JP7613353B2

JP7613353B2 - 二面幅対称度計測方法

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Publication number: JP7613353B2
Application number: JP2021208335A
Authority: JP
Inventors: 泰秀村田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2021-12-22
Filing date: 2021-12-22
Publication date: 2025-01-15
Anticipated expiration: 2041-12-22
Also published as: JP2023092986A

Description

本発明は、二面幅対称度計測方法に関する。

従来、例えばワークの円筒胴体にあるクランプ用二面幅形状には「円筒部に対する対称度」規格が定められている。

ところで、二面幅の測定に関する公知技術は少ないが、例えば特許文献１には「正多面体の二面幅測定装置」が開示されている。しかし、二面幅形状の「対称度」測定に関する公知技術は知られていない。

特開２００９－１４５０５２号公報

上記のような二面幅形状は、円筒部の外径や長手方向の寸法、二面幅の厚さや円筒部に対する長手方向の位置などがワーク搭載位置の装置の形状に応じて定められるため、膨大な寸法バリエーションが存在する。このため、「円筒部に対する対称度」を測定するには専用器具を寸法バリエーションごとに備える必要があり、人工及び工数の増大が避けられなかった。

本発明はこれらの課題に鑑みて創作されたものであり、その目的は、二面幅部を含み、径が軸に沿って一定な円筒部を含むワークの二面幅部の円筒部に対する対称度を簡易に測定する方法を提供することにある。

本発明の第一態様は、一方の面を第１面（２１）とし、他方の面を第２面（２２）とする二面幅部（２）を含み、径が軸（Ｚ）に沿って一定な円筒部（１）を含むワークの二面幅部の円筒部に対する対称度を測定する方法であって、第１面及び第２面に平行な面を基準面（３）と総称し、第１面と、第２面に近い側の円筒部の外面に接する基準面の一つとの距離を第１距離（Ｅ）とし、第２面と、第１面に近い側の円筒部の外面に接する基準面の一つとの距離を第２距離（Ｆ）とするとき、第１距離及び第２距離を測定して両者の値の差の絶対値を求める、二面幅対称度計測方法である。

本発明の第二態様は、一方の面を第１面（２１）とし、他方の面を第２面（２２）とする二面幅部（２）を含み、径が軸（Ｚ）に沿って一定な円筒部（１）を含むワークの二面幅部の円筒部に対する対称度を測定する方法であって、第１面及び第２面に平行かつ円筒部の軸を含む面を円筒部中心面（１００）とし、第１面と、円筒部中心面との距離をＡ距離（Ａ）とし、第２面と、円筒部中心面との距離をＢ距離（Ｂ）とし、さらに、同じ幅の２つの平面が互いに同じ角度で交わるように形成された溝部（４）が水平にされた場合の溝部に対する天地方向を上下方向（Ｇ）とするとき、第１面又は第２面が上下方向に平行になり、かつワークの円筒部が前記軸に沿って当接するように溝部に載置し、Ａ距離及びＢ距離を測定して両者の値の差の絶対値を求める、二面幅対称度計測方法である。

これにより、ワークの二面幅部の円筒部に対する対称度を簡易に測定することが可能となる。

ワークの二面幅部をクランプした状態の側面図。図１の平面図。図１の正面図。第１実施形態の二面幅対称度計測方法を説明する概略図。第２実施形態の二面幅対称度計測方法を説明する概略図１。第２実施形態の二面幅対称度計測方法を説明する概略図２。

［適用対象］
以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。以下の実施形態は、ワークＷとしてエンジン用インジェクタを想定したものである。本発明の適用対象を図１－３に示す。軸Ｚを中心線とするエンジン用インジェクタ構成品の円筒状のボデーにはクランプ用二面幅部が設けられており、図１－３のように二面幅部２を把持したアームＡがエンジンへの取付けを行う。

［二面幅の対称度］
ここで、二面幅を基準として取付穴にインジェクタを挿入したとき、円筒部の同軸度や真直度の基準を満たしていたとしても、二面幅の対称度が図面通りでないと、ノズル部の先端が穴の内壁に接触して傷つくおそれがある。このため、例えば「ボデーの円筒外径に対する対称度０．１ｍｍ」とすべきことが図面指示されている。この二面幅の対称度は、「データム軸直線又はデータム中心平面に関して互いに対称であるべき形体の対称位置からの狂いの大きさ」とされている。これを図面指示に当てはめると、ワークＷの実際の「二面幅部の中心面」が理想的な「データム中心平面」（二面幅部２に平行かつワークＷの軸Ｚを含む平面）から±０．０５ｍｍの範囲にあればよい。

（第１実施形態）
最初に、ワークＷのデータム中心平面と、データム中心平面から二面幅の各面との距離を計測して対称度を求める、本発明の第二態様（第１実施形態）について説明する。

図４に第１実施形態の概略を示す。これは一方の面を第１面２１とし、他方の面を第２面２２とする二面幅部２を含み、径が軸Ｚに沿って一定な円筒部１を含むワークＷの二面幅部２の円筒部１に対する対称度Ｓを測定する方法である。

第１面２１及び第２面２２に平行かつ円筒部１の軸Ｚを含む面を円筒部中心面１００とし、第１面２１と、円筒部中心面１００との距離をＡ距離Ａとし、第２面２２と、円筒部中心面１００との距離をＢ距離Ｂとする。さらに、同じ幅の２つの平面が互いに同じ角度で交わるように形成された溝部４が水平にされた場合の溝部４に対する天地方向を上下方向Ｇとする。

このとき、第１面２１又は第２面２２が上下方向Ｇに平行になりかつワークＷの円筒部１が軸Ｚに沿って当接するように溝部４に載置し、溝部４の最深部を結ぶ直線を含む上下方向Ｇに平行な平面を円筒部中心面１００としてＡ距離Ａ及びＢ距離Ｂを測定し、両者の値の差の絶対値を求める。この絶対値が対称度Ｓとなる。このように第１実施形態で計測が必要な値はＡ距離ＡとＢ距離Ｂのみである。

図４を用いて説明する。図４は水平面上に置かれた溝部４上にワークＷの二面幅部２を含む円筒部１を載置し、軸Ｚに直交する平面で切ったときの円筒部１の略断面図である。この溝部４は同じ幅の２つの平面が互いに同じ角度で交わるように正Ｖ字状に形成されたＶ字状受け治具の一部であり、円筒部１を水平にして接地させれば、溝部４の最深部を結合する直線と円筒部１の軸Ｚは断面図で上下方向Ｇに重なり、両者を含む平面がデータム中心平面とわかる。よって、求められたデータム中心平面たる円筒部中心面１００と、二面幅部２の各面との距離すなわちＡ距離Ａ及びＢ距離Ｂを測定するだけでよい。

以下、図４を参照して数式で説明する。
＜定義１．１＞二面幅部２の厚みを、２Ｒとする。このとき、Ｒは二面幅２の厚みの半値（二面幅部２の各面から後述の二面幅中心面２００までの距離）に等しい。
＜定義１．２＞二面幅部２の中心面（二面幅部２の各面に平行かつ当該各面から等距離にある平面）を、二面幅中心面２００とする。
＜定義１．３＞二面幅中心面２００の円筒部中心面１００からの距離を、芯ズレ量δ（デルタ）とする。

このとき、以下の（式１．１）及び（式１．２）が成り立つ。ここで（式１．２）を（式１．３）のように変形すれば（式１．４）が導かれる。ここから、Ａ距離とＢ距離の値の差の絶対値をとれば、それが対称度Ｓの値（式１．４１）である。

δ＝Ｓ／２・・・（式１．１）
δ＝Ａ－Ｒ・・・（式１．２）
δ＝Ａ－Ｒ＝Ａ－［（Ａ＋Ｂ）／２］＝（Ａ－Ｂ）／２＝Ｓ／２・・・（式１．３）
Ｓ＝Ａ－Ｂ・・・（式１．４）
Ｓ＝｜Ａ－Ｂ｜・・・（式１．４１）

［第１実施形態の効果］
第１実施形態を採用し、溝部と計測器具を備えた専用計測治具を導入すれば、二面幅部を含み、径が軸に沿って一定な円筒部を含むワークの二面幅部の円筒部に対する対称度を簡易に測定できるようになり、人工及び工数の増大抑制に有用である。またワーク受け部となる溝部の寸法バリエーションを数種類、交換容易に備えることにより、多品種ワークにも柔軟に対応可能である。

（第２実施形態）
次に、第１実施形態の対称度計測原理に忠実に対称度計測を行うにしても、必ずしも測定器具の機構自体をその対称度計測原理通りに構成する必要はないことに着目し、さらに簡便に二面幅部２の対称度を求める、本発明の第一態様（第２実施形態）について説明する。

図５－６に第２実施形態の概略を示す。一方の面を第１面２１とし、他方の面を第２面２２とする二面幅部２を含み、径が軸Ｚに沿って一定な円筒部１を含むワークＷの二面幅部２の円筒部１に対する対称度Ｓを測定する方法であることは、第１実施形態と同様である。

第１面２１及び第２面２２に平行な面を基準面３と総称し、第１面２１と、第２面２２に近い側の円筒部１の外面に接する基準面３の一つとの距離を第１距離Ｅとし、第２面２２と、第１面２１に近い側の円筒部１の外面に接する基準面３の一つとの距離を第２距離Ｆとするとき、第１距離Ｅ及び第２距離Ｆを測定して両者の値の差の絶対値を求める。このように、第２実施形態で計測が必要な値は、第１距離Ｅと第２距離Ｆのみである。

図５を参照して説明する。図５に示すように、第２実施形態では水平面を有する受け治具の水平面上にワークＷの二面幅部２の片面（例：第１面２１）を置き、反対側にある円筒部１の外面に接する基準面３との距離を求める（第１距離Ｅ）（図５（ａ））。続いて円筒部１をひっくり返し、二面幅部２の反対側の面（例：第２面２２）を置き、同じ作業を繰り返す（第２距離Ｆ）（図５（ｂ））。最後に第１距離Ｅと第２距離Ｆの値の差の絶対値（｜Ｅ－Ｆ｜）をとれば、それが対称度Ｓの値である。

以下、図６を参照して数式で説明する。第１実施形態の説明（段落［００１８］－［００２０］）も一部参照する。
＜定義２．１＞円筒部１の外径（直径）を、Ｄとする。
＜定義１．２＞再掲二面幅部２の中心面（二面幅部２の各面に平行かつ当該各面から等距離にある平面）を、二面幅中心面２００とする。
＜定義２．２＞対称度０の理想的な二面幅部２（二面幅中心面２００が円筒部中心面１００と一致するとき）の二面幅部２の各面から近接した円筒部１の外面に接する基準面３までの距離を、Ｋとする。
＜定義１．３＞再掲二面幅中心面２００の円筒部中心面１００からの距離を、芯ズレ量δ（デルタ）とする。

このとき、以下の（式２．１）及び（式２．２）が成り立つ。ここで（式２．１）と（式２．２）を連立させて（式２．３）とすれば（式２．４）に変形でき、（式２．５）が導かれる。ここで、再掲する（式１．１）は（式１．１１）に変形できるから、（式２．６）が導かれる。ここから、ＥとＦの値の差の絶対値をとれば、それが対称度Ｓの値（式２．６１）である。

Ｄ＝Ｅ＋δ＋Ｋ・・・（式２．１）
Ｄ＝Ｆ－δ＋Ｋ・・・（式２．２）
Ｅ＋δ＋Ｋ＝Ｆ－δ＋Ｋ・・・（式２．３）
Ｅ＋δ＝Ｆ－δ ・・・（式２．４）
２δ＝Ｆ－Ｅ・・・（式２．５）
δ＝Ｓ／２・・・（式１．１）再掲
２δ＝Ｓ・・・（式１．１１）
Ｓ＝（２δ＝）Ｆ－Ｅ・・・（式２．６）
Ｓ＝｜Ｅ－Ｆ｜・・・（式２．６１）

例えば「Ｅ＜Ｆ」の場合、「対称度ＳはＥの長さを０（ゼロ）としたときのＦの長さに等しい」といえるから、１回目の計測後の値を計測器の目盛ゼロに合わせてから２回目の計測を行えば、計測値をそのまま対称度Ｓの値として把握でき、便利である（図５）。

［第２実施形態の効果］
第２実施形態を採用し、受け治具と計測器具を備えたより簡便な専用測定治具を導入すれば、二面幅部を含み、径が軸に沿って一定な円筒部を含むワークの二面幅部の円筒部に対する対称度を第１実施形態よりもさらに簡易に測定できるようになり、人工及び工数の増大抑制に有用である。また専用測定治具を製作しても省スペースで場所をとらず、またワークの寸法バリエーションを問わず使用できるため利便性が高い。

（その他の実施形態）
上記の実施形態では、簡便な専用測定治具などにより、手作業で対称度測定を行うことが前提となっているが、本発明の実施形態はこれに限定されない。例えばロボットにより、対称度測定が自動化されていてもよい。

以上、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において、さまざまな形態で実施することができる。

１・・・円筒部
２・・・二面幅部
２１・・・第１面
２２・・・第２面
３・・・基準面
Ｅ・・・第１距離
Ｆ・・・第２距離
Ｚ・・・軸

Claims

一方の面を第１面（２１）とし、他方の面を第２面（２２）とする二面幅部（２）を含み、径が軸（Ｚ）に沿って一定な円筒部（１）を含むワークの前記二面幅部の前記円筒部に対する対称度を測定する方法であって、
前記第１面及び前記第２面に平行な面を基準面（３）と総称し、
前記第１面と、前記第２面に近い側の円筒部の外面に接する前記基準面の一つとの距離を第１距離（Ｅ）とし、
前記第２面と、前記第１面に近い側の円筒部の外面に接する前記基準面の一つとの距離を第２距離（Ｆ）とするとき、
前記第１距離及び前記第２距離を測定して両者の値の差の絶対値を求める、
二面幅対称度計測方法。
一方の面を第１面（２１）とし、他方の面を第２面（２２）とする二面幅部（２）を含み、径が軸（Ｚ）に沿って一定な円筒部（１）を含むワークの前記二面幅部の前記円筒部に対する対称度を測定する方法であって、
前記第１面及び前記第２面に平行かつ前記円筒部の軸を含む面を円筒部中心面（１００）とし、
前記第１面と、前記円筒部中心面との距離をＡ距離（Ａ）とし、
前記第２面と、前記円筒部中心面との距離をＢ距離（Ｂ）とし、さらに、
同じ幅の２つの平面が互いに同じ角度で交わるように形成された溝部（４）が水平にされた場合の前記溝部に対する天地方向を上下方向（Ｇ）とするとき、
前記第１面及び前記第２面が前記上下方向に平行になり、かつ前記ワークの前記円筒部が前記軸に沿って当接するように前記溝部に載置し、前記Ａ距離及び前記Ｂ距離を測定して両者の値の差の絶対値を求める、
二面幅対称度計測方法。