JPH06280869A - ニードルローラー式リニアガイド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ニードルローラーを転動体とするリニアガイ
ドで、リテナーのズレ防止を簡単かつ安価な構成で実現
する。 【構成】 ニードルローラー式リニアガイドにリテナー
ズレ防止機構を組込む。該機構は、例えば動滑車２０を
用いる場合なら、移動側レール２にワイヤー１１，１２
を介し動滑車２０を取付け、動滑車２０にはバネ３５，
３８を介してリテナー３を連結する。移動側レール２の
直線運動時、リテナー３にズレが生ずると、バネ３５，
３８の平衡がくずれ、ズレの方向性に応じ一方のバネに
リターン力が発生し、これがリテナー３に加わる。加わ
る力は、ズレを引き戻す方向の力で、ストロークの際
中、常にズレをなくすように戻る方向に加わる。ズレは
修正、吸収され、累積は防げる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ニードルローラー式の
リニアガイドに関するものであり、より詳しくはリテナ
ーのズレ防止を可能ならしめたリニアガイドに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】ニードルローラー式リニアガイドは、転
動体としてニードルローラー（針状ころ）を用いるリニ
アガイドである。このようなリニアガイドは、例えばク
ロスローラーを使用する場合のものよりも高精度で精密
な直線案内が要求される直線運動機構に適し、従来から
ＸＹステージ等に使用されてきている。

【０００３】ＸＹステージでは、Ｘ軸、Ｙ軸側とも、一
対のリニアガイドを用い、両移動体側（スライドユニッ
ト側）間は剛体のテーブルを取り付け一体化してストロ
ークさせる。固定側（軌道台側）と移動体側との相対向
する面はＶ字面としてＶ軌道を形成し、その間に保持器
としてのリテナー（ローラーケージ）によりニードルロ
ーラーを組み込み、これにより移動体側を２条のＶ溝形
状の軌道台上を直線案内するものが一般的である（Ｖ−
Ｖタイプ）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記したリニアガイド
はころ転がり案内であり、長尺の軌道台上を移動体側が
前後方向に移動し案内されるとき、そのリテナーも移動
体の移動方向と同じ方向へ一定の関係をもって移動する
のが、往路と復路の摩擦または抵抗の差等があった場
合、ズレが発生し、特にニードルローラー式ニリアガイ
ドではこれが生じやすい。リテナーのズレは、移動体の
一往復の過程で生ずるものとしては僅かであっても、そ
れが少しずつ累積されていくと、使用に伴いそれだけズ
レてくることとなる。これは、例えば移動体側が軌道台
上の所定位置をとるように戻ったとしても、リテナーの
方は、使用当初、軌道台に対し位置していた状態をとる
ようには正しく戻ってこなくなることを意味し、従っ
て、リテナーがズレるほど、転がり案内を介して直線案
内可能な範囲が小さくなり、極端にいえばガイド外れに
つながる問題である。

【０００５】本発明は、上記のようなリテナーのズレを
防止でき、しかもこれを適切にしてかつ容易に行わせる
ことができるようにしようというものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明によって、下記の
ニードルローラー式リニアガイドが提供される。転動体
にニードルローラーを用いるリニアガイドであって、ロ
ーラーケージとしてのリテナーにズレが生ずることとな
る場合にズレを引き戻すよう当該リテナーに力を加える
バネを含む修正手段を具え、移動体側の移動時のリテナ
ーのズレを防止するよう構成してなることを特徴とする
ニードルローラー式リニアガイドである。

【０００７】リテナーには、ズレが生ずることとなる場
合に、バネを含む修正手段によりズレを引き戻すよう力
が作用し、少しずつズレが累積していってリテナーがズ
レてくるような事態は防止される。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。図１は本発明の一実施例を示す。図中、１はニード
ルローラー式リニアガイドの軌道台となる長尺の固定側
レール、２は移動側レール、３はローラーケージである
リテナーを、夫々示す。固定側レール１の上面と移動側
レール２の下面とには、夫々９０°Ｖ面が形成され、こ
れらの間に、図示の如くの固定側レール１よりは短いが
移動側レール２よりは長い断面Ｖ字形のリテーナ３が多
数のニードルローラー４を保持して配され、これにより
移動体レール２を固定側レール１の範囲内でころ転がり
案内でレール１に沿って直線案内するものとする（Ｖ軌
道、及びリテナーの断面Ｖ字状につき、図３参照）。

【０００９】なお、本実施例は、ＸＹステージの各軸の
直線案内機構に適用するものとし、従って、後記するリ
テナーズレ防止のための機構をも含んで、図１に示す構
成のリニアガイドを一対、夫々の軸方向の直線案内とし
て対向並設して使用する。即ち、具体的には、図面裏側
位置に所定間隔をおいてもう一つ同じ構造のリニアガイ
ドを平行に配置すると共に、両者の移動側レール２上に
またがって剛体の板（図示せず）を取り付け、かかる組
み合わせでＸ軸方向（またはＹ軸方向）成分の直線運動
のステージを構成する（この点については、後述する他
の実施例でも同様であってよい）。

【００１０】本実施例においては、リテナーズレ防止機
構は、図示のような構成とする。即ち、移動側レール２
の各端にワイヤー１１，１２の一端を取り付け、例えば
移動側レール２の図中右端に固定したワイヤー１１は、
適宜固定部に取り付け配置したワイヤーローラー１３，
１４、動滑車２０の一方の滑車２１のこの順で固定側レ
ール１の下部へ至らしめ、当該ワイヤー１１の他端を固
定側レール１のワイヤー取付け支持部１５に取り付け固
定し、図示の如くに張設・装架する。

【００１１】他方、ワイヤー１２側も同様であって、移
動側レール２の左側に固定した当該ワイヤー１２は、ワ
イヤーローラー１６，１７を経て、更に動滑車２０の他
方の滑車２２を通してワイヤ取付け支持部１８へ至らし
め、これにワイヤー１２の他端を固定して張設・装架す
る。

【００１２】滑車２１，２２は、本例では図示の滑車取
付け枠部２３に回転自在に設けられているが、その枠部
２３の各端側と、リテナーの各端側とを、更に夫々連結
する。即ち、リテナー３の各端にワイヤー３１，３３の
一端を取り付け、リテナー３の右端に固定したワイヤー
３１は、前記ワイヤー１１と同様のワイヤーローラ３
３，３４を用いる径路を経て下部に導き、その他端と上
記枠部２３の図中右端側との間にバネ３５を介在させて
取り付ける。また、リテナー３の左端に固定したワイヤ
３２も、同様にして、ワイヤーローラー３６，３７を経
て、更にバネ３８を介して、そのワイヤ他端側を枠部２
３の左端側へ取り付ける。

【００１３】バネ３５，３８は、ともに等しいバネ力の
ものを用い、やや張設状態で使用するのがよい。

【００１４】本実施例は、上述の如くに構成されてお
り、リテナー３のズレの防止はこれを次のようにして行
うことができる。本発明に従うリテナーズレ防止の方
法、原理をも含めて説明するに、今、図１のように、固
定側レール１上の左右直線案内範囲の中央に移動側レー
ル２が位置し、かつ、図示の長さを有するリテナー３も
同様に中央の位置にあり（従って、移動側レール２とリ
テナー３との関係は、後者の中央位置に前者が位置して
いる関係となっている）、また、動滑車２０は、固定側
レール１下部において図示の如く左右方向の中間にあ
り、更に、バネ３５，３６はそのバネ力がかかる状態で
平衡した状態にあるものとする。

【００１５】上記の状態において、移動側レール２が例
えば図中右方向へ直線運動せしめられると、その移動速
度をＶとすれば、その移動に伴い、ワイヤー１２が速度
Ｖで図中右回りに引っ張られ、動滑車の部分の滑車２
２、取付け枠部２３、滑車２１を介し、滑車２１側のワ
イヤー１１系も図中右回りに速度Ｖで従動する（ワイヤ
ー部１２ａ，１２ｂ及びワイヤー部分１１ａ，１１ｂ
は、いずれもその速度はＶである）。従って、このと
き、動滑車２０は、図示位置から左行するが、その移動
速度はＶ／２である。

【００１６】一方、移動側レール２の上記の移動の際、
リテナー側もころ転がり案内で図示位置から右方向へ移
動するが、これにはワイヤー３１，３２系により動滑車
２０の滑車取付け枠部２３が連結してあることから、上
記動滑車２０の速度Ｖ／２による左行時、基本的には、
バネ３５，３８の平衡状態の下、移動側レール２、ワイ
ヤー３１、バネ３５、取付け枠部２３、バネ３８、ワイ
ヤー３２からなるループ部分は、速度Ｖ／２で図中右回
りすることになる。

【００１７】上記は、移動側レール２が或る所定距離に
わたり右方へ移動したとき、リテナーズレがなければ、
リテナー３はその距離の半分に相当する距離だけ、移動
側レール２を案内しつつ同方向へ移動することを意味
し、両者はこのような対応関係をもって移動する。例え
ば、移動側レール２が固定側レール１の右端まで直線運
動するとき、上記の関係でそのストローク量の半分の距
離をリテナー３が移動して同様に固定側レール１の右端
まで到達すれば、常に、図示のような長さのリテナー３
でも、移動側レール１の直線運動を固定側レール１の全
範囲にわたって安定してカバーできる。

【００１８】移動側レール２の左側への運動時は、各部
の関係等は、上記と逆の関係となるのである。

【００１９】バネ３５，３８が平衡状態にあるときは、
上述のようであるが、リテナー３のズレのある場合に
は、平衡がくずれ、これがズレを引き戻すように作用す
る。即ち、例えば、上記移動側レール２の右行のケース
で、リテナー３が遅れる方向（リテナー３の右行がおい
ていかれる方向）にズレが発生したとすると（ワイヤ−
部分３１ａ，３１ｂ、及びワイヤー部分３２ａ，３２ｂ
においてはＶ／２より小）、バネ３５の方は、動滑車２
０が速度Ｖで左行する結果、その分平衡状態の場合より
伸張し、バネ３８は収縮する（なお、このときのバネ３
８の収縮は、ワイヤー３２側にテンションを与え、ワイ
ヤー３２側の装架を維持するよう作用する）。

【００２０】上記のようにして平衡状態がくずれると、
バネ３５のリターン力（復元力）は、ワイヤー３１を通
してリテナー３に伝わり、そのズレを修正するように働
くことになる。リテナー３が遅れる方向にズレたのな
ら、これを本来の移動側レール２との対応関係となるよ
うズレがなくなる方向性をもって引き戻すのであり、結
果、リテナー３のズレが防がれる。

【００２１】移動側レール２が図中左方へ移動するケー
スの場合も、上記の修正機能は同様に作用し、その場合
は、リテナー３がやはり遅れる方向にズレたのなら、バ
ネ３８の方のリターン力がズレを引き戻し、吸収する力
の発生源として機能することとなり、リテナー３のズレ
を防止できる。また、所定の対応関係から行きすぎるよ
うなときは、それを戻す方向へ力を加えるべき該当する
側のバネが作用して、常に本来の元の方向へと戻すよう
にすることができる。

【００２２】上記のようなズレの吸収は、ストロークの
際中に自動的に発揮され、常に、直線運動中の移動側レ
ール１に対し本来とるべき位置を占めることとなる方向
に戻るように力が加わるのである。摩擦または抵抗の差
などで少しずつではあるがズレてくるという、そういう
事態を招かずに済み、たとえ往路と復路でズレ発生の要
因となるものの差があったような場合でも、リテナーズ
レを未然に回避でき、使用中、常に正しい対応関係に保
たれ、ストローク範囲も確保し得、勿論ガイド外れもな
い。

【００２３】しかも、ズレを引き戻すのに、小さな力で
済む構成で足り、例えば３０mm幅、長さ４００mmの当た
り面をもつガイドで、例えば１００ｇ〜２００ｇ程度の
力をリテナーに加えているだけで良い。これにより、使
用ワイヤーも細径のもので十分であるし、従ってまた、
夫々のワイヤー系のループも小さくでき（ローラー部で
のＲも小）、構成は簡単で小型化なものとなり、安価に
作製できる。

【００２４】また、ＸＹステージのように対向する一対
のリニアガイドを１組として直線案内させる場合に、夫
々のリニアガイドの固体差などでアンバランスが生ずる
と、両者にまたがって取り付けた剛体の板に対し、それ
をねじる方向に力が加わり、ステージの進直度に影響を
与えるが、本構成によれば、バネが、次のような機能を
も発揮し、高精度を要求されるＸＹステージに好適であ
る。即ち、上記バネは、当該バネのない構造の場合のも
のに比しかかるアンバラスも是正し得、不要な力がリテ
ナーに加わってステージの進直度を狂わせることを防
ぎ、スムーズにリテナーを引き戻す役目を果すことにな
る。

【００２５】次に示す例は、ラックとギアを使用するよ
うにする場合の例である。図２，３に示すように、移動
側レール２の側面には適宜の取付け具５１によりラック
５２を固定し、ニードルローラー４（図３では図示を省
略）を支持するリテナー（ローラーケージ）３側には、
軸６１に回転自在に支持されたギヤ６２を設ける。軸６
１をリテナー３に取付け固定し、ギア６２をラック５２
と噛合させる。

【００２６】更に、固定側レール１に対し、ギア６２と
噛合するラック７１を設けるが、これは固定側レール側
面に沿ってその長手方向には摺動可能に適宜の支持部７
２を介して配置すると共に、ラック７１の各端側に夫々
バネ８１，８２の一端を取り付け、夫々の他端を固定ピ
ン８３，８４に取り付けるようにすることにより、ラッ
ク７１を移動可能に設ける。バネ８１，８２は、図１の
場合のものと同様、常態では平衡した張設状態で使用す
る。

【００２７】上述のようにして、ラック５２を移動側レ
ール２に固定し、リテナー３に上記ラック５２と係合す
るギア６２を取り付ける一方、該ギア６２に係合する固
定側レール１側のラック７１を固定側レール１に対して
バネ８１，８２で多少移動できるよう構成するものであ
り、この場合も、前記実施例と同様の作用効果を奏す
る。また、本実施例では、より一層の小型化が実現され
る。更に、図２に示されるバネも、図１のバネの場合と
同様、バネが、不要な力がリテナーに加わりステージの
進直度を狂わせることを防ぎ、スムーズにリテナーを引
き戻す役割を果し得ることから、ＸＹステージに特に効
果的である。本発明は、上記のような構成で実施するこ
ともできる。

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば、ニードルローラー式の
リニアガイドにおいて、リテナーのズレを良好に防止す
ることができ、たとえ往路と復路の摩擦、抵抗の差など
がある場合にでもズレが累積するようなことも避けら
れ、しかもズレを引き戻すのに小さな力で済み、構成が
簡単で安価にリテナーズレ防止機構付のリニアガイドを
得ることができる。ＸＹステージ用のものとして適用す
れば、不要な力がリテナーに加わり、ステージの進直度
を狂わせることも防ぎつつ、スムーズにリテナーを引き
戻すようにして上記を実現することができ、高精度を要
求されるＸＹステージの場合、特にその効果は大であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す図である。

【図２】本発明の他の実施例を示す図である。

【図３】同実施例の説明用の図である。

【符号の説明】

１ 固定側レール ２ 移動側レール ３ リテナー（ローラーケージ） ４ ニードルローラー 11, 12 ワイヤー 13, 14, 16, 17 ワイヤーローラー 15, 18 ワイヤー取付け支持部 20 動滑車 21, 22 滑車 23 滑車取付け枠部 31, 32 ワイヤー 33, 34, 36, 37 ワイヤーローラー 35, 36 バネ 51 取付け具 52 ラック 61 軸 62 ギア 71 ラック 72 支持部 81, 82 バネ 83, 84 固定ピン

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 転動体にニードルローラーを用いるリニ
   アガイドであって、 ローラーケージとしてのリテナーにズレが生ずることと
   なる場合にズレを引き戻すよう当該リテナーに力を加え
   るバネを含む修正手段を具え、移動体側の移動時のリテ
   ナーのズレを防止するよう構成してなることを特徴とす
   るニードルローラー式リニアガイド。