JP2017227233A - 直動案内装置用案内レールの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】転動体がレール軌道溝と軌道溝底部の凹溝との境界に衝突したときに、転動体に発生するエッジロードの小さい直動案内装置用の案内レールの製造方法を提供する。
【解決手段】所定の断面形状に引き抜かれ、大気中で熱処理を施され、前記レールの素材の上面、下面及び側面を研削加工された直動案内装置用案内レール１であって、
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１３と前記転動体転動溝用凹部１３に形成された保持器逃げ溝用凹部１４とを研削加工する工程と、前記転動体転動溝用凹部１３と前記保持器逃げ溝用凹部１４との境界をＲ形状に切削加工する工程と、を備えることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、直動案内装置用案内レールの製造方法に関する。

従来の直動案内装置用案内レール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、下記特許文献１に開示している技術によれば、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。

特開平４−３７０４１５号 特開２００１−２２７５３９号

しかしながら、特許文献１にて、図７に示すように、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、レール軌道溝１０５と軌道溝底部の凹溝１０６との境界は面取りを施していない。そのため、転動体は、レール軌道溝１０５と軌道溝底部の凹溝１０６との境界に衝突したときに、高いエッジロードを発生するおそれがある。
また、特許文献２のように、レール軌道溝１０５と軌道溝底部の凹溝１０６との境界に研削加工を施すことはコストがかかるおそれがある。

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、転動体がレール軌道溝１０５と軌道溝底部の凹溝１０６との境界に衝突したときに、転動体に発生するエッジロードの小さい直動案内装置用案内レールの製造方法を提供することを課題とする。

上記の目的を達成するために、本発明の一態様に係る直動案内装置用案内レール製造方法は、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に形成された転動体転動溝用凹部と前記転動体転動溝用凹部に形成された保持器逃げ溝用凹部とを研削加工する工程と、前記転動体転動溝用凹部と前記保持器逃げ溝用凹部との境界をＲ形状に切削加工する工程と、を備える特徴とする。

切削加工により転動体転動溝用凹部と保持器逃げ溝用凹部との境界をＲ形状にすることにより、転動体が転動体転動溝用凹部と保持器逃げ溝用凹部との境界に衝突してもエッジロードの小さくできる。そのため、転動体転動溝用凹部１３及び保持器逃げ溝用凹部１４との境界にＲ形状が形成されていない直動案内装置に比べて、転動体転動溝用凹部と保持器逃げ溝用凹部との境界にＲ形状を備えた案内レールを備える直動案内装置は寿命が長くなる。

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。 総形砥石によるレール側面の同時一体研削加工後、保持器逃げ溝を切削加工す る説明図で、（ａ）は、バイトにて保持器逃げ溝用凹部の切削加工の正面図、（ｂ）はバイトにて保持器逃げ溝用凹部におけるテーパー形状の切削加工の正面図、保持器逃げ溝を切削加工した後である。 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。

以下、本発明の実施の形態の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１０の逃げ溝３ａが形成されている。

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１ａ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。

さらに、図４（ａ）に示すように、不図示のバイトは、保持器逃げ溝用凹部１４を仕上げ加工し、転動体転動溝用凹部１３及び保持器逃げ溝用凹部１４との境界に、Ｒ形状を切削加工する。鋼球７が転動体転動溝用凹部１３及び保持器逃げ溝用凹部１４との境界に衝突しても、鋼球７に発生するエッジロードは小さい。そのため、直動案内装置５０の寿命は、転動体転動溝用凹部１３及び保持器逃げ溝用凹部１４との境界にＲ形状が形成されていない直動案内装置に比べて、長くなる。

さらに、図４（ｂ）に示すように、不図示のバイトは、保持器逃げ溝用凹部１４をテーパー形状に仕上げ加工し、転動体転動溝用凹部１３及び保持器逃げ溝用凹部１４との境界に、Ｒ形状を切削加工する。保持器逃げ溝用凹部１４をテーパー形状にすることにより、不図示の保持器は保持器逃げ溝用凹部１４に対する衝突力を緩和することができる。また、鋼球７が転動体転動溝用凹部１３及び保持器逃げ溝用凹部１４との境界に衝突しても、鋼球７に発生するエッジロードは小さい。そのため、直動案内装置１は、転動体転動溝用凹部１３及び保持器逃げ溝用凹部１４との境界にＲ形状が形成されていない直動案内装置に比べて、寿命は長くなる。

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、球に限らず、ころでもよい。

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
５０ 直動案内装置

Claims (2)

1. 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に形成された転動体転動溝用凹部と前記転動体転動溝用凹部に形成された保持器逃げ溝用凹部とを研削加工する工程と、前記転動体転動溝用凹部と前記保持器逃げ溝用凹部との境界をＲ形状に切削加工する工程と、を備えることを特徴とする直動案内装置の案内レールの製造方法。
2. 請求項２記載の方法により前記保持器逃げ溝用凹部をテーパー形状に切削加工する工程と、を備えることを特徴とする直動案内装置の案内レールの製造方法。