JPS5847367Y2 - ねじ酔歩測定器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は高精度に且つ簡易に測定出来るねし酔歩測定器
に関する。

ここで酔歩とはねじ面上の一点の進みがねじの回転に比
例せず、正しいねじ線に対して周期的な進み遅れがある
とき、この誤差をいう。

近年、高精度の工作機械や測定器の開発に伴ない酔歩の
少ない親ねじや送りねじが要求されているが、これに伴
ない当然の如く酔歩の測定技術にも関心が集まっている
。

従来酔歩あるいはリード誤差の測定器としてレーザー干
渉形ねしリード測定器、あるいは光学割出台等を利用し
ていたが、いずれも高価格で且つ測定に長時間要す等の
欠点を有していた。

本考案はかかる従来技術の欠点に鑑み、安価に製作可能
で且つ簡易に測定出来るねし酔歩測定器を提供する事を
目的とし、その特徴とする所は、対向する一対の支持面
を有する２つの支持部材を同一直線上に平行に対峙させ
、被測定ねじが水平に前記支持面上に載置されるよう構
成すると共に、固定案内子の一端を被測定ねし直径付近
に当接させ、該当接部と同一ねじ面上で、各々９０°、
１８０°隔てた位置に測定子を当接させた事にある。

ここで対向する一対の支持面は、平行に配した一対の球
軸受で形成しても良く、又■形状の支持部材、例えば■
ブロックを使用しても良いが、いずれを使用するかは被
測定ねし径の大小によって定めるべきである。

先づ本考案の構成を説明する前に酔歩の測定原理を示す
。

酔歩の測定法は、被測定ねじの偏心を調節して外径部円
筒面の軸心を中心として回転するようにし、同一ねじ面
で一定の位相だけ隔てた２点におけるリード誤差の半分
を連続的に記録すれば他の全ての影響を除去した被測定
ねし自身のもつ周期的よろめきのみすなわち酔歩が測定
される事となる。

かかる原理を図面に基づいて具体的に説明する。

第１図は酔歩測定の際の測定子の配置図で、被測定ねじ
Ｄがねじの回転角度θに対応して振幅ａなる１リードに
ついて周波数ｎの正弦曲線形の酔歩を有するもとすれば
、Ａ、Ｂ、Ｃ各位置での測定子の測定量は、 ０°基準であるＡ位置では Ｅ（Ａ） ａ ｓｉｎ ｎ θ ＋ｂ （ｌｌ 同一ねじ面でＡと９０°位相を隔てたＢ位置では同じく
Ａと１８０°隔てたＣ位置では Ｅ （■ ＝ ａ ｓｉｎ （ｎ θ ＋ ｎ π
）＋ｂ ・・・・・・・・・（３）で表わす
事が出来る。

ここでｂは酔歩以外の測定量である。

さて、ｂを除去する為に、Ｅ（Ａ）−Ｅ−（Ｂ）、 Ｅ
（Ａ）−Ｅ （Ｃ）、の組合せを選ぶとすれば、と酔
歩自体の振幅ａとの比を振幅比と名づけ、それぞれ人（
π／２．入（π）とすれば、 となり、いずれも絶対値の正弦曲線で表せられる。

第２図は周波数ｎと振幅比 人（π／２）２人（π）と
の関係を式（６） 、 （７）によって計算し、グラフ
にしたものである。

本図より明らかな如く、人（π）だけでは周波数ｎ二２
付近における振幅の検出が不可能であるか、又は振幅比
不足である為誤差が大となってしよう。

ここに、入（π）と入（ニ）の２個所の測定の意味があ
る。

すなわち周波数ｎが０．６〜３，２までの範囲の酔歩が
、振幅比０．８〜１という、１又は１に極めで近い良い
比率で検出する事が出来る。

尚、実際に良く現われる周波数は１．２及びその付近で
、４以上のものはあっても振幅が小さく、問題にならな
い。

従って測定子の位置を９０°と１８０°の２個所で行な
えば十分である。

以上の説明より明らかな如く、酔歩は波形記録より求め
た周波数ｎと、記録上の振幅を式（６） 、 （７）又
は第２図より求めた振幅比で除去したもの（これが他の
全ての影響を除去した被測定ねし自身の酔歩の振幅ａで
ある。

）とで示される。次に本考案の実施例を図面に沿って説
明する。

第３図乃至第５図は本考案の実施例のねし酔歩測定器で
、第３図はＢ（π／２）位置に取付けたダイヤルゲージ
等を取外した状態の立面図、第４図は正面図、及び第５
図は支持台の一部を省略し測定子の配置が明瞭になるよ
うにした側面図である。

１は被測定ねし、２，３は支持台、４は固定案内子、５
．６は測定子を示す。

支持台２，３は対向して平行に配置された一対の球軸受
２ａ、３ａとこれを支持する支持部材２ｂ。

３ｂとから成り、かかる支持台２，３は定盤７上に対向
して即ち同一直線上に平行に対峙させている。

これにより該支持台２，３上に載置され、中央にねじ部
１ｂを有する被測定ねじ１は水平に且つ前記球軸受２ａ
、３ａ面と直角に接触する事となる。

被測定ねじ部１ｂの一側の定盤７上に固定された固定案
内子４の先端部は、該ねじ部１ｂのＡ位置有効径付近に
当接され、又、前記ねじ部１ｂの他側の定盤７上に直接
又は間接的に固定された測定子５，６は、同一ねじ面上
でＡ位置と各々９０’、 １８０°隔てたＢ、Ｃ位置に
その先端が当接されている。

測定子５，６の他端には各々その変位を読み取る為のダ
イヤルゲージ８，９を取付けである。

第５図中の２’、３’は小径わじを測定する際、前記支
持台２，３の代わりに使用する■ブロックである。

尚、本考案の測定では、波形記録を作成する必要上一定
角度毎の振幅変位を測定しなければならないが、その精
度は単なる目安程度で良い為、定盤６又は被測定ねじ１
に簡単な角度測定器を取付けても良く、又、本実施例の
如く被測定ねじ１端面１ａに角度線けがいても良い。

かかる構成による作用、すなわち測定方法を説明すると
、固定案内子４に沿って被測定ねじ１を回転させると、
該ねじ１外径円筒面は球軸受２ａ。

３ａと直角に接触している為ねじ１軸心方向に推進し、
Ｂ、Ｃ各位蓋における測定子５，６は、固定案内子４を
当接させたＡ位置を基準として、同一ねじ面の相対的な
振幅δ（π／２）δ（π）に応じて変位する。

この変位を一定角度毎にダイヤルゲージ８．９で読み取
り、波形曲線を作成する。

そしてこの波形曲線より周波数ｎと、該周波数の記録上
の振幅を求め、この記録上の振幅を式（６） 、 （７
） 、又は第２図から得られる振幅比で除する事により
、被測定ねし自身のもつ酔歩の振幅ａが求められる。

そして酔歩値はこの周波数ｎと振幅ａで表せられる。

次にかかる本考案の構造、機能から生ずる誤差を検討す
る。

イ、被測定ねじが傾いて載っている場合 被測定ねじが軸線に対し、上下方向に△ψだけ傾いて載
っていると、測定量δ′（π／２）、δ′（π）は真の
δ（π／２．δ（π）に対して δ′（７：／２）＝δ（７：／２ ）ｃｃｙｓ、ａ に
＋δ′（−）−δ（＝）為△ｑとなる。

ところが実際のところ、△ψは１°以内に押える事が出
来る為、ＣＯＳ△ψ： ０．９９９８となり、又δ（π
／２）、δ（π）は数μｍ程度である為、そこから生ず
る誤差は１／１００μｍ程度となり問題にならない。

又ねし外径にテーパーがある場合や、測定子の当接位置
が有効径に対しずれている場合も同様である。

口、測定子の設定角のずれによる影響 測定子は固定用案内子に対し各々９０°、１８０°隔て
て当接されなければならないが、固定案内子に対し測定
子のずれが各々、Ｉ＋α、π＋βだけあるとすると、見
かけ上の測定量δ″（π／２）、δ“（π）は各々 となる。

そして設定角のずれは通常α＝β＝２°以内であり、従
って誤差は・酔歩の５／１００程度になって表われる。

これは振幅ａ＝１０μｍとすると、誤差は０．５μｍと
なり多少問題となる。

しかし、横軸に回転角、縦軸にδ（π／２）、δ（π）
をとったとすると波形曲線全体が左に２°傾むなだけな
ので酔歩の振幅ａ、周波数ｎを求めるのに問題とならな
い。

ハ、被測定物の支持方法による影響 被測定ねじが大径の場合は、球軸受の外輪の振れの影響
を受けないが、被測定ねじが小径の場合は軽く、且つ短
い為、球軸受の外輪の振れの影響を直接受けて両端が上
下し、その為測定結果に大きな誤差となって表われる。

その場合は、球軸受の代りに■ブロックで被測定ねしで
支える事により振れは無視出来る程度に小さくなり、精
度的にも良好な結果を得る事が出来る。

又誤差要因として被測定ねじのたわみの影響も考えられ
るが、本測定は固定案内子を基準として同一ねじ面上の
相対測定の為はとんど問題とならない。

以上記載した如く、本考案は、被測定ねじを固定案内子
に沿って回転させながら一定角度毎に、前記固定案内子
と各々９０°、１８０°隔てた位置の変位を読み取り、
それをもとに波形曲線を作威し、それから簡易に酔歩（
周波数ｎ、振幅ａ）を求める事が出来る為、測定が容易
で又その構造も簡単である為従来のものに比して極めて
安価に製造９作成出来る。

更に本考案は構造が簡単であるにもかかわらず、十分な
る精度を有する。

例えば、切削仕上げされた親ねしく振幅ａ ：５μｍ）
、研削仕上げされた親ねしく振幅ａ中３μｍ）及びラッ
プ仕上げされた親ねしく振幅ａ ：０．５μｍ）を各々
レーザー干渉ねしリード測定機、ライフの光学割出台及
びカールツアイス社製ＵＬＭ３０００によって測定し、
本実施例に係る測定器で測定したものと比較したがいず
れも０．２μｍ程度の範囲内で一致し、少なく共１μｍ
以内の精度が得られる。

更に又本考案は固定案内子を基準とした相対変位を測定
するよう構成した為環境条件に左右される事なく、製造
現場等で簡易に測定出来る。

又、本考案は被測定ねじを支持台上に載置させるよう構
成した為従来の測定機の如く軸心基準ではなく、ねじの
外径、又は円筒面基準となり、これにより軸心の偏心等
から生ずる誤差もなく、父親ねじが一般に外径円筒面に
振れ止めを当てて、ねじ切りする事から外径基準とする
事は製造工程からも有利である。

更に、本考案は被測定ねじが大径の場合は球軸受によっ
て支持し、小径の場合は■ブロックによって支持するよ
うにした為、ねじの大小にかかわらず、広範囲な測定が
可能である等の著効を有す。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本考案の測定原理を示すもので、第１
図は測定子の配置図、第２図は周波数ｎと、振幅沈入（
π）、入（了）との関係を示すグラフ図である。 第３図乃至第５図は本考案の実施例を示し、第３図は測
定子の一部を省略した立面図、第４図は正面図、第５図
は支持台の一部を省略した左側面図である。 １・・・・・・被測定ねし、２，３・・・・・・支持台
、２ ａ 、３ ａ・・・・・・球軸受、２’、 ３’
・・・・・・■ブロック、４・・・・・・固定案内子、
５゜６・・・・・・測定子。

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. （１）対向する一対の支持面を有する２つの支持台を、
   同一直線上に平行に対峙させ、被測定ねじが水平に前記
   支持面上に載置されるよう構成すると共に、固定案内子
   の一端を被測定ねし有効径付近に当接させ、該当接部と
   同一ねじ面上で各々９０°、１８０゜隔てた位置に測定
   子を当接させた事を特徴とするねし酔歩測定器。
2. （２）支持面を一対の球軸受で形成した第１項記載のね
   し酔歩測定器。
3. （３）支持台として■ブロックを使用した第１項記載の
   ねじ酔歩測定器。