JPH109255A - ボールねじ支持用アンギュラ玉軸受 - Google Patents

ボールねじ支持用アンギュラ玉軸受

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JPH109255A
JPH109255A JP16786796A JP16786796A JPH109255A JP H109255 A JPH109255 A JP H109255A JP 16786796 A JP16786796 A JP 16786796A JP 16786796 A JP16786796 A JP 16786796A JP H109255 A JPH109255 A JP H109255A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ball
bearing
diameter
angular
supporting
Prior art date
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Pending
Application number
JP16786796A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Tako
浩史 多湖
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NTN Corp
Original Assignee
NTN Corp
NTN Toyo Bearing Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH109255A publication Critical patent/JPH109255A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 コスト低減等 【解決手段】 ボール3の直径(dw)、ボール3の個
数(N)、軌道面1a、2aの深さ(f)、軌道面1
a、2aの曲率半径(r)、および接触角(θ)は以下
のような寸法設定にしてある。 dw=0.5A〜0.7A、かつ、0.5B〜0.7B N=8個 f1=0.25dw(f1:軌道面1aの深さ) f2=0.25dw(f2:軌道面2aの深さ) r1=0.52dw(r1:軌道面1aの曲率半径) r2=0.52dw(r2:軌道面2aの曲率半径) θ=30°

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ボールねじのねじ
軸を固定側において回転自在に支持するアンギュラ玉軸
受に関する。
【0002】
【従来の技術】図6に、ボールねじの一般的なサポート
ユニットを示す。ボールねじ20のねじ軸21は、固定
側サポートユニットXの支持軸受と、支持側サポートユ
ニットYの支持軸受によって回転自在に支持される。支
持側サポートユニットYの支持軸受には、ねじ軸21の
熱膨張等に伴う軸方向変位を許容する能力が要求され
る。そのため、支持側の支持軸受として、通常、深溝玉
軸受が使用される。一方、固定側サポートユニットXの
支持軸受には、ラジアル荷重とアキシャル荷重を負荷す
る能力が要求される。そのため、固定側の支持軸受とし
て、通常、アンギュラ玉軸受が使用される。ただ、固定
側にはラジアル荷重に比べアキシャル荷重が大きく作用
するため、標準アンギュラ玉軸受ではなく、図7に示す
ような、専用のアンギュラ玉軸受が使用される。
【0003】図7に示すボールねじ支持用アンギュラ玉
軸受は、アキシャル荷重の負荷能力を高めるため、標準
アンギュラ玉軸受と比較して、直径の小さなボール13
を可能な限り多く使用し、内輪11と外輪12の肉厚を
大きくすると共に、軌道面11a、12aの深さf1、
f2を可能な限り大きくし、また、軌道面11a、12
aとボール13との接触角θ(接触角線が軸受中心線と
なす角度)を大きくしている(θ=60°)。尚、保持
器14は樹脂材で形成されている。このような特殊仕様
により、標準アンギュラ軸受に対して15〜20倍の許
容アキシャル荷重(単列の場合)をもたせている。一
方、このアンギュラ玉軸受は、その特殊性により、ボー
ルねじ支持用以外の用途には使用されていない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】図7に示す従来のボー
ルねじ支持用アンギュラ玉軸受には、以下のような改善
すべき点がある。 内・外輪の肉厚が大きく、材料コストが高い。 形状が特殊なため、専用の加工治具が必要である。 軌道面の深さが大きく、軸受内部空間が小さいの
で、潤滑条件が良好とは言えない。
【0005】本発明は、使用条件を考慮し、上記の点に
ついて改善を図ろうとするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、ボールの直径(dw)が軸受幅寸法
(A)に対して0.5A〈dw〈0.7A、かつ、軸受
横断面高さ寸法(B)に対して0.5B〈dw〈0.7
Bであり、ボールの個数(N)と直径(dw)がボール
ピッチ円の円周寸法(D)に対して0.6D〈N×dw
〈0.9Dであり、各軌道面の深さ(f)がボールの直
径(dw)に対して0.2dw〈f〈0.3dwであ
り、各軌道面の曲率半径(r)がボールの直径(dw)
に対して0.51dw〈r〈0.53dwであり、各軌
道面とボールとの接触角(θ)が25°〈θ〈35°で
ある構成を提供する。
【0007】ボールの直径(dw)は、軌道面との接触
部分の面圧低減の点から大きい方が有効であるが、大き
すぎると、内・外輪の肉厚減少によって、強度および負
荷容量不足をきたし、また、保持器が軸受幅面から突出
した形状になってしまう。そこで、ボールの直径(d
w)は、両者の均衡を図る観点から、軸受幅寸法(A)
に対して0.5A〈dw〈0.7A、かつ、軸受横断面
高さ寸法(B)に対して0.5B〈dw〈0.7Bの範
囲内に設定した。
【0008】ボールの個数(N)は、負荷容量増大の点
から多い方が有効であるが、多すぎると、保持器の柱部
(ポケット間の肉厚部分)の円周方向寸法が小さくな
り、保持器の強度が問題となる。そこで、ボールの個数
(N)は、両者の均衡を図る観点から、0.6D〈N×
dw〈0.9Dの関係を満たす範囲内に設定した。
【0009】軌道面の深さ(f)は、アキシャル荷重の
負荷容量の点から大きい方が有効であるが、大きすぎる
と、従来と同様の問題が生じる。そこで、軌道面の深さ
(f)は、両者の均衡を図る観点から、ボールの直径
(dw)に対して0.2dw〈f〈0.3dwの範囲内
に設定した。
【0010】軌道面の曲率半径(r)は、大きい方が有
効であるが(?)、大きすぎると、ボールとの接触部分
の面圧が大きくなり(?)、ボールの適正な転動が妨げ
られる。そこで、軌道面の曲率半径(r)は、ボールの
直径(dw)に対して0.51dw〈r〈0.53dw
の範囲内とした。
【0011】保持器は、自己潤滑性を有する合成樹脂材
で形成すると良い。保持器を形成する合成樹脂として
は、例えば、ポリアミド(PA)、ポリアセタール(P
OM)、ポリエーテルサルフォン(PES)、ポリエー
テルエーテルケトン(PEEK)、ポリアミドイミド
(PAI)、ポリエーテルイミド(PEI)、ポリフェ
ニレンサルファイド(PPS)、熱可塑性ポリイミド等
の熱可塑性樹脂の他、フェノール樹脂、全芳香族ポリイ
ミド(PI)等の熱硬化性樹脂等を用いることができ
る。ただ、摩擦抵抗低減の観点から良好な自己潤滑性を
有すること、耐久性確保の観点から機械的特性、摩耗特
性、熱的特性に優れていること、製作コスト低減の観点
から安価でかつ易成形性に優れた材料であることが望ま
しいことを考慮すると、これら合成樹脂の中でも、ポリ
アミド樹脂(PA)、ポリエーテルエーテルケトン樹脂
(PEEK)が好ましいと考えられ、その中でも、ポリ
アミド樹脂(PA)が特に好ましいと考えられる。ポリ
アミドとしては、例えばポリアミド6、ポリアミド6−
6、ポリアミド4−6、ポリアミド6−10、ポリアミ
ド6−12、ポリアミド11、ポリアミド12等を用い
ることができる。
【0012】また、摩擦特性のより一層の低減を図るた
め、上記ポリアミド樹脂にフッ素系樹脂等を含有させて
も良い。フッ素系樹脂としては、例えばポリテトラフル
オロエチレン樹脂(PTFE)、テトラフルオロエチレ
ン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(P
FA)、テトラフルオロエチレン−ヘキサプロロプロピ
レン共重合体(FEP)、テトラフロオロエチレン−エ
チレン共重合体(ETFE)、ポリクロロトリフロロエ
チレン樹脂(PCTFE)、ポリビニルフルオライド樹
脂(PVF)等を用いることができ、その中でも、PT
FE、PFA、FEP、ETFEが望ましく、これらの
中でも摩擦係数が最も低いPTFE(動摩擦係数0.1
0)が特に望ましい。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。
【0014】図1に示すボールねじ支持用アンギュラ玉
軸受は、図6に示すようなボールねじサポートユニット
の固定側Xにおいて、ボールねじ20のねじ軸21を回
転自在に支持するものであって、内輪1、外輪2、内輪
1の軌道面1aと外輪2の軌道面2aとの間に介在する
複数のボール3、ボール3を保持する保持器4を備えて
いる。軌道面1a、2aとボール3との接触点を結ぶ接
触角線は、軸受中心線に対して角度θをもっている(接
触角θ)。また、外輪2の同図で左側の端部はカウンタ
ボア2bになっている。。
【0015】保持器4は、自己潤滑性を有する合成樹脂
材例えばポリアミド(PA:ナイロン)で形成される。
この実施形態において、保持器4はボール案内形式のも
ので、図2に拡大して示すように、そのポケット4aの
壁面は、外径側の円筒面4a1と、内径側の円錐テーパ
面4a2とで構成される。円錐テーパ面4a2は円筒面
4a1と連続し、内径側に向かって漸次縮径した形状を
なす。また、ポケット4aの円周方向壁面には、内径側
に突出した突出部4bが設けられる。円錐テーパ面4a
2が、ボール3に対して内径側から抱き抱える状態で接
触することにより、保持器4の挙動が抑制され、適正な
軸受回転が確保できる。また、突出部4bが、ボール3
に対して内径側から接触することにより、ボール3の挙
動(特に円周方向の挙動)が安定し、適正な軸受回転が
確保される。尚、ポケットすきま(C:片側)はボール
3の直径(dw)に対して、2C=0.02dw〜0.
05dwに設定されている。
【0016】ボール3の直径(dw)、ボール3の個数
(N)、軌道面1a、2aの深さ(f)、軌道面1a、
2aの曲率半径(r)、および接触角(θ)は上述した
ような範囲内から任意の値を選定して設定すれば良い
が、この実施形態では以下のような寸法設定にしてある
(図3、図4参照)。
【0017】 dw=0.5A〜0.7A、かつ、0.5B〜0.7B N=8個 f1=0.25dw(f1:軌道面1aの深さ) f2=0.25dw(f2:軌道面2aの深さ) r1=0.52dw(r1:軌道面1aの曲率半径) r2=0.52dw(r2:軌道面2aの曲率半径) θ=30° 以上の構成を図7に示す従来軸受と比較すると表1のよ
うになる。
【0018】
【表1】 この実施形態のボールねじ支持用アンギュラ玉軸受は、
図7に示す従来軸受と比較して、許容アキシャル荷重の
点では劣るが(単列の場合で、標準アンギュラ軸受に対
して5〜10倍の許容アキシャル荷重を有する。図7に
示す従来軸受は単列の場合で、標準アンギュラ軸受に対
して15〜20倍の許容アキシャル荷重を有する。)、
許容ラジアル荷重の点では優れている。また、図7に示
す従来軸受と比較して、内・外輪1、2の肉厚が小さ
く、加工治具も標準アンギュラ玉軸受と兼用することが
できるので、低コストである。さらに、軸受内部空間が
大きいので、潤滑性の点でも有利である。したがって、
ラジアル荷重に対するアキシャル荷重の比率が比較的小
さい使用条件下において、低コストで、優れた耐久性を
有する。
【0019】図5は、本発明の他の実施形態を示す。上
述した実施形態と異なる点は、内輪1の同図で右側の端
部、外輪2の同図で左側の端部がそれぞれカウンタボア
1b、2bになっている点、保持器4が軸受内部空間に
添った形状になっている点、保持器4のポケット4aの
壁面が球面になっている点である。その他の構成は上述
した実施形態と同様であるので説明を省略する。
【0020】
【発明の効果】本発明のボールねじ支持用アンギュラ玉
軸受は、従来軸受と比較して、以下に示す特徴を有す
る。 (1)内・外輪の肉厚が小さく、材料コストが低い。 (2)標準アンギュラ玉軸受と加工治具を兼用すること
ができ、製造コストが低い。 (3)軌道面の深さが小さく、軸受内部空間が大きいの
で、潤滑性が良好である。 (4)許容ラジアル荷重が大きい。
【0021】したがって、本発明によれば、ラジアル荷
重に対するアキシャル荷重の比率が比較的小さい使用条
件下において、低コストで、優れた耐久性を有するボー
ルねじ支持用アンギュラ玉軸受を提供することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態を示す断面図である。
【図2】図1における保持器のポケット周辺部を示す拡
大断面図である。
【図3】図1における内輪、外輪、ボールを示す断面図
である。
【図4】図1における内輪、外輪を示す断面図である。
【図5】本発明の他の実施形態を示す断面図である。
【図6】ボールねじの一般的なサポートユニットを示す
図である。
【図7】従来のボールねじ支持用アンギュラ玉軸受を示
す断面図である。
【符号の説明】
1 内輪 1a 軌道面 2 外輪 2a 軌道面 3 ボール 4 保持器

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内輪と、外輪と、内輪の軌道面と外輪の
    軌道面との間に配され、各軌道面とそれぞれアンギュラ
    コンタクトする複数のボールと、ボールを保持する保持
    器とを備え、ボールねじ軸を固定側において回転自在に
    支持するものであって、 ボールの直径(dw)が軸受幅寸法(A)に対して0.
    5A〈dw〈0.7A、かつ、軸受横断面高さ寸法
    (B)に対して0.5B〈dw〈0.7Bであり、 ボールの個数(N)と直径(dw)がボールピッチ円の
    円周寸法(D)に対して0.6D〈N×dw〈0.9D
    であり、 各軌道面の深さ(f)がボールの直径(dw)に対して
    0.2dw〈f〈0.3dwであり、 各軌道面の曲率半径(r)がボールの直径(dw)に対
    して0.51dw〈r〈0.53dwであり、 各軌道面とボールとの接触角(θ)が25°〈θ〈35
    °であることを特徴とするボールねじ支持用アンギュラ
    玉軸受。
  2. 【請求項2】 保持器が自己潤滑性を有する合成樹脂材
    からなることを特徴とする請求項1記載のボールねじ支
    持用アンギュラ玉軸受。
JP16786796A 1996-06-27 1996-06-27 ボールねじ支持用アンギュラ玉軸受 Pending JPH109255A (ja)

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