JP4361169B2

JP4361169B2 - 滑り案内ユニット

Info

Publication number: JP4361169B2
Application number: JP17742199A
Authority: JP
Inventors: 英一道岡; 薫星出
Original assignee: THK Co Ltd
Current assignee: THK Co Ltd
Priority date: 1999-06-23
Filing date: 1999-06-23
Publication date: 2009-11-11
Anticipated expiration: 2019-06-23
Also published as: DE10030140A1; US6315451B1; JP2001004006A; KR100642566B1; TW426792B; DE10030140B4; KR20010066858A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体検査装置等に使用され、スライダに搭載された例えばテーブル等の可動体を軌道レールに沿って直線的に案内する滑り案内ユニットに係り、詳細には、上記スライダを直線的に駆動するためのスクリュー軸が該スライダに対してこれを貫通するように螺合したタイプの滑り案内ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の滑り案内ユニットとしては、特開平９−２７３５５０号公報に開示されるものが知られている。この滑り案内ユニットは、凹溝を有してチャネル状に形成されると共に長手方向に沿って滑り案内面が形成された軌道レールと、この軌道レールの長手方向に沿って上記凹溝内に配設されたスクリュー軸と、上記軌道レールの滑り案内面に当接する摺接部材を備えると共に上記スクリュー軸と螺合するナット部材を備えたスライダとから構成されており、かかるスクリュー軸をモータ等によって回転駆動すると、その回転量に応じて上記スライダが軌道レールの凹溝内を移動し、かかるスライダに搭載したテーブル等の可動体を所定のストロークで往復案内し得るように構成されている。
【０００３】
上記スライダは摺接部材と軌道レールの滑り案内面との滑り接触によって移動を支承されており、かかる摺接部材は耐摩耗性に優れた材料、例えば炭素繊維含有樹脂、セラミック、焼結合金等から形成されている。この摺接部材は軌道レール側の滑り案内面と対向する位置でスライダに接着固定されており、また、かかる摺接部材を炭素繊維分散樹脂や金属粉分散樹脂等の樹脂材料から成形する場合には、これを射出成形によってスライダに肉付けしてもよいことが同公報中に示唆されている。
【０００４】
一方、上記スクリュー軸の回転運動をスライダの直線運動に変換するナット部材には、かかるスクリュー軸の雄ねじと滑り接触する雌ねじが形成されており、かかるナット部材も耐摩耗性、耐荷重性に優れた材料から形成されている。そして、このナット部材はスライダに穿設された貫通穴に対して接着により固定されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このように構成される滑り案内ユニットにおいては、スクリュー軸に螺合したナット部材からスライダに対して軌道レールに沿った推進力が与えられる一方、摺動パッドの軌道レールとの摺接によってスライダの自在な往復運動が支承されることから、上記ナット部材及び摺接部材はスライダから脱落することがないよう、強固にスライダに固定されている必要がある。
【０００６】
しかし、前述した特開平９−２７３５５０号公報の滑り案内ユニットでは、かかるナット部材及び摺接部材をスライダに対して接着により固定したのみであり、スライダの運動方向を急激に逆転させた場合等には、ナット部材及び摺接部材に対してスライダの移動方向に沿った大きな力が作用するので、これらナット部材等がスライダから脱落してしまう懸念がある。
【０００７】
このような力に抗してナット部材及び摺接部材をスライダに固定するためには、かかるスライダの移動方向の前後両端面に対してボルト等で一対の蓋体を固定し、これら蓋体でナット部材及び摺接部材をスライダに対して抑え込むように構成すれば良いのだが、これら蓋体を設けた場合にはスライダの組立に手間がかかる他、部品点数も増加し、生産コストが嵩むといった問題点があった。また、スライダの移動方向の前後両端面に蓋体を固定した場合、その分だけスライダの全長が長くなってしまい、往復運動におけるスライダのストローク量に対して、ユニットそれ自体が大型化してしまうといった問題点もあった。
【０００８】
本発明はこのような問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、スライダに推力を与えるナット部材、スライダの軌道レールに対する運動を支承する摺接部材の双方を該スライダに対して強固に固定することができると共に、部品点数を増加させることなく簡易に且つ安価に生産することが可能な滑り案内ユニットを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の滑り案内ユニットは、長手方向に沿って滑り案内面が形成された軌道レールと、この軌道レールと平行に配設されると共に螺旋状の滑りねじ溝が外周面に形成されたスクリュー軸と、上記軌道レールの滑り案内面に当接する摺接部材を備えると共に上記スクリュー軸と螺合するナット部を備え、上記スクリュー軸の回転に応じて可動体を上記軌道レールに沿って案内するスライダとから構成される滑り案内ユニットを前提とし、上記スライダが、可動体の取付面を備えた金属製のコアブロックと、成型によって上記コアブロックの周囲に肉付けされた樹脂部とから構成されると共に、上記摺接部材及びナット部がこの樹脂部によって一体的に成型されていることを特徴とするものである。
【００１０】
このような技術的手段によれば、上記スライダは金属製のコアブロックの周囲に樹脂部を成型することによって製作されており、軌道レールに当接する摺接部材及びスクリュー軸に螺合するナット部は上記樹脂部によって一体的に成型されているので、これらナット部及び摺接部材はスライダと強固に一体化されており、スライダの移動方向が急激に逆転するような場合であっても、これらナット部及び摺接部材がスライダから脱落することがない。また、コアブロックを金型内にインサートした射出成形によって、上記摺接部材及びナット部を同時にスライダに具備させることができるので、スライダの製作に必要な工数が軽減される他、部品点数も減少し、安価にこれを生産することができる。
【００１１】
ここで、上記樹脂部と摺接部材とを更に強固にスライダと一体化させるという観点からすれば、スライダの移動方向の前後左右を包み込むようにして上記樹脂部をコアブロックに肉付けするのが好ましい。このように構成すれば、スライダの移動方向に関してはコアブロックを樹脂部から分離不能であり、かかる樹脂部によって成型された摺接部材及びナット部をスライダと確実に一体化することができる。
【００１２】
また、スライダの軌道レールに対するガタつき、往復運動時におけるスライダの移動誤差を排除するという観点からすれば、スライダの摺接部材が軌道レールの滑り案内面に対して、又はナット部がスクリュー軸の滑りねじ溝に対して弾性的に当接するよう構成するのが好ましい。例えば、これら摺接部材又はナット部に対してスライダの長手方向に沿ったスリットを形成することにより、上記摺接部材又はナット部に対して弾性を付与することが可能である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて本発明の滑り案内ユニットを詳細に説明する。
図１及び図２は本発明を適用した滑り案内ユニットの第１実施例を示すものである。同図において、符号１は凹溝を備えてチャネル状に形成された軌道レール、符号２は上記凹溝内に軌道レール１と平行に配設されたスクリュー軸、符号３はこのスクリュー軸２に螺合すると共に軌道レール１の凹溝内を往復運動するスライダである。
【００１４】
上記軌道レール１は底部１１とその両端から垂直に立ち上がった一対の側壁１２, １２を有して断面略Ｕ字状に形成されており、上記底部１１にはこの軌道レール１をベッド等の固定部に固定するためのボルト挿入孔１３が長手方向に所定の間隔をおいて開設されている。また、各側壁１２の内側面には略Ｖ字状に切り欠かれた案内溝１４が長手方向に沿って形成されており、各案内溝は水平に対して４５°ずつ傾斜した一対の滑り案内面１４ａ, １４ｂが交わって形成されている。
【００１５】
上記スクリュー軸２は軌道レール１の一対の側壁１２によって形成された凹溝内に配設されており、かかる軌道レール１の一端に固定されたサポートプレート１５及び上記スライダ３によって回転自在に支承されている。このスクリュー軸２の外周面には螺旋状の滑りねじ溝２１が形成されており、上記サポートプレート１５を介して軌道レール１に固定された図示外のモータによってスクリュー軸２を回転させると、これに螺合するスライダ３がスクリュー軸２の回転量に応じて軌道レール１の凹状溝内を移動するように構成されている。
【００１６】
一方、上記スライダ３は略矩形状に形成され、軌道レール１の凹溝内に僅かな隙間を介して遊嵌している。このスライダ３の上部にはテーブル等の可動体（図示せず）を固定するための取付面３０が形成されており、かかる取付面３０には可動体をボルトで固定するためのタップ孔３４が形成されている。また、スライダ３の移動方向に対する左右両側面には軌道レール１の案内溝１４に夫々緊密に嵌合する略Ｖ字状の摺接部材３１が突出しており、この摺接部材３１の上向き傾斜面及び下向き傾斜面が上記案内溝１４の滑り案内面１４ａ, １４ｂに当接している。その結果、上記案内溝１４と摺接部材３１によって滑り案内機構が構成され、図２の紙面と平行な方向からスライダ３に作用するあらゆる方向の荷重を負荷しながら、かかるスライダ３を軌道レール１の凹溝内で自在に往復運動させ得るようになっている。
【００１７】
更に、かかるスライダ３には上記スクリュー軸２に螺合するナット部３２が形成されている。図３に示すように、このナット部３２には上記スクリュー軸２が貫通する貫通孔３３が形成されると共に、かかる貫通孔３３の内周面には雄ねじたるスクリュー軸２の滑りねじ溝１１と噛み合う雌ねじが形成されている。
【００１８】
図３及び図４に示すように、このスライダ３は、可動体の取付面３０が形成された金属製のコアブロック４と、射出成型によって上記コアブロック４の周囲に肉付けされた樹脂部５とから構成されている。上記取付面３０は可動体を精度良く固定するために高度な剛性が要求され、またタップ孔３４に機械的強度が要求されることから、金属製コアブロック４に形成されている。一方、上記摺接部材３１及びナット部３２は軌道レール１の滑り案内面１４ａ, １４ｂやスクリュー軸２の滑りねじ溝と摺接することから、耐摩耗性に優れ且つ摩擦係数の低いことが要求され、上記樹脂部５によって形成されている。かかる樹脂部５の材料としては、機械的強度の向上を図るため、炭素繊維や金属粉末を所定の配合比で分散した樹脂等を使用することができる。また、滑り案内面１４ａ, １４ｂや滑りねじ溝の潤滑を考慮し、含油樹脂等も使用することが可能である。
【００１９】
上記コアブロック４は、図３に示すように、取付面３０が形成された水平部４０及びこの水平部４０の両端から垂下する一対のスカート部４１, ４１を具備しており、これら水平部４０及びスカート部４１によって囲まれた凹所４２に上記ナット部３２をなす樹脂部５が成型されている。また、各スカート部４１の外側面にもスライダ３の移動方向に沿って凹所４３が形成されており、この凹所４３には上記摺接部材３１をなす樹脂部５が成型されている。尚、この実施例では、上記スクリュー軸２の軸心と略Ｖ字状の摺接部材３１の中心とが水平方向に関して同じ高さになるよう、かかる摺接部材及びナット部が成型されている。
【００２０】
これらナット部３２及び摺接パット３１はコアブロック４の凹所４２, ４３に夫々嵌まり込んではいるものの、スライダ３の長手方向の両端に何ら抑えとなる部材が存在しない場合には、かかるスライダ３の急激な運動方向の逆転等によってコアブロック４から脱落する懸念がある。そこで、この実施例のスライダ３では、図２に示すように、コアブロック４の移動方向の前後両端面にもプレート状の結合部３５を樹脂成型し、この結合部３５によって摺接部材３１とナット部３２とが一体の樹脂部５をなすように構成した。
【００２１】
これにより、この実施例のスライダ３では樹脂成型されたナット部３２と摺接部材３１がコアブロック４のスカート部４１を取り巻くように一体化され、樹脂部５がスライダ３の移動方向の前後左右を包み込むようにして上記コアブロック４に肉付けされている。その結果、コアブロック４と樹脂成型による摺接部材３１及びナット部３２とが強固に一体化され、スクリュー軸２の急激な逆転等によりスライダ３に大きな荷重が作用した場合であっても、ナット部３２及び摺接部材３１がスライダ３から剥離するのを確実に防止することができるものである。
【００２２】
また、コアブロック４を金型内にインサートした状態で上記樹脂部５の射出成型を行えば、一度に摺接部材３１及びナット部３２を成型することができ、しかもこれら摺接部材３１及びナット部３２を一体的に成型することで樹脂部５とコアブロック４の分離が防止されているので、摺接部材３１やナット部３２を個別にスライダ３に接着固定する場合と比較して作業工数や部品点数を減じることができ、滑り案内ユニットを極めて安価に製作することができるものである。
【００２３】
更に、この実施例の滑り案内ユニットでは、軌道レール１の一端に固定されるサポートプレート１５をも樹脂の射出成型によって製作することも可能である。すなわち、軌道レール１の一端を金型内にインサートして固定した後、かかる金型内に樹脂を射出することで、上記サポートプレート１５を軌道レール１の一端に成型し且つ固定することができる。このように構成すれば、サボートプレート１５を後から軌道レール１に固定する必要がなくなり、このサポートプレート１５によって回転を支承されるスクリュー軸２の軸心を軌道レール１に対して位置合わせする手間も軽減される。
【００２４】
次に、図５及び図６は本発明が適用される滑り案内ユニットの第２実施例を示すものである。
前述の第１実施例ではナット部３２が成型されるコアブロック４の凹所４２が該コアブロック４の下面側に位置していたが、この第２実施例ではコアブロック４の上面側の中央に凹所４４が形成され、この凹所４４内にナット部３２が樹脂の射出成型によって肉付けされている。従って、この第２実施例ではスクリュー軸２の軸心と摺接部材３１の中心との水平方向の高さが合致しておらず、この点において第１実施例と相違する。その他の点、例えばコアブロック４の移動方向の前後両端面を樹脂製の結合部３５で被覆し、摺接部材３１及びナット部３２を一体の樹脂部５とした点等については第１実施例と同じである。従って、図５及び図６中に第１実施例と同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００２５】
次に、図７及び図８は本発明が適用される滑り案内ユニットの第３実施例を示すものである。
例えば、軌道レールの滑り案内面１４ａ, １４ｂとスライダ３の摺接部材３１との間に隙間が存在し、また、スクリュー軸２の滑りねじ溝２１とこれに螺合するナット部３２との間に隙間が存在する場合には、スクリュー軸２を回転させてスライダ３に往復運動を与えた際に、スライダ３のガタつきや繰り返し位置決め誤差が発生し、スライダ３に固定したテーブル等の可動体を精度良く案内することが不能となる。
【００２６】
そこで、この第３実施例では摺接部材３１と滑り案内面１４ａ, １４ｂとの隙間を排除すべく、略Ｖ字状に形成された摺接部材３１の中央にスライダ３の長手方向に沿ったスリット３６を形成し、かかる摺接部材３１が各滑り案内面１４ａ, １４ｂに向けて弾性的に拡開するように構成した。具体的には、スライダ３側の摺接部材３１を軌道レール１側のＶ字状案内溝１４よりも若干大きめに成型しておき、上記スリット３６を狭めるように摺接部材３１を押しすぼめながら、スライダ３を軌道レール１に組み付けた。これにより、摺接部材３１は各滑り案内面１４ａ, １４ｂに対して弾性的に当接するので、これら両者の間の隙間が排除され、スライダ３のガタつきを防止することが可能となる。
【００２７】
一方、スクリュー軸２の滑りねじ溝２１とナット部３２との隙間を排除すべく、かかるナット部３２にはスライダ３の長手方向に沿ったスリット３７を形成し、ナット部３２がスクリュー軸２を弾性的に締めつけるように構成した。また、ナット部３２の可撓性を高めるため、第１実施例の如くコアブロック４の凹所４２を埋めつくすようにナット部３２を成型するのではなく、スクリュー軸２の周囲にのみ円環状にナット部３２を成型した。具体的には、ナット部３２の内径がスクリュー軸２の外径よりも若干小さめになるように該ナット部３２を成型し、上記スリット３７を拡開させるようにしながらスクリュー軸２をナット部３２に螺合させた。これにより、ナット部３２はスクリュー軸２の滑りねじ溝２１に対して弾性的に当接するので、これら両者の間の隙間が排除され、スライダ３の往復運動における繰り返し位置決め精度の向上を図ることが可能となる。尚、その他の構成は前述の第１実施例と同じなので、図中に同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００２８】
次に、図９及び図１０は本発明が適用される滑り案内ユニットの第４実施例を示すものである。
図１に示す第１実施例の滑り案内ユニットでは軌道レール１がチャネル状に形成され、スライダ３は軌道レール１の凹溝内をスクリュー軸２の回転に応じて往復運動するように構成されていたが、この第４実施例では軌道レール６が断面略矩形状に形成され、スライダ７はこの軌道レール６に跨がるようにして配設されている。また、スクリュー軸８は軌道レールに固定されたサポートプレート６２によってその回転を支承されると共に上記スライダ７に螺合している。
【００２９】
断面略矩形状に形成された軌道レール６の両側面には略Ｖ字状の案内溝６１が夫々切り欠かれており、かかる案内溝６１を構成する下向き傾斜面及び上向き傾斜面がスライダ７を案内する滑り案内面６１ａ, ６１ｂとなっている。
【００３０】
一方、図１１及び図１２に示すように、上記スライダ７は金属製のコアブロック９に樹脂部１０を射出成型によって肉付けして形成されている。射出成型に用いる樹脂は第１実施例において示したものと同じものを用いることができる。上記コアブロック９は上部及び下部にスライダ７の長手方向に沿った凹溝を備えて断面略Ｈ字状に形成されており、下部の凹溝９０には僅かな隙間を介して軌道レール６が遊嵌すると共に、上部の凹溝９１には上記スクリュー軸８に螺合するナット部７１が樹脂成型されている。また、上部凹溝９１の左右両側位置するコアブロック９の上面はテーブル等の可動体の取付面９２であり、かかる取付面９２には可動体を固定するためのタップ孔９３が加工されている。
【００３１】
コアブロック９の下部凹溝９０を形成している一対のスカート部９４, ９４の内側面にはスライダ７の長手方向に沿った凹所９５が形成されており、かかる凹所９５には略Ｖ字状に突出した摺接部材７２が樹脂成型されている。この摺接部材７２は軌道レール６の案内溝６１に対して緊密に嵌合し、一対の滑り案内面６１ａ, ６１ｂと相まってスライダ７の往復運動を支承するための滑り案内機構を構成している。
【００３２】
そして、この第４実施例の滑り案内ユニットにおいても、樹脂成型されたナット部７１及び摺接部材７２をコアブロック９に対して確実に固定するため、スライダ７の移動方向の前後両端面にはコアブロック９を被覆するようにししてプレート状の結合部７３が樹脂成型され、この結合部７３によって上記ナット部７１及び摺接部材７２が一体化されている。すなわち、樹脂部１０の一部をなすナット部７１及び摺接部材７２はコアブロック９の周囲を取り囲むようにして一体化されているので、コアブロック９と樹脂成型による摺接部材７２及びナット部７１とが強固に一体化され、スクリュー軸８の急激な逆転等によりスライダ７に大きな荷重が作用した場合であっても、ナット部７１及び摺接部材７２がスライダ７から剥離するのを確実に防止することができるものである。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明の滑り案内ユニットによれば、軌道レールに当接する摺接部材及びスクリュー軸に螺合するナット部を樹脂成型によって金属製コアブロックの周囲に肉付けすると共に、これら摺接部材及びナット部を一体的に成型するように構成したので、これらナット部及び摺接部材はスライダと強固に一体化され、スライダに推力を与えるナット部材、スライダの軌道レールに対する運動を支承する摺接部材の双方を該スライダに対して強固に固定することが可能となる。
【００３４】
また、コアブロックを金型内にインサートした射出成形によって、上記摺接部材及びナット部を同時にスライダに具備させることができるので、スライダの製作に必要な工数が軽減される他、部品点数も減少し、簡易に且つ安価に生産することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した滑り案内装置の第１実施例を示す斜視図である。
【図２】第１実施例に係る滑り案内装置の正面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図５】本発明を適用した滑り案内装置の第２実施例を示す正面図である。
【図６】第２実施例に係る滑り案内装置の正面断面図である。
【図７】本発明を適用した滑り案内装置の第３実施例を示す正面図である。
【図８】第３実施例に係る滑り案内装置の正面断面図である。
【図９】本発明を適用した滑り案内装置の第４実施例を示す斜視図である。
【図１０】第４実施例に係る滑り案内装置の正面図である。
【図１１】図１０のＸＩ−ＸＩ線断面図である。
【図１２】図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ線断面図である。
【符号の説明】
１…軌道レール、２…スクリュー軸、３…スライダ、４…コアブロック、５…樹脂部、１４ａ, １４ｂ…滑り案内面、２１…滑りねじ溝、３１…摺接部材、３２…ナット部

Claims

長手方向に沿って滑り案内面が形成された軌道レールと、この軌道レールと平行に配設されると共に螺旋状の滑りねじ溝が外周面に形成されたスクリュー軸と、上記軌道レールの滑り案内面に当接する摺接部材を備えると共に上記スクリュー軸と螺合するナット部を備え、上記スクリュー軸の回転に応じて可動体を上記軌道レールに沿って案内するスライダとから構成される滑り案内ユニットにおいて、
上記スライダは、可動体の取付面を備えた金属製のコアブロックと、成型によって上記コアブロックの周囲に肉付けされた樹脂部とからなり、
上記樹脂部は上記摺接部材、ナット部及びこれら摺接部材とナット部を上記コアブロックの移動方向の前後両端面から結合する結合部とからなり、かかる樹脂部がスライダの移動方向の前後左右を包み込むようにして上記コアブロックに肉付けされていることを特徴とする滑り案内ユニット。
請求項１記載の滑り案内ユニットにおいて、上記コアブロックはスカート部を備えると共に、成型された上記摺接部材とナット部が上記結合部によって該スカート部を取り巻くように一体化されていることを特徴とする滑り案内ユニット。
請求項１又は２記載の滑り案内ユニットにおいて、上記スライダの摺接部材が軌道レールの滑り案内面に対して、又はナット部がスクリュー軸の滑りねじ溝に対して、弾性的に当接するよう構成されていることを特徴とする滑り案内ユニット。
上記スライダの摺接部材又はナット部に該スライダの長手方向に沿ったスリットを形成したことを特徴とする請求項３記載の滑り案内ユニット。
請求項１記載の滑り案内ユニットにおいて、上記軌道レールの長手方向の一端には上記スクリュー軸の回転を支承する樹脂製のサポートプレートを設け、このサポートプレートを成型によって軌道レールに肉付けしたことを特徴とする滑り案内ユニット。