JP4567978B2 - ボールチェーン用ベルトおよびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、テープ状成形物および複数のボールまたはローラーなどの転動体（以下、代表的に「ボール」と記す）の回転を利用して軌道上の直線運動案内装置に用いるボールチェーン用ベルトに関する。

従来、熱可塑性樹脂テープ状成形物は種々存在するが、テープ状の平面部に多数の穴部を設けその穴部に他の物体を保持させるベルトの成形に適したテープ状成形物の提案は殆どない。テープ状の平面部に多数の穴を設けそこに他の物体を保持させるベルトとしては、例えば、軌道上を直線運動案内装置におけるボールを回転自在に保持させる無端ベルトがある。このようなベルトは、例えば特開平５−５２２１７号公報に記載されているように、所定間隔に一列に配列される複数の各ボールの間に介在するボール保持部と、各ボール保持部間を連結する可撓性連結部材からなる。

このようなボールチェーン用ベルトの製造には、押出し成形したテープ状成形物に所定のボール保持穴を設けて製造する方法と、テープ状成形物を経ることなく直接射出成形による方法とがある。前者の一つの例は、特開２００１−７４０４８号公報に記載されるように、予め平帯状の長尺のテープ状成形物（ベルト部材）を押出成形し、このベルト部材を所定の長さに切断してボールを遊嵌する保持穴を一列に穿ち、この保持穴内にボールを中子として用いながら、互いに隣接する保持穴の間にボールを保持するためのスペーサー部を射出成形する。このように合成樹脂を押出成形してテープ状成形物（ベルト部材）を成形した後、ボール保持穴を設けボールを回転自在に保持させる場合、これを無端ベルトとして摺動させる使用に適した充分な強度が得にくい。また、射出成形によって成形したスペーサー部とベルト部材との接着が不充分でスペーサー部の脱落が発生する。そのため、特開２００１−７４０４８号公報には、さらに、ベルト部材に引張強度、曲げ強度を確保するために、２台の押出機を用いて補強材となる樹脂と補強材を被覆しテープ状部を形成する樹脂とを共通のダイから押出す方法、あるいは平帯状ベルトの長手方向に平行な両端部にガラス繊維、または炭素繊維、セラミック繊維等の補強剤を内蔵させる押出成形法も開示されている。しかし、前述の２種の樹脂の共押出しによって補強材部を形成させても充分な引張強度は得られず、強度を上げるためにその延伸倍率を大きくすると熱収縮率が大きくなり、例えば直線運動案内装置におけるボールを回転自在に保持させる無端ベルトのような使用には適さない。また、ガラス繊維、炭素繊維、セラミック繊維等のベルト形成材料とは異質の材質からなる繊維は、ベルト形成材料と充分強固に結合され得ず、使用中における種々の負荷により両者の間に間隙が生じ易く、間隙が生じると急激にその強度が低下してくるおそれがあり、耐久性に問題がある。

また、ボールチェーン用ベルトを製造する別の方法は、例えば、特開平１１−２４７８５６号公報に記載されている方法は、合成樹脂の射出成形を行う金型に、ボールチェーンに使用するボールの直径より大きな径のボール型を所定の間隔で突起配置し、かかる金型内に合成樹脂を射出することによって、ボール型が配列された連結体ベルトを成形し、連結体を金型から取り出した後、成形体のボール型部に所定のボールを押し込むことによって、ボールを回転可能に保持させる方法である。このような方法では、十分な寸法精度を発現することが非常に難しく、仮に十分な精度が得られたとしても金型の製造コストが非常に高価になるばかりでなく、金型からの製品の取外しが難しく穴周辺部にバリができるなど不良品の発生率が高くなり好ましくない。

他の方法、例えば、特開平５−１９６０３７号公報に開示されている方法は、複数の各ボールの間に介在させるボールピースと各ボールピース間を連結しかつボールが挿入されるボール穴を備えた連結バンドとが射出成形によって一体成形される。射出成形では、各ゲートから射出される樹脂がゲート間の中間部で接合することになる。この樹脂の接合をウェルドといい、この部分は強度が低下し易い。

上記したように、テープ状の平面部に多数の穴部を設け他の物体を保持させるベルトの成形に適したテープ状成形物は提供されていない。また、上述したような方法によるベルト部材の製造は煩雑であり、また所望の強度が得にくい。

本発明者等は、テープ状の平面部に多数の穴部を設け穴部に他の物体を保持させるベルトの成形に適した引張強度の大なるテープ状成形物またボールを一列に回転自在に配した引張強度の大なるボールチェーン用ベルトとして引張強度の大なる成形物をえることを課題として研究し、本発明に到った。

本発明は、テープ状の平面部に多数の穴部を設けたベルトあるいはその穴部に他の物体を保持させるベルトの成形に適したテープ状成形物を構成し、ボール保持力に優れ耐久性のあるボールチェーン用ベルトを提供することを課題とする。

本発明は、長手方向に平行な両端部またはそれに近い部分に、あらかじめ延伸した熱可塑性樹脂の繊維状物（以下、延伸繊維状物、と云う）を内蔵してなる熱可塑性樹脂テープ状の成形品に関する。特に、延伸繊維状物が該テープ状成形品を構成する繊維状物以外の樹脂と同一のまたは主成分を同一とする合成樹脂よりなり、長手方向引張強度が２５０ＭＰａ以上で熱収縮率が１％以下、好ましくは長手方向引張強度が３００ＭＰａ以上で熱収縮率が０．５％以下であることを特徴とする合成樹脂テープ状成形物を用いる。

本発明は、延伸繊維状物をインサートして該延伸繊維状物と同一のまたは主成分を同一とする接着性の良い熱可塑性樹脂を射出成形してなる合成樹脂テープ状の成形品であって、長手方向に平行な両端部またはそれに近い部分に位置する内蔵された延伸繊維状物、等間隔直線状に設けたボール嵌め込み穴、およびその穴の両側にボール保持用部材（保持しなくとも、隣り合うボール同士が直接接触しないようにする事が出来ればよい）を設けてなるボールチェーン用ベルトを与える。本発明のボールチェーン用ベルトは、延伸繊維状物が該ベルトを構成する繊維状物以外の樹脂と同一のまたは主成分を同一とすることにより成形可能な接着性の良い合成樹脂よりなり、引張強度が１００ＭＰａ以上、ボール嵌め込み穴にボールを嵌め込んだときのボール保持力が３０ＭＰａ以上、熱収縮率が１％以下である、好ましくは引張強度１５０ＭＰａ以上ボール嵌め込み穴にボールを嵌め込んだときのボール保持力が４５ＭＰａ以上、かつ、熱収縮率が０．５％以下である。このような場合、延伸繊維状物は嵌め込み穴より外側の部分にあればよい。本発明においては、特に、テープ状射出成形品の構成樹脂と前記繊維状物の構成樹脂との組み合わせとして、ポリエステルエラストマーとポリエステルエラストマーとの組み合わせ、ナイロンとナイロンとの組み合わせ、ポリ弗化ビニリデンとポリ弗化ビニリデンとの組み合わせ、およびポリエステルエラストマーとポリエステルとの組み合わせからなる群より選ばれた組み合わせを用いる。

本発明で用いるテープ状成形物は、延伸繊維状物１とインサートする樹脂２からなる図１に示すような成形物であり、金型内に予め延伸繊維状物１を成形物の長手方向に平行な両端部またはそれに近い部分に内蔵されるようにセットし、延伸繊維状物１と成形可能な接着性の良い樹脂を射出成形することによって、延伸繊維状物１と一体となったテープ状部（射出成形樹脂部）２を形成させ、長手方向引張強度が２５０ＭＰａ以上で熱収縮率が１％以下、好ましくは長手方向引張強度が３００ＭＰａ以上で熱収縮率が０．５％以下である樹脂テープ状成形品を用いることができる。なお、熱収縮率は、４０℃（乾熱）中に無緊張の状態で２４時間放置した後に測定した。

本発明のボールチェーン用ベルトは、図２（（ａ）：平面図（ｂ）：縦側面図、（ｃ）：横側面図）に示すようにテープ状成形物の長手方向に平行な両端部またはそれに近い部分に延伸繊維状物１、テープ状部（射出成形樹脂＞２の中央部に等間隔に多数のボール嵌め込み穴３、嵌め込み穴と嵌め込み穴の間にボール保持用部材４よりなる。このような場合、延伸繊維状物は嵌め込み穴より外側の部分にあればよい。なお、図２中、破線７はボールを嵌め込んだ状態を示す。

上述の本発明のボールチェーン用ベルトは以下のようにして製造することができる。すなわち、上述のようにして製造した延伸繊維状物を含むテープ状成形品（図１）に、図６に示すように、保持させるボール（またはローラー）よりやや大きい径の穴３を等間隔に穴開け加工し、この穴３に成型用ボールを嵌め込み、該穴の周囲にボール保持用部材４を突起状に射出成形する。あるいは、テープ状成形品を経ることなく金型８内に、図７に示すように、保持させるボールより径のやや大きい成形用ボール５および延伸繊維状物１を配して所定の樹脂の射出成形により、テープ状部２および保持部４を一体成形する。こうして長手方向に平行な両端部またはそれに近い部分に延伸繊維状物を内蔵し、ボール中央部を固定した成形物を得、成形用ボールを取外してボールチェーン用ベルトを得ることができる。これを用いたボールチェーンの製造は、保持させる所定のボールをそれぞれの穴に嵌め込むことによって、回転自在にボールを保持させたボールチェーンとすることができる。

ここで、あらかじめ延伸した熱可塑性樹脂の繊維状物とは、未延伸繊維状物を紡糸した後、未延伸繊維状物を延伸することによって、分子鎖が配向した繊維状物を云う。延伸の方法は、特に限定するものではなく、繊維状物の配向を高めることができればよい。例えば、未延伸から連続的に延伸工程を行う方法でも良い、

また未延伸繊維状物を得た後、別工程で延伸を行う方法でもよい。延伸は、１段延伸でも２段以上の多段延伸でもよく、熱処理等の工程を経ても良い。延伸媒体は、気体でも液体でも熱板でも良く、特に限定されるものではない。また、紡糸口金から吐出した樹脂にドラフトをかける直接紡糸延伸を行う方法でも良い。あらかじめ延伸した熱可塑性樹脂の繊維状物としては、通常の延伸条件で延伸して得られる引張強度３００ＭＰａ以上、好ましくは４５０〜１０００ＭＰａの延伸繊維であって、モノフィラメント、マルチフィラメントでも良い。また、複合構造繊維（例えば芯鞘構造）でも、組紐状繊維、撚り糸状繊維、異型状繊維等であっても良く、射出成形樹脂と充分な強度で接着状態を保持できる構造であればこれらに限定されるものではない。あらかじめ延伸した熱可塑性樹脂の延伸繊維状物としては、好ましくは、射出成形する樹脂と同質のモノフィラメント（芯鞘型複合糸を含む）を用いる。

本発明においては、成形可能な接着性の良い樹脂として、射出成形樹脂と、全く同一の樹脂あるいは、主成分が同一の樹脂が用いられる。またこれら同一の樹脂あるいは主成分を同一とする樹脂からなる延伸繊維状物の表層に化学的および物理的処理を施してもよい。また、射出成形に使用する樹脂としては、射出成形可能なものであれば限定されるものではないが、各種のエラストマー（例えば、ポリエステル系、ナイロン系、ポリオレフィン系、アクリル系、フッ素樹脂系）、あるいは各種の合成樹脂（例えば、ポリエステル系、ナイロン系、ポリオレフィン系、アクリル系、フッ素樹脂系等）等を用いることができる。

なお、延伸繊維状物とこれと同一のまたは主成分を同一とする成形可能な接着性の良い樹脂とから射出成形して得られるテープ状成形物における、長手方向に直交する断面に占める延伸繊維状物の比率は１０〜７０％、好ましくは２０〜６０％であることが望ましい。この比率は、テープ状成形物の大きさ、所望の強度などによって変わり得る。

本発明で用いるテープ状成形品において、繊維状物以外の成形部の配向は、繊維状物より低く、かつテープ状成形品の熱収縮率が１％以下が好ましく、さらに好ましくは０．５％以下になる程度である。

本発明で用いるテープ状成形品は、その長手方向に直交する断面の形状が四辺形になるものに限られるものではなく、三角形、多角形あるいはその一辺または複数の辺が曲線であるもの、楕円形あるいは楕円形を２分割した形状等のものも含まれる。

また、本発明で用いるテープ状成形品は、上記の断面における最大厚みと幅との比が１：５０〜１：１、好ましくは１：２０〜１：１、さらに好ましくは１：１５〜１：２の範囲にある。特に好ましくは、上記の断面における最大厚みと幅との比が１：１５〜１：２である長方形をなす成形品である。

本発明の、テープ状成形品にボールを嵌合してなるボールチェーンは、ボール等の無限循環路を備えた直線運動案内装置、また例えば特開平１１−３７２４６号公報に記載されるボールネジ装置のボール連結体として好ましく使用することができる。

以下、実施例、参考例および比較例をあげて本発明をさらに詳しく説明する。

なお、以下の実施例、参考例および比較例における熱収縮率、引張強度、伸度の測定条件はつぎの通りである。

〔測定方法および測定条件〕
（１）熱収縮率：
温度：４０℃（乾熱）、時間：２４時間にて測定した。

（２）引張強伸度測定方法：
温度２３℃の環境下で、テンシロンＵＣＴ＝１００型（オリエンテック社製）を用いて、長さ５０ｍｍの試験片を引張速度５０ｍｍ／分で測定した。

（３）ボールチェーン用ベルトのボール保持部強度：
ボールチェーン用ベルトの端から３番目の穴にボールを入れてボールを挟み、引張強度と同様にして測定した。

ボールチェーン用ベルトはベルトに丸穴が開けられており、各部位によって断面積が異なるが、破断は最も断面積の小さい部分で発生する。ボール保持部強度は最小断面積より算出した。
また、各実施例、参考例および各比較例で製造した製品の物性は表１および表２に纏めた。

参考例１
ＭＦＲ１０のポリエステルエラストマーを５０ｍｍφの押出機で樹脂温度２４０℃で紡糸し、未延伸糸を得た。この未延伸糸を１５０℃の熱風槽で５．８倍に延伸し、続いて１８０℃の熱風槽で１０％緩和して２００μｍの延伸糸を得た。この延伸糸の引張強度は４７０ＭＰａで、伸度は８６％であった。

つぎに、この延伸糸を射出成形金型内に図３に示すようにセットし、延伸糸と同一の樹脂を２８０℃で金型内にインサートし、幅０．６５ｍｍ、厚さ０．２４ｍｍの図１に示すテープ状成形品を得た。長手方向に直交する断面に占める延伸糸の比率は４０％であった。この成形品は、物性を表１に示したように引張強度が高く、熱収縮率が小さく寸法安定性が良い。接着性がよく延伸糸の剥離も生じない。

比較例１
比較例１−１
参考例１と同じ樹脂を用い、延伸糸をセットしなかったことを除いて、参考例１と同様にして幅０．６５ｍｍ、厚さ０．２４ｍｍの図４に示すテープ状成形品を得た。このものの引張強度は６１ＭＰａで、参考例１の成形品に比べて非常に小さい。

比較例１−２
ＭＦＲ１０のポリエステルエラストマーを５０ｍｍφの押出機で樹脂温度２４０℃で紡糸し、２００μｍの未延伸糸を得た。次に、参考例１と同様に、この未延伸糸を射出成形金型内に図３に示すようにセットし、未延伸糸と同一の樹脂を金型内にインサートし、幅０．６５ｍｍ、厚さ０．２４ｍｍの図１に示すテープ状成形品を得た。このものの引張強度は６５ＭＰａで、参考例１の成形品に比べて非常に小さい。
これら比較例から、参考例１において延伸繊維状物を内蔵させることの有効性が理解できる。

比較例２
参考例１の成形品と異なり延伸繊維状物を含まないテープ状成形品を押出し成形により製造した。

比較例２−１ 参考例１の射出成形に代えて、５０ｍｍφの押出機を用いて図４に示すテープ状成形品を得た。

比較例２−２ 上記比較例２−１と同様にしてテープ状成形品を押出し、引き続いて１５０℃の熱風槽で５．８倍に延伸したあと、１８０℃の熱風槽で１０％緩和して図４に示すテープ状成形品を得た。

比較例２−３ 上記２−１と同様にしてテープ状成形品を押出し、引き続いて１８０℃の熱風槽で６．２５倍に延伸したあと、２２０℃の熱風槽で３０％緩和して図４に示すテープ状成形品を得た。

比較例２−４ 延伸倍率を６．９倍にした以外は比較例２−２と同様にして図４に示すテープ状成形品を得た。

これら比較例２−１〜２−４から、延伸糸を含まない押出成形によるテープ状成形品は引張強度が小さい。押出成形品はさらに延伸工程を経ることにより引張強度は大きくなるが、延伸倍率が大きくなると、成形品の熱収縮率が大きくなり好ましくない。またいずれの場合も、参考例１の成形品に比べ、充分な強度が得られなかった。

参考例２
ＭＦＲ１０のポリエステルエラストマーを芯に、ＭＦＲ１７のポリエステルエラストマーを鞘にした芯鞘型複合糸（芯／鞘比率＝８０／２０容量％）を樹脂温度２４０℃で紡糸し未延伸糸を得た。この未延伸糸を１５０℃の熱風槽で５．８倍に延伸し、続いて１８０℃の熱風槽で１０％緩和し２００μｍの延伸糸を得た。この延伸糸の引張強度は４３７ＭＰａで、伸度は７１％であった。この延伸糸およびＭＦＲ１０のポリエステルエラストマーを用いて参考例１と同様にして、図１に示す幅０．６５ｍｍ、厚み０．２４ｍｍのテープ状成形品を得た。長手方向に直交する断面に占める延伸糸の比率は４０％であった。この成形品も参考例１で得られた成形品と同様の優れた物性を示した。

比較例３
参考例２における延伸糸に相当する芯６部を有するテープ状成形品（図５）を共押出により製造した。

比較例３−１ 参考例２の射出成形に代えて、ＭＦＲ１０のポリエステルエラストマーが成形テープの両端部に直径０．２ｍｍの芯を形成するように、ＭＦＲ１７のポリエステルエラストマーと共押出して、図５に示す芯６入りテープ状成形品（幅０．６５ｍｍ、厚み０．２４ｍｍ、芯直径０．２ｍｍ）を製造した。

比較例３−２ 比較例３−１と同様にして共押出成形した芯入りテープ状成形品を、引き続いて１５０℃の熱風槽で５．８倍に延伸したあと、さらに１８０℃の熱風槽で１０％緩和して図５に示す芯入り延伸テープ状成形品（幅０．６５ｍｍ、厚み０．２４ｍｍ、芯直径０．２ｍｍ）を製造した。

比較例３−３ 比較例３−２と同様にして押出成形した芯入りテープ状成形品を、引き続いて１８０℃の熱風槽で６．２５倍に延伸したあと、さらに２２０℃の熱風槽で３０％緩和して図５に示す芯入り延伸テープ状成形品（幅０．６５ｍｍ、厚み０．２４ｍｍ、芯直径０．２ｍｍ）を製造した。

比較例３−４ 延伸倍率を６．７倍にしたほかは、比較例３−２と同様にして共押出成形して図５に示す芯入りテープ状成形品（幅０．６５ｍｍ、厚み０．２４ｍｍ、芯直径０．２ｍｍ）を製造した。

これら比較例３−１〜３−４から、押出成形によって芯を形成する樹脂を両端部に内蔵させたテープ状成形物を得た後、延伸した芯入り延伸テープ状成形品は、延伸糸を用いて射出成形した場合に比べて充分な強度が得られず、強度を上げるためにさらに延伸倍率を上げると熱収縮率が大きくなり、糸とテープ部分とが剥離し易い不都合が見られる。

参考例３
相対粘度３．５の６／６６共重合ナイロン樹脂を５０ｍｍφの押出機で樹脂温度２３０℃で紡糸し、未延伸糸を得た。この未延伸糸を８５℃の温水浴中で３．６倍に１段延伸し、続いて１８５℃の熱風槽で１．５倍に２段延伸し、さらに１６５℃の熱風槽で１５％緩和して２００μｍの延伸糸を得た。この延伸糸の引張強度は８１５ＭＰａで伸度は４５％であった。つぎに、参考例１と同様に、この延伸糸を射出成形金型内に図３に示すようにセットし、延伸糸と同一の樹脂を金型内にインサートし２４０℃で射出成形して図１に示すテープ状成形品を得た。長手方向に直交する断面に占める延伸糸の比率は４０％であった。この成形品は引張強度は５８１ＭＰａと大きく、熱収縮率は０．３％と小さく優れた物性を示した。

参考例４
η_ｉｎｈ＝１．０のポリ弗化ビニリデン樹脂（呉羽化学工業社製ＫＦ＃１０００）を５０ｍｍφの押出機で樹脂温度２６０℃で紡糸し、未延伸糸を得た。この未延伸糸を１６５℃のグリセリン浴中で５．６倍に１段延伸し、続いて１７０℃のグリセリン浴中で１．１５倍に２段延伸し、さらに１６０℃グリセリン浴中で１０％緩和して２００μｍの延伸糸を得た。この延伸糸の引張強度は７５２ＭＰａで伸度は３５％であった。次に、参考例１と同様に、この延伸糸を射出成形金型内にセットし、延伸糸と同一の樹脂を２４０℃で射出成形して図１に示すテープ状成形品を得た。長手方向に直交する断面に占める延伸糸の比率は４０％であった。この成形品も参考例３で得られた成形品と同様の優れた物性を示した。

比較例５Ａ
参考例３と同様の６／６６共重合ナイロン樹脂を使用して、２段延伸倍率を１．４倍にした以外は、参考例３と同様にして２００μｍの延伸糸を得た。この延伸糸の引張強度は７６１ＭＰａであった。次に、参考例１と同様に、この延伸糸を射出成形金型内にセットし、参考例４と同一の樹脂を２４０℃で射出成形して図１に示すテープ状成形品を得た。長手方向に直交する断面に占める延伸糸の比率は４０％であった。この成形品も優れた物性を示した。

参考例４も比較例５Ａもともに優れた物性を示したが、この二つの例において、延伸糸の強度が殆ど同じであるにもかかわらず、参考例４のテープ状成形品のほうが物性が優れている。これは、延伸糸の樹脂と射出成形樹脂の接着性の違いによるものである。延伸糸と射出成形樹脂の接着性が良いと、延伸糸の物性を一層効果的にテープ状成形品に発現できる。

参考例６
ポリエステル樹脂（ＩＶ＝１．０）を使用し５０ｍｍφの押出機で樹脂温度２７５℃で紡糸し、未廷伸糸を得た。この未延伸糸を倍率５．５倍に延伸し、続いて１０％緩和熱処理して２００μｍの延伸糸を得た。この延伸糸の引張強度は６５３ＭＰａで伸度は３８％であった。次に、参考例１で使用した樹脂を使用して、参考例１と同様にこの延伸糸を射出成形金型内にセットし、参考例１と同一の樹脂を２８０℃で射出成形して図１に示すテープ状成形品を得た。長手方向に直交する断面に占める延伸糸の比率は４０％であった。この成形品も参考例３で得られた成形品と同様の優れた物性を示した。

比較例４
延伸糸と異なる樹脂をインサートして延伸糸含有テープ状製品を製造した。

比較例４−１ 参考例６で使用したポリエステル樹脂が、成形テープの両端部の芯を形成するように、ＭＦＲ１０のポリエステルエラストマーと共押出して、芯入り未延伸テープを得た。そのあと、参考例６と同様に延伸および緩和熱処理を行い、図５に示す芯入り延伸テープ状成形品（幅０．６５ｍｍ、厚み０．２４ｍｍ、芯直径０．２ｍｍ）を製造した。物性は表１に示すように、強度は充分に発現したが、熱収縮が大きく、寸法安定性に欠けるものであった。

比較例４−２ 参考例４と同様にして得たポリ弗化ビニリデン樹脂の延伸糸と、参考例１で使用したＭＦＲ１０のポリエステルエラストラマーとを使用して、参考例１と同様にしてテープ状の成形品を成形したが、ポリ弗化ビニリデン樹脂の延伸糸はインサート成形時に溶融してしまった。

次に、ボールチェーン用ベルトの製造の例を挙げる。

実施例７
図７に示すように、金型内にボールを等間隔にセットし、参考例１で製造した延伸糸を成形物の長手方向に平行な両端部に内蔵される位置に配置し、延伸糸と同一の樹脂（ＭＦＲ１０のポリエステルエラストマー）を金型内にインサートし、幅２．２４ｍｍ、厚さ０．２４ｍｍ、穴径１．６３ｍｍφ、穴と穴のピッチ１．７３ｍｍの図２に示すようなボールチェーン用ベルトを得た。長手方向に直交する断面に占める延伸糸の比率はボールを保持する部分（スペーサー部）で５％、穴の直径部で４３％であった。このボールチェーン用ベルトはその物性を表２に示したように引張強度が高く、ボール保持する部分の強度も高く、熱収縮率が小さく寸法安定性が良い。糸は剥離もなく接着性が良い。

比較例５
実施例７と異なり、延伸糸を用いなかったことを除き、実施例７と同様にして図８に示すようなボールチェーン用ベルト（幅２．２４ｍｍ、厚さ０．２４ｍｍ、穴径１．６３ｍｍφ、穴と穴のピッチ１．７３ｍｍ）を射出成形で得た。図８中、破線７はボールをはめ込んだ状態を示す。

実施例８
参考例１と同様にして製造した幅２．２４ｍｍ、厚さ０．２４ｍｍのテープに、図１０のように穴開け加工（穴径１．６３ｍｍφ、穴と穴のピッチ１．７３ｍｍ）をした。その後この穴開きテープ状成形品および該穴に成型用ボールを嵌め込み金型内にセットし、ＭＦＲ１０のポリエステルエラストマーをインサート成形を行って、図２に示すようなボールチェーン用ベルトを得た。

比較例６
押出成形した延伸倍率の異なるテープ状成形品に、実施例８と同様に穴開け加工およびインサート成形してボールチェーン用ベルトを製造した。

比較例６−１ 実施例７と同一の樹脂（ＭＦＲ１０のポリエステルエラストマー）を使用して、５０ｍｍφの押出機で幅２．２４ｍｍ、厚さ０．２４ｍｍの図４のようなテープ状成形品を押出した後、図６のように穴あけ加工（穴径１．６３ｍｍφ、穴と穴のピッチ１．７３ｍｍ）をした。その後この穴開きテープ状成形品および該穴に成型用ボールを嵌め込み金型内にセットし、インサート成形を行って、図８に示すようなボールチェーン用ベルトを得た。

比較例６−２ 実施例７と同一の樹脂を使用して、比較例６−１と同様にしてテープ状成形品を押出した後、１５０℃の熱風槽で５．８倍に延伸したあと１８０℃の熱風槽で１０％緩和し、延伸テープを得た。このテープを用いて比較例６−１と同様に穴開け加工とインサート成形を行って、図８に示すようなボールチェーン用ベルトを得た。

比較例６−３ 延伸倍率を６．９倍にした以外は、比較例６−２と同様にしてボールチェーン用ベルトを得た。

比較例６−４ 実施例７と同一の樹脂を使用して、比較例６−１と同様にしてテープ状成形品を押出した後、１８０℃の熱風槽で６．２５倍に延伸した後、２２０℃の熱風槽で３０％緩和し、延伸テープを得た。その後、比較例６−１と同様に穴開け加工とインサート成形を行い、図８に示すようなボールチェーン用ベルトを得た。

比較例６−１〜６−４においては、インサート成形した際に、スペーサー部に樹脂の充填不足や穴開けした部分に樹脂が入り込む「バリ」などの成形不良が発生した。

実施例９
実施例２で得た芯鞘型複合糸を用いて、実施例７と同様にしてインサート成形で図２に示すようなボールチェーン用ベルトを製造した。

比較例７
ＭＦＲ１０のポリエステルエラストマーを芯６にしてＭＦＲ１７のポリエステルエラストマーと共押出して芯入り複合テープを用いて、図９に示すようなボールチェーン用ベルトを製造した。なお、図９中、破線７はボールを嵌め込んだ状態を示す。

比較例７−１ ＭＦＲ１０のポリエステルエラストマーを芯にしてＭＦＲ１７のポリエステルエラストマーと共押出して芯６入り複合テープを得た。このテープを用いて比較例６と同様に穴開け加工とインサート成形を行って、図９のボールチェーン用ベルトを得た。

比較例７−２ ＭＦＲ１０のポリエステルエラストマーを芯にしてＭＦＲ１７のポリエステルエラストマーと共押出して芯入り複合テープを得、さらに引き続き１５０℃の熱風槽で５．８倍に延伸し、さらに１８０℃の熱風槽で１０％緩和して、延伸テープを得た。このテープを用いて比較例６と同様に穴開け加工とインサート成形を行って、図９に示すボールチェーン用ベルトを得た。

比較例７−３ 上記比較例７−２で延伸倍率を６．７倍にした以外は比較例７−２と同様にして図９に示すボールチェーン用ベルトを得た。

比較例７−４ ＭＦＲ１０のポリエステルエラストマーを芯にしてＭＦＲ１７のポリエステルエラストマーと共押出して芯入り複合テープを得、さらに引き続き１８０℃の熱風槽で６．２５倍に延伸し、さらに２２０℃の熱風槽で３０％緩和して、延伸テープを得た。このテープを用いて比較例６と同様に穴開け加工とインサート成形を行って、図９に示すようなボールチェーン用ベルトを得た。

比較例７−１〜７−４のいずれの場合も、成形困難で成形不良品が多く発生し、また正常に得られた成形品は引張強度、保持部強度ともに小さく使用に耐えるものではなかった。

実施例１０
実施例３で得たナイロン延伸糸を、射出成形金型内に実施例７と同様に図７のようにセットし、延伸糸と同一の樹脂を金型内にインサートし、幅２．２４ｍｍ、厚さ０．２４ｍｍ、穴径１．６３ｍｍφ、穴と穴のピッチ１．７３ｍｍの図２に示すようなボールチェーン用ベルトを得た。

実施例１１
参考例４で得たポリ弗化ビニリデン樹脂の延伸糸を、射出成形金型内に実施例７と同様に図７のようにセットし、延伸糸と同一の樹脂を金型内にインサートし、幅２．２４ｍｍ、厚さ０．２４ｍｍ、穴径１．６３ｍｍφ、穴と穴のピッチ１．７３ｍｍの図２に示すようなボールチェーン用ベルトを得た。

比較例１２Ａ
比較例５Ａで用いたナイロン延伸糸を実施例７と同様に図７のように金型内にセットし、参考例４と同一の樹脂を２４０℃で射出成形して、幅２．２４ｍｍ、厚さ０．２４ｍｍ、穴径１．６３ｍｍφ、穴と穴のピッチ１．７３ｍｍの図２に示すボールチェーン用ベルトを得た。長手方向に直交する断面に占める延伸糸の比率は、保持する部分（スペーサー部）で５％、穴直径部で４３％であった。

実施例１１も比較例１２Ａも優れた物性が得られた。実施例１１のほうがより優れているのは、参考例４、比較例５Ａの場合と同様に延伸糸と射出成形樹脂の接着性が実施例１１のほうが良いことによる。
比較例８

参考例４で得たポリ弗化ビニリデン樹脂の延伸糸を、射出成形金型内に実施例７と同様に図７のようにセットし、ＭＦＲ１０のポリエステルエラストマーを金型内にインサートし、幅２．２４ｍｍ、厚さ０．２４ｍｍ、穴径１．６３ｍｍφ、穴と穴のピッチ１．７３ｍｍの図２に示すようなボールチェーン用ベルトを製造したが、ポリ弗化ビニリデン樹脂がインサート成形時に溶融した。

実施例１３
参考例６で得たポリエステルの延伸糸を、射出成形金型内に、実施例７と同様に、図７のようにセットし、ＭＦＲ１０のポリエステルエラストマーを金型内にインサートし、幅２．２４ｍｍ、厚さ０．２４ｍｍ、穴径１．６３ｍｍφ、穴と穴のピッチ１．７３ｍｍの図２に示すようなボールチェーン用ベルトを得た。

上記実施例７〜１１および１３で得られたボールチェーン用ベルトはいずれも引張強度、保持部強度ともに充分大きく、ボールチェーン用ベルトとして優れた性能を示した。

比較例９
ボビンに捲かれたガラス繊維（マルチフィラメント９．４μｍφ１２０本束）をダイス内に供給し、実施例７で使用したポリエステルエラストマーを押出機で２４０℃に加熱してダイス内に押出してガラス繊維を被覆するようにして、図５の芯入り複合テープ状成形品を得た。続いて比較例６と同様に穴開け加工とインサート成形を行って、図９に示すようなボールチェーン用ベルトを得た。ガラス繊維とポリエステルエラストマーとの接着が不充分でガラス繊維の剥離や単糸切れが発生した。

比較例１０
比較例９のガラス繊維に代えてカーボン繊維（マルチフィラメント１０μｍφ ８０本束）を使用した以外は比較例９と同様にして図９のボールチェーン用ベルトを得た。カーボン繊維とポリエステルエラストマーとの接着が不充分でカーボン繊維の剥離や単糸切れが発生した。

実施例１４
図１１に示すように、金型内にローラーを等間隔にセットし、参考例１で製造した延伸糸を成形物の長手方向に平行な両端部に内蔵される位置に配置し、延伸糸と同一の樹脂（ＭＦＲ１０のポリエステルエラストマー）を金型内にインサートし、幅２．２４ｍｍ、厚さ０．２４ｍｍ、幅方向の穴長１．６３ｍｍφ、穴と穴のピッチ１．７２ｍｍの図１２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すようなローラー型ボールチェーン用ベルトを得た。長手方向に直交する断面に占める延伸糸の比率はボールを保持する部分（スペーサー部）で５％、穴の直径部で４３％であった。

このローラー型ボールチェーン用ベルトは、引張強度が高く、ローラーを保持する部分の強度も高く、熱収縮率が小さく寸法安定性が良い。糸は剥離もなく接着性が良い。

実施例１５
実施例７と同様にして得たボールチェーン用ベルトにボールを嵌入してボールチェーンを作成した。このベルトを用いて、図１３に示すような軌道レール１２、移動ブロック本体１３、およびボールチェーンよりなる直線運動案内装置を作成した。

実施例１６
実施例１４と同様にして得たローラー型ボールチェーン用ベルトにボールを嵌入してボールチェーンを作成した。このベルトを用いて、図１４に示すような軌道レール１６、移動ブロック本体１７、およびローラー型ボールチェーン１８よりなる直線運動案内装置１５を作成した。

実施例１７
実施例７と同様にして得たボールチェーン用ベルトにボールを嵌入してボールチェーンを作成した。このベルトを用いて、図１５に示すようなボールネジ１９を作成した。図中、２０はネジ軸、２１はナット部材、２２はリターンパイプ、２３はボールチェーンを示す。

実施例１４、１５で作成した直線運動案内装置、および実施例１７で作成したボールネジはいずれも長期間の使用に耐えることが明らかになり、本発明のボールチェーン用ベルト、ボールチェーンは、直線運動案内装置やボールネジ装置の優れた部材となり得ることが証明された。

産業上の利用の可能性

延伸繊維状物を金型内にセットし該延伸繊維状物と同一のまたは主成分を同一となる樹脂を射出成形したテープ状成形品を用いる本発明によれば、従来の押出し成形品、単に射出成形した製品では得ることのできない強度の大きいボールチェーン用ベルトが得られる。

また、このようなテープに穴開け加工して、転動体（例えばボール、ローラー）保持部を射出成形することによって、強度の大きいボールチェーン用ベルトあるいは延伸繊維状物と成形用ボールを金型内にセットし該延伸繊維状物と同一のまたは主成分を同一となる樹脂を射出成形して得られるボールチェーン用ベルトは、（共）押出成形したボールチェーン用ベルトでは得ることのできない強度の大きい製品となる。また、延伸繊維状物を成形品の両端に配置することにより、延伸繊維状物自体が強度へ寄与するだけでなく、ウェルド部の補強をなし、かっ成形不良が著しく改善される。

上述のようにして得られる本発明のボールチェーン用ベルトに所定のボール（またはローラー）を嵌め込みボールチェーンベルトが作成される。このボールチェーンベルトは無限循環路を備えた直線案内装置、またはボールネジ等に利用され、優れた性能を発揮させることができる。

本発明で用いるテープ状成形品を示す斜視図である。 本発明のボールチェーン用ベルトを示すものであり、（ａ）は平面図、（ｂ）は縦側面図、（ｃ）は横側面図である。 本発明で用いるテープ状成形品の成形の金型内に延伸繊維状物をセットした状態を示す図であって、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は横断面図である。 比較のための延伸繊維状物を含まないテープ状成形品を示す斜視図である。 比較のための共押出し芯入り複合テープ状成形品を示す。 本発明で用いるテープ状成形品にボール嵌め込み穴開けした図を示す。 本発明のボールチェーン用ベルト成形のために金型内に延伸繊維状物とボールをセットした図を示す。 比較のためのボールチェーン用ベルト（延伸繊維状物なし）を示すものであり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。 比較のためのボールチェーン用ベルト（芯入り複合ベルト）を示すものであり、（ａ）は平面図、（ｂ）は縦側面図、（ｃ）は横側面図である。 比較のための延伸繊維状物を含まないテープ状成形品にボール嵌め込み穴開けした図である。 本発明のローラー型ボールチェーン用ベルト成形のために金型内にローラーをセットした図である。 本発明のローラー型ボールチェーン用ベルト図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は縦側面図、（ｃ）は横側面図である。 本発明のボールチェーンを組み込んだ直線運動案内装置を示す斜視図である。 本発明のローラー型ボールチェーンを組み込んだ直線運動案内装置を示す斜視図である。 本発明のボールチェーンを組み込んだボールネジを示す断面図である。

１ 延伸繊維状物
２ テープ状部
３ ボール保持用穴
４ ボール保持用部材
５ 成形用ボール
６ 芯
７ ボールを嵌め込んだ状態を示す
８ 金型
９ ローラー保持用穴
１０ ローラー保持用部材
１１ 直線運動案内装置
１２ 軌道レール
１３ 移動ブロック本体
１４ ボールチェーン
１５ 直線運動案内装置
１６ 軌道レール
１７ 移動ブロック本体
１８ ボーラー型ボールチェーン
１９ ボールネジ
２０ ネジ軸
２１ ナット部材
２２ リターンパイプ
２３ ボールチェーン（ボールベルトとボール）

Claims (6)

1. 合成樹脂テープ状射出成形品であって、該テープ状成形品の長手方向に平行な両端部またはそれに近い部分に内蔵されたあらかじめ延伸した繊維状物および等間隔直線状に設けたボール嵌め込み穴を備え、更に該テープ状射出成形品の構成樹脂と前記繊維状物の構成樹脂との組み合わせが、ポリエステルエラストマーとポリエステルエラストマーとの組み合わせ、ナイロンとナイロンとの組み合わせ、ポリ弗化ビニリデンとポリ弗化ビニリデンとの組み合わせ、およびポリエステルエラストマーとポリエステルとの組み合わせからなる群より選ばれた組み合わせであることを特徴とする、ボールチェーン用ベルト。
2. 合成樹脂テープ状射出成形品であって、該テープ状成形品の長手方向に平行な両端部またはそれに近い部分に内蔵されたあらかじめ延伸した繊維状物、等間隔直線状に設けたボール嵌め込み穴およびその周囲の保持部を備え、更に該テープ状射出成形品の構成樹脂と前記繊維状物の構成樹脂との組み合わせが、ポリエステルエラストマーとポリエステルエラストマーとの組み合わせ、ナイロンとナイロンとの組み合わせ、ポリ弗化ビニリデンとポリ弗化ビニリデンとの組み合わせ、およびポリエステルエラストマーとポリエステルとの組み合わせからなる群より選ばれた組み合わせであることを特徴とする、ボールチェーン用ベルト。
3. 前記繊維状物がモノフィラメントである請求項１または２記載のボールチェーン用ベルト。
4. 引張強度が１００ＭＰａ以上で熱収縮率が１％以下である請求項１または２記載のボールチェーン用ベルト。
5. 金型内に、成形物の中央部に直線状に保持させるボールより径のやや大きい成形用ボール、及びあらかじめ延伸した熱可塑性樹脂の繊維状物を該成形物の長手方向に平行な両端部またはそれに近い部分に内蔵される位置にセットし、成形可能な樹脂を射出成形することにより、テープ状部および保持部を一体成形して後、成形用ボールを取り外すことからなり、更に前記成形可能な樹脂と前記繊維状物の構成樹脂との組み合わせが、ポリエステルエラストマーとポリエステルエラストマーとの組み合わせ、ナイロンとナイロンとの組み合わせ、ポリ弗化ビニリデンとポリ弗化ビニリデンとの組み合わせ、およびポリエステルエラストマーとポリエステルとの組み合わせからなる群より選ばれた組み合わせであることを特徴とするボールチェーン用ベルトの製造方法。
6. 前記繊維状物がモノフィラメントである請求項５記載のボールチェーン用ベルトの製造方法。

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