JPH09296821A - 直線案内装置のスライダの製造方法 - Google Patents

直線案内装置のスライダの製造方法

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JPH09296821A
JPH09296821A JP8112259A JP11225996A JPH09296821A JP H09296821 A JPH09296821 A JP H09296821A JP 8112259 A JP8112259 A JP 8112259A JP 11225996 A JP11225996 A JP 11225996A JP H09296821 A JPH09296821 A JP H09296821A
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ball
synthetic resin
slider
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circulation path
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Hiroshi Teramachi
博 寺町
Takeki Shirai
武樹 白井
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THK Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 金属製のブロック本体に対して合成樹脂を肉
付けしてボール戻し孔やボール保持部を備えた直線案内
装置のスライダ形成するに当たり、ボールの無限循環路
を形成する合成樹脂に割れが生じることがなく、且つ、
上記ボール戻し孔や保持部を精度良く形成することが可
能な直線案内装置のスライダの製造方法を提供する。 【解決手段】 スライダの核となる金属製ブロック本体
８を機械加工によって所定の形状に形成すると共に、当
該ブロック本体８に対してボールの負荷転走面４３ａ，
４３ｂを形成した後、当該ブロック本体８を金型内にイ
ンサートして合成樹脂の射出成形を行い、上記ブロック
本体８に対して合成樹脂製のボールの無限循環路を肉付
けしてなる直線案内装置のスライダの製造方法におい
て、上記無限循環路の形成部位に対応したブロック本体
８の角部５０ａを略曲面状に形成し、かかる方法で製作
されるスライダの寸法精度の安定化を図った。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ベッド、コラム等
の固定部に配設された軌道レールに沿って移動し、荷重
を負荷しながら工作機械のワークテーブルや工業用ロボ
ット等の可動体を案内する直線案内装置のスライダの製
造方法に係り、詳細には、金属製のブロック本体に対し
て合成樹脂等の型成形材を肉付けしてスライダを形成す
る方法の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の直線案内装置としては、
ベッド等の固定部に配設されると共にボールの転走面が
形成された軌道レールと、多数のボールを介してこの軌
道レールに組み付けられ、テーブル等の可動体を支持し
ながら上記軌道レールに沿って移動するスライダとから
構成されるものが知られている。
【０００３】また、上記スライダは、ボールを介して軌
道レールの転走面と対向する負荷転走面及びこの負荷転
走面と平行なボール戻し孔を有し、上記ボールの転動に
伴い軌道レールに沿って移動自在な移動ブロックと、こ
の移動ブロックの前後両端面に夫々固定されると共に、
上記負荷転走面とボール戻し孔とを連通連結するボール
の方向転換路を有する一対の蓋体と、当該スライダを軌
道レールから取り外した際にボールが上記負荷転走面か
ら脱落するのを防止すべく、上記移動ブロックに取り付
けられるボール保持器とから構成されており、上記蓋体
を移動ブロックの前後両端面に固定することで上記負荷
転走面とボール戻し孔の端部間とが方向転換路で連結さ
れ、ボールの無限循環路がスライダ内に完成するように
なっている。
【０００４】一方、このように構成された従来の直線案
内装置のスライダでは、その移動ブロックに対してボー
ル戻し孔の穿孔加工やボール保持器の取付け作業等が必
要となり、その製作に大変手間がかかることから、本願
出願人は過去に合成樹脂の射出成形を利用して当該スラ
イダを製作する提案をしている（特開平７−３１７７６
２号公報）。
【０００５】具体的には、上記負荷転走面の研削加工が
なされた金属製のブロック本体に対して合成樹脂を射出
成形で肉付けし、上記ボール戻し孔やボール保持器を上
記ブロック本体と一体に成形すると共に、従来は蓋体に
形成されていた方向転換路の内周側ボール案内部も上記
ブロック本体の端面に成形して移動ブロックを製作する
ようにしたものであり、複雑な形状の移動ブロックを簡
易に製作することができるといった利点を備えている
他、ボール戻し孔、内周側ボール案内部及びボール保持
器が連続するボールの無限循環路を合成樹脂で連続的に
形成でき、ボール循環の円滑化が図れるといった利点も
備えている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このように
ボールの無限循環路を合成樹脂で連続的に形成した場
合、射出成形直後の合成樹脂の溶湯は無限循環路の長手
方向、すなわちボール戻し孔と平行な方向へ収縮しなが
ら凝固していくが、かかる無限循環路自体はブロック本
体を取り巻くようにして形成されていることから、成形
を完了した移動ブロックでは無限循環路を形成する合成
樹脂がブロック本体を締め付ける結果となり、かかる合
成樹脂には引っ張り応力が残留してしまう。このため、
合成樹脂で形成したボール戻し孔と内周側ボール案内部
との境界部付近にブロック本体に角部が存在すると、か
かる角部上に引っ張り応力が集中して合成樹脂に割れが
生じ、無限循環路におけるボールの円滑な転走が阻害さ
れるといった問題点があった。
【０００７】また、ブロック本体に角部が存在すると、
射出成形の際に合成樹脂の溶湯の流れが当該角部で妨げ
られて淀みを生じ易く、溶湯がブロック本体の長手方向
に広がる速度が低下してしまう。このため、上記ボール
戻し孔及びボール保持部の肉厚が不均一となり易く、こ
れらに変形や歪みが生じてボールの円滑な転走が阻害さ
れるといった問題点もあった。
【０００８】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、金属製のブロッ
ク本体に対して合成樹脂を肉付けしてボール戻し孔やボ
ール保持部を備えた直線案内装置のスライダ形成するに
当たり、ボールの無限循環路を形成する合成樹脂に割れ
が生じることがなく、且つ、上記ボール戻し孔や保持部
を精度良く形成することが可能な直線案内装置のスライ
ダの製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の製造方法は、スライダの核となる金属製ブ
ロック本体を機械加工によって所定の形状に形成すると
共に、当該ブロック本体に対してボールの負荷転走面を
形成する第一工程と、前工程で形成されたブロック本体
を金型内にインサートして型成形材の成形を行い、かか
る型成形材で当該ボールの無限循環路を形成する第二工
程とから構成される直線案内装置のスライダの製造方法
において、 上記第一工程では上記無限循環路の形成部
位に対応したブロック本体の角部に面取部を形成したこ
とを特徴とするものである。
【００１０】このような工程を有する本発明方法によれ
ば、その第一工程において無限循環路の形成部位に対応
したブロック本体の角部に面取部に形成しているので、
かかるブロック本体を取り巻くようにして型成形材を当
該ブロック本体に対して肉付けしても、成形完了後の型
成形材に生じる引っ張り応力によって当該無限循環路を
形成する型成形材に割れが生じることがなく、かかる無
限循環路におけるボールの転走の円滑性を担保すること
ができるものである。
【００１１】また、このように無限循環路の形成部位に
対応したブロック本体の角部に面取部を形成することに
より、金型内に射出された型成形材の溶湯がブロック本
体の長手方向へ沿って素早く広がるので、無限循環路を
構成するボール戻し孔やボール保持部の肉厚が均一化し
易く、成形終了後におけるこれらボール戻し孔やボール
保持部の変形や歪みの発生を抑えることができる。従っ
て、この点においても無限循環路内におけるボールの円
滑な転走を担保することができるものである。
【００１２】ここで、上記ブロック本体の角部に形成さ
れる面取部とは、所謂Ｃ面と称される平面的なものであ
っても、あるいは曲面的なものであっても差し支えな
い。
【００１３】更に、本発明方法においては、その第二工
程で金型内に型成形材の溶湯を射出するに当たり、ブロ
ック本体の負荷転走面と平行な方向からかかる溶湯の射
出を行うのが好ましい。このようにすれば、ブロック本
体の長手方向についての溶湯の流動速度が向上し、ボー
ル戻し孔やボール保持部を一層精度良く形成することが
でき、ボールの転走を円滑なものとすることができる。
【００１４】尚、請求項１乃至請求項３に記載した発明
において、上記ブロック本体に形成した負荷転走面の両
縁に沿ってボール保持器となる型成形材を肉付けするか
否かは適宜設計変更することができる。すなわち、本発
明におけるボールの無限循環路は必ずしもボール保持器
を含むものではない。
【００１５】また、本発明における型成形材とは合成樹
脂の他、ダイカスト鋳造合金等も含むものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて本発明
の直線案内装置のスライダの製造方法を詳細に説明す
る。図１及び図２は本発明方法によって製造されるスラ
イダを軌道レールと組み合わせた直線案内装置の一実施
例を示すものである。同図において、符号１は工作機械
のベッド等の固定部に対して配設される軌道レール、符
号２はテーブル等の可動体を上記軌道レール１に沿って
案内するスライダ、符号３はこれら軌道レール１とスラ
イダ２との間で荷重を負荷しながら転動すると共に上記
スライダ２内で無限循環するボールである。
【００１７】先ず、上記軌道レール１は断面略矩形状に
形成されており、上記ボール３が転走するボール転走面
１１ａ，１１ｂが長手方向（図１の紙面垂直方向）に沿
って計４条形成されている。これらボール転走面１１
ａ，１１ｂは軌道レール１の両側面及び上面の両縁部に
形成されており、両側面のボール転走面１１ａは紙面左
右方向から３０°下向きに形成される一方、上面のボー
ル転走面１１ｂは垂直方向上向きに形成されている。ま
た、軌道レール１にはその長手方向に適宜間隔をおいて
ボルト取付孔１２が形成されており、軌道レール１はこ
のボルト取付孔１２に挿入される図示外の固定ボルトに
よって固定部に固定される。
【００１８】一方、上記スライダ２は、テーブル等の可
動体の取付面４１及び当該可動体の固定ボルトが螺合す
るタップ孔４２を有する移動ブロック４と、この移動ブ
ロック４の前後両端面に対して固定される一対の蓋体
５，５とから構成されており、かかる蓋体５を移動ブロ
ック４に固定することで当該スライダ内にボール３の無
限循環路が具備されるようになっている。また、上記蓋
体５には軌道レール１に摺接するシール部材６が取り付
けられており、軌道レール１に付着している塵芥等がス
ライダ２の移動に伴って当該スライダ２内に侵入するの
を防止している。
【００１９】図３及び図４に示すように、上記移動ブロ
ック４は取付面４１が形成された水平部４ａ及びこの水
平部４ａから垂れ下がる一対のスカート部４ｂ，４ｂを
備えて断面略サドル状に形成されており、これら水平部
４ａの下面側及び各スカート部４ｂの内面側には軌道レ
ール１のボール転走面１１ａ，１１ｂに対向する４条の
負荷転走面４３ａ，４３ｂが形成されている。また、上
記水平部４ａ及び各スカート部４ｂには各負荷転走面４
３ａ，４３ｂに夫々対応したボール戻し孔４４ａ，４４
ｂが形成されており、前述の蓋体５に形成されたボール
３の方向転換路５１によって各負荷転走面４３ａ，４３
ｂとこれに対応するボール戻し孔４４ａ，４４ｂとが連
結され、ボールの無限循環路が形成されるようになって
いる。
【００２０】これにより、軌道レール１のボール転走面
１１ａ，１１ｂと移動ブロック４の負荷転走面４３ａ，
４３ｂとの間で荷重を負荷していたボール３は、スライ
ダ２の移動に伴って上記負荷転走面４３ａ，４３ｂを転
走し終えると上記荷重から開放されて一方の蓋体５の方
向転換路５１に入り込み、そのままの無負荷状態で負荷
転走面４３ａ，４３ｂにおける転走方向とは逆方向へ向
かって移動ブロック４のボール戻し孔４４ａ，４４ｂを
転走する。また、ボール戻し孔４４ａ，４４ｂを転走し
終えたボール３は他方の蓋体５の方向転換路５１を介し
て再度軌道レール１と移動ブロック４との間に入り込
み、荷重を負荷しながら上記負荷転走面４３ａ，４３ｂ
を転走する。
【００２１】また、各負荷転走面４３ａ，４３ｂの両側
にはボール保持部４５が当該負荷転走面４３ａ，４３ｂ
に覆いかぶさるように形成されており、スライダ２を軌
道レール１から取り外した際に、負荷転走面４３ａ，４
３ｂ上に位置するボール３がスライダ２から転がり落ち
るのを防止している。
【００２２】更に、この実施例では無限循環路内におけ
るボール同志の接触を避けて、ボール３の摩耗を可及的
に防止する観点から、かかるボール３を合成樹脂製のベ
ルト状ケージ７に転動自在に嵌め込んでボールチェーン
を構成し、このボールチェーンを上記無限循環路に組み
込んでいる。このため、上記ボール戻し孔４４ａ，４４
ｂ及びボール保持部４５にはボール３と共に上記無限循
環路内を循環する上記ベルト状ケージ７の両縁部を支承
する凹溝が形成されている。
【００２３】また更に、図３に示すように、上記移動ブ
ロック４の前後両端面には半円状のボール案内部４６が
突設されており、蓋体５の方向転換路５１と相俟ってボ
ール戻し孔４４ａ，４４ｂを出入りするボール３を案内
するようになっている。
【００２４】上記移動ブロック４は機械加工によって形
成された金属製のブロック本体８に対して合成樹脂を射
出成形で肉付けして形成されており、前述した可動体取
付面４１やボール３の負荷転走面４３ａ，４３ｂ等、機
械的強度が要求される部位は当該ブロック本体８に形成
される一方、ボール戻し孔４４ａ，４４ｂ、ボール保持
部４５及びボール案内部４６等の機械的強度が重要とさ
れない部位は合成樹脂で形成され、可能な限り移動ブロ
ック４の軽量化が図られている。
【００２５】図５は、合成樹脂が肉付けされる前のブロ
ック本体８を示す正面図である。かかるブロック本体８
は先ず引き抜き加工によって水平部４ａ及びスカート部
４ｂ，４ｂ等の概略形状が形成された後、研削加工によ
って可動体取付面４１、基準側面４７及び負荷転走面４
３ａ，４３ｂが所定の精度で形成され、更にボール戻し
孔４４ｂの下孔となる貫通孔４８が穿孔加工によって形
成される。また、上記引き抜き加工においては、後に肉
付けする合成樹脂のブロック本体８に対する密着性を向
上させる目的から、上記スカート部４ｂの外側に樹脂溜
まりとなる凹所４９が形成される。
【００２６】ここで、ブロック本体８のスカート部４ｂ
の周囲には後に行われる射出成形の際に合成樹脂が肉付
けされることから、かかるスカート部４ｂの前後両端面
の角部には負荷転走面４３ａ，４３ｂの形成部位を除い
て略曲面状の面取部５０ａが形成され、射出成形時にお
ける合成樹脂の溶湯の流れの円滑化が図られている。ま
た、射出成形の際にはブロック本体８の貫通孔４８に対
しても合成樹脂の溶湯が流れ込むことから、かかる貫通
孔４８の開口縁にも略曲面状の面取部５０ｂが形成さ
れ、合成樹脂の溶湯の流れの円滑化が図られている。
【００２７】次に、このようにして所定の形状に仕上げ
られたブロック本体８に対し、射出成形で合成樹脂を肉
付けする工程について説明する。この射出成形は全ての
加工が完了したブロック本体８を中子として金型内に配
置した所謂インサート成形によって行われ、これによっ
てブロック本体８の所定の位置にのみ合成樹脂が肉付け
され、上記ボール戻し孔４４ａ，４４ｂ、ボール保持部
４５、ボール案内部４６等が形成される。
【００２８】図７は金型６１，６２内にインサートされ
たブロック本体８を示す断面図である。金型６１には上
記ブロック本体８を固定するための支持部６３が立設さ
れており、かかる支持部６３に対してブロック本体８を
軸方向（紙面垂直方向）から嵌合させることにより、金
型６１，６２内におけるブロック本体８の位置決めがな
され、移動ブロック４のボール保持部４５に対応したキ
ャビティ６４，６５がブロック本体８と支持部６３との
間に形成される一方、ボール戻し孔４４ａを形作るキャ
ビティ６６がブロック本体８のスカート部４ｂと金型６
１との間に形成されるようになっている。また、ブロッ
ク本体８の貫通孔４８，４８及び上記キャビティ６６，
６６には上記ボール戻し孔４４ａ，４４ｂの形状に合致
した断面形状を有する棒状の型体６７が挿入され、これ
ら貫通孔４８及びキャビティ６６に合成樹脂の溶湯を充
填した際にボール戻し孔４４ａ，４４ｂが形成されるよ
うになっている。
【００２９】また、金型６１はブロック本体８の基準側
面４７の下端縁に当接しており、これによってキャビテ
ィ６６に充填される溶湯の湯切りが行われ、基準側面４
７上に合成樹脂が被るのを防止している。
【００３０】更に、この実施例において、上記キャビテ
ィ６４，６５，６６に対する合成樹脂の溶湯の充填はブ
ロック本体８に形成した負荷転走面４３ａ，４３ｂと平
行な方向（紙面垂直方向）から行われ、当該方向につい
て長く形成されているキャビティ６４，６５，６６の奥
にまで溶湯が素早く流動するようにしている。
【００３１】そして、このようにしてブロック本体８を
金型６１，６２内にインサートした後、これによって形
成されたキャビティ６４，６５，６６に対して合成樹脂
の溶湯を充填し、かかる合成樹脂をブロック本体８に対
して肉付けすると、図３に示される移動ブロックが完成
する。
【００３２】図８はこのようにして完成した移動ブロッ
ク４における合成樹脂の肉付け状態を示す断面図であ
り、分図（ａ）は図４に示すＡ−Ａ線でスカート部４ｂ
を切断した断面図を、分図（ｂ）は図４に示すＢ−Ｂ線
で水平部４ａを切断した断面図を夫々示している。これ
らの図からも明らかなように、ブロック本体８のスカー
ト部４ｂの前後両端面には面取部５０ａが形成されてお
り、また、水平部４ａに形成した貫通孔４８の開口縁に
も面取部５０ｂが形成されているので、前述のインサー
ト成形の工程において金型内に合成樹脂の溶湯を充填す
ると、かかる溶湯はスカート部４ｂの周囲に素早く広が
ると共に、上記貫通孔４８の内部にも素早く流れ込む。
【００３３】これにより、上記ボール戻し孔４４ａ，４
４ｂやボール保持部４５を形成する合成樹脂の肉厚の均
一化が促進されるので、収縮を伴った合成樹脂の凝固の
際にボール戻し孔４４ａ，４４ｂやボール保持部４５に
変形や歪みが発生するのを可及的に防止することがで
き、これらで形成されるボール３の無限循環路の寸法精
度を高めることが可能となる。その結果、以上の工程か
ら製造された移動ブロック４を用いて組み立てたスライ
ダ２ではボール３が無限循環路内を円滑に転走し、当該
スライダ２が軌道レール１上を円滑に運動するものであ
る。
【００３４】また、ブロック本体８のスカート部４ｂの
前後両端面に面取部５０ａを形成したことから、かかる
スカート部４ｂの周囲に肉付けされて無限循環路を構成
する合成樹脂が射出成形の終了後に収縮を生じても、こ
の収縮の結果生じる引っ張り応力によって当該合成樹脂
に割れが生じることがなく、この点においても無限循環
路内におけるボール３の転走の円滑化を図ることができ
るものである。
【００３５】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の直線
案内装置のスライダの製造方法によれば、ブロック本体
を取り巻くように型成形材を肉付けしてボールの無限循
環路を形成しても、かかる無限循環路の形成部位に対応
したブロック本体の角部を略曲面状に形成していること
から、当該型成形材からなる無限循環路に割れが生じる
ことがなく、ボールの円滑な無限循環、ひいてはスライ
ダの円滑な運動を確保することが可能となる。
【００３６】また、ブロック本体の角部を略曲面状に形
成することにより、成形の際に型成形材の溶湯がブロッ
ク本体の周囲に迅速に流動し、無限循環路を構成するボ
ール戻し孔やボール保持部の肉厚が均一化が促進される
ので、これらボール戻し孔やボール保持部に変形や歪み
が発生するを可及的に防止して、無限循環路の寸法精度
を高めることができ、この点においてもボールの円滑な
無限循環、ひいてはスライダの円滑な運動を確保するこ
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直線案内装置
の実施例を示す正面図及びその断面図である。
【図２】 本発明方法によって製造される直線案内装置
の実施例を示す側面図及びその断面図である。
【図３】 実施例に係るスライダの分解斜視図である。
【図４】 実施例に係るスライダを構成する移動ブロッ
クを示す断面図である。
【図５】 実施例に係る移動ブロックの核となるブロッ
ク本体を示す斜視図である。
【図６】 実施例に係る移動ブロックの核となるブロッ
ク本体を示す正面図である。
【図７】 金型内にインサートされたブロック本体を示
す断面図である。
【図８】 実施例に係る移動ブロックに対する合成樹脂
の肉付け状態を示す断面図であり、分図（ａ）は図４の
Ａ−Ａ線断面図を、分図（ｂ）は図４のＢ−Ｂ線断面図
を示すものである。
【符号の説明】
１…軌道レール、２…スライダ、３…ボール、８…ブロ
ック本体、４３ａ，４３ｂ…負荷転走面、４４ａ，４４
ｂ…ボール戻し孔、４５…ボール保持部、５０ａ，５０
ｂ…面取部、６１，６２…金型

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 スライダの核となる金属製ブロック本体
    を機械加工によって所定の形状に形成すると共に、当該
    ブロック本体に対してボールの負荷転走面を形成する第
    一工程と、前工程で形成されたブロック本体を金型内に
    インサートして型成形材の成形を行い、かかる型成形材
    で当該ボールの無限循環路を形成する第二工程とから構
    成される直線案内装置のスライダの製造方法において、 上記第一工程では上記無限循環路の形成部位に対応した
    ブロック本体の角部に面取部を形成したことを特徴とす
    る直線案内装置のスライダの製造方法。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の製造方法において、上記
    第二工程では金型内にインサートされたブロック本体の
    負荷転走面と平行な方向から型成形材の溶湯を射出する
    ようにしたことを特徴とする直線案内装置のスライダの
    製造方法。
  3. 【請求項３】 無限循環するボールの負荷転走面を有す
    る金属製ブロック本体に対して型成形材を肉付けして成
    形され、かかる成形によって当該ボールの無限循環路が
    形成された直線案内装置のスライダにおいて、 上記無限循環路の形成部位に対応したブロック本体の角
    部に面取部が形成されていることを特徴とする直線案内
    装置のスライダ。
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