JPS62147161A - 精密ねじ送り機構 - Google Patents

精密ねじ送り機構

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JPS62147161A
JPS62147161A JP28648085A JP28648085A JPS62147161A JP S62147161 A JPS62147161 A JP S62147161A JP 28648085 A JP28648085 A JP 28648085A JP 28648085 A JP28648085 A JP 28648085A JP S62147161 A JPS62147161 A JP S62147161A
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main nut
main
lead screw
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JP28648085A
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Isao Ishikawa
功 石川
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DAIICHI SOKUHAN SEISAKUSHO KK
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DAIICHI SOKUHAN SEISAKUSHO KK
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H25/00Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/18Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F16H25/20Screw mechanisms
    • F16H25/2003Screw mechanisms with arrangements for taking up backlash
    • F16H25/2006Screw mechanisms with arrangements for taking up backlash with more than one nut or with nuts consisting of more than one bearing part

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は精密ねじ送り機構に係り、特に送り用親ねじに
螺合される主ナツトおよび予圧調整す・ノドの円周上に
すりわりを形成して、双方のす・ノドの軸方向の弾性作
用によりハソクラ・ノシュを除去して位置決め精度を向
上せしめた精密ねじ送り機構に関する。
〔従来の技術〕
ねじ対偶をマイクロメータなどの精密測定機構あるいは
工作機械の精密送り装置などに用いるときは、ねじ山側
面に生じるすきま、すなわちノーツクラッシュを除去す
る必要がある。このノ\・ツクラッシュの除去方法とし
ては種々考えられており、ナツトによる親ねじの軸方向
への予圧くスラスト荷重)による方法、あるいはナット
による親ねじの半径方向の抱き締め力による方法などが
ある。
前者の代表的なものの一例を第11図おび第12図に示
す。
第11図のものは、主ナソl−13にすりわり14を入
れて小ねじ15によってこのすりわりを押し開いてロッ
クナツト16で小ねじ15を固定すると、親ねじ17に
は軸方向の引張力が作用し、この結果ねじ山に予圧がか
かり主ナツト13と親ねじ17のハックラッシュが除去
されるようになる。第12図のものは差動ねじを利用し
たもので、親ねじ18に対して主ナツト19と調整ナツ
ト20を二重に螺合し、調整ナット20に螺合される主
ナツト19のリードL1を親ねじ18のリードL2より
大きくしておけば調整ナツト20を1回・耘した場合主
ナツト19は軸方向にLl−L2のリード差だけ移動す
ることになり、この結果親ねじ18には引張力が作用し
てバンクラッシュが除去されるようになる。なお、この
方式の場合バックラッシュ調整後はロックナツト21を
締めて調整ナノI・20の回り止めをしてお(必要があ
る。
[発明が解決しようとする問題点〕 ねじ対偶のねじ送り機構の場合ねじの加工精度のバラツ
キ等により有効径およびピンチ誤差が生しるとこれがバ
ックラッシュとなって送り誤差やゆきもどり誤差の原因
となり、装置の正確な位置決めができないという問題が
生ずる。このピンチ誤差等を補償するために前記従来技
術のようなバックラッシュ除去方法が考えられているが
、第11図に示すすりわり入すナソトの場合、親ねじの
ねじ山に対して均一な予圧(スラスト荷重)が作用せず
、主ナツトに偏摩耗が生じる虞れがある。
また、第12図の調整ナツトによる方法の場合、予圧(
スラスト荷重)の?IIl整が大変難しい。すなわち、
調整ナツトを締め過ぎると親ねじの送り操作がきつくな
ってロック状態となり、またゆる過ぎるとハックラッシ
ュが生じるというように親ねじのトルク調整が難しい。
また、ねじの1窒耗等により予圧荷重が変った場合、早
期に再調整の必要性が生じてくる。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は前記従来の問題点を解決し、親ねじと螺合され
る主ナツトおよび該主ナソ1−に二重に螺合される予圧
調整ナットの円周上にすりわりを形成して、双方のナツ
トの軸方向の弾性作用により親ねじに予圧を与えハック
ラッシュを除去せしめることを目的として開発されたも
ので、その具体的な手段として、 (1)送り用親ねじと螺合する主ナツトと該主ナットの
外周に二重に螺合する予圧調整ナツトにより形成され、
前記主ナットは一側に核主ナツトと一体形成されたフラ
ンジと、該フランジの反対側外周に付設したねじ部と、
主ナノI〜内周面の両端部に適宜長さに亘り付設した前
記親ねじと螺合するめねじと、該主ナットの略中央部に
円周方向に適宜長さのおよび長手方向に適宜間隔置きに
付設した複数個のすりわりとを有すると共に、前記予圧
調整ナツトは一側に前記主ナットの外周ねじ部と螺合す
るめねじと、略中央部に円周方向に適宜長さのおよび長
手方向に適宜間隔置きに付設した複数個のすりわりとを
有してなることを特徴とする精密ねじ送り機構、 (2)  また好ましくは、前記主ナットおよび予圧調
整ナツトに付設した複数個のすりわりは、円周方向に相
互に位相が適宜角度ずれて付設されると共に、該すりわ
り上には適宜間隔置きに複数個の予圧調整用の丸孔を穿
設したことを特徴とする精密ねじ送り機構、 として構成した。
〔作用〕
上記構成の精密ねじ送り機構によりハックラッシュを除
去するには、軸方向および円周方向に固定されている主
ナツトに予圧調整ナツトを螺合させて行う。すなわち、
予圧調整ナツトをねじ込んでいくと一端が主ナツトのフ
ランジと当接するようになる。この状態からさらにねじ
込むと主ナツトおよび予圧調整ナットに形成されている
すりわりの作用により、主ナツトには引張力が作用し、
予圧調整ナツトにば圧縮力が作用するようになる。
この結果双方のナツトは軸方向に弾性変形を起こし、親
ねじのねじ山にも主ナツトの両端部に形成されたねじ間
において内側より外方向に引張力が作用するようになる
。これが予圧となってねじ山に作用しバックラッシュが
除去されるようになる。
〔実施例〕
以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第1図および第2図は本考案の一実施例を示す全体構成
図である。図において、送り用視ねじく以下親ねじと記
す)1には主ナツト2が螺合され、さらに該主ナツト2
に予圧調整ナツト3が第2図に示す如く二重に螺合され
るようになっており、双方のナット2.3は弾性材を素
材として形成されている。
主ナツト2の一側方にはフランジ4がナツト本体と一体
に形成され、他側方外周にはねじ5が螺刻されている。
さらに内周の両端部には第3図の如く適宜長さに亘って
めねじ2A、2Bが付設され、該めねじ2Aおよび2B
間の中央部は親ねじ1と螺合しない空域部Cが形成され
ており、この部分のみ肉厚の薄い円筒形に形成されてい
る。この円筒形に形成された略中央部には、適宜幅のす
りわり6A、6Bが長手方向に適宜間隔りを置いて、本
実施例では2本形成されており、その円周方向の配列は
第4図および第5図の断面図に示すように双方のすりわ
りは2箇所の残存部7A27Bを残して円周方向に夫々
対称形に2本づつ形成されている。そして双方のすりわ
り6A、6Bは円周方向に90度位相がずれて形成され
ている。
さらに、すりわり6A、6B上には等間隔に複数個の丸
孔が穿設されている。すりわり6A、6Bの起点部に穿
設された丸孔8A、8Bは主ナツト2が長手方向に弾性
変形した際の応力集中をさけるためのもので、これ以外
の丸孔9A、9Bはすりわり6A、6B間の幅L1を変
えて後記する親ねじ1に与える予圧荷重の調整範囲を広
くすると共に、主ナツト2の軸方向の弾性変形を柔軟な
ものにするためのものである。
一方、主ナツト2に螺合される予圧調整ナツト3は第6
図に示す如くその外周の一側面に手廻し操作を容易にす
るためのローレット10が刻設され、また内周面の一側
方には前記主ナツト2の外周に付設されたねじ5と螺合
するためのめねじ11が付設されている。
また、前記主ナツト2に予圧調整ナツト3を螺合した際
、主ナツト2のフランジ側外周面2Cと該予圧調整ナツ
ト3の内周面3Aとは適度のはめ合い公差をもって密に
嵌合されるようになっている。
ところで、予圧調整ナツト3の略中央部には前記主ナツ
ト2と同様に2本のすりわり12A、、12Bが円周方
向に付設されている。このすりわり12A;12Bによ
り予圧調整ナツト3は主す・ノh 2に螺合した際長手
方向に圧縮力が作用し弾性変形するようになる。このす
りわり12A、12Bの円周方向および長手方向の配列
、位相は前記主ナツト2に形成されているすりわり6A
、6Bと間じであり、またすりわりL2A、12B上に
穿設した丸孔の目的も前記主ナツト2のものと同じであ
るのでここでの詳細な説明およびすりわりの断面図等は
省略する。
次に本実施例の作用を詳しく説明する。
第7図に親ねじ1に対して主ナツト2および予圧調整ナ
ツト3を螺合した状態の断面図を示す。図において、通
常主ナッ1−2はフランジ4により軸方向および円周方
向に固定され、親ねじ1を回すことにより主ナツト2は
左右軸方向に移動するようになっている。一般に、親ね
じ1と主ナツト2のはめ合いにおいて、工作精度に基づ
く両者のねじ山側面に生ずる若干の間隙は防止できない
。従ってこの移動の際、親ねじ1に逆向きのトルク荷重
が作用すると該親ねじ1と主ナツト2の螺合部A、Bに
おいて軸方向のバックラッシュが発生するようになる。
このバックラッシュを除去するためには、親ねじ1の送
り方向に対して反対の予圧(スラスト荷重)をねじ山に
かけておけば良い。
そこで本実施例では主ナツト2の外周に形成したすりわ
り6A、6Bにより軸方向に弾性を持たせ、このバネ作
用(弾性変形)によって親ねじ1に予圧を与えようとす
るものである。主ナツト2に弾性変形させる手段として
、咳主す−ソト2上に二重に予圧調整ナソ1−3を螺合
し、これをねじ込むことによって行う。すなわち、予圧
調整ナツト3をねじ込むと主ナツト2のフランジ4と該
予圧調整ナツト3の端部とが当接する。さらにこの状態
から予圧調整ナツト3をねじ込むと、主ナツト2には引
張力が、また予圧調整ナツト3には圧縮力が夫々作用す
るようになる。この結果、主す・7ト2はすりわり形成
部を中心に左右に弾性変形を起こすようになる。これに
伴い親ねじ1は主ナツト2との螺合部A部B間において
引張られるようになる。従って螺合部Aにおいては第8
図に示す如く、親ねじ1のねじ山IAに対して矢印の如
く右方向の予圧荷重が常時作用し、主ナツト2は親ねじ
1と間隙Sを保って右方に変位するようになる。一方、
螺合部Bにおいては第9図に示す如くねじ山IAに対し
て矢印の如く上記A部と反対方向の予圧荷重が作用する
ようになる。この予圧荷重は予圧調整ナツト3の締め込
み加減によって調整される。
ところで、予圧調整ナツト3の締め込みにより該予圧調
整ナツト3には圧縮力と共に弾性復元力が作用しており
、この弾性復元力が常時主ナツト2を介して親ねじ1に
も作用しているのでねじの摩耗等により親ねじ1と主ナ
ツト2間にバックラッシュが増加してもこれを補償する
ことができる。
従って従来技術のように早期に再調整する必要はない。
本実施例の場合主ナツト2を軸方向の左右いずれの方向
に移動させた場合でもバックラッシュは除去できる。す
なわち、第8図および第9図に示す如く主ナツト2を右
方向に送った場合、螺合部Aにおいてバックラッシュが
除去され、反対に左方向に送った場合には螺合部已によ
ってハソクラ・ノシュが除去されるようになる。
また、本実施例以外の他の実施例として主ナツト2およ
び予圧調整ナツト3を第1O図の如き構造とすれば、主
ナツト2には圧縮力が、予圧調整ナツト3には引張力が
夫々作用して親ねじ1には前述とは反対の圧縮力が作用
し、ねじ山1Aを外側から予圧することになるが勿論こ
の方法でも構わない。また、本実施例において親ねじ1
に対し単に予圧のみを与える場合には予圧調整ナツト3
に付設したすりわりは必ずしも必要としない。
ところで、主ナツト2および予圧調整ナツト30こ形成
されたすりわりの位相は本実施例では円周方向に90度
ずれて配列しているが、この位相のずれは120度であ
っても良い。また、すりわりの数が複数に増えた場合で
もその位相は90度または120度ずつ相互にずれて形
成することが望ましい。この位相のずれにより、親ねじ
1のねじ山には全体に均一な予圧が作用すると共に、親
ねじ1が芯振れを起こした場合および軸方向の偏心荷重
が作用した場合、これらを軸心に向って自すJ調心する
ような作用が生ずる。
また、第7図に示す如く主ナツト2および予圧調整ナツ
ト3のすりわり形成部の肉厚tl、t2および双方のす
りわり間の幅りを任意に設定することにより主ナツト2
および予圧調整ナツト3のハネ定数を変えることができ
る。すなわち、親ねじ1に小さいトルク荷重が作用する
場合は、小さい予圧荷重でよいので肉rr1t+、t2
およびすりわり間の幅りも小さくてよい。反対に親ねじ
1が大きいトルク荷重を受ける場合は、肉厚tl(2お
よびすりわり間の幅りを大きくして剛性を高め大きな予
圧荷重を与えておく必要がある。
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
例えばボールねじ等のパンクラッシュ除去にも利用でき
ることは勿論、転がり軸受の予圧によるハックラッシュ
除去にも応用可能である。
さらに予圧調整の範囲が広いので微動送り機構にも応用
することができる。
〔発明の効果〕
以」二の説明によって明らかな如く、本発明によれば次
のような効果がある。
0)  予圧の調整範囲が広く、しかも簡単に予圧の調
整ができる。その結果、親ねじを回転させるトルクの調
整も♀■かくでき位置決め精度が向上する。
(2)ねじ等の摩耗によってバックラッシュが増加して
も主す、トおよび予圧調整ナツトのハネ作用により自動
的にこれを補償するので、その都度再調整する必要がな
い。
(3)主ナツトおよび予圧調整ナツトに形成したすりわ
り相互の位相ずれにより親ねじに対して均一な予圧が作
用すると共に、親ねじの芯振れおよび偏心荷重を自aj
関心して補正することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の精密ねじ送り機構の全体構成図、第2
図は主ナットと予圧調整ナツトとの螺合状態の平面図、
第3図は主ナツトの半断面図、第4図は第3図における
X−X線断面図、第5図は第3図におけるY−Y線断面
図、第6図は予圧調整ナットの半断面図、第7図は第2
図の縦断面図、第8図は第7図におけるA部拡大図、第
9図は第7図におけるB部拡大図、第10図は他の実施
例を示す縦断面図、第11図および第12図は従来例を
示した図である。 1・・・親ねじ     2・・・主ナツト3・・・予
圧調整ナツト 4・・・フランジ2八、2B、11・・
・めねじ 6八、6B、12八、12B ・・・すりわり8A、8
B、9A、9B・・・丸孔 9B              IAオ6図 オフ図 矛10図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)送り用親ねじと螺合する主ナットと該主ナットの
    外周に二重に螺合する予圧調整ナットにより形成され、
    前記主ナットは一側に該主ナットと一体形成されたフラ
    ンジと、該フランジの反対側外周に付設したねじ部と、
    主ナット内周面の両端部に適宜長さに亘り付設した前記
    親ねじと螺合するめねじと、該主ナットの略中央部に円
    周方向に適宜長さのおよび長手方向に適宜間隔置きに付
    設した複数個のすりわりとを有すると共に、前記予圧調
    整ナットは一側に前記主ナットの外周ねじ部と螺合する
    めねじと、略中央部に円周方向に適宜長さのおよび長手
    方向に適宜間隔置きに付設した複数個のすりわりとを有
    してなることを特徴とする精密ねじ送り機構。
  2. (2)前記主ナットおよび予圧調整ナットに付設した複
    数個のすりわりは、円周方向に相互に位相が適宜角度ず
    れて付設されると共に、該すりわり上には適宜間隔置き
    に複数個の予圧調整用の丸孔を穿設したことを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項に記載する精密ねじ送り機構。
JP28648085A 1985-12-19 1985-12-19 精密ねじ送り機構 Granted JPS62147161A (ja)

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JPH0355703B2 JPH0355703B2 (ja) 1991-08-26

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Cited By (3)

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