特集：ボールねじ

ミニチュアボールねじと応用事例
ケーエスエス株式会社 営業技術担当 飛ヶ谷 正博
１．はじめにKSS は、2014 年に会社創立 50 周年を迎えることができ、・コンパクト設計が可能になる。

その間、ボールねじを中心に装置のコンパクト化、高精度・客先での設計／組立工数の削減ができる。

化に貢献してきた。最近では、送りねじ／ボールねじのみ・部品点数の削減と調達の簡素化が図れる。

ならず、これらを応用したアクチュエータへも商品群を広・1 つのユニットでの付加価値が創出できる。

げている。当社の最大の特徴は、やはり小径サイズのボー複合機能化／ユニット化のニーズに応えるため、KSS でルねじに特化したメーカであると言える。その事例を写真

はモータ直結型ボールねじ（MoBo）、ミニチュア 1 軸アク1，2 に示す。本報では、小径ボールねじ（以下ミニチュアチュエータ（Flex シリーズ）、ミニチュアボールねじスプボールねじ）とその応用商品を紹介しながら、当社製品のライン（BSSP）などを商品化してきた（写真 3～5）。

特長や適用事例について解説する。

写真 3；ﾓｰﾀ直結型ﾎﾞｰﾙねじ

写真 1；最小ﾎﾞｰﾙねじ

写真 2；最小ﾎﾞｰﾙねじを（φ1.8mm×ﾘｰﾄﾞ 0.5mm）

応用したｱｸﾁｭｴｰﾀ、ｽﾃｰｼﾞ

写真 4；ﾐﾆﾁｭｱ 1 軸ｱｸﾁｭｴｰﾀ

特にミニチュアボールねじスプライン（以下 BSSP）は、2．応用分野

ボールねじとボールスプライン

ミニチュアボールねじは、従来そのコンパクトさと高精を一体化しただけでなく、ねじ度の特長を活かし、測定機器などに多く使用されてきたが、軸の同一箇所に、ボールねじの近年では、図 1 に示すように半導体／液晶製造装置や医療スパイラル溝とボールスプライン

機器、ロボットなど、幅広い分野に使用されるようになっの直線溝をオーバーラップさせてきた。これに伴い、各分野での要求仕様は多岐にわたり、ることで、そのコンパクトさを顧客ニーズを満たすために、開発工数も膨大なものになっ際立たせている（写真 6）。これにより、ボールねじによるてきている。

直線運動とボールスプラインのトルク伝達（回転運動）及

写真 5；BSSP ﾐﾆﾁｭｱ
ﾎﾞｰﾙねじｽﾌﾟﾗｲﾝ

び案内機構が同時に実現できる。さらに、ねじ軸全長に亘り小径の中空穴を貫通させているため、これを利用してエアー配管で吸着機能を付加させることができた。
当社では、φ4、φ6、φ8mm サイズ BSSP の製作が可能である。
ボールねじとボールスプラインを一体化させた製品は他社にも存在するが、中空

写真 6；BSSP のｵｰﾊﾞｰﾗｯﾌﾟ溝

穴加工を施すことでエアーによる吸着機能が実現できるのは、小径サイズであるがゆえの利点であると言える。

図 1；KSS ﾐﾆﾁｭｱﾎﾞｰﾙねじの使用分野

3．最近の動向

4．ユニット化への応用

上述の顧客ニーズを具体的に記述すると、高速化、高精BSSP の商品化により、直動（Z）、回転（θ）、吸着（V；度化、高推力化、メンテナンスフリー化、低価格化、短納Vacuum）の 3 つの機能が 1 つの機械部品で実現できるよ期化など、まさに多様化している。ここでは、自動化推進うになったが、あくまでも要素部品であり、BSSP を如何というコンセプトに最も合致すると思われる複合機能化／にコンパクトにユニット化するかが課題となってくる。当ユニット化について記述する。

社では、BSSP の機能をフルに発揮させ、かつミニチュア複合機能化／ユニット化のニーズが高い理由としては、ボールねじ専門メーカとして培ってきた省スペース化への以下が挙げられる。

追及を行い、超コンパクト複合機能（V-Z-θ）アクチュエ
1ータを商品化した。

ベルトドライブ型は、BSSP に通常のモータを連結させ

V-Z-θアクチュエータは、上述のように 1 つのユニット（アる単純な構造であるが、中空モータを使用しないため、顧クチュエータ）で、直動（Z）、回転（θ）
、吸着（V）の 3

客の要求特性に応じて、自由にモータを選定できるメリッつの機能を保有し、それぞれの用途に応じて、ダイレクトトがある。

ドライブ型、ハイブリッド型、ベルトドライブ型の 3 種を直動（Z）ラインナップした（写真 7）。まず、代表的事例であるダイ
レクトドライブ型（図 2）について詳細を記述する。

中空ﾓｰﾀ
写真 9；ﾌﾟｰﾘ一体型ﾅｯﾄBSSP
通常ﾓｰﾀ
回転（θ）

図 3；ﾊｲﾌﾞﾘｯﾄﾞ型の概略構造

5．アプリケーション【ﾀﾞｲﾚｸﾄﾄﾞﾗｲﾌﾞ】型【ﾊｲﾌﾞﾘｯﾄﾞ型】

前述した V-Z-θアクチュエータは、その保有する 3 つの【ﾍﾞﾙﾄﾄﾞﾗｲﾌﾞ型】

機能から、電子部品の Pick & Place や医療機器としての検体検査装置などに応用されている。顧客の装置を公開する

写真 7；V-Z-θｱｸﾁｭｴｰﾀのﾗｲﾝﾅｯﾌﾟことはできないため、それを模倣したデモ機を紹介する。
当社のダイレクトドライブ型 V-Z-θアクチュエータの最写真 10 に示すのは、電子部品の Pick ＆ Place の模擬デ大の特徴は、そのスリムさと言える。これを実現したのは、モ機である。ハイブリッド型の V-Z-θアクチュエータを前述の BSSP の活用に加え、モータメーカと共同開発した

X-Y 構造で稼働させ、位置決め（X-Y）→降下（Z）→電子中空モータ（写真 8）が威力を発揮している。従来中空モ

部品を吸着（Pick）→上昇（Z）→偏角（θ）→移動（X-Y）

ータは、ボールねじや送りねじのシャフトが貫通できる穴→設置（Place）の動作を繰り返し行うようになっている。

が明いているのみだが、当社が使用する中空モータはボー

また写真 11 では、検体検査を模擬したデモ機である。

ルねじのねじ軸を貫通させるだけでなく、ボールねじのナBSSP の先端にグリッパを取付け、エアーを利用して試験ットを収納できるような大径穴が加工されている。そのた管の把持を行っている。
ここでは、ベルトドライブ型の V-Z-

め BSSP と中空モータを同軸上に配置し、スリムなボディθアクチュエータが使用されており、位置決め（X）→降ーが可能となった。さらに中空モータへの BSSP 取付け、下（Z）→試験管把持（V）→上昇（Z）→移動（X）→バ

つまりボールねじナットやスプライン外筒の中空モータへーコード読み取り（θ）→移動（X）→設置（Z）という動の取付け方法に工夫を施し、実用新案を取得している。

作を繰り返している。

直動（Z）

写真 8；中空ﾓｰﾀ
写真 10,11；Pick & Place ﾃﾞﾓ機（左）検体検査ﾃﾞﾓ機（右）BSSP

上記は一例ではあるが、このような用途は多く存在し、回転（θ）

また、さまざまな顧客ニーズが存在するため、基本設計をベースに商品のブラシアップも実施していく予定である。

図 2；ﾀﾞｲﾚｸﾄﾄﾞﾗｲﾌﾞ型の概略構造

また、ハイブリッド型（図 3）のように中空モータと通6．まとめ

常のモータを併用することで、直動（Z）または回転（θ）

KSS では、要素部品としてミニチュアボールねじを供給のどちらかを高速化することや、電磁ブレーキ、エンコーするばかりでなく、顧客ニーズの多様化とともに複合化、ダなどの付加機能を盛り込むことも可能である。さらにコユニット化した商品のラインナップを強化してきた。今後ンパクト化を追求するため、通常モータへの連結は、プーもミニチュアボールねじの基幹技術を活かし、複合化技術リ一体型の特殊ボールねじナット（写真 9）を製作し、スとの融合を推進していきたいと考えている。

ペースを節約するように設計されている。
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