JP4052228B2 - Linear guide device with lubricant reservoir - Google Patents
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Description
本発明は、リニアガイド装置に係り、特に、その構成部品であるスライダ内を転動する多数の転動体に対して長期にわたり潤滑剤を自動的に供給することを可能とした潤滑剤含有ポリマによる潤滑方式のリニアガイド装置に関する。 The present invention relates to a linear guide device, and more particularly to a lubricant-containing polymer capable of automatically supplying a lubricant over a long period to a large number of rolling elements that roll in a slider which is a component thereof. The present invention relates to a lubrication type linear guide device.
従来、一般的に使用されるリニアガイド装置としては、例えば図9ないし図11に示すように、外面に転動体転動溝3を有して軸方向に延びる案内レール1と、その案内レール1を跨いで組み付けられたスライダ2を備えたものが知られている。スライダ2はスライダ本体2Aとその両端部に取り付けられたエンドキャップ2Bとからなり、スライダ本体2Aは両袖部4の内側面に案内レール1の転動体転動溝3に対向する転動体転動溝5が形成されるとともに、袖部肉厚部を軸方向に貫通する転動体戻し路6を有している。一方、エンドキャップ2Bは、スライダ本体2Aの転動体転動溝5とこれに平行な転動体戻し路6とを連通させる湾曲路7を有しており、それらの転動体転動溝5と転動体戻し路6と両端の湾曲路7とで転動体の循環路が形成されている。その転動体の循環路内には転動体である多数のボール8が装填されている。なお、スライダ2の転動体転動溝5内の転動体8はワイヤ保持器Hで脱落しないように保持されている。
Conventionally, as a linear guide device generally used, for example, as shown in FIGS. 9 to 11, a guide rail 1 having rolling
案内レール1に転動体8装填済のスライダ2を組み付けると、図11に示すように、案内レール1の外面とスライダ2の内面とが僅かのすき間空間部15を介して対向する。このように案内レール1に組み付けたスライダ2は、対向する両転動体転動溝3,5内の転動体8の転動を介して案内レール1に沿い滑らかに移動し、その移動中、転動体8はスライダ2内の転動体循環路を無限循環する。
When the
スライダ2の外部には、防塵のために両端にサイドシール9、下面にアンダーシール10が装着されている(それぞれ、片方のみ図示)。
スライダ2の内部には、エンドキャップ2Bに設けた潤滑剤供給口11に取り付けたグリースニップルGからグリースや潤滑油などの潤滑剤が充填される。潤滑剤Lはエンドキャップ2Bの裏面に形成されている給油路12を通り、リターンガイド13の穴を経て湾曲路7内に注入され、そこを通過する転動体8に供給される。そして、転動体8に付着して転動体転動溝5に運ばれて滑らかな転動を助ける。その後、潤滑剤はサイドシール9やアンダーシール10の間隙からスライダ外に流出していく。
Outside the
The
上記従来のリニアガイド装置にあっては、潤滑剤としての潤滑油またはグリースをスライダ2のグリスニップルGから内部に直接に供給する直接潤滑方式であった。そのため次のような種々の問題点が生じていた。
(1)潤滑剤の通路が詰まったりすると、転動体転動溝5に潤滑剤が送りこまれなくなって、異常な摩耗が発生し早期に疲れ寿命に達してしまう。
The conventional linear guide device is a direct lubrication system in which lubricating oil or grease as a lubricant is supplied directly from the grease nipple G of the
(1) If the passage of the lubricant is clogged, the lubricant will not be fed into the rolling
(2)案内レール1とスライダ2を天地逆さにして機械装置に取り付けて使用する場合などには、潤滑剤を反重力方向に流すために圧力が必要であるが、僅かなすき間から油洩れしても圧力は上がらず、反重力方向には流れなくなってしまい転動体に順調に潤滑剤を送り込むことができなくなってしまう。
(3)転動体8に必要な量の潤滑剤が適正に供給されているかどうかが確認できないため、例えばクリーンルームで使用される場合、潤滑剤の供給が過剰であればダストの発塵量が問題になり、一方供給不足であれば異常摩耗を生じて装置寿命を短くしてしまう。
(2) When the guide rail 1 and the
(3) Since it cannot be confirmed whether or not the necessary amount of lubricant is properly supplied to the
(4)初めに封入した潤滑剤が消耗しきらないように定期的な補給が必要であり、そのための自動供給装置を別途に設ければ費用が増大するし、設けなければ定期補給の度にリニアガイド装置を使用している機械装置の運転までいちいち停止しなければならず生産性を低下させる。
そこで、本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたものであり、リニアガイド装置のスライダの内部の転動体に対して、常に適正な量の潤滑剤を長期にわたり安定して自動的に供給できるメインテナンスフリーで長寿命のリニアガイド装置を提供することを目的とする。
(4) Periodic replenishment is necessary so that the initially filled lubricant is not exhausted. If an automatic supply device is provided separately, the cost increases. It is necessary to stop every time until the operation of the mechanical device using the linear guide device, thus reducing the productivity.
Therefore, the present invention has been made paying attention to such a conventional problem, and an appropriate amount of lubricant is always stably supplied to the rolling elements inside the slider of the linear guide device over a long period of time. It is an object of the present invention to provide a maintenance-free and long-life linear guide device that can be automatically supplied.
上記の目的を達成する本発明に係る請求項1の潤滑剤溜まりを有するリニアガイド装置は、外面に転動体転動溝を有して軸方向に延びる案内レールと、その案内レールに組み付けられるとともに前記転動体転動溝に対向する負荷転動体転動溝及びこの負荷転動体転動溝の両端部に湾曲路を介して連結された転動体戻し路を有するスライダと、該スライダの前記負荷転動体転動溝に保持されるとともに前記湾曲路及び転動体戻し路を経て循環可能に前記スライダに装填された多数の転動体と、を備えたリニアガイド装置において、前記スライダは、前記負荷転動体転動溝とこれに平行な前記転動体戻し路とが形成されたスライダ本体と、前記負荷転動体転動溝と前記転動体戻し路とを連通させる前記湾曲路を有して前記スライダ本体の軸方向の両端部に取り付けられたエンドキャップと、からなり、前記案内レールの両側面に対向する前記スライダ本体の内側凹部の両側面のうち前記負荷転動体転動溝を除いた平らな部分に、軸方向に伸びる細い帯板状の潤滑剤含有ポリマ部材を固着することにより、前記案内レールと前記スライダとが対向するすき間空間部に潤滑剤溜まりを設けたことを特徴とする。 The linear guide device having the lubricant reservoir according to the first aspect of the present invention that achieves the above object has a rolling rail rolling groove on the outer surface and extends in the axial direction, and is assembled to the guide rail. A slider having a load rolling element rolling groove facing the rolling element rolling groove, and a rolling element return path connected to both ends of the load rolling element rolling groove via a curved path, and the load rolling element of the slider. A linear guide device comprising: a plurality of rolling elements that are held in a moving element rolling groove and are circulated through the curved path and the rolling element return path so that the slider can be circulated; A slider main body formed with a rolling groove and the rolling element return path parallel to the rolling groove, and a curved path for communicating the load rolling element rolling groove and the rolling element return path. Axial An end cap attached to an end portion, and in a flat portion excluding the load rolling element rolling groove on both side surfaces of the inner concave portion of the slider body facing both side surfaces of the guide rail, in the axial direction A lubricant reservoir is provided in a gap space where the guide rail and the slider are opposed to each other by fixing a thin strip-like lubricant-containing polymer member extending in a straight line .
本発明のリニアガイド装置の潤滑剤溜まりを形成する潤滑剤含有ポリマ部材は、予め潤滑剤を含有させた潤滑剤含有の合成樹脂またはゴムからなり、例えば次のようなものが好適に使用できる。
ポリエチレン,ポリプロピレン,ポリブチレン,ポリメチルペンテン等の基本的に同じ化学構造を有するポリα−オレフィン系ポリマーの群から選定したポリマに、潤滑剤としてポリ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・トリメリット酸エステルのようなエステル油等の何れかを混合して加熱溶融した後、所定の型に注入して加圧しながら冷却固化させて成形したものであり、予め酸化防止剤,錆止め剤,摩耗防止剤,あわ消し剤,極圧剤等の各種の添加剤を加えたものでもよい。
The lubricant-containing polymer member forming the lubricant reservoir of the linear guide device of the present invention is made of a lubricant-containing synthetic resin or rubber that contains a lubricant in advance. For example, the following can be suitably used.
To polymers selected from the group of poly α-olefin polymers having basically the same chemical structure such as polyethylene, polypropylene, polybutylene, polymethylpentene, paraffin hydrocarbon oils such as poly α-olefin oil as a lubricant, Mix and heat melt naphthenic hydrocarbon oil, mineral oil, ether oil such as dialkyldiphenyl ether oil, ester oil such as phthalate ester / trimellitic acid ester, etc. It is formed by cooling and solidifying while applying pressure, and may be previously added with various additives such as an antioxidant, a rust inhibitor, an antiwear agent, a foam remover, and an extreme pressure agent.
上記ポリマの群は、基本構造は同じでその平均分子量が異なっており、1×103 〜5×106 の範囲におよんでいる。その中で、平均分子量1×103 〜1×106 という比較的低分子量のものと、1×106 〜5×106 という超高分子量のものとを、単独もしくは必要に応じて混合して用いる。
本発明の潤滑剤含有ポリマ部材の機械的強度を向上させるため、上述のポリα−オレフィン系ポリマーに、以下のような熱可塑性樹脂および熱硬化性樹脂を添加したものでもよい。
The polymer groups have the same basic structure but different average molecular weights, ranging from 1 × 10 3 to 5 × 10 6 . Among them, those having a relatively low molecular weight of 1 × 10 3 to 1 × 10 6 and an ultrahigh molecular weight of 1 × 10 6 to 5 × 10 6 are mixed singly or as necessary. Use.
In order to improve the mechanical strength of the lubricant-containing polymer member of the present invention, the following thermoplastic resin and thermosetting resin may be added to the poly α-olefin polymer described above.
熱可塑性樹脂としては、ポリアミド,ポリカーボネート,ポリブチレンテレフタレート,ポリフェニレンサルファイド,ポリエーテルスルホン,ポリエーテルエーテルケトン,ポリアミドイミド,ポリスチレン,ABS樹脂等の各樹脂を使用することができる。
熱硬化性樹脂としては、不飽和ポリエステル樹脂,尿素樹脂,メラミン樹脂,フェノール樹脂,ポリイミド樹脂,エポキシ樹脂等の各樹脂を使用することができる。
これらの樹脂は、単独または混合して用いても良い。
更に、ポリα−オレフィン系ポリマーとそれ以外の樹脂とを、より均一な状態で分散させるために、必要に応じて適当な相溶化剤を加えてあっても良い。
As the thermoplastic resin, resins such as polyamide, polycarbonate, polybutylene terephthalate, polyphenylene sulfide, polyethersulfone, polyetheretherketone, polyamideimide, polystyrene, and ABS resin can be used.
As the thermosetting resin, each resin such as unsaturated polyester resin, urea resin, melamine resin, phenol resin, polyimide resin, and epoxy resin can be used.
These resins may be used alone or in combination.
Furthermore, in order to disperse the poly α-olefin polymer and the other resin in a more uniform state, an appropriate compatibilizing agent may be added as necessary.
本発明によると、案内レールとスライダとが対向するすき間空間部に設けた潤滑剤含有ポリマ部材からなる潤滑剤溜まりから、予め含有されている潤滑剤が経時的に徐々にしみ出して、転動する転動体に長期間にわたり安定して均一に供給される。この場合、含有されている潤滑剤は、転動体の転動による発熱や、あるいはスライダに対して相対運動する案内レールとの摩擦の圧力や発熱により流動化して潤滑剤溜まりから少しづつ流れ出る。そして、近接して位置している転動体転動溝内の転動体に直接又は壁面を経て容易に到達する。したがって、特に潤滑剤流通路を設ける必要はない。 According to the present invention, the lubricant contained in advance from the lubricant reservoir made of the lubricant-containing polymer member provided in the gap space where the guide rail and the slider face each other gradually oozes out over time. The rolling element is supplied stably and uniformly over a long period of time. In this case, the contained lubricant is fluidized by the heat generated by the rolling of the rolling elements or the pressure or heat generated by friction with the guide rail moving relative to the slider, and flows out little by little from the lubricant reservoir. And it easily reaches | attains directly or via a wall surface in the rolling element rolling groove located close. Therefore, it is not necessary to provide a lubricant flow path.
以上説明したように、本発明によれば、リニアガイド装置のスライダ内の、案内レールとスライダとが対向するすき間空間部に潤滑剤含有ポリマ部材からなる潤滑剤溜まりを設けたため、その潤滑剤溜まりから潤滑剤が経時的に徐々にしみ出して転動体や負荷転動体転動路に自動的に均一に供給され、その結果、常に適正な量の潤滑剤を長期にわたり安定して自動的に供給できるメインテナンスフリーで長寿命のリニアガイド装置を提供することができるという効果を奏する。 As described above, according to the present invention, the lubricant reservoir made of the lubricant-containing polymer member is provided in the clearance space between the guide rail and the slider in the slider of the linear guide device. The lubricant gradually oozes out over time and is automatically and uniformly supplied to the rolling elements and the loaded rolling element rolling path. As a result, the appropriate amount of lubricant is always automatically supplied stably and stably. The maintenance-free and long-life linear guide device can be provided.
以下に、本発明の実施例を図面を参照して説明する。なお、従来と同一ないし相当部分には同一の符号を付して重複する説明を省略する。
図1、図2に本発明の第1の実施例を示す。
この実施例の潤滑剤溜まり20は、案内レール1の上面とこれに対向するスライダ2内面との間にあるすき間空間部を埋める潤滑剤含有ポリマ部材から形成されている。その潤滑剤含有ポリマ部材は、低分子量ポリエチレン(分子量1×103 〜5×105 )14質量%と超高分子量ポリエチレン(分子量1×106 〜5×106 )6質量%からなるポリエチレンに潤滑剤としてパラフィン系炭化水素油80質量%を混合して加熱溶融した後、所定の型に注入して加圧しながら冷却固化させて成形したもので、スライダ本体2Aの内側凹部の天井面と同じ大きさにしてある。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same thru | or equivalent part from the past, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
1 and 2 show a first embodiment of the present invention.
The
上記潤滑剤溜まり20としての潤滑剤含有ポリマ部材は、図2に示すように、スライダ本体2Aの天井面全体に固着されている。固着手段は溶着,ビス止め等で良い。
次に作用を述べる。
機台に固定した案内レール1上をスライダ2が移動すると、転動体8は転動体転動溝3と負荷転動体転動溝5でなる負荷転動体転動路内を転動しつつスライダ2の移動方向にスライダ2より遅い速度で移動し、一端側の湾曲路7でUターンして転動体戻し路6を逆方向に転動しつつ移動し、他端側の湾曲路7で逆Uターンして負荷転動体転動路内に戻る循環を繰り返す。
As shown in FIG. 2, the lubricant-containing polymer member as the
Next, the operation will be described.
When the
こうしてリニアガイド装置が駆動されると、スライダ2に固着されている潤滑剤溜まり20が案内レール1の上面から圧力を受けると共にレール面と摩擦して発熱する。すると、潤滑剤含有ポリマ部材に予め含有されている潤滑剤が流動化して、潤滑剤溜まり20から潤滑剤Lが経時的に徐々にしみ出して図1に矢符号で示すように流れ出し、案内レール1の側壁面を伝わって転動体転動溝3内を転動する転動体8へ自動的に供給され、長期間にわたり安定した潤滑が行われる。したがって、殊更に潤滑剤を外部からスライダ2に定期的に供給しないでも低トルクで良好な運転を長期間続けることができる。
When the linear guide device is driven in this way, the
また、潤滑剤溜まり20としての潤滑剤含有ポリマ部材が必ずしも案内レール1の上面に接触している必要はない。例え非接触であっても、転動体8が転動体転動溝3と負荷転動体転動溝5でなる負荷転動体転動路内を転動する際に発生する熱がスライダ2に伝達され、それが潤滑剤溜まり20の温度を上昇させるので、含有されている潤滑剤が流動化して流れ出すから、上記と同様の潤滑機能を発揮することができる。
Further, the lubricant-containing polymer member as the
また、潤滑剤溜まり20と負荷転動体転動路内の転動体8とは極めて接近しているため、わざわざ潤滑剤供給路をスライダ内部に設けないでも、潤滑剤は自然に流れて負荷転動体転動路内の転動体8に到達するから、従来スライダのエンドキャップ内に設けていた複雑な潤滑剤供給路は必要がなくなり、装置構成が単純化できる。
また、潤滑剤溜まり20の含油量は、潤滑剤含有ポリマ部材の潤滑剤含有率を適切に設定することに決めることができるから、負荷転動体転動路を転動している転動体8に対する潤滑剤の供給を必要最少限にすることができて、潤滑剤過剰による発塵や潤滑剤不足による異常摩耗の問題も防止され、例えばクリーンルームでも好適に使用可能になる。
In addition, since the
Moreover, since the oil content of the
また、メインテナンスフリーが実現されて、定期給油のための自動給油システムも不要でそれに関連する費用が節約できるし、定期給油に伴う機械の停止による生産性低下の問題も生じない。
図3,図4に、第2の実施例を示す。
この実施例は、スライダ本体2Aの内側凹部の天井面の両側部に軸方向に浅い溝21を形成して、その溝21に細長い板状の潤滑剤含有ポリマ部材からなる潤滑剤溜まり22を嵌合して取り付けたものである。作用・効果は第1の実施例と同様である。
In addition, maintenance-free operation is realized, an automatic refueling system for periodic refueling is unnecessary, and the costs associated therewith can be saved, and there is no problem of productivity reduction due to machine stoppage due to regular refueling.
3 and 4 show a second embodiment.
In this embodiment, a
図5,図6に第3の実施例を示す。
この実施例は、スライダ本体2Aの内側凹部の両側面の、転動体転動溝5を除いた平らな部分に細い帯板状の潤滑剤含有ポリマ部材からなる潤滑剤溜まり23を固着したものである。この場合は、潤滑剤溜まり23は案内レール1の側面と接触摩擦すると共に転動体8とも接触摩擦して発熱し、その熱で潤滑剤含有ポリマ部材内部の潤滑剤が流れ出す。この第3の実施例にあっては、第1の実施例と同様の効果に加えて、たとえリニアガイド装置を図1の場合とは天地逆にして使用しても、潤滑剤溜まり23から流れ出た潤滑剤は接近位置にある転動体に容易に到達でき、特に加圧する必要もないから、潤滑剤の流れ方を気にすることなく、どのような方向にもリニアガイド装置を機械装置に組み付けることができるという効果がある。
5 and 6 show a third embodiment.
In this embodiment, a
なお、第3の実施例においても、潤滑剤溜まり23は必ずしも案内レール1の側面及び転動体8に接触する必要はない。
図7,図8に第4の実施例を示す。
この実施例は、スライダ2の両端にあるエンドキャップ2Bの内面と案内レール1との対向する平面部に潤滑剤含有ポリマ部材からなる潤滑剤溜まり24を固着したものである。この実施例の作用・効果も上記第3の実施例の場合とほぼ同様である。
Also in the third embodiment, the
7 and 8 show a fourth embodiment.
In this embodiment, a
なお、以上の各実施例において、潤滑剤含有ポリマ部材から供給される潤滑剤に加えて、更にスライダ2の潤滑剤供給口11に取り付けたグリースニップルGからグリースや潤滑油を送って、案内レール1とスライダ2との間の内部空間に封入するようにしてもよい。このようにして本発明の潤滑剤溜まりによる潤滑方式と外部からの直接潤滑剤供給方式とを併用すると、たとえ外部からの潤滑剤供給通路が詰まったりしても、潤滑剤溜まり20による潤滑方式で潤滑剤の供給が続けられるから、従来のように潤滑経路詰まりによる潤滑異常は防止できて異常摩耗や寿命短縮等の問題は発生しなくなる。
また、本発明が適用できるリニアガイド装置は、実施例のタイプに限定されず、例えば負荷転動体転動溝が片側二条以外のものでも良く、また転動体がボールではなくころであっても良い。
In each of the above embodiments, in addition to the lubricant supplied from the lubricant-containing polymer member, grease and lubricating oil are further sent from the grease nipple G attached to the
Further, the linear guide device to which the present invention can be applied is not limited to the type of the embodiment. For example, the load rolling element rolling groove may be other than two on one side, and the rolling element may be a roller instead of a ball. .
1 案内レール
2 スライダ
3 転動体転動溝
5 負荷転動体転動溝
6 転動体戻し路
8 転動体
15 すき間空間部
20 潤滑剤溜まり
22 潤滑剤溜まり
23 潤滑剤溜まり
24 潤滑剤溜まり
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (1)
前記スライダは、前記負荷転動体転動溝とこれに平行な前記転動体戻し路とが形成されたスライダ本体と、前記負荷転動体転動溝と前記転動体戻し路とを連通させる前記湾曲路を有して前記スライダ本体の軸方向の両端部に取り付けられたエンドキャップと、からなり、
前記案内レールの両側面に対向する前記スライダ本体の内側凹部の両側面のうち前記負荷転動体転動溝を除いた平らな部分に、軸方向に伸びる細い帯板状の潤滑剤含有ポリマ部材を固着することにより、前記案内レールと前記スライダとが対向するすき間空間部に潤滑剤溜まりを設けたことを特徴とする潤滑剤溜まりを有するリニアガイド装置。 A guide rail that has a rolling element rolling groove on the outer surface and extends in the axial direction, a load rolling element rolling groove that is assembled to the guide rail and faces the rolling element rolling groove, and the load rolling element rolling groove A slider having a rolling element return path connected to both ends via a curved path, and the slider held in the load rolling element rolling groove of the slider and circulated through the curved path and the rolling element return path In a linear guide device provided with a large number of rolling elements loaded in
The slider includes a slider body in which the load rolling element rolling groove and the rolling element return path parallel to the load rolling body are formed, and the curved path that communicates the load rolling element rolling groove and the rolling element return path. And end caps attached to both ends of the slider body in the axial direction.
A thin strip-like lubricant-containing polymer member extending in the axial direction is formed on a flat portion excluding the load rolling element rolling groove on both side surfaces of the inner concave portion of the slider body facing both side surfaces of the guide rail. A linear guide device having a lubricant reservoir, wherein the lubricant reservoir is provided in a gap space where the guide rail and the slider face each other by being fixed .
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