JPS62270862A - クリアランスを除去するためのねじ及びナツト装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 本発明はクリアランスを自動的に除去するねじ及びナツ
ト装置に関し、ねじが、ねじに軸方向スラスト（推力）
を与えることができ、ねじのねじ山が一定のねじれ角と
圧力力を与えられていることにより、ねじを移動するこ
とのできる押し部材と共働するものに関する。

多くの装置において、作動するにつれ作動クリアランス
又は遊びが生じ、それらが生じるにつれこれらのクリア
ランスを補正するよう種々の手段が設けられていること
が知られている。従って、例えば、自動車のドアに取付
けられた閉ｔｔＪル−　プ状ケーブルを用いた窓上げ装
置では、老朽化するに従ってケーブルがのびてしまうこ
とにより呈する遊びを、ばねによって押圧する引張装置
を用いた簡単な装置によって除去することが知られてい
る。ところで、この装置には、制御フランクと窓ガラス
の間に不快な遊びが生じることがらくる欠点がある。

電気モータ減速ユニットのような他の周知の装置では、
遊びはアーマチュアのシャフトの区域、より詳しくはシ
ャフトの端でスラストベアリングを支持するシャフトの
両端と、ハウジングに支持され、シャフトをその位置に
軸方向に維持する金属部材との間で起こる。この遊びは
モータ減速ユニットの作動中のスラストベアリングの串
耗によるのであり、型耗は作動の持続期間に比例し、０
、５Ｉｎ１以上となることもある。軸方向の遊びは組立
にあたって簡単な鋼製ねじをシャフト端のスラストベア
リングの一個と接触させることにより規制され、もはや
モータの寿命の間中再調整することはない。従って、モ
ータ減速ユニッｌ〜の作動中に雑音が漸次発生する。

このように、多くの周知のｉ械的又は電気機械的装置で
は、遊びは作動中に漸次現われいかなる方法でも除去さ
れない、あるいは遊びを除去する手段が設けられてはい
るが実際、問題を満足のいく方法で解決しないかのいず
れがである。

従って本発明の目的は、自動車産業にかかわる上記のよ
うな装置ばかりでなく、例えば自転車、オートバイ等の
他の技術分野における多数の他の装置に適用し得る遊び
を自動的に除去する装置を提供することにある。

本発明によれば、可逆方向と称する第１の方向では、弾
性的可視性の要素によってこの方向に軸方向のスラスト
が及ぼされると、ねじは押し部材によって及ぼされる力
が消滅したり又は十分に減少したりするたび毎に、ねじ
内で螺旋状の動きを達成することができ、第１の方向と
反対の非可逆方向と称する第２の方向では、弾性的可撓
性の要素による第２の方向に及ぼされる力より非常に大
きな力が押し部材によって付勢されたねじはナツト内で
平行移動又は回転のいずれも達成することができないよ
うにねじのねじれ角及び圧力角がμ択されている。

従って、ねじと共働する二個の要素間に生じがちな遊び
又はクリアランスは、現われるに従って弾性的可撓性要
素の作用の元でねじが一方向で非可逆方向に移動するこ
とにより自動的に補正される。

本発明の一実施例によれば、ねじのねじ山は、断面にお
いて、ねじの軸に対する垂直線に向って傾斜する２つの
フランクを有し、２つのフランクの圧力角は、できれば
一方の圧力力はゼロから小さい値の間であり、他方の圧
力角は大きい値であるように異なっている。

ゼロ又は小さい圧力角はねじの平行移動及び回転の可逆
方向に対応し、依ってねじのこの方向の移動によって遊
びを除去することが可能である一方、ねじは反対方向に
動くことができない、実際、圧力角が大きいねじ山のフ
ランクは、適切に遷択され、押し部材によりナツトの対
応する而に当接した時にねじのいかなる後方向の戻りに
も対抗するような値を有する。

本発明の他の特徴及び利点は、幾つかの実施例の非限定
的な例を図示する添附の図面を参照して説明する。

第１図に示したように、１はねじ山２がナツト３の対応
する溝に見合うようなねじである。ねじ山はピッチがＰ
、ねじれ角βでねじのＸ−Ｘ軸に対する垂直方向に対し
傾いている。

第２図はねじ山２の展開図及びねじれ角βを示しており
、ｔａｎβ＝ｐ／πｄである。

さらに、異なった物体に関する２つの表面の摩擦係数は
、互いに２つの表面を滑らせ移動方向に向けさぜる力Ｔ
と、２つの表面が相手に対して作用する圧力Ｎ間の比に
よって定義される。２つの表面間の摩擦角ψは、Ｎと′
ＦのＲ（第４図）と力Ｎの合成方間の角である。

ねじ１とナツト３を構成するシステムの効率　　゛は、
ねじが軸方向力Ｆ（第１図）を受けており、入力で与え
られる力によって出力で得られる力の比によって定まる
。このシステムでは、力Ｆはねじ１の軸上に与えられ、
それは直線的移動を生じるが、ナツト３上にトルクＣを
再発生させる。ナツト３上に及ぼす接線方向の力はＦｔ
で、この効率は次の式によって定義されることが示され
る：ｊａｎ　　（β−ψ） さらに、ねじの平均半径ｒと共に、トルクＣは次の関係
式で示される： ｃ＝Ｆｒｔａｎ（β−ψ） 接線方向の力は： Ｆ　ｒ　＝　Ｆ　ｔａｎ　　（β−ψ）効率Ωの公式に
より、ねじれ角βが摩擦角ψより小さい時は、効率ｎは
負あるいは零であることが見出だされる。換言すれば、
ねじ１に推力が働く時は、ナツト３は回転しない。

第２はＦｒ／Ｆ、１ｔＩｌち効率ｎの変化をｆＩ軸とし
てのねじれ角βの関数及び摩擦角ψの関数として示した
。

得られた曲線はり擦係数の関数として、ねじれ万βの決
定に利用できよう。

ｆ　＝　ｔａｎψ ！！を後に、圧力αの角度はねじ１のＸ−Ｘ軸の垂直方
向に関連したねじ山２のフランクの傾斜角である。（ね
じ１とナツト３間の接触が生じるのはこの面である） 効率ｎは圧力αの角度に支配され、次の式によって表わ
されることが示される。

ｃｏｓ　ａ　ｔａｎβ−ｔａｎβ ａ＝Ｏの時は、ｎ＝ｔａｎ（β−ψ）／ｌａｎβとした
前記の式が見出だされる。

圧力Ａの角度の増大するに従い、効率ｎは減少すること
が見出だされる。

この説明に関連して、第５図の如く、本発明の第１の具
体例がここに記される。

一般的には、可逆Ｓ１と呼ばれる第１の方向にては、こ
の方向に生じた軸推力Ｆの影響下で、ナツト内の平行移
動と回転をねじ４は生じさせることができ、又、非可逆
方向と呼ばれる第１の方向とは逆の第２の方向Ｓ２にて
は、この第２の方向Ｓ２内の軸推力を蒙るねじ４は、ナ
ツト内の平行移動も回転も生じさせることができないよ
うに、ねじれ角βと圧力角ψを選ぶ点が本発明の特徴で
ある。

第５図で具体的に示したように、ねじ山５は２つのフラ
ンク５ａと５ｂを持っており、その圧力角は非常に異な
っている。：フランク５ａの圧力角α１は非常に小さく
（数度程度）、さらに零ともいえる一方、非可逆方向Ｓ
２を向いている第２のフランク５ｂの圧力角α２は大で
ある。

５ａ、ジｂというフランクのこうした配置の結果は次の
通りである：可逆方向Ｓｌ内では支持表面はフランク５
ａのそれであり、その効率は次のように表わされる： Ｉａｎβ 非可逆方向Ｓ２内では、支持表面はフランク５ｂのそれ
であり、その効率は： ｃｏｓａ　ｔａｎβ−ｔａｎψ 効率ｎに対する上記２条件は角度βの値の空隙決定を導
くものであって、この空隙はαの値に左右される。αが
大なればなる程、この空隙も大となる。α値の上限はク
サビ角の値であり、α値の下眼は、前記２条件で証明さ
れているねじれ角βがない場合の値である。

実数信の例として、ねじとナツトのフランクの表面ｒ、
＋牽擦の係数、即ちｔａｎψ＝０．３即ちψ＝１６．７
°で始めるならば、可逆性を得るためにはｎｌ〉０でな
ければならず、これよりβ＞１６．７゜という条件が推
論される。

摩擦角β＝１６．７°に伴う摩擦係数は高く、従って表
面間の大きい学擦に対応する。従ってこのような摩擦係
数に対してならば、可逆性は考えられる方向内で得られ
、この可逆性は、摩擦係数ｔａｎψが０．３より小であ
る限り、装置の操作過程に於いてたとえ接触面の状態が
悪化しても維持されるのである。

非可逆方向に於いては、摩擦係数はいくつがの要因、特
に使用される材質、表面の状態、滑らかにする為等々に
左右されており、表面はできるだけ小さいＨ擦を持つよ
うに選択される０例えば、摩擦角ψに対応する摩擦係数
が選択されようし、即ちｔａｎψ＝０，１である。

この方向に置ける非可逆性を得るために、ｎ２＝０なる
条件が満足されなくてはならず、この為から次の条件が
前記の関係から推論される：ｔａｎβ 方向Ｓ２に於ける非可逆性と他の方向Ｓ１に於ける可逆
性を確実にする圧力の最少３度はβ＝１６．７”に対し
て得られ、これより次が推論される： α＞　７０．５３゜ こうして、その摩擦係数ができるだけ小さい表面から、
方向Ｓ２に於ける非可逆性が得られるのであって、この
非可逆性は、装置の操作に際してたとえａ擦係数が低下
しても維持されるであろうことが確保される。

第２０図は、両方向に交互に現れ、この２つの方向の１
つの中にねじこむことを可能にし、その反対は妨げるよ
うな軸力に対する発明によるねじ一ナツト装置の原理を
示している。この装置では、前記に説明した条件を満足
するねじ山７を備えたねじ６がナツト本体８の中に設置
され、ねじ６に軸圧ｐを生ぜしめる推力部９によって非
可逆方向に、そしてナツト８の底部に設けられたコイル
バネ２０によって反対の可逆方向に動かされる。

発明によるねじ一ナツト装置の全てとして、ねじ７とナ
ツト８１ａｌに準備されるものは、２つの操作クリアラ
ンスである。（第２０図には示されていない） 即ちその山が一つの方向でのナツトに対するベアリング
から、もう一つの方向へのナツトに対するベアリングに
動くようねじが動かされなくてはならぬ軸距策に対応し
て、゛最少の操作クリアランス″と呼ばれるような第１
のクリアランス、及び発明に従うねじ一ナツト装置が使
用される所のシステムの弾性変形回復が可能である為に
必要な第１のクリアランスと同様の方法で得られる第２
のクリアランスである。

この第２のクリアランスは、従って、例えば第１に、ね
じの山の寸法を減らすことにより、あるいはナツトの２
つの山間の空隙を大きくすることにより得られる。

システムの弾性変形は、例えば、弾性モータースピード
減速器の如き熱的膨張により、あるいは若干の部分、特
に閉鎖ループでのケーブル制御におけるケーブルの３脹
により生じるものである。

クリアランスあるいは遊びが生ずるから、この逆方向に
次々に動くねじ７上のバネ１１によって生ずる推力によ
り得られる一方、このねじ自身は推力部品９の推力ｐの
影響下で反対の非可逆方向には動くことができない。

角度αとβの上限値は決定できるであろう。非限定の数
値例により、ｔａｎψ（０，１及び０．３）に対する上
記と同じ値で出発する手段によれば、圧力αの角度の制
限値は摩擦角１６．７°の余角、即ち７３．３’をとる
ことによって得られるが、これは、クサビ型円錐の場に
入る以上の角度に対応し、ｔａｎψ＝０．３（ψ＝１６
．７°）である。

αｌｉｎ＋ｉｔ　＝７３．３” αは、従ってここで示した例では７０．５３°と７３．
３°の間に入るであろう。

こうして、αの上記上限値から、ねじれ角βの対応する
限界値、即ちβの上限が推論され、非可逆条件βが確か
められる。即ち、 β＜２０．０５゜ βはこうして、この最大値と１６．７°との闇にある。

前述の本発明の第１実施例において、ねじのねじ山の各
フランクは、それ自身の圧力角と、一定で、摩擦角ψよ
つ大きいねじれ角βとを有する。

しかしながら本発明はまた、ねじれ角βを変化させて用
いてもよく、ねじのピッチｐはその圧力角αのように一
定に維持される。実際、３度βのタンジェントがｔａｎ
β＝ｐ／πｄであり、直径ｄが減少すると、３度βのよ
うにｔａｎβは減少する、ということが認められる：従
って第１０図では、与えられたピッチＰと２つのことな
るねじの直径ｄ１及びβ２とにより、対応するねじれ角
β１とβ２とはここでは興なり、β１はβ２よつ大きい
ということがわかる。更に、ｊａｎ（β−ψ）／ｌａｎ
βの関係式の第２１図のグラフによると、βが一層減少
すると、有効性ｎは一層減少し、β＝ψの時にゼロにな
る、ということが認められる。

２つの異なる接触直径（平均直径）ｄｌ及びβ２を有す
るねじを製造することによって、ピッチＰが一定になる
ので、従って２つのねじれ角β１及びβ２が得られる。

それ故、角度β１は可逆方向に対応し、角度β２は非可
逆方向に対応する、というような方法で直径ｄ１及びβ
２を選択することが可能である。更に、ｇ！擦角ψはβ
１とβ２との間でなければならず、即ち下記の通りであ
る： β１＞ψ＞β２ 本発明はこの原理による２つの実施例を提供する： 第６及び７図の実施例において、ねじ１０は、圧力角α
がゼロであるねじ山１１を有し、そのフランク１２．１
６は、ねじ１０の軸に対してまったく垂直になっている
。フランク１２は、ねじ１０のコア１４の表面と、ねじ
山１１の山の項１５との間にステップ面１３を設けるよ
うに、層設のステップの形をしており、一方第２フラン
ク１６は、直線になっている。

ステップ面１３は従って、下方フランク１２ａと山の頂
１５に隣接する上方フランク１２ｂとを連結する。

フランク１２に対応して、夫々の部分１２ａ、１２ｂの
２つの異なる直径ｄ１及びβ２があり、ステップ面１３
とコア１４の表面との間のその部分１２ａにかかるナラ
Ｉ・１７に対するスラストｐ１によって、フランク１２
が可逆方向に達するように選択され、一方ナット１７に
かかるフランク１６の反対のスラストＰ２は、ねじ１０
の非可逆方向に対応する（第７図）。ねじ山１１を収納
するねじ８０は、フランク１２に隣接する直線の壁と、
フランク１６と隣接し、同様に直線ではあるがフランク
１２の上方部分１２ｂの高さで、ねじ山のために空洞部
をひろげているステップ８１を有する壁とによって形成
される。

前述の原理による第２実施例は第８及び９図に図示され
、ねじ２２のねじ山は、間隙２１によって分屋され、不
同の高さの２つの隣接する歯１８．１９によって軸方向
断面に構成される、ということがわかる、従って歯１８
の高さ、及びねじ２２の対応する平均直径ｄ３は、歯１
９の高さより低く、対応する平均直径ｄ４より少なく、
ねじ２２の直径ｄは、歯１９の一方の端から他方の端ま
で一定に維持され、今までと同様に歯１８．１９の圧力
角はゼロである。ナツト２３に切削されたねじ８２は、
軸方向のクリアランス（ｊｌ）を有して歯１８．１９の
２つのねじ山を収納し、クリアランスは前述のように、
最少作動クリアランス及び弾性変形を吸収するクリアラ
ンスに対応する。

軸方向断面でわかるように、ねじ８２の２つの連続した
空洞部は、突出するねじ山８３によって分離しており、
ねじ山８３は、歯１９に隣接するステップ８４と、ねじ
２２が可逆方向に作動する時（第９図）の、歯１９の圧
接のための面８５とを形成する。ねじ２２の平均直径ｄ
４は、面８５へのこの圧接に対応する。

可逆方向の作動は、ねじ８２の面８５に向かい合ったラ
ジアル面８６に対して、ねじ２２が歯１８に与えられる
スラストを受けるということである（第８図）。

第８Ａ、９Ａ、及び８Ｂ図の変形例では、ねじ９０は、
異なる平均直径ｄ１及びｄ２を有する２つの部分によっ
て構成され、ｄ２＞ｄｉであり、ねじ山のピッチｐは一
定である。直径ｄ２に対応するねじ山の部分は従って、
直径ｄ１を有する部分のねじれ角β１より小さいねしれ
角β２を有する。

平均直径ｄ１を有する歯９１は、ナツト９３のねじ９２
に収納され、平均直径ｄ２を有する歯９４は補足ねじ９
５に納められ、２つの端の歯９１及び９４は、ナツト９
３に速切に切削された空洞部に係合される。ねじ９２．
９５．９６は、前述のように、作動及び弾性変形の吸収
のための最少クリアランスを設けるように形成される。

第８Ａ図では、ねじ９０が可逆方向に軸方向のスラスト
Ｓ１を受けた時に、歯９１はナツト９３に対して圧接し
、第９Ａ図では、ねじが反対の非可逆方向Ｓ２に押圧さ
れる時に、ナツトに対して圧接するのが歯９４である。

圧力角ｄ及びねじれ角βの同時変化。

第１１図及至第１４図を参照して以下に説明される他の
実施例において、本発明は前述の構造の組合せを提供し
、作動の方向によって異なる圧力及びねじれ角を有する
ねじを製造し、ピッチｐは作動の両方向、即ち可逆及び
非可逆方向で同一に維持される。このような組合せは、
ねじ−ナットシステムの性能の増大を可能にし、一方で
はその全体の大きさを減少する。

第１１及び１２図で図示された実施例では、ねじ２６の
ねじ山２５のフランク２４は階段のステップのように形
成され、ねじ山２５の山の頂２８とねじ２６のコアの表
面２９との間にステップ面２７があり、ステップ面２７
の各側面に位置するフランク２４の直線部の圧力角はゼ
ロである。これの補足として、ねじ２６の第２フランク
３１は大きい圧力角αを有する。従って、フランク２４
を直径ｄ５に対応するねじれ角β１と関連させており、
フランク３１を直径ｄ６に対応するねじれ角と聞達させ
ている。

ナラ１へ３２のねじは、ねじ２６の軸と垂直であり、表
面２９及びステップ面２７の間のフランク２４の一部と
接触するようになっている壁と、フランク３１に直面し
、同じ勾配を有する壁８６とより成る外形を有する。

ねじ２６にかかる軸方向のスラストが、面８６に対して
フランク３１に与えられる時に（第１２図）、ねじ２６
の作動はこの方向では非可逆的になり、この接触は回転
及び平行移動に対してねじを固定する。反対方向では（
第１１図）、ねじ２６にかかるスラストは、ナツトの壁
に対してフランク２４の下方部に与えられ、ねじ２６に
平行移動及び回転を達成する（可逆方向）。

第１３及び１４図の実施例では、ねじ山は、軸方向断面
に不均一の高さの２つの歯３３．３４によって構成され
、歯３４の高さは歯３３の窩さより高く、ねじの直径は
一定である。歯３３のフランクは、ゼロ又は略ゼロの圧
力力を有し、歯３３に直面する歯３４のフランク３５も
同様である。これに反して、第２フランク３６は、ねじ
の軸に対する垂直線に向って大きい圧力角で頌斜してい
る（図示の実施例では約６０度）。

関連するナツトは、十分なりリアランスを有して２つの
歯３３．３４を収納するねじ３７より成り、このねじ３
７は、歯３３に隣接するねじの軸に直角なラジアル壁３
８と、傾斜面３６に隣接する同じ勾配を有する壁３９と
によって形成される。壁３８と３９とによって形成され
る環状の肩部４１は、連続する歯３４及び３３の間にク
リアランスを有して入り込んでおり、歯は夫々平均直径
ｄ８及びｄ７を有し、関連する壁に対して圧接する。

装置の可逆方向では（第１３図）、歯３３は壁３８に対
して圧接し、非可逆方向では、歯３４がそれらの面３６
によって、壁３９に対して圧接する（第１４図）。

ねじは右から左へ軸方向のスラストを受けると、第１３
図でわかるように、歯３３はねじの可逆方向の作動で、
ナツトのは面する面（ねじの軸に垂直な面）に対して当
てられる。ねじが受ける軸方向のスラストが前述のスラ
ストと反対方向であれば（第１４図）、フランク３６は
傾斜面３９に対して圧接することになり、ねじは従って
平行移動及び回転に対して固定され、ねじのこの作動方
向が従って非可逆である。

β１及びβ２は夫々、歯３３及び歯３４のねじれ乃であ
り、可逆方向の有効性は下記の表示で表わされる： ｊａｎ　（β１−ψ） ｎｌ　＝　　　　　　　　　　　＞０ ｔａｎβ１ 非可逆方向の有効性は下記のように表わされる：第１３
Ａ図の変形例は第８Ａ−９Ａ図の変形例と、歯９４が歯
９７に置換えられ、歯９１と反対方向に向いている而９
８は大きい圧力角を有し、歯９７の他方の面９９はゼロ
の圧力角を保っている、という点において相違する。

それに対応してナツトは、歯９７によって構成されたね
し山に面する関係で、２つのｉｉ！続する歯９７の間に
クリアランスを有して入り込み、傾斜面９８と平行にな
っている壁１０２を有するねじ山１０１より成る。

前述の実施例では、ねじ及びナツトの表面の摩擦係数は
十分な精度で決定される、ということが推定される。事
実がそうではない時、説明された解決法はもはや適用す
ることはできない。実際に摩擦係数が少ししか認められ
なければ、これらの角度の可能鎧の範囲は小さくなる。

この問題を解決するために、本発明はそのような場合に
、可逆方向に作動されるねじ山のフランクに小さいＲ１
擦係数を、非可逆方向に作動されるねじ山のフランクに
大きい摩擦係数を供給することを教示する。

このように第５図は本発明の一実施例を示しており、こ
こにおいてねじ４５がナツト４６内に配置され、−利は
作用の可逆方向にばね４７によって、反対側は非可逆方
向にスラスト部材によって付勢されており、大きな圧力
力を有し、ローレット切りによって切削加工されたリブ
５１が形成された一個のフランクを有するねじ山４９よ
りなる。ねじ４５はナラ１−４６よりも硬い材料よりな
るので、リブ５１はナラｌ−のねじの対応するフランク
に入り、結果としてねじ４５とナツトの間には材料の干
渉が生じる。ナツト４６はねじ４５のリブと適合するリ
ブを有してもよい。

例として、ねじ４５は鋼製あるいは熱硬化性材料製でも
可能であり、一方ナット４６はガラスファイバー充填材
を有するポリアミド又はアセタールから成る。

第１６から１９図は、種々の装置における遊びを自動的
に除去することにおいて本発明によるねじとナツト装置
の幾つかの可能な適用例を図示する。

（１）　　第１６図において、自動車のドア５２がしめ
されており、その内側には、拘束ループ状の、例えば従
来のブレーキケーブルのようなケーブル５４を用いた窓
上げ装置５３が取付けられている。摺動溝に案内される
窓ガラス５５はケーブル５４に駆動され、ケーブル５４
はケーブルが巻きつけられるドラム５７までさや５６内
を通過する。ドラム５７はクランク（手動によるガラス
上げ）、あるいはモータ減速ユニット（電気的ガラス上
げ）のいずれによって作動されてもよい。

窓上げ装置５３に適用される本発明によるねじ及びナツ
ト装置は第１７図に図示されている。ここにおいて、さ
や５６は前述された一実施例に従って形成されたねじ５
８と一端が係合しており、このさや５６はねじ５８にと
ってのスラスト部材としての機能を果たしている。ねじ
５８は前述の一実施例に従ってねじ５８のねじ山と係合
する輪郭を有するねじを有するハウジング−ナット５９
内に配置されている。ねじ５８はハウジング５９の空洞
部の端にさや５６によって与えられるスラストに対抗し
て軸方向に圧接するばね６１によって軸方向に付勢され
ている。窓ガラス上げ装置５３の作動中に徐々に現われ
るクリアランスは、さや５６によって与えられる軸方向
の力が消滅するか（一般的に本発明の全ての適用例にお
いて）、十分に減少する度毎に、ばね６１によって与え
られるスラストを受けてねじ５８が可逆方向、即ち第１
７図における右方向に移動することにより、このように
自動的に除去される。反対にさや５６に与えられるスラ
ストは、例えこのスラストがばね６１のスラストより遥
かに大きいとしても、ｂじ５８を後方向に押しつけるこ
とはできない。

（２）　　第１８図の適用例では、ねじ及びナツト装置
は例えば自動車の附属品のような種々の装＝の制御に用
いられる電気モータ減速器ユニットに取付けられている
。このモータ減速器ユニットはシャフト６３よりなり、
シャフト６３の両端６４（第１８図においては一端のみ
を図示）には、本発明によれば、ねじ６７の端によって
形成された当接部６６の平坦な表面６６ａに当接する当
接部６５が設けられている。各ねじ６７はねじ６７のね
じ山に係合するようにこれも形成されたハウジング−ナ
ット６８に配置されている。ハウジング−ナット６８の
端と圧接関係に位置するばね６９はねじ６７内にのびて
おり、ねじ６７に当接部材６５が与える反対方向の力と
対抗する軸方向の力を可逆方向に与える。この結泉、作
動中に生じるであろう当接部材６５と６６の間のクリア
ランスもしくは遊びはばね６９の作用を受けるねじ６７
の前進により自動的に除去され、モータ減速器ユニット
６２の寿命の間、シャフト６３当接部材６６と接触する
ように保持される。

（３）　　第１９図の実施例では、本発明によるねじ及
びナンド装置は、例として自転車、オートバイあるいは
クラッチ制御用のハンドブレーキ７１のケーブル７０の
クリアランスの自動的除去に適用される。このブレーキ
はハウジング−ナット７５と７４で連結されるラック７
３と共働する手動レバー７２よりなる。ハウジング−ナ
ット７５は、本発明によるもので可逆方向に付勢され、
ハウジング７５に配置されケーブル７０と同軸なばね７
７によってケーブル７０のクリアランスを除去するねじ
７６を中に有している。レバー７２はレバー７２が軸支
される（矢印Ａ及びＢ）ピボットピン７９を支持するキ
ャップ７８を介してのびている。

第１６乃至１９図に図示された本発明のナツト装置の適
用例は、数多い本発明の可能な適用例の中の数例にすぎ
ない。

これより本発明を実施する非限定的款値例を挙げる。

ｔａｎψ＝０．２、依ってψ＝１１．３１と仮定する。

β＝２２．０４’　、ねじの平均直径ｄ　＝　１０１ｎ
ｌ、そしてＰ　＝　１２．７１１１と仮定する。

作動条件： 可逆方向： ｔａｂ（β−ψ） ｎｌ　＝　　　　　　　　＝０．４６８ｔａｎβ 非可逆方向； α＝７４＠の時 Ｃ０８Ｑ　　ｔａｎβ−ｔａｎψ ｎ２＝ ｔａｎβ（ｃｏｓａ　＋　ｔａｎβ　ｔａｎψ）即ち、 ｎ（有効性）の絶対値には重要性はなく、有効性が負で
あるという事実のみが重要である。

従って、角αに７４°を導入するだけで、有効性０．４
７は負の有効性に転換する。

２−１ＬＬ笠部 ｔａｎψ＝０．２　、Ｐ＝６ｒＯｎと仮定する。

作ａ条件ニ ー　　可逆方向： 換言すれば：　β１〉ψ ＝　β１　＞　ｔａｎψ 即ち、　ｔａｎψ＝０．２　、ｐ＝１２．７ｍｎである
時ｄ　１　＜９．５５ｆｆｌｎ ｔａｎ（β２−ψ） ＜０ ｔａｎβ２ 非可逆方向にも同様の理論を用いれば、もし以下の値を
名訳すれば： ｄｌ、＝７１１１ｎ、　ｎｌ　＝０．５５　（可逆方向
）及びｄ２＝１０１１１１、β２＜Ｏ（非可逆方向）従
って直径ｄを３０％変化させることにより−、負の有効
性から０．２５の有効性に転換する。

３−　α　びβの同時変イ ｐ＝１２．７でｔａｎψ二０．２と仮定する。

可逆方向： 前の第２項と同様、以下が得られる。

非可逆方向： 依ってニー　　ｃｏｓａ　ｔａｎβ−ｔａｎψく０及び
　ｃｏｓαｔａｎβ＜０．２ α＝６５′″及びｄ２＝１０ｍｍ、即ちβ＝２２°の時
ｃｏｓａｔａｎβ＝０．１７１が得られる。

従って：ｎ２＜Ｏ１即ち、望ましい結果である６４、図
面の簡単な説明　　　　　　　。

第１乃至４図は本発明の理解を促進するように設られた
、ねじ及びナツト装置に関する既知の概念を説明する図
であり、第１図はねじ及び共働するナツトの部分正面図
、第２図はねじ山の展開図、第３図は一方が他方の上を
摺動する二個の物体の接触面にかかる力を示す図、第４
図は第３図の二個の接触面の間の型擦角の説明図、第５
図は本発明の第１実施例によるねじの部分軸方向断面概
略図、第６及び７図は二つの異なる位二における本発明
の第２実施例によるねじ及びナツト装置の部分！Ｊ＋ｈ
方向断面図、第８及び９図は本発明によるねじ及びナツ
ト装置の第３実施例の第６及び７図と同様の部分軸方向
断面図、第８Ａ及び９Ａ図は前記最終図に図示された実
力損料の変形例の第８及び９図と同様の図、第８Ｂ図は
第８Ａ及び９Ａ図の変形例の一部であるねじの縦断面図
、第１０図は第６及び７図のねじのねじ山の展開図、第
１１及び１２図は本発明の第５実施例によるねじ及びナ
ツト装置の部分軸方向断面図（第１３及び１４図は本発
明の実施例によるねじ及びナツト装置の部分軸方向断面
図）、第１３Ａ図は第１３図の実施例の変形例を示す図
、第１５図は本発明によるねじ及びナツト装置の第６実
施例の一部断面一部正面図、第１６図は本発明によるね
じ及びナツト装置を備えることのできるケーブルを用い
た窓上げ装置を設けてケーブルの作動遊びを除去する自
動車ドアの内側パネルを取外した斜視図、第１７図は第
１６図に示す自動車ドアに取付けられる、本発明による
ねじ及びナツト装置を備えたケーブルを用いた窓上げ装
置の一部断面簡略正面図、第１８図は電気モータ減速装
置における遊びを自動的に除去する本発明の適用例の一
部断面概略正面図、第１９図はハンドブレーキにおける
遊びを除去する本発明によるねじ及びナツト装置の適用
例の簡略正面図、第２０図は本発明の原理に従って、押
し部材と弾性的可撓性要素と共働するねじ及びナツト装
置の正面図、第２１図はねじ及びナツト装置におけるね
じのねじれ乃及び１ｍ角に応じた有効性の値を示すグラ
フである。

特許出願人　　ロックウェル　セーイーエム代理人　弁
理士　小　橋　信　淳 同　　弁理士　村　井　　　進

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. （１）ねじは軸方向のスラストをねじに及ぼすことがで
   きるスラスト部材と共働し、ナット内でねじの移動を引
   き起こすことを可能にするねじ及びナット装置において
   、ねじのねじ山は一定のねじれ角βと一定の圧力角αと
   を有しており、ねじれ角βと圧力角αとを選択すること
   によって、可逆方向と称する第１の方向では、弾性要素
   によってこの方向に軸方向のスラストが及ぼされると、
   ねじはスラスト部材によって及ぼされる力が消滅したり
   又は十分に減少したりするたび毎にナット内で螺旋上の
   動きを達成することができ、第１の方向と反対の非可逆
   方向と称する第２の方向では、弾性要素による第２の方
   向に及ぼされる力より非常に大きな力がスラスト部材に
   よってねじにかかり、ねじはナット内で平行移動又は回
   転のいずれも達成することができないようになることを
   特徴とするねじ及びナット装置。
2. （２）ねじのねじ山は、断面において、ねじの軸に対す
   る垂直線に向かって傾斜する２つのフランクを有し、２
   つのフランクの圧力角α１、α２は、できれば一方の圧
   力角α１はゼロから小さい値の間であり、他方の圧力角
   α２は大きい値であるように異なっていることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の装置。
3. （３）相互の接触におけるねじのねじ山及びナットの表
   面は、２つの表面を互いに摺動させるために必要な力と
   、該力と表面の相互に対して与えられる圧力との合力と
   の間に形成される摩擦角ψを設けており、圧力角α及び
   ねじれ角βは下記の２つの同時条件によって限定される
   値の範囲内にあり： 可逆方向として （小さい又はゼロの圧力角）［ｔａｎ（β−ψ］）／［
   ｔａｎβ］＞０非可逆方向として （大きい圧力角）［ｃｏｓαｔａｎβ−ｔａｎψ］／［
   ｔａｎβ（ｃｏｓα＋ｔａｎψｔａｎβ）］＜０圧力角
   αの上限値はくさび形角の値であり、圧力角αの下限値
   はねじれ角βが存在しないで、一方の方向の可逆性及び
   他方の方向の非可逆性を可能にすることを特徴とする特
   許請求の範囲第一項又は第２項記載の装置
4. （４）圧力角αが略ゼロで、ねじのピッチが一定であれ
   ば、ねじのねじ山は、２つの異なる平均直径を有するね
   じの構造によって、２つの異なるねじれ角を有し、第１
   のねじれ角β１が可逆方向に対応して、第２のねじれ角
   β２が非可逆方向に対応するということがβ１＞ψ＞β
   ２の条件によって選択されるようになっていることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載の装置。
5. （５）ねじのねじ山の一方のフランクは、ねじのコアの
   表面とねじ山の山の頂との間にステップ面を存在させる
   ように、階段状のステップとして形成され、連続する２
   つのフランク部を形成しており、一方他方のフランクは
   直線であり、従って２つのフランク部に対応する異なる
   平均直径は、最少の直径のフランク部をナットに対して
   押圧することによって可逆方向を、ステップ面と早退す
   るフランクをナットに対して押圧することによって非可
   逆方向を達成する、というような方法で選択されるとい
   うことを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の装置。
6. （６）ねじのねじ山は２つの別々の歯より構成され、そ
   れらの圧力角は略ゼロであるが、ねじのコア上のそれら
   の高さは不均一であるので、高さが高い方の歯は、他方
   の歯のねじれ角より小さいねじれ角を有し、ナットのね
   じはできれば、高い方の歯に面した関係で凹部を有して
   おり、作動の非可逆方向においてナットに対する歯の圧
   接のための平均直径を増大するようになっていることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の装置。
7. （７）ねじのピッチはねじの両作動方向において同一で
   あり、ステップ面に相対するねじ山のフランクは大きい
   圧力角を有することを特徴とする特許請求の範囲第５項
   記載の装置。
8. （８）ねじのねじ山は、軸方向断面において、ねじのコ
   アの表面上にある不均一の高さの２つの別々の歯により
   構成され、１つの圧力角は略ゼロであり、一方高い方の
   歯は、他方の高さが低い歯の側にゼロの圧力角を有する
   面を有し、反対側に大きい圧力角を有する第２の面を有
   しており、高い方の歯は、装置の非可逆方向の作動にお
   いて、ナットのねじの対応する傾斜面と接触可能になっ
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の装
   置。
9. （９）ねじの前進のために可逆方向で作動するねじ山の
   フランクは、小さい摩擦係数を有し、一方非可逆方向で
   作動するフランクは大きい摩擦係数を有し、それらは例
   えばねじを構成する硬質材に切削されたローレット目の
   リブによるものであり、一方ナットはねじほどではない
   硬質材で製造されることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項及至第８項の内のいずれか一項に記載の装置。
10. （１０）ねじは異なる平均直径を有する２つの部分に分
    割され、大きい平均直径の部分に設けられた歯は従って
    、ねじの第２の部分に切削された歯のねじれ角（β１）
    より小さいねじれ角（β２）を有することを特徴とする
    特許請求の範囲第１項記載の装置。
11. （１１）ねじの全ての歯は、それらの２つの夫々の表面
    ではゼロの圧力角を有することを特徴とする特許請求の
    範囲第１０項記載の装置。
12. （１２）圧接する平均直径が最大で、圧接する平均直径
    が最小の歯に相対する方向に面している歯の表面は、大
    きな圧力角を有し、対応する傾斜した圧接する表面がナ
    ットのねじに切削されることを特徴とする特許請求の範
    囲第１０項記載の装置。
13. （１３）ねじ及び共働されるナットのねじは、該２つの
    要素の間に、最小作動クリアランスと、装置が組み込ま
    れているシステムの弾性変形を吸収するために十分な補
    足としてのクリアランスとにより構成されるクリアラン
    スを形成するような大きさに成っていることを特徴とす
    る特許請求の範囲前項のいずれか１項記載の装置。
14. （１４）ドラムに回巻されるケーブルが貫通して延びて
    いるさやより成る、閉止ループでのケーブルを用いた窓
    ガラス押上げ装置において、ねじ及びナット装置のねじ
    は、ばねを含んでいるハウジング−ナット内に軸方に押
    圧されているスリーブによって付勢され、ばねは、ねじ
    を非可逆方向に押圧するさやのスラストに相対する力を
    ねじに及ぼす一方、ケーブルの緊張の向上のためにクリ
    アランスを吸収するように、ばねはねじを可逆方向に押
    圧することを特徴とする特許請求の範囲第１項及至第１
    ３項の内のいずれか一項に記載の装置の応用例。
15. （１５）軸方向のクリアランスの自動的な吸収、特にそ
    の先端が当接部に対して圧接するようになっている軸よ
    り成る電気モータの減速ユニットにおいて、ねじはハウ
    ジング−ナット内に配置され、ハウジングの内部でばね
    の軸方向のスラストを受け、その先端で軸を保接する当
    接部を形成し、スラストは、軸がねじの当接部に対する
    圧接を維持するように、可逆方向に押圧されることを特
    徴とする特許請求の範囲第１及至第１３項の内のいずれ
    か一項に記載の装置の応用例。
16. （１６）特に自転車又はオートバイの手動ブレーキ、又
    はクラッチのためのケーブル制御におけることを特徴と
    する特許請求の範囲第１項及至第３項の内のいずれか一
    項に記載の装置の応用例。