リニアモーターは、本質的にステッピングモーターにリードスクリューとナットの組立体を一体化したものです。この機構では、スクリューのねじ山とナットのねじ山は完全には噛み合わず、噛み合い面の間にごくわずかな隙間が残ります。この隙間をバックラッシュと呼びます。スクリューのねじ山は通常V字形のプロファイルを使用するため、この形状が本質的にバックラッシュを発生させます。スクリューとナット間のバックラッシュは、クランプ剛性を低下させ、緩みの可能性を高め、さらにはねじ山の損傷につながることもあります。
バックラッシュの大きさは、スクリューの種類、径、リードによって異なります。STEPPERONLINEのリニアモータースクリューには、台形ねじとボールねじの2種類があります。それぞれのバックラッシュ特性について以下に説明します。
台形ねじ
台形ねじのバックラッシュは、スクリュー径とリードの比が1未満の場合、通常0.1〜0.2 mmです。リードが大きくなると、バックラッシュの制御がより困難になります。この問題に対処するため、一般的にバックラッシュ防止ナットが使用されます。
ボールねじ
ボールねじは高精度かつ高伝達効率で知られており、固有のバックラッシュは非常に小さく、多くの場合無視できます。ナットとスクリューの間のボールサイズを調整して予圧を増加させることで、バックラッシュをさらに低減できます。
バックラッシュ防止ナットによるバックラッシュの解消
バックラッシュを解消する最も効果的な方法は、標準ナットをバックラッシュ防止ナットに交換することです。バックラッシュ防止ナットはスクリューとナット間の隙間を取り除き、バックラッシュを理論上0 mmに低減します。これによりクランプ剛性が向上し、ねじ山の寿命が延びます。
上の画像は、現在最も広く使用されているトーションスプリング式バックラッシュ防止ナットです。STEPPERONLINEのリニアモーターはほぼすべて、このバックラッシュ防止ナットを搭載して構成できます。内部には圧力コアとスプリングが内蔵されています。外力が加わるとスプリングが変形し、その弾性力によってねじ山間の遊びが解消され、ナットがスクリューにより確実に噛み合うようになります。