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JP3227933B2 - 潤滑剤含有ポリマ潤滑のミニアチュアリニアガイド装置 - Google Patents

潤滑剤含有ポリマ潤滑のミニアチュアリニアガイド装置

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JP3227933B2
JP3227933B2 JP24485093A JP24485093A JP3227933B2 JP 3227933 B2 JP3227933 B2 JP 3227933B2 JP 24485093 A JP24485093 A JP 24485093A JP 24485093 A JP24485093 A JP 24485093A JP 3227933 B2 JP3227933 B2 JP 3227933B2
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guide rail
circulator
ball
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、簡易型のミニアチュア
リニアガイド装置に係り、特にその構成部品であるスラ
イダ内のボール転動溝を転動しつつ循環する多数のボー
ルに対して潤滑剤を長期間自動的に供給可能にした潤滑
剤含有ポリマ潤滑方式のミニアチュアリニアガイド装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のミニアチュアリニアガイド装置と
しては、例えば図５，図６に示されているものがある。
このものは、軸方向に長い断面コ字形の案内レール１に
スライダ２を滑動自在に組み込んだものである。スライ
ダ２は、板材を断面ほぼコ字形にプレス成形してなるス
ライダ本体３の凹所に、プラスチック成形部品であって
内部にボール循環路を有するサーキュレータ４と、スラ
イダ本体３とサーキュレータ４との間に介在せしめたプ
ラスチック製の保持板５とを嵌めこんで一体に組み立て
られている。
【０００３】案内レール１の内壁面とこれに対向したス
ライダ本体３の外壁面とには、それぞれ軸方向に負荷ボ
ール転動溝１Ｂ，３Ｂが相対するように形成されてい
て、この両負荷ボール転動溝１Ｂ，３Ｂ内およびサーキ
ュレータ４内のボール循環路に多数のボール６が組みこ
まれている。案内レール１内をスライダ２が直線移動す
る際は、それらのボール６が転動しつつ無限循環を繰り
返すようになっている。スライダ２の内部にはグリース
や潤滑油等の潤滑剤が充填されて、転動するボール６の
潤滑が行われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】長期間にわたってボー
ルの滑らかな作動を確保するには潤滑剤を定期的に補給
することが必要である。しかしながら、ミニアチュアリ
ニアガイド装置は寸法が小さくコンパクトな構造が要求
されるため、標準型リニアガイド装置の場合のように潤
滑剤補給口（グリースニップルなど）を設けることが困
難であり、したがって装置を分解せずに潤滑剤を定期的
に補給することができないという問題点があった。
【０００５】また、装置が小さいことから完全なシール
構造にするのが難しくて、最初に目一杯に潤滑剤を封入
しても装置の運転中に外部に飛散してしまい、長期間保
持できないため装置寿命が低下してしまうという問題点
があった。また、内部に潤滑剤の溜まり部を設けようと
しても、装置が小さ過ぎることからボールの循環を阻害
することなく設けることができないという問題点があっ
た。
【０００６】そこで、本発明は上記従来の問題点に着目
してなされたもので、潤滑剤含有ポリマを用いた潤滑方
式とすることにより、長期間にわたり自動的に潤滑剤を
供給できる長寿命なミニアチュアリニアガイド装置を提
供することを目的とする。
【０００７】上記の目的を達成する本発明は、軸方向に
延長され断面コ字形でその相対した側壁内面に軸方向に
負荷ボール転動溝を有する案内レールと、該案内レール
の内側に嵌合する大きさのコ字形断面を有すると共にそ
の側壁外面に前記案内レールの負荷ボール転動溝に対向
する負荷ボール転動溝が形成されたスライダ本体と、該
スライダ本体の凹部に嵌合され内部に軸方向に延びる２
つの無負荷ボール循環路を有するサーキュレータと、前
記スライダ本体及び前記案内レールの負荷ボール転動溝
と前記サーキュレータの２つの無負荷ボール循環路とを
転動する多数のボールとを備えたミニアチュアリニアガ
イド装置に係り、潤滑剤含有ポリマ部材を、前記サーキ
ュレータの２つの無負荷ボール循環路の間に、両無負荷
ボール循環路内のボールに接触させて配設したことを特
徴とする。
【０００８】ここで、前記潤滑剤含有ポリマ部材は、サ
ーキュレータに挟みこんで配設することができる。ま
た、前記潤滑剤含有ポリマ部材は、サーキュレータに嵌
めこんで配設することができる。
【０００９】
【作用】本発明によると、ボールの循環路であるサーキ
ュレータに配設されている潤滑剤含有ポリマ部材から潤
滑剤が経時的に徐々にしみ出して、接触するボールの面
に自動的に均一に供給される。潤滑剤含有ポリマ部材自
体が潤滑剤の溜まりとなり、その内部に含まれた潤滑剤
は、毛細管現象や、ボール転動に伴う圧力やボール転動
による発熱等の作用で少量づつ表面に浸出してくるか
ら、外部への飛散はほとんどない。
【００１０】そのため、潤滑剤の定期補給をしないでも
長期間にわたって安定した潤滑が行われ、長い寿命が得
られる。また、外部を潤滑剤の微粒子で汚染するおそれ
が少なく、クリーンルーム内での使用も可能になる。
【００１１】
【実施例】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
号を付してある。まず、本実施例のリニアガイド装置の
全体の構造について説明する。図１は本発明の第１の実
施例の分解斜視図、図２は組み立て後の全体斜視図であ
る。
【００１２】図において、スライダ２を案内する案内レ
ール１は鋼板からプレス成形したものであって、底板部
１ａとその両側縁を上方に折り曲げて形成された案内面
となる側壁１ｂ，１ｂとで横断面コ字形に形成され、そ
の各側壁１ｂ、１ｂの内壁面に一本づつ負荷ボール転動
溝１Ｂが軸方向に延長して形成されている。この負荷ボ
ール転動溝１Ｂ，１Ｂは互いに平行とされ、溝断面形状
はゴシックアーチ状（またはほぼ半円状）である。ま
た、底板部１ａには、ミニアチュアリニアガイド装置の
使用に当たって案内レール１を他の部材に取付けるため
の取付ねじ用のざぐり付きボルト挿通孔１ｄと共に、精
度測定用の孔１ｅが設けられている。
【００１３】スライダ２は、薄肉鋼板製のスライダ本体
３と合成樹脂製のサーキュレータ４と薄肉鋼板製の保持
板５とから構成されている。前記スライダ本体３は、案
内レール１の両側壁１ｂ，１ｂの内幅よりも幾らか幅の
狭い外幅を有し、上板部３ａとその両側縁を下方に折り
曲げてなる側壁３ｂ、３ｂとで横断面コ字状に形成され
て案内レール１の両側壁１ｂ，１ｂ間に配置され、その
両側壁３ｂの外側面には案内レール１の負荷ボール転動
溝１Ｂに対向する負荷ボール転動溝３Ｂが軸方向に延長
して形成されている。この負荷ボール転動溝３Ｂの溝断
面形状は案内レール１と同様なゴシックアーチ状（また
はほぼ半円状）の溝とされている。また、上板部３ａの
長手方向の両端は側壁３ｂより長く突出させて張出部３
ｃが形成され、その張出部３ｃにはサーキュレータ４と
係合するための固着用座グリ孔３ｄが形成されている。
更にその内側にはスライダ２に取り付けるテーブル等の
他部材の取付用ねじ孔３ｅが形成されている。
【００１４】この実施例の場合、サーキュレータ４は、
図３に示すような形状に射出成形した左右対称形の二部
材４Ａ，４Ｂを一体に接合して形成する分割タイプとさ
れている。二部材４Ａ，４Ｂを接合したときセンター部
となる壁面４ｃは背中合わせに接合されるが、密着され
るのは壁面端部のみであり、中間の大部分はすき間を介
して対向するように壁厚さが薄く形成され、且つ上縁か
ら下に切下げられた開口４ｋが軸方向に長く形成されて
いる。更に、壁面４ｃに平行な壁面４ｄが、軸方向に延
びる無負荷ボール循環溝４ｅを隔てて立設されており、
接合したとき胴部の断面形状はほぼヨ字形になる。この
胴部の軸方向両端部には、左右に張り出したつば部４ｇ
が設けられ、そのつば部４ｇに半円弧状の湾曲溝４ｈが
無負荷ボール循環溝４ｅに連通させて設けられている。
そして、無負荷ボール循環溝４ｅとその両端の半円弧状
の湾曲溝４ｈとで無負荷ボール循環路が構成される。な
お、半円弧状の湾曲溝４ｈの外側円弧面４ｈ1 に対応さ
せて内側円弧面４ｈ2 が壁面４ｄの軸方向の両端部に形
成されて、ボールを滑らかに案内するようになってい
る。湾曲溝４ｈの開放端（案内レール１の負荷ボール転
動溝１Ｂに連通する）である前記つば部４ｇの側端部に
は、負荷ボール転動溝１Ｂに係合可能にボール掬い突部
４ｉが突設され、作動時のボールの循環が円滑に行われ
るようにしている。またサーキュレータ４のつば部４ｇ
の上面には円柱状の係合突起４ｊ（二部材４Ａ，４Ｂに
それぞれ半円柱状に形成されており、一体に接合するこ
とにより円柱状になる）が立設されている。
【００１５】この実施例では、上記二部材４Ａ，４Ｂを
背中合わせに接合してサーキュレータ４を形成する際
に、両部材４Ａ，４Ｂの間に潤滑剤含有ポリマ部材７を
挟みこんで組み付ける。その潤滑剤含有ポリマ部材７は
ほぼ長方形の板状で、両端は肉薄にして挟持部７ａとさ
れ、前記サーキュレータ部材４Ａ，４Ｂにおける壁面４
ｃの開口４ｋに対応する部分が肉厚に形成されている。
そして、両端の挟持部７ａを両部材４Ａ，４Ｂの壁面４
ｃで挟み付けて挟持すると、開口４ｋに肉厚部分が嵌合
して、図１に示すように壁面４ｃの一部を構成するよう
に保持される。
【００１６】以下に、潤滑剤含有ポリマ部材７について
詳しく説明する。本発明のリニアガイド装置に使用する
潤滑剤含有ポリマ部材は、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。
【００１７】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、１×１０
6 〜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。
【００１８】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。
【００１９】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。本
実施例にあっては、潤滑剤含有ポリマ部材７は、例え
ば、低分子量ポリエチレン（分子量１×１０3 〜５×１
０5 ）１４重量％と超高分子量ポリエチレン（分子量１
×１０6 〜５×１０6 ）６重量％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重量％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ある。
【００２０】前記保持板５は、サーキュレータ４の二部
材４Ａ，４Ｂを一体的に接合して保持するもので、軸方
向の両端部に上記サーキュレータ４のつば部の円柱状の
係合突起４ｊが挿通される貫通孔５ａを有すると共に、
左右両側縁にはスライダ本体３の両側壁３ｂに嵌合され
る切欠部５ｂを備えている。更に、この実施例の保持板
５は、軸方向の両端を下方に折り曲げて直角方向の突起
５ｃが形成されている。そしてこの突起５ｃの外面に、
合成ゴム成形品であるシール部材（サイドシール）１０
が接着，焼付けまたははめ込み等の手段で固着されてい
る。
【００２１】シール部材１０は、長方形の長手方向の両
端面部に案内レール１の負荷ボール転動溝１Ｂ内に突出
して溝面に摺接するシール突部１０ａが半円弧状に突設
され、スライダ２を組み込んだときにできる案内レール
１との間のすき間を封じるように形成されている。スラ
イダ２の組み立ては次のように行う。
【００２２】左右一対の二部材４Ａ，４Ｂの間に潤滑剤
含有ポリマ部材７を挟んで突き合わせたサーキュレータ
４の円柱状の係合突起４ｊを保持板５の貫通孔５ａに挿
通し、保持板５をサーキュレータ４の上に嵌める。次
に、その上にスライダ本体３を被せると共に、張出部３
ｃに設けた固着用座グリ孔３ｄにサーキュレータ４の係
合突起４ｊを更に挿通させる。
【００２３】その後、スライダ本体３の上面に突き出し
ている係合突起４ｊの頭部を熱圧着して溶着させること
により、スライダ本体３とサーキュレータ４とを保持板
５を介在させて一体的に固定してスライダ２を組み立て
る。これにより、サーキュレータ４の無負荷ボール循環
溝４ｅと湾曲溝４ｈとが保持板５で蓋されると共に湾曲
溝４ｈの開放端の内側円弧面４ｈ2 がスライダ本体３の
負荷ボール転動溝３Ｂに滑らかに接続されて、段差のな
い滑らかな無負荷ボール循環路が形成される。
【００２４】組み立てたスライダ２は案内レール１の凹
部に遊嵌され、上記の無負荷ボール循環路および案内レ
ール１の負荷ボール転動溝１Ｂとこれに対向するスライ
ダ２の負荷ボール転動溝３Ｂとの間に、多数のボールが
装填される。湾曲溝４ｈの開放端の外側円弧面４ｈ
1 は、サーキュレータ４のつば部４ｇの側端部に突出す
るボール掬い突部４ｉを介して、案内レール１の負荷ボ
ール転動溝１Ｂの溝底部に近接して接続されるから、ボ
ールの循環が円滑に行われる。
【００２５】このようにしてスライダ２を案内レール１
に組み込むと、両者の相対した面同士の間に若干のすき
間ができるが、そのすき間は、スライダ２の端部に取り
付けたシール部材１０でシールされる。次に、上記実施
例の作用を説明する。機台にボルト止めして固定された
案内レール１上をスライダ２が移動すると、ボール６は
スライダ２の移動に伴って転動しつつ、スライダ２の移
動速度より遅い速度で負荷ボール転動溝１Ｂ，３Ｂ内を
スライダ２と同方向に移動する。そしてサーキュレータ
４の一端のつば部４ｇに到達するとボール掬い突部４ｉ
により掬い上げられて湾曲溝４ｈに入り、溝に沿ってＵ
ターンして無負荷ボール循環溝４ｅを通過する。この通
過中にボール６は内壁を構成する潤滑剤含有ポリマ部材
７の面に接触する。潤滑剤含有ポリマ部材７の露出面に
は常時潤滑剤が経時的に徐々にしみ出しており、接触し
たボール６の面に付着する。こうして常に新しい潤滑剤
が付着したボール７が、反対側の湾曲溝４ｈにより逆Ｕ
ターンされて案内レール１の負荷ボール転動溝１Ｂとス
ライダ本体３の負荷ボール転動溝３Ｂに戻るから、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
潤滑剤を外部から定期的に補充しないでも、低トルクで
滑らかな運転を長期間続けることができる。
【００２６】また、潤滑剤含有ポリマ部材７が潤滑剤溜
まりとして機能すると共に、極めて少量づつの潤滑剤が
供給されるため潤滑剤の外部飛散も殆どなく、長寿命で
且つクリーンルームを汚染するようなダストの発生も非
常に少なくなる。図４は、潤滑剤含有ポリマ部材７の他
の取付け方を示したものである。この例では、サーキュ
レータ４は一部材で構成してあり、センター部分を仕切
る壁面４ｃに溝状のすき間４ｓと開口４ｋを設けて、そ
こに上記実施例と同形の潤滑剤含有ポリマ部材７を嵌め
込んで取り付けるようにしている。
【００２７】潤滑剤含有ポリマ部材７の作用・効果は上
記第１の実施例と同様である。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
スライダが案内レールの内側に多数のボールを介して軸
方向移動自在に嵌合されたミニアチュアリニアガイド装
置にあって、スライダ本体と、その凹部に嵌合され内部
に軸方向に延びる２つの無負荷ボール循環路を有するサ
ーキュレータとを組み立ててなるスライダの潤滑のた
め、前記サーキュレータの２つの無負荷ボール循環路の
間に、潤滑剤含有ポリマ部材を両無負荷ボール循環路内
のボールに接触させて配設したため、その潤滑剤含有ポ
リマ部材から潤滑剤が経時的に徐々にしみ出して、両無
負荷ボール循環路内のボールに同時に自動的に供給でき
て、飛散も低減され、且つ潤滑剤含有ポリマ部材自体が
潤滑剤溜まりとなり、その結果、長期間にわたり良好な
潤滑が可能となって長寿命のミニアチュアリニアガイド
装置が提供できるという効果を奏する。加えて、本発明
のミニアチュアリニアガイド装置によれば、潤滑剤含有
ポリマ部材を、サーキュレータの２つの無負荷ボール循
環路の間に配設することによって、各無負荷ボール循環
路の幅方向外側に配設した場合よりも、使用する潤滑剤
含有ポリマ部材の数を少なくすることができる。すなわ
ち、潤滑剤含有ポリマ部材を各無負荷ボール循環路の幅
方向外側に配設する場合には、潤滑剤含有ポリマ部材を
２個以上使用する必要があるが、本発明の場合には潤滑
剤含有ポリマ部材を１個だけ使用することも可能とな
る。その結果、潤滑剤含有ポリマ部材の加工コストやサ
ーキュレータへの組み付けコストが低く抑えられて、潤
滑剤含有ポリマ潤滑のミニアチュアリニアガイド装置が
安価に製造できるという効果も得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のミニアチュアリニアガイド装置の一例
を示す分解斜視図である。
【図２】図１の部材を組み付けた後のミニアチュアリニ
アガイド装置の全体斜視図である。
【図３】本発明の潤滑剤含有ポリマ部材の取付け構造を
示す一実施例の分解斜視図である。
【図４】本発明の潤滑剤含有ポリマ部材の取付け構造の
他の実施例の分解斜視図である。
【図５】従来のミニアチュアリニアガイド装置の全体斜
視図である。
【図６】図５に示す従来のミニアチュアリニアガイド装
置の分解斜視図である。
【符号の説明】
１ 案内レール １Ｂ （案内レールの）負荷ボール循環溝 ２ スライダ ３ スライダ本体 ４ サーキュレータ ５ 保持板 ６ ボール ７ 潤滑剤含有ポリマ部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F16C 29/06

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 軸方向に延長され断面コ字形でその相対
    した側壁内面に軸方向に負荷ボール転動溝を有する案内
    レールと、該案内レールの内側に嵌合する大きさのコ字
    形断面を有すると共にその側壁外面に前記案内レールの
    負荷ボール転動溝に対向する負荷ボール転動溝が形成さ
    れたスライダ本体と、該スライダ本体の凹部に嵌合され
    内部に軸方向に延びる２つの無負荷ボール循環路を有す
    るサーキュレータと、前記スライダ本体及び前記案内レ
    ールの負荷ボール転動溝と前記サーキュレータの２つの
    無負荷ボール循環路とを転動する多数のボールとを備え
    たミニアチュアリニアガイド装置において、 潤滑剤含有ポリマ部材を、前記サーキュレータの２つの
    無負荷ボール循環路の間に、両無負荷ボール循環路内の
    ボールに接触させて配設したことを特徴とする潤滑剤含
    有ポリマ潤滑のミニアチュアリニアガイド装置。
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