直動ガイド装置
【課題】 ピニオンの組み付け開始位置が機械的に正確にかつ簡単容易に規定されるように、リテーナの構造及びガイドポストのラックギヤを工夫すること。
【解決手段】 本直動ガイド装置は、ガイドポスト１１のラックギヤとスリーブ１２のラックギヤにリテーナ１３のピニオンギヤ１４を噛み合わせて、リテーナ１３の往復動をラック・ピニオン機構によって規制するようにした直動ガイド装置であって、上記ピニオンギヤ１４がリテーナ１３の窓孔１８に着脱自在に配置されており、上記ガイドポスト１１のラックギヤ１１ａの一端にギヤを刻設しないランド部２０が設けられ、このランド部２０がピニオンギヤ１４の組み付け開始位置Ａを規定するとともに、スリーブ１２の組み付け後のスリーブ１２とリテーナ１３の動作位置が設定される位置決め基準部材となる。
【解決手段】 本直動ガイド装置は、ガイドポスト１１のラックギヤとスリーブ１２のラックギヤにリテーナ１３のピニオンギヤ１４を噛み合わせて、リテーナ１３の往復動をラック・ピニオン機構によって規制するようにした直動ガイド装置であって、上記ピニオンギヤ１４がリテーナ１３の窓孔１８に着脱自在に配置されており、上記ガイドポスト１１のラックギヤ１１ａの一端にギヤを刻設しないランド部２０が設けられ、このランド部２０がピニオンギヤ１４の組み付け開始位置Ａを規定するとともに、スリーブ１２の組み付け後のスリーブ１２とリテーナ１３の動作位置が設定される位置決め基準部材となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はガイドポストによる直動ガイド装置に関するもので、具体的には多数のボール、ローラ等の転動体を保持するリテーナの位置決め機構に関するものであり、リテーナをラック・ピニオン機構によって規制してその位置が軸方向にずれるのを防止するものについて、ガイドポストへのリテーナ及びスリーブの組付けを容易にし、その組み付け位置を簡単容易にかつ正確に規定することができるものである。
【背景技術】
【０００２】
ガイドポストにリテーナとスリーブを摺動自在に嵌合させて、ガイドポストによって転動体を介してスリーブを高精度で案内する直動ガイド装置は従来周知である。このような直動ガイド装置では、往復動による慣性や重力、動作時のスリップ等のために転動体がガイドポスト、スリーブの転動面に対してマイクロスリップし、リテーナの長手方向位置がずれ、極端な場合は往復動の上死点、下死点でリテーナが飛び出し動作不能の状態になることもある。
上記のようなリテーナの位置ずれを防止するためにガイドポストにコイルバネを嵌めてこれでリテーナを支えさせるものもあり、さらに、ラック・ピニオン機構によってリテーナの往復動を機械的に規制するものがある（特開２０００−３４６０６４号公報：特許文献１)。
【０００３】
ラック・ピニオン機構によってリテーナを駆動する直動ガイド装置は、図１５に示すようなものであり、ガイドポスト４１のラックギヤ４１ａ、スリーブ４２のラックギヤ４２ａ、リテーナ４３のピニオンギヤ４４によってラック・ピニオン機構が構成されている。ラック・ピニオン機構が噛み合った状態でスリーブ４２がスライドすると、ラック・ピニオン機構の駆動力でリテーナ４３がスリーブ４２の往復動の１／２の速度で確実に往復駆動されるので、リテーナ４３の長手方向位置のずれが生じることはない。なお、図１５中、３０は、リテーナ４３に保持されてガイドポスト４１とスリーブ４２との間に配置されたボール等の転動体である。
【０００４】
ところで、上記従来技術（図１５）は、リテーナ４３の軸穴にピニオンギヤ４４の回転軸を挿入して回転自在に支持させており、また、ガイドポスト４１の外面のラックギヤ４１ａとスリーブ４２の内面のラックギヤ４２ａがそれぞれ全長にわたって設けられている。この直動ガイド装置は、ガイドポスト４１にリテーナ４３を嵌め、そのピニオンギヤ４４をガイドポスト４１のラックギヤ４１ａに噛み合わせて所定の組み付け開始位置Ａ位置まで移動させ、当該位置Ａに止めておいてスリーブ４２を嵌合させて、スリーブ４２のラックギヤ４２ａを上記ピニオンギヤ４４に噛み合わせ、スリーブ４２を組み付け位置Ｂまで移動させて組み立てが完了する。
【０００５】
他方、図１７に示すように、支持レール５１にスライド部材５２が水平方向にガイドされる直動ガイド装置であって、ラック・ピニオン機構によってリテーナ５３の往復動を規制するものにおいて、リテーナ５３に保持されたピニオンギヤ５４をリテーナ５３に対して着脱自在に装着できるようにし、リテ−ナ５３を支持レール５１の所定位置に組み付けた後、その位置でピニオンギヤ５４をリテーナ５４の長穴５３に挿入し、その軸５４ｂを上面に開口した凹部５３ｃに落とし込んで支持させて組み付けつつ支持レール５１のラックギヤ５１ａに噛み合わせ、その後、スライド部材５２を組み付けてそのラックギヤ５２ａをピニオンギヤ５４に噛み合わせるようにしたものがある（実開平７−４０９１号：特許文献２）。
【０００６】
この図１７に示す直動ガイド装置は、図１５に示すガイドポスト４１によるものとは違って、支持レール５１のラックギヤ５１ａの端部からピニオンギヤ５４を噛み合わせる必要はないから、任意の位置で支持レール５１のラックギヤ５１ａにピニオンギヤ５４を噛み合わせ、その位置でスライド部材５２のラックギヤ５２ａを支持レール５１に近づけてそのラックギヤ５２ａをピニオンギヤ５４に噛み合わせることができる（図１７）。そしてこの場合は、スライド部材５２の支持レール５１に対する組み付け位置を任意に選択できるので、直動ガイド装置の作動範囲を組み立て時に適宜選択することができる。
【０００７】
特許文献１のものは、円筒状のリテーナ４３の長穴にピニオンギヤ４４が挿入されてリテーナ４３に保持され、軸穴にピニオンギヤ４４の軸を挿入して回転自在に保持させているから、リテーナ４３が分割型にならざるを得ず、その構造が複雑になる。また、このものは、組み立てられた直動ガイド装置を不用意に縦にするとスリーブ４２がその重さで落下し（図１６）、ラックギヤ４１ａ，４２ａがピニオンギヤ４４から外れてしまうことがある。
他方、特許文献２のものは、リテーナ５３に長穴５３、軸受の凹部５３ｃを設け、当該凹部５３ｃにピニオンギヤ５４の軸５４ｂを落とし込むのであるから、リテーナ５３の構造が単純である（図１７（ｂ）（ｃ））。
【０００８】
ところで、リテーナをラック・ピニオン機構で駆動するガイドポストによる直動ガイド装置（特許文献１のもの）は、ピニオンギヤ４４がガイドポストのラックギヤ４１ａに噛み合わされた状態でスリーブ４３が嵌められ、このときピニオンギヤ４４にスリーブ４２のラックギヤ４２ａの外側端の歯から噛み合わされる。さらに、スリーブ４３のラックギヤ４２ａ端部の歯がピニオンギヤ４４に噛み合わされた状態でスリーブ４３が押し込まれる。このとき、スリーブ４２とともにその進行速度の１／２の速度でリテーナ４３がガイドポスト４１に対して前進し、リテーナ４３は、スリーブ４２に対して後退しつつスリーブ４２の中に嵌り込む。
【０００９】
このように組み立てられた位置でスリーブ４３が所定ストロークで往復作動する。スリーブ４２が所定の作動位置に前進したところでリテーナ４３がスリーブ４２に収まって組み立てが完了するには、ピニオンギヤ４４をガイドポスト４１に対して規定された所定の組み付け開始位置Ａ（図１５）においてスリーブ４２のラックギヤ４２ａをピニオンギヤ４４に噛み合わせることが必要であるが、ピニオンギヤ４４のガイドポスト４１に対する位置決めを正確かつ簡単容易に行うことが容易でない。
他方、ガイドポストによる直動ガイド装置においては、所定の直動精度を有し、摺動抵抗が小さく、耐久性が高いことが最も重要なことであり、極めて高精度の直動ガイド装置については、リテーナ及びスリーブがガイドポストに対して正確にかつ確実に所定の作動位置に組み付けられることが重要である。
したがって、上記問題は高精度の直動ガイド装置にとっては極めて重大な問題である。
【特許文献１】特開２０００−３４６０６４号公報
【特許文献２】実開平７−４０９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
この発明は、ガイドポストのラックギヤとスリーブのラックギヤにリテーナのピニオンギヤを噛み合わせて、リテーナの往復動をラック・ピニオン機構によって駆動するようにした直動ガイド装置について、
組み付け開始時のリテーナのガイドポストに対する位置、すなわち、ピニオンの組み付け開始位置が機械的に正確にかつ簡単容易に規定されるように、リテーナの構造及びガイドポストのラックギヤを工夫することをその課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するための手段は、ガイドポストに筒状のスリーブが挿通され、このガイドポストとスリーブとの間隙内に多数の転動体を保持した筒状のリテーナが配置されており、ガイドポストのラックギヤとスリーブのラックギヤにリテーナのピニオンギヤを噛み合わせて、リテーナの往復動をラック・ピニオン機構によって規制するようにした直動ガイド装置を前提として次の（イ）（ロ）によるものである。
（イ）上記ピニオンギヤがリテーナの窓孔に着脱自在に配置されており、
（ロ）上記ガイドポストのラックギヤの一端にギヤを刻設しないランド部が設けられ、このランド部がピニオンギヤの組み付け開始位置を規定するとともに、スリーブ組み付け後のスリーブとリテーナの動作位置が設定される位置決め基準部材となること。
【００１２】
〔作用〕
リテーナの窓孔をガイドポストのラックギヤに合致させた状態で、リテーナをガイドポストに嵌合させ、ピニオンギヤを上記窓孔に嵌めてガイドポストのラックギヤに噛み合わせるとともに、ラックギヤの端部のランド部に当接させる。この位置を組み付け開始位置にして、スリーブを嵌合させてスリーブのラックギヤを上記ピニオンギヤに噛み合わせ、スリーブを移動させると、スリーブ及びリテーナがガイドポストに対して所定の動作位置に組み付けられる。
【００１３】
上記ランド部をガイドポストの両端に設けることができ、この場合はその左右両端のいずれ側からも同様にしてリテーナ、スリーブを組み付けることができる。そして、この組み付け側と反対のランド部にピニオンギヤが当たると、これ以上にリテーナ及びスリーブが進むことが阻止される。従って、スリーブの組み付け側の反対側へは、リテーナ及びスリーブがガイドポストから外れることはない。
【００１４】
また、上記ガイドポストのラックギヤとランド部は、ガイドポストの外周面に軸方向の全長にわたって設けた軸方向溝内に、ラックギヤが刻設されたラック部とラックギヤが設けられていないランド部とが別部材又は同一部材に形成された帯板材を固定して構成することができる。上記スリーブのラックギヤは、スリーブの内周面に軸方向の全長にわたって設けた軸方向溝内に、ラックギヤが刻設された帯板材を固定して構成することができる。このように、ラックギヤやランド部を、ガイドポスト、スリーブと別体で構成することで、ラックギヤやランド部を形成する帯板材をプレスなどで簡単に作製することができ、しかも、この帯板材を予め用意しこれをガイドポスト、スリーブに固定させることで、ラックギヤやランド部を設けたガイドポスト、スリーブを簡易に且つ短期に製造することができる。また、ラック部とランド部とがそれぞれ別部材に形成された帯板材とすれば、ガイドポストにおけるラックギヤの長さやランド部の位置の設定が簡易に行える。一方、ラック部とランド部とが同一部材に形成された帯板材とすれば、ラック部とランド部のガイドポストへの組み付け構造を簡単に形成することができる。
【００１５】
また、上記ガイドポストのラックギヤとランド部は、ガイドポスト外周面に直接形成して構成することもできる。このように、ラックギヤやランド部を、ガイドポストに一体形成することで、これを別体とする場合に比して、ガイドポストには、ラックギヤやランド部を形成する帯板材を固定するための軸方向溝を形成しなくてもよいから、ガイドポストの剛性を強い状態のまま保持することができる。
【００１６】
また、リテーナに設けた上記窓孔には、ピニオンギヤの軸を配置する軸受が形成されており、この軸受は、ピニオンギヤの軸の外径よりも大きく形成されてピニオンギヤがリテーナの進み方向の前後に移動可能となる隙間（遊び）を設けるようにしてもよい。この場合、ガイドポストにスリーブを嵌めて組み付けるに際し、上記組み付け開始位置にて、スリーブのラックギヤがピニオンギヤに当接されると、ピニオンギヤがリテーナの進み方向の前後に移動してスリーブのラックギヤとの噛み合わせ位置が自動調整される。従って、ピニオンギヤがスリーブのラックギヤに滑らかに噛み合わされ、ガイドポストに対するスリーブの組み付けを円滑に行うことができる。
【００１７】
また、上記窓孔における軸受の入り口には、ピニオンギヤの軸をガイドする舌片がリテーナの進み方向の前後に対向して形成することができ、この場合、舌片によって軸受に配置されたピニオンギヤの軸が軸受の略中心位置に配置することができる。従って、ピニオンギヤの軸での摩擦が低減され、ピニオンギヤの回転を円滑にすることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、ガイドポストにおいてそのラックギヤの一端にギヤを刻設しないランド部を設けることで、組み付け開始時のリテーナ及びスリーブのガイドポストに対する組み付け開始位置が機械的に正確にかつ簡単容易に規定することができる。また同時に、組み付け後のリテーナ及びスリーブの動作位置も正確にかつ簡単容易に設定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
図１に示すように、実施の形態による直動ガイド装置は、ガイドポスト１１に筒状のスリーブ１２が挿通され、このガイドポスト１１とスリーブ１２との間隙内に多数の転動体（ローラ３１、ボール３２等）３０を保持した筒状のリテーナ１３が配置されたものである。ガイドポスト１１は、鋼、超硬合金、ステンレス等の金属製であり、中心孔を設けた中空軸で構成され、外周面が多角形形状（六角形形状）となっており、スリーブ１２は、鋼、超硬合金、ステンレス等の金属製であり、内周面がガイドポスト１１の外周面と相似な多角形形状（六角形形状）となっている。リテーナ１３は、合成樹脂製であり、ガイドポスト１１とスリーブ１２の間隙の形状・大きさに合わせた多角形（六角形）筒状に形成されている。このリテーナ１３には、転動体３０として、多数のローラ３１とボール３２とが回転自在に保持されている。すなわち、ローラ３１は、リテーナ１３の各平面部に配置され、ボール３２は、１箇所の角部を跨いだ２箇所の角部に配置されている。ローラ３１やボール３２は、各種金属、セラミック等からなる。そして、これらローラ３１及びボール３２は、ガイドポスト１１の外周面とスリーブ１２の内周面との間に転動自在に挟持されている。なお、ガイドポスト１１においてボール３２と対応する角部は、半円状の溝が形成されている。
【００２０】
また、図２も参照して、ガイドポスト１１には、その外周面に軸方向溝１５が対向して２つ設けられており、これらの軸方向溝１５は、ガイドポスト１１における転動体の転動部分の全長にわたって設けられている。この軸方向溝１５は、ガイドポスト１１の多角形断面の角部に設けられている。そして、各軸方向溝１５には、片面にラックギヤが刻設された帯板材からなるラック部材１１ａと、平坦面からなるランド部を有するランド部材２０とが嵌められて固定されている。ランド部材２０は、スリーブ１２及びリテーナ１３組み付けの位置決め基準部材であって、ラック部材１１ａの端部に当接されてガイドポスト１１の両端にそれぞれ設けられている。また、ランド部材２０は、帯板材で形成されるが、ラックギヤが設けられていないランド部を有する部材である。なお、このガイドポスト１１の両端のランド部材２０は、同じ長さに設定されている。
【００２１】
また、図２も参照して、スリーブ１２には、その内周面に軸方向溝１６が対向して２つ設けられており、これらの軸方向溝１６は、スリーブ１２の全長にわたって設けられている。この軸方向溝１６は、スリーブ１２の多角形断面の角部に設けられており、ガイドポスト１１の軸方向溝１６と対向されている。そして、各軸方向溝１６には、片面にラックギヤが刻設された帯板材からなるラック部材１２ａが全長にわたって嵌められて固定されている。
【００２２】
上記ガイドポスト１１のランド部材２０やラック部材１１ａ、上記スリーブ１２のラック部材１２ａは、鋼、ステンレス等の金属、セラミック、合成樹脂等の材質で形成することができる。そして、ラック部材１１ａ，１２ａのラックギヤは、プレス、成形、切削、放電加工等により形成することができるが、この歯型自体は、図３に示すように、完全なギヤに形成されてもよいし（図３（ａ））、平面に多数の溝を刻設しただけの不完全なギヤであってもよい（図３（ｂ））。
【００２３】
一方、図４も参照して、リテーナ１３には、多角形の周壁の角部において軸方向中央位置に対向して窓孔１８が２つ設けられている。これらの窓孔１８は、軸方向に延びた貫通孔１８ａと周方向に延びた凹部の軸受１８ｂとからなる十字状に形成されている。各窓孔１８には、ピニオンギヤ１４が配置されている。
【００２４】
上記ピニオンギヤ１４は、例えば、金属製の軸に樹脂製のギヤを設けたもの、そのすべてが樹脂、金属、セラミック等から形成したものを使用することができる。そして、図５に示すように、このピニオンギヤ１４における歯型は、インボリュート形（図５（ａ））、サイクロイド形（図５（ｂ））等の各種の形状が採用されるが、歯元強さを有し歯の欠けが少ないことから、歯元が分厚くなるサイクロイド曲線に近似した形状のものが好ましい。
【００２５】
そして、図６を参照して、窓孔１８の軸受１８ｂは、ピニオンギヤ１４の軸の外径よりも大きく形成されてピニオンギヤ１４がリテーナ１３の進み方向（軸線方向）の前後に移動可能となる遊び（隙間１９）が設けられている。また、この軸受１８ｂの入り口には、ピニオンギヤ１４の軸をガイドする舌片１８ｃが前後に対向して形成されている（図６（ａ））。これら舌片１８ｃによって軸受に配置されたピニオンギヤ１４の軸が軸受の略中心位置に配置される。従って、ピニオンギヤ１４の軸での摩擦が低減され、ピニオンギヤ１４の回転を円滑にすることができる。なお、ピニオンギヤ１４の軸を軸受１８ｂの略中心位置に配置させる手段としては、舌片１８ｃに代えて、例えば、図６（ｂ）に示すように、１対のコイルバネ１８ｄを軸受１８ｂに取り付けてピニオンギヤ１４の軸を挟持するもの等、その他種々の手段を用いてもよい。
【００２６】
また、リテーナ１３における軸受１８には上記隙間１９が設けられているので、ガイドポスト１１にスリーブ１２を嵌めて組み付けるに際し、組み付け開始位置にて、スリーブ１２のラック部材１２ａにおけるラックギヤがピニオンギヤ１４に当接されると、ピニオンギヤ１４がリテーナ１３の進み方向の前後に移動してスリーブ１２のラックギヤとの噛み合わせ位置が自動調整される。従って、ピニオンギヤ１４がスリーブ１２のラックギヤに滑らかに噛み合わされ、ガイドポスト１１に対するスリーブ１２の組み付けを円滑に行うことができる。
【００２７】
上記直動ガイド装置は、次の手順で組み立てられる。
まず、リテーナ１３の窓孔１８をガイドポスト１１のラック部材１１ａに合致させた状態でリテーナ１３をガイドポスト１１に嵌合させ、ピニオンギヤ１４を上記窓孔１８に嵌めてガイドポスト１１のラック部材１１ａのラックギヤに噛み合わせるとともにリテーナ１３を移動させてラック部材１１ａの端部のランド部材２０に当接させる。ピニオンギヤ１４がランド部材２０に当接したこの位置にリテーナ１３を止めておき、スリーブ１２のラック部材１２ａをガイドポスト１１のラック部材１１ａに合致させておいてスリーブ１２をガイドポスト１１に嵌める。
【００２８】
図７に示すように、リテーナ１３のピニオンギヤ１４がガイドポスト１１のランド部材２０の端部に達し、スリーブ１２の端部がこのピニオンギヤ１４に達した状態を、組み付け開始位置Ａとする。そして、この組み付け開始位置Ａからスリーブ１２を移動させてピニオンギヤ１４をスリーブ１２のラック部材１２ａのラックギヤにも噛み合わさせ、さらにスリーブ１２を移動させてガイドポスト１１に嵌め込む。すると、ピニオンギヤ１４が各ラック部材１１ａ，１２ａのラックギヤに噛み合ってラック・ピニオン機構が組み立てられ、同時に、リテーナ１３は、ガイドポスト１１に対してスリーブ１２の軸方向移動量の１／２だけ同方向に移動しつつスリーブ１２の中に嵌り込んで行く。これにより、スリーブ１２及びリテーナ１３は、ガイドポスト１１に対して所定の動作位置に自然と組み付けられる。すなわち、この動作位置の初期位置Ｂでは、リテーナ１３がスリーブ１２の略中央位置に到達した位置となる。従って、このようにして組み付けられた直動ガイド装置では、スリーブ１２の往復運動の間にリテーナ１３に保持する各転動体３０がガイドポスト１１の外周面とスリーブ１２の内周面との間に挟持されて転動可能な状態となっている。
このようにして、直動ガイド装置の組み立てが完了する。
【００２９】
なお、上記ガイドポスト１１の両端のランド部材２０の長さが同じであるので、ガイドポスト１１の両端を区別することなく上記手順で所定の動作位置にスリーブ１２を組み付けることができる。そして、両端のランド部材２０の長さを異ならしめることも可能であり、この場合は、ランド部材２０の長さによって組み付け開始位置Ａが異なり、組み付け後の動作位置が異なるので、両端のランド部材２０を選択して利用することができる。
【００３０】
以上のように、本実施の形態による直動ガイド装置によれば、ガイドポスト１１及びスリーブ１２にラックギヤを設け、リテーナ１３にピニオンギヤ１４を設けてこれらによってラック・ピニオン機構を構成し、このラック・ピニオン機構によって、リテーナ１３の往復運動を規制し、このことによって、リテーナ１３の位置ずれ、転動体３０の転動面（ガイドポスト１１の外周面及びスリーブ１２の内周面）に対する滑りを防止することができる。従って、スリーブ１２の相対的な往復運動の間は、常に、リテーナ１３に保持する各転動体３０がガイドポスト１１の外周面とスリーブ１２の内周面とによって挟持されて転動することとなるから、本直動ガイド装置を長期間使用しても経年劣化を大幅に抑制することができる。
【００３１】
また、直動ガイド装置における予圧が、例えば２μｍ以下の低予圧のものにあっては転動体のスリップが発生し易いことから、上記ラック・ピニオン機構は、このような低予圧のものにおいてリテーナの位置ズレを規制するのに有効である。この場合、直動ガイド装置の予圧が低予圧であることから摺動抵抗が小さくし耐久性が高く、そして、上記ラック・ピニオン機構によってリテーナの位置ズレが防止されるため、高精度の直動精度を長期にわたって発揮させることができる。
【００３２】
そして、特に、本直動ガイド装置によれば、ガイドポスト１１においてラック部材１１ａの端部に設けたランド部材２０は、ガイドポスト１１に対するスリーブ１２及びリテーナ１３の組み付けの位置決め基準部材となる。従って、このランド部材２０を設けることで、組み付け開始時のリテーナ１３及びスリーブ１２のガイドポスト１１に対する位置、すなわち、ラック・ピニオン機構の組み付け開始位置Ａが機械的に正確にかつ簡単容易に規定することができる。また同時に、組み付け後のリテーナ１３及びスリーブ１２の動作位置も正確にかつ簡単容易に設定することができる。
【００３３】
そして、ランド部材２０を短くすれば、スリーブ１２の所定の動作位置をその組み付け側に近いガイドポスト１１の位置に設定することができ、逆にランド部材２０を長くすれば、組み付け側よりも遠いガイドポスト１１の位置にスリーブ１２の動作位置を設定することができる。このように、ランド部材２０の長さを加減することによって簡単にスリーブ１２が所定の動作位置に機械的に正確に組み付けることができる。
【００３４】
また、直動ガイド装置の組み立て後は、ピニオンギヤ１４が組み付け側と反対側のランド部材２０の端部に当たると、リテーナ１３がこれ以上に進められなくなり、リテーナ１３がこの反対側のランド部材２０の方向に抜け出ることがない（図８参照）。従って、この反対側のランド部材２０を下側にしてガイドポスト１１の上部を把持して持ち上げても、ピニオンギヤ１４がこのランド部材２０に当接してスリーブ１２及びリテーナ１３が不用意にガイドポスト１１から抜け落ちることもない。すなわち、スリーブ１２は、予圧状態で転動体３０をガイドポスト１１との間で挟持するようにガイドポスト１１に外嵌されているので、転動体３０がスリップしない限り移動されないからである。このように、ランド部材２０は、スリーブ１２及びリテーナ１３の抜け落ち防止のストッパともなる。
【００３５】
また、直動ガイド装置は、ラック部材１１ａ，１２ａ、ピニオンギヤ１４によるラック・ピニオン機構を２つ備えており、これが中心軸に対して対称に配置されている。これにより、ラック・ピニオン機構による駆動力がリテーナ１３の中心軸線に対して対称に作用するので、偏って作用する場合に比して、リテーナ１３の往復運動がスムーズであり、また、リテーナ１３の往復運動による負荷が各ピニオンギヤ１４に分散される。
【００３６】
（その他）
上記リテーナ１３には、ピニオンギヤ１４を対向して２つ配置するが、一方の窓孔１８にだけピニオンギヤ１４を配置し他方の窓孔１８にはピニオンギヤ１４を配置しないようにすることもできる。これにより、１つのピニオンギヤ１４の噛み合わせを行うことで組み立てられるので、リテーナ１３及びスリーブ１２の組み付けが容易に行える。
【００３７】
図９に示すように、上記リテーナ１３において、同一の軸線方向に複数（例えば、２つ）のピニオンギヤ１４を並べて配置することもできる。これにより、１つのピニオンギヤ１４が破損しても、残りのピニオンギヤ１４によって直動ガイド装置が運転不能になることを回避することができる。また、この場合、ランド部材２０の長さが一定であっても、どれか１つのピニオンギヤ１４を選んでランド部材２０に当接させることで、そのピニオンギヤ１４がスリーブ１２の組み付け開始位置Ａを決める基準ギヤとなるから、スリーブ１２やリテーナ１３の動作位置を適宜に変更することができる。
【００３８】
図１０に示すように、上記リテーナ１３において、同一の軸線方向に複数の窓孔１８を並設し、どれか１つの窓孔１８にピニオンギヤ１４を配置させるようにすることもできる。この場合、ランド部材２０の長さが一定であっても、ピニオンギヤ１４を配置する窓孔１８の位置によって、スリーブ１２の組み付け開始位置Ａを決めることとなるから、スリーブ１２やリテーナ１３の動作位置を適宜に変更することができる。
【００３９】
上記リテーナ１３の窓孔１８は、ピニオンギヤ１４の軸を配置する軸受１８ｂも貫通孔とした十字孔とすることもできる。これにより、上記窓孔１８の形成が容易となる。なお、この場合、リテーナ１３がガイドポスト１１に嵌め合わされた状態でピニオンギヤ１４を窓孔１８に配置し、そしてスリーブ１２が外嵌されることで、ピニオンギヤ１４は、リテーナ１３に回転自在に配置された状態となる。
【００４０】
また、窓孔１８を貫通孔とした場合、この窓孔１８は、図１１に示すように、ピニオンギヤ１４がリテーナ１３の進み方向の前後に移動可能となる隙間１９が形成される大きさとし、窓孔１８の前後に舌片１８ｃを形成するようにしてもよい。
また、図１２（ａ）（ｂ）に示すように、リテーナ１３の窓孔１８を例えば矩形状の貫通孔とし、この窓孔１８に、ピニオンギヤ１４を配置する軸受部材Ｇを嵌め込むようにしてもよい。これにより、リテーナ１３において窓孔１８の形成が容易となる。同時に、軸受部材Ｇを種々の形態に加工することが容易となる。例えば、図１２（ｂ）のように、リテーナ１３と別体とした軸受部材Ｇにおいて孔ｇ３１や凹所Ｇ２〜Ｇ４を形成してピニオンギヤ１４の軸の保持部分を弾性部Ｄとすることが容易にでき、これにより、ピニオンギヤ１４をリテーナ１３の進み方向の前後に移動可能にすることができる。
また、図１３に示すように、リテーナ１３の貫通孔による窓孔１８に対し、軸受部材Ｇをリテーナ１３の進み方向の前後に移動可能に遊嵌させる構成とすることも容易にでき、これによっても、軸受部材Ｇと共にピニオンギヤ１４をリテーナ１３の進み方向の前後に移動可能にすることができる。
【００４１】
また、図１４に示すように、ピニオンギヤ１４は、その軸径Ｒがリテーナ１３の側壁の厚みｔよりも大きいものを使用することもできる。この場合、ピニオンギヤ１４の軸の強度が高くなり折れ難くなる。そのため、ピニオンのギヤと同じくピニオン軸をもプラスチック製とし、ピニオンギヤをプラスチックで一体成形できる点で有利となる。
【００４２】
上記ガイドポスト１１のラックギヤを２つ設けるが、１つだけ設けることでもよい。この場合、ガイドポスト１１の製作工数が軽減され、且つ製造コストが低減される。同様に、スリーブ１２のラックギヤも１つ設けるだけにすればスリーブ１２の製作工数が軽減され、且つ製造コストも低減される。
【００４３】
上記ランド部材２０は、ラック部材１１ａの端部に一体に形成することもできる。この場合、ランド部材２０及びラック部材１１ａのガイドポスト１１への組み付け構造を簡略にすることができる。
【００４４】
上記ガイドポスト１１のラックギヤとランド部は、ガイドポスト１１外周面に直接形成して構成し、上記スリーブ１２のラックギヤは、スリーブ１２内周面に直接形成して構成することもできる。このように、ラックギヤやランド部を、ガイドポスト１１、スリーブ１２に一体形成することで、これを別体とする場合に比して、ガイドポスト１１やスリーブ１２には、ラックギヤやランド部を形成する帯板材を固定するための軸方向溝１５，１６を形成しなくてもよいから、ガイドポスト１１やスリーブ１２の剛性を強い状態のまま保持することができる。
【００４５】
上記ランド部は、ラックギヤの一端側にのみ配置することでもよい。これにより、ガイドポスト１１の製作工数が軽減され、且つ製造コストが低減される。
【００４６】
また、ガイドポスト１１、スリーブ１２、リテーナ１３は、各種の多角形形状を有するもの、円形形状のものなど種々の形状を採用することができる。また、転動体３０も、各種のローラ３１、ボール３２等の各種の形状のものを使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】実施の形態による直動ガイド装置の構成を示す断面図である。
【図２】実施の形態による直動ガイド装置の構成を示す縦断面図である。
【図３】ガイドポスト及びスリーブのラックギヤの歯型の例を示す模式図であり、同図（ａ）は完全なギヤに形成されたもの、同図（ｂ）は不完全なギヤに形成されたものをそれぞれ示す。
【図４】リテーナの側面図である。
【図５】ピニオンギヤの形態を示す模式図であり、同図（ａ）はインボリュート歯型のもの、同図（ｂ）はサイクロイド歯型のものをそれぞれ示す。
【図６】リテーナに設けた窓孔の構造を示す断面図であり、同図（ａ）は窓孔に舌片を設けたもの、同図（ｂ）は窓孔にコイルバネを取り付けたものをそれぞれ示す。
【図７】実施の形態による直動ガイド装置の組み立てを説明するための縦断面図である。
【図８】実施の形態による直動ガイド装置においてピニオンギヤが組み立て側と反対側のランド部に当接された状態を示す縦断面図である。
【図９】ピニオンギヤを２つ配置した状態を示す模式図である。
【図１０】リテーナに複数の窓孔を設けた一例を示す側面図である。
【図１１】リテーナのピニオンギヤを配置する窓孔として、一変形例を示す構成図である。
【図１２】リテーナのピニオンギヤを配置する窓孔として、他の変形例を示す構成図である。
【図１３】リテーナのピニオンギヤを配置する窓孔として、更に他の変形例を示す構成図である。
【図１４】ピニオンギヤの一変形例を示す断面図である。
【図１５】従来技術の直動ガイド装置の構成を示す縦断面図である。
【図１６】従来技術の直動ガイド装置のスリーブ及びリテーナが落下する状態の説明図である。
【図１７】他の従来技術の他の直動ガイド装置の要部構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１１：ガイドポスト
１１ａ：ガイドポストのラックギヤ
１２：スリーブ
１２ａ：スリーブのラックギヤ
１３：リテーナ
１４：ピニオンギヤ
１８：窓孔
１９：隙間
２０：ランド部
【技術分野】
【０００１】
この発明はガイドポストによる直動ガイド装置に関するもので、具体的には多数のボール、ローラ等の転動体を保持するリテーナの位置決め機構に関するものであり、リテーナをラック・ピニオン機構によって規制してその位置が軸方向にずれるのを防止するものについて、ガイドポストへのリテーナ及びスリーブの組付けを容易にし、その組み付け位置を簡単容易にかつ正確に規定することができるものである。
【背景技術】
【０００２】
ガイドポストにリテーナとスリーブを摺動自在に嵌合させて、ガイドポストによって転動体を介してスリーブを高精度で案内する直動ガイド装置は従来周知である。このような直動ガイド装置では、往復動による慣性や重力、動作時のスリップ等のために転動体がガイドポスト、スリーブの転動面に対してマイクロスリップし、リテーナの長手方向位置がずれ、極端な場合は往復動の上死点、下死点でリテーナが飛び出し動作不能の状態になることもある。
上記のようなリテーナの位置ずれを防止するためにガイドポストにコイルバネを嵌めてこれでリテーナを支えさせるものもあり、さらに、ラック・ピニオン機構によってリテーナの往復動を機械的に規制するものがある（特開２０００−３４６０６４号公報：特許文献１)。
【０００３】
ラック・ピニオン機構によってリテーナを駆動する直動ガイド装置は、図１５に示すようなものであり、ガイドポスト４１のラックギヤ４１ａ、スリーブ４２のラックギヤ４２ａ、リテーナ４３のピニオンギヤ４４によってラック・ピニオン機構が構成されている。ラック・ピニオン機構が噛み合った状態でスリーブ４２がスライドすると、ラック・ピニオン機構の駆動力でリテーナ４３がスリーブ４２の往復動の１／２の速度で確実に往復駆動されるので、リテーナ４３の長手方向位置のずれが生じることはない。なお、図１５中、３０は、リテーナ４３に保持されてガイドポスト４１とスリーブ４２との間に配置されたボール等の転動体である。
【０００４】
ところで、上記従来技術（図１５）は、リテーナ４３の軸穴にピニオンギヤ４４の回転軸を挿入して回転自在に支持させており、また、ガイドポスト４１の外面のラックギヤ４１ａとスリーブ４２の内面のラックギヤ４２ａがそれぞれ全長にわたって設けられている。この直動ガイド装置は、ガイドポスト４１にリテーナ４３を嵌め、そのピニオンギヤ４４をガイドポスト４１のラックギヤ４１ａに噛み合わせて所定の組み付け開始位置Ａ位置まで移動させ、当該位置Ａに止めておいてスリーブ４２を嵌合させて、スリーブ４２のラックギヤ４２ａを上記ピニオンギヤ４４に噛み合わせ、スリーブ４２を組み付け位置Ｂまで移動させて組み立てが完了する。
【０００５】
他方、図１７に示すように、支持レール５１にスライド部材５２が水平方向にガイドされる直動ガイド装置であって、ラック・ピニオン機構によってリテーナ５３の往復動を規制するものにおいて、リテーナ５３に保持されたピニオンギヤ５４をリテーナ５３に対して着脱自在に装着できるようにし、リテ−ナ５３を支持レール５１の所定位置に組み付けた後、その位置でピニオンギヤ５４をリテーナ５４の長穴５３に挿入し、その軸５４ｂを上面に開口した凹部５３ｃに落とし込んで支持させて組み付けつつ支持レール５１のラックギヤ５１ａに噛み合わせ、その後、スライド部材５２を組み付けてそのラックギヤ５２ａをピニオンギヤ５４に噛み合わせるようにしたものがある（実開平７−４０９１号：特許文献２）。
【０００６】
この図１７に示す直動ガイド装置は、図１５に示すガイドポスト４１によるものとは違って、支持レール５１のラックギヤ５１ａの端部からピニオンギヤ５４を噛み合わせる必要はないから、任意の位置で支持レール５１のラックギヤ５１ａにピニオンギヤ５４を噛み合わせ、その位置でスライド部材５２のラックギヤ５２ａを支持レール５１に近づけてそのラックギヤ５２ａをピニオンギヤ５４に噛み合わせることができる（図１７）。そしてこの場合は、スライド部材５２の支持レール５１に対する組み付け位置を任意に選択できるので、直動ガイド装置の作動範囲を組み立て時に適宜選択することができる。
【０００７】
特許文献１のものは、円筒状のリテーナ４３の長穴にピニオンギヤ４４が挿入されてリテーナ４３に保持され、軸穴にピニオンギヤ４４の軸を挿入して回転自在に保持させているから、リテーナ４３が分割型にならざるを得ず、その構造が複雑になる。また、このものは、組み立てられた直動ガイド装置を不用意に縦にするとスリーブ４２がその重さで落下し（図１６）、ラックギヤ４１ａ，４２ａがピニオンギヤ４４から外れてしまうことがある。
他方、特許文献２のものは、リテーナ５３に長穴５３、軸受の凹部５３ｃを設け、当該凹部５３ｃにピニオンギヤ５４の軸５４ｂを落とし込むのであるから、リテーナ５３の構造が単純である（図１７（ｂ）（ｃ））。
【０００８】
ところで、リテーナをラック・ピニオン機構で駆動するガイドポストによる直動ガイド装置（特許文献１のもの）は、ピニオンギヤ４４がガイドポストのラックギヤ４１ａに噛み合わされた状態でスリーブ４３が嵌められ、このときピニオンギヤ４４にスリーブ４２のラックギヤ４２ａの外側端の歯から噛み合わされる。さらに、スリーブ４３のラックギヤ４２ａ端部の歯がピニオンギヤ４４に噛み合わされた状態でスリーブ４３が押し込まれる。このとき、スリーブ４２とともにその進行速度の１／２の速度でリテーナ４３がガイドポスト４１に対して前進し、リテーナ４３は、スリーブ４２に対して後退しつつスリーブ４２の中に嵌り込む。
【０００９】
このように組み立てられた位置でスリーブ４３が所定ストロークで往復作動する。スリーブ４２が所定の作動位置に前進したところでリテーナ４３がスリーブ４２に収まって組み立てが完了するには、ピニオンギヤ４４をガイドポスト４１に対して規定された所定の組み付け開始位置Ａ（図１５）においてスリーブ４２のラックギヤ４２ａをピニオンギヤ４４に噛み合わせることが必要であるが、ピニオンギヤ４４のガイドポスト４１に対する位置決めを正確かつ簡単容易に行うことが容易でない。
他方、ガイドポストによる直動ガイド装置においては、所定の直動精度を有し、摺動抵抗が小さく、耐久性が高いことが最も重要なことであり、極めて高精度の直動ガイド装置については、リテーナ及びスリーブがガイドポストに対して正確にかつ確実に所定の作動位置に組み付けられることが重要である。
したがって、上記問題は高精度の直動ガイド装置にとっては極めて重大な問題である。
【特許文献１】特開２０００−３４６０６４号公報
【特許文献２】実開平７−４０９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
この発明は、ガイドポストのラックギヤとスリーブのラックギヤにリテーナのピニオンギヤを噛み合わせて、リテーナの往復動をラック・ピニオン機構によって駆動するようにした直動ガイド装置について、
組み付け開始時のリテーナのガイドポストに対する位置、すなわち、ピニオンの組み付け開始位置が機械的に正確にかつ簡単容易に規定されるように、リテーナの構造及びガイドポストのラックギヤを工夫することをその課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するための手段は、ガイドポストに筒状のスリーブが挿通され、このガイドポストとスリーブとの間隙内に多数の転動体を保持した筒状のリテーナが配置されており、ガイドポストのラックギヤとスリーブのラックギヤにリテーナのピニオンギヤを噛み合わせて、リテーナの往復動をラック・ピニオン機構によって規制するようにした直動ガイド装置を前提として次の（イ）（ロ）によるものである。
（イ）上記ピニオンギヤがリテーナの窓孔に着脱自在に配置されており、
（ロ）上記ガイドポストのラックギヤの一端にギヤを刻設しないランド部が設けられ、このランド部がピニオンギヤの組み付け開始位置を規定するとともに、スリーブ組み付け後のスリーブとリテーナの動作位置が設定される位置決め基準部材となること。
【００１２】
〔作用〕
リテーナの窓孔をガイドポストのラックギヤに合致させた状態で、リテーナをガイドポストに嵌合させ、ピニオンギヤを上記窓孔に嵌めてガイドポストのラックギヤに噛み合わせるとともに、ラックギヤの端部のランド部に当接させる。この位置を組み付け開始位置にして、スリーブを嵌合させてスリーブのラックギヤを上記ピニオンギヤに噛み合わせ、スリーブを移動させると、スリーブ及びリテーナがガイドポストに対して所定の動作位置に組み付けられる。
【００１３】
上記ランド部をガイドポストの両端に設けることができ、この場合はその左右両端のいずれ側からも同様にしてリテーナ、スリーブを組み付けることができる。そして、この組み付け側と反対のランド部にピニオンギヤが当たると、これ以上にリテーナ及びスリーブが進むことが阻止される。従って、スリーブの組み付け側の反対側へは、リテーナ及びスリーブがガイドポストから外れることはない。
【００１４】
また、上記ガイドポストのラックギヤとランド部は、ガイドポストの外周面に軸方向の全長にわたって設けた軸方向溝内に、ラックギヤが刻設されたラック部とラックギヤが設けられていないランド部とが別部材又は同一部材に形成された帯板材を固定して構成することができる。上記スリーブのラックギヤは、スリーブの内周面に軸方向の全長にわたって設けた軸方向溝内に、ラックギヤが刻設された帯板材を固定して構成することができる。このように、ラックギヤやランド部を、ガイドポスト、スリーブと別体で構成することで、ラックギヤやランド部を形成する帯板材をプレスなどで簡単に作製することができ、しかも、この帯板材を予め用意しこれをガイドポスト、スリーブに固定させることで、ラックギヤやランド部を設けたガイドポスト、スリーブを簡易に且つ短期に製造することができる。また、ラック部とランド部とがそれぞれ別部材に形成された帯板材とすれば、ガイドポストにおけるラックギヤの長さやランド部の位置の設定が簡易に行える。一方、ラック部とランド部とが同一部材に形成された帯板材とすれば、ラック部とランド部のガイドポストへの組み付け構造を簡単に形成することができる。
【００１５】
また、上記ガイドポストのラックギヤとランド部は、ガイドポスト外周面に直接形成して構成することもできる。このように、ラックギヤやランド部を、ガイドポストに一体形成することで、これを別体とする場合に比して、ガイドポストには、ラックギヤやランド部を形成する帯板材を固定するための軸方向溝を形成しなくてもよいから、ガイドポストの剛性を強い状態のまま保持することができる。
【００１６】
また、リテーナに設けた上記窓孔には、ピニオンギヤの軸を配置する軸受が形成されており、この軸受は、ピニオンギヤの軸の外径よりも大きく形成されてピニオンギヤがリテーナの進み方向の前後に移動可能となる隙間（遊び）を設けるようにしてもよい。この場合、ガイドポストにスリーブを嵌めて組み付けるに際し、上記組み付け開始位置にて、スリーブのラックギヤがピニオンギヤに当接されると、ピニオンギヤがリテーナの進み方向の前後に移動してスリーブのラックギヤとの噛み合わせ位置が自動調整される。従って、ピニオンギヤがスリーブのラックギヤに滑らかに噛み合わされ、ガイドポストに対するスリーブの組み付けを円滑に行うことができる。
【００１７】
また、上記窓孔における軸受の入り口には、ピニオンギヤの軸をガイドする舌片がリテーナの進み方向の前後に対向して形成することができ、この場合、舌片によって軸受に配置されたピニオンギヤの軸が軸受の略中心位置に配置することができる。従って、ピニオンギヤの軸での摩擦が低減され、ピニオンギヤの回転を円滑にすることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、ガイドポストにおいてそのラックギヤの一端にギヤを刻設しないランド部を設けることで、組み付け開始時のリテーナ及びスリーブのガイドポストに対する組み付け開始位置が機械的に正確にかつ簡単容易に規定することができる。また同時に、組み付け後のリテーナ及びスリーブの動作位置も正確にかつ簡単容易に設定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
図１に示すように、実施の形態による直動ガイド装置は、ガイドポスト１１に筒状のスリーブ１２が挿通され、このガイドポスト１１とスリーブ１２との間隙内に多数の転動体（ローラ３１、ボール３２等）３０を保持した筒状のリテーナ１３が配置されたものである。ガイドポスト１１は、鋼、超硬合金、ステンレス等の金属製であり、中心孔を設けた中空軸で構成され、外周面が多角形形状（六角形形状）となっており、スリーブ１２は、鋼、超硬合金、ステンレス等の金属製であり、内周面がガイドポスト１１の外周面と相似な多角形形状（六角形形状）となっている。リテーナ１３は、合成樹脂製であり、ガイドポスト１１とスリーブ１２の間隙の形状・大きさに合わせた多角形（六角形）筒状に形成されている。このリテーナ１３には、転動体３０として、多数のローラ３１とボール３２とが回転自在に保持されている。すなわち、ローラ３１は、リテーナ１３の各平面部に配置され、ボール３２は、１箇所の角部を跨いだ２箇所の角部に配置されている。ローラ３１やボール３２は、各種金属、セラミック等からなる。そして、これらローラ３１及びボール３２は、ガイドポスト１１の外周面とスリーブ１２の内周面との間に転動自在に挟持されている。なお、ガイドポスト１１においてボール３２と対応する角部は、半円状の溝が形成されている。
【００２０】
また、図２も参照して、ガイドポスト１１には、その外周面に軸方向溝１５が対向して２つ設けられており、これらの軸方向溝１５は、ガイドポスト１１における転動体の転動部分の全長にわたって設けられている。この軸方向溝１５は、ガイドポスト１１の多角形断面の角部に設けられている。そして、各軸方向溝１５には、片面にラックギヤが刻設された帯板材からなるラック部材１１ａと、平坦面からなるランド部を有するランド部材２０とが嵌められて固定されている。ランド部材２０は、スリーブ１２及びリテーナ１３組み付けの位置決め基準部材であって、ラック部材１１ａの端部に当接されてガイドポスト１１の両端にそれぞれ設けられている。また、ランド部材２０は、帯板材で形成されるが、ラックギヤが設けられていないランド部を有する部材である。なお、このガイドポスト１１の両端のランド部材２０は、同じ長さに設定されている。
【００２１】
また、図２も参照して、スリーブ１２には、その内周面に軸方向溝１６が対向して２つ設けられており、これらの軸方向溝１６は、スリーブ１２の全長にわたって設けられている。この軸方向溝１６は、スリーブ１２の多角形断面の角部に設けられており、ガイドポスト１１の軸方向溝１６と対向されている。そして、各軸方向溝１６には、片面にラックギヤが刻設された帯板材からなるラック部材１２ａが全長にわたって嵌められて固定されている。
【００２２】
上記ガイドポスト１１のランド部材２０やラック部材１１ａ、上記スリーブ１２のラック部材１２ａは、鋼、ステンレス等の金属、セラミック、合成樹脂等の材質で形成することができる。そして、ラック部材１１ａ，１２ａのラックギヤは、プレス、成形、切削、放電加工等により形成することができるが、この歯型自体は、図３に示すように、完全なギヤに形成されてもよいし（図３（ａ））、平面に多数の溝を刻設しただけの不完全なギヤであってもよい（図３（ｂ））。
【００２３】
一方、図４も参照して、リテーナ１３には、多角形の周壁の角部において軸方向中央位置に対向して窓孔１８が２つ設けられている。これらの窓孔１８は、軸方向に延びた貫通孔１８ａと周方向に延びた凹部の軸受１８ｂとからなる十字状に形成されている。各窓孔１８には、ピニオンギヤ１４が配置されている。
【００２４】
上記ピニオンギヤ１４は、例えば、金属製の軸に樹脂製のギヤを設けたもの、そのすべてが樹脂、金属、セラミック等から形成したものを使用することができる。そして、図５に示すように、このピニオンギヤ１４における歯型は、インボリュート形（図５（ａ））、サイクロイド形（図５（ｂ））等の各種の形状が採用されるが、歯元強さを有し歯の欠けが少ないことから、歯元が分厚くなるサイクロイド曲線に近似した形状のものが好ましい。
【００２５】
そして、図６を参照して、窓孔１８の軸受１８ｂは、ピニオンギヤ１４の軸の外径よりも大きく形成されてピニオンギヤ１４がリテーナ１３の進み方向（軸線方向）の前後に移動可能となる遊び（隙間１９）が設けられている。また、この軸受１８ｂの入り口には、ピニオンギヤ１４の軸をガイドする舌片１８ｃが前後に対向して形成されている（図６（ａ））。これら舌片１８ｃによって軸受に配置されたピニオンギヤ１４の軸が軸受の略中心位置に配置される。従って、ピニオンギヤ１４の軸での摩擦が低減され、ピニオンギヤ１４の回転を円滑にすることができる。なお、ピニオンギヤ１４の軸を軸受１８ｂの略中心位置に配置させる手段としては、舌片１８ｃに代えて、例えば、図６（ｂ）に示すように、１対のコイルバネ１８ｄを軸受１８ｂに取り付けてピニオンギヤ１４の軸を挟持するもの等、その他種々の手段を用いてもよい。
【００２６】
また、リテーナ１３における軸受１８には上記隙間１９が設けられているので、ガイドポスト１１にスリーブ１２を嵌めて組み付けるに際し、組み付け開始位置にて、スリーブ１２のラック部材１２ａにおけるラックギヤがピニオンギヤ１４に当接されると、ピニオンギヤ１４がリテーナ１３の進み方向の前後に移動してスリーブ１２のラックギヤとの噛み合わせ位置が自動調整される。従って、ピニオンギヤ１４がスリーブ１２のラックギヤに滑らかに噛み合わされ、ガイドポスト１１に対するスリーブ１２の組み付けを円滑に行うことができる。
【００２７】
上記直動ガイド装置は、次の手順で組み立てられる。
まず、リテーナ１３の窓孔１８をガイドポスト１１のラック部材１１ａに合致させた状態でリテーナ１３をガイドポスト１１に嵌合させ、ピニオンギヤ１４を上記窓孔１８に嵌めてガイドポスト１１のラック部材１１ａのラックギヤに噛み合わせるとともにリテーナ１３を移動させてラック部材１１ａの端部のランド部材２０に当接させる。ピニオンギヤ１４がランド部材２０に当接したこの位置にリテーナ１３を止めておき、スリーブ１２のラック部材１２ａをガイドポスト１１のラック部材１１ａに合致させておいてスリーブ１２をガイドポスト１１に嵌める。
【００２８】
図７に示すように、リテーナ１３のピニオンギヤ１４がガイドポスト１１のランド部材２０の端部に達し、スリーブ１２の端部がこのピニオンギヤ１４に達した状態を、組み付け開始位置Ａとする。そして、この組み付け開始位置Ａからスリーブ１２を移動させてピニオンギヤ１４をスリーブ１２のラック部材１２ａのラックギヤにも噛み合わさせ、さらにスリーブ１２を移動させてガイドポスト１１に嵌め込む。すると、ピニオンギヤ１４が各ラック部材１１ａ，１２ａのラックギヤに噛み合ってラック・ピニオン機構が組み立てられ、同時に、リテーナ１３は、ガイドポスト１１に対してスリーブ１２の軸方向移動量の１／２だけ同方向に移動しつつスリーブ１２の中に嵌り込んで行く。これにより、スリーブ１２及びリテーナ１３は、ガイドポスト１１に対して所定の動作位置に自然と組み付けられる。すなわち、この動作位置の初期位置Ｂでは、リテーナ１３がスリーブ１２の略中央位置に到達した位置となる。従って、このようにして組み付けられた直動ガイド装置では、スリーブ１２の往復運動の間にリテーナ１３に保持する各転動体３０がガイドポスト１１の外周面とスリーブ１２の内周面との間に挟持されて転動可能な状態となっている。
このようにして、直動ガイド装置の組み立てが完了する。
【００２９】
なお、上記ガイドポスト１１の両端のランド部材２０の長さが同じであるので、ガイドポスト１１の両端を区別することなく上記手順で所定の動作位置にスリーブ１２を組み付けることができる。そして、両端のランド部材２０の長さを異ならしめることも可能であり、この場合は、ランド部材２０の長さによって組み付け開始位置Ａが異なり、組み付け後の動作位置が異なるので、両端のランド部材２０を選択して利用することができる。
【００３０】
以上のように、本実施の形態による直動ガイド装置によれば、ガイドポスト１１及びスリーブ１２にラックギヤを設け、リテーナ１３にピニオンギヤ１４を設けてこれらによってラック・ピニオン機構を構成し、このラック・ピニオン機構によって、リテーナ１３の往復運動を規制し、このことによって、リテーナ１３の位置ずれ、転動体３０の転動面（ガイドポスト１１の外周面及びスリーブ１２の内周面）に対する滑りを防止することができる。従って、スリーブ１２の相対的な往復運動の間は、常に、リテーナ１３に保持する各転動体３０がガイドポスト１１の外周面とスリーブ１２の内周面とによって挟持されて転動することとなるから、本直動ガイド装置を長期間使用しても経年劣化を大幅に抑制することができる。
【００３１】
また、直動ガイド装置における予圧が、例えば２μｍ以下の低予圧のものにあっては転動体のスリップが発生し易いことから、上記ラック・ピニオン機構は、このような低予圧のものにおいてリテーナの位置ズレを規制するのに有効である。この場合、直動ガイド装置の予圧が低予圧であることから摺動抵抗が小さくし耐久性が高く、そして、上記ラック・ピニオン機構によってリテーナの位置ズレが防止されるため、高精度の直動精度を長期にわたって発揮させることができる。
【００３２】
そして、特に、本直動ガイド装置によれば、ガイドポスト１１においてラック部材１１ａの端部に設けたランド部材２０は、ガイドポスト１１に対するスリーブ１２及びリテーナ１３の組み付けの位置決め基準部材となる。従って、このランド部材２０を設けることで、組み付け開始時のリテーナ１３及びスリーブ１２のガイドポスト１１に対する位置、すなわち、ラック・ピニオン機構の組み付け開始位置Ａが機械的に正確にかつ簡単容易に規定することができる。また同時に、組み付け後のリテーナ１３及びスリーブ１２の動作位置も正確にかつ簡単容易に設定することができる。
【００３３】
そして、ランド部材２０を短くすれば、スリーブ１２の所定の動作位置をその組み付け側に近いガイドポスト１１の位置に設定することができ、逆にランド部材２０を長くすれば、組み付け側よりも遠いガイドポスト１１の位置にスリーブ１２の動作位置を設定することができる。このように、ランド部材２０の長さを加減することによって簡単にスリーブ１２が所定の動作位置に機械的に正確に組み付けることができる。
【００３４】
また、直動ガイド装置の組み立て後は、ピニオンギヤ１４が組み付け側と反対側のランド部材２０の端部に当たると、リテーナ１３がこれ以上に進められなくなり、リテーナ１３がこの反対側のランド部材２０の方向に抜け出ることがない（図８参照）。従って、この反対側のランド部材２０を下側にしてガイドポスト１１の上部を把持して持ち上げても、ピニオンギヤ１４がこのランド部材２０に当接してスリーブ１２及びリテーナ１３が不用意にガイドポスト１１から抜け落ちることもない。すなわち、スリーブ１２は、予圧状態で転動体３０をガイドポスト１１との間で挟持するようにガイドポスト１１に外嵌されているので、転動体３０がスリップしない限り移動されないからである。このように、ランド部材２０は、スリーブ１２及びリテーナ１３の抜け落ち防止のストッパともなる。
【００３５】
また、直動ガイド装置は、ラック部材１１ａ，１２ａ、ピニオンギヤ１４によるラック・ピニオン機構を２つ備えており、これが中心軸に対して対称に配置されている。これにより、ラック・ピニオン機構による駆動力がリテーナ１３の中心軸線に対して対称に作用するので、偏って作用する場合に比して、リテーナ１３の往復運動がスムーズであり、また、リテーナ１３の往復運動による負荷が各ピニオンギヤ１４に分散される。
【００３６】
（その他）
上記リテーナ１３には、ピニオンギヤ１４を対向して２つ配置するが、一方の窓孔１８にだけピニオンギヤ１４を配置し他方の窓孔１８にはピニオンギヤ１４を配置しないようにすることもできる。これにより、１つのピニオンギヤ１４の噛み合わせを行うことで組み立てられるので、リテーナ１３及びスリーブ１２の組み付けが容易に行える。
【００３７】
図９に示すように、上記リテーナ１３において、同一の軸線方向に複数（例えば、２つ）のピニオンギヤ１４を並べて配置することもできる。これにより、１つのピニオンギヤ１４が破損しても、残りのピニオンギヤ１４によって直動ガイド装置が運転不能になることを回避することができる。また、この場合、ランド部材２０の長さが一定であっても、どれか１つのピニオンギヤ１４を選んでランド部材２０に当接させることで、そのピニオンギヤ１４がスリーブ１２の組み付け開始位置Ａを決める基準ギヤとなるから、スリーブ１２やリテーナ１３の動作位置を適宜に変更することができる。
【００３８】
図１０に示すように、上記リテーナ１３において、同一の軸線方向に複数の窓孔１８を並設し、どれか１つの窓孔１８にピニオンギヤ１４を配置させるようにすることもできる。この場合、ランド部材２０の長さが一定であっても、ピニオンギヤ１４を配置する窓孔１８の位置によって、スリーブ１２の組み付け開始位置Ａを決めることとなるから、スリーブ１２やリテーナ１３の動作位置を適宜に変更することができる。
【００３９】
上記リテーナ１３の窓孔１８は、ピニオンギヤ１４の軸を配置する軸受１８ｂも貫通孔とした十字孔とすることもできる。これにより、上記窓孔１８の形成が容易となる。なお、この場合、リテーナ１３がガイドポスト１１に嵌め合わされた状態でピニオンギヤ１４を窓孔１８に配置し、そしてスリーブ１２が外嵌されることで、ピニオンギヤ１４は、リテーナ１３に回転自在に配置された状態となる。
【００４０】
また、窓孔１８を貫通孔とした場合、この窓孔１８は、図１１に示すように、ピニオンギヤ１４がリテーナ１３の進み方向の前後に移動可能となる隙間１９が形成される大きさとし、窓孔１８の前後に舌片１８ｃを形成するようにしてもよい。
また、図１２（ａ）（ｂ）に示すように、リテーナ１３の窓孔１８を例えば矩形状の貫通孔とし、この窓孔１８に、ピニオンギヤ１４を配置する軸受部材Ｇを嵌め込むようにしてもよい。これにより、リテーナ１３において窓孔１８の形成が容易となる。同時に、軸受部材Ｇを種々の形態に加工することが容易となる。例えば、図１２（ｂ）のように、リテーナ１３と別体とした軸受部材Ｇにおいて孔ｇ３１や凹所Ｇ２〜Ｇ４を形成してピニオンギヤ１４の軸の保持部分を弾性部Ｄとすることが容易にでき、これにより、ピニオンギヤ１４をリテーナ１３の進み方向の前後に移動可能にすることができる。
また、図１３に示すように、リテーナ１３の貫通孔による窓孔１８に対し、軸受部材Ｇをリテーナ１３の進み方向の前後に移動可能に遊嵌させる構成とすることも容易にでき、これによっても、軸受部材Ｇと共にピニオンギヤ１４をリテーナ１３の進み方向の前後に移動可能にすることができる。
【００４１】
また、図１４に示すように、ピニオンギヤ１４は、その軸径Ｒがリテーナ１３の側壁の厚みｔよりも大きいものを使用することもできる。この場合、ピニオンギヤ１４の軸の強度が高くなり折れ難くなる。そのため、ピニオンのギヤと同じくピニオン軸をもプラスチック製とし、ピニオンギヤをプラスチックで一体成形できる点で有利となる。
【００４２】
上記ガイドポスト１１のラックギヤを２つ設けるが、１つだけ設けることでもよい。この場合、ガイドポスト１１の製作工数が軽減され、且つ製造コストが低減される。同様に、スリーブ１２のラックギヤも１つ設けるだけにすればスリーブ１２の製作工数が軽減され、且つ製造コストも低減される。
【００４３】
上記ランド部材２０は、ラック部材１１ａの端部に一体に形成することもできる。この場合、ランド部材２０及びラック部材１１ａのガイドポスト１１への組み付け構造を簡略にすることができる。
【００４４】
上記ガイドポスト１１のラックギヤとランド部は、ガイドポスト１１外周面に直接形成して構成し、上記スリーブ１２のラックギヤは、スリーブ１２内周面に直接形成して構成することもできる。このように、ラックギヤやランド部を、ガイドポスト１１、スリーブ１２に一体形成することで、これを別体とする場合に比して、ガイドポスト１１やスリーブ１２には、ラックギヤやランド部を形成する帯板材を固定するための軸方向溝１５，１６を形成しなくてもよいから、ガイドポスト１１やスリーブ１２の剛性を強い状態のまま保持することができる。
【００４５】
上記ランド部は、ラックギヤの一端側にのみ配置することでもよい。これにより、ガイドポスト１１の製作工数が軽減され、且つ製造コストが低減される。
【００４６】
また、ガイドポスト１１、スリーブ１２、リテーナ１３は、各種の多角形形状を有するもの、円形形状のものなど種々の形状を採用することができる。また、転動体３０も、各種のローラ３１、ボール３２等の各種の形状のものを使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】実施の形態による直動ガイド装置の構成を示す断面図である。
【図２】実施の形態による直動ガイド装置の構成を示す縦断面図である。
【図３】ガイドポスト及びスリーブのラックギヤの歯型の例を示す模式図であり、同図（ａ）は完全なギヤに形成されたもの、同図（ｂ）は不完全なギヤに形成されたものをそれぞれ示す。
【図４】リテーナの側面図である。
【図５】ピニオンギヤの形態を示す模式図であり、同図（ａ）はインボリュート歯型のもの、同図（ｂ）はサイクロイド歯型のものをそれぞれ示す。
【図６】リテーナに設けた窓孔の構造を示す断面図であり、同図（ａ）は窓孔に舌片を設けたもの、同図（ｂ）は窓孔にコイルバネを取り付けたものをそれぞれ示す。
【図７】実施の形態による直動ガイド装置の組み立てを説明するための縦断面図である。
【図８】実施の形態による直動ガイド装置においてピニオンギヤが組み立て側と反対側のランド部に当接された状態を示す縦断面図である。
【図９】ピニオンギヤを２つ配置した状態を示す模式図である。
【図１０】リテーナに複数の窓孔を設けた一例を示す側面図である。
【図１１】リテーナのピニオンギヤを配置する窓孔として、一変形例を示す構成図である。
【図１２】リテーナのピニオンギヤを配置する窓孔として、他の変形例を示す構成図である。
【図１３】リテーナのピニオンギヤを配置する窓孔として、更に他の変形例を示す構成図である。
【図１４】ピニオンギヤの一変形例を示す断面図である。
【図１５】従来技術の直動ガイド装置の構成を示す縦断面図である。
【図１６】従来技術の直動ガイド装置のスリーブ及びリテーナが落下する状態の説明図である。
【図１７】他の従来技術の他の直動ガイド装置の要部構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１１：ガイドポスト
１１ａ：ガイドポストのラックギヤ
１２：スリーブ
１２ａ：スリーブのラックギヤ
１３：リテーナ
１４：ピニオンギヤ
１８：窓孔
１９：隙間
２０：ランド部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガイドポストに筒状のスリーブが挿通され、このガイドポストとスリーブとの間隙内に多数の転動体を保持した筒状のリテーナが配置されており、ガイドポストのラックギヤとスリーブのラックギヤにリテーナのピニオンギヤを噛み合わせて、リテーナの往復動をラック・ピニオン機構によって規制するようにした直動ガイド装置であって、
上記ピニオンギヤがリテーナの窓孔に着脱自在に配置されており、
上記ガイドポストのラックギヤの一端にギヤを刻設しないランド部が設けられ、このランド部がピニオンギヤの組み付け開始位置を規定するとともに、スリーブ組み付け後のスリーブとリテーナの動作位置が設定される位置決め基準部材となる直動ガイド装置。
【請求項２】
上記ランド部をガイドポストの両端に設けられている請求項１の直動ガイド装置。
【請求項３】
上記ガイドポストのラックギヤとランド部は、ガイドポストの外周面に軸方向に設けた軸方向溝内に、ラックギヤが刻設されたラック部とラックギヤが設けられていないランド部とが別部材又は同一部材に形成された帯板材を固定して構成されており、
上記スリーブのラックギヤは、スリーブの内周面に軸方向の全長にわたって設けた軸方向溝内に、ラックギヤが刻設された帯板材を固定して構成されている請求項１又は２の直動ガイド装置。
【請求項４】
上記ガイドポストのラックギヤとランド部は、ガイドポスト外周面に直接形成して構成されている請求項１乃至３のいずれかの直動ガイド装置。
【請求項５】
上記窓孔には、ピニオンギヤの軸を配置する軸受が形成されており、この軸受は、ピニオンギヤの軸の外径よりも大きく形成されてピニオンギヤがリテーナの進み方向の前後に移動可能となる隙間が設けられている請求項１乃至４のいずれかの直動ガイド装置。
【請求項６】
上記軸受の入り口には、ピニオンギヤの軸をガイドする舌片がリテーナの進み方向の前後に対向して形成されている請求項５の直動ガイド装置。
【請求項１】
ガイドポストに筒状のスリーブが挿通され、このガイドポストとスリーブとの間隙内に多数の転動体を保持した筒状のリテーナが配置されており、ガイドポストのラックギヤとスリーブのラックギヤにリテーナのピニオンギヤを噛み合わせて、リテーナの往復動をラック・ピニオン機構によって規制するようにした直動ガイド装置であって、
上記ピニオンギヤがリテーナの窓孔に着脱自在に配置されており、
上記ガイドポストのラックギヤの一端にギヤを刻設しないランド部が設けられ、このランド部がピニオンギヤの組み付け開始位置を規定するとともに、スリーブ組み付け後のスリーブとリテーナの動作位置が設定される位置決め基準部材となる直動ガイド装置。
【請求項２】
上記ランド部をガイドポストの両端に設けられている請求項１の直動ガイド装置。
【請求項３】
上記ガイドポストのラックギヤとランド部は、ガイドポストの外周面に軸方向に設けた軸方向溝内に、ラックギヤが刻設されたラック部とラックギヤが設けられていないランド部とが別部材又は同一部材に形成された帯板材を固定して構成されており、
上記スリーブのラックギヤは、スリーブの内周面に軸方向の全長にわたって設けた軸方向溝内に、ラックギヤが刻設された帯板材を固定して構成されている請求項１又は２の直動ガイド装置。
【請求項４】
上記ガイドポストのラックギヤとランド部は、ガイドポスト外周面に直接形成して構成されている請求項１乃至３のいずれかの直動ガイド装置。
【請求項５】
上記窓孔には、ピニオンギヤの軸を配置する軸受が形成されており、この軸受は、ピニオンギヤの軸の外径よりも大きく形成されてピニオンギヤがリテーナの進み方向の前後に移動可能となる隙間が設けられている請求項１乃至４のいずれかの直動ガイド装置。
【請求項６】
上記軸受の入り口には、ピニオンギヤの軸をガイドする舌片がリテーナの進み方向の前後に対向して形成されている請求項５の直動ガイド装置。
【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】
【公開番号】特開２００９−１５６２７５（Ｐ２００９−１５６２７５Ａ）
【公開日】平成２１年７月１６日（２００９．７．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３３１６５５（Ｐ２００７−３３１６５５）
【出願日】平成１９年１２月２５日（２００７．１２．２５）
【出願人】（０００１００８３８）アイセル株式会社 (62)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月１６日（２００９．７．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月２５日（２００７．１２．２５）
【出願人】（０００１００８３８）アイセル株式会社 (62)
【Ｆターム（参考）】
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