JP7219240B2

JP7219240B2 - 直動案内ユニット

Info

Publication number: JP7219240B2
Application number: JP2020033859A
Authority: JP
Inventors: 保岩田; 康博大辻
Original assignee: Nippon Thompson Co Ltd
Current assignee: Nippon Thompson Co Ltd
Priority date: 2020-02-28
Filing date: 2020-02-28
Publication date: 2023-02-07
Anticipated expiration: 2040-02-28
Also published as: JP2021134903A; TW202132696A; WO2021172265A1

Description

この発明は，軌道路へと転走するローラの軸芯がケーシングと保持板との案内面に対して直交するように整列させるため，保持板にローラ端面を押圧する手段を設けたローラタイプの直動案内ユニットに関する。

従来，直動案内ユニットは，軌道路内を転走するローラの軸芯が進行方向に対して傾くことがあり，その際に傾いたローラがすべり摩擦を伴って転走してスキューが発生することがある。そこで，直動案内ユニットについて，転動体であるローラのスキューを抑制することが要望されていた。従来の直動案内ユニットでは，ローラをスムーズに循環させるため，ローラの端面と案内面との間に僅かな隙間が必要であり，ローラのスキューを防止する対策として，ローラとその案内面との間の隙間を小さくするために，循環路を構成する個々の部品を高精度に作製する必要があったが，製造コストがかかり，それでスキューの発生を防止するために安価な対策が望まれていた。

そこで，本出願人は，直動案内ユニットとして，図１６に示すように，転動体であるローラ５の端面２５を保持する保持板を構成する保持部材４９の端部２７にスリットを設け，保持部材４９に設けたばね部材で保持部材４９を弾性変形させてローラ５の端面２５を押圧し，ローラ５の姿勢を矯正するものを開発した。該直動案内ユニットは，保持部材４９にローラ５の端面２５を案内する案内面３２を形成し，ケーシング３に対向する保持部材４９の両端部２７に案内面３２より突出した突出部４４をそれぞれ形成し，無負荷域で傾いたローラ５の姿勢をその軸芯がケーシング３の案内面３１に直交するように整列させて正しい姿勢で負荷域４３に進入させ，摺動抵抗の変動や発熱を抑制するものである。上記直動案内ユニットは，ローラ５が方向転換路から軌道路１４に転走する時に，保持部材４９に設けた突出部４４によってローラ５がケーシング３の案内面３１の方向に押圧され，ローラ５の軸心がケーシング３の入口側で案内面３１に対して直交状態の姿勢にそれぞれ整列させて，ローラ５のスキューの発生を防止するものであった（例えば，特許文献１参照）。

特開２０１８－１７３１３２号公報

しかしながら，特許文献１の直動案内ユニットでは，図１６に示すように，保持部材４９の端部２７にスリットを入れて，弾性変形させ，ローラ５の端面２５を押圧する構造となっているが，保持部材４９が弾性変形した際に，保持部材４９の案内面３２及び突出部４４が斜めになり，突出部４４が一部のローラ５にしか接触しない状態が発生することがあり，ケーシング３の案内面３１に押し付けてローラ５の姿勢を矯正する機能が不十分になる場合があった。

そこで，本出願人は，上記直動案内ユニットを更に改良するために，保持板を構成する保持部材の幅方向中央に形成した端面側から延びるスリットに加えて，ローラを押圧する突出部を囲むように更に別のスリットを端面側に向かうように追加して設けることに着眼し，それによって直動案内ユニットとして突出部に代わる舌片部を適切にローラ端面に接触させることで複数のローラを同時に押圧することができるようになった。

この発明の目的は，上記の課題を解決することであり，ローラタイプの直動案内ユニットにおいて，循環路における無負荷域で傾いたローラの姿勢即ち軸芯がケーシングの案内面に直交するように整列させて，正しい姿勢で負荷域で転動させ，摺動抵抗の変動や発熱を抑制するため，保持板を構成する保持部材にローラ端面を押圧する構造を持たせるため，保持部材にその端部にスリットを設けて二股状の弾性変形可能な片持梁状保持部に形成し，特に，それらの片持梁状保持部にＵ字状スリットをそれぞれ形成して更なる片持梁状の舌片部を形成し，更に片持梁状保持部と舌片部との自由端と固定端との長手方向位置が逆位置に形成され，即ち，舌片部と片持梁状保持部との拡開する方向が互いに逆に形成されており，該舌片部と片持梁状保持部とで複数のローラの姿勢を徐々にそれらの軸芯をケーシングの案内面に直交するように整列させ，ローラを正しい姿勢で軌道路の負荷路に進入させて，負荷路でのローラのスキューの発生を防止できる直動案内ユニットを提供することである。

この発明は，長手方向の両側面に沿って第１軌道面が形成された軌道レール，及び前記軌道レールに跨架して前記第１軌道面にそれぞれ対向する第２軌道面が形成され且つ前記第１軌道面と前記第２軌道面とからそれぞれ構成された軌道路をそれぞれ転走する転動体であるローラを介して前記軌道レールに対して相対移動するスライダから成り，前記スライダは，一対の前記第２軌道面と前記第２軌道面に平行に延びるリターン路が形成されたケーシング，前記ケーシングの長手方向の両端面に固定され且つ前記軌道路と前記リターン路とを連通する方向転換路が形成されたエンドキャップ，及び前記ケーシングに取り付けられてそれぞれの前記ローラを前記ケーシングと共働して保持する保持板を有し，前記保持板を構成する保持部材の両端部には第１スリットによって一対の片持梁状保持部にそれぞれ形成されており，前記ローラは，前記軌道路，前記方向転換路及び前記リターン路から成る循環路をそれぞれ転走する直動案内ユニットにおいて，
前記ケーシングには，前記第２軌道面に隣接して直交し且つ前記ローラの一方の端面を案内する一対の第１案内面が形成されていると共に，前記第２軌道面の両端部に前記軌道路の無負荷路から負荷路に進入可能になるクラウニング部がそれぞれ形成されており，
前記保持部材の前記片持梁状保持部には，前記ケーシングの前記第１案内面にそれぞれ対向し且つ前記ローラの他方の端面をそれぞれ案内する第２案内面が形成されていると共に，前記クラウニング部に対向する前記第２案内面の両端部に前記ケーシングの前記第１案内面に向かって前記第２案内面より突出する舌片部がそれぞれ形成されており，
前記舌片部が複数の前記ローラの前記一方の端面を前記第１案内面に向かって押圧して前記ローラの姿勢をそれぞれ整列させ，前記ローラのスキューの発生を防止することを特徴とする直動案内ユニットに関する。

また，前記保持板は，前記第２案内面が形成された合成樹脂製の前記保持部材，前記保持部材の前記第２案内面の背面側に形成された凹溝に配設され且つ前記保持部材を前記ケーシングに固定する金属製の固定部材，及び前記保持部材の長手方向の予め決められた複数の位置が切り欠かれた切欠き部に配置され且つ前記固定部材と前記ケーシングとの間を予め決められた所定の間隔に設定する金属製のこま部材から構成されている。

また，この直動案内ユニットにおいて，前記保持部材の前記一対の第２案内面間の前記長手方向に沿って形成された前記保持部材の断面Ｖ字形状の凸部でなる尖端部は，前記ケーシングの前記第２軌道面間に長手方向に沿って形成された断面Ｖ字状の凹状係止溝に嵌入されている。

また，前記保持部材の前記端部に形成された前記片持梁状保持部は，前記第２案内面間の幅方向中央で且つ両端面から長手方向中央へ向かって延びる前記第１スリットによって形成され，前記舌片部は，前記片持梁状保持部に位置する前記第２案内面に形成されたＵ字状の第２スリットによってそれぞれ形成され，前記舌片部が弾性変形して複数の前記ローラの前記一方の端面を前記第１案内面に向かって同時に押圧するものである。

また，前記片持梁状保持部は，前記エンドキャップの前記方向転換路側が第１自由端に且つ前記軌道路の負荷路側が第１固定端に形成されており，前記舌片部は，前記エンドキャップの前記方向転換路側が第２固定端且つ前記負荷路側が第２自由端に形成されているものである。

また，前記舌片部は，前記片持梁状保持部の前記第２案内面より突出する突出案内面に形成され且つ前記突出案内面が前記片持梁状保持部の端面側を前記第２固定端とした弾性変形可能な片持梁状に形成されている。

また，この直動案内ユニットは，前記保持部材に形成された前記第１スリットには，前記第１スリットを拡開する方向に押圧するばね部材が配設されている。

この発明による直動案内ユニットは，上記のように，保持板を構成する保持部材の端部が第１スリットによって片持梁状保持部に形成され，その片持梁状保持部に第２スリットによって形成された舌片部が片持梁状の構造に形成され，舌片部が片持梁状保持部の第２案内面に対して突出して傾斜し，舌片部がローラ端面に沿うように弾性変形することによって，複数のローラを同時に押圧することができ，また，片持梁状保持部に舌片部を形成することによって，それらのばねの強さやスリット形状に特徴を持たせることができ，ローラに対して適正な押圧力を与えることができ，第２スリットの形状を変化させることによって舌片部の押圧力を適正に設定でき，同時に押圧するローラ数を増減することも可能となり，複数のローラの姿勢を同時に整列させるできるため，摺動抵抗の変動や発熱を効果的に抑制することができる。また，片持梁状保持部とそれに形成された片持梁状の舌片部とは，それぞれの自由端と固定端との長手方向位置が逆に向いて形成され，舌片部と片持梁状保持部との拡開する方向が逆向きになり，舌片部と片持梁状保持部とはローラ端面の長手方向両端に対して押圧力をそれぞれ作用させることになり，ローラの正しい姿勢に整列させることができる。また，保持板を構成する保持部材は，樹脂の射出成形で製作すると，製造コストを低減することができる。更に，保持板を構成する固定部材を配設する保持部材の凹溝には，固定部材に当接する凸部を設けているため，固定部材の側面と保持部材との間にすきまを設けることができ，保持部材の片持梁状保持部が変形する際に固定部材と片持梁状保持部が干渉することがない。

この直動案内ユニットは，循環路の無負荷域で転走して傾いたローラの姿勢即ち軸芯がケーシングと保持部材との案内面に対して直交するように整列させて正しい姿勢にして負荷域に進入させることができるので，ローラのスキューによる摺動の引っ掛かりや早期摩耗，摺動抵抗の変動や発熱を抑制することができ，更に，保持部材に設けた舌片部の両端部に形成した傾斜面でローラの姿勢を徐々に，ケーシングの案内面にローラ軸芯が直交するように整列させることができるので，スムーズにローラを循環路で転動させることができる。また，この直動案内ユニットは，ローラが保持部材に形成した舌片部を通過する際，保持部材の片持梁状保持部が撓むことを利用して舌片部をローラの端面に押圧しているので，傾いたローラの姿勢を確実にケーシングの案内面にローラ軸芯が直交するように整列させることができる。この直動案内ユニットは，ローラと循環路との間の厳密な隙間管理を必要としないので，製造コストを低減できる。更に，保持部材の端部の片持梁状保持部に弾性変形を付勢するばね部材を設けることができ，舌片部の突出案内面をローラ端面に確実に押し付けることができる。また，保持板をケーシングにねじ止めする構成は，固定ボルトの締結力で保持板を構成する樹脂の保持部材が変形する恐れがあるので，保持部材のねじ止めする位置に金属製のこま部材を配設し，こま部材を介して保持板をケーシングに固定するので，固定ボルトの締結力が保持部材に直接加わらず，ねじ止めによる保持部材の変形を抑制できる。

この発明における直動案内ユニットの一実施例を一部破断した断面を示す斜視図である。図１の線Ａ－Ａにおける直動案内ユニットを示す断面図である。図１の直動案内ユニットに組み込まれる保持板を示す斜視図である。図３の領域Ｄにおける保持板を拡大して示す部分拡大斜視図である。図３の保持板を構成する保持部材，固定部材及びこま部材を分解して示す分解斜視図である。図５の保持部材をケーシングの軌道面側から見た平面図である。図５の保持部材を軌道レールの軌道面側から見た平面図である。図５の保持部材をケーシングの上面側から見た平面図である。図１の直動案内ユニットにおけるケーシング，保持板及びローラをケーシングの端面側から見た正面図である。図６の線Ｂ－Ｂにおける保持部材を示す断面図である。この発明による直動案内ユニットにおいて，ローラが方向転換路から軌道路に転走する動きを示しており，ローラの端面側から見た平面を示す概念図である。この直動案内ユニットにおける保持部材に形成した片持梁状保持部に設けた舌片部がローラの端面を押圧する状態であって，第１スリットで形成された片持梁状保持部が撓んで舌片部がローラの端面を押圧している状態を示す説明図である。この直動案内ユニットにおける保持部材の舌片部がローラの端面を押圧する状態であって，第１スリットで形成された片持梁状保持部が撓んだ状態で舌片部がローラ端面を押圧している状態を示し，片持梁状保持部の撓む前の位置を点線で示している説明図である。この直動案内ユニットにおける保持部材の片持梁状保持部に設けた舌片部がローラの端面を押圧する状態であって，第２スリットで形成された舌片部が撓んだ状態であって，片持梁状保持部を点線で示す説明図である。この発明による直動案内ユニットにおける保持部材の片持梁状保持部に形成した可撓性の舌片部がローラの端面を押圧する状態を示す説明図である。従来の直動案内ユニットにおける保持板に設けた突出部がローラの端面を押圧する状態を示す説明図である。

以下，図面を参照して，この発明による直動案内ユニットの実施例について説明する。図１及び図２に示すように，この発明による直動案内ユニットは，概して，長手方向の両側面２３に直交する二条列の軌道面２１（第１軌道面）がそれぞれ形成された軌道レール１，及び軌道レール１に跨架して軌道面２１にそれぞれ対向する二条列の直交する軌道面２２（第２軌道面）が形成され且つ軌道面２１と軌道面２２とからそれぞれ構成された軌道路１４をそれぞれ転走する転動体であるローラ５を介して軌道レール１に対して相対移動するスライダ２から構成されている。スライダ２は，一対の軌道面２２と該軌道面２２に平行に延びる一対のリターン路１５が形成されたケーシング３，ケーシング３の長手方向の両端面２６に固定され且つ軌道路１４とリターン路１５とをそれぞれ連通する一対の方向転換路３９（図１２－図１４参照）が形成されたエンドキャップ４，エンドキャップ４の端面にそれぞれ配設されたエンドシール８，軌道路１４とリターン路１５と一対の方向転換路３９とから構成される無限循環路を転走するローラ５，及び軌道路１４に沿って配置され且つローラ５をケーシング３と共働して保持する保持板７を有している。図１１に示すように，エンドキャップ４は，方向転換路３９の外周面側を形成するエンドキャップ本体４Ｈと方向転換路３９の内周面側を形成するスペーサ４Ｓとから構成されている。軌道レール１には，軌道レール１をベース，ベッド，機台等の相手部材に取り付ける際にボルト（図示せず）が挿入される複数の取付け用孔５８が形成されている。また，ケーシング３には，その上面にワーク，機器等の相手部材に取り付けるための複数の取付け用ねじ穴５７が形成されている。エンドキャップ４には，方向転換路３９内に潤滑剤を供給可能な給油孔６１が設けられており，給油しない時には止栓６２で閉鎖されている。ケーシング３には，固定ボルト６０によって，エンドキャップ４及びエンドシール８が固定されている。

図２に示すように，この直動案内ユニットは，例えば，軌道路１４を４つ備えた四条列タイプの直動案内ユニットに構成されている。ケーシング３は，ねじ孔５７が設けられて本体部６４と，本体部６４の両端から垂下する一対の袖部６５から構成されている。ローラ５は，軌道面２１，２２からなる軌道路１４を転動する転動面２４とその両端面２５とから形成されている。ケーシング３の両袖部６５には，ローラ５の転動面２４を無負荷で転走させるリターン路１５が軌道面２２に沿って延びるように形成されている。リターン路１５は，ケーシング３の袖部６５に形成された嵌挿孔５６に嵌挿されたスリーブ６によって形成されている。軌道レール１の側面２３には，軌道面２１が形成される逃げ溝６６が長手方向に沿って形成されている。また，ケーシング３の袖部６５には，互いに直交方向に延びる上下の軌道面２２の間に凹状係止溝３６が形成されている。保持板７を構成する保持部材１２には，長手方向に延びて互いに直交する案内面３２（第２案内面）に隣接して長手方向に延びる頂部４７でなる尖端部３３が形成されている。ケーシング３の凹状係止溝３６には，保持部材１２の頂部４７が嵌合して配置されている。ケーシング３の袖部６５には，ローラ５の一方の端面２５を案内する案内面３１（第１案内面）が形成され，また，案内面３１に対向する位置の保持板７には，ローラ５の他方の端面２５を案内する案内面３２が形成されている。ケーシング３には，ローラ５の一方の端面２５を案内する案内面３１が長手方向に延びる軌道路１４に沿って軌道面２２に直交して形成されていると共に，軌道面２２の両端部には，ローラ５が軌道路１４の無負荷路４３Ｎから負荷路４３に滑らかに進入可能になる緩やかなカーブに形成されたクラウニング部３０がそれぞれ形成されている。図１１～１３に示すように，ケーシング２の軌道面２２に所定の長さＬＣに形成されたクラウニング部３０は，方向転換路３９側であるケーシング端部側の無負荷路４３Ｎと軌道路１４側の負荷路４３から構成されている。なお，袖部６５の下面と軌道レール１との間には，下面シール５９が配設されている。

図３～図８に示すように，保持板７は，主として，ローラ５の他方の端面２５をガイドする案内面３２が形成される合成樹脂製の保持部材１２，保持部材１２の案内面３２の背面側に形成された凹溝５０に嵌入して保持部材１２をケーシング３に固定する金属製の固定部材１３，及び保持部材１２の長手方向の予め決められた複数の位置が切り欠かれたこま取付け孔５１に配置され且つ固定部材１３とケーシング３との間を予め決められた所定の間隔に設定する金属製のこま部材１８から構成されている。また，保持部材１２に形成した凹溝５０には，固定部材１３に当接する内向きに延びる凸部４８が形成されており，凸部４８によって固定部材１３の側面と保持部材１２との間にすきまが形成されており，保持部材１２の片持梁状保持部１１が変形する際に，固定部材１３と片持梁状保持部１１とが干渉しないように構成されている。また，こま部材１８は，保持部材１２に形成されたこま取付部であるこま取付け孔５１に遊嵌されている。また，保持部材１２には，端部２７の幅方向中間位置に長手方向に延びるスリット４５（第１スリット）が形成されており，スリット４５によって保持部材１２の端部２７が一対の片持梁状保持部１１に形成されている。その形成によって，片持梁状保持部１１には，スリット４５の両側に弾性変形可能な案内面３２が形成されている。片持梁状保持部１１は，保持部材１２の端部２７側である方向転換路側が自由端１９（第１自由端）に，且つ保持部材１２の中央側である軌道路１４の負荷路４３側が固定端２０（第１固定端）に形成されている。保持部材１２には，ローラ５の転動面２４の角部を支持してローラ５を保持するため，案内面３２の長手方向に延びる爪部５５が形成されている。保持部材１２の両端部２７には，ばね部材４０を配設するスペースを形成するため凹部３５が形成されている。また，ローラ５が軌道路１４を転走する際に，片持梁状保持部１１を通過するが，その際に片持梁状保持部１１は，ローラ５の端面２５をケーシング３の案内面３１の方向にそれぞれ押圧するように弾性変形可能に構成されている。また，保持部材１２には，その尖端部３３にこま取付け孔５１に隣接して給脂用切欠き部５２が形成されている。給脂用切欠き部５２は，給油孔６１から潤滑剤を軌道面２２や軌道路１４に供給するためのスペースを提供する。

この発明による直動案内ユニットは，特に，保持板７を構成する保持部材１２の端部２７に形成された片持梁状保持部１１に形成された案内面３２の両端部２７に，Ｕ字状に切り欠かれたスリット９（第２スリット）を形成して舌片部１０が形成され，言い換えれば，スリット９が舌片部１０を囲むように形成され，舌片部１０が片持梁状に形成されていることを特徴としている。舌片部１０は，案内面３２より突出しローラ５の端面２５をガイドする突出案内面５４に形成されている。即ち，保持部材１２は，片持梁状保持部１１の案内面３２より突出する突出案内面５４に形成された片持梁状の舌片部１０を設け，舌片部１０を弾性変形可能な片持梁状部材に形成したことを特徴としている。図１１に示すように，ケーシング３には，軌道面２２に隣接して直交し且つローラ５の一方の端面２５を案内する一対の案内面３１が形成されていると共に，軌道面２２の両端部に軌道路１４の無負荷路４３Ｎから負荷路４３に進入可能になるクラウニング部３０がそれぞれ形成されている。また，保持板７には，ケーシング３の案内面３１にそれぞれ対向し且つローラ５の他方の端面２５をそれぞれ案内する一対の案内面３２が形成されていると共に，ケーシング３のクラウニング部３０に対向する案内面３２の両端部にケーシング３の案内面３１に向かって案内面３２より突出する舌片部１０がそれぞれ形成されている。この発明による直動案内ユニットは，上記構成により，特に，舌片部１０である突出案内面５４が複数のローラ５の一方の端面２５を案内面３１におけるクラウニング部３０に向かって押圧してローラ５の姿勢をそれぞれ整列させることを特徴としている。

この直動案内ユニットでは，更に具体的に述べると，ケーシング３は，軌道面２２に隣接して直交し且つローラ５の一方の端面２５を案内する一対の案内面３１を有している。保持板７の長手方向両端部２７には，案内面３１にそれぞれ対向し且つローラ５の他方の端面２５をそれぞれ案内する互いに直交する一対の案内面３２が形成されている。即ち，保持部材１２に形成された案内面３２は，一対に形成されており，各案内面３２には，舌片部１０がそれぞれ設けられている。また，舌片部１０は，エンドキャップ４の方向転換路３９側である片持梁状保持部１１の端面２８側が固定端１７（第２固定端）に形成され，軌道路１４の負荷路４３側が自由端１９（第２自由端）に形成されている。舌片部１０の自由端１６と固定端１７との長手方向位置は，片持梁状保持部１１の自由端１９と固定端２０との長手方向位置が逆方向，言い換えれば，舌片部１０と片持梁状保持部１１との拡開する方向が互いに逆向きに形成されている。即ち，ローラ５の端面２５には，舌片部１０の自由端１６と片持梁状保持部１１の自由端１９との弾性変形による撓み力が長手方向の両側から作用し，それによって，ローラ５が正しい姿勢に整列させられることになる。上記のように，案内面３２が形成された片持梁状保持部１１には，舌片部１０を囲んだスリット９がそれぞれ形成されており，舌片部１０は，その突出案内面５４が片持梁状保持部１１の案内面３２より突出しているので，ローラ５が軌道路１４を転走する際に，舌片部１０の突出案内面５４が弾性変形してローラ５の一方の端面２５を複数同時に案内面３１に向かって押圧するように機能する。それによって，舌片部１０が複数のローラ５の一方の端面２５を案内面３１に向かって弾性的に押圧してローラ５の姿勢をそれぞれ整列させるように機能する。即ち，舌片部１０は，軌道路１４を転走する上下のローラ５がそれぞれの片持梁状の舌片部１０を通過する際に，舌片部１０がローラ５の端面２５をケーシング３の案内面３１へとそれぞれ押圧してローラ５の姿勢をそれぞれ整列させることができる。

この直動案内ユニットは，固定ボルト４１がケーシング３の取付け孔である貫通孔３４に挿通し，保持板７の固定部材１３に形成された取付けねじ孔４２に螺入され，それによって，保持板７がケーシング３に固定されている。この実施例では，スライダ２が高剛性で高精度を実現するために効率的に実施可能な長さに形成されたものが使用されており，ケーシング３の全長を軌道レール１の幅寸法の略４倍に相当する長さに長く形成した超ロングタイプである。また，ケーシング３に形成されたクラウニング部３０の長さＬＣは，ローラ５の直径の実質的に４±０．５倍に形成されている。ケーシング３は，例えば，軌道レール１の取付け用孔５８が３個～４個が掛かる長さに形成されており，また，エンドキャップ４の移動方向長さの６．３～８．３倍の長さに形成されている。ケーシング３の全長に応じて，クラウニング部３０の長さＬＣが異なる場合でも，保持板７に形成されている舌片部１０は，クラウニング部３０の無負荷路４３Ｎの領域から負荷路４３の領域に達するように形成されている。また，ケーシング３の案内面３１に対向する舌片部１０の部分は，案内面３１と平行な平面に形成され，舌片部１０へ至る保持部材１２の端部２７の方向転換路３９側の傾斜面３７（第１傾斜面）の傾斜角度は，軌道路１４側の傾斜面３８（第２傾斜面）の傾斜角度よりも小さく形成されている。更に，図１２のように，この直動案内ユニットは，傾斜面３７の長手方向の長さＬ１がローラ径の実質的に１．２倍以上に形成され，傾斜面３８の長手方向の長さＬ３がローラ径の実質的に０．２５倍以上に形成されているものである。また，片持梁状保持部１１の案内面３２に形成された舌片部１０の平らな面の長さＬ２は，ローラ径の実質的に２～３倍以上に形成されている。舌片部１０を含む突出部長さＬはローラ径の３～４倍に形成されている。舌片部１０は，ケーシング３の案内面３１と共に，ローラ端面２５の回転軸芯位置を押さえる位置に形成されている。更に，傾斜面３７，３８は，長手方向の断面形状が曲面形状に形成されてもよいものである。

この直動案内ユニットでは，スリット４５は，保持部材１２の端部２７から軌道路１４の負荷路４３に達しており，ケーシング３の軌道面２２に形成されたクラウニング部３０よりも長く形成されている。更に，保持部材１２には，片持梁状保持部１１を拡開方向にそれぞれ押圧するばね部材４０が片持梁状保持部１１間に形成された凹部３５に配設されている。そして，各案内面３２の端部が片持梁状保持部１１にそれぞれ形成されている。保持部材１２の端部２７は，スリット４５により弾性変形可能な一対の片持梁状保持部１１が形成されており，片持梁状保持部１１に舌片部１０が形成されているので，ローラ５が舌片部１０を通過する際に，片持梁状保持部１１の弾性変形の撓みを利用して舌片部１０をローラ５の一方の端面２５に当接させることができ，ローラ５の他方の端面２５をケーシング３の案内面３１に確実に押し当てることができる。更に，この直動案内ユニットでは，片持梁状保持部１１の撓みに加えて，ばね部材４０の弾性力により舌片部１０をローラ３の端面２５に当接させているので，ローラ５の他方の端面２５をケーシング３の案内面３１に一層確実に押し当てることができる。この直動案内ユニットでは，上記の構成によって正しい姿勢のローラ５を軌道路１４の負荷路４３の領域に送り込むことができる。

また，保持板７を構成する保持部材１２の断面Ｖ字形状の凸部でなる尖端部３３は，片持梁状保持部１１の一対の案内面３２間の長手方向に沿って形成されており，ケーシング４の軌道面２２間に長手方向に沿って形成された断面Ｖ字状の凹状係止溝３６に嵌入されている。保持部材１２は，長手方向に直交する断面が山型に形成され，山型の傾斜面４６は平面状に形成された案内面３２を構成しており，山型の頂部４７がケーシング３の凹状係止溝３６に嵌入されている。固定部材１３には，長手方向に隔置して複数の取付けねじ孔４２が形成されており，取付けねじ孔４２に対応する位置の保持板７とケーシング３には貫通孔が形成され，ケーシング３の外側から貫通孔に固定ボルト４１を嵌挿して取付けねじ孔４２に螺合させることによって，保持板７がケーシング３に固定される。保持部材１２の取付け部は，金属製のこま部材１８を介してケーシング３に固定されるので，固定ボルト４１の締結力が保持部材１２に直接伝わることを避けることができ，保持部材１２の変形を抑制することができる。また，保持部材１２には，こま部材１８が挿入されるこま取付け孔５１が形成されている。こま部材１８には，貫通孔５３と保持部材１２の山型に対応する形状の凸部即ち尖端部３４（図５）が保持部材１２の尖端部３３に対応して形成されている。更に，保持部材１２には，ケーシング３の袖部６５の給油孔６１から供給された潤滑剤を軌道路１４に導入する機能を備えている。

この直動案内ユニットにおいて，片持梁状保持部１１の案内面３２に形成されたＵ字状のスリット９によって形成された舌片部１０は，上記のとおり弾性変形可能な片持梁状に形成され，保持部材１２の端部２７側即ちエンドキャップ４の方向転換路３９側に固定端１７（第２固定端）が形成され，保持部材１２の中央側即ち軌道路１４の負荷路４３側に円弧形状の自由端１６（第２自由端）が形成されている。舌片部１０の長手方向両側には，一対の傾斜面３７（第１傾斜面），３８（第２傾斜面）が形成されているので，傾いたローラ５を傾斜面３７，３８で徐々に姿勢を，ローラ軸芯がケーシング３の案内面３１に直交するように整列させることができ，ローラ５をスムーズに転走させ，確実にローラ軸芯がケーシング３の案内面３１に直交するように整列させることができる。特に，端部２７側に形成された傾斜面３７の傾斜角度を傾斜面３８に比較して小さくして傾斜面の長さを長くすることで，徐々にローラ５の姿勢をその軸芯がケーシング３の案内面３１に直交するように整列させることができる。また，軌道路１４の中央即ち負荷域側に傾斜面３８を形成することにより，負荷域から転走するローラ５が舌片部１０をスムーズに通過することができる。また，ケーシング３の案内面３１に対向する舌片部１０の部分は，案内面３１と平行な平面に形成され，傾斜面３７の方向転換路３９側の傾斜角度は，軌道路１４側の傾斜面３８の傾斜角度よりも小さく形成されている。更に，この直動案内ユニットは，例えば，傾斜面３７の長手方向の長さが実質的にローラ径の約１．２倍に形成され，傾斜面３８の長手方向の長さが実質的にローラ径の約０．２５倍に形成されている。舌片部１０は，ケーシング３の案内面３１と共に，ローラ３の端面２５の回転軸芯位置を押さえる位置に形成されている。更に，傾斜面３７と傾斜面３８とは，長手方向の断面形状が曲面形状に形成されてもよいものである。

また，保持板７の断面Ｖ字形状の凸部でなる尖端部３３は，保持板７の上下の案内面３２間の長手方向に沿って形成され，図２に示すように，ケーシング３の上下の軌道面２２間に長手方向に沿って形成された断面Ｖ字状の凹状係止溝３６に嵌入されている。固定ボルト４１は，ケーシング３の取付け孔である貫通孔に挿通し，保持板７の固定部材１３に形成された取付けねじ孔４２に螺入され，それによって，保持板７がケーシング３に固定されている。この実施例では，スライダ２が高剛性で高精度を実現するために効率的に実施可能な長さに形成されたものが使用されており，例えば，ケーシング３の全長を軌道レール１の幅寸法の略４倍に相当する長さに形成されている。また，図４には，ケーシング３に取り付いた保持板７の端部２７を拡大するばね部材４０を示した斜視図が示されている。固定部材１３が収容される保持部材１２の凹溝５０の両端部には，撓みによって変形した片持梁状保持部１１が，固定部材１３が干渉しないように逃がし部となるこま取付け孔５１が形成されている。図９に示すように，保持部材１２は，ローラ３の端面２５から案内面３２を押すような方向の力を受けるが，図５に示すように，固定部材１３によってバックアップされている。保持部材１２の両端部２７に形成された一対の片持梁状保持部１１は，スリット４５の間隔が狭くなる方向に弾性変形する。また，一対の片持梁状保持部１１は，独立してそれぞれ弾性変形できるように形成されている。また，スリット４５を保持部材１２の断面形状において中央の位置に設定することにより，舌片部１０をローラ３の端面２５に確実に押し付けることができる。

この直動案内ユニットでは，図１２～図１４に示すように，ケーシング３の案内面３１と保持部材１２の案内面３２との隙間は，ローラ５の高さ（軸心長さ）よりも大きく形成されているため，案内面３１，３２とローラ５の端面２５との間には，隙間が形成されることになる。保持部材１２の案内面３２に形成された舌片部１０は，ローラ５の一方の端面２５に当接してローラ５の他方の端面２５をケーシング３の案内面３１に押し付ける寸法に舌片部１０の突出案内面５４が設置されている。舌片部１０は，ケーシング３の軌道面２２側に寄った位置に形成されており，ローラ５の端面２５の中心である軸芯位置に対向する位置に形成されている。また，舌片部１０は，ローラ５の端面２５の中心を押圧する機能を有している。軸芯が傾いたローラ５を，ケーシング３の案内面３１に直交する姿勢になるように安定して整列させることができる。従って，ローラ５が舌片部１０を通過する時に，２つの片持梁状保持部１１は，ローラ５をケーシング３の案内面３１に押し当てながら，スリット４５間が狭くなる方向に撓んで変形する。保持部材１２には，それに形成されたスリット４５の基部に保持部材１２を貫通する孔６３が形成されている。図４～図７に示すように，スリット４５の基部には孔６３が形成され，該孔６３は，スリット４５側を切り欠いた丸孔に形成されている。孔６３は，スリット４５の幅よりも丸孔を大きく形成されており，スリット４５の基部に応力集中するのを防止している。保持部材１２の端部２７に形成されたスリット４５によって形成される一対の片持梁状保持部１１は，撓む時に孔６３によって根元の肉厚が薄くなり，弾性変形し易くなるように形成されている。片持梁状保持部１１は，保持部材１２の端部２７に組み込んだばね部材４０の弾性力に依存するように構成されている。

この直動案内ユニットは，図１１～図１４に示すように，方向転換路３９やクラウニング部３０の無負荷路４３Ｎの領域では，ローラ５に負荷が加わっていないので，ローラ５が傾き易い状態になっている。ローラ５が傾いてスキューした状態で転走すると，スライダ２がすべりを伴うような動きをする。傾いたローラ５が負荷路４３の領域に進入すると，ローラ５は軌道路２１，２２を滑りながら転走するので，摩擦が増え，ローラ５の端面２５で案内面３１，３２を押し，摺動抵抗が大きくなり，発熱の問題が生じることになる。そこで，傾いたローラ５の軸芯をケーシング３の案内面３１に直交した正しい姿勢に整列させるため，軌道路１４の無負荷域４３Ｎから負荷路４３の領域にかけて保持部材１２に突出部となる舌片部１０を設けている。図１１に示すように，軌道路１４の両端部には，ケーシング３に緩やかな曲面形状のクラウニング部３０が形成されているので，ローラ５を方向転換路３９から軌道路１４へスムーズに案内することができる。クラウニング部３０の深さは，例えば，スライダ２に基本静定格荷重の半分の荷重の負荷によって生じるローラ５と軌道面２１及び軌道面２２との弾性変形量に相当する深さに形成されている。クラウニング部３０の曲面形状は，長手方向に沿って単一曲率半径Ｒで形成されている。クラウニング部３０は，ケーシング３の軌道面２２の平面部と同時加工で連続して形成されている。ケーシング３の端面２６とクラウニング部３０の端部は曲面形状のＲ面取り部が形成されている。図１２～図１４に示すように，符号ａ，ｂで示すように方向転換路３９内で傾いたローラ５は，ケーシング３の案内面３１の第１傾斜面３７に沿って徐々にローラ軸芯がケーシング３の案内面３１に直交するように整列させることができ，ローラ５が符号ｃで示すような状態になり，舌片部１０に案内され，符号ｄ，ｅで示すような正常な状態になる。符号ｄ，ｅで示すローラ５の一方の端面２５を舌片部１０に当接させ，ローラ５の他方の端面２５をケーシング３の案内面３１に押し付けることにより，傾いたローラ５の姿勢が正しい姿勢になり，ローラ５の軸芯がケーシング３の案内面３１に直交した正しい姿勢に整列させることができる。ローラ軸心が舌片部１０によってケーシング３の案内面３１に直交するように整列させたローラ５は，次いで，軌道路１４の負荷路４３の領域に進入し，符号ｆで示すような状態になり，舌片部１０の端部に形成された第２傾斜面３８を介して軌道路１４の負荷路４３に進入することによって，ローラ５は，スムーズに転走案内されることになる。

この発明による直動案内ユニットについては，図１５に示すように，ローラ５が軌道路１４に進入の際に，片持梁状保持部１１が符号Ａで示す方向に弾性変形し，舌片部１０が符号Ｂで示す方向に弾性変形し，それぞれがローラ５の端面２５を押圧することになり，ローラ５の姿勢を矯正する。これに対して，図１６に示す従来の直動案内ユニットについては，片持梁状保持部１１が符号Ａで示す方向に弾性変形するのみであり，ローラ５の端面２５を押圧するのは片持梁状保持部１１の弾性変形のみになっており，ローラ５に対する姿勢の矯正が不十分になる場合がある。

この発明による直動案内ユニットは，半導体製造装置，精密機械，自動車等の各種装置の摺動部等に適用して好ましいものである。

１軌道レール
２スライダ
３ケーシング
４エンドキャップ
５ローラ
７保持板
９スリット（第２スリット）
１０舌片部
１１片持梁状保持部
１２保持部材
１３固定部材
１４軌道路
１５リターン路
１６自由端（第２自由端）
１７固定端（第２固定端）
１８こま部材
１９自由端（第１自由端）
２０固定端（第１固定端）
２１軌道面（第１軌道面）
２２軌道面（第２軌道面）
２３側面
２５，２６，２８端面
２７端部
３０クラウニング部
３１案内面（第１案内面）
３２案内面（第２案内面）
３３尖端部
３６凹状係止溝
３９方向転換路
４０ばね部材
４５スリット（第１スリット）
５０凹溝
５１こま取付け孔
５４突出案内面

Claims

長手方向の両側面に沿って第１軌道面が形成された軌道レール，及び前記軌道レールに跨架して前記第１軌道面にそれぞれ対向する第２軌道面が形成され且つ前記第１軌道面と前記第２軌道面とからそれぞれ構成された軌道路をそれぞれ転走する転動体であるローラを介して前記軌道レールに対して相対移動するスライダから成り，前記スライダは，一対の前記第２軌道面と前記第２軌道面に平行に延びるリターン路が形成されたケーシング，前記ケーシングの長手方向の両端面に固定され且つ前記軌道路と前記リターン路とを連通する方向転換路が形成されたエンドキャップ，及び前記ケーシングに取り付けられてそれぞれの前記ローラを前記ケーシングと共働して保持する保持板を有し，前記保持板を構成する保持部材の両端部には第１スリットによって一対の片持梁状保持部にそれぞれ形成されており，前記ローラは，前記軌道路，前記方向転換路及び前記リターン路から成る循環路をそれぞれ転走する直動案内ユニットにおいて，
前記ケーシングには，前記第２軌道面に隣接して直交し且つ前記ローラの一方の端面を案内する一対の第１案内面が形成されていると共に，前記第２軌道面の両端部に前記軌道路の無負荷路から負荷路に進入可能になるクラウニング部がそれぞれ形成されており，
前記保持部材の前記片持梁状保持部には，前記ケーシングの前記第１案内面にそれぞれ対向し且つ前記ローラの他方の端面をそれぞれ案内する第２案内面が形成されていると共に，前記クラウニング部に対向する前記第２案内面の両端部に前記ケーシングの前記第１案内面に向かって前記第２案内面より突出する舌片部がそれぞれ形成されており，
前記舌片部が複数の前記ローラの前記一方の端面を前記第１案内面に向かって押圧して前記ローラの姿勢をそれぞれ整列させ，前記ローラのスキューの発生を防止することを特徴とする直動案内ユニット。
前記保持板は，前記第２案内面が形成された合成樹脂製の前記保持部材，前記保持部材の前記第２案内面の背面側に形成された凹溝に配設され且つ前記保持部材を前記ケーシングに固定する金属製の固定部材，及び前記保持部材の長手方向の予め決められた複数の位置が切り欠かれた切欠き部に配置され且つ前記固定部材と前記ケーシングとの間を予め決められた所定の間隔に設定する金属製のこま部材から構成されていることを特徴とする請求項１に記載の直動案内ユニット。
前記保持部材の前記一対の第２案内面間の前記長手方向に沿って形成された前記保持部材の断面Ｖ字形状の凸部でなる尖端部は，前記ケーシングの前記第２軌道面間に長手方向に沿って形成された断面Ｖ字状の凹状係止溝に嵌入されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の直動案内ユニット。
前記保持部材の前記端部に形成された前記片持梁状保持部は，前記第２案内面間の幅方向中央で且つ両端面から長手方向中央へ向かって延びる前記第１スリットによって形成され，前記舌片部は，前記片持梁状保持部に位置する前記第２案内面に形成されたＵ字状の第２スリットによってそれぞれ形成され，前記舌片部が弾性変形して複数の前記ローラの前記一方の端面を前記第１案内面に向かって同時に押圧することを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の直動案内ユニット。
前記片持梁状保持部は，前記エンドキャップの前記方向転換路側が第１自由端に且つ前記軌道路の負荷路側が第１固定端に形成されており，前記舌片部は，前記エンドキャップの前記方向転換路側が第２固定端且つ前記負荷路側が第２自由端に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項に記載の直動案内ユニット。
前記舌片部は，前記片持梁状保持部の前記第２案内面より突出する突出案内面に形成され且つ前記突出案内面が前記片持梁状保持部の端面側を前記第２固定端とした弾性変形可能な片持梁状に形成されていることを特徴とする請求項５に記載の直動案内ユニット。
前記保持部材に形成された前記第１スリットには，前記第１スリットを拡開する方向に押圧するばね部材が配設されていることを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載の直動案内ユニット。