(57)【要約】  【課題】  低コストで製造できるとともに、ネジ軸部及びモータシャフト部の寸法精度が高く、さらに、両部の同芯度及び真直度の高い、高精度のリードスクリュー等を提供する。  【解決手段】  リードスクリュー１は、外表面に転造オネジの形成されたネジ軸部１０と、外表面が研磨加工されたモータシャフト部３０と、両部を軸方向に連結するカップリング２０と、を具備する。カップリング２０は焼結品などであり、モータシャフト部３０の嵌合部１５及びネジ軸部１０の端部が嵌合固定される孔２１が形成されている。このようにネジ軸部１０とモータシャフト部３０を別々の部品とすることにより、各々を最適の状態に加工でき、ネジの精度が高くなる。さらに、ネジ軸部１０とモータシャフト部３０をカップリング２０で連結することにより、加工コストを低減でき、材料の歩留まりをよくできる。【選択図】  図１
2006014485.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外表面に転造オネジの形成されたネジ軸部と、
外表面が研磨加工されたモータシャフト部と、
両部を軸方向に連結するカップリングと、
を具備することを特徴とするリードスクリュー。
【請求項２】
前記カップリングが焼結品であり、
該カップリングに、前記モータシャフト部の端部及び前記ネジ部の端部が嵌合固定される孔が形成されていることを特徴とする請求項１記載のリードスクリュー。
【請求項３】
ステータと、該ステータ内に回転可能に収められたローターと、該ローターの軸芯に取り付けられたモータシャフトと、該シャフトの軸受けと、を備えるステッピングモータを用いた位置決め装置であって、
前記モータシャフトに、外表面に転造オネジが形成されたネジ軸部がカップリングを介して連結されていることを特徴とする位置決め装置。
【請求項４】
前記カップリングが、共振周波数調整用のバランスリングを兼ねていることを特徴とする請求項３記載の位置決め装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リードスクリュー、及び、小型ステッピングモータでリードスクリューを回転させて位置決めする装置に関する。特には、低コストで製造できる高精度のリードスクリュー等に関する。
【背景技術】
【０００２】
小型ステッピングモータを用いた位置決め装置には、リードスクリューを使用するものがある。リードスクリューは、外表面に転造オネジの形成されたネジ軸部と、その同軸上を延び外表面が研磨加工されたモータシャフト部とを有する。通常、ネジ軸部はモータシャフト部より大径となっている。ネジ軸部には、位置決め対象物に固定された送りメネジが螺合している。モータシャフト部はモータの回転子に固定されている。スクリューの両端は軸受け部となっており、同スクリューは両端で回転可能に支持される。モータの駆動により回転子とともにスクリューが回転すると、位置決め対象物が、ネジ部に螺合している送りメネジとともに直線状を移動する。
【０００３】
このような位置決め装置は、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤなどの精密機器に広く使用されている。近年、このような精密機器の小型化が急速に進んでおり、それに伴い、リードスクリューにも一層の小型化（小径化）が要求されている。具体的には、モータシャフト部の径を０．８ｍｍとする要望がある。
このようなリードスクリューには、一般に、一体型リードスクリューと別体リードスクリューがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図４は、一般的な一体型リードスクリューの構造を示す側面図である。
図５は、図４の一体型リードスクリューの製造工程のフローチャートである。
一体型リードスクリュー８０は、ネジ軸部８１とモータシャフト部８３、軸受け部８５とが、一体に成形されたものである。ネジ軸部８１は、モータシャフト部８３及び軸受け部８５より大径である。
【０００５】
図５を参照して、このリードスクリュー８０の製造方法を説明する。まず、ステンレス鋼のストレート細棒を準備する。そして、Ｓ５１において、同棒を、ネジ軸部８１、モータシャフト部８３、軸受け部８５を、各径が所定の径となるよう外周から切削加工した後、所定の長さに切断する。次に、Ｓ５２において、ネジ軸部８１をセンタレス研磨した後、Ｓ５３において、ネジ軸部８１にネジを転造する。
【０００６】
このフローチャートからわかるように、モータシャフト部８３はセンタレス研磨を行っていない。このため、同部８３の径寸法の誤差は０〜−１０μｍ程度とならざるを得ない。さらに、ストレートなステンレス細棒から各部を削り出す（ブランク加工）ために切削量が多くなり、材料の歩留まりが悪く、材料費がアップしてしまう。さらには、ネジ転造時に材料が伸びるが、その伸び量が材料のロットや径寸法によって異なるため、スクリューの全長が変わってしまう。
【０００７】
次に、別体型リードスクリューについて説明する。
図６は、一般的な別体型リードスクリューの構造を示す側面図である。
図７は、図６の別体型リードスクリューの製造工程のフローチャートである。
別体型リードスクリュー９０は、ネジ軸部９１とモータシャフト部９９とが別物である。ネジ軸部９１の反モータシャフト側の端部には、ネジ軸部９１よりも小径の軸受け部９３が形成されている。また、ネジ軸部９１のモータシャフト側の端部には、軸方向に突き出た、同部よりも小径のモータシャフト部嵌合部９５が形成されている。そして、嵌合部９５の端面からネジ軸部９１に向けて軸上に延びる、モータシャフト部嵌合穴９７が開けられている。同穴９７の径は０．８ｍｍである。モータシャフト部９９は、この嵌合穴９７に圧入固定されている。
【０００８】
図７を参照して、このリードスクリュー９０の製造工程を説明する。このリードスクリュー９０は、ネジ軸部９１とモータシャフト部９９とを別の工程で作製する。ネジ軸部９１の製造においては、まず、ステンレス鋼のストレート細棒を準備する。そして、Ｓ６１において、同棒を、ネジ軸部９１、軸受け部９３、嵌合部９５を、各径が所定の径となるように外周から切削加工した後、所定の長さに切断する。次に、Ｓ６２において、ネジ軸部９１をセンタレス研磨した後、Ｓ６３において、ネジ軸部９１にネジを転造する。その後、Ｓ６４において、嵌合部９５からネジ軸部９１に向かって嵌合穴９７を加工する。
【０００９】
一方、モータシャフト部９９においては、まず、ステンレス鋼ワイヤーを準備する。そして、Ｓ７１において、同ワイヤーを所定の寸法となるように切断した後、Ｓ７２において、同ワイヤーをセンタレス研磨して、モータシャフト部９９を作製する。
そして、最後に、Ｓ８１において、ネジ軸部９１の貫通穴９７にモータシャフト部９９を圧入する。
【００１０】
このような製造工程においては、Ｓ６４の穴加工の作業時に、微細な部品を一個一個チャックして、細径の嵌合部９５に小径の穴９５を加工するため、手間やコストが大幅にかかってしまう。さらに、このようにして製造されたリードスクリュー９０は、モータシャフト部９９とネジ軸部９１との同芯度及び真直度が十分でないという問題点がある。というのは、フローチャートに示すように、穴加工（Ｓ６４）をネジ転造（Ｓ６３）前に行うと嵌合穴９７がつぶれてしまうために、ネジ転造後に穴加工を行う必要があり、このために、穴９５とネジ軸部９１の同芯度及び真直度が得られないのである。そして、このような穴９５にモータシャフト部９９を圧入することにより、モータシャフト部９９とネジ軸部９１の同芯度や真直度がより悪くなってしまう。このようなスクリューをビデオカメラ等の動画記録装置における光学素子の位置決め装置に適用した場合、ネジ軸部９１が振れて、画像揺れなどの不具合が発生する。
【００１１】
以上説明したように、一般的に使用されているリードスクリューは、モータシャフト部の寸法精度が良くなかったり、モータシャフト部とネジ軸部と同芯度及び真直度が不十分なものであった。また、材料面、加工面においてコスト大となる。そして、このようなリードスクリューを位置決め装置に用いると、位置決め精度や位置決め対象物の振れなどが発生する。
【００１２】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであって、低コストで製造できるとともに、ネジ軸部及びモータシャフト部の寸法精度が高く、さらに、両部の同芯度及び真直度の高い、高精度のリードスクリュー等を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明のリードスクリューは、  外表面に転造オネジの形成されたネジ軸部と、  外表面が研磨加工されたモータシャフト部と、  両部を軸方向に連結するカップリングと、を具備することを特徴とする。
【００１４】
ネジ部とモータシャフト部が別々の部品であるため、各々を最適の状態に加工できる。例えば、径が２ｍｍ以下の細径品の場合、ネジ軸部はセンタレス研磨後にネジ転造する。センタレス研磨により同部の径寸法を高精度に研磨した上で、ネジ転造を行っているため、ネジの精度が高くなる。また、モータシャフト部もセンタレス研磨を行っているため、径寸法を高くできる。
【００１５】
さらに、ネジ部とモータシャフト部をカップリングで連結することにより、従来の別体型のように、ネジ軸部に穴加工して、この穴にモータシャフト部を圧入する場合に比べて、加工コストを低減できる。また、ステンレス鋼のストレート細棒の外周面を切削加工する体積が、従来の一体型のものよりも少なく、材料の歩留まりをよくできる。
本発明においては、  前記カップリングを焼結品として、  該カップリングに、前記モータシャフト部の端部及び前記ネジ部の端部が嵌合固定される孔が形成されていることが好ましい。焼結品は、サイジングすることによりμｍオーダーの精度の孔を形成することができる。そして、この孔の両側からネジ軸部とモータシャフト部を嵌合すると、両部を同軸上に結合することができる。
【００１６】
本発明の位置決め装置は、  ステータと、該ステータ内に回転可能に収められたローターと、該ローターの軸芯に取り付けられたモータシャフトと、該シャフトの軸受けと、を備えるステッピングモータを用いた位置決め装置であって、  前記モータシャフトに、外表面に転造オネジが形成されたネジ軸部がカップリングを介して連結されていることを特徴とする。
【００１７】
寸法精度や真直度の高いリードスクリューを用いているため、位置決め精度の高く、位置決め対象物の振れの少ない位置決め装置を提供できる。
【００１８】
本発明においては、  前記カップリングが、共振周波数調整用のバランスリングを兼ねているので、筐体との共振点をずらすことで騒音を低減できる。
【発明の効果】
【００１９】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、寸法精度が高く、モータシャフト部とネジ軸部との同芯度及び真直度の高い、高精度のリードスクリューを提供できる。そして、このリードスクリューを用いることにより、位置決め精度の高い位置決め装置を提供できる。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係るリードスクリューの構造を示す側面断面図である。
このリードスクリュー１は、外表面に転造オネジの形成されたネジ軸部１０と、外表面が研磨加工されたモータシャフト部３０とを有し、両部はカップリング２０によって軸方向に連結されている。ネジ軸部１０は、同部の外表面にほぼ全長に渡ってオネジ１１が形成されているネジ形成部１２を有する。ネジ軸部１０の一端には軸受け部１３が形成されており、他端にはカップリング２０に嵌合される嵌合部１４が形成されている。嵌合部１４の径は、ネジ形成部１２の径より小さく、両部の間に段部１５が形成されている。
【００２１】
モータシャフト部３０は、径が０．８ｍｍのストレート状の部材である。
カップリング２０の中心には貫通孔２１が開けられている。この貫通孔２１の一端にはネジ軸部１０の嵌合部が嵌合固定され、他端にはモータシャフト部３０の端部が嵌合固定されている。カップリング２０の外周面には、外方向に拡がるフランジ２３が形成されている。このカップリング２０は焼結品である。
【００２２】
次に、リードスクリュー１の製造工程を説明する。
図２は、図１のリードスクリューの製造工程のフローチャートである。
このリードスクリュー１は、ネジ軸部１０とモータシャフト部３０とを別の工程で作製する。ネジ軸部１０の製造においては、まず、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０３など）のストレート細棒を準備する。次に、Ｓ１において、同ストレート細棒を、ネジ形成部１２、軸受け部１３、嵌合部１４を所定の径となるように外周から切削加工した後、所定の長さに切断する。そして、Ｓ２において、ネジ形成部１２をセンタレス研磨し、Ｓ３において、同部１２にネジ１１を転造する。
【００２３】
一方、モータシャフト部３０においては、まず、ステンレス鋼ワイヤーを準備する。そして、Ｓ１１において、同ワイヤーを所定の寸法となるように切断した後、Ｓ１２において、同ワイヤーをセンタレス研磨して、モータシャフト部３０を形成する。
カップリング２０においては、焼結品などのカップリングを準備し、Ｓ２１において、貫通孔２１をμｍオーダーの精度が得られるまでサイジングする。
【００２４】
そして、最後に、Ｓ３１において、カップリング２０の貫通孔２１の一方から、ネジ軸部１０の嵌合部１４を、段部１５がカップリング２０の端面に当接するまで挿入し、嵌合部１４をカップリング２０に嵌合固定する。そして、貫通孔２１の他方から、モータシャフト部３０を、同部３０の端部がネジ軸部１０の嵌合部１４に当接するまで挿入し、モータシャフト部３０をカップリング２０に嵌合固定する。
【００２５】
このように製造されたリードスクリュー１は、ネジ軸部１０とモータシャフト部３０が別々の部品であるため、各々を最適の状態に加工できる。つまり、ネジ軸部１０はセンタレス研磨後にネジ転造しているため、ネジの精度が高くなる。また、モータシャフト部３０もセンタレス研磨を行っているため、径寸法の精度を高くできる。
さらに、カップリング２０の貫通孔２１はサイジング加工により精度が高いため、ネジ軸部１０とモータシャフト部３０を同軸上で結合できる。
【００２６】
図３は、本発明の実施の形態に係る位置決め装置の構造を示す側面断面図である。
この位置決め装置４０は、図１のリードスクリュー１と、小型ステッピングモータ５０を有する。ステッピングモータ５０は、円筒状のステータ５１と、このステータ５１内に回転可能に収められたローター５３を備える。ローター５３の軸芯Ａには、リードスクリュー１のモータシャフト部３０が固定されている。
【００２７】
リードスクリュー１は、モータシャフト部３０の先端が軸受け７１に回転可能に支持され、軸受け部１３が軸受け７３に回転可能に支持されている。軸受け７１はモータ５０のステータ５１に固定されており、軸受け７３は、ステータ５１に固定されている取付板７５に固定されている。リードスクリュー１のネジ軸部１０には、位置決め対象物が固定された送りメネジ（図示されず）が螺合している。
【００２８】
モータ５０が駆動されてローター５３が軸芯Ａの周りを回転すると、リードスクリュー１も同軸周りを回転する。そして、ネジ軸部１０に螺合している送りメネジがリニアガイド（図示されず）に案内されて直線上を移動する。リードスクリュー１は高いネジ精度を有するため、送りメネジの位置決め精度を高くできる。また、モータシャフト部３０とネジ軸部１０との真直度は高いので、送りメネジは直線上を振れずに移動する。
【００２９】
また、この位置決め装置４０においては、カップリング２０がバランスリングとしても作用する。このカップリング２０によりモータ４０の共振周波数が下がり、筐体との共振点がずれる。この結果、モータから発する騒音を低減できる。なお、カップリング２０の寸法や材質を変えると共振周波数が変わるので、筐体の形状や材質などに合わせてカップリング２０の寸法や材質を選択する。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施の形態に係るリードスクリューの構造を示す側面断面図である。
【図２】図１のリードスクリューの製造工程のフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態に係る位置決め装置の構造を示す側面断面図である。
【図４】一般的な一体型リードスクリューの構造を示す側面図である。
【図５】図４の一体型リードスクリューの製造工程のフローチャートである。
【図６】一般的な別体型リードスクリューの構造を示す側面図である。
【図７】図６の別体型リードスクリューの製造工程のフローチャートである。
【符号の説明】
【００３１】
１  リードスクリュー              １０  ネジ軸部
１１  オネジ                        １２  ネジ形成部
１３  軸受け部                      １４  嵌合部
１５  段部                          ２０  カップリング
２１  貫通孔                        ２３  フランジ
３０  モータシャフト部
４０  位置決め装置                  ５０  小型ステッピングモータ
５１  ステータ                      ５３  ローター
７１、７３  軸受け                  ７５  取付板
【図１】
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【図２】
2006014485.tif 000004
【図３】
2006014485.tif 000005
【図４】
2006014485.tif 000006
【図５】
2006014485.tif 000007
【図６】
2006014485.tif 000008
【図７】
2006014485.tif 000009