JP2007278377A - Feeder joint - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、表面粗さ測定機や真直度測定機等の精密測定機に用いられる送り装置の継手に関する。 The present invention relates to a joint for a feeding device used in precision measuring machines such as a surface roughness measuring machine and a straightness measuring machine.
表面粗さ測定機や真直度測定機等の精密測定機に用いられる精密送り装置では、触針の案内(移動)方向に対して垂直な一方向の変位を計測するため、その方向について非常に高い送り真直度と送りピッチング角度精度とが要求される。 In precision feeding devices used in precision measuring machines such as surface roughness measuring machines and straightness measuring machines, the displacement in one direction perpendicular to the guide (movement) direction of the stylus is measured. High feed straightness and feed pitching angle accuracy are required.
このような精密送り装置として、送りねじやボールねじ等の送りねじを有する送り装置を適用した場合には、触針が設けられた移動キャリッジに、送りねじに螺合される送りナットを設けることが一般的である。 When a feed device having a feed screw such as a feed screw or a ball screw is applied as such a precision feed device, a feed nut that is screwed to the feed screw is provided on a moving carriage provided with a stylus. Is common.
ところで、本願出願人は特許文献1において、送りねじに螺合された送りナットと移動キャリッジとを連結する送り装置の継手を提案している。この継手は第1の板ばね部材、第2の板ばね部材、及び中間部材から構成されており、第1の板ばね部材は、送りナットを挟んで移動キャリッジの移動方向両側に配置され、送りナットに一端部が連結されるとともに、他端部が中間部材に連結され、送りねじに対し垂直な方向の送りナットの振れのうち、一方向側の振れを弾性変形して吸収する。また、第2の板ばね部材は、前記中間部材に一端部が連結されるとともに、他端部が移動キャリッジに連結され、送りねじに対し垂直な方向の送りナットの振れのうち、前記一方向側に直交する他方向側の振れを弾性変形して吸収する。
By the way, the applicant of this application has proposed a joint of a feed device that connects a feed nut screwed to a feed screw and a moving carriage in
この特許文献1の継手によれば、送り方向に垂直な方向への振れ(変位)に対し、第1の板ばね部材、第2の板ばね部材が弾性変形するので、その振れを摩擦力無しで吸収し、移動キャリッジに対する前記振れの伝達を遮断することができる。これにより、高い真直度精度を得ることができるという利点がある。
しかしながら、特許文献1の継手は、送りねじに対し垂直な方向の送りナットの振れについては吸収力を有するが、送りねじに対する回転方向の振れはそれを吸収する手段を備えていないため、前記回転方向の振れが生じたときの精度を保証することができないという問題があった。
However, although the joint of
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、送りねじに対して垂直な方向及び回転方向の送りナットの振れに対する対策を講じることにより、送り装置の真直度精度を向上させることができる継手を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and by taking measures against runout of the feed nut in the direction perpendicular to the feed screw and in the rotational direction, the straightness accuracy of the feed device can be improved. It aims at providing the joint which can be performed.
請求項1に記載の発明は、前記目的を達成するために、送りねじに螺合された送りナットと移動部材とを連結する送り装置の継手において、前記送りナットを挟んで前記移動部材の移動方向両側に配置され、前記送りナットに一端部が連結されるとともに、他端部が中間部材に連結され、前記送りねじに対し垂直な方向の送りナットの振れのうち、一方向側の振れを弾性変形して吸収する第1の板ばね部材と、前記中間部材に一端部が連結されるとともに、他端部が前記移動部材に連結され、前記送りねじに対し垂直な方向の送りナットの振れのうち、前記一方向側に直交する他方向側の振れを弾性変形して吸収する第2の板ばね部材と、前記送りナットに一端が固定されるとともに他端が前記移動部材の直進案内部材に摺接され、前記送りねじに対する送りナットの回転を規制するナット回転規制部材と、を有することを特徴としている。 According to a first aspect of the present invention, in order to achieve the object, in a joint of a feed device that connects a feed nut screwed to a feed screw and a moving member, the movement of the moving member is sandwiched between the feed nuts. One end of the feed nut is connected to the feed nut and the other end is connected to the intermediate member. A first leaf spring member that elastically deforms and absorbs, and one end portion connected to the intermediate member and the other end portion connected to the moving member, and a swing of a feed nut in a direction perpendicular to the feed screw A second leaf spring member that elastically deforms and absorbs vibrations in the other direction orthogonal to the one direction side, and one end fixed to the feed nut and the other end is a linear guide member of the moving member The feed It is characterized by having the nut rotation restriction member for restricting the rotation of the feed nut, the relative Flip.
請求項1に記載の発明は、その面が一方向(例えば、水平方向)に向いた第1の板ばね部材と他方向(例えば、鉛直方向)に向いた第2の板ばね部材を設けたので、送りねじに対する垂直な方向への振れは、第1の板ばね部材、第2の板ばね部材が弾性変形することにより、その振れを摩擦力無しで吸収できる。
The invention according to
また、請求項1に記載の発明は、送りナットに固定されたナット回転規制部材によって送りナットの回転を規制することで、送りねじに対する回転方向の振れを阻止する。このナット回転規制部材は、一端が送りナットに固定されるとともに他端が移動部材の直進案内部材に摺接され、送りナットの移動に伴って直進案内部材に案内されながら移動するので、送りナットの移動範囲全域において送りナットの回転を規制する。 According to the first aspect of the present invention, the rotation of the feed nut is restricted by the nut rotation restricting member fixed to the feed nut, thereby preventing the rotation of the feed screw in the rotational direction. The nut rotation restricting member has one end fixed to the feed nut and the other end slidably contacted with the linear guide member of the moving member, and moves while being guided by the linear guide member as the feed nut moves. The rotation of the feed nut is restricted over the entire movement range.
請求項2に記載の発明は、請求項1において、前記移動部材の直進案内部材は、移動部材の送り方向に沿って配設されたガイド棒であることを特徴としている。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the linear guide member of the moving member is a guide bar disposed along the feeding direction of the moving member.
請求項2に記載の発明によれば、移動部材の送り方向に沿って配設されたガイド棒に、ナット回転規制部材の他端を摺接することにより、送りナットの移動範囲全域において送りナットの回転を規制することができる。 According to the second aspect of the present invention, the other end of the nut rotation restricting member is slidably contacted with the guide rod arranged along the feed direction of the moving member, so that the feed nut is moved in the entire moving range of the feed nut. Rotation can be regulated.
本発明に係る送り装置の継手によれば、その面が一方向側に向いた第1の板ばね部材と他方向側に向いた第2の板ばね部材を設けたので、送りねじに対する垂直な方向への振れは、第1の板ばね部材、第2の板ばね部材が弾性変形することにより吸収することができる。また、送りナットに固定されたナット回転規制部材によって送りナットの回転を規制したので、送りねじに対する回転方向の振れを阻止することができる。これにより、送り装置の真直度精度が向上する。 According to the joint of the feeding device according to the present invention, the first leaf spring member whose surface is directed in one direction and the second leaf spring member facing in the other direction are provided. The deflection in the direction can be absorbed by elastic deformation of the first leaf spring member and the second leaf spring member. Further, since the rotation of the feed nut is restricted by the nut rotation restricting member fixed to the feed nut, it is possible to prevent the rotation of the feed screw in the rotational direction. This improves the straightness accuracy of the feeder.
以下添付図面に従って、本発明に係る送り装置の継手の好ましい実施の形態について詳説する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of a joint of a feeding device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は、実施の形態の精密送り装置100が適用された表面粗さ測定機102を示す斜視図である。この表面粗さ測定機102は、測定部ベース104上に設置された位置調整装置106によって測定対象物108が位置調整されて取り付けられる。また、測定部ベース104にはコラム110が立設され、このコラム110に、送り装置100が内蔵された駆動装置112が上下(Z軸方向)移動自在に設けられている。送り装置100は送りねじ2、モータ116、及び不図示の送りナットが内設された移動キャリッジ(移動部材)25からなり、この移動キャリッジ25に、触針118が設けられた検出器120が連結されている。
FIG. 1 is a perspective view showing a surface
このように構成された表面粗さ測定機102によれば、駆動装置112をコラム110に沿って下降移動させて触針118を測定対象物108に接触させる。この後、送り装置100のモータ116を駆動して送りねじ2を回転させ、前記送りナットの推力により移動キャリッジ25を水平(X方向)に移動させることにより、触針118を測定対象物108の上面に沿って移動させ、これによって触針118が上下(Z方向)に移動することにより、測定対象物108の粗さが検出器120によって測定される。
According to the surface
表面粗さ測定機102では、触針118が上下に移動して粗さを測定するために、移動キャリッジ25のZ軸方向の真直度が高いことが要求される。このため、移動キャリッジ25に実施の形態の継手が内設されている。この継手については後述する。
The surface
図2は、実施の形態の送り装置100が適用された真直度測定機122を示す斜視図であり、図3は送り装置100の組立斜視図である。真直度測定機122は、断面凹状のガイド部材1Bに形成されたX軸送りステージ固定案内面1に沿って位置調整テーブル124がX軸方向に移動自在に設けられ、この位置調整テーブル124に測定対象物108が位置調整されて取り付けられる。また、ガイド部材1Bにはコラム126が立設され、このコラム126に、Z軸変位検出器128を介して触針130が設けられている。
FIG. 2 is a perspective view showing a
このように構成された真直度測定機122によれば、触針130を測定対象物108に接触させた後、送り装置100のモータ116を駆動して送りねじ2を回転させ、図3に示す送りナット3の推力により、位置調整テーブル124の下部に接続された移動キャリッジ25をX軸方向に移動させる。これにより、Z軸変位検出器128によってZ軸方向の変位が測定され、測定対象物108のX−Z断面輪郭形状が得られる。
According to the
図2、図3に示すように、X軸送りステージ固定案内面1が形成されたガイド部材1Bには、送りねじ2が配置されるとともに移動キャリッジ25が配置されるガイド溝1Cが形成され、ガイド溝1Cに配置された移動キャリッジ25は、位置調整テーブル124を介してX軸送りステージ固定案内面1に滑動自在に支持される。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
図4〜図9には、実施の形態の継手60の構造図が示されている。
FIGS. 4 to 9 show structural diagrams of the
送りねじ2に螺合された、図4に示す送りナット3は、送りナットハウジング4に固定される。送りナットハウジング4を挟んで、送りナットハウジング4の右方向と左方向に、すなわち、送りナットの移動方向両側に4枚の水平帯板ばね(第1の板ばね部材)5、6、35、36が4枚の水平帯板ばね押さえ7、8、37、38によって固定される。水平帯板ばね5、6は、送りねじ2を挟んで送りねじ2と平行に配設され、また、水平帯板ばね35、36も同様に配設されている。
A
水平帯板ばね5、6、35、36は、各々表と裏が2枚の板ばね押さえ9、10、11、12、39、40、41、42により、その中間部分が補強され、更にそれらは中間部材15、34に各々1枚の水平板ばね押さえ13、14、43、44によって固定される。
The horizontal
中間部材15、34には、更に鉛直帯板ばね(第2の板ばね部材)17、18、26、27が各々1枚の鉛直板ばね押さえ23、24、32、33によって固定される。鉛直帯板ばね17、18、26、27は、各々表と裏が2枚の板ばね押さえ19、20、21、22、28、29、30、31により、その中間部分が補強され、更にそれらは移動キャリッジ25の両側に配置された側壁25A、25Bに所定の張力をもって固定される。鉛直帯板ばね17、18は、送りねじ2を挟んで送りねじ2と平行に配設され、また、鉛直帯板ばね26、27も同様に配設されている。
Further, vertical strip leaf springs (second leaf spring members) 17, 18, 26, and 27 are fixed to the
このように構成された継手60によれば、その面が水平方向に向いた水平帯板ばね5、6、35、36と、その面が鉛直方向に向いた鉛直帯板ばね17、18、26、27とを、中間部材15、34を介して移動キャリッジ25に所定の張力をもって設けることにより、送りねじ2の送り方向に垂直な方向への振れに対し、水平帯板ばね5、6、35、36及び鉛直帯板ばね17、18、26、27が弾性変形することにより、その振れを摩擦力無しで吸収し、移動キャリッジ25に対する前記振れの伝達を遮断できる。また、水平帯板ばね5、6、35、36及び鉛直帯板ばね17、18、26、27を適用することによって、送り方向の剛性を格段に向上させることができるとともに、送りねじ2による送り方向に垂直な振れやピッチング誤差を吸収できる。
According to the joint 60 configured in this way, the horizontal strip springs 5, 6, 35, and 36 whose surfaces are directed in the horizontal direction, and the vertical strip springs 17, 18, and 26 whose surfaces are directed in the vertical direction. , 27 with a predetermined tension on the
また、水平帯板ばね5、6、35、36と鉛直帯板ばね17、18、26、27とを、送りナット3を挟んで両側に夫々一対設け、これらの水平帯板ばね5、6、35、36及び鉛直帯板ばね17、18、26、27を送りねじ2を挟んで送りねじ2と平行に並設したので、送りねじ2の送り方向に直交する方向の振れを確実に吸収できる。
In addition, a pair of horizontal strip springs 5, 6, 35, 36 and vertical strip springs 17, 18, 26, 27 are provided on both sides of the
更に、図7、図8に示すように、水平帯板ばね5、6、35、36及び鉛直帯板ばね17、18、26、27の各面の延長線5A、6A、35A、36A、17A、18A、26A、27Aが送りねじ2の中心2Aに向くように、これらの水平帯板ばね5、6、35、36及び鉛直帯板ばね17、18、26、27を配置したので、送りナット3のピッチングを吸収できる。
Further, as shown in FIGS. 7 and 8, the extension lines 5A, 6A, 35A, 36A, 17A of the surfaces of the horizontal strip springs 5, 6, 35, 36 and the vertical strip springs 17, 18, 26, 27 are provided. , 18A, 26A, 27A are disposed so that the horizontal
また、実施の形態の継手60は図4に示すように、鉛直帯板ばね17、18、26、27が連結される中間部材15、34の連結部62、64、66、68が送りナット3に向けて突出形成されている。また、これらの連結部62、64、66、68は、水平帯板ばね5、6、35、36が連結される送りナット3側の送りナットハウジング4の連結部70、72、74、76と送りねじ2に直交する、図5上二点鎖線で示す面78に対し略同一面上に位置されている。
Further, as shown in FIG. 4, the joint 60 according to the embodiment includes connecting
このように、鉛直帯板ばね17、18、26、27が連結される中間部材15、34の連結部62、64、66、68を、送りナット3側に突出させた構造によって、継手60の等価実行長さを移動キャリッジ25の長さより長くとることができるので、継手60の横の変位、傾斜に対する吸収機能が向上する。
As described above, the connecting
また、連結部62、64、66、68と連結部70、72、74、76とを送りねじ2に直交する面78に対し略同一面上に位置させたので、送りナット3のピッチングを吸収できる。
Further, since the connecting
更に、水平帯板ばね5、6、35、36は、移動キャリッジ25の摺動力重心と同一高さの面内に配置されているので、ピッチング変位を引き起こす偶力が低減されている。
Furthermore, since the horizontal strip springs 5, 6, 35, and 36 are disposed in a plane having the same height as the gravity center of the sliding force of the
また、左右の水平帯板ばね5、6、35、36の移動キャリッジ25側の揺動中心送り方向について略同一位置に配置することで、送りナット3にピッチング変化が生じても、それによって、移動キャリッジ25にピッチング方向の偶力が働かないようになっている。
Moreover, even if a pitching change arises in the
鉛直帯板ばね17、18、26、27は、駆動方向に垂直でX軸送りステージ固定案内面1に平行な方向への変位と傾き(ヨーイング)に対して逃げるので、この方向の力が案内面1に伝達するのを防止できる。
The vertical strip springs 17, 18, 26, 27 escape against displacement and inclination (yawing) in a direction perpendicular to the driving direction and parallel to the X-axis feed stage fixed
なお、実施の形態では、前述の如く、連結部62、64、66、68と連結部70、72、74、76とを送りねじ2に直交する面78に対し略同一面上に位置させたが、これに限定されるものではない。すなわち、連結部62、64、66、68と連結部70、72、74、76とを水平方向にずらして形成しても、表面粗さ測定機102には測定精度上支障を与えない。すなわち、表面粗さ測定機102においては、送りナット3のZ軸方向の変位が測定誤差に起因するため、前記ずらした構造を採用した場合でも、Z軸方向の変位を摩擦力無しで十分に吸収する。よって、測定精度に支障を与えず、測定精度が向上する。
In the embodiment, as described above, the connecting
ところで、実施の形態の送り装置の継手60には、図4等に示すように、送りねじ2を中心とする送りナット3の回転を、送りナットハウジング4を介して規制する一対のアーム(ナット回転規制部材)80、80が設けられている。
By the way, in the joint 60 of the feed device of the embodiment, as shown in FIG. 4 and the like, a pair of arms (nuts) that regulate the rotation of the
このアーム80、80は、送りナットハウジング4を挟むようにその一端が送りナットハウジング4の側面にねじ82によって固定され、その他端には摺動部材84が取り付けられている。摺動部材84は、ポリテトラフルオロエチレン(商品名:テフロン)等の自己潤滑性を有する部材であり、アーム80の他端に取り付けられるねじ86の下端部に固着又はコーティングされている。
One end of each of the
この摺動部材84が取り付けられたアーム80の他端は、図3に示すように移動キャリッジ25の側面開口部25Aから両側方に延設され、図3の如くガイド部材1Bに形成されたスリット1Dのガイド面(直進案内部材)1Eに摺動部材84が当接されている。また、このガイド面1Eは、X軸送りステージ固定案内面1と平行に形成されるとともに、移動キャリッジ25のX軸方向移動範囲全域を含む長さに形成されている。更に、摺動部材84は、アーム80の自己弾性力により所定の押圧力をもってガイド面1Eに当接され、摺動部材84とガイド面1Eとの間に隙間が生じないようにしている。
The other end of the
したがって、送りねじ2の送り作用により移動キャリッジ25がX軸方向に移動されると、摺動部材84がガイド面1Eを摺動することにより、アーム80はガイド面1Eに沿って移動キャリッジ25と共にX軸方向に平行移動される。
Accordingly, when the
このX軸方向移動時において、送りナット3は、送りナットハウジング4を介してアーム80、80により、送りねじ2を中心とする回転が規制されている。よって、この継手60によれば、送りナット3に回転方向の力が作用しても、送りナット3はその回転がアーム80、80によって規制されているので回転しない。
During the movement in the X-axis direction, the
したがって、実施の形態の継手60によれば、送りねじ2に対する垂直な方向及び回転方向の送りナット3の振れに対する対策を講じているので、精密送り装置100の真直度精度が向上されている。
Therefore, according to the joint 60 of the embodiment, since measures are taken against the swing of the
図10は、送りナット3の回転方向の振れを規制する他の実施の形態の断面図が示されている。
FIG. 10 is a cross-sectional view of another embodiment for regulating the rotation of the
同図に示すナット回転規制機構は、送りナットハウジング4の両側に下方に向けて固定した一対のアーム90、90を、ガイド棒92を挟むようにガイド棒92に当接させて構成されている。
The nut rotation restricting mechanism shown in the figure is configured by bringing a pair of
ガイド棒92は、移動キャリッジ25に貫通して配置されるとともに、ガイド部材1B(図2参照)に送りねじ2と平行に取り付けられている。
The
したがって、送りねじ2の送り作用により移動キャリッジ25がX軸方向に移動されると、アーム90はガイド棒90に接した状態で移動キャリッジ25と共にX軸方向に平行移動される。
Therefore, when the moving
このX軸方向移動時において、送りナット3は、送りナットハウジング4を介してアーム90、90により、送りねじ2を中心とする回転が規制されている。よって、この継手60によれば、送りナット3に回転方向の力が作用しても、送りナット3はその回転がアーム90、90によって規制されているので回転しない。また、アーム90のガイド棒90に当接する面には、自己潤滑性のある、例えばポリテトラフルオロエチレンがコーティングされている。
During the movement in the X-axis direction, the rotation of the
1…X軸送りステージ固定案内面、2…送りねじ、3…送りナット、4…送りナットハウジング、5、6、35、36…水平帯板ばね、7、8、37、38…水平帯板ばね押さえ、9、10、11、12、39、40、41、42…板ばね押さえ、15、34…中間部材、13、14、43、44…水平板ばね押さえ、17、18、26、27…鉛直帯板ばね、23、24、32、33…鉛直板ばね押さえ、19、20、21、22、28、29、30、31…板ばね押さえ、25…移動キャリッジ、60…継手、80…アーム、84…摺動部材、90…アーム、92…ガイド棒、100…精密送り装置、102…表面粗さ測定機、122…真直度測定機
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記送りナットを挟んで前記移動部材の移動方向両側に配置され、前記送りナットに一端部が連結されるとともに、他端部が中間部材に連結され、前記送りねじに対し垂直な方向の送りナットの振れのうち、一方向側の振れを弾性変形して吸収する第1の板ばね部材と、
前記中間部材に一端部が連結されるとともに、他端部が前記移動部材に連結され、前記送りねじに対し垂直な方向の送りナットの振れのうち、前記一方向側に直交する他方向側の振れを弾性変形して吸収する第2の板ばね部材と、
前記送りナットに一端が固定されるとともに他端が前記移動部材の直進案内部材に摺接され、前記送りねじに対する送りナットの回転を規制するナット回転規制部材と、
を有することを特徴とする送り装置の継手。 In the joint of the feed device that connects the feed nut screwed to the feed screw and the moving member,
The feed nut is disposed on both sides in the moving direction of the moving member with the feed nut interposed therebetween, and one end portion is connected to the feed nut and the other end portion is connected to an intermediate member, and the feed nut is perpendicular to the feed screw. A first leaf spring member that elastically deforms and absorbs one-side deflection among the deflections of
One end is connected to the intermediate member, the other end is connected to the moving member, and the other side of the feed nut in a direction perpendicular to the feed screw is perpendicular to the one direction. A second leaf spring member that elastically deforms and absorbs the vibration;
A nut rotation regulating member whose one end is fixed to the feed nut and the other end is slidably contacted with the rectilinear guide member of the moving member, and regulates rotation of the feed nut relative to the feed screw;
A joint for a feeder characterized by comprising:
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