(57)【要約】【課題】軽量化が可能な大型のマスターゲージを提供することを課題とする。【解決手段】マスターゲージ１０は、ゲージプレート１１、１１と、これらのゲージプレート１１、１１を支える中空多面体２０と、からなる。中空多面体２０は、棒状部材を組み合わせてなる。【効果】マスターゲージの主要素は、棒状部材を組み合わせることで立体化された中空多面体である。中空多面体は、極めて軽量である。したがって、本発明によれば、軽量化が可能な大型のマスターゲージが提供される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
定盤又は定盤に相当する検査台に載せたワークを、計測器で計測する計測工程に先立って、前記計測器の校正を実施する校正工程で使用するマスターゲージであって、
前記定盤又は定盤に相当する検査台に当てる第１面並びにこの第１面に直角に交わる第２面及び第３面を含む中空多面体と、
前記中空多面体に取付けられた板状物であり前記校正に供するターゲットが設けられているゲージプレートとからなり、
このゲージプレートの前記ターゲットを前記計測器で見ることができるように前記中空多面体に窓が設けられていることを特徴とするマスターゲージ。
【請求項２】
前記中空多面体は、前記ゲージプレートの面直角方向に、前記ゲージプレートを移動可能に支持することを特徴とする請求項１記載のマスターゲージ。
【請求項３】
前記ワークは自動二輪車の車体フレームであり、前記検査台は前記車体フレームを位置決めした状態で支持する車体フレーム位置決め治具であり、前記中空多面体に、前記車体フレームのヘッドパイプに対応する第１位置決め部及び前記車体フレームのピボットに対応する第２位置決め部が設けられ、前記ゲージプレートに、前記車体フレームの検査対象部に対応するターゲットが設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のマスターゲージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークを計測器で計測する計測工程に先立って、計測器の校正を実施する校正工程で使用するマスターゲージに関する。
【背景技術】
【０００２】
ワークの仕上がり精度を確認するために、ワークの寸法などを計測することが品質管理の一環として、広く実施されている。ただし、使用する計測器に狂いがあると、計測値の信頼性が低下する。
そこで、計測器の精度確認、すなわち計測器の校正が必要となる。
【０００３】
計測器の校正には、幾つかの手法があるが、その中で、マスターゲージと呼ばれる校正用ツールを使用する手法がある。
具体例として、マスターゲージを用いて旋盤の送り台の座標精度を測定する技術が提案されている（例えば、特許文献１（図２）参照。）。
【０００４】
特許文献１を次図に基づいて説明する。
図９は従来のマスターゲージを説明する図であり、旋盤１００は、脚１０１、１０２を備えているベッド１０３と、このベッド１０３の一端に設けられ主軸１０４を備えている主軸台１０５と、主軸１０４に対向配置される心押し軸１０６を備えベッド１０３に移動可能に取付けられる心押し台１０７と、ベッド１０３に沿って配置される送りねじ１０８と、この送りねじ１０８で往復移動されバイトなどの刃具を支える送り台１０９とからなる。
【０００５】
主軸１０４と心押し軸１０６とで両端支持された加工対象物は、主軸１０４の回転作用で回転する。回転する加工対象物に刃具を当てることで切削を行う。
刃具を支える送り台１０９が、往復移動中に振れると加工対象物の仕上がり精度が著しく低下する。
【０００６】
そこで、特許文献１では、棒状のゲージ本体１１１に、所定ピッチでブロックゲージ１１２と称する突起を設けてなる、マスターゲージ１１０を準備する。
このマスターゲージ１１０を、図示するように、主軸１０４と心押し軸１０６とで両端支持する。ただし、回転はさせない。
【０００７】
一方、支柱１１３と、この支柱１１３の先端に設けた目盛計１１４と、この目盛計１１４から突出させたニードル１１５と、からなる計測器１１６を準備し、この計測器１１６を、送り台１０９にセットする。そして、ニードル１１５の先端をマスターゲージ１１０のブロックゲージ１１２に当てる。
【０００８】
計測器１１６は、ニードル１１５の移動量を目盛計１１４に表示する検査具であり、ピックテスタやダイヤルゲージと呼ばれる。
送りねじ１０８を回して、複数個のブロックゲージ１１２にニードル１１５を当てる。このことにより、送り台１０９が主軸１０４と心押し軸１０６とを結ぶ軸に、平行に移動しているか否かが確認できる。
併せて、ブロックゲージ１１２のピッチと送り台１０９の移動距離とを比較することで、送りねじ１０８による送り性能の正確さが確認できる。
【０００９】
しかし、検査対象物には、自動二輪車の車体フレーム（例えば、８００ｍｍ高さで１７００ｍｍ長さ）のような大型の物がある。このような大型の検査対象物に対応するマスターゲージは、検査対象物並の大きさになる。マスターゲージは狂いを避けるために、中実体又はほぼ中実体とされ、重くなり、段取り時間が長くなる。
【００１０】
近年のコストダウン要求から、軽量化が可能な大型のマスターゲージが求められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平９−１０５６０１公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、軽量化が可能な大型のマスターゲージを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１に係る発明は、定盤又は定盤に相当する検査台に載せたワークを、計測器で計測する計測工程に先立って、前記計測器の校正を実施する校正工程で使用するマスターゲージであって、
前記定盤又は定盤に相当する検査台に当てる第１面並びにこの第１面に直角に交わる第２面及び第３面を含む中空多面体と、
前記中空多面体に取付けられた板状物であり前記校正に供するターゲットが設
けられているゲージプレートとからなり、
このゲージプレートの前記ターゲットを前記計測器で見ることができるように前記中空多面体に窓が設けられていることを特徴とする。
【００１４】
請求項２に係る発明では、中空多面体は、ゲージプレートの面直角方向に、ゲージプレートを移動可能に支持することを特徴とする。
【００１５】
請求項３に係る発明では、ワークは自動二輪車の車体フレームであり、検査台は車体フレームを位置決めした状態で支持する車体フレーム位置決め治具であり、中空多面体に、車体フレームのヘッドパイプに対応する第１位置決め部及び車体フレームのピボットに対応する第２位置決め部が設けられ、ゲージプレートに、車体フレームの検査対象部に対応するターゲットが設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１に係る発明では、マスターゲージの主要素は、窓が設けられている中空多面体である。中空多面体は、極めて軽量である。
したがって、本発明によれば、軽量化が可能な大型のマスターゲージが提供される。
加えて、第１面、第２面及び第３面からなる３面が直角に交わっており、いずれかの面を定盤などに当てるだけで計測が実施できるため、校正時の計測が簡単に実施でき、校正作業を能率よく行うことができる。
【００１７】
請求項２に係る発明では、ゲージプレートが、ゲージプレートの面直角方向に移動可能に中空多面体に支持されている。大型のワークの場合、ゲージプレートの面直角方向にて異なる位置に検査対象部が存在する。ゲージプレートが、ゲージプレートの面直角方向に移動可能であれば、大型のワークに好適なマスターゲージが提供される。
【００１８】
請求項３に係る発明では、ワークは自動二輪車の車体フレームである。車体フレームは検査台に載せる形態で計測される。この検査台に本発明のマスターゲージを載せ替えるだけで、計測器の校正を実施することができる。
すなわち、自動二輪車の車体フレームのような大型のワークに対応可能なマスターゲージが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係るマスターゲージの分解斜視図である。
【図２】中空多面体の断面図である。
【図３】ゲージプレートの精度確認手順を説明する図である。
【図４】中空多面体の精度確認手順を説明する図である。
【図５】車体フレーム及び検査台の斜視図である。
【図６】車体フレームの計測工程を説明する斜視図である。
【図７】マスターゲージの作用説明図である。
【図８】ゲージプレートの位置態様を説明する図である。
【図９】従来のマスターゲージを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
【実施例】
【００２１】
本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１に示されるように、マスターゲージ１０は、ゲージプレート１１、１１と、これらのゲージプレート１１、１１を支える中空多面体２０と、からなる。ゲージプレート１１は、１枚又は３枚以上であっても差し支えない。
【００２２】
ゲージプレート１１は、例えば丸穴状のターゲット１２が規則的に設けられ且つ四隅にピン穴１３が設けられている板である。
【００２３】
中空多面体２０は、下部矩形枠２１と、この下部矩形枠２１内に渡した中間梁２２と、下部矩形枠２１上に立てられた複数本（この例では６本）の支柱２３と、これらの支柱２３間に渡した中間梁２４と、支柱２３上に渡された上部矩形枠２５と、この上部矩形枠２５内に渡した中間梁２６とからなり、ターゲットを計測器で見るための窓２９が設けられている立体物である。すなわち、中空多面体２０は、例えば棒状部材を組み合わせてなるため、軽量物である。
【００２４】
中空多面体２０は、棒状部材を組み合わせる他、箱体に窓２９を開けた物でもよい。箱体も軽量化が容易に達成できる。このように、中空多面体２０の構造は任意である。
【００２５】
そして、下部矩形枠２１の下面に複数個のライナー２７が貼られ、下部矩形枠２１の４つの側面のうち、隣り合う２つの側面に、複数個のライナー２８が貼られている。
隣り合う２つの側面と面一の面における、支柱２３及び上部矩形枠２５の側面にもライナー２８が貼られている。
下部矩形枠２１の下面を第１面３１、この第１面３１に直角に交わると共に図中、手前側の面を第２面３２、第１面３１に直角に交わると共に図中、左側の面を第３面３３と名付ける。
【００２６】
ライナー２７、２８は、棒状部材に、所定のピッチで複数の板ピースを溶接した後、外面を一括して切削される。この切削により、第１面３１〜第３面３３の平坦度が確保される。
【００２７】
さらに、中空多面体２０の内部に、ゲージプレート１１をスライド可能に受け入れるガイドブロック３４が複数個設けられている。ガイドブロック３４の構造は次図で説明する。
【００２８】
また、好ましくは、中空多面体２０の内部に、車体フレームのヘッドパイプに対応する第１位置決め部３６及びピボットに対応する第２位置決め部３７を設ける。第１位置決め部３６及び第２位置決め部３７の構造も次図で説明する。
【００２９】
図２は中空多面体の断面図であり、ガイドブロック３４には溝３８とピン穴３９とが設けられている。
また、第３面３３近傍の中間梁２４からアーム４１が延ばされ、このアーム４１の先端にヘッドパイプを模した第１位置決め部３６がボルト４２、４２で固定されている。
また、中間の支柱２３にピボット軸穴を模した第２位置決め部３７が設けられている。
【００３０】
以上に説明したゲージプレート１１及び中空多面体２０は、実用に供するに際して高い精度が保たれていることが前提となる。そこで、高い精度が保たれていることを確認する手順を図３、図４で説明する。
図３（ａ）に示すように、ゲージプレート１１は、丸模様のターゲット１２が規則的に設けられ且つ四隅にピン穴１３が設けられている板である。ピン穴１３は、ノギスなどの計測具を用いて、縁からの距離ＸとＹを計測する。計測値が所定値に収まっていれば合格である。
【００３１】
次に、（ｂ）に示すように、定盤４３にゲージプレート１１を載せ、定盤４３の上面からの高さを測ることができるハイトゲージ４４で、定盤４３からゲージプレート１１の上面までの高さ（距離）を、測る。複数の計測値が一致していれば、ゲージプレート１１に反り、曲がりが無いことが確認できる。併せて、厚さが一定であることも確認できる。
【００３２】
次に、図４（ａ）に示すように、第１面３１が下になるようにして、定盤４３に中空多面体２０を載せる。そして、図左のハイトゲージ４４でピン穴３９の高さを確認する。また、図右のハイトゲージ４４で、立てたゲージプレート１１の高さを確認する。
【００３３】
次に、中空多面体２０を９０°回し、（ｂ）に示すように、第２面３２が下になるようにして定盤４３に中空多面体２０を載せる。そして、図左のハイトゲージ４４で溝３８の高さを確認する。
また、ピン４５でガイドブロック３４にゲージプレート１１を固定し、図右のハイトゲージ４４で、ゲージプレート１１の高さを確認する。
【００３４】
次に、（ｃ）に示すように、第３面３３が下になるようにして、定盤４３に中空多面体２０を載せる。そして、ハイトゲージ４４でゲージプレート１１の高さを確認する。
以上の確認により、ゲージプレート１１及び中空多面体２０からなるゲージプレート１１の精度が確認された。
【００３５】
次に、ワークと検査台の形状例を説明する。
図５の上部に示されるように、ワーク５０は、ヘッドパイプ５１と、このヘッドパイプ５１から略水平に延ばした後に斜め下へ延ばしたメインフレーム５２Ｌ、５２Ｒ（Ｌは左、Ｒは右を示す添え字。以下同じ）と、ヘッドパイプ５１から斜め下へ延ばした後にほぼ水平に延ばしたダウンチューブ５３Ｌ、５３Ｒと、これらのダウンチューブ５３Ｌ、５３Ｒの高さ途中に付設したエンジンハンガー５４Ｌ、５４Ｒと、メインフレーム５２Ｌ、５２Ｒの後端に設けたピボット５５Ｌ、５５Ｒと、メインフレーム５２Ｌ、５２Ｒの後部から延ばしたシートレール５６Ｌ、５６Ｒと、これらのシートレール５６Ｌ、５６Ｒの後端に付設したブラケット５７Ｌ、５７Ｒとからなる、自動二輪車の車体フレームである。
【００３６】
この例では、計測器が測定対象とする検査対象部は、エンジンハンガー５４Ｌ、５４Ｒと、ブラケット５７Ｌ、５７Ｒとの４点である。
【００３７】
検査台６０は、定盤４３に載せられる前部台板６１と、この前部台板６１に設けられている長手溝６２に嵌合されているスライド可能なベース６３と、このベース６３から上へ延ばした第１ポスト６４と、この第１ポスト６４の上部から横へ延ばしたアーム６５と、このアーム６５に斜めに立てたヘッドパイプ固定部材６６と、定盤４３に載せられる後部台板６７と、この後部台板６７上に立てられている第２ポスト６８と、ピボット軸貫通穴６９を有し第２ポスト６８に設けられているプレート７１とからなる。
【００３８】
ヘッドパイプ固定部材６６にヘッドパイプ５１を嵌合し、ピボット軸貫通穴６９にピボット５５Ｌを合わせるようにして、検査台６０にワーク５０をセットする。
セットされた後の形態は、図６に示す通りであり、ピボット軸７２、をピボット軸貫通穴６９及びピボット５５Ｌ、５５Ｒに貫通させることで、位置決めされる。
位置決めされた後に、計測器７４を、検査対象部（例えばエンジンハンガー５４Ｌ）に臨ませる。
【００３９】
計測器７４は、例えば、三軸直交アクチュエータ７５に支持される台形状ブラケット７６と、この台形状ブラケット７６に並べられた第１〜第３カメラ７７〜７９と、照明８１、８１とからなる。
【００４０】
通常は、第１カメラ７７と第２カメラ７８とを使用し、この２台のカメラ７７、７８により三次元計測を行う。
すなわち、カメラ７７、７８でエンジンハンガー５４Ｌの三次元的座標を検出する。
計測器７４を移動し、同様の手順で、別のエンジンハンガー５４Ｒ及びブラケット５７Ｌ、５７Ｒの座標を検出する。
【００４１】
なお、状況によっては、第１カメラ７７の前方に障害物があることが想定される。このときには、第２カメラ７８と第３カメラ７９とを使用する。このように、３台のカメラ７７〜７９から２台を任意に選択することができるようにした。
仮に、障害物を除外する作業が必要になると、計測作業に遅れが発生する。
本発明では、３台のカメラを準備したので、カメラ視界に障害物あっても計測作業が可能となる場合が多くなり、計測作業の迅速化が図れる。
【００４２】
検出した座標に基づいて、ワーク５０の仕上がり精度の良否を判定する。以上の工程が、定盤又は定盤に相当する検査台に載せたワークを、計測器で計測する計測工程に相当する。
【００４３】
ただし、検査台６０と計測器７４との相互位置が、正しいことが重要となる。すなわち、計測器７４の位置が不正確であれば、検出した座標の信頼性は低下する。
そのため、計測工程に先立って、校正を実施することが求められる。
【００４４】
本発明のマスターゲージを用いて実施する校正工程を次に説明する。
図５に示すヘッドパイプ固定部材６６へ、図２に示す第１位置決め部３６を合わせ、図５に示すピボット軸貫通穴６９へ、図２に示す第２位置決め部３７を合わせるようにして、図５の検査台６０に、図２の中空多面体２０を載せる。
【００４５】
図７に示すように、検査台６０に中空多面体２０が位置決めされた。なお、７２はピボット軸である。次に、中空多面体２０にゲージプレート１１を取付ける。このゲージプレート１１のターゲット１２を、計測器７４で検出する。ターゲット１２の座標を基準に、計測器７４側の座標を校正する。
【００４６】
次に、図１で述べたガイドブロック３４の設置理由を説明する。
図８（ａ）に示されるゲージプレート１１上のターゲット１２の三次元的座標を計測する。同様に、図８（ｂ）〜（ｄ）に示されるゲージプレート１１上のターゲット１２の三次元的座標を計測する。
【００４７】
これらの計測により、計測方向（ゲージプレート１１の面方向）の座標及び計測方向と直交する方向の座標とが得られる。これらの座標群は、立体的な直交座標を構成する。すなわち、図８（ａ）〜（ｄ）により、中空多面体２０の内部での直交座標が保証される。
【００４８】
中空多面体２０の大きさを、全ての機種が収まるように設定すれば、機種の存在するエリアは直交座標が保証されているので、本発明のマスターゲージは機種変更に対応可能となる。
この後に、図７に示す、ワーク５０の計測工程を実施すれば、計測結果の信頼性が高まる。
以上により、簡単に機種変更に対応させることができる。
【００４９】
また、図１で説明したように、マスターゲージ１０は、中空多面体２０を主要素とし、この中空多面体２０は、窓が設けられている立体物であるため、極めて軽量であって、運搬、段取りなどの作業が簡単になり、作業時間の短縮が図れる。
【００５０】
そして、中空多面体２０は、六面体の他、五面体、八面体など任意の多面体であればよい。
【００５１】
尚、本発明のマスターゲージは、自動二輪車の車体フレームを検査対象とする計測器の校正に好適であるが、三輪車や四輪車の車体フレームを検査対象とすることができる。また、その他の汎用機械のフレームや同等物を検査対象とすることができる。したがって、本発明のマスターゲージの用途は任意である。
【００５２】
また、実施例では、中空多面体にピン穴とピンとによりゲージプレートを固定したが、ピンをクリップやボルトに変更することもでき、固定構造は任意に変更することができる。
さらに、車体フレームの検査対象部は、エンジンハンガーやブラケットに限るものではなく、ワーク毎に設定される検査対象部であれば、任意である。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明のマスターゲージは、自動二輪車の車体フレームを検査対象とする計測器の校正に好適である。
【符号の説明】
【００５４】
１０…マスターゲージ、１１…ゲージプレート、１２…ターゲット、１３…ターゲットに設けたピン穴、２０…中空多面体、２９…窓、３１…第１面、３２…第２面、３３…第３面、３６…第１位置決め部、３７…第２位置決め部、３８…溝、３９…ガイドブロックに設けたピン穴、４３…定盤、５０…ワーク（車体フレーム）、５１…ヘッドパイプ、５４Ｌ、５４Ｒ…検査対象部としてのエンジンハンガー、５７Ｌ、５７Ｒ…検査対象部としてのブラケット、６０…検査台、７４…計測器。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2011080871.tif 000009
【図８】
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【図９】
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