JP6876490B2

JP6876490B2 - 直動案内ユニット

Info

Publication number: JP6876490B2
Application number: JP2017071808A
Authority: JP
Inventors: 朋幸林; 祥司長尾; 匡裕三浦
Original assignee: Nippon Thompson Co Ltd
Current assignee: Nippon Thompson Co Ltd
Priority date: 2017-03-31
Filing date: 2017-03-31
Publication date: 2021-05-26
Anticipated expiration: 2037-03-31
Also published as: JP2018173132A; US20180283450A1; US10408261B2

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の案内面に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，直動案内ユニットとして，保持板自体を軽量に構成すると共に，エンドキャップに簡潔に容易に保持することができ，スライダを小形化に構成したものが知られている。該直動案内ユニットは，軌道レールとその上を転動体であるローラを介して相対移動するスライダを備えたものであり，スライダは，ケーシング，及びその両端にそれぞれ固定されるエンドキャップを有している。ケーシングの軌道面側に位置するローラは，保持板によってケーシングに保持されている。保持板は，ケーシングに形成されている挿通孔に通した固定ボルトを保持板の背面に配設したナットに螺入してケーシングに固定するように構成されている。また，保持板は，薄板を長手方向に沿って断面Ｖ字形状に折り曲げた一対の平板部から成り，一対の平板部は，ケーシングの長さより長く形成されて両端部がエンドキャップに形成された嵌合溝に支持固定されると共に，ケーシングの上下の軌道面をそれぞれ転走するそれぞれのローラの端面をそれぞれ案内してケーシングの軌道面側に保持している。また，保持板をスライダに保持するために，ケーシングにボルトが挿通される挿通孔を形成し，ボルトを保持板の背面のナットに螺入して保持板を固定する構造が示されている（例えば，特許文献１参照）。

また，直動転がり案内ユニットについて，円筒ころを保持する保持手段がスライダにワンタッチで固定され，スライダの定格荷重をアップさせるものが知られている。該直動転がり案内ユニットは，ケーシングの上側軌道面と下側軌道面に配置される円筒ころの間に保持板が配置され，保持板の係合溝とエンドキャップの係合溝に固定バンドの保持部を係止させ，エンドキャップに形成された係止穴に固定バンドの屈曲部の先端の係止爪を係合させる。円筒ころを保持する保持手段は，スライダに組み込まれ，軌道レールとケーシングとで形成される軌道路に円筒ころを保持している（例えば，特許文献２参照）。

特開２０１４−２３４８５８号公報特開平７−９１４４６号公報

ところで，従来，転動体としてローラを使用している直動案内ユニットでは，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る。転走中の傾いたローラは，すべり摩擦を伴って転走するスキューが発生する場合がある。従来の直動案内ユニットでは，保持板の係止爪によって転動体であるローラをケーシングに形成された軌道面に対して保持して，保持板の案内面でローラの端面を案内し，スキューの発生を防止している。しかし，ローラをスムーズに循環させるためには，ローラの端面と案内面との間に僅かな隙間が必要である。そ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製造することで対応していたが，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の安価な対策が望まれていた。

この発明の目的は，上記の課題を解決することであり，循環路における無負荷域で傾いたローラの姿勢を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に転走させ，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，該片持梁状保持部に突出部を設けて，該突出部の両端に設けた傾斜面でローラの姿勢を徐々にその軸芯がケーシングの案内面に直交するように整列させることが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，長手方向両側面に沿って第１軌道面がそれぞれ形成された軌道レール，前記軌道レールに跨架して前記第１軌道面に対向して第２軌道面がそれぞれ形成され且つ前記第１軌道面と前記第２軌道面とから成る軌道路を転走する転動体であるローラを介して相対移動するスライダから成り，前記スライダは，前記第２軌道面と前記第２軌道面に平行に伸びるリターン路を備えたケーシング，前記ケーシングの長手方向の両端面にそれぞれ固着されたエンドキャップ，前記軌道路，前記リターン路及び前記軌道路と前記リターン路とを連通する前記エンドキャップに形成された方向転換路から構成される循環路を転走する前記ローラ，並びに前記軌道路に沿って配置され且つ前記ローラを前記スライダに保持する保持板を有していることから成る直動案内ユニットにおいて，
前記ケーシングには，前記ローラの一方の端面を案内する第１案内面が前記長手方向に延びる前記軌道路に沿って形成されていると共に，前記第２軌道面の両端部に前記ローラが前記軌道路の無負荷路から負荷路に滑らかに侵入可能になる緩やかなカーブで形成されたクラウニング部がそれぞれ形成されており，
前記保持板には，前記ローラの他方の端面を案内する第２案内面が形成されると共に，前記ケーシングの前記クラウニング部に対向する前記保持板の両端部に前記第２案内面より突出した突出部がそれぞれ形成されており，
前記方向転換路から前記軌道路へ転走する前記ローラは，前記突出部によって前記第１案内面の方向に押圧されて，前記ローラの軸心が前記ケーシングの前記クラウニング部の入口側で前記第１案内面に対して直交状態の姿勢にそれぞれ整列させて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，この直動案内ユニットにおいて，前記保持板の上下の前記第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板の断面Ｖ字形状の凸部でなる尖端部は，前記ケーシングの上下の前記第２軌道面間に前記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おり，前記ケーシングの取付け孔に挿通した固定ボルトを前記保持板に形成した取付けねじ孔に螺入して前記保持板が前記ケーシングに固定されている。

また，前記保持板は，前記ローラの他方の前記端面をガイドする前記第２案内面が形成されている合成樹脂製の保持部材，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嵌入して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ものである。

また，前記保持部材は，長手方向に直交する断面が山型に形成され，前記山型の傾斜面は，平面状に形成された前記第２案内面を構成しており，前記山型の頂部が前記ケーシングの前記凹状係止溝に嵌入されており，前記固定部材には，長手方向に隔置して複数のねじ孔が形成されており，前記ねじ孔に対応する位置の前記保持板と前記ケーシングには貫通孔が形成され，前記ケーシングの袖部の外側から前記貫通孔に固定ボルトを嵌挿して前記ねじ孔に螺入して前記保持板が前記ケーシングに固定されるものである。

また，この直動案内ユニットは，前記保持部材の前記端部の中間位置に長手方向に延びるスリットが形成され，前記スリットの両側に一対の弾性変形可能な片持梁状保持部が形成されており，前記軌道路を転走する上下の前記ローラがそれぞれの前記片持梁状保持部を通過する際に，前記片持梁状保持部が前記ローラの端面を前記ケーシングの前記第１案内面へとそれぞれ押圧して前記ローラの前記姿勢にそれぞれ整列させるものである。更に，前記スリットは，前記保持板の端部から前記軌道路の負荷域に達しており，前記クラウニング部よりも長く形成されている。

また，この直動案内ユニットは，前記保持部材には，前記片持梁状保持部を拡開方向にそれぞれ押圧するばね部材が前記片持梁状保持部間に配設されている。また，前記第２案内面に沿って延びる前記突出部の長さは，前記ローラのローラ径の実質的に２〜３倍に設定されている。

また，前記突出部の前記端部は，前記第２案内面と前記突出部の頂部を結ぶ傾斜面がそれぞれ形成されて長手方向の断面形状が台形状に形成されており，前記突出部の前記第１案内面に対向する部分が前記第１案内面と平行な平面に形成され，前記傾斜面の前記方向転換路側の第１傾斜面の傾斜角度が前記軌道路側の第２傾斜面の傾斜角度よりも小さく形成されている。更に，前記第１傾斜面の長手方向の長さは，ローラ径の実質的に１．５倍以上に形成され，前記第２傾斜面の長手方向の長さは，ローラ径の実質的に０．５倍以上に形成されている。

また，前記突出部は，前記ケーシングに形成された前記クラウニング部の端部側の無負荷域から負荷域に達する領域まで延びて形成されている。更に，前記突出部は，前記ケーシングの前記第２軌道面側に形成され，前記保持板の長手方向に対して直交する方向の前記突出部の幅は，前記ローラ径の実質的に０．５倍に形成されている。

この直動案内ユニットは，上記のように，保持板を構成する樹脂製の保持部材の端部に設けた突出部をローラの一方の端面に当接させ，ローラの他方の端面をケーシングの案内面に押し付けることによって，ローラの両端面を突出部と案内面とで押さえて，傾いたローラの姿勢をその軸芯がケーシングの案内面に直交するように転走させ，正しい姿勢にする整列させることができる。即ち，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をその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に整列させて負荷域に導入することができるので，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る。更に，保持部材に設けた突出部の両端部に形成した傾斜面でローラの姿勢を徐々にその軸芯がケーシングの案内面に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を実現することができる。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突出部を通過する際，保持部材の片持梁状保持部が撓むことを利用して突出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その軸芯がケーシングの案内面に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，上記のように構成されているので，個々の部品精度を上げる必要なく，また，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，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，突出部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ないので，ねじ止めによる保持部材の変形を抑制できる。

この発明による直動案内ユニットの一実施例を一部破断して断面を示す斜視図である。図１の直動案内ユニットの線分Ａ−Ａにおける断面図である。この直動案内ユニットの線分Ｅ−Ｅにおける転動体であるローラが転走する循環路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ている保持板を示す斜視図である。図４の保持板における符号Ｃの領域を示す拡大斜視図である。図４の保持板を分解して示す分解斜視図である。図４の保持板を示す平面図である。図５に示す線分Ｂ−Ｂにおける断面図を含んだ図４の保持板を示す背面図である。図６の保持板を構成する保持部材を示す平面図である。図６の保持板を構成する保持部材を示す背面図である。図６の保持板を構成する固定部材を示し，（Ａ）は固定部材を示す平面図であり，（Ｂ）は（Ａ）の線分Ｃ−Ｃにおける固定部材を示す断面図である。この直動案内ユニットにおけるケーシングと保持板との端面側から軌道路の入口側を見た正面図である。この発明による直動案内ユニットにおける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，図１４のローラ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ローラが方向転換路から軌道路に転走する状態の概念を示す説明図である。この直動案内ユニットにおけるケーシングに保持板を取り付け状態を示す拡大斜視図である。図６に示す保持板を構成するこま部材を示す斜視図である。図１の線分Ｄ−Ｄにおける固定ボルトによって保持板をケーシングに固定した状態を示す断面図である。

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，長手方向両側面２３に沿って軌道面２１（第１軌道面）がそれぞれ形成された軌道レール１，軌道レール１に両袖部が跨架して軌道面２１に対向して軌道面２２（第２軌道面）がそれぞれ形成され且つ軌道面２１と軌道面２２とから成る軌道路１４を転走する複数の転動体であるローラ５を介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，主として，軌道面２２とそれに平行に伸びるリターン路１５を備えた断面逆Ｕ字状のケーシング３，ケーシング３の長手方向の両端面２６にそれぞれ固着されたエンドキャップ４，エンドキャップ４の端面に配設されたエンドシール８，軌道路１４，リターン路１５及び軌道路１４とリターン路１５とを連通するエンドキャップ４に形成された方向転換路１６から構成される無限循環路１７を転走するローラ５，並びに軌道路１４に沿って配置され且つローラ５をスライダ２に保持する保持板７を有している。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取付け用ねじ孔５７が形成されている。エンドキャップ４には，方向転換路１６内に潤滑剤を供給可能な給油孔６１が設けられている。給油孔６１には，エンドキャップ４内の潤滑剤が漏れないように止栓６２が装着されている。ケーシング３には，エンドキャップ４，貯油板２９及びエンドシール８が固定ボルト６０によって固定されている。

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を備えている。ケーシング３の両袖部６５には，ローラ５が無負荷で転走させるリターン路１５が形成されている。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１９に形成されている。軌道レール１の側面２３には，逃げ溝６６が長手方向に沿って形成されている。ケーシング３の袖部６５には，上下の軌道面２２の間に凹状係止溝３６が形成されており，凹状係止溝３６には，ローラ５をスライダ２に保持するための保持板７が配置されている。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（第２案内面）が形成されている。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。エンドキャップ４は，方向転換路１６の外周面が形成されたエンドキャップ本体６，及びエンドキャップ本体６のケーシング側端面に形成された凹部に嵌入したスペーサ９（図３）から構成されている。図３に示すように，エンドキャップ本体６には，エンドシール８側に形成された凹部２４に潤滑剤含浸部材である貯油板２９が嵌入して配設されている。図３に示すように，潤滑プレートである貯油板２９に設けた突出部は，エンドキャップ本体６の外周面に形成された開口２０から方向転換路１６内に露出しており，該突出部に接触して方向転換路１６を転走するローラ５に潤滑剤が供給される。貯油板２９は，例えば，超高分子量の合成樹脂微粒子を押し固めた状態で加熱成形され，合成樹脂微粒子間が連通して多孔になる多孔質構造の焼結樹脂で形成されている。ケーシング３は，それに形成された軌道面２２の両端部には，緩やかな曲面形状に形成されたクラウニング部１０が形成されている。クラウニング部１０は，図１３及び図１４に示すように，端面側の無負荷路４４を形成する領域と，軌道面２２へとに続く負荷路４３を形成する領域とから構成されている。ケーシング３の端部のクラウニング部１０によって，ローラ５が軌道路１４にスムーズの転動して進入できるように構成されている。

この発明による直動案内ユニットは，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に沿って形成されていると共に，軌道面２２の両端部にローラ５が軌道路１４の無負荷路４４から負荷路４３に滑らかに侵入可能になる緩やかなカーブで形成されたクラウニング部１０がそれぞれ形成されている。また，図４及び図５に示すように，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が形成されると共に，ケーシング３のクラウニング部１０に対向する保持板７を構成する保持部材１２の両端部２７に案内面３２より突出した突出部３０がそれぞれ形成されている。この直動案内ユニットは，特に，ローラ５が方向転換路１６から軌道路１４へ転走し，保持板７の突出部３０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のクラウニング部１０の無負荷路４４即ち入口側で案内面３１に対して直交状態の姿勢にそれぞれ整列させられ，ローラ５のスキューの発生が防止されることを特徴としている。

また，この直動案内ユニットにおいて，図４及び図５に示すように，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。図１７に示すように，固定ボルト４１は，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，図１３及び図１４に示すように，ケーシング３に形成されたクラウニング部１０の長さＬ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，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１０の長さが異なる場合でも，保持板７に形成されている突出部３０は，クラウニング部１０の無負荷路４４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。

この直動案内ユニットにおいて，図４〜図１１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が形成されてい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切欠き部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，この直動案内ユニットは，保持板７を構成する保持部材１２の端部２７の幅方向中間位置に長手方向に延びるスリット４５が形成され，スリット４５の両側には，一対の弾性変形可能な片持梁状保持部１１が形成されている。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保持部１１を通過する際に，片持梁状保持部１１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の姿勢にそれぞれ整列させることができる。また，保持部材１２には，ローラ５の転動面の角部を支持してローラ５を保持する爪部５５が形成されている。保持部材１２に形成された凹溝５０は，ばね部材４０を配設するスペースを形成する凹部３５の手前までの領域に形成されている。

図１５には，ケーシング３に取り付いた保持板７の端部２７を拡大した斜視図が示されている。保持部材１２には，固定部材１３が収容される凹溝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切欠き部５１が形成されている。図１２に示すように，保持部材１２は，ローラ端面２５から案内面３２を押すような方向の力を受けるが，図１５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，突出部３０をローラ端面２５に確実に押し付けることができる。また，図１３及び図１４に示すように，軌道路１４のクラウニング部１０の無負荷路４４の領域から負荷路４３の領域まで突出部３０を延在することにより，突出部３０で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正しい姿勢になったローラ５を負荷路４３に確実に導入することができる。また，負荷路４３における摺動抵抗の増加を軽減するため，軌道路１４の負荷路４３までスリット４５を形成することができる。クラウニング部１０が形成されている場合，クラウニング部１０を超える位置までスリット４５を形成することにより，負荷路４３における摺動抵抗を低減できる。

また，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，クラウニング部１０よりも長く形成されている。更に，この直動案内ユニットは，保持板７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間に配設されている。また，案内面３２に沿って延びる突出部３０の長さは，ローラ５のローラ径の実質的に２〜３倍に設定されているものである。また，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，突出部３０がそれぞれ設けられている。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により片持梁状保持部１１に形成されているので，ローラ５が突出部３０を通過する際に，片持梁状保持部１１の撓みを利用して突出部３０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，片持梁状保持部１１の撓みに加えて，ばね部材４０の弾性力により突出部３０をローラ端面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は，上記によって正しい姿勢のローラ５を軌道路１４の負荷路４３の領域に導入することができる。

この直動案内ユニットでは，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との間隙は，ローラ５の高さ（軸心長さ）よりも大きく形成されている。これにより，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に形成された突出部３０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突出部３０が形成されている。図１２に示すように，突出部３０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，突出部３０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が突出部３０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。

また，保持部材１２に形成した突出部３０の端部は，案内面３２と突出部３０の頂部４８を結ぶ傾斜面３７，３８がそれぞれ形成されて長手方向の断面形状が台形状に形成されている。また，突出部３０の長手方向の両側に一対の傾斜面３７，３８を備えているので，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のスムーズな転走と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，方向転換路１６側に形成された傾斜面３７の傾斜角度を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がスムーズに突出部３０を通過できる。また，ケーシング３の案内面３１に対向する突出部３０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１６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，この直動案内ユニットは，傾斜面３７の長手方向の長さＬ１はローラ径の実質的に１．５倍以上に形成され，傾斜面３８の長手方向の長さＬ２はローラ径の実質的に０．５倍以上に形成されている。また，案内面３２に形成された突出部３０の長さＬ３は，ローラ径の実質的に２倍以上に形成されている。突出部３０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は，保持部材１２の端部２７に長手方向に沿って形成されたスリット４５により，保持部材１２の端部２７は，一対の片持梁状保持部１１が形成されている。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５に示すように，スリット４５の基部の孔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，撓みにより，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。

また，突出部３０は，ケーシング３に形成されたクラウニング部１０の端部側の無負荷路４４を形成する領域から負荷路４３を形成する領域に達するまで延びて形成されている。更に，図１２に示すように，突出部３０は，ケーシング３の軌道面２２側に形成され，保持板７の長手方向に対して直交する方向の突出部３０の幅は，ローラ径の実質的に０．５倍に形成されている。この直動案内ユニットでは，突出部３０の長さと幅は，例えば，ローラ径をＤａとした場合に，長さは２Ｄａ〜３Ｄａに形成し，幅は，０．５Ｄａ程度の寸法に設定することができる。

また，図１７に示すように，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。図１１に示すように，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３４が形成され，ケーシング３の外側から貫通孔３４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。この際，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，図１６に示すようなこま部材１８が挿入される切欠き部５１が形成されている。こま部材１８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３３が形成されている。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（図示せず）を備えている。

この直動案内ユニットは，上記のように構成されており，図１３及び図１４に示すように，方向転換路１６やクラウニング部１０の無負荷路４４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の領域に侵入すると，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，端面２５で案内面３１，３２を押し，摺動抵抗が重くなり，発熱の問題が生じる可能性がある。そこで，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に直交した正しい姿勢に整列させるため，軌道路１４の無負荷域４４から負荷路４３の領域にかけて保持部材１２に突出部３０を設けている。図１３に示すように，軌道路１４の両端部には，緩やかな曲面形状のクラウニング部１０が形成したので，方向転換路１６から軌道路１４へローラ５をスムーズに案内することができる。クラウニング部１０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１０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１０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１０の端部は曲面形状のＲ面取り部が形成されている。図１４に示すように，符号ａ，ｂで示すように方向転換路１６内で傾いたローラ５は，突出部３０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３２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，突出部３０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を突出部３０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。ローラ軸心が突出部３０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，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。

この直動案内ユニットは，工作機械，半導体製造装置，精密測定装置等の相対摺動部材を備えた各種装置の摺動部材に使用できるものである。

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（転動体）
７保持板
１０クラウニング部
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方向転換路
１７循環路
１８こま部材
２１軌道面（第１軌道面）
２２軌道面（第２軌道面）
２３側面
２５，２６端面
２７端部
３０突出部
３１案内面（第１案内面）
３２案内面（第２案内面）
３３尖端部
３４，５３貫通孔
３６凹状係止溝
３７傾斜面（第１傾斜面）
３８傾斜面（第２傾斜面）
４０ばね部材
４１固定ボルト
４２取付けねじ孔
４３負荷路
４４無負荷路
４５スリット
４６傾斜面
４７頂部
５０凹溝
５１切欠き部

Claims

長手方向両側面に沿って第１軌道面がそれぞれ形成された軌道レール，前記軌道レールに跨架して前記第１軌道面に対向して第２軌道面がそれぞれ形成され且つ前記第１軌道面と前記第２軌道面とから成る軌道路を転走する転動体であるローラを介して相対移動するスライダから成り，
前記スライダは，前記第２軌道面と前記第２軌道面に平行に伸びるリターン路を備えたケーシング，前記ケーシングの長手方向の両端面にそれぞれ固着されたエンドキャップ，前記軌道路，前記リターン路及び前記軌道路と前記リターン路とを連通する前記エンドキャップに形成された方向転換路から構成される循環路を転走する前記ローラ，並びに前記軌道路に沿って配置され且つ前記ローラを前記スライダに保持する保持板を有していることから成る直動案内ユニットにおいて，
前記ケーシングには，前記ローラの一方の端面を案内する第１案内面が前記長手方向に延びる前記軌道路に沿って形成されていると共に，前記第２軌道面の両端部に前記ローラが前記軌道路の無負荷路から負荷路に滑らかに侵入可能になる緩やかなカーブで形成されたクラウニング部がそれぞれ形成されており，
前記保持板には，前記ローラの他方の端面を案内する第２案内面が形成されると共に，前記ケーシングの前記クラウニング部に対向する前記保持板の両端部に前記第２案内面より突出した突出部がそれぞれ形成されており，
前記方向転換路から前記軌道路へ転走する前記ローラは，前記突出部によって前記第１案内面の方向に押圧されて，前記ローラの軸心が前記ケーシングの前記クラウニング部の入口側で前記第１案内面に対して直交状態の姿勢にそれぞれ整列させて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。
前記保持板の上下の前記第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板の断面Ｖ字形状の凸部でなる尖端部は，前記ケーシングの上下の前記第２軌道面間に前記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おり，前記ケーシングの袖部の取付け孔に挿通した固定ボルトを前記保持板に形成された取付けねじ孔に螺入して前記保持板が前記ケーシングに固定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。
前記保持板は，前記ローラの他方の前記端面をガイドする前記第２案内面が形成されている合成樹脂製の保持部材，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嵌入して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２に記載の直動案内ユニット。
前記保持部材は長手方向に直交する断面が山型に形成され，前記山型の傾斜面は平面状に形成された前記第２案内面を構成しており，前記山型の頂部が前記ケーシングの前記凹状係止溝に嵌入されており，前記固定部材には長手方向に隔置して複数のねじ孔が形成されており，前記ねじ孔に対応する位置の前記保持板と前記ケーシングには貫通孔が形成され，前記ケーシングの外側から前記貫通孔に固定ボルトを嵌挿して前記ねじ孔に螺入して前記保持板が前記ケーシングに固定されることを特徴とする請求項３に記載の直動案内ユニット。
前記保持部材の前記端部の中間位置に長手方向に延びるスリットが形成され，前記スリットの両側に一対の弾性変形可能な片持梁状保持部が形成されており，前記軌道路を転走する上下の前記ローラがそれぞれの前記片持梁状保持部を通過する際に，前記片持梁状保持部が前記ローラの端面を前記ケーシングの前記第１案内面へとそれぞれ押圧して前記ローラの前記姿勢にそれぞれ整列させることを特徴とする請求項３又は４に記載の直動案内ユニット。
前記スリットは，前記保持板の端部から前記軌道路の負荷域に達しており，前記クラウニング部よりも長く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。
前記保持部材には，前記片持梁状保持部を拡開方向にそれぞれ押圧するばね部材が前記片持梁状保持部間に配設されていることを特徴とする請求項５又は６に記載の直動案内ユニット。
前記第２案内面に沿って延びる前記突出部の長さは，前記ローラのローラ径の２〜３倍に設定されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の直動案内ユニット。
前記突出部の前記端部は，前記第２案内面と前記突出部の頂部を結ぶ傾斜面がそれぞれ形成されて長手方向の断面形状が台形状に形成されており，前記突出部の前記第１案内面に対向する部分が前記第１案内面と平行な平面に形成され，前記傾斜面の前記方向転換路側の第１傾斜面の傾斜角度が前記軌道路側の第２傾斜面の傾斜角度よりも小さく形成されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の直動案内ユニット。
前記第１傾斜面の長手方向の長さは前記ローラのローラ径の１．５倍以上に形成され，前記第２傾斜面の長手方向の長さは前記ローラのローラ径の０．５倍以上に形成されていることを特徴とする請求項９に記載の直動案内ユニット。
前記突出部は，前記ケーシングに形成された前記クラウニング部の端部側の無負荷域から負荷域に達する領域まで延びて形成されていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の直動案内ユニット。
前記突出部は前記ケーシングの前記第２軌道面側に形成され，前記保持板の長手方向に対して直交する方向の前記突出部の幅は，前記ローラのローラ径の０．５倍に形成されていることを特徴とする請求項９〜１１のいずれか１項に記載の直動案内ユニット。