JPH0590014U - 送り機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本考案は送りねじを用いた精密な送り機構に
関し、高精度な送り機構を簡単な機構で低コストで実現
することを目的とする。 【構成】 移動部材５を平行移動する移動機構と、送り
ねじ１と、回転しないように規制されて送りねじ１に取
り付けられ送りねじ１の回転に応じて移動する送りナッ
ト２と、移動部材５と送りナット２とを連結する連結手
段とを備え、送りねじ１を回転することにより移動部材
５を移動する送り機構において、連結手段は一方に張着
されたワイヤ６にもう一方を固定した構造を有するよう
に構成する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、精密な送り機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】

表面粗さ形状測定機や真円度測定機では、測定する物体の表面にピックアップ を接触させた上でピックアップを移動して接触位置の変化を検出する。図４は一 般的な表面粗さ形状測定機の構成を示す図である。 図において、４００は測定する物体であり、その表面に触針４０２を接触させ 、その接触位置の変化を検出器４０４で検出する。４０５は上記のものを収容し た測定部であり、４０６から４１０で形成される送り機構によって物体４００の 表面に沿って移動される。測定部４０５を移動した時の接触位置の変化が表面形 状を表わす。

【０００３】 図示の送り機構は、送りねじ４０７をモータ４０９で回転して送りねじ４０７ に取り付けられた送りナット４０６を移動させるものであり、測定部４０５を送 りナット４０６に取り付けることにより測定部４０５が移動される。図４からも 明らかなように、測定部４０５の送り精度はそのまま測定結果に影響するため、 送り機構の送り精度は非常な高精度であることが要求される。これは真円度測定 機も同様である。

【０００４】 送り機構には送りねじと送りナットを組み合わせて用いるのが一般的であるが 、送りナットは移動に伴って若干ではあるが振れを生じる。そのため送りナット に直接移動させる部材を取り付けたのではその移動部材も振れてしまい、移動部 材を高精度に送ることはできない。そこで一般的には、移動部材を回転等を生じ ることなしに精確に平行移動する移動機構と送りねじによる送り機構を組合わせ て、移動部材と送りナットを連結して移動させるようにしている。図５はそのよ うな送り機構の例である。

【０００５】 図５の（ａ）と（ｂ）はそれぞれ上面図と側面図を表わす。図において、５３ は主シャフトであり、５４は補助シャフトである。二つのシャフトは平行であり 、固定されている。５５は移動部材であり、主シャフト５３に摺動可能に取り付 けられ、一部が補助シャフト５４に接触し、回転を規制されている。これにより 移動部材５５を平行移動する移動機構が形成される。

【０００６】 ５１は送りねじであり、５２は送りナットである。５１８は送りナット５２の 回転を防止するための第二の補助シャフトであり、送りナット５２から延びる規 制部材５２２と５２４が第二補助シャフト５１８に接触することにより回転が規 制される。 ５８３は移動部材５５から延びるアームであり、先端に先端部材５８１を有す る。この先端部材５８１を送りナット５２に設けられた挟持部材５９３と５９４ の二つの平行な平面５９１と５９２で挟む。これにより送りナット５２が移動す ると先端部材５８１を押し、これに応じて移動部材５５が送られる。このような 連結方式を用いるのは、移動部材５５と送りナット５２を固定して連結した場合 には、主シャフト５３と送りねじ５１の平行度の誤差が吸収できず、主シャフト ５３との摺動面や送りねじ５１との接触面に無理な力が加えられ、送り不能にな るためである。図５のような連結部であれば、送りねじ５１と主シャフト５３の 平行度のずれがあっても、球体５８１が平面５９１と９５２の間を移動すること によりそのずれが吸収される。送りナット５２は若干ではあるが振動しながら移 動する。この振動は先端部材５８１を介してアーム５８３を振動させ、移動部材 ５５に回転する力が加えられることになる。しかしこの力はあまり大きくはない ので移動部材５５の摺動部のはめ合いの隙間で吸収している。従ってこの隙間は ゼロにはできない。

【０００７】 表面粗さ形状測定機には測定機自体を測定する表面上に載置して使用する小型 の載置型表面粗さ形状測定機がある。この測定機では小型の測定部をシャフトの 先端に取り付け、シャフトを移動させるため、図６に示すような送り機構が用い られている。 図６において、６１は送りねじ、６２は送りナットであり、図示していないが 図５と同様に回転が規制されている。６３は主シャフトであり、ここでは筐体部 材６１３と６１５により軸方向に移動可能に支持されている。６４は補助シャフ トであり、筐体部材６１３と６１４に固定されている。６５は継手であり、補助 シャフト６４に摺動可能に取り付けられており、先端に先端部材６６を有する第 一アーム６７で送りナット６２と連結され、主シャフト６３の穴に設けられたベ アリング６９に先端が収容される第二アーム６８で主シャフト６３と連結されて いる。主シャフト６３が回転しないように図５と同様の機構で補助シャフト６４ に対して回転規制されているがここでは省略してある。６１７は送りねじ６１の 駆動用モータであり、ギア６１６と６１８で回転が伝達される。

【０００８】 送りナット６２と継手６５との連結部は図５と同様に先端部材６６を送りナッ ト６２の挟持部材で挟む構造である。送りねじ６１を回転することにより送りナ ット６２が移動する。これにより先端部材６６が押され、継手６５が移動し、主 シャフト６３を押して移動させる。送りねじ６１と補助シャフト６４との平行度 の誤差及び送りナット６２の振れは図５と同様に吸収される。補助シャフト６４ と主シャフト６３との間の平行度の誤差は、第二アーム６８がベアリング６９に 移動可能に保持され、主シャフト６３の回転が補助シャフト６４によって規制さ れることである程度吸収される。従って厳密には主シャフト６３は微小量回転す ると考えられるが、その回転量は非常に小さくすることができるため実際には問 題にならない。

【０００９】

【考案が解決しようとする課題】

図５に示した従来の送り機構では、移動部材５５から延びるアーム５８３の先 端の先端部材５８１を、送りナット５２の挟持部材５９３と５９４で挟むことに よって軸の平行度の誤差や送りナット５２の振動を吸収している。しかし先端部 材５８１とそれを挟む平面５９１と５９２との間に隙間があると送りのバックラ ッシュが生じ、振れの影響も受ける。そのためこの部分を高精度に製作する必要 があり、コストアップを招く。また上記の隙間を完全にゼロにすることはできな いため、バックラッシュが存在するという問題もある。

【００１０】 また送りナット５２の振れが移動部材５５に伝達されるため、送りねじ５１の 回転に対して移動部材５５の送りが振れるという問題もある。これは図６でも同 様であり、送りナット６２の振れを吸収するため継手６５と補助シャフト６４と のはめ合いに余裕を持たせると、送りナット６２の振れにより継手６５が振れ、 その振れがそのまま主シャフトに伝達されることになり、送りにむら（振動）が 生じる。

【００１１】 本考案は上記問題点に鑑みてなされたものであり、送りねじを用いた送り機構 の連結部をより簡単な構造にすることにより低コストで実現できるようにすると 共に、移動部材の送りにおいてバックラッシュや振れを生じない送り機構の実現 を目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】

図１は本考案の送り機構の基本構成を示す図である。図において、３は主シャ フトであり、４は第一補助シャフトであり、主シャフト３に取り付けられた移動 部材５と共に、移動部材５を平行移動する移動機構が形成される。 本考案の送り機構は、上記の移動部材５を平行移動する移動機構と、送りねじ １と、この送りねじ１に回転しないように規制されて取り付けられ送りねじ１の 回転に応じて移動する送りナット２と、移動部材５と送りナット２とを連結する 連結手段とを備え、送りねじ１を回転することにより移動部材５を移動するもの である。そして上記の連結手段は連結する部分の一方に張着されたワイヤ６にも う一方を固定した構造を有していることを特徴とする。

【００１３】

【作用】

移動部材５は平行移動可能であり、力を加えることにより平行移動する。送り ナット２は送りねじ１に回転しないように規制されて取り付けられているため、 送りねじ１が回転することにより移動する。図１では第二補助シャフト７と挟持 部材８で回転が規制されるように示してある。そして送りナット２と移動部材５ は一方に張着されたワイヤ６にもう一方を固定することにより連結されているた め、送りナット２が移動することにより移動部材５が移動する。図１ではワイヤ ６は送りナット２に張着され、アーム９に固定されているように示してある。

【００１４】 図１におけるワイヤ６の接続部を詳細に示したのが図２である。 ワイヤ６は張着されており、送りナット２の移動、すなわちワイヤ６の移動は 直接アーム９に伝達されるため、バックラッシュは生じない。 また前述のように送りねじ２の方向と移動部材５の移動方向との誤差を完全に ゼロにはできないが、本考案ではワイヤ６とアーム９の固定位置が、図１のＸ及 びＹで示した方向に変化することで上記の誤差が吸収できる。図示のように張ら れたワイヤ６の略中央部がワイヤ６に対して垂直な方向に変位してもワイヤ６自 体の伸縮はほとんどないため、ある程度以上の力で張着してあれば問題にならな い。

【００１５】 また送りナット２が振れた場合にもワイヤ６で接続されているため、アーム９ に対するワイヤ６の角度が変わるだけで、アーム９に加えられる力は小さく、移 動部材５の移動は妨げられない。 更に、図１及び図２に示したようなワイヤ６による接続であれば加工精度も必 要とせず低コストで実現できる。

【００１６】

【実施例】

本考案を、図６に示した従来の載置台表面粗さ形状測定機の送り機構に適用し た実施例の構成を図３に示す。図３の（ａ）は上面図であり、（ｂ）は（ａ）の Ａ視断面図の一部を拡大した図である。 本実施例では継手と主シャフトとの連結部のみをワイヤを用いた連結とした。

【００１７】 図３において、３１３から３１５は筐体部材であり、基体（図示せず）に一体 に固定されており、他の部材を支持する。３１は送りねじであり、ベアリング３ １１と３１２で筐体部材３１３と３１４に回転自在に支持され、ギア３１６を介 してモータ３１７による両方向に回転される。３２は送りナットであり、送りね じ３１に取り付けられ、第二補助シャフト３１８に規制部材３２２と３２４で接 触するため、回転しないように規制される。従って送りねじ３１の回転に応じて 移動する。

【００１８】 ３３は主シャフトであり、筐体部材３１３と３１５に軸方向に摺動可能に支持 されている。３４は第一補助シャフトであり、筐体部材３１３と３１４に固定さ れている。送りねじ３１と主シャフト３３と第一補助シャフト３４、及び第二補 助シャフト３１８は、基本的にはすべて平行である。主シャフト３３は回転規制 部材３３１及び３３２によって第一補助シャフト３４に対して回転しないように 規制されている。

【００１９】 ３５は継手であり、第一補助シャフト３４に摺動可能に取り付けられている。 継手３５からは、アーム３８３と３８４が延び、その先端に先端部材３８１と３ ８２が設けられている。先端部材３８１と３８２は、送りねじ３１の中心軸を通 る直線上にある。この先端部材３８１と３８２は、送りナット３２の挟持部材の 平行な平面３９１と３９２に挟まれている。

【００２０】 また継手３５からはアーム３７が延びており、その先端に主シャフト３３の軸 上に張着されたワイヤ３６のほぼ中心が固定されている。 本実施例では、送りナット３２の移動は継手３５を介して主シャフト３３に伝 達される。継手３５と送りナット３２との連結部は、先端部材３８１と３８２を 挟持部材の平面３９１と３９２で挟む構造であり、送りねじ３１と第一補助シャ フト３４の平行度の誤差の影響は吸収される。また継手３５と主シャフト３３は ワイヤ３６を介して連結されているため、主シャフト３３と補助シャフト３４と の平行度の誤差や振れが吸収される。

【００２１】 図３に示した実施例でも、送りナット３２の振れは継手３５に伝達され、更に 主シャフト３３にも伝達される。ここではワイヤ３６による連結であるため図６ に比べてこの振れの吸収は容易である。しかしこの主シャフト３３の振れは送り のむらになるため好ましくない。そこで送りナット３２と継手３５との連結部に ワイヤを用いた図１に示す連結構造を用いることにより、このような振れの影響 を低減できる。しかしこの場合継手３５は両方共にワイヤに連結されるため回転 規制等を施すことが望ましい。

【００２２】 また先端部材３８１と３８２を球体にして、送りナット３２の図中のＸ軸を中 心とする振れを吸収するようにしてもよい。この時Ｙ軸を中心とする振れは、ア ーム３７を回転させるがアーム３７とワイヤ３６の結合点が主シャフト３３の中 心であれば、送り方向には影響しない。

【００２３】

【考案の効果】

本考案によって高精度な送り機構が低コストで実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の送り機構の基本構成を示す図である。

【図２】図１のワイヤ接続部の詳細を示す図である。

【図３】本考案の実施例を示す図である。

【図４】一般的な表面粗さ形状測定機の基本構成を示す
図である。

【図５】送りねじを用いた一般的な送り機構を示す図で
ある。

【図６】従来の載置型表面粗さ形状測定機の送り機構を
示す図である。

【符号の説明】

１…送りねじ ２…送りナット ３…主シャフト ４…第一補助シャフト ５…移動部材 ６…ワイヤ

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動部材（５）を平行移動する移動機構
   と、 送りねじ（１）と、 回転しないように規制されて該送りねじ（１）に取り付
   けられ、該送りねじ（１）の回転に応じて移動する送り
   ナット（２）と、 前記移動部材（５）と前記送りナット（２）とを連結す
   る連結手段とを備え、前記送りねじ（１）を回転するこ
   とにより前記移動部材（５）を移動する送り機構におい
   て、 前記連結手段は、一方に張着されたワイヤ（６）にもう
   一方を固定した構造を有することを特徴とする送り機
   構。
2. 【請求項２】 送りねじ（３１）と、 該送りねじ（３１）に回転しないように規制されて取り
   付けられ、該送りねじ（３１）の回転に応じて移動する
   送りナット（３２）と、 前記送りねじ（３１）と平行に、軸方向に移動可能に支
   持された主シャフト（３３）と、 前記送りねじ（３１）と平行に設けられた固定補助シャ
   フト（３４）と、 前記固定補助シャフト（３４）に摺動可能に取り付けら
   れ、前記送りナット（３２）と前記主シャフト（３３）
   とを連結する継手（３５）とを備え、前記送りねじ（３
   １）を回転することにより前記主シャフト（３３）を移
   動させる送り機構において、 前記継手（３５）と前記送りナット（３２）との連結部
   は、前記継手（３５）から延びる二本のアーム（３８
   ３，３８４）の先端に設けられた二個の先端部材（３８
   １，３９２）を、前記送りナット（３２）に設けられた
   平行な平面（３９１，３９２）で挟む構造であり、 前記継手（３５）と前記主シャフト（３３）との連結部
   は、前記継手（３５）より前記主シャフト（３３）の中
   心まで延びる一本のアーム（３７）を、前記主シャフト
   （３３）の軸上に固定されたワイヤに固定した構造であ
   ることを特徴とする送り機構。
3. 【請求項３】 前記先端部材（３８１，３８２）は、球
   体であることを特徴とする請求項２に記載の送り機構。