JP3706186B2 - 直動転がり案内ユニット装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、一対の軌道レールに跨がってそれぞれ相対摺動する一対のスライダから構成され、作業ロボット、半導体製造装置、搬送装置、精密工作機械等に適用される直動転がり案内ユニット装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、メカトロ技術の発展が目覚ましく、当該技術を支える基礎的且つ汎用的な装置として直動転がり案内ユニットがある。直動転がり案内ユニットは、現在では、半導体製造装置、検査装置、移載装置、搬送装置、産業用ロボット等の各技術分野に組み込まれて使用されているが、技術の発展と共にその用途は拡大している。そして、直動転がり案内ユニット自体に対しても高精度、高速摺動化、小型化等の要求が益々高まっている。例えば、組立ロボットは、用途の拡大が求められ、大型のものから小型のものまで製作されている。これらの組立ロボットに組み込まれる直動転がり案内ユニットとしては、特に、高精度、高速化、小型化或いはフレキシブルな案内に対応できる装置が要求されている。
【０００３】
従来、実公平６−２４５７５号公報には、産業ロボットの腕などの工作用機械器具を移動するための移送装置が開示されている。該移送装置は、上部トラックレールと下部トラックレールとに跨架して相対移動するスライダを設け、上部トラックレールと下部トラックレールとの対向する面にラック歯列をそれぞれ形成し、スライダに両ラック歯列にラック駆動関係に係合するピニオンを設けたものである。
【０００４】
また、テーブル移送装置として、特公昭６２−１１２０９号公報に開示されたものがある。該テーブル移送装置は、ワークを保持して往復動する産業用ロボットのロボットアームに使用されるものであり、ベッド上に平行に取り付けた一対の下位軌道台、該下位軌道台に軸方向に移動自在に搭載された左右一対で前後２組のベアリング本体、該ベアリング本体に相対移動可能に取り付けられた左右一対の上位軌道台、及び該上位軌道台に取り付けられた可動テーブルから成る。
【０００５】
また、図１２に示された直動転がり案内ユニットが知られている。該直動転がり案内ユニットは、軌道レール２２の長手方向両側面２３には軌道溝２４が形成されている。スライダ２１は、軌道レール２２に跨架した状態で載置し、軌道レール２２の軌道溝２４に沿って循環する転動体２７の介在で自在に摺動する。軌道レール２２には、長手方向上面３４に隔置して複数個の取付孔３３が形成されている。スライダ２１は、軌道レール２２に対して相対移動可能なケーシング２５、及びケーシング２５の両端にそれぞれ取り付けたエンドキャップ２６を有している。ケーシング２５の上部には、他の機器、部品等を取り付けるためのねじ穴３９が形成されている。ケーシング２５及びエンドキャップ２６の各下面には、ケーシング２５及びエンドキャップ２６とが軌道レール２２に跨がって移動するように凹部３０が各々形成され、軌道レール２２の各軌道溝２４に対向する位置における凹部３０の対向面にそれぞれ軌道溝２９が形成されている。対向する軌道溝２４，２９で構成される軌道路にはボール等の転動体２７が転走するように組み込まれている。また、ケーシング２５から転動体２７が脱落するのを防止するために、保持バンド３８が多数の転動体２７を囲むようにケーシング２５に設けられている。軌道レール２２の長手方向上面３４に形成されている取付孔３３には、ボルト（図示せず）が挿通され、ボルトを取付体に形成されたねじ穴に螺入することによって軌道レール２２をベッド、機台、加工台等の取付体（図示せず）に固定することができる。
【０００６】
エンドキャップ２６には、転動体２７が軌道レール２２との負荷軌道である軌道溝２４からすくわれる爪、及び転動体２７の循環のために転動体２７を方向転換させる方向転換路が両側に形成されている。また、エンドキャップ２６には、軌道レール２２とスライダ２１の長手方向両端部との間のシールを達成する側面シール３７が取り付けられ、軌道レール２２とスライダ２１間の摺動面に潤滑剤を供給するためのグリースニップル４０が取り付けられている。エンドキャップ２６は、複数の取付孔に貫通させたねじ４２等によりケーシング２５の両端面に取り付けられる。軌道レール２２の軌道溝２４を転走する負荷域の転動体２７は、エンドキャップ２６内に形成された方向転換路に導かれ、次いで、ケーシング２５の上部に軌道溝２９と平行して形成されたリターン通路孔４３に移動し、転動体２７は無限循環路内を転走する。スライダ２１に形成した軌道溝２９と軌道レール２２に形成した軌道溝２４との間を転走する負荷された転動体２７の転動により、軌道レール２２とスライダ２１とがスムースに相対移動することができる。
【０００７】
また、図１１に示すように、図１２に示す直動転がり案内ユニットをコンパクトに複合化した直動転がり案内ユニット装置が知られている。図１１では図１２に示す部品と同様の部品には同一符号を付し、重複する説明を省略する。該直動転がり案内ユニット装置は、一対のスライダ２１を背中合わせに一体化した構造のスライダを一対の軌道レール２２に跨架させ、軌道レールを互いに相対移動可能に構成したものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のようなテーブル移送装置は、一方の軌道レールの移動に従ってスライダが拘束されることなく、軌道レール上を自由に移動し、例えば、作業ロボットや半導体製造装置のための移送装置として適用し難いという問題があった。また、軌道レールの移動に伴ってスライダが自由状態であるため、例えば、移動側の軌道レールに取り付けられたテーブルの安定性が悪化し、正確な或いは高精度の移動ができないという問題があった。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明の目的は、一対の直動転がり案内ユニットを一対組み合わせたり又は一体構造に構成した一対のスライダを介して一方の軌道レールに対して他方の軌道レールを相対摺動させる直動転がり案内ユニット装置において、一方の軌道レールに対して他方の軌道レールを高精度に且つ安定して相対移動させ、半導体製造装置、作業ロボット、搬送装置、精密工作機械等に適用して好ましい直動転がり案内ユニット装置を提供することである。
【００１０】
この発明は、長手方向両側面にそれぞれ延びる軌道溝をそれぞれ形成した一対の軌道レール、前記両軌道レールの間に配置されて前記両軌道溝にそれぞれ対応する軌道溝をそれぞれ備え且つ前記両軌道レールに跨架して相対摺動すると共に互いに独立して相対移動する一対のスライダ、前記両軌道レールのそれぞれのスライダ摺動端にそれぞれ設けられた連結部材、及び前記両スライダにそれぞれ設けられ且つ前記各連結部材に係脱可能にそれぞれ連結される被連結部材、から成る直動転がり案内ユニット装置に関する。
【００１１】
また、前記連結部材はチャックから構成され且つ前記被連結部材は前記チャックに係止するフックや鉤部材の被チャックで構成されているか、又は前記被連結部材はチャックから構成され且つ前記連結部材は前記チャックに係止するフックや鉤部材の被チャックで構成されているものである。
【００１２】
又は、前記連結部材は先端にローラを備えたばね部材から構成され且つ前記被連結部材は前記ローラを係止する凹部を備えた係止部材で構成されているか、又は前記被連結部材は先端にローラを備えたばね部材から構成され且つ前記連結部材は前記ローラを係止する凹部を備えた係止部材で構成されている。
【００１３】
或いは、前記連結部材は磁石から構成され且つ前記被連結部材は前記磁石に吸着する磁性体で構成されているか、又は前記被連結部材は磁石から構成され且つ前記連結部材は前記磁石に吸着する磁性体で構成されている。
【００１４】
又は、前記連結部材は前記軌道レールに揺動可能に取り付けられた鉤部材から構成され且つ前記被連結部材は前記鉤部材に設けたばね部材のばね力によって係止するフックで構成されているか、又は前記被連結部材は前記軌道レールに揺動可能に取り付けられた鉤部材から構成され且つ前記連結部材は前記鉤部材に設けたばね部材のばね力によって係止するフックで構成されている。更に、一方の前記軌道レールに取り付けられた前記鉤部材は、前記両軌道レールが互いに相対移動するのに対応して他方の前記軌道レールに設けた突出斜面が前記鉤部材に設けた当接斜面を押圧することで前記ばね部材のばね力に抗して前記鉤部材を揺動させ、前記鉤部材を前記フックとの係止状態を解放するものである。
【００１５】
また、前記スライダは、一方の前記軌道レールに跨架して摺動する第１スライダ部と、他方の前記軌道レールに跨架して摺動する第２スライダ部とが互いに一体に固定して構成されている。
【００１６】
また、一方の前記軌道レールがベースに固定されて固定側軌道レールを構成し、他方の前記軌道レールがテーブルを固定した可動側軌道レールを構成しているものである。更に、前記テーブルには、前記ベースに取り付けられたボールねじの回動によって移動するボールナットハウジングが固定されている。
【００１７】
また、この直動転がり案内ユニット装置において、一方の前記軌道レールの移動時には、少なくとも一方の前記スライダが固定側の前記軌道レールに連結されて静止している。従って、可動側の前記軌道レールは安定して摺動移動できる。
【００１８】
この直動転がり案内ユニット装置は、上記のように構成されているので、一方の前記軌道レールの移動時には、前記両スライダのそれぞれの前記被連結部材はいずれかの前記軌道レールのいずれかの前記連結部材にそれぞれ連結されており、前記スライダが自由に移動することがなく、前記軌道レールの摺動移動が極めてスムースに安定する。また、この直動転がり案内ユニット装置は、一方の軌道レールをベッド、機台等のベースに固定し、他方の軌道レールにテーブルを取り付けている場合に、テーブルをベースに対して一対のスライダを介して相対移動させると、両スライダはいずれか一方の軌道レールに連結されて一体になり、固定した軌道レールに対して何れか一方のスライダが連結されて静止し、他方のスライダが移動する軌道レールに連結されて移動し、移動する軌道レールは一対のスライダで安定して支持されると共に高精度な摺動移動を行うことができる。
【００１９】
また、この直動転がり案内ユニット装置では、移動する軌道レールに取り付けられたテーブルに設けた作業機器は、一対のスライダを介して固定した軌道レールに支持され、作業上の負荷等がかかったとしても、安定した作業運動を行うこができる。即ち、可動側の軌道レールの先端部に負荷、言い換えれば、モーメントが負荷されても、一対のスライダがいずれか一方の軌道レールにそれぞれ連結部材された状態を維持でき、前記スライダのこじれ、及び負荷が軽減されると共に、可動側の軌道レールが摺動する際には、スムースな摺動を達成でき、耐久性に富んだ長寿命の直動転がり案内ユニット装置を提供できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明による直動転がり案内ユニット装置の実施例を説明する。図１はこの発明による直動転がり案内ユニット装置の一実施例の作動状態を示す説明図、図２はこの発明による直動転がり案内ユニット装置の一実施例の一部を示す側面図、及び図３は図２の直動転がり案内ユニット装置の端面図である。
【００２１】
図１に示すように、この発明による直動転がり案内ユニット装置は、同一方向に延びる一対の軌道レール１，２と、両軌道レール１，２間に配置されて軌道レール１，２に凹部３０がそれぞれ跨架して摺動移動する一対のスライダ３，４とから構成されている。一対の軌道レール１，２は、長手方向両側面２３にそれぞれ延びる軌道溝２４をそれぞれ形成されている。一対のスライダ３，４は、軌道レール１，２上を互いに独立して相対摺動移動するように軌道レール１，２に跨架されている。この実施例では、下側の軌道レール２は、ベッド、機台等のベース（図１０の符号２８を参照）に固定されている固定側軌道レールとして説明する。上側の軌道レール１は、スライダ３，４を介して軌道レール２に対して摺動移動する可動側軌道レールである。スライダ３，４は、例えば、図１２に示すような直動転がり案内ユニットのスライダ２１が背中合わせに固着され、上側のスライダ２１と下側のスライダ２１とが一体構造にそれぞれ構成された複合スライダである。スライダ３，４は、軌道レール１，２の軌道溝２４にそれぞれ対応する軌道溝（図１２の符号２９を参照）を上下に備えている。スライダ３，４は、図２では、直動転がり案内ユニットにおけるケーシング２５とエンドキャップ２６とが示されている。
【００２２】
この直動転がり案内ユニット装置において、摺動移動する上側の軌道レール１の両側のストローク端即ちスライダ摺動端には、連結部材１１，１２がそれぞれ設けられている。また、ベースに固定されている下側の軌道レール２の両側のスライダ摺動端には、連結部材１３，１４がそれぞれ設けられている。更に、スライダ３の上側には上側の軌道レール１の連結部材１１に係脱可能に連結する被連結部材９が設けられ、また、スライダ３の下側には下側の軌道レール２の連結部材１３に係脱可能に連結する被連結部材１９が設けられている。また、スライダ４の上側には上側の軌道レール１の連結部材１２に係脱可能に連結する被連結部材１０が設けられ、また、スライダ４の下側には下側の軌道レール２の連結部材１４に係脱可能に連結する被連結部材２０が設けられている。この実施例では、スライダ摺動端は軌道レール１，２の両端に相当しているが、使用条件によっては、軌道レール１，２の端部から内側の適正な位置に設定し、その位置に連結部材１１，１２，１３，１４を設けることができる。例えば、連結部材１１，１２，１３，１４はチャック等から構成され、また、被連結部材９，１０，１９，２０はフック、被チャック等から構成されている。
【００２３】
この直動転がり案内ユニット装置は、上記のように構成され、次のように作動する。下側の軌道レール２は、地点Ｓ３と地点Ｓ７との間でベッド、機台等のベースに固定されている。図１の（Ａ）では、上側の軌道レール１が最も左側に位置するように摺動移動し、地点Ｓ１と地点Ｓ５との間に位置している。この状態では、軌道レール２の連結部材１３はスライダ３の被連結部材１９と連結し、軌道レール１の連結部材１２はスライダ４の被連結部材１０と連結している。従って、この直動転がり案内ユニット装置は、図１の（Ａ）に示す状態では、スライダ３は軌道レール２に且つスライダ４は軌道レール１にそれぞれ連結され、外力が掛からない以上、スライダ３，４は軌道レール１，２上を自由に移動することはなく、軌道レール１及びスライダ３，４は軌道レール２に対して安定して静止状態を保持できる。
【００２４】
図１の（Ｂ）では、可動側の軌道レール１が地点Ｓ１から地点Ｓ２までモータやボールねじ（図１０参照）等の外力で摺動移動し、上側の軌道レール１は地点Ｓ２と地点Ｓ６との間に位置した状態が示されている。固定側の軌道レール２は移動することなく、地点Ｓ３と地点Ｓ７との間に位置している。軌道レール１の摺動移動する時に、軌道レール１は、スライダ４を引っ張ることによってスライダ４と一緒になって軌道レール２に対して相対摺動するが、スライダ３は軌道レール２に連結されて静止状態を維持する。この状態では、軌道レール２の連結部材１３はスライダ３の被連結部材１９と連結状態を維持し、軌道レール１の連結部材１２はスライダ４の被連結部材１０と連結状態を維持している。従って、この直動転がり案内ユニット装置は、図１の（Ｂ）に示す状態では、スライダ３は軌道レール２に且つスライダ４は軌道レール１にそれぞれ連結され、外力が掛からない以上、スライダ３，４は軌道レール１，２上を自由に移動することはなく、軌道レール１及びスライダ３，４は軌道レール２に対して安定して静止状態を保持できる。
【００２５】
図１の（Ｃ）では、上側の軌道レール１が更に地点Ｓ２から地点Ｓ３までモータやボールねじ等の外力で摺動移動し、上側の軌道レール１は地点Ｓ３と地点Ｓ７との間に位置した状態が示されている。固定側の軌道レール２は移動することなく、地点Ｓ３と地点Ｓ７との間に位置している。軌道レール１の摺動移動では、軌道レール１は、スライダ４を引っ張ることによってスライダ４と一緒になって軌道レール２に対して相対摺動するが、スライダ３は軌道レール２に連結されて静止状態を維持する。この状態では、軌道レール２の連結部材１３はスライダ３の被連結部材１９と連結状態を維持し、軌道レール１の連結部材１２はスライダ４の被連結部材１０と連結状態を維持している。更に、軌道レール２の連結部材１１はスライダ３の被連結部材９に連結され、軌道レール１の連結部材１４はスライダ４の被連結部材２０に連結される状態になる。従って、この直動転がり案内ユニット装置は、図１の（Ｃ）に示す状態では、スライダ３，４は軌道レール１，２にそれぞれ連結され、外力が掛からない以上、スライダ３，４は軌道レール１，２上を自由に移動することはなく、軌道レール１及びスライダ３，４は軌道レール２に対して安定して静止状態を保持できる。
【００２６】
図１の（Ｄ）では、上側の軌道レール１が更に地点Ｓ３から地点Ｓ４までモータやボールねじ等の外力で摺動移動し、上側の軌道レール１は地点Ｓ４と地点Ｓ８との間に位置した状態が示されている。固定側の軌道レール２は移動することなく、地点Ｓ３と地点Ｓ７との間に位置している。軌道レール１の摺動移動では、軌道レール１は、スライダ３を押すことによってスライダ３と一緒になって軌道レール２に対して相対摺動するが、スライダ４は軌道レール２に連結されて静止状態を維持する。この状態では、スライダ３の被連結部材１９は軌道レール２の連結部材１３から離脱し、スライダ４の被連結部材１０は軌道レール１の連結部材１２から離脱するが、軌道レール２の連結部材１１はスライダ３の被連結部材９と連結状態を維持し、軌道レール１の連結部材１４はスライダ４の被連結部材２０と連結状態を維持している。従って、この直動転がり案内ユニット装置は、図１の（Ｄ）に示す状態では、スライダ３は軌道レール１に且つスライダ４は軌道レール２にそれぞれ連結しており、外力が掛からない以上、スライダ３，４は軌道レール１，２上を自由に移動することはなく、軌道レール１及びスライダ３，４は軌道レール２に対して安定して静止状態を保持できる。
【００２７】
図１の（Ｅ）では、上側の軌道レール１が更に地点Ｓ４から地点Ｓ５までモータやボールねじ等の外力で摺動移動し、上側の軌道レール１は地点Ｓ５と地点Ｓ９との間に位置した状態が示されている。固定側の軌道レール２は移動することなく、地点Ｓ３と地点Ｓ７との間に位置している。軌道レール１の摺動移動では、軌道レール１は、スライダ３を押すことによってスライダ３と一緒になって軌道レール２に対して相対摺動するが、スライダ４は軌道レール２に連結されて静止状態を維持する。この状態では、軌道レール２の連結部材１１はスライダ３の被連結部材９と連結状態を維持し、軌道レール１の連結部材１４はスライダ４の被連結部材２０と連結状態を維持している。従って、この直動転がり案内ユニット装置は、図１の（Ｅ）に示す状態では、スライダ３は軌道レール１に且つスライダ４は軌道レール２にそれぞれ連結しており、外力が掛からない以上、スライダ３，４は軌道レール１，２上を自由に移動することはなく、軌道レール１及びスライダ３，４は軌道レール２に対して安定して静止状態を保持できる。
【００２８】
この直動転がり案内ユニット装置は、上記作動では、可動側の軌道レール１が図１の左端から右端への摺動移動が示されているが、可動側の軌道レール１の逆方向の摺動移動即ち図１の右端から左端への摺動移動は、上記実施例とは逆の工程を行うことによって達成できるので、ここでの説明は省略する。
【００２９】
次に、図４を参照して、この発明による直動転がり案内ユニット装置の別の実施例を説明する。図４はこの発明による直動転がり案内ユニット装置の別の実施例を示す図２のＡ−Ａ矢視の平面図である。この実施例は、連結部材と被連結部材との具体的な一例が示されたものである。連結部材１３は、先端にローラ５１を備えたばね部材５２から構成され、被連結部材９はローラ５１を係止する凹部５９を備えた係止部材で構成されている。勿論、連結部材１３と被連結部材９を、上記とは逆に構成することもできる。連結部材１３は、軌道レール２の上面３４に設けられ、先端にローラ５１を回転自在に取り付け且つ先端が互いに内方に変位した一対のばね部材５２から成る。また、被連結部材９は、先端が突出した張出部６０が形成され、根元がローラ５１を係止する凹部５９に形成されている。従って、軌道レール２の連結部材１３に対してスライダ３の被連結部材９が近接すれば、張出部６０がローラ５１に案内されてばね部材５２の間に嵌まり込み、連結部材１３に被連結部材９がばね力で連結される。また、軌道レール２の連結部材１３に対してスライダ３の被連結部材９が離間すれば、ばね部材５２のばね力に抗して張出部６０が離脱することに成る。
【００３０】
次に、図５を参照して、この発明による直動転がり案内ユニット装置の更に別の実施例を説明する。図５はこの発明による直動転がり案内ユニット装置の更に別の実施例を示す図２のＡ−Ａ矢視の平面図である。この実施例は、連結部材１３は、一対の永久磁石５３から構成され、被連結部材９は、永久磁石５３に吸着する磁性体で構成されている。勿論、連結部材１３と被連結部材９を、上記とは逆に構成することもできる。また、連結部材１３と被連結部材９とは、永久磁石５３の磁力以上の引張力が働けば離脱できるものである。
【００３１】
次に、図６〜図９を参照して、この発明による直動転がり案内ユニット装置の他の実施例を説明する。図６はこの発明による直動転がり案内ユニット装置の別の実施例の一部を示す側面図、図７は図６の直動転がり案内ユニット装置の端面図、図８は図６の直動転がり案内ユニット装置の作動状態の一態様を示す説明図、及び図９は図６の直動転がり案内ユニット装置の作動状態の別の態様を示す説明図である。
【００３２】
この実施例では、連結部材１１，１３は、チャックを構成する鉤部材３１，３２から構成され、被連結部材９，１９は鉤部材３１，３２に係止するフック３５，３６で構成されている。軌道レール１には、その下面に鉤部材３１の取付部材４１が設けられ、また、軌道レール２には、その上面に鉤部材３２の取付部材４４が設けられている。鉤部材３１，３２は、取付部材４１，４４に設けたピン即ち枢支軸５６に揺動自在に取り付けられている。軌道レール１には、鉤部材３１の揺動を制限するストッパ５７が設けられると共に、鉤部材３１をストッパ５７にばね力で当接させるスプリング５４が設けられている。また、軌道レール２には、及び鉤部材３２の揺動を制限するストッパ５８が設けられると共に、鉤部材３２をストッパ５８にばね力で当接させるスプリング５５が設けられている。更に、鉤部材３１，３２の腕部には、取付部材４１，４４の突出斜面６１，６２に突き当たってスプリング５４，５５のばね力に抗して揺動させられる当接斜面６３，６４が形成されている。上記実施例では、軌道レール１，２に設けた連結部材１１，１３は、軌道レール１，２の上面と下面に設けているが、その側面に設け且つそれに対応させてスライダ３，４に被連結部材９，１９を設けることもでき、場合によっては、図示のように直接取り付けることなく、ブラケット等の部材を介在させて取り付けてもよいものである。
【００３３】
図６には、軌道レール１，２は図１の（Ｃ）に示すように両者が同一位置に静止している場合が示されており、鉤部材３１，３２がフック３５，３６にそれぞれ係止した状態が示されている。図８には、軌道レール１が軌道レール２に対して移動している図１の（Ａ）及び（Ｂ）に示す状態が示されており、鉤部材３１がフック３５から離脱し、鉤部材３２がフック３６に係止した状態が示されている。更に、図９には、軌道レール１が軌道レール２に対して移動している図１の（Ｄ）及び（Ｅ）に示す状態が示されており、鉤部材３２がフック３６から離脱し、鉤部材３１がフック３５に係止した状態が示されている。
【００３４】
この実施例では、軌道レール１が軌道レール２に対して図１の（Ｃ）の位置から図１の（Ａ）及び（Ｂ）に示す状態の左方向に移動する場合には、軌道レール２の取付部材４４の突出斜面６２が軌道レール１に取り付けられた鉤部材３１の当接斜面６３を押し上げ、鉤部材３１はスプリング５４のばね力に抗して枢支軸５６を中心に左回りに旋回させる。そこで、図８に示すように、鉤部材３１とフック３５との係止状態を解除され、連結部材１１と被連結部材９とが離脱され、軌道レール１は軌道レール２に対して左方向に摺動することができる。一方、鉤部材３２はスプリング５５のばね力でストッパ５８に突き当たっており、鉤部材３２はフック３６に係止した状態を維持している。
【００３５】
また、軌道レール１が軌道レール２に対して図１の（Ｃ）の位置から図１の（Ｄ）及び（Ｅ）に示す状態の右方向に移動する場合には、軌道レール１の取付部材４１の突出斜面６１が軌道レール２に取り付けられた鉤部材３２の当接斜面６４を押し下げ、鉤部材３２はスプリング５５のばね力に抗して枢支軸５６を中心に右回りに旋回させる。そこで、図９に示すように、鉤部材３２とフック３６との係止状態が解除され、連結部材１３と被連結部材１９とが離脱され、軌道レール１は軌道レール２に対して右方向に摺動することができる。一方、鉤部材３１はスプリング５４のばね力でストッパ５７に突き当たっており、鉤部材３１はフック３５に係止した状態を維持している。
【００３６】
次に、図１０を参照して、この発明による直動転がり案内ユニット装置の他の実施例を説明する。図１０はこの発明による直動転がり案内ユニット装置の適用例を示す斜視図である。この実施例は、この発明の直動転がり案内ユニット装置を一対使用して、ベッド２８上でテーブル４７を移動させる直動テーブル装置に適用したものである。この実施例の直動テーブル装置は、上記直動転がり案内ユニット装置をベッド２８上に所定の間隔に隔置して並列に配置されたものであり、一対の軌道レール２，６がベッド２８上に固定され、スライダ３，４，７，８を介在して一対の軌道レール１，５が軌道レール２，６に対して摺動可能に設けられている。軌道レール２，６にはテーブル４７が固定されている。軌道レール１には連結部材１１，１２が設けられ、軌道レール２には連結部材１３，１４が設けられ、軌道レール５には連結部材１５，１６が設けられ、更に、軌道レール６には連結部材１７，１８が設けられている。また、スライダ３，４，７，８には、連結部材１１，１２，１３，１４，１５，１６，，１７，１８に係合する被連結部材（図示せず）がそれぞれ設けられている。
【００３７】
この実施例の直動テーブル装置では、テーブル４７の移動は、テーブル４７に固定されたボールナットハウジング４６がベース２８に取り付けられたボールねじ４５が駆動モータ４８によって回動されることによって行なわれる。ボールねじ４５は、ベッド２８に隔置して取り付けられた一対の支持部材５０，６５の間で回動自在に支持されている。駆動モータ４８は、カップリング４９を介してボールねじ４５を回転させるように構成されている。ボールねじ４５が駆動モータ４８によって回転させられると、ボールナットハウジング４６に設けられたボールねじナット（図示せず）がボールねじ４５に沿って移動し、従って、ボールナットハウジング４６に固定されたテーブル４７が移動する。
【００３８】
この直動テーブル装置は、上記のように構成されているので、コンパクトな構造に構成でき、ベッド２８に対してテーブル４７が上下の軌道レール１と２及び５と６が最小に重なり合う部分を除いて、軌道レール１，２，５，６の軸方向に最大ストロークを得ることができる。また、テーブル４７の先端に負荷が存在しても、スライダ３，４及び７，８は、それぞれ軌道レール１と２及び５と６の重なり合う部分のそれらの両端部に配設されるので、安定した直動テーブル装置を提供できる。
【００３９】
【発明の効果】
この発明による直動転がり案内ユニット装置は、以上のように構成されているので、次のような効果を有する。即ち、この直動転がり案内ユニット装置は、上記のように構成されているので、この直動転がり案内ユニット装置を使用して、半導体製造装置、作業ロボット或いは精密工作機械等に適用される直動テーブル装置を提供することができ、テーブルの高速摺動化、コンパクト化或いはフレキシブルな案内装置を構成することができる。即ち、この直動転がり案内ユニット装置は、一方の軌道レールを固定し、固定側の軌道レールに対して一対のスライダを介して可動側の軌道レールを滑らかに且つ高精度に案内させることができ、しかも、相対移動する二つの軌道レールは、一対のスライダを介在して滑らかに且つ高精度に安定して摺動移動される。従って、この直動転がり案内ユニット装置は、厳しい精度が求められる半導体製造装置、工作機械や組立ロボット等が要求する高精度及び高速化に対応することができる。
【００４０】
また、この直動転がり案内ユニット装置によれば、相対移動体を構成するための部品点数を低減し、連結部材と被連結部材との存在によって一方のスライダは静止状態を維持して可動側の軌道レールが固定側の軌道レールに対して摺動移動でき、１つの軌道レールと１つのスライダとの移動体の慣性力を最小限に抑えることができ、可動側の軌道レールに固定されたテーブルを移動させようとする制御や操作に対するテーブルのレスポンスを向上させることができる。更に、軌道レール及びスライダは、テーブルを移動させるための単に相対移動の中間部材として利用されているのみならず、直動転がり案内ユニット装置全体としては、コンパクトな構造を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による直動転がり案内ユニット装置の一実施例の作動状態を示す説明図である。
【図２】この発明による直動転がり案内ユニット装置の一実施例の一部を示す側面図である。
【図３】図２の直動転がり案内ユニット装置の端面図である。
【図４】この発明による直動転がり案内ユニット装置の別の実施例を示す図２のＡ−Ａ矢視の平面図である。
【図５】この発明による直動転がり案内ユニット装置の更に別の実施例を示す図２のＡ−Ａ矢視の平面図である。
【図６】この発明による直動転がり案内ユニット装置の別の実施例の一部を示す側面図である。
【図７】図６の直動転がり案内ユニット装置の端面図である。
【図８】図６の直動転がり案内ユニット装置の作動状態の一態様を示す説明図である。
【図９】図６の直動転がり案内ユニット装置の作動状態の別の態様を示す説明図である。
【図１０】この発明による直動転がり案内ユニット装置の適用例を示す斜視図である。
【図１１】従来の直動転がり案内ユニット装置を示す一部破断の斜視図である。
【図１２】従来の直動転がり案内ユニットを示す斜視図である。
【符号の説明】
１，２，５，６ 軌道レール
３，４，７，８ スライダ
９，１０，１９，２０ 被連結部材
１１，１２，１３，１４，１５，１６，１７，１８ 連結部材
２３ 側面
２４，２９ 軌道溝
２８ ベッド
３１，３２ 鉤部材
３５，３６ フック
４１，４４ 取付部材
４５ ボールねじ
４６ ボールナットハウジング
４７ テーブル
４８ 駆動モータ
５１ ローラ
５２ ばね部材
５３ 永久磁石
５４，５５ スプリング
５７，５８ ストッパ
５９ 凹部
６１，６２ 突出斜面
６３，６４ 当接斜面
【産業上の利用分野】
この発明は、一対の軌道レールに跨がってそれぞれ相対摺動する一対のスライダから構成され、作業ロボット、半導体製造装置、搬送装置、精密工作機械等に適用される直動転がり案内ユニット装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、メカトロ技術の発展が目覚ましく、当該技術を支える基礎的且つ汎用的な装置として直動転がり案内ユニットがある。直動転がり案内ユニットは、現在では、半導体製造装置、検査装置、移載装置、搬送装置、産業用ロボット等の各技術分野に組み込まれて使用されているが、技術の発展と共にその用途は拡大している。そして、直動転がり案内ユニット自体に対しても高精度、高速摺動化、小型化等の要求が益々高まっている。例えば、組立ロボットは、用途の拡大が求められ、大型のものから小型のものまで製作されている。これらの組立ロボットに組み込まれる直動転がり案内ユニットとしては、特に、高精度、高速化、小型化或いはフレキシブルな案内に対応できる装置が要求されている。
【０００３】
従来、実公平６−２４５７５号公報には、産業ロボットの腕などの工作用機械器具を移動するための移送装置が開示されている。該移送装置は、上部トラックレールと下部トラックレールとに跨架して相対移動するスライダを設け、上部トラックレールと下部トラックレールとの対向する面にラック歯列をそれぞれ形成し、スライダに両ラック歯列にラック駆動関係に係合するピニオンを設けたものである。
【０００４】
また、テーブル移送装置として、特公昭６２−１１２０９号公報に開示されたものがある。該テーブル移送装置は、ワークを保持して往復動する産業用ロボットのロボットアームに使用されるものであり、ベッド上に平行に取り付けた一対の下位軌道台、該下位軌道台に軸方向に移動自在に搭載された左右一対で前後２組のベアリング本体、該ベアリング本体に相対移動可能に取り付けられた左右一対の上位軌道台、及び該上位軌道台に取り付けられた可動テーブルから成る。
【０００５】
また、図１２に示された直動転がり案内ユニットが知られている。該直動転がり案内ユニットは、軌道レール２２の長手方向両側面２３には軌道溝２４が形成されている。スライダ２１は、軌道レール２２に跨架した状態で載置し、軌道レール２２の軌道溝２４に沿って循環する転動体２７の介在で自在に摺動する。軌道レール２２には、長手方向上面３４に隔置して複数個の取付孔３３が形成されている。スライダ２１は、軌道レール２２に対して相対移動可能なケーシング２５、及びケーシング２５の両端にそれぞれ取り付けたエンドキャップ２６を有している。ケーシング２５の上部には、他の機器、部品等を取り付けるためのねじ穴３９が形成されている。ケーシング２５及びエンドキャップ２６の各下面には、ケーシング２５及びエンドキャップ２６とが軌道レール２２に跨がって移動するように凹部３０が各々形成され、軌道レール２２の各軌道溝２４に対向する位置における凹部３０の対向面にそれぞれ軌道溝２９が形成されている。対向する軌道溝２４，２９で構成される軌道路にはボール等の転動体２７が転走するように組み込まれている。また、ケーシング２５から転動体２７が脱落するのを防止するために、保持バンド３８が多数の転動体２７を囲むようにケーシング２５に設けられている。軌道レール２２の長手方向上面３４に形成されている取付孔３３には、ボルト（図示せず）が挿通され、ボルトを取付体に形成されたねじ穴に螺入することによって軌道レール２２をベッド、機台、加工台等の取付体（図示せず）に固定することができる。
【０００６】
エンドキャップ２６には、転動体２７が軌道レール２２との負荷軌道である軌道溝２４からすくわれる爪、及び転動体２７の循環のために転動体２７を方向転換させる方向転換路が両側に形成されている。また、エンドキャップ２６には、軌道レール２２とスライダ２１の長手方向両端部との間のシールを達成する側面シール３７が取り付けられ、軌道レール２２とスライダ２１間の摺動面に潤滑剤を供給するためのグリースニップル４０が取り付けられている。エンドキャップ２６は、複数の取付孔に貫通させたねじ４２等によりケーシング２５の両端面に取り付けられる。軌道レール２２の軌道溝２４を転走する負荷域の転動体２７は、エンドキャップ２６内に形成された方向転換路に導かれ、次いで、ケーシング２５の上部に軌道溝２９と平行して形成されたリターン通路孔４３に移動し、転動体２７は無限循環路内を転走する。スライダ２１に形成した軌道溝２９と軌道レール２２に形成した軌道溝２４との間を転走する負荷された転動体２７の転動により、軌道レール２２とスライダ２１とがスムースに相対移動することができる。
【０００７】
また、図１１に示すように、図１２に示す直動転がり案内ユニットをコンパクトに複合化した直動転がり案内ユニット装置が知られている。図１１では図１２に示す部品と同様の部品には同一符号を付し、重複する説明を省略する。該直動転がり案内ユニット装置は、一対のスライダ２１を背中合わせに一体化した構造のスライダを一対の軌道レール２２に跨架させ、軌道レールを互いに相対移動可能に構成したものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のようなテーブル移送装置は、一方の軌道レールの移動に従ってスライダが拘束されることなく、軌道レール上を自由に移動し、例えば、作業ロボットや半導体製造装置のための移送装置として適用し難いという問題があった。また、軌道レールの移動に伴ってスライダが自由状態であるため、例えば、移動側の軌道レールに取り付けられたテーブルの安定性が悪化し、正確な或いは高精度の移動ができないという問題があった。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明の目的は、一対の直動転がり案内ユニットを一対組み合わせたり又は一体構造に構成した一対のスライダを介して一方の軌道レールに対して他方の軌道レールを相対摺動させる直動転がり案内ユニット装置において、一方の軌道レールに対して他方の軌道レールを高精度に且つ安定して相対移動させ、半導体製造装置、作業ロボット、搬送装置、精密工作機械等に適用して好ましい直動転がり案内ユニット装置を提供することである。
【００１０】
この発明は、長手方向両側面にそれぞれ延びる軌道溝をそれぞれ形成した一対の軌道レール、前記両軌道レールの間に配置されて前記両軌道溝にそれぞれ対応する軌道溝をそれぞれ備え且つ前記両軌道レールに跨架して相対摺動すると共に互いに独立して相対移動する一対のスライダ、前記両軌道レールのそれぞれのスライダ摺動端にそれぞれ設けられた連結部材、及び前記両スライダにそれぞれ設けられ且つ前記各連結部材に係脱可能にそれぞれ連結される被連結部材、から成る直動転がり案内ユニット装置に関する。
【００１１】
また、前記連結部材はチャックから構成され且つ前記被連結部材は前記チャックに係止するフックや鉤部材の被チャックで構成されているか、又は前記被連結部材はチャックから構成され且つ前記連結部材は前記チャックに係止するフックや鉤部材の被チャックで構成されているものである。
【００１２】
又は、前記連結部材は先端にローラを備えたばね部材から構成され且つ前記被連結部材は前記ローラを係止する凹部を備えた係止部材で構成されているか、又は前記被連結部材は先端にローラを備えたばね部材から構成され且つ前記連結部材は前記ローラを係止する凹部を備えた係止部材で構成されている。
【００１３】
或いは、前記連結部材は磁石から構成され且つ前記被連結部材は前記磁石に吸着する磁性体で構成されているか、又は前記被連結部材は磁石から構成され且つ前記連結部材は前記磁石に吸着する磁性体で構成されている。
【００１４】
又は、前記連結部材は前記軌道レールに揺動可能に取り付けられた鉤部材から構成され且つ前記被連結部材は前記鉤部材に設けたばね部材のばね力によって係止するフックで構成されているか、又は前記被連結部材は前記軌道レールに揺動可能に取り付けられた鉤部材から構成され且つ前記連結部材は前記鉤部材に設けたばね部材のばね力によって係止するフックで構成されている。更に、一方の前記軌道レールに取り付けられた前記鉤部材は、前記両軌道レールが互いに相対移動するのに対応して他方の前記軌道レールに設けた突出斜面が前記鉤部材に設けた当接斜面を押圧することで前記ばね部材のばね力に抗して前記鉤部材を揺動させ、前記鉤部材を前記フックとの係止状態を解放するものである。
【００１５】
また、前記スライダは、一方の前記軌道レールに跨架して摺動する第１スライダ部と、他方の前記軌道レールに跨架して摺動する第２スライダ部とが互いに一体に固定して構成されている。
【００１６】
また、一方の前記軌道レールがベースに固定されて固定側軌道レールを構成し、他方の前記軌道レールがテーブルを固定した可動側軌道レールを構成しているものである。更に、前記テーブルには、前記ベースに取り付けられたボールねじの回動によって移動するボールナットハウジングが固定されている。
【００１７】
また、この直動転がり案内ユニット装置において、一方の前記軌道レールの移動時には、少なくとも一方の前記スライダが固定側の前記軌道レールに連結されて静止している。従って、可動側の前記軌道レールは安定して摺動移動できる。
【００１８】
この直動転がり案内ユニット装置は、上記のように構成されているので、一方の前記軌道レールの移動時には、前記両スライダのそれぞれの前記被連結部材はいずれかの前記軌道レールのいずれかの前記連結部材にそれぞれ連結されており、前記スライダが自由に移動することがなく、前記軌道レールの摺動移動が極めてスムースに安定する。また、この直動転がり案内ユニット装置は、一方の軌道レールをベッド、機台等のベースに固定し、他方の軌道レールにテーブルを取り付けている場合に、テーブルをベースに対して一対のスライダを介して相対移動させると、両スライダはいずれか一方の軌道レールに連結されて一体になり、固定した軌道レールに対して何れか一方のスライダが連結されて静止し、他方のスライダが移動する軌道レールに連結されて移動し、移動する軌道レールは一対のスライダで安定して支持されると共に高精度な摺動移動を行うことができる。
【００１９】
また、この直動転がり案内ユニット装置では、移動する軌道レールに取り付けられたテーブルに設けた作業機器は、一対のスライダを介して固定した軌道レールに支持され、作業上の負荷等がかかったとしても、安定した作業運動を行うこができる。即ち、可動側の軌道レールの先端部に負荷、言い換えれば、モーメントが負荷されても、一対のスライダがいずれか一方の軌道レールにそれぞれ連結部材された状態を維持でき、前記スライダのこじれ、及び負荷が軽減されると共に、可動側の軌道レールが摺動する際には、スムースな摺動を達成でき、耐久性に富んだ長寿命の直動転がり案内ユニット装置を提供できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明による直動転がり案内ユニット装置の実施例を説明する。図１はこの発明による直動転がり案内ユニット装置の一実施例の作動状態を示す説明図、図２はこの発明による直動転がり案内ユニット装置の一実施例の一部を示す側面図、及び図３は図２の直動転がり案内ユニット装置の端面図である。
【００２１】
図１に示すように、この発明による直動転がり案内ユニット装置は、同一方向に延びる一対の軌道レール１，２と、両軌道レール１，２間に配置されて軌道レール１，２に凹部３０がそれぞれ跨架して摺動移動する一対のスライダ３，４とから構成されている。一対の軌道レール１，２は、長手方向両側面２３にそれぞれ延びる軌道溝２４をそれぞれ形成されている。一対のスライダ３，４は、軌道レール１，２上を互いに独立して相対摺動移動するように軌道レール１，２に跨架されている。この実施例では、下側の軌道レール２は、ベッド、機台等のベース（図１０の符号２８を参照）に固定されている固定側軌道レールとして説明する。上側の軌道レール１は、スライダ３，４を介して軌道レール２に対して摺動移動する可動側軌道レールである。スライダ３，４は、例えば、図１２に示すような直動転がり案内ユニットのスライダ２１が背中合わせに固着され、上側のスライダ２１と下側のスライダ２１とが一体構造にそれぞれ構成された複合スライダである。スライダ３，４は、軌道レール１，２の軌道溝２４にそれぞれ対応する軌道溝（図１２の符号２９を参照）を上下に備えている。スライダ３，４は、図２では、直動転がり案内ユニットにおけるケーシング２５とエンドキャップ２６とが示されている。
【００２２】
この直動転がり案内ユニット装置において、摺動移動する上側の軌道レール１の両側のストローク端即ちスライダ摺動端には、連結部材１１，１２がそれぞれ設けられている。また、ベースに固定されている下側の軌道レール２の両側のスライダ摺動端には、連結部材１３，１４がそれぞれ設けられている。更に、スライダ３の上側には上側の軌道レール１の連結部材１１に係脱可能に連結する被連結部材９が設けられ、また、スライダ３の下側には下側の軌道レール２の連結部材１３に係脱可能に連結する被連結部材１９が設けられている。また、スライダ４の上側には上側の軌道レール１の連結部材１２に係脱可能に連結する被連結部材１０が設けられ、また、スライダ４の下側には下側の軌道レール２の連結部材１４に係脱可能に連結する被連結部材２０が設けられている。この実施例では、スライダ摺動端は軌道レール１，２の両端に相当しているが、使用条件によっては、軌道レール１，２の端部から内側の適正な位置に設定し、その位置に連結部材１１，１２，１３，１４を設けることができる。例えば、連結部材１１，１２，１３，１４はチャック等から構成され、また、被連結部材９，１０，１９，２０はフック、被チャック等から構成されている。
【００２３】
この直動転がり案内ユニット装置は、上記のように構成され、次のように作動する。下側の軌道レール２は、地点Ｓ３と地点Ｓ７との間でベッド、機台等のベースに固定されている。図１の（Ａ）では、上側の軌道レール１が最も左側に位置するように摺動移動し、地点Ｓ１と地点Ｓ５との間に位置している。この状態では、軌道レール２の連結部材１３はスライダ３の被連結部材１９と連結し、軌道レール１の連結部材１２はスライダ４の被連結部材１０と連結している。従って、この直動転がり案内ユニット装置は、図１の（Ａ）に示す状態では、スライダ３は軌道レール２に且つスライダ４は軌道レール１にそれぞれ連結され、外力が掛からない以上、スライダ３，４は軌道レール１，２上を自由に移動することはなく、軌道レール１及びスライダ３，４は軌道レール２に対して安定して静止状態を保持できる。
【００２４】
図１の（Ｂ）では、可動側の軌道レール１が地点Ｓ１から地点Ｓ２までモータやボールねじ（図１０参照）等の外力で摺動移動し、上側の軌道レール１は地点Ｓ２と地点Ｓ６との間に位置した状態が示されている。固定側の軌道レール２は移動することなく、地点Ｓ３と地点Ｓ７との間に位置している。軌道レール１の摺動移動する時に、軌道レール１は、スライダ４を引っ張ることによってスライダ４と一緒になって軌道レール２に対して相対摺動するが、スライダ３は軌道レール２に連結されて静止状態を維持する。この状態では、軌道レール２の連結部材１３はスライダ３の被連結部材１９と連結状態を維持し、軌道レール１の連結部材１２はスライダ４の被連結部材１０と連結状態を維持している。従って、この直動転がり案内ユニット装置は、図１の（Ｂ）に示す状態では、スライダ３は軌道レール２に且つスライダ４は軌道レール１にそれぞれ連結され、外力が掛からない以上、スライダ３，４は軌道レール１，２上を自由に移動することはなく、軌道レール１及びスライダ３，４は軌道レール２に対して安定して静止状態を保持できる。
【００２５】
図１の（Ｃ）では、上側の軌道レール１が更に地点Ｓ２から地点Ｓ３までモータやボールねじ等の外力で摺動移動し、上側の軌道レール１は地点Ｓ３と地点Ｓ７との間に位置した状態が示されている。固定側の軌道レール２は移動することなく、地点Ｓ３と地点Ｓ７との間に位置している。軌道レール１の摺動移動では、軌道レール１は、スライダ４を引っ張ることによってスライダ４と一緒になって軌道レール２に対して相対摺動するが、スライダ３は軌道レール２に連結されて静止状態を維持する。この状態では、軌道レール２の連結部材１３はスライダ３の被連結部材１９と連結状態を維持し、軌道レール１の連結部材１２はスライダ４の被連結部材１０と連結状態を維持している。更に、軌道レール２の連結部材１１はスライダ３の被連結部材９に連結され、軌道レール１の連結部材１４はスライダ４の被連結部材２０に連結される状態になる。従って、この直動転がり案内ユニット装置は、図１の（Ｃ）に示す状態では、スライダ３，４は軌道レール１，２にそれぞれ連結され、外力が掛からない以上、スライダ３，４は軌道レール１，２上を自由に移動することはなく、軌道レール１及びスライダ３，４は軌道レール２に対して安定して静止状態を保持できる。
【００２６】
図１の（Ｄ）では、上側の軌道レール１が更に地点Ｓ３から地点Ｓ４までモータやボールねじ等の外力で摺動移動し、上側の軌道レール１は地点Ｓ４と地点Ｓ８との間に位置した状態が示されている。固定側の軌道レール２は移動することなく、地点Ｓ３と地点Ｓ７との間に位置している。軌道レール１の摺動移動では、軌道レール１は、スライダ３を押すことによってスライダ３と一緒になって軌道レール２に対して相対摺動するが、スライダ４は軌道レール２に連結されて静止状態を維持する。この状態では、スライダ３の被連結部材１９は軌道レール２の連結部材１３から離脱し、スライダ４の被連結部材１０は軌道レール１の連結部材１２から離脱するが、軌道レール２の連結部材１１はスライダ３の被連結部材９と連結状態を維持し、軌道レール１の連結部材１４はスライダ４の被連結部材２０と連結状態を維持している。従って、この直動転がり案内ユニット装置は、図１の（Ｄ）に示す状態では、スライダ３は軌道レール１に且つスライダ４は軌道レール２にそれぞれ連結しており、外力が掛からない以上、スライダ３，４は軌道レール１，２上を自由に移動することはなく、軌道レール１及びスライダ３，４は軌道レール２に対して安定して静止状態を保持できる。
【００２７】
図１の（Ｅ）では、上側の軌道レール１が更に地点Ｓ４から地点Ｓ５までモータやボールねじ等の外力で摺動移動し、上側の軌道レール１は地点Ｓ５と地点Ｓ９との間に位置した状態が示されている。固定側の軌道レール２は移動することなく、地点Ｓ３と地点Ｓ７との間に位置している。軌道レール１の摺動移動では、軌道レール１は、スライダ３を押すことによってスライダ３と一緒になって軌道レール２に対して相対摺動するが、スライダ４は軌道レール２に連結されて静止状態を維持する。この状態では、軌道レール２の連結部材１１はスライダ３の被連結部材９と連結状態を維持し、軌道レール１の連結部材１４はスライダ４の被連結部材２０と連結状態を維持している。従って、この直動転がり案内ユニット装置は、図１の（Ｅ）に示す状態では、スライダ３は軌道レール１に且つスライダ４は軌道レール２にそれぞれ連結しており、外力が掛からない以上、スライダ３，４は軌道レール１，２上を自由に移動することはなく、軌道レール１及びスライダ３，４は軌道レール２に対して安定して静止状態を保持できる。
【００２８】
この直動転がり案内ユニット装置は、上記作動では、可動側の軌道レール１が図１の左端から右端への摺動移動が示されているが、可動側の軌道レール１の逆方向の摺動移動即ち図１の右端から左端への摺動移動は、上記実施例とは逆の工程を行うことによって達成できるので、ここでの説明は省略する。
【００２９】
次に、図４を参照して、この発明による直動転がり案内ユニット装置の別の実施例を説明する。図４はこの発明による直動転がり案内ユニット装置の別の実施例を示す図２のＡ−Ａ矢視の平面図である。この実施例は、連結部材と被連結部材との具体的な一例が示されたものである。連結部材１３は、先端にローラ５１を備えたばね部材５２から構成され、被連結部材９はローラ５１を係止する凹部５９を備えた係止部材で構成されている。勿論、連結部材１３と被連結部材９を、上記とは逆に構成することもできる。連結部材１３は、軌道レール２の上面３４に設けられ、先端にローラ５１を回転自在に取り付け且つ先端が互いに内方に変位した一対のばね部材５２から成る。また、被連結部材９は、先端が突出した張出部６０が形成され、根元がローラ５１を係止する凹部５９に形成されている。従って、軌道レール２の連結部材１３に対してスライダ３の被連結部材９が近接すれば、張出部６０がローラ５１に案内されてばね部材５２の間に嵌まり込み、連結部材１３に被連結部材９がばね力で連結される。また、軌道レール２の連結部材１３に対してスライダ３の被連結部材９が離間すれば、ばね部材５２のばね力に抗して張出部６０が離脱することに成る。
【００３０】
次に、図５を参照して、この発明による直動転がり案内ユニット装置の更に別の実施例を説明する。図５はこの発明による直動転がり案内ユニット装置の更に別の実施例を示す図２のＡ−Ａ矢視の平面図である。この実施例は、連結部材１３は、一対の永久磁石５３から構成され、被連結部材９は、永久磁石５３に吸着する磁性体で構成されている。勿論、連結部材１３と被連結部材９を、上記とは逆に構成することもできる。また、連結部材１３と被連結部材９とは、永久磁石５３の磁力以上の引張力が働けば離脱できるものである。
【００３１】
次に、図６〜図９を参照して、この発明による直動転がり案内ユニット装置の他の実施例を説明する。図６はこの発明による直動転がり案内ユニット装置の別の実施例の一部を示す側面図、図７は図６の直動転がり案内ユニット装置の端面図、図８は図６の直動転がり案内ユニット装置の作動状態の一態様を示す説明図、及び図９は図６の直動転がり案内ユニット装置の作動状態の別の態様を示す説明図である。
【００３２】
この実施例では、連結部材１１，１３は、チャックを構成する鉤部材３１，３２から構成され、被連結部材９，１９は鉤部材３１，３２に係止するフック３５，３６で構成されている。軌道レール１には、その下面に鉤部材３１の取付部材４１が設けられ、また、軌道レール２には、その上面に鉤部材３２の取付部材４４が設けられている。鉤部材３１，３２は、取付部材４１，４４に設けたピン即ち枢支軸５６に揺動自在に取り付けられている。軌道レール１には、鉤部材３１の揺動を制限するストッパ５７が設けられると共に、鉤部材３１をストッパ５７にばね力で当接させるスプリング５４が設けられている。また、軌道レール２には、及び鉤部材３２の揺動を制限するストッパ５８が設けられると共に、鉤部材３２をストッパ５８にばね力で当接させるスプリング５５が設けられている。更に、鉤部材３１，３２の腕部には、取付部材４１，４４の突出斜面６１，６２に突き当たってスプリング５４，５５のばね力に抗して揺動させられる当接斜面６３，６４が形成されている。上記実施例では、軌道レール１，２に設けた連結部材１１，１３は、軌道レール１，２の上面と下面に設けているが、その側面に設け且つそれに対応させてスライダ３，４に被連結部材９，１９を設けることもでき、場合によっては、図示のように直接取り付けることなく、ブラケット等の部材を介在させて取り付けてもよいものである。
【００３３】
図６には、軌道レール１，２は図１の（Ｃ）に示すように両者が同一位置に静止している場合が示されており、鉤部材３１，３２がフック３５，３６にそれぞれ係止した状態が示されている。図８には、軌道レール１が軌道レール２に対して移動している図１の（Ａ）及び（Ｂ）に示す状態が示されており、鉤部材３１がフック３５から離脱し、鉤部材３２がフック３６に係止した状態が示されている。更に、図９には、軌道レール１が軌道レール２に対して移動している図１の（Ｄ）及び（Ｅ）に示す状態が示されており、鉤部材３２がフック３６から離脱し、鉤部材３１がフック３５に係止した状態が示されている。
【００３４】
この実施例では、軌道レール１が軌道レール２に対して図１の（Ｃ）の位置から図１の（Ａ）及び（Ｂ）に示す状態の左方向に移動する場合には、軌道レール２の取付部材４４の突出斜面６２が軌道レール１に取り付けられた鉤部材３１の当接斜面６３を押し上げ、鉤部材３１はスプリング５４のばね力に抗して枢支軸５６を中心に左回りに旋回させる。そこで、図８に示すように、鉤部材３１とフック３５との係止状態を解除され、連結部材１１と被連結部材９とが離脱され、軌道レール１は軌道レール２に対して左方向に摺動することができる。一方、鉤部材３２はスプリング５５のばね力でストッパ５８に突き当たっており、鉤部材３２はフック３６に係止した状態を維持している。
【００３５】
また、軌道レール１が軌道レール２に対して図１の（Ｃ）の位置から図１の（Ｄ）及び（Ｅ）に示す状態の右方向に移動する場合には、軌道レール１の取付部材４１の突出斜面６１が軌道レール２に取り付けられた鉤部材３２の当接斜面６４を押し下げ、鉤部材３２はスプリング５５のばね力に抗して枢支軸５６を中心に右回りに旋回させる。そこで、図９に示すように、鉤部材３２とフック３６との係止状態が解除され、連結部材１３と被連結部材１９とが離脱され、軌道レール１は軌道レール２に対して右方向に摺動することができる。一方、鉤部材３１はスプリング５４のばね力でストッパ５７に突き当たっており、鉤部材３１はフック３５に係止した状態を維持している。
【００３６】
次に、図１０を参照して、この発明による直動転がり案内ユニット装置の他の実施例を説明する。図１０はこの発明による直動転がり案内ユニット装置の適用例を示す斜視図である。この実施例は、この発明の直動転がり案内ユニット装置を一対使用して、ベッド２８上でテーブル４７を移動させる直動テーブル装置に適用したものである。この実施例の直動テーブル装置は、上記直動転がり案内ユニット装置をベッド２８上に所定の間隔に隔置して並列に配置されたものであり、一対の軌道レール２，６がベッド２８上に固定され、スライダ３，４，７，８を介在して一対の軌道レール１，５が軌道レール２，６に対して摺動可能に設けられている。軌道レール２，６にはテーブル４７が固定されている。軌道レール１には連結部材１１，１２が設けられ、軌道レール２には連結部材１３，１４が設けられ、軌道レール５には連結部材１５，１６が設けられ、更に、軌道レール６には連結部材１７，１８が設けられている。また、スライダ３，４，７，８には、連結部材１１，１２，１３，１４，１５，１６，，１７，１８に係合する被連結部材（図示せず）がそれぞれ設けられている。
【００３７】
この実施例の直動テーブル装置では、テーブル４７の移動は、テーブル４７に固定されたボールナットハウジング４６がベース２８に取り付けられたボールねじ４５が駆動モータ４８によって回動されることによって行なわれる。ボールねじ４５は、ベッド２８に隔置して取り付けられた一対の支持部材５０，６５の間で回動自在に支持されている。駆動モータ４８は、カップリング４９を介してボールねじ４５を回転させるように構成されている。ボールねじ４５が駆動モータ４８によって回転させられると、ボールナットハウジング４６に設けられたボールねじナット（図示せず）がボールねじ４５に沿って移動し、従って、ボールナットハウジング４６に固定されたテーブル４７が移動する。
【００３８】
この直動テーブル装置は、上記のように構成されているので、コンパクトな構造に構成でき、ベッド２８に対してテーブル４７が上下の軌道レール１と２及び５と６が最小に重なり合う部分を除いて、軌道レール１，２，５，６の軸方向に最大ストロークを得ることができる。また、テーブル４７の先端に負荷が存在しても、スライダ３，４及び７，８は、それぞれ軌道レール１と２及び５と６の重なり合う部分のそれらの両端部に配設されるので、安定した直動テーブル装置を提供できる。
【００３９】
【発明の効果】
この発明による直動転がり案内ユニット装置は、以上のように構成されているので、次のような効果を有する。即ち、この直動転がり案内ユニット装置は、上記のように構成されているので、この直動転がり案内ユニット装置を使用して、半導体製造装置、作業ロボット或いは精密工作機械等に適用される直動テーブル装置を提供することができ、テーブルの高速摺動化、コンパクト化或いはフレキシブルな案内装置を構成することができる。即ち、この直動転がり案内ユニット装置は、一方の軌道レールを固定し、固定側の軌道レールに対して一対のスライダを介して可動側の軌道レールを滑らかに且つ高精度に案内させることができ、しかも、相対移動する二つの軌道レールは、一対のスライダを介在して滑らかに且つ高精度に安定して摺動移動される。従って、この直動転がり案内ユニット装置は、厳しい精度が求められる半導体製造装置、工作機械や組立ロボット等が要求する高精度及び高速化に対応することができる。
【００４０】
また、この直動転がり案内ユニット装置によれば、相対移動体を構成するための部品点数を低減し、連結部材と被連結部材との存在によって一方のスライダは静止状態を維持して可動側の軌道レールが固定側の軌道レールに対して摺動移動でき、１つの軌道レールと１つのスライダとの移動体の慣性力を最小限に抑えることができ、可動側の軌道レールに固定されたテーブルを移動させようとする制御や操作に対するテーブルのレスポンスを向上させることができる。更に、軌道レール及びスライダは、テーブルを移動させるための単に相対移動の中間部材として利用されているのみならず、直動転がり案内ユニット装置全体としては、コンパクトな構造を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による直動転がり案内ユニット装置の一実施例の作動状態を示す説明図である。
【図２】この発明による直動転がり案内ユニット装置の一実施例の一部を示す側面図である。
【図３】図２の直動転がり案内ユニット装置の端面図である。
【図４】この発明による直動転がり案内ユニット装置の別の実施例を示す図２のＡ−Ａ矢視の平面図である。
【図５】この発明による直動転がり案内ユニット装置の更に別の実施例を示す図２のＡ−Ａ矢視の平面図である。
【図６】この発明による直動転がり案内ユニット装置の別の実施例の一部を示す側面図である。
【図７】図６の直動転がり案内ユニット装置の端面図である。
【図８】図６の直動転がり案内ユニット装置の作動状態の一態様を示す説明図である。
【図９】図６の直動転がり案内ユニット装置の作動状態の別の態様を示す説明図である。
【図１０】この発明による直動転がり案内ユニット装置の適用例を示す斜視図である。
【図１１】従来の直動転がり案内ユニット装置を示す一部破断の斜視図である。
【図１２】従来の直動転がり案内ユニットを示す斜視図である。
【符号の説明】
１，２，５，６ 軌道レール
３，４，７，８ スライダ
９，１０，１９，２０ 被連結部材
１１，１２，１３，１４，１５，１６，１７，１８ 連結部材
２３ 側面
２４，２９ 軌道溝
２８ ベッド
３１，３２ 鉤部材
３５，３６ フック
４１，４４ 取付部材
４５ ボールねじ
４６ ボールナットハウジング
４７ テーブル
４８ 駆動モータ
５１ ローラ
５２ ばね部材
５３ 永久磁石
５４，５５ スプリング
５７，５８ ストッパ
５９ 凹部
６１，６２ 突出斜面
６３，６４ 当接斜面
Claims (10)
- 長手方向両側面にそれぞれ延びる軌道溝をそれぞれ形成した一対の軌道レール、前記両軌道レールの間に配置されて前記両軌道溝にそれぞれ対応する軌道溝をそれぞれ備え且つ前記両軌道レールに跨架して相対摺動すると共に互いに独立して相対移動する一対のスライダ、前記両軌道レールのそれぞれのストローク端にそれぞれ設けられた連結部材、及び前記両スライダにそれぞれ設けられ且つ前記各連結部材に係脱可能にそれぞれ連結される被連結部材、から成る直動転がり案内ユニット装置。
- 前記連結部材はチャックから構成され且つ前記被連結部材は前記チャックに係止するフックや鉤部材の被チャックで構成されているか、又は前記被連結部材はチャックから構成され且つ前記連結部材は前記チャックに係止するフックや鉤部材の被チャックで構成されている請求項１に記載の直動転がり案内ユニット装置。
- 前記連結部材は先端にローラを備えたばね部材から構成され且つ前記被連結部材は前記ローラを係止する凹部を備えた係止部材で構成されているか、又は前記被連結部材は先端にローラを備えたばね部材から構成され且つ前記連結部材は前記ローラを係止する凹部を備えた係止部材で構成されている請求項１に記載の直動転がり案内ユニット装置。
- 前記連結部材は磁石から構成され且つ前記被連結部材は前記磁石に吸着する磁性体で構成されているか、又は前記被連結部材は磁石から構成され且つ前記連結部材は前記磁石に吸着する磁性体で構成されている請求項１に記載の直動転がり案内ユニット装置。
- 前記連結部材は前記軌道レールに揺動可能に取り付けられた鉤部材から構成され且つ前記被連結部材は前記鉤部材に設けたばね部材のばね力によって係止するフックで構成されている請求項１に記載の直動転がり案内ユニット装置。
- 一方の前記軌道レールに取り付けられた前記鉤部材は、前記両軌道レールが互いに相対移動するのに対応して他方の前記軌道レールに設けた突出斜面が前記鉤部材に設けた当接斜面を押圧することで前記ばね部材のばね力に抗して前記鉤部材を揺動させ、前記鉤部材を前記フックとの係止状態を解放する請求項５に記載の直動転がり案内ユニット装置。
- 前記スライダは、一方の前記軌道レールに跨架して摺動する第１スライダ部と、他方の前記軌道レールに跨架して摺動する第２スライダ部とが互いに一体に固定して構成されている請求項１〜６のいずれか１項に記載の直動転がり案内ユニット装置。
- 一方の前記軌道レールがベースに固定されて固定側軌道レールを構成し、他方の前記軌道レールがテーブルを固定した可動側軌道レールを構成する請求項１〜７のいずれか１項に記載の直動転がり案内ユニット装置。
- 前記テーブルには、前記ベースに取り付けられたボールねじの回動によって移動するボールナットハウジングが固定されている請求項８に記載の直動転がり案内ユニット装置。
- 一方の前記軌道レールの移動時には、少なくとも一方の前記スライダが固定側の前記軌道レールに連結されて静止している請求項１〜９のいずれかの１項に記載の直動転がり案内ユニット装置。
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