産業オートメーションの進歩が特徴的な時代において、高性能ボールねじは工作機械内の中核精密伝動部品として登場し、さまざまな伝動システムに欠かせない役割を果たしています。
ボールねじの応用において、ナットへの予圧力の付与は、性能向上のための重要な戦略の一つです。この操作により、ボールねじアセンブリの軸方向剛性が大幅に向上し、位置決め精度が大幅に向上します。理論的には、ボールねじの剛性と位置決め精度の最適化のみに焦点を当てると、予圧力を高めるほど好ましい結果が得られるように見えます。実際、予圧力を高めることで、弾性変形によって生じる軸方向の隙間を効果的に軽減できます。しかし、現実はそれほど単純ではありません。たとえ小さな予圧力で一時的に軸方向の隙間をなくすことができても、ボールねじ全体の剛性を真に向上させることは困難です。
この複雑さは、予圧ナットの「低剛性領域」を効果的に排除するために、予圧力を特定の閾値に到達させる必要があることに起因します。ダブルナット予圧構造を採用した構成では、ボールねじとナットの両方の部品に、リード誤差などのパラメータが必然的に存在します。この偏差により、ねじ軸とナットが接触する際、一部の領域は力によって変形した後に密着し、接触剛性が高くなります。一方、他の領域は変形後に比較的緩み、接触剛性が低い「低剛性領域」が形成されます。これらの「低剛性領域」を排除するのに十分な予圧力を適用した場合にのみ、軸方向の接触剛性を効果的に高め、性能を最適化するという目標を達成できます。
しかし、プリロードが大きいほど必ずしも良い結果が得られるわけではないことに注意することが重要です。プリロード力が大きすぎると、次のような一連の悪影響が生じます。
駆動に必要なトルクが大幅に増加し、それによって伝達効率が著しく低下します。
ボールと軌道面間の接触疲労と摩耗が悪化し、ボールねじとボールナットの動作寿命が直接的に短くなります。
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投稿日時: 2025年6月18日
