(57)【要約】【課題】  アキシャル方向、ラジアル方向共にバックラッシの除去が可能なバックラッシ除去送りねじ装置を提供する。【解決手段】  ねじ軸１およびこのねじ軸１に螺合するナット２を備える。上記ナット２は、ねじ孔２Ａの軸心２Ａｏを含む分割面２Ｂａ，２Ｂａで２つのナット分割体２Ｂ，２Ｂに分割する。これら２つのナット分割体２Ｂ，２Ｂは、互いにねじ軸１を挟む両側の部分に、両ナット分割体２Ｂ，２Ｂに渡るピン挿通孔３を有し、これらピン挿通孔３に両ナット分割体２Ｂ，２Ｂに渡って挿通されたピン４により両ナット分割体２Ｂ，２Ｂを互いに結合する。各ピン４の外周に、両ナット分割体２Ｂ，２Ｂを互いに寄せ付ける方向に付勢する予圧ばね５を設ける。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ねじ軸およびこのねじ軸に螺合するナットを備え、上記ナットは、ねじ孔の軸心を含む分割面で２つのナット分割体に分割し、これら２つのナット分割体は、互いにねじ軸を挟む両側の部分に、両ナット分割体に渡るピン挿通孔を有し、これらピン挿通孔に両ナット分割体に渡って挿通されたピンにより両ナット分割体を互いに結合し、各ピンの外周に、両ナット分割体を互いに寄せ付ける方向に付勢する予圧ばねを設けたバックラッシ除去送りねじ装置。
【請求項２】
請求項１において、各ナット分割体は、ねじ孔および互いの分割面を有する合成樹脂製のナット分割体本体と、このナット分割体本体の前記分割面と反対側の面に重ねられる金属板とを有し、前記各ピンは両端に小径部を有する段付き軸状とされ、両側の小径部が、前記ピン挿通孔の両端となる前記金属板の孔に加締固定されたものであるバックラッシ除去送りねじ装置。
【請求項３】
請求項２において、前記ピン挿通孔における前記ナット分割体本体の部分を、前記ピンが挿通可能な程度の孔径の小径孔部と、前記予圧ばねが入る大径孔部との段付き孔形状とし、前記小径孔部の内径と前記ピンとの間の隙間を０．１ｍｍ以下としたバックラッシ除去送りねじ装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、前記分割面を前記ピン挿通孔に対して傾斜させたバックラッシ除去送りねじ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、回転運動を直線往復運動に変換する機構等において使用される滑りねじ型の送りねじ装置に関し、特にそのバックラッシ除去を図ったバックラッシ除去送りねじ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、滑りねじ型の送りねじ装置として、ＳＵＳ３０４等のステンレス製のねじ軸（転造ねじ）と、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等に特殊充填剤を配合した合成樹脂製のナットからなるものが使用されている。ねじ軸とナットとの間には、ラジアル方向、アキシャル方向共に隙間があり、駆動時にはバックラッシが生じる。このバックラッシは、送りねじ装置が組み込まれた機構部等によっては、駆動の円滑性の観点から問題となることがあり、その除去がなされることがある。従来、バックラッシ除去を図った送りねじ装置として、特許文献１あるいは特許文献２の送りねじ装置のように、圧縮ばねで予圧を与えるようにしたものが提案されている。
【特許文献１】特開平１０−４７４５１号公報
【特許文献２】特表平１０−５１１７５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記特許文献１，２に開示された送りねじ装置では、軸方向に圧縮ばねを配置し、その弾性力を利用してバックラッシを除去している。しかし、このようなバックラッシ除去機構の場合、アキシャル方向のバックラッシは除去できるが、ラジアル方向のバックラッシは除去できない。そのため、送りねじ装置としての円滑な駆動を図るには、なお改善の余地が残る。
【０００４】
この発明の目的は、アキシャル方向、ラジアル方向共にバックラッシの除去が可能なバックラッシ除去送りねじ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明のバックラッシ除去送りねじ装置は、ねじ軸およびこのねじ軸に螺合するナットを備え、上記ナットは、ねじ孔の軸心を含む分割面で２つのナット分割体に分割し、これら２つのナット分割体は、互いにねじ軸を挟む両側の部分に、両ナット分割体に渡るピン挿通孔を有し、これらピン挿通孔に両ナット分割体に渡って挿通されたピンにより両ナット分割体を互いに結合し、各ピンの外周に、両ナット分割体を互いに寄せ付ける方向に付勢するばねを設けたものである。
【０００６】
この構成によると、ねじ孔の軸心を含む分割面で分割された両ナット分割体はピンにより互いに結合されてナットを構成し、このナットとねじ軸とが螺合するから、ナットとねじ軸との相対回転が可能とされる。そして、両ナット分割体を結合するピンの外周に、両
ナット分割体を互いに寄せ付ける方向に付勢するばねを設けたから、このばねの付勢作用によって、ナットのねじ孔とねじ軸との間のラジアル方向の隙間が殺される。また、上記付勢作用は、ナットの雌ねじ部とねじ軸の雄ねじ部との螺合部分におけるねじ角に基づく分力によって、アキシャル方向にも作用するから、これによってアキシャル方向の隙間も殺される。したがって、アキシャル方向およびラジアル方向におけるバックラッシが共に除去される。
【０００７】
この発明において、各ナット分割体は、ねじ孔および互いの分割面を有する合成樹脂製のナット分割体本体と、このナット分割体本体の前記分割面と反対側の面に重ねられる金属板とを有し、前記各ピンは両端に小径部を有する段付き軸状とされ、両側の小径部が、前記ピン挿通孔の両端となる前記金属板の孔に加締固定されたものとしても良い。
この構成によれば、ねじ孔は合成樹脂製のナット分割体本体からなるため、その自己潤滑性により円滑な送り動作が得られる。合成樹脂製のナット分割体本体は、直接にピンで結合することは、強度確保の面で難しいが、両ナット分割体本体に金属板を重ね、この金属板同士をピンで結合するようにしたため、堅固に結合できる。ピンは、両端を加締めることで、容易に金属板と結合することができる。また、ナット分割体がナット分割体本体と金属板とでなるため、両者の間に予圧ばねを介在させることで、予圧ばねとして圧縮コイルばね等を用いても、ねじ孔内面を構成するナット分割体本体を、両側のナット分割体が互いに寄せ付けられる方向へ付勢する構成が得られる。そのため、予圧ばねの設置が簡単な構成で行える。
【０００８】
この発明において、前記ピン挿通孔における前記ナット分割体本体の部分を、前記ピンが挿通可能な程度の孔径の小径孔部と、前記予圧ばねが入る大径孔部との段付き孔形状とし、前記小径孔部の内径と前記ピンとの間の隙間を０．１ｍｍ以下としても良い。
この構成によれば、ピン挿通孔を段付き孔形状としたため、簡単な構成で予圧ばねを配置することができる。また、ピン挿通孔の小径孔部の内径と前記ピンとの間の隙間を０．１ｍｍ以下としたため、両ナット分割体本体の分割面に沿った相対位置のずれが殆ど生じない。因みに、この隙間が０．１ｍｍを超えると、両ナット分割体本体の分割面に沿った相対位置のずれが生じ易くなり、ねじ軸とナットとの相対回転の円滑性を損なう要因となる傾向となる。
【０００９】
この発明において、前記分割面を前記ピン挿通孔に対して傾斜させても良い。この構成によると、実質的な予圧ばねによる予圧範囲に相当するピン挿通孔の軸心に沿った両ナット分割体本体間の間隔が、両ナット分割体本体の分割面間の初期設定隙間より若干大きくなるから、設計上の予圧範囲を広く確保することができる。これにより設計の自由度が向上する。
【発明の効果】
【００１０】
この発明のバックラッシ除去送りねじ装置は、ねじ軸およびこのねじ軸に螺合するナットを備え、上記ナットは、ねじ孔の軸心を含む分割面で２つのナット分割体に分割し、これら２つのナット分割体は、互いにねじ軸を挟む両側の部分に、両ナット分割体に渡るピン挿通孔を有し、これらピン挿通孔に両ナット分割体に渡って挿通されたピンにより両ナット分割体を互いに結合し、各ピンの外周に、両ナット分割体を互いに寄せ付ける方向に付勢する予圧ばねを設けたものであるため、アキシャル方向およびラジアル方向におけるバックラッシが共に除去され、送りねじ装置としての駆動の円滑性が向上する。特に、バックラッシが問題となる機械部品への適性が増大する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
この発明の一実施形態を図１ないし図３と共に説明する。このバックラッシ除去送りねじ装置は、ねじ軸１およびこのねじ軸１に螺合するナット２を備える。上記ナット２は、ねじ孔２Ａの軸心２Ａｏを含む分割面２Ｂａ，２Ｂａで２つのナット分割体２Ｂ，２Ｂに分割する。これら２つのナット分割体２Ｂ，２Ｂは、互いにねじ軸１を挟む両側の部分に、両ナット分割体２Ｂ，２Ｂに渡るピン挿通孔３を有する。これらピン挿通孔３に、両ナット分割体２Ｂ，２Ｂに渡って挿通されたピン４によって、両ナット分割体２Ｂ，２Ｂを互いに結合する。各ピン４の外周に、両ナット分割体２Ｂ，２Ｂを互いに寄せ付ける方向に付勢する予圧ばね５を設ける。予圧ばね５は、圧縮コイルばねからなる。
【００１２】
各ナット分割体２Ｂは、半割りねじ孔２Ａおよび互いの分割面２Ｂａを有する合成樹脂製のナット分割体本体６と、このナット分割体本体６の前記分割面２Ｂａと反対側の面に重ねられる金属板７とを有するものとする。各ピン４は、両端に小径部４ａを有する段付き軸状とされ、両側の小径部４ａが、前記ピン挿通孔３の両端となる前記金属板７の孔７ａに加締固定される。各ナット分割体２Ｂ毎の半割りねじ孔２Ａは、２つのナット分割体２Ｂ，２Ｂに対して同時にねじ加工することによって形成される。また、前記ピン挿通孔３におけるナット分割体本体６の部分は、前記ピン４が挿通可能な程度の孔径の小径孔部３ａと、前記予圧ばね５が入る大径孔部３ｂとの段付き孔形状とする。この小径孔部３ａの内径とピン４との間の隙間ａは、０．１ｍｍ以下とする。
【００１３】
前記分割面２Ｂａは、前記ピン挿通孔３に対して傾斜し、両分割面２Ｂａ，２Ｂａ間には、設計上の隙間ｂが確保されている。両分割面２Ｂａ，２Ｂａは共に同角度で傾斜しているので、ピン挿通孔３の軸心に沿った隙間（間隔）ｃはこの隙間ｂよりやや大となる。両ナット分割体２Ｂ，２Ｂは、ピン４により互いに結合されているが、図例ではこのピン４およびピン挿通孔３は、ねじ孔２Ａを挟んで２箇所ずつ、計４箇所に設けられている。ピン４による両ナット分割体２Ｂ，２Ｂの結合は、上記のようにピン４を両ナット分割体２Ｂ，２Ｂに渡ってピン挿通孔３に挿通し、各ピン４の両側の小径部４ａを、金属板７の孔７ａに加締固定することによってなされる。この際、ピン挿通孔３の大径孔部３ｂ内に予圧ばね５が圧縮状態でかつピン４に外嵌された状態で配置される。金属板７の孔７ａは、図示のように外向きに拡径するテーパ状とされ、これにより、上記加締固定が強固かつ確実になされる。
【００１４】
上記構成のバックラッシ除去送りねじ装置によると、予圧ばね５の復元弾力により、両ナット分割体２Ｂ，２Ｂのナット分割体本体６，６は、互いに寄せ付けられる方向に付勢され、上記隙間ｂ，ｃが狭められる。これによって、ねじ孔２Ａの実質的内径を常時小さくするよう作用するから、ねじ孔２Ａの雌ねじ部に螺合されるねじ軸１の雄ねじ部との隙間が殺される。内径を常時小さくする付勢作用は、ねじ軸１のラジアル方向だけでなく、ねじ角による分力がアキシャル方向にも作用するから、アキシャル方向の隙間も殺され、ラジアル方向およびアキシャル方向において共にバックラッシが除去される。
【００１５】
両分割面２Ｂａ，２Ｂａは共に同角度で傾斜しているので、ピン挿通孔３の軸心に沿った隙間ｃは、両分割面２Ｂａ，２Ｂａの設計上の隙間ｂよりやや大となる。したがって、予圧ばね５による設計上の予圧範囲を広く確保することができ、ねじ孔２Ａの雌ねじ部およびねじ軸１の雄ねじ部の加工公差等に基づく隙間を殺して吸収する範囲が広くなり、設計自由度が向上する。また、ピン挿通孔３の小径孔部３ａの内径と前記ピン４との間の隙間ａを０．１ｍｍ以下としているから、ピン４による上記ナット分割体２Ｂ，２Ｂの結合がガタ付きを生じることなく安定的になされる。
【００１６】
上記構成の送りねじ装置において、ねじ軸１は金属製であり、ナット分割体本体６は合成樹脂製である。ナット分割体本体６を合成樹脂製とする場合、射出成形が可能で、自己潤滑性を有し、かつ機械的強度に優れた材料を使用することが好ましい。このような樹脂として、例えば、ポリイミド系樹脂、ポリフェニレンサルファイド系樹脂、四フッ化エチレン・エチレン共重合樹脂（ＥＴＦＥ）等の溶融フッ素系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリアセタール系樹脂、ポリアミド系樹脂等がある。ナット分割体本体６の材料として、機械的強度及び寸法安定性を有し、耐摩耗性の良好なものとして材料を選ぶ場合は、例えば、ポリイミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、ポリエーテルイミド系樹脂、ポリフェニレンサルファイド系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエーテルケトン系樹脂、ポリエーテルサルフォン系樹脂等が使用できる。また、ナット分割体本体６の樹脂を熱可塑性樹脂とする場合は、適度な剛性を有し、機械的強度に優れ、射出成形性が可能で複雑な形状、精密寸法成形性等の優れた成形性、射出成形による効率的な大量生産性、および価格等総合的に平均して優れた性能を有するポリフェニレンサルファイド樹脂がよい。
【００１７】
前記の各樹脂には各種の充填剤や油等を混合してもよい。すなわち、合成樹脂の自己潤滑性を向上たせるために、固体潤滑剤、例えばフッ素樹脂、二硫化モリブデン、グラファイト、雲母、鉛、窒化ホウ素、二硫化タングステン等を充填してもよく、更に、同様の理由により、潤滑油、例えばフッ素オイル、シリコン油等の各種合成油、ワックス、グリース等を含んでも良い。また、合成樹脂の弾性変形の度合や吸音効果を調整するため、上記の合成樹脂に機械的物性の改質剤として、例えばグラスファイバー、カーボン繊維、チタン酸カリウム繊維、タルク、ホワイトカーボン、金属、金属酸化物、セラミック粉末、有機繊維等を充填してもよい。これらの充填剤等は少なくとも１種類以上を、例えば、潤滑剤と繊維とを、５〜３０重量％、好ましくは１０〜２５重量％添加されれば、摺動性や強度性を向上できる。なお、使用環境条件により、合成樹脂の材質を適宜選択することができ、例えば薬液中ではフッ素樹脂、放射線が問題となる場所では、ポリイミド樹脂が使用できる。
【００１８】
ねじ軸１は、鋼やアルミニウム合金等の金属材で形成されるが、そのねじ表面に摩擦係数の小さな樹脂層、例えばポリテトラフルオロエチレン等からなる樹脂層を被覆しても良い。その場合、樹脂層の自己潤滑性によって一層良好な滑り性能が得られる。
【００１９】
なお、上記実施形態では、ピン４およびピン挿通孔３をねじ孔２Ａを挟んで４箇所設けた例を示したが、ねじ孔２Ａを挟んで２箇所、あるいはねじ孔２Ａを挟んで千鳥状に３箇所、さらには５箇所以上とするなど、適用装置の条件等に応じてこれらの個数および位置は適宜設定される。また、ナット２が特許文献１に示すような鍔部を備えたものであっても良い。その他、ねじ軸１のピッチ等の形状も、送りねじの機能を奏するものである限り、図例の形状に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】この発明の一実施形態に係るバックラッシ除去送りねじ装置に用いられるナットの部分切欠正面図である。
【図２】同実施形態に係るバックラッシ除去送りねじ装置の部分縦断正面図である。
【図３】図２におけるＸ−Ｘ線拡大断面図である。
【符号の説明】
【００２１】
１…ねじ軸
２…ナット
２Ａ…ねじ孔
２Ａｏ…ねじ孔の軸心
２Ｂ…ナット分割体
２Ｂａ…分割面
３…ピン挿通孔
３ａ…小径孔部
３ｂ…大径孔部
４…ピン
４ａ…小径部
５…予圧ばね
６…ナット分割体本体
７…金属板
７ａ…孔
ａ…ピンとピン挿通孔との隙間
【図１】
2007211827.tif 000003
【図２】
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【図３】
2007211827.tif 000005