JPH11153206A - ネジ送り装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡易で安価な構造によって、駆動モータ３の
加熱及びリードスクリュー４の伸縮を防止し、被移動体
１０の位置決めを高精度で行うとともに、駆動モータ３
の特性を維持することを可能とする。 【解決手段】 駆動モータ３における本体胴部３ｂの外
周面に面接触して駆動モータ３に発生した熱を本体フレ
ーム１側に放熱させる周面吸熱部２ａを、本体フレーム
１に設けることによって、駆動モータ３に発生した熱を
周面吸熱部２ａを通して本体フレーム３側に逃がし、そ
れによって良好な放熱作用を得るように構成したもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、リードスクリュー
を駆動モータにより回転駆動させて被移動部材を往復移
動させるようにしたネジ送り装置及びその製造方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、小型位置決めユニット等のネジ
送り装置においては、フレームに回転自在に支持された
リードスクリューに対して、テーブル等の被移動体が螺
合状態で装着されており、上記リードスクリューを小型
モータの出力軸に連結して回転駆動させることによっ
て、被移動体を軸方向に往復移動させる構成になされて
いる。

【０００３】このようなネジ送り装置では、被移動体を
往復移動させるために、駆動モータの回転方向を正転・
逆転の各方向に頻繁に切り替えることが行われることか
ら、駆動モータからの発熱量が多い。特に、小型のネジ
送り装置では、駆動モータにフィン等の放熱手段を設け
ることができない場合があるため、駆動モータからの発
熱をいかに逃がすかが大きな問題となっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】すなわち、従来の特に
小型のネジ送り装置においては、駆動モータの放熱が十
分に行われないために、以下のような問題を生じてい
る。 駆動モータからの発熱がリードスクリューに伝わっ
てリードスクリューが伸縮してしまい、テーブル等の被
移動体の位置決め精度が低下する。 駆動モータに設けられた駆動マグネットが加熱され
ることにより、磁力作用がある温度から急激に低下して
しまい、磁気回路に悪影響を与えて駆動モータの駆動特
性を損なう。

【０００５】そこで、本発明は、安価で、良好な放熱作
用を得ることにより、位置決め精度及びモータ特性を良
好に維持することができるようにしたネジ送り装置及び
その製造方法を提供することを目的とする。

【０００６】上記目的を達成するために、請求項１記載
の発明では、被移動部材に螺合して延在するリードスク
リューと、このリードスクリューを出力軸に連結した駆
動モータと、当該駆動モータの本体胴部を支持するフレ
ームと、を備えたネジ送り装置において、上記フレーム
には、前記駆動モータの本体胴部の外周面に面接触して
駆動モータに発生した熱をフレーム側に放熱させる周面
吸熱部が設けられている。

【０００７】また、請求項２記載の発明では、上記請求
項１記載の周面吸熱部が、フレームの壁面から一体的に
突出するように設けられ、当該周面吸熱部における駆動
モータの本体胴部に対する接触面が、駆動モータの本体
胴部の外周面に沿った略円弧状の横断面形状に形成され
ている。

【０００８】さらに、請求項３記載の発明では、上記請
求項１記載のフレームには、周面吸熱部に 加えて、駆
動モータの本体胴部の軸方向端面に面接触して駆動モー
タに発生した熱をフレーム側に放熱させる端面吸熱部が
設けられている。

【０００９】さらにまた、請求項４記載の発明では、上
記請求項１記載の駆動モータにおける本体胴部の外周面
と周面吸熱部との面接触部に樹脂が介在されている。

【００１０】請求項５記載の発明では、上記請求項１記
載のフレームが、アルミニウム、マグネシウム、チタ
ン、ジュラルミン、又はそれらの合金により形成されて
いる。

【００１１】また、請求項６記載の発明では、上記請求
項１記載のリードスクリューの先端部分が、フレームに
対して軸移動可能に支持されている。

【００１２】さらに、請求項７記載の発明では、上記請
求項１記載のフレームには、被移動体を摺動自在に案内
するガイド軸がリードスクリューと略平行に設けられ、
当該ガイド軸の一端部分が、フレームに対して軸移動可
能に支持されている。

【００１３】さらにまた、請求項８記載の発明では、上
記請求項１記載の周面吸熱部を、リードスクリューの軸
方向に向かうエンドミル加工によりフレームの開口と同
時に形成するようにしている。

【００１４】このような構成を有する請求項１記載の発
明によれば、駆動モータに発生した熱が、フレームの周
面吸熱部を通してフレーム側に逃がされ、それによって
駆動モータの加熱が防止されてリードスクリューの伸縮
が回避され、被移動体の位置決めが高精度で行われると
ともに、駆動モータの加熱による磁気特性の低下が防止
され、駆動モータの特性が良好に維持されるようになっ
ている。

【００１５】このとき、請求項２記載の発明のように、
周面吸熱部をフレームの壁面に対して一体的に設けるよ
うにすれば、当該周面吸熱部による熱伝導が良好に行わ
れることとなり、放熱効率が向上される。

【００１６】さらに、請求項３記載の発明のように、周
面吸熱部及び端面吸熱部の双方を通して放熱を行うよう
にすれば、駆動モータの放熱作用がさらに高められる。

【００１７】さらにまた、請求項４記載の発明のような
シリコン系樹脂を設ければ、熱伝導が良好に行われるこ
ととなり、放熱効率が向上される。

【００１８】請求項５記載の発明のように、フレームに
熱伝導性の良い材質を用いることによっても放熱効率が
向上される。

【００１９】また、請求項６記載の発明のように、リー
ドスクリューを軸移動可能とすれば、フレームが熱によ
り伸縮した場合であっても、リードスクリューがフレー
ムに引っ張られて伸縮するような事態が回避されること
となり、被移動体の位置決めが一層高精度に行われる。

【００２０】さらに、請求項７記載の発明のように、被
移動体を摺動自在に案内するガイド軸を軸移動可能とす
ることによっても、フレームが熱により伸縮した場合に
おける被移動体の位置決め精度が良好に維持されるよう
になっている。

【００２１】さらにまた、請求項８記載の発明のよう
に、周面吸熱部をフレームとともにエンドミル加工によ
り形成すれば、周面吸熱部が効率的に成形されるように
なっている。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明にかかるネジ送り装
置の実施形態を図面に基いて詳細に説明する。図１及び
図２に示されている実施形態にかかるネジ送り装置にお
いて、中空細長状に 延在する箱状の本体フレーム１内
には、当該本体フレーム１の長手方向一端部分（図示左
端部分）に、駆動モータ収容箱２が一体に設けられてお
り、そのモータ収容箱２内にステッピングモータ等から
なる駆動モータ３が固定されている。

【００２３】上記駆動モータ３の出力軸には、長尺状の
リードスクリュー４の一端部分が一体に連結されてい
る。上記リードスクリュー４は、前記モータ収容箱２の
仕切壁５を貫通して本体フレーム１の長手方向に沿って
略水平に延びるように配置されており、当該リードスク
リュー４の延出先端部分（図示右端部分）が、前記本体
フレーム１の反対側の終端壁６に埋設されたボールベア
リング７によって回転自在に支承されている。なお、図
１中の符号１ａ及び３ａは、回転位置検出用のエンコー
ダを示している。

【００２４】また、上記モータ収容箱２の仕切壁５と、
この仕切壁５に対して長手方向に対面する上記本体フレ
ーム１の終端壁６との間には、本体フレーム１の長手方
向に沿って延在する一対のガイド軸８，８が略水平に固
定されている。これら一対のガイド軸８，８は、前記リ
ードスクリュー４を中央に挟んだ両側に略平行に配置さ
れており、当該一対のガイド軸８，８に対してテーブル
保持枠１０が往復移動自在に装着されている。

【００２５】上記テーブル保持枠１０は、略直方体状の
ブロック体から形成されており、このテーブル保持枠１
０の幅方向における両側部分には、一対のガイド穴１０
ａ，１０ａが略平行に穿設されており、これら両ガイド
穴１０ａ，１０ａ内に、前記一対のガイド軸８，８が遊
嵌状態で貫通していることによって、上記テーブル保持
枠１０が、本体フレーム１の長手方向に沿って往復移動
自在に支持される構成になされている。

【００２６】また、このテーブル保持枠１０の幅方向略
中央部分には、上記一対のガイド穴１０ａ，１０ａと略
平行に延びるようにして、ネジ装着穴１０ｂが貫通形成
されている。このネジ装着穴１０ｂ内には、上述したリ
ードスクリュー４のネジ部が螺合するように貫通されて
おり、リードスクリュー４が回転駆動されることによっ
て、テーブル保持枠１０の送り動作が行われるようにな
っている。

【００２７】次に、図３に示されているように、上記モ
ータ収容箱２の仕切壁５には、駆動モータ３の出力軸
（リードスクリュー４）を挿通させるための開孔５ｂが
貫通形成されているとともに、この開孔５ｂを挟むよう
にして、上記一対のガイド軸８，８を支持するための開
孔５ｃが貫設されている。この仕切壁５は、上記駆動モ
ータ３の前端面が面接触するように配置されており、当
該仕切壁５のモータ接触面５ａが、駆動モータ３からの
発熱をフレームに対する端面吸熱部を構成している。

【００２８】また、上記仕切壁５に対向する後端壁５ｄ
には、モータ収容箱２内に駆動モータ３を挿入させるた
めの開口２ｃが、下方から切り欠くようにして形成され
ており、当該開口２ｃの切欠部に対して電源コネクター
が装着されるとともに、上記開口２ｃを外側から塞ぐよ
うにして蓋９が装着されている。上記開口２ｃは、駆動
モータ３における略円筒状本体胴部３ｂの外周形状に相
当する形状に構成されており、当該開口２ｃを軸方向に
通すようにして駆動モータ３が、モータ収容箱２内に挿
入されるようになっている。

【００２９】このとき、上記蓋９のモータ収容箱２側の
面には、上記開口２ｃの形状に対応するようにして突部
９ａが形成されており、この突部９ａが上記開口２ｃに
対して密着するようにして所定の位置に嵌まり込む構成
になされている。このように、開口２ｃと突部９ａとの
嵌合によって蓋９の取付位置を所定の位置に規制するこ
ととすれば、リードスクリュー４の軸受を蓋９に設ける
場合等において同芯精度を容易に出すことができ都合が
良い。

【００３０】さらに、上記本体フレーム１の内壁部のう
ち、前記駆動モータ３の本体胴部３ｂを両側から挟むよ
うにして立設された両側の壁面部分には、上記駆動モー
タ３における本体胴部３ｂの外周面に面接触する一対の
周面吸熱部２ａ，２ａが設けられている。これらの一対
の周面吸熱部２ａ，２ａは、駆動モータ３に発生した熱
を本体フレーム１側に放熱させるためのものであって、
上記本体フレーム１からモータ側に突出するようにして
一体に設けられており、駆動モータ３における本体胴部
３ｂの外周面に接触する面２ｂ，２ｂを備えている。

【００３１】上記接触面２ｂ，２ｂは、駆動モータ３に
おける本体胴部３ｂの外周面に沿った略円弧状の横断面
形状に形成されており、上述した仕切壁５の端面吸熱部
５ａから後方側に向かって、駆動モータ３における本体
胴部３ｂと略同一の軸方向長さを備えるように形成され
ている。

【００３２】このとき、上記駆動モータ３における本体
胴部３ｂの外周面と、周面吸熱部２ａとの面接触部にお
ける微少隙間には、熱伝導性の良好な樹脂、例えば、シ
リコン系の液体樹脂が注入によって空隙をなくすように
充填されており、上記面接触部における熱伝導性が高め
られるようになっている。上記シリコン系の樹脂として
は、後にモータの取出しを可能とするように、固化する
ことのないゲル状を維持するものを採用することが好ま
しい。

【００３３】また本実施形態では、上記本体フレーム１
の材質として、アルミニウム、マグネシウム、チタン、
ジュラルミン、又はそれらの合金等のような熱伝導性の
高い材料が採用されており、本体フレーム１においても
熱伝導が良好に行われる構成になされている。

【００３４】このような実施形態にかかる装置において
は、駆動モータ３に発生した熱が、本体フレーム１の周
面吸熱部２ａ，２ａを通して本体フレーム１側に逃がさ
れ、放熱が行われることによって駆動モータ３の加熱が
防止される。その結果、リードスクリュー４の伸縮が回
避されて、被移動体としてのテーブル保持枠１０の位置
決めが高精度で行われるとともに、駆動モータ３の加熱
による磁気特性の低下が防止され、モータ特性が良好に
維持されるようになっている。

【００３５】このとき、本実施形態では、周面吸熱部２
ａ，２ａを本体フレーム１の壁面に対して一体的に設け
るとともに、周面吸熱部２ａ，２ａの駆動モータ３に対
する面接触部分に熱伝導性の良好なシリコン系樹脂が充
填されているので、周面吸熱部２ａ，２ａによる熱伝導
が良好に行われることとなり、放熱効率が向上されるよ
うになっている。

【００３６】さらに、本実施形態では、上述した周面吸
熱部２ａに加えて、端面吸熱部５ａを通しても同様な放
熱作用が行われるので、駆動モータ３の放熱作用がさら
に高められるようになっている。

【００３７】さらにまた、本実施形態では、本体フレー
ム１自体にも熱伝導性の良い材質が用いられているの
で、放熱効率はさらに向上されるようになっている。

【００３８】一方、図４に示されている実施形態では、
リードスクリュー４の先端部分が本体フレーム１の終端
壁６に対して軸移動可能に支持されているとともに、上
記リードスクリュー４の先端部分には、軸方向に押圧す
るバネ部材（図示省略）が装着されている。また、前記
ガイド軸８，８の終端部分は、本体フレーム１の仕切壁
５に対して軸移動可能に支持されている。

【００３９】このような実施形態によれば、本体フレー
ム１が熱により伸縮した場合であっても、リードスクリ
ュー４及びガイド軸８，８が本体フレーム１に引っ張ら
れて伸縮するような事態が回避されることとなり、被移
動体としてのテーブル保持枠１０の位置決めが一層高精
度に行われる。

【００４０】一方、上述した実施形態にかかる本体フレ
ーム１のモータ収容箱２を形成するにあたっては、周面
吸熱部２ａを本体フレーム１とともにエンドミル加工す
ることが好ましい。すなわち、本体フレーム１の後端側
から、エンドミルを軸方向に押し込むようにして加工を
行えば、当該エンドミル加工によって、本体フレーム１
の開口２ｃが形成された後に周面吸熱部２ａが形成さ
れ、さらに、エンドミルの先端部分によって仕切壁５の
端面吸熱部が同時一体的に加工されることとなり、これ
によって、本体フレーム１のモータ収容箱２が効率的に
成形されることとなる。

【００４１】以上、本発明者によってなされた発明の実
施の形態を具体的に説明したが、本発明は上記実施形態
に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲
で種々変形可能であるというのは言うまでもない。

【００４２】例えば、上記実施形態では、本体フレーム
１の材質としては、上述した実施形態のものに限定され
ることはなく、熱伝導性が良好で熱容量の小さいもので
あれば、同様に採用することが可能である。また、駆動
モータと周面吸熱部との間に充填したシリコン樹脂の代
わりに、他の熱伝導性の良い材料を介在させることも可
能である。

【００４３】

【発明の効果】以上述べたように、請求項１記載の発明
は、モータ本体胴部の外周面に面接触して、駆動モータ
に発生した熱をフレーム側に放熱させる周面吸熱部をフ
レームに設けることによって、駆動モータに発生した熱
を周面吸熱部を通してフレーム側に逃がし、それによっ
て良好な放熱作用を得るように構成したものであるか
ら、簡易で安価な構造によって、駆動モータの加熱及び
リードスクリューの伸縮を防止し、被移動体の位置決め
を高精度で行うとともに、駆動モータの特性を維持する
ことができ、ネジ送り装置の信頼性を飛躍的に向上させ
ることができる。

【００４４】請求項２記載の発明は、周面吸熱部をフレ
ームの壁面に対して一体的に設けることによって周面吸
熱部の熱伝導を良好にしたものであるから、上述した請
求項１記載の効果を一層高めることができる。

【００４５】さらに、請求項３記載の発明は、周面吸熱
部及び端面吸熱部の双方を通して放熱を行うことによっ
て、駆動モータの放熱作用をさらに高めるようにしたも
のであるから、上述した請求項１記載の効果を一層高め
ることができる。

【００４６】さらにまた、請求項４記載の発明は、駆動
モータと周面吸熱部との面接触部分に樹脂を介在させて
熱伝導を良好に行わせ、放熱効率を高めるように構成し
たものであるから、請求項１記載の効果を一層向上させ
ることができる。

【００４７】請求項５記載の発明は、フレームの材質と
して熱伝導性の良い材質を用いることによって放熱効率
を向上させるようにしたものであるから、請求項１記載
の効果をさらに向上させることができる。

【００４８】また、請求項６又は７記載の発明は、リー
ドスクリュー又はガイド軸を軸移動可能に支持すること
により、フレームが熱により伸縮した場合であっても、
被移動体の位置決めを一層高精度に行うように構成した
ものであるから、被移動体の位置決め精度をさらに向上
させることができる。

【００４９】さらにまた、請求項８記載の発明は、周面
吸熱部を、フレームの加工と同時にエンドミル加工によ
り形成して周面吸熱部を効率的に成形するようにしたも
のであるから、本発明にかかるネジ送り装置を容易かつ
効率的に製造することができ、生産性の向上を図ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるネジ送り装置の一実施形態にお
ける構造を表した平面説明図である。

【図２】図１に表したネジ送り装置の側面説明図であ
る。

【図３】本発明の要部構造を表したものであって、
（ａ）は駆動モータ収容箱の外観斜視説明図、（ｂ）は
（ａ）におけるＢ−Ｂ線矢視図、（ｃ）は（ａ）におけ
るＣ−Ｃ線矢視図である。

【図４】本発明にかかるネジ送り装置の他の実施形態に
おける構造を表した部分平面説明図である。

【符号の説明】

２ モータ収容箱 ２ａ 周面吸熱部 ３ 駆動モータ ４ リードスクリュー ５ 仕切壁 ５ａ 端面吸熱部

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被移動部材に螺合して延在するリードス
   クリューと、このリードスクリューを出力軸に連結した
   駆動モータと、当該駆動モータの本体胴部を支持するフ
   レームと、を備えたネジ送り装置において、 上記フレームには、前記駆動モータの本体胴部の外周面
   に面接触して駆動モータに発生した熱をフレーム側に放
   熱させる周面吸熱部が設けられていることを特徴とする
   ネジ送り装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の周面吸熱部が、フレーム
   の壁面から一体的に突出するように設けられ、当該周面
   吸熱部における駆動モータの本体胴部に対する接触面
   が、駆動モータの本体胴部の外周面に沿った略円弧状の
   横断面形状に形成されていることを特徴とするネジ送り
   装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載のフレームには、周面吸熱
   部に加えて、駆動モータの本体胴部の軸方向端面に面接
   触して駆動モータに発生した熱をフレーム側に放熱させ
   る端面吸熱部が設けられていることを特徴とするネジ送
   り装置。
4. 【請求項４】 請求項１記載の駆動モータにおける本体
   胴部の外周面と周面吸熱部との面接触部に樹脂が介在さ
   れていることを特徴とするネジ送り装置。
5. 【請求項５】 請求項１記載のフレームが、アルミニウ
   ム、マグネシウム、チタン、ジュラルミン、又はそれら
   の合金により形成されていることを特徴とするネジ送り
   装置。
6. 【請求項６】 請求項１記載のリードスクリューの先端
   部分が、フレームに対して軸移動可能に支持されている
   ことを特徴とするネジ送り装置。
7. 【請求項７】 請求項１記載のフレームには、被移動体
   を摺動自在に案内するガイド軸がリードスクリューと略
   平行に設けられ、当該ガイド軸の一端部分が、フレーム
   に対して軸移動可能に支持されていることを特徴とする
   ネジ送り装置。
8. 【請求項８】 請求項１記載の周面吸熱部を、リードス
   クリューの軸方向に向かうエンドミル加工によりフレー
   ムの開口と同時に形成するようにしたことを特徴とする
   ネジ送り装置の製造方法。