BFシリーズボールねじエンドサポート

I. 主な特徴と呼称の説明

位置決め： ボールねじ支持側（フローティングエンド）標準サポートベアリングハウジングアセンブリ。軸方向の熱応力を緩和する必要があるねじの端部に使用されます。

呼称の解説：

• B: オーバー 「ベアリングハウジング」を表します。
• F: 「フリー」または「フロート」を表します。これはその機能的核であり、ねじシャフトが軸方向に微小ながら自由に伸縮することを可能にします。

基本機能:

• 主にラジアル荷重に耐えます： ねじシャフトの重量を支え、潜在的なラジアル荷重に抵抗し、ねじ回転の同心度を確保します。
• 軸方向の自由なフロートを許容： 内部ベアリング構造により、ねじシャフトが軸方向にスライド可能となり、温度上昇による熱膨張を吸収し、ねじのたわみ、ジャミング、または熱応力による精度の低下を防止します。
• ラジアル方向の位置決めを提供： ねじシャフトの回転中心位置を維持します。

II. 主要構造および構成部品

標準的なBFサポートユニットは高度に統合されたモジュールであり、通常以下の部品から構成されます：

ベアリングハウジング： BKユニットと同様に、高精度加工された取り付けフランジおよびパイロットを備えています。

ラジアルベアリング：

• 最も一般的なのは： 深溝玉軸受です。これはラジアル荷重を効果的に支えるとともに、ある程度の軸方向の自由度（クリアランス）を提供します。
• 他の形式： 一部のモデルではプレーンブッシング（青銅製スリーブ）やケージ付きニードルローラーベアリングを使用している場合もありますが、ディープグリーブボールベアリングは低摩擦性と高速回転性能に優れているため、最も一般的です。

シーリングシステム：
内側および外側のシールを備えており、外部からの汚染物質の侵入および内部グリースの漏出を効果的に防ぎます。

グリースニップル： 定期的な潤滑補給用です。

軸方向拘束構造（キーデザイン）：

• BKユニットのようにねじシャフトを「固定」するのとは異なり、BFベアリングの内輪とねじシャフトとの取り合いは、通常、すきまばめまたは軽い押し入ればめとなっています。
• ベアリング外輪はハウジングに収められ、一端は軸方向に位置決めされ、他端には軸方向のすきまが設けられています。これにより、ベアリング全体がハウジング内でわずかな軸方向の移動が可能となり、ねじシャフトのフロートを実現します。

III. 主な特徴と利点

• 熱応力の緩和における要： これはBFユニットが存在する主な理由です。ボールねじは高速または連続運転中に摩擦熱を発生し、ネジシャフトが熱膨張します。両端を固定した場合（ダブルBK）、スクリューは「支えられた」鉄道レールのように座屈し、精度の低下、異常摩耗、あるいは完全なジャミングを引き起こす可能性があります。BF端は軸方向のフロートを可能にすることで、この問題を巧妙に解決しています。
• システムの運転安全性和精度を確保: 熱応力を排除することにより、BFユニットは運転温度範囲全体でネジをまっすぐに保ち、長期的に伝達精度を維持し、重大な故障を防止します。
• 標準化と使いやすさ: BKと同様に、BFはすぐに設置可能な標準化されたソリューションを提供するため、ユーザーが独自のフローティング機構を設計する必要がなく、性能と信頼性を確実にします。
• 優れたラジアル支持: 軸方向のフロートを許容する一方で、その径方向支持剛性および精度は高いままであり、ねじの径方向振動（ホイッピング）を効果的に抑制します。
• 簡単なメンテナンス： 統合されたシール構造と潤滑設計により、メンテナンス間隔が延長され、作業手順が簡素化されます。

IV. BK固定端とのシステム連携（黄金律の再確認）

これは必須の組み合わせ関係です：

駆動側／基準側： BK（固定端）。

• 機能：双方向の軸方向荷重に耐え、軸方向の位置決め基準を提供します。
• ねじ接続：通常、カップリングを介してサーボ／ステッピングモーターに直接接続されます。

非駆動側／従動側： BF（フローティング端）。

• 機能：ラジアル方向の支持を提供し、軸方向の熱膨張によるフロートを許容します。
• ねじ接続：この側のねじ端は自由であるか、またはエンコーダなどの軽量なフィードバック装置にのみ接続されます。

設計の鉄則： 連続回転するボールねじは、[一端固定（BK）、他端フロート（BF）]の支持方式を採用しなければならず、またその方法のみが許容されます。これはすべての精密機械設計における基本原則です。

V. 主な適用分野

BFサポートユニットの適用シーンはBKユニットと同一であり、BKが使用される場所には必ずBFも使用されます。これは精密ボールねじを採用するすべての装置に存在します：

• すべての種類のNC工作機械。
• 産業用ロボットおよびリニアモジュール。
• 半導体製造および検査装置。
• 精密自動生産ライン。
• 医療機器および科学計測器。

VI. 選定および使用ガイドライン

• ペア選定： BFユニットは、同じシリーズかつ同じシャフト直径仕様のBKユニットとペアで選択する必要があります（例：BK12にはBF12をペアにする）。
• 取付位置： モーターから最も離れたネジ端に設置しなければなりません。ネジが中央駆動式（あまり一般的ではありません）の場合、両端ともBFフローティングエンドとする必要がありますが、このようなケースでは特別な設計が必要です。
• 軸方向の締め付けを避けること： 設置時に、BFユニット側のネジシャフトに追加の軸方向締め付けが加わらないように注意してください。たとえば、この端にエンコーダーを接続する場合は、フレキシブルカップリングを使用して接続し、そのブラケットがネジシャフトの軸方向フロートを妨げないようにしなければなりません。
• 正しい取り付け： BKの設置と同様に、BF取付面の平面度およびBK取付面との平行度を確保し、ネジ軸の適切な整列を保証してください。
• メンテナンス 定期的にグリースニップルからグリースを補充し、シールの状態を点検してください。

BK固定端がシステムの「アンカー」および「基盤」であるならば、BF遊動端はシステムの「ショックアブソーバー」および「安全弁」である。BFは巧妙かつ受動的な方法で、精密機械における熱管理の根本的課題に対処している。BFユニットの設計には、「剛性を柔軟さで克服する」という工学的知見が体現されており、限定された制御された自由度を用いることで、システム全体のより高い剛性、精度、信頼性を確保している。ボールねじ伝動システムが長期にわたり安定し、正確に動作することを保証するためには、BF支持を選定し、正しく使用することがもう一つの重要な保護手段となる。