JPS62251560A - 精密送りネジ装置 - Google Patents

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】 〈発明の利用分野〉 この発明は、移動対象物、例えば光学系の計測器におけ
る部品や計測対象物を、精密に移動・位置決めするため
の精密送りネジ装置に関するものである。

〈従来の技術〉 従来の送りネジ装置の代表的なものとしては、（ａ）ボ
ルト（送りネジ）−ナンド（雌ネジ）式のもの、（ｂｌ
ｌ送水ネジ「爪」を噛合させたもの、（Ｃｌボールスク
リュ一方式のものなどが知られている。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかし、上記（ａｌでは、ナツトがボルトに対し全面で
接触しているのでその間の摩擦が大きく、作動させるの
に大きな力を要し、また常に潤滑油を必要とするので潤
滑油を使えないような場所には不都合である。他方上記
（ｂ）は、（ａ）のような問題はないが、逆に送りネジ
と「爪」の噛合が少ないので対象物に掛かる僅かな外力
によって停止位置が変化し易く停止位置の精密な位置決
めが不安定となり、精密な送りには適さない。さらに、
上記（Ｃ１は、「送りネジ」と「雌ネジ」が「ボール」
を介して接触しているので、その作動が円滑である反面
円滑過ぎて（ｂ）と同様に精密位置決めが不安定である
。即ち、従来の（ａ）〜（Ｃ）では、精密送りに必要と
される「円滑作動」と「確実停止」という相反する２つ
の機能を同時に最適な比率で満足させることができない
ものであった。また、（Ｃ１は、「ボール」を介して送
りネジの回転力を雌ネジ側に直接伝達する構造なので送
りネジと雌ネジ間の間隔（即ち「ボール」の介在スペー
ス）が種々の条件（例えば、可動体側に掛かる過重のバ
ラツキ）に応じて変化すると、「ボール」相互の回動運
動が不規則となったり「ボール」同士の位置関係が乱れ
たりして、その結果「軌み音」を発生したり、突然負荷
が増大するなどの現象を生じ、装置に静澁さが要請され
る場合には不都合となり、また負荷の増大を吸収し得る
ような大きなパワーの駆動源が要求され、そのために装
置が大型化してしまう。従って、例えば、静揉さが要求
され、また小型化の傾向にある光学系その他の計測装置
には向かなくなってしまうことになる。

く問題点を解決するための手段〉 上記の不具合を解決するための手段として第１発明〔特
許請求の範囲第（１１項記載発明、以下同じ〕では、送
りネジの回転運動を雌ネジを介して直線運動に変換し、
送りネジに装架された可動体を送りネジの長手方向へ移
動せしめる精密送りネジ装置であって、上記雌ネジを上
記送りネジの外径より大きな内径を有する回転筒の内側
壁に形成し、この回転筒を上記可動体内にベアリングを
介して回転自在に設け、上記送りネジを上記回転筒に内
接せしめ、そして、この内接による部分接触部を介して
上記送りネジの回転で上記回転筒を回転させつつ送りネ
ジの回転運動を直線運動に変換し、上記可動体を送りネ
ジの長手方向へ移動せしめることを要旨とし、第２発明
〔特許請求の範囲第（２）項記載発明、以下同じ〕では
、送りネジの回転運動を雌ネジを介して直線運動に変換
し、送りネジに装架された可動体を送りネジの長手方向
へ移動せしめる送りネジ装置であって、上記雌ネジを上
記送りネジの外径より大きな内径を有する回転筒の内側
壁に形成し、この回転筒を上記可動体内にベアリングを
介して回転自在に設け、上記送りネジを上記回転筒に内
接させるとともに、上記可動体の前後左右に各一対配し
たガイドローラを上記送りネジの上記回転筒との内接対
抗側に外接せしめ、そして、上記の内接による部分接触
部を介して上記送りネジの回転で上記回転筒を回転させ
つつ送りネジの回転運動を直線運動に変換し、上記可動
体を送りネジの長手方向へ移動せしめることを要旨とし
ている。

く作　用〉 次に、この発明〔第１発明及び第２発明〕に係る精密送
りネジ装置の作用をこの発明の一実施例を示す第１図〜
第５図に基づいて説明する。尚、以下の説明では、第１
発明を主体として説明し°、第２発明については、第１
発明と共通する部分は説明を省略して必要な部分につい
て述べるものとする。

図示せぬ駆動源によって与えられた送りネジ１の回転運
動は、回転筒２に設けられた雌ネジ３との部分接触部４
において回転筒２に伝えられる、そして回転筒２は、ベ
アリング５を介して、図示せぬ移動対象物によって回転
を規制された可動体６内に設けられているので、送りネ
ジ１の周速に刑応する周速で回転運動をする。ところで
、送りネジｌの外径に対し回転筒２の内径を太きしであ
るので送りネジｌの回転数と回転筒２の回転数とに差が
生じ、その分回転筒２が送りネジｌとの部分接触部４上
でその長手方向に沿って移動し、その結果可動体６が直
線運動を行い送りネジｌの長手方向へ移動することにな
る。

このように、この精密送りネジ装置７においては、送り
ネジｌの外径より大きな内径を有する回転筒２の内側壁
に雌ネジ３を形成し、この回転筒２に送りネジ１を内接
させ、この送りネジ１と雌ネジ３の直接的な部分接触部
４を介して送りネジ１の回転で回転筒２を回転させつつ
送りネジ１の回転運動を可動体６の直線運動に変換する
ものであるから、可動体６に連結する移動対象物の性質
に応じてその停止・位置決めに要求される「送りネジ」
と「雌ネジ」との必要最小限の接触の度合を容易に選択
し得ることになる。従って、移動対象物の性質に応じた
最適の「円滑移動−確実停止」の比率を容易に設定し得
ることになる。

また、第２発明では、可動体６にガイドローラ８が設け
られ且つ、このガイドローラ８が送りネジｌに外接せし
められているので、回転筒２への送りネジｌの内接状態
を確実に維持し得、可動体６に何らかの外力が働いても
送りネジ１と雌ネジ３との噛合が外れ送りネジ１が空回
りするという現象が避けられる。面、ガイドローラ８は
、送りネジ１に対し「共回り」しながら外接しているの
で、回転筒２及び可動体６の直線運動の妨げとなること
はない。

〈実　施　例〉 以下、この発明に係る精密送りネジ装置の一実施例を第
１図〜第５図に基づいて説明する。尚、第１発明と第２
発明は、後述のガイドローラ８の有無において異なるの
みなので、第１発明を主に説明し、第２発明については
、必要な部分にのみ言及するものとする。また、図中、
前後・左右という場合は、図中の矢示Ａを「前」、矢示
Ｂを「左」とした場合の方向を意味するものとする。

可動体６は、全体が略立方体形状で、その内部には円柱
形状のハウジング９が前面から後面に貫通して設けであ
る。このハウジング９には、後端に内側突出フランジ１
０が、前端にネジ１１が各々設けられている。

回転筒２は円筒形状でその内径は、後述の送りネジｌの
外径より大きいものとされており、その前端には外側突
出フランジ１２が、後端にはネジ１３が、さらにその内
側壁には雌ネジ３が各々設けられている。この回転筒２
の外面と可動体６のハウジング９内面間には、２個のベ
アリング５が前後方向で並設的に介在せしめられるもの
であり、２個のベアリング５間には、スペーサ１４が配
されている。そして、後方のベアリング５に対するベア
リング押え１６と、前方のベアリング５に対するベアリ
ング押え１８とが各々ベアリング５に組み合わせて配さ
れベアリング５が前後方向で位置ずれせぬようにしであ
る。尚、ベアリング押え１６は、その外径がベアリング
５の内側リテーナと略同−とされるリング状で、その内
側にネジ１３に対応するネジ１５が形成されている。ま
た、ベアリング押え１８は、その外径がベアリング５の
外側リテーナと略同−とされるリング状で、その外周に
ネジ１１に対応するネジ１７が形成されている。

そして、回転筒２は、２個のベアリング５間にスペーサ
１４を配して、外側突出フランジ１２で前方のベアリン
グ５の内側リテーナを、ベアリング押え１６で後方のベ
アリング５の内側リテーナを各々位置規制しつつ「回転
筒２−ベアリング５のサブアッセンブリ月を形成してい
る。この「回転筒２−ベアリング５のサブアッセンブリ
」は、そのベアリング押え１６側を可動体６の内側突出
フランジ１０に当接させた状態でハウジング９内にセッ
トされる。そして、これをベアリング押え１８で前ベア
リング５の外側リテーナを介して位置規制することによ
って、全体として「回転筒２−ベアリング５のサブアッ
センブリ」は、ハウジング９内に回転自在に設けられて
いる。

そして、かかる回転筒２を送りネジ１に装架した状態に
あって、雌ネジ３と送りネジ１とは、送りネジｌの長手
方向に沿い部分接触部４で接触するように内接させて配
されている。

さらに、第２発明では、可動体６の前後に固定位置調整
自在に各々装着される外観門形状のガイド板１９に左右
一対のガイドローラ８が軸支されており、可動体６の前
後で計４個のガイドローラ８が送りネジ１に外接するよ
うにさせである。送りネジｌと回転筒２との内接対抗側
（第４図中上方が内接側で下方が外接側である）にガイ
ドローラ８が位置し、送りネジ１と可動体６とは、送り
ネジｌと回転筒２との内接点並びに送りネジｌと左右一
対のガイドローラ８との外接点とによっていわば３点支
持の状態が得られ、送りネジｌに対する回転筒２の内接
関係が確実に維持せしめられるようにしである。

尚、図では、ベアリング５及びガイドローラ８のベアリ
ングとして非シールタイプのものを示しているが、必要
に応じてシールタイプのものが用いられ得ることは勿論
である。またガイドローラ８は、ベアリングである必要
はなく、要は送りネジ１に外接してこれと「共回り」可
能なものであれば足る。

次に作動状態を説明する。

図示せぬ駆動源によって与えられた送りネジｌの回転運
動は、回転筒２に設けられた雌ネジ３との部分接触部４
において回転筒２に伝えられる、そして回転筒２は、ベ
アリング５を介して、図示せぬ移動対象物によって回転
を規制された可動体６内に設けられているので、送りネ
ジ１の周速に対応する周速で回転運動をする。ところで
、送りネジｌの外径に対し回転筒２の内径を大きくしで
あるので送りネジ１の回転数と回転筒２の回転数とに差
が生じ、その分回転筒２が送りネジ１との部分接触部４
上でその長手方向に沿って移動し、その結果可動体６が
直線運動を行い送すネ、ジｌの長手方向へ移動すること
になる。

このように、この精密送りネジ装置７においては、送り
ネジ１の外径より大きな内径を有する回転筒２の内側壁
に雌ネジ３を形成し、この回転筒２に送りネジ１を内接
させ、この送りネジｌと雌ネジ３の直接的な部分接触部
４を介して送りネジ１の回転で回転筒２を回転させつつ
送りネジ１の回転運動を可動体６の直線連動に変換する
ものであるから、可動体６に連結する移動対象物の性質
に応じてその停止・位置決めに要求される「送りネジ」
と「雌ネジ」との必要最小限の接触の度合を容易に選択
し得ることになる。従って、移動対象物の性質に応じた
最適の「円滑移動−確実停止」の比率を容易に設定し得
ることになる。しかも、送りネジｌと回転筒２とは部分
接触であるので、「ボルト（送りネジ）−ナツト（雌ネ
ジ）式」や「ボールスクリュ一方式」での「全体接触」
の場合のような「むり」が生ぜず、従って潤滑油を要し
ないし、また小さい力で作動させ得る。

即ち、この精密送りネジ装置７は、潤滑油の揮発を嫌う
雰囲気下にも安心して使用でき、また駆動用のモータが
小型で済み装置全体を小型化することも可能となる。ま
た、「ボール」の直接的相互°接触がないので「ボール
」による「礼み音」のような騒音もなくその作動音は極
めて小さい。従って、静櫃さを要求されるような場合に
最適である。

また、第２発明では、可動体６にガイドローラ８が設け
られ且つ、このガイドローラ８が送りネジ１に外接せし
められているので、回転筒２への送りネジｌの内接状態
を確実に維持し得、可動体６に何らかの外力が働いても
送りネジｌと雌ネジ３との噛合が外れ送りネジ１が空回
りするという現象が避けられる。さらに、ガイドローラ
８が固定されているガイド板１９が可動体６に固定位置
調整自在に装着されているので、その固定位置を調整す
ることによって送りネジ１と雌ネジ３との噛合の「遊び
」を調整し得、停止・位置決めをより精密化できる。尚
、ガイドローラ８は、送りネジ１に対し「共回り」しな
がら外接するので、回転筒２及び可動体６の直線運動の
妨げとなることはない。

第６図及び第７図は、他の実施例で、この回転ｍ２０は
、「雌ネジ」として平行溝２１を備えている。先の実施
例では、回転筒２は螺旋状に連続する雌ネジ３を備えて
いたが、この実施例の「雌ネジ」は、非連続状の平行溝
２１にしたものである。送りネジｌと回転筒２０とは部
分接触するだけなので、平行溝２１でも噛合が可能とな
るものである。平行溝２１は、回転筒２０の端面に対し
送りネジ１のリード角と同一の角度を成すようにして回
転筒２０の内側壁に形成されている。この場合には、作
動がより確実となる。即ち、「送りネジ」と「雌ネジ」
との間に微小単位ながら生ずるおそれのある「スリップ
」に対し安定的となるので送り量（停止位置）の精密制
御をより確実に行えるものである。尚、平行溝２１が回
転筒２０の端面と成す角度は、これに限られず、平行溝
２１を回転筒２０の端面と平行に形成し、回転筒２０自
体を送りネジ１に対し傾けるようにすることが可能であ
ることは勿論である（第７図参照）。

その余の点については、前記実施例と略同−なので説明
を省略する。

〈発明の効果〉 この発明に係る精密送りネジ！装置は、以上説明してき
た如く 送りネジの外径より大きな内径を有する回転筒の内側壁
に雌ネジを形成し、この回転筒に送りネジを内接させ、
この送りネジと雌ネジの直接的な部分接触部を介して送
りネジの回転で回転筒を回転させつつ送りネジの回転運
動を可動体の直線運動に変換するものであるから、 第１発明においては、 （イ）「送りネジ」と「雌ネジ」との接触度合を任意に
設定し得、移動対象物の性質に応じた最適の「円滑移動
−確実停止」の比率を容易に設定し得るという効果があ
る。

（ロ）また、静澁さを要求される場合に最適な「精密送
りネジ装置」を提供出来るという効果もあり、 （ハ）さらに、潤滑油の揮発を嫌う雰囲気下でも安心し
て使用できる「Ｉ＃密密送木ネジ装置を提供できるとい
う効果及び、装置全体を小型化できるという効果もある
。

しかも、第２発明においては、可動体にガイドローラを
設は且つ、このガイドローラを送りネジに外接せしめて
いるので、 （ニ）回転筒への送りネジの内接状態を確実に維持し得
るという効果とともに、可動体に何らかの外力が働いて
も送りネジと雌ネジとの噛合が外れ送りネジが空回りす
るという現象を避は得るという効果があり、上記（イ）
〜（ハ）の諸効果をより強力にするという効果が期待で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、精密送りネジ装置の一実施例を示す概略斜視
図、 第２図は、第１図に対応する精密送りネジ装置の分解図
、 第３図は、第１図中矢示ｍ−ｍ線における断面図、 第４図は、第１図中矢示■方向から見た概略側面図、 第５図は、第１図中矢示Ｖ−Ｖ線における送りネジと回
転筒のみを示す概略断面図、 第６図は、他の実施例に於ける回転筒の「雌ネジ」とし
ての平行溝の構成を示す概略斜視図、そして 第７図は、平行溝を回転筒の端面に平行に形成した場合
の回転筒と送りネジとの配設関係を示す第５図相当の概
略断面図である。 １・−・・送りネジ ２０．２−・・・−回転筒 ３・−・・・−雌ネジ ４−−−−−−一市ト接触部 ５・−一−−−・−ベアリング ６−・・・−・−９可動体 ７・−・−・精密送りネジ装置 ８・・・・−ガイドローラ ２Ｌ−一一一一・−・平行溝 Ｍｌ　図 第３　図 ３Ｒネジ′

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）送りネジの回転運動を雌ネジを介して直線運動に
   変換し、送りネジに装架された可動体を送りネジの長手
   方向へ移動せしめる精密送りネジ装置であって、 上記雌ネジを上記送りネジの外径より大きな内径を有す
   る回転筒の内側壁に形成し、 この回転筒を上記可動体内にベアリングを介して回転自
   在に設け、 上記送りネジを上記回転筒に内接せしめ、 そして、この内接による部分接触部を介して上記送りネ
   ジの回転で上記回転筒を回転させつつ送りネジの回転運
   動を直線運動に変換し、上記可動体を送りネジの長手方
   向へ移動せしめることを特徴とする精密送りネジ装置。
2. （２）送りネジの回転運動を雌ネジを介して直線運動に
   変換し、送りネジに装架された可動体を送りネジの長手
   方向へ移動せしめる送りネジ装置であって、 上記雌ネジを上記送りネジの外径より大きな内径を有す
   る回転筒の内側壁に形成し、 この回転筒を上記可動体内にベアリングを介して回転自
   在に設け、 上記送りネジを上記回転筒に内接させるとともに、上記
   可動体の前後左右に各一対配したガイドローラを上記送
   りネジの上記回転筒との内接対抗側に外接せしめ、 そして、上記の内接による部分接触部を介して上記送り
   ネジの回転で上記回転筒を回転させつつ送りネジの回転
   連動を直線運動に変換し、上記可動体を送りネジの長手
   方向へ移動せしめることを特徴とする精密送りネジ装置
   。