JPH0732980Y2 - 保持器のずれ防止装置つき薄肉型直動案内ユニット - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は特許出願平1-116060号（特開平２−298445号公
報）に係る薄肉型直動案内ユニットの改良に関する。

従来の技術 上記先願発明の直動案内ユニットは平板状取付部材上に
固着された断面Ｕ字形長尺ベッド部材、これと転動体を
介して組み合わされる長尺テーブル部材、両部材間に上
記転動体の多数を保持して間置される転動体保持器から
なり、該保持器の底壁に長手方向に伸びた第１ラックを
形成し、長尺テーブル部材の内面には第２ラックを形成
して、それぞれのラック面と係合し、取付部材の面に直
角に固定した共通軸上を第１ピニオンと第２ピニオンを
異なる周速で同時回転させるに際し、同運転時ユニット
へ負荷させるラジアル荷重の変位に対してラック対ピニ
オンの噛合い条件が変化しないようにして、保持器の形
状を簡単に薄肉にすると共に、ピニオン軸自体をテーブ
ルの駆動軸とすることによりユニット全体を小形化した
ものである。

考案が解決しようとする問題点 しかしこの先願発明のユニットの構成では、第２ラック
部材の第２ラックと第２ピニオンとの間には予圧装置が
ないため、歯車のかみあい部分におけるガタ（遊び）が
発生しやすく、ボールのような転動体とそれぞれの軌道
面との間でわずかなすべりが発生するという問題があっ
た。

更に、前記ガタの発生により騒音も大きくなり、早期摩
耗から早期損傷の原因ともなっていた。

従って本考案は第２ラック部材を特別の形状に構成する
ことにより、ピニオン軸に形成される第２ピニオンと第
２ラック部材の第２ラックの噛み合い面に予圧を与え、
ピニオン軸の回転に対してテーブル部材を正確に移動さ
せることができ、従って上記の問題を除去できる薄肉型
直動案内ユニットを提供するものである。

問題を解決するための手段 従って本考案は、 （１）保持器のずれ防止装置つき薄肉型直動案内ユニッ
トにおいて、平板状をなした取付部材（１）、これに垂
直方向に中心軸を有し回動自在に貫通延長するピニオン
ロッド（11）を有する該取付部材（１）、該取付部材
（１）上面に固着され、断面Ｕ字形を有しその内腔壁対
向面のベッド部材内腔部（20）に転動体（ボールまたは
ローラ）軌道溝（21）を有する長尺ベッド部材（２）、
断面逆Ｕ字形を有しその両側壁外面に前記転動体軌道溝
（21）に対向位置する転動体軌道溝（31）を有し、該ベ
ッド部材（２）の前記内腔部（20）内に離隔的に長手方
向摺動自在に挿入される長尺テーブル部材（３）、上記
ベッド部材（２）該内腔部（20）と、上記テーブル部材
対向壁間に間置され、断面Ｕ字形の長尺の保持器（４）
であって、その両対向壁には多数の転動体（５）をそれ
ぞれ適当間隔で水平一列に回転自在に上記両対向軌道溝
間に保持する多数の転動体保持穴（41）を設け、更に保
持器底壁には長手方向に延び、その片側縁に第１ラック
（43）を延在させる中心長孔（42）を設けた保持器
（４）、該長孔（42）に前記ピニオンロッド（11）の上
部をベッド部材（２）の底壁、さらに該長孔（42）を貫
通して突出し、該突出部には上記第１ラック（43）と噛
合う第１ピニオン（12）とその上に第２ピニオン（14）
を隣接して同心的に嵌合固着させ、前記テーブル部材頂
壁内面にはその長手方向に延長する断面ほぼＪ字形の第
２ラック部材（32）を、そのラック面である第２ラック
（33）を内壁面に延在させて形成しかつ該第２ラック
（33）と上記第２ピニオン（14）の歯列とを噛合関係を
なすように取り付け、該第２ピニオンの歯形と該第１ピ
ニオンの歯形は同形であるが第２ピニオンの歯数が、第
１ピニオンの歯数の２倍である上記ユニットにおいて、
該第２ラック部材（32）の第２ラック（33）は、その断
面Ｊ字形の彎曲部（34）側の端部棚状部（35）の端面上
に形成され、該ラック面形成棚状部（35）には該ラック
面とほぼ平行かつ長手方向に延びる断面楔状スリット
（38）を設けて該ラック面形成棚状部に横方向弾性変形
特性を賦与したことを特徴とするユニットおよび （２）保持器のずれ防止装置つき薄肉型直動案内ユニッ
トにおいて、平板状をなしこれを垂直方向に回動自在に
貫通延長するピニオンロッド（11）を有する取付部材
（１）、該取付部材（１）上面に固着され、断面Ｕ字形
を有しその内腔壁対向面のベッド部材内腔部（20）に転
動体（即ちボールまたはローラ）軌道溝（21）を有する
長尺ベッド部材（２）、断面逆Ｕ字形を有しその両側壁
外面に前記転動体軌道溝（21）に対向位置する転動体用
軌道溝（31）を有し、該ベッド部材（２）の前記内腔部
（20）内に離隔的に長手方向摺動自在に挿入される長尺
テーブル部材（３）、上記ベッド部材（２）該内腔部
（20）と、上記テーブル部材対向壁間に間置され、断面
Ｕ字形の長尺保持器（４）であって、その両対向壁には
多数の転動体（５）をそれぞれ適当間隔で水平一列に回
転自在に上記両対向軌道溝間に保持する多数の転動体保
持穴（41）を設け、更に保持器底壁には長手方向に延
び、その片側縁に第１ラック（43）を延在させる中心長
孔（42）を設けた保持器（４）、該長孔（42）に前記ピ
ニオンロッド（11）の上部をベッド部材（２）の底壁、
さらに該長孔（42）を貫通して突出し、該突出部には上
記第１ラック（43）と噛合う第１ピニオン（12）とその
上に第２ピニオン（14）を隣接して同心的に嵌合固着さ
せ、前記テーブル部材頂壁内面にはその長手方向に延長
する断面ほぼＪ字形の第２ラック部材（32）を、そのラ
ック面である第２ラック（33）を内壁面に延在させて形
成しかつ該第２ラック（33）と上記第２ピニオン（14）
の歯列とを噛合関係をなすように取り付け、該第２ピニ
オンの歯形と該第１ピニオンの歯形は同形であるが第２
ピニオンの歯数が、第１ピニオンの歯数の２倍である上
記ユニットにおいて、該第２ラック部材（32）の第２ラ
ック（33）は、その断面Ｊ字形の彎曲部（34）側の端部
棚状部（35）の端面上に形成され、該ラック面形成棚状
部（35）には該ラック面と平行かつ長手方向に延びる長
径を有する断面長円形スリット（38′）を設けて該ラッ
ク面形成棚状部に横方向弾性変形特性を賦与したことを
特徴とするユニットを提供する。

考案の作用 上記のように第２ラック部材のラック面形成棚状部に断
面楔状または長手方向に長径を有する長円形スリットを
ラック面にほぼ平行乃至は平行に形成して同棚状部に横
方向弾性変形特性を賦与し、該ラック面と係合する第２
ピニオンに予圧を提供する。

実施例 本考案の実施例を第１図乃至第５図に示す。

第１図は本考案の一実施例を示す投影図であり、先願の
特願平１−116060号の薄肉型直動案内ユニットと、その
第２ラック部材の構成を除いては同一の構成を有する。

先願発明と同様に、転動体５、ベッド部材２、テーブル
部材３等は通常ステンレス鋼で製造し、その他部材はプ
ラスチック特に耐摩性プラスチックで製造し、全体寸法
は小形でその多くは手の平に載せることができる程のも
のである。

第１図に明示されるように、ベッド部材２は断面Ｕ字形
を有する長手方向に延びる長尺ベッド部材２として構成
され、長手方向に延びる樋形状の内腔部20を形成する両
対向壁内面の適当な高さにボール転動用の転動体軌道溝
21が対向位置に設けられる。

第２図は第１図に示す本考案の横断面図を示し、長尺ベ
ッド部材２は取付部材１の上面に取付孔６（第１図）を
介して固着具により上面に固着され、適当な回転駆動機
構に一端が連結されるピニオンロッド11が上下に固着さ
れた取付部材１とベッド部材２を回転自在に垂直に貫通
延長する。即ち取付部材１の下方に設けた回転駆動手段
（図示せず）によりピニオンロッド11は自由に回転でき
る。

上記ベッド部材２の内腔部20内には第１図乃至第２図に
示すテーブル部材３が、該内腔壁面と離隔関係かつ長手
方向摺動自在に収納され、該テーブル部材３は断面逆Ｕ
字形を有し長手軸方向に延長し、その両対向壁の外側面
に、前記ベッド部材の転動体軌道溝21の対向位置に転動
体軌道溝31を有する。

上記ベッド部材２とテーブル部材３間の離隔部分には第
３図に示す断面Ｕ字形の保持器４がその内腔部40内に該
テーブル部材３をくわえこむように保持し、他方ベッド
部材２と保持器４とはそれぞれの底壁を向き合わせて位
置し、該保持器の両対向壁には多数の転動体保持孔41が
所望間隙をもって水平一列に並び、これら転動体保持孔
41内に転動体５を保持した状態で上記ベッド部材２とテ
ーブル部材３を組み合わせ、保持器４に保持された各転
動体５が、転動体軌道溝21と転動体軌道溝31間に転動自
在に挟持されるように組合わされる。

この実施例においては保持器４には多数のボールを転動
体として保持させテーブル部材３とベッド部材２間の転
動軸受を構成したが、保持器４の転動体保持孔およびテ
ーブル側とベッド側軌道溝の形状を変形することによっ
て転動体としてローラを使用することもでき同様な効果
が得られること明らかである。

第２図は第１図を横断面で示し、本考案の第１実施例の
構成において、平板状の取付部材１上面段面Ｕ字形のベ
ッド部材２が密着載置され、該部材の内腔部20内にＵ字
形断面を有する長尺の保持器４に保持された転動体５を
多数を介して、逆Ｕ字形断面のテーブル部材３が相対摺
動関係に嵌入し、また上記取付部材１を垂直に、回動自
在に貫通するピニオンロッド11が、その上部において、
ベッド部材２の横断方向中心部、更にその真上に開く保
持器４の中央長孔42を貫通して突出延長する。前記した
ように該ピニオンロッド11の下端は図示してない回動駆
動手段、例えば電動モータ等に連結される。

前記ピニオンロッド11の上部は第５図に明示するよう
に、保持器４の長孔42の位置で拡径して第１ピニオン12
を、更にその隣接上方頂部は更に拡径した第２ピニオン
14が形成され、上記第１ピニオン12は第３図に明示する
保持器４の長孔42の片側縁に沿って設けた第１ラック43
と噛み合い、上記第２ピニオン14は後記するように、テ
ーブル部材３の内腔部30に取り付けられる第２ラック部
材32の第２ラック33と噛み合う。該ピニオンロッド11は
上記第１ピニオン下方にワッシャー溝13を設け、これに
嵌合したワッシャー７により保持器４の外部底壁とベッ
ド部材２の内部底壁間の間隔およびピニオンロッドの軸
方向位置定めを適宜調整できる。かかるワッシャーの代
りに他の公知の均等手段を用いうることは明らかであ
る。

以上のように構成することにより、取付部材１を貫通す
るピニオンロッド11を回転駆動することにより、第１ピ
ニオン12および第２ピニオン14は共に回転し、第１ピニ
オン12は、それと噛み合う保持器４の長孔42に設けた第
１ラック43を長手方向に摺動させ、同時に第２ピニオン
14はそれと噛み合う第２ラック33を長手方向に摺動さ
せ、かくしてベッド部材２に対するテーブル部材３の有
限直動運動を行うと共に、両部材間に転動体５を介して
間置される保持器４は、第１ピニオン12と第１ラック43
との噛合わせ係合により、上記両部材に対するいかなる
ずれ移動も防止できる。

本考案の特徴とするところは、上記第２ラックを提供す
る第２ラック部材32の特別な構成にあり、第２図および
第４図（１、２）を参照して以下説明する。

第４図に示すように本考案において断面Ｊ字形の長尺第
２ラック部材32はその断面を見て、Ｊ字形を有し、既述
のように彎曲部34と、該部により一体に連結され等間隔
で同一方向平行に延びる短い横巾を有する棚状部35と長
い横巾を有する基盤部36から構成され、該棚状部35の先
端面に第２ラックを形成するが、該基盤部36に設けた複
数個の取付孔37により該基盤部の外面をテーブル部材頂
壁内面に片持ち式に固着する。

かくして第２図に示すようにテーブル部材３内面に取り
付けられた第２ラック部材32は断面Ｊ字形をなす故にそ
の棚状部35の先端に設けた第２ラック33が隣接する第２
ピニオン14の歯列と整列係合位置にもたらされる。

第４図１及び２に明示するように本考案によれば、棚状
部35にはその端面に形成された第２ラック33と平行乃至
はほぼ平行に、第１の実施例（第４図−１）では楔状ス
リット38を、また第２の実施例（第４図−２）では長円
形スリット38′を設け棚状部35の横方向弾性変形性を増
大させ、かくして第２ピニオン14の歯列と第２ラック33
間に圧力を予圧下保持して安定確実なラック駆動を提供
する（第２図）。

以上の構成により、第５図に示すように第１ピニオン12
の直径に対し、第２ピニオン14の径を大にすることによ
り第２ピニオンの円周回転速度を第１ピニオンの円周回
転速度に対し変化させ、例えば第２ピニオンの歯数を第
１ピニオンの歯数の２倍としてしかも歯形を同一にする
ことにより、第ピニオンと噛合う第２ラックにより、ピ
ニオンロッド11の回転による保持器４とテーブル部材３
の移動距離の比は1:2となり、テーブル部材３の移動に
伴う保持器４の異常なずれが防止される。

勿論所望により第１ピニオンと第２ピニオンの歯数比を
適宜正数倍に変化させることによりテーブル部材３と保
持器４間の移動距離比率を変化できる。

第３図に詳細に示す保持器４の平面図において明らかな
ように、保持器４は、テーブル部材３の長手軸長に対応
した軸方向寸法を有して、その巾方向で中心位置に軸方
向に延長した長孔42の片側縁に沿って形成された第１ラ
ックの歯列43とピニオンロッド11の上部に設けた第１ピ
ニオン12とが噛み合いかくしてピニオンロッド11の回転
に応じて保持器４は軸方向に往復移動する。断面Ｕ字形
の保持器４の両対向側壁には対向位置に対称的に多数の
転動体保持孔41が水平等間隔で設けられ、かくして保持
された多数の転動体５をベッド部材２とテーブル部材３
のそれぞれの転動体軌道溝21,31に転動可能に保持して
（第２図）両部材の軸方向相対自由移動を許容する。

第２図に明らかなように保持器４の、ベッドおよびテー
ブル2,3に対する位置決めはこれを転動体５によって行
われしかも保持器４自体はボールを隔ててベッド及びテ
ーブル部材とは非接触に保たれ、従って保持器による摩
擦抵抗を減少させている。

テーブル部材３の内腔部30内壁に片持ち式に長手方向に
延長して設ける断面Ｊ字形第２ラック部材32のラックの
各歯は前記第２ピニオン14の歯と同形同ピッチで構成さ
れ従って第２ピニオン14の回転に応じ、上記第２ラック
部材32を介してテーブル部材３は、ベッド部材２に関し
て長手軸方向往復運動を行う。

前記実施例の構成ではテーブル部材３と第２ラック部材
32は別体に構成されているが、これら両部材は一体化し
て構成できる。

また内腔部30の面に第２ラック部材32を固着するにおい
て、同取付孔37をテーブル部材３の摺動方向と直角方向
に長孔に形成することにより、その取り付けにおいて第
２ピニオン14と第２ラック33間の予圧量を大きく調整可
能となる。

第５図は第２図に断面で示すピニオンロッド11の構成を
第１および第２ピニオンに12,14と共に示した投影図で
あり、実際にはピニオンロッド11の上部を二段に拡径し
て第１および第２ピニオンを形成した一体化ピニオンロ
ッドとすることができる。

第５図に示す例ではピニオンロッド11の上部下段の小径
円筒状の第１ピニオン12の歯形とその上部にある大径円
筒状の第２ピニオン14の歯形とピッチは同一であるが、
第１ピニオンの歯数は第２ピニオンの歯数の半分で、従
ってピニオンロッド11の一回転によるテーブル部材３と
保持器４の移動距離の比は常に2:1となり保持器４の位
置ずれを防止できる。

考案の効果 本考案は以上詳述したような先願である特願平１−1160
60号の薄肉型直動案内ユニットの改良に関し、そのピニ
オン歯車機構とラック機構とのコンパクトな合理的組み
合わせにおいてその作動におけるボール保持器のずれを
完全に防止し、小型で高精度の直動転がり軸受機構に加
えるに、第２ピニオンと係合する第２ラック部材の構成
を予圧式に変形することにより同ラック機構の噛合駆動
における遊びおよび軌道面間の滑りを除去し、運転中の
騒音発生、早期摩耗を除去した先願発明の改良に関し、
より具体的に述べれば、第２ラックの荷重に対する弾性
変形量を大きくできて、ラックとピニオン機構の取付け
誤差が大きい場合でもこれを吸収して円滑な摺動が可能
であり、また第２ラック部材にスリットを設けることに
より第２ラックと第２ピニオンに予圧を負荷できるた
め、すべり摩擦の少ない規則的な摺動が可能となり、更
に本考案は先願発明である特願平１−116060号の構成の
一部の部品を変形するだけで最大の効果を達成しかつ、
安価に製作することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を一部破断して投影図で示
し、 第２図は第１図に示す実施例の横断面図、 第３図は本考案の一実施例に使用されるボール保持器の
平面図、 第４図は前記実施例に使用する第２ラック部材の投影図
であり、第４図−１は楔状スリットを有し、第４図−２
はその変形である長円形スリットを有する構成を示し、
そして 第５図は第２図に示すピニオンロッド11の投影図であ
る。 図面に関し各部材は次の通りである。 １……取付部材、２……ベッド部材、３……テーブル部
材、４……保持器、５……転動体、６……取付孔、７…
…ワッシャー、９……皿ビス、10……ピニオン組立体、
11……ピニオンロッド、12……第１ピニオン、13……ワ
ッシャー溝、14……第２ピニオン、20……内腔部、21…
…転動体軌道溝、30……内腔部、31……転動体軌道溝、
32……第２ラック部材、33……第２ラック、34……彎曲
部、35……棚状部、36……基盤部、37……取付孔、38…
…楔状スリット、38′……長円形スリット、40……内腔
部、41……転動体保持孔、42……長孔、43……第１ラッ
ク。

Claims (8)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】保持器のずれ防止装置つき薄肉型直動案内
   ユニットにおいて、平板状をなした取付部材（１）、こ
   れに垂直方向に中心軸を有し回動自在に貫通延長するピ
   ニオンロッド（11）を有する該取付部材（１）、該取付
   部材（１）上面に固着され、断面Ｕ字形を有しその内腔
   壁対向面のベッド部材内腔部（20）に転動体軌道溝（2
   1）を有する長尺ベッド部材（２）、断面逆Ｕ字形を有
   しその両側壁外面に前記転動体軌道溝（21）に対向位置
   する転動体軌道溝（31）を有し、該ベッド部材（２）の
   前記内腔部（20）内に離隔的に長手方向摺動自在に挿入
   される長尺テーブル部材（３）、上記ベッド部材（２）
   該内腔部（20）と、上記テーブル部材対向壁間に間置さ
   れ、断面Ｕ字形の長尺の保持器（４）であって、その両
   対向壁には多数の転動体（５）をそれぞれ適当間隔で水
   平一列に回転自在に上記両対向軌道溝間に保持する多数
   の転動体保持穴（41）を設け、更に保持器底壁には長手
   方向に延び、その片側縁に第１ラック（43）を延在させ
   る中心長孔（42）を設けた保持器（４）、該長孔（42）
   に前記ピニオンロッド（11）の上部をベッド部材（２）
   の底壁、さらに該長孔（42）を貫通して突出し、該突出
   部には上記第１ラック（43）と噛合う第１ピニオン（1
   2）とその上に第２ピニオン（14）を隣接して同心的に
   嵌合固着させ、前記テーブル部材頂壁内面にはその長手
   方向に延長する断面ほぼＪ字形の第２ラック部材（32）
   を、そのラック面である第２ラック（33）を内壁面に延
   在させて形成しかつ該第２ラック（33）と上記第２ピニ
   オン（14）の歯列とを噛合関係をなすように取り付け、
   該第２ピニオンの歯形と該第１ピニオンの歯形は同形で
   あるが第２ピニオンの歯数が、第１ピニオンの歯数の２
   倍である上記ユニットにおいて、該第２ラック部材（3
   2）の該第２ラック（33）は、その断面Ｊ字形の彎曲部
   （34）側の端部棚状部（35）の端面上に形成され、該ラ
   ック面形成棚状部（35）には該ラック面とほぼ平行かつ
   長手方向に延びる断面楔状スリット（38）を設けて該ラ
   ック面形成棚状部に横方向弾性変形特性を賦与したこと
   を特徴とするユニット。
2. 【請求項２】請求項１記載の直動案内ユニットにおい
   て、前記ピニオンロッド（11）の一端が回転駆動手段と
   連結されている上記ユニット。
3. 【請求項３】請求項１または２記載の直動案内ユニット
   において、転動体としてボールを使用することを特徴と
   するユニット。
4. 【請求項４】請求項１または２記載の直動案内ユニット
   において、転動体としてローラを使用することを特徴と
   するユニット。
5. 【請求項５】保持器のずれ防止装置つき薄肉型直動案内
   ユニットにおいて、平板状をなしこれを垂直方向に回動
   自在に貫通延長するピニオンロッド（11）を有する取付
   部材（１）、該取付部材（１）上面に固着され、断面Ｕ
   字形を有しその内腔壁対向面のベッド部材内腔部（20）
   に転動体軌道溝（21）を有する長尺ベッド部材（２）、
   断面逆Ｕ字形を有しその両側壁外面に前記転動体軌道溝
   （21）に対向位置する転動体軌道溝（31）を有し、該ベ
   ッド部材（２）の前記内腔部（20）内に離隔的に長手方
   向摺動自在に挿入される長尺テーブル部材（３）、上記
   ベッド部材（２）該内腔部（20）と、上記テーブル部材
   対向壁間に間置され、断面Ｕ字形の長尺保持器（４）で
   あって、その両対向壁には多数の転動体（５）をそれぞ
   れ適当間隔で水平一列に回転自在に上記両対向軌道溝間
   に保持する多数の転動体保持穴（41）を設け、更に保持
   器底壁には長手方向に延び、その片側縁に第１ラック
   （43）を延在させる中心長孔（42）を設けた保持器
   （４）、該長孔（42）に前記ピニオンロッド（11）の上
   部をベッド部材（２）の底壁、さらに該長孔（42）を貫
   通して突出し、該突出部には上記第１ラック（43）と噛
   合う第１ピニオン（12）とその上に第２ピニオン（14）
   を隣接して同心的に嵌合固着させ、前記テーブル部材頂
   壁内面にはその長手方向に延長する断面ほぼＪ字形の第
   ２ラック部材（32）を、そのラック面である第２ラック
   （33）を内壁面に延在させて形成しかつ該第２ラック
   （33）と上記第２ピニオン（14）の歯列とを噛合関係を
   なすように取り付け、該第２ピニオンの歯形と該第１ピ
   ニオンの歯形は同形であるが第２ピニオンの歯数が、第
   １ピニオンの歯数の２倍である上記ユニットにおいて、
   該第２ラック部材（32）の第２ラック（33）は、その断
   面Ｊ字形の彎曲部（34）側の端部棚状部（35）の端面上
   に形成され、該ラック面形成棚状部（35）には該ラック
   面と平行かつ長手方向に延びる長径を有する断面長円形
   スリット（38′）を設けて該ラック面形成棚状部に横方
   向弾性変形特性を賦与したことを特徴とするユニット。
6. 【請求項６】請求項５記載の直動案内ユニットにおい
   て、前記ピニオン軸（11）の一端が回転駆動手段と連結
   されている上記ユニット。
7. 【請求項７】請求項５または６記載の直動案内ユニット
   において、転動体としてボールを使用することを特徴と
   するユニット。
8. 【請求項８】請求項５または６記載の直動案内ユニット
   において、転動体としてローラを使用することを特徴と
   するユニット。