JPH0541934B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ボールネジのスクリユーボルトとナ
ツトとを螺合状態で、一方を固定し、他方に負荷
を作用させて両者間の軸方向のガタに基づく変位
及び螺合部の剛性に基づく変位を測定してボール
ネジのガタ・剛性検出方法及び装置に関する。

（従来の技術） 従来、ボールネジはその性質上ネジ効率が非常
に良い。このため、スクリユーボルト又はナツト
のいずれか一方を支持し他方に負荷を作用させ両
者間のガタに基づく変位及び螺合部の剛性に基づ
く変位を測定する際に、軸方向に負荷を作用させ
ると該両者の一方の支持側が回転させられて他方
の負荷側が前進又は後退してしまうので両者間の
ガタに基づく変位及び螺合部の剛性に基づく変位
を正確に測定することができなかつた。

このためにナツトを固定してこれに螺合するス
クリユーボルトの一端部においてこれの軸回りの
回動を規制して、負荷を作用させることが考えら
れるが、ナツトを固定してスクリユーボルトに負
荷を作用させるとき、ナツトの固定の仕方によつ
ては偏荷重が生じて精度の高い検出ができないこ
とがある。

更に、検出時において、検査対象のボールネジ
によつてナツトとスクリユーボルトとの螺合状態
が異なるために単に変位量を測定するだけでは検
出されたガタ・剛性を統一して評価することが困
難である。

（本発明が解決しようとする課題） 本発明は、かかる従来の不都合を解消し、ボー
ルネジの螺合状態における軸方向のガタ・剛性を
正確に検出することができ、検出されたデータを
評価可能とするボールネジのガタ・剛性検出方法
及び装置を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明の検出方法は、かかる目的を達成するた
めに、ボールネジのスクリユーボルトと、これに
に螺合するナツトとの軸方向のガタ・剛性を検出
する方法において、該ナツトを固定し、該ナツト
と螺合するスクリユーボルトの一端部において、
その軸回りの回動を規制し且つ上下及び左右方向
に揺動自在にフローテイング支持し、該端部にお
いて軸方向に圧縮荷重と引張荷重の負荷をそれぞ
れ最大となるまで荷重を検出しつつ交互に作用さ
せ、該スクリユーボルトの他端部において生ずる
変位を測定し前記ボールネジのガタ・剛性を検出
することを特徴とする。

また、該方法は前記圧縮荷重と引張荷重とをそ
れぞれ最大になるまで負荷を付与した後、各最大
負荷状態から無負荷状態として前記スクリユーボ
ルトの他端部に生ずる変位を測定することを特徴
とする。

更に本発明の前記方法を実施可能とする装置
は、ボールネジのスクリユーボルトと、これにに
螺合するナツトとの軸方向のガタ・剛性を検出す
る装置において、ベツド上に固設され該ナツトを
固定するナツト固定治具と、該ナツトと螺合する
スクリユーボルトの一端部を回動不能にクランプ
するクランプ手段と、該クランプ手段をスクリユ
ーボルトの軸方向に移動自在なスライドテーブル
に上下及び左右方向に揺動自在に固定する固定手
段と、該クランプ手段に装着されて該クランプ手
段と独立してスクリユーボルトの軸方向に適宜の
距離だけ移動自在の荷重検出器と、該荷重検出器
及びクランプ手段を介して該スクリユーボルトに
圧縮及び引張荷重の負荷を選択的に作用させる荷
重負荷装置と、該スクリユーボルトの他端部で該
スクリユーボルトの移動変位を測定する変位計と
からなることを特徴とする。

（作用） 本発明の方法は、かかる工程によれば、前記ボ
ールネジのナツトを固定し、該ナツトと螺合する
スクリユーボルトの一端部において、その軸回り
の回動を規制し且つ上下及び左右方向に揺動自在
にフローテイング支持して負荷を作用させるの
で、ナツトの固定の仕方の如何にかかわらず偏荷
重をが生じない。この状態で圧縮または引張荷重
の一方の負荷が最大となるまで作用させて、その
ときに生じる該スクリユーボルトと該ナツトとの
螺合部との間の変位を該スクリユーボルトの他端
部で測定する。次いで、圧縮または引張荷重の他
方の負荷が最大となるまで作用させて同様にスク
リユーボルトの他端部で測定する。このときの圧
縮荷重の最大負荷時の変位位置と引張荷重の最大
負荷時の変位位置との間の変位量が、両者の軸方
向のガタ及び剛性に基づくものとなる。

更に、圧縮荷重または引張荷重の最大負荷状態
時の変位位置から無負荷状態時の変位位置を検出
することによつて、負荷時に生ずる変位量、即
ち、ナツトとスクリユーボルトとの螺合部の剛性
に基づく変位量が測定される。

前記ガタ・剛性に基づく変位量から該剛性に基
づく変位量を差し引いた変位量がガタに基づく変
位量となる。

また、本発明の装置は、かかる構成によれば、
ベツド上に固設された前記ナツト固定治具が前記
ナツトを固定し、前記クランプ手段がスクリユー
ボルトの一端部を回動不能にクランプし、前記固
定手段が該クランプ手段を上下及び左右方向にの
み揺動自在にスライドテーブルに固定し、該端部
が回動を規制され且つ上下及び左右方向にフロー
テイングされて支持される。

前記荷重負荷装置がクランプ手段に装着された
荷重検出器およびクランプ手段を介して圧縮また
は引張荷重の負荷をさせると、荷重検出器および
クランプ手段がスライドテーブルとともに移動し
て該荷重を前記端部に作用させる。

前記変位計がスクリユーボルトの他端部の変位
を測定する。

このとき、ナツトの固定によつてスクリユーボ
ルトに掛かる偏荷重は固定手段の上下および左右
方向の揺動により排除される。

また、荷重負荷装置により荷重検出器が該クラ
ンプ手段と独立してスクリユーボルトの軸方向に
適宜の距離だけ圧縮または引張方向に移動してク
ランプ手段を介して圧縮または引張荷重を測定す
るので、無負荷状態から圧縮状態、該圧縮状態か
ら無負荷状態、無負荷状態から引張状態、該引張
状態から無負荷状態と連続して負荷荷重を測定す
ることが可能となる。

（実施例） 本発明の一実施装置を第１図乃至第３図を用い
て以下詳細に説明する。

第１図は平面図、第２図は第１図の−線断
面図、第３図は部分拡大斜視図である。

本実施装置はベツト１上に固設される治具台２
とこれにボールネジのスクリユーボルトＹと螺合
するナツトＸを固定する治具金物３とからなるナ
ツト固定治具４を設け、ナツト固定治具４の前方
側のベツド１上に設けたレール５上をスクリユー
ボルトＹの軸方向に移動自在な摺動部６ａを備え
たスライドテーブル６を設けた。

該テーブル６上にスクリユーボルトＹの一端部
部Y′を挿入して締着するクランプ手段７を設け、
該クランプ手段７を上下および左右方向にのみ揺
動可能にフローテイング支持する固定手段８であ
る一対の自在接手を介して該テーブル６に連接し
た。

該クランプ手段７は一体に中空枠部９を備え、
該中空枠部９に荷重検出器であるロードセル１０
をスクリユーボルトＹの軸方向に沿つて該中空枠
部９と独立して移動可能に装着した。

該荷重検出器１０に連接してクランプ手段７を
介してスクリユーボルトＹにその軸方法に沿つて
圧縮または引張に荷重を作用させる荷重負荷装置
１１を設けた。

また、スクリユーボルトＹの他端部側のベツド
１上にスクリユーボルトＹの軸方向の移動変位量
を測定する変位計１２を設けた。

更に詳細には、前記クランプ手段７はスクリユ
ーボルトＹの一端部Y′を挿入可能とする軸孔１
３とこれを欠切するスリツト１４とを備え、ボル
ト１５によつて締着するようにした。

また、前記固定手段８は第１図乃至第３図示の
ように、スライドテーブル６に固設した固定台８
ａとクランプ手段７とに設けたコ字型部材８ｂ，
８ｂとの間に側面視でＨ字型部材８ｃを嵌挿し、
両部材間を十字状に配設したピン８ｄ，８ｄで互
いに回動自在に連結し、連接した一対の自在接手
とした。

更に、前記中空枠部９内に装着した荷重検出器
１０はスクリユーボルトＹの軸方向に移動したと
きの該中空枠部９内面に当接する一対の半球状の
当接端子１６を備える。

荷重負荷装置１１においてはスライドテーブル
６の前後部に一対のブラケツト１７，１７を設
け、両ブラケツト１７，１７間に差し渡され、両
ブラケツト１７，１７に対して摺動自在とした平
行する一対のロツド１８，１８を設け、両ロツド
１８，１８間に差し渡され、更に両ロツド１８，
１８に対して摺動自在なナツト装置１９を設け
た。両ロツド１８，１８間に該両ロツド１８，１
８に沿つて配設されると共に、ナツト装置１９と
螺合してこれを前後に移動させるスピンドルロツ
ド２０を設け、該スピンドルロツド２０を一方の
ブラケツト１７に回動自在に挿通して設け、更に
該スピンドルロツド２０をベツド１上に設けた取
付台２１に挿通して回動自在に設け、該取付台２
１側のスピンドルロツド２０の端部にハンドル車
２２を設けた。該ナツト装置１９の前後のロツド
１８，１８間を連結する平行な一対の取付板２
３，２３を設け、両取付板２３，２３とナツト装
置１９との間の両ロツド１８，１８の外周部に同
等の性質を備え所定の付勢力を有するコイルバネ
２４，２４を設けた。一方の取付板２３にはスピ
ンドルロツド２０を移動自在とする孔２５を設け
て該スピンドルロツド２０を貫通させている。そ
して、該取付板２３の一端部を前記荷重検出器１
０に連接した。

前記変位計１２はスクリユーボルトＹの後方に
設けたガイド２５により支持し、該ガイド２５は
ベツド１上に設けた一対のガイドロツド２６，２
６によりスクリユーボルトＹの軸方向に移動自在
に設けた。ガイド２５はナツト固定治具４の治具
金物３と連結ピン２７で連結した。

次に前記実施装置の作動を同じく第１図及び第
２図に従つて説明する。

まず、スクリユーボルトＹにナツトＸを螺合さ
せ、一端部Y′をクランプ手段７の軸孔１３に挿
入しボルト１５により締着する。このスクリユー
ボルトＹに螺合するナツトＸをナツト固定治具４
の治具金物３により治具台２に固定する。その後
に、変位計１２のガイド２５を前進させスクリユ
ーボルトＹの他端部に変位計１２の測定子を当接
させると共に治具金物３とガイド２５とを連結ピ
ン２７により連結する。

この状態から圧縮荷重側の負荷を作用させるべ
くベツド１に設けた荷重負荷装置１１のハンドル
車２２を反時計回り矢印Ａ方向に回転させナツト
装置１９を矢印Ｂ方向に移動させる。このとき、
荷重負荷装置１１のコイルバネ２４，２４がナツ
ト装置１９の前方及び後方の取付板２３，２３の
間で付勢されているいので無負荷状態では抵抗が
ないためコイルバネ２４，２４を介してロツド１
８，１８と共に取付板２３，２３を移動し、クラ
ンプ手段７の中空枠部９内に装着した荷重検出器
１０の当接端子１６を中空枠部９の内面に当接さ
せて変位計１２の零点調整を行う。この状態では
スライドテーブル６が移動せずスクリユーボルト
Ｙに負荷が発生しないので変位も生じない。

次に、軸方向のガタ及び剛性に基づく変位量を
検出する際には、更にハンドル車２２を回転して
ナツト装置１９をロツド１８，１８に案内させて
移動し、その移動に伴つてコイルバネ２４，２４
が徐々に圧縮されその弾性によりスクリユーボル
トＹ側の取付板２３が付勢されてロツド１８，１
８と共に移動する。該取付板２３が連接している
荷重検出器１０を介してクランプ手段７の中空枠
部９内で該クランプ手段７を移動させようとする
とき、この力は該クランプ手段７、固定手段８を
介してスライドテーブル６に伝達されて、該スラ
イドテーブル６を移動し、クランプ手段７がスク
リユーボルトＹ側に移動してスクリユーボルトＹ
に負荷を作用させる。

このとき、ナツトＸの固定位置が適切でなく、
スクリユーボルトＹの軸線がクランプ手段７のク
ランプ位置と一致していないときにも、連接され
た一対の自在接手を備えた固定手段８によりクラ
ンプ手段７の位置が上下及び左右方向に移動され
てナツトＸとスクリユーボルトＹの螺合部分に偏
荷重が生じない。

この状態でスクリユーボルトＹに負荷が最大に
なるまで荷重負荷装置１１により負荷を作用させ
て、スクリユーボルトＹの変位量を変位計１２に
より測定する。

このときの負荷荷重と変位量との関係は、第４
図の線ａで示され、最大変位量x₁となる。

次いで、最大負荷の状態から荷重負荷装置１１
による負荷をハンドル車２２を回転させて無負荷
状態に戻す。このときの負荷荷重と変位量との関
係は第４図の線ｂで示され、そのときの変位量は
x₂となる。更に再度、荷重負荷装置１１のハンド
ル車２２を回転させて最大負荷状態にしたときの
負荷荷重の変位量との関係は第４図の線ｃで示さ
れる。

再度、無負荷状態に戻して、今度は逆にハンド
ル車２２を時計方向に回転して引張荷重側の負荷
を作用させ、これが最大負荷状態になるまで負荷
を作用させる。このときの負荷荷重と変位量との
関係は第４図の線ｄで示され、最大変位量x₃とな
る。

次いで、最大負荷の状態から荷重負荷装置１１
による負荷をハンドル車２２を反時計方向に回転
させて無負荷状態に戻す。このときの負荷荷重と
変位量との関係は第４図の線ｅで示され、その変
位量はx₄となる。更に再度、荷重負荷装置１１の
ハンドル車２２を時計方向に回転させて最大負荷
状態にしたときの負荷荷重と変位量との関係は第
４図の線ｆで示される。

このときの、変位量x₂と変位量x₄との間L₁が
ガタによる変位量であり、変位量x₁と変位量x₂と
の間L₂または変位量x₃と変位量x₃との間L₂′が螺
合部の剛性に基づく変位量である。

このようにスクリユーボルトＹに作用させる圧
縮または引張荷重の負荷を作用させることにより
ガタによる変位量と剛性に基づく変位量とが測定
することができる。

（効果） 本発明の方法は、前記の説明から明らかなよう
に、ボールネジのスクリユーボルトに螺合するナ
ツトを固定した状態で偏荷重が作用することなく
該スクリユーボルトと該ナツトの軸方向のガタと
剛性とを正確に検出することができる。

また、圧縮荷重と引張荷重との最大負荷を作用
させ、該両最大負荷時の変位量によりボールネジ
のガタ・剛性を検出するので、検出対象のボール
ネジの螺合状態の如何にかかわらず評価可能なデ
ータとして検出することができる。

更に、最大負荷状態から無負荷状態にして検出
することによつて、ボールネジの螺合部の剛性に
基づく変位量を検出することができる。

本発明の装置は、ナツトを固定したスクリユー
ボルトを回動不能にクランプする手段を上下及び
左右方向に揺動可能にフローテイング支持する固
定手段に設けたので、負荷を作用させた際にナツ
トとスクリユーボルトとの螺合部に偏荷重を生じ
させることなく該スクリユーボルトと該ナツトの
軸方向のガタと剛性とを正確に検出することがで
きる。

また、前記クランプ手段に対して独立してスク
リユーボルトの軸方向に適宜な距離だけ移動自在
に荷重検出器を設け、該荷重検出器を介してスク
リユーボルトに負荷をかけるので、スクリユーボ
ルトに圧縮及び引張荷重を選択的に無負荷状態か
ら最大負荷状態に作用させることができ、該負荷
に応じたボールネジの軸方向にガタ・剛性を連続
して検出することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施装置の平面図、第２図
は第１図の−線断面図、第３図は部分拡大斜
視図、第４図は負荷荷重と軸方向の変位量との関
係を示す線図である。 １……ベツド、４……ナツト固定治具、６……
スライドテーブル、７……クランプ手段、８……
固定手段、１０……荷重検出器、１１……荷重負
荷装置、１２……変位計、Ｘ……ボールネジのナ
ツト、Ｙ……ボールネジのスクリユーボルト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ボールネジのスクリユーボルトと、これにに
   螺合するナツトとの軸方向のガタ・剛性を検出す
   る方法において、該ナツトを固定し、該ナツトと
   螺合するスクリユーボルトの一端部において、そ
   の軸回りの回動を規制し且つ上下及び左右方向に
   揺動自在にフローテイング支持し、該端部におい
   て軸方向に圧縮荷重と引張荷重の負荷をそれぞれ
   最大となるまで該荷重を検出しつつ交互に作用さ
   せ、該スクリユーボルトの他端部において生ずる
   変位を測定し前記ボールネジのガタ・剛性を検出
   することを特徴とするボールネジの軸方向ガタ・
   剛性検出方法。 ２ 前記圧縮荷重の引張荷重とをそれぞれ最大に
   なるまで負荷を付与した後、各最大負荷状態から
   無負荷状態として前記スクリユーボルトの他端部
   に生ずる変位を測定することを特徴とする請求項
   １記載のボールネジの軸方向ガタ・剛性検出方
   法。 ３ ボールネジのスクリユーボルトと、これにに
   螺合するナツトとの軸方向のガタ・剛性を検出す
   る装置において、ベツト上に固設され該ナツトを
   固定するナツト固定治具と、該ナツトと螺合する
   スクリユーボルトの一端部を回動不能にクランプ
   するクランプ手段と、該クランプ手段をスクリユ
   ーボルトの軸方向に移動自在なスライドテーブル
   に上下及び左右方向に揺導自在に固定する固定手
   段と、該クランプ手段に装着されて該クランプ手
   段と独立してスクリユーボルトの軸方向に適宜の
   距離だけ移動自在の荷重検出器と、該荷重検出器
   及びクランプ手段を介して該スクリユーボルトに
   圧縮及び引張荷重の負荷を選択的に作用させる荷
   重負荷装置と、該スクリユーボルトの他端部で該
   スクリユーボルトの移動変位を測定する変位計と
   からなることを特徴とするボールネジのガタ・剛
   性検出装置。