高負荷容量スラストアンギュラ玉軸受 「TAF X シリーズ」

NACHI
TECHNICAL
REPORT
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」
Abstract
1）開発の狙い
Ball Screw Support Bearings support the
axial 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 are
required in injection molding machines and large
press machines. Thus, spherical roller thrust
bearings or angular contact ball bearings have
been used to withstand the load. Due to the need
for high-efficient machines, however, development
of a high-speed ball screw has accelerated.
NACHI has developed TAF X Series, high-load
thrust angular ball bearings that can withstand
the 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
27
50
55
°
ø50
°
ø50
°
73B シリーズ
ø50
ø110
40
ø110
27
ø110
27
TAF シリーズ
TAF X シリーズ
図1　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
0
φ25
φ30
φ40
φ45
φ50
φ60
φ80
φ100
φ120
内径
（mm）
図2　基本動定格荷重
（NACHI比較）
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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
2a
2b
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
100
0
φ25
φ30
φ40
φ45
φ50
φ60
φ80
内径
（mm）
図4　アキシアル限界荷重
（NACHI比較）
3
φ100
φ120
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。
30
50TAF11
アキシアル変位量
（µm）
25
50TAF11X
20
15
10
5
0
0
2,000
4,000
6,000
8,000
10,000
12,000
アキシアル荷重
（N）
図5　アキシアル剛性線図
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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
接触角55°
の採用により、トルク増加が懸念さ
約15％トルク低減を実現し、許容回転数は、約25％
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
50TAF11
80
50TAF11X
70
60
50
40
30
20
10
0
0
500
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
0
25TAF06 30TAF07
40TAF09 50TAF11 60TAF13
80TAF17 100TAF21 120TAF26
図7　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
r1
r
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
r
r1
ød
øD
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　TAF X シリーズ仕様
呼び番号
25TAF05X
25TAF06X
30TAF07X
35TAF09X
40TAF09X
40TAF11X
45TAF10X
45TAF11X
50TAF11X
50TAF13X
60TAF13X
60TAF17X
80TAF17X
80TAF21X
100TAF21X
100TAF26X
120TAF26X
主要寸法（mm）
B
r（min）
52
15
1.0
62
17
1.1
72
19
1.1
90
23
1.5
90
23
1.5
110
27
2.0
100
25
1.5
110
27
2.0
110
27
2.0
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
3.0
d
D
25
25
30
35
40
40
45
45
50
50
60
60
80
80
100
100
120
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
α
55
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）
38,000
64,500
78,500
119,000
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）
25,700
40,500
56,900
85,500
85,500
131,000
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　WTF シリーズ
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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
30
30
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。
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October / 2016
〈発　行〉2016 年 10 月 12 日
株式会社 不二越　技術開発本部
富山市不二越本町 1-1-1 〒 930-8511
Tel.076-423-5118 Fax.076-493-5213