回転軸受付き直動案内装置
【課題】支持軸の高精度での滑動及び／又は回転を安定に実現可能な回転軸受付き直動案内装置を提供すること。
【解決手段】ねじ軸及びその周囲に嵌め合わされたナットからなる送りねじ（１３）と、ねじ軸の一方の端部の延長部として形成されている、外周面上に複数本の溝を持つ支持軸（２１）と、支持軸をその各溝に係合する複数の転動体を介して非回転にて滑動可能に収容支持している外筒を持つ直動軸受（２３）とを備える直動案内装置、および上記外筒の周囲に装着された二以上の回転軸受（３３）からなり、各回転軸受が、上記外筒の外周面に形成された周溝（２２ａ）と、この周溝に配置された複数の転動体（３４）と、各転動体を回転可能に保持している環状保持器（３５）と、環状保持器の外周側に突き出された各転動体部分を収容する周溝を内周面に備える環状体（３６）とから構成されている回転軸受付き直動案内装置。
【解決手段】ねじ軸及びその周囲に嵌め合わされたナットからなる送りねじ（１３）と、ねじ軸の一方の端部の延長部として形成されている、外周面上に複数本の溝を持つ支持軸（２１）と、支持軸をその各溝に係合する複数の転動体を介して非回転にて滑動可能に収容支持している外筒を持つ直動軸受（２３）とを備える直動案内装置、および上記外筒の周囲に装着された二以上の回転軸受（３３）からなり、各回転軸受が、上記外筒の外周面に形成された周溝（２２ａ）と、この周溝に配置された複数の転動体（３４）と、各転動体を回転可能に保持している環状保持器（３５）と、環状保持器の外周側に突き出された各転動体部分を収容する周溝を内周面に備える環状体（３６）とから構成されている回転軸受付き直動案内装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転軸受を備える直動案内装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電子部品をプリント配線板の表面に装着する際には、下端に電子部品の吸着ノズルを持つ軸体を長さ方向に移動（昇降）させ、そして電子部品が所定の角度で配置されるように軸体を回転させる機能を持つ電子部品装着装置が用いられている。このように、軸体を昇降及び／又は回転させるため、回転軸受を備えた直動案内装置が用いられている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、外筒（スプラインナット）の内部に軸体（スプライン軸）を非回転にて滑動（長さ方向に移動）可能に収容してなる直動軸受、前記の外筒の周囲に固定された筒体、そして筒体の周囲に配設された回転軸受（アンギュラ球軸受）からなる回転軸受付き直動案内装置が開示されている。
【０００４】
同文献の回転軸受付き直動案内装置の軸体の下端には、吸着ノズルを持つロータが接続され、そして上端には回転駆動装置（モータ）が接続されている。そして前記回転モータを駆動することにより、軸体が吸着ノズルと共に回転する。その一方で、この直動案内装置の筒体には上記回転軸受を介して直動駆動用のシャフトモータが接続されている。そして前記シャフトモータを駆動することにより、前記筒体が吸着ノズルと共に昇降する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−３０５８８７号公報（第３図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の回転軸受付き直動案内装置は、組み立ての際に直動軸受と回転軸受とを両者の中心軸が正確に一致するように固定しないと、軸体が偏心した状態にて回転する。また、同文献の回転軸受付き直動案内装置は、使用の際に直動案内装置の軸体を回転駆動装置の回転軸に両者の中心軸が正確に一致するように固定しないと、軸体が偏心した状態にて回転する。すなわち、この回転軸受付き直動案内装置は、組み立ての精度、あるいは回転駆動装置への取り付けの精度の影響を受けて、軸体の回転精度が変動し易い。
【０００７】
本発明の課題は、組み立ての精度、そしてあるいは回転駆動装置への取り付けの精度を考慮することなく、軸体の高精度での滑動及び／又は回転を安定に実現することができる回転軸受付き直動案内装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、ねじ軸及びその周囲に嵌め合わされたナットからなる送りねじと、前記ねじ軸の一方の端部の延長部として形成されている、外周面上に長さ方向に沿って形成された複数本の溝を持つ支持軸と、この支持軸をその各溝に係合する複数の転動体を介して非回転にて滑動可能に収容支持している外筒を持つ直動軸受とを備える直動案内装置、および上記外筒の周囲に装着された二以上の回転軸受からなり、上記の各回転軸受が、上記外筒の外周面に形成された周溝と、この周溝に配置された複数の転動体と、各転動体を内周側及び外周側に部分的に突き出させた状態で回転可能に保持している環状保持器と、環状保持器の外周側に突き出された各転動体部分を収容する周溝を内周面に備える環状体とから構成されている回転軸受付き直動案内装置にある。
【０００９】
本発明の回転軸受付き直動案内装置の好ましい態様は、次の通りである。
（１）外筒の外周面の直径が外筒の長さ方向に一定である。
（２）外筒の周囲に装着された各回転軸受の環状体の内周面の直径と外筒の外周面の直径との差が、転動体の直径の１．２〜１．９５倍の範囲内の長さにある。
（３）外筒の周囲に装着された各回転軸受の環状保持器が、上記各転動体を保持する複数の透孔が形成された上記外筒と同軸に配置された周壁を備えていて、一方の回転軸受の環状保持器の周壁には、その各透孔から他方の回転軸受の側の端面に到達する複数のスリットが形成されていて、前記他方の回転軸受の環状保持器の周壁には、その各透孔から前記一方の回転軸受の側の端面に到達する複数のスリットが形成されていて、そして各環状保持器の各スリットの幅が転動体の直径の０．７〜０．９５倍の範囲内の長さにある。
【００１０】
（４）送りねじのナットの周囲に二以上の回転軸受が装着され、そして前記の各回転軸受が、前記ナットの外周面に形成された周溝と、この周溝に配置された複数の転動体と、各転動体を内周側及び外周側に部分的に突き出させた状態で回転可能に保持している環状保持器と、環状保持器の外周側に突き出された各転動体部分を収容する周溝を内周面に備える環状体とから構成されている。更に好ましくは、ナットの外周面の直径が該ナットの長さ方向に一定である。
（５）ナットの周囲に装着された各回転軸受の環状体の内周面の直径とナットの外周面の直径との差が、転動体の直径の１．２〜１．９５倍の範囲内の長さにある。
（６）ナットの周囲に装着された各回転軸受の環状保持器が、上記各転動体を保持する複数の透孔が形成された上記ナットと同軸に配置された周壁を備えていて、一方の回転軸受の環状保持器の周壁には、その各透孔から他方の回転軸受の側の端面に到達する複数のスリットが形成されていて、前記他方の回転軸受の環状保持器の周壁には、その各透孔から前記一方の回転軸受の側の端面に到達する複数のスリットが形成されていて、そして各環状保持器の各スリットの幅が転動体の直径の０．７〜０．９５倍の範囲内の長さにある。
【００１１】
（７）ねじ軸及び支持軸の中心軸上に透孔が形成されている。
（８）外筒の内側に、この外筒と支持軸との間に介在させた複数の転動体を各転動体が内周側に突き出された状態で回転可能に保持し、そして前記複数の転動体を含む転動体群を外筒と支持軸との間で循環させる転動体循環路を持つ筒状保持器が固定されている。
（９）外筒と支持軸との間に介在させた複数の転動体を各転動体が内周側及び外周側の各々に部分的に突き出された状態で回転可能に保持する筒状保持器が備えられ、そして前記外筒の内周面上に、前記の筒状保持器の外周側に突き出された各転動体部分を収容する、外筒の長さ方向に沿って形成された複数本の溝が備えられている。
【００１２】
なお、本明細書で云う前記「外筒の外周面の直径が外筒の長さ方向に一定である」とは、例えば、安全性の確保のために行なわれる外筒の端部の面取りにより生じる外筒の外周面の直径の変動、外筒を製造する際の機械加工により必然的に生じる微細な凹凸に基づく外筒の外周面の直径の変動、外筒の通常の製造誤差（外筒の外周面の直径の±１％以下）に基づく外筒の外周面の直径の変動、あるいは回転軸受付き直動案内装置の機能とは無関係に外筒の外周面に形成した凹凸に基づく外筒の外周面の直径の変動を排除することを意味するものではない。
【００１３】
同様に前記「ナットの外周面の直径がナットの長さ方向に一定である」とは、例えば、安全性の確保のために行なわれるナットの端部の面取りにより生じるナットの外周面の直径の変動、ナットを製造する際の機械加工により必然的に生じる微細な凹凸に基づくナットの外周面の直径の変動、ナットの通常の製造誤差（ナットの外周面の直径の±１％以下）に基づくナットの外周面の直径の変動、あるいは回転軸受付き直動案内装置の機能とは無関係にナットの外周面に形成した凹凸に基づくナットの外周面の直径の変動を排除することを意味するものではない。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の回転軸受付き直動案内装置は、組み立ての精度、そして回転駆動装置への取り付けの精度を考慮することなく、軸体（後述の支持軸）の高精度での滑動及び／又は回転を安定に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の回転軸受付き直動案内装置の構成例を示す一部切り欠き正面図である。
【図２】図１の直動軸受２３の近傍の部位の拡大図である。
【図３】図２に記入した切断線III−III線に沿って切断した直動軸受２３の断面図である。
【図４】図２の環状保持器３５の平面図である。
【図５】図４に記入した切断線Ｖ−Ｖ線に沿って切断した環状保持器３５の断面図である。
【図６】図１の回転軸受付き直動案内装置１０の使用の態様を示す図である。
【図７】本発明の回転軸受付き直動案内装置の別の構成例とその使用の態様とを示す一部切り欠き正面図である。
【図８】図７の直動軸受８３の近傍の部位の拡大図である。
【図９】図８に記入した切断線IX−IX線に沿って切断した直動軸受８３の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の回転軸受付き直動案内装置を添付の図面を用いて説明する。
【００１７】
図１は、本発明の回転軸受付き直動案内装置の構成例を示す一部切り欠き正面図である。但し、回転軸受３３の転動体３４が外筒２２の周溝２２ａに配置されていることの理解を容易とするため、外筒２２の左右の各々に転動体３４を記入してある（以下の図に示す回転軸受も同様である）。回転軸受３３では、各転動体は図４の環状保持器３５の各透孔３５ａに保持されるため、実際には外筒２２の左右の各々に転動体３４が同時に配置されることはない。なお、直径方向に互いに対向する透孔を持つ環状保持器を用いれば、外筒の左右の各々に転動体が同時に配置される。
【００１８】
図２は、図１の直動軸受２３の近傍の部位の拡大図である。但し、転動体循環路２６の図の上下の各端部近傍の位置に配置される転動体は記入していない。図３は、図２に記入した切断線III−III線に沿って切断した直動軸受２３の断面図である。図４は、図２の環状保持器３５の平面図である。そして図５は、図４に記入した切断線Ｖ−Ｖ線に沿って切断した環状保持器３５の断面図である。
【００１９】
図１〜図５に示す回転軸受付き直動案内装置１０は、ねじ軸１１及びその周囲に嵌め合わされたナット１２からなる送りねじ１３と、ねじ軸１１の一方の端部の延長部として形成されている、外周面上に長さ方向に沿って形成された複数本の溝２１ａを持つ支持軸２１と、支持軸２１をその各溝２１ａに係合する複数の転動体２４を介して非回転にて滑動可能に収容支持している外筒２２を持つ直動軸受２３とを備える直動案内装置２９、および外筒２２の周囲に装着された二個の回転軸受３３、３３などから構成されている。そして、この回転軸受付き直動案内装置１０は、上記の各回転軸受３３が、外筒２２の外周面に形成された周溝２２ａと、周溝２２ａに配置された複数の転動体３４と、各転動体３４を内周側及び外周側に部分的に突き出させた状態で回転可能に保持している環状保持器３５と、環状保持器３５の外周側に突き出された各転動体部分を収容する周溝３６ａを内周面に備える環状体３６とから構成されていることに主な特徴がある。
【００２０】
送りねじ１３としては、公知のもの、例えば、ねじ軸１１の周囲に、ねじ軸１１のねじ溝に収容された複数の転動体を介してナットが嵌め合わされた構成のボールねじが用いられている。
【００２１】
この送りねじ１３のねじ軸１１の一方の端部の延長部として、複数本の溝２１ａを持つ支持軸２１が形成されている。支持軸２１と上記のねじ軸１１とは、例えば、鋼に代表される金属材料から形成される。
【００２２】
支持軸２１は、各溝２１ａに係合する複数の転動体２４を介して、直動軸受２３の外筒２２の内部に非回転にて滑動可能に収容支持されている。
【００２３】
外筒２２の外周面の直径は外筒２２の長さ方向に一定であることが好ましい。これにより周溝２２ａを備える外筒２２の製造が極めて容易になる。転動体２４としては、球体が用いられている。球体に代えてころ（ローラ）を用いてもよい。外筒２２及び各転動体２４は、例えば、鋼に代表される金属材料から形成される。
【００２４】
直動軸受２３の外筒２２の内側には、外筒２２と支持軸２１との間に介在させた複数の転動体２４を各転動体２４が内周側に突き出された状態で回転可能に保持し、そして前記複数の転動体２４を含む転動体群を外筒２２と支持軸２１との間で循環させる転動体循環路２６を持つ筒状保持器２５が固定されていることが好ましい。
【００２５】
筒状保持器２５は、前記の複数の転動体２４を含む転動体群を外筒２２と支持軸２１との間で循環させる複数（例えば、四個）の転動体循環路２６を備えている。各転動体循環路２６は、各々筒状保持器２５の外周面に形成されている、転動体２４の一部分を内周側に突き出させる細長い開口部２７を備える転動体突き出し溝２６ａと、転動体突き出し溝２６ａの両端を結ぶ連結溝２６ｂとから構成されている。
【００２６】
筒状保持器２５は、例えば、金属材料や樹脂材料から形成される。金属材料としては、機械加工が容易な金属材料、例えば、真鍮やステンレス鋼を用いることが好ましい。樹脂材料としては、機械的強度の大きな樹脂材料、例えば、ポリアセタール樹脂、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）樹脂、あるいはポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂を用いることが好ましい。
【００２７】
直動軸受２３では、外筒２２の内側に固定された筒状保持器２５の開口部２７から突き出された各転動体２４が、支持軸２１の各溝２１ａと係合している。このため、直動軸受２３の外筒２２の内部には、上記支持軸２１が周方向には非回転の状態で、長さ方向には滑動可能な状態で収容支持される。
【００２８】
直動軸受２３としては、このように支持軸の溝と転動体との係合により前記支持軸を非回転にて滑動可能に収容支持する外筒を持つ公知の直動軸受を用いることができる。
【００２９】
筒状保持器２５の軸方向の両外側には、外筒２２の内周面に形成された環状溝２２ｂに嵌め合わされた止め輪（スナップリング）２８、２８が備えられている。止め輪２８は、例えば、金属材料や樹脂材料などの弾性を示す材料から形成されており、周方向の一部分が切り欠かれたＣ字状の形状を有している。止め輪２８は、外周縁部に力を加えて外径が小さくなるように弾性変形させた状態にて、外筒２２の端部の開口から内部に挿入される。この止め輪２８は、外筒２２の環状溝２２ｂに到達すると元の形状に復帰して、環状溝２２ｂの内部に収容配置される。止め輪２８、２８により、筒状保持器２５の軸方向への移動が防止される。筒状保持器を、例えば、外筒の内周面に接着するなどして、その軸方向への移動を防止することもできる。
【００３０】
前記のように、直動軸受２３の外筒２２の周囲には、二個の回転軸受３３、３３が装着されている。各回転軸受は、外筒２２の外周面に形成された周溝２２ａと、周溝２２ａに配置された複数の転動体３４と、各転動体３４を内周側及び外周側に部分的に突き出させた状態で回転可能に保持している環状保持器３５と、環状保持器３５の外周側に突き出された各転動体部分を収容する周溝３６ａを内周面に備える環状体３６とから構成されている。
【００３１】
環状体３６及び転動体３４は、例えば、鋼に代表される金属材料から形成される。環状保持器３５は、筒状保持器２５の場合と同様に金属材料や樹脂材料から形成される。転動体３４としては、球体が用いられている。球体に代えてころ（ローラ）を用いてもよい。
【００３２】
環状保持器３５により、互いに隣接する転動体３４、３４の接触（衝突）が防止される。従って、転動体３４の摩耗が抑制され、直動軸受２３の外筒２２が複数の転動体３４を介して環状体３６に緊密に支持されるため、この外筒２２に収容された支持軸２１の高精度での回転移動が実現される。更には、環状体３６と外筒２２との軸方向への相対的な微動の発生が抑制されるため、この外筒２２に収容された支持軸２１の高精度での直線移動が実現される。
【００３３】
これらの回転軸受３３、３３に支持された直動軸受２３を周方向に回転させると、各回転軸受３３の複数の転動体３４が外筒２２の周溝２２ａに沿って転動する。このため、直動軸受２３は、回転軸受３３、３３に支持された状態で、その周方向に円滑に回転することができる。
【００３４】
このように、本発明の回転軸受付き直動案内装置１０では、回転軸受３３の複数の転動体３４の軌道として、直動軸受２３の外筒２２の外周面に形成された周溝２２ａを利用している。このような周溝２２ａは、例えば、旋盤や円筒研削盤などを用いた機械加工により、周溝２２ａの中心軸（すなわち回転軸受３３の中心軸）と、外筒２２の中心軸（すなわち直動軸受２３の中心軸）とを正確に一致させた状態で形成することが容易である。そして、この外筒２２の外周面の周溝２２ａに複数の転動体３４を配置して回転軸受３３を組み立てることにより、回転軸受３３の中心軸を直動軸受２３の中心軸と容易に一致させることができる。このため、本発明の回転軸受付き直動案内装置１０は、組み立ての精度を考慮することなく、支持軸２１の高精度での回転を安定に実現することができる。
【００３５】
直動軸受２３の外筒２２の周囲に装着する回転軸受の数は、二個以上である限り特に制限はないが、組み立てが容易であることから二〜四個の範囲内にあることが好ましく、二個であることが特に好ましい。
【００３６】
各回転軸受３３の環状保持器３５は、各転動体３４を保持する複数の透孔３５ａが形成された上記外筒２２と同軸に配置された周壁３５ｂを備えていて、一方（図２にて上側）の回転軸受３３の環状保持器３５の周壁３５ｂには、その各透孔３５ａから他方（図２にて下側）の回転軸受３３の側の端面に到達する複数のスリット３５ｃが形成されていて、前記他方（下側）の回転軸受３３の環状保持器３５の周壁３５ｂには、その各透孔３５ａから前記一方（上側）の回転軸受３３の側の端面に到達する複数のスリット３５ｃが形成されていて、そして各環状保持器３５の各スリット３５ｃの幅（Ｗ1）が転動体３４の直径の０．７〜０．９５倍の範囲内の長さにあることが好ましい。なお、転動体として、ころ（ローラー）を用いる場合、前記の「転動体の直径」とは、ころの中心軸に垂直な断面における直径（但し、ころの直径が軸方向に変動する場合には最大の直径）を意味する。
【００３７】
環状保持器３５は、環状体３６の周溝３６ａと外筒２２の周溝２２ａとの間に複数の転動体３４を配置したのち、環状体３６の一方の端部の側から環状体３６と外筒２２との間に挿入される。環状保持器３５を環状体３６と外筒２２との間に挿入する際に、各々の転動体３４がスリット３５ｃを通って透孔３５ａの内部に収容される。
【００３８】
図４及び図５に示すように、環状保持器３５の各スリット３５ｃの透孔３５ａの側とは逆側の端部の幅（Ｗ2）は、前記の幅（Ｗ1）よりも拡大されていることが好ましい。これにより、前記端部から転動体３４がスリット３５ｃに進入し易くなるため、環状保持器３５の透孔３５ａの内部に転動体３４を収容することが更に容易になる。スリット３５ｃの透孔３５ａの側とは逆側の端部の幅（Ｗ2）は、前記の幅（Ｗ1）の１．０５〜２倍（特に、１．０５〜１．５倍）の範囲内にあることが好ましい。
【００３９】
環状保持器３５の周壁３５ｂのスリット３５ｃが形成されている側とは逆側の端部には、この端部周縁から内周側に延びる環状の突出部３５ｄが備えられていることが好ましい。これにより、環状保持器３５の機械的強度が大きくなる。
【００４０】
環状体３６の内周面の直径（図２：Ｄ1）と外筒２２の外周面の直径（図２：Ｄ2）との差は、転動体３４の直径の１．２〜１．９５倍の範囲内の長さにあることが好ましい。これにより、環状体３６を外筒２２の径方向に移動させることによって、環状体３６と外筒２２との間に大きな隙間が形成される。この隙間から、上記複数の転動体３４を環状体３６と外筒２２の周溝２２ａとの間に容易に挿入することが可能になる。
【００４１】
環状体３６の内周面の直径と外筒２２の外周面の直径との差が転動体３４の直径の１．２倍以上の長さであると、上記隙間が大きくなるため転動体３４の挿入が容易である。その一方で、環状体３６の内周面の直径と外筒２２の外周面の直径との差が転動体３４の直径の１．９５倍以下であると、環状体３６及び外筒２２の各周溝２２ａの深さを十分に大きくすることができるため、各周溝２２ａの間からの転動体３４の脱落の発生が抑制される。
【００４２】
環状体３６の内周面の直径と外筒２２の外周面の直径との差は、転動体３４の直径の１．３〜１．８倍の範囲内の長さにあることが好ましく、１．３〜１．７倍の範囲内にあることが更に好ましく、１．３〜１．６倍の範囲内にあることが特に好ましい。
【００４３】
なお、回転軸受付き直動案内装置１０の径方向のサイズの小型化を実現する場合、回転軸受３３の外径、従って環状体３６の径方向のサイズ、転動体３４の直径、そして環状保持器３５の径方向のサイズを小さくすることが必要である。回転軸受３３の外径を小さくすると、環状体３６と外筒２２との間隔が小さくなり、従って環状保持器３５の厚みも小さくなる。このため、環状保持器３５の機械的強度が低下する。
【００４４】
この環状保持器３５の機械的強度の低下を抑制するため、外筒２２の外周面の直径を、外筒２２の各端部からこの端部に隣接して配置された周溝２２ａまでの領域において一定とすることが好ましく、前記のように外筒２２の外周面の直径を外筒２２の長さ方向の全長において一定とすることが特に好ましい。
【００４５】
これにより環状保持器３５の内径を環状保持器３５が外筒２２の外周面に接触しない範囲にて小さくした場合であっても、すなわち環状保持器３５の厚みを大きくしてその機械的強度を増大させた場合であっても、この環状保持器３５を外筒２２の端部の周囲に配置して、これを外筒２２の長さ方向に沿って移動させて環状体３６と外筒２２の周溝２２ａとの間に挿入することが可能になる。
【００４６】
次に、回転軸受付き直動案内装置１０の動作について、添付の図６を参照しながら説明する。
【００４７】
本発明の回転軸受付き直動案内装置１０は、例えば、電子部品装着装置に用いられる。電子部品を支持軸２１の下端部にて吸着するため、ねじ軸１１及び支持軸２１の中心軸上には透孔１８が形成されている。一方、ねじ軸１１の上端部には、排気管５１を前記透孔１８に接続する接続部材５２が固定されている。排気管５１及び接続部材５２の気体通路５２ａを介して、透孔１８の内部をポンプなどで排気することにより、支持軸２１の下端部に電子部品を吸着させることができる。この支持軸２１の下端部には、電子部品の吸着に適したノズルを付設することもできる。なお、ノズルに排気管が接続され、ノズル単独で電子部品の吸着が可能である場合には、ねじ軸１１及び支持軸２１に透孔１８を設ける必要はない。
【００４８】
送りねじ１３は、ナット１２の周囲に装着された二個の回転軸受６３、６３を介して筒状の容器５３に収容固定されている。この容器５３は、電子部品装着装置が備える支柱５９に固定されている。各回転軸受６３としては、外周面に周溝６７ａが形成された内側環状体６７と、周溝６７ａに配置された複数の転動体６４と、各転動体６４を内周側及び外周側に部分的に突き出させた状態で回転可能に保持している環状保持器６５と、環状保持器６５の外周側に突き出された各転動体部分を収容する周溝６６ａを内周面に備える外側環状体６６とを備える公知の回転軸受が用いられている。
【００４９】
送りねじ１３のナット１２は、支柱５９に固定された回転駆動装置５５の回転軸５５ａにベルト５７を介して接続されている。回転駆動装置５５を作動させ、回転軸５５ａにベルト５７を介して接続されたナット１２を回転させると、ナット１２に嵌め合わされたねじ軸１１を支持軸２１と共に上下に滑動（昇降）することができる。なお、ナット１２を回転させる駆動装置としては、公知の駆動装置、例えば、ナットと回転駆動装置の回転軸とを歯車を介して接続したものなどを用いることができる。
【００５０】
一方、直動軸受２３は、外筒２２の周囲に装着された二個の回転軸受３３、３３を介して筒状の容器５４に収容固定されている。この容器５４は、前記の支柱５９に固定されている。
【００５１】
直動軸受２３の外筒２２は、支柱５９に固定された回転駆動装置５６の回転軸５６ａにベルト５８を介して接続されている。回転駆動装置５６を作動させ、回転軸５６ａにベルト５８を介して接続された外筒２２を回転させると、外筒２２を外筒２２に非回転に収容支持された支持軸２１と共に、すなわち直動軸受２３の全体を支持軸２１と共に円滑に回転することができる。この際に、送りねじ１３のナット１２は、ねじ軸１１が支持軸２１と共に回転することで生じる上下方向への移動を防止するため、回転駆動装置５５を用いてねじ軸１１との相対位置が変動しないように回転駆動される。なお、外筒２２を回転させる駆動装置としては、上記ナットを回転させる駆動装置の場合と同様に公知の駆動装置を用いることができる。
【００５２】
前記のように、本発明の回転軸受付き直動案内装置１０を用いると、直動軸受２３の中心軸と、各回転軸受３３の中心軸とが正確に一致しているため、支持軸２１の高精度での回転が安定に実現される。
【００５３】
更に、本発明の回転軸受付き直動案内装置１０では、直動軸受２３によって支持される支持軸２１が、送りねじ１３のねじ軸１１の延長部として一体に形成されている。前記の特許文献１の回転軸受付き直動案内装置では、支持軸（軸体）を回転させるために、軸体の端部に回転駆動装置（モータ）の回転軸が接続される。このような回転軸受付き直動案内装置を用いると、これを電子部品装着装置等の機械装置に組み込む際に、直動案内装置の支持軸（軸体）を回転駆動装置の回転軸に両者の中心軸が正確に一致するように固定しないと、支持軸が偏心して回転するため、支持軸を安定した高い精度で回転させることが難しい。本発明の回転軸受付き直動案内装置１０を用いると、上記のような接続は不要であるため、支持軸２１を安定した高い精度で回転させることが可能になる。
【００５４】
図７は、本発明の回転軸受付き直動案内装置の別の構成例を示す一部切り欠き正面図である。図８は、図７の直動軸受８３の近傍の部位の拡大図である。そして図９は、図８に記入した切断線IX−IX線に沿って切断した直動軸受８３の断面図である。
【００５５】
図７〜図９に示す回転軸受付き直動案内装置７０の構成は、送りねじ７３のナット７２の周囲に、図６に示す回転軸受３３と同様の構成を有する二個の回転軸受９３、９３が備えられていること、そして使用する直動軸受８３の構成が異なること以外は図６の回転軸受付き直動案内装置１０と同様である。
【００５６】
回転軸受付き直動案内装置７０では、送りねじ７３のナット７２の周囲に二個の回転軸受９３、９３が装着され、そして各回転軸受９３が、ナット７２の外周面に形成された周溝７２ａと、周溝７２ａに配置された複数の転動体９４と、各転動体９４を内周側及び外周側に部分的に突き出させた状態で回転可能に保持している環状保持器９５と、環状保持器９５の外周側に突き出された各転動体部分を収容する周溝９６ａを内周面に備える環状体９６とから構成されている。
【００５７】
回転軸受付き直動案内装置７０では、回転軸受９３の複数の転動体９４の軌道として、送りねじ７３のナット７２の外周面に形成された周溝７２ａを利用している。このような周溝７２ａは、図６に示す直動軸受２３の外筒２２の周溝２２ａと同様に、例えば、旋盤や円筒研削盤などを用いた機械加工により、周溝７２ａの中心軸（すなわち回転軸受９３の中心軸）と、ナット７２の中心軸（すなわち送りねじ７３及び支持軸２１の中心軸）とを正確に一致させた状態で形成することが容易である。そして、このナット７２の外周面の周溝７２ａに複数の転動体９４を配置して回転軸受９３を組み立てることにより、回転軸受９３の中心軸を送りねじ７３及び支持軸２１の中心軸と容易に一致させることができる。このため、本発明の回転軸受付き直動案内装置７０は、組み立ての精度を考慮することなく、支持軸２１の高精度での滑動を安定に実現することができる。なお、回転軸受９３の中心軸と送りねじ７３の中心軸とが正確に一致していないと、ナット７２が偏心して回転するため、支持軸２１の直進性が低下する。
【００５８】
図１に示す直動軸受２３の場合と同様の理由により、図７に示す送りねじ７３のナット７２の外周面の直径はナット７２の長さ方向に一定であることが好ましい。また、回転軸受９３の環状体９６の内周面の直径（図７：Ｄ3）とナット７２の外周面の直径（図７：Ｄ4）との差が、転動体９４の直径の１．２〜１．９５倍の範囲内の長さにあることが好ましい。環状保持器９５の好ましい態様は、図４及び図５に示す環状保持器３５の場合と同様である。
【００５９】
直動軸受８３の構成は、外筒８２と支持軸２１との間に介在させた複数の転動体２４を各転動体２４が内周側及び外周側の各々に部分的に突き出された状態で回転可能に保持する筒状保持器８５が備えられ、そして前記外筒８２の内周面上に、筒状保持器８５の外周側に突き出された各転動体部分を収容する、外筒８２の長さ方向に沿って形成された複数本の溝８２ａが備えられていること以外は図２に示す直動軸受２３と同様である。
【００６０】
直動軸受８３では、筒状保持器８５の内周面側に突き出された各転動体２４が支持軸２１の各溝２１ａと係合し、そして筒状保持器８５の外周面側に突き出された各転動体２４が外筒８２の溝８２ａと係合している。このため、直動軸受８３の外筒８２の内部には、支持軸２１が周方向には非回転の状態で、長さ方向には滑動可能な状態で収容支持される。
【符号の説明】
【００６１】
１０ 回転軸受付き直動案内装置
１１ ねじ軸
１２ ナット
１２ａ 周溝
１３ 送りねじ
１８ 透孔
２１ 支持軸
２１ａ 溝
２２ 外筒
２２ａ 周溝
２２ｂ 環状溝
２３ 直動軸受
２４ 転動体
２５ 筒状保持器
２６ 転動体循環路
２６ａ 転動体突き出し溝
２６ｂ 連結溝
２７ 開口部
２８ 止め輪
２９ 直動案内装置
３３ 回転軸受
３４ 転動体
３５ 環状保持器
３５ａ 透孔
３５ｂ 周壁
３５ｃ スリット
３５ｄ 環状の突出部
３６ 環状体
３６ａ 周溝
４３ 回転軸受
４４ 転動体
４５ 環状保持器
４６ 環状体
４６ａ 周溝
５１ 排気管
５２ 接続部材
５２ａ 気体通路
５３、５４ 容器
５５、５６ 回転駆動装置
５５ａ、５６ａ 回転軸
５７、５８ ベルト
５９ 支柱
６３ 回転軸受
６４ 転動体
６５ 環状保持器
６６ 外側環状体
６６ａ 周溝
６７ 内側環状体
６７ａ 周溝
７０ 回転軸受付き直動案内装置
７２ ナット
７２ａ 周溝
７３ 送りねじ
８２ 外筒
８２ａ 溝
８３ 直動軸受
８５ 筒状保持器
９３ 回転軸受
９４ 転動体
９５ 環状保持器
９６ 環状体
９６ａ 周溝
Ｄ1 環状体３６の内周面の直径
Ｄ2 外筒２２の外周面の直径
Ｄ3 環状体９６の内周面の直径
Ｄ4 ナット７２の外周面の直径
Ｗ1 スリット３５ｃの幅
Ｗ2 スリット３５ｃの透孔３５ａの側とは逆側の端部の幅
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転軸受を備える直動案内装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電子部品をプリント配線板の表面に装着する際には、下端に電子部品の吸着ノズルを持つ軸体を長さ方向に移動（昇降）させ、そして電子部品が所定の角度で配置されるように軸体を回転させる機能を持つ電子部品装着装置が用いられている。このように、軸体を昇降及び／又は回転させるため、回転軸受を備えた直動案内装置が用いられている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、外筒（スプラインナット）の内部に軸体（スプライン軸）を非回転にて滑動（長さ方向に移動）可能に収容してなる直動軸受、前記の外筒の周囲に固定された筒体、そして筒体の周囲に配設された回転軸受（アンギュラ球軸受）からなる回転軸受付き直動案内装置が開示されている。
【０００４】
同文献の回転軸受付き直動案内装置の軸体の下端には、吸着ノズルを持つロータが接続され、そして上端には回転駆動装置（モータ）が接続されている。そして前記回転モータを駆動することにより、軸体が吸着ノズルと共に回転する。その一方で、この直動案内装置の筒体には上記回転軸受を介して直動駆動用のシャフトモータが接続されている。そして前記シャフトモータを駆動することにより、前記筒体が吸着ノズルと共に昇降する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−３０５８８７号公報（第３図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の回転軸受付き直動案内装置は、組み立ての際に直動軸受と回転軸受とを両者の中心軸が正確に一致するように固定しないと、軸体が偏心した状態にて回転する。また、同文献の回転軸受付き直動案内装置は、使用の際に直動案内装置の軸体を回転駆動装置の回転軸に両者の中心軸が正確に一致するように固定しないと、軸体が偏心した状態にて回転する。すなわち、この回転軸受付き直動案内装置は、組み立ての精度、あるいは回転駆動装置への取り付けの精度の影響を受けて、軸体の回転精度が変動し易い。
【０００７】
本発明の課題は、組み立ての精度、そしてあるいは回転駆動装置への取り付けの精度を考慮することなく、軸体の高精度での滑動及び／又は回転を安定に実現することができる回転軸受付き直動案内装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、ねじ軸及びその周囲に嵌め合わされたナットからなる送りねじと、前記ねじ軸の一方の端部の延長部として形成されている、外周面上に長さ方向に沿って形成された複数本の溝を持つ支持軸と、この支持軸をその各溝に係合する複数の転動体を介して非回転にて滑動可能に収容支持している外筒を持つ直動軸受とを備える直動案内装置、および上記外筒の周囲に装着された二以上の回転軸受からなり、上記の各回転軸受が、上記外筒の外周面に形成された周溝と、この周溝に配置された複数の転動体と、各転動体を内周側及び外周側に部分的に突き出させた状態で回転可能に保持している環状保持器と、環状保持器の外周側に突き出された各転動体部分を収容する周溝を内周面に備える環状体とから構成されている回転軸受付き直動案内装置にある。
【０００９】
本発明の回転軸受付き直動案内装置の好ましい態様は、次の通りである。
（１）外筒の外周面の直径が外筒の長さ方向に一定である。
（２）外筒の周囲に装着された各回転軸受の環状体の内周面の直径と外筒の外周面の直径との差が、転動体の直径の１．２〜１．９５倍の範囲内の長さにある。
（３）外筒の周囲に装着された各回転軸受の環状保持器が、上記各転動体を保持する複数の透孔が形成された上記外筒と同軸に配置された周壁を備えていて、一方の回転軸受の環状保持器の周壁には、その各透孔から他方の回転軸受の側の端面に到達する複数のスリットが形成されていて、前記他方の回転軸受の環状保持器の周壁には、その各透孔から前記一方の回転軸受の側の端面に到達する複数のスリットが形成されていて、そして各環状保持器の各スリットの幅が転動体の直径の０．７〜０．９５倍の範囲内の長さにある。
【００１０】
（４）送りねじのナットの周囲に二以上の回転軸受が装着され、そして前記の各回転軸受が、前記ナットの外周面に形成された周溝と、この周溝に配置された複数の転動体と、各転動体を内周側及び外周側に部分的に突き出させた状態で回転可能に保持している環状保持器と、環状保持器の外周側に突き出された各転動体部分を収容する周溝を内周面に備える環状体とから構成されている。更に好ましくは、ナットの外周面の直径が該ナットの長さ方向に一定である。
（５）ナットの周囲に装着された各回転軸受の環状体の内周面の直径とナットの外周面の直径との差が、転動体の直径の１．２〜１．９５倍の範囲内の長さにある。
（６）ナットの周囲に装着された各回転軸受の環状保持器が、上記各転動体を保持する複数の透孔が形成された上記ナットと同軸に配置された周壁を備えていて、一方の回転軸受の環状保持器の周壁には、その各透孔から他方の回転軸受の側の端面に到達する複数のスリットが形成されていて、前記他方の回転軸受の環状保持器の周壁には、その各透孔から前記一方の回転軸受の側の端面に到達する複数のスリットが形成されていて、そして各環状保持器の各スリットの幅が転動体の直径の０．７〜０．９５倍の範囲内の長さにある。
【００１１】
（７）ねじ軸及び支持軸の中心軸上に透孔が形成されている。
（８）外筒の内側に、この外筒と支持軸との間に介在させた複数の転動体を各転動体が内周側に突き出された状態で回転可能に保持し、そして前記複数の転動体を含む転動体群を外筒と支持軸との間で循環させる転動体循環路を持つ筒状保持器が固定されている。
（９）外筒と支持軸との間に介在させた複数の転動体を各転動体が内周側及び外周側の各々に部分的に突き出された状態で回転可能に保持する筒状保持器が備えられ、そして前記外筒の内周面上に、前記の筒状保持器の外周側に突き出された各転動体部分を収容する、外筒の長さ方向に沿って形成された複数本の溝が備えられている。
【００１２】
なお、本明細書で云う前記「外筒の外周面の直径が外筒の長さ方向に一定である」とは、例えば、安全性の確保のために行なわれる外筒の端部の面取りにより生じる外筒の外周面の直径の変動、外筒を製造する際の機械加工により必然的に生じる微細な凹凸に基づく外筒の外周面の直径の変動、外筒の通常の製造誤差（外筒の外周面の直径の±１％以下）に基づく外筒の外周面の直径の変動、あるいは回転軸受付き直動案内装置の機能とは無関係に外筒の外周面に形成した凹凸に基づく外筒の外周面の直径の変動を排除することを意味するものではない。
【００１３】
同様に前記「ナットの外周面の直径がナットの長さ方向に一定である」とは、例えば、安全性の確保のために行なわれるナットの端部の面取りにより生じるナットの外周面の直径の変動、ナットを製造する際の機械加工により必然的に生じる微細な凹凸に基づくナットの外周面の直径の変動、ナットの通常の製造誤差（ナットの外周面の直径の±１％以下）に基づくナットの外周面の直径の変動、あるいは回転軸受付き直動案内装置の機能とは無関係にナットの外周面に形成した凹凸に基づくナットの外周面の直径の変動を排除することを意味するものではない。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の回転軸受付き直動案内装置は、組み立ての精度、そして回転駆動装置への取り付けの精度を考慮することなく、軸体（後述の支持軸）の高精度での滑動及び／又は回転を安定に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の回転軸受付き直動案内装置の構成例を示す一部切り欠き正面図である。
【図２】図１の直動軸受２３の近傍の部位の拡大図である。
【図３】図２に記入した切断線III−III線に沿って切断した直動軸受２３の断面図である。
【図４】図２の環状保持器３５の平面図である。
【図５】図４に記入した切断線Ｖ−Ｖ線に沿って切断した環状保持器３５の断面図である。
【図６】図１の回転軸受付き直動案内装置１０の使用の態様を示す図である。
【図７】本発明の回転軸受付き直動案内装置の別の構成例とその使用の態様とを示す一部切り欠き正面図である。
【図８】図７の直動軸受８３の近傍の部位の拡大図である。
【図９】図８に記入した切断線IX−IX線に沿って切断した直動軸受８３の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の回転軸受付き直動案内装置を添付の図面を用いて説明する。
【００１７】
図１は、本発明の回転軸受付き直動案内装置の構成例を示す一部切り欠き正面図である。但し、回転軸受３３の転動体３４が外筒２２の周溝２２ａに配置されていることの理解を容易とするため、外筒２２の左右の各々に転動体３４を記入してある（以下の図に示す回転軸受も同様である）。回転軸受３３では、各転動体は図４の環状保持器３５の各透孔３５ａに保持されるため、実際には外筒２２の左右の各々に転動体３４が同時に配置されることはない。なお、直径方向に互いに対向する透孔を持つ環状保持器を用いれば、外筒の左右の各々に転動体が同時に配置される。
【００１８】
図２は、図１の直動軸受２３の近傍の部位の拡大図である。但し、転動体循環路２６の図の上下の各端部近傍の位置に配置される転動体は記入していない。図３は、図２に記入した切断線III−III線に沿って切断した直動軸受２３の断面図である。図４は、図２の環状保持器３５の平面図である。そして図５は、図４に記入した切断線Ｖ−Ｖ線に沿って切断した環状保持器３５の断面図である。
【００１９】
図１〜図５に示す回転軸受付き直動案内装置１０は、ねじ軸１１及びその周囲に嵌め合わされたナット１２からなる送りねじ１３と、ねじ軸１１の一方の端部の延長部として形成されている、外周面上に長さ方向に沿って形成された複数本の溝２１ａを持つ支持軸２１と、支持軸２１をその各溝２１ａに係合する複数の転動体２４を介して非回転にて滑動可能に収容支持している外筒２２を持つ直動軸受２３とを備える直動案内装置２９、および外筒２２の周囲に装着された二個の回転軸受３３、３３などから構成されている。そして、この回転軸受付き直動案内装置１０は、上記の各回転軸受３３が、外筒２２の外周面に形成された周溝２２ａと、周溝２２ａに配置された複数の転動体３４と、各転動体３４を内周側及び外周側に部分的に突き出させた状態で回転可能に保持している環状保持器３５と、環状保持器３５の外周側に突き出された各転動体部分を収容する周溝３６ａを内周面に備える環状体３６とから構成されていることに主な特徴がある。
【００２０】
送りねじ１３としては、公知のもの、例えば、ねじ軸１１の周囲に、ねじ軸１１のねじ溝に収容された複数の転動体を介してナットが嵌め合わされた構成のボールねじが用いられている。
【００２１】
この送りねじ１３のねじ軸１１の一方の端部の延長部として、複数本の溝２１ａを持つ支持軸２１が形成されている。支持軸２１と上記のねじ軸１１とは、例えば、鋼に代表される金属材料から形成される。
【００２２】
支持軸２１は、各溝２１ａに係合する複数の転動体２４を介して、直動軸受２３の外筒２２の内部に非回転にて滑動可能に収容支持されている。
【００２３】
外筒２２の外周面の直径は外筒２２の長さ方向に一定であることが好ましい。これにより周溝２２ａを備える外筒２２の製造が極めて容易になる。転動体２４としては、球体が用いられている。球体に代えてころ（ローラ）を用いてもよい。外筒２２及び各転動体２４は、例えば、鋼に代表される金属材料から形成される。
【００２４】
直動軸受２３の外筒２２の内側には、外筒２２と支持軸２１との間に介在させた複数の転動体２４を各転動体２４が内周側に突き出された状態で回転可能に保持し、そして前記複数の転動体２４を含む転動体群を外筒２２と支持軸２１との間で循環させる転動体循環路２６を持つ筒状保持器２５が固定されていることが好ましい。
【００２５】
筒状保持器２５は、前記の複数の転動体２４を含む転動体群を外筒２２と支持軸２１との間で循環させる複数（例えば、四個）の転動体循環路２６を備えている。各転動体循環路２６は、各々筒状保持器２５の外周面に形成されている、転動体２４の一部分を内周側に突き出させる細長い開口部２７を備える転動体突き出し溝２６ａと、転動体突き出し溝２６ａの両端を結ぶ連結溝２６ｂとから構成されている。
【００２６】
筒状保持器２５は、例えば、金属材料や樹脂材料から形成される。金属材料としては、機械加工が容易な金属材料、例えば、真鍮やステンレス鋼を用いることが好ましい。樹脂材料としては、機械的強度の大きな樹脂材料、例えば、ポリアセタール樹脂、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）樹脂、あるいはポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂を用いることが好ましい。
【００２７】
直動軸受２３では、外筒２２の内側に固定された筒状保持器２５の開口部２７から突き出された各転動体２４が、支持軸２１の各溝２１ａと係合している。このため、直動軸受２３の外筒２２の内部には、上記支持軸２１が周方向には非回転の状態で、長さ方向には滑動可能な状態で収容支持される。
【００２８】
直動軸受２３としては、このように支持軸の溝と転動体との係合により前記支持軸を非回転にて滑動可能に収容支持する外筒を持つ公知の直動軸受を用いることができる。
【００２９】
筒状保持器２５の軸方向の両外側には、外筒２２の内周面に形成された環状溝２２ｂに嵌め合わされた止め輪（スナップリング）２８、２８が備えられている。止め輪２８は、例えば、金属材料や樹脂材料などの弾性を示す材料から形成されており、周方向の一部分が切り欠かれたＣ字状の形状を有している。止め輪２８は、外周縁部に力を加えて外径が小さくなるように弾性変形させた状態にて、外筒２２の端部の開口から内部に挿入される。この止め輪２８は、外筒２２の環状溝２２ｂに到達すると元の形状に復帰して、環状溝２２ｂの内部に収容配置される。止め輪２８、２８により、筒状保持器２５の軸方向への移動が防止される。筒状保持器を、例えば、外筒の内周面に接着するなどして、その軸方向への移動を防止することもできる。
【００３０】
前記のように、直動軸受２３の外筒２２の周囲には、二個の回転軸受３３、３３が装着されている。各回転軸受は、外筒２２の外周面に形成された周溝２２ａと、周溝２２ａに配置された複数の転動体３４と、各転動体３４を内周側及び外周側に部分的に突き出させた状態で回転可能に保持している環状保持器３５と、環状保持器３５の外周側に突き出された各転動体部分を収容する周溝３６ａを内周面に備える環状体３６とから構成されている。
【００３１】
環状体３６及び転動体３４は、例えば、鋼に代表される金属材料から形成される。環状保持器３５は、筒状保持器２５の場合と同様に金属材料や樹脂材料から形成される。転動体３４としては、球体が用いられている。球体に代えてころ（ローラ）を用いてもよい。
【００３２】
環状保持器３５により、互いに隣接する転動体３４、３４の接触（衝突）が防止される。従って、転動体３４の摩耗が抑制され、直動軸受２３の外筒２２が複数の転動体３４を介して環状体３６に緊密に支持されるため、この外筒２２に収容された支持軸２１の高精度での回転移動が実現される。更には、環状体３６と外筒２２との軸方向への相対的な微動の発生が抑制されるため、この外筒２２に収容された支持軸２１の高精度での直線移動が実現される。
【００３３】
これらの回転軸受３３、３３に支持された直動軸受２３を周方向に回転させると、各回転軸受３３の複数の転動体３４が外筒２２の周溝２２ａに沿って転動する。このため、直動軸受２３は、回転軸受３３、３３に支持された状態で、その周方向に円滑に回転することができる。
【００３４】
このように、本発明の回転軸受付き直動案内装置１０では、回転軸受３３の複数の転動体３４の軌道として、直動軸受２３の外筒２２の外周面に形成された周溝２２ａを利用している。このような周溝２２ａは、例えば、旋盤や円筒研削盤などを用いた機械加工により、周溝２２ａの中心軸（すなわち回転軸受３３の中心軸）と、外筒２２の中心軸（すなわち直動軸受２３の中心軸）とを正確に一致させた状態で形成することが容易である。そして、この外筒２２の外周面の周溝２２ａに複数の転動体３４を配置して回転軸受３３を組み立てることにより、回転軸受３３の中心軸を直動軸受２３の中心軸と容易に一致させることができる。このため、本発明の回転軸受付き直動案内装置１０は、組み立ての精度を考慮することなく、支持軸２１の高精度での回転を安定に実現することができる。
【００３５】
直動軸受２３の外筒２２の周囲に装着する回転軸受の数は、二個以上である限り特に制限はないが、組み立てが容易であることから二〜四個の範囲内にあることが好ましく、二個であることが特に好ましい。
【００３６】
各回転軸受３３の環状保持器３５は、各転動体３４を保持する複数の透孔３５ａが形成された上記外筒２２と同軸に配置された周壁３５ｂを備えていて、一方（図２にて上側）の回転軸受３３の環状保持器３５の周壁３５ｂには、その各透孔３５ａから他方（図２にて下側）の回転軸受３３の側の端面に到達する複数のスリット３５ｃが形成されていて、前記他方（下側）の回転軸受３３の環状保持器３５の周壁３５ｂには、その各透孔３５ａから前記一方（上側）の回転軸受３３の側の端面に到達する複数のスリット３５ｃが形成されていて、そして各環状保持器３５の各スリット３５ｃの幅（Ｗ1）が転動体３４の直径の０．７〜０．９５倍の範囲内の長さにあることが好ましい。なお、転動体として、ころ（ローラー）を用いる場合、前記の「転動体の直径」とは、ころの中心軸に垂直な断面における直径（但し、ころの直径が軸方向に変動する場合には最大の直径）を意味する。
【００３７】
環状保持器３５は、環状体３６の周溝３６ａと外筒２２の周溝２２ａとの間に複数の転動体３４を配置したのち、環状体３６の一方の端部の側から環状体３６と外筒２２との間に挿入される。環状保持器３５を環状体３６と外筒２２との間に挿入する際に、各々の転動体３４がスリット３５ｃを通って透孔３５ａの内部に収容される。
【００３８】
図４及び図５に示すように、環状保持器３５の各スリット３５ｃの透孔３５ａの側とは逆側の端部の幅（Ｗ2）は、前記の幅（Ｗ1）よりも拡大されていることが好ましい。これにより、前記端部から転動体３４がスリット３５ｃに進入し易くなるため、環状保持器３５の透孔３５ａの内部に転動体３４を収容することが更に容易になる。スリット３５ｃの透孔３５ａの側とは逆側の端部の幅（Ｗ2）は、前記の幅（Ｗ1）の１．０５〜２倍（特に、１．０５〜１．５倍）の範囲内にあることが好ましい。
【００３９】
環状保持器３５の周壁３５ｂのスリット３５ｃが形成されている側とは逆側の端部には、この端部周縁から内周側に延びる環状の突出部３５ｄが備えられていることが好ましい。これにより、環状保持器３５の機械的強度が大きくなる。
【００４０】
環状体３６の内周面の直径（図２：Ｄ1）と外筒２２の外周面の直径（図２：Ｄ2）との差は、転動体３４の直径の１．２〜１．９５倍の範囲内の長さにあることが好ましい。これにより、環状体３６を外筒２２の径方向に移動させることによって、環状体３６と外筒２２との間に大きな隙間が形成される。この隙間から、上記複数の転動体３４を環状体３６と外筒２２の周溝２２ａとの間に容易に挿入することが可能になる。
【００４１】
環状体３６の内周面の直径と外筒２２の外周面の直径との差が転動体３４の直径の１．２倍以上の長さであると、上記隙間が大きくなるため転動体３４の挿入が容易である。その一方で、環状体３６の内周面の直径と外筒２２の外周面の直径との差が転動体３４の直径の１．９５倍以下であると、環状体３６及び外筒２２の各周溝２２ａの深さを十分に大きくすることができるため、各周溝２２ａの間からの転動体３４の脱落の発生が抑制される。
【００４２】
環状体３６の内周面の直径と外筒２２の外周面の直径との差は、転動体３４の直径の１．３〜１．８倍の範囲内の長さにあることが好ましく、１．３〜１．７倍の範囲内にあることが更に好ましく、１．３〜１．６倍の範囲内にあることが特に好ましい。
【００４３】
なお、回転軸受付き直動案内装置１０の径方向のサイズの小型化を実現する場合、回転軸受３３の外径、従って環状体３６の径方向のサイズ、転動体３４の直径、そして環状保持器３５の径方向のサイズを小さくすることが必要である。回転軸受３３の外径を小さくすると、環状体３６と外筒２２との間隔が小さくなり、従って環状保持器３５の厚みも小さくなる。このため、環状保持器３５の機械的強度が低下する。
【００４４】
この環状保持器３５の機械的強度の低下を抑制するため、外筒２２の外周面の直径を、外筒２２の各端部からこの端部に隣接して配置された周溝２２ａまでの領域において一定とすることが好ましく、前記のように外筒２２の外周面の直径を外筒２２の長さ方向の全長において一定とすることが特に好ましい。
【００４５】
これにより環状保持器３５の内径を環状保持器３５が外筒２２の外周面に接触しない範囲にて小さくした場合であっても、すなわち環状保持器３５の厚みを大きくしてその機械的強度を増大させた場合であっても、この環状保持器３５を外筒２２の端部の周囲に配置して、これを外筒２２の長さ方向に沿って移動させて環状体３６と外筒２２の周溝２２ａとの間に挿入することが可能になる。
【００４６】
次に、回転軸受付き直動案内装置１０の動作について、添付の図６を参照しながら説明する。
【００４７】
本発明の回転軸受付き直動案内装置１０は、例えば、電子部品装着装置に用いられる。電子部品を支持軸２１の下端部にて吸着するため、ねじ軸１１及び支持軸２１の中心軸上には透孔１８が形成されている。一方、ねじ軸１１の上端部には、排気管５１を前記透孔１８に接続する接続部材５２が固定されている。排気管５１及び接続部材５２の気体通路５２ａを介して、透孔１８の内部をポンプなどで排気することにより、支持軸２１の下端部に電子部品を吸着させることができる。この支持軸２１の下端部には、電子部品の吸着に適したノズルを付設することもできる。なお、ノズルに排気管が接続され、ノズル単独で電子部品の吸着が可能である場合には、ねじ軸１１及び支持軸２１に透孔１８を設ける必要はない。
【００４８】
送りねじ１３は、ナット１２の周囲に装着された二個の回転軸受６３、６３を介して筒状の容器５３に収容固定されている。この容器５３は、電子部品装着装置が備える支柱５９に固定されている。各回転軸受６３としては、外周面に周溝６７ａが形成された内側環状体６７と、周溝６７ａに配置された複数の転動体６４と、各転動体６４を内周側及び外周側に部分的に突き出させた状態で回転可能に保持している環状保持器６５と、環状保持器６５の外周側に突き出された各転動体部分を収容する周溝６６ａを内周面に備える外側環状体６６とを備える公知の回転軸受が用いられている。
【００４９】
送りねじ１３のナット１２は、支柱５９に固定された回転駆動装置５５の回転軸５５ａにベルト５７を介して接続されている。回転駆動装置５５を作動させ、回転軸５５ａにベルト５７を介して接続されたナット１２を回転させると、ナット１２に嵌め合わされたねじ軸１１を支持軸２１と共に上下に滑動（昇降）することができる。なお、ナット１２を回転させる駆動装置としては、公知の駆動装置、例えば、ナットと回転駆動装置の回転軸とを歯車を介して接続したものなどを用いることができる。
【００５０】
一方、直動軸受２３は、外筒２２の周囲に装着された二個の回転軸受３３、３３を介して筒状の容器５４に収容固定されている。この容器５４は、前記の支柱５９に固定されている。
【００５１】
直動軸受２３の外筒２２は、支柱５９に固定された回転駆動装置５６の回転軸５６ａにベルト５８を介して接続されている。回転駆動装置５６を作動させ、回転軸５６ａにベルト５８を介して接続された外筒２２を回転させると、外筒２２を外筒２２に非回転に収容支持された支持軸２１と共に、すなわち直動軸受２３の全体を支持軸２１と共に円滑に回転することができる。この際に、送りねじ１３のナット１２は、ねじ軸１１が支持軸２１と共に回転することで生じる上下方向への移動を防止するため、回転駆動装置５５を用いてねじ軸１１との相対位置が変動しないように回転駆動される。なお、外筒２２を回転させる駆動装置としては、上記ナットを回転させる駆動装置の場合と同様に公知の駆動装置を用いることができる。
【００５２】
前記のように、本発明の回転軸受付き直動案内装置１０を用いると、直動軸受２３の中心軸と、各回転軸受３３の中心軸とが正確に一致しているため、支持軸２１の高精度での回転が安定に実現される。
【００５３】
更に、本発明の回転軸受付き直動案内装置１０では、直動軸受２３によって支持される支持軸２１が、送りねじ１３のねじ軸１１の延長部として一体に形成されている。前記の特許文献１の回転軸受付き直動案内装置では、支持軸（軸体）を回転させるために、軸体の端部に回転駆動装置（モータ）の回転軸が接続される。このような回転軸受付き直動案内装置を用いると、これを電子部品装着装置等の機械装置に組み込む際に、直動案内装置の支持軸（軸体）を回転駆動装置の回転軸に両者の中心軸が正確に一致するように固定しないと、支持軸が偏心して回転するため、支持軸を安定した高い精度で回転させることが難しい。本発明の回転軸受付き直動案内装置１０を用いると、上記のような接続は不要であるため、支持軸２１を安定した高い精度で回転させることが可能になる。
【００５４】
図７は、本発明の回転軸受付き直動案内装置の別の構成例を示す一部切り欠き正面図である。図８は、図７の直動軸受８３の近傍の部位の拡大図である。そして図９は、図８に記入した切断線IX−IX線に沿って切断した直動軸受８３の断面図である。
【００５５】
図７〜図９に示す回転軸受付き直動案内装置７０の構成は、送りねじ７３のナット７２の周囲に、図６に示す回転軸受３３と同様の構成を有する二個の回転軸受９３、９３が備えられていること、そして使用する直動軸受８３の構成が異なること以外は図６の回転軸受付き直動案内装置１０と同様である。
【００５６】
回転軸受付き直動案内装置７０では、送りねじ７３のナット７２の周囲に二個の回転軸受９３、９３が装着され、そして各回転軸受９３が、ナット７２の外周面に形成された周溝７２ａと、周溝７２ａに配置された複数の転動体９４と、各転動体９４を内周側及び外周側に部分的に突き出させた状態で回転可能に保持している環状保持器９５と、環状保持器９５の外周側に突き出された各転動体部分を収容する周溝９６ａを内周面に備える環状体９６とから構成されている。
【００５７】
回転軸受付き直動案内装置７０では、回転軸受９３の複数の転動体９４の軌道として、送りねじ７３のナット７２の外周面に形成された周溝７２ａを利用している。このような周溝７２ａは、図６に示す直動軸受２３の外筒２２の周溝２２ａと同様に、例えば、旋盤や円筒研削盤などを用いた機械加工により、周溝７２ａの中心軸（すなわち回転軸受９３の中心軸）と、ナット７２の中心軸（すなわち送りねじ７３及び支持軸２１の中心軸）とを正確に一致させた状態で形成することが容易である。そして、このナット７２の外周面の周溝７２ａに複数の転動体９４を配置して回転軸受９３を組み立てることにより、回転軸受９３の中心軸を送りねじ７３及び支持軸２１の中心軸と容易に一致させることができる。このため、本発明の回転軸受付き直動案内装置７０は、組み立ての精度を考慮することなく、支持軸２１の高精度での滑動を安定に実現することができる。なお、回転軸受９３の中心軸と送りねじ７３の中心軸とが正確に一致していないと、ナット７２が偏心して回転するため、支持軸２１の直進性が低下する。
【００５８】
図１に示す直動軸受２３の場合と同様の理由により、図７に示す送りねじ７３のナット７２の外周面の直径はナット７２の長さ方向に一定であることが好ましい。また、回転軸受９３の環状体９６の内周面の直径（図７：Ｄ3）とナット７２の外周面の直径（図７：Ｄ4）との差が、転動体９４の直径の１．２〜１．９５倍の範囲内の長さにあることが好ましい。環状保持器９５の好ましい態様は、図４及び図５に示す環状保持器３５の場合と同様である。
【００５９】
直動軸受８３の構成は、外筒８２と支持軸２１との間に介在させた複数の転動体２４を各転動体２４が内周側及び外周側の各々に部分的に突き出された状態で回転可能に保持する筒状保持器８５が備えられ、そして前記外筒８２の内周面上に、筒状保持器８５の外周側に突き出された各転動体部分を収容する、外筒８２の長さ方向に沿って形成された複数本の溝８２ａが備えられていること以外は図２に示す直動軸受２３と同様である。
【００６０】
直動軸受８３では、筒状保持器８５の内周面側に突き出された各転動体２４が支持軸２１の各溝２１ａと係合し、そして筒状保持器８５の外周面側に突き出された各転動体２４が外筒８２の溝８２ａと係合している。このため、直動軸受８３の外筒８２の内部には、支持軸２１が周方向には非回転の状態で、長さ方向には滑動可能な状態で収容支持される。
【符号の説明】
【００６１】
１０ 回転軸受付き直動案内装置
１１ ねじ軸
１２ ナット
１２ａ 周溝
１３ 送りねじ
１８ 透孔
２１ 支持軸
２１ａ 溝
２２ 外筒
２２ａ 周溝
２２ｂ 環状溝
２３ 直動軸受
２４ 転動体
２５ 筒状保持器
２６ 転動体循環路
２６ａ 転動体突き出し溝
２６ｂ 連結溝
２７ 開口部
２８ 止め輪
２９ 直動案内装置
３３ 回転軸受
３４ 転動体
３５ 環状保持器
３５ａ 透孔
３５ｂ 周壁
３５ｃ スリット
３５ｄ 環状の突出部
３６ 環状体
３６ａ 周溝
４３ 回転軸受
４４ 転動体
４５ 環状保持器
４６ 環状体
４６ａ 周溝
５１ 排気管
５２ 接続部材
５２ａ 気体通路
５３、５４ 容器
５５、５６ 回転駆動装置
５５ａ、５６ａ 回転軸
５７、５８ ベルト
５９ 支柱
６３ 回転軸受
６４ 転動体
６５ 環状保持器
６６ 外側環状体
６６ａ 周溝
６７ 内側環状体
６７ａ 周溝
７０ 回転軸受付き直動案内装置
７２ ナット
７２ａ 周溝
７３ 送りねじ
８２ 外筒
８２ａ 溝
８３ 直動軸受
８５ 筒状保持器
９３ 回転軸受
９４ 転動体
９５ 環状保持器
９６ 環状体
９６ａ 周溝
Ｄ1 環状体３６の内周面の直径
Ｄ2 外筒２２の外周面の直径
Ｄ3 環状体９６の内周面の直径
Ｄ4 ナット７２の外周面の直径
Ｗ1 スリット３５ｃの幅
Ｗ2 スリット３５ｃの透孔３５ａの側とは逆側の端部の幅
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ねじ軸及びその周囲に嵌め合わされたナットからなる送りねじと、前記ねじ軸の一方の端部の延長部として形成されている、外周面上に長さ方向に沿って形成された複数本の溝を持つ支持軸と、該支持軸をその各溝に係合する複数の転動体を介して非回転にて滑動可能に収容支持している外筒を持つ直動軸受とを備える直動案内装置、および上記外筒の周囲に装着された二以上の回転軸受からなり、
上記の各回転軸受が、上記外筒の外周面に形成された周溝と、該周溝に配置された複数の転動体と、各転動体を内周側及び外周側に部分的に突き出させた状態で回転可能に保持している環状保持器と、環状保持器の外周側に突き出された各転動体部分を収容する周溝を内周面に備える環状体とから構成されている回転軸受付き直動案内装置。
【請求項２】
外筒の外周面の直径が該外筒の長さ方向に一定である請求項１に記載の装置。
【請求項３】
外筒の周囲に装着された各回転軸受の環状体の内周面の直径と外筒の外周面の直径との差が、転動体の直径の１．２〜１．９５倍の範囲内の長さにある請求項１もしくは２に記載の装置。
【請求項４】
外筒の周囲に装着された各回転軸受の環状保持器が、上記各転動体を保持する複数の透孔が形成された上記外筒と同軸に配置された周壁を備えていて、一方の回転軸受の環状保持器の周壁には、その各透孔から他方の回転軸受の側の端面に到達する複数のスリットが形成されていて、前記他方の回転軸受の環状保持器の周壁には、その各透孔から前記一方の回転軸受の側の端面に到達する複数のスリットが形成されていて、そして各環状保持器の各スリットの幅が転動体の直径の０．７〜０．９５倍の範囲内の長さにある請求項１乃至３のうちのいずれかの項に記載の装置。
【請求項５】
送りねじのナットの周囲に二以上の回転軸受が装着され、そして前記の各回転軸受が、該ナットの外周面に形成された周溝と、該周溝に配置された複数の転動体と、各転動体を内周側及び外周側に部分的に突き出させた状態で回転可能に保持している環状保持器と、環状保持器の外周側に突き出された各転動体部分を収容する周溝を内周面に備える環状体とから構成されている請求項１乃至４のうちのいずれかの項に記載の装置。
【請求項６】
ナットの外周面の直径が該ナットの長さ方向に一定である請求項５に記載の装置。
【請求項７】
ナットの周囲に装着された各回転軸受の環状体の内周面の直径とナットの外周面の直径との差が、転動体の直径の１．２〜１．９５倍の範囲内の長さにある請求項５もしくは６に記載の装置。
【請求項８】
ナットの周囲に装着された各回転軸受の環状保持器が、上記各転動体を保持する複数の透孔が形成された上記ナットと同軸に配置された周壁を備えていて、一方の回転軸受の環状保持器の周壁には、その各透孔から他方の回転軸受の側の端面に到達する複数のスリットが形成されていて、前記他方の回転軸受の環状保持器の周壁には、その各透孔から前記一方の回転軸受の側の端面に到達する複数のスリットが形成されていて、そして各環状保持器の各スリットの幅が転動体の直径の０．７〜０．９５倍の範囲内の長さにある請求項５乃至７のうちのいずれかの項に記載の装置。
【請求項９】
ねじ軸及び支持軸の中心軸上に透孔が形成されている請求項１乃至８のうちの何れかの項に記載の装置。
【請求項１０】
外筒の内側に、該外筒と支持軸との間に介在させた複数の転動体を各転動体が内周側に突き出された状態で回転可能に保持し、そして前記複数の転動体を含む転動体群を外筒と支持軸との間で循環させる転動体循環路を持つ筒状保持器が固定されている請求項１乃至９のうちのいずれかの項に記載の装置。
【請求項１１】
外筒と支持軸との間に介在させた複数の転動体を各転動体が内周側及び外周側の各々に部分的に突き出された状態で回転可能に保持する筒状保持器が備えられ、そして前記外筒の内周面上に、前記の筒状保持器の外周側に突き出された各転動体部分を収容する、外筒の長さ方向に沿って形成された複数本の溝が備えられている請求項１乃至１０のうちのいずれかの項に記載の装置。
【請求項１】
ねじ軸及びその周囲に嵌め合わされたナットからなる送りねじと、前記ねじ軸の一方の端部の延長部として形成されている、外周面上に長さ方向に沿って形成された複数本の溝を持つ支持軸と、該支持軸をその各溝に係合する複数の転動体を介して非回転にて滑動可能に収容支持している外筒を持つ直動軸受とを備える直動案内装置、および上記外筒の周囲に装着された二以上の回転軸受からなり、
上記の各回転軸受が、上記外筒の外周面に形成された周溝と、該周溝に配置された複数の転動体と、各転動体を内周側及び外周側に部分的に突き出させた状態で回転可能に保持している環状保持器と、環状保持器の外周側に突き出された各転動体部分を収容する周溝を内周面に備える環状体とから構成されている回転軸受付き直動案内装置。
【請求項２】
外筒の外周面の直径が該外筒の長さ方向に一定である請求項１に記載の装置。
【請求項３】
外筒の周囲に装着された各回転軸受の環状体の内周面の直径と外筒の外周面の直径との差が、転動体の直径の１．２〜１．９５倍の範囲内の長さにある請求項１もしくは２に記載の装置。
【請求項４】
外筒の周囲に装着された各回転軸受の環状保持器が、上記各転動体を保持する複数の透孔が形成された上記外筒と同軸に配置された周壁を備えていて、一方の回転軸受の環状保持器の周壁には、その各透孔から他方の回転軸受の側の端面に到達する複数のスリットが形成されていて、前記他方の回転軸受の環状保持器の周壁には、その各透孔から前記一方の回転軸受の側の端面に到達する複数のスリットが形成されていて、そして各環状保持器の各スリットの幅が転動体の直径の０．７〜０．９５倍の範囲内の長さにある請求項１乃至３のうちのいずれかの項に記載の装置。
【請求項５】
送りねじのナットの周囲に二以上の回転軸受が装着され、そして前記の各回転軸受が、該ナットの外周面に形成された周溝と、該周溝に配置された複数の転動体と、各転動体を内周側及び外周側に部分的に突き出させた状態で回転可能に保持している環状保持器と、環状保持器の外周側に突き出された各転動体部分を収容する周溝を内周面に備える環状体とから構成されている請求項１乃至４のうちのいずれかの項に記載の装置。
【請求項６】
ナットの外周面の直径が該ナットの長さ方向に一定である請求項５に記載の装置。
【請求項７】
ナットの周囲に装着された各回転軸受の環状体の内周面の直径とナットの外周面の直径との差が、転動体の直径の１．２〜１．９５倍の範囲内の長さにある請求項５もしくは６に記載の装置。
【請求項８】
ナットの周囲に装着された各回転軸受の環状保持器が、上記各転動体を保持する複数の透孔が形成された上記ナットと同軸に配置された周壁を備えていて、一方の回転軸受の環状保持器の周壁には、その各透孔から他方の回転軸受の側の端面に到達する複数のスリットが形成されていて、前記他方の回転軸受の環状保持器の周壁には、その各透孔から前記一方の回転軸受の側の端面に到達する複数のスリットが形成されていて、そして各環状保持器の各スリットの幅が転動体の直径の０．７〜０．９５倍の範囲内の長さにある請求項５乃至７のうちのいずれかの項に記載の装置。
【請求項９】
ねじ軸及び支持軸の中心軸上に透孔が形成されている請求項１乃至８のうちの何れかの項に記載の装置。
【請求項１０】
外筒の内側に、該外筒と支持軸との間に介在させた複数の転動体を各転動体が内周側に突き出された状態で回転可能に保持し、そして前記複数の転動体を含む転動体群を外筒と支持軸との間で循環させる転動体循環路を持つ筒状保持器が固定されている請求項１乃至９のうちのいずれかの項に記載の装置。
【請求項１１】
外筒と支持軸との間に介在させた複数の転動体を各転動体が内周側及び外周側の各々に部分的に突き出された状態で回転可能に保持する筒状保持器が備えられ、そして前記外筒の内周面上に、前記の筒状保持器の外周側に突き出された各転動体部分を収容する、外筒の長さ方向に沿って形成された複数本の溝が備えられている請求項１乃至１０のうちのいずれかの項に記載の装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−１６９２５４（Ｐ２０１０−１６９２５４Ａ）
【公開日】平成２２年８月５日（２０１０．８．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２８４１２８（Ｐ２００９−２８４１２８）
【出願日】平成２１年１２月１５日（２００９．１２．１５）
【出願人】（３９４０００４９３）ヒーハイスト精工株式会社 (76)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月５日（２０１０．８．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月１５日（２００９．１２．１５）
【出願人】（３９４０００４９３）ヒーハイスト精工株式会社 (76)
【Ｆターム（参考）】
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