JP2002206902A - ボールねじの有効径測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】測定者が片手で簡単に取り扱うことができ、し
かも測定するボール転動溝にリード誤差が存在する場合
でも、かかるボール転動溝が形成されたねじ軸又はナッ
ト部材の有効径を正確に測定することが可能なボールね
じの有効径測定装置を提供する。 【解決手段】測定者が把持する固定ハンドルを備えて片
手で携帯可能な装置本体と、上記固定ハンドルを把持し
た片手で同時に操作することが可能な移動ハンドルと、
上記装置本体から平行に突出すると共に上記移動ハンド
ルの操作に伴って互いに拡開する一対の挟持脚と、これ
ら挟持脚をその間隔が狭まる方向へ付勢する弾性部材
と、一対の挟持脚の間隔が狭まった際に上記ねじ軸のボ
ール転動溝内に押しつけられる円筒状の測定子と、一方
の挟持脚に具備された測定子と他方の挟持脚に具備され
た測定子との間隔を表示する表示器とから構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ボールねじを構成
するねじ軸及びナット部材に形成されたボール転動溝の
有効径を測定するための測定装置に係り、詳細には、測
定者が簡易に取り扱うことを可能とするための改良に関
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ボール転動
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は、例えば工作
機械の送りテーブル等をミクロン単位で移動させる用途
に用いられているが、その送り精度を保証するために
は、ねじ軸の外周面に形成されたボール転動溝の有効径
を厳密に管理する必要が生じる。このことは、ナット部
材の内周面に形成されたボール転動溝についても同じで
ある。仮に、ねじ軸側のボール転動溝の有効径が公差を
加味した最小許容寸法よりも小さかったり、ナット部材
側のボール転動溝の有効径が公差を加味した最大許容寸
法よりも大きかったりする場合には、ねじ軸及びナット
部材のボール転動溝とこれを転動するボールとの間に隙
間が生じ、ナット部材がねじ軸に対してガタついてしま
う。これとは逆に、ねじ軸側のボール転動溝の有効径が
公差を加味した最大許容寸法よりも大きかったり、ナッ
ト部材側のボール転動溝の有効径が公差を加味した最小
許容寸法よりも小さかったりする場合には、ボールがボ
ール転動溝の間で過度に押し潰される結果となり、ナッ
ト部材に対するねじ軸の回転に過大なトルクが必要とな
ってしまう。従って、ねじ軸及びナット部材のボール転
動溝の有効径の寸法管理を厳密に行うためには、その製
造工程において作業者が簡便に取り扱うことができ、し
かも正確に測定することができる有効径の測定装置が不
可欠である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】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、測定者が片手で簡単に取り扱うことができ、しかも
測定するボール転動溝にリード誤差が存在する場合で
も、かかるボール転動溝が形成されたねじ軸又はナット
部材の有効径を正確に測定することが可能なボールねじ
の有効径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】上記目的を達成するため
に、本発明では、ねじ軸の有効径を測定する装置と、ナ
ット部材の有効径を測定する装置とを提案するものであ
る。すなわち、本発明におけるねじ軸の有効径の測定装
置は、測定者が把持する固定ハンドルを備えて片手で携
帯可能な装置本体と、上記固定ハンドルを把持した片手
で同時に操作することが可能な移動ハンドルと、上記装
置本体から平行に突出すると共に上記移動ハンドルの操
作に伴って互いに拡開する一対の挟持脚と、これら挟持
脚をその間隔が狭まる方向へ付勢する弾性部材と、各挟
持脚に少なくとも一つ設けられると共に一対の挟持脚の
間隔が狭まった際に上記ねじ軸のボール転動溝内に押し
つけられる測定子と、一方の挟持脚に具備された測定子
と他方の挟持脚に具備された測定子との間隔を表示する
表示器とから構成されることを特徴とするものである。

【０００５】また、ナット部材の有効径の測定装置は、
測定者が把持する固定ハンドルを備えて片手で携帯可能
な装置本体と、上記固定ハンドルを把持した片手で同時
に操作することが可能な移動ハンドルと、上記装置本体
から平行に突出すると共に上記移動ハンドルの操作に伴
って互いに接近する一対の押圧脚と、これら押圧脚をそ
の間隔が拡がる方向へ付勢する弾性部材と、各押圧脚に
少なくとも一つ設けられると共に一対の押圧脚の間隔が
拡がった際に上記ナット部材のボール転動溝内に押しつ
けられる測定子と、一方の押圧脚に具備された測定子と
他方の押圧脚に具備された測定子との間隔を表示する表
示器とから構成されることを特徴とするものである。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて本発明
のボールねじの有効径測定装置を詳細に説明する。図１
は本発明を適用した有効径の測定装置であり、ボールね
じのねじ軸の有効径を測定するための専用装置である。
同図において、符号１は測定者が片手で把持することが
可能な固定ハンドル、符号２はこの固定ハンドルが取り
付けられた装置本体、符号３はこの装置本体２に対して
矢線Ｘ方向へ移動可能な移動ハンドルであり、この測定
装置を使用する測定者は固定ハンドル１を把持した状態
で、上記移動ハンドル３を親指で矢線Ｘ方向へ押圧する
ことができるようになっている。

【０００７】また、同図において、符号４は装置本体２
の背面側に突出すると共に該装置本体２に固定された固
定挟持脚、符号５はこの固定挟持脚４と平行に装置本体
２から突出すると共に上記移動ハンドル３の押圧に伴っ
て矢線Ｘ方向へ移動する可動挟持脚であり、これら固定
挟持脚４と可動挟持脚５との間にボールねじのねじ軸Ｓ
を挟み込んで、かかるねじ軸Ｓの有効径を測定するよう
に構成されている。図２に示すように、装置本体２内に
はスプリング６が設けられており、このスプリング６は
上記可動挟持脚５を矢線Ｘ方向とは反対方向に向けて付
勢している。すなわち、可動挟持脚５は固定挟持脚４と
の間隔が狭まる方向に付勢されており、移動ハンドル３
をスプリング６の付勢力に抗して矢線Ｘ方向へ押圧する
と、固定挟持脚４と可動挟持脚５との間隔は拡がるが、
移動ハンドル３から指を放すと、固定挟持脚４と可動挟
持脚５との間隔が狭まり、ねじ軸Ｓをスプリング６の付
勢力によって固定挟持脚４と可動挟持脚５との間に挟み
込むようになっている。

【０００８】更に、符号Ｇは装置本体２に取り付けられ
たマイクロゲージであり、上記可動挟持脚５の係止位置
に応じて表示が変化するようになっている。つまり、固
定挟持脚４と可動挟持脚５との間にねじ軸Ｓを挟み込む
と、かかるねじ軸Ｓの太さに応じてマイクロゲージＧの
表示が変わり、その表示内容を読み取ることでねじ軸Ｓ
の有効径を知ることができるようになっている。図示さ
れていないが、装置本体２内ではマイクロゲージから突
出した可動スタッドが可動挟持脚５の基部に対して当接
しており、可動挟持脚５が移動すると、それに伴って可
動スタッドの突出量が変化し、マイクロゲージＧの表示
が変化するようになっている。

【０００９】一方、図３は図１のＡ部、すなわち固定挟
持脚４の要部を紙面右方向から観察した様子を示す側面
図、図４は図１のＢ部、すなわち可動挟持脚５の要部を
紙面左方向から観察した様子を示す側面図である。これ
らの図に示されるように、固定挟持脚４には２つの円筒
状測定子７が設けられる一方、可動挟持脚５にも同様の
円筒状測定子７が１つ設けられており、固定挟持脚４と
可動挟持脚５とがねじ軸Ｓを挟み込むと、これらの測定
子７がねじ軸Ｓのボール転動溝内に入り込み、所謂三針
法によって，ねじ軸Ｓのボール転動溝の有効径を測定す
るように構成されている。尚、ねじ軸Ｓは軸方向を図３
及び図４の紙面左右方向に合致させた状態で、固定挟持
脚４と可動挟持脚５との間に挟み込まれる。

【００１０】これらの測定子７は各挟持脚４，５に対し
て直接固定されているのではなく、各挟持脚４，５に立
設された一対のフランジ８を介して保持されており、図
３及び図４の紙面左右方向に対して僅かに変位し得るよ
うになっている。これらのフランジ８はビス９によって
固定挟持脚４又は可動挟持脚５に対して固定されてい
る。図５は固定挟持脚４に設けられたフランジ８に対す
る測定子の係合状態を示す拡大斜視図である。固定挟持
脚４に立設された一対のフランジ８には各測定子７に対
応して長孔１０が形成されており、円筒状測定子７の両
端から突出する支軸１１が各長孔１０に対して嵌合して
いる。上記長孔１０はその長手方向が有効径を計測する
ねじ軸Ｓの軸方向と合致しており、この長孔１０に嵌合
する測定子７は両軸端がねじ軸Ｓの軸方向に沿って自在
に変位し得るようになっている。また、ボール転動溝は
所定のリード角で螺旋状に形成されていることから、各
測定子７も同じリード角αで傾いて取り付けられてお
り、この傾いた状態から長孔１０の作用によって若干変
位し得るように構成されている。可動挟持脚５に保持さ
れた測定子７も固定挟持脚４側の測定子７と全く同じ構
造で保持されている。

【００１１】図６は測定子７がねじ軸Ｓのボール転動溝
Ｓ１に入り込んだ状態を該ねじ軸Ｓの軸方向と垂直な方
向から観察した様子を示すもの、図７は測定子７がねじ
軸Ｓのボール転動溝Ｓ１に入り込んだ状態を該ねじ軸Ｓ
の軸方向から観察したもの様子を示すものである。各測
定子７は実際にねじ軸Ｓのボール転動溝Ｓ１を転動する
ボールの直径と略同一の直径を有しており、固定挟持脚
４と可動挟持脚５とがねじ軸Ｓを挟み込むと、かかるボ
ール転動溝Ｓ１に入り込んで固定される。このとき、測
定子７は円筒状に形成されていることから、図６に示す
ように各測定子７はボール転動溝Ｓ１に対して接線状に
入り込むので、固定挟持脚４の測定子７と可動挟持脚５
のそれとでねじ軸Ｓを安定的に挟み込むことができ、か
かるねじ軸Ｓの有効径ｄ２の測定を安定した状態で正確
に行うことができるものである。また、図５に示したよ
うに、各測定子７は長孔１０の作用によってねじ軸Ｓの
軸方向へ若干変位することが可能なので、例えば、ねじ
軸Ｓに形成されたボール転動溝Ｓ１のリード長に誤差が
存在する場合であっても、固定挟持脚４と可動挟持脚５
とがねじ軸Ｓを挟み込んだ際に、測定子７が自ら最適な
位置へ変位してボール転動溝Ｓ１に入り込む、所謂自動
調整機能が発揮される。この点においても、本実施例の
測定装置によればねじ軸Ｓの有効径ｄ２を正確に測定す
ることができるものである。

【００１２】尚、上記測定子は必ずしも円筒状に形成さ
れている必要はなく、ボール転動溝Ｓ１内に入り込むの
であれば、ボールと略同一直径の球状であっても差し支
えない。また、この実施例では一方の挟持脚に２つの測
定子を設けると共に、他方の挟持脚には１つの測定子を
設け、所謂三針法によってボール転動溝の有効径を測定
するように構成したが、各挟持脚に対して夫々１つずつ
測定子を設けた所謂二針法によって有効径を測定するよ
うに構成することもできる。

【００１３】次に、本発明を適用したナット部材の有効
径測定装置について説明する。図８及び図９は、ボール
ねじを構成するナット部材の内周面に形成されたボール
転動溝の有効径を測定する装置を示すものである。同図
において、符号３１は測定者が片手で把持することが可
能な固定ハンドル、符号３２はこの固定ハンドルが取り
付けられた装置本体、符号３３はこの装置本体３２に体
して矢線Ｙ方向へ移動可能な移動ハンドルであり、前述
したねじ軸の有効径の測定装置と同様、この測定装置を
使用する測定者は固定ハンドル３１を把持した状態で、
上記移動ハンドル３３を親指で矢線Ｙ方向へ押圧するこ
とができるようになっている。

【００１４】また、同図において、符号３４は装置本体
３２の側面側に突出すると共に該装置本体３２に固定さ
れた固定押圧脚、符号３５はこの固定押圧脚３４と平行
に装置本体３２から突出すると共に上記移動ハンドル３
３の押圧に伴って矢線Ｙ方向へ移動する可動押圧脚であ
り、これら固定押圧脚３４と可動押圧脚３５との外側に
ボールねじのナット部材Ｎを嵌合させて、かかるナット
部材Ｎの有効径を測定するように構成されている。図示
されていないが装置本体３２内にはスプリングが設けら
れており、このスプリングは上記可動押圧脚３５を矢線
Ｙ方向とは反対方向に向けて付勢している。すなわち、
可動押圧脚３５は固定押圧脚３４との間隔が拡がる方向
に付勢されており、移動ハンドル３３をスプリングの付
勢力に抗して矢線Ｙ方向へ押圧すると、固定押圧脚３４
と可動押圧脚３５との間隔は狭まるが、移動ハンドル３
３から指を放すと、固定押圧脚３４と可動押圧脚３５と
の間隔が広がり、スプリングの付勢力によって固定押圧
脚３４と可動押圧脚３５とがナット部材Ｎの内周面に押
しつけられるようになっている。

【００１５】更に、前記実施例と同様、符号Ｇは装置本
体３２に取り付けられたマイクロゲージであり、上記可
動押圧脚３５の係止位置に応じて表示が変化するように
なっている。つまり、固定押圧脚３４と可動押圧脚３５
との外側にナット部材Ｎを嵌合させると、かかるナット
部材Ｎの内径に応じてマイクロゲージＧの表示が変わ
り、その表示内容を読み取ることでナット部材Ｎの内周
面に形成されたボール転動溝の有効径を知ることができ
るようになっている。装置本体３２内ではマイクロゲー
ジＧから突出した可動スタッドＧ１が可動押圧脚３５の
基部３６に対して当接しており、可動押圧脚３５が移動
すると、それに伴って可動スタッドＧ１の突出量が変化
し、マイクロゲージＧの表示が変化するようになってい
る。

【００１６】一方、固定押圧脚３４には２つの球状測定
子３７が設けられる一方、可動押圧脚３５にも同様の球
状測定子３７が１つ設けられており、図１０に示すよう
に、固定押圧脚３４と可動押圧脚３５とがナット部材Ｎ
の内周面に押し付けられると、これらの測定子３７がナ
ット部材Ｎの内周面に形成されたボール転動溝内に入り
込み、所謂三針法によってナット部材Ｎのボール転動溝
Ｎ１の有効径を測定するように構成されている。

【００１７】前記実施例と同様、これらの測定子３７は
各押圧脚３４，３５に対して直接固定されているのでは
なく、図１１に示すように、測定子３７を貫通するホル
ダー３８によって保持されている。かかるホルダー３８
は針金を略コ字状に折り曲げて形成されており、測定子
３７に形成された貫通孔３９に遊嵌すると共に両端が各
押圧脚３４，３５に固定されている。測定子３７に形成
された貫通孔３９の内径はホルダー３８の外径よりも大
きく、測定子３７は押圧脚３４，３５に固定されたホル
ダー３８に対して遊びを有している。また、各押圧脚３
４，３５にはその長手方向に沿ってＶ字状の係止溝４０
が形成されており、球状の測定子３７はこの係止溝４０
の内側壁に２点で当接している。従って、測定子３７は
各押圧脚の長手方向には僅かに変位し得るものの、係止
溝４０の幅方向には移動し得ないように保持されてい
る。

【００１８】各球状測定子３７は実際にナット部材Ｎの
ボール転動溝Ｎ１を転動するボールの直径と略同一の直
径を有しており、図１２に示すように、固定押圧脚３４
と可動押圧脚３５とがナット部材Ｎの内周面に押しつけ
られると、かかるボール転動溝Ｎ１に入り込んで固定さ
れる。このとき、固定押圧脚３４と可動押圧脚３５は互
いに拡開する方向へ付勢されていることから、測定子３
７は一対の押圧脚３４，３５の距離が最大となるように
ボール転動溝Ｎ１内に入り込んで固定され、かかるナッ
ト部材Ｎの有効径の測定を安定した状態で正確に行うこ
とができるものである。また、図１１に示したように、
各測定子３７は押圧脚３４，３５の長手方向、すなわち
ナット部材Ｎの軸方向に沿って若干の遊びを有している
ことから、例えば、ナット部材Ｎの内周面に形成された
ボール転動溝Ｎ１のリード長に誤差が存在する場合であ
っても、固定押圧脚３４と可動押圧脚３５とがナット部
材Ｎの内周面に押しつけられた際に、測定子３７が自ら
最適な位置へ変位してボール転動溝Ｎ１に入り込む、所
謂自動調整機能が発揮される。その上、各測定子３７は
押圧脚３４，３５に形成された係止溝４０によって該押
圧脚３４，３５の長手方向と直交する方向、すなわちナ
ット部材Ｎの周方向については固定されているので、各
球状測定子３７は可動押圧脚の移動軌跡と重なるナット
部材の中心線（図１２の一点鎖線ｍ）上に必ず位置する
ことになる。これにより、本実施例の測定装置によれ
ば、ナット部材Ｎの内周面に形成されたボール転動溝Ｎ
１の有効径ｄ２を正確に測定することができるものであ
る。

【００１９】尚、上記実施例では一方の押圧脚に２つの
測定子を設けると共に、他方の押圧脚には１つの測定子
を設け、所謂三針法によってボール転動溝の有効径を測
定するように構成したが、各押圧脚に対して夫々１つず
つ測定子を設けた所謂二針法によって有効径を測定する
ように構成することもできる。

【００２０】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明のボー
ルねじの有効径測定装置によれば、測定者がこれを片手
で簡単に取り扱うことができるので、、ねじ軸及びナッ
ト部材の製造工程において作業者が簡便に取り扱うこと
ができ、ボール転動溝の有効径の寸法管理を容易に行う
ことが可能となる。また、ボール転動溝に当接する測定
子は該ボール転動溝のリード方向に若干の遊びを有して
保持されているので、測定するボール転動溝にリード誤
差が存在する場合でも、かかるボール転動溝が形成され
たねじ軸又はナット部材の有効径を正確に測定すること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明を適用したねじ軸のボール転動溝の有
効径測定装置を示す側面図である。

【図２】 図１に示した有効径測定装置の背面図であ
る。

【図３】 図１のＡ部の詳細を示す拡大図である。

【図４】 図１のＢ部の詳細を示す拡大図である。

【図５】 図１に示した有効径測定装置における測定子
の保持状態を示す斜視図である。

【図６】 測定子がねじ軸のボール転動溝に当接してい
る状態をねじ軸の軸方向と垂直な方向から見た様子を示
す図である。

【図７】 測定子がねじ軸のボール転動溝に当接してい
る状態をねじ軸の軸方向から見た様子を示す図である。

【図８】 本発明を適用したナット部材のボール転動溝
の有効径測定装置を示す正面図である。

【図９】 図８に示した有効径測定装置の側面図であ
る。

【図１０】 測定子がナット部材のボール転動溝に当接
している状態をナット部材の軸方向と垂直な方向から見
た様子を示す断面図である。

【図１１】 図８に示した有効径測定装置における測定
子の保持状態を示す斜視図である。

【図１２】 測定子がナット部材のボール転動溝に当接
している状態をナット部材の軸方向から見た様子を示す
図である。

【符号の説明】

１…固定ハンドル、２…装置本体、３…移動ハンドル、
４…固定挟持脚、５…可動挟持脚、７…測定子、Ｇ…マ
イクロケージ（表示器）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 園田 勝広 山梨県中巨摩郡玉穂町中楯754、テイエチ ケー株式会社甲府工場内 (72)発明者 大村 鉄夫 山梨県中巨摩郡玉穂町中楯754、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、テイエチ ケー株式会社甲府工場内 Ｆターム(参考） 2F062 AA32 BB03 BC62 CC22 EE04 GG09 HH15 HH16 HH21 HH50 LL09

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ボールねじのねじ軸の外周面に形成され
   た螺旋状のボール転動溝の有効径を測定する装置であっ
   て、 測定者が把持する固定ハンドルを備えて片手で携帯可能
   な装置本体と、上記固定ハンドルを把持した片手で同時
   に操作することが可能な移動ハンドルと、上記装置本体
   から平行に突出すると共に上記移動ハンドルの操作に伴
   って互いに拡開する一対の挟持脚と、これら挟持脚をそ
   の間隔が狭まる方向へ付勢する弾性部材と、各挟持脚に
   少なくとも一つ設けられると共に一対の挟持脚の間隔が
   狭まった際に上記ねじ軸のボール転動溝内に押しつけら
   れる測定子と、一方の挟持脚に具備された測定子と他方
   の挟持脚に具備された測定子との間隔を表示する表示器
   とから構成されることを特徴とするねじ軸の有効径測定
   装置。
2. 【請求項２】 上記測定子がボール転動溝を転動するボ
   ールと略同一直径の円筒状に形成されていることを特徴
   とする請求項１記載のねじ軸の有効径測定装置。
3. 【請求項３】 ボールねじの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有効径を測定する装置で
   あって、 測定者が把持する固定ハンドルを備えて片手で携帯可能
   な装置本体と、上記固定ハンドルを把持した片手で同時
   に操作することが可能な移動ハンドルと、上記装置本体
   から平行に突出すると共に上記移動ハンドルの操作に伴
   って互いに接近する一対の押圧脚と、これら押圧脚をそ
   の間隔が拡がる方向へ付勢する弾性部材と、各押圧脚に
   少なくとも一つ設けられると共に一対の押圧脚の間隔が
   拡がった際に上記ナット部材のボール転動溝内に押しつ
   けられる測定子と、一方の押圧脚に具備された測定子と
   他方の押圧脚に具備された測定子との間隔を表示する表
   示器とから構成されることを特徴とするナット部材の有
   効径測定装置。
4. 【請求項４】 上記測定子がボール転動溝を転動するボ
   ールと略同一直径の球状に形成されていることを特徴と
   する請求項３記載のナット部材の有効径測定装置。
5. 【請求項５】 上記測定子は、ボール転動溝のリード方
   向へ変位可能な状態で、上記挟持脚又は押圧脚に保持さ
   れていることを特徴とする請求項１又は３記載の有効径
   測定装置。
6. 【請求項６】 一方の挟持脚又は押圧脚には他方の挟持
   脚又は押圧脚よりも多数の測定子が設けられていること
   を特徴とする請求項１又は３記載の有効径測定装置。