JP2006242388A - ボールチェーン - Google Patents

Abstract

【課題】 ボールの転動に対する潤滑性、耐磨耗性が良好であり、配列したボールが良好に転動すると共に、十分な引っ張り強度を有し、使用中における破断事故を防止することが可能なボールチェーンを提供する。
【解決手段】 一列に配列された多数のボールと、互いに隣接するボールの間に設けられて該ボールを回転可能に保持する複数のボール保持部材と、これらボール保持部材を連結して前記ボールとボール保持部材を連鎖させる連結部材とから構成され、連結部材が前記ボール保持部材よりも引っ張り強度の大きな材料から形成されると共に、該ボールチェーンの長手方向の全長にわたって連続的に設けられ、前記ボール保持部材が前記連結部材を成形金型内に中子として収容した合成樹脂の射出成形によって該連結部材を覆うようにして形成されている。
【選択図】 図５

Description

本発明は、多数のボールが一列に配列されると共に転動可能に保持され、無限摺動用の直線案内装置に組み込まれて使用されるボールチェーンに係り、詳細には、かかるボールチェーンの引っ張り強度を向上させるための改良に関する。

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。

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。

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ボールチェーン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６及び図７に示すように、かかるボールチェーン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。

このように構成された従来のボールチェーン１００は、図８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。
特開平５−５２２１７号公報

ところで、かかるボールチェーン１００はスライダの無限起動を循環させて使用するものであるから、この無限起動内で該ボールチェーン１００を柔軟に屈曲させるためには各ボール保持部材１０２を連結するベルト部材１０３を可及的に薄く且つ断面積を小さく形成するのが好ましい。

その一方、各ボール保持部材１０２がボール１０１と摺接することを考慮すると、ボールチェーン１００の成形に用いる樹脂材料はボール１０１の転動に対する潤滑性、耐磨耗性等を備えている必要があることから、該ボールチェーン１００の成形樹脂の選定には一定の制約があり、成形樹脂それ自体の機械的強度を確保し難いといった面もある。

このため、従来のボールチェーン１００はそのベルト部材１０３の引っ張り強度が低下せざるを得ず、無限循環路内における使用中に各ボール保持部材１０２の間でベルト部材１０３が破断してしまうといったトラブルがあった。

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、ボールの転動に対する潤滑性、耐磨耗性が良好であり、配列したボールが良好に転動すると共に、十分な引っ張り強度を有し、使用中における破断事故を防止することが可能なボールチェーンを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明のボールチェーンは、一列に配列された多数のボールと、互いに隣接するボールの間に設けられて該ボールを回転可能に保持する複数のボール保持部材と、これらボール保持部材を連結して前記ボールとボール保持部材を連鎖させる連結部材とからなり、直線案内装置のスライダに具備された前記ボールの無限軌道に組み込まれて使用されるボールチェーンであって、前記連結部材が前記ボール保持部材よりも引っ張り強度の大きな材料から形成されると共に、該ボールチェーンの長手方向の全長にわたって連続的に設けられ、前記ボール保持部材が前記連結部材を成形金型内に中子として収容した合成樹脂の射出成形によって該連結部材を覆うようにして形成されていることを特徴とするものである。

このような技術的手段によれば、互いに隣接するボールの間には該ボールを回転可能に保持するボール保持部材が介装されると共に、かかるボール保持部材はその引っ張り強度よりも大きな引っ張り強度を有する連結部材で相互に連結されていることから、譬え上記ボール保持部材の成形材料として機械的強度の低いものを使用したとしても、ボールチェーン全体としては十分な引っ張り強度を確保することができる。また、ボール保持部材の成形材料それ自体の機械的強度を問題とすることなく、ボールチェーン全体の引っ張り強度を確保することができるので、かかる成形材料はボールの転動に対する潤滑性、耐磨耗性等の観点からのみ選定することができ、配列したボールの良好な転動を期待することも可能となる。

ここで、ボールチェーンそのものは樹脂成形されたボール保持部材に対してワイヤ等の連結部材を挿通させて組み立てることも可能であるが、連結部材に対してボール保持部材を一個ずつ挿通させるのではその組み立て作業か煩雑である。このため、組み立て手間の軽減といった観点から、本発明では上記ボール保持部材を形成するに当たり、連結部材を中子として成形金型内に配置した合成樹脂の射出成形を用い、上記ボール保持部材が連結部材を覆うようにして形成されている。

また、かかる射出成形によってボール保持部材を肉付けする際には、成形後のボール保持部材が連結部材から脱落することがないよう、上記連結部材にはボール保持部材の肉付け箇所に対対応して凹凸を形成しておくのが好ましい。

上記連結部材としては、金属薄板やワイヤの他、ボール保持部材に使用される合成樹脂よりも引っ張り強度に優れた合成樹脂も使用することができる。

以上説明してきたように、本発明のボールチェーンによれば、互いに隣接するボールの間に介装されたボール保持部材をそれよりも高張力の連結部材で相互に連結していることから、譬え上記ボール保持部材の成形材料として機械的強度の低いものを使用したとしても、ボールチェーン全体としては十分な引っ張り強度を確保することができるので、かかるボールチェーンの使用中における破断事故の発生を未然に防ぐことが可能となる。

また、ボール保持部材の成形材料として機械的強度の低いものを使用した場合であっても、ボールチェーン引っ張り強度を確保して破断事故の発生を防止することができるので、ボール保持部材の成形材料を選定するに当たってはボールの転動に対する潤滑性、耐磨耗性等の観点のみを考慮すれば良く、これによって配列したボールの良好な転動を期待することが可能となる。

以下、添付図面を用いて本発明のボールチェーンを詳細に説明する。

図１は本発明のボールチェーン１の第１実施例を示すものである。このボールチェーン１は連結体ベルト２に所定間隔で複数のボール３を一列に配列したものであり、該ボール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。

上記連結体ベルト２は、各ボール３の間に介装された複数のボール保持部材４と、隣接するボール保持部材４を相互に連結する帯状の連結部材５とから構成されており、各ボール保持部材４にはボール３の球面を包持する球面座４ａが形成されている。これにより、各ボール３は隣接するボール保持部材４によって左右から包持された状態となり、かかる連結体ベルト２に保持されている。

図２に示すように、上記連結部材５は帯状に形成された厚さ０．０５〜０．２ｍｍのステンレス板（ＳＵＳ３０４等）にボール直径よりも若干大きな透孔５ａを形成したものであり、かかる透孔５ａ内にボール３が収容されるようになっている。一方、上記ボール保持部材４は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によって成形されており、上記連結部材５に対して射出成形で肉付けされている。すなわち、図２（ａ）に示す如く成形金型２０内には上記ボール３の直径よりも大径のボール型２１が所定の間隔で一列に突出しており、図２（ｂ）に示す如く連結部材５の透孔５ａ内にこれらボール型２１を収容し、この状態からボール保持部材４を射出成形して連結部材５に肉付けする。この後、ボール型２１を強制的にボール保持部材４の間から抜き出し、かかるボール型２１が抜けた箇所にボール３を押し込むことによって、該ボール３がボール保持部材４によって連結部材５の透孔５ａ内に封じ込められたボールチェーンが完成する。

そして、以上のように構成された本実施例のボールチェーン１は直線案内装置を構成するスライダの無限軌道等に組み込まれて使用されるのであるが、ステンレス板から形成された連結部材５はその引っ張り強度が合成樹脂製のボール保持部材４よりも著しく大きいので、上記無限軌道内における循環中に該ボールチェーン１に対して大きな引っ張り力が作用しても、かかるボールチェーン１が互いに隣接したボール保持部材４，４の間で破断することはなく、常に該ボールチェーン１の円滑な循環を期待することができるものである。

また、ボールチェーン１それ自体の引っ張り強度は連結部材５のそれに依存していることから、ボール保持部材４を成形する樹脂材料には引っ張り強度等の機械的強度を期待する必要はなく、ボール３の転動に対する潤滑性、耐磨耗性等の観点からのみ射出成形で使用する樹脂材料を選定することができる。従って、ボール３の円滑な転動を期待することも可能となる。

図３は本発明のボールチェーンの第２実施例を示すものである。

前述の第１実施例では一列に配列されたボール列の両側に沿って連結部材５が設けられていたが、この実施例ではボール列の一側にのみ連結部材６を設けるようにした。その他の点は構成及び製造方法共に第１実施例と同一である。

従って、本実施例の連結部材６は、図４に示すように、アーチ状の切り欠き部６ａが長手方向に所定の間隔で配列されたものであり、かかる切り欠き部６ａにボール３が収容されるようになっている。

図５は本発明のボールチェーンの第３実施例を示すものである。

前述の第１及び第２実施例では帯状のステンレス板を連結部材として使用したが、本実施例では線径の細いワイヤ７を連結部材として使用し、合成樹脂の射出成形を用いて該ワイヤ７にボール保持部材８を肉付けするようにした。

各ボール保持部材８は１個のボールにのみ当接するように配置されており、ボールの両側に位置する一対のボール保持部材で独立のボール保持単位を構成するようになっている。従って、かかるボールチェーンを極度に屈曲させて使用した場合であっても、各ボール保持単位では一対のボール保持部材８，８が確実にボール３を保持することとなり、ボール３の抜け落ちの防止が図られている。

また、複数の線材をよりあわせたワイヤを連結部材として用い、かかるワイヤの表面にボール保持部材を合成樹脂の射出成形によって形成すれば、ボール保持部材を構成する合成樹脂がワイヤ表面の凹凸に食い込むので、かかるボール保持部材と連結部材としてのワイヤの結合力を高めることができ、ボール保持部材が連結部材から抜け落ちるのを効果的に防止することが可能である。

本発明のボールチェーンの第１実施例を示す正面図及び断面図である。 第１実施例に係る連結部材を示す正面図である。 本発明のボールチェーンの第２実施例を示す正面図及び断面図である。 第２実施例に係る連結部材を示す正面図である。 本発明のボールチェーンの第３実施例を示す正面図及び断面図である。 従来のボールチェーンを示す正面図である。 従来のボールチェーンを示す側面図である。 ボールチェーンを直線案内装置のスライダの無限軌道に組み込んだ状態を示す断面図である。

符号の説明

１…ボールチェーン、３…ボール、４…ボール保持部材、５…連結部材

Claims (3)

1. 一列に配列された多数のボールと、互いに隣接するボールの間に設けられて該ボールを回転可能に保持する複数のボール保持部材と、これらボール保持部材を連結して前記ボールとボール保持部材を連鎖させる連結部材とからなり、直線案内装置のスライダに具備された前記ボールの無限軌道に組み込まれて使用されるボールチェーンであって、
   前記連結部材は前記ボール保持部材よりも引っ張り強度の大きな材料から形成されると共に、該ボールチェーンの長手方向の全長にわたって連続的に設けられ、前記ボール保持部材は前記連結部材を成形金型内に中子として収容した合成樹脂の射出成形によって該連結部材を覆うようにして形成されることを特徴とするボールチェーン。
2. 前記ボール保持部材は前記連結部材を露出させることなく被覆していることを特徴とする請求項１記載のボールチェーン。
3. 前記連結部材の表面には凹凸が形成され、前記ボール保持部材は該連結部材の凹凸箇所を覆う位置に成形されることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のボールチェーン。
   

Images