(57)【要約】【課題】本発明は、送りねじに対して垂直な方向及び回転方向の送りナットの振れに対する対策を講じることにより、送り装置の真直度精度を向上させることができる継手を提供する。【解決手段】本発明は、その面が水平方向に向いた第１の板ばね部材と鉛直方向に向いた第２の板ばね部材を移動キャリッジ２５に設けたので、送りねじ２に対する垂直な方向への振れは、第１の板ばね部材、第２の板ばね部材が弾性変形することにより、その振れを摩擦力無しで吸収する。また、送りねじ２を中心とする送りナット３の回転を規制する一対のアーム８０、８０を送りナットハウジング４に設ける。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
送りねじに螺合された送りナットと移動部材とを連結する送り装置の継手において、
前記送りナットを挟んで前記移動部材の移動方向両側に配置され、前記送りナットに一端部が連結されるとともに、他端部が中間部材に連結され、前記送りねじに対し垂直な方向の送りナットの振れのうち、一方向側の振れを弾性変形して吸収する第１の板ばね部材と、
前記中間部材に一端部が連結されるとともに、他端部が前記移動部材に連結され、前記送りねじに対し垂直な方向の送りナットの振れのうち、前記一方向側に直交する他方向側の振れを弾性変形して吸収する第２の板ばね部材と、
前記送りナットに一端が固定されるとともに他端が前記移動部材の直進案内部材に摺接され、前記送りねじに対する送りナットの回転を規制するナット回転規制部材と、
を有することを特徴とする送り装置の継手。
【請求項２】
前記移動部材の直進案内部材は、移動部材の送り方向に沿って配設されたガイド棒であることを特徴とする請求項１に記載の送り装置の継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面粗さ測定機や真直度測定機等の精密測定機に用いられる送り装置の継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
表面粗さ測定機や真直度測定機等の精密測定機に用いられる精密送り装置では、触針の案内（移動）方向に対して垂直な一方向の変位を計測するため、その方向について非常に高い送り真直度と送りピッチング角度精度とが要求される。
【０００３】
このような精密送り装置として、送りねじやボールねじ等の送りねじを有する送り装置を適用した場合には、触針が設けられた移動キャリッジに、送りねじに螺合される送りナットを設けることが一般的である。
【０００４】
ところで、本願出願人は特許文献１において、送りねじに螺合された送りナットと移動キャリッジとを連結する送り装置の継手を提案している。この継手は第１の板ばね部材、第２の板ばね部材、及び中間部材から構成されており、第１の板ばね部材は、送りナットを挟んで移動キャリッジの移動方向両側に配置され、送りナットに一端部が連結されるとともに、他端部が中間部材に連結され、送りねじに対し垂直な方向の送りナットの振れのうち、一方向側の振れを弾性変形して吸収する。また、第２の板ばね部材は、前記中間部材に一端部が連結されるとともに、他端部が移動キャリッジに連結され、送りねじに対し垂直な方向の送りナットの振れのうち、前記一方向側に直交する他方向側の振れを弾性変形して吸収する。
【０００５】
この特許文献１の継手によれば、送り方向に垂直な方向への振れ（変位）に対し、第１の板ばね部材、第２の板ばね部材が弾性変形するので、その振れを摩擦力無しで吸収し、移動キャリッジに対する前記振れの伝達を遮断することができる。これにより、高い真直度精度を得ることができるという利点がある。
【特許文献１】特開２００４−４４７１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の継手は、送りねじに対し垂直な方向の送りナットの振れについては吸収力を有するが、送りねじに対する回転方向の振れはそれを吸収する手段を備えていないため、前記回転方向の振れが生じたときの精度を保証することができないという問題があった。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、送りねじに対して垂直な方向及び回転方向の送りナットの振れに対する対策を講じることにより、送り装置の真直度精度を向上させることができる継手を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、前記目的を達成するために、送りねじに螺合された送りナットと移動部材とを連結する送り装置の継手において、前記送りナットを挟んで前記移動部材の移動方向両側に配置され、前記送りナットに一端部が連結されるとともに、他端部が中間部材に連結され、前記送りねじに対し垂直な方向の送りナットの振れのうち、一方向側の振れを弾性変形して吸収する第１の板ばね部材と、前記中間部材に一端部が連結されるとともに、他端部が前記移動部材に連結され、前記送りねじに対し垂直な方向の送りナットの振れのうち、前記一方向側に直交する他方向側の振れを弾性変形して吸収する第２の板ばね部材と、前記送りナットに一端が固定されるとともに他端が前記移動部材の直進案内部材に摺接され、前記送りねじに対する送りナットの回転を規制するナット回転規制部材と、を有することを特徴としている。
【０００９】
請求項１に記載の発明は、その面が一方向（例えば、水平方向）に向いた第１の板ばね部材と他方向（例えば、鉛直方向）に向いた第２の板ばね部材を設けたので、送りねじに対する垂直な方向への振れは、第１の板ばね部材、第２の板ばね部材が弾性変形することにより、その振れを摩擦力無しで吸収できる。
【００１０】
また、請求項１に記載の発明は、送りナットに固定されたナット回転規制部材によって送りナットの回転を規制することで、送りねじに対する回転方向の振れを阻止する。このナット回転規制部材は、一端が送りナットに固定されるとともに他端が移動部材の直進案内部材に摺接され、送りナットの移動に伴って直進案内部材に案内されながら移動するので、送りナットの移動範囲全域において送りナットの回転を規制する。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記移動部材の直進案内部材は、移動部材の送り方向に沿って配設されたガイド棒であることを特徴としている。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、移動部材の送り方向に沿って配設されたガイド棒に、ナット回転規制部材の他端を摺接することにより、送りナットの移動範囲全域において送りナットの回転を規制することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る送り装置の継手によれば、その面が一方向側に向いた第１の板ばね部材と他方向側に向いた第２の板ばね部材を設けたので、送りねじに対する垂直な方向への振れは、第１の板ばね部材、第２の板ばね部材が弾性変形することにより吸収することができる。また、送りナットに固定されたナット回転規制部材によって送りナットの回転を規制したので、送りねじに対する回転方向の振れを阻止することができる。これにより、送り装置の真直度精度が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下添付図面に従って、本発明に係る送り装置の継手の好ましい実施の形態について詳説する。
【００１５】
図１は、実施の形態の精密送り装置１００が適用された表面粗さ測定機１０２を示す斜視図である。この表面粗さ測定機１０２は、測定部ベース１０４上に設置された位置調整装置１０６によって測定対象物１０８が位置調整されて取り付けられる。また、測定部ベース１０４にはコラム１１０が立設され、このコラム１１０に、送り装置１００が内蔵された駆動装置１１２が上下（Ｚ軸方向）移動自在に設けられている。送り装置１００は送りねじ２、モータ１１６、及び不図示の送りナットが内設された移動キャリッジ（移動部材）２５からなり、この移動キャリッジ２５に、触針１１８が設けられた検出器１２０が連結されている。
【００１６】
このように構成された表面粗さ測定機１０２によれば、駆動装置１１２をコラム１１０に沿って下降移動させて触針１１８を測定対象物１０８に接触させる。この後、送り装置１００のモータ１１６を駆動して送りねじ２を回転させ、前記送りナットの推力により移動キャリッジ２５を水平（Ｘ方向）に移動させることにより、触針１１８を測定対象物１０８の上面に沿って移動させ、これによって触針１１８が上下（Ｚ方向）に移動することにより、測定対象物１０８の粗さが検出器１２０によって測定される。
【００１７】
表面粗さ測定機１０２では、触針１１８が上下に移動して粗さを測定するために、移動キャリッジ２５のＺ軸方向の真直度が高いことが要求される。このため、移動キャリッジ２５に実施の形態の継手が内設されている。この継手については後述する。
【００１８】
図２は、実施の形態の送り装置１００が適用された真直度測定機１２２を示す斜視図であり、図３は送り装置１００の組立斜視図である。真直度測定機１２２は、断面凹状のガイド部材１Ｂに形成されたＸ軸送りステージ固定案内面１に沿って位置調整テーブル１２４がＸ軸方向に移動自在に設けられ、この位置調整テーブル１２４に測定対象物１０８が位置調整されて取り付けられる。また、ガイド部材１Ｂにはコラム１２６が立設され、このコラム１２６に、Ｚ軸変位検出器１２８を介して触針１３０が設けられている。
【００１９】
このように構成された真直度測定機１２２によれば、触針１３０を測定対象物１０８に接触させた後、送り装置１００のモータ１１６を駆動して送りねじ２を回転させ、図３に示す送りナット３の推力により、位置調整テーブル１２４の下部に接続された移動キャリッジ２５をＸ軸方向に移動させる。これにより、Ｚ軸変位検出器１２８によってＺ軸方向の変位が測定され、測定対象物１０８のＸ−Ｚ断面輪郭形状が得られる。
【００２０】
図２、図３に示すように、Ｘ軸送りステージ固定案内面１が形成されたガイド部材１Ｂには、送りねじ２が配置されるとともに移動キャリッジ２５が配置されるガイド溝１Ｃが形成され、ガイド溝１Ｃに配置された移動キャリッジ２５は、位置調整テーブル１２４を介してＸ軸送りステージ固定案内面１に滑動自在に支持される。
【００２１】
図４〜図９には、実施の形態の継手６０の構造図が示されている。
【００２２】
送りねじ２に螺合された、図４に示す送りナット３は、送りナットハウジング４に固定される。送りナットハウジング４を挟んで、送りナットハウジング４の右方向と左方向に、すなわち、送りナットの移動方向両側に４枚の水平帯板ばね（第１の板ばね部材）５、６、３５、３６が４枚の水平帯板ばね押さえ７、８、３７、３８によって固定される。水平帯板ばね５、６は、送りねじ２を挟んで送りねじ２と平行に配設され、また、水平帯板ばね３５、３６も同様に配設されている。
【００２３】
水平帯板ばね５、６、３５、３６は、各々表と裏が２枚の板ばね押さえ９、１０、１１、１２、３９、４０、４１、４２により、その中間部分が補強され、更にそれらは中間部材１５、３４に各々１枚の水平板ばね押さえ１３、１４、４３、４４によって固定される。
【００２４】
中間部材１５、３４には、更に鉛直帯板ばね（第２の板ばね部材）１７、１８、２６、２７が各々１枚の鉛直板ばね押さえ２３、２４、３２、３３によって固定される。鉛直帯板ばね１７、１８、２６、２７は、各々表と裏が２枚の板ばね押さえ１９、２０、２１、２２、２８、２９、３０、３１により、その中間部分が補強され、更にそれらは移動キャリッジ２５の両側に配置された側壁２５Ａ、２５Ｂに所定の張力をもって固定される。鉛直帯板ばね１７、１８は、送りねじ２を挟んで送りねじ２と平行に配設され、また、鉛直帯板ばね２６、２７も同様に配設されている。
【００２５】
このように構成された継手６０によれば、その面が水平方向に向いた水平帯板ばね５、６、３５、３６と、その面が鉛直方向に向いた鉛直帯板ばね１７、１８、２６、２７とを、中間部材１５、３４を介して移動キャリッジ２５に所定の張力をもって設けることにより、送りねじ２の送り方向に垂直な方向への振れに対し、水平帯板ばね５、６、３５、３６及び鉛直帯板ばね１７、１８、２６、２７が弾性変形することにより、その振れを摩擦力無しで吸収し、移動キャリッジ２５に対する前記振れの伝達を遮断できる。また、水平帯板ばね５、６、３５、３６及び鉛直帯板ばね１７、１８、２６、２７を適用することによって、送り方向の剛性を格段に向上させることができるとともに、送りねじ２による送り方向に垂直な振れやピッチング誤差を吸収できる。
【００２６】
また、水平帯板ばね５、６、３５、３６と鉛直帯板ばね１７、１８、２６、２７とを、送りナット３を挟んで両側に夫々一対設け、これらの水平帯板ばね５、６、３５、３６及び鉛直帯板ばね１７、１８、２６、２７を送りねじ２を挟んで送りねじ２と平行に並設したので、送りねじ２の送り方向に直交する方向の振れを確実に吸収できる。
【００２７】
更に、図７、図８に示すように、水平帯板ばね５、６、３５、３６及び鉛直帯板ばね１７、１８、２６、２７の各面の延長線５Ａ、６Ａ、３５Ａ、３６Ａ、１７Ａ、１８Ａ、２６Ａ、２７Ａが送りねじ２の中心２Ａに向くように、これらの水平帯板ばね５、６、３５、３６及び鉛直帯板ばね１７、１８、２６、２７を配置したので、送りナット３のピッチングを吸収できる。
【００２８】
また、実施の形態の継手６０は図４に示すように、鉛直帯板ばね１７、１８、２６、２７が連結される中間部材１５、３４の連結部６２、６４、６６、６８が送りナット３に向けて突出形成されている。また、これらの連結部６２、６４、６６、６８は、水平帯板ばね５、６、３５、３６が連結される送りナット３側の送りナットハウジング４の連結部７０、７２、７４、７６と送りねじ２に直交する、図５上二点鎖線で示す面７８に対し略同一面上に位置されている。
【００２９】
このように、鉛直帯板ばね１７、１８、２６、２７が連結される中間部材１５、３４の連結部６２、６４、６６、６８を、送りナット３側に突出させた構造によって、継手６０の等価実行長さを移動キャリッジ２５の長さより長くとることができるので、継手６０の横の変位、傾斜に対する吸収機能が向上する。
【００３０】
また、連結部６２、６４、６６、６８と連結部７０、７２、７４、７６とを送りねじ２に直交する面７８に対し略同一面上に位置させたので、送りナット３のピッチングを吸収できる。
【００３１】
更に、水平帯板ばね５、６、３５、３６は、移動キャリッジ２５の摺動力重心と同一高さの面内に配置されているので、ピッチング変位を引き起こす偶力が低減されている。
【００３２】
また、左右の水平帯板ばね５、６、３５、３６の移動キャリッジ２５側の揺動中心送り方向について略同一位置に配置することで、送りナット３にピッチング変化が生じても、それによって、移動キャリッジ２５にピッチング方向の偶力が働かないようになっている。
【００３３】
鉛直帯板ばね１７、１８、２６、２７は、駆動方向に垂直でＸ軸送りステージ固定案内面１に平行な方向への変位と傾き（ヨーイング）に対して逃げるので、この方向の力が案内面１に伝達するのを防止できる。
【００３４】
なお、実施の形態では、前述の如く、連結部６２、６４、６６、６８と連結部７０、７２、７４、７６とを送りねじ２に直交する面７８に対し略同一面上に位置させたが、これに限定されるものではない。すなわち、連結部６２、６４、６６、６８と連結部７０、７２、７４、７６とを水平方向にずらして形成しても、表面粗さ測定機１０２には測定精度上支障を与えない。すなわち、表面粗さ測定機１０２においては、送りナット３のＺ軸方向の変位が測定誤差に起因するため、前記ずらした構造を採用した場合でも、Ｚ軸方向の変位を摩擦力無しで十分に吸収する。よって、測定精度に支障を与えず、測定精度が向上する。
【００３５】
ところで、実施の形態の送り装置の継手６０には、図４等に示すように、送りねじ２を中心とする送りナット３の回転を、送りナットハウジング４を介して規制する一対のアーム（ナット回転規制部材）８０、８０が設けられている。
【００３６】
このアーム８０、８０は、送りナットハウジング４を挟むようにその一端が送りナットハウジング４の側面にねじ８２によって固定され、その他端には摺動部材８４が取り付けられている。摺動部材８４は、ポリテトラフルオロエチレン（商品名：テフロン）等の自己潤滑性を有する部材であり、アーム８０の他端に取り付けられるねじ８６の下端部に固着又はコーティングされている。
【００３７】
この摺動部材８４が取り付けられたアーム８０の他端は、図３に示すように移動キャリッジ２５の側面開口部２５Ａから両側方に延設され、図３の如くガイド部材１Ｂに形成されたスリット１Ｄのガイド面（直進案内部材）１Ｅに摺動部材８４が当接されている。また、このガイド面１Ｅは、Ｘ軸送りステージ固定案内面１と平行に形成されるとともに、移動キャリッジ２５のＸ軸方向移動範囲全域を含む長さに形成されている。更に、摺動部材８４は、アーム８０の自己弾性力により所定の押圧力をもってガイド面１Ｅに当接され、摺動部材８４とガイド面１Ｅとの間に隙間が生じないようにしている。
【００３８】
したがって、送りねじ２の送り作用により移動キャリッジ２５がＸ軸方向に移動されると、摺動部材８４がガイド面１Ｅを摺動することにより、アーム８０はガイド面１Ｅに沿って移動キャリッジ２５と共にＸ軸方向に平行移動される。
【００３９】
このＸ軸方向移動時において、送りナット３は、送りナットハウジング４を介してアーム８０、８０により、送りねじ２を中心とする回転が規制されている。よって、この継手６０によれば、送りナット３に回転方向の力が作用しても、送りナット３はその回転がアーム８０、８０によって規制されているので回転しない。
【００４０】
したがって、実施の形態の継手６０によれば、送りねじ２に対する垂直な方向及び回転方向の送りナット３の振れに対する対策を講じているので、精密送り装置１００の真直度精度が向上されている。
【００４１】
図１０は、送りナット３の回転方向の振れを規制する他の実施の形態の断面図が示されている。
【００４２】
同図に示すナット回転規制機構は、送りナットハウジング４の両側に下方に向けて固定した一対のアーム９０、９０を、ガイド棒９２を挟むようにガイド棒９２に当接させて構成されている。
【００４３】
ガイド棒９２は、移動キャリッジ２５に貫通して配置されるとともに、ガイド部材１Ｂ（図２参照）に送りねじ２と平行に取り付けられている。
【００４４】
したがって、送りねじ２の送り作用により移動キャリッジ２５がＸ軸方向に移動されると、アーム９０はガイド棒９０に接した状態で移動キャリッジ２５と共にＸ軸方向に平行移動される。
【００４５】
このＸ軸方向移動時において、送りナット３は、送りナットハウジング４を介してアーム９０、９０により、送りねじ２を中心とする回転が規制されている。よって、この継手６０によれば、送りナット３に回転方向の力が作用しても、送りナット３はその回転がアーム９０、９０によって規制されているので回転しない。また、アーム９０のガイド棒９０に当接する面には、自己潤滑性のある、例えばポリテトラフルオロエチレンがコーティングされている。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】実施の形態の精密送り装置の継手が適用された表面粗さ測定機の斜視図
【図２】実施の形態の精密送り装置の継手が適用された真直度測定機の斜視図
【図３】図２に示した真直度測定機の精密送り装置の組立斜視図
【図４】実施の形態の精密送り装置の継手の組立斜視図
【図５】帯板ばねを除いた精密送り装置の継手の構造を示す斜視図
【図６】精密送り装置の継手の構造を示す平面図
【図７】図６の７−７線から見た継手の側面図
【図８】図６の８−８線から見た継手の側面図
【図９】図６に示した継手の側面図
【図１０】ナット回転規制部材の他の実施の形態を示した要部断面図
【符号の説明】
【００４７】
１…Ｘ軸送りステージ固定案内面、２…送りねじ、３…送りナット、４…送りナットハウジング、５、６、３５、３６…水平帯板ばね、７、８、３７、３８…水平帯板ばね押さえ、９、１０、１１、１２、３９、４０、４１、４２…板ばね押さえ、１５、３４…中間部材、１３、１４、４３、４４…水平板ばね押さえ、１７、１８、２６、２７…鉛直帯板ばね、２３、２４、３２、３３…鉛直板ばね押さえ、１９、２０、２１、２２、２８、２９、３０、３１…板ばね押さえ、２５…移動キャリッジ、６０…継手、８０…アーム、８４…摺動部材、９０…アーム、９２…ガイド棒、１００…精密送り装置、１０２…表面粗さ測定機、１２２…真直度測定機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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