(57)【要約】【課題】長期に渡る潤滑剤供給能力を有する潤滑剤供給体を提供する。【解決手段】スライダのエンドキャップ２Ｂとサイドシール１０の間に、潤滑剤を含有するポリマーからなり、案内レールに対して摺動する面に微小な凹凸が形成された潤滑剤供給体１１を設ける。【選択図】図２
2009074614.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
案内レールと、本体とエンドキャップとサイドシールを有するスライダと、複数個の転動体と、を備え、
案内レールおよびスライダは、互いに対向配置されて転動体の転動通路を形成する転動面を有し、
スライダは、さらに、転動体の戻し通路と、前記戻し通路と前記転動通路とを連通させる方向転換路を有し、
前記転動通路、戻し通路、および方向転換路で転動体の循環経路が構成され、
前記循環経路を転動体が循環することにより、案内レールおよびスライダの一方が他方に対して相対的に直線運動するリニアガイド装置において、
スライダのエンドキャップとサイドシールの間に、潤滑剤を含有するポリマーからなり、案内レールに対して摺動する面に微小な凹凸が形成された潤滑剤供給体を設けたことを特徴とするリニアガイド装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リニアガイド装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
リニアガイド装置は、案内レールおよびスライダに設けた両転動面で構成される転動通路を、転動体が負荷状態で転動することで、スライダが案内レールに沿って相対的に直線移動する装置である。そして、前記転動通路の終点から始点へ転動体を移動させる循環部（方向転換路と戻し通路）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ている。
【０００３】
スライダは、本体とエンドキャップとサイドシールを有し、エンドキャップの本体側の面に、潤滑剤を方向転換路に導く油路が形成されている。また、エンドキャップの油路に潤滑剤を導く貫通穴が、エンドキャップとサイドシールに形成されている。そして、サイドシールの前記貫通穴にグリースニップルを取り付けることで、潤滑剤が両貫通穴を通ってエンドキャップの油路に導入されて方向転換路に供給され、この方向転換路内で転動体に潤滑剤が付着し、この転動体が循環経路内を循環することで、リニアガイド装置の潤滑が行われている。
【０００４】
グリースニップルから供給された潤滑剤は、リニアガイド装置の使用に伴って、転動体から案内レールの転動面に移着することで、徐々に減少していく。そのため、潤滑剤の減少分をグリースニップルから定期的に補給する必要がある。リニアガイド装置は、自動車製造設備などの搬送装置や各種の産業用機械設備に用いられているが、このような用途では、グリース補給のために頻繁に設備の稼動を停止することは好ましくない。
【０００５】
下記の特許文献１には、グリース補給等のメンテナンス間隔を長くできるリニアガイド装置として、スライダのエンドキャップとサイドシールの間に、潤滑剤を含有するポリマーからなる潤滑剤供給体（潤滑剤含有ポリマ部材）を設け、この潤滑剤供給体の案内レールの転動面と接触する面積を制限することが記載されている。これにより、案内レールと潤滑剤供給体との摩擦熱によって温度が上昇する面積が減少するため、長期間に渡って潤滑剤の供給が継続できると記載されている。
【特許文献１】特開平１０−１９６６５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載された潤滑剤供給体は、案内レールの転動面と接触する面積を制限することで隙間が生じるため、シール性の点で改善の余地がある。
本発明の課題は、シール性が良好で、特許文献１に記載された潤滑剤供給体よりも長期に渡るグリース供給能力を有する潤滑剤供給体を備えたリニアガイド装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、案内レールと、本体とエンドキャップとサイドシールを有するスライダと、複数個の転動体と、を備え、案内レールおよびスライダは、互いに対向配置されて転動体の転動通路を形成する転動面を有し、スライダは、さらに、転動体の戻し通路と、前記戻し通路と前記転動通路とを連通させる方向転換路を有し、前記転動通路、戻し通路、および方向転換路で転動体の循環経路が構成され、前記循環経路を転動体が循環することにより、案内レールおよびスライダの一方が他方に対して相対的に直線運動するリニアガイド装置において、スライダのエンドキャップとサイドシールの間に、潤滑剤を含有するポリマーからなり、案内レールに対して摺動する面に微小な凹凸が形成された潤滑剤供給体を設けたことを特徴とするリニアガイド装置を提供する。
【０００８】
潤滑剤を含有するポリマーからなる潤滑剤供給体を構成するポリマーとしては、ポリエチレン、ポリプロプレン、ポリブチレン、ポリメチルペンテンが挙げられ、潤滑剤としては、ポリα−オレフィン油のようなパラフィン系炭化水素油、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などが挙げられる。
潤滑剤供給体は、上述のポリマーに、これらの潤滑剤のいずれかを単独で、もしくは複数種を使用し、必要に応じて各種添加剤を加えて混合したものを射出成形することで作製することができる。
【０００９】
ここで、「微小な凹凸が形成された」とは、例えば、幅が７００ｎｍ〜９００ｎｍで深さが２００ｎｍ程度の溝が、所定の間隔で形成されている状態や、直径２０μｍ〜１００μｍの円形の凹部が、凹部の面積率が２０％の場合、２０μｍ〜１４７μｍの間隔で形成されている状態を指す。
微小な凹凸の形成方法としては、潤滑剤を含有するポリマーを射出成形して潤滑剤供給体を作製する際に、使用する金型に微小な凹凸を設ける方法が挙げられる。これにより、射出成形の際に金型に設けた凹凸が潤滑剤供給体の面に転写される。
【００１０】
金型に微小な凹凸を設ける方法としては、精密機械加工、レーザー加工、エッチング、フォトリソグラフィー、マスクショット加工などが挙げられる。また、フェムト秒レーザーなどでパルス幅１ｐｓ以上５ｐｓ以下の短パルスレーザーを波長７００〜９００ｎｍの範囲で照射することによって、金型表面に、レーザー波長と同等な幅の微細な溝が形成できる。円形の凹部を形成する方法としては、樹脂テープにパンチングにより多数の微細な円穴を形成し、この樹脂テープを金型に貼り付けた状態でメッキや蒸着を行うことで、多数の微細な円形の凸部を金型表面に形成し、この金型を使用して潤滑剤を含有するポリマーの射出成形を行う方法が挙げられる。
【００１１】
本発明のリニアガイド装置においては、潤滑剤を含有するポリマーからなり、案内レールに対して摺動する面に微小な凹凸が形成された潤滑剤供給体を、スライダの一方のエンドキャップとサイドシールの間、他方のエンドキャップとサイドシールの間、の何れか一方または双方に１枚以上設ける。また、２枚以上設けて、そのうちの一枚をポリマーとしてワックス（例えば平均分子量が７００〜１×１０4 のポリエチレンワックス）を含有するものとすることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のリニアガイド装置によれば、シール性が良好で、特許文献１に記載された潤滑剤供給体よりも長期に渡るグリース供給能力を有する潤滑剤供給体を備えているため、長期に渡り安定した潤滑状態が維持される。よって、長期間に渡ってメンテナンスフリーとなるリニアガイド装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について説明する。
図１は、この実施形態のリニアガイド装置を示す斜視図である。図２は、潤滑剤供給体をスライダの本体に取り付ける方法を説明する斜視図である。
図１に示すように、この実施形態のリニアガイド装置は、案内レール１とスライダ２と、図示されないボール（転動体）と、グリースニップル７とからなる。スライダ２は、本体２Ａと、エンドキャップ２Ｂと、補強板２０と、潤滑剤供給体１１と、サイドシール１０と、ボルト２１ａとからなる。ボルト２１ａにより、スライダ２の本体２Ａに、本体側から、エンドキャップ２Ｂ、補強板２０、潤滑剤供給体１１、およびサイドシール１０が取り付けられている。
【００１４】
案内レール１のボール溝（転動面）３，３’と、スライダ２の図示されないボール溝（転動面）とで、ボールが負荷状態で転動する転動通路が形成され、この転動通路の終点から本体２Ａに設けた戻し通路へボールを移動させる方向転換路が、エンドキャップ２Ｂ内に形成されている。エンドキャップ２Ｂとサイドシール１０の間に、補強板２０と潤滑剤供給体１１が配置されている。
【００１５】
図２に示すように、サイドシール１０は、エンドキャップ２Ｂの外形に合わせた略コの字状の鋼板と、これに一体化されたニトリルゴム板からなる。ニトリルゴム板の形状は、案内レール１の側面１ｂに形成されたボール溝３に摺接する突出部１０ａと、案内レール１の角部に形成されたボール溝３’に摺接する突出部１０ｂと、案内レール１の上面１ａに摺接する部分１０ｃとが一体化された形状である。サイドシール１０には、また、ボルト２１ａを通す貫通穴１０ｄと、グリースニップル７を通す貫通穴１０ｅが形成されている。
【００１６】
潤滑剤供給体１１は、サイドシール１０の外形に合わせた略コの字状の部材であって、所定の厚みを有している。潤滑剤供給体１１は、案内レール１の側面１ｂに形成されたボール溝３に摺接する突出部１１ａと、案内レール１の角部に形成されたボール溝３’に摺接する突出部１１ｂと、案内レール１の上面１ａに摺接する部分１１ｃを有する。潤滑剤供給体１１のボルト２１ａを通す貫通穴は、側面が開口された貫通穴１１ｄにスリーブ１１Ａ，１１Ｂを嵌めることで形成される。また、グリースニップル７を通す貫通穴は、上面が開口された貫通穴１１ｅにスリーブ１１Ｃを嵌めることで形成される。
【００１７】
これらのスリーブ１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃの長さは、潤滑剤供給体１１の厚さより少し長く、組み立て時に、ボルト２１ａの締付けで軸方向に圧縮されて、潤滑剤が絞り出されることがないようにしている。スリーブ１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃの外径は、貫通穴１１ｄ，１１ｅの径より大きく、これにより、突出部１１ａ，１１ｂをボール溝３，３’に押し付けて密着させることができ、部分１１ｃを案内レール１の上面１ａに押し付けて密着させることができるため、潤滑剤供給体１１から潤滑剤を染みださせて安定的に案内レール１の摺動面に供給することができる。また、潤滑剤供給体１１の突出部１１ａ，１１ｂおよび部分１１ｃの案内レール１と摺接させる面に、微小な凹凸が形成されている。
【００１８】
補強板２０は、エンドキャップ２Ｂの外形に合わせた略コの字状の鋼板であり、ボルト２１ａを通す貫通孔２２ａとグリースニップル７を通す貫通孔２２ｃが形成されている。この補強板２０は案内レール１に接触しない。
そして、ボルト２１ａを、サイドシール１０の貫通穴１０ｄ、潤滑剤供給体１１の貫通穴（貫通穴２１ｄに嵌まったスリーブ）１１Ａ、補強板２０の貫通穴２２ａ、エンドキャップ２Ｂの貫通穴２３ａに通して、その先端を本体２Ａに螺合することで、このスライダを組み立てる。
【実施例】
【００１９】
サンプルNo. １〜６の潤滑剤供給体１１を、ポリエチレンにポリαオレフィン油を混合して各種添加剤を加えて混合し、射出成形により作製した。サンプルNo. １〜５では、その際に、突出部１１ａ，１１ｂおよび部分１１ｃの案内レール１と摺接させる面に、微小な凹凸が形成されるようにした。
サンプルNo. １と２ではフェムト秒レーザーでパルス幅１ｐｓ以上５ｐｓ以下の短パルスレーザーを波長７００ｎｍで照射することによって、レーザー波長と同等な幅の微細な溝を表面に形成した金型を用いて射出成形を行った。
【００２０】
サンプルNo. ３〜５では、樹脂テープにパンチングにより多数の微細な円穴を形成し、この樹脂テープを金型に貼り付けた状態でメッキを行うことで、多数の微細な円形の凸部を表面に形成した金型を用いて射出成形を行った。円穴の直径は、サンプルNo. ３で１００μｍ、No. ４で５０μｍ、No. ５で１００μｍとした。また、円穴の面積率は、サンプルNo. ３〜５のいずれも２０％とした。
【００２１】
サンプルNo. ６では、通常の金型を用いて射出成形を行った。
No. １の潤滑剤供給体１１では、案内レール１との摺動面（突出部１１ａ，１１ｂおよび部分１１ｃの案内レール１と摺接させる面）に、幅が７００ｎｍで深さが２００ｎｍの溝が軸方向と平行に形成された。図３は、この溝が形成されている面を示す顕微鏡写真である。
No. ２の潤滑剤供給体１１では、案内レール１との摺動面（突出部１１ａ，１１ｂおよび部分１１ｃの案内レール１と摺接させる面）に、幅が７００ｎｍで深さが２００ｎｍの溝が軸方向と直交する方向に形成された。
【００２２】
サンプルNo. ３では、案内レール１との摺動面（突出部１１ａ，１１ｂおよび部分１１ｃの案内レール１と摺接させる面）に、直径が１００μｍの円形の凹部が形成された。隣り合う突起の間隔は１４７μｍであった。
サンプルNo. ４では、案内レール１との摺動面（突出部１１ａ，１１ｂおよび部分１１ｃの案内レール１と摺接させる面）に、直径が５０μｍの円形の凹部が形成された。隣り合う突起の間隔は４９μｍであった。
サンプルNo. ５では、案内レール１との摺動面（突出部１１ａ，１１ｂおよび部分１１ｃの案内レール１と摺接させる面）に、直径が２０μｍの円形の凹部が形成された。隣り合う突起の間隔は２０μｍであった。
【００２３】
図４は、案内レール１との摺動面（突出部１１ａ，１１ｂおよび部分１１ｃ）に形成された円形の凹部５の例を示す図である。
No. １〜６の各潤滑剤供給体１１を用いて、図１に示すリニアガイド装置（日本精工（株）製の「ＬＨ３０」）を組み立て、雰囲気温度６０℃で、送り出し量を平均２８．４ｍ／ｍｉｎ、最大３２ｍ／ｍｉｎ、ストロークを８００ｍｍとして作動させ、プッシュプルゲージで摩擦力を測定した。そして、No. ６の摩擦力を「１」とした摩擦力の比を算出した。
その結果、摩擦力の比は、No. １では０．５、No. ２では０．７、No. ３では０．６、No. ４では０．５、No. ５では０．６であった。
【００２４】
このように、リニアガイド装置において、潤滑剤供給体１１の案内レール１に対する摺動面に微小な凹凸を設けることで、このような凹凸を設けない場合と比較して、潤滑剤供給体１１の案内レール１に対する摩擦力を低減することができる。また、特許文献１に記載された潤滑剤供給体と比較してシール性が良好になるため、サンプルNo. １〜５のリニアガイド装置は、長期に渡り安定した潤滑状態が維持される。
【００２５】
なお、サンプルNo. ３〜５では、案内レール１との摺動面に円形の凹部が形成されているが、円形の凸部が形成されるようにしてもよい。その方が摩擦力が小さくなる傾向にあるが、案内レール１の転動面との摺動によって、凸部がなくなってしまうという欠点がある。
また、微小な凹凸を設ける範囲は、潤滑剤供給体１１の案内レール１に対する摺動面の全面であってもよいし、一部であってもよい。一部とした場合、摩擦力は大きくなるが、シール性は向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】実施形態のリニアガイド装置を示す斜視図である。
【図２】潤滑剤供給体をスライダの本体に取り付ける方法を説明する斜視図である。
【図３】潤滑剤供給体の案内レールとの摺動面に形成された溝を示す顕微鏡写真である。
【図４】潤滑剤供給体の案内レールとの摺動面に形成された円形の凹部を示す平面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１  案内レール
１ａ  案内レールの上面
１ｂ  案内レールの側面
２  スライダ
２Ａ  本体
２Ｂ  エンドキャップ
３，３’  ボール溝（転動面）
７  グリースニップル
１０  サイドシール
１０ｄ，１１ｄ，２２ａ，２３ａ  ボルトを通す貫通穴
１０ｅ，１１Ｃ，２２ｃ，２３ｃ  グリースニップルを通す貫通孔
１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ  スリーブ
１１  潤滑剤保持体
１１ａ  ボール溝３に摺接する突出部
１１ｂ  ボール溝３’に摺接する突出部
１１ｃ  案内レールの上面に摺接する部分
２１ａ  ボルト
【図１】
2009074614.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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