JP2022060734A - ナットアッセンブリおよび駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】一対のナット部および弾性部材を簡単にスライダへ組み付けることができる駆動装置を提供する。【解決手段】リードスクリュー１０２と、リードスクリュー１０２の軸方向に移動可能なスライダ１２０と、リードスクリュー１０２に挿通され、スライダ１２０とリードスクリューの軸方向で係合するナットアッセンブリ２００とを備えた駆動装置である。ナットアッセンブリ２００は、リードスクリューに挿通され、軸方向に互いに離間するとともに接近しかつ離間することが可能な前ナット部２２０および後ナット部２４０と、前ナット部２２０および後ナット部２４０の間に配置されたコイルばね２５０とを備えている。を備えた【選択図】図６

Description

本発明は、被駆動部材を直線方向に移動させる駆動装置およびその部品であるナットアッセンブリに係り、ナット部および弾性部材のリードスクリューへの組付けを容易にする技術に関する。

モータの回転力を直線運動に変換し、被駆動部材を直線方向に移動させる駆動装置が知られている（例えば特許文献１）。この駆動装置では、可動部材を支持する第１ナット部３１および第２ナット部３２にリードスクリュー２を挿通し、両ナット部３１，３２の間にコイルスプリング３５０を配置している（図１５）。このような駆動装置では、コイルスプリング３５０により両ナット部３１，３２が互いに離間する方向に付勢されるので、リードスクリュー２に対する両ナット部３１，３２のバックラッシュが解消される。

特許文献１に記載された駆動装置では、第１ナット部３１および第２ナット部３２を可動部材に装着した状態では、第１ナット部３１とコイルスプリング３５０との間に第２支持板部６１７が配置されることにより、コイルスプリング３５０を圧縮している。この構成を得るに際して、特許文献１では、図１８に示されるように、第２支持板部６１７と同一の厚さあるいはわずかに厚い治具２００を挟んでおき、第２支持板部６１７を治具２００に向けて押し込むことにより、第１ナット部３１とコイルスプリング３５０との間に第２支持板部６１７が差し込まれ、これにより、リードスクリュー２の軸線に対して直交する方向に移動可能な治具２００は、リードスクリュー２から離脱する。

ＷＯ２０１８／０８４３１２号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、第１ナット部３１、第２ナット部３２およびコイルスプリング３５０とスライダとを組み付ける工程の作業性が悪く製造コストが上昇するという問題がある。また、特許文献１に記載の技術では、１本のガイド軸でスライダを案内している。このため、スライダの姿勢が不安定となる。

このような背景において、本発明は、２つのナット部およびスプリングを簡単にスライダへ組み付けることができる駆動装置を提供する。

本発明は、リードスクリューに挿通され、前記リードスクリューの軸方向に移動可能なスライダと軸方向で係合するナットアッセンブリであって、前記軸方向に互いに離間した一対のナット部と、前記ナット部の間に配置された弾性部材とを備えたナットアッセンブリである。

また、本発明は、リードスクリューと、前記リードスクリューの軸方向に移動可能なスライダと、前記リードスクリューに挿通され、前記スライダと前記軸方向で係合するナットアッセンブリとを備え、前記ナットアッセンブリは、前記軸方向に互いに離間した一対のナット部と、前記ナット部の間に配置された弾性部材とを備えた駆動装置である。

本発明によれば、ナットアッセンブリにナット部と弾性部材を備えているので、ナットアッセンブリをスライダに係合させ、一方のナット部を他方のナット部に接近させて弾性部材を圧縮し、その状態でリードスクリューをナット部に挿通させることができる。これにより、弾性部材が弾性復帰することでナット部とリードスクリューとのバックラッシュが解消される。このように、２つのナット部およびスプリングをスライダへ組み付ける一連の作業は、治具や特別な工具を用いることなく手作業にて行うことができ、作業は簡易で作業性が良い。

ナットアッセンブリの状態で弾性部材がナット部に圧縮されていることが望ましい。これにより、ナット部と弾性部材の位置が固定され、ナットアッセンブリのハンドリングが容易となる。

ナット部に、互いを接近しかつ離間することが可能なように保持するガイド部を設けると好適である。このような構成では、ガイド部によってナット部同士が分離し難くなり、作業性がさらに向上する。同様の理由から、ナット部に、所定以上の離間を阻止する係合部を設けると好適である。このような構成では、弾性部材を圧縮した状態でナット部を保持することができる。

また、ナット部に、所定以上の接近を阻止するストッパ部を設けると好適である。これにより、作業者は、ナット部をストッパ部で止まるまで移動させることにより、弾性部材を限界まで圧縮することなく所定の予荷重を弾性部材に与えることができる。つまり、そのような操作を作業標準とすることができる。

ナット部のいずれかのスライダ側に、ナット側係合部を設け、スライダに、ナット側係合部と軸方向で係合するスライダ側係合部を設けると好適である。このような簡易な構成により、ナットアッセンブリをスライダに係合させることができる。具体的には、ナット部のいずれかに、スライダ側へ突出する凸部を設け、スライダに、凸部が嵌合する凹部を設けることができる。なお、スライダにナット部側へ突出する凸部を設け、ナット部のいずれかに凸部が嵌合する凹部を設けることもできる。

スライダとナット部は、同じ樹脂素材で構成すると好適である。これにより、スライダとナット部との熱膨張率の差に起因するガタの発生が抑制される。樹脂素材としては、たとえば、ＰＯＭ（ポリアセタール）、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルファイド）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＰＡ（ポリアミド）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）などを用いることができる。スライダとナット部をＰＯＭとした構成は摺動性に優れるとともに廉価であるので好適である。あるいは、荷重が大きく環境温度が高い環境下を考慮した場合には、スライダとナット部とをＰＰＳとした構成が好適である。

あるいは、スライダとナット部を異なる樹脂素材で構成することも可能である。たとえば、スライダおよびナット部の一方をＰＰＳで構成し、他方をＰＢＴで構成することができる。また、スライダおよびナット部の一方をＰＥＥＫで構成し、他方をＰＰＳで構成することもできる。これらの樹脂は、熱膨張係数において相違するものの、使用環境温度と嵌合サイズによっては、生じるガタの大きさはナットとスライダとを同樹脂とした構成によって生じるガタの大きさと僅かな差しかないため、そのような樹脂の組合せによってもガタを抑制することができる。樹脂の種類は使用条件によって適宜使い分ける。上記に例示した樹脂は、線膨張係数が１～３×１０^－５／℃なので、嵌合サイズが例えば１ｍｍで環境温度が７５℃上昇したとすると、生じるガタの大きさは０．７５～２．２５μｍと僅かである。

一対のナット部は、同じ形状とすることができる。これにより、同じ金型で射出成形することができるので、金型の種類を減らすことができるとともに、ナット部の製造工程を簡素化することができるので、製造コストを低減することができる。

スライダは、リードスクリューの軸方向に延在するガイド軸を貫通させた脚部を有することにより、軸方向へ移動可能に構成することができる。ガイド軸を貫通させる構成としては、脚部に貫通孔を形成するか、脚部の側面に溝を形成する態様を採用することができる。

本発明の他の特徴は、リードスクリューと、前記リードスクリューの軸方向に移動可能なスライダと、前記リードスクリューに挿通され、前記スライダと前記軸方向で係合するナット部とを備え、前記スライダには、前記リードスクリューの軸方向に延在するガイド軸を挿通させた少なくとも一対の孔が形成され、前記孔の前記軸方向に直交する断面形状が互いに異なっている駆動装置である。

このような駆動装置にあっては、一方の孔にガイド軸を嵌合させ、他方の孔に他のガイド軸を隙間を有する状態で挿通させることにより、ガイド軸の組立精度に起因する孔とのコジリ（擦過）を抑制することができる。たとえば、一方の孔の断面形状を正円とし、他方の孔の断面形状を水平方向に長い長円とすることにより、スライドの位置精度は正円の孔とガイド軸によって確保され、長円の孔とガイド軸によってスライドの上下方向への傾きが規制される。

本発明のさらに他の特徴は、リードスクリューと、前記リードスクリューの軸方向に移動可能なスライダと、前記リードスクリューに挿通され、前記スライダと前記軸方向で係合するナット部とを備え、前記スライダは、前記軸方向に延在する脚部を備え、前記脚部の底面に、前記スライダが載置されたフレームの走行面に対して点接触または軸方向に添って線接触する摺動部を設けた駆動装置である。

このような駆動装置にあっては、スライダが摺動部によってフレームの走行面に支持されるから、ガイド軸を省略するか数を減らすことができる。そして、摺動部がフレームの走行面に対して点接触または軸方向に添って線接触するから、走行面に対する摩擦抵抗が小さく、スライダを円滑に移動させることができる。ここで、「点接触」とは、摺動部の走行面と接触する部分の直径が５ｍｍ以下の場合をいう。また、「線接触」とは、走行面と接触する部分の幅が５ｍｍ以下の場合をいう。

本発明によれば、２つのナット部およびスプリングを簡単にスライダへ組み付けることができる等の効果を得ることができる。

第１実施形態の駆動装置を示す斜視図である。 第１実施形態の駆動装置の上面図である。 第１実施形態の駆動装置の正面図である。 第１実施形態の駆動装置の側断面図である。 第１実施形態の駆動装置の側面図である。 （Ａ）はスライダにナットアッセンブリを装着する状態を示す（Ｂ）のＡ－Ａ線断面図、（Ｂ）は（Ａ）の正面図、（Ｃ）はスライダにナットアッセンブリを装着してリードスクリューを挿通させる直前の状態を示す断面図である。 （Ａ）は第１実施形態におけるスライダの斜視図、（Ｂ）はその後面図、（Ｃ）は変更例を示す後面図である。 （Ａ）は図７の変更例におけるスライダを示す後面図、（Ｂ）はその変更例、（Ｃ）は他の変更例である。 （Ａ）は第１実施形態におけるナットアッセンブリを示す斜視図、（Ｂ）はその上面図、（Ｃ）はその側面図、（Ｄ）はその下面図である。 （Ａ）は第１実施形態における第２ナット部を示す斜視図、（Ｂ）は第１ナット部を示す斜視図、（Ｃ）は第２ナット部を別の方向から見た斜視図である。 （Ａ）は本発明の第２実施例におけるスライダを示す後面図、（Ｂ）はその変更例、（Ｃ）は他の変更例である。

１．第１実施形態
（１）全体構成
図１～図８を参照して本発明の第１実施形態の駆動装置１００の全体構成について説明する。なお、図１等には、方向を示すために直交するＸ軸、Ｙ軸、およびＺ軸の矢印を記載した。以下の説明においては、矢印の向く方向を正の方向とし、その反対方向を負の方向とする。

図１には、本発明の第１実施形態の駆動装置１００が示されている。駆動装置１００は、図示しない被駆動部材をＹ軸方向に直線移動させる。駆動装置１００は、骨格となるベースプレート１０１を備えている。ベースプレート１０１が駆動装置１００を固定する対象に締結部材（ネジ、その他公知の締結手段）により固定される。ベースプレート１０１は、金属板により構成されている。ベースプレート１０１の材質は、加工が行い易く、また強度が確保できるのであれば特に限定されない。

ベースプレート１０１におけるＹ軸方向正側の端部およびＹ軸方向不側の端部は、図１の上方（Ｚ軸正方向）に折れ曲がった構造とされ、ベースプレート１０１と一体となった前フレーム１０１ａと後フレーム１０１ｂが形成されている。前フレーム１０１ａには、駆動軸であるリードスクリュー１０２の一端が軸受１０５により回転可能な状態で支持されている。リードスクリュー１０２は、外周に雄ねじ１０２ａが形成された円柱状の部材である。リードスクリュー１０２は、後フレーム１０１ｂを回転可能な状態で貫通し、その先端は後述するモータ１０７の樹脂で構成されたモータフレーム１１０に軸受１０６を介して回転自在な状態で支持されている。

また、前フレーム１０１ａと後フレーム１０１ｂには、円柱状のガイド軸１０３，１０４が固定されている。ガイド軸１０３，１０４は、後述するスライダ１２０の動きをリードスクリュー１０２の軸方向に規制するガイドとして機能する。

後フレーム１０１ｂには、モータ１０７が固定されている。モータ１０７は、クローポール型ＰＭステッピングモータであるが、その形式は限定されない。モータ１０７は、プレート１０８に固定され、プレート１０８が後フレーム１０１ｂに溶接によって固定されている。なお、プレート１０８を後フレーム１０１ｂにボルトとナットで取り付けることもできる。モータ１０７のロータ１０９の軸中心には、リードスクリュー１０２が固定されている。この構造により、モータ１０７のロータ１０９が回転すると、リードスクリュー１０２が回転する。

リードスクリュー１０２の雄ねじ１０２ａの部分には、内側に雌ねじが形成された前ナット部２２０および後ナット部２４０（図６参照）を備えたナットアッセンブリ２００が噛み合った状態で結合されている。リードスクリュー１０２と前ナット部２２０および後ナット部２４０は、通常のボルトとナットの関係と同様な状態で噛合っている。ナットアッセンブリ２００の構成については後に詳細に説明する。

ナットアッセンブリ２００には、ナットアッセンブリ２００と共にリードスクリューの軸方向に移動するスライダ１２０が係合している。図７はスライダの詳細を示す図である。スライダ１２０は、樹脂製であり、リードスクリューの軸方向で離間した脚部１２１，１２２を備えている。脚部１２１，１２２は、図１におけるＹ方向負側とＹ方向正側にそれぞれ一対ずつ形成され、脚部１２１には貫通孔１２０ａが形成され、脚部１２２には貫通孔１２０ｂが形成されている。貫通孔１２０ａの断面形状は正円とされ、貫通孔１２０ｂの断面形状はＸ軸方向に長い長円とされている。貫通孔１２０ａにはガイド軸１０３が摺動可能な状態で嵌合し、貫通孔１２０ｂには、ガイド軸１０４がＸ軸方向に隙間を持った状態で摺動可能に貫通している。

なお、図７（Ｃ）に示すように、貫通孔１２０ａ，１２０ｂに代えて、脚部１２１，１２２の側面に溝１２０ｃを形成することもできる。図７（Ｃ）には脚部１２２を示したが、脚部１２１にも溝１２０ｃが形成されている。同様に、図８（Ａ）に示すように、脚部１２２（１２１）に断面長円状の貫通孔１２０ｂを形成することができ、図８（Ｂ）に示すように、部１２２（１２１）に断面正円状の貫通孔１２０ａを形成することができる。さらに、図８（Ｃ）に示すように、脚部１２２（１２１）に断面菱形状の貫通孔１２０ｄを形成することができる。なお、図８（Ｃ）の構成を図８（Ａ）や（Ｂ）の構成と組み合わせることも可能である。

スライダ１２０の内側には、窪み１２３が形成され（図４参照）、窪み１２３にナットアッセンブリ２００が納められている。ナットアッセンブリ２００は、スライダ１２０に対してＸ軸方向から見て矩形であり、その上面がスライダ１２０に接触するか僅かな隙間を空けており、スライダ１２０に対して回転できない状態とされている。

スライダ１２０には、樹脂製のカバー１３０が軸１３４により回転可能な状態で支持されている。つまり、カバー１３０は、スライダ１２０に対して、Ｘ軸方向から見て、軸１３４を支点として左右に揺動する状態でスライダ１２０に支持されている。この揺動の範囲は、僅かであるが、この揺動により、スライダ１２０に対するカバー１３０のＹ軸上における相対位置が変化する。つまり、平行移動ではないが、スライダ１２０に対してカバー１３０がＹ軸上で移動する。カバー１３０の内側には空間１３５が形成され、空間１３５を２分するように、スライダ１２０から上方（Ｚ軸方向）に延在したコイルばね接触部１２４が位置している。

コイルばね接触部１２４には、図４におけるＹ軸方向負側に突出する凸部１２５が設けられ、凸部１２５は、コイルばね１２６の内側に嵌め込まれている。凸部１２５をコイルばね１２６に嵌め込むことで、コイルばね接触部１２４に対するコイルばね１２６が位置決めされている。

コイルばね１２６の先端はカバー１３０の前壁部１３１の内側に接触している。また、前壁部１３１のコイルばね１２６が接触する部分には凹部１３６が形成されている。凹部１３６にコイルばね１２６の先端が嵌め込まれることで、前壁部１３１に対してコイルばね１２６が位置決めされている。

また、カバー１３０は後壁部１３２を有している。後壁部１３２は、前壁部１３１に対してＹ軸方向正側に離間した位置に設けられている。後壁部１３２と、スライダ１２０のコイルばね接触部１２４との間の隙間が被駆動部材（図示せず）を保持する保持部１３３となる。

スライダ１２０は、上方向に突出する柱状のリミットスイッチ接触部１２７を備えている。リミットスイッチ接触部１２７がリミットスイッチ１２８に接触することで、スライダ１２０のＹ軸方向における基準位置が電気的に検出される。リミットスイッチ１２８は、後フレーム１０１ｂの上端からカバー１３０の方向に延在したリミットスイッチ取付台１１４に固定されている。

リミットスイッチ１２８からの出力端子とモータ１０７に設けられた駆動信号端子が接続端子基板１１５に半田接続されている。接続端子基板１１５に外部からのモータ駆動信号とリミットスイッチ１２８からの検出信号を伝送するコネクタが接続される。

（２）ナットアッセンブリ
図９および図１０はナットアッセンブリ２００の詳細を示す図である。ナットアッセンブリ２００は、前ナット部（ナット部）２２０と後ナット部（ナット部）２４０を備え、それら前ナット部２２０および後ナット部２４０の間にコイルばね（弾性部材）２５０を圧縮した状態で配置して構成されている。

図１０（Ｂ）に前ナット部２２０を示す。前ナット部２２０はスライダ１２０と同じ材料の樹脂（例えばＰＯＭ）で構成され、図中符号２２１はナット部本体である。なお、スライダ１２０および前ナット部２２０の一方をＰＰＳで構成し、他方をＰＢＴで構成することができる。また、スライダ１２０および前ナット部２２０の一方をＰＥＥＫで構成し、他方をＰＰＳで構成することもできる。ナット部本体２２１は矩形状をなし、その４つの角部にはＹ軸方向に突出する腕部２２２が形成されている。

腕部２２２の端面は、後述する後ナット部２４０の腕部２４２の端面と当接することでストッパ部として機能する。４つの腕部２２２の内径は、コイルばね２５０の外径よりも僅かに大きく設定されている。また、ナット部本体２２１の一辺には、Ｙ軸方向に突出するガイド（ガイド部）２２３が形成されている。ガイド２２３には、その先端の手前まで延在するスリット２２３ａが形成され、スリット２２３ａの先の部分は、傾斜した係合部２２３ｂとされている。

ナット部本体２２１の中央部には、Ｙ軸方向に貫通する雌ねじ２２４が形成されている。また、ナット部本体２２１の一面にはＺ軸方向正側に突出する一対の凸部２２５が形成されている。一方、スライダ１２０には、凸部２２５が嵌合する凹部１２９が形成されている（図６参照）。凸部２２５の間には溝２２６が形成されている。例えば、図６に示されるようにナットアッセンブリ２００が配置される場合、溝２２６には、図６におけるＹ軸負側を向く面が溝２２６に直交し、Ｙ軸方向正側に向けて下り勾配の傾斜面とされた爪部（係合部）２２７が形成されている。

次に、図１０（Ａ）を参照して後ナット部２４０について説明する。後ナット部２４０は、前ナット部２２０と同じ樹脂（例えばＰＯＭ）製で同じ形状のものである。なお、スライダ１２０および後ナット部２４０の一方をＰＰＳで構成し、他方をＰＢＴで構成することができる。また、スライダ１２０および後ナット部２４０の一方をＰＥＥＫで構成し、他方をＰＰＳで構成することもできる。図中符号２４１はナット部本体である。ナット部本体２４１は矩形状をなし、その４つの角部にはＹ軸負の方向に突出する腕部２４２が形成されている。４つの腕部２４２の内径は、コイルばね２５０の外径よりも僅かに大きく設定されている。また、ナット部本体２４１の一辺には、Ｙ軸方向負側に突出するガイド２４３が形成されている。ガイド２４３には、その先端の手前まで延在するスリット２４３ａが形成され、スリット２４３ａの先の部分は、傾斜した係合部２４３ｂとされている。

ナット部本体２４１の中央部には、Ｙ軸方向に貫通する雌ねじ２４４が形成されている。また、ナット部本体２４１の一面にはＺ軸方向負側に突出する一対の凸部２４５が形成され、凸部２４５の間には溝２４６が形成されている。例えば、図６に示されるようにナットアッセンブリ２００が配置される場合、溝２４６には、Ｙ軸方向正側を向く面が溝２４６に直交し、Ｙ軸方向負側に向けて傾斜面とされた爪部２４７が形成されている。

（３）ナットアッセンブリの組立および組付方法
前ナット部２２０と後ナット部２４０とを組み付ける場合には、両者の間にコイルばね２５０を挟んで、後ナット部２４０のガイド２４３を前ナット部２２０の溝２２６に嵌合すると同時に、前ナット部２２０のガイド２２３を後ナット部２４０の溝２４６に嵌合する。この状態で両ナット部２２０，２４０を近づけると、後ナット部２４０のガイド２４３の係合部２４３ｂが前ナット部２２０の爪部２２７を乗り越えて係合し、同時に、前ナット部２２０のガイド２２３の係合部２２３ｂが後ナット部２４０の爪部２４７を乗り越えて係合し、前ナット部２２０、コイルばね２５０、および後ナット部２４０は一体となる。この状態で、コイルばね２５０は、両ナット部２２０，２４０によって若干圧縮されている。

以上のようにして組み立てられたナットアッセンブリ２００（図９（Ａ）参照）をスライダ１２０の窪み１２３に配置し、凸部２２５をスライダ１２０の凹部１２９に嵌合させる（図６（Ａ）参照）。そして、コイルばね２５０の付勢力に抗して両ナット部２２０，２４０を互いに接近させ（図６（Ｃ）参照）、前ナット部２２０の腕部２２２と後ナット部２４０の腕部２４２とを当接させる。その状態で、後ナット部２４０の雌ねじ２４４と前ナット部２２０の雌ねじ２２４にリードスクリュー１０２を挿通させる。

次いで、両ナット部２２０，２４０に加えていた力を除くと、コイルばね２５０の反発力により、両ナット部２２０，２４０はＹ軸の逆方向に付勢され、前ナット部２２０の雌ねじ２２４がリードスクリュー１０２の雄ねじ１０２ａに押し付けられ、後ナット部２４０の雌ねじ２４４がリードスクリュー１０２の雄ねじ１０２ａに押し付けられる。これにより、リードスクリュー１０２に対する両ナット部２２０，２４０のバックラッシュが解消される。

（４）被駆動部材の保持
図４に示されるように、保持部１３３に図示しない被駆動部材が保持されていない状態において、保持部１３３のＹ軸方向の隙間寸法は、被駆動部材のＹ軸方向の寸法よりも小さい。また、この状態において、コイルばね１２６は圧縮されており、この圧縮により発生する反発力により、図４，５の視点から見て、カバー１３０は反時計回りの方向に付勢されている。

保持部１３３に被駆動部材が上方（Ｚ軸正の方向）から押し込まれると、コイルばね接触部１２４と後壁部１３２との間の隙間（保持部１３３のＹ軸方向の隙間）が押し拡げられ、両者が離れる方向に力が働く。この結果、カバー１３０は、軸１３４を中心に図４における時計回り方向に僅かに回転する。この結果、前壁部１３１とコイルばね接触部１２４とがＹ軸方向で近づき、コイルばね１２６がＹ軸方向で更に圧縮される。圧縮されたコイルばね１２６は、前壁部１３１とコイルばね接触部１２４とをＹ軸方向で離そうとする反発力を発生し、それにより、コイルばね接触部１２４と後壁部１３２との間を狭めようとする付勢力が生じ、コイルばね接触部１２４と後壁部１３２との間に被駆動部材が挟まれる。つまり、コイルばね１２６の反発力により、コイルばね接触部１２４と後壁部１３２との間に被駆動部材が挟まれる。

（５）動作
モータ１０７に駆動信号を供給し、モータ１０７を回転させると、リードスクリュー１０２が回転する。ナットアッセンブリ２００は、スライダ１２０に対して回転できないので、リードスクリュー１０２が回転すると、ねじの作用により、リードスクリュー１０２に対してナットアッセンブリ２００をＹ軸方向に動かそうとする駆動力が発生する。この結果、ナットアッセンブリ２００は、リードスクリュー１０２の軸の延在方向に沿って、リードスクリュー１０２に対して相対的に移動する。

たとえば、リードスクリュー１０２が回転することで、ナットアッセンブリ２００がリードスクリュー１０２に対して、Ｙ軸方向正側（図４の右方向）に動くとする。この場合、前ナット部２２０の雌ねじ２２４がリードスクリュー１０２の雄ねじ１０２ａに押されてＹ軸方向正側へ移動しようとする。そして、前ナット部２２０の凸部２２５がスライダ１２０の凹部１２９に嵌合しているので、前ナット部２２０と共にスライダ１２０はＹ軸方向正側へ移動する。

一方、リードスクリュー１０２が回転することで、ナットアッセンブリ２００がリードスクリュー１０２に対して、Ｙ軸方向負側（図４の左の方向）に動くとする。この場合、コイルばね２５０の反発力によって後ナット部２４０がリードスクリュー１０２に対してＹ軸方向正側に押し付けられているので、後ナット部２４０の雌ねじ２４４はリードスクリュー１０２の雄ねじ１０２ａに押されてＹ軸方向負側へ移動しようとする。その移動がコイルばね２５０を介して前ナット部２２０に伝わり、前ナット部２２０と共にスライダ１２０はＹ軸方向負側へ移動する。

ここで、コイルばね２５０の反発力は、スライダ１２０を移動させる際の抵抗よりも充分大きく設定されている。このため、後ナット部２４０がＹ軸方向負側へ移動する際に、コイルばね２５０はさらに圧縮されることなく後ナット部２４０の移動をそのまま前ナット部２２０に伝える。こうして、前ナット部２２０および後ナット部２４０の雌ねじ２２４，２４４とリードスクリュー１０２の雄ねじ１０２ａの間にバックラッシュのない状態を保ったままスライダ１２０の移動が行われ、リードスクリュー１０２の回転によるスライダ１２０の軸方向での移動制御の精度が確保されている。

（６）効果
上記構成の駆動装置１００では、ナットアッセンブリ２００に前ナット部２２０、後ナット部２４０、およびコイルばね２５０を備えているので、ナットアッセンブリ２００をスライダ１２０に係合させ、後ナット部２４０を前ナット部２２０に接近させてコイルばね２５０を圧縮し、その状態でリードスクリュー１０２を前ナット部２２０および後ナット部２４０に挿通させることができる。これにより、コイルばね２５０が弾性復帰することで前ナット部２２０および後ナット部２４０とリードスクリュー１０２とのバックラッシュが解消される。このように、前ナット部２２０、後ナット部２４０、およびコイルばね２５０をスライダ１２０に組み付け、その際にコイルばね２５０に予荷重を付ける一連の作業は、治具や特別な工具を用いることなく手作業にて簡単に行うことができるので、作業は簡易で作業性が良い。

特に、上記第１実施形態では、前ナット部２２０にガイド２２３と溝２２６を設け、後ナット部２４０にガイド２４３と溝２４６を設けているので、溝２２６，２４６にガイド２２３，２４３を嵌合させることでナットアッセンブリ２００が分解し難く、一体のものとしてハンドリングすることができ、作業性がさらに高められる。

また、上記第１実施形態では、前ナット部２２０および後ナット部２４０に、係合部２２３ｂ，２４３ｂと爪部２２７，２４７を設けているので、両者を係合させることでコイルばね２５０を圧縮した状態で前ナット部２２０および後ナット部２４０を保持することができる。

さらに、上記実施形態では、前ナット部２２０および後ナット部２４０に、軸方向に突出する腕部２２２，２４２を設け、腕部２２２，２４２の端面がストッパ部として機能し、両者の所定以上の接近を阻止しているので、作業者は、後ナット部２４０を前ナット部２２０で止まるまで移動させることにより、コイルばね２５０を限界まで圧縮することなく所定の予荷重をコイルばね２５０に与えることができる。

加えて、上記実施形態では、図７に示したように、脚部１２１，１２２の貫通孔１２０ａの断面形状は正円とされてガイド軸１０３が摺動可能な状態で貫通し、脚部１２１，１２２の貫通孔１２０ｂの断面形状はＸ軸方向に長い長円とされてガイド軸１０４が摺動可能な状態で貫通しているから、スライド１２０のＸ軸方向の位置精度は貫通孔１２０ａとガイド軸１０３によって確保され、貫通孔１２０ｂとガイド軸１０４によってスライド１２０のＺ軸方向正側への傾きが規制される。さらに、貫通孔１２０ａ，１２０ｂが両方とも断面正円の場合と比較して、ガイド軸１０３，１０４の組立精度に起因するガイド軸１０３，１０４の貫通孔１２０ａ，１２０ｂとのコジリ（擦過）を抑制することができる。

（７）変更例
i）ガイド軸１０３，１０４の代わりに、ベースプレート１０１に溝やレール、その他公知の構造を有するガイド部を設け、それに沿ってスライダ１２０が動くようにしてもよい。なお、そのような構成の具体例を以下の第２実施形態に示す。また、スライダ１２０の動きを規制するガイド軸やガイド部は、１つでもよく、あるいは３つ以上であってもよい。

ii）上記実施形態では、図４に示したように、スライダ１２０のコイルばね接触部１２４とカバー１３０の後壁部１３２との間に被駆動部材が弾性的に挟まれるように構成しているが、被駆動部材の支持構造はそのような構成に限定されず任意である。たとえば、スライダ１２０のＹ軸方向負側の部分に、Ｙ軸方向に互いに離間した一対の壁部を設け、壁部の向かい合った面をＺ軸方向正側へ向けて拡開する傾斜面にしてそこに被駆動部材を挿入するように構成することができる。

２．第２実施形態
図１１（Ａ）は本発明の第２実施形態を示す図である。なお、以下の説明において前記第１実施形態と同等の部材には同符号を付してその説明を省略する。第２実施形態は、スライダ１２０を変更したものであり、他の構成要素は前記第１実施形態のものと同一である。

スライダ１２０のほぼ中央部には貫通孔１０２ｄが形成され、貫通孔１０２ｄにはガイド軸（図示略）が挿通されている。後側の脚部１２２の下端部は半球状に形成され、その下端が摺動部１２２ａとされている。なお、図示は省略しているが、前側の脚部１２１の下端部も半球状に形成され、その下端が摺動部とされている。

脚部１２１，１２２の摺動部１２２ａは、ベースプレート１０１に載置され、ベースプレート１０１の上面を走行面として摺動する。摺動部１２２ａは、球体の表面の１点であるから、走行面に対して点接触する。摺動部１２２ａの耐摩耗性を向上させるために、摺動部１２２ａは、ＰＰＳなどの硬さの高い樹脂で構成される。また、ベースプレート１０１の走行面は、金属表面を鏡面仕上げするなどして摩擦抵抗を低減させることが望ましい。

上記構成のスライダ１２０を用いた駆動装置では、スライダ１２０が摺動部１２２ａによってベースプレート１０１の走行面に支持されるから、ガイド軸を１本に減らすことができる。そして、摺動部１２２ａが走行面に対して点接触するから、走行面に対する摩擦抵抗が小さく、スライダ１２０を円滑に移動させることができる。

図１１（Ｂ）は上記実施形態の変更例を示すものである。この図に示すスライダ１２０は、脚部１２２の下端部を断面三角形状としたものである。これにより、摺動部１２２ｂは、Ｙ軸方向に添う線状となり、走行面に対して線接触する。なお、前側の脚部１２１も同様に構成されている。このようなスライダ１２０を用いた駆動装置においても、前記第２実施形態と同等の作用、効果を奏する。なお、脚部１２２の下端部を三角錐状や四角錐状、あるいは円錐状として走行面に対して点接触させることもできる。

図１１（Ｃ）はさらに他の変更例を示すものである。この図に示すスライダ１２０は、脚部１２２の下端部を断面が２つの円弧を合わせた形状となるようにしたものである。これにより、摺動部１２２ｃは、Ｙ軸方向に添う線状となり、走行面に対して線接触する。なお、前側の脚部１２１も同様に構成されている。このようなスライダ１２０を用いた駆動装置においても、前記第２実施形態と同等の作用、効果を奏するのは勿論のこと、摺動部１２２ｃのシャープエッジがより長期に亘って維持されるという利点もある。

なお、特許請求の範囲には、駆動装置に関する発明が記載 されているが、本明細書には、以下の発明も記載されているので、その発明を以下に付記する。
［付記］

<発明１>
リードスクリューに挿通され、前記リードスクリューの軸方向に移動可能なスライダと係合するナットアッセンブリであって、
前記軸方向に互いに離間した一対のナット部と、
前記ナット部の間に配置された弾性部材と、
を備えたナットアッセンブリ。

<発明２>
前記弾性部材は前記ナット部によって圧縮されている発明１に記載のナットアッセンブリ。

<発明３>
前記ナット部に、前記ナット部同士が互いに接近および離間が可能なように保持するガイド部を設けた発明１または２に記載のナットアッセンブリ。

<発明４>
前記ナット部に、前記ナット部同士が所定以上離間することを阻止する係合部を設けた発明１乃至３のいずれかに記載のナットアッセンブリ。

<発明５>
前記ナット部に、前記ナット部同士が所定以上接近することを阻止するストッパ部を設けた発明１乃至４のいずれかに記載のナットアッセンブリ。

<発明６>
前記ナット部のいずれかの前記スライダ側に、ナット側係合部を設け、前記スライダに、前記ナット側係合部と係合するスライダ側係合部を設けた発明１乃至５のいずれかに記載のナットアッセンブリ。

<発明７>
前記ナット部のいずれかに、前記スライダ側へ突出する凸部を設け、前記スライダに、前記凸部が嵌合する凹部を設けた発明１乃至６のいずれかに記載のナットアッセンブリ。

<発明８>
前記スライダと前記ナット部は、同じ樹脂素材で成形されている発明１乃至７のいずれかに記載のナットアッセンブリ。

<発明９>
前記樹脂素材はポリアセタールである発明８に記載のナットアッセンブリ。

<発明１０>
前記スライダと前記ナット部は、異なる樹脂素材で成形されている発明１乃至７のいずれかに記載のナットアッセンブリ。

<発明１１>
前記スライダはポリアセタールで構成され、前記ナット部はポリフェニレンスルファイドで構成されている発明１０に記載のナットアッセンブリ。

<発明１２>
前記一対のナット部は、同じ形状である発明１乃至１１のいずれかに記載のナットアッセンブリ。

<発明１３>
前記スライダには、前記リードスクリューの軸方向に延在するガイド軸を挿通させた少なくとも一対の孔が形成され、前記孔の前記軸方向に直交する断面形状が互いに異なっている発明１乃至１２のいずれかに記載のナットアッセンブリ。

<発明１４>
一方の前記孔の断面形状は正円であり、他方の前記孔の断面形状は水平方向に長い長円である発明１３に記載のナットアッセンブリ。

<発明１５>
前記スライダは、軸方向に延在するガイド軸を貫通させた脚部を有する発明１乃至１４のいずれかに記載のナットアッセンブリ。

<発明１６>
前記脚部の底面に、前記スライダが載置されたフレームの走行面に対して点接触または軸方向に添って線接触する摺動部を設けた発明１５に記載のナットアッセンブリ。

<発明１７>
リードスクリューと、
前記リードスクリューの軸方向に移動可能なスライダと、
前記リードスクリューに挿通され、前記スライダと係合するナットアッセンブリと、
を備え、
前記ナットアッセンブリは、
前記軸方向に互いに離間した一対のナット部と、
前記ナット部の間に配置された弾性部材と、
を備えた駆動装置。

<発明１８>
前記弾性部材は前記ナット部によって圧縮されている発明１７に記載の駆動装置。

<発明１９>
前記ナット部に、前記ナット部同士が互いに接近および離間が可能なように保持するガイド部を設けた発明１７または１８に記載の駆動装置。

<発明２０>
前記ナット部に、前記ナット部同士が所定以上離間することを阻止する係合部を設けた発明１７乃至１９のいずれかに記載の駆動装置。

<発明２１>
前記ナット部に、前記ナット部同士が所定以上接近することを阻止するストッパ部を設けた発明１７乃至２０のいずれかに記載の駆動装置。

<発明２２>
前記ナット部のいずれかの前記スライダ側に、ナット側係合部を設け、前記スライダに、前記ナット側係合部と係合するスライダ側係合部を設けた発明１７乃至２１のいずれかに記載の駆動装置。

<発明２３>
前記ナット部のいずれかに、前記スライダ側へ突出する凸部を設け、前記スライダに、前記凸部が嵌合する凹部を設けた発明１７乃至２２のいずれかに記載の駆動装置。

<発明２４>
前記スライダと前記ナット部は、同じ樹脂素材で成形されている発明１７乃至２３のいずれかに記載の駆動装置。

<発明２５>
前記樹脂素材はポリアセタールである発明２４に記載の駆動装置。

<発明２６>
前記スライダと前記ナット部は、異なる樹脂素材で成形されている発明１７乃至２３のいずれかに記載の駆動装置。

<発明２７>
前記スライダはポリアセタールで構成され、前記ナット部はポリフェニレンスルファイドで構成されている発明２６に記載の駆動装置。

<発明２８>
前記一対のナット部は、同じ形状である発明１７乃至２７のいずれかに記載の駆動装置。

<発明２９>
前記スライダには、前記リードスクリューの軸方向に延在するガイド軸を挿通させた少なくとも一対の孔が形成され、前記孔の前記軸方向に直交する断面形状が互いに異なっている発明１７乃至２８のいずれかに記載の駆動装置。

<発明３０>
一方の前記孔の断面形状は正円であり、他方の前記孔の断面形状は水平方向に長い長円である発明２９に記載の駆動装置。

<発明３１>
前記スライダは、軸方向に延在するガイド軸を貫通させた脚部を有する発明１７乃至３０のいずれかに記載の駆動装置。

<発明３２>
前記脚部の底面に、前記スライダが載置されたフレームの走行面に対して点接触または軸方向に添って線接触する摺動部を設けた発明３１に記載の駆動装置。

<発明３３>
リードスクリューと、
前記リードスクリューの軸方向に移動可能なスライダと、
前記リードスクリューに挿通され、前記スライダと係合するナット部と、
を備え、
前記スライダには、前記リードスクリューの軸方向に延在するガイド軸を挿通させた少なくとも一対の孔が形成され、
前記孔の前記軸方向に直交する断面形状が互いに異なっている駆動装置。

<発明３４>
一方の前記孔の断面形状は正円であり、他方の前記孔の断面形状は水平方向に長い長円である発明３３に記載の駆動装置。

<発明３５>
前記軸方向に互いに離間した一対の前記ナット部と前記ナット部の間に配置された弾性部材とによりナットアッセンブリが構成されている発明３３または３４に記載の駆動装置。

<発明３６>
前記弾性部材は前記ナット部によって圧縮されている発明３５に記載の駆動装置。

<発明３７>
前記ナット部に、前記ナット部同士が互いに接近および離間が可能なように保持するガイド部を設けた発明３５または３６に記載の駆動装置。

<発明３８>
前記ナット部に、所定以上の離間を阻止する係合部を設けた発明３５乃至３７のいずれかに記載の駆動装置。

<発明３９>
前記ナット部に、所定以上の接近を阻止するストッパ部を設けた発明３５乃至３８のいずれかに記載の駆動装置。

<発明４０>
前記ナット部のいずれかの前記スライダ側に、ナット側係合部を設け、前記スライダに、前記ナット側係合部と係合するスライダ側係合部を設けた発明３３乃至３９のいずれかに記載の駆動装置。

<発明４１>
前記ナット部のいずれかに、前記スライダ側へ突出する凸部を設け、前記スライダに、前記凸部が嵌合する凹部を設けた発明３３乃至４０のいずれかに記載の駆動装置。

<発明４２>
前記スライダと前記ナット部は、同じ樹脂素材で成形されている発明３３乃至４１のいずれかに記載の駆動装置。

<発明４３>
前記樹脂素材はポリアセタールである発明４２に記載の駆動装置。

<発明４４>
前記スライダと前記ナット部は、異なる樹脂素材で成形されている発明３３乃至４１のいずれかに記載の駆動装置。

<発明４５>
前記スライダはポリアセタールで構成され、前記ナット部はポリフェニレンスルファイドで構成されている発明４４に記載の駆動装置。

<発明４６>
前記一対のナット部は、同じ形状である発明３３乃至４５のいずれかに記載の駆動装置。

<発明４７>
前記少なくとも一対の孔は、前記スライダに設けた脚部に形成された発明３３乃至４６のいずれかに記載の駆動装置。

<発明４８>
前記脚部の底面に、前記スライダが載置されたフレームの走行面に対して点接触または軸方向に添って線接触する摺動部を設けた発明３３乃至４７のいずれかに記載の動装置。

<発明４９>
リードスクリューと、
前記リードスクリューの軸方向に移動可能なスライダと、
前記リードスクリューに挿通され、前記スライダと係合するナット部と、
を備え、
前記スライダは、軸方向に延在するガイド軸を貫通させた脚部を有し、
前記脚部の底面に、前記スライダが載置されたフレームの走行面に対して点接触または軸方向に添って線接触する摺動部を設けた駆動装置。

<発明５０>
前記軸方向に互いに離間した一対の前記ナット部と前記ナット部の間に配置された弾性部材とによりナットアッセンブリが構成されている発明４９に記載の駆動装置。

<発明５１>
前記弾性部材は前記ナット部によって圧縮されている発明５０に記載の駆動装置。

<発明５２>
前記ナット部に、前記ナット部同士が互いに接近および離間が可能なように保持するガイド部を設けた発明５０または５１に記載の駆動装置。

<発明５３>
前記ナット部に、所定以上の離間を阻止する係合部を設けた発明５０乃至５２のいずれかに記載の駆動装置。

<発明５４>
前記ナット部に、所定以上の接近を阻止するストッパ部を設けた発明５０乃至５３のいずれかに記載の駆動装置。

<発明５５>
前記ナット部のいずれかの前記スライダ側に、ナット側係合部を設け、前記スライダ側に、前記ナット側係合部と係合するスライダ側係合部を設けた発明５０乃至５４のいずれかに記載の駆動装置。

<発明５６>
前記ナット部のいずれかに、前記スライダ側へ突出する凸部を設け、前記スライダに、前記凸部が嵌合する凹部を設けた発明５０乃至５５のいずれかに記載の駆動装置。

<発明５７>
前記スライダと前記ナット部は、同じ樹脂素材で成形されている発明４９乃至５６のいずれかに記載の駆動装置。

<発明５８>
前記樹脂素材はポリアセタールである発明５７に記載の駆動装置。

<発明５９>
前記スライダと前記ナット部は、異なる樹脂素材で成形されている発明４９乃至５６のいずれかに記載の駆動装置。

<発明６０>
前記スライダはポリアセタールで構成され、前記ナット部はポリフェニレンスルファイドで構成されている発明５９に記載の駆動装置。

<発明６１>
前記一対のナット部は、同じ形状である発明４９乃至６０のいずれかに記載の駆動装置。

<発明６２>
前記スライダは、前記リードスクリューの軸方向に延在するガイド軸を挿通させた少なくとも一対の孔を備え、前記孔の前記軸方向に直交する断面形状が互いに異なっている発明４９乃至６１のいずれかに記載の駆動装置。

<発明６３>
一方の前記孔の断面形状は正円であり、他方の前記孔の断面形状は水平方向に長い長円である発明６２に記載の駆動装置。

１００…駆動装置、１０１…ベースプレート１０１ａ…前フレーム、１０１ｂ…後フレーム、１０２…リードスクリュー、１０２ａ…雄ねじ、１０３…ガイド軸、１０４…ガイド軸、１０５…軸受、１０６…軸受、１０７…モータ、１０８…プレート、１０９…ロータ、１１０…モータフレーム、１１１…ナット、１１２…ナット、１１３…コイルばね、１１４…リミットスイッチ取付台、１２０…スライダ、１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｄ…貫通孔、１２０ｃ…溝、１２１…脚部、１２２…脚部、１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ…摺動部、１２３…窪み、１２４…コイルばね接触部、１２５…凸部、１２６…コイルばね、１２７…リミットスイッチ接触部、１２８…リミットスイッチ、１２９…凹部、１３０…カバー、１３１…前壁部、１３２…後壁部、１３３…保持部、１３４…軸、１３５…空間、１３６…凹部、２００…ナットアッセンブリ、２２０…前ナット部（ナット部）、２２１…ナット部本体、２２２…腕部、２２３…ガイド（ガイド部）、２２３ａ…スリット、２２３ｂ…係合部、２２４…雌ねじ、２２５…凸部、２２６…溝、２２７…爪部（係合部）、２４０…後ナット部（ナット部）、２４１…ナット部本体、２４２…腕部、２４３…ガイド、２４３ａ…スリット、２４３ｂ…係合部、２４４…雌ねじ、２４５…凸部、２４６…溝、２４７…爪部（係合部）、２５０…コイルばね（弾性部材）。

Claims (20)

1. リードスクリューに挿通され、前記リードスクリューの軸方向に移動可能なスライダと係合するナットアッセンブリであって、
   前記軸方向に互いに離間した一対のナット部と、
   前記ナット部の間に配置された弾性部材と、
   を備えたナットアッセンブリ。
2. 前記弾性部材は前記ナット部によって圧縮されている請求項１に記載のナットアッセンブリ。
3. 前記ナット部に、前記ナット部同士が互いに接近および離間が可能なように保持するガイド部を設けた請求項１または２に記載のナットアッセンブリ。
4. 前記ナット部に、前記ナット部同士が所定以上離間することを阻止する係合部を設けた請求項１乃至３のいずれかに記載のナットアッセンブリ。
5. 前記ナット部に、前記ナット部同士が所定以上接近することを阻止するストッパ部を設けた請求項１乃至４のいずれかに記載のナットアッセンブリ。
6. 前記ナット部のいずれかの前記スライダ側に、ナット側係合部を設け、前記スライダに、前記ナット側係合部と係合するスライダ側係合部を設けた請求項１乃至５のいずれかに記載のナットアッセンブリ。
7. 前記ナット部のいずれかに、前記スライダ側へ突出する凸部を設け、前記スライダに、前記凸部が嵌合する凹部を設けた請求項１乃至６のいずれかに記載のナットアッセンブリ。
8. 前記一対のナット部は、同じ形状である請求項１乃至７のいずれかに記載のナットアッセンブリ。
9. リードスクリューと、
   前記リードスクリューの軸方向に移動可能なスライダと、
   前記リードスクリューに挿通され、前記スライダと係合するナットアッセンブリと、
   を備え、
   前記ナットアッセンブリは、
   前記軸方向に互いに離間した一対のナット部と、
   前記ナット部の間に配置された弾性部材と、
   を備えた駆動装置。
10. 前記スライダと前記ナット部は、同じ樹脂素材で成形されている請求項９に記載の駆動装置。
11. 前記樹脂素材はポリアセタールである請求項１０に記載の駆動装置。
12. 前記樹脂素材はポリフェニレンスルファイドである請求項１０に記載の駆動装置。
13. 前記スライダと前記ナット部は、異なる樹脂素材で成形されている請求項９に記載の駆動装置。
14. 前記スライダおよびナット部の一方はポリブチレンテレフタレートで構成され、他方はポリフェニレンスルファイドで構成されている請求項１３に記載の駆動装置。
15. 前記スライダおよび前記ナット部の一方はポリエーテルエーテルケトンで構成され、他方はポリフェニレンスルファイドで構成されている請求項１３に記載の駆動装置。
16. 前記スライダは、軸方向に延在するガイド軸を挿通させた脚部を有し、前記脚部の底面に、前記スライダが載置されたフレームの走行面に対して点接触または軸方向に添って線接触する摺動部を設けた請求項９乃至１５のいずれかに記載の駆動装置。
17. リードスクリューと、
    前記リードスクリューの軸方向に移動可能なスライダと、
    前記リードスクリューに挿通され、前記スライダと前記軸方向で係合するナット部と、
    を備え、
    前記スライダは、前記リードスクリューの軸方向に延在するガイド軸を挿通させた少なくとも一対の孔を備え、
    前記孔の前記軸方向に直交する断面形状が互いに異なっている駆動装置。
18. 一方の前記孔の断面形状は正円であり、他方の前記孔の断面形状は水平方向に長い長円である請求項１７に記載の駆動装置。
19. 前記少なくとも一対の孔は、前記スライダに設けた脚部に形成された請求項１７または１８に記載の駆動装置。
20. リードスクリューと、
    前記リードスクリューの軸方向に移動可能なスライダと、
    前記リードスクリューに挿通され、前記スライダと係合するナット部と、
    を備え、
    前記スライダは、軸方向に延在するガイド軸を貫通させた脚部を有し、
    前記脚部の底面に、前記スライダが載置されたフレームの走行面に対して点接触または軸方向に添って線接触する摺動部を設けた駆動装置。
    
    

Images