JP2011122609A

JP2011122609A - 転動体連結体の製造方法

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Publication number: JP2011122609A
Application number: JP2009278568A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Yamamoto; 剛山本; Takuya Horie; 拓也堀江
Original assignee: THK Co Ltd
Current assignee: THK Co Ltd
Priority date: 2009-12-08
Filing date: 2009-12-08
Publication date: 2011-06-23
Anticipated expiration: 2029-12-08
Also published as: JP5473573B2

Abstract

【課題】各種長さの転動体連結体を安価に、且つ、迅速に生産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】互いに隣接する転動体の間に介在してこれら転動体を離隔する複数の中間摺接部と、当該転動体連結体の長手方向の両端に位置し、両端に位置する転動体を前記中間摺接部との間に挟むと共に当該転動体連結体の末端となる先頭部を有する一対の末端摺接部と、これら中間摺接部及び末端摺接部を一列に連結する可撓性の連結部とを備え、前記中間摺接部が前記連結部によって複数連結されると共に前記無限循環路の全長よりも長尺な連結体ベルトを型成形する第一工程と、型成形された連結体ベルトを切断し、前記無限循環路に適した長さに切断する第二工程と、切断後の連結体ベルトの両端部に位置する中間摺接部の外向き開放面に対して前記先頭部を射出成形し、当該中間摺接部を前記末端摺接部に成形し直す第三工程と、を備えている。
【選択図】図６

Description

本発明は、ボールやローラといった多数の転動体が一列に配列されると共に転動可能に保持され、例えば、直線案内装置やボールスプライン等の各種運動案内装置の転動体無限循環路に組み込まれて使用される転動体連結体の製造方法に関する。

この種の転動体連結体としては、特開平９−１４２６４号公報に開示されるものが知られている。かかる転動体連結体は、互いに隣接する各転動体の間に摺接部材を介装すると共に、各保持部材を転動体の配列方向に沿った連結部で繋いだものであり、各転動体が前記摺接部材に挟み込まれた状態で一列に連なっている。

かかる転動体連結体は例えば直線案内装置における転動体の無限循環路に組み込まれ、転動体が軌道レールを転走する際に、当該転動体と共に前記無限循環路の内部を循環する。転動体連結体は前記無限循環路の全長よりも僅かに短く形成されており、当該無限循環路内には両端部を無端状に連結することなく組み込まれている。このため、転動体連結体の両端部が無限循環路内を循環している最中にその内周壁等に引っ掛かりを生じることのないよう、かかる転動体連結体の両端部に位置する一対の摺接部材には凸曲面状に仕上げられた先頭部が設けられている。すなわち、転動体連結体の両端部に位置する摺接部材はボールとボールの間に位置する摺接部材とはその形状が僅かに異なっている。

尚、特許文献１に開示される転動体連結体は転動体としてボールを使用したものであるが、これ以外に転動体としてローラを使用した転動体連結体も公知である。

特開平９−１４２６４号公報

このような従来の転動体連結体は、合成樹脂の射出成形によって製作されるが、前述の如く、転動体連結体の両端部に位置する摺接部材とボールとボールの間に位置する摺接部材とはその形状が異なるので、射出成形の際には必要とされる転動体連結体の長さに応じた金型を準備する必要があった。

例えば転動体の無限循環路を備えた直線案内装置では、必要とされる荷重の負荷能力に応じて無限循環路内を転動する転動体の個数が異なってくるので、直線案内装置の移動ブロックに具備された無限循環路の全長は様々である。従って、転動体連結体の長さ毎に異なる金型を準備していたのでは、転動体連結体の製造コストが著しく嵩むことになる。

また、新たな長さの転動体連結体が必要となった場合であっても、かかる転動体連結体を射出成形するための金型製作に期間を要することから、新たな長さの転動体連結体を迅速に調達することができなかった。

本発明はこのような課題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、各種長さの転動体連結体を安価に、且つ、迅速に生産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。

すなわち、本発明は、多数の転動体を転動自在に一列に保持すると共に転がり案内装置の負荷通路及び無負荷通路からなる転動体の無限循環路に組み込まれて使用される転動体連結体の製造方法であって、かかる転動体連結体は、互いに隣接する転動体の間に介在してこれら転動体を離隔する複数の中間摺接部と、当該転動体連結体の長手方向の両端に位置し、両端に位置する転動体を前記中間摺接部との間に挟むと共に当該転動体連結体の末端となる先頭部を有する一対の末端摺接部と、これら中間摺接部及び末端摺接部を一列に連結する可撓性の連結部と、を備えている。

そして、その製造方法は、前記中間摺接部が前記連結部によって複数連結されると共に前記無限循環路の全長よりも長尺な連結体ベルトを型成形する第一工程と、型成形された連結体ベルトを切断し、前記無限循環路に適した長さに切断する第二工程と、切断後の連結体ベルトの両端部に位置する中間摺接部の外向き開放面に対して前記先頭部を射出成形し、当該中間摺接部を前記末端摺接部に成形し直す第三工程と、を備えている。

このように構成された本発明方法によれば、所定の間隔で複数の中間摺接部が連続する長尺な連結体ベルトを無限循環路に適した長さに切断した後、切断後の連結体ベルトの両端部に位置する中間摺接部に対して再び射出成形を施して、当該中間摺接部を末端摺接部に成形し直しているので、転動体のサイズに対応した金型、及び中間摺接部を末端摺接部に成形し直す金型があれば、各種長さの転動体連結体を生産することが可能となる。すなわち、必要とする転動体連結体の長さ毎にそれを成形するための金型を用意する必要がなくなり、各種長さの転動体連結体を安価に、且つ、迅速に生産することが可能となる。

本発明の転動体連結体を利用した直線案内装置の実施形態の一例を示す斜視図である。本発明を適用した転動体連結体の実施形態の一例を示す斜視図である。図２に示す転動体連結体の長手方向に沿って切断した断面図である。本発明の転動体連結体の製造方法の第一工程を示す断面図である。第一工程で製作された連結体ベルトを任意の位置で切断した状態を示す図である。本発明の転動体連結体の製造方法の第三工程を示す断面図である。

以下、添付図面を用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は本発明方法によって生産された転動体連結体を使用可能な直線案内装置の一例を示すものである。この直線案内装置は、ベッドやコラム等のベース部に固定される軌道レール１と、転動体としての多数のローラ２を介して前記軌道レール１に組み付けられたスライダ３とから構成されており、前記スライダ３に対して固定されるテーブル等の可動体を軌道レール１に沿って自在に移動させることができるようになっている。

前記軌道レール１は長手方向に垂直な断面が略矩形状に形成されると共に、両側面には略Ｖ字状の軌道溝が形成されており、かかる軌道溝を形成する上向き傾斜面１０ａ及び下向き傾斜面１０ｂが前記ローラ２の転走面になっている。また、この軌道レール１には固定ボルトの取付け孔１１が長手方向に所定の間隔をおいて複数設けられており、これら取付け孔１１に挿入した固定ボルトをベース部に締結することで、前記軌道レール１がベース部に配設されるようになっている。

一方、前記スライダ３は、スライダ本体４と、このスライダ本体４の移動方向の前後両端面に固定される一対の合成樹脂製の蓋体５と、これら蓋体５の外側において該蓋体５と軌道レール１との隙間を密封するシール部材６とから構成されている。前記スライダ本体４は前記軌道レール１の転走面に対向する負荷転走面を有しており、軌道レール１の転走面とスライダ本体４の負荷転走面とが互いに対向することにより、ローラ２の負荷転走通路が構成されている。ローラ２はこの負荷転走通路においてスライダ本体４に作用する荷重を負荷しながら軌道レール１上を転走する。また、スライダ本体４には前記負荷転走通路と平衡にローラ戻し孔が設けられており、ローラ２はこのローラ戻し通路内を無負荷状態で負荷転走通路とは逆方向へ転走する。尚、図１に示す直線案内装置では、スライダ本体４に断面円形状の孔を穿設した後、かかる孔に合成樹脂製のパイプ部材４０を挿入し、これによってローラ２の形状に対応したローラ戻し通路を形成している。

また、前記蓋体５にはスライダ本体４の負荷転走通路とローラ戻し通路とを繋ぐ方向転換路が形成されている。この方向転換路は略半円状の経路をなしており、ローラは当該方向転換路を無負荷状態で転走する。前記蓋体５をスライダ本体４の端面に固定することにより、かかる方向転換路がスライダ本体４の負荷転走通路の一端とローラ戻し通路の一端とを連結する。すなわち、スライダ本体４の両端面に一対の蓋体５を固定することで、ローラ２の無限循環路を備えたスライダ３が完成する。

前記ローラ２は可撓性の転動体連結体７に配列された状態で前記スライダ３の無限循環路に組み込まれている。従って、ローラ２が負荷転走通路、ローラ戻し通路及び一対の方向転換路から構成される無限循環路を循環すると、前記転動体連結体７もローラ２と共に無限循環路内を循環する。

図２及び図３は前記転動体連結体７を示す斜視図及び断面図である。この転動体連結体７は、互いに隣接するローラ２とローラ２との間に介在する中間摺接部７０と、この転動体連結体７のローラ配列方向の両端に位置する末端摺接部７１と、これら中間摺接部７０及び末端摺接部７１を一列に連結する可撓性の連結部とを備えており、合成樹脂の射出成形から製作されている。

前記中間摺接部７０及び末端摺接部７１は曲面状に形成された座面７３を有しており、ローラ２はこの座面７３によって抱え込まれている。すなわち、前記中間摺接部７０は両隣に位置するローラ２に面した一対の座面７３を有する一方、前記末端摺接部７１は隣接するローラ２に対応した一つの座面７３を有している。ローラ２は一対の座面７３によって径方向から抱え込まれるようにして転動体連結体７に保持されている。また、ローラ２は前記座面７３に抱え込まれた状態で自在に回転することが可能であり、ローラ２は中間摺接部７０又は末端摺接部７１の座面に対して摺接している。

尚、図２及び図３に示した転動体連結体７では前記中間摺接部７０及び末端摺接部７１がローラ２の外周面に対応した凹曲面状の座面７３を有しているが、これら中間摺接部７０及び末端摺接部７１は必ずしもそのような座面を有している必要はなく、互いに隣接するローラ２同士の接触を回避し、これらローラ２を離隔するものであれば、中間摺接部７０及び末端摺接部７１は単なる平板状に形成されていても差し支えない。

前記転動体連結体７はスライダ３の無限循環路内で無端状に連結されておらず、その長さは無限循環路の全長よりも僅かに短く設定されている。このため、転動体連結体７は前記末端摺接部７１を先頭にして無限循環路内を移動することになる。かかる移動を円滑なものとするため、前記末端摺接部７１には転動体連結体７の先端面となる先頭部７４が形成されている。この先頭部７４は末端摺接部７１において前記座面７３と反対側の外向き開放面に位置しており、凸曲面状に形成されている。仮に、転動体連結体７の先端面に角部が存在すると、例えば前記負荷転走通路と方向転換路の接続部位、方向転換路とローラ戻し通路の接続部位に当該角部が引っ掛かり、転動体連結体７の円滑な循環の妨げになることが考えられるが、末端摺接部７１に凸曲面状の先頭部７４を形成しておくことによってそのような引っ掛かりを防止し、転動体連結体７の円滑な循環を確保することが可能となっている。

次に、前記転動体連結体の製造方法を説明する。

前記転動体連結体７を製造するに当たり、先ずは、複数の中間摺接部７０が前記連結部７２によって一列に連結された連結体ベルトを製作する。この連結体ベルトは金型を用いた合成樹脂の射出成形によって製作される。図４は前記金型８の一例を示すものである。この例において、金型８は上型８０と下型８１から構成されており、下型８１には前記ローラ２を模した円筒状突部８２が一列に配列されている。また、これら円筒状突部８２の間には前記中間摺接部７０に対応したキャビティ８３が形成される一方、図４の紙面奥側と手前側には前記連結部７２に対応したキャビティ８４が形成されている。前記円筒状突部８２の直径は前記ローラ２の直径よりも僅かに大きく設定されており、これら円筒状突部８２によって互いに隣接する中間摺接部７０の間にローラ２の保持空間が確保されるようになっている。

前記連結体ベルトには末端摺接部７１は形成されておらず、複数の中間摺接部７０が連結部７２によって一列に配列された状態にある。この連結体ベルトの長さはスライダ３の無限循環路の全長に対して十分に長尺なものとする。長尺な連結体ベルトを製作する場合でも、当該連結体ベルトには中間摺接部７０が所定の間隔で規則的に配列されているだけなので、前記金型８は連結体ベルトの全長に対応したものを準備する必要はない。すなわち、数個の中間摺接部７０を含む連結体ベルトを射出成形した後、これを金型８に対してずらした後に再度射出成形を行い、この作業を繰り返しながら金型８の大きさ以上に長尺な連結体ベルトを容易に製作することが可能である。

次に、前記連結体ベルトの製作が終了したら、当該連結体ベルトを任意の位置で切断する。図５に示すように、連結体ベルト７５の切断位置は互いに隣接する中間摺接部７０の間であり、かかる位置で前記連結部７２を刃物８５により切断する。切断する際には、切断後の連結体ベルト７５の長さがこれを適用するスライダ３の無限循環路の全長よりも若干短くなるようにする。また、切断する際には中間摺接部７０の座面７３に対する連結部７２の切断面の突出量が可及的に小さくなるように切断位置を選定する。

連結体ベルト７５を無限循環路の全長に対応させて切断した後、切断後の連結体ベルト７５の両端に位置する中間摺接部７０を前記末端摺接部７１に作り直す。この工程では、図６に示すように、所定の長さに切断した連結体ベルト７５を金型９にインサートし、切断箇所に面した中間摺接部７０の座面７３と金型９との間にキャビティ９０を形成する。金型９は、連結体ベルト７５を挟み込んで保持する第一の型９１及び第二の型９２と、連結体ベルト７５の端部に位置する中間摺接部７０との間に前記キャビティ９０を形成する第三の型９３とから構成されており、この第三の型９３には前記キャビティ９０に対して溶融した合成樹脂を射出するゲート９４が設けられている。

前記キャビティ９０は前記末端摺接部７１の先頭部７４の形状に対応しており、かかるキャビティ９０に面した中間摺接部７０の座面７３、すなわち連結体ベルト７５の最先端に位置する座面７３に対して合成樹脂を射出すると、当該座面７３を埋めるようにして先頭部７４が成形される。この新たに成形された先頭部７４は中間摺接部７０に溶着してこれと一体化し、かかる中間摺接部７０が先頭部７４を備えた末端摺接部７１に成形し直される。

この末端摺接部７１の成形作業を所定の長さに切断した連結体ベルト７５の両端に対して施すことにより、図３に示す転動体連結体７が完成する。ローラ２はこの後に転動体連結体７の所定の位置に収容され、複数のローラ２が転動体連結体７に配列された状態となる。

このような転動体連結体７の製造方法によれば、転動体連結体７の両端に位置する末端摺接部７１は中間摺接部７０に先頭部７４を後付けすることで成形されるので、複数の中間摺接部７０が所定の間隔で一列に配列された連結体ベルト７５を製作しておけば、この連結体ベルト７５をスライダ３の無限循環路の全長に対応した長さに切り出すことで、両端に末端摺接部７１を備えた転動体連結体７を容易に製作することが可能となる。

すなわち、長さの異なる転動体連結体７毎に成形型を用意する必要がなく、各種長さの転動体連結体７を柔軟に生産することが可能となる。また、中間摺接部７０が繰り返し配列された連結体ベルト７５を製作するに当たっては、数個の中間摺接部７０に対応した金型さえ準備すれば、成形された連結体ベルト７５の後端に次の連結体ベルト７５を成形してこれを繰り返すことにより、理論上は長さに制限のなく連結体ベルト７５を製作することが可能であり、必要とする転動体連結体７の長さよりも小さな金型を用いて当該転動体連結体７を生産することが可能となる。

従って、本発明方法によれば、各種長さの転動体連結体７を安価に、且つ、迅速に生産することが可能となる。

また、本発明方法によれば、無限循環路の全長に対応させて長尺な連結体ベルト７５を連結部７２で切断した際、図５に示すように、切断された連結部７２の端縁７６が中間摺接部７０の座面７３から僅かに突出した状態となる場合も生じる。しかし、かかる座面７３上に先頭部７４を成形してしまうので、前記連結部７２の端縁７６を成形された先頭部７４に埋没させてしまえば、この連結部７２の端縁７６が転動体連結体７の無限循環路内における循環の障害となることもない。

尚、図を参照しながら説明してきた前記実施形態では転動体としてローラを用いていたが、かかる転動体としてボールを用いる場合であっても、本発明方法を同様に適用して転動体連結体を生産することが可能である。

また、前記実施形態では本発明方法により生産された転動体連結体の適用対象として直線案内装置を例示したが、これ以外にも転動体の無限循環路を備えた各種運動案内装置であれば、ボールスプライン、ボールブッシュ等の各種装置に対しても本発明方法により生産された転動体連結体を適用することが可能である。

１…軌道レール、２…ローラ、３…スライダ、４…スライダ本体、５…蓋体、７…転動体連結体、７０…中間摺接部、７１…末端摺接部、７２…連結部、７３…座面、７４…先頭部、７５…連結体ベルト

Claims

多数の転動体を転動自在に一列に整列させると共に転がり案内装置の負荷通路及び無負荷通路からなる転動体の無限循環路に組み込まれて使用される転動体連結体の製造方法であって、
かかる転動体連結体は、互いに隣接する転動体の間に介在してこれら転動体を離隔する複数の中間摺接部と、当該転動体連結体の長手方向の両端に位置し、両端に位置する転動体を前記中間摺接部との間に挟むと共に当該転動体連結体の末端となる先頭部を有する一対の末端摺接部と、これら中間摺接部及び末端摺接部を一列に連結する可撓性の連結部と、を備え、
前記中間摺接部が前記連結部によって複数連結されると共に前記無限循環路の全長よりも長尺な連結体ベルトを型成形する第一工程と、
型成形された連結体ベルトを切断し、前記無限循環路に適した長さに切断する第二工程と、
切断後の連結体ベルトの両端部に位置する中間摺接部の外向き開放面に対して前記先頭部を射出成形し、当該中間摺接部を前記末端摺接部に成形し直す第三工程と、を備えていることを特徴とする転動体連結体の製造方法。
前記第二工程では互いに隣接する中間摺接部の間で前記連結部を切断し、前記第三工程では切断された連結部の端縁が射出成形された先頭部に埋没することを特徴とする請求項１記載の転動体連結体の製造方法。