JPH0433487Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はバツクラツシユ防止ナツト組立体の分
野に関するものである。

正確な位置の反復性及び一定の引きずりトルク
制御を与えるねじに沿つて機械の要素を駆動させ
ることはしばしば望ましい。かかる装置に対する
典型的な用途はコンピユータ工業の周辺装置とし
て使用されるデータプリンタ及びｘ−ｙテーブル
に対する用途である。

かかる位置決め装置の例は本出願人の先発明で
ある米国特許第4131031号に見出すことができ、
それは相当な商業的成功を収めたが、本発明が克
服するいくつかの固有の欠点を有する。上記特許
第4131031号の発明においては、軸線方向に分割
されたナツトの２つの部分はスペーサ保持手段に
よつて半径方向に保持され、ばねは駆動ねじのね
じ山のフランクに対して分割ナツトの内部ねじ山
を押す長手方向又は軸線方向の力（biasing
force）をかけるのに使用される。密接な接触を
保持しそして逆回転を回避するために、高いシス
テムトルクをもたらす剛性のばねを使用すること
が必要である。システムトルクが高ければ高い
程、システムを駆動するのに必要なモータは高価
である。高いシステムトルクを使用しても、バツ
クラツシユナツトとねじれとの間で高度の摩耗が
生じ、これはねじ山のより大きい摩滅を生じそし
て最終的にはシステムの剛性を小さくする。剛性
が低くなるにつれて、システムの反復性は不十分
である。本考案の装置は製造の容易さ及び低コス
トの如き望ましい特徴のいくつかを保持すると共
に上記特許第4131031号における前期欠点を克服
することが見出された。

本考案は前記２つの部分間の相対的回転運動に
応答してねじ山つきねじに沿つた並進運動を受け
るように設計された新規なバツクラツシユ防止ナ
ツト組立体（anti−backlash nut assembly）を
開示する。このバツクラツシユ防止ナツト組立体
は第１及び第２の部分を有するナツトを含む。該
ナツトの第１部分及び第２部分は相互に接合され
てねじに沿つて並進運動することができる完全な
ナツトを形成するねじのまわりに第１及び第２の
部分を保持するための保持手段が設けられ、１つ
のかかる手段は中空円筒形スペーサを具備して成
る。中空円筒形スペーサーには、係合されるねじ
山の摩滅によつて起こり得る緩み（slack）を吸
収する（take up）ための手段が設けられてい
る。本考案の好ましい態様においては、緩みを吸
収するための手段は保持手段に設けられたねじ山
に取付けられ、そしてねじりばねによつてねじり
力をかけられている（torsionally biased）内側
にねじ山のついたスペーサから成る。スペーサ
は、ナツトの２つの対向する部分間にギヤツプが
生じようとするときにはねじりばねによつて回転
を強制される。

かくして、本考案のバツクラツシユ防止ナツト
組立体はいくつかの顕著な利点を有することがわ
かる。主な利点の１つは本考案の装置において
は、上記特許第4131031号の装置とちがつて我々
はシステムトルクをばねの力に頼つていないとい
うことである。その代わりに、本考案の装置にお
いては、システムトルクを無視することができ
る。換言すれば、上記特許第4131031号において
は、バネはねじのねじ山に対してナツトのねじ山
を保持する予圧力（pre−load force）を確立す
るのに使用される。本考案においては、かかる予
圧力は必要ではない。同時に、軸線方向剛性に依
存しないが、その代わりにスペーサ手段が保持手
段上で回転しそして対向するナツト部材のねじ山
間の密接な接触を保持するにつれてねじのねじ山
のフランク間の密接な接触が保たれるということ
に依存する。

本考案は添付図面を参照して更に詳細に説明す
ることができる。

第１図及び乃至第４図において、ねじ１０及び
ナツト組立体１２を有するバツクラツシユ防止ナ
ツト組立体の１つの態様が示されている。ナツト
組立体１２の独特な構造は第１図乃至第４図に明
らかに見ることができる。２つの対向するナツト
部分１４及び２２がある。第１の部分１４は大き
くなつた外径を有する管状部分１６と、ねじ１０
のための貫通孔並びにプリンタキヤリツジ（示さ
れていない）の如き装置をボルト締めすることが
できる面板１８とを有する。面板１８はねじ１０
のための貫通孔も有する。ねじ１０はステツプモ
ータ（示されていない）により正常に駆動され
る。いくつかの用途においては、プリンタはナツ
ト組立体１２の両移動方向にプリントするであろ
う。かかる用途においては、ねじ１０とキヤリツ
ジのと間のギアにおいて最小のバツクラツシユが
起こることは極度に重要である。

ナツトの第１の部分１４はねじ１０上の外側ね
じ山を補足する内側ねじ山１５を有する円筒形ナ
ツトのほぼ半分を形成する。軸線方向に分割され
たナツトの第２の半分２２は外径が増加している
がねじ１０のための貫通孔も有する盛り上がつた
肩２１を備えている。第２の部分２２もねじ１０
上の外側ねじ山を補足する内側ねじ山２０も有す
る。これまでは、前記した部分は本出願人の上記
特許第4131031号に示された要素と実質的に同一
である。

第１の部分１４と第２の部分２２は保持手段２
４によつてねじ１０のまわりに整列した位置に保
持される。保持手段２４はナツト部分２２及び１
４のねじ山つき部分２０及び１５のまわりに同軸
に配置されてナツト部分２２及び１４の対向する
内側ねじ山表面をねじ１０のねじ山と整列して保
持する。

外側ねじ山２５は保持手段２４の右手部分に示
された如く設けられている。保持手段２４に同軸
に取付けられているのはねじりばね２６である。
そのタング３０及び３２はそれぞれ保持手段２４
の一端（右端側）に設けられそして第２図及び第
４図により明らかに示された通り、スペーサ手段
２８の内側又は左側表面に位置した開口に係合し
ている。

スペーサ手段２８は保持手段２４のねじ山と合
致する内側ねじ山２７を有する第４図に示された
如き円筒形スペーサから成る。第５図及び第６図
の略図からわかる通り、回転可能に取付けられた
スペーサの動作は下記の如くである。ねじ１０又
はナツト組立体のねじ山は使用により摩滅して対
向するナツト部分間に空間を生じる傾向がある。
摩滅が△×に等しいと仮定する。ナツトの半分
（nut halves）間の空間は２△×の距離だけＡか
らＢへ増加するであろう。しかしながら、本発明
に従えば、このことが起こると、ばね２６によつ
てねじり力をかけらているスペーサ手段２８は保
持手段２４のねじ山のまわりに回転することは今
や自由であり、従つてナツト摩滅により残された
ギヤツプ２△×を吸収する。

スペーサ２８の内側ねじ山は一度進行すると反
転しないように十分に精巧な十分のねじ山を有す
るように設計されている。それにより該組立体は
米国特許第4131031号の非常に堅いバツクラツシ
ユ防止を生ぜしめる。同時に、スペーサ手段２８
を回転するのに必要なねじりばね力は保持器２４
に沿つて長手方向にスペーサを回転するのに十分
でありさえすればよく、それによつて対向するナ
ツトの半分間に非常に少ない力を付与する。かく
して我々は非常に高いシステム剛性を有する非常
に低いトルクシステムを得る。

軸線方向に分割されたバツクラツシユ防止組立
体は多様な材料から加工することができる。ナツ
トの第１及び第２部分（それぞれ１４及び２２）
は、たとえば、鋼又はキヤストブロンズの如き金
属から又は熱可塑性成形可能な重合体組成物から
加工することができる。顕著な摩滅特性を有する
低摩擦自己潤滑性重合体組成物からねじに接触す
る構成部品を成形することが好ましい。他の構成
部品は同様に金属又はプラスチツクから製造する
ことができる。

或る場合にはスペーサ２８及びナツト部分２２
の中間にゴムワツシヤ（示されていない）の如き
僅かに弾性の材料を与えることも望ましい。弾性
スペーサはシステムを僅かに少なく剛性にして転
造形成された親ねじ（rolled formed lead
screw）１０においてしばしば遭遇する僅かなシ
ヤフト不規則（shaft irregularity）を許容し、
かくしてシヤフトの長さによりトルク一貫性を保
持する。

ナツトが軸線方向に動くことによつて相互に関
して回転しない分割ナツト装置を有する本考案の
他の態様は第７図及び第９図に示されており、こ
れらの図においてはバー３８はナツト部分の距離
Ｘに対する軸線方向（長手方向）移動を許容する
ように対向するナツト部分４０及び４２における
みぞと相互嵌合する（interfit）ようになつてお
りそして対向するナツト部分の回転又はねじり運
動を防止する。ねじりばね４６はナツト部分４２
とスペーサ手段４８との間に挿入される。スペー
サ４８はナツト部分４０に設けられた外側ねじ山
に回転可能に取付けられている。前記した如く、
スペーサは、ねじ１０のねじ山とナツト部分４０
及び４２の内側ねじ山（示されていない）間の摩
滅の故に起こり得る緩みを吸収するであろう。

第８図は、対向するナツト部分５２及び５０が
内側にねじ山のある相互嵌合部材から成り、その
１つはナツト部分５０の四辺形開口５６の内側に
嵌合する四辺形外側部材５４を有し、それによつ
てナツト部分５２はナツト部分５０に対する回転
運動を阻止されるが、軸線方向運動は上記２つの
部分間で与えられ、該軸線方向運動は第１図乃至
第７図に示された前記した態様に関連して述べら
れたねじりばね５８及びスペーサ手段２８の動作
によつて吸収される。

決まりきつた実験を使用するだけで、本明細書
に記載された特定の構成部品、要素及び工程に対
する多くの均等物を認識し又は確かめることがで
きるであろう。たとえば、保持手段２４は左手ナ
ツト部分１４と一体的に成形又は接合され得る。
かかる均等物は上記の請求の範囲によつて包含さ
れることを意図する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案のバツクラツシユ防止ナツト
組立体の解体した構成部品の側面図であり、第２
図は、本考案に従うバツクラツシユ防止ナツト組
立体を示す斜視図であり、第３図は、本考案の保
持手段の斜視図であり、第４図は、本考案のスペ
ーシング手段の斜視図であり、第５図及び第６図
は、本考案の動作を略図の形態で示す。第７図
は、本考案の他の態様の断面図であり、第８図
は、本考案の分割ナツト組立体の更に他の態様の
斜視図であり、第９図は、線９−９に沿つた第７
図の要素組立体の断面図である。 １０……ねじ、１２……ナツト組立体、１４，
２２……ナツト部分、１６……管状部分。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ ナツトがねじに沿つて並進運動するよう設計
   されており、該ねじが外側ねじ山を有し、上記
   ナツトの運動が、ナツト組立体と該ねじとの間
   の相対的回転に応じているバツクラツツシユ防
   止ナツト及びねじ組立体において、 (a) 該ねじの該外側ねじ山に対して相補的な内
   側ねじ山を有する第１のナツト部分と、 (b) 該ねじの該外側ねじ山に対して相補的な内
   側ねじ山を有する第２のナツト部分と、 (c) 該ねじの回りの回転不能な整合した位置に
   該第１のナツト部分及び該第２のナツト部分
   を保持し、該ナツト部分の該内側ねじ山を該
   ねじの該外側ねじ山に係合可能にする保持手
   段と、 (d) 該第１のナツト部分及び該第２のナツト部
   分に対して移動するようになつているスペー
   サ手段と、 (e) 該ナツト部分の該スペーサ手段側の表面に
   対接して該スペーサ手段を該ねじの軸線の回
   りにて該保持手段上にて回転せしめて、該ナ
   ツト又はねじのねじ表面の摩耗から生ずるこ
   とがある対抗したナツト部分の間の緩みを除
   去する偏倚手段と、 (f) スペーサ手段及び一方のナツト部分の一表
   面の中間に設けられた弾性材料のワツシヤと
   を具備し、 (g) 該第１のナツト部分が、非円形外側部材を
   有し、該第２のナツト部分が、該非円形外側
   部材に嵌合する非円形開口を有する ことを特徴とするバツクラツシユ防止ナツト及び
   ねじ組立体。 ２ 該スペーサ手段が、該保持手段の外側ねじ山
   に嵌合する内側ねじを有する実用新案登録請求
   の範囲第１項記載のバツクラツシユ防止ナツト
   及びねじ組立体。