(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部に開いた軸方向に長く延びるスリットを形成したハウジングと、
該ハウジングに内設され、軸方向に延びる直進ガイドと、
該直進ガイドに案内され、軸方向に移動自在に前記ハウジング内に配設され前記スリットを貫通してハウジング外に突出した被搬送体取付用の搬送部を有しているキャリッジと、
該キャリッジを前記直進ガイドに沿って軸方向に移動させる直動アクチュエータと、
前記ハウジング内部にそれぞれ配設したプーリを介してループを形成し、前記キャリッジの前記搬送部に固着され、前記スリットをシールするための可動のシールバンドと、
前記スリットの両側に沿って前記ハウジングに形成された凹溝内にそれぞれ嵌入保持された一対の潤滑剤含浸材を備え、
各潤滑剤含浸材は前記シールバンドの対応する側端を挟み込む切込みを備え該側端の表面および裏面に摺接して潤滑油膜を形成することを特徴とする気密型直進運動装置。
【請求項２】
前記ハウジングに形成された前記凹溝内には前記シールバンドを該凹溝面に押圧する弾性部材がさらに設けられている請求項１に記載の気密型直進運動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、産業用機械等に用いられる直進運動装置に関し、詳しくは、防塵用シールバンド等の摩耗防止やハウジングの気密性向上等を図る技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、機械部品に対して孔明け加工やフライス加工等を行う加工工場には、ワークの搬送・位置決めを高精度に行うべく、種々のワーク搬送装置が導入されている。この種のワーク搬送装置は、工場の床面に固定されるベースや、ワークが載置・固定されるテーブルの他、例えば、直交配置された二つの直進運動装置等から構成されており、制御装置から両直進運動装置に駆動指令が出力されることにより、テーブル上のワークが直交する２軸（Ｘ軸およびＹ軸）上の任意の位置に搬送・位置決めされる。
【０００３】
直進運動装置は、直進ガイドに案内されて直進移動するキャリッジと、キャリッジを直進ガイドに沿って駆動する直動アクチュエータと、直進ガイドやキャリッジ等を収納・保持するハウジングとからなっている。一般に、直進ガイドとしては、摩擦係数の低い樹脂ブッシュ等を用いた摺動形式や、ボールやローラ等の転動体を用いた転動形式が用いられ、直動アクチュエータとしては、ボールねじや台形ねじを用いた送りねじ型を始め、油・空圧シリンダや、ラックアンドピニオン、リニアモータ等を用いたものが周知である。また、直進運動装置では、被搬送体（テーブルあるいは他方の直進運動装置）が取り付けられる搬送部がキャリッジに突設される一方、ハウジングには搬送部の移動を許容するべくキャリッジの移動方向に沿ってスリットが形成されている。
【０００４】
旧来の直進運動装置では、搬送部の前後でスリットが開口していることに起因し、ハウジング内に塵埃や切削液等が侵入して円滑な作動や所期の耐久性が阻害されたり、装置外に直動アクチュエータ等の駆動騒音が漏れる虞があった。そこで、実用新案登録第２５０８５７４号や実公平８−４９９５号公報には、可撓性を有するシールバンドによってスリットの開口を覆い、これによりハウジングの気密性を向上させた改良型の直進運動装置が開示されている。前者は搬送部にループ状のシールバンドを固着させたもので、シールバンドは、スリットの開口端に形成されたごく狭い凹溝に嵌入してシールを行うと共に、キャリッジの移動時にはガイドプーリに案内されてハウジング内を走行する。また、後者はハウジングに板状のシールバンドを固着させたもので、シールバンドは、キャリッジのバンド挿通孔内で湾曲・張設されることで、ハウジングのスリット外縁に弾性接触してシールを行う。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した改良型の直進運動装置では、シールバンドによりハウジングの気密性が維持される反面、長期の運転によってシールバンドが摩耗したり、キャリッジの移動が妨げられる等の問題があった。すなわち、シールバンドは、合成樹脂含浸帆布等を素材としたものが多いため、装置稼働時にハウジングの凹溝やキャリッジのバンド挿通孔に摺接する際に表面が徐々に摩耗し、そのシール機能が著しく損なわれると共に、ハウジングに侵入して直進ガイドの案内面等に付着する塵埃の発生源となる。また、シールバンドの摩耗を抑えるべくその素材にスチール（ばね鋼等）を用いた場合、シールバンドに摺接（あるいは、転接）するハウジングやキャリッジ、ガイドローラが摩耗し、これら部材の耐久性が損なわれる他、ハウジングやキャリッジの素材である鋳鉄やアルミニウム合金等の摩耗粉がハウジング内に侵入する。更に、シールバンドあるいはこれに摺接するハウジングやキャリッジが摩耗すると、摺接面の荒れにより摺動抵抗が増大し、直動アクチュエータの作動負荷が増大したり、キャリッジが円滑に移動しなくなる。
【０００６】
本発明は、上記状況に鑑みなされたもので、比較的簡便な構成を採りながら、防塵用シールバンド等の摩耗防止やハウジングの気密性向上等を実現した直進運動装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明では、上記課題を解決するため、外部に開いた軸方向に長く延びるスリットを形成したハウジングと、該ハウジングに内設され、軸方向に延びる直進ガイドと、該直進ガイドに案内され、軸方向に移動自在に前記ハウジング内に配設され前記スリットを貫通してハウジング外に突出した被搬送体取付用の搬送部を有しているキャリッジと、該キャリッジを前記直進ガイドに沿って軸方向に移動させる直動アクチュエータと、前記ハウジング内部にそれぞれ配設したプーリを介してループを形成し、前記キャリッジの前記搬送部に固着され、前記スリットをシールするための可動のシールバンドと、前記スリットの両側に沿って前記ハウジングに形成された凹溝内にそれぞれ嵌入保持された一対の潤滑剤含浸材を備え、
各潤滑剤含浸材は前記シールバンドの対応する側端を挟み込む切込みを備え該側端の表面および裏面に摺接して潤滑油膜を形成する気密型直進運動装置を提案する。
【０００８】
この発明によれば、例えば、シールバンドがキャリッジに固着されたものでは、キャリッジの移動に伴ってシールバンドが走行する度に潤滑剤含浸材からシールバンドに潤滑剤が供給される。これにより、シールバンドとハウジングとの摺接面における潤滑が行われ、両者の摩耗が防止されると同時に、該摺接面の微細な空隙が潤滑剤により塞がれることになり、ハウジングの気密性が向上する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る直進運動装置の実施形態を図面に基づき詳細に説明する。図１は本発明の第１実施形態の要部を示す縦断面図、図２は図１中のＡ−Ａ断面図、図３は同Ｂ−Ｂ断面図である。これらの図に示したように、第１実施形態の直進運動装置は、装置本体たるハウジング１と、ハウジング１に設けられた一対の直進ガイド３と、直進ガイド３に案内されて前後（説明の便宜上、図２，図３中の左方を前方とする）に移動するキャリッジ５と、キャリッジ５を前後に往復駆動させる直動アクチュエータ７とからなっている。
【００１０】
直進ガイド３は、レール玉循環式転がりガイドであり、ハウジング１の上面に固着されたレール１１と、キャリッジ５の下面に固着されたスライドメンバ１３とが、スライドメンバ１３内を循環する鋼球（図示せず）を転動体として相対移動する。また、直動アクチュエータ７は、送りねじ型であり、モータブラケット１５を介してハウジング１に固着された交流サーボモータ（以下、モータと略称する）１７がカップリング１９を介してボールねじ軸２１を回転駆動すると、ボールねじ軸２１の回転運動がキャリッジ５の下面に装着されたボールナット２３により直進運動に変換され、キャリッジ５が図２，図３中に矢印で示したようにボールナット２３と共に往復動する構造となっている。図２中、２５，２７はボールねじ軸２１を回動自在に支持する前後部転がり軸受であり、２９は後部転がり軸受２７を保持する軸受ハウジングである。
【００１１】
キャリッジ５の上部には、図１に示したように、左右一対の搬送部３３，３５が形成されており、これら搬送部３３，３５に図示しない被搬送体が固着される。また、ハウジング１には、左右サイドカバー３７，３９とセンタカバー４１とが図示しないボルトにより締結・一体化されており、左右搬送部３３，３５はこれらサイドカバー３７，３９とセンタカバー４１との間に形成されたスリット４３，４５内を前後に移動する。
【００１２】
第１実施形態の場合、左右搬送部３３，３５には、両スリット４３，４５を覆うべく、図４にその斜視を示すループ状のシールバンド４７が係止・固着されている。シールバンド４７は、薄鋼板のプレス成型品であり、搬送部３３，３５が嵌入する矩形孔４８と、その前後に各一対のピン孔４９とが穿設されている。モータブラケット１５および軸受ハウジング２９には上下一対のガイドプーリ５０がそれぞれ回動自在に支持されており、これらガイドプーリ５０に案内されてシールバンド４７がハウジング１内を走行する。
【００１３】
図５（図１中のＣ部拡大図）に示したように、スリット４３，４５の開口端（すなわち、サイドカバー３７，３９およびセンタカバー４１の端部）にはシールバンド４７の側端が嵌入する凹溝５１，５３が形成され、これら凹溝５１，５３内に潤滑剤含浸材５５が嵌入・保持されている。潤滑剤含浸材５５は上下方向中央部に切込み５７が形成された略コ字断面を有しており、シールバンド４７がこの切込み５７に進入することにより潤滑剤含浸材５５に挟み込まれるかたちとなっている。図１中、５９はセンタカバー４１に保持された吸音材である。
【００１４】
潤滑剤含浸材５５の素材としては、本出願人に係る特開平７−１１８６８４号公報、特開平７−１５０１６３号公報、特開平８−２７４７５号公報に記載された潤滑性組成物が好適である。これら潤滑性組成物は、各公報に詳述されたように、多孔性の架橋樹脂組成物内に多量の潤滑剤（潤滑油やグリース）を均一に保持させたもので、その表面には保持された潤滑剤が長期間に亘り安定して滲みでる。
【００１５】
以下、第１実施形態の作用を述べる。
直進運動装置がワーク搬送装置等に組み込まれ、図示しない駆動制御装置からモータ１７に電流が供給されると、モータ１７は供給された電流に応じて正転あるいは逆転する。モータ１７の回転力はカップリング１９を介してボールねじ軸２１に伝達され、上述したボールナット２３の作用により、キャリッジ５は直進ガイド３に案内されながら前進あるいは後退する。この際、シールバンド４７は、キャリッジ５の移動に伴なってガイドプーリ５０に案内されて走行し、その両側端は潤滑剤含浸材５５に挟み込まれた状態で摺動する。
【００１６】
これにより、シールバンド４７の両側端には、潤滑剤含浸材５５から滲み出た潤滑剤が連続的に供給され、その表面に潤滑油膜（あるいは、グリース膜）が形成される。その結果、シールバンド４７とガイドプーリ５０との間の潤滑が常に良好に行われることになり、長期間に亘る運転によっても両者の摩耗は殆ど生じなくなった。また、シールバンド４７と潤滑剤含浸材５５との間に間隙がなく、ハウジング１の気密性が従来のものに較べて向上することにより、次のような効果が得られた。例えば、直動アクチュエータ７から発生する塵埃を外部に排出したり、ハウジング１内への塵埃や水分等の侵入を防止する場合、排気装置や給気装置によりハウジング１内を真空引きあるいは加圧することがあるが、気密性が高いことにより十分な負圧あるいは正圧が得られやすいため、これらの装置に比較的能力の小さいものを用いることができる。尚、従来装置では、直動アクチュエータ７の駆動騒音がハウジング１（凹溝）とシールバンド４７との間隙から外部に放出されやすかったが、第１実施形態の直進運動装置においては、このような間隙が存在しないため、センタカバー４１に吸音材５９を設けたことも相俟って、運転時の静粛性も向上させることができた。
【００１７】
図６には、本発明の第２実施形態の要部を拡大縦断面により示してある。第２実施形態は、第１実施形態の一部を変更したものであるため、第１実施形態との相違点についてのみ説明する。
図６に示したように、第２実施形態においても、シールバンド４７は、略コ字断面の潤滑剤含浸材５５に挟み込まれているが、潤滑剤含浸材５５と凹溝５１，５３の下面との間には弾性部材６１が介装されている。弾性部材６１は、ばね鋼あるいは弾性を有する合成樹脂を素材としており、潤滑剤含浸材５５がシールバンド４７を挟圧する際の補助を行っている。これにより、シールバンド４７と潤滑剤含浸材５５との密着度が高まり、潤滑剤含浸材５５からシールバンド４７への潤滑剤の供給がより確実に行われると共に、ハウジング１の気密性が更に向上した。
【００１８】
図７には、本発明の第１参考例の要部を縦断面により示してある。第１参考例も、その全体構成は本発明の第１実施形態と同様であるため、第１実施形態との相違点についてのみ説明する。
図７に示したように、第１参考例は、ハウジング１内の下部に上下各一対の潤滑剤含浸材６３，６５を配置したもので、これら潤滑剤含浸材６３，６５によりシールバンド４７が挟み込まれている。一方、サイドカバー３７，３９およびセンタカバー４１の端部にはシールバンド４７の側端が嵌入する凹溝５１，５３が形成されているが、これら凹溝５１，５３の幅はシールバンド４７の厚みに対する余裕が殆どなく、凹溝５１，５３内には当然に潤滑剤含浸材が保持されてない。
【００１９】
第１参考例の場合、キャリッジ５の移動に伴ってシールバンド４７が走行すると、潤滑剤含浸材６３，６５からシールバンド４７の両面に潤滑剤が供給され、シールバンド４７とガイドプーリ５０との間の潤滑が行われる。また、シールバンド４７は、走行時の撓みや振れ等によって、凹溝５１，５３と接触することが避けられないが、この際も潤滑剤によりシールバンド４７および凹溝５１，５３の摩耗が防止される。尚、本参考例においては、潤滑剤含浸材６３，６５は、ハウジング１の全長にわたって配置することで、その体積を第１、第２実施形態に較べて遙かに大きくすることができるため、極めて長期間の運転が行われても潤滑剤が枯渇する虞がない。
【００２０】
図８には、本発明の第２参考例の要部を縦断面により示してある。第２参考例も、その全体構成は第１実施形態と同様であるため、第１実施形態との相違点についてのみ説明する。
図８に示したように、第２参考例は、回動自在な上下一対の潤滑剤含浸ローラ６７と山形状の潤滑剤含浸材６９とをモータブラケット１５に取り付けたもので、潤滑剤含浸ローラ６７はシールバンド４７の表面に転接し、潤滑剤含浸材６９はシールバンド４７の裏面に摺接している。これにより、キャリッジ５の移動に伴ってシールバンド４７が走行すると、潤滑剤含浸ローラ６７と潤滑剤含浸材６９とからシールバンド４７の両面に潤滑剤が供給され、シールバンド４７と凹溝５１，５３およびガイドプーリ５０間の潤滑が行われる。
【００２１】
図９，図１０（図９中のＤ−Ｄ断面図）には、本発明の第３参考例の要部を縦断面により示してある。
第３参考例の直進運動装置では、上述した例とは異なり、シールバンド７１がハウジング１側に固定されている。薄鋼板製のシールバンド７１は、キャリッジ５に形成されたバンド挿通孔７３内で湾曲・張設されることで、ハウジング１のスリット外縁７５に弾性接触してシールを行う。図９中、７７はキャリッジ５に形成されたシール板挿通孔７９内に挿通される合成樹脂製の摺動シール板であり、ハウジング１とキャリッジ５との側方間隙８１をシールする。
【００２２】
図１０に示したように、バンド挿通孔７３には、シールバンド７１の上面に摺接する前後一対の上方潤滑剤含浸材８３，８５と、シールバンド７１の下面に摺接する前後一対の下方潤滑剤含浸材８７，８９とがそれぞれ内装されている。これら潤滑剤含浸材８３，８５，８７，８９は、第１実施形態で用いられたものと同様の素材から形成されており、素材自体の弾性力によってシールバンド７１に押し付けられている。
【００２３】
第３参考例の場合、直進運動装置が運転されてキャリッジ５が移動すると、シールバンド７１に押し付けられた上方潤滑剤含浸材８３，８５および下方潤滑剤含浸材８７，８９からシールバンド７１の両面に潤滑剤が供給される。その結果、キャリッジ５とシールバンド７１との間の潤滑が常に良好に行われることになり、長期間に亘る運転によっても両者の摩耗は殆ど生じなくなった。また、シールバンド７１と摺動シール板７７とによりハウジング１の気密が保たれるため、ハウジング１内への塵埃等の侵入やハウジング１外への直動アクチュエータ７の駆動騒音の漏洩が防止される。
【００２４】
以上で具体的実施形態および参考例の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限られるものではない。例えば、上記実施形態では、シールバンドに薄鋼板製のものを用いたが、ポリウレタン含浸帆布製のもの等を用いるようにしてもよい。また、直進ガイドとして、レール玉循環式転がりガイドに代えて、丸軸型や滑り型等を用いてもよいし、直動アクチュエータ７として、送りねじ型に代えて、油・空圧シリンダやラックアンドピニオン、リニアモータ等を用いてもよい。更に、直進運動装置各部の具体的構成についても、設計上あるいは製作上の都合等により、適宜変更可能である。
【００２５】
【発明の効果】
本発明の直進運動装置によれば、直進ガイドに案内されて直進移動すると共に、被搬送体の取付けに供される搬送部が形成されたキャリッジと、このキャリッジを前記直進ガイドに沿って駆動する直動アクチュエータと、前記キャリッジおよび直進ガイドを収納・保持すると共に、前記搬送部が貫通するスリットが形成されたハウジングと、前記キャリッジまたは前記ハウジングのいずれか一方に固着され、前記スリットの開口を閉鎖するシールバンドと、前記キャリッジまたは前記ハウジングのいずれか他方に固設され、前記シールバンドに接触して当該シールバンドの表面に潤滑剤を供給する潤滑剤含浸材とを備えるようにしたため、キャリッジの移動に伴って潤滑剤含浸材からシールバンドに潤滑剤が供給され、シールバンドとハウジングまたはキャリッジとの摺接面における潤滑が行われてその摩耗が防止されると同時に、該摺接面の微細な空隙が潤滑剤により塞がれることになってハウジングの気密性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の要部を示す縦断面図である。
【図２】図１中のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１中のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】第１実施形態におけるシールバンドの斜視図である。
【図５】図１中のＣ部拡大図である。
【図６】本発明の第２実施形態の要部を示す断面図である。
【図７】  本発明の第１参考例の要部を示す断面図である。
【図８】  本発明の第２参考例の要部を示す断面図である。
【図９】  本発明の第３参考例の要部を示す断面図である。
【図１０】図９中のＤ−Ｄ断面図である。
【符号の説明】
１‥‥ハウジング
３‥‥直進ガイド
５‥‥キャリッジ
７‥‥直動アクチュエータ
３３，３５‥‥搬送部
３７，３９‥‥サイドカバー
４１‥‥センタカバー
４３，４５‥‥スリット
４７‥‥シールバンド
５０‥‥ガイドプーリ
５１，５３‥‥凹溝
５５‥‥潤滑剤含浸材
６１‥‥弾性部材
６３，６５‥‥潤滑剤含浸材
６７‥‥潤滑剤含浸ローラ
７１‥‥シールバンド
７７‥‥摺動シール板
８３，８５‥‥上方潤滑剤含浸材
８７，８９‥‥下方潤滑剤含浸材
【図１】
0003852200.tif 000002
【図２】
0003852200.tif 000003
【図３】
0003852200.tif 000004
【図４】
0003852200.tif 000005
【図５】
0003852200.tif 000006
【図６】
0003852200.tif 000007
【図７】
0003852200.tif 000008
【図８】
0003852200.tif 000009
【図９】
0003852200.tif 000010
【図１０】
0003852200.tif 000011