送りねじ – metoree本番管理

送りねじとは

送りねじ

送りねじとは、ねじ軸に取り付けられたナットにより、ねじ軸の回転運動を直線運動に変換する機械要素のことです。

送りねじによって、回転モーターの回転動作を直線動作に変換することができます。送りねじには「すべりねじ」と、ミニチュアボールを使った「ボールねじ」があります。

ボールねじは、特にボールを使うことによって摩擦を低減し、滑らかに動作できる構造にしたものです。いずれにしても、アクチュエータには欠かせない機械要素です。

送りねじは、回転運動の代表的な動力源となるモータが多種多様に製作され使用されていることから、直線運動を必要とする多くの製造現場で活用されています。

NC工作機械では台座移動など、刃物や工作物を移動させるために用いられています。具体的な使用例は、マシニングセンタ、フライス盤、研削盤、旋盤などです。

そのほか、産業用ロボット、様々な搬送機器、半導体関連装置、射出成形機、印刷用機械、カラーグラフィックプリンタ、XYプロッタ、自動製図機などにも送りねじが使われています。また、自動車においては、ヘッドライトの照射位置を調整するための機構に用いられています。

送りねじによって回転運動が直線運動に変換されるのは、ねじピッチによるものです。ねじが螺旋状に連続して形成されていることによって、ねじ軸と噛み合う内ねじ部品を、外ねじが形成された軸方向において、連続的に移動させることが可能です。

ねじ軸を1回転させることによって、内ねじが設けられた部品を1ピッチ分ずつ移動させられます。回転方向を変えれば、移動方向を変えることも可能です。

送りねじには、おねじとめねじが直接噛み合うすべりねじと、摩擦を低減するためにボールを用いたボールねじがあります。しかし、回転運動と直線運動を変換する原理はどちらも同じです。

送りねじには、すべりねじとボールねじがあります。すべりねじは、さらに以下の種類に分類できます。

ねじ山形状が正三角形をしています。一般的な締結用のねじとほぼ同様です。転造で成形できるので加工性がよい反面、動力を伝達する部位には向いていません。

ねじ山形状が29°、30°などの台形形状になったすべりねじです。ある程度加工しやすい上に、動力伝達にも適用させることができます。台形ねじに使用されている材質は、汎用品では硬度があり耐久性にも優れたものとして、機械構造用炭素鋼やオーステナイト系ステンレス鋼などが一般的です。

ねじ山の形状が正方形の角形状になっています。位置決めの精度は高くありませんが、動力伝達には有利なねじです。主にプレスやジャッキといった、大きな力を伝達する部位に用いられます。

なお、これら送りねじの相手部品として使用されているナットの材質は、青銅鋳物やポリアセタール樹脂 (POM) が一般的です。

ボールねじは、回転軸と回転運動によって直線運動をするナット側部品との摩擦を低減させるために、転動体となるボールが組み込まれています。複数の部品が組み合わさることもあり、国際規格や各国の工業規格などが定められています。

JISやISO規格で定められた精度等級は、C0, C1, C3, C5, C7の4種類です。数値が小さいほど高精度、数値が大きいほど低精度になります。

C0からC5までが位置決め用のボールねじ、C7,は搬送用のボールねじとして用いられます。ボールねじの精度等級の主な項目は、以下のとおりです。

1. リード精度
リード精度は、位置決めの精度と理解できます。C0からC5までは直線性と方向性、C7は300mmに対する移動量誤差によって定められています。

2. 取付部精度
ボールねじの取付部精度には、複数の項目が定められています。回転軸の各部位の円周振れ、ナット外周面の並行度について、等級ごとに基準寸法に対する許容値が定められています。

3. 与圧トルク
与圧トルクは、ボールねじで位置決めする際に必要となるトルクです。ねじ軸、ボール、ナットの間の隙間が大きいと、精度のよい位置決めができません。隙間が少なければ動作のためにトルクが必要となるため、規格によって定められています。