(57)【要約】【課題】簡易な構成で、送りねじ軸を軽量化し、低コストかつスムーズな位置決めができる送りねじ装置を提供する。【解決手段】円筒形中空パイプ１の外周面に、コイルばね２の内径側に戻ろうとする弾性力を利用してコイルばね全長に亘り圧嵌したのを送りねじ軸とし、フレーム１０を貫通する送りねじ軸を回転可能に支持できるように、フレーム部材のボルト１３ａ，１３ｂにそれぞれ２個のコイルばね素線と嵌合するように外周面に環状溝を設けた溝付きベアリングを運動変換用として配置し、又、送りねじ軸を押圧する手段として、長穴ガイド１２に貫通する押圧用中空パイプ１８に溝付きベアリング２個を配置し、ねじりばね２個を具備して送りねじ軸を回転可能に支持し、回転運動を直線運動に運動変換する構成の送りねじ装置。【選択図】図１
2015152113.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外径及び内径が軸方向に一様な断面円形の中空パイプと、
単体の転がり軸受の外周面にコイルばね素線と嵌合する一周の環状溝を設けた溝付きベアリングと、
前記中空パイプの外周面に、前記コイルばねを両端間の全長に亘り圧嵌し、両端は固着した送りねじ軸であって、
フレーム部材に支持された前記溝付きベアリングで、前記送りねじ軸の前記コイルばねの素線に前記溝付きベアリングの溝部分が嵌め合うように配置して、前記送りねじ軸を回転可能に支持し、前記送りねじ軸の回転運動を直線運動に運動変換する構成を特徴とする送りねじ装置。
【請求項２】
前記送りねじ軸の軸方向に、前記溝付きベアリングの側面が直角としたことを特徴とする請求項１記載の送りねじ装置。
【請求項３】
前記送りねじ軸の軸方向に、前記溝付きベアリングの側面が直角にして、前記送りねじ軸の前記コイルばねの素線に前記溝付きベアリングの溝の部分で嵌め合わせができる範囲内で、前記送りねじ軸の前記コイルばねを目的のピッチにした前記送りねじ軸を特徴とする請求項１又は２記載の送りねじ装置。
【請求項４】
前記送りねじ軸の軸方向に、回転ローラの側面が直角とし、
前記フレーム部材に支持された前記回転ローラの外周面で、前記送りねじ軸の前記コイルばね素線上に接して、前記送りねじ軸を回転可能に支持することを特徴とする請求項１、２又は３記載の送りねじ装置。
【請求項５】
前記送りねじ軸を、前記溝付きベアリング又は前記回転ローラを介し、弾性部材を具備して押圧する手段とし、前記送りねじ軸を回転可能に支持することを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の送りねじ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、簡易な構成で、位置決めができる送りねじ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
制御機器分野では、コンピュータと連動して動くメカニカルな部分において、描く、彫る、穴を開ける、切る、などをする場合、移動の際のスラスト荷重やラジアル荷重などの荷重によって構造が異なってくる。例えばプリンターの場合、インクとその噴射装置は軽量で、移動する時のスラスト荷重など軽い為、タイミングベルトで駆動できる。
【０００３】
又、ＣＮＣフライスなどの３軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）必要とする装置の場合は、Ｚ軸の周辺にモーター、又はソレノイド類など設置するため、移動の際のＸ軸及びＹ軸の運動変換部に受けるスラスト荷重やラジアル荷重が重くなり、それに対応できる送りねじ装置、或いはボールねじ装置が必要となる。
【０００４】
現状では、送り距離が短くスラスト荷重やラジアル荷重が軽い場合は、タイミングベルトが幅広く用いられている。又、送り距離に関係なくスラスト荷重やラジアル荷重が比較的に重く精度が要求される場合は、複数個のボールが循環するナット形式のボールねじ装置が幅広く用いられ活用されている。
【０００５】
その他の関連する特許文献１に、軸棒とコイルばねを組み合わせた送りねじ軸と運動変換部、特許文献２には回転運動を直線運動に変換する運動変換部が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１７４７１３号公報
【特許文献２】特開２０１２−２２６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来のボールねじ装置は高品質を追求するあまり、もの作りの好きな個人及び中小零細企業主が、価格及び重量の面で、もの作りに挑戦しずらく、又、もの作りに対して発想が萎縮しないように、安価、軽量を兼ね備えたものも要求される。
【０００８】
特許文献１の請求項１に、「軸棒に、内径が前記軸棒と略同一のコイルばねを外嵌してなるねじ軸と、前記ねじ軸に螺合するとともに、前記ねじ軸に対して相対的に回転して、直線移動する移動用ナットを備えた送りねじ装置において、」と記載されている。
軸棒に、内径が前記軸棒と略同一のコイルばねを外嵌した送りねじ軸の構成は、軸棒とコイルばねの接し方が緩く、コイルばね素線の線径が小さい場合は軸方向に外力が働けばズレ或いはブレが発生しやすく、細かな位置決めをする場合は不利となる。
【０００９】
又、送りねじ軸の回転運動を直線運動に変換する運動変換方法は、移動用ナット内部でコイルばねの素線にピンを当接させて挟む方式を採用している。この場合、摩擦係数が高くなるなどの課題がある。
【００１０】
特許文献２の回転直動変換機構の請求項１に、「ラックロッドに設けたねじ部に環状溝が噛み合うような軸角でねじり配置された公転ローラとを備え、」と記載され、運動変換部はねじ部のリード角に沿うように環状溝の形成されたローラで運動変換している。この場合、ねじ部のリード角の変更毎に公転ローラの軸となるシャフトの角度も変更せざる得ず、不利となり課題がある。
【００１１】
本発明は，以上のような課題に鑑み、簡易な構成で、スムーズな送り動作と、細かな位置決めもできる低コストで軽量な送りねじ装置の提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記課題を解決するために， 本発明は主として次のような構成をする。  
【００１３】
請求頁１に記載の発明は、
外径及び内径が軸方向に一様な断面円形の中空パイプと、
単体の転がり軸受の外周面にコイルばね素線と嵌合する一周の環状溝を設けた溝付きベアリングと、
中空パイプの外周面にコイルばねを両端間の全長に亘り圧嵌し、両端は固着した送りねじ軸であって、  
フレーム部材に支持された溝付きベアリングで、送りねじ軸のコイルばねの素線に溝付きベアリングの溝部分が嵌め合うように配置して、送りねじ軸を回転可能に支持し、送りねじ軸の回転運動を直線運動に運動変換する構成をする送りねじ装置。
【００１４】
請求頁２に記載の発明は、
送りねじ軸の軸方向に、溝付きベアリングの側面が直角とすることで、溝付きベアリングの軸となるシャフト（此処ではボルトとする）の軸方向に、溝付きベアリングを１個又は複数個配置可能にするとともに、溝付きベアリングの軸となるシャフト（此処ではボルトとする）の軸方向と、送りねじ軸の軸方向と平行にフレームに取り付けられる構成となる。
【００１５】
尚、溝付きベアリングの軸となるシャフトは略同じ使用目的のためボルトとし、以後の発明の効果や実施例の記述は、溝付きベアリングの軸はボルトとする。
【００１６】
請求頁３に記載の発明は、
送りねじ軸の軸方向に、溝付きベアリングの側面が直角にして、送りねじ軸のコイルばねの素線に溝付きベアリングの溝の部分で嵌め合わせができる範囲内で、送りねじ軸のコイルばねを目的のピッチにした送りねじ軸で構成する送りねじ装置。
【００１７】
請求頁４に記載の発明は、
送りねじ軸の軸方向に、回転ローラの側面が直角とし、フレーム部材に支持された回転ローラの外周面で、送りねじ軸のコイルばねの素線上に接して、送りねじ軸を回転可能に支持することを特徴することで、回転ローラの軸となるシャフト（此処ではボルトとする）の軸方向に、回転ローラを１個又は複数個配置可能にするとともに、回転ローラの軸となるシャフト（此処ではボルトとする）の軸方向と、送りねじ軸の軸方向と、平行にフレームに取り付けて送りねじ軸を回転可能に支持する構成となる。
【００１８】
尚、回転ローラの軸となるシャフトは略同じ使用目的のためボルトとし、以後の発明の効果や実施例の記述は、回転ローラの軸はボルトとする。
【００１９】
請求頁５に記載の発明は、
送りねじ軸を、溝付きベアリング又は回転ローラを介し、弾性部材を具備して押圧する手段とし、送りねじ軸を回転可能に支持することを特徴とすることで、位置決め精度を向上させると共に、バックラッシュを生じにくくする構成となる。
【発明の効果】
【００２０】
請求頁１に記載の発明によれば、
中空パイプの外周面に、コイルばね両端間の全長に亘り圧嵌した送りねじ軸は、
例えばステンレス（材質ＳＵＳ３０４ＷＰＢ）のコイルばねの長さ約３００ｍｍ、内径８．５ｍｍ、線径１．４ｍｍ、ピッチ６ｍｍを、
中空パイプの長さ４００ｍｍ、内径８．５ｍｍ、外径９．５ｍｍの外周面に圧嵌すると、
素手では外すことはできない程の圧嵌力があり、両手親指の爪で軸方向に強く力を加えても殆どズレることはない（両端の約６ｍｍ程度は除く）為、コイルばねの両端での溶接か、両端のピン係合、或いは、両端部の接着剤での固着などで止められコストを抑えられる効果がある。
【００２１】
と共に、中空パイプの外周面に、コイルばねを圧嵌することで送りねじ軸の軽量化ができる。且つ、溝付きベアリングを使用することで、スムーズな送り動作ができる。
【００２２】
請求頁３に記載の発明によれば、
送りねじ軸の軸方向に、溝付きベアリングの側面が直角にして溝付きベアリングの溝の部分で嵌め合わせができる範囲内で、送りねじ軸のコイルばねを自由なピッチ又は、同一なピッチにした送りねじ軸ができる。
【００２３】
又、送りねじ軸のコイルばねを自由ピッチにした送りねじ装置（図２０〜図２３参照）は、送りねじ軸の回転が一定でも送りのスピードをその場所場所で変化をもたせることができる。
【００２４】
請求頁２及び請求頁４に記載の発明によれば、
送りねじ軸の軸方向に、溝付きベアリングの側面及び回転ローラの側面が直角としたことで、フレームに取り付けする溝付きベアリングの軸であるボルト又は、回転ローラの軸であるボルトは、送りねじ軸と平行にフレームに取り付けすることができる。と共に、フレームに取り付けする角度の調整作業をなくして生産性の良い送りねじ装置ができる。
【００２５】
又、請求頁２の送りねじ軸の軸方向に、溝付きベアリングの側面が直角にすることで、運動変換部のスラスト方向及びラジアル方向に受ける荷重が集中しないように溝付きベアリングの軸となるボルトの軸方向に分散調整が可能になり、送りねじ軸のコイルばねにピッチ毎、又は、ピッチ毎所定の間隔を空けて必要個数の溝付きベアリングを配置することで、スラスト荷重やラジアル荷重に対応し安定した送り動作ができる。
【００２６】
又、請求頁４の送りねじ軸の軸方向に、回転ローラの側面が直角にすることで、送りねじ軸を回転可能に支持すると共に、ラジアル方向に受ける荷重が集中しないように回転ローラの軸となるボルトの軸方向に分散調整が可能になり必要個数の回転ローラを配置することで、ラジアル荷重に対応し安定した送り動作ができる。
【００２７】
請求頁５に記載の発明によれば、
送りねじ軸を、溝付きベアリング又は回転ローラを介し、弾性部材を具備して押圧する手段とし、送りねじ軸を回転可能に支持することで、位置決め精度を向上させると共に、バックラッシュを生じにくくする効果がある。
【００２８】
従来の送りねじ装置やボールねじ装置等の、軸のピッチ変更の必要性が生じた場合、軸も含めてナット部分の交換もしなければならないが、
本発明の自由ピッチの送りねじ装置（図２０〜図２３参照）では、溝付きベアリング一個で軸方向に運動変換してる為、新たにピッチを変更した送りねじ軸をそのまま交換可能で、経済的であると共に、自由ピッチと同一ピッチの送りねじ軸どちらでも使えるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】実施例１の同一ピッチ用送りねじ装置の斜視図である。
【図２】実施例１の同一ピッチ用送りねじ軸の正面図である。
【図３】実施例１の送りねじ軸のコイルばねに嵌め合いする溝付きベアリングの角度を示す図である。
【図４】（ａ）は送りねじ軸の両端のピン係合した拡大図、（ｂ）はその左側面図である。
【図５】送りねじ軸の両端部の接着剤で固着した拡大図である。
【図６】図４か、図５の施工後、両端部に更に熱収縮チューブを着設した図である。
【図７】実施例１の同一ピッチ用送りねじ装置の正面図である。
【図８】実施例１の同一ピッチ用送りねじ装置の背面図である。
【図９】実施例１の同一ピッチ用送りねじ装置の左側面図である。
【図１０】実施例１の図７のＢ−Ｂ’線に沿う断面図である。
【図１１】実施例２の同一ピッチ用、溝付きベアリングのフレーム外付け送りねじ装置の正面図である。
【図１２】実施例２の同一ピッチ用、溝付きベアリングのフレーム外付け送りねじ装置の背面図である。
【図１３】実施例２の同一ピッチ用、溝付きベアリングのフレーム外付け送りねじ装置の左側面図である。
【図１４】実施例２の図１１のＦ−Ｆ’線に沿う断面図である。
【図１５】実施例３の自由ピッチ用送りねじ軸の正面図である。
【図１６】実施例３の送りねじ軸のコイルばねに嵌め合いする溝付きベアリングの角度を示す図である。
【図１７】（ａ）送りねじ軸の両端のピン係合した拡大図、（ｂ）はその左側面図である。
【図１８】送りねじ軸の両端部の接着剤で固着した拡大図である。
【図１９】図１７か、又は、図１８の施工後、両端部に更に熱収縮チューブを着設した図である。
【図２０】実施例３の自由ピッチ用送りねじ装置の正面図である。
【図２１】実施例３の自由ピッチ用送りねじ装置の背面図である。
【図２２】実施例３の自由ピッチ用送りねじ装置の左側面図である。
【図２３】実施例３の図２０のＨ−Ｈ’線に沿う断面図である。
【図２４】実施例１，２，３に係わる溝付きベアリングの溝部分の形状とコイルばねに嵌め合いする送りねじ軸の軸方向の拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明の実施の形態の、順番に実施例１、２、３を記載し、また次に実施例１、２、３の共通部分を記載する。
【実施例１】
【００３１】
図１は同一ピッチ用送りねじ装置の斜視図である。
フレーム（１０）を貫通する軸方向に同一ピッチの送りねじ軸を回転可能に支持できるように、フレーム部材のボルト（１３ａ，１３ｂ）にそれぞれ２個の軸支と兼用して運動変換する溝付きベアリングを配置し、
送りねじ軸を押圧する手段として、長穴ガイド（１２）に貫通する押圧用中空パイプ（１８）に、溝付きベアリング２個を配置して、弾性部材（此処では、ねじりバネとする）２個を具備し、同一ピッチの送りねじ軸を回転可能に支持して回転運動を直線運動に運動変換する構成の送りねじ装置である。
【００３２】
実施例１の詳細を記載する。
【００３３】
図２は同一ピッチ用送りねじ軸である。
この同一ピッチの送りねじ軸は、溝付きベアリング（図３の１６）の側面が、軸方向に直角（図３のＡ）にして、溝付きベアリングの溝部分でコイルばねの素線を嵌め合いができる範囲内で、中空パイプ（１）にコイルばね（２）の内径側に戻ろうとする弾性力を利用して圧嵌した軸方向に同一なピッチにした送りねじ軸（図２）である。
【００３４】
又、コイルばねは、送りねじ軸の軸方向の両端で中空パイプに、溶接か、コイルばね留めピン（図４（ａ）、（ｂ）の３）でピン係合か、又は、接着剤で固着（図５の４）し、更に上から熱収縮チューブ（図６の５）を着設してもよい。
【００３５】
図７〜図１０において、フレーム（１０）に取り付けるボルト（１３ａ，１３ｂ）の２本にそれぞれ２個の溝付きベアリング（１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ）が座金（１４）を介して配置され、フレームの送りねじ軸貫通口（１１）を貫通する送りねじ軸を軸支と兼用して運動変換できるように、溝付きベアリングの溝部分でコイルばねの素線に嵌め合うように調整用座金（１５）を増やしたり、減らしたり、あるいはコンマ数ミリ単位の幅の調整用座金を使用して微細な調整をして、ナット（１７）で固定する。
【００３６】
と共に、送りねじ軸を回転可能に支持できるように、
送りねじ軸を押圧する手段として、フレームの長穴ガイド（１２）を貫通する押圧用中空パイプ（１８）に、溝付きベアリング（１６ｅ，１６ｆ）が配置され、樹脂ワッシャー（２１）を備えてフレームの間は長穴ガイドのガイド沿いに摺接するようにし、弾性部材（此処では、ねじりバネとする）（１９ａ、１９ｂ）の先端の一方をばね貫通穴（２０）に通し、もう一方はばね留め穴（２２）に差し込みし、溝付きベアリング（１６ｅ，１６ｆ）は送りねじ軸のコイルばねの素線に嵌合させて送りねじ軸を押圧する手段とし、送りねじ軸の回転運動を直線運動に運動変換する構成とした。
【００３７】
又、押圧する手段の溝付きベアリング（１６ｅ，１６ｆ）は、押圧用中空パイプ（１８）の間での横ズレ防止の為、ピン留めか、又は接着剤で固着してもよい。
【００３８】
スラスト荷重やラジアル荷重に対し更に強い送りねじ装置にする場合は、
ボルト（１３ａ，１３ｂ）に、図７正面図のＣ及び図８背面図のＤの部分にそれぞれ溝付きベアリングを１個または複数個追加配置してナットで固定し、及び送りねじ軸を押圧する押圧用中空パイプ（１８）の図７のＥの部分にも溝付きベアリングを１個または複数個追加配置し、押圧する弾性部材（此処では、ねじりバネとする）（１９ａ、１９ｂ）を更に強くするなど、スラスト荷重やラジアル荷重に対し強化した送りねじ装置としてもよい。
【００３９】
又、送りねじ軸を、押圧する手段の溝付きベアリング（１６ｅ，１６ｆ）は除き、図７のＥの部分に回転ローラを配置して、押圧用中空パイプ（１８）の間での横ズレ防止の為、ピン留めか、又は接着剤で固着してもよい。
【００４０】
図８背面図の溝付きベアリング１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ，１６ｆは、送りねじ軸の回転負荷の具合によっては回転ローラでもよい。
【００４１】
調整用座金（１５）は長さ調節した金属スペーサーでもよい。
【００４２】
樹脂ワッシャー（２１）は長さ調節した樹脂スペーサーでもよい。
【実施例２】
【００４３】
図１１〜図１４は同一ピッチ用送りねじ軸を使用し、溝付きベアリングをフレームの外付けにした送りねじ装置である。軸方向に溝付きベアリングの配置間隔を長くすることで安定感が増す構成とした。
【００４４】
次に、実施例２の詳細を記載する。
【００４５】
実施例２の同一ピッチ用送りねじ軸は上述の実施例１と同じなので、ここでの記載は省略する。
【００４６】
図１１〜図１４において、フレーム（４０）に取り付けるボルト（４３ａ，４３ｂ）の２本にそれぞれ２個の溝付きベアリング（４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、４６ｄ）が座金（４４）を介して配置され、フレームの送りねじ軸貫通口（４１）を貫通する送りねじ軸を軸支と兼用して運動変換できるように、溝付きベアリングの溝部分で送りねじ軸のコイルばね素線に嵌め合うように調整用座金（４５）を増やしたり、減らしたり、あるいはコンマ数ミリ単位の幅の調整用座金を使用して微細な調整をして、ナット（４７）で固定する。
【００４７】
と共に、送りねじ軸を回転可能に支持できるように、
送りねじ軸を押圧する手段として、フレームの長穴ガイド（図１４の４２）を貫通する押圧用中空パイプ（４８）に、溝付きベアリング（４６ｅ，４６ｆ）が送りねじ軸のコイルばねの素線に嵌合するように配置され、樹脂ワッシャー（５１）を備えてフレームの間は長穴ガイドのガイド沿いに摺接するようにし、溝付きベアリングが外れないようにスナップピン（５３）でピン留めし、弾性部材（此処では、ねじりバネとする）（４９ａ，４９ｂ）の先端の一方をばね貫通穴（５０）に通し、もう一方はばね留め穴（５２）に差し込みして送りねじ軸を押圧する手段とし、送りねじ軸の回転運動を直線運動に運動変換する構成とした。
【００４８】
図１２背面図の溝付きベアリング４６ｃ、４６ｄ、４６ｅ，４６ｆは、送りねじ軸の回転負荷の具合によっては回転ローラでもよい。
【００４９】
調整用座金（４５）は長さ調節した金属スペーサーでもよい。
【００５０】
樹脂ワッシャー（５１）は長さ調節した樹脂スペーサーでもよい。
【実施例３】
【００５１】
図１５〜図２３は自由ピッチ用送りねじ軸、及び送りねじ装置である。
フレーム部材に、溝付きベアリング１個と、回転ローラ５個をフレーム外側に配置して、フレームを貫通する自由ピッチの送りねじ軸を回転可能に支持し、回転運動を直線運動に運動変換する構成で、送りねじ軸の回転が一定でも送りのスピードをその場所場所で変化をもたせることができる送りねじ装置である。
【００５２】
次に、実施例３の詳細を記載する。
【００５３】
図１５は自由ピッチ用送りねじ軸である。
この自由ピッチの送りねじ軸は、溝付きベアリング（図１６の８６）の側面が、送りねじ軸の軸方向に直角（図１６のＧ）にして、溝付きベアリングの溝部分でコイルばねの素線を嵌め合いができる範囲内で、中空パイプ（７０）にコイルばね（７１）の内径側に戻ろうとする弾性力を利用して圧嵌した軸方向に自由なピッチにした送りねじ軸（図１５）である。
【００５４】
又、コイルばねは、送りねじ軸の軸方向の両端で中空パイプに、溶接か、コイルばね留めピン（図１７（ａ）、（ｂ）の７２）でピン係合か、又は、接着剤で固着（図１８の７３）し、更に上から熱収縮チューブ（図１９の７４）を着設してもよい。
【００５５】
図２０〜図２３において、図２０の正面図に示すように、フレーム（８０）に取り付けるボルト（８３ａ）に、送りねじ軸を軸支と兼用して運動変換する溝付きベアリング（８６）と、送りねじ軸の軸支用に回転ローラ（８７ａ）をフレーム外側に配置し座金（８４）介してナット（８５）で固定する。又、図２１の背面図に示すように、フレームに取り付けるボルト（８３ｂ）には、送りねじ軸の軸支用として回転ローラ（８７ｂ、８７ｃ）がフレーム外側に配置され座金を介してナット（８５）で固定する。
【００５６】
と共に、送りねじ軸を回転可能に支持できるように、
フレームの送りねじ軸貫通口（図２２の８１）を貫通する自由ピッチの送りねじ軸を押圧する手段として、フレームの長穴ガイド（図２２の８２）を貫通するボルト（８３ｃ）に、回転ローラ（８７ｄ、８７ｅ）がフレームの外側に配置され、樹脂ワッシャー（８８）を備えてフレームの間は長穴ガイドのガイド沿いに摺接するようにゆるみ止めナット（９１）で適度に締める。と共に、弾性部材（此処では、ねじりバネとする）（８９ａ、８９ｂ）の先端の一方をボルトに嵌め合わせて止め輪などを使用して横ズレ防止し、もう一方はばね留め穴（９０）に差し込みして送りねじ軸を押圧する手段とし、
溝付きベアリング（８６）の溝部分で送りねじ軸のコイルばね素線に嵌め合うようにして自由ピッチの送りねじ軸を回転可能に支持して回転運動を直線運動に運動変換する構成とした。
【００５７】
又、回転ローラ（８７ａ、８７ｂ、８７ｃ、８７ｄ、８７ｅ）の幅は、送りねじ軸のコイルばねのピッチが長い場所でもコイルばねの素線上に１箇所以上接触する幅とする。
【００５８】
次に、実施例１、２、３の共通部分を記載する。
【００５９】
送りねじ軸について、中空パイプの外周面にコイルばね両端間の全長に亘り圧嵌した送りねじ軸は、
例えばステンレス（材質ＳＵＳ３０４ＷＰＢ）のコイルばねの長さ約３００ｍｍ、内径８．５ｍｍ、線径１．４ｍｍ、ピッチ６ｍｍを、
中空パイプの長さ４００ｍｍ、内径８．５ｍｍ、外径９．５ｍｍの外周面に圧嵌すると、
素手では外すことはできない程の圧嵌力があり、両手親指の爪で軸方向に強く力を加えても殆どズレることはない（両端の約６ｍｍ程度は除く）為、コイルばね両端での溶接か、両端のピン係合、或いは、両端部の接着剤での固着する構成とした。
【００６０】
又、送りねじ軸は、中空パイプの外周面にコイルばねを両端間の全長に亘り圧嵌し、両端は固着したのを送りねじ軸とするが、軸方向に長い場合は、補強する意味において、所定の間隔をあけて接着剤で固着してもよい。
【００６１】
溝付きベアリングは、単体の転がり軸受の外周面にコイルばね素線と嵌合する一周の環状溝を設けたのを溝付きベアリングとする。
【００６２】
溝付きベアリングの軸となるボルト又は回転ローラの軸となるボルトは、溝付きベアリングの側面及び、回転ローラの側面が送りねじ軸の軸方向に直角であれば、１個の溝付きベアリングに対して１個のボルト、又は、１個の回転ローラに対して１個のボルトとしてもよい。
【００６３】
図２４は溝付きベアリングの溝部分が、送りねじ軸のコイルばね素線に嵌め合いを示す図である。尚、図の符号は実施例１、２、３と共通する部分において、併用して記載した。
【００６４】
溝付きベアリングの溝部分は、送りねじ軸のコイルばねの右巻き、左巻き、ピッチなど考慮し、図２４で示す溝部分は縦方向に左右対称な溝形状が好ましい。
【００６５】
実施例１と実施例２の押圧する手段の部材である押圧用中空パイプは、ボルトでもよい。
【００６６】
溝付きベアリング及び回転ローラは、その軸となるボルトの間に、隙間がないようにスペーサーを設けてもよい。
【００６７】
送りねじ軸を構成する中空パイプとコイルばねは鋼等などの金属製を使用するが、それ以上の強度、軽量、弾性等があればその材質を選択してもよい。
例えば、金属製の送りねじ軸の中空パイプは、より軽量なカーボンパイプなどでもよい。
【００６８】
又、更なる軽量化するのであれば、フレーム材はカーボン角パイプ、溝付きベアリング又は回転ローラの軸であるボルトは中空パイプ、又は、カーボンパイプでもよい。
【００６９】
溝付きベアリングと回転ローラは金属で構成されているが、送りねじ軸のコイルばねと接する外輪部分の材質は、より摺動性の高く、耐摩耗性などの機械的性質の良い材質であれば、それを選択してもよい。
例えば、ＭＣナイロンやポリアセタールなどの合成樹脂がある。
【符号の説明】
【００７０】
１      中空パイプ
２      コイルばね
３      コイルばね留めピン
４      接着剤
５      熱収縮チューブ
１０    フレーム
１１    送りねじ軸貫通口
１２    長穴ガイド
１３ａ、１３ｂ    ボルト
１４    座金
１５    調整用座金
１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ、１６ｆ    溝付きベアリング
１７    ナット
１８    押圧用中空パイプ
１９ａ、１９ｂ    弾性部材（此処では、ねじりバネとする）
２０    ばね貫通穴
２１    樹脂ワッシャー
２２    ばね留め穴
４０    フレーム
４１    送りねじ軸貫通口
４２    長穴ガイド
４３ａ、４３ｂ    ボルト
４４    座金
４５    調整用座金
４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、４６ｄ、４６ｅ、４６ｆ    溝付きベアリング
４７    ナット
４８    押圧用中空パイプ
４９ａ、４９ｂ    弾性部材（此処では、ねじりバネとする）
５０    ばね貫通穴
５１    樹脂ワッシャー
５２    ばね留め穴
５３    スナップピン
７０    中空パイプ
７１    コイルばね
７２    コイルばね留めピン
７３    接着剤
７４    熱収縮チューブ
８０    フレーム
８１    送りねじ軸貫通口
８２    長穴ガイド
８３ａ、８３ｂ、８３ｃ  ボルト
８４    座金
８５    ナット
８６    溝付きベアリング
８７ａ、８７ｂ、８７ｃ、８７ｄ、８７ｅ    回転ローラ
８８    樹脂ワッシャー
８９ａ，８９ｂ    弾性部材（此処では、ねじりバネとする）
９０    ばね留め穴
９１    ゆるみ止めナット
【図１】
2015152113.tif 000003
【図２】
2015152113.tif 000004
【図３】
2015152113.tif 000005
【図４】
2015152113.tif 000006
【図５】
2015152113.tif 000007
【図６】
2015152113.tif 000008
【図７】
2015152113.tif 000009
【図８】
2015152113.tif 000010
【図９】
2015152113.tif 000011
【図１０】
2015152113.tif 000012
【図１１】
2015152113.tif 000013
【図１２】
2015152113.tif 000014
【図１３】
2015152113.tif 000015
【図１４】
2015152113.tif 000016
【図１５】
2015152113.tif 000017
【図１６】
2015152113.tif 000018
【図１７】
2015152113.tif 000019
【図１８】
2015152113.tif 000020
【図１９】
2015152113.tif 000021
【図２０】
2015152113.tif 000022
【図２１】
2015152113.tif 000023
【図２２】
2015152113.tif 000024
【図２３】
2015152113.tif 000025
【図２４】
2015152113.tif 000026
【手続補正書】
【提出日】平成26年8月11日(2014.8.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送りねじ軸の回転運動を直線運動に運動変換する構成の送りねじ装置において、
前記送りねじ軸は、外径及び内径が軸方向に一様な断面円形の中空パイプと、前記中空パイプの外周面に、コイルばねを両端間の全長に亘り内径側に戻ろうとする弾性力を利用して圧嵌したことを特徴とする前記送りねじ軸を含む送りねじ装置。
【請求項２】
内輪および外輪の間に介在する複数の転動体とを備えた転がり軸受において、前記転がり軸受の外輪の外周面に前記コイルばね素線と嵌合する一周の環状溝を設けたのを溝付きベアリングとし、
前記送りねじ軸の軸方向に、前記溝付きベアリングの側面が直角とし、
且つ、この直角とすることでフレーム部材及び前記溝付きベアリングの内輪を貫通するボルトは前記送りねじ軸の軸方向と平行となり、その前記ボルトの軸方向に、前記溝付きベアリングを１個又は複数個配置可能とし、
前記送りねじ軸の前記コイルばね素線に、前記溝付きベアリングの溝部分が嵌合して前記送りねじ軸を回転可能に支持し、前記送りねじ軸の回転運動を直線運動に運動変換する構成を特徴とする請求項１記載の送りねじ装置。
【請求項３】
前記送りねじ軸の軸方向に、前記溝付きベアリングの側面が直角にして、前記送りねじ軸の前記コイルばねの素線に前記溝付きベアリングの溝の部分で嵌め合わせができる範囲内で、前記送りねじ軸の前記コイルばねを目的のピッチにした前記送りねじ軸を特徴とする請求項２記載の送りねじ装置。
【請求項４】
前記送りねじ軸の軸方向に、回転ローラの側面が直角とし、
前記フレーム部材に支持された前記回転ローラの外周面で、前記送りねじ軸の前記コイルばね素線上に接して、前記送りねじ軸を回転可能に支持することを特徴とする請求項３記載の送りねじ装置。
【請求項５】
前記送りねじ軸を、前記溝付きベアリング又は前記回転ローラを介し、弾性部材を具備して押圧する手段とし、前記送りねじ軸を回転可能に支持することを特徴とする請求項４記載の送りねじ装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
特許文献１の請求項１に、「軸棒に、内径が前記軸棒と略同一のコイルばねを外嵌して
なるねじ軸と、前記ねじ軸に螺合するとともに、前記ねじ軸に対して相対的に回転して、
直線移動する移動用ナットを備えた送りねじ装置において、」と記載されている。
軸棒に、内径が前記軸棒と略同一のコイルばねを外嵌した送りねじ軸の構成は、軸棒とコイルばねの接し方が緩く、コイルばね素線の線径が小さい場合は軸方向に外力が働けばズレ或いはブレが発生しやすく、精度を要求する位置決めを行う場合は不利となる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明は，以上のような課題に鑑み、簡易な構成で、スムーズな送り動作と、精度を要求する位置決めもできる低コストで軽量な送りねじ装置の提供することを目的とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
請求項１に記載の発明は、
送りねじ軸の回転運動を直線運動に運動変換する構成の送りねじ装置において、
送りねじ軸は、外径及び内径が軸方向に一様な断面円形の中空パイプと、その中空パイプの外周面に、コイルばねを両端間の全長に亘り内径側に戻ろうとする弾性力を利用して圧嵌した構成とする送りねじ装置。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
請求項２に記載の発明は、
内輪および外輪の間に介在する複数の転動体とを備えた転がり軸受において、転がり軸受の外輪の外周面にコイルばね素線と嵌合する一周の環状溝を設けたのを溝付きベアリングとし、
送りねじ軸の軸方向に溝付きベアリングの側面が直角とし、
且つ、この直角とすることで、フレーム部材及び溝付きベアリングの内輪を貫通するボルトは送りねじ軸の軸方向と平行となり、そのボルトの軸方向に、溝付きベアリングを１個又は複数個配置可能とし、
送りねじ軸のコイルばね素線に、溝付きベアリングの溝部分が嵌合して送りねじ軸を回転可能に支持し、送りねじ軸の回転運動を直線運動に運動変換する構成の送りねじ装置。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
請求項３に記載の発明は、
送りねじ軸の軸方向に、溝付きベアリングの側面が直角にして、送りねじ軸のコイルばねの素線に溝付きベアリングの溝の部分で嵌め合わせができる範囲内で、送りねじ軸のコイルばねを目的のピッチにした送りねじ軸で構成する送りねじ装置。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
請求項４に記載の発明は、
送りねじ軸の軸方向に、回転ローラの側面が直角とし、フレーム部材に支持された回転ローラの外周面で、送りねじ軸のコイルばねの素線上に接して、送りねじ軸を回転可能に支持することを特徴することで、回転ローラの軸となるボルトの軸方向に、回転ローラを１個又は複数個配置可能にするとともに、回転ローラの軸となるボルトの軸方向と、送りねじ軸の軸方向と、平行にフレームに取り付けて送りねじ軸を回転可能に支持する構成となる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
請求項５に記載の発明は、
送りねじ軸を、溝付きベアリング又は回転ローラを介し、弾性部材を具備して押圧する
手段とし、送りねじ軸を回転可能に支持することを特徴とすることで、位置決め精度を向
上させると共に、バックラッシュを生じにくくする構成となる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
請求項１に記載の発明によれば、
中空パイプの外周面に、コイルばね両端間の全長に亘り圧嵌した送りねじ軸は、
例えばステンレス（材質ＳＵＳ３０４ＷＰＢ）のコイルばねの長さ約３００ｍｍ、内径８．５ｍｍ、線径１．４ｍｍ、ピッチ６ｍｍを、
中空パイプの長さ４００ｍｍ、内径８．５ｍｍ、外径９．５ｍｍの外周面に圧嵌すると、
素手では外すことはできない程の圧嵌力があり、両手親指の爪で軸方向に強く力を加えても殆どズレることはない（両端の約６ｍｍ程度は除く）為、そのまま送りねじ軸として使用してもよく、又、必要に応じて、コイルばねの両端での溶接か、両端のピン係合、或いは、両端部の接着剤での固着などで止められコストを抑えられる効果がある。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
請求項３に記載の発明によれば、
送りねじ軸の軸方向に、溝付きベアリングの側面が直角にして溝付きベアリングの溝の部分で嵌め合わせができる範囲内で、送りねじ軸のコイルばねを自由なピッチ又は、同一なピッチにした送りねじ軸ができる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
請求項２及び請求項４に記載の発明によれば、
送りねじ軸の軸方向に、溝付きベアリングの側面及び回転ローラの側面が直角としたことで、フレームに取り付けする溝付きベアリングの軸であるボルト又は、回転ローラの軸であるボルトは、送りねじ軸と平行にフレームに取り付けすることができる。と共に、フレームに取り付けする角度の調整作業をなくして生産性の良い送りねじ装置ができる。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
又、請求項２の送りねじ軸の軸方向に、溝付きベアリングの側面が直角にすることで、
運動変換部のスラスト方向及びラジアル方向に受ける荷重が集中しないように溝付きベアリングの軸となるボルトの軸方向に分散調整が可能になり、送りねじ軸のコイルばねにピッチ毎、又は、ピッチ毎所定の間隔を空けて必要個数の溝付きベアリングを配置することで、スラスト荷重やラジアル荷重に対応し安定した送り動作ができる。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
又、請求項４の送りねじ軸の軸方向に、回転ローラの側面が直角にすることで、送りねじ軸を回転可能に支持すると共に、ラジアル方向に受ける荷重が集中しないように回転ローラの軸となるボルトの軸方向に分散調整が可能になり必要個数の回転ローラを配置することで、ラジアル荷重に対応し安定した送り動作ができる。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
請求項５に記載の発明によれば、
送りねじ軸を、溝付きベアリング又は回転ローラを介し、弾性部材を具備して押圧する手段とし、送りねじ軸を回転可能に支持することで、位置決め精度を向上させると共に、バックラッシュを生じにくくする効果がある。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５９】
送りねじ軸について、中空パイプの外周面にコイルばね両端間の全長に亘り圧嵌した送りねじ軸は、
例えばステンレス（材質ＳＵＳ３０４ＷＰＢ）のコイルばねの長さ約３００ｍｍ、内径
８．５ｍｍ、線径１．４ｍｍ、ピッチ６ｍｍを、
中空パイプの長さ４００ｍｍ、内径８．５ｍｍ、外径９．５ｍｍの外周面に圧嵌すると、
素手では外すことはできない程の圧嵌力があり、両手親指の爪で軸方向に強く力を加えても殆どズレることはない（両端の約６ｍｍ程度は除く）為、そのまま送りねじ軸として使用してもよく、又、必要に応じて、コイルばね両端での溶接か、両端のピン係合、或いは、両端部の接着剤での固着してもよい構成とした。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６０】
又、送りねじ軸は、中空パイプの外周面にコイルばねを両端間の全長に亘り圧嵌したものを送りねじ軸とするが、軸方向に長い場合は、補強する意味において、所定の間隔をあけて接着剤で固着してもよい。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２４】
2015152113.tif 000027