JP2019105295A - Rolling guide device and resin member for use in rolling guide device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、転がり案内装置および転がり案内装置に用いられる樹脂部材に関するものである。 The present invention relates to a rolling guide device and a resin member used for the rolling guide device.
従来から用いられている機械要素として、例えば、クロスローラベアリングやボールねじ、リニアガイド、直動ベアリング、ボールスプライン等といった転がり案内装置が知られている。かかる転がり案内装置は、外面に軌道面を有する内方部材と、内方部材の前記軌道面に対向する軌道面を有して内方部材の外側に配置された外方部材と、前記両軌道面間に転動自在に配置された複数の転動体と、前記複数の転動体間に配置される樹脂部材と、を有することにより、外方部材が内方部材の軸線方向又は周方向に往復運動自在又は回転運動自在とされる装置である。なお、従来技術に係る転がり案内装置の具体例を開示するものとして、下記特許文献1を示す。下記特許文献1に開示された転がり案内装置は、所謂クロスローラベアリングとして知られたものであり、外輪と内輪との間に周方向に沿って一列のローラ転走路が形成されるとともに、このローラ転走路に複数のローラが配列されている。そして、内輪と外輪の相対的な回転運動に伴い、複数のローラがローラ転走路内を自転しながら公転するように構成されている。 As mechanical elements conventionally used, for example, rolling guide devices such as cross roller bearings, ball screws, linear guides, linear motion bearings, ball splines, etc. are known. The rolling guide apparatus includes an inner member having a raceway surface on the outer surface, an outer member having a raceway surface opposite to the raceway surface of the inner member and disposed outside the inner member, and the two raceways. The outer member reciprocates in the axial direction or circumferential direction of the inward member by having the plurality of rolling elements disposed rotatably between the surfaces and the resin member disposed between the plurality of rolling elements. It is a device that can move or rotate freely. In addition, the following patent document 1 is shown as what discloses the example of the rolling guide apparatus which concerns on a prior art. The rolling guide device disclosed in the following Patent Document 1 is known as a so-called cross roller bearing, and a row of roller rolling paths are formed along the circumferential direction between the outer ring and the inner ring, A plurality of rollers are arranged in the rolling path. The plurality of rollers are configured to revolve while rotating in the roller rolling path in accordance with the relative rotational movement of the inner ring and the outer ring.
下記特許文献1に開示されたクロスローラベアリングに代表される従来の転がり案内装置は、内方部材と外方部材との間に配設される複数の転動体が繰り返し転がり運動を行うことになるので、これら転がり案内装置の構成部材には繰り返し接触応力が加わることとなる。そのため、内方部材、外方部材、転動体、および樹脂部材を構成する材料には、一般的に、疲労寿命や耐摩耗性等に優れた金属材料や樹脂材料等が採用されている。 In the conventional rolling guide device represented by the cross roller bearing disclosed in Patent Document 1 below, a plurality of rolling elements disposed between the inward member and the outward member perform the rolling motion repeatedly. Therefore, contact stress is repeatedly applied to the components of these rolling guide devices. Therefore, a metal material or a resin material or the like excellent in fatigue life, wear resistance, etc. is generally adopted as a material constituting the inward member, the outward member, the rolling element, and the resin member.
ところで、従来技術に係る転がり案内装置に用いられる樹脂部材については、一般的にスペーサリテーナと呼ばれており、複数の転動体間に配置されることで内輪と外輪が有する両軌道面間に配置された複数の転動体を転動方向で所定の離間間隔に整列保持する機能を発揮する部材として用いられるものである。そして、この樹脂部材における転動体との接触面については、その面性状に関して製造上の条件は存在していなかった。すなわち、スペーサリテーナとして用いられる樹脂部材における転動体接触面については、樹脂材料の射出成形によって形成される際に用いられる金型における金型切削加工時の面性状がそのまま転写されたものであった。 By the way, the resin member used in the rolling guide device according to the prior art is generally called a spacer retainer, and is disposed between the two raceways of the inner ring and the outer ring by being disposed between a plurality of rolling elements. It is used as a member that exhibits the function of aligning and holding the plurality of rolling elements at a predetermined spacing in the rolling direction. And about the contact surface with the rolling element in this resin member, the condition on manufacture did not exist regarding the surface property. That is, with respect to the rolling element contact surface of the resin member used as the spacer retainer, the surface property at the time of mold cutting processing in the mold used when formed by injection molding of the resin material was transferred as it is .
しかしながら、金型の面性状がそのまま転写された金型肌を有する樹脂部材では、特に、転がり案内装置が高速回転や高温環境下で使用される場合において、転動体との接触面において潤滑油を保持し難く、スペーサリテーナとして用いられる樹脂部材と転動体との間で油膜切れが生じてしまい、トルク増大となってしまう不具合が発生する虞があった。 However, in the case of a resin member having a mold surface to which the surface properties of the mold have been transferred as it is, particularly when the rolling guide device is used under high speed rotation or high temperature environment, lubricating oil is It is difficult to hold, and oil film breakage may occur between the resin member used as a spacer retainer and the rolling element, which may cause a problem of increased torque.
上述したスペーサリテーナとして用いられる樹脂部材の表面性状については、表面が粗すぎると転動体との実質的な接触面積が小さくなってしまい、局部的な圧縮力が増大することで潤滑不良を引き起こし、最終的にはトルク増大や過大発熱を引き起こすことになってしまう。一方で、表面が平滑すぎると、潤滑剤を保持し難くなって油膜切れが発生し、こちらも最終的にはトルク増大や過大発熱を引き起こすことになる。つまり、従来技術に係る転がり案内装置に用いられる樹脂部材については、転動体との接触面が平滑すぎても粗すぎても潤滑油保持能力が乏しくなってしまうのであるが、従来技術においては転動体との接触面の最適条件は見出されていなかった。 With regard to the surface properties of the resin member used as the spacer retainer described above, if the surface is too rough, the substantial contact area with the rolling elements becomes small, and a local compression force increases, causing a lubrication failure, Eventually, it will cause an increase in torque and excessive heat generation. On the other hand, when the surface is too smooth, it is difficult to hold the lubricant and oil film breakage occurs, which eventually causes an increase in torque and excessive heat generation. That is, in the case of the resin member used in the rolling guide device according to the prior art, the lubricating oil holding ability becomes poor even if the contact surface with the rolling element is too smooth or too rough. The optimum condition of the contact surface with the moving body was not found.
本発明は、上述した従来技術に存在する課題に鑑みて成されたものであり、その目的は、転がり案内装置に用いられる樹脂部材について、転動体との局部的な圧縮力の増大を抑制できるとともに、転動体との接触面に対して効果的に潤滑油を保持又は供給することを可能とすることで、高速回転時や高温時などの厳しい環境下であっても潤滑状態を適切に保つことでトルク増大の発生を好適に抑えることのできる転がり案内装置と、この転がり案内装置に用いられる樹脂部材を提供することにある。 The present invention has been made in view of the problems existing in the above-described prior art, and an object thereof is to suppress an increase in a local compressive force with a rolling element for a resin member used for a rolling guide device At the same time, the lubricating oil can be effectively held or supplied to the contact surface with the rolling elements, so that the lubricating state is properly maintained even under severe environments such as high speed rotation and high temperature. It is an object of the present invention to provide a rolling guide device capable of preferably suppressing the occurrence of torque increase, and a resin member used for the rolling guide device.
本発明に係る転がり案内装置は、外面に軌道面を有する内方部材と、前記内方部材の前記軌道面に対向する軌道面を有して前記内方部材の外側に配置された外方部材と、前記両軌道面間に転動自在に配置された複数の転動体と、前記複数の転動体間に配置されることで前記両軌道面間に配置された前記複数の転動体を転動方向で所定の離間間隔に整列保持する樹脂部材と、を備える転がり案内装置であって、前記樹脂部材における少なくとも前記転動体との接触面は、樹脂材料を射出成形することによって金型の面性状が転写された金型肌を有する中間面を形成した後、エッチング処理を施すことで前記中間面よりも表面粗さが低い面として形成されることを特徴とするものである。 The rolling guide device according to the present invention is an outer member disposed on the outer side of the inward member, having an inner member having a raceway surface on the outer surface, and a raceway surface facing the track surface of the inner member. And rolling elements disposed between the two raceways, and rolling the plurality of rolling elements disposed between the two raceways by being disposed between the rolling elements. A resin member held in alignment at a predetermined separation distance in a direction, wherein at least a contact surface of the resin member with the rolling element is a surface property of a mold by injection molding a resin material After forming the intermediate surface which has the mold surface to which it transferred, it is characterized by forming as a surface whose surface roughness is lower than the said intermediate surface by performing an etching process.
また、本発明に係る樹脂部材は、外面に軌道面を有する内方部材と、前記内方部材の前記軌道面に対向する軌道面を有して前記内方部材の外側に配置された外方部材と、前記両軌道面間に転動自在に配置された複数の転動体と、を備える転がり案内装置に用いられ、前記複数の転動体間に配置されることで前記両軌道面間に配置された前記複数の転動体を転動方向で所定の離間間隔に整列保持する樹脂部材であって、前記樹脂部材における少なくとも前記転動体との接触面は、樹脂材料を射出成形することによって金型の面性状が転写された金型肌を有する中間面を形成した後、エッチング処理を施すことで前記中間面よりも表面粗さが低い面として形成されることを特徴とするものである。 Further, the resin member according to the present invention is an outward member disposed on the outer side of the inward member, having an inward member having a raceway surface on the outer surface, and a raceway surface opposed to the raceway surface of the inward member. It is used for a rolling guide apparatus provided with a member and a plurality of rolling elements arranged to be able to roll between both the raceway surfaces, and arranged between the two raceway surfaces by being arranged between the plurality of rolling elements A resin member for aligning and holding the plurality of rolling elements at a predetermined spacing distance in the rolling direction, wherein at least a contact surface of the resin member with the rolling element is a mold by injection molding of a resin material After forming an intermediate surface having a mold surface to which the surface properties have been transferred, etching is performed to form a surface having a surface roughness lower than that of the intermediate surface.
本発明によれば、転がり案内装置に用いられる樹脂部材について、転動体との局部的な圧縮力の増大を抑制できるとともに、転動体との接触面に対して効果的に潤滑油を保持又は供給することを可能とすることができる。これにより、本発明では、高速回転時や高温時などの厳しい環境下であっても潤滑状態を適切に保つことでトルク増大の発生を好適に抑えることのできる転がり案内装置と、この転がり案内装置に用いられる樹脂部材を提供することができる。 According to the present invention, with respect to the resin member used for the rolling guide device, it is possible to suppress an increase in the local compressive force with the rolling element and to effectively hold or supply lubricating oil to the contact surface with the rolling element. Can be made possible. Thus, according to the present invention, a rolling guide device capable of suitably suppressing the occurrence of an increase in torque by appropriately maintaining the lubricating state even in a severe environment such as high speed rotation and high temperature, and the rolling guide device Can be provided.
以下、本発明を実施するための好適な実施形態について、図面を用いて説明する。なお、以下の実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。 Hereinafter, preferred embodiments for carrying out the present invention will be described using the drawings. The following embodiments do not limit the invention according to each claim, and all combinations of features described in the embodiments are not necessarily essential to the solution means of the invention. .
まず、図1〜図3を用いて、本発明が適用可能な転がり案内装置としてのクロスローラベアリングの一実施例について、説明を行う。ここで、図1は、本実施形態に係るクロスローラベアリングを示す斜視図である。また、図2は、本実施形態に係るクロスローラベアリングの回転軸方向に沿った断面図である。さらに、図3は、本実施形態に係るクロスローラベアリングの転走路内におけるローラの配列構造を示す切欠き平面図である。 First, an embodiment of a cross roller bearing as a rolling guide device to which the present invention can be applied will be described with reference to FIGS. 1 to 3. Here, FIG. 1 is a perspective view showing a cross roller bearing according to the present embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view along the rotation axis direction of the cross roller bearing according to the present embodiment. Furthermore, FIG. 3 is a cutaway plan view showing the arrangement structure of the rollers in the rolling path of the cross roller bearing according to the present embodiment.
本実施形態に係るクロスローラベアリング10は、環状に形成された外方部材としての外輪11と、この外輪11と同じく環状に形成された内方部材としての内輪21と、これら外輪11と内輪21との間に荷重を負荷しながら転動する複数の転動体としての複数のローラ31とから構成されている。このクロスローラベアリング10では、複数のローラ31の転動によって外輪11と内輪21が相対的に回転自在となるよう組み合わされている。なお、図1では、クロスローラベアリング10の内部構造を理解しやすくするため、外輪11の一部が切り欠いて描かれている。
The cross roller bearing 10 according to the present embodiment includes an
内輪21と対向する外輪11の内面12には、軌道面として断面略V字形状をした軌道溝13が一条形成され、この軌道溝13は外輪11の周方向に沿って形成されている。本実施形態の軌道溝13は、2つの転走面13a,13bが互いに直角に交わることによって形成されており、各転走面13a,13bは、内輪21の回転軸Oに対して45度傾斜して構成されている。また、外輪11には、回転軸O方向へ貫通するようにして不図示の固定ボルトを取り付けるための取付孔14が形成されている。
A
一方、外輪11の内面12と対面する内輪21の外面22にも、軌道面として断面略V字形状をした軌道溝23が形成され、この軌道溝23は内輪21の周方向に沿って形成されている。本実施形態の軌道溝23は、外輪11の軌道溝13と対向して形成されている。この軌道溝23についても、外輪11側の軌道溝13と同様に2つの転走面23a,23bが互いに直角に交わることによって形成されており、各転走面23a,23bは、内輪21の回転軸Oに対して45度傾斜して構成されている。そして、ローラ31を介して外輪11と内輪21が組み付けられた状態では、外輪11の転走面13aと内輪21の転走面23aが互いに対向するとともに、外輪11の転走面13bと内輪21の転走面23bが互いに対向するように構成されている。また、内輪21には、回転軸O方向へ貫通するようにして不図示の固定ボルトを取り付けるための取付孔24が形成されている。
On the other hand, also on the
内輪21側の軌道溝23と外輪11側の軌道溝13は互いに対向して配置されることでローラ転走路30を形成しており、このローラ転走路30内に複数のローラ31が複数配列されている。ここで、本実施形態に係る外輪11および内輪21には、軌道溝13および軌道溝23が一条ずつ形成されていることから、外輪11と内輪21との間には一列のローラ転走路30が形成されている。また、軌道溝13および軌道溝23は、外輪11および内輪21の周方向に沿って形成されていることから、本実施形態のローラ転走路30は、回転軸Oを中心とした環状に形成されている。そして、図3に示すように、ローラ31は、ローラ転走路30内に配列されることで、内輪21と外輪11とが相対的に回転すると、ローラ転走路30内を自転しながら公転する。ローラ転走路30内には、自転軸方向を90度異ならせた2種類のローラ31a,31bが存在しており、これらローラ31a,31bがローラ転走路30の周方向に沿って交互に配列されている。
The
また、ローラ31aは、外輪11側の転走面13aと内輪21側の転走面23aとの間で荷重を負荷しながら転動し、ローラ31bは、外輪11側の転走面13bと内輪21側の転走面23bとの間で荷重を負荷しながら転動する。すなわち、本実施形態のローラ31a,31bは、クロスローラ構造でローラ転走路30内に配列されている。そして、ローラ31aおよびローラ31bに対する荷重作用方向は互いに直交しており、また、各ローラ31a,31bに対する荷重作用方向は内輪21および外輪11の回転軸Oに対して45度ずつ傾斜している。したがって、本実施形態に係るクロスローラベアリング10では、内輪21および外輪11の回転軸Oに沿って作用するアキシアル荷重や、かかる回転軸Oと直交する方向から作用するラジアル荷重等、あらゆる方向から内輪21又は外輪11に作用する荷重を負荷し得るように構成されている。
The
さらに、本実施形態に係るクロスローラベアリング10では、互いに隣接するローラ31aとローラ31bとの間には、樹脂部材としてのスペーサ32が設けられており、このスペーサ32により、ローラ31a,31b同士が直接接触するのを防止するとともに、ローラ転走路30内に配置された複数のローラ31a,31bを転動方向で所定の離間間隔に整列保持することが行われる。
Furthermore, in the
以上のように構成された本実施形態に係るクロスローラベアリング10では、各ローラ31の自転軸が内外輪11,21の回転軸Oに対して傾斜していることから、各ローラ31はローラ転走路30を転走する際に各軌道溝13,23との間で差動滑りを伴う。特に、クロスローラベアリング10が高速回転や高温環境下で使用される場合においては、各ローラ31とスペーサ32との間で摩擦熱が発生し、その接触面において潤滑油を保持し難く、スペーサリテーナとして用いられる樹脂部材としてのスペーサ32とローラ31との間で油膜切れが生じてしまい、トルク増大となってしまう不具合が発生する虞があった。また、背景技術の欄で述べた通り、スペーサリテーナとして用いられる樹脂部材としてのスペーサ32の表面性状については、表面が粗すぎるとローラ31との実質的な接触面積が小さくなってしまい、局部的な圧縮力が増大することで潤滑不良を引き起こし、最終的にはトルク増大や過大発熱を引き起こすことになってしまう。一方で、表面が平滑すぎると、潤滑剤を保持し難くなって油膜切れが発生し、こちらも最終的にはトルク増大や過大発熱を引き起こすことになる。しかしながら、従来技術においては、樹脂部材としてのスペーサ32に関して、ローラ31との接触面の最適条件は見出されていなかった。
In the
そこで、発明者らは、鋭意研究を行った結果、スペーサ32におけるローラ31との接触面の表面粗さを改善しつつも、潤滑剤を保持しやすいようにするために接触面に微細な凹凸形状が残るようにするための手段として、樹脂部材であるスペーサ32に対してエッチング処理を施すことを創案し、各種の条件でエッチング処理を実施した結果、最適な条件を見出すに至った。すなわち、発明者らは、樹脂部材であるスペーサ32に対してエッチング処理を施した上で、このエッチング処理を施したスペーサ32をクロスローラベアリング10に組み込み、各種の動作試験を行ったところ、クロスローラベアリング10を高速回転や高温環境下で使用した場合であっても、トルク増大や過大発熱を引き起こすことがない、非常に良好な結果を得た。なお、スペーサ32におけるローラ31との接触面の表面粗さを改善しつつも、潤滑剤を保持しやすいようにするために接触面に微細な凹凸形状が残るようにするための手段を見出すに際して、発明者らは、樹脂部材であるスペーサ32の形状変更や油溝の付与、あるいはシボ加工の付与などといった様々な改善手段を試行錯誤した上で、最適な手段としてのエッチング処理を見出すことに成功している。
Therefore, as a result of intensive research conducted by the inventors, it is possible to improve the surface roughness of the contact surface of the
以上の結果を得た発明者らは、次に、今回得られたエッチング処理を施したスペーサ32と従来技術に係るスペーサとの差異点を見出すことで、本実施形態に係るスペーサ32の形態条件を見出すことに成功した。そこで、次に、図4〜図6を用いて、本発明者らが見出したエッチング処理が施された本実施形態に係るスペーサ32の形態条件について、説明を行うこととする。ここで、図4は、従来技術に係るスペーサにおけるローラとの接触面と、本実施形態に係るスペーサにおけるローラとの接触面をマイクロスコープで観察した場合のイメージ画像を描いた図であり、図中の分図(a)が従来技術の接触面を示し、分図(b)が本実施形態の接触面を示している。また、図5は、本実施形態に係るスペーサにおけるローラとの接触面を走査型電子顕微鏡(SEM)で観察した際のイメージ画像を描いた図である。さらに、図6は、従来技術に係るスペーサにおけるローラとの接触面と、本実施形態に係るスペーサにおけるローラとの接触面の表面粗さの測定結果を示す図であり、図中の符号(a)が従来技術の接触面の表面粗さを示し、符号(b)が本実施形態の接触面の表面粗さを示している。
The inventors of the present invention who obtained the above results next find the difference between the spacer 32 subjected to the etching process obtained this time and the spacer according to the prior art, and the form condition of the
図4の分図(a)で示すように、発明者らが従来技術に係るスペーサにおけるローラとの接触面をマイクロスコープで観察したところ、従来のスペーサの接触面の面性状は、一定の方向に向けて山谷形状が連続した筋状の凹凸を有するものであった。この筋状の凹凸の方向について発明者らが確認したところ、スペーサを射出成形した際に用いられた金型を製造する際の切削加工工具の送り方向と一致することが確認できた。したがって、この従来技術に係るスペーサにおけるローラとの接触面が有する筋状の凹凸は、樹脂材料を射出成形する際に用いられた金型の面性状がそのまま転写されたものであることが明らかとなった。 As shown in the partial view (a) of FIG. 4, when the inventors observed the contact surface with the roller in the spacer according to the prior art with a microscope, the surface characteristics of the contact surface of the conventional spacer had a constant direction. The ridges and valleys had continuous ridges and valleys. When the inventors confirmed the direction of the streaky unevenness, it was confirmed that the direction coincides with the feed direction of the cutting tool when manufacturing the mold used for injection molding the spacer. Therefore, it is clear that the line-shaped unevenness of the contact surface with the roller in the spacer according to the prior art is the surface property of the mold used when injection molding the resin material is transferred as it is. became.
一方、図4の分図(b)で示すように、本発明者らが見出したエッチング処理が施された本実施形態に係るスペーサ32の形態については、エッチング処理の実施によって山谷形状が連続した筋状の凹凸が緩和され、従来技術の山谷形状よりも凹凸が低いとともに凹凸がランダムな状態となっていた。つまり、図4で示した観察結果から、発明者らは、樹脂部材としてのスペーサ32の形態条件の一つとして、スペーサ32における少なくともローラ31との接触面については、樹脂材料を射出成形することによって金型の面性状が転写された金型肌を有する中間面を形成した後、エッチング処理を施すことで中間面よりも表面粗さが低い面として形成されることが好適であることを確認した。
On the other hand, as shown in the part (b) of FIG. 4, with regard to the form of the
また、本発明者らは、本実施形態に係るスペーサ32の更なる形態条件を見出すために、図5で示すように、エッチング処理が施されたスペーサ32の表面性状を走査型電子顕微鏡(SEM)で観察し、その画像を得た。このSEM画像は、走査型電子顕微鏡(SEM)にて倍率1,000倍で観察したときに得られた画像を示している。図5で示すように、本実施形態に係るスペーサ32におけるローラ31との接触面は、走査型電子顕微鏡(SEM)画像で見たときに複数の皺を有する面として形成されていることが明らかとなった。発明者らは、これら複数の皺の存在が、潤滑剤の親油性を向上させることに寄与していると考えている。
In addition, as shown in FIG. 5, in order to find further form conditions of the
さらに、本発明者らは、本実施形態に係るスペーサ32の更に別の形態条件を見出すために、図6で示すように、従来技術に係るスペーサにおけるローラとの接触面と、エッチング処理が施された本実施形態に係るスペーサ32におけるローラとの接触面の表面粗さを測定した。その結果、従来技術に係るスペーサにおけるローラとの接触面の表面粗さは、Raで1.42〜1.49μmを示し、本実施形態に係るスペーサ32におけるローラ31との接触面の表面粗さは、Raで1.15〜1.29μmを示すことが確認できた。この結果からも明らかであるが、本実施形態に係るスペーサ32におけるローラ31との接触面については、本発明者らが見出したエッチング処理を施すことで、従来技術の接触面よりも表面粗さが低い面として形成されている。
Furthermore, in order to find out another form condition of the
本発明者らによって見出された上述した種々の形態条件を有することで、本実施形態に係るスペーサ32は、クロスローラベアリング10に組み込んだ際に、当該クロスローラベアリング10を高速回転や高温環境下で使用した場合であっても、トルク増大や過大発熱を引き起こすことがない、非常に良好な結果を得られることが明らかとなった。すなわち、クロスローラベアリング10に用いられる樹脂部材に対してエッチング処理を施し、本発明者らが見出した種々の形態条件を備えるスペーサ32を形成することで、ローラ31との局部的な圧縮力の増大を抑制できるとともに、ローラ31との接触面に対して効果的に潤滑油を保持又は供給することを可能とする樹脂部材を得ることができる。これにより、高速回転時や高温時などの厳しい環境下であっても潤滑状態を適切に保つことでトルク増大の発生を好適に抑えることのできるクロスローラベアリング10と、このクロスローラベアリング10に用いられる樹脂部材としてのスペーサ32を提供することが可能となる。
When the
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態には、多様な変更又は改良を加えることが可能である。すなわち、本明細書における「転がり案内装置」は、例えば、工作機械などに用いられる転がり軸受全般や真空中で使用される無潤滑軸受、リニアガイドや直線案内装置、ボールスプライン装置、ボールねじ装置、ローラねじ装置などのような、あらゆる転動・摺動動作を伴う装置を含むものである。 As mentioned above, although the suitable embodiment of the present invention was described, the technical scope of the present invention is not limited to the range given in the above-mentioned embodiment. It is possible to add various change or improvement to the above-mentioned embodiment. That is, the “rolling guide device” in the present specification includes, for example, general rolling bearings used in machine tools and the like, non-lubricated bearings used in vacuum, linear guides and linear guiding devices, ball spline devices, ball screw devices, Including devices with any rolling and sliding motion, such as roller screw devices.
(リニアガイド装置への適用例)
例えば、本発明に係る転がり案内装置は、図7および図8に示すようなリニアガイド装置として構成することが可能であり、かかるリニアガイド装置に用いられる樹脂部材に対して上述した本発明に係るエッチング処理を施すことによって、高速案内時や高温時などの厳しい環境下であっても潤滑状態を適切に保つことでトルク増大の発生を好適に抑えることのできるリニアガイド装置を実現することができる。ここで、図7は、本発明に係るエッチング処理が施された樹脂部材によって構成される本実施形態に係るリニアガイド装置の一形態を例示する外観斜視図である。また、図8は、図7で示したリニアガイド装置が備える無限循環路を説明するための断面図である。
(Example of application to linear guide device)
For example, the rolling guide device according to the present invention can be configured as a linear guide device as shown in FIG. 7 and FIG. 8, and according to the present invention described above for the resin member used in such a linear guide device. By performing the etching process, it is possible to realize a linear guide device capable of suitably suppressing the occurrence of an increase in torque by appropriately maintaining the lubricating state even under severe environments such as high speed guidance and high temperature. . Here, FIG. 7 is an external perspective view illustrating one form of the linear guide device according to the present embodiment, which is made of the resin member subjected to the etching process according to the present invention. FIG. 8 is a cross-sectional view for explaining an infinite circulation path provided in the linear guide device shown in FIG.
まず、図7および図8に例示するリニアガイド装置40の構成について説明すると、本実施形態に係る転がり案内装置としてのリニアガイド装置40は、内方部材としての軌道レール41と、軌道レール41に複数の転動体として設置されるボール42を介してスライド可能に取り付けられた外方部材としての移動ブロック43とを備えている。軌道レール41はその長手方向と直交する断面が概略矩形状に形成された長尺の部材であり、その表面(レール上方側の両側面)には、複数のボール42が転がる際の軌道になる軌道面としての転動体転走面41aが軌道レール41の全長に渡って形成されている。
First, the configuration of the
ここで軌道レール41は、直線的に伸びるように形成されることもあるし、曲線的に伸びるように形成されることもある。また、図7および図8において例示する転動体転走面41aの本数は左右で2条ずつ合計4条設けられているが、その条数はリニアガイド装置40の用途等に応じて任意に変更することができる。
Here, the
一方、移動ブロック43には、転動体転走面41aとそれぞれ対応する位置に軌道面としての負荷転動体転走面43aが設けられている。軌道レール41の転動体転走面41aと移動ブロック43の負荷転動体転走面43aとによって負荷転走路52が形成され、複数のボール42が挟まれている。さらに、移動ブロック43には、各転動体転走面41aと平行に伸びる4条の無負荷転走路53と、各無負荷転走路53と各負荷転走路52とを結ぶ方向転換路55が設けられている。1つの負荷転走路52及び無負荷転走路53と、それらを結ぶ一対の方向転換路55との組み合わせによって、1つの無限循環路が構成される(図8参照)。
On the other hand, the moving
そして、複数のボール42が、負荷転走路52と無負荷転走路53と一対の方向転換路55,55とから構成される無限循環路に無限循環可能に設置されることにより、移動ブロック43が軌道レール41に対して相対的に往復運動可能となっている。
A plurality of
以上のような構成を備える本実施形態に係るリニアガイド装置40においては、複数のボール42の間に本発明に係る樹脂部材としての間座部44が配置されており、この実施例では、複数のボール42の間に配置される間座部44は、帯状のベルト部45によって連結されている。そして、間座部44における少なくともボール42との接触面が、樹脂材料を射出成形することによって金型の面性状が転写された金型肌を有する中間面を形成した後、エッチング処理を施すことで前記中間面よりも表面粗さが低い面として形成されることで、この間座部44は、上述した本実施形態のスペーサ32と同様の形態条件を備えて構成することができる。そして、かかる形態条件を備えた樹脂部材としての間座部44を備えることにより、本実施形態に係るリニアガイド装置40は、高速案内時や高温時などの厳しい環境下であっても潤滑状態を適切に保つことでトルク増大の発生を好適に抑えることが可能となる。
In the
(転動体ねじ装置への適用例)
また、本実施形態に係る転がり案内装置は、例えば、図9において示されるようなボールねじ装置56として構成することが可能である。図9は、本実施形態に係る転がり案内装置をボールねじ装置として構成した場合を例示する図である。かかるボールねじ装置56は、内方部材としてのねじ軸57と、このねじ軸57に複数のボール58を介して相対回転可能に取り付けられる外方部材としてのナット部材59とを備えた装置である。
(Example of application to rolling element screw device)
Also, the rolling guide device according to the present embodiment can be configured as, for example, a
ねじ軸57は、外周面に螺旋状の軌道面としての転動体転走溝57aが形成される内方部材であり、一方、ナット部材59は、内周面に転動体転走溝57aに対応する螺旋状の軌道面としての負荷転走溝が形成される外方部材である。ねじ軸57のナット部材59に対する相対的な回転運動に伴って、ナット部材59がねじ軸57に対して相対的に往復運動可能となっている。
The
このボールねじ装置56では、複数の転動体であるボール58の間に樹脂部材としてのスペーサ60が配置されている。そして、スペーサ60における少なくともボール58との接触面が、樹脂材料を射出成形することによって金型の面性状が転写された金型肌を有する中間面を形成した後、エッチング処理を施すことで前記中間面よりも表面粗さが低い面として形成されることで、このスペーサ60は、上述した本実施形態のスペーサ32と同様の形態条件を備えて構成することができる。そして、かかる形態条件を備えた樹脂部材としてのスペーサ60を備えることにより、本実施形態に係るボールねじ装置56は、高速回転時や高温時などの厳しい環境下であっても潤滑状態を適切に保つことでトルク増大の発生を好適に抑えることが可能となる。
In the
その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。 It is also apparent from the scope of the claims that the embodiments added with such alterations or improvements can be included in the technical scope of the present invention.
10 クロスローラベアリング、11 外輪、12 内面、13 軌道溝、13a,13b 転走面、14 取付孔、21 内輪、22 外面、23 軌道溝、23a,23b 転走面、24 取付孔、30 ローラ転走路、31,31a,31b ローラ、32 スペーサ、O 回転軸、40 リニアガイド装置、41 軌道レール、41a 転動体転走面、42 ボール、43 移動ブロック、43a 負荷転動体転走面、44 間座部、45 ベルト部、48,49 ねじ孔、52 負荷転走路、53 無負荷転走路、55 方向転換路、56 ボールねじ装置、57 ねじ軸、57a 転動体転走溝、58 ボール、59 ナット部材、60 スペーサ。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記内方部材の前記軌道面に対向する軌道面を有して前記内方部材の外側に配置された外方部材と、
前記両軌道面間に転動自在に配置された複数の転動体と、
前記複数の転動体間に配置されることで前記両軌道面間に配置された前記複数の転動体を転動方向で所定の離間間隔に整列保持する樹脂部材と、
を備える転がり案内装置であって、
前記樹脂部材における少なくとも前記転動体との接触面は、樹脂材料を射出成形することによって金型の面性状が転写された金型肌を有する中間面を形成した後、エッチング処理を施すことで前記中間面よりも表面粗さが低い面として形成されることを特徴とする転がり案内装置。 An inner member having a raceway surface on the outer surface,
An outer member disposed on the outer side of the inner member, the outer member having a raceway surface opposite to the raceway surface of the inner member;
A plurality of rolling elements disposed rotatably between the two raceways;
A resin member arranged between the plurality of rolling elements to align and hold the plurality of rolling elements disposed between the two raceways at a predetermined spacing in the rolling direction;
A rolling guide device comprising
At least the contact surface of the resin member with the rolling element forms an intermediate surface having a mold surface to which the surface properties of the mold have been transferred by injection molding a resin material, and then performing an etching process. A rolling guide device characterized in that it is formed as a surface whose surface roughness is lower than that of an intermediate surface.
前記樹脂部材における少なくとも前記転動体との接触面は、走査型電子顕微鏡(SEM)画像で見たときに複数の皺を有する面として形成されていることを特徴とする転がり案内装置。 In the rolling guide device according to claim 1,
A rolling guide device characterized in that at least a contact surface with the rolling element in the resin member is formed as a surface having a plurality of ridges when viewed in a scanning electron microscope (SEM) image.
前記樹脂部材における少なくとも前記転動体との接触面は、表面粗さがRaで1.29μm以下とされることを特徴とする転がり案内装置。 In the rolling guide device according to claim 1 or 2,
The rolling guide device according to claim 1, wherein a surface roughness Ra of at least a contact surface of the resin member with the rolling element is 1.29 μm or less.
前記内方部材の前記軌道面に対向する軌道面を有して前記内方部材の外側に配置された外方部材と、
前記両軌道面間に転動自在に配置された複数の転動体と、
を備える転がり案内装置に用いられ、前記複数の転動体間に配置されることで前記両軌道面間に配置された前記複数の転動体を転動方向で所定の離間間隔に整列保持する樹脂部材であって、
前記樹脂部材における少なくとも前記転動体との接触面は、樹脂材料を射出成形することによって金型の面性状が転写された金型肌を有する中間面を形成した後、エッチング処理を施すことで前記中間面よりも表面粗さが低い面として形成されることを特徴とする樹脂部材。 An inner member having a raceway surface on the outer surface,
An outer member disposed on the outer side of the inner member, the outer member having a raceway surface opposite to the raceway surface of the inner member;
A plurality of rolling elements disposed rotatably between the two raceways;
And a resin member for aligning and holding the plurality of rolling elements disposed between the two raceways at predetermined intervals in the rolling direction by being disposed between the plurality of rolling elements. And
At least the contact surface of the resin member with the rolling element forms an intermediate surface having a mold surface to which the surface properties of the mold have been transferred by injection molding a resin material, and then performing an etching process. A resin member characterized by being formed as a surface whose surface roughness is lower than that of an intermediate surface.
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