(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向壁面に互いに対向する軌道溝をそれぞれ形成した互いに相対移動する一対の軌道台，対向する前記軌道台の前記軌道溝間に形成される軌道路に配設された複数の転動体を保持する保持器，前記軌道溝に形成された逃げ溝内にそれぞれ配設されたラック，及び対向する前記ラックに噛み合う歯部を備え且つ前記保持器に回転自在に支持されたピニオンを有し，
前記ラックは，前記ピニオンが噛み合うための予め決められた間隔に隔置して設けられた歯部，及び前記歯部の両側面で長手方向に連続して延び且つ少なくとも隣接する前記歯部を互いに連結する側壁部から形成され，前記側壁部が前記逃げ溝の壁面に係止して前記逃げ溝からの抜け出しを防止していることから成る保持器のずれ防止機構を備えた有限直動案内ユニット。
【請求項２】
前記軌道台の前記逃げ溝の前記壁面は横断面で見て深さ方向に末広がり形状に形成され，前記ラックの前記側壁部は前記逃げ溝の前記壁面に対応して補完的になる深さ方向に肉厚になる扇形状の肉厚に形成されていることから成る請求項１に記載の有限直動案内ユニット。
【請求項３】
前記軌道台の前記逃げ溝の前記壁面は横断面で見て溝入口に比較して溝奥が幅広の矩形形状に形成され，前記逃げ溝の両側で同一又は異なった幅に形成され，前記ラックの前記側壁部は前記逃げ溝の前記壁面に対応して補完的になる矩形形状の肉厚に形成されていることから成る請求項１に記載の有限直動案内ユニット。
【請求項４】
前記軌道台の前記逃げ溝の前記壁面は横断面で見て溝入口に比較して溝奥が幅広の凹曲面形状に形成され，前記ラックの前記側壁部は前記逃げ溝の前記壁面に対応して補完的になる凸曲面形状の肉厚に形成されていることから成る請求項１に記載の有限直動案内ユニット。
【請求項５】
前記軌道台の前記逃げ溝の前記壁面は横断面で見て溝底部のみが溝幅が幅広になる凹形状に形成され，前記ラックの前記側壁部は前記逃げ溝の前記壁面に対応して前記歯部の底部のみが補完的になる凸形状の肉厚に形成されていることから成る請求項１に記載の有限直動案内ユニット。
【請求項６】
前記ラックは，前記歯部と前記側壁部のみから一体構造に形成されていることから成る請求項１〜５のいずれか１項に記載の有限直動案内ユニット。
【請求項７】
前記ラックは，前記歯部，前記側壁部，及び前記歯部と前記側壁部とに一体構造に形成されたフイルム状に薄肉の歯底部から形成されていることから成る請求項１〜５のいずれか１項に記載の有限直動案内ユニット。
【請求項８】
前記ラックは，前記軌道台の前記逃げ溝に充填された樹脂又は低温溶融金属を切削加工して形成されていることから成る請求項１に記載の有限直動案内ユニット。
【請求項９】
前記ラックの前記歯部間は丸穴状の凹部が形成され，前記ピニオンの歯部の先端部は前記ラックの前記凹部に噛み合う丸捧状に突出して先端球面状に形成されていることから成る請求項１〜８のいずれか１項に記載の有限直動案内ユニット。
【請求項１０】
前記ラックの前記歯部の先端角部は，凸状アール部に形成されていることから成る請求項１〜９のいずれか１項に記載の有限直動案内ユニット。
【請求項１１】
前記ラックが配設される前記逃げ溝の底面が前記軌道台に形成されたテーブル，ベッド，基台，摺動台，及び機台の物体に取り付けるための取付けねじ孔に近接して前記ラックの歯底部の肉厚を設けることができない位置に達する前記軌道台に適用できることから成る請求項１〜１０のいずれか１項に記載の有限直動案内ユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は，例えば，半導体製造装置，精密測定器，精密検査機，精密組立器等の各種の小形の機械装置に適用して好ましい保持器のずれ防止機構を備えた有限直動案内ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年，半導体製造装置等の機械では，部品等を直動案内するため，有限直動案内ユニットが多く使用されるようになり，有限直動案内ユニットとして高速や高加減速に対応できると共に，装置そのものが小形にコンパクトに構成され，機器の直動案内として高精度で，低摺動抵抗等の性能に対応できることが求められており，これらの課題を解決することが不可欠になっている。
【０００３】
一般に，従来の有限直動案内ユニットは，ラック・ピニオン機構等の保持器のずれ防止機構を備えている。例えば，図１５に示されるように，ラック・ピニオン機構を構成するラック４１が知られている。ラック４１は，軌道台における軌道溝に形成された逃げ溝に，歯底部４４が底面４５を接して長手方向に配置され，歯底部４４にはピニオンに噛み合う所定の間隔に隔置して配列された歯部４６と，歯部４６の間に形成される凹部４２とが長手方向に交互に連続して設けられた構造に形成されている。また，歯部４６の歯先部４３は，例えば，平坦面４７に形成されている。
【０００４】
従来，有限直動案内ユニットとしては，特開平１１−１０８０５６号公報に開示されたものが知られている。該有限直動案内ユニットは，保持器のずれを防止して軌道部材の移動を確実にコントロールすることができる有限直動形ガイドウェイ及びそれを組み込んだものであり，軌道部材の軌道溝には，保持器に保持された円筒ころが転動可能であり，逃げ溝に固定されたラックには，保持器に回転自在に支持されたピニオンが噛み合っている。ラックは，軌道部材の軌道溝の逃げ溝に配設されており，ラックの歯には，円筒ころとの干渉を回避する凹部が形成され，歯を大きなモジュールの歯としてピニオンとの噛み合い強度を向上させており，ラック・ピニオン機構によって保持器の軌道部材に対するずれが防止されるように構成されている。
【０００５】
また，本出願人は，有限直動案内ユニットについて，保持器のずれ防止機構としてのラック・ピニオン機構を開発して先に出願した（特願２００１−２１６２３５号参照）。該有限直動案内ユニットは，図示していないが，小形のものであり，ラックに噛み合う歯部を備えたピニオンを保持器に嵌着されたホルダに回転自在に装着したものであり，特に，前記ピニオンを前記ホルダに形成されたホルダ部に回転自在に保持した保持器のずれ防止機構を備えたものである。前記ピニオンは，周方向に均一に隔置した歯部と前記歯部間の凹部が形成された円板部と，前記円板部の回転中心となって前記ホルダ部に回転自在に保持される軸部とを有している。また，前記円板部に形成された前記歯部は，前記円板部の外周から延びる歯元部と前記歯元部に一体の半円形の先端部とから成る突出部から構成されている。上記有限直動案内ユニットでは，前記ラックは，前記軌道台の軌道溝に形成された逃げ溝に長手方向に沿って形成され，金属射出成形の粉末焼結によって前記軌道台と一体構造に成形される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，従来の有限直動案内ユニットでは，ラックは，長手方向に沿って噛み合うピニオンの突出部の歯部の回転ピッチと合致するピッチで歯溝となる噛み合い凹部が形成され，該噛み合い凹部は，ラック歯部と底部によって一体構造に構成され，ピニオンの突出部の歯部と順次に噛み合うように，歯部の先端部の半径よりやや大きい径の半径を持つ歯溝を構成する円形凹部に形成されている。また，従来の有限直動案内ユニットは，ラック及びピニオンの歯形が細かな形状に形成されていたので，噛み合い抵抗等が大きく，摺動抵抗が大きくなり，装置自体を小形化することが困難であった。
【０００７】
従来の有限直動案内ユニットには，軌道台をテーブル，ベッド，基台，摺動台，機台等の物体に取り付けるため，軌道台の側面には取付ねじ孔が長手方向に所定の間隔で設けられているが，ユニットそのものを小形に構成する場合に，従来の構造と同様に，軌道台における軌道溝に形成された逃げ溝にラックを配設する構造に形成すると，ラックを配設する軌道溝の逃げ溝は前記取付ねじ孔と交差するまでの深さで制限されることになり，そのため，逃げ溝の深さが浅くなっていて従来のラックを配設することが困難になる。図１５に示されるように，従来のラックは，歯底部４４によって歯部４６を所定位置に構成しているが，小形の有限直動案内ユニットにおける軌道台の軌道溝の逃げ溝では歯底部４４の肉厚を確保することが困難なものになる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明の目的は，上記の課題を解決することであり，ラックの両側面に側壁部を設けることによって歯底部を必ずしも設けることなく少なくとも歯部を互いに連結し，歯底部を設けたとしても可及的に薄肉に形成してラックの深さ方向のサイズを可及的に短く形成し，特に，ラックをテーブル，ベッド，基台，摺動台，機台等の物体に取り付けるための取付けねじ孔に干渉しない程度の深さに形成された軌道溝の逃げ溝に配設可能にすると共に，逃げ溝に対するラックの係止機能をラックの側壁部に持たせ，有限直動案内ユニット自体を可及的に小形に構成することを可能にした保持器ずれ防止機構を備えた有限直動案内ユニットを提供することである。
【０００９】
この発明は，長手方向壁面に互いに対向する軌道溝をそれぞれ形成した互いに相対移動する一対の軌道台，対向する前記軌道台の前記軌道溝間に形成される軌道路に配設された複数の転動体を保持する保持器，前記軌道溝に形成された逃げ溝内にそれぞれ配設されたラック，及び対向する前記ラックに噛み合う歯部を備え且つ前記保持器に回転自在に支持されたピニオンを有し，前記ラックは，前記ピニオンが噛み合うための予め決められた間隔に隔置して設けられた歯部，及び前記歯部の両側面で長手方向に連続して延び且つ少なくとも隣接する前記歯部を互いに連結する側壁部から形成され，前記側壁部が前記逃げ溝の壁面に係止して前記逃げ溝からの抜け出しを防止していることから成る保持器のずれ防止機構を備えた有限直動案内ユニットに関する。
【００１０】
前記軌道台の前記逃げ溝の前記壁面は横断面で見て深さ方向に末広がり形状に形成され，前記ラックの前記側壁部は前記逃げ溝の前記壁面に対応して補完的になる深さ方向に肉厚になる扇形状の肉厚に形成されている。
【００１１】
前記軌道台の前記逃げ溝の前記壁面は横断面で見て溝入口に比較して溝奥が幅広の矩形形状に形成され，前記逃げ溝の両側で同一又は異なった幅に形成され，前記ラックの前記側壁部は前記逃げ溝の前記壁面に対応して補完的になる矩形形状の肉厚に形成されている。
【００１２】
前記軌道台の前記逃げ溝の前記壁面は横断面で見て溝入口に比較して溝奥が幅広の凹曲面形状に形成され，前記ラックの前記側壁部は前記逃げ溝の前記壁面に対応して補完的になる凸曲面形状の肉厚に形成されている。
【００１３】
前記軌道台の前記逃げ溝の前記壁面は横断面で見て溝底部のみが溝幅が幅広になる凹形状に形成され，前記ラックの前記側壁部は前記逃げ溝の前記壁面に対応して前記歯部の底部のみが補完的になる凸形状の肉厚に形成されている。
【００１４】
前記ラックは，前記歯部と前記側壁部のみから一体構造に形成されている。或いは，前記ラックは，前記歯部，前記側壁部，及び前記歯部と前記側壁部とに一体構造に形成されたフイルム状に薄肉の歯底部から形成されている。
【００１５】
前記ラックは，前記軌道台の前記逃げ溝に充填された樹脂又は低温溶融金属を切削加工して形成されている。
【００１６】
前記ラックの前記歯部間は丸穴状の凹部が形成され，前記ピニオンの歯部の先端部は前記ラックの前記凹部に噛み合う丸捧状に突出して先端球面状に形成されている。更に，前記ラックの前記歯部の先端角部は，凸状アール部に形成されている。
【００１７】
この有限直動案内ユニットは，前記ラックが配設される前記逃げ溝の底面が前記軌道台に形成されたテーブル，ベッド，基台，摺動台，及び機台の物体に取り付けるための取付けねじ孔に近接して前記ラックの歯底部の肉厚を設けることができない位置に達する前記軌道台に適用できる。
【００１８】
この有限直動案内ユニットは，上記のように構成されているので，保持器のずれを防止する機構であるラック・ピニオン機構におけるラックを少なくとも歯部と側壁部とで小形に構成でき，また，歯底部が存在したとしても歯底部の肉厚がほとんどないフィルム状の薄い形状であったり，或いは歯部間に貫通孔が存在するような形状であったとしても，隣接する歯部同志は側壁部によって強固に連結され，歯部間の間隔はピニオンに噛み合う間隔に強固に維持されることになる。従って，軌道台における軌道溝に形成された逃げ溝が取付けねじ孔に制限されて浅い形状になったとしても，前記ラックを前記逃げ溝に確実に強固に配設でき，特に，小形の構造の軌道台に適用できる。また，この有限直動案内ユニットは，本出願人が先に出願した特願２００１−２１６２３５号（特開２００３−２８１５７号参照）に開示した有限直動案内ユニットにおける保持器のずれを防止する機構であるラック・ピニオン機構のラックとして適用して好ましく，該ラック・ピニオン機構のピニオンをそのまま利用できるものであり，大型から小型までの軌道台に適用でき，テーブル等の移動体の直動移動を確実に高精度に行うことができ，移動体の高速移動や高加減速移動に対応できると共に，装置そのものをコンパクトに構成でき，低摺動抵抗等の性能を発揮できるものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下，図面を参照して，この発明による保持器のずれ防止機構を備えた有限直動案内ユニットの実施例を説明する。この有限直動案内ユニットは，本出願人に係る前掲の特願２００１−２１６２３５号に開示されたものにおけるラックを改良したものである。従って，この有限直動案内ユニットは，基本的には，上記特許出願の明細書に開示された有限直動案内ユニットと同等の構成を有し，特に，ラック４について特徴を有するものであり，ラック４以外のピニオン５等については同様のものを適用できるものである。それ故に，この有限直動案内ユニットでは，特に，ラック４の特徴とする構成を説明し，ピニオン５等の構成については簡単な説明にする。
【００２０】
この有限直動案内ユニットは，ラック４が配設される軌道台１，２における軌道溝１０に形成された逃げ溝２０の底面が軌道台１，２に形成されたテーブル，ベッド，基台，摺動台，機台等の物体に取り付けるための取付けねじ孔２４に近接してラック４の歯底１９の肉厚を設けることができない位置に達するような小形の軌道台１，２に適用できるものである。
【００２１】
図１及び図２に示すように，この有限直動案内ユニットは，長手方向の互いに対向する壁面でなる対向面１５，１６に軌道溝１０をそれぞれ形成し，互いに相対移動する少なくても一対の軌道台１，２，軌道台１，２の軌道溝１０間の軌道路７に配設された複数の転動体１７，転動体１７を保持する板状の保持器３，軌道溝１０の逃げ溝２０に配設されたラック４，及び対向するそれぞれのラック４に噛み合って保持器３に回転自在に装着されたピニオン５を有する。この実施例では，一対の軌道台１，２には，断面矩形状で一辺の長手方向に沿って軌道溝１０が対向面１５，１６の壁面にそれぞれ形成され，対向した軌道溝１０に円筒ころである転動体１７が介在され，転動体１７を介して軌道台１，２が互いに相対移動するものである。また，軌道台１，２には，長手方向に所定ピッチで形成されたザグリ孔，ねじ孔等の取付け用孔２４が形成され，一方の軌道台１又は２が固定側のベッド等の固定体（図示せず）に固着され，また，他方の軌道台２又は１が可動側のテーブル等の移動台（図示せず）に固着されるように，軌道台１，２が丁度１８０度回転した状態で配列されている。従って，この有限直動案内ユニットでは，ベッドの固定体に固設された軌道台１又は２は，軌道台２又は１に取り付けられたテーブル等の移動台が直線運動で案内されることになる。
【００２２】
この有限直動案内ユニットでは，図１に示すように，軌道台１，２の端部には，保持器３の抜け防止用のストッパとなる頭部を備えた端部ねじ２３が軌道台１，２の端部に形成されたねじ孔に螺入されてそれぞれ固着されている。この有限直動案内ユニットは，図１〜図３に示すように，主として，一対の軌道台１，２の軌道溝１０間に形成される軌道路７に配設された複数の円筒ころである転動体１７を保持する板状の保持器３，軌道溝１０に形成された逃げ溝２０にそれぞれ設けられた互いに対向するラック４，対向するラック４にそれぞれ噛み合う歯部１４を備え且つ保持器３に回転自在に装着されたピニオン５，及び保持器３に形成された嵌着孔３０に嵌着され且つピニオン５をホルダ部３８に回転自在に保持するホルダ６を有している。また，図４〜図１１に示すように，種々の形状に形成されたラック４は，軌道台１，２の軌道溝１０に形成された逃げ溝２０に設けられている。
【００２３】
図２及び図３に示すように，ピニオン５は，円板部１３と円板部１３の両側面から突出するピニオン回転中心となる軸部３６とから構成されている。ピニオン５は，周方向に均一なピッチで隔置した複数の歯部１４と歯部１４間に歯溝を構成する凹部が形成された円板部１３と，円板部１３の回転中心となってホルダ部３８に回転自在に保持される軸部３６とを有している。ピニオン５は，例えば，従来のインボリュート曲線を基本にした歯形を有する歯車とは異なったタイプであり，半径を有する円板部１３の外周に隔置して先端部が半径の円形でなる歯部１４が形成されている。また，ピニオン５の歯部１４は，歯末部となる先端部の半径の中心は円板部１３の外周よりも突出した歯元部を有する形状に形成されている。また，円板部１３の中心には，円板部１３に直交する軸部３６が一体に設けられている。ピニオン５に形成されている歯部１４は，上記の歯形に形成されることによって，ラック４の歯部２２との噛み合い抵抗を小さくし，歯厚も厚く構成できるので，歯の強度が強く，剛性を大きく構成でき，歯元のたけも長くすることができるので，互いの噛み合いが外れることが少ない構造になる。
【００２４】
図３には，軌道台１，２の対向面１５，１６に配設される保持器組立体２５が示されている。保持器組立体２５は，円筒ころの転動体１７を保持して転動させる保持器３，保持器３に固着されたホルダ６，及びホルダ６に回転自在に取り付けられたピニオン５から構成されている。保持器３には，その中央部の嵌着孔３０にホルダ６の凸部３５が嵌着し，また，ホルダ６のホルダ部３８にピニオン５の軸部３６が回転自在に嵌合し，ホルダ６の嵌挿孔３３にピニオン５の円板部１３が嵌挿し，ピニオン５がホルダ６を介して保持器３に取り付けられている。ホルダ６は，ホルダ６のフランジ部１８に設けた複数のピン３４を保持器３のピン孔に嵌入した後に，ピン３４の端部を工具等でカシメ加工し，ピン３４によるかしめ部によってホルダ６が保持器３に固着されている。ピニオン５は，保持器３に固着されたホルダ６の嵌挿孔３３に，円板部１３を嵌挿すると共にホルダ部３８の貫通孔４０にピニオン５の軸部３６を押し込むことによって，ホルダ６を介して保持器３に回転自在に保持される。
【００２５】
図３に示すように，保持器３は，長手方向に延びる矩形状薄板から形成され，長手方向に沿って所定のピッチで形成された保持孔２７に嵌合した転動体１７を係止爪２６によってそれぞれ保持している。保持器３の中央部分には嵌着孔３０が形成され，嵌着孔３０にはホルダ６が嵌着されている。ホルダ６は，保持器３の嵌着孔３０に嵌合する凸部３５と，凸部３５の周囲にあって保持器３の壁面に当接して保持器３に固着されるフランジ部１８とを有している。ホルダ６には，ピニオン５が回転自在に保持されている。保持器３に保持された転動体１７は，断面が正方形状の円筒ころでなり，隣り合う転動体１７は，その回転中心が直交する状態に配設されている。保持器３は，中央部分に転動体１７が嵌入する保持孔２７よりも大きい嵌着孔３０が形成されている。嵌着孔３０は，例えば，保持器３の側面に平行な辺を持つ正方形等の矩形から角部を残した形状の八角形に形成されている。また，保持器３には，角部に相当する部分の四か所にピン３４が嵌合するピン孔が形成されている。
【００２６】
ホルダ６は，保持器３の嵌着孔３０に嵌合する凸部３５と，凸部３５の周囲にあって保持器３の壁面に当接して保持器３にピン３４で固着されるフランジ部１８とを有している。即ち，ホルダ６には，矩形板状の下面等の一側面に全体的に略八角形の凸部３５が形成され，凸部３５の中央部分にはピニオン５を回転自在に保持するホルダ部３８が形成されている。ホルダ部３８には，ピニオン５の軸部３６を回転自在に保持する貫通孔４０と，ピニオン５の歯部１４が回転自在に装着される長手方向に沿って矩形状の嵌挿孔３３とが形成され，貫通孔４０が嵌挿孔３３に直交して形成されている。ホルダ部３８は，嵌挿孔３３の長手方向の中央部両側に，嵌挿孔３３に直交するように形成されている。また，凸部３５と同一面側の四隅には，保持器３のピン孔に嵌合する凸状のピン３４が形成されている。
【００２７】
この有限直動案内ユニットは，特に，図４〜図１１に示すように，ラック４の種々の構成に特徴を有している。ラック４は，軌道台１，２の軌道溝１０に形成された逃げ溝２０にそれぞれ配置されている。ラック４は，特に，ピニオン５が噛み合うための予め決められた間隔に隔置して設けられた歯部２２，及び歯部２２の両側面で長手方向に連続して延び且つ少なくとも隣接する歯部２２を互いに連結する側壁部８から形成されていることを特徴としている。また，ラック４の側壁部８は，軌道台１，２の軌道溝１０に形成された逃げ溝２０の壁面に係止してラック４を軌道台１，２の逃げ溝２０内に固定することを特徴としている。ラック４は，図４と図５，図６と図７，図８と図９，又は図１０と図１１に示すように種々の形状に形成することができる。
【００２８】
まず，図４と図５を参照して，ラック４の第１実施例について説明する。軌道台１，２の逃げ溝２０の壁面９は，図４に示すように，横断面で見て深さ方向に末広がり形状に形成されている。第１実施例のラック４の側壁部８は，図４及び図５の（ａ）に示すように，逃げ溝２０の末広がり形状の壁面９に対応して補完的になる深さ方向に肉厚の扇形状の肉厚に形成されている。また，ラック４は，図５の（ａ）及び（ｂ）に示すように，歯部２２と側壁部８のみから一体構造に形成されている。この形状では，隣接する歯部２２は，その両側面に位置する側壁部８によって，ピニオン５に噛み合うための予め決められた所定の間隔に隔置した状態で連結されている。ラック４が軌道溝１０に形成されている逃げ溝２０に位置する状態では，側壁部８は逃げ溝２０からの抜け出しを防止する機能を果たすことになる。従って，図５の（ｂ）に示すラック４は，歯底部に肉厚が形成されなくてもラックの機能を果たすことができるようになっており，言い換えれば，歯部２２間の凹部２１の底が貫通した孔になっている場合もある。ラック４は，上記のように，逃げ溝２０の壁面９が末広がりの形状に構成されているので，軌道溝１０の軌道面１１，１２は，従来の有限直動案内ユニットと同様に確保されたものになっている。
【００２９】
また，ラック４は，上記の構成に限らず，図５の（ｃ）に示すように，歯部２２と側壁部８に加えて，極めて薄肉の歯底部１９が歯部２２と側壁部８とに一体構造に形成することもできる。この形状では，隣接する歯部２２は，側壁部８によって，場合によっては，歯底部１９も加わって歯部２２間の所定の間隔を安定して維持することができる。即ち，ラック４は，歯部２２，側壁部８，及び歯部２２と側壁部８とに一体構造に形成された薄肉の歯底部１９から形成されており，歯底部１９自体は歯部２２同志を連結する強度を持たなくても，歯部２２同志は側壁部８によって連結されるので，歯部２２を連結する強度には問題がないものである。また，ピニオン５は，先に出願した前掲の特願２００１−２１６２３５号に開示したものを使用することができる。
【００３０】
次に，図６と図７を参照して，ラック４の第２実施例について説明する。第２実施例のラック４を配設する逃げ溝２０の奥は矩形状に幅広になっており，更に，一側の壁面９Ｌが他側の壁面９Ｓよりも幅広に形成されている。それに伴って，ラック４は一方の側壁部８Ｌが他方の側壁部８Ｓよりも幅広に肉厚な形状に形成されている。即ち，図７の（ａ）と（ｂ）に示すラック４の一方の側壁部８Ｌは他方の側壁部８Ｓよりも幅広に肉厚な形状に形成されている。軌道台１，２の逃げ溝２０の壁面９Ｌ，９Ｓは，図６に示すように，横断面で見て溝入口に比較して溝奥が幅広の矩形形状即ち断面四角形状に形成され，逃げ溝２０の両側で同一又は異なった幅に形成されている。ラック４は，その側壁部８Ｌ，８Ｓは，逃げ溝２０の壁面９Ｌ，９Ｓに対応して補完的な矩形形状の肉厚に形成されている。即ち，逃げ溝２０の壁面９Ｌは，大きな断面四角形状を持つ幅広に形成され，ラック４の側壁部８Ｌは逃げ溝２０の壁面９Ｌに対応して大きな断面四角形状を持つ幅広に形成されている。また，逃げ溝２０の壁面９Ｓは，小さな断面四角形状を持つ幅広に形成され，ラック４の側壁部８Ｓは逃げ溝２０の壁面９Ｓに対応して小さな断面四角形状を持つ幅広に形成されている。また，ラック４は，図７（ｂ）に示すように，歯部２２と側壁部８Ｌ，８Ｓのみから一体構造に形成されている。或いは，ラック４は，上記の構成に限らず，図７の（ｃ）に示すように，歯部２２と側壁部８Ｌ，８Ｓに加えて，極めて薄肉の歯底部１９が歯部２２と側壁部８Ｌ，８Ｓとに一体構造に形成することもできる。更に，図６と図７に示すラック４の機能及び歯底部１９の機能は，図４と図５に示すものと同様であるので，その説明は省略する。
【００３１】
次に，図８と図９を参照して，ラック４の第３実施例について説明する。第３実施例のラック４を配設する逃げ溝２０の壁面９Ａは，図８に示すように，横断面で見て溝入口に比較して溝奥が幅広の凹曲面状に形成されている。それに伴って，ラック４の側壁部８Ａは，逃げ溝２０の壁面９Ａに対応して補完的になる凸曲面形状即ち円弧形状の肉厚になるように形成されている。従って，ラック４の歯部２２は，深さ方向に全長にわたって側壁部８Ａによって互いに確実に安定して連結されている。即ち，ラック４は，図８及び図９の（ａ）と（ｂ）に示すように，側壁部８Ａが中央部が逃げ溝２０の壁面９Ａに対応して歯部２２の全深さに延びて中央部が肉厚に形成されている。ラック４は，図９の（ａ）と（ｂ）に示すように，歯部２２と側壁部８Ａ，８Ａのみから一体構造に形成されている。或いは，ラック４は，上記の構成に限らず，図９の（ｃ）に示すように，歯部２２と側壁部８Ａに加えて，極めて薄肉の歯底部１９が歯部２２と側壁部８Ａとに一体構造に形成することもできる。更に，図８と図９に示すラック４の機能及び歯底部１９の機能は，図４と図５に示すものと同様であるので，その説明は省略する。
【００３２】
次に，図１０と図１１を参照して，ラック４の第４実施例について説明する。第４実施例のラック４を配設する逃げ溝２０は，図１０に示すように，深さ方向の奥即ち底のみが凹曲面状に幅広の壁面９Ｂに形成されている。それに伴って，ラック４には，歯部２２の深さ方向の下部のみに延びて中央部が肉厚になるように，凸曲面状即ち円弧状に幅広の側壁部８Ｂが形成されている。即ち，軌道台１，２の逃げ溝２０の壁面９Ｂは，図１０に示すように，横断面で見て溝底部のみが溝幅が幅広になる凹み形状に形成されている。また，ラック４の側壁部８Ｂは，図１０と図１１の（ａ）と（ｂ）に示すように，逃げ溝２０の壁面９Ｂに対応して歯部２２の底部のみが補完的になる凸形状の肉厚に形成されている。或いは，ラック４は，上記の構成に限らず，図１１の（ｃ）に示すように，歯部２２と側壁部８Ｂに加えて，極めて薄肉の歯底部１９が歯部２２と側壁部８Ｂとに一体構造に形成することもできる。また，図１０と図１１に示すラック４の機能及び歯底部１９の機能は，図４と図５に示すものと同様であるので，その説明は省略する。なお，ラック４の歯部２２の先端形状は先の実施例に適用できることは勿論である。
【００３３】
この有限直動案内ユニットでは，ラック４は，適宜な材料で形成することができるが，小形な直動案内ユニットでは樹脂製の材料で十分である。また，ラック４は，樹脂材料の他に，低温溶融金属で形成することもできる。ラック４の作製は，図１２，図１３及び図１４に示すように，例えば，軌道台１，２の逃げ溝２０に充填された樹脂又は低温溶融金属を切削加工して形成されている。即ち，軌道台１，２の逃げ溝２０にラック形成の材料，例えば，樹指，低温溶融金属等の材料を流し込んで，その後，エンドミル，ドリル等によって切削加工してラック４を軌道溝１０の逃げ溝２０に形成するものである。このラック形成方法では，逃げ溝２０には，ラック４の側壁部８Ｘの肉厚部が残され，それによって，側壁部８Ｘの肉厚部が逃げ溝２０の壁面９Ｘに接して形成されることになり，また，薄肉の歯底部が形成される場合もあるが，歯部２２間には歯底部の一部が貫通した形状に形成されることもある。また，図１４のラック４の平面図に示すように，歯部２２間は丸穴状に凹部３９に形成され，また，ラック４の歯部２２の先端角部は凸状アール部３２に形成されている。図１２，図１３及び図１４に示す実施例では，ピニオン５は，上記のピニオンとは形状を異にし，先端部３７が丸捧状に突出し先端球面状に形成された形状になっている。
【００３４】
また，図４〜図１４に示されるラック４の逃げ溝２０への配設は，ラック４を逃げ溝２０に側壁部８，８Ｌ，８Ｓ，８Ａ，８Ｂ，８Ｘが嵌合して嵌着することによって固定することができるが，場合によっては，ラック４を逃げ溝２０の壁面９，９Ｌ，９Ｓ，９Ａ，９Ｂ，９Ｘに接着剤で接着してもよいことは勿論である。それによって，ラック４の側壁部８，８Ｌ，８Ｓ，８Ａ，８Ｂ，８Ｘは，軌道台１，２の逃げ溝２０の壁面９，９Ｌ，９Ｓ，９Ａ，９Ｂ，９Ｘに接して形成されることになる。
【００３５】
【発明の効果】
この発明による有限直動案内ユニットは，上記のように，ラックの歯部が少なくとも側壁部によって互いに連結されて長手方向に連続して延びるように形成され，ラックの深さ方向の長さを短く構成することができ，軌道台における軌道溝に形成された転動体の逃げ溝が取付けねじ孔に干渉しないように浅く形成されていたとしても，ラックを逃げ溝，即ち逃げ溝内に適性に且つ強固に配設することができる。また，ラックの歯部は，歯底部がほとんど肉厚を有していなかったとしても側壁部によって強固に連結保持することができ，ラックとしての機能を果たすことができる。また，この有限直動案内ユニットは，上記のようなラックに形成されているので，半導体製造装置，精密機械等の小形の機器に適用して好ましいものであり，保持器に嵌着孔を形成するだけで，ラックとピニオンから成る保持器ずれ防止機構を簡単に且つ正確に設けることができ，小形なものにも適用でき，軌道台に取り付けるテーブル等の移動体を確実に高精度に直動移動させることができ，テーブル等の移動体の高速移動や高加減速移動に対応でき，装置そのものをコンパクトに構成でき，しかも低摺動抵抗等の性能を発揮させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明による有限直動案内ユニットの一実施例を示す正面図である。
【図２】  図ｌの有限直動案内ユニットにおけるラックとピニオンとの噛み合いを示し，図１のＡ−Ａ断面における断面図である。
【図３】  図ｌの有限直動案内ユニットに組み込まれる保持器に転動体とピニオンとを組み込んだ組立体を示す平面図である。
【図４】  図ｌの有限直動案内ユニットにおける一方の軌道台の第１実施例を示し，図１のＢ−Ｂ断面における断面図である。
【図５】  図４の軌道台における軌道溝の逃げ溝に配置されるラックの第１実施例を示し，（ａ）はラックの平面図，（ｂ）は歯底部を備えていないラックの正面図，及び（ｃ）は歯底部を備えているラックの正面図である。
【図６】  図ｌの有限直動案内ユニットにおける一方の軌道台の第２実施例を示し，図１のＢ−Ｂ断面に対応する領域の断面図である。
【図７】  図６の軌道台における軌道溝の逃げ溝に配置されるラックの第２実施例を示し，（ａ）はラックの平面図，（ｂ）は歯底部を備えていないラックの正面図，及び（ｃ）は歯底部を備えているラックの正面図である。
【図８】  図ｌの有限直動案内ユニットにおける一方の軌道台の第３実施例を示し，図１のＢ−Ｂ断面に対応する領域の断面図である。
【図９】  図８の軌道台における軌道溝の逃げ溝に配置されるラックの第３実施例を示し，（ａ）はラックの平面図，（ｂ）は歯底部を備えていないラックの正面図，及び（ｃ）は歯底部を備えているラックの正面図である。
【図１０】  図ｌの有限直動案内ユニットにおける一方の軌道台の第４実施例を示し，図１のＢ−Ｂ断面に対応する領域の断面図である。
【図１１】  図１０の軌道台における軌道溝の逃げ溝に配置されるラックの第４実施例を示し，（ａ）はラックの平面図，（ｂ）は歯底部を備えていないラックの正面図，及び（ｃ）は歯底部を備えているラックの正面図である。
【図１２】  図ｌの有限直動案内ユニットにおける一方の軌道台にピニオンが配置された状態を示し，図１のＡ−Ａ断面に対応する領域の断面図である。
【図１３】  図ｌ２の有限直動案内ユニットにおける一対の軌道台に設けたラックとピニオンとの噛み合い状態を示す説明図である。
【図１４】  図ｌ３の有限直動案内ユニットにおけるラックを示す平面図である。
【図１５】  従来の有限直動案内ユニットにおけるラックを示す側面図である。
【符号の説明】
１，２  軌道台
３    保持器
４    ラック
５    ピニオン
６    ホルダ
７    軌道路
８，８Ｌ，８Ｓ，８Ａ，８Ｂ，８Ｘ  ラックの側壁部
９，９Ｌ，９Ｓ，９Ａ，９Ｂ，９Ｘ  逃げ溝の壁面
１０  軌道溝
１１，１２  軌道面
１５，１６  対向面
１７  転動体
１９  歯底部
２０  逃げ溝
２１  凹部
２２  歯部
２４  取付ねじ孔
３２  凸状アール部
３９  穴部
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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