JP2001074048A - 転動体連結体の製造方法 - Google Patents

転動体連結体の製造方法

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JP2001074048A JP25257299A JP25257299A JP2001074048A JP 2001074048 A JP2001074048 A JP 2001074048A JP 25257299 A JP25257299 A JP 25257299A JP 25257299 A JP25257299 A JP 25257299A JP 2001074048 A JP2001074048 A JP 2001074048A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】より小型の転動体連結体を簡易に且つ安価に製
造することができると共に、小型化した場合であっても
引っ張り強度や曲げ強度に優れた転動体連結体を製作す
ることが可能な転動体連結体の製造方法を提供する。 【解決手段】多数のボール３を所定の間隔で一列に整列
させると共にこれらを回転自在に保持した転動体連結体
１の製造方法であって、平帯状のベルト部材２１を合成
樹脂によって成形する第１工程と、上記ベルト部材２１
に対してボール３が遊嵌する保持穴２０を一列に穿つ第
２工程と、上記保持穴２０内にボール３を配列し、かか
るボール３を中子して用いながら、互いに隣接する保持
穴２０の間にボール３を保持するためのスペーサ部２２
を射出成形すると共に、上記保持穴２０内にボール３を
閉じ込める第三工程とから構成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、多数の転動体が所
定の間隔で一列に配列されると共に回転自在に保持さ
れ、例えば無限摺動用の直線案内装置に組み込まれて使
用される転動体連結体の製造方法に係り、詳細には、か
かる転動体連結体の引っ張り強度や曲げ強度を向上させ
るための改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、テーブル等の可動体をベッド等の
固定部に沿って案内する直線案内装置としては、ボール
転走溝を有する軌道レールと、上記ボール転走溝と対向
する負荷転走溝を有すると共に上記負荷転走溝の一端か
ら他端へとボールを循環させる無負荷転走路を有し、上
記軌道レールに沿って移動するスライダと、これらスラ
イダと軌道レールとの間で荷重を負荷しながら転走する
と共に、上記スライダの負荷転走溝及び無負荷転走路よ
り構成される無限軌道を循環する多数のボールとから構
成されるものが知られている。
【０００３】このように構成された従来の直線案内装置
では、スライダの無限軌道がボールで満たされているこ
とから、該スライダが軌道レールに沿って移動すると、
互いに隣接するボールが相互に衝突あるいは擦れ合いな
がら上記無限軌道内を循環することとなり、ボールが早
期に磨耗して装置寿命が短命化するといった問題点があ
った。
【０００４】そこで、このような問題点を解決するもの
として、多数のボールを整列保持した転動体連結体を上
記無限軌道に組み込んだ直線案内装置が提案されている
（特開平５−５２２１７号公報）。図１５及び図１６に
示すように、かかる転動体連結体１００は互いに隣接す
る各ボール１０１の間にボール保持部材１０２を介装す
ると共に、各ボール保持部材１０２をボールの配列方向
に沿った一対のベルト部材１０３で繋いでボール１０１
を数珠状に連結したものであり、上記ボール１０１を金
型内に中子として配置した可撓性樹脂の射出成形によっ
て製作されている。
【０００５】このように構成された従来の転動体連結体
１００は、図１７に示す如くスライダ１０４の無限軌道
１０５に組み込まれて該無限軌道内を循環するのである
が、この際、互いに隣接するボール１０１の間にはボー
ル保持部材１０２が介装されていることから、ボール同
志の相互摩擦や衝突が防止され、ボール１０１の磨耗を
可及的に防止することができた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の製造方
法においては、無限軌道の一周分に相当する長さの細長
い転動体連結体を射出成形によって製作していたため、
各ボール保持部材１０２を連結するベルト部材１０３を
均一な肉厚に形成しようとすれば、金型内のキャビティ
に対して溶融樹脂を射出するためのゲートを多数設けな
ればならず、金型が複雑になり、その製作コストが嵩む
といった問題点があった。
【０００７】また、直線案内装置の更なる小型化を考慮
した場合、その無限軌道に組み込む転動体連結体につい
てはベルト部材の薄肉化が要求され、薄肉化に伴って引
っ張り強度や曲げ強度が低下すると、無限軌道内で転動
体連結体が破断してしまい、転動体連結体のボール保持
機能が損なわれてしまうといった問題点もあった。
【０００８】更に、ベルト部材の更なる薄肉化を図った
場合、射出成形による製造方法では溶融樹脂が金型内を
ゲートからキャビティの奥まで回り難くなり、成形不良
の製品が多発して歩留りが悪くなるといった問題点もあ
った。
【０００９】本発明はこのような問題点に鑑みなされた
ものであり、その目的とするところは、より小型の転動
体連結体を簡易に且つ安価に製造することができると共
に、小型化した場合であっても引っ張り強度や曲げ強度
に優れた転動体連結体を製作することが可能な転動体連
結体の製造方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、多
数の転動体を所定の間隔で一列に整列させると共にこれ
らを回転自在に保持した転動体連結体の製造方法であっ
て、平帯状のベルト部材を合成樹脂によって成形する第
１工程と、上記ベルト部材に対して転動体が遊嵌する保
持穴を一列に穿つ第２工程と、上記保持穴内に転動体を
配列し、かかる転動体を中子として用いながら、互いに
隣接する保持穴の間に転動体を保持するためのスペーサ
部を射出成形すると共に、上記保持穴内に転動体を閉じ
込める第三工程と、を備えたことを特徴とするものであ
る。
【００１１】このような本発明方法によれば、第１工程
で成形した平帯状のベルト部材に対して後からスペーサ
部を射出成形し、これによって転動体をベルト部材に穿
設した保持穴の内部に閉じ込めているので、上記ベルト
部材は射出成形を用いることなく、合成樹脂の押出成形
等によって長尺のものを連続的に成形することができ
る。このため、転動体連結体の小型化に伴って上記ベル
ト部材を薄肉化する場合であっても、均一な肉厚のベル
ト部材を安定して成形することが可能となる。
【００１２】しかも、ベルト部材とスペーサ部とを別々
に成形しているので、ベルト部材をなす合成樹脂材料は
スペーサ部の成形材料とは全く異なるものを選択するこ
とができ、例えばカーボンフィラー等の添加によって引
っ張り強度や曲げ強度の改善が図られた合成樹脂材料か
らベルト部材を成形すれば、かかるベルト部材が薄肉化
されていても引っ張り強度に優れた転動体連結体を製造
することが可能となる。一方、スペーサ部は回転する転
動体と摺接することから、かかるスペーサ部としては含
油樹脂等のように摩擦係数の低い材料を選択することが
でき、転動体の円滑な回転を確保することも可能とな
る。
【００１３】また、ベルト部材を押出成形する際に、か
かるベルト部材の長手方向に沿ってカーボン繊維やガラ
ス繊維等の補強材を内蔵させることも可能であり、この
ように構成すれば、ベルト部材をなす合成樹脂それ自体
の引っ張り強度や曲げ強度が低い場合であっても、ベル
ト部材の引っ張り強度等を高めることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて本発明
の転動体連結体の製造方法を詳細に説明する。図１乃至
図３は本発明方法によって製作された転動体連結体の第
１実施例を示すものである。この転動体連結体１は合成
樹脂製の連結体ベルト２に所定間隔で転動体としてのボ
ール３を一列に配列したものであり、これらボール３は
上記連結体ベルト２に保持された状態で自在に回転可能
となっている。
【００１５】上記連結体ベルト２は、平帯状に形成され
ると共に所定の間隔でボール３の保持穴２０が穿設され
たベルト部材２１と、互いに隣接する保持穴２０の間で
ベルト部材２１の表裏から突出するスペーサ部材２２と
から構成されており、各スペーサ部材２２によってボー
ル３がベルト部材２１の保持穴２０内に回転自在に閉じ
込められている。
【００１６】次に、順を追って上記転動体連結体１の製
造方法を説明する。図４は本発明の第１工程において成
形されたベルト部材２１を示すものである。このベルト
部材２１は合成樹脂の押出成形によって製作され、成形
用ダイから連続的に押し出されたベルト部材２１は水槽
内で冷却された後にリールに巻き取られる。後の工程で
はこのリールに巻き取られたベルト部材２１が所定の長
さに切断して使用される。
【００１７】このように、未だスペーサ部２２が肉付け
されていないベルト部材２１はその断面形状が長手方向
に沿って一様なので、かかるベルト部材２１の肉厚が薄
い場合であっても、押し出し成形を用いることにより均
一な厚さのベルト部材２１を簡易に且つ安価に成形する
ことが可能である。
【００１８】このようにして成形されたベルト部材２１
は直線案内装置の無限軌道の一周に相当する長さに切断
された後、図５に示すように、長手方向に沿って所定の
間隔でボール３の保持穴２０が穿設される。この保持穴
２０はボール３の直径よりも若干大きな内径に形成さ
れ、ボール３を自由に出し入れし得るようになってい
る。そして、これら保持穴２０にボール３を配列した状
態で、上記スペーサ部２２の射出成形が行われる。
【００１９】かかる射出成形は所定の長さに切断したベ
ルト部材２１を金型内の所定の位置にセットすると共
に、かかるベルト部材２１の各保持穴２０の内部にボー
ル３を配列し、これらベルト部材２１とボール３とを中
子とした状態で行われる。スペーサ部２２は互いに隣接
する保持穴２０の間で、且つ、ボール３の球面の一部を
覆うようにベルト部材２１に肉付けされ、球面の一部を
覆われたボール３はベルト部材２１の保持穴２０の内部
に閉じ込められる。これにより、図６に示すように、ボ
ール３が所定の間隔でベルト部材２１に配列され且つ保
持された連結体ベルト２が完成する。この射出成形には
ベルト部材２１の成形に用いたのと同じく、ポリアミド
系エラストマーやポリエステル系エラストマー等の合成
樹脂が用いられる。このようにベルト部材２１と同一の
合成樹脂を用いてスペーサ部２２の射出成形を行えば、
スペーサ部２２がその成形の際にベルト部材２１と溶着
し、スペーサ部２２をベルト部材２１と強固に一体化す
ることができるからである。
【００２０】ボール３を中子としてスペーサ部２２を射
出成形すると、スペーサ部２２はボール３の球面に密着
しており、この状態ではボール３が円滑に回転をなし得
ないことから、かかる射出成形が終了したベルト部材２
１は一定時間だけ油に浸される。合成樹脂製の連結体ベ
ルト２は油を吸って膨潤することから、所定時間経過後
にはスペーサ部２２とボール３の球面との間に僅かな隙
間が発生し、ボール３は保持穴２０内から脱落すること
なく自在に回転し得るようになる。これによって、転動
体連結体１が完成する。
【００２１】一方、スペーサ部２２を射出成形する際
に、ボール３ではなく、ボール３よりも僅かに直径の大
きいボール型（転動体型）をベルト部材２１の保持穴２
０に配列し、かかるボール型及びベルト部材２１を中子
として用いてスペーサ部２２の成形を行っても良い。中
子としてボール３を用いた場合には、前述の如く、スペ
ーサ部２２の成形終了後にボール３とスペーサ２２との
間に隙間を形成する作業が必要となる。しかし、上記ボ
ール型を用いた場合には、かかるボール型がボール３よ
りも僅かに大きい分だけスペーサ部２２が小さく形成さ
れるので、スペーサ部２２の成形終了後にボール型を強
制的に連結体ベルト２から外し、その代わりにボール３
を挿入すれば、連結体ベルト２を所定時間油に浸漬する
といった面倒な作業を行うことなく、ボールを保持穴２
０内で自在に回転させることができる。
【００２２】そして、このような転動体連結体１の製造
方法によれば、従来のように長尺な転動体連結体を金型
内で射出成形により形成する必要がなく、ベルト部材２
１の肉厚の薄い転動体連結体１を簡易に且つ安価に、し
かも確実に製造することができるものである。
【００２３】また、説明してきた転動体連結体１の製造
方法では、ベルト部材２１の材質それ自体はスペーサ部
２２の材質と同じものを用い、ベルト部材２１の引っ張
り強度、曲げ強度を確保するため、かかるベルト部材２
１に補強材２３を内蔵させるように構成したが、例えば
ベルト部材２１それ自体の成形材料にカーボンフィラー
を添加する等して、その引っ張り強度及び曲げ強度の改
善を図ることも可能であり、ベルト部材２１の薄肉化に
伴う転動体連結体１の引っ張り強度及び曲げ強度の低下
を補うこともできる。
【００２４】次に、図７乃至図９は本発明方法によって
製作された転動体連結体の第２実施例を示すものであ
る。この転動体連結体１Ａは前記第１実施例の転動体連
結体１と略同じ構造を有するものであるが、断面図であ
る図８及び図９に示されるように、上記ベルト部材２１
の両縁部には長手方向に沿ってガラス繊維、カーボン繊
維、セラミックス繊維等からなる補強材２３が内蔵され
ている。従って、連結体ベルト２の長手方向に沿って引
っ張り力が作用した場合であっても、かかる引っ張り力
を補強材２３が負荷することにより、連結体ベルト２の
破断を前記第１実施例よりも有効に防止し得るようにな
っている。尚、第１実施例の転動体連結体１と同一の構
成については、図中に同一の符号を付すことにし、その
詳細な説明は省略する。
【００２５】順を追って上記転動体連結体１Ａの製造方
法を説明する。図１０は本発明の第１工程において成形
されたベルト部材２１を示すものである。このベルト部
材２１は合成樹脂の押出成形によって製作され、かかる
押出成形の際に上記補強材２３が一体に内蔵されるよう
になっている。
【００２６】図１１は補強材を一体化させながらベルト
部材２１を押出成形する際の工程を示す概略図である。
補強材２３は大径リール４に巻かれており、これから繰
り出された補強材２３は予熱器５によって予熱された
後、クロスヘッドダイ６のマンドレル７を貫通して成形
用ダイ８から引き抜かれている。一方、このクロスヘッ
ドダイ６には溶融したポリアミド系エラストマーやポリ
エステル系エラストマー等の合成樹脂が図示外のスクリ
ューによって圧入されており、成形用ダイ８から押し出
される際に上記補強材２３の周囲に肉付けされる。これ
により、上記クロスヘッドダイ６からは長尺なベルト部
材２１が連続的に押し出されることとなる。押し出され
たベルト部材２１は水槽９内で冷却された後にリール１
０に巻き取られ、後の工程ではこのリール１０に巻き取
られたベルト部材２１が所定の長さに切断して使用され
る。
【００２７】また、上記補強材２３としてはガラス繊維
等のそのものではなく、カーボンフィラー等を添加して
引っ張り強度や曲げ強度を改善した合成樹脂を用いるこ
ともできる。この場合は、２層押出成形によって図１０
に示す形状のベルト部材２１を成形することができる。
図１２に示すように、この２層押出成形では２台の押出
機１１, １２を用い、一方の押出機１１のホッパ１３に
は補強材となる合成樹脂を、他方の押出機１２のホッパ
１４には補強材を被覆する合成樹脂をセットしておき、
これら両樹脂を共通のダイ１５から押し出す。そして、
図１１と同様に、押し出されたベルト部材２１を水槽内
で冷却した後に巻き取ることにより、引っ張り強度や曲
げ強度に優れた合成樹脂製の補強材２３を他の合成樹脂
で被覆した長尺のベルト部材２１を得ることができる。
【００２８】このように、補強材２３をベルト部材２１
に内臓する場合であっても、未だスペーサ部２２が肉付
けされていないベルト部材２１はその断面形状が長手方
向に沿って一様なので、第１実施例と同様、押し出し成
形を用いることにより均一な厚さのベルト部材２１を簡
易に且つ安価に成形することが可能である。
【００２９】この後は、補強材２３を具備しない前記第
１実施例の転動体連結体１と同様にしてスペーサ部２２
の成形が行われる。すなわち、直線案内装置の無限軌道
の一周に相当する長さに切断されたベルト部材２１に
は、図１３に示すように、長手方向に沿って所定の間隔
でボール３の保持穴２０が穿設され、これら保持穴２０
にボール３を配列した状態で、上記スペーサ部２２の射
出成形が行われる。また、スペーサ部２２の成形が終了
した連結体ベルト２は一定時間だけ油に浸され、ボール
３の回転を可能とするための隙間がスペーサ部２２とボ
ール３との間に形成される。これによって、補強材２３
を内蔵した第２実施例の転動体連結体１Ａが完成する。
【００３０】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の転動
体連結体の製造方法によれば、転動体を配列するベルト
部材を成形した後、このベルト部材に対して転動体を保
持するためのスペーサ部を射出成形するように構成した
ので、上記ベルト部材に関しては射出成形を用いること
なく押出成形によって長尺のものを連続的に成形するこ
とが可能となり、転動体連結体の小型化に伴って上記ベ
ルト部材を薄肉化する場合であっても、均一な肉厚のベ
ルト部材を簡易に且つ安価に成形することが可能とな
る。
【００３１】また、ベルト部材とスペーサ部とを別々に
成形した結果、ベルト部材には引っ張り強度に優れた合
成樹脂材料を、スペーサ部には摩擦係数の低い合成樹脂
材料を選択することができるので、転動体連結体の小型
化によりベルト部材が薄肉化する場合であっても、引っ
張り強度に優れた転動体連結体を製作することが可能と
なる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明方法によって製造される転動体連結体
の第１実施例を示す平面図である。
【図２】 図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】 第１実施例に係る転動体連結体を示す正面図
である。
【図４】 本発明方法の第１工程で製作された第１実施
例に係るベルト部材を示す斜視図である。
【図５】 第１実施例に係るベルト部材にボール保持穴
を穿設すると共にこれらボール保持穴にボールを配列す
る様子を示す斜視図である。
【図６】 ボールが配列された第１実施例に係るベルト
部材にスペーサ部を射出成形した様子を示す斜視図であ
る。
【図７】 本発明方法によって製造される転動体連結体
の第２実施例を示す平面面図である。
【図８】 図１のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図である。
【図９】 図２のＩＸ−ＩＸ線断面図である。
【図１０】 本発明方法の第１工程で製作された第２実
施例に係るベルト部材を示す斜視図である。
【図１１】 補強材の内蔵された第２実施例のベルト部
材を合成樹脂の押出成形によって製作する工程を示す図
である。
【図１２】 物性の異なる二種類の合成樹脂を用いて第
２実施例のベルト部材を押出成形する工程を示す図であ
る。
【図１３】 第２実施例のベルト部材にボール保持穴を
穿設すると共にこれらボール保持穴にボールを配列する
様子を示す斜視図である。
【図１４】 ボールが配列された第２実施例のベルト部
材にスペーサ部を射出成形した様子を示す斜視図であ
る。
【図１５】 従来の転動体連結体を示す平面図である。
【図１６】 従来の転動体連結体を示す正面図である。
【図１７】 直線案内装置の無限軌道に転動体連結体を
組み込んだ状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１…転動体連結体、２…連結体ベルト、３…ボール、２
０…保持穴、２１…ベルト部材、２２…スペーサ部、２
３…補強材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中林 浩 山梨県中巨摩郡玉穂町中楯754、テイエチ ケー株式会社甲府工場内 (72)発明者 飯田 勝也 山梨県中巨摩郡玉穂町中楯754、テイエチ ケー株式会社甲府工場内 (72)発明者 八代 大輔 山梨県中巨摩郡玉穂町中楯754、テイエチ ケー株式会社甲府工場内 Ｆターム(参考） 3J101 AA02 AA32 AA33 AA64 BA12 BA13 BA44 DA14 EA31 FA44 FA55 3J104 AA03 AA19 AA23 BA12 BA15 BA16 CA16 DA17

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 多数の転動体を所定の間隔で一列に整列
    させると共にこれらを回転自在に保持した転動体連結体
    の製造方法であって、 平帯状のベルト部材を合成樹脂によって成形する第１工
    程と、 上記ベルト部材に対して転動体が遊嵌する保持穴を一列
    に穿つ第２工程と、 上記保持穴内に転動体を配列し、かかる転動体を中子と
    して用いながら、互いに隣接する保持穴の間に転動体を
    保持するためのスペーサ部を射出成形すると共に、上記
    保持穴内に転動体を閉じ込める第三工程と、を備えたこ
    とを特徴とする転動体連結体の製造方法。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の転動体連結体の製造方法
    において、上記スペーサ部を射出成形した合成樹脂材料
    よりも引っ張り強度及び／又は曲げ強度に優れた樹脂材
    料を用いて上記ベルト部材を成形したことを特徴とする
    転動体連結体の製造方法。
  3. 【請求項３】 請求項１記載の転動体連結体の製造方法
    において、上記ベルト部材にはその長手方向の引っ張り
    強度及び／又は曲げ強度を向上させるための補強材を内
    蔵したことを特徴とする転動体連結体の製造方法。
  4. 【請求項４】 請求項１記載の転動体連結体の製造方法
    において、上記第３工程では転動体に代えて、かかる転
    動体よりも僅かに直径の大きな転動体型を保持穴の内部
    に配列し、スペーサ部を射出成形した後にこの転動体型
    を転動体に入れ換えることを特徴とする転動体連結体の
    製造方法。
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