高密封シール装置を備えた直動案内ユニット
【課題】この直動案内ユニットは，多量の異物が発生する厳しい作業環境でも，スライダと軌道レールとの間からの異物の侵入を防止し，スライダをスムーズに摺動させる。
【解決手段】この直動案内ユニットは，スライダ１に高密封シール装置３を設け，高密封シール装置３は，外装部２２と端面部２３を備えたホルダケース２１，ホルダケース２１内に収容された板状のシールプレート２０とシールプレート２０間の潤滑供給プレート６０，及び外装部２２の端部開口部を封鎖する封止プレート９から成る。シールプレート２０は，両側面の表層３３のスキン層４３と表層３３間の中間層３４の潤滑油が含浸されたスポンジ層４２から構成されている。潤滑供給プレート６０は，多孔部に潤滑油が含浸されている。
【解決手段】この直動案内ユニットは，スライダ１に高密封シール装置３を設け，高密封シール装置３は，外装部２２と端面部２３を備えたホルダケース２１，ホルダケース２１内に収容された板状のシールプレート２０とシールプレート２０間の潤滑供給プレート６０，及び外装部２２の端部開口部を封鎖する封止プレート９から成る。シールプレート２０は，両側面の表層３３のスキン層４３と表層３３間の中間層３４の潤滑油が含浸されたスポンジ層４２から構成されている。潤滑供給プレート６０は，多孔部に潤滑油が含浸されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は，例えば，粉塵，切粉，切屑等の異物が多量に発生したり，加工液，冷却液等の液体が飛散するような厳しい作業環境で使用して，該異物が軌道レール上を摺動するスライダの端部から侵入するのを防止する高密封シール装置を備えた直動案内ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年，直動案内ユニットについて，工作機械等の各種の装置について，ワークの加工エリア，設置エリアを拡大し，装置自体のコンパクト化を図るため，設備装置のコストダウン等の観点から，作業環境から軌道レールが剥き出しになって使用される状態が増加しており，従来の防塵装置であるテレスコカバーやジャバラを設けない仕様になっている。
【０００３】
従来，本出願人が開発した直動転がり案内ユニットについて，シール装置を設けたものが知られている。該直動転がり案内ユニットは，スライダの端部にシール装置を取り付け，該シール装置が断面略コ字形状のシール用カセット，該シール用カセット内に装着された２枚のシール，該シールの間に狭持した給油用間座，及びシールの外側端面に配置されるスクレーパプレートから構成されていた。また，２枚のシールは，上面部と一対の側面部から成る略コ字の形状で，鉄板製の芯金にゴムを焼き付けたものになっており，ゴム製のリップ部を有していた。また，シールの締めしろは，０．５ｍｍになっており，防塵効果を増すために通常よりも大きく設定されていた（例えば，特許文献１参照）。
【０００４】
また，リニア軸受ガイド構造について，ダスト排除によるシール機能を持つものが知られている。該リニア軸受ガイド構造は，従来のゴム材によるリップシール及び補強板の外面側に潤滑剤を含油した発泡ウレタンゴム材で形成された自己潤滑性のガイド本体を配設したものであり，ガイド本体の油切れを防止し，摺動抵抗に対する耐久性を維持できるものである（例えば，特許文献２参照）。
【０００５】
また，案内装置の防塵構造として，軌道軸に対するスライド部材の摺動抵抗の少なくスムーズに往復運動ができるというものが知られている。該案内装置の防塵構造は，防塵部材が連続気泡の発泡ポリウレタンで形成され，潤滑剤を含浸して潤滑供給部を構成する３枚の弾性部材と，金属板材で形成されて弾性部材の間に介装され，凹溝部を形成するスペーサ部材とからなる潤滑剤ポケット形成部材と，軌道レールとの間に僅かな隙間を維持して摺動台に取り付けられるスクレーパ部材とで構成されている。連続気泡の発泡ポリウレタンは，引張強さ３０〜５０ｋｇ／ｃｍ3 ，伸び率３００〜５００％，及び反発弾性３０〜６０％程度の物性を有する材料になっており，潤滑剤を重量割合で３０〜５０重量％に含浸したものである（例えば，特許文献３参照）。
【０００６】
また，直動案内軸受装置として，スライダ内部への異物の侵入を防止して早期摩耗や破損を防止せんとするものが知られている。該直動案内軸受装置は，スライダの軸方向の端部に取り付けられた，複数枚の潤滑剤供給部材，プロテクタ，薄肉の樹脂シール材，鋼板にゴムを焼付接着したサイドシール材，及びグリースを含有するフェルトシール材から構成されている（例えば，特許文献４参照）。
【特許文献１】特開平９−４２２８４号公報
【特許文献２】特開平１１−３５１２５２号公報
【特許文献３】特開２０００−２２７１１５号公報
【特許文献４】特開２００５−３３７４０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら，上記のような直動転がり案内ユニットのシール装置では，ゴム製のシールになっているために，摺動抵抗が大きくなってしまうこと，シールの耐久性を維持するため潤滑剤を欠かすことができず，潤滑剤の管理が難しいこと等で課題を残していた。
【０００８】
また，上記のようなリニア軸受ガイド構造では，リップシールに潤滑剤を常に供給してよいものであるが，シール性が不足し，問題を有していた。
【０００９】
また，上記のような案内装置の防塵構造では，弾性部材がクーラント液等を吸収することになるので，弾性部材に次第にゴミ，液状物等の異物が溜まるようになって，弾性部材が異物を除去しきれない状態になっていた。
【００１０】
また，上記のような直動案内軸受装置では，多数のシール材を重ねたものであり，シール材のスペースが軸方向に大きなものになっていた。
【００１１】
この発明の目的は，上記の課題を解決することであり，高密封シール装置を構成するシールプレートとして一般的にパッキン材や衝撃吸収材と使用されている材料，例えば，メカニカルフロスウレタンフォーム製のシート材を利用し，特に，メカニカルフロスウレタンフォームのうちでハードタイプのシート材を所定の形状にカットして３層構造のシールプレートを作製し，該シールプレートに加えて潤滑供給プレートを介在させた積層プレートをホルダケースに入れて高密封シール装置を構成し，潤滑供給プレートによる軌道レールの軌道溝への潤滑油の供給を確実に行うと共に，シールプレートの軌道レール上での摺動移動をスムーズにし，しかも高密封シール装置をスライダの端部に配設し易い構造に構成したことを特徴とする直動案内ユニットを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明は，長手方向に沿って軌道溝が形成された軌道レール，前記軌道レールに複数の転動体を介して摺動自在なスライダ，及び前記スライダの端面に取り付けられた高密封シール装置を備えている直動案内ユニットにおいて，
前記高密封シール装置は，シールプレートと少なくとも前記シールプレートに潤滑油を供給する潤滑供給プレートとを備えており，前記シールプレートは，両側面の表層を形成するゴム状のスキン層と前記表層間の中間層を形成するスポンジ層とから成る３層構造で構成されていることを特徴とする直動案内ユニットに関する。
【００１３】
また，前記シールプレートは，原液中に空気をミキシングさせて機械的に発泡させた低発泡倍率に形成されているメカニカルフロスウレタンフォームから構成されている。
【００１４】
また，前記高密封シール装置は，外装部と該外装部の一端側で一体である端面部とから形成されたホルダケース，前記ホルダケース内に配設された前記シールプレート，前記シールプレートに隣接して配設された前記潤滑供給プレート，及び前記外装部の他端側の開口部を封鎖するため配設された封止プレートから構成されている。
【００１５】
また，この直動案内ユニットは，前記ホルダケースの端面部には位置決めピンが設けられ，前記シールプレート及び前記潤滑供給プレートには前記位置決めピンに嵌合するピン孔が形成されているものである。
【００１６】
また，前記潤滑供給プレートは，前記軌道レールの前記軌道面に接触可能な摺接面を備えており，それによって前記軌道レールの前記軌道溝に形成された軌道面に潤滑油を供給するものである。場合によっては，前記潤滑供給プレートは，前記軌道レールの前記軌道面に非接触状態に配置されてもよいものであり，ホルダケース内に収容された場合には変形等が発生して前記軌道面への潤滑油の供給を行うことができるものである。
【００１７】
更に，前記潤滑供給プレートは，フェルト，熱接着繊維体，焼結樹脂，又は連続気泡の多孔構造でなる発泡体に潤滑剤が含浸して構成されている。
【００１８】
また，前記スライダは，前記転動体が転動する軌道面を備えたケーシング，前記ケーシングの端面に取り付けられて前記転動体を方向転換させる方向転換路を備えたエンドキャップ，前記エンドキャップの端面に取り付けられて前記転動体を潤滑する潤滑プレート，及び前記潤滑プレートの端面に配置されたエンドシールを備えている。更に，前記高密封シール装置は，前記エンドシールの端面に間座を介して配置されている。
【発明の効果】
【００１９】
この直動案内ユニットは，上記のように構成されており，スライダに高密封シール装置を設け，スライダと軌道レールとの間を完全に密封しているので，粉塵，切粉，切屑等の異物が多量に発生したり，加工液，冷却液等の液体が飛散して軌道レールに付着するような厳しい作業環境でも，該異物が軌道レール上を摺動するスライダの端部から侵入するのを防止して軌道レールから排除することができる。また，シールプレート間に介在された潤滑供給プレートは，その摺接面が軌道レールの軌道面に接触状態又は非接触状態に接触可能にホルダケース内に配置され，軌道面への潤滑油の供給の適正化を図ると共にシールプレートに対しても潤滑油を供給し，それによって，シールプレートが軌道レールに対して常にスムーズに摺動でき，それによって，スライダに高密封シール装置を取り付けても，軌道レール上をスライダが摺動するのを妨げることがない。また，シールプレートは，その表層の緻密層に形成されたスキン層が中間層のスポンジ層を両側から被覆した構造を有し，シールプレートはそれぞれ独立してスポンジ層に含浸された潤滑油がスポンジ層に保持されているので，シールプレートが軌道レールの上面や軌道面に接して摺動するが，シールプレートのスポンジ層には軌道レールに付着した冷却液や加工液を吸収することがなく，シールプレートが軌道レールに付着している粉塵，切粉，切屑等の異物を除去して摺動し，シールプレート自体が自己潤滑されると共に，潤滑供給プレートから潤滑油が適正に供給され，軌道レールに対してスムーズに摺動することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
この発明による直動案内ユニットは，特に，粉塵，切粉，切屑等の異物が多量に発生したり，加工液，冷却液等の液体や異物が飛散する切削機械，研削機械，木工機械等の工作機械に使用して好ましいものであり，スライダの摺動方向の前後端に装着した高密封シール装置に特徴を有している。本願発明は，先願の特願２００６−７８７１９号に開示されている高密封シール装置においてシールプレート間に潤滑供給プレートを介在させたものであり，潤滑供給プレートによってシールプレート，軌道溝等に潤滑油を供給することが可能になり，更に厳しい作業環境にも適用できるものである。また，本願発明は，実施例では，スライダが軌道レールに跨架して摺動するタイプを説明したが，円筒状等の筒状のスライダに軌道軸即ち軌道レールが嵌挿するタイプの直動案内ユニットにも適用できることは勿論である。この直動案内ユニットは，先出願に比較し，さらに厳しい使用環境にも柔軟に対応可能なものになっている。
【００２１】
以下，図面を参照して，この発明による直動案内ユニットの実施例を説明する。この直動案内ユニットに設けられた高密封シール装置３は，特に，図５に示すように，先願のものに比較して，２枚の潤滑供給プレート６０をシールプレート２０間にそれぞれ挿入した構造を有することを特徴としている。この直動案内ユニットは，図１〜図３に示すように，長手方向の両側面１４に軌道溝１２を備えた軌道レール１，及び軌道レール１に凹部が跨架して摺動自在なスライダ２から構成されている。この実施例では，軌道レール１の軌道溝１２に軌道面１３を形成し，転動体としてローラを用いるタイプに構成されている。この直動案内ユニットは，軌道レール１に設けた軌道溝１２には転動体であるローラ（図示せず）が転走する軌道面１３が形成され，スライダ２には軌道レール１の軌道面１３に対応する軌道面（図示せず）が設けられ，軌道レール１の軌道面１３とスライダ２の軌道面との間の負荷軌道路を，ローラが介在して転動することによって，スライダ２が軌道レール１を長ストロークにスムーズに摺動できるように構成されている。
【００２２】
スライダ２は，図１〜図３に示すように，概して，転動体が転動する軌道面を備えたケーシング４，ケーシング４の端面４６に取り付けられて転動体を方向転換させる方向転換路を備えたエンドキャップ５，エンドキャップ５の端面４７に取り付けられて転動体を潤滑する潤滑プレート６，及び潤滑プレート６の端面に配置されたエンドシール７を備えている。ケーシング４の側面５０には，転動体を保持する保持板（図示せず）を取り付けるため，保持ねじ１８が挿通している。ケーシング４の上面４５には，他の相手部材に取り付けるための取付け用ねじ穴１７が形成されている。また，エンドキャップ５には，転動体に潤滑剤を供給するためのグリースニップル５６を取り付けるための取付け用ねじ穴１６が形成されている。グリースニップル５６が取り付けられていない取付け用ねじ穴１６には止めプラグ５７で栓がされている。この実施例は，標準装備ではエンドキャップ５の端面４７にエンドシール７が配設されているが，劣悪な環境下で使用されることを考慮すると，潤滑性を高めるために，エンキャップ５とエンドシール７との間に潤滑剤を供給するための潤滑プレート６を配設することが好ましい。潤滑プレート６は，軌道面１３への潤滑剤を供給するために，少なくとも軌道面１３に摺接している。更に，この直動案内ユニットは，図４に示すように，エンドシール７の外端面にスペーサである間座８を介して高密封シール装置３を配設した構造に構成されている。間座８は，エンドシール７のリップ部４８を覆うように収容できるコ字状の金属体で形成されている。また，高密封シール装置３の外端面には，スクレーパ１０が取り付けられている。スクレーパ１０は，大きなゴミ等の異物がスライダ２内へ侵入するのを防止するものであり，金属製の薄板で形成されている。
【００２３】
また，この直動案内ユニットは，軌道レール１とスライダ２及び高密封シール装置３との間の密封性を高めるために，高密封シール装置３の下面４０を含めてスライダ２の下面４０の全体にわたってスライダ２を軌道レール１に対してシールするため，下面シール１１が配設されている。下面シール１１は，軌道レール１の側面１４に摺接するリップ部５５を有し，軌道レール１とスライダ２及び高密封シール装置３との間を良好に密封している。この実施例では，下面シール１１は，間座８に固定ねじ１９によって固定されている。高密封シール装置３は，直動案内ユニットのスライダ２の端部に配設され，粉塵やクーラント液が飛散して舞う劣悪な環境下に使用されても，長期間にわたり粉塵，切粉，切屑，クーラント液，加工液等の異物がスライダ２内に侵入することを防止できる機能を有している。また，高密封シール装置３は，複数のシールプレート２０を配列することによって，一層の密封性能を完全なものにすることができる。また，この実施例では，高密封シール装置３の外端面には，スクレーパ１０が配設され，スクレーパ１０は，軌道レール１に跨架するための凹部５１と軌道レール１の軌道溝１２へと延びる凸部５２とを備えている。
【００２４】
この直動案内ユニットは，特に，高密封シール装置３の構成に特徴を有しており，高密封シール装置３は，スライダ２の端面に固定ねじ１５で固定され，軌道レール１に跨架してスライダ２と一緒に摺動するものであり，少なくとも１枚のシールプレート２０と潤滑供給プレート６０がホルダケース２１内に配設されており，シールプレート２０と潤滑供給プレート６０の形状及びその構造，即ち，高密封シール装置３を間座８の前端面に配置したことと，高密封シール装置３の構成そのものに特徴を有している。高密封シール装置３は，後述するが，概して，外装部２２と端面部２３から形成されたホルダケース２１，ホルダケース２１内に配設された複数（図では３枚）の板状の密封シール即ちシールプレート２０，シールプレート２０と軌道レール１の軌道面１３に潤滑油を供給する潤滑供給プレート６０，及び外装部２２の端部開口部を封鎖するため配設された封止プレート９から構成されている。
【００２５】
シールプレート２０は，特に，メカニカルフロスウレタンフォーム，この実施例では，メカニカルフロスウレタンフォームでなるＺＵＬＥＮ（登録商標）のなかでもハードタイプのシート材を所定の形状にカットして３層構造から構成されている。また，潤滑供給プレート６０は，シールプレート２０間に配置され，フェルト，熱接着繊維体，焼結樹脂，連続気泡の発泡体（例えば，発泡剤で発泡させた従来のウレタンフォーム）などの多孔構造の多孔部に潤滑剤を含浸した構造に構成されている。ホルダケース２１の収容部３５には，シールプレート２０と潤滑供給プレート６０とが積層されて収納されている。実施例では，高密度シール装置３は，３枚のシールプレート２０とシールプレート２０間に介在された２枚の潤滑供給プレート６０を積層してホルダケース２１に入れて構成されている。
【００２６】
ホルダケース２１は，図５にも示すように，シールプレート２０の上面，下面，及び両側面を覆ってシールプレート２０と潤滑供給プレート６０を配設する収容部３５を形成した外装部２２，及び外装部２２の一方の端部である外端面を塞いだ態様で軌道レール１の外形，即ち上面５４と側面１４に接触することなく，隙間を有してなる端面部２３から形成されている。外装部２２は，その内面がシールプレート２０に密接してシールプレート２０の軌道レール１とのシメシロを確保できるように構成されている。また，ホルダケース２１には，スライダ２の端部に取り付けるために，孔周りを肉厚にしたボス部５３に固定ねじ１５が貫通する４つの取付け用孔２４が設けられている。更に，ホルダケース２１は，上部の外装部２２の中央に給油孔５９がボス部６６を備えており，給油孔５９にはグリースニップル（図示せず）が取り付けられる。給油孔５９は，主として，エンドキャップ５の給油路へと潤滑剤を供給するものであるが，場合によっては，ボス部６６に通孔を形成してシールプレート２０や潤滑供給プレート６０に潤滑剤を供給できるように構成することもできる。
【００２７】
また，シールプレート２０と潤滑供給プレート６０には，固定ねじ１５及び給油孔用ボス部６６が挿通する領域に，切欠き部３２，６３が形成されている。ホルダケース２１は，軌道レール１の軌道溝１２へと延び出している両側の凸部２６に，シールプレート２０を軌道レール１の上面５４と側面１４に密接状態に位置決めするため及び潤滑供給プレート６０を軌道溝１２の軌道面１３に接触状態又は非接触状態の接触可能な状態に位置決めするため，位置決めピン２５が設けられている。また，シールプレート２０と潤滑供給プレート６０には，ホルダケース２１の位置決めピン２５の位置に対応する部分にピン孔２７，６２が形成されている。即ち，シールプレート２０と軌道レール１との密封度合い即ちシメシロは，シールプレート２０の凸部２８を軌道レール１の軌道溝１２に密接状態に接触させるためであり，シールプレート２０の凸部２８間の距離は軌道レール１の軌道溝１２の距離より小さく形成されている。ホルダケース２１の他方の端部は，シールプレート２０と潤滑供給プレート６０を収容部３５に配設するため開放状態であるので，シールプレート２０と潤滑供給プレート６０とを積層して収容部３５に配設した状態で，封止プレート９によって蓋をするように構成されている。シールプレート２０は，封止プレート９によってスライダ２の端部である間座８の端部に変形しないように平らな状態で配置されている。高密封シール装置３は，軌道レール１に跨架してスライダ２と共に摺動移動するために，ホルダケース２１の端面部２３に凹部３７，シールプレート２０に凹部３８，潤滑供給プレート６０に凹部６４，及び封止プレート９に凹部３９が形成されている。封止プレート９には，固定ねじ１５が挿通する取付け用孔２９，シールプレート２０の凸部２８に対応してそれより若干小さい凸部３０，位置決めピン２５が挿通するピン孔３１，ホルダケース２０の凹部３７に対応する凹部３９，及びホルダケース２１の給油孔５９に対応する給油孔６７が形成されている。
【００２８】
シールプレート２０は，この実施例では，メカニカルフロスウレタンフォームであるＺＵＬＥＮ（登録商標）で作製されており，その中で密度０．４５ｇ／ｃｍ3 ，アスカＣ硬度６７，伸び率１６０％，引張強度３１．８ｋｇ／ｃｍ2 ，引裂強度８．３ｋｇ／ｃｍ，反発弾性３０％，圧縮残留歪５．９％の物性を有するものが選択されており，厚み（板厚）が２．０ｍｍの形状を有している。シールプレート２０としては，種々の材料を試験した結果，上記の物性を持つメカニカルフロスウレタンフォームで形成したところ良好であるとの試験結果が得られた。メカニカルフロスウレタンフォームは，一般的に，衝撃吸収材，パッキン等のシール材として使用されているものである。シールプレート２０としては，ＺＵＬＥＮには種々の構造を持ったものがあるが，そのうちのハードタイプが性状として適していることが分かった。シールプレート２０は，従来のウレタンフォームと異なり，図７〜図９に示すように，表面即ち表層３３が目潰し状態になっている緻密質のスキン層４３を有するものであり，所々に開口４４が存在したゴム膜の形状になっており，内部の中間層３４は，泡があるスポンジ層４２に形成されている。スキン層４３のゴム膜は，数μｍ程度の薄膜の状態になっている。スポンジ層４２は，図８に示すように，大半が独立気泡状態のセル３６に形成されており，セル３６同士が接触した部分で連通し，また，セル３６同士が気泡連通部４１で連通してオープンポアの構造を有している。
【００２９】
この実施例では，シールプレート２０は，常態では潤滑油や液体に浸漬してもそれらが全く含浸しない状態の構造に構成されており，シールプレート２０に潤滑油を含浸させるには，素材を圧縮して潰しておき，それを潤滑油に浸漬した状態で圧縮状態を解き，元に復元させることによって，潤滑油をスポンジ層４２のセル３６に吸引する状態即ち強制的に吸引して潤滑油をスポンジ層４２に含浸させて初めてシールプレート２０が形成されている。その時，潤滑油の含浸量は，１０〜１５％程度になっていた。スキン層４３は，図９に一方の面を示すように，泡の一部が破れたものがあり，ところどころ開口４４の部分が見られる。シールプレート２０の表層３３は，泡は見られず目潰しされた状態になっており，極薄なゴム膜状のスキン層４３に形成されている。即ち，シールプレート２０のシート材を作る時に，メカニカルフロスウレタンフォームの素材と型表面との接触面において，スキン層４３が形成されたものと思料される。高密封シール装置３を構成するシールプレート２０は，メカニカルフロスウレタンフォームのシート材を図６に示す形状に打ち抜いて形成したものであり，図７に示すように，外周から内周の全周は，切断面においてスキン層４３及びスキン層４３間のスポンジ層４２が見える状態になって形成されている。また，シールプレート２０には，表裏が面粗さで異なっているので，表裏を識別するため識別用マーク６８が付されている。
【００３０】
また，潤滑供給プレート６０は，合成樹脂微粒子と潤滑剤とを混合して加熱溶融し所定の金型に注入して冷却固化させ成形した潤滑剤含有部材でもよいものになっている。潤滑供給プレート６０は，軌道レール１の軌道面１３に接して潤滑剤（潤滑油）を供給すると共に，シールプレート２０に潤滑剤（潤滑油）を供給してシールプレート２０の摺接抵抗を小さなものにし，及びシールプレート２０の摺接による摩耗を小さくして耐久性を増加するものになっており，軌道レール１の軌道面１３等への潤滑量が増え，油膜切れを防止する機能を有している。潤滑供給プレート６０の凸部６１の内周の摺接面６５は，軌道レール１の外形（外周）と接触しても非接触でもよいものになっている。潤滑供給プレート６０の摺接面６５が軌道面１３に非接触である場合でも，潤滑剤は潤滑供給プレート６０から滲み出て，シールプレート２０の表層であるスキン層４３に沿って流動して，シールプレート２０と軌道レール１との摺接部まで供給可能になっている。また，潤滑供給プレート６０は，摺接面６５の軌道面１３への非接触の場合に，潤滑供給プレート６０の内周と軌道レール１の外形との間に隙間が形成され，その隙間にシールプレート２０を潜り抜けた徴細な異物を留保することも可能になっている。また，潤滑供給プレート６０は，摺接面６５の軌道面１３への接触する場合に，全周が接触する場合と部分的に接触する場合とになり，潤滑供給プレート６０の摺接抵抗を小さなものにする場合は，部分的に接触するように構成すればよいものになっている。また，潤滑供給プレート６０は，その全周が軌道レール１に接触する場合は，厳しい使用環境にも防塵の機能を発揮できるものになっており，摺接面６５の軌道面１３への接触する場合は，シメシロが零状態で当接するだけでよいものになっている。
【００３１】
潤滑供給プレート６０は，実施例では，図５，及び図１０〜図１２に示すように，凸部６１に形成された摺接面６５で軌道レール１に部分的に接触するものであり，凸部６１がＲ形状に形成されてなり，そのＲ形状の部分が軌道レール１の軌道面１３と当接するものになっており，シールプレート２０への潤滑剤の供給と共に，軌道面１３の油膜切れを防止するものになっている。実施例では，潤滑供給プレート６０は，フェルトで形成されている。潤滑供給プレート６０を構成するフェルト等の繊維体は，シールプレート２０を潜り抜けた微細な異物を絡め取る機能を有している。潤滑供給プレート６０は，潤滑剤の供給だけでなく，潤滑剤の吸収・保持，シールプレート２０を潜り抜けた微細な異物の留保，シールプレート２０を潜り抜けたクーラント等の切削液の吸収・保持等の機能を有するものであり，材料によってもそれぞれ異なった特性を有するものになっている。従って，潤滑供給プレート６０は，機械装置等の使用環境によって材料を使い分けすればよいものになっている。高密封シール装置３は，図５，図１３及び図１４に示すように，スライダ２の端面の中央部からも給油できるように，ホルダケース２１に給油孔５９が形成されたものになっており，給油孔５９には，グリースニップル等が取付け可能になっている。実施例では，図１と図２に示すように，一方のエンドキャップ５の側面にはグリースニップル５６が取り付けられ，図１に示すように，他方のエンドキャップ５の側面の給油孔１６は止プラグ５７で塞がれている。また，実施例では，ホルダケース２１の給油孔５９は，端面に配設されたスクレーパ１０により塞がれ，対応するエンドキャップ端面の給油孔が止プラグで塞がれている。ホルダケース２１の給油孔５９にグリースニップルを設ける場合には，スクレーパ１０の対応する部分にグリースニップル取付け用の取付け孔を形成すればよい。スクレーパ１０は，図１〜図４に示すように，スライダ２の最外側である端面に配設され，切削屑等の大きな異物がスライダ２内に侵入するのを防止するものになっており，薄鋼板製のものになっている。スクレーパ１０の内周は，軌道レール１と接触することなく僅かな隙間になっている。また，ホルダケース２１の端面部の内周は，軌道レール１の外周とは非接触になっており，僅かな隙間になっている。また，封止プレート９の内周も軌道レール１の外周とは非接触になっており，僅かな隙間になっている。
【００３２】
この直動案内ユニットにおいて，潤滑剤を含浸したシールプレート２０と潤滑供給プレート６０とは，次のような特徴を有している。エンドシール７は，図１及び図２に示しているが，従来のゴムシールであり，芯金４９にリップ部４８のゴムを焼き付けたものになっており，スライダ２の端部に取り付け易い構造を有している。これに対して，この直動案内ユニットにおけるシールプレート２０と潤滑供給プレート６０は，弾性があって柔軟であるので，ホルダケース２１に収容してシールプレート２０の形状を維持して密封性を良好にした構造にホルダケース２１で保持する必要がある。高密封シール装置３は，シールプレート２０と潤滑供給プレート６０との組み合わせで，次の特徴を有している。
【００３３】
第１に，シールプレート２０は，高密封シールを達成するために，従来のリップ部４８を有するゴムシールであるエンドシール７と比較すると，軌道レール１ヘのシールのシメシロを大きくした場合，例えば，０. ５ｍｍ程度のシメシロに設計した場合に，従来のエンドシール７は，リップ部４８で軌道レール１の潤滑剤を次第に拭き取ってしまい潤滑剤が切れてしまう状態になり，リップ部４８の先端の摺接部の摩耗が大きくなって，軌道レール１に対するエンドシール７の摺動抵抗が大きくなってしまい，その結果，エンドシール７の軌道レール１に対する密封性能がなくなってしまっていたが，シールプレート２０と潤滑供給プレート６０とは，エンドシール７と対比すると，潤滑剤を含浸したものであり，シメシロが大きくなっても中間層３４であるスポンジ層４２と潤滑供給プレート６０とにより締め圧が緩和され，更に，潤滑剤を含浸したことによる自己潤滑性と潤滑供給プレート６０による潤滑性により軌道レール１の潤滑剤が切れてしまうことが無いものになっており，しかも，シールプレート２０の表層３３であるスキン層４３が緻密にゴム膜状になっているので，軌道レール１に付着している小さなゴミ等の異物，クーラント，加工液，潤滑油等の液体を排除できるものになっており，また，シールプレート２０のスキン層４３は，耐摩耗性があり，耐久性があるものになっている。
第２に，シールプレート２０は，従来のフェルト，ウレタンフォーム等と異なり，高密度で，細かく均一な大半が独立したセル３６を持っており，潤滑剤を十分に含浸した状態であるので，それ以上のクーラント等の液状物を吸収することができず，従って，吸収したものが中で固化すること等が無いので，いつまでもシール機能を発揮すると共に潤滑機能を発揮することが可能になっている。即ち，シールプレート２０は，従来のフェルト，ウレタンフォーム等の含油量に比較して，１０〜１５体積％程度と小さいものになっており，従来の含油ゴムシールの含油量（５％程度）よりも大きくなっているので，自己潤滑性に富んでいると考えている。
第３に，シールプレート２０は，表層３３がスキン層４３になって極薄なゴム膜状になっているので，複雑な外形形状に対しても，硬化すること無く柔軟に追従し，ヘたりが無いものになっている。
第４に，シールプレート２０は，耐油性，耐薬品性，及び耐摩耗性に優れた性質を持っており，耐久性に富み，長寿命化に富んだものである。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
この発明による高密封シール装置を備えた直動案内ユニットは，例えば，切削機械，研削機械，木工機械等の工作機械等の各種装置が作動されて，粉塵，切粉，切屑等の異物が多量に発生したり，加工液，冷却液等の液体が飛散するような厳しい作業環境で使用し，該異物が軌道レール上を摺動するスライダの端部から侵入するのを防止するのに適用して好ましいものである。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】この発明による高密封シール装置を備えた直動案内ユニットの一実施例を示す正面図である。
【図２】図１の直動案内ユニットを示す平面図である。
【図３】図１の直動案内ユニットを示す側面図である。
【図４】図１の直動案内ユニットにおけるスライダの片側端部を分解して示す説明図である。
【図５】図１の直動案内ユニットにおける高密封シール装置を示す分解斜視図である。
【図６】図５の高密封シール装置におけるシールプレートを示す正面図である。
【図７】図６のシールプレートを示し，（Ａ）はシールプレートの側面図であり，（Ｂ）は（Ａ）の符号Ｃ部分の拡大側面図である。
【図８】図７の（Ｂ）に示すシールプレートにおける中間層について顕微鏡による写真を示す拡大側面図である。
【図９】図６のシールプレートにおける表層について顕微鏡による写真を示す拡大正面図である。
【図１０】図５の高密封シール装置における潤滑供給プレートを示す正面図である。
【図１１】図１０に示す潤滑供給プレートの側面図である。
【図１２】図１０に示す潤滑供給プレートに図２に示す軌道レールが嵌挿した状態において，潤滑供給プレートの軌道レールの軌道面への接触状態を示す説明図である。
【図１３】図５の高密封シール装置におけるホルダケースを示す背面図である。
【図１４】図１３のＤ−Ｄ断面におけるホルダケースを示す断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１ 軌道レール
２ スライダ
３ 高密封シール装置
４ ケーシング
５ エンドキャップ
６ 潤滑プレート
７ エンドシール
８ 間座
９ 封止プレート
１２ 軌道溝
１３ 軌道面
２０ シールプレート
２１ ホルダケース
２２ 外装部
２３ 端面部
２５ 位置決めピン
２７，６２ ピン孔
４２ スポンジ層
４３ スキン層
６０ 潤滑供給プレート
【技術分野】
【０００１】
この発明は，例えば，粉塵，切粉，切屑等の異物が多量に発生したり，加工液，冷却液等の液体が飛散するような厳しい作業環境で使用して，該異物が軌道レール上を摺動するスライダの端部から侵入するのを防止する高密封シール装置を備えた直動案内ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年，直動案内ユニットについて，工作機械等の各種の装置について，ワークの加工エリア，設置エリアを拡大し，装置自体のコンパクト化を図るため，設備装置のコストダウン等の観点から，作業環境から軌道レールが剥き出しになって使用される状態が増加しており，従来の防塵装置であるテレスコカバーやジャバラを設けない仕様になっている。
【０００３】
従来，本出願人が開発した直動転がり案内ユニットについて，シール装置を設けたものが知られている。該直動転がり案内ユニットは，スライダの端部にシール装置を取り付け，該シール装置が断面略コ字形状のシール用カセット，該シール用カセット内に装着された２枚のシール，該シールの間に狭持した給油用間座，及びシールの外側端面に配置されるスクレーパプレートから構成されていた。また，２枚のシールは，上面部と一対の側面部から成る略コ字の形状で，鉄板製の芯金にゴムを焼き付けたものになっており，ゴム製のリップ部を有していた。また，シールの締めしろは，０．５ｍｍになっており，防塵効果を増すために通常よりも大きく設定されていた（例えば，特許文献１参照）。
【０００４】
また，リニア軸受ガイド構造について，ダスト排除によるシール機能を持つものが知られている。該リニア軸受ガイド構造は，従来のゴム材によるリップシール及び補強板の外面側に潤滑剤を含油した発泡ウレタンゴム材で形成された自己潤滑性のガイド本体を配設したものであり，ガイド本体の油切れを防止し，摺動抵抗に対する耐久性を維持できるものである（例えば，特許文献２参照）。
【０００５】
また，案内装置の防塵構造として，軌道軸に対するスライド部材の摺動抵抗の少なくスムーズに往復運動ができるというものが知られている。該案内装置の防塵構造は，防塵部材が連続気泡の発泡ポリウレタンで形成され，潤滑剤を含浸して潤滑供給部を構成する３枚の弾性部材と，金属板材で形成されて弾性部材の間に介装され，凹溝部を形成するスペーサ部材とからなる潤滑剤ポケット形成部材と，軌道レールとの間に僅かな隙間を維持して摺動台に取り付けられるスクレーパ部材とで構成されている。連続気泡の発泡ポリウレタンは，引張強さ３０〜５０ｋｇ／ｃｍ3 ，伸び率３００〜５００％，及び反発弾性３０〜６０％程度の物性を有する材料になっており，潤滑剤を重量割合で３０〜５０重量％に含浸したものである（例えば，特許文献３参照）。
【０００６】
また，直動案内軸受装置として，スライダ内部への異物の侵入を防止して早期摩耗や破損を防止せんとするものが知られている。該直動案内軸受装置は，スライダの軸方向の端部に取り付けられた，複数枚の潤滑剤供給部材，プロテクタ，薄肉の樹脂シール材，鋼板にゴムを焼付接着したサイドシール材，及びグリースを含有するフェルトシール材から構成されている（例えば，特許文献４参照）。
【特許文献１】特開平９−４２２８４号公報
【特許文献２】特開平１１−３５１２５２号公報
【特許文献３】特開２０００−２２７１１５号公報
【特許文献４】特開２００５−３３７４０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら，上記のような直動転がり案内ユニットのシール装置では，ゴム製のシールになっているために，摺動抵抗が大きくなってしまうこと，シールの耐久性を維持するため潤滑剤を欠かすことができず，潤滑剤の管理が難しいこと等で課題を残していた。
【０００８】
また，上記のようなリニア軸受ガイド構造では，リップシールに潤滑剤を常に供給してよいものであるが，シール性が不足し，問題を有していた。
【０００９】
また，上記のような案内装置の防塵構造では，弾性部材がクーラント液等を吸収することになるので，弾性部材に次第にゴミ，液状物等の異物が溜まるようになって，弾性部材が異物を除去しきれない状態になっていた。
【００１０】
また，上記のような直動案内軸受装置では，多数のシール材を重ねたものであり，シール材のスペースが軸方向に大きなものになっていた。
【００１１】
この発明の目的は，上記の課題を解決することであり，高密封シール装置を構成するシールプレートとして一般的にパッキン材や衝撃吸収材と使用されている材料，例えば，メカニカルフロスウレタンフォーム製のシート材を利用し，特に，メカニカルフロスウレタンフォームのうちでハードタイプのシート材を所定の形状にカットして３層構造のシールプレートを作製し，該シールプレートに加えて潤滑供給プレートを介在させた積層プレートをホルダケースに入れて高密封シール装置を構成し，潤滑供給プレートによる軌道レールの軌道溝への潤滑油の供給を確実に行うと共に，シールプレートの軌道レール上での摺動移動をスムーズにし，しかも高密封シール装置をスライダの端部に配設し易い構造に構成したことを特徴とする直動案内ユニットを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明は，長手方向に沿って軌道溝が形成された軌道レール，前記軌道レールに複数の転動体を介して摺動自在なスライダ，及び前記スライダの端面に取り付けられた高密封シール装置を備えている直動案内ユニットにおいて，
前記高密封シール装置は，シールプレートと少なくとも前記シールプレートに潤滑油を供給する潤滑供給プレートとを備えており，前記シールプレートは，両側面の表層を形成するゴム状のスキン層と前記表層間の中間層を形成するスポンジ層とから成る３層構造で構成されていることを特徴とする直動案内ユニットに関する。
【００１３】
また，前記シールプレートは，原液中に空気をミキシングさせて機械的に発泡させた低発泡倍率に形成されているメカニカルフロスウレタンフォームから構成されている。
【００１４】
また，前記高密封シール装置は，外装部と該外装部の一端側で一体である端面部とから形成されたホルダケース，前記ホルダケース内に配設された前記シールプレート，前記シールプレートに隣接して配設された前記潤滑供給プレート，及び前記外装部の他端側の開口部を封鎖するため配設された封止プレートから構成されている。
【００１５】
また，この直動案内ユニットは，前記ホルダケースの端面部には位置決めピンが設けられ，前記シールプレート及び前記潤滑供給プレートには前記位置決めピンに嵌合するピン孔が形成されているものである。
【００１６】
また，前記潤滑供給プレートは，前記軌道レールの前記軌道面に接触可能な摺接面を備えており，それによって前記軌道レールの前記軌道溝に形成された軌道面に潤滑油を供給するものである。場合によっては，前記潤滑供給プレートは，前記軌道レールの前記軌道面に非接触状態に配置されてもよいものであり，ホルダケース内に収容された場合には変形等が発生して前記軌道面への潤滑油の供給を行うことができるものである。
【００１７】
更に，前記潤滑供給プレートは，フェルト，熱接着繊維体，焼結樹脂，又は連続気泡の多孔構造でなる発泡体に潤滑剤が含浸して構成されている。
【００１８】
また，前記スライダは，前記転動体が転動する軌道面を備えたケーシング，前記ケーシングの端面に取り付けられて前記転動体を方向転換させる方向転換路を備えたエンドキャップ，前記エンドキャップの端面に取り付けられて前記転動体を潤滑する潤滑プレート，及び前記潤滑プレートの端面に配置されたエンドシールを備えている。更に，前記高密封シール装置は，前記エンドシールの端面に間座を介して配置されている。
【発明の効果】
【００１９】
この直動案内ユニットは，上記のように構成されており，スライダに高密封シール装置を設け，スライダと軌道レールとの間を完全に密封しているので，粉塵，切粉，切屑等の異物が多量に発生したり，加工液，冷却液等の液体が飛散して軌道レールに付着するような厳しい作業環境でも，該異物が軌道レール上を摺動するスライダの端部から侵入するのを防止して軌道レールから排除することができる。また，シールプレート間に介在された潤滑供給プレートは，その摺接面が軌道レールの軌道面に接触状態又は非接触状態に接触可能にホルダケース内に配置され，軌道面への潤滑油の供給の適正化を図ると共にシールプレートに対しても潤滑油を供給し，それによって，シールプレートが軌道レールに対して常にスムーズに摺動でき，それによって，スライダに高密封シール装置を取り付けても，軌道レール上をスライダが摺動するのを妨げることがない。また，シールプレートは，その表層の緻密層に形成されたスキン層が中間層のスポンジ層を両側から被覆した構造を有し，シールプレートはそれぞれ独立してスポンジ層に含浸された潤滑油がスポンジ層に保持されているので，シールプレートが軌道レールの上面や軌道面に接して摺動するが，シールプレートのスポンジ層には軌道レールに付着した冷却液や加工液を吸収することがなく，シールプレートが軌道レールに付着している粉塵，切粉，切屑等の異物を除去して摺動し，シールプレート自体が自己潤滑されると共に，潤滑供給プレートから潤滑油が適正に供給され，軌道レールに対してスムーズに摺動することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
この発明による直動案内ユニットは，特に，粉塵，切粉，切屑等の異物が多量に発生したり，加工液，冷却液等の液体や異物が飛散する切削機械，研削機械，木工機械等の工作機械に使用して好ましいものであり，スライダの摺動方向の前後端に装着した高密封シール装置に特徴を有している。本願発明は，先願の特願２００６−７８７１９号に開示されている高密封シール装置においてシールプレート間に潤滑供給プレートを介在させたものであり，潤滑供給プレートによってシールプレート，軌道溝等に潤滑油を供給することが可能になり，更に厳しい作業環境にも適用できるものである。また，本願発明は，実施例では，スライダが軌道レールに跨架して摺動するタイプを説明したが，円筒状等の筒状のスライダに軌道軸即ち軌道レールが嵌挿するタイプの直動案内ユニットにも適用できることは勿論である。この直動案内ユニットは，先出願に比較し，さらに厳しい使用環境にも柔軟に対応可能なものになっている。
【００２１】
以下，図面を参照して，この発明による直動案内ユニットの実施例を説明する。この直動案内ユニットに設けられた高密封シール装置３は，特に，図５に示すように，先願のものに比較して，２枚の潤滑供給プレート６０をシールプレート２０間にそれぞれ挿入した構造を有することを特徴としている。この直動案内ユニットは，図１〜図３に示すように，長手方向の両側面１４に軌道溝１２を備えた軌道レール１，及び軌道レール１に凹部が跨架して摺動自在なスライダ２から構成されている。この実施例では，軌道レール１の軌道溝１２に軌道面１３を形成し，転動体としてローラを用いるタイプに構成されている。この直動案内ユニットは，軌道レール１に設けた軌道溝１２には転動体であるローラ（図示せず）が転走する軌道面１３が形成され，スライダ２には軌道レール１の軌道面１３に対応する軌道面（図示せず）が設けられ，軌道レール１の軌道面１３とスライダ２の軌道面との間の負荷軌道路を，ローラが介在して転動することによって，スライダ２が軌道レール１を長ストロークにスムーズに摺動できるように構成されている。
【００２２】
スライダ２は，図１〜図３に示すように，概して，転動体が転動する軌道面を備えたケーシング４，ケーシング４の端面４６に取り付けられて転動体を方向転換させる方向転換路を備えたエンドキャップ５，エンドキャップ５の端面４７に取り付けられて転動体を潤滑する潤滑プレート６，及び潤滑プレート６の端面に配置されたエンドシール７を備えている。ケーシング４の側面５０には，転動体を保持する保持板（図示せず）を取り付けるため，保持ねじ１８が挿通している。ケーシング４の上面４５には，他の相手部材に取り付けるための取付け用ねじ穴１７が形成されている。また，エンドキャップ５には，転動体に潤滑剤を供給するためのグリースニップル５６を取り付けるための取付け用ねじ穴１６が形成されている。グリースニップル５６が取り付けられていない取付け用ねじ穴１６には止めプラグ５７で栓がされている。この実施例は，標準装備ではエンドキャップ５の端面４７にエンドシール７が配設されているが，劣悪な環境下で使用されることを考慮すると，潤滑性を高めるために，エンキャップ５とエンドシール７との間に潤滑剤を供給するための潤滑プレート６を配設することが好ましい。潤滑プレート６は，軌道面１３への潤滑剤を供給するために，少なくとも軌道面１３に摺接している。更に，この直動案内ユニットは，図４に示すように，エンドシール７の外端面にスペーサである間座８を介して高密封シール装置３を配設した構造に構成されている。間座８は，エンドシール７のリップ部４８を覆うように収容できるコ字状の金属体で形成されている。また，高密封シール装置３の外端面には，スクレーパ１０が取り付けられている。スクレーパ１０は，大きなゴミ等の異物がスライダ２内へ侵入するのを防止するものであり，金属製の薄板で形成されている。
【００２３】
また，この直動案内ユニットは，軌道レール１とスライダ２及び高密封シール装置３との間の密封性を高めるために，高密封シール装置３の下面４０を含めてスライダ２の下面４０の全体にわたってスライダ２を軌道レール１に対してシールするため，下面シール１１が配設されている。下面シール１１は，軌道レール１の側面１４に摺接するリップ部５５を有し，軌道レール１とスライダ２及び高密封シール装置３との間を良好に密封している。この実施例では，下面シール１１は，間座８に固定ねじ１９によって固定されている。高密封シール装置３は，直動案内ユニットのスライダ２の端部に配設され，粉塵やクーラント液が飛散して舞う劣悪な環境下に使用されても，長期間にわたり粉塵，切粉，切屑，クーラント液，加工液等の異物がスライダ２内に侵入することを防止できる機能を有している。また，高密封シール装置３は，複数のシールプレート２０を配列することによって，一層の密封性能を完全なものにすることができる。また，この実施例では，高密封シール装置３の外端面には，スクレーパ１０が配設され，スクレーパ１０は，軌道レール１に跨架するための凹部５１と軌道レール１の軌道溝１２へと延びる凸部５２とを備えている。
【００２４】
この直動案内ユニットは，特に，高密封シール装置３の構成に特徴を有しており，高密封シール装置３は，スライダ２の端面に固定ねじ１５で固定され，軌道レール１に跨架してスライダ２と一緒に摺動するものであり，少なくとも１枚のシールプレート２０と潤滑供給プレート６０がホルダケース２１内に配設されており，シールプレート２０と潤滑供給プレート６０の形状及びその構造，即ち，高密封シール装置３を間座８の前端面に配置したことと，高密封シール装置３の構成そのものに特徴を有している。高密封シール装置３は，後述するが，概して，外装部２２と端面部２３から形成されたホルダケース２１，ホルダケース２１内に配設された複数（図では３枚）の板状の密封シール即ちシールプレート２０，シールプレート２０と軌道レール１の軌道面１３に潤滑油を供給する潤滑供給プレート６０，及び外装部２２の端部開口部を封鎖するため配設された封止プレート９から構成されている。
【００２５】
シールプレート２０は，特に，メカニカルフロスウレタンフォーム，この実施例では，メカニカルフロスウレタンフォームでなるＺＵＬＥＮ（登録商標）のなかでもハードタイプのシート材を所定の形状にカットして３層構造から構成されている。また，潤滑供給プレート６０は，シールプレート２０間に配置され，フェルト，熱接着繊維体，焼結樹脂，連続気泡の発泡体（例えば，発泡剤で発泡させた従来のウレタンフォーム）などの多孔構造の多孔部に潤滑剤を含浸した構造に構成されている。ホルダケース２１の収容部３５には，シールプレート２０と潤滑供給プレート６０とが積層されて収納されている。実施例では，高密度シール装置３は，３枚のシールプレート２０とシールプレート２０間に介在された２枚の潤滑供給プレート６０を積層してホルダケース２１に入れて構成されている。
【００２６】
ホルダケース２１は，図５にも示すように，シールプレート２０の上面，下面，及び両側面を覆ってシールプレート２０と潤滑供給プレート６０を配設する収容部３５を形成した外装部２２，及び外装部２２の一方の端部である外端面を塞いだ態様で軌道レール１の外形，即ち上面５４と側面１４に接触することなく，隙間を有してなる端面部２３から形成されている。外装部２２は，その内面がシールプレート２０に密接してシールプレート２０の軌道レール１とのシメシロを確保できるように構成されている。また，ホルダケース２１には，スライダ２の端部に取り付けるために，孔周りを肉厚にしたボス部５３に固定ねじ１５が貫通する４つの取付け用孔２４が設けられている。更に，ホルダケース２１は，上部の外装部２２の中央に給油孔５９がボス部６６を備えており，給油孔５９にはグリースニップル（図示せず）が取り付けられる。給油孔５９は，主として，エンドキャップ５の給油路へと潤滑剤を供給するものであるが，場合によっては，ボス部６６に通孔を形成してシールプレート２０や潤滑供給プレート６０に潤滑剤を供給できるように構成することもできる。
【００２７】
また，シールプレート２０と潤滑供給プレート６０には，固定ねじ１５及び給油孔用ボス部６６が挿通する領域に，切欠き部３２，６３が形成されている。ホルダケース２１は，軌道レール１の軌道溝１２へと延び出している両側の凸部２６に，シールプレート２０を軌道レール１の上面５４と側面１４に密接状態に位置決めするため及び潤滑供給プレート６０を軌道溝１２の軌道面１３に接触状態又は非接触状態の接触可能な状態に位置決めするため，位置決めピン２５が設けられている。また，シールプレート２０と潤滑供給プレート６０には，ホルダケース２１の位置決めピン２５の位置に対応する部分にピン孔２７，６２が形成されている。即ち，シールプレート２０と軌道レール１との密封度合い即ちシメシロは，シールプレート２０の凸部２８を軌道レール１の軌道溝１２に密接状態に接触させるためであり，シールプレート２０の凸部２８間の距離は軌道レール１の軌道溝１２の距離より小さく形成されている。ホルダケース２１の他方の端部は，シールプレート２０と潤滑供給プレート６０を収容部３５に配設するため開放状態であるので，シールプレート２０と潤滑供給プレート６０とを積層して収容部３５に配設した状態で，封止プレート９によって蓋をするように構成されている。シールプレート２０は，封止プレート９によってスライダ２の端部である間座８の端部に変形しないように平らな状態で配置されている。高密封シール装置３は，軌道レール１に跨架してスライダ２と共に摺動移動するために，ホルダケース２１の端面部２３に凹部３７，シールプレート２０に凹部３８，潤滑供給プレート６０に凹部６４，及び封止プレート９に凹部３９が形成されている。封止プレート９には，固定ねじ１５が挿通する取付け用孔２９，シールプレート２０の凸部２８に対応してそれより若干小さい凸部３０，位置決めピン２５が挿通するピン孔３１，ホルダケース２０の凹部３７に対応する凹部３９，及びホルダケース２１の給油孔５９に対応する給油孔６７が形成されている。
【００２８】
シールプレート２０は，この実施例では，メカニカルフロスウレタンフォームであるＺＵＬＥＮ（登録商標）で作製されており，その中で密度０．４５ｇ／ｃｍ3 ，アスカＣ硬度６７，伸び率１６０％，引張強度３１．８ｋｇ／ｃｍ2 ，引裂強度８．３ｋｇ／ｃｍ，反発弾性３０％，圧縮残留歪５．９％の物性を有するものが選択されており，厚み（板厚）が２．０ｍｍの形状を有している。シールプレート２０としては，種々の材料を試験した結果，上記の物性を持つメカニカルフロスウレタンフォームで形成したところ良好であるとの試験結果が得られた。メカニカルフロスウレタンフォームは，一般的に，衝撃吸収材，パッキン等のシール材として使用されているものである。シールプレート２０としては，ＺＵＬＥＮには種々の構造を持ったものがあるが，そのうちのハードタイプが性状として適していることが分かった。シールプレート２０は，従来のウレタンフォームと異なり，図７〜図９に示すように，表面即ち表層３３が目潰し状態になっている緻密質のスキン層４３を有するものであり，所々に開口４４が存在したゴム膜の形状になっており，内部の中間層３４は，泡があるスポンジ層４２に形成されている。スキン層４３のゴム膜は，数μｍ程度の薄膜の状態になっている。スポンジ層４２は，図８に示すように，大半が独立気泡状態のセル３６に形成されており，セル３６同士が接触した部分で連通し，また，セル３６同士が気泡連通部４１で連通してオープンポアの構造を有している。
【００２９】
この実施例では，シールプレート２０は，常態では潤滑油や液体に浸漬してもそれらが全く含浸しない状態の構造に構成されており，シールプレート２０に潤滑油を含浸させるには，素材を圧縮して潰しておき，それを潤滑油に浸漬した状態で圧縮状態を解き，元に復元させることによって，潤滑油をスポンジ層４２のセル３６に吸引する状態即ち強制的に吸引して潤滑油をスポンジ層４２に含浸させて初めてシールプレート２０が形成されている。その時，潤滑油の含浸量は，１０〜１５％程度になっていた。スキン層４３は，図９に一方の面を示すように，泡の一部が破れたものがあり，ところどころ開口４４の部分が見られる。シールプレート２０の表層３３は，泡は見られず目潰しされた状態になっており，極薄なゴム膜状のスキン層４３に形成されている。即ち，シールプレート２０のシート材を作る時に，メカニカルフロスウレタンフォームの素材と型表面との接触面において，スキン層４３が形成されたものと思料される。高密封シール装置３を構成するシールプレート２０は，メカニカルフロスウレタンフォームのシート材を図６に示す形状に打ち抜いて形成したものであり，図７に示すように，外周から内周の全周は，切断面においてスキン層４３及びスキン層４３間のスポンジ層４２が見える状態になって形成されている。また，シールプレート２０には，表裏が面粗さで異なっているので，表裏を識別するため識別用マーク６８が付されている。
【００３０】
また，潤滑供給プレート６０は，合成樹脂微粒子と潤滑剤とを混合して加熱溶融し所定の金型に注入して冷却固化させ成形した潤滑剤含有部材でもよいものになっている。潤滑供給プレート６０は，軌道レール１の軌道面１３に接して潤滑剤（潤滑油）を供給すると共に，シールプレート２０に潤滑剤（潤滑油）を供給してシールプレート２０の摺接抵抗を小さなものにし，及びシールプレート２０の摺接による摩耗を小さくして耐久性を増加するものになっており，軌道レール１の軌道面１３等への潤滑量が増え，油膜切れを防止する機能を有している。潤滑供給プレート６０の凸部６１の内周の摺接面６５は，軌道レール１の外形（外周）と接触しても非接触でもよいものになっている。潤滑供給プレート６０の摺接面６５が軌道面１３に非接触である場合でも，潤滑剤は潤滑供給プレート６０から滲み出て，シールプレート２０の表層であるスキン層４３に沿って流動して，シールプレート２０と軌道レール１との摺接部まで供給可能になっている。また，潤滑供給プレート６０は，摺接面６５の軌道面１３への非接触の場合に，潤滑供給プレート６０の内周と軌道レール１の外形との間に隙間が形成され，その隙間にシールプレート２０を潜り抜けた徴細な異物を留保することも可能になっている。また，潤滑供給プレート６０は，摺接面６５の軌道面１３への接触する場合に，全周が接触する場合と部分的に接触する場合とになり，潤滑供給プレート６０の摺接抵抗を小さなものにする場合は，部分的に接触するように構成すればよいものになっている。また，潤滑供給プレート６０は，その全周が軌道レール１に接触する場合は，厳しい使用環境にも防塵の機能を発揮できるものになっており，摺接面６５の軌道面１３への接触する場合は，シメシロが零状態で当接するだけでよいものになっている。
【００３１】
潤滑供給プレート６０は，実施例では，図５，及び図１０〜図１２に示すように，凸部６１に形成された摺接面６５で軌道レール１に部分的に接触するものであり，凸部６１がＲ形状に形成されてなり，そのＲ形状の部分が軌道レール１の軌道面１３と当接するものになっており，シールプレート２０への潤滑剤の供給と共に，軌道面１３の油膜切れを防止するものになっている。実施例では，潤滑供給プレート６０は，フェルトで形成されている。潤滑供給プレート６０を構成するフェルト等の繊維体は，シールプレート２０を潜り抜けた微細な異物を絡め取る機能を有している。潤滑供給プレート６０は，潤滑剤の供給だけでなく，潤滑剤の吸収・保持，シールプレート２０を潜り抜けた微細な異物の留保，シールプレート２０を潜り抜けたクーラント等の切削液の吸収・保持等の機能を有するものであり，材料によってもそれぞれ異なった特性を有するものになっている。従って，潤滑供給プレート６０は，機械装置等の使用環境によって材料を使い分けすればよいものになっている。高密封シール装置３は，図５，図１３及び図１４に示すように，スライダ２の端面の中央部からも給油できるように，ホルダケース２１に給油孔５９が形成されたものになっており，給油孔５９には，グリースニップル等が取付け可能になっている。実施例では，図１と図２に示すように，一方のエンドキャップ５の側面にはグリースニップル５６が取り付けられ，図１に示すように，他方のエンドキャップ５の側面の給油孔１６は止プラグ５７で塞がれている。また，実施例では，ホルダケース２１の給油孔５９は，端面に配設されたスクレーパ１０により塞がれ，対応するエンドキャップ端面の給油孔が止プラグで塞がれている。ホルダケース２１の給油孔５９にグリースニップルを設ける場合には，スクレーパ１０の対応する部分にグリースニップル取付け用の取付け孔を形成すればよい。スクレーパ１０は，図１〜図４に示すように，スライダ２の最外側である端面に配設され，切削屑等の大きな異物がスライダ２内に侵入するのを防止するものになっており，薄鋼板製のものになっている。スクレーパ１０の内周は，軌道レール１と接触することなく僅かな隙間になっている。また，ホルダケース２１の端面部の内周は，軌道レール１の外周とは非接触になっており，僅かな隙間になっている。また，封止プレート９の内周も軌道レール１の外周とは非接触になっており，僅かな隙間になっている。
【００３２】
この直動案内ユニットにおいて，潤滑剤を含浸したシールプレート２０と潤滑供給プレート６０とは，次のような特徴を有している。エンドシール７は，図１及び図２に示しているが，従来のゴムシールであり，芯金４９にリップ部４８のゴムを焼き付けたものになっており，スライダ２の端部に取り付け易い構造を有している。これに対して，この直動案内ユニットにおけるシールプレート２０と潤滑供給プレート６０は，弾性があって柔軟であるので，ホルダケース２１に収容してシールプレート２０の形状を維持して密封性を良好にした構造にホルダケース２１で保持する必要がある。高密封シール装置３は，シールプレート２０と潤滑供給プレート６０との組み合わせで，次の特徴を有している。
【００３３】
第１に，シールプレート２０は，高密封シールを達成するために，従来のリップ部４８を有するゴムシールであるエンドシール７と比較すると，軌道レール１ヘのシールのシメシロを大きくした場合，例えば，０. ５ｍｍ程度のシメシロに設計した場合に，従来のエンドシール７は，リップ部４８で軌道レール１の潤滑剤を次第に拭き取ってしまい潤滑剤が切れてしまう状態になり，リップ部４８の先端の摺接部の摩耗が大きくなって，軌道レール１に対するエンドシール７の摺動抵抗が大きくなってしまい，その結果，エンドシール７の軌道レール１に対する密封性能がなくなってしまっていたが，シールプレート２０と潤滑供給プレート６０とは，エンドシール７と対比すると，潤滑剤を含浸したものであり，シメシロが大きくなっても中間層３４であるスポンジ層４２と潤滑供給プレート６０とにより締め圧が緩和され，更に，潤滑剤を含浸したことによる自己潤滑性と潤滑供給プレート６０による潤滑性により軌道レール１の潤滑剤が切れてしまうことが無いものになっており，しかも，シールプレート２０の表層３３であるスキン層４３が緻密にゴム膜状になっているので，軌道レール１に付着している小さなゴミ等の異物，クーラント，加工液，潤滑油等の液体を排除できるものになっており，また，シールプレート２０のスキン層４３は，耐摩耗性があり，耐久性があるものになっている。
第２に，シールプレート２０は，従来のフェルト，ウレタンフォーム等と異なり，高密度で，細かく均一な大半が独立したセル３６を持っており，潤滑剤を十分に含浸した状態であるので，それ以上のクーラント等の液状物を吸収することができず，従って，吸収したものが中で固化すること等が無いので，いつまでもシール機能を発揮すると共に潤滑機能を発揮することが可能になっている。即ち，シールプレート２０は，従来のフェルト，ウレタンフォーム等の含油量に比較して，１０〜１５体積％程度と小さいものになっており，従来の含油ゴムシールの含油量（５％程度）よりも大きくなっているので，自己潤滑性に富んでいると考えている。
第３に，シールプレート２０は，表層３３がスキン層４３になって極薄なゴム膜状になっているので，複雑な外形形状に対しても，硬化すること無く柔軟に追従し，ヘたりが無いものになっている。
第４に，シールプレート２０は，耐油性，耐薬品性，及び耐摩耗性に優れた性質を持っており，耐久性に富み，長寿命化に富んだものである。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
この発明による高密封シール装置を備えた直動案内ユニットは，例えば，切削機械，研削機械，木工機械等の工作機械等の各種装置が作動されて，粉塵，切粉，切屑等の異物が多量に発生したり，加工液，冷却液等の液体が飛散するような厳しい作業環境で使用し，該異物が軌道レール上を摺動するスライダの端部から侵入するのを防止するのに適用して好ましいものである。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】この発明による高密封シール装置を備えた直動案内ユニットの一実施例を示す正面図である。
【図２】図１の直動案内ユニットを示す平面図である。
【図３】図１の直動案内ユニットを示す側面図である。
【図４】図１の直動案内ユニットにおけるスライダの片側端部を分解して示す説明図である。
【図５】図１の直動案内ユニットにおける高密封シール装置を示す分解斜視図である。
【図６】図５の高密封シール装置におけるシールプレートを示す正面図である。
【図７】図６のシールプレートを示し，（Ａ）はシールプレートの側面図であり，（Ｂ）は（Ａ）の符号Ｃ部分の拡大側面図である。
【図８】図７の（Ｂ）に示すシールプレートにおける中間層について顕微鏡による写真を示す拡大側面図である。
【図９】図６のシールプレートにおける表層について顕微鏡による写真を示す拡大正面図である。
【図１０】図５の高密封シール装置における潤滑供給プレートを示す正面図である。
【図１１】図１０に示す潤滑供給プレートの側面図である。
【図１２】図１０に示す潤滑供給プレートに図２に示す軌道レールが嵌挿した状態において，潤滑供給プレートの軌道レールの軌道面への接触状態を示す説明図である。
【図１３】図５の高密封シール装置におけるホルダケースを示す背面図である。
【図１４】図１３のＤ−Ｄ断面におけるホルダケースを示す断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１ 軌道レール
２ スライダ
３ 高密封シール装置
４ ケーシング
５ エンドキャップ
６ 潤滑プレート
７ エンドシール
８ 間座
９ 封止プレート
１２ 軌道溝
１３ 軌道面
２０ シールプレート
２１ ホルダケース
２２ 外装部
２３ 端面部
２５ 位置決めピン
２７，６２ ピン孔
４２ スポンジ層
４３ スキン層
６０ 潤滑供給プレート
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向に沿って軌道溝が形成された軌道レール，前記軌道レールに複数の転動体を介して摺動自在なスライダ，及び前記スライダの端面に取り付けられた高密封シール装置を備えている直動案内ユニットにおいて，
前記高密封シール装置は，シールプレートと少なくとも前記シールプレートに潤滑油を供給する潤滑供給プレートとを備えており，前記シールプレートは，両側面の表層を形成するゴム状のスキン層と前記表層間の中間層を形成するスポンジ層とから成る３層構造で構成されていることを特徴とする直動案内ユニット。
【請求項２】
前記シールプレートは，原液中に空気をミキシングさせて機械的に発泡させた低発泡倍率に形成されているメカニカルフロスウレタンフォームから構成されていることを特徴とする請求項１に記載の直動案内ユニット。
【請求項３】
前記高密封シール装置は，外装部と該外装部の一端側で一体である端面部とから形成されたホルダケース，前記ホルダケース内に配設された前記シールプレート，前記シールプレートに隣接して配設された前記潤滑供給プレート，及び前記外装部の他端側の開口部を封鎖するため配設された封止プレートから構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の直動案内ユニット。
【請求項４】
前記ホルダケースの端面部には位置決めピンが設けられ，前記シールプレート及び前記潤滑供給プレートには前記位置決めピンに嵌合するピン孔が形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の直動案内ユニット。
【請求項５】
前記潤滑供給プレートは，前記軌道レールの前記軌道溝に形成された軌道面に接触可能な摺接面を備えており，前記軌道レールの前記軌道面に潤滑油を供給することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の直動案内ユニット。
【請求項６】
前記潤滑供給プレートは，フェルト，熱接着繊維体，焼結樹脂，又は連続気泡の多孔構造でなる発泡体に潤滑剤が含浸して構成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の直動案内ユニット。
【請求項７】
前記スライダは，前記転動体が転動する軌道面を備えたケーシング，前記ケーシングの端面に取り付けられて前記転動体を方向転換させる方向転換路を備えたエンドキャップ，前記エンドキャップの端面に取り付けられて前記転動体を潤滑する潤滑プレート，及び前記潤滑プレートの端面に配置されたエンドシールを備えており，前記高密封シール装置は，前記エンドシールの端面に間座を介して配置されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の直動案内ユニット。
【請求項１】
長手方向に沿って軌道溝が形成された軌道レール，前記軌道レールに複数の転動体を介して摺動自在なスライダ，及び前記スライダの端面に取り付けられた高密封シール装置を備えている直動案内ユニットにおいて，
前記高密封シール装置は，シールプレートと少なくとも前記シールプレートに潤滑油を供給する潤滑供給プレートとを備えており，前記シールプレートは，両側面の表層を形成するゴム状のスキン層と前記表層間の中間層を形成するスポンジ層とから成る３層構造で構成されていることを特徴とする直動案内ユニット。
【請求項２】
前記シールプレートは，原液中に空気をミキシングさせて機械的に発泡させた低発泡倍率に形成されているメカニカルフロスウレタンフォームから構成されていることを特徴とする請求項１に記載の直動案内ユニット。
【請求項３】
前記高密封シール装置は，外装部と該外装部の一端側で一体である端面部とから形成されたホルダケース，前記ホルダケース内に配設された前記シールプレート，前記シールプレートに隣接して配設された前記潤滑供給プレート，及び前記外装部の他端側の開口部を封鎖するため配設された封止プレートから構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の直動案内ユニット。
【請求項４】
前記ホルダケースの端面部には位置決めピンが設けられ，前記シールプレート及び前記潤滑供給プレートには前記位置決めピンに嵌合するピン孔が形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の直動案内ユニット。
【請求項５】
前記潤滑供給プレートは，前記軌道レールの前記軌道溝に形成された軌道面に接触可能な摺接面を備えており，前記軌道レールの前記軌道面に潤滑油を供給することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の直動案内ユニット。
【請求項６】
前記潤滑供給プレートは，フェルト，熱接着繊維体，焼結樹脂，又は連続気泡の多孔構造でなる発泡体に潤滑剤が含浸して構成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の直動案内ユニット。
【請求項７】
前記スライダは，前記転動体が転動する軌道面を備えたケーシング，前記ケーシングの端面に取り付けられて前記転動体を方向転換させる方向転換路を備えたエンドキャップ，前記エンドキャップの端面に取り付けられて前記転動体を潤滑する潤滑プレート，及び前記潤滑プレートの端面に配置されたエンドシールを備えており，前記高密封シール装置は，前記エンドシールの端面に間座を介して配置されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の直動案内ユニット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００７−２８５４５５（Ｐ２００７−２８５４５５Ａ）
【公開日】平成１９年１１月１日（２００７．１１．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１１４７４２（Ｐ２００６−１１４７４２）
【出願日】平成１８年４月１８日（２００６．４．１８）
【出願人】（０００２２９３３５）日本トムソン株式会社 (96)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１１月１日（２００７．１１．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年４月１８日（２００６．４．１８）
【出願人】（０００２２９３３５）日本トムソン株式会社 (96)
【Ｆターム（参考）】
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