伝動の世界で欠かせない鍵となる部品は何ですか？

伝送の世界では、ボールねじは欠かせない主要な機械部品です。これは工具機械や精密機械で最も一般的に使用される伝動要素であり、主な機能は回転運動を直線運動に変換することです。摩擦抵抗が小さいため、ボールねじは各种の工業設備や精密機器に広く使用されています。

ボールねじはねじ軸、ナット、鋼球、プレロードプレート、リバーサー、および防塵装置で構成されています。その機能は回転運動を直線運動に変換し、すなわちベアリングをスライド動作からローリング動作に変えることです。
1898年、人々は初めてナットとねじの間に鋼球を配置する試みを行い、伝統的なねじの滑動接触を転がり接触に変えました。すり減りを転がり摩擦に置き換え、鋼球の回転運動を直線運動に変換し、トルクを軸方向の反復力に変換することで、伝統的なねじの位置決めの悪さや損傷しやすさを改善しました。

ボールねじは、テキサス州のルドルフ・G・ボームによって発明され、1929年にアメリカ特許が付与されました。

ボールねじを能動体として使用する場合、ねじ軸の回転角度に応じて、対応する仕様のピッチでナットが直線運動に変換されます。受動的な作業部品は、ナット座を通じてナットに接続され、これにより対応する直線運動が実現されます。

ボールねじユニットは金属製で、通常は鋼製であり、内部にスレッドを持つナットとねじで構成されています。ナットのらせん溝は、ねじのらせん溝と一致しています。

溝の中にナット内に多くのクロム鋼製の小さなボールが収容されています。ボールがナット内で循環するとき、これらはねじに対して滑らかな動きを提供します。デフレクタープレートまたはリターンシステムはボールを保持し、ナットを通じて循環させます。

モーターと組み合わせて使用すると、ボールねじは90%の効率に達します。精度も非常に高く、1フィートあたり数ミリインチの誤差しかありません。多くの産業で精密な制御のためにボールねじが使用されており、航空宇宙、コンピュータ、電子機器、自動車、医療などの業界でも利用されています。

ボールねじは製造プロセスでも頻繁に使用され、ロボット、自動化された組立ライン、材料搬送装置、コンベア、工作機械、ワイヤーコントロール、そして精密組立装置などで一般的です。

ボールねじユニットは、ねじとナットで構成されており、それぞれに対応するらせん状の溝があります。ボールはこれらの溝の間を転がり、ナットとねじの間の唯一の接触点を提供します。

ねじまたはナットが回転すると、ボールはデフレクターによってナットのボールリターンシステムへ導かれ、連続的な経路を通じてナットの反対側へ移動します。その後、ボールはリターンシステムから出て、ボールねじとナットのスレッドレースウェイに戻り、閉ループで再循環します。

ボールナットはボールねじユニットの負荷能力和寿命を決定します。ボールナット内のスレッド数とボールねじのスレッド数の比率によって、ボールナットがボールねじよりもどれだけ早く疲労破壊（摩耗）に達するかが決まります。

ボールナットには、外部循環型と内部循環型の2種類のボールリターン方式が含まれています。

外部循環型: ボールはリターンチューブを通じてループの反対側に戻り、ボールリターンチューブはボールナットの外径より上に突き出ています。

内部循環型: ボールはナットの壁を通じてまたは沿って戻り、ボールナットの外径より下を移動します。

内部循環方式には回転するサーキットがあります（上記の図を参照）。ボールはリターンシステムを通じて、ねじのスレッドの上部を超えて移動させられます。これをクロスデフレクタタイプの内部リターンシステムと呼びます。クロスデフレクタタイプのボールナットでは、ボールがシャフトをただ一回転させるだけで、ナット(C)内のボールデフレクタ(B)によってリターンパスが閉じられ、ボールは点(A)と(D)で隣接する溝間を通過します。

長いボールねじが高速で回転すると、細長さ比がシャフト寸法の自然振動数に達すると振動が始まります。これが臨界速度と呼ばれ、ボールねじの耐用年数に非常に悪影響を与えることがあります。（安全な運転速度はねじの臨界速度の80％を超えないようにすべきです。）

某些アプリケーションでは長いシャフト長と高速が必要であり、これらすべては回転するボールナットアセンブリが必要な場所です。