S99TJ17-1303 9.5 クールタイプ(超高Dm-N値)タイプ 9.5.1 クールタイプ i 超高Dm-N値ボールねじ ● 規格： 1. クールタイプには、シャフト径32mm以上を推奨します。 2. ナットタイプ：FSV, FSW, PFDW, OFSW, DFSV, FSH, FSI 等。 3. ご希望、指定する規格等がある場合はご連絡ください。 PT 1/8 Germany Patent No. 10119226 4. クールタイプIは標準タイプに比べて、ナットの外径を少し変えるだけですので詳しい規格はHIWIN まで御連絡下さい。 ● 形番の表示：例: R50 - 30C1 - OFSWC1 - 1180 - 1539 - 0.008 ↓ ● クールタイプi ：中空のボールねじのシャフトを組み合わせる最適化の温度をコントロールと精密度を得られます。このタイプは極めて高速化工作機械とマシンセンタを最適に応用します。 ● 設計原理：クールタイプシリーズの特徴は、強制冷却した冷却液をナットに通し、ボールねじの運転中に発生する熱を抑え、温度上昇を最小限にして高速化と高精度の目的を達成します。クールタイプi(下記の図8.1) 冷却液はナット中を循環し、図2の様に冷却機によって熱を変換する。中空構造のシャフトは温度の調整と、高い精度を維持することが可能です。合わせて使用することにより、高速タイプの工作機械に適しています。 C1：HIWIN クールタイプ I ボールねじ ● 性能：高速タイプの工作機械では、中空タイプの構造だけではは摩擦熱による熱の発生や温度上昇をおさえるには不充分です。ナットは、それ自体が熱の発生源の為、図3に示す様に(同条件でのテストを以下に記す)、高速化厳しい環境に応じて冷却したシャフト･ナットで高速作動させることを推奨します。テスト環境：規格：Ø50、リードは30 スピード：2500 rpm (75 m/min) 往復送り加速度：9.8 m/sec2 ストローク：1180 mm 予圧力：205 kgf 移動荷重： 300 kgf 冷却率：オイル2.5 liter/min 冷却なし N社から推奨したナット中空冷却 Passages 図9.1：クールタイプ i P IN Passages OUT Cooler 図9.2：クールタイプ i と冷却機の表示図意圖 Temperature Rise(oC) HIWIN クールタイプ I 70 60 50 40 30 20 10 0 0 20 40 60 80 100 120 Time(min.) 図9.3：高速回転の状況でシャフト中空の冷却した時ボールねじ温昇の比較 167 S99TJ17-1303 ● 特徴：クールタイプ i 性能 (1) 1. 高い信頼性規格：Ø50、リードは30mm Dm-N値：150,000 加速度：9.8 m/sec2 コンピュータシュミレーションとFEM解析により、クールタイプボールねじは高い信頼性と耐熱性を特徴としています。 2. より高速回転がDm-N値200,000に可能冷却しないナットの温度冷却しないシャフトの温度 Temperature Rise(oC) HIWIN クールタイプ I シャフト温度 70 HIWIN クールタイプ I ナット温度 60 50 熱の発生を少なくし、熱変形を抑えた熱の変換を考えた設計は、熱の伝達を考慮しなくてよい。 30 20 10 0 クールタイプボールねじは、高速回転で使用する際の影響、例えば、温度の問題や、より高速運転を行う事など、対応できます。 3. 熱変形を防ぐ 40 0 20 40 60 80 100 Time(min.) 4. 強い耐久性図9.4：クールタイプΙボールねじ温昇のテスト (Dm-N=150,000) 繰り返し運転をする際、ボール同士の摩擦により熱が発生します。これはボールの酸化もしくは脱炭現象を起こし、寿命を短くします。クールタイプ i 性能 (2) クールタイプボールねじは冷却する事により、耐久性を高めます。 5. 注油の寿命延長規格：Ø50、リードは30mm Dm-N値：200,000 加速度：9.8 m/sec2 潤滑油を使用する際には、最小限の温度上昇に押さえる事により、潤滑油の品質劣化を抑え、潤滑油の寿命を延ばします。冷却しないナットの温度 6. 一定の温度の維持とウォームアップ時間の減少冷却しないシャフトの温度 HIWIN クールタイプ I シャフト温度 HIWIN クールタイプ I ナット温度 Temperature Rise(oC) 168 70 7. 高い送り精度 60 50 クールタイプボールねじの冷却効果は、摩擦による熱の上昇を安定させ、正確な送り精度を維持します。 40 30 20 10 0 高速での作動時、ナットとシャフトの冷却システムは送り機構の温度を全く一定に保ち、。 0 20 40 60 80 100 Time(min.) 図9.5：クールタイプΙボールねじ温昇のテスト (Dm-N=200,000) 図9.6：FEM分析によるボールねじ