(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
転動するボールの直径より小さい外径で短円柱状に形成され、軸線方向両端にボールの球面と接触する凹面を有するリテーニングピースの樹脂成形方法であって、
前記軸線方向両端に形成された凹面のうち一方の凹面の底部にリテーニングピース成形時における金型の突出しピンとの接合部となる浅い窪みが形成されるとともに、他方の凹面の底部にリテーニングピース成形時における金型のゲート部との接合部となり、且つ、前記浅い窪みと軸線方向で互いに反対側となる位置に、前記浅い窪みより深い窪みが形成されるように、前記リテーニングピースを樹脂成形することを特徴とするリテーニングピースの樹脂成形方法。
【請求項２】
請求項１記載のリテーニングピースの樹脂成形方法において、
前記リテーニングピース成形時のパーティングラインをリテーニングピース外周面に設定し、且つ当該外周面のパーティングラインの周辺に窪み又はテーパが形成されるように、前記リテーニングピースを樹脂成形することを特徴とするリテーニングピースの樹脂成形方法。
【請求項３】
請求項１または２記載のリテーニングピースの樹脂成形方法により製造されたリテーニングピースを備えたことを特徴とする直動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は鋼球やセラミックス球等の転動体の転がりを利用して直線運動をさせるようにした直動装置及び該直動装置で用いられるリテーニングピースの樹脂成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
多数個の転動体の転がりを利用した直動装置としては、いわゆるリニアガイド，リニアボールベアリング等の直動案内軸受や各種のボールねじ等があり、多くの産業機械の重要な機械要素として多用されている。
例えば、図３はリニアガイド１０の一部を切り欠いて示した平面図で、軸方向に延設された案内レール１と、その上に移動可能に跨架された断面コ字形のスライダ２とを備えたものが知られている。案内レール１の両側面にはそれぞれ軸方向にボール転動溝３が形成されており、スライダ２のスライダ本体２Ａには、その両袖部の内側面に、それぞれボール転動溝３に対向するボール転動溝５が形成されている。そして、これらの向き合った両ボール転動溝３，５の間に充填された転動体としての多数の鋼製ボールＢの転動を介してスライダ２が案内レール１上を軸方向に沿って移動できるようになっている。この移動につれて、案内レール１とスライダ２との間に介在するボールＢは転動してスライダ２の本体２Ａの端部に移動するが、スライダ２を軸方向に継続して移動させていくためには、これらのボールＢを無限に循環させる必要がある。
【０００３】
そこで、スライダ本体２Ａの袖部内に更に軸方向に貫通するボール戻り通路としての直線状の貫通孔６を形成すると共に、スライダ本体２Ａの前後両端にエンドキャップ７を設けて、これに上記両ボール転動溝３，５と、貫通孔６とを連通する半ドーナツ状に湾曲したボール循環路８を形成することにより、ボール無限循環軌道９を構成している。
【０００４】
また、図４はボールねじ２０の一部を切り欠いて示した斜視図で、外周面に半円状ねじ溝１１ａを有して軸方向に延びるねじ軸１１に、内周面に半円状ねじ溝１２ａを有するボールナット１２が嵌合している。ねじ軸１１のねじ溝１１ａとボールナット１２の半円状のねじ溝１２ａとは対向しており、それらのねじ溝１１ａ，１２ａの間に充填された転動体としての多数の鋼製ボールＢの転動を介して、ねじ軸１１とボールナット１２とが軸方向に相対移動（例えばねじ軸１１の軸回転でボールナット１２が直線移動）できるようになっている。この移動につれて、ボールＢも両ねじ溝１１ａ，１２ａで形成される螺旋状通路内を転動しつつ移動するが、ボールナット１２を継続して移動させていくためには、これらのボールＢを無限循環させる必要がある。
【０００５】
そこで、ボールナット１２の肉厚部に、前記螺旋状通路に接線方向から連通すると共にねじ軸１１を跨いで一対をなしナット外部に開口させた循環穴１７，１７を形成し、この循環穴１７，１７を略Ｕ字形のボールチューブ１４Ａで連結することによりボール循環経路１８を構成している（図ではボール循環経路１８を２経路設けてある）。ボールＢは螺旋状通路内を例えば１．５巻き分移動した後にボール循環経路１８に導かれて無限循環を繰り返す。
【０００６】
これらの直動装置には、転動体であるボールＢのより滑らかで安定した作動や低騒音などの特性が共通して要求されている。そこで、こうした要求に応える手段として、負荷ボール間に、直径がより小さいスペーサーボールを介装することが採用されている。しかし反面、スペーサーボールを介装したことにより負荷ボール間の間隔が長くなり、必然的に直動装置の負荷容量や剛性の低下が避けられないという別の問題が生じている。
【０００７】
これに対して、本出願人は、スペーサーボールの代わりに、図２に示されるような円筒体の両端面にボールＢと係合する凹面を有するリテーニングピース３０（セパレータともいう）をボールＢ，Ｂ間に介装させることを先に提案した（特願平１１−０１４７１８号，特願平１１−０２６５４４号）。このリテーニングピース３０で、ボール列の移動方向のスキマを無くしてボールＢに強制的に圧縮力を加えて作動性・騒音特性を改善すると共に、ボール間隔をより短縮して直動装置の負荷容量や剛性の低下を抑制することが可能である。
【０００８】
ところで、円筒体の両端面にボールと接触する凹面を有するこれら従来のリテーニングピースは、合成樹脂材料を用いて射出成形により形成されており、図２に示すように、その円筒状外周にゲート部Ｇを配設している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、リテーニングピースの外周にゲート部を配設して成形したものは、リテーニングピース３０の厚みをできる限り薄くすることにより、負荷容量や剛性の低減は抑制できるものの、射出成形後にゲート切断の工程が必要であるから、その分のコストアップは避けられない。しかも、切断後のゲート残りや成形品のパーティングライン等がバリとなって、リテーニングピースの作動性能や騒音特性の悪化を生じる可能性があるという問題があった。
【００１０】
そこで本発明は、このような従来技術の未解決の課題に着目してなされたもので、リテーニングピースを射出成形する際のゲート位置等を改善することにより、安価で且つ確実に作動性能や騒音特性の向上が得られる直動装置及び該直動装置で用いられるリテーニングピースの樹脂成形方法を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１に係る本発明は、転動するボールの直径より小さい外径で短円柱状に形成され、軸線方向両端にボールの球面と接触する凹面を有するリテーニングピースの樹脂成形方法であって、前記軸線方向両端に形成された凹面のうち一方の凹面の底部にリテーニングピース成形時における金型の突出しピンとの接合部となる浅い窪みが形成されるとともに、他方の凹面の底部にリテーニングピース成形時における金型のゲート部との接合部となり、且つ、前記浅い窪みと軸線方向で互いに反対側となる位置に、前記浅い窪みより深い窪みが形成されるように、前記リテーニングピースを樹脂成形することを特徴とする。
【００１３】
また、請求項２に係る本発明は、請求項１記載のリテーニングピースの樹脂成形方法において、前記リテーニングピース成形時のパーティングラインをリテーニングピース外周面に設定し、且つ当該外周面のパーティングラインの周辺に窪み又はテーパが形成されるように、前記リテーニングピースを樹脂成形することを特徴とする。
【００１４】
そして、請求項３に係る本発明は、請求項１または２記載のリテーニングピースの樹脂成形方法により製造されたリテーニングピースを備えた直動装置である。
本発明に係るリテーニングピースの樹脂成形方法によれば、成形に必要なゲート部や突出しピン位置を、リテーニングピースの軸線方向両端の凹面内に設けることで、成形後の金型分離の際に、自動的にゲートとリテーニングピースを分離することを可能にした。かくして従来必須とされた成形後のゲート切断工程を省略することができる。
【００１５】
また、ゲート部や突出しピン位置と凹面との接合部またはパーティングラインの周辺部に窪みを設けることで、成形時に生じるバリ等をこの窪みの中に収納することを可能にした。かくして、当該リテーニングピースを直動装置に組みこんだ場合に、バリ等が直動装置のボールや内外の案内部材と接触して作動性能や騒音特性を悪化させる現象を回避することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明のリテーニングピースの一実施の形態の断面図である。先ず構成を説明すると、このリテーニングピース１００は、例えば直動装置として先に例示したリニアガイドのボール無限循環軌道９（図３参照）、或いはボールねじのボール循環経路１８（図４参照）における隣合うボールＢ間に介装されるものである。なお、それらの直動装置自体については、リテーニングピース１００以外の部分は先に述べたものと同一であるから説明を省略する。
【００１７】
当該リテーニングピース１００は、例えば６６ナイロンやウイスカー入り６６ナイロン等のような射出成形性・耐摩耗性・強度等に優れた材料を用いて、ボールＢの直径より小さい外径の短円柱状に形成されている。なお、公知の潤滑剤を含有させることで、作動性能や耐久性をより向上を図ることもできる。その短円柱体の軸線方向の両端面に、ボールＢの半径ＲB に近似した曲率半径を有する凹面１０１，１０１が設けられている。これら両凹面１０１，１０１の曲率の中心Ｏ101,Ｏ101は同一軸線Ｊ上にあり、したがって両凹面１０１，１０１に挟まれた部分の肉厚ｔは、凹面の底部である軸線Ｊ部分が最も薄くなっている。
【００１８】
そして、その一方の凹面１０１の底部に比較的浅い窪み１０２P が設けられ、他方の凹面１０１の底部には比較的深い窪み１０２G が設けられている。前者の窪み１０２P は、当該リテーニングピース１００の射出成形時に、金型の突き出しピンＰ（図１には仮想線で示される）を当てる面即ちピン接合部である。後者の窪み１０２G は、当該リテーニングピース１００の射出成形時に、金型のゲートＧ（図１には仮想線で示される）の接合部である。結局、上述したこのリテーニングピース１００の厚みｔは、これらの窪み１０２P 及び１０２G を設けることができる限界の厚みとすることにより、当該リテーニングピース１００を使用した直動装置の負荷容量，剛性を最大限に確保することができる。
【００１９】
更に、この実施の形態では、円柱の外周面であるリテーニングピース外周面１０３に設定されるパーティングラインＰＬの周辺部にも、当該パーティングラインＰＬに沿って外周面１０３を一周する窪み（又はテーパでも良い）１０４を設けてある。
次に、上記リテーニングピース１００の作用を述べる。
【００２０】
このリテーニングピース１００の場合は、成形時に、突き出しピンＰやゲートＧが接合するのが、凹面１０１の底部に設けた窪み１０２P 及び１０２G の底面となる。そのため、成形品を金型から分離する際には、自動的にリテーニングピース１００とゲートＧを分離することが可能となり、従来のゲート切断工程を省略できるから、安価に生産できる。
【００２１】
また、成形品を金型から突き出す突出しピンＰの当たり部分や、成形品からゲート口を切断除去した後のゲート残り等の所謂バリは、前記窪み１０２P や１０２G 内に収納されるから、有害なバリとなって凹面１０１に突出することはない。それゆえ、当該リテーニングピース１００をリニアガイドやボールねじ等の直動装置に組みこんだ場合に、バリ等が直動装置のボールやボール循環経路の内側案内部材（例えばリターンガイドやスライダ）や外側案内部材（例えばエンドキャップや案内レール）などに接触して作動性能や騒音特性を悪化させる現象を回避することができる。
【００２２】
更に、このリテーニングピース１００の場合は、外周面１０３に設定されるパーティングラインＰＬの周辺部に窪み１０４を設けたため、成形の際に生じるパーティングラインＰＬの突起は、当該窪み１０４内に収まり、外部には突出しない。それゆえ、当該リテーニングピース１００を直動装置に組みこんだ場合に、従来のように、パーティングラインの突起が直動装置の内外の案内部材などに接触して作動性能や騒音特性を悪化させる現象も回避することができる。
【００２３】
このように、本発明によれば、低騒音性能・高作動性能を有し、且つ負荷容量や剛性の低下を最小限に抑制できるリテーニングピースを安価に提供することができる。
なお、本願発明のリテーニングピースを使用する直動装置は、リニアガイドに限るものではなく、ボールねじやその他の直動装置であってもよく、要は転動体列の転動を利用して直線移動する装置に適用することで、同じく作動性・騒音特性の改善効果が得られる。
【００２４】
また、本実施の形態では、リテーニングピースはそれぞれ分離しているものを説明したが、各々が連結していてもよい。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、成形に必要なゲート部との接合部および突出しピンとの接合部を、リテーニングピースの軸線方向両端の凹面の底部に、それぞれ深い窪みおよび浅い窪みとして設けることで、成形後の金型分離の際に、自動的にゲートとリテーニングピースを分離することを可能にした。かくして従来必須とされた成形後のゲート切断工程を省略することができる。
また、前記深い窪みと浅い窪みを、軸線方向で互いに反対側となる位置に設けたことにより、転動体間に介在するリテーニングピースの厚みを最低限に抑えつつ、前記深い窪みに成形品のゲート部によるバリ等が収容可能となることで、有害なバリによる作動性能や騒音特性の悪化を防止できて、直動装置の作動性能・騒音特性を向上させると同時に負荷容量や剛性の低下を低減できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のリテーニングピースの一実施の形態の断面図である。
【図２】従来のリテーニングピースの一例を示す断面図である。
【図３】本発明のリテーニングピースを適用できる直動装置であるリニアガイドの要部を切り欠いた平面図である。
【図４】本発明のリテーニングピースを適用できる直動装置であるボールねじの要部を切り欠いた斜視図である。
【符号の説明】
１０    直動装置（リニアガイド）
２０    直動装置（ボールねじ）
Ｂ    ボール
１００    リテーニングピース
１０１    凹面
１０２P   窪み（突き出しピンが接合する）
１０２G   窪み（ゲート部が接合する）
１０３    外周面
１０４    窪み（又はテーパ）
Ｇ    ゲート
Ｐ    突出しピン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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