(57)【要約】【課題】作動時の摺接抵抗を抑え耐久性の向上を図ることができるボールスプラインを提供する。【解決手段】スプライン軸１１のコレット取付部１３より基端側の外周面１４に三本のスプライン溝１５を等間隔をおいて形成し、各スプライン溝１５に対向するスリーブ１２の内側面の部位に保持溝２１を形成する。各保持溝２１とスプライン溝１５との間に球状のスチールボール２２を転動自在に保持する。スプライン軸１１の各スプライン溝１５に、例えば合金鋼からなるショットを高速で噴射してショットピーニング処理を施し、緻密な硬化層を均一に形成する。この硬化層に二硫化モリブデンの微粒子を高速噴射して衝突固着させることによって固体潤滑被膜を形成する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スプライン軸にボールを保持するスプライン溝が形成されたボールスプラインにおいて、
前記スプライン溝に、ショットピーニング処理を施して硬化層を形成したことを特徴とするボールスプライン。
【請求項２】
前記硬化層に二硫化モリブデン等の固体潤滑剤粒子を高速噴射して衝突固着させ固体潤滑被膜を形成したことを特徴とする請求項１記載のボールスプライン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばボンディングヘッドの駆動機構に用いるボールスプラインに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ダイボンディング装置のボンディングヘッドには、チップをピックアップしてボンディングするコレットが設けられている。このコレットは、ボールスプラインを介して支持されており、前記コレットの回転を防止しつつＺ軸方向へ駆動できるように構成されている。
【０００３】
このボールスプラインは、スプライン軸と、該スプライン軸に外嵌したスリーブとを備えている。前記スプライン軸の外周面には、スプライン溝が形成されているとともに、前記スプライン溝に対向する前記スリーブの内側面には、保持溝が形成されており、両溝間には、スチールボールが転動自在に保持されている。
【０００４】
このボールスプラインでは、前記両溝に保持されたスチールボールをスプライン軸とスリーブとの廻り止めとして機能させる構造上、一般的に前記スプライン軸には、高周波焼入れ等による表面改質処理が施されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなボールスプラインにあっては、周辺のクリーン度を維持する必要から潤滑油を使用することができず、厳しい条件での使用となる。
【０００６】
その為、摩耗によるガタツキが大きくなり早期に作動不良に至ることがあった。
【０００７】
本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたものであり、作動時の摺接抵抗を抑え耐久性の向上を図ることができるボールスプラインを提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために本発明の請求項１のボールスプラインにあっては、スプライン軸にボールを保持するスプライン溝が形成されたボールスプラインにおいて、前記スプライン溝に、ショットピーニング処理を施して硬化層を形成した。
【０００９】
すなわち、ボールが摺接するスプライン溝に、ショットピーニング処理を施すことによって、緻密で硬質な硬化層を均一に形成することができる。そして、ショットピーニング処理によって、その表面にエンボス模様を形成することができ、接触面積を減少することができる。
【００１０】
また、請求項２のボールスプラインにおいては、前記硬化層に二硫化モリブデン等の固体潤滑剤粒子を高速噴射して衝突固着させ固体潤滑被膜を形成した。
【００１１】
すなわち、二硫化モリブデン等の固体潤滑剤粒子を高速噴射することにより、硬化層に固体潤滑被膜を形成することができる。
【００１２】
このとき、高速噴射される固体潤滑剤粒子としては、噴射気流に乗りやすく、高速で硬化層に衝突させることが可能な中心粒径５０μｍ未満の二硫化モリブデンの微粒子が使用される。
【００１３】
よって、剥離し難く、かつ１μｍ以下の固体潤滑被膜を形成することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図に従って説明する。図１は、本実施の形態にかかるボールスプライン１を示す図であり、該ボールスプライン１は、ボンディング装置のボンディングヘッドにおけるコレットをその回転を防止しつつＺ軸方向へ駆動自在に支持するものである。
【００１５】
このボールスプライン１は、スプライン軸１１と、該スプライン軸１１に外嵌するスリーブ１２とを備えている。前記スプライン軸１１は、円柱状に形成されており、その先端部には、前記コレットを着脱自在に取り付ける円筒状のコレット取付部１３が設けられている。このコレット取付部１３より基端側における外周面１４には、当該スプライン軸１１の長さ方向に延在する三本のスプライン溝１５，・・・が等間隔をおいて形成されており、各スプライン溝１５，・・・は、断面Ｕ字状に形成されている。
【００１６】
一方、前記スリーブ１２は、円筒状に形成されており、その内側面には、前記各スプライン溝１５，・・・に対向する部位に保持溝２１，・・・が形成されている。各保持溝２１，・・・も、断面Ｕ字状に形成されており、各保持溝２１，・・・と前記スプライン溝１５，・・・との間には、球状のスチールボール２２，・・・が転動自在に保持されている。
【００１７】
これにより、前記スプライン軸１１は、当該スリーブ１２に長さ方向へ移動自在に支持されており、前記各スプライン溝１５，・・・と前記各保持溝２１，・・・との間に保持された各スチールボール２２，・・・は、前記スリーブ１２に対する前記スプライン軸１１の廻り止めとして機能するように構成されている。
【００１８】
前記スプライン軸１１の前記各スプライン溝１５，・・・には、例えば合金鋼からなるショットが高速で噴射されショットピーニング処理が施されており、各スプライン溝１５，・・・には、約２０μｍの緻密な硬化層が均一に形成されている。
【００１９】
さらに、この硬化層に固体潤滑剤である二硫化モリブデンの微粒子を高速噴射して衝突固着させることによって固体潤滑被膜が形成されている。この固体潤滑被膜の形成方法としては、二硫化モリブデンの微粒子を圧縮空気で噴射し対象箇所に衝突させて形成するブラスト法が挙げられる（特開平１１−１３１２５７号公報参照）。この二硫化モリブデンの微粒子としては、中心粒径が５０μｍ以下のものが使用されており、膜厚が１μｍ以下の前記固体潤滑被膜が形成されている。
【００２０】
これにより、前記各スプライン溝１５，・・・には、前記硬化層及び前記固体潤滑被膜から成る表面処理層３１，・・・が形成されている。
【００２１】
なお、本実施の形態にあっては、固体潤滑剤粒子として二硫化モリブデンの微粒子を用いた場合を例に挙げて説明したが、これに限定されるものでは無く、他の固体潤滑剤粒子によって前記固体潤滑被膜を形成しても良い。
【００２２】
また、本実施の形態では、断面Ｕ字状のスプライン溝１５，・・・を例に挙げて説明したが、この溝形状に限定されるものでは無く、例えば断面円弧状や断面Ｖ字状のように平面溝以外の溝形状であっても良い。
【００２３】
以上の構成にかかる本実施の形態において、スチールボール２２，・・・が摺接するスプライン軸１１のスプライン溝１５，・・・に、ショットピーニング処理を施すことによって、緻密で硬質な硬化層を形成することができる。これにより、耐摩耗性を向上することができ、耐久性を高めることができる。
【００２４】
そして、ショットピーニング処理によって、各スプライン溝１５，・・・の表面にエンボス模様を形成することができる。これにより、接触面積を減少することができ、摺動抵抗を低減することができる。よって、耐摩耗性の向上に寄与することができる。
【００２５】
さらに、前記スプライン溝１５，・・・に二硫化モリブデンの微粒子を高速噴射することによって、前記硬化層に固体潤滑被膜を形成することができる。これにより、二硫化モリブデンが有する潤滑効果によって摺動抵抗をさらに低減することができ、耐摩耗性のさらなる向上を図ることができる。したがって、摩擦寿命を延ばすことができる。
【００２６】
このとき、高速噴射される固体潤滑剤粒子としては、噴射気流に乗りやすく、高速で硬化層に衝突させることが可能な中心粒径５０μｍ未満の二硫化モリブデンの微粒子が使用される。
【００２７】
よって、剥離し難く、かつ１μｍ以下の固体潤滑被膜を形成することができる。
【００２８】
なお、硬化層を形成しないボールスプラインと、合金鋼から成る微粒子を高速で噴射して硬化層を形成したボールスプライン１とにおいて表面硬度を実測したところ、硬化層を形成しないボールスプラインのスプライン溝の表面硬度がＨＲＣ６１であるのに対し、硬化層を形成したスプライン溝１５の表面硬度はＨＲＣ６６に向上していることを確認することができた。
【００２９】
また、これらの処理を施さない従来型のボールスプラインと、処理を施したボールスプライン１とにおいて、作動時の摺動抵抗を計測したところ、処理を施したボールスプライン１における摺動抵抗が低減していることを確認することができた。
【００３０】
さらに、これらの処理を施したボールスプライン１は、前記従来型のボールスプラインと比較して、耐摩耗性の向上による長寿命化を図ることができる。すなわち、使用不能となるまでスプライン軸１１の作動を繰り返し、その繰り返し回数を測定する耐久試験では、従来型のボールスプラインの二倍以上の繰り返し回数を得ることができた。
【００３１】
なお、本実施の形態にあっては、前記スプライン溝１５，・・・に硬化層と固体潤滑被膜とを形成した場合を例に挙げて説明したが、これに限定されるものでは無く、前記硬化層のみを形成しても良い。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の請求項１のボールスプラインにあっては、ボールと摺接するスプライン溝に、緻密で硬質な硬化層を均一に形成することができる。これにより、耐摩耗性を向上することができ、耐久性を高めることができる。
【００３３】
加えて、ショットピーニング処理によって、その表面にエンボス模様を形成することができる。これにより、接触面積を減少することができ、摺動抵抗を低減することができる。よって、耐摩耗性の向上に寄与することができる。
【００３４】
また、請求項２のボールスプラインにおいては、前記硬化層に二硫化モリブデン等の固体潤滑剤粒子を高速噴射することにより固体潤滑被膜を形成することができる。これにより、摺動抵抗をさらに低減することができ、耐摩耗性のさらなる向上を図ることができる。したがって、長寿命化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
１    ボールスプライン
１１    スプライン軸
１２    スリーブ
１５    スプライン溝
２２    スチールボール
３１    表面処理層
【図１】
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