(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボールねじのねじ軸の外径を基準平面に押し当てることによって、前記ねじ軸の中心線が、前記基準平面に平行でかつ前記ねじ軸の外径寸法の半分だけ離れた一平面内のみ移動可能な状態に前記ねじ軸を拘束する第１のステップと、
前記ねじ軸の中心線を挟んで前記一平面内に設けられた一対の測定用ボールを、前記ねじ軸の軸方向にリードの半分だけずれた位置でそれぞれ前記ねじ軸のねじ溝に位置合わせする第２のステップと、
前記一対の測定用ボールをそれぞれ前記ねじ軸のねじ溝と２点で接触させる第３のステップと、
前記一対の測定用ボールの相対位置に基づいて前記ねじ軸のピッチ円径を測定する第４のステップと、
からなることを特徴とするボールねじのピッチ円径測定方法。
【請求項２】
前記ねじ軸が多条ねじ構造を有するものである場合、
前記第２のステップでは、前記ねじ軸のリードをＬとし、多条ねじの条数をｍとし、ｋを［（１／２）−（ｋ／ｍ）］の絶対値を最小とする整数とするとき、前記一対の測定用ボールを、前記ねじ軸の軸方向に、［（１／２）−（ｋ／ｍ）］×Ｌだけずれた位置で、それぞれ前記ねじ軸のねじ溝に位置合わせすることを特徴とする請求項１記載のボールねじのピッチ円径測定方法。
【請求項３】
ボールねじのねじ軸の外径を基準平面に押し当てることによって、前記ねじ軸の中心線が、前記基準平面に平行でかつ前記ねじ軸の外径寸法の半分だけ離れた一平面内のみ移動可能な状態に前記ねじ軸を拘束する第１のステップと、
前記一平面内に設けられた第１の測定用ボールを前記ねじ軸のねじ溝に位置合わせするとともに、前記ねじ軸の中心線を挟んで前記第１の測定用ボールと同一平面内に、前記ねじ軸の軸方向に微小量変位可能に設けられた第２及び第３の測定用ボールを、それぞれ前記第１の測定用ボールから前記ねじ軸の軸方向に｛±［（１／２）＋ｎ］×Ｌ｝（Ｌ：リード、ｎ：整数）だけずれた位置でねじ溝に位置合わせする第２のステップと、
前記第１乃至第３の各測定用ボールをそれぞれ前記ねじ軸のねじ溝と２点で接触させる第３のステップと、
前記第１の測定用ボールと前記第２及び第３の測定用ボールとの間の相対位置に基づいて前記ねじ軸のピッチ円径を測定する第４のステップと、
からなることを特徴とするボールねじのピッチ円径測定方法。
【請求項４】
ボールねじのボールナットの外径を基準平面に押し当てることによって、前記ボールナットの中心線が、前記基準平面に平行でかつ前記ボールナットの外径寸法の半分だけ離れた一平面内のみ移動可能な状態に前記ボールナットを拘束する第１のステップと、
前記ボールナットの中心線を挟んで前記一平面内に設けられた一対の測定用ボールを、前記ボールナットの軸方向にリードの半分だけずれた位置でそれぞれ前記ボールナットのねじ溝に位置合わせする第２のステップと、
前記一対の測定用ボールをそれぞれ前記ボールナットのねじ溝と２点で接触させる第３のステップと、
前記一対の測定用ボールの相対位置に基づいて前記ボールナットのピッチ円径を測定する第４のステップと、
からなることを特徴とするボールねじのピッチ円径測定方法。
【請求項５】
前記ボールナットが多条ねじ構造を有するものである場合、
前記第２のステップでは、前記ボールナットのリードをＬとし、多条ねじの条数をｍとし、ｋを［（１／２）−（ｋ／ｍ）］の絶対値を最小とする整数とするとき、前記一対の測定用ボールを、前記ボールナットの軸方向に、［（１／２）−（ｋ／ｍ）］×Ｌだけずれた位置で、それぞれ前記ボールナットのねじ溝に位置合わせすることを特徴とする請求項４記載のボールねじのピッチ円径測定方法。
【請求項６】
ボールねじのボールナットの外径を基準平面に押し当てることによって、前記ボールナットの中心線が、前記基準平面に平行でかつ前記ボールナットの外径寸法の半分だけ離れた一平面内のみ移動可能な状態に前記ボールナットを拘束する第１のステップと、
前記一平面内に設けられた第１の測定用ボールを前記ボールナットのねじ溝に位置合わせするとともに、前記ボールナットの中心線を挟んで前記第１の測定用ボールと同一平面内に、前記ボールナットの軸方向に微小量変位可能に設けられた第２及び第３の測定用ボールを、それぞれ前記第１の測定用ボールから前記ボールナットの軸方向に｛±［（１／２）＋ｎ］×Ｌ｝（Ｌ：リード、ｎ：整数）だけずれた位置でねじ溝に位置合わせする第２のステップと、
前記第１乃至第３の各測定用ボールをそれぞれ前記ボールナットのねじ溝と２点で接触させる第３のステップと、
前記第１の測定用ボールと前記第２及び第３の測定用ボールとの間の相対位置に基づいて前記ボールナットのピッチ円径を測定する第４のステップと、
からなることを特徴とするボールねじのピッチ円径測定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばボールねじの製造工程において、ボールねじのねじ軸またはボールナットのボールピッチ円径を測定するピッチ円径測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ボールねじは、外周面に螺旋状のボール転動溝を有するねじ軸と、内周面に前記ボール転動溝に対向する螺旋状のボール転動溝を有するとともに該ボール転動溝の一端と他端とを結ぶボール循環路を備えたボールナットと、前記両ボール転動溝間及び前記ボール循環路内に介挿された複数のボールとによって構成されている。
【０００３】
このボールねじの製造工程において、ねじ軸及びボールナットのボールピッチ円径を測定する従来方法としては、次の２つの方法が知られていた。
【０００４】
（第１の従来方法）
キャリパの両足先端にそれぞれ測定用ボールを取り付け、一方の足に取り付けた測定用ボールを被測定物（ねじ軸またはボールナット）のねじ溝上に固定し、他方の足に取り付けた測定用ボールをねじ溝に沿って移動させて、測定用ボール間の距離極大値を求め、ボールピッチ円径を測定する方法。
【０００５】
（第２の従来方法）
図９に示すように、対向する測定子１ａ，１ｂの一方に第１の測定用ボール２を固定し、他方のそれぞれ第１の測定用ボール２から被測定物（図ではボールナット）３の軸方向に±［（１／２）＋ｎ］×Ｌ（ただし、Ｌはリード、ｎは整数）だけずれた位置に、第２及び第３の測定用ボール４，５を、軸方向に微小量変位可能に取り付けた装置６を利用してボールピッチ円径を測定する方法。
【０００６】
図９において、第１の測定用ボール２が取り付けられた一方の測定子１ａは、図示矢印方向に移動自在となっており、第２及び第３の測定子４，５が取り付けられた他方の測定子１ｂは固定されている。測定子１ａは、測定力負荷用ばね７により測定子１ｂから離れる方向に付勢されている。第１の測定用ボール２と第２，第３の測定用ボール４，５との相対距離を変位計８で測定し、この距離に基づいて被測定物３のボールピッチ円径を測定する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
第１の従来方法は、測定器として簡便であるものの、測定用ボールをねじ溝に沿って移動させながら両ボール間の極大値を探していく方法であるため、精度のよい測定ができなかった。また、ボールをねじ溝に沿って移動させる際に加える力加減によっても測定結果が変わってしまうので、測定には熟練が必要であった。
【０００８】
第２の従来方法は、３個の測定用ボールと被測定物との中心線が同一平面内に存在する状態で計測しないとボールピッチ円径を正確に測定できない。このため、一方の第１の測定用ボールと他方の第２，第３の測定用ボールとが被測定物の中心線を挟んで１８０度対向する位置に来るように、また、第２の測定用ボールと第３の測定用ボールとを結んだ線が被測定物の中心線と平行となるように、姿勢を調整しながら測定値の最大値を探さなければならず、やはり測定には熟練が必要である上、精度のよい測定が簡単にはできなかった。
【０００９】
本発明はこのような事情に基づいてなされたものであり、その目的とするところは、ボールねじのねじ軸やボールナットのピッチ円径を高精度に、しかも作業に熟練を要することなく測定することができるピッチ円径測定方法を提供しようとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本願請求項１乃至３記載の発明は、ボールねじのねじ軸のピッチ円径測定方法であって、請求項１記載の発明は、ボールねじのねじ軸の外径を基準平面に押し当てることによって、ねじ軸の中心線が、基準平面に平行でかつねじ軸の外径寸法の半分だけ離れた一平面内のみ移動可能な状態にねじ軸を拘束する第１のステップと、ねじ軸の中心線を挟んで一平面内に設けられた一対の測定用ボールを、ねじ軸の軸方向にリードの半分だけずれた位置でそれぞれねじ軸のねじ溝に位置合わせする第２のステップと、一対の測定用ボールをそれぞれねじ軸のねじ溝と２点で接触させる第３のステップと、一対の測定用ボールの相対位置に基づいてねじ軸のピッチ円径を測定する第４のステップとからなる。
【００１１】
請求項２記載の発明は、ねじ軸が多条ねじ構造を有するものである場合であって、この場合には、第２のステップで、ねじ軸のリードをＬとし、多条ねじの条数をｍとし、ｋを［（１／２）−（ｋ／ｍ）］の絶対値を最小とする整数とするとき、一対の測定用ボールを、ねじ軸の軸方向に、［（１／２）−（ｋ／ｍ）］×Ｌだけずれた位置で、それぞれねじ軸のねじ溝に位置合わせする。
【００１２】
請求項３記載の発明は、ボールねじのねじ軸の外径を基準平面に押し当てることによって、ねじ軸の中心線が、基準平面に平行でかつねじ軸の外径寸法の半分だけ離れた一平面内のみ移動可能な状態にねじ軸を拘束する第１のステップと、一平面内に設けられた第１の測定用ボールをねじ軸のねじ溝に位置合わせするとともに、ねじ軸の中心線を挟んで第１の測定用ボールと同一平面内に、ねじ軸の軸方向に微小量変位可能に設けられた第２及び第３の測定用ボールを、それぞれ第１の測定用ボールからねじ軸の軸方向に｛±［（１／２）＋ｎ］×Ｌ｝（Ｌ：リード、ｎ：整数）だけずれた位置でねじ溝に位置合わせする第２のステップと、第１乃至第３の各測定用ボールをそれぞれねじ軸のねじ溝と２点で接触させる第３のステップと、第１の測定用ボールと第２及び第３の測定用ボールとの間の相対位置に基づいてねじ軸のピッチ円径を測定する第４のステップとからなる。
【００１３】
本願請求項４乃至６記載の発明は、ボールねじのボールナットのピッチ円径測定方法であって、請求項４記載の発明は、ボールねじのボールナットの外径を基準平面に押し当てることによって、ボールナットの中心線が、基準平面に平行でかつボールナットの外径寸法の半分だけ離れた一平面内のみ移動可能な状態にボールナットを拘束する第１のステップと、ボールナットの中心線を挟んで一平面内に設けられた一対の測定用ボールを、ボールナットの軸方向にリードの半分だけずれた位置でそれぞれボールナットのねじ溝に位置合わせする第２のステップと、一対の測定用ボールをそれぞれボールナットのねじ溝と２点で接触させる第３のステップと、一対の測定用ボールの相対位置に基づいてボールナットのピッチ円径を測定する第４のステップとからなる。
【００１４】
請求項５記載の発明は、ボールナットが多条ねじ構造を有するものである場合であって、この場合には、第２のステップで、ボールナットのリードをＬとし、多条ねじの条数をｍとし、ｋを［（１／２）−（ｋ／ｍ）］の絶対値を最小とする整数とするとき、一対の測定用ボールを、ボールナットの軸方向に、［（１／２）−（ｋ／ｍ）］×Ｌだけずれた位置で、それぞれボールナットのねじ溝に位置合わせする。
【００１５】
請求項６記載の発明は、ボールねじのボールナットの外径を基準平面に押し当てることによって、ボールナットの中心線が、基準平面に平行でかつボールナットの外径寸法の半分だけ離れた一平面内のみ移動可能な状態にボールナットを拘束する第１のステップと、一平面内に設けられた第１の測定用ボールをボールナットのねじ溝に位置合わせするとともに、ボールナットの中心線を挟んで第１の測定用ボールと同一平面内に、ボールナットの軸方向に微小量変位可能に設けられた第２及び第３の測定用ボールを、それぞれ第１の測定用ボールからボールナットの軸方向に｛±［（１／２）＋ｎ］×Ｌ｝（Ｌ：リード、ｎ：整数）だけずれた位置でねじ溝に位置合わせする第２のステップと、第１乃至第３の各測定用ボールをそれぞれボールナットのねじ溝と２点で接触させる第３のステップと、第１の測定用ボールと第２及び第３の測定用ボールとの間の相対位置に基づいてボールナットのピッチ円径を測定する第４のステップとからなる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
はじめに、一対の測定用ボールを用いて１条ねじ構造を有するボールねじのねじ軸のボールピッチ円径を測定する第１の実施形態について、図１の流れ図及び図２の作用説明図を用いて説明する。
【００２０】
本実施の形態では、先ず、第１のステップＳＴ１として、被測定物（ねじ軸）１０の中心線Ｍが一平面内のみで平行移動及び回転移動するように被測定物１０を保持する。
【００２１】
次に、第２のステップＳＴ２として、被測定物１０の中心線Ｍを挟んでその中心線が移動可能な一平面内に存在する一対の測定用ボール１１，１２を、それぞれ被測定物１０のねじ溝１３に、被測定物１０の軸方向にＬ／２（Ｌ：リード）だけずれて入るように位置決めする。
【００２２】
次に、第３のステップＳＴ３として、一対の測定用ボール１１，１２がねじ溝１３に入り込むように、各測定用ボール１１，１２にそれぞれ力（以下、この力を測定力Ｆという）を加える。そうすると、ボールねじのねじ溝形状は、一般にゴシックアークを使用しているため、被測定物１０は前記平面内で並進運動及び回転運動して、各測定用ボール１１，１２がねじ溝１３とそれぞれ２点で接触する状態で安定する。
【００２３】
この作用を、図２（ａ）〜（ｄ）を用いて説明する。
図２は被測定物（ねじ軸）１０の中心線Ｍと各測定用ボール１１，１２とを含む平面内で、被測定物１０と各測定用ボール１１，１２との位置関係を示している。なお、ねじ溝１３と各測定用ボール１１，１２との接触点は、リード角の影響で実際には上記平面内に存在しないが、ここでは、説明の便宜上、上記平面内に示す。
【００２４】
図２（ａ）は、各測定用ボール１１，１２がそれぞれねじ溝１３の外側のフランクで接触を始めた状態を示している。この状態で、各測定用ボール１１，１２にそれぞれ図示矢印方向の測定力Ｆが加えられると、各測定用ボール１１，１２は、それぞれ被測定物１０との接触点で図示矢印Ｐ１，Ｐ２の方向に被測定物１０を押圧する。この押圧力により、被測定物１０にモーメントで働いて、被測定物１０が図示矢印Ｒ１方向に回転し、各測定用ボール１１，１２がそれぞれねじ溝１３の内側のフランクでも接触を始める。かくして、各測定用ボール１１，１２がそれぞれねじ溝１３と２点で接触し、モーメントが釣り合った状態で安定する。
【００２５】
図２（ｂ）は、各測定用ボール１１，１２がそれぞれねじ溝１３の内側のフランクで接触を始めた状態を示している。この状態で、各測定用ボール１１，１２にそれぞれ図示矢印方向の測定力Ｆが加えられると、各測定用ボール１１，１２は、それぞれ被測定物１０との接触点で図示矢印Ｐ３，Ｐ４の方向に被測定物１０を押圧する。この押圧力により、被測定物１０にモーメントで働いて、被測定物１０が図示矢印Ｒ２方向に回転し、各測定用ボール１１，１２がそれぞれねじ溝１３の外側のフランクでも接触を始める。かくして、各測定用ボール１１，１２がそれぞれねじ溝１３と２点で接触し、モーメントが釣り合った状態で安定する。
【００２６】
図２（ｃ）は、各測定用ボール１１，１２がそれぞれねじ溝１３の左側のフランクで接触を始めた状態を示している。この状態で、各測定用ボール１１，１２にそれぞれ図示矢印方向の測定力Ｆが加えられると、各測定用ボール１１，１２は、それぞれ被測定物１０との接触点で図示矢印Ｐ５，Ｐ６の方向に被測定物１０を押圧する。この押圧力により、被測定物１０が図示矢印Ｒ３方向（左方向）に移動し、各測定用ボール１１，１２がそれぞれねじ溝１３の右側のフランクでも接触を始める。かくして、各測定用ボール１１，１２がそれぞれねじ溝１３と２点で接触し、モーメントが釣り合った状態で安定する。
【００２７】
なお、各測定用ボール１１，１２と被測定物１０との接触点では、被測定物１０の中心線Ｍと各測定用ボール１１，１２とを含む平面に対して垂直な方向の力も発生するが、これらの力は、被測定物１０の中心線Ｍと測定用ボール１１，１２とを一平面内に拘束することによって発生する力と釣り合うので、考えなくてよい。
【００２８】
以上の作用により、被測定物１０は、最終的に、図２（ｄ）に示すように、各測定用ボール１１，１２がねじ溝１３とそれぞれ２点で接触する状態に安定する。
【００２９】
被測定物１０が上記の如く安定すると、被測定物１０の中心線Ｍと一対の測定用ボール１１，１２とは同一平面上にあるので、対向する一方の測定用ボール１１と他方の測定用ボール１２とは、被測定物１０の１８０度対向する位置にある。
【００３０】
そこで、第４のステップＳＴ４として、一対の測定用ボール１１，１２の相対位置を測定し、最後に、第５のステップＳＴ５として、この相対位置と現物マスターとの比較測定によって、被測定物１０のボールピッチ円径を測定する。
【００３１】
なお、第１の実施の形態では、１条ねじ構造を有する被測定物１０について説明したが、多条ねじ構造を有する被測定物１０についても同様の手順でボールピッチ円径を測定することができる。ただし、この場合、一対の測定用ボール１１，１２の被測定物軸方向ずれ量は、被測定物１０のリードをＬとし、多条ねじの条数をｍとし、ｋを［（１／２）−（ｋ／ｍ）］の絶対値を最小とする整数とするとき、［（１／２）−（ｋ／ｍ）］×Ｌとする。例えば、３条ねじ構造を有する被測定物の場合、一方の測定用ボール１１と他方の測定用ボール１２とが、被測定物１０の軸方向に［（１／２）−（１／３）］×Ｌ＝（１／６）Ｌずれた状態で位置決めして、測定力を加えることにより測定する。
【００３２】
ところで、第１の実施の形態のように、測定用ボール１１，１２が２個の場合には、被測定物１０のボールピッチ円径ｄに対してリードＬが大きくなって、Ｌ／ｄの値が“１”に近づいてくると、被測定物１０に働くモーメントが小さくなり、摩擦や外力の影響によって測定が安定しなくなる。
【００３４】
そこで次に、３個の測定用ボールを用いて１条ねじ構造を有するボールねじのねじ軸のボールピッチ円径を測定する第２の実施形態について、図３の流れ図及び図４の作用説明図を用いて説明する。
【００３５】
本実施の形態では、先ず、第１のステップＳＴ１１として、被測定物（ねじ軸）１０の中心線Ｍが一平面内のみで平行移動及び回転移動するように被測定物１０を保持する。
【００３６】
次に、第２のステップＳＴ１２として、被測定物１０の中心線Ｍが移動可能な一平面内に存在する第１の測定用ボール２１を、被測定物１０のねじ溝１３に入るように位置決めする。
【００３７】
次に、第３のステップＳＴ１３として、被測定物１０の中心線Ｍを挟んで第１の測定用ボール２１と同一平面内に設けられた第２及び第３の測定用ボール２２，２３を、それぞれ第１の測定用ボール２１から被測定物１０の軸方向に｛±［（１／２）＋ｎ］×Ｌ｝（Ｌ：リード、ｎ：整数）だけずれた位置で、被測定物１０のねじ溝１３に位置合わせする。第２及び第３の測定用ボール２２，２３は、固定側測定子３２によって被測定物１０の軸方向に微小量変位可能に設けられている。
【００３８】
次に、第４のステップＳＴ１４として、第１〜第３の各測定用ボール２１，２２，２３がそれぞれねじ溝１３に入り込むように、第１〜第３の測定用ボール１１，１２にそれぞれ測定力Ｆを加える。そうすると、被測定物１０が前記平面内で並進運動及び回転運動し、また、第２及び第３の測定用ボール２２，２３は固定側測定子３２によって被測定物１０の軸方向に微小量変位可能に設けられているので、第１〜第３の各測定用ボール２１，２２，２３がねじ溝１３とそれぞれ２点で接触する状態で安定する。
【００３９】
この作用を、図４（ａ）〜（ｃ）を用いて説明する。
なお、図４も図２と同様に、被測定物（ねじ軸）１０の中心線Ｍと各測定用ボール２１，２２，２３とを含む平面内で、被測定物１０と各測定用ボール２１，２２，２３との位置関係を示している。
【００４０】
図４（ａ）は、図示しない測定子によって固定されている第１の測定用ボール２１がねじ溝１３の２点で接触している状態において、被測定物１０の軸方向に微小量変位可能な第２及び第３の測定用ボール２２，２３のうち、左側の測定用ボール（第２の測定用ボール２２）が先に被測定物１０のねじ溝１３に２点で接触した状態を示している。この状態で、各測定用ボール２１，２２，２３にそれぞれ図示矢印方向の測定力Ｆが加えられると、第１の測定用ボール２１と第２の測定用ボール２２とは、それぞれ被測定物１０との接触点で図示矢印方向に被測定物１０を押圧する。この押圧力により、被測定物１０にモーメントが働いて、被測定物１０が図示矢印Ｒ４方向に回転し、右側の測定用ボール（第３の測定用ボール２３）もねじ溝１３と接触を始める。かくして、第１〜第３の各測定用ボール２１，２２，２３がそれぞれねじ溝１３と２点で接触し、モーメントが釣り合った状態で安定する。
【００４１】
図４（ｂ）は、第１の測定用ボール２１がねじ溝１３の２点で接触している状態において、右側の測定用ボール（第３の測定用ボール２３）が先に被測定物１０のねじ溝１３に２点で接触した状態を示している。この状態で、各測定用ボール２１，２２，２３にそれぞれ図示矢印方向の測定力Ｆが加えられると、第１の測定用ボール２１と第３の測定用ボール２３とは、それぞれ被測定物１０との接触点で図示矢印方向に被測定物１０を押圧する。この押圧力により、被測定物１０にモーメントが働いて、被測定物１０が図示矢印Ｒ５方向に回転し、左側の測定用ボール（第２の測定用ボール２２）もねじ溝１３と接触を始める。かくして、第１〜第３の各測定用ボール２１，２２，２３がそれぞれねじ溝１３と２点で接触し、モーメントが釣り合った状態で安定する。
【００４２】
以上の作用により、被測定物１０は、最終的に、図４（ｃ）に示すように、各測定用ボール２１〜２３がねじ溝１３とそれぞれ２点で接触する状態に安定する。
【００４３】
被測定物１０が上記の如く安定すると、被測定物１０の中心線Ｍと各測定用ボール２１〜２３とは同一平面上にあるので、対向する第１の測定用ボール１１と第２及び第３の測定用ボール２２，２３とは、被測定物１０の１８０度対向する位置にある。
【００４４】
そこで、第５のステップＳＴ１５として、第１の測定用ボール１１と第２及び第３の測定用ボール２２，２３との相対位置を測定し、最後に、第６のステップＳＴ１６として、この相対位置と現物マスターとの比較測定によって、被測定物１０のボールピッチ円径を測定する。
【００４５】
この第２の実施の形態の測定方法であれば、リードが小さいボールねじから、Ｌ／ｄ（Ｌ：リード、ｄ：ボールピッチ円径）の値が“１”を超えるような大リードのボールねじまで、安定してボールピッチ円径を測定することができる。
【００４６】
なお、第２の実施の形態では、１リード分のねじ溝１３を使用して被測定物１０のボールピッチ円径を測定する場合を示したが、図４（ｄ）に示すように、３リード分のねじ溝１３を使用して測定することもできる。また、それ以上の５，７，９…リード分のねじ溝１３を使用して測定してもよい。
【００４７】
また、第１及び第２の実施の形態では、ボールねじのねじ軸のボールピッチ円径を測定する場合を示したが、ボールナットのボールピッチ円径も、第１及び第２の実施形態と同様にして測定することができる。また、ボールねじ以外のねじ溝を有する被測定物のピッチ円径も同様にして測定することができる。
【００４８】
また、第１及び第２の実施の形態では、被測定物が測定力Ｆにより安定位置へ動くものとして説明したが、重要なのは測定用装置と被測定物との相対位置であるので、被測定物が固定され、測定用装置が安定位置に動くようにしてもよい。
【００４９】
ところで、前記第1及び第２の実施の形態において、各測定用ボール（第1の実施の形態では２個、第２の実施の形態では３個）の高さ位置及びリード方向位置の誤差は、コサインエラーであり、現物マスターとの比較測定によってほとんど無視できる。例えば、軸外径がφ１２、測定用ボールの高さ誤差が０．５ｍｍのとき、比較測定によるボールピッチ円径の測定誤差は０．５％以下であり、ボールピッチ円径の寸法範囲を±０．１ｍｍとすれば測定誤差は０．５μｍ以下となる。同様に、例えば、ボールピッチ円径がφ１２．３、リード５ｍｍのねじ軸で測定用ボールのリード方向位置誤差が０．５ｍｍのとき、比較測定によるボールピッチ円径の測定誤差は１％以下であり、ボールピッチ円径の寸法範囲を±０．１ｍｍとすれば測定誤差は１μｍ以下となる。
【００５０】
また、外径寸法のばらつきの影響は測定値のばらつきになるが、コサインエラーであり、外径寸法のばらつきを１０μｍ以内に抑えれば、誤差は許容できる範囲である。例えば、軸外径がφ１２、測定用ボールの高さ誤差が０．５ｍｍ、外径寸法のばらつきが１０μｍとすれば、測定誤差は1μｍ以下となる。
【００５１】
このように、各測定用ボールの位置（基準面から測定用ボールまでの高さ及び対向する測定用ボール間のリード方向位置）の誤差が測定誤差に与える影響が少ないので、測定装置製作時の測定用ボールの位置決め公差を大きくとることができる。その結果、測定装置の製作が容易であり、製作コストを低減できる。また、保守時の対応やセット替え等も容易にできる利点がある。
【００５２】
そこで次に、本発明のピッチ円径測定方法を用いた測定装置の実施形態について、図５〜図８を用いて説明する。なお、図２，図４と同一部分には同一符号を付している。
【００５３】
図５は、第１の実施の形態で説明したボールピッチ円径測定方法を用いて、１条ねじ構造を有するボールねじのねじ軸のボールピッチ円径を測定する測定装置を示しており、（ａ）はその上面図であり、（ｂ）はその正面図である。
【００５４】
測定装置本体３１は、基板３１ａと、この基板３１ａの一端側に直立する壁部３１ｂとから構成されている。基板３１ａの他端側には、固定側測定子３２が前記壁部３１ｂと対向するように直立して取り付けられている。固定側測定子３２の壁部３１ｂと対抗する面には、一対の測定用ボール１１，１２のうち一方の測定用ボール１１が固定されている。
【００５５】
基板３１ａの上面は、中央より固定側測定子３２側を、被測定物１０であるねじ軸の外径を支持するための基準平面３３としており、壁部３１ｂ側を、可動側測定子３４の支持面３５としている。基準平面３３と支持面３５との境界には段差が形成されている。
【００５６】
可動側測定子３４は、支持面３５により図示矢印方向に摺動自在に支持されるスライド部３４ａと、このスライド部３４ａの一端側に直立する壁部３４ｂとから構成されている。壁部３４ｂの固定側測定子３２と対向する面には、前記一対の測定用ボール１１，１２のうち他方の測定用ボール１２が固定されている。また、可動側測定子３４の壁部３４ｂと装置本体３１の壁部３１ｂとの間には、測定力負荷用のばね３６が設けられており、このばね３６によって可動側測定子３４は、装置本体３１の壁部３１ｂ側から固定側測定子３２側に向けて付勢されている。装置本体３１の壁部３１ｂには、可動側測定子３４のばね付勢方向における位置を測定するための変位計３７が取り付けられている。
【００５７】
装置本体３１の基準平面３３には、被測定物１０であるねじ軸の外径が押し当てられる。これにより、ねじ軸の中心線Ｍは、基準平面３３に平行で、かつ基準平面３３からねじ軸の外径寸法の半分だけ離れた一平面内に拘束される。この一平面内に、一対の測定用ボール１１，１２が存在するように、各測定用ボール１１，１２は固定側測定子３２及び可動側測定子３４に取り付けられている。また、一方の測定用ボール１１に対して他方の測定用ボール１２が、ねじ軸の軸方向にリードＬの半分（Ｌ／２）だけずれた位置に固定されている。
【００５８】
したがって、被測定物１０であるねじ軸を基準平面３３上に載置するとともに、ねじ軸のねじ溝１３に一対の測定用ボール１１，１２がそれぞれ入るようにねじ軸を軸方向にずらして概略位置を決めた後、測定力負荷用ばね３６の付勢力により可動側測定子３４を固定側測定子３２側に可動させる。そうすると、図２を用いて説明した作用により、ねじ軸の姿勢は、一対の測定用ボール１１，１２がそれぞれねじ溝１３の２点で接触する位置に安定する。この状態で、可動側測定子３４の位置を変位計３７から読取ることにより、一対の測定用ボール１１，１２の相対位置が測定されるので、この相対位置と現物マスターとの比較測定によって、ねじ軸のボールピッチ円径が測定される。
【００５９】
図６は第１の実施の形態で説明したボールピッチ円径測定方法を用いて、１条ねじ構造を有するボールねじのボールナットのボールピッチ円径を測定する測定装置を示しており、（ａ）はその要部断面上面図であり、（ｂ）はその正面図である。なお、図５と同一部分には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００６０】
この測定装置が図５に示した測定装置と異なる点は、次の２点である。
【００６１】
▲１▼  装置本体３１の壁部３１ｂと対向する端部に、固定側測定子３２に代えて柱４１を立設し、この柱４１の上部に固定側測定子として機能する第１のアーム４２を被測定物１０であるボールナットの軸方向と平行に固定し、この第１のアーム４２の外側に一方の測定用ボール１１を取り付けた点。
【００６２】
▲２▼  可動側測定子３４における壁部３４ｂの上部に、前記第１のアーム４２と対向するように第２のアーム４３を固定し、この第２のアーム４３の外側に他方の測定用ボール１２を取り付けた点。
【００６３】
本装置においても、装置本体３１の基準平面３３には、被測定物１０であるボールナットの外径が押し当てられる。これにより、ボールナットの中心線は、基準平面３３に平行で、かつ基準平面３３からボールナットの外径寸法の半分だけ離れた一平面内に拘束される。この一平面内に、一対の測定用ボール１１，１２が存在するように、各測定用ボール１１，１２は第１，第２のアーム４２，４３に取り付けられている。また、一方の測定用ボール１１に対して他方の測定用ボール１２が、ボールナットの軸方向にリードＬの半分（Ｌ／２）だけずれた位置に固定されている。
【００６４】
したがって、被測定物１０であるボールナットを基準平面３３上に載置するとともに、ボールナットのねじ溝１３に一対の測定用ボール１１，１２がそれぞれ入るようにボールナットを軸方向にずらして概略位置を決めた後、測定力負荷用ばね３６の付勢力により可動側測定子３４を装置本体３１の壁部３１ｂから離れる方向に可動させる。そうすると、図２を用いて説明した作用により、ボールナットの姿勢は、一対の測定用ボール１１，１２がそれぞれねじ溝１３の２点で接触する位置に安定する。この状態で、可動側測定子３４の位置を変位計３７から読取ることにより、一対の測定用ボール１１，１２の相対位置が測定されるので、この相対位置と現物マスターとの比較測定によって、ボールねじのボールピッチ円径が測定される。
【００６５】
図７は、第１の実施の形態で説明したボールピッチ円径測定方法を用いて、２条ねじ構造を有するボールねじのねじ軸のボールピッチ円径を測定する測定装置を示しており、（ａ）はその上面図であり、（ｂ）はその正面図である。
【００６６】
測定装置の構造及びその作用は、図５に示した測定装置と同様であり、異なる点は、被測定物１０の軸方向に対する一対の測定用ボール１１，１２の位置関係である。すなわち、図７においては、一対の測定用ボール１１，１２の、ねじ軸の軸方向１３に対するずれ量は、［（１／２）−（１／２）］×Ｌ＝０で、ずれのない状態で測定している。
【００６７】
因みに、３条ねじ構造を有する被測定物１０のボールピッチ円径を同様に測定する場合には、一対の測定用ボール１１，１２の、ねじ軸の軸方向１３に対するずれ量は、［（１／２）−（１／３）］×Ｌ＝（１／６）Ｌで、１／６リードだけずれた状態で測定すればよい。
【００６８】
図８は、第２の実施の形態で説明したボールピッチ円径測定方法を用いて、１条ねじ構造を有するボールねじのねじ軸のボールピッチ円径を測定する測定装置を示しており、（ａ）はその上面図であり、（ｂ）はその正面図である。
【００６９】
この測定装置が図５に示した測定装置と異なる点は、次の２点である。
【００７０】
▲１▼  可動側測定子３４の壁部３４ｂにおける固定側測定子３２と対向する面に、第１の測定用ボール２１を固定した点。
【００７１】
▲２▼  固定側測定子３２に、保持部材５１を介して第２及び第３の測定用ボール２２，２３を、基準平面３１上に置かれる被測定物（ねじ軸）１０の軸方向と平行に保持した点。
【００７２】
なお、保持部材５１は、第２及び第３の測定用ボール２２，２３を上記軸方向に微小量変位可能に保持する。
【００７３】
本装置においても、装置本体３１の基準平面３３には、被測定物１０であるねじ軸の外径が押し当てられる。これにより、ねじ軸の中心線は、基準平面３３に平行で、かつ基準平面３３からねじ軸の外径寸法の半分だけ離れた一平面内に拘束される。この一平面内に、第１〜第３の測定用ボール２１〜２３が存在するように、各測定用ボール２１〜２３は固定側測定子３２と可動側測定子３４とにそれぞれ取り付けられている。また、第１の測定用ボール２１に対して、第２及び第３の測定用ボール２２，２３がそれぞれねじ軸の軸方向に±（１／２）Ｌだけずれた位置（ｎ＝１）に位置決めされている。
【００７４】
したがって、被測定物１０であるねじ軸を基準平面３３上に載置するとともに、ねじ軸のねじ溝１３に各測定用ボール２１〜２３がそれぞれ入るようにねじ軸を軸方向にずらして概略位置を決めた後、測定力負荷用ばね３６の付勢力により可動側測定子３４を固定側測定子３２側に可動させる。そうすると、図４を用いて説明した作用により、ねじ軸の姿勢は、各測定用ボール２１〜２３がそれぞれねじ溝１３の２点で接触する位置に安定する。この状態で、可動側測定子３４の位置を変位計３７から読取ることにより、第１の測定用ボール２１と、第２及び第３の測定用ボール２２，２３との相対位置が測定されるので、この相対位置と現物マスターとの比較測定によって、ねじ軸のボールピッチ円径が測定される。
【００７５】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、ボールねじのねじ軸やボールナット等の被測定物のピッチ円径を高精度に、しかも作業に熟練を要することなく測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施の形態におけるボールピッチ円径測定方法の要部を示す流れ図。
【図２】  同実施の形態の作用説明図。
【図３】  本発明の第２の実施の形態におけるボールピッチ円径測定方法の要部を示す流れ図。
【図４】  同実施の形態の作用説明図。
【図５】  第１の実施の形態で説明したボールピッチ円径測定方法を用いて、１条ねじ構造を有するボールねじのねじ軸のボールピッチ円径を測定する測定装置の上面図及び正面図。
【図６】  第１の実施の形態で説明したボールピッチ円径測定方法を用いて、１条ねじ構造を有するボールねじのボールナットのボールピッチ円径を測定する測定装置の要部断面上面図及び正面図。
【図７】  第１の実施の形態で説明したボールピッチ円径測定方法を用いて、２条ねじ構造を有するボールねじのねじ軸のボールピッチ円径を測定する測定装置の上面図及び正面図。
【図８】  第２の実施の形態で説明したボールピッチ円径測定方法を用いて、１条ねじ構造を有するボールねじのねじ軸のボールピッチ円径を測定する測定装置の上面図及び正面図。
【図９】  従来装置を示す要部断面正面図。
【符号の説明】
１０…被測定物
１１，１２…一対の測定用ボール
１３…ねじ溝
２１，２２，２３…第１〜第３の測定用ボール
３１…装置本体
３２…固定側測定子
３３…基準平面
３４…可動側測定子
３６…測定力負荷用ばね
３７…変位計
４２，４３…第１，第２のアーム
５１…保持部材
【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】
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【図８】
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【図９】
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