(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１軌道面が形成された第１部材，前記第１部材に対して相対移動し且つ前記第１軌道面に対向する第２軌道面が形成された第２部材，及び前記第１軌道面と前記第２軌道面との間に形成される軌道路を転走するボールでなる転動体とを具備し，前記転動体間の少なくとも１箇所には前記転動体を潤滑する外側円形状の潤滑リングが配設され，前記潤滑リングは，前記潤滑リングの中央に形成される窓を介して隣接する前記転動体が接触可能に形成されていることから成る転動体を備えた相対移動装置。
【請求項２】
前記潤滑リングは，隣接する前記転動体の両中心を通る平面で断面した断面形状が円形に形成されていることから成る請求項１に記載の転動体を備えた相対移動装置。
【請求項３】
前記潤滑リングは，前記転動体の一部が嵌入可能に形成された球面状凹部を備えていることから成る請求項１に記載の転動体を備えた相対移動装置。
【請求項４】
前記転動体は，前記軌道路を含む無限循環路を循環可能であることから成る請求項１〜３のいずれか１項に記載の転動体を備えた相対移動装置。
【請求項５】
前記潤滑リングが配設されていない前記転動体間には，前記転動体を隔置させるセパレータが配置されていることから成る請求項１〜４のいずれか１項に記載の転動体を備えた相対移動装置。
【請求項６】
前記潤滑リングと前記セパレータとは，予め決められたパターンで配設されていることから成る請求項５に記載の転動体を備えた相対移動装置。
【請求項７】
前記潤滑リングは，樹脂材と潤滑剤との混合材を加熱成形して製作されていることから成る請求項１〜６のいずれか１項に記載の転動体を備えた相対移動装置。
【請求項８】
長手方向両側面に前記第１軌道面としての第１軌道溝が形成された前記第１部材を構成する軌道レールと，前記軌道レール上を複数の前記転動体を介して相対摺動する前記第２部材を構成するスライダとを具備する直動転がり案内ユニットに適用され，前記スライダは，前記第１軌道溝と共に前記軌道路を構成する前記第２軌道面としての第２軌道溝及び前記転動体がリターンするリターン路を備えたケーシング，及び前記ケーシングの両端面にそれぞれ固定されると共に前記転動体が前記軌道路から前記リターン路へ方向を転換するための方向転換路が形成されたエンドキャップを有していることから成る請求項４〜７のいずれか１項に記載の転動体を備えた相対移動装置。
【請求項９】
前記転動体を構成する前記ボール，前記第１軌道面としての第１ねじ溝が形成された前記第１部材を構成するねじ軸，及び前記ねじ軸上を複数の前記ボールを介して相対回転する前記第２部材を構成するナットを具備するボールねじに適用され，前記ナットは，前記第１ねじ溝に対向して形成され且つ前記第１ねじ溝と共に前記軌道路を構成する前記第２軌道面としての第２ねじ溝及び前記転動体が前記軌道路からリターンする戻り路を備えていることから成る請求項４〜７のいずれか１項に記載の転動体を備えた相対移動装置。
【請求項１０】
相対移動する第１部材と第２部材との間に介在された複数の転動体間の少なくとも一箇所に配設されて前記転動体を潤滑し且つ外側円形状で中央に形成される窓を介して隣接する前記転動体を互いに接触可能にする潤滑リングの製造方法において，前記転動体と同径になる複数の鋼球と両端が開口した成形用リングとを成形治具の中空部に交互に配置し，前記成形用リング内に樹脂材と潤滑剤との混合材を収容し，列を形成した複数の前記鋼球をその両端から押圧して隣接する前記鋼球が前記成形用リング内で互いに接触した状態で前記混合材を加熱成形することにより前記潤滑リングを製作することを特徴とする転動体を潤滑する潤滑リングの製造方法。
【請求項１１】
相対移動する第１部材と第２部材との間に介在された複数の転動体間の少なくとも一箇所に配設されて前記転動体を潤滑し且つ外側円形状で中央に形成される窓を介して隣接する前記転動体を互いに接触可能にする潤滑リングの製造装置において，前記転動体と同径になる複数の鋼球を一列に装填可能な中空部を有する成形治具，及び前記成形治具の前記中空部に前記鋼球と交互に装填され，且つ内部に樹脂材と潤滑剤との混合材を収容する成形用リング，前記成形治具の両端に作用して互いに隣接する前記鋼球を接触させる押圧手段，及び前記成形用リングに収容された前記混合物を加熱する加熱手段を具備していることを特徴とする転動体を潤滑する潤滑リングの製造装置。
【請求項１２】
前記成形用リングは筒状リングであり，前記鋼球及び前記筒状リングは，前記中空部内において実質的に隙間無く且つ移動可能に装填されることを特徴とする請求項１１に記載の転動体を潤滑する潤滑リングの製造装置。
【請求項１３】
前記成形用リングの両端に形成されている開口部は，前記鋼球が前記開口部の縁部と接触状態にあることにより，前記鋼球によって封止されていることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の転動体を潤滑する潤滑リングの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は，例えば，工作機械，各種組立装置，試験装置等の直線摺動部に適用される，直動転がり案内ユニット，ボールねじ等の転動体を備えた相対移動装置であって，軌道面間を転走する多数の転動体を介して相対的に摺動可能に構成された相対移動装置，並びにその転動体を潤滑する潤滑リングの製造方法及び製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年，メカトロ技術の発展がめざましく，相対移動装置に対しては高精度，高速化，小型化等が要求され，しかも技術の発展と共にその用途は拡大し，各機械装置に直動転がり案内ユニットやボールねじ等の相対移動装置が多用されている。転動体を備えた相対移動装置としては，特に，高速化，小型化，負荷容量の向上に対応できると共に，長寿命で走行中の振動や騒音が少なく且つ位置を高精度に定めることができる最適な相対移動装置が要求されるようになっている。
【０００３】
従来，転動体を備えた相対移動装置の一例として図９に示す直動転がり案内ユニットが知られている。この直動転がり案内ユニットでは，スライダ１が軌道レール２に跨架した状態で載置されており，スライダ１は，軌道レール２の軌道面４に沿って循環する転動体であるボール７の介在で自在に摺動する。軌道レール２の長手方向両側面３には軌道面４が形成されている。軌道レール２に長手方向に隔置して形成されている複数個の取付孔１３にボルトを挿通し，そのボルトをベッド，機台，加工台等の取付ベース１５に形成されたねじ穴に螺入することによって，軌道レール２が取付ベース１５に固定される。スライダ１は，軌道レール２に対して相対移動可能なケーシング５，及びケーシング５の両端面に複数の取付孔に貫通させたねじ１６等により取り付けられたエンドキャップ６を有している。ケーシング５の上部には，他の機器，機械部品，チャック，把持装置等を取り付けるための取付穴１９が形成されている。ケーシング５の下面及びエンドキャップ６の下面には，ケーシング５及びエンドキャップ６とが軌道レール２に跨がって移動するように一続きの凹部１０が形成され，軌道レール２の各軌道面４に対向する位置における凹部１０の対向面にそれぞれ軌道面９が形成されている。対向する軌道面４，９で構成される軌道路にはボール７が転走するように組み込まれている。また，ケーシング５からボール７が脱落するのを防止するために，保持バンド１８が多数のボール７を囲むようにケーシング５に取り付けられている。軌道レール２とスライダ１との間のシールを達成するために，下面シール８がスライダ１の下面に設けられている。
【０００４】
エンドキャップ６には，軌道レール２との負荷軌道である軌道面４からボール７がすくわれる爪，及びボール７の循環のためにボール７を方向転換させる方向転換路が両側に形成されている。また，エンドキャップ６には，軌道レール２とスライダ１の長手方向両端部との間のシールを達成する側面シール１７が取り付けられている。軌道レール２の軌道面４を転走する負荷域のボール７は，エンドキャップ６内に形成された方向転換路に導かれ，次いで，ケーシング５の上部に軌道面９と平行して形成されたリターン通路孔１２に移動し，ボール７は無限循環路内を転走する。軌道路を転走する負荷されたボール７の転動により，軌道レール２とスライダ１とがスムースに相対移動することができる。直動転がり案内ユニットでは，潤滑剤としてグリース又は潤滑油が一般的に広く使用され，該潤滑剤がグリースの場合にはグリースニップル１１からボール７の軌道路に供給されて潤滑が行われ，また，潤滑油の場合にはグリースニップル１１の代わりに配管継ぎ手を取り付け，配管継ぎ手を通じて潤滑が行われている。
【０００５】
また，従来のボールねじ４０は，例えば，図１０に示すようなチューブ式のものが知られており，雄ねじ溝４３を形成したねじ軸４１にナット４２が螺入されて往復動するものである。ナット４２には，チューブ４５がチューブ押さえ４６で固定されており，転動体としての鋼球から成る多数のボール４４がチューブ４５とナット４２の雌ねじ溝４７とを循環移動可能に装填されている。ねじ軸４１又はナット４２が回転すると，ナット４２のねじ溝間に介在した多数のボール４４が転動し，ねじ軸４１とナット４２とが相対移動する。第１軌道面としてのねじ軸４１の雄ねじ溝４３と，第２軌道面としてのナット４２の雌ねじ溝４７とはボール４４が転走する軌道路を構成している。チューブ４５は，軌道路の一端と他端とを接続してボール４４が循環するための戻り路を構成している。
【０００６】
このように，従来の直動転がり案内ユニットは軌道レール２上をスライダ１が摺動するときにスライダ１内のボール７が無限循環するものであり，また，従来のボールねじは，ねじ軸４１上をナット４２が相対移動するときに，ナット４２に装填されているボール４４が無限循環するものである。直動転がり案内ユニットに関しては，軌道レール２とスライダ１との間の負荷軌道に位置して負荷を支えるボール７が転動するときに，隣り合うボール７同士が接触することがある。即ち，転動体の真円度，軌道レールの平坦度，外部負荷の偏りによる変形等に起因して，隣り合う転動体同士の中心間距離が微妙に変化し，転動体同士は互いに接近したときに強く接触し合う。各転動体の回転方向は同一方向であるので，隣り合う転動体同士が互いに強く接触する部分での速度は互いに逆方向になり，その接触によって発生する力は，各転動体のスムースな転動を妨げるように作用する。このような状態でスライダが摺動すると，各転動体は滑りと転がり，或いは隣り合う転動体や軌道面への衝突を繰り返して，周波数が比較的高い騒音や振動，或いは早期摩耗を生じ，直動転がり案内ユニットとしての案内精度と寿命との低下を招いていた。特に，ストロークが数ミリ以下の場合には，軌道面や転動体の表面に剥離摩耗が生じることがあり，従来のグリースや軌道レールの軌道面を潤滑する潤滑プレートでは転動体に直接的に潤滑することができず，剥離摩耗を防止することが難しいという問題がある。ボールねじについても同様に，ボール４４同士が互いに強く接触し合い，直動転がり案内ユニットの場合と同様の問題が生じている。
【０００７】
直動転がり案内ユニットやボールねじの使用範囲が，近年，次第に拡大してきており，その使用範囲の中には，グリース等の潤滑剤を供給することが困難であったり，潤滑剤が飛散してはならない等の潤滑条件の厳しいところでの使用や無給油等のメンテナンスフリーでの使用ができるように求められることがある。軌道路と転動体との間，及び転動体相互の接触を滑らかにするため，従来，潤滑剤を含有する部材をスライダ内に組み込むことが知られている。例えば，特開平８−１７０６４１号公報には，転動体に対して潤滑剤を自動的に供給する自己潤滑リニアガイド装置が開示されている。転動体間に潤滑剤含有ポリマから成るスペーサボールが介挿され，スペーサボールから徐々にしみ出した潤滑剤が転動体の表面及び無限循環径路面に自動的に供給される。
【０００８】
また，特開平７−５４８４４号公報には，スライダの転動体戻し路を形成する孔に挿入して用いられるチューブ，スライダの湾曲路の一部，又はスライダの負荷転動体転動溝に転動体を保持する保持器に潤滑剤含有ポリマ部材を用いて，転動体に対して潤滑剤を自動的に供給する自己潤滑リニアガイド装置が開示されている。
【０００９】
また，実開昭６４−４１７２４号公報には，スライド本体とレールとの間の循環路と共にボールが通る無限循環路を構成するスライド本体に形成された循環穴を自己潤滑部材によって形成した，スライドユニットが直線運動するレール付き直線運動軸受が開示されている。更に，実開昭６４−５３５２１号公報には，スライドユニットの本体に形成された内部の循環路，及び本体の側面に形成された第１の溝とレールに形成された第２の溝とによって構成される通路を循環するボールとして，鋼製の無潤滑ボールと潤滑ボールとを交互に配設した直線運動軸受が開示されている。潤滑ボールとしては，自己潤滑剤を素材としたボール，又は多孔質物質をボールに形成して潤滑剤を含浸させたボールが考えられる。
【００１０】
更に，ボールねじに関して，特開平２−１６３５５０号公報には，鋼球同士の無潤滑な状態での接触を防止するため，複数のボールの一部を他の金属のボールより外径が小さく且つ自己潤滑性のある材質，例えば，二硫化モリブデンに代表される層状構造物質，金，銀，鉛に代表される軟質金属及び四フッ化エチレンに代表される高分子材料で構成したものが開示されている。これらの材料は，固体潤滑剤であり，真空中で使用しても蒸発することなく，金属間を潤滑して摩擦を低減し，摩耗を防止している。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上記の各従来の技術による直動転がり案内ユニットにおいては，転動路の一部又はボールの一部は潤滑剤を含浸したもので構成されているので，転動体と軌道路とのいずれか一方又は両方に特別の加工を施したものを採用する必要がある。また，転動体や軌道面に対して潤滑剤が自動的に供給されるものの，潤滑剤を含有した部材は，素材が鋼のような高強度の金属ではないので，強度が不充分であり大きな負荷に耐えられない。そこで，直動転がり案内ユニット，ボールねじ等の転動体を備えた相対移動装置において，従来から一般的な転動体と転動体が転走可能な軌道面とを有する相対移動構造をそのまま採用して，転動体同士の接触面及び転動体と軌道路との接触面に自己潤滑が可能となるように，潤滑剤から形成される潤滑部材の構造とその配置を提供する点で，解決すべき課題がある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明の目的は，従来の転動体と軌道面とから成る一般的な構造を，仕様を変更することなく採用し，また，転動体に対して，外部から給油することなく潤滑剤を自動的に供給する自己潤滑が行われると共に，ボール等の転動体と転動体が転走する軌道面とが，負荷によって剥離摩耗等の変形や破損を生ぜず大きな負荷を支持することができる転動体を備えた相対移動装置を提供することである。
【００１３】
この発明は，第１軌道面が形成された第１部材，前記第１部材に対して相対移動し且つ前記第１軌道面に対向する第２軌道面が形成された第２部材，及び前記第１軌道面と前記第２軌道面との間に形成される軌道路を転走するボールでなる転動体とを具備し，前記転動体間の少なくとも１箇所には前記転動体を潤滑する外側円形状の潤滑リングが配設され，前記潤滑リングは，前記潤滑リングの中央に形成される窓を介して隣接する前記転動体が接触可能に形成されていることから成る転動体を備えた相対移動装置に関する。
【００１４】
この発明による転動体を備えた相対移動装置は，以上のように構成されているので，従来の直動転がり案内ユニットやボールねじのような相対移動装置を仕様変更をすることなくそのまま使用すると共に，１つ又は複数の転動体間の従来から存在している空間を利用して，その空間に転動体を潤滑する潤滑リングが配設され，潤滑リングは，少なくとも一部が互いに隣接するいずれの側の転動体とも接触することになり，転動体を潤滑する。
【００１５】
また，前記潤滑リングは，隣接する前記転動体の両中心を通る平面で断面した断面形状が円形に形成されている。また，前記潤滑リングを，前記転動体の一部が嵌入可能に形成された球面状凹部を備える構造としてもよい。
【００１６】
また，前記転動体は，前記軌道路を含む無限循環路を循環可能とされる。前記潤滑リングが配設されていない前記転動体間には，前記転動体を隔置させるセパレータを配置することができ，前記潤滑リングと前記セパレータとは，予め決められたパターン，例えば，セパレータを所定の間隔で配置し，セパレータとセパレータとの間の転動体間には潤滑リングを配設するパターンを採用することができる。また，前記潤滑リングは，樹脂材と潤滑剤との混合材を加熱成形して製作される。
【００１７】
また，この発明による転動体を備えた相対移動装置は，長手方向両側面に前記第１軌道面としての第１軌道溝が形成された前記第１部材を構成する軌道レールと，前記軌道レール上を複数の前記転動体を介して相対摺動する前記第２部材を構成するスライダとを具備する直動転がり案内ユニットに適用される。この場合，前記スライダは，前記第１軌道溝と共に前記軌道路を構成する前記第２軌道面としての第２軌道溝及び前記転動体がリターンするリターン路を備えたケーシング，及び前記ケーシングの両端面にそれぞれ固定されると共に前記転動体が前記軌道路から前記リターン路へ方向を転換するための方向転換路が形成されたエンドキャップを有している。
【００１８】
また，この発明による転動体を備えた相対移動装置は，前記転動体を構成する前記ボール，前記第１軌道面としての第１ねじ溝が形成された前記第１部材を構成するねじ軸，及び前記ねじ軸上を複数の前記ボールを介して相対回転する前記第２部材を構成するナットを具備するボールねじに適用される。この場合，前記ナットは，前記第１ねじ溝に対向して形成され且つ前記第１ねじ溝と共に前記軌道路を構成する前記第２軌道面としての第２ねじ溝及び前記転動体が前記軌道路からリターンする戻り路を備えている。
【００１９】
また，この発明は，相対移動する第１部材と第２部材との間に介在された複数の転動体間の少なくとも一箇所に配設されて前記転動体を潤滑し且つ外側円形状で中央に形成される窓を介して隣接する前記転動体を互いに接触可能にする潤滑リングの製造方法において，前記転動体と同径になる複数の鋼球と両端が開口した成形用リングとを成形治具の中空部に交互に配置し，前記成形用リング内に樹脂材と潤滑剤との混合材を収容し，列を形成した複数の前記鋼球をその両端から押圧して隣接する前記鋼球が前記成形用リング内で互いに接触した状態で前記混合材を加熱成形することにより前記潤滑リングを製作することを特徴とする転動体を潤滑する潤滑リングの製造方法に関する。
【００２０】
更に，この発明は，相対移動する第１部材と第２部材との間に介在された複数の転動体間の少なくとも一箇所に配設されて前記転動体を潤滑し且つ外側円形状で中央に形成される窓を介して隣接する前記転動体を互いに接触可能にする潤滑リングの製造装置において，前記転動体と同径になる複数の鋼球を一列に装填可能な中空部を有する成形治具，及び前記成形治具の前記中空部に前記鋼球と交互に装填され，且つ内部に樹脂材と潤滑剤との混合材を収容する成形用リング，前記成形治具の両端に作用して互いに隣接する前記鋼球を接触させる押圧手段，及び前記成形用リングに収容された前記混合物を加熱する加熱手段を具備していることを特徴とする転動体を潤滑する潤滑リングの製造装置に関する。
【００２１】
この潤滑リングの製造装置において，前記成形用リングは筒状リングであり，前記鋼球及び前記筒状リングは，前記中空部内において実質的に隙間無く且つ移動可能に装填されるものである。更に，前記成形用リングの両端に形成されている開口部は，前記鋼球が前記開口部の縁部と接触状態にあることにより，前記鋼球によって封止されている。
【００２２】
潤滑リングは，成形治具の中空部に複数の鋼球と成形用リングとを交互に配置し，成形用リング内に樹脂材と潤滑剤との混合材を収容し，列を形成した複数の鋼球が成形用リング内で互いに接触した状態で混合材を加熱成形することにより製造されるので，鋼球の球面を利用した簡単な構造で複数の潤滑リングを一度に効率良く製造することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下，図面を参照して，この発明による転動体を備えた相対移動装置の実施例を説明する。図１はこの発明による転動体を備えた相対移動装置に用いられる潤滑リングの一例を示す側面図，図２は図１に示した潤滑リングの断面図である。図１及び図２においては，相対移動装置の具体的構造を省略してある。図１及び図２に示した潤滑リングは，図９に示した直動転がり案内ユニット又は図１０に示したボールねじの転動体間に配設することができる。直動転がり案内ユニット及びボールねじについては，従来の構造のものを用いることができるので，同じ要素及び部位には同じ符号を用いることで，ここでの再度の説明を省略する。
【００２４】
潤滑リング２０は，互いに隣接する転動体である鋼製のボール７，７間に形成される空隙部の少なくとも一箇所に配設されている。潤滑リング２０は，図２に示すように，ボール７，７の両中心を通る平面で切断したリング部分の横断面が円形の環状体である。想像線で示されている隣接するボール７，７は，潤滑リング２０の中心位置である点Ａで互いに接触している。潤滑リング２０は，隣接するボール７，７に対して，それぞれ周面２１で摺接した状態で保持されており，ボール７，７の表面に潤滑剤を供給する。
【００２５】
図３及び図４には，別の構造を有する潤滑リング２２が示されている。図３はこの発明による転動体を備えた相対移動装置に用いられる潤滑リングの別の例を示す側面図，図４は図３に示した潤滑リングの断面図である。潤滑リング２２の外側は円筒面２３であり，内側が互いに隣接するボール７，７の一部を嵌入可能に形成された球面状凹部２４となっている。互いに隣接するボール７，７は，球面状凹部２４に嵌入された状態であっても，互いに接触可能であるように，潤滑リング２２の中央部分には窓が開けられているか，又は窓が開いた状態となるように肉厚がなく形成されている。潤滑リング２２も，図９に示した直動転がり案内ユニットの潤滑リングとして，又は図１０に示したボールねじの潤滑リングとして用いることができるものである。環状リング部材の断面は図１及び図２の例では円形であり，図３及び図４では円弧状の２辺と１つの直線とを有する形状であったが，これらは，環状リング部材の断面の一例に過ぎず，他の形状でもよいことは明らかである。
【００２６】
図５は，図３及び図４に示した潤滑リングが転動体間に配設された直動転がり案内ユニットの一実施例を示す部分断面図である。図５に示した直動転がり案内ユニットにおいて，図９に示した従来の直動転がり案内ユニットの構成要素及びその部位と同様の構成要素及び部位については，同じ符号を付して再度の詳細な説明を省略する。図５に示した直動転がり案内ユニットは，直線状の軌道レール２と，軌道レール２に跨がって相対摺動可能なスライダ１とからなる。軌道レール２の長手方向に延びる両側面には軌道面４（図５では，一方のみを図示）が形成されている。スライダ１は，軌道面４と対向する軌道面９を有するケーシング５，及びケーシング５の長手方向両端部に固定したエンドキャップ（一方のみを図示している）６を有する。
【００２７】
軌道レール２の軌道面４と，ケーシング５の軌道面９との間には軌道路２６が形成されている。転動体である多数の鋼製のボール７が，対向する軌道面４，９間に嵌合し且つ接触しつつ転走可能である。また，ケーシング５には，ボール７がリターンするリターン路２７を形成するためのリターン孔１２が形成されている。更に，エンドキャップ６には，ボール７を軌道路２６からリターン路２７へ方向を転換させるための方向転換路２８が形成されている。したがって，軌道路２６，リターン路２７及び方向転換路２８（反対側に設けられているエンドキャップの方向転換路も含む）によって，ボール７が循環する無限循環路が構成されている。なお，ケーシング５とエンドキャップ６とは別部材であるので，軌道路２６と方向転換路２８との間には，両者のつなぎ目２９が形成されている。
【００２８】
潤滑リング２２が配設されていない隣接するボール７，７の間の空隙部には，隣接するボール７，７を接触させないように隔置して保持するセパレータ３０が介在されている。セパレータ３０は，潤滑リング２２が配設されていないすべての隣接するボール７，７の間に配設することが，ボール７及び軌道面４，９の潤滑に効果的である。即ち，ボール７間には，潤滑リング２２又はセパレータ３０のいずれかを配置するのが好ましい。また，セパレータ３０の配設パターンは，図５に示すように，例えば潤滑リング２２が配設された３つの連続する空隙部を間に置いた，等間隔毎の空隙部に配設するパターンとすることができる。なお，セパレータについては，本出願人に係る特願平９−１００８３９号（特開平１０−２８１１５４号公報参照）において既に提案しており，セパレータ３０以外にも，かかる先願に開示したセパレータも採用可能であることは勿論である。
【００２９】
セパレータ３０は，無限循環路内での隣接するボール７，７間の隙間を小さくする（無くする）ために用いられている。ボール７，７間の隙間を小さくする（無くする）ことにより，潤滑リング２２の両端の開口縁部がボール７，７に対して摺接して支持されるので，潤滑リング２２は，ボール７，７間でふらつくことがなく，また，潤滑リング２２が無限循環路から脱落することもない。なお，セパレータ３０は，ポリアセタール等の耐摩耗性のある樹脂，又は含油性のある樹脂にすると，転動体との摺動性や潤滑性に関して更に効果的である。
【００３０】
潤滑リングは，ポリエチレン，ポリプロピレン等のポリα−オレフィン系ポリマーに，パラフィン系炭化水素油，鉱油，エステル油又はエーテル油から選択された潤滑油を混合し，所定の成形型に注入して加熱溶融した後，冷却固化することにより製作される。実施例では，樹脂材として，超高分子量ポリエチレンパウダ（三井石油化学製，ミペロン（登録商標）；ＸＭ−２２０，平均粒径３０μｍ）２５重量％と，潤滑剤としてタービン油（ＦＢＫオイルＲＯ；＃１００）７５重量％とを混合し，その混合材を成形型に注入して温度約１５０℃で加熱し，その後，冷却して成形型から成形品として取り出す。
【００３１】
次に，この発明による潤滑リングの製造方法及び製造装置について，図６の記載を参照して説明する。図６は，図３及び図４に示した形状の潤滑リング２２を成形する成形治具の縦断面図である。図６に示した成形治具３１は，概略円筒形の本体３２とその周囲の所定の領域に配設された加熱手段３３とを有している。加熱手段３３は，加熱温度が制御可能なヒータ３３ａから構成されている。成形治具３１は，また，本体３２の一端の側方に配設された押圧手段としての押圧ロッド３７を有している。押圧ロッド３７の内部には，樹脂材と潤滑剤とを混合した混合材Ｍを供給するための混合材供給路３８が形成されている。混合材供給路３８の先端は適宜の数に分岐しており，各分岐路３８ａは，押圧ロッド３７の先端面３７ａにおいて注出口３８ｂとして開口している。押圧ロッド３７の外周には所定の数の成形用リング３６が連続して緩く装着されており，押圧ロッド３７の外周に摺動可能に配設された押出し部材３９によって，成形用リング３６は１つずつ押圧ロッド３７から押し出される。なお，加熱手段３３は，ヒータ３３ａに代えて，所定の温度に管理された油浴としてもよい。
【００３２】
成形治具３１の内部には，円筒状の中空部３４が形成されており，鋼球３５と成形用リング３６とが交互に挿入される。押圧ロッド３７と押出し部材３９とが後退している状態で鋼球３５を本体３２の一端に配置し，その鋼球３５を押圧ロッド３７によって本体３２内に押し込む。押圧ロッド３７を鋼球３５に当接させた状態で，押出し部材３９によって１つの成形用リング３６を押し出し，更に，混合材供給路３８の注出口３８ｂから樹脂材と潤滑剤との混合材Ｍを成形用リング３６内に注入する。その後，再び鋼球３５を中空部３４内に押し込んで装填し，上記の手順を繰り返す。成形用リング３６は，短い円筒形から成る筒状リングであり，鋼球３５と成形用リング３６の外周面とは中空部３４の内面と実質的に隙間無く嵌合し合う寸法に設定されている。また，隣接する鋼球３５同士が接触している状態で，成形用リング３６の両端に形成された開口部の縁部が鋼球３５の表面と環状に接触している。鋼球３５同士の接触と，鋼球３５と成形用リング３６の開口部の縁部との接触とを確実にするために，押圧ロッド３７による鋼球３５の押込み行程に合わせて，押圧ロッド３７との間で，鋼球３５と成形用リング３６との列をクランプするように進退可能な支持部材３７ｂを配設してもよい。混合材Ｍは，隣接する鋼球３５と成形用リング３６とで囲まれる空間に封止された状態となり，鋼球３５が順次押し込まれることによって加熱手段３３の領域を通過する際に，約１５０℃に加熱されて成形される。成形された潤滑リング２２は，次第に冷却固化し，押圧ロッド３７による鋼球３５の押込みに対応して，本体３２の開放された状態の他端から順次，取り出される。潤滑リング２２の冷却は，空冷により行うことができるが，加熱手段３３と同様に，本体３２の周りに配設した強制的な冷却手段によって行ってもよい。なお，鋼球３５は，前述の転動体であるボール７と同径のものを使用している。
【００３３】
潤滑リングを製作する樹脂材としては，上記の他に，例えば，高分子量ポリエチレン樹脂の微粒子，例えば，細粒径が３０μｍ，又は粗粒径が２５０〜３００μｍの粉末を，所定の成形型に充填し，加圧加熱成形して作製したオープンポアから成る多孔質の焼結樹脂部材とすることもできる。かかる多孔質の焼結樹脂部材を，潤滑油であるタービン油に約３０分間浸漬し，潤滑油を多孔部に含浸させて潤滑リングを製作してもよい。潤滑リングの多孔質の焼結樹脂部材の空間率は，例えば，４０〜５０％とすることができる。潤滑油の含有率は，例えば，４１ｗｔ％に調整することができるが，スライダ１やナット４２等の使用条件等に対応して調整することができる。
【００３４】
以上のよう構成された潤滑リングを，図９に示したような直動転がり案内ユニット，又は図１０に示したようなボールねじ４０においてボール７又はボール４４と共に配設すると，潤滑リングから潤滑油が滲み出て，潤滑リングが接触するボール７又はボール４４を潤滑する。その結果，ボール７又はボール４４が接触する軌道面４，９又はねじ溝４３，４７にも潤滑油を供給することになる。なお，ボール７又はボール４４への潤滑は，潤滑リング２０，２２による潤滑に加えて，グリースニップル１１を通じる等の外部給油による潤滑と併用してよい。
【００３５】
この発明による相対移動装置においては，転動体間に樹脂材を含む潤滑リングを配設しているので，かかる相対移動装置を工作機械や組立装置等の各種の機器に適用した場合，潤滑リングが軌道路と循環する転動体との衝撃音を緩和する緩衝材としての機能を有する。潤滑リングによる消音効果が，図７及び図８に示されている。図７は，この発明による転動体を備えた相対移動装置の音響特性，即ち，相対速度に対する騒音レベルを示すグラフであり，図８は，この発明による転動体を備えた相対移動装置の騒音スペクトル，即ち，騒音レベルの周波数分布を示すグラフである。図７及び図８において，Ｂ，Ｃ，Ｄは，それぞれ，グリースニップル等を通じて外部から供給されるグリースによってのみ潤滑された従来の直動転がり案内ユニット，潤滑リングを転動体間に配設した直動転がり案内ユニット，外部から供給されるグリースによって潤滑すると共に潤滑リングを転動体間に配設した直動転がり案内ユニットの騒音レベルと騒音スペクトルとのグラフである。ＢとＣとを対比すると，潤滑リングを転動体間に配設した直動転がり案内ユニットの音響特性及び騒音スペクトルは，従来のグリースによって潤滑された従来の直動転がり案内ユニットよりも，消音化が達成されていることが分かる。また，転動体の潤滑は，潤滑リングによる潤滑と共に，従来のグリースによる潤滑を併用してよく，グリースによる潤滑を併用した場合には，Ｄに示すように，直動転がり案内ユニットの消音化が更に改善されていることが分かる。
【００３６】
【発明の効果】
この発明による転動体を備えた相対移動装置は以上のように構成されているので，次のような効果を奏する。即ち，従来の直動転がり案内ユニットやボールねじにおいては，転動体の潤滑のために，それぞれの構成要素の一部の仕様変更や新たな空隙を要するものであったが，この発明による転動体を備えた相対移動装置は，従来の直動転がり案内ユニットやボールねじの無限循環路において隣接する転動体間の空隙部に潤滑リングを配設するだけの構造であるので，従来の基本的な相対移動装置としての仕様を変更することなく，転動体を潤滑することができる。また，潤滑リングは，転動体同士が接触する空隙部に配設されており，潤滑剤を介して転動体と接触しているだけである。潤滑リングが転動体から負荷に匹敵するような大きな荷重を受けず，その結果，潤滑リングが摩耗することもなく，摩耗粉が出ることもない。また，潤滑リングは，軌道レールと循環する転動体との衝撃音を緩和する緩衝材ともなっているので，消音効果を奏する。また，この発明による相対移動装置は，グリースニップルからの給油を併用してもよいが，外部給油を受けなくても，油切れもなく長寿命であり，潤滑油の飛散もなく，クリーンな環境での使用に効果的である。更に，この発明による潤滑リングの製造方法及び製造装置によれば，筒状の本体内を鋼球と成形用リングとを交互に装填し，樹脂材と潤滑剤との混合材を成形用リング内に注入するだけで，潤滑リングを順次，連続して形成することができ，簡単な構造の製造装置を得ることができ，潤滑リングを安価に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による転動体を備えた相対移動装置に用いられる潤滑リングの一例を示す側面図である。
【図２】図１に示した潤滑リングの断面図である。
【図３】この発明による転動体を備えた相対移動装置に用いられる潤滑リングの他の例を示す側面図である。
【図４】図３に示した潤滑リングの断面図である。
【図５】この発明による転動体を備えた相対移動装置を図３及び図４に示した潤滑リングを用いた直動転がり案内ユニットに適用した一実施例の一部断面図である。
【図６】この発明による潤滑リングの製造装置の一例を示す断面図である。
【図７】この発明による転動体を備えた相対移動装置の相対速度に対する騒音レベルを示すグラフである。
【図８】この発明による転動体を備えた相対移動装置の騒音スペクトルを示すグラフである。
【図９】従来の直動転がり案内ユニットを一部を破断して示す斜視図である。
【図１０】従来のボールねじを一部を破断して示す斜視図である。
【符号の説明】
１          スライダ
２          軌道レール
３          長手方向側面
４，９      軌道面
５          ケーシング
６          エンドキャップ
７          ボール
１２        リターン通路孔
２０，２２  潤滑リング
２４        球面状凹部
２６        軌道路
２７        リターン路
２８        方向転換路
３０        セパレータ
３１        成形治具
３２        本体
３３        加熱手段
３４        中空部
３５        鋼球
３６        成形リング
３７        押圧ロッド
４０        ボールねじ
４１        ねじ軸
４２        ナット
４３        雄ねじ溝
４４        ボール
４５        チューブ
４７        雌ねじ溝
Ｍ          混合材
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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