外部モーター・スクリュー統合、非固定式モーター・スクリュー統合、固定式モーター・スクリュー統合

ボールねじやリードねじアセンブリは、多くの場合、カップリングを介してねじ軸と直列に接続されたモーターによって駆動されます。この取り付け方法はシンプルでメンテナンスも容易ですが、非剛性の機械部品（カップリング）を追加することで、ねじれ、バックラッシュ、ヒステリシスが発生し、位置決め精度と再現性に影響を及ぼします。また、カップリングはシステムの長さを長くし、剛性を低下させ、慣性を増加させます。これらの潜在的な問題を解消する一つの方法は、外部カップリングをなくし、ねじをモーターに直接組み込むことです。

モーターとねじが一体化されたアセンブリは、さまざまな構成とデザインで提供されています。モーターはサーボモーターまたはステッピングモーターのいずれかを選択でき、ねじはボールねじまたはリードねじを選択できますが、最も一般的な構成は、リードねじとステッピングモーター、またはボールねじとサーボモーターの組み合わせです。

外部モーター・スクリュー統合

最も一般的な一体型設計の一つは、中空軸のモーターを使用し、リードスクリューをモーターに直接組み込む方式です。スクリューは、モーターの中空穴に嵌合する端部が加工されており、加工された端部は溶接または接着剤でモーターの穴に永久的に固定されるか、ファスナーで固定されます。スクリュー軸をファスナーでモーターの穴に接続することで、メンテナンスのために部品を分解でき、アセンブリ全体を交換する代わりにどちらかの部品のみを交換できますが、この方法では時間の経過とともに位置ずれや剛性の低下が生じる可能性があります。

ねじ軸をモーターに接続する方法に関わらず、このモーターとねじの統合方法は、ボールねじまたはリードねじのナットがモーターの外側にあるため、一般的に「外部」設計と呼ばれます。従来のねじモーター構成と同様に、モーターの回転によってねじが回転し、ナット（および負荷）がねじ軸に沿って移動します。

ストロークが短く負荷が軽い用途では、ねじに追加のサポート（基本的に固定自由配置）やリニアガイドなしで動作できる場合もありますが、ほとんどの用途では、ねじの反対側のサポートと、ねじへの半径方向の負荷を防ぐためのリニアガイドの使用が必要になります。

非拘束型モーター・スクリュー統合

非拘束型統合方式では、ボールねじまたはリードねじナットはモーターに組み込まれるか（またはモーターの表面に取り付けられ）、ねじに沿って移動しません。代わりに、ねじは（通常は取り付けられた負荷によって）回転が阻止され、モーターとナットが回転すると、ねじはモーターとナットの組み合わせを「通過」して直線的に往復運動します。この構成では、非拘束型設計は、ねじがモーターの背面を超えて伸びるスペースが確保されていれば、ストロークと全長の比率が向上します。

あるいは、ネジが固定されて動かないようにすれば、このアセンブリは実質的に駆動ナット構造となり、モーターの回転によってモーターナットアセンブリが固定されたネジに沿って往復運動する。従来の駆動ナットアセンブリと同様に、この構成ではネジの振動がほぼ完全に解消されるため、より高速な移動が可能となる。また、複数のモーターナットの組み合わせを同じネジ軸に取り付け、それぞれ独立して駆動することもできる。

モーターとスクリューの一体化

上記のモーターとネジの組み合わせのバリエーションとして、固定式設計があります。固定式ではない設計と同様に、ナットはモーターに直接組み込まれていますが、ネジにスプラインシャフトが取り付けられているため、ネジが回転せず、モーターが回転しても直線運動が発生しません。

この設計では、ねじはアセンブリの一端から伸縮し、支持されていません。このキャプティブ設計は、基本的にスラストロッド式アクチュエータをよりコンパクトにしたものであり、負荷がガイドされ、ねじに半径方向の力がかからない押し込みや圧縮用途に最適です。