(57)【要約】【課題】イナーシャを低減し、内輪が設置されるねじ軸又はナットの耐久性を向上させることができる軸受装置を提供する。【解決手段】ねじ軸５１と、転動体５２を介してねじ軸５１に螺合するナット５３とを有するボールねじ５０に設置され、ハウジング１０と、複数の転がり軸受２０の内輪２１ｂ，２２ｂを、ナット５３に固定する内輪固定部材４０と、転がり軸受の外輪２１ａ，２２ａを、ハウジング１０に固定する外輪固定部材３０とを備える軸受装置であり、外輪固定部材３０及び内輪固定部材４０としてベベル形止め輪を採用した。【選択図】図１
2010107018.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ねじ軸と、転動体を介して前記ねじ軸に螺合するナットとを有するボールねじに設置され、
前記ねじ軸の外径より大きい内径で筒状に形成されたハウジングと、
該ハウジング内に収容された複数の転がり軸受と、
該転がり軸受の内輪を、前記ねじ軸に固定する内輪固定部材と、
該転がり軸受の外輪を、前記ハウジングに固定する外輪固定部材と、を備えた軸受装置において、
前記内輪固定部材は、前記ねじ軸の外周面に形成された環状溝部に係合され、前記ねじ軸の外周面に形成された環状段部の端面にシムを介して一方の端部が係止された前記内輪の他方の端部を係止するベベル形止め輪であり、
前記外輪固定部材は、前記ハウジングの内周面に形成された環状溝部に係合され、前記ハウジングの内周面に形成された環状段部の端面に一方の端部が係止された前記外輪の他方の端部を係止するベベル形止め輪であることを特徴とする軸受装置。
【請求項２】
ねじ軸と、転動体を介して前記ねじ軸に螺合するナットとを有するボールねじに設置され、
前記ナットの外径より大きい内径で筒状に形成されたハウジングと、
該ハウジング内に収容された複数の転がり軸受と、
該転がり軸受の内輪を、前記ナットに固定する内輪固定部材と、
該転がり軸受の外輪を、前記ハウジングに固定する外輪固定部材と、を備えた軸受装置において、
前記内輪固定部材は、前記ナットの外周面に形成された環状溝部に係合され、前記ナットの外周面に形成された環状段部の端面にシムを介して一方の端部が係止された前記内輪の他方の端部を係止するベベル形止め輪であり、
前記外輪固定部材は、前記ハウジングの内周面に形成された環状溝部に係合され、前記ハウジングの内周面に形成された環状段部の端面に一方の端部が係止された前記外輪の他方の端部を係止するベベル形止め輪であることを特徴とする軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボールねじ等の回転軸又はナットを支持する軸受として用いられる軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ボールねじ等のねじ軸（回転軸）又はナットは、軸受装置によって支持されている（例えば、特許文献１参照）。図５は、ボールねじ等のねじ軸を支持する従来の軸受装置の構成を示す軸方向に沿う断面図である。図５に示すように、ボールねじ２００に設置された軸受装置１００は、ハウジング１１０、組合せ転がり軸受１２０、外輪固定部材１３０、及び内輪固定部材１４０を備えている。
【０００３】
ボールねじ２００は、ねじ軸２１０と、転動体２２０を介してねじ軸２１０に螺合するナット２３０とを有する。ナット２３０は、ねじ軸２１０の外径より大きい内径で筒状に形成されている。ナット２３０の内面には、ねじ軸２１０の外周面に螺旋状に形成されたねじ溝２１１に対向するようにねじ溝２３１が形成されている。ねじ溝２１１とねじ溝２３１とによって形成された転動路において転動体２２０は転動可能とされている。
【０００４】
ハウジング１１０は、ナット２３０の外径より大きい内径で筒状に形成されている。このハウジング１１０内に収容された組合せ転がり軸受１２０は、二つの転がり軸受１２１，１２２を軸方向に並べて備える。これらの転がり軸受１２１，１２２は、それぞれ外輪１２１ａ，１２２ａと、内輪１２１ｂ，１２２ｂと、外輪１２１ａ，１２２ａ及び内輪１２１ｂ，１２２ｂ間で転動可能とされた転動体１２１ｃ，１２２ｃとをそれぞれ有している。
【０００５】
軸方向に当接する外輪１２１ａ，１２２ａは、ハウジング１１０の内周面に形成された環状段部１１１の端面１１１ａと、ハウジング１１０の内周面に固定された外輪固定部材１３０とによって挟まれるように固定されている。この外輪固定部材１３０は、例えば、ロックナットである。
一方、内輪１２１ｂ，１２２ｂは、ナット２３０の外周面に形成された環状段部２３２の端面２３２ａと、ナット２３０の外周面に固定された内輪固定部材１４０とによって挟まれるように固定されている。この内輪固定部材１４０は、例えば、ロックナットである。ここで、内輪１２１ａ，１２２ａ間には予圧用差幅すきまｓが設けられている。この予圧用差幅すきまｓを用いて内輪１２１ａ，１２２ａを軸方向に互いに押しつけることにより、転がり軸受１２１，１２２に予圧がかけられる。
【０００６】
ナット２３０の軸方向の端面には、ねじ軸２１０を囲む円環状のプーリー２４０が複数本のボルトにより固定されている。このプーリー２４０と、図示しない駆動モーターとを駆動ベルト等で懸架することにより、駆動モーターを駆動させたときに、ナット２３０を回転させることができる。
また、図示はしないが、従来のボールねじにおいては、ナット２３０の代わりに、ねじ軸２１０を軸受装置１００が支持する構成も採用されている。
【特許文献１】特開２００７−３２１７７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、軸受装置１００の内輪固定部材１４０としてロックナットを用いると、ナット２３０やねじ軸２１０の回転時にイナーシャが増大し、振れが大きくなるため、ナット２３０の耐久性が低下する問題が生じる。
そこで、本発明は上記の問題点に着目してなされたものであり、その目的は、イナーシャを低減させ、内輪が設置されるナットやねじ軸の耐久性を向上させることができる軸受装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するため、本発明者が鋭意検討を重ねた結果、回転するナット又はねじ軸に内輪を固定する固定部材として、ロックナットの代わりにベベル形止め輪を用いることでイナーシャを低減させ、耐久性を向上させることができることを知見した。
本発明は、本発明者による前記知見に基づくものであり、上記課題を解決するための本発明の請求項１に係る軸受装置は、ねじ軸と、転動体を介して前記ねじ軸に螺合するナットとを有するボールねじに設置され、
前記ねじ軸の外径より大きい内径で筒状に形成されたハウジングと、
該ハウジング内に収容された複数の転がり軸受と、
該転がり軸受の内輪を、前記ねじ軸に固定する内輪固定部材と、
該転がり軸受の外輪を、前記ハウジングに固定する外輪固定部材と、を備えた軸受装置において、
前記内輪固定部材は、前記ねじ軸の外周面に形成された環状溝部に係合され、前記ねじ軸の外周面に形成された環状段部の端面にシムを介して一方の端部が係止された前記内輪の他方の端部を係止するベベル形止め輪であり、
前記外輪固定部材は、前記ハウジングの内周面に形成された環状溝部に係合され、前記ハウジングの内周面に形成された環状段部の端面に一方の端部が係止された前記外輪の他方の端部を係止するベベル形止め輪であることを特徴としている。
【０００９】
また、上記課題を解決するための本発明の請求項２に係る軸受装置は、ねじ軸と、転動体を介して前記ねじ軸に螺合するナットとを有するボールねじに設置され、
前記ナットの外径より大きい内径で筒状に形成されたハウジングと、
該ハウジング内に収容された複数の転がり軸受と、
該転がり軸受の内輪を、前記ナットに固定する内輪固定部材と、
該転がり軸受の外輪を、前記ハウジングに固定する外輪固定部材と、を備えた軸受装置において、
前記内輪固定部材は、前記ナットの外周面に形成された環状溝部に係合され、前記ナットの外周面に形成された環状段部の端面にシムを介して一方の端部が係止された前記内輪の他方の端部を係止するベベル形止め輪であり、
前記外輪固定部材は、前記ハウジングの内周面に形成された環状溝部に係合され、前記ハウジングの内周面に形成された環状段部の端面に一方の端部が係止された前記外輪の他方の端部を係止するベベル形止め輪であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る軸受装置では、回転するナット又はねじ軸に内輪を固定する固定部材として、ベベル形止め輪を用いたので、軸方向及び外径方向の寸法が縮小され、イナーシャを低減させ、耐久性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明に係る軸受装置の第１の実施形態における構成を示す軸方向に沿う断面図である。図２は、本発明に係る軸受装置の第１の実施形態において内輪に設置されるベベル形止め輪の構成を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のIIｂ−IIｂ線に沿う断面図、（ｃ）は（ｂ）のIIｃ部拡大図である。図３は、本発明に係る軸受装置の第１の実施形態において用いられるベベル形止め輪の作用を示す図である。
【００１２】
図１〜図３に示すように、ボールねじ５０に設置された軸受装置１は、ハウジング１０、組合せ転がり軸受２０、外輪固定部材３０、及び内輪固定部材４０を備えている。
ボールねじ５０は、ねじ軸５１と、転動体５２を介してねじ軸５１に螺合するナット５３とを有する。ナット５３は、ねじ軸５１の外径より大きい内径で筒状に形成されている。ナット５３の内面には、ねじ軸５１の外周面に螺旋状に形成されたねじ溝５１ａに対向するようにねじ溝５３ａが形成されている。ねじ溝５１ａとねじ溝５３ａとによって形成された転動路において転動体５２は転動可能とされている。
【００１３】
ハウジング１０は、ナット５３の外径より大きい内径で筒状に形成されている。このハウジング１０内に収容された組合せ転がり軸受２０は、二つの転がり軸受２１，２２を軸方向に並べて備える。これらの転がり軸受２１，２２は、それぞれ外輪２１ａ，２２ａと、内輪２１ｂ，２２ｂと、外輪２１ａ，２２ａ及び内輪２１ｂ，２２ｂ間で転動可能とされた転動体２１ｃ，２２ｃとをそれぞれ有している。
【００１４】
軸方向に当接する外輪２１ａ，２２ａは、ハウジング１０の内周面に形成された環状段部１１の端面１１ａと、ハウジング１０の内周面に固定された外輪固定部材３０とによって挟まれるように固定されている。この外輪固定部材３０は、ベベル形止め輪であり、ハウジング１０の内周面に形成された環状溝部１２に係合して固定されるいわゆる穴用ベベル形止め輪である。
【００１５】
一方、内輪２１ｂ，２２ｂは、ナット５３の外周面に形成された環状段部５４の端面５４ａと、ナット５３の外周面に固定された内輪固定部材４０とによって挟まれるように固定されている。なお、内輪２２ｂと、環状段部５４の端面５４ａとの間には、円環状の薄板よりなるシム６０が嵌合されている。この内輪固定部材４０も、ベベル形止め輪であり、ナット５３の外周面に形成された環状溝部５５に係合して固定されるいわゆる軸用ベベル形止め輪である。ここで、内輪２１ｂ，２２ｂ間には予圧用差幅すきまｓが設けられている。この予圧用差幅すきまｓを用いて内輪２１ｂ，２２ｂを軸方向に互いに押しつけることにより、転がり軸受２１，２２に予圧がかけられる。
【００１６】
ナット５３の軸方向の端面には、ねじ軸５１を囲む円環状のプーリー７０が複数本のボルトにより固定されている。このプーリー７０と、図示しない駆動モーターとを駆動ベルト等で懸架することにより、駆動モーターを駆動させたときに、ナット５３を回転させることができる。
内輪固定部材４０としてのベベル形止め輪は、図２（ａ）に示すように、切り欠きが形成されたＣ字形状をなす薄板である。ここで、外輪２１ａ，２２ａに設置されるベベル形止め輪（外輪固定部材３０）も内輪固定部材４０と同様の構成であるため、説明を省略する。また、図２（ｂ）に示すように、内輪固定部材４０としてのベベル形止め輪の内縁部４１には、内方に傾斜した断面形状の傾斜部４２が形成される。傾斜部４２の傾斜角度としては、図２（ｃ）に示すように、内輪固定部材４０の表面４０ａから裏面４０ｂへの俯角が軸中心方向へ１５°程度をなすことが好ましい。
【００１７】
また、図３に示すように、内輪固定部材４０としてのベベル形止め輪を環状溝部５５に係合させる際に、内輪固定部材４０に作用する力ｆは、傾斜部４２が環状溝部５５に当接し、内輪固定部材４０に加えられる力ｆ１と、内径側（ラジアル方向）に戻ろうとする復元力ｆ２とに分散される。そして、その復元力ｆ２は、内輪２１ｂにおいて、内輪２２ｂ側に作用し、組合せ転がり軸受２０の予圧発生に寄与することとなる。
【００１８】
すなわち、内輪固定部材４０としてのベベル形止め輪を環状溝部５５に係合させた後に、複数種類の厚さから選択されるシム６０を内輪２２ｂと、環状段部５４の端面５４ａとの間に嵌めることによって、転がり軸受２１，２２にかけられる予圧量（荷重）を調整することができる。
このように、回転するナット５３に内輪２１ｂ，２２ｂを固定する内輪固定部材４０としてベベル形止め輪を用いることによって、回転対象の軸方向における寸法がＣからＡに縮小される（図１及び図５参照）。したがって、内輪２１ｂ，２２ｂが固定されるナット５３のイナーシャを低減させ、ナット５３の耐久性を向上させた軸受装置１を提供することができる。
【００１９】
（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態について、図面を参照して説明する。本実施形態に係る軸受装置は、内輪が固定される対象が前述の第１の実施形態と異なるだけであるので、第１の実施形態と同じ符号を付した同様の構成については説明を省略する。図４は、本発明に係る軸受装置の第２の実施形態における構成を示す軸方向に沿う断面図である。
【００２０】
図４に示すように、本実施形態に係る軸受装置１は、第１の実施形態において内輪２１ｂ，２２ｂがナット５３に設置される代わりに、内輪２１ｂ，２２ｂがねじ軸５１を支持するように設置されている。具体的に、内輪２１ｂ，２２ｂは、ねじ軸５１に形成された環状溝部５１ｂに係合する内輪固定部材４０としてのベベル形止め輪と、ねじ軸５１の外周面に形成された環状段部５１ｃの端面５１ｄとの間で固定されている。なお、内輪２１ｂと、環状段部５１ｃの端面５１ｄとの間には、円環状の薄板よりなるシム６０が嵌合されている。ここで、内輪２１ｂ，２２ｂ間には予圧用差幅すきまｓが設けられている。この予圧用差幅すきまｓを用いて内輪２１ｂ，２２ｂを軸方向に互いに押しつけることにより、転がり軸受２１，２２に予圧がかけられる。
【００２１】
一方、外輪２１ａ，２２ａは、ハウジング１０の内周面に形成された環状段部１１の端面１１ａと、ハウジング１０の内周面に固定された外輪固定部材３０とによって挟まれるように固定されている。この外輪固定部材３０も、ベベル形止め輪であり、ハウジング１０の内周面に形成された環状溝部１２に係合して固定されるいわゆる穴用ベベル形止め輪である。
【００２２】
このように、本発明に係る軸受装置１がボールねじ５０の端部においてねじ軸５１を支持するために適用された場合に、内輪２１ｂ，２２ｂが設置されたねじ軸５１の軸方向に対する寸法がＣからＡに縮小される（図１及び図５参照）。したがって、ねじ軸５１のイナーシャを低減させ、ねじ軸５１の耐久性を向上させた軸受装置１を提供することができる。
【００２３】
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されずに、種々の変更、改良を行うことができる。例えば、上記実施形態では転がり軸受２１，２２の向きを背面（ＤＢ）組合せとしたが、正面（ＤＦ）組合せでもよい。このとき、外輪固定部材３０としては、軸用ベベル形止め輪の代わりに穴用ベベル形止め輪が用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る軸受装置の第１の実施形態における構成を示す軸方向に沿う断面図である。
【図２】本発明に係る軸受装置の第１の実施形態において内輪に設置されるベベル形止め輪の構成を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のIIｂ−IIｂ線に沿う断面図、（ｃ）は（ｂ）のIIｃ部拡大図である。
【図３】本発明に係る軸受装置の第１の実施形態において内輪に設置されるベベル形止め輪の作用を示す図である。
【図４】本発明に係る軸受装置の第２の実施形態における構成を示す軸方向に沿う断面図である。
【図５】従来の軸受装置の構成を示す軸方向に沿う断面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１  軸受装置
１０  ハウジング
２０  組合せ転がり軸受
２１，２２  転がり軸受
２１ａ，２２ａ  外輪
２１ｂ，２２ｂ  内輪
３０  外輪固定部材
４０  内輪固定部材
５０  ボールねじ
５１  ねじ軸
５３  ナット
６０  シム
【図１】
2010107018.tif 000003
【図２】
2010107018.tif 000004
【図３】
2010107018.tif 000005
【図４】
2010107018.tif 000006
【図５】
2010107018.tif 000007