(57)【要約】【課題】保持器の機械的強度を大きく低下させることなく焼付の発生を抑制することができると共に、外輪または内輪を比較的小さなトルクで回転させることのできるアンギュラ玉軸受を提供する。【解決手段】内輪３の外周面に形成された転動体軌道面７の無負荷側軌道面を潤滑剤含有部材９で形成し、潤滑剤含有部材９から転動体４に潤滑剤を供給するようにした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外輪の内周面に形成された転動体軌道面と内輪の外周面に形成された転動体軌道面との間に複数個の球状転動体を転動自在に介装してなるアンギュラ玉軸受において、
前記転動体軌道面の負荷を受けない側の軌道面の少なくとも一部を潤滑剤含有部材で形成したことを特徴とするアンギュラ玉軸受。
【請求項２】
請求項１記載のアンギュラ玉軸受において、前記転動体の自転軸に対して前記潤滑剤含有部材が前記転動体に接触する角度を０°±４５°の範囲内としたことを特徴とするアンギュラ玉軸受。
【請求項３】
前記潤滑剤含有部材は環状に形成され、かつ前記転動体軌道面に隣接して前記内輪の外周面に形成された溝に嵌装されていることを特徴とする請求項１又は２記載のアンギュラ玉軸受。
【請求項４】
前記潤滑剤含有部材は複数に分割されていることを特徴とする請求項３記載のアンギュラ玉軸受。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項において、前記アンギュラ玉軸受が組合せアンギュラ玉軸受であって、内輪及び外輪のいずれか一方の近接する負荷を受けない側の軌道面の少なくとも一部が前記潤滑剤含有部材で形成されていることを特徴とするアンギュラ玉軸受。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項記載のアンギュラ玉軸受をナット外周部に有することを特徴とするナット回転型ボールねじ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転軸を支承する軸受として各種産業機械などに用いられるアンギュラ玉軸受に関する。また、本発明は各種産業機械の送り機構などに用いられるナット回転型ボールねじ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、アンギュラ玉軸受は、外輪及び内輪の周方向に沿って外輪内周面に形成された転動体軌道面と内輪外周面に形成された転動体軌道面との間に複数個の球状転動体を介装した構成となっている。
このようなアンギュラ玉軸受は外輪と内輪との間にグリースが封入されており、外輪と内輪との間に封入されたグリースが無くなると転動体軌道面と球状転動体との接触部に摩擦熱が発生して焼付を引き起こす原因となる。
【０００３】
そこで、転動体を保持する保持器を潤滑油含有材で形成し、この潤滑油含有材から転動体に潤滑油を供給するように構成したアンギュラ玉軸受が知られている（特許文献１参照）。
このようなアンギュラ玉軸受は、潤滑油含有材に含まれる潤滑油によって保持器と転動体との間に油膜が形成されるため、焼付の発生を抑制することができる。しかし、保持器を潤滑油含有材で形成すると、保持器の機械的強度が大きく低下する。このため、保持器に大きな衝撃力が加わるような速度で内輪または外輪を回転させると割れなどの破損が保持器に生じるおそれがあるため、内輪または外輪の回転速度が低速に制限されるという問題があった。
【０００４】
また、上述したアンギュラ玉軸受にあっては、保持器と転動体との間に油膜が常時形成されているため、油膜の粘性抵抗により内輪または外輪を回転させるのに必要なトルクが増大するという問題もあった。
一方、各種産業機械の送り機構などに用いられるボールねじ装置として、ナット回転型と称されるボールねじ装置が知られている（特許文献２参照）。この種のボールねじ装置は、ねじ軸と、ねじ軸の外周面に遊嵌する内周面を有するナットと、ねじ軸の外周面に形成された螺旋状のボール転動溝と該ボール転動溝に対向してナットの内周面に形成されたボール転動溝との間に組み込まれた多数のボールとを備えており、ナットの外周には、ナットを回転自在に支持するために、内輪がナットと一体に形成された転がり軸受が設けられている。
【０００５】
このようなボールねじ装置は、ナットに回転力を付与するとねじ軸が軸方向に直線運動するため、例えば電子部品実装装置の送り機構などに好適に用いることが可能である。しかし、ナットの外周部に設けられた軸受部への給脂を怠ると焼付を起こす可能性があり、また軸受部への給脂が過剰であるとナットを回転させるのに大きなトルクを必要とするという問題があった。
【特許文献１】特開平９−４９５２５号公報
【特許文献２】特開２００３−２６９５６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、特許文献１に記載のアンギュラ玉軸受にあっては、焼付の発生を防止するために、保持器が潤滑剤含有材で形成されていたため、保持器の機械的強度が大きく低下し、割れなどの破損が保持器に生じ易くなるという問題があった。また、保持器と転動体との間に形成された油膜の粘性抵抗により外輪または内輪を回転させるのに比較的大きなトルクを必要とするという問題もあった。
【０００７】
特許文献２に記載のナット回転型ボールねじ装置にあっては、ナットの外周部に設けられた軸受部への給脂を怠ると焼付を起こす可能性があり、また軸受部への給脂が過剰であるとナットを回転させるのに大きなトルクを必要とするという問題があった。
本発明は、このような問題点に着目してなされたものであり、保持器の機械的強度を大きく低下させることなく焼付の発生を抑制することができると共に、外輪または内輪を比較的小さなトルクで回転させることのできるアンギュラ玉軸受を提供することを目的とする。また、本発明の他の目的は、ナットを回転自在に支承する軸受部への給脂が不要なナット回転型ボールねじ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】
上記の目的を達成するために、本発明のうち請求項１の発明は、外輪の内周面に形成された転動体軌道面と内輪の外周面に形成された転動体軌道面との間に複数個の転動体を転動自在に介装してなるアンギュラ玉軸受において、前記転動体軌道面の負荷を受けない側の軌道面の少なくとも一部を潤滑剤含有部材で形成したことを特徴とする。
本発明のうち請求項２の発明は、請求項１記載のアンギュラ玉軸受において、前記転動体の自転軸に対して前記潤滑剤含有部材が前記転動体に接触する角度を０°±４５°の範囲内としたことを特徴とする。
【０００９】
本発明のうち請求項３の発明は、請求項１又は２記載のアンギュラ玉軸受において、前記潤滑剤含有部材が環状に形成され、かつ前記転動体軌道面に隣接して前記内輪の外周面に形成された溝に嵌装されていることを特徴とする。
本発明のうち請求項４の発明は、請求項３記載のアンギュラ玉軸受において、前記潤滑剤含有部材が複数に分割されていることを特徴とする。
【００１０】
本発明のうち請求項５の発明は、前記アンギュラ玉軸受が組合せアンギュラ玉軸受であって、内輪及び外輪のいずれか一方の近接する負荷を受けない側の軌道面の少なくとも一部が前記潤滑剤含有部材で形成されていることを特徴とする。
本発明のうち請求項６の発明に係るナット回転型ボールねじ装置は、請求項１〜５のいずれか一項記載のアンギュラ玉軸受をナット外周部に有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明によれば、負荷を受けない側に潤滑剤含有部材があるので、通常、潤滑剤含有部材は転動体に強く当たることがなく、潤滑剤含有部材の摩耗やトルク増加が起こらない。また、強いアキシャル方向負荷を受けると、一方のアンギュラ玉軸受がその負荷を保持すると同時に、他方のアンギュラ玉軸受はその内輪と潤滑剤含有部材が転動体側に変位し、転動体と潤滑剤含有部材とが接触し、潤滑剤含有部材から転動体に潤滑剤が供給される。したがって、長寿命でトルクの小さい高速回転に適したアンギュラ玉軸受となる。
【００１２】
請求項２の発明によれば、転動体の自転軸に対して潤滑剤含有部材が転動体に接触する角度を０°±４５°の範囲内としたことにより、転動体接触点における自転による摺接速度を低く抑えることができるので、潤滑剤含有部材の摩耗防止、トルク低減などの効果がある。また、転動体の自転軸と直交する方向の転動体の自転周速度をＶとすると、転動体接触点における転動体の周速度は０±（Ｖ／√２）以下に低減される。
【００１３】
請求項３の発明によれば、強度の低い潤滑剤含有部材を確実に取り付けることができる。
請求項４の発明によれば、潤滑剤含有部材を変形させることなく取り付けることができる。
請求項５の発明によれば、１個の潤滑剤含有部材で二箇所の転動体軌道に給脂することができる。
請求項６の発明によれば、潤滑剤含有部材から軸受部の転動体に潤滑剤を供給できるので、ナットを回転自在に支承する軸受部への給脂が不要なナット回転型ボールねじ装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図１〜図３を参照して、本発明に係るアンギュラ玉軸受の一実施形態について説明する。
図１において符号１は本発明の一実施形態に係るアンギュラ玉軸受であり、このアンギュラ玉軸受１は、外輪２、内輪３、転動体４および保持器５を備えている。上記外輪２及び内輪３は例えば軸受鋼などの金属材料から形成されており、外輪２の内周面には転動体軌道面６（図２参照）が外輪２の全周にわたって形成されている。一方、内輪３の外周面には転動体軌道面７（図２参照）が内輪３の全周にわたって形成されており、転動体４は外輪２の転動体軌道面６と内輪３の転動体軌道面７との間に複数設けられている。また、転動体４は球状に形成されており、これらの転動体４を外輪２及び内輪３の周方向に間隔をおいて保持する保持器５は、外輪２と内輪３との間に設けられている。なお、外輪２の内周面端部と内輪３の外周面端部との間には軸受シール１２が設けられている。
【００１５】
内輪３の外周面に形成された転動体軌道面７は、図２に示すように、負荷を受ける側の軌道面（以下「負荷側軌道面」と称す）７ａと負荷を受けない側の軌道面（以下「無負荷側軌道面」と称す）７ｂとからなり、無負荷側軌道面７ｂは内輪３の外周面に外嵌された環状の潤滑剤含有部材９によって形成されている。
潤滑剤含有部材９は例えば鉱油、ポリα−オレフィン油、アルキルポリフェニレンエーテル油、アルキルナフタレン油、エステル油などの潤滑剤を含有するポリマー材（以下「潤滑剤含有ポリマー材」という）からなり、この潤滑剤含有部材９の外周部には、転動体４の自転軸に対する角度が０°±４５°の範囲内で転動体４と接触する転動体接触面９ａが潤滑剤含有部材９の全周にわたって形成されている。また、潤滑剤含有部材９は止め輪１０（図２参照）により内輪３の外周面に固定されており、内輪３の外周面には、止め輪１０を内輪３に取り付けるための止め輪装着溝１１が内輪３の全周にわたって形成されている。
なお、潤滑剤含有ポリマー材のポリマー材としては、例えばポリエチレン，ポリプロピレン，ポリブチレン，ポリメチルペンテン等の基本的に同じ化学構造を有するポリα−オレフィン系ポリマーの群から選定したポリマー材を好適に用いることができる。
【００１６】
上述した本発明の一実施形態では、内輪３の外周面に形成された転動体軌道面７の無負荷側軌道面７ｂが潤滑剤含有部材９によって形成されているため、アキシャル方向の負荷が無い時は、潤滑剤含有部材９は転動体４に強く当たることがなく、潤滑剤含有部材９の摩耗やトルク増加が起こらない。また、外輪２の転動体軌道面６に強いアキシャル方向負荷が加わった後にそれが開放される場合、アキシャル方向負荷が作用している間は、内輪３と潤滑剤含有部材９が転動体４から離れる方向に変位するので、潤滑剤含有部材９が負荷により変形し、その後の機能低下を引き起こすことがない。アキシャル方向荷重が開放されると、転動体４に作用していた圧縮応力が開放されることにより、内輪３と潤滑剤含有部材９が転動体方向に変位することによって、転動体４と潤滑剤含有部材９とが接触するが、このとき転動体４は負荷を受けておらず、アキシャル方向に遊びを持った状態であることにより、転動体４が潤滑剤含有部材９に強く圧接して潤滑剤含有部材９を変形させるおそれはない。これにより、潤滑剤含有部材９から転動体４に潤滑剤が供給されるので、長寿命でトルクの小さい高速回転に適したアンギュラ玉軸受を得ることができる。また、上述した本発明の一実施形態では、前述した従来例のように、保持器を潤滑剤含有材で形成しなくても転動体に潤滑剤を供給できるので、保持器の機械的強度を大きく低下させることなく焼付の発生を抑制することができる。
【００１７】
さらに、上述した本発明の一実施形態では、潤滑剤含有部材９が転動体４に接触する角度を転動体４の自転軸に対して０°±４５°の範囲内としたことにより、転動体接触点における転動体の自転による摺接速度を低く抑えることができるので、潤滑剤含有部材９の摩耗を防止できると共に回転トルクを低減することができる。
図１〜図３に示した本発明の一実施形態では転動体軌道面７の無負荷側軌道面７ｂの全部を潤滑剤含有部材９で形成した場合を例示したが、無負荷側軌道面７ｂの一部のみを潤滑剤含有部材９で形成してもよい。なお、図１〜図３に示した本発明の一実施形態では単列のアンギュラ玉軸受を例示したが、複列のアンギュラ玉軸受にも本発明を適用できる。
また、図１〜図３に示した本発明の一実施形態では内輪２の外周面に形成された転動体軌道面７の無負荷側軌道面７ｂの全部を潤滑剤含有部材９で形成した場合を例示したが、外輪１の内周面に形成された転動体軌道面６の無負荷側軌道面の少なくとも一部を潤滑剤含有部材９で形成してもよい。
【００１８】
次に、本発明をナット回転型ボールねじ装置に適用した場合の実施の形態を図４〜図９を参照して説明する。
図４において符号２０は本発明の一実施形態に係るナット回転型ボールねじ装置であり、このボールねじ装置２０のねじ軸２１の外周面には、螺旋状のボール転動溝２３（図５参照）が形成されている。このボール転動溝２３はナット２２の内周面に形成された螺旋状のボール転動溝２４（図５参照）と対向しており、ボール転動溝２３とボール転動溝２４との間には多数のボール２５が組み込まれている。
【００１９】
ボール２５はナット２２が軸芯回りに回転するとボール転動溝２３とボール転動溝２４との間に形成されたボール負荷転動路２６（図５参照）を転動するようになっており、ボール負荷転動路２６を転動したボール２５はナット２２に組み付けられたボール循環部材としてボール循環チューブ２７内に導入されて循環するようになっている。
ナット２２の外周には、ナット２２を回転自在に支持するために、転がり軸受としてのアンギュラ玉軸受２８（図４参照）が設けられている。このアンギュラ玉軸受２８の外輪２９は複数本のボルト３０により例えば送り機構の基台３１に固定されており、基台３１と一体に形成されたモータブラケット３２には、タイミングプーリ３４，３５及びタイミングベルト３６を介してナット２２を回転駆動する駆動モータ３３が取り付けられている。
【００２０】
一方、アンギュラ玉軸受２８の内輪はナット２２と一体に形成されており、ナット２２の外周面には、転動体軌道面３７，３８（図６参照）がナット２２の全周にわたって形成されている。これらの転動体軌道面３７，３８は外輪２９の内周面に形成された転動体軌道面３９，４０（図６参照）とそれぞれ対向しており、転動体軌道面３７と転動体軌道面３９および転動体軌道面３８と転動体軌道面４０との間には、複数個の転動体４１が転動自在に介装されている。
転動体４１は球状に形成されており、転動体軌道面３７〜４０に対する転動体４１の接触角度はほぼ４５度となっている。なお、ナット２２の外周面端部と外輪２９の内周面端部との間にはラビリンスシール４２（図６参照）が設けられている。
【００２１】
転動体軌道面３７，３８はナット外周面の一端部と他端部に形成されており、転動体軌道面３７と転動体軌道面３８との間のナット２２の外周面上には、二つの潤滑剤含有部材４５（図６参照）が設けられている。これらの潤滑剤含有部材４５は例えば鉱油、ポリα−オレフィン油、アルキルポリフェニレンエーテル油、アルキルナフタレン油、エステル油などの潤滑剤を含有するポリマー材（以下「潤滑剤含有ポリマー材」という）からなり、転動体軌道面３７，３８の無負荷側軌道面は、上記潤滑剤含有部材４５によって形成されている。また、潤滑剤含有部材４５は環状に形成され、各潤滑剤含有部材４５の外周部には、転動体４の自転軸に対する角度が０±４５°の範囲内で転動体４と接触する転動体接触面４５ａ（図７参照）が形成されている。
【００２２】
ナット２２の外周面には潤滑剤含有部材４５をナット２２の外周面上に位置決めする二つの位置決め溝４３がナット２２の全周にわたって形成されており、これらの位置決め溝４３に潤滑剤含有部材４５を装着するために、潤滑剤含有部材４５は、図７に示すように、半円形状に二分割されている。
なお、潤滑剤含有ポリマー材のポリマー材としては、例えばポリエチレン，ポリプロピレン，ポリブチレン，ポリメチルペンテン等の基本的に同じ化学構造を有するポリα−オレフィン系ポリマーの群から選定したポリマー材を用いることができる。
【００２３】
このように構成されるボールねじ装置では、転動体軌道面３７，３８の無負荷側軌道面が潤滑剤含有部材４５によって形成され、潤滑剤含有部材４５から転動体７に潤滑剤を供給することが可能となるので、ナット２２を回転自在に支承する軸受部への給脂を不要とすることができる。
また、図４〜図７に示した本発明の一実施形態では潤滑剤含有部材４５が転動体４１によりナット２２の外周面に押されるため、潤滑剤含有部材４５が分割されていても潤滑剤含有部材４５がナット２２の外周面から脱落することはない。
【００２４】
図４〜図７に示した本発明の一実施形態では転動体軌道面３７と転動体軌道面３８との間のナット２２の外周面上に二つの潤滑剤含有部材４５を設けた場合を例示したが、転動体軌道面３７，３８がナット２２の外周面に近接して形成されている場合には、図８及び図９に示すように、転動体軌道面３７と転動体軌道面３８との間のナット２２の外周面上に外嵌される潤滑剤含有部材４５の数を一つとしてもよい。
【００２５】
また、図４〜図７に示した本発明の一実施形態ではナット２２の外周面に形成された位置決め溝４４に潤滑剤含有部材４５を装着するために、環状の潤滑剤含有部材４５を二つに分割したが、潤滑剤含有部材４５をナット２２の外周面上に固定する手段として止め輪などを用いれば潤滑剤含有部材４５を複数に分割する必要はない。
さらに、図４〜図７に示した本発明の一実施形態ではナット２２の外周面に形成された位置決め溝４４に潤滑剤含有部材４５を嵌装して潤滑剤含有部材４５をナット２２の外周面上に固定したが、潤滑剤含有部材４５をナット２２の外周面上に固定する手段として止め輪などを用いればナット２２の外周面に位置決め溝４４を形成する必要はない。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施形態に係るアンギュラ玉軸受の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るアンギュラ玉軸受の要部を示す断面図である。
【図３】図１及び図２に示す潤滑剤含有部材の断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るナット回転型ボールねじ装置の概略構成を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るナット回転型ボールねじ装置の一部を示す断面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係るナット回転型ボールねじ装置の要部を示す断面図である。
【図７】図５に示す潤滑剤含有部材の断面図である。
【図８】本発明の他の実施形態に係るナット回転型ボールねじ装置の概略構成を示す図である。
【図９】本発明の他の実施形態に係るナット回転型ボールねじ装置の要部を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２７】
２  外輪
３  内輪
４  転動体
５  保持器
６、７  転動体軌道面
８  ラビリンスシール
９  潤滑剤含有部材
１０  止め輪
２１  ねじ軸
２２  ナット
２３，２４  ボール転動溝
２５  ボール
２９  外輪
３７，３８，３９，４０  転動体軌道面
４１  転動体
４２  ラビリンスシール
４３  位置決め溝
４５  潤滑剤含有部材
【図１】
2007139014.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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