(57)【要約】【課題】潤滑性能に優れ、長期間に渡って直動案内装置の摺動部または転動部の潤滑を良好な状態に保つことができる潤滑剤供給材、および、これを用いた直動案内装置を提供する。【解決手段】案内レール１上に配置され該案内レール１上を直線移動するスライダ２を備えてなる直動案内装置において、該スライダ２の上記移動方向の少なくとも一方の端部に、上記案内レール１に接触して配設される潤滑剤供給材であって、該潤滑剤供給材は、樹脂と潤滑剤とを少なくとも含む混合物を焼成してなり、上記潤滑剤が上記樹脂の焼結体中に含浸されてなり、上記潤滑剤の配合割合は、上記樹脂 100 重量部に対し、10〜150 重量部である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
案内レール上に配置され該案内レール上を直線移動するスライダを備えてなる直動案内装置において、該スライダの前記移動方向の少なくとも一方の端部に、前記案内レールに接触して配設される潤滑剤供給材であって、
該潤滑剤供給材は、樹脂と潤滑剤とを少なくとも含む混合物を焼成してなり、前記潤滑剤が前記樹脂の焼結体中に含浸されてなり、前記潤滑剤の配合割合は、前記樹脂 100 重量部に対し、10〜150 重量部であることを特徴とする潤滑剤供給材。
【請求項２】
前記樹脂は、熱可塑性エラストマーであることを特徴とする請求項１記載の潤滑剤供給材。
【請求項３】
前記熱可塑性エラストマーは、熱可塑性ポリウレタンエラストマーまたは熱可塑性ポリエステルエラストマーであることを特徴とする請求項１または請求項２記載の潤滑剤供給材。
【請求項４】
前記樹脂は１辺が 0.01 mm〜1 mm で、そのアスペクト比が 2〜50 の樹脂ペレットであることを特徴とする請求項１、請求項２または請求項３記載の潤滑剤供給材。
【請求項５】
案内レール上に配置され該案内レール上を直線移動するスライダと、該スライダの前記移動方向の少なくとも一方の端部に、前記案内レールに接触して配設された潤滑剤供給材とを備えてなる直動案内装置であって、
前記潤滑剤供給材は、請求項１ないし請求項４のいずれか一項記載の潤滑剤供給材であることを特徴とする直動案内装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械や搬送装置などの往復直線運動や位置決めに利用される直動案内装置および該装置に使用される潤滑剤供給材に関する。
【背景技術】
【０００２】
工作機械や分析装置などの精密機器や、搬送装置などのうち、直動案内部にはリニアガイドが使用されている。特に高速、高荷重など使用条件が厳しくかつ長期使用する場合には、潤滑不良による不具合が発生していたが、長期に渡って安定した潤滑性を持ち、摩耗による損傷や寿命低下を防ぐために、スライド部に潤滑剤供給機能を付与した例として、ポリマー材に潤滑油を含浸させた固形潤滑剤を用いたもの（特許文献１参照）や連続気泡のスポンジやフェルト状繊維の多孔質体に潤滑油を含浸させたもの（特許文献２参照）などが報告されている。
また、潤滑油を含油させた発泡ポリウレタンゴム材をリップシール外側に配置し、潤滑油供給材として用いたものが報告されている（特許文献３参照）。
【０００３】
上記特許文献１では潤滑油含有ポリマー材の表面の潤滑油を消費した場合に、潤滑油の供給ができず長期間に渡る使用では潤滑不良となる可能性がある。また、特許文献２では樹脂焼結体やフェルトなどの気孔内に潤滑油を含ませたものであり、荷重や直動速度などが厳しい条件で長期間または長距離に渡って使用されると一度に過剰量の潤滑油が放出され、潤滑不良に至る可能性がある。
また、特許文献３では自己潤滑性を有する発泡ポリウレタンゴムをダストの排除および案内レールの潤滑供給材として用いたものであるが、潤滑油の封入形態について全く言及されておらず、独立気泡である場合には長時間の使用により潤滑剤の供給が不足し、潤滑不良となる可能性がある。また、発泡体を形成したのちに潤滑油を後含浸したものでは使用開始初期に潤滑剤の供給が過剰となり、長期間の使用に耐えられないことがある。
【特許文献１】特開２００２−２７６６５５号公報
【特許文献２】特開２００３−１３００５１号公報
【特許文献３】特開平１１−３５１２５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、このような問題点に対処するためになされたものであり、潤滑性能に優れ、長期間に渡って直動案内装置の摺動部または転動部の潤滑を良好な状態に保つことができる潤滑剤供給材、および、これを用いた直動案内装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の潤滑剤供給材は、案内レール上に配置され該案内レール上を直線移動するスライダを備えてなる直動案内装置において、該スライダの前記移動方向の少なくとも一方の端部に、上記案内レールに接触して配設される潤滑剤供給材であって、該潤滑剤供給材は、樹脂と潤滑剤とを少なくとも含む混合物を焼成してなり、上記潤滑剤が上記樹脂の焼結体中に含浸されてなり、上記潤滑剤の配合割合は、上記樹脂 100 重量部に対し、10 重量部〜150 重量部であることを特徴とする。
【０００６】
上記樹脂は、熱可塑性エラストマーであることを特徴とする。
また、上記熱可塑性エラストマーは、熱可塑性ポリウレタンエラストマーまたは熱可塑性ポリエステルエラストマーであることを特徴とする。
また、上記樹脂は１辺が 0.01 mm〜1 mm で、そのアスペクト比が 2〜50 の樹脂ペレットであることを特徴とする。
【０００７】
本発明の直動案内装置は案内レール上に配置され該案内レール上を直線移動するスライダと、該スライダの上記移動方向の少なくとも一方の端部に、上記案内レールに接触して配設された上記潤滑剤供給材とを備えてなることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の潤滑剤供給材は、樹脂と潤滑剤とを少なくとも含む混合物を焼成してなり、上記潤滑剤が上記樹脂の焼結体中に含浸されているので、潤滑剤保持力に優れる。また、樹脂自身に含浸された潤滑剤と気孔内（粉体ペレット間の空孔）に存在する潤滑剤という染み出し速度の異なる潤滑剤保持機構で形成されるため、摺動部に対し潤滑剤を比較的多量に必要とする潤滑初期には十分な潤滑剤が供給され、その後は潤滑剤を適当な速度で徐放し、摺動部に対し長時間に渡って潤滑剤を供給することができる。
また、樹脂が熱可塑性エラストマーであり、焼結した粉体状の樹脂内部または間隙に潤滑剤を含浸するので、潤滑剤保持力に優れ、外力による変形を受けても破壊することなく、かつ確実に摺動部に潤滑剤を供給することができる。
また、潤滑剤を必要とする場所にのみ潤滑剤供給材を配置することができるので、潤滑剤供給材および直動案内装置の軽量化・小型化にも寄与することができる。
【０００９】
本発明の直動案内装置は、スライダの移動方向の少なくとも一方の端部に、案内レールに接触して配設された上記の潤滑剤供給材を備えてなるので、長期間に渡って静粛性、低振動性を満たすとともに、摺動部または転動部の潤滑を良好な状態に保つことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
潤滑剤保持力に優れ、潤滑剤染み出し量を必要最小限に抑制できる直動案内装置用の潤滑剤供給材について鋭意検討の結果、潤滑剤と、粉体状樹脂との混合物を焼成した潤滑剤供給材を得た。
この潤滑剤供給材は樹脂粉体同士の一部が溶融・固着して多孔質化された焼結体であり、かつ潤滑剤を樹脂粉体内部および空孔部に含浸してなる潤滑剤供給材である。なお、本発明において潤滑剤を樹脂粉体内部や樹脂ペレット間隙に含浸してなるとは、潤滑剤が化合物とならないで、樹脂粉体内部や樹脂ペレット間隙に含まれることをいう。
この潤滑剤供給材は潤滑剤保持力に優れ、潤滑剤染み出し量を必要最小限に抑制し、かつ安価に製造できることがわかった。本発明はこのような知見に基づくものである。
【００１１】
本発明の潤滑剤供給材は、樹脂内や焼結した樹脂ペレット間隙に潤滑剤を含浸させるので、樹脂自身に含浸された潤滑剤と気孔内（粉体ペレット間の空孔）に存在する潤滑剤の染み出し速度の異なる潤滑剤保持機構を有し、潤滑剤を比較的多量に必要とする潤滑初期には十分な潤滑剤が供給され、その後は潤滑剤を必要最小限の速度で徐放することで、潤滑剤の染み出し量が最適化される。また、直動案内装置の移動時に加わる圧縮、屈曲などの外力による変形、温度上昇や毛細管現象により潤滑剤を染み出させて外部に徐放できる。この際、染み出す潤滑剤量は、樹脂の選択や焼結した樹脂ペレット間隙の大きさなどによって変えることにより、必要最小限にすることができる。
また、本発明において樹脂は、粉体状ペレット同士の一部が溶融・固着し多孔質化しているので表面積が大きくなっており、染み出した余剰の潤滑剤を再び樹脂ペレット間隙に一時的に保持することもできて染み出す潤滑剤は安定しており、また樹脂内に潤滑剤を含浸させるとともに焼結した樹脂ペレット間隙に含浸させることによって非多孔質の状態より潤滑剤の保持量も多くなる。
【００１２】
その上、本発明の潤滑剤供給材は、非多孔質体と比較して屈曲時に必要なエネルギーが非常に小さく、潤滑剤を高密度に保持しながら柔軟な変形が可能である。また、多孔質な部分を多く持つため、軽量化の点でも有利である。
また、粉体状の樹脂と潤滑剤とを混合して所定の温度で焼成するだけであるので、特別な設備も不要であり、直動案内装置の任意の場所に充填・設置することが可能である。
また、焼成温度をコントロールすることにより多孔質体の密度を変化させることができる。
【００１３】
本発明の直動案内装置の一例を図１および図２に基づいて説明する。図１は本発明の一実施例に係る直動案内装置を示す分解斜視図である。図２は潤滑剤供給材を示す斜視図である。
図１および図２に示すように、直動案内装置は、軸方向に延びる案内レール１と、その上に移動可能に跨架され、かつ横断面形状がほぼ「コ」字状をしたスライダ２と、該スライダ２の軸方向両端部に配設された潤滑剤供給装置５とを備えている。潤滑剤供給装置５は潤滑剤供給材６（図２参照）を１枚または複数枚内蔵している。案内レール１の両側面にはそれぞれ軸方向に延びる二条のボール転動溝３が形成されている。スライダ２のスライダ本体には、その両袖部の内側面に、上記ボール転動溝３に対向する図示されないボール転動溝がそれぞれ形成されている。そして、これらの向き合った両ボール転動溝の間には転動体としての多数のボールが転動自在に装填され、そのボールの転動を介して、スライダ２が案内レール１上を軸方向に移動するようになっている。
【００１４】
潤滑剤供給装置５は、サイドシール４ａおよび４ｂの間に配置される。この潤滑剤供給装置５の中において、潤滑剤供給材６（図２参照）が、案内レール１と転動体とに接触するようにして配置されている。潤滑剤供給材６は、樹脂と潤滑剤とを少なくとも含む混合物を焼成して多孔質化した固形物であって潤滑剤を樹脂内部に含浸してなる。案内レール１に接触した潤滑剤供給材６は、保持する潤滑剤を摺動部である案内レール１と、転動体と、ボール転動溝３とに徐放し、長期間に渡って摺動部や転動体の潤滑を良好な状態に保持する。
【００１５】
図１においては潤滑剤供給材６を配設した潤滑剤供給装置５を例示したが、潤滑剤供給装置５を使用せずに潤滑剤供給材６をサイドシール４ａおよび４ｂの間に配置して使用することもできる。図１に示すように潤滑剤供給材６を配設した潤滑剤供給装置５を使用することで、塵埃の付着、潤滑剤の漏洩等を防止でき、シール性能を向上させることができる。
なお、潤滑剤供給材６は、スライダの移動方向の少なくとも一方の端部に配設されていればよい。
【００１６】
本発明の潤滑剤供給材に用いる樹脂は、熱可塑性エラストマーであることが望ましい。熱可塑性エラストマーであれば、構造体としての強度を保ちながら柔軟性を付与できるので、直動案内装置の移動時に加わる圧縮、屈曲などの外部応力が高い頻度で繰り返し加わる部位に使用すると、圧縮や屈曲に追従して変形しやすくなる。本発明に用いることができるエラストマーとしては、ポリオレフィン系（ＴＰＯ）（例えば、三井化学社製ミラストマー）、ポリスチレン系（ＴＰＳ）（例えば、三菱化学社製ラバロン）、ポリ塩化ビニル系（ＴＰＣＶ）（例えば、アプコ社製サンプレーン）、ポリエステル系（ＴＰＥＥ）（例えば、東レデュポン社製ハイトレル）、ポリウレタン系（ＴＰＵ）（例えば、ＢＡＳＦ社製エラストラン）、ポリアミド系（ＴＰＥＡ）（例えば、アルケマ社製ペバックス） 等を挙げることができる。これらの中で柔軟性と強度のバランスのとれた熱可塑性ポリウレタンエラストマー、熱可塑性ポリエステルエラストマーを用いることが好ましい。
【００１７】
本発明に用いる樹脂は１辺が 0.01 mm〜1 mm の樹脂ペレットであることが好ましい。ここで樹脂ペレットは球状体もしくは短繊維状であり、この球状体もしくは短繊維状を平面視したときその最長径もしくは最長長さの平均長さを１辺とする。１辺が 1 mm より大きい樹脂ペレットの場合は多孔質の空間体積が小さくなり、保持できる潤滑剤が減少する。また、樹脂ペレット同士の接着点も減少するために、強度的に不利である。
また、１辺が 0.01 mm 未満の樹脂ペレットでは、ペレット同士が密着し過ぎて多孔質化の割合が小さくなり保油力が低下する。さらに、製造コストが高くなる。
【００１８】
本発明に用いる樹脂ペレットはアスペクト比が 2〜50 の樹脂ペレットであることが好ましい。ここでアスペクト比は球状体もしくは短繊維状の樹脂ペレットを平面視したときの最長径もしくは最長長さの平均長さを最小径もしくは最短長さの平均長さで除した数値とする。アスペクト比が 2 より小さいと、多孔質の空間体積が小さくなり、保持できる潤滑剤が減少する。また、樹脂ペレット同士の接着点も減少するために、強度的に不利である。
また、アスペクト比が 50 をこえる樹脂ペレットは、粗になり過ぎるので、多孔質体となった時の保油力が低下する。さらに、製造コストが高くなる。
【００１９】
本発明の潤滑剤供給材に用いる潤滑剤としては、多孔質体を形成する樹脂を溶解しないものであれば種類を選ばずに使用することができるが、例えば潤滑油、グリース、ワックスなどを単独もしくは混合して用いてもよい。
【００２０】
本発明に使用する潤滑油としては、パラフィン系やナフテン系の鉱物油、エステル系合成油、エーテル系合成油、炭化水素系合成油、ＧＴＬ基油、フッ素油、シリコーン油等の普通に使用されている潤滑油またはそれらの混合油が挙げられる。
【００２１】
本発明に使用できるグリースは基油に増ちょう剤を加えたものであり、基油としては上述の潤滑油を挙げることができ、増ちょう剤としては、リチウム石けん、リチウムコンプレックス石けん、カルシウム石けん、カルシウムコンプレックス石けん、アルミニウム石けん、アルミニウムコンプレックス石けん等の石けん類、ジウレア化合物、ポリウレア化合物等のウレア系化合物が挙げられるが、特に限定されるものではない。
【００２２】
ジウレア化合物は、例えばジイソシアネートとモノアミンの反応で得られる。ジイソシアネートとしては、フェニレンジイソシアネート、ジフェニルジイソシアネート、フェニルジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、オクタデカンジイソシアネート、デカンジイソシアネート、へキサンジイソシアネート等が挙げられ、モノアミンとしては、オクチルアミン、ドデシルアミン、へキサデシルアミン、オクタデシルアミン、オレイルアミン、アニリン、p-トルイジン、シクロヘキシルアミン等が挙げられる。
ポリウレア化合物は、例えば、ジイソシアネートとモノアミン、ジアミンとの反応で得られる。ジイソシアネート、モノアミンとしては、ジウレア化合物の生成に用いられるものと同様のものが挙げられ、ジアミンとしては、エチレンジアミン、プロパンジアミン、ブタンジアミン、ヘキサンジアミン、オクタンジアミン、フェニレンジアミン、トリレンジアミン、キシレンジアミン等が挙げられる。
【００２３】
本発明に使用するワックスとしては炭化水素系合成ワックス、ポリエチレンワックス、脂肪酸エステル系ワックス、脂肪酸アミド系ワックス、ケトン・アミン類、水素硬化油などを用いることができる。これらのワックスに油を混合してもよく、使用する油成分としては上述の潤滑油と同様のものを用いることができる。
【００２４】
本発明に用いる潤滑剤の配合量は、樹脂 100 重量部に対し、潤滑剤は 10〜150 重量部である。好ましくは、15〜120 重量部である。潤滑剤が 10 重量部より少ないと染み出さず、潤滑剤として機能しない。潤滑剤が 150 重量部より多いと、樹脂ペレットが潤滑剤に囲まれて、樹脂ペレット間での融着が不十分となり、焼結体として成立しない。
【００２５】
以上で述べた潤滑剤には、さらに二硫化モリブデン、グラファイト等の固体潤滑剤、有機モリブデン等の摩擦調整剤、アミン、脂肪酸、油脂類等の油性剤、アミン系、フェノール系などの酸化防止剤、石油スルフォネート、ジノニルナフタレンスルフォネート、ソルビタンエステルなどの錆止め剤、イオウ系、イオウ−リン系などの極圧剤、有機亜鉛、リン系などの摩耗防止剤、ベンゾトリアゾール、亜硝酸ソーダなどの金属不活性剤、ポリメタクリレート、ポリスチレンなどの粘度指数向上剤などの各種添加剤を含んでいてもよい。
【００２６】
樹脂と潤滑剤とを少なくとも含む混合物を混合する方法は、特に限定されることなく、例えばヘンシェルミキサー、リボンミキサー、ジューサーミキサー等、一般に用いられる撹拌機を使用することができる。
【００２７】
本発明の潤滑剤供給材を成形する方法としては、樹脂と潤滑剤とを混合して得られた混合物を、（１）直動案内装置の所定部位に直接充填後、焼成・成形する方法、（２）目的形状にあった成形用型内に充填後、焼成・成形して直動案内装置に組み込む方法、（３）成形用型を用いずに焼成・成形した後、裁断や研削等の目的形状に後加工し、直動案内装置内に組み込む方法などが挙げられる。
【００２８】
本発明において焼成温度は、樹脂の融点〜融点 ＋30℃の範囲で選択することが望ましい。樹脂の融点より低いとペレットが溶融せず焼結体にならないし、樹脂の融点より高いと必要以上に溶融してしまい多孔質体になりにくい。また、ペレットの融点なき場合には、焼成温度は軟化開始温度 ＋10℃〜軟化開始温度 ＋50℃の範囲で選択することが望ましい。
【実施例】
【００２９】
実施例１〜実施例３
表１に示す組成で、樹脂ペレットと潤滑剤成分を混合した。一片が 20 mm の立方体となる金型に充填し、180℃で 30 分間焼成した。これを潤滑剤供給材（固形潤滑剤）の試験片とした。得られた試験片について、遠心力油分離性の項目を測定し、使用可否の判定を行なった。結果を表１に併記する。なお遠心力油分離性の測定は以下に示す方法にて行なった。
【００３０】
比較例１
ポリエステル製フェルト（アンビック社製：繊維長 3〜5 mm、密度 200 g/m3 ）に潤滑油を含浸させ、上記寸法に裁断し試験片とした。得られた試験片について、遠心力油分離性の項目を測定し、使用可否の判定を行なった。結果を表１に併記する。
【００３１】
＜遠心力油分離性測定＞
遠心力油分離性測定はロータ半径 75 mm、回転速度 1500 rpm の条件で 1 時間回転させたときの潤滑油充填量に対する潤滑油重量減少率を求めることによって測定した。
【００３２】
【表１】
2008196588.tif 000003
【００３３】
表１に示すように、各実施例は油放出性に優れ、潤滑に寄与する充分な潤滑剤を供給することができる。これに対して、潤滑剤供給材としてフェルト（不織布）を用いた比較例１では、潤滑油の保持性に劣り、運転初期に潤滑剤が放出されてしまう。このような場合には潤滑剤の補給が必要となりメンテナンス上好ましくない。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明の直動案内装置は、長期間に渡って摺動部または転動部の潤滑を良好な状態に保つことができるので、工作機械、分析装置、搬送装置等の各種産業用機械用の直動案内装置として好適に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の直動案内装置を示す分解斜視図である。
【図２】潤滑剤供給材を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３６】
１    案内レ−ル
２    スライダ
３    ボール転動溝
４ａ  サイドシール
４ｂ  サイドシール
５    潤滑剤供給装置
６    潤滑剤供給材
【図１】
2008196588.tif 000004
【図２】
2008196588.tif 000005