(57)【要約】【課題】リニアガイドの転動通路を４点接触路にすることで生じる摩擦力の増大を低減する。【解決手段】基油の動粘度が４０℃で１３ｍｍ2 ／ｓ以上６０ｍｍ2 ／ｓ以下であり、金属スルフォネート塩を０．０３質量％以上１．５質量％以下の割合で含有し、混和ちょう度が２２０以上３２０以下であるグリースで潤滑する。【選択図】      図２
2006057709.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
案内レールとスライダと複数個のボールとで構成され、
案内レールの幅方向両側面に、ボールの転動溝が形成され、
スライダは、案内レールの幅方向両側に配置される脚部と、案内レールの厚さ方向一端側に配置されて両脚部を連結する水平部とからなり、
前記両脚部の内側面に、案内レールの転動溝に対向配置される転動溝を有し、この転動溝と案内レールの転動溝とによりボールの転動通路が形成され、前記両脚部にボールの戻し通路が形成され、前記両脚部にはまた、前記戻し通路と前記転動通路を連通させる方向転換路が形成され、
前記転動通路、戻し通路、および方向転換路で構成された循環経路内をボールが転動することにより、案内レールおよびスライダの一方が他方に対して相対的に直動するリニアガイドにおいて、
前記転動通路は、前記幅方向各側に複数列形成され、各側の複数列の転動通路のうちの少なくとも１列は、ボールが案内レールおよびスライダの転動溝に対してそれぞれ２点で、合計４点で接触する４点接触路であり、
基油の動粘度が４０℃で１３ｍｍ2 ／ｓ以上６０ｍｍ2 ／ｓ以下であり、金属スルフォネート塩を０．０３質量％以上１．５質量％以下の割合で含有し、混和ちょう度が２２０以上３２０以下であるグリースで潤滑されていることを特徴とするリニアガイド。
【請求項２】
前記金属スルフォネート塩は、バリウムスルフォネート、カルシウムスルフォネート、亜鉛スルフォネート、およびナトリウムスルフォネートから選択される少なくとも一つである請求項１記載のリニアガイド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種機器および装置の位置決め用として好適なリニアガイドに関する。
【背景技術】
【０００２】
図１に示すように、一般的なリニアガイドは、案内レール１とスライダ２と複数個のボール（転動体）３とで構成される。
案内レール１は、長手方向に平行に延びる転動溝１１を両側面に有する。スライダ２は、案内レール１の幅方向両側に配置される脚部２Ａと、両脚部２Ａを連結する水平部２Ｂとからなる。水平部２Ｂは、案内レール１の厚さ方向（長さ方向と幅方向の両方に垂直な方向）一端側（この図では、案内レール１の上面側）に配置されている。そして、スライダ２の両内側面が案内レール１の両側面に対向配置されている。
【０００３】
スライダ２は、直動方向でスライダ本体２１とエンドキャップ２２とに分割され、エンドキャップ２２がスライダ本体２１の直動方向両端に配置されている。スライダ本体２１の両内側面に、案内レール１の転動溝１１と対向する転動溝２１ａが形成されている。これらの転動溝１１，２１ａでボール３の転動通路１２が形成される。
スライダ本体２１には、転動溝２１ａより幅方向外側となる位置に、直線状の戻し通路２１ｂが形成されている。エンドキャップ２２には、案内レール１の両側面に配置される部分（脚部２Ａの外側部分）に、半円弧状の方向転換路２２ａが形成されている。この方向転換路２２ａで転動通路１２と戻し通路２１ｂとが連通されて、ボール３を無限に循環させる循環経路２５が形成されている。
【０００４】
このようなリニアガイドは、高精度な位置決めを行うために、剛性を高くすることが求められている。リニアガイドの剛性を高くする方法として、従来は、使用するボールの径を大きくして高い予圧を付与する方法や、ボールの径と転動溝の曲率半径（Ｒ）との比を１に近い値とする方法が採用されている。
また、リニアガイドの負荷容量や剛性を高めることを目的として、転動通路を幅方向各側に３列形成し、各側で１列の転動通路を４点接触路とし、他の２列の転動通路を２点接触路とすることも行われている（特許文献１等参照）。４点接触路とは、ボールが案内レールおよびスライダの転動溝に対してそれぞれ２点で、合計４点で接触する転動通路である。２点接触路とは、ボールが案内レールおよびスライダの転動溝に対してそれぞれ１点で、合計２点で接触する転動通路である。
【０００５】
しかしながら、リニアガイドの剛性を高めるために転動通路を４点接触路にすると、転動溝とボールとの摩擦力が増大してリニアガイドのトルクが高くなるという問題がある。下記の特許文献２には、この問題を解決することを目的として、２点接触路の溝Ｒと４点接触路の溝Ｒとの比を特定することが記載されている。
【特許文献１】実特昭６４−５３６２２号公報
【特許文献２】特開平１０−１４１３６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、リニアガイドの転動通路を４点接触路にすることで生じる課題（摩擦力の増大）を、潤滑に使用するグリースを工夫することにより解決しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のリニアガイドは、案内レールとスライダと複数個のボールとで構成され、案内レールの幅方向両側面に、ボールの転動溝が形成され、スライダは、案内レールの幅方向両側に配置される脚部と、案内レールの厚さ方向一端側に配置されて両脚部を連結する水平部とからなり、前記両脚部の内側面に、案内レールの転動溝に対向配置される転動溝を有し、この転動溝と案内レールの転動溝とによりボールの転動通路が形成され、前記両脚部にボールの戻し通路が形成され、前記両脚部にはまた、前記戻し通路と前記転動通路を連通させる方向転換路が形成され、前記転動通路、戻し通路、および方向転換路で構成された循環経路内をボールが転動することにより、案内レールおよびスライダの一方が他方に対して相対的に直動するリニアガイドにおいて、前記転動通路は、前記幅方向各側に複数列形成され、各側の複数列の転動通路のうちの少なくとも１列は、ボールが案内レールおよびスライダの転動溝に対してそれぞれ２点で、合計４点で接触する４点接触路であり、基油の動粘度が４０℃で１３ｍｍ2 ／ｓ以上６０ｍｍ2 ／ｓ以下であり、金属スルフォネート塩を０．０３質量％以上１．５質量％以下の割合で含有し、混和ちょう度が２２０以上３２０以下であるグリースで潤滑されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明において、金属スルフォネート塩としては、バリウムスルフォネート、カルシウムスルフォネート、亜鉛スルフォネート、およびナトリウムスルフォネートから選択される少なくとも一つを使用することが好ましい。
本発明のリニアガイドは、金属スルフォネート塩を所定量含有するグリースを用いることにより、金属スルフォネート塩を含有しないグリースを用いた場合よりも、４点接触路の転動通路での転動溝とボールとの間の摩擦力が小さくなって、リニアガイドのトルクが低減される。これは、グリースに含まれる金属スルフォネート塩が、転動通路の転動溝面とボール表面に吸着し、両者の間で油性剤として機能して摩擦が低減されるためと考えられる。
【０００９】
なお、グリースの基油の動粘度が４０℃で１３ｍｍ2 ／ｓ未満であると、油膜の形成が不十分となって、リニアガイドのトルクが大きくなる。グリースの基油の動粘度が４０℃で６０ｍｍ2 ／ｓを超えると、粘性抵抗が高くなって、リニアガイドの動トルクが大きくなる。グリースの基油の動粘度の好ましい範囲は、４０℃で１５ｍｍ2 ／ｓ以上５０ｍｍ2 ／ｓ以下である。
また、グリースの混和ちょう度が２２０未満であると、グリースが硬すぎてリニアガイドの起動トルクが増大し、グリースの混和ちょう度が３２０よりも大きいと、グリースが柔らかすぎてリニアガイドから漏洩する恐れがある。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、４点接触路の転動通路を有するリニアガイドを特定のグリースで潤滑することにより、リニアガイドの高い剛性を保持しながらトルクを低く抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について説明する。
［基油の動粘度とリニアガイドの動トルクとの関係を調べる試験］
グリースの基油として、４０℃における動粘度が１０、１３、１５、２０、３０、３５、４０、５０、６０、７０、８０ｍｍ2 ／ｓであるポリオールエステル油を、新日鉄化学（株）製「ＨＡＴＣＯＬ２９６２」と「ＨＡＴＣＯＬ５１５０」を混合することで用意した。グリースの増ちょう剤として、リチウム石けん（堺化学工業（株）製の「Ｓ−７０００」）を用意した。グリースの添加剤として、カルシウムスルフォネート（（株）松村石油研究所製の「モレスコアンバーＳＣ−４５Ｎ」）、亜鉛スルフォネート（KING INDUSTRIES 製の「ＮＡ−ＳＵＬ  ＺＳ」）、バリウムスルフォネート（（株）松村石油研究所製の「モレスコアンバーＳＢ−５０Ｎ」）、ナトリウムスルフォネート（（株）松村石油研究所製の「スルホール５００」）を用意した。
【００１２】
これら３成分を以下のように配合して、各組成のグリースを得た。
動粘度が異なる前記１１種類の基油に、それぞれカルシウムスルフォネート（Ｃａｓｕｌ）とリチウム石けんを添加して混合した。その際に、カルシウムスルフォネートの含有率が０．８質量％となり、混和ちょう度が２８０となるようにリチウム石けんの添加量を調節した。これにより、カルシウムスルフォネートの含有率が０．８質量％で、混和ちょう度が２８０であり、基油の動粘度が前記各値である１１種類のグリースを得た。
【００１３】
動粘度が異なる前記１１種類の基油に、それぞれ亜鉛スルフォネート（Ｚｎｓｕｌ）とリチウム石けんを添加して混合した。その際に、亜鉛スルフォネートの含有率が０．８質量％となり、混和ちょう度が２８０となるようにリチウム石けんの添加量を調節した。これにより、亜鉛スルフォネートの含有率が０．８質量％で、混和ちょう度が２８０であり、基油の動粘度が前記各値である１１種類のグリースを得た。
【００１４】
動粘度が異なる前記１１種類の基油に、それぞれバリウムスルフォネート（Ｂａｓｕｌ）とリチウム石けんを添加して混合した。その際に、バリウムスルフォネートの含有率が０．８質量％となり、混和ちょう度が２８０となるようにリチウム石けんの添加量を調節した。これにより、バリウムスルフォネートの含有率が０．８質量％で、混和ちょう度が２８０であり、基油の動粘度が前記各値である１１種類のグリースを得た。
【００１５】
動粘度が異なる前記１１種類の基油に、それぞれナトリウムスルフォネート（Ｎａｓｕｌ）とリチウム石けんを添加して混合した。その際に、ナトリウムスルフォネートの含有率が０．８質量％となり、混和ちょう度が２８０となるようにリチウム石けんの添加量を調節した。これにより、ナトリウムスルフォネートの含有率が０．８質量％で、混和ちょう度が２８０であり、基油の動粘度が前記各値である１１種類のグリースを得た。
【００１６】
動粘度が異なる前記１１種類の基油に、それぞれリチウム石けんを添加して混合した。その際に、混和ちょう度が２８０となるようにリチウム石けんの添加量を調節した。これにより、添加剤を含まず、混和ちょう度が２８０であり、基油の動粘度が前記各値である１１種類のグリースを得た。
得られた各グリースを、グリースニップルからリニアガイド内に供給して、所定時間往復運動させる走行試験を行った。そして、走行距離が１０ｋｍとなった時のリニアガイドの動トルクを測定した。リニアガイドとしては、日本精工（株）製のリニアガイド「ＬＡ４５長型Ｐ５Ｚ４」を用いた。このリニアガイドは、幅方向各側に３列、合計６列の転動通路が形成され、各側の中間の転動通路が４点接触路であり、両端の転動通路が２点接触路である。
【００１７】
そして、各グリースを用いた場合の動トルクの測定値を、「添加剤を含まず、混和ちょう度が２８０であり、基油の動粘度が１５ｍｍ2 ／ｓであるグリース」を用いた場合の動トルクの測定値で除算することにより、このグリースを基準とした「動トルク比」を算出した。この結果を、各グリースの基油の動粘度と動トルク比との関係を示すグラフにまとめた。このグラフを図２に示す。
【００１８】
このグラフから以下のことが分かる。
４０℃での基油の動粘度が６０ｍｍ2 ／ｓ以下であれば、使用する金属スルフォネート塩が４種類のいずれであっても、金属スルフォネート塩を添加したグリースを使用することにより、金属スルフォネート塩を添加しないグリースを使用した場合よりも、リニアガイドの動トルクを小さくできる。
４０℃での基油の動粘度が１３ｍｍ2 ／ｓ以上６０ｍｍ2 ／ｓ以下であれば、金属スルフォネート塩を添加したグリースを使用することにより、金属スルフォネート塩を含まない基準のグリースを使用した場合よりも、リニアガイドの動トルクを小さくできる。
【００１９】
リニアガイドの動トルクを小さくするために好ましい「４０℃での基油の動粘度」の範囲は、１５ｍｍ2 ／ｓ以上５０ｍｍ2 ／ｓ以下である。ナトリウムスルフォネート以外の３種類の金属スルフォネート塩は、ナトリウムスルフォネートよりも動トルクを低減する効果が高い。
なお、日本精工（株）製のリニアガイド「ＬＹ４５長型Ｐ５Ｚ４」を用いて同様の試験を行ったところ、図２と同様の結果が得られた。このリニアガイドは、幅方向各側に２列、合計４列の転動通路が形成され、全ての転動通路が４点接触路である。
【００２０】
［金属スルフォネート塩の含有率とリニアガイドの動トルクとの関係を調べる試験］
４０℃での動粘度が２０ｍｍ2 ／ｓであるエステル油に、バリウムスルフォネートの含有率が０．０１質量％、０．０３質量％、０．０５質量％、０．１質量％、０．２質量％、０．４質量％、０．８質量％、１．５質量％、２．０質量％、２．５質量％の各値となり、混和ちょう度が２８０となるように、バリウムスルフォネートとリチウム石けんを添加して混合した。また、同じエステル油と同じリチウム石けんとを混合して、混和ちょう度を２８０とし、バリウムスルフォネートを含まない基準のグリースも作製した。
【００２１】
得られた各グリースを、グリースニップルからリニアガイド内に供給して、所定時間往復運動させる走行試験を行った。そして、走行距離が１０ｋｍとなった時のリニアガイドの動トルクを測定した。また、各グリースを用いた場合のリニアガイドの剛性を測定した。リニアガイドとしては、日本精工（株）製のリニアガイド「ＬＡ４５長型Ｐ５Ｚ４」を用いた。
そして、各グリースを用いた場合の動トルクの測定値を、前記基準のグリースを用いた場合の動トルクの測定値で除算することにより、「動トルク比」を算出した。また、各グリースを用いた場合の剛性の測定値を、前記基準のグリースを用いた場合の剛性の測定値で除算することにより、「剛性比」を算出した。
【００２２】
これらの結果を、各グリースのバリウムスルフォネート含有率（Ｂａｓｕｌ濃度）と、動トルク比および剛性比との関係を示すグラフにまとめた。このグラフを図３に示す。
このグラフから以下のことが分かる。バリウムスルフォネート含有率が０．０３質量％以上であるグリースを用いれば、リニアガイドの動トルクの低減効果が大きい。また、バリウムスルフォネート含有率を０．０５質量％以上としてもその効果は同じである。また、バリウムスルフォネート含有率が１．５質量％を超えると、僅かではあるがリニアガイドの剛性が低下する。これは、バリウムスルフォネートの添加による摩擦力の低減度合が高すぎたためと考えられる。
【００２３】
なお、日本精工（株）製のリニアガイド「ＬＹ４５長型Ｐ５Ｚ４」を用いて同様の試験を行ったところ、図３と同様の結果が得られた。
したがって、４点接触路の転動通路を備えたリニアガイドを、４０℃での動粘度が２０ｍｍ2 ／ｓであるエステル油と、バリウムスルフォネートと、リチウム石けんとからなり、混和ちょう度が２８０であり、バリウムスルフォネート含有率が０．０３質量％以上（好ましくは０．０５質量％以上）１．５質量％以下であるグリースで潤滑することにより、高い剛性を確保しながら動トルクを低く抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】一般的なリニアガイドを示す斜視図である。
【図２】グリースの基油の４０℃での動粘度と、リニアガイドの動トルク比との関係を示すグラフである。
【図３】グリースのバリウムスルフォネート含有率（Ｂａｓｕｌ濃度）と、リニアガイドの動トルク比および剛性比との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００２５】
１  案内レール
１１  転動溝
１２  ボールの転動通路
２  スライダ
２Ａ  スライダの脚部
２Ｂ  スライダの水平部
２１ａ  転動溝
２１ｂ  ボールの戻し通路
２１  スライダ本体
２２  エンドキャップ
２２ａ  方向転換路
２５  循環経路
３  ボール
【図１】
2006057709.tif 000003
【図２】
2006057709.tif 000004
【図３】
2006057709.tif 000005