JPH0596605U

JPH0596605U - ねじ駆動装置

Info

Publication number: JPH0596605U
Application number: JP3638292U
Authority: JP
Inventors: 正雄加藤
Original assignee: エヌティエヌ株式会社
Priority date: 1992-05-29
Filing date: 1992-05-29
Publication date: 1993-12-27

Abstract

(57)【要約】【目的】本考案は、電動機を構成するナットとねじ軸
とから成るねじ駆動装置において、ナットをケースに支
持する軸受を省き、装置外形のコンパクト化を図る。【構成】ポリイミド系樹脂で形成したナット２の内部
に、ねじ軸３を螺合し、ナット２の外周にモータ４の回
転子５を、ケース１に固定子６をそれぞれ取付ける。ナ
ット２の表面に軸受面７、８を設け、その軸受面７、８
をケース１に直接すべり接触させてナット２を支持す
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、電動機を構成するナットとねじ軸との間で回転運動を直線運動に変換するねじ駆動装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

この種のねじ駆動装置として、従来、特開昭６４−６５３６０号公報により提案されたボールねじ装置がある。この装置は、図４に示すように、ナット２２の両端部を転がり軸受２４、２４を介してケース２１に回転自在に支持し、そのナット２２の外周にモータの回転子２５を、ケース２１にモータの固定子２６をそれぞれ取付け、ケース２１の内側にボール２７を介してねじ軸２３を螺合して構成されている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、上記の構造では、ケース２１内部に軸受２４、２４を介してナット２２を支持しているため、ケース２１の外形寸法が必然的に大きくなり、装置全体の重量増加も引き起こす問題を有している。

【０００４】また、ナット２２とねじ軸２３をボール２７を介して螺合させる構造では、使用中の温度環境の変化によってナットとねじ軸の熱膨脹量に差が生じた場合、ボール２７とねじ山との間にガタが生じ、駆動精度が悪化する問題がある。さらに、ナット２２とねじ軸２３のねじ山の間に多数のボール２７を組込む方式では、ナット２２の外径寸法が大きくならざるをえず、装置を組立てるための部品点数も多くなる不具合がある。

【０００５】そこで、この考案の第１の目的は、ナットを支持する転がり軸受を不要にし、装置外形をコンパクトに形成できるねじ駆動装置を提供することにある。

【０００６】また、この考案の第２の目的は、使用時に熱変化があってもナットとねじ軸間の運動精度を良好に維持でき、ボールねじを用いなくてもスムーズにねじ山を案内することができるねじ駆動装置を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

上記第１の目的を達成するため、この考案は、ねじ軸と螺合するナットをケースに回転自在に支持し、そのナットの外周にモータの回転子を、ケースにモータの固定子をそれぞれ取付けたねじ駆動装置において、上記ナットを合成樹脂で形成し、そのナットの表面にケースとすべり接触する軸受面を設けた構造としたのである。

【０００８】なお、上記構造において、上記ねじ軸又はナットのねじ山の表面に、摩擦係数の小さい樹脂層を被覆するようにしてもよい。

【０００９】一方、第２の目的を達成するため、この考案は、ナットを合成樹脂製とするのに加えて、ねじ軸を合成樹脂で形成したものである。

【００１０】また、他の手段として、ねじ軸又はナットのねじ山の一方を、断面が半円形の形状で形成し、他方のねじ山を、上記一方のねじ山とねじの進行方向に２点で線接触する面で形成した構造を採用したのである。

【００１１】

【作用】

上記第１の手段においては、合成樹脂のもつ自己潤滑性によりナットとケースの接触部の摩擦抵抗を小さくできるため、転がり軸受を用いずにナットを円滑に回転支持することができる。

【００１２】一方、第２の手段では、ナットとねじ軸を共に合成樹脂とすることにより、両者の線膨脹係数が等しくなり、使用時の環境が熱変化しても両者のねじ山間のすき間が一定に維持される。

【００１３】また、ナットとねじ軸のねじ山を半円形とそれに線接触する形状とし、それに加えて、ねじ山の一方又は両方を合成樹脂として接触部の摩擦抵抗を小さくすることにより、ボールねじに匹敵する低いトルクで駆動力を伝達することができ、ねじ山を円滑に案内することができる。

【００１４】なお、上記のナットおよびねじ軸を形成する合成樹脂としては、自己潤滑性（摺動特性）が良く、かつ機械的強度や耐熱性に優れた材料を使用するのが望ましく、例えばポリイミド系の合成樹脂が利用できる。

【００１５】

【実施例】

図１は実施例のねじ駆動装置を示している。図において、１はケース、２はナットであり、ナット２の外周面に回転子（マグネット）５が、ケース１の内周面に固定子（ステータコイル）６がそれぞれ取付けられ、この両者によりナット２を回転駆動するモータ４を構成している。

【００１６】上記ナット２は、ポリイミド（ＰＩ）系の合成樹脂によって一体に成形されており、その両端部の外周面に、ケース１の内面とすべり接触するラジアル軸受面７、７が形成されている。また、ナット２の中央部分に設けた段差の両端面には、ケース１の内側端面とすべり接触するスラスト軸受面８、８が形成されている。

【００１７】上記ナット２の内径には、ねじ山９が形成され、このねじ山９に、ねじ軸３のねじの谷１０が螺合している。このねじ軸３は、鋼やアルミニウム合金などの金属材で形成され、そのねじ谷１０の表面に、ポリテトラフルオロエチレン（以下ＰＴＦＥとする）から成る樹脂層１１がコーティングされている。

【００１８】また、図２に示すように、ナット２のねじ山９は断面が半円形の形状で形成され、これに対してねじ軸３のねじ谷１０は、ナット２のねじ山９に対して対称に傾斜する２つの傾斜面１２、１３で形成されており、ねじ山９とねじ谷１０はねじの進行方向に２点で線接触している。

【００１９】上記の構造で成る実施例のねじ駆動装置においては、ケース１を固定した状態でナット２を回転させると、ねじ軸３が軸方向に移動する。逆に、ねじ軸３を固定した状態でナット２を回転させると、ナット２とケース１が直線移動する。

【００２０】この駆動においては、ナット２のねじ山９とねじ軸３のねじ谷１０は２点で線接触し、これにナット２を形成する合成樹脂とねじ軸３を被覆したＰＴＦＥ樹脂層１１の潤滑性が加わることにより、ねじ山９とねじ谷１０の摺接部分の摩擦抵抗は極めて小さなものとなる。このため、ねじ山９とねじ谷１０の摺動時に生じるトルクが大幅に低減され、ボールねじを用いた場合と同様にトルク変動の少ない円滑な駆動力伝達を行なうことができる。

【００２１】図３はねじ山の他の実施例を示す。この例では、ねじ軸３のねじ谷１０を、ナット２のねじ山９の曲率半径Ｒ₁よりも大きく、かつ中心が互いに偏心する曲率半径Ｒ₂、Ｒ₂を備えた２つの円弧面１４、１５で形成している。このようにねじ谷１０をゴシック形状としても、ねじ山９とねじ谷１０を２点で線接触させることができ、駆動力伝達時のトルク損失を小さくすることができる。

【００２２】なお、上記のねじ軸３は、ナット２と同種のポリイミド系合成樹脂で形成することができる。このようにねじ軸３とナット２を共に同種の樹脂材料で形成すると、両者の線膨脹係数が等しくなり、温度環境が変化してもねじ軸とナットのねじ山間の係合すき間が一定に維持されるため、精度の高いねじ駆動を行なうことができる。また、合成樹脂で形成されたねじ山同士が接触することにより、接触部分の摩擦抵抗が著しく小さくなり焼付きが防止されるため、ねじ軸の表面にＰＴＦＥ樹脂層等のコーティングを施さなくても、スムーズで安定した駆動を行なうことができる。

【００２３】また、上記の実施例では、ナットのねじ山を半円形の形状に形成したが、逆にねじ軸のねじ山を半円形に形成し、ナットのねじ山をそれに線接触する面で形成してもよい。

【００２４】また、合成樹脂で形成したナット又はねじ軸のねじ山の表面に、さらにＰＴＦＥ樹脂層などの摩擦抵抗の低い樹脂層をコーティングすることもできる。

【００２５】

【効果】

以上のように、この考案の第１の手段では、ナットとケースの間から転がり軸受を省くことができるので、装置の外径寸法のコンパクト化と重量低減を図ることができる利点がある。

【００２６】また、この考案の第２の手段のように、ナットとねじ軸間の熱膨脹差を無くしたり、両者のねじ山を線接触として接触部の摩擦抵抗を小さくすることにより、ボールねじを用いずにスムーズで精度の高い駆動を行なうことができ、ねじ駆動の精度向上と部品点数の減少を実現できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例のねじ駆動装置を示す断面図

【図２】同上のナットとねじ軸のねじ山を拡大して示す
断面図

【図３】同上のねじ山の他の実施例を示す断面図

【図４】従来例を示す断面図

【符号の説明】

１ケース２ナット３ねじ軸４モータ５回転子６固定子７ラジアル軸受面８スラスト軸受面９ねじ山１０ねじ谷１１ＰＴＦＥ樹脂層１２、１３傾斜面１４、１５円弧面

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】ねじ軸と螺合するナットをケースに回転
自在に支持し、そのナットの外周にモータの回転子を、
ケースにモータの固定子をそれぞれ取付けたねじ駆動装
置において、上記ナットを合成樹脂で形成し、そのナッ
トの表面にケースとすべり接触する軸受面を設けたこと
を特徴とするねじ駆動装置。
【請求項２】上記ねじ軸又はナットのねじ山の表面
に、摩擦係数の小さい樹脂層を被覆したことを特徴とす
る請求項１に記載のねじ駆動装置。
【請求項３】上記ねじ軸を合成樹脂で形成した請求項
１又は２に記載のねじ駆動装置。
【請求項４】上記ねじ軸又はナットのねじ山の一方
を、断面が半円形の形状で形成し、他方のねじ山を、上
記一方のねじ山とねじの進行方向に２点で線接触する面
で形成したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか
に記載のねじ駆動装置。