JP2008275067A - 潤滑剤供給体とこれを備えた直動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】長期に渡るグリース供給能力を有する潤滑剤供給体を提供する。
【解決手段】グリースを含ませたニードルフェルトからなる潤滑剤保持体１と、この潤滑剤保持体を支持する支持体２と、で潤滑剤供給体２０Ｃを構成する。グリースとして、少なくとも基油がカプセル全量の１０質量％以上となる含有率で徐放カプセルに内包されたマイクロカプセルを、グリース全量の２〜９５質量％含有するものを使用する。
【選択図】図２

Description

本発明は、潤滑剤供給体とこれを備えた直動装置（ボールねじやリニアガイド等）に関する。

ボールねじ（リニアガイド）は、ねじ軸（案内レール）およびナット（スライダ）に設けた両ボール溝で構成される軌道を、転動体であるボールが負荷状態で転動することで、ナット（スライダ）がねじ軸（案内レール）に沿って直線移動する装置である。また、前記軌道の終点から始点へボールを移動させる循環部を有し、この循環部と前記軌道によりボール循環経路が構成されている。

このような直動装置に使用される潤滑剤供給体としては、例えば、下記の特許文献１に記載されたものがある。この潤滑剤供給体は、潤滑部位に近接して配置され、外郭層と潤滑剤を貯蔵した潤滑剤保持層とを接合した積層構造物からなる潤滑剤供給体であって、前記外郭層が金属または樹脂からなり、前記潤滑剤保持層が再補給可能な合成樹脂繊維からなるニードルフェルトにグリースを吸収させたものである。
なお、下記の特許文献２および３には、潤滑剤を含有する合成樹脂を成形したものを潤滑剤供給体として使用することが記載されている。
特開２００４−８４９３０号公報 特開平９−２５９３３号公報 特開２００２−３８９２８号公報

特許文献１に記載された潤滑剤供給体は、特許文献２および３に記載された潤滑剤供給体よりも長期に渡ってグリース供給が可能になるが、グリース供給能力の長期化という点で改善の余地がある。
本発明の課題は、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提供することである。

上記課題を解決するために、本発明は、グリースを含ませたニードルフェルトからなる潤滑剤保持体と、この潤滑剤保持体を支持する支持体と、からなる潤滑剤供給体であって、前記グリースは、少なくとも基油がカプセル全量の１０質量％以上となる含有率で徐放カプセル（破壊されずに、内包物が徐々に放出されるカプセル）に内包されたマイクロカプセルを、グリース全量の２〜９５質量％含有することを特徴とする潤滑剤供給体を提供する。

本発明の潤滑剤供給体は、ニードルフェルトに含ませるグリースが、「少なくとも基油がカプセル全量の１０質量％以上となる含有率で徐放カプセルに内包されたマイクロカプセルを、グリース全量の２〜９５質量％含有するもの」であるため、徐放カプセルから徐々に基油（または基油と添加剤）がニードルフェルトに供給される。よって、このようなマイクロカプセルを含まない場合よりも長期に渡って、潤滑対象物に対する潤滑がなされる。

前記マイクロカプセルのグリース全量に対する含有率が２質量％未満であると、上記効果が実質的に得られず、９５質量％を超えると、初期のグリースが極端に硬いものとなってニードルフェルトに含ませ難くなる。好ましい範囲は１０質量％以上８０質量％以下である。
内包物がカプセル全量の１０質量％未満であると、カプセル厚が厚すぎるため内包物が放出され難いとともに、内包物が少ないため放出されても前述の効果が得られ難い。内包物のカプセル全量に対する含有率の上限は、カプセル形状が安定に保持できる範囲であれば、特に限定されない。

徐放カプセル（カプセル）としては、尿素、メラミン、およびベンゾグアナミンのうちの少なくとも一つとアルデヒドとの反応により合成した熱硬化性樹脂からなる膜が挙げられる。アルデヒドと反応させる尿素、メラミン、およびベンゾグアナミンの組み合わせと配合比を変えることで、内包物の放出速度を調整できる。メラミンのみをアルデヒドと反応させて得られたメラミン樹脂は、メラミンに尿素をある程度加えてアルデヒドと反応させて得られたメラミン樹脂よりも、内包物であるグリースの基油（または基油と添加剤）を徐放しやすい。いずれの場合も「ｉｎ ｓｕｉｔ法」で合成することが好ましい。

使用するマイクロカプセルの粒径は、一次粒径で０．０１〜１０μｍであることが好ましい。マイクロカプセルの粒径が０．０１μｍ未満であると、ニードルフェルトに含ませ易くなるが、内包物が少ないため内包物の放出による効果が期待できない。マイクロカプセルの粒径が１０μｍを超えると、凝集により１００μｍ以上になることもあるため、ニードルフェルトに含ませ難くなる。

本発明の潤滑剤供給体で使用するグリースは、前述のマイクロカプセルを含有する点以外は従来のグリースと同じ構成である。すなわち、本発明の潤滑剤供給体で使用するグリースは、従来と同じ、基油、増ちょう剤、各種添加剤（極圧剤、酸化防止剤等）で構成され、少なくとも基油（基油または基油と添加剤）の一部を徐放カプセルに内包させた状態で含有する。

本発明の潤滑剤供給体を構成する支持体の材質としては、金属または硬質の合成樹脂が挙げられる。金属の場合は、アルミニウムまたはアルミニウム合金が、軽量で、成形性にも優れ、安価であることから好ましい。合成樹脂の場合は、ポリフェニレンサルファイド、ポリアセタール、ポリアミド（ポリアミド６、ポリアミド６６等）等の熱可塑性樹脂が挙げられる。
ニードルフェルトに含ませるグリースの量としては、ニードルフェルトの自重に対して２倍以上とすることが好ましい。ニードルフェルトを構成する合成繊維は中実でもよいし、より多くのグリースが保持できるような中空繊維でもよい。

ニードルフェルトを構成する合成繊維としては、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル繊維、ナイロン６・ナイロン６６・芳香族ナイロン（通称アラミド樹脂）等のナイロン繊維、ポリアクリロニトリル等のアクリル繊維、ビスコースレーヨン・銅アンモニアレーヨン（キュプラ）、けん化アセテート人絹のレーヨン繊維、ＰＴＦＥ等の弗素系繊維等が挙げられる。また、これらの繊維の混紡であってもよい。直動装置の使用環境を想定すると、吸水性がほとんど無いという点で、ポリプロピレン、ポリエチレン、弗素系繊維が特に好ましい。

ニードルフェルトの気孔率（繊維の絡みでできた空間の存在率）（％）は、ニードルフェルトを構成する合成繊維との関係で下記の（１）式で定義される。
［１−（ニードルフェルトの見掛け密度÷合成繊維の密度）］×１００‥‥（１）
グリースの吸収量と耐摩耗性等の機械的強度とを考慮すると、ニードルフェルトの気孔率は６０〜８５％が好ましく、７０〜８０％がより好ましい。気孔率が６０％未満では、グリースの吸収量が少なくなるとともに、ニードルフェルトの刃型による打ち抜きが困難になる。また、気孔率が８５％を超える場合は、初期のグリース吸収量は多いが、繊維間の間隔が広くなるためグリースの保持性が低下する。更に、繊維の量が少ないことから、耐磨耗性等の機械的強度も低下し、実用性が低下する。

ニードルフェルトを構成する合成繊維の糸は、グリースの保持性を考慮すると、より細い方が好ましいが、糸の製造上の問題と機械的強度とのバランスから、直径で５〜４０μｍが好ましく、１０〜２５μｍがより好ましい。
潤滑剤保持体は、一枚のニードルフェルトにグリースを含ませたものであってもよいし、複数枚のニードルフェルトにグリースを含ませたものであってもよい。

ニードルフェルトに含ませるグリースは、混和ちょう度（ＪＩＳ Ｋ２２２０）で３１０以上の比較的ちょう度の高いものが、ニードルフェルトに含ませ易い点から好ましい。ただし、ちょう度が高くなると、グリースに含まれる増ちょう剤の量が少なくなるため、ニードルフェルトの合成繊維からなる網目とグリース中の増ちょう剤とが絡み合うことでグリースまたはグリース中の基油がニードルフェルトから放出され難くする効果が小さくなる。

従って、グリースの吸収しやすさと放出を抑制する効果とのバランスから、混和ちょう度（ＪＩＳ Ｋ２２２０）で３５５〜４３０（ちょう度番号で０号〜００号）の範囲にあるグリースを使用することが好ましい。これよりもちょう度が大きくなると、すなわち、増ちょう剤量が少なくなると、グリースではなく潤滑油を吸収させた場合と同じ状態になって、長期に渡る潤滑作用が得られなくなる。

グリースをニードルフェルトに含ませる方法としては、容器内に入れたグリース中にニードルフェルトを浸した状態で、ニードルフェルトを圧縮する作業を繰り返すか真空脱気することにより、ニードルフェルトの繊維の絡みでできた空間から空気を除去してその空間にグリースを保持させる方法が挙げられる。その際に、グリース中のマイクロカプセルが破損しないように注意をする必要がある。
本発明の潤滑剤供給体において、前記支持体は、前記潤滑剤保持体を潤滑対象物に接触可能に保持し、潤滑対象物に対する取付部を有するものであることが好ましい。

本発明は、直線状に延びる案内部材と、この案内部材の外側に配置されて相対的に直線移動する直動部材と、両部材の対向する位置に設けた転動面で構成される軌道を負荷状態で転動する転動体と、前記軌道の終点から始点へ転動体を移動させる循環部と、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直動装置において、前記直動部材の少なくとも一方の直動方向端部に本発明の潤滑剤供給体を設けたことを特徴とする直動装置を提供する。

本発明の潤滑剤供給体によれば、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が得られる。
本発明の直動装置によれば、長期に渡り安定した潤滑状態が維持される。

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（直動装置）を示す斜視図である。図２は、このリニアガイド用の潤滑剤供給体を示す正面図（潤滑剤供給面を示す図）である。図３は図２のＡ−Ａ断面図である。
図１に示すように、この実施形態のリニアガイドは、案内レール（案内部材）１０とスライダ（直動部材）２０と、図示されないボール（転動体）とからなる。スライダ２０は、本体２０Ａと、エンドキャップ２０Ｂと、潤滑剤供給体２０Ｃと、サイドシール２０Ｄとからなる。案内レール１０のボール溝（転動面）１０Ａ，１１Ｂと、スライダ２０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軌道が形成され、軌道の終点から始点へボールを移動させる循環部が、エンドキャップ２０Ｂ内に形成されている。エンドキャップ２０Ｂとサイドシール２０Ｄの間に潤滑剤供給体２０Ｃが配置されている。

潤滑剤供給体２０Ｃは、図２に示すように、エンドキャップ２０Ｂの外形に合わせた略コ字状の部材であって、潤滑剤保持体１と、これを支持する支持体２とからなる。
潤滑剤保持体１の正面図を図４に、支持体２の正面図を図５にそれぞれ示す。図６は、この潤滑剤供給体２０Ｃをスライダ２０の本体２０Ａに取り付ける方法を説明する斜視図である。

これらの図に示すように、潤滑剤保持体２０Ｃの支持体２は、エンドキャップ２０Ｂと略同じ外形であり、案内レール１０の周囲となる部分として、案内レール１０の角部のボール溝１０Ａに対向して配置される部分２１Ａ、案内レール１０の側面のボール溝１０Ｂに対向して配置される部分２１Ｂと、案内レール１０の上面１０Ｃに対向して配置される部分２１Ｃを有する。これらの部分が全て、取り付けた時に案内レール１０との間に僅かな隙間が生じるように形成されている。

この支持体２には、案内レール１０の両側部となる位置に、ボルト３を通す貫通穴２３が形成されている。また、支持体２のサイドーシール２０Ｄに向ける側の面に、潤滑剤保持体１を嵌める凹部２２を有する。この凹部２２は、案内レール１０の両側部となる位置では貫通穴２３を避けて、それ以外の部分では適切な周縁部を残した大きさで設けてある。また、この支持体２には、上面と側面から凹部２２の壁面に至る貫通孔２４が形成されている。

潤滑剤保持体２０Ｃの潤滑剤保持体１は、支持体２の凹部２２に対応する形状に切り出されたニードルフェルトに下記のグリースを含ませたものであって、案内レール１０の角部のボール溝１０Ａに接触する半円状の凸部１１Ａと、案内レール１０の側面のボール溝１０Ｂに接触する半円状の凸部１１Ｂと、案内レール１０の上面１０Ｃに接触する部分１１Ｃを有する。すなわち、支持体２の凹部２２に潤滑剤保持体１を嵌め入れた時に、図２に示すように、これらの凸部１１Ａ，１１Ｂと部分１１Ｃが、支持体２の案内レール１０の周囲となる部分２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃより案内レール１０側にはみ出ている。

ニードルフェルトに含ませたグリースは、徐放カプセルに内包された基油（または基油と添加剤）を含む以外は、従来のグリースと同じものである。徐放カプセルには、鉱油、合成油などからなる基油が、カプセル全量の１０質量％以上となる含有率で内包されている。この徐放カプセルを、グリース全量の２〜９５質量％の含有率で含有したグリースを使用する。

このグリースを、図４の形状に切り出されたニードルフェルトに含ませて潤滑剤保持体１を作製した後、この潤滑剤保持体１を支持体２の凹部２２に嵌め入れることで、潤滑剤供給体２０Ｃを得る。
この潤滑剤供給体２０Ｃを、図６に示すように、潤滑剤保持体１側の面をサイドシール２０Ｄに向けて配置し、サイドーシール２０Ｄの外側から入れたボルト３を用いて、サイドーシール２０Ｄおよびエンドキャップ２０Ｂとともに本体２０Ａに取り付ける。

手順としては、先ず、案内レール１０、本体２０Ａ、エンドキャップ２０Ｂ、およびボールにより、案内レール１０と本体２０Ａおよびエンドキャップ２０Ｂとで形成されたボール循環経路に、ボールを入れた状態とする。次に、この状態で、エンドキャップ２０Ｂの外側に潤滑剤供給体２０Ｃとサイドーシール２０Ｄを配置して、ボルト３を、サイドシール２０Ｄの取り付け穴３１、潤滑剤供給体２０Ｃの取り付け穴２３、およびエンドキャップ２０Ｂの取り付け穴３２に通して、その先端を本体２０Ａの雌ねじに螺合する。

これにより、潤滑剤供給体２０Ｃの潤滑剤保持体１とサイドシール２０Ｄのシール部が、案内レール１０と接触状態で取り付けられる。そして、潤滑剤供給体２０Ｃから、案内レール１０のボール溝１０Ａ，１０Ｂと上面１０Ｃにグリースが供給される。そして、このグリースが、前述の徐放カプセルを含有するものであるため、このような徐放カプセルを含有しないグリースを含ませた潤滑剤供給体を取り付けた場合と比較して、長期に渡り安定した潤滑状態が維持される。

また、この潤滑剤供給体２０Ｃは、支持体２の上面と側面に貫通孔２４を設けているため、この貫通孔２４からグリースを補給することで、潤滑剤供給体２０Ｃを取り外すことなく、潤滑剤保持体１に対するグリースの補給ができる。
なお、サイドシール２０Ｄと潤滑剤供給体２０Ｃとの間に、潤滑剤を含有する合成樹脂を潤滑剤供給体２０Ｃと略同じ形状に成形したものを配設してもよい。
また、ボールねじの場合には、潤滑剤供給体を、ナットの少なくとも一方の直動方向端部に設ける。

実施形態のリニアガイド（直動装置）を示す斜視図である。 図１のリニアガイド用の潤滑剤供給体を示す正面図（潤滑剤供給面を示す図）である。 図２のＡ−Ａ断面図である。 図２の潤滑剤供給体を構成する潤滑剤保持体の正面図である。 図２の潤滑剤供給体を構成する支持体の正面図である。 この実施形態の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。

符号の説明

１ 潤滑剤保持体
１０ 案内レール（案内部材）
１０Ａ，１１Ｂ ボール溝（転動面）
１０Ｃ 案内レールの上面
１１Ａ 案内レールの角部のボール溝に接触する半円状の凸部
１１Ｂ 案内レールの側面のボール溝に接触する半円状の凸部
１１Ｃ 案内レールの上面に接触する部分
２ 支持体
２０ スライダ（直動部材）
２０Ａ 本体
２０Ｂ エンドキャップ
２０Ｃ 潤滑剤供給体
２０Ｄ サイドシール
２１Ａ 案内レールの角部のボール溝に対向して配置される部分
２１Ｂ 案内レールの側面のボール溝に対向して配置される部分
２１Ｃ 案内レールの上面に対向して配置される部分
２２ 潤滑剤保持体を嵌める凹部
２３ ボルトを通す貫通穴
２４ 貫通孔
３ ボルト

Claims (4)

1. グリースを含ませたニードルフェルトからなる潤滑剤保持体と、この潤滑剤保持体を支持する支持体と、からなる潤滑剤供給体であって、
   前記グリースは、少なくとも基油がカプセル全量の１０質量％以上となる含有率で徐放カプセルに内包されたマイクロカプセルを、グリース全量の２〜９５質量％含有することを特徴とする潤滑剤供給体。
2. 前記徐放カプセルは、尿素、メラミン、およびベンゾグアナミンのうちの少なくとも一つとアルデヒドとの反応により合成した熱硬化性樹脂からなる膜である請求項１記載の潤滑剤供給体。
3. 前記支持体は、前記潤滑剤保持体を潤滑対象物に接触可能に保持し、潤滑対象物に対する取付部を有する請求項１または２記載の潤滑剤供給体。
4. 直線状に延びる案内部材と、この案内部材の外側に配置されて相対的に直線移動する直動部材と、両部材の対向する位置に設けた転動面で構成される軌道を負荷状態で転動する転動体と、前記軌道の終点から始点へ転動体を移動させる循環部と、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直動装置において、
   前記直動部材の少なくとも一方の直動方向端部に請求項１〜３のいずれか１項に記載の潤滑剤供給体を設けたことを特徴とする直動装置。

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