NACHITECHNICALREPORT

Components

31B3

Vol.

October/2016■ 新商品・適用事例紹介

高負荷容量スラストアンギュラ玉軸受

機能部品事業「TAF X シリーズ」

High Capacity Thrust Angular Contact Ball
Bearing "TAF X series"〈キーワード〉ボールねじ・長寿命・高負荷容量・高速化
組み付け性向上

軸受事業部／技術部

伏 江 一史Kazufumi Fushie高負荷容量スラストアンギュラ玉軸受「TAF X シリーズ」

要旨

1. 背景

ボールねじサポート用軸受は、工作機械、精密油圧式から電動式への移行より、射出成型機の測定装置、射出成型機、プレス機、ロボットなどの高効率化がすすんでいる。ボールねじ支持軸受にボールねじを支持する軸受である。その中で射出対し、さらなる高速回転、高負荷容量、高剛性、低成型機と大型プレス機は高スラスト荷重下で使用トルク化が必要となってきている。NACHIは市場されており、スラスト荷 重 を 受 ける軸 受としてニーズを調査し、新しい環境においても機能を十分スラスト自動 調心ころ軸受やアンギュラ玉軸受を発揮できる軸受を開発してきた。

採用してきた。しかし、機械の高効率のニーズを背 景に、ボールねじの高速化の開発が高まっており、NACHIは高負荷 容量スラストアンギュラ玉1

軸受「TAF X シリーズ」を開発した。

2. 高負荷容量スラスト
アンギュラ玉軸受「TAF X シリーズ」

Abstract1）開発の狙い

Ball Screw Support Bearings support theaxial loads of the ball screws used in machine
tools, precision measuring devices, injection
molding machines, press machines and robots.
Among those applications, high thrust loads arerequired in injection molding machines and largepress machines. Thus, spherical roller thrustbearings or angular contact ball bearings havebeen used to withstand the load. Due to the needfor high-efficient machines, however, developmentof a high-speed ball screw has accelerated.
NACHI has developed TAF X Series, high-load
thrust angular ball bearings that can withstandthe high load of the high-speed ball screw.

心ころ軸受、円筒ころ軸受とアンギュラ玉軸受の従来の押し出し部位の構造は、スラスト自動調組み合わせだった。NACHIが開発した「TAF Xシリーズ」は、スラストアンギュラ玉軸受の多列組み合わせを使用することにより、これまで採用してきた複雑な構造を簡易化することが可能となった。
さらに、ころ軸受から玉軸受への採用より、軸受の高速および低トルク化が実現可能となった。

2）高負荷容量、長寿命
73Bシリーズと従来のTAFシリーズに対し、「TAF

角度は40°、50°から55°に変更し（図1）、アキシアル

X シリーズ」は限られた主要寸法内で使用鋼球の動定格荷重向上による長寿命を実現した。
（図２）

直径を極力大きいものを使用している。さらに、接触275055°

ø50°

ø50°

73B シリーズ

ø50

ø11040ø11027

ø110

27

TAF シリーズ
図1

TAF X シリーズ

各シリーズの模式図

600
■73B
■TAF

Ca 基本動定格荷重（kN）

500■TAF X
400
300
200
100
0φ25φ30

φ40φ45

φ50φ60φ80

φ100φ120

内径（mm）
図2

NACHI TECHNICAL REPORT

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基本動定格荷重（NACHI比較）

2

高負荷容量スラストアンギュラ玉軸受「TAF X シリーズ」

3）アキシアル限界荷重
TAF Xのような大きなアキシアル荷重を受ける軸受では、あるアキシアル荷重を超えるとボールとアキシアル荷重軌道との接触楕円が過大になり、軌道面からはみ出すことがある。
（図３）このときのアキシアル荷重を接触楕円アキシアル限界荷重と定義する。アキシアル限界

アキシアル荷重荷重以上の荷重を負荷すると、軌 道 肩乗り上げが 生じ、早 期に損 傷するケースがある。
「TAF X

2a2bシリーズ」は軌道肩径を最適設計することにより、従来品に対し、アキシアル限界荷重を大きくする

図3

軌道肩乗り上げことを実現した。
（図４）
600
■73B
■TAF

アキシアル限界荷重（kN）

500■TAF X
400
300
200
1000φ25φ30

φ40φ45

φ50φ60φ80

内径（mm）
図43

アキシアル限界荷重（NACHI比較）

φ100φ1204）高精度、高剛性
射出成型機用ボールねじは、多列組み合わせで接触角55°の採用および予圧量の最適設計より、使用することが主流のため、各軸受間の外内径寸

射出成型機の性能向上に要求されている高剛性は法相互 差が大きいと軸と軸箱とのはめあい時に、維持した。図５に「TAF X シリーズ」と従来のTAF各軸列間に荷重分布のアンバランスが生じ、発熱にシリーズとのアキシアル剛性を示す。接触角55°の繋がる恐れがある。このため、「TAF X シリーズ」の採用により、射出成型機の性能向上に要求されて標準精度はJIS 5級相当と設定した。

いる剛性をさらに高めた。

3050TAF11

アキシアル変位量（µm）

2550TAF11X

201510500

2,000

4,000

6,000

8,000

10,00012,000

アキシアル荷重（N）
図5

NACHI TECHNICAL REPORT

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アキシアル剛性線図4高負荷容量スラストアンギュラ玉軸受「TAF X シリーズ」

5）低トルク、高速化
約15％トルク低減を実現し、許容回転数は、約25％

接触角55°の採用により、トルク増加が懸念されるが、軌道曲率および予圧量の最適設計より、向上した。
（図６、図７）「TAF X シリーズ」は従来のTAFシリーズに対し、回転トルク（N・cm）

100
90

50TAF1180

50TAF11X

7060504030
201000500

1,000

1,500

2,000

2,500

3,000

回転数（min -1）
図6

回転トルク

許容回転数（min -1、グリース）

6,000
■TAF

5,000

■TAF X

4,000
3,000
2,000
1,000
025TAF06 30TAF07

40TAF09 50TAF11 60TAF13
図780TAF17 100TAF21 120TAF26

許容回転数6）組み付け性向上

5

スラスト自動調心ころ軸受、円筒ころ軸受とアンを多列組み合わせすることにより、ハウジング簡ギュラ玉軸受の組み合わせ構造では、軸受サイズ略化、スリーブ廃止が可能となる。さらに「TAF Xが異なっているため、ハウジングが複雑でシャフトシリーズ」は予圧調整されているため、組み付け時スリーブが必要となっていたが、「TAF X シリーズ」の調整が不要となる。

3. ラインナップ

B

r1r

本品のラインナップを以下の表１に示す。本シリーズの標準仕様は、万能組み合わせに対応している単品フラッシュグラウンドである。また2列以上のrr1ødøD

多列組み合わせにも対応している。

α°

TAF X シリーズ寸法図
表1
呼び番号
25TAF05X
25TAF06X
30TAF07X
35TAF09X
40TAF09X
40TAF11X
45TAF10X
45TAF11X
50TAF11X
50TAF13X
60TAF13X
60TAF17X
80TAF17X
80TAF21X
100TAF21X
100TAF26X
120TAF26X

TAF X シリーズ仕様

主要寸法（mm）
B
r（min）
52151.0
62
171.172
191.190231.590231.511027
2.0100251.511027
2.0110
272.0
130
31
2.1
130
31
2.1
170
39
2.1
170
39
2.1
215
47
3.0
215
47
3.0
260
55
3.0
260
55
3.0dD

25
25
30
35
40
40
45
45
50
50
60
60
80
80
100
100120

接触角度r1（min）
0.6
0.6
0.6
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.1
1.1
1.1
1.1
1.1
1.1
1.1
1.1

α55
55
55
55
55
55
55
55
55
55
55
55
55
55
55
55
55

基本動定格荷重
Ca（N）
38,00064,50078,500119,000
119,000
173,000
139,000
173,000
173,000
225,000
225,000
315,000
315,000
445,000
445,000
550,000
550,000

アキシアル限界
荷重（N）
25,70040,50056,90085,50085,500131,000
103,000
131,000
131,000
174,000
174,000
280,000
280,000
405,000
405,000
540,000
540,000

4. ユニット型「WTF シリーズ」
開放型とは別に「TAF X シリーズ」とハウジングを組み合わせたユニット型「WTF シリーズ」もラインナップに追加した。軸受箱組み付け時の調整が不要であり、2列以上の多列組み合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、とり付け穴位置、給脂用の油穴付きなど特殊設計にも対応している。

図8

NACHI TECHNICAL REPORT

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Vol.

WTF シリーズ6

5. シール付き密封構造
60

メンテナンスフリーのニーズに応えてオプションとしてシール付きもラインナップに加えた。開放型

3030に対し軸受幅は広くなるが、密封性が高いランドからの異 物 混入を防止することができ、グリース

ø50

供給などのメンテナス装置が不要となる。
（図9）

ø110

ライディングシールを採用した。シールにより、外部

図9シール付きTAF X シリーズ

6. まとめ今回紹介した高負荷容量スラストアンギュラ玉
軸受「TAF X シリーズ」は、射出成型機の長寿命、高速化、組み付け性向上のニーズに貢献するため開発された軸受である。本品は射出成型機だけでなく従来のTAFシリーズが用いられた部位への置き換えも可能である。
今後もさらなる技術開発をすすめ、射出成型機、ボールねじサポート部位の発展に貢献する「TAF Xシリーズ」の開発・改良にとり組んでいく。

NACHI TECHNICAL REPORT

Vol.31B3

October / 2016〈発行〉2016 年 10 月 12 日
株式会社 不二越 技術開発本部
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