JPH0416663B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、回転運動を直線運動に変換する送り
ねじ装置に係り、無潤滑方式にした構造に関す
る。

［従来の技術］ 従来の送りねじ装置は、第６図および第７図に
示すように、台形ねじ、三角ねじまたは角えねじ
等を形成したねじ軸１にナツト２を螺合し、ねじ
軸１の回転によりナツト２をねじ面で滑らせてこ
のねじ軸１の回転運動をナツト２の直線運動に変
換する構造となつている。

このような送りねじ装置は、回転運動を直線運
動に変換する際、ねじ軸１のねじ山１ａおよびと
ナツト２のねじ山２ａにスラスト方向の剪断力が
発生する。したがつて、大きな運動変換能力を必
要とする場合には、ねじ軸１およびナツト２に充
分な剛性が要求される。このため従来は、ねじ軸
１およびナツト２を鋼やステンレス鋼またはアル
ミニウムなどのような剛性の大きな金属材料によ
り構成していた。

しかしながら、上記剛性の大きな金属材料は自
己潤滑性がないので円滑な運動変換をするには滑
り面にオイルやグリース等の潤滑剤を供給する必
要がある。

ところが、このような潤滑剤の使用は、送りね
じ装置の周囲雰囲気を汚染する場合があり、この
ような汚染を嫌う装置には適用しがたく、または
汚染を防止するための格別な工夫を余儀無くされ
る。

例えば、第８図に塩素系溶剤またはふつ素系溶
剤にて金属物を洗浄する装置を示し、この装置に
はキヤリア昇降装置として送りねじ装置が使用さ
れている。

すなわち、５は洗浄槽であり、塩素系溶剤また
はふつ素系溶剤が収容されている。洗浄槽５の上
部開口は蓋体６にて閉塞され、この蓋体６の上部
には昇降装置７が設けられている。

昇降装置７は以下のように構成されている、す
なわち、８は蓋体６に立設したフレームであり、
このフレーム８の上端には駆動モータ９が取付け
られている。この駆動モータ９には前記ねじ軸と
同様なねじ軸１０を連結してあり、このねじ軸１
０に前記ナツト２と同様なナツト１１を螺合して
ある。ナツト１１にはプレート１２が連結されて
おり、このプレート１２にはロツド１３が垂下さ
れている。ロツド１３は蓋体６を昇降可能に貫通
され、洗浄槽５内に位置する下端には被洗浄物を
収容する昇降キヤリア１４が取付けられている。

洗浄槽５の左右側壁の上部には、被洗浄物の搬
入口１５および搬出口１６が形成され、これらに
下部に冷却蛇管１７が設けられている。

このような洗浄装置においては、上記昇降装置
７により昇降キヤリア１４が図示の２点鎖線の位
置にある場合、搬入口１５を通じて昇降キヤリア
１４へ被洗浄物の搬入を行う。そして駆動モータ
９の回転によりねじ軸１０を回転させ、この回転
運動をナツト１１の直線運動に変換し、ナツト１
１、プレート１２およびロツド１３を介して昇降
キヤリア１４を下降させる。このため昇降キヤリ
ア１４に収容された被洗浄物が洗浄溶剤に浸漬さ
れ、この溶剤によつて洗浄される。

このような洗浄後、駆動モータ９を逆転させ、
ねじ軸１０の回転によりナツト１１、プレート１
２およびロツド１３を介して昇降キヤリア１４を
上昇させる。そして昇降キヤリア１４が図示の２
点鎖線の位置にくると、搬出口１６を通じて昇降
キヤリア１４から被洗浄物を取り出す。

このような構造の洗浄装置は、洗浄槽５に収容
した塩素系溶剤またはふつ素系溶剤が潤滑剤によ
る汚染をきわめて嫌うので、潤滑式送りねじ装置
を用いた上記昇降装置７を洗浄槽５内に収容する
ことができない。したがつて、上記昇降装置７は
蓋体６の上部に設けられており、このため、洗浄
装置全体が高くなり、大形化を避けられない不具
合があつた。

一方、互いに摺動する滑り面を無潤滑とするの
に、一方の摺動部材をふつ素樹脂（テフロン＝商
品名）にて構成することが、従来より広く採用さ
れている。

したがつて、送りねじ装置の無潤滑化を図る上
で、一方の部材例えばナツト２をふつ素樹脂によ
り形成することが考えられる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、ふつ素樹脂（テフロン）は、ス
テンレス鋼に比べて剪断強さが約1/15〜1/20程度
であつて、非常に弱い性質がある。このため、大
きな剪断荷重が加えられるこの種の送りねじ装置
に適用した場合は、第９図に示すように、ナツト
２のねじ山２ａが剪断破壊を起こし、大きな運動
変換能力を発揮できない欠点がある。

すなわち、ふう素樹脂（テフロン）は単なる滑
動面における無潤滑表面部材として使用する場合
は有効であるが、剪断力などのような強い力が加
えられるこの種の送りねじ装置のナツトをふつ素
樹脂のみで構成するには不向きである。

このようなことから、従来、特公昭56−48750
号公報に示されているように、ナツト部材に形成
したねじ孔の内面にふつ素樹脂などの高分子材料
からなるライナー部材を形成した送りねじ装置が
提案されている。

このものによれば、ナツト部材とねじ軸との間
にねじ摺動部の潤滑性および耐摩耗性が向上し、
しかも格別な潤滑が不要であるから周囲の雰囲気
を汚染する心配もなくなる。

しかしながら、上記公報に記載されたライナー
部材は射出成形によりナツト部材のねじ孔の内面
に形成されるものであるから、射出成形製造装置
が大掛かりになり、コストが高くなる不具合があ
る。

また、ライナー部材はナツト部材に対して、射
出成形時に湯道となる溶融樹脂注入孔の内部に残
つた樹脂により一体的に接合される構造となつて
おり、このようなライナー部材の結合構造は、ラ
イナー部材が摩耗や損傷した際に交換したい場合
には、ライナー部材のみを交換することが難し
い。

本発明はこのような事情にもとずきなされたも
ので、その目的とするのは、ナツトハウジングの
内面に自己潤滑性および対摩耗性にすぐれた材料
からなるヘリサート部材を設けたものにおいて、
ヘリサート部材の加工が容易であり、しかもヘリ
サート部材が摩耗や損傷した場合に交換が容易と
なる無潤滑式送りねじ装置を提供しようとするも
のである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は上記目的を達成するため、ねじ軸にナ
ツト部材を螺合し、これらねじ軸とナツト部材の
相対的な回転運動をこれらねじ軸とナツト部材の
相対的な直線運動に交換する送りねじ装置であ
り、上記ナツト部材は、内面にねじ溝を形成した
剛性材料からなるナツトハウジングと、外面に上
記ナツトハウジングのねじ溝に螺合されるねじ山
を形成するとともに内面に上記ねじ軸のねじ山が
螺挿されるねじ溝を形成した自己潤滑性および耐
摩耗性にすぐれた材料からなるヘリサート右剤と
で構成し、このヘリサート部材に上記ねじ軸を螺
合した無潤滑式送りねじ装置において、上記ナツ
トハウジングとヘリサート部材とに跨がつて軸方
向に沿う挿入孔を形成し、この挿入孔にこれらナ
ツトハウジングとヘリサート部材とが相対的に回
転するのを防止するキーまたはピンを嵌合し、こ
のキーまたはピンの外周面の一部に上記ねじ軸の
ねじ山が摺動自在に螺合する摺動溝を形成したこ
とを特徴とする。

［作用］ 本発明においては、ヘリサート部材がキーまた
はピンによりナツトハウジングに固定されるの
で、ヘリサート部材を予め別体に製造することが
でき、機械加工等により製造が容易である。ま
た、キーまたはピンは、外周面の一部に形成した
摺動溝にねじ軸のねじ山が螺合することで挿入孔
内に固定されるから、キーまたはピンの固定が確
実、かつ簡単であり、またねじ軸からナツト部材
を外せば、キーまたはピンを取り外すことがで
き、これによりヘリサート部材をナツトハウジン
グから取り外すことができる。したがつてヘリサ
ート部材が摩耗や損傷した場合に交換が容易とな
る。

［実施例］ 以下本発明について、第１図ないし第５図に示
す一実施例にもとづき説明する。

第１図および第２図は送りねじ装置の主要部を
示し、ねじ軸１は従来と同様に鋼またはステンレ
ス鋼あるいはアルミニウムなどのような剛性の高
い材料により形成され、外周面には台形ねじ、三
角ねじまたは角ねじ等が形成されている。

２０はナツトアツセンブリであり、このナツト
アツセンブリ２０は、ナツトハウジング２１、ヘ
リサート部材２２および固定ピン２３により構成
されている。

ナツトハウジング２１は、鋼またはステンレス
鋼あるいはアルミニウムなどのような剛性の高い
材料により形成され、内面にねじ溝２１ａを形成
してある。このねじ溝２１ａの内径は、上記ねじ
軸１のねじ山１ａの外径より充分に大きく形成さ
れている。このナツトハウジング２１には上記ヘ
リサート部材２２が螺着されている。

ヘリサート部材２２は、自己潤滑性および耐摩
耗性に優れた材料、例えばテフロン（商品名＝ふ
つ素樹脂）により所定の肉厚を有するねじ形円筒
体に形成され、外面には上記ナツトハウジング２
１の内面に形成したねじ溝２１ａに螺嵌合するね
じ山２２ａを有しているとともに、内面には上記
ねじ軸１のねじ山１ａが摺動自在に螺挿入される
ねじ溝２２ｂを有してりいる。したがつて、この
ヘリサート部材２２は、外面に形成したねじ山２
２ａを、ナツトハウジング２１の内面に形成した
ねじ溝２１ａに螺合してこのナツトハウシング２
１の内面に嵌め込まれている。

そして、これらナツトハウジング２１とヘリサ
ート部材２２は、前記固定ピン２３により相対的
な移動が防止されている。固定ピン２３は例えば
テフロン（商品名＝ふつ素樹脂）による構成され
ており、上記ナツトハウジング２１とヘリサート
部材２２の間に跨がつて嵌合されている。すなわ
ち、ナツトハウジング２１とヘリサート部材２２
の間には、第１図のＡ図、Ｂ図および第２図に示
すように、これらの間に跨がつてピン挿入孔２
４，２４が軸方向に伸びて形成されている。これ
らピン挿入孔２４，２４は、その周面の一部がナ
ツトハウジング２１側に形成されるとともに、そ
の周面の残り部がヘリサート部材２２側に刻設さ
れており、これらナツトハウジング２１とヘリサ
ート部材２２が嵌合された場合に周方向に連続し
た完全な形の孔となる。この場合、ヘリサート部
材２２側に形成されたピン挿入孔２４，２４の一
部は、ヘリサート部材２２のねじ山２２ａが切除
されることにより形成され、したがつてこのピン
挿入孔２４，２４の一部はヘリサート部材２２の
ねじ山２２ａの位置でヘリサート部材２２の内部
に開口している。

このようなピン挿入孔２４，２４には上記固定
ピン２３，２３が嵌合されている。この場合、固
定ピン２３，２３は上記ヘリサート部材２２側に
形成されたピン挿入孔２４，２４の一部分に対面
するので、周面の一部がヘリサート部材２２の内
部に臨むようなつており、この部分に摺動溝２６
…を形成してある。

つまり、固定ピン２３，２３の周面には、その
一部にねじ軸１のねじ山１ａのピツチと同ピツチ
をなしてこれらねじ山１ａ…が摺動自在に嵌る摺
動溝２６…を形成してある。

このため、固定ピン２３，２３をピン挿入孔２
４，２４に嵌合すると、ヘリサート部材２２はナ
ツトハウジング２１に対して相対的な回転が阻止
され、よつてヘリサート部材２２の抜け止めがな
され、ヘリサート部材２２はナツトハウジング２
１に対し固定される。

そして、ヘリサート部材２２にねじ軸１を螺挿
し、このねじ軸１のねじ山１ａを上記固定ピン２
３，２３の周面に形成した摺動溝２６…に螺合さ
せると、固定ピン２３，２３がピン挿入孔２４，
２４から抜けるのが防止される。

このような構成によれば、ねじ軸１に回転運動
を与えると、このねじ軸１のねじ山１ａはヘリサ
ート部材２２のねじ溝２２ｂと摺動し、したがつ
てヘリサート部材２２に軸方向の直線運動を与え
る。このヘリサート部材２２はナツトハウジング
２１と一体的に結合されているので、ヘリサート
部材２２の直線運動はハツトハウジング２１に伝
えられ、したがつてナツトハウジング２１もヘリ
サート部材２２と一体に直線運動することにな
る。

ヘリサート部材２２は自己潤滑性および耐摩耗
性に優れた材料、例えばテフロン（商品名＝ふつ
素樹脂）により形成してあるので、ねじ軸１と摺
動しても円滑に滑ることが可能であり、このため
外部から格別な潤滑を施す必要はない。

ところで、ねじ軸１に回転運動が与えられた場
合、ねじ軸１のねじ山１ａがヘリサート部材２２
のねじ溝２２ｂと摺動するので、ヘリサート部材
２２のねじ山には、第３図に矢印で示すような圧
縮力が与えられる。この圧縮力はナツトハウジン
グ２１のねじ山に伝えられる。この伝達力はナツ
トハウジング２１のねじ山に、第４図に示すよう
な剪断力として作用する。

しかしながら、ナツトハウジング２１は鋼また
はステンレス鋼あるいはアルミニウムなどのよう
な剛性の高い材料により形成されているので、上
記剪断力を受けても破損することはない。

すなわち、ねじ軸１の回転運動によりヘリサー
ト部材２２のねじ山に剪断力が作用しようとして
も、この剪断力は剛性の高いナツトハウジング２
１で支承するから、ヘリサート部材２２が破損す
ることはない。

このことから、無潤滑でありながら剛性が高
く、運動変換能力の高い送りねじ装置が実現す
る。

そして、無潤滑であることから、雰囲気の汚染
が嫌うような場所で送りねじ装置を使用する場合
に潤滑剤で周囲環境を汚染することがなくなる。

このような適用例を第５図に示す。

すなわち、第５図は第８図に示す洗浄装置と同
様な機能を持つ洗浄装置であり、同一部材は同一
番号を付して説明を省略する。塩素系溶剤または
ふつ素系溶剤を収容した洗浄槽５の上部開口を閉
塞する蓋耐６には直接に駆動モータ９が取付けら
れている。この駆動モータ９には前記第１図に示
すねじ軸１と同様なねじ軸１０が連結されてお
り、このねじ軸１０は洗浄槽５内に収容されてい
る。このねじ軸１０の下端には第１図に示すナツ
トアツセンブリ２０と同様なナツトアツセンブリ
２０が螺合されている。そして、このナツトアツ
センブリ２０には、被洗浄物を収容する昇降キヤ
リア１４が取付けられている。

なお、１８はガイドロツドである。

このような洗浄装置においては、昇降キヤリア
１４が図示の２点鎖線の位置にある場合、搬入口
１５を通じて昇降キヤリア１４へ被洗浄物の搬入
を行う。そして駆動モータ９の回転によりねじ軸
１０を回転させ、この回転運動をナツトアツセン
ブリ２０の直線運動に変換して昇降キヤリア１４
を下降させる。このため昇降キヤリア１４に収容
された被洗浄物が洗浄溶剤に浸漬され、この溶剤
によつて洗浄される。

このような洗浄後、駆動モータ９を逆転させ、
ねじ軸１０の回転によりナツトアツセンブリ２０
を介して昇降キヤリア１４を上昇させる。そして
昇降キヤリア１４が図示の２点鎖線の位置にくる
と、搬出口１６を通じて昇降キヤリア１４から被
洗浄物を取り出す。

このような構造の洗浄装置は、洗浄槽５に収容
した塩素系溶剤またはふつ素系溶剤が潤滑剤によ
る汚染をきわめて嫌うのが、ナツトアツセンブリ
２０は前述したように無潤滑であるから、洗浄槽
５内の雰囲気を汚染することはない。したがつ
て、ねじ軸１０およびナツトアツセンブリ２０を
洗浄槽５内に収容することができ、この結果、蓋
体６の上部に昇降装置を設ける必要がないので、
洗浄装置全体の高さを低くすることができ小形化
が可能になる。

そしてまた、上記実施例のナツトアツセンブリ
２０は、ナツトハウジング２１にヘリサート部材
２２をねじ嵌合し、これらナツトハウジング２１
とヘリサート部材２２とに跨がつて嵌合された固
定ピン２３，２３により、これらナツトハウジン
グ２１とヘリサート部材２２が結合されているの
で、固定ピン２３，２３を取り外すことによりナ
ツトハウジング２１からヘリサート部材２２を取
り外すことができる。

つまり、ナツトハウジング２１とヘリサート部
材２２は別体構造となつており、ヘリサート部材
２２を独立した部品として製造することができる
ので、製造が容易である。

また、上記固定ピン２３，２３は、ねじ軸１の
ねじ山１ａをこの固定ピン２３，２３の周面に形
成した摺動溝２６…に係合させることによりピン
挿入孔２４，２４から抜けるのが防止されてい
る。このためねじ軸１からナツトアツセンブリ２
０を外すと、固定ピン２３，２３の拘束が解除さ
れるようになり、固定ピン２３，２３をピン挿入
孔２４，２４から外すことができる。この結果、
上記のようにヘリサート部材２２をナツトハウジ
ング２１から取り外すことができる。

したがつて、へリサート部材２２が摩耗や損傷
した場合は、このヘリサート部材２２の交換が可
能となる。しかも、その交換作業は、ねじ軸１と
ナツトアツセンブリ２０を分離し、固定ピン２
３，２３をピン挿入孔２４，２４から外すことに
よりペリサート部材２２をナツトハウジング２１
から取り外すことができるので、交換作業が容易
である。

なお、本発明は上記実施例には制約されない。

すなわち、ヘリサート部材２２はふつ素樹脂
（テフロン）以外に、ナイロン、アセター・コポ
リマー等の自己潤滑性および耐摩耗性に優れた材
料であれば実施可能である。

また、ナツトハウジング２１とヘリサート部材
２２を結合するのに、固定ピン２３の他にキーを
用いてもよく、また、これら固定ピン２３やキー
と一緒に接着剤を併用すれば接合強度は一層強く
なる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、ねじ軸の
回転によりこのねじ軸と直接摺動するヘリサート
部材に剪断力が加えられようとするが、このヘリ
サート部材はナツトハウジングに螺挿入されてい
るので上記剪断荷重はナツトハウジングが受け持
つことになり、ふつ素樹脂などのような自己潤滑
性および耐摩耗性に優れた材料よりなるヘリサー
ト部材が破壊されることがなく、剛性や運動変換
能力の低下を生じない。そして、このようなヘリ
サート部材は自己潤滑性であるから潤滑剤の使用
が不必要となり、潤滑剤の供給や保持手段を省略
できるので構造が簡単になるとともに、潤滑剤に
より周囲環境の汚染もなくなる。

しかも本発明においては、ヘリサート部材がキ
ーまたはピンによりナツトハウジングに固定され
るので、ヘリサート部材を予め別体に製造するこ
とができ、機械加工等により製造が容易である。
また、キーまたはピンは、外周面の一部に形成し
た摺動溝にねじ軸のねじ山が螺合することで挿入
孔内に固定されるから、キーまたはピンの固定が
確実、かつ簡単であり、またねじ軸からナツト部
材を外せば、キーまたはピンを取り外すことがで
き、これによりヘリサート部材をナツトハウジン
グから取り外すことができる。したがつてヘリサ
ート部材が摩耗や損傷した場合に交換が容易とな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の一実施例を示
し、第１図のＡ図は分解した斜視図、Ｂ図は断面
図、第２図は第１図のＢ図中−線の断面図、
第３図および第４図はそれぞれ作用を説明する要
部の拡大した断面図、第５図は本発明の適用例を
示す洗浄装置の断面図、第６図以下は従来の構造
を示し、第６図は断面図、第７図は第６図中−
線の断面図、第８図は従来の適用例を示す洗浄
装置の断面図、第９図は従来の他の例を示す要部
の拡大した断面図である。 １……ねじ軸、２０……ナツトアツセンブリ、
２１……ナツトハウジング、２２……ヘリサート
部材、２３……固定ピン、５……洗浄槽、６……
蓋体、９……モータ、１０……ねじ軸、１４……
昇降キヤリア、２３……固定ピン、２４……ピン
挿入孔、２６……摺動溝。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ねじ軸にナツト部材を螺合し、これらねじ軸
   とナツト部材の相対的な回転運動をこれらねじ軸
   とナツト部材の相対的な直線運動に交換する送り
   ねじ装置であり、上記ナツト部材は、内面にねじ
   溝を形成した剛性材料からなるナツトハウジング
   と、外面に上記ナツトハウジングのねじ溝に螺合
   されるねじ山を形成するとともに内面に上記ねじ
   軸のねじ山が螺挿されるねじ溝を形成した自己潤
   滑性および耐摩耗性にすぐれた材料からなるヘリ
   サート部材とで構成し、このヘリサート部材に上
   記ねじ軸を螺合した無潤滑式送りねじ装置におい
   て、 上記ナツトハウジングとヘリサート部材とに跨
   がつて軸方向に沿う挿入孔を形成し、この挿入孔
   にこれらナツトハウジングとヘリサート部材とが
   相対的に回転するのを防止するキーまたはピンを
   嵌合し、このキーまたはピンの外周面の一部に上
   記ねじ軸のねじ山が摺動自在に螺合する摺動溝を
   形成したことを特徴とする無潤滑式送りねじ装
   置。