　射出成形機やサーボプレス機などでは、省エネ化を進めるため従来の油圧式からサーボモーターとボールねじを利用した電動式への切り替わりが進んでいる。一方で、電動射出成形機では、自動車の軽量化ニーズなどの影響から、大型サイズの樹脂部品への対応や、複雑な形状への対応などが求められている。その中で生産性向上のためにハイサイクル化が求められ、ボールねじの単位時間当たりの走行距離が増えており、ボールねじの長寿命化が電動射出成形機の生産性向上のカギとなってきている。

　ボールねじは、配置によって回路が受けている荷重が変わる。そのため、特定の回路への負荷が大きくなることで、他の回路部分の寿命がまだあっても使用できなくなることがあった。そこで、NSKでは、ボールねじの特定回路への荷重をできる限り均一化し、荷重負荷の差を小さくすることでボールねじそのもの長寿命化を実現した。

　具体的には「高精度加工技術」「解析技術」「精密測定技術」の3つを独自で開発して形にしたことで実現した。まず、リアルデジタルツインの活用による解析技術でデジタル上でのシミュレーションで理想とする理論値を特定。この理論値に近づけるための加工方法を開発し、専用の加工機を作り上げた。さらにこれらの精度が実際に出ているかを確認する精密測定技術をそろえ、これらの3つの技術の組み合わせた内部仕様を開発したことで、安定してボールねじの長寿命化を実現できるようになったという。

　NSK 産業機械事業本部産業機械技術総合センター直動技術センター BS技術部主務の阿部大輔氏は「特許出願中なので詳細な技術については説明できないが、3つの技術を組み合わせることで実現できた。従来も3つの技術個々で活用は行っているが、組み合わせる形で仕様開発をできた点が特徴となる」と語っている。

ボールねじの回路の荷重を均一化することで最大ボール荷重を低減［クリックで拡大］出所：NSK

　実際にこれらの技術を活用したボールねじの長寿命化の検証結果では、シミュレーション上で1.1～2.0倍の長寿命化が可能な結果となり、実際の耐久試験でもこれらの試験結果以上の結果を出すことができたという。また、現行仕様に対するダウンサイジング化も可能としている。ねじ軸外径φ100～φ200に対応する。

検証結果、最大で2倍の長寿命化を可能に［クリックで拡大］出所：NSK

　今回の製品は高負荷駆動が求められる電動射出成形機をメインターゲットとしているが、NSKではこれらの開発方式を他の製品でも条件に応じて適用していく方針だ。新技術を採用した製品の売上高として2024年に1億2000万円を目指すという。

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