JPS62160052A - ボールねじ付中空軸モータ - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は、回転駆動部材としてのモータに係り、特に
、微動及び早送り動作を行なう際に用いられるモータの
改良に関する。

［従来の技術］ 一般に、従来のモータは所定の回転数で回転する回転シ
ャフトを有しているが、この回転シャフトは軸方向に沿
って進退動するようにはなっていなかった。従って、こ
の種のモータを用いて被移動部材を適宜進退動させるに
は、例えばボールねじユニットを用いる等して、モータ
の回転運動を被移動部材の直線往復運動に変換すること
が必要になる。

従来のボールねじユニットとしては、例えば第３図に示
すように、ボールねじ軸１にナツト２を多数のボール３
を介して螺合させ、上記ナツト２を枠体として一対のベ
アリング部材４で軸支し、一方のベアリング部材４の外
輪５に固定用の７ランジ６を形成すると共に、上記ナツ
ト２の外周面−側に回転力伝達用のギア７を形成したも
のがある。それゆえ、このボールねじユニットを用いれ
ば、第４図に示すような移動テーブル装置を構成するこ
とが可能になる。同図において、移動テーブル装置は、
固定台１１の上に可動テーブル１２を図示外のガイド機
構を介して進退可能に配設し、上記ボールねじ＠１の両
端部分を固定台１１上の軸受部材１３に軸支し、このボ
ールねじ軸１の一端側を一方の駆動モータ１４のシャフ
トに連結すると共に、上記可動テーブル１２側に他方の
駆動モータ１５を固定設置すると共に、この駆動モータ
１５のシャフトと上記ナツト２のギア７とを伝達ギア１
６を介して連結したものである。

このタイプによれば、上記各駆動モータ１４．１５の回
転数及び回転方向を適宜選択制御して、上記可動テーブ
ル１２を微動若しくは早送りすることができるのである
。

［発明が解決しようとする問題点１ しかしながら、このような従来の移動テーブル装置等に
あっては、ボールねしユニットのナツト２の回転中心と
上記駆動モータ１５の回転中心とが偏位配置されている
ので、必然的に駆動モータ１５からナラ１〜２へ回転力
が伝達される過程において、ギア７部分の遊び等に基づ
きナツト２の回転精度がばらついてしまい、その分、ナ
ツト２の回転動作が不安定なものになり易い。この場合
、可動テーブル１２の送り精度を正確にすることが困難
になってしまい、微動及び甲送りを高精度に行なうこと
ができないという問題を生ずるのである。

このような問題を解決するために、例えば第５図に示す
ように、一方の駆動モータ１５のシャフト１５ａを中空
状に形成し、このシャフト１５ａ端部を上記ナツト２の
一側面にカップリング連結すると共に、上記シャフト１
５ａの中空部１５ｂ内にボールねじ軸１を貫通配置する
ようにしたものが考えられる。しかしながら、このタイ
プにあっても、上記シャフト１５ａとナツト２とを連結
する際に芯ずれする虞れがあるため、微動及び早送りを
高精度に行なう手段としては不十分であるばかりか、こ
のタイプのみならず上述したものにあっても、一対の駆
動モータ１４．１５の他にボールねじユニットを別途用
いなければならないので、部品点数が増加する分、必然
的に装置コストが嵩むという基本的な問題を有している
。

［問題点を解決するための手段］ この発明は、以上の問題点に着目して為されたものであ
って、ボールねしユニットを別途用いることなく、被移
動部材を高精度に微動及び早送りすることができる微動
及び早送り用モータを提供するものである。

即ち、この発明は、ロータコアの内側に装着されるモー
タシャフトを改良したもので、ロータコアに対して追従
可能に配設されるナツト部材と、このナツト部材にボー
ルを介して螺合されるボールねじ軸部材とで上記モータ
シャフトを構成し、モータハウジングに対し上記ナツト
部材をアンギュラコンタクトベアリングを介して軸支す
ると共に、上記ボールねじ軸部材端を他の回転駆動部材
との連結部として形成したものである。

このような技術的手段において、適用されるモータとし
てはステップモータ、サーボモータ等適宜選択して差支
えない。また、上記モータの基本的構成についても適宜
設計変更して差支えないが、モータのシャフト部分の回
転精度を良好に保つには、モータハウジングに対して上
記ナツト部材をアンギュラコンタクトベアリングで支承
し、ナツト部材へ作用するスラスト及びラジアル方向の
荷重を支承できるように設計することが必要である。

そして、このアンギュラコンタクトベアリングとしては
、好ましくはその内輪を省略してナツト部材の外周面に
直接ボール転走面を形成した内輪省略型のものが望まし
い。更に、上記ボールねじ軸端に形成される連結部とし
ては、他の回転駆動部材に直接的に連結され得るもので
あれば適宜設計変更して差支えない。

［作用］ 上述したような技術的手段によれば、上記モータは、ロ
ータコアと共に回動するナツト部材を有し、このナツト
部材及びこれに螺合するボールねじ軸部材でモータシャ
フトを構成したものになっているので、モータシャフト
そのものがボールねじユニットとして標能し得ることに
なり、モータに別途ボールねじユニットを連結する必要
がなくなる。

また、上記ナツト部材はモータハウジングに対してアン
ギュラコンタクトベアリングを介して軸支され、しかも
、上記ナツト部材の内周面及び外周面にはボールねじ軸
部材との間のボール転走面′　及び上記ベアリングのボ
ール転走面が同軸的に製作され得るため、ボールねじ軸
部材とナツト部材との同軸度は精度の良いものとして与
えられる。

［実施例］ 以下、添附図面に示す実施例に基づいてこの発明の詳細
な説明する。

第１図に示す実施例において、駆動モータＭの基本的構
成は、ヨーク２１とモータ側板２２とでモータハウジン
グ２０を構成し、上記ヨーク２１の内周面には磁石２３
を配設する一方、その内側にはステータコア２４を配設
すると共に、このステータコア２４の内側にはロータコ
ア２５を配設し、このロータコア２５にモータシャフト
３０を固定的に設けてなるものである。

この実施例において、上記ロータコア２５はモータシャ
フト３０の挿入孔部２６を有しており、上記モータシャ
フト３０は、ボールねじ軸部材３１に多数のボール３２
を介してナツト部材３３を螺合させたものである。そし
て、上記ナツト部材３３の外周面の両端部を除く部分が
上記ロータコア２５の挿入孔部２−６に挿入係止され、
ナツト部材３３の外周面両端部が一対のアンギュラコン
タクトベアリング３４を介してモータハウジング２０の
側板２２部分に回動支持されている。そして、上記アン
ギュラコンタクトベアリング３４は、ナツト部材３３の
外周面両端部に凹設したボール転走面３５と、このボー
ル転走面３５に沿って接触配置されるボール３６と、モ
ータハウジング２０の側板２２における押え突片部２２
ａに接触固定され且つ上記ボール転走面３５と共にボー
ル３６を転走可能に保持する外輪３７とで構成されてお
り、このベアリング３４は、上記ナツト部材３３に作用
するスラスト及びラジアル方向の荷重を支持し、ナツト
部材３３の回転精度を良好に保つようになっている。

また、上記ボールねじ軸部材３１の一端側には、他の駆
動モータＭ°との連結部として連結用のカップリング（
図示せず）凹所に挿入係止される連結軸部４０が形成さ
れている。

従って、この実施例に係るモータを用いれば、例えば第
２図に示すような移動テーブル装置を構成することがで
きる。同図において、この移動テーブル装置は、固定台
１１の上に可動テーブル１２を進退可能に配設したもの
で、この実施例に係るモータＭを可動テーブル１２側に
固定設置すると共に、他の駆動モータＭ′を固定台１１
側に固定し、上記一方の駆動モータＭにおけるボールね
じ軸部材３１端の連結軸部４０と他方の駆動モータＭ“
のシャフトＭＳ端とをカップリング５１で直接的に連結
し、更に、下記ボールねじ軸部材３１の他端部付近を軸
受支持部材５２で回転可能に支承したものである。

このような移動テーブル装置において、今、各駆動モー
タＭ、Ｍ’の回転方向を同一とし、しかも、その回転数
を僅かに相違させるようにすれば、上記ナツト部材３３
は、各駆動モータＭ、Ｍ’の回転差に応じた分だけ僅か
ずつボールねじ軸部材３１に対し相対移動するため、上
記可動テーブル１２はナツト部材３３に追従して微動送
りされることになる。

また、各駆動モータＭ、Ｍ′の回転方向を反転させ、し
かも、その回転数をある程度大きく設定するようにすれ
ば、各駆動モータＭ、Ｍ’相互の回転差が大きなものに
なり、この大きな回転差に基づいて、上記ナツト部材３
３がボールねじ軸部材３１に対し高速で相対移動するた
め、上記可動テーブル１２はナツト部材３３に追従して
早送りされることになる。

このような可動テーブル１２の送り動作過程において、
ナツト部材３３は駆動モータＭのロータコア２５に追従
して回動するため、ナツト部材３３は駆動モータＭの回
転中心に対して芯ずれすることなく正確に回動するばか
りか、上記ボールねじ軸部材３１も連結軸部４０を通じ
て他の駆動モータＭ゛のシャフト８３に直接的に連結さ
れているので、ボールねじ軸部材３１と他の駆動モータ
Ｍ′との間の偏心量はほとんど零に抑えられる。よって
、各駆動モータＭ、Ｍ’の回転がボールねじ軸部材３１
及びナツト部材３３へ伝達される段階において、ボール
ねじ軸部材３１及びナツト部材３３が鍋心に基つき振＋
Ｊｔすることはなく正確に回転動作°する。

また、上記ナツト部材３３はモータハウジング２０に対
しアンギュラコンタク］・ベアリング３４を介して軸支
され、しかも、上記ナツト部材３３の内周面及び外周面
には、ボールねじ軸部材３１との間のボール転走面３８
及び上記ベアリング３４のボール転走面３５が同軸的に
製作され得るため、モータシャフト３０を構成するボー
ルねじ軸部材３１及びナラ１〜部材３３は確実に同軸配
置されることになり、ボールねじ軸部材３１とナツト部
材３３との相対回転運動が精度良く行なわれることにな
る。

それゆえ、ボールねじ軸部材３１及びナツト部材３３に
は各駆動モータＭ、Ｍ’の回転が正確に伝達され、各回
転に応じてボールねじ軸部材３１及びナラ１〜部材３３
が同軸上で移動するため、ナツト部材３３の相対移動量
が高精度なものに保たれ、可動テーブル１２は正確に微
動若しくは早送りされるのである。

また、この実施例においては、移動テーブル装置を構成
するに当って、従来のようなボールねじユニットを別個
に用いる必要がなくなるので、その分、移動テーブル装
置の構成部材数が低減され、その構成が簡略化される。

尚、上記実施例においては、発明が適用された駆動モー
タＭを可動テーブル１２側に固定設置すると共に、伯の
駆動モータＭ゛を固定台１１側に固定設置しているが、
両者の位置関係を逆に設定しても差支えない。

［発明の効果］ 以上説明してきたように、この発明に係る微動及び早送
り用モータによれば、モークシ１１フトがボールねじユ
ニットと同様な機能を発揮するようになっているので、
ボールねじユニットを別途用いることなく、移動機構を
簡単に構成することができる。

また、モータシャフトを構成するナツト部材をロータコ
アに追従させて回動できると共にボールねじ軸部材を連
結部を通じて他の駆動モータに直接的に連結することが
でき、しかも、ボールねじ軸部材とナツト部材との同軸
度を保つようにしたので、各駆動モータからボールねじ
′軸部材及びナツト部材に回転力を伝達する過程におけ
る回転伝達誤差及び芯ずれに基づく振動をほとんどなく
すことができ、もって、モータシャフトの一方の部材に
対する他方の部材の相対移動岳を正確なものにすること
ができる。このため、このようなモータを用いて移動機
構を構成したような場合には、被移動部材を高精度に微
動若しくは早送りすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る微動及び早送り用モータの一実
施例を示す一部破断斜視図、第２図は実施例に係るモー
タを応用した移動テーブル装置の一例を示ず説明図、第
３図は従来のボールねじユニットの一例を示す説明図、
第４図は従来のボールねじユニットを用いた移動テーブ
ル装置の一例を示す説明図、第５図は従来における移動
テーブル装置の他の例を示す説明図である。 ［符号の説明］ （Ｍ、Ｍ’）・・・駆動モータ （２５）・・・ロータコア （３０）・・・モータシャフト （３１）・・・ボールねじ軸部材 （３２）・・・ボール体 （３３）・・・ナツト部材 （３４）・・・アンギュラコンタクトベアリング（４０
）・・・連結軸部（連結部） 特許出願人　　　寺　　町　　　博 代　理　人　　　弁理士　成瀬　勝夫 （外２名）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ロータコアの内側に装着されるモータシャフトが、ロー
   タコアに対して追従可能に配設されるナット部材と、こ
   のナット部材にボールを介して螺合するボールねじ軸部
   材とからなり、モータハウジングに対し上記ナット部材
   をアンギュラコンタクトベアリングを介して軸支すると
   共に、上記ボールねじ軸部材端を他の回転駆動部材との
   連結部として形成したことを特徴とする微動及び早送り
   用モータ。