ボールスクリュー

ボールスクリューとは

ボールスクリュー（英語：Ball Screw）は、らせん状の溝（または山）加工されたスクリューシャフト（軸）とスクリューナット、ボールで構成されている機械部品です。一般的に、「ボールネジ」も同義語で使用されます。

直線運動から回転運動に、またはその逆に回転運動から直線運動に変換するための機構を示しています。ネジ加工されたクリューシャフト（軸）とスクリューナットとの間でボールが転がり運動をすることにより、効率の高い送りねじになります。

この場合の、「スクリュー（ねじ）」は、部品を締結するためのねじの意味ではなく、ねじ部の利用方法が異なるものになります。

ボールスクリューの使用用途

ボールスクリューは、主に工作機械や半導体製造機械・産業ロボットなど様々な場面で使用されています。

使用例として、NC加工機（Numerical Control Machining）と呼ばれる数値制御によって作動する工作機械では、送り機構を構成し精密位置決め精度を得るためにボールスクリューが使用されています。また、古くから自動車のハンドルによって前輪を動かすステアリングギアにも使用されています。現在では、食品機器や医療機器・印刷機器など様々な分野の機械、自動車や列車・航空機などの車両用にも使用されています。

ボールスクリューの原理

ボールスクリューは、スクリュー状の溝（または山）が加工されたスクリューシャフト（軸）をボールスクリュー（ボールネジ）と呼び、これを回転させることで、ボールがスクリューに噛み合い、ボールが収められているスクリューナットが左右（もしくは上下）に移動します。このスクリューナットに動作させたい部品などを取り付け、必要な動作を得ることができます。

ボールスクリューは、「軸方向の負荷荷重のみを受け、回転運動を直線運動へ変換する機械部品」で、ボールスクリューは必要部品を軸方向に直線運動させ、スクリューナットを介してスクリューシャフトに軸方向荷重が加わります。それ以外の荷重（垂直荷重、モーメント荷重など）はガイドレールが受け持つ構造にする必要があります。
したがって一般的なボールスクリューを含む直線運動機構は、ボールスクリュー＋ガイドレール＋動力源（モータ）の構成となります。

ボールスクリューは、スクリューシャフトとスクリューナットの間にボールを入れて軽く転動させることができるトライボロジー（摩擦制御技術）を用いています。ボールは無限循環する必要があるため、スクリューシャフト・スクリューナット・ボールのほかに循環部品が不可欠です。循環方式には以下のものがあります。

• リターンチューブ式
• エンドデフレクタ式
• エンドキャップ式
• こま式
• リターンプレート式

大きさ精度により使用用途が分かれており、小径サイズのものは主に精密分野に使用され、大きいものは主に工作機械、搬送機械などに使用されています。