JP3624502B2 - 転がり転送部材の表面処理方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、転がり転送部材と転動体からなる各種の転動装置、例えばボールベアリング，ローラベアリング，ボールねじ装置，リニアガイド装置，ボールスプライン，リニアボールベアリング等における転がり転送部材及びその表面処理方法の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の転動装置の転がり転送部材は、通常、防錆上の見地からめっきが施される。そのめっきの種類としては、一般に、硬質クロムめっきや無電解ニッケルめっきや黒色クロム系のめっき（いわゆるレイデント処理と呼ばれるもの）等がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの一般的なめっき処理は、めっき層が薄いとめっきムラやクラックやピット等が生じやすく、防錆力に欠ける。反対にめっき層が厚いと防錆力は高くなるが厚さムラが大きくなり、且つ転送面を転動体が面圧を負荷されて転動するため剥がれ易いという問題点がある。このような問題点を有しているにもかかわらず、実際の転がり転送部材には防錆力が要求される用途が多いことから、めっき処理した転がり転送部材が使用されている。
【０００４】
そこで本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたものであり、めっきと合成樹脂コーティングとを併用してクラックやピット等が生じても十分な防錆力が確保できる転がり転送部材及びその表面処理方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成する本発明の請求項１に係る転がり転送部材の表面処理方法の発明は、転がり転送部材の転がり転送面を含む表面にめっき処理を施し、次いで当該めっき処理面に合成樹脂をコーティングし、その後当該転がり転送面に転がり部材を押圧しながら転送して少なくとも転がり転送面のめっき面の上に付着している合成樹脂を除去せしめることを特徴とするものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１〜図４は第１の実施の形態を示し、本発明をリニアガイド装置に適用した場合である。リニアガイド装置の転がり転送部材は、案内レール１とスライダ２である。一方の転がり転送部材である案内レール１の側面には、転動体（図１のものでは鋼球）３の転動体転動溝３Ａが軸方向に形成されている。また、他方の転がり転送部材であるスライダ２の内側面には、前記案内レール１の転動体転動溝３Ａに対向する転動体転動溝３Ｂが形成されている。
【０００７】
本実施の形態の転がり転送部材の表面処理方法にあっては、先ず、案内レール１とスライダ２の両部材を対象として、その両転動体転動溝３Ａ，３Ｂの転送面としての溝面（勿論、部材の全面でも良い）３ａに、例えば無電解ニッケルめっきを、厚すぎて後刻簡単に剥がれてしまうことがないように比較的薄く施す。その後、更に例えばビニル樹脂やアクリル樹脂等の合成樹脂を含浸又は塗布等の手段でコーティングする。これにより、部分拡大断面図である図２に示すように、転がり転送部材（案内レール１及びスライダ２）の溝面にめっき層４とこれを覆う合成樹脂層５とが形成される。しかして、めっき層４にはクラックやピット等の多数のすき間７が形成されるが、そのすき間７内に合成樹脂層５が侵入してすき間７は完全に塞がれる。なお、このすき間７内への合成樹脂層５の侵入を促進するために、減圧状態下での樹脂含浸を行っても良い。
【０００８】
このようにめっき層４を合成樹脂層５でコーティングした後、案内レール１にスライダ２を組み付け、対向した両転動体転動溝３Ａ，３Ｂに多数の転動体３を装填する。
続いて、図１に示すように、転動体３を装填した状態のスライダ２の上面に外部から荷重Ｆを負荷する。これによりスライダ２の両袖部が若干下がり、両転動体転動溝３Ａ，３Ｂは僅かに溝中心がずれると共に、スライダの転動体転動溝３Ｂの転がり転送面３ａと案内レールの転動体転動溝３Ａの転がり転送面３ａとに斜め下方に向けて荷重Ｆ_１ ，Ｆ_２ が転動体３を介して負荷される。この荷重負荷の下に、スライダ２（または案内レール１）を案内レール１の全長にわたり何回かの往復運動をさせる。すると、押圧転動する転動体３により溝面に形成されていた合成樹脂層５のうち、めっき層４の最大厚さｔ_ｍａｘ より上に形成されていた部分が転がり転送面８とその近傍部９において除去される。その結果、図３，図４に示すような樹脂除去部分１０が、転がり転送面８とその近傍部９とを含んで形成される。この樹脂除去部分１０においても、めっき層４のクラックやピット等の多数のすき間７は合成樹脂層５で完全に塞がれたままである。
【０００９】
この第１の実施の形態によれば、以下のような顕著な作用効果が得られる。
▲１▼めっき層４を薄く形成することにより発生する多数のクラックやピット等のすき間７に、合成樹脂層５が完全に食い込んで充填されているため、合成樹脂がめっき層４から剥がれにくい構造になっている。
▲２▼めっき処理，合成樹脂コーティング，転動体による転動押圧という工程を経由することにより、転がり転送部材である案内レール１，スライダ２の転がり転送面８及びその近傍部９の樹脂層を除去したので、その結果、使用時に転がり転送面８の面圧を受ける転動体が、軟らかい合成樹脂層５ではなく硬いめっき層４に直接接触する。そのため、転がり転送部品であるリニアガイド装置の諸機能（定格荷重，寿命，剛性等）が損なわれることがない。
【００１０】
▲３▼めっき層４の上の合成樹脂層５を押圧することにより、めっき層４のクラッック，ピット等のすき間７に樹脂がしっかり入り込んで、酸素が転がり転送部材に接触することを妨げる。それゆえ、めっき層４の最大厚さより上にコーティングされた樹脂を除去しても、なお十分高い防錆効果を奏する。
▲４▼合成樹脂層５の表面を転動体により押圧させると、押圧力だけではなく、転動熱が発生する。その熱によりコーティングした合成樹脂層５の硬さが低下し、その結果、めっき層４のすき間７には樹脂がより一層しっかり入り込んで、高い防錆力を発揮する。
【００１１】
図５は本発明をリニアガイド装置に適用した第２の実施の形態を示したものである。この場合は、転動体３としてオーバーサイズの鋼球を組み込み予圧を付与して、転がり転送部材の案内レール１，スライダ２を相対往復運動させる点が上記第１の実施の形態とは異なっている。合成樹脂層５に対する押圧力はその予圧で付与するため、スライダ２の上面に荷重Ｆを負荷しない。オーバーサイズの転動体３で両転動体転動溝３Ａ，３Ｂの溝面の押圧を行うことにより、各溝３Ａ，３Ｂ毎に溝面の２か所に樹脂除去部分１０が形成されることになる。
【００１２】
その他の作用効果は第１の実施の形態の場合と同様である。
図６〜図８は本発明をリニアガイド装置に適用した第３の実施の形態を示したものである。この場合は、転動体３の代わりに、全く別の部材である円板状の転がり部材１３を用いて、これにより案内レール１の転動体転動溝３Ａの溝面を押圧しながら転送する点が、上記第１，第２の各実施の形態とは異なっている。
【００１３】
円板状の転がり部材１３は外周面が球面に形成されており、二個一対として垂直軸の回りに互いに反対方向に回転させ、案内レール１の両側面の転動体転動溝３Ａを挟み付けて両側から押圧力Ｆを負荷する。往復運動は案内レール１の方を移動させても良く、あるいは転がり部材１３の方を軸回転させつつ移動させても良い。この場合も、両側の各転動体転動溝３Ａ毎に溝面の２か所に樹脂除去部分１０が形成される。
【００１４】
その他の作用効果は第１の実施の形態の場合と同様である。
図９は本発明を転がり転送部材であるボールベアリングの軌道輪（外輪）２０に適用した第４の実施の形態を示したものである。この場合の転がり部材２１としては、ボールとは全く別の部材である円板を使用している。この転がり部材２１の外周面は外輪２０の軌道面２０ａの円弧形状に合わせてある。これに負荷Ｆを加えて外輪２０の転送面としての軌道面２０ａに押し付け回転させる。一方、軌道部材２０も回転させる。このとき回転する外輪の外周面２０ｂを固定面２２に押圧することにより、転がり軸受のハウジング内径面とのはめあいとなる外輪の外周面２０ｂ及び外輪お軌道面２０ａにおける合成樹脂層を、めっき層の最大厚さより上の部分だけ除去することが可能である。
【００１５】
その他の作用効果は第１の実施の形態の場合とほぼ同様である。
図１０は本発明を転がり転送部材であるボールねじのねじ軸３０に適用した第５の実施の形態を示したものである。この場合の転がり部材としては互いに逆回転する二枚の円板３１を用い、回転させたねじ軸３０の転送面であるねじ溝面３０ａに押し付ける。
【００１６】
この場合の作用効果も第１の実施の形態の場合とほぼ同様である。
なお、本発明をリニアガイド装置に適用した第１ないし第３の実施の形態においては、転動体としてボールを用いるものについて説明したが、これに限らず転動体にころを用いるタイプのものにも適用可能である。
また、同じく第１ないし第３の実施の形態において、転動体転動溝が片側で１条づつのものを説明したが、片側２条以上のリニアガイド装置であっても良い。
【００１７】
また、本発明は、リニアガイド装置，ボールねじ装置，ボールベアリング以外の転がり転送部材、例えばローラベアリング，ボールスプライン，リニアボールベアリング等にも適用可能である。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の方法で得られる転がり転送部材によれば、めっき処理面に合成樹脂をコーティングした転がり転送面に転がり部材を押圧しながら転送することによって、当該転送面とその近傍部分のめっき面の上に付着している合成樹脂を除去したものであるから、樹脂が完全にメッキ層に食い込んで充填され剥がれにくいという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明をリニアガイド装置に適用した第１の実施の形態の正面図である。
【図２】転がり部材による押圧前の転がり転送面のめっき層及び合成樹脂層の形成状態を説明する断面図である。
【図３】転がり部材により押圧中の転がり転送面のめっき層及び合成樹脂層の形成状態を説明する断面図である。
【図４】転がり部材により押圧後の転がり転送面のめっき層及び合成樹脂層の形成状態を説明する断面図である。
【図５】本発明をリニアガイド装置に適用した第２の実施の形態の正面図である。
【図６】本発明をリニアガイド装置に適用した第３の実施の形態の平面図である。
【図７】その正面図である。
【図８】その斜視図である。
【図９】本発明をボールベアリングの外輪に適用した第４の実施の形態の斜視図である。
【図１０】本発明をボールねじのねじ軸に適用した第５の実施の形態の斜視図である。
【符号の説明】
１ 転がり転送部材
２ 転がり転送部材
３ 転がり部材
３ａ 転がり転送面
４ めっき層
５ 合成樹脂層
７ すき間
８ 転がり転送面
９ 近傍部
１０ 樹脂除去部分
１３ 転がり部材
２０ 転がり転送部材
２１ 転がり部材
３０ 転がり転送部材
３０ａ 転がり転送面
３１ 転がり部材

Claims (1)

1. 転がり転送部材の転がり転送面を含む表面にめっき処理を施し、次いで当該めっき処理面に合成樹脂をコーティングし、その後当該転がり転送面に転がり部材を押圧しながら転送して少なくとも転がり転送面のめっき面の上に付着している合成樹脂を除去せしめることを特徴とする転がり転送部材の表面処理方法。

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