特集 1

リニアモーション技術

意外と知らないリニアブッシュの話〜装置の小型化、高速化、省エネ、静音化に貢献するリニアブッシュ〜

進藤繁樹
ヒーハイスト精工㈱技術部

1．は じ め に
リニアブッシュとは、シャフトに沿って直線運動をする円筒状の転がり軸受で、図1に示すような構造をしており、軸受の外径はシャフト径のほぼ1.5倍〜2倍に設定されている。そのため、取付けスペースの小型化を図ることができ、運搬装置、組立て機械、事務機などに幅広

図1 リニアブッシュの構造

図2 軌道部の肉厚く使用されている。近年は、省スペース化や高速化のニーズがより一層強まり、 ③シャフト保持機能シュに使用される軸受鋼には、主にリニアブッシュ自体の小型化や軽量化のSUJ2の引抜き鋼管が使用されているが、要望が大きくなってきている。

④高耐久性
小型化や軽量化、高速化の要望におい球状化焼鈍されたSUJ2鋼管をさらに、本稿では、リニアブッシュに必要な機ても、これらの項目が重要であることに引抜きと焼鈍を繰り返し、結晶粒を微細能について簡単に説明し、そのニーズに変わりなく、細部において配慮された設化して焼入れをすることにより、耐久性対応した最近の取り組みについて紹介す計になっている。と靭性を高めている。

3．リニアブッシュの剛性

4．リニアブッシュの転動特性る。

2．リニアブッシュの機能

リニアブッシュの外筒には耐久性と靭リニアブッシュの転動体（鋼球）は、保リニアブッシュに求められる機能は、 性に富んだ軸受鋼が使用されているが、 持器の案内溝と外筒の内面に沿って転動主に以下の項目が挙げられる。

鋼球が転動する主要部分（軌道部）の肉厚し、外筒の軌道部とシャフトの間にス①高剛性を厚くし、それ以外の部分を薄肉にする

ムーズに案内されている。リニアブッ②転動特性

ことにより、軸受を軽量化している（図シュの保持器には樹脂成形品が使用され2）。ているが、保持器の案内溝を樹脂成形に【著者問合先】〒350-1151 埼玉県川越市今福580-1
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2015.2軸受を軽量化することにより、装置のよって形成することにより、鋼球を徐々駆動部分を軽量化し、より一層の高速化に軌道部に案内し、鋼球が軌道部に突入を図ることが可能である。リニアブッする時の抵抗を小さくしている（図3）。
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1図4 内接円径

図3 保持器の案内溝および軌道部とシャフト間の案内転動体と接触する外筒の軌道部（転動間にすることも可能である。

たフランジ付タイプ、ケース付タイプがある。

面）は研削加工により仕上げられており、ラジアル隙間は顧客の装置の精度にか保持器の案内部と外筒軌道部の設計を最かわる部分であり、転がり抵抗や耐久性

フランジ付タイプには、ロウ付けによ適化することで、軸受の転がり抵抗を小にも影響するため、個体差のない安定しりフランジを接合したタイプと、冷間鍛さくし、往復運動する時の駆動力を小さた供給が重要である。

造により一体成形されたタイプがある。

くして装置の省エネ化を図ることができ内接円径のバラツキが大きくラジアル

ロウ付けは、外筒部分とフランジ部分る。また、保持器を樹脂化することによ隙間が安定しない場合、リニアブッシュを、それぞれ最適な材質で製作し、銅やり、鋼球が案内溝内を循環する時に発生のガタが大きくなり、騒音の発生原因や、 ニッケルなどのロウ材で接合する方法でする金属音を防ぎ静音化に寄与してい偏荷重による走行寿命の低下、転がり抵ある。この方法は外筒部分をストレートる。

抗の悪化などが起こりやすく、またメンタイプと同様に製作でき、フランジ形状テナンスなどによるリニアブッシュの交によらず外筒を共用できるためコストメ換時に、本来の性能が確保できないなどリットを出しやすいが、ロウ付けの管理の問題が生じる可能性がある。

が不適切だと、ロウ付け部分の強度にバ5．シャフト保持機能
リニアブッシュの鋼球間の内径を内接ラツキがでやすい。

円径と言う（図4）。
内接円径は厳密に管理されており、軸 6．リニアブッシュの分類
径公差g6のシャフトを使用した場合、リニアブッシュとシャフトの隙間（ラジア

図5に代表的なリニアブッシュの分類を示す。

冷間鍛造による一体成形は、鍛造型が必要ではあるが、フランジ強度のバラツキがなく高強度である。一体成形フランになるように調ストレートタイプは、通常H6〜H7のジは主にSCM415材が使用されるが、浸整されている。また、高精度が要求され穴に隙間ばめをし、抜け止めをして使用炭焼入れをすることにより、耐久性を高る場合はシャフト径に合わせて、ゼロ隙する。また、取付け方法をより簡素化しめている。また、フランジの付け根部分ル隙間）は、通常0〜10

図5 リニアブッシュの分類

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2図6 軽量タイプのリニアブッシュ

図7 樹脂フランジタイプ

図8 スリムタイプのリニアブッシュ

図9 従来品とスリムタイプの比較込める。には防炭処理をすることにより、材料のの長さに限定し、他の部分を樹脂部品で持つねばり強さを残すよう配慮されてい構成させることにより、軽量化とコスト

そのほかにも、図8および図9に示する。フランジの付け根部分には、装置のダウンを両立したリニアブッシュであような、外径を1形番小さいリニアブッ

往復移動や振動により、繰り返しのモーる。その重量は従来品と比較し約30％のシュの外径とほぼ同一にしたスリムタイ

メント荷重が加わりやすく、焼入れによ軽量化を実現している。さらに製造工程

プやコンパクトタイプと呼ばれるものもり脆くなった部分に繰り返し荷重が加わや組立工程も見直すことで、大幅なコスあり、省スペース化や省力化、軽量化にると、疲労が蓄積され、長い間には割れトダウンも達成しており、従来の産業機よる高速駆動に寄与している。

が発生する危険性がある。疲労破壊によ器向けだけでなく、民生分野への需要のる割れの発生を防ぐためにフランジの付創出も視野に入れている。

け根部分には防炭処理が施されている。

図 7 に樹脂フランジタイプのリニアケース付タイプは、装置の取付け部に、 ブッシュを示す。

8．お わ り に
当社は1962年に精密部品の製造会社として創業し、その2年後より今日に至る取付け用穴（または、ねじ穴）を設けるだ

このリニアブッシュは、従来のフランまで50年以上にわたり、直動軸受専門けで、リニアブッシュの取付けが簡単にジ付リニアブッシュの金属フランジ部分メーカーとして開発と生産を続けてい可能となっている。

を高強度プラスチックに置き換え、金属る。

7．近年のリニアブッシュの動向
軽量化や小型化のニーズに対し、様々な製品がリリースされている。
図6に軽量化したリニアブッシュを示

外筒と一体成形させることで最大25％の近年の省力化の流れにおいては、これ軽量化と、コストダウンを実現したリニまで培った技術やノウハウに加え、新たアブッシュである。金属外筒と樹脂フラな試みに挑戦し続け、今後も顧客の要望ンジ部の接合部は、インサート成形によに「義」の心をもって応えていきたい。

る一体成形であり、接合強度と量産性を確保している。そのため、コストダウンす。
このリニアブッシュは、ストレートタにも大きく寄与しており、形番によってイプリニアブッシュの金属部分を軌道部は従来比で最大40％のコストダウンが見3

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