JP7725814B2 - リニアガイド - Google Patents

Description

本発明は、リニアガイドに関し、より詳細には、長期間に亘って潤滑剤を案内レール、スライダ、及び転動体の接触部に供給することができるリニアガイドに関する。

従来、リニアガイドは、軸方向に延びる案内レールと、案内レールに相対移動可能に跨架されたスライダと、を備え、案内レール及びスライダに形成された転動体転動溝間を循環する複数の転動体（ボール）を介して、スライダが案内レール上を軸方向に相対移動する。このようなリニアガイドは、各種生産設備の直線移動機構に多用されている。このリニアガイドを、長期間に亘って安定して使用するためには、転動体転動溝及びボールに十分な量の潤滑剤を供給して、潤滑状態を良好に維持することが重要である。

特許文献１には、潤滑剤を含有する多孔質の潤滑剤供給部材をケース内に収容してスライダの端部に取り付け、案内レールの転動体転動溝に接触する潤滑剤供給部材から潤滑剤を供給するようにした直動案内軸受装置が記載されている。
また、特許文献２では、エンドキャップの外側面に、エンドキャップに近い側から、補強板、潤滑剤含有部材及びサイドシールが重ね合わせた状態で固定されている。潤滑剤含有部材は、エンドキャップに合わせたＣ字形状に形成されていて、その連結部に上部を開放して形成された貫通孔に、その内径よりも外径が大きいリング状部材を嵌め込むことにより、貫通孔が押し広げられ、両袖部を案内レールに押しつけている。また、両袖部の外側面側を開放した貫通孔にもそれぞれ、リング状部材が嵌め込まれている。

特開２００６－４６５２９号公報 特開平０９－１１２５５１号公報

ところで、特許文献１の潤滑ユニット１００では、図８に示すように、潤滑剤を含有する潤滑剤供給部材１０１は、円筒部１０４が一体に形成されたケース１０３に収納されている。また、潤滑剤供給部材１０１は、上部に形成された凹部１０２にケース１０３の円筒部１０４が嵌め込まれて、潤滑剤供給部材１０１の上端部をスライダの幅方向外方に押圧変形させると共に、潤滑剤供給部材１０１の摺動部１０５の裏面が、ケース１０３の両側面に設けられた押圧部１０６で押圧されて、案内レール１０７の転動体転動溝１０８に押し付けられて、潤滑剤を供給するようになっている。

しかしながら、長期間の使用に伴って潤滑剤供給部材１０１に含浸した潤滑剤量が減ると、潤滑剤供給部材１０１が、案内レール１０７に向かって小さくなり（収縮して）、円筒部１０４及び押圧部１０６による押圧力が低下し、潤滑剤供給部材１０１と案内レール１０７の転動体転動溝１０８との接触状態が変化して十分な潤滑状態を保てなくなる虞がある。特に、潤滑剤供給部材１０１の潤滑剤含有量が非常に多いと、潤滑剤の減少による潤滑剤供給部材１０１の寸法変化が大きく、上記した不具合が生じる可能性が高くなる。

また、図９（ａ）に示すように、特許文献２に記載の潤滑ユニット２００では、潤滑剤供給部材２０１は、上部に形成された略Ｕ字形の上溝２０２と、両側面に形成された略Ｕ字形の一対の横溝２０３と、案内レール２０６の転動体転動溝２０７に摺接する摺動部２０８と、を備える。上溝２０２には、上部リング２０４が設置され、一対の横溝２０３には、それぞれ側面リング２０５が設置され、側面リング２０５には、不図示のサイドシール及び潤滑ユニット２００をスライダに固定するための不図示のねじが挿通されている。このため、側面リング２０５と案内レール２０６との相対位置は、不図示の転動体を介して固定となる。

この場合も、図９（ｂ）に示すように、長期間の使用により潤滑剤供給部材２０１に含浸した潤滑剤量が低減すると、潤滑剤供給部材２０１の寸法が、図中破線で示す状態から図中実線で示すように小さくなる。その際、側面リング２０５の位置が固定されているため、潤滑剤供給部材２０１は、側面リング２０５に向かって矢印方向に変形する。この結果、潤滑剤供給部材２０１の摺動部２０８と案内レール２０６の転動体転動溝２０７との接触状態が変化して十分な潤滑状態を保てなくなる虞がある。

本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、潤滑ユニットが長期間に亘って安定して潤滑剤を供給することができるリニアガイドを提供することにある。

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１） 案内レールと、
該案内レールを跨ぐようにスライド自在に係合するスライダと、
潤滑剤を含浸可能な潤滑剤供給部材と、該潤滑剤供給部材を収容するケースと、を有し、前記スライダの軸方向の端部に取り付けられた潤滑ユニットと、を備えるリニアガイドであって、
前記潤滑剤供給部材は、前記案内レールの左右両側面位置に形成された一対の袖部と、該一対の袖部を連結する連結部と、を備えて略Ｃ字状に形成され、前記一対の袖部は、前記案内レールのレール側軌道面に摺接可能な突部を有し、
前記潤滑ユニットは、前記一対の袖部に対して前記スライダの幅方向外側に設けられた前記ケースの側壁に取り付けられ、前記一対の袖部を前記スライダの幅方向内方にそれぞれ押圧する一対の側面押圧手段を備えることを特徴とするリニアガイド。
（２） 前記各側面押圧手段は、前記ケースの側壁に形成され、前記スライダの幅方向に貫通する雌ねじ部と、該雌ねじ部に挿入されて、該側壁の幅方向内側面から突出することで前記袖部を押圧するねじ部材と、を有することを特徴とする（１）に記載のリニアガイド。
（３） 前記各側面押圧手段は、前記ケースの側壁の幅方向内側面に配置され、前記袖部を押圧する弾性部材であることを特徴とする（１）に記載のリニアガイド。
（４） 前記潤滑剤供給部材は、前記案内レールの上方位置に形成された凹部を有し、
前記潤滑ユニットは、前記連結部の前記スライダの上下方向への移動を許容し、前記凹部を前記スライダの幅方向外方に押圧するように、前記凹部内に配置される上部押圧手段を備えることを特徴とする（１）～（３）のいずれかに記載のリニアガイド。
（５） 前記突部は、前記スライダの長手方向の端面縁部に面取りが形成されていることを特徴とする（１）～（４）のいずれかに記載のリニアガイド。

本発明のリニアガイドによれば、長期間の使用に伴って含浸した潤滑剤量が少なくなり、潤滑剤供給部材の寸法が小さくなっても、一対の側面押圧手段により、潤滑剤供給部材の一対の袖部がスライダの幅方向内方にそれぞれ押圧されているので、潤滑剤供給部材の突部がレール側軌道面を押し付ける力が確保される。したがって、潤滑ユニットが長期間に亘って安定して潤滑剤を供給することができる。

本発明に係るリニアガイドの斜視図である。 図１に示すスライダの斜視図である。 図２に示すスライダの一部分解斜視図である。 図３に示す潤滑ユニットの潤滑剤供給部材及びケースの分解斜視図である。 ケースに収容される潤滑剤供給部材の凹部とケースの円筒部との寸法関係を説明するための側面図である。 第１実施形態の潤滑ユニットにおいて、含有潤滑剤の低減による潤滑剤供給部材の変形状態を示す側面図である。 第２実施形態の潤滑ユニットの潤滑剤供給部材及びケースを、潤滑剤供給部材の変形状態とともに示す側面図である。 従来の潤滑ユニットの側面図である。 （ａ）は、従来の他の潤滑ユニットの側面図であり、（ｂ）は、潤滑剤供給部材が含有潤滑剤の低減により変形する状態を示す側面図である。

以下、本発明の各実施形態に係るリニアガイドを図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の説明において、スライダの上下方向、幅方向とは、長手方向を水平にして配置された案内レールに組み付けられたスライダの状態における方向をそれぞれ表しており、スライダの幅方向は、案内レールの長手方向及びスライダの上下方向に垂直な方向であり、左右方向とも言う（図１参照）。また、長手方向は、軸方向とも言う。

（第１実施形態）
図１に示すように、第１実施形態のリニアガイド１０は、直線状の案内レール２０と、案内レール２０を跨ぐように組み付けられ、不図示の複数の転動体（ボール）を介してスライド自在に係合するスライダ３０と、を備えている。

案内レール２０の両側面２３には、断面略半円形または断面ゴシックアーチ形状のレール側軌道面２１が軸方向に形成され、案内レール２０の上面２４と両側面２３とが交差する稜線部には、断面略１／４円弧状のレール側軌道面２２が軸方向に形成されている。

スライダ３０は、図２及び図３に示すように、スライダ本体３１と、スライダ本体３１の軸方向両端部に取り付けられたエンドキャップ３２と、各エンドキャップ３２の更に軸方向端部に取り付けられた潤滑ユニット３３と、からなる。

スライダ本体３１は、略Ｃ字状に形成されており、両袖部の内側面に、案内レール２０のレール側軌道面２１、２２に対向する不図示のスライダ側軌道面を有するとともに、転動体戻し路を有している。レール側軌道面２１、２２及びスライダ側軌道面は、転動体を転動自在に案内すると共に、転動体を介してスライダ３０に作用する荷重を支持している。また、略Ｃ字状に形成されたエンドキャップ３２は、スライダ本体３１のスライダ側軌道面及び転動体戻し路を連通させる不図示の湾曲路を有しており、レール側軌道面２１、２２、スライダ側軌道面、転動体戻し路、及び両端部の湾曲路で、転動体循環路を形成している。転動体循環路内には、複数のボールが転動自在に装填されている。

図３及び図４を参照して、潤滑ユニット３３は、合成樹脂製のケース４０と、ケース４０内に収容される潤滑剤供給部材５０と、サイドシール６０と、を備える。

サイドシール６０は、エンドキャップ３２の外形に合わせた略Ｃ字形状の鋼板であり、その両袖部６２には、取付ネジ用の貫通孔６１が形成されるとともに、それら両袖部６２を連結する連結部６３には、グリースニップル用の貫通孔６４が形成されている。サイドシール６０と案内レール２０とは非接触であり、Ｃ字部の内側には、スライダ３０と案内レール２０との間の隙間をシールするため、ニトリルゴムやグリースを含有したポリウレタンゴムなどの弾性体６５が設けられている。
転動体及び各軌道面を潤滑するためのグリースが、グリースニップルから転動体循環路の内部に注入可能であり、初期状態（リニアガイド１０の組立完了状態）において、転動体循環路にはグリースが充填されている。

潤滑剤供給部材５０は、案内レール２０の上面２４及びレール側軌道面２１、２２を含む両側面２３に対向するように、略Ｃ字状に成形される。即ち、潤滑剤供給部材５０も、案内レール２０の左右両側面位置に形成された一対の袖部５８と、案内レール２０の上方位置に形成されて一対の袖部５８を連結する連結部５９と、を備える。潤滑剤供給部材５０は、ゴムや合成樹脂等の多孔質体、繊維交絡体などで形成されて、潤滑剤を含浸する。潤滑剤としては、鉱油、合成油、グリースなどを用いることができる。合成樹脂としては、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリプロピレンなどを用いることができる。繊維交絡体としては、羊毛フェルト、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、アクリル繊維などを用いることができる。

潤滑剤供給部材５０の潤滑剤含浸量は、長期間の使用の観点から、７０重量％以上であることが好ましい。また、潤滑剤含浸量の上限は、潤滑剤供給部材５０の強度を考慮して８５重量％以下であることが好ましい。例えば、本実施形態の一例として、潤滑剤供給部材５０は、重量比率を１５：８５とする、ポリエチレンと鉱油とを混合して成形したものが挙げられる。

潤滑剤供給部材５０の一対の袖部５８の両内側面には、案内レール２０のレール側軌道面２１に摺接して潤滑剤を供給するための略半円形の突部５１が突設されている。また、一対の袖部５８と連結部５９との内隅部には、案内レール２０のレール側軌道面２２に摺接して潤滑剤を供給するための１／４円弧状の突部５２が突設されている。

さらに、潤滑剤供給部材５０の連結部５９の略中央には、上方に開放する凹部５３が形成されている。凹部５３は、幅方向に対向する互いに平行な２つの平面を持って略Ｕの字形に形成される。また、潤滑剤供給部材５０の一対の袖部５８の両外側面は、上下方向に延び、後述するケース４０の側壁４５と干渉しないように、連結部５９の両外側面よりも幅方向内側に位置している。

なお、図４に示すように、突部５１、５２の厚み方向の端面縁部には、それぞれ面取り部５１ａ，５２ａが形成されている。リニアガイド１０のスライダ３０は、機械装置への組付け作業の際に、案内レール２０から取り外され、再度、案内レール２０に取付ける場合がある。その際、潤滑剤供給部材５０の突部５１、５２の端面縁部が、案内レール２０のレール側軌道面２１，２２の端面のエッジと干渉する可能性があるが、上記面取り部５１ａ，５２ａを設けることで、上記干渉が防止されて、組付け作業性を向上することができる。

ケース４０は、ポリアセタールやポリアミドなどの硬質樹脂を射出成形して製作されており、エンドキャップ３２と略同一サイズの略Ｃ字状に形成されている。ケース４０は、収容される潤滑剤供給部材５０の外周部を覆う外周壁４１と、潤滑剤供給部材５０の軸方向端面を覆う端壁４２とによって潤滑剤供給部材５０を収納するための収納部４３を形成している。

収納部４３内の上部で、左右方向略中央部には、上部押圧手段である円筒部４４が、外周壁４１及び端壁４２に連続して形成されている。また、収納部４３内の左右両側で、一対の袖部５８と対向する部分には、外周壁４１と一体に形成される一対の側壁４５が、端壁４２に連続して左右対称に形成されている。側壁４５には、潤滑ユニット３３をスライダ本体３１にねじ固定するためのねじ挿通孔４７が設けられている。
なお、ケース４０は、鋼、アルミニウムなどの金属材料を、切削加工やプレス加工して製作したものであってもよい。

さらに、図５にも示すように、ケース４０の側壁４５には、突部５１と略等しい高さ位置に、スライダの幅方向に側壁４５を貫通する雌ねじ部４９が形成される。該雌ねじ部４９には、側壁４５の幅方向内側面から突出することで袖部５８を押圧するねじ部材７０が挿入される。各雌ねじ部４９及び各ねじ部材７０は、一対の側面押圧手段を構成する。

そして、潤滑剤供給部材５０の凹部５３にケース４０の円筒部４４を嵌め込むと共に、一対の袖部５８の外側面に、それぞれねじ部材７０を当接させて、ケース４０の収納部４３内に潤滑剤供給部材５０を収納する。

このように、ケース４０は、潤滑剤供給部材５０を収納することで、取り扱い中に、潤滑剤供給部材５０が損傷するのを防止できる。特に、潤滑剤供給部材５０の潤滑剤含浸量が７０重量％以上になると、その分、樹脂の量が少なくなり、潤滑剤供給部材５０の強度が低下するため、ケース４０の使用は有効である。

また、円筒部４４の外径Ｄは、凹部５３の内幅（左右幅）Ｄ１より大きく設定されているので、円筒部４４は、幅方向の締め代を有した状態で凹部５３に圧入される。これにより、凹部５３には、凹部５３の内幅を広げる方向の押圧力が作用し、この結果、潤滑剤供給部材５０（連結部５９）の左右方向中央部が上に凸となるように変形し、それに伴って、左右の袖部５８も互いに左右方向に近づくように変形する。
また、ねじ部材７０が、左右の袖部５８の外側面を押圧しているため、左右の袖部５８が、互いに左右方向に近づくように変形する。

なお、円筒部４４は、凹部５３に対して幅方向の押圧力を作用させるが、上下方向への移動は許容され、拘束されない。従って、連結部５９（潤滑剤供給部材５０）は、ケース４０の収納部４３内において、若干の上下方向の移動が可能である。
また、本実施形態では、円筒部４４は、ケース４０の外周壁４１と連続して設けられているため、円筒部４４の外径Ｄは、それぞれ対向する円弧面によって与えられるものとする。

従って、潤滑剤供給部材５０の突部５１，５２により、レール側軌道面２１，２２へ潤滑剤が確実に供給される。レール側軌道面２１，２２に対する突部５１，５２の押圧力は、凹部５３と、円筒部４４の寸法、およびねじ部材７０の突出量で調整される。

また、本実施形態のケース４０は、円筒形の円筒部４４の下面が水平方向に切り欠かれて、平面部４８が設けられている。これにより、案内レール２０の上面２４と円筒部４４の下面である平面部４８との間の距離が大きくなり、上面２４と平面部４８との間に配置される潤滑剤供給部材５０の幅Ｓを広くすることができ、潤滑剤供給部材５０の強度が向上する。また、潤滑剤の含有量を多くしても、潤滑剤供給部材５０の変形や破断の虞が低減し、取り扱いが容易になる。

このように構成されたリニアガイド１０では、案内レール２０上をスライダ３０が移動すると、スライダ３０内のボールは、転動体循環路内を繰り返し循環移動する。このとき、潤滑剤供給部材５０の突部５１，５２は、案内レール２０のレール側軌道面２１，２２の一部と摺接し、潤滑剤供給部材５０が含浸する潤滑剤が滲み出して、レール側軌道面２１、２２及びボールに自動的に供給する。これにより、転動体循環路の内部に予め充填されていたグリースが減少した場合でも、良好な潤滑状態を維持して、リニアガイド１０は、長期間に亘って安定した滑らかな作動が行われる。

また、リニアガイド１０が長期間使用されると、潤滑剤供給部材５０に含浸されている潤滑剤が減少し、図６に示すように、潤滑剤供給部材５０の寸法が、図中破線で示す状態から図中実線で示すようにほぼ均等に小さくなる。

しかしながら、潤滑剤供給部材５０の寸法が小さくなっても、ねじ部材７０を雌ねじ部４９に締め込むことにより、潤滑剤供給部材５０を確実に案内レール２０に接触させることができ、長期間に亘って良好な潤滑状態を保つことができる。
また、潤滑状態が悪く、レール接触箇所の潤滑剤供給部材５０が想定以上に摩耗した場合でも、ねじ部材７０による押圧力を調整することができるため、潤滑剤供給部材５０をレール軌道面２１，２２に確実に接触させることができる。
また、潤滑剤供給部材５０はケース４０に対して上下方向の相対変位が可能であるので、リニアガイド１０の組立時における案内レール２０とスライダ３０との上下方向の組立誤差を吸収して、潤滑剤供給部材５０をレール軌道面２１，２２に確実に接触させることができる。さらに、長期間の使用により潤滑剤供給部材５０が小さく収縮した場合でも、潤滑剤供給部材５０は、案内レール２０に対して最適となる上下位置に移動することにより、レール軌道面２１，２２との接触状態を安定して維持することができる。

なお、本実施形態では、ねじ部材７０が側壁４５の幅方向内側面から予め突出して、袖部５８を押圧しているが、潤滑剤供給部材５０をケース４０に組み込んだ初期状態では、ねじ部材７０が側壁４５の幅方向内側面から退避した位置とし、ケース４０の側壁４５が、袖部５８を押圧するようにしてもよい。そして、長期間の使用により潤滑剤供給部材５０の寸法が小さくなった場合には、ねじ部材７０を締め込むことにより、潤滑剤供給部材５０を確実に案内レール２０に接触させて、長期間に亘って良好な潤滑状態を保つことができる。

（第２実施形態）
図７は、第２実施形態の潤滑ユニットの潤滑剤供給部材及びケースを潤滑剤供給部材の変形状態とともに示す側面図である。なお、本実施形態の潤滑ユニット３３Ａのうち、サイドシール６０は、第１実施形態のものと同様の構成であるので、説明を省略している。

第２実施形態の潤滑ユニット３３Ａでは、一対の側面押圧手段として、第１実施形態の雌ねじ部４９から進退するねじ部材７０の代わりに、ケース４０ａの側壁４５に、弾性部材としての樹脂ボール８０が設置されている。樹脂ボール８０は、側壁４５の両内側面に形成された凹部４６から突出して、袖部５８の外側面を押圧するように形成される。

したがって、本実施形態においても、リニアガイド１０が長期間使用されると、潤滑剤供給部材５０に含浸されている潤滑剤が減少し、図７に示すように、潤滑剤供給部材５０の寸法が、図中破線で示す状態から図中実線で示すようにほぼ均等に小さくなる。

しかしながら、潤滑剤供給部材５０の寸法が小さくなっても、樹脂ボール８０が袖部５８の外側面を押圧して、潤滑剤供給部材５０を確実に案内レール２０に接触させることができ、長期間に亘って良好な潤滑状態を保つことができる。
また、潤滑状態が悪く、レール接触箇所の潤滑剤供給部材５０が想定以上に摩耗した場合でも、樹脂ボール８０が押圧力を自動調整することができるため、潤滑剤供給部材５０をレール軌道面に確実に接触させることができる。
なお、本実施形態では、弾性部材は、潤滑剤供給部材５０の寸法が小さくなっても、袖部５８を押圧するものであれば、樹脂ボール以外のものが設置されてもよい。
その他の構成及び作用については、第１実施形態のものと同様である。

尚、本発明は、前述した各実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
例えば、上記実施形態の潤滑ユニットは、上部押圧手段と一対の側面押圧手段を有する構成であるが、本発明の潤滑ユニットは、これに限らず、上部押圧手段を設けずに、一対の側面押圧手段のみを有する構成であってもよい。
また、転動体としては、ボールの代わりにローラ（ころ）を使用してもよい。

１０ リニアガイド
２０ 案内レール
２１，２２ レール側軌道面
３０ スライダ
３３，３３Ａ 潤滑ユニット
４０ ケース
４４ 円筒部（上部押圧手段）
４５ 側壁
４９ 雌ねじ部
５０ 潤滑剤供給部材
５１，５２ 突部
５３ 凹部
５８ 袖部
５９ 連結部
７０ ねじ部材（側面押圧手段）
Ｄ 外径
Ｄ１ 内幅

Claims (3)

1. 案内レールと、
   該案内レールを跨ぐようにスライド自在に係合するスライダと、
   潤滑剤を含浸可能な潤滑剤供給部材と、該潤滑剤供給部材を収容するケースと、を有し、前記スライダの軸方向の端部に取り付けられた潤滑ユニットと、を備えるリニアガイドであって、
   前記潤滑剤供給部材は、前記案内レールの左右両側面位置に形成された一対の袖部と、該一対の袖部を連結する連結部と、を備えて略Ｃ字状に形成され、前記一対の袖部は、前記案内レールのレール側軌道面に摺接可能な突部を有し、
   前記潤滑ユニットは、前記一対の袖部に対して前記スライダの幅方向外側に設けられた前記ケースの側壁に設けられ、前記一対の袖部を前記スライダの幅方向内方にそれぞれ押圧する一対の側面押圧手段を備え、
   前記各側面押圧手段は、前記ケースの側壁に形成され、前記スライダの幅方向に貫通する雌ねじ部と、該雌ねじ部に挿入されて、該側壁の幅方向内側面から突出することで前記袖部を押圧するねじ部材と、を有することを特徴とするリニアガイド。
2. 前記潤滑剤供給部材は、前記案内レールの上方位置に形成された凹部を有し、
   前記潤滑ユニットは、前記連結部の前記スライダの上下方向への移動を許容し、前記凹部を前記スライダの幅方向外方に押圧するように、前記凹部内に配置される上部押圧手段を備えることを特徴とする請求項１に記載のリニアガイド。
3. 前記突部は、前記スライダの長手方向の端面縁部に面取りが形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のリニアガイド。