2-2 予圧設計及び目的
ミニチュアボールガイドセットは、シャフト、ブシュ及びスライダーパーツのボールリテーナという3つの部品を構成されます(図 2-2-1 参照)。
保持器(黄銅材質)の外周を鋼球にカシメ、作動性能に対する最小な影響を抑えます。 シャフト、鋼球、ブシュは焼入れ工程及び研磨工程を加工したため、焼入れ後の金属組織も安定させます。

予圧を加えたミニチュアボールガイドセットは、保持器にカシメした鋼球がシャフトとブシュの隙間で自由に転がり運動が出来ます。直動、回転及び直動・回転の複合運動も可能です。直動運動の場合、ボールリテーナの移動ストロークはブシュ全長とシャフト全長の1/2以内で作動、直動運動の最大な移動ストロークはボールリテーナ全長及びブシュ全長を決まります。
予圧
高精度な動きの実現条件は適正な予圧量を加えます。HEADWAYでは、種々の用途に対して適正な予圧を自由に選択が出来ます。予圧とは軸の外径(D)に、2倍した伝動体の直径(B)を足し、ブシュの内径(d1)を引くことが求められます。図2-2-2は、ミニチュアボールガイドセットに予圧を加えた場合、隙間をなくすことで転がり運動します。特殊な用途に、ご注文の際に希望の予圧値を指定することが出来ます。予圧値はシャフトの直径によって異なります。

図 2-2-2
予圧とは:
ミニチュアボールガイドセットに少量な予圧に加えると、滑らかな運動をさせて出来ます。ただし、剛性強さの制限を持っているため、荷重負荷と剛性は予圧量が大きくなれば予圧が増します。重予圧に加える場合、鋼球の接触面積も多く摩耗量が大きくなり、干渉及び滑らかな作動の影響を発生します。
ミニチュアボールガイドセットの材料は過大応力の負荷によって過負荷になります。過負荷状態を発生しないようにはめあいの公差として調整を行います。ですので、ブシュが取付穴に組合せの際に外径を歪まないように十分に注意ください。
予圧値
表 2-2-3 に示した予圧は、理論的に計算できる数値に、経験に基づいて得た各種の係数を乗じて求める方法が採られている。予圧値の設定としてミニチュアボールガイドセットは高鋼性及び滑らかな作動を実現します。ミニチュアボールガイドセットに出荷するには、回転運動の精度及び予圧値は正確的に、部品が組立完成の状態で納品いたします。
導柱外境 (mm) |
預壓 (μm) |
---|---|
2,5/3 | 0,5-2 |
4/5 | 1-3 |
6/8 | 2-4 |
10/12 | 3-5 |
表 2-2-3
導柱外境 (mm) |
預壓 (μm) |
---|---|
14/25 | 4-7 |
30/42 | 4-8 |
50-63 | 6-10 |
80/100 | 8-12 |
シャフト、鋼球・球径との関係:
摩耗量の影響は鋼球の球径サイズによって異なります。球径サイズが大きい鋼球は小さいサイズより滑らかに運動します。一方、保持器に球径サイズが小さい鋼球は千鳥状に配列されて振動・騒音の低減効果が出来ます。機械機構内に取付スペースが狭い場合、設計の際に球径サイズが小さい鋼球は最優先に考えてます。HEADWAYには詳細な研究を通じて、滑らかな回転運動をさせるようにボールリテーナの鋼球数量及び配列角度を確保致します。
摩擦係数 µ:
ミニチュアボールガイドセットが潤滑油を塗布せず状態で作動、 右方向の摩擦係数はアキシアル荷重に適用します。
ミニチュアボールガイドセットの転がり摩擦力は、予圧によって内部荷重と外部荷重の設定を決まります。小さなラジアル荷重を負荷すれば、主に予圧と保持器に起こす摩擦力となります。従って、ラジアル荷重を減少する際に、摩擦係数μが増えすことを明らかになります。ミニチュアボールガイドセットのラジアル荷重が小さいくて滑らかな回転運動が必要なので、設計の時に微量な予圧を加えます。
摩擦係数に関係する変動量
1. 鋼球の面粗度
2. 予圧と荷重の設定
3. 鋼球数
4. 保持器の摩擦
5. 潤滑