JPWO2007013322A1 - スライドレールユニット - Google Patents

Abstract

十分な荷重負荷能力を備えると共に、各レールが十分な剛性を備えて、可動体の移動時における移動精度の低下を防止し、更に従来と同程度のストローク量及び荷重負荷能力を備えつつも、小型化を達成することが可能なスライドレールユニットであり、ベース部とこのベース部から曲げ起こされた一対のフランジ部を有してチャネル状に形成されると共に多数のボールを介して順番に組み付けられた複数のレールを備え、前記ボールの転走により、互いに隣接するレール同士が長手方向に沿って進退自在なスライドレールユニットにおいて、各レールは、圧延加工によって形成されたボール転走溝を前記フランジ部に有する。

Description

本発明は、例えば家具類における引き出し、複写機におけるペーパトレイ、サーバラックにおける可動トレイ等、所定方向に沿って相対的に往復動する一対の部材の間に設けられて、これら部材の相対的な進退運動を支承するスライドレールユニットに係り、特に、固定側レールと移動側レールとの間に多数のボールが介在され、かかる移動側レールを固定側レールに対して自在に引き出し又は押し込むことが可能なスライドレールユニットに関する。

従来より、家具における引き出しや、コンピュータネットワークにおけるサーバを収容する所謂サーバラックの可動トレイ等、これら可動部材の進退運動を支承する案内部材として、固定側レールと移動側レールとを備えたスライドレールユニットが知られている （特開平１１−２０１１５８号公報等）。具体的には、長手方向に沿って一対の側壁を曲げ起こしてチャネル状に形成された固定側レールと、この固定側レールよりも一回り小さく形成され、やはり一対の側壁を曲げ起こしてチャネル状に形成された移動側レールと、これら固定側レールの側壁と移動側レールの側壁との間を転走する多数のボールと、前記固定側レールと移動側レールとの間でボールを所定の間隔で整列させるリテーナとから構成されており、例えば、前記固定側レールをラック本体に、移動側レールを可動トレイの両側面に固定して使用される。

また、ラック本体に対する可動トレイのストローク量を長大に設定するため、前記固定側レールと移動側レールとの間に中間レールを配置し、固定側レールと中間レールとの間にボールを介在させると共に、中間レールと固定側レールとの間にもボールを介在させ、中間レールを固定側レールに対して進退させ、更に移動側レールを中間レールに対して進退させるように構成されたスライドユニットも知られている（特開平６−５４７２６号公報、特開平１０−１７９２９３号公報等）。

これら公知のスライドレールユニットにおいて、その固定側レール、移動側レール及び中間レールは、鋼板を型曲げ加工又はロールフォーミング等の曲げ加工によって折り曲げて製造されており、この曲げ加工の際に前記側壁を湾曲させることにより、ボール球面の曲率に近似した曲率でボールを抱え込むボール転走溝が前記側壁の内側又は外側に形成されることになる。このように曲げ加工によってボール転走溝を形成すると、その表面には加工硬化が生じ、これによってボール転走溝の表面硬さの向上が図られるようになっている。また、鋼板として一般的な低炭素鋼を用いる場合には、曲げ加工の後にタフトライド処理（商品名）等の窒化処理を行うことで、各レールのボールの転走面には十分な表面硬さが確保されている。
特開平１１−２０１１５８号公報 特開平６−５４７２６号公報 特開平１０−１７９２９３号公報

しかし、これら公知のスライドレールユニットでは、側壁の曲げ加工に起因する加工硬化を利用してボール転走溝の表面硬さを確保していることから、かかる曲げ加工が必要不可欠であり、ボール転走溝を形成すると、側壁が湾曲している分、各レールの横幅が自ずと大きくなってしまうといった問題点があった。また、例えば前記中間レールを設けるような場合には、固定側レールに対向するボール転走溝と移動側レールに対向するボール転走溝の双方を鋼板の表裏に重ねて形成することはできず、これらボール転走溝を中間レール上でずらして具備させる必要があった。このことは、かかる中間レールの断面の高さや横幅の増加をもたらし、結果的にスライドレールユニット全体の組み上がりの寸法が大きくなってしまうといった問題点があった。

また、ユニット全体の組み上がり寸法の増加を抑えるためには、鋼板の板厚を薄くする方策が考えられるが、それではスライドレールユニットの荷重負荷能力が減少してしまう他、各レールの剛性の低下に起因し、固定側レールに対する移動側レールの移動精度を十分に確保できなくなってしまう。

本発明はこのような問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、十分な荷重負荷能力を備えると共に、各レールが十分な剛性を備えて、可動体の移動時における移動精度の低下を防止し、更に従来と同程度のストローク量及び荷重負荷能力を備えつつも、小型化を達成することが可能なスライドレールユニットを提供することにある。

本発明のスライドレールユニットは、ベース部とこのベース部から曲げ起こされた一対のフランジ部を有してチャネル状に形成されると共に多数のボールを介して順番に組み付けられた複数のレールを備えたものであり、前記ボールの転走により、互いに隣接するレール同士が長手方向に沿って自在に進退することが可能となっている。前記レールの構成に関しては、固定側レール及び移動側レールのみからなる２段式のもの、固定側レールと移動側レールとの間に中間レールが介在する３段式のもの、更に中間レールが多段介在するもの等、このスライドレールユニットの必要とされる用途に応じて適宜選択することが可能である。

本発明のスライドレールユニットでは各レールのフランジ部に対し、圧延加工によってボール転走溝が形成されている。圧延加工によってボール転走溝を形成すると、加工時の加工硬化によっボール転走溝の表面硬さを高めることが可能となる他、レールの素材である鋼板の板厚を減じるようにしてボール転走溝が形成されるので、かかるボール転走溝が存在するフランジ部を湾曲させる必要がなく、曲げ加工を用いてボール転走溝を形成する場合と比較して、各レールの横幅が増加するのを抑えることが可能となる。

また、前述の如く、固定側レールと移動側レールとの間に中間レールを設ける場合、かかる中間レールのフランジ部の表裏には移動側レールのボール転走溝及び固定側レールのボール転走溝の夫々と対向するボール転走溝を形成する必要があるが、圧延加工を用いてこれらボール転走溝を形成する場合には、かかる中間レールの表裏に２条のボール転走溝を重ねて形成することができるので、曲げ加工を用いてボール転走溝を形成する場合と比較して、中間レールの高さや横幅が増加するのを抑えることが可能となる。

このため、複数のレールを多段階に組み付けた本発明のスライドレールユニットにおいては、各レールの板厚を従来と同程度に維持し、十分な荷重負荷能力と剛性を備えつつも、各レールの横幅や高さの増加を抑え、かかるスライドレールユニットの小型化を達成することができるものである。

本発明において、各レールは棒状鋼材を放電加工、引き抜き加工等によってチャネル状に形成したものであって差し支えないが、生産効率、生産コストの観点からすると、鋼板に曲げ加工を施してチャネル状に形成するのが好ましい。特に、ロールフォーミングを用いて連続的に曲げ加工を行えば、長尺なレールを容易に生産することができる。また、連続的に繰り出される長尺な鋼板に対して前記ボール転走溝の圧延加工を行い、その後段で前述のロールフォーミングを実施することにより、ボール転走溝が所定の位置に形成されたチャネル状のレールを１本の生産ラインで間断なく連続的に形成することができる。このようにしてチャネル状に形成されたレールを生産ラインの最終段で適宜切断することにより、任意の長さのレールを効率よく生産することが可能となる。

各レールの生産に使用する金属材料は必要とされる負荷荷重や剛性に応じて任意に選択して差し支えない。ボール転走溝の耐摩耗性を考慮した場合、かかるボール転走溝には圧延加工後に十分な表面硬さ（例えば、Ｈｖ２５０以上）が必要であるが、レールに使用する金属材料によっては圧延加工後のボール転走溝に十分な表面硬さが得られない場合がある。そのような場合には、窒化処理等によってボール転走溝の表面硬さを高めるのが好ましい。但し、浸炭焼入れ等のように高温の加熱処理を伴う方法でボール転走溝の表面硬さを高めると、レールに反りや歪みを生じ、かかるレールの真直度が損なわれるので、加熱を伴わない処理方法によるのが好ましい。このような加熱処理によるレールの反りや歪みは、チャネル状のレールを鋼板の曲げ加工によって製作した場合に顕著である。

一方、レールをステンレス鋼板から製作した場合、圧延加工によって形成されたボール転走溝の表面硬さはＨｖ４００以上と十分に高いものとなり、何ら後処理を行わずとも、十分な表面硬さのボール転走溝を形成することが可能である。また、炭素鋼等の鋼材からレールを製作した場合、耐食性を高めるために亜鉛めっき等の防錆処理を行う必要があるが、ステンレス鋼板から製作した場合に防錆処理は不要であり、めっき処理に使用する薬品が環境に及ぼす影響を考慮すると、やはりステンレス鋼板から各レールを製作するのが好ましい。

本発明のスライドレールユニットの実施の形態を示す正面断面図である。 図１に示すスライドレールユニットの側面図であり、分図ａは中間レール及び移動側レールを固定側レールに収容した状態を、分図ｂは中間レール及び移動側レールを固定側レールに対して伸張した状態を示す側面図である。 固定側レール及び移動側レールの生産ラインを示す図である。 固定側レールの製作手順を示す図である。 中間レールの生産ラインを示す図である。 中間レールの製作手順を示す図である。

符号の説明

１…固定側レール、２…中間レール、３…移動側レール、４…ボール、５ａ…リテーナ、５ｂ…リテーナ、１１…ベース部、１２…フランジ部、１３…ボール転走溝

以下、添付図面に沿って本発明のスライドレールユニットを詳細に説明する。

図１及び図２は本発明を適用したスライドレールユニットの実施の形態の一つを示すものである。このスライドレールユニットは、家具における引き出しのスライド部やサーバラックの可動トレイのスライド部等に使用され、家具本体やサーバラック本体に固定される固定側レール１と、この固定側レールに対して移動自在に設けられた中間レール２と、引き出しや可動トレイに固定されると共に前記中間レール２内に収納される移動レール３と、前記固定側レール１と中間レールとの間、前記中間レールと移動側レールとの間を転走する多数のボール４と、これらボール３を所定間隔で配列させるリテーナ５ａ，５ｂとから構成されている。

前記固定側レール１はステンレス鋼板（ＳＵＳ３０４）をロールフォーミングにより精密成形したものであり、ベース部１１の長手方向に沿って一対のフランジ部１２，１２を曲げ起こすことによりチャネル状に形成されている。また、各フランジ部１２の内側面には前記ボール４の球面に近似した曲率のボール転走溝１３が夫々形成されている。前記ベース部１１の外側面及びフランジ部１２の外側面は、この固定側レール１をラック本体や家具等に固定する際の取付け基準面となる。

一方、前記中間レール２も同様にしてステンレス鋼板をロールフォーミングにより折り曲げて精密成形され、ベース部２１の長手方向に沿って一対のフランジ部２２，２２を曲げ起こすことによりチャネル状に形成されている。但し、中間レール２は固定側レール１のフランジ部１２，１２の間に収納され、該固定側レール１との間にボール４が配列されることから、固定側レール１よりも一回り小さく形成されている。中間レール２のフランジ部２２の外側面には、固定側レール１のボール転走溝１３と対向するボール転走溝２３が形成されており、ボール４は固定側レール１のボール転走溝１３と中間レール２のボール転走溝２３との間で荷重を負荷しながら転走する。また、フランジ部２２の内側面にもボール転走溝２４が形成されており、このボール転走溝２４は移動側レール３と対向している。中間レール２のフランジ部２２はステンレス鋼板を二重に折り返して形成されており、かかるフランジ部２２を伸展させた場合に、前記ボール転走溝２３とボール転走溝２４は前記ステンレス鋼板の同一面に形成されている。

また、前記移動レール３も同様にしてステンレス鋼板をロールフォーミングにより折り曲げて精密成形され、ベース部３１の長手方向に沿って一対のフランジ部３２，３２を曲げ起こすことによりチャネル状に形成されている。但し、移動側レール３は中間レール２のフランジ部２２，２２の間に収納され、該中間レール２との間にボール４を配列することから、かかる中間レール２よりも一回り小さく形成されている。前記フランジ部３２の外側面には、中間レールのフランジ部の内側面に形成されたボール転走溝２４と対向するボール転走溝３３が形成されており、ボール４は中間レール２のボール転走溝２４と移動側レール３のボール転走溝３３との間で荷重を負荷しながら転走する。

固定側レール１のベース部１１及び移動側レール２のベース部３１には取付けねじが貫通するねじ孔（図示せず）が夫々開設されており、例えば固定側レール１は取付ねじを用いて家具本体に、移動側レール３は取付ねじを用いて引き出しに夫々固定される。但し、固定側レール１と中間レール２との隙間は極僅かであることから、取付けねじの頭部がリテーナ５ａや中間レール２と干渉するのを防止するためには、固定側レール１に形成されるねじ孔に対して皿もみ加工を行い、皿ねじを用いて固定側レール１の取付けを行ったり、あるいは前記ねじ孔にタップ加工を行い、家具本体の側から取付ねじを締結して固定側レール１の取付けを行うことが考えられる。また、特殊低頭ねじの使用も有効である。

また、前記リテーナ５ａ，５ｂは鋼板をプレス加工により成形し、あるいは合成樹脂を型内に射出して成形したものであり、図１に示すように、固定側レール１と中間レール２との間にはリテーナ５ａが、中間レール２と移動側レール３との間にはリテーナ５ｂが挿入されて、これらレール１，２，３の間を転走する多数のボール４を等間隔で整列させ、互いに隣接するボール同士の接触を防止している。尚、図１に示したスライドレールユニットの断面図では、各リテーナ５ａ，５ｂに対して夫々２列のボール列が配列されているが、これら２列のボール列は別々のリテーナに配列され、独立に転走するもであって差し支えない。そのように構成すれば、固定側レール１のベース部１１と中間レール２のベース部２１との間にリテーナ５ａを収容する必要がなく、スライドレールユニットを一層コンパクトなものにすることができる。

そして、このように構成されたスライドレールユニットにおいては、固定側レール１、中間レール２及び移動側レール３が多数のボール４を介して嵌合していることから、かかるボール４の転動により、前記固定側レール１内に収納された中間レール２を該固定側レール１内からスムーズに引っ張りだすことができ、また、前記中間レール２内に収納された移動側レール３を該中間レール２内からスムーズに引っ張りだすことができる。

前記固定側レール１、中間レール２及び移動側レール３の各ボール転走溝は、ステンレス鋼板に対して圧延加工を施すことにより形成されている。この圧延加工では、ステンレス鋼板を上下一対のロールで挟み込んで加圧し、例えば上部圧延ロールに形成された突条をステンレス鋼板に転写することで前記ボール転走溝が形成される。ステンレス鋼板に対して圧延加工を用いて形成したボール転走溝は、その表面硬さがＨｖ４００以上と十分に硬く、ボール４の転走に対して十分な耐摩耗性を備えている。また、ステンレス鋼板から各レール１，２，３を製作すれば、これらレール１，２，３に対してめっき処理等の防錆処理を施す必要がなく、めっき処理溶液中に含まれるクロム等の重金属元素によって環境が汚染される可能性を排除することが可能となる。

もっとも、前記固定側レール１、中間レール２及び移動側レール３は必ずしもステンレス鋼板で製作する必要はなく、一般的な低炭素鋼を用いて製作しても良い。低炭素鋼を用いる場合には、ボール転走溝を圧延加工しても、かかるボール転走溝に十分な表面硬さを与えることができず、ボール４の転走によってボール転走溝が早期に摩耗し、固定側レール１に対する中間レール２の移動精度、中間レール２に対する移動側レール３の移動精度が早期に低下してしまう懸念がある。従って、低炭素鋼を用いて各レールを製作する場合には、ボール転走溝を圧延加工した後に窒化処理を行い、ボール転走溝の表面硬さを高めるのが好ましい。

次に、前記固定側レール１及び移動側レール３を製作する手順について説明する。図３に示すように、固定側レール１及び移動側レール３は圧延機６とロール成形機７とが連続するラインによって製作される。帯状のステンレス鋼板８はコイル状に巻かれた状態でアンコイラー９にセットされており、このアンコイラー９から繰り出されたステンレス鋼板８が圧延機６、ロール成形機７を通過することで、長尺な固定側レール１及び移動側レール３が製作されるようになっている。

図４は固定側レール１の製造手順を示す図である。分図ａに示すように、アンコイラー９から繰り出されたステンレス鋼板は帯状のまま圧延機６に導入される。圧延機６に導入されたステンレス鋼板８は圧延ロール（図示せず）をくぐり抜け、分図ｂに示すように、その一方の面にボール転走溝１３が形成される。このボール転走溝１３はステンレス鋼板の肉厚を部粉的に減じることにより形成されており、素材の流動によってボール転走溝１３の両脇の肉が盛り上がるのを防止すべく、前記圧延ロールはボール転走溝１３だけではなく、その周囲にも圧接している。また、ボール転走溝１３の形成によってステンレス鋼板の横幅が延びるのを防止すべく、幅方向の両端面にはステンレス鋼板の延びを規制する一対のサイドロール（図示せず）が押し当てられている。

このようにして圧延機によってボール転走溝１３が形成された後、ステンレス鋼板８は圧延機６の後段に設けられたロール成形機７に送り込まれる。このロール成形機７では、互いに圧接する所定形状のロールの間にステンレス鋼板８を挿通させるこにとより、分図ｃ及びｄに示すように、徐々にステンレス鋼板８を折り曲げ、最終的にはベース部１１の両端から一対のフランジ部１２が垂直に立ち上がったチャネル状の固定側レール１が形成される。

ロール成形機７から送り出された固定側レール１は、必要とされる長さに切断された後、取付けねじ等を総通させる貫通孔が加工され、これによって固定側レールの製作は終了する。尚、図４では固定側レール１の製作手順を示したが、移動側レール３の製作手順も固定側レール１のそれと同じである。但し、ロール成形機７では、ボール転走溝２３がフランジ部３２の外側面となるように、ステンレス鋼板８に対して曲げ加工を行う必要がある。

次に、中間レール２の製作手順について説明する。図５に示すように、中間レール２は圧延機６の前後に一対のロール成形機７ａ，７ｂを設けたラインによって製作される。帯状のステンレス鋼板８はコイル状に巻かれた状態でアンコイラー９にセットされており、このアンコイラー９から繰り出されたステンレス鋼板８が第１のロール成形機７ａ、圧延機６及び第２のロール成形機７ｂを順次通過することで、長尺な中間レール２が製作されるようになっている。

図６は中間レール２の製造手順を示す図である。分図ａに示すように、アンコイラー９から繰り出されたステンレス鋼板は帯状のまま第１のロール成形機７ａに導入される。この第１のロール成形機７ａでは、分図ｂに示すように、ステンレス鋼板８の幅方向の両端が折り返されて、フランジ部２２が形成される。すなわち、このフランジ部２２においてはステンレス鋼板８が２重に重なっている。次に、両端が折り返されたステンレス鋼板を圧延機に導入し、前記フランジ部の表裏両面にボール転走溝２３，２４を形成する。このボール転走溝２３，２４はステンレス鋼板の肉厚を部粉的に減じることにより形成されており、素材の流動によってボール転走溝２３，２４の両脇の肉が盛り上がるのを防止すべく、前記圧延ロールはボール転走溝１２３，２４だけではなく、その周囲にも圧接している。また、ボール転走溝２３，２４の形成によってステンレス鋼板８の横幅が延びるのを防止すべく、幅方向の両端面にはステンレス鋼板の延びを規制する一対のサイドロールが押し当てられている。

このようにして圧延機６によってボール転走溝２３，２４が形成された後、ステンレス鋼板８は圧延機６の後段に設けられた第２のロール成形機７ｂに送り込まれる。この第２のロール成形機７ｂでは、互いに圧接する所定形状のロールの間にステンレス鋼板８を挿通させるこにとより、分図ｄに示すように、ボール転走溝２３が外側に向くようにフランジ部２２を折り曲げ、最終的にはベース部２１の両端から一対のフランジ部２２が垂直に立ち上がったチャネル状の中間レール２が形成される。

第２ロール成形機７ｂから送り出された中間レール２は、必要とされる長さに切断され、これによって中間レール２の製作は終了する。

このように製作される本実施の形態のスライドレールユニットでは、ステンレス鋼板に圧延加工を施すことによりボール転走溝が形成されており、曲げ加工を用いてボール転走溝を形成する場合と比較して、各レールの幅を小さく抑えることが可能となる。このため、各レールの板厚を減じることなく、組み上がり寸法の小さなスライドレールユニットを提供することが可能となる。また、ステンレス鋼板を用いて各レールを製作した場合、ボール転走溝は圧延加工によって生じる加工硬化に起因して十分な表面硬さを備えたものとなるので、ボール転走溝の形成後に窒化処理等の如くボール転走溝の表面硬さを増すための処理が不要となり、製作コストを抑えることが可能となる。更に、めっき等の防錆処理も不要となるので、環境負荷の大きなめっき処理のための薬品が不要となり、環境汚染を可及的に防止することが可能である。

Claims (6)

1. ベース部とこのベース部から曲げ起こされた一対のフランジ部を有してチャネル状に形成されると共に多数のボールを介して順番に組み付けられた複数のレールを備え、前記ボールの転走により、互いに隣接するレール同士が長手方向に沿って進退自在なスライドレールユニットにおいて、
   各レールは、圧延加工によって形成されたボール転走溝を前記フランジ部に有することを特徴とするスライドレールユニット。
2. 前記レールはステンレス鋼から形成され、圧延加工によって形成されたボール転走溝の表面硬さはＨｖ４００以上であることを特徴とする請求項１記載のスライドレールユニット。
3. 前記複数のレールは、固定側レールと、この固定側レールの一対のフランジ部の間に収容される中間レールと、この中間レールのフランジ部の間に収容される移動側レールとからなり、前記中間レールにはフランジ部の内側面及び外側面にボール転走溝が重ねて形成されていることを特徴とする請求項１記載のスライドレールユニット。
4. 前記固定側レールのベース部及びフランジ部の外側面は該固定レールの取付け基準面であることを特徴とする請求項１記載のスライドレールユニット。
5. 請求項１記載のスライドレールユニットにおける各レールの製造方法であり、
   金属平板を圧延機に挿入して前記ボール転走溝を圧延加工した後、かかる圧延機から送り出された金属平板をロール成形機に挿入し、ボール転走溝が形成された一対のフランジ部をベース部から曲げ起こしてチャネル状に成形したことを特徴とするレール製造方法。
6. 前記ボール転走溝の圧延加工時に、金属平板の幅方向への延びをサイドロールで規制したことを特徴とする請求項５記載のレール製造方法。