(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直線状の複数のガイドレールと、前記ガイドレールの表面を転動する複数の車輪に支持されて直線的に移動可能な移動子と、を備え、前記ガイドレールの表面に、溝が形成されるとともに、前記溝に固体潤滑性樹脂が埋め込まれ、前記固体潤滑性樹脂の表面が前記ガイドレールの表面と略同一平面にあるガイド装置において、
前記溝の幅が前記車輪の幅のほぼ半分であり、前記溝の長さが前記移動子の最大移動量の半分以下であるとともに、前記溝が前記移動子の移動方向に対して千鳥状に配置されていることを特徴とするガイド装置。
【請求項２】
請求項１に記載のガイド装置を備えたことを特徴とするリニアモータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リニアモータ等が用いられて直線運動を行う移動テーブルのガイド装置に係り、特にクリーン環境下や真空環境下で使用されるガイド装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
リニアモータ等が用いられて直線運動を行う移動テーブルには、上下左右に揺動することなく直線状の運動をすることができるようにガイド装置が設けられている。その一般的構成を図3 を用いて説明する。図中、（ａ）（ｂ）（ｃ）はそれぞれガイド装置の平面図、正面図、底面図であり、１は略平面状の移動子、２は固定された軸に対して回転できる車輪、３はガイドレールである。（ａ）において、ガイドレール３は左右の移動方向に沿って上下に２本あり、紙面に平行な上面及び下面と図の上下端面にあたる側面が滑らかな平面になって車輪転動面をなしている。移動子１に１２個設けられた車輪２は、軸で移動子１に固定され回転できるようになっており、2 本のガイドレールの上面及び下面と側面の車輪転動面にそれぞれ2 個ずつ接触して転動することができる。また、（ａ）における上下の車輪２すなわちガイドレール３の両側面の4 個の車輪が少し予圧をかけて挟まれており、（ｂ）における上下の車輪２すなわちガイドレール３の上下面の8 個の車輪が少し予圧をかけて挟まれているので、移動子１がガイドレール３に沿ってガタつくことなく移動できるようになっている。
【０００３】
このような構造をしており、車輪２とガイドレール３の材質は通常は鋼などの金属であるので、車輪２とガイドレール３間は金属同士の接触をする。金属同士の接触は接触部の摩擦抵抗が大きく、長時間使用すると摩耗して表面の滑らかさが失われていき、これらが移動子走行精度の低下の原因となっている。そこで、接触部の摩擦や摩耗の低減を目的とし、定期的にグリースをガイドレール３上に塗布して潤滑を行うことが通常行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが従来は、グリース塗布は定期的かつ頻繁に行わなければならないため、メンテナンス性に関して問題があった。また、グリースは真空中では蒸発し、真空環境を汚染する上に潤滑性能が失われるため、真空環境での使用は困難であった。
そこで本発明は、メンテナンスフリー化及び真空環境下での使用が可能なガイド装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１の発明は、直線状の複数のガイドレールと、前記ガイドレールの表面を転動する複数の車輪に支持されて直線的に移動可能な移動子と、を備え、前記ガイドレールの表面に、溝が形成されるとともに、前記溝に固体潤滑性樹脂が埋め込まれ、前記固体潤滑性樹脂の表面が前記ガイドレールの表面と略同一平面にあるガイド装置において、前記溝の幅が前記車輪の幅のほぼ半分であり、前記溝の長さが前記移動子の最大移動量の半分以下であるとともに、前記溝が前記移動子の移動方向に対して千鳥状に配置されていることを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１に記載のガイド装置を備えたことを特徴とするものである。
上記手段により、車輪がレール上を転がると固体潤滑膜がガイドレールの車輪接触部全体にわたって形成されるので、金属同士の接触を無くすことができる。また、車輪は固体潤滑膜を介して金属部と接触しているため、接触部の弾性変形は少なく、移動子の走行精度は維持されるのである。
【０００６】
【発明の実施形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。図１は本発明の実施例を示すガイド装置の三面図であり、（ａ）（ｂ）（ｃ）はそれぞれガイド装置の平面図、側面図、底面図である。図において、移動子１、車輪２は図３で示したものと同じである。ガイドレール３は体格などは図３で示したものと同じであるが、車輪２が転動する車輪転動面に溝を設けて固体潤滑性樹脂４を嵌着した点が図３のものと異なっている。ガイドレール３の材質は、移動子１の走行精度の点から、例えば軸受鋼やマルテンサイト系ステンレス鋼など硬度の高いものが好ましく、固体潤滑性樹脂４はフッ素系の複合樹脂、二硫化モリブデン及び二硫化タングステンなどの固体潤滑剤成分を充填したエンジニアリングプラスチックなどが好ましい。車輪転走面には複数の溝が形成されて固体潤滑性樹脂４が埋め込まれており、その表面と車輪転走面とが略同一高さとなっている。さらに固体潤滑性樹脂４の幅が車輪幅のほぼ半分、長さが移動子最大移動量の半分以下となっており、移動子の移動方向に対して千鳥状に配置されている。
【０００７】
図2 はその状況を分かりやすくした斜視図であり、車輪と固体潤滑性樹脂４の接触の状況を示している。図において移動子１が直線運動をすると、まず初めに車輪のある表面が溝に嵌着された固体潤滑性樹脂４に接触し、その後、離れるときに僅かな量の固体潤滑性樹脂４が車輪２の表面に移着する。次に移動子１がさらに移動すると、その面がガイドレールの他の車輪転動面に接触し、車輪２の表面に付着した固体潤滑性樹脂４が転動面に移着する。車輪２の他の面も同じ動作をするので、移動子１が移動を繰り返すと固体潤滑樹脂４が車輪２の表面全体と、ガイドレール３の車輪転動面全体に付着して固体潤滑膜５を形成する。このようにして車輪２と車輪転動面に固体潤滑膜５が形成されるので、移動子１がガイドレール３に沿って移動するときは接触部の全域で固体潤滑が行われるのである。なお、移動子１が移動して車輪２が溝のところにくるときであっても、車輪２の幅の半分がガイドレール３の金属部と接触していて接触部の弾性変形は少ないので、移動中に移動子１が揺動することはなく高い走行精度が維持される。
以上のように構成されているため、グリースによる定期的潤滑が不要となってメンテナンス性が向上し、グリースのように真空中で蒸発することがなく真空環境下での使用が可能となるのである。
【０００８】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、ガイドレールの車輪転走面に複数の溝を設けて固体潤滑性樹脂を埋め込み、その表面とガイドレール上の車輪転走面とを略同一高さとし、さらに固体潤滑性樹脂の幅を車輪幅のほぼ半分、長さを移動子の最大移動量の半分以下として、複数の固体潤滑性樹脂を移動子の移動方向に対して千鳥状に配置したので、移動子が移動すると車輪とガイドレール間に固体潤滑膜が形成される。そのため、定期的なグリースの塗布が不要となってメンテナンスフリーになり、実用性が高められるという効果がある。
さらに、真空中でも潤滑剤が蒸発することはないため、真空環境を汚染することなく潤滑性能が維持され、真空環境下での使用が可能であるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１  】  本発明の実施例を示すガイド装置三面図
【図２】  車輪と固体潤滑性樹脂の接触部分を示す斜視図
【図３】  従来のガイド装置を示す三面図
【符号の説明】
１  移動子
２  車輪
３  ガイドレール
４  固体潤滑性樹脂
５  固体潤滑膜
【図１】
0004178595.tif 000002
【図２】
0004178595.tif 000003
【図３】
0004178595.tif 000004