KSSボールねじ技術解説

ボールねじ技術解説　Ball Screw Technical Description ボールねじの特長 Feature of Ball Screws ●高い機械効率 ●High mechanical efficiency KSSボールねじは、ねじ軸とナットの間に鋼球を挿入した KSS Ball Screws are fitted with steel Balls, providing 転がり接触をしていますので、一般的に90%程度の高い機 rolling contact between the Nut and Screw Shaft, 械効率をもっており、従来の送りねじと比較して所要トル allowing for mechanical efficiency of about 90% and reducing the required Torque to less than one-third クは1/3以下になります。また直線運動を回転運動に変換 that of conventional Lead Screws. The design of the （逆作動）することも容易にできます（図 A-81）。 KSS Ball Screws also allows linear motion to be converted into rotary motion easily（ Fig. A-81）. ●軸方向すきま ●Axial play 従来の三角ねじや台形ねじ等は、軸方向すきまを小さくす With conventional Triangular and Trapezoidal Screw ると、すべり摩擦のため回転トルクは重くなります。KSS threads, reducing the Axial play increases the ボールねじは、軸方向すきまをゼロにした状態でも非常に rotational Torque due to the sliding friction.KSS Ball Screws, on the other hand, are very easily 軽く回転させることができます。またダブルナットを使用 rotated, even with no Axial play. The use of Double することにより、剛性を高めることができます。 Nuts also provides increased Rigidity. ●高精度 ●High precision KSSボールねじは、恒温で温度管理された工場において、 KSS Ball Screws are machined, assembled, and 超精密送りねじ及びねじゲージの加工技術を用いて、加工、 inspected using the technology of ultra-precision 組立、検査を行っています。精度が高く、正確な位置決めに Lead Screw and Screw Gauge machining, under the temperature controlled room. High precision and 高い信頼性を備えています。 accurate positioning ensure high reliability in use. ●長寿命 ●Long service life ボールねじの作動は、適切な材料に熱処理を加えて生産さ The Ball Screw movement results in virtually no れたころがり接触運動のため、摩擦抵抗が極めて小さく、 wear, as the rolling-contact design, combined with ほとんど摩耗を生じませんので、長時間にわたって高精度 the use of carefully selected heat-treated materials, results in an extremely low friction. This is the を維持することができます。 reason that high precision can be kept over long period. Forward Efficiency（正効率） μ=0.003 Backward Efficiency（逆効率） 100 μ=0.005 100 μ=0.003μ=0.005 90 μ=0.010 μ=0.01090 Ball Screw（ボールねじ） Ball Screw（ボールねじ） 80 80 μ：Friction Coefficient（摩擦係数） 70 μ=0.1 70 μ：Friction Coefficient（摩擦係数） 60 60 μ=0.1 50 μ=0.2 50 40 40 30 30 Lead Screw（すべりねじ） Lead Screw 20 （すべりねじ）20 μ=0.2 10 10 0 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 Lead Angle：リード角（deg） Lead Angle：リード角（deg） 図 A-81 ： 機械効率 Fig. A-81 ： Mechanical Efficiency A801 Forward Efficiency：正効率（%） Backward Efficiency：逆効率（%） Ball Scresw Technical description ボールねじ ボールねじ技術解説 Ball Scresw ボールねじ

ボールねじの構造 Construction of Ball Screws ●リターンプレート式　Return-plate system ●こま式　Internal-deflector system リターンプレート式は、ナット内部に設けられたコイルタイプのデフレク こま式は、可能な限りナット外径、及びナット長さをコンパクトにした軽量 タによって鋼球が拾い上げられて、リターンプレートの溝に沿って循環し なミニチュアボールねじです。ねじ軸及びナットに設けられたボール転動 ます。リターンチューブ式と比較してナットの外径を小さくできるメリッ 溝を、鋼球が軸方向荷重を受けながら転がり運動をし、ナット内部に埋め込 トがあります。構造上リターンプレートの部分が上になるように装置に取 まれたこまの溝に沿って隣の転動溝へ移り、再び負荷領域へ戻り、無限転が 付ければ、より円滑な回転が得られます。 り運動をします。 The Return-plate system uses coil-type deflectors incorporated The Internal-deflector system employs a lightweight Miniature Ball Screw, which enables the Nut diameter and length to be reduced to inside the Nut to pick up the steel Balls and circulate them via the the smallest possible size. The Balls bear the load while rolling Return-plate channel. This system has the advantage of allowing the along the screw groove between the Shaft and the Nut. The Balls are use of a Nut that is smaller in diameter than those employed in continuously circulated, transferred to the adjacent groove in the Return-tube systems. In addition, the upward-angle installation of screw via the Internal-deflector channel and then back to the loaded the Return-plate ensures even smoother rotation. groove area. Nu（t ナット） Nu（t ナット） Shaf（t ねじ軸）Spring deflector （デフレクタ） Shaf（t ねじ軸） Balls（鋼球） Balls（鋼球） Return-plate Internal-deflecto（r こま） （リターンプレート） ●エンドキャップ式　End-cap system ●エンドデフレクタ式　End-deflector system エンドキャップ式は、鋼球がねじ軸とナットの溝間を転がりながら進み、 ナット内部または、外部に設けたエンドデフレクタからナット貫通穴を ナット両端に取付けた循環部品（エンドキャップ）に設けた通路からナット 通って元の溝に循環する方式です。リターンプレート式に比較してナット に設けた貫通穴を通って、もとに戻る循環方式です。 外径がコンパクトに設計できます。中リードに最適の循環方式です。 The End-cap system is a recirculating system in which the Balls The Balls are circulated from End-deflector incorporated inside the advance by rolling through the screw groove between the Nut and Nut or outside the Nut through the hole in the Nut and the channels the Screw Shaft. The Balls are then returned via the holes in the Nut in the recirculating sections. Ball Nut diameter can be smaller than Return-plate system. This is suitable for the middle lead Ball Screws. and the channels in the recirculating sections of the End-caps on either end of the Nut. Nu（t ナット） End-deflecto（r エンドデフレクタ）Shaf（t ねじ軸） Nu（t ナット） Shaf（t ねじ軸） Balls（鋼球） Balls（鋼球） End-Cap（エンドキャップ） ●リターンチューブ式　Return-tube system ●ねじ溝形状　Thread Groove profile ねじ軸とナットの間を転動している鋼球が、ナットに挿入したリターン ボールねじには、1つの円弧で形成されるサーキュラアークと2つの円弧で チューブの先端によってねじ溝から取り出され、チューブの中を通って再 形成されるゴシックアークの2種類があります。KSSボールねじは、ゴシッ びねじ溝に戻る循環方式です。 クアークを採用しています。 In the Return-tube system, Balls rolling between the Nut and the Ball screws may have either a circular arc profile, formed of a single Shaft are picked up from the screw groove by the end of the Return- arc, or a gothic arc profile, formed from two arcs. tube built into the Nut. Then, they flow back through the Return-tube KSS Ball Screws feature a gothic arc profile. to the screw groove. Shaf（t ねじ軸） R R Round groove Gothic arc groove Return-tube（リターンチューブ） （サーキュラアーク） （ゴシックアーク） Nu（t ナット） A802 R BBaallll SSccrreessww Technical description ボボーールルねねじじ ボールねじ技術解説

ボールねじの製作範囲 The range of manufacturing for Ball Screws KSSボールねじの製作範囲は、ねじ軸呼び外径でφ1.8から The range of manufacturing for KSS Ball Screws is φ16mmです。精度等級別のねじ軸製作限界長さの目安を from φ1.8 to φ16mm as Shaft nominal diameter. 以下に記載いたします。 Maximum limit of overall lengths are shown below. これらは、軸端形状や材質、シリーズによっても異なります Maximum limit of overall lengths will vary depending on the Shaft end configuration, materials and KSS ので、正確にはKSSまでお問い合わせください。 series. Please inquire KSS for details. ●精密ボールねじの製作限界長さ（全長）　Maximum limit of overall lengths for Precision Ball Screws Uni（t 単位）：mm Accuracy grade 精度等級 Shaft nominal diameter C0 C1 C3 C5 ねじ軸呼び外径 4 90 120 160 170 6 140 180 240 250 8 200 250 330 350 10 260 320 420 450 12 320 390 510 550 14 380 460 600 660 16 450 540 700 770 注1）製作限界長さを超える場合はKSSへお問い合わせください。 Note 1）If required length exceeds the number in table above, please ask KSS representative. ●転造ボールねじ（Ct7＆Ct10）の製作限界長さ 　Maximum limit of overall lengths for Rolled Ball Screws（Ct7 & Ct10） Uni（t 単位）：mm Shaft nominal diameter Maximum length ねじ軸呼び外径 限界長さ 4 240 5 300 6 350 8 450 10 650 12 700 13 700 14 700 15 1000 注1）製作限界長さを超える場合はKSSへお問い合わせください。 注2）転造ボールねじの限界長さは、両端25mmずつの不完全ねじ部を含んだ値です。 Note 1）If required length exceeds the number in table above, please ask KSS representative. Note 2）Maximum limit of overall length for Rolled Ball Screws includes 25mm of incomplete thread area at both end. A803 Ball Scresw Technical description ボールねじ ボールねじ技術解説 Ball Scresw ボールねじ

ボールねじのリード精度 Lead accuracy of Ball Screws JIS B1192によるボールねじのリード精度は、ナットの有効 Ball Screw lead accuracy conforming to JIS B1192 is 移動量、またはねじ軸のねじ部有効長さに対する代表移動 specified by the tolerance on specified travel over the 量誤差及び変動と、ねじ部有効長さの間に任意にとった Nut effective travel amount, or Screw Shaft useful 及び 回転（ π ）に対する変動で規定します。 travel, travel variation and travel variation within 300mm 1 2 rad arbitrary 300mm, and 1 revolution（2π rad） over the 精度等級別の各特性の許容値を表 A-83, 84, 85に示します。 Screw Shaft useful travel. Tolerance of each accuracy grades are shown in the 図 A-82 ： 移動量誤差線図 Table A-83, 84, 85. Fig. A-82 ： Travel deviation diagram Useful trave（l lu）／ねじ部有効長さ（lu） lo ＋ la lm ls Tolerance 0 on specified Travel 移動量誤差 c － ep 2π V300 V2π 300mm Vu 呼び移動量（l0） ： 呼 びリードにしたがって任意の回転数、回転したときの軸方向移動量 基準リード（Phs） ： 温 度上昇や荷重によって発生する変形量を予測し、呼びリードに対して若干の補正を加えたリード 代表移動量の目標値（c）： 基 準移動量をあらかじめプラスあるいはマイナスにしておく場合の目標値 基準移動量（ls） ： 基 準リードにしたがって任意の回転数を回転したときの移動量 実移動量（la） ： 任 意のねじ軸回転角に対するナットの実際の軸方向移動量 代表移動量（lm） ： 実 移動量の傾向を代表する直線。ボールねじの有効移動量、またはねじ部有効長さに対する実移動量を示す 曲線から最小二乗法、またはそれに類する近似法により求める。 代表移動量誤差（ep） ： ナ ットの有効移動量またはねじ軸のねじ部有効長さに対応する代表移動量と基準移動量との差 変動（Vu） ： 代 表移動量に平行に引いた2線で挟んだ実移動曲線の最大幅 変動（V300） ： ね じ部有効長さの間に任意にとった300mmに対する実移動曲線の最大幅 変動（V2π） ： ね じ部有効長さの間にとった任意の1 回転（2π rad）に対する実移動曲線の最大幅 Nominal trave（l l0） ： T ravel in axial direction when rotated arbitrary number of revolution according to the Nominal lead Specified Lead（Phs） ： Lead given some amount of correction to the Nominal lead in order to compensate the deformation generated due to the temperature rise or the load. Travel compensation（c） ： D ifference between the Specified travel and the Nominal travel within the valid travel. Specified trave（l ls） ： T ravel in axial direction when rotated arbitrary number of revolution according to the Specified lead. Actual trave（l la） ： Actual travel of Ball Nut in axial direction in respect to an arbitrary angle of rotation of Ball Screw Shaft. Actual mean trave（l lm） ： Straight line which represents the tendency of Actual travel. It is obtained by the least square method or a simple and appropriate approximation method from the curve indicating the Valid travel of Ball Nut. Tolerance on specified trave（l ep） ： D ifference between the Actual mean travel and the Specified travel corresponding to the Valid travel of Ball Nut or the Useful travel of Ball Screw Shaft. Travel variation（Vu） ： Maximum width of the Actual travel curve between the two straight lines put in parallel to the Actual mean travel line, that corresponding to Valid travel of Ball Nut or Useful travel of Ball Screw Shaft. Travel variation（V300） ： Maximum width of the Actual travel curve between the two straight lines put in parallel to the Actual mean travel line, that corresponding to arbitrary 300mm taken within Useful travel of Ball Screw Shaft. Travel variation（V2π） ： Maximum width of the Actual travel curve between the two straight lines put in parallel to the Actual mean travel line, that corresponding to arbitrary one revolution （2πrad） within Useful travel of Ball Screw Shaft. A804 BBaallll SSccrreessww Technical description ボボーールルねねじじ ボールねじ技術解説

表 A-83 ： 精密ボールねじ（位置決め用 ： C系列）の代表移動量誤差（±ep）と変動（Vu）の許容値 Table A-83 ： Tolerance on specified travel（ ±ep） and permissible travel variation（Vu） of precision Ball Screws（ for positioning ： C series） Uni（t 単位）：μm Accuracy Grade 精度等級 C0 C1 C3 C5 Over Up to を超え 以下 ±ep Vu ±ep Vu ±ep Vu ±ep Vu ー 100 3 3 3.5 5 8 8 18 18 100 200 3.5 3 4.5 5 10 8 20 18 Useful travel（mm） 200 315 4 3.5 6 5 12 8 23 18 ねじ部有効長さ（mm） 315 400 5 3.5 7 5 13 10 25 20 400 500 6 4 8 5 15 10 27 20 500 630 6 4 9 6 16 12 30 23 630 800 7 5 10 7 18 13 35 25 800 1000 8 6 11 8 21 15 40 27 表 A-84 ： 精密ボールねじ（位置決め用 ： C系列）における300mm及び1回転あたりの変動（V300）、（V2π）の許容値 Table A-84 ： Permissible travel variation V300, V2π（ for positioning ： C series） Uni（t 単位）：μm Accuracy grade 精度等級 C0 C1 C3 C5 Item 項目 V300 V2π V300 V2π V300 V2π V300 V2π Permissible value 許容値 3.5 3 5 4 8 6 18 8 表 A-85 ： Ct系列（7,10級）の300mmに対する変動（V300） Table A-85 ： Permissible travel variation V300 for Ct series（7,10 grade） Uni（t 単位）：μm Accuracy grade Ct系列（7,10級）の代表移動量誤差は次式で計算します。 精度等級 Ct7 Ct10 Tolerance on specified trave（l ep）for Ct series is calculated as follows. V300 52 210 ep ＝±　3　 lu 00　×V lu：ね じ部有効長さ（mm） 300 Useful trave（l mm） ボールねじの日本工業規格（JIS B1192）は、ISOとの整合性 Japan Industrial Standard of Ball Screw（JIS B1192） を図る目的で1997年、2013年に改訂されてきています。 was revised in 1997 and 2013 in order to correspond to 精度等級に関しては、C系列（従来のJIS規格 C0,1,3,5）とCp、 ISO. 系列（ との整合性を図った規格）が制定されています。 Regarding accuracy grade, C series（current JIS C0, 1, Ct ISO 3, 5） and Cp, Ct series（ standard corresponding to KSSでは、JIS B 1192-2013に準拠し、0,1,3,5級に関しては、 ISO） are established. KSS conforms to JIS B1192-2013 C系列を、7,10級に関しては、Cp、Ct系列を採用しています。 and adopts C series for 0,1,3,5 grade, Cp, Ct series for 7,10 grade. A805 Ball Scresw Technical description ボールねじ ボールねじ技術解説 Ball Scresw ボールねじ

ボールねじの取付け部精度 Ball Screw Run-out and location tolerances ボールねじの日本工業規格（JIS B1192）は、ISOとの整合性 Japan Industrial Standard of Ball Screw（JIS B1192） を図る目的で1997年、2013年に改訂されてきています。 was revised in 1997 and 2013 in order to correspond to 精度等級に関しては、C系列（従来のJIS規格 C0,1,3,5）とCp、 ISO. Regarding accuracy grade, C series（current JIS 系列（ との整合性を図った規格）が制定され、取付け部 C0, 1, 3, 5） and Cp, Ct series（ standard corresponding Ct ISO to ISO） are established. There are some differences 精度の表記法と規格が、C系列とCp,Ct系列で若干異なって between C series and Cp, Ct series in notation and いますが、KSSでは、下図（図 A-86）の表記と規格値（C系列） tolerances for accuracy of Ball Screw mounting で統一し、7級、10級に関しては、Cp,Ct系列の規格を参考に section. KSS uses notation of Fig. A-86 below and 運用しています。 standard tolerance value, which conforms to C series standard, and KSS refers to Cp, Ct series standard in case of 7 and 10 grade. 図 A-86 ： 取付け部精度記入例 Fig. A-86 ： Description of Run-out and location tolerances for Ball Screws Table A-92 A A Nut／ナット Table A-91 A E Table A-88 A Nut／ナット Table A-93～98 ＧｏｒＥ－Ｆ F Table A-88 E Table A-88 A A Brg.journal／軸受支持部 Brg.journal／軸受支持部 Shaft／ねじ軸 G Table A-89 E Table A-90 G Table A-89 F A806 BBaallll SSccrreessww Technical description ボボーールルねねじじ ボールねじ技術解説

表 A-88 ： ね じ軸のねじ溝面に対する支持部外径の半径方向円周振れ 及びねじ軸の支持部軸線に対する部品取付け部の半径方向円周振れ Table A-88 ： Radial Run-out of Bearing seat related to the centerline of screw groove and Radial Run-out of journal diameter related to the Bearing seat Uni（t 単位）：μm Shaft nominal diameter（ mm） Permissible deviation of Radial Run-out ねじ軸呼び外径（mm） 振れ公差（最大） Over Up to を超え 以下 C0 C1 C3 C5 C7 C10 ー 8 3 5 8 10 14 40 8 12 4 5 8 11 14 40 12 20 4 6 9 12 14 40 この項目の測定には、ねじ軸軸線の全振れの影響が含まれ るので、その補正が必要となります。その補正方法としては、 ねじ軸全長と、支点と測定点間の距離（L1,L2）との比によっ て（図 A-87参照）、ページ A809～A811の表 A-93～98のね じ軸軸線の全振れ公差から補正値（下式参照）を求め、表 A-88の公差に加えて適用します。 This measurement item is affected by Total Run-out of the Screw Shaft, and so it must be corrected as follows. Find the corrected value from the Total Run- out tolerances given in Tables A-93～98 on page A809 ～ 1A811 using the ratio of the total Shaft length to the L Balls／鋼球 L2 distance between the supporting point and the measuring poin（t L1,L2）（ see Fig. A-87）, and add the 図 A-87 ： 円周振れの補正 values obtained to the tolerance given in Table A-88. Fig. A-87 ： Compensation of Radial Run-out 全振れ公差（表 A-93～98） 円周振れ補正値＝ 全長 ×測定間距離（L1またはL2） L1 ,L2 ： 支 点と測定間の距離（mm） Tolerance of total Run-out（Table A-93～98） Compensation Value of Run-out＝ Total shaft length ×（L1 or L2） L1 ,L2 ： D istance btw supporting pt & measuring p（t mm） 表 A-89 ： ねじ軸の支持部軸線に対する支持部端面の直角度 Table A-89 ： Axial Run-out（ Perpendicularity） of Shaf（t Bearing） face related to the centerline of the Bearing seat Uni（t 単位）：μm Shaft nominal diameter（ mm） Permissible deviations of Axial Run-out（Perpendicularity） ねじ軸呼び外径（mm） 直角度公差（最大） Over Up to を超え 以下 C0 C1 C3 C5 C7 C10 ー 8 2 3 4 5 7 10 8 12 2 3 4 5 7 10 12 20 2 3 4 5 7 10 A807 Ball Scresw Technical description ボールねじ ボールねじ技術解説 Ball Scresw ボールねじ

表 A-90 ： ねじ軸の軸線に対するナット基準端面またはフランジ取付け面の直角度 Table A-90 ： Axial Run-out（ Perpendicularity） of Ball Nut location face related to the centerline of Screw Shaft Uni（t 単位）：μm Nut outside diameter（ mm） Permissible deviations of Axial Run-out（Perpendicularity） ナット外径 直角度公差（最大） Over Up to を超え 以下 C0 C1 C3 C5 C7 C10 ー 20 5 6 8 10 14 20 20 32 5 6 8 10 14 20 32 50 6 7 8 11 18 30 表 A-91 ： ねじ軸の軸線に対するナット外周面（円筒形の場合）の半径方向円周振れ Table A-91 ： R adial Run-out of Ball Nut location diameter related to the centerline of Screw Shaft Uni（t 単位）：μm Nut outside diameter（ mm） Permissible deviations of Radial Run-out ナット外径 振れ公差（最大） Over Up to を超え 以下 C0 C1 C3 C5 C7 C10 ー 20 5 6 9 12 20 40 20 32 6 7 10 12 20 40 32 50 7 8 12 15 30 60 表 A-92 ： ねじ軸の軸線に対するナット外周面（平面形取付けの場合）の平行度 Table A-92 ： Parallelism of rectangular Ball Nut related to the centerline of Screw Shaft Uni（t 単位）：μm Mounting length（ mm） Permissible deviations of Parallelism 取付け基準長さ（mm） 平行度公差（最大） Over Up to を超え 以下 C0 C1 C3 C5 C7 C10 ー 50 5 6 8 10 17 30 50 100 7 8 10 13 17 30 A808 BBaallll SSccrreessww Technical description ボボーールルねねじじ ボールねじ技術解説

表 A-93 ： ねじ軸軸線の半径方向全振れ（C0） Table A-93 ： Total Run-out in radial direction of Screw Shaft related to the centerline of Screw Shaf（t C0） Uni（t 単位）：mm Shaft nominal diameter ねじ軸呼び外径 Over / を超え ー 8 12 Shaft total length Up to / 以下 8 12 20 ねじ軸全長 Over Up to Permissible deviations of total Run-out in radial direction を超え 以下 振れ公差（最大） ー 125 0.015 0.015 0.015 125 200 0.025 0.020 0.020 200 315 0.035 0.025 0.020 315 400 ー 0.035 0.025 400 500 ー 0.045 0.035 500 630 ー 0.050 0.040 630 800 ー ー 0.050 800 1000 ー ー 0.065 表 A-94 ： ねじ軸軸線の半径方向全振れ（C1） Table A-94 ： Total Run-out in radial direction of Screw Shaft related to the centerline of Screw Shaf（t C1） Uni（t 単位）：mm Shaft nominal diameter ねじ軸呼び外径 Over / を超え ー 8 12 Shaft total length Up to / 以下 8 12 20 ねじ軸全長 Over Up to Permissible deviations of total Run-out in radial direction を超え 以下 振れ公差（最大） ー 125 0.020 0.020 0.015 125 200 0.030 0.025 0.020 200 315 0.040 0.030 0.025 315 400 0.045 0.040 0.030 400 500 ー 0.050 0.040 500 630 ー 0.060 0.045 630 800 ー ー 0.060 800 1000 ー ー 0.075 A809 Ball Scresw Technical description ボールねじ ボールねじ技術解説 Ball Scresw ボールねじ

表 A-95 ： ねじ軸軸線の半径方向全振れ（C3） Table A-95 ： Total Run-out in radial direction of Screw Shaft related to the centerline of Screw Shaf（t C3） Uni（t 単位）：mm Shaft nominal diameter ねじ軸呼び外径 Over / を超え ー 8 12 Shaft total length Up to / 以下 8 12 20 ねじ軸全長 Over Up to Permissible deviations of total Run-out in radial direction を超え 以下 振れ公差（最大） ー 125 0.025 0.025 0.020 125 200 0.035 0.035 0.025 200 315 0.050 0.040 0.030 315 400 0.060 0.050 0.040 400 500 ー 0.065 0.050 500 630 ー 0.070 0.055 630 800 ー ー 0.070 800 1000 ー ー 0.095 表 A-96 ： ねじ軸軸線の半径方向全振れ（C5） Table A-96 ： Total Run-out in radial direction of Screw Shaft related to the centerline of Screw Shaf（t C5） Uni（t 単位）：mm Shaft nominal diameter ねじ軸呼び外径 Over / を超え ー 8 12 Shaft total length Up to / 以下 8 12 20 ねじ軸全長 Over Up to Permissible deviations of total Run-out in radial direction を超え 以下 振れ公差（最大） ー 125 0.035 0.035 0.035 125 200 0.050 0.040 0.040 200 315 0.065 0.055 0.045 315 400 0.075 0.065 0.055 400 500 ー 0.080 0.060 500 630 ー 0.090 0.075 630 800 ー ー 0.090 800 1000 ー ー 0.120 A810 BBaallll SSccrreessww Technical description ボボーールルねねじじ ボールねじ技術解説

表 A-97 ： ねじ軸軸線の半径方向全振れ（C7） Table A-97 ： Total Run-out in radial direction of Screw Shaft related to the centerline of Screw Shaf（t C7） Uni（t 単位）：mm Shaft nominal diameter ねじ軸呼び外径 Over / を超え ー 8 12 Shaft total length Up to / 以下 8 12 20 ねじ軸全長 Over Up to Permissible deviations of total Run-out in radial direction を超え 以下 振れ公差（最大） ー 125 0.060 0.055 0.055 125 200 0.075 0.065 0.060 200 315 0.100 0.080 0.070 315 400 ー 0.100 0.080 400 500 ー 0.120 0.095 500 630 ー 0.150 0.110 630 800 ー ー 0.140 800 1000 ー ー 0.170 表 A-98 ： ねじ軸軸線の半径方向全振れ（C10） Table A-98 ： Total Run-out in radial direction of Screw Shaft related to the centerline of Screw Shaf（t C10） Uni（t 単位）：mm Shaft nominal diameter ねじ軸呼び外径 Over / を超え ー 8 12 Shaft total length Up to / 以下 8 12 20 ねじ軸全長 Over Up to Permissible deviations of total Run-out in radial direction を超え 以下 振れ公差（最大） ー 125 0.100 0.095 0.090 125 200 0.140 0.120 0.110 200 315 0.210 0.160 0.130 315 400 ー 0.210 0.160 400 500 ー 0.270 0.200 500 630 ー 0.350 0.250 630 800 ー 0.460 0.320 800 1000 ー ー 0.420 注）Ct7, Ct10の場合、JIS B1192-2013に従い細長比による全振れ規格（下表） Note）In case of Ct7, Ct10 grade, KSS may use the standard of Total を採用する場合もあります。 Run-out based on slenderness ratio, which conforms to JIS B1192-2013. Slenderness ratio Total Run-out 細長比 全振れ Over / を超え Up to / 以下 Ct7 Ct10 ー 40 0.080 0.160 40 60 0.120 0.240 60 80 0.200 0.400 80 100 0.320 0.640 細長比 / Slenderness ratio= lu/do lu: ねじ部有効長さ / Useful trave（l mm） do: ねじ軸呼び外径 / Nominal diametor of Ball Screw（mm） A811 Ball Scresw Technical description ボールねじ ボールねじ技術解説 Ball Scresw ボールねじ

ボールねじの取付け部精度測定方法 Measuring method of Ball Screw Run-out and location tolerances ● ねじ軸のねじ溝面に対する支持部外径の半径方向円周振れ ●R adial Run-out of Bearing seat related to （表 A-88） the centerline of screw groove（ Table A-88） ねじ軸両端をVブロックで支持し、ねじ軸を回転させなが Place the Ball Screw in identical V-blocks at both ら、ナット外周面に当てたダイヤルゲージの目盛を読みと Bearing seat. Place the dial gauge perpendicular to the Nut cylindrical surface. Rotate Screw Shaft ります。測定は支持部近傍の2か所で行います。 slowly and record the dial gauge readings. なお支持部外径に直接ダイヤルゲージを当てて測定する Measurement should be done at near both ends of 場合は、両センタ穴支持にて行います。 threaded part. Some cases, this measurement will be done by both centerhole support, and directly measured on Bearing seat. ● ねじ軸の支持部軸線に対する部品取付け部の半径方向 ●R adial Run-out of journal diameter related to the 円周振れ（表 A-88） Bearing sea（t Table A-88） ねじ軸両端をVブロックで支持し、ねじ軸を回転させなが Place the Ball Screw in identical V-blocks at both ら、部品取付け部に当てたダイヤルゲージの目盛を読みと Bearing seats. Place the dial gauge perpendicular to the journal cylindrical surface. Rotate the Screw ります。 Shaft slowly and record the dial gauge readings. ● ねじ軸の支持部軸線に対する支持部端面の直角度 ● Axial Run-out（ Perpendicularity） of shaf（t Bearing） （表 A-89） face related to the centerline of the Bearing seat ねじ軸両端を両センタ穴で支持し、ねじ軸を回転させなが （Table A-89） ら、支持部端面に当てたダイヤルゲージの目盛を読みとり Support a Screw Shaft at both centers. Place the dial gauge perpendicular to the end face of the journal. ます。 Rotate the Screw Shaft slowly and record the dial **図 面表記は支持部外周面基準ですが、支持部外周面は、 gauge readings. センタ穴基準で加工しているため、支持部外周面にVブ **T his method is equivalent to the one, which is ロックで支持したことと同等となります。 supported at both Bearing seats, because Bearing seats are ground related to both centers. A812 BBaallll SSccrreessww Technical description ボボーールルねねじじ ボールねじ技術解説

● ねじ軸の軸線に対するナット基準端面 ● Axial Run-out（ Perpendicularity） of Ball Nut またはフランジ取付け面の直角度（表 A-90） location face related to the centerline of ねじ軸両端を両センタ穴で支持し、軸とナットを共に回転 Screw Shaft（ Table A-90） させながら、ナットフランジ端面に当てたダイヤルゲージ Support the Ball Screw at both centers. Place the dial gauge perpendicular to the flange face. Rotate の目盛を読みとります。 the Screw Shaft with Ball Nut slowly and record the dial gauge readings. Secure the Ball Nut against rotation on the Screw Shaft. ● ねじ軸の軸線に対するナット外周面の半径方向円周振れ ● Radial Run-out of Ball Nut location diameter （表 A-91） related to the centerline of Screw Shaft ねじ軸のナット近傍の外周面をVブロックで支持し、ナッ （Table A-91） トを回転させながら、ナット外周面に当てたダイヤルゲー Place the Ball Screw on V-blocks at adjacent sides of the Ball Nut. Place the dial gauge perpendicular to ジの目盛を読みとります。 the cylindrical surface of Ball Nut. Secure the Screw Shaft against rotation of Ball Nut. Rotate Ball Nut slowly and record the dial gauge readings. ●ね じ軸の軸線の半径方向全振れ（表 A-93～98） ●T otal Run-out in radial direction of Screw Shaft ねじ軸両端を両センタ穴またはVブロックで支持し、ねじ related to the centerline of Screw Shaft 軸を回転させながら、ねじ軸外周面またはナット外周面に （Table A-93～98） 当てたダイヤルゲージの目盛を読みとります。測定は全域 Place the Ball Screw in identical V-blocks at both Bearing seats, or support the Ball Screw at both にわたり、数か所行います。 centers. Place the dial gauge with measuring shoe at the several points over the full thread length. Rotate the Screw Shaft slowly and record the dial gauge readings. Maximum value of measurement should be the Total Run-out. A813 Ball Scresw Technical description ボールねじ ボールねじ技術解説 Ball Scresw ボールねじ

材質と熱処理、硬さ Material and Heat treatment, Surface hardness KSSボールねじの標準材質、熱処理と硬さは、表 A-99, 100 Standard material of KSS Ball Screws, Heat treatment に示すとおりです。なお、シリーズや型式により多少異なる and Surface hardness are shown in table A-99, 100. 場合がありますので、KSS提示の仕様図を参照ください。 However, they vary depending on series or model number. Please refer to KSS drawings. 表 A-99 ： 通常品の材質と熱処理、硬さ Table A-99 ： Material, Heat treatment & Surface hardness for regular items Material Heat treatment Surface hardness 材質 熱処理 表面硬度 Screw Shaft ねじ軸 SCM415 Carburizing and quenching 浸炭焼入 HRC 58-62 Nut SCM415 Carburizing and quenchingナット 浸炭焼入 HRC 58-62 注）表中に示す硬度は、ボールねじ部の表面硬度を表します。 Note）Hardness on table shows surface hardness of thread part. 表 A-100 ： ステンレス品の材質と熱処理、硬さ Table A-100 ： Material, Heat treatment & Surface hardness for stainless steel items Material Heat treatment Surface hardness 材質 熱処理 表面硬度 Screw Shaft SUS440C Quenching and tempering HRC min.55ねじ軸 焼入、焼もどし HRC 55以上 Nut SUS440C Quenching and tempering HRC min.55ナット 焼入、焼もどし HRC 55以上 注）表中に示す硬度は、ボールねじ部の表面硬度を表します。 Note）Hardness on table shows surface hardness of thread part. A814 BBaallll SSccrreessww Technical description ボボーールルねねじじ ボールねじ技術解説

許容アキシアル荷重 Permissible Axial load ねじ軸には、できる限り引張り荷重が作用するような使い It is recommended that Ball Screw Shafts be used 方をおすすめします。しかし使用条件によっては、圧縮荷重 almost exclusively under tension load conditions. が作用する場合があり、このときはねじ軸に座屈が生じな However, in some applications, compression loads いよう検討する必要があります。 may exist, and under such conditions it must be checked that Shaft buckling will not occur. また、特に取付け間距離が接近している場合は、取付け方法 Also, when the mounting span distance is short, に関係なく許容引張、または圧縮荷重や基本静定格荷重Coa there is a restriction on the permissible tension or の制約を受けます。 compression load and the Basic Static Load Rating Coa 座屈荷重、許容引張、許容圧縮荷重については、以下の計算 unrelated to mounting. 式で算出できます。 Buckling load, permissible tension and permissible compression load can be calculated below. ● 座屈に対する許容圧縮荷重の計算式 Permissible compression load calculation for buckling nπ2E・I P ＝ α × L2 N｛kgf｝　オイラーの式（Formula for Oiler） α： 安全率（Safety Factor） 0.5 E ： ヤング率（Young‘s modulus） 2.08 ×105 N/mm（2 MPa）｛21,200kgf/mm2｝ I ： ねじ軸断面の最小2次モーメント（Screw Shaft minimum moment of inertia of area） π I ＝ d464 　mm 4 d ： ねじ軸谷径（Screw Shaft Root diameter） mm L ： 取付け間距離（Mounting span distance） mm n ： ボールねじの取付け方法によって定まる係数（Factor for Ball Screw mounting method） 支持－支持（Supported－Supported） n ＝ 1 固定－支持（Fixed－Supported） n ＝ 2 固定－固定（Fixed－Fixed） n ＝ 4 固定－自由（Fixed－Free） n ＝ 1/4 ● ねじ軸の降伏応力に対する許容引張、圧縮荷重の計算式 Permissible tension, compression load calculation for Screw Shaft yield stress P ＝ σ × A　　　N｛kgf｝ σ： 許容応力（Permissible stress）　　 98N/mm2（ MPa｛）10kgf/mm2｝ A ： ねじ軸の最小断面積（Screw Shaft minimum section area） π A ＝ 24 d 　mm 2 d ： ねじ軸谷径（Screw Shaft Root diameter） mm A815 Ball Scresw Technical description ボールねじ ボールねじ技術解説 Ball Scresw ボールねじ

許容回転数 Permissible speed 回転を伴うねじ軸は、取付方法によって一定の限界となる For Screw Shaft rotation, the mounting method 回転数が決められており、この値に近くなると共振を起こ determines the established rotation limits. When this し、運転不能となることがあります。 value is approached, resonance phenomenon will またボールねじは、取付方法に関係なく、循環部の破損をま occur, and operation becomes impossible. There is also rotation limit which causes damages to ねく限界回転数が存在します。 recirculating parts. This limit is unrelated to mounting methods. ● 危険速度に対する許容回転数の計算式 Permissible speed calculation for critical speed 60・λ2 E・ I・ g N ＝β × 2π × ー1 γ ・A ・L4 min ｛ rpm｝ β： 安全係数（Safety Factor） 0.8 E ： ヤング率（Young‘s modulus） 2.08 ×105 N/mm2（ MPa｛）21,200kgf/mm2｝ I ： ねじ軸断面の最小2次モーメント（Screw Shaft minimum moment of inertia of area） π I ＝ 4 464 d 　mm d： ねじ軸谷径（Screw Shaft Root diameter） mm g： 重力加速度（Gravity acceleration） 9.8×103 mm/sec2 γ： 材料の比重（Material specific gravity） 7.7×10ー5 N/mm3｛ 7.85×10ー6kgf/mm3｝ L： 取付間距離（Mounting span distance） mm A： ねじ軸の最小断面積（Screw Shaft minimum section area） π A ＝ 2 24 d 　mm λ：ボールねじの取付け方法によって定まる係数（Factor for Ball Screw mounting method） 支持－支持（Supported－Supported） λ ＝ π 固定－支持（Fixed－Supported） λ ＝ 3.927 固定－固定（Fixed－Fixed） λ ＝ 4.730 固定－自由（Fixed－Free） λ ＝ 1.875 ●循 環部の破損に対する限界回転数 ●R otation limits for damage on recirculating parts 循環部の破損に対する限界回転数について、一般的には Generally, regarding critical speed for damage on ボールねじのボール速度dn値（ねじ軸呼び外径×回転数） recirculating parts, limitation is established by dn によって上限を設ける場合がほとんどですが、 ボール value, which is multiplied Shaft nominal diameter of KSS revolution, but dn value cannot be applied to ねじのようなミニチュアボールねじには、dn値の概念が Miniature Ball Screws. For KSS Ball Screws, please 当てはまりません。KSSボールねじの場合、循環部破損に consider rotation limits by damage on recirculating よる限界回転数は、3,500～4,000rpm程度と考えてくだ parts as 3,500 to 4,000rpm. This value varies さい。この値は、使用条件や環境によっても異なりますの depending on operating conditions and environment. で、詳細はKSSまでお問い合わせください。 Please inquire KSS for details. A816 BBaallll SSccrreessww Technical description ボボーールルねねじじ ボールねじ技術解説

ボールねじの取付け方法 Ball Screw mounting methods ボールねじの代表的な取付け方法を図 A-101に示します。 Typical Ball Screw's mounting methods are shown in 取付け方法は、座屈に対する許容アキシアル荷重、および危 Fig. A-101. Mounting configuration affects permissible 険速度に対する許容回転数に影響しますので、強度や回転 Axial load in relation to buckling, as well as 数の検討の際にご利用ください。 permissible speed in relation to critical speed. Please refer to below when studying strength and speed. L： Buckling load（Fixed－Supported） L： Buckling load（Fixed－Fixed） 座屈荷重（固定－支持） 座屈荷重（固定－固定） Motor／モータ Slide／移動 Motor／モータ Slide／移動 L： Critical speed（Fixed－Supported） L： Critical speed（Fixed－Free） 危険速度（固定－支持） 危険速度（固定－自由） L： Buckling load（Fixed－Fixed） Slide／移動 座屈荷重（固定－固定） Motor／モータ Slide／移動 L： Critical speed（Fixed－Supported） L： Buckling load（Fixed－Fixed）／座屈荷重（固定－固定） 危険速度（固定－支持） L： Critical speed（Fixed－Fixed）／危険速度（固定－固定） L： Buckling load（Fixed－Fixed） Slide／移動 座屈荷重（固定－固定） Motor／モータ Slide／移動 L： Buckling load（Fixed－Free）／座屈荷重（固定－自由） L： Critical speed（Fixed－Free）／危険速度（固定－自由） L： Critical speed（Fixed－Fixed） 危険速度（固定－固定） L： Buckling load（Fixed－Fixed） 座屈荷重（固定－固定） Slide／移動 Motor／モータ 図 A-101 ： ボールねじの取付け方法 Fig. A-101 ： Ball Screw mounting methods L： Critical speed（Fixed－Free） 危険速度（固定－自由） A817 Ball Scresw Technical description ボールねじ ボールねじ技術解説 Ball Scresw ボールねじ

軸方向すきまと予圧 Axial play and Preload 一般に通常のシングルナットのボールねじでは、ねじ軸と For standard Single Nut Ball Screws under normal ナットの間にわずかな軸方向すきまが存在します。した conditions, a slight Axial play exists between the Screw がって、シングルナットボールねじに軸方向荷重が作用す Shaft and Nut. Consequently, when Axial loads act on ると、上述の軸方向すきまと軸方向荷重による弾性変位量 Single Nut Ball Screws, total amount of Axial play and Elastic displacement due to Axial load becomes の和が、バックラッシュとして発生します。このバックラッ backlash. In order to prevent this backlash in Ball シュを無くすために、ボールねじでは、軸方向すきまを負の Screws, the Axial play can be reduced to a negative 状態にする、すなわち、あらかじめねじ軸とナットの間の value. That is what we call “Preload", which is the ボールに弾性変形を与えておく「予圧」という方法が採られ method of causing Elastic deformation to the Balls ます。 between the Screw Shaft and Nut in advance. ●軸方向すきま ●Axial play KSSボールねじのすきま記号と軸方向すきまの許容値を Symbol and permissible value for Axial play are 表 A-102に示します。 shown in Table A-102. また、ボールねじの精度等級とすきま記号の組み合わせは、 Combination of accuracy grade and symbol are shown in Table A-103. 表 A-103に示すとおりです。 表 A-102 ： すきま記号と軸方向すきまの許容値 Table A-102 ： Symbol and permissible value for Axial play Uni（t 単位）：mm Symbol すきま記号 0 02 05 20 50 Axial play 0　（Preloading） 0.002 max. 0.005 max. 0.02 max. 0.05 max. 軸方向すきま 0　（予圧） 0.002以下 0.005以下 0.02以下 0.05以下 表 A-103 ： 精度等級とすきま記号の組み合わせ Table A-103 ： Combination of accuracy grade and Axial play Symbol すきま記号 0 02 05 20 50 Accuracy grade 精度等級 C0 C0-0 ー ー ー ー C1 C1-0 C1-02 ー ー ー C3 C3-0 C3-02 C3-05 C3-20 C3-50 C5 ー ー C5-05 C5-20 C5-50 C7 ー ー ー C7-20 C7-50 C10 ー ー ー C10-20 C10-50 注）上記以外の組み合わせをご要望の場合は、KSSへお問い合わせください。 Note）When combinations other than the above are requested, please inquire KSS. A818 BBaallll SSccrreessww Technical description ボボーールルねねじじ ボールねじ技術解説

●予圧の効果 ●Preload effect 予圧によって、ボールねじは軸方向すきまを無くせるばか Preload is not only used for removing Axial play, it りでなく、軸方向荷重による軸方向変位量を減少させ、剛 also has the effect of reducing the amount of Axial 性を向上させる効果があります。 displacement due to Axial load, and improving the Rigidity in Ball Screws. Fig. A-104 shows the 図 A-104は、すきま仕様のボールねじと、予圧（すきまゼ difference of the amount of Elastic displacement ロ）仕様のボールねじについて、軸方向荷重による弾性変 （theoretical value） regarding Ball Screw with Axial 位量の違い（理論値）を示したものです。予圧により弾性変 play and Ball Screw with Preload under the Axial 位量が減少（剛性が向上）していることがわかります。 load. 図 A-104 ： すきま品と予圧品の弾性変位曲線 Fig. A-104 ： Elastic displacement curve comparison between Backlash type and Preload type Elastic displacement Curve（弾性変位曲線） 6.0 Preload type（予圧タイプ） Backlash type（すきまタイプ） 5.0 4.0 3.0 2.0 1.0 Example（例） Shaft：φ14 Lead：3mm 0.0 0 100 200 300 400 500 600 700 Load：荷重（N） ●適正予圧量 ●Proper amount of Preload 予圧量は必要とする剛性、または許容できるバックラッ Although the amount of Preload should be シュによって決めるべきですが、予圧を与えることにより、 determined by the required Rigidity and the 以下の項目が懸念されます。 permissible amount of backlash, when setting Preload, there are some concerning issues as 1）動トルクの増大 follows. 2）発熱、温度上昇による位置決め精度の低下 1）Increased Dynamic Drag Torque 3）早期寿命 2） Heat generation そのため、予圧量はできる限り低く設定することが望まし lowering of positioning accuracy いと言えます。 due to the temperature rise.3）Shortened life Therefore, it is advisable to establish the amount of Preload at the lowest possible limits. A819 Elastic displacement：弾性変位（μm） Ball Scresw Technical description ボールねじ ボールねじ技術解説 Ball Scresw ボールねじ

●予圧の方法 ●Preload methods 一般にボールねじの予圧は、2個のナットの間にスペーサ Generally, a method of Double Nut Preload by （間座）を挿入したダブルナット予圧という方法が採用さ inserting a spacer between two Nuts is adopted. KSS れています。 ボールねじでは、ミニチュアボールねじ Ball Screw adopts「 Oversized Ball Preload」 by KSS inserting Balls slightly bigger than space between の特長を活かし、ねじ軸とナットの空間よりもわずかに大 Screw Shaft and Nut. As a result, it can eliminate きいボールを挿入する「オーバーサイズボール予圧」を採 Axial play even with a Single Nut and it is possible to 用しています。これにより1個のナットでも軸方向すきま maintain compact. Moreover, operating performance をゼロにすることができ、コンパクト化を維持することが will never be deteriorated by using spacer Balls 可能です。またスペーサボール（予圧を与えるオーバーサ （Balls with slightly smaller diameter than those of the oversize Balls） alternatively with oversize Balls. イズボールよりわずかに小さいボール）を1個おきに使用 することで、作動性能を低下させることもありません。 Lead／リード Lead／リード Nut／ナット Spacer Balls／スペーサボール Nut／ナット Screw Shaft／ねじ軸 Screw Shaft／ねじ軸 Oversized Balls／ オーバーサイズボール 図 A-105 ： オーバーサイズボールによる予圧状態 図 A-106 ： スペーサボール Fig. A-105 ： Preload by oversized Balls Fig. A-106 ： Spacer Balls ●予圧の管理方法 ●Preload control ボールねじの予圧量を直接測定して管理することは困難 It is difficult to control Preload amount by です。そのためボールねじの予圧は、予圧動トルクに換算 measuring. Therefore, Preload of Ball Screw is し、その予圧動トルクを測定することで管理しています。 controlled by measuring Preload Dynamic Drag Torque, which is converted from Preload amount. 予圧動トルク値に関しては、仕様図に記載して、お客様と Amount of Preload Dynamic Drag Torque is decided 取り決めを行います。予圧動トルクは、あくまでも予圧量 with customers by specification drawing. Preload （軸方向すきまがゼロであること）を管理するため、一定の Dynamic Drag Torque is measured under specific 測定条件のもとで測定します。そのため潤滑条件や使用条 condition to verify the amount of Axial play is 0. 件が異なる実機での動トルク値とは違いが生じますので Dynamic Drag Torque installed actual machine will vary depending on lubricating condition, load ご注意ください。また、起動トルク（ボールねじを駆動させ condition and so on. Starting torque（ Torque for る際のトルク）は、動トルクより若干大きくなりますので、 starting Ball Screw） is slightly bigger than Dynamic ご了承ください。 Drag Torque. *説明用のため実際のトルク変動より誇張しています。 Torque Measurement example（トルク測定例） *T orque wave in this diagram is exaggerated for 8.0 explanation. 6.0 Starting Torque（起動トルク） 4.0 2.0 Ball Nut travel： ストローク（mm） 0.0 -150 -100 -50 0 50 100 150 -2.0 -4.0 -6.0 -8.0 図 A-107 ： 動トルク測定例Fig. A-107 ： Dynamic Drag Torpue measurement A820 Torque：トルク（mNm） BBaallll SSccrreessww Technical description ボボーールルねねじじ ボールねじ技術解説