(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数の転動体を所定の間隔で一列に整列させると共にこれらを回転自在に保持した転動体連結体の製造方法であって、
長手方向の引っ張り強度及び／又は曲げ強度を向上させるための補強材を内蔵した平帯状のベルト部材を合成樹脂の押し出し成形によって連続的に成形する第１工程と、
上記ベルト部材に対して転動体が遊嵌する保持穴を一列に穿つ第２工程と、
上記保持穴内に転動体を配列し、かかる転動体を中子として用いながら、互いに隣接する保持穴の間に転動体を保持するためのスペーサ部を射出成形すると共に、上記保持穴内に転動体を閉じ込める第三工程と、
を備えたことを特徴とする転動体連結体の製造方法。
【請求項２】
上記スペーサ部を射出成形した合成樹脂材料よりも引っ張り強度及び／又は曲げ強度に優れた樹脂材料を用いて上記ベルト部材を成形したことを特徴とする請求項１記載の転動体連結体の製造方法。
【請求項３】
上記第３工程では転動体に代えて、かかる転動体よりも僅かに直径の大きな転動体型を保持穴の内部に配列し、スペーサ部を射出成形した後にこの転動体型を転動体に入れ換えることを特徴とする請求項１記載の転動体連結体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多数の転動体が所定の間隔で一列に配列されると共に回転自在に保持され、例えば無限摺動用の直線案内装置に組み込まれて使用される転動体連結体の製造方法に係り、詳細には、かかる転動体連結体の引っ張り強度や曲げ強度を向上させるための改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、テーブル等の可動体をベッド等の固定部に沿って案内する直線案内装置としては、ボール転走溝を有する軌道レールと、上記ボール転走溝と対向する負荷転走溝を有すると共に上記負荷転走溝の一端から他端へとボールを循環させる無負荷転走路を有し、上記軌道レールに沿って移動するスライダと、これらスライダと軌道レールとの間で荷重を負荷しながら転走すると共に、上記スライダの負荷転走溝及び無負荷転走路より構成される無限軌道を循環する多数のボールとから構成されるものが知られている。
【０００３】
このように構成された従来の直線案内装置では、スライダの無限軌道がボールで満たされていることから、該スライダが軌道レールに沿って移動すると、互いに隣接するボールが相互に衝突あるいは擦れ合いながら上記無限軌道内を循環することとなり、ボールが早期に磨耗して装置寿命が短命化するといった問題点があった。
【０００４】
そこで、このような問題点を解決するものとして、多数のボールを整列保持した転動体連結体を上記無限軌道に組み込んだ直線案内装置が提案されている（特開平５−５２２１７号公報）。図１５及び図１６に示すように、かかる転動体連結体１００は互いに隣接する各ボール１０１の間にボール保持部材１０２を介装すると共に、各ボール保持部材１０２をボールの配列方向に沿った一対のベルト部材１０３で繋いでボール１０１を数珠状に連結したものであり、上記ボール１０１を金型内に中子として配置した可撓性樹脂の射出成形によって製作されている。
【０００５】
このように構成された従来の転動体連結体１００は、図１７に示す如くスライダ１０４の無限軌道１０５に組み込まれて該無限軌道内を循環するのであるが、この際、互いに隣接するボール１０１の間にはボール保持部材１０２が介装されていることから、ボール同志の相互摩擦や衝突が防止され、ボール１０１の磨耗を可及的に防止することができた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の製造方法においては、無限軌道の一周分に相当する長さの細長い転動体連結体を射出成形によって製作していたため、各ボール保持部材１０２を連結するベルト部材１０３を均一な肉厚に形成しようとすれば、金型内のキャビティに対して溶融樹脂を射出するためのゲートを多数設けなればならず、金型が複雑になり、その製作コストが嵩むといった問題点があった。
【０００７】
また、直線案内装置の更なる小型化を考慮した場合、その無限軌道に組み込む転動体連結体についてはベルト部材の薄肉化が要求され、薄肉化に伴って引っ張り強度や曲げ強度が低下すると、無限軌道内で転動体連結体が破断してしまい、転動体連結体のボール保持機能が損なわれてしまうといった問題点もあった。
【０００８】
更に、ベルト部材の更なる薄肉化を図った場合、射出成形による製造方法では溶融樹脂が金型内をゲートからキャビティの奥まで回り難くなり、成形不良の製品が多発して歩留りが悪くなるといった問題点もあった。
【０００９】
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、より小型の転動体連結体を簡易に且つ安価に製造することができると共に、小型化した場合であっても引っ張り強度や曲げ強度に優れた転動体連結体を製作することが可能な転動体連結体の製造方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、多数の転動体を所定の間隔で一列に整列させると共にこれらを回転自在に保持した転動体連結体の製造方法であって、平帯状のベルト部材を合成樹脂によって成形する第１工程と、上記ベルト部材に対して転動体が遊嵌する保持穴を一列に穿つ第２工程と、上記保持穴内に転動体を配列し、かかる転動体を中子として用いながら、互いに隣接する保持穴の間に転動体を保持するためのスペーサ部を射出成形すると共に、上記保持穴内に転動体を閉じ込める第三工程と、を備えたことを特徴とするものである。
【００１１】
このような本発明方法によれば、第１工程で成形した平帯状のベルト部材に対して後からスペーサ部を射出成形し、これによって転動体をベルト部材に穿設した保持穴の内部に閉じ込めているので、上記ベルト部材は射出成形を用いることなく、合成樹脂の押出成形等によって長尺のものを連続的に成形することができる。このため、転動体連結体の小型化に伴って上記ベルト部材を薄肉化する場合であっても、均一な肉厚のベルト部材を安定して成形することが可能となる。
【００１２】
しかも、ベルト部材とスペーサ部とを別々に成形しているので、ベルト部材をなす合成樹脂材料はスペーサ部の成形材料とは全く異なるものを選択することができ、例えばカーボンフィラー等の添加によって引っ張り強度や曲げ強度の改善が図られた合成樹脂材料からベルト部材を成形すれば、かかるベルト部材が薄肉化されていても引っ張り強度に優れた転動体連結体を製造することが可能となる。一方、スペーサ部は回転する転動体と摺接することから、かかるスペーサ部としては含油樹脂等のように摩擦係数の低い材料を選択することができ、転動体の円滑な回転を確保することも可能となる。
【００１３】
また、ベルト部材を押出成形する際に、かかるベルト部材の長手方向に沿ってカーボン繊維やガラス繊維等の補強材を内蔵させることも可能であり、このように構成すれば、ベルト部材をなす合成樹脂それ自体の引っ張り強度や曲げ強度が低い場合であっても、ベルト部材の引っ張り強度等を高めることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて本発明の転動体連結体の製造方法を詳細に説明する。
図１乃至図３は本発明方法によって製作された転動体連結体の第１実施例を示すものである。この転動体連結体１は合成樹脂製の連結体ベルト２に所定間隔で転動体としてのボール３を一列に配列したものであり、これらボール３は上記連結体ベルト２に保持された状態で自在に回転可能となっている。
【００１５】
上記連結体ベルト２は、平帯状に形成されると共に所定の間隔でボール３の保持穴２０が穿設されたベルト部材２１と、互いに隣接する保持穴２０の間でベルト部材２１の表裏から突出するスペーサ部材２２とから構成されており、各スペーサ部材２２によってボール３がベルト部材２１の保持穴２０内に回転自在に閉じ込められている。
【００１６】
次に、順を追って上記転動体連結体１の製造方法を説明する。
図４は本発明の第１工程において成形されたベルト部材２１を示すものである。このベルト部材２１は合成樹脂の押出成形によって製作され、成形用ダイから連続的に押し出されたベルト部材２１は水槽内で冷却された後にリールに巻き取られる。後の工程ではこのリールに巻き取られたベルト部材２１が所定の長さに切断して使用される。
【００１７】
このように、未だスペーサ部２２が肉付けされていないベルト部材２１はその断面形状が長手方向に沿って一様なので、かかるベルト部材２１の肉厚が薄い場合であっても、押し出し成形を用いることにより均一な厚さのベルト部材２１を簡易に且つ安価に成形することが可能である。
【００１８】
このようにして成形されたベルト部材２１は直線案内装置の無限軌道の一周に相当する長さに切断された後、図５に示すように、長手方向に沿って所定の間隔でボール３の保持穴２０が穿設される。この保持穴２０はボール３の直径よりも若干大きな内径に形成され、ボール３を自由に出し入れし得るようになっている。そして、これら保持穴２０にボール３を配列した状態で、上記スペーサ部２２の射出成形が行われる。
【００１９】
かかる射出成形は所定の長さに切断したベルト部材２１を金型内の所定の位置にセットすると共に、かかるベルト部材２１の各保持穴２０の内部にボール３を配列し、これらベルト部材２１とボール３とを中子とした状態で行われる。スペーサ部２２は互いに隣接する保持穴２０の間で、且つ、ボール３の球面の一部を覆うようにベルト部材２１に肉付けされ、球面の一部を覆われたボール３はベルト部材２１の保持穴２０の内部に閉じ込められる。これにより、図６に示すように、ボール３が所定の間隔でベルト部材２１に配列され且つ保持された連結体ベルト２が完成する。この射出成形にはベルト部材２１の成形に用いたのと同じく、ポリアミド系エラストマーやポリエステル系エラストマー等の合成樹脂が用いられる。このようにベルト部材２１と同一の合成樹脂を用いてスペーサ部２２の射出成形を行えば、スペーサ部２２がその成形の際にベルト部材２１と溶着し、スペーサ部２２をベルト部材２１と強固に一体化することができるからである。
【００２０】
ボール３を中子としてスペーサ部２２を射出成形すると、スペーサ部２２はボール３の球面に密着しており、この状態ではボール３が円滑に回転をなし得ないことから、かかる射出成形が終了したベルト部材２１は一定時間だけ油に浸される。合成樹脂製の連結体ベルト２は油を吸って膨潤することから、所定時間経過後にはスペーサ部２２とボール３の球面との間に僅かな隙間が発生し、ボール３は保持穴２０内から脱落することなく自在に回転し得るようになる。これによって、転動体連結体１が完成する。
【００２１】
一方、スペーサ部２２を射出成形する際に、ボール３ではなく、ボール３よりも僅かに直径の大きいボール型（転動体型）をベルト部材２１の保持穴２０に配列し、かかるボール型及びベルト部材２１を中子として用いてスペーサ部２２の成形を行っても良い。中子としてボール３を用いた場合には、前述の如く、スペーサ部２２の成形終了後にボール３とスペーサ２２との間に隙間を形成する作業が必要となる。しかし、上記ボール型を用いた場合には、かかるボール型がボール３よりも僅かに大きい分だけスペーサ部２２が小さく形成されるので、スペーサ部２２の成形終了後にボール型を強制的に連結体ベルト２から外し、その代わりにボール３を挿入すれば、連結体ベルト２を所定時間油に浸漬するといった面倒な作業を行うことなく、ボールを保持穴２０内で自在に回転させることができる。
【００２２】
そして、このような転動体連結体１の製造方法によれば、従来のように長尺な転動体連結体を金型内で射出成形により形成する必要がなく、ベルト部材２１の肉厚の薄い転動体連結体１を簡易に且つ安価に、しかも確実に製造することができるものである。
【００２３】
また、説明してきた転動体連結体１の製造方法では、ベルト部材２１の材質それ自体はスペーサ部２２の材質と同じものを用い、ベルト部材２１の引っ張り強度、曲げ強度を確保するため、かかるベルト部材２１に補強材２３を内蔵させるように構成したが、例えばベルト部材２１それ自体の成形材料にカーボンフィラーを添加する等して、その引っ張り強度及び曲げ強度の改善を図ることも可能であり、ベルト部材２１の薄肉化に伴う転動体連結体１の引っ張り強度及び曲げ強度の低下を補うこともできる。
【００２４】
次に、図７乃至図９は本発明方法によって製作された転動体連結体の第２実施例を示すものである。
この転動体連結体１Ａは前記第１実施例の転動体連結体１と略同じ構造を有するものであるが、断面図である図８及び図９に示されるように、上記ベルト部材２１の両縁部には長手方向に沿ってガラス繊維、カーボン繊維、セラミックス繊維等からなる補強材２３が内蔵されている。従って、連結体ベルト２の長手方向に沿って引っ張り力が作用した場合であっても、かかる引っ張り力を補強材２３が負荷することにより、連結体ベルト２の破断を前記第１実施例よりも有効に防止し得るようになっている。尚、第１実施例の転動体連結体１と同一の構成については、図中に同一の符号を付すことにし、その詳細な説明は省略する。
【００２５】
順を追って上記転動体連結体１Ａの製造方法を説明する。
図１０は本発明の第１工程において成形されたベルト部材２１を示すものである。このベルト部材２１は合成樹脂の押出成形によって製作され、かかる押出成形の際に上記補強材２３が一体に内蔵されるようになっている。
【００２６】
図１１は補強材を一体化させながらベルト部材２１を押出成形する際の工程を示す概略図である。補強材２３は大径リール４に巻かれており、これから繰り出された補強材２３は予熱器５によって予熱された後、クロスヘッドダイ６のマンドレル７を貫通して成形用ダイ８から引き抜かれている。一方、このクロスヘッドダイ６には溶融したポリアミド系エラストマーやポリエステル系エラストマー等の合成樹脂が図示外のスクリューによって圧入されており、成形用ダイ８から押し出される際に上記補強材２３の周囲に肉付けされる。これにより、上記クロスヘッドダイ６からは長尺なベルト部材２１が連続的に押し出されることとなる。押し出されたベルト部材２１は水槽９内で冷却された後にリール１０に巻き取られ、後の工程ではこのリール１０に巻き取られたベルト部材２１が所定の長さに切断して使用される。
【００２７】
また、上記補強材２３としてはガラス繊維等のそのものではなく、カーボンフィラー等を添加して引っ張り強度や曲げ強度を改善した合成樹脂を用いることもできる。この場合は、２層押出成形によって図１０に示す形状のベルト部材２１を成形することができる。図１２に示すように、この２層押出成形では２台の押出機１１, １２を用い、一方の押出機１１のホッパ１３には補強材となる合成樹脂を、他方の押出機１２のホッパ１４には補強材を被覆する合成樹脂をセットしておき、これら両樹脂を共通のダイ１５から押し出す。そして、図１１と同様に、押し出されたベルト部材２１を水槽内で冷却した後に巻き取ることにより、引っ張り強度や曲げ強度に優れた合成樹脂製の補強材２３を他の合成樹脂で被覆した長尺のベルト部材２１を得ることができる。
【００２８】
このように、補強材２３をベルト部材２１に内臓する場合であっても、未だスペーサ部２２が肉付けされていないベルト部材２１はその断面形状が長手方向に沿って一様なので、第１実施例と同様、押し出し成形を用いることにより均一な厚さのベルト部材２１を簡易に且つ安価に成形することが可能である。
【００２９】
この後は、補強材２３を具備しない前記第１実施例の転動体連結体１と同様にしてスペーサ部２２の成形が行われる。すなわち、直線案内装置の無限軌道の一周に相当する長さに切断されたベルト部材２１には、図１３に示すように、長手方向に沿って所定の間隔でボール３の保持穴２０が穿設され、これら保持穴２０にボール３を配列した状態で、上記スペーサ部２２の射出成形が行われる。また、スペーサ部２２の成形が終了した連結体ベルト２は一定時間だけ油に浸され、ボール３の回転を可能とするための隙間がスペーサ部２２とボール３との間に形成される。これによって、補強材２３を内蔵した第２実施例の転動体連結体１Ａが完成する。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明の転動体連結体の製造方法によれば、転動体を配列するベルト部材を成形した後、このベルト部材に対して転動体を保持するためのスペーサ部を射出成形するように構成したので、上記ベルト部材に関しては射出成形を用いることなく押出成形によって長尺のものを連続的に成形することが可能となり、転動体連結体の小型化に伴って上記ベルト部材を薄肉化する場合であっても、均一な肉厚のベルト部材を簡易に且つ安価に成形することが可能となる。
【００３１】
また、ベルト部材とスペーサ部とを別々に成形した結果、ベルト部材には引っ張り強度に優れた合成樹脂材料を、スペーサ部には摩擦係数の低い合成樹脂材料を選択することができるので、転動体連結体の小型化によりベルト部材が薄肉化する場合であっても、引っ張り強度に優れた転動体連結体を製作することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明方法によって製造される転動体連結体の第１実施例を示す平面図である。
【図２】  図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】  第１実施例に係る転動体連結体を示す正面図である。
【図４】  本発明方法の第１工程で製作された第１実施例に係るベルト部材を示す斜視図である。
【図５】  第１実施例に係るベルト部材にボール保持穴を穿設すると共にこれらボール保持穴にボールを配列する様子を示す斜視図である。
【図６】  ボールが配列された第１実施例に係るベルト部材にスペーサ部を射出成形した様子を示す斜視図である。
【図７】  本発明方法によって製造される転動体連結体の第２実施例を示す平面面図である。
【図８】  図１のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図である。
【図９】  図２のＩＸ−ＩＸ線断面図である。
【図１０】  本発明方法の第１工程で製作された第２実施例に係るベルト部材を示す斜視図である。
【図１１】  補強材の内蔵された第２実施例のベルト部材を合成樹脂の押出成形によって製作する工程を示す図である。
【図１２】  物性の異なる二種類の合成樹脂を用いて第２実施例のベルト部材を押出成形する工程を示す図である。
【図１３】  第２実施例のベルト部材にボール保持穴を穿設すると共にこれらボール保持穴にボールを配列する様子を示す斜視図である。
【図１４】  ボールが配列された第２実施例のベルト部材にスペーサ部を射出成形した様子を示す斜視図である。
【図１５】  従来の転動体連結体を示す平面図である。
【図１６】  従来の転動体連結体を示す正面図である。
【図１７】  直線案内装置の無限軌道に転動体連結体を組み込んだ状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１…転動体連結体、２…連結体ベルト、３…ボール、２０…保持穴、２１…ベルト部材、２２…スペーサ部、２３…補強材
【図１】
0004062574.tif 000002
【図２】
0004062574.tif 000003
【図３】
0004062574.tif 000004
【図４】
0004062574.tif 000005
【図５】
0004062574.tif 000006
【図６】
0004062574.tif 000007
【図７】
0004062574.tif 000008
【図８】
0004062574.tif 000009
【図９】
0004062574.tif 000010
【図１０】
0004062574.tif 000011
【図１１】
0004062574.tif 000012
【図１２】
0004062574.tif 000013
【図１３】
0004062574.tif 000014
【図１４】
0004062574.tif 000015
【図１５】
0004062574.tif 000016
【図１６】
0004062574.tif 000017
【図１７】
0004062574.tif 000018