JP2004028201A - 直動案内レール及びその加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】２対以上の転動溝をレール素材に形成する際に、加工効率を向上させて加工コストの低減化を図る直動案内レールの加工方法を提供する。
【解決手段】一対の転造加工用の回転ダイス１０が、レール素材Ｗを側部から挟み込むように向かい合って設置されている。各回転ダイス１０のダイス外周面には、転造すべきリニアガイドレールの軌道溝の形状に合わせた凸形状の加工部が形成されている。本発明では、２対の軌道溝２を備えた（一方の側面に２本の軌道溝２、２を備えた）２溝タイプの直動案内レールを形成するので、一対の回転ダイス１０のダイス外周面には、２つの凸状加工部Ｔ１，Ｔ２が特定の間隔をあけて形成されている。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、本発明は、直動案内レール及びその加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、直動案内レールであるリニアガイドレールの製造は、前工程においてレール形状のワークを引き抜き加工により形成し、熱処理を施した後、後工程において軌道溝などを切削加工、研削加工により形成していた。
しかし、従来のリニアガイドレールの製造は、加工精度や面粗さが仕上げ精度として不十分なため、高精度を必要としない製品に対しても仕上げ工程として研削加工が必要となり、そのために加工時間が長く、加工コストが高くなるという問題があった。
【０００３】
すなわち、引き抜き加工では加工精度が十分でなく、研削加工に際して研削取代を多めに設ける必要があり、そのために研削時間が長くかかる。かといって、引抜き加工でできるだけ精度良く加工するには引抜き回数を多くしなければならず、結局、加工コストが高くつき、精度もあまり良くないという問題点がある。そこで、本願出願人は、先に出願した特開２００１−２２７５３９号公報（以下、先願技術と称する）で示すように、直動案内レールの軌道溝の加工に転動技術を適用することで、１工程で精度の良い軌道溝等を形成するようにした。このようにすると、従来の引抜き、切削、研削という複数の工程を要するものに比べて加工時間、加工コストを削減することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、負荷容量が向上したリニアガイドを開発する手段の一つとして、リニアガイドレールの軌道溝の数を増大し、それら軌道溝を転動して負荷を受ける転動体の個数を増やすことが考えられる。
しかし、複数対の軌道溝（一方の側面と他方の側面とに複数対の軌道溝）を有したリニアガイドレールを形成するために前述した先願技術を利用すると、先願技術は一条の凸条加工部を備えた一対の回転ダイスを使用しているので、加工効率が低下してしまうおそれがある。すなわち、上記回転ダイスを使用してリニアガイドレールとなるワークに複数対の軌道溝を形成するには、回転ダイスを少なくとも２往復、垂直位置を変更しながら移動させなければならないので、加工効率が低下してしまうのである。
【０００５】
本発明は、このような従来技術の未解決の課題に着目してなされたものであり、２対以上の転動溝をレール素材に形成する際に、加工効率を向上させて加工コストの低減化を図ることができるととともに、必要精度を確保することが可能な直動案内レール及びその加工方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１記載の直動案内レールは、レール素材に、転動体が転動する少なくとも２対の軌道溝を転造加工により形成した部材である。
また、請求項２記載の発明は、レール素材に、転動体が転動する少なくとも２対の軌道溝を形成する直動案内レールの加工方法であって、前記軌道溝の形状に合わせた２つ以上の凸状の加工部を有した少なくとも一つの回転ダイスを使用し、回転する前記回転ダイスに沿って前記レール素材を通過させることで、該レール素材の外周に２対以上の前記軌道溝を転造加工する方法である。
【０００７】
また、請求項３記載の発明は、請求項２記載の直動案内レールの加工方法において、一対の前記回転ダイスを前記レール素材の側部から挟み込むように配置し、回転する前記一対の回転ダイスの間に前記レール素材を通過させることで、前記レール素材の両側に２対以上の前記軌道溝を転動加工するようにした。
さらに、請求項４記載の発明は、請求項２記載の直動案内レールの加工方法において、前記回転ダイスを前記レール素材の上部に配置し、回転する前記回転ダイスに沿って前記レール素材を通過させるようにした。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る直動案内レール及びその加工方法の実施形態を図面を参照して説明する。
図１は、直動案内レールとしてのリニアガイドレールの軌道溝の転造加工装置の要部を示す第１実施形態の概略正面図であり、図２は第１実施形態の平面図である。
【０００９】
２つの転造加工用の回転ダイス１０が、リニアガイドレールの素材である横断面矩形状のワーク（レール素材）Ｗを側部から挟み込むように向かい合って設置されている。
各回転ダイス１０は円柱形状の丸ダイスであり、その回転軸の方向がワークＷの軸の方向に対して直角に配設されており、ダイス外周面には、転造すべきリニアガイドレールの軌道溝の形状に合わせた凸形状、例えば半円形（単一Ｒ形）凸形状またはゴシックアーチ形凸形状などに整えられた凸状加工部が形成されている。
【００１０】
本実施形態では、２対の軌道溝２を備えた（一方の側面に２本の軌道溝２、２を備えた）２溝タイプのガイドレールを形成するので、各回転ダイス１０のダイス外周面には、２つの凸状加工部Ｔ１，Ｔ２が特定の間隔をあけて形成されている。
各回転ダイス１０には、駆動装置であるダイス回転用のモータ１１がそれぞれに付設されており、回転ダイス１０はこのモータ１１によりベルト１２を介して回転駆動される。また、回転ダイス１０をそのモータ１１と共にワークＷに向けて図２の矢印Ａのように移動させることで回転ダイス１０をワークＷに押し付けることが可能な移動加圧機構（図示せず）を備えている。
【００１１】
この移動加圧機構により加圧位置に送り出された回転ダイス１０は、ストッパ（図示せず）に突き当てて位置決めするか、または油圧ＮＣ、ＢＳ駆動等の公知の位置決め送り機構を有して位置決めを行うようになっている。
次に、上述した転造加工装置を使用したリニアガイドレールの軌道溝の加工手順について説明する。
【００１２】
先ず、対向している一対の回転ダイス１０を、移動加圧機構により加圧位置に送り出し、ストッパに突き当てるなどして位置決めする。そして、ダイス間距離Ｌを、ワークＷの両側の軌道溝２、２間の既知寸法Ｍに対応させて予め設定しておく。次いで、回転ダイス１０を回転させるとともに、ワークＷを矢印Ｂ方向に一回だけ送って回転ダイス１０間を通過させることで、２対の軌道溝２をワークＷの側面に転造形成する。
【００１３】
この第１実施形態によれば、１工程の転造のみで２溝タイプのリニアガイドレールを精度良く転造加工することができる。高精度を必要としないリニアガイドレールの場合、そのまま十分に使用に供することができる。もし、極めて高い精度が要求される場合は、必要に応じて、研削加工を施すことも可能である。
また、本実施形態によれば、従来のリニアガイドレールの加工方法に比べて次のような種々の作用効果が得られる。
【００１４】
第１に、軌道溝２を回転ダイス１０を用いて転造するので、従来の固定ダイスを用いる引き抜きより加工力が小さく、装置の剛性や強度が小さくてすむ。また一つの装置で融通性がある。設備費が少なくてすむ。
第２に、回転ダイス１０の転がり接触で加工されるから、回転ダイス１０の摩耗が少なく工具寿命が長い。
【００１５】
第３に、ワークＷの転造面に、転造特有の連続した加工繊維組織が得られるので強度が増し、材質が良好になる。
第４に、１工程の転造加工のみで、一方の側面に２本の軌道溝２、２を備えた２溝タイプのガイドレールが得られるので加工時間を短縮することができ、加工効率が向上して加工コストの低減化を図ることができる。
【００１６】
第５に、回転ダイス１０が回転接触するので、加工面に潤滑剤を導入しやすい。
次に、図３に示すものは、ニアガイドレールの軌道溝を転造加工する装置の第２実施形態の装置要部を示すものであり、横断面矩形状のワークＷを側部から挟み込んで配置した２つの転造加工用の回転ダイス２０のみを示している。
【００１７】
本実施形態では、ワークＷ上面の角部に左右一対の１／４円弧の軌道溝２Ａ、その１／４円弧の軌道溝２Ａの下方に半円形の軌道溝２を備えた２溝タイプのガイドレールを形成するものである。
各回転ダイス２０は円柱形状の丸ダイスであり、その回転軸の方向がワークＷの軸の方向に対して直角に配設されており、ダイス外周面には、１／４円弧の軌道溝２Ａを形成する凸状加工部Ｔ３と、この凸状加工部Ｔ３の下方に半円形の軌道溝２を形成する凸状加工部Ｔ４が形成されている。
【００１８】
本実施形態も、対向している一対の回転ダイス２０を回転させるとともに、ワークＷを紙面の表裏方向に一回だけ送って回転ダイス２０間を通過させることで、２溝タイプの（軌道溝２Ａ、２を備えた）ガイドレールを転造加工することができる。
したがって、本実施形態も、１工程の転造加工のみで、軌道溝２Ａ、２を備えた２溝タイプのガイドレールが得られるので加工時間を短縮することができ、加工効率が向上して加工コストの低減化を図ることができるとともに、第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
【００１９】
次に、図４に示すものは、リニアガイドレールの軌道溝を転造加工する装置の第３実施形態の装置要部を示すものであり、横断面矩形状のワークＷを側部から挟み込んで配置した２つの転造加工用の回転ダイス３０のみを示している。
本実施形態では、ワークＷ上面の角部に左右一対の１／４円弧の軌道溝２Ａ、その１／４円弧の軌道溝２Ａの下方に半円形の軌道溝２、さらに、その軌道溝２の下方に半円形の軌道溝２を備えた３溝タイプのガイドレールを形成するものである。
【００２０】
各回転ダイス３０は円柱形状の丸ダイスであり、その回転軸の方向がワークＷの軸の方向に対して直角に配設されており、ダイス外周面には、１／４円弧の軌道溝２Ａを形成する凸状加工部Ｔ５と、この凸状加工部Ｔ５の下方に半円形の軌道溝２を形成する凸状加工部Ｔ６と、さらに半円形の軌道溝２を形成する凸状加工部Ｔ７とが形成されている。
【００２１】
本実施形態も、対向している一対の回転ダイス３０を回転させるとともに、ワークＷを紙面の表裏方向に一回だけ送って回転ダイス３０間を通過させることで、３溝タイプの（軌道溝２Ａ、２、２を備えた）ガイドレールを転造形成することができる。
したがって、本実施形態も、１工程の転造加工のみで、軌道溝２Ａ、２、２を備えた３溝タイプのガイドレールが得られるので加工時間を短縮することができ、加工効率が向上して加工コストの低減化を図ることができるとともに、第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
【００２２】
また、図５及び図６も、本実施形態に係る第４及び第５実施形態の装置要部を示すものである。
図５に示す第４実施形態では、横断面矩形状の側面に括れ部Ｗ１を設けて高さ方向の略中央部の幅寸法が小さい形状のワークＷをリニアガイドレールの素材とし、このワークＷの上面の角部に左右一対の１／４円弧の軌道溝２Ａを形成し、括れ部Ｗ１の最上部に左右一対の１／４円弧の軌道溝２Ｂを形成した２溝タイプのガイドレールを形成するものである。
【００２３】
本実施形態では、図３で示した回転ダイスと略同形状の回転ダイス２０を使用し、ダイス外周面に形成した凸状加工部Ｔ３で１／４円弧の軌道溝２Ａを形成し、凸状加工部Ｔ４で１／４円弧の軌道溝２Ｂを形成している。
また、図６に示す第５実施形態も、横断面矩形状の側面に括れ部Ｗ２を設けて高さ方向の略中央部の幅寸法が小さい形状のワークＷをリニアガイドレールの素材としている。そして、括れ部Ｗ２の最上部に左右一対の１／４円弧の軌道溝２Ａを形成し、括れ部Ｗ２の最下部に左右一対の１／４円弧の軌道溝２Ｂを形成した２溝タイプのガイドレールを形成するものである。
【００２４】
そして、図３で示した回転ダイスと略同形状の回転ダイス２０を使用し、ダイス外周面に形成した凸状加工部Ｔ３で１／４円弧の軌道溝２Ａを形成し、凸状加工部Ｔ４で１／４円弧の軌道溝２Ｂを形成している。
これら第４及び第５実施形態も、１工程の転造加工のみで、軌道溝２Ａ、２Ｂを備えた２溝タイプのガイドレールが得られるので加工時間を短縮することができ、加工効率が向上して加工コストの低減化を図ることができるとともに、第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
【００２５】
次に、図７に示す６実施形態は、リニアガイドレールの素材とされる横断面矩形状のワークＷの上面の左右端部側に一対の半円形の軌道溝２を形成し、ワークＷの側面に半円形の軌道溝２を形成した２溝タイプのガイドレールを形成するものである。
本実施形態では、ワークＷを側部から挟み込むように一対の転造加工用の第１回転ダイス４０が設置されているとともに、ワークＷの上部に位置するように一つの転造加工用の第２回転ダイス４２が設置されている。
【００２６】
一対の第１回転ダイス４０は円柱形状の丸ダイスであり、その回転軸の方向がワークＷの軸方向に対して直角に配設されており、ダイス外周面には、半円形の軌道溝２を形成する凸状加工部Ｔ８が形成されている。
第２回転ダイス４２も円柱形状の丸ダイスであり、その回転軸の方向が、ワークＷの軸方向及び第１回転ダイス４０の回転軸の両者に直角となるように配設されており、ダイス外周面には、半円形の軌道溝２を形成する２箇所の凸状加工部Ｔ９、Ｔ９が形成されている。なお、第２回転ダイス４２に対向するワークＷの下部には荷重受けダイス４４が配設されている。
【００２７】
本実施形態も、一対の第１回転ダイス４０及び第２回転ダイス４２を回転させるとともに、ワークＷを紙面の表裏方向に一回だけ送って第１回転ダイス４０及び第２回転ダイス４２の間を通過させることで、２溝タイプの（軌道溝２、２を備えた）ガイドレールを転造加工することができる。
したがって、本実施形態も、１工程の転造加工のみで、上面に軌道溝２を備え、側面にも軌道溝２を備えた２溝タイプのガイドレールが得られるので加工時間を短縮することができ、加工効率が向上して加工コストの低減化を図ることができるとともに、他の実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
【００２８】
さらに、図８に示す７実施形態は、横断面矩形状の側面に括れ部Ｗ３を設けて高さ方向の略中央部の幅寸法が小さい形状のワークＷをリニアガイドレールの素材とし、このワークＷの上面の左右端部側に一対の半円形の軌道溝２を形成し、ワークＷの側面の括れ部Ｗ３の最上部に半円形の軌道溝２を形成した２溝タイプのガイドレールを形成するものである。
【００２９】
本実施形態では、ワークＷを側部から挟み込むように一対の転造加工用の第１回転ダイス５０が設置されているとともに、ワークＷの上部に位置するように一つの転造加工用の第２回転ダイス５２が設置されている。
一対の第１回転ダイス５０は円柱形状の丸ダイスであり、その回転軸の方向がワークＷの軸方向に対して直角に配設されており、且つ、一対の第１回転ダイス５０の回転軸同士は、ワークＷの軸を含んで鉛直方向に延在する仮想面に対して対称位置に延在している。そして、これら一対の第１回転ダイス５０のダイス外周面には、半円形の軌道溝２を形成する凸状加工部Ｔ１０が形成されている。
【００３０】
第２回転ダイス５２も円柱形状の丸ダイスであり、その回転軸の方向が、ワークＷの軸方向及び第１回転ダイス５０の回転軸の両者に直角となるように配設されており、ダイス外周面には、半径形の軌道溝２を形成する２箇所の凸状加工部Ｔ１１、Ｔ１１が形成されている。なお、第２回転ダイス５２に対向するワークＷの下部には荷重受けダイス４４が配設されている。
【００３１】
本実施形態も、一対の第１回転ダイス５０及び第２回転ダイス５２を回転させるとともに、ワークＷを紙面の表裏方向に一回だけ送って第１回転ダイス５０及び第２回転ダイス５２の間を通過させることで、上面の左右端部側に一対の半円形の軌道溝２を形成し、ワークＷの側面の括れ部Ｗ３の最上部に半円形の軌道溝２を形成した２溝タイプの（軌道溝２、２を備えた）ガイドレールを転造加工することができる。
【００３２】
したがって、本実施形態も、１工程の転造加工のみで、上面に軌道溝２Ａを備え、側面に軌道溝２を備えた２溝タイプのガイドレールが得られるので、図７で示した第６実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
なお、以上の実施形態では、いずれもワークＷを側部から挟み込むように一対の回転ダイスを配置する例を示したが、一対の回転ダイスを配置せずに、一方に荷重受けダイスを配置し、他方に２つ以上の凸条加工部を有する回転ダイスを配置し、先ず、これらのダイス間にワークＷを送って一方の側面に軌道溝を形成し、次いで、ワークＷの他の側面を回転ダイスに向け、再びダイス間に通すことによってワークＷの他の側面に軌道溝を形成することもできる。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、２対以上の転動溝をレール素材に形成する際に、直動案内レールの軌道溝の加工に転造技術を適用し、少ない工程で精度の良い軌道溝等を成形するため、加工効率を向上させて加工コストの低減化を図ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１実施形態の直動案内レールの転造加工装置の要部を示す概略正面図である。
【図２】第１実施形態の概略平面図である。
【図３】本発明に係る第２実施形態の直動案内レールの転造加工装置の要部を示す概略正面図である。
【図４】本発明に係る第３実施形態の直動案内レールの転造加工装置の要部を示す概略正面図である。
【図５】本発明に係る第４実施形態の直動案内レールの転造加工装置の要部を示す概略正面図である。
【図６】本発明に係る第５実施形態の直動案内レールの転造加工装置の要部を示す概略正面図である。
【図７】本発明に係る第６実施形態の直動案内レールの転造加工装置の要部を示す概略正面図である。
【図８】本発明に係る第７実施形態の直動案内レールの転造加工装置の要部を示す概略正面図である。
【符号の説明】
２，２Ａ，２Ｂ　軌道溝
１０　ダイス
１０，２０，３０，４２、５２　回転ダイス
Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，７５，７６，Ｔ７、Ｔ９、Ｔ１１　凸状加工部（凸状の加工部）
Ｗ　ワーク（レール素材）

Claims (4)

1. レール素材に、転動体が転動する少なくとも２対の軌道溝を転造加工により形成してなることを特徴とする直動案内レール。
2. レール素材に、転動体が転動する少なくとも２対の軌道溝を形成する直動案内レールの加工方法であって、
   前記軌道溝の形状に合わせた２つ以上の凸状の加工部を有した少なくとも一つの回転ダイスを使用し、回転する前記回転ダイスに沿って前記レール素材を通過させることで、該レール素材の外周に２対以上の前記軌道溝を転造加工することを特徴とする直動案内レールの加工方法。
3. 一対の前記回転ダイスを前記レール素材の側部から挟み込むように配置し、回転する前記一対の回転ダイスの間に前記レール素材を通過させることで、前記レール素材の両側に２対以上の前記軌道溝を転動加工することを特徴とする請求項２記載の直動案内レールの加工方法。
4. 前記回転ダイスを前記レール素材の上部に配置し、回転する前記回転ダイスに沿って前記レール素材を通過させることを特徴とする請求項２記載の直動案内レールの加工方法。

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