JP6310981B2 - Method for manufacturing motion guide device - Google Patents
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Description
本発明は、運動案内装置の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for manufacturing a motion guide device.
従来から、リニアガイドやボールスプライン装置、ボールねじ装置などのような運動案内装置においては、かかる装置を構成する部材が繰り返し転動・摺動動作を伴うことから、その構成部材には、一般的に、高炭素クロム軸受鋼やステンレス鋼、肌焼鋼のような硬度の高い金属材料が採用されている。 Conventionally, in motion guide devices such as linear guides, ball spline devices, ball screw devices, etc., since the members constituting such devices are repeatedly accompanied by rolling and sliding operations, In addition, high-hardness metal materials such as high carbon chromium bearing steel, stainless steel, and case-hardened steel are used.
しかし、近年の運動案内装置の適用範囲拡大の要請から、特に、軽量化した装置の実現が求められており、この要請に応えるために軽量化のためのアイデアが提案されてきている。例えば、下記特許文献1には、リニアガイド装置の軽量化を目的として、軌道部材としてのガイドレールを構成する部材にアルミニウム合金を用いたことを特徴とする発明が開示されている。 However, in recent years, there has been a demand for the realization of a weight-reduced device in response to a request for expanding the application range of motion guide devices in recent years, and an idea for weight reduction has been proposed to meet this demand. For example, Patent Document 1 below discloses an invention characterized in that an aluminum alloy is used as a member constituting a guide rail as a track member for the purpose of reducing the weight of the linear guide device.
ところが、下記特許文献1に記載の発明では、従来と同様に運動案内装置の主要な部材が金属材料によって構成されているので、ある程度の軽量化は達成できるとしても限界があり、近時のさらなる軽量化の要請に応えることには困難があった。 However, in the invention described in Patent Document 1 below, since the main members of the motion guide device are made of a metal material as in the prior art, there is a limit even if a certain amount of weight reduction can be achieved. It was difficult to meet the demand for weight reduction.
一方、鋼などの金属材料並の強度および剛性を有し、且つ、軽量化をも実現する材料として、FRP(Fiber Reinforced Plastics:繊維強化プラスチック)が知られている。このFRPは、繊維と樹脂を用いることによってプラスチックを補強し、強度を著しく向上させることができるので、宇宙・航空産業をはじめ、バイク、自動車、鉄道、建設産業、医療分野など、さまざまな分野で用いられている材料である。そして、本願の出願人は、FRPを運動案内装置の構成部材に適用する技術を鋭意研究しており、例えば、下記特許文献2等に開示される発明を種々創案している。 On the other hand, FRP (Fiber Reinforced Plastics) is known as a material that has the same strength and rigidity as metal materials such as steel, and that also achieves weight reduction. This FRP can reinforce plastics by using fiber and resin and can significantly improve the strength, so it can be used in various fields such as the space and aviation industries, motorcycles, automobiles, railways, construction industries, medical fields, etc. It is the material used. The applicant of the present application has been diligently researching a technique for applying FRP to constituent members of a motion guide device, and has created various inventions disclosed in, for example, Patent Document 2 below.
ところで、FRPを成型する手法には、例えば、金型やアルミ型等の型を制作し、その型に沿ってプリプレグと呼ばれるシート状をしたFRPシートを積層して貼り合わせることで、FRPを製造する手法が存在している。ただし、この手法では、型を必ず用意しなければならず、製造コストが増加してしまうという課題が存在していた。 By the way, as a method of molding FRP, for example, a mold such as a mold or an aluminum mold is manufactured, and a sheet-like FRP sheet called a prepreg is laminated and bonded together along the mold to manufacture FRP. There is a way to do this. However, in this method, a mold must be prepared, and there is a problem that the manufacturing cost increases.
一方、運動案内装置の構成部材には、他部材との固定等のためにタップ加工や穴開け加工等を行う必要があるが、全ての構成部材をFRPで製造した運動案内装置の場合、FRPに対する加工部には、繊維の飛び出しや毛羽立ち、バリなどの不具合が発生してしまうといった課題が存在していた。このような不具合を防止するには、FRPの繊維の方向等を考慮した加工が必要となるが、かかる対策は加工形状に大きな制約を及ぼすものであるため、運動案内装置の設計に大きな制約を生じさせるという課題が存在していた。 On the other hand, the component members of the motion guide device need to be tapped, drilled, etc. for fixing with other members. In the case of the motion guide device in which all the component members are manufactured by FRP, the FRP In the processed part, there are problems such as occurrence of defects such as fiber jumping, fluffing, and burrs. In order to prevent such problems, it is necessary to perform processing in consideration of the direction of the FRP fibers, etc., but since such measures have great restrictions on the processing shape, there are significant restrictions on the design of the motion guide device. There was a problem of causing it.
上述したように、従来技術に係るFRPの成型技術とFRPの加工技術には、種々の課題が存在していた。したがって、軽量化のためにFRPを適用しつつも設計上の制約が少なく、しかも製造コストを削減した手法によって製造される運動案内装置は存在していなかった。本発明は、このような従来技術に存在する種々の課題に鑑みてなされたものであって、運動案内装置にFRPを適用する新たな技術方法を提供することによって、軽量化を実現するとともに設計上の制約が少なく、しかも製造コストを削減した新たな運動案内装置を提供することを目的とするものである。 As described above, there are various problems in the FRP molding technology and the FRP processing technology according to the prior art. Accordingly, there has been no motion guide device manufactured by a technique that has few design restrictions while applying FRP for weight reduction and that has reduced manufacturing costs. The present invention has been made in view of such various problems existing in the prior art, and provides a new technical method for applying FRP to a motion guide device, thereby realizing weight reduction and design. It is an object of the present invention to provide a new motion guide device with less upper constraints and reduced manufacturing costs.
本発明に係る運動案内装置の製造方法は、転動体転走面を備える軌道部材と、前記転動体転走面に対向する負荷転動体転走面を備える移動部材と、前記転動体転走面と前記負荷転動体転走面とによって構成される負荷転動体転走路内に転動自在に設置される複数の転動体と、を有することにより、前記移動部材が前記軌道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運動案内装置の製造方法であって、金型兼外層部材を準備する金型兼外層部材準備工程と、前記金型兼外層部材に対して接着剤を用いてプリプレグを貼り合わせていくプリプレグ積層工程と、前記プリプレグ積層工程を経て得られた前記軌道部材又は前記移動部材の半成形品に対して加熱又は加圧を加えることで、前記軌道部材又は前記移動部材の成形品を得る加熱・加圧工程と、前記加熱・加圧工程において得られた前記成形品に対して仕上げ加工を行うことで、前記軌道部材又は前記移動部材としての最終成品を得る仕上げ加工工程と、を含む処理を実行することで、前記軌道部材又は前記移動部材を得ることを特徴とするものである。 The method of manufacturing a motion guide device according to the present invention includes a raceway member having a rolling element rolling surface, a moving member having a loaded rolling element rolling surface facing the rolling element rolling surface, and the rolling element rolling surface. And a plurality of rolling elements that are installed in a freely rolling manner in a loaded rolling element rolling path constituted by the rolling element rolling surface and the load rolling element rolling surface. A method of manufacturing a motion guide device that is reciprocally movable or rotationally movable in a direction, a mold / outer layer member preparing step for preparing a mold / outer layer member, and an adhesive for the mold / outer layer member A prepreg laminating step in which prepregs are bonded together using the prepreg laminating step, and applying heat or pressure to the race member obtained through the prepreg laminating step or a semi-molded product of the moving member, Molding of the moving member A finishing process for obtaining a final product as the track member or the moving member by performing a finishing process on the molded product obtained in the heating / pressing process, The track member or the moving member is obtained by executing a process including:
本発明によれば、運動案内装置にFRPを適用する新たな技術方法を提供することによって、軽量化を実現するとともに設計上の制約が少ない構成を有し、さらに製造コストの削減をも実現した新たな運動案内装置を提供することができる。 According to the present invention, by providing a new technical method for applying FRP to a motion guide device, it has a structure that is lighter in weight and has fewer design restrictions, and further reduces manufacturing costs. A new motion 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。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments for carrying out the invention will be described with reference to 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. .
なお、本明細書における「運動案内装置」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、旋回軸受、直線案内装置としてのリニアガイド、ボールスプライン装置、又はボール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。 The “motion guide device” in this specification includes, for example, rolling bearings used in general for machine tools and the like, non-lubricated bearings used in vacuum, slewing bearings, linear guides as linear guide devices, ball spline devices, Or it includes a device with any rolling / sliding motion such as a ball screw device.
図1および図2は、本実施形態に係る運動案内装置の一形態を示す図であり、特に、図1は、本実施形態に係る運動案内装置の概略構造を説明するための斜視分断図を示しており、図2は、本実施形態に係る運動案内装置の縦断面図を示している。 FIG. 1 and FIG. 2 are views showing an embodiment of a motion guide device according to the present embodiment. In particular, FIG. 1 is a perspective cutaway view for explaining a schematic structure of the motion guide device according to the present embodiment. FIG. 2 shows a longitudinal sectional view of the motion guide device according to the present embodiment.
この運動案内装置10は、リニアガイドとボールねじが組み合わされて一体構造となっている形式の運動案内装置10を示すものである。そして、このボールねじが、不図示のモータに接続されることで、本発明に係るアクチュエータとして機能する。
This
本実施形態に係る運動案内装置10の主な構造としては、軌道部材としての軌道レール11と、その軌道レール11に転動体としての複数のボール12を介して移動自在に取り付けられた移動部材13とを備えている。また、移動部材13の中央部には、螺旋状のねじ溝が形成された開口部13bが設けられており、かかる開口部13bには、この開口部13bに導通するとともに、ボール12を介して回転移動自在に取り付けられたねじ軸14が設けられている。
The main structure of the
軌道レール11は縦断面が略U字形をした長尺の部材であり、その内側両側面にはボール12を受け入れ可能な転動体転走溝11aが左右2条ずつ軌道レール11の全長に亘って形成されている。軌道レール11の縦断面略U字形の底面側には、その長手方向に適宜間隔をおいて複数のボルト取付孔11bが形成されている。これらボルト取付孔11bに螺着されるボルト(不図示)により、軌道レール11が所定の取付面、例えば工作機械のベッドの上面に固定されることになる。なお、図示の軌道レール11は直線状であるが、曲線状のレールが使用されることもある。
The
移動部材13は、鋼などの強度の高い金属材料に孔を空けた構造のブロックとして構成されている。この移動部材13には、軌道レール11が有する4条の転動体転走溝11aとそれぞれ対向する4条の負荷転動体転走溝13aが設けられている。これら転動体転走溝11aと負荷転動体転走溝13aの組み合わせにより、軌道レール11と移動部材13との間に4条の負荷転動体転走路15が形成される。また、移動部材13の上面13cには複数(図1で見えているのは3本、実際には4本)の雌ねじ13dが形成されている。これらの雌ねじ13dを利用して、移動部材13が所定の取付面、例えば工作機械のサドルやテーブルの下面に固定されることになる。なお、移動部材13については、金属材料のみによって構成されるものだけでなく、鋼などの強度の高い金属材料と一体に射出成形された合成樹脂製の型成形体を含む構造とすることも可能である。
The moving
移動部材13には、4条の負荷転動体転走路15と並行して延びる4条の戻し通路16が形成されている。また、移動部材13は、その両端面に蓋体18を有しており、この蓋体18に形成されるアーチ状に陥没する図示しないボール案内溝によって、負荷転動体転走路15と戻し通路16との間でアーチ状に突出して形成される方向転換路17(図1では、1コーナ側のみ2条の方向転換路17を、蓋体18を除いた状態で示す)を形成する。
In the moving
一対の蓋体18が移動部材13端部を構成する部材として確実に固定されることにより、それらの間に負荷転動体転走路15と戻し通路16とを結ぶ方向転換路17が形成される。戻し通路16と方向転換路17とによってボール12の無負荷転動体転走路19が構成され、その無負荷転動体転走路19と負荷転動体転走路15との組み合わせによって無限循環路20が構成される。
When the pair of
また、本実施形態に係る運動案内装置10のボール12間には、ボール12よりも柔らかいスペーサ部材21が設置されている。なお、図1において例示するスペーサ部材21については、軌道レール11と移動部材13の間に設置されるものには帯状のスペーサ部材21が採用されており、一方、移動部材13とねじ軸14の間に設置されるものにはボール12間に1個ずつ挿入されるリテーナとしてのスペーサ部材21が採用されている。ただし、スペーサ部材21の種類や設置の組み合わせについては、図1に例示するものに限られず、例えば、転動体であるボール12の径以下の径を持つスペーサボールなどを採用することが可能である。このようにして設置されるスペーサ部材21は、ボール12同士の干渉や衝突、ボール12の脱落などを防止できるとともに、ボール12の整列運動を実現し、さらにはスペーサ部材21の自己潤滑効果も相まって、運動案内装置10の耐摩耗性を大きく改良できるという効果を発揮する。
In addition, a
ここで、本実施形態に係る運動案内装置10の特徴的な点として、軌道部材としての軌道レール11は、縦断面が略U字形をした軌道レール11の外方側と内方側がアルミニウム合金の押出し材によって形成されているのに対して、外方側と内方側に位置するアルミニウム合金の押出し材によって挟み込まれる形で、軌道レール11の内部がFRPによって形成されていることが挙げられる。また、本実施形態では、ボール12と接触する転動体転走面(転動体転走溝11a)の近傍が、強度の高い金属材料によって形成されている。かかる特徴を有することによって、本実施形態に係る運動案内装置10は、従来の運動案内装置と同等以上の強度および剛性を維持し、且つ、軽量化をも実現することができる。
Here, as a characteristic point of the
本実施形態に係る軌道レール11の構造を、図3を用いてより詳細に説明する。図3は、本実施形態に係る軌道レール11の構造を説明するための縦断面図である。
The structure of the
本実施形態に係る軌道レール11は、アルミニウム合金の押出し材からなる2つの金型兼外層部材32と、2つの金型兼外層部材32に挟み込まれる形で2つの金型兼外層部材32の間に接合されるFRPからなるプリプレグ積層体31と、2つの金型兼外層部材32のうちの縦断面略U字形の内方側に位置する金型兼外層部材32に対して設置される転走部30という3つの部材を接合することによって構成されている。
The
2つの金型兼外層部材32のうち、軌道レール11の内方側、つまり、移動部材13の設置側に位置する内方側の金型兼外層部材32は、縦断面が略U字形をした軌道レール11の内方側表面を形成する部材であり、その厚みは、軌道レール11の全体の厚みに対して約1/3〜1/5程度を占めるように構成される部材である。この内方側の金型兼外層部材32の内方面には、2つの転走部30を接合するための2つの接合溝部が形成されており、これら2つの接合溝部は、縦断面略U字形の内方側の左右位置に対して1つずつ形成されている。また、内方側の金型兼外層部材32の外方面は、後述するプリプレグ積層体31が貼り付けられる面であるため、滑らかな表面形状にて構成されている。
Of the two mold /
一方、2つの金型兼外層部材32のうち、軌道レール11の外方側、つまり、軌道レール11の左右側面と底面を形成する外方側の金型兼外層部材32は、縦断面が略U字形をした軌道レール11の外方側表面を形成する部材であり、その厚みは、軌道レール11の全体の厚みに対して約1/3〜1/5程度を占めるように構成されている。この外方側の金型兼外層部材32の内方面は、後述するプリプレグ積層体31が貼り付けられる面であるため、滑らかな表面形状にて構成されており、外方側の金型兼外層部材32の外方面は、軌道レール11の外郭形状を構成するための形状が採用されている。なお、2つの金型兼外層部材32を構成する内方側の金型兼外層部材32と外方側の金型兼外層部材32については、いずれもアルミニウム合金の押出し材によって構成されているため、低コストかつ高寸法精度での製造が可能となっている。
On the other hand, out of the two mold /
金属材料からなる転走部30は、高い強度と剛性が求められるとともに耐摩耗性をも必要とされる部材である。転走部30に用いられる金属材料としては、例えば、高炭素クロム軸受鋼やステンレス鋼、肌焼鋼のような硬度の高いものを採用できる他、アルミニウム合金やベリリウム銅、チタン合金などを採用することが可能である。
The rolling
一方、プリプレグ積層体31はFRPによって形成されており、本実施形態に係る運動案内装置10の軽量化を実現している。このプリプレグ積層体31は、シート形状をしたプリプレグを接着剤を用いて貼り合わせて積み重ねた後、加圧又は加熱を加えることで形成される部材である。採用されるFRPの種類については、CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics:炭素繊維強化プラスチック)、GFRP(Glass Fiber Reinforced Plastics:ガラス繊維強化プラスチック)、KFRP(Kevlar Fiber Reinforced Plastics:アラミド繊維強化プラスチック)の少なくとも1つであることが好適である。特に、CFRPは、強度の面で大変優れており、カーボン繊維の積層方向や積層数を変化させることによって、所望の形状に対して強度を持たせ、且つ、軽量化を図ることができるので、好ましい材料である。
On the other hand, the prepreg laminated
なお、図1、図2および図3に示した本実施形態に係る運動案内装置10においては、軌道レール11のみを金属材料とFRPとで構成するようにしたが、本発明は、かかる実施形態に限られるものではなく、他の部材、例えば移動部材13についても、金属材料とFRPとで構成することが可能である。
In addition, in the
以上、図1〜図3を用いることによって、本実施形態に係る運動案内装置10の基本的な構成を説明した。次に、本実施形態に係る運動案内装置10の製造方法についての説明を行う。なお、以下に説明する製造方法は、図1〜図3で示した本実施形態に係る軌道レール11の製造方法について行うものとする。ここで、図4は、本実施形態に係る軌道レール11の製造方法を説明するためのフローチャート図である。また、図5は、図4で示したフローチャート図に対応した、本実施形態に係る軌道レールの製造方法を説明するための模式図である。
The basic configuration of the
本実施形態に係る軌道レール11の製造方法では、まず、2つの金型兼外層部材32(321,322)を準備するための金型兼外層部材準備工程(ステップS10)が実施される。金型兼外層部材32(321,322)は、図5中の分図(a)に示されるように、縦断面が略U字形をした軌道レール11の外方側(321)および内方側(322)を構成する部材であり、アルミニウム合金の押出し材として構成されている。当該金型兼外層部材32(321,322)は、アルミニウム合金の押出し材であるから、加工が比較的容易であるとともに軽量かつ剛性を有する部材でもあるため、軌道レール11の外郭を構成する部材として適している。また、押出し加工によってあらゆる形状に容易に成形することができ、あらゆる形状の軌道部材に対して適用できるので、好ましい。
In the manufacturing method of the
次に、金型兼外層部材準備工程(ステップS10)にて準備した2つの金型兼外層部材32(321,322)に対して、当該金型兼外層部材32(321,322)の表面に化学的又は物理的な表面処理を行うことによって、金型兼外層部材32(321,322)の表面に対して凹凸形状を形成する表面処理工程(ステップS11)を実施する。この表面処理工程(ステップS11)では、図5中の分図(b)に示されるように、2つの金型兼外層部材32(321,322)のうち、軌道レール11の外方側に位置することとなる一方側の金型兼外層部材321に対しては、上面側の面に対して表面処理が実施され、軌道レール11の内方側に位置することとなる他方側の金型兼外層部材322に対しては、下面側の面に対して表面処理が実施される。つまり、後述するプリプレグ積層体31が接合される側の面に対して、表面処理が実施されることとなる。なお、本実施形態に係る表面処理工程(ステップS11)では、酸などの化学薬品を用いて金型兼外層部材32(321,322)の表面を化学的に荒らし、顕微鏡レベルでの凹凸形状を金型兼外層部材32(321,322)に対して形成することが行われている。このように、顕微鏡レベルの微細な凹凸形状を形成することで、後工程で塗布されるプリプレグ接着のための接着剤がこの凹凸形状に入り込んで金型兼外層部材32(321,322)と接着剤との接触面積が増大し、強固な接合状態が実現されるようになっている。
Next, with respect to the two mold / outer layer members 32 (321, 322) prepared in the mold / outer layer member preparation step (step S10), the surface of the mold / outer layer member 32 (321, 322) is applied. By performing a chemical or physical surface treatment, a surface treatment step (step S11) for forming an uneven shape on the surface of the mold and outer layer member 32 (321, 322) is performed. In this surface treatment step (step S11), as shown in a partial diagram (b) in FIG. 5, the two die / outer layer members 32 (321 and 322) are positioned on the outer side of the
次に、2つの金型兼外層部材32(321,322)のうち、一方の金型兼外層部材321の表面処理が行われた面に対して接着剤を用いてプリプレグ311を貼り合わせていくプリプレグ積層工程(ステップS12)が実施される(図5中の分図(c)参照。)。本実施形態では、軌道レール11の外方側に位置することとなる一方側の金型兼外層部材321に対して、接着剤を用いてシート状のプリプレグ311が1枚ずつ接着され、積層されることとなる。このプリプレグ積層工程(ステップS12)の実施によって、所定の厚み寸法までプリプレグ311が積層され、プリプレグ積層体31が形成される。
Next, of the two mold / outer layer members 32 (321 and 322), the
プリプレグ積層工程(ステップS12)によって所定の厚み寸法まで積層されたプリプレグ積層体31に対して、軌道レール11の内方側に位置することとなる他方側の金型兼外層部材322が接着剤により接着される。この他方の金型兼外層部材322については、上述した表面処理工程(ステップS11)において下方側に表面処理が行われた面が形成されているので(図5中の分図(b)参照。)、この下方側の面に対して接着剤を塗布し、プリプレグ積層体31と貼りつけることで、軌道レール11の半成形品が準備できる(半成形品準備工程、ステップS13)。つまり、この半成形品準備工程(ステップS13)の段階で、軌道レール11の外郭形状がほぼ完成することとなる。
The mold /
続いて、半成形品準備工程(ステップS13)で準備した半成形品に対して、加熱および加圧を加えることで軌道レール11の成形品を得る加熱・加圧工程(ステップS14)が実施される(図5中の分図(e)参照。)。本実施形態に係る加熱・加圧工程(ステップS14)では、2つの金型兼外層部材32(321,322)が金型として利用される。そして、2つの金型兼外層部材32(321,322)を上下に配置された上型(322)と下型(321)として利用し、上下方向で圧力を加えながら加熱することで、プリプレグ積層体31が所定の強度を持ったFRPとして成形される。なお、従来技術に係るFRPの成形方法では、アルミニウム等の金属製の金型を用意し、この金型を用いて加熱・加圧加工を実施していたが、本実施形態に係る加熱・加圧工程(ステップS14)では、軌道レール11の外郭を構成する金型兼外層部材32(321,322)を金型として用いる手法を採用しているので、製造工程の工数を削減でき、生産性やコストの面で優れている。また、本実施形態に係る加熱・加圧工程(ステップS14)の具体的な手法については、金型兼外層部材32(321,322)を金型として用いる手法を採用できれば、従来公知のFRP製造方法を本発明に適用することが可能であり、例えば、加熱・加圧工程(ステップS14)で実施される加熱又は加圧が、プレス成形法、プリプレグプレス成形法などといった方法によって実施されても良い。
Subsequently, a heating / pressurizing step (step S14) for obtaining a molded product of the
最後に、加熱・加圧工程(ステップS14)において得られた成形品に対して仕上げ加工を行うことで、軌道レール11としての最終成品を得る仕上げ加工工程(ステップS15)が実施される。この仕上げ加工工程(ステップS15)では、図5中の分図(f)に示されるように、軌道レール11の使用に際して必要となる複数のボルト取付孔11bなどが加工によって形成される。また、軌道レール11の内方側に位置する他方側の金型兼外層部材322に対して、金属材料からなる転走部30を設置することで、転動体転走溝11aが形成される。この仕上げ加工工程(ステップS15)の実施によって、本実施形態に係る軌道レール11が完成する。
Finally, a finishing process (step S15) is performed to obtain a final product as the
なお、FRPを適用した従来技術に係る運動案内装置では、当該運動案内装置に対して他部材との固定等のためにタップ加工や穴開け加工等を行う場合、FRPに対する加工部には、繊維の飛び出しや毛羽立ち、バリなどの不具合が発生してしまうといった課題が存在していた。しかしながら、上述した加工工程で製造された本実施形態に係る軌道レール11によれば、他部材との固定等のために設けられるタップや穴は、製造時に金型としても利用された2つの金型兼外層部材32(321,322)に対して加工を施すことで形成すれば良いので、FRPに対して直接加工を行った場合に発生していた繊維の飛び出しや毛羽立ち、バリなどといった不具合が発生することがない。したがって、本実施形態によれば、FRPに発生する不具合を修正するための追加工の手間を解消することができ、製造コストの削減効果を得ることができる。また、本実施形態によれば、2つの金型兼外層部材32(321,322)に対して他部材との固定等のための部位の加工を行えば良いので、かかる構成は、設計上の制約が非常に少ない構成であるということができる。すなわち、FRPに対してタップや穴を設けた従来技術と比べ、本実施形態のようにアルミニウム合金からなる金型兼外層部材32(321,322)に対してタップや穴を設けた方が、強度的にも優れている。さらに、アルミニウム合金からなる金型兼外層部材32(321,322)に対する加工では、FRPに対する加工のように繊維の方向を考慮した加工を行う必要がないので、タップや穴等の設置位置や形状についての制約が非常に少ないものとなっている。つまり、本実施形態によれば、軽量化を実現するとともに設計上の制約が少なく、しかも製造コストを削減した新たな運動案内装置を提供することが可能となっている。
In addition, in the motion guide device according to the prior art to which FRP is applied, when performing tapping, drilling, or the like for fixing the motion guide device to other members, the processing portion for FRP includes a fiber There were problems such as problems such as popping out, fluffing, and burr. However, according to 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。 As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. Various modifications or improvements can be added to the embodiment.
例えば、上述した実施形態では、金型兼外層部材32(321,322)が、アルミニウム合金からなる押出し材によって構成されている場合を例示して説明したが、本発明の金型兼外層部材は、アルミニウムの押出し材など、軽量化を実現でき、かつ、プレス成形法やプリプレグプレス成形法などといったFRPの製造方法において金型として機能できる材料であれば、どのような材料を採用しても良い。 For example, in the above-described embodiment, the case where the mold / outer layer member 32 (321, 322) is configured by an extruded material made of an aluminum alloy has been described as an example. Any material can be used as long as it is a material that can be reduced in weight and can function as a mold in a FRP manufacturing method such as a press molding method or a prepreg press molding method, such as an extruded aluminum material. .
また、上述した本実施形態では、加熱・加圧工程(ステップS14)で実施される加熱又は加圧が、プレス成形法、プリプレグプレス成形法などといった方法によって実施されても良いと説明したが、本発明方法では、金型を用いる成形法であれば、他のFRP製造方法を採用することも可能である。 In the present embodiment described above, it has been described that the heating or pressurization performed in the heating / pressurizing step (step S14) may be performed by a method such as a press molding method or a prepreg press molding method. In the method of the present invention, other FRP manufacturing methods can be adopted as long as the molding method uses a mold.
また、上述した本実施形態に係る加熱・加圧工程(ステップS14)では、2つの金型兼外層部材32(321,322)が金型として利用される方法が採用されていた。すなわち、2つの金型兼外層部材32(321,322)を上下に配置された上型(322)と下型(321)として利用し、上下方向で圧力を加えながら加熱することで、プリプレグ積層体31が所定の強度を持ったFRPとして成形されていた。しかしながら、本発明および本発明方法では、金型兼外層部材32を1つ用いることとし、上型(322)又は下型(321)のいずれか一方のみに利用する構成を採用することも可能である。例えば、本実施形態に係る軌道レール11において、軌道レール11の内方側又は外方側のいずれか一方のみに金型兼外層部材32が1つ配置されるとともに、その他の部位については、当該1つの金型兼外層部材32に接合されるプリプレグ積層体31によって構成するようにしても良い。このように、本発明は、多様な形態を取り得るものであり、非常に広い適用範囲を有するものである。
Further, in the heating / pressurizing step (step S14) according to the above-described embodiment, a method in which the two die / outer layer members 32 (321 and 322) are used as the die is employed. That is, two mold / outer layer members 32 (321, 322) are used as an upper mold (322) and a lower mold (321) arranged above and below, and heated while applying pressure in the vertical direction, so that prepreg lamination The
また、上述した本実施形態では、運動案内装置がリニアガイドとボールねじが組み合わされて一体構造となっている形式の運動案内装置10として構成されている場合を例示して説明を行った。しかしながら、本発明の適用範囲は、本実施形態で例示した形式の運動案内装置に限られるものではなく、あらゆる形式の運動案内装置に適用することが可能である。従来公知の運動案内装置に対して本発明を適用することで、装置の軽量化を実現した運動案内装置を提供することが可能となる。
Moreover, in this embodiment mentioned above, the case where the exercise | movement guide apparatus was comprised as the exercise |
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 apparent from the description of the scope of claims that embodiments with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention.
10 運動案内装置、11 軌道レール、11a 転動体転走溝、11b ボルト取付孔、12 ボール、13 移動部材、13a 負荷転動体転走溝、13b 開口部、13c 上面、13d 雌ねじ、14 ねじ軸、15 負荷転動体転走路、16 戻し通路、17 方向転換路、18 蓋体、19 無負荷転動体転走路、20 無限循環路、21 スペーサ部材、30,40,41,42,44 転走部、30 転走部、31,31a プリプレグ積層体、311 プリプレグ、32(321,322),32a 金型兼外層部材、110 ボールねじ装置、111 ねじ軸、112 ボール、113 ナット。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記転動体転走面に対向する負荷転動体転走面を備える移動部材と、
前記転動体転走面と前記負荷転動体転走面とによって構成される負荷転動体転走路内に転動自在に設置される複数の転動体と、
を有することにより、前記移動部材が前記軌道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運動案内装置の製造方法であって、
金型兼外層部材を準備する金型兼外層部材準備工程と、
前記金型兼外層部材に対して接着剤を用いてプリプレグを貼り合わせていくプリプレグ積層工程と、
前記プリプレグ積層工程を経て得られた前記軌道部材又は前記移動部材の半成形品に対して加熱又は加圧を加えることで、前記軌道部材又は前記移動部材の成形品を得る加熱・加圧工程と、
前記加熱・加圧工程において得られた前記成形品に対して仕上げ加工を行うことで、前記軌道部材又は前記移動部材としての最終成品を得る仕上げ加工工程と、
を含む処理を実行することで、前記軌道部材又は前記移動部材を得ることを特徴とする運動案内装置の製造方法。 A track member having a rolling element rolling surface;
A moving member provided with a loaded rolling element rolling surface facing the rolling element rolling surface;
A plurality of rolling elements installed in a freely rolling manner in a loaded rolling element rolling path constituted by the rolling element rolling surface and the loaded rolling element rolling surface;
A moving guide device manufacturing method in which the moving member is reciprocally movable or freely rotatable in the axial direction or circumferential direction of the track member,
A mold and outer layer member preparation step for preparing a mold and outer layer member;
A prepreg lamination step in which a prepreg is bonded to the mold and outer layer member using an adhesive;
A heating / pressurizing step of obtaining a molded product of the track member or the moving member by applying heat or pressure to the track member or the semi-molded product of the moving member obtained through the prepreg lamination step; ,
A finishing process for obtaining a final product as the track member or the moving member by performing a finishing process on the molded product obtained in the heating / pressurizing process;
A method of manufacturing a motion guide device, wherein the track member or the moving member is obtained by executing a process including:
前記金型兼外層部材が、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる押出し材であることを特徴とする運動案内装置の製造方法。 In the manufacturing method of the movement guide device according to claim 1,
The method for manufacturing a motion guide device, wherein the mold / outer layer member is an extruded material made of aluminum or an aluminum alloy.
前記加熱・加圧工程では、前記金型兼外層部材を金型として利用することで、前記半成形品に対する加熱又は加圧が実施されることを特徴とする運動案内装置の製造方法。 In the manufacturing method of the movement guide device according to claim 1 or 2,
In the heating / pressurizing step, the mold / outer layer member is used as a mold to heat or pressurize the semi-molded product.
前記加熱・加圧工程で実施される加熱又は加圧が、プレス成形法、プリプレグプレス成形法、プリプレグオートクレーブ成形法のうちのいずれかで実施されることを特徴とする運動案内装置の製造方法。 In the manufacturing method of the movement guide device according to claim 1 or 2,
The method of manufacturing a motion guide device, wherein the heating or pressurizing performed in the heating / pressurizing step is performed by any one of a press molding method, a prepreg press molding method, and a prepreg autoclave molding method.
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