JP3971994B2 - 保持器のずれ防止機構を備えた有限直動案内ユニット - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は，半導体製造装置，精密測定器，精密検査機，精密組立器，工作機械，各種ロボット等の各種の装置に適用される保持器のずれ防止機構を備えた有限直動案内ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年，半導体製造装置，精密測定器，精密検査機，精密組立器等の装置では，部品等を直動案内するため，有限直動案内ユニットが多く使用されるようになってきた。そこで，有限直動案内ユニットとしては，高速度や高加減速度の軌道台の相対移動に対応できると共に，装置そのものがコンパクトに構成され，機器の直動案内として，高精度，低摺動抵抗等の性能に対応できることが求められるようになった。
【０００３】
従来，保持器のずれを防止して軌道部材の移動を確実にコントロールすることができる有限直動形ガイドウェイ及びそれを組み込んだ有限直動案内ユニットが知られている。該有限直動案内ユニットは，軌道部材の軌道溝には，保持器に保持された円筒ころが転動可能であり，逃げ溝に固定されたラックには，保持器に回転自在に支持されたピニオンが噛み合っている。ラックの歯には，円筒ころとの干渉を回避する凹部が形成されているので，歯を大きなモジュールの歯としてピニオンとの噛み合い強度を向上させ，保持器の軌道部材に対するずれを防止することができる。また，軌道部材の軌道溝の逃げ溝を大きくしないので，広い軌道面が確保される（例えば，特許文献１参照）。
【０００４】
また，軌道部材の移動を確実にコントロールすることができる有限直動用転がり軸受が知られている。該有限直動用転がり軸受は，軌道溝が対向するように平行させて軌道部材を配置し，軌道溝に形成された研削逃げ溝内にはラックが設けられ，軌道溝間には，円筒ころ及びラックと噛合するピニオンが組み込まれた保持器が装着されたものである（例えば，特許文献２参照）。
【０００５】
また，有限直動案内ユニットとして，保持器に一体的にピニオンギヤを嵌着できる軸受を設けたものが知られている。該有限直動案内ユニットは，保持器の幅方向における中央部にピニオンギヤを設け，テーブル及びベッドの幅方向における中央部にラック部材を設けたものであり，保持器の幅方向で長手方向の中央部に長孔が形成され，内周面には長孔を幅方向に挟んで，下面側に開放した溝形状の軸受が突出形成されている（例えば，特許文献３参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−１０８０５６号公報（第１頁，図３）
【特許文献２】
特開平７−９１４４５号公報（第１頁，図１）
【特許文献３】
特開平３−２４３１８号公報（第２，４頁，第１図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，従来の有限直動案内ユニットについて，保持器に一体的にピニオンギヤを嵌着できる軸受を設けたものでは，軸受が保持器と一体成形になっているので，各種のサイズ即ち大きさの保持器ごとに成形型等をそれぞれ準備しなければならず，柔軟に対応できなかった。また，従来の有限直動案内ユニットでは，ギヤホルダの組立が複雑であり，ギヤホルダの確実な係止ができなかったり，装置自体を小形化することが困難であった。また，上記有限直動用転がり軸受では，ギヤホルダが保持器の係止爪に係止した構造であるので，ギヤホルダを保持器にしっかりした固着ができず，ギヤホルダによるピニオンの保持力が小さいものであった。
【０００８】
そこで，本出願人は，有限直動案内ユニットとして，従来のものの構造を若干変更するだけで保持器のずれ防止機構を簡単に組み込むことができ，大型から小型までの移動体に適用でき，テーブル等の移動体の直動移動を確実に高精度に行うことができ，移動体の高速移動や高加減速移動に対応できると共に，装置そのものをコンパクトに構成でき，低摺動抵抗等の性能を発揮できるものを開発して，先に特許出願した（例えば，特願２００１−２１６２３５号参照）。先願の該有限直動案内ユニットでは，ホルダには四隅にピンを設けて，保持器に形成されたピン孔に上記ピンを嵌挿して出っ張ったピン部分をかしめて保持器に固着したものである。しかしながら，上記有限直動案内ユニットは，保持器にホルダを取り付けるには，ホルダにピンを，保持器にピン孔を形成しなければならず，しかも，ピンの先端をカシメ加工しなければならなかった。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明の目的は，上記の課題を解決することであり，半導体製造装置，精密機械，精密検査機，精密組立器，工作機械，各種ロボット等の機器に適用でき，特に，ずれ防止機構を小型にコンパクトに構成することができ，保持器へのホルダの装着がワンタッチに容易に行うことができ，テーブル等の移動体の直動移動を確実に高精度に行うことができ，軌道台に取り付けた移動体等の高速移動や高加減速移動に対応できると共に，ずれ防止機構を簡単に保持器に装着することができる有限直動案内ユニットを提供することである。
【００１０】
この発明は，長手方向壁面に互いに対向する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ている複数の転動体を保持する前記長手方向に延びた板状でなる保持器及び前記保持器が前記軌道台間でずれるのを防止するずれ防止機構を有する有限直動案内ユニットにおいて，
前記ずれ防止機構は，前記保持器の表裏に貫通して形成された嵌着孔に弾性変形を元に戻した後に係止して支持されるホルダ，前記軌道台にそれぞれ設けられたラック，及び前記ラックにそれぞれ噛み合う歯部を備え且つ前記ホルダに回転自在に装着されたピニオンを有し，前記ホルダは，前記嵌着孔に整合して実質的に長方形に形成され前記保持器の長手方向に延びる一対の長辺端面と前記長辺端面の直交する一対の短辺端面とから成り，前記長辺端面及び前記短辺端面のいずれか一方の端面から突出し且つ前記保持器の表裏の一方側である前記嵌着孔の縁面に当接するフランジ部，及び他方の端面から突出し且つ弾性変形を元に戻した後に前記保持器の表裏の他方側である前記嵌着孔の縁面に係止する係止爪部を備えており，前記フランジ部と前記係止爪部とにより前記保持器を挟持して前記保持器に固着されることを特徴とする有限直動案内ユニットに関する。
【００１１】
前記ホルダには，前記ピニオンの歯部を備えた円板部が回転自在に挿通する挿通孔と前記ピニオンの軸部が回転自在に遊嵌する軸支持孔とが形成され，前記軸支持孔には前記ピニオンを回転自在に支持するため両側面に突出する凸部が形成されている。
【００１２】
更に，この有限直動案内ユニットでは，前記フランジ部は前記他方の端面からも突出しているものである。
【００１３】
前記ホルダには，前記嵌着孔の前記他側の縁面に前記ホルダの前記係止爪部をスナップフィットさせるため前記嵌着孔内へ弾性変形させる作業孔が形成されている。或いは，前記ホルダには，前記係止爪部を内側への撓み弾性変形を可能にするため，前記係止爪部に隣接した部分に凹部が形成されている。
【００１４】
前記ピニオンは，周方向に均一に隔置した前記歯部と前記歯部間の凹部が形成された円板部と，前記円板部の回転中心となって前記ホルダに回転自在に保持される前記軸部とを有する。
【００１５】
前記ラックは，前記軌道台の前記軌道溝に形成された逃げ溝に長手方向に沿って形成されている。更に，前記ラックは，前記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，及び前記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前記歯部を互いに連結する側壁部から形成されている。
【００１６】
この有限直動案内ユニットでは，一方の前記軌道台は軌道レールであり，他方の前記軌道台は摺動台であり，前記軌道レールと前記摺動台とは転動体が転走する一対の前記軌道路を形成するため互いに対向する前記軌道溝がそれぞれ形成され，前記軌道路には前記保持器がそれぞれ配設され，前記保持器は連結板部で互いに連結され，前記連結板部には前記ずれ防止機構を構成する前記ホルダが配設されている。更に，前記軌道レールと前記摺動台には，対向する中央部に凹溝が形成され，前記凹溝には前記ずれ防止機構を構成する前記ラックがそれぞれ配設されている。
【００１７】
この有限直動案内ユニットは，上記のように構成されているので，保持器の軌道台に対する相対移動がずれること無く，クリープ現象（軸受のクリープ）を生じることなく（アンチ−クリープ），確実に相対移動でき，軌道台の高精度の相対移動を達成できる。また，この有限直動案内ユニットは，ホルダを保持器に確実に容易にワンタッチで装着でき，ピニオンの組み込みが容易になると共に，保持器のずれ防止機構を極めてコンパクトに小形に形成でき，しかも，小形の機器への取付けを可能にし，装置そのものを小形に構造でき，特に，ずれ防止機構を持つ有限直動案内ユニットを装着するべき機器への適用範囲を拡げることができる。また，ホルダについて，係止爪部を前記ホルダの長辺端面から突出させ，フランジ部をホルダの短辺端面から突出させることによって，ホルダの製造工程における成形型を極めて単純な形状に形成でき，ホルダの製造コストを低減し，容易に作製でき，高精度にホルダを作製することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下，図面を参照して，この発明による保持器のずれ防止機構を備えた有限直動案内ユニットの実施例を説明する。この有限直動案内ユニットは，半導体製造装置，精密測定器，精密検査機，精密組立器，工作機械，各種ロボット等の各種の装置に適用されるものである。
【００１９】
まず，図１〜図１４を参照して，この発明による有限直動案内ユニットの第１実施例を説明する。この有限直動案内ユニットは，軌道台１，２には，テーブル，取付台等の移動体同士，又は移動体とベッド等の固定体とに取り付けるための固着手段が設けられている。この有限直動案内ユニットは，図１及び図２に示すように，互いに対向面となる長手方向壁面１５，１６に軌道溝１０がそれぞれ形成された相対移動する一対の軌道台１，２，軌道台１，２の軌道溝１０間の軌道路７に配設され且つ軌道溝１０にそれぞれ形成された軌道面１１，１２を転動する複数の転動体８，転動体８を保持する板状の保持器３，及び保持器３が軌道台１，２間でのずれを防止するラック・ピニオンによるずれ防止機構１７を有している。この実施例では，一対の軌道台１，２には，断面矩形状で一辺の長手方向に沿って軌道溝１０が対向面の壁面１５，１６にそれぞれ形成され，対向した軌道溝１０に円筒ころである転動体８が介在され，転動体８を介して軌道台１，２が互いに相対移動するものである。
【００２０】
軌道台１，２には，保持器３の抜け防止用のストッパとなる頭部を備えた端部ねじ２３が軌道台１，２の端部に形成されたねじ孔（図示せず）に螺入してそれぞれ固着されている。また，軌道台１，２には，固着手段として長手方向に所定ピッチで形成されたザグリ孔，ねじ孔等の取付け用孔２４が形成され，一方の軌道台１又は２が固定側のベッド等の固定体（図示せず）に固着され，また，他方の軌道台２又は１が可動側のテーブル等の移動台（図示せず）に固着されるように，軌道台１，２が丁度１８０度回転した状態で配列されている。従って，この有限直動案内ユニットでは，軌道台１又は２が配設されたベッドの固定体に，軌道台２又は１が取り付けられたテーブル等の移動台が直線運動で案内されることになる。
【００２１】
この有限直動案内ユニットは，ラック・ピニオンによるずれ防止機構１７を組み込んでおり，保持器３のずれ防止機構１７を構成するピニオン５を保持器３に係止したホルダ６に回転自在に取り付け，ずれ防止機構１７を構成するラック４を軌道台１，２に取り付けている。ずれ防止機構１７は，保持器３に形成された嵌着孔３０に自身の弾性変形を元に戻した後に係止してスナップフィットして支持されたホルダ６，軌道台１，２にそれぞれ設けられたラック４，及びラック４にそれぞれ噛み合う歯部１４を備え且つホルダ６に回転自在に装着されたピニオン５を有している。保持器３にホルダ６を係止即ちスナップフィットしたものになっている。ラック４は，図２及び図３に示すように，軌道台１，２の軌道溝１０に形成された逃げ溝９に長手方向に沿って設けられている。ラック４は，例えば，ピニオン５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１８，及び歯部１８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１８を互いに連結する側壁部３１から形成されている。図１に示す実施例では，側壁部３１は，歯部１８の両側でそれぞれ肉厚が異なっており，同一部品のラック４を用いているので，軌道台１と軌道台２とでは肉厚の異なる側壁部３１の位置が逆に現れている。また，ラック４は，歯部１８と，隣接する歯部１８を互いに連結する側壁部３１とから構成されているが，歯部１８間の強度を確保するため，側壁部３１間を接続する底部があってもよいものである。
【００２２】
また，図４〜図７に示すように，保持器３には，ホルダ６を装着するため，中央部分に円筒ころ８が嵌入する保持孔２７よりも大きい嵌着孔３０が形成されている。ここでは，嵌着孔３０は，長手方向に保持孔２７の２つ分にわたったサイズになっている。保持器３の嵌着孔３０は，図７に示すように，保持器３の側面に平行な辺を持つ正方形等の矩形から角部を残した形状の八角形，言い換えれば，実質的に長方形の形状に形成されている。ホルダ６には，ピニオン５が回転自在に保持されている。ホルダ６は，特に，図８〜図１１に示すように，嵌着孔３０に係止するために，端面４２から突出し且つ保持器３に形成された嵌着孔３０の一側（例えば，裏面側）の縁面３４に当接するフランジ部４６，及び端面４２から突出し且つ嵌着孔３０の他側（例えば，おもて面側）の縁面３５に係止する係止爪部４０を備えている。即ち，嵌着孔３０は，保持器３の表裏に貫通して形成されていることになる。
【００２３】
図４〜図６には，軌道台１，２の対向面の壁面１５，１６に配設される保持器組立体２５が示されている。保持器組立体２５は，保持器３，保持器３に転動状態に保持された転動体の円筒ころ８，保持器３に装着されたホルダ６，及びホルダ６に回転自在に取り付けられたピニオン５から構成されている。また，図４〜図７に示すように，保持器３に保持された転動体は，断面が正方形状で且つ円形の転動面２９とその両端面２８から成る円筒ころ８であり，隣り合う円筒ころ８は，その回転中心が直交する状態に互いにクロスして配設されている。保持器３は，長手方向に延びる矩形状薄板から形成され，長手方向に沿って所定のピッチで形成された保持孔２７に嵌合した転動体の円筒ころ８の端面２８を保持爪２６によってそれぞれ保持している。
【００２４】
また，ホルダ６には，ピニオン５の歯部１４を備えた円板部１３が回転自在に挿通する挿通孔３３と，ピニオン５の軸部３６が回転自在に遊嵌する軸支持孔３２とが形成されている。軸支持孔３２には，ピニオン５の軸部３６を回転自在に支持するため両側面に突出する凸部３９が形成されている。軸支持孔３２の両側面に凸部３９が形成されることによって軸支持孔３２の壁面が対向した実質的に旋回支持面４８に形成され，ピニオン５の軸部３６が凸部３９によって回転自在に支持されることになる。ピニオン５をホルダ６に回転自在な状態に嵌入するには，ピニオン５の円板部１３を挿通孔３３に挿通し，次いで，ピニオン５の軸部３６をホルダ６の凸部３９を乗り越えて軸支持孔３２にスナップフィットして嵌め込むことによって達成される。その時，ホルダ６は，両端面４２（４４）の下部に突当て面即ち当接面となるフランジ部４６が突出して形成され，両端面４２（４３）の上部に突出してなる係止爪部４０が形成され，保持器３に係着している。
【００２５】
また，ホルダ６には，保持器３の嵌着孔３０の縁面３５にホルダ６の係止爪部４０をスナップフィットさせるため，ホルダ６を挿通孔３３側へ弾性変形させる作業孔５０が形成されている。図１４に示すように，工具等を作業孔５０に係止させて係止爪部４０を内側に移動するように，ホルダ６を変形させ，ホルダ６を係止爪部４０側から保持器３の嵌着孔３０に挿入し，ホルダ６のフランジ部４６が保持器３の嵌着孔３０の回りの一側の縁面３４に当接した後に，工具等を作業孔５０から外してホルダ６の変形を元に戻すと，係止爪部４０が保持器３の嵌着孔３０の回りの他側の縁面３５に引っ掛かり保持器３にスナップフィットして係着される。次いで，ピニオン５の円板部１３をホルダ３の挿通孔３３に挿入し，ピニオン５の軸部３６をホルダ６の軸支持孔３２にスナップフィットして嵌め込むことによってピニオン５がホルダ６に組み込まれる。ホルダ６は，組み込まれたピニオン５によって内側に変形することもなく保持器３から外れることが無いものになっている。作業孔５０は，ホルダ６を変形させる上で，工具等を用いて機械的に作業し易くするための孔であり，ホルダ６を保持器３に嵌め込むのに必ずしも使用しなくてもよいものである。また，工具等を使用することなく，保持器３の嵌着孔３０に，係止爪部４０を容易に弾性変形させてホルダ６を保持器３の嵌着孔３０にスナップフィットさせて固着することができる。
【００２６】
図１２及び図１３に示すように，ピニオン５は，円板部１３と円板部１３の両側面から突出するピニオン回転中心となる軸部３６とから構成されている。即ち，ピニオン５は，周方向に均一なピッチで隔置した複数の歯部１４と歯部１４間に歯溝を構成する凹部４９が形成された円板部１３，及び円板部１３の回転中心となって対向する旋回支持面４８で構成されるホルダ部２１に回転自在に保持される軸部３６とを有している。また，ピニオン５は，例えば，従来のインボリュート曲線を基本にした歯形を有する歯車とは異なったタイプに形成することができる。図１２では，ピニオン５は，８個の歯部１４を有している。また，円板部１３の中心には，円板部１３に直交する軸部３６が一体に設けられている。ピニオン５に形成されている歯部１４は，所望の歯形に形成されることによってラック４のラック歯部との噛み合い抵抗を小さくし，歯厚も厚く構成できるので，歯の強度が強く，剛性を大きく構成でき，歯元のたけも長くすることができるので，互いの噛み合いが外れることが少ない構造になる。
【００２７】
この有限直動案内ユニットでは，ホルダ６は，保持器３に形成された嵌着孔３０に整合するように，実質的に長方形の形状に形成されている。ホルダ６の端面４２は，保持器３の長手方向に延びる一対の長辺端面４３と長辺端面４３にそれぞれ直交する一対の短辺端面４４とから形成されている。第１実施例では，保持器３にホルダ６を装着する係止爪部４０は，ホルダの長辺端面４３から突出し，また，保持器３の嵌着孔３０に沿った縁面３４に突き当たる即ち当接するフランジ部４６は，ホルダ６の短辺端面４４から突出している。或いは，図示していないが，保持器３にホルダ６を装着する係止爪部４０は，上記の構成とは逆に，ホルダの短辺端面４４から突出し，また，保持器３の嵌着孔３０に沿った縁面３４に突き当たる即ち当接するフランジ部４６は，ホルダ６の長辺端面４３から突出した構造に構成することもできる。
【００２８】
図１５を参照して，この発明による有限直動案内ユニットの第２実施例を説明する。第２実施例では，ホルダ５６は実質的に長方形の形状に形成され，ホルダ５６の端面４２は，保持器３の長手方向に延びる一対の長辺端面４３と長辺端面４３に直交する一対の短辺端面４４とから形成されている。フランジ部４７は，長辺端面４３の一側から突出しており，また，係止爪部５５は，短辺端面４４から他側から突出している。また，ホルダ６には，図２０に示すように，係止爪部５５を内側への撓み弾性変形を可能にするため，係止爪部５５に隣接した部分に凹部２０が形成されている。図２０では，（Ｄ）がホルダ５６の係止爪部５５の領域の平面図を示し，（Ｅ）がその断面図を示している。また，（イ）が係止爪部５５の弾性撓み変形前の状態を示し，（ロ）が係止爪部５５の弾性撓み変形の状態を示している。この実施例のホルダ５６は，上記のように，係止爪部５５に対向したフランジ部を設けない形状に形成すると，成形型がシンプルになり，製作が容易になる。
【００２９】
次に，図１６〜図２０を参照して，この発明による有限直動案内ユニットの第３実施例を説明する。第３実施例では，ホルダ５６は実質的に長方形の形状に形成され，ホルダ５６の端面４２は，保持器３の長手方向に延びる一対の長辺端面４３と長辺端面４３に直交する一対の短辺端面４４とから形成されている。フランジ部４６，４７は，長辺端面４３の一側と短辺端面４４の一側から突出しており，また，係止爪部５５は，短辺端面４４から突出したフランジ部４６に対向して短辺端面４４の他側から突出している。ホルダ５６の端面４２（４４）には，係止爪部５５の先端側の係止部３８とフランジ部４６との間に，保持器３の嵌着孔３０に嵌入する係合溝１９が形成される。また，ホルダ５６には，図２０に示すように，係止爪部５５を内側への撓み弾性変形を可能にするため，係止爪部５５に隣接した部分に凹部２０が形成されている。図２０では，（Ｄ）がホルダ５６の係止爪部５５の領域の平面図を示し，（Ｅ）がその断面図を示している。また，（イ）が係止爪部５５の弾性撓み変形前の状態を示し，（ロ）が係止爪部５５の弾性撓み変形の状態を示している。
【００３０】
第３実施例のホルダ５６は，上記のように構成されているので，ホルダ５６を保持器３の嵌着孔３０へ係着する場合には，ホルダ５６の係止爪部５５とフランジ部４６との間の係合溝１９に，保持器３を嵌入すれば，ホルダ５６を保持器３の嵌着孔３０に極めて容易にスナップ嵌合でき，ホルダ５６が保持器３にフィットして装着される。即ち，ホルダ５６は，係止爪部５５が両端部即ち両端面４２，４４に形成されており，係止爪部５５に隣接して凹部２０が形成されているので，図２０の（イ）から（ロ）に示すように，係止爪部５５が容易に弾性撓み変形によって保持器３の嵌着孔３０に容易に組み付けることができる。即ち，係止爪部５５を（ロ）に示す状態に弾性撓み変形させて，保持器３の嵌着孔３０にホルダ５６の係止爪部５５を挿通し，次いで，係止爪部５５の弾性撓み変形を解放すれば，係止爪部５５が保持器３の嵌着孔３０に沿った縁面３５に係止し，フランジ部４６が保持器３の嵌着孔３０に沿った縁面３４に当接し，ホルダ５６の係合溝１９に保持器３がスナップフィットすることができる。ここでは，ホルダ５６の保持器３への安定した固着を確保するため，ホルダの端面４３，４４にもフランジ部４７，４６が形成されている。
【００３１】
図２１及び図２２を参照して，この発明による有限直動案内ユニットの第４実施例を説明する。第１と第２の実施例が一対の軌道台１，２の軌道溝１０間に適用されているが，ずれ防止機構１７を設ける位置は軌道溝１０間に限定されることなく，ずれ防止機構１７は，保持器３に嵌着孔３０が形成できれば，板状でなる保持器３の任意の位置に容易に配設できるものである。この時，保持器３は，転動体（図２１ではボール５４）を保持する両側の保持部４１と，摺動台５２と軌道レール２２との幅方向に延びて両側の保持部４１を一体構造に接続する連結板部５３で構成されている。
【００３２】
第４実施例では，一方の軌道台は軌道レール２２であり，他方の軌道台は摺動台５２である。また，軌道レール２２と摺動台５２には，転動体であるボール５４が転走する一対の軌道路７を形成するため互いに対向する軌道溝５７がそれぞれ形成されている。軌道路７には転動体を保持する保持器３の保持部４１がそれぞれ配設され，両側の保持部４１は連結板部５３で互いに連結されている。軌道レール２２と摺動台５２には，対向する中央部が凹溝６０，６１に形成され，凹溝６０，６１にはラック４がそれぞれ配設されている。連結板部５３には，ずれ防止機構１７を構成するホルダ６が凹溝６０，６１の幅方向中央部に配設されている。連結板部５３へのホルダ６の嵌着は，第１実施例の場合と同様に，スナップフィットさせて組み込むことができる。また，軌道レール２２と摺動台５２には，保持器３が軌道台１，２から抜け出すのを停止させるストッパとしての端板５８，５９が端部ねじ２３で固定されている。
【００３３】
【発明の効果】
この発明による有限直動案内ユニットは，上記のように構成したので，半導体製造装置，精密機械等の装置に適用して好ましいものであり，保持器へのホルダの取り付け構造をワンタッチの嵌め込み式に構成したので，ラック・ピニオン内蔵形のずれ防止機構の部品点数を低減して小形の構造に構成でき，しかもホルダを容易に作製でき，各種の有限直動案内ユニットに適用でき，有限直動案内ユニットの機器への応用範囲を拡げることができる。また，この有限直動案内ユニットは，保持器に嵌着孔を形成するだけで，ピニオンを支持するホルダを取り付けることができ，ラックとピニオンから成るずれ防止機構を簡単に且つ正確に組み込むことができ，小形の各種の装置に適用でき，軌道台に取り付けるテーブル等の移動体を確実に高精度に直動移動させることができ，テーブル等の移動体の高速移動や高加減速移動に対応できると共に，装置そのものをコンパクトに構成でき，しかも低摺動抵抗等の性能を発揮させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明による保持器のずれ防止機構を備えた有限直動案内ユニットの一実施例を示す正面図である。
【図２】 図１の有限直動案内ユニットにおけるピニオンが位置するＡ−Ａ断面を示す拡大断面図である。
【図３】 図１の有限直動案内ユニットにおける軌道台とラックとを示す拡大断面図である。
【図４】 図１の有限直動案内ユニットにおける保持器組立体を示す平面図である。
【図５】 図４の保持器組立体を示す正面図である。
【図６】 図４の保持器組立体を示す下面図である。
【図７】 図１の保持器組立体におけるホルダを取り外した状態を示す平面図である。
【図８】 ずれ防止機構を構成するホルダを示す平面図である。
【図９】 図８のホルダを示す正面図である。
【図１０】 図８のホルダを示す左側面図である。
【図１１】 図８のホルダのＢ−Ｂ断面を示す断面図である。
【図１２】 ずれ防止機構を構成するピニオンを示す正面図である。
【図１３】 図１２のピニオンを示す側面図である。
【図１４】 図８のホルダを弾性変形させた状態を示す説明図である。
【図１５】 ずれ防止機構を構成する第２実施例のホルダを示す平面図である。
【図１６】 ずれ防止機構を構成する第３実施例のホルダを示す平面図である。
【図１７】 図１６のホルダを示す正面図である。
【図１８】 図１６のホルダを示す左側面図である。
【図１９】 図１６のホルダのＣ−Ｃ断面を示す断面図である。
【図２０】 図１６と図１９の第３実施例のホルダの係止爪部の領域の弾性撓み変形の状態を説明する説明図である。
【図２１】 この発明による第４実施例である有限直動案内ユニットの概略を示す正面図である。
【図２２】 図２１の有限直動案内ユニットを一部断面した状態を示す側面図である。
【符号の説明】
１，２ 軌道台
３ 保持器
４ ラック
５ ピニオン
６，５６ ホルダ
７ 軌道路
８ 円筒ころ（転動体）
９ 逃げ溝
１０，５７ 軌道溝
１１，１２ 軌道面
１３ 円板部
１４ 歯部
１５，１６ 軌道台の壁面
１７ ずれ防止機構
１８ 歯部
２０ 凹部
２１ ホルダ部
２２ 軌道レール（軌道台）
３０ 嵌着孔
３１ 側壁部
３２ 軸支持孔
３３ 挿通孔
３４，３５ 縁面
３６ 軸部
３９ 凸部
４０，５５ 係止爪部
４１ 保持部
４２ 端面
４３ 長辺端面
４４ 短辺端面
４６，４７ フランジ部
４８ 旋回支持面
４９ ピニオンの凹部
５０ 作業孔
５２ 摺動台
５３ 連結板部
５４ ボール（転動体）
【発明の属する技術分野】
この発明は，半導体製造装置，精密測定器，精密検査機，精密組立器，工作機械，各種ロボット等の各種の装置に適用される保持器のずれ防止機構を備えた有限直動案内ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年，半導体製造装置，精密測定器，精密検査機，精密組立器等の装置では，部品等を直動案内するため，有限直動案内ユニットが多く使用されるようになってきた。そこで，有限直動案内ユニットとしては，高速度や高加減速度の軌道台の相対移動に対応できると共に，装置そのものがコンパクトに構成され，機器の直動案内として，高精度，低摺動抵抗等の性能に対応できることが求められるようになった。
【０００３】
従来，保持器のずれを防止して軌道部材の移動を確実にコントロールすることができる有限直動形ガイドウェイ及びそれを組み込んだ有限直動案内ユニットが知られている。該有限直動案内ユニットは，軌道部材の軌道溝には，保持器に保持された円筒ころが転動可能であり，逃げ溝に固定されたラックには，保持器に回転自在に支持されたピニオンが噛み合っている。ラックの歯には，円筒ころとの干渉を回避する凹部が形成されているので，歯を大きなモジュールの歯としてピニオンとの噛み合い強度を向上させ，保持器の軌道部材に対するずれを防止することができる。また，軌道部材の軌道溝の逃げ溝を大きくしないので，広い軌道面が確保される（例えば，特許文献１参照）。
【０００４】
また，軌道部材の移動を確実にコントロールすることができる有限直動用転がり軸受が知られている。該有限直動用転がり軸受は，軌道溝が対向するように平行させて軌道部材を配置し，軌道溝に形成された研削逃げ溝内にはラックが設けられ，軌道溝間には，円筒ころ及びラックと噛合するピニオンが組み込まれた保持器が装着されたものである（例えば，特許文献２参照）。
【０００５】
また，有限直動案内ユニットとして，保持器に一体的にピニオンギヤを嵌着できる軸受を設けたものが知られている。該有限直動案内ユニットは，保持器の幅方向における中央部にピニオンギヤを設け，テーブル及びベッドの幅方向における中央部にラック部材を設けたものであり，保持器の幅方向で長手方向の中央部に長孔が形成され，内周面には長孔を幅方向に挟んで，下面側に開放した溝形状の軸受が突出形成されている（例えば，特許文献３参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−１０８０５６号公報（第１頁，図３）
【特許文献２】
特開平７−９１４４５号公報（第１頁，図１）
【特許文献３】
特開平３−２４３１８号公報（第２，４頁，第１図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，従来の有限直動案内ユニットについて，保持器に一体的にピニオンギヤを嵌着できる軸受を設けたものでは，軸受が保持器と一体成形になっているので，各種のサイズ即ち大きさの保持器ごとに成形型等をそれぞれ準備しなければならず，柔軟に対応できなかった。また，従来の有限直動案内ユニットでは，ギヤホルダの組立が複雑であり，ギヤホルダの確実な係止ができなかったり，装置自体を小形化することが困難であった。また，上記有限直動用転がり軸受では，ギヤホルダが保持器の係止爪に係止した構造であるので，ギヤホルダを保持器にしっかりした固着ができず，ギヤホルダによるピニオンの保持力が小さいものであった。
【０００８】
そこで，本出願人は，有限直動案内ユニットとして，従来のものの構造を若干変更するだけで保持器のずれ防止機構を簡単に組み込むことができ，大型から小型までの移動体に適用でき，テーブル等の移動体の直動移動を確実に高精度に行うことができ，移動体の高速移動や高加減速移動に対応できると共に，装置そのものをコンパクトに構成でき，低摺動抵抗等の性能を発揮できるものを開発して，先に特許出願した（例えば，特願２００１−２１６２３５号参照）。先願の該有限直動案内ユニットでは，ホルダには四隅にピンを設けて，保持器に形成されたピン孔に上記ピンを嵌挿して出っ張ったピン部分をかしめて保持器に固着したものである。しかしながら，上記有限直動案内ユニットは，保持器にホルダを取り付けるには，ホルダにピンを，保持器にピン孔を形成しなければならず，しかも，ピンの先端をカシメ加工しなければならなかった。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明の目的は，上記の課題を解決することであり，半導体製造装置，精密機械，精密検査機，精密組立器，工作機械，各種ロボット等の機器に適用でき，特に，ずれ防止機構を小型にコンパクトに構成することができ，保持器へのホルダの装着がワンタッチに容易に行うことができ，テーブル等の移動体の直動移動を確実に高精度に行うことができ，軌道台に取り付けた移動体等の高速移動や高加減速移動に対応できると共に，ずれ防止機構を簡単に保持器に装着することができる有限直動案内ユニットを提供することである。
【００１０】
この発明は，長手方向壁面に互いに対向する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ている複数の転動体を保持する前記長手方向に延びた板状でなる保持器及び前記保持器が前記軌道台間でずれるのを防止するずれ防止機構を有する有限直動案内ユニットにおいて，
前記ずれ防止機構は，前記保持器の表裏に貫通して形成された嵌着孔に弾性変形を元に戻した後に係止して支持されるホルダ，前記軌道台にそれぞれ設けられたラック，及び前記ラックにそれぞれ噛み合う歯部を備え且つ前記ホルダに回転自在に装着されたピニオンを有し，前記ホルダは，前記嵌着孔に整合して実質的に長方形に形成され前記保持器の長手方向に延びる一対の長辺端面と前記長辺端面の直交する一対の短辺端面とから成り，前記長辺端面及び前記短辺端面のいずれか一方の端面から突出し且つ前記保持器の表裏の一方側である前記嵌着孔の縁面に当接するフランジ部，及び他方の端面から突出し且つ弾性変形を元に戻した後に前記保持器の表裏の他方側である前記嵌着孔の縁面に係止する係止爪部を備えており，前記フランジ部と前記係止爪部とにより前記保持器を挟持して前記保持器に固着されることを特徴とする有限直動案内ユニットに関する。
【００１１】
前記ホルダには，前記ピニオンの歯部を備えた円板部が回転自在に挿通する挿通孔と前記ピニオンの軸部が回転自在に遊嵌する軸支持孔とが形成され，前記軸支持孔には前記ピニオンを回転自在に支持するため両側面に突出する凸部が形成されている。
【００１２】
更に，この有限直動案内ユニットでは，前記フランジ部は前記他方の端面からも突出しているものである。
【００１３】
前記ホルダには，前記嵌着孔の前記他側の縁面に前記ホルダの前記係止爪部をスナップフィットさせるため前記嵌着孔内へ弾性変形させる作業孔が形成されている。或いは，前記ホルダには，前記係止爪部を内側への撓み弾性変形を可能にするため，前記係止爪部に隣接した部分に凹部が形成されている。
【００１４】
前記ピニオンは，周方向に均一に隔置した前記歯部と前記歯部間の凹部が形成された円板部と，前記円板部の回転中心となって前記ホルダに回転自在に保持される前記軸部とを有する。
【００１５】
前記ラックは，前記軌道台の前記軌道溝に形成された逃げ溝に長手方向に沿って形成されている。更に，前記ラックは，前記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，及び前記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前記歯部を互いに連結する側壁部から形成されている。
【００１６】
この有限直動案内ユニットでは，一方の前記軌道台は軌道レールであり，他方の前記軌道台は摺動台であり，前記軌道レールと前記摺動台とは転動体が転走する一対の前記軌道路を形成するため互いに対向する前記軌道溝がそれぞれ形成され，前記軌道路には前記保持器がそれぞれ配設され，前記保持器は連結板部で互いに連結され，前記連結板部には前記ずれ防止機構を構成する前記ホルダが配設されている。更に，前記軌道レールと前記摺動台には，対向する中央部に凹溝が形成され，前記凹溝には前記ずれ防止機構を構成する前記ラックがそれぞれ配設されている。
【００１７】
この有限直動案内ユニットは，上記のように構成されているので，保持器の軌道台に対する相対移動がずれること無く，クリープ現象（軸受のクリープ）を生じることなく（アンチ−クリープ），確実に相対移動でき，軌道台の高精度の相対移動を達成できる。また，この有限直動案内ユニットは，ホルダを保持器に確実に容易にワンタッチで装着でき，ピニオンの組み込みが容易になると共に，保持器のずれ防止機構を極めてコンパクトに小形に形成でき，しかも，小形の機器への取付けを可能にし，装置そのものを小形に構造でき，特に，ずれ防止機構を持つ有限直動案内ユニットを装着するべき機器への適用範囲を拡げることができる。また，ホルダについて，係止爪部を前記ホルダの長辺端面から突出させ，フランジ部をホルダの短辺端面から突出させることによって，ホルダの製造工程における成形型を極めて単純な形状に形成でき，ホルダの製造コストを低減し，容易に作製でき，高精度にホルダを作製することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下，図面を参照して，この発明による保持器のずれ防止機構を備えた有限直動案内ユニットの実施例を説明する。この有限直動案内ユニットは，半導体製造装置，精密測定器，精密検査機，精密組立器，工作機械，各種ロボット等の各種の装置に適用されるものである。
【００１９】
まず，図１〜図１４を参照して，この発明による有限直動案内ユニットの第１実施例を説明する。この有限直動案内ユニットは，軌道台１，２には，テーブル，取付台等の移動体同士，又は移動体とベッド等の固定体とに取り付けるための固着手段が設けられている。この有限直動案内ユニットは，図１及び図２に示すように，互いに対向面となる長手方向壁面１５，１６に軌道溝１０がそれぞれ形成された相対移動する一対の軌道台１，２，軌道台１，２の軌道溝１０間の軌道路７に配設され且つ軌道溝１０にそれぞれ形成された軌道面１１，１２を転動する複数の転動体８，転動体８を保持する板状の保持器３，及び保持器３が軌道台１，２間でのずれを防止するラック・ピニオンによるずれ防止機構１７を有している。この実施例では，一対の軌道台１，２には，断面矩形状で一辺の長手方向に沿って軌道溝１０が対向面の壁面１５，１６にそれぞれ形成され，対向した軌道溝１０に円筒ころである転動体８が介在され，転動体８を介して軌道台１，２が互いに相対移動するものである。
【００２０】
軌道台１，２には，保持器３の抜け防止用のストッパとなる頭部を備えた端部ねじ２３が軌道台１，２の端部に形成されたねじ孔（図示せず）に螺入してそれぞれ固着されている。また，軌道台１，２には，固着手段として長手方向に所定ピッチで形成されたザグリ孔，ねじ孔等の取付け用孔２４が形成され，一方の軌道台１又は２が固定側のベッド等の固定体（図示せず）に固着され，また，他方の軌道台２又は１が可動側のテーブル等の移動台（図示せず）に固着されるように，軌道台１，２が丁度１８０度回転した状態で配列されている。従って，この有限直動案内ユニットでは，軌道台１又は２が配設されたベッドの固定体に，軌道台２又は１が取り付けられたテーブル等の移動台が直線運動で案内されることになる。
【００２１】
この有限直動案内ユニットは，ラック・ピニオンによるずれ防止機構１７を組み込んでおり，保持器３のずれ防止機構１７を構成するピニオン５を保持器３に係止したホルダ６に回転自在に取り付け，ずれ防止機構１７を構成するラック４を軌道台１，２に取り付けている。ずれ防止機構１７は，保持器３に形成された嵌着孔３０に自身の弾性変形を元に戻した後に係止してスナップフィットして支持されたホルダ６，軌道台１，２にそれぞれ設けられたラック４，及びラック４にそれぞれ噛み合う歯部１４を備え且つホルダ６に回転自在に装着されたピニオン５を有している。保持器３にホルダ６を係止即ちスナップフィットしたものになっている。ラック４は，図２及び図３に示すように，軌道台１，２の軌道溝１０に形成された逃げ溝９に長手方向に沿って設けられている。ラック４は，例えば，ピニオン５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１８，及び歯部１８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１８を互いに連結する側壁部３１から形成されている。図１に示す実施例では，側壁部３１は，歯部１８の両側でそれぞれ肉厚が異なっており，同一部品のラック４を用いているので，軌道台１と軌道台２とでは肉厚の異なる側壁部３１の位置が逆に現れている。また，ラック４は，歯部１８と，隣接する歯部１８を互いに連結する側壁部３１とから構成されているが，歯部１８間の強度を確保するため，側壁部３１間を接続する底部があってもよいものである。
【００２２】
また，図４〜図７に示すように，保持器３には，ホルダ６を装着するため，中央部分に円筒ころ８が嵌入する保持孔２７よりも大きい嵌着孔３０が形成されている。ここでは，嵌着孔３０は，長手方向に保持孔２７の２つ分にわたったサイズになっている。保持器３の嵌着孔３０は，図７に示すように，保持器３の側面に平行な辺を持つ正方形等の矩形から角部を残した形状の八角形，言い換えれば，実質的に長方形の形状に形成されている。ホルダ６には，ピニオン５が回転自在に保持されている。ホルダ６は，特に，図８〜図１１に示すように，嵌着孔３０に係止するために，端面４２から突出し且つ保持器３に形成された嵌着孔３０の一側（例えば，裏面側）の縁面３４に当接するフランジ部４６，及び端面４２から突出し且つ嵌着孔３０の他側（例えば，おもて面側）の縁面３５に係止する係止爪部４０を備えている。即ち，嵌着孔３０は，保持器３の表裏に貫通して形成されていることになる。
【００２３】
図４〜図６には，軌道台１，２の対向面の壁面１５，１６に配設される保持器組立体２５が示されている。保持器組立体２５は，保持器３，保持器３に転動状態に保持された転動体の円筒ころ８，保持器３に装着されたホルダ６，及びホルダ６に回転自在に取り付けられたピニオン５から構成されている。また，図４〜図７に示すように，保持器３に保持された転動体は，断面が正方形状で且つ円形の転動面２９とその両端面２８から成る円筒ころ８であり，隣り合う円筒ころ８は，その回転中心が直交する状態に互いにクロスして配設されている。保持器３は，長手方向に延びる矩形状薄板から形成され，長手方向に沿って所定のピッチで形成された保持孔２７に嵌合した転動体の円筒ころ８の端面２８を保持爪２６によってそれぞれ保持している。
【００２４】
また，ホルダ６には，ピニオン５の歯部１４を備えた円板部１３が回転自在に挿通する挿通孔３３と，ピニオン５の軸部３６が回転自在に遊嵌する軸支持孔３２とが形成されている。軸支持孔３２には，ピニオン５の軸部３６を回転自在に支持するため両側面に突出する凸部３９が形成されている。軸支持孔３２の両側面に凸部３９が形成されることによって軸支持孔３２の壁面が対向した実質的に旋回支持面４８に形成され，ピニオン５の軸部３６が凸部３９によって回転自在に支持されることになる。ピニオン５をホルダ６に回転自在な状態に嵌入するには，ピニオン５の円板部１３を挿通孔３３に挿通し，次いで，ピニオン５の軸部３６をホルダ６の凸部３９を乗り越えて軸支持孔３２にスナップフィットして嵌め込むことによって達成される。その時，ホルダ６は，両端面４２（４４）の下部に突当て面即ち当接面となるフランジ部４６が突出して形成され，両端面４２（４３）の上部に突出してなる係止爪部４０が形成され，保持器３に係着している。
【００２５】
また，ホルダ６には，保持器３の嵌着孔３０の縁面３５にホルダ６の係止爪部４０をスナップフィットさせるため，ホルダ６を挿通孔３３側へ弾性変形させる作業孔５０が形成されている。図１４に示すように，工具等を作業孔５０に係止させて係止爪部４０を内側に移動するように，ホルダ６を変形させ，ホルダ６を係止爪部４０側から保持器３の嵌着孔３０に挿入し，ホルダ６のフランジ部４６が保持器３の嵌着孔３０の回りの一側の縁面３４に当接した後に，工具等を作業孔５０から外してホルダ６の変形を元に戻すと，係止爪部４０が保持器３の嵌着孔３０の回りの他側の縁面３５に引っ掛かり保持器３にスナップフィットして係着される。次いで，ピニオン５の円板部１３をホルダ３の挿通孔３３に挿入し，ピニオン５の軸部３６をホルダ６の軸支持孔３２にスナップフィットして嵌め込むことによってピニオン５がホルダ６に組み込まれる。ホルダ６は，組み込まれたピニオン５によって内側に変形することもなく保持器３から外れることが無いものになっている。作業孔５０は，ホルダ６を変形させる上で，工具等を用いて機械的に作業し易くするための孔であり，ホルダ６を保持器３に嵌め込むのに必ずしも使用しなくてもよいものである。また，工具等を使用することなく，保持器３の嵌着孔３０に，係止爪部４０を容易に弾性変形させてホルダ６を保持器３の嵌着孔３０にスナップフィットさせて固着することができる。
【００２６】
図１２及び図１３に示すように，ピニオン５は，円板部１３と円板部１３の両側面から突出するピニオン回転中心となる軸部３６とから構成されている。即ち，ピニオン５は，周方向に均一なピッチで隔置した複数の歯部１４と歯部１４間に歯溝を構成する凹部４９が形成された円板部１３，及び円板部１３の回転中心となって対向する旋回支持面４８で構成されるホルダ部２１に回転自在に保持される軸部３６とを有している。また，ピニオン５は，例えば，従来のインボリュート曲線を基本にした歯形を有する歯車とは異なったタイプに形成することができる。図１２では，ピニオン５は，８個の歯部１４を有している。また，円板部１３の中心には，円板部１３に直交する軸部３６が一体に設けられている。ピニオン５に形成されている歯部１４は，所望の歯形に形成されることによってラック４のラック歯部との噛み合い抵抗を小さくし，歯厚も厚く構成できるので，歯の強度が強く，剛性を大きく構成でき，歯元のたけも長くすることができるので，互いの噛み合いが外れることが少ない構造になる。
【００２７】
この有限直動案内ユニットでは，ホルダ６は，保持器３に形成された嵌着孔３０に整合するように，実質的に長方形の形状に形成されている。ホルダ６の端面４２は，保持器３の長手方向に延びる一対の長辺端面４３と長辺端面４３にそれぞれ直交する一対の短辺端面４４とから形成されている。第１実施例では，保持器３にホルダ６を装着する係止爪部４０は，ホルダの長辺端面４３から突出し，また，保持器３の嵌着孔３０に沿った縁面３４に突き当たる即ち当接するフランジ部４６は，ホルダ６の短辺端面４４から突出している。或いは，図示していないが，保持器３にホルダ６を装着する係止爪部４０は，上記の構成とは逆に，ホルダの短辺端面４４から突出し，また，保持器３の嵌着孔３０に沿った縁面３４に突き当たる即ち当接するフランジ部４６は，ホルダ６の長辺端面４３から突出した構造に構成することもできる。
【００２８】
図１５を参照して，この発明による有限直動案内ユニットの第２実施例を説明する。第２実施例では，ホルダ５６は実質的に長方形の形状に形成され，ホルダ５６の端面４２は，保持器３の長手方向に延びる一対の長辺端面４３と長辺端面４３に直交する一対の短辺端面４４とから形成されている。フランジ部４７は，長辺端面４３の一側から突出しており，また，係止爪部５５は，短辺端面４４から他側から突出している。また，ホルダ６には，図２０に示すように，係止爪部５５を内側への撓み弾性変形を可能にするため，係止爪部５５に隣接した部分に凹部２０が形成されている。図２０では，（Ｄ）がホルダ５６の係止爪部５５の領域の平面図を示し，（Ｅ）がその断面図を示している。また，（イ）が係止爪部５５の弾性撓み変形前の状態を示し，（ロ）が係止爪部５５の弾性撓み変形の状態を示している。この実施例のホルダ５６は，上記のように，係止爪部５５に対向したフランジ部を設けない形状に形成すると，成形型がシンプルになり，製作が容易になる。
【００２９】
次に，図１６〜図２０を参照して，この発明による有限直動案内ユニットの第３実施例を説明する。第３実施例では，ホルダ５６は実質的に長方形の形状に形成され，ホルダ５６の端面４２は，保持器３の長手方向に延びる一対の長辺端面４３と長辺端面４３に直交する一対の短辺端面４４とから形成されている。フランジ部４６，４７は，長辺端面４３の一側と短辺端面４４の一側から突出しており，また，係止爪部５５は，短辺端面４４から突出したフランジ部４６に対向して短辺端面４４の他側から突出している。ホルダ５６の端面４２（４４）には，係止爪部５５の先端側の係止部３８とフランジ部４６との間に，保持器３の嵌着孔３０に嵌入する係合溝１９が形成される。また，ホルダ５６には，図２０に示すように，係止爪部５５を内側への撓み弾性変形を可能にするため，係止爪部５５に隣接した部分に凹部２０が形成されている。図２０では，（Ｄ）がホルダ５６の係止爪部５５の領域の平面図を示し，（Ｅ）がその断面図を示している。また，（イ）が係止爪部５５の弾性撓み変形前の状態を示し，（ロ）が係止爪部５５の弾性撓み変形の状態を示している。
【００３０】
第３実施例のホルダ５６は，上記のように構成されているので，ホルダ５６を保持器３の嵌着孔３０へ係着する場合には，ホルダ５６の係止爪部５５とフランジ部４６との間の係合溝１９に，保持器３を嵌入すれば，ホルダ５６を保持器３の嵌着孔３０に極めて容易にスナップ嵌合でき，ホルダ５６が保持器３にフィットして装着される。即ち，ホルダ５６は，係止爪部５５が両端部即ち両端面４２，４４に形成されており，係止爪部５５に隣接して凹部２０が形成されているので，図２０の（イ）から（ロ）に示すように，係止爪部５５が容易に弾性撓み変形によって保持器３の嵌着孔３０に容易に組み付けることができる。即ち，係止爪部５５を（ロ）に示す状態に弾性撓み変形させて，保持器３の嵌着孔３０にホルダ５６の係止爪部５５を挿通し，次いで，係止爪部５５の弾性撓み変形を解放すれば，係止爪部５５が保持器３の嵌着孔３０に沿った縁面３５に係止し，フランジ部４６が保持器３の嵌着孔３０に沿った縁面３４に当接し，ホルダ５６の係合溝１９に保持器３がスナップフィットすることができる。ここでは，ホルダ５６の保持器３への安定した固着を確保するため，ホルダの端面４３，４４にもフランジ部４７，４６が形成されている。
【００３１】
図２１及び図２２を参照して，この発明による有限直動案内ユニットの第４実施例を説明する。第１と第２の実施例が一対の軌道台１，２の軌道溝１０間に適用されているが，ずれ防止機構１７を設ける位置は軌道溝１０間に限定されることなく，ずれ防止機構１７は，保持器３に嵌着孔３０が形成できれば，板状でなる保持器３の任意の位置に容易に配設できるものである。この時，保持器３は，転動体（図２１ではボール５４）を保持する両側の保持部４１と，摺動台５２と軌道レール２２との幅方向に延びて両側の保持部４１を一体構造に接続する連結板部５３で構成されている。
【００３２】
第４実施例では，一方の軌道台は軌道レール２２であり，他方の軌道台は摺動台５２である。また，軌道レール２２と摺動台５２には，転動体であるボール５４が転走する一対の軌道路７を形成するため互いに対向する軌道溝５７がそれぞれ形成されている。軌道路７には転動体を保持する保持器３の保持部４１がそれぞれ配設され，両側の保持部４１は連結板部５３で互いに連結されている。軌道レール２２と摺動台５２には，対向する中央部が凹溝６０，６１に形成され，凹溝６０，６１にはラック４がそれぞれ配設されている。連結板部５３には，ずれ防止機構１７を構成するホルダ６が凹溝６０，６１の幅方向中央部に配設されている。連結板部５３へのホルダ６の嵌着は，第１実施例の場合と同様に，スナップフィットさせて組み込むことができる。また，軌道レール２２と摺動台５２には，保持器３が軌道台１，２から抜け出すのを停止させるストッパとしての端板５８，５９が端部ねじ２３で固定されている。
【００３３】
【発明の効果】
この発明による有限直動案内ユニットは，上記のように構成したので，半導体製造装置，精密機械等の装置に適用して好ましいものであり，保持器へのホルダの取り付け構造をワンタッチの嵌め込み式に構成したので，ラック・ピニオン内蔵形のずれ防止機構の部品点数を低減して小形の構造に構成でき，しかもホルダを容易に作製でき，各種の有限直動案内ユニットに適用でき，有限直動案内ユニットの機器への応用範囲を拡げることができる。また，この有限直動案内ユニットは，保持器に嵌着孔を形成するだけで，ピニオンを支持するホルダを取り付けることができ，ラックとピニオンから成るずれ防止機構を簡単に且つ正確に組み込むことができ，小形の各種の装置に適用でき，軌道台に取り付けるテーブル等の移動体を確実に高精度に直動移動させることができ，テーブル等の移動体の高速移動や高加減速移動に対応できると共に，装置そのものをコンパクトに構成でき，しかも低摺動抵抗等の性能を発揮させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明による保持器のずれ防止機構を備えた有限直動案内ユニットの一実施例を示す正面図である。
【図２】 図１の有限直動案内ユニットにおけるピニオンが位置するＡ−Ａ断面を示す拡大断面図である。
【図３】 図１の有限直動案内ユニットにおける軌道台とラックとを示す拡大断面図である。
【図４】 図１の有限直動案内ユニットにおける保持器組立体を示す平面図である。
【図５】 図４の保持器組立体を示す正面図である。
【図６】 図４の保持器組立体を示す下面図である。
【図７】 図１の保持器組立体におけるホルダを取り外した状態を示す平面図である。
【図８】 ずれ防止機構を構成するホルダを示す平面図である。
【図９】 図８のホルダを示す正面図である。
【図１０】 図８のホルダを示す左側面図である。
【図１１】 図８のホルダのＢ−Ｂ断面を示す断面図である。
【図１２】 ずれ防止機構を構成するピニオンを示す正面図である。
【図１３】 図１２のピニオンを示す側面図である。
【図１４】 図８のホルダを弾性変形させた状態を示す説明図である。
【図１５】 ずれ防止機構を構成する第２実施例のホルダを示す平面図である。
【図１６】 ずれ防止機構を構成する第３実施例のホルダを示す平面図である。
【図１７】 図１６のホルダを示す正面図である。
【図１８】 図１６のホルダを示す左側面図である。
【図１９】 図１６のホルダのＣ−Ｃ断面を示す断面図である。
【図２０】 図１６と図１９の第３実施例のホルダの係止爪部の領域の弾性撓み変形の状態を説明する説明図である。
【図２１】 この発明による第４実施例である有限直動案内ユニットの概略を示す正面図である。
【図２２】 図２１の有限直動案内ユニットを一部断面した状態を示す側面図である。
【符号の説明】
１，２ 軌道台
３ 保持器
４ ラック
５ ピニオン
６，５６ ホルダ
７ 軌道路
８ 円筒ころ（転動体）
９ 逃げ溝
１０，５７ 軌道溝
１１，１２ 軌道面
１３ 円板部
１４ 歯部
１５，１６ 軌道台の壁面
１７ ずれ防止機構
１８ 歯部
２０ 凹部
２１ ホルダ部
２２ 軌道レール（軌道台）
３０ 嵌着孔
３１ 側壁部
３２ 軸支持孔
３３ 挿通孔
３４，３５ 縁面
３６ 軸部
３９ 凸部
４０，５５ 係止爪部
４１ 保持部
４２ 端面
４３ 長辺端面
４４ 短辺端面
４６，４７ フランジ部
４８ 旋回支持面
４９ ピニオンの凹部
５０ 作業孔
５２ 摺動台
５３ 連結板部
５４ ボール（転動体）
Claims (10)
- 長手方向壁面に互いに対向する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ている複数の転動体を保持する前記長手方向に延びた板状でなる保持器及び前記保持器が前記軌道台間でずれるのを防止するずれ防止機構を有する有限直動案内ユニットにおいて，
前記ずれ防止機構は，前記保持器の表裏に貫通して形成された嵌着孔に弾性変形を元に戻した後に係止して支持されるホルダ，前記軌道台にそれぞれ設けられたラック，及び前記ラックにそれぞれ噛み合う歯部を備え且つ前記ホルダに回転自在に装着されたピニオンを有し，
前記ホルダは，前記嵌着孔に整合して実質的に長方形に形成され前記保持器の長手方向に延びる一対の長辺端面と前記長辺端面の直交する一対の短辺端面とから成り，前記長辺端面及び前記短辺端面のいずれか一方の端面から突出し且つ前記保持器の表裏の一方側である前記嵌着孔の縁面に当接するフランジ部，及び他方の端面から突出し且つ弾性変形を元に戻した後に前記保持器の表裏の他方側である前記嵌着孔の縁面に係止する係止爪部を備えており，前記フランジ部と前記係止爪部とにより前記保持器を挟持して前記保持器に固着されることを特徴とする有限直動案内ユニット。 - 前記ホルダには，前記ピニオンの歯部を備えた円板部が回転自在に挿通する挿通孔と前記ピニオンの軸部が回転自在に遊嵌する軸支持孔とが形成され，前記軸支持孔には前記ピニオンを回転自在に支持するため両側面に突出する凸部が形成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。
- 前記フランジ部は前記他方の端面からも突出し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。
- 前記ホルダには，前記係止爪部をスナップフィットさせるため前記嵌着孔内へ弾性変形させる作業孔が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。
- 前記ホルダには，前記係止爪部を内側への撓み弾性変形を可能にするため，前記係止爪部に隣接した部分に凹部が形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有限直動案内ユニット。
- 前記ピニオンは，周方向に均一に隔置した前記歯部と前記歯部間の凹部が形成された円板部と，前記円板部の回転中心となって前記ホルダに回転自在に保持される前記軸部とを有することを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載の有限直動案内ユニット。
- 前記ラックは，前記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，及び前記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前記歯部を互いに連結する側壁部から形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の有限直動案内ユニット。
- 前記ラックは，前記軌道台の前記軌道溝に形成された逃げ溝に長手方向に沿って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。
- 一方の前記軌道台は軌道レールであり，他方の前記軌道台は摺動台であり，前記軌道レールと前記摺動台とは転動体が転走する一対の前記軌道路を形成するため互いに対向する前記軌道溝がそれぞれ形成され，前記軌道路には前記保持器がそれぞれ配設され，前記保持器は連結板部で互いに連結され，前記連結板部には前記ずれ防止機構を構成する前記ホルダが配設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。
- 前記軌道レールと前記摺動台には，対向する中央部に凹溝が形成され，前記凹溝には前記ずれ防止機構を構成する前記ラックがそれぞれ配設されていることを特徴とする請求項９に記載の有限直動案内ユニット。
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