ミニチュアボールねじの進化と当社では、これらのニーズをミニチュアボールその応用事例

ねじの特徴をより鮮明にできる絶好の機会ととらえ、複合機能化や他の機械要素部品と組み合わせケーエスエス株式会社 飛ヶ谷 正博たユニット商品の開発に注力している。

*ひがたに まさひろ 営業部 営業技術担当
複合商品の事例
複合商品の代表事例として、当社では 2001 年はじめにからモータとボールねじを一体化させたリニアア

当社は、50 年以上に亘り、小径サイズのボールクチュエータ External タイプ（当社名 MoBo）をねじ（写真-1）に特化した製造販売を行い、産業商品化している（写真-2）。この商品は、モータ軸機械分野において装置の軽量化、コンパクト化にがボールねじ軸を兼用貢献してきた。最近では、ボールねじを使用したする構造となっている小型アクチュエータなどへも商品群を広げている。

ため、カップリングが本稿では、小径サイズのボールねじ（以下ミニチ不要となり、長手方向ュアボールねじ）がコンパクトに設計でから小型アクチきる利点がある。特にュエータなどのミニチュアボールねじユニット商品への場合は、省スペースと進化を遂げてが要求されることかきた当社の商品ら、まさに市場ニーズを応用事例ととに適合した商品と言え 写真-2：リニアアクチュエータ

写真-1：ミニチュアボールねじ

もに紹介する。

る。

External タイプ

最近では、世界中の送りねじメーカやモータメ応用分野と最近の動向

ーカから同様の商品が発売されているが、当社でミニチュアボールねじは、そのコンパクトさとは、豊富なボールねじのラインナップとモータサ

高精度の特長を活かし、測定機器などに多く使用イズとの組み合わせで、多くの選択肢を提供してされてきたが、近年では、半導体／液晶製造装置いる。また、5 相ステップモータに加え、世界的や医療機器、ロボットなど、幅広い分野に使用さに需要の多い 2 相ステップモータとの組み合わせれるようになってきた。これに伴い、各分野でのをラインナップし、モータメーカとの共同開発に要求仕様は、高速化、高精度化、高推力化、メンよりエンコーダやドライバ内蔵タイプのモータをテナンスフリー化、低価格化、短納期化など多様搭載するなど、より付加価値を高めるように開発化し、その開発工数も膨大になってきている。まを進めている。

た近年では、機械要素部品へも複合機能化やユニもう１つの複合商品の例として、ミニチュアボット化が求められるようになり、自社だけでは完ールねじスプライン（以下 BSSP）を紹介する（写結せず、協力企業との共同開発品も増加している。

真-3）。この商品は、ボールねじとボールスプライ

複合機能化／ユニット化のニーズが高い理由とンを一体化させているため、ボールねじによる直しては、以下が挙げられる。

線運動とボールスプラインのトルク伝達（回転運・コンパクト設計が可能になる。

動）及び案内機構が同時に実現できる。また、ね・顧客での設計／組立工数の削減ができる。

じ軸の同一箇所に、ボールねじのスパイラル溝と・部品点数の削減と調達の簡素化が図れる。

ボールスプラインの直線溝をオーバーラップさせ・1 つのユニットでの付加価値が創出できる。
1

る（写真-4）こハイブリッド型

ベルトドライブ型とで、ボールねじとボールスプラインの両方がストロークでき、ねじ軸の全長を極力短くすること写真-3：BSSP

ダイレクトドライブ型

ミニチュアボールねじスプラインが可能となり、

写真-5：複合機能アクチュエータコンパクト化へ大きく貢献している。さらに、ねその代表的事例であるダイレクトドライブ型

じ軸全長に亘り小径の中空穴を貫通させ、これをV-Z-θアクチュエータ（図-1）の最大の特徴は、そ利用してエアー配管で吸着機能を付加させることのスリムさと言える。これを実現したのは、前述ができた。の BSSP の活用に加え、モータメーカと共同開発

ボールねじとボールスプラインを一体化させたした中空モータが威力を発揮している。従来中空製品は他社にも存在するが、中空穴加工を施すこモータは、ボールねじや送りねじのねじ軸が貫通とでエアーによる吸着機能が実現できるのは、小できる穴が開いているが、当社が使用する中空モ径サイズ製品の利点であると言える。

ねじのナットを収納できるような大径穴が加工さ当社では、4mmれている。そのため BSSP と中空モータを同軸上から 8mm サイズに配置し、スリムなボディーが可能となった。さの BSSP が製作可
写真-4：BSSP のータは、ねじ軸を貫通させるだけでなく、ボールらにボールねじナットやスプライン外筒の中空モ能である。

ータへの取付け方法に工夫を施し、実用新案を取オーバーラップ溝得している。
ユニット商品の事例
ボールねじスプライン：BSSP

上述した BSSP の商品化により、直動（Z）、回ボールスプライン外筒転（θ）、吸着（V；Vacuum）の 3 つの機能が 1つの機械部品で実現できるようになったが、あくまでも複合機能を持った機械要素部品であり、BSSP を如何にコンパクトにユニット化するかがボールねじナット課題となってくる。当社では、BSSP の機能をフ中空モータ

ルに発揮させ、かつミニチュアボールねじ専門メ

図-1：ダイレクトドライブ型ーカとして培ってきた省スペース化への追及を行

V-Z-θアクチュエータの構造

い、超コンパクト複合機能（V-Z-θ）アクチュエータを商品化した。

また、ハイブリッド型やベルトドライブ型（図V-Z-θアクチュエータは、上述のように 1 つの-2）のように中空モータに限定されず、顧客仕様ユニット（アクチュエータ）で、直動（Z）、回転に適したモータを使用することで、機能選定の自（θ）、吸着（V）の 3 つの機能を保有し、それぞ由度が増え、電磁ブレーキ、エンコーダなどの付れの用途に応じて、ダイレクトドライブ型、ハイ加機能や、サーボモータを搭載して、直動（Z）やブリッド型、ベルトドライブ型の 3 種をラインナ回転（θ）の高速化対応も可能となる。

ップした（写真-5）。
2

Pick & Place が可能
各種モータになっている。位置

ボールねじスプライン決め（X-Y）→降下BSSP（Z）→電子部品を吸着（Pick）→上昇（Z）→偏角（θ）→
ピッチ変更（X）→移動（Y）→設置
ベルト & プーリ（Place）の動作を 写真-6：多連式繰り返す。
Pick& Place デモ機

図-2：ベルトドライブ型

写真-7 では、検体検査を模擬したデモ機である。

V-Z-θアクチュエータの構造

BSSP を応用した別の事例として、直動（Z）機

BSSP の先端にグリッパを取付け、エアーを利用能のみに特化したシリンダ（リニアアクチュエーして試験管の把持を行タ Captive タイプ：図-3）を商品化している。V-っている。ここでは、ベZ- θ ア ク チ ュ エ ー タ と 同 様 に 、 中 空 モ ー タ とルトドライブ型の V-Z-

BSSP を組み合わせた商品であるが、ボールスプ

θアクチュエータが使ラインに回転止め機構と案内機構の 2 つの役割を用されており、位置決め担わせ、モータ外部に回転止めの機構を取付ける（X）→降下（Z）→試験必要がないように工夫されている。そのため、コ

管把持（V）→上昇（Z）

ンパクトな回転止め機構内蔵シリンダが実現した。

→移動（X）→バーコー
ド読み取り（θ）→移動

中空モータ（X）→設置（Z）というボールスプライン外筒（回り止め機構）

写真-7：検体検査デモ機

動作を繰り返している。

一方、リニアアクチュエータを応用した事例としては、写真-8 に示すようにポンプ機構などに応用さボールねじナット
ボールねじスプライン：BSSPれている。ポンプ機構その図-3：Captive タイプリニアアクチュエータ

ものを上下させる Z 軸と、シリンダによる直動（Z）の応用事例

組み合わせによる Z-Z 機構

前述した V-Z-θアクチュエータは、その保有すで構成されている。

る 3 つの機能から、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写真-8：シリンジポンプデモ機まとめる。写真-6 に示すのは、多連式可変ピッチタイプ

KSS では、機械要素部品としてミニチュアボーの電子部品 Pick ＆ Place への応用を想定したデルねじを供給するばかりでなく、顧客ニーズの多モ機である。ハイブリッド型の V-Z-θアクチュエ様化とともに複合化、ユニット化した商品のライータを多連（6 連）で配置し、X 軸は、開閉ボーンナップを強化してきた。今後もミニチュアボールねじを複数本配置したことで、Z 軸の各アクチルねじの基幹技術を活かし、複合化技術との融合

ュエータは、ピッチ幅を変えながら電子部品のを推進していきたいと考えている。
3