(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直線状に延びる案内部材と、この案内部材の外側に配置されて相対的に直線移動する直動部材と、両部材の対向する位置に設けた転動面で構成される軌道を負荷状態で転動する転動体と、前記軌道の終点から始点へ転動体を移動させる循環部とを有し、この循環部と前記軌道により転動体の循環経路が構成され、
前記直動部材の少なくとも一方の直動方向端部には、前記直動部材を構成するエンドキャップとサイドシールとの間に、それぞれに接触して配置され、前記エンドキャップと同じ外形をなして前記案内部材に接触する潤滑剤供給体が設けられ、
前記潤滑剤供給体は、潤滑油を含ませた合成樹脂からなり、潤滑剤が内包され、前記案内レールとの接触による前記案内レールに近い部分における潤滑剤の減りに伴ってその部分が収縮し、その収縮によって押しつぶされて、前記潤滑剤を逐次放出する感圧性マイクロカプセルが内部に含まれることを特徴とする直動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、潤滑剤供給体を備えた直動装置（ボールねじ装置やモノキャリア装置等）に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、直動装置として、直動案内軸受装置（リニアガイド）や、ボールねじ装置や、モノキャリア装置が提案されている。直動案内軸受装置は、案内レール及びスライダに設けた両ボール溝で構成される軌道を、転動体であるボールが負荷状態で転動することで、前記スライダが前記案内レールに沿って直線移動する装置である。一方、ボールねじ装置は、ねじ軸及びナットに設けた両ボール溝で構成される軌道を、転動体であるボールが負荷状態で転動することで、前記ナットがねじ軸に沿って直線移動する装置である。さらに、モノキャリア装置は、前記直動案内軸受装置及び前記ボールねじ装置とを複合構成した一軸アクチュエータである。これら直動案内軸受装置やボールねじ装置においては、前記軌道の終点から始点へボールを移動させる循環部を有し、この循環部と前記軌道によりボール循環経路が構成されている。
【０００３】
このような直動案内装置に使用される潤滑剤供給体としては、例えば、特許文献１に記載されたものがある。特許文献１に記載された潤滑剤供給体は、図６に示すように、潤滑剤供給体１２０Ｃは、グリースを含ませたニードルフェルトからなる潤滑剤保持体１０１と、この潤滑剤保持体１０１を支持する支持体１０２とから構成される。前記グリースには、少なくとも基油がカプセル全量の１０質量％以上となる含有率で温感カプセルに内包されたマイクロカプセルが、グリース全量の２〜９５質量％含有されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２７４１２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載された潤滑剤供給体は、潤滑剤保持体１０１としてニードルフェルトを採用しているため、長期的な潤滑剤保持性能に改善の余地があった。また、特許文献１に記載された潤滑剤供給体に含まれる温感カプセルは、ある程度の熱がカプセル自体に伝わらないと、カプセルから潤滑剤が放出されないので、その放出制御性に改善の余地があった。
【０００６】
そこで、本発明は上記の問題点に着目してなされたものであり、その目的は、長期的な潤滑剤保持性能を有し、潤滑剤の放出制御性に優れた潤滑剤供給体を備え、長期に渡り安定した潤滑状態が維持された直動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための本発明の請求項１に係る直動案内装置は、直線状に延びる案内部材と、この案内部材の外側に配置されて相対的に直線移動する直動部材と、両部材の対向する位置に設けた転動面で構成される軌道を負荷状態で転動する転動体と、前記軌道の終点から始点へ転動体を移動させる循環部とを有し、この循環部と前記軌道により転動体の循環経路が構成され、
前記直動部材の少なくとも一方の直動方向端部には、前記直動部材を構成するエンドキャップとサイドシールとの間に、それぞれに接触して配置され、前記エンドキャップと同じ外形をなして前記案内部材に接触する潤滑剤供給体が設けられ、
前記潤滑剤供給体は、潤滑油を含ませた合成樹脂からなり、潤滑剤が内包され、前記案内レールとの接触による前記案内レールに近い部分における潤滑剤の減りに伴ってその部分が収縮し、その収縮によって押しつぶされて、前記潤滑剤を逐次放出する感圧性マイクロカプセルが内部に含まれることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、長期的な潤滑剤保持性能を有し、潤滑剤の放出制御性に優れた潤滑剤供給体を備え、長期に渡り安定した潤滑状態が維持された直動装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る直動装置（直動案内軸受装置）の一実施形態における構成を示す斜視図である。
【図２】本発明に係る潤滑剤供給体の構成を示す正面図である。
【図３】本発明に係る直動装置（直動案内軸受装置）の一実施形態におけるスライダの構成を示す分解斜視図である。
【図４】本発明に係る直動装置（ボールねじ装置）の一実施形態における構成を示す斜視図である。
【図５】本発明に係る直動装置（モノキャリア装置）の一実施形態における構成を示す斜視図である。
【図６】従来の潤滑剤供給体の構成を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明に係る潤滑剤供給体及び直動案内軸受装置の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明に係る直動装置（直動案内軸受装置）の一実施形態における構成を示す斜視図である。また、図２は、本発明に係る潤滑剤供給体の構成を示す正面図である。また、図３は本発明に係る直動装置（直動案内軸受装置）の一実施形態におけるスライダの構成を示す分解斜視図である。
【００１１】
＜直動装置の構成＞
図１に示すように、本実施形態の直動装置は、案内レール１０とスライダ２０と、転動体としてのボール（図示せず）とを有する。スライダ２０は、本体２１と、エンドキャップ２２と、潤滑剤供給体２３と、サイドシール２４とを有する。また、案内レール１０のボール溝（転動面）１０Ａ，１１Ｂと、スライダ２０の図示されないボール溝（転動面）とで、ボール（図示せず）が負荷状態で転動する軌道が形成され、軌道の終点から始点へボールを移動させる循環部が、エンドキャップ２２内に形成されている。エンドキャップ２２とサイドシール２４との間に潤滑剤供給体２３が配置されている。
【００１２】
＜潤滑剤供給体＞
［構成］
図１〜図３に示すように、潤滑剤供給体２３は、エンドキャップ２２と略同じ略Ｕ字状の外形をなす。潤滑剤供給体２３は、後述する潤滑油を含ませた合成樹脂からなる。潤滑剤供給体２３は、案内レール１０の周囲に位置する部分として、案内レール１０の角部のボール溝１０ａに対向して配置される部分２３ａと、案内レール１０の側面のボール溝１０ｂに対向して配置される部分２３ｂと、案内レール１０の上面１０ｃに対向して配置される部分２３ｃとを有する。これらの部分が全て、取り付けた際に案内レール１０との間に僅かな隙間が生じるように形成されている。
【００１３】
また、この潤滑剤供給体２３には、案内レール１０の両側部となる位置に、ボルト４０を通す貫通穴２３ｄが形成されている（図２参照）。
さらに、潤滑剤供給体２３には、複数の感圧性マイクロカプセル（以下、マイクロカプセルと呼ぶ。）３０が含有されている。このマイクロカプセル３０には、潤滑剤が内包されており、潤滑剤供給体２３の収縮によってマイクロカプセル３０内の潤滑剤が放出されるようになっている。
潤滑剤供給体２３にマイクロカプセル３０を含有させる方法としては、成形前の潤滑剤供給体の材料に、マイクロカプセルを入れて、攪拌したものを成型することで得られる。
【００１４】
［材料］
次に、潤滑剤供給体２３の材料について詳細に説明する。潤滑剤供給体２３は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリメチルペンテン等の基本的に同じ化学構造を有するポリオレフィン系樹脂の群から選定した合成樹脂からなる。潤滑剤供給体２３に含まれる潤滑剤としては、ポリα−オレフィン油のようなパラフイン系炭化水素油、ナフテン系炭化水素油、鉱油、ジアルキルジフェニルエーテル油のようなエーテル油、フタル酸エステルのようなエステル油等のいずれかを単独若しくは混合油の形で混ぜて調整した原料を、射出成形により成形したものである。潤滑剤の中には、酸化防止剤、錆止め剤、摩擦防止剤、泡消し剤、極圧剤等の各種添加剤が予め加えられてもよい。
【００１５】
潤滑剤供給体２３の組成比は、全質量に対してポリオレフィン系樹脂が２０〜８０質量％であることが好ましく、２０〜５０質量％であることがより好ましく、潤滑剤８０〜２０質量％であることがさらに好ましく、８０〜５０質量％であることが特に好ましい。ポリオレフイン系樹脂が２０質量％未満の場合は、あるレベル以上の硬さ、強度が得られ難い。また、ポリオレフイン系樹脂が８０質量％を越える場合（つまり、潤滑剤が２０質量％未満の場合）は、潤滑剤の供給が少なくなり、リニアガイド装置のメンテナンスフリー化が困難となる。実用的には、潤滑剤５０〜８０質量％（ポリオレフィン系樹脂５０〜２０質量％）が潤滑剤の供給が豊富であり、供給能力が長期間保てるので好適である。
【００１６】
上述した合成樹脂の群は、基本構造は同じでその平均分子量が異なっており、７００〜５×１０６の範囲に及んでいる。その中で、平均分子量７００〜１×１０４というワックス（例えば、ポリエチレンワックス）に分類されるものと、平均分子量１×１０４〜１×１０６という比較的低分子量のものと、１×１０６〜５×１０６という超高分子量のものとを、単独若しくは必要に応じて混合して用いる。比較的低分子量のものと潤滑剤の組合せによって、ある程度の機械的強度、潤滑剤供給能力、保油性をもつ潤滑剤含有ポリマ部材が得られる。その中の比較的低分子量のものの一部を、ワックスに分類されるものに置換えると、ワックスに分類されるものと、潤滑油との分子量が小さいために潤滑油との親和性が高くなり、結果として保油性が大きくなり、潤滑剤供給能力は低下する（それによって、より長期間に渡って潤滑剤を供給することが可能となる）。また、その反面、機械的強度は低下する。ワックスとしては、ポリエチレンワックスのようなポリオレフィン系樹脂の他、融点が１００〜１３０℃以上の範囲にある炭化水素系の物（例えば、パラフィン系合成ワックス）であれば使用できる。それに対して、超分子量のものに置換えると、超高分子量のものと潤滑油との分子量の差が大きいため、潤滑油との親和性が低くなり、結果として、保油性が悪くなり、潤滑剤供給能力は上昇する（それにより、比較的短期間に潤滑剤が供給される）。また、機械的強度も上昇する。
【００１７】
射出成形性、機械的強度、潤滑剤供給能力、保油性のバランスを考慮すると、潤滑剤供給体２３における合成樹脂（ポリマ）の組成比は、ワックスに分類されるもの０〜５質量％、比較的低分子量のもの５〜４８質量％、超高分子量のもの２〜１０質量％であって、かつ３つの樹脂分の合計が２０〜５０質量％（残りが潤滑剤８０〜５０質量％）となるような範囲が好適である。
【００１８】
リニアガイド装置の長期メンテナンスフリー化を達成するために、スライダ２０の端面に配設される潤滑剤供給体２３は、スライダ２０の一方若しくは両方の端面に少なくとも２枚以上配設し、その中の少なくとも１枚の潤滑剤供給体２３にワックスを含有させたものを使用してもよい。ワックスを含有させた潤滑剤供給体２３を使用することで潤滑剤供給期間が長くなり、潤滑油補給等のメンテナンスを長期間省略することが可能になる。
【００１９】
［その他の材料］
潤滑剤供給体２３の機械的強度を向上させるため、上述のポリオレフィン系樹脂に、以下のような熱可塑性及び熱硬化性樹脂を添加したものでもよい。
熱可塑性樹脂としては、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアミドイミド、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂等の各樹脂を使用することができる。
熱硬化性樹脂としては、不飽和ポリエステル樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂等の各樹脂を使用することができる。これらの樹脂は、単独又は混合して用いてもよい。
【００２０】
［添加剤等］
さらに、ポリオレフィン系樹脂とそれ以外の樹脂とをより均一な状態で分散させるために、必要に応じて適当な相溶化剤を加え合ってもよい。
また、機械的強度を向上させるために、充填剤を添加してもよい。例えば、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、チタン酸カリウムウィスカーやホウ酸アルミニウムウィスカー等の無機ウィスカー類、あるいはガラス繊維やアスベスト、金属繊維等の無機繊維類及びこれ等を布状に編組したもの、また有機化合物では、カーボンブラック、黒鉛粉末、カーボン繊維、アラミド繊維やポリエステル繊維等を添加してもよい。
【００２１】
さらに、ポリオレフイン系樹脂の熱による劣化を防止する目的で、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｐ−フェニレンジアミン、２，２’−メチレンビス（４−エチル−６−ｔ−ブチルフェノール）等の老化防止剤、また光による劣化を防止する目的で、２−ヒドロキシ−４−ｎ−オクトキシベンゾフェノン、２−（２’−ヒドロキシ−３’−第三−ブチル−５’−メチル−フェニール）−５−クロロベンゾトリアゾール等の紫外線吸収剤を添加してもよい。
【００２２】
以上の全ての添加剤（ポリオレフィン＋油以外）の添加量としては、添加剤全体として、成形原料全重量の２０質量％以下であることが、潤滑剤の供給能力を維持する上で好ましい。
なお、スライダ２０の端面に配設した潤滑剤供給体２３の外側に、さらに、ニトリルゴムなどのゴム材料と芯金を一体化したシール装置を設けてもよい。潤滑剤供給体２３から供給される潤滑剤は、直動案内軸受装置自体の潤滑に使われる他、シール装置のゴムリップ部の潤滑にも使われ、ゴムリップ部の磨耗を低減しシール性を維持することにも作用する。
【００２３】
［潤滑油］
潤滑剤供給体２３に含まれる潤滑油は、従来と同じ、基油（基油又は基油と添加剤）、増ちょう剤、各種添加剤（極圧剤、酸化防止剤等）で構成される。
［マイクロカプセル］
マイクロカプセル３０には、鉱油、合成油などからなる基油（基油又は基油と添加剤）が内包されている。なお、マイクロカプセル３０に含まれる潤滑油は、潤滑剤供給体２３に含まれる潤滑油全量の１０〜６０質量％が好ましい。マイクロカプセル３０に含まれる潤滑油が、潤滑剤供給体２３に含まれる潤滑油全量の１０質量％未満であると、マイクロカプセルが少なく、マイクロカプセルによる潤滑剤放出の効果が低いという問題が生じ、６０質量％を超えると潤滑剤供給体を形成しにくいという問題が生じる。
また、マイクロカプセル３０の粒径は、一次粒径で１〜１０００μｍであることが好ましい。
【００２４】
［潤滑剤供給体の設置］
このようにして、マイクロカプセル３０が内部に形成された潤滑剤供給体２３は、図２に示すように、エンドキャップ２２とサイドシール２４との間に配置され、サイドシール２４の外側から入れたボルト４０を用いて、サイドシール２４及びエンドキャップ２２とともに本体２１に取り付けられる。
【００２５】
手順としては、まず、案内レール１０、本体２１、エンドキャップ２２、及びボール（図示せず）により、案内レール１０と本体２１及びエンドキャップ２２とで形成されたボール循環経路に、ボールを入れた状態とする。次に、この状態で、エンドキャップ２２の外側に潤滑剤供給体２３とサイドシール２４を配置して、ボルト４０を、サイドシール２４の取り付け穴２４ａ、潤滑剤供給体２３の取り付け穴２３、及びエンドキャップ２２の取り付け穴２２ａに通して、その先端を本体２１の雌ねじに螺合する。
【００２６】
このようにして、潤滑剤供給体２３とサイドシール２４のシール部が、案内レール１０と接触状態で取り付けられる。そして、潤滑剤供給体２３から、案内レール１０のボール溝１０ａ，１０ｂと上面１０ｃに潤滑油が供給される。そして、潤滑剤供給体２３自体に含まれる潤滑油が長期間放出された結果、潤滑剤供給体２３が収縮することにより、潤滑剤供給体２３内のマイクロカプセル３０が押しつぶされ、マイクロカプセル３０内から潤滑油が供給される。
【００２７】
特に、潤滑剤供給体２３の案内レール１０に近い部分は潤滑剤の供給量が多いため、潤滑剤供給体２３に直接含まれる潤滑剤の減りが早く、潤滑剤供給体２３自体の収縮も早い。すなわち、潤滑剤供給体２３に含まれるマイクロカプセル３０はほぼ全てが一度に割れるわけではない。その結果、潤滑剤の減りが早い部分（例えば、案内レール１０に近い部分）のマイクロカプセル３０が早い時期に割れ、潤滑剤がマイクロカプセル３０から逐次供給されるため、潤滑剤の供給が絶えず供給される。従って、このようなマイクロカプセル３０を含まず、潤滑油を含ませた潤滑剤供給体を取り付けた場合と比較して、長期に渡り安定した潤滑状態が維持される。
【００２８】
このように、本発明では、潤滑剤供給体から放出された潤滑剤の分だけ潤滑剤が収縮し、それによってマイクロカプセルが割れてその中の潤滑剤が補充される。本発明の構成は、環境温度が低温のときには潤滑剤の供給が十分でなく、環境温度が高温のときには潤滑剤の放出が必要以上に促進され、枯渇する可能性があるという従来の問題を解決するものである。その結果、環境温度に影響されることなく、潤滑剤供給体内に充分な潤滑剤を保持でき、長期に渡り安定した潤滑状態が維持される直動案内軸受装置を提供することができる。
【００２９】
（他の実施形態）
上述の実施形態では、本発明の潤滑剤供給体を直動案内軸受装置に適用した直動装置について説明したが、本発明に係る直動装置としては、本発明の潤滑剤供給体をボールねじ装置に適用しても同様の効果を奏する。
図４は、本発明に係る直動装置（ボールねじ装置）の一実施形態における構成を示す斜視図である。図４に示すように、ボールねじ装置は、表面に複数のボール（図示せず）が転動する螺旋状のねじ溝５１が形成されたロッド状のねじ軸５０と、このねじ軸５０が螺合して貫通するナット６０とを有する。そして、このナット６０の端面には、ねじ軸５０とナット６０との隙間をシールし、かつこの隙間部分に潤滑油を供給するために、本発明の潤滑剤供給体２３が取り付けられている。
このように、本発明の潤滑剤供給体２３を備えたボールねじ装置によれば、潤滑剤の放出制御性に優れた潤滑剤供給体２３を用いているので、長期に渡り安定した潤滑状態が維持された直動装置を提供することができる。
【００３０】
また、本発明に係る直動装置としては、本発明の潤滑剤供給体をモノキャリア装置に適用しても同様の効果を奏する。図５は、本発明に係る直動装置（モノキャリア装置）の一実施形態における構成を示す斜視図である。図５に示すように、モノキャリア装置は、リニアガイド機構と送りねじ機構とを有する。リニアガイド機構は、断面がＵ字状に形成された案内レール７０と、案内レール７０のＵ字状の凹部内に配置されたスライダ８０と、案内レール７０とスライダ８０の間に配置された複数個の転動体Ｂとで構成される。そして、案内レール７０及びスライダ８０の互いに対向する位置に配置された転動面で構成される転動通路を転動体Ｂが負荷転動する。
【００３１】
一方、送りねじ機構は、スライダ８０内に案内レール７０と平行に形成された雌ねじ穴８１と、雌ねじ穴８１を貫通するねじ軸９０とを備えてなる。そして、ねじ軸９０の作動により、当該送りねじ機構と前記リニアガイド機構を介して、スライダ８０が案内レール７０に対して相対的に直線運動する。
そして、スライダ８０の端面には、雌ねじ穴８１とねじ軸９０との隙間をシールし、かつこの隙間部分に潤滑油を供給するために、本発明の潤滑剤供給体２３が取り付けられている。
このように、本発明の潤滑剤供給体２３を備えたモノキャリア装置によれば、潤滑剤の放出制御性に優れた潤滑剤供給体２３を用いているので、長期に渡り安定した潤滑状態が維持された直動装置を提供することができる。
【符号の説明】
【００３２】
１０  案内レール
２０  スライダ（直動部材）
２３  潤滑剤供給体
３０  マイクロカプセル
【図１】
0005772158.tif 000002
【図２】
0005772158.tif 000003
【図３】
0005772158.tif 000004
【図４】
0005772158.tif 000005
【図５】
0005772158.tif 000006
【図６】
0005772158.tif 000007