JP2023154197A - 転動体収容バンドの成型方法及び製造金型 - Google Patents

Abstract

【課題】直線案内装置に用いられる転動体収容バンドのウエルドラインの発生位置を調節し強度の高い転動体収容バンドを製造するための成型方法及び金型を提供する。【解決手段】軌道部材と移動部材との間に複数の転動体列を有する直線案内装置に使用され、前記複数の転動体列を一体として保持する転動体収容バンドを金型によって射出成形する方法であって、前記金型のキャビティ内には複数の疑似転動体を千鳥状に配置して、前記複数の転動体列に対応した複数の疑似転動体列を構成し、前記キャビティに合成樹脂材料を射出するゲートは前記複数の疑似転動体列に対して交互に設けられていることを特徴とする。【選択図】 図５

Description

本発明は、直線案内装置における複数の転動体を一体として保持する転動体収容バンドの成型方法及び製造金型に関する。

工作機械、運搬装置等の産業機械には、移動部材が軌道部材上を直線的に移動可能な直線案内装置が用いられている（例えば、特許文献１）。直線案内装置は、長手方向に沿って転動体の転走面が形成された軌道部材と、当該転走面を転走する転動体を介して前記軌道部材に組み付けられた移動部材と、を備えている。当該直線案内装置は、軌道部材の転走面と移動部材の内側面に形成された負荷転走面とが対向して構築された無限循環路を有している。直線案内装置は当該無限循環路を転動体が循環することで移動部材が軌道部材に沿ってストロークを制限されることなく移動することができる。

無限循環路は、負荷通路、方向転換路、及び無負荷通路から構成されている。無限循環路内を転動する転動体は負荷通路においてのみ荷重を負荷する。転動体は一列に整列された状態で転動体収容バンドによって回転可能に保持されている。転動体収容バンドは移動部材が軌道部材に沿って移動すると、転動体と共に無限循環路内を循環する。

転動体収容バンドは、転動体間に配置される間座部と、当該間座部を一体に連結する帯状の連結体と、前記連結体に対して設けられた転動体収容ポケットと、を備えている。転動体収容ポケット及び間座は転動体を回転可能に保持することができる。これにより、無限循環路内における転動体同士の接触を防止し、移動部材が軌道部材に沿って円滑に移動することが可能となっている。

また、特許文献２に示されるように、直線案内装置の荷重負荷能力を向上させる目的で、複数条の転走溝を一組とした転走面を軌道部材に設けた直線案内装置も知られている。この直線案内装置では、複数条の転走溝を転動する複列の転動体を一組として転動体収容バンドに配列されている。そして、当該転動体収容バンドでは、前記負荷通路に存在するボールの個数の増減を小さくして、軌道部材に対する移動部材の微振動の発生を抑えるために、転動体収容バンドに対する転動体の配列を列の幅方向に関して隣合う転動体同士の位置を変位させた千鳥状になるように構成している。

特開２００６－１５３１６４ 特開２０１８－１９７５５９

合成樹脂の射出成形では、成形品に孔が存在する場合、当該孔の周囲で分流していた合成樹脂の合流線（ウエルドライン）が成形品の何処かに形成される。前記転動体収容バンドでは前記転動体収容ポケットが多数存在することから、当該転動体収容バンドを射出成形で製造する際に多数のウエルドラインが形成されることになる。このとき、金型のキャビティに対して合成樹脂を射出するゲートの形成位置によっては、前記間座部以外の肉厚の薄い部分に集中してウエルドラインが形成されてしまう懸念があり、転動体収容バンドに対して高い引っ張り強度を与え難いという課題があった。

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、軌道部材と移動部材との間に複数の転動体列を有する直線案内装置に使用される千鳥配列の転動体収容バンドにおいて、当該転動体収容バンドにおけるウエルドラインの発生位置を調節し、強度の高い転動体収容バンドを製造するための成型方法及び金型を提供することにある。

すなわち、本発明は、軌道部材と移動部材との間に複数の転動体列を有する直線案内装置に使用され、前記複数の転動体列を一体として保持する転動体収容バンドを金型によって射出成形する方法であって、前記金型のキャビティ内には複数の疑似転動体を千鳥状に配置して、前記複数の転動体列に対応した複数の疑似転動体列を構成し、前記キャビティに合成樹脂材料を射出するゲートは前記複数の疑似転動体列に対して交互に設けられていることを特徴とする。

本発明の成型方法よれば、転動体収容バンドの比較的樹脂の厚みが大きい間座部の位置及びゲートが設けられていない疑似転動体列の位置にウエルドラインが形成されるように転動体収容バンドを製造することができる。そのため、本発明の成型方法は、連結体の樹脂が薄い部分に集中してウエルドラインが発生することを防止することができ、強度の高い転動体収容バンドを成形することができる。また、本発明の製造金型は前記成型方法と同様の効果を奏するため、強度の高い転動体収容バンドを製造することができる。

直線案内装置の短手方向における断面図である。 直線案内装置の長手方向における断面図である。 直線案内装置に使用する転動体収容バンドを示す模式図である。 本発明の一実施形態にかかる金型の一部を示す断面図である。 本発明の一実施形態にかかる金型のキャビティ内を示す模式図であって、図４に示す金型を矢印X方向から観察したものである。 本発明の一実施形態にかかる転動体収容ポケットが四列で構成された場合における金型のゲート位置を示す模式図である。 本発明の一実施形態にかかる転動体収容ポケットが二列で構成された場合における金型のゲート位置を示す模式図である。 従来の転動体収容バンドを製造する金型のゲート位置を示す模式図である。

以下、添付図面を用いて本発明にかかる成型方法及び製造金型を詳細に説明する。

図１は、本発明により成形又は製造される転動体収容バンドを用いた直線案内装置の短手方向における断面図を示す。直線案内装置１００は、断面略矩形状に形成された長尺な軌道部材１１０と、多数の転動体であるボール１５０を介して当該軌道部材１１０に組み付けられた移動部材１２０と、を備えている。直線案内装置１００は、各種産業機械の固定部に軌道部材１１０を敷設し、移動部材１２０に対して各種可動体を搭載することで、当該可動体を軌道部材１１０に沿って往復移動自在に案内することができるようになっている。

移動部材１２０は軌道部材１１０上に跨るようにして当該軌道部材１１０に沿って自在に往復運動するように構成されている。軌道部材１１０は固定孔１１１を介して各種産業機械の固定部に対して取り付けられる。軌道部材１１０の両側面には、三列の転走溝が一組として形成された転走面が２つずつ設けられており、合計４つの転走面が設けられている。一方、移動部材１２０の内側面には前記軌道部材１１０に設けられた転走面に対応した負荷転走面が４つ設けられている。これにより、直線案内装置１００は、ボール１５０が転動する無限循環路の一部である負荷通路１３０を構築している。

軌道部材１１０の転走面及び移動部材の負荷転走面は三列の転走溝が一組として形成されているため、直線案内装置１００は三列の転動体列が一組になった複列転動体が無限循環路内を循環するように構成されている。また、移動部材１２０は前記負荷通路１３０の一端から他端へボール１５０を循環させる無負荷通路１４０を有している。無負荷通路１４０は各負荷通路１３０に対応して４つ設けられている。

図２に示すように、前記移動部材１２０の移動方向の両端には、合成樹脂で形成された一対の蓋体２１０が装着されている。蓋体２１０は内部に方向転換路２２０を有している。方向転換路２２０は、負荷通路１３０の端部と無負荷通路１４０の端部とを接続しこれらの間でボール１５０を往来させている。そのため、移動部材１２０に対して一対の蓋体２１０を固定すると、ボール１５０の無限循環路が完成する。この無限循環路においてボール１５０が荷重を負荷しながら転動するのは、移動部材１２０の負荷転走面と軌道部材１１０の転走面とが対向して形成された負荷通路１３０のみである。

図３は、直線案内装置１００に使用される転動体収容バンド３００を示す模式図である。転動体収容バンド３００は、複数の転動体列で構成された複列転動体を一体として保持することができ、直線案内装置１００に用いられる際には複列転動体と共に無限循環路内を移動する。

転動体収容バンド３００は、薄い帯状に形成された連結体３１０と、前記連結体３１０に対して配列され、ボール１５０を回転可能に保持する転動体収容ポケット３２０と、転動体収容ポケット３２０同士の間に配置された間座部３３０と、を備えている。転動体収容ポケット３２０は、ボール１５０の直径よりも僅かに大きく設定されている。間座部４３０は略短円柱状に形成されており、前記間座部４３０の両端にはボール１５０の球面に対応した凹部が形成されている。これにより、転動体収容ポケット３２０及び間座部３３０はボール１５０を回転可能に保持することができる。

間座部３３０は転動体収容ポケット３２０の列内において転動体収容ポケット３２０同士の間に配置される。すなわち、間座部３３０は、転動体収容ポケット３２０の列が延びている方向に対して隣合わせとなる転動体収容ポケット３２０同士の間に配置されるものであり、転動体収容ポケット３２０の列の幅方向に隣合わせとなる転動体収容ポケット３２０同士の間には配置されないものである。そのため、間座部３３０は、転動体収容バンド３００が直線案内装置１００に用いられる際に、同じ転走溝を前後して転走するボール１５０同士の間に配置される。これにより、間座部３３０は直線案内装置１００の無限循環路を転動するボール１５０同士の接触を防止することができる。

図４は、本発明の一実施形態にかかる金型の一部を示す断面図である。金型４００は製造する転動体収容バンド３００と同じ形状をした空洞であるキャビティ４２０を有している。金型４００は加熱溶融させた合成樹脂材料をゲート４１０からキャビティ４２０内に射出することによって転動体収容バンド３００を製造することができる。当該キャビティ４２０内には転動体収容ポケット３２０に対応した疑似転動体４３０が複数列設けられている。疑似転動体４３０は、ゲート４１０からキャビティ４２０内に合成樹脂を射出した際に、転動体収容ポケット３２０の部分に合成樹脂が流れ込まないようにするためのものである。

図５は、金型４００のキャビティ内を示す模式図であって、図４に示す金型４００を矢印X方向から観察したものである。疑似転動体４３０は直線案内装置１００の無限循環路内を転走する複列転動体に対応するために三列で構成されている。すなわち、疑似転動体４３０はキャビティ内において複数の転動体列に対応した複数の疑似転動体列を構成している。また、疑似転動体４３０は列の幅方向に対して隣合わせとなる疑似転動体４３０同士の位置をボール直径の１／２ピッチ変位させている。そのため、疑似転動体４３０は、列の幅方向における疑似転動体４３０同士が平行している格子状に配列されるものではなく、列の幅方向における疑似転動体同士の位置が変位した千鳥状に配列される。このように、疑似転動体４３０が千鳥状に配列されることで、成形品である転動体収容バンド３００の幅方向の大きさを抑えることができ、その結果として直線案内装置１００のサイズを小さくすることができる。なお、本実施形態において、列の幅方向に対して隣合わせとなる疑似転動体４３０同士の位置はボール１５０の直径の１／２ピッチ変位させているが、疑似転動体４３０がキャビティ４２０内で千鳥状に配列されていれば、疑似転動体４３０同士をどの程度変位させるかについての限定はなく、ボール直径の１／３ピッチ、１／４ピッチ等に適宜設計変更が可能である。また、本実施形態の転動体収容バンド３００は三列の複列転動体に対応するために疑似転動体４３０についても三列で構成しているが、これは一例にすぎず、複列転動体の列数に対応して疑似転動体４３０の列数を変更することが可能である。

図５において、一点鎖線で示す部分は、ゲート４１０からキャビティ４２０内に射出した合成樹脂材料の合流地点であり、成形品に発生するウエルドラインの位置を示す。

ゲート４１０は転動体収容バンド３００の間座部３３０の位置にのみ対応して設けられている。また、ゲート４１０はキャビティ４２０内における前記複数の疑似転動体列に対して交互に設けられている。ここで、金型４００においてゲート４１０が対応している疑似転動体４３０の列を第一疑似転動体列と呼び、ゲート４１０が対応していない列を第二疑似転動体列と呼ぶことがある。図５において、ゲート４１０が対応している列は、紙面上の列である第一疑似転動体列Ａ及び紙面下の列である第一疑似転動体列Ｃである。一方、ゲート４１０が対応していない列は紙面真ん中の列である第二疑似転動体列Ｂである。このように、ゲート４１０は第一疑似転動体列と第二疑似転動体列とが列の幅方向に対して交互に配列されるように設けられている。そのため、ゲート４１０は、第一疑似転動体列同士又は第二疑似転動体列同士が隣合わせにならないように構成されている。

また、ゲート４１０は第一疑似転動体列に沿って間座部３３０の奇数個ごとに所定の間隔をあけて設けられている。図５の金型４００においてゲート４１０は、第一疑似転動体列A及びCにおいて間座部一個おきの間隔で対応する間座部３３０の位置に設けられている。なお、本実施形態では、ゲート４１０は、間座部一個おきの間座部３３０に対応する位置に設けられているが、これに限定するものではなく、間座部三個おき、間座部五個おき等、間座部３３０の奇数個ごとに所定の間隔をあけて設けられているのであれば適宜設計変更が可能である。

図６は、四列の転動体列に対応した転動体収容バンド３００を製造する金型４００を示す模式図である。図５の場合と同様に、一点鎖線は成形品である転動体収容バンド３００のウエルドラインが発生する位置を示す。当該転動体収容バンド３００においても、紙面上の列から、第一疑似転動体列A、第二疑似転動体列B、第一疑似転動体列C、第二疑似転動体列Dといったように、第一疑似転動体列と第二疑似転動体列とが列の幅方向に対して交互に配置されている。また、ゲート４１０は第一疑似転動体列に沿って間座部一個おきの間隔で対応する間座部３３０の位置に設けられている。

また、図７に示すように、金型４００は二列の転動体列に対応した転動体収容バンド３００を製造する場合にも対応可能である。当該金型４００についても、三列又は四列の転動体列に対応した転動体収容バンド３００を製造する場合の構成と同様に、第一疑似転動体列Ａと第二疑似転動体列Ｂとが交互に配置されている。このように、本発明の金型４００は二以上の転動体列に対応した転動体収容バンド３００の製造する場合であれば適宜対応可能である。

金型４００は間座部３３０に対応した複数のゲート４１０からキャビティ４２０に対して合成樹脂材料を射出する。射出された合成樹脂材料はキャビティ４２０内においてゲート４１０の位置から疑似転動体列の長さ方向及び幅方向に対して流動する。疑似転動体列の長さ方向に対して流れ込んだ合成樹脂材料は、ゲート４１０の位置が第一疑似転動体列に沿って間座部一個おきの間隔で設けられていることにより間座部３３０に対応したゲート４１０同士の中間がゲート４１０を設けていない間座部３３０の位置になるため、当該ゲート４１０を設けていない間座部３３０の位置で合流する。そのため、図５において一点鎖線で示すように、成形品である転動体収容バンド３００には、第一疑似転動体列A及び第一疑似転動体列Cにおいてゲート４１０を設けていない間座部３３０の位置にウエルドラインが形成される。また、疑似転動体列の幅方向に対して流れ込んだ合成樹脂材料は、第一疑似転動体列と第二疑似転動体列とが列の幅方向に対して交互に配列されていることにより、第一疑似転動体列Ａのゲート４１０と第一疑似転動体列Ｃのゲート４１０との中間が第二疑似転動体列Ｂの位置する部分となり、第二疑似転動体列Ｂの位置で合流する。そのため、転動体収容バンド３００には第二疑似転動体列Ｂの列方向に沿ってウエルドラインが形成される。また、当該金型４００から成形された転動体収容バンド３００にはゲート４１０の位置に対応してゲート跡が生じることになる。

転動体収容バンド３００においてウエルドラインが形成される位置は、四列の転動体列に対応した転動体収容バンド３００を製造する図５の金型においても類似しており、第一疑似転動体列の間座部３３０の位置及び第二疑似転動体列Ｂの位置である。また、四列に対応した転動体収容バンド３００の場合は、紙面上の一端列にゲート４１０が対応する第一疑似転動体列Aが配置される一方、紙面下の他端列にはゲート４１０が対応しない第二疑似転動体列Dが配置される。これにより、連結体３１０の他端部の樹脂が薄い部分にも僅かにウエルドラインが発生することになる。このように、ゲート４１０が対応しない第二疑似転動体列が他端部に配置されると、他端部の比較的樹脂が薄い部分にウエルドラインが発生するため、他端列には第一疑似転動体列を配置することが好ましい。また、一端列についても他端列と同様に第一疑似転動体列を配置することが好ましい。したがって、金型４００は、奇数の転動体列に対応する転動体収容バンド３００を製造する場合であって、かつ、一端列及び他端列を第一疑似転動体列とした方が比較的樹脂が厚い位置に集中してウエルドラインを発生させることができる。

図８は、従来の金型を示すものである。従来の金型は、ゲート４１０の位置が間座部３３０の位置に対応して設けられているが、ゲート４１０が対応する第一疑似転動体列とゲート４１０が対応しない第二疑似転動体列との区別がなされておらず、全ての疑似転動体列に対してゲート４１０が対応している。この場合、ゲート４１０から射出された合成樹脂材料は、ゲート４１０から幅方向に対して流動する合成樹脂材料が紙面上の疑似転動体列ａと紙面下の疑似転動体列ｂとの中間で合流することになる。疑似転動体列ａと疑似転動体列ｂの中間は、疑似転動体列の幅方向における疑似転動体４３０同士が接近する部分になるため、連結体３１０の他の部分と比べて樹脂の厚みが薄くなる。そのため、従来の金型では樹脂の厚みが薄くなる部分に集中してウエルドラインが形成されてしまう懸念があった。

これに対し、本願発明の成型方法及び金型４００によれば、転動体収容バンド３００において比較的樹脂の厚みが大きい間座部３３０の位置、及びゲート４１０が対応していない疑似転動体列の位置にウエルドラインが形成される。したがって、本願発明は、疑似転動体列の幅方向における疑似転動体４３０同士の間隔が狭くなってしまう千鳥状配列の転動体収容バンド３００において樹脂の厚みが大きい箇所にウエルドラインを集中させることができる。これにより、本願発明は、連結体３１０の樹脂が薄い部分に集中してウエルドラインが発生することを防止することができるため、強度の高い転動体収容バンド３００を製造することができる。特に、奇数列の転動体列に対応した転動体収容バンド３００を製造する場合であって、かつ、疑似転動体列の一端列及び他端列をゲート４１０が対応している第一疑似転動体列とした場合に強度の高い転動体収容バンド３００を製造することができる。この場合、第一疑似転動体列は、第二疑似転動体列の列数よりも多い。

１００…直線案内装置、１１０…軌道部材、１２０…移動部材、３００…転動体収容バンド、３１０…連結体、３２０…転動体収容ポケット、３３０…間座部、４００…金型、４１０…ゲート、４２０…キャビティ、４３０疑似転動体

Claims (5)

1. 軌道部材と移動部材との間に複数の転動体列を有する直線案内装置に使用され、前記複数の転動体列を一体として保持する転動体収容バンドを金型によって射出成形する方法であって、
   前記金型のキャビティ内には複数の疑似転動体を千鳥状に配置して、前記複数の転動体列に対応した複数の疑似転動体列を構成し、
   前記キャビティに合成樹脂材料を射出するゲートは前記複数の疑似転動体列に対して交互に設けられていることを特徴とする転動体収容バンドの成形方法。
2. 前記キャビティ内に配列された疑似転動体列が奇数列である場合、
   前記キャビティの両端に設けられた疑似転動体列に対して前記ゲートが設けられていることを特徴とする請求項１記載の転動体収容バンドの成形方法。
3. 軌道部材と移動部材との間に複数の転動体列を有する直線案内装置に使用され、前記複数の転動体列を一体として保持する転動体収容バンドを射出成形によって製造するための金型であって、
   前記転動体収容バンドは、
   帯状に形成された連結体と、
   前記連結体に対して千鳥状に配列された複列の転動体収容ポケットと、
   前記転動体列において同じ転走溝を前後して転走する転動体同士の間に配置された間座部とを備え、
   前記金型は前記転動体収容ポケットに対応した複列の疑似転動体をキャビティに有すると共に前記キャビティに溶融した合成樹脂材料を射出する複数のゲートを有し、
   前記ゲートは所定の間座部の位置にのみ対応して設けられ、
   前記ゲートが対応している第一疑似転動体列と前記ゲートが対応していない第二疑似転動体列とが交互に配列されたことを特徴とする転動体収容バンドを製造するための金型。
4. 前記疑似転動体列は奇数列で構成され、
   前記第一疑似転動体列は、第二疑似転動体列の列数よりも多いことを特徴とする請求項３記載の金型。
5. 請求項３又は４に記載された金型により製造されたことを特徴とする転動体収容バンド。