JP2016169804A

JP2016169804A - ボールねじの支持機構

Info

Publication number: JP2016169804A
Application number: JP2015050116A
Authority: JP
Inventors: 宇劉; Takashi Ryu; 渡辺　孝一; Koichi Watanabe; 孝一渡辺
Original assignee: Nachi Fujikoshi Corp
Current assignee: Nachi Fujikoshi Corp
Priority date: 2015-03-13
Filing date: 2015-03-13
Publication date: 2016-09-23

Abstract

【課題】ボールねじが熱膨張した際でも間座が緩む（ガタつく）ことによる異音や摩耗を無くすボールねじの支持機構を提供する。
【解決手段】軸箱２と、軸箱２内に収容されている二以上の軸受３Ａ、３Ｂと、軸箱２および軸受３Ａ、３Ｂに挿通されているボールねじ４と、から構成されるボールねじの支持機構１とする。さらに、ボールねじ４の軸端に位置する軸受３Ｂの外輪５には孔部６を有するフランジ７を設ける。軸受３Ｂの外輪５の両端面８、８とフランジ７の両端面９、９との間にはそれぞれ段差１０、１０を設ける。そして、軸受３Ｂと軸箱２とは孔部６に挿通されているボルト１１により固定するボールねじ４の支持機構１とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、工作機械等に用いられるボールねじの支持機構に関する。

従来、工作機械等に組み込まれているボールねじは、両側または片方の支持端においてボールねじ全体を軸方向に引張荷重を予め与える（予張力、プリテンション）構造となっている場合が多い。このような構造を実現するためには、図４および図５に示すようにボールねじ１４０の両側に複数の軸受１３０が組み込まれた状態で、間座（スペーサ）２００と蓋３００を挿入した上で最後に（軸）ナット４００でボールねじ１４０を締め上げて、蓋３００と軸箱（フレーム）１２０とをボルト１５０で固定する構造が採用されてきた。

ここで、間座（スペーサ）２００がボールねじ１４０に組み込まれる理由は、軸受、特にボールねじ１４０の軸端側に位置する軸受１３０を軸箱（フレーム）１２０内に固定するために蓋３００を用いているが、この蓋３００の厚みやボルト１５０頭が長いためにナット４００を締め上げる際に用いる工具が使用できないため、間座（スペーサ）２００を挿入することでその工具が入り込むスペースを確保する必要があった（特許文献１および２参照）。

特開平６−８１９２６号公報特開平８−９０３７９号公報

しかし、ボールねじは工作機械等の使用による熱的要因の結果、熱膨張が発生した際に軸受の外輪は固定されているので移動しないが、想定外の熱膨張が発生した時には内輪はボールねじと共に移動することになり、それに伴って間座（スペーサ）も移動する。そうすると、間座（スペーサ）は拘束されない状態となり、工作機械等の稼動中に間座（スペーサ）とボールねじとが擦れて異音が発生したり、場合によってはボールねじが摩耗したりするという問題があった。

そこで、本発明においてはボールねじが熱膨張した際でも間座が緩む（ガタつく）ことによる異音や摩耗を無くすボールねじの支持機構を提供することを課題とする。

前述した課題を解決するために、本発明者はボールねじの端部の支持機構について支持機構を構成する部品点数をなるべく減らしながら、ボールねじが熱膨張した際にも対応できる構造を考案した。すなわち、本発明のボールねじの支持機構は、軸箱と、軸箱内に収容されている二以上の軸受と、軸箱および軸受に挿通されているボールねじと、から構成されるボールねじの支持機構において、ボールねじの軸端に位置する軸受の外輪には孔部を有するフランジが設けられており、軸受の外輪の両端面とフランジの両端面との間にはそれぞれ段差が設けられており、ボールねじの軸端に位置する軸受と軸箱とは孔部に挿通されるボルトにより固定されている構成とした。このような構成とすることで、従来の支持機構において使用していた蓋や間座（スペーサ）が不要となる。

また、請求項２に係る発明においては、二以上の軸受は全て玉軸受とするボールねじの支持機構とした。

さらに、請求項３に係る発明においては、玉軸受はアンギュラ玉軸受または深溝玉軸受のいずれかであるとするボールねじの支持機構とした。

本発明に係るボールねじの支持機構は、ボールねじの軸端に位置する軸受の外輪にはフランジが設けられており、軸受の外輪の両端面とフランジの両端面との間にそれぞれ段差を設けることで従来の支持機構で用いていた間座（スペーサ）が不要となるので、ボールねじが熱膨張することにより発生していた間座の緩みによる異音や摩耗を無くすという効果を奏する。また、軸受の外輪の両端面とフランジの両端面との間にそれぞれ段差が設けられているので、軸箱に収容される二以上の軸受の配置は正面配置、背面配置のいずれも可能になるという効果も奏する。

本発明の実施の形態の一例であるボールねじの支持機構（背面配置の場合）の模式断面図である。図１に示すＡ部分の拡大図である。本発明の別の実施形態であるボールねじの支持機構（正面配置の場合）の模式断面図である。従来のボールねじの支持機構全体の模式断面図である。従来のボールねじの支持機構（正面配置の場合）の模式部分断面図である。従来のボールねじの支持機構（複列玉軸受を用いた場合）の拡大部分断面図である。

本発明の実施の形態の一例について図面を用いて説明する。図１は本発明の実施の形態の一例であるボールねじの支持機構（軸受同士が背面配置の場合：ＤＢ）の模式断面図、図２は図１に示すＡ部分の拡大図、図３は本発明の別の実施形態であるボールねじの支持機構（軸受同士が正面配置の場合：ＤＦ）の模式断面図である。

本発明のボールねじの支持機構１は、図１に示すように工作機械内に据え付けられる軸箱（フレーム）２と、軸箱２の内部に収容される二個の軸受３Ａ、３Ｂと、その軸箱２および二個の軸受３Ａ、３Ｂに貫通する形態で配置されているボールねじ４と、から構成されており、二個の軸受３Ａ、３Ｂは共に背面配置されている。

また、図２に示すように二個の軸受３Ａ、３Ｂの内、最もボールねじ４の軸の端部（軸端）に位置する軸受３Ｂには、その外輪５にフランジ７が設けられており、そのフランジ７には複数の孔部６が円周上に配置されている。さらに、軸受３Ｂの外輪５の両端面８、８とフランジ７の両端面９、９との間にはそれぞれ段差１０、１０が設けられており、外輪５の軸方向の両端面８、８とフランジ７の厚み方向の両端面９、９とは同一平面上にはない。

外輪５の端面８とフランジ７の端面９との間に設けられた段差１０により、軸受３Ｂが軸箱２内に嵌まり込まれた状態で、軸受３Ｂと軸箱２とはフランジ７上に設けられた孔部６に挿通されたボルト１１を用いて固定されている。また、ボールねじ４の軸端はナット１２により締め上げられており、固定されている。図３は、軸箱２内部に収容される二個の軸受３Ａ、３Ｂ同士が正面配置されている場合を示し、その他の構造は図１に示す構造と同じである。

すなわち、二個の軸受３Ａ、３Ｂの内、最もボールねじ４の軸の端部（軸端）に位置する軸受３Ｂの外輪５にフランジ７を設けて、その外輪５の両端面８、８とフランジ７の両端面９、９との間にはそれぞれ段差１０、１０を設ける。それにより軸箱２内部に収容される二個の軸受３Ａ、３Ｂの配置については、背面配置、正面配置のいずれの構成も可能になる。これは、軸箱２の内部に収容される軸受が三個以上の場合であっても同様である。

なお、図１ないし図３に示す本実施の形態ではボールねじの支持機構を構成する軸受として、単列のアンギュラ玉軸受の場合を示したが、その他の深溝玉軸受、組合せアンギュラ玉軸受、複列アンギュラ玉軸受、自動調心玉軸受の場合であっても適用可能である。

１（ボールねじの）支持機構
２軸箱
３Ａ軸受
３Ｂ軸受
４ボールねじ
５（軸受の）外輪
６孔部
７フランジ
８外輪の端面
９フランジの端面
１０段差
１１ボルト
１２ナット
１１０（ボールねじの）支持機構
１２０軸箱
１３０軸受
１４０ボールねじ
１５０ボルト
２００間座（スペーサ）
３００蓋
４００ナット

Claims

軸箱と、前記軸箱内に収容されている二以上の軸受と、前記軸箱および前記軸受に挿通されているボールねじと、から構成されるボールねじの支持機構であって、前記ボールねじの軸端に位置する前記軸受の外輪には孔部を有するフランジが設けられており、前記軸受の外輪の両端面と前記フランジの両端面との間にはそれぞれ段差が設けられており、前記ボールねじの軸端に位置する前記軸受と前記軸箱とは前記孔部に挿通されているボルトにより固定されていることを特徴とするボールねじの支持機構。
前記二以上の軸受は、全て玉軸受であることを特徴とする請求項１に記載のボールねじの支持機構。
前記玉軸受はアンギュラ玉軸受または深溝玉軸受のいずれかであることを特徴とする請求項２に記載のボールねじの支持機構。