(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボールが転動するとともに、互いに中心が別の二つの円弧面により形成されるゴシックアーチ溝形状の転動溝を検査する装置であって、
前記転動溝を転動するボールと同径の球状に形成され、上記二つの円弧面に同時に接触する測定子と、
前記測定子を前記転動溝の断面に沿って移動自在に支持する支持手段と、
前記測定子の変位を計測することで、前記転動溝の二つの円弧面の凹凸を夫々測定する二つのセンサを有する計測手段と、を備えたことを特徴とするボール転動溝検査装置。
【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、リニアガイド及びべアリングなどのボールが転動する転動溝を検査するボール転動溝検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ボールねじ、リニアガイド及びベアリングなどの図５に示すボールが転動する断面が互いに中心が別の二つの円弧面５５ａ，５５ｂにより構成されかつこれらの円弧面５５ａ，５５ｂが互いに溝底５６で一体と連なる転動溝５３（以下ゴシックアーチ溝と呼ぶ）の内面５５などの凹凸を測定して検査するために、図５に示すボール転動溝検査装置６１が用いられてきた。なお、前記ゴシックアーチ溝５３において、前記円弧面５５ａ，５５ｂは、この溝５３の内面５５を構成している。
【０００３】
図５に例示された従来のボール転動溝検査装置６１は、アーム状の装置本体６２と、前記ゴシックアーチ溝５３の内面５５などに当接する測定子６３と、前記ゴシックアーチ溝５３の内面から接離する方向に沿う前記測定子６３の変位を測定する変位センサ６４と、を備えている。
【０００４】
前記従来のボール転動溝検査装置６１を用いて、前記ゴシックアーチ溝５３の内面５５などの凹凸を測定する際には、まず、実際に前記ゴシックアーチ溝５３の内面５５のボールが接触する面に前記測定子６３を押し当て、かつ前記変位センサ６４の計測方向が前記面に対し直交する方向に沿った状態で、前記測定子６３及び変位センサ６４などを位置決めする。その後、前記ゴシックアーチ溝５３などを有する被測定物を移動させる。そして、前記変位センサ６４が検出する測定子６３の変位を用いて、前記ゴシックアーチ溝５３の形状を評価し、検査してきた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した従来のボール転動溝検査装置６１を用いて、前記ゴシックアーチ溝５３の内面５５などの凹凸を測定するには、前記測定子６３を、これらの溝５３の内面５５のボールが実際に接触する面に接触させた状態で位置決めするのに非常に時間がかかるとともに、同じ溝を複数回測定する際の繰り返し再現性が悪いなどの、作業者に細心の注意と高度な練度が要求され、検査作業が長時間化するなどの生産性が低くなる傾向にあった。
【０００６】
とくに、前記ゴシックアーチ溝５３の内面５５の凹凸を測定する際には、前述した円弧面５５ａ，５５ｂそれぞれに、前記測定子６３を、ボールが実際に接触する面に接触させた状態で位置決めしなければならず、より一層検査作業が長時間化するなどの生産性が低くなる傾向にあった。
【０００７】
本発明は前記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、比較的簡単な作業によって測定子を位置決めできるとともに、ゴシックアーチ溝形状の転動溝を構成する二つの円弧面の凹凸を一度に測定することができ、検査作業に必要とされる作業時間を抑制することが可能なボール転動溝検査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】
前記目的を達成するため、本発明の一つの形態に係るボール転動溝検査装置は、
ボールが転動するとともに、互いに中心が別の二つの円弧面により形成されるゴシックアーチ溝形状の転動溝を検査する装置であって、
前記転動溝を転動するボールと同径の球状に形成され、上記二つの円弧面に同時に接触する測定子と、
前記測定子を前記転動溝の断面に沿って移動自在に支持する支持手段と、
前記測定子の変位を計測することで、前記転動溝の二つの円弧面の凹凸を夫々測定する二つのセンサを有する計測手段と、を備えたことを特徴としている。
【０００９】
本発明のボール転動溝検査装置によれば、ボールと同径の球状をなす測定子を転動溝内に挿入するだけで、この測定子を、ボールが実際に接触する面に接触させた状態に容易に位置決めすることができる。
しかも、測定子がゴシックアーチ溝形状の転動溝を構成する二つの円弧面に夫々接触するので、一回の測定で二つの円弧面の凹凸を同時に測定することができる。このため、同一の転動溝を測定する際の再現性が向上するとともに、転動溝の検査作業に必要とされる作業時間を抑制することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について、図１から図４を参照して説明する。
ボール転動溝検査装置１は、ボールねじのねじ軸７（図２に示す）、リニアガイドの案内レール及びベアリングなどの被検査体のボールが転動する図４などに示す転動溝３の内面５の凹凸を測定して、この転動溝３の内面５を検査する装置である。
【００１１】
図４に示す転動溝３は、前記ボールが転動して移動する方向に対し直交する方向の断面が互いに中心が別の二つの円弧面５ａ，５ｂにより構成され、かつこれらの円弧面５ａ，５ｂが互いに溝底６で一体に連なるように構成された所謂ゴシックアーチ溝となっている。なお、前記円弧面５ａ，５ｂは、ゴシックアーチ溝としての転動溝３の内面５を構成している。
【００１２】
図１ないし図３に示すように、ボール転動溝検査装置１は、ベースフレーム１０と、第１のフレーム１１と、前記転動溝３内に挿入される測定子１３と、前記測定子１３などを支持する第２のフレーム１２と、前記測定子１３などの変位を計測する計測手段としてのセンサ部１４と、を備えている。
【００１３】
前記ベースフレーム１０は、外部装置などの位置決め手段１５などに取付けられて位置決めされるようになっている。ベ−スフレーム１０は、前記第１のフレ一ム１１を第１の板ばね１６を介して、前記位置決め手段１５から接離する図２中の矢印Ａなどに沿って移動自在に支持している。なお、前記矢印Ａに沿う方向は第１の方向をなしている。
【００１４】
前記第１のフレーム１１は、第２の板ばね１７などを介して、前記第２のフレーム１２を、転動溝３に挿入される測定子１３が転動溝３の溝底から接離する前記矢印Ａに対し交差する矢印Ｂに沿って移動自在に支持している。なお、前記矢印Ｂに沿う方向は第２の方向をなしている。
【００１５】
前記第２のフレーム１２は、アーム部１８を備えており、このアーム部１８の先端部に前記測定子１３を設けている。前記測定子１３は、前記ボールねじのねじ軸７やリニアガイドの案内レールなどの被検査体の転動溝３を実際に転動するボールと同径の球状に形成されている。
【００１６】
なお、この測定子１３は、前記矢印Ａ，Ｂが、前記転動溝３のボールが転動して移動する方向に対し直交する断面に沿うように、前記転動溝３内に挿入されるのが望ましい。
【００１７】
前述した構成によれば、前記第１及び第２の板ばね１６，１７が、前記測定子１３を、この測定子１３が挿入される転動溝３のボールが転動して移動する方向に対し直交する断面に沿う矢印Ａ，Ｂに沿って移動自在としている。なお、前記第１及び第２の板ばね１６，１７は、本明細書に記した支持手段を構成している。
【００１８】
また、前記第２のフレーム１２には、前記測定子１３とともに変位する変位子１９が取付けられている、この変位子１９は、後述する線分Ｎ，Ｍに対しそれぞれ略直交する傾斜面２０ａ，２０ｂを備えている。
【００１９】
前記センサ部１４は、取付けフレーム２１などを介して前記ベースフレーム１０に取付けられるようになっている。センサ部１４は、前記変位子１９の傾斜面２０ａ，２０ｂの変位をそれぞれ測定する二つの変位センサ３０ａ，３０ｂを備えている。
【００２０】
図示例において、前記変位センサ３０ａ，３０ｂは、それぞれ、前記傾斜面２０ａ，２０ｂに当接してこれらの傾斜面２０ａ，２０ｂの変位を計測する伸縮自在な接触子３１ａ，３１ｂを有する接触型のものが用いられている。
【００２１】
前記変位センサ３０ａ，３０ｂは、それぞれ前記接触子３１ａ，３１ｂの伸縮方向が、前記転動溝３内に挿入された測定子１３の中心Ｐとこの転動溝３に前記測定子１３が接触する部分とを結んだ線分Ｎ，Ｍ（図３に示す）と平行に設けられている。また、前記変位センサ３０ａ，３０ｂとして前記傾斜面２０ａ，２０ｂと接触しない非接触型のものを用いても良い。
【００２２】
前述した構成によれば、ゴシックアーチ溝形状の転動溝３の内面５を検査する際には、図２及び図３に示すように前記転動溝３内に測定子１３を挿入する。
【００２３】
前記測定子１３を、前記転動溝３を実際に転動するボールが前記内面５と接触する状態に挿入して、前記検査装置１を位置決めする。なお、このとき、前記測定子１３は、図３に示すように、その中心Ｐと前記転動溝３の溝底６とを結んだ線分Ｌと前記線分Ｍ，Ｎとのなす角度θ１，θ２が、前記転動溝３を実際に転動するボールの中心と溝底６とを結んだ線分と、前記ボールの中心とこのボールが円弧面５ａ，５ｂにそれぞれ接する部分とを結んだ線分とのなす角度と略等しくなっている。
【００２４】
なお、図示例においては、前記角度θ１，θ２が、約４５度となる位置に位置決めされている。また、前記変位センサ３０ａ，３０ｂの接触子３１ａ，３１ｂと変位子１９の傾斜面２０ａ，２０ｂとは互いに当接した状態となっている。
【００２５】
そして、前記被検査体としてのねじ軸７などをその軸線回りに回転させるなどして移動する。前記転動溝３の内面５などに凹凸があると、図３に示すように、前記測定子１３が変位するとともに、前記変位センサ３０ａ，３０ｂが前記測定子１３とともに変位する変位子１９の変位を測定する。
【００２６】
図３に示す場合においては、前記転動溝３の円弧面５ａ，５ｂそれぞれに、例えば前記円弧面５ａ，５ｂからの高さα，βを有する凸部３５ａ，３５ｂが存在している。
【００２７】
このとき、前記測定子１３は、前記円弧面５ａから離れる方向に前記α分変位するとともに、前記円弧面５ｂから離れる方向に前記β分変位する。これらの変位α，βのうち、前記矢印Ｂに沿った変位に応じて第２のフレーム１２が変位し、かつ前記矢印Ａに沿った変位に応じて第１のフレーム１１が変位する。これら第１及び第２のフレーム１１，１２の変位を前記第１及び第２の板ばね１６，１７が吸収する。
【００２８】
前記変位子１９の傾斜面２０ａ，２０ｂに接触子３１ａ，３１ｂが当接しているので、この変位子１９の変位を前記変位センサ３０ａ，３０ｂがそれぞれ検出する。このとき、一方の変位センサ３０ｂが前記変位αを検出するとともに、他方の変位センサ３０ｂが前記変位βを検出する。
【００２９】
本実施形態によれば、測定子１３を転動溝３を転動するボールと同径の球状に形成しているので、転動溝３内に挿入するだけで、前記測定子１３を転動溝３を実際に転動するボールが前記転動溝３の内面５に接触する状態に容易に位置決めすることができる。
【００３０】
さらに、前記測定子１３を転動溝３を転動するボールと同径の球状に形成しているので、測定子１３が円弧面５ａ，５ｂに同時に接触する。このため、１回の測定で二つの円弧面５ａ，５ｂを同時に測定することができる。
【００３１】
このため、測定子１３の位置決め作業を容易に行うことができ、この測定子１３の位置決め作業にかかる作業時間を抑制できかつ同一の転動溝３を複数回測定する際の繰り返し再現性を向上させることができる。したがって、比較的簡単な作業によって、測定子１３を位置決めできかつ測定作業に必要とされる作業時問を抑制することが可能となる。
【００３２】
【発明の効果】
本発明によれば、測定子を転動溝を転動するボールと同径の球状に形成しているので、転動溝内に挿入するだけで、前記測定子を、転動溝を実際に転動するボールが前記転動溝の内面に接触する状態に、容易に位置決めすることができる。
【００３３】
しかも、測定子がゴシックアーチ溝形状の転動溝を構成する二つの円弧面それぞれに同時に接触するので、１回の測定で二つの円弧面の凹凸を同時に測定することができる。
【００３４】
このため、測定子の位置決め作業にかかる作業時間を抑制できるとともに、同一の転動溝を測定する際の再現性を向上させることができる。したがって、比較的簡単な作業によって、測定子を位置決めでき、かつ一度に二つの円弧面を同時に測定できるので、検査作業に必要とされる作業時間を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態のボール転動溝検査装置の構成を示す分解斜視図。
【図２】同実施形態のボール転動溝検査装置の側面図。
【図３】同実施形態のボール転動溝検査装置が転動溝を検査する状態を示す模式図。
【図４】同実施形態のボール転動溝検査装置が検査する転動溝としてのゴシックアーチ溝の断面図。
【図５】従来のボール転動溝検査装置の構成を示す模式図。
【符号の説明】
１…ボール転動溝検査装置、３…転動溝、５ａ，５ｂ…円弧面、１３…測定子、１４…計測手段（センサ部）、１６，１７…支持手段（第１および第２の板ばね）、３０ａ，３０ｂ…センサ（変位センサ）。
【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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