JP2005069430A - 直線移動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 リードスクリューの回転に伴って直線移動するナットが摩耗しても、テーブルの位置精度を高めることができ、しかも、長寿命にすることができる直線移動装置を提供する。
【解決手段】 モータ３０により回転するリードスクリュー４０に噛み合って軸線方向に直線移動する第１および第２のナット５１、５２を備え、リードスクリュー４０におけるねじ山の谷部４１の軸線方向寸法を頂部４２の軸線方向寸法よりも大きく形成すると共に、第１および第２のナット５１、５２におけるねじ山の頂部５８の軸線方向寸法を谷部５７の軸線方向寸法よりも小さく形成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、テーブルを直線的に移動させるためのリードスクリューとナットを備えた直線移動装置に関するものである。さらに詳しくは、リードスクリューとナットのねじ部の構造に関する。

直線移動装置は、民生用機器としてムービーカメラ等のフォーカスレンズ駆動や、フロッピー（Ｒ）ディスクドライブなどの磁気ヘッドの移動用、または、光ディスク装置のピックアップの移動用等に用いられている。一方、ＦＡ等の産業機器用にも用いられ、ワークや工具の搬送または加工、或いは計測等に用いられ、各種の用途において幅広く採用されている。

このような直線移動装置は複数のタイプが現存しているが、モータにより回転するリードスクリューにナットを噛み合わせ、このナットを設けたテーブルをリードスクリューの軸線方向に直線移動するタイプの直線移動装置は、例えば、特開２０００−１４９４６７号公報（特許文献１）に開示されている。

すなわち、図７に示すように、テーブル１００には、リードスクリュー１０１と噛み合っている雌ねじ部１０２が形成されたねじ孔（第１のナット）１０３と、断面形状を正方形に形成したナット収納孔１０４とが同軸状に形成されている。このナット収納孔１０４には、リードスクリュー１０１と噛み合うナット１０５（第２のナット）をテーブル１００に対して軸線方向に移動可能に配設している。また、ナット収納孔１０４に形成された端面１０５ａと、ナット１０５の内側端面１０５ａとの間には、コイルばね１０６が圧縮状態で挟まれていて、ナット１０５がコイルばね１０６によってねじ孔１０３から軸線方向に離れる方向に付勢されている。

上述したように、テーブル１００に対して軸線方向にのみ移動可能に取り付けられたナット１０５を、コイルばね１０６によりテーブル１００に一体成形されたねじ孔（第１のナット）１０３から離れる方向に付勢しているので、ねじ孔１０３の雌ねじとリードスクリュー１０１の雄ねじ１０２とは、常に一方の歯面が接触する。また、ナット１０５の雌ねじ１０７とリードスクリュー１０１の雄ねじ１０２とは、反対側の歯面が常に接触する。従って、テーブル１００をいずれの方向に移動させても、パックラッシュの影響が抑止され、テーブル１００の位置決め精度を高めることが可能となる。

ところが、このように構成された直線移動装置においては、リードスクリュー１０１が荷重等によって安易に曲がらないように、一般的に剛性を有する金属素材が用いられている。このリードスクリュー１０１にテーブル１００の雌ねじとナット１０５の雌ねじをコイルばね１０６によって付勢された歯面を常に接触させていると、長時間の使用によって、テーブル１００およびナットの雌ねじの歯面が摩耗するといった避けられない問題が生ずる。すなわち、図８に示すように、歯面は二点鎖線で示す初期状態から実線で示す摩耗状態に変化し、これにより寸法Ａが変位する。このとき、テーブル１００における基準位置０から原点位置まで距離Ｄ0であったものが、歯面の摩耗によって距離Ｄ1に変位する。つまり、テーブル１００は、雌ねじの歯面が摩耗に従って原点位置が変化する重大な問題を有している。

上述の特許文献１に開示された直線移動装置は、摩耗による変化を考慮していないために、機械的な手段によって原点位置を決めることができない。従って、正確な原点位置を得るためには、原点センサ（図示しない）を取り付けてテーブル１００の位置を検出し、制御回路等によって原点位置に復帰するように補正することが必要になる。しかし、原点センサと制御回路を用いて補正することは、必然的にコストアップになる問題がある。

さらに、特許文献１に開示された直線移動装置においては、リードスクリューにねじ山の頂部および谷部の軸線方向寸法がほぼ等しく形成されている。また、通常の直線移動装置におけるねじ山の頂部と谷部の軸線方向寸法は、谷部の軸線方向寸法を小さくしている。従って、リードスクリューに噛み合う前記第１および第２のナットのねじ山は、頂部の軸線方向寸法を谷部の軸線方向寸法よりも大きく形成される。一般的に、リードスクリューを金属素材により形成し、ナットを樹脂素材により形成することから、ナットの摩耗が先行する。従って、直線移動装置の寿命はナットの摩耗が早いことから、短くなってしまう問題もある。

特開２０００−１４９４６７号公報

本発明が解決しようとする課題は、リードスクリューの回転に伴って直線移動するナットが摩耗しても、テーブルの位置精度を高めることができ、しかも、長寿命にすることができる直線移動装置を提供することにある。

上記課題を達成するため、請求項１の発明は、モータにより回転するリードスクリューに噛み合って軸線方向に直線移動する第１および第２のナットを備え、前記リードスクリューにおけるねじ山の谷部の軸線方向寸法を頂部の軸線方向寸法よりも大きく形成すると共に、前記ナットにおけるねじ山の頂部の軸線方向寸法を谷部の軸線方向寸法よりも小さく形成することを要旨とする。

また、請求項２の発明は、前記リードスクリューは剛性を有する金属素材によって形成され、前記第１および第２のナットは樹脂等の同じ素材によって形成することを要旨とする。

さらに、請求項３の発明は、前記第１および第２のナットの各々の他方端と前記テーブルの当接部との間に各々ばね部材を配設して、前記第１および第２のナットを互いに接近する方向に付勢することを要旨とする。

また、請求項４の発明は、前記第１および第２のナットの何れか一方のナットを前記テーブルに固定し、他方のナットの他方端と前記テーブルの当接部との間にばね部材を配設して、前記他方のナットを前記一方のナットに接近する方向に付勢することを要旨とする。

また、請求項５の発明は、前記リードスクリューを少なくとも傾斜姿勢としたとき、前記テーブルに固定された一方のナットを上方に配置すると共に、前記ばね部材によって付勢された他方のナットを前記一方のナットよりも下方に配置することを要旨とする。

また、請求項６の発明は、前記リードスクリューの雄ねじおよび前記第１および第２のナット雌ねじを、歯面がテーパ状に形成された台形ねじに構成することを要旨とする。

さらにまた、請求項７の発明は、両ナットと共に移動するテーブルを、ばね部材によって保持すると共に、リードスクリューと平行に配設されたガイドシャフトに挿通して回転不可の状態で支持することを要旨とする。

本発明によれば、モータにより回転するリードスクリューにおけるねじ山の谷部の軸線方向寸法を頂部の軸線方向寸法よりも大きく形成すると共に、前記ナットにおけるねじ山の頂部の軸線方向寸法を谷部の軸線方向寸法よりも小さく形成したことにより、摩耗が大きい第１および第２のナットを使用しても、寿命を大幅に延ばすことが可能となる。また、リードスクリューの回転速度を高めてナットの摩耗が早まっても、従来の装置同等以上の寿命を維持することが可能となる。さらに、両ナットの摩耗量が等しくなるので、摩耗に関わりなくテーブルの位置精度を高めることが可能となる。

また、請求項２に記載の発明によれば、リードスクリューは剛性を有する金属素材により形成し、第１および第２のナットを樹脂等の同じ素材によって形成しているので、リードスクリューによって第１および第２のナットが摩耗しても、両ナットの摩耗量が同じになることから、第１および第２のナットによって各々の摩耗が相殺されるので、テーブルの位置を高精度に維持させることが可能となる。

さらに、請求項３に記載の発明によれば、第１および第２のナットをテーブルの当接部との間に配設したばね部材によって互いに接近する方向に付勢したことにより、リードスクリューに噛み合う第１および第２のナットの歯面の摩耗量が等しくなるので、テーブルの位置はナットの摩耗に関わりなく変化しないので、テーブル位置精度を高めることが可能となる

また、請求項４に記載の発明によれば、第１および第２のナットの何れか一方のナットを前記テーブルに固定し、他方のナットの他方端と前記テーブルの当接部との間にばね部材を配設して、前記他方のナットを前記一方のナットに接近する方向に付勢しているので、ナットと共に移動するテーブルの位置はナットの摩耗によって変化することがなく、テーブル位置精度を高めることが可能となる。

また、請求項５に記載の発明によれば、リードスクリューを少なくとも傾斜姿勢としたとき、テーブルに固定された一方のナットを上方に配置することにより、リードスクリューを傾斜姿勢もしくは垂直姿勢とした状態でリードスクリューの歯面に加わるばね部材の押圧力が減少するので、一方のナットとリードスクリューとの摩擦が低減され、姿勢差による推力の差を小さくすることが可能となる。

また、請求項６に記載の発明によれば、リードスクリューの雄ねじおよび前記第１および第２のナット雌ねじとして、歯面がテーパ状に形成された台形ねじに構成することにより、第１および第２のナットがばね部材によって互いに接近する方向に付勢したときに、第１および第２のナットのテーパ状の歯面がリードスクリューの軸線に一致させるように作用するので、直線方向の移動に伴う上下動を抑制することが可能となる。

さらにまた、請求項７に記載の発明によれば、両ナットと共に移動するテーブルをばね部材によって保持すると共に、リードスクリューと平行に配設されたガイドシャフトに挿通して回転不可の状態で支持しているので、テーブルがリードスクリューの軸線方向に対して両ナットと共に精度良く移動し、回転方向に対してはガイドシャフトによって姿勢を保たせることができるので、テーブルを安定した姿勢で高精度に直線移動させることが可能となる。

モータを駆動源として回転するリードスクリューには、一方端をリードスクリューの軸線方向に離間して対向させた第１および第２のナットが噛み合い、これらナットに設けられたテーブルと共に、リードスクリューの回転によって軸線方向に直線移動する。第１および第２のナットは、ばね部材によって互いに接近する方向に付勢されている。また、リードスクリューは、ねじ山の谷部の軸線方向寸法が頂部の軸線方向寸法よりも大きく形成され、第１および第２のナットは、ねじ山の頂部の軸線方向寸法を谷部の軸線方向寸法よりも小さく形成している。この構成によって、リードスクリューが回転することにより、第１のナットおよび第２のナットの歯面と、リードスクリュー歯面が摺動しながら、テーブルと共に直線方向に移動する。

直線移動装置１０は、図４および図５に示すように、例えばアルミニウム等のダイキャストによって形成されたフレーム２０を備えている。このフレーム２０は長方形の略皿字状に形成され、長手方向の一方の側板２１には、ステッピングモータ３０が固定されている。このステッピングモータ３０は、ＰＭ型ステッピングモータに構成され、一対の櫛歯状ヨーク３１、３２に各々コイル３３、３４が巻回されている。ヨーク３１、３２の内部には、ネオジ磁石、希土類磁石等によって形成され永久磁石されたロータ３５が回転自在に配設されている。このロータ３５の軸芯上にはリードスクリュー４０の一端側が、例えば接着等によって固定されている。

フレーム２０の一方の側板２１には、ボールベアリングからなる軸受２３が設けられていて、ステッピングモータ３０の近傍に位置するリードスクリュー４０の一端側を支持している。リードスクリュー４０の一端側は、フレーム２０の他方の側板２２に設けられたボールベアリングからなる軸受２４によって支持されている。軸受２４からさらに突出したリードスクリュー４０の先端はＤカットされ、嵌合された抜け止め部材６０を止めビス６１によって回転不能に固定することによって軸線方向を不動にしている。

また、リードスクリュー４０の後端は、ステッピングモータ３０の後端に取り付けられたエンドブラケットに設けた軸受２５によって支持され、さらに突出させている。この突出部分にはボス６２が嵌着されている。このボス６２にはエンコーダ６３の回転スリット板６４が取り付けられ、回転スリット板６４には、発光素子および受光素子からなる図示しない光ユニットを対向させて、リードスクリュー４０の回転情報を出力するようにしている。

前記フレーム２０内には、図５に示すように、リードスクリュー４０の両側であって、同リードスクリュー４０と平行に２本のガイドシャフト６５、６６が設けられていて、後述するテーブル７０を直線方向に移動自在に支持している。２本のガイドシャフト６５、６６は、その前後端をフレーム２０の各側板２１、２２に固定されている。ここで、フレーム２０の側板２２には、ガイドシャフト６５、６６を嵌挿するための透孔が形成され、また、側板２１には例えばめくら孔が形成されている。そして、ガイドシャフト６５、６６を側板２２の透孔から挿入して、側板２１のめくら孔に挿入した後に、上記透孔を接着剤によって閉塞するように接着固定することにより組み立てられる。

図１は、本発明の第１の実施形態を示し、リードスクリューに噛み合う第１のナットと第２のナット、および、テーブルの構成を拡大して示す断面図である。この図に示すように、テーブル７０は矩形の略箱型に形成され、その内部には、後述するリードスクリュー４０と噛み合う第１のナット５１と第２のナット５２が同軸上に互いに離間して配設されている。さらに、テーブル７０の両側には、リードスクリュー４０と接触しないように挿通する挿通孔８１、８２が各々形成されている。また、上側の開口には蓋板８３が被冠される。

上記第１のナット５１と第２のナット５２は、各々他端に段部５３、５４が形成され、この段部５３、５４が互いに外方に向くように左右対称に設けられている。第１のナット５１と第２のナット５２の互いに対向する一方端は、所定の距離に離間させている。また、第１のナット５１と第２のナット５２の各段部５３、５４には、他端側をテーブル７０の内壁の各当接部７４、７５に当接させた圧縮型のコイルばね８０、８１の一端が嵌挿されている。これにより、第１のナット５１と第２のナット５２は、互いに接近する方向に付勢される。

これら第１のナット５１と第２のナット５２の断面形状は、上記段部５３、５４を除いて四角形に形成され、少なくとも下面をテーブル７０の底面に摺接させることにより、回転方向に対してほぼ不動に構成している。尚、第１のナット５１と第２のナット５２の断面形状を略Ｄ字状に形成して、下面の平坦面をテーブル７０の底面に摺接させるようにしても良い。

上述したように、第１のナット５１と第２のナット５２とテーブル７０の当接部７４、７５との間に各々コイルばね８０、８１を配置することによって、テーブル７０はコイルばね８０、８１を介して第１のナット５１と第２のナット５２によって支持される。このため、テーブル７０は回転方向に対して不動にするために、リードスクリュー４０の両側に設けられた２本のガイドシャフト６５、６６によってテーブル７０を直線方向に移動自在に支持されている。すなわち、テーブル７０の上記第１のナット５１と第２のナット５２の両側近傍には、貫通孔７１、７２が形成され、この貫通孔７１、７２に２本のガイドシャフト６５、６６を各々挿通することによって支持される。なお、上記ガイドシャフト６５、６６は２本でなくとも、何れか一方側に１本設けてテーブル７０を支持するようにしても良い。

次に、図２によって、リードスクリュー４０における雄ねじと、第１のナット５１と第２のナット５２における雌ねじの構成について説明する。すなわち、リードスクリュー４０には、台形ねじに構成された所定ピッチの雄ねじが形成されている。そして、雄ねじにおけるねじ山の谷部４１の軸線方向の寸法Ｖ1を、頂部４２の軸線方向の寸法Ｍ1に対して２倍以上に設定している。また、谷部４１と頂部４２との間にはテーパ状に形成された歯面４３が形成されている。

一方、第１のナット５１と第２のナット５２には、上記リードスクリュー４０に噛み合うねじ孔５５、５６が軸線方向に各々形成され、これらのねじ孔５５、５６には、台形ねじに構成した所定ピッチの雌ねじが形成されている。そして、雌ねじにおけるねじ山の谷部５７の軸線方向の寸法Ｖ2を、頂部５８の軸線方向の寸法Ｍ2よりも２分１以下に設定している。さらに、谷部５７と頂部５８との間にはテーパ状の歯面５９が形成されている。また、第１のナット５１と第２のナット５２における谷部５７の軸線方向の寸法Ｖ2は、リードスクリュー４０における谷部４１の軸線方向の寸法Ｖ1よりもやや大きく形成されている。これら第１のナット５１と第２のナット５２は、両者共にテフロン（Ｒ）、ナイロン等の潤滑性良好な合成樹脂によって形成されていて、同一の熱膨張係数、摩耗係数を有している。

上述したように構成されたリードスクリュー４０に噛み合う第１のナット５１と第２のナット５２は、圧縮型のコイルばね８０、８１により、互いに接近する方向に付勢されている。これにより、第１のナット５１と第２のナット５２に形成されたテーパ状の歯面５９とリードスクリュー４０に形成されたテーパ状に形成された歯面４３の一方どうしが、上記コイルばね８０、８１の弾力によって押圧された状態で接触している。このため、リードスクリュー４０が回転することにより、歯面４３と歯面５９が摺動しながら第１のナット５１と第２のナット５２が、リードスクリュー４０の回転方向に従って直線方向に移動し、この移動に伴ってテーブル７０が移動する。

このように、リードスクリュー４０の回転により、両歯面４３、５９が摺動すると、主に合成樹脂製の第１のナット５１と第２のナット５２の歯面５９が徐々に摩耗して図３に示す状態になる。すなわち、第１のナット５１と第２のナット５２は、初期状態では図２、および、図３の二点鎖線で示すような頂部５８の軸線方向の寸法Ｍ2であったものが、摩耗によって図３に示す軸線方向の寸法Ｍ21のように減少する。この摩耗によって、第１のナット５１と第２のナット５２の位置が、摩耗寸法Ａづつ互いに接近する方向に変位する。

この状態では、図７に示した従来例と同様に、基準位置０からテーブル７０の位置まで距離Ｄ0であったものが、距離Ｄ1 に変位する。ところが、第１のナット５１と第２のナット５２の摩耗によって互いに等しい摩耗量となって変位することから、第１のナット５１と第２のナット５２にコイルばね８０、８１を介して支持されたテーブル７０は変位しない。従って、第１のナット５１と第２のナット５２の歯面５９がリードスクリュー４０の回転により摩耗しても、テーブル７０の位置を常に一定に保持することができ、位置精度を高めることができる。

このような摩耗は、第１のナット５１と第２のナット５２だけではなく、リードスクリュー４０も僅かに摩耗することがある。しかし、リードスクリュー４０が摩耗しても、これに噛み合う第１のナット５１と第２のナット５２が共に反対方向に変位するので、リードスクリュー４０の歯面４３の摩耗は、第１のナット５１と第２のナット５２によって相殺されることから、この場合もテーブル７０の位置を一定に保持することができ、位置精度を高めることができる。

第１のナット５１と第２のナット５２に形成された歯面５９が上述したように摩耗すると、図３に示すように、雌ねじにおける頂部５８が摩耗寸法Ａ分だけ減少して頂部５８の軸線方向が寸法Ｍ21となる。そして、この頂部５８の軸線方向の寸法Ｍ21が所定寸法になって寿命を迎える。ところが、前述したように、雌ねじにおける頂部５８の軸線方向の寸法Ｖ2を、谷部５７の軸線方向の寸法Ｖ2に対して２倍以上に設定していることから、寿命を定める頂部５８の軸線方向の寸法Ｍ21に至るまでの時間は、前述した図７および図８に示す従来の直線移動装置と比較して約２倍以上に延長させることができる。

また、テーブル７０の直線移動速度を例えば２倍に高速移動させる場合には、リードスクリュー４０を２倍の高速回転させるため、第１のナット５１と第２のナット５２の摩耗量Ａも約２倍になり、寿命に達するまでの実使用時間が２分の１に短縮される。しかし、頂部５８の軸線方向の寸法Ｍ2 を２倍以上に設定していることから、例えテーブル７０を２倍に高速移動しても、寿命に達するまでの実使用時間を従来とほぼ同様にすることができる。

一方、第１のナット５１と第２のナット５２、および、リードスクリュー４０は、台形ねじに構成され、テーパ状の歯面どうしを噛み合わせている。このため、第１のナット５１と第２のナット５２をコイルばね８０、８１によって付勢したとき、第１のナット５１と第２のナット５２は、テーパ状の歯面によってリードスクリュー４０の軸線と一致した中心に移動するように作用する。従って、第１のナット５１と第２のナット５２における上下方向の位置が安定し、従って、第１のナット５１と第２のナット５２にコイルばね８０、９１を介して支持されたテーブル７０を安定状態で移動させることができる。

上述した第１の実施形態による直線移動装置は、水平姿勢、すなわち、リードスクリュー４０を水平姿勢としてテーブル７０を水平に移動させる場合には、上述したように、両ナットの摩耗に関わりなくテーブル７０を高精度に直線移動させることができる。ところが、直線移動装置を傾斜させた姿勢、もしくは、垂直な姿勢とした場合には、テーブル７０を上昇させるときと下降させるときに推力の差が生ずることがある。つまり、テーブル７０自体には自重があり、さらに、第１のナット５１と第２のナット５２、および、コイルばね８０、８１が自重を有している。また、テーブル７０にワーク等を取り付けた場合には、移動推進させるテーブル７０の重量が加えられて全体重量がさらに増加する。このため、例えば第２のナット５２の方向にテーブル７０を上昇させるときには、テーブル７０全体重量にコイルばね８１の弾力を加えた押圧力がリードスクリュー４０の歯面４３に加えられることから、第２のナット５２の歯面５９との摩擦力が増大してしまう。この結果、上昇時と下降時ではテーブル７０全体の重量によって推力に差が生ずることになる。

図６は、本発明の第２の実施形態を示す断面図であり、テーブル７０全体の重量による上昇時と下降時の推力の差を軽減するように構成している。なお、前述した第１の実施形態と同符号は同部品もしくは同構成を示し、その詳細な説明を省略する。本発明の第２の実施形態において、前述した第１の実施形態と相違する点は、第２のナット５２の他端側をテーブル７０の内壁に接着により固定し、第１のナット５１の他端側とテーブル７０の当接部７４との間にコイルばね８０を配置するようにしたことである。なお、第２のナット５２の他端側とテーブル７０の内壁との固定手段としては、接着以外にも溶着、かしめ等の適宜の手段を採用してもよい。

以上の構成としたとき、第１のナット５１はコイルばね８０によって第２のナット５２の方向に付勢される。また、テーブル７０の内壁に固定された第２のナット５２は、コイルばね８０の付勢力がテーブル７０を介して伝わることによって第１のナット５１の方向に付勢され、前述した第１の実施態様と同様に、第１のナット５１と第２のナット５２が互いに接近する方向に付勢される。これにより、第１のナット５１と第２のナット５２に形成されたテーパ状の歯面５９と、リードスクリュー４０に形成されたテーパ状に形成された歯面４３の一方どうしが、上記コイルばね８０の弾力によって押圧された状態で接触している。このため、リードスクリュー４０が回転することにより、歯面４３と歯面５９が摺動しながら第１のナット５１と第２のナット５２が、リードスクリュー４０の回転方向に従って直線方向に移動し、この移動に伴ってテーブル７０が移動する。

一方、直線移動装置を傾斜姿勢もしくは垂直姿勢とした状態、すなわち、リードスクリュー４０を傾斜姿勢もしくは垂直姿勢としたときには、図６に示すように、テーブル７０の内壁に固定した第２のナット５２を上方側に配置する。この状態において、テーブル７０を上方に移動するように推進すると、リードスクリュー４０の歯面４３には、テーブル７０の全体重量による押圧力が加わり、第１の実施形態において示したコイルばね８１による押圧力が現象する。コイルばね８１の弾力は、テーブル７０の位置精度を良くするために大きく設定していることから、コイルばね８１を削除したことによって、リードスクリュー４０の歯面４３と第２のナット５２の歯面５９との摩擦力は大幅に軽減される。この結果、傾斜姿勢もしくは垂直姿勢の状態でテーブル７０を上昇させる場合にも、摩擦力の軽減によって推力の差を軽減することが可能となる。

上述した第２の実施形態においても、第１のナット５１と第２のナット５２を同一の構造に形成し、左右対称に配置している。両ナットを同一構造とすることによって、実質的な部品点数を削減することが可能となる。しかし、テーブル７０等との関係において、必ずしも同一構造としなくても良い。

本発明は、以上説明した実施形態に限定されることなく、本発明を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。例えば、前述した直線移動装置は、一例を示すものであって、形状等は他に変更可能である。また、リードスクリューを支持する軸受は、ボールベアリングに限らず、オイルレスメタル（焼結含油軸受）等の他の軸受けに変えても良い。さらに、第１のナットと第２のナットは、アルミニウム等の比較的軽量な金属素材で形成しても良い。さらにまた、第１のナットと第２のナットは、２条以上の複数のねじ山を形成しても良い。また、モータは、ステッピングモータに限らず、一般に使用される直流モータに変更しても良い。この直流モータを使用する場合には、回転角度や原点位置を検出するためのロータリーエンコーダを設けることが望ましい。

本発明にかかる直線移動装置の要部の第１の実施形態を示す断面図である。 本発明にかかる直線移動装置におけるリードスクリューとナットのねじ山の構成を示す断面図である。 本発明にかかる直線移動装置における、ナットが摩耗したときの状態を示す説明図である。 本発明にかかる直線移動装置を示す側断面図である。 本発明にかかる直線移動装置を示す平面図である。 本発明にかかる直線移動装置の要部の第２の実施形態を示す断面図である。 従来の直線移動装置におけるリードスクリューとナットの構成を示す断面図である。 図７に示す従来の直線移動装置におけるナットが摩耗したときの状態を示す説明図である。

符号の説明

１０ 直線移動装置
２０ フレーム
３０ モータ
４０ リードスクリュー
４１ 谷部
４２ 頂部
４３ 歯面
５１ 第１のナット
５２ 第２のナット
５３ 第１のナットの段部
５４ 第２のナットの段部
５５ 第１のナットのねじ孔
５６ 第２のナットのねじ孔
５７ 谷部
５８ 頂部
５９ 歯面
６５、６６ ガイドシャフト
７０ テーブル
８０、８１ ばね部材
Ａ 摩耗寸法
Ｍ１ ガイドシャフトの頂部の寸法
Ｖ１ ガイドシャフトの谷部の寸法
Ｍ２ ナットの頂部の寸法
Ｖ２ ナットの谷部の寸法

Claims (7)

1. モータと、このモータにより回転するリードスクリューと、このリードスクリューに噛み合って当該リードスクリューの軸線方向に直線移動するナットと、このナットと共に移動するテーブルとを有する直線移動機構において、
   前記ナットは、一方端を前記リードスクリューの軸線方向に離間して対向させた第１および第２のナットを備えると共に、この第１および第２のナットをばね部材によって互いに接近する方向に付勢され、
   前記リードスクリューは、ねじ山の谷部の軸線方向寸法が頂部の軸線方向寸法よりも大きく形成され、
   前記リードスクリューに噛み合う前記第１および第２のナットは、ねじ山の頂部の軸線方向寸法を谷部の軸線方向寸法よりも小さく形成したことを特徴とする直線移動装置。
2. 前記リードスクリューは剛性を有する金属素材によって形成され、前記第１および第２のナットは樹脂等の同じ素材によって形成した請求項１に記載の直線移動装置。
3. 前記第１および第２のナットは、各々の他方端と前記テーブルの当接部との間に各々ばね部材を配設して、前記第１および第２のナットを互いに接近する方向に付勢した請求項１に記載の直線移動装置。
4. 前記第１および第２のナットは、何れか一方のナットの他方端と前記テーブルの一方の当接部に固定すると共に、他方のナットの他方端と前記テーブルの他方の当接部との間にばね部材を配設し、前記他方のナットを前記ばね部材によって前記一方のナットに接近する方向に付勢した請求項１に記載の直線移動装置。
5. 前記テーブルに固定された一方のナットは、前記リードスクリューを少なくとも傾斜姿勢としたときに上方に配置され、前記ばね部材によって付勢された他方のナットを前記一方のナットよりも下方に配置した請求項４に記載の直線移動装置。
6. 前記リードスクリューの雄ねじおよび前記第１および第２のナットの雌ねじは、歯面をテーパ状に形成した台形ねじに構成した請求項１乃至４の何れかに記載の直線移動装置。
7. 前記テーブルは、前記ばね部材によって前記リードスクリューに対して移動可能に保持されると共に、前記リードスクリューと平行に形成されたガイド孔をフレームに配設された前記リードスクリューと平行なガイドシャフトに挿通して回転不可の状態で支持された請求項１に記載の直線移動装置。

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