Development of ball screw having the asymmetric thread groove for the electric injection moulding machine

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K04157
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 18040:Machine elements and tribology-related
• Research Institution: Tokyo University of Science
• Principal Investigator: Noguchi Shoji 東京理科大学, 理工学部機械工学科, 教授 (80349836)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: ボールねじ / 非対称ねじ溝形状 / アキシアル負荷容量 / アキシアル剛性 / 走行耐久試験

Outline of Final Research Achievements

Ball screw is a mechanical component using rolling phenomenon, and also applied recently in power transmission devices. On the other hand, a ball screw is not appropriate for power transmission due to high contacting pressure between screw and ball surfaces. Therefore, in this research, in order to improve axial stiffness, the groove geometry was designed as asymmetry and manufactured by way of trial. Then the performance was checked by experiment. Manufacturing was performed in the same machining accuracy to marketed product. Consequently, the axial stiffness of this prototype was larger by the factor of 1.6 than that of a basic ball screw having symmetrical groove geometry. Furthermore, the results presented that the basic dynamic load rating and basic static load rating became larger by the factor of 1.15 and 1.25 respectively.

Free Research Field

機械要素

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究によって、ボールねじとしての応答性を維持したままで、射出成型機型締め時に加えるアキシアル荷重を増加させることが可能となった。同じサイズのボールねじを用いた場合には型締め力の向上、同じ型締め力の成型機においては小型のボールねじを使用することができるので装置の小型化を実現することが可能となる。また、従来のボールねじ性能向上対策とは重複しておらず、非対称ねじ溝という新しい構造的な対策を加えることによって、更なる性能向上も期待できる。このように、射出成型機業界において大きな貢献が期待できる。さらには装置小型化による省資源・省エネにも貢献できるので、社会的な意義も有していると考える。