JPH067041B2 - 板状物の厚さ測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、各種板状物の厚さをこの板状物上の複数の
測定点で測定する厚さ測定装置に関し、測定点を変える
ことにより生じる誤差を嫌うような精密な測定を行なう
場合に有効である。

（従来の技術） 厚さの測定の対象となるような板状物として、例えば第
３〜４図に示すようなシリンダヘッドガスケットがあ
る。このシリンダヘッドガスケット１には、シリンダ頂
部の開口形状に合せた円形のボア孔２、２、シリンダヘ
ッドをシリンダブロックに固定するためのボルトを挿通
する小円孔３、３、冷却水や潤滑油を通すための透孔
４、４が穿設されている。５は各ボア孔２、２の内周縁
部に装着した金属薄板製のグロメットであり、このグロ
メット５は、第４図に示すように各ボア孔２、２の周縁
部に装着して、この周縁部に於けるシリンダヘッドガス
ケット１の厚さをその他の部分よりも少しだけ大きく
し、このシリンダヘッドガスケット１をシリンダブロッ
ク上面とシリンダヘッド下面との間で強く押圧した場合
に、このようなグロメット５を設けた各ボア孔２、２の
周縁部の押圧力が特に大きくなるようにするものであ
る。即ち、このようなボア孔２、２の周縁部の押圧力を
特に大きくすることにより、シリンダ内で発生する高圧
の燃焼ガスが外部に漏洩するのを有効に防止している。

ところで、このようなシリンダヘッドガスケットのシー
ト材７は、第４図にその一部を示すように、フック付鉄
板６或は金網を芯材として用い、この芯材の表裏両面に
黒鉛或はアスベストを主成分とするコンパウンドを塗布
（或は貼着）して構成されているが、シリンダヘッド下
面とシリンダブロック上面との間の気密、液密を良好に
保持するためには、このシート材７の厚さが全面に亙っ
て均一でなければならない。また、特に高度な気密性を
要求されるグロメット装着部分の厚さは、グロメット５
の全面に亙り厳密に等しくなるようにしなければならな
い。

ところが、このようなシート材７の厚さは、シート材成
型用ロールの表面精度が悪かったり、或はロール取付用
の軸が傾くことにより不同となる。また、グロメット装
着部分の厚さは、シート材７の厚さが不同な場合だけで
なく、グロメット圧着用のプレス型の押圧面の精度が悪
いことによっても不同となる。

このため、性能の良好なシリンダヘッドカスケットを提
供するためには、完成後のシリンダヘッドガスケット上
の複数の測定点に於いて厚さ測定を行ない、厚さが不同
であった場合には、直ちにその原因を除くようにしなけ
ればならない。そこで従来は、第５図に示すような測定
装置によって、シリンダヘッドガスケット１の厚さを複
数の測定点で測定していた。即ち、この従来の装置は、
基台８の上面に設けたレール９、９の上に載せた下テー
ブル１０を、モータ１１により矢印ａ方向の移動自在と
し、この下テーブル１０の上面に載せた上テーブル１２
をモータ１３により、下テーブル１０の移動方向と直角
な矢印ｂ方向に移動自在としている。上テーブル１２の
上面には、平板状の試料受１４が載置されている。ま
た、この試料受１４の上方に設けた天板１５には、コン
パレータ１６が装着されており、このコンパレータ１６
の測定端子１７が天板１５の下面に突出している。天板
１５は、基台８の上方に、この基台８の上面に対し平行
にして、固定または上下動自在に、フレーム（図示省
略）によって設けられており、上記コンパレータ１６の
うち少なくとも測定端子１７は、このような天板１５に
対してソレノイド等の駆動装置により、若干の上下動自
在（コンパレータ１６全体が一定量だけ上下動するよう
にしても、或は測定端子１７だけが一定量だけ伸縮する
ようにしても良い。）で、かつ上下両端位置で保持自在
に設けることにより、天板１５の下面から測定端子１７
が突出する量を加減できるようにしている。

このような従来の厚さ測定装置により、板状の試料の複
数の測定点に於ける厚さを測定するには、次のようにし
て行なう。即ち、まず天板１５を適当な高さ位置まで移
動させた後固定し（天板１５が上下動可能な場合）、コ
ンパレータ１６が下降した（コンパレータ１６全体が上
下動する場合）場合に、このコンパレータ１６の測定端
子１７の下端面が試料受１４の上面に当接できるが、コ
ンパレータ１６の上昇時には、上記測定端子１７の下端
面が試料受１４の上面から十分（試料受１４に載せられ
る試料の厚さ以上）に離れるようにする。このように天
板１５の位置を決めてから、この天板１５を固定した
後、測定端子１７を上昇させた状態で、試料受１４の上
面にシリンダヘッドガスケット等の板状の試料１８を載
置し、測定端子１７を下降させて、この測定端子１７の
下端面を試料１８の上面に弾接させ、この時コンパレー
タ１６が示す値と、試料載置前に測定端子１７の下端面
が受ブロック上面に弾接した際にコンパレータ１６が示
す値との差を、試料１８の厚さとして求める。試料１８
の厚さを測定する点を変える場合には、測定端子１７を
上昇させ、測定端子１７の下端面を試料１８の上面から
離した状態で、モータ１１、１３の少なくとも一方に通
電し、上下テーブル１０、１２の少なくとも一方を適当
量だけ水平移動させた後停止し、次いで測定端子１７を
下降させて、前記の場合と異なる測定点に於いて試料１
８の厚さ測定を行なう。以下、このような動作を繰り返
し、試料１８上の複数の測定点に於いてその厚さ測定を
行なった後、測定端子１７を上昇させた状態で試料１８
を試料受１４の上面から取り出し、代りに別の試料を試
料受１４上に載せる。このようにして試料の厚さを複数
の測定点で測定する際、モータ１１、１３への通電によ
る試料受１４の平行移動と、この移動前後に於ける測定
端子１７の昇降とは、シーケンス回路、或はマイクロコ
ンピュータにより予め定められた順番に従って自動的に
行なわれるため、作業員は試料受１４上への試料の出し
入れをするだけで、試料の厚さ測定を自動的に行なうこ
とができる。

（発明が解決しようとする課題） ところが、上述のように構成され作用する従来の板状物
の厚さ測定装置は、次に述べるような欠点を持ってい
た。即ち、厚さ測定時に測定端子１７の下端面との間で
試料１８を挾持する試料受１４は、試料１８の面積と同
等以上の面積を有する平坦面が必要となり、この広い面
積を正確な水平面としなければならないため、この試料
受１４の製作費が嵩んでしまう。また、この試料受１４
はレール９、９、下テーブル１０、上テーブル１２を介
して基台８上に、水平方向の移動自在に支持されている
ため、試料受１４を水平移動させた場合、その上面の高
さが変化しないようにするためには、これらの部材９、
１０、１２も精密に造らなければならない。このように
多くの部材を精密に仕上げることは、装置全体の製作費
を相当に高くするだけでなく、各部材の製作誤差が積算
され易いため、精密な測定を行ない難くなる。例えば、
第５図に示すような従来の厚さ測定装置によって、厚さ
２〜３m/m程度のシリンダヘッドガスケットの厚さ測定
を行なう場合、測定点を１０m/m移動させると、厚さ測
定値に±１０μ程度の誤差が生じることが避けられなか
った。

このような不都合を解消するため、本発明者は先に、厚
さ測定時にコンパレータの測定端子に対向する板状物の
下面部分を支える受ブロックを固定式とした板状物の厚
さ測定装置を発明した（実願昭５８−０８９８６５
号）。この先発明に係る厚さ測定装置は、第６図に示す
ように、基台８の上面に、中央に透孔２０を有する枠状
の下テーブル１０ａを水平方向の移動自在に設け、この
下テーブル１０ａの上面に設けられ中央に透孔２１を有
する枠状の上テーブル１２ａを、下テーブル１０ａの移
動方向と直角方向に水平移動自在とし、この上テーブル
１２ａの上面に枠状の試料受１４ａを、上テーブル１２
ａに対して昇降自在に設け、基台８の上面でこの試料受
１４ａに囲まれた部分に、上端面１９ａを水平面とした
柱状の受ブロック１９を固定し、基台８の上方に位置す
る天板１５にコンパレータ１６を支持し、このコンパレ
ータ１６の天板１５の下面に突出した測定端子１７を昇
降自在としたものである。この先発明に係る板状物の厚
さ測定装置により、板状の試料１８の複数個所に於ける
厚さを測定する場合、この試料１８を受ブロック１９の
上端面と測定端子１７の下端面との間で挾持する。ま
た、試料１８を水平移動させて測定点を変える場合に
は、測定端子１７を十分に上昇させた後、試料受１４ａ
を少し上昇させ、上下テーブル１２ａ、１０ａを移動さ
せてから試料受１４ａと測定端子１７とを下降させて、
受ブロック１９の上端面１９ａと測定端子１７の下端面
との間で試料１８を挾持し、異なる測定点で試料の厚さ
測定を行なう。

ところが、上述のように構成され作用する先発明に係る
板状物の厚さ測定装置に於いては、依然として次に述べ
るような不都合を生じる。

即ち、測定点を変えるために試料１８を水平移動させる
場合、試料１８の下面と受ブロック１９の上端面１９ａ
とが摺接して試料１８がずれ動かないようにするため、
この試料１８を載置している枠状の試料受１４ａを上昇
させなければならない。ところが、試料１８を載置する
試料受１４ａは大きくてしかも重量が嵩むため、昇降機
構が複雑で大型化してしまう。更に、上面に載置した試
料を所定場所から外さないようにするために、試料受１
４ａの昇降速度をあまり速くすることができず、複数の
測定点に於いて試料の厚さを測定するのに要する時間が
長くなってしまう。

本発明の板状物の厚さ測定装置はこのような不都合を解
消するものである。

（課題を解決するための手段） 本発明の板状物の厚さ測定装置は、基台の上面に水平移
動自在に設けた枠状の下テーブルの上に、この下テーブ
ルの移動方向と直角方向に水平方向移動自在な枠状の上
テーブルを設け、上記基台上面の上下両テーブルに囲ま
れた部分に受ブロックを、昇降自在に設けている。この
受ブロックの上端面は、受ブロックの上昇時に試料を載
置する面と同一平面に位置するように構成し、受ブロッ
クを上昇した状態に保持する力Ｐは、コンパレータの測
定端子が試料を下方に押圧する力ｐよりも十分に大きく
（Ｐ＞ｐ）している。

（作 用） 以上に述べたように構成される本発明の板状物の厚さ測
定装置により、板状の試料の厚さを複数の測定点に於い
て測定する場合、各測定点を受ブロックの上端面とコン
パレータの測定端子の下端面との間で挾持して厚さ測定
を行なう。この測定の際、受ブロックが測定端子に押さ
れて下降することはない。

測定点を変えるために試料を移動させる場合は、受ブロ
ックを下降させてこの受ブロックの上端面と試料の下面
とを離隔させ、移動時に両面が摺接しないようにしてか
ら上下両テーブルのうち少なくとも一方を移動させる。
新たな測定点が受ブロックの上方にまで移動したなら
ば、それまで下降していた受ブロックを上昇させ、次い
でコンパレータの測定端子を下降させて、受ブロックと
測定端子との間で試料を挾持し、この試料の厚さ測定を
行なう。

（実 施 例） 次に、図示の実施例を説明しつつ本発明を更に詳しく説
明する。

第１図は本発明の実施例を示している。基台８上にレー
ル９、９を介して矢印ａ方向の移動自在に載置された下
テーブル１０ａの中央部には透孔２０が、この下テーブ
ル１０ａの上面に矢印ａ方向と直角な矢印ｂ方向の移動
自在に載置された上テーブル１２ａの中央部には透孔２
１が、それぞれ形成されている。両テーブル１０ａ、１
２ａの中央部に形成した各透孔２０、２１の大きさはほ
ぼ同じとし、少なくとも上テーブル１２ａの中央の透孔
２１の幅は、この上テーブル１２ａの上面に載置される
試料１８の幅よりも少し小さく形成して、この上テーブ
ル１２ａにより試料１８の側縁部下面を支持できるよう
にしている。但し、試料１８を上テーブル１２ａに載置
するため、試料１８よりも大きな板状のアダプタを用意
し、このアダプタを介して試料１８を上テーブル１２ａ
の上面に載置するように構成すれば、上テーブル１２ａ
の透孔２１の幅を試料の幅よりも大きくしても構わな
い。

基台８の上面で上下両テーブル１０ａ、１２ａに囲まれ
る部分には、昇降自在な受ブロック２２が設けられてい
る。この受ブロック２２は、上端面２２ａを水平面とな
したピストン杆状で、エアシリンダ、ソレノイド等の昇
降機構２３により昇降自在としている。受ブロック２２
の上端面２２ａは、昇降機構２３により受ブロック２２
が上昇した場合に、試料を載置する面と同一平面に位置
するように構成している。即ち、受ブロック２２の上昇
時にこの受ブロックの上端面が、試料を直接上テーブル
１２ａの上面に載置する場合には上テーブル１２ａの上
面と、試料をアダプタを介して上テーブル１２ａの上面
に載置する場合にはアダプタの上面と、それぞれ同一平
面に位置するように構成している。

受ブロック２２を昇降させるための機構としては、ソレ
ノイド、エアシリンダ等従来から知られている各種機構
を採用することができ、要は受ブロックの昇降を迅速に
行なうことができて、上昇時にはコンパレータの測定端
子が試料を下方に押す力（測定力）よりも強い力で、受
ブロック２２を上方に押し続けられるものであれば良
い。

例えば昇降機構２３をエアシリンダにより構成する場
合、第２図に示すように構成することができる。即ち、
シリンダ筒２４内に受ブロック２２の下端に固着したピ
ストン２５を遊嵌し、このピストン２５の上面とシリン
ダ筒２４との間に圧縮ばね２６を設け、ピストン２５と
受ブロック２２とに下方に向く弾力を付与している。シ
リンダ筒２４の下部に設けた給排気口２７には、管２８
の一端が接続されており、この管２８の他端は圧縮空気
源２９に通じている。３０は管２８の途中に設けた三方
弁で、シリンダ筒２４内への圧縮空気供給と、このシリ
ンダ筒２４内からの圧縮空気排出とを制御する。受ブロ
ック２２を上昇させる場合は、三方弁３０を第２図の状
態から切換えて、圧縮空気源２９からシリンダ筒２４内
に圧縮空気を送り込めば、下端にピストン２５を固定し
た受ブロック２２が圧縮ばねの弾力に抗して上昇し、受
ブロック２２を下降させる場合は三方弁３０を第２図に
示した状態に切換えれば、シリンダ筒２４内の圧縮空気
が三方弁３０を通って排出され、受ブロック２２は圧縮
ばね２６の弾力により下降する。

エアシリンダによる昇降機構としてはこれと逆に、上昇
する力を圧縮ばねによって得、下降する力を圧縮空気に
よって得るようにしても良く、更に圧縮ばねを用いずに
圧縮空気をピストンの上下両側に交互に給排するように
構成しても良い。

その他、上下両テーブル１２ａ、１０ａを駆動する機
構、天板１５にコンパレータ１６を装着する機構等につ
いては、ほぼ従来装置と同様であるため、詳しい説明を
省略する。但し、上下両テーブル１２ａ、１０ａを移動
させるために基台８、下テーブル１０ａの上面に設けら
れるモータ１１、１３と、このモータ１１、１３により
回転駆動されるシャフト３１、３２（各テーブルの下面
に固定した雌ねじと螺合するねじ杆）とは、透孔２０、
２１を避け、各テーブル１０ａ、１２ａの端に寄せて設
けている。上下テーブル１０ａ、１２ａの駆動機構とし
ては、この他にもリニアモータ等を利用できるが、この
場合はシャフト３１、３２は不要となり、配置を考慮す
る必要はない。

次に、このように構成される本発明の板状物の厚さ測定
装置により、板状物の複数個所に於ける厚さを測定する
際の作用について説明する。

まず、コンパレータ１６の測定装置１７を上昇させた状
態で、枠状の上テーブル１２ａの上に直接又はアダプタ
を介して試料１８を載置し、この試料１８の縁部下面を
支持する。この際、受ブロック２２は上昇した状態、或
は下降した状態のいずれでも良い。次に、受ブロック２
２が下降した状態であった場合にはこれを上昇させて
（上昇状態であればそのまま）、受ブロック２２の上端
面２２ａを試料１８の一部下面に当接させた後、測定端
子１７を下降させ、試料１８の一部をこの測定端子１７
の下端面と受ブロック２２の上端面２２ａとの間で挾持
して、この試料１８の厚さを測定する。試料１８を載せ
ずに、測定端子１７の下端面を受ブロック２２の上端面
２２ａに直接当接させた際の測定値を予め求めておくこ
とは、従来装置の場合と同様である。但し、測定端子下
端面と受ブロック上端面とが直接当接した際にコンパレ
ータ１６（図示のようなダイヤルゲージ的なものだけで
なく、静電容量変化により測定端子１７の変位量を検出
する電気的なもの等、種々の構造のものが利用でき
る。）の指示値が０となるように、零位置調節ができる
ようにすれば、測定に先立って零位置調節を行なうだけ
で、後は試料１８の厚さを直接読取ることができる。

１点に於ける試料１８の厚さ測定が終了したならば、測
定端子１７を上昇させ、次いで受ブロック２２を下降さ
せる。これにより、試料１８の上下面は測定端子１７の
下端面とも受ブロック２２の上端面２２ａとも接触しな
い状態となる。そこで、モータ１１、１３の少なくとも
一方に通電して試料１８を平行移動し、所定量移動後上
記通電を停止する。上下テーブル１２ａ、１０ａの中央
部には透孔２１、２０が形成されているため、これらの
透孔の内周縁に受ブロック２２がぶつからない範囲で、
上下両テーブル１２ａ、１０ａを移動させることができ
る。上下両テーブル１２ａ、１０ａが所定量移動後停止
したならば、受ブロック２２を上昇させて、この受ブロ
ック２２の上端面２２ａを試料１８の下面に当接させた
後、測定端子１７を下降させ、試料１８の別の点を受ブ
ロック２２の上端面２２ａと測定端子１７の下端面との
間で挾持し、この点に於ける試料の厚さを測定する。

なお、以上の説明に於いては、試料の厚さ自体を測定す
るために、試料を取外した状態で測定端子１７の下端面
が受ブロック２２の上端面２２ａと当接自在になるよう
にしたが、測定点ごとの厚さの違い（差）を求めるだけ
であれば、上記下端面と上端面とは必ずしも直接当接す
る必要はなく、測定端子１７の下端面は試料の上面に当
接できれば良い。

（発明の効果） 本発明の板状物の厚さ測定装置は、以上に述べたように
構成され作用するため、試料を水平移動させて測定点を
変えても、測定端子１７の下端面と受ブロック２２の上
端面２２ａとの関係は全く変化することがなく、試料を
水平移動することによって測定誤差が生ずる余地がない
ため、測定精度が飛躍的に向上し、更に構成部材の精度
誤差が積算されるようなことがなく、単に受ブロック１
９の上端面１９ａを精密に仕上げるだけで済むため、製
作費の低廉化を図れるという先発明と同様の効果に加
え、試料を移動させる際に昇降させる部分が小さくしか
も試料自体を昇降させることがないため、装置の小型化
と製作費のより一層の低廉化を図れ、測定作業の迅速化
も図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の板状物の厚さ測定装置の実施例を示す
要部斜視図、第２図は受ブロックの昇降機構の１例を示
す略縦断面図、第３図は被測定物の１例であるシリンダ
ヘッドガスケットの平面図、第４図は第３図の拡大Ａ−
Ａ断面図、第５図は従来の厚さ測定装置の１例を示す斜
視図、第６図は先発明に係る厚さ測定装置を示す斜視図
である。 １：シリンダヘッドガスケット、２：ボア孔、３：小円
孔、４：透孔、５：グロメット、６：フック付鉄板、
７：シート材、８：基台、９：レール、１０、１０ａ：
下テーブル、１１：モータ、１２、１２ａ：上テーブ
ル、１３：モータ、１４、１４ａ：試料受、１５：天
板、１６：コンパレータ、１７：測定端子、１８：試
料、１９：受ブロック、１９ａ：上端面、２０、２１：
透孔、２２：受ブロック、２２ａ：上端面、２３：昇降
機構、２４：シリンダ筒、２５：ピストン、２６：圧縮
ばね、２７：給排気口、２８：管、２９：圧縮空気源、
３０：三方弁、３１、３２：シャフト。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基台の上面に水平方向の移動自在に設けら
   れた中央に透孔を有する枠状の下テーブルと、下テーブ
   ルの上面に位置し、この下テーブルの移動方向と直角方
   向に水平移動自在で中央に透孔を有する枠状の上テーブ
   ルと、上記基台の上面の上下テーブルに囲まれた部分に
   昇降自在に設けられ、上昇時に上端面を試料を載置する
   面と同一平面に位置させるピストン杆状の受ブロック
   と、基台の上方に位置する天板に支持され、この天板の
   下面に突出した測定端子を昇降自在としたコンパレータ
   とから成り、上記受ブロックを上昇した状態に保持する
   力を測定端子が試料を下方に押す力よりも大きくした板
   状物の厚さ測定装置。