(57)【要約】【課題】  バックラッシュを高精度に除去するとともに、ナット部材の移動位置にかかわらず送りねじの回転トルクが常に安定し、これによりナット部材の高精度な移動制御を実現する。【解決手段】  圧縮コイルばね３５の付勢力をナット部材３０に対し送りねじ２０と略直角に交叉する方向へ付与する。この構成により、ナット部材３０が圧縮コイルばね３５の付勢力を受けて送りねじ２０に押圧され、ナット部材３０に形成された雌ねじの山が、送りねじ２０に形成された雄ねじの谷に入り込み、それら山と谷とが両斜面で当接し、バックラッシュが除去される。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
送りねじと、この送りねじに螺合するナット部材とを備え、前記送りねじの回転に伴い当該送りねじに沿って前記ナット部材が移動する構成のねじ式送り装置において、
前記ナット部材を前記送りねじと略直角に交叉する方向へ付勢する付勢手段を設けたことを特徴とするねじ式送り装置。
【請求項２】
前記ナット部材は、前記送りねじに対し、少なくとも２つの螺合領域を有し、これら螺合領域の中間部が前記送りねじと接触しない逃げ部を形成しており、
前記付勢手段は、前記各螺合領域へ均等に付勢力を作用させる構成であることを特徴とする請求項１のねじ式送り装置。
【請求項３】
前記ナット部材は、長さ方向の中央位置を含む中央領域に前記逃げ部を有するとともに、前記螺合領域が当該中央位置に対し対称に形成されており、
前記付勢手段は、前記ナット部材の中央位置を付勢する構成であることを特徴とする請求項２のねじ式送り装置。
【請求項４】
前記送りねじと平行に配設されたガイドレールと、このガイドレールに沿って移動自在なガイド部材とを備え、
前記ナット部材は、連結部材を介して前記ガイド部材と連結され、当該ガイド部材と一体に移動することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のねじ式送り装置。
【請求項５】
前記連結部材は、前記ガイド部材に固定されるとともに、一端部に係合部を有し、
前記ナット部材は、前記係合部が当接する被係合部を有しており、
かつ、前記連結部材とナット部材との間に、前記係合部を前記被係合部へ当接させる付勢部材を備えることを特徴とする請求項４のねじ式送り装置。
【請求項６】
前記係合部が突起部により形成されているとともに、前記被係合部が溝部によって形成され、前記係合部が被係合部の溝内で移動可能であり、かつ前記付勢部材によって前記係合部が被係合部の内壁に押し付けられていることを特徴とする請求項５のねじ式送り装置。
【請求項７】
前記付勢手段は、前記ナット部材に対し、前記送りねじ周りの回転力を付与する位置に付勢力を作用させ、
かつ、前記ナット部材の近傍には、前記ナット部材が当接する回り止め手段が設けてあることを特徴とする請求項５又は６のねじ式送り装置。
【請求項８】
前記送りねじに前記ナット部材が２個螺合するとともに、各ナット部材にそれぞれ連結された２個の前記ガイド部材を含む請求項４乃至７のいずれか一項に記載のねじ式送り装置を備え、
前記各ガイド部材にスリット板を装着してなるスリット装置。
【請求項９】
試料台に試料を配置し、Ｘ線源から放射されたＸ線を前記試料へ照射するとともに、試料から透過又は反射してきたＸ線をＸ線検出器によって検出する構成を備えたＸ線分析装置において、
請求項８のスリット装置を、前記Ｘ線源と前記試料台との間、又は前記試料台と前記Ｘ線検出器との間に設けたことを特徴とするＸ線分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、送りねじと、この送りねじに螺合するナット部材とを備え、送りねじの回転に伴い当該送りねじに沿ってナット部材が移動する構成のねじ式送り装置に関し、特に送りねじに対するナット部材のバックラッシュを有効に除去する手段を備えたねじ式送り装置に関する。
さらに、本発明は、上記ねじ式送り装置を主要部に備えたスリット装置と、このスリット装置が搭載されたＸ線分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図６は、従来のねじ式送り装置に組み込まれているバックラッシュ除去機構を示す概略図である。
周知のとおり、ねじ式送り装置は、送りねじ１００に螺合するナット部材１１０を、送りねじ１００の回転に伴い当該送りねじ１００に沿って移動させる構成となっており、その移動を高精度に制御する目的でバックラッシュ除去機構が組み込まれている。
図６に示すバックラッシュ除去機構は、ばね部材１２０の付勢力により、ナット部材１１０を移動方向（すなわち、送りねじ１００の長さ方向）の一方に押し付ける構成となっている。
【０００３】
しかしながら、上記従来のバックラッシュ除去機構では、ナット部材１１０の移動に伴い、ばね部材１２０が伸縮するので、移動位置によってナット部材１１０に作用する付勢力（ばね力）が変化する。このため、ナット部材１１０が螺合する送りねじ１００の回転トルクも、ばね部材１２０からの付勢力の変化に伴い変動し、その結果、送りねじ１００の高精度な回転制御に支障をきたすおそれがあった。
【０００４】
また、金属製の三角ねじを使用して送りねじ１００を構成した場合、ばね部材１２０の付勢力により圧接する側のねじ山斜面ばかりが摩耗するため、送りねじ１００の回転角度とナット部材１１０の移動位置との関係にずれが生じ、エンコーダを用いた送りねじ１００の回転制御に誤差が生じてくる欠点もあった。
【０００５】
さて、Ｘ線を試料に照射して当該試料の結晶構造等を分析する装置（例えば、Ｘ線回折装置）においては、Ｘ線源から放射されたＸ線の幅を高精度に制御するスリット装置が一般に搭載されている。この種のスリット装置では、Ｘ線を透過させる一対のスリット板をねじ式送り装置により移動させる構成が採用されており、スリット板の間隔、すなわちそこを透過するＸ線の幅を高精度に調整するため、バックラッシュの除去とともに、高精度な送りねじの回転制御が要求されていた。
このため、この種の技術分野においては、特に従来のねじ式送り装置が有する上述した欠点を解消する改良が望まれていた。
【特許文献１】特開２００１−１７３７４８号公報には、上記図６に示した構成と同様な技術的思想に係るバックラッシュ除去機構が開示されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、バックラッシュを高精度に除去するとともに、ナット部材の移動位置にかかわらず送りねじの回転トルクが常に安定し、これによりナット部材の高精度な移動制御を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は、送りねじと、この送りねじに螺合するナット部材とを備え、送りねじの回転に伴い当該送りねじに沿ってナット部材が移動する構成のねじ式送り装置において、ナット部材を送りねじと略直角に交叉する方向へ付勢する付勢手段を設けたことを特徴とする。
【０００８】
上記構成の本発明によれば、ナット部材が付勢手段の付勢力を受けて送りねじに押圧され、ナット部材に形成された雌ねじの山が、送りねじに形成された雄ねじの谷に入り込み、それら山と谷とが両斜面で当接し、バックラッシュが除去される。
【０００９】
したがって、送りねじを金属製の三角ねじで構成した場合であっても、ねじ山は両斜面が均等に摩耗するため、送りねじの回転角度とナット部材の移動位置との関係にずれが生じることはなく、高精度な送りねじの回転制御を持続することができる。
なお、本発明は、送りねじをボールねじ等、金属製の三角ねじ以外で構成することもできる。
【００１０】
また、付勢手段をコイルばねによって構成した場合にあっても、当該コイルばねがナット部材を送りねじと略直角に交叉する方向へ付勢するので、ナット部材の移動位置が変化してもコイルばねの伸縮状態に変動はなく、したがって送りねじに作用する付勢力が一定となる。その結果、送りねじの回転トルクが安定するので、送りねじを高精度に回転制御することが可能となる。
【００１１】
さらに本発明は、ナット部材が、送りねじに対し、少なくとも２つの螺合領域を有し、これら螺合領域の中間部が送りねじと接触しない逃げ部を形成しており、
付勢手段が、各螺合領域へ均等に付勢力を作用させる構成であることを特徴とする。
【００１２】
さらに具体的には、ナット部材が、長さ方向の中央位置を含む中央領域に逃げ部を有するとともに、螺合領域が当該中央位置に対し対称に形成されており、
付勢手段が、ナット部材の中央位置を付勢する構成とすることが好ましい。
【００１３】
このように構成すれば、送りねじの雄ねじ部分に対しナット部材の雌ねじ部分が、付勢手段からの付勢力をもって均等に押し付けられる。その結果、ナット部材に形成された雌ねじの山が、送りねじに形成された雄ねじの谷へ偏りなく入り込み、それら山と谷とが確実に両斜面で当接するので、安定したバックラッシュ除去の状態を形成することができる。
【００１４】
さらに本発明は、送りねじと平行に配設されたガイドレールと、このガイドレールに沿って移動自在なガイド部材とを備え、
ナット部材が、連結部材を介してガイド部材と連結され、当該ガイド部材と一体に移動することを特徴とする。
【００１５】
ガイド部材には、移動対象部品（例えば、後述するスリット板）を装着することができる。ナット部材に移動対象部品を直接装着することもできるが、その場合、送りねじの回転に伴う振動が移動対象部品に伝わったり、ねじ精度が移動対象部品の傾き精度として伝わったり、移動対象部品の荷重がナット部材に偏って作用したり、さらには移動対象部品の荷重が付勢手段による付勢力を打ち消す方向に作用したりするおそれがある。
ガイド部材に移動対象部品を装着することで、これらの不都合を回避することができる。
【００１６】
さらに本発明は、連結部材が、ガイド部材に固定されるとともに、一端部に係合部を有し、
ナット部材が、係合部の当接する被係合部を有しており、
かつ、連結部材とナット部材との間に、係合部を被係合部へ当接させる付勢部材（例えば、ばね部材）を備えることを特徴とする。
【００１７】
さらに具体的には、係合部が突起部により形成されているとともに、被係合部が溝部によって形成され、係合部が被係合部の溝内で移動可能であり、かつ付勢部材によって係合部が被係合部の内壁に押し付けられていることを特徴とする。
【００１８】
ガイド部材及びナット部材に対し、連結部材をねじ止め等により剛結合することもできるが、この場合、取付け誤差等に起因してガイド部材に応力が発生することがある。ガイド部材は、ガイドレールに支持されているため、応力の発生状況によってはガイドレールに沿った円滑な移動が阻害される可能性もある。
上記本発明の構成によれば、付勢部材の付勢力をもって連結部材の係合部をナット部材の被係合部へ当接させているので、各部材（例えば、連結部材とナット部材）の間に取付け誤差や寸法誤差等があっても、係合部と被係合部との間の相対移動によってこれを吸収する。したがって、各部材（特に、ガイド部材）に偏った応力が発生することを回避でき、ガイド部材の円滑な移動を補償することができる。
【００１９】
さらに本発明は、上記付勢手段が、ナット部材に対し、送りねじ周りの回転力を付与する位置に付勢力を作用させ、
かつ、ナット部材の近傍には、ナット部材が当接して回り止め手段が設けてあることを特徴とする。
【００２０】
ナット部材を連結部材やガイド部材に剛結合して回り止めすることも可能であるが、その場合、既述したと同様、取付け誤差等に起因してガイド部材に応力が発生することがある。
上記構成とすることで、ナット部材とガイド部材との間の相対的な取付け誤差等を付勢手段が吸収し、ガイド部材に偏った応力が発生することを回避でき、ガイド部材の円滑な移動を補償することができる。
【００２１】
また、本発明のスリット装置は、送りねじにナット部材が２個螺合するとともに、各ナット部材にそれぞれ連結された２個のガイド部材を含む上記ねじ式送り装置を備え、
各ガイド部材にスリット板を装着してなることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明のＸ線分析装置は、試料台に試料を配置し、Ｘ線源から放射されたＸ線を試料へ照射するとともに、試料から透過又は反射してきたＸ線をＸ線検出器によって検出する構成を備えたＸ線分析装置において、上記スリット装置を、Ｘ線源と試料台との間、又は試料台とＸ線検出器との間に設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、バックラッシュを高精度に除去するとともに、ナット部材の移動位置にかかわらず送りねじの回転トルクが常に安定し、これによりナット部材の高精度な移動制御を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の実施形態に係るねじ式送り装置の正面断面図、図２（ａ）は同じく正面図、図２（ｂ）は同じく側面断面図である。これらの図面を参照して、まずねじ式送り装置の全体構造を説明する。
【００２５】
同図に示すように、本実施形態に係るねじ式送り装置は、装置本体１０と、送りねじ２０と、ナット部材３０と、ガイドレール４０と、ガイド部材５０と、連結部材６０とを備えている。
送りねじ２０は、軸受２０ａ，２０ａを介して両端部分が装置本体１０に回転自在に支持されている。装置本体１０には、送りねじ２０の駆動モータ７０が装着してあり、送りねじ２０の一端にこの駆動モータ７０の駆動軸７１が連結してある。送りねじ２０は、この駆動モータ７０により回転駆動される。送りねじ２０の周面には、雄ねじ部２１が形成されている。雄ねじ部２１は、送りねじ２０の長さ方向中央部を境界として、その左右で逆廻りの螺旋状に形成されている。
【００２６】
ナット部材３０は、送りねじ２０に螺合している。本実施形態では、送りねじ２０に一対（二個）のナット部材３０，３０を螺合してある。ここで、一方のナット部材３０は、送りねじ２０の長さ方向中央部より左側の雄ねじ部２１に、他方のナット部材３０は、送りねじ２０の長さ方向中央部より右側の雄ねじ部２１に螺合してある。これら各ナット部材３０，３０は、送りねじ２０の回転に伴い、送りねじ２０に沿って互いに逆方向へ直線移動する。
【００２７】
ガイドレール４０は、送りねじ２０の下方位置で装置本体１０に固定されている。ガイドレール４０は、送りねじ２０と平行に配設されている。このガイドレール４０には、一対（二個）のガイド部材５０，５０が装着してある。各ガイド部材５０，５０が、ガイドレール４０に沿って摺動自在である。各ガイド部材５０，５０は、それぞれ各ナット部材３０，３０の下方に配置してある。そして、上下に配置されたナット部材３０とガイド部材５０とは、連結部材６０によって連結され、それらが一体に移動する構成となっている（図２参照）。
【００２８】
本実施形態のねじ式送り装置は、スリット装置の主要部を構成しており、各ガイド部材５０，５０には、それぞれスリット板８０が装着されている。これらスリット板８０，８０は、ガイド部材５０と一体に図２（ａ）の左右方向へ直線移動して、相互の間隔が接近又は離間する。ガイドレール４０に沿ってがたつきなく直線移動する各ガイド部材５０，５０にスリット板８０を装着することで、各スリット板８０，８０の間隔を高精度に制御することが可能となる。
【００２９】
次に、上述したねじ式送り装置の細部構造について更に詳細に説明する。
図３に拡大して示すように、ナット部材３０は、長さ方向の中央位置を含む中央領域に逃げ部３１が切欠き形成してある。この逃げ部３１は、送りねじ２０の雄ねじ部２１に接触していない。そして、ナット部材３０には、長さ方向の中央位置に対して対称（図では左右対称）に２つの螺合領域３２，３２が形成してあり、螺合領域３２の内周面に雌ねじ部３３が形成してある。各螺合領域３２，３２の雌ねじ部３３は、送りねじ２０の雄ねじ部２１と螺合している。
【００３０】
さらに、ナット部材３０には、正面から看て長さ方向中央位置に、底面から上方に向かってばね挿入溝３４が形成してあり、このばね挿入溝３４に圧縮コイルばね３５（付勢手段）が挿入配置してある。圧縮コイルばね３５の一端（図では下端）は、ガイド部材５０の上面に当接しており、他端はばね挿入溝３４の天井面に当接している。この圧縮コイルばね３５は、ナット部材３０に対し、その長さ方向中央位置で、送りねじ２０と略直角に交叉する方向へ付勢力を付与している。
【００３１】
このように、圧縮コイルばね３５の付勢力をナット部材３０に対し送りねじ２０と略直角に交叉する方向へ付与する結果、ナット部材３０が当該付勢力を受けて送りねじ２０に押圧され、ナット部材３０に形成された雌ねじの山が、送りねじ２０に形成された雄ねじの谷に入り込み、それら山と谷とが両斜面で当接し、バックラッシュが除去される。
【００３２】
したがって、送りねじ２０を金属製の三角ねじで構成した場合であっても、ねじ山は両斜面が均等に摩耗するため、送りねじ２０の回転角度とナット部材３０の移動位置との関係にずれが生じることはなく、高精度な送りねじ２０の回転制御を持続することができる。
【００３３】
また、圧縮コイルばね３５は、ナット部材３０の移動位置が変化しても伸縮状態に変動はなく、したがって送りねじ２０に作用する付勢力が一定となる。その結果、送りねじ２０の回転トルクが安定するので、送りねじ２０を高精度に回転制御することが可能となる。
【００３４】
ここで、圧縮コイルばね３５の付勢力は、ナット部材３０の各螺合領域３２に作用する。しかも、ナット部材３０の各螺合領域３２は、長さ方向の中央位置に対して対称に形成してあるので、同中央位置に配置された圧縮コイルばね３５からの付勢力は、各螺合領域３２に均等に作用する。
したがって、送りねじ２０の雄ねじに対しナット部材３０の雌ねじが、圧縮コイルばね３５からの付勢力をもって均等に押し付けられる。その結果、ナット部材３０に形成された雌ねじの山が、送りねじ２０に形成された雄ねじの谷へ偏りなく入り込み、それら山と谷とが確実に両斜面で当接するので、安定したバックラッシュ除去の状態を形成することができる。
【００３５】
ナット部材３０に対する圧縮コイルばね３５による付勢位置を更に詳述すると、図４（ｂ）に示しように、圧縮コイルばね３５の中心線は、同中心線と平行でかつ送りねじ２０の中心を通る中心線よりも距離ｅだけオフセットした位置に設定してある。このため、圧縮コイルばね３５の付勢力は、ナット部材３０に対し、送りねじ２０周りに回転させようとするモーメントとして作用する。図４（ｂ）の状態では、ナット部材３０は図の反時計方向へ回転しようとする。
ナット部材３０の正面には、板状の連結部材６０が配置してあり、ナット部材３０は、圧縮コイルばね３５の付勢力によってこの連結部材６０に当接し、回転を阻止される。このように、連結部材６０はナット部材３０の回り止め手段としても機能している。
【００３６】
後に詳述するように、ナット部材３０は連結部材６０と剛結合されてなく、上述したとおり圧縮コイルばね３５の付勢力をもって当接する構成となっているので、ナット部材３０とガイド部材５０又は連結部材６０との間の相対的な取付け誤差等を圧縮コイルばね３５が吸収する。その結果、ガイド部材５０に偏った応力が発生することを回避でき、ガイド部材５０の円滑な移動を補償することができる。
【００３７】
連結部材６０は板状となっており、図４（ｂ）（ｃ）に示すように、ボルト等の止め具６１，６１によりガイド部材５０に固定されている。また、連結部材６０には係合ピン６２が取り付けてあり、その係合ピンがナット部材３０方向へ突き出して突起部６２ａ（係合部）を形成している。一方、ナット部材３０には、突起部６２ａが突き出した部分に、溝部３６（被係合部）が形成してあり、この溝部３６内に突起部６２ａが配置されている。
【００３８】
ここで、溝部３６の幅は、係合ピン６２に形成された突起部６２ａの直径よりも広く設定してある。これにより、図４（ｄ）に示すように、溝部３６と突起部６２ａとの間には、幅方向にクリアランスｄが形成されている。したがって、連結部材６０は、このクリアランスｄの距離だけ、ガイドレール４０に沿ってガイド部材５０と一体に移動可能となっている。
【００３９】
さらに、連結部材６０には、図４（ｃ）に示すように、ばね支持部６３が形成してあり、一方、ばね支持部６３と対向するナット部材３０の側壁部分には、ばね挿入溝３７が形成してある。このばね挿入溝３７には、圧縮コイルばね３８（付勢部材）が挿入してあり、この圧縮コイルばね３８の一端がばね支持部６３に当接するとともに、その他端がばね挿入溝３７の内部側壁に当接し、ナット部材３０を横方向へ付勢している。この付勢力によって、連結部材６０の突起部６２ａが、ナット部材３０に形成した溝部３６の内壁に押し付けられて、連結部材６０とナット部材３０との間のがたつきが防止される。
【００４０】
さらに、各部材（例えば、連結部材６０とナット部材３０）の間に取付け誤差や寸法誤差等があっても、溝部３６と突起部６２ａとの間に形成された幅方向のクリアランスｄがこれを吸収する。その結果、各部材（特に、ガイド部材５０）に偏った応力が発生することを回避でき、ガイド部材５０の円滑な移動を補償することができる。
【００４１】
図５は、本実施形態に係るＸ線分析装置の概念図である。
Ｘ線分析装置は、試料台１に試料Ｓを配置し、Ｘ線源２から放射されたＸ線ａを試料Ｓへ照射するとともに、試料Ｓから透過又は反射してきたＸ線ｂをＸ線検出器３によって検出する構成を備えている。そして、上述した構成のねじ式送り装置の各ガイド部材５０にスリット板８０を装着してなるスリット装置４を、図５（ａ）に示すようにＸ線源２と試料台１との間に配設し、Ｘ線源２から放射されたＸ線ａの幅を、各スリット板８０の隙間で調整して試料Ｓへと照射させる構成となっている。
【００４２】
また、図５（ｂ）の構成では、スリット装置４を試料台１とＸ線検出器３との間に設け、Ｘ線検出器３に入射するＸ線ｂの幅を、各スリット板８０の隙間で調整してＸ線検出器３へ入射させる構成となっている。
【００４３】
Ｘ線回折装置等のＸ線分析装置では、試料Ｓへの入射Ｘ線幅や、Ｘ線検出器３への入射Ｘ線幅を高精度に調整することが、高精度な分析結果をえるために重要となることが多い。上述した本実施形態のＸ線分析装置によれば、バックラッシュのないねじ式送り装置が組み込まれたスリット装置によって、高精度にＸ線の幅を調整することができるので、Ｘ線分析の高精度化が実現可能となる。
【００４４】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。
例えば、ナット部材を送りねじと略直角に交叉する方向へ付勢する付勢手段を、圧縮コイルばねで構成すれば、狭小部分に同コイルばねを配置できるので、ねじ式送り装置の小形化を図ることができるが、これに限定されず必要に応じて、引張りコイルばね、板ばね、捩りコイルばね、合成ゴムなどを付勢手段として用いることもできる。
請求項５に記載した付勢部材も同様である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の実施形態に係るねじ式送り装置の正面断面図である。
【図２】（ａ）は本発明の実施形態に係るねじ式送り装置の正面図、（ｂ）は側面断面図である。
【図３】ナット部材とガイド部材を拡大して示す正面断面図である。
【図４】ナット部材、ガイド部材及び連結部材の構成を拡大して示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面断面図、（ｃ）は平面断面図、（ｄ）は溝部と突起部の関係を正面から示す部分図である。
【図５】本発明の実施形態に係るＸ線分析装置を示す概念図である。
【図６】従来のねじ式送り装置のバックラッシュ除去機構を示す概略図である。
【符号の説明】
【００４６】
１：試料台、２：Ｘ線源、３：Ｘ線検出器、４：スリット装置、１０：装置本体、２０：送りねじ、２１：雄ねじ部、３０：ナット部材、３１：逃げ部、３２：螺合領域、３３：雌ねじ部、３４：ばね挿入溝、３５圧縮コイルばね、３６：溝部、３７：ばね挿入溝、３８：圧縮コイルばね、４０：ガイドレール、５０：ガイド部材、６０：連結部材、６１：止め具、６２：係合ピン、６２ａ：突起部、６３：ばね支持部、７０：駆動モータ、８０：スリット板
【図１】
2005291270.tif 000003
【図２】
2005291270.tif 000004
【図３】
2005291270.tif 000005
【図４】
2005291270.tif 000006
【図５】
2005291270.tif 000007
【図６】
2005291270.tif 000008