JPH09210606A - ボール溝の測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ブランク材の内周面または外周に形成された複
数のボール溝の角度間隔を簡単な構成で高精度に測定す
ることを可能とする。 【解決手段】第１ブランク材１２ａを把持して回転自在
なチャック機構３０と、このチャック機構３０と同軸的
に設けられ、前記第１ブランク材１２ａの回転角度を検
出するロータリエンコーダ３２と、前記第１ブランク材
１２ａの軸方向に移動自在な位置決めユニット３４とを
備える。位置決めユニット３４は、第１ブランク材１２
ａの直径方向に進退自在な位置決めピン６８を備え、こ
の位置決めピン６８の端部には、該第１ブランク材１２
ａの第１ボール溝２４ａ〜２４ｃに嵌合自在な球状体７
２が固着される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ブランク材に形成
された複数のボール溝を測定するためのボール溝の測定
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】通常、２つの回転体を一体的に回転させ
るとともに、各回転体を互いに軸方向に相対移動可能に
構成するために、直動型ボール溝が広く採用されてい
る。すなわち、一方の回転体の内周面に複数条の第１ボ
ール溝を形成するとともに、他方の回転体の外周面に前
記第１ボール溝に対応する複数条の第２ボール溝を形成
し、前記第１および第２ボール溝に複数の球体を一体的
に介装して構成されている。

【０００３】ところで、上記のように、回転体の内周面
や外周面に所定の角度間隔ずつ離間して複数条のボール
溝を形成する場合、各ボール溝同士の間隔が所望の角度
範囲内に設定される必要がある。例えば、回転体に等角
度間隔で３条のボール溝を形成する際、各ボール溝同士
の角度は、１２０°±数分の角度範囲内に形成されてい
ることが望まれている。

【０００４】そこで、例えば、特公平３−５９３６１号
公報に開示されている技術を用いることが考えられる。
すなわち、この従来技術では、玉軸受の複列軌道輪の軌
道溝面に４個の接触子を当接させるとともに、前記複列
軌道輪の軸方向に対峙するそれぞれ２個の接触子を上部
測定部と下部測定部とに固設し、この上部測定部および
下部測定部の相対変位を測定することによって該複列軌
道輪の軌道溝寸法の最適な代表特性値を求めることを特
徴としている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来技術では、玉軸受の複列軌道輪を対象としており、
直動型のボール溝の測定に直接使用することができな
い。しかも、例えば、回転体の内周面に等角度間隔離間
して３条の直動型ボール溝を形成する場合、加工条件や
加工時の発熱等に起因して、前記各ボール溝同士の距離
が変化し易い。これにより、各ボール溝に球状接触子を
同時に配設し、各球状接触子同士の位置関係を検出した
としても、前記ボール溝の角度間隔を正確に測定するこ
とができないという問題が指摘されている。

【０００６】さらに、上記の従来技術は、複列玉軸受完
成品の軌道溝面を測定するためのものであり、仕上げ加
工前の素材であるブランク材の状態で軌道溝寸法の測定
を行うものではない。しかしながら、ブランク材に切削
または精密鍛造によって加工されたボール溝に、許容範
囲を超えた角度誤差が生じていると、次工程におけるボ
ール溝研削加工で砥石の片当たりが発生してしまう。こ
のため、砥石の偏摩耗や黒皮残り等による不良品の発生
が多くなるという問題がある。

【０００７】本発明は、この種の問題を解決するもので
あり、ブランク材の内周面または外周面に形成された複
数のボール溝の角度間隔を、簡単な構成で高精度に測定
することが可能なボール溝の測定装置を提供することを
目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに、本発明は、ブランク材がチャック機構に把持され
た状態で、このブランク材の周面に形成された複数のボ
ール溝の中、任意の１のボール溝に位置決めピンを挿通
させる。次に、位置決めピンをこの１のボール溝から離
脱させた後、チャック機構を回転させてブランク材の他
のボール溝を割り出し、この他のボール溝に前記位置決
めピンを挿入する。

【０００９】このように、複数のボール溝に対し、順次
位置決めピンを挿入するとともに、前記位置決めピンが
挿入されたブランク材の各角度位置が回転角度検出機構
により検出される。これにより、簡単な構成で、各ボー
ル溝同士の角度間隔を容易かつ正確に検出することがで
きる。

【００１０】さらに、ブランク材の状態でボール溝の角
度間隔が検出されるため、この検出された角度間隔が許
容範囲を超えている場合には、次工程であるボール溝研
削加工に進むことがなく、不良品のブランク材を確実に
排除することが可能になる。

【００１１】また、ブランク材の内周面にボール溝を設
ける場合、チャック機構によりこのブランク材の外周側
を基準に把持し、テーパ状の先端を有するプッシュロッ
ドの押圧作用下に位置決めピンを介して前記ボール溝の
角度測定作業を行う。その際、位置決めピンは、ばね部
材に係合するプッシュロッドの押圧作用下にブランク材
の直径方向に進退するため、このブランク材の寸法が変
更されても容易に対応することができる。

【００１２】さらにまた、ブランク材の外周面にボール
溝を設ける場合、チャック機構がこのブランク材の両端
を基準にして把持し、位置決めピンがばね部材の押圧作
用下に前記ボール溝に係合する。これにより、種々の寸
法の異なるブランク材の外周面に設けられたボール溝の
角度間隔を容易に検出することが可能になる。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１は、後述するブランク材に仕
上げ加工を施して形成されるシャフト１０と可動プーリ
１２の縦断面図である。シャフト１０の外周面には、３
条の直動型ボール溝１４ａ〜１４ｃが等角度間隔離間し
て形成されるとともに、可動プーリ１２の内周面には同
様に、３条の直動型ボール溝１６ａ〜１６ｃが形成され
る。各ボール溝１４ａ〜１４ｃと１６ａ〜１６ｃとの間
には、それぞれ複数の球体１８が介装されている。

【００１４】図２および図３には、可動プーリ１２の仕
上げ加工前の素材である第１ブランク材１２ａが用いら
れる第１の実施形態に係る測定装置２０が示されてい
る。第１ブランク材１２ａは、内周面２２にそれぞれ等
角度間隔（１２０°間隔）離間して３条の第１ボール溝
２４ａ〜２４ｃが設けられており、この第１ブランク材
１２ａの外周２６および外周端面２８は、予め加工が施
されて基準面を構成している。この第１ボール溝２４ａ
〜２４ｃは、可動プーリ１２のボール溝１６ａ〜１６ｃ
に対応している。

【００１５】測定装置２０は、第１ブランク材１２ａを
把持して回転自在なチャック機構３０と、このチャック
機構３０と同軸的に設けられ、該チャック機構３０に把
持された前記第１ブランク材１２ａの回転角度を検出す
る回転角度検出機構としてのロータリエンコーダ３２
と、前記第１ブランク材１２ａの軸方向（矢印Ａ方向）
に移動自在な位置決めユニット３４とを備える。

【００１６】チャック機構３０は、基台３６上に固着さ
れたハウジング３８を備え、このハウジング３８内にベ
アリング４０を介してスピンドル４２が回転自在に支持
される。スピンドル４２の一端側にチャック部４４が連
結されるとともに、このチャック部４４は、第１ブラン
ク材１２ａの直径方向（矢印Ｂ方向）に進退自在な複数
のチャック爪４６を有する。このチャック爪４６の先端
側には、第１ブランク材１２ａの外周２６および外周端
面２８に係合する段状部４８が形成されている。スピン
ドル４２の他端には、継手４９を介してロータリエンコ
ーダ３２が連結されている。

【００１７】基台３６上には、ハウジング３８に対向し
て矢印Ａ方向に延在するガイドレール５０が固着され、
このガイドレール５０上に位置決めユニット３４がリニ
アガイド５２を介して進退自在に載置される。位置決め
ユニット３４は、矢印Ａ方向に指向してねじ穴５４と第
１孔部５６とを同軸的に貫通形成しており、この第１孔
部５６の先端側に、鉛直下方向に指向して第２孔部５８
が連通する。

【００１８】図２に示すように、ねじ穴５４には、調整
ねじ６０が所定の深さまで螺合しており、第１孔部５６
には、ばね部材６２を介してプッシュロッド６４が矢印
Ａ方向に進退自在に配設される。プッシュロッド６４の
先端には、テーパ状部６６が形成されており、第２孔部
５８に矢印Ｂ方向に進退自在に配設される位置決めピン
６８の一端部には、前記テーパ状部６６に係合するテー
パ面７０が形成されるとともに、前記位置決めピン６８
の他端部に球状体７２が固着される。位置決めユニット
３４の前進端位置は、基台３６に固設されたストッパ７
４により規制されている。

【００１９】このように構成される第１の実施形態に係
る測定装置２０の動作について、以下に説明する。

【００２０】先ず、図２に示すように、位置決めユニッ
ト３４が二点鎖線の位置に配置された状態で、第１ブラ
ンク材１２ａの外周２６および外周端面２８がチャック
機構３０を構成する各チャック爪４６の段状部４８によ
り押圧され、この第１ブランク材１２ａが位置決め保持
される。

【００２１】そして、第１ブランク材１２ａの第１ボー
ル溝２４ａ〜２４ｃの中、例えば、第１ボール溝２４ａ
が下方に位置決めされた後、位置決めユニット３４がガ
イドレール５０に沿って第１ブランク材１２ａ側に移動
される。このため、位置決めピン６８の球状体７２は、
第１ブランク材１２ａの内周面２２側から第１ボール溝
２４ａに挿入され（図４参照）、前記位置決めユニット
３４がストッパ７４に当接するまで移動される。

【００２２】図２に示すように、位置決めユニット３４
がストッパ７４に当接し、位置決めピン６８の球状体７
２が第１ブランク材１２ａの第１ボール溝２４ａに挿入
された角度位置を前記第１ブランク材１２ａの基準角度
位置とする。すなわち、この角度位置でロータリエンコ
ーダ３２の出力が（０）に設定される。

【００２３】次いで、位置決めユニット３４がガイドレ
ール５０に沿って後方に退避された後、チャック機構３
０がスピンドル４２と一体的にベアリング４０の案内作
用下に所定角度、すなわち、１２０°だけ回動される。
そして、位置決めユニット３４がチャック機構３０側に
移動されると、位置決めピン６８の球状体７２がこの第
１ブランク材１２ａの内周面２２側から第１ボール溝２
４ｂに嵌合し、この第１ボール溝２４ｂに沿ってチャッ
ク機構３０側に移動する。ここで、第１ボール溝２４ｂ
が球状体７２に対し左右いずれかに変位していると、こ
の球状体７２の進出動作によって、あるいはチャック機
構３０を回動させることによって、前記第１ボール溝２
４ｂに前記球状体７２が一致する。

【００２４】その際、チャック機構３０が回動すると、
このチャック機構３０を構成するスピンドル４２に継手
４９を介して同軸的に連結されているロータリエンコー
ダ３２が回動する。従って、球状体７２が第１ボール溝
２４ｂに嵌挿された際の第１ブランク材１２ａの角度位
置が、ロータリエンコーダ３２により検出される。

【００２５】同様に、位置決めユニット３４が一旦第１
ブランク材１２ａから離間された後、チャック機構３０
がこの第１ブランク材１２ａと一体的に１２０°だけ回
動される。次に、位置決めユニット３４が進出変位して
位置決めピン６８の球状体７２が第１ボール溝２４ｃに
嵌合する。この状態で、ロータリエンコーダ３２を介し
て第１ブランク材１２ａの角度位置が検出される。

【００２６】この場合、第１の実施形態では、第１ブラ
ンク材１２ａがチャック機構３０に把持された状態で所
定角度ずつ、例えば、１２０°ずつ回動されるととも
に、各角度位置で位置決めピン６８の球状体７２を第１
ボール溝２４ａ〜２４ｃに嵌挿し、その時の前記第１ブ
ランク材１２ａの角度位置をロータリエンコーダ３２に
より検出している。このため、第１ボール溝２４ａ〜２
４ｃの角度位置を極めて簡単な構成で容易かつ正確に測
定することができるという効果が得られる。

【００２７】しかも、位置決めピン６８の一端に設けら
れているテーパ面７０は、ばね部材６２に付勢されてい
るプッシュロッド６４のテーパ状部６６に係合してお
り、この位置決めピン６８の矢印Ｂ方向への突出量を調
整することができる。従って、第１ブランク材１２ａの
内周面２２の直径が種々変化しても、調整ねじ６０の螺
回操作だけで容易に対応することが可能になり、汎用性
に優れるという利点がある。

【００２８】さらに、可動プーリ１２を形成する前に、
第１ブランク材１２ａの状態で第１ボール溝２４ａ〜２
４ｃの角度間隔を測定している。これにより、ブランク
材１２ａの段階でボール溝１６ａ〜１６ｃの良否が、第
１ボール溝２４ａ〜２４ｃの測定作業から確実に判断す
ることができる。そして、不良と判断された第１ブラン
ク材１２ａを排除すれば、この不良の第１ブランク材１
２ａにボール溝研削加工を行って砥石の片当たりによる
該砥石の偏摩耗や製品不良が発生することを阻止するこ
とが可能になる。結果的に、可動プーリ１２を効率的に
製造し得るという利点がある。

【００２９】図５および図６は、シャフト１０の仕上げ
加工前の素材である第２ブランク材１０ａが用いられる
第２の実施形態に係る測定装置８０が示されている。こ
の第２ブランク材１０ａの両端には、位置決め基準穴と
してのセンタ穴８２ａ、８２ｂが設けられるとともに、
その外周８４には、３条の第２ボール溝８６ａ〜８６ｃ
が軸方向（矢印Ａ方向）に延在してかつ互いに１２０°
ずつ離間して設けられている。この第２ボール溝８６ａ
〜８６ｃは、シャフト１０のボール溝１４ａ〜１４ｃに
対応している。

【００３０】なお、第１の実施形態に係る測定装置２０
と同一の構成要素には同一の参照符号を付してその詳細
な説明は省略する。

【００３１】測定装置８０は、第２ブランク材１０ａの
両端を基準にしてこの第２ブランク材１０ａを把持する
チャック機構８８を備え、このチャック機構８８は、前
記第２ブランク材１０ａのセンタ穴８２ａに係合する前
部センタ９０と、センタ穴８２ｂに係合する後部センタ
９２とを有する。

【００３２】前部センタ９０は、スピンドル４２に同軸
的に固着されており、この前部センタ９０には、第２ブ
ランク材１０ａのセンタ穴８２ａ側の端部外周を保持す
るチャック部９４が固着されている。チャック部９４
は、第２ブランク材１０ａの端部外周を押圧するための
複数のセットビス９６およびねじ９８を有する。

【００３３】基台３６上に本体部１００が立設されてお
り、この本体部１００の矢印Ａ方向に形成された孔部１
０２に後部センタ９２が進退自在に配設されている。孔
部１０２の端部側に係止部材１０４が配置されており、
この係止部材１０４の先端と後部センタ９２の穴部１０
６とにばね１０８が介装され、前記後部センタ９２がチ
ャック機構８８側に常時押圧されている。後部センタ９
２には、外方に突出して取手１１０が設けられている。

【００３４】本体部１００は、第２ブランク材１０ａの
寸法に応じて位置変更可能であり、少なくとも２種類の
前記第２ブランク材１０ａの軸長に応じて基台３６上の
２箇所に位置決め可能に構成されている。

【００３５】測定装置８０を構成する位置決めユニット
１１２は、基台３６上に矢印Ａ方向に指向して固定され
たガイドレール１１４上に進退自在に載置されている。
この位置決めユニット１１２の上部には、図６に示すよ
うに、第２ブランク材１０ａの直径方向（矢印Ｂ方向）
に延在して孔部１１６が形成され、この孔部１１６に、
直接、ばね部材１１８を介して進退可能な位置決めピン
１２０が配設される。位置決めピン１２０の先端には、
第２ブランク材１０ａ側に突出する球状体１２２が設け
られるとともに、この位置決めピン１２０の後端には、
前記位置決めユニット１１２から外部に突出するロッド
１２４が連結される。

【００３６】ハウジング３８には、矢印Ａ方向に指向し
てガイドレール１２６が設けられ、このガイドレール１
２６にスライダ１２８が支持される。スライダ１２８は
矢印Ａ方向に延在しており、その先端部には、ロッド１
２４の端部に係合する深さ測定用ダイヤルゲージ１３０
が装着されている。

【００３７】このように構成される測定装置８０の動作
について、以下に説明する。

【００３８】先ず、位置決めユニット１１２を所定の待
機位置に配置させた状態で、チャック機構８８を構成す
る後部センタ９２は、取手１１０が矢印Ｃ方向に引張さ
れることによってばね１０８に抗して前部センタ９０か
ら離間する方向に変位する。そして、第２ブランク材１
０ａがそれぞれのセンタ穴８２ａ、８２ｂを前部センタ
９０と後部センタ９２に対応して配置された後、取手１
１０の引張力が解除される。このため、後部センタ９２
がばね１０８を介して前部センタ９０側に移動し、第２
ブランク材１０ａのセンタ穴８２ｂに係合する。また、
第２ブランク材１０ａのセンタ穴８２ａ側の端部外周
は、チャック部９４により保持される。これにより、第
２ブランク材１０ａは、チャック機構８８を介して位置
決め支持される。

【００３９】次いで、チャック機構８８に把持されてい
る第２ブランク材１０ａが回動され、第２ボール溝８６
ａが位置決めユニット１１２の位置決めピン１２０に対
向して配置され、この第２ボール溝８６ａに前記位置決
めピン１２０の球状体１２２が嵌合される。この角度位
置で、ロータリエンコーダ３２の出力が（０）に設定さ
れる。

【００４０】そこで、ロッド１２４が、図６中、矢印Ｄ
方向に引張されて球状体１２２を第２ボール溝８６ａか
ら離間させた状態で、第２ブランク材１０ａが所定角
度、すなわち、１２０°だけ回動される。次に、ロッド
１２４の引張を解除すれば、ばね部材１１８の弾発力を
介して位置決めピン１２０が第２ブランク材１０ａ側に
移動し、球状体１２２が第２ボール溝８６ｂに嵌合す
る。

【００４１】ここで、第２ブランク材１０ａが回動する
と、前部センタ９０に一体的に設けられているスピンド
ル４２および継手４９を介してロータリエンコーダ３２
が回転し、位置決めピン１２０が第２ボール溝８６ｂに
嵌合した時の前記第２ブランク材１０ａの角度位置が検
出される。さらに、第２ブランク材１０ａが１２０°だ
け回動され、第２ボール溝８６ｃに位置決めピン１２０
の球状体１２２が嵌合した時の前記第２ブランク材１０
ａの角度位置がロータリエンコーダ３２により検出され
る。

【００４２】この場合、第２の実施形態では、位置決め
ピン１２０の球状体１２２が第２ボール溝８６ａに嵌合
する角度位置でロータリエンコーダ３２の出力が（０）
に設定され、第２ブランク材１０ａが１２０°ずつ回転
されて第２ボール溝８６ｂ、８６ｃに前記球状体１２２
が嵌合した時の該第２ブランク材１０ａの角度位置がロ
ータリエンコーダ３２により順次検出される。従って、
第２ボール溝８６ａ〜８６ｃがそれぞれ所定の角度誤差
範囲内に形成されているか否かを、極めて簡単な構成で
容易かつ確実に検出することができ、前述した第１の実
施形態と同様の効果が得られる。

【００４３】さらに、測定装置８０では、位置決めピン
１２０の深さ方向の位置がダイヤルゲージ１３０を介し
て常時検出される。これにより、位置決めピン１２０が
第２ブランク材１０ａの第２ボール溝８６ａ〜８６ｃに
嵌合しているか否かを高精度に検出することが可能にな
り、前記第２ボール溝８６ａ〜８６ｃの角度測定作業が
一層正確に遂行されるという効果がある。

【００４４】また、後部センタ９２側では、本体部１０
０が基台３６上で少なくとも２箇所に位置決め調整可能
に構成されている。従って、寸法の異なる種々の第２ブ
ランク材１０ａに容易に対応することができ、汎用性に
優れるという利点がある。

【００４５】

【発明の効果】以上のように、本発明に係るボール溝の
測定装置では、チャック機構に把持されたブランク材が
回転されるとともに、このブランク材の周面に予め成形
された複数のボール溝に位置決めピンが嵌合する際の角
度位置が検出されることにより、前記ボール溝の角度間
隔を容易かつ高精度に検出することができる。しかも、
構成が極めて簡素化し、測定装置全体のコストが容易に
削減される。

【００４６】さらに、不良と判断されたブランク材を排
除することにより、不良なブランク材が仕上げ加工であ
るボール溝研削加工に送られることがない。これによ
り、砥石の偏摩耗や製品不良の発生を有効に阻止でき、
効率的な製造工程が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の測定装置に適用されるブランク材から
製造されたシャフトおよび可動プーリの縦断面説明図で
ある。

【図２】本発明の第１の実施形態に係る測定装置の一部
断面側面図である。

【図３】前記第１の実施形態に係る測定装置の一部断面
平面図である。

【図４】図３中、ＩＶ−ＩＶ線断面図である。

【図５】本発明の第２の実施形態に係る測定装置の一部
断面側面図である。

【図６】前記第２の実施形態に係る測定装置の一部断面
平面図である。

【図７】図６中、ＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。

【符号の説明】

１０…シャフト １２…可動プーリ １０ａ、１２ａ…ブランク材 １４ａ〜１４ｃ、１６ａ〜１６ｃ、２４ａ〜２４ｃ、８
６ａ〜８６ｃ…ボール溝 ２０、８０…測定装置 ２２…内周面 ２６、８４…外周 ２８…外周端面 ３０、８８…チャック機構 ３２…ロータリエ
ンコーダ ３４、１１２…位置決めユニット ４２…スピンドル ４４、９４…チャック部 ６０…調整ねじ ６２、１１８…ばね部材 ６４…プッシュロ
ッド ６６…テーパ状部 ６８、１２０…位
置決めピン ７２、１２２…球状体 ７４…ストッパ ８２ａ、８２ｂ…センタ穴 ９０…前部センタ ９２…後部センタ １００…本体部 １０８…ばね １２４…ロッド

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ブランク材を把持して回転自在なチャック
   機構と、 前記チャック機構と同軸的に設けられ、該チャック機構
   に把持された前記ブランク材の回転角度を検出する回転
   角度検出機構と、 前記ブランク材の周面に予め成形された複数のボール溝
   の一つに嵌入しばね部材を介して該ブランク材の直径方
   向に押圧される位置決めピンを有するとともに、前記ブ
   ランク材の軸方向に移動自在な位置決めユニットと、 を備えることを特徴とするボール溝の測定装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の測定装置において、前記ブ
   ランク材は、内周面に前記複数のボール溝が設けられて
   おり、 前記チャック機構は、前記ブランク材の外周および外周
   端面を基準にして把持するチャックを備え、 前記位置決めユニットは、前記チャックと同軸上に前記
   ばね部材を介して進退自在に配置されるとともに、先端
   がテーパ状を有するプッシュロッドと、 前記プッシュロッドに係合して前記ブランク材の直径方
   向に進退可能な前記位置決めピンと、 を備えることを特徴とするボール溝の測定装置。
3. 【請求項３】請求項１記載の測定装置において、前記ブ
   ランク材は、外周面に前記複数のボール溝が設けられて
   おり、 前記チャック機構は、前記ブランク材の両端を基準にし
   て把持するチャックを備え、 前記位置決めユニットは、前記ばね部材に直接係合して
   前記ブランク材の直径方向に進退可能な前記位置決めピ
   ンを備えることを特徴とするボール溝の測定装置。