外部モーターとネジの統合、非拘束モーターとネジの統合、および非拘束モーターとネジの統合

ボールおよび親ねじアセンブリは、多くの場合、カップリングを介してねじシャフトと直列に接続されたモーターによって駆動されます。この取り付け構成はシンプルで保守が簡単ですが、非剛性の機械コンポーネント (カップリング) を追加すると、ワインドアップ、バックラッシュ、ヒステリシスが発生する可能性があり、これらすべてが位置決めの精度と再現性に影響します。また、カップリングにより長さが長くなり、剛性が低下し、システムの慣性が増加します。これらの潜在的な問題を解決する 1 つの方法は、外部カップリングを廃止し、ネジをモーターに直接組み込むことです。

統合されたモーターとネジのアセンブリは、さまざまな構成と設計で利用できます。モーターはサーボ タイプまたはステッピング タイプのいずれかで、ネジはボールネジまたは親ネジのいずれかですが、最も一般的な構成は親ネジとステッピング モーター、またはボールネジとサーボ モーターの組み合わせです。

外部モーターとネジの統合

最も人気のある統合設計の 1 つは、中空シャフトを備えたモーターを使用し、親ネジをモーターに直接統合しています。ねじは、一端がモーターの中空穴に嵌合するように機械加工され、機械加工された端は溶接または接着剤によってモーター穴に永久的に固定されるか、または留め具で固定されます。締結具を介してスクリューシャフトをモーターボアに接続すると、メンテナンスのためにコンポーネントを分解することができ、（アセンブリ全体を交換するのではなく）いずれかのコンポーネントを交換することができますが、この方法では、時間の経過とともに位置合わせと剛性が失われる可能性もあります。

スクリューシャフトをモーターに接続するためにどの方法が使用されるかに関係なく、ボールまたはリードスクリューナットがモーターの外部に残るため、このモーターとスクリューの統合方法は通常「外部」設計と呼ばれます。従来のスクリューモーターのセットアップと同様に、モーターの回転によりスクリューが回転し、ナット (および負荷) がスクリューシャフトの長さに沿って前進します。

ストロークが短く、負荷が軽い用途では、ネジの追加サポートなし (基本的に固定なしの配置) またはリニア ガイドなしで動作する場合もありますが、ほとんどの用途では、ネジの反対側の端のサポートと、損傷を防ぐためにリニア ガイドの使用が必要になります。ネジにかかるラジアル荷重。

非脱落型モータースクリューの統合

非キャプティブ統合方法では、ボールまたは親ネジのナットがモーターに統合され (またはモーターの面に取り付けられ)、ネジに沿って移動しません。代わりに、ネジの回転が (通常は取り付けられた負荷によって) 妨げられ、モーターとナットが回転すると、ネジはモーターとナットの組み合わせを「通過」して往復して直線的に移動します。この構成では、ネジがモーターの後部を越えて伸びるスペースを設計が許可する限り、非拘束設計によりストロークと全長の比率が向上します。

あるいは、ネジが移動しないように固定されている場合、アセンブリは基本的に駆動ナット設計となり、モーターの回転によりモーターとナットのアセンブリが固定ネジに沿って前後に移動します。従来のドリブンナットアセンブリと同様に、この構成ではスクリューホイップがほぼ完全に排除されるため、より高い移動速度が可能になります。また、複数のモーターとナットの組み合わせを同じネジシャフトに取り付けて、独立して駆動することもできます。

脱落防止モーターとネジの統合

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、キャプティブ デザインがあります。非キャプティブ設計と同様に、ナットはモーターに直接組み込まれていますが、スプラインシャフトがネジに取り付けられているため、ネジの回転が防止され、モーター回転時に直線運動が発生します。

この設計では、ネジはアセンブリの一端から伸びたり縮んだりするため、サポートされません。キャプティブ設計は本質的にスラスト ロッド スタイルのアクチュエータのよりコンパクトなバージョンであり、荷重がガイドされ、ネジに半径方向の力がかからない押し込みまたはプレス用途に最適です。