JP7344903B2 - スライドレールユニット及びスライドレールユニットの製造方法 - Google Patents
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Description
スライドレールユニット10は、家具の引き出しを往復移動可能に支承する案内装置として使用される。以下では、家具の引き出しの右側に取り付けられたスライドレールユニット10の例について説明する。説明の便宜上、スライドレールユニット10について、図1に示すように上、下、左、右、前及び後の各方向を規定する。
<条件2-2>複数の領域には第2シート材が積層され、第2シート材は、成形後の機械加工による反りを考慮して、異方性を有するように積層(非疑似等方積層)された複数のシートまたは複数の層を含むこと。
さらに、アウタレール20の溝21a,21bの各々にインナレール30が配置されているため、スライドレールユニット10全体の反りが抑制される。
アウタレール20の製造方法は、切り出し工程、積層工程、成形工程及び加工工程を含む。切り出し工程では、繊維強化樹脂が一方向に引き揃えられたプリプレグシートを所定の大きさに適宜切り出すことによって、複数のシートを形成する。積層工程では、複数のシートを積層してシート材を形成し、さらに、複数のシート材を積層する。成形工程では、積層された複数のシート材を金型に配置して、成形体を成形する。加工工程では、金型から取り出した成形体に機械加工、例えば、切削加工及び穴開け加工を施す。
(1)アウタレール20及びインナレール30の全体は繊維強化樹脂で形成されている。
(2)アウタレール20の溝21にインナレール30が配置されている。アウタレール20の第1面22とインナレール30の湾曲面31との間、及び、アウタレール20の第2面23とインナレール30の湾曲面33との間には、複数のボール40が配置されている。第1面22及び第2面23は第1対向面であり、湾曲面31,33は第2対向面である。そして、ボール40に接する第1及び第2対向面は、繊維強化樹脂製の複数の補強シートが積層された補強部(アウタ補強部25及びインナ補強部39)によって画定されている。アウタ補強部25及びインナ補強部39を構成する複数の補強シートは、繊維強化樹脂製であって、アウタレール20及びインナレール30の長手方向に延びる。これら補強シートは、対向面に垂直な方向に積層されているので、複数の補強シートの積層断面が対向面に露出しない。そのため、対向面でのボール40の摺動抵抗を軽減することができる。
・アウタレール20及びインナレール30の形状は任意に変更することができる。例えば、互いに対応する2つの長尺状のレールが矩形の断面形状を有して、2つの平面の間に転動体としてのボールが配置されていてもよい。
・アウタレール20及びインナレール30の一部が金属材料で形成されていてもよい。例えば、対向面を画定するアウタ補強部25及びインナ補強部39のみが繊維強化樹脂製であり、他の部分がすべて金属製であってもよい。この場合であっても、全体が金属材料で形成されている場合に比べて、スライドレールユニット10を軽量化することができる。
・アウタ補強部25は、第1面22及び第2面23のうちボール40が転動する部分のみに配置されていてもよい。
・アウタレール20の積層構造及びインナレール30の積層構造は、任意に変更することができる。例えば、上記条件1、条件2-1及び条件2-2を充足し、アウタレール20及びインナレール30の反りを抑制可能な積層構造であれば、任意のシート材を異方性を有するように積層してもよい。
(検証例1)
発明者は、インナレール30にインナ補強部39を配置することによる補強の効果について検証した。
補強部を構成するシート材は、本体部を構成するシート材より繊維目付量が少ない、いわゆる薄目付の繊維強化樹脂で形成されている。これにより、表面を平滑にしてボール40の転動を滑らかにするとともに、表面の摩耗を抑制している。検証例2では、試験片の繊維強化樹脂の繊維目付量を変えることによって、表面がどの程度平滑になり、表面の摩耗がどの程度抑制されるかについて検証した。
<試験片の作成>
繊維束径及び樹脂含有量Rcが同じであり、目付量が異なる2種類のプリプレグシートを使用して、2つの試験片(第1及び第2試験片)を成形した。第1試験片に使用したプリプレグシートは、エポキシ樹脂を含浸させた炭素繊維樹脂P3252Sー10(東レ株式会社製、樹脂含有量Rc=33%、目付量100g/m2)である。第2試験片に使用したプリプレグシートは、P3252S-15(東レ株式会社製、樹脂含有量Rc=33%、目付量150g/m2)である。2つの試験片は、互いに異なるプリプレグシートで表層0.3mmが形成されることにより、目付量が異なっている。2つの試験片のその他の部位は、同じ構造を有する。
<表面粗度の測定>
2つの試験片の表面粗さを測定した。表面粗さの測定方法は、以下のとおりである。
・使用機器:Mitutoyo SJ-120
・測定条件:フィルタ=GAUSS、λc=0.8、λs=NONE、任意長さ=1.8、測定速度=0.5
・測定方法:各試験片の3カ所の表面粗さを、表層の繊維方向に対して、平行と垂直の2パターンについて、それぞれ3回ずつ測定した。各試験片につき、3箇所での平均値を算出した。
<摩耗耐久性試験方法>
2つの試験片について、摩耗耐久性を試験した。摩耗耐久性試験機を使用し、各試験片の表面でベアリングを回転させた後の、ベアリング軌道部に生じた摩耗量を測定した。摩耗量は、試験前後の試験片のベアリング軌道部の高低差(以下、摩耗深さと言う。)と等価と考えられる。そのため、2つの試験片の摩耗深さをレーザ顕微鏡で測定して、摩耗耐久性の指標とした。使用した試験機、試験条件、測定方法は、以下のとおりである。
・摩耗耐久性試験機:スラスト試験機(FJ-5HL)
・試験条件:回転速度=255±3rpm、耐久回転数=31万回、荷重=100N、ベアリング材質=SUJ2(1試験片につき、6個使用、試験片毎に新品のベアリングを使用)
・試験方法:ベアリング軌道部から試験箇所を3点抽出した。各試験箇所での摩耗深さをレーザ顕微鏡で測定した。各試験片につき、3箇所での測定値の平均値を算出した。
・レーザ顕微鏡:OLYMPUS-OLS4100を使用して倍率=20倍で測定
表面粗度の測定結果を表2に示す。
図10(a)及び図10(b)には、各試験片の炭素繊維の断面と樹脂(写真の黒色部分)とが現れている。これらを見ると、図10(a)の第1試験片の炭素繊維は、図10(b)の第2試験片の炭素繊維よりも均等に配置されている。第2試験片のシートは、繊維目付量が多くなるために、第1試験片のシートよりも、より多くの繊維束を含んでいる。そのため、繊維束同士の境界部分の数が多くなっている。さらに、第2試験片のシートでは繊維が詰まっているため、繊維が均一に配置されにくい。こうした理由から、炭素繊維の配置がより均等な第1試験片の方が、ベアリングの荷重を受けた場合の応力が均等に作用したと考えられる。
Claims (8)
- 長尺状の第1のレールであって、前記第1のレールの長手方向に沿って延びる第1対向面を有する第1のレールと、
前記第1のレールに沿って延びる長尺状の第2のレールであって、前記第1対向面に対向する第2対向面を有する第2のレールと、
前記第1対向面と前記第2対向面との間に配置される転動体と、
を備え、
前記第2のレールは、前記第1のレールに対して相対移動可能に組み付けられ、
前記第1対向面及び前記第2対向面のうち少なくとも一方の対向面は、繊維強化樹脂材料で形成された補強部によって画定され、
前記補強部は、前記長手方向に延びる繊維強化樹脂製の複数の補強シートであって、前記少なくとも一方の対向面に垂直な方向に積層される複数の補強シートを含む、スライドレールユニット。 - 前記第2のレールは、
第2本体部と、
前記第2本体部に沿って配置された前記補強部であって、前記第2対向面を画定する前記補強部と、を備え、
前記複数の補強シートは、前記第2対向面に垂直な方向に積層される複数の第2補強シートであり、
前記第2本体部は、前記長手方向に延びる繊維強化樹脂製の複数の第2本体シートであって、前記第2対向面に沿う方向に積層された複数の第2本体シートを含む、
請求項1に記載のスライドレールユニット。 - 前記第1のレールは、
第1本体部と、
前記第1本体部に沿って配置された第1補強部であって、前記第1対向面を画定する第1補強部と、を備え、
前記第1本体部は、前記長手方向に延びる繊維強化樹脂製の複数の第1本体シートであって、積層された複数の第1本体シートを含み、
前記第1補強部は、前記長手方向に延びる繊維強化樹脂製の複数の第1補強シートであって、前記第1対向面に垂直な方向に積層される複数の第1補強シートを含み、
前記第1補強シートは前記第1本体シートより繊維目付量が少なく、
前記第2補強シートは前記第2本体シートより繊維目付量が少ない、
請求項2に記載のスライドレールユニット。 - 前記第1補強シート及び前記第2補強シートは、前記長手方向に沿って配向された繊維を含む、
請求項3に記載のスライドレールユニット。 - 長尺状の第1のレールであって、前記第1のレールの長手方向に沿って延びる第1対向面を有する第1のレールと、
前記第1のレールに沿って延びる長尺状の第2のレールであって、前記第1対向面に対向する第2対向面を有する第2のレールと、
前記第1対向面と前記第2対向面との間に配置される転動体と、
を備え、
前記第2のレールは、前記第1のレールに対して相対移動可能に組み付けられ、
前記第1対向面及び前記第2対向面のうち少なくとも一方の対向面は、繊維強化樹脂材料で形成された補強部によって画定され、
前記補強部は、前記第1対向面を画定する第1補強部であり、
前記第1のレールは、
第1本体部と、
前記第1本体部に沿って配置された前記第1補強部と、を有し、
前記第2のレールは、
第2本体部と、
前記第2本体部に沿って配置された第2補強部であって、前記第2対向面を画定する第2補強部と、を有し、
前記第1本体部は、前記長手方向に延びる繊維強化樹脂製の複数の第1本体シートであって、繊維の配向方向が互いに異なるように積層された複数の第1本体シートを含み、
前記第1本体部は、前記複数の第1本体シートの積層方向における中央を基準として、繊維の配向方向が対称となるように前記複数の第1本体シートが積層された第1領域を有し、
前記第2本体部は、前記長手方向に延びる繊維強化樹脂製の複数の第2本体シートであって、繊維の配向方向が互いに異なるように積層された複数の第2本体シートを含み、
前記第2本体部は、前記複数の第2本体シートの積層方向における中央を基準として、繊維の配向方向が対称となるように前記複数の第2本体シートが積層された第2領域を有する、スライドレールユニット。 - 長尺状の第1のレールであって、前記第1のレールの長手方向に沿って延びる第1対向面を有する第1のレールと、
前記第1のレールに沿って延びる長尺状の第2のレールであって、前記第1対向面に対向する第2対向面を有する第2のレールと、
前記第1対向面と前記第2対向面との間に配置される転動体と、
を備え、
前記第2のレールは、前記第1のレールに対して相対移動可能に組み付けられ、
前記第1対向面及び前記第2対向面のうち少なくとも一方の対向面は、繊維強化樹脂材料で形成された補強部によって画定され、
前記第1のレールは、
非対称形状を有する第1本体部と、
前記第1本体部に沿って配置された前記補強部であって、前記第1対向面を画定する前記補強部と、を備え、
前記第2のレールは、
非対称形状を有する第2本体部と、
前記第2本体部に沿って配置された第2補強部であって、前記第2対向面を画定する第2補強部と、を備え、
前記第1及び第2本体部の各々は、前記長手方向に延びる繊維強化樹脂製の複数の第1シート材が積層された領域を含み、前記領域を構成する前記複数の第1シート材は、積層方向における中央を基準として、繊維の配向方向が対称となるように積層され、
前記各第1シート材は、繊維の配向方向の組み合わせにより全体として等方性を有するように積層された複数のシートを含み、
前記領域には第2シート材が積層され、
前記第2シート材は、異方性を有するように積層された複数のシートを含む、スライドレールユニット。 - スライドレールユニットの製造方法であって、前記スライドレールユニットは、
第1のレールと、
前記第1のレールに沿って延びる第2のレールと、
前記第1のレールと前記第2のレールとの間に配置される複数の転動体と、を備え、
前記方法は、
繊維強化樹脂製の複数のシートを積層することと、
積層された前記複数のシートを金型に配置して成形体を成形することと、を含み、
前記複数のシートを積層することは、前記複数のシートの積層方向における中央を基準として、繊維の配向方向が対称となるように、前記複数のシートを積層することを含む、
スライドレールユニットの製造方法。 - 前記スライドレールユニットは非対称形状を有し、
前記複数のシートを積層することは、
前記複数のシートのうちの一部を、繊維の配向方向の組み合わせにより全体として等方性を有するように積層することと、
前記複数のシートのうちの残りを、繊維の配向方向の組み合わせにより異方性を有するように積層することと、を含む、
請求項7に記載のスライドレールユニットの製造方法。
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