JP4035241B2 - 潤滑装置を備えた直動案内ユニット - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は,各種ロボット,半導体製造装置,切削・研削機械等に適用される直動案内ユニットに関し,特に,摺動部分に潤滑剤を供給する潤滑装置を備えた直動案内ユニットに関する。
【0002】
【従来の技術】
近年,メカトロ技術の発展がめざましく,各種ロボット,半導体製造装置,検査装置,切削・研削機械等の各技術分野において,各種の機械や装置の往復動作が求められる部分には,高精度,高速化,小型化等の要求を満たすために直動案内ユニットが組み込まれている。直動案内ユニットにおいては,高精度や高速化等の性能向上に加えてメンテナンスフリーが重視されるようになっており,摺動部分に対しては,長期に渡って自己潤滑できることが要求されている。
【0003】
従来の直動案内ユニットの一例が,図14及び図15に示されている。図14は従来の直動案内ユニットの一部を破断して示す斜視図であり,図15は潤滑プレートを備えた直動案内ユニットの側面図である。図14に示す直動転がり案内ユニットは,軌道レール2と,軌道レール2に跨架した状態で載置されたスライダ1とから成る。軌道レール2の長手方向側面3には軌道溝4が形成されており,スライダ1は,軌道溝4を転走する転動体(図示せず)を介して軌道レール2上を摺動自在である。軌道レール2の長手方向上面14に開口するように軌道レール2に隔置して形成された取付け孔13にボルトを挿通し,そのボルトをベッド,機台,加工台等の取付けベース20に形成されたねじ穴(図示せず)に螺入することによって,軌道レール2が取付ベース20に固定される。スライダ1は,軌道レール2に対して相対移動可能なケーシング5,及びケーシング5の両端にそれぞれ取り付けたエンドキャップ6を有している。ケーシング5の上部には,他の機器,機械部品,チャック,把持装置等を取り付けるための取付穴19が形成されている。
【0004】
ケーシング5及びエンドキャップ6の各下面には,ケーシング5及びエンドキャップ6とが軌道レール2に跨がって移動するように凹部10が形成されている。凹部10には,軌道レール2の各軌道溝4と対向した位置に,それぞれ軌道溝9が形成されている。ケーシング5に組み込まれているボール等の転動体7が,対向する軌道溝4,9で構成される負荷軌道路を転走する。また,ケーシング5から転動体7が脱落するのを防止するために,保持バンド18が多数の転動体7を囲むようにケーシング5に取り付けられている。更に,スライダ1の下面に設けられた下面シール8が,軌道レール2とスライダ1との間をシールしている。
【0005】
エンドキャップ6には,軌道レール2の長手方向側面3に対応して,軌道レール2の軌道溝4から転動体7をすくう爪,及び転動体7の循環のために転動体7を方向転換させる方向転換路が形成されている。また,エンドキャップ6には,軌道レール2とスライダ1の長手方向両端部との間のシールを達成するエンドシール17が取り付けられている。エンドキャップ6は,複数の取付孔(図示せず)に貫通させた取付けボルト21等によりケーシング5の両端面に取り付けられる。軌道溝4,9で構成される軌道路,エンドキャップ6内に形成された方向転換路,及びケーシング5の内部に軌道溝9と平行して形成されたリターン通路孔12は,転動体7のための無限循環路を構成している。転動体7が軌道路において負荷された状態であっても,多数の転動体7が軌道溝4,9に対してころがり接触することにより,スライダ1は,軌道レール2に対してスムーズに相対移動することができる。
【0006】
図14に示すような直動案内ユニットの転動体7が転走する軌道路(軌道溝4,9)を潤滑する潤滑剤として,一般的には,グリース又は潤滑油が使用されている。潤滑剤がグリースの場合には,グリースは,エンドシール17を挿通してエンドキャップ6に取り付けられているグリースニップル11を通じて軌道路に供給される。潤滑油の場合には,潤滑油は,グリースニップル11の代わりに取り付けられた配管継ぎ手を通じて軌道路に供給される。
【0007】
軌道路の潤滑についてメンテナンスフリーを重視して,本出願人は,図15に示すように,潤滑剤を含有した潤滑剤含有部材を有する潤滑プレート15をスライダ1の端部に配設したものを提案している(特願平9−17680号(特開平10−205534号公報参照))。図15に示した直動案内ユニットにおいて,図14に示した直動案内ユニットに用いられているのと同等の構成要素及び部位には同じ符号が付されているので,それらの構成要素及び部位についての重複する説明を省略する。スライダ1のケーシング5には,エンドキャップ6,補強板としての間座16,潤滑剤を含有した潤滑剤含有部材を有する潤滑プレート15及びエンドシール17がこの順に重ね合わせた状態で取付けボルト21によって取り付けられている。間座16は,エンドキャップ6の外形に合わせたほぼコ字状の鋼板であり,軌道レール2とは非接触である。
【0008】
潤滑プレート15は,エンドキャップ6の外形に合わせたほぼコ字形状に形成されている。潤滑プレート15は,潤滑油が含浸された多孔質構造を有する焼結樹脂部材から構成した潤滑剤含有部材を含んでいる。潤滑プレート15の潤滑剤含有部材の内面には,軌道レール2の断面形状に合わせて軌道レール2の軌道溝4に摺接可能な凸部が形成されている。また,潤滑プレート15の潤滑剤含有部材の外周面を覆う弾性金属製のカバーのばね力によって,潤滑剤含有部材を軌道レール2の軌道溝4に押し付けることにより,潤滑剤含有部材が含有する潤滑剤を軌道レール2の軌道溝4に供給している。本出願人は,更に,特願平9−259441号,及び特願平9−270348号においても,別の構造を有する潤滑プレートを備えた直動案内ユニットを提案している。
【0009】
以上の提案の他に,スライダを多数の転動体を介して案内レールに沿って移動させるリニアガイド装置に,潤滑剤含有のゴム又は合成樹脂製のブロック体からなり潤滑剤溜まり装置を,スライダとは別に又はスライダやテーブルに連結部材を用いて固定した状態で,案内レール上に摺動自在に嵌合して配設し,潤滑剤溜まり装置によって潤滑剤を長期間に渡って恒常的に供給する直動案内軸受装置が開示されている(特開平9−126235号公報参照)。潤滑剤溜まり装置は,例えば,二つのスライダ間に配置される。スライダに交互に押される潤滑剤溜まり装置は,案内レール上を摺動し,多量に含有する潤滑剤を徐々に滲み出して案内レールに供給し,リニアガイド装置の転動体の潤滑を行っている。
【0010】
更に,案内軸の表面に潤滑油を塗布するためにスライド部材に装着される潤滑油供給部材を,ケーシング内に収容され潤滑油を塗布する潤滑油塗布体と,ケーシング内において潤滑油塗布体と隣接して設けられ潤滑油を保持すると共に潤滑油を潤滑油塗布体に供給する潤滑油貯蔵体と,潤滑油貯蔵体から潤滑油塗布体に供給される潤滑油量を制御する油量調整膜のような制御手段とから構成した潤滑油供給装置を開示したものがある(特開平10−184683号公報参照)。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
図15に示す直動転がり案内ユニットでは,潤滑プレートにおける潤滑剤含有部材が軌道レールの軌道溝に潤滑剤を供給して自己潤滑しているので,潤滑剤の供給が続けられる間,軌道レール2の軌道溝4及びスライダ1の軌道溝9とからなる軌道路の潤滑についてメンテナンスフリーが得られるという利点がある。潤滑剤が消費されると,潤滑プレートの潤滑剤含有部材に潤滑剤を補給することにより,更に次の潤滑剤の供給期間を延ばすことも可能である。しかしながら,近年では,直動案内ユニットの使用範囲も多種広範囲にわたり,給油困難な環境下でも使用される傾向にあり,潤滑剤の補給を行うことなく,潤滑について一層長期化されたメンテナンスフリーが得られる直動案内ユニットが要望されている。
【0012】
潤滑剤の供給期間を長期化するには,潤滑プレートの大型化が考えられるが,潤滑プレートを二重又は三重に配設することは,潤滑装置が大型化すると共にコストを上昇させる。そこで,潤滑剤を収容する部分と潤滑剤を軌道レールに供給する部分とを一つのケースにコンパクトに構成することが可能となれば,潤滑装置を小型化しつつ保有する潤滑剤の量を最大限にし,潤滑のためのメンテナンスフリーの期間を長期化することが可能となるという課題がある。
【0013】
【課題を解決するための手段】
この発明の目的は,上記課題を解決することであり,潤滑剤を収容する部分と,潤滑剤を軌道レールに供給する部分とをそれらの機能を維持しつつケースに一体化してコンパクトに構成し,そのように構成された潤滑装置を直動案内ユニットに組み込むことによって,潤滑のためのメンテナンスフリーの期間を長期化し,潤滑装置をスライダに取り付けても大型化することがなく,既存の直動案内ユニットの仕様の変更を最小限に抑えることが可能な潤滑装置を備えた直動案内ユニットを提供することである。
【0014】
この発明は,長手方向側面に軌道溝が形成された軌道レール,前記軌道溝と対向する軌道溝が形成され且つ前記軌道レール上を相対摺動するスライダ,及び前記両軌道溝を潤滑する潤滑装置を具備する直動案内ユニットにおいて,
前記潤滑装置は,前記軌道レールを跨いだ状態に配設され且つ内部に潤滑剤を収容した収容室が形成されたケース,及び前記収容室を塞ぐ状態で前記ケースに装着されると共に前記軌道レールの前記軌道溝に摺接する潤滑剤含有部材を有する潤滑プレートから成り, 前記潤滑プレートは,前記潤滑剤含有部材に含有される潤滑剤を前記軌道レールの前記軌道溝に供給することにより前記軌道溝を潤滑し,前記収容室に収容された前記潤滑剤は前記潤滑剤含有部材に補給され
前記スライダの摺動前後方向における前記ケースの一端は,前記収容室と接続する開口部となっており,前記収容室は,前記開口部に装着される前記潤滑プレートによって塞がれており,前記開口部と前記収容室との間には前記開口部よりも前記収容室を小さくする段差部が設けられており,前記開口部と前記段差部とは,前記潤滑プレートが嵌合するインロー構造を構成しており,
前記ケースは,合成樹脂から製作されており,前記潤滑プレートは,多孔質の潤滑剤含有部材であり,前記潤滑剤含有部材は,超高分子量の合成樹脂微粒子を所定の金型に充填して加熱成形して作製された多孔質の焼結樹脂部材であり前記潤滑剤含有部材は,前記ケースの前記開口部に形成された切欠きを通して突出して前記軌道レールの前記軌道溝に摺接する凸部を備えていることを特徴とする潤滑装置を備えた直動案内ユニットに関する。
【0015】
このように構成された直動案内ユニットにおいては,ケースに装着される潤滑プレートは,潤滑剤を収容する収容室を塞ぐ働きをすると共に,ケース内に収容された潤滑剤と直接に接触して潤滑剤の補給を受けて軌道レールの軌道溝と摺接して潤滑剤を軌道レールの軌道溝に供給する働きもしている。スライダが,長手方向側面に軌道溝が形成された軌道レール上を相対摺動すると,潤滑装置の潤滑プレートも軌道レールの軌道溝を摺動し,軌道レールの軌道溝に潤滑剤を供給する。軌道溝に供給された潤滑剤は,スライダの軌道溝にも移り,両軌道溝を潤滑する。潤滑プレートの潤滑剤含有部材に含有されている潤滑剤は,直動案内ユニットの使用に伴って消費されていくが,ケース内に蓄えられた潤滑剤が潤滑剤含有部材に補給される。潤滑剤含有部材に予め含有されている潤滑剤とケース内に蓄えられた潤滑剤とが消費されるまで,潤滑剤の供給が継続される。
【0016】
滑プレートが,ケースに形成されている開口部に装着されることにより収容室が塞がれており,収容室の内部に蓄えられた潤滑剤は,潤滑プレートを介して軌道溝に供給される以外は,ケースからの漏出が防止される。ケースの一端部が開口部と段差部とでインロー構造に構成されていると,潤滑プレートは開口部内に嵌合された状態では外面に凹凸を生じることがない面一状態となり,潤滑装置の外形が簡素に且つコンパクトになる。
【0017】
前記ケースの前記収容室は,前記軌道レールの前記各軌道溝に対応して前記スライダの摺動方向左右の側に二分割されている。分割された前記各収容室は,前記ケースの摺動方向左右の中央面について実質的に対称形に形成されている。前記ケースは,製作上成形性及びコストの観点から,合成樹脂で製作される。ケースに例えば中央壁を設けることで,ケースの内部を分割して,潤滑剤を収容する二つの収容室が形成される。直動案内ユニットの設置姿勢が横向きであっても,収容室を分割しておくことにより,軌道レールの各軌道溝に対して潤滑プレートから潤滑剤を確実に供給することが可能となる。二分割された収容室に潤滑剤保有材を装填する場合には,潤滑剤保有材は同じ形状・構造となり,潤滑剤保有材の製造コストが低減される。
【0018】
前記潤滑プレートは,多孔質の潤滑剤含有部材であり,前記潤滑剤含有部材を補強するため前記収容室とは反対側において固着される芯金を備えているので,前記潤滑剤含有部材は,前記芯金に設けられた突刺し爪を前記潤滑剤含有部材に突き刺すことにより,又は前記芯金を接着剤によって前記潤滑剤含有部材に貼着することにより,前記芯金に固着される。
【0019】
前記潤滑剤含有部材は,前記ケースの前記開口部に形成された切欠きを通して突出して前記軌道レールの前記軌道溝に摺接する凸部を備えている。
【0020】
前記ケースの前記収容室内において,前記潤滑剤は,流動状態又は潤滑剤保有材に含有された状態で収容されている。前記収容室内に収容されている前記潤滑剤は,グリース又は潤滑油である。また,前記収容室内に流動状態に収容されている前記潤滑剤は,樹脂パウダ,金属パウダ又はフェルトが混入されている潤滑油である。
【0021】
前記潤滑装置は,前記スライダ又は前記スライダに固定されて前記スライダと共に移動する取付体に取り付けられている。前記スライダは,前記軌道レールの前記軌道溝に対向する前記軌道溝を備えたケーシング,前記軌道溝間を転走する転動体,前記ケーシングの両端面にそれぞれ固定されたエンドキャップ及びエンドシールを具備した既知の構造を有しており,前記潤滑装置は,前記エンドキャップと前記エンドシールとの間に挟まれた状態で取り付けられている。潤滑装置は軌道レールと相対摺動するときに,潤滑用含有部材が軌道レールの軌道溝に潤滑剤を供給するので,潤滑装置はスライダに直接取り付けてもよく,或いはスライダに固定されてスライダと共に移動する取付体に取り付けてもよい。また,前記エンドシールは前記ケースの他方の端部を閉鎖する閉鎖部材を兼用することも可能である。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下,図面を参照して,この発明による直動転がり案内ユニットの実施例を説明する。図1はこの発明による潤滑装置を備えた直動案内ユニットの第1実施例を示す側面図,図2は図1に示した直動案内ユニットの平面図,図3は図1及び図2に示した直動案内ユニットの矢視Aの方向から見た正面図,図4は図1に示す直動案内ユニットに組み込まれた潤滑装置を示す分解斜視図,図5は図4に示した潤滑装置を構成するケースの斜視図である。図1〜図5に示したこの発明の第1実施例において,図14及び図15に示した従来の直動転がり案内ユニットと同一の構造及び機能を有する構成要素には同一の符号を付している。
【0023】
図1〜図3に第1実施例として示す潤滑装置を備えた直動案内ユニットは,後述する潤滑装置25以外は,図14に示した従来の直動案内ユニットの構造と同様な構造を有している。即ち,この潤滑装置を備えた直動案内ユニットは,一対の長手方向側面3に軌道溝4を形成した軌道レール2と,軌道レール2上を跨架して摺動可能に装着されたスライダ1とから構成されている。軌道レール2は,一対の長手方向側面3に断面円弧状に凹状となった軌道溝4を有している。スライダ1は,軌道レール2に対して相対摺動可能なケーシング5,及びケーシング5の摺動方向即ち長手方向両端にそれぞれ取り付けられたエンドキャップ6を備えている。スライダ1及び軌道レール2には,図14に示した従来のものと同様に,取付けベース20,又は搭載装置を固定するための取付けボルト(図示せず)が挿通される取付け孔19,13が形成されている。
【0024】
ケーシング5及びエンドキャップ6は,図14に示した従来のスライダ1と同様の内部構造を有している。即ち,ケーシング5には,各軌道溝4に対向する位置に軌道溝(図14の符号9を参照)が形成されており,対向する軌道溝4,9から成る負荷域を相対移動可能に転走する多数の転動体(図14の符号7を参照)が設けられている。また,ケーシング5には,図14に示した従来のスライダ1と同様,転動体7の脱落防止用の保持バンド(図14の符号18を参照),転動体を戻すために軌道溝9と平行に形成されたリターン通路孔(図14の符号12を参照)が形成されている。エンドキャップ6には,負荷域を走行する転動体7の転走方向を変換する方向転換路が形成されており,多数の転動体7は,負荷域,方向転換路及びリターン通路孔から成る無限循環路内を無限循環する。スライダ1は,対向する軌道溝4,9から成る負荷域を多数の転動体が転走することにより軌道レール2上を滑らかに摺動自在に相対運動をすることができる。また,ケーシング5及びエンドキャップ6と軌道レール2の長手方向側面3との間の隙間をシールするため,ケーシング5及びエンドキャップ6の下面には下面シール(図14の符号8を参照)が取り付けられている。
【0025】
図1及び図2に示すように,グリースニップル11が取り付けられている側においては,エンドキャップ6の端面に間座16を介して芯金付きの潤滑プレート15が配設されている。スライダ1の内側に塵埃が侵入するのを防止するため,潤滑プレート15の端面に取り付けられたエンドシール17が,軌道レール2上を相対摺動する。エンドシール17は,軌道レール2とスライダ1との間の長手方向のシールを達成する。潤滑プレート15とエンドシール17とは,エンドシール17,潤滑プレート15及びエンドキャップ6に形成された取付け孔(図示せず)に貫通させた取付けボルト21をケーシング5のねじ孔に螺入することにより,エンドキャップ6と共に取付けボルト21のボルト頭部に押さえられて,ケーシング5に取り付けられる。間座16は,取付けボルト21で締め付けた時に,エンドキャップ6及び潤滑プレート15に変形を生じさせないように,鋼板の薄板から形成されている。
【0026】
潤滑プレート15は,軌道レール2の軌道溝4に摺接して軌道溝4を潤滑する。潤滑プレート15は,多孔質構造を有する焼結樹脂部材とこの焼結樹脂部材の多孔質構造の多孔部に含浸された潤滑油から構成されている。潤滑プレート15は,その内周面が少なくとも軌道レール2の軌道溝4に摺接するように内方に突出した凸部(図示せず)を備えており,スライダ1が軌道レール2に対して相対運動をするに伴って潤滑プレート15が軌道溝4に摺接するとき,焼結樹脂部材に含浸された潤滑剤(又は潤滑油)が軌道溝4に常に供給される。潤滑プレート15の詳細については,本出願人による特開平10−205534号公報に開示されているので,これ以上の詳細を省略する。
【0027】
この実施例においては,上記の構成において,グリースニップル11が取り付けられていない側のエンドキャップ6の端面に,軌道レール2の軌道溝4を長期に渡って自己潤滑するための潤滑装置25を配設したことに特徴を有している。潤滑装置25は,エンドキャップ6の端面との間に間座23及び間座24を挟んだ状態で,エンドキャップ6に取り付けられている。
【0028】
エンドキャップ6をケーシング5に取り付けるため間座23がエンドキャップ6の端面に配置されており,エンドキャップ6は,取付けボルト22をケーシング5に螺入することによって間座23とケーシング5との間に挟み付けて取り付けられている。間座23には,別の間座24が添設される。間座23には間座24を取り付けるためのねじ穴(図示せず)が形成されており,間座24は,間座23に対して取付けねじ(図示せず)によって取り付けられている。潤滑装置25は,エンドシール17と共に,取付けボルト26によって間座24に設けられた取付け用のねじ穴にねじ込むことによって取り付けられている。エンドシール17は,グリースニップル11側のエンドシール17と同様に,潤滑装置25の端面に配置され且つ軌道レール2上を相対摺動して,スライダ1の内側に塵埃が侵入するのを防止している。
【0029】
図4の分解斜視図に示すように,潤滑装置25は,潤滑剤を収容するケース27と,ケース27の一端側,即ち,エンドキャップ6側に形成された開口部31を閉鎖する潤滑プレート40とから構成されている。潤滑プレート40は,潤滑剤を含浸した潤滑剤含有部材でなる潤滑プレート本体41と,潤滑プレート本体41を補強するため潤滑プレート本体41に固着される芯金42とから構成されている。
【0030】
ケース27は,図5の斜視図に示すように,軌道レール2と直交する平面で切断した断面で見ると,周壁28で囲まれた全体として門形に形成されている。ケース27は,成形性やコストの観点から合成樹脂で製作するのが好ましい。ケース27の中央には,周壁28を繋ぐ中央壁29が形成されている。また,ケース27には軌道レール2が嵌まり込む凹部30が形成されており,潤滑装置25が軌道レール2に組み付けられたときにはケース27は軌道レール2を跨ぐ状態となる。ケース27のエンドキャップ6側には,潤滑プレート40が嵌合可能な開口部31が形成されている。ケース27の内部には,開口部31に対して段部32によって一回り断面積が小さくなった収容室33が形成されている。収容室33は,中央壁29によって,軌道レール2の各軌道溝4に対応して,スライダ1の摺動方向で見て左右の側に一対の独立した収容室33R,33Lに二分割されている。開口部31の周囲を定める壁部のうち,軌道レール2の軌道溝4に対向する部分は,切欠き部34となっている。
【0031】
収容室33R,33Lは,中央壁29によって,ケース27の摺動方向で見て左右の中央面,即ち,ケース27の長手方向中央線を含み且つケース27を左右に二分する面に対して実質的に対称形に形成されている。収容室33は,ケース27を軸方向に貫通せずに端壁で閉じられていてもよいが,ケース27を軸方向に貫通して形成してもよい。貫通して形成された収容室33は,ケース27の他端にエンドシール17を取り付けたときに,エンドシール17が端壁となって閉鎖される。各収容室33には,潤滑剤である潤滑油又はグリースが直接に収容される。収容室33を収容室33R,33Lに二分割するのは,直動案内ユニットが横向き状態で使用されて軌道レール2の軌道溝4,4が上下方向になったときでも,潤滑プレート本体41に潤滑剤を含浸させ,軌道レール2の各軌道溝4に潤滑剤を供給することができるように潤滑剤を偏りなく供給するためである。
【0032】
ケーシング5の長手方向一側において,潤滑装置25を間座24に取り付けるために,潤滑装置25を構成するケース27の四隅には肉厚隅部35が形成されており,各肉厚隅部35には取付けボルト26を挿通するための貫通した取付け孔36が形成されている。潤滑装置25の取付け孔36に対応して,ケース27を両側から挟み込むエンドシール17と潤滑プレート40の芯金42とにそれぞれ取付け孔38,58が形成されている。また,エンドシール17は,グリースニップル11が設けられる側のエンドシール17と部品の共通化が行われているので,エンドシール17にはグリースニップル挿通孔39が形成されている。エンドシール17の取付け孔38,ケース27の取付け孔36,及び潤滑プレート40の芯金42の取付け孔58をこの順で挿通する取付けボルト26を,間座24のボルト穴(図示せず)に螺入することにより,潤滑装置25は,エンドキャップ6とエンドシール17とで挟持された状態で,間座24,23を介してスライダ1に取り付けられる。なお,四隅の肉厚隅部35の取付け孔36には,強度上必要であれば,取付けボルト26が挿通して締め付け力を間座24に伝達するカラー49(図7参照)を嵌挿させておくことができる。
【0033】
ケース27の開口部31は,潤滑プレート40によって塞がれている。即ち,潤滑プレート40の潤滑プレート本体41は開口部31の輪郭形状と略同じ形状を有しており,開口部31の端面から潤滑プレート本体41の厚さに実質的に等しい深さの位置に段部32が形成されており,開口部31はインロー(段付き部)構造となっている。潤滑プレート本体41が開口部31に嵌挿されて潤滑プレート本体41の裏面側が段部32に当接した状態では,潤滑プレート本体41は開口部31を埋め且つ潤滑プレート本体41の表面側はケース27の端面と面一になり,芯金42がケース27の端部を覆った状態で取り付けられる。このように構成された直動案内ユニットにおいては,潤滑プレート40は,ケース27には潤滑剤を収容する収容室33を塞ぐ状態に装着され,潤滑プレート本体41は収容室33内に収容された潤滑剤と直接に接触して潤滑剤の補給を受ける。スライダ1が,軌道レール2上を相対摺動すると,潤滑プレート本体41は,軌道レール2の軌道溝4と摺接して潤滑剤を軌道溝4に供給する。軌道溝4に供給された潤滑剤は,スライダ1の軌道溝9にも移り,両軌道溝4,9,及び軌道溝4,9間を転動する転動体を潤滑する。潤滑プレート40の潤滑プレート本体41に含有されている潤滑剤は,直動案内ユニットの使用に伴って消費されていくが,ケース27内に蓄えられた潤滑剤が潤滑プレート本体41に補給される。潤滑プレート本体41に予め含有されている潤滑剤とケース27内に蓄えられた潤滑剤とが消費されるまで,潤滑剤の供給が継続される。
【0034】
この発明による潤滑装置を備えた直動案内ユニットの第2実施例が図6及び図7に示されている。図6は,この発明による潤滑装置を備えた直動案内ユニットに用いられる潤滑装置の第2実施例を示す分解斜視図であり,図7は図6において矢視Bの方向から見た潤滑装置の正面図である。図1〜図5に示す潤滑装置の構成要素及び部位と同等の要素及び部位には同じ符号を付して重複する説明を省略する。
【0035】
この実施例における潤滑プレートは,潤滑剤含有部材である潤滑プレート本体41のみから成り,芯金は用いられていない。潤滑プレート本体41は,一対の袖部43,43と両袖部43を連結するブリッジ部44から成る。各袖部43は,開口部31の周囲を定める壁部に形成されている切欠き部34から,軌道レール2の軌道溝4に向かって突出する凸部45を備えている。凸部45の突周面47は,潤滑装置25Aをスライダ1に組み立てて,軌道レール2に装着したとき,軌道レール2の軌道溝4に摺接して,潤滑プレート本体41に含浸された潤滑剤を軌道溝4に供給して軌道溝4を潤滑する。潤滑プレート本体41の詳細な構造は,第1実施例における潤滑プレート本体41にも,勿論,適用することができる。このように構成された直動案内ユニットの潤滑装置25Aでは,第1の実施例と同様に,潤滑プレート本体41は,収容室33を塞ぐ状態にケース27に装着され,収容室33内に収容された潤滑剤と直接に接触して潤滑剤の補給を受ける。スライダ1が軌道レール2上を相対摺動するとき,潤滑プレート本体41は,軌道溝4と摺接して潤滑剤を軌道溝4に供給し,潤滑剤はスライダ1の軌道溝9にも移り,両軌道溝4,9間を転動する転動体を潤滑する。潤滑プレート40の潤滑プレート本体41に含有されている潤滑剤は,軌道溝4への供給に伴って消費されていくが,収容室33から補給された潤滑剤と潤滑プレート本体41に予め含有されている潤滑剤とが消費されるまで,潤滑剤の供給が継続される。
【0036】
潤滑プレート本体41は,グリースニップル11が設けられる側に配設されている潤滑プレート15に用いられる潤滑プレート本体と部品が共通化されているので,潤滑プレート本体41のブリッジ部44にはグリースニップル用の切欠き部46が形成されている。潤滑装置25Aにおいてはグリースニップルを使用していないので,切欠き部46は使用されていないが,ケース27の中央壁29が切欠き部46を閉鎖して,収容室33内の潤滑剤が漏れるのを防止している。また,潤滑プレート本体41の四隅には,肉厚隅部35との干渉を回避するため,凹円弧状に切欠き部48が形成されている。
【0037】
図8〜図10には,第1実施例としての直動案内ユニットに用いられる潤滑装置25の潤滑プレート40を構成する芯金42の詳細が図示されている。図8は潤滑プレート40に用いられる芯金の一例を示す正面図,図9は図8に示した芯金の側面図,図10は図8に示した芯金の矢視C−Cで見た断面図である。図9及び図10において,潤滑プレート本体41は想像線で示されている。潤滑プレート40の芯金42は,ケース27の開口部31に装着された潤滑プレート本体41の端面と,開口部31の周囲において潤滑プレート本体41の端面と面一となる周壁28の壁端面28aとを連続的に覆う形状を有している。芯金42は金属薄板から製作されており,潤滑プレート本体41の袖部43及びブリッジ部44にそれぞれ対応した袖部53,ブリッジ部54を備えている。
【0038】
芯金42の各袖部53には打抜き孔51が形成されており,芯金42の一部を先端が尖った突起部として又はやじり状にして残し,残された芯金42の一部を潤滑プレート本体41が固着される側に折り曲げて突刺し爪52として起立させられている。潤滑プレート本体41である焼結樹脂部材に突刺し爪52を突き刺すことは容易であり,突刺し爪52を焼結樹脂部材に突き刺した状態で潤滑剤を含浸させること,又は突き刺す前に焼結樹脂部材に潤滑剤を含浸させることにより,潤滑プレート本体41が芯金42に固着された潤滑プレート40を容易に製作することができる。即ち,潤滑プレート本体41は突刺し爪52によって固着された芯金42と共にケース27の開口部31に装着してもよく,また,潤滑プレート本体41のみをケース27の開口部31に装着した後に,芯金42を潤滑プレート本体41に押し付けて突刺し爪52を潤滑プレート本体41に突き刺すことにより芯金42を潤滑プレート本体41に固着してもよい。なお,突刺し爪52は,打抜き孔51を形成することなく,直接に芯金42の一部を切り起こして形成してもよい。また,突刺し爪52は,切り起こす以外に,ピンを立てることによって形成してもよい。
【0039】
芯金42の各袖部53には,潤滑プレート本体41の突部45に対応して,軌道レール2の軌道溝4と接触しないように突部45よりも一回り小さい突出部55が形成されており,潤滑プレート本体41の突部45を支え且つ保護している。突出部55の先端部には,軌道レール2の軌道溝4の溝底4a(図7参照)に向かって溝底4aとは非接触となるように延びる突起部57が形成されている。また,芯金42には,ケース27の取付け孔36に整合した四隅の位置に,取付けボルト26が挿通する取付け孔58が形成されている。芯金42も,潤滑プレート15を構成する芯金と部品が共通化されているので,芯金42のブリッジ部54には,潤滑プレート本体41に形成されたグリースニップル用切欠き部46に対応した位置に,グリースニップル用挿通孔56が形成されている(潤滑装置25側で用いるときには,グリースニップル用挿通孔56として使用されることはない)。
【0040】
潤滑プレート本体41と芯金42とを接着によって固着することにより,潤滑プレート40を構成することができる。図11及び図12は,それぞれ,潤滑プレート本体と芯金とを接着によって固着した潤滑プレートの一例を示す正面図及び側面図である。潤滑プレート本体41が超高分子量のポリエチレン樹脂を焼結した焼結樹脂部材から形成されているので,芯金42が金属製であっても,エポキシ系等接着剤等の接着剤59によって容易に芯金に接着することができる。なお,潤滑剤は,焼結樹脂部材を接着剤59で芯金42に接着した後に含浸させるのが好ましい。潤滑プレート本体41の接着剤59による芯金42への固着は,図示の例では,全面において行われているが,少なくとも,潤滑プレート本体41の軌道溝4に対して摺接する凸部45の近傍において行われればよい。潤滑プレート本体41が凸部45の近傍において剛性の高い芯金42に固着されているので,潤滑プレート本体41に変形を生じさせるような大きな外力が加わったときでも,芯金42は,凸部45の変形を抑制して軌道溝4に対する摺接面の精度を維持する。その結果,潤滑プレート本体41の凸部45が過度に軌道溝4に押し付けられることもなく,且つ軌道溝4から大きく離れることもないので,軌道溝4との摺動抵抗が大きくなることもなく且つ軌道溝4に対して充分な潤滑を供給し続けることができる。
【0041】
この発明による潤滑装置を備えた直動案内ユニットに用いられる潤滑装置の第3実施例が,図13に示されている。図13は,組み立て途上にある潤滑装置の第3実施例を示す斜視図である。図13に示す潤滑装置65においては,第1実施例に備わるケース(例えば,図5に示すケース)と同様の構造を有しているので,同じ部位には同じ符号を付して,重複する説明を省略する。潤滑装置65を構成するケース27の一対の収容室33R,33L内には,潤滑剤を保有する材料から製作された潤滑剤保有材66が装填されている。潤滑剤保有材66の断面形状は,収容室33R,33Lの断面形状と略同じに形成されている。潤滑剤保有材66をケース27の長手方向に挿入することにより,各収容室33R,33Lに装填することができる。
【0042】
潤滑剤保有材66は,スライダ1の速い往復などの摺動,直動案内ユニットの取付け位置などに影響されずに潤滑剤の供給切れを生じることなく,一定の潤滑剤の供給をするためのものである。したがって,潤滑剤保有材66は,超高分子量でなる樹脂パウダ,高分子弾性多孔質体,高分子材料でなる多孔体の焼結樹脂,フェルト部材,ウレタンフォーム部材等から製作される。潤滑プレート40は,第1実施例の場合と同様に,ケース27の開口部31を閉鎖するようにケース27に取り付けられる。開口部31に装着された潤滑プレート本体41は,ケース27の各収容室33に収容された潤滑剤保有材66と接触し,潤滑剤保有材66から潤滑剤の補給を受ける。潤滑プレート本体41の凸部45が軌道レール2の軌道溝4に摺接して潤滑剤を軌道溝4に供給すると,軌道溝4への潤滑剤供給量に応じて,潤滑剤保有材66に大量に含有される潤滑剤の一部が潤滑プレート本体41に補給される。したがって,潤滑プレート40は,潤滑剤保有材66が含有する潤滑剤をすべて供給し終わるまで,軌道レール2の軌道溝4に潤滑剤を長期に渡ってメンテナンスフリーで供給することができる。
【0043】
ケース27の収容室33内に収容される潤滑剤は,単独の潤滑剤が封入されるか,或いは潤滑剤と補助材との混合物が封入される。単独の潤滑剤としては,潤滑油,又はグリースが挙げられ,これらの潤滑剤は収容室33内に流動状態に収容される。潤滑油の場合,流動性を調節するため,樹脂パウダ,金属パウダ又はフェルトを混入することができる。グリースを用いる場合,潤滑プレート本体41に導かれるためには,粘度が高いものは好ましくなく,稠度番号1番の粘度のもの,例えば,リチウム系グリースが一般的である。
【0044】
潤滑プレート本体41は,多孔体の構造を有する焼結樹脂部材(高分子焼結多孔体)を用いて形成されている。焼結樹脂部材は,超高分子量ポリエチレン樹脂の微粒子,例えば,細粒径が30μm,粗粒径が250〜300μmなどのいずれかの粉末を,所定の成形型に充填し,加圧加熱成形して作製したオープンポアから成る多孔質の焼結樹脂部材である。多孔質構造の焼結樹脂部材は,多孔部に潤滑油が含浸され,徐々に且つ滑らかに滲み出す機能を有している。また,焼結樹脂は,合成樹脂の微粒子を加圧加熱成形して作製されるので,成形性が良く,耐摩耗性にも優れており,且つ安価に製作することが可能である。焼結樹脂部材の一例として,スペイシーケミカル株式会社製の高分子焼結多孔質体であるスペイシー(登録商標)を挙げることができる。潤滑プレート本体41の多孔質の焼結樹脂部材の空間率は,例えば,40〜50%のものを使用できる。なお,潤滑プレート15を構成する焼結樹脂部材も,潤滑プレート本体41と同様の超高分子量のポリエチレン等の微粒子を加圧加熱成形して製作されている。
【0045】
また,潤滑プレート本体41は,多孔質の焼結樹脂部材を,潤滑油であるタービン油に浸漬し,潤滑油を多孔部に含浸させることによって製作される。例えば,潤滑プレート本体41を30分間浸漬することによって,潤滑油の含有率を41wt%,潤滑油の含有量を2cc程度に調整することができる。潤滑油の含有率は,スライダ1の使用条件等に対応して調整することができる。上記の材質以外にも,潤滑プレート本体41を構成する潤滑油と焼結樹脂部材とは互いに適合するような材質を選定できるので,その取り扱い,仕様変更も簡単にできる。更に,潤滑プレート本体41を構成する焼結樹脂部材は,高精度に簡単に成形することができ,例えば,±0.025mm程度の加工精度を確保でき,精密機械に組み込まれる直動案内ユニットとしては極めて最適な部品として提供できる。
【0046】
潤滑装置25,25A又は65を取り付けたスライダ1が,軌道レール2に組み込まれたとき,ケース27から露出する潤滑プレート本体41の突部45は,軌道レール2の軌道溝4に接触する。軌道溝4は軌道レール2の長手方向側面3に断面円弧状の溝として形成されているので,芯金42の突起部57は,軌道溝4とは接触しないが,軌道溝4の溝底4aに入り込む。このように構成された直動案内ユニットにおいて,スライダ1が軌道レール2上を相対運動すると,ケース27の収容室33に封入された潤滑剤であるグリース,或いは潤滑油及び潤滑剤保有剤に含まれる油分は,潤滑プレート本体41との接触を通じて潤滑プレート本体41に逐次供給され,潤滑プレート本体41に含有される潤滑剤は突部45を通じて軌道レール2の軌道溝4に常時且つ僅かずつ供給される。軌道溝4に塗布された潤滑剤は,更には,スライダ1の一群の転動体7及びスライダ1の軌道溝9にも広がって行き,転動体7の転走をスムーズにし,その結果スライダ1の軌道レール2に対する摺動をスムーズにする。
【0047】
ケース27の収容室33には,多量の潤滑剤が封入されるので,当初から潤滑プレート本体41が含有していた潤滑剤と合わせて,長期に渡って軌道レール2の軌道溝4を潤滑するので,その間,メンテナンスフリーとすることができる。
【0048】
以上,各実施例に基づいてこの発明による潤滑装置を備えた直動案内ユニットを説明したが,上記各実施例は,この発明による潤滑装置を備えた直動案内ユニットの例に過ぎない。第1実施例では,潤滑装置25のケース27については,スライダ1に取り付けられた例を示した。しかしながら,潤滑装置25は,スライダ1に固定されてスライダ1と共に移動する取付体に取り付けてもよい。また,上記各実施例に対して適宜の変更をすることができる。例えば,ケース27の開口部31は段部32によってインロー構造としたが,潤滑剤の漏洩を防止することができれば,必ずしもインロー構造とする必要はない。また,潤滑装置25,65を取り付けるのに,間座23,24を用いたが,直接的にケーシング5に取り付けることができれば,間座23,24を省略することもできる。潤滑プレート本体41については,多孔質の疎密を潤滑装置の各部分に応じて変更してもよい。例えば,軌道溝4に摺接する凸部45を多孔質の目を密部分に構成し,その他の部分は粗部分に構成すると,潤滑剤は粗部分から密部分に補給され,軌道溝4へ潤滑剤をスムースに移すことができる。更に,上記直動案内ユニットの各実施例では,スライダに備わる転動体がボールであったが,転動体がころである直動案内ユニットである場合も同様に,潤滑装置によって軌道レールの軌道溝に潤滑剤を供給し,更に軌道溝を転動するころをも潤滑することができる。
【0049】
この発明による直動案内ユニットは,滑らかなスライドを実現すると共に,滑らかなスライドのために使用される潤滑剤が外部に流れても,直ちに処理される設備,即ち,使用環境を油で汚さない半導体製造装置のようなクリーンな設備,や,油分が洗い流される食品設備,或いはダストが油分を吸収することで奪ってしまう木工機械等に特に適用可能である。油分の消費が進んでも,ケースに潤滑剤を補充すること以外,メンテナンスフリーで長期間,スライダと軌道レールとの間に良好な潤滑を与えることができる。
【0050】
【発明の効果】
この発明による直動案内ユニットは,以上のように構成されているので,次のような効果を有する。即ち,この直動案内ユニットは,潤滑剤を貯留する部分と,潤滑剤を軌道レールに供給する部分をケースとその開口部を塞ぐ部材としてコンパクトに構成し,そのようにして構成された潤滑装置をスライダに取り付けることによって,軌道レールやスライダの軌道溝への潤滑剤の供給期間を長期化し,潤滑に関して長期のメンテナンスフリーを実現することができる。また,既存の直動案内ユニットに適用して,この発明による潤滑装置を備えた直動案内ユニットとする場合には,たとえスライダの形や大きさが違っていても,同じ規格の軌道レールを使用する直動案内ユニットであれば同一のケースと潤滑プレートとが適用できるので,既存の種々の直動案内ユニットの仕様変更が最小限に抑えられ,容易に潤滑装置を配設することができる。更に,かかる潤滑装置をスライダに取り付けても直動案内ユニットは,大型化することがない。
【0051】
この発明による潤滑装置を備えた直動案内ユニットによれば,潤滑プレート本体の表面から軌道レールの軌道溝に常時僅かな量の潤滑剤が徐々に供給されるので,過酷な使用条件でも自己潤滑が可能であって,潤滑不良状態が発生することがなく,良好な潤滑状態を確保することができる。潤滑装置は,潤滑剤含有部材や潤滑剤がケースに収容された状態で扱われ,エンドキャップ及びエンドシールと共に行われるケーシングへの組付けや分解,或いは潤滑装置としての保管に際しての取扱い作業が極めて簡便になる。ケース内に封入されている潤滑剤と潤滑剤含有部材とは,潤滑剤が含浸していくように,潤滑剤と多孔質構造を持つ焼結樹脂部材の成形品との使用条件が適合するものが選定できる。また,この潤滑装置によれば,封入する潤滑剤をユーザーが決定でき,再封入も容易であり,その取り扱いや仕様変更も簡単にできる。更に,ケースのカバー機能によって潤滑に対する防塵性の向上,クリーンな環境を維持することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明による潤滑装置を備えた直動案内ユニットの第1実施例を示す側面図である。
【図2】図1に示した直動案内ユニットの平面図である。
【図3】図1及び図2に示した直動案内ユニットの矢視Aの方向から見た正面図である。
【図4】図1に示す直動案内ユニットに組み込まれた潤滑装置を示す分解斜視図である。
【図5】図4に示した潤滑装置を構成するケースの斜視図である。
【図6】この発明による潤滑装置を備えた直動案内ユニットに用いられる潤滑装置の第2実施例を示す分解斜視図である。
【図7】図6において矢視Bの方向から見た潤滑装置の正面図である。
【図8】潤滑プレートに用いられる芯金の一例を示す正面図である。
【図9】図8に示した芯金の側面図である。
【図10】図8に示した芯金の矢視C−Cで見た断面図である。
【図11】潤滑プレート本体と芯金とを接着によって固着した潤滑プレートの一例を示す正面図である。
【図12】図11に示す潤滑プレートの側面図である。
【図13】この発明による直動案内ユニットに用いられる潤滑装置の第3実施例の組み立て途上にある状態を示す斜視図である。
【図14】従来の直動案内ユニットの一部を破断して示す斜視図である。
【図15】潤滑プレートを備えた従来の直動案内ユニットの側面図である。
【符号の説明】
1 スライダ
2 軌道レール
3 長手方向側面
4,9 軌道溝
5 ケーシング
6 エンドキャップ
7 転動体
25,25A,65 潤滑装置
27 ケース
29 中央壁
31 開口部
32 段部
33,33R,33L 収容室
34 切欠き部
40 潤滑プレート
41 潤滑プレート本体(潤滑剤含有部材)
42 芯金
45 突部
52 突刺し爪
59 接着剤
66 潤滑剤保有材

Claims (10)

  1. 長手方向側面に軌道溝が形成された軌道レール,前記軌道溝と対向する軌道溝が形成され且つ前記軌道レール上を相対摺動するスライダ,及び前記両軌道溝を潤滑する潤滑装置を具備する直動案内ユニットにおいて,
    前記潤滑装置は,前記軌道レールを跨いだ状態に配設され且つ内部に潤滑剤を収容した収容室が形成されたケース,及び前記収容室を塞ぐ状態で前記ケースに装着されると共に前記軌道レールの前記軌道溝に摺接する潤滑剤含有部材を有する潤滑プレートから成り, 前記潤滑プレートは,前記潤滑剤含有部材に含有される潤滑剤を前記軌道レールの前記軌道溝に供給することにより前記軌道溝を潤滑し,前記収容室に収容された前記潤滑剤は前記潤滑剤含有部材に補給され,
    前記スライダの摺動前後方向における前記ケースの一端は,前記収容室と接続する開口部となっており,前記収容室は,前記開口部に装着される前記潤滑プレートによって塞がれており,前記開口部と前記収容室との間には前記開口部よりも前記収容室を小さくする段差部が設けられており,前記開口部と前記段差部とは,前記潤滑プレートが嵌合するインロー構造を構成しており,
    前記ケースは,合成樹脂から製作されており,前記潤滑プレートは,多孔質の潤滑剤含有部材であり,前記潤滑剤含有部材は,超高分子量の合成樹脂微粒子を所定の金型に充填して加熱成形して作製された多孔質の焼結樹脂部材であり前記潤滑剤含有部材は,前記ケースの前記開口部に形成された切欠きを通して突出して前記軌道レールの前記軌道溝に摺接する凸部を備えていることを特徴とする潤滑装置を備えた直動案内ユニット。
  2. 前記ケースの前記収容室は,前記軌道レールの前記各軌道溝に対応して前記スライダの摺動方向左右の側に二分割されていることを特徴とする請求項1に記載の潤滑装置を備えた直動案内ユニット。
  3. 分割された前記各収容室は,前記ケースの摺動方向左右の中央面について実質的に対称形に形成されていることを特徴とする請求項2に記載の潤滑装置を備えた直動案内ユニット。
  4. 前記潤滑プレートは,前記潤滑剤含有部材を補強するため前記収容室とは反対側において固着される芯金を備えていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の潤滑装置を備えた直動案内ユニット。
  5. 前記潤滑剤含有部材は,前記芯金に設けられた突刺し爪を前記潤滑剤含有部材に突き刺すことにより,又は前記芯金を接着剤によって前記潤滑剤含有部材に貼着することにより,前記芯金に固着されることから成る請求項4に記載の潤滑装置を備えた直動案内ユニット。
  6. 前記ケースの前記収容室内において,前記潤滑剤は,流動状態又は潤滑剤保有材に含有された状態で収容されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の潤滑装置を備えた直動案内ユニット。
  7. 前記ケースの前記収容室内に収容されている前記潤滑剤は,グリース又は潤滑油であることを特徴とする請求項6に記載の潤滑装置を備えた直動案内ユニット。
  8. 前記ケースの前記収容室内に流動状態で収容されている前記潤滑剤は,樹脂パウダ,金属パウダ又はフェルトが混入されている潤滑油であることを特徴とする請求項6に記載の潤滑装置を備えた直動案内ユニット。
  9. 前記潤滑装置は,前記スライダ又は前記スライダに固定されて前記スライダと共に移動する取付体に取り付けられていることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の潤滑装置を備えた直動案内ユニット。
  10. 前記スライダは,前記軌道レールの前記軌道溝に対向する前記軌道溝を備えたケーシング,前記軌道溝間を転走する転動体,前記ケーシングの両端面にそれぞれ固定されたエンドキャップ及びエンドシールを具備しており,前記潤滑装置は,前記エンドキャップと前記エンドシールとの間に挟まれた状態で取り付けられていることを特徴とする請求項9に記載の潤滑装置を備えた直動案内ユニット。
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