JPH0953930A - 小径面の平面度測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小径をなす測定面の平面度の測定を自動化し
て、測定作業を能率的に行うとともに、測定精度の向上
を図る。 【解決手段】 ワークＴを、測定面３ａの中心が測定の
基準となる軸線と整合するように把持するチャッキング
手段２４と、ワーク上方の不動部材に上下に移動可能と
して支持され、かつ前記ワークＴの測定面３ａと対向す
る下端部に、測定面３ａの外周端寄りにほぼ等間隔おき
に垂直をなして当接可能な棒状の接触子７８を有する少
なくとも３個の測定補助具３８と、前記各測定補助具３
８の上端と当接することにより、各測定補助具３８の上
下方向の変位を検知する変位量検出手段４０とを設け
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、例えば内燃機関の
タペットにおける吸・排気弁の軸端面が接触する受面、
または受面に嵌合されたチップの下端面の軸線に対する
傾きを測定する際に用いる平面度測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関の直動型の動弁機構に用いられ
るタペットは、図６に示すように、上面が頂壁(１)によ
り閉塞された円筒形を呈しており、全体がアルミニウム
合金により形成されたものについては、頂壁(１)の下面
中央における吸・排気弁(２)の軸端が当接する部分に、
耐摩耗性のチップ(３)が嵌合される。なお、頂壁(１)上
面に形成された有底孔(1a)には、弁隙間調整用のシム
(４)が遊嵌される。このようなチップ(３)が嵌合されて
いるタペットにおいては、チップ(３)の下面の平面度に
誤差が生じていると、吸・排気弁(２)の軸端が偏当たり
して偏摩耗等の原因となるため、その面の平面度、すな
わち垂直軸線に対する傾き（真直度）が許容範囲内にあ
るか否かを測定する必要がある。従来は、図７に示すよ
うに手作業により測定していた。即ち、Ｖブロック(11
0)の上にタペット(Ｔ)の筒部(５)を水平に載せて、頂壁
(１)の端面をストッパ(114) に押し当てたのち、ダイヤ
ルゲージ(112)の測定子(112a)を、チップ(３)の端面外
周部に当接させ、タペット(Ｔ)を手で回しながら、ダイ
ヤルゲージ(112)の指針の振れの最大最小値を読み取
り、その差よりチップ端面の軸線(Ｌ)に対する平面度が
許容範囲内にあるか否かを判定していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の測定方
法では、手作業であるため作業能率が悪く、またチップ
(３)の被測定面は小径（例えば８mm）であるため、ダイ
ヤルゲージ(112)の測定では測定精度も良くなく、平面
度を正確に判定することが困難である。本発明の目的
は、測定を自動化することにより、省力化並びに作業能
率の向上を図り、かつ被測定面が小径であっても高い測
定精度が得られるようにした、小径面の平面度測定装置
を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明によると、上記課
題は、次のようにして解決される。 （１）ワークにおける小径をなす測定面の垂直軸線に対
する傾きを測定するようにした小径面の平面度測定装置
であって、前記ワークを、測定面の中心が測定の基準と
なる軸線と整合するように把持するチャッキング手段
と、ワーク上方の不動部材に上下に移動可能として支持
され、かつ前記ワークの測定面と対向する下端部に、測
定面の外周端寄りにほぼ等間隔おきに垂直をなして当接
可能な棒状の接触子を有する少なくとも３個の測定補助
具と、前記各測定補助具の上端と当接することにより、
各測定補助具の上下方向の変位を検知する変位量検出手
段とを設ける。

【０００５】（２）上記（１）項において、測定補助具
の下端部に、頂部が測定面の中心方向を向く三角形状の
水平片を設け、その先端部に、接触子を、変位量検出手
段よりも内方に偏倚させて取付ける。 （３）上記（１）又は（２）項において、測定補助具
が、ボールスライドを介して不動部材に支持されるよう
にする。

【０００６】（４）上記（１）〜（３）のいずれかにお
いて、測定補助具が、それと不動部材との間に介設した
付勢手段により常時下向きに付勢されるようにする。

【０００７】（５）上記（１）〜（４）のいずれかにお
いて、変位量検出手段が電気マイクロメータであるもの
とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の一実施例を、図１〜図５
を用いて説明する。

【０００９】図１は、平面度測定装置(10)の要部を示す
もので、(12)は、図示しないベースに立設された支柱
で、鋼板を溶接またはボルト止めすることにより固定さ
れている。支柱(12)の上部には、支持プレート(14)が、
前方（以下、方向は図１の右方を前方、同じく左方を後
方として説明する）を向いて水平に固着されている。

【００１０】(16)は昇降板で、支柱(12)の前面に形成さ
れた案内レール(18)に、昇降板（１６）の後面に固着し
た上下１対のガイド（２０）（２０）を摺動自在に嵌合
することにより、上下のショックアブソーバ付きのスト
ッパ(28)(29)の間で昇降することができる。昇降板(16)
の前面上部に固着されたブラケット(17)には、上下方向
を向くエアシリンダ(22)のピストンロッド(22a) が、ス
トローク調整部材(23)を介して連結されている。(24)
は、昇降板(16)の前面に前方を向いて固着された公知の
エアチャックで、その前部には、図５に示すように、ワ
ークであるタペット(Ｔ)の外周面を、その軸線を垂直と
して把持するためのＶ字形をなす左右１対の把持片(26)
(27)が、水平方向に相対移動可能として取付けられてい
る。

【００１１】図２に示すように、支持プレート(14)にお
けるエアチャック(24)の把持中心線上には、方形孔(32)
が形成され、この方形孔(32)内には、４個の測定手段(3
0)が、方形孔(32)を中心として円周方向に90°の間隔を
設けて、ボルト(36)及びブラケット(42)により垂下固定
されている。

【００１２】各測定手段(30)は、図４に詳細を示すよう
に、測定補助具(38)と、その上方に設けた公知の差動ト
ランス式の電気マイクロメータ(40)とを備えている。ブ
ラケット(42)は、上下方向を向く支持板(44)と水平の固
定板(46)とから成り、固定板(46)は、支持プレート(14)
の上面にボルト(36)により固定され、支持板(44)の内方
の面には、取り付け板(48)がボルト(49)により固定され
ている。

【００１３】取り付け板(48)は、ブラケット(42)の取り
付け面に対して、調整板(50)に回動のみ可能に取付けら
れた調整ねじ(52)により、上下位置調整可能として取り
付けられている。取り付け板(48)の上半部内方の面に
は、ホルダ(54)が固定され、このホルダ(54)には、電気
マイクロメータ(40)が、その測定子(82)を下方に向けて
挿入保持されている。

【００１４】取り付け板(48)の下部内面には、図３に詳
細に示すように、ボールスライド（リニアボールベアリ
ングガイド）(58)のインナーガイドレール(60)が固定さ
れており、このインナーガイドレール(60)には、測定補
助具(38)の外面に固着されたコ字形をなすアウターガイ
ド(62)が、複数のボール(61)を介して嵌合されている。
これにより測定補助具(38)は、取り付け板(48)に対して
軽快に上下動できるように保持されている。測定補助具
(38)の一側面にボルト(65)止めされた水平支持片(66)に
は、ストッパボルト(70)が、上下位置調整可能として螺
着され、その下端は、取り付け板(48)の一側面にボルト
(65)止めされたストッパ板(68)の上面と当接するように
なっている。

【００１５】測定補助具(38)は、上記水平支持片(66)と
取り付け板(48)の下端部とに螺着した係止ボルト(69)
に、引張コイルばね(64)の各端部を係止することによ
り、常時下向きに付勢されている。各測定補助具(38)
は、上下方向を向く垂直片(72)の下端部に、頂部が測定
面の中心方向を向く三角形状の水平片(74)を備えるＬ字
形を呈している。

【００１６】水平片(74)の先端部（内端）には、ワーク
の測定面に向かって伸びる細長棒状の接触子(78)が、固
定具(79)により着脱可能として取付けられ、その下端は
尖鋭となっている。垂直片(72)の上端部には、円形かつ
硬質の受け部材(80)が着脱可能に螺着され、その上面に
は、電気マイクロメータ(40)の伸縮可能な測定子(82)の
下端が接触している。

【００１７】次に、上記実施例の測定装置を用いての平
面度の測定要領について説明する。まず最初に、標準と
なるマスタワークを用いて４個の電気マイクロメータ(4
0)の指示値を予め０に合わせておく。

【００１８】ついで、エアシリンダ(22)の作動により、
エアチャック(24)を下限位置まで下降させ、ワーク支持
台(90)上に、図示しないワーク供給装置により上下倒立
させて載置されたタペット(Ｔ)の外周面を把持したの
ち、エアシリンダ(22)を縮退させて、昇降板(16)をスト
ッパ(28)に当接する上限位置まで上昇させる。すると、
タペット(Ｔ)に嵌合されたチップ(３)の測定面(3a)が、
４個の各測定補助具(38)の接触子(78)の下端に当接し、
測定補助具(38)が、４個ともそれぞれの引張コイルばね
(64)の力に抗して若干押し上げられることにより、その
上端の受け部材(80)が電気マイクロメータ(40)の測定子
(82)と接触する。これにより、４個の各電気マイクロメ
ータ(40)が測定面(3a)の４点の上下（軸線）方向の変位
を測定し、その測定値の最大、最小値を、予め定めた基
準値と比較演算し、平面度が許容範囲内にあるか否かを
自動的に判定する。

【００１９】以上説明したように、上記実施例において
は、電気マイクロメータ(40)の測定子(82)を直接ワーク
の測定面に押しつけて上下方向の変位を測定するもので
はなく、電気マイクロメータ(40)とワークの測定面との
間に測定補助具(38)を介在させ、この測定補助具(38)を
介して測定面(3a)の上下方向の変位を測定するものであ
る。

【００２０】すなわち、測定補助具(38)における下端部
に、測定面の中心方向を向く三角形状の水平片(74)を設
け、その先端部に細径棒状の接触子(78)を、電気マイク
ロメータ(40)の軸線に対し内方に偏倚させて設けたこと
により、４個の各接触子(78)の下端を、小径のチップ
(３)の測定面に同時に接触させることが可能となる。こ
の実施例では、４個の各接触子(78)の下端を１つの円上
に同心的に配置しているが、その円の直径、即ち測定面
の傾斜を測定するための測定径は５mmとしてある。上述
のような測定補助具(38)を用いると、測定面の面積が小
さくとも、４個の電気マイクロメータ(40)同士を、互い
に緩衝することなく配置することができる。

【００２１】なお、測定補助具(38)を省略して、各電気
マイクロメータ(40)の測定子(82)を細径としてＬ字状に
折曲し、その下端を直接ワークの測定面に接触させても
よいように思えるが、このようにすると、測定子に曲げ
モーメントによる偏荷重が作用し、摺動部の摩耗を生じ
させたり、曲げやたわみが生じて上下方向の変位を正確
に測定し得なかったり、測定径も定まらなくなるなどの
問題が生じる。

【００２２】これに対して、本実施例の場合、接触子(7
8)は剛性を有する垂直片(72)と水平片(74)に保持されて
いるため、たわむことがなく、しかもボールスライド(5
8)により案内されるために、測定面の傾斜・変位に対し
て忠実に応答して軽快に上下動し、測定面の変位を電気
マイクロメータ(40)に正確に伝えられる。

【００２３】上記実施例では、電気マイクロメータ(40)
及び測定補助具(38)の数を４個としてあるが、それら３
個を円周方向に120°の間隔で設けても、平面度の測定
は可能である。測定補助具(38)を自重により常時円滑に
降下するようにして、引張コイルばね(64)を省略するこ
ともある。実施例では、エアチャック(24)を昇降させて
ワークを測定手段(30)側に移動しているが、その反対
に、ワークを定位置に固定して、測定手段(30)を昇降さ
せるようにしてもよい。

【００２４】また、実施例では、チップ(３)の平面度を
測定するようにしたが、チップ(３)が嵌合される前の凹
孔内の平面度や、チップ(３)を必要としない通常のタペ
ットの吸・排気弁との当接面の平面度をも測定しうるの
は勿論のこと、タペット以外の他のワークの小径面の平
面度の測定にも適用することができる。

【００２５】

【発明の効果】本発明によれば、次のような効果が得ら
れる。 （１） 各測定補助具の個々の接触子を測定面の複数点
に同時に押し当て、その変位を変位量検出手段により検
知するようにしたので、測定面が小径であっても高い測
定精度が得られる。また、測定を自動かつ短時間で行い
うるので、従来のダイヤルゲージを用いた測定に比して
測定作業が能率的となり、省力化が図れる。

【００２６】（２） 請求項２のようにすると、ワーク
の測定面が小さくとも、その面上に複数の測定補助具の
各接触子を集めて、軸線方向の変位を支障なく測定する
ことができる。 （３） 請求項３のようにすると、測定補助具が測定面
の変位に対応して軽快に上下動し、たわんだり変形した
りすることなく、正確に測定面の変位を変位量検出手段
に伝えることができる。 （４） 請求項４のようにすると、接触子が測定面に当
接した際に緩衝作用が生じるとともに、測定後の原位置
への復帰が確実かつ迅速となる。 （５） 請求項５のようにすると、検出した数値を電気
的に演算処理して、平面度の良し悪しをデジタル式に表
示させうるので、自動化をさらに推進することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す主要部の一部切欠側面
図である。

【図２】同じく図１におけるII−II線に沿う要部の拡大
矢視図である。

【図３】同じくIII−III線に沿う拡大横断平面図であ
る。

【図４】同じく測定補助具と変位量検出手段との関連構
成の詳細を示す拡大側面図である。

【図５】同じくチャッキング手段の拡大平面図である。

【図６】本発明の測定に適用されるタペットの縦断正面
図である。

【図７】従来の平面度の測定要領を示す説明図である。

【符号の説明】

（Ｔ）タペット （３）チップ （3a）測定面 （４）シム （10）平面度測定装置 （12）支柱 （14）支持プレート （16）昇降板 （17）ブラケット （18）案内レール （20）ガイド （22）エアシリンダ （22a)ピストンロッド （23）ストローク調整部材 （24）エアチャック （26)(27）把持片 （30）測定手段 （38）測定補助具 （40）電気マイクロメータ （42）ブラケット （44）支持板 （46）固定板 （48）取り付け板 （50）調整板 （52）調整ねじ （54）ホルダ (58）ボールスライド （60）インナーガイドレール （61）ボール （62）アウターガイド （64）引張コイルばね （66）水平支持片 （68）ストッパ板 （70）ストッパボルト （72）垂直片 （74）水平片 （78）接触子 （79）固定具 （80）受け部材 （82）測定子 (90）ワーク支持台

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークにおける小径をなす測定面の垂直
   軸線に対する傾きを測定するようにした小径面の平面度
   測定装置であって、 前記ワークを、測定面の中心が測定の基準となる軸線と
   整合するように把持するチャッキング手段と、 ワーク上方の不動部材に上下に移動可能として支持さ
   れ、かつ前記ワークの測定面と対向する下端部に、測定
   面の外周端寄りにほぼ等間隔おきに垂直をなして当接可
   能な棒状の接触子を有する少なくとも３個の測定補助具
   と、 前記各測定補助具の上端と当接することにより、各測定
   補助具の上下方向の変位を検知する変位量検出手段とを
   備えることを特徴とする小径面の平面度測定装置。
2. 【請求項２】 測定補助具の下端部に、頂部が測定面の
   中心方向を向く三角形状の水平片を設け、その先端部
   に、接触子を、変位量検出手段よりも内方に偏倚させて
   取付けてなる請求項１記載の小径面の平面度測定装置。
3. 【請求項３】 測定補助具が、ボールスライドを介して
   不動部材に支持されている請求項１または２記載の小径
   面の平面度測定装置。
4. 【請求項４】 測定補助具が、それと不動部材との間に
   介設した付勢手段により常時下向きに付勢されている請
   求項１〜３のいずれかに記載の小径面の平面度測定装
   置。
5. 【請求項５】 変位量検出手段が電気マイクロメータで
   ある請求項１〜４のいずれかに記載の小径面の平面度測
   定装置。