滾珠絲槓的軸承裝置製造方法
2023-05-22 22:52:01 1
滾珠絲槓的軸承裝置製造方法
【專利摘要】本發明提供一種能夠高效率地冷卻滾珠絲槓的軸承裝置或者軸承裝置附近的冷卻機構。為此，滾珠絲槓的軸承裝置（101）具有：內圈（121），其與滾珠絲槓的絲槓軸（110）的端部配合併與絲槓軸（110）一體地旋轉；外圈（123），其隔著配設在該內圈（121）的外周面（121a）上的多個滾動體（122）並將內圈（121）支承成能夠旋轉；和殼體（130），其具有與外圈（123）的外周面（123a）抵接的內周面（130a）並將絲槓軸（110）支承成能夠旋轉。在殼體（130）上，沿著殼體（130）的軸向形成有多個冷卻用貫通孔（170），所述冷卻用貫通孔（170）貫通殼體（130）的兩端部（130b、130b），用於使冷卻介質通過。
【專利說明】滾珠絲槓的軸承裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及將滾珠絲槓的絲槓軸的端部支承成能夠旋轉的滾動軸承、和具有內嵌該滾動軸承的外圈的殼體的滾珠絲槓的軸承裝置。
【背景技術】
[0002]滾珠絲槓具有:在內周面形成有螺旋槽的螺母；在外周面形成有螺旋槽的絲槓軸；和配置在由螺母的螺旋槽和絲槓軸的螺旋槽形成的軌道槽之間的滾珠。
[0003]作為工具機、注射成型機、半導體元件製造裝置等的精密進給機構使用的滾珠絲槓當高速、高循環使用時會變為高溫，絲槓軸和螺母會發生熱變形(絲槓軸由於熱膨脹而伸展)。伴隨於此，會發生滾珠的負載分布異常和工作性的惡化，從而作為進給機構的定位精度惡化。因此，在要求高定位精度的滾珠絲槓中，實施了對絲槓軸、螺母和配置在絲槓軸的端部的軸承裝置進行冷卻的對策。
[0004]在專利文獻I中記載如下:滾動軸承將絲槓軸的端部支承成能夠旋轉，在內嵌該滾動軸承的外圈的殼體與經由隔熱材料固定在殼體上的主體框架之間、以及在螺母與經由隔熱材料固定在螺母上的移動體之間設置間隙，向各間隙送入冷卻用的空氣，從而冷卻上述螺母和滾動軸承。
[0005]並且，在專利文獻2中記載了在螺母上具有冷卻機構的滾珠絲槓。
[0006]現有技術文獻
[0007]專利文獻
[0008]專利文獻1:日本實開平01 - 117847號公報
[0009]專利文獻2:日本特開2011 - 17419號公報
【發明內容】
[0010]發明要解決的課題
[0011]然而，在專利文獻I記載的技術中，在滾動軸承的冷卻效率方面有改善餘地。具體地說，是對殼體的外周部進行了冷卻，而不是作為發熱源的軸承裝置及其附近，因而不是進行有效率的冷卻。
[0012]因此，本發明是著眼於上述問題而完成的，本發明的目的是提供一種將滾珠絲槓的絲槓軸的端部支承成能夠旋轉的滾動軸承、或者能夠高效率地冷卻軸承裝置的附近的滾珠絲槓的軸承裝置。
[0013]用於解決課題的手段
[0014]為了達到上述目的，本發明的一個實施方式的滾珠絲槓的軸承裝置，其特徵在於，具有:
[0015]內圈，其與滾珠絲槓的絲槓軸的端部配合併與所述絲槓軸一體地旋轉；
[0016]外圈，其隔著配設在該內圈的外周的多個滾動體將所述內圈支承成能夠旋轉；和
[0017]殼體，其具有與所述外圈的外周面抵接的內周面，該殼體將所述絲槓軸支承成能夠旋轉，
[0018]沿著所述殼體的軸向形成有多個冷卻用貫通孔，所述冷卻用貫通孔貫通所述殼體的兩端部，用於使冷卻介質通過。
[0019]並且，所述滾珠絲槓的軸承裝置的特徵在於，連通所述冷卻用貫通孔的槽部形成在所述殼體的端面。
[0020]並且，可以採用這樣的結構:所述冷卻用貫通孔經由接頭部件通過配管在殼體的外部連結。
[0021]並且，所述冷卻用貫通孔可以沿著所述殼體的周向均等地配置。
[0022]通過這樣配置上述冷卻用貫通孔，可以使用與殼體的外側相比離滾動軸承近的在殼體的內部設置的冷卻用貫通孔來在殼體的圓周方向上進行均勻的冷卻，因而與對殼體的外側進行空冷的專利文獻I的方法相比，能夠高效率地冷卻將滾珠絲槓的絲槓軸的端部支承成能夠旋轉的滾動軸承。
[0023]並且，可以形成有3?6個所述冷卻用貫通孔。
[0024]上述冷卻用貫通孔的數目越多，就越可以提高冷卻效果，然而殼體的機械強度下降，加工成本也升高。並且，在上述冷卻用貫通孔是2個的情況下，即使在圓周方向上等間隔地配置，配置間隔也大，因而發生溫度梯度，殼體容易熱變形成橢圓狀。因此，優選的是，在3個以上6個以下的範圍具有上述冷卻用貫通孔。
[0025]並且，優選的是，所述冷卻用貫通孔配置在所述絲槓軸的端部側或者凸緣側。
[0026]發明效果
[0027]根據本發明的一個實施方式的滾珠絲槓的軸承裝置，能夠高效率地冷卻將滾珠絲槓的絲槓軸的端部支承成能夠旋轉的滾動軸承或者軸承裝置的附近。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0028]圖1是示出滾珠絲槓的軸承裝置的第I實施方式的主視圖。
[0029]圖2是圖1中的軸承裝置的箭頭a向視圖。
[0030]圖3是圖1中的軸承裝置的箭頭b向視圖。
[0031]圖4是沿圖3中的IV — IV線的剖視圖。
[0032]圖5是示出構成圖1的軸承裝置的壓蓋的平面圖。
[0033]圖6是示出滾珠絲槓的軸承裝置的第2實施方式中的結構的主視圖。
[0034]圖7是示出滾珠絲槓的軸承裝置的第2實施方式中的結構的右側視圖。
[0035]圖8是示出滾珠絲槓的軸承裝置的第2實施方式中的結構的左側視圖。
[0036]圖9是示出滾珠絲槓的軸承裝置的第2實施方式中的結構的沿著軸向的剖視圖。
【具體實施方式】
[0037](第I實施方式)
[0038]以下，參照【專利附圖】
【附圖說明】滾珠絲槓的軸承裝置的第I實施方式。
[0039]如圖4所示，該實施方式的滾珠絲槓的軸承裝置具有:將滾珠絲槓的絲槓軸I的端部11支承成能夠旋轉的兩個滾動軸承2a、2b ;和內嵌有兩滾動軸承2a、2b的外圈21a、21b的殼體3。並且，具有:抑制滾動軸承2a、2b的內圈22a、22b的沿軸向的移動的套環4和鎖定螺母5，和抑制外圈21a、21b的沿軸向的移動的壓蓋6。而且，如圖1?4所示，具有:接頭部件71a?71d、72a?72d，配管73?77，和將壓蓋6固定在凸緣3上的螺栓8。
[0040]絲槓軸I的端部11為小徑部，在其階梯部與一個滾動軸承2a的內圈22a之間配置有套環4。在另一個滾動軸承2b的內圈22b的外側也配置有套環4,在其外側配置有鎖定螺母5。
[0041]滾動軸承2a、2b的外圈21a、21b配置在殼體3的內周面的大徑部。一個滾動軸承2a的外圈21a的端面與階梯面抵接，另一個滾動軸承2b的外圈21b與壓蓋6的端面抵接。
[0042]如圖1?4所示，在殼體3的軸向一端形成有凸緣31。在凸緣31上形成有使螺栓8螺合的內螺紋31a;和插入安裝用的螺栓的螺栓孔31b。並且，在殼體3上，在圓周方向上等間隔地形成有沿軸向貫通的4個冷卻用貫通孔32a?32d。在各冷卻用貫通孔32a?32d的兩端部形成有管用錐形內螺紋部320。
[0043]如圖5所示，壓蓋6是具有與絲槓軸2帶有遊隙地配合的大小的中心孔61的圓板狀部件，在壓蓋6的圓周方向的8個部位等間隔地形成有配置螺栓8的頭部側的螺栓孔62。這些螺栓孔62設置在與殼體3的內螺紋31a對應的位置。並且，在壓蓋6的外周部，在與殼體3的各冷卻用貫通孔32a?32d對應的位置形成有凹部63。
[0044]在組裝時，首先，使一個套環4與絲槓軸I的端部11的階梯部接觸並安裝，之後在殼體3和絲槓軸I的端部11之間安裝滾動軸承2a、2b。然後，使絲槓軸I穿過壓蓋6的中心孔61，將壓蓋6配置在殼體3的凸緣31側，將螺栓8從壓蓋6的螺栓孔62插入並與凸緣31的內螺紋31a螺合。然後，將另一個套環4安裝在絲槓軸I的端部11，緊固鎖定螺母5。由此，滾動軸承2a、2b的外圈21a、21b固定在殼體3上，內圈22a、22b固定在絲槓軸I的端部11上。
[0045]在該狀態下，從壓蓋6的凹部63插入各接頭部件71a?7Id、72a?72d，如圖4所示，使其末端部(管用錐形外螺紋部)與各冷卻用貫通孔32a?32d的管用錐形內螺紋部320螺合。
[0046]由此，如圖1?3所示，成為了各接頭部件71a?71d、72a?72d與殼體3的各冷卻用貫通孔32a?32d的兩端連結的狀態。
[0047]然後，通過配管73使凸緣31側的接頭部件71a和接頭部件71d連結。使冷卻液導入用配管74與凸緣31側的接頭部件71b連接。使冷卻液排出用配管75與凸緣31側的接頭部件71c連接。在殼體3的未形成有凸緣31的一側，通過配置76使接頭部件72a和接頭部件72b連結，通過配管77使接頭部件72c和接頭部件72d連結。
[0048]在該實施方式的滾珠絲槓中，從冷卻液導入用配管74導入的冷卻液按照以下順序流動:接頭部件71b —殼體3的冷卻用貫通孔32b —接頭部件72b —配管76 —接頭部件72a —殼體3的冷卻用貫通孔32a —接頭部件71a —配管73 —接頭部件71d —殼體3的冷卻用貫通孔32d —接頭部件72d —配管77 —接頭部件72c —殼體3的冷卻用貫通孔32c —接頭部件71c —冷卻液排出用配管75。通過該冷卻液的流動冷卻殼體3。
[0049]因此，根據該實施方式的軸承裝置，由於在殼體3的圓周方向進行均勻的冷卻，因而殼體3、滾動軸承2a、2b、絲槓軸I的端部11在周方向被均勻地冷卻，抑制了熱變形。伴隨於此，滾動軸承2a、2b被高效率地冷卻，因而可防止滾動軸承2a、2b的滾珠的負載分布異常和工作性的惡化。[0050]另外，例如如專利文獻2所示，在僅在螺母具有冷卻機構的滾珠絲槓中，僅在螺母的移動範圍進行絲槓軸的冷卻，不能期待對絲槓軸的端部的冷卻效果，因而並用本實施方式的軸承裝置是有用的。
[0051](第2實施方式)
[0052]下面，參照附圖對滾珠絲槓的軸承裝置的第2實施方式進行說明。圖6是示出滾珠絲槓的軸承裝置的第2實施方式中的結構的主視圖。並且，圖7是示出滾珠絲槓的軸承裝置的第2實施方式中的結構的右側視圖。並且，圖8是示出滾珠絲槓的軸承裝置的第2實施方式中的結構的左側視圖。並且，圖9是示出滾珠絲槓的第2實施方式中的結構的沿著軸向的剖視圖。
[0053]如圖6?9所示，本實施方式的滾珠絲槓的軸承裝置101具有:將滾珠絲槓的絲槓軸110支承成能夠旋轉的多列滾動軸承120 ;和收容滾動軸承120的殼體130。
[0054]
[0055]如圖9所示，滾動軸承120具有與絲槓軸110的端部配合併與絲槓軸110 —體地旋轉的兩個內圈121、121，在這些內圈121、121的外周面121a、121a分別設置有隔著多個滾動體122將內圈121支承成能夠旋轉的外圈123、123。
[0056]滾動軸承120的內圈121通過形成在絲槓軸110上的臺階部111和鎖定螺母140被定位在規定的位置。該鎖定螺母140與絲槓軸110的端部螺合配合，在處於鎖定螺母140和內圈121之間的絲槓軸110的外周設置有例如由碟形彈簧或者螺旋彈簧或者縱彈性係數的金屬等構成的套環150。
[0057]並且，滾動軸承120的內圈121利用鎖定螺母140的緊固力被按壓於所述的臺階部111，在處於該臺階部111和內圈121之間的絲槓軸110的外周設置有例如由碟形彈簧或者螺旋彈簧或者縱彈性係數的金屬等構成的套環150。
[0058]另外，滾動軸承120的內圈121通過形成在絲槓軸110上的臺階部111和鎖定螺母140被定位在規定的位置。
[0059]
[0060]殼體130例如呈圓筒形狀。並且，如圖9所示，殼體130的內周面130a與滾動軸承120的外周面(外圈123的外周面123a)配合。因此，殼體130將絲槓軸110支承成能夠旋轉。
[0061]並且，如圖9所示，殼體130的外周面與未圖示的軸承支架的內周面能夠滑動地配合。S卩，軸承支架(未圖示)經由殼體130支承滾動軸承120。
[0062]
[0063]滾動軸承120的外圈123通過形成在殼體130的內周面130a的臺階部131和第2壓蓋162被定位在規定的位置。該壓蓋161、162通過多個螺栓200安裝在殼體130的軸向的端面130b、130b上(參照圖9)。
[0064]
[0065]在殼體130上形成有多個沿軸向貫通殼體130的兩端部(兩端面)的冷卻用貫通孔170。這些冷卻用貫通孔170沿著殼體130的外周面，優選配置在同一圓周上，更優選均等地配置。另外，這些冷卻用貫通孔170是為了使冷卻流體通過而設置的。冷卻流體通過與多個冷卻用貫通孔170中的某一個連結的冷卻管190而被供給或排出。冷卻管190與冷卻介質循環裝置(未圖示)連結，冷卻介質循環裝置供給冷卻介質，而且回收冷卻介質並再次使其具有冷卻功能並再次供給。
[0066]
[0067]優選的是，在殼體130的端面130b、130b，沿著端面130b、130b的外周形成有連通冷卻用貫通孔170的開口部的槽部180。這樣設置的槽部180經由墊片185通過第I壓蓋161或第2壓蓋162而被密封，從而形成與冷卻用貫通孔170連通的流路B?D (參照圖7和圖8)。通過採用形成有槽部180的方式，與在殼體130僅形成有冷卻用貫通孔170的方式相比，減少了用於供給通過冷卻用貫通孔170的冷卻介質的部件數目，結果實現了成本降低。
[0068]這裡，如上所述，流路由槽部180、第I壓蓋161或第2壓蓋162形成，而優選的是，第I壓蓋161和第2壓蓋162的與槽部180對置的面是平坦的。這是因為，當在第I壓蓋161和第2壓蓋162的與槽部180對置的面形成了與槽部180對應的另一槽部時，存在由於凸緣的組裝差異等而未合適地形成流路的情況，可以降低加工成本，產品管理也容易。
[0069][冷卻用貫通孔的設置位置]
[0070]作為形成多個冷卻用貫通孔170的設置位置，優選的是，沿著殼體130的周方向均等地配置。然而，在冷卻用貫通孔170是2個的情況下，即，在冷卻用貫通孔170均等配置(180°均等配置)時，在遠離冷卻用貫通孔170的部分溫度變高，因而發生溫度梯度，滾動軸承120的外圈123的截面形狀變成橄欖球形狀。由此，滾動軸承120的外圈123的圓度(圓柱度)下降，對滾動軸承120的負載變得不均勻，因而容易對工作性等產生影響，因而不是優選的。
[0071][冷卻用貫通孔的個數]
[0072]並且，通過增加冷卻用貫通孔170的個數，得到滾動軸承120的更大的冷卻效果，並且認為滾動軸承120的外圈123的圓度(圓柱度)得以提高，然而不應過度地增加冷卻用貫通孔170的個數。這是因為，增加冷卻用貫通孔170的個數也意味著殼體130的強度下降，結果會導致使滾珠絲槓軸的支承剛性下降。
[0073]而且，冷卻用貫通孔170的加工縱長比大，因而加工費工夫，會提高成本。
[0074]因此，在本實施方式中，如圖6?8所示，使冷卻用貫通孔170的個數為4個，然而在根據結構而難以均等地設置4個冷卻用貫通孔170的情況下，可以是3個。
[0075][冷卻介質的循環路徑]
[0076]在這樣形成有冷卻用貫通孔170的滾珠絲槓的軸承裝置101中，如圖6?8所示，從冷卻管191供給的冷卻介質流入在「A」部分與冷卻管191連結的冷卻用貫通孔171，經過流路「B」流入冷卻用貫通孔172，經過流路「C」流入冷卻用貫通孔173，經過流路「D」流入冷卻用貫通孔174，並從在「E」部分連結的冷卻管192排出。
[0077]這樣，在滾珠絲槓的軸承裝置101中，在殼體130上設置多個冷卻用貫通孔170，在由這些冷卻用貫通孔170、槽部180和第I壓蓋161或者第2壓蓋162形成的流路中使冷卻流體流動，從而可高效地冷卻作為發熱源的軸承的最近部。其結果是，可抑制滾動軸承120的發熱，可減少由熱膨脹引起的滾珠絲槓和絲槓軸110之間的伸長，可提高定位精度等。
[0078]並且，通過均等地配置冷卻用貫通孔170，溫度分布均勻地接近，可抑制不均勻的熱變形，因而可防止滾動軸承120的內部的滾珠(滾動體122)的負載分布異常和工作性的惡化。
[0079]這裡，在本實施方式的滾珠絲槓的軸承裝置101中，冷卻管190 (191、192)也可以配置在絲槓軸110的端部112側(未形成有螺紋槽的部分)。並且，在本實施方式的滾珠絲槓的軸承裝置101中，冷卻管190 (192、192)也可以配置在凸緣132偵U。
[0080]冷卻管190 (192、192)配置在絲槓軸110的端部112偵彳，即，冷卻用貫通孔170配置在絲槓軸110的端部112側，從而與在絲槓軸110的形成有螺紋槽的一側配置冷卻用貫通孔170的情況相比，不會對滾珠絲槓的螺母(未圖示)的移動範圍產生影響，能夠增大滾珠絲槓的螺母(未圖示)的移動範圍。
[0081]並且，冷卻管190 (191、192)配置在凸緣132側，S卩，冷卻用貫通孔170配置在凸緣132側，從而可以在組裝了冷卻管190 (191、192)的狀態下，將殼體130組裝在未圖示的殼體固定部件(例如，軸承支架等)上。具體地說，在將殼體130安裝到上述殼體固定部件上時，在圖9中，相對於殼體130，向箭頭方向組裝上述殼體固定部件。即，當在殼體130中的未形成有凸緣132的一側(設置有第I壓蓋161的一側)配置冷卻管190 (191、192)時，需要將殼體130組裝在上述殼體固定部件上之後，組裝冷卻管190 (191、192)。然而，在冷卻管190 (191、192)配置在凸緣132側的方式中，在將殼體130組裝在上述殼體固定部件上時，冷卻管190 (191、192)不發生幹涉。因此，通過將冷卻管190 (191、192)配置在凸緣132偵彳，可在組裝了冷卻管190 (191、192)的狀態下，將殼體130組裝在上述殼體固定部件上。
[0082]以上，對滾珠絲槓的軸承裝置的第2實施方式作了說明，然而本發明不限定於此，可以進行各種變更和改良。例如，在上述的實施方式中，作為支承滾珠絲槓的絲槓軸的軸承例示出多列滾動軸承，然而不限定於此，可以是單列滾動軸承。並且，優選的是，本實施方式的滾珠絲槓的軸承裝置與冷卻螺母的螺母冷卻裝置並用。這是因為，在滾珠絲槓的軸芯冷卻中，由於在絲槓軸內部形成有冷卻路徑，因而也冷卻軸承，然而在螺母冷卻的情況下，在僅螺母移動的部分被冷卻而不能期待對軸承的冷卻效果的情況下是有效的。因此，在螺母冷卻中也需要冷卻軸承。
[0083]標號說明
[0084]1:絲槓軸；
[0085]11:絲槓軸的端部；
[0086]2a、2b:滾動軸承；
[0087]21a、21b:外圈；
[0088]22a、22b:內圈；
[0089]3:殼體；
[0090]31:凸緣；
[0091]31a:內螺紋；
[0092]31b:螺栓插入孔；
[0093]32a?32d:冷卻用貫通孔；
[0094]320:管用錐形內螺紋部；
[0095]4:套環；
[0096]5:鎖定螺母；[0097]6:壓蓋；
[0098]61:中心孔；
[0099]62:螺栓孔；
[0100]63:凹部；
[0101]71a?71d:接頭部件;
[0102]72a?72d:接頭部件；
[0103]73:配管；
[0104]74:冷卻液導入用配管；
[0105]75:冷卻液排出用配管；
[0106]76:配管；
[0107]77:配管；
[0108]8:螺栓；
[0109]101:滾珠絲槓的軸承裝置；
[0110]110:絲槓軸；
[0111]111:臺階部；
[0112]120:滾動軸承；
[0113]121:內圈；
[0114]122:滾動體；
[0115]123:外圈；
[0116]130:殼體；
[0117]131:臺階部;
[0118]132:凸緣；
[0119]140:鎖定螺母；
[0120]150:套環；
[0121]161、162:壓蓋;
[0122]170:冷卻用貫通孔；
[0123]180:槽部；
[0124]190:冷卻管。
【權利要求】
1.一種滾珠絲槓的軸承裝置，其特徵在於，具有: 內圈，其與滾珠絲槓的絲槓軸的端部配合併與所述絲槓軸一體地旋轉； 外圈，其隔著配設在該內圈的外周面的多個滾動體將所述內圈支承成能夠旋轉；和 殼體，其具有與所述外圈的外周面抵接的內周面，該殼體將所述絲槓軸支承成能夠旋轉， 沿著所述殼體的軸向形成有多個冷卻用貫通孔，所述冷卻用貫通孔貫通所述殼體的兩端部，用於使冷卻介質通過。
2.根據權利要求1所述的滾珠絲槓的軸承裝置，其特徵在於， 所述冷卻用貫通孔經由接頭部件通過配管在殼體的外部連結。
3.根據權利要求1所述的滾珠絲槓的軸承裝置，其特徵在於， 連通所述冷卻用貫通孔的槽部形成在所述殼體的端面。
4.根據權利要求1?3中任一項所述的滾珠絲槓的軸承裝置，其特徵在於， 所述冷卻用貫通孔沿著所述殼體的周向均等地配置。
5.根據權利要求1?4中任一項所述的滾珠絲槓的軸承裝置，其特徵在於， 形成有3?6個所述冷卻用貫通孔。
6.根據權利要求1?5中任一項所述的滾珠絲槓的軸承裝置，其特徵在於， 所述冷卻用貫通孔配置在所述絲槓軸的端部側或者凸緣側。
【文檔編號】F16C37/00GK103703281SQ201280036586
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2012年7月20日 優先權日:2011年7月26日
【發明者】永井豐 申請人:日本精工株式會社