(57)【要約】【課題】製造が容易で耐久性に優れる直動案内装置を提供すること。【解決手段】外周面に各々長さ方向に延びる複数本の直線溝１１ａが互いに周方向に間隔を介して形成されている断面が円形の軸体１１、軸体１１の各直線溝１１ａに収容されている、断面が円形で直線溝１１ａの長さ方向に延びる柱状体１２、および柱状体１２を介して軸体１１を非回転にて滑動可能に収容している外筒１３からなり、前記軸体１１の中心軸に垂直な方向に沿って切断した断面において、軸体１１の各直線溝１１ａの形状が柱状体１２の半径Ｒ1よりも大きな半径Ｒ2を持つ円弧１９の形状とされていて、そして前記円弧１９の中心Ｏ1と、柱状体１２の中心Ｏ2と、軸体１１の中心Ｏ3とが一直線上に並ぶように設定されている直動案内装置。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面に各々長さ方向に延びる複数本の直線溝が互いに周方向に間隔を介して形成されている断面が円形の軸体、該軸体の各直線溝に収容されている、断面が円形で該直線溝の長さ方向に延びる柱状体、および該柱状体を介して軸体を非回転にて滑動可能に収容している外筒からなる直動案内装置であって、
上記軸体の中心軸に垂直な方向に沿って切断した断面において、該軸体の各直線溝の形状が柱状体の半径よりも大きな半径を持つ円弧の形状とされていて、そして該円弧の中心と、柱状体の中心と、軸体の中心とが一直線上に並ぶように設定されていることを特徴とする直動案内装置。
【請求項２】
直線溝の円弧の半径が柱状体の半径の１．０１〜１．４倍の範囲内にある請求項１に記載の直動案内装置。
【請求項３】
軸体の直線溝の本数が三本以上である請求項１もしくは２に記載の直動案内装置。
【請求項４】
外筒の内周面に、それぞれ上記各柱状体を収容する複数本の直線溝が備えられている請求項１乃至３のうちのいずれかの項に記載の直動案内装置。
【請求項５】
外筒の内周面に互いに間隔を介して一対の周溝が形成され、各周溝のそれぞれに外周部が嵌め合わされた状態にて環状の止め具が備えられていて、そして両者の環状止め具の内周部の間に上記各柱状体が配置されている請求項４に記載の直動案内装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品をプリント配線板の表面に装着する電子部品装着装置の部品として特に有利に用いることができる直動案内装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、プリント配線板の上方に、下端に電子部品を吸着させたノズルを備える軸体を配置して、この軸体を電子部品が所定の角度で配置されるように周方向に回転移動させ、次いで下方に（プリント配線板の側に）直線移動させることにより、電子部品を所定の角度でプリント配線板の表面の所定位置に装着する電子部品装着装置が知られている。プリント配線板の表面に多数の電子部品を短時間で装着するため、電子部品を移動させる軸体の高速での回転移動と直線移動とが繰り返して行なわれる。
【０００３】
上記軸体の回転移動と直線移動とを実現するため、軸体を非回転にて滑動可能に収容している外筒を備える直動案内装置が用いられている。軸体は、例えば、軸体に接続した直動駆動装置を作動させることにより、その長さ方向に直線移動（滑動）させる。軸体は、非回転の状態（外筒に対する相対的な回転移動が防止された状態）にて外筒に収容されていて、例えば、外筒に接続した回転駆動装置を作動させることにより、この外筒と共に回転移動させる。
【０００４】
特許文献１には、外周面に複数本の直線溝（スプライン溝）が形成された軸体（スプライン軸）と、軸体の各直線溝に収容されている複数個の球体（ボール）と、複数個の球体を介して軸体を非回転にて滑動可能に収容している外筒（ナット本体）とを備える直動案内装置が開示されている。外筒の内側には保持器が備えられていて、複数の転動体は、外筒と保持器とにより形成される循環路に収容されている。
【０００５】
特許文献２の第７図には、軸体（スプライン軸）を複数個の柱状体（ローラー）を介して非回転にて滑動可能に収容している外筒（スリーブ）を備える直動案内装置（スプライン）が開示されている。この軸体の外周面には、複数本の直線溝（幅広の溝）が形成されている。各直線溝の両側面と軸体の外周面との角にはそれぞれ丸溝が形成されている。そして上記柱状体は各直線溝の各丸溝に収容されている。軸体の丸溝と柱状体とのすきまを調節するため、外筒と柱状体との間には柱状体を丸溝の側に移動させる押さえ板が備えられている。外筒は二つ割りにされていて、これらの間に上記押さえ板の駆動に用いるテーパーギブが設置されている。
【０００６】
同文献には、上記柱状体が荷重の方向、大きさの変化、振動により少しずつ回転するので柱状体の全面が均一に摩耗して寿命が長いと記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−２９９７９６号公報（第１図及び第２図）
【特許文献２】実開昭５３−１０８６７７号公報（第７図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１の直動案内装置では、軸体が長さ方向に直線移動する際に、軸体の各直線溝に収容された各転動体が直線溝の長さ方向に転動する。すなわち、軸体は各々転動する複数個の球体に支持された状態にて直線移動する。このため、軸体と転動体とが殆ど摺動することがないため、両者の摩擦による軸体や転動体の摩耗が抑制される。このため、直動案内装置が優れた耐久性を示す。しかしながら、特許文献１の直動案内装置は、球体の循環路を形成する保持器の構成が複雑であるため、その製造に複雑な工程を必要とする。
【０００９】
特許文献２の直動案内装置は、軸体の各直線溝の両側面と軸体の外周面との角にそれぞれ丸溝が形成され、また各丸溝と柱状体とのすきまを調節する押さえ板が設置され、そして押さえ板の駆動に用いるテーパーギブが二つ割りにされた外筒の間に設置された複雑な構成を有しているため、その製造や組み立てに複雑な工程を必要とする。
【００１０】
一方、直線移動する軸体には、例えば、この軸体を外筒と共に高速で（大きな加速度にて）回転移動させた際に、その周方向に瞬間的に大きな荷重が付与されることがある。このような場合、軸体はその周方向に大きな荷重を受けながら直線移動することになる。
【００１１】
特許文献２の直動案内装置では、軸体の周方向への回転移動を防止するため、各直線溝の各丸溝に収容された柱状体は、外筒の内側に備えられた押さえ板により、それぞれが軸体を互いに逆向きに回転移動させるように各丸溝に押し付けられている。これにより、軸体は、その直線溝の各丸溝に押し付けられた柱状体の複数個により、その周方向には回転移動することができないように緊密に支持されている。このため、上記のように軸体の周方向に瞬間的に大きな荷重が付与された場合には、軸体と柱状体との摩擦が増大して各々に摩耗を生じ易くなる。このため、同文献の直動案内装置は、軸体の高速での回転移動と直線移動とが繰り返される電子部品装着装置の部品として、十分な耐久性を発揮できない可能性がある。
【００１２】
本発明の課題は、製造が容易で耐久性に優れる直動案内装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、外周面に各々長さ方向に延びる複数本の直線溝が互いに周方向に間隔を介して形成されている断面が円形の軸体、軸体の各直線溝に収容されている、断面が円形で前記直線溝の長さ方向に延びる柱状体、および柱状体を介して軸体を非回転にて滑動可能に収容している外筒からなる直動案内装置であって、前記軸体の中心軸に垂直な方向に沿って切断した断面において、軸体の各直線溝の形状が柱状体の半径よりも大きな半径を持つ円弧の形状とされていて、そして前記円弧の中心と、柱状体の中心と、軸体の中心とが一直線上に並ぶように設定されていることを特徴とする直動案内装置にある。
【００１４】
本発明の直動案内装置の好ましい態様は、次の通りである。
（１）直線溝の円弧の半径が柱状体の半径の１．０１〜１．４倍の範囲内にある。
（２）軸体の直線溝の本数が三本以上である。
（３）外筒の内周面に、それぞれ上記各柱状体を収容する複数本の直線溝が備えられている。更に好ましくは、外筒の内周面に互いに間隔を介して一対の周溝が形成され、各周溝のそれぞれに外周部が嵌め合わされた状態にて環状の止め具が備えられていて、そして両者の環状止め具の内周部の間に上記各柱状体が配置されている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の直動案内装置は、軸体の各直線溝に更に丸溝を形成する必要はなく、球体の循環路を形成する複雑な構成の保持器、押さえ板、そしてテーパーギブを備えておらず、従って外筒を二分割する必要もないため、その製造が極めて容易である。
【００１６】
本発明の直動案内装置では、その軸体が周方向に僅かに回転移動（微回転）することが可能とされている。これにより、例えば、軸体にその周方向に瞬間的に大きな荷重が付与された際に、この軸体が微回転するため、上記荷重に基づく軸体と柱状体との摩擦の増大が抑制され、従って軸体や柱状体の摩耗の発生が抑制される。このため、本発明の直動案内装置は優れた耐久性を示す。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の直動案内装置の構成例を示す断面図である。
【図２】図１に記入した切断線II−II線に沿って切断した直動案内装置１０の断面図である。
【図３】本発明の直動案内装置の別の構成例を示す断面図である。
【図４】図３に記入した切断線IV−IV線に沿って切断した直動案内装置３０の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の切断装置を、添付の図面を用いて説明する。図１は、本発明の直動案内装置の構成例を示す断面図であり、そして図２は、図１に記入した切断線II−II線に沿って切断した直動案内装置１０の断面図である。
【００１９】
直動案内装置１０は、外周面に各々長さ方向に延びる複数本の直線溝１１ａが互いに周方向に間隔を介して形成されている断面が円形の軸体１１、軸体１１の各直線溝１１ａに収容されている、断面が円形で直線溝１１ａの長さ方向に延びる柱状体１２、および柱状体１２を介して軸体１１を非回転にて滑動可能に収容している外筒１３から構成されている。この直動案内装置１０は、図２に示すように、上記軸体１１の中心軸に垂直な方向に沿って切断した断面において、軸体１１の各直線溝１１ａの形状が柱状体１２の半径Ｒ1よりも大きな半径Ｒ2を持つ円弧１９の形状とされていて、そして前記円弧１９の中心Ｏ1と、柱状体１２の中心Ｏ2と、軸体１１の中心Ｏ3とが一直線上に（直線Ｌの上に）に並ぶように設定されていることに主な特徴がある。
【００２０】
軸体１１は、その各直線溝１１ａに収容された柱状体１２の複数個を介して外筒１３に収容されていて、上記複数個の柱状体１２に案内されることにより、その長さ方向への直線移動（滑動）が可能とされている。この軸体１１はまた、その各直線溝１１ａと各柱状体１２との係合により、非回転の状態（外筒１３に対する相対的な回転移動が防止された状態）とされている。ただし、本発明の直動案内装置１０では、以下に説明するように、軸体１１が、外筒１３に対して相対的に微回転（周方向に僅かに回転移動）することは可能とされている。
【００２１】
前記のように、軸体１１の各直線溝１１ａの形状が柱状体１２の半径Ｒ1よりも大きな半径Ｒ2を持つ円弧１９の形状とされていると、各柱状体１２は軸体１１の直線溝１１ａの内側面に線接触する。そして、この軸体１１は、外筒１３と軸体１１との間に挟まれた各柱状体１２から軸体１１の中心Ｏ3に向かう方向に荷重が付与された状態で、その一方で軸体１１の周方向には殆ど荷重が付与されることのない状態で、複数個の柱状体１２によって緊密に支持される。
【００２２】
従って、軸体１１に、その周方向に荷重が付与された際には、軸体１１の各直線溝１１ａの円弧１９の半径Ｒ2が柱状体１２の半径Ｒ1よりも大きくされていて、両者の間に僅かに間隙が形成されていることから、この軸体１１は周方向に僅かに回転移動（微回転）することができる。但し、軸体１１の回転移動が進むと（軸体１１の回転移動の角度が大きくなると）、軸体１１の各直線溝１１ａと各柱状体１２との係合により、この軸体１１の更なる回転移動は防止される。そして、軸体１１への荷重の付与が停止すると、軸体１１は、各柱状体１２が各直線溝１１ａの最も深さが大くなる位置に配置されるように上記微回転の向きとは逆向きに微回転して図２に示す初期位置に戻る。
【００２３】
直動案内装置の軸体には、その周方向に瞬間的に大きな荷重が付与されることがある。
例えば、電子部品装着装置に組み込まれた直動案内装置の軸体には、電子部品を回転移動するため外筒を軸体と共に高速で（大きな加速度にて）回転移動した際に、その周方向に瞬間的に大きな荷重が付与されることがある。また、例えば、軸体に外部振動（例、電子部品装置装置にて、軸体を高速で直線移動あるいは回転移動させる駆動装置にて発生する振動）が付与された際に、軸体には、その周方向に瞬間的に荷重が付与されることがある。
【００２４】
本発明の直動案内装置１０では、例えば、直線移動する軸体１１にその周方向に瞬間的に大きな荷重が付与された際に、この軸体１１に微回転を生じるため、上記荷重の付与に基づく軸体１１と柱状体１２との摩擦の増大が抑制され、従って軸体１１や柱状体１２の摩耗の発生が抑制される。このため、本発明の直動案内装置１０は優れた耐久性を示す。
【００２５】
また、本発明の直動案内装置１０は、軸体１１の各直線溝１１ａに更に丸溝を形成する必要はなく、球体の循環路を形成する複雑な構成の保持器、押さえ板、そしてテーパーギブを備えておらず、従って外筒を二分割する必要もないため、その製造が極めて容易である。
【００２６】
従って、本発明の直動案内装置は、軸体の高速での回転移動と直線移動とが繰り返される電子部品装着装置を構成する部品として特に有利に用いることができる。
【００２７】
軸体１１の直線溝１１ａの円弧１９の半径Ｒ2は、柱状体１２の半径Ｒ1の１．０１〜１．４倍（特に１．０２〜１．２倍）の範囲内にあることが好ましい。これにより、軸体１１の微回転を実現すると共に、この軸体１１の直線移動の精度も向上させることができる。なお、図２においては、軸体１１の直線溝１１ａの形状を容易に理解することができるように、この直線溝１１ａの円弧１９を、実際よりも大きな半径にて記入している。図１及び図２に示す直動案内装置１０では、軸体１１の直線溝１１ａの円弧１９の半径Ｒ2は、実際には柱状体１２の半径Ｒ1の１．０４倍に設定されている。
【００２８】
軸体１１の直線溝１１ａの深さは、軸体１１の回転移動（上記微回転を超える大きな回転移動）の防止を確実なものとするため、柱状体１２の直径の５〜４０％（好ましくは１０〜４０％）の範囲内にあることが好ましい。
【００２９】
なお、本明細書にて用いる上記「円弧の形状」とは、厳密な円弧の形状のみを意味するものではない。直線溝が厳密な円弧の形状にない場合、本明細書にて用いる前記「柱状体の半径よりも大きな半径を持つ円弧の形状」とは、「柱状体の半径よりも大きな曲率半径を持つ一もしくは二以上の曲線から形成された形状」を意味する。そして、前記「円弧の中心と、柱状体の中心と、軸体の中心とが一直線上に並ぶような設定」とは、「直線溝の幅方向において最も直線溝の深さが大きくなる位置と、柱状体の中心と、軸体の中心とが一直線上に並ぶような設定」を意味する。このように、直線溝が厳密な円弧の形状にない場合であっても、前記と同様の軸体の微回転を実現することができる。
【００３０】
軸体１１の直線溝の本数は３本以上であることが好ましい。直線溝の本数は、３〜１０本の範囲にあることが更に好ましく、３〜８本の範囲にあることが特に好ましい。直線溝の本数が３本以上であると、各直線溝に収容された柱状体の複数個により軸体が安定に支持される。また直線溝の本数が１０本以下であると、軸体の製造が容易になる。軸体の複数本の直線溝は、軸体の外周面に等間隔にて形成されていることが好ましい。なお、軸体の各直線溝に、複数個（例えば、２〜１０個）の柱状体を、直線溝の長さ方向に並べて収容することもできる。
【００３１】
軸体１１の中心軸上に透孔を形成することもできる。この軸体の一方の端部から前記透孔の内部の気体を排気することにより、軸体の他方の端部の開口（あるいはこの開口に接続された電子部品の吸着ノズル）に電子部品を吸着させることができる。
【００３２】
図１及び図２に示す直動案内装置１０の外筒１３の内周面には、それぞれ上記各柱状体１２を収容する複数本の直線溝１３ａが備えられている。また、外筒１３の内周面には、互いに間隔を介して一対の周溝１３ｃが形成され、各周溝１３ｃのそれぞれに外周部が嵌め合わされた状態にて環状の止め具（例、公知のスナップリング）１４が備えられていて、そして両者の環状止め具１４の内周部の間に上記各柱状体１２が配置されている。
【００３３】
このような構成の採用により、外筒１３と軸体１１との間に配置された各柱状体１２は、外筒１３に対して相対的に移動することができなくなる。このため、各柱状体１２の外筒１３の端部から外部への飛び出しが防止される。
【００３４】
ただし、各柱状体１２は、その周方向には回転移動することができる。このため直動案内装置１０の使用の際に柱状体１２に付与される荷重の向きや大きさの変化、あるいは外部振動の影響を受けて、各柱状体１２がその周方向に微回転する。特に、本発明の直動案内装置１０では、前記のような軸体１１に生じる微回転が、各柱状体１２の微回転を飛躍的に促進する。これにより、各柱状体１２の外周面の極めて均一な摩耗が実現されるため、直動案内装置１０の耐久性が特に良好になる。
【００３５】
外筒１３の各直線溝１３ａもまた、軸体１１の各直線溝１１ａと同様に、柱状体１２の半径よりも大きな半径を持つ円弧の形状にあり、この円弧の中心が上記直線上（図２に示す直線Ｌの上）にあることが好ましい。外筒１３の直線溝１３ａの深さ、本数、あるいは配置に関する好ましい態様は、軸体１１の直線溝１１ａの場合と同様である。
【００３６】
なお、柱状体１２が直接的に、あるいは別部品（例、環状の止め具１４）を介して間接的に外筒１３に固定されている場合には、外筒１３の内周面に上記直線溝１３ａが設けられていなくてもよい。
【００３７】
なお、図１及び図２に示す直動案内装置１０では、その外筒１３として、外筒と軸体との間にて軸体を支持する複数個の球体を循環移動させる公知の直動案内装置の外筒をそのまま利用することにより、その製造の更なる簡易化が実現されている。この外筒１３が備える複数本の直線溝１３ｂは、上記球体の軌道を形成するために用いられるものであり、本発明において使用されることはない。
【００３８】
本発明の直動案内装置１０を構成する、軸体１１、柱状体１２、外筒１３、および環状止め具１４の各々を形成する材料は、公知の直動案内装置の場合と同様であり、その例としては、鋼に代表される金属材料、樹脂材料、そしてセラミック材料が挙げられる。軸体１１、柱状体１２、外筒１３、そして環状止め具１４の全てを金属材料から形成すると、直動案内装置１０の剛性が増大すると共に、その耐熱性もまた良好となる。
【００３９】
図３は、本発明の直動案内装置の別の構成例を示す断面図であり、そして図４は、図３に記入した切断線IV−IV線に沿って切断した直動案内装置３０の断面図である。
【００４０】
図３及び図４に示す直動案内装置３０の構成は、その外筒３３の形状が異なること以外は、図１及び図２に示す直動案内装置１０と同様である。
【００４１】
直動案内装置３０は、外筒３３がその断面の外周縁及び内周縁がそれぞれ円形で、そして内周面に複数本の直線溝３３ａが形成された簡単な形状にあるため、その製造が容易である。
【符号の説明】
【００４２】
１０、３０  直動案内装置
１１  軸体
１１ａ  直線溝
１２  柱状体
１３  外筒
１３ａ、１３ｂ  直線溝
１３ｃ  周溝
１４  環状の止め具
１９  円弧
３３  外筒
３３ａ  直線溝
Ｒ1  柱状体の半径
Ｒ2  直線溝の円弧の半径
Ｏ1  直線溝の円弧の中心
Ｏ2  柱状体の中心
Ｏ3  軸体の中心
Ｌ  直線
【図１】
2011163504.tif 000003
【図２】
2011163504.tif 000004
【図３】
2011163504.tif 000005
【図４】
2011163504.tif 000006