JPH1162958A - リニアボールガイド - Google Patents
リニアボールガイドInfo
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- JPH1162958A JPH1162958A JP21858997A JP21858997A JPH1162958A JP H1162958 A JPH1162958 A JP H1162958A JP 21858997 A JP21858997 A JP 21858997A JP 21858997 A JP21858997 A JP 21858997A JP H1162958 A JPH1162958 A JP H1162958A
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- Japan
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- rail
- ball
- linear
- ball race
- ball guide
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 漸増形ロストモーションの発生を抑えること
が可能なリニアボールガイドを提供する。 【解決手段】 レール１の両側面には長手方向に平行な
ボールレース２ａ〜ｄが設けられている。スライダ３
は、レール１の上に跨がる様に支持され、ボールレース
２ａ〜ｄに対向する位置にボールレース４ａ〜ｄが設け
られている。ボールレース２ａ〜ｄとボールレース４ａ
〜ｄとで構成される軌道内には、多数のボール５が収容
されている。ボール５が前記軌道内を転動することによ
って、スライダ３がレール１上を小さな抵抗で摺動す
る。本発明のリニアボールガイドでは、ボール５とし
て、縦弾性係数が３００ＧＰａ以上の材料、例えば窒化
ケイ素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）、を使用するとともに、レール１
及びスライダ３として、縦弾性係数が２５０ＧＰａ以上
の材料、例えば超硬合金、を使用する。
が可能なリニアボールガイドを提供する。 【解決手段】 レール１の両側面には長手方向に平行な
ボールレース２ａ〜ｄが設けられている。スライダ３
は、レール１の上に跨がる様に支持され、ボールレース
２ａ〜ｄに対向する位置にボールレース４ａ〜ｄが設け
られている。ボールレース２ａ〜ｄとボールレース４ａ
〜ｄとで構成される軌道内には、多数のボール５が収容
されている。ボール５が前記軌道内を転動することによ
って、スライダ３がレール１上を小さな抵抗で摺動す
る。本発明のリニアボールガイドでは、ボール５とし
て、縦弾性係数が３００ＧＰａ以上の材料、例えば窒化
ケイ素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）、を使用するとともに、レール１
及びスライダ３として、縦弾性係数が２５０ＧＰａ以上
の材料、例えば超硬合金、を使用する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、直動案内機構とし
て使用されるリニアボールガイドに係り、特に、セミク
ローズドループ制御方式のＮＣ工作機械において使用さ
れるリニアボールガイドの構造に関する。
て使用されるリニアボールガイドに係り、特に、セミク
ローズドループ制御方式のＮＣ工作機械において使用さ
れるリニアボールガイドの構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、工作機械の直動案内機構として使
用されるリニアボールガイドでは、一般的に、転動体に
は軸受鋼が使用され、レール及びスライダ（ベアリング
ブロック）には特殊鋼が使用されるとともに、レール及
びスライダに形成されたボールレースの表面には焼入硬
化処理が施されている。これらの材料の縦弾性係数は、
いずれも２００ＧＰａ程度である。
用されるリニアボールガイドでは、一般的に、転動体に
は軸受鋼が使用され、レール及びスライダ（ベアリング
ブロック）には特殊鋼が使用されるとともに、レール及
びスライダに形成されたボールレースの表面には焼入硬
化処理が施されている。これらの材料の縦弾性係数は、
いずれも２００ＧＰａ程度である。
【０００３】転動体にセラミックスを使用した玉軸受及
びリニアボールガイドも知られている。転動体にセラミ
ックスを使用した玉軸受は、工作機械の高速主軸に使用
されている。その目的は、転動体を軸受鋼からセラミッ
クスに代えることによって軽量化し、高速回転時の遠心
力を小さくして高速運転性能を向上させることにある。
転動体にセラミックスを使用したリニアボールガイド
は、特開平５−１４９３３５号公報に記載されている。
その目的は、転動体にセラミックスを使用することによ
り、高速運転時の転動体の慣性力を小さくすることにあ
る。
びリニアボールガイドも知られている。転動体にセラミ
ックスを使用した玉軸受は、工作機械の高速主軸に使用
されている。その目的は、転動体を軸受鋼からセラミッ
クスに代えることによって軽量化し、高速回転時の遠心
力を小さくして高速運転性能を向上させることにある。
転動体にセラミックスを使用したリニアボールガイド
は、特開平５−１４９３３５号公報に記載されている。
その目的は、転動体にセラミックスを使用することによ
り、高速運転時の転動体の慣性力を小さくすることにあ
る。
【０００４】上記の二つの例では、いずれも、転動体に
セラミックスを使用して軽量化することにより高速運転
時の性能向上を図っている。このため、転動面には従来
品と同様に特殊鋼が使用されている。これは、次の様な
理由による。即ち、リニアボールガイドの場合には、長
尺レールを高強度高靭性を備えたＳｉ3 Ｎ4 の様なセラ
ミックスを用いて製造することは、技術的に困難である
ことによる。他方、低強度セラミックスを用いれば長尺
レールの形状を製造することは可能であるが、低強度セ
ラミックスの場合、接触部の高いヘルツ応力によってフ
レーキングが発生するので、実際の使用には耐えられな
い。また、転がり軸受の場合には、内輪、外輪及び転動
体にセラミックスを使用したものも知られている。その
目的は、電気絶縁性、あるいは高速運転時の耐凝着性な
どを得ることにある。従って、鋼材では対応できない特
殊な運転条件に対応すべく、使用される素材は焼結製窒
化珪素などのファインセラミックスに限定されている。
セラミックスを使用して軽量化することにより高速運転
時の性能向上を図っている。このため、転動面には従来
品と同様に特殊鋼が使用されている。これは、次の様な
理由による。即ち、リニアボールガイドの場合には、長
尺レールを高強度高靭性を備えたＳｉ3 Ｎ4 の様なセラ
ミックスを用いて製造することは、技術的に困難である
ことによる。他方、低強度セラミックスを用いれば長尺
レールの形状を製造することは可能であるが、低強度セ
ラミックスの場合、接触部の高いヘルツ応力によってフ
レーキングが発生するので、実際の使用には耐えられな
い。また、転がり軸受の場合には、内輪、外輪及び転動
体にセラミックスを使用したものも知られている。その
目的は、電気絶縁性、あるいは高速運転時の耐凝着性な
どを得ることにある。従って、鋼材では対応できない特
殊な運転条件に対応すべく、使用される素材は焼結製窒
化珪素などのファインセラミックスに限定されている。
【０００５】（従来のリニアボールガイドの問題点）と
ころで、一般的に、セミクローズドループ制御方式のＮ
Ｃ工作機械では、円弧補間象限切換時に摺動体の摩擦抵
抗に起因する送り駆動機構の弾性変形により、ロストモ
ーションと呼ばれる現象が発生する。図４（ａ）に示す
様な立上がりがシャープなパターンのロストモーション
は、ステップ形ロストモーションと呼ばれ、その補正は
比較的容易である。一方、直動案内機構にリニアボール
ガイドを使用したセミクローズドループ制御方式の大形
工作機械では、精密工学会誌 Vol.62, No.2, 1996 ,p.2
47 以下、文献１と呼ぶ）に詳細に記載されている様
に、円弧補間象限切換時に、通常のステップ形ロストモ
ーションではなく、図４（ｂ）（文献１の図１（ｂ））
に示す様な、ロストモーションの立上がりが緩慢なパタ
ーンが観察される。この様なパターンのロストモーショ
ンは、漸増形ロストモーションと呼ばれ、後述の様に、
その補正が容易ではなく、加工精度の低下を招く一因と
なっている。また、汎用マシニングセンタにおいても、
直動案内機構にリニアボールガイドを使用すると同様な
問題があることが知られている。図５（ａ）に実機にお
ける漸増形ロストモーションの測定例を示す。
ころで、一般的に、セミクローズドループ制御方式のＮ
Ｃ工作機械では、円弧補間象限切換時に摺動体の摩擦抵
抗に起因する送り駆動機構の弾性変形により、ロストモ
ーションと呼ばれる現象が発生する。図４（ａ）に示す
様な立上がりがシャープなパターンのロストモーション
は、ステップ形ロストモーションと呼ばれ、その補正は
比較的容易である。一方、直動案内機構にリニアボール
ガイドを使用したセミクローズドループ制御方式の大形
工作機械では、精密工学会誌 Vol.62, No.2, 1996 ,p.2
47 以下、文献１と呼ぶ）に詳細に記載されている様
に、円弧補間象限切換時に、通常のステップ形ロストモ
ーションではなく、図４（ｂ）（文献１の図１（ｂ））
に示す様な、ロストモーションの立上がりが緩慢なパタ
ーンが観察される。この様なパターンのロストモーショ
ンは、漸増形ロストモーションと呼ばれ、後述の様に、
その補正が容易ではなく、加工精度の低下を招く一因と
なっている。また、汎用マシニングセンタにおいても、
直動案内機構にリニアボールガイドを使用すると同様な
問題があることが知られている。図５（ａ）に実機にお
ける漸増形ロストモーションの測定例を示す。
【０００６】ＮＣ工作機械の案内機構に従来のリニアボ
ールガイドを使用した場合、上述の様に、円弧補間象限
切換時に漸増形ロストモーション（図５（ａ））が発生
する。これを、ＮＣのバックラッシ補正機能を用いて補
正すると、図５（ｂ）に示す様に、喰い込み現象が発生
し、加工精度を低下させる問題がある。
ールガイドを使用した場合、上述の様に、円弧補間象限
切換時に漸増形ロストモーション（図５（ａ））が発生
する。これを、ＮＣのバックラッシ補正機能を用いて補
正すると、図５（ｂ）に示す様に、喰い込み現象が発生
し、加工精度を低下させる問題がある。
【０００７】リニアボールガイドをＮＣ工作機械の直動
案内機構に使用する場合、要求される剛性を確保すべ
く、リニアボールガイドに予圧が与えられる。この予圧
によってリニアボールガイドの転動体と転動面のヘルツ
接触部に弾性変形が発生する。この状況下で送り方向を
反転すると、転がり抵抗が非線形特性を示し、この非線
形特性が原因となり漸増形ロストモーションが発生する
ことが、実験の結果、判明している。図６（文献１の図
９）に、リニアボールガイド及びすべり案内について、
送り方向の反転時における摺動体位置と送り抵抗の関係
の測定データを示す。図６（ａ）はリニアボールガイド
の場合を示し、送り方向の反転後に送り抵抗（図中、ロ
ードセルＡ及びＢによる測定値）が漸増的に増大してい
ることが分かる。一方、図６（ｂ）はすべり案内の場合
を示し、送り方向の反転後に送り抵抗がステップ状に増
大しており、この場合にはステップ形ロストモーション
が発生する。また、リニアボールガイドに与えられる予
圧が大きいほど、発生する漸増形ロストモーションの大
きさが増大することが、実験の結果、確認されている。
従って、この様な漸増形ロストモーションの発生を抑え
るためには、転動体と転動面のヘルツ接触部の弾性変形
を極力小さくする必要がある。しかし、転動体にセラミ
ックスを使用したリニアボールガイドでは、レール及び
スライダが特殊鋼で製作されているので、転動体とレー
ルあるいは転動体とスライダの転動面のヘルツ接触部の
弾性変形が比較的大きく、従って、漸増形ロストモーシ
ョンの抑制効果は少ない。
案内機構に使用する場合、要求される剛性を確保すべ
く、リニアボールガイドに予圧が与えられる。この予圧
によってリニアボールガイドの転動体と転動面のヘルツ
接触部に弾性変形が発生する。この状況下で送り方向を
反転すると、転がり抵抗が非線形特性を示し、この非線
形特性が原因となり漸増形ロストモーションが発生する
ことが、実験の結果、判明している。図６（文献１の図
９）に、リニアボールガイド及びすべり案内について、
送り方向の反転時における摺動体位置と送り抵抗の関係
の測定データを示す。図６（ａ）はリニアボールガイド
の場合を示し、送り方向の反転後に送り抵抗（図中、ロ
ードセルＡ及びＢによる測定値）が漸増的に増大してい
ることが分かる。一方、図６（ｂ）はすべり案内の場合
を示し、送り方向の反転後に送り抵抗がステップ状に増
大しており、この場合にはステップ形ロストモーション
が発生する。また、リニアボールガイドに与えられる予
圧が大きいほど、発生する漸増形ロストモーションの大
きさが増大することが、実験の結果、確認されている。
従って、この様な漸増形ロストモーションの発生を抑え
るためには、転動体と転動面のヘルツ接触部の弾性変形
を極力小さくする必要がある。しかし、転動体にセラミ
ックスを使用したリニアボールガイドでは、レール及び
スライダが特殊鋼で製作されているので、転動体とレー
ルあるいは転動体とスライダの転動面のヘルツ接触部の
弾性変形が比較的大きく、従って、漸増形ロストモーシ
ョンの抑制効果は少ない。
【０００８】なお、内輪、外輪及び転動体にセラミック
スを使用した転がり軸受では、軽量性、耐凝着性、耐衝
撃破壊性などについての条件から、使用される素材は、
焼結製窒化珪素などの高強度高靭性を備えたファインセ
ラミックスの単一材に限定される。この様なファインセ
ラミックスの単一材を使用した場合、転がり軸受などの
短尺品を製造することは可能であるが、製造可能な寸法
に限界があり、リニアボールガイドのレールの様な長尺
品を製造することは困難である。
スを使用した転がり軸受では、軽量性、耐凝着性、耐衝
撃破壊性などについての条件から、使用される素材は、
焼結製窒化珪素などの高強度高靭性を備えたファインセ
ラミックスの単一材に限定される。この様なファインセ
ラミックスの単一材を使用した場合、転がり軸受などの
短尺品を製造することは可能であるが、製造可能な寸法
に限界があり、リニアボールガイドのレールの様な長尺
品を製造することは困難である。
【０００９】なお、特公平７−７１７８１号公報には、
漸増形ロストモーションの問題を解決するために、漸増
形ロストモーションを補正する方法について記載されて
いる。しかし、この方法には次の様な問題点がある。即
ち、一般的に送り速度が変化するとロストモーション量
が変化するが、漸増形ロストモーションが発生する場合
にも、同様に送り速度の変化により漸増形ロストモーシ
ョンの挙動が変化する。このため、漸増形ロストモーシ
ョンを補正するには、各送り速度毎に最適な補正パラメ
ータを求めなければならず、この結果、補正方法が複雑
となり補正作業に多くの時間を要する。
漸増形ロストモーションの問題を解決するために、漸増
形ロストモーションを補正する方法について記載されて
いる。しかし、この方法には次の様な問題点がある。即
ち、一般的に送り速度が変化するとロストモーション量
が変化するが、漸増形ロストモーションが発生する場合
にも、同様に送り速度の変化により漸増形ロストモーシ
ョンの挙動が変化する。このため、漸増形ロストモーシ
ョンを補正するには、各送り速度毎に最適な補正パラメ
ータを求めなければならず、この結果、補正方法が複雑
となり補正作業に多くの時間を要する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の様な
問題点に鑑み成されたもので、本発明の目的は、漸増形
ロストモーションの発生を抑えることが可能なリニアボ
ールガイドを提供することにある。
問題点に鑑み成されたもので、本発明の目的は、漸増形
ロストモーションの発生を抑えることが可能なリニアボ
ールガイドを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明のリニアボールガ
イドは、両側面に長手方向に平行な第一のボールレース
を備えたレールと、前記レールに摺動可能に支持され、
前記第一のボールレースに対向する位置に第二のボール
レースを備えたスライダと、前記第一のボールレースと
前記第二のボールレースとで構成される軌道内に収容さ
れ、この軌道内を転動する多数の転動体と、を備えたリ
ニアボールガイドにおいて、前記転動体は、縦弾性係数
が３００ＧＰａ以上の材料で構成され、前記レール及び
前記スライダは、縦弾性係数が２５０ＧＰａ以上の材料
で構成されていることを特徴とする。
イドは、両側面に長手方向に平行な第一のボールレース
を備えたレールと、前記レールに摺動可能に支持され、
前記第一のボールレースに対向する位置に第二のボール
レースを備えたスライダと、前記第一のボールレースと
前記第二のボールレースとで構成される軌道内に収容さ
れ、この軌道内を転動する多数の転動体と、を備えたリ
ニアボールガイドにおいて、前記転動体は、縦弾性係数
が３００ＧＰａ以上の材料で構成され、前記レール及び
前記スライダは、縦弾性係数が２５０ＧＰａ以上の材料
で構成されていることを特徴とする。
【００１２】なお、前記レール及び前記スライダを複合
構造にして、前記レール及び前記スライダのボールレー
スの表層部、即ち、前記第一のボールレース及び前記第
二のボールレースの表層部分を、縦弾性係数が２５０Ｇ
Ｐａ以上の材料からなる被覆層で構成してもよい。
構造にして、前記レール及び前記スライダのボールレー
スの表層部、即ち、前記第一のボールレース及び前記第
二のボールレースの表層部分を、縦弾性係数が２５０Ｇ
Ｐａ以上の材料からなる被覆層で構成してもよい。
【００１３】好ましくは、前記転動体を、窒化ケイ素
（Ｓｉ3 Ｎ4 ）、サーメットまたは超硬合金のいずれか
により構成する。
（Ｓｉ3 Ｎ4 ）、サーメットまたは超硬合金のいずれか
により構成する。
【００１４】好ましくは、前記レール及び前記スライダ
を超硬合金で構成する。
を超硬合金で構成する。
【００１５】好ましくは、前記被覆層は、窒化ケイ素
（Ｓｉ3 Ｎ4 ）、サーメットまたは超硬合金のいずれか
からなる厚さ１００μｍ以上の被覆層である。
（Ｓｉ3 Ｎ4 ）、サーメットまたは超硬合金のいずれか
からなる厚さ１００μｍ以上の被覆層である。
【００１６】漸増形ロストモーションの発生を抑えるた
めには、リニアボールガイドの転動体とレールの転動
面、及び転動体とスライダの転動面のヘルツ接触部の弾
性変形量を極力小さくする必要がある。本発明のリニア
ボールガイドによれば、以下に示す様に、転動体と転動
面のヘルツ接触部の弾性変形量が小さくなるので、漸増
形ロストモーションの発生が抑えられる。
めには、リニアボールガイドの転動体とレールの転動
面、及び転動体とスライダの転動面のヘルツ接触部の弾
性変形量を極力小さくする必要がある。本発明のリニア
ボールガイドによれば、以下に示す様に、転動体と転動
面のヘルツ接触部の弾性変形量が小さくなるので、漸増
形ロストモーションの発生が抑えられる。
【００１７】図３に、曲面に対して球を押付けた場合の
変形の状態を示す。球を押付ける荷重をＰとし、材料の
縦弾性係数をＥとし、ヘルツ接触部の接触幅を２ａとす
ると、弾性学の公式から、ａとＰ及びＥとの関係は次の
式で表される。但し、ｃは比例係数である。
変形の状態を示す。球を押付ける荷重をＰとし、材料の
縦弾性係数をＥとし、ヘルツ接触部の接触幅を２ａとす
ると、弾性学の公式から、ａとＰ及びＥとの関係は次の
式で表される。但し、ｃは比例係数である。
【００１８】ａ＝ｃ×（Ｐ／Ｅ）1/3 この式から、接触幅２ａを減少させるためには、縦弾性
係数Ｅを大きくすれば良いことがわかる。本発明は、こ
の様な考えに基づいて成されたもので、転動体に縦弾性
係数が３００ＧＰａ以上の材料を用い、レール及びスラ
イダに縦弾性係数が２５０ＧＰａ以上の材料を用いる
か、あるいは、レール及びスライダの転動面を縦弾性係
数が２５０ＧＰａ以上の被覆層で構成することによっ
て、接触幅２ａを減少させて、漸増形ロストモーション
の発生を抑制するものである。
係数Ｅを大きくすれば良いことがわかる。本発明は、こ
の様な考えに基づいて成されたもので、転動体に縦弾性
係数が３００ＧＰａ以上の材料を用い、レール及びスラ
イダに縦弾性係数が２５０ＧＰａ以上の材料を用いる
か、あるいは、レール及びスライダの転動面を縦弾性係
数が２５０ＧＰａ以上の被覆層で構成することによっ
て、接触幅２ａを減少させて、漸増形ロストモーション
の発生を抑制するものである。
【００１９】なお、適用可能な材料の比重については特
に制限はない。従って、Ｓｉ3 Ｎ4などの様なセラミッ
クスの他に、サーメット、超硬合金など、縦弾性係数が
２５０〜３００ＧＰａ以上の材料を使用することができ
る。
に制限はない。従って、Ｓｉ3 Ｎ4などの様なセラミッ
クスの他に、サーメット、超硬合金など、縦弾性係数が
２５０〜３００ＧＰａ以上の材料を使用することができ
る。
【００２０】
【発明の実施の形態】図１に、本発明に基づくリニアボ
ールガイドの構造の一例を示す。なお、図１（ａ）はリ
ニアボールガイドの概要を示し、図１（ｂ）は（ａ）の
Ａ−Ａ部の断面図を示す。レール１の両側面には、長手
方向に平行なボールレース２ａ〜ｄ（第一のボールレー
ス）が設けられている。スライダ３は、レール１の上に
跨がる様に支持され、レール１の両側面に設けられた前
記ボールレース２ａ〜ｄに対向する位置に、ボールレー
ス４ａ〜ｄ（第二のボールレース）が設けられている。
ボールレース２ａ〜ｄとボールレース４ａ〜ｄとで構成
される軌道内には、多数のボール５（転動体）が収容さ
れている。ボール５が前記軌道内を転動することによっ
て、スライダ３がレール１の上を小さな抵抗で摺動す
る。
ールガイドの構造の一例を示す。なお、図１（ａ）はリ
ニアボールガイドの概要を示し、図１（ｂ）は（ａ）の
Ａ−Ａ部の断面図を示す。レール１の両側面には、長手
方向に平行なボールレース２ａ〜ｄ（第一のボールレー
ス）が設けられている。スライダ３は、レール１の上に
跨がる様に支持され、レール１の両側面に設けられた前
記ボールレース２ａ〜ｄに対向する位置に、ボールレー
ス４ａ〜ｄ（第二のボールレース）が設けられている。
ボールレース２ａ〜ｄとボールレース４ａ〜ｄとで構成
される軌道内には、多数のボール５（転動体）が収容さ
れている。ボール５が前記軌道内を転動することによっ
て、スライダ３がレール１の上を小さな抵抗で摺動す
る。
【００２１】この例では、ボール５の材料として、高強
度高靭性を備え縦弾性係数が３２０ＧＰａの窒化ケイ素
（Ｓｉ3 Ｎ4 ）を使用するとともに、レール１及びスラ
イダ３の材料して、縦弾性係数が２７０ＧＰａの超硬合
金を使用している。なお、ボール５の材料としては、窒
化ケイ素などのセラミックスの他に、サーメットあるい
は超硬合金などを使用することもできる。
度高靭性を備え縦弾性係数が３２０ＧＰａの窒化ケイ素
（Ｓｉ3 Ｎ4 ）を使用するとともに、レール１及びスラ
イダ３の材料して、縦弾性係数が２７０ＧＰａの超硬合
金を使用している。なお、ボール５の材料としては、窒
化ケイ素などのセラミックスの他に、サーメットあるい
は超硬合金などを使用することもできる。
【００２２】図２に、本発明に基づくリニアボールガイ
ドの他の例を示す。なお、外観形状は先に示した図１
（ａ）と共通なので、断面図のみを示す。この例では、
レール１及びスライダ３の母材部分を従来のリニアボー
ルガイドと同様に特殊鋼で製作し、ボールレース２ａ〜
ｄ、４ａ〜ｄの表層部分６、７のみを、窒化ケイ素を厚
さ１５０μｍで被覆した被覆層で構成している。
ドの他の例を示す。なお、外観形状は先に示した図１
（ａ）と共通なので、断面図のみを示す。この例では、
レール１及びスライダ３の母材部分を従来のリニアボー
ルガイドと同様に特殊鋼で製作し、ボールレース２ａ〜
ｄ、４ａ〜ｄの表層部分６、７のみを、窒化ケイ素を厚
さ１５０μｍで被覆した被覆層で構成している。
【００２３】なお、被覆材料としては、ボール等と同様
に、窒化ケイ素などのセラミックスの他に、サーメット
あるいは超硬合金などを使用することができる。また、
被覆の方法としては、特殊鋼基材への溶射、成形品（焼
結品）の接着、成形品のろう付け（ろう付け後基材に熱
処理を施す）、成形品の一体焼結（焼結後基材に熱処理
を施す）、及び成形品と基材のＨＩＰ接合（接合後基材
に熱処理を施す）等がある。
に、窒化ケイ素などのセラミックスの他に、サーメット
あるいは超硬合金などを使用することができる。また、
被覆の方法としては、特殊鋼基材への溶射、成形品（焼
結品）の接着、成形品のろう付け（ろう付け後基材に熱
処理を施す）、成形品の一体焼結（焼結後基材に熱処理
を施す）、及び成形品と基材のＨＩＰ接合（接合後基材
に熱処理を施す）等がある。
【００２４】この様に、ボールと接触するボールレース
の表層部分のみを、高い縦弾性係数を備えた被覆層で構
成することによって、レール及びスライダの製作コスト
を抑えることができる。
の表層部分のみを、高い縦弾性係数を備えた被覆層で構
成することによって、レール及びスライダの製作コスト
を抑えることができる。
【００２５】
【発明の効果】本発明のリニアボールガイドによれば、
転動体、レール及びスライダの転動面に縦弾性係数の大
きい材料を使用することによって、転動体と転動面のヘ
ルツ接触部の弾性変形が小さくなり、その結果、送り方
向の反転時の漸増形ロストモーションの発生が抑えら
れ、輪郭制御加工時の加工精度が向上する。
転動体、レール及びスライダの転動面に縦弾性係数の大
きい材料を使用することによって、転動体と転動面のヘ
ルツ接触部の弾性変形が小さくなり、その結果、送り方
向の反転時の漸増形ロストモーションの発生が抑えら
れ、輪郭制御加工時の加工精度が向上する。
【図１】本発明に基づくリニアボールガイドの構造の一
例を示す図、（ａ）は概要図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ
部断面図。
例を示す図、（ａ）は概要図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ
部断面図。
【図２】本発明に基づくリニアボールガイドの構造の他
の例を示す図。
の例を示す図。
【図３】曲面に球を押付けた場合の変形の状態を示す
図。
図。
【図４】ロストモーションのパターンを示す図、（ａ）
はステップ形ロストモーションの場合を示し、（ｂ）は
漸増形ロストモーションの場合を示す。
はステップ形ロストモーションの場合を示し、（ｂ）は
漸増形ロストモーションの場合を示す。
【図５】漸増形ロストモーションの測定結果の一例を示
す図、（ａ）はバックラッシ補正を行わない場合を示
し、（ｂ）はバックラッシ補正を行った場合を示す。
す図、（ａ）はバックラッシ補正を行わない場合を示
し、（ｂ）はバックラッシ補正を行った場合を示す。
【図６】送り方向の反転時における摺動体位置と送り抵
抗の関係の測定結果を示す図、（ａ）はリニアボールガ
イドの場合を示し、（ｂ）はすべり案内の場合を示す。
抗の関係の測定結果を示す図、（ａ）はリニアボールガ
イドの場合を示し、（ｂ）はすべり案内の場合を示す。
１・・・レール、 ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ・・・ボールレース（第一のボ
ールレース）、 ３・・・スライダ、 ４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ・・・ボールレース（第二のボ
ールレース）、 ５・・・ボール（転動体）、 ６・・・被覆層、 ７・・・被覆層。
ールレース）、 ３・・・スライダ、 ４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ・・・ボールレース（第二のボ
ールレース）、 ５・・・ボール（転動体）、 ６・・・被覆層、 ７・・・被覆層。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１０年６月１９日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正内容】
【図５】
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正内容】
【図６】
Claims (5)
- 【請求項１】 両側面に長手方向に平行な第一のボール
レースを備えたレールと、 前記レールに摺動可能に支持され、前記第一のボールレ
ースに対向する位置に第二のボールレースを備えたスラ
イダと、 前記第一のボールレースと前記第二のボールレースとで
構成される軌道内に収容され、この軌道内を転動する多
数の転動体と、 を備えたリニアボールガイドにおいて、 前記転動体は、縦弾性係数が３００ＧＰａ以上の材料で
構成され、 前記レール及び前記スライダは、縦弾性係数が２５０Ｇ
Ｐａ以上の材料で構成されていることを特徴とするリニ
アボールガイド。 - 【請求項２】 両側面に長手方向に平行な第一のボール
レースを備えたレールと、 前記レールに摺動可能に支持され、前記第一のボールレ
ースに対向する位置に第二のボールレースを備えたスラ
イダと、 前記第一のボールレースと前記第二のボールレースとで
構成される軌道内に収容され、この軌道内を転動する多
数の転動体と、 を備えたリニアボールガイドにおいて、 前記転動体は、縦弾性係数が３００ＧＰａ以上の材料で
構成され、 前記第一のボールレース及び前記第二のボールレースの
表層部分は、縦弾性係数が２５０ＧＰａ以上の材料から
なる被覆層で構成されていることを特徴とするリニアボ
ールガイド。 - 【請求項３】 前記転動体は、窒化ケイ素（Ｓｉ
3 Ｎ4 ）、サーメットまたは超硬合金のいずれかにより
構成されていることを特徴とする請求項１または請求項
２に記載のリニアボールガイド。 - 【請求項４】 前記レール及び前記スライダは、超硬合
金により構成されていることを特徴とする請求項１に記
載のリニアボールガイド。 - 【請求項５】 前記被覆層は、窒化ケイ素（Ｓｉ
3 Ｎ4 ）、サーメットまたは超硬合金のいずれかを１０
０μｍ以上の厚さで被覆した被覆層であることを特徴と
する請求項２に記載のリニアボールガイド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21858997A JPH1162958A (ja) | 1997-08-13 | 1997-08-13 | リニアボールガイド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21858997A JPH1162958A (ja) | 1997-08-13 | 1997-08-13 | リニアボールガイド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1162958A true JPH1162958A (ja) | 1999-03-05 |
Family
ID=16722334
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21858997A Pending JPH1162958A (ja) | 1997-08-13 | 1997-08-13 | リニアボールガイド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1162958A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6874942B2 (en) | 2001-03-02 | 2005-04-05 | Nsk Ltd. | Rolling device |
-
1997
- 1997-08-13 JP JP21858997A patent/JPH1162958A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6874942B2 (en) | 2001-03-02 | 2005-04-05 | Nsk Ltd. | Rolling device |
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