JP3615234B2 - 送りねじ機構 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は送りねじ機構に係り、例えばスライダ等の可動部材に設けられた測定子をガイド部材の軸方向に移動させる表面粗さ測定機,形状測定機等の各種測定機や精密加工を行う工作機械等に利用できる。
【0002】
【背景技術】
従来、被測定物の表面粗さを測定する測定機としては、図3に示す表面粗さ測定機20が知られている。
表面粗さ測定機20は、本体21の内部に送りねじ22及びガイド部材23が互いに並行配置されている。送りねじ22は、手動あるいは所定の駆動源(図示せず)により周方向に回転可能とされている。ガイド部材23は、本体21の図中左方から外部に突出するシャフト24を有するスライダ25を軸方向に移動可能に案内している。スライダ25は、前記送りねじ22に噛合する半割ナット26と連結されている。
【0003】
シャフト24の先端には、先端にスタイラス27を有する測定アーム28の上下方向の揺動量を電気信号として検出する測定部29が連結されている。
従って、表面粗さ測定機20は、スタイラス27を被測定物に接触させ、かつ送りねじ22の回転駆動によりシャフト24を本体21に対して進退させることにより測定部29を移動させれば、被測定物の表面粗さによってスタイラス27が上下に揺動するので、その揺動量を電気信号として出力できる。
【0004】
このような表面粗さ測定機20では、高い測定精度を得るために前記測定部29を支持するシャフト24が高精度で直線状に進退することが求められている。
ところが、送りねじ22の加工精度や支持構造上、送りねじ22に径方向への振れ回りが発生し易く、シャフト24の真直度を維持するためには、この振れ回りがスライダ25に伝わらないようにする必要がある。
【0005】
このため、従来では、図4にも示すように、半割ナット26及びスライダ25を連結部材30及び弾性部材31を介して連結する構造が採用されている。弾性部材31は略平板状の板ばねとされ、X方向へ弾性変形可能に取付けられている。従って、この構造では、送りねじ22に図中矢印X1 方向の振れが生じても弾性部材31の押圧力により半割ナット26を追従させて噛合を維持し、送りねじ22に図中矢印X2 方向の振れが生じても弾性変形して吸収し、振れがスライダ25に伝わらない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような従来の構造では、弾性部材31の弾性強度が不十分であると半割ナット26に図中矢印X1 方向への予圧を十分に与えることができない。従って、送りねじ22に図中矢印X1 方向へ一定以上の振れが生じた場合、半割ナット26を追従させきれず、半割ナット26が送りねじ22から離間して駆動不良を起こすという問題がある。
また、弾性部材31の弾性強度が過多であると送りねじ22に図中矢印X2 方向の振れが生じた場合、容易に弾性変形しないため振れを十分に吸収できない。従って、この振れがスライダ25に伝わりシャフト24の真直度が得られないという問題がある。
更に、半割ナット26は送りねじ22と円弧面で噛合しているため、送りねじ22に図中矢印Y方向への振れが生じると一体的に追従する。従って、測定アーム24の真直度が得られないという問題がある。
【0007】
以上のような問題は表面粗さ測定機だけでなく、測定子を被測定物に接触させて移動させる形状測定機等の精密測定機全般や、工具や被加工物を移動させることにより精密加工を行う各種工作機械等にも同様に生じていた。
本発明の目的は、振れ回りが可動部材に影響しない送りねじ機構を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は、本体と、前記本体に互いに並行配置されたガイド部材及び送りねじと、前記ガイド部材に案内されて前記ガイド部材の軸方向に進退可能な可動部材と、前記可動部材に前記送りねじの軸線に対して直交する一方向へ弾性変形可能な弾性部材を介して連結されかつ前記送りねじに噛合する噛合部材とを有する送りねじ機構において、前記噛合部材は、前記一方向に直交する平坦面を有し、前記噛合部材の前記平坦面上に前記送りねじに噛合しかつ前記送りねじの軸線及び前記一方向に対して直交する方向への前記送りねじの振れを許容するねじ部を形成するとともに、前記送りねじに対する前記噛合部材の前記一方向への離間を規制する保持部材を設け、前記保持部材は、前記噛合部材とは反対側から前記送りねじを前記ねじ部に押圧するように前記弾性部材の先端に一体的に折曲形成されていることを特徴とする。
【0009】
ここで、保持部材としては、比較的強度の低い金属,合成樹脂等の適宜な材質により断面略L字形状,断面略Z字形状,断面略コ字形状等に形成した板材等が採用できる。そして、送りねじは、前記保持部材の先端部と前記ねじ部との間に挟み込まれるように配置すればよい。
【0010】
【作用】
このような本発明においては、送りねじにその軸線と直交する一方向への振れが発生した場合、噛合部材及び保持部材は送りねじと一体的に振れるが、前記一方向へ弾性変形可能な弾性部材によりスライダには伝わらない。そして、噛合部材がスライダから離れる方向に振れた場合、この振れをスライダに伝えないような強度の低い弾性部材であっても、保持部材が噛合部材と送りねじとの噛合を保持するので、離間することがなく、駆動不良が生じない。
また、送りねじにその軸線と直交しかつ前記一方向にも直交する他方向への振れが発生した場合、噛合部材と保持部材との間において送りねじの振れが許容されているので、スライダに伝わらない。
【0011】
また、本発明では、前記保持部材は、前記噛合部材とは反対側から前記送りねじを前記ねじ部に押圧するように前記弾性部材の先端に一体的に折曲形成されているので、ねじ部と送りねじとの噛合を確実に保持して離間することはない。
従って、送りねじの振れ回りがスライダに影響することがなくなり、これにより前記目的が達成される。
【0012】
【実施例】
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
図1には、本発明に係る一実施例が示されている。本実施例の送りねじ機構10は、図3及び図4で示した表面粗さ測定機20に適用されるものである。従って、本実施例では、表面粗さ測定機20と略同様な部材等には図3及び図4と同一符号を付し、その説明を省略する。
【0013】
図1に示すように、噛合部材11は、送りねじ22に噛合しかつ送りねじ22の軸線及び前記一方向に対して直交する方向である図中Y方向への前記送りねじ22の振れを許容するねじ部12が形成されている。
ねじ部12は、噛合部材11の送りねじ22側の平坦面上に形成されており、これにより噛合部材11と送りねじ22とは噛合を維持したまま、図中Y方向相対的に移動可能とされている。
このような噛合部材11は、前記送りねじ22に対して前記噛合部材11の前記一方向への振れを規制する保持部材13が設けられている。
【0014】
保持部材13は、耐摩耗性が高い材質、例えば金属等の板材が断面略L字形状に形成されたものであり、その基端部13Aに設けられた挿通孔14に挿通される固定ボルト15により噛合部材11に固定されている。そして、保持部材13の先端部13Bは略平板状とされ、前記ねじ部12と噛合する送りねじ22の側面と反対側の側面にまで延ばされている。従って、噛合部材11と保持部材13とは断面略コ字形状に連結され、かつその先端部13Bが送りねじ22を跨ぐように形成され、これらの間に送りねじ22が挟み込まれるように配置される。これらにより、ねじ部12は送りねじ22に押圧されている。
なお、挿通孔14は長孔とされており、噛合部材11に対する保持部材13の固定位置を適宜調整することにより、噛合する噛合部材11と送りねじ22のクリアランスを任意に調整可能とされている。
【0015】
弾性部材31は、前記送りねじ22の前記一方向である図中矢印X方向と同一方向へ弾性変形可能に取付けられており、前記噛合部材11及びスライダ25には固定ボルト17,18で固定されている。なお、本実施例の弾性部材31は、その強度が比較的低く設定されている。
【0016】
以上のような本実施例においては、送りねじ22に図中矢印X1 方向の振れが生じると、当該送りねじ22が保持部材13の先端部13Bを押圧することにより噛合部材11も噛合を保持したまま追従し、駆動不良を起こすことはない。
一方、送りねじ22に図中矢印X2 方向の振れが生じると、当該送りねじ22が噛合部材11をスライダ25側に押圧するが、弾性部材31の強度が比較的低く弾性変形するのでスライダ25に伝わることはない。
また、送りねじ22に図中矢印Y方向の振れが発生した場合、送りねじ22は保持部材13により噛合部材11との噛合を保持したまま、噛合部材11に対して図中矢印Y1 方向あるいは図中矢印Y2 方向に移動する。すなわち、送りねじ22が図中矢印Y方向に移動しても噛合部材11は追従することなく噛合を保持し、振れがスライダ25に伝わることはない。
【0017】
以上のような本実施例によれば、送りねじ22に図中矢印X方向への振れが発生した場合、この振れは弾性部材31が弾性変形することにより吸収され、スライダ25に伝わらない。また、送りねじ22に図中矢印Y方向への振れが発生した場合、この振れは送りねじ22が噛合部材11と保持部材13との間を移動することで吸収され、スライダ25に伝わらない。
従って、スライダ25が支持する測定アーム24には、軸方向への進退に高い真直度が得られ、表面粗さ測定機20の測定精度を高くできる。
【0018】
また、保持部材13は固定ボルト15が挿通する挿通孔14により噛合部材11への固定位置を適宜調整可能であるため、噛合部材11と送りねじ22とのクリアランスを任意に設定できる。
更に、保持部材13は耐摩耗性の高い材質で形成されているため、先端部13Bに送りねじ22のねじ山が長期間摺接しても摩耗せず、噛合部材11と送りねじ22とのクリアランスを維持できる。
【0019】
なお、本発明は前述の実施例に限定されるものではなく、本発明を達成できる範囲での改良,変形等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記実施例の送りねじ22は、図中矢印X方向への振れが弾性部材31に吸収され、図中矢印Y方向への振れが噛合部材11と保持部材13との間を送りねじ22を移動させることで吸収されていたが、図2に示すように、保持部材13を断面略Z字形状とし、その基端部13Aをスライダ25の下面に水平配置された弾性部材31の延長線上に一体的に連結してもよい。そして、送りねじ22は、噛合部材11と保持部材13の先端部13Aとの間に挟み込まれるように配置してもよい。
このようにすれば、前記実施例と同様な効果が得られる上、弾性部材31と保持部材13とが一体的に形成できる上、連結部材が省略できるため、構成部品を少数化できるという効果が得られる。
【0020】
また、前記実施例では、保持部材13の先端部13Bは平板状とされていたが、図2中鎖線で示すように、ねじ部13Cを形成しておいてもよい。このようにすれば、送りねじ22が噛合部材11との噛合に加えて保持部材13とも噛合するため、スライダ25を確実に駆動することができる。
【0021】
また、保持部材は、前記実施例や前記変形例で示したような断面略L字形状,断面略Z字形状以外にも、断面略コ字形状,平板形状等でもよく、送りねじと噛合部材との噛合を保持できれば形状,材質,構造,固定形態等は任意である。
更に、弾性部材は、従来から用いられていた板ばねとされていたが、例えばゴム,コイルスプリングをガイド等により特定方向にのみ弾性変形可能にしてもちいてもよい。
【0022】
そして、噛合部材11及び保持部材13、噛合部材11と弾性部材31とは固定ボルトにより連結されていたが、接着,溶接等により連結してもよく、実施にあたっては適宜選択すればよい。
その他、前記実施例では、被測定物の表面粗さを測定する表面粗さ測定機が例示されていたが、本発明は測定アームを有するスライダ等の可動部材をガイド部材の軸方向に進退させる形状測定機等や、工具や被加工物を移動させることにより精密加工を行う各種工作機械等にも適用できる。
【0023】
【発明の効果】
前述のような本発明によれば、送りねじの軸線と直交する複数方向への振れ回りは各々別途吸収されるため、この振れ回りが可動部材に伝わらないようにできる。
また、本発明によれば、保持部材が送りねじを跨ぐように形成されているため、ねじ部と送りねじとの噛合を確実に保持できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す断面図及び斜視図である。
【図2】本発明の変形例を示す模式図である。
【図3】表面粗さ計の概略を示す全体斜視図である。
【図4】従来の送りねじ機構を示す断面図である。
【符号の説明】
10 送りねじ機構
11 噛合部材
12 ねじ部
13 保持部材
21 本体
22 送りねじ
23 ガイド部材
25 可動部材であるスライダ
31 弾性部材
Claims (1)
- 本体と、前記本体に互いに並行配置されたガイド部材及び送りねじと、
前記ガイド部材に案内されて前記ガイド部材の軸方向に進退可能な可動部材と、前記可動部材に前記送りねじの軸線に対して直交する一方向へ弾性変形可能な弾性部材を介して連結されかつ前記送りねじに噛合する噛合部材とを有する送りねじ機構において、
前記噛合部材は、前記一方向に直交する平坦面を有し、
前記噛合部材の前記平坦面上に前記送りねじに噛合しかつ前記送りねじの軸線及び前記一方向に対して直交する方向への前記送りねじの振れを許容するねじ部を形成するとともに、前記送りねじに対する前記噛合部材の前記一方向への離間を規制する保持部材を設け、
前記保持部材は、前記噛合部材とは反対側から前記送りねじを前記ねじ部に押圧するように前記弾性部材の先端に一体的に折曲形成されている
ことを特徴とする送りねじ機構。
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