NACHITECHNICALREPORT

Components

28B3Vol.

October/2014■ 新商品・適用事例紹介

工作機械ボールねじサポート用軸受

機能部品事業「TABシリーズ」の高機能化
Improved Performance of "TAB series" Ball Screw
Support Bearing for Machine Tool Application.
〈キーワード〉ボールねじサポート用軸受・長寿命・シール・グリース
TABシリーズ・TAUシリーズ・WTBシリーズ

軸受事業部／技術部

伏 江 一史Kazufumi Fushie

工作機械ボールねじサポート用軸受「TABシリーズ」の高機能化

要旨

1. 背景

ボールねじサポート用軸受は、工作機械やロボット、精工作機械の高速化および高効率化により、従密測定器、搬送装置などに多用されているボールねじの来と異なるメカニズムでボールねじサポートアキシアル荷重を受ける軸受である。NACHIは、ボール用軸受が損傷する事例が起きている。NACHIねじの普及と発展を支え、機能を進化させてきた。1982

ではこれらの損傷形態を調査し、不具合要因は年に、ボールねじサポート用軸受を販売して以来、設計、主に表面損傷に起因していることを付き止め製造面の改良をすすめ、1990年に「TABシリーズ」とした。とくに新興国市場および劣悪潤滑環境下でて世界最高水準の負荷容量を持つ軸受を商品化、2000の破損が目立っており、厳しい使用環境におい年に耐環境仕様としてシール付軸受を商品化した。ても機能を十分発揮できる軸受が必要となっ

近年、工作機械の高速化と高効率化により、従来とてきている（図1）。一方で、軸受の組み付け性異なる損傷を引き起こす事例が見うけられる。これら向上や省スペース化の要求も高まってきており、の問題を解決するため、NACHIは高性能シール、長寿周辺構造をとり込んだ新しいタイプの軸受需要

命グリースと表面改質を施した新しい「TABシリーズ」も増加している。

を開発し、高機能化を実現した。さらに周辺部品をとり込んだコンパクト要求に対し、「TAUシリーズ」もラインナップした。

表面起点はくり過大荷重

過大プリテンション
ストロークエンドリミッタ不良

Abstract
Ball Screw Support Bearing is a bearing thatwithstands the axial load of the ball screw. NACHI
has been supporting the spread and developmentof ball screw as well as the development of itsfunction. Since NACHI released Ball Screw Support
Bearing in 1982, NACHI has improved the designand manufacturing. In 1990’s, NACHI developed the“TAB Series”, at the time bearing with highest
load carrying capacity. In 2000’s, NACHI developed
sealed version for environmental usage.
As the machine tool efficiency improves and thespeeds of ball screw have increased, this has lead tounconventional bearing failures. NACHI developed an
improved“TAB Series”featuring high performanceseal, longer grease life, and special surface treatment
to confront this problem. In addition,“TAU Series”,
which integrates surrounding parts, was developed.
1

フレッチング潤滑油

クーラント／他油脂浸入

図１ 損傷モード

2. 高耐久サポート用軸受「TABシリーズ」
1）開発の狙い

図5に示すように回転トルクは、従来比で約30%

タクトタイム短縮のための高速送り、高加減の低減となる。また、図6に示すようにグリース速により軸受の使用環境が厳しくなり、ボール減少量のばらつきを抑え、減少量自身も低減しねじサポート用軸受の表面損傷による破損が見ている。

られるようになってきた。そこで図2に示すように、従来の寸法を維持しつつ、高性能シール、長グリースリップ

寿命グリースおよび表面改質を施した高耐久仕様ボールねじサポート用軸受を開発した。また、
非接触シールや開放型も従来品と同様にラインナップしている。

ラビリンスリップ

主リップ

外輪＋内輪

図3

表面損傷を抑制する
表面改質

開発シール

1△30％0.9

△50％

0.8

トルク（比率）図2 「TABシリーズ」（接触シール）

図4

1.1

ラビリンス構造を有する軽接触シール
劣悪環境用グリース（ウレア系）

従来シール

0.70.60.50.42）高性能シール

0.30.2

従来の「TABシリーズ」の接触タイプシール（図3）

従来シール

は、高いグリース保持性と防塵性を兼ね備え、図5外付けオイルシールの削減にも寄与し、市場から8.00％実績を積んだラビリンス構造を有する軽接触型シールを採用し、高いシール性を維持したまま大幅なトルク低減を図った。シールは、主リップと2枚のサブリップから成り、主リップのシール追従性を向上させることで、安定したトルクと高いグリース保持機能の両立を実現した。

グリース減少量（％）

高く評価されている。
開発品では、図4に示すように自動車分野で開発シール

起動トルク

従来シール

開発シール

回転トルク

トルク試験

従来シール
開発シール

6.00％
4.00％
2.00％
0.00％

図6グリース減少量試験〈試験条件〉
軸受：20TAB04DF（DB）-2LR（従来シール） 温度 ：室温   20TAB04DF（DB）-2NSE（開発シール） 試験時間：20ｈ（グリース減少）
回転数 ：1,800rpm             NACHI TECHNICAL REPORT

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2

工作機械ボールねじサポート用軸受「TABシリーズ」の高機能化

3）長寿命グリース

4）表面改質破損品の分析より、高面圧下での油膜形成耐衝撃荷重性と耐フレッチング性向上させるた不良、微揺動でのフレッチング、クーラントなめ、NACHI独自の特殊熱処理による表面改質もどの浸入によるグリース劣化が確認されるこ適用した。軌道に特殊熱処理を施すことにより、とから、ウレア系グリースを標準とした。図7

耐摩耗性、耐圧痕性を向上させ、軸受寿命の向に示すフレッチング試験結果より、ウレア系グ上を図った。衝撃荷重を模擬した評価結果を図8

リースはリチウム系汎用グリースと比較し、微に示す。表面改質を施した高耐久仕様は標準仕揺動条件における油膜形成に優れている。

様に対し、大幅に寿命が向上し、表面損傷を抑制した効果が確認できる。また図9に示すように異物が浸入するような劣環 境下においても従来 比1.22倍以上の寿命向上を達成している。
8000.80.6

6000.40.20

一般汎用リチウム

ウレア
（開発品）

フレッチング試験〈試験条件〉

軸受寿命
（hr）

摩耗量
（比率）

1400

図7

フレッチング性能評価

10倍

200

条件
：ASTM D4170
荷重：2,450N
揺動角：12°揺動サイクル：25Hz
試験時間 ：22h

0標準仕様

高耐久仕様

圧痕寿命試験〈試験条件〉
軸受：30TAB06（圧痕付、標準仕様）   
30TAB06NC1（圧痕付、高耐久仕様）
回転数：1,400rpm             アキシアル荷重：20,000N
温度：室温

累積破損率（%）

図8

圧痕寿命試験

999590807060504030201510標準仕様
高耐久仕様

52倍110100時間（hr）

異物混入試験〈試験条件〉
軸受：φ62×20
温度：室温

回転数：1,800rpm
異物 ：0.2g /図93異物混入試験

1,0005）高耐久サポート用軸受「TABシリーズ」のラインナップ
本シリーズのラインナップを表1に示す。｢高耐久仕様｣ とは、表面改質を施している軸受を意味し、｢標準仕様｣ とは、表面改質を施していない軸受を意味する。本シリーズの組みあわせは、U（単品フラッシュグラウンド）もしくはDU（2個組みあわせフラッシュグラウンド）であるが、3列以上の多列組みあわせにも対応している。

Br

r1

60°r

∅d

∅Dr

開放型

接触シール（2NSE）

非接触シール（2NKE）

表1 「TABシリーズ」のラインナップ
呼び番号
開放型
15TAB0417TAB0420TAB04
25TAB06
30TAB06
35TAB07
40TAB07
40TAB0945TAB07
45TAB1050TAB1055TAB1055TAB1260TAB12接触シール

非接触シール

15TAB04-2NSE 15TAB04-2NKE
17TAB04-2NSE 17TAB04-2NKE
20TAB04-2NSE 20TAB04-2NKE
25TAB06-2NSE 25TAB06-2NKE
30TAB06-2NSE 30TAB06-2NKE
35TAB07-2NSE 35TAB07-2NKE
40TAB07-2NSE 40TAB07-2NKE
40TAB09-2NSE 40TAB09-2NKE
45TAB07-2NSE 45TAB07-2NKE
45TAB10-2NSE 45TAB10-2NKE
50TAB10-2NSE 50TAB10-2NKE
55TAB10-2NSE 55TAB10-2NKE
55TAB12-2NSE 55TAB12-2NKE
60TAB12-2NSE 60TAB12-2NKE

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基本動定格荷重Ca（N）

主要寸法（mm）
dDrr1
B （min）（min） 標準仕様

アキシアル
許容
限界荷重 回転速度（N） （グリースrpm）
高耐久仕様

151720
2530
3540
40
45
45
50
55
55
60

47
47
47
6262
72
72
90
75
100
100
100
120
120

1515
1515
15151520
1520
20
20
20
20

32,50032,50032,50038,00038,00041,00041,00082,00042,50086,00088,00088,00092,50092,5001111111111111
10.6
0.6
0.6
0.6
0.6
0.6
0.6
0.6
0.6
0.6
0.6
0.6
0.6
0.6

25,90025,900
25,90029,90029,90032,50032,50065,00033,50068,00069,50069,50073,00073,00032,00032,00032,00046,40046,40054,30054,300101,000
59,500113,000
119,000
119,000
137,000
137,000

6,300
6,300
6,300
4,650
4,650
3,750
3,750
3,150
3,400
2,850
2,700
2,700
2,300
2,300

4

工作機械ボールねじサポート用軸受「TABシリーズ」の高機能化

3. カートリッジ型ボールねじサポート軸受「TAUシリーズ」

メンテナンス性の向上やコンパクト化の要求に対応し、ハウジングと外輪を一体化したカートリッジ型ボールねじサポート軸受「TAUシリーズ」（図10）をラインナップした（表2）。
周辺部品をとり込むことで軸箱への組み込み、蓋押さえ代の調整が不要となり、組み付け性が向上している。また、顧客の要望により特殊フランジ付きや、ボルト穴位置特殊などの特殊仕様にも対応していく。

図10 「TAUシリーズ」
BrA'Z-∅d2キリ通しr0r∅d∅D∅PCD∅d2Aθr

θ/2bL

A-O-A'断面

表2 「TAUシリーズ」のラインナップ
呼び番号  17TAU06DB  20TAU07W1DB  25TAU07DB  30TAU08W1DB  30TAU10DB  35TAU09X1DB  40TAU10DB  40TAU11DB  50TAU11DB  50TAU14DB  60TAU14DB

5d172025
30
30
35
40
40
50
5060

寸法（mm）
基本寸法
取付寸法（参考）rD
B （min）
PCD d2Z×θ
62 25 0.6 48 6.83×120
68 28 0.6 53 6.84× 90
75 28 0.6 58 6.84× 90
80 28 0.6 63 6.86× 60
100 38 0.6 80 8.88× 45
90 34 0.6 75 8.84× 90
100 34 0.6 80 8.8
4× 90
115 46 0.6 94 8.8 12× 30
115 34 0.6 95 8.86× 60
140 54 0.6 113 11 12× 30
145 45 0.6 120 8.88× 45

引抜溝
埋栓bL ねじ径 数
317 M63319 M64319 M64319 M66330 M88325 M84325 M84336 M8 12325 M86345 M10 12335 M88

基本動定格 アキシアル
荷重
限界荷重
Ca（N）
（N）

許容回転数（rpm）

19,90026,80028,50030,00062,50042,00045,00081,00046,500113,000
91,000

6,500
5,800
5,100
4,600
4,100
3,900
3,6003,200
3,000
2,600
2,400

24,00032,00037,00041,50066,50058,50065,500107,000
76,500159,000
140,000

カートリッジ型とは別に ｢TABシリーズ｣ とハウジングを組みあわせたユニット型「WTBシリーズ」（図11）もラインアップに追加した（表3）。軸受箱組み付け時の調整が不要であり、2列以上の多列組みあわせにも対応している。
また、顧客の要求にあわせて外付けシールの組み込み、フランジ付き、給脂用の油穴付きなど特殊にも対応可能である。
図11 「WTBシリーズ」

〃〃
A0°

〃

６-∅Ｘキリ通し∅Ｙ座ぐり深さＺ〃A

軸受内径ｄ≦３０

L

15°
5°
3°1

V

V
６-∅Ｘキリ通し∅Ｙ座ぐり深さＺ

l30W

∅D1

∅D2

∅d1H8∅d∅Dg6∅d1H8lL1 L24-P
タップ深さＱ
（両端面）

W45°

45°

4-P
タップ深さＱ（両端面）

軸受内径ｄ≧３５

表3 「WTBシリーズ」のラインナップ
寸 法（mm）

呼び番号d D D1 D2 L L1 L2 A W X Y Z
WTB15DF106-A（-B） 15 70 106 72 60 32 15 80 88 9 14 8.5
WTB17DF106-A（-B） 17 70 106 72 60 32 15 80 88 9 14 8.5
WTB20DF106-A（-B） 20 70 106 72 60 32 15 80 88 9 14 8.5
WTB25DF130-A（-B） 25 85 130 90 66 33 18 100 110 11 17.5 11
WTB25BFF130-A（-B） 25 85 130 90 81 48 18 100 110 11 17.5 11
WTB30DF130-A（-B） 30 85 130 90 66 33 18 100 110 11 17.5 11
WTB30BFF130-A（-B） 30 85 130 90 81 48 18 100 110 11 17.5 11
WTB35DF142-A（-B） 35 95 142 102 66 33 18 106 121 11 17.5 11
WTB35BFF142-A（-B） 35 95 142 102 81 48 18 106 121 11 17.5 11
WTB35BBFF142-A（-B） 35 95 142 102 96 48 18 106 121 11 17.5 11
WTB40DF142-A（-B） 40 95 142 102 66 33 18 106 121 11 17.5 11
WTB40BFF142-A（-B） 40 95 142 102 81 48 18 106 121 11 17.5 11
WTB40BBFF142-A（-B） 40 95 142 102 96 48 18 106 121 11 17.5 11d145454557575757
696969696969l3334444444444V58585870707070808080808080PM5M5M5M6M6M6M6M6M6M6M6M6M6Q
10101012121212121212121212

軸受列数

基本動定格 アキシアル 予圧 アキシアル 起動
荷重 限界荷重 荷重 剛性 トルク
Ca（kN） Coa（N） （N）（N/μm）（Ncm）

2
2
2
2
3
2
32
3
4
2
3
4

25.9
25.9
25.9
29.9
48.5
29.9
48.5
32.5
5353
32.5
5353

32
32
32
46.4
92.8
46.4
92.8
54.3
108.6
108.6
54.3
108.6
108.6

2,160 735
2,160 735
2,160 735
3,330 981
4,510 1,470
3,330 981
4,510 1,470
3,920 1,230
5,300 1,770
7,840 2,350
3,920 1,230
5,300 1,770
7,840 2,350

15151520272027253550253550※呼び番号の「-A」が丸フランジ型を、「-B」角フランジ型を表します。

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4. まとめ
今回開発した高耐久サポート用軸受「TAB

今後も工作機械の高精度化・高機能化およびシリーズ」は、低トルク化、および長寿命化の厳しい使用環境下での信頼性向上に貢献して実現から工作機械の信頼性向上に貢献する新いくため、ロバスト性の向上および環境配慮型商品である。そしてボールねじサポート用軸受の商品開発をすすめていく。

「TAUシリーズ」および「WTBシリーズ」は、周辺構造をとり込み工作機械の省スペース化、メンテナンス性改善に寄与する新商品である。

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October / 2014〈発行〉2014 年 10 月 20 日株式会社 不二越 技術開発部
富山市不二越本町 1-1-1 〒 930-8511
Tel.076-423-5118 Fax.076-493-5213