JP3550208B2 - 直線運動案内装置の成形方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は工作機械の直線案内部等に用いられる直線運動案内装置の成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の直線運動用案内装置は、軌道レールに多数のボールを介して移動ブロックが移動自在に設けられている。この移動ブロックは、軌道レールに設けられたボール転走溝に対向して設けられる負荷域のボール転走溝が設けられたブロック本体と、該ブロック本体の両端に取り付けられる側蓋を、を備えた構成となっている。ボールは、負荷域のボール転走溝，側蓋に設けられた方向転換路及びボール逃げ通路を無限循環するようになっており、ボール転走溝の側縁にはボールリテーナが設けられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記した従来技術の場合には、移動ブロックとして金属ブロックの切削加工品を使用しているために、移動ブロックの重量が大きくなるという問題があった。
【０００４】
また、金属ブロックにボール逃げ通路を穴明け加工するために、加工工数が増大しコスト高の要因となっていた。
【０００５】
さらに方向転換路内周を構成するＲピースをブロック本体端面に組み付ける際には、ボール転走溝とＲピースとの間に段差がでないように組立てる必要がある。
【０００６】
また、ボール転走溝側縁へボールリテーナを組立る場合には、走行時にボールがボールリテーナに干渉しないように組み立てる必要があり、組立が面倒であった。このような組立工程が多いこともコスト増大を招く要因である。
【０００７】
そこで、従来から、高剛性を必要としないボールリテーナ、側蓋及びボール逃げ通路については樹脂成形品として低コスト化が図られてきた。
【０００８】
しかし、従来の各樹脂成形品はブロック本体とは別体成形品であり、それぞれ別途成形した後に、組立工程が必要であった。
【０００９】
そこで、ボールリテーナ等とブロック本体を一体成形することにより組立工程を削減すること考えられる。
【００１０】
このような一体成形技術としては、たとえばＵＳＰ４，１２８，２７９号に示されるような直線運動ボールベアリングが知られている。
【００１１】
この直線運動ボールベアリングは、図１４に示すように、一部が切り欠かれた開断面形状の外筒１０１と、外筒１０１内に挿入される軸１０５と、から構成されている。
【００１２】
この外筒１０１内周と軸１０５外周の間に、軸方向に配列さらた多数のボール１０４が介装され、ボール１０４を介して、外筒１０１が軸１０５に沿って直線運動するようになっている。ボール１０４は、外筒１０１の円周方向に複数列設けられ、各ボール列は、外筒１０１両端の方向転換路１０８および外筒１０１外周側に設けられた複数の無負荷ボール通路１１０を通じて循環するようになっている。外筒１０１と軸１０５の間に介装される負荷域のボール１０４は、ボール列の両側に軸方向に沿って延びるボール保持部１０６によって保持されている。
【００１３】
そして、前記ボール保持部１０６、方向転換路１０８の内周部１０８ａ及び無負荷ボール通路１１０が、インサート成形にて、外筒１０１と一体成形されていた。
【００１４】
しかしながら、上記した従来の直線運動ボールベアリングの場合には、インサート成形する際には、図１４（ｃ）に示すように、たとえば、外筒１０１の外周を第１の金型１１１に、外筒１０１の内周を第２の金型１１２に密着させて、ボール保持部１０６及び無負荷ボール通路１１０成形用のキャビティ１０６ａ，１１０ａを形成することになるが、外筒１０１の内外周を第１，第２の金型１１１，１１２に正確に密接させることが困難であり、接触面間に隙間ができてバリが発生するという問題があった。
【００１５】
特に、外筒１０１内周と第２の金型１１２との接触面間にバリが発生すると、負荷ボール転動面にバリが発生することになり、バリを除去する必要がある。しかし、このようなボール保持部１０６，１０６間の奥に発生するバリを除去することは非常に困難であり、事実上不可能である。
【００１６】
本発明は、上記した従来技術の問題点を解決するためになされてもので、その目的とするところは、軽量で、加工及び組立が容易で、しかもボールの循環を円滑に行い得る移動ブロックを有する直線運動用案内装置の成形方法を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明にあっては、軌道レールに多数のボールを介して移動ブロックを移動自在に設け、該移動ブロックは、軌道レールに設けられたボール転走溝に対向して設けられる負荷域のボール転走溝が設けられたブロック本体と、該ブロック本体の両端に取り付けられる側蓋を、を備えている直線運動案内装置において、前記ブロック本体を、前記負荷域のボール転走溝が形成された軌道部材を金型内にインサートして成形するインサート成形によって一体成形したことを特徴とする。
【００１９】
ブロック本体はボールを介して軌道レールを左右から挟み込むようにして組み付けられる構成で、前記ブロック本体にインサートされる軌道部材は一部材によって構成され、軌道部材の左右両側部にボール転走溝が設けられていることを特徴とする。
【００２０】
ブロック本体はボールを介して軌道レールを左右から挟み込むようにして組み付けられる構成で、前記ブロック本体にインサートされる軌道部材は前記ブロック本体の左右両側部にそれぞれ配置される二部材によって構成され、各部材にボール転走溝が設けられていることを特徴とする。
【００２４】
２つの軌道部材を、ボール転走溝を互いに向き合わせて金型内にインサートし、金型内において軌道部材のボール転走溝をボール転走溝支持部により支持し、成形圧力を利用して軌道部材のボール転走溝を金型に押圧して、前記ブロック本体を成形することを特徴とする。
【００２５】
左右側部にそれぞれボール転走溝が形成された一つの軌道部材のボール転走溝と金型の一部とを成形材料が入り込まない程度の接触状態で接触させて成形することを特徴とする。
【００２６】
【作用】
本発明は、耐面圧が高いことが必要なのは、最低限ボール転走溝が形成される部分であることに着目し、ボール転走溝が形成される軌道部材を金型内にインサートし、ブロック本体を一体成形したものである。従って、従来の金属ブロックを移動ブロックに比較して大幅に軽量化できる。
【００３０】
そして、２つの軌道部材を用いる場合には、ボール転走溝を互いに向き合わせて金型内
にインサートし、金型内において軌道部材のボール転走溝をボール転走溝支持部により支持し、成形圧力を利用して軌道部材のボール転走溝を金型に押圧して成形する。
【００３１】
このようにすれば、ボール転走溝と金型との間のバリの発生が防止できる。
【００３２】
また、左右側部にそれぞれボール転走溝が形成された一つの軌道部材のボール転走溝と金型の一部とを成形材料が入り込まない程度の接触状態で接触させて成形する。バリを防止するためには、外筒と金型との接触面が完全に密着している必要はなく、隙間が開いていても、成形材料の浸入を阻止できる程度の大きさであればよい。
【００３３】
【実施例】
以下に本発明を図示の実施例に基づいて説明する。
【００３４】
図１は本発明の第１実施例に係る直線運動案内装置が示されている。
【００３５】
すなわち、軌道レール１に多数のボール２を介して移動ブロック３を移動自在に設けられている。この移動ブロック３は、軌道レール１に設けられたボール転走溝４に対向して設けられる負荷域のボール転走溝５が設けられたブロック本体６と、ブロック本体６の両端に取り付けられる側蓋７を、を備えている。
【００３６】
そして、このブロック本体６はボール転走溝５が形成された軌道部材８を金型内にインサートして成形するインサート成形によって樹脂部９を一体成形したものである。樹脂に代えて軽量のアルミダイカストあるいは亜鉛ダイカストとしてもよい。軌道部材８は耐面圧が高いことが必要で、素材として焼き入れ性がよく高硬度（たとえばＨＲＣ５８〜６４程度）になること、耐摩耗性、耐疲れ強さが高いこと、が好ましい。
【００３７】
ブロック本体６は軌道レール１を挟むように組み付けられる断面コ字形状で、ブロック本体６の左右内側面と軌道レール１の左右側面との間にボール２が介在されるもので、軌道部材８は、ブロック本体６の左右両側部にそれぞれ配置される二部材によって構成され、各軌道部材８，８にボール転走溝５，５が形成されている。この左右のボール転走溝５，５は、それぞれ上下２条ずつ設けられている。
【００３８】
軌道レール１側のボール転走溝４，４も左右に上下２条ずつ設けられ、この実施例では、各対向する一対のボール転走溝４，５とボールとの接触部を結ぶ線を接触角線として、左右の接触角線Ｌ１が軌道レール１中央に向かって狭くなるような外開き構成となっている。
【００３９】
左右に配置される各軌道部材８，８の上下端部には、転動時のボール２の接触部よりも過剰にボール２を取り囲むかぶり部８１，８１が設けられ、このかぶり部８１，８１がインサート成形時に金型の一部に引っ掛る形状となっている。
【００４０】
さらに、この軌道部材８，８の背面には凹部８２が設けられ、この凹部８２に樹脂部９の一部を食い込ませることによって、ブロック本体６を軌道レール１から上方に持ち上げる方向に作用する逆ラジアル荷重を負荷するようになっている。
【００４１】
また、上下のボール転走溝５，５に沿って、ボール２の脱落を防止する第１，第２ボール保持部９１ａ，９１ｂが一体成形されている。
【００４２】
一方、ブロック本体６の両端面には、無負荷域から負荷域へのボール２の方向転換をする方向転換路の内周案内部９２が形成されている。この内周案内部９２が側蓋７に設けられた方向転換路の外周案内部７１と共にＵ字状に曲がるパイプ状の方向転換路Ｃが構成される。
【００４３】
さらに、樹脂部９には、上記ボール転走溝５，５と並行に延びる無負荷ボール通路９３が形成されている。この無負荷ボール通路９３は断面円形の貫通穴で、インサート成形時に一体成形されている。
【００４４】
ここで、上記ボール保持部９１ａ，９１ｂ、内周案内部９２及び無負荷ボール通路９３は、必ずしもすべてをインサート成形時に一体成形する必要はなく、いずれか一つを一体成形するようにしてもよい。また、場合によっては、インサート成形時は軌道部材のみを一体成形するだけでもよい。
【００４５】
上記構成の直線運動案内装置にあっては、ボール転走溝５が形成される軌道部材８を金型内にインサートして成形したので、従来の金属ブロックを切削加工した移動ブロックに比較して大幅に軽量化できる。
【００４６】
また、ボール転走溝５に沿ってボール保持部９１ａ，９１ｂについても一体成形すれば、別体のボールリテーナを設けることなく、しかも組み立てる必要もない。
【００４７】
また、無負荷ボール通路９３を一体成形すれば、従来のようにボール逃げ穴を加工する必要がないし、組み付ける必要も無くなる。
【００４８】
さらに、負荷域から無負荷域へのボールの方向転換をする方向転換路内周案内部９２も一体成形されているので、従来のようにＲピースを別に用意する必要がないし、組み付ける必要も無くなるばかりか、方向転換路内周部９２と負荷ボール転走溝５間、また方向転換路内周部９２と無負荷ボール通路９３間の段差が無くなり、ボール２がスムーズに循環する。
【００４９】
そして、移動ブロック３を成形する場合には、図３に示すように、２つの軌道部材８，８のボール転走溝５，５を互いに向き合わせて金型１０内にインサートし、金型１０内において軌道部材８，８のボール転走溝５，５を金型のボール転走溝支持部１０ａにより支持し、成形圧力を利用して軌道部材８，８のボール転走溝５，５を金型１０に押圧して成形する。
【００５０】
この点を詳述すると、金型１０のボール転走溝支持部１０ａは、可動側の金型１０Ａ内に形成されており、その左右に軌道部材８，８が配置される。この時、軌道部材８のかぶり部８１がボール転走溝支持部１０ａにかぶさって引っ掛る。
【００５１】
次いで、金型１０の内、可動金型１０Ａが固定金型１０Ｂ側に移動して型締めされる。
【００５２】
その後、金型１０内の軌道部材８の背面に配置された押圧部材１１が、軌道部材８を押すことにより、金型１０のボール転走溝支持部１０ａが軌道部材８のボール転走溝５と強固に接触することになる。
【００５３】
前記金型１０のボール転走溝支持部１０ａは、左右２箇所あるが、その平行度を正確に形成し、かつ軌道部材８のボール転走溝５と同一形状とするように仕上げておく。
【００５４】
このような状態で樹脂成形が行われると、軌道部材８は樹脂の成形圧力によりさらに中央の金型のボール転走溝支持部１ａに押し付けられる。
【００５５】
成形後、型開きして成形品を取り出すと、２つの軌道部材８がインサートされたブロック本体６が完成する。ブロック本体６の両端部には、方向転換路内周案内部９２が形成され、ブロック本体６の両側部内には、無負荷ボール通路９３が形成されている。また、ブロック本体６にインサートされた軌道部材８のボール転走溝の両側縁にはボール保持部９１ａ，９１ｂが形成されている。これらの部位は、軌道部材８のボール転走溝を基準位置として、他の部位を連続状で、かる左右同時に、両端の部位も同時に形成される。
【００５６】
このような成形方式によるので、全ボール転走溝の平行度、その溝間距離、移動ブロック６の上面もしくは側端部からの位置が、全成形ショットとも同一の寸法と精度を維持することができる。すなわち、一本の軌道レール１には、２コの移動ブロックを組み合わせ、かつ軌道レールを２列平行に組み合わせて使用する場合には、この特性によりテーブル装置全体の精度が向上することになる。
【００５７】
また、成形によるボール転走溝のバリも、上述した通り、押圧部材１１による押し付けと、樹脂成形圧力により強固にボール転走溝が金型の接触部分と接触するので、その間に隙間は無くなるので、バリが発生しない。
【００５８】
次に、図４〜図８には、第１実施例の各種態様が示されている。
【００５９】
すなわち、いずれも軌道部材８が二部材で、ブロック本体６の左右両側に一つずつ配置された構成である。
【００６０】
図４は、軌道部材８を断面Ｃ字形状に成形した薄肉部材によって構成したものである。この場合には、上下のボール列の間に第３ボール保持部９１ｃが設けられている。その他の構成は図１の構成と全く同一である。
【００６１】
図５は、各対向する一対のボール転走溝４，５とボール２との接触角線Ｌ２が、軌道レール１中央に向かって開くような内開き状態の接触構造としたもので、図４の例と同様に、上下のボール列間に第３ボール保持部９１ｃが設けられている。
その他の構成は図１の構成と全く同一である。
【００６２】
図６も、軌道部材８を断面Ｃ字形状に成形した薄肉部材によって構成したもので、ボール列は左右に２条ずつあるが、軌道レールの上端角部を、その上面側と側面側で挟むように配置されている。
【００６３】
この場合には、上下に並ぶ各ボール列に対応する無負荷ボール通路９３，９３が離れるので、図６（ｂ）に示すように、方向転換路内周案内部９２はそれぞれ独立に設けられている。
【００６４】
図７は左右に１列ずつのボール列を有するタイプで、軌道部材８は、断面Ｃ字形状に成形した薄肉部材によって構成したものである。
【００６５】
図８はブロック本体６が断面略Ｌ字形状で、左右の一方側のボール列が軌道レール１の側面とブロック本体６の内側面間に介在され、他方側のボール列が軌道レール１の上面角部とブロック本体の内側面の隅角部との間に介在されている。
【００６６】
そして、軌道部材８が、断面Ｃ字形状の薄肉部材によって構成されている。
【００６７】
図９（ａ）には、本発明の第２実施例が示されている。
【００６８】
この第２実施例も、軌道レール１を左右に跨ぐように配置される左右に配置されたボール２を介して軌道レール１に沿って摺動する移動ブロック３を有するものであるが、軌道部材２０８も軌道レール１を左右に跨ぐように配置される一部材によって構成されている点で第１実施例と異なる。その他の構成及び作用については第１実施例と同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付して説明を省略する。
【００６９】
この第２実施例の場合には、図９（ｂ）に示すように、軌道部材２０８のボール転走溝２０５と金型１０のボール転走溝支持部１０ａとを、成形材料が入り込まない程度の接触状態で接触させて成形する。
【００７０】
バリを防止するためには、ボール転走溝５と金型１０のボール転走溝支持部１０ａとが完全に密着している必要はなく、隙間が開いていても、成形材料の浸入を阻止できる程度の大きさであればよい。
【００７１】
図１０〜図１２は、この第２実施例のバリエーションを示している。
【００７２】
図１０は、軌道部材２０８を断面Ｃ字形状に成形した薄肉部材によって構成したものであり、その他の構成は図８の構成と全く同一である。
【００７３】
図１１も、軌道部材８を断面Ｃ字形状に成形した薄肉部材によって構成したもので、ボール列は左右に２条ずつあるが、軌道レール１の上端角部を、その上面側と側面側で挟むように配置されている。
【００７４】
図１２は左右に１列ずつのボール列を有するタイプで、軌道部材８は、断面Ｃ字形状に成形した薄肉部材によって構成したものである。
【００７５】
図１３は本発明の第３実施例を示すものである。
【００７６】
すなわち、軌道レール３０１に多数のボール３０２を介して移動ブロック３０３を移動自在に設けられている。この移動ブロック３０３は、軌道レール３０１に設けられたボール転走溝３０４に対向して設けられる負荷域のボール転走溝３０５が設けられたブロック本体３０６と、ブロック本体３０６の両端に取り付けられる側蓋３０７を、を備えている。
【００７７】
そして、このブロック本体３０６はボール転走溝３０５が形成された軌道部材８を金型内にインサートして成形するインサート成形によって樹脂部３０９を一体成形したものである。
【００７８】
ブロック本体３０６は軌道レール３０１と平行に並んで配置される断面矩形状の部材で、ブロック本体３０６と軌道レール３０１の対向する側面間にボール３０２が介在される。
【００７９】
軌道部材３０８は断面Ｃ字形状の薄肉部材で、上下２条のボール転走溝３０５，３０５が形成されている。
【００８０】
また、上下のボール転走溝３０５，３０５に沿って、ボール３０２の脱落を防止するための第１，第２ボール保持部９１ａ，９１ｂ及び第３ボール保持部９１ｃが一体成形されている。
【００８１】
なお、ブロック本体３０６の両端面には、図示しないが、図２（ｂ）に示したと同様の方向転換路の内周案内部が形成されている。
【００８２】
さらに、樹脂部３０９には、上記ボール転走溝３０５，３０５と並行に延びる無負荷ボール通路３９３が形成されており、インサート成形時に一体成形されている。
【００８３】
この場合の成形手順は、図１の場合と同様であるので、その説明を省略する。
【００８４】
また、ボール列の数は、図１３（ｃ）に示すように、１列でもよい。
【００８５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ボール転走溝が形成される軌道部材を金型内にインサートし、一体成形したので、従来の金属ブロックを用いた移動ブロックに比較して大幅に軽量化できる。
【００８８】
そして、二つの軌道部材を用いる場合には、ボール転走溝を互いに向き合わせて金型内にインサートし、金型内において軌道部材のボール転走溝をボール転走溝支持部により支持し、成形圧力を利用して軌道部材のボール転走溝を金型に押圧して成形すれば、ボール転走溝と金型との間のバリの発生が防止できる。
【００８９】
また、左右側部にそれぞれボール転走溝が形成された一つの軌道部材のボール転走溝と金型の一部とを成形材料が入り込まない程度の接触状態で接触させて成形すれば、ボール転走溝にバリが発生しない。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の第１実施例に係る直線運動案内装置を示す図である。
【図２】図２は本発明の第１実施例に係る直線運動案内装置を示す図である。
【図３】図３は第１実施例の直線運動案内装置のブロック本体のインサート成形工程の説明図である。
【図４】図４は本発明の第１実施例の一態様を示す図である。
【図５】図５は本発明の第１実施例の一態様を示す図である。
【図６】図６は本発明の第１実施例の一態様を示す図である。
【図７】図７は本発明の第１実施例の一態様を示す図である。
【図８】図８は本発明の第１実施例の一態様を示す図である。
【図９】図９は本発明の第２実施例に係る直線運動案内装置を示す図である。
【図１０】図１０は本発明の第２実施例の一態様を示す図である。
【図１１】図１１は本発明の第２実施例の一態様を示す図である。
【図１２】図１２は本発明の第２実施例の一態様を示す図である。
【図１３】図１３は本発明の第３実施例に係る直線運動案内装置を示す図である。
【図１４】図１４は従来の直線運動ベアリングを示す図である。
【符号の説明】
１ 軌道レール
２ ボール
３ 移動ブロック
４，５ ボール転走溝
６ ブロック本体
７ 側蓋
８ 軌道部材
９ 樹脂部
９１ａ〜９１ｃ 第１〜第３ボール保持部
９２ 方向転換路内周案内部
９３ 無負荷ボール通路
１０ 金型
１０ａ ボール転走溝支持部
【産業上の利用分野】
本発明は工作機械の直線案内部等に用いられる直線運動案内装置の成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の直線運動用案内装置は、軌道レールに多数のボールを介して移動ブロックが移動自在に設けられている。この移動ブロックは、軌道レールに設けられたボール転走溝に対向して設けられる負荷域のボール転走溝が設けられたブロック本体と、該ブロック本体の両端に取り付けられる側蓋を、を備えた構成となっている。ボールは、負荷域のボール転走溝，側蓋に設けられた方向転換路及びボール逃げ通路を無限循環するようになっており、ボール転走溝の側縁にはボールリテーナが設けられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記した従来技術の場合には、移動ブロックとして金属ブロックの切削加工品を使用しているために、移動ブロックの重量が大きくなるという問題があった。
【０００４】
また、金属ブロックにボール逃げ通路を穴明け加工するために、加工工数が増大しコスト高の要因となっていた。
【０００５】
さらに方向転換路内周を構成するＲピースをブロック本体端面に組み付ける際には、ボール転走溝とＲピースとの間に段差がでないように組立てる必要がある。
【０００６】
また、ボール転走溝側縁へボールリテーナを組立る場合には、走行時にボールがボールリテーナに干渉しないように組み立てる必要があり、組立が面倒であった。このような組立工程が多いこともコスト増大を招く要因である。
【０００７】
そこで、従来から、高剛性を必要としないボールリテーナ、側蓋及びボール逃げ通路については樹脂成形品として低コスト化が図られてきた。
【０００８】
しかし、従来の各樹脂成形品はブロック本体とは別体成形品であり、それぞれ別途成形した後に、組立工程が必要であった。
【０００９】
そこで、ボールリテーナ等とブロック本体を一体成形することにより組立工程を削減すること考えられる。
【００１０】
このような一体成形技術としては、たとえばＵＳＰ４，１２８，２７９号に示されるような直線運動ボールベアリングが知られている。
【００１１】
この直線運動ボールベアリングは、図１４に示すように、一部が切り欠かれた開断面形状の外筒１０１と、外筒１０１内に挿入される軸１０５と、から構成されている。
【００１２】
この外筒１０１内周と軸１０５外周の間に、軸方向に配列さらた多数のボール１０４が介装され、ボール１０４を介して、外筒１０１が軸１０５に沿って直線運動するようになっている。ボール１０４は、外筒１０１の円周方向に複数列設けられ、各ボール列は、外筒１０１両端の方向転換路１０８および外筒１０１外周側に設けられた複数の無負荷ボール通路１１０を通じて循環するようになっている。外筒１０１と軸１０５の間に介装される負荷域のボール１０４は、ボール列の両側に軸方向に沿って延びるボール保持部１０６によって保持されている。
【００１３】
そして、前記ボール保持部１０６、方向転換路１０８の内周部１０８ａ及び無負荷ボール通路１１０が、インサート成形にて、外筒１０１と一体成形されていた。
【００１４】
しかしながら、上記した従来の直線運動ボールベアリングの場合には、インサート成形する際には、図１４（ｃ）に示すように、たとえば、外筒１０１の外周を第１の金型１１１に、外筒１０１の内周を第２の金型１１２に密着させて、ボール保持部１０６及び無負荷ボール通路１１０成形用のキャビティ１０６ａ，１１０ａを形成することになるが、外筒１０１の内外周を第１，第２の金型１１１，１１２に正確に密接させることが困難であり、接触面間に隙間ができてバリが発生するという問題があった。
【００１５】
特に、外筒１０１内周と第２の金型１１２との接触面間にバリが発生すると、負荷ボール転動面にバリが発生することになり、バリを除去する必要がある。しかし、このようなボール保持部１０６，１０６間の奥に発生するバリを除去することは非常に困難であり、事実上不可能である。
【００１６】
本発明は、上記した従来技術の問題点を解決するためになされてもので、その目的とするところは、軽量で、加工及び組立が容易で、しかもボールの循環を円滑に行い得る移動ブロックを有する直線運動用案内装置の成形方法を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明にあっては、軌道レールに多数のボールを介して移動ブロックを移動自在に設け、該移動ブロックは、軌道レールに設けられたボール転走溝に対向して設けられる負荷域のボール転走溝が設けられたブロック本体と、該ブロック本体の両端に取り付けられる側蓋を、を備えている直線運動案内装置において、前記ブロック本体を、前記負荷域のボール転走溝が形成された軌道部材を金型内にインサートして成形するインサート成形によって一体成形したことを特徴とする。
【００１９】
ブロック本体はボールを介して軌道レールを左右から挟み込むようにして組み付けられる構成で、前記ブロック本体にインサートされる軌道部材は一部材によって構成され、軌道部材の左右両側部にボール転走溝が設けられていることを特徴とする。
【００２０】
ブロック本体はボールを介して軌道レールを左右から挟み込むようにして組み付けられる構成で、前記ブロック本体にインサートされる軌道部材は前記ブロック本体の左右両側部にそれぞれ配置される二部材によって構成され、各部材にボール転走溝が設けられていることを特徴とする。
【００２４】
２つの軌道部材を、ボール転走溝を互いに向き合わせて金型内にインサートし、金型内において軌道部材のボール転走溝をボール転走溝支持部により支持し、成形圧力を利用して軌道部材のボール転走溝を金型に押圧して、前記ブロック本体を成形することを特徴とする。
【００２５】
左右側部にそれぞれボール転走溝が形成された一つの軌道部材のボール転走溝と金型の一部とを成形材料が入り込まない程度の接触状態で接触させて成形することを特徴とする。
【００２６】
【作用】
本発明は、耐面圧が高いことが必要なのは、最低限ボール転走溝が形成される部分であることに着目し、ボール転走溝が形成される軌道部材を金型内にインサートし、ブロック本体を一体成形したものである。従って、従来の金属ブロックを移動ブロックに比較して大幅に軽量化できる。
【００３０】
そして、２つの軌道部材を用いる場合には、ボール転走溝を互いに向き合わせて金型内
にインサートし、金型内において軌道部材のボール転走溝をボール転走溝支持部により支持し、成形圧力を利用して軌道部材のボール転走溝を金型に押圧して成形する。
【００３１】
このようにすれば、ボール転走溝と金型との間のバリの発生が防止できる。
【００３２】
また、左右側部にそれぞれボール転走溝が形成された一つの軌道部材のボール転走溝と金型の一部とを成形材料が入り込まない程度の接触状態で接触させて成形する。バリを防止するためには、外筒と金型との接触面が完全に密着している必要はなく、隙間が開いていても、成形材料の浸入を阻止できる程度の大きさであればよい。
【００３３】
【実施例】
以下に本発明を図示の実施例に基づいて説明する。
【００３４】
図１は本発明の第１実施例に係る直線運動案内装置が示されている。
【００３５】
すなわち、軌道レール１に多数のボール２を介して移動ブロック３を移動自在に設けられている。この移動ブロック３は、軌道レール１に設けられたボール転走溝４に対向して設けられる負荷域のボール転走溝５が設けられたブロック本体６と、ブロック本体６の両端に取り付けられる側蓋７を、を備えている。
【００３６】
そして、このブロック本体６はボール転走溝５が形成された軌道部材８を金型内にインサートして成形するインサート成形によって樹脂部９を一体成形したものである。樹脂に代えて軽量のアルミダイカストあるいは亜鉛ダイカストとしてもよい。軌道部材８は耐面圧が高いことが必要で、素材として焼き入れ性がよく高硬度（たとえばＨＲＣ５８〜６４程度）になること、耐摩耗性、耐疲れ強さが高いこと、が好ましい。
【００３７】
ブロック本体６は軌道レール１を挟むように組み付けられる断面コ字形状で、ブロック本体６の左右内側面と軌道レール１の左右側面との間にボール２が介在されるもので、軌道部材８は、ブロック本体６の左右両側部にそれぞれ配置される二部材によって構成され、各軌道部材８，８にボール転走溝５，５が形成されている。この左右のボール転走溝５，５は、それぞれ上下２条ずつ設けられている。
【００３８】
軌道レール１側のボール転走溝４，４も左右に上下２条ずつ設けられ、この実施例では、各対向する一対のボール転走溝４，５とボールとの接触部を結ぶ線を接触角線として、左右の接触角線Ｌ１が軌道レール１中央に向かって狭くなるような外開き構成となっている。
【００３９】
左右に配置される各軌道部材８，８の上下端部には、転動時のボール２の接触部よりも過剰にボール２を取り囲むかぶり部８１，８１が設けられ、このかぶり部８１，８１がインサート成形時に金型の一部に引っ掛る形状となっている。
【００４０】
さらに、この軌道部材８，８の背面には凹部８２が設けられ、この凹部８２に樹脂部９の一部を食い込ませることによって、ブロック本体６を軌道レール１から上方に持ち上げる方向に作用する逆ラジアル荷重を負荷するようになっている。
【００４１】
また、上下のボール転走溝５，５に沿って、ボール２の脱落を防止する第１，第２ボール保持部９１ａ，９１ｂが一体成形されている。
【００４２】
一方、ブロック本体６の両端面には、無負荷域から負荷域へのボール２の方向転換をする方向転換路の内周案内部９２が形成されている。この内周案内部９２が側蓋７に設けられた方向転換路の外周案内部７１と共にＵ字状に曲がるパイプ状の方向転換路Ｃが構成される。
【００４３】
さらに、樹脂部９には、上記ボール転走溝５，５と並行に延びる無負荷ボール通路９３が形成されている。この無負荷ボール通路９３は断面円形の貫通穴で、インサート成形時に一体成形されている。
【００４４】
ここで、上記ボール保持部９１ａ，９１ｂ、内周案内部９２及び無負荷ボール通路９３は、必ずしもすべてをインサート成形時に一体成形する必要はなく、いずれか一つを一体成形するようにしてもよい。また、場合によっては、インサート成形時は軌道部材のみを一体成形するだけでもよい。
【００４５】
上記構成の直線運動案内装置にあっては、ボール転走溝５が形成される軌道部材８を金型内にインサートして成形したので、従来の金属ブロックを切削加工した移動ブロックに比較して大幅に軽量化できる。
【００４６】
また、ボール転走溝５に沿ってボール保持部９１ａ，９１ｂについても一体成形すれば、別体のボールリテーナを設けることなく、しかも組み立てる必要もない。
【００４７】
また、無負荷ボール通路９３を一体成形すれば、従来のようにボール逃げ穴を加工する必要がないし、組み付ける必要も無くなる。
【００４８】
さらに、負荷域から無負荷域へのボールの方向転換をする方向転換路内周案内部９２も一体成形されているので、従来のようにＲピースを別に用意する必要がないし、組み付ける必要も無くなるばかりか、方向転換路内周部９２と負荷ボール転走溝５間、また方向転換路内周部９２と無負荷ボール通路９３間の段差が無くなり、ボール２がスムーズに循環する。
【００４９】
そして、移動ブロック３を成形する場合には、図３に示すように、２つの軌道部材８，８のボール転走溝５，５を互いに向き合わせて金型１０内にインサートし、金型１０内において軌道部材８，８のボール転走溝５，５を金型のボール転走溝支持部１０ａにより支持し、成形圧力を利用して軌道部材８，８のボール転走溝５，５を金型１０に押圧して成形する。
【００５０】
この点を詳述すると、金型１０のボール転走溝支持部１０ａは、可動側の金型１０Ａ内に形成されており、その左右に軌道部材８，８が配置される。この時、軌道部材８のかぶり部８１がボール転走溝支持部１０ａにかぶさって引っ掛る。
【００５１】
次いで、金型１０の内、可動金型１０Ａが固定金型１０Ｂ側に移動して型締めされる。
【００５２】
その後、金型１０内の軌道部材８の背面に配置された押圧部材１１が、軌道部材８を押すことにより、金型１０のボール転走溝支持部１０ａが軌道部材８のボール転走溝５と強固に接触することになる。
【００５３】
前記金型１０のボール転走溝支持部１０ａは、左右２箇所あるが、その平行度を正確に形成し、かつ軌道部材８のボール転走溝５と同一形状とするように仕上げておく。
【００５４】
このような状態で樹脂成形が行われると、軌道部材８は樹脂の成形圧力によりさらに中央の金型のボール転走溝支持部１ａに押し付けられる。
【００５５】
成形後、型開きして成形品を取り出すと、２つの軌道部材８がインサートされたブロック本体６が完成する。ブロック本体６の両端部には、方向転換路内周案内部９２が形成され、ブロック本体６の両側部内には、無負荷ボール通路９３が形成されている。また、ブロック本体６にインサートされた軌道部材８のボール転走溝の両側縁にはボール保持部９１ａ，９１ｂが形成されている。これらの部位は、軌道部材８のボール転走溝を基準位置として、他の部位を連続状で、かる左右同時に、両端の部位も同時に形成される。
【００５６】
このような成形方式によるので、全ボール転走溝の平行度、その溝間距離、移動ブロック６の上面もしくは側端部からの位置が、全成形ショットとも同一の寸法と精度を維持することができる。すなわち、一本の軌道レール１には、２コの移動ブロックを組み合わせ、かつ軌道レールを２列平行に組み合わせて使用する場合には、この特性によりテーブル装置全体の精度が向上することになる。
【００５７】
また、成形によるボール転走溝のバリも、上述した通り、押圧部材１１による押し付けと、樹脂成形圧力により強固にボール転走溝が金型の接触部分と接触するので、その間に隙間は無くなるので、バリが発生しない。
【００５８】
次に、図４〜図８には、第１実施例の各種態様が示されている。
【００５９】
すなわち、いずれも軌道部材８が二部材で、ブロック本体６の左右両側に一つずつ配置された構成である。
【００６０】
図４は、軌道部材８を断面Ｃ字形状に成形した薄肉部材によって構成したものである。この場合には、上下のボール列の間に第３ボール保持部９１ｃが設けられている。その他の構成は図１の構成と全く同一である。
【００６１】
図５は、各対向する一対のボール転走溝４，５とボール２との接触角線Ｌ２が、軌道レール１中央に向かって開くような内開き状態の接触構造としたもので、図４の例と同様に、上下のボール列間に第３ボール保持部９１ｃが設けられている。
その他の構成は図１の構成と全く同一である。
【００６２】
図６も、軌道部材８を断面Ｃ字形状に成形した薄肉部材によって構成したもので、ボール列は左右に２条ずつあるが、軌道レールの上端角部を、その上面側と側面側で挟むように配置されている。
【００６３】
この場合には、上下に並ぶ各ボール列に対応する無負荷ボール通路９３，９３が離れるので、図６（ｂ）に示すように、方向転換路内周案内部９２はそれぞれ独立に設けられている。
【００６４】
図７は左右に１列ずつのボール列を有するタイプで、軌道部材８は、断面Ｃ字形状に成形した薄肉部材によって構成したものである。
【００６５】
図８はブロック本体６が断面略Ｌ字形状で、左右の一方側のボール列が軌道レール１の側面とブロック本体６の内側面間に介在され、他方側のボール列が軌道レール１の上面角部とブロック本体の内側面の隅角部との間に介在されている。
【００６６】
そして、軌道部材８が、断面Ｃ字形状の薄肉部材によって構成されている。
【００６７】
図９（ａ）には、本発明の第２実施例が示されている。
【００６８】
この第２実施例も、軌道レール１を左右に跨ぐように配置される左右に配置されたボール２を介して軌道レール１に沿って摺動する移動ブロック３を有するものであるが、軌道部材２０８も軌道レール１を左右に跨ぐように配置される一部材によって構成されている点で第１実施例と異なる。その他の構成及び作用については第１実施例と同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付して説明を省略する。
【００６９】
この第２実施例の場合には、図９（ｂ）に示すように、軌道部材２０８のボール転走溝２０５と金型１０のボール転走溝支持部１０ａとを、成形材料が入り込まない程度の接触状態で接触させて成形する。
【００７０】
バリを防止するためには、ボール転走溝５と金型１０のボール転走溝支持部１０ａとが完全に密着している必要はなく、隙間が開いていても、成形材料の浸入を阻止できる程度の大きさであればよい。
【００７１】
図１０〜図１２は、この第２実施例のバリエーションを示している。
【００７２】
図１０は、軌道部材２０８を断面Ｃ字形状に成形した薄肉部材によって構成したものであり、その他の構成は図８の構成と全く同一である。
【００７３】
図１１も、軌道部材８を断面Ｃ字形状に成形した薄肉部材によって構成したもので、ボール列は左右に２条ずつあるが、軌道レール１の上端角部を、その上面側と側面側で挟むように配置されている。
【００７４】
図１２は左右に１列ずつのボール列を有するタイプで、軌道部材８は、断面Ｃ字形状に成形した薄肉部材によって構成したものである。
【００７５】
図１３は本発明の第３実施例を示すものである。
【００７６】
すなわち、軌道レール３０１に多数のボール３０２を介して移動ブロック３０３を移動自在に設けられている。この移動ブロック３０３は、軌道レール３０１に設けられたボール転走溝３０４に対向して設けられる負荷域のボール転走溝３０５が設けられたブロック本体３０６と、ブロック本体３０６の両端に取り付けられる側蓋３０７を、を備えている。
【００７７】
そして、このブロック本体３０６はボール転走溝３０５が形成された軌道部材８を金型内にインサートして成形するインサート成形によって樹脂部３０９を一体成形したものである。
【００７８】
ブロック本体３０６は軌道レール３０１と平行に並んで配置される断面矩形状の部材で、ブロック本体３０６と軌道レール３０１の対向する側面間にボール３０２が介在される。
【００７９】
軌道部材３０８は断面Ｃ字形状の薄肉部材で、上下２条のボール転走溝３０５，３０５が形成されている。
【００８０】
また、上下のボール転走溝３０５，３０５に沿って、ボール３０２の脱落を防止するための第１，第２ボール保持部９１ａ，９１ｂ及び第３ボール保持部９１ｃが一体成形されている。
【００８１】
なお、ブロック本体３０６の両端面には、図示しないが、図２（ｂ）に示したと同様の方向転換路の内周案内部が形成されている。
【００８２】
さらに、樹脂部３０９には、上記ボール転走溝３０５，３０５と並行に延びる無負荷ボール通路３９３が形成されており、インサート成形時に一体成形されている。
【００８３】
この場合の成形手順は、図１の場合と同様であるので、その説明を省略する。
【００８４】
また、ボール列の数は、図１３（ｃ）に示すように、１列でもよい。
【００８５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ボール転走溝が形成される軌道部材を金型内にインサートし、一体成形したので、従来の金属ブロックを用いた移動ブロックに比較して大幅に軽量化できる。
【００８８】
そして、二つの軌道部材を用いる場合には、ボール転走溝を互いに向き合わせて金型内にインサートし、金型内において軌道部材のボール転走溝をボール転走溝支持部により支持し、成形圧力を利用して軌道部材のボール転走溝を金型に押圧して成形すれば、ボール転走溝と金型との間のバリの発生が防止できる。
【００８９】
また、左右側部にそれぞれボール転走溝が形成された一つの軌道部材のボール転走溝と金型の一部とを成形材料が入り込まない程度の接触状態で接触させて成形すれば、ボール転走溝にバリが発生しない。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の第１実施例に係る直線運動案内装置を示す図である。
【図２】図２は本発明の第１実施例に係る直線運動案内装置を示す図である。
【図３】図３は第１実施例の直線運動案内装置のブロック本体のインサート成形工程の説明図である。
【図４】図４は本発明の第１実施例の一態様を示す図である。
【図５】図５は本発明の第１実施例の一態様を示す図である。
【図６】図６は本発明の第１実施例の一態様を示す図である。
【図７】図７は本発明の第１実施例の一態様を示す図である。
【図８】図８は本発明の第１実施例の一態様を示す図である。
【図９】図９は本発明の第２実施例に係る直線運動案内装置を示す図である。
【図１０】図１０は本発明の第２実施例の一態様を示す図である。
【図１１】図１１は本発明の第２実施例の一態様を示す図である。
【図１２】図１２は本発明の第２実施例の一態様を示す図である。
【図１３】図１３は本発明の第３実施例に係る直線運動案内装置を示す図である。
【図１４】図１４は従来の直線運動ベアリングを示す図である。
【符号の説明】
１ 軌道レール
２ ボール
３ 移動ブロック
４，５ ボール転走溝
６ ブロック本体
７ 側蓋
８ 軌道部材
９ 樹脂部
９１ａ〜９１ｃ 第１〜第３ボール保持部
９２ 方向転換路内周案内部
９３ 無負荷ボール通路
１０ 金型
１０ａ ボール転走溝支持部
Claims (3)
- 軌道レールに多数のボールを介して移動ブロックを移動自在に設け、該移動ブロックは、軌道レールに設けられたボール転走溝に対向して設けられる負荷域のボール転走溝が設けられたブロック本体と、該ブロック本体の両端に取り付けられる側蓋とを備え、
前記ブロック本体はボールを介して軌道レールを左右から挟み込むようにして組み付けられる構成で、前記ブロック本体にインサート成形により一体成形される軌道部材は前記ブロック本体の左右両側部にそれぞれ配置される二部材によって構成され、各軌道部材に前記負荷域のボール転走溝が設けられている直線運動案内装置の成形方法において、
前記２つの軌道部材を、ボール転走溝を互いに向き合わせて金型内にインサートし、金型内において軌道部材のボール転走溝をボール転走溝支持部により支持し、成形圧力を利用して軌道部材のボール転走溝を金型に押圧して、前記ブロック本体を成形することを特徴とする直線運動案内装置の成形方法。 - 金型内の前記軌道部材の背面に配置された押圧部材によって、該軌道部材を押しながら成形を行うことを特徴とする請求項１に記載の直線運動案内装置の成形方法。
- 軌道レールに多数のボールを介して移動ブロックを移動自在に設け、該移動ブロックは、軌道レールに設けられたボール転走溝に対向して設けられる負荷域のボール転走溝が設けられたブロック本体と、該ブロック本体の両端に取り付けられる側蓋とを備え、
前記ブロック本体はボールを介して軌道レールを左右から挟み込むようにして組み付けられる構成で、前記ブロック本体にインサート成形により一体成形される軌道部材は一部
材によって構成され、該軌道部材の左右両側部にボール転走溝が設けられている直線運動案内装置の成形方法において、
前記軌道部材のボール転走溝と金型の一部とを成形材料が入り込まない程度の接触状態で接触させて、前記ブロック本体を成形することを特徴とする直線運動案内装置の成形方法。
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