(57)【要約】【課題】  転動体５が循環軌道６内を循環するようにされている直線運動軸受１では、従来、転動体５が軸体２に接触しない軌道面無負荷領域８から、軸体２に接触する軌道面負荷領域７に移行する境界部９が、エッジ状となっていた。そのため、転動体５がそのエッジを乗り越える時に、軌道面に大きな応力が加わり、この部分で破損を生じ、直線運動軸受の寿命を短くしていた。【解決手段】  循環軌道６の表面に対する最後の仕上加工として、転動方向へ流体研磨することにより、境界部９の形状を、転動方向に滑らかに変化する形状とすると共に、研磨目の方向を転動体の転動方向と同一方向にした。これにより、直線運動軸受の寿命を驚異的に伸ばすことが可能となった。【選択図】        図１
2007016960.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
転動体が循環し、軌道面負荷領域と軌道面無負荷領域と両者の境界部とから成る循環軌道を具えた直線運動軸受において、
前記境界部を転動方向に滑らかに変化する形状とした
ことを特徴とする直線運動軸受。
【請求項２】
転動体が循環し、軌道面負荷領域と軌道面無負荷領域と両者の境界部とから成る循環軌道を具えた直線運動軸受において、
循環軌道の表面の最後の仕上加工として転動方向への流体研磨を行うことにより、前記境界部を転動方向に滑らかに変化する形状とすると共に、研磨目の方向を転動体の転動方向と同一方向にした
ことを特徴とする直線運動軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転動体が循環軌道内を循環するようにされている直線運動軸受に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
直線運動軸受は、直線運動をする軸体に対する軸受であり、例えば、ボールブッシュ，リニアガイド，ボールスプラインあるいはボールネジ等の装置に用いられている。
図４は、直線運動軸受の概要を示す図である。図４において、１は直線運動軸受、２は軸体、３Ａ，３Ｂは軸溝、４は外筒体、５は転動体、６は循環軌道である。この図では循環軌道６の付近の様子を分かり易くするため、一部を断面で現している。
外筒体４の内部に循環軌道６が形成され、その中を転動体５が循環している。外筒体４の中央には、軸体２が挿通されており、この軸体２の外周には、軸方向に軸溝３Ａ，３Ｂが設けられている。図示されている軸溝の本数は２本であるが、外周上に設けられる軸溝の本数は適宜決定される。
【０００３】
転動体５は軸溝３Ａ，３Ｂに嵌まり込むように配設され、軸体２と外筒体４とは、転動体５を介して接している。従って、軸体２が外筒体４に対し、矢印Ａの方向（軸方向）に相対的に移動する時、受ける摩擦は転動体５の転がり摩擦であるので、滑らかに移動することが出来る。転動体５は、循環軌道６内を移動し、循環する。  図５は、直線運動軸受の軸方向に直角の断面（図４でＸ−Ｘ線での断面）の概要を示す図である。符号は図５のものに対応し、３Ｃは軸溝である。この例では、軸体２の外周には、略等間隔で軸溝３Ａ，３Ｂ，３Ｃが設けられている。それに対応させて、外筒体４に内蔵される転動体５も、３組とされている。
【特許文献１】特開２００４−０８４８２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
（問題点）
前記した従来の直線運動軸受には、循環軌道の軌道面負荷領域と軌道面無負荷領域との境界部付近の表面が傷つけられ易く、それが直線運動軸受の寿命を短くしていたという問題点があった。
【０００５】
（問題点の説明）
図２は、従来の直線運動軸受（ボールブッシュ）の循環軌道を説明する図である。符号は図４のものに対応し、７は軌道面負荷領域、７Ａは研磨目、８は軌道面無負荷領域、８Ａは切削目、９は境界部、１０は外筒体切断面である。なお、軌道面負荷領域７とは、循環軌道６の領域の内、転動体５が軸体２に接しているために転動体５からの負荷がかかる（即ち、圧力がかかる）領域を言い、軌道面無負荷領域８とは、転動体５が軸体２に接していないために、負荷がかかっていない領域のことを言う。境界部９は、それらの領域の境界に当たる部分である。
【０００６】
図２（１）は、循環軌道６の境界部９に近い部分を側方から見た拡大模式図である。転動体５の転動方向は、図で言えば左右の方向である。軌道面無負荷領域８にある転動体５は軸体２に接してはいないので、軌道面無負荷領域８の表面に軸体２からの負荷（圧力）がかかることはない。一方、軌道面負荷領域７にある転動体５は軸体２に接しているので、軌道面負荷領域７の表面には、軸体２からの負荷がかかる。従来の直線運動軸受１では、軌道面無負荷領域８から軌道面負荷領域７へは明確に変わるよう画然と形成されていたので、境界部９はエッジ状となっていた。
【０００７】
図２（２）は、循環軌道６の表面の内、転動体が接して移動する表面部分の拡大模式図である（この図では、循環軌道６の表面を分かり易く説明するため転動体５は省略してある）。転動体の転動方向は、図では左右方向である。外筒体切断面１０は、外筒体を厚み方向に切った断面を示している。循環軌道６を形成する際には、先ず切削加工により傾斜部が形成され、次いで、より一層表面に滑らかさが要求される部分には、研磨加工が施されて形成される。
軌道面無負荷領域８の表面は転動体から受ける負荷が少ないので、それほど滑らかさは要求されず、切削加工をしたままの状態に留められることが多い。一方、軌道面負荷領域７の表面は転動体から受ける負荷が大きいので、破損防止のためにその領域は出来るだけ滑らかに動くのが望ましく、より一層表面の滑らかさが要求される。従って、そこには更に研磨加工が施される。
【０００８】
これら切削加工，研磨加工は、加工対象物と工具とを相対的に回転させて行われる。このやり方は、コストが安く、古くから行われている。相対的に回転させるので、切削加工をした軌道面無負荷領域８には切削目８Ａが残り、研磨加工まで施す軌道面負荷領域７には研磨目７Ａが残ることになる。当然のことながら、切削目８Ａの方が粗く、研磨目７Ａの方が細かい。
これらの目の方向は、上記の回転方向となるが、この方向は、転動体の転動方向（図で左右方向）に対して直角の方向となる。従って、循環軌道６の表面を、転動方向のＷ−Ｗ線で切って見た場合、これらの目による無数の凹凸が生じている。
図２（３）は、境界部９付近の循環軌道６の表面の高さの変化を、拡大して模式的に示した図である。横軸は循環軌道の長さ（転動方向の長さ）を示し、縦軸は表面アラサを示している。
【０００９】
転動体５が軌道面負荷領域７を転動して行く時には、研磨目７Ａによって生じている無数の凹凸を乗り越えながら転動して行くことになるわけだが、その凹凸に応じた応力を、軌道面負荷領域７から受けることになる。同時に、軌道面負荷領域７の表面も、同じ応力を転動体５から受けることになる。
図２（１）で、転動体５が軌道面無負荷領域８から軌道面負荷領域７へと転動して行くことを考えた場合、循環軌道６の表面に作用する応力が最も変化する箇所は、エッジ状となっている境界部９の所である。なぜなら、軌道面無負荷領域８を転動している間は、転動体５は軸体２と接触していないから応力は殆どないが、境界部９の所から軸体２に接触し始め、ここで急激に増大するからである。そのため、循環軌道６が破損するのは、境界部９の付近が最も多い。
【００１０】
図３は、循環軌道に生ずる破損の例を示す図である。符号は図２のものに対応し、１１はフレーキング（ころがり疲れ破損）である。フレーキング１１は、直線運動軸受の循環軌道６に生ずる破損の１例であり、循環軌道６の表面が一部ウロコ状に剥がされた状態となる。表面が剥がされると、転動体５は滑らかには転動しなくなり、振動や騒音が発生する。図４の軸体２も滑らかに直線運動し得なくなり、移動の精度も悪化する。従って、このような破損が生じた時をもって、直線運動軸受の寿命は尽きたということにされている。
このように、従来の直線運動軸受における循環軌道６での破損は、殆ど境界部９付近で生じており、ここで破損が生じ易いということが、従来の直線運動軸受の寿命を短くしている主たる原因となっていた。
本発明は、以上のような問題点を解決することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決するため、本発明では、転動体が循環し、軌道面負荷領域と軌道面無負荷領域と両者の境界部とから成る循環軌道を具えた直線運動軸受において、前記境界部を転動方向に滑らかに変化する形状とすることとした。
なお、循環軌道の表面の最後の仕上加工として、転動方向への流体研磨を行うことにより、前記境界部を転動方向に滑らかに変化する形状とすると共に、研磨目の方向を転動体の転動方向と同一方向とすることが出来る。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の直線運動軸受によれば、循環軌道の境界部を転動方向に滑らかに変化する形状とすることにより、直線運動軸受の致命的な破損であったところの境界部付近での破損を、従来より大幅に生じなくすることが出来た。そのため、直線運動軸受の寿命を驚異的に（例えば、約１１倍に）伸ばすことが可能となった。
また、循環軌道の表面を転動方向へ流体研磨することにより境界部を滑らかに変化する形状に加工する場合、循環軌道全体にわたっても流体研磨すれば、軌道面に残る研磨目は、転動方向の滑らかなものとなるので、転動体から軌道面に作用する応力は従来に比べて激減し、軌道面に破損を生ずることが極めて少なくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の直線運動軸受の循環軌道を説明する図である。符号は図２のものに対応し、１２は研磨目である。図１の（１），（２），（３）は、それぞれ図２の（１），（２），（３）に対応する図である。
従来の直線運動軸受と相違する点は、循環軌道６の表面に対する最終加工として、流体研磨を行い、これにより境界部９の形状を転動方向に滑らかに変化するＲ（アール）形状としたという点である。
流体研磨は、研磨材を含ませた流体を流すことにより行う研磨であり、この研磨方法は既に公知である。循環軌道６に対して行う流体研磨は、循環軌道６の構造上、研磨材を含ませた流体を循環軌道６に沿って（つまり転動方向に）流すことにより行われることになる（転動方向に対して直角に流すということはしない）。
【００１４】
直線運動軸受を製造するに際し、循環軌道６の最終加工として流体研磨を行う場合、次のような２通りのやり方がある。
（第１のやり方）
（１）先ず切削加工により循環軌道６を形成する
（２）次に軌道面負荷領域７に対しては転動方向に直角な方向の研磨加工を施す（ここまでは図２の従来例と同じ）
（３）最後に循環軌道６全体に対し転動方向に流体研磨を施す
（第２のやり方）
（１）先ず切削加工により循環軌道６を形成する
（２）次に循環軌道６全体に対し流体研磨を施す
第２のやり方は、流体研磨だけで充分な研磨状態とされることが期待できる場合に採用される。
【００１５】
循環軌道形成のための切削加工により、転動方向に対して直角方向に延びるエッジとなっていた境界部９は、この流体研磨により転動方向に研削され、図１（１）に示すように、軌道面無負荷領域８から軌道面負荷領域７へと滑らかに変化する形状となる。そのため、転動体５が境界部９を通過する際、応力が一点で急激に増大するということがなくなり、破損を生ずることが少なくなる。
また、図２（２）に示したような、転動方向に直角な切削目８Ａや研磨目７Ａも、転動方向に流体研磨され、殆どなくなる。そして、最終的に付いている研磨の目は、研磨材を含ませた流体が流れて行く方向（転動方向）のものとなる。図１（２）の研磨目１２は、それを示している。
【００１６】
図１（２）の循環軌道６を転動方向のＷ−Ｗ線で切って見た場合の表面アラサの変化は、研磨目１２に沿った変化となるので、滑らかなものとなる。
図１（３）は、境界部９付近の循環軌道６の表面アラサの変化を、拡大して模式的に示した図である。横軸は循環軌道の長さを示し、縦軸は表面アラサを示している。境界部９はエッジ状ではなくなっているから、その部分のアラサは滑らかに変化し、また、研磨目１２は循環軌道６の長さ方向についているので、該長さ方向でのアラサの変化は滑らかなものとなっている。
【００１７】
このように流体研磨された循環軌道６において、図１（１）に示すように、転動体５が軌道面無負荷領域８から軌道面負荷領域７へと転動して行くことを考えた場合、境界部９はエッジ状ではなく滑らかに変化する領域となっているので、応力が一点で急激に増大するということがなくなる。そのため、境界部９で破損が起こる確率は、他の領域と同様に減少することとなる。循環軌道６の破損の殆どは境界部９付近で生じていたので、ここでの破損を生じなくすることにより、直線運動軸受の寿命を大幅に長くすることが可能となる。  因みに、耐久試験を行って当社の従来製品と比較したところ、寿命は１１倍に伸びた。１個で１１個分に相当するわけであるから、コスト削減率で言えば１１００％ということになる。これは驚異的な効果である。
【００１８】
なお、上例では、境界部９を転動方向に滑らかに変化する形状とする手段として、転動方向に行う流体研磨を採用した例を示したが、前記形状となし得る他の手段（例、レーザ加工手段等）を採用してもよいことは、言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の直線運動軸受の循環軌道を説明する図
【図２】従来の直線運動軸受の循環軌道を説明する図
【図３】循環軌道に生ずるフレーキングの例を示す図
【図４】直線運動軸受の概要を示す図
【図５】直線運動軸受の軸方向に直角の断面の概要を示す図
【符号の説明】
【００２０】
１…直線運動軸受、２…軸体、３Ａ，３Ｂ，３Ｃ…軸溝、４…外筒体、５…転動体、６…循環軌道、７…軌道面負荷領域、７Ａ…研磨目、８…軌道面無負荷領域、８Ａ…切削目、９…境界部、１０…外筒体切断面、１１…フレーキング、１２…研磨目
【図１】
2007016960.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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