回転ベアリングとの違いと名称 

リニアガイドは回転運動で実現していたベアリングを応用し、重いものを軽く、まっすぐに動かす働きをする機械要素部品です。ISOでは「Recirculating linear ball bearing」 、​JISでは「玉循環リニア軸受」、工作機械工業会では「リニアガイドウェイ」と呼んでいます。THK株式会社ではLMガイド(Linear Motion Guide)と呼んでいます。 その他直動ボールガイドなど複数の呼び名があり、回転運動用のベアリングに対して、直線運動用のベアリングという意味でリニアベアリングと呼ばれることもあります。

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リニアガイドの構造 

リニアガイドは移動部分である「キャリッジ」とキャリッジの動きを支える「レール」、「ボール」の大きく三つの部分から構成されます。 これらにボールを循環させる機構を取りつけることによって直線運動を行います。

THKのLMガイドではそれぞれLMブロック、LMレールと呼んでいます。

リニアガイドの歴史

リニアガイドの成り立ちは1944年にアメリカで最初に開発された直動転がり案内であるボールブッシュまで遡ります。 ボールブッシュは、円筒状の軸と円管状のナット間に転動体として玉が組み込まれており、ナットの移動にともない玉が循環する構造にすることで、無限直線運動を実現しています。 ボールは軸およびナットと点接触であり接触面積が小さいことから負荷容量が小さいという課題がありました。 また、ナットに軸まわりのモーメント（回転力）が作用すると回転してしまうことから、進行方向以外の拘束が必要であるため2軸以上での使用が前提になり、コンパクトな機械設計の妨げになっていました。

これらの課題を克服するため、軸とナットに円弧状の軌道面が加工されたボールスプラインが開発されました。 これにより玉と軌道面は点接触から面接触になり、ボールブッシュに比べて大きな負荷を受けることができるようになりました。 また、軸とナットの軌道面間に玉が介在することで軸周りのナット回転が拘束され、1軸での直動案内やトルク伝達が可能になりました。

初期のボールスプラインには、ガタが生じてしまうという課題がありましたが、この課題を解決に導いたのが1971年に寺町博(THK株式会社の創業者)が開発したアンギュラ形ボールスプラインです。 アンギュラ形ボールスプラインにはナットと軸の軌道面にそれぞれ突起が設けられ角度を持たせて玉を挟み込む構造になっており、 従来のボールスプラインと比較してガタを解消することができました。

ボールスプラインはボールブッシュと比較して負荷容量が飛躍的に増大しガタなく滑らかな案内を実現しましたが、 軸の両端を固定して使用するため、実用ではボールスプラインの本来の負荷容量まで支持できないケースもあり用途が限定されていました。 そこで寺町博は1972年に、ボールスプラインのナットをカットし、その空いたスペースを利用して軸に台座を取り付けた直動ボールガイドを開発しました。世界初の直動ボールガイド（リニアガイド）であるLSR形は台座を取り付けることで、いままでボールスプラインでは両端固定で宙に浮いていた軸が、レールとして取り付け面と一体になり、たわみによる案内精度の低下が解消されました。 また、ナットにはハウジングが固定され、それらを1つのブロックとすることでレール同様に上方からの取り付けが可能になり組み付け等の取扱いが容易になりました。 この姿が現在のリニアガイドの基本になっています。​

その後、THKでは1973年にスプライン軸と取付台を一体化（LMレール）させたNSR-BC形を開発。引き続き改良を重ね、スプラインナットとハウジングを一体化（LMブロック）させたNSR-BA形を1975年開発しました。

• 1944年　ボールブッシュ（アメリカ）
• ​1971年　アンギュラ形ボールスプライン（寺町博(THK株式会社の創業者) 
• 1972年　LSR形開発（THK株式会社）世界初のLMガイド（リニアガイド）（Linear Motion Guide) 
• 1973年　NSR-BC形開発（THK株式会社）レール一体
• 1975年　NSR-BA形開発（THK株式会社）ブロック一体

【参考】THK株式会社のLMガイド「LSR形」が国立科学博物館の産業技術史資料データベースに登録

リニアガイドの用途​

リニアガイドは機械が正確で効率的に稼働するために荷重を受けながらでも直線運動を軽く滑らかに案内する役割を持ち、工作機械、半導体製造装置などあらゆる直線運動部に欠かせない部品となっています。 近年は、鉄道車両やバス、自動ドア、免震装置など身近な分野でも利用されるようになっています。 ​

産業分野での用途​

• 工作機械

  工作機械の加工精度を左右する案内部にTHK直動システムが貢献しています。

• 半導体・液晶製造装置

  パソコン、携帯電話、薄型テレビ、先端技術にもTHK製品はお応えしています。

• 産業用ロボット

  ロボットの関節部において高精度・高剛性・高速性を実現しています。

直線案内機構（直動システム）​

直線案内機構（直動システム）とは物をまっすぐ正確に移動させる、または位置決めするための機構です。特に物をまっすぐに正確に移動させるため、ころがり技術を活用した機械要素部品で構成されるシステムを呼びます。主な機能として「案内部」と「駆動部」に分れられます。​ 「案内部」の機械要素部品のひとつとしてリニアガイドがあります。

その他に「ボールスプライン」、「リニアブッシュ」、「スライドレール」、「クロスローラーガイド」など多岐にわたります。

また「駆動部」にはモータなどの回転力を直線推力に変換する機械要素部品「ボールねじ」や「ベルト」、「油圧」、「空圧」、リニアモータなどが用いられ、これらを組み合わせて用途に合わせた精度や速度、荷重を満たす設計を行います。​ 特に工作機械で発達し、その他産業用機械や身の回りの直線に動く部分に応用されています。​ 「直動システム」はTHK株式会社の登録商標です。THK株式会社では直動システムを応用し、直線に限らず円弧や直線と曲線を組み合わせた機械要素部品もラインナップしています。​ ​

リニアガイドの特長​

・すきまがなく軽く動く

リニアガイドはころがり案内のため、すべり案内に比べて、すきまがなく軽く動きます。

・無限直線運動が可能

ころがり案内の中でもクロスローラーガイド/ボールガイドは有限ストロークですが、リニアガイドはボールが無限循環するため、レールの長さを長くすれば長くするだけストロークを伸ばすことができます。

・許容荷重が大きい

リニアガイドは転動面をR溝形状とすることで、ボールと転動面は「面接触」となります。リニアブッシュなどの「点接触」タイプの案内部品に比べ、許容荷重は約13倍になり、リニアガイドはリニアブッシュなどの「点接触」の直線案内部品に比べ、同程度の許容荷重でもよりコンパクトに設計することが可能です。

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永く培われ、広く使われる、ＴＨＫのコアテクノロジー

1972年、「LMガイド」をはじめとする直動システムの開発以来、永年にわたり培われてきたＴＨＫの技術力。そのコアテクノロジーは今も新しいデファクトスタンダードを生み出し、より広いニーズを満たし続けています。これは、回転用ベアリングの中でも最も使いやすく経済性の高い「深溝形ボールベアリング」の回転理論を直線運動部に展開したシステムです。


転動体にボールを用い、転動面にボール径に近似したＲ形状の溝を設けることで、転動面とボールとの接触を「点接触」から「面接触」に近づけました。その結果、従来のリニアモーション・ベアリングに比べ、ボールの直径が同じであれば許容荷重は約13倍に増加。寿命は2,200倍にも達しています。(図の許容荷重PはP1の13倍）

LMガイドのバリエーション​

LMガイドは様々な使用用途に対応するため​、多数のバリエーションをご用意しています。ラジアル荷重形・4方向等荷重形という荷重の受け方による分類や、幅広タイプ・ミニチュアタイプといった形状での分類などがあります。​ また、ボールリテーナというTHK独自のシステムを導入したLMガイドは装置の性能向上に寄与します。​

代表的なLMガイドの選び方

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また、直動案内機構から発展して、クロスガイド、曲線ガイドなど、直線以外の動きを可能にする製品から、LMガイドが２つ分離したセパレートタイプ、ギアと一体化したタイプの製品もラインナップしています。​

• クロスガイド
  　

  CSR形

• 直曲ガイド
  　

  HMG形

• Rガイド
  　

  HCR形

• セパレート
  (4方向等荷重形)

  HR形

• セパレート
  (ラック＆ピニオン)

  GSR-R形

• 直動システム - 送りねじ
  　

  ボールねじ

• 電動アクチュエータ
  　

  精密ステージ

• 直動システム - 直線運動

  ＬＭガイドアクチュ
  エータ（SKR/KR)

• 電動アクチュエータ
  　

  電動アクチュエータ

• 電動アクチュエータ

  リニアモータアクチュ
  エータ

LMガイド総合カタログ

LMガイドの選定・寸法図・寸法表表・形番構成などは総合カタログをご覧ください。

THKカタログセンターでLMガイド総合カタログを見る​

LMガイドの基本的な選定方法

ご使用用途・条件を元に、概略の形式・サイズを仮定します。 その上で、負荷荷重・等価荷重・静的安全係数の算出をいたします。 静的安全係数がクリアされた場合、平均荷重・定格寿命の算出を行い、 ご希望の寿命に沿っているか判断いたします。

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LMガイドの最適品選定ツール

一般的な形式向けについてはご使用条件を入力するだけで、最適な製品を選定できるツールもご用意しています。概算を確認するための「簡易選定」にて形式を選定した上で、寿命等の計算を行える「詳細選定」などをご用意しています。

登録して最適品選定ツールを利用する​​

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輸出該非判定

THK製品・技術の輸出及び輸出のための販売につきましては、 外国為替法および外国貿易法の遵守を基本方針としています。 当社製品については、ごく一部を除き、基本的にリスト規制には該当しません。 (詳細は別サイトをご参照ください） 但し、輸出令別表第3の地域を除く地域向けの輸出については全てキャッチ・オール規制の対象となります。 輸出時に非該当証明書を、 必要とされる場合はTHKまでご相談ください。​

主要製品については、THK製品の輸出該非判定一覧表をご確認ください。

環境に関する取り組み RoHS指令 他

欧州をはじめとする法規制の強化、サプライチェーン全体での管理が求められているため、THKではTHKグループ　グリーン調達ガイドラインを制定し、管理を行っています。

THKのEU RoHS指令（Directive 2015/863/EU：10物質）の対応は、EU RoHS指令対応製品一覧をご確認ください。

その他環境に関する法規制への調査、確認事項は、弊社営業もしくは代理店までお問い合わせください。

寿命計算​

その他直線案内部品と比較してLMガイドが優れている特長として寿命を予測できる点です。 THKテクニカルサポートではお客様ごとの装置構成に対応した製品寿命の算出をウェブ上で簡単に計算できます。 計算結果の保存(10件)やPDFシートに書き出しも可能です。結果を呼び出しての再計算も簡単です。

登録して寿命計算を利用する​

 

CAD

機械設計においてCADデータは欠かせません。THKテクニカルサポートならCADダウンロードがご利用いただけます。 dxf, step, iges, parasolidなど多様なCADフォーマットに対応しています。dxfはバージョン2004から対応しています。その他、jpeg, pngといった画像ファイルのダウンロードもできますので、資料などにご活用いただけます。

登録してCADを利用する​

取扱説明書​

LMガイドの取付け手順や潤滑などのメンテナンス方法は取扱説明書をご覧ください。

THKカタログセンターでLMガイドの取扱説明書を見る​

技術FAQ​

約500件を超える技術や設計、トラブル等のよくあるご質問とその回答をご覧いただけます。 製品群ごとにまとめられており、FAQ内の検索も可能です。​ 一部のFAQのご紹介はこちら​ 

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THKテクニカルサポートのご紹介​

THK会員に登録することで、無料でご利用いただけるサービス THKテクニカルサポートでは、産業機械や各種ロボットの設計などを行われる方が最適な製品形番の選定や寿命計算にお役立ていただけるオンラインツール、CADデータをご提供しています。またオンラインを通じてのお見積りや輸出該非判定書の発行依頼を行っていただくこともできます。会員登録していただくだけで、様々なサービスを無料でご利用いただけます。​

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ユニットソリューション​

THKではLMガイドといった機械部品の供給だけでなく、機械部品を組み合わせた装置（ユニット）の設計支援、組み立て、生産を請け負うことができます。 半導体業界、工作機械業界、自動車業界、医療業界、アミューズメント業界などの多岐にわたる業界に対して「物づくり」をしてきた実績で蓄えてきたノウハウで最善の提案をします。お客様にて装置やユニットの仕様や構想がまとまっていない場合でも、共同プランニング・仕様作成の補助もいたします。 ​

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