JPWO2010023836A1 - 運動案内装置のシールプレート - Google Patents
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Abstract
運動案内装置の使用環境に合わせて最適な材料から容易に生産することが可能であり、しかも低コストで簡易に生産することが可能な運動案内装置のシールプレート(40)であり、軌道レール(1)に沿って運動する移動ブロック(2)に装着されて、かかる移動ブロック(2)と前記軌道レール(1)との隙間を塞ぐシールプレート(40)であって、織編物又は不織布からなる基材と、この基材の内部に分散されて前記織編物又は不織布をなす繊維(40a)同士を部分的に結合するバインダ成分(40b)とから構成され、内部に多数の空隙を有している。
Description
本発明は、ボールやローラといった多数の転動体を介して移動ブロックと軌道レールとが移動自在に組付けられた運動案内装置に使用され、前記移動ブロックと軌道レールとの隙間を塞ぐシールプレートに関する。
この種の運動案内装置では、軌道レールと移動ブロックとの隙間にゴミや異物が侵入すると、転動体やこれら転動体の転走面の異常磨耗の原因となり、これによって装置寿命が短命化することから、かかる隙間を介したゴミや異物の侵入を防止する防塵手段が必要となる。
従来、かかる防塵手段としては、ウレタンゴム等から構成されるシール部材が公知である。このシール部材は移動ブロックの移動方向の両端部に装着されると共に、当該シール部材に設けられたリップ部の先端を前記軌道レールの表面に密着させており、移動ブロックの移動に伴って軌道レールに付着したゴミや異物を前記リップ部で排除し、これら異物等が移動ブロックの内部に侵入するのを防止するように構成されている。
その反面、ウレタンゴムで成形されたシール部材は前記リップ部と軌道レールとの間で発生する摩擦力が大きく、軌道レールに対する移動ブロックの軽快な運動の確保といった観点からすれば、前記軌道レールに対するリップ部の圧接力を極端には高め難いといった課題がある。
このため、軌道レールに対して多くの異物が付着する環境下で運動案内装置を使用する場合に適応するものとして、前記シール部材を複数枚重ねた状態で移動ブロックに装着する構造も提案されている（特開平９−４２２８４号公報）。
一方、特開平１１−２９４４５１号公報には、潤滑油を含浸した連続気泡タイプの発泡ポリウレタンからなるシールプレートが開示されている。このシールプレートはケーシングに収容された状態で移動ブロックに装着されており、移動ブロックが軌道レールに沿って運動すると、含浸した潤滑油を軌道レールに塗布しながら移動ブロックと共に移動し、軌道レールに付着した異物等を拭い取るように構成されている。このシールプレートは軌道レールに対して自己潤滑性を有していることから、かかるシールプレートと軌道レールとの密着性を高めつつ、移動ブロックを軌道レールに対して軽快に運動させることが可能であり、高い防塵効果を得ることができた。
また、特開２０００−２２７１１５には、前記シールプレートを複数枚積層した状態で軌道レールに接触させ、更に防塵効果を高めた防塵装置が開示されている。
しかし、ウレタンゴムで成形されたシール部材は、型を用いて成形すると同時に移動ブロックに装着するための金属製基板に接着することから、各種タイプの運動案内装置に適合させるためにはその種類に応じて成形型を用意する必要があり、生産に手間とコストがかかるといった課題がある。また、高度な耐薬品性、耐熱性が必要とされるような特殊環境下で運動案内装置を使用する場合には、シール部材の耐久性に課題があった。
一方、潤滑油を含浸した発泡体からなるシールプレートは、前述のゴム製シール部材に比べて生産は容易なものの、高度な耐薬品性、耐熱性が必要とされるような特殊環境下ではやはり耐久性に課題があった。
本発明はこのような問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、運動案内装置の使用環境に合わせて最適な材料から容易に生産することが可能であり、しかも低コストで簡易に生産することが可能な運動案内装置のシールプレートを提供することにある。
すなわち本発明は、軌道レールに沿って運動する移動ブロックに装着されて、かかる移動ブロックと前記軌道レールとの隙間を塞ぐシールプレートであって、織編物又は不織布からなる基材と、この基材の内部に分散されて前記織編物又は不織布をなす繊維同士を部分的に結合するバインダ成分とから構成され、内部に多数の空隙を有している。
また、本発明のシールプレートは、前記基材が、アラミド繊維、ガラス繊維、炭素繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール（ＰＢＯ）繊維及びポリエステル繊維によって構成される群から選ばれる１種又は２種以上の繊維からなる。
更に、本発明のシールプレートにおけるバインダ成分は、フッ素ゴム、ＥＰＭ、ＥＰＤＭ、水素化ニトリルゴム、シリコーンゴム、アクリルゴム、ブチルゴムによって構成される群から選ばれる１種又は２種以上のゴムからなる。
また更に、本発明のシールプレートはその内部の空隙に潤滑油を保持している。
また、本発明のシールプレートを適用した運動案内装置は、多数の転動体と、これら転動体の転走面が長手方向に沿って設けられた軌道レールと、前記転動体を介して軌道レールに組付けられた移動ブロックと、この移動ブロックに装着されると共に当該移動ブロックと軌道レールとの隙間を密封する防塵部材とから構成され、前記防塵部材は、板状に形成されると共に前記軌道レールの外形状に倣った作用面を有し、当該作用面で前記軌道レールに摺接する前記シールプレートと、このシールプレートを収容すると共に前記移動ブロックに固定されるハウジングとから構成されている。
本発明のシールプレートは織編物又は不織布からなる基材の内部にバインダ成分を分散させたものであり、かかる織編物又は不織布を構成する繊維同士をバインダ成分で部分的に結合する一方、基材の内部に多数の空隙を残存させているので、形状維持性を高めつつ、圧縮方向に対して適度の柔軟性を具備している。従って、本発明のシールプレートは軌道レールに対する密着性を高めつつも、軌道レールに対する圧接力を低く抑えることができ、十分なシール機能を確保する一方で、軌道レールに対する移動ブロックの軽快な運動も確保することが可能となる。また、軌道レールに対して長期にわたってシールプレートを摺接させたとしても、織編物又は不織布を構成する繊維同士は前記バインダ成分によってそれらの交差部が結合されているので、かかる繊維がほつれて型崩れを生じるといった不都合がない。
また、前記基材としての織編物又は不織布を構成する繊維や、かかる基材に分散するバインダ成分としては運動案内装置の用途に応じて種々の材料を選択することが可能である。例えば、高温環境下で運動案内装置を使用するのであれば、耐熱性に優れたアラミド繊維等から基材としての織編物又は不織布を形成する一方、前記バインダ成分としても耐熱性に優れたフッ素ゴム等を選択することができる。これと同様に、シールプレートに対して高度な耐薬品性を与えることも容易である。
更に、本発明のシールプレートは、織編物又は不織布からなる基材に対してバインダ成分を分散させた後に、これを軌道レールや移動ブロックの形状に応じた所定の形状に裁断するだけで完成するので、種々の運動案内装置に対応したシールプレートを容易に且つ低コストで生産することが可能となる。
以下、添付図面を参照しながら本発明の運動案内装置のシールプレートを詳細に説明する。
図１は、本発明のシールプレートが装着される運動案内装置の一実施形態を示す分解斜視図である。この運動案内装置は、直線状に形成されると共に長手方向に沿って転動体の転走面１１が形成された軌道レール１と、転動体としての多数のボール３を介してこの軌道レール１に組付けられると共に内部に該ボールの無限循環路を備えた移動ブロック２と、この移動ブロック２の移動方向の両端面に装着されると共に、軌道レール１に密着するシール部材４とから構成されており、前記ボール３の循環に伴って前記移動ブロック２が軌道レール１に沿って往復運動するように構成されている。
また、前記移動ブロック２は、テーブル等の機械装置の取付け面２１を備えると共にボール３を循環させるためのボール戻し孔２２を備えたブロック本体２３と、このブロック本体２３の両端面に固定された一対の蓋体２４とから構成されている。かかる蓋体２４にはボール３の方向転換路（図示せず）が形成されている。この方向転換路は、前記軌道レール１の転走面１１からボール３を掬い上げて前記ブロック本体２３のボール戻し孔２２に送り込む一方、このボール戻し孔２２から転走面１１へボール３を送り込む。そして、この蓋体２４を取付けボルト２５によってブロック本体２３に固定することで、前記移動ブロック２にボール３の無限循環路が完成するようになっている。
更に、前記蓋体２４には前記無限循環路に対して潤滑油を注油するための給油口２６が設けられており、かかる給油口２６には前記シール部材４を介して供給ニップル２７が装着されるようになっている。
尚、この実施形態において、前記運動案内装置の軌道レールは直線状に形成されているが、一定曲率の円弧状に形成されるものであっても差し支えない。その場合、移動ブロックは軌道レールに沿って円弧状に往復運動を行うことになる。また、前記軌道レールと移動ブロックとの間に介在する転動体に関しては、ボールに限らず、ローラであっても差し支えない。
一方、前記シール部材４は固定ボルト２８によって各蓋体２４の上から移動ブロック２に装着されるが、かかる固定ボルト２８の締結によってシール部材４が潰れてしまうのを防止するため、当該シール部材４にはその厚みに応じたボス２９が嵌め込まれ、前記固定ボルト２８はこのボス２９を貫通して移動ブロック２に螺合するようになっている。
図１乃至図３に示されるように、前記シール部材４は、本発明を適用したシールプレート４０と、このシールプレート４０を収容すると共に前記固定ボルト２８によって移動ブロックに固定されるハウジング４１とから構成されている。前記ハウジング４１は軌道レール１と非接触である。前記シールプレート４０は軌道レール１の上半分に嵌合する切欠き部４２を有しており、シール部材４を移動ブロック２に装着した状態において前記軌道レール１の表面に隙間なく密着し、かかる軌道レール１に付着しているゴミや異物を前記移動ブロック２の移動に伴って拭い取る。また、前記シールプレート４０の内部には微細な空隙が多数形成されており、かかる空隙には潤滑油が含浸されている。従って、移動ブロック２が軌道レール１に対して運動すると、前記シールプレート４０が軌道レール１の表面に対して僅かずつ潤滑油を塗布するようになっている。
尚、この実施形態ではシールプレート４０の空隙に対して潤滑油を含浸させているが、当該シールプレート４０は潤滑油を含浸することなく使用することも可能である。
前記シールプレート４０は、織編物又は不織布からなる基材と、この基材の内部に分散されて織編物又は不織布をなす繊維同士を結合するバインダ成分とから構成されている。
シールプレート４０の一例として、前記基材はアラミド繊維の不織布、前記バインダ成分はフッ素ゴムから構成した。このシールプレート４０の具体的製造方法は、先ず、アラミド繊維の不織布からなる基材を準備した後、フッ素ゴムのコンパウンドを溶剤中に分散した溶液を前記基材に含浸させ、続いて前記フッ素ゴムをポリオールによって架橋すると共に前記溶剤を揮発させた。使用したフッ素ゴムは住友３Ｍ社の「ダイニオン」（登録商標）のコンパウンドタイプ、溶剤はメチルエチルケトンである。このようにして完成したシールプレート４０は、軌道レール１の形状及びハウジング４１の形状に応じ、所定の形状に切り出され、前記ハウジング４１に収容された後に運動案内装置の移動ブロック２に装着される。
このようにして製造されたシールプレート４０を微視的に観察すると、図４に示すように、不織布をなす繊維４０ａ同士がバインダ成分４０ｂによって部分的に結合された状態にあり、また、溶剤が取り除かれた結果として、シールプレート４０の内部に多数の空隙が存在する状態となっている。
このため、シールプレート４０を軌道レール１に密着させ、当該軌道レール１に対して摺接させたとしても、基材を構成する不織布の繊維がほつれるといった不具合がなく、経時的な使用においてもシールプレート４０の型崩れを防止して、長期にわたって軌道レールとの密着性を発揮することが可能となっている。
前記基材としては、織編物又は不織布のいずれを使用しても差し支えない。不織布を使用すると、より柔軟性に富んだシールプレート４０を製造することが可能になる。また、織編物を使用する場合には、織り方又は編み方を選択することにより、シールプレート４０の柔軟性を任意に調製することが可能となる。
前述の製造例では、基材に含浸させる溶液中のフッ素ゴムと溶剤との重量比は２：８とした。しかし、シールプレート４０に要求される柔軟性に応じ、この重量比は適宜変更することが可能である。例えば、フッ素ゴムと溶剤との重量比を１：９とすれば、前述の場合よりも基材の内部に分散されるバインダ成分が減少し、基材を構成する不織布の柔軟性がより残存することになるので、シールプレート４０をより軟質なものとすることが可能となる。結果として、軌道レール１とシールプレート４０との密着性を向上させ、シール性能を高めることが可能となる。
このような本発明のシールプレート４０においては、前記基材となる織編物又は不織布の繊維、及び当該基材内に分散されるバインダ成分４０ｂを適宜選択することにより、かかるシールプレート４０に対して種々の性能を与えることが可能となる。例えば、前述の如くアラミド繊維から基材を構成すると共に、バインダ成分４０ｂとしてフッ素ゴムを選択すれば、シールプレート４０に対して高度の耐熱性を与えることが可能となり、２００°Ｃ以上の高温環境下で使用する運動案内装置に最適なシール部材４を構成することができる。この場合、前記シールプレート４０を収容するハウジング４１の材質としてはＰＥＥＫ等のエンジニアリングプラスチックを用いることが可能である。
また、前記シールプレート４０に対して耐薬品性を与えたい場合には、ポリエステル繊維から基材を構成すると共に、バインダ成分４０ｂとして水素化ニトリルゴムを選択することができる。このような選択によれば、強アルカリ性のクーラント液が降りかかるような環境下で運動案内装置を使用する場合でも、かかるクーラント液に対しての耐久性が十分なシール部材４を提供することが可能である。
従って、耐熱性又は耐薬品性を考慮した場合、前記基材は、アラミド繊維、ガラス繊維、炭素繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール（ＰＢＯ）繊維及びポリエステル繊維から構成されていることが好ましく、また、これらの繊維の数種類を混ぜ合わせて基材を構成していても良い。
また、耐熱性又は耐薬品性を考慮した場合、前記バインダ成分４０ｂは、フッ素ゴム、ＥＰＭ、ＥＰＤＭ、水素化ニトリルゴム、シリコーンゴム、アクリルゴム、ブチルゴムから構成されていることが好ましく、また、これらのうちの数種類を混ぜ合わせてバインダ成分４０ｂを構成していても良い。
更に、前記バインダ成分４０ｂとしては熱可塑性樹脂を用いることも可能である。例えば、バインダ成分４０ｂとしてポリテトラフルロロエチレン（ＰＴＦＥ）を選択することにより、潤滑油を含浸することなく摺動抵抗の小さなシールプレート４０を得ることが可能となる。
いずれにしても、基材を構成する繊維とこれに分散されるバインダ成分４０ｂを適宜選択することにより、運動案内装置の各種用途に適したシールプレート４０を容易に製作することが可能となる。
また、本発明のシールプレート４０はバインダ成分４０ｂによって処理されたシート状の基材を軌道レール１の形状に合致させて切り出すことで完成するので、形状や厚さの異なるシールプレート４０を容易に製作することができ、従来よりも簡易な方法で且つ安価にシール部材４を生産することが可能となる。
本発明のシールプレート４０はそのまま軌道レール１に対して装着して使用しても差し支えないが、内部に多数の空隙を有しているので、これら空隙に潤滑油を含浸させた状態で使用することも可能である。その場合、移動ブロック２が軌道レール１に沿って運動すると、シールプレート４０が潤滑油を軌道レール１の表面に塗布する結果となり、軌道レール１に対するシールプレート４０の摩擦抵抗をより低減化することが可能となる。
シールプレート４０の内部の空隙率は、基材をなす織編物又は不織布の空隙率に影響されるほか、この基材に対するバインダ成分４０ｂの分散量によっても異なる。シールプレート４０の内部の空隙率が大きい方がより多くの潤滑油を当該シールプレート４０の内部に保持することが可能である。但し、基材の空隙率があまりに大きいと、シールプレート４０の型崩れが発生し易くなり、その防止のためにより多くのバインダ成分４０ｂを基材中に分散させる必要が生じる。
Claims (5)
- 軌道レール(1)に沿って運動する移動ブロック(2)に装着されて、かかる移動ブロック(2)と前記軌道レール(1)との隙間を塞ぐシールプレート(40)であって、
織編物又は不織布からなる基材と、この基材の内部に分散されて前記織編物又は不織布をなす繊維(40a)同士を部分的に結合するバインダ成分(40b)とから構成され、内部に多数の空隙を有することを特徴とするシールプレート。 - 前記基材が、アラミド繊維、ガラス繊維、炭素繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール（ＰＢＯ）繊維及びポリエステル繊維によって構成される群から選ばれる１種又は２種以上の繊維からなることを特徴とする請求項１記載のシールプレート。
- 前記バインダ成分(40b)は、フッ素ゴム、ＥＰＭ、ＥＰＤＭ、水素化ニトリルゴム、シリコーンゴム、アクリルゴム、ブチルゴムによって構成される群から選ばれる１種又は２種以上のゴムからなることを特徴とする請求項１又は２記載のシールプレート。
- 前記空隙に潤滑油を保持することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のシールプレート。
- 多数の転動体(3)と、これら転動体(3)の転走面(11)が長手方向に沿って設けられた軌道レール(1)と、前記転動体(3)を介して軌道レール(1)に組付けられた移動ブロック(2)と、この移動ブロック(2)に装着されると共に当該移動ブロック(2)と軌道レール(1)との隙間を密封する防塵部材(4)とから構成され、
前記防塵部材(4)は、板状に形成されると共に前記軌道レール(1)の外形状に倣った作用面を有し、当該作用面で前記軌道レール(1)に摺接する請求項１記載のシールプレート(40)と、このシールプレート(40)を収容すると共に前記移動ブロック(2)に固定されるハウジング(41)とから構成されることを特徴とする運動案内装置。
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