JP3572951B2 - ボール転動溝検査装置 - Google Patents
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Description
【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)。
Claims (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。
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