JPH0979256A - リニアボールベアリング - Google Patents

リニアボールベアリング

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JPH0979256A
JPH0979256A JP7235353A JP23535395A JPH0979256A JP H0979256 A JPH0979256 A JP H0979256A JP 7235353 A JP7235353 A JP 7235353A JP 23535395 A JP23535395 A JP 23535395A JP H0979256 A JPH0979256 A JP H0979256A
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JP
Japan
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ball
outer cylinder
film
guide groove
holder
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JP7235353A
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English (en)
Inventor
Akira Sasaki
彰 佐々木
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C29/00Bearings for parts moving only linearly
    • F16C29/04Ball or roller bearings
    • F16C29/06Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load
    • F16C29/068Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load with the bearing body fully encircling the guide rail or track
    • F16C29/0683Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load with the bearing body fully encircling the guide rail or track the bearing body encircles a rail or rod of circular cross-section, i.e. the linear bearing is not suited to transmit torque
    • F16C29/0685Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load with the bearing body fully encircling the guide rail or track the bearing body encircles a rail or rod of circular cross-section, i.e. the linear bearing is not suited to transmit torque with balls
    • F16C29/0688Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load with the bearing body fully encircling the guide rail or track the bearing body encircles a rail or rod of circular cross-section, i.e. the linear bearing is not suited to transmit torque with balls whereby a sleeve surrounds the circulating balls and thicker part of the sleeve form the load bearing tracks
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10S384/90Cooling or heating
    • Y10S384/902Porous member

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Bearings For Parts Moving Linearly (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】この発明は固体潤滑膜を薄くして、摩耗粉の発
生量を低下させると共に、固体潤滑膜の損耗による間隙
の軽減を図り、長寿命化及び小形化の促進を実現するこ
とにある。 【解決手段】保持体10及び外筒11を金属材料で形成
して、保持体10のボール案内溝10a及び外筒11の
内壁に固体潤滑膜を被着し、且つボール13を金属材料
で形成して、その表面にしゅう酸塩被膜を被着して多孔
質に形成するように構成し、所期の課題を解決したもの
である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば宇宙空間
や真空環境等の極限環境の使用に好適するリニアボール
ベアリングに関する。
【0002】
【従来の技術】周知のように、宇宙空間においては、略
真空環境であることから地上で使用されるオイルやグリ
ースを用いた潤滑が困難なために、宇宙ステーション等
の宇宙航行体に設けられる各種の駆動機構部等を構成す
るリニアボールベアリングに二硫化モリブデン(Mo S
2 )等の固体潤滑剤を使用した固体潤滑方式が採用され
ている。
【0003】即ち、リニアボールベアリングは、筒状の
保持体の周囲にリング状のボール案内溝を設けて、この
ボール案内溝の一部に透孔を軸方向(直線案内方向)に
形成する。そして、この保持体は、外筒に挿着され、そ
の内部には、軸体が軸方向に移動自在に嵌合される。こ
れにより、例えば外筒側が軸方向に移動付勢されると、
ボールか保持体のボール案内溝を循環移動して、その循
環移動に連動してボールが、該ボール案内溝の透孔を介
して軸体に摺動されて直線案内を許容する。
【0004】そして、このようなリニアボールベアリン
グの固体潤滑方式としては、その保持体のボール案内
溝、外筒のボール摺動部及びボールに固体潤滑剤をスパ
ッタリング法、メッキ法、イオンプレーティング法等の
手法により固体潤滑膜を形成したり、あるいは塗布被膜
法により固体潤滑膜を形成して、この固体潤滑膜が転移
膜潤滑される。
【0005】ところが、上記固体潤滑方式では、前者の
場合、固体潤滑膜を比較的薄く形成することが可能であ
ることにより、螺合調整にともないねじ部に発生する隙
間が比較的少なくて済むものであるが、潤滑に寄与する
固体潤滑膜の絶対量が少ないために、寿命が短命である
という問題を有する。
【0006】また、後者の場合には、固体潤滑膜が比較
的厚く形成されるために、固体潤滑膜の損耗による磨耗
粉が発生し易く、「がた」の原因となる隙間が発生し
て、その寿命が短命であるという問題を有する。
【0007】このように、従来のリニアボールベアリン
グでは、固体潤滑膜の絶対量が少ないものであったり、
摩耗粉が発生し易いものであることにより、短命であ
り、保守点検作業が困難な宇宙環境等の極限環境におけ
る使用に満足のいくものでなかった。
【0008】さらに、上記固定潤滑方式では、両者と
も、ミリ単位のリニアボールベアリングを構成する場合
には、そのボールの直径がサブミリ単位となることで、
所定の膜厚を有する固定潤滑膜をボールの周壁に形成す
ることが困難であるという問題を有する。なお、係る事
情は宇宙環境に限ることなく、地上における真空環境等
の極限環境においても同様のものである。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、従
来のリニアボールベアリングでは、寿命が短命であるた
めに、保守点検作業が困難な宇宙環境等の極限環境にお
ける使用に満足のいくものでないうえ、ミリ単位の高精
度なベアリング構造を実現するのが困難であるという問
題を有していた。
【0010】この発明は上記の事情に鑑みてなされたも
ので、構成簡易にして、小形化の促進を図り得、且つ長
期間に亘る高精度な潤滑を実現し得るようにして、長寿
命化を実現したリニアボールベアリングを提供すること
を目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】この発明は、複数のボー
ルが軸方向に循環移動自在に収容されるボール案内溝を
有した保持体が外筒に挿着され、前記ボールが前記ボー
ル案内溝を循環移動して直線案内するリニアボールベア
リングにおいて、前記保持体及び外筒を金属材料で形成
して、前記保持体の少なくともボール案内溝及び前記外
筒の少なくともボール摺動部に固体潤滑膜を被着し、且
つ前記ボールを金属材料で形成して、その表面を多孔質
に形成するように構成したものである。
【0012】上記構成によれば、ボールは、保持体のボ
ール案内溝を循環移動すると、保持体のボール案内溝及
び外筒のボール摺動部に被着した固体潤滑膜と接触する
ことにより、その多孔質の表面にこれらボール案内溝及
び外筒のボール摺動部の固体潤滑膜が転移され、転移膜
潤滑が行なわれる。これにより、初期に形成する固体潤
滑膜の合計膜厚の薄形化が図れて、固体潤滑膜の損耗に
より発生する部材間の間隙の軽減化が図れると共に、摩
耗粉の少ない高精度な潤滑が実現され、高精度な組付け
精度が長期間に亘って確保されて、長寿命化が促進され
る。また、ボールの高精度な製作が可能となり、小形化
の促進が容易に図れる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて、図面を参照して詳細に説明する。図1はこの発明
の一実施の形態に係るリニアボールベアリングを示すも
ので、図中10は、保持器と称する筒状の保持体で、筒
状の外筒内11に挿入されて止め輪12a,12b(図
2参照)を介して該外筒11内に位置決め固定される。
即ち、保持体10の外周壁には、リング状の複数のボー
ル案内溝10aが軸方向に沿って所定の間隔を有して形
成される。そして、これらボール案内溝10aには、軸
方向に透孔10b(図2参照)がそれぞれ形成される。
この保持体10は、そのボール案内溝10aに複数のボ
ール13がそれぞれ循環移動自在に収容された状態で外
筒11に挿着される。ここで、ボール案内溝10aに収
容されたボール13は、外筒11との間に介在され、そ
の一部が透孔10bを介して保持体10の内周壁から突
出されて、該保持体10の内部に挿着される固定軸14
に回転摺動自在に当接される。
【0014】上記保持体10及び外筒11は、軸受鋼,
ステンレス鋼,耐熱鋼,合金工具鋼,高速度鋼等の金属
材料でそれぞれ所定形状に形成される。そして、保持体
10の少なくともボール案内溝10a及び外筒11の内
壁の少なくともボール摺動部には、例えばスパッタリン
グ法による二硫化モリブデン(Mo S2 )膜やイオンプ
レーティング法によるAu 膜,Ag 膜,Pb 膜、塗布膜
法によるMo S2 膜等の固体潤滑膜がそれぞれ被着され
る。
【0015】また、上記ボール13は、同様に軸受鋼,
ステンレス鋼,耐熱鋼,合金工具鋼,高速度鋼等の金属
材料で所定形状に形成され、その表面上に、例えばしゅ
う酸塩処理が施されて、表面がポーラス状の多孔質に形
成される。これにより、ボール13は、保持体10のボ
ール案内溝10aに沿って外筒11の内壁との間を循環
移動されると、その多孔質の表面にボール案内溝10a
の固体潤滑膜及び外筒11の内壁の固体潤滑膜が移着さ
れる如く転移膜される。
【0016】上記構成において、例えば外筒11が軸方
向に移動自在な図示しない移動体に固着され、その保持
体10の内部には、固定軸14に対して移動自在に取付
けられる。これにより、外筒11が移動体(図示せず)
を介して軸方向に移動付勢されると、保持体10のボー
ル案内溝10aのボール13が該ボール案内溝10a内
を循環移動される。ここで、ボール13は、ボール案内
溝10aの透孔10bから一部が突出されて外筒11の
内壁に接触され、固定軸14に沿って軸方向に移動され
る。この際、ボール13は、多孔質の表面に保持体10
のボール案内溝10aの固体潤滑膜及び外筒11の内壁
の固体潤滑膜が移着されて転移膜潤滑される。
【0017】このように、上記リニアボールベアリング
は、保持体10及び外筒11を金属材料で形成して、保
持体10のボール案内溝10a及び外筒11の内壁に固
体潤滑膜を被着し、且つボール13を金属材料で形成し
て、その表面にしゅう酸塩被膜を被着して多孔質に形成
するように構成した。
【0018】これによれば、ボール13は、保持体10
のボール案内溝10aを循環移動すると、その多孔質の
表面が保持体のボール案内溝10aの固体潤滑膜及び外
筒11の内壁の固体潤滑膜と接触することにより、これ
らボール案内溝10aの固体潤滑膜及び外筒11の内壁
の固体潤滑膜が移着され、転移膜潤滑が行なわれる。こ
の結果、初期に形成する固体潤滑膜の合計膜厚を薄形化
することができて、その固体潤滑膜の損耗により発生す
る部材間の間隙の軽減が図れると共に、摩耗粉の少ない
高精度な潤滑が実現されて、高精度な組付け精度が長期
間に亘って確保され、長寿命化が図れる。
【0019】また、これによれば、例えば宇宙開発の分
野で強く要求されているミリ単位のリニアボールベアリ
ングを構成するような場合、そのボール13がサブミリ
単位となるものであるが、そのボール13の製作を高精
度な寸法精度で製作することが可能となるため、小形化
の促進が容易に図れる。
【0020】なお、上記実施の形態では、ボール13に
しゅう酸塩被膜を被着して、表面を多孔質に形成するよ
うに構成した場合で説明したが、これに限ることなく、
その他、りん酸塩被膜処理を施して、りん酸塩被膜を形
成したり、あるいは硝酸塩被膜処理を施して硝酸塩被膜
を形成するように構成しても良い。その他、ボール13
の表面を多孔質に形成する方法としては、上記しゅう酸
塩被膜、りん酸塩被膜に限ることなく、形成可能であ
る。
【0021】また、上記実施の形態では、外筒11を軸
方向に移動付勢し、保持体10の内部に固定軸を配設す
るように構成した場合で説明したが、これに限ることな
く、例えば外筒側を固定して、保持体の内部側の固定軸
を軸方向に移動自在に組付け構成することも可能であ
る。よって、この発明は上記実施の形態に限ることな
く、その他、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の
変形を実施し得ることは勿論のことである。
【0022】
【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、構成簡易にして、小形化の促進を図り得、且つ長期
間に亘る高精度な潤滑を実現し得るようにして、長寿命
化を実現したリニアボールベアリングを提供することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施の形態に係るリニアボールベ
アリングを示した図。
【図2】図1を分解して示した図。
【符号の説明】
10…保持体。 10a…ボール案内溝。 10b…透孔。 11…外筒。 12a,12b…止め輪。 13…ボール。 14…固定軸。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のボールが軸方向に循環移動自在に
    収容されるボール案内溝を有した保持体が外筒に挿着さ
    れ、前記ボールが前記ボール案内溝を循環移動して直線
    案内するリニアボールベアリングにおいて、 前記保持体及び外筒を金属材料で形成して、前記保持体
    の少なくともボール案内溝及び前記外筒の少なくともボ
    ール摺動部に固体潤滑膜を被着し、且つ前記ボールを金
    属材料で形成して、その表面を多孔質に形成したことを
    特徴とするリニアボールベアリング。
  2. 【請求項2】 前記ボールは、金属材料で形成して、し
    ゅう酸塩被膜が被着されることを特徴とする請求項1記
    載のリニアボールベアリング。
  3. 【請求項3】 前記ボールは、金属材料で形成して、り
    ん酸塩被膜が被着されることを特徴とする請求項1記載
    のリニアボールベアリング。
  4. 【請求項4】 前記ボールは、金属材料で形成して、硝
    酸塩被膜が被着されることを特徴とする請求項1記載の
    リニアボールベアリング。
JP7235353A 1995-09-13 1995-09-13 リニアボールベアリング Pending JPH0979256A (ja)

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US08/709,844 US5741078A (en) 1995-09-13 1996-09-10 Linear ball bearing with solid lubricating film
FR9611191A FR2738603B1 (fr) 1995-09-13 1996-09-13 Glissiere a billes

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