ボールナットと精密ボールナット：主な違い

ボールナットと精密ボールナットの違いは、外観、フランジ形状、型番だけでは決まりません。 2 つのナットは同じように見えますが、軸方向クリアランス、予圧、ボールのマッチング、回転トルク、および精密位置決めの適合性が異なります。

多くの製品説明では、「精密ボールナット」が一般的なマーケティング用語として使用されています。それは必ずしも別の標準化されたナット カテゴリであるとは限りません。ナットが精密用途に適しているかどうかを判断するには、ねじシャフト、ナット、ボール、予圧状態を、適合するボールねじアセンブリとして評価する必要があります。

ボールナットとは何ですか?

ボールナットは、ボールねじアセンブリの可動部品です。ねじ軸とナットの軌道間を鋼球が循環し、回転運動を転がり接触による直線運動に変換します。

一般的なボール ナットには次のものが含まれています。

• ねじ軸に適合する内部ヘリカル軌道
• 循環鋼球
• 内部、外部、またはエンドキャップのボール循環システム
• フランジまたは円筒形の取り付け構造
• 必要に応じてシール、ワイパー、または潤滑コンポーネント

ボールナットには、シングルナット、ダブルナット、フランジナット、円筒ナット、コンパクトナット、特殊な循環構造など、さまざまな形状があります。外部構造は設置の互換性を決定しますが、それ自体で位置決め精度を決定するわけではありません。

ボールナットの「精度」とは？

精密ボールナットは、製品名の「精度」という言葉ではなく、測定可能な性能と適合要件によって定義される必要があります。

最も重要な要素は次のとおりです。

これらの特性は、適切なねじ軸にナットを取り付けて検査する必要があります。緩んだナットの外形寸法を測定するだけでは、内部すきま、予圧、走行性を確認することはできません。

ボールナットと精密ボールナット

次の比較では、一般的な購入方法について説明します。すべての標準ボールナットの品質が低いことや、精密ボールナットとして販売されているすべての製品が精度を検証していることを意味するものではありません。

ボールナットの精度はボールねじの精度等級とは異なります

最もよくある誤解の 1 つは、ナットをボールねじの精度を決定する唯一の部品として扱うことです。実際には、いくつかの異なるパフォーマンス条件を分離する必要があります。

リード精度

リード精度は、ネジが回転するときの実際の直線運動が理論上の運動にどの程度一致するかを表します。それは主にねじ軸のリードとその製造精度に関係します。

C5、C7、C10 などのグレードは、該当する規格および測定条件下でのボールねじの精度を表します。いわゆる精密ナットを低精度または磨耗したシャフトに取り付けても、自動的にシャフトが高精度グレードに変更されるわけではありません。

バックラッシュ

バックラッシュとは、回転方向が逆転したときに発生する可能性のある軸方向の動きの損失です。この問題は、内部ナットのクリアランス、不十分な予圧、摩耗、サポートベアリングの遊び、取り付けの緩み、またはドライブシステムの接続によって発生する可能性があります。

完全なシステムの詳細については、次を参照してください。ボールねじのバックラッシュの原因と軽減方法。

再現性

再現性は、軸がどの程度一貫して同じ位置に戻るかを表します。プリロードされた精密ナットは反転安定性を向上させることができますが、再現性はベアリング、カップリング、サーボ制御、温度、ガイドウェイのアライメント、および機械の剛性にも依存します。

剛性

プリロードにより接触剛性が向上し、反転荷重時の弾性運動が軽減されます。ただし、過剰な予圧は、摩擦、回転トルク、モーター負荷、発熱、摩耗を増加させます。プリロードが高いほど自動的に優れているわけではありません。

シングルナットとダブルナットの精度管理

シングルボールナット

シングルナットはコンパクトな構造で、CNC 機械、自動化機器、木工機械、包装システム、リニアモジュールなどで広く使用されています。

ボール、ねじ軌道、ナット軌道のマッチングにより内部すきまを制御できます。一部のシングルナットアセンブリはクリアランスまたは予圧を低減して供給できますが、達成可能な結果は特定のモデル、リード、軌道の形状、および必要な回転トルクによって異なります。

ダブルボールナット

ダブルナット構造では、軸方向のオフセット、スペーサー、またはその他の承認された予圧配置を備えた 2 つのナット本体を使用します。この構造により、より高い剛性と優れたバックラッシュ制御が実現され、頻繁な方向反転や位置決め要件が厳しい用途に適しています。

欠点は、設置長さが長くなり、コストが高く、重量が増加し、回転トルクが高くなる可能性があることです。したがって、単に見た目の精度が高いという理由だけでなく、機械の性能が必要であるという理由でダブルナットを選択する必要があります。

ネジとナットが一致する必要がある理由

ボールナットは単独では作動しません。内部の軌道とボールはねじ軸の溝の形状と一致する必要があります。 2 つのコンポーネントの呼び径とリードが同じであっても、実際のはめあいは異なる場合があります。

精密用途の場合、ねじシャフトとナットを適合するアセンブリとして供給すると、軸方向すきま、予圧、回転トルク、動作の一貫性をより適切に制御できます。

したがって、ボールねじの性能は完全なアセンブリとして評価する必要があります。この関係については、以下で詳しく説明します。CNC ボールねじを完全なアセンブリとして考慮する必要がある理由。

ナットのみ交換する場合の確認事項は何ですか？

「1605ボールナット」などの説明だけでナットを注文するのは危険です。通常、この番号は公称ネジ直径 16 mm とリード 5 mm を示しますが、取り付けや性能の詳細をすべて確認するものではありません。

ボールナットを交換する前に、次のことを確認してください。

• 完全なナットモデルとメーカーのリファレンス
• ネジ径とリード
• 右ねじまたは左ねじ
• ナット本体の長さと外径
• フランジ径、厚み、取付穴パターン
• 内部、外部、またはエンドキャップの循環構造
• 必要なアキシアルすきままたは予圧
• 既存ねじ軸の状態と摩耗
• 設置方向と空きスペース

特に既存のナットのフランジ、取り付け穴、全長が規格外の場合は、型番のみよりも図面の方が信頼性が高くなります。

精密ボールナットの検査方法

検査では、外形寸法とアセンブリ性能の両方をカバーする必要があります。正確な検査範囲は、モデル、精度要件、および購入契約によって異なります。

正しいボールナットの選び方

軸が主に一般的な搬送、送り、持ち上げ、または調整を実行し、少量のクリアランスが機械の機能に影響を及ぼさない場合は、標準ナットで十分です。

用途に頻繁な反転動作、厳しい再現性要件、高剛性要件、またはロストモーションによる目に見える加工誤差がある場合は、適合または予圧された高精度ボールナットを検討する必要があります。

DLY ボールナットの供給とマッチング

DLY は、標準のボールねじナット、交換用ナット、および適合するねじとナットのアセンブリを提供しています。利用可能な構造には、SFU、SFNU、DFU、SFE、SFA、SFY、およびその他の標準または図面ベースのボール ナット構成が含まれます。

DLY ボール ナットは通常 20CrMo を使用し、一致するボールねじシャフトは通常 S55C を使用します。 C7転造ボールねじAss'yとC5研削ボールねじAss'yをご要望の精度、用途、ご予算に合わせてお選びいただけます。

非標準ボールナットの場合は、図面またはサンプルに従って、フランジサイズ、取り付け穴パターン、全体寸法、およびマッチング要件を確認できます。

利用可能なビューDLY ボールねじナットのモデルと供給オプション。

結論

精密ボールナットは形名や外形だけでは決まりません。実際の性能は、アキシアルすきま、予圧、ボールのマッチング、回転トルク、循環の安定性、ねじ軸との適合性によって決まります。

一般的な動作では、正しく選択された標準ボール ナットにより、実用的なコストで信頼性の高い性能が得られます。 CNC 機械や精密位置決めシステムの場合、マッチングまたはプリロードされたアセンブリにより、バックラッシュ、剛性、反転安定性をより適切に制御できます。

ご購入前に、「精密ナット」だけを求めるのではなく、ボールねじアセンブリの要件を完全に確認してください。これにより、互換性のないねじ軸や磨耗したねじ軸に高コストのコンポーネントが取り付けられるのを防ぎます。

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