JPH0886313A - リニアガイド装置の案内レール - Google Patents

リニアガイド装置の案内レール

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JPH0886313A
JPH0886313A JP6221880A JP22188094A JPH0886313A JP H0886313 A JPH0886313 A JP H0886313A JP 6221880 A JP6221880 A JP 6221880A JP 22188094 A JP22188094 A JP 22188094A JP H0886313 A JPH0886313 A JP H0886313A
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JP
Japan
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guide rail
rail
guide
hardened layer
heat treatment
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JP6221880A
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Inventor
Masayuki Katahira
雅幸 片平
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NSK Ltd
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NSK Ltd
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    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C29/00Bearings for parts moving only linearly
    • F16C29/04Ball or roller bearings
    • F16C29/06Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load
    • F16C29/0633Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load with a bearing body defining a U-shaped carriage, i.e. surrounding a guide rail or track on three sides
    • F16C29/0635Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load with a bearing body defining a U-shaped carriage, i.e. surrounding a guide rail or track on three sides whereby the return paths are provided as bores in a main body of the U-shaped carriage, e.g. the main body of the U-shaped carriage is a single part with end caps provided at each end
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Abstract

(57)【要約】 【目的】高周波焼入れパターンを従来と異ならしめて、
リニアガイド装置の使用時に案内レールに作用するせん
断力を受け止めるに十分な表面硬化層を有する案内レー
ルを提供する。 【構成】案内レール1の転動体転動溝1a,1bを有す
る側面の全域に渡って連続した高周波焼入れされた表面
硬化層15が形成され、当該硬化層15が形成されてい
ない中央部分を貫通して前記案内レールを被取付け部材
に固定するための取付けボルト孔4が形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、リニアガイド装置の構
成部材である案内レールに係り、特に、熱処理により疲
れ寿命(繰り返し荷重による疲労破壊)を一層向上させ
たリニアガイド装置の案内レールに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、リニアガイド装置の案内レールに
施される疲れ寿命向上のための熱処理方法としては、例
えば浸炭焼入れ,高周波焼入れ等(日本精工株式会社
「総合カタログCAT−1501」P28,1984年
10月発行)がある。浸炭焼入れは、低炭素鋼の表面に
炭素を含浸させて全表面を均一に硬化させる熱処理方法
である。この場合、図6に示すように、案内レール1の
取付ボルト孔4を浸炭焼入れ後に機械加工で形成する必
要上、その後加工部分の面1Sには予め部分的に防炭処
理を施しておく。
【0003】一方、高周波焼入れ法は、図7に示すよう
に案内レール1の両側面に形成されたボール転動溝1
a,1bに対向する位置に誘導コイル2を配置し、この
誘導コイル2を図外の高周波電源に接続して高周波電流
を流すことにより、コイル2に対応する部分を局部的に
硬化させる熱処理方法である。これによってボール転動
溝1a,1b付近の表面層に誘導高周波電流が流れて、
ボール転動溝1a,1bを中心にその近傍が局部的に加
熱され、この加熱後冷却して焼入硬化層3が形成され
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、浸炭焼
入れ法では、後加工を必要とする部分にわざわざ防炭処
理を施さなければならない。更に、処理するワークサイ
ズが熱処理炉のサイズに制約され、熱処理時間が長く、
生産性が悪い等の問題点がある。これに対して、高周波
焼入れ法の場合は、案内レールのボール転動溝を中心と
した局部的な焼入れであるから防炭処理は不用であり、
また専用の熱処理炉を必要としないからワークサイズに
制約も受けず、また極短時間の熱処理のため生産性が高
い。その点から浸炭焼入れ法より有利といえる。しかし
反面、従来の案内レールの高周波熱処理方法では、図7
のように焼入れ硬化層3と焼入れされない軟質部5との
境界部6が、レール上面から側面にかけて斜めに形成さ
れ、レール取付け面との連続性が悪い。
【0005】図8に示すように、この案内レール1上を
走行するスライダ7に取り付けた移動体の荷重が、スラ
イダ7,ボール16を介して繰り返し荷重Wとなって負
荷されると、境界部6にせん断力が作用して亀裂8が発
生し、最悪の場合は破損する可能性もあるという問題点
がある。そこで本発明は、このような従来の問題点が、
高周波熱処理品質をボール転動溝部分にのみ重点をおい
たために生じていることに着目してなされたものであ
り、高周波焼入れパターンを従来と異ならしめて、リニ
アガイド装置の使用時に案内レールに作用するせん断力
を受け止めるに十分な表面硬化層を有する案内レールを
提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する本
発明は、両側面に転動体の転動を介してスライダを支持
する転動体転動溝をそれぞれ互いに平行に形成したリニ
アガイド装置の案内レールであって、該案内レールの側
面の全域に渡って連続した高周波焼入れされた表面硬化
層が形成され、当該硬化層が形成されていない中央部分
を貫通して前記案内レールを被取付け部材に固定するた
めのボルト孔が形成されていることを特徴とするもので
ある。
【0007】ここで、前記硬化層の深さはほぼ均一であ
ることが好ましい。
【0008】
【作用】リニアガイド装置の案内レールの側面の全域に
渡って高周波焼入れして形成される硬化層は、焼入れさ
れない軟質部との境界部がレール上面から下面にかけて
ほぼ同一深さでレール高さ全部に形成される。ボール転
動溝からボールを介して入力される外部荷重を、レール
を基台に取り付ける取付面である下面まで連続した硬化
層が全て受ける。焼入れされない軟質部はその硬化層を
バックアップして柔軟に保持する。硬化層と軟質部との
境界部にせん断力が作用しても十分広い面積に分散して
受け止め、亀裂発生には至らない。
【0009】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図1は、本発明の一実施例に係る案内レールの高
周波熱処理方法の概要図で、符号1は案内レールであ
る。この案内レール1は、軸方向に直角な断面がほぼ正
方形で、その両側面の上端部に1/4円弧状のボール転
動溝1a,1aが形成されると共に、同両側面の中央よ
りやや上方の位置に半円弧状のボール転動溝1b,1b
がそれぞれ形成されている。それら各ボール転動溝1
a,1bは案内レール1の長さ方向(図1の紙面に垂直
な方向)に互いに平行に延びている。
【0010】この案内レール1を被熱処理ワークとし
て、高周波焼入れ用の誘導コイル10が、案内レールの
ボール転動溝1a,1bを有する両側面の全体に近接し
てワーク高さHを完全にカバーするように配置される。
その誘導コイル10は、図2,図3に示すようなコイル
ループを形成して図外の高周波電源に接続され、これに
高周波電流を流す。これにより、ワークのボール転動溝
1a,1bを有する両側面全面の表面層に誘導高周波電
流が流れて加熱がなされる。そのとき、案内レールの両
側面において上端にある上のボール転動溝1aや各角部
近傍などは、加熱が集中して所定温度まで比較的容易に
昇温させ易い。しかし、下の溝1bの溝面は凹形状であ
り、その溝から下方の側面平面部分ともども加熱不足に
なる。そこで、誘導コイル10に発生する磁束をこの加
熱不足部分に効果的に集中させるべく、コア11が誘導
コイル10の対応個所に設置してある。
【0011】このようにして、案内レール1のボール転
動溝1a,1bを有する側面全体をほぼ均一に加熱した
直後、誘導コイル10と併設されている図外の冷却装置
から強力なシャワーを案内レール1に上下左右から噴射
して急冷する。なお、熱処理による案内レール1の変形
(曲がり)は、冷却水の噴射水量の微妙な調整制御によ
り抑制できる。
【0012】この誘導コイル10を用いた加熱は、案内
レール1を軸方向に移動させることにより、レールの全
長に施される。このようにして、ボール転動溝1a,1
bを有する両側面に、レール上面から下面に及ぶ全高さ
Hにわたって、ほぼ均一深さで所定硬さの表面硬化層1
5が形成された図4に示すような断面の案内レール1が
得られる。両側面の表面硬化層15に挟まれた間の部分
は未硬化の軟質部5であり、この軟質部5と表面硬化層
15との境界部19は、レール上面から下面に連なって
大きな面積を有している。
【0013】この実施例によれば、先に述べたように冷
却水の噴射水量の微妙な調整制御により熱処理による案
内レール1の曲がりを抑制すると共に、表面硬化層15
の深さがほぼ同一となることにより焼入れパターンのバ
ランスがとれて案内レールの焼入れによる曲がりが小さ
くなる。また、レールの両側面に形成された表面硬化層
15の間に挟まれたレールの肉厚の大部分は軟質部5の
ままであり、レール取付けボルト孔4の加工は容易であ
る。
【0014】図5は、上記の熱処理方法で表面硬化層1
5を形成した案内レール1にボール16を介してスライ
ダ7を装着し、そのスライダ7に移動体17を取り付け
た使用状態を示している。使用時には、移動体17がス
ライダ7と共に案内レール1上を往復走行することが繰
り返される。そのため、案内レール1には、移動体17
の荷重負荷がスライダ7,ボール16を介してボール転
動溝1a,1bから繰り返し入力される。その繰り返し
荷重負荷を、レール下面まで連続した表面硬化層15が
全て受けとめ取り付け基台18に伝達する。一方、焼入
れされない軟質部5はその表面硬化層15をバックアッ
プして柔軟に保持する。表面硬化層15と軟質部5との
境界部19にせん断力が作用しても、この場合の境界部
19の十分広い面積に分散されるから、亀裂発生には至
らない。
【0015】なお、上記実施例は、転動体がボールの場
合を示したが、これに限らず転動体がころであっても良
い。また、案内レールの上のボール転動溝1aが、レー
ル両側面の上端部に1/4円弧状に形成されているもの
を例示したが、ボール転動溝1b,1bと同じくレール
側面に半円弧状のボール転動溝1aが形成されているタ
イプの案内レールであっても良い。
【0016】また、ボール転動溝の本数は、片面二条ず
つとは限らない。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の案内レー
ルによれば、案内レールの側面の全域に渡ってほぼ均一
深さの連続した高周波焼入れを施して、表面硬化層を形
成するため、ボール転動溝からボールを介して入力でき
る外部荷重を、レールを基台に取り付ける取付け面であ
る下面まで連続した硬化層で全て受けることができ、案
内レールの転動体転動溝に繰り返し作用するせん断力で
亀裂が発生する事態を防止できると共に案内レールの焼
入れによる曲がりも小さくできるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の案内レールの高周波熱処理方法の概要
図である。
【図2】本発明を実施する高周波加熱装置の一例の部分
斜視図である。
【図3】図2に示すもののコイルループの概略図であ
る。
【図4】本発明に係る案内レールの断面図である。
【図5】図4の案内レールの使用状態を説明する断面図
である。
【図6】従来の案内レールの熱処理の一例を示す断面図
である。
【図7】従来の案内レールの高周波熱処理方法の概要図
である。
【図8】図7で処理した案内レールの使用状態を説明す
る断面図である。
【符号の説明】
1 案内レール 1a 転動体転動溝 1b 転動体転動溝 4 ボルト孔 10 誘導コイル 11 コア 15 表面硬化層

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 両側面に転動体の転動を介してスライダ
    を支持する転動体転動溝をそれぞれ互いに平行に形成し
    たリニアガイド装置の案内レールであって、該案内レー
    ルの側面の全域に渡って連続した高周波焼入れされた表
    面硬化層が形成され、当該硬化層が形成されていない中
    央部分を貫通して前記案内レールを被取付け部材に固定
    するためのボルト孔が形成されていることを特徴とする
    リニアガイド装置の案内レール。
  2. 【請求項2】 前記硬化層の深さがほぼ均一である請求
    項1記載のリニアガイド装置の案内レール。
JP6221880A 1994-09-16 1994-09-16 リニアガイド装置の案内レール Pending JPH0886313A (ja)

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