JP2003042152A - 調芯機構付ボールねじ及び軸受ユニット - Google Patents

調芯機構付ボールねじ及び軸受ユニット

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JP2003042152A
JP2003042152A JP2001225148A JP2001225148A JP2003042152A JP 2003042152 A JP2003042152 A JP 2003042152A JP 2001225148 A JP2001225148 A JP 2001225148A JP 2001225148 A JP2001225148 A JP 2001225148A JP 2003042152 A JP2003042152 A JP 2003042152A
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annular member
peripheral surface
screw shaft
flange plate
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Eiji Hayashi
栄治 林
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NSK Ltd
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/02Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
    • F16C19/14Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load
    • F16C19/16Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with a single row of balls
    • F16C19/163Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with a single row of balls with angular contact

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  • Transmission Devices (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ナットブラケットのフランジ取付け面がねじ
軸に対して傾いている場合でもナットとねじ軸との間に
移動テーブルの移動精度を低下させるこじりが発生する
ことを防止できる直動テーブル装置を提供する。 【解決手段】 ナットブラケット16に保持されるナッ
ト17を、ナットブラケット16にボルト締結される環
状のフランジプレート32と、ねじ軸18の外周面に形
成されたボール転動溝に多数のボールを介して係合する
筒状のナット本体33と、このナット本体33をフラン
ジプレート32に押圧する複数の押えばね34とから構
成し、フランジプレート32およびナット本体33の相
対向する端面に互いに係合する凹球面36と凸球面35
とを形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、工作機械等で使用
される直動テーブル装置に関し、特に、ボールねじ機構
を備えた直動テーブル装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、工作機械等で使用される直動テ
ーブル装置は、互いに平行な複数本の案内レールを有す
る基台と、この基台の案内レール上にスライド可能に設
けられた移動テーブルと、この移動テーブルに設けられ
たナットブラケットと、このナットブラケットに保持さ
れるナットと、このナットと協働してボールねじ機構を
構成するねじ軸と、このねじ軸を回転駆動するモータと
から構成され、モータの回転トルクがねじ軸に伝わると
移動テーブルがナットと一体に案内レールの長手方向に
移動するようになっている。
【0003】このような直動テーブル装置は、従来、ナ
ットと一体のフランジを有しており、このフランジをナ
ットブラケットのフランジ取付け面にボルト締結してナ
ットをナットブラケットに取り付けている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな直動テーブル装置では、ナットブラケットのフラン
ジ取付け面がねじ軸に対して垂直である場合には良い
が、ナットブラケットのフランジ取付け面がねじ軸に対
して垂直でない場合、すなわちナットブラケットのフラ
ンジ取付け面がねじ軸に対して傾いている場合には、ナ
ットと一体のフランジもねじ軸に対して傾いてしまうた
め、ナットとねじ軸との間にボールねじの寿命に影響を
与えるこじりが発生するという問題があった。特に、電
動式射出成形機のように大荷重を発生する機械では、基
台変形が生じやすく、ボールねじが複数本使いの場合に
は荷重作用点とボールねじがオフセットし、ボールねじ
にこじりが発生し易い。
【0005】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは、ナットブラケット
のフランジ取付け面がねじ軸に対して傾いている場合で
も、また機台に変形が生じてもナットとねじ軸との間に
ボールねじの寿命に影響を与えるこじりが発生すること
を防止できるボールねじ及び軸受ユニット並びに直動テ
ーブル装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1の発明に係る軸受ユニットは、アンギュラ
玉軸受と、このアンギュラ玉軸受の外径面に嵌合する内
周面を有する内側環状部材と、この内側環状部材の外側
に設けられた外側環状部材とを備えてなる軸受ユニット
であって、前記内側環状部材の外周面および前記外側環
状部材の内周面が互いに摺接し合う球面状に形成されて
いることを特徴とする。
【0007】請求項2の発明に係る調芯機構付ボールね
じは、外周面に螺旋状のボール転動溝を有するねじ軸
と、このボール転動溝に多数のボールを介して係合する
ナット本体と、このナット本体の端面に摺接する摺接面
を有するフランジプレートとを備えてなる調芯機構付ボ
ールねじであって、前記ナット本体の前記端面および前
記フランジプレートの摺接面が互いに摺接し合う球面状
に形成されていることを特徴とする。
【0008】請求項3の発明に係る直動テーブル装置
は、互いに平行な複数本の案内レールを有する基台と、
前記案内レール上にスライド可能に設けられた移動テー
ブルと、この移動テーブルに設けられたナットブラケッ
トと、このナットブラケットに保持されたナットと、こ
のナットと協働してボールねじ機構を構成するねじ軸
と、このねじ軸を回転駆動する回転駆動手段とを備えた
直動テーブル装置において、前記ナットを、前記ナット
ブラケットにボルト締結される環状のフランジプレート
と、前記ねじ軸の外周面に形成されたボール転動溝にボ
ールを介して係合する筒状のナット本体と、このナット
本体を前記フランジプレートに押圧する押圧手段とから
構成し、かつ前記フランジプレートおよび前記ナット本
体の相対向する端面に互いに摺接する凹球面と凸球面を
形成したことを特徴とする。
【0009】このような構成であると、ナットブラケッ
トのフランジ取付け面がねじ軸に対して傾いている場合
にはフランジプレートのみがねじ軸に対して傾き、ナッ
ト本体はねじ軸に対して傾くことがないので、ナットブ
ラケットのフランジ取付け面がねじ軸に対して傾いてい
る場合でもナットとねじ軸との間にボールねじの寿命に
影響を与えるこじりが発生することを防止できる。
【0010】この場合、請求項4に記載の発明のよう
に、前記ねじ軸の端部を基台に対して回転可能に支持す
る軸受ユニットを、前記軸受ユニットを、前記基台に固
定される軸受ハウジングと、この軸受ハウジング内に前
記ねじ軸と同軸に設けられた外輪と、この外輪の内側に
設けられた内輪と、この内輪と外輪との間に転動自在に
配設された複数の転動体と、前記外輪の外周面に内周面
を嵌着された内側環状部材と、この内側環状部材の外周
に設けられた外側環状部材と、この外側環状部材を前記
軸受ハウジングに固定する固定手段とから構成し、かつ
前記内側環状部材の外周面を前記外側環状部材の内周面
に対して凸球状若しくは凹球状に形成するとともに、前
記外側環状部材の内周面を前記内側環状部材の外周面に
対して凹球状若しくは凸球状に形成すると、基台の変形
等により軸受ユニットの外輪と内輪との間にこじりが発
生することを防止できる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図1は本発明の第1の実施形態に
係る直動テーブル装置の一部断面側面図で、図2はその
平面図である。図1及び図2において、符号10は直動
テーブル装置を示し、この直動テーブル装置10は基台
11と、この基台11の上面に互いに平行に設けられた
複数本(例えば2本)の案内レール12と、これらの案
内レール12上にスライダ13を介して設けられた移動
テーブル14とを備えており、この移動テーブル14の
下面にはL形のナットブラケット16が取り付けられて
いる。また、直動テーブル装置10はナットブラケット
16に保持されたナット17と、このナット17と協働
してボールねじ機構を構成するねじ軸18と、このねじ
軸18を回転駆動する回転駆動手段としてのモータ19
とを備えており、モータ19の回転トルクがカップリン
グ20を介してねじ軸18に伝わると移動テーブル14
がナット17と一体に案内レール12の長手方向に移動
するようになっている。
【0012】図1に示されるA部の詳細構造を図3に示
す。同図に示されるように、基台11の上面には、ねじ
軸18の端部を基台11に対して回転可能に支持する軸
受ユニット21が設けられている。この軸受ユニット2
1は複数本のボルト22により基台11上に固定される
軸受ハウジング23と、この軸受ハウジング23内にね
じ軸18と同軸に設けられた外輪24と、この外輪24
の内周に設けられた内輪25と、この内輪25と外輪2
4との間に転動自在に配設された複数の球状転動体26
とを備えており、内輪25の内周面はねじ軸18の外周
面に嵌着されている。
【0013】また、軸受ユニット21は外輪24の外周
面に内周面を嵌着された内側環状部材27と、この内側
環状部材27の外周に設けられた外側環状部材28と、
この外側環状部材28を軸受ハウジング23に固定する
固定手段としての固定リング29とを備えており、内側
環状部材27の外周面27aは外側環状部材28の内周
面28aに対して凸球状に形成されている。一方、外側
環状部材28の内周面28aは内側環状部材27の外周
面27aに対して凹球状に形成されており、内側環状部
材27の外周面27aと外側環状部材28の内周面28
aは摺動自在に係合している。
【0014】図1に示されるB部の拡大図を図4に示
す。同図に示されるように、ナット17はナットブラケ
ット16のフランジ取付け面16aに複数本のボルト3
0とナット31とにより締結される環状のフランジプレ
ート32と、ねじ軸18の外周面に形成されたボール転
動溝18a(図3参照)に多数のボール(図示せず)を
介して係合する筒状のナット本体33と、このナット本
体33をフランジプレート32に押圧する押圧手段とし
ての複数の押えばね34とから構成され、ナット本体3
3と対向する側のフランジプレート32の端面(摺接
面)には凸球面35が形成されている。また、フランジ
プレート32と対向する側のナット本体33の端面には
凹球面36が形成されており、これらの凸球面35およ
び凹球面36は摺動自在に係合している。なお、各押え
ばね34はナット本体33の外周面端部に形成されたフ
ランジ部37とフランジプレート32に設けられたばね
受け部材38との間に介装されている。
【0015】このように構成される直動テーブル装置1
0では、例えばナットブラケット16のフランジ取付け
面16aがねじ軸18に対して傾いている場合には、図
4に示されるように、フランジ取付け面16aに締結さ
れるフランジプレート32のみがねじ軸18に対して傾
くことになる。これにより、ナットブラケット16のフ
ランジ取付け面16aがねじ軸18に対して傾いていて
もナット本体33はねじ軸18に対して傾くことがない
ので、ナットブラケット16のフランジ取付け面16a
がねじ軸18に対して傾いている場合でもボールねじの
早期損傷を防止できる。
【0016】また、上述した実施形態では例えば基台1
1に撓み等の変形がある場合には、軸受ユニット21の
軸受ハウジング23と外側環状部材28のみがねじ軸1
8に対して傾き、外輪24や内輪25はねじ軸18に対
して傾きことがないので、基台11の変形等により軸受
ユニット21の外輪24と内輪25との間にこじりが発
生することを防止できる。
【0017】なお、上述した第1の実施形態では内側環
状部材27の外周面27aを外側環状部材28の内周面
28aに対して凸球状に形成すると共に外側環状部材2
8の内周面28aを内側環状部材27の外周面27aに
対して凹球状に形成したが、内側環状部材27の外周面
27aを外側環状部材28の内周面28aに対して凹球
状に形成すると共に外側環状部材28の内周面28aを
内側環状部材27の外周面27aに対して凸球状に形成
してもよい。
【0018】また、上述した第1の実施形態では、ナッ
ト本体33と対向する側のフランジプレート32の端面
を凸球面35とし、フランジプレート32と対向する側
のナット本体33の端面を凹球面36としたが、図5に
示す第2の実施形態のように、ナット本体33と対向す
る側のフランジプレート32の端面を凹球面36とし、
フランジプレート32と対向する側のナット本体33の
端面を凸球面35としても同様の効果が得られる。
【0019】図6は、本発明の第3の実施形態に係る直
動案内装置の要部を示す図である。この第3の実施形態
が第2の実施形態と異なる点はナット本体33の外周面
に複数の突起39を設け、これらの突起39をフランジ
プレート32の内周面に形成された回り止め溝40にそ
れぞれ係合させた点であり、それ以外の構成は第2の実
施形態と同様である。
【0020】このように、ナット本体33の外周面に複
数の突起39を設け、これらの突起39をフランジプレ
ート32の内周面に形成された回り止め溝40にそれぞ
れ係合させることによりユニバーサルジョイント部を形
成し、ねじ軸18の回転によってナット本体33が円周
方向に回転することを防止できる。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1乃至3の
発明によれば、ナットブラケットのフランジ取付け面が
ねじ軸に対して傾いている場合でもナットとねじ軸との
間にボールねじの寿命を低下させるこじりが発生するこ
とを防止することができる。請求項4の発明に係る直動
テーブル装置によれば、前述した効果に加えて、基台の
変形等により軸受ユニットの外輪と内輪との間にこじり
が発生することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に係る直動テーブル装
置の一部断面側面図である。
【図2】本発明の第1の実施形態に係る直動テーブル装
置の平面図である。
【図3】図1に示されるA部の詳細図である。
【図4】図1に示されるB部の詳細図である。
【図5】本発明の第2の実施形態に係る直動テーブル装
置の要部を示す図である。
【図6】本発明の第3の実施形態に係る直動テーブル装
置の要部を示す図である。
【符号の説明】
11 基台 12 案内レール 14 移動テーブル 16 ナットブラケット 16a フランジ取付け面 17 ナット 18 ねじ軸 19 モータ 21 軸受ユニット 23 軸受ハウジング 24 外輪 25 内輪 26 球状転動体 27 内側環状部材 28 外側環状部材 29 固定リング 32 フランジプレート 33 ナット本体 34 押えばね 35 凸球面 36 凹球面

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アンギュラ玉軸受と、このアンギュラ玉
    軸受の外径面に嵌合する内周面を有する内側環状部材
    と、この内側環状部材の外側に設けられた内周面を有す
    る外側環状部材とを備えてなる軸受ユニットであって、
    前記内側環状部材の外周面および前記外側環状部材の内
    周面が互いに摺接し合う球面状に形成されていることを
    特徴とする軸受ユニット。
  2. 【請求項2】 外周面に螺旋状のボール転動溝を有する
    ねじ軸と、このボール転動溝に多数のボールを介して係
    合するナット本体と、このナット本体の端面に摺接する
    摺接面を有するフランジプレートとを備えてなる調芯機
    構付ボールねじであって、前記ナット本体の前記端面お
    よび前記フランジプレートの摺接面が互いに摺接し合う
    球面状に形成されていることを特徴とする調芯機構付ボ
    ールねじ。
  3. 【請求項3】 互いに平行な複数本の案内レールを有す
    る基台と、前記案内レール上にスライド可能に設けられ
    た移動テーブルと、この移動テーブルに設けられたナッ
    トブラケットと、このナットブラケットに保持されるナ
    ットと、このナットと協働してボールねじ機構を構成す
    るねじ軸と、このねじ軸を回転駆動する回転駆動手段と
    を備えた直動テーブル装置において、 前記ナットを、前記ナットブラケットにボルト締結され
    るフランジプレートと、前記ねじ軸の外周面に形成され
    たボール転動溝にボールを介して係合するナット本体
    と、このナット本体を前記フランジプレートに押圧する
    押圧手段とから構成し、かつ前記フランジプレートおよ
    び前記ナット本体の相対向する端面に互いに摺接する凹
    球面と凸球面とを形成したことを特徴とする直動テーブ
    ル装置。
  4. 【請求項4】 前記ねじ軸の端部を前記基台に対して回
    転可能に支持する軸受ユニットを、前記基台に固定され
    る軸受ハウジングと、この軸受ハウジング内に前記ねじ
    軸と同軸に設けられた外輪と、この外輪の内側に設けら
    れた内輪と、この内輪と外輪との間に転動自在に配設さ
    れた複数の転動体と、前記外輪の外周面に内周面を嵌着
    された内側環状部材と、この内側環状部材の外周に設け
    られた外側環状部材と、この外側環状部材を前記軸受ハ
    ウジングに固定する固定手段とから構成し、かつ前記内
    側環状部材の外周面を前記外側環状部材の内周面に対し
    て凸球状若しくは凹球状に形成するとともに、前記外側
    環状部材の内周面を前記内側環状部材の外周面に対して
    凹球状若しくは凸球状に形成したことを特徴とする請求
    項3記載の直動テーブル装置。
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