JP2005042836A - ガイドとそのガイドの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ガイドの重量を大幅に軽減すると共に、ガイドの製造コストも削減することができるガイドとそのガイドの製造方法を提供するものである。
【解決手段】 ガイド１０は、嵌合用へこみ部２２を形成した長尺のアルミニウム製のガイド本体１２と、転動体５８と接触する接触部２６を有する長尺の耐磨耗性材１４とから成る。嵌合用へこみ部２２に耐磨耗性材１４を嵌合し、ガイド本体１２を耐磨耗性材１４に向けてプレス手段４０によって加圧することで、ガイド本体１２に耐磨耗性材１４をカシメによって固定する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、ボールやベアリング等の転動部材と接触するためのガイドとそのガイドの製造方法に関する。

従来から、ガイドに沿って移動部材を移動させるアクチュエータが、特許文献１に提供されている。この従来既知のアクチュエータの斜視図を図８に示し、そのアクチュエータの断面図を図９に示す。アクチュエータは主に、断面コの字形状で長尺物であるガイド５０と、そのガイド５０の長手方向の両端に固定されるハウジング５２（一方側を省略）と、そのハウジング５２に回転自在に取り付けられるねじ５４と、そのねじ５４に螺合するものであって前記ガイド５０に沿って移動可能な移動部材５６と、その移動部材５６と前記ガイド５０との間に備えられるものであってそれら両者に接触するボールやベアリング等の転動体５８とを有する。

断面コの字形状の長尺物であるガイド５０は、底部部材６０と、その底部部材６０の両端から上方に立ち上げた左右の支持部材６２とを一体に形成したものである。左右の支持部材６２の互いに対面する内壁６４にはボール等の転動体５８が接触するための接触部としての溝６６が２箇所形成される。ガイド５０は一般には押出し等によって一体物で作られ、しかも転動体５８が接触する溝６６が磨耗するのを防止するために、鉄を素材とするＳＵＳ等で作られている。

特許第２５７５９２６号公報（第１図及び第２図）

長尺物であるガイド５０は、鉄を素材とする一体物で構成されているため、重量が重いものになっていた。このため、直線移動運動を行う移動部材を備える機械装置の重量は、更に重いものになっていた。更に、鉄を素材とするガイド５０は、防錆等の表面処理を行わなければならないため、コストがかかると共に生活環境を汚染するという欠点があった。

本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、ガイドの重量を大幅に軽減すると共に、ガイドの製造コストも削減することができるガイドとそのガイドの製造方法を提供することを目的とするものである。

本発明に係るガイドは、長手方向に嵌合用へこみ部を形成した長尺のアルミニウム製のガイド本体と、転動体と接触する長手方向の接触部を有する長尺の耐磨耗性材とから成り、前記接触部を外部に露出した状態で前記耐磨耗性材を前記嵌合用へこみ部に嵌合し、前記耐磨耗性材を前記ガイド本体にカシメによって固定ものである。

本発明に係るガイドはまた、前記耐磨耗性部材において前記ガイド本体によってカシメられる両側の面が前記嵌合用へこみ部の奥側から前記嵌合用へこみ部の入口側に向けて互いに近づくような形状としたものである。本発明に係るガイドは更に、前記耐磨耗性部材においてカシメられる少なくとも一方の面に長尺方向に凹凸を形成したものである。

本発明に係るガイドの製造方法は、長手方向に嵌合用へこみ部を形成した長尺のアルミニウム製のガイド本体と、転動体と接触する長手方向の接触部を有する長尺の耐磨耗性材とから成り、前記接触部を外部に露出した状態で前記耐磨耗性部材を前記嵌合用へこみ部に嵌合させ、前記ガイド本体をプレス手段によって前記耐磨耗性材側に加圧することによって前記耐磨耗性部材を前記ガイド本体にカシメによって固定するものである。

本発明に係るガイドの製造方法はまた、前記耐磨耗性部材において前記ガイド本体によってカシメられる両側の面が前記嵌合用へこみ部の奥側から前記嵌合用へこみ部の入口側に向けて互いに近づくような形状としたものである。本発明に係るガイドの製造方法は、前記耐磨耗性部材においてカシメられる少なくとも一方の面に長尺方向に凹凸を形成したものである。本発明に係るガイドの製造方法は、前記ガイド本体の前記嵌合用へこみ部に前記耐磨耗性部材を嵌合した状態において、前記耐磨耗性部材のカシメられる両側の面の一方を前記ガイド本体の前記嵌合用へこみ部の壁面と合致させ、前記耐磨耗性部材のカシメられる両側の面の他方と前記ガイド本体の前記嵌合用へこみ部の壁面との間に空間を形成するようにしたものである。本発明に係るガイドの製造方法は、前記プレス手段によって加圧される前記ガイド本体の延長線上に前記耐磨耗性部材が位置するようにしたものである。

本発明に係るガイドはその重量の殆どがアルミニウムで構成されるので、従来のような鉄を素材とするものに比べて、ガイドの重量を約三分の一程度に軽減することができる。また、本発明のガイドの構成部材のうちアルミニウムで形成されるガイド主体は、表面処理の必要がないため、製造コストを低減することができると共に、生活環境を悪化させることはない。更に、ガイドの構成部材のうちのクラッド材（耐磨耗性材）は、転動体が接触する接触部を主に備えるもので、ガイド主体と比べて小さいものであり、その接触部の加工を容易に行うことができる。クラッド材におけるカシメ面に凹凸を形成することで、長尺方向へ抜け出るおそれを防止することができる。

本発明に係るガイドの製造方法は、ガイド主体に形成した嵌合用へこみ部にクラッド材（耐磨耗性材）を嵌合させ、その後、ガイド主体をクラッド材に向けてプレスすることで、ガイド主体とクラッド材とをカシメによって固定するものである。本発明に係るガイドの製造方法は、嵌合とプレスのみでガイドを作ることができ、ガイドを簡単に製造することができる。

本発明は、重量の軽量化を図り、簡単に製造することができるガイドとそのガイドの製造方法に係るものである。次に本発明を図面に基づいて説明する。

図１は本発明に係るガイドの構成部材の分解断面図である。移動部材の軌道を特定する手段である長尺物としてのガイド１０は、アルミニウムを主材料（アルミニウムまたはアルミニウム合金）とする長尺物としてのガイド本体１２と、長尺物としての鉄等を素材とするクラッド材（耐磨耗性材）１４とから成る。長尺物であるガイド本体１２は断面がコの字形状をしており、そのガイド本体１２は底部部材１６とその底部部材１６の両端から上方に立ち上げた左右の支持部材１８とを引抜きまたは押出しによって一体に形成したものである。左右の支持部材１８における互いに対面する内壁２０には、前記クラッド材１４を嵌合収容する嵌合用へこみ部２２が形成される。

図２に示す断面図において、嵌合用へこみ部２２の壁面を、上側壁面２２ａ（自由端である上端面２４に近い側の壁面）と、下側壁面２２ｂ（底部部材１６に近い側の壁面）と、奥側壁面２２ｃとする。ここで、嵌合用へこみ部２２における下側壁面２２ｂと奥側壁面２２ｃとのなす角度をθ１とし、上側壁面２２ａと奥側壁面２２ｃとのなす角度をθ２とする。この角度θ１は鋭角にし、角度θ２を鈍角にする。嵌合用へこみ部２２の奥側壁面２２ｃの高さをＨ１（図２で上下の長さ）とし、嵌合用へこみ部２２の入口側の高さをＨ２とする。

長尺物であるクラッド材１４の表面を、図２において、上面１４ａと、下面１４ｂと、奥面１４ｃと、外表面１４ｄとする。上面１４ａと下面１４ｂとが、ガイド本体１２によってカシメられる両側の面となる。外表面１４ｄには転動体５８が接触する接触部２６が上下方向に２箇所形成される。なお、この接触部２６は２箇所に限るものではない。また、接触部２６は溝であることが好ましいが、必ずしも溝に限るものではない。クラッド材１４の奥面１４ｃはガイド本体１２の嵌合用へこみ部２２の奥側壁面２２ｃに接触する箇所であり、その奥面１４ｃの図２における上下の高さをＬ１とする。ここで、クラッド材１４の下面１４ｂと奥面１４ｃとのなす角度をθ３とし、上面１４ｂと奥面１４ｃとのなす角度をθ４とする。θ３もθ４も共に９０度より小さい角度とする。θ３もθ４も共に９０度より小さい角度としたので、図２における外表面１４ｄの上下の高さを長さＬ２とすると、Ｌ２はＬ１よりも短いものとなる。

クラッド材１４における下面１４ｂと奥面１４ｃとの角度θ３は、嵌合用へこみ部２２における下側壁面２２ｂと奥側壁面２２ｃとの角度θ１と等しくする（θ３＝θ１）とするのが望ましい。クラッド材１４の奥面１４ｃの高さＬ１は、嵌合用へこみ部２２の奥側壁面２２ｃの高さＨ１と同一か僅かに短く設定する。クラッド材１４の奥面１４ｃを嵌合用へこみ部２２の内部に入れるために、嵌合用へこみ部２２の入口の高さＨ２は、クラッド材１４の奥面１４ｃの高さＬ１よりも高くする。なお、嵌合用へこみ部２２における鈍角の角度θ２は、θ２>１８０−θ１とするのが望ましい。

次に、嵌合用へこみ部２２の下側壁面２２ｂにクラッド材１４の下面１４ｂを接合するように、クラッド材１４をガイド本体１２の嵌合用へこみ部２２に収納する。この際、クラッド材１４の角度θ３と、嵌合用へこみ部２２の角度θ１とを同一角度にすれば、嵌合用へこみ部２２の下側壁面２２ｂとクラッド材１４の下面１４ｂとが接合するだけでなく、クラッド材１４の奥面１４ｃが嵌合用へこみ部２２の奥側壁面２２ｃと隙間なく接触する（図３（Ａ））。この図３（Ａ）の状態では、クラッド材１４の上面１４ａと嵌合用へこみ部２２の上側壁面２２ａとの間に空間２８ができる。この空間２８は、開口部側の上下の間隔が広く、奥側に向かうに伴なって上下の間隔が狭くなっている。クラッド材１４をガイド本体１２の嵌合用へこみ部２２に収納した状態では、クラッド材１４の外表面１４ｄはガイド本体１２の内壁２０より外方に突出しないようする。但し、図３（Ａ）において、クラッド材１４の外表面１４ｄはガイド本体１２の内壁２０と同一平面上に位置するのが望ましい。

図２に示すように、ガイド本体１２の支持部材１８の自由端である上端面２４は、外壁３０側から内壁２０側に向かうにつれて高さが徐々に高くなるようなテーパが形成されている。内壁２０と上端面２４との交点を第一交点３２とすると、第一交点３２は上端面２４の最上位となる。図２において、嵌合用へこみ部２２における奥側壁面２２ｃから鉛直上方に伸ばした線と上端面２４との交点を第二交点３４とする。

次に、図３（Ｂ）に示すように、側面３６とその側面３６の上端から直角に横に張り出した底面３８とを有するプレス手段４０を用い、その側面３６を支持部材１８の内壁２０（クラッド材１４の外表面１４ｄ）に接触させ、その側面３６と底面３８との角を支持部材１８の上端面２４の第一交点３２に接触させる。その後、プレス手段４０を支持部材１８の内壁２０と平行に下降させる（矢印の方向にプレス手段４０を移動させる）。このプレス手段４０の下降によって、支持部材１８の上端面２４の上部側は下方に移動するように潰される（図３（Ｃ））。このプレス手段４０の移動によって潰される支持部材１８の上端面２４の延長線上にクラッド材１４が位置するように設定する。支持部材１８の上端面２４において潰される箇所は、少なくとも第一交点３２から第二交点３４までの間を含むものとする。

支持部材１８の上端面２４が潰されることに伴って、クラッド材１４の上面１４ａと嵌合用へこみ部２２の上側壁面２２ａとの間の空間２８が潰れることになる。言い換えると、クラッド材１４の上面１４ａと下面１４ｂとは支持部材１８によってカシメられ、クラッド材１４は支持部材１８に固定される。図１に示したガイド本体１２とクラッド材１４とは、図３の（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）の工程を経て、最終的には図４の状態となる。なお、プレス手段４０の側面３６にガイド本体１２の内壁２０とクラッド材１４の外表面１４ｄとを接触させてプレス加工することによって、ガイド本体１２とクラッド材１４との境界の仕上げ状態が良くなる。

このように本発明においては、長尺のガイド本体１２の嵌合用へこみ部２２に長尺のクラッド材１４を嵌め込んで、プレス手段４０で支持部材１８の自由端である上端面２４をプレスすることで、長尺のガイド本体１２と長尺のクラッド材１４とを固定することができる。このように、ガイド本体１２と長尺のクラッド材１４との固定が非常に簡単であり、しかも完成したガイド１０の大半の素材はアルミニウムからなるので、ガイド１０の重量を大幅に軽量化することができる。

図３で示したガイド本体１２と長尺のクラッド材１４との固定においては、クラッド材１４の上面１４ａにも下面１４ｂにもガイド本体１２が接触しているので、クラッド材１４はガイド本体１２の嵌合用へこみ部２２から外れることはない。しかし、クラッド材１４は嵌合用へこみ部２２の長手方向に沿って移動する方向に外れるおそれがある。このため、図５に示すように、クラッド材１４の上面１４ａにおいて外表面１４ｄに近い位置に多数の突起４２を長手方向に設ける。この突起４２は、図３（Ａ）や図３（Ｂ）の空間２８内に収容できる高さとする。クラッド材１４の上面１４ａの長手方向に多数の突起４２をに設けることは、クラッド材１４の上面１４ａの長手方向に多数の凹凸を設けることになる。

上面１４ａに多数の突起４２を形成したクラッド材１４をガイド本体１２の嵌合用へこみ部２２に収納し、その後、ガイド本体１２の上端面２４をプレス手段４０でプレスする。これによって、クラッド材１４の上面１４ａの長手方向の多数の凹凸の隙間は、ガイド本体１２によって埋められる。この結果、クラッド材１４は嵌合用へこみ部２２の長手方向に沿った方向に外れるおそれがなくなる。

なお、図６に示すように、クラッド材１４の上面１４ａの奥面１４ｃ側の長手方向に、多数の凹部４４を形成する。この凹部４４によってクラッド材１４の上面１４ａに凹凸が形成される。その後、ガイド本体１２の上端面２４をプレス手段４０でプレスすることによって、クラッド材１４の上面１４ａの多数の凹部４４はガイド本体１２によって埋められる。この結果、クラッド材１４は嵌合用へこみ部２２の長手方向に沿った方向に外れるおそれがなくなる。なお、突起４２や凹部４４は、クラッド材１４の上面１４ａと共に、あるいはクラッド材１４の上面１４ａに代えて、クラッド材１４の下面１４ｂに形成するようにしても良い。

図４に示すガイド１０においては、支持部材１８の内壁２０にクラッド材１４を固定するものを示した。しかし、図７に示すように、支持部材１８の外壁３０にクラッド材１４を固定するようにしても良い。この場合には、支持部材１８の上端面２４は、プレス手段４０による下降前の状態では、内壁２２側から外壁３０側に向かうにつれてその高さが高くなるように設定する。

直線方向に移動する移動部材を備える機械装置等において、移動部材の軌道を特定するガイドの重量を大幅に軽減することにより、機械装置全体の重量の軽減化に役立つ。

本発明に係るガイドの分解断面図である。 図１の要部拡大断面図である。 図２の構成部材を嵌合してプレスをする状態までを示す説明図である。 本発明に係るガイドの断面図である。 本発明に係るガイドの他の実施例を示す断面図である。 本発明に係るガイドのその他の実施例を示す断面図である。 本発明に係るガイドのその他の実施例を示す断面図である。 従来のガイドを備えたアクチュエータの要部を示す斜視図である。 図８に示す従来のアクチュエータの断面図である。

符号の説明

１０ ガイド
１２ ガイド本体
１４ クラッド材
１４ａ 上面
１４ｂ 下面
１４ｃ 奥面
１４ｄ 外表面
１６ 底部部材
１８ 支持部材
２０ 内壁
２２ 嵌合用へこみ部材
２２ａ 上側壁面
２２ｂ 下側壁面
２２ｃ 奥側壁面
２４ 上端面
２６ 接触部
２８ 空間
３０ 外壁
３２ 第一交点
３４ 第二交点
４０ プレス手段
４２ 突起
４４ 凹部
５８ 転動体

Claims (8)

1. 長手方向に嵌合用へこみ部を形成した長尺のアルミニウム製のガイド本体と、転動体と接触する長手方向の接触部を有する長尺の耐磨耗性材とから成り、前記接触部を外部に露出した状態で前記耐磨耗性材を前記嵌合用へこみ部に嵌合し、前記耐磨耗性材を前記ガイド本体にカシメによって固定したことを特徴とするガイド。
2. 前記耐磨耗性部材において前記ガイド本体によってカシメられる両側の面が前記嵌合用へこみ部の奥側から前記嵌合用へこみ部の入口側に向けて互いに近づくような形状としたことを特徴とする請求項１記載のガイド。
3. 前記耐磨耗性部材においてカシメられる少なくとも一方の面に長尺方向に凹凸を形成したことを特徴とする請求項１記載のガイド。
4. 長手方向に嵌合用へこみ部を形成した長尺のアルミニウム製のガイド本体と、転動体と接触する長手方向の接触部を有する長尺の耐磨耗性材とから成り、前記接触部を外部に露出した状態で前記耐磨耗性部材を前記嵌合用へこみ部に嵌合させ、前記ガイド本体をプレス手段によって前記耐磨耗性材側に加圧することによって前記耐磨耗性部材を前記ガイド本体にカシメによって固定することを特徴とするガイドの製造方法。
5. 前記耐磨耗性部材において前記ガイド本体によってカシメられる両側の面が前記嵌合用へこみ部の奥側から前記嵌合用へこみ部の入口側に向けて互いに近づくような形状としたことを特徴とする請求項４記載のガイドの製造方法。
6. 前記耐磨耗性部材においてカシメられる少なくとも一方の面に長尺方向に凹凸を形成したことを特徴とする請求項４記載のガイド。
7. 前記ガイド本体の前記嵌合用へこみ部に前記耐磨耗性部材を嵌合した状態において、前記耐磨耗性部材のカシメられる両側の面の一方を前記ガイド本体の前記嵌合用へこみ部の壁面と合致させ、前記耐磨耗性部材のカシメられる両側の面の他方と前記ガイド本体の前記嵌合用へこみ部の壁面との間に空間を形成することを特徴とする請求項４記載のガイドの製造方法。
8. 前記プレス手段によって加圧される前記ガイド本体の延長線上に前記耐磨耗性部材が位置することを特徴とする請求項４記載のガイドの製造方法。

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