JP2013152020A - 直動案内装置 - Google Patents

Abstract

【課題】潤滑剤の使用量を低減し、加工コストも低減することができる直動案内装置を提供する。
【解決手段】直動案内装置１は、管路部材３０を収容する収容溝１３が転動体転動溝１１，２２に形成され、管路部材３０に複数設けられた潤滑剤供給孔３１から潤滑剤を転動路に供給することで、ボールＢと転動体転動溝１１，２２との潤滑を促進する。
【選択図】図２

Description

本発明は、直動案内装置に関し、特に、案内レールから潤滑剤が供給される直動案内装置に関する。

従来より、直動案内装置（リニアガイド）には、スライダの移動時の動作を円滑にし、ボール等の転動体が転動する際に発生する金属疲労を抑制するために、グリース等の潤滑剤を転動路に供給する構成が採用されている。
このような直動案内装置としては、スライダに組みつけられた循環部品に設けられた供給路から潤滑剤が供給される構造を採用した直動案内装置が挙げられる。しかし、かかる直動案内装置においては、前記供給路の密閉性が十分でないことにより、前記供給路から潤滑剤が漏れ出てしまったり、潤滑剤の供給口から潤滑剤が供給される循環路までの長さがそれぞれ違うことにより、供給される潤滑剤の量に差が出てしまったりするおそれがある。そのため、必要以上に潤滑剤を供給する必要があるだけでなく、余分な潤滑剤が直動案内装置の近傍の雰囲気を汚染するおそれがあった。

そこで、このような可能性を低減させるために、案内レールから潤滑剤が供給される直動案内装置が特許文献１に開示されている。この特許文献１に開示された直動案内装置は、トラックレールの下端と上端との間を貫通し且つ長手方向に複数個形成した潤滑油孔を、潤滑油供給源に連通するベースに形成した給油通路に連通し、潤滑油をトラックレールの上面から側面へと流動させ、トラックレールとスライダとの間を潤滑する構成をなしている。
一方、案内レールから潤滑剤が供給される直動案内装置として、特許文献２に開示された直動案内装置は、案内レールの端部に直列に設けられた給脂装置から給脂穴を介して上下の軌道溝に潤滑剤が供給される構成を採用している。

特開平０５−２８０５４０号公報 特開２００８−２６１４４２号公報

しかしながら、特許文献１に記載された直動案内装置においては、トラックレールの上面から多量の潤滑剤を流し、あふれ出させるようにして潤滑剤を供給するため、余分な潤滑剤が多くなってしまうという問題があった。
また、特許文献２に記載された直動案内装置においては、潤滑剤の供給路をレールの内部に設けるため、加工時のコストが必要以上に高くなってしまうことがあり、改善の余地があった。
そこで、本発明は上記の問題点に着目してなされたものであり、その目的は、潤滑剤の使用量を低減し、加工コストも低減することができる直動案内装置を提供することにある。

上記目的を達成するための請求項１に係る発明は、長手方向に延びる転動体転動溝を有する案内レールと、
該案内レールの前記転動体転動溝に対向する転動体転動溝を有し、これらの両転動体転動溝間に挿入された多数の転動体の転動を介して前記長手方向に沿って相対移動可能に前記案内レールに跨架されたスライダとを備えた直動案内装置であって、
潤滑剤を流通させる通路を構成し、該通路と外周面とを貫通する潤滑剤供給孔が長手方向に沿って複数設けられた管路部材と、
前記案内レールの前記長手方向に沿って前記転動体転動溝の底部に形成されると共に前記管路部材を収容する収容溝と、
該管路部材内に潤滑剤を供給する潤滑剤供給部とを有する潤滑剤供給装置が設けられたことを特徴としている。

また、請求項２に係る発明は、請求項１に記載の直動案内装置において、前記潤滑剤供給孔のそれぞれの径は、前記案内レールの端部から当該潤滑剤供給孔までの距離に応じて徐々に大きくされたことを特徴としている。
また、請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の直動案内装置において、前記潤滑剤供給装置は、前記スライダが前記案内レールの端部に到達したことを検知したことを契機として潤滑剤を前記管路部材に供給することを特徴としている。

また、請求項４に係る発明は、請求項１〜３の何れかに記載の直動案内装置において、前記潤滑剤が、潤滑油及びグリースの少なくとも何れかであることを特徴としている。
また、請求項５に係る発明は、請求項４に記載の直動案内装置において、前記グリースの混和ちょう度が４４５〜４７５であることを特徴としている。

本発明によれば、潤滑剤の使用量を低減し、加工コストも低減することができる直動案内装置を提供することができる。

本発明に係る直動案内装置の一実施形態における構成を示す斜視図である。 本発明に係る直動案内装置の一実施形態における構成を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は右側面図である。 本発明に係る直動案内装置の一実施形態における潤滑剤の供給態様を示す右側面図であり、（ａ）は潤滑剤を供給する前の状態を示し、（ｂ）は潤滑剤を供給するときの状態を示す。 本発明に係る直動案内装置の他の実施形態における構成を示す正面図である。

以下、本発明に係る直動案内装置の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明に係る直動案内装置の一実施形態における構成を示す斜視図である。また、図２は、本発明に係る直動案内装置の一実施形態における構成を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は右側面図である。また、図３は、本発明に係る直動案内装置の一実施形態における潤滑剤の供給態様を示す右側面図であり、（ａ）は潤滑剤を供給する前の状態を示し、（ｂ）は潤滑剤を供給するときの状態を示す。

（直動案内装置の構成）
図１及び図２（ａ），（ｂ）に示すように、本実施形態の直動案内装置１は、長手方向に延びる案内レール１０と、該案内レール１０上に長手方向に相対移動可能に跨架されたスライダ２０とを備える。また、図３（ａ），（ｂ）に示すように、案内レール１０の長手方向における端面１０ｃ側には、潤滑剤供給装置４０が設けられる。

＜案内レール＞
案内レール１０の上面１０ａには、案内レール１０を高さ方向に貫通する段付きボルト孔であるボルト挿通孔１２が、案内レール１０の長手方向（軸方向）に所定間隔で複数設けられている。このボルト挿通孔１２は、図示しない取付ボルトが挿通されると共に、機械装置の基台等に締結されることにより、案内レール１０を基台等に固定することができる。

また、案内レール１０の両側面には、それぞれ長手方向に延びる転動体転動溝１１が形成されている。転動体転動溝１１は、案内レール１０の両側にそれぞれ形成された２条の転動体転動溝１１ａ，１１ｂから構成されている。これらのうち、転動体転動溝（上部転動体転動溝）１１ａは、案内レール１０の上面１０ａと案内レール１０の側面１０ｂとが交差する角部に形成される。一方、転動体転動溝（下部転動体転動溝）１１ｂは、案内レール１０の側面１０ｂに形成される。

［収容溝］
また、上部転動体転動溝１１ａ及び下部転動体転動溝１１ｂのそれぞれの底部には、案内レール１０の長手方向に沿って収容溝１３が形成されている。この収容溝１３は、後述する管路部材３０を収容する溝として機能する。なお、収容溝１３の断面形状は、管路部材３０を収容する形状をなしていれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択されるが、例えば、矩形断面形状をなすことが好ましく、管路部材３０を保持する断面形状であることがより好ましい。また、収容溝１３は、上部転動体転動溝１１ａ及び下部転動体転動溝１１ｂの長手方向の全体に亘って形成されなくともよく、少なくとも、潤滑剤供給装置４０が設けられる、案内レール１０の長手方向における端面１０ｃから所定の距離に形成されればよい。この「所定距離」は、後述する管路部材３０が設置される際の長さ以上であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択される。

［管路部材］
収容溝１３には、中空部を有する管形状の管路部材３０が収容される。この管路部材３０は、一方の端部３０ａが開口し、他方の端部３０ｂが閉塞している。一方の端部３０ａには、後述する潤滑剤供給装置４０の潤滑剤供給路４３が連結されている。
また、管路部材３０には、中空部と外周面とを貫通する潤滑剤供給孔３１が長手方向に沿って複数設けられている。これら潤滑剤供給孔３１は、図２（ａ）に示すように、上部転動体転動溝１１ａ及び下部転動体転動溝１１ｂにおけるボールＢの中心に向かう向きに形成されている。すなわち、管路部材３０の内部は、一方の端部３０ａから潤滑剤供給孔３１を経て外部に潤滑剤を流通させる通路を構成している。

また、管路部材３０の長さは、後述するように、スライダ２０の端面２０ａが端面１０ｃに達する際に、スライダ２０の他方の端面２０ｂ（図２参照）の近傍に潤滑剤が供給できる程度に設定されることが好ましい。ここで、「管路部材３０の長さ」とは、一方の端部３０ａを案内レール１０の端面１０ｃに合わせるように管路部材３０を収容溝１３に設置した際の案内レール１０の長手方向における一方の端部３０ａから他方の端部３０ｂまでの長さである。

また、図２（ａ）に示すように、潤滑剤供給孔３１（例えば、円形孔）の内径をｒ、管路部材３０の内径をＲとしたとき、１／３≦ｒ／Ｒ≦１／２を満たすことが好ましい。ｒ／Ｒが１／３未満であると、潤滑不良となるおそれがあり、スライダ２０は焼付などの故障が発生するおそれがある。一方、ｒ／Ｒが１／２を超えると、スライダ２０から潤滑剤が漏れるおそれがあるため、周辺の環境に悪影響を与えるおそれがある。

ここで、管路部材３０には、チューブ、パイプ、ホース、継手などが挙げられる。
なお、管路部材３０の材料は、一方の端部３０ａから潤滑剤供給孔３１に潤滑剤を流通させる通路を構成する機能を損なわなければ、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択されるが、例えば、黄銅、青銅、炭素鋼、ステンレス、塩化ビニル、ニトリルゴム、アクリルゴムが好ましい。特に弾性係数が比較的大きい材料が好ましい。管路部材３０の材料として弾性係数が比較的大きい材料が採用されることにより、管路部材３０が収容溝１３に保持されやすくなり、潤滑剤が内部を流通した際にも管路部材３０の設置位置がずれることを防ぐことができるからである。

また、潤滑剤供給孔３１のそれぞれの径は、案内レール１０の端面１０ｃから当該潤滑剤供給孔３１までの距離に応じて徐々に（段階的に）大きくされることが好ましい。すなわち、案内レール１０の端面１０ｃに最も近い距離に配設された潤滑剤供給孔３１の径が最も小さく、案内レール１０の端面１０ｃから離れるに従って、各潤滑剤供給孔３１の径が大きくなっていくように各潤滑剤供給孔３１が設けられることが好ましい。潤滑剤供給孔３１の径が案内レール１０の端面１０ｃから離れるに従って大きくされることにより、端面１０ｃから遠距離に形成された潤滑剤供給孔３１から排出される潤滑剤の排出圧が低
下することを防ぐことができる。
このように、収容溝１３に管路部材３０が設置されることによって、潤滑剤供給路４３から一方の端部３０ａを介して供給された潤滑剤は、管路部材３０内を流通して、潤滑剤供給孔３１から排出され、転動体転動溝１１ａ，１１ｂに供給される。

＜スライダ＞
スライダ２０のスライダ本体２１には、その両袖部２１ａ，２１ａのそれぞれの内側面に、転動体転動溝１１に対向する転動体転動溝２２が形成されている。そして、これらの向き合った両転動体転動溝１１，２２の間には転動体の一例としての多数のボールＢが転動自在に装填され、これらのボールＢの転動を介してスライダ２０が案内レール１０上を長手方向に沿って相対移動できるようになっている。
この移動につれて、案内レール１０とスライダ２０との間に介在するボールＢは転動してスライダ２０の端部近傍に移動するが、スライダ２０を長手方向に継続して移動させていくためには、これらのボールＢを無限に循環させる必要がある。

このため、スライダ本体２１の袖部２１ａ内に長手方向に貫通する転動体通路Ｒを形成すると共に、スライダ本体２１の両端にそれぞれ略Ｕ字状のエンドキャップ２３を例えばねじ２６等の固定手段を介して固定し、このエンドキャップ２３に両転動体転動溝１１，２２間によって構成される転動路と転動体通路Ｒとを連通する半円弧状に湾曲した方向転換路２４を形成することにより、転動体無限循環軌道を形成している。
また、スライダ２０の長手方向の両端部には、かかる両端部に設けられたタップ孔２５に螺合するねじ２６によって、それぞれサイドシール２７が取り付けられている。

＜潤滑剤供給装置＞
案内レール１０には、その端部（端面）１０ｃと当接面４１ａとを当接させるようにして潤滑剤供給装置４０が設けられている。
潤滑剤供給装置４０は、図３に示すように、潤滑剤供給部４１の内部に、潤滑剤貯留部４２と、潤滑剤供給路４３と、シリンダ部４４と、ピストン部４５と、ニップル部４６とが形成されてなる。
潤滑剤貯留部４２は、潤滑剤を貯留する部材である。潤滑剤貯留部４２は、潤滑剤供給部４１の上面４１ｂに開口して潤滑剤を充填するニップル部４６に接続されている。

［潤滑剤］
ここで、上記潤滑剤としては、潤滑油、グリース、又はこれらの混合物が挙げられる。上記潤滑油としては、鉱油、合成油、動植物油等が挙げられる。また上記合成油としては、合成炭化水素油、エステル油、エーテル油、シリコーン油、フッ素油等が挙げられる。
また、上記グリースとしては、半流動状態（ゆるい）のものを用いることが好ましい。例えば、混和ちょう度が４４５〜４７５のグリースである。混和ちょう度を４４５〜４７５と規定するのは、潤滑油と同等に扱えるからである。

また、上記グリースを構成する増ちょう剤として、具体的には、金属石けん系増ちょう剤（リチウム石けん、ナトリウム石けん、バリウム石けん、カルシウム石けん、アルミニウム石けん等）、複合金属石けん系増ちょう剤（リチウムコンプレックス石けん、ナトリウムコンプレックス石けん、バリウムコンプレックス石けん、カルシウムコンプレックス石けん、アルミニウムコンプレックス石けん等）、ウレア系増ちょう剤（ジウレア、トリウレア、テトラウレア、ポリウレア等）、無機系増ちょう剤（ベントナイト等）、有機系増ちょう剤（ウレタン化合物、ウレア・ウレタン化合物、ナトリウムテレフタレート等）が挙げられる。

本実施形態では、混和ちょう度が４４５〜４７５である上記グリースを用いることにより、半流動状態であるため、潤滑油と同様に取り扱える利点があるだけでなく、潤滑油のみで用いた場合よりも効率的に潤滑効果を維持することができる。
潤滑剤供給路４３は、潤滑剤貯留部４２に連通して潤滑剤を管路部材３０に流通する部材である。すなわち、潤滑剤供給路４３は、一方の端部４３ａが潤滑剤貯留部４２に連通し、他方の端部４３ｂが案内レール１０に設けられた管路部材３０の数だけ分岐して潤滑剤供給部４１（潤滑剤供給装置４０）の当接面４１ａに開口している。

ここで、潤滑剤供給装置４０は、潤滑剤の流通を妨げないように、潤滑剤供給路４３と管路部材３０の一方の端部３０ａとが接続されていれば、その当接面４１ａが案内レール１０の端面１０ｃに当接されなくともよい。
シリンダ部４４は、潤滑剤貯留部４２に連通する空間であり、潤滑剤供給部４１のある端面に開口して外部と連通している。このシリンダ部４４とピストン部４５とによって画成される空間には、例えば乾燥空気等の気体が充填されている。

ピストン部４５は、シリンダ部４４の内周面に外周面が摺接するように設置される。このピストン部４５をシリンダ部４４に対して摺動させて、シリンダ部４４内に充填された気体を潤滑剤貯留部４２に流通させることにより、潤滑剤貯留部４２に貯留している潤滑剤を潤滑剤供給路４３に流通させることができる。

ここで、図３（ａ），（ｂ）に示すように、シリンダ部４４は、スライダ２０の長手方向（移動方向）の端面２０ａに対向する端面４１ｃに開口するように設置されることが好ましい。シリンダ部４４がこの向きに開口して設置されることで、かかるシリンダ部４４に摺動可能に設置されるピストン部４５は、スライダ２０の長手方向（移動方向）と平行する方向に移動可能に設置される。このとき、ピストン部４５の端面４５ａは、案内レール１０の端面１０ｃよりも案内レール１０に重畳するように突出して設けられる。

＜潤滑剤の供給方法＞
このような構成をなす本実施形態の直動案内装置１は、次のような動作によって潤滑剤を転動路に供給する。
すなわち、スライダ２０がストロークエンドに移動する際（スライダ２０の端面２０ａが端部（端面１０ｃ）に達する際）、スライダ２０の端面２０ａによってピストン部４５の操作側端面４５ａがスライダ２０の移動する向き（シリンダ部４４内の気体を圧縮する向き（図３（ｂ）の矢印の向き））に押される。なお、操作側端面４５ａは、ピストン部４５におけるシリンダ部４４内の気体に接する端面４５ｂとは反対側の端面である。これにより、ピストン４５がシリンダ部４４内の気体を圧縮して潤滑剤貯留部４２に貯留している潤滑剤が潤滑剤供給路４３に流通され、かかる潤滑剤は管路部材３０を介して潤滑剤供給孔３１から排出されて転動路に供給されて、ボールＢと転動体転動溝１１，２２との潤滑を促進する。

なお、シリンダ部４４は、スライダ２０の長手方向（移動方向）の端面２０ａに対向する端面４１ｃに開口するように設置されなくてもよい。その場合は、作業者の手動にてピストン部４５をシリンダ部４４内の気体を圧縮するように操作し、加圧空気によって潤滑剤が潤滑剤貯留部４２から転動路に供給される。

このようにして構成された本実施形態の直動案内装置１は、案内レール１０の長手方向に配設された複数の潤滑剤供給孔３１から潤滑剤が転動路に平均的に供給する態様としたので、余分な潤滑剤が多くなってしまうという問題を解消できる。また、本実施形態の直動案内装置１は、案内レール１０の表面に収容溝１３を形成して、この収容溝１３に潤滑剤を供給する管路部材３０を設置するようにしたので、加工時のコストを低減することができる。したがって、潤滑剤の使用量を低減し、加工コストも低減することができる直動案内装置を提供することができる。

（他の実施形態）
次に、本発明に係る直動案内装置の他の実施形態について図面を参照して説明する。なお、本実施形態は、保持器を用いる構成を採用したことが前述の実施形態と異なるだけであるので、上述の実施形態と同じ符号を付した同様の構成については説明を省略する。図４は、本実施形態の直動案内装置の構成を示す正面図である。
図４に示すように、本実施形態の直動案内装置１は、一例として、下部転動体転動溝１１ｂを転動するボールＢ，Ｂ間に保持器５０が設けられている。また、保持器５０を案内する案内溝１４が、案内レール１０の長手方向に沿って下部転動体転動溝１１ｂに設けられている。

さらに、本実施形態の直動案内装置１は、図４に示すように、下部転動体転動溝１１ｂにおいて、ボールＢの荷重が負荷されない側の転動面の一部を切り欠き、その部分に収容溝１３がそれぞれ設けられる。そして、このように設けられた各収容溝１３に管路部材３０がそれぞれ組み付けられる。なお、各管路部材３０は、潤滑剤供給孔３１が下部転動体転動溝１１ｂに対して潤滑剤を必要量供給される向きに設置されれば、前述の実施形態と同様に、潤滑剤供給孔３１がボールＢの中心に向かうように各収容溝１３に設置される必要はない。

ここで、本実施形態の直動案内装置１は、案内レール１０における管路部材３０の設置領域（案内レール１０の長手方向における収容溝１３の形成範囲）を、案内レール１０の端部側の所定範囲部分としている。この案内レール１０における管路部材３０の設置領域は、スライダ２０の通常のストローク領域に加えて、潤滑剤の供給のためだけに設けられる領域である。従って、案内レール１０における管路部材３０の設置領域においては、過荷重が負荷されて下部転動体転動溝１１ｂが転動体Ｂを支えるという状況は発生しない。

以上のように、本発明に係る直動案内装置について説明したが、本発明に係る直動案内装置は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能である。例えば、潤滑剤供給装置４０は、案内レール１０の長手方向における一方の端部（端面）だけに設けられるのではなく、両方の端部に複数設けられてもよい。

１ 直動案内装置
１０ 案内レール
１１ 転動体転動溝
１３ 収容溝
２０ スライダ
２２ 転動体転動溝
３０ 管路部材
３１ 潤滑剤供給孔
４０ 潤滑剤供給装置
４１ 潤滑剤供給部
４２ 潤滑剤貯留部
４３ 潤滑剤供給路
４４ シリンダ部
４５ ピストン部
Ｂ ボール（転動体）

Claims (5)

1. 長手方向に延びる転動体転動溝を有する案内レールと、
   該案内レールの前記転動体転動溝に対向する転動体転動溝を有し、これらの両転動体転動溝間に挿入された多数の転動体の転動を介して前記長手方向に沿って相対移動可能に前記案内レールに跨架されたスライダとを備えた直動案内装置であって、
   潤滑剤を流通させる通路を構成し、該通路と外周面とを貫通する潤滑剤供給孔が長手方向に沿って複数設けられた管路部材と、
   前記案内レールの前記長手方向に沿って前記転動体転動溝の底部に形成されると共に前記管路部材を収容する収容溝と、
   該管路部材内に潤滑剤を供給する潤滑剤供給部とを有する潤滑剤供給装置が設けられたことを特徴とする直動案内装置。
2. 前記潤滑剤供給孔のそれぞれの径は、前記案内レールの端部から当該潤滑剤供給孔までの距離に応じて徐々に大きくされたことを特徴とする請求項１に記載の直動案内装置。
3. 前記潤滑剤供給装置は、前記スライダが前記案内レールの端部に到達したことを検知したことを契機として潤滑剤を前記管路部材に供給することを特徴とする請求項１又は２に記載の直動案内装置。
4. 前記潤滑剤が、潤滑油及びグリースの少なくとも何れかであることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の直動案内装置。
5. 前記グリースの混和ちょう度が４４５〜４７５であることを特徴とする請求項４に記載の直動案内装置。

Images