(57)【要約】【課題】半導体製造装置などを製作する際の部材として用いられる直線運動機構は、シャフト３に沿って運動する外筒体５の内周面に取り付けられるリテーナー７が、複数個の鋼球９を保持し、これらの鋼球がシャフトと接触して回転することで、運動にともなう摩擦が軽減される。保持された鋼球がシャフト側へ露出するためリテーナーに形成された窓部１３に、金属射出成形にともなうバリ１７が発生しても、区別が容易で、発生の許容量を大きくすることができるようにする。【解決手段】リテーナー７に形成された窓部１３の縁の断面形状で、先端の従来のテーパー形状をカットして崖状部分１５を形成する。この崖状部分の厚さは、通常発生するバリ１７の厚さよりも十分に大きいものとし、例えば、鋼球の径の６％の数倍以上とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直線運動をガイドするシャフトと、このシャフトに沿って運動する外筒体と、この外筒体の内周面に取り付けられ金属射出成形されるリテーナーと、このリテーナーによって保持されて前記シャフトと接触して回転する鋼球と、この鋼球の保持を鋼球の列がエンドレスに移動可能に行うループ状の溝と、このループ状の溝のうち二つのコーナー部分と一方の直線部分に形成され鋼球が前記シャフト側へ露出するための窓部と、この窓部のうち前記二つのコーナー部分およびこれら各コーナー部分に連続する直線部分の一部における縁の断面形状で、先端のテーパー形状がカットされて形成された崖状部分と、前記リテーナーを金属射出成形する際に、前記窓部の縁に通常発生するバリの厚さよりも十分に大きい前記崖状部分の厚さと、を有することを特徴とする直線運動機構。
【請求項２】
前記崖状部分の厚さは、前記鋼球の径の６％の数倍以上とすることを特徴とする請求項１に記載の直線運動機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体製造装置や搬送装置などを製作する際の部材として用いられる直線運動機構に関し、詳しくは直線運動機構を構成し摩擦を減ずる鋼球を保持するリテーナーと呼ばれる部品の形状に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体製造装置や搬送装置などを製作する際の部材として、直線運動を反復して行う動作のために直線運動機構と呼ばれるものが用いられる。この直線運動機構は、シャフトに沿って運動する外筒体の内周面に取り付けられるリテーナーが、複数個の鋼球を保持し、これらの鋼球がシャフトと接触して回転することで、運動にともなう摩擦が軽減される。
【０００３】
この直線運動体には、複数の種類があり、鋼球がシャフトの長手方向に形成された溝の中を走行することで、直線運動だけでなくシャフト周りのトルクも負荷できるもの、鋼球の保持形態に平面（鋼球が接触するシャフトの位置に接する平面）上の方向性を無くすることで、直線運動だけでなくシャフト周りの運動も可能にしたもの、直線運動だけに重点をおいて設計されたもの、外筒体の外形が円柱状のもの、直方体状のもの、などがある。
いずれの種類も、鋼球がシャフト側へ露出するために、リテーナーには窓部が形成される。
【０００４】
複数の窓部の形成などでリテーナーは複雑な形状を有するものになり、一般には、金属射出成形によって製造される。すなわち、材料の金属の粉体を練り込んだペーストを、金型内部に射出成形により注入し、金型を開いて成形体を取り出し、焼結する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、多数のリテーナーを製造するためには、金型を多数回、開閉しなければならず、この回数を表すショット数が多くなるにつれ、金型には摩耗が生じバリの発生がある。またショット数が少なくても、リテーナーの種類や形状によっては、バリの発生が避けられないこともある。
【０００６】
このようなバリは、特に精密な寸法が要求される窓部に発生すると、リテーナーの性能に影響を与えてしまうので、除去しなければならない。ところが従来は、この窓部の縁の断面形状は、先端が鋭いテーパー形状であるエッジ形状になっていたので、バリが発生しても、窓部の縁との区別が付き難かった。
【０００７】
例えば図５（Ａ）（Ｂ）に示すように、シャフト１０１の外周側に配置され鋼球１０２を保持するリテーナー１０３に形成された窓部１０５は、縁の断面形状が、先端が鋭いテーパー形状となっており、最先端の厚さｔ１は鋼球径の１％未満であった。同図（Ｃ）に示すように、この先端にバリ１０７が発生すると、バリ１０７の厚さｔ２は鋼球径の０〜数％であり、窓部１０５の縁とバリ１０７の区別が付き難かった。
【０００８】
また、大きなバリ１０７が発生すると直ぐに、鋼球１０２の露出が足りなくなったり、バリによって鋼球の動きが妨げられたりして、リテーナー１０３の性能を満たさなくなってしまうものであった。
この発明は、以上の課題を解決するためになされたもので、リテーナーの窓部の縁にバリが発生しても、バリの区別が容易で除去し易く、リテーナーの性能を満たす許容量を大きくすることができる直線運動機構を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するために、第一の発明は、直線運動をガイドするシャフトと、このシャフトに沿って運動する外筒体と、この外筒体の内周面に取り付けられ金属射出成形されるリテーナーと、このリテーナーによって保持されて前記シャフトと接触して回転する鋼球と、この鋼球の保持を鋼球の列がエンドレスに移動可能に行うループ状の溝と、このループ状の溝のうち二つのコーナー部分と一方の直線部分に形成され鋼球が前記シャフト側へ露出するための窓部と、この窓部のうち前記二つのコーナー部分およびこれら各コーナー部分に連続する直線部分の一部における縁の断面形状で、先端のテーパー形状がカットされて形成された崖状部分と、前記リテーナーを金属射出成形する際に、前記窓部の縁に通常発生するバリの厚さよりも十分に大きい前記崖状部分の厚さと、を有することを特徴とする直線運動機構である。
また、第二発明は、さらに、前記崖状部分の厚さは、前記鋼球の径の６％の数倍以上とすることを特徴とする直線運動機構である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を、図１〜図４に示す。
図２（Ａ）に示すように、この実施形態の直線運動機構１は、円形断面のシャフト３に沿って、円柱状の外形を有する外筒体５が直線運動するものである。シャフト３周りの回転運動も可能であるが、主に直線運動だけに重点をおいて設計されたものである。
【００１１】
図２（Ｂ）（Ｃ）に示すように、外筒体５の内周面の断面形状は、リテーナー７の外形断面形状と同様に、正方形の角部を大きく丸めた非円形となっており、これにより両者５、７の周方向の位置決めがなされ、また、図示しない他の手段で軸方向の位置決めがなされて、外筒体５に対するリテーナー７の取付がなされる。
【００１２】
リテーナー７の外周面には、複数の鋼球９が一列に並んで回転しながらエンドレス状態で移動できる溝１１すなわち鋼球無限循環路が、ループ状に形成される。このループ状の溝１１は、リテーナー７の周方向に等間隔に４つ形成される。
【００１３】
各ループ状の溝１１は、陸上競技のトラックやサーキットのように、二つの直線部分１１Ａ、１１Ｂを、二つのコーナー部分１１Ｃ、１１Ｄがつないだ形になっている。そして、一方の直線部分１１Ｂと、この直線部分の両端に連続するコーナー部分１１Ｃ、１１Ｄには、並んだ状態の各鋼球９の下の一部がシャフト３側へ露出するため窓部１３が、形成され、負荷を受ける負荷部となる。この露出した鋼球９はシャフト３に接触して回転し、シャフト３との摩擦を軽減する。他の直線部分１１Ａは無負荷部となる。
【００１４】
なお、図２（Ｂ）の溝１１に、特にバリの発生しやすい部位を斜線で示す。この部位は、窓部のうち二つのコーナー部分、およびこれら各コーナー部分に連続する直線部分の一部である。
【００１５】
図１（Ａ）（Ｂ）に示すように、リテーナー７に形成された窓部１３は、縁の断面形状において、先端のテーパー形状（従来例の図５参照）をカットされて崖状部分１５が形成される。これにより窓部１３の縁の周囲に、環状で、垂直に近い面としての崖状部分１５が存在することになる。
【００１６】
図１（Ｃ）に示すように、カットされた厚さＴは、バリ１７の厚さｔに比べて十分に大きいものとする。この大きさは、崖状部分１５の厚さＴが、リテーナー７を金属射出成形する際に窓部１３の縁に通常発生するバリ１７の厚さｔよりも十分に大きいものとし、好ましくはバリ１７の厚さｔの数倍以上とする。すなわち、少なくとも２倍以上あればバリの区別が可能であり、できれば３倍以上、望ましくは４倍以上で、大きいほど区別が容易となる。
【００１７】
図３に示すように、リテーナー７を製造するために金型を開閉するショット数が多くなるにつれ、金型の摩耗により、窓部１３の縁に発生するバリ１７は大きく成長する。このとき、例えば、リテーナー７の材料はステンレスの粉末が用いられ、金型を締める力は２５０〜５００ｋＮ、射出充填圧力は５０〜１５０ＭＰａである。
【００１８】
そして、金型が廃棄されるショット数１００、０００付近になると、バリ１７は鋼球径の６％近くになる。そこで、崖状部分１５の厚さＴを、鋼球径の６％を越えるものとすることで、金型が摩耗しバリ１７が大きく成長する時期になっても、崖状部分１５とバリの区別が容易になる。この区別を明確にするためには、厚さＴを鋼球径の６％の数倍以上にすることが望ましい。
【００１９】
（実施形態の作用効果）
図１（Ｃ）（Ｄ）に示すように、カットすることで形成された崖状部分１５の厚さＴが、発生するバリ１７の厚さｔよりも十分に大きいものとすることで、バリ１７の区別が容易となる。よってバリを除去し易くなる。
【００２０】
図４に示すように、また、窓部１３の縁をカットすることで、窓幅（窓部の幅のこと、以下同じ）を大きくでき、したがってバリ１７が発生してもリテーナー７の機能を満たすことができるため許容量を大きくできる。
【００２１】
すなわち一般に、窓幅が鋼球径の５０％以下になると、鋼球の露出が足りなくなり、また鋼球９の動きが妨げられて摩擦軽減の機能（ベアリング機能）を果たさなくなる。また、９２．５％以上になると、鋼球９との摩耗により窓部１３の縁が削れ、鋼球９が落ちてしまう可能性が出る。
【００２２】
従来（旧形状）は、窓部１３の縁がエッジ形状（図５参照）であり、このため窓幅が鋼球径の７０％しかなかった（バリが発生しない状態で）ので、バリ１７が鋼球径９の１０％以上発生すると（窓部の両側で合計２０％以上発生する）、実質上の窓幅は５０％以下になる。したがってショット数が多くなりバリが成長するようになると、直ぐにベアリング機能を果たさなくなる。
【００２３】
これに対し、この実施形態（新形状）では、窓部１３の縁をカットすることで、窓幅を８５％にできたので、バリ１７が鋼球径の１７％に成長しても（窓部１３の両側で合計３４％）、実質上の窓幅は５０％以上になり、ベアリング機能を果たす。このことは、バリ１７の除去作業でも、完全にはバリ１７が除去できないので、仮に除去が不完全でも許容される許容量が大きくなったことを意味する
。
【００２４】
（他の実施形態）
以上の実施形態においては、ループ状の溝１１は、リテーナー７の周方向に等間隔に４つ形成されるものであったが、他の実施形態においては、不等間隔に形成されるものや、３つ形成されるもの、あるいは５つ以上形成されるものであっても構わない。
【００２５】
また、以上の実施形態においては、直線運動機構１は、直線運動だけに重点をおいて設計されたものであり、外筒体５の外形は円柱状のものであったが、他の実施形態においては、鋼球がシャフトの長手方向に形成された溝の中を走行してシャフト周りのトルクも負荷できるもの、鋼球の保持形態に方向性を無くすることで、シャフト周りの運動も可能にしたもの、外筒体の外形が直方体状のもの、などであってもかまわない。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、第一、または第二の発明によれば、リテーナーが鋼球を保持する窓部の縁の断面形状で、先端がカットされた崖状部分とすることで、この崖状部分にバリが発生しても、バリの区別が容易で、よって除去し易くなる。
【００２７】
また、カットされた分だけ、鋼球の露出は十分であり、ある程度のバリが発生しても鋼球の動きを妨げることが無く、リテーナーの性能を満たすことになるので、バリの許容量を大きくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は、この発明の一実施形態に係る直線運動機構の要部を示す横断面拡大図（Ｂ）は、（Ａ）のバリが発生しない状態でのＢ部拡大図
（Ｃ）は、（Ａ）のバリが発生した状態でのＣ部拡大図である。
【図２】（Ａ）は、この発明の一実施形態に係る直線運動機構の全体斜視図
（Ｂ）は、（Ａ）の直線運動機構を構成するリテーナーのみを実線で示す拡大側面図
（Ｃ）は、（Ｂ）のＣ−Ｃ横断面図である。
【図３】図２（Ｂ）のリテーナーを金属射出成形で製造するために金型を開閉するショット数と、窓部の縁に発生するバリの成長との関係を示すグラフを示す図である。
【図４】リテーナーの窓幅が、バリ発生量（ショット数にともなって成長する）によって小さくなっていく様子を説明するグラフを示す図である。
【図５】
（Ａ）は、従来例の直線運動機構の要部を示す横断面拡大図
（Ｂ）は、（Ａ）のバリが発生しない状態でのＢ部拡大図
（Ｃ）は、（Ａ）のバリが発生した状態でのＣ部拡大図である。
【符号の説明】
１　直線運動機構
３　シャフト
５　外筒体
７　リテーナー
９　鋼球
１１　ループ状の溝
１１Ａ、Ｂ　直線部分
１１Ｃ、Ｄ　コーナー部分
１３　窓部
１５　崖状部分
Ｔ　崖状部分の厚さ
１７　バリ
ｔ　バリの厚さ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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