特開 2023-182013 リニアガイド

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023182013

(43)【公開日】2023-12-26

(54)【発明の名称】リニアガイド

(51)【国際特許分類】

   F16C 29/06 20060101AFI20231219BHJP

【ＦＩ】

F16C29/06

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022095361

(22)【出願日】2022-06-14

(71)【出願人】

【識別番号】390029805

【氏名又は名称】ＴＨＫ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100112140

【弁理士】

【氏名又は名称】塩島 利之

(74)【代理人】

【識別番号】100119297

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 正男

(72)【発明者】

【氏名】星野 京延

(72)【発明者】

【氏名】福永 正人

(72)【発明者】

【氏名】水戸 幸治

(72)【発明者】

【氏名】澤田 雅也

(72)【発明者】

【氏名】青山 陽一

(72)【発明者】

【氏名】下土 敬由

【テーマコード（参考）】

3J104

【Ｆターム（参考）】

3J104AA02

3J104AA23

3J104AA34

3J104AA63

3J104AA69

3J104AA74

3J104AA76

3J104DA16

3J104EA01

3J104EA07

(57)【要約】

【課題】リニアガイドを用いて小型のステージを製造すること。
【解決手段】本発明のリニアガイド１は、単一のレール３と、レール３に対して相対移動可能な単一のブロック４と、レール３又はブロック４の一方に回転可能に取り付けられる送りねじ軸５と、レール３又はブロック４の他方に設けられ、送りねじ軸５に螺合する雌ねじを有するトルク発生部材７と、を備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

単一のレールと、
前記レールに対して相対移動可能な単一のブロックと、
前記レール又は前記ブロックの一方に回転可能に取り付けられる送りねじ軸と、
前記レール又は前記ブロックの他方に設けられ、前記送りねじ軸に螺合する雌ねじを有するトルク発生部材と、を備えるリニアガイド。

【請求項2】

前記レールに転動体を介して前記ブロックが組み付けられ、
前記レールの左右の側面に転動体転走部が形成され、
前記ブロックは、前記レールの上面に対向するウェブ部と、前記レールの左右の側面に対向し、転動体転走部が形成される左右の袖部と、を有することを特徴とする請求項１に記載のリニアガイド。

【請求項3】

前記トルク発生部材は、前記ブロックに固定される保持部材に保持され、
前記レールには、前記保持部材との干渉を避けるための第１切欠き部が形成されると共に、前記送りねじ軸が入り、前記保持部材が入ることができず、前記第１切欠き部よりも幅が狭い第２切欠き部が形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載のリニアガイド。

【請求項4】

前記トルク発生部材は、前記ブロックに固定され、前記送りねじ軸に螺合する雌ねじを有する保持部材に保持され、
前記送りねじ軸を用いて、前記トルク発生部材の通し穴に前記雌ねじを加工することを特徴とする請求項１又は２に記載のリニアガイド。

【請求項5】

前記保持部材には、前記トルク発生部材の一方側に前記雌ねじが形成され、前記トルク発生部材の他方側に前記送りねじ軸が入る通し穴が形成されることを特徴とする請求項４に記載のリニアガイド。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、センサ、光学機器、電子機器、精密機器等の位置調節に用いられるリニアガイドに関する。

【背景技術】

【0002】

センサ等の位置調節に送りねじを使用したステージが用いられる（特許文献１参照）。ステージは、土台に取り付けられる固定部品と、センサ等に取り付けられる摺動部品と、を備える。摺動部品には、あり溝が形成される。固定部品には、摺動部品のあり溝に嵌まるありが形成される。摺動部品は、固定部品に対して摺動可能である。

【0003】

固定部品には、送りねじ軸が回転可能に設けられる。摺動部品には、送りねじ軸に螺合する雌ねじ筒が設けられる。送りねじ軸に取り付けられたハンドルを回転させると、固定部品に対して摺動部品が送りねじ軸の軸方向に移動する。このため、摺動部品に取り付けられたセンサ等の位置調節を行うことができる。

【0004】

固定部品には、摺動固定ねじが螺合する。摺動部品の位置調節が終わった後、摺動固定ねじを固定部品にねじ込むと、摺動部品のあり溝の壁部が固定部品のありに向かって倒れて、固定部品のありを押す。このため、位置調節後の摺動部品の位置を固定することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第４５１２１６６号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかし、従来のステージにおいては、位置調節後に摺動固定ねじを操作する必要がある。この操作に手間がかかるし、この操作により摺動部品の微小な位置ずれが生じていた。また、摺動部品の位置を固定するための構造が複雑なので、ステージを小型化しにくかった。

【0007】

本発明は、上記の課題を鑑みてなされたものであり、リニアガイドを用いて小型のステージを製造することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するために、本発明の一態様は、単一のレールと、前記レールに対して相対移動可能な単一のブロックと、前記レール又は前記ブロックの一方に回転可能に取り付けられる送りねじ軸と、前記レール又は前記ブロックの他方に設けられ、前記送りねじ軸に螺合する雌ねじを有するトルク発生部材と、を備えるリニアガイドである。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、リニアガイドを用いて小型のステージを製造することができる。また、トルク発生部材によって位置調節後のブロックの位置を固定できるので、ブロックの位置を固定するための摺動固定ねじ等も不要になる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の第１の実施形態のリニアガイドの斜視図である。

【図2】上記第１の実施形態のリニアガイドの分解斜視図である。

【図3】上記第１の実施形態のリニアガイドの送りねじ軸に沿った断面図である。

【図4】上記第１の実施形態のリニアガイドの循環路の断面図である。

【図5】上記第１の実施形態のリニアガイドを直角に重ねたＸ－Ｙステージの斜視図である。

【図6】本発明の第２の実施形態のリニアガイドの斜視図である。

【図7】上記第２の実施形態のリニアガイドの分解斜視図である。

【図8】上記第２の実施形態のリニアガイドの送りねじ軸に沿った断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、添付図面に基づいて、本発明のリニアガイドを詳細に説明する。ただし、本発明のリニアガイドは種々の形態で具体化することができ、本明細書に記載される実施形態に限定されるものではない。本実施形態は、明細書の開示を十分にすることによって、当業者が発明を理解できるようにする意図をもって提供されるものである。
（第１の実施形態）

【0012】

図１は本発明の第１の実施形態のリニアガイド１の斜視図、図２はリニアガイド１の分解斜視図、図３は送りねじ軸５に沿ったリニアガイド１の断面図、図４はリニアガイド１の循環路の断面図を示す。

【0013】

図１及び図２に示すように、リニアガイド１は、単一のレール３と、単一のブロック４と、レール３に回転可能に取り付けられる送りねじ軸５と、ブロック４に設けられるトルク発生部材７と、を備える。レール３とブロック４には、製品として販売されている既存のリニアガイドのものを用いることができる。

【0014】

なお、以下では説明の便宜上、水平面に配置したリニアガイド１をレール３の長さ方向から見た方向、すなわち図１、図２の前後、左右、上下の各方向を用いて、各部の構成を説明する。もちろん、リニアガイド１の配置はこれに限られるものではない。

【0015】

図２に示すように、レール３は、直線的に延びる。レール３には、送りねじ軸５が回転可能に取り付けられる。レール３の延びる方向と送りねじ軸５の軸方向は同一である。

【0016】

レール３は、上面、左右一対の側面を有する。レール３の上面には、ボルト等の締結部材（図示せず）を用いてレール３を土台に締結するための取付穴９が形成される。レール３の左右の側面には、転動体転走部３ａが形成される。レール３には、ボール等の転動体１０（図４参照）を介してブロック４が相対移動可能に組み付けられる。ブロック４の相対移動に伴い、転動体１０がレール３の転動体転走部３ａを転走する（図４参照）。

【0017】

図２に示すように、レール３の一端部には、ボルト等の締結部材１１を用いて支持板１２が固定される。支持板１２には、送りねじ軸５が通る通し穴１２ａが形成される。送りねじ軸５には、ナット１３が螺合する。送りねじ軸５の頭部（操作部５ａ）とナット１３との間でワッシャ１４を介して支持板１２を挟むことで、送りねじ軸５が支持板１２に回転可能に支持される。送りねじ軸５は、その一端部のみが片持ち支持されていて、その両端部が両持ち支持されてはいない。

【0018】

送りねじ軸５は、頭部（操作部５ａ）と、雄ねじ５ｂと、を備える。操作部５ａには、六角レンチやドライバが係合する。送りねじ軸５は、手動により回転させることができる。

【0019】

レール３には、保持部材６との干渉を避けるための第１切欠き部１５が形成される。また、レール３には、送りねじ軸５が入る第２切欠き部１６が形成される。第１切欠き部１５は、底のない貫通穴状である（図３参照）。第２切欠き部１６は、底のある溝状である（図３参照）。第２切欠き部１６は、第１切欠き部１５の軸方向の両端に形成される。第１切欠き部１５と第２切欠き部１６により、送りねじ軸５はレール３に接触していない。第２切欠き部１６の幅は、第１切欠き部１５の幅よりも狭く、保持部材６は第２切欠き部１６に入ることができない。

【0020】

図１に示すように、ブロック４は、レール３に相対移動可能に組み付けられる。ブロック４は、レール３の上面に対向するウェブ部４－１と、レール３の左右の側面に対向する左右の袖部４－２と、を有する。左右の袖部４－２に、転動体転走部２１ａ（図４参照）が形成される。

【0021】

図２に示すように、ブロック４は、ブロック本体２１と、ブロック本体２１の前後方向の両端部に取り付けられる一対の蓋部材２２と、を備える。図４に示すように、ブロック本体２１には、転動体転走部２１ａが形成されると共に、転動体転走部２１ａと平行に戻し路Ｂが形成される。ブロック本体２１の転動体転走部２１ａとレール３の転動体転走部３ａとの間に負荷路Ａが形成される。蓋部材２２には、負荷路Ａと戻し路Ｂに接続される略Ｕ字状のターン路Ｃが形成される。負荷路Ａ、戻し路Ｂ、ターン路Ｃによって循環路が構成される。循環路には、複数の転動体１０が循環可能に配置される。

【0022】

図２に示すように、ブロック４には、保持部材６が固定される。保持部材６には、トルク発生部材７が保持される。保持部材６の上面には、ボルト等の締結部材２４に螺合するねじ穴２５が形成される。ブロック４には、ブロック４に保持部材６を締結するための取付穴４ａが形成される。

【0023】

保持部材６は、略円筒状であると共に、左右の側面６ａが平坦に形成される。これにより。保持部材６が入るレール３の第１切欠き部１５の幅を狭くして、レール３の強度を確保することができる。図３に示すように、ブロック４の下面には、インローにより保持部材６を位置合わせするための凹部４ｂが形成される。なお、位置決めピン等により保持部材６をブロック４に位置合わせしてもよい。

【0024】

図２に示すように、保持部材６には、送りねじ軸５の軸方向と直交する方向に延びる収容穴６ｂが形成される。収容穴６ｂは、断面円形であり、保持部材６を上下方向に貫通する。収容穴６ｂには、略円柱状のトルク発生部材７が収容される。

【0025】

図３に示すように、保持部材６には、トルク発生部材７の一方側に送りねじ軸５に螺合する雌ねじ６ｃが形成される。また、保持部材６には、トルク発生部材７の他方側に送りねじ軸５が入る通し穴６ｄが形成される。通し穴６ｄの内面は円筒状であり、内径は送りねじ軸５の外径よりも大きい。

【0026】

保持部材６の収容穴６ｂには、トルク発生部材７が収容される。トルク発生部材７は、樹脂製である。トルク発生部材７は、保持部材６の収容穴６ｂに挿入されるだけでもよいし、接着剤を用いて収容穴６ｂに固定されてもよい。

【0027】

図２に示すように、リニアガイド１の組み立て前には、トルク発生部材７には、送りねじ軸５の軸方向に延びる通し穴７ａが形成されている。通し穴７ａの内面は円筒状であり、雌ねじが形成されていない。通し穴７ａの内径は、送りねじ軸５のねじ山の外径よりも小さく、好ましくは送りねじ軸５の谷底の径よりも小さい。

【0028】

図３に示すように、リニアガイド１の組立て時に、保持部材６の雌ねじ６ｃに螺合する送りねじ軸５を用いて、トルク発生部材７の通し穴７ａの内面に雌ねじ７ｂを加工（例えば転造）する。すなわち、送りねじ軸５を回転させることによって、送りねじ軸５をトルク発生部材７の通し穴７ａにねじ込み、通し穴７ａの内面に雌ねじ７ｂを加工する。

【0029】

トルク発生部材７の雌ねじ７ｂは、送りねじ軸５のねじ山の両側のフランクに隙間なく密着する。このため、リニアガイド１の軸方向のガタを除去することができる。また。送りねじ軸５を回転させようとすると、トルク発生部材７によって送りねじ軸５の回転に抵抗するトルクが発生する。このため、位置調節後のブロック４の位置を固定することができる。

【0030】

図２に示すように、ブロック４の上面には、レール３の取付穴９に挿入される締結部材（図示せず）が通る通し穴４ｃが形成される。ブロック４の通し穴４ｃは、レール３の取付穴９と同一のピッチで形成される。また、ブロック４の上面には、センサ等の搭載物を固定するためのねじ穴４ｄ，４ｅが形成される。図５に示すように、ねじ穴４ｅは、リニアガイド１の上に別のリニアガイド１を直角に重ねて、Ｘ－Ｙステージ１，１を製造するためにも使用することができる。このねじ穴４ｅのピッチは、レール３の取付穴９のピッチと等しい。

【0031】

以上に本実施形態のリニアガイド１の構成を説明した。本実施形態のリニアガイド１によれば以下の効果を奏する。

【0032】

リニアガイド１を用いて小型のステージを製造することができる。トルク発生部材７によって位置調節後のブロック４の位置を固定できるので、ブロック４の位置を固定するための摺動固定ねじ等も不要になる。

【0033】

ブロック４を断面コ字状に形成し、ブロック４の左右の袖部４－２に転動体転走部２１ａを形成するので、リニアガイド１の案内精度と剛性を高めることができる。

【0034】

レール３に保持部材６が入る第１切欠き部１５を形成すると共に、第１切欠き部１５よりも幅が狭く、送りねじ軸５が入る第２切欠き部１６を形成するので、切欠き部１５，１６によってレール３の剛性が低下するのを抑えることができる。

【0035】

ブロック４に保持部材６を固定し、保持部材６にトルク発生部材７を保持させるので、ブロック４の高さ方向の寸法が小さくても、ブロック４にトルク発生部材７を設けることができる。

【0036】

保持部材６に送りねじ軸５に螺合する雌ねじ６ｃを形成するので、送りねじ軸５を用いてトルク発生部材７の通し穴７ａに雌ねじ７ｂを加工することができる。

【0037】

保持部材６の、トルク発生部材７の一方側に雌ねじ６ｃを形成し、トルク発生部材７の他方側に通し穴６ｄを形成するので、トルク発生部材７に雌ねじ７ｂを高精度に形成することができる。

【0038】

レール３に取付穴９を形成し、ブロック４に締結部材を通す通し穴４ｃを形成するので、ブロック４のストロークが小さくても（すなわちレール３の上面に取付穴９が露出しなくても）、レール３を土台に取り付けることができる。

【0039】

なお、本発明は上記実施形態に具現化されるのに限られることはなく、本発明の要旨を変更しない範囲で他の実施形態に具現化できる。

【0040】

上記実施形態では、転動体としてボールを用いているが、ローラを用いることもできる。

【0041】

上記実施形態では、転動体の循環方式が無限循環であるが、有限循環にすることもできる。

【0042】

上記実施形態では、案内方式が転がり案内であるが、すべり案内にすることもできる。
（第２の実施形態）

【0043】

図６ないし図８は、本発明の第２の実施形態のリニアガイド３１を示す。図６はリニアガイド３１の斜視図、図７はリニアガイド３１の分解斜視図、図８は送りねじ軸５に沿ったリニアガイド３１の断面図である。

【0044】

図７に示すように、第２の実施形態のリニアガイド３１も第１の実施形態のリニアガイド１と同様に、単一のレール３３と、単一のブロック３４と、送りねじ軸５と、トルク発生部材７と、を備える。

【0045】

第１の実施形態のリニアガイド１では、送りねじ軸５がレール３に回転可能に取り付けられるのに対し、第２の実施形態のリニアガイド３１では、送りねじ軸５がブロック３４に回転可能に取り付けられる。また、第１の実施形態のリニアガイド１では、トルク発生部材７がブロック４に設けられるのに対し、第２の実施形態のリニアガイド３１では、トルク発生部材７がレール３３に設けられる。

【0046】

レール３３の基本構成は、第１の実施形態のレール３と略同一である。すなわち、図７に示すように、レール３３の左右の側面には、転動体転走部３３ａが形成される。レール３３には、ボール等の転動体１０を介してブロック３４が相対移動可能に組み付けられる。レール３３の上面には、レール３３を土台に取り付けるための取付穴３５が形成される。

【0047】

レール３３には、トルク発生部材７が収容される収容穴３３ｂが形成される。この収容穴３３ｂは、送りねじ軸５の軸方向と直交する方向に延びる。図８に示すように、レール３３には、トルク発生部材７の一方側に送りねじ軸５に螺合する雌ねじ３３ｃが形成され、トルク発生部材７の他方側に送りねじ軸５が入る通し穴３３ｄが形成される。図７に示すように、レール３３の一端部には、ブロック３４と一緒に移動する支持板３７との干渉を避けるための切欠き部３３ｅが形成される。

【0048】

トルク発生部材７の構成は、第１の実施形態のトルク発生部材７と略同一である。送りねじ軸５の構成も第１の実施形態の送りねじ軸５と略同一である。図８に示すように、リニアガイド３１の組立て時に、レール３３の雌ねじ３３ｃに螺合する送りねじ軸５を用いて、トルク発生部材７の通し穴７ａ（図７参照）の内面に雌ねじ７ｂを形成する。

【0049】

図６に示すように、ブロック３４の基本構成は、第１の実施形態のブロック４と略同一である。すなわち、ブロック３４は、レール３３の上面に対向するウェブ部３４－１と、レール３３の左右の側面に対向する左右の袖部３４－２と、を有する。左右の袖部３４－２には、レール３３の転動体転走部３３ａに対向する転動体転走部が形成される。

【0050】

図７に示すように、ブロック３４の一端部には、ボルト等の締結部材３８を用いて支持板３７が固定される。支持板３７には、送りねじ軸５が回転可能に支持される。ナット１３、ワッシャ１４の構成は、第１の実施形態と略同一である。また、ブロック３４の上面に形成されるねじ穴３４ｅ，３４ｄ、通し穴３４ｃの構成も、第１の実施形態と略同一である。

【0051】

図８に示すように、送りねじ軸５を回転させると、送りねじ軸５がレール３３に対して軸方向に移動し、送りねじ軸５と一緒にブロック３４が軸方向に移動する。送りねじ軸５の回転を停止すると、トルク発生部材７によってブロック３４の位置が固定される。

【0052】

第２の実施形態のリニアガイド３１によれば、以下の効果を奏する。
リニアガイド３１を用いて小型のステージを製造することができる。トルク発生部材７によって位置調節後のブロック３４の位置を固定できるので、ブロック３４の位置を固定するための摺動固定ねじ等も不要になる。

【0053】

ブロック３４を断面コ字状に形成し、ブロック３４の左右の袖部３４－２に転動体転走部を形成するので、リニアガイド３１の案内精度と剛性を高めることができる。

【0054】

レール３３の、トルク発生部材７の一方側に雌ねじ３３ｃを形成し、トルク発生部材７の他方側に通し穴３３ｄを形成するので、トルク発生部材７に雌ねじ３３ｃを高精度に形成することができる。

【符号の説明】

【0055】

１…リニアガイド、３…レール、３ａ…転動体転走部、４…ブロック、４－１…ブロックのウェブ部、４－２…ブロックの袖部、４ｃ…ブロックの通し穴、５…送りねじ軸、６…保持部材、６ｃ…保持部材の雌ねじ、６ｄ…保持部材の通し穴、７…トルク発生部材、７ａ…トルク発生部材の通し穴、７ｂ…トルク発生部材の雌ねじ、９…レールの取付穴、１０…転動体、１５…レールの第１切欠き部、１６…レールの第２切欠き部、２１ａ…ブロックの転動体転走部、３１…リニアガイド、３３…レール、３３ａ…レールの転動体転走部、３３ｃ…レールの雌ねじ、３３ｄ…レールの通し穴、３４…ブロック、３４－１…ブロックのウェブ部、３４－２…ブロックの袖部、３５…レールの取付穴

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】