JP6704678B2

JP6704678B2 - 有限直動案内ユニット

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Publication number: JP6704678B2
Application number: JP2015092770A
Authority: JP
Inventors: 嗣由奈良
Original assignee: Nippon Thompson Co Ltd
Current assignee: Nippon Thompson Co Ltd
Priority date: 2015-04-30
Filing date: 2015-04-30
Publication date: 2020-06-03
Anticipated expiration: 2035-04-30
Also published as: US9784311B2; US20160319865A1; JP2016211599A

Description

この発明は，摺動方向である長手方向に沿って延びる一対の軌道台，及び該軌道台間に配設された保持器に交互にクロスして保持された複数の転動体であるローラを備え，一対の軌道台がローラを介して予め決められた所定の距離を互いに相対摺動することから成る有限直動案内ユニットに関する。

近年，直動案内ユニットは，半導体製造装置，各種組立装置，各種ロボット等の摺動部に使用されており，益々，電子機器などの小型化，高機能化が促進されるのに伴って，小形でコンパクトで高精度であって，高負荷容量で高速・高加減速に適用可能なものが要望されている。特に，有限直動案内ユニットについては，小形で高負荷容量化であって高速・高加減速に対応でき，組立容易性等が要望されている。

本出願人は，有限直動案内ユニットとして，軌道台間のローラを保持する保持板の長手方向の撓みや曲がりを小さくし，保持板の窓孔にローラ保持手段を設けてローラ間の配設ピッチを小さくし，所定長さでのローラの個数を増大させるものを開発した。該有限直動案内ユニットにおいて，保持板は，ピニオンを嵌挿するホルダ部を一体構造に合成樹脂製で成形したものである。保持板には，ローラが軸心を長手方向に直交し，主面に４５°傾斜して挿入される窓孔が形成されている。ローラの端面に対向する窓孔の窓壁面の部分には，ローラの端面の部分を覆う抱持部に形成されている。保持板の両側の側端部には，長手方向に沿って延び且つ主面から突出して成る撓みを小さくするための鍔部が形成されている（例えば，特許文献１参照）。

本出願人は，有限直動案内ユニットとして，保持器に保持したピニオンと軌道台に配置したラックとでずれ防止機構を構成し，ピニオンを剛性に富んだ形状に構成したものを開発した。該有限直動案内ユニットでは，ずれ防止機構は，保持器に取り付けられたホルダ，一対の軌道台の逃げ溝に配設されたラック，及びラックに噛み合う歯部を備え且つホルダに回転自在に装着されたピニオンを有する。ピニオンは，円板状でなる円板部，円板部に周方向に均一に隔置して形成された歯部，及び円板部の回転中心となってホルダに回転自在に保持される軸部を有する。歯部は，歯先面が平坦面であって歯直角平面において両側の歯面が互いに平行に延びて歯厚が一定の矩形形状の歯形に形成されている（例えば，特許文献２参照）。

本出願人は，有限直動案内ユニットとして，軌道路を転動する円筒ころがラックの歯に干渉するのを回避するためラックの歯には凹部がそれぞれ形成されている有限直動形ガイドウェイを開発した。該有限直動形ガイドウェイは，一対の軌道部材，各軌道部材の前記軌道溝間に配設された複数の円筒ころ，軌道部材間に配設された円筒ころを保持する板状の保持器，軌道溝に形成された逃げ溝に配設されたラック，及び該ラックに噛合し且つ前記保持器に形成された装着孔に回転自在に装着されたピニオンを有する。ラックには，その歯に凹部がそれぞれ形成されている。一対の軌道部材が相対移動するときに，円筒ころが軌道溝間の軌道路を転動して保持器と共に相対移動しても，円筒ころの先端は，ラックの歯にそれぞれ形成した凹部を通過するのみで，円筒ころがラックの歯の凹部を通過してラックの歯と干渉することがないものである。また，かかる有限直動形ガイドウェイを組み込んで有限直動案内ユニットに構成した場合には，有限直動形ガイドウェイをユニット内に組み込むだけで，ずれを生じることがないものを簡単に得ることができる（例えば，特許文献３参照）。

また，本出願人は，有限直動案内ユニットとして，ラック・ピニオン機構によって保持器の脱落を防止し，軌道台の浅い逃げ溝に対応できるようにラックの深さ方向の長さを短く形成して配設可能にしたものを開発して，先に特許出願した。該有限直動案内ユニットは，ピニオンに噛み合うため，ラックが予め決められた間隔に隔置して設けられた歯部，及び該歯部の両側面で長手方向に連続して延び且つ少なくとも隣接する歯部を互いに連結する側壁部から形成されている。ラックの側壁部は，末広がり形状の肉厚に形成され，軌道台における軌道溝に形成された逃げ溝の末広がり形状の壁面に係止し，ラックを軌道台の逃げ溝内に固定しているものである（例えば，特許文献４参照）。

特開２０１２−２０２４５８号公報特開２００７−２３２０６２号公報特開平１１−１０８０５６号公報特開２００３−１７６８２０号公報

しかしながら，上記特許文献１に開示されている有限直動案内ユニットは，ラック＆ピニオン機構による保持器のずれ防止機構が設けられており，合成樹脂製の保持器にピニオンを保持するホルダを一体化し，保持器の両側の側端部に鍔部を設け，保持板の撓みを小さくしたものである。該有限直動案内ユニットは，軌道台の軌道溝の奥側に，ラックを組み込むためのラック組込み用溝部を設けているが，該ラック組込み用溝部にラックを組み込む場合に，ラックを誤って逆向きに組み込むことができる構造になっているので，ラックを軌道台のラック組込み用溝部に誤った状態に組み込んでしまう可能性があった。

この発明の目的は，上記の課題を解決するものであり，軌道台の高さが４ｍｍで且つ幅が３．９ｍｍというユニット自体を超小形に形成したタイプに，保持板のずれを防止するためのラック＆ピニオン機構によるずれ防止機構を設けたものであるので，高速・高加減速に対応する機構に対応することができ，また，保持器の保持板にピニオンを保持するためのホルダ部を一体成形して一体構造に構成し，ラック＆ピニオン機構が小形であっても，保持器が簡素化され，軌道台間への組立容易性を改善することができ，高負荷条件に対応可能で高加減速運動にも対応可能になるように，保持板を合成樹脂製の成形体で構成し，保持板にピニオンを嵌挿可能にするホルダ部を一体構造に構成して部品点数を少なくし，より一層単純な構造でコンパクトに安価な構成にしたことを特徴とする有限直動案内ユニットを提供することである。

この発明は，互いに対向する長手方向に延びる逃げ溝に断面Ｖ字形状の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，前記軌道台間に配設されて複数の転動体であるローラを所定間隔で保持する長手方向に延びた保持板を備えた保持器，及び前記保持器が前記軌道台間でずれるのを防止するため，前記軌道台にそれぞれ設けられたラックと前記ラックに噛み合い且つ前記保持板に設けた嵌挿孔に回転自在に装着されたピニオンとから成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，
前記ラックは前記ピニオンと噛み合う歯部と前記歯部の両端を互いに所定間隔にそれぞれ固定した一対の連結柱部から構成され，前記連結柱部は幅方向長さが異なって互いに非対称形状に形成されており，
前記軌道台に形成されたラック用溝部は，前記ラックを固定配設するため予め決められた所定の幅の底面を有し，前記ピニオンが前記ラックの前記歯部と噛み合うための一端側が開放した中央溝部と，前記中央溝部の両側から幅方向に延びて前記連結柱部をそれぞれ配設する長手方向に延びる一対の横溝部から形成されており，前記横溝部は，幅方向長さが異なって非対称形状の前記ラックの前記連結柱部が嵌合するように，幅方向長さが異なって長手方向に延びる互いに非対称形状に形成されており，
前記ラックの前記連結柱部を形成する前記非対称形状は，両側の前記連結柱部の幅方向長さ，前記連結柱部の高さ方向長さ，及び前記連結柱部の端面形状を互いに異にしており，前記横溝部を形成する前記非対称形状は，前記連結柱部を形成する前記非対称形状に対応して相補形状に形成されており，
前記保持板は，前記軌道台間の対向壁面に近接した互いに平行に延びる平らな面を有し，前記ローラが軸心を前記長手方向に直交し且つ前記平らな面に対して４５°傾斜して挿入される複数の窓孔が形成された合成樹脂製の成形体で構成されており，前記保持板に設けた前記嵌挿孔は，前記ピニオンの軸部が回転自在に配設される幅方向に延びる軸嵌挿部と，前記ピニオンのピニオン歯部が嵌挿される長手方向に延びるピニオン嵌挿部とから十字形状に形成されており，前記ピニオン嵌挿部の幅方向両縁部には，ピニオンの回転方向に前記平らな面から突出して前記ピニオンの回転をガイドするホルダ部が前記平らな面にそれぞれ形成されており，
前記ピニオン嵌挿部の幅方向両縁部に形成された前記ホルダ部は，前記嵌挿孔の前記軸嵌挿部の両側にそれぞれ突出した突出部を備えており，前記突出部は前記ピニオンの前記軸部を囲んで保持しており，
前記ホルダ部に形成された前記突出部は，前記嵌挿孔の前記軸嵌挿部と前記ピニオン嵌挿部の交差部分の４箇所の角部位置で前記軸嵌挿部の両内側から三角形状に突出して形成されていることを特徴とする有限直動案内ユニットに関する。

また，この有限直動案内ユニットにおいて，前記ラックの前記連結柱部は，前記端面形状が異なった断面傾斜面にそれぞれ形成されており，前記ラック用溝部の前記横溝部は，前記連結柱部の形状に対応して端面側が異なった断面傾斜面にそれぞれ形成されているものである。又は，前記ラックの前記連結柱部は，前記端面形状が異なった断面円形面にそれぞれ形成されており，前記ラック用溝部の前記横溝部は，前記連結柱部の形状に対応して端面側が断面円形面にそれぞれ形成されているものである。

或いは，この発明は，互いに対向する長手方向に延びる逃げ溝に断面Ｖ字形状の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，前記軌道台間に配設されて複数の転動体であるローラを所定間隔で保持する長手方向に延びた保持板を備えた保持器，及び前記保持器が前記軌道台間でずれるのを防止するため，前記軌道台にそれぞれ設けられたラックと前記ラックに噛み合い且つ前記保持板に設けた嵌挿孔に回転自在に装着されたピニオンとから成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，
前記ラックは前記ピニオンと噛み合う歯部と前記歯部の両端を互いに所定間隔にそれぞれ固定した一対の連結柱部から構成され，前記連結柱部は幅方向長さが異なって互いに非対称形状に形成されており，
前記軌道台に形成されたラック用溝部は，前記ラックを固定配設するため予め決められた所定の幅の底面を有し，前記ピニオンが前記ラックの前記歯部と噛み合うための一端側が開放した中央溝部と，前記中央溝部の両側から幅方向に延びて前記連結柱部をそれぞれ配設する長手方向に延びる一対の横溝部から形成されており，前記横溝部は，幅方向長さが異なって非対称形状の前記ラックの前記連結柱部が嵌合するように，幅方向長さが異なって長手方向に延びる互いに非対称形状に形成されており，
前記ラックの前記連結柱部を形成する前記非対称形状は，両側の前記連結柱部の幅方向長さを互いに異にしており，前記横溝部を形成する前記非対称形状は，前記連結柱部を形成する前記非対称形状に対応して相補形状に形成されており，
前記保持板は，前記軌道台間の対向壁面に近接した互いに平行に延びる平らな面を有し，前記ローラが軸心を前記長手方向に直交し且つ前記平らな面に対して４５°傾斜して挿入される複数の窓孔が形成された合成樹脂製の成形体で構成されており，前記保持板に設けた前記嵌挿孔は，前記ピニオンの軸部が回転自在に配設される幅方向に延びる軸嵌挿部と，前記ピニオンのピニオン歯部が嵌挿される長手方向に延びるピニオン嵌挿部とから十字形状に形成されており，前記ピニオン嵌挿部の幅方向両縁部には，ピニオンの回転方向に前記平らな面から突出して前記ピニオンの回転をガイドするホルダ部が前記平らな面にそれぞれ形成されており，
前記ピニオン嵌挿部の幅方向両縁部に形成された前記ホルダ部は，前記嵌挿孔の前記軸嵌挿部の両側にそれぞれ突出した突出部を備えており，前記突出部は前記ピニオンの前記軸部を囲んで保持しており，
前記ホルダ部に形成された前記突出部は，前記嵌挿孔の前記軸嵌挿部と前記ピニオン嵌挿部の交差部分の４箇所の角部位置で前記軸嵌挿部の両内側から三角形状に突出して形成されており，
前記ラックの前記連結柱部は，一方の端面が断面傾斜面に形成され，他方の端面が断面円形面に形成されており，前記ラック用溝部の前記横溝部は，前記連結柱部の形状に対応して一方の端面が断面傾斜面に形成され，他方の端面が断面円形面に形成されていることを特徴とする有限直動案内ユニットに関する。

また，この有限直動案内ユニットは，前記ラックの前記歯部の歯先部には，前記ローラの転動面と端面との角部の逃げとなる断面Ｖ字状溝が形成されている。

また，この有限直動案内ユニットにおいて，前記ラック，前記ピニオン及び前記保持板は，結晶性の熱可塑性樹脂であるポリアセタールで形成されているものである。

また，この有限直動案内ユニットにおいて，前記軌道台の高さは，４ｍｍであり，前記軌道台の幅は，３．９ｍｍであって，有限直動案内ユニット自体が超小形に形成されているにもかかわらず，保持器のずれ防止機構であるラック＆ピニオン機構が組み込まれていることに特徴を有している

この発明による有限直動案内ユニットは，上記のように，ラックの形状と軌道台に形成したラック用溝部とが左右側で互いに非対称形状に形成されているので，軌道台に形成されたラック用溝部にラックを配設するのに誤った状態で組み込むことがなく，極めてスムーズに且つ容易に軌道台に形成したラック用溝部にラックを組み込み固定することができ，小形のユニットであっても組み込み間違いによるトラブルは発生しなく信頼性に富んだものとなる。即ち，この有限直動案内ユニットは，軌道台に形成したラック用溝部１６へのラックの組み込み方向が１つに限定されることになり，軌道台へのラックの組み間違いを防止することができる。また，この有限直動案内ユニットは，軌道台の高さが４ｍｍで且つ幅が３．９ｍｍというユニット自体を超小形に形成されているにもかかわらず，軌道台間に配設される保持器に，保持板のずれを防止するためのラック＆ピニオン機構によるずれ防止機構を設けているので，高速・高加減速に対応できるユニットに構成することができる。また，保持器の保持板にピニオンを保持するためのホルダ部を一体成形して一体構造に構成し，ラック＆ピニオン機構が小形であっても，保持器が簡素化され，軌道台間への組み立てが容易である。また，ピニオンを保持するホルダ部の突出部は，小さな三角形状に形成されているので，ピニオンを保持板の嵌挿孔に組み込む時の抵抗が小さくなり，保持板へのピニオンの組み立てが容易になる。また，ラック，ピニオン及び保持板が結晶性の熱可塑性樹脂であるポリアセタールの合成樹脂製の成形体で構成しているので，高負荷条件に対応可能で高加減速運動にも対応可能になる。また，この有限直動案内ユニットは，保持板にピニオンを嵌挿可能にするホルダ部を一体構造に構成して部品点数を少なくし，より一層単純な構造でコンパクト且つ安価に構成することができる。

この発明による有限直動案内ユニットの一実施例を示す外観斜視図である。図１の有限直動案内ユニットのＡ−Ａ位置における第１実施例を示す断面図である。図１の有限直動案内ユニットにおける軌道台を示す端面図である。図３の符号Ｂの領域を示す拡大端面図である。図３の有限直動案内ユニットの端面に設けた識別用ノック孔を示す断面図である。図１の有限直動案内ユニットにおける軌道台の取付け面を示す正面図である。図６の軌道台におけるＣ−Ｃ位置を示す断面図である。図１の有限直動案内ユニットの軌道台に組み込まれるラックを示す端面図である。図８のラックを示す平面図である。図９のラックにおけるＤ−Ｄ位置を示す断面図である。図１の有限直動案内ユニットに組み込まれる保持板の正面図である。図１１の保持板におけるＥ−Ｅ位置を示す断面図である。図１１の保持板におけるＦ−Ｆ位置を示す断面図である。図１１の保持板におけるＧ−Ｇ位置を示す断面図である。図１の有限直動案内ユニットが備えたずれ防止機構におけるピニオンを示す平面図である。図１５のピニオンを示す正面図である。図１の直動案内ユニットが備えたずれ防止機構におけるラックを固定する端部ねじを示す正面図である。図１７の端部ねじを示す側面図である。図１の有限直動案内ユニットを示す端面図である。図１の有限直動案内ユニットのＡ−Ａ位置における第２実施例を示す断面図である。図１の有限直動案内ユニットのＡ−Ａ位置における第３実施例を示す断面図である。図１の有限直動案内ユニットにおける保持器に設けたずれ防止機構のピニオンを配設して保持板を示す斜視図である。図２２のずれ防止機構のピニオンを取り外した保持器における保持板を示す斜視図である。

以下，図面を参照して，この発明による有限直動案内ユニットを説明する。この有限直動案内ユニットは，互いに対向する長手方向に延びる逃げ溝１０に断面Ｖ字形状の軌道面１１，１２がそれぞれ形成された相対移動する長尺状でなる一対の軌道台１，２，軌道台１，２間に配設されて複数の転動体であるローラ５を所定間隔で保持する長手方向に延びた保持板４を備えた保持器３，及び保持器３が軌道台１，２間でずれるのを防止するため軌道台１，２にそれぞれ設けられたラック８とラック８に噛み合い且つ保持板４に形成した嵌挿孔３１に回転自在に装着されたピニオン７とから構成されたラック＆ピニオン機構のずれ防止機構９を有している。軌道台１，２は，その壁面２９が所定の間隔だけ隔置して対向して配設されている。保持器３は，各ローラ５を所定間隔に保持するため窓孔１３が形成された保持板４，及び軌道台１，２のずれを防止するため，ピニオン７とラック８から成るずれ防止機構９を有している。保持板４には，ピニオン７を回転自在に支持するため中央部に嵌挿孔３１が形成されている。軌道台１，２は，互いに対向した壁面２９に逃げ溝１０が形成されており，逃げ溝１０には，Ｖ字状に対向する軌道面１１，１２が形成され，軌道面１１，１２間のラック用溝部１６にラック８が配設するように構成されている。この有限直動案内ユニットは，ピニオン７がラック８に噛み合わせることによって所定位置の相対位置からの保持器３のずれが矯正されてなるラック＆ピニオン機構によるずれ防止機構９が形成されている。即ち，この有限直動案内ユニットにおいて，軌道台１，２は，断面略矩形状に形成されており，対向面である壁面２９にその長手方向に沿って断面Ｖ字状の軌道面１１，１２が形成されている。軌道台１，２には，逃げ溝１０の軌道面１１，１２間に逃げ溝１０の奥の底部に長手方向に沿って延びるラック用溝部１６が形成され，ラック用溝部１６にはラック８が，軌道台１，２の両端部に取り付けられた端部ねじ６でラック８が軌道台１，２に固定されている。軌道台１，２の両端部には，ねじ穴４６及びノック穴４０が形成されている。ノック穴４０は，軌道台１，２を加工する時に，取付基準面側を識別するマークとして軌道台１，２の端面に設けられている。ラック８を軌道台１，２に配設した後に，端部ねじ６をねじ穴４６に螺入して，軌道台１，２にラック８を固定する。

この有限直動案内ユニットでは，ローラ５は，長さが直径より若干小さい略１：１の円筒ころで構成されており，一対の軌道台１，２の軌道面１１，１２間に形成される軌道路に長手方向に沿って隣り合うローラ５の軸心が直交して交互に配設されて，クロスローラタイプの有限直動案内ユニットに構成されている。一方向に傾斜するローラ５は，その転動面２３が一方の軌道面１１と対向する軌道面１２とに当接し，ローラ５の端面２４が他方の軌道面１２と対向する軌道面１１とに摺接しており，クロス方向に傾斜するローラ５は，転動面２３が他方の軌道面１２と対向する軌道面１１とに当接し，ローラ５の端面２４が一方の軌道面１１と対向する軌道面１２に摺接して，軌道台１，２間においてローラ５の転動面２３が対向する軌道面１１と対向する軌道面１２とを転走する。ローラ５は，軌道面１１，１２の長手方向に対して軸心が直交し，軌道台１，２の壁面２９に対して軸心が４５°に傾斜している。また，保持器３は，一対の軌道台１，２の対向する壁面２９間に挟まる状態で配設された板状の保持板４，保持板４の中央部に一体構造に成形して形成されたホルダ部３４に軸支されたピニオン７，及びホルダ部３４の両側に保持板４の幅の中央の長手方向に沿って所定間隔を空けて保持されて配設された複数の転動体であるローラ５から構成されている。また，軌道台１，２には，一対の軌道面１１，１２から成る逃げ溝１０が形成された壁面２９と直交する壁面に所定間隔で形成された取付け用孔３９が設けられている。軌道台１，２には，他の部材，機器，ベース等に取り付けるための取付面がねじ孔３９を形成した側の面に設けられている。

更に，この有限直動案内ユニットは，保持板４は，一対の軌道台１，２の互いに対向する壁面２９間に挟まれ，保持板４の表裏面に成る互いに平行な平らな面３０が軌道台１，２の壁面２９に近接した状態に薄板厚の板状に形成されている。保持板４は，平らな面３０に対して軸心が４５°傾斜状態のローラ５を保持している。保持板４は，保持板４の幅が，摺動時に障害にならないように，それぞれの軌道台１，２の幅からはみ出ることなく，軌道台１，２の幅よりも小さく形成されている。保持板４は，ローラ５の軸心が長手方向と直交して保持板４の平らな面即ち平面３０に対して４５°傾斜したローラ５を回転可能に遊嵌する窓孔１３が形成されており，窓孔１３は，傾斜したローラ５の転動面２３に沿うように，窓幅が短孔部と長孔部とで構成される略楕円形状に形成されている。窓孔１３の楕円形の長軸側において，挿入されたローラ５の端面２４にそれぞれ対向する窓壁面の部分にローラ５が配設される開口凹部４５が形成され，開口凹部４５にはローラ５の端面２４の部分を覆う抱持部４３が形成され，互いに対向して成る一対の抱持部４３でローラ５の端面部分をそれぞれ回転可能に支持している。抱持部４３は，ローラ５の端面部分に対向する部分である内側がローラ５の端面２４に沿った斜面に成る支持面４４に形成され，外側が平面３０と同一平面に形成されて成る。

保持板４に形成された抱持部４３は，窓孔１３の楕円形の長軸側部分の両側にあって，ローラ５を互いに直交させるように形成されている。即ち，保持板４に形成された一つの窓孔１３では，一方側の抱持部４３は一方の平面３０側に形成され，他方側の抱持部４３は他方の平面３０側に形成されて成り，隣り合う窓孔１３では，一方側の抱持部４３は他方の平面３０側に形成され，他方側の抱持部４３は一方の平面３０側に形成されていると共に，隣接する窓孔１３について互いに交互に異なって形成されている。ローラ５は，保持板４の窓孔１３のそれぞれの抱持部４３において，ローラ５の端面２４の部分が支持面４４に当接して抱持部４３で支持され，ローラ５の端面２４の部分に隣接するローラ５の転動面２３の部分が窓孔１３の縁部分に引っ掛かって窓孔１３内に保持されることになる。ローラ５の端面２４の部分に隣接するローラ５の転動面２３の部分の窓孔１３は，ローラ５の直径より小さい窓孔幅に形成されているので，ローラ５の転動面２３の部分は，窓孔１３の縁部分に保持されることに成る。

保持板４は，一対の平面３０が窓孔１３の両側に渡り平面状に形成され，それぞれの窓孔１３にあって，抱持部４３は，平面３０間に成る板厚ｔの半分の肉厚０．５×ｔに形成され，残る半分の肉厚部分である抱持部４３に対向する部分は開口凹部４５に形成されている。開口凹部４５は，抱持部４３を成形するために抱持部４３が形成された平面３０と反対側の平面３０から当該抱持部４３に成形金型を平面３０に対して垂直に挿入するスペースに構成されている。保持板４は，開口凹部４５を形成することにより，シンプルな形状の成形金型を容易に着脱することができ，合成樹脂製の成形体を簡単に成形することができるようになる。また，この有限直動案内ユニットは，合成樹脂製の成形体に成形された保持板４の窓孔１３に対して，ローラ５が組み込める構造に構成されている。

この発明による有限直動案内ユニットは，特に，ラック８がピニオン７と噛み合う歯部２０と該歯部２０の両端部２２を互いに所定間隔にそれぞれ固定した一対の連結柱部２１から構成され，連結柱部２１が幅方向長さが異なって互いに非対称形状に形成されており，軌道台１，２に形成されたラック用溝部１６がラック８を固定配設するため予め決められた所定の幅の底面１７を有し，ピニオン７がラック８の歯部２０と噛み合うための一端側が開放した中央溝部１８と，中央溝部１８の両側から幅方向に延びて連結柱部２１をそれぞれ配設する長手方向に延びる一対の横溝部１９から形成されており，軌道台１，２に形成されたラック用溝部１６について，横溝部１９が幅方向長さが異なって非対称形状のラック８の連結柱部２１が嵌合するように，幅方向の長さが異なって長手方向に伸びて互いに非対称形状に形成されていることを特徴とするものである。即ち，この有限直動案内ユニットでは，ラック８の連結柱部２１を形成する非対称形状は，両側の連結柱部２１の高さ方向長さ，幅方向長さ，及び／又は端面形状が互いに異なっていることである。また，軌道台１，２に形成された横溝部１９を形成する非対称形状は，ラック８の連結柱部２１の形状に対応して相補形状に形成されており，両側の横溝部１９の高さ方向長さ，幅方向長さ，及び／又は端面形状が互いに異なって形成されている。即ち，ラック用溝部１６の断面形状は，特に，図４に示すように，中央溝部１８の中心軸線Ｐ−Ｐを中心にして非対称形状であることを意図している。更に，横溝部１９について，幅方向長さは中央溝部１８から底部を側方に延びる奥側の長さであって符号Ｂ１及びＢ２で示しており，高さ方向長さは横溝部１９の深さに相当して符号Ｈ１及びＨ２で示している。また，ラック８の断面形状は，特に，図８に示すように，歯部２０の中心軸線Ｒ−Ｒを中心にして非対称形状であることを意図している。更に，ラック８の連結柱部２１について，横溝部１９の形状に対応して嵌合する相補形状に形成されており，従って，幅方向長さは歯部２０から側方に延びる突出長さであって横溝部１９に符合する符号Ｂ１及びＢ２で示しており，高さ方向長さは連結柱部２１の肉厚であって横溝部１９に符合する符号Ｈ１及びＨ２で示している。

この有限直動案内ユニットにおいて，具体的には，図２０に示すように，ラック８の連結柱部２１は，端面が異なった断面傾斜面３６にそれぞれ形成されており，ラック用溝部１６の横溝部１９は，連結柱部２１の形状に対応して端面側が異なった断面傾斜面２６にそれぞれ形成されているものである。又は，ラック８の連結柱部２１は，図２に示すように，端面が断面円形面３７にそれぞれ形成されており，ラック用溝部１６の横溝部１９は，連結柱部２１の形状に対応して端面側が断面円形面２７にそれぞれ形成されているものである。或いは，ラック８の連結柱部２１は，図２１に示すように，一方の端面が断面傾斜面３６に形成され，他方の端面が断面円形面３７に形成されており，ラック用溝部１６の横溝部１９は，連結柱部２１の形状に対応して一方の端面が断面傾斜面２６に形成され，他方の端面が断面円形面２７に形成されているものである。

また，この有限直動案内ユニットは，ラック８の歯部２０の歯先部２８には，ローラ５の転動面２３と端面２４との角部２５の逃げとなる断面Ｖ字状溝３５が形成されている。また，保持板４は，軌道台１，２の壁面２９に近接した互いに平行に延びる平らな面３０を有しており，ローラ５が軸心を長手方向に直交し且つ平らな面３０に対して４５°傾斜して挿入される複数の窓孔１３が形成された合成樹脂製の成形体で構成されている。また，保持板４に設けた嵌挿孔３１は，ピニオン７の軸部１５が回転自在に配設される幅方向に延びる軸嵌挿部３２と，ピニオン７のピニオン歯部４１が嵌挿される長手方向に延びるピニオン嵌挿部３３とから十字形状に形成されている。また，この有限直動案内ユニットは，ピニオン嵌挿部３３の幅方向両縁部には，ピニオン７の回転方向に平らな面３０から突出してピニオン７の回転をガイドするホルダ部３４が平らな面３０にそれぞれ形成されている。ピニオン７は，ピニオン歯部４１を形成した円板部１４が保持板４に設けたホルダ部３４に配設されているので，ホルダ部３４が円板部１４のガイド面となって傾くことなく確実に回転することができ，ずれ防止機構９が有効に機能することができる。

また，この有限直動案内ユニットにおいて，ピニオン嵌挿部３３の幅方向両縁部に形成されたホルダ部３４は，図１４に示すように，嵌挿孔３１の軸嵌挿部３２の両側にそれぞれ突出した突出部３８を備えており，４個の突出部３８はピニオン７の軸部１５を囲んで保持板４に保持するものである。また，図１１に示すように，保持板４の平面３０を正面にしてホルダ部３４を見たとき，突出部３８は，十字形状の嵌挿孔３１の内側に向って４箇所に突出する小さな三角形状に形成されている。それ故に，ピニオン７を保持板４の嵌挿孔３１に押し込む時に，保持板４の突出部３８が弾性変形し易く，ピニオン７を保持板４の嵌挿孔３１に簡単に押し込むことができ，しかも，４個の小さな突出部３８でピニオン７の軸部１５が的確に保持されて，ずれ防止機構９が保持器３のずれを的確に防止することができる。

また，この有限直動案内ユニットにおいて，ピニオン７，ラック８及び保持板４は，結晶性の熱可塑性樹脂であるポリアセタール（ＰＯＭ）で形成されているものである。

また，この有限直動案内ユニットは，軌道台１，２の断面寸法について，例えば，高さが４ｍｍであり，軌道台１，２の幅が３．９ｍｍに形成されている。また，軌道台１，２に設けた取付け用孔３９はねじ孔であって，そのサイズはＭ１．６である。この本願発明の有限直動案内ユニットは，軌道台１，２が極めて小形に形成されているものであって，従来このような小形のものでは，保持器のずれ防止装置としてのラック＆ピニオン機構が取り付けられていなかったが，本願発明ではピニオン７を保持板４に組み込むための嵌挿孔３１を上記のように構成することによって，ラック＆ピニオン機構のずれ防止機構９を設けることができるようになったものである。

この発明による有限直動案内ユニットは，半導体製造装置，工作機械，各種組立装置，各種ロボットなどの摺動部に使用されて好ましいものである。

１，２軌道台
３保持器
４保持板
５ローラ（転動体）
７ピニオン
８ラック
９ずれ防止機構（ラック＆ピニオン機構）
１０逃げ溝
１１，１２軌道面
１３窓孔
１４円板部
１５軸部
１６ラック用溝部
１７底面
１８中央溝部
１９横溝部
２０歯部
２１連結柱部
２２端部
２３転動面
２４端面
２５角部
２６，３６傾斜面
２７，３７円形面
２８歯先部
２９壁面
３０平らな面
３１嵌挿孔
３２軸嵌挿部
３３ピニオン嵌挿部
３４ホルダ部
３５Ｖ字状溝
３８突出部
４１ピニオン歯部

Claims

互いに対向する長手方向に延びる逃げ溝に断面Ｖ字形状の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，前記軌道台間に配設されて複数の転動体であるローラを所定間隔で保持する長手方向に延びた保持板を備えた保持器，及び前記保持器が前記軌道台間でずれるのを防止するため，前記軌道台にそれぞれ設けられたラックと前記ラックに噛み合い且つ前記保持板に設けた嵌挿孔に回転自在に装着されたピニオンとから成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，
前記ラックは前記ピニオンと噛み合う歯部と前記歯部の両端を互いに所定間隔にそれぞれ固定した一対の連結柱部から構成され，前記連結柱部は幅方向長さが異なって互いに非対称形状に形成されており，
前記軌道台に形成されたラック用溝部は，前記ラックを固定配設するため予め決められた所定の幅の底面を有し，前記ピニオンが前記ラックの前記歯部と噛み合うための一端側が開放した中央溝部と，前記中央溝部の両側から幅方向に延びて前記連結柱部をそれぞれ配設する長手方向に延びる一対の横溝部から形成されており，前記横溝部は，幅方向長さが異なって非対称形状の前記ラックの前記連結柱部が嵌合するように，幅方向長さが異なって長手方向に延びる互いに非対称形状に形成されており，
前記ラックの前記連結柱部を形成する前記非対称形状は，両側の前記連結柱部の幅方向長さ，前記連結柱部の高さ方向長さ，及び前記連結柱部の端面形状を互いに異にしており，前記横溝部を形成する前記非対称形状は，前記連結柱部を形成する前記非対称形状に対応して相補形状に形成されており，
前記保持板は，前記軌道台間の対向壁面に近接した互いに平行に延びる平らな面を有し，前記ローラが軸心を前記長手方向に直交し且つ前記平らな面に対して４５°傾斜して挿入される複数の窓孔が形成された合成樹脂製の成形体で構成されており，前記保持板に設けた前記嵌挿孔は，前記ピニオンの軸部が回転自在に配設される幅方向に延びる軸嵌挿部と，前記ピニオンのピニオン歯部が嵌挿される長手方向に延びるピニオン嵌挿部とから十字形状に形成されており，前記ピニオン嵌挿部の幅方向両縁部には，ピニオンの回転方向に前記平らな面から突出して前記ピニオンの回転をガイドするホルダ部が前記平らな面にそれぞれ形成されており，
前記ピニオン嵌挿部の幅方向両縁部に形成された前記ホルダ部は，前記嵌挿孔の前記軸嵌挿部の両側にそれぞれ突出した突出部を備えており，前記突出部は前記ピニオンの前記軸部を囲んで保持しており，
前記ホルダ部に形成された前記突出部は，前記嵌挿孔の前記軸嵌挿部と前記ピニオン嵌挿部の交差部分の４箇所の角部位置で前記軸嵌挿部の両内側から三角形状に突出して形成されていることを特徴とする有限直動案内ユニット。
前記ラックの前記連結柱部は，前記端面形状が異なった断面傾斜面にそれぞれ形成されており，前記ラック用溝部の前記横溝部は，前記連結柱部の形状に対応して端面側が異なった断面傾斜面にそれぞれ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。
前記ラックの前記連結柱部は，前記端面形状が異なった断面円形面にそれぞれ形成されており，前記ラック用溝部の前記横溝部は，前記連結柱部の形状に対応して端面側が断面円形面にそれぞれ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。
互いに対向する長手方向に延びる逃げ溝に断面Ｖ字形状の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，前記軌道台間に配設されて複数の転動体であるローラを所定間隔で保持する長手方向に延びた保持板を備えた保持器，及び前記保持器が前記軌道台間でずれるのを防止するため，前記軌道台にそれぞれ設けられたラックと前記ラックに噛み合い且つ前記保持板に設けた嵌挿孔に回転自在に装着されたピニオンとから成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，
前記ラックは前記ピニオンと噛み合う歯部と前記歯部の両端を互いに所定間隔にそれぞれ固定した一対の連結柱部から構成され，前記連結柱部は幅方向長さが異なって互いに非対称形状に形成されており，
前記軌道台に形成されたラック用溝部は，前記ラックを固定配設するため予め決められた所定の幅の底面を有し，前記ピニオンが前記ラックの前記歯部と噛み合うための一端側が開放した中央溝部と，前記中央溝部の両側から幅方向に延びて前記連結柱部をそれぞれ配設する長手方向に延びる一対の横溝部から形成されており，前記横溝部は，幅方向長さが異なって非対称形状の前記ラックの前記連結柱部が嵌合するように，幅方向長さが異なって長手方向に延びる互いに非対称形状に形成されており，
前記ラックの前記連結柱部を形成する前記非対称形状は，両側の前記連結柱部の幅方向長さを互いに異にしており，前記横溝部を形成する前記非対称形状は，前記連結柱部を形成する前記非対称形状に対応して相補形状に形成されており，
前記保持板は，前記軌道台間の対向壁面に近接した互いに平行に延びる平らな面を有し，前記ローラが軸心を前記長手方向に直交し且つ前記平らな面に対して４５°傾斜して挿入される複数の窓孔が形成された合成樹脂製の成形体で構成されており，前記保持板に設けた前記嵌挿孔は，前記ピニオンの軸部が回転自在に配設される幅方向に延びる軸嵌挿部と，前記ピニオンのピニオン歯部が嵌挿される長手方向に延びるピニオン嵌挿部とから十字形状に形成されており，前記ピニオン嵌挿部の幅方向両縁部には，ピニオンの回転方向に前記平らな面から突出して前記ピニオンの回転をガイドするホルダ部が前記平らな面にそれぞれ形成されており，
前記ピニオン嵌挿部の幅方向両縁部に形成された前記ホルダ部は，前記嵌挿孔の前記軸嵌挿部の両側にそれぞれ突出した突出部を備えており，前記突出部は前記ピニオンの前記軸部を囲んで保持しており，
前記ホルダ部に形成された前記突出部は，前記嵌挿孔の前記軸嵌挿部と前記ピニオン嵌挿部の交差部分の４箇所の角部位置で前記軸嵌挿部の両内側から三角形状に突出して形成されており，
前記ラックの前記連結柱部は，一方の端面が断面傾斜面に形成され，他方の端面が断面円形面に形成されており，前記ラック用溝部の前記横溝部は，前記連結柱部の形状に対応して一方の端面が断面傾斜面に形成され，他方の端面が断面円形面に形成されていることを特徴とする有限直動案内ユニット。
前記ラックの前記歯部の歯先部には，前記ローラの転動面と端面との角部の逃げとなる断面Ｖ字状溝が形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の有限直動案内ユニット。
前記ラック，前記ピニオン及び前記保持板は，結晶性の熱可塑性樹脂であるポリアセタールで形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の有限直動案内ユニット。
前記軌道台の高さは，４ｍｍであり，且つ前記軌道台の幅は，３．９ｍｍであ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。