JP6641148B2

JP6641148B2 - クロスローラ有限直動案内ユニット

Info

Publication number: JP6641148B2
Application number: JP2015199169A
Authority: JP
Inventors: 勝章中野
Original assignee: Nippon Thompson Co Ltd
Current assignee: Nippon Thompson Co Ltd
Priority date: 2015-10-07
Filing date: 2015-10-07
Publication date: 2020-02-05
Anticipated expiration: 2035-10-07
Also published as: JP2017072188A

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ており，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クロスローラ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，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おり，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。従来，有限直動案内ユニットは，互いに相対摺動する一対の軌道台を備えており，軌道台間に配設された保持器によって転動体である複数のローラが所定間隔に保持されており，保持器を構成する保持板は，相対移動する軌道台のストローク長さに対して半分のストローク長さで相対移動するように構成されている。そこで，クロスローラ有限直動案内ユニットについては，益々，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。また，有限直動案内ユニットは，負荷変動，軌道台に形成された軌道溝の加工精度，立て軸仕様，高速・高加減速等の条件により，保持器と軌道台との所定位置が僅かずつ位置ずれが生じ，そこで，有限直動案内ユニットには，軌道台に対する保持器のずれを防止するために種々の保持器のずれ防止機構が設けられている。例えば，保持器のずれ防止機構では，保持器にピニオンを設け，それぞれの軌道台の軌道溝にラックを配設し，一対のラックとピニオンとを噛み合わせることによって保持板の相対位置が矯正されて保持器のずれを防止するラック＆ピニオン機構に構成されている。

本出願人は，クロスローラ有限直動案内ユニットとして，図１３及び図１４に示すものを開発し，先に特許出願した。該クロスローラ有限直動案内ユニットは，軌道台１，２間に転動体であるローラ９を保持する保持板４Ｐの長手方向の撓みや曲がりを小さくし，保持板４Ｐの窓孔１８にローラ保持手段を設けてローラ９間の配設ピッチを小さくし，所定長さでのローラ９の個数を増大させている。保持板４Ｐは，ピニオン７を嵌挿するホルダ部６を一体構造に合成樹脂製で成形している。保持板４Ｐには，ローラ９が軸心を長手方向に直交し，主面１７に４５°傾斜して挿入される窓孔１８が形成されている。ローラ９の端面２５に対向する窓孔１８の窓壁面２７の部分には，ローラ９の端面２５の部分を覆う抱持部５に形成されている。保持板４Ｐの両側の側端部１４には，長手方向に沿って延び且つ主面１７から突出して成る撓みを小さくするための鍔部２３が形成されている（例えば，特許文献１参照）。

特開２０１２−２０２４５８号公報

しかしながら，上記特許文献１に開示されているクロスローラ有限直動案内ユニットは，軌道溝の深さを深くして，ローラ９に対して軌道面１０，１１の接触幅を大きくするために，帯板状の保持板４Ｐに配設されたローラ９を配置する楕円形状の窓部にはローラ９を保持するための抱持部５を備えており，保持板４の嵌挿孔３３にピニオン＆ホルダ組立体を装着する構造に構成されている。上記クロスローラ有限直動案内ユニットは，合成樹脂製の保持板４Ｐにピニオンを保持するホルダ部６を一体化し，保持板４Ｐの幅方向の両側面１４に鍔部２３を設けて保持板４Ｐの撓みを小さくし，クロスローラ有限直動案内ユニットの組立時には，保持器３の保持板４Ｐからローラ９が脱落するのを防止する構造に構成されているが，保持板４Ｐに形成された窓孔１８は，１個１個それぞれ独立した形状であるため，保持板４Ｐに形成する窓孔１８の数を増やすことができず，クロスローラ有限直動案内ユニットの定格荷重を増大させることができなかった。

この発明の目的は，上記の課題を解決するものであり，ラック＆ピニオン機構の保持器ずれ防止装置を備え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構造に構成し，ローラを保持する窓孔の間隔を詰めて，複数の隣接する窓孔を連続部で連通する複数の連続窓孔に形成し，保持板に形成する窓孔を増やして保持板に装填するローラの本数を増やし，負荷容量である定格荷重をアップさせ，更に，保持板の両側の側端部に軌道台の両側の面取り部間に配設する大きさの鍔部を形成して保持板の撓みを小さくし，ローラを装着可能に窓孔の窓壁面部分にローラの端面部分を覆う抱持部を形成して保持板自体にローラ保持機能を持たせて製造時や組立時の部品の取扱いを容易にしたことを特徴とするクロスローラ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の壁面に断面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，一対の前記軌道台の前記軌道溝にそれぞれ形成された互いに対向する軌道面間にそれぞれ配設され且つ前記軌道面を転動する複数の転動体であるローラ，及び前記軌道台の前記壁面間に配設されて前記ローラを所定間隔で交互に直交して支持する前記長手方向に延びた保持板を備えた保持器から成るクロスローラ有限直動案内ユニットにおいて，
前記保持板は，前記軌道台の前記壁面に対向して平行に延びる主面に形成され，前記ローラの軸心が前記長手方向に直交して前記主面に対して４５°傾斜して挿入される複数の窓孔を有し，前記窓孔が前記ローラに対して幅方向が長円になる楕円形状に形成され，前記窓孔の窓壁面には前記ローラを保持する抱持部がそれぞれ形成され，
前記抱持部は，前記ローラの端面を保持するため前記窓孔の前記窓壁面の幅方向両端面に形成された端面抱持部と，前記ローラの転動面を保持するため前記端面抱持部に続く前記窓孔の前記窓壁面の軸方向両円弧面に形成された転動面抱持部とから構成され，
前記ローラは前記転動面抱持部で保持されて前記保持板の軸方向の移動が規制されて前記ローラ同士が接触すること無く構成されて前記保持板に装填される前記ローラの本数を増大させるために予め決められた所定位置の隣接した前記窓孔が連通する連続部を備えた複数の連続窓孔に形成されていることを特徴とするクロスローラ有限直動案内ユニットに関する。

また，前記連続窓孔は，前記楕円形状の短軸側に形成された前記連続部を通じて少なくとも２個の前記窓孔が互いに連通している。

また，前記保持板は，両側の側端部が前記長手方向の全長に渡って延びてそれぞれの前記主面から突出した鍔部に形成され，前記鍔部は前記軌道台の角部に形成された対向する面取り部のスペースにそれぞれ配設されるように断面三角形状に形成されている。

また，前記保持板は，前記抱持部の前記端面抱持部が前記主面間である板厚の半分の肉厚部分に形成されており，前記端面抱持部に隣接する残り半分の肉厚部分が前記主面に対して垂直面で開口凹部に形成されている。

また，前記保持器は，前記保持板のそれぞれの前記主面から突出して一体構造に形成されたホルダ部を備え，前記ホルダ部に形成された嵌挿孔には，前記保持板が前記軌道台に対して予め決められた所定の相対位置からずれるのを防止する保持器ずれ防止機構のラック＆ピニオン機構を構成するピニオンが着脱可能に嵌挿され，前記軌道台の前記軌道面間の逃げ溝には，前記ラック＆ピニオン機構を構成するラックがそれぞれ配設されている。

この発明によるクロスローラ有限直動案内ユニットは，上記のように，保持板に形成されたローラを保持する隣接する窓孔を連続部で連通する複数の連続窓孔に形成したので，複数の隣接する窓孔の壁面が無くなって窓孔ピッチ即ちローラピッチを短く形成して保持板に形成する窓孔の数を増やすことができ，保持板に装填するローラの本数を増加でき，定格荷重を増大させることができる。また，予め決められた所定数の窓孔を持つ保持板に構成したものでは，保持板全長を短く形成することができ，最大ストローク長さを長く構成することができる。即ち，所定の本数のローラを保持板に装填する構造では，保持板の全長を短く形成することができ，最大ストローク長さを長くすることができる。また，薄板の保持板の板厚の範囲内で，ローラの保持機能を持たせた抱持部を形成して脱落を阻止すると共に，抱持部を端面抱持部と転動面抱持部とで構成しており，端面抱持部でローラの両端面を保持し，転動面抱持部でローラの転動面を保持しているので，ローラを保持板の軸方向に確実に高精度に位置決めすることができ，隣接するローラが互いに干渉して転動することがなくなり，ローラが独立してスムーズに転動することができるので，隣接する窓孔を窓孔間に壁面のない連続窓孔に形成することができ，保持板に形成する窓孔を増大させて定格荷重を増大することができる。即ち，隣接する前記ローラは，回転している対向面が互いに逆向きに転動しているが，前記ローラは前記転動面抱持部で保持されて軸方向の移動が規制されているので，前記ローラ同士が接触することは無く，前記ローラ同士の接触による回転抵抗は発生せず，スムーズに互いに独立して転動を続けることができる。更に，このクロスローラ有限直動案内ユニットは，保持板の両側の側端部の全長にわたって鍔部を形成して保持板の撓みを小さくする形状即ち剛性をアップした構造に構成し，製造時や組立時の部品の取扱いを容易にし，また，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，ラック＆ピニオン機構のピニオンを嵌着するホルダ部の部品点数を少なく，より単純な構造でコンパクトに，小形化，組立容易性が促進されたものになっている。

この発明によるクロスローラ有限直動案内ユニットの一実施例を示し，部分断面を含んだ状態を示す斜視図である。このクロスローラ有限直動案内ユニットにおける図１のローラの位置Ａ−Ａで軌道台の取付け用孔を一致させて，長手方向に直交して断面した断面図である。図１のクロスローラ有限直動案内ユニットに組み込まれる保持器を示す斜視図である。図３の保持器のＢ−Ｂ位置の断面を含む保持器とローラを示す部分斜視図である。図４の保持器からローラを除いた状態で連続窓孔が形成された保持板を示す部分斜視図である。図５の保持板の窓孔にローラを組み込んだ状態を説明する説明図である。図３の保持器におけるローラとピニオンとを組み込んでいない保持板を示す平面図である。図７の保持板のＣ−Ｃ断面を示す断面図である。図７の保持板のＤ−Ｄ断面を拡大して示す断面図である。図７の保持板のＥ−Ｅ断面を拡大して示す断面図である。図３の保持器におけるピニオンを示す平面図である。図１１のピニオンを示す側面図である。従来のクロスローラ有限直動案内ユニットに組み込まれた保持板を示す部分斜視図である。図１３のクロスローラ有限直動案内ユニットに組み込まれた保持板を示す平面図である。

以下，図面を参照して，この発明によるクロスローラ有限直動案内ユニットを説明する。このクロスローラ有限直動案内ユニットは，図１〜図３に示すように，長尺状でなる一対の軌道台１，２が壁面間距離Ｓだけ隔置して複数の転動体であるローラ９を介して予め決められた所定距離を互いに相対摺動させるものであり，軌道台１，２間に複数の窓孔１８を形成した保持板４を配設し，保持板４の窓孔１８に各ローラ９を所定間隔に保持する保持器３を備えている。このクロスローラ有限直動案内ユニットは，保持器３の保持板４に一体構造に構成したホルダ部６にピニオン７を回転自在に支持し，軌道台１，２の互いに対向した軌道面１０，１１間の逃げ溝１６に設置されたラック８を設け，ラック８とピニオン７とを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板４のずれが矯正されるラック＆ピニオンによる保持器のずれ防止機構を備えている。軌道台１（第１軌道台）と軌道台２（第２軌道台）は，断面略矩形状にそれぞれ形成されており，対向面である壁面１９にその長手方向に沿って断面Ｖ字状の軌道溝を形成し，該軌道溝には有効軌道面幅Ｌを有する一対の軌道面１０，１１を形成している。軌道台１，２には，軌道溝の軌道面１０，１１間に逃げ溝１６が設けられ，逃げ溝１６の奥の底部に長手方向に沿ってラック８が装着されており，軌道台１，２の両端部に取り付けられた端部ねじ１２でラック８が軌道台１，２に固定されている。

また，ローラ９は，例えば，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１０，１１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９の軸心が直交して交互に配設されている。一方向に傾斜するローラ９は，その転動面２４が軌道溝の一方の軌道面１０と対向する軌道面１１とに当接し，ローラ９の端面２５が他方の軌道面１０と対向する軌道面１１とに摺接し，クロス方向に傾斜するローラ９は，転動面２４が軌道溝の他方の軌道面１０と対向する軌道面１１とに当接し，ローラ９の端面２５が一方の軌道面１０と対向する軌道面１１に摺接して，軌道台１，２間においてローラ９の転動面２４が対向する軌道面１０と対向する軌道面１１とを転動する。ローラ９は，軌道面１０，１１の長手方向に対して軸心が直交し，軌道台１，２の壁面１９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１９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構成されたホルダ部６に軸支されたピニオン７，及びホルダ部６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持って保持されて配設された複数の転動体であるローラ９から構成されている。軌道台１，２には，一対の軌道面１０，１１から成る軌道溝が形成された壁面１９と直交する壁面に所定間隔で形成された取付け用孔１３が設けられている。取付け用孔１３には，ザグリ孔３０及びねじ孔２９が形成されている。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２２が反対向面とねじ孔２９側の面とに設けられている。

図１〜図１２を参照して，この発明によるクロスローラ有限直動案内ユニットの一実施例を説明する。軌道台１，２には，互いに対向する壁面１９の両側に面取り部２１が形成されている。保持板４は，一対の軌道台１，２の互いに対向する壁面１９間に挟まれ，保持板４の表裏面に成る互いに平行な主面１７が軌道台１，２の壁面１９に近接した状態に薄板厚の平らな板状に形成されている。保持板４には，保持板４の幅方向の両側端部１４に長手方向の全長に沿って延びる鍔部２３が形成されている。鍔部２３は，保持板４の全長の剛性を高め，保持板３の撓みや曲がりを小さくし，特に，組み付け時に保持板４からローラ９が脱落するのを阻止する機能を有している。保持板４は，主面１７に対してローラ９の軸心が４５°傾斜状態のローラ９を保持している。保持板４は，保持板４の幅Ｂ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（Ｂｋ１，Ｂｋ２）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ると共に，保持板４の両側の側端部１４にそれぞれの主面１７から突出する鍔部２３が形成されている。鍔部２３は，互いに対向する一対の軌道台１，２の面取り部２１に嵌入する大きさに突出して断面三角形状に形成されている。例えば，断面三角形状の鍔部２３により，保持器３の撓みが３５％程度少なくなって改善されるものになる。更に，鍔部２３は，軌道台１，２に形成されている互いに対向する面取り部２１で形成されるスペース３８を有効に利用するように，スペース３８に位置しており，しかも，軌道台１，２間のスペース３８からのゴミの侵入を防止する防塵機能を果たしている。

また，保持器３は，図３に示すように，保持板４の中央部に一体構造に成形されたホルダ部６にピニオン７を嵌挿して回転自在に軸支して構成されており，ホルダ部６の両側に保持板４の幅Ｂの中央の長手方向に沿って転動体である多数のローラ９が配設されている。各ローラ９間は，所定間隔即ちピッチＰを持って配設され，それぞれのローラ９の軸心が長手方向に直交し且つ隣り合うローラ９の軸心が直交して，それぞれのローラ９が保持板４の主面１７に対してローラ９の軸心が４５°傾斜状態にして保持板４に回転可能に保持されて構成されている。保持板４の両側の側端部１４には，長手方向に沿って，それぞれの主面１７から突出する断面三角形状の鍔部２３が形成されている。鍔部２３は，保持板４の長手方向に延びる両側端部１４即ち両側面を形成している。保持器３は，ローラ９間の配設ピッチＰが極力小さく形成され，所定長さに対するローラ９の本数が多く配設されて構成されている。

この発明によるクロスローラ有限直動案内ユニットは，特に，高負荷で，高加減速運動での使用環境に適用可能に構成されており，保持器３は，窓孔１８に配設されるローラ９の配設ピッチＰを小さく構成して，保持板４に多数のローラ９が配設されることによって定格荷重を増やして高負荷容量に適用できるように構成されている。このクロスローラ有限直動案内ユニットは，概して，保持板４がそれぞれの軌道台１，２の壁面１９に対向して平行に延びる主面１７に形成され，ローラ９が軸心を長手方向に直交し且つ主面１７に対して４５°傾斜して挿入される複数の窓孔１８を有し，窓孔１８が傾斜したローラ９に沿って幅方向が長円になる楕円形状に形成されている。保持板４は，特に，ローラ９を窓孔１８の軸方向に位置決めして隣接するローラ９同士が互いに干渉しないように転動させるため窓孔１８の窓壁面２７にローラ９を保持する抱持部５がそれぞれ形成されており，ローラピッチ間を短く構成して装填されるローラ９の本数を増大させるために予め決められた所定位置の隣接した窓孔１８が連通する連続部４０を備えた複数の連続窓孔３１に形成されていることを特徴としている。具体的には，図５に示す実施例のように，保持板４には，４個ずつの窓孔１８が楕円形状の短軸側に形成された連続部４０を通じて連通した連続窓孔３１が形成されている。また，保持板４の全長が長い場合には，保持板４には，２個ずつの窓孔１８が連続部４０を通じて連通させた連続窓孔３１を形成することもできる。また，クロスローラ有限直動案内ユニットの定格荷重を更に増大させるため，保持板４は，窓孔１８を５個或いは６個と連続させて連続窓孔３１に形成することもできる。或いは，保持板４に形成する連続窓孔３１を構成する窓孔１８の数は，２個と４個のように異なった数の窓孔１８を連続させた構成であってもよいものである。即ち，このクロスローラ有限直動案内ユニットでは，所定の定格荷重を確保するため，保持板４に形成する窓孔１８を所定の数だけ連続させて，保持板４に複数の連続窓孔３１を形成することができるものである。

また，保持板４は，図４及び図５に示すように，ローラ９の軸心が長手方向と直交して保持板４の主面１７に対して４５°傾斜したローラ９を回転可能に遊嵌する窓孔１８が形成されており，窓孔１８は，図７に示すように，傾斜したローラ９の転動面２４に沿うように，窓孔長さがＷａの短孔部と，窓孔幅がＷｂの長孔部とで構成される略楕円形状に形成されており，特に，４個の窓孔１８が連続部４０で連通して連続窓孔３１に形成されている。連続部４０は，隣接した窓孔１８を形成する円弧面が互いに開口した形状に形成されている。また，窓孔１８の窓壁面２７に形成された抱持部５は，ローラ９の端面２５を保持するため窓孔１８の幅方向両端面に形成された一対の端面抱持部５Ｅと，ローラ９の転動面２４を保持するため端面抱持部５Ｅに続く窓孔１８の軸方向両円弧面に形成された一対の転動面抱持部５Ｒとから構成されている。また，この実施例では，連続窓孔３１は，４個の窓孔１８が連続部４０を通じて互いに連通しているものであるが，連続させる窓孔１８の数は，保持板４の長手方向の全長，増加させる定格荷重を得るための保持板４に装填するローラ９の増加数，保持板４の長手方向の強度等の諸条件によって種々に決定されるものである。従って，連続窓孔３１は，種々の条件を勘案して決められるものであり，本願発明では，少なくとも２個の窓孔１８を連続部４０を通じて互いに連通させればよいものである。

更に，本願発明の特徴構成としては，窓孔１８の楕円形の長軸側のそれぞれにおいて，挿入されたローラ９の端面２５に対向する窓壁面２７の部分にローラ９の端面２５の部分を覆う端面抱持部５Ｅが形成され，一対の端面抱持部５Ｅでローラ９の端面２５をそれぞれ回転可能に支持している。端面抱持部５Ｅは，ローラ９の端面２５に対向する部分である内側がローラ９の端面２５に沿った斜面に成る支持面３２に形成され，外側が主面１７と同一平面に形成されて成る。また，保持板４に形成された抱持部５は，窓孔１８の楕円形の長軸側部分の両側にあって，互いに直交したローラ９に従って，一つの窓孔１８では，一方側の抱持部５は一方の主面１７側に形成され，他方側の抱持部５は他方の主面１７側に形成されており，隣り合う窓孔１８では，一方側の抱持部５は他方の主面１７側に形成され，他方側の抱持部５は一方の主面１７側に形成されていると共に，隣接する窓孔１８について互いに交互に異なって形成されている。ローラ９は，保持板４の窓孔１８のそれぞれの抱持部５において，ローラ９の端面２５が支持面３２に当接して端面抱持部５Ｅで支持され，ローラ９の端面２５に隣接するローラ９の転動面２４が窓孔１８の円弧面である縁部分の両転動面抱持部５Ｒに当接して窓孔１８内に保持されることになる。ローラ９の端面２５の部分に隣接するローラ９の転動面２４に対向する窓孔１８の転動面抱持部５Ｒは，ローラ９の直径Ｄａより小さい窓孔幅Ｗｃに形成されているので，ローラ９の転動面２４は，窓孔１８を形成する縁部分即ち窓壁面２７の転動面抱持部５Ｒに当接して保持されることに成る。従って，隣接するローラ９は，回転している対向面が互いに逆向きに転動しているが，ローラ９は転動面抱持部５Ｒで保持されて軸方向の移動が規制されているので，ローラ９同士が接触することは無く，ローラ９同士の接触による回転抵抗は発生せず，スムーズに互いに独立して転動を続けることができる。

このクロスローラ有限直動案内ユニットは，この実施例では，軌道台１，２の断面寸法が高さ８ｍｍであり，幅が８．６ｍｍであり，転動体のローラ９の直径がφ３ｍｍである製品では，４個の窓孔１８が連続部４０で連続して連続窓孔３１に構成すると，ローラ９間のピッチ寸法が３．８ｍｍから３．２ｍｍに短くなる。このクロスローラ有限直動案内ユニットの製品全体が２５０ｍｍである場合に，ローラ９の本数は従来製品に比較して，４８本から５６本に増加させることができる。この時の定格荷重は，動定格荷重が従来製品の１７１００Ｎから１９３００Ｎに増えて，１１２．８％の増加になる。また，静定格荷重は，従来の３８９００Ｎから４５４００Ｎに増えて，１１６．７％の増加になる。

また，保持板４は，実施例では樹脂製で作製されており，両側の側端部１４の端部が長手方向の全長に渡って延びてそれぞれの主面１７から突出した鍔部２３に形成されており，それぞれの鍔部２３は軌道台１，２の角部に形成された対向する面取り部２１のスペースにそれぞれ配設されるように断面三角形状に形成されている。また，保持板４は，端面抱持部５Ｅが主面１７間である板厚の半分の肉厚部分に形成されており，端面抱持部５Ｅに対向する残る半分の肉厚部分が主面１７に対して垂直面で楕円形状の部分となる開口凹部２８に形成されている。また，保持器３は，軌道台１，２間に配置された保持板４のそれぞれの主面１７から突出して一体構造に成形され且つ嵌挿孔３３が形成されたホルダ部６を備えており，ホルダ部６に形成された嵌挿孔３３には，保持板４が軌道台１，２に対して予め決められた所定の相対位置からずれるのを防止する保持器ずれ防止機構のラック＆ピニオン機構を構成するピニオン７が着脱可能に嵌挿されており，軌道台１，２の軌道面１０，１１間の逃げ溝１６には，ラック＆ピニオン機構を構成するラック８がそれぞれ配設されている。

このクロスローラ有限直動案内ユニットは，上記のように，保持板４の両側の側端部に鍔部２３を形成し，撓みや曲がりの小さい構造即ち形状に構成され，組立性を向上させている。保持板４に鍔部２３を形成したことによって，組立時及び使用時にあって，保持板４の強度が大きくなり，破損し難いものに成っている。また，ホルダ部６は，図８及び図９に示すように，主面１７から両側が外形斜面３４で延びる略台形状にそれぞれ突出している。保持板４は，特に図８に示すように，一対の主面１７が両側の鍔部２３を除き窓孔１８の両側に渡り平面状に形成され，それぞれの窓孔１８にあって，抱持部５は，主面１７間に成る板厚ｔの半分の肉厚（１／２）×ｔに形成され，残る半分の肉厚部分である抱持部５に対向する部分は開口凹部２８に形成されている。開口凹部２８は，抱持部５を成形するために抱持部５が形成された主面１７と反対側の主面１７から当該抱持部５の成形金型を主面１７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２８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る。一例では，図６に示すように，窓孔１８にローラ９を挿入し，二点鎖線に示すローラ９のように，一方の抱持部５の支持面３２にローラ９の一方の端面２５の部分を当接して，ローラ９の他方の端面２５を矢印Ｆの方向に押圧して一方の抱持部５を弾性変形するようにして，他方の抱持部５を潜らせれば，実線で示すローラ９のように，窓孔１８に嵌着できる構造になっており，保持板４は，ローラ９を容易に着脱自在に構成されている。

保持板４には，図７〜図１０に示すように，中央部にピニオン７を嵌挿するためのホルダ部６が保持板４と一体成形して一体構造に構成されている。ホルダ部６は，軌道台１，２の軌道面１０，１１間の軌道路内に収納される大きさに形成され，図８に示すように，長手方向に見て，それぞれの主面１７から突出した山形形状にして長手方向にピニオン７の外周が収まる長さに形成されている。ホルダ部６は，保持板４の表裏のそれぞれの主面１７から突出して山形形状の頂面に平面で見て十字形状の嵌挿孔３３が形成されており，ピニオン７は，嵌挿孔３３に回転自在に嵌挿可能に構成されている。ホルダ部６に形成された嵌挿孔３３は，軌道台１，２の摺動方向である長手方向に延びるピニオン７の円板部２６と歯部２０とが嵌挿するピニオン嵌挿部３９と，ピニオン嵌挿部３９の両側で長手方向に直交する嵌挿孔３３の中心部分にピニオン７の軸部１５を軸支可能にする軸受部３５とから構成されている。具体的には，ピニオン嵌挿部３９は，ホルダ部６の幅方向中央部で長手方向に延びて形成された互いに平行に対向する側壁３７によって形成され，また，軸受部３５は，ホルダ部６の長手方向中央部で幅方向に延びて形成されている。また，嵌挿孔３３の軸受部３５のそれぞれの壁面には，壁面から僅かに突出した一対の突起３６が形成されており，ピニオン７の軸部１５が回転可能に軸支され係着可能に構成されている。一対の突起３６は，嵌挿孔３３に僅かな力でピニオン７を着脱可能にする大きさに形成されている。ピニオン７は，図１１及び図１２に示すように，軌道台１，２の軌道溝の一対の軌道面１０間及び一対の軌道面１１間に形成された逃げ溝１６の底面に嵌入したラック８と噛み合うことができる円弧状の歯部２０を備えており，ピニオン７の歯部２０は，板状に成る円板部２６から円周方向に等分に突出して形成されている。ピニオン７の中心には，円板部２６の両側の中心から突出して成る軸部１５が形成されている。ピニオン７は，回転軸の軸部１５がホルダ部６内に長手方向に直交する状態に収納され，保持板４に回転自在に支持される。

この発明によるクロスローラ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るものである。

１，２軌道台
３保持器
４保持板
５抱持部
５Ｅ端面抱持部
５Ｒ転動面抱持部
６ホルダ部
７ピニオン
８ラック
９ローラ（転動体）
１０，１１軌道面
１４側端部
１６逃げ溝
１７主面
１８窓孔
１９壁面
２１面取り部
２３鍔部
２４転動面
２５端面
２７窓壁面
２８開口凹部
３１連続窓孔
３３嵌挿孔
３９ピニオン嵌挿部
４０連続部
ｔ板厚

Claims

互いに対向する長手方向の壁面に断面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，一対の前記軌道台の前記軌道溝にそれぞれ形成された互いに対向する軌道面間にそれぞれ配設され且つ前記軌道面を転動する複数の転動体であるローラ，及び前記軌道台の前記壁面間に配設されて前記ローラを所定間隔で交互に直交して支持する前記長手方向に延びた保持板を備えた保持器から成るクロスローラ有限直動案内ユニットにおいて，
前記保持板は，前記軌道台の前記壁面に対向して平行に延びる主面に形成され，前記ローラの軸心が前記長手方向に直交して前記主面に対して４５°傾斜して挿入される複数の窓孔を有し，前記窓孔が前記ローラに対して幅方向が長円になる楕円形状に形成され，前記窓孔の窓壁面には前記ローラを保持する抱持部がそれぞれ形成され，
前記抱持部は，前記ローラの端面を保持するため前記窓孔の前記窓壁面の幅方向両端面に形成された端面抱持部と，前記ローラの転動面を保持するため前記端面抱持部に続く前記窓孔の前記窓壁面の軸方向両円弧面に形成された転動面抱持部とから構成され，
前記ローラは前記転動面抱持部で保持されて前記保持板の軸方向の移動が規制されて前記ローラ同士が接触すること無く構成されて前記保持板に装填される前記ローラの本数を増大させるために予め決められた所定位置の隣接した前記窓孔が連通する連続部を備えた複数の連続窓孔に形成されていることを特徴とするクロスローラ有限直動案内ユニット。
前記連続窓孔は，前記楕円形状の短軸側に形成された前記連続部を通じて少なくとも２個の前記窓孔が互いに連通していることを特徴とする請求項１に記載のクロスローラ有限直動案内ユニット。
前記保持板は，両側の側端部が前記長手方向の全長に渡って延びてそれぞれの前記主面から突出した鍔部に形成され，前記鍔部は前記軌道台の角部に形成された対向する面取り部のスペースにそれぞれ配設されるように断面三角形状に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のクロスローラ有限直動案内ユニット。
前記保持板は，前記抱持部の前記端面抱持部が前記主面間である板厚の半分の肉厚部分に形成されており，前記端面抱持部に隣接する残り半分の肉厚部分が前記主面に対して垂直面で開口凹部に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項に記載のクロスローラ有限直動案内ユニット。
前記保持器は，前記保持板のそれぞれの前記主面から突出して一体構造に形成されたホルダ部を備え，前記ホルダ部に形成された嵌挿孔には，前記保持板が前記軌道台に対して予め決められた所定の相対位置からずれるのを防止する保持器ずれ防止機構のラック＆ピニオン機構を構成するピニオンが着脱可能に嵌挿され，前記軌道台の前記軌道面間の逃げ溝には，前記ラック＆ピニオン機構を構成する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１〜４のいずれか１項に記載のクロスローラ有限直動案内ユニット。