保持器を備えた有限直動案内ユニット
【課題】本願発明は，保持板自体にローラ保持機能を持たせ，製造時や組立時の部品の取り扱いを容易にし，ローラ間の配設ピッチを極力小さくしてローラ本数を増やして高負荷容量に構成した。
【解決手段】保持板４には，長手方向に沿って複数のローラ保持窓孔２０が形成され，ローラ保持窓孔２０が保持板４の幅方向に長軸を持つ形状に形成され，ローラ保持窓孔２０の長軸端部２９には，ローラ１０の両端面１９をそれぞれ保持するため，互いに対向した弾性変形可能な楔状のエッジ２１から成る端面支持部２５がそれぞれ突出形成されている。エッジ２１は，ローラ端面１９に接してローラ１０を支持する楔状の支持傾斜面２２に形成され，支持傾斜面２２が互いに対称的に対向して形成されている。
【解決手段】保持板４には，長手方向に沿って複数のローラ保持窓孔２０が形成され，ローラ保持窓孔２０が保持板４の幅方向に長軸を持つ形状に形成され，ローラ保持窓孔２０の長軸端部２９には，ローラ１０の両端面１９をそれぞれ保持するため，互いに対向した弾性変形可能な楔状のエッジ２１から成る端面支持部２５がそれぞれ突出形成されている。エッジ２１は，ローラ端面１９に接してローラ１０を支持する楔状の支持傾斜面２２に形成され，支持傾斜面２２が互いに対称的に対向して形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は，一対の軌道台が長手方向に沿って軌道台間に配設された保持器に保持された転動体であるローラを介して予め決められた所定距離を互いに相対摺動する有限直動案内ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来，有限直動案内ユニットは，互いに相対摺動する一対の軌道台を備えており，軌道台間に配設された保持器によって転動体である複数のローラが所定間隔に保持されており，保持器を構成する保持板は相対移動する軌道台のストローク長さに対して半分のストローク長さで相対移動するように構成されている。しかしながら，有限直動案内ユニットにかかる負荷変動，軌道台に形成された軌道溝の加工精度，立て軸仕様，高速高加減速等の条件により，保持器と軌道台との所定の相対位置が僅かずつ位置ずれが生じていた。そこで，有限直動案内ユニットは，保持器の位置ずれを防止するために種々の保持器のずれ防止機構が設けられている。従来の保持器のずれ防止機構は，保持器にピニオンを設け，軌道台の軌道溝にそれぞれにラックを設けて，ラックとピニオンとを噛み合わせることで相対位置が矯正されて保持器のずれを防止するラック＆ピニオン機構で構成されている。
【０００３】
本出願人は，有限直動案内ユニットとして，ラック・ピニオン機構によって保持器のずれや脱落を防止するものを先に開発して特許出願した。該有限直動案内ユニットは，高負荷条件に対応するために，保持器において転動体のローラ間の配設ピッチを極力小さくして所定長さに対するローラ本数を増やして構成されており，軌道台においてＶ字状の軌道溝の深さを深くしてローラに対して軌道面の接触幅，即ち有効軌道面幅を大きくして高負荷容量に構成されている。上記有限直動案内ユニットは，高加減速運動に対応するために，ピニオンギアとピニオンギアホルダーの組立体が保持器に装着され，軌道台のそれぞれに設けたラックギアとピニオンギアが噛み合うことで軌道台と保持器の相対位置が矯正される構造で，高加減速運動に対応していた。ラックは，ピニオンが噛み合うための予め決められた間隔に隔置して設けられた歯部，及び歯部の両側面で長手方向に連続して延び且つ少なくとも隣接する歯部を互いに連結する側壁部から形成されている。ラックの側壁部は，末広がり形状の肉厚に形成され，軌道台における軌道溝に形成された逃げ溝の末広がり形状の壁面に係止し，ラックを軌道台の逃げ溝内に固定している（例えば，特許文献１参照）。
【０００４】
また，本出願人は，有限直動案内ユニットとして，ラック＆ピニオン構造におけるピニオンのホルダを，一対のホルダ部材をスナップフィット結合で固定する構造として，ホルダの小型化によって大きな形番にも対応できる構造に構成したものを先に開発して特許出願した。該有限直動案内ユニットにおいて，ずれ防止機構は，保持器に取り付けられたホルダ，軌道台の壁面に設けられたラック，及びラックに噛み合う歯部を備え且つホルダに回転自在に装着されたピニオンを有する。ホルダは，嵌着孔の領域で保持器の一側面に位置するホルダ部材と他側面に位置するホルダ部材から成る。ホルダは，ホルダ部材の袖部によって嵌着孔の保持板の縁面を両側から狭着して保持器に固設されている（例えば，特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３９５０６８３号公報
【特許文献２】特開２００７−２３２０６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら，特許文献２に開示されている有限直動案内ユニットは，転動体であるローラの保持器の保持構造は，保持板の二面幅よりも幅広のスペースを必要とする保持爪でローラ端面を支持し，ローラを保持する構造になっていた。その結果，ローラに対して軌道面の接触幅，即ち有効軌道面幅を大きくして高負荷容量化するのが難しい構成になっていた。また，軌道溝の深さを深くして，ローラに対して軌道面の接触幅を大きくするために，保持板の厚みは極力薄くして，保持板に設けられたローラを配置する窓部にはローラを保持する構造が無く，有限直動案内ユニットの組立時には，保持器からローラが脱落する構造になっていて部品の取り扱いが難しかった。
【０００７】
ところで，近年，有限直動案内ユニットは，より高負荷であり，より高加減速運動の使用環境にも対応可能なものが求められている。しかしながら，有限直動案内ユニットにおいて，例えば，図１８に示すように，保持器４５を構成する保持板４６に形成されているローラ保持窓孔４７は，楕円形状に形成されており，ローラ保持窓孔４７にはローラを保持するための爪部等が設けられていないので，保持板４６自体ではローラを保持できない形状に構成されている。
【０００８】
この発明の目的は，上記の課題を解決することであり，安価な構造のラック＆ピニオン機構でなる保持器のずれ防止機構を備えて高加減速運動に適用できる先に特許出願した特願２００９−８４７４３号に開示した有限直動案内ユニットにおける保持器を構成する保持板に適用して好ましいものであり，保持板自体にローラ保持機能を持たせ，製造時や組立時の部品の取り扱いを容易にするものであり，ローラ保持方式ではローラと軌道台の軌道面とが接触する有効軌道面幅を大きく出来なかった従来商品に対して，ローラ間の配設ピッチを極力小さくして保持板の所定長さに対するローラ本数を増やし，ローラと軌道台の軌道面とが接触する有効軌道面幅を極力大きくして高負荷容量に構成して，より高負荷容量を有する構造に構成すると共に，保持板にローラを保持するエッジから成る新たな端面支持部を形成して保持板自体にローラを保持する機能を持たせ，部品単体の取扱上の利便性を向上させたことを特徴とする有限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】
【０００９】
この発明は，互いに対向する長手方向の壁面に軌道溝がそれぞれ形成された相対移動する一対の軌道台，前記軌道台の前記軌道溝間に形成された軌道路に配設され且つ前記軌道溝に形成された軌道面を転動する複数の転動体であるローラ，及び前記ローラを予め決められた所定間隔で交互に傾きを変えて支持する長手方向に延びた平らな保持板でなる保持器から構成されている有限直動案内ユニットにおいて，
前記保持器の前記保持板には，長手方向に沿って前記ローラが配設され且つ前記保持板の幅方向に長軸を持つ形状の複数のローラ保持窓孔が形成されており， 前記ローラ保持窓孔の前記長軸の両長軸端部には，前記ローラの両ローラ端面をそれぞれ保持するため，互いに対向した弾性変形可能な楔状のエッジから成る端面支持部がそれぞれ突出形成されており，
前記端面支持部の前記エッジは，前記ローラ端面に接して前記ローラを支持する楔状の支持傾斜面に形成されており，
前記長軸端部における前記支持傾斜面は，互いに対称的に対向して形成されていることを特徴とする保持器を備えた有限直動案内ユニットに関する。
【００１０】
また，この有限直動案内ユニットにおいて，前記ローラ保持窓孔に前記端面支持部で係止された前記ローラは，隣接する前記ローラ保持窓孔ごとに前記ローラの転動軸が交互に９０°異なって傾斜して配設されている。
【００１１】
この有限直動案内ユニットにおいて，前記端面支持部は，前記ローラ保持窓孔における前記保持板の板厚内において該板厚より小さい厚さであって前記長軸端部から前記ローラ保持窓孔の中心に向ってそれぞれ突出して形成され，前記保持板の残りの前記板厚の領域内の前記長軸端部には潤滑剤を保持可能な凹部に形成されている。
【００１２】
この有限直動案内ユニットにおいて，前記ローラ保持窓孔への前記ローラの組み込みは，一方の前記端面支持部の前記エッジの前記支持傾斜面に前記ローラの一端側の前記ローラ端面を当接させた状態で，他方の前記端面支持部の前記エッジの背面に他端側のローラ転動面を押し当てて前記ローラを回転させ，前記ローラ転動面が前記エッジを弾性変形させて前記エッジを乗り越え，両端の前記ローラ端面が前記端面支持部にそれぞれ係止して前記ローラが前記ローラ保持窓孔に組み込まれている。
【００１３】
また，この有限直動案内ユニットにおいて，前記保持器が前記軌道台との予め決められた所定の相対位置からずれるのを防止する保持器ずれ防止機構は，前記保持板の長手方向の中央に形成された嵌着孔に嵌着したホルダに回転自在に配設されたピニオンと，前記ピニオンに噛み合い且つ前記軌道台に形成された軌道溝の前記長手方向に沿ってそれぞれ配設されたラックとから成るラック＆ピニオン機構によって構成されている。
【００１４】
この有限直動案内ユニットにおいて，前記端面支持部に形成された前記エッジの前記支持傾斜面は，前記保持板に対して４５°傾いた姿勢で組み込まれた前記ローラ端面に接する平面に形成され，前記ローラ保持窓孔の対向する前記長軸端部において互いに向かい合うように形成されている。
【００１５】
また，この有限直動案内ユニットにおいて，前記ローラ保持窓孔の位置における前記保持板の断面形状における前記ローラ保持窓孔の壁面は，前記保持板の主面に対して直角を成す平面，又は所定の角度だけ傾いた傾斜面を成している。
【００１６】
この有限直動案内ユニットにおいて，前記ローラ保持窓孔の形状は，前記保持板の幅方向に長軸を持ち且つ長手方向に短軸を持つ楕円形状，又は前記保持板の幅方向に長軸を持って長手方向に短軸を持ち且つ前記保持板の幅方向の中央位置に互いに対向して平行に延びる直線部分を持つ多角形形状に形成されている。
【００１７】
この有限直動案内ユニットにおいて，前記ローラ保持窓孔は，前記保持板の幅方向中央部分がローラ径が挿通できるサイズの直線部分に形成され，前記直線部分から前記長軸端部に向って前記ローラ保持窓孔の壁面間が短くなった縁部に形成され，前記端面支持部で係止された前記ローラが前記縁部によって前記ローラ保持窓孔から脱落しないように支持している。
【発明の効果】
【００１８】
この有限直動案内ユニットは，上記のように，高負荷条件に適用するために，軌道台間に配設された保持器の保持板に長手方向に可及的に近接してローラ保持窓孔を多数形成し，ローラ間の配設ピッチを極力小さくして所定長さに対するローラの個数を増大させると共に，軌道台に形成されたＶ字状の軌道溝の深さを深くして，ローラに対して軌道面の接触幅である有効軌道面幅を大きく形成して高負荷容量に対応できるように構成すると共に，薄型の保持板の板厚の範囲内で，長軸端部に対向した突出する弾性変形可能な単純なエッジによってローラ保持機能を持たせた端面支持部を形成し，エッジによってローラの保持板への配設着脱を容易にして保持板の組立時の取り扱いを容易にしつつ，単純な構造でコンパクトで安価な形状に構成され，半導体製造装置，精密測定機，検査機，組立機，各種ロボット等の各種装置に使用して好ましく，また，保持板の嵌着孔に嵌着されたホルダーにピニオンを設け，ピニオンの噛み合うラックを軌道台の軌道溝に設けて，ラック・ピニオン機構によって保持器のずれを防止して高加減速運動に対応できるように構成されている。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】この発明による有限直動案内ユニットの一実施例を示す一部破断した断面部分を含む斜視図である。
【図２】図１の有限直動案内ユニットにおける保持器を構成する保持板に形成されたローラ保持窓孔にローラが配設された状態を示す斜視図である。
【図３】図１の有限直動案内ユニットにおける保持器を構成する保持板の一実施例を示す平面図である。
【図４】図３に示す保持板に形成されたローラ保持窓孔における窓孔中心点を通る保持器長手方向に直交する平面で切断したＸ−Ｘ断面を示す断面図である。
【図５】図３に示す保持板に形成されたローラ保持窓孔における窓孔中心点を通る保持器長手方向に直交する平面で切断したＹ−Ｙ断面を示す断面図である。
【図６】図３に示す保持板に形成されたローラ保持窓孔におけるＺ−Ｚ断面を示す断面図である。
【図７】保持板に形成されたローラ保持窓孔にローラが組み込まれた状態を示し，図２とはローラの傾斜方向が逆の状態を示す斜視図である。
【図８】保持板に形成されたローラ保持窓孔にローラが組み込まれる工程を説明するため保持板のローラ保持窓孔の断面図において説明する説明図である。
【図９】保持板に形成されたローラ保持窓孔にローラが組み込まれた状態を示す断面図である。
【図１０】保持板に形成されたローラ保持窓孔にローラが組み込まれた状態を示す平面図である。
【図１１】図１０のローラ保持窓孔の中心位置を通る平面であるＡ−Ａ断面位置における断面図であって，保持板の端面支持部が一方の主面側に向いたローラ端面に接触する向きの形状であり，ローラが保持板の一方の主面側から他方の主面側方向に抜けないように支えている状態を示す説明図である。
【図１２】ローラ端面を支持する端面支持部と対の位置関係にある端面支持部側でローラ外形の円筒部分を支える位置Ｂ−Ｂ断面における保持板とローラとの関係を示す断面図である。
【図１３】保持板に形成されたローラ保持窓孔の中心位置におけるローラ保持窓孔の断面形状の一例を示す断面図である。
【図１４】保持板に形成されたローラ保持窓孔の中心位置におけるローラ保持窓孔の断面形状の別の例を示し，図１３のＤ−Ｄ断面を示す断面図である。
【図１５】保持板に形成されたローラ保持窓孔の中心位置におけるローラ保持窓孔の断面形状の更に別の例を示し，図１３のＤ−Ｄ断面を示す断面図である。
【図１６】図１の有限直動案内ユニットにおける保持器を構成する保持板の別の実施例を示し，楕円形状以外の形状を示し，ローラ端面を支える端面支持部とローラ外形の二箇所を窓孔の縁部分で支える状態を示す平面図である。
【図１７】図１６の保持板のＣ−Ｃ断面を示す断面図である。
【図１８】従来の保持器を構成する保持板に形成されたローラ保持窓孔を示し，該ローラ保持窓孔には端面支持部を有していない例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下，図面を参照して，この発明による保持器を備えた有限直動案内ユニットの実施例を説明する。この発明による有限直動案内ユニットは，概して，図１に示すように，一対の長尺状でなる軌道台１，２が転動体である複数のローラ１０を介して予め決められた所定距離を互いに相対摺動するものであり，軌道台１，２間に形成された軌道路３４を転動する隣接する各ローラ１０を予め決められた所定間隔に保持する保持板４でなる保持器３を備えている。また，この有限直動案内ユニットは，軌道台１，２が相対摺動する毎に保持器３がずれるのを防止するため，ずれ防止機構を備えており，ずれ防止機構は，保持板４の中央に形成された嵌着孔１７に嵌入されたホルダ６にピニオン７を取り付けられたピニオン＆ホルダ組立体５と，軌道台１，２のそれぞれに長手方向に延びて形成された軌道溝２６に固定されたラック８，９とから構成され，ラック８，９とピニオン７とを噛み合わせることによって保持器３が予め決められた所定位置の相対位置からのずれが矯正されてずれが防止されるラック・ピニオン機構から構成されている。
【００２１】
この有限直動案内ユニットにおいて，軌道台１，２は，断面略矩形状に形成されており，対向面の壁面２７にその長手方向に沿ってＶ字状の軌道溝２６が形成され，軌道溝２７が一対の軌道面１１，１２で形成されており，それらの軌道面１１，１２間に逃げ溝３６が設けられ，逃げ溝３６の奥である底部に長手方向に沿ってラック８，９が装着されている。ローラ１０は，長手方向に延びる転動軸を中心に転動する転動面１８と，転動面１８の両端のローラ端面１９とから成る形状に形成されている。Ｖ字状の軌道溝２６に形成された上下の軌道面１１，１２は，ローラ１０の転動軸の傾きに対応して軌道台１，２の壁面に対して４５°に傾斜し，上下の軌道面１１，１２は互いに９０°の角度になるように構成されている。軌道台１，２間には，転動体である複数のローラ１０をそれぞれ予め決められた所定間隔に保持する平らな保持板４からなる保持器３が配設されている。保持器３を構成する保持板４の中央位置には，例えば，平らな板状のホルダ６が嵌着する嵌着孔１７が形成されている。ホルダ６には，回転軸が長手方向に直交する状態に収納され且つ回転自在に支持されたピニオン７が配設されている。ピニオン７は，一対のラック８，９と噛み合っている。ピニオン７を中心に保持板４の両側には，ローラ１０が，保持板４の平らな板状平面である主面２４に対して４５°傾斜して隣り合うローラ１０の軸心が交互に交差して配設されている。
【００２２】
ラック８，９は，例えば，本出願人に係る特許第３９５０６８３号公報に開示されたものを適用することができ，はしご状の構造を有しており，軌道台１，２の逃げ溝３６の底部に，逃げ溝３６の溝幅よりも幅広に形成された嵌挿溝に装着されている。軌道台１，２の両端部にそれぞれ取り付けられた端部ねじ１６は，軌道台１，２に形成された軌道溝２７を覆う状態に配設され，ストローク規制，保持器３の飛ぴ出し規制等を行うため，ストッパとして機能している。また，軌道台１，２には，軌道溝２６が形成された壁面２７と直交する壁面３７，３８に，予め決められた所定間隔でベース又はテーブル（図示せず）にボルト（図示せず）で取り付けるために，取付け用孔１３が形成されている。取付け用孔１３は，ボルトの頭が隠れるようにザグリ穴に形成され，また，ベース側又はテーブル側からもボルトが螺着できるように取付けねじ孔１４に形成されている。
【００２３】
次に，図２〜図１５を参照して，この発明による有限直動案内ユニットについての一実施例の特徴とする構成について説明する。本願発明は，上記の従来例の高負荷で高加減速運動の使用環境に適用しつつ，保持器３がローラ１０を保持できることによって，商品の組立性を向上させるために開発されたものであり，特に，保持板４に形成したローラ保持窓孔２０にローラ１０を係止する構成に特徴を有している。この有限直動案内ユニットでは，保持器３は，軌道台１，２の間の小さなスペースにおいて，簡単なエッジ２１でローラ１０を保持できるように構成されており，部品点数が少なく，シンプルな構造でコンパクト及び安価に構成することに特徴を有している。この実施例では，ローラ保持窓孔２０の形状は，保持板４の幅方向に長軸を持ち，長手方向に短軸を持つ楕円形状に形成されている。この有限直動案内ユニットは，特に，保持器３を構成する平らな板状の保持板４の構成に特徴を有しており，保持板４に係止するローラ保持窓孔２０の対向する長軸端部２９に設けた端面支持部２５を備えていることを特徴としている。この有限直動案内ユニットについては，特に，第１に，保持板４の長軸端部２９に形成された端面支持部２５は，保持板４の板幅である二面幅の範囲内に収まる大きさに形成されており，板幅よりはみ出すサイズではなく，第２に，保持器３のローラ保持構造を構成する端面支持部２５は，保持板４のローラ保持窓孔２０にローラ１０を挿入して１つの窓孔２０あたり，長軸端部２９の対向する位置に突出して２箇所形成された形状に構成されていることを特徴としている。
【００２４】
この有限直動案内ユニットは，保持器３の保持板４には，長手方向に沿ってローラ１０が配設される複数のローラ保持窓孔２０が形成され，ローラ保持窓孔２０が保持板４の幅方向に長軸を持ち且つ長手方向に短軸を持つ形状に形成されている。ローラ保持窓孔２０の長軸端部２９には，特に，ローラ１０の両端面１９をそれぞれ保持するため，互いに対向した弾性変形可能な楔状のエッジ２１から成る端面支持部２５がそれぞれ突出形成されており，端面支持部２５のエッジ２１は，ローラ１０のローラ端面１９に接してローラ１０を支持する楔状の支持傾斜面２２に形成され，長軸端部２９の支持傾斜面２２が互いに対称的に対向して形成されていることを特徴としている。保持板４の長軸端部２９からローラ保持窓孔２０の中心へ延びる端面支持部２５のエッジ２１は，保持板４の板厚の範囲内であって板厚からはみ出すことはなく，保持板４の板厚の中心側に４５°に傾いた支持傾斜面２２が形成され，背面３５側は保持板４の主面２４と同一面に形成されている。エッジ２１は，その背面３５側からローラ１０の端面１９で押圧すれば，先端が細くなっているので，弾性変形する状態になっており，ローラ１０の端面１９がエッジ２１の先端部を乗り越えることができるように構成されている。
【００２５】
この有限直動案内ユニットは，保持器３の保持板４が薄型に形成され，保持板４の長手方向の中央にずれ防止機構を構成するピニオン＆ホルダ組立体５を配設する嵌着孔１７が形成され，保持板４には，嵌着孔１７からそれぞれ長手方向に沿って各ローラ１０を予め決められた所定間隔に配設するための楕円形のローラ保持窓孔２０が形成されている。ローラ保持窓孔２０の形状は，保持対象のローラ１０の直径よりも僅かに大きい形状に形成されている。ローラ保持窓孔２０に配設されるローラ１０は，隣接するローラ保持窓孔２０ごとに，ローラ１０の転動軸が交互に９０°異なって傾斜しているものである。更に，端面支持部２５は，ローラ保持窓孔２０における保持板４の板厚内において該板厚より小さい厚さであって長軸端部２９からローラ保持窓孔２０の中心に向ってそれぞれ突出して形成され，また，保持板４の残りの板厚の領域内の長軸端部２９には，潤滑剤を保持可能な溜まり部として機能する凹部２３に形成されている。この実施例では，端面支持部２５は，ローラ保持窓孔２０における保持板４の板厚の略中心位置までの半分即ち１／２の板厚の領域内であって長軸端部２９からローラ保持窓孔２０の中心へ突出して形成され，また，残りの半分即ち１／２の板厚の領域内の長軸端部２９には潤滑剤を保持可能な凹部２３に形成されている。
【００２６】
また，この有限直動案内ユニットについては，図８及び図９に示すように，ローラ保持窓孔２０へのローラ１０の組み込みは，一方の端面支持部２５のエッジ２１の支持傾斜面２２にローラ１０の一端側のローラ端面１９を当接させた状態で，他方の端面支持部２５のエッジ２１の背面に他端側のローラ転動面１８を押し当ててローラ１０を回転させ，それによって，ローラ転動面１８がエッジ２１を弾性変形させてエッジ２１を乗り越えさせ，両端のローラ端面１９を端面支持部２５にそれぞれ係止させ，ローラ１０をローラ保持窓孔２０に組みこむことができる。また，この有限直動案内ユニットでは，端面支持部２５は，保持板４の板厚の略半分即ち１／２の量だけ長軸方向に上下にオフセットした形状の楕円に近い形状であり，ローラ保持窓孔２０の中心位置から長軸方向の上下に保持板４の板厚の半分の範囲内で形成されており，端面支持部２５は，保持板４に対して４５°傾いた姿勢で組み込まれるローラ１０の端面１９と平行になる平面，従って，エッジ２１の支持傾斜面２２は，保持板４の主面２４に対して４５°傾斜して形成されている。端面支持部２５は，１つのローラ保持窓孔２０あたりローラ端面１９を支える側に形成され，楕円形の長軸両側に形成されて，ローラ１０を支持する面である支持傾斜面２２が互いに向かい合うように形成されている。
【００２７】
この有限直動案内ユニットにおいて，端面支持部２５に形成されたエッジ２１の支持傾斜面２２は，保持板４に対して４５°傾いた姿勢で組み込まれるローラ端面１９と平行に接する平面に形成され，ローラ保持窓孔２０の対向する長軸端部２９において互いに向かい合うように形成されている。図１０には，保持板４に形成されたローラ保持窓孔２０にローラ１０が組み込まれた状態を示している。図１１には，ローラ保持窓孔２０の中心位置を通る平面である図１０のＡ−Ａ断面位置における断面図が示されており，保持器３の端面支持部２５は，保持板４の一方の主面２４側に向いたローラ端面１９に接触する向きの傾斜した形状であり，ローラ１０が保持板４の反対側の主面２４側から一方の主面２４側の方向に抜けないように支えている状態が示されている。また，図１２には，ローラ端面１９を支持する端面支持部２５の一端と対の位置関係にある他端側でローラ外形の円筒部分を支える位置であるＢ−Ｂ断面における保持板４とローラ１０の関係が示されている。図１２は，図１１のＢ−Ｂ断面位置では，ローラの外形最大幅寸法に対してローラ保持窓孔２０の幅寸法が狭く，ローラ１０が保持板４の一方の主面２４側から他方の主面２４側に抜けない形状になっている状態を示している。また，ローラ保持窓孔２０の位置における保持板４の断面形状におけるローラ保持窓孔２０の側壁は，保持板４の主面２４に対して，また，図１３のＤ−Ｄ断面を示す図１４に示すように，保持板４の主面２４と直角を成す平面３９の縁部１５，又は図１３のＤ−Ｄ断面を示す図１５に示すように，保持板４の主面２４と所定の角度だけ傾いた傾斜面４０の縁部１５を成しているものである。
【００２８】
この有限直動案内ユニットにおいて，図１０〜図１２に示すように，ローラ保持窓孔２０は，保持板４の幅方向中央部分がローラ径が挿通できるサイズの直線部分２８に形成され，直線部分２８から長軸端部２９に向ってローラ保持窓孔２０の壁面間が短くなった楕円曲線の縁部１５に形成され，端面支持部２５で係止されたローラ１０の転動面１８が縁部１５に当たって，ローラ１０がローラ保持窓孔２０から脱落しないように保持している。ローラ保持窓孔２０において，直線部分２８が対向した領域では，直線部分２８間がローラ１０の直径より長く形成されてローラ１０がローラ保持窓孔２０を挿通できる状態になっている。例えば，ローラ１０がローラ直径と転動面の長さが同一であり，ローラ直径をＤとしたときに，ローラ１０の対角線の長さがＤ×√２になる。ローラ保持窓孔２０の長軸端部２９から１／４の位置までの縁部１５の長さは〔Ｄ×√２〕／４＝Ｄ／２√２になり，そこから更にＤ／２√２の位置までがローラ保持窓孔２０の楕円形の中心の位置となり，ローラ保持窓孔２０の中心位置では，ローラ保持窓孔２０の壁面は直線部分２８となって，対向する直線部分２８間の長さは，ローラ１０の直径より僅かに大きいサイズに形成されている。そこで，保持器３に組み込まれたローラ形状を保持板４に投影したときの形状の幅がローラ直径Ｄと等しくなる位置として，ローラ保持窓孔２０の楕円形の中心から長軸端部２９方向にＤ／２√２だけ延びた位置，その位置から端面支持部２５までの楕円曲線の縁部１５において，ローラ保持窓孔２０の幅寸法はローラ１０の幅寸法よりも小さく，ローラ１０が脱落しないように，ローラ保持窓孔２０の縁部１５でローラ転動面１８を支持できるように構成できる。
【００２９】
次に，図１６及び図１７を参照して，この有限直動案内ユニットの別の実施例を説明する。この実施例では，ローラ保持窓孔３０の形状は，保持板４の幅方向に長軸を持ち，長手方向に短軸を持つ，更に，保持板４の幅方向の中央位置に互いに平行に対向して延びる直線部分４３を持つ多角形形状に形成されている。即ち，ローラ保持窓孔３０の形状は，上記範囲の楕円曲線をその楕円に接する接線に置き換えた中央位置での直線部分４３と，直線部分４３から長軸端部４２へ延びる縁部の漸次縮小直線部分４４と，長軸端部４２の端面支持部４１とから形成されている。端面支持部４１は，長軸端部４２から中心部へ延びるエッジ３１から成り，エッジ３１は，ローラ端面１９を当接支持する支持傾斜面３２に形成されている。この実施例では，ローラ保持窓孔３０にローラ１０が配設された状態では，ローラ１０の端面１９は，端面支持部４１の支持傾斜面３２に接した状態になって端面支持部４１のエッジ３１に係止した状態になり，その上で，支持傾斜面３２がエッジ状に細くなっているので，保持板４の板厚との間に凹部３３が形成され，それによって凹部３３が潤滑剤の溜まり部として機能することになる。端面支持部４１のエッジ３１で構成される多角形の形状でもローラ１０を保持することができる。この実施例では，ローラ保持窓孔３０の形状がローラ保持窓孔２０の形状と相違するが，機能は同一機能を達成できる。即ち，ローラ保持窓孔３０において，直線部分４３が対向した領域では，直線部分４３間がローラ１０の直径より長く形成されてローラ１０がローラ保持窓孔３０を挿通できる状態になっている。そして，ローラ保持窓孔３０において，漸次縮小直線部分４４では長軸端部４２の近傍では，漸次縮小直線部分４４間がローラ１０の直径より短くなってローラ１０の転動面１８を保持するように構成されている。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本願発明は，半導体製造装置，精密測定機，検査機，組立機，工作機械，各種ロボットなどの摺動部に使用される。
【符号の説明】
【００３１】
１，２ 軌道台
３ 保持器
４ 保持板
５ ピニオン＆ホルダ組立体
６ ホルダ
７ ピニオン
８，９ ラック
１０ ローラ
１１，１２ 軌道面
１５ 縁部
１７ 嵌着孔
１８ ローラ転動面
１９ ローラ端面
２０，３０ ローラ保持窓孔
２１，３１ エッジ
２２，３２ 支持傾斜面
２３，３３ 凹部
２４ 主面
２５，４１ 端面支持部
２６ 軌道溝
２７ 壁面
２８，４３ 直線部分
２９，４２ 長軸端部
３４ 軌道路
３５ 背面
３９ 平面
４０ 傾斜面
Ｄ ローラ直径
【技術分野】
【０００１】
この発明は，一対の軌道台が長手方向に沿って軌道台間に配設された保持器に保持された転動体であるローラを介して予め決められた所定距離を互いに相対摺動する有限直動案内ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来，有限直動案内ユニットは，互いに相対摺動する一対の軌道台を備えており，軌道台間に配設された保持器によって転動体である複数のローラが所定間隔に保持されており，保持器を構成する保持板は相対移動する軌道台のストローク長さに対して半分のストローク長さで相対移動するように構成されている。しかしながら，有限直動案内ユニットにかかる負荷変動，軌道台に形成された軌道溝の加工精度，立て軸仕様，高速高加減速等の条件により，保持器と軌道台との所定の相対位置が僅かずつ位置ずれが生じていた。そこで，有限直動案内ユニットは，保持器の位置ずれを防止するために種々の保持器のずれ防止機構が設けられている。従来の保持器のずれ防止機構は，保持器にピニオンを設け，軌道台の軌道溝にそれぞれにラックを設けて，ラックとピニオンとを噛み合わせることで相対位置が矯正されて保持器のずれを防止するラック＆ピニオン機構で構成されている。
【０００３】
本出願人は，有限直動案内ユニットとして，ラック・ピニオン機構によって保持器のずれや脱落を防止するものを先に開発して特許出願した。該有限直動案内ユニットは，高負荷条件に対応するために，保持器において転動体のローラ間の配設ピッチを極力小さくして所定長さに対するローラ本数を増やして構成されており，軌道台においてＶ字状の軌道溝の深さを深くしてローラに対して軌道面の接触幅，即ち有効軌道面幅を大きくして高負荷容量に構成されている。上記有限直動案内ユニットは，高加減速運動に対応するために，ピニオンギアとピニオンギアホルダーの組立体が保持器に装着され，軌道台のそれぞれに設けたラックギアとピニオンギアが噛み合うことで軌道台と保持器の相対位置が矯正される構造で，高加減速運動に対応していた。ラックは，ピニオンが噛み合うための予め決められた間隔に隔置して設けられた歯部，及び歯部の両側面で長手方向に連続して延び且つ少なくとも隣接する歯部を互いに連結する側壁部から形成されている。ラックの側壁部は，末広がり形状の肉厚に形成され，軌道台における軌道溝に形成された逃げ溝の末広がり形状の壁面に係止し，ラックを軌道台の逃げ溝内に固定している（例えば，特許文献１参照）。
【０００４】
また，本出願人は，有限直動案内ユニットとして，ラック＆ピニオン構造におけるピニオンのホルダを，一対のホルダ部材をスナップフィット結合で固定する構造として，ホルダの小型化によって大きな形番にも対応できる構造に構成したものを先に開発して特許出願した。該有限直動案内ユニットにおいて，ずれ防止機構は，保持器に取り付けられたホルダ，軌道台の壁面に設けられたラック，及びラックに噛み合う歯部を備え且つホルダに回転自在に装着されたピニオンを有する。ホルダは，嵌着孔の領域で保持器の一側面に位置するホルダ部材と他側面に位置するホルダ部材から成る。ホルダは，ホルダ部材の袖部によって嵌着孔の保持板の縁面を両側から狭着して保持器に固設されている（例えば，特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３９５０６８３号公報
【特許文献２】特開２００７−２３２０６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら，特許文献２に開示されている有限直動案内ユニットは，転動体であるローラの保持器の保持構造は，保持板の二面幅よりも幅広のスペースを必要とする保持爪でローラ端面を支持し，ローラを保持する構造になっていた。その結果，ローラに対して軌道面の接触幅，即ち有効軌道面幅を大きくして高負荷容量化するのが難しい構成になっていた。また，軌道溝の深さを深くして，ローラに対して軌道面の接触幅を大きくするために，保持板の厚みは極力薄くして，保持板に設けられたローラを配置する窓部にはローラを保持する構造が無く，有限直動案内ユニットの組立時には，保持器からローラが脱落する構造になっていて部品の取り扱いが難しかった。
【０００７】
ところで，近年，有限直動案内ユニットは，より高負荷であり，より高加減速運動の使用環境にも対応可能なものが求められている。しかしながら，有限直動案内ユニットにおいて，例えば，図１８に示すように，保持器４５を構成する保持板４６に形成されているローラ保持窓孔４７は，楕円形状に形成されており，ローラ保持窓孔４７にはローラを保持するための爪部等が設けられていないので，保持板４６自体ではローラを保持できない形状に構成されている。
【０００８】
この発明の目的は，上記の課題を解決することであり，安価な構造のラック＆ピニオン機構でなる保持器のずれ防止機構を備えて高加減速運動に適用できる先に特許出願した特願２００９−８４７４３号に開示した有限直動案内ユニットにおける保持器を構成する保持板に適用して好ましいものであり，保持板自体にローラ保持機能を持たせ，製造時や組立時の部品の取り扱いを容易にするものであり，ローラ保持方式ではローラと軌道台の軌道面とが接触する有効軌道面幅を大きく出来なかった従来商品に対して，ローラ間の配設ピッチを極力小さくして保持板の所定長さに対するローラ本数を増やし，ローラと軌道台の軌道面とが接触する有効軌道面幅を極力大きくして高負荷容量に構成して，より高負荷容量を有する構造に構成すると共に，保持板にローラを保持するエッジから成る新たな端面支持部を形成して保持板自体にローラを保持する機能を持たせ，部品単体の取扱上の利便性を向上させたことを特徴とする有限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】
【０００９】
この発明は，互いに対向する長手方向の壁面に軌道溝がそれぞれ形成された相対移動する一対の軌道台，前記軌道台の前記軌道溝間に形成された軌道路に配設され且つ前記軌道溝に形成された軌道面を転動する複数の転動体であるローラ，及び前記ローラを予め決められた所定間隔で交互に傾きを変えて支持する長手方向に延びた平らな保持板でなる保持器から構成されている有限直動案内ユニットにおいて，
前記保持器の前記保持板には，長手方向に沿って前記ローラが配設され且つ前記保持板の幅方向に長軸を持つ形状の複数のローラ保持窓孔が形成されており， 前記ローラ保持窓孔の前記長軸の両長軸端部には，前記ローラの両ローラ端面をそれぞれ保持するため，互いに対向した弾性変形可能な楔状のエッジから成る端面支持部がそれぞれ突出形成されており，
前記端面支持部の前記エッジは，前記ローラ端面に接して前記ローラを支持する楔状の支持傾斜面に形成されており，
前記長軸端部における前記支持傾斜面は，互いに対称的に対向して形成されていることを特徴とする保持器を備えた有限直動案内ユニットに関する。
【００１０】
また，この有限直動案内ユニットにおいて，前記ローラ保持窓孔に前記端面支持部で係止された前記ローラは，隣接する前記ローラ保持窓孔ごとに前記ローラの転動軸が交互に９０°異なって傾斜して配設されている。
【００１１】
この有限直動案内ユニットにおいて，前記端面支持部は，前記ローラ保持窓孔における前記保持板の板厚内において該板厚より小さい厚さであって前記長軸端部から前記ローラ保持窓孔の中心に向ってそれぞれ突出して形成され，前記保持板の残りの前記板厚の領域内の前記長軸端部には潤滑剤を保持可能な凹部に形成されている。
【００１２】
この有限直動案内ユニットにおいて，前記ローラ保持窓孔への前記ローラの組み込みは，一方の前記端面支持部の前記エッジの前記支持傾斜面に前記ローラの一端側の前記ローラ端面を当接させた状態で，他方の前記端面支持部の前記エッジの背面に他端側のローラ転動面を押し当てて前記ローラを回転させ，前記ローラ転動面が前記エッジを弾性変形させて前記エッジを乗り越え，両端の前記ローラ端面が前記端面支持部にそれぞれ係止して前記ローラが前記ローラ保持窓孔に組み込まれている。
【００１３】
また，この有限直動案内ユニットにおいて，前記保持器が前記軌道台との予め決められた所定の相対位置からずれるのを防止する保持器ずれ防止機構は，前記保持板の長手方向の中央に形成された嵌着孔に嵌着したホルダに回転自在に配設されたピニオンと，前記ピニオンに噛み合い且つ前記軌道台に形成された軌道溝の前記長手方向に沿ってそれぞれ配設されたラックとから成るラック＆ピニオン機構によって構成されている。
【００１４】
この有限直動案内ユニットにおいて，前記端面支持部に形成された前記エッジの前記支持傾斜面は，前記保持板に対して４５°傾いた姿勢で組み込まれた前記ローラ端面に接する平面に形成され，前記ローラ保持窓孔の対向する前記長軸端部において互いに向かい合うように形成されている。
【００１５】
また，この有限直動案内ユニットにおいて，前記ローラ保持窓孔の位置における前記保持板の断面形状における前記ローラ保持窓孔の壁面は，前記保持板の主面に対して直角を成す平面，又は所定の角度だけ傾いた傾斜面を成している。
【００１６】
この有限直動案内ユニットにおいて，前記ローラ保持窓孔の形状は，前記保持板の幅方向に長軸を持ち且つ長手方向に短軸を持つ楕円形状，又は前記保持板の幅方向に長軸を持って長手方向に短軸を持ち且つ前記保持板の幅方向の中央位置に互いに対向して平行に延びる直線部分を持つ多角形形状に形成されている。
【００１７】
この有限直動案内ユニットにおいて，前記ローラ保持窓孔は，前記保持板の幅方向中央部分がローラ径が挿通できるサイズの直線部分に形成され，前記直線部分から前記長軸端部に向って前記ローラ保持窓孔の壁面間が短くなった縁部に形成され，前記端面支持部で係止された前記ローラが前記縁部によって前記ローラ保持窓孔から脱落しないように支持している。
【発明の効果】
【００１８】
この有限直動案内ユニットは，上記のように，高負荷条件に適用するために，軌道台間に配設された保持器の保持板に長手方向に可及的に近接してローラ保持窓孔を多数形成し，ローラ間の配設ピッチを極力小さくして所定長さに対するローラの個数を増大させると共に，軌道台に形成されたＶ字状の軌道溝の深さを深くして，ローラに対して軌道面の接触幅である有効軌道面幅を大きく形成して高負荷容量に対応できるように構成すると共に，薄型の保持板の板厚の範囲内で，長軸端部に対向した突出する弾性変形可能な単純なエッジによってローラ保持機能を持たせた端面支持部を形成し，エッジによってローラの保持板への配設着脱を容易にして保持板の組立時の取り扱いを容易にしつつ，単純な構造でコンパクトで安価な形状に構成され，半導体製造装置，精密測定機，検査機，組立機，各種ロボット等の各種装置に使用して好ましく，また，保持板の嵌着孔に嵌着されたホルダーにピニオンを設け，ピニオンの噛み合うラックを軌道台の軌道溝に設けて，ラック・ピニオン機構によって保持器のずれを防止して高加減速運動に対応できるように構成されている。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】この発明による有限直動案内ユニットの一実施例を示す一部破断した断面部分を含む斜視図である。
【図２】図１の有限直動案内ユニットにおける保持器を構成する保持板に形成されたローラ保持窓孔にローラが配設された状態を示す斜視図である。
【図３】図１の有限直動案内ユニットにおける保持器を構成する保持板の一実施例を示す平面図である。
【図４】図３に示す保持板に形成されたローラ保持窓孔における窓孔中心点を通る保持器長手方向に直交する平面で切断したＸ−Ｘ断面を示す断面図である。
【図５】図３に示す保持板に形成されたローラ保持窓孔における窓孔中心点を通る保持器長手方向に直交する平面で切断したＹ−Ｙ断面を示す断面図である。
【図６】図３に示す保持板に形成されたローラ保持窓孔におけるＺ−Ｚ断面を示す断面図である。
【図７】保持板に形成されたローラ保持窓孔にローラが組み込まれた状態を示し，図２とはローラの傾斜方向が逆の状態を示す斜視図である。
【図８】保持板に形成されたローラ保持窓孔にローラが組み込まれる工程を説明するため保持板のローラ保持窓孔の断面図において説明する説明図である。
【図９】保持板に形成されたローラ保持窓孔にローラが組み込まれた状態を示す断面図である。
【図１０】保持板に形成されたローラ保持窓孔にローラが組み込まれた状態を示す平面図である。
【図１１】図１０のローラ保持窓孔の中心位置を通る平面であるＡ−Ａ断面位置における断面図であって，保持板の端面支持部が一方の主面側に向いたローラ端面に接触する向きの形状であり，ローラが保持板の一方の主面側から他方の主面側方向に抜けないように支えている状態を示す説明図である。
【図１２】ローラ端面を支持する端面支持部と対の位置関係にある端面支持部側でローラ外形の円筒部分を支える位置Ｂ−Ｂ断面における保持板とローラとの関係を示す断面図である。
【図１３】保持板に形成されたローラ保持窓孔の中心位置におけるローラ保持窓孔の断面形状の一例を示す断面図である。
【図１４】保持板に形成されたローラ保持窓孔の中心位置におけるローラ保持窓孔の断面形状の別の例を示し，図１３のＤ−Ｄ断面を示す断面図である。
【図１５】保持板に形成されたローラ保持窓孔の中心位置におけるローラ保持窓孔の断面形状の更に別の例を示し，図１３のＤ−Ｄ断面を示す断面図である。
【図１６】図１の有限直動案内ユニットにおける保持器を構成する保持板の別の実施例を示し，楕円形状以外の形状を示し，ローラ端面を支える端面支持部とローラ外形の二箇所を窓孔の縁部分で支える状態を示す平面図である。
【図１７】図１６の保持板のＣ−Ｃ断面を示す断面図である。
【図１８】従来の保持器を構成する保持板に形成されたローラ保持窓孔を示し，該ローラ保持窓孔には端面支持部を有していない例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下，図面を参照して，この発明による保持器を備えた有限直動案内ユニットの実施例を説明する。この発明による有限直動案内ユニットは，概して，図１に示すように，一対の長尺状でなる軌道台１，２が転動体である複数のローラ１０を介して予め決められた所定距離を互いに相対摺動するものであり，軌道台１，２間に形成された軌道路３４を転動する隣接する各ローラ１０を予め決められた所定間隔に保持する保持板４でなる保持器３を備えている。また，この有限直動案内ユニットは，軌道台１，２が相対摺動する毎に保持器３がずれるのを防止するため，ずれ防止機構を備えており，ずれ防止機構は，保持板４の中央に形成された嵌着孔１７に嵌入されたホルダ６にピニオン７を取り付けられたピニオン＆ホルダ組立体５と，軌道台１，２のそれぞれに長手方向に延びて形成された軌道溝２６に固定されたラック８，９とから構成され，ラック８，９とピニオン７とを噛み合わせることによって保持器３が予め決められた所定位置の相対位置からのずれが矯正されてずれが防止されるラック・ピニオン機構から構成されている。
【００２１】
この有限直動案内ユニットにおいて，軌道台１，２は，断面略矩形状に形成されており，対向面の壁面２７にその長手方向に沿ってＶ字状の軌道溝２６が形成され，軌道溝２７が一対の軌道面１１，１２で形成されており，それらの軌道面１１，１２間に逃げ溝３６が設けられ，逃げ溝３６の奥である底部に長手方向に沿ってラック８，９が装着されている。ローラ１０は，長手方向に延びる転動軸を中心に転動する転動面１８と，転動面１８の両端のローラ端面１９とから成る形状に形成されている。Ｖ字状の軌道溝２６に形成された上下の軌道面１１，１２は，ローラ１０の転動軸の傾きに対応して軌道台１，２の壁面に対して４５°に傾斜し，上下の軌道面１１，１２は互いに９０°の角度になるように構成されている。軌道台１，２間には，転動体である複数のローラ１０をそれぞれ予め決められた所定間隔に保持する平らな保持板４からなる保持器３が配設されている。保持器３を構成する保持板４の中央位置には，例えば，平らな板状のホルダ６が嵌着する嵌着孔１７が形成されている。ホルダ６には，回転軸が長手方向に直交する状態に収納され且つ回転自在に支持されたピニオン７が配設されている。ピニオン７は，一対のラック８，９と噛み合っている。ピニオン７を中心に保持板４の両側には，ローラ１０が，保持板４の平らな板状平面である主面２４に対して４５°傾斜して隣り合うローラ１０の軸心が交互に交差して配設されている。
【００２２】
ラック８，９は，例えば，本出願人に係る特許第３９５０６８３号公報に開示されたものを適用することができ，はしご状の構造を有しており，軌道台１，２の逃げ溝３６の底部に，逃げ溝３６の溝幅よりも幅広に形成された嵌挿溝に装着されている。軌道台１，２の両端部にそれぞれ取り付けられた端部ねじ１６は，軌道台１，２に形成された軌道溝２７を覆う状態に配設され，ストローク規制，保持器３の飛ぴ出し規制等を行うため，ストッパとして機能している。また，軌道台１，２には，軌道溝２６が形成された壁面２７と直交する壁面３７，３８に，予め決められた所定間隔でベース又はテーブル（図示せず）にボルト（図示せず）で取り付けるために，取付け用孔１３が形成されている。取付け用孔１３は，ボルトの頭が隠れるようにザグリ穴に形成され，また，ベース側又はテーブル側からもボルトが螺着できるように取付けねじ孔１４に形成されている。
【００２３】
次に，図２〜図１５を参照して，この発明による有限直動案内ユニットについての一実施例の特徴とする構成について説明する。本願発明は，上記の従来例の高負荷で高加減速運動の使用環境に適用しつつ，保持器３がローラ１０を保持できることによって，商品の組立性を向上させるために開発されたものであり，特に，保持板４に形成したローラ保持窓孔２０にローラ１０を係止する構成に特徴を有している。この有限直動案内ユニットでは，保持器３は，軌道台１，２の間の小さなスペースにおいて，簡単なエッジ２１でローラ１０を保持できるように構成されており，部品点数が少なく，シンプルな構造でコンパクト及び安価に構成することに特徴を有している。この実施例では，ローラ保持窓孔２０の形状は，保持板４の幅方向に長軸を持ち，長手方向に短軸を持つ楕円形状に形成されている。この有限直動案内ユニットは，特に，保持器３を構成する平らな板状の保持板４の構成に特徴を有しており，保持板４に係止するローラ保持窓孔２０の対向する長軸端部２９に設けた端面支持部２５を備えていることを特徴としている。この有限直動案内ユニットについては，特に，第１に，保持板４の長軸端部２９に形成された端面支持部２５は，保持板４の板幅である二面幅の範囲内に収まる大きさに形成されており，板幅よりはみ出すサイズではなく，第２に，保持器３のローラ保持構造を構成する端面支持部２５は，保持板４のローラ保持窓孔２０にローラ１０を挿入して１つの窓孔２０あたり，長軸端部２９の対向する位置に突出して２箇所形成された形状に構成されていることを特徴としている。
【００２４】
この有限直動案内ユニットは，保持器３の保持板４には，長手方向に沿ってローラ１０が配設される複数のローラ保持窓孔２０が形成され，ローラ保持窓孔２０が保持板４の幅方向に長軸を持ち且つ長手方向に短軸を持つ形状に形成されている。ローラ保持窓孔２０の長軸端部２９には，特に，ローラ１０の両端面１９をそれぞれ保持するため，互いに対向した弾性変形可能な楔状のエッジ２１から成る端面支持部２５がそれぞれ突出形成されており，端面支持部２５のエッジ２１は，ローラ１０のローラ端面１９に接してローラ１０を支持する楔状の支持傾斜面２２に形成され，長軸端部２９の支持傾斜面２２が互いに対称的に対向して形成されていることを特徴としている。保持板４の長軸端部２９からローラ保持窓孔２０の中心へ延びる端面支持部２５のエッジ２１は，保持板４の板厚の範囲内であって板厚からはみ出すことはなく，保持板４の板厚の中心側に４５°に傾いた支持傾斜面２２が形成され，背面３５側は保持板４の主面２４と同一面に形成されている。エッジ２１は，その背面３５側からローラ１０の端面１９で押圧すれば，先端が細くなっているので，弾性変形する状態になっており，ローラ１０の端面１９がエッジ２１の先端部を乗り越えることができるように構成されている。
【００２５】
この有限直動案内ユニットは，保持器３の保持板４が薄型に形成され，保持板４の長手方向の中央にずれ防止機構を構成するピニオン＆ホルダ組立体５を配設する嵌着孔１７が形成され，保持板４には，嵌着孔１７からそれぞれ長手方向に沿って各ローラ１０を予め決められた所定間隔に配設するための楕円形のローラ保持窓孔２０が形成されている。ローラ保持窓孔２０の形状は，保持対象のローラ１０の直径よりも僅かに大きい形状に形成されている。ローラ保持窓孔２０に配設されるローラ１０は，隣接するローラ保持窓孔２０ごとに，ローラ１０の転動軸が交互に９０°異なって傾斜しているものである。更に，端面支持部２５は，ローラ保持窓孔２０における保持板４の板厚内において該板厚より小さい厚さであって長軸端部２９からローラ保持窓孔２０の中心に向ってそれぞれ突出して形成され，また，保持板４の残りの板厚の領域内の長軸端部２９には，潤滑剤を保持可能な溜まり部として機能する凹部２３に形成されている。この実施例では，端面支持部２５は，ローラ保持窓孔２０における保持板４の板厚の略中心位置までの半分即ち１／２の板厚の領域内であって長軸端部２９からローラ保持窓孔２０の中心へ突出して形成され，また，残りの半分即ち１／２の板厚の領域内の長軸端部２９には潤滑剤を保持可能な凹部２３に形成されている。
【００２６】
また，この有限直動案内ユニットについては，図８及び図９に示すように，ローラ保持窓孔２０へのローラ１０の組み込みは，一方の端面支持部２５のエッジ２１の支持傾斜面２２にローラ１０の一端側のローラ端面１９を当接させた状態で，他方の端面支持部２５のエッジ２１の背面に他端側のローラ転動面１８を押し当ててローラ１０を回転させ，それによって，ローラ転動面１８がエッジ２１を弾性変形させてエッジ２１を乗り越えさせ，両端のローラ端面１９を端面支持部２５にそれぞれ係止させ，ローラ１０をローラ保持窓孔２０に組みこむことができる。また，この有限直動案内ユニットでは，端面支持部２５は，保持板４の板厚の略半分即ち１／２の量だけ長軸方向に上下にオフセットした形状の楕円に近い形状であり，ローラ保持窓孔２０の中心位置から長軸方向の上下に保持板４の板厚の半分の範囲内で形成されており，端面支持部２５は，保持板４に対して４５°傾いた姿勢で組み込まれるローラ１０の端面１９と平行になる平面，従って，エッジ２１の支持傾斜面２２は，保持板４の主面２４に対して４５°傾斜して形成されている。端面支持部２５は，１つのローラ保持窓孔２０あたりローラ端面１９を支える側に形成され，楕円形の長軸両側に形成されて，ローラ１０を支持する面である支持傾斜面２２が互いに向かい合うように形成されている。
【００２７】
この有限直動案内ユニットにおいて，端面支持部２５に形成されたエッジ２１の支持傾斜面２２は，保持板４に対して４５°傾いた姿勢で組み込まれるローラ端面１９と平行に接する平面に形成され，ローラ保持窓孔２０の対向する長軸端部２９において互いに向かい合うように形成されている。図１０には，保持板４に形成されたローラ保持窓孔２０にローラ１０が組み込まれた状態を示している。図１１には，ローラ保持窓孔２０の中心位置を通る平面である図１０のＡ−Ａ断面位置における断面図が示されており，保持器３の端面支持部２５は，保持板４の一方の主面２４側に向いたローラ端面１９に接触する向きの傾斜した形状であり，ローラ１０が保持板４の反対側の主面２４側から一方の主面２４側の方向に抜けないように支えている状態が示されている。また，図１２には，ローラ端面１９を支持する端面支持部２５の一端と対の位置関係にある他端側でローラ外形の円筒部分を支える位置であるＢ−Ｂ断面における保持板４とローラ１０の関係が示されている。図１２は，図１１のＢ−Ｂ断面位置では，ローラの外形最大幅寸法に対してローラ保持窓孔２０の幅寸法が狭く，ローラ１０が保持板４の一方の主面２４側から他方の主面２４側に抜けない形状になっている状態を示している。また，ローラ保持窓孔２０の位置における保持板４の断面形状におけるローラ保持窓孔２０の側壁は，保持板４の主面２４に対して，また，図１３のＤ−Ｄ断面を示す図１４に示すように，保持板４の主面２４と直角を成す平面３９の縁部１５，又は図１３のＤ−Ｄ断面を示す図１５に示すように，保持板４の主面２４と所定の角度だけ傾いた傾斜面４０の縁部１５を成しているものである。
【００２８】
この有限直動案内ユニットにおいて，図１０〜図１２に示すように，ローラ保持窓孔２０は，保持板４の幅方向中央部分がローラ径が挿通できるサイズの直線部分２８に形成され，直線部分２８から長軸端部２９に向ってローラ保持窓孔２０の壁面間が短くなった楕円曲線の縁部１５に形成され，端面支持部２５で係止されたローラ１０の転動面１８が縁部１５に当たって，ローラ１０がローラ保持窓孔２０から脱落しないように保持している。ローラ保持窓孔２０において，直線部分２８が対向した領域では，直線部分２８間がローラ１０の直径より長く形成されてローラ１０がローラ保持窓孔２０を挿通できる状態になっている。例えば，ローラ１０がローラ直径と転動面の長さが同一であり，ローラ直径をＤとしたときに，ローラ１０の対角線の長さがＤ×√２になる。ローラ保持窓孔２０の長軸端部２９から１／４の位置までの縁部１５の長さは〔Ｄ×√２〕／４＝Ｄ／２√２になり，そこから更にＤ／２√２の位置までがローラ保持窓孔２０の楕円形の中心の位置となり，ローラ保持窓孔２０の中心位置では，ローラ保持窓孔２０の壁面は直線部分２８となって，対向する直線部分２８間の長さは，ローラ１０の直径より僅かに大きいサイズに形成されている。そこで，保持器３に組み込まれたローラ形状を保持板４に投影したときの形状の幅がローラ直径Ｄと等しくなる位置として，ローラ保持窓孔２０の楕円形の中心から長軸端部２９方向にＤ／２√２だけ延びた位置，その位置から端面支持部２５までの楕円曲線の縁部１５において，ローラ保持窓孔２０の幅寸法はローラ１０の幅寸法よりも小さく，ローラ１０が脱落しないように，ローラ保持窓孔２０の縁部１５でローラ転動面１８を支持できるように構成できる。
【００２９】
次に，図１６及び図１７を参照して，この有限直動案内ユニットの別の実施例を説明する。この実施例では，ローラ保持窓孔３０の形状は，保持板４の幅方向に長軸を持ち，長手方向に短軸を持つ，更に，保持板４の幅方向の中央位置に互いに平行に対向して延びる直線部分４３を持つ多角形形状に形成されている。即ち，ローラ保持窓孔３０の形状は，上記範囲の楕円曲線をその楕円に接する接線に置き換えた中央位置での直線部分４３と，直線部分４３から長軸端部４２へ延びる縁部の漸次縮小直線部分４４と，長軸端部４２の端面支持部４１とから形成されている。端面支持部４１は，長軸端部４２から中心部へ延びるエッジ３１から成り，エッジ３１は，ローラ端面１９を当接支持する支持傾斜面３２に形成されている。この実施例では，ローラ保持窓孔３０にローラ１０が配設された状態では，ローラ１０の端面１９は，端面支持部４１の支持傾斜面３２に接した状態になって端面支持部４１のエッジ３１に係止した状態になり，その上で，支持傾斜面３２がエッジ状に細くなっているので，保持板４の板厚との間に凹部３３が形成され，それによって凹部３３が潤滑剤の溜まり部として機能することになる。端面支持部４１のエッジ３１で構成される多角形の形状でもローラ１０を保持することができる。この実施例では，ローラ保持窓孔３０の形状がローラ保持窓孔２０の形状と相違するが，機能は同一機能を達成できる。即ち，ローラ保持窓孔３０において，直線部分４３が対向した領域では，直線部分４３間がローラ１０の直径より長く形成されてローラ１０がローラ保持窓孔３０を挿通できる状態になっている。そして，ローラ保持窓孔３０において，漸次縮小直線部分４４では長軸端部４２の近傍では，漸次縮小直線部分４４間がローラ１０の直径より短くなってローラ１０の転動面１８を保持するように構成されている。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本願発明は，半導体製造装置，精密測定機，検査機，組立機，工作機械，各種ロボットなどの摺動部に使用される。
【符号の説明】
【００３１】
１，２ 軌道台
３ 保持器
４ 保持板
５ ピニオン＆ホルダ組立体
６ ホルダ
７ ピニオン
８，９ ラック
１０ ローラ
１１，１２ 軌道面
１５ 縁部
１７ 嵌着孔
１８ ローラ転動面
１９ ローラ端面
２０，３０ ローラ保持窓孔
２１，３１ エッジ
２２，３２ 支持傾斜面
２３，３３ 凹部
２４ 主面
２５，４１ 端面支持部
２６ 軌道溝
２７ 壁面
２８，４３ 直線部分
２９，４２ 長軸端部
３４ 軌道路
３５ 背面
３９ 平面
４０ 傾斜面
Ｄ ローラ直径
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向する長手方向の壁面に軌道溝がそれぞれ形成された相対移動する一対の軌道台，前記軌道台の前記軌道溝間に形成された軌道路に配設され且つ前記軌道溝に形成された軌道面を転動する複数の転動体であるローラ，及び前記ローラを予め決められた所定間隔で交互に傾きを変えて支持する長手方向に延びた平らな保持板でなる保持器から構成されている有限直動案内ユニットにおいて，
前記保持器の前記保持板には，長手方向に沿って前記ローラが配設され且つ前記保持板の幅方向に長軸を持つ形状の複数のローラ保持窓孔が形成されており， 前記ローラ保持窓孔の前記長軸の両長軸端部には，前記ローラの両ローラ端面をそれぞれ保持するため，互いに対向した弾性変形可能な楔状のエッジから成る端面支持部がそれぞれ突出形成されており，
前記端面支持部の前記エッジは，前記ローラ端面に接して前記ローラを支持する楔状の支持傾斜面に形成されており，
前記長軸端部における前記支持傾斜面は，互いに対称的に対向して形成されていることを特徴とする保持器を備えた有限直動案内ユニット。
【請求項２】
前記ローラ保持窓孔に前記端面支持部で係止された前記ローラは，隣接する前記ローラ保持窓孔ごとに前記ローラの転動軸が交互に９０°異なって傾斜して配設されていることを特徴とする請求項１に記載の有限直動案内ユニット。
【請求項３】
前記端面支持部は，前記ローラ保持窓孔における前記保持板の板厚内において該板厚より小さい厚さであって前記長軸端部から前記ローラ保持窓孔の中心に向ってそれぞれ突出して形成され，前記保持板の残りの前記板厚の領域内の前記長軸端部には潤滑剤を保持可能な凹部に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の有限直動案内ユニット。
【請求項４】
前記ローラ保持窓孔への前記ローラの組み込みは，一方の前記端面支持部の前記エッジの前記支持傾斜面に前記ローラの一端側の前記ローラ端面を当接させた状態で，他方の前記端面支持部の前記エッジの背面に他端側のローラ転動面を押し当てて前記ローラを回転させ，前記ローラ転動面が前記エッジを弾性変形させて前記エッジを乗り越え，両端の前記ローラ端面が前記端面支持部にそれぞれ係止して前記ローラが前記ローラ保持窓孔に組み込まれていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有限直動案内ユニット。
【請求項５】
前記保持器が前記軌道台との予め決められた所定の相対位置からずれるのを防止する保持器ずれ防止機構は，前記保持板の長手方向の中央に形成された嵌着孔に嵌着したホルダに回転自在に配設されたピニオンと，前記ピニオンに噛み合い且つ前記軌道台に形成された軌道溝の前記長手方向に沿ってそれぞれ配設されたラックとから成るラック＆ピニオン機構によって構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の有限直動案内ユニット。
【請求項６】
前記端面支持部に形成された前記エッジの前記支持傾斜面は，前記保持板に対して４５°傾いた姿勢で組み込まれた前記ローラ端面に接する平面に形成され，前記ローラ保持窓孔の対向する前記長軸端部において互いに向かい合うように形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項に記載の有限直動案内ユニット。
【請求項７】
前記ローラ保持窓孔の位置における前記保持板の断面形状における前記ローラ保持窓孔の壁面は，前記保持板の主面に対して直角を成す平面，又は所定の角度だけ傾いた傾斜面を成していることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の保持器を備えた有限直動案内ユニット。
【請求項８】
前記ローラ保持窓孔の形状は，前記保持板の幅方向に長軸を持ち且つ長手方向に短軸を持つ楕円形状，又は前記保持板の幅方向に長軸を持って長手方向に短軸を持ち且つ前記保持板の幅方向の中央位置に互いに対向して平行に延びる直線部分を持つ多角形形状に形成されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の有限直動案内ユニット。
【請求項９】
前記ローラ保持窓孔は，前記保持板の幅方向中央部分がローラ径が挿通できるサイズの直線部分に形成され，前記直線部分から前記長軸端部に向って前記ローラ保持窓孔の壁面間が短くなった縁部に形成され，前記端面支持部で係止された前記ローラが前記縁部によって前記ローラ保持窓孔から脱落しないように支持していることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の有限直動案内ユニット。
【請求項１】
互いに対向する長手方向の壁面に軌道溝がそれぞれ形成された相対移動する一対の軌道台，前記軌道台の前記軌道溝間に形成された軌道路に配設され且つ前記軌道溝に形成された軌道面を転動する複数の転動体であるローラ，及び前記ローラを予め決められた所定間隔で交互に傾きを変えて支持する長手方向に延びた平らな保持板でなる保持器から構成されている有限直動案内ユニットにおいて，
前記保持器の前記保持板には，長手方向に沿って前記ローラが配設され且つ前記保持板の幅方向に長軸を持つ形状の複数のローラ保持窓孔が形成されており， 前記ローラ保持窓孔の前記長軸の両長軸端部には，前記ローラの両ローラ端面をそれぞれ保持するため，互いに対向した弾性変形可能な楔状のエッジから成る端面支持部がそれぞれ突出形成されており，
前記端面支持部の前記エッジは，前記ローラ端面に接して前記ローラを支持する楔状の支持傾斜面に形成されており，
前記長軸端部における前記支持傾斜面は，互いに対称的に対向して形成されていることを特徴とする保持器を備えた有限直動案内ユニット。
【請求項２】
前記ローラ保持窓孔に前記端面支持部で係止された前記ローラは，隣接する前記ローラ保持窓孔ごとに前記ローラの転動軸が交互に９０°異なって傾斜して配設されていることを特徴とする請求項１に記載の有限直動案内ユニット。
【請求項３】
前記端面支持部は，前記ローラ保持窓孔における前記保持板の板厚内において該板厚より小さい厚さであって前記長軸端部から前記ローラ保持窓孔の中心に向ってそれぞれ突出して形成され，前記保持板の残りの前記板厚の領域内の前記長軸端部には潤滑剤を保持可能な凹部に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の有限直動案内ユニット。
【請求項４】
前記ローラ保持窓孔への前記ローラの組み込みは，一方の前記端面支持部の前記エッジの前記支持傾斜面に前記ローラの一端側の前記ローラ端面を当接させた状態で，他方の前記端面支持部の前記エッジの背面に他端側のローラ転動面を押し当てて前記ローラを回転させ，前記ローラ転動面が前記エッジを弾性変形させて前記エッジを乗り越え，両端の前記ローラ端面が前記端面支持部にそれぞれ係止して前記ローラが前記ローラ保持窓孔に組み込まれていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有限直動案内ユニット。
【請求項５】
前記保持器が前記軌道台との予め決められた所定の相対位置からずれるのを防止する保持器ずれ防止機構は，前記保持板の長手方向の中央に形成された嵌着孔に嵌着したホルダに回転自在に配設されたピニオンと，前記ピニオンに噛み合い且つ前記軌道台に形成された軌道溝の前記長手方向に沿ってそれぞれ配設されたラックとから成るラック＆ピニオン機構によって構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の有限直動案内ユニット。
【請求項６】
前記端面支持部に形成された前記エッジの前記支持傾斜面は，前記保持板に対して４５°傾いた姿勢で組み込まれた前記ローラ端面に接する平面に形成され，前記ローラ保持窓孔の対向する前記長軸端部において互いに向かい合うように形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項に記載の有限直動案内ユニット。
【請求項７】
前記ローラ保持窓孔の位置における前記保持板の断面形状における前記ローラ保持窓孔の壁面は，前記保持板の主面に対して直角を成す平面，又は所定の角度だけ傾いた傾斜面を成していることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の保持器を備えた有限直動案内ユニット。
【請求項８】
前記ローラ保持窓孔の形状は，前記保持板の幅方向に長軸を持ち且つ長手方向に短軸を持つ楕円形状，又は前記保持板の幅方向に長軸を持って長手方向に短軸を持ち且つ前記保持板の幅方向の中央位置に互いに対向して平行に延びる直線部分を持つ多角形形状に形成されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の有限直動案内ユニット。
【請求項９】
前記ローラ保持窓孔は，前記保持板の幅方向中央部分がローラ径が挿通できるサイズの直線部分に形成され，前記直線部分から前記長軸端部に向って前記ローラ保持窓孔の壁面間が短くなった縁部に形成され，前記端面支持部で係止された前記ローラが前記縁部によって前記ローラ保持窓孔から脱落しないように支持していることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の有限直動案内ユニット。
【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１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【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１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２０１２−２１５７２（Ｐ２０１２−２１５７２Ａ）
【公開日】平成２４年２月２日（２０１２．２．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１５９３１５（Ｐ２０１０−１５９３１５）
【出願日】平成２２年７月１４日（２０１０．７．１４）
【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２４年２月２日（２０１２．２．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月１４日（２０１０．７．１４）
【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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