JP4112076B2 - 潤滑プレート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，軌道レールと該軌道レールに対して相対摺動するスライダとから成り，摺動部分に潤滑剤を供給する潤滑プレート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２０に示されている。図２０に示した直動案内ユニットは，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の長手方向両側面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７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に隔置して形成された取付孔１３が，長手方向上面１４に開口している。取付孔１３に挿通したボルトをベッド，機台，加工台等の取付ベース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に固定されている。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。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が各々形成されている。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。対向する軌道溝４，９で構成される負荷軌道路にはボール等の転動体７が転走するように組み込まれている。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，軌道レール２とスライダ１との間のシールを達成するために，下面シール８がスライダ１の下面に設けられている。
【０００４】
エンドキャップ６には，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両側に形成されている。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）に貫通させたねじ１６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。
【０００５】
図２０に示すような直動案内ユニットの転走路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。該潤滑剤がグリースの場合には，グリースは，グリースニップル１１を通じて転動体の転走路に供給される。潤滑油の場合には，潤滑油は，グリースニップルの代わりに取り付けられた配管継ぎ手を通じて転走路に供給される。潤滑についてメンテナンスフリーを実現するため，ケーシングに取り付けられるエンドキャップの外面側に，補強板，潤滑剤含有部材及びサイドシールをこの順に重ね合わせた状態で固定した直動案内ユニットが提案されている（例えば，特開平９−５３６３７号公報参照）。補強板は，エンドキャップの外形に合わせたほぼコ字状の鋼板であり，軌道レールとは非接触である。潤滑剤含有部材は，エンドキャップの外形に合わせたほぼコ字形状に形成されている。潤滑剤含有部材の内面には，軌道レールの断面形状に合わせて軌道レールの上面及び外側面に摺接可能な凸部が形成されている。軌道レールに常時潤滑剤を供給するため，潤滑剤含有部材に形成した複数の貫通孔にリング状部材を嵌め込むか，又は潤滑剤含有部材に弾性部材を適用すること等により，潤滑剤含有部材の凸部が軌道レールの軌道溝に押し付けられている。しかしながら，潤滑剤含有部材を軌道レールの軌道溝に押し付けると，摩擦力が大きくなるので，スライダの滑らかな移動に対する摺動抵抗が大きくなる。
【０００６】
また，スライダと案内レールとの間に生じる隙間開口をシールしたリニアガイド装置として，少なくとも一面がポリオレフィン系合成樹脂からなる補強板の当該合成樹脂側の面にオレフィン系ポリマと潤滑剤とからなる潤滑剤含有ポリマ部材を一体成形で接合して形成したシール装置を，スライダの端面に締め付けて固定したものがある（特開平８−２００３６２号公報参照）。潤滑剤含有ポリマ部材は，ポリオレフィン系ポリマとポリαオレフィン油等と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することにより成形されている。潤滑剤含有ポリマ部材と心金としての補強板とは，互いの接合面に潤滑剤含有ポリマ部材が含有する多量の油分が存在するために，互いに接着することが困難である。更に，潤滑剤含有ポリマ部材を構成するポリオレフィン系ポリマは，異種材料との接合が困難であるという性質がある。したがって，オレフィン系ポリマからなる潤滑剤含有ポリマ部材は，オレフィン系ポリマと馴染みが良い同種材料であるポリオレフィン系合成樹脂のみで構成した補強板に直接一体化されるか，或いは，一旦，ポリオレフィン系合成樹脂を金属板に被覆しておき，被覆したポリオレフィン系合成樹脂に対して一体化されている。したがって，潤滑剤含有ポリマ部材と補強板とを一体成形で製作するに際して，複雑且つ高度な技術が要求されている。
【０００７】
また，本出願人は，軌道溝が形成された軌道レール及び前記軌道レール上を相対摺動するスライダから成る直動案内ユニットとして，前記スライダを，前記軌道レールの前記軌道溝に対向して形成された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，前記エンドキャップの端面に取り付けられた潤滑プレート及び前記潤滑プレートの端面に取り付けられたエンドシールとから構成し，前記潤滑プレートを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ものを既に出願している（特願平９−１７６８０号）。この直動案内ユニットにおいては，潤滑プレートの外周面を覆う弾性金属製のカバーのばね力によって，潤滑プレートが軌道レールの軌道溝に押し付けられている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
直動案内ユニットにおいて，軌道レールの軌道溝への潤滑について，外部からの付勢力で潤滑プレートを軌道溝に押し付けることなく，潤滑剤含有部材から潤滑剤を供給することができれば，潤滑剤含有部材と軌道レールの軌道溝との摺動抵抗が軽減されると共に，潤滑剤含有部材の軌道レールとの摺動に起因する潤滑剤含有部材の摩耗が抑制される。しかしながら，潤滑剤含有部材は多孔質構造を有しているので，軌道溝への付勢を取り除くだけでは変形に対する抵抗性が充分ではない。したがって，剛性の高い芯金を用いて潤滑剤含有部材の変形を防止しつつ潤滑剤を軌道溝に確実に供給する点で解決すべき課題がある。
【０００９】
【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，潤滑剤含有部材を外部からの弾性付勢力等で軌道溝に押し付けることなく，潤滑剤含有部材を軌道溝に対して実質的に接触させた状態を維持して軌道溝を潤滑し，且つ潤滑剤含有部材の変形を防止することにより，直動案内ユニットのスライダを軌道レールに対して軽快にスライドさせることを可能とし，潤滑剤含有部材の軌道レールとの摺動に起因する潤滑剤含有部材の摩耗を抑制して，潤滑剤含有部材の目詰まりを防止することができる直動案内ユニットを提供することである。
【００１０】
この発明は，長手方向に軌道溝が形成された軌道レールと前記軌道レール上を相対摺動するスライダとから成り，前記スライダは，前記軌道レールの前記軌道溝に対向して形成された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，前記エンドキャップの端面に取り付けられた潤滑プレート，及び前記潤滑プレートの端面に取り付けられたエンドシールを具備しており，前記潤滑プレートは，剛性の高い芯金と，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することにより多孔質構造に焼結された焼結樹脂部材と前記多孔質構造の前記合成樹脂微粒子間に形成された多孔部に含浸された潤滑剤とから成る潤滑プレート本体とから構成され，前記潤滑プレート本体は，前記軌道レールの前記軌道溝に摺接する内方に突出した凸部が形成され，前記凸部の近傍において前記芯金に接着剤によって固着されて前記凸部が前記軌道レールの前記軌道溝に押し付けられず且つ実質的に接触状態に維持され，前記芯金に接着された前記焼結樹脂部材に前記潤滑剤が含浸されて構成されていることから成る潤滑プレートを備えた直動案内ユニットに関する。
【００１１】
この潤滑プレートを備えた直動案内ユニットによれば，潤滑プレートの潤滑プレート本体は剛性が高い芯金に接着されているので，芯金は，潤滑プレート本体が外力によって変形を生じようとするのを防止する。したがって，潤滑剤含有部材としての潤滑プレート本体は，軌道レールの軌道溝に強く圧接されたり軌道溝から離れることがなく，軌道溝と実質的に接触状態に維持され，軌道溝に的確に潤滑剤を供給する。
【００１２】
前記合成樹脂微粒子としては，ポリエチレン，ポリプロピレン，４フッ化エチレン重合体等が挙げられる。超高分子量のポリエチレン微粒子は成形品を高精度に製作できる素材であり，成形された焼結樹脂部材は耐摩耗性や金属に対する接着性も良好である。それゆえ，超高分子量の焼結樹脂部材から製作された潤滑プレート本体を付勢力によって軌道溝に押し当てる必要がなくなる。
【００１３】
前記潤滑プレート本体は，前記芯金に接着された後の前記焼結樹脂部材に前記潤滑剤が含浸されて形成されている。潤滑剤を含浸させた後であると，含浸した大量の油分のために焼結樹脂部材の芯金への接着が困難になるので，焼結樹脂部材を接着剤によって芯金に固着した後に，潤滑剤が焼結樹脂部材に含浸される。
【００１４】
また，この発明は，長手方向に軌道溝が形成された軌道レールと前記軌道レール上を相対摺動するスライダとから成り，前記スライダは，前記軌道レールの前記軌道溝に対向して形成された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，前記エンドキャップの端面に取り付けられた潤滑プレート，及び前記潤滑プレートの端面に取り付けられたエンドシールを具備しており，前記潤滑プレートは，剛性の高い芯金と，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することにより多孔質構造に焼結された焼結樹脂部材と前記多孔質構造の前記合成樹脂微粒子間に形成された多孔部に含浸された潤滑剤とから成る潤滑プレート本体とから構成され，前記潤滑プレート本体は，前記軌道レールの前記軌道溝に摺接する内方に突出した凸部が形成され，前記凸部の近傍において前記芯金の一部を折り曲げて形成された又は前記芯金に打ち立てられた突刺し爪に突き刺されて前記芯金に機械的に固着され前記凸部が前記軌道レールの前記軌道溝に押し付けられず且つ実質的に接触状態に維持されて構成されていることから成る潤滑プレートを備えた直動案内ユニットに関する。
【００１５】
この潤滑プレートを備えた直動案内ユニットによれば，潤滑プレートの潤滑プレート本体は剛性が高い芯金に対して機械的に固着されているので，芯金は潤滑プレート本体が外力によって変形を生じようとするのを防止する。したがって，潤滑剤含有部材としての潤滑プレート本体は，軌道レールの軌道溝に強く圧接されたり軌道溝から離れることがなく，軌道溝と実質的に接触状態に維持され，軌道溝に的確に潤滑剤を供給する。
【００１６】
また，この直動案内ユニットにおいて，前記潤滑プレート本体は，前記軌道レールの前記軌道溝に摺接する内方に突出した凸部が形成され，前記凸部の近傍において前記芯金の一部を折り曲げて形成された一対の抱持爪で抱持されて前記芯金に機械的に固着され前記凸部が前記軌道溝の前記軌道溝に押し付けられず且つ実質的に接触状態に維持されて構成されている。前記潤滑プレート本体に突き刺される突刺し爪又は潤滑プレート本体を抱持する抱持爪は，芯金の一部を打抜きによって形成した先細の突出部を芯金に対して折り曲げて形成することで，容易に形成される。また，芯金に打ち立てられたピンから成る爪を潤滑プレート本体に突き刺すことによっても，潤滑プレート本体の機械的な固着手段が容易に得られる。前記潤滑プレート本体の前記芯金への固着が機械的な固着であるので，焼結樹脂部材への潤滑剤の含浸は，焼結樹脂部材を芯金に固着する前に行っても，固着した後に行ってもよい。
【００１７】
前記潤滑プレート本体の寸法精度については，軌道レールの軌道溝に対して摺接する部分の精度が重要である。潤滑プレート本体は，剛性が高い芯金に対して，少なくとも，潤滑プレート本体が軌道レールの軌道溝に摺接する部分の近傍において固着されるので，潤滑プレート本体の摺接部分における変形が防止され，潤滑プレート本体が軌道溝に対して的確に摺接することになる。
【００１８】
潤滑プレート本体の芯金に対する固着が接着によるか又は機械的な固着によるかにかかわらず，前記潤滑プレート本体の外周は塵埃防止用のカバーによって覆われており，塵埃防止用のカバーは，前記潤滑プレート本体に前記軌道レールへ接離する方向の荷重が実質的にかけない状態で取り付けられている。カバーは，潤滑プレート本体への塵埃の付着や，潤滑プレート本体の破損，及び潤滑プレート本体からの潤滑剤の漏れを防止する。単一のカバーを潤滑プレート本体に弾着すると，潤滑プレート本体を軌道レールの軌道溝に押し付けるような力が生じる場合があるが，潤滑プレート本体の一対の袖部のそれぞれに対応して分割されたカバーや緩く嵌合された状態で潤滑プレート本体係止されるカバーを用いることにより，カバーが潤滑プレート本体を摺動部分に押し付けることはない。
【００１９】
また，前記エンドシール及び前記エンドキャップは前記ケーシングにねじ込まれる取付けボルトによって前記ケーシングに取り付けられており，前記潤滑プレート本体の厚みに相当する長さを有するカラーを前記潤滑プレート本体に対応して配置し且つ前記取付けボルトを前記カラーと前記芯金とに挿通させることにより，前記潤滑プレートは，前記潤滑プレート本体に取付けボルトによる締付け荷重が実質的に作用しない状態で前記ケーシングに取り付けられている。潤滑プレートは，カラーの両端が芯金とエンドシールに当接する状態で，取付けボルトによってエンドキャップとエンドシールとの間に挟まれてケーシングに取り付けられる。取付けボルトによる潤滑プレートの取付け時には，締付け力はエンドシールからカラーを介して芯金，更にはエンドキャップへと伝達されることになり，潤滑プレート本体には過大な締付け力が作用しない。その結果，軌道溝に対する潤滑プレート本体の摺接部分には，取付けボルトの締め付け力に起因した変形が生じない。
【００２０】
更に，前記軌道レールの長手方向両側面に前記軌道溝が形成されており，前記スライダは前記軌道レールを跨架した状態で前記軌道レール上を相対摺動自在に配設されている。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下，図面を参照して，この発明による潤滑プレートを備えた直動案内ユニットの実施例を説明する。以下の図面において，図２０に示した従来の直動案内ユニットと同一の構造及び機能を有する部品には同一の符号が用いられている。
【００２２】
図１〜図５に示された潤滑プレートを備えた直動案内ユニットは，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，長手方向両側面３に凹状に軌道溝４が形成されたＩ型断面形状を有している。スライダ１は，各軌道溝４に対向する位置に軌道溝（図２０の符号９参照）を形成したケーシング５，対向する軌道溝４間で相対移動可能に転走する多数の転動体（図２０の符号７参照），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を有している。エンドキャップ６には，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エンドシール１７が取り付けられている。なお，エンドシール１７は，場合によっては，無くてもよいし，リップを有しないエンドシールであってもよい。
【００２３】
スライダ１は，転動体７がスライダ１の軌道溝と軌道レール２の軌道面４との間に形成された負荷域としての軌道路を転走することにより，軌道レール２上を摺動自在に相対運動ができる。軌道路を転走した転動体７は，エンドキャップ６内に形成された方向転換路に導かれ，更にケーシング５の軌道溝と平行に形成されたリターン通路孔（図２０の符号１２参照）に移動する。転動体７は，軌道路，方向転換路及びリターン通路孔から構成される無限循環路内を循環する。その他の詳細な構造については，図２０に示した従来の直動案内ユニットと同様であるので，再度の説明を省略する。
【００２４】
この実施例においては，エンドキャップ６の端面に配置され且つ軌道レール２に対して一定の嵌め合い状態で摺接する潤滑プレート２１が設けられている。エンドシール１７は，潤滑プレート２１の端面に配置され且つ軌道レール２上を相対摺動するように設けられている。したがって，潤滑プレート２１は，エンドキャップ６とエンドシール１７とに挟まれた状態でケーシング５に取り付けられている。潤滑プレート２１は，多孔質構造を有し潤滑剤が含浸された潤滑剤含有部材としての潤滑プレート本体２２と，潤滑プレート本体２２が固着される芯金２３と，潤滑プレート本体２２の外側を覆うカバー２４とから構成されている。潤滑プレート２１をケーシング５に対して組み付けるとき，潤滑プレート本体２２はエンドシール１７側に，且つ芯金２３はエンドキャップ６側に配置される。
【００２５】
エンドシール１７，潤滑プレート２１及びエンドキャップ６は，四隅を貫通する取付けボルト２５によってケーシング５に固定される。エンドシール１７と芯金２３との間には，潤滑プレート本体２２の厚みｔ（図５参照）に相当する間隔を確保するため，図１６及び図１７に示すようなカラー２７が各端部をそれぞれエンドシール１７と芯金２３とに当接させた状態で挟まれている。カラー２７は，取付けボルト２５が挿通可能な内径Ｄと，潤滑プレート本体２２の厚みｔに相当する長さＬを有している。潤滑プレート２１の四隅において，取付けボルト２５は，カラー２７と芯金２３に形成された貫通孔２６とに挿通された後，ケーシング５のボルト穴に螺入される。取付けボルト２５による締付け力は，エンドシール１７からカラー２７を介して芯金２３，更にエンドキャップ６に伝達され，潤滑プレート本体２２には実質的に作用しない。その結果，潤滑プレート本体２２には，特に軌道溝４との摺接部分において，取付けボルト２５による締付けに起因する変形が生じることがない。
【００２６】
図４及び図５に示すように，潤滑プレート本体２２には，その四隅において，カラー２７を配置するため，芯金２３に形成された貫通孔２６の周りに切欠き部２８が形成されている。また，芯金２３のブリッジ部分３７には，グリースニップル１１と干渉しないようにグリースニップル挿通孔２９が形成されている。同様に，潤滑プレート本体２２のブリッジ部３１には，グリースニップル挿通孔２９の周りに切欠き３０が形成されている。潤滑プレート本体２２の両袖部３２には，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摺接部分としての凸部３３が形成されており，焼結樹脂部材に含浸された潤滑剤（又は潤滑油）は，凸部３３から軌道溝４に常に供給される。なお，芯金２３の袖部３８の内側には，潤滑プレート本体２２の両袖部３２の凸部３３に対応して，軌道レール２の軌道溝４の溝底に向かって延びる突起３４が形成されている。
【００２７】
潤滑プレート本体２２の外側を覆うカバー２４が，図１８及び図１９に示されている。カバー２４は，弾性金属板等の金属薄板から成り，且つ軌道レール２の軌道溝４を横切る方向に左右に一対に分割して形成されている。カバー２４は，潤滑プレート本体２２の袖部３２の上面，側面及び底面をそれぞれ覆う上辺，側辺及び底辺が連続的に繋がったカバー部３５と，カバー部３５の上辺の先端から折り曲げられて形成され且つ潤滑プレート本体２２の切欠き部３０に係止される係止部３６とから構成されている。カバー２４は，潤滑プレート本体２２に塵埃が付着するのを防止すると共に，潤滑プレート本体２２の破損の防止，及び潤滑プレート本体２２からの潤滑油の漏れを防止する。カバー２４を左右に分割して形成することにより，潤滑プレート本体２２に軌道レール２の軌道溝４に付勢力を与えたり或いは軌道溝から離れるような変形を与える力が作用しない。なお，潤滑プレート本体２２の左右の袖部３２，３２に過大な力を作用させないのであれば，潤滑プレート本体２２の上辺と左右の側辺とを全体的に緩く覆う一つの帯片からカバー２４を形成してもよい。
【００２８】
潤滑プレート本体２２を構成する焼結樹脂部材は，合成樹脂の微粒子を所定の金型に充填して加熱成形することにより多孔質構造に焼結されたものであり，その多孔質構造の多孔部に潤滑油が含浸されている。焼結樹脂部材を超高分子量のポリエチレン樹脂の微粒子を焼結して成形すると，成形品の加工精度を例えば±０．０２５ｍｍ程度の高い精度にすることができる。また，超高分子量のポリエチレン樹脂の微粒子は，焼結時に金属との接合が良好であるという性質も有している。超高分子量のポリエチレン樹脂の粒子径は，例えば，細粒径が３０μｍで，粗粒径が２５０〜３００μｍの粉末であり，多孔質構造は，空間率が例えば４０〜５０％のオープンポアから成る構造である。多孔質構造への潤滑油の含浸は，例えばタービン油に３０分間程度浸漬することによって行われる。潤滑油の含有率は，スライダ１の使用条件等に対応して変更されるが，例えば，潤滑油の含有率を４１ｗｔ％に，潤滑油の含有量を２ｃｃ程度に調整することができる。
【００２９】
潤滑プレート２１の潤滑プレート本体２２の加工精度を高精度にすることができることを利用して，潤滑プレート本体２２は，軌道レール２の軌道溝４に対して，零を含む微量（即ち，実質的に零）の間隙，又は若干の締めしろの間隙として若干の予圧がかけられた状態で嵌合するように製作することができる。このようにして製作された潤滑プレート本体２２は，軌道レール２の軌道溝４に対して常に実質的に接触している状態となり，潤滑プレート本体２２に含有された潤滑剤は，絶え間なく軌道溝４に給油される。したがって，直動案内ユニットの潤滑については，メンテナンスフリーとすることができる。また，超高分子量のポリエチレン樹脂の微粒子を焼結して成形した樹脂部材は，摺接を繰り返しても極度に摩耗することがないという特性を有しているので，潤滑プレート本体２２には摩耗粉による目詰まりが生じない。潤滑プレート本体２２に含浸させた潤滑剤が消費されても，その都度，新たに潤滑剤を補給して潤滑プレート本体２２に含浸させることにより，潤滑プレート２１を長期に渡って使用することができる。
【００３０】
潤滑プレート本体２２の芯金２３への固着の一態様は，接着剤による固着である。潤滑プレート本体２２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成るので，芯金２３が金属製であっても，エポキシ系接着剤３９等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３９で芯金２３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２２の接着剤３９による芯金２３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２２の軌道溝４に対して摺接する凸部３３の近傍において行われればよい。潤滑プレート本体２２が凸部３３の近傍において剛性の高い芯金２３に固着されているので，潤滑プレート本体２２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２３は，凸部３３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２２の凸部３３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。
【００３１】
次に，図６〜図８を参照して，直動案内ユニットに適用される潤滑プレートの別の例について説明する。芯金４３は，図４及び図５に示した芯金２３に用いられている部位と同等の部位には，同じ符号を付しているので，再度の詳細な説明を省略する。図７及び図８において想像線で示すように，潤滑プレート本体４２と芯金４３で潤滑プレート４１が構成されている。芯金４３の各袖部３８の中央には打抜き孔４４が形成されており，芯金４３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，潤滑プレート本体４２が固着される側に折り曲げて突刺し爪４５として立てられている。焼結樹脂部材に突刺し爪４５を突き刺すことは容易であり，突刺し爪４５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４２が芯金４３に固着された潤滑プレート４１を容易に製作することができる。なお，超高分子量のポリエチレンを用いることによる潤滑プレート本体４２の加工精度，潤滑プレート４１の軌道溝４に対する隙間精度，目詰まり防止等については，図１〜図５に示した実施例の場合と同様であるので，重複する説明を省略する。
【００３２】
次に，図９〜図１１を参照して，直動案内ユニットに適用される潤滑プレートの更に別の例を説明する。芯金５３は，潤滑プレート本体５２との固着のための構造が異なる以外，図６〜図８に示された例と同じ構造及び機能を有しているので，同様の機能を奏する部位には同じ符号を付して，詳細な説明を省略する。図９〜図１１に示した芯金５３には，潤滑プレート本体との固着用に先端が尖った突刺し爪としてのピン５４が立てられている。潤滑プレート本体５２（想像線で示す）となる焼結樹脂部材にピン５４を突き刺し，その状態で潤滑剤を含浸させることにより，又は潤滑剤を含浸させた焼結樹脂部材にピン５４を突き刺すことにより，潤滑プレート本体５２が芯金５３に固着された潤滑プレート５１が製作される。
【００３３】
次に，図１２〜図１５を参照して，直動案内ユニットに適用される潤滑プレートの他の例について説明する。潤滑プレート６１は，潤滑プレート本体６２と芯金６３との固着構造が異なる以外，図６〜図８に示した例と同じ構造及び機能を有しているので，同様の機能を奏する部位には同じ符号を付して，詳細な説明を省略する。芯金６３の両袖部３８の下端部に，潤滑プレート本体６２の凸部３３の近傍に位置する潤滑プレート本体６２を抱持するための抱持部６５が形成されている。抱持部６５は，互いに対向する一対の抱持爪６６，６７によって構成されている。抱持爪６６，６７は，取付けボルト貫通孔２６の孔縁部の一部と袖部３８の内側縁部の一部とを潤滑プレート本体６２が固着される側に折り曲げて形成されている。潤滑プレート本体６２は，抱持爪６６，６７によって抱持されることにより芯金６３に固着されている。潤滑プレート本体６２となる焼結樹脂部材への潤滑剤の含浸を行う時期は，抱持部６５による固着の前でも後でもよい。
【００３４】
潤滑プレート本体２２，４２，５２，６２については，各種の変更が可能である。即ち，多孔質の目を，軌道レール２の軌道溝４に対して摺接する凸部３３において密部分とし，その他の部分を粗部分としてもよい。密部分は，潤滑油を吸引し易く密部分への潤滑油の流れを促進することができる。潤滑プレート本体の密部分と粗部分との作製は，例えば，樹脂粉末の粒度の異なるものを用いるか，又は，焼結温度を調整することによって作製できる。或いは，密部分と粗部分とを別体として作製し後述のカバー等で緊締して構成することもできる。また，凸部３３と潤滑プレートへの潤滑油を含浸する上部の表面部を除いた他の部分の表面部を潤滑油が外部に漏れを阻止する無孔質表層部に形成することができる。無孔質表層部は，表層部の温度を高めて多孔質部分の表面を目潰しするか，又は表面が無孔質になるように樹脂コーティングすることによって作製できる。また，潤滑油を含浸する潤滑プレートの上部の表面部側に開口する潤滑油収容室を設けて，潤滑油の補給期間を延長することができる。潤滑油収容室はカバーで閉鎖することもできる。更に，潤滑プレートを，軌道レール２の左右両側に二分割された潤滑プレート部分から構成し，軌道レール２に対してケーシング５を固定した状態で潤滑プレートの取付けと取外しとを行うことができる。潤滑プレートは，多孔質構造を持つ焼結樹脂部材の成形品に使用条件が適合する潤滑油を選定し，その潤滑油を焼結樹脂部材の多孔部へ含浸させればよく，潤滑プレートは，逆に，使用する潤滑油に適合するように焼結樹脂部材の材質を選定すればよく，その取り扱い，仕様変更も簡単にできる。
【００３５】
【発明の効果】
この発明による潤滑プレート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変形は，潤滑プレート本体に接着剤によって又は機械的な手段によって固着される芯金によって防止され，潤滑プレート本体と軌道溝との隙間が精度良く維持される。潤滑剤は，潤滑プレート本体から軌道溝に常にスムースに供給され，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。潤滑プレート本体が軌道溝に対して押し付けられていないので，軌道レールに対するスライダの摺動抵抗を低減でき，スライダを軌道レールに対して軽快にスライドさせることができる。潤滑プレート本体を構成する焼結樹脂部材は，例えば，±０．０２５程度の高精度に簡単に成形することができ，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。焼結樹脂部材が高精度に成形されること及び潤滑プレート本体が付勢力で軌道溝に対して押し付けられていないので，摩耗等の発生が防止され，潤滑プレート本体の目詰まりを防止することができる。潤滑プレートは，既に切削機械等に組み込まれている従来の直動案内ユニットに対しても，スライダの端面に簡単に取り付けることができるので，既存の機械における直動案内ユニットの自己潤滑性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による潤滑プレートを備えた直動案内ユニットの一実施例を一部を分解して示す斜視図である。
【図２】図１に示した潤滑プレートを備えた直動案内ユニットの組立状態を示す側面図である。
【図３】図２に示した組立状態にある潤滑プレートを備えた直動案内ユニットの正面図である。
【図４】図１の直動案内ユニットに組み込まれる潤滑プレートを示す正面図である。
【図５】図４に示した潤滑プレートの側面図である。
【図６】この発明による直動案内ユニットに適用される潤滑プレートに用いられる芯金の別の例を示す正面図である。
【図７】図６に示した芯金の側面図である。
【図８】図６に示した芯金の矢視Ａ−Ａで見た断面図である。
【図９】この発明による直動案内ユニットに適用される潤滑プレートに用いられる芯金の更に別の例を示す正面図である。
【図１０】図９に示した芯金の側面図である。
【図１１】図９に示した芯金の矢視Ｂ−Ｂで見た断面図である。
【図１２】この発明による直動案内ユニットに適用される潤滑プレートの他の例を示す正面図である。
【図１３】図１２に示した潤滑プレートに用いられる芯金を示す正面図である。
【図１４】図１３に示した芯金の側面図である。
【図１５】図１３に示した芯金の矢視Ｃ−Ｃで見た断面図である。
【図１６】潤滑プレート装着用のカラーの一例を示す正面図である。
【図１７】図１６に示したカラーの側面図である。
【図１８】潤滑プレート本体の防塵用のカバーの一例を示す正面図である。
【図１９】図１８に示すカバーの側面図である。
【図２０】従来の直動案内ユニットを一部破断して示す斜視図である。
【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
１７ エンドシール
２１，４１，５１，６１ 潤滑プレート
２２，４２，５２，６２ 潤滑プレート本体
２３，４３，５３，６３ 芯金
２４ カバー
２５ 取付けボルト
２７ カラー
３２ 袖部
３３ 凸部
３８ 袖部
３９ 接着剤
４５ 突刺し爪
５４ ピン
６６，６７ 抱持爪
【発明の属する技術分野】
この発明は，軌道レールと該軌道レールに対して相対摺動するスライダとから成り，摺動部分に潤滑剤を供給する潤滑プレート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２０に示されている。図２０に示した直動案内ユニットは，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の長手方向両側面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７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に隔置して形成された取付孔１３が，長手方向上面１４に開口している。取付孔１３に挿通したボルトをベッド，機台，加工台等の取付ベース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に固定されている。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。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が各々形成されている。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。対向する軌道溝４，９で構成される負荷軌道路にはボール等の転動体７が転走するように組み込まれている。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，軌道レール２とスライダ１との間のシールを達成するために，下面シール８がスライダ１の下面に設けられている。
【０００４】
エンドキャップ６には，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両側に形成されている。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）に貫通させたねじ１６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。
【０００５】
図２０に示すような直動案内ユニットの転走路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。該潤滑剤がグリースの場合には，グリースは，グリースニップル１１を通じて転動体の転走路に供給される。潤滑油の場合には，潤滑油は，グリースニップルの代わりに取り付けられた配管継ぎ手を通じて転走路に供給される。潤滑についてメンテナンスフリーを実現するため，ケーシングに取り付けられるエンドキャップの外面側に，補強板，潤滑剤含有部材及びサイドシールをこの順に重ね合わせた状態で固定した直動案内ユニットが提案されている（例えば，特開平９−５３６３７号公報参照）。補強板は，エンドキャップの外形に合わせたほぼコ字状の鋼板であり，軌道レールとは非接触である。潤滑剤含有部材は，エンドキャップの外形に合わせたほぼコ字形状に形成されている。潤滑剤含有部材の内面には，軌道レールの断面形状に合わせて軌道レールの上面及び外側面に摺接可能な凸部が形成されている。軌道レールに常時潤滑剤を供給するため，潤滑剤含有部材に形成した複数の貫通孔にリング状部材を嵌め込むか，又は潤滑剤含有部材に弾性部材を適用すること等により，潤滑剤含有部材の凸部が軌道レールの軌道溝に押し付けられている。しかしながら，潤滑剤含有部材を軌道レールの軌道溝に押し付けると，摩擦力が大きくなるので，スライダの滑らかな移動に対する摺動抵抗が大きくなる。
【０００６】
また，スライダと案内レールとの間に生じる隙間開口をシールしたリニアガイド装置として，少なくとも一面がポリオレフィン系合成樹脂からなる補強板の当該合成樹脂側の面にオレフィン系ポリマと潤滑剤とからなる潤滑剤含有ポリマ部材を一体成形で接合して形成したシール装置を，スライダの端面に締め付けて固定したものがある（特開平８−２００３６２号公報参照）。潤滑剤含有ポリマ部材は，ポリオレフィン系ポリマとポリαオレフィン油等と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することにより成形されている。潤滑剤含有ポリマ部材と心金としての補強板とは，互いの接合面に潤滑剤含有ポリマ部材が含有する多量の油分が存在するために，互いに接着することが困難である。更に，潤滑剤含有ポリマ部材を構成するポリオレフィン系ポリマは，異種材料との接合が困難であるという性質がある。したがって，オレフィン系ポリマからなる潤滑剤含有ポリマ部材は，オレフィン系ポリマと馴染みが良い同種材料であるポリオレフィン系合成樹脂のみで構成した補強板に直接一体化されるか，或いは，一旦，ポリオレフィン系合成樹脂を金属板に被覆しておき，被覆したポリオレフィン系合成樹脂に対して一体化されている。したがって，潤滑剤含有ポリマ部材と補強板とを一体成形で製作するに際して，複雑且つ高度な技術が要求されている。
【０００７】
また，本出願人は，軌道溝が形成された軌道レール及び前記軌道レール上を相対摺動するスライダから成る直動案内ユニットとして，前記スライダを，前記軌道レールの前記軌道溝に対向して形成された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，前記エンドキャップの端面に取り付けられた潤滑プレート及び前記潤滑プレートの端面に取り付けられたエンドシールとから構成し，前記潤滑プレートを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ものを既に出願している（特願平９−１７６８０号）。この直動案内ユニットにおいては，潤滑プレートの外周面を覆う弾性金属製のカバーのばね力によって，潤滑プレートが軌道レールの軌道溝に押し付けられている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
直動案内ユニットにおいて，軌道レールの軌道溝への潤滑について，外部からの付勢力で潤滑プレートを軌道溝に押し付けることなく，潤滑剤含有部材から潤滑剤を供給することができれば，潤滑剤含有部材と軌道レールの軌道溝との摺動抵抗が軽減されると共に，潤滑剤含有部材の軌道レールとの摺動に起因する潤滑剤含有部材の摩耗が抑制される。しかしながら，潤滑剤含有部材は多孔質構造を有しているので，軌道溝への付勢を取り除くだけでは変形に対する抵抗性が充分ではない。したがって，剛性の高い芯金を用いて潤滑剤含有部材の変形を防止しつつ潤滑剤を軌道溝に確実に供給する点で解決すべき課題がある。
【０００９】
【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，潤滑剤含有部材を外部からの弾性付勢力等で軌道溝に押し付けることなく，潤滑剤含有部材を軌道溝に対して実質的に接触させた状態を維持して軌道溝を潤滑し，且つ潤滑剤含有部材の変形を防止することにより，直動案内ユニットのスライダを軌道レールに対して軽快にスライドさせることを可能とし，潤滑剤含有部材の軌道レールとの摺動に起因する潤滑剤含有部材の摩耗を抑制して，潤滑剤含有部材の目詰まりを防止することができる直動案内ユニットを提供することである。
【００１０】
この発明は，長手方向に軌道溝が形成された軌道レールと前記軌道レール上を相対摺動するスライダとから成り，前記スライダは，前記軌道レールの前記軌道溝に対向して形成された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，前記エンドキャップの端面に取り付けられた潤滑プレート，及び前記潤滑プレートの端面に取り付けられたエンドシールを具備しており，前記潤滑プレートは，剛性の高い芯金と，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することにより多孔質構造に焼結された焼結樹脂部材と前記多孔質構造の前記合成樹脂微粒子間に形成された多孔部に含浸された潤滑剤とから成る潤滑プレート本体とから構成され，前記潤滑プレート本体は，前記軌道レールの前記軌道溝に摺接する内方に突出した凸部が形成され，前記凸部の近傍において前記芯金に接着剤によって固着されて前記凸部が前記軌道レールの前記軌道溝に押し付けられず且つ実質的に接触状態に維持され，前記芯金に接着された前記焼結樹脂部材に前記潤滑剤が含浸されて構成されていることから成る潤滑プレートを備えた直動案内ユニットに関する。
【００１１】
この潤滑プレートを備えた直動案内ユニットによれば，潤滑プレートの潤滑プレート本体は剛性が高い芯金に接着されているので，芯金は，潤滑プレート本体が外力によって変形を生じようとするのを防止する。したがって，潤滑剤含有部材としての潤滑プレート本体は，軌道レールの軌道溝に強く圧接されたり軌道溝から離れることがなく，軌道溝と実質的に接触状態に維持され，軌道溝に的確に潤滑剤を供給する。
【００１２】
前記合成樹脂微粒子としては，ポリエチレン，ポリプロピレン，４フッ化エチレン重合体等が挙げられる。超高分子量のポリエチレン微粒子は成形品を高精度に製作できる素材であり，成形された焼結樹脂部材は耐摩耗性や金属に対する接着性も良好である。それゆえ，超高分子量の焼結樹脂部材から製作された潤滑プレート本体を付勢力によって軌道溝に押し当てる必要がなくなる。
【００１３】
前記潤滑プレート本体は，前記芯金に接着された後の前記焼結樹脂部材に前記潤滑剤が含浸されて形成されている。潤滑剤を含浸させた後であると，含浸した大量の油分のために焼結樹脂部材の芯金への接着が困難になるので，焼結樹脂部材を接着剤によって芯金に固着した後に，潤滑剤が焼結樹脂部材に含浸される。
【００１４】
また，この発明は，長手方向に軌道溝が形成された軌道レールと前記軌道レール上を相対摺動するスライダとから成り，前記スライダは，前記軌道レールの前記軌道溝に対向して形成された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，前記エンドキャップの端面に取り付けられた潤滑プレート，及び前記潤滑プレートの端面に取り付けられたエンドシールを具備しており，前記潤滑プレートは，剛性の高い芯金と，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することにより多孔質構造に焼結された焼結樹脂部材と前記多孔質構造の前記合成樹脂微粒子間に形成された多孔部に含浸された潤滑剤とから成る潤滑プレート本体とから構成され，前記潤滑プレート本体は，前記軌道レールの前記軌道溝に摺接する内方に突出した凸部が形成され，前記凸部の近傍において前記芯金の一部を折り曲げて形成された又は前記芯金に打ち立てられた突刺し爪に突き刺されて前記芯金に機械的に固着され前記凸部が前記軌道レールの前記軌道溝に押し付けられず且つ実質的に接触状態に維持されて構成されていることから成る潤滑プレートを備えた直動案内ユニットに関する。
【００１５】
この潤滑プレートを備えた直動案内ユニットによれば，潤滑プレートの潤滑プレート本体は剛性が高い芯金に対して機械的に固着されているので，芯金は潤滑プレート本体が外力によって変形を生じようとするのを防止する。したがって，潤滑剤含有部材としての潤滑プレート本体は，軌道レールの軌道溝に強く圧接されたり軌道溝から離れることがなく，軌道溝と実質的に接触状態に維持され，軌道溝に的確に潤滑剤を供給する。
【００１６】
また，この直動案内ユニットにおいて，前記潤滑プレート本体は，前記軌道レールの前記軌道溝に摺接する内方に突出した凸部が形成され，前記凸部の近傍において前記芯金の一部を折り曲げて形成された一対の抱持爪で抱持されて前記芯金に機械的に固着され前記凸部が前記軌道溝の前記軌道溝に押し付けられず且つ実質的に接触状態に維持されて構成されている。前記潤滑プレート本体に突き刺される突刺し爪又は潤滑プレート本体を抱持する抱持爪は，芯金の一部を打抜きによって形成した先細の突出部を芯金に対して折り曲げて形成することで，容易に形成される。また，芯金に打ち立てられたピンから成る爪を潤滑プレート本体に突き刺すことによっても，潤滑プレート本体の機械的な固着手段が容易に得られる。前記潤滑プレート本体の前記芯金への固着が機械的な固着であるので，焼結樹脂部材への潤滑剤の含浸は，焼結樹脂部材を芯金に固着する前に行っても，固着した後に行ってもよい。
【００１７】
前記潤滑プレート本体の寸法精度については，軌道レールの軌道溝に対して摺接する部分の精度が重要である。潤滑プレート本体は，剛性が高い芯金に対して，少なくとも，潤滑プレート本体が軌道レールの軌道溝に摺接する部分の近傍において固着されるので，潤滑プレート本体の摺接部分における変形が防止され，潤滑プレート本体が軌道溝に対して的確に摺接することになる。
【００１８】
潤滑プレート本体の芯金に対する固着が接着によるか又は機械的な固着によるかにかかわらず，前記潤滑プレート本体の外周は塵埃防止用のカバーによって覆われており，塵埃防止用のカバーは，前記潤滑プレート本体に前記軌道レールへ接離する方向の荷重が実質的にかけない状態で取り付けられている。カバーは，潤滑プレート本体への塵埃の付着や，潤滑プレート本体の破損，及び潤滑プレート本体からの潤滑剤の漏れを防止する。単一のカバーを潤滑プレート本体に弾着すると，潤滑プレート本体を軌道レールの軌道溝に押し付けるような力が生じる場合があるが，潤滑プレート本体の一対の袖部のそれぞれに対応して分割されたカバーや緩く嵌合された状態で潤滑プレート本体係止されるカバーを用いることにより，カバーが潤滑プレート本体を摺動部分に押し付けることはない。
【００１９】
また，前記エンドシール及び前記エンドキャップは前記ケーシングにねじ込まれる取付けボルトによって前記ケーシングに取り付けられており，前記潤滑プレート本体の厚みに相当する長さを有するカラーを前記潤滑プレート本体に対応して配置し且つ前記取付けボルトを前記カラーと前記芯金とに挿通させることにより，前記潤滑プレートは，前記潤滑プレート本体に取付けボルトによる締付け荷重が実質的に作用しない状態で前記ケーシングに取り付けられている。潤滑プレートは，カラーの両端が芯金とエンドシールに当接する状態で，取付けボルトによってエンドキャップとエンドシールとの間に挟まれてケーシングに取り付けられる。取付けボルトによる潤滑プレートの取付け時には，締付け力はエンドシールからカラーを介して芯金，更にはエンドキャップへと伝達されることになり，潤滑プレート本体には過大な締付け力が作用しない。その結果，軌道溝に対する潤滑プレート本体の摺接部分には，取付けボルトの締め付け力に起因した変形が生じない。
【００２０】
更に，前記軌道レールの長手方向両側面に前記軌道溝が形成されており，前記スライダは前記軌道レールを跨架した状態で前記軌道レール上を相対摺動自在に配設されている。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下，図面を参照して，この発明による潤滑プレートを備えた直動案内ユニットの実施例を説明する。以下の図面において，図２０に示した従来の直動案内ユニットと同一の構造及び機能を有する部品には同一の符号が用いられている。
【００２２】
図１〜図５に示された潤滑プレートを備えた直動案内ユニットは，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，長手方向両側面３に凹状に軌道溝４が形成されたＩ型断面形状を有している。スライダ１は，各軌道溝４に対向する位置に軌道溝（図２０の符号９参照）を形成したケーシング５，対向する軌道溝４間で相対移動可能に転走する多数の転動体（図２０の符号７参照），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を有している。エンドキャップ６には，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エンドシール１７が取り付けられている。なお，エンドシール１７は，場合によっては，無くてもよいし，リップを有しないエンドシールであってもよい。
【００２３】
スライダ１は，転動体７がスライダ１の軌道溝と軌道レール２の軌道面４との間に形成された負荷域としての軌道路を転走することにより，軌道レール２上を摺動自在に相対運動ができる。軌道路を転走した転動体７は，エンドキャップ６内に形成された方向転換路に導かれ，更にケーシング５の軌道溝と平行に形成されたリターン通路孔（図２０の符号１２参照）に移動する。転動体７は，軌道路，方向転換路及びリターン通路孔から構成される無限循環路内を循環する。その他の詳細な構造については，図２０に示した従来の直動案内ユニットと同様であるので，再度の説明を省略する。
【００２４】
この実施例においては，エンドキャップ６の端面に配置され且つ軌道レール２に対して一定の嵌め合い状態で摺接する潤滑プレート２１が設けられている。エンドシール１７は，潤滑プレート２１の端面に配置され且つ軌道レール２上を相対摺動するように設けられている。したがって，潤滑プレート２１は，エンドキャップ６とエンドシール１７とに挟まれた状態でケーシング５に取り付けられている。潤滑プレート２１は，多孔質構造を有し潤滑剤が含浸された潤滑剤含有部材としての潤滑プレート本体２２と，潤滑プレート本体２２が固着される芯金２３と，潤滑プレート本体２２の外側を覆うカバー２４とから構成されている。潤滑プレート２１をケーシング５に対して組み付けるとき，潤滑プレート本体２２はエンドシール１７側に，且つ芯金２３はエンドキャップ６側に配置される。
【００２５】
エンドシール１７，潤滑プレート２１及びエンドキャップ６は，四隅を貫通する取付けボルト２５によってケーシング５に固定される。エンドシール１７と芯金２３との間には，潤滑プレート本体２２の厚みｔ（図５参照）に相当する間隔を確保するため，図１６及び図１７に示すようなカラー２７が各端部をそれぞれエンドシール１７と芯金２３とに当接させた状態で挟まれている。カラー２７は，取付けボルト２５が挿通可能な内径Ｄと，潤滑プレート本体２２の厚みｔに相当する長さＬを有している。潤滑プレート２１の四隅において，取付けボルト２５は，カラー２７と芯金２３に形成された貫通孔２６とに挿通された後，ケーシング５のボルト穴に螺入される。取付けボルト２５による締付け力は，エンドシール１７からカラー２７を介して芯金２３，更にエンドキャップ６に伝達され，潤滑プレート本体２２には実質的に作用しない。その結果，潤滑プレート本体２２には，特に軌道溝４との摺接部分において，取付けボルト２５による締付けに起因する変形が生じることがない。
【００２６】
図４及び図５に示すように，潤滑プレート本体２２には，その四隅において，カラー２７を配置するため，芯金２３に形成された貫通孔２６の周りに切欠き部２８が形成されている。また，芯金２３のブリッジ部分３７には，グリースニップル１１と干渉しないようにグリースニップル挿通孔２９が形成されている。同様に，潤滑プレート本体２２のブリッジ部３１には，グリースニップル挿通孔２９の周りに切欠き３０が形成されている。潤滑プレート本体２２の両袖部３２には，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摺接部分としての凸部３３が形成されており，焼結樹脂部材に含浸された潤滑剤（又は潤滑油）は，凸部３３から軌道溝４に常に供給される。なお，芯金２３の袖部３８の内側には，潤滑プレート本体２２の両袖部３２の凸部３３に対応して，軌道レール２の軌道溝４の溝底に向かって延びる突起３４が形成されている。
【００２７】
潤滑プレート本体２２の外側を覆うカバー２４が，図１８及び図１９に示されている。カバー２４は，弾性金属板等の金属薄板から成り，且つ軌道レール２の軌道溝４を横切る方向に左右に一対に分割して形成されている。カバー２４は，潤滑プレート本体２２の袖部３２の上面，側面及び底面をそれぞれ覆う上辺，側辺及び底辺が連続的に繋がったカバー部３５と，カバー部３５の上辺の先端から折り曲げられて形成され且つ潤滑プレート本体２２の切欠き部３０に係止される係止部３６とから構成されている。カバー２４は，潤滑プレート本体２２に塵埃が付着するのを防止すると共に，潤滑プレート本体２２の破損の防止，及び潤滑プレート本体２２からの潤滑油の漏れを防止する。カバー２４を左右に分割して形成することにより，潤滑プレート本体２２に軌道レール２の軌道溝４に付勢力を与えたり或いは軌道溝から離れるような変形を与える力が作用しない。なお，潤滑プレート本体２２の左右の袖部３２，３２に過大な力を作用させないのであれば，潤滑プレート本体２２の上辺と左右の側辺とを全体的に緩く覆う一つの帯片からカバー２４を形成してもよい。
【００２８】
潤滑プレート本体２２を構成する焼結樹脂部材は，合成樹脂の微粒子を所定の金型に充填して加熱成形することにより多孔質構造に焼結されたものであり，その多孔質構造の多孔部に潤滑油が含浸されている。焼結樹脂部材を超高分子量のポリエチレン樹脂の微粒子を焼結して成形すると，成形品の加工精度を例えば±０．０２５ｍｍ程度の高い精度にすることができる。また，超高分子量のポリエチレン樹脂の微粒子は，焼結時に金属との接合が良好であるという性質も有している。超高分子量のポリエチレン樹脂の粒子径は，例えば，細粒径が３０μｍで，粗粒径が２５０〜３００μｍの粉末であり，多孔質構造は，空間率が例えば４０〜５０％のオープンポアから成る構造である。多孔質構造への潤滑油の含浸は，例えばタービン油に３０分間程度浸漬することによって行われる。潤滑油の含有率は，スライダ１の使用条件等に対応して変更されるが，例えば，潤滑油の含有率を４１ｗｔ％に，潤滑油の含有量を２ｃｃ程度に調整することができる。
【００２９】
潤滑プレート２１の潤滑プレート本体２２の加工精度を高精度にすることができることを利用して，潤滑プレート本体２２は，軌道レール２の軌道溝４に対して，零を含む微量（即ち，実質的に零）の間隙，又は若干の締めしろの間隙として若干の予圧がかけられた状態で嵌合するように製作することができる。このようにして製作された潤滑プレート本体２２は，軌道レール２の軌道溝４に対して常に実質的に接触している状態となり，潤滑プレート本体２２に含有された潤滑剤は，絶え間なく軌道溝４に給油される。したがって，直動案内ユニットの潤滑については，メンテナンスフリーとすることができる。また，超高分子量のポリエチレン樹脂の微粒子を焼結して成形した樹脂部材は，摺接を繰り返しても極度に摩耗することがないという特性を有しているので，潤滑プレート本体２２には摩耗粉による目詰まりが生じない。潤滑プレート本体２２に含浸させた潤滑剤が消費されても，その都度，新たに潤滑剤を補給して潤滑プレート本体２２に含浸させることにより，潤滑プレート２１を長期に渡って使用することができる。
【００３０】
潤滑プレート本体２２の芯金２３への固着の一態様は，接着剤による固着である。潤滑プレート本体２２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成るので，芯金２３が金属製であっても，エポキシ系接着剤３９等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３９で芯金２３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２２の接着剤３９による芯金２３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２２の軌道溝４に対して摺接する凸部３３の近傍において行われればよい。潤滑プレート本体２２が凸部３３の近傍において剛性の高い芯金２３に固着されているので，潤滑プレート本体２２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２３は，凸部３３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２２の凸部３３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。
【００３１】
次に，図６〜図８を参照して，直動案内ユニットに適用される潤滑プレートの別の例について説明する。芯金４３は，図４及び図５に示した芯金２３に用いられている部位と同等の部位には，同じ符号を付しているので，再度の詳細な説明を省略する。図７及び図８において想像線で示すように，潤滑プレート本体４２と芯金４３で潤滑プレート４１が構成されている。芯金４３の各袖部３８の中央には打抜き孔４４が形成されており，芯金４３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，潤滑プレート本体４２が固着される側に折り曲げて突刺し爪４５として立てられている。焼結樹脂部材に突刺し爪４５を突き刺すことは容易であり，突刺し爪４５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４２が芯金４３に固着された潤滑プレート４１を容易に製作することができる。なお，超高分子量のポリエチレンを用いることによる潤滑プレート本体４２の加工精度，潤滑プレート４１の軌道溝４に対する隙間精度，目詰まり防止等については，図１〜図５に示した実施例の場合と同様であるので，重複する説明を省略する。
【００３２】
次に，図９〜図１１を参照して，直動案内ユニットに適用される潤滑プレートの更に別の例を説明する。芯金５３は，潤滑プレート本体５２との固着のための構造が異なる以外，図６〜図８に示された例と同じ構造及び機能を有しているので，同様の機能を奏する部位には同じ符号を付して，詳細な説明を省略する。図９〜図１１に示した芯金５３には，潤滑プレート本体との固着用に先端が尖った突刺し爪としてのピン５４が立てられている。潤滑プレート本体５２（想像線で示す）となる焼結樹脂部材にピン５４を突き刺し，その状態で潤滑剤を含浸させることにより，又は潤滑剤を含浸させた焼結樹脂部材にピン５４を突き刺すことにより，潤滑プレート本体５２が芯金５３に固着された潤滑プレート５１が製作される。
【００３３】
次に，図１２〜図１５を参照して，直動案内ユニットに適用される潤滑プレートの他の例について説明する。潤滑プレート６１は，潤滑プレート本体６２と芯金６３との固着構造が異なる以外，図６〜図８に示した例と同じ構造及び機能を有しているので，同様の機能を奏する部位には同じ符号を付して，詳細な説明を省略する。芯金６３の両袖部３８の下端部に，潤滑プレート本体６２の凸部３３の近傍に位置する潤滑プレート本体６２を抱持するための抱持部６５が形成されている。抱持部６５は，互いに対向する一対の抱持爪６６，６７によって構成されている。抱持爪６６，６７は，取付けボルト貫通孔２６の孔縁部の一部と袖部３８の内側縁部の一部とを潤滑プレート本体６２が固着される側に折り曲げて形成されている。潤滑プレート本体６２は，抱持爪６６，６７によって抱持されることにより芯金６３に固着されている。潤滑プレート本体６２となる焼結樹脂部材への潤滑剤の含浸を行う時期は，抱持部６５による固着の前でも後でもよい。
【００３４】
潤滑プレート本体２２，４２，５２，６２については，各種の変更が可能である。即ち，多孔質の目を，軌道レール２の軌道溝４に対して摺接する凸部３３において密部分とし，その他の部分を粗部分としてもよい。密部分は，潤滑油を吸引し易く密部分への潤滑油の流れを促進することができる。潤滑プレート本体の密部分と粗部分との作製は，例えば，樹脂粉末の粒度の異なるものを用いるか，又は，焼結温度を調整することによって作製できる。或いは，密部分と粗部分とを別体として作製し後述のカバー等で緊締して構成することもできる。また，凸部３３と潤滑プレートへの潤滑油を含浸する上部の表面部を除いた他の部分の表面部を潤滑油が外部に漏れを阻止する無孔質表層部に形成することができる。無孔質表層部は，表層部の温度を高めて多孔質部分の表面を目潰しするか，又は表面が無孔質になるように樹脂コーティングすることによって作製できる。また，潤滑油を含浸する潤滑プレートの上部の表面部側に開口する潤滑油収容室を設けて，潤滑油の補給期間を延長することができる。潤滑油収容室はカバーで閉鎖することもできる。更に，潤滑プレートを，軌道レール２の左右両側に二分割された潤滑プレート部分から構成し，軌道レール２に対してケーシング５を固定した状態で潤滑プレートの取付けと取外しとを行うことができる。潤滑プレートは，多孔質構造を持つ焼結樹脂部材の成形品に使用条件が適合する潤滑油を選定し，その潤滑油を焼結樹脂部材の多孔部へ含浸させればよく，潤滑プレートは，逆に，使用する潤滑油に適合するように焼結樹脂部材の材質を選定すればよく，その取り扱い，仕様変更も簡単にできる。
【００３５】
【発明の効果】
この発明による潤滑プレート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変形は，潤滑プレート本体に接着剤によって又は機械的な手段によって固着される芯金によって防止され，潤滑プレート本体と軌道溝との隙間が精度良く維持される。潤滑剤は，潤滑プレート本体から軌道溝に常にスムースに供給され，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。潤滑プレート本体が軌道溝に対して押し付けられていないので，軌道レールに対するスライダの摺動抵抗を低減でき，スライダを軌道レールに対して軽快にスライドさせることができる。潤滑プレート本体を構成する焼結樹脂部材は，例えば，±０．０２５程度の高精度に簡単に成形することができ，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。焼結樹脂部材が高精度に成形されること及び潤滑プレート本体が付勢力で軌道溝に対して押し付けられていないので，摩耗等の発生が防止され，潤滑プレート本体の目詰まりを防止することができる。潤滑プレートは，既に切削機械等に組み込まれている従来の直動案内ユニットに対しても，スライダの端面に簡単に取り付けることができるので，既存の機械における直動案内ユニットの自己潤滑性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による潤滑プレートを備えた直動案内ユニットの一実施例を一部を分解して示す斜視図である。
【図２】図１に示した潤滑プレートを備えた直動案内ユニットの組立状態を示す側面図である。
【図３】図２に示した組立状態にある潤滑プレートを備えた直動案内ユニットの正面図である。
【図４】図１の直動案内ユニットに組み込まれる潤滑プレートを示す正面図である。
【図５】図４に示した潤滑プレートの側面図である。
【図６】この発明による直動案内ユニットに適用される潤滑プレートに用いられる芯金の別の例を示す正面図である。
【図７】図６に示した芯金の側面図である。
【図８】図６に示した芯金の矢視Ａ−Ａで見た断面図である。
【図９】この発明による直動案内ユニットに適用される潤滑プレートに用いられる芯金の更に別の例を示す正面図である。
【図１０】図９に示した芯金の側面図である。
【図１１】図９に示した芯金の矢視Ｂ−Ｂで見た断面図である。
【図１２】この発明による直動案内ユニットに適用される潤滑プレートの他の例を示す正面図である。
【図１３】図１２に示した潤滑プレートに用いられる芯金を示す正面図である。
【図１４】図１３に示した芯金の側面図である。
【図１５】図１３に示した芯金の矢視Ｃ−Ｃで見た断面図である。
【図１６】潤滑プレート装着用のカラーの一例を示す正面図である。
【図１７】図１６に示したカラーの側面図である。
【図１８】潤滑プレート本体の防塵用のカバーの一例を示す正面図である。
【図１９】図１８に示すカバーの側面図である。
【図２０】従来の直動案内ユニットを一部破断して示す斜視図である。
【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
１７ エンドシール
２１，４１，５１，６１ 潤滑プレート
２２，４２，５２，６２ 潤滑プレート本体
２３，４３，５３，６３ 芯金
２４ カバー
２５ 取付けボルト
２７ カラー
３２ 袖部
３３ 凸部
３８ 袖部
３９ 接着剤
４５ 突刺し爪
５４ ピン
６６，６７ 抱持爪
Claims (10)
- 長手方向に軌道溝が形成された軌道レールと前記軌道レール上を相対摺動するスライダとから成り，前記スライダは，前記軌道レールの前記軌道溝に対向して形成された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，前記エンドキャップの端面に取り付けられた潤滑プレート，及び前記潤滑プレートの端面に取り付けられたエンドシールを具備しており，
前記潤滑プレートは，剛性の高い芯金と，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することにより多孔質構造に焼結された焼結樹脂部材と前記多孔質構造の前記合成樹脂微粒子間に形成された多孔部に含浸された潤滑剤とから成る潤滑プレート本体とから構成され，
前記潤滑プレート本体は，前記軌道レールの前記軌道溝に摺接する内方に突出した凸部が形成され，前記凸部の近傍において前記芯金に接着剤によって固着されて前記凸部が前記軌道レールの前記軌道溝に押し付けられず且つ実質的に接触状態に維持され，前記芯金に接着された前記焼結樹脂部材に前記潤滑剤が含浸されて構成されていることから成る潤滑プレートを備えた直動案内ユニット。 - 前記潤滑プレートは，前記潤滑プレート本体に前記軌道レールへ接離する方向の荷重をかけることなく前記潤滑プレート本体の外周を覆う塵埃防止用のカバーを備えていることから成る請求項１に記載の潤滑プレートを備えた直動案内ユニット。
- 前記エンドシール及び前記エンドキャップは前記ケーシングにねじ込まれる取付けボルトによって前記ケーシングに取り付けられており，前記潤滑プレート本体の厚みに相当する長さを有するカラーを前記潤滑プレート本体に対応して配置し且つ前記取付けボルトを前記カラーと前記芯金とに挿通させることにより，前記潤滑プレートは，前記潤滑プレート本体に前記取付けボルトによる締付け荷重が実質的に作用しない状態で前記ケーシングに取り付けられていることから成る請求項１又は２に記載の潤滑プレートを備えた直動案内ユニット。
- 前記軌道レールの長手方向両側面に前記軌道溝が形成されており，前記スライダは前記軌道レールを跨架した状態で前記軌道レール上を相対摺動自在に配設されていることから成る請求項１〜３のいずれか１項に記載の潤滑プレートを備えた直動案内ユニット。
- 長手方向に軌道溝が形成された軌道レールと前記軌道レール上を相対摺動するスライダとから成り，前記スライダは，前記軌道レールの前記軌道溝に対向して形成された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，前記エンドキャップの端面に取り付けられた潤滑プレート，及び前記潤滑プレートの端面に取り付けられたエンドシールを具備しており，
前記潤滑プレートは，剛性の高い芯金と，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することにより多孔質構造に焼結された焼結樹脂部材と前記多孔質構造の前記合成樹脂微粒子間に形成された多孔部に含浸された潤滑剤とから成る潤滑プレート本体とから構成され，
前記潤滑プレート本体は，前記軌道レールの前記軌道溝に摺接する内方に突出した凸部が形成され，前記凸部の近傍において前記芯金の一部を折り曲げて形成された又は前記芯金に打ち立てられた突刺し爪に突き刺されて前記芯金に機械的に固着され前記凸部が前記軌道レールの前記軌道溝に押し付けられず且つ実質的に接触状態に維持されて構成されていることから成る潤滑プレートを備えた直動案内ユニット。 - 長手方向に軌道溝が形成された軌道レールと前記軌道レール上を相対摺動するスライダとから成り，前記スライダは，前記軌道レールの前記軌道溝に対向して形成された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，前記エンドキャップの端面に取り付けられた潤滑プレート，及び前記潤滑プレートの端面に取り付けられたエンドシールを具備し ており，
前記潤滑プレートは，剛性の高い芯金と，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することにより多孔質構造に焼結された焼結樹脂部材と前記多孔質構造の前記合成樹脂微粒子間に形成された多孔部に含浸された潤滑剤とから成る潤滑プレート本体とから構成され，
前記潤滑プレート本体は，前記軌道レールの前記軌道溝に摺接する内方に突出した凸部が形成され，前記凸部の近傍において前記芯金の一部を折り曲げて形成された一対の抱持爪で抱持されて前記芯金に機械的に固着され前記凸部が前記軌道溝の前記軌道溝に押し付けられず且つ実質的に接触状態に維持されて構成されていることから成る潤滑プレートを備えた直動案内ユニット。 - 前記潤滑プレート本体は，前記芯金に固着される前又は後の前記焼結樹脂部材に前記潤滑剤が含浸されて形成されていることから成る請求項５又は６に記載の潤滑プレートを備えた直動案内ユニット。
- 前記潤滑プレートは，前記潤滑プレート本体に前記軌道レールへ接離する方向の荷重をかけることなく前記潤滑プレート本体の外周を覆う塵埃防止用のカバーを備えていることから成る請求項５〜７のいずれか１項に記載の潤滑プレートを備えた直動案内ユニット。
- 前記エンドシール及び前記エンドキャップは前記ケーシングにねじ込まれる取付けボルトによって前記ケーシングに取り付けられており，前記潤滑プレート本体の厚みに相当する長さを有するカラーを前記潤滑プレート本体に対応して配置し且つ前記取付けボルトを前記カラーと前記芯金とに挿通させることにより，前記潤滑プレートは，前記潤滑プレート本体に前記取付けボルトによる締付け荷重が実質的に作用しない状態で前記ケーシングに取り付けられていることから成る請求項５〜８のいずれか１項に記載の潤滑プレートを備えた直動案内ユニット。
- 前記軌道レールの長手方向両側面に前記軌道溝が形成されており，前記スライダは前記軌道レールを跨架した状態で前記軌道レール上を相対摺動自在に配設されていることから成る請求項５〜９のいずれか１項に記載の潤滑プレートを備えた直動案内ユニット。
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