JPS6256381B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6256381B2
JPS6256381B2 JP57072150A JP7215082A JPS6256381B2 JP S6256381 B2 JPS6256381 B2 JP S6256381B2 JP 57072150 A JP57072150 A JP 57072150A JP 7215082 A JP7215082 A JP 7215082A JP S6256381 B2 JPS6256381 B2 JP S6256381B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
shaft
movable body
nut
screw
hole
Prior art date
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Expired
Application number
JP57072150A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS58187645A (ja
Inventor
Isamu Inoe
Seiji Nishiwaki
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP57072150A priority Critical patent/JPS58187645A/ja
Publication of JPS58187645A publication Critical patent/JPS58187645A/ja
Publication of JPS6256381B2 publication Critical patent/JPS6256381B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H25/00Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/18Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F16H25/20Screw mechanisms
    • F16H25/24Elements essential to such mechanisms, e.g. screws, nuts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q5/00Driving or feeding mechanisms; Control arrangements therefor
    • B23Q5/22Feeding members carrying tools or work
    • B23Q5/34Feeding other members supporting tools or work, e.g. saddles, tool-slides, through mechanical transmission
    • B23Q5/38Feeding other members supporting tools or work, e.g. saddles, tool-slides, through mechanical transmission feeding continuously
    • B23Q5/40Feeding other members supporting tools or work, e.g. saddles, tool-slides, through mechanical transmission feeding continuously by feed shaft, e.g. lead screw
    • B23Q5/408Nut bearings therefor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H25/00Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/18Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F16H25/20Screw mechanisms
    • F16H25/24Elements essential to such mechanisms, e.g. screws, nuts
    • F16H2025/2445Supports or other means for compensating misalignment or offset between screw and nut

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、送りねじと、この送りねじと螺合す
るナツトと、直進方向にのみ移動を許す案内手段
により案内されかつ前記送りねじとナツトにより
直進駆動される可動体とを備えたねじ送り装置に
関し、特にそのナツトと可動体の結合構造の改良
に関する。
従来は、通常送りねじのナツトと可動体とが剛
体結合されており、ねじのラジアル振れが可動体
に忠実に伝達されていた。そのため、可動体とそ
の案内手段の組合せにおいては可動体の直進精度
が良くてもねじを組合せることにより、可動体の
直進精度が劣化していた。
近年、可動体の高い直進精度を必要とする個所
に空気軸受形式の直進案内が使用されつつある
が、空気軸受はころがり案内やすべり案内に比較
して高い直進精度が得られる反面、剛性が低くね
じの僅かなラジアル振れによつても可動体の直進
精度が大きく劣化し、空気軸受を使用する価値が
半減してしまうことがしばしば生じていた。
これらの問題点を解決するのに従来は次の4つ
方法が考えられていた。すなわち、第1の方法は
振れの小さいねじを製作して使用する方法、第2
の方法はねじ径を小さくしてねじの曲げ剛性を下
げ、ねじに振れがあつても可動体の連動にならわ
せる方法、第3の方法は空気軸受の剛性を上げる
方法、第4の方法はナツトと可動体を弾性体で結
合する方法であつた。
しかしながら、上記のいずれの方法も一長一短
があり、完全なものではなかつた。すなわち、第
1の方法は、ねじは細く長いものであるから工作
精度の点でラジアル振れを少くするには限界があ
り、ねじ径を太くすれば工作時に振れを小さくし
易いが飛躍的に小さくできるものではなく、また
ねじ径を太くするとねじ駆動力が大きくなる等の
不都合が生じる。
第2の方法は第1の方法と逆であり、ねじ径を
細くしても飛躍的に剛性が低くなるものではなく
また細くすると工作が困難になり、ラジアル振れ
が大きくなると共にねじのピツチ精度も低下し易
い。
第3の方法は、案内部の寸法が大きくなると共
に駆動に要する動力が大きくなり、装置の小型化
の点で不都合である。
第4の方法とその問題点を第1図乃至第3図に
示す具体例について説明すると、1は公知の直進
空気軸受で、2は矩形断面を有する案内体、3は
この案内体2を取り囲む様に構成された可動体で
ある。図示しないが、可動体3と案内体との間に
は高圧空気が圧送されており、可動体3は案内体
2から非接触で浮上しており、矢印A方向にのみ
移動自在である。4は両側に円弧部5を有する板
ばねで、円弧部5間の平面部6がねじ等で可動体
3に固定されている。また、板ばね4は各円弧部
5の遊端から平面部7が延出され、この平面部7
がビス8にて送りねじ9に螺合するナツト10に
固定されている。
この様な構成によると、板ばね4は送り方向、
すなわち矢印A方向には比較的大きな剛性を有
し、矢印A方向と垂直な方向、すなわち矢印B方
向及びD方向は円弧部5が撓み易いので剛性が比
較的小さい。したがつて、送りねじ9に矢印B方
向のラジアル振れ及び矢印D方向の振れが生じて
も、前記円弧部5の撓みにより可動体3に加わる
B方向及びD方向の力は軽減される。
しかしながら、矢印C方向の剛性も低くなるの
で、ナツト10が矢印C方向に回転し易くなり、
送りねじ9による駆動を忠実に可動体3に伝達し
難い欠点を有する。したがつて、送りねじ9の振
れが可動体3に影響を与えない様に円弧部5の剛
性を小さくすればするほど、送りねじ9の駆動を
可動体3に正確に伝達し難くなるという基本的な
欠点を有する。さらには、板ばね4は正確に成形
し難く、第2図及び第3図に示す様な形状誤差が
生じ易い。形状誤差が大きくなると、可動体3と
ナツト10の間に無理な力が働き、かえつて可動
体3の直進精度を劣化させることもある。
以上の様に、何れの方法も不完全なものであつ
た。
本発明は、かかる問題点に鑑み、送りねじにラ
ジアル振れがあつてもそのラジアル振れが可動体
に伝達されて可動体の直進精度を劣化させる様な
ことがなく、しかもナツトの軸方向運動を可動体
に忠実に伝達し得るねじ送り装置を提供すること
を目的とする。
本発明は、このため前記ナツトと可動体のいず
れか一方に前記ナツトの移動方向と垂直方向に延
びる軸を、他方にこの軸が同心的に嵌入する孔を
有する部材を設け、前記軸の外周と孔の内周との
間に、前記軸の軸心方向に転動可能でかつ前記軸
を取り囲む様に単列で配設された複数の転動体を
介装することにより、ナツトの移動方向及び回転
方向に大きな剛性を有し、送りねじのラジアル振
れに対してはほとんど抵抗なく変位できる様にし
たねじ送り装置を提供する。
以下、本発明の一実施例を第4図乃至第6図に
より説明する。なお、第1図で説明した構成要素
と実質的に同一のものは、同じ参照番号を付し、
また方向を示す記号も同一ものを用いてその説明
を省略する。20は、ナツト10にそのナツト1
0の移動方向と垂直方向に延長する向きに植立さ
れた丸棒状の軸、21はこの軸20が嵌入する円
筒状の孔22を有するブツシユで、ボルト23に
より可動体3に固定されている。24は複数の鋼
球で、前記軸20、孔22及び鋼球24にともに
遊嵌する保持器25により保持されて、軸20と
孔22の間の所定の位置に単列状に配設されてい
る。また、軸20と孔22と鋼球24のはめあい
は、マイナスすきまとなるようにそれぞれの寸法
が設定されている。従つて、ナツト10と可動体
3は、軸20とブツシユ21との鋼球24を介し
た結合によつて互いに結合されている。
以上の構成から、ナツト10の移動方向、すな
わち矢印A方向及びナツト10の回転方向、すな
わち矢印C方向には、鋼球24を圧縮する方向に
力が加わるため大きな剛性を有することになる。
剛性を低下せしめる要因を強いて挙げれば、鋼球
24と軸20及び孔22との接触部の変形である
が、それらの間のはめあいをマイナスすきまを大
きくして予圧を大きくすれば、容易に剛性を上げ
ることができる。一方、矢印B方向、すなわち送
りねじ9のラジアル振れ方向のナツト10の変位
に対しては、例えば第6図の様に鋼球24の転動
によりほとんど抵抗なく変位し得る。例えば、軸
20の径が10mm、鋼球24の径が3mm、予圧量が
直径で6μmの場合、第6図において、角度θ=
±5゜の範囲であればほとんど抵抗なく変位し得
る。矢印B′方向及び矢印D方向の変位は云うまで
もなく鋼球24の転動だけで抵抗なく変位し得
る。従つて、ナツト10は回転することなく忠実
に可動体3に運動を伝達し、しかも送りねじ9の
ラジアル振れはほとんど可動体3に伝達されない
ので、可動体3の直進精度を損うことないきわめ
て高精度のねじ送りがなされる。
上記実施例では丸棒状の軸と円筒状の孔と鋼球
の組合せを示したが、丸棒状の軸である必要も、
転動体が球である必要もなく、その他種々の変形
が可能である。
第7図は軸30とブツシユ31にそれぞれ鋼球
24の転動溝32,33を設けたものである。3
4は鋼球24の保持器である。前記転動溝32,
33は円弧溝であつても、ゴチツクアークと呼ば
れる2つの円弧面がV字形に組合わされた溝であ
つてもよい。
また、第8図に示す様に、断面矩形状の軸35
と、コロあるいは針状コロ36と、矩形状の孔3
7を有するブツシユ38を組合せる等、断面多角
形の軸及び孔にしても良い。39はコロ36の保
持器である。
これら第7図、第8図の構成はともに、転動体
と軸及び孔との転動部の接触面積が増加するの
で、第4図、第5図に示す矢印B方向、C方向の
剛性は大きくなり、より高精度の運動伝達に適す
る。一方、この場合矢印D方向の変位に対する剛
性が大きくなつてしまうが、矢印D方向の変位成
分はB方向の変位成分に比べてはるかに小さいの
で、D方向の剛性が大きくても実用上何ら支障は
ない。
第9図は、第4図の保持器25の構成を若干変
えて、圧縮ばね41,42を取付けた保持器40
を用いた例である。圧縮ばねは何れか一方だけで
もよい。この様にばねを用いることにより、ばね
の長さを所定の長さに設定しておくと、軸と転動
体とブツシユを組体てたとき、転動体の前記軸の
軸心方向の位置決めを容易に行ない得る。さらに
は、軸20,30,35等を上下方向、すなわち
重力方向に取付けた場合には、転動体に予圧がか
かつておりすべりは起さないとはいえ徐々に下方
向に落下して保持器40がナツト10あるいは可
動体3に当接し、転動体の前記軸方向への転動が
さまたげられて良好に動作しないこともあり得る
が、ばねを用いることによりこの現象を確実に防
止し得る。
第10図は予圧を組立時に与えたり、負荷に応
じて予圧を簡単に調整し得る様にした構造の一例
である。これは、第7図のブツシユ31の一個所
にすり割り43を設け、同じくすり割り44を設
けたハウジング45にはめ込んだものであり、ボ
ルト46を締めることにより、ブツシユ31をハ
ウジング45に固着し、さらに締めることにより
予圧を調整する様にしている。この構成は、第7
図の構成だけでなく、第8図の構成においてはブ
ツシユ38の外形を円形とし、F−F′線で2つ
に分割することにより簡単に実施し得、また2つ
に分割することによりブツシユ38の内面加工も
容易になる。
以上の実施例ではすべて転動体に予圧をかける
ものについて説明したが、目的によつてはA方向
及びC方向の多少の遊びが許される場合があり、
この場合は予圧をかける必要はない。
また、上記実施例ではいずれも軸をナツトに、
ブツシユを可動体に取付けたものを示したが、軸
を可動体に、ブツシユをナツトに取付けてもよ
く、また取付けの向きも第4図のもののように、
水平方向でなくてもナツトの移動方向と垂直方向
に延長する向きであれば垂直であつても斜めであ
つても何ら支障ない。
本発明のねじ送り装置によれば、以上の説明か
ら明らかな様に、ナツトと可動体のいずれか一方
にナツトの移動方向に対して垂直方向に延びる軸
を、他方にこの軸が同心的に嵌入する孔を有する
部材を設け、軸外周と穴内周との間に、前記軸の
軸心方向に転動可能でかつ前記軸を取り囲む様に
単列で配設された複数の転動体を介装したことに
より、ナツトは回転することなく忠実に可動体に
運動を伝達し、しかも送りねじのラジアル振れは
ほとんど可動体に伝達されることがないので、可
動体の本来の直進精度を損うことのないきわめて
高精度のねじ送り装置を非常に簡単な構成にて実
現し得る。
したがつて、可動体の案内軸受として空気軸受
の様な剛性は低いが高精度の直進精度を持つもの
を特長を損うことなく適用でき、またラジアル振
れを抵抗なく吸収できるので高価で大径のラジア
ル振れの少ない送りねじを使用する必要がないの
で、安価にしかも所要動力の少ないねじ送り装置
を実現し得、さらに可動体の案内手段と送りねじ
の間の平行度のずれをも容易に吸収し得るので、
組立も熟練を要することなく、簡単に短時間に行
ない得る等、多大の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図乃至第3図は従来のねじ送り装置の一例
を示し、第1図は一部分解して概略構成を示す斜
視図、第2図と第3図は、その板ばねの形状誤差
を説明するための側面図と正面図、第4図乃至第
6図は本発明の一実施例を示し、第4図は要部の
縦断面図、第5図は第4図のE−E′断面図、第
6図は機能説明のための要部の縦断面図、第7図
乃至第10図はそれぞれ他の実施例の要部の縦断
面図である。 2は案内体(案内手段)、3は可動体、9は送
りねじ、10はナツト、20,30,35は軸、
21,31,38はブツシユ(孔を有する部
材)、22,27は孔、24は鋼球(転動体)、2
5,34,39,40は保持器、36はコロ(転
動体)、41,42は圧縮ばね、43,44はす
り割り、45はハウジング。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 送りねじと、この送りねじと螺合するナツト
    と、直進方向にのみ移動を許す案内手段により案
    内されかつ前記送りねじとナツトにより直進駆動
    される可動体とを備え、前記ナツトと可動体のい
    ずれか一方に前記直進方向に対して垂直方向に延
    びる軸を、他方にこの軸が同心的に嵌入する孔を
    有する部材を設け、軸外周と孔内周との間に、前
    記軸の軸心方向に転動可能でかつ前記軸を取り囲
    む様に短列で配設された複数の転動体を介装した
    ねじ送り装置。 2 前記転動体を、前記軸と前記孔とこれら転動
    体とに遊嵌する保持器にて前記軸と前記部材との
    間に配設した特許請求の範囲第1項記載のねじ送
    り装置。 3 前記保持器を、前記軸の軸心方向所定位置に
    支持する弾性体を設けた特許請求の範囲第1項記
    載のねじ送り装置。 4 前記軸と孔と転動体のはめあいをマイナスす
    きまにした特許請求の範囲第1項記載のねじ送り
    装置。
JP57072150A 1982-04-28 1982-04-28 ねじ送り装置 Granted JPS58187645A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57072150A JPS58187645A (ja) 1982-04-28 1982-04-28 ねじ送り装置

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JP57072150A JPS58187645A (ja) 1982-04-28 1982-04-28 ねじ送り装置

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Publication Number Publication Date
JPS58187645A JPS58187645A (ja) 1983-11-01
JPS6256381B2 true JPS6256381B2 (ja) 1987-11-25

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JP57072150A Granted JPS58187645A (ja) 1982-04-28 1982-04-28 ねじ送り装置

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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0637228Y2 (ja) * 1988-11-17 1994-09-28 チノン株式会社 変位装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3913412A (en) * 1974-11-25 1975-10-21 Bendix Corp Drive coupling

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JPS58187645A (ja) 1983-11-01

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