JP2002168602A - 雌ねじ位相測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】熟練者でなくともナット部材の内周面に形成さ
れたねじ溝の位相ずれを簡便に測定することが可能な雌
ねじ位相測定装置を提供する。 【解決手段】ナット部材５の軸方向端面に当接する基準
面２２を備えた位置決めパレット２０と、この位置決め
パレット２０上で上記ナット部材５を周方向及び半径方
向へ位置決めする位置規制手段と、上記位置決めパレッ
ト２０上に固定されたナット部材５の内部に挿入される
と共にナット部材５の軸方向に沿って進退自在な測定ロ
ッド４０と、この測定ロッド４０に装着されると共にナ
ット部材５の内周面に形成されたねじ溝４の断面形状に
適合する測定子４１と、この測定子４１を上記ねじ溝４
内に圧接させ又は該ねじ溝４から離間させる操作機構
と、上記測定子４１とねじ溝４との係合によって生じた
測定ロッド４０の進退量を計測する計測器４７とから構
成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ナット部材の内周
面に形成された螺旋状の雌ねじ、例えば、ボールねじに
おけるナット部材の内周面に形成された螺旋状のボール
転動溝のような雌ねじについて、上記ナット部材の内周
面の所定の位置に対して該雌ねじが形成されているか否
かを検査する際に使用される雌ねじ位相測定装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ボールねじは、外周面に所定のリードで
螺旋状のボール転動溝が形成されたねじ軸と、内周面に
ねじ軸側のボール転動溝と対向する螺旋状の負荷転動溝
を有し、ボールを介して上記ねじ軸に螺合するナット部
材とから構成されており、ねじ軸の回転に応じてナット
部材が該ねじ軸の軸方向へ移動するように構成されてい
る。このように構成されるボールねじでは、ナット部材
とねじ軸とが相対的に回転すると、上記ボールはねじ軸
のボール転動溝及びナット部材の負荷転動溝の間で荷重
を負荷しながら転動するが、ナット部材がねじ軸の軸方
向の全長にわたって移動し得るよう、かかるナット部材
にはボールの無限循環路が形成されており、ねじ軸の回
転に伴ってナット部材の負荷転動溝の終端に到達したボ
ールはリターンパイプ等の無負荷通路を経て負荷転動溝
の始端に戻されるようになっている。

【０００３】ボールの無限循環路をナット部材に形成す
るための具体的構成としては、ナット部材の周壁を貫通
する略Ｕ字状のリターンパイプを用い、ねじ軸のボール
転動溝を転動するボールをこのリターンパイプを通して
ホール転動溝の数巻分だけ元に戻すように構成したもの
や、デフレクタと呼ばれる駒状部材をナット部材の内周
面に嵌合させ、このデフレクタを通してボールがねじ軸
のボール転動溝を一巻分だけ乗り越えて元に戻るように
構成したものが知られている。また、ナット部材に対し
その軸方向の全長にわたって負荷転動溝を形成すると共
に軸方向に沿って直線状のボール戻し孔を形成してお
き、ナット部材の一方の端面に装着したエンドキャップ
を用いて負荷転動溝から転がり出たボールを上記ボール
戻し孔に送り込み、このボール戻し孔から転がり出たボ
ールを反対側の端面に装着したエンドキャップで負荷転
動溝の始端に戻すように構成したものも知られている。

【０００４】いずれの構成で無限循環路を形成する場合
であっても、ナット部材の内周面に形成される負荷転動
溝は該ナット部材の周方向に関して所定の位相で、すな
わち周方向の所定の位置を始端として螺旋状に形成され
ている必要がある。たとえ、かかる負荷転動溝が所定の
リードで螺旋状に形成されているとしても、位相がずれ
ている場合には、負荷転動溝の始端及び終端をリターン
パイプ、デフレクタ又はエンドキャップに形成された無
負荷通路の入り口と精度良く合致させることが困難とな
り、ボールの無限循環に大きな抵抗が作用したり、循環
そのものが困難になるといった不具合が生じてしまう。

【０００５】従来、ボールねじのナット部材の加工には
マシニングセンタが用いられており、加工基準面となる
軸方向の端面加工や、孔開け加工、負荷転動溝の加工等
を１台の加工機によって行っていた。すなわち、ナット
部材として加工されるワークを該加工機に対して一回取
り付ければ、負荷転動溝の加工も含めた種々の加工が総
てなされるようになっていたのである。しかし、近年で
は生産効率を高めることを目的として、負荷転動溝の加
工をブローチ加工機によって行うことが行われている。
この場合、ワークをマシニングセンタに取り付けて端面
加工や孔開け加工を施した後、かかるワークをマシニン
グセンタからブローチ加工機に取付直すことが必要とな
り、ワークを取付直す際の誤差等に起因して負荷転動溝
の位相ずれが発生してしまう恐れがある。仮に位相ずれ
が発見された場合には、その原因を究明するため長期に
わたって生産ラインを停止させなければならないことか
ら、かかる事態が発生するのを防止するため、各生産ラ
インではブローチ加工後の負荷転動溝に関し、比較的頻
繁に負荷転動溝の位相ずれの測定を行う必要が生じてい
る。

【０００６】しかし、従来は負荷転動溝の位相ずれを簡
易に測定する装置が存在せず、かかる測定は熟練者のみ
が手間をかけて行い得るものであった。このため、位相
ずれ測定の度毎に生産ラインを長時間停止させる必要が
生じ、生産効率を低下させる大きな問題点となってい
た。

【０００７】本発明はこのような問題点に鑑みなされた
ものであり、その目的とするところは、熟練者でなくと
もナット部材の内周面に形成されたねじ溝の位相ずれを
簡便に測定することが可能な雌ねじ位相測定装置を提供
することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の雌ねじ位相測定装置は、ナット部材の内周
面に螺旋状に形成されたねじ溝の位相を測定する装置で
あって、上記ナット部材の軸方向端面に当接する基準面
を備えた位置決めパレットと、この位置決めパレット上
で上記ナット部材を周方向及び半径方向へ位置決めする
位置規制手段と、上記位置決めパレット上に固定された
ナット部材の内部に挿入されると共にナット部材の軸方
向に沿って進退自在な測定ロッドと、この測定ロッドに
装着されると共にナット部材の内周面に形成されたねじ
溝の断面形状に適合する測定子と、この測定子を上記ね
じ溝内に圧接させ又は該ねじ溝から離間させる操作機構
と、上記測定子とねじ溝との係合によって生じた測定ロ
ッドの進退量を計測する計測器とから構成されることを
特徴とするものである。

【０００９】尚、このように構成される本願の測定装置
は、前述したボールねじのナット部材の内周面に形成さ
れた負荷転動溝の位相ずれ測定にのみ利用し得るもので
はなく、ねじ軸とナット部材とが滑り接触するタイプの
ねじ案内機構における雌ねじの位相ずれの測定等、種々
の雌ねじの位相ずれの測定に利用し得るものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて本発明
の雌ねじ位相測定装置を詳細に説明する。図１は本発明
の測定装置によって位相ずれが測定されるボールねじを
示すものである。このボールねじ１は、外周に螺旋状の
ボール転動溝２が形成されたねじ軸３と、内周に上記ボ
ール転動溝２と対応する螺旋状の負荷転動溝４が形成さ
れたナット部材５とから構成され、互いに対向するこれ
らボール転動溝２及び負荷転動溝４によって多数のボー
ル６が転動自在に介装される螺旋状の負荷ボール通路が
構成されている。

【００１１】ナット部材５はフランジ８を有する略円筒
形状に形成されており、中実部９には軸方向に貫通する
ボール戻し通路１０が設けられる一方、かかるナット部
材５の両端面には一対のエンドキャップ１１が取り付け
られるようになっている。このエンドキャップ１１には
前記負荷ボール通路の端部とボール戻し通路１０の端部
とを連通する方向転換路が設けられており、一対のエン
ドキャップ１１，１１をナット部材５に固定することで
ボール６の無限循環路が形成されるようになっている。

【００１２】すなわち、ナット部材５とねじ軸３との相
対回転によって上記負荷ボール通路７から転がり出たボ
ール６は、一方のエンドキャップ１１に形成された方向
転換路を通じて上記ボール戻し通路１０に送り込まれ、
かかるボール戻し通路１０を転動した後に他方のエンド
キャップ１１の方向転換路１２を通じて再度負荷ボール
通路に送りこまれる。この実施例のボールねじ装置装置
は循環するボール列６０，６０が２条組み込まれてお
り、各ボール列は別個の無限循環路を循環するようにな
っている。

【００１３】図２は本発明を適用した雌ねじ位相測定装
置１０の一実施例を示すものであり、この測定装置は図
１に示したボールねじ１のナット部材５について、その
内周面に形成された負荷転動溝４の位相ずれを測定し得
るようになっている。この測定装置１０は、ナット部材
５の固定及び位置決め機能を備えたトップテーブル１１
と、このトップテーブル１１上に固定されたナット部材
５の位相ずれを測定するための測定機構が搭載されたア
ンダーテーブル１２とから構成されており、アンターテ
ーブル１２の四隅に立設された支柱１３によってトップ
テーブル１１が支えられている。尚、図１中の符号１４
はアンダーテーブル１２の下面側の四隅に設けられた脚
部である。

【００１４】先ず、上記トップテーブル１１上にはナッ
ト部材５を載置するための位置決めパレット２０が固定
されている。この位置決めパレット２０はフランジ部２
１を備えた中空円筒状に形成されており、かかる円筒部
をトップテーブル１１に嵌合させると共に図示外のボル
トでフランジ部２１をトップテーブル１１に締結するよ
うにして固定されている。また、ナット部材５の軸方向
の端面と接触する位置決めパレット２０の上面２２は、
かかるナット部材５の軸方向の位置決め基準面となって
いる。この基準面２２にはナット部材５に開設されたボ
ール戻し通路１０に嵌合する位置決めピン２６が立設さ
れており、ナット部材５を位置決めパレット２０にセッ
トする際に、そのボール戻し通路１０を上記位置決めピ
ン２６に嵌合させることにより、かかるナット部材５が
周方向及び半径方向について位置決めされるようになっ
ている。すなわち、この位置決めピン２６が本発明の位
置規制手段に相当する。更に、上記トップテーブル１１
上にはナット部材５を位置決めパレット２０の基準面２
２に押圧するクランプ手段２３が設けられており、この
クランプ手段２３に備えられた規制板２４をナット部材
５の端面に当接させると共に、やはりクランプ手段２３
に備えられた調整ねじ２５を回すことで、ナット部材５
が位置決めパレット２０の基準面２２に向けて押しつけ
られ、かかるナット部材５の軸方向の位置決めを確実に
行い得るようになっている。

【００１５】一方、上記アンダーテーブル１２上には直
線案内装置３０を介して可動テーブル３１が取り付けら
れている。この直線案内装置３０は、アンダーテーブル
１２に固定された軌道レール３０ａと、この軌道レール
３０ａに沿って移動自在なスライダ３０ｂとから構成さ
れており、上記可動テーブル３１を図２の紙面左右方向
に沿って自在に案内し得るようになっている。また、ア
ンダーテーブル１２上の可動テーブル３１の一側にはス
タッド３２が立設されており、このスタッド３２と可動
テーブル３１の間には該可動テーブル３２を常に紙面左
方向へ付勢するスプリング３３が張設されている。

【００１６】また、上記可動テーブル３１上には前述の
位置決めパレット２０の中空部に対応して略Ｌ字状のホ
ルダー３４が立設されている。このホルダー３４はナッ
ト部材５の中空部内に挿入される測定ロッド４０を鉛直
方向に関して移動自在に支承している。この測定ロッド
４０は直線案内装置の軌道レールをそのまま利用したも
のであり、この軌道レール４０に対して移動自在に係合
するスライダ４０ａが上記ホルダー３４に固定されてい
る。これにより、測定ロッド４０としての軌道レールが
ホルダー３４に対して鉛直方向に移動自在に支承されて
いる。また、この測定ロッド４０は位置決めパレット２
０の中空部内を貫通して、かかる位置決めパレット２０
の基準面２２から上方へ突出しており、ナット部材５を
位置決めパレット２０に対して装着した際には、測定ロ
ッド４０の先端がナット部材５の中空部内に挿入される
ようになっている。

【００１７】上記測定ロッド４０の先端近傍には球状の
測定子４１が装着されており、この測定装置では、かか
る測定子４１をナット部材の５内周面に形成された負荷
転動溝４内に圧接させることによって、かかる負荷転動
溝４の位相ずれを測定し得るように構成されている。測
定子４１は負荷転動溝４を転動するボール６と同一直径
の球状に形成されると共に、上記測定ロッド４０の側面
に固定されており、上記位置決めパレット２０上に固定
されたナット部材５の負荷転動溝４に対して、上記スプ
リング３３の付勢力を利用して圧接するようになってい
る。

【００１８】また、上記測定ロッド４０の下端は可動テ
ーブル３１上に揺動自在に設けられた伝達リンク４２の
一端に上方から乗っかっている。この伝達リンク４２は
可動テーブル３１上に設けられた支持壁４３に対して支
軸４４を介して支えられており、かかる支軸４４は伝達
リンク４２の長手方向の略中央に設けられている。ま
た、伝達リンク４２の他端には上方からスライドピン４
５が乗っかっており、上記伝達リンク４２の揺動に合わ
せてスライドピン４５が上下動するようになっている。
スライドピン４５は可動テーブル３１上に立設された円
筒状のガイド部材４６に収容されて、かかるガイド部材
４６の中空部内を上下動するように構成されている。更
に、このガイド部材４６はトップテーブル１１を貫通し
て上方へ突出しており、その上端には計測器としてのイ
ンジゲータ４７が装着されている。インジゲータ４７か
ら突出するプルーブ４８はガイド部材４６の中空部に対
して上端側の開口から挿入されており、かかる中空部内
で上記スライドピン４５の上端面と接触している。

【００１９】図３は測定ロッド４０、伝達リンク４２及
びスライドピン４５の関係を示すものであり、分図ｂは
分図ａの状態から測定ロッド４０が僅かに下降した状態
を示している。このように、上記測定ロッド４０が僅か
に下降して伝達リンク４２の一端を上方から押圧する
と、かかる伝達リンク４２が支軸４４を中心として揺動
し、該伝達リンク４２の他端に乗っかっているスライド
ピン４５が僅かに押し上げられる。これにより、スライ
ドピン４５の上端面に接しているインジゲータ４７のプ
ルーブ４８も押し上げられ、インジゲータ４７がスライ
ドピン４５の移動量を指示するようになっている。すな
わち、測定ロッド４０の移動量に応じた値がインジゲー
タ４７によって指示されることになる。

【００２０】一方、図２の背面側には、スプリング３３
の付勢力に抗して可動テーブル３１を一定の位置に係止
するための操作ハンドル５０が設けられている。かかる
操作ハンドル５０はアンダーテーブル１２又はトップテ
ーブル１１に対して回転自在に設けられており、図４に
示すように、操作ハンドル５０の回転軸５１には偏心カ
ム５２が取り付けられている。また、可動テーブルに立
設された支持壁にはカムフォロワ５３が取り付けられて
おり、上記スプリング３３の付勢力によってこのカムフ
ォロワ５３が偏心カム５２のカム面に対して常に当接す
るように構成されている。このため、図４の分図ｂに示
すように操作ハンドル５０を回転させると、偏心カム５
２のカム面に接するカムフォロワ５３が可動テーブル３
１の移動方向に沿って押圧され、スプリング３３の付勢
力に抗して可動テーブル３１を図２の紙面右方向（図４
の紙面左方向）へ移動させ、測定準備位置に設定するこ
とができるようになっている。また、操作ハンドル５０
を図４の分図ｂの状態から分図ａの状態に設定すると、
可動テーブル３１はスプリング３３の付勢力によって図
２の紙面左方向（図４の紙面右方向）へ移動することに
なる。

【００２１】このように構成された本実施例の位相測定
装置は、先ず、操作ハンドル５０を図４（ｂ）に示す位
置に操作して可動テーブル３１を測定準備位置に設定し
た後、この状態でナット部材５を位置決めパレット２０
に固定する。このとき、ナット部材５の中空部内に挿入
される測定ロッド４０の測定子４１はナット部材５の負
荷転動溝４からは離間した状態にあり、ナット部材５と
測定ロッド４０との干渉を気にすることなく、かかるナ
ット部材５を位置決めパレット２０上に固定することが
できる。このようにしてナット部材５の固定が終了した
ならば、操作ハンドル５０を図４（ａ）に示す位置に操
作し、可動テーブル３１をスプリング３３の付勢力によ
って測定準備位置から移動させる。これにより、測定ロ
ッド４０に保持された球状の測定子４１はナット部材５
の内周面に押しつけられ、かかるナット部材５の内周面
に形成された螺旋状の負荷転動溝４内に入り込む。測定
子４１はボール６と同じ直径の球状に形成されているこ
とから、ボール６と同じように負荷転動溝４に入り込
み、上記スプリング３３の付勢力によって負荷転動溝４
と係合する。

【００２２】このとき、図５の分図ａに示すように、ナ
ット部材５の内周面に形成された負荷転動溝４と測定ロ
ッド４０の測定子４１とが正対しておらず、僅かにずれ
ている場合には、測定子４１が負荷転動溝４に完全に収
まらず、かかる負荷転動溝４の淵に接触することにな
る。しかし、測定ロッド４０はスプリング３３の付勢力
によってナット部材５の内周面へ押し付けられており、
しかも測定ロッド４０は鉛直方向へ移動自在に保持され
ていることから、分図ｂに示すように、測定子４１は上
記付勢力によって自ずから負荷転動溝４の内部に収ま
り、これに伴って測定ロッド４０が上下動することにな
る。つまり、ナット部材５の負荷転動溝４が測定子４１
に対してずれている分だけ、測定ロッド４０が上下動
し、この測定ロッド４０の上下への移動量が前述したイ
ンジゲータ４７によって表示されることになる。

【００２３】実際にナット部材５の負荷転動溝４の位相
ずれを測定する際には、図６の分図ａに示すように、先
ずは負荷転動溝４が位相ずれなく高精度に形成されたマ
スターナット６０を位置決めパレット２０上に固定し、
この状態でマスターナット６０の負荷転動溝に対して測
定作業を行い、インジゲータ４７の表示の零点調整を行
う。次に、マスターナット６０を位置決めパレット２０
から取り外して、今度は位相ずれを測定するナット部材
５を該位置決めパレット２０上に固定し、同じように測
定作業を行う。このとき、マスターナット６０の負荷転
動溝に対して測定対象であるナット部材５の負荷転動溝
４の位相がずれていれば、分図ｂに示すように、インジ
ゲータ４７の表示が位相ずれの量に応じて変化すること
になる。そして、この位相ずれ量が予め定められた誤差
の範囲内に収まっているのであれば、測定したナット部
材５は製品として合格であり、同一の生産ラインによっ
て製造されたナット部材５についても負荷転動溝４の位
相ずれが許容範囲内であると判断することができる。

【００２４】このような測定作業は上記操作ハンドル５
０を操作するのみで行えるので、熟練した作業者でなく
とも短時間で簡単に実施することができ、ある程度の頻
度で実施したとしても、ナット部材５の生産効率を損な
うことがない。従って、このような測定作業を各生産ラ
インについて定期的に行うことにより、許容範囲を超え
て負荷転動溝４の位相ずれが生じたナット部材５が製造
されるのを未然に防ぐことが可能となる。

【００２５】尚、インジゲータ４７の零点調整を行う際
には、前述したマスターナット６０ではなく、図７に示
すような円筒状のゲージ７０を用い、かかるゲージ７０
の上面に測定子４１を乗せるようにして零点調整を行っ
ても良い。測定子４１はボール６と同一の直径Ｄａに形
成されていることから、ゲージ７０の高さをｈとすれ
ば、これに測定子（ボール）の半径Ｄａ／２を加算した
数値が位相ずれなく形成された負荷転動溝４の基準面２
２に対する距離ということになる。このため、ナット部
材５を位置決めパレット２０に固定して測定を行えば、
インジゲータ４７に示された量だけ、負荷転動溝４がナ
ット部材５の軸方向へずれて形成されていることを把握
することができる。

【００２６】また、図３、図６及び図７では上記実施例
に用いるではインジゲータ４７としてアナログ式のもの
を示したが、これをデジタル式のインジゲータとしても
良いことは勿論である。

【００２７】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の雌ね
じの位相測定装置によれば、雌ねじのねじ溝に対して測
定子を圧接させた際に生じる測定ロッドの上下動を計測
器から読み取ることにより、熟練者でなくとも簡便な操
作で短時間に雌ねじの位相ずれを測定することができ、
ある程度の頻度でこのような測定作業を実施したとして
も、ナット部材の生産効率を損なうことがなく、この装
置を用いて定期的に位相ずれの測定作業を行うことによ
り、許容範囲を超えて雌ねじの位相ずれが生じたナット
部材が製造されるのを未然に防止することが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の測定装置によって雌ねじの位相ずれ
を測定可能なボールねじの一例を示す斜視図である。

【図２】 本発明を適用した測定装置の実施例を示す正
面断面図である。

【図３】 実施例に係る測定ロッドの動きとインジゲー
タの表示との関係を説明する図である。

【図４】 実施例に係る操作ハンドルと可動テーブルの
動きとの関係を説明する図である。

【図５】 実施例に係る測定子がナット部材の負荷転動
溝に圧接した際の測定ロッドの動きを説明する図であ
る。

【図６】 マスターナットを用いてナット部材の負荷転
動溝の位相ずれを測定する手順を説明する図である。

【図７】 ゲージを用いてナット部材の負荷転動溝の位
相ずれを測定する手順を説明する図である。

【符号の説明】

４…負荷転動溝（ねじ溝）、５…ナット部材、２０…位
置決めパレット、２２…基準面、４０…測定ロッド、４
１…測定子、４７…インジゲータ（計測器）

フロントページの続き (72)発明者 シャルマ・チャンドラ・シェカル 東京都品川区西五反田３丁目11番６号、テ イエチケー株式会社内 (72)発明者 大村 鉄夫 山梨県中巨摩郡玉穂町中楯754番地、テイ エチケー株式会社甲府工場内 (72)発明者 井出 克人 山梨県中巨摩郡玉穂町中楯754番地、テイ エチケー株式会社甲府工場内 Ｆターム(参考） 2F062 AA38 AA99 BB03 BC63 CC23 DD26 EE62 FF14 FF17 GG18 HH05 HH13 2F069 SS02 SS05 SS08 SS12 SS25

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ナット部材の内周面に螺旋状に形成され
   たねじ溝の位相を測定する装置であって、 上記ナット部材の軸方向端面に当接する基準面を備えた
   位置決めパレットと、この位置決めパレット上で上記ナ
   ット部材を周方向及び半径方向へ位置決めする位置規制
   手段と、上記位置決めパレット上に固定されたナット部
   材の内部に挿入されると共にナット部材の軸方向に沿っ
   て進退自在な測定ロッドと、この測定ロッドに装着され
   ると共にナット部材の内周面に形成されたねじ溝の断面
   形状に適合する測定子と、この測定子を上記ねじ溝内に
   圧接させ又は該ねじ溝から離間させる操作機構と、上記
   測定子とねじ溝との係合によって生じた測定ロッドの進
   退量を計測する計測器とから構成されることを特徴とす
   る雌ねじ位相測定装置。
2. 【請求項２】 上記操作機構は測定者によって操作され
   るハンドレバーを備え、このハンドレバーの設定位置に
   応じて上記測定子がナット部材のねじ溝と係合又は離間
   することを特徴とする請求項１記載の雌ねじ位相測定装
   置。
3. 【請求項３】 上記ナット部材の内周面には螺旋状のボ
   ール転動溝が形成されており、上記測定子はこのボール
   転動溝を転動するボールと同じ直径の球状に形成されて
   いることを特徴とする請求項１又は２記載の雌ねじ位相
   測定装置。