部10a,10bの角度108°
と同一の角度になっている。

21は、チャック11およびセンタ部材18により両持ち支持
された被測定ワーク10の両案内部10a,10bをＶブロック2
0のＶ溝20a内に押し付けるための押圧装置である。この
押圧装置21は、第１図および第２図に示すように流体圧
シリンダ211と、流体圧シリンダ211のピストンロッド21
1aの先端に固定した支持部材212と、支持部材212に所定
間隔離して平行に配置され複数のガイドロッド213によ
り上下動可能に支持されたワーク押え部材214と、ワー
ク押え部材214と支持部材212間に介在され被測定ワーク
10に対するＶブロック20への押付力を一定にする圧縮コ
イルばね215とから構成されている。

22は、被測定ワーク10の案内部10aの外周形状に応じた
直径方向の変位を検出する第１の検出器、23は、同じく
案内部10bの外周形状に応じた直径方向の変位を検出す
る第２の検出器である。これら検出器22,23はそれぞれ
の案内部10a,10bの外周面に当接する測定子22a,23aを備
え、案内部10a,10bの外周形状による測定子22a,23aの変
位は差動トランス等による検出器で電気信号に変換さ
れ、それぞれの演算回路24,25に出力されるようになっ
ている。

演算回路24,25は、対応する検出器22,23から出力される
検出信号に基づいて案内部10a,10bの正５角形にの各角
部に相当するピーク値を抽出して案内部10a,10bの外径
を算出し、また、５カ所のピーク値から案内部外径の真
円度を演算するものである。26,27は、演算回路24,25か
ら出力される外径データが許容値範囲にあるかを判定す
る判定回路、28は測定された外径および真円度を表示す
る表示部である。

次に動作について説明する。

まず、被測定ワーク10をＶブロック20上に置きその一端
をセンタ部材18に係合し、他端をチャック11により把持
する。次に、流体圧シリンダ211を前進動作させてワー
ク押え部材214を被測定ワーク10の中央軸部10cに当接さ
せる。所定の押圧力で被測定ワーク10の案内部10a,10b
を測定用Ｖブロック20のＶ溝20a内に押し付け、さらに
各検出器22,23の測定子22a,23aの先端をそれぞれの案内
部10a,10bの外周面に押圧方向から当接させる。

この状態で測定用のモータ17によりスピンドル17Aを所
定の速度で回転すると、その回転は自在継手16,支持軸1
2およびチャック11を通して被測定ワーク10に伝達さ
れ、被測定ワーク10は、その案内部10a,10bがＶブロッ
ク20のＶ溝20に押し付けられた状態で回転し始める。被
測定ワーク10が回転すると、正５角形の案内部10a,10b
の各角部稜線がＶブロック20のＶ溝内面をＶ溝20aと直
交する方向にトレースするようになる。その結果、被測
定ワーク10は、チャック11とセンタ部材18で両持ち支持
されたまま案内部10a,10bの外接円と内接円との差に相
当する範囲内で上下動することになる。

第３図（ａ）は、回転角度に対する案内部10a（または1
0b）とＶ溝20aとの位置関係を表わしたもので、に示
すように案内部10aの角部が完全にＶ溝20aに係合した状
態を回転開始点（回転角０°）とすると、この時点で
は、検出器22（または23）の測定子22aは案内部10aの面
取り加工面10a₁の中央に位置し、そして36°回転した時
点では、に示すように２つの角部稜線10a₂がＶ溝20a
の斜面と係合する状態となるから、案内部10aの回転中
心Ｏ′はの状態の回転中心Ｏによりｄだけ上方へ移動
する。この移動量ｄは案内部10aの内接円30と外接円31
との直径差に相当する。また、の状態では、検出器22
の測定子22aは案内部10aの角部稜線10a₂と接する。

以下、被測定ワーク10が回転されるに伴い案内部10aの
回転角度が72°,108°，…と推移していけば、上記，
の状態を繰り返すことになる。その結果、案内部10a,
10bの回転および上下動にともなって生じる測定子22aま
たは23aの回転角度に対する変位軌跡は第３図（ｂ）に
示すようなサイン波形となる。このサイン波形におい
て、回転角度０°,72°,144°…の各点が案内部10a,10b
の内接円に相当し、回転角度36°,108°，…の各点が案
内部10a,10bの外接円，すなわち外径に相当するもので
ある。

従って、検出器22,23の測定子22a,23aが第３図（ｂ）の
サイン波形に変位すると、その変位は検出器22,23に内
蔵した差動トランスなどによって電気信号に変換され、
それぞれの演算回路24,25に出力される。各演算回路24,
25では、検出信号から案内部の回転角度36°,108°,180
°，…の各点におけるピーク値を抽出し、これらピーク
値を平均化することによって正５角形の外接円に相当す
る案内部10a,10bの外径を算出する。そして、その算出
結果はそれぞれの判定回路26,27により設定値と比較さ
れ、適合する外径であるか否かを判定する。また、各演
算回路24,25は、抽出した各ピーク値を基にして案内部1
0a,10bの真円度を測定する。その測定結果は、外径の測
定結果とともに表示部28に表示される。

上述のような本実施例においては、従来のマニュアル測
定方式では難しかった正５角形に面取り加工した案内部
10a,10bの外径を自動的に測定でき、かつその良否判定
も可能になるとともに、案内部10a,10bの真円度も測定
することができる。また、人手によることなく自動測定
が可能であるため、測定精度に個人差が生じることがな
く、高精度で安定した外径測定が可能になる他、測定コ
ストも大幅に低減し得る。特に燃料噴射弁に用いられる
ニードル弁体のような量産、多種部品の外径測定には好
適となる。

なお、本考案における外径測定装置の被測定ワーク回転
手段およびワーク押圧手段は上記実施例のものに限定さ
れない。また、ワークも実施例の形状に限定されない。

G.考案の効果 以上説明したように本考案によれば、５角形状に面取り
加工した被測定ワークを所定角度のＶ溝を有するＶブロ
ック上にセットし、これを押圧手段によりＶブロックに
押し付けた状態で回転しながら面取り加工部の外周形状
に応じた変位を検出器で検出し、この検出器から出力さ
れる信号に基づいて面取り加工部の外径を測定するよう
構成したので、人手を要することなく面取り加工部の外
径を自動的に測定することができ、しかも高精度で安定
した外径測定を低コストで実現できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による面取りワークの外径測定装置の一
実施例を示す全体構成図、第２図は本実施例における押
圧装置の側面図、第３図（ａ），（ｂ）は本実施例の動
作を説明する図、第４図は従来の説明図である。 10:被測定ワーク 10a,10b:面取り加工された案内部 11:チャック、12:支持軸 13:可動軸受、17:モータ 17A:スピンドル、18:センタ部材 20:基準ブロック、20a:V溝 21:押圧装置、22,23:検出器 24,25:演算回路 26,27:判定回路、28:表示部

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】５角形に面取り加工した被測定ワークをセ
   ットする所定角度のＶ溝を有する外径測定用のＶブロッ
   クと、 前記ＶブロックのＶ溝内にセットされた被測定ワークを
   所定の圧力でＶ溝面に押し付ける押圧手段と、 前記押圧状態の被測定ワークを所定の速度で回転させる
   回転手段と、 前記回転する被測定ワークの面取り外周面に当接し、そ
   の５角形状に応じた直径方向の変位を検出する検出器
   と、 前記検出器の出力信号から５角形の角部に相当するピー
   ク値を抽出して面取り加工部の外径を算出する演算手段
   とを備えたことを特徴とする面取りワークの外径測定装
   置。