(57)【要約】【課題】ボールねじ軸等の回転軸の製造工程を簡素化すると共に、回転軸支持装置に用いる転がり軸受の適正化を図る手段を提供する。【解決手段】回転軸支持装置１１ａが、内周面に外輪軌道１５ｂを形成した外輪１５ａと、支持部１６ａの外周面に内輪軌道１５ｃを形成したボールねじ軸３と、外輪軌道１５ｂと内輪軌道１５ｃとの間に配設された複数の玉１５ｄと備える。【選択図】        図１
2007285480.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面に外輪転動体ガイド面を形成した外輪と、支持部の外周面に内輪転動体ガイド面を形成した回転軸と、前記外輪転動体ガイド面と内輪転動体ガイド面との間に配設された複数の軸受転動体と備えたことを特徴とする回転軸支持装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記回転軸が、ボールねじ装置のボールねじ軸であることを特徴とする回転軸支持装置。
【請求項３】
請求項１において、
前記回転軸が、遊星ローラねじ装置の中央ねじ軸であることを特徴とする回転軸支持装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか一項において、
前記回転軸の軸端部に、前記回転軸の半径方向に延在するスラスト軸受のスラスト受面を形成したことを特徴とする回転軸支持装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項３のいずれか一項において、
前記回転軸の軸端部の外周面に、前記内輪転動体ガイド面を形成すると共に、前記軸端部の端面に、前記回転軸の軸芯を中心とし、前記内輪転動体ガイド面の半径方向の内側に至るカップリング取付穴を形成したことを特徴とする回転軸支持装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか一項において、
前記回転軸を、ＨｒＣ５０以上の表面硬度を有する前記回転軸の軸素材を素に、切削加工により形成したことを特徴とする回転軸支持装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の回転軸支持装置の回転軸の製造方法であって、
前記回転軸の軸素材に、表面硬度をＨｒＣ５０以上とする表面焼入処理を行う工程と、
該表面焼入処理を施した軸素材に、切削加工により前記内輪転動体ガイド面を形成する工程とを備えることを特徴とする回転軸支持装置の回転軸の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボールねじ装置のボールねじ軸や遊星ローラねじ装置の中央ねじ軸等の回転軸を回転自在に支持する回転軸支持装置およびその回転軸の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のボールねじ装置のボールねじ軸を回転支持する回転軸支持装置は、ボールねじ軸の軸端部に形成された支持部に、２つのアンギュラ玉軸受を背面組合せにした転がり軸受の内輪の内周面を嵌合させ、支持部の先端部に設けたねじ部に螺合するロックナットにより支持部の段部との間に内輪を締結して固定している（例えば、特許文献１参照。）。
また、ボールねじ装置のボールねじ軸を回転支持する回転軸支持装置において、ボールねじ軸の軸端部に形成された支持部に、２つの玉軸受で形成された転がり軸受の内輪の内周面を嵌合させ、これらの内輪を支持部の先端部の円周方向に設けた係止溝に嵌合するＣ型輪止め等により支持部の段部との間に係止すると共に、支持部の半径方向の内側にボールねじ軸の軸芯を中心としたセレーション穴を形成し、このセレーション穴に出力軸のセレーション部を嵌合させて駆動力を伝達しているものもある（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開２００４−８４８８６号公報（第４頁段落００１２−第５頁段落００１３、第１図）
【特許文献２】特開２００２−９８２１１号公報（第４頁段落００２１−００２２、第３図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述した従来の特許文献１の技術においては、２つのアンギュラ玉軸受の内輪を支持部の先端部に設けたねじ部に螺合するロックナットにより支持部の段部との間に内輪を締結して固定しているため、ロックナットの締結時の引張り力によりねじ部の谷径部に応力集中が生じ、ねじ部が疲労により破損する虞がある。
このため、ボールねじ軸の軸軌道溝の表面硬度を高めるための浸炭焼入または高周波焼入等の表面焼入処理を施すときに、焼入前の防炭材の施工および焼入後の防炭材の除去による防炭処理、または焼入後の焼きなまし処理によりねじ部を形成する領域の硬度を所定の硬さに調整する必要があり、ボールねじ軸の製造工程における作業時間や工数が増大してボールねじ軸の製造コストが増加するという問題がある。
【０００４】
また、支持部の軸方向外側に駆動軸とのカップリングを取付けるための取付部を設けると、取付部の外径がロックナットの締結用のねじ部の谷径部の直径より更に小さくなるので、捻り強度が更に不足するという問題がある。
特許文献２の技術においては、内輪を嵌合させる支持部の半径方向の内側にボールねじ軸の軸芯を中心としたセレーション穴を形成し、このセレーション穴に出力軸のセレーション部を嵌合させて駆動トルクを伝達しているため、セレーション穴の穴径は伝達トルクによって決定され、その半径方向の外側に形成される支持部の外径もセレーション穴の穴径を基に軸強度等を考慮して決定され、この支持部に嵌合する転がり軸受の内輪の内径は、支持部の外径に一致させる必要があるために、転がり軸受の選定の余地がなくなり、不必要な負荷容量を有する転がり軸受を用いなければならない場合には、転がり軸受が大型化して回転軸支持装置が大型化するという問題がある。
【０００５】
このことは、上記した捻り強度が不足する場合のボールねじ装置のボールねじ軸の支持部に設ける転がり軸受においても同様である。
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、ボールねじ軸等の回転軸の製造工程を簡素化すると共に、回転軸支持装置に用いる転がり軸受の適正化を図る手段を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するために、回転軸支持装置が、内周面に外輪転動体ガイド面を形成した外輪と、支持部の外周面に内輪転動体ガイド面を形成した回転軸と、前記外輪転動体ガイド面と内輪転動体ガイド面との間に配設された複数の軸受転動体と備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
このように、本発明は、支持部の外周面に転がり軸受の内輪転動体ガイド面を形成するので、転がり軸受の内輪を固定するためのロックナットやこれを螺合させるねじ部が不要になり、回転軸の表面硬度を高めるための表面焼入処理を施すときの防炭処理や焼きなまし処理を省略することができ、回転軸の製造工程を簡素化することができると共に、支持部への内輪の嵌合が不要であるので、支持部の強度を確保しながら適正な負荷容量を有する転がり軸受を用いることができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下に、図面を参照して本発明による回転軸支持装置およびその回転軸の製造方法の実施例について説明する。
【実施例１】
【０００９】
図１は実施例１の回転軸支持装置のボールねじ装置への適用例の断面を示す説明図、図２は図１のＡ方向矢視図である。
なお、図１に示すは回転軸支持装置は、図２のＢ−Ｏ−Ｂ断面線に沿った断面で示してある。
図１において、１はボールねじ装置であり、外周面に円弧状断面形状の軸軌道溝２が所定のリードで螺旋状に形成された回転軸としてのボールねじ軸３と、円筒状部材の内周面に軸軌道溝２と対向する円弧状断面形状のナット軌道溝４が軸軌道溝２と同じリードで形成されたボールナット５とを、ボールねじ軸３の軸軌道溝２とこれに対向するボールナット５のナット軌道溝４とにより形成される負荷路を転動する鋼球等のボール６により螺合させて形成される。
【００１０】
また、負荷路の両端部はリターンチューブ８により連通されて循環路が形成され、この循環路には、複数のボール６と所定の量の潤滑剤、例えばグリースが封入され、ボールねじ軸３の回転に伴ってボール６が循環路を循環し、負荷路を転動するボール６がボールナット５に加えられた荷重を往復動自在に支持してボールナット５がボールねじ軸３の軸方向に沿った直線往復移動可能に支持される。これによりボールねじ軸３の回転運動がボールナット５の直線運動に変換され、ボールねじ装置１が直動装置として機能する。
【００１１】
９はフランジ部であり、ボールナット５の外周部の一方の端部に設けられ、このフランジ部９によりボールナット５が図示しない機械装置の移動台にボルト等で固定される。
本実施例のボールねじ軸３の軸軌道溝２の表面、およびボールナット５のナット軌道溝６の表面には、高周波焼入や浸炭焼入等の表面焼入処理により比較的高い硬度（ロックウェル硬度のＣスケールで５０（ＨｒＣ５０と記す。）以上）の表面硬度を有する表面硬化層が形成されている。
【００１２】
１１は回転軸支持装置である。本実施例の回転軸支持装置１１は基台１２に立設されたハウジング１３、１４にそれぞれ形成されており、ボールねじ軸３の両方の軸端部にそれぞれ配置されている。
ボールねじ軸３の一方の軸端部（図１の例では右側）に配置された回転軸支持装置１１ａは、軸方向荷重と半径方向荷重とを同時に回転支持する機能を有しており、本実施例では転がり軸受としてのアンギュラ玉軸受１５を２つ正面組合せで配置して形成される。
【００１３】
正面組合せに配置されたアンギュラ玉軸受１５は、それぞれ外輪１５ａの内周面に形成された円弧状断面形状の球状凹面である外輪転動体ガイド面としての外輪軌道１５ｂと、ボールねじ軸３の一方の軸端部に形成された支持部１６ａの外周面に形成された円弧状断面形状の球状凹面である内輪転動体ガイド面としての内輪軌道１５ｃとの間に所定のピッチで転動自在に配設された複数の軸受転動体としての玉１５ｄとを備えており、外輪１５ａはハウジング１３の軸受嵌合穴１３ａに嵌合し、ハウジング１３に取付ボルト１７により締結された蓋体１８により軸方向に押圧されて固定される。
【００１４】
なお、アンギュラ玉軸受１５に、玉１５ｄを等角度ピッチで保持する保持器を具備するようにしてもよい。
これにより、正面組合せのアンギュラ玉軸受１５に予圧を付与され、玉１５ｄが外輪軌道１５ｂと内輪軌道１５ｃとの間に所定の接触角で挟持され、ボールねじ軸３がその軸方向荷重と半径方向荷重とを支持されながら回転自在に支持される。
【００１５】
１９はオイルシールであり、正面組合せのアンギュラ玉軸受１５の両側に配置され、そのリップ部は、支持部１６ａの外周面に摺接し、回転軸支持装置１１ａの内部からの潤滑剤の漏洩を防止すると共に、外部からの異物の侵入を防止する。
ボールねじ軸３の他方の軸端部（図１の例では左側）に配置された回転軸支持装置１１ｂは、主に半径方向荷重を回転支持する機能を有しており、本実施例では転がり軸受としての深溝型の玉軸受２１で形成される。
【００１６】
玉軸受２１は、外輪２１ａの内周面に形成された円弧状断面形状の球状凹面である外輪転動体ガイド面としての外輪軌道溝２１ｂと、ボールねじ軸３の他方の軸端部に形成された支持部１６ｂの外周面に形成された円弧状断面形状の球状凹面である内輪転動体ガイド面としての内輪軌道溝２１ｃとの間に、所定の角度ピッチで図示しない保持器に転動自在に保持された複数の軸受転動体としての玉２１ｄとを備えており、外輪２１ａはハウジング１４の軸受嵌合穴１４ａに嵌合して取付けられており、外輪軌道溝２１ｂと内輪軌道溝２１ｃとの間を転動する玉１５ｄによりボールねじ軸３がその半径方向荷重を支持されながら回転自在に支持される。
【００１７】
２３は取付部であり、支持部１６ａ、１６ｂに配置された回転軸支持装置１１ａ、１１ｂにより回転支持されたボールねじ軸３を回転させるための図示しないモータ等の駆動装置からの駆動軸と連結するためのカップリングを取付けるために、ボールねじ軸３の支持部１６ａの軸方向の外側に同軸に設けられた円柱状の部位である。
上記のボールねじ軸３は以下のようにして製造される。
【００１８】
すなわち、合金鋼等の鋼材で製造された円柱形状の丸棒材、または円筒形状のパイプ材の外周面を軸軌道溝２の仕上げ代、並びに内輪軌道１５ｃおよび内輪軌道溝２１ｃの仕上げ代を残して加工した軸素材を形成し、その軸素材の表面を、浸炭焼入や高周波焼入等の表面焼入処理により硬化させて表面硬度がＨｒＣ５０以上の表面硬化層を形成し、軸軌道溝２、並びに内輪軌道１５ｃおよび内輪軌道溝２１ｃを切削加工または研削加工により仕上げてボールねじ軸３を形成する。
【００１９】
このように、本実施例の内輪軌道１５ｃおよび内輪軌道溝２１ｃをボールねじ軸３に一体に形成する製造工程においては、表面焼入処理後の防炭材の除去または焼きなまし処理を省略することができる他、ボールねじ軸３の軸軌道溝２、並びに内輪軌道１５ｃおよび内輪軌道溝２１ｃをワンチャックで仕上げることが可能になり、内輪を嵌合させる場合に較べて軸軌道溝２に対する内輪軌道１５ｃおよび内輪軌道溝２１ｃの同軸度の精度を向上させることができる。
【００２０】
上記のように、本実施例の転がり軸受の内輪転動体ガイド面としてのアンギュラ玉軸受１５の内輪軌道１５ｃや玉軸受２１の内輪軌道溝２１ｃは、ボールねじ軸３の支持部１６ａ、１６ｂにそれぞれ一体に形成されているので、アンギュラ玉軸受１５の内輪を固定するためのロックナットやこれを螺合させるねじ部が不要になり、ボールねじ軸３の軸軌道溝２の表面硬度を高めるための表面焼入処理を施すときの防炭処理や焼きなまし処理を省略することができ、ボールねじ軸３の製造工程における作業時間や工数を低減してその製造コストを削減することができる他、応力集中を生じさせるロックナット締結のためのねじ部がないので、ボールねじ軸３の疲労による破損を防止することができると共にボールねじ軸３の全長を短縮することができる。
【００２１】
また、ロックナットが不要であるので、部品点数を削減してボールねじ装置１の信頼性を向上させることができると共に、ボールねじ装置１の製造コストと削減を図ることが可能になる。
更に、ロックナット締結のためのねじ部を形成する必要がないので、支持部１６ａ、１６ｂの外周面をそのまま取付部２３の外周面とする、つまり支持部１６ａ、１６ｂに取付部２３の機能を兼ねさせることが可能になり、十分な捻り強度を容易に確保することができる他、内輪の内周面が嵌合する支持部１６ａ、１６ｂの強度を確保するために、不必要な負荷容量の転がり軸受を用いていた場合には、支持部１６ａ、１６ｂの外周面に内輪転動体ガイド面を形成することができるので、支持部１６ａ、１６ｂの強度を確保しながら適正な負荷容量を有する転がり軸受を用いることができ、回転軸支持装置１１の小型化を図ることが可能になる。
【００２２】
なお、回転軸支持装置１１ｂは、ボールねじ軸３を軸方向に拘束する必要がないので、ロックナットが不要であり、このためのねじ部を形成する必要がないため、通常の内輪を有する玉軸受を後付けして用いるようにしてもよい。
以上説明したように、本実施例では、ボールねじ装置のボールねじ軸の回転軸支持装置の内輪軌道や内輪軌道溝を、ボールねじ軸の支持部の外周面に形成するようにしたことによって、転がり軸受の内輪を固定するためのロックナットやこれを螺合させるねじ部が不要になり、ボールねじ軸の軸軌道溝の表面硬度を高めるための表面焼入処理を施すときの防炭処理や焼きなまし処理を省略することができ、ボールねじ軸の製造工程を簡素化することができると共に、支持部への内輪の嵌合が不要であるので、支持部の強度を確保しながら適正な負荷容量を有する転がり軸受を用いることができる。
【００２３】
また、ボールねじ軸をＨｒＣ５０以上の表面硬度を有する軸素材を素に、切削加工により形成するようにしたことによって、ボールねじ軸の軸軌道溝および転がり軸受の内輪転動体ガイド面をワンチャックで仕上げることが可能になり、軸軌道溝に対する内輪転動体ガイド面の同軸度の精度を向上させることができる。
なお、本実施例においては、リターンチューブによりボールを循環させるチューブ式の循環方式を用いたボールねじ装置に本発明を適用した場合を例に説明したが、こま式やエンドキャップ式、デフレクタ式等の循環方式のボールねじ装置に本発明を適用しても同様の効果を得ることができる。
【実施例２】
【００２４】
図３は実施例２の回転軸支持装置の遊星ローラねじ装置への適用例の断面を示す説明図である。
なお、上記実施例１と同様の部分は、同一の符号を付してその説明を省略する。
図３において、３１は遊星ローラねじ装置であり、外周面に台形状断面形状のねじ山を有する軸ねじ３２が所定のピッチで形成された回転軸としての中央ねじ軸３３と、円筒状部材の内周面に軸ねじ３２と同様の形状のねじ山で軸ねじ３２と反対方向の捩れを有する多条のナットねじ３４が軸ねじ３２と同じピッチＰで形成されたローラナット３５とに、外周面に軸ねじ３２と同様の形状のねじ山でナットねじ３４と同一方向の捩れを有する１条のローラねじ３６が軸ねじ３２と同じピッチＰで形成され、両端部に円柱状の突起軸部３７が形成された遊星ローラ３８を嵌合させて形成される。
【００２５】
また、遊星ローラ３８は、その両方の突起軸部３７がローラナット３５の内周面に係止された止め輪３９により軸方向の移動を制限されたローラ保持器４０により回転自在に保持され、突起軸部３７とローラねじ３６との間に遊星ローラ３８と同軸に形成された遊星ピニオンギヤ４１が、ローラナット３５の内側にピン４２により固定されたリングギヤ４３に噛合っており、中央ねじ軸３３を回転させると、ローラ保持器４０に保持された遊星ローラ３８が、リングギヤ４３に噛合った遊星ピニオンギヤ４１により中央ねじ軸３３の周りを自転しながら公転し、図示しない機械装置の移動台に固定されたローラナット３５を軸ねじ３２の形成範囲で軸方向に直線往復移動させる。これにより中央ねじ軸３３の回転運動がローラナット３５の直線運動に変換され、遊星ローラねじ装置３１が直動装置として機能する。
【００２６】
本実施例の中央ねじ軸３３の軸ねじ３２およびローラナット３５のナットねじ３４、遊星ローラ３８のローラねじ３６の表面には表面焼入処理により比較的高い硬度（ＨｒＣ５０以上）の表面硬度を有する表面硬化層が形成されている。
４５は回転軸支持装置である。本実施例の回転軸支持装置４５は、図示しない機械装置のフレーム等に固定されたハウジング４６に形成されており、中央ねじ軸３３の一方の軸端部に配置されている。
【００２７】
本実施例の回転軸支持装置４５は、上記実施例１の回転軸支持装置１１ａと同様に、軸方向荷重と半径方向荷重とを同時に回転支持する機能を有しており、本実施例では上記実施例１同様に転がり軸受としてのアンギュラ玉軸受１５を２つ正面組合せで配置して形成される。
本実施例のアンギュラ玉軸受１５は、その内輪転動体ガイド面としての内輪軌道１５ｃが、軸ねじ３２の一方の軸端部に形成された支持部４７の外周面に形成されている。
【００２８】
また、それぞれの外輪１５ａはハウジング４６の軸受嵌合穴４６ａに嵌合し、ハウジング４６に図示しない取付ボルトにより締結された蓋体４８により軸方向に押圧されて固定されることにより、正面組合せのアンギュラ玉軸受１５に予圧を付与され、玉１５ｄが外輪軌道１５ｂと内輪軌道１５ｃとの間に所定の接触角で挟持され、中央ねじ軸３３がその軸方向荷重と半径方向荷重とを支持されながら回転自在に支持される。
【００２９】
この中央ねじ軸３３は以下のようにして製造される。
すなわち、合金鋼等の鋼材で製造された円柱形状の丸棒材、または円筒形状のパイプ材の外周面を軸ねじ３２の仕上げ代、および内輪軌道１５ｃの仕上げ代を残して加工した軸素材を形成し、その軸素材の表面を、表面焼入処理により硬化させて表面硬度がＨｒＣ５０以上の表面硬化層を形成し、軸ねじ３２および内輪軌道１５ｃを切削加工または研削加工により仕上げて中央ねじ軸３３を形成する。
【００３０】
このように、本実施例の内輪軌道１５ｃを中央ねじ軸３３に一体に形成する製造工程においては、表面焼入処理後の防炭材の除去または焼きなまし処理を省略することができる他、中央ねじ軸３３の軸ねじ３２および内輪軌道１５ｃをワンチャックで仕上げることが可能になり、内輪を嵌合させる場合に較べて軸ねじ３２に対する内輪軌道１５ｃの同軸度の精度を向上させることができる。
【００３１】
上記のように、本実施例のアンギュラ玉軸受１５の内輪軌道１５ｃは、中央ねじ軸３３の支持部４７にそれぞれ一体に形成されているので、アンギュラ玉軸受１５の内輪を固定するためのロックナットやこれを螺合させるねじ部が不要になり、中央ねじ軸３３の軸ねじ３２の表面硬度を高めるための表面焼入処理を施すときの防炭処理や焼きなまし処理を省略することができ、中央ねじ軸３３の製造工程における作業時間や工数を低減してその製造コストを削減することができる他、応力集中を生じさせるロックナット締結のためのねじ部がないので、中央ねじ軸３３の疲労による破損を防止することができると共に中央ねじ軸３３の全長を短縮することができる。
【００３２】
また、ロックナットが不要であるので、部品点数を削減して遊星ローラねじ装置３１の信頼性を向上させることができると共に、遊星ローラねじ装置３１の製造コストと削減を図ることが可能になる。
更に、ロックナット締結のためのねじ部を形成する必要がないので、支持部４７の外周面をそのまま取付部２３の外周面とする、つまり支持部４７に実施例１の取付部２３の機能を兼ねさせることが可能になり、十分な捻り強度を容易に確保することができる他、内輪の内周面が嵌合する支持部４７の強度を確保するために、不必要な負荷容量の転がり軸受を用いていた場合には、支持部４７の外周面に内輪軌道１５ｃを形成することができるので、支持部４７の強度を確保しながら適正な負荷容量を有するアンギュラ玉軸受１５を用いることができ、回転軸支持装置４５の小型化を図ることが可能になる。
【００３３】
以上説明したように、遊星ローラねじ装置の中央ねじ軸の回転軸支持装置の内輪軌道を、中央ねじ軸の支持部の外周面に形成するようにしたことによっても、上記実施例１と同様の効果を得ることができる。
【実施例３】
【００３４】
図４は実施例３の回転軸支持装置の遊星ローラねじ装置への適用例の断面を示す説明図である。
なお、上記実施例１および実施例２と同様の部分は、同一の符号を付してその説明を省略する。
図４において、５１は遊星ローラねじ装置であり、実施例２と同様の軸ねじ５２が他の軸端部に形成された回転軸としての中央ねじ軸５３と、実施例２と同様のナットねじ５４が内周面の全長に渡って形成されたローラナット５５とに、実施例２と同様のローラねじ５６および突起軸部５７が形成された遊星ローラ５８を嵌合させて形成される。
【００３５】
また、遊星ローラ５８は、その両方の突起軸部５７が中央ねじ軸５３の外周面に係止された止め輪５９により軸方向の移動を制限されたローラ保持器６０により回転自在に保持され、突起軸部５７とローラねじ５６との間に遊星ローラ５８と同軸に形成された遊星ピニオンギヤ６１が、中央ねじ軸５３の外周面に固定されたリングギヤ６３に噛合っており、中央ねじ軸５３を回転させると、ローラ保持器６０に保持された遊星ローラ５８が、リングギヤ６３に噛合った遊星ピニオンギヤ６１により中央ねじ軸５３の周りを自転しながら公転し、図示しない機械装置の移動台に固定されたローラナット５５をナットねじ５４の形成範囲で軸方向に直線往復移動させる。これにより中央ねじ軸５３の回転運動がローラナット５５の直線運動に変換され、遊星ローラねじ装置５１が直動装置として機能する。
【００３６】
本実施例の中央ねじ軸５３の軸ねじ５２およびローラナット５５のナットねじ５４、遊星ローラ５８のローラねじ５６の表面には表面焼入処理により比較的高い硬度（ＨｒＣ５０以上）の表面硬度を有する表面硬化層が形成されている。
６５は回転軸支持装置である。本実施例の回転軸支持装置６５は、図示しない機械装置のフレーム等に固定されたハウジング６６に形成されており、中央ねじ軸５３の一方の軸端部に配置されている。
【００３７】
本実施例の回転軸支持装置６５は、軸方向荷重と半径方向荷重とを同時に回転支持する機能を有しており、本実施例では転がり軸受としてのアンギュラ玉軸受１５と中央ねじ軸５３の一方の軸端部に形成された支持部６７の軸方向の外側の端面、つまり支持部６７の軸方向の外側で中央ねじ軸５３の半径方向に延在する平面を一方のスラスト受面６８ａとしたスラスト軸受としてのスラストニードル軸受６８とを組合せて形成される。
【００３８】
本実施例のアンギュラ玉軸受１５は、その外輪転動体ガイド面としての外輪軌道１５ｂがハウジング６６の内周面に形成され、その内輪転動体ガイド面としての内輪軌道１５ｃが軸ねじ５２の一方の軸端部に形成された支持部６７の外周面に形成されている。
また、蓋体６９には、支持部６７の端面に形成されたスラスト受面６８ａに対向する他方のスラスト受面６８ｂが形成され、これらスラスト受面６８ａ、６８ｂの間には所定のピッチでニードル保持器６８ｃに転動自在に保持された複数のニードル６８ｄが配設されており、ハウジング６６に図示しない取付ボルトにより蓋体６９を締結したときに、アンギュラ玉軸受１５に予圧を付与され、玉１５ｄが外輪軌道１５ｂと内輪軌道１５ｃとの間に所定の接触角で挟持されると共に、スラスト受面６８ａ、６８ｂの間にニードル６８ｄが予圧によって挟持され、中央ねじ軸５３がその軸方向荷重と半径方向荷重とを支持されながら回転自在に支持される。
【００３９】
このように、本実施例の回転軸支持装置６５は、アンギュラ玉軸受１５とスラストニードル軸受６８とが組合されて形成されているので、電動射出成形機の型締めに用いる遊星ローラねじ装置５１のように、片方向（図４において右から左に向かう、スラストニードル軸受６８を押圧する方向）に大きな軸方荷重が加えられ、逆方向の軸方向荷重がそれほど大きくない場合に、荷重方向に適合した構成とすることができる。
【００４０】
また、アンギュラ玉軸受１５の軸方向剛性は、スラストニードル軸受６８の軸方向剛性に較べて小さいので、適正な予圧を付与するための間隔設定が両側にスラストニードル軸受６８を配置した場合に較べて容易に行うことが可能になる。
このことは、本実施例の回転軸支持装置６５を、実施例１のボールねじ装置１のボールねじ軸３や実施例２の遊星ローラねじ装置３１の中央ねじ軸３３に適用した場合においても同様である。
【００４１】
上記の中央ねじ軸５３は以下のようにして製造される。
すなわち、合金鋼等の鋼材で製造された円柱形状の丸棒材の外周面を軸ねじ５２の仕上げ代、並びに内輪軌道１５ｃおよびスラスト受面６８ａの仕上げ代を残して加工した軸素材を形成し、その軸素材の表面を、表面焼入処理により硬化させて表面硬度がＨｒＣ５０以上の表面硬化層を形成し、軸ねじ５２並びに内輪軌道１５ｃおよびスラスト受面６８ａを切削加工または研削加工により仕上げて中央ねじ軸５３を形成する。
【００４２】
このように、本実施例の内輪軌道１５ｃおよびスラスト受面６８ａを中央ねじ軸５３に一体に形成する製造工程においては、表面焼入処理後の防炭材の除去または焼きなまし処理を省略することができる他、中央ねじ軸５３の軸ねじ５２、並びに内輪軌道１５ｃおよびスラスト受面６８ａをワンチャックで仕上げることが可能になり、内輪を嵌合させる場合に較べて軸ねじ５２に対する内輪軌道１５ｃの同軸度の精度を向上させることができると共に、軸ねじ５２に対するスラスト受面６８ａの直角度の精度を向上させることができる。
【００４３】
上記のように、本実施例のアンギュラ玉軸受１５の内輪軌道１５ｃは、中央ねじ軸５３の支持部６７に一体に形成されているので、アンギュラ玉軸受１５の内輪を固定するためのロックナットやこれを螺合させるねじ部が不要になり、中央ねじ軸５３の軸ねじ５２の表面硬度を高めるための表面焼入処理を施すときの防炭処理や焼きなまし処理を省略することができ、中央ねじ軸５３の製造工程における作業時間や工数を低減してその製造コストを削減することができる他、応力集中を生じさせるロックナット締結のためのねじ部がないので、中央ねじ軸５３の疲労による破損を防止することができると共に中央ねじ軸５３の全長を短縮することができる。
【００４４】
また、ロックナットが不要であるので、部品点数を削減して遊星ローラねじ装置５１の信頼性を向上させることができると共に、遊星ローラねじ装置５１の製造コストと削減を図ることが可能になる。
更に、内輪の内周面が嵌合する支持部６７の強度を確保するために、不必要な負荷容量の転がり軸受を用いていた場合には、支持部６７の外周面に内輪軌道１５ｃを形成することができるので、支持部６７の強度を確保しながら適正な負荷容量を有するアンギュラ玉軸受１５を用いることができ、回転軸支持装置６５の小型化を図ることが可能になる。
【００４５】
以上説明したように、本実施例では、上記実施例２と同様の効果に加えて、中央ねじ軸の軸端部に、スラストニードル軸受のスラスト受面を形成したことによって、片方向に大きな軸方荷重が加えられ、逆方向の軸方向荷重がそれほど大きくない場合に、荷重方向に適合した構成を得ることができる。
このことは、電動射出成形機等の片方向にのみ大きな軸方向荷重が加わる機械装置の場合に特に有効である。
【００４６】
なお、本実施例においては、スラスト軸受はスラストニードル軸受であるとして説明したが、スラスト軸受は前記に限らず、スラストころ軸受やスラスト玉軸受等であってもよい。
【実施例４】
【００４７】
図５は実施例３の回転軸支持装置の遊星ローラねじ装置への適用例の断面を示す説明図である。
なお、上記実施例１および実施例２と同様の部分は、同一の符号を付してその説明を省略する。
本実施例の遊星ローラねじ装置および回転軸支持装置は、上記実施例２の遊星ローラねじ装置３１および回転軸支持装置４５と同様であるが、その中央ねじ軸３３一方の軸端部の端面に中央ねじ軸３３の軸芯を中心とし、支持部４７に形成された内輪軌道１５ｃの半径方向の内側に至るカップリング取付穴７１が形成されている点が異なる。
【００４８】
このカップリング取付穴７１内には、カップリング取付穴７１の底面に一端を固定され、複数の板バネ７３を介して連結された他端をクランプボルト７４で図５に２点鎖線で示す相手軸７５（例えば、モータ等の駆動装置からの駆動力が伝達される駆動軸）に固定されたフレキシブルカップリング７６が収容されている。
このようなフレキシブルカップリング７６としては、例えば三木プーリ株式会社製サーボフレックスカップリングＳＦＣ−ＳＡ２等の板バネ７３のたわみを利用したフレキシブルカップリングを用いることができる。
【００４９】
上記のように、本実施例の中央ねじ軸３３と相手軸７５とはフレキシブルカップリング７６を介して連結されているので、中央ねじ軸３３と相手軸７５との芯ズレを吸収することが可能になる。
また、本実施例の内輪軌道１５ｃは、中央ねじ軸３３の支持部４７の外周面に直接形成されているので、支持部４７の直径を内輪軌道１５ｃの底径まで拡大することが可能になり、フレキシブルカップリング７６のように比較的大きな外径を有するカップリングを支持部４７の半径方向内側に設けたカップリング取付穴７１内に収容することができ、遊星ローラねじ装置３１を装備する機械装置の駆動軸等との連結に要するスペースを縮小して当該機械装置の小型化を図ることができる。
【００５０】
更に、機械装置の駆動軸との連結を比較的外径の小さいセレーションにより行う場合は、小径にしたカップリング取付穴７１の内面にセレーションを形成し、そこにセレーション軸を嵌合させることが可能になり、セレーション軸の強度および支持部４７の強度を確保するために不必要な負荷容量の転がり軸受を用いていた場合に、支持部４７の強度を確保しながら適正な負荷容量を有する転がり軸受を用いることができ、回転軸支持装置３１の小型化を図ることが可能になる。
【００５１】
なお、本実施例の中央ねじ軸３３の製造方法は、上記実施例２の場合と同様であるのでその説明を省略する。
以上説明したように、本実施例では、上記実施例２と同様の効果に加えて、中央ねじ軸の軸端部の端面に、中央ねじ軸の軸芯を中心とし、内輪軌道の半径方向の内側に至るカップリング取付穴を形成するようにしたことによって、拡大された支持部を利用して比較的大径のカップリングをカップリング取付穴内に収容することができ、遊星ローラねじ装置を装備する機械装置の小型化を図ることができる他、比較的大径のカップリングを用いる場合には、転がり軸受の負荷容量を適正化して、回転軸支持装置の小型化を図ることができる。
【００５２】
なお、上記実施例１、実施例２および実施例４においてはアンギュラ玉軸受１５は正面組合せで配置するとして説明したが、図６に示すように背面組合せで配置するようにしてもよい。この場合に実施例１の回転軸支持装置１１ａは以下のように形成する。
すなわち、支持部１６ａの外周面に両側の側壁に内輪軌道１５ｃを形成した円周溝８１を設け、２つの外輪軌道１５ｂを背面合せの形成した外輪８２を形成し、外輪８２を円周溝８１とを偏心させて配置し、偏心により拡大した内輪軌道１５ｃと外輪軌道１５ｂとの間に両側から所定数の玉１５ｄをそれぞれ挿入し、挿入後に外輪８２を円周溝８１とを同芯に戻し、軸受保持器８３を組付け、背面組合せで配置したアンギュラ玉軸受１５を形成する。実施例２および実施例４の中央ねじ軸３３の場合も同様である。
【００５３】
上記各実施例においては、転がり軸受は軸受転動体として玉を用いたアンギュラ玉軸受や深溝型の玉軸受であるとして説明したが、転がり軸受は前記に限らず、軸受転動体としてころを用いた円筒ころ軸受や円錐ころ軸受であってもよい。この場合に内輪転動体ガイド面は、円筒ころ軸受の内輪軌道円筒面であり、円錐ころ軸受の内輪軌道円錐面である。
また、上記各実施例においては、回転軸はボールねじ装置のボールねじ軸や遊星ローラねじ装置の中央ねじ軸であるとして説明したが、回転軸は前記に限らず、滑りねじ装置の滑りねじ軸、プーリや歯車等を回転支持するセレーション軸やスプライン軸等であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】実施例１の回転軸支持装置のボールねじ装置への適用例の断面を示す説明図
【図２】図１のＡ方向矢視図
【図３】実施例２の回転軸支持装置の遊星ローラねじ装置への適用例の断面を示す説明図
【図４】実施例３の回転軸支持装置の遊星ローラねじ装置への適用例の断面を示す説明図
【図５】実施例４の回転軸支持装置の遊星ローラねじ装置への適用例の断面を示す説明図
【図６】実施例１の回転軸支持装置に用いるアンギュラ玉軸受の他の形態を示す説明図
【符号の説明】
【００５５】
１    ボールねじ装置
２    軸軌道溝
３    ボールねじ軸
４    ナット軌道溝
５    ボールナット
６    ボール
８    リターンチューブ
９    フランジ部
１１、１１ａ、１１ｂ、４５、６５  回転軸支持装置
１２  基台
１３、１４、４６、６６  ハウジング
１３ａ、１４ａ、４６ａ、６６ａ  軸受嵌合穴
１５  アンギュラ玉軸受
１５ａ、２１ａ、８２  外輪
１５ｂ  外輪軌道
１５ｃ  内輪軌道
１５ｄ、２１ｄ  玉
１６ａ、１６ｂ、４７、６７  支持部
１７  取付ボルト
１８、４８、６９  蓋体
１９  オイルシール
２１  玉軸受
２１ｂ  外輪軌道溝
２１ｃ  内輪軌道溝
２３  取付部
３１、５１  遊星ローラねじ装置
３２、５２  軸ねじ
３３、５３  中央ねじ軸
３４、５４  ナットねじ
３５、５５  ローラナット
３６、５６  ローラねじ
３７、５７  突起軸部
３８、５８  遊星ローラ
３９、５９  止め輪
４０、６０  ローラ保持器
４１、６１  遊星ピニオンギヤ
４２  ピン
４３、６３  リングギヤ
６８  スラストニードル軸受
６８ａ、６８ｂ  スラスト受面
６８ｃ  ニードル保持器
６８ｄ  ニードル
７１  カップリング取付穴
７３  板バネ
７４  クランプボルト
７５  相手軸
７６  フレキシブルカップリング
８１  円周溝
８３  軸受保持器
【図１】
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【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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