JP2007024316A - 直動案内装置用案内レールの製造方法及び直動案内装置 - Google Patents

Abstract

【課題】錆の発生を抑えた高耐食性を有する直動案内装置用案内レールの製造方法及び直動案内装置を提供する。
【解決手段】所定の断面形状に引き抜き加工されたレール素材の側面を研削加工するに際して、レール素材の側面に形成された転動体転動溝用凹部を研削加工する研削加工部と、レール素材の上面と側面との稜線部に形成された上面取り部１１を研削加工する研削加工部と、レール素材の下面と側面との稜線部に形成された下面取り部１２を研削加工する研削加工部と、転動体転動溝用凹部、上面取り部及び下面取り部を除いたレール素材の側面を研削加工する研削加工部とを有する総形砥石１５を用いてレール素材の側面を研削加工する。
【選択図】図３

Description

本発明は、耐食性，加工性に優れた安価な直動案内装置用案内レールの製造方法及び直動案内装置に関する。

従来の直動案内装置の案内レール及びその製造方法としては、例えば特許文献１及び特許文献２に開示されたものがある。
前者は、図５に示されるように、トラックレール（案内レール）１０１上を、転動体群１０２を介してスライドユニット（スライダ）１０３が直動自在とされ、そのスライドユニット１０３の直動方向の両端面に端面シール１１３が取り付けられると共に、下面に下面シール１１６が取り付けられている直動転がり案内ユニット（直動案内装置）であって、その端面シール１１３のシールリップ１１４及び下面シール１１６のシールリップ１１７が摺接するところの、トラックレール１０１のレール軌道溝１０５及びそのレール軌道溝１０５の底部の傾斜面付き断面略Ｕ字状の凹溝１０６を含む側面全体が、精密に研削加工された研削面よりなるものである。

また、後者は、上記の直動転がり案内ユニットのトラックレール１０１の製作にあたって、図６に示されるように、上面部分１２０、下面部分１２４、及びレール軌道溝部分１２２や側面凹所部分１２３等の凹凸面を有する左右の側面部分１２１が引き抜き加工で形成されたトラックレール材１１９を用いて、そのレール軌道溝部分１２２に先に高周波焼入れを施し、次いで当該側面部分１２１を、図７示されるように、レール軌道溝１０５の形状、該レール軌道溝１０５の底部の傾斜面付き断面略Ｕ字状の凹溝１０６の形状等のレール側面全体１０４の形状が形成された総形砥石１２７をもって、一挙に研削するようにしたトラックレールの製作方法である。

一般的な従来のトラックレールの製作方法では、引き抜き加工で得られたトラックレール材１１９のレール軌道溝部分１２２の底部に、ボール保持器の逃げ溝としての凹溝１０６を切削加工（フライス加工）で形成した後に、レール軌道溝部分１２２に高周波焼入れを施して表面硬化させ、その後に図６に二点鎖線で示す上面部分１２０、レール軌道溝部分１２２、側面部分１２１及び下面部分１２４等の必要箇所を別々に研削加工することにより、レール上面１１５、レール軌道溝１０５、レール側面１０４、レール下面１２５を所定の形状・精度に仕上げている。

しかして、上記特許公報に開示の技術によれば、そのようにトラックレール材１１９のレール軌道溝底部の凹溝１０６を切削加工することが不要となり、製作コストが低減される。ボール保持器の逃げ溝たる凹溝１０６とレール軌道溝１０５とを同時加工できるため両者の関係位置精度が高い。これによりボール保持器溝の幅をいたずらに拡大せず小さくできてレール軌道溝１０５の剛性を高くできる。シール部材のリップが均等にトラックレールに摺接できるから高い密封性能が得られるなどの効果があるとされている。
特許公報 第２７２６９５５号 特許公報 第２７２６９５６号

しかしながら、レール軌道溝１０５の形状やその軌道溝底部の凹溝１０６の形状等を有するレール側面全体の形状が形成された総形砥石１２７をもって、一挙に研削する前記特許公報に開示の技術にあっては、端面シール１１３のシールリップ１１４及び下面シール１１６のシールリップ１１７が摺接する面を研削面とすることでシールの密封性能を向上させることを意図しており、図７に示されるように、レール下面１２５とレール側面１０４との稜線部分を面取りした面取り面１３０は、研削面ではなく引き抜き加工されたままの面になっており、特にマルテンサイト系ステンレス材を大気中において熱処理することによって、不働態膜が破壊されるとともに、表面にスケールが形成され、錆びやすいという問題点がある。

そこで本発明は、このような従来技術の問題点に着目してなされたものであり、錆の発生を抑えた高耐食性を有する直動案内装置用案内レールの製造方法及び直動案内装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、請求項１に係る発明は、マルテンサイト系ステンレス材からなるレール素材を所定の断面形状に引き抜き加工する工程と、引き抜き加工する工程された前記レール素材に熱処理を大気中で施した後、前記レール素材の上面、下面及び側面を研削加工する工程とを経て製造される直動案内装置用案内レールの製造方法であって、前記レール素材の側面を研削加工するに際して、前記レール素材の側面に形成された転動体転動溝用凹部を研削加工する研削加工部と、前記レール素材の上面と側面との稜線部に形成された上面取り部を研削加工する研削加工部と、前記レール素材の下面と側面との稜線部に形成された下面取り部を研削加工する研削加工部と、前記転動体転動溝用凹部、前記上面取り部及び前記下面取り部を除いたレール素材の側面を研削加工する研削加工部とを有する総形砥石を用いて前記レール素材の側面を研削加工することを特徴とする。

また、請求項２記載に発明に係る直動案内装置は、請求項１記載の方法により製造された案内レールを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、直動案内装置の案内レールに対して従来行われていたレール側面の総形砥石による研削加工においては研削されずに、引き抜き加工のままの状態であったレールの下部面取り面をも含めて、レール側面を総形砥石で研削するものとしたため、高い密封効果が得られることは勿論のこと、引き抜き加工のままの表面の粗い面取り面が研削加工で除去されて平滑な面となることから、その部分からの錆の発生を抑制して、案内レール全体を高耐食性とすることができるという効果を奏する。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１〜図３は本発明の直動案内装置の一実施の形態を示したもので、図１は全体斜視図、図２はそのII−II断面図、図３はその案内レールの研削状態を示す右半分の正面図である。なお、従来と同一又は相当部分には同一の符号を付す。
先ず、この実施の形態の直動案内装置の全体構成を概略説明すると、図１に示すように、レール両側面１ｂ，１ｂにそれぞれ一条ずつの軌道溝（転動体の転動溝）３を有する軌道部材としての案内レール１に、断面略コ字状でその袖部４の内面に前記レール軌道溝３に対向する軌道溝５を有するスライダ２を嵌合してなり、それら相対する両軌道溝内を転動しつつスライダ２内を循環する多数の転動体８の転動を介して相対直線運動を行うものである。なお、図中の符号９は、レール取付け用ボルト孔（レール取付け孔）である。

本発明の直動案内装置にあっては、スライダ２を案内レール１に組み付けない状態での転動体の脱落を防ぐ保持器１０を備えたタイプと備えないタイプとがあり、これに対応して、案内レール１の転動体転動溝３の各溝底には、保持器逃げ溝３ａが形成されているタイプと形成されていないタイプとがある。図１に示したものは、保持器１０の逃げ溝３ａが形成されているタイプである。

スライダ２は、スライダ本体２Ａとその両端部に取り付けられたエンドキャップ２Ｂ，２Ｂとからなり、スライダ２の本体２Ａはその両袖部の内側面に、図２に示すように案内レール１の転動体転動溝３に対向する負荷転動体転動溝５を有するとともに、袖部４の肉厚部分を軸方向に貫通する転動体戻し路６を有している。一方、エンドキャップ２Ｂは、スライダ本体２Ａの前記負荷転動体転動溝５とこれに平行な前記転動体戻し路６とを連通させる湾曲路７を有しており、それらの負荷転動体転動溝５と転動体戻し路６と両端の湾曲路７とで転動体循環路が形成されている。その転動体循環路内には例えば鋼球からなる多数の転動体８が装填されている。

前記案内レール１の側面１ｂは、転動体転動溝３、その溝底の保持器逃げ溝３ａ等の凹部及び上下の面取り面１１，１２を含む全面が総形砥石による研削面とされている。
図３は、前記直動案内装置における案内レール１の製造工程を示したものである。ここで、前記案内レール１の製造方法の概要を述べると、素材としては、断面が角型である鋼素材を引き抜き加工してなる同図（ａ）に示すような断面形状の引き抜き加工材Ａを用いる。この案内レールの引き抜き加工材Ａには、レール上面部２１ａ、転動体転動溝用凹部１３及びその底部の保持器逃げ溝用凹部１４、上面取り部２１、下面取り部２２等を含むレール側面部２１ｂ、レール下面部２１ｃが形成されている。

先ず、前記引き抜き加工材Ａの両レール側面部２１ｂの転動体転動溝用凹部１３の部分を高周波焼入れ（網目部分）して、その表面を硬化させる。次いで、当該熱処理による歪みを除去する。
次に、同図（ｂ）に示すように、レール取付け孔９の孔明け加工を行い、その後にレール上面部２１ａの研削加工をしてレール上面２１ａに仕上げる。更に、レール下面部２１ｃも研削加工して、レール下面１ｃに仕上げる。

続いて、同図（ｃ）に示すように、レール引き抜き加工材Ａにおける側面部１ｂの、転動体転動溝用凹部１３及び保持器逃げ溝用凹部１４、上下の面取り部２１，２２を含む全面に、総形砥石１５により同時に研削加工を施して仕上げる。その総形砥石１５には、予め、案内レール１の側面１ｂに対応する形状、即ち上面取り面１１、転動体転動溝面３、その溝底部の保持器逃げ溝３ａ、下面取り面１２等に対応する形状が形成されている。なお、上記の工程中の（ｂ），（ｃ）の順序は入れ換えても良い。

以上の工程を経て、所定の断面形状を有する案内レール１が完成する。かくして、引き抜き加工によるレール表面の粗い面が研削加工で除去されて平滑な面となるため、錆の発生を抑えることができる。
図４は、案内レール１の転動体転動溝３の溝底に、保持器１０の逃げ溝３ａが形成されていないタイプの場合の、レール側面全面の研削加工状態を示したものである。この場合の引き抜き加工材Ａのレール側面部１ｂには、転動体転動溝用凹部１３のみが形成されており、その底部の保持器逃げ溝用凹部１４は形成されていない。すなわち、この場合の総形砥石１５Ａは、転動体転動溝用凹部１３及び上下の面取り部１１，１２を含むレール側面部１ｂの全面の形状に合わせた形状のものを使用すればよい。

もっとも、この保持器逃げ溝用凹部１４の形成されていない引き抜き加工材Ａを、前記の保持器逃げ溝３ａを有するタイプの案内レール１の製造に使用することもできる。但し、その場合には保持器逃げ溝３ａの研削をも行う前記総形砥石１５による研削加工時の研削代が多くなり、研削時間がその分増えることになる。
上記実施の形態では、案内レール１の両側面１ｂ，１ｂにそれぞれ１条の転動体転動溝３を備えた片側１条の直動案内装置について説明したが、片側に１条以上の転動体転動溝を有する直動案内装置についても本発明を適用することができる。

また、転動体としては、ボールに限らず、ころでもよい。

本発明の直動案内装置の一実施の形態の全体斜視図である。 図１のII−II線断面図である。 本発明の案内レールの表面加工工程の説明図で、（ａ）は引き抜き加工材Ａの右半分の正面形状、（ｂ）はその孔明け加工及びレール上面部、レール下面部の研削加工の正面図、（ｃ）は総形砥石によるレール側面の同時一体研削加工時の状態を示す右半分の正面図である（保持器逃げ溝のある場合）。 総形砥石によるレール側面の同時一体研削加工時の他の状態を示す右半分の正面図である（保持器逃げ溝のない場合）。 従来の直動案内装置の、一部を断面して示す説明図である。 従来の研削加工の前後の状態を示す案内レールの右半分の正面図である。 従来の総形砥石による研削状態を示す案内レールの右半分の正面図である。

符号の説明

１ 案内レール
１ａ 案内レールの上面
１ｂ 案内レールの側面
１ｃ 案内レールの下面
２ スライダ
３ （案内レールの）転動体転動溝（凹部）
３ａ 保持器逃げ溝（凹部）
１１ 上面取り面
１２ 下面取り面
１５ 総形砥石
１５Ａ 総形砥石

Claims (2)

1. マルテンサイト系ステンレス材からなるレール素材を所定の断面形状に引き抜き加工する工程と、引き抜き加工する工程された前記レール素材に熱処理を大気中で施した後、前記レール素材の上面、下面及び側面を研削加工する工程とを経て製造される直動案内装置用案内レールの製造方法であって、
   前記レール素材の側面を研削加工するに際して、前記レール素材の側面に形成された転動体転動溝用凹部を研削加工する研削加工部と、前記レール素材の上面と側面との稜線部に形成された上面取り部を研削加工する研削加工部と、前記レール素材の下面と側面との稜線部に形成された下面取り部を研削加工する研削加工部と、前記転動体転動溝用凹部、前記上面取り部及び前記下面取り部を除いたレール素材の側面を研削加工する研削加工部とを有する総形砥石を用いて前記レール素材の側面を研削加工することを特徴とする直動案内装置用案内レールの製造方法。
2. 請求項１記載の方法により製造された案内レールを備えたことを特徴とする直動案内装置。

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