(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向する壁部を有する第１のスライドユニットと、この第１のスライドユニットに組み合わされ、その第１のスライドユニットの壁部との間に装填された複数の転動体を介してその第１のスライドユニットに対して相対的に直線運動または円弧運動が可能な第２のスライドユニットとを備える転がり案内ユニットにおいて、
第１のスライドユニットの前記壁部間の内面に機械加工を施してその内面の残留応力を除去して第１のスライドユニットを前記壁部が外方向に開く形状に変形させることにより、転動体に対する予圧を調整してあることを特徴とする転がり案内ユニット。
【請求項２】
互いに対向する壁部を有する第１のスライドユニットと、この第１のスライドユニットに組み合わされ、その第１のスライドユニットの壁部との間に装填された複数の転動体を介してその第１のスライドユニットに対して相対的に直線運動または円弧運動をする第２のスライドユニットとを備える転がり案内ユニットにおいて、
第１のスライドユニットの前記壁部間の内面の反対側である外面に機械加工を施してその外面の残留応力を除去して第１のスライドユニットを前記壁部が内方向に狭まる形状に変形させることにより、転動体に対する予圧を調整してあることを特徴とする転がり案内ユニット。
【請求項３】
第１のスライドユニットの残留応力は、焼入れや焼戻し等の熱処理、または引き抜き加工やショットピーニング等の塑性加工、あるいはその他の機械的または化学的な方法により生じさせてあることを特徴とする請求項１または２に記載の転がり案内ユニット。
【請求項４】
第１のスライドユニットに施す機械加工は、切削加工、研削加工、磨き加工等の除去加工、あるいはプレス加工、圧延加工等の塑性加工であることを特徴とする請求項１または２に記載の転がり案内ユニット。
【請求項５】
機械加工を第１のスライドユニットと第２のスライドユニットを組み合わせた状態で行なうことを特徴とする請求項１または２に記載の転がり案内ユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、直動案内軸受や曲線案内軸受等の転がり案内ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の転がり案内ユニットは、互いに対向する壁部を有する第１のスライドユニットと、この第１のスライドユニットに組み合わされ、その第１のスライドユニットの壁部との間に装填された複数の転動体を介してその第１のスライドユニットに対して相対的に直線運動または円弧運動が可能な第２のスライドユニットとを備えている。
【０００３】
具体的に述べると、例えば転がり案内ユニットとしての直動案内軸受にあっては、図１１に示すように、第１のスライドユニット１が互いに対向する一対の壁部２を有する断面コ字状をなし、この第１のスライドユニット１の壁部２間に一方向に長いレール状の第２のスライドユニット３が組み合わされている。
【０００４】
第２のスライドユニット３の両側面にはその長手方向に沿って延びる転動溝４が形成され、また第１のスライドユニット１における壁部２の内側面には第２のスライドユニット３の転動溝４に対向する転動溝５が形成されている。さらに第１のスライドユニット１には前記転動溝５に連なる戻し路６が形成され、この戻し路６と前記転動溝５とで無端状の循環路７が構成され、この循環路７内に鋼球等からなる多数の転動体８が装填されている。
【０００５】
そして第１のスライドユニット１が第２のスライドユニット３の長手方向に沿って相対的に移動する際に、第１のスライドユニット１の転動溝５と第２のスライドユニット３の転動溝４との間の転動体８が転動しながら移動して循環路７内を無限循環し、これにより第２のスライドユニット３に対する第１のスライドユニット１の相対的な直線運動が軽快に行なわれる。
【０００６】
図１２（Ａ），（Ｂ）には、転がり案内ユニットとしての直動案内軸受の他の例を示してあり、この直動案内軸受においては、互いに対向する一対の壁部２を有する断面コ字状の第１のスライドユニット１が一方向に長いレール状をなし、その壁部２の内側面に転動溝５が形成されている。そしてこの第１のスライドユニット１の壁部２間に第２のスライドユニット３が組み合わされ、この第２のスライドユニット３の両側部に転動体８を無限循環させる循環路７が形成され、第１のスライドユニット１の壁部２と第２のスライドユニット３との間に装填された転動体８が、第１のスライドユニット１に対して第２のスライドユニット３が相対的に移動する際に前記循環路７を無限循環するようになっている。
【０００７】
図１３には、転がり案内ユニットとして直動案内軸受のさらに異なるの他の例を示してあり、この直動案内軸受は第１のスライドユニット１が第２のスライドユニット３に対して相対的に直線運動をするものであって、第１のスライドユニット１は互いに対向する壁部２を有する断面コ字状をなしている。第１のスライドユニット１は平面形状が長方形であって、その側縁に沿って壁部２が形成されている。
【０００８】
第１のスライドユニット１には長尺な第２のスライドユニット３が組み合わされ、この第２のスライドユニット３と第１のスライドユニット１との間にころからなる複数の転動体８が装填されている。
【０００９】
第１のスライドユニット１および第２のスライドユニット３にはそれぞれレール９，１０が設けられ、これらレール９，１０を介して前記転動体８が支持されている。ころからなる転動体８はその中心軸を交互にほぼ直角に変えるように傾斜して配列され、第１のスライドユニット１が第２のスライドユニット３に対して相対的に直線運動する際に各転動体８が転動してその直線運動が軽快に行なわれるようになっている。
【００１０】
このような転がり案内ユニットにおいては、所要の動摩擦力や剛性等を得るために転動体８を加圧して弾性的に変形させる予圧が加えられている。従来、この予圧の調整は、転動体８の大きさを選ぶことによって行なっている。すなわち、直径の異なる多数種の転動体８が用意されていて、そのうちの適当な直径の転動体８を選んでユニットに組み入れることにより予圧を加えるようにしている。一般に、用意されている転動体８としては、その直径が１μｍごとに異なる寸法に分けられている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような予圧の調整手段では、直径の異なる多数種の転動体８を予め用意しておかなければならないためその管理が面倒となるばかりでなく、用意する転動体８の寸法の範囲には限りがあるから、予圧量の調整にも限界が生じてしまう。
【００１２】
この発明はこのような点に着目してなされたもので、直径の異なる多数種の転動体を用意するようなことなく、簡単に予圧量を調整して所定の予圧を保持することができる転がり案内ユニットを提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、互いに対向する壁部を有する第１のスライドユニットと、この第１のスライドユニットに組み合わされ、その第１のスライドユニットの壁部との間に装填された複数の転動体を介してその第１のスライドユニットに対して相対的に直線運動または円弧運動が可能な第２のスライドユニットとを備える転がり案内ユニットにおいて、第１のスライドユニットの前記壁部間の内面に機械加工を施してその内面の残留応力を除去して第１のスライドユニットを前記壁部が外方向に開く形状に変形させることにより、転動体に対する予圧を調整してあることを特徴としている。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、互いに対向する壁部を有する第１のスライドユニットと、この第１のスライドユニットに組み合わされ、その第１のスライドユニットの壁部との間に装填された複数の転動体を介してその第１のスライドユニットに対して相対的に直線運動または円弧運動をする第２のスライドユニットとを備える転がり案内ユニットにおいて、第１のスライドユニットの前記壁部間の内面の反対側である外面に機械加工を施してその外面の残留応力を除去して第１のスライドユニットを前記壁部が内方向に狭まる形状に変形させることにより、転動体に対する予圧を調整してあることを特徴としている。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２の転がり案内ユニットにおいて、第１のスライドユニットの残留応力は、焼入れや焼戻し等の熱処理、または引き抜き加工やショットピーニング等の塑性加工、あるいはその他の機械的または化学的な方法により生じさせてあることを特徴としている。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、請求項１または２の転がり案内ユニットにおいて、第１のスライドユニットに施す機械加工は、切削加工、研削加工、磨き加工等の除去加工、あるいはプレス加工、圧延加工等の塑性加工であることを特徴としている。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、請求項１または２の転がり案内ユニットにおいて、機械加工を第１のスライドユニットと第２のスライドユニットを組み合わせた状態で行なうことを特徴としている。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について説明する。
【００１９】
次の各実施形態は、この発明を図１１に示す転がり案内ユニットとしての直動案内軸受に適用する場合の例である。
【００２０】
［実施形態１］
図１には直動案内軸受の第１のスライドユニット１を示してあり、この実施形態１においては、その第１のスライドユニット１における壁部２の内側面に連なる壁部２間の内面１ａに所定の機械加工を施す。この機械加工の例を挙げると、
（１）スライドユニット１の内面１ａに、除去加工として、振動ペンを用いてほぼ同一形状の直線状の溝を複数別々の個所に分けて加工する。
【００２１】
振動ペンとは、超鋼等からなるペンの先端を空気圧等で振動させて金属の表面を削り取り、文字等を描く工具である。
【００２２】
（２）スライドユニット１の内面１ａに、除去加工として、振動ペンを用いてほぼ同一形状の直線状の溝を同一個所に繰り返して加工する。
【００２３】
（３）スライドユニット１の内面１ａに、塑性加工として、ポンチにより圧痕を複数別々の個所に分けて加工する。
【００２４】
図２には、スライドユニット１の内面１ａに複数の溝を複数個所に分けて加工したときにおけるその加工個所数と転がり案内ユニットの動摩擦力の変化との関係を、図３にはスライドユニット１の内面１ａの同一個所に溝を繰り返して加工したときにおけるその加工の繰り返し回数と転がり案内ユニットの動摩擦力の変化との関係を、図４にはスライドユニット１の内面１ａに複数の圧痕を複数個所に分けて加工したときにおけるその加工個所数と転がり案内ユニットの動摩擦力の変化との関係をそれぞれ示してある。
【００２５】
転がり案内ユニットの動摩擦力と予圧量との間には一定の関係があり、予圧量が大きいほど動摩擦力が高くなることが知られている。
【００２６】
図２に示すように、スライドユニット１の内面１ａに溝を加工すると動摩擦力が変化し、溝の加工個所数が増えるほど動摩擦力が減少する。すなわち、予圧量が低下する。
【００２７】
また、図３に示すように、スライドユニット１の内面１ａに施す溝の加工回数が増えるほど動摩擦力が減少する。すなわち、予圧量が低下する。
【００２８】
さらに、図４に示すように、スライドユニット１の内面１ａに施す圧痕の加工個所数が増えるほど動摩擦力が減少する。すなわち、予圧量が低下する。
【００２９】
このように、スライドユニット１の内面１ａに除去加工や塑性加工等の機械加工を施して内面１ａの肉の体積を変えることにより、転がり案内ユニットの予圧量を調整することが可能である。
【００３０】
スライドユニット１は、その製造工程中における引き抜き加工やショットピーニング等の塑性加工、焼入れや焼戻し等の熱処理、あるいは他の機械的または化学的な処理によって、表面付近に圧縮応力が残留した組織になっているのが普通である。
【００３１】
スライドユニット１の内面１ａに上述のような除去加工や塑性加工等の加工を行なうと、その加工がなされた部分で圧縮応力の残留した組織が破壊され、この部分の残留圧縮応力が解放される。
【００３２】
このような残留圧縮応力の解放により、除去加工や塑性加工等の加工がなされていない場合に比べ、スライドユニット１の内面１ａが伸長する。そしてこの伸長によりスライドユニット１の全体の形状が、除去加工や塑性加工等の加工がなされていない場合に比べ、図５に鎖線で模式的に示すように、壁部２が外方向に開くように変形し、このような変形で転動体８の弾性変形量すなわち予圧量が低下する。
【００３３】
転がり案内ユニットを実際に使用する際には、図６に示すように、スライドユニット１における内面１ａの反対側である外面１ｂに、スライドユニット１の厚さに対して十分に厚さが大きい構造部材１１をボルトによる締結、あるいは他の手段で取り付ける場合がある。
【００３４】
この場合、スライドユニット１の変形は構造部材１１によってある程度矯正される。通常、構造部材１１のスライドユニット１と接する面は平面であるので、スライドユニット１の外面１ｂは平面に近い形状に矯正される。
【００３５】
図７には、スライドユニット１の内面１ａの複数の個所に振動ペンにより溝を加工したときの転がり案内ユニットの動摩擦力の変化と溝の加工個所数との関係を、スライドユニット１の外面１ｂにそのスライドユニット１と接する部分が平面である構造部材１１を取り付けた場合と、取り付けなかった場合とについて示してある。
【００３６】
この図から明らかなように、構造部材１１を取り付けることにより予圧量の調整効果は多少低下するが、その効果は十分に残存している。
【００３７】
［実施形態２］
壁部２を有するスライドユニット１の内面１ａの反対側である外面１ｂに除去加工や塑性加工等の加工を施す。
【００３８】
図８にはスライドユニット１の外面１ｂに、振動ペンを用いて同一形状の直線状の複数の溝を複数個所に分けて加工したときにおけるその加工個所数と転がり案内ユニットの動摩擦力の変化との関係を示してある。
【００３９】
この場合には、外面１ｂに施す溝の加工個所数が増えるほど動摩擦力が増加している。すなわち、予圧量が増加している。
【００４０】
外面１ｂに除去加工や塑性加工等の加工を施した場合には、その加工がなされた部分で圧縮応力の残留した組織が破壊され、この部分の残留圧縮応力が解放され、この解放により除去加工や塑性加工等の加工がなされていない場合に比べ、スライドユニット１の外面１ｂが伸長する。
【００４１】
そしてこの伸長によりスライドユニット１の全体の形状が、除去加工や塑性加工等の加工がなされていない場合に比べ、図９に鎖線で模式的に示すように、壁部２が内方向に狭まるように変形し、この変形で転動体８の弾性変形量すなわち予圧量が増加する。
【００４２】
前記実施形態１および２において、第１のスライドユニット１に機械加工を施す際には、その第１のスライドユニット１に第２のスライドユニット３を組み合わせた状態でその加工を行なうことが可能である。
【００４３】
予圧量の調整の程度を確認するためには、第１のスライドユニット１と第２のスライドユニット３とを組み合わせて動摩擦力等の特性を測定する必要がある。第１のスライドユニット１と第２のスライドユニット３とを分離した状態で、その第１のスライドユニット１に機械加工を施すような場合、予圧量を適当な値に調整するためには、第１のスライドユニット１と第２のスライドユニット３との組み合わせおよび分離とを数回行なわなければならないが、第１のスライドユニット１と第２のスライドユニット３とを予め組み合わせた状態で機械加工を施せば、その第１のスライドユニット１と第２のスライドユニット３との組み合わせと分離の手間を省くことができる。
【００４４】
［実施形態３］
第１のスライドユニット１に第２のスライドユニット３を組み合わせた状態で、その第１のスライドユニット１の外面１ｂに切削加工または研削加工等を施す。
【００４５】
スライドユニット１の外面１ｂに、除去加工または塑性加工を施して予圧量の調整を行なったときには、加工の適用個所や方法によっては、スライドユニット１の外面１ｂの変形が比較的大きくなる場合がある。
【００４６】
図１０には、スライドユニット１の外面１ｂの複数の個所に振動ペンにより溝を加工したときの転がり案内ユニットの動摩擦力の変化とその溝の加工個所数との関係を、スライドユニット１の外面１ｂにそのスライドユニット１と接する部分が平面である構造部材１１を取り付けた場合と、取り付けなかった場合とについて示してある。この図に示すように、構造部材１１を取り付けた場合には予圧量の調整効果がほとんどなくなってしまう。
【００４７】
このように、スライドユニット１の外面１ｂに除去加工や塑性加工による機械加工を施して予圧量の調整を行ない、かつその外面１ｂに構造部材を取り付けたような場合には、その外面１ｂの変形が矯正されて予圧の調整効果を維持することができなくなる場合がある。
【００４８】
このような場合には、第１のスライドユニット１に第２のスライドユニット３を予め組み合わせた状態で切削加工または研削加工を適用すれば、第１のスライドユニット１の外面１ｂを平面に保つことができ、構造部材１１の取り付けによる予圧量の変化を防ぐことができる。この加工によれば、その削り取る体積によって予圧量の調整を行なうことができる。
【００４９】
なお、以上の説明は、この発明を図１１に示す構造の転がり案内ユニットに適用する場合の例であるが、図１２に示す構造の転がり案内ユニット、あるいは図１３に示す構造の転がり案内ユニットにおいても同様に適用することが可能である。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１ないし５の発明によれば、従来のように直径の異なる多数種の転動体を用意するようなことなく、単に第１のスライドユニットに機械加工を施すという簡単な手段で予圧量を調整することができる。
【００５１】
そして特に請求項５の発明によれば、第１のスライドユニットと第２のスライドユニットとを予め組み合わせた状態で機械加工を施すようにしているから、その第１のスライドユニットと第２のスライドユニットとの組み合わせや分離の手間を省くことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明を適用する転がり案内ユニットの第１のスライドユニットを示す正面図。
【図２】そのスライドユニットの内面に複数の溝を複数個所に分けて加工したときにおけるその加工個所数と転がり案内ユニットの動摩擦力の変化との関係を示す曲線図。
【図３】そのスライドユニットの内面の同一個所に溝を繰り返して加工したときにおけるその加工の繰り返し回数と転がり案内ユニットの動摩擦力の変化との関係を示す曲線図。
【図４】そのスライドユニットの内面に複数の圧痕を複数個所に分けて加工したときにおけるその加工個所数と転がり案内ユニットの動摩擦力の変化との関係を示す曲線図。
【図５】そのスライドユニットの内面に機械加工を施したときのそのスライドユニットの変形の状態を模式的に示す図。
【図６】そのスライドユニットを用いて構成された転がり案内ユニットを構造部材に取り付けたときの状態を示す正面図。
【図７】そのスライドユニットの内面の複数の個所に振動ペンにより溝を加工したときの転がり案内ユニットの動摩擦力の変化と溝の加工個所数との関係を、スライドユニットの外面に構造部材を取り付けた場合と、取り付けなかった場合とについて示す曲線図。
【図８】そのスライドユニットの外面に複数の溝を複数個所に分けて加工したときにおけるその加工個所数と転がり案内ユニットの動摩擦力の変化との関係を示す曲線図。
【図９】そのスライドユニットの外面に機械加工を施したときのそのスライドユニットの変形の状態を模式的に示す図。
【図１０】そのスライドユニットの外面の複数の個所に振動ペンにより溝を加工したときの転がり案内ユニットの動摩擦力の変化と溝の加工個所数との関係を、スライドユニットの外面に構造部材を取り付けた場合と、取り付けなかった場合とについて示す曲線図。
【図１１】転がり案内ユニットの構造例を示す構成図。
【図１２】転がり案内ユニットの他の構造例を示す構成図。
【図１３】転がり案内ユニットのさらに異なる他の構造例を示す構成図。
【符号の説明】
１…第１のスライドユニット
１ａ…スライドユニットの内面
１ｂ…スライドユニットの外面
２…壁部
３…第２のスライドユニット
８…転動体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0004479066.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0004479066.tif 000011
【図１１】
0004479066.tif 000012
【図１２】
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【図１３】
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