(57)【要約】【課題】優れた潤滑性を確保して耐磨耗性を向上させる。【解決手段】両側部に軸方向に延びる転動体転動溝３を有して軸方向に延長された案内レール１と、前記転動体転動溝３に対向する転動体転動溝５を有し、これらの両転動体転動溝３，５間に挿入された転動体６の転動を介して軸方向に沿って相対移動可能に前記案内レール１に跨架されたスライダ２とを備えた直動案内軸受装置であって、前記転動体６の表面に表面粗さ０．０２〜０．２μｍＲａで微小な概略面弧状をなす無数の凹部からなる油溜り１０を形成する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二つの転動体転動溝に挟まれた複数の転動体を介して負荷を受ける直動案内軸受装置であって、
前記転動体の表面に表面粗さ０．０２〜０．２μｍＲａで微小な概略面弧状をなす無数の凹部からなる油溜りを形成したことを特徴とする直動案内軸受装置。
【請求項２】
前記転動体の表面に対して、該表面の硬度と同等以上の硬度を有し、且つ略球状をなす２０〜２００μｍのショットを噴射速度５０ｍ／ｓｅｃ以上で噴射することにより、前記油溜まりを形成したことを特徴とする請求項１記載の直動案内軸受装置。
【請求項３】
表面に潤滑性物質がコーティングされた前記ショットを前記転動体の表面に噴射することにより、該潤滑性物質を該転動体の表面に転写付着させたことを特徴とする請求項２記載の直動案内軸受装置。
【請求項４】
二つの転動体転動溝に挟まれた複数の転動体を介して負荷を受ける直動案内軸受装置であって、
前記両転動体転動溝の少なくとも一方の転動体転動溝の表面に表面粗さ０．０２〜０．２μｍＲａで微小な概略面弧状をなす無数の凹部からなる油溜りを形成したことを特徴とする直動案内軸受装置。
【請求項５】
前記転動体転動溝の表面に対して、該表面の硬度と同等以上の硬度を有し、且つ略球状をなす２０〜２００μｍのショットを噴射速度５０ｍ／ｓｅｃ以上で噴射することにより、前記油溜まりを形成したことを特徴とする請求項４記載の直動案内軸受装置。
【請求項６】
表面に潤滑性物質がコーティングされた前記ショットを前記転動体転動溝の表面に噴射することにより、該潤滑性物質を該転動体転動溝の表面に転写付着させたことを特徴とする請求項５記載の直動案内軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば産業機械分野等に用いられるリニアガイド装置やクロスローラーガイド装置等の直動案内軸受装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の直動案内軸受装置としては、例えば図５に示すリニアガイド装置が知られている。
このリニアガイド装置は、軸方向に延びる案内レール１と、該案内レール１上に軸方向に相対移動可能に跨架されたスライダ２とを備えている。
【０００３】
案内レール１の幅方向の両側面にはそれぞれ軸方向に延びる転動体転動溝３が片側上下二条列ずつ、合計４条列形成されており、スライダ２のスライダ本体２Ａには、その両袖部４の内側面にそれぞれ転動体転動溝３に対向する転動体転動溝５が形成されている。
両転動体転動溝３，５の間には転動体としての多数のころ６が転動自在に装填され、これらのころ６の転動を介してスライダ２が案内レール１上を軸方向に沿って相対移動できるようになっている。
【０００４】
この移動につれて、案内レール１とスライダ２との間に介在するころ６は転動してスライダ２の軸方向の端部に移動するが、スライダ２を軸方向に継続移動させていくためには、これらのころ６を無限に循環させる必要がある。
このため、スライダ本体２Ａの両側の袖部４内にそれぞれ軸方向に貫通する上下二つ（合計４つ）の孔７を形成して該孔７に内部がころ６の通路（転動体通路）８ａとされた循環チューブ８を嵌め込むと共に、スライダ本体２Ａの軸方向の両端にそれぞれ転動体循環部品としての一対のエンドキャップ９をねじ等を介して固定し、このエンドキャップ９に上記両転動体転動溝３，５間と上記転動体通路８ａとを連通する半円弧状に湾曲した方向転換路（図示せず）を形成することにより、ころ６の無限循環軌道を形成している。
【０００５】
なお、図において符号２０は、ころ同士の直接接触を防止してスライダ２の走行を滑らかにすると共に、走行中の騒音低減を図るべく、互いに隣り合うころ６間に介装されたセパレータである。
ところで、上記リニアガイド装置やクロスローラーガイド装置等の直動案内軸受装置では、転がり軸受のような回転軸受に比べて大きな負荷を支えることが多い一方で、軌道長さが有限で必ず反転動作が必要なことから、回転軸受に比べて転動体の転がり速度が大幅に遅いという特徴がある。このため、転動体と転動体転動溝間に油膜が形成されにくく、転動体や転動体転動溝が磨耗損傷しやすいという問題がある。
【０００６】
なお、金属製品の摺動部や回転軸受の転動ローラの磨耗損傷を防止する方法としては、例えば金属製品の摺動部の表面に微小な概略面弧状をなす無数の凹部からなる油溜りを形成したものや（例えば特許文献１参照）、回転軸受の転動ローラの表面に面粗さＲＭＳ値が０．１０μｍ以上の凹凸を形成したもの（例えば特許文献２参照）等が提案されている。
【０００７】
【特許文献１】
特許第３２１２４３３号公報
【特許文献２】
特許第２７５８５１８号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかながら、上記特許文献１及び特許文献２においては、上述したように、転動体と転動体転動溝間に油膜が形成されにくく、転動体や転動体転動溝が磨耗損傷しやすい直動案内軸受装置についての開示や示唆はなされていない。
また、直動案内軸受装置では、転動体転動溝は砥石を予め目的断面形状に成形した総型砥石を回転させながら相対的に軸方向に移動させて砥石形状を転写させることで軌道面形状を創製研削する総型研削仕上げが一般的である。
【０００９】
このため、軸方向面粗さに比べて砥石形状がそのまま転写される直角方向の面粗さはかなり粗くならざるを得ず、図６に示すように、表面形状がタイヤの溝のようになり、油膜が切れやすいという事情がある。従って、転動体転動溝の表面に微小凹部の油溜りを設けてもその効果は充分とはいえないという問題がある。
本発明はこのような不都合を解消するためになされたものであり、優れた潤滑性を確保して耐磨耗性を向上させることができる直動案内軸受装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、二つの転動体転動溝に挟まれた複数の転動体を介して負荷を受ける直動案内軸受装置であって、
前記転動体の表面に表面粗さ０．０２〜０．２μｍＲａで微小な概略面弧状をなす無数の凹部からなる油溜りを形成したことを特徴とする。
【００１１】
請求項２に係る発明は、請求項１において、前記転動体の表面に対して、該表面の硬度と同等以上の硬度を有し、且つ略球状をなす２０〜２００μｍのショットを噴射速度５０ｍ／ｓｅｃ以上で噴射することにより、前記油溜まりを形成したことを特徴とする。
請求項３に係る発明は、請求項２において、表面に二流化モリブデン等の潤滑性物質がコーティングされた前記ショットを前記転動体の表面に噴射することにより、該潤滑性物質を該転動体の表面に転写付着させたことを特徴とする。
【００１２】
請求項４に係る発明は、二つの転動体転動溝に挟まれた複数の転動体を介して負荷を受ける直動案内軸受装置であって、
前記両転動体転動溝の少なくとも一方の転動体転動溝の表面に表面粗さ０．０２〜０．２μｍＲａで微小な概略面弧状をなす無数の凹部からなる油溜りを形成したことを特徴とする。
【００１３】
請求項５に係る発明は、請求項４において、前記転動体転動溝の表面に対して、該表面の硬度と同等以上の硬度を有し、且つ略球状をなす２０〜２００μｍのショットを噴射速度５０ｍ／ｓｅｃ以上で噴射することにより、前記油溜まりを形成したことを特徴とする。
請求項６に係る発明は、請求項５において、表面に二流化モリブデン等の潤滑性物質がコーティングされた前記ショットを前記転動体転動溝の表面に噴射することにより、該潤滑性物質を該転動体転動溝の表面に転写付着させたことを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図を参照して説明する。図１は本発明の第１の態様の実施の形態であるリニアガイド装置の転動体としてのころ表面に形成した微小な概略面弧状をなす無数の凹部からなる油溜りの模式図、図２はころ表面粗さ（μｍＲａ）と転動体転動溝表面の磨耗量との関係を示すグラフ図、図３は本発明の第２の態様の実施の形態であるリニアガイド装置の転動体転動溝の表面に形成した微小な概略面弧状をなす無数の凹部からなる油溜りの模式図、図４はころ表面、両転動体転動溝表面、ころ表面＋両転動体転動溝表面にそれぞれ油溜まりを形成した場合の転動体転動溝の磨耗量の比較を示すグラフ図である。なお、各実施の形態共に、既に図５で説明した従来のリニアガイド装置との相違点についてのみ説明し、図５と重複する部分等については符号を流用する。
【００１５】
本発明の第１の態様の実施の形態であるリニアガイド装置は、図１に示すように、ころ６の表面に微小な概略面弧状をなす無数の凹部からなる油溜り１０を形成しながらも、該ころ６の表面粗さを０．０２〜０．２μｍＲａに保つようにしたものであり、これにより、ころ６と転動体転動溝３との間、及びころ６と転動体転動溝５との間の油膜切れを防止して優れた潤滑性を確保し、ころ６や転動体転動溝３，５の磨耗低減効果を得ることができる。
【００１６】
図２に、ころの表面に前記油溜り１０を形成した場合のころの表面粗さ（Ｒａ値）と転動体転動溝表面の磨耗量との関係を示す。
図２から明らかなように、ころの表面粗さＲａ値を０．０２〜０．２μｍＲａとすることで磨耗低減効果が大きくなるのが判る。
また、ころ６の表面に前記油溜り１０を形成するには、ころ６の表面に対して、ころ表面の硬度と同等以上の硬度を有し、且つ略球状をなす２０〜２００μｍのショットを噴射速度５０ｍ／ｓｅｃ以上で噴射する方法が経済的、且つ簡便な方法である。この方法では、ころ表面の形状のみならず、処理時に表面温度を鋼材のＡ３変態点以上に上昇させることで金属組織を再結晶させ硬化させる表層の熱処理を兼ねることができるので、磨耗低減対策としての効果を増すことができる。
【００１７】
更に、油膜が切れた場合の金属表面同士の接触に備えて、表面に二流化モリブデン等の潤滑性物質がコーティングされた前記ショットをころ６の表面に噴射することにより、該潤滑性物質を該ころ６の表面に固体拡散（表面温度が高温となるので固体拡散しやすい）により表面から数μｍ程度刷り込むことが可能である。このようにすると、ある程度ころ６の表層が磨耗してもこの刷り込まれた潤滑性物質の効果が失われることがなく、長期にわたって耐磨耗性を持続させることができる。
【００１８】
次に、図３及び図４を参照して、本発明の第２の態様の実施の形態であるリニアガイド装置を説明する。
本発明の第２の態様の実施の形態であるリニアガイド装置は、図３に示すように、転動体転動溝３，５の表面に微小な概略面弧状をなす無数の凹部からなる油溜り１０を形成しながらも、転動体転動溝３，５の表面粗さを０．０２〜０．２μｍＲａに保つようにしたものであり、これにより、ころ６と転動体転動溝３との間、及びころ６と転動体転動溝５との間の油膜切れを防止して優れた潤滑性を確保し、ころ６や転動体転動溝３，５の磨耗低減効果を得ることができる。
【００１９】
また、転動体転動溝３，５の表面に前記油溜り１０を形成するには、転動体転動溝３，５の表面に対して、転動体転動溝３，５の表面の硬度と同等以上の硬度を有し、且つ略球状をなす２０〜２００μｍのショットを噴射速度５０ｍ／ｓｅｃ以上で噴射する方法が経済的、且つ簡便な方法である。この方法では、転動体転動溝３，５の表面形状のみならず、処理時に表面温度を鋼材のＡ３変態点以上に上昇させることで金属組織を再結晶させ硬化させる表層の熱処理を兼ねることができるので、磨耗低減対策としての効果を増すことができる。
【００２０】
このような転動体転動溝３，５の表面状態の改善は、前述したように総型研削加工のため表面形状がタイヤの溝のような効果を持つため油膜が切れやすい、また、回転軸受に比べて大荷重を低速で支えなければならないために加えて油膜が形成されにくい、という事情を持つ直動案内軸受装置にとってその耐磨耗性を改善するのに格段の効果をもたらす。
【００２１】
図４に、ころ６の表面のみに前記油溜り１０を形成した場合（ＲＳ１，ＲＳ２，ＲＳ３）と、両転動体転動溝３，５の表面に前記油溜り１０を形成した場合（ＷＳ１，ＷＳ２，ＷＳ３）とについて、転動体転動溝の磨耗量を比較した結果を示す。
図４から明らかなように、ころ６の表面のみに前記油溜り１０を形成した場合に比べて、両転動体転動溝３，５の表面に前記油溜り１０を形成した場合の方が転動体転動溝の磨耗量が半減していることが判る。なお、ころ６の表面と両転動体転動溝３，５の表面にそれぞれ前記油溜り１０を形成する場合（ＲＳ１，ＲＳ２，ＲＳ３）も当然考えられるが、図４に示すように、その磨耗低減効果は両転動体転動溝３，５の表面のみに前記油溜り１０を形成したものとほとんど変わりがない。従って、処理コストを考えると、ころ６の表面と両転動体転動溝３，５の表面にそれぞれ前記油溜り１０を形成するメリットはあまり無いと判断される。
【００２２】
更に、油膜が切れた場合の金属表面同士の接触に備えて、表面に二流化モリブデン等の潤滑性物質がコーティングされた前記ショットを両転動体転動溝３，５の表面に噴射することにより、該潤滑性物質を両転動体転動溝３，５の表面に固体拡散（表面温度が高温となるので固体拡散しやすい）により表面から数μｍ程度刷り込むことが可能である。このようにすると、ある程度転動体転動溝３，５の表層が磨耗してもこの刷り込まれた潤滑性物質の効果が失われることがなく、長期にわたって耐磨耗性を持続させることができる。
【００２３】
なお、本発明の直動案内軸受装置は上記各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
例えば、上記各実施の形態では、リニアガイド装置に本発明を適用した場合を例に採ったが、これに代えて、クロスローラーガイド装置の転動体や転動体転動溝に本発明を適用してもよい。
【００２４】
また、上記各実施の形態では、転動体としてころを例に採ったが、これに限定されず、転動体としてボールを用いた直動案内軸受装置に本発明を適用してもよい。
更に、上記第２の態様の実施の形態では、両転動体転動溝３，５の表面にそれぞれ前記油溜り１０を形成した場合を例に採ったが、これに限定されず、両転動体転動溝３，５のいずれか一方の表面に前記油溜り１０を形成するようにしてもよい。
【００２５】
【発明の効果】
上記の説明から明らかなように、請求項１の発明によれば、転動体の表面に微小な概略面弧状をなす無数の凹部からなる油溜りを形成しながらも、該転動体の表面粗さを０．０２〜０．２μｍＲａに保つようにしているので、転動体と転動体転動溝との間の油膜切れを防止して優れた潤滑性を確保することができ、転動体や転動体転動溝の磨耗低減効果を得ることができる。
【００２６】
請求項２の発明では、請求項１の発明に加えて、転動体の表面に経済的、且つ簡便な方法で油溜まりを形成することができると共に、転動体表面の形状のみならず、処理時に表面温度を鋼材のＡ３変態点以上に上昇させることで金属組織を再結晶させ硬化させる表層の熱処理を兼ねることができるので、磨耗低減対策としての効果を増すことができる。
【００２７】
請求項３の発明では、請求項２の発明に加えて、ある程度転動体の表層が磨耗しても転動体表面に転写付着された潤滑性物質の効果が失われることがなく、長期にわたって耐磨耗性を持続させることができる。
請求項４の発明によれば、転動体転動溝の表面に微小な概略面弧状をなす無数の凹部からなる油溜りを形成しながらも、転動体転動溝の表面粗さを０．０２〜０．２μｍＲａに保つようにしているので、転動体と転動体転動溝との間の油膜切れを防止して優れた潤滑性を確保することができ、転動体や転動体転動溝の磨耗低減効果を得ることができる。
【００２８】
請求項５の発明では、請求項４の発明に加えて、転動体転動溝の表面に経済的、且つ簡便な方法で油溜まりを形成することができると共に、転動体転動溝の表面形状のみならず、処理時に表面温度を鋼材のＡ３変態点以上に上昇させることで金属組織を再結晶させ硬化させる表層の熱処理を兼ねることができるので、磨耗低減対策としての効果を増すことができる。
請求項６の発明では、請求項５の発明に加えて、ある程度転動体転動溝の表層が磨耗しても転動体転動溝の表面に転写付着された潤滑性物質の効果が失われることがなく、長期にわたって耐磨耗性を持続させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の態様の実施の形態であるリニアガイド装置の転動体としてのころ表面に形成した微小な概略面弧状をなす無数の凹部からなる油溜りの模式図である。
【図２】ころ表面粗さ（μｍＲａ）と転動体転動溝表面の磨耗量との関係を示すグラフ図である。
【図３】本発明の第２の態様の実施の形態であるリニアガイド装置の転動体転動溝の表面に形成した微小な概略面弧状をなす無数の凹部からなる油溜りの模式図である。
【図４】ころ表面、両転動体転動溝表面、ころ表面＋両転動体転動溝表面にそれぞれ油溜まりを形成した場合の転動体転動溝の磨耗量の比較を示すグラフ図である。
【図５】リニアガイド装置の一例を示す一部を破断した図である。
【図６】従来の総型研削で加工された転動体転動溝表面の模式図である。
【符号の説明】
１…案内レール
２…スライダ
３…転動体転動溝（案内レール側）
５…転動体転動溝（スライダ側）
６…ころ（転動体）
１０…油溜り
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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