JPH0633234Y2 - サポートベアリング付ボールねじ及びボールねじユニット - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案は、ねじ軸とナット間に鋼球を入れて相互に移
動できるようにし、このナットをその外周に設置するサ
ポートベアリング用の内輪として兼用したサポートベア
リング付ボールねじ及びボールねじユニットに関するも
ので、たとえば工業用ロボットの駆動部等に用いられ
る。

（従来技術） 従来、この種のサポートベアリング付ボールベアリング
としては、たとえば第６図に示すようなものがある。す
なわち、ボールねじは、ねじ軸１０１に多数の鋼球１０
２を介してナット１０３を装着して構成されていて、こ
のナット１０３の外周にサポートベアリング１０４が一
体的に組み付けられている。

ボールねじは、通常ねじ軸１０１とナット１０３間の鋼
球１０２に予圧を付与して軸方向荷重に対するバックラ
ッシュ（軸方向隙間）を解消しているが、このようなサ
ポートベアリング付ボールねじにおいては、ねじ軸１０
１とナット１０３間のバックラッシュのみならず、サポ
ートベアリング１０４のバックラッシュも問題となる。
特にロボット等に用いられる場合には、軸方向荷重だけ
でなくモーメント荷重等の複合荷重が作用するので、モ
ーメント荷重に対する対策をも図る必要がある。

そこで、従来はサポートベアリング１０４をアンギュラ
ーコンタクト構造として一対設け、さらに、サポートベ
アリング１０４の転動体１０５に予圧を付与してその支
持剛性を高めていた。

（考案が解決しようとする課題） しかしながら上記した従来技術の場合には、予圧を付与
するためにサポートベアリングを一対設けなければなら
ず、勢い装置構成が大型になってしまう。そのため、設
置空間に制約がある場合には利用することができず、よ
り小型でしかも高剛性のサポートベアリング付ボールね
じの開発が要請されている。

本考案は上記した従来技術の課題を解決するためになさ
れたもので、その目的とするところは、ボールねじに作
用するラジアル荷重、軸方向荷重およびモーメント荷重
等の複合荷重を有効に支承しつつ、装置構成を小型化し
得るサポートベアリング付ボールねじを提供することに
ある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本考案にあっては、鋼球を
介してねじ軸の外周にナットを装着すると共に、該ナッ
トの外周に外輪を装着し、ナット外周と外輪内周との対
向面にそれぞれ設けた環状の軌道溝間に転動体を転動自
在に介在させたサポートベアリング付ボールねじにおい
て、 前記ナット外周に設けられる軌道溝を前記ナット内周に
設けられた鋼球用のねじ溝の範囲内に位置させ、前記軌
道溝の断面形状を略直角のＶ字溝形状とし、また、前記
転動体をローラとすると共に互いに隣接するローラを交
互に直交するように配列し、一方、上記外輪を軸方向に
二分割とした一対の軌道輪により構成し、当該軌道輪の
軸方向の間隔を狭めることによりローラに予圧を付与可
能としてなることを特徴とする。

また、鋼球を介してねじ軸の外周にナットを装着すると
共に、該ナットの外周に外輪を装着し、ナット外周と外
輪内周との対向面にそれぞれ設けた軌道溝間に転動体を
転動自在に介在させたサポートベアリング付ボールねじ
をハウジングに取り付けたボールねじユニットにおい
て、前記軌道溝を略直角のＶ字溝形状とし、また、前記
転動体をローラとすると共に互いに隣接するローラを交
互に直交するように配列し、一方、上記外輪を軸方向に
二分割とした一対の軌道輪により構成し、該一方の軌道
輪に設けられた取付けフランジをボルトによって前記ハ
ウジングに固定取付けする際の締付力を利用して、軌道
輪の軸方向の間隔を狭めることによりローラに予圧を付
与可能としてなることを特徴とする。

（作用） しかして、回転軸受であるサポートベアリング部の隣り
合うローラが交互に直交するように交差して配列されて
いるので、ボールねじに作用するラジアル方向のみなら
ず軸方向荷重およびモーメント荷重等の複合荷重に対す
る支持剛性が高い。

特に請求項１に記載の考案にあっては、ナット外周に設
けられる軌道溝を前記ナット内周に設けられた鋼球用の
ねじ溝の範囲内に位置させているので、ナットのローラ
が接触する部位の内周側に荷重を負荷するボールが存在
することになりラジアル荷重に対する支持剛性が高い。
また、ナット内周のボール接点とナット外周のローラ接
点との軸方向の距離は近くなり、モーメント荷重を可及
的に小さくできる。

また、請求項２に記載の考案にあっては、一方の軌道輪
に設けられた取付けフランジを、ボルトでもってハウジ
ングに固定取付けする際の締付力を利用して転動体に予
圧を付与するようになっているので、非常に簡単な構造
で確実に予圧を付与することができる。

（実施例） 以下に、本考案を図示の実施例に基いて説明する。第１
図乃至第３図に示すように、ボールねじを構成するねじ
軸１外周には２条のねじ溝２が設けられている。そして
このねじ軸１には円筒状のナット３が多数の鋼球４を介
して螺合されている。

上記ナット３の内周には、２条の螺旋状のねじ溝５が設
けられていて、このねじ溝５は前記ねじ軸１のねじ溝２
に対応するように構成されている。また、このナット３
の両端にはエンドキャップ６，６が取付られていて、こ
のエンドキャップ６によって、ナット３のねじ溝５の終
端から出てきた鋼球４を方向転換させてナット３に設け
られたリターン孔７を通じて始端側に送り、鋼球４を無
限循環可能としている。

この鋼球４の循環路の構成は、このようなエンドキャッ
プ方式のみでなく、リターンチューブ方式をとしてもよ
く、また、ナット３内周に隣合うねじ溝５を連通するよ
うな通路をを設けて循環路を構成するようにしてもよ
い。

一方、サポートベアリング部８は、上記ナット３の一端
部に設けられている。すなわち、ナット３の一端部外周
には、フランジ９が突設されていて、このフランジ９の
外周に略直角のＶ字溝よりなる環状の軌道溝１０が形成
されている。そして、このフランジ９外周に転動体とし
てのローラ１１を介して外輪１２が装着されている。こ
のナット３外周に設けられる軌道溝１０はナット３内周
に設けられた鋼球４用のねじ溝５の範囲内に位置してい
る。

外輪１２内周には、上記ナット３のフランジ９外周に設
けた軌道溝１０に対応するＶ字形状の軌道溝１３が設け
られていて、両軌道溝１０，１３間に複数のローラ１１
が転動自在に配設されている。このローラ１１は、互い
に隣り合うローラ１１が交互に直交するように交差させ
て配列されており、たとえば第２図に示すように、ロー
ラ１１間に介在されるリテーナ２６を介して円周方向に
所定間隔でもって設けられている。

外輪１２は、そのＶ字形の軌道溝１３の角部位置を通る
平面で、第１軌道輪１４と第２軌道輪１５とに軸方向に
二分割構成となっていて、この第１，第２両軌道輪１
４，１５はピン１６によって連結されている。そして両
軌道輪１４，１５間にはローラ１１に予圧を付与するこ
とが可能な程度に僅小な隙間が設けられている。

そして、上記軌道輪１４，１５の内、第１軌道輪１４の
外周には、ハウジング等の固定部材に取付けるための取
付フランジ１７が半径方向外方に張出していて、この取
付フランジ１７にボルト挿通用の孔１８が円周方向に所
定間隔でもって複数穿設されている。

さらに、このサポートベアリング部８側のエンドキャッ
プ６外周には、カラー１９が嵌合されている。このカラ
ー１９は、プーリー２４を固定するための間座としての
役割を果す。

一方、上記ねじ軸２とナット３間に介在される鋼球４に
は、予圧が付与されている。この実施例では、図示しな
いが、ナット３内周に設けたねじ溝５のピッチをねじ軸
１のねじ溝２のピッチに対して若干差を設けることによ
って予圧を付与するようになっている。

もっとも、この予圧を付与する構成としては、このよう
にねじ溝２，５のピッチに差を設けるだけで無く、ナッ
ト３を分割構成としてその間に間座を介在させて予圧を
付与するようにしてもよい。

第４図には、上記構成のサポートベアリング付ボールね
じをハウジング２０に取付けた状態の一例を示してい
る。すなわち、ハウジング２０には上記ナット３が収納
される孔２１が設けられており、この孔２１内にナット
３が挿入され取付フランジ１７がボルト２３によって取
付け固定される。

上記ハウジング２０の孔２１の開口部内周には環状の段
部２２が設けられていて、この段部２２の奥端面に外輪
１２の第２軌道輪１５が当接する。そして、第１軌道輪
１４をボルト２３によって締付けることによって、第１
軌道輪１４と第２軌道輪１５を締付けてローラ１１に予
圧を付与するようになっている。

また、ハウジング２０内に収納されるナット３のサポー
トベアリング部８側のエンドキャップ６はハウジング２
０の外側に突出しており、このエンドキャップ６にナッ
ト３に駆動力を伝達するためのプーリー２４取付固定さ
れており、このプーリー２４に図示しない駆動用のベル
トが巻き掛けられる。

しかして、プーリー２４を回転駆動するとナット３が回
転し、このナット３の回転によってねじ軸１が軸方向に
往復移動する。

ここで、プーリー２４にベルトの張力が作用してモーメ
ント荷重が加わっても、サポートベアリング部８のロー
ラ１１が交互に直交する配列となっているので、プーリ
ー２４ががたつくことはない。

また、軸方向荷重が作用しても、ねじ軸１とナット３間
のバックラッシュは鋼球４に軸方向の予圧を付与するこ
とにより解消されていて、またサポートベアリング部８
のローラ１１に対しては取付ボルト２３の締付け力によ
って予圧が付与されているので支持剛性は高く、荷重作
用方向の変位量は小さい。

（考案の効果） 本考案は、以上の構成および作用を有するもので、回転
軸受であるサポートベアリング部の隣り合うローラが交
互に直交するように交差して配列されているので、ボー
ルねじに作用する軸方向荷重およびモーメント荷重等の
複合荷重に対する支持剛性が高く、従来のように一対の
アンギュラーコンタクト配置のベアリングを用いる必要
は無くなって、装置構成を小型化することができ、汎用
性を高めることができる。特に請求項１に記載の考案に
あっては、ナット外周に設けられる軌道溝を前記ナット
内周に設けられた鋼球用のねじ溝の範囲内に位置させて
いるので、ナットのローラが接触する部位の内周側に荷
重を負荷するボールが存在することになりラジアル荷重
に対する支持剛性が高い。また、ナット内周のボール接
点とのナット外周のローラ接点との軸方向の距離は近く
なり、モーメント荷重を可及的に小さくできる。

また、請求項２に記載の考案にあっては、一方の軌道輪
に設けられた取付けフランジを、ボルトでもってハウジ
ングに固定取付けする際の締付力を利用して転動体に予
圧を付与するようになっているので、非常に簡単な構造
で確実に予圧を付与することができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本考案の一実施例に係るサポートベアリング付
ボールねじの縦断面図、第２図は第１図のサポートベア
リング部の一部を破断して示した部分斜視図、第３図は
第１図の装置をＡ方向から見た矢視図、第４図は第１図
の装置に駆動用のプーリーを取付てハウジングに固定し
た状態の縦断面図、第５図は第１図の装置のサポートベ
アリングのローラに予圧を付与する状態を説明するため
の要部断面図、第６図は従来のサポートベアリング付ボ
ールねじの縦断面図である。 符号の説明 １…ねじ軸、２…ねじ溝 ３…ナット、４…鋼球 ５…ねじ溝、６…エンドキャップ ７…リターン孔 ８…サポートベアリング部 ９…フランジ、１０…軌道輪 １１…ローラ、１２…外輪 １３…軌道溝 １４，１５…第１，第２軌道輪 １７…取付フランジ、１８…孔 ２０…ハウジング、２１…取付孔 ２２…段部、２３…ボルト

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】鋼球を介してねじ軸の外周にナットを装着
   すると共に、該ナットの外周に外輪を装着し、ナット外
   周と外輪内周との対向面にそれぞれ設けた環状の軌道溝
   間に転動体を転動自在に介在させたサポートベアリング
   付ボールねじにおいて、 前記ナット外周に設けられる軌道溝を前記ナット内周に
   設けられた鋼球用のねじ溝の範囲内に位置させ、前記軌
   道溝の断面形状を略直角のＶ字溝形状とし、また、前記
   転動体をローラとすると共に互いに隣接するローラを交
   互に直交するように配列し、 一方、上記外輪を軸方向に二分割とした一対の軌道輪に
   より構成し、当該軌道輪の軸方向の間隔を狭めることに
   よりローラに予圧を付与可能としてなることを特徴とす
   るサポートベアリング付ボールねじ。
2. 【請求項２】鋼球を介してねじ軸の外周にナットを装着
   すると共に、該ナットの外周に外輪を装着し、ナット外
   周と外輪内周との対向面にそれぞれ設けた軌道溝間に転
   動体を転動自在に介在させたサポートベアリング付ボー
   ルねじをハウジングに取り付けたボールねじユニットに
   おいて、 前記軌道溝を略直角のＶ字溝形状とし、また、前記転動
   体をローラとすると共に互いに隣接するローラを交互に
   直交するように配列し、一方、上記外輪を軸方向に二分
   割とした一対の軌道輪により構成し、該一方の軌道輪に
   設けられた取付けフランジをボルトによって前記ハウジ
   ングに固定取付けする際の締付力を利用して、軌道輪の
   軸方向の間隔を狭めることによりローラに予圧を付与可
   能としてなることを特徴とするボールねじユニット。