JPH11294554A - 送りねじ装置 - Google Patents

送りねじ装置

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Publication number
JPH11294554A
JPH11294554A JP9595098A JP9595098A JPH11294554A JP H11294554 A JPH11294554 A JP H11294554A JP 9595098 A JP9595098 A JP 9595098A JP 9595098 A JP9595098 A JP 9595098A JP H11294554 A JPH11294554 A JP H11294554A
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JP
Japan
Prior art keywords
screw shaft
housing
bearing
angular ball
angular
Prior art date
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Pending
Application number
JP9595098A
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English (en)
Inventor
Kazuo Miyaguchi
和男 宮口
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NSK Ltd
Original Assignee
NSK Ltd
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Publication date
Application filed by NSK Ltd filed Critical NSK Ltd
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Publication of JPH11294554A publication Critical patent/JPH11294554A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】既成の軸受とほぼ同様の簡単な構造でねじ軸の
熱伸縮の吸収を可能にすると共に高い剛性を保って危険
速度を向上させることができる送りねじ装置を提供す
る。 【解決手段】外周にナットが嵌合されたねじ軸1を備
え、このねじ軸1の両端部を、それぞれハウジング内に
収納されたアンギュラ玉軸受で支持すると共に、ねじ軸
1の一方の端部を支持した一方のアンギュラ玉軸受にお
いては、そのアンギュラ玉軸受の外輪の外周面をハウジ
ングの内周面に圧接して固定し、他方のアンギュラ玉軸
受14,15においては、そのアンギュラ玉軸受14,
15の外輪17の外周面とハウジング13の内周面との
間に5μm程度の僅かな隙間を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、ボールねじ軸、
すべりねじ軸等を用いた送りねじ装置に係り、特に危険
速度を高めるように改良した送りねじ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】この種の送りねじ装置は、NC工作機械
やロボット機器等の機械本体に組み込まれて使用される
もので、両端部が軸受を介して回転自在に支持されたね
じ軸と、このねじ軸の外周に嵌合されたナットとで構成
され、ねじ軸の回転に応じてナットがその軸方向に相対
的に往復移動するようになっている。
【0003】そして一般にねじ軸は、一端部が軸方向の
動きが拘束された固定構造の軸受(アンギュラ軸受)に
より、他端部が軸方向の動きが僅かに許容された単純支
持構造の軸受(単列深玉軸受)によりそれぞれ回転自在
に支持されている。
【0004】このような送りねじ装置の動作時には、ね
じ軸とナットとの間の摩擦熱や機械本体からの伝導熱等
でねじ軸が熱伸縮して変位するが、この変位が前記単純
支持構造の軸受で吸収される。
【0005】ところで、ねじ軸の回転時において、その
回転数がねじ軸のもつ固有振動数と合致すると、ねじ軸
が共振して大きく振動し、このような状況に達するとき
の速度をいわゆる危険速度と呼んでいる。この危険速度
は機械の高速化に対応する上で高い値とすることが望ま
しい。この危険速度を高めるためには、ねじ軸の両端を
剛性の高い軸受構造で支持する必要がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ねじ軸
の熱伸縮の関係で、前述したように従来一般にはねじ軸
の一方の端部は剛性の高い固定構造の軸受で支持するも
のの、他方の端部は剛性の低い単純支持構造の軸受で支
持しており、このため特にねじ軸が長尺の場合に危険速
度が低くなり、高速回転での使用が困難となっている。
【0007】そこで、ねじ軸の熱伸縮による変位の吸収
を可能にしつつ剛性を高めた半固定式やばね併用式の軸
受が提案されているが、いずれも構造が複雑で、コスト
が高く、また大型であるため広い取付スペースが必要と
なり、さらにねじ軸の取付調整が難しいという難点があ
る。
【0008】この発明はこのような点に着目してなされ
たもので、その目的とするところは、既成の軸受とほぼ
同様の簡単な構造でねじ軸の熱伸縮の吸収を可能にする
と共に危険速度に関係する剛性を高く保って危険速度を
向上させることができる送りねじ装置を提供することに
ある。
【0009】
【課題を解決するための手段】この発明はこのような目
的を達成するために、外周にナットが嵌合されたねじ軸
を備え、このねじ軸の両端部は、それぞれハウジング内
に収納されたアンギュラ玉軸受で支持すると共に、ねじ
軸の一方の端部を支持した一方のアンギュラ玉軸受にお
いてはハウジングに対して軸方向とラジアル方向に固定
し、他方のアンギュラ玉軸受においては、そのアンギュ
ラ玉軸受の外輪の外周面とハウジングの内周面との間に
僅かな隙間を設けるか、あるいは外輪をハウジング内に
軽い圧入代で圧入してその外輪をハウジングに対して軸
方向に固定しない状態としたものである。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態につい
て図面を参照して説明する。図1ないし図4にはこの発
明の第1の実施形態を示してあり、この実施形態はこの
発明を工作機械のテーブル送り用のボールねじに適用し
た例で、図に示す1がボールねじのねじ軸、2がねじ軸
1の外周に回転自在に嵌合されたボールナット2であ
る。
【0011】ねじ軸1の外周面には螺旋状にボールねじ
溝が形成され、またボールナット2の内周面にはねじ軸
1のボールねじ溝に対向するボールねじ溝が形成され、
その互いに対向するボールねじ溝間に多数の鋼製または
セラミックス製のボールが嵌合挿入され、これらボール
を介してねじ軸1とボールナット2との相対的な螺旋回
転運動が可能となっている。
【0012】ねじ軸1は工作機械の本体Mに軸受A,B
を介して取り付けられ、このねじ軸1に嵌合されたボー
ルナット2が工作機械のテーブルTに連結されている。
軸受A,Bを介して回転自在に支持されたねじ軸1は駆
動源(図示せず)により駆動されて回転し、この回転に
応じてボールナット2がねじ軸1の軸方向に沿って往復
移動し、テーブルTが所定の位置に送られるものであ
る。
【0013】ねじ軸1の一端側の端部を支持した一方の
軸受Aの構造を図2に示してあり、この軸受Aは機械本
体Mに取り付けられたハウジング3内に既成の2個の単
列アンギュラ玉軸受4,5を収納した2列組合わせ軸受
構造となっている。
【0014】各アンギュラ玉軸受4,5はそれぞれ内輪
6および外輪7と、これら内輪6と外輪7との間に設け
られた複数のボール8と、これらボール8を保持した保
持器(図示せず)とで構成されている。
【0015】そして両アンギュラ玉軸受4,5における
内輪6の内周にねじ軸1の一方の端部が圧入されて固定
され、また両アンギュラ玉軸受4,5における外輪7が
ハウジング3の内周に圧入され、さらに押え蓋9を介し
て軸方向に押圧されて固定されている。押え蓋9はハウ
ジング3の一方の端面に複数のボルト10を介して取り
付けられている。そしてこの押え蓋9の外側に突出した
ねじ軸1の端部の外周面にはねじ11が形成され、この
ねじ11にロックナット12が螺着されている。
【0016】ハウジング3内に収納された2個の単列ア
ンギュラ玉軸受4,5は、例えば背面組合わせ(DB)
の状態に組合わされ、一方のアンギュラ玉軸受4におけ
る内輪6とロックナット12との間には筒状のスペーサ
13が嵌着され、またねじ軸1には段部14が形成さ
れ、この段部14に他方のアンギュラ玉軸受5における
内輪6の端面が当接している。そして、前記ロックナッ
ト12の締め付けにより各アンギュラ玉軸受4,5に
は、これらアンギュラ玉軸受4,5の内輪6間の隙間を
狭めて剛性を高める予圧が加えられている。すなわち前
記アンギュラ玉軸受4,5はハウジング3に対して軸方
向とラジアル方向に固定されている。
【0017】図3および図4には、ねじ軸1の他端側の
端部を支持した他方の軸受Bの構造を示してある。この
軸受Bも一方側の軸受Aとほぼ同様に、機械本体Mに取
り付けられたハウジング13内に2個の既成の単列アン
ギュラ玉軸受14,15を収納した2列組合わせ軸受構
造となっている。
【0018】各アンギュラ玉軸受14,15はそれぞれ
内輪16および外輪17と、これら内輪16と外輪17
との間に設けられた複数のボール18と、これらボール
18を保持した保持器(図示せず)とで構成されてい
る。そして両アンギュラ玉軸受14,15における内輪
16の内周にねじ軸1の他方の端部が圧入されて固定さ
れている。
【0019】軸受Bの外側に突出したねじ軸1の端部の
外周面にはねじ21が形成され、このねじ21にロック
ナット22が螺着されている。ハウジング13内に収納
された2個の単列アンギュラ玉軸受14,15は、例え
ば背面組合わせ(DB)の状態に組合わされ、またロッ
クナット22の反対側のアンギュラ玉軸受15における
内輪16の端面がねじ軸1に形成された段部24に当接
している。そして前記ロックナット22の締め付けによ
り各アンギュラ玉軸受14,15には、これらアンギュ
ラ玉軸受14,15の内輪16間の隙間を狭めて剛性を
高める予圧が加えられている。
【0020】ここで、ねじ軸1の一方の端部を支持した
軸受Aにおいては、ハウジング3の内周に各アンギュラ
玉軸受4,5の外輪7が圧入され、かつ押え蓋9で軸方
向に固定されているが、ねじ軸1の他方の端部を支持し
た軸受Bにおいては、各アンギュラ玉軸受14,15に
おける外輪17の外周面とハウジング13の内周面との
間に例えば5μm以下の僅かな隙間が設けられており、
したがって各アンギュラ玉軸受14,15がねじ軸1と
一体にその軸方向にスライド可能となっている。
【0021】このような構成の送りねじ装置において
は、ねじ軸1の両端部がそれぞれ予圧が加えられた組合
わせアンギュラ玉軸受構造により支持されているから、
各軸受A,Bのラジアル荷重の対するモーメント剛性が
高く、このためねじ軸1の回転時における危険速度を高
めることができる。実験によれば危険速度を1.5 倍程度
にまで高めることが可能である。
【0022】一方、ねじ軸1の熱伸縮に対しては、軸受
Bにおけるアンギュラ玉軸受14,15の外輪17の外
周面とハウジング13の内周面との間の隙間によりアン
ギュラ玉軸受14,15のスライドが可能となっている
から、そのスライド動作でねじ軸1の熱伸縮が吸収され
る。さらに、ねじ軸1の軸方向のスライドが可能である
から、ねじ軸1の取付時の調整を容易に行なうことがで
きる利点がある。
【0023】各軸受A,Bの全体の構成としては、既成
のアンギュラ玉軸受4,5,14,15をそのまま用い
る一般的な構造であり、したがってコストが高くなるよ
うなこともなく、また特に大型となることもないから、
取付上のスペースに問題が生じるようなこともない。
【0024】ねじ軸1を軸方向にスライド可能に支持す
る軸受Bとしては、次の第2、第3、第4の実施形態に
示す構造とすることも可能である。図5には第2の実施
形態を示してあり、この実施形態においては、ハウジン
グ13内に4個のアンギュラ玉軸受14a,14b,1
5a,15bを背面組合せの状態で4列に収納して4列
組合せ(DBB)の軸受とし、その各アンギュラ玉軸受
14a,14b,15a,15bにロックナット22の
締め付けにより予圧を加えて剛性を高めてある。
【0025】そして各アンギュラ玉軸受14a,14
b,15a,15bにおける外輪17の外周面とハウジ
ング13の内周面との間に例えば5μm以下の僅かな隙
間を設けてねじ軸1の軸方向のスライドを可能にしてあ
る。
【0026】図6には第3の実施形態を示してあり、こ
の実施形態においては、ハウジング13内に2個のアン
ギュラ玉軸受14,15を収納するととともに、一方の
アンギュラ玉軸受14と他方のアンギュラ玉軸受15と
の間にスペーサ30を配設し、この状態においてロック
ナット22の締め付けによりアンギュラ玉軸受14,1
5に予圧を加えて剛性を高め、またスペーサ30の外周
面とハウジング13の内周面との間に例えば0.1 mm程
度の隙間を設けると共に、各アンギュラ玉軸受14,1
5における外輪17の外周面とハウジング13の内周面
との間に例えば5μm以下の僅かな隙間を設けてねじ軸
1の軸方向のスライドを可能にしてある。
【0027】図7には第4の実施形態を示してあり、こ
の実施形態においては、ハウジング13内に2列一体の
複列アンギュラ玉軸受14を収納し、この複列アンギュ
ラ玉軸受14をC型止め輪31を用いてねじ軸1に係止
し、複列アンギュラ玉軸受14の外輪17の外周面とハ
ウジング13の内周面との間に例えば5μm以下の僅か
な隙間を設けてねじ軸1の軸方向のスライドを可能にし
てある。このような第2、第3、第4の実施形態におい
ても、前記第1の実施形態と同様の効果を得ることがで
きる。
【0028】前記各実施形態においては、アンギュラ玉
軸受の外輪の外周面とハウジングの内周面との間に5μ
m以下の僅かな隙間を設けてねじ軸の熱伸縮に対応する
ようにしたが、アンギュラ玉軸受の外輪をハウジング内
に2〜3μm以下の軽い圧入代で圧入するような場合で
あっても、ねじ軸の熱伸縮に応じてアンギュラ玉軸受の
外輪がハウジングに対してスライドすることが可能であ
り、したがってこのような手段でねじ軸の熱伸縮を吸収
するように構成してもよい。
【0029】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
既成の軸受とほぼ同様の簡単な構造でねじ軸の熱伸縮に
対応することができると共に、高い剛性を保って危険速
度の向上を図れ、さらにねじ軸の取付時の調整も容易に
行なうことができ、また構造が簡単であるから安価に構
成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施形態に係る送りねじ装置
の平面図。
【図2】その送りねじ装置におけるねじ軸の一方の軸受
構造を示す断面図。
【図3】同じく他方の軸受構造を示す断面図。
【図4】その他方の軸受の正面図。
【図5】この発明の第2の実施形態に係る軸受構造を示
す断面図。
【図6】この発明の第3の実施形態に係る軸受構造を示
す断面図。
【図7】この発明の第4の実施形態に係る軸受構造を示
す断面図。
【符号の説明】
A,B…軸受 1…ねじ軸 2…ボールナット 3…ハウジング 4,5…アンギュラ玉軸受 12…ロックナット 13…ハウジング 14,15…アンギュラ玉軸受 22…ロックナット

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】外周にナットが嵌合されたねじ軸を備え、
    このねじ軸の両端部は、それぞれハウジング内に収納さ
    れたアンギュラ玉軸受で支持されていると共に、ねじ軸
    の一方の端部を支持した一方のアンギュラ玉軸受におい
    てはハウジングに対して軸方向とラジアル方向に固定さ
    れ、他方のアンギュラ玉軸受においては、そのアンギュ
    ラ玉軸受の外輪の外周面とハウジングの内周面との間に
    僅かな隙間が設けられているか、あるいは外輪がハウジ
    ング内に軽い圧入代で圧入されてその外輪が軸方向に固
    定されていない状態にあることを特徴とする送りねじ装
    置。
JP9595098A 1998-04-08 1998-04-08 送りねじ装置 Pending JPH11294554A (ja)

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JP9595098A JPH11294554A (ja) 1998-04-08 1998-04-08 送りねじ装置

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JPH11294554A true JPH11294554A (ja) 1999-10-29

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014216433A (ja) * 2013-04-24 2014-11-17 株式会社日立ハイテクインスツルメンツ 電子部品装着装置
CN107165940A (zh) * 2017-05-27 2017-09-15 中国科学院上海技术物理研究所 一种自适应高精度的轴承端面固定零件
JP2019125633A (ja) * 2018-01-15 2019-07-25 パナソニックIpマネジメント株式会社 フィーダメンテナンス装置
CN111692303A (zh) * 2020-04-20 2020-09-22 南京康尼精密机械有限公司 一种高稳定性和行程精准的丝杠装置
WO2023202086A1 (zh) * 2022-04-20 2023-10-26 科德数控股份有限公司 一种高速螺母旋转进给丝杠装置

Cited By (6)

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