(57)【要約】【課題】  転動体保持器の位置ずれを防止して、円滑な転動移動が可能な有限ストロークガイド装置を提供すること。【解決手段】  第１のレールと、上記第１のレールに対して相対的に移動可能に配置された第２のレールと、上記第１のレールと第２のレールとの間に介挿された複数個の転動体と、上記第１のレールと第２のレールとの間に介挿され上記複数個の転動体を保持する転動体保持器と、上記第１のレールと第２のレールの何れか一方に設置されたラックと、上記第１のレールと第２のレールの何れか他方に設置され上記ラックに噛合するとともに上記転動体保持器にも噛合するピニオンと、を具備したもの。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のレールと、
上記第１のレールに対して相対的に移動可能に配置された第２のレールと、
上記第１のレールと第２のレールとの間に介挿された複数個の転動体と、
上記第１のレールと第２のレールとの間に介挿され上記複数個の転動体を保持する転動体保持器と、
上記第１のレールと第２のレールの何れか一方に設置されたラックと、
上記第１のレールと第２のレールの何れか他方に設置され上記ラックに噛合するとともに上記転動体保持器にも噛合するピニオンと、
を具備したことを特徴とする有限ストロークガイド装置。
【請求項２】
請求項１記載の有限ストロークガイド装置において、
上記ピニオンはラック噛合用ピニオン部と、転動体保持器噛合用ピニオン部を同軸に備えているものであることを特徴とする有限ストロークガイド装置。
【請求項３】
請求項２記載の有限ストロークガイド装置において、
上記第２のレールは上記第１のレールの両側に配置されていて、
上記第１のレールと両側の第２のレールのそれぞれの間に上記ラックとピニオンが設置されていることを特徴とする有限ストロークガイド装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、例えば、各種アクチュエータに使用される有限ストロークガイド装置に係り、特に、複数個の転動体を保持している転動体保持器のずれを防止し、それによって、円滑な転動移動ができるように工夫したものに関する。
【背景技術】
【０００２】
有限ストロークガイド装置は、例えば、次のような構成になっている。まず、第１のレールがあり、この第１のレールを挟んで左右両側に第２のレールがそれぞれ配置されている。上記第１のレールと第２のレールとの間には、複数個の転動体が転動体保持器によって保持された状態で介挿されている。上記第１のレールと第２のレールは上記転動体保持器により保持された複数個の転動体を転動させながら相対的に移動することになる。
【０００３】
この種の有限ストロークガイドの構成を開示するものとして、例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５等がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２３６６０４号公報
【特許文献２】特開２００７−１９８６０４号公報
【特許文献３】特許第３２４２５０３号公報
【特許文献４】特許第３８９６２００号公報
【特許文献５】実開昭５３−１１８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来の構成によると次のような問題があった。
すなわち、経年変化により複数個の転動体を保持している転動体保持器にずれが生じてしまい、それによって、全ストロークの移動を阻害し、場合によっては保持器、ストッパが破損し、アクチュエータに重大な障害を及ぼすという問題があった。
【０００６】
本発明はこのような点に基づいてなされたものでその目的とするところは、転動体保持器のずれを防止して、連続して円滑な転動移動が可能な有限ストロークガイド装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するべく本願発明の請求項１による有限ストロークガイド装置は、第１のレールと、上記第１のレールに対して相対的に移動可能に配置された第２のレールと、上記第１のレールと第２のレールとの間に介挿された複数個の転動体と、上記第１のレールと第２のレールとの間に介挿され上記複数個の転動体を保持する転動体保持器と、上記第１のレールと第２のレールの何れか一方に設置されたラックと、上記第１のレールと第２のレールの何れか他方に設置され上記ラックに噛合するとともに上記転動体保持器にも噛合するピニオンと、を具備したことを特徴とするものである。
又、請求項２による有限ストロークガイド装置は、請求項１記載の有限ストロークガイド装置において、上記ピニオンはラック噛合用ピニオン部と、転動体保持器噛合用ピニオン部を同軸に備えているものであることを特徴とするものである。
又、請求項３による有限ストロークガイド装置は、請求項２記載の有限ストロークガイド装置において、上記第２のレールは上記第１のレールの両側に配置されていて、上記第１のレールと両側の第２のレールのそれぞれの間に上記ラックとピニオンが設置されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
以上述べたように本願発明の請求項１による有限ストロークガイド装置によると、第１のレールと、上記第１のレールに対して相対的に移動可能に配置された第２のレールと、上記第１のレールと第２のレールとの間に介挿された複数個の転動体と、上記第１のレールと第２のレールとの間に介挿され上記複数個の転動体を保持する転動体保持器と、上記第１のレールと第２のレールの何れか一方に設置されたラックと、上記第１のレールと第２のレールの何れか他方に設置され上記ラックに噛合するとともに上記転動体保持器にも噛合するピニオンと、を具備したことを特徴とするものであるので、上記ラックとピニオンを介して、第１のレールと転動体保持器と第２のレールとが相互に位置ずれしない構成になっており、それによって、転動体保持器のずれを防止して円滑な転動移動が可能になる。
又、請求項２による有限ストロークガイド装置は、請求項１記載の有限ストロークガイド装置において、上記ピニオンはラック噛合用ピニオン部と、転動体保持器噛合用ピニオン部を同軸に備えている構成になっているので、スペース的にも有効であり、狭隘な空間においても所望の構成を実現することができる。
又、請求項３による有限ストロークガイド装置は、請求項２記載の有限ストロークガイド装置において、上記第２のレールは上記第１のレールの両側に配置されていて、上記第１のレールと両側の第２のレールのそれぞれの間に上記ラックとピニオンが設置されている構成になっているので、上記効果をより確実なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施の形態を示す図で、有限ストロークガイド装置を使用したアクチュエータの外観を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施の形態を示す図で、有限ストロークガイド装置を使用したアクチュエータの外観を示す平面図である。
【図３】本発明の一実施の形態を示す図で、有限ストロークガイド装置を使用したアクチュエータの外観を示す側面図である。
【図４】本発明の一実施の形態を示す図で、有限ストロークガイド装置を使用したアクチュエータの内部構成を示すためにその一部を切り欠いて示す側断面図である。
【図５】本発明の一実施の形態を示す図で、有限ストロークガイド装置を使用したアクチュエータの内部構成を示すためにその一部を切り欠いて示す一部正断面図である。
【図６】本発明の一実施の形態を示す図で、有限ストロークガイド装置の一部の構成を示す背面図である。
【図７】本発明の一実施の形態を示す図で、図５をＶＩＩ−ＶＩＩ方向からみるとともに中間ストローク時の状態を示す有限ストロークガイド装置の背面図である。
【図８】本発明の一実施の形態を示す図で、図５をＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ方向からみるとともにメカエンド時の状態を示す有限ストロークガイド装置の背面図である。
【図９】本発明の一実施の形態を示す図で、転動体保持器によって複数個の転動体を保持した状態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図１乃至図９を参照して本発明の一実施の形態を説明する。図１は本実施の形態によるアクチュエータの構成を示す斜視図であり、図２は同上の平面図、図３は同上の側面図、図４は同上の側断面図、図５は同上の正断面図である。
まず、ハウジング１があり、このハウジング１内にはモータ部３が内装されている。このモータ部３は、上記ハウジング１の内周面に固着されたステータ５と、このステータ５の内周側に回転可能に配置されたロータ７とから構成されている。
【００１１】
上記ロータ７の内周側にはロータシャフト９が固着されていて、このロータシャフト９は、図４中左右方向に延長・配置されている。上記ロータシャフト９の図４中右端は軸受け部１１を介して支持部材１３に回転可能な状態で支持されている。上記支持部材１３は上記ハウジング１の内周面に固着されている。  上記ロータシャフト９の図４中左端は軸受け部１５、１７を介して支持部材１８に回転可能な状態で支持されている。上記支持部材１８は上記ハウジング１の内周面に固着されている。
【００１２】
上記ロータシャフト９の図４中左端の内側には送りネジナット１９が固着されている。上記送りネジナット１９の内周側には送りネジ２１が螺合・配置されている。上記送りネジ２１の両端には端部材２３、２５が固着されていて、送りネジ２１はこれら端部材２３、２５によってその左右の移動範囲を規制された状態になっている。
【００１３】
上記送りネジ２１の図４中左端にはフロントブラケット２７が取付・固定されている。すなわち、フロントブラケット２７には貫通孔２９が形成されていて、上記送りネジ２１の先端はこの貫通孔２９を貫通・配置されている。そして、貫通孔２９を貫通・配置された送りネジ２１の先端にはナット３１が螺合されている。それによって、フロントブラケット２７は送りネジ２１に固定されているものである。
【００１４】
上記フロントブラケット２７にはテーブル３３が連結・固定されている。又、上記端部材２３の外周側にはスパイラルカバ３５が設置されている。又、上記ハウジング１の図４中右側にはエンコーダ部３７が設置されている。又、ハウジング１にはケーブル取出部３９が設置されている。
【００１５】
上記テーブル３３とハウジングと１の間には有限ストロークガイド装置４１が設置されている。以下、この有限ストロークガイド装置４１の構成について、図５〜図８を参照して詳細に説明する。
まず、上記ハウジング１には第１のレール４３が固着されている。すなわち、第１のレール４３は、図７及び図８に示すように、複数本（この実施の形態の場合には３本）の固定ボルト４５によって上記ハウジング１の上端外面に取付・固定されている。この第１のレール４３の左右両側面にはその横断面形状がＶ字型の溝４７、４７が形成されている。
【００１６】
一方、上記テーブル３３の内側面であって上記第１のレール４３の左右両側には第２のレール４９、４９がそれぞれ設置されている。すなわち、図７及び図８に示すように、上記第２のレール４９は複数本（この実施の形態の場合には３本）の固定ボルト５１によって、上記テーブル３３に固定されているものである。上記第２のレール４９、４９の内側面、すなわち、上記第１のレール４３側の面には、横断面形状がＶ字型の溝５３、５３が形成されている。
【００１７】
上記第１のレール４３の左右の溝４７、４７と、上記第２のレール４９、４９の溝５３、５３の間には、それぞれ複数個の転動体５５が転動体保持器５７に保持された状態で移動可能に介挿されている。上記転動体５５は円筒形状のローラタイプのものであり、図５、図９に示すように、所定角度だけ傾斜させた状態で上記転動体保持器５７に保持されているものである。すなわち、複数の転動体５５が交互に逆方向に４５°だけ傾斜した状態で保持されているものである。そして、上記テーブル３３は上記左右の複数個の転動体５５を転動させながら、上記ハウジング１に対して移動することになる。
【００１８】
上記第１のレール４３の下面側には、図５に示すように、ラック５９が固着されている。すなわち、ラック５９は既に説明した固定ボルト４５によって、上記第１のレール４３とハウジング１との間に挟まれた状態で取付・固定されている。上記ラック５９の左右両側にはそれぞれラック部６１、６１が設けられている。
尚、図５中左側のラック部６１のみ示す。
【００１９】
又、上記転動体保持器５７であるが、図５、図９に示すように、プレート形状をなしていて、図５中下端部にはラック部６３が屈曲・形成されている。
【００２０】
一方、上記第２のレール４９、４９の下面側には、図５に示すように、ピニオン６５、６５が取り付けられている。
尚、図５では片側のみ示している
上記ピニオン６５は、大径ピニオンギヤ部６７と、小径ピニオンギヤ部６９とを備えていて、これら大径ピニオンギヤ部６７と小径ピニオンギヤ部６９は同軸上に設けられている。上記大径ピニオンギヤ部６７の直径は、図６に示すように、Ｄ１であり、上記小径ピニオンギヤ部６９の直径はＤ２であり、これら両直径Ｄ１、Ｄ２には次の式（Ｉ）に示す関係が成立している。
Ｄ１：Ｄ２＝２：１―――（Ｉ）
【００２１】
又、上記大径ピニオンギヤ部６７は上記ラック５９のラック部６１に噛合しており、又、上記小径ピニオンギヤ部６９は上記転動体保持器５７のラック部６３に噛合している。
尚、図５では片側のピニオン６５のみを示しているが、反対側のピニオン６５についても同様の構成になっている。
【００２２】
以上の構成を基にその作用を説明する。
まず、モータ部３を駆動することによりロータ７、ロータシャフト９、送りネジナット１９が回転する。上記送りネジナット１９の回転により送りネジ２１が図４中左右方向に移動する。それによって、フロントブラケット２７及びテーブル３３が同方向に移動することになる。
【００２３】
その際、有限ストロークガイド装置４１が機能することにより、テーブル３３の移動を円滑なものとしている。すなわち、図７及び図８に示すように、テーブル３３が移動する場合には、有限ストロークガイド装置４１の左右の複数個の転動体５５が転動体保持器５７に保持された状態で転がることになり、それによって、テーブル３３の移動を円滑なものとしている。
尚、図７は中間ストローク時の状態を示しており、又、図８はメカエンド時の状態を示している。
【００２４】
又、この種の有限ストロークガイド４１を使用した場合には、図７及び図８に示すように、第１のレール４３と第２のレール４９、４９の相対移動距離（Ｌ１）又は速度（Ｖ１）と転動体保持器５７側の移動距離（Ｌ２）又は速度（Ｖ２）の間には次の式（ＩＩ）に示す関係が成立している。
Ｌ１（Ｖ１）：Ｌ２（Ｖ２）＝２：１―――（ＩＩ）
但し、
Ｌ１：第１のレール４３と第２のレール４９、４９の相対移動距離
Ｌ２：転動体保持器５７側の移動距離
Ｖ１：第１のレール４３と第２のレール４９、４９の相対移動速度
Ｖ２：転動体保持器５７側の移動速度
【００２５】
そして、本実施の形態の場合には、第２のレール４９、４９側に取り付けられたピニオン６５の大径ピニオンギヤ部６７が第１のレール４３側に取り付けられたラック５９のラック部６１に噛合していて、同時に、ピニオン６５の小径ピニオンギヤ部６９が転動体保持器５７のラック部６３に噛合しているので、上記式（ＩＩ）に示されている関係は確実に保持されることになる。それによって、転動体保持器５７の滑りに起因したずれの発生を防止することができる。
【００２６】
以上本実施の形態によると次のような効果を奏することができる。
まず、本実施の形態の場合には、第２のレール４９、４９側に取り付けられたピニオン６５の大径ピニオンギヤ部６７が第１のレール４３側に取り付けられたラック５９のラック部６１に噛合していて、同時に、ピニオン６５の小径ピニオンギヤ部６９が転動体保持器５７のラック部６３に噛合しているので、上記式（ＩＩ）に示されている関係は確実に保持されることになる。それによって、転動体保持器５７の滑りに起因したずれの発生を防止することができ、アクチュエータとしての円滑な転動移動が可能となる。
転動体保持器５７のずれを防止することができるので、各構成部品の摩耗、損傷についても最小限に抑えることができる。
又、本実施の形態の場合には、第１のレール４３の左右両側において同様の構成を設けているので、上記効果をより確実なものとすることができる。
【００２７】
尚、本発明は前記一実施の形態に限定されるものではない。
例えば、前記一実施の形態の場合には、第１のレール側にラックを設け、第２のレール側にピニオンを設けた構成を例に挙げて説明したが、それに限定されるものではなく、第１のレール側にピニオンを設け、第２のレール側にラックを設けた構成も考えられる。
又、転動体としてはローラに限定されるものではなく、球体、その他様々なものが想定される。
又、適用したアクチュエータの構成もこれを特に限定するものではない。
その他、図示した構成はあくまで一例である。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本願発明は、例えば、有限ストロークガイド装置に係り、特に、複数個の転動体を保持している転動体保持器のずれを防止し、それによって、位置決め精度の向上を図ることができるように工夫したものに関し、例えば、各種アクチュエータのガイド装置として好適である。
【符号の説明】
【００２９】
４３  第１のレール
４９  第２のレール
５５  転動体
５７  転動体保持器
５９  ラック
６１  ラックのラック部
６３  転動体保持器のラック部
６５  ピニオン
６７  大径ピニオンギヤ部
６９  小径ピニオンギヤ部
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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