JP2017129180A - ボルト取付け孔の閉塞キャップの圧入治具 - Google Patents

Abstract

【課題】案内装置の軌道レールに設けられたボルト取付け孔に対して、閉塞キャップを連続的に圧入することが可能であり、しかも当該閉塞キャップをボルト取付け穴に対して傾くことなく真っ直ぐに圧入することが可能な閉塞キャップの圧入治具を提供する。【解決手段】案内装置の軌道レール１に設けられたボルト取付け孔１１に対して閉塞キャップ７０を圧入するための治具であって、多数の転動体を介して前記軌道レール１に組み付けられて当該軌道レール１上を移動する移動ブロック２に装着され、前記ボルト取付け穴１１が開口する前記軌道レール１の上面に摺接する仕上げ面と、前記仕上げ面に隣接すると共に前記軌道レール１の長手方向に関して当該軌道レール１との間に楔状空間を形成し、前記移動ブロック２の移動に伴って前記ボルト取付け穴１１に仮置きされた閉塞キャップ７０を当該ボルト取付け穴１１に押し込む誘導面９５と、が設けられている。【選択図】図７

Description

本発明は、工作機械や各種産業用ロボットの直線案内部や曲線案内部に使用される案内装置を機械装置のベッドやコラム等といったベース部に敷設する際に、かかる案内装置の軌道レールに設けられたボルト取付け孔に対して閉塞キャップを埋め込むために使用する治具に関するものである。

従来、工作機械や各種産業ロボットの案内部を構成する案内装置としては、長手方向に沿ってボール転走面が形成された直線状又は円弧状の軌道レールと、この軌道レールに対して多数のボールを介して組付けられた移動ブロックとから構成されるものが知られている。前記移動ブロックは軌道レールのボール転走面に対向する負荷転走面を具備すると共に、この負荷転走面と軌道レールの転走面との間で荷重を負荷しながら転走する多数のボールを無限循環させる循環路を具備しており、ボールを無限循環路内で循環させることにより、移動ブロックが軌道レールの全長にわたって連続的に移動することが可能となっている。

通常、前記軌道レールは工作機械等のベッドやコラムといったベース部に対して固定ボルトを締結することで固定されている。このため、軌道レールにはその長手方向に沿って所定の間隔で前記固定ボルトを挿通させるためのボルト取付け孔が貫通形成されている。固定ボルトの頭部が軌道レール上に突出すると、前記移動ブロックが軌道レールに沿って移動する際の障害となることから、前記ボルト取付け孔の内部は小径部と大径部の２段に形成されており、小径部はボルトの呼び径よりも僅かに大きな内径に、大径部は前記ボルト頭部よりも僅かに大きな内径に形成されている。すなわち前記大径部がボルト頭部の収容部となり、かかるボルト頭部が軌道レールの表面に突出するのを防止している。

一方、前記軌道レールに付着した異物が前記移動ブロック内部へ侵入するのを防止するため、かかる移動ブロックの周囲には前記軌道レールと摺接するシール部材が設けられている。これらシール部材は前記移動ブロックの移動に伴って前記軌道レールの表面に付着した異物を排除するが、前記軌道レールにボルト取付け孔が設けられていると、異物がボルト取付け孔を介して移動ブロックの内部に侵入してしまう可能性がある。また、前記シール部材はある程度の締め付け力を持って前記軌道レールの表面に接しているので、ボルト取付け孔が存在すると、前記シール部材の先端部がボルト取付け孔の開口縁と擦れてしまい、シール部材が早期に劣化する原因になるといった不都合もある。

このため、異物が軌道レールに付着し易い環境下で前記案内装置を使用する場合には、例えば特許文献１に示されるように、軌道レールのボルト取付け孔に対して閉塞キャップを圧入し、当該閉塞キャップでボルト取付け穴を塞ぐことが行われている。具体的な圧入方法としては、閉塞キャップの先端をボルト取付け孔に軽く押し込んだ後、当て板を閉塞キャップの上に載せ、ハンマー等の工具を用いて前記当て板を繰り返し叩き、閉塞キャップをボルト取付け孔に完全に埋没させる方法が採られている。これによって、前記ボルト取付け穴に圧入された閉塞キャップの上面は軌道レールの表面と同一面を形成し、それによって前記シール部材と軌道レールとの間の密封が高まることが期待される。

ＷＯ２０１５／０３３４８６

しかし、従来のように、単に当て板を介して閉塞キャップをボルト取付け孔に打ち込む方法だと、ハンマー等の工具の降り下ろし方によって、前記閉塞キャップが傾いた状態でボルト取付け孔に圧入されてしまう場合があり、前記シール部材との密封性が損なわれてしまう可能性があった。また、ボルト取付け孔は軌道レールの長手方向に沿って複数存在することから、前記閉塞キャップの傾きが発生しないよう、打ち込み作業を慎重に行うと、１本の軌道レールに対する作業時間が長くなってしまうといった課題もあった。

更に、ボルト取付け穴に対して前記閉塞キャップが傾いた状態で圧入されると、当該閉塞キャップの外周部が圧入の際に僅かに削りとられて、削り屑（バリ）が発生する可能性があり、打ち込み作業後にバリ取りの作業を行う必要があった。

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、案内装置の軌道レールに設けられたボルト取付け孔に対して、作業むらを発生させることなく閉塞キャップを素早く連続的に圧入することが可能であり、しかも当該閉塞キャップをボルト取付け穴に対して傾くことなく真っ直ぐに圧入することが可能な閉塞キャップの圧入治具を提供することにある。

すなわち、本発明は、案内装置の軌道レールに設けられたボルト取付け孔に対して閉塞キャップを圧入するための治具であって、多数の転動体を介して前記軌道レールに組み付けられて当該軌道レール上を移動する移動ブロックに装着されており、当該治具には、前記軌道レールとの間に楔状空間を形成すると共に前記移動ブロックの移動に伴って前記ボルト取付け穴に仮置きされた閉塞キャップを当該ボルト取付け穴に押し込む誘導面と、前記誘導面に隣接すると共に前記ボルト取付け穴が開口する前記軌道レールの上面に摺接する仕上げ面とが設けられている。

本発明によれば、治具が装着された前記移動ブロックを前記軌道レールに沿って移動させるのみで、ボルト取付け穴に仮置きされた閉塞キャップを当該ボルト取付け穴に押し込むことができ、前記軌道レールに設けられた複数のボルト取付け穴に対して前記閉塞キャップを素早く連続的に圧入することが可能となる。

また、本発明が適用される案内装置の性質上、治具が装着される移動ブロックは軌道レールに対して一定の精度で走行するので、かかる精度が治具による閉塞キャップの押し込みにも反映され、複数の閉塞キャップを作業むらなくボルト取付け穴にまっすぐに圧入することが可能となる。

本発明を適用した圧入治具の一例とそれを装着した直線案内装置を示す斜視図である。 ベース部に対する軌道レールの取付け状態を示す断面図である。 図１に示す圧入治具を軌道レールの長手方向に沿って切断した断面図である。 図３に示す圧入治具のＩＶ矢視図である。 図３に示す圧入治具のＶ矢視図である。 図４に示す圧入治具のＶＩ矢視図である。 本発明の圧入治具を用いた閉塞キャップの埋め込み作業を示す斜視図である。 圧入治具の第二実施形態を示す側面図である。 第二実施形態に係る圧入治具の底面図である。 第二実施形態に係る圧入治具の変形例を示す側面図である。

以下、添付図面を用いて本発明のボルト取付け孔の閉塞キャップの圧入治具を詳細に説明する。

図１は本発明の治具を装着した直線案内装置の一例を示すものである。この直線案内装置は、ベッド等のベース部上に配設される軌道レール１と、多数の転動体（ボール又はローラ）を介して前記軌道レール１に組み付けられた移動ブロック２とから構成されており、前記移動ブロック２が軌道レール上を自在に移動し得るようになっている。

前記軌道レール１は断面略矩形状に形成されており、転動体が転走する転走面１０ａ，１０ｂが長手方向に沿って計４条形成されている。これら転走面１０ａ，１０ｂは軌道レール１の両側面に２条ずつ形成されており、転走面１０ａは斜め上向きに、転走面１０ｂは斜め下向きに形成されている。また、軌道レール１にはその長手方向に適宜間隔をおいてボルト取付け孔１１が形成されており、軌道レール１はこのボルト取付け孔１１に挿入される図示外の固定ボルトによって被取付け面であるベース部上に固定される。

一方、前記移動ブロック２は、テーブル等の可動体の取付け面４１及び当該可動体の固定ボルトが螺合するタップ穴４２を有するブロック本体４と、このブロック本体４の前後両端面に対して固定される一対の蓋体５，５とから構成されており、かかる蓋体５をブロック本体４に固定することで当該移動ブロック２内に転動体の無限循環路が具備されるようになっている。転動体は前記無限循環路内を循環しながら、前記軌道レールと前記ブロック本体４との間で荷重を負荷する。また、前記蓋体５には軌道レール１に摺接するシール部材６が取り付けられており、軌道レール１に付着している塵芥等が前記移動ブロック２の移動に伴って当該移動ブロック２内に侵入するのを防止している。

図２は固定ボルト７を用いてベース部８上に前記軌道レール１を固定した状態を示す断面図であり、同図の左右方向が軌道レール１の長手方向に対応している。同図に示すように、軌道レール１に固定ボルト７を挿通させるためのボルト取付け孔１１は小径部１１ａと大径部１１ｂの２段に形成されており、固定ボルト７をベース部８のタップ孔８０に締結した状態では、かかる固定ボルト７の頭部がボルト取付け孔１１の大径部１１ｂに収容されるようになっている。このため、前記固定ボルト７としては六角孔付きボルトが用いられている。

直線案内装置の使用中に前記ボルト取付け孔１１に異物が入り込むのを防止するため、固定ボルト７の締結が終了し軌道レール１をベース部８に固定した後には、前記ボルト取付け孔１１に円盤状の閉塞キャップ７０が圧入され、固定ボルト７の頭上でボルト取付け孔１１の大径部１１ｂが塞がれるようになっている。これにより、前記移動ブロック２の移動方向の前後両端に固定されたシール部材６の軌道レール１に対する密着性を高め、移動ブロック２内に外部から異物が侵入し、あるいは移動ブロック２内から外部へ潤滑剤が漏れだすのを可及的に防止することが可能となる。前記軌道レール１が鋼製であることから、前記閉塞キャップ７０は前記軌道レール１よりも硬度の低い材料から形成されており、例えばポリアセタール（ＰＯＭ）等の合成樹脂や、砲金やアルミニウム等の金属が使用される。

前記閉塞キャップ７０の最大外径は前記ボルト取付け孔１１の大径部１１ｂの内径よりも僅かに大きく設定されており、当該閉塞キャップ７０を前記ボルト取付け孔１１の開口縁に適合させると、閉塞キャップ７０はボルト取付け孔１１に沈み込むことなく、軌道レール１上に突出した状態で保持される。また、前記閉塞キャップ７０に対してこれをボルト取付け孔１１へ押し込む方向の外力を加えると、当該閉塞キャップ７０はボルト取付け孔１１の大径部１１ｂに沈み込み、閉塞キャップ７０の天板面７１と軌道レール１の上面１２とが連続した平面を形成する。

本発明の圧入治具は、前記ベース部８に対して固定ボルト７を用いて軌道レール１を締結した後、前記閉塞キャップ７０を前記軌道レール１のボルト取付け孔１１に対して押し込む目的で使用される。図１は前記移動ブロック２に対する圧入治具９の装着状態を示す分解斜視図である。この圧入治具９は前記移動ブロック２に固定して使用するものであり、前記移動ブロック２の取付け面４１に対して可動体を固定する前に、当該取付け面４１を利用して前記移動ブロック２に装着される。

前記移動ブロック２に対する圧入治具９の固定は保持プレート９０を介して行われる。前記保持プレート９０は前記軌道レール１の長手方向に沿って長尺に形成されており、前記移動ブロック２の取付け面４１に固定ボルト９１で締結されている。また、前記保持プレート９０は一部が片持ち梁のごとく前記移動ブロック２から突出して前記軌道レール１上に張り出しており、この張り出した部位に対して前記圧入治具９が取付けボルト９２で固定されている。すなわち、前記圧入治具９は前記保持プレート９０と前記軌道レール１との間に保持されている。

前記圧入治具９は前記軌道レール１と略同一の幅で且つ当該軌道レール１の長手方向に沿って長尺な略矩形状に形成されている。この圧入治具９の前記保持プレート９０との対向面には前記取付けボルト９２が螺合するタップ穴９３が形成されている。また、前記圧入治具９は前記保持プレート９０に固定された状態で、前記ボルト取付け孔１１が設けられた軌道レール１の上面と当接しており、前記移動ブロックが前記軌道レールに沿って移動すると、前記軌道レールの上面に対して摺接する。

図３は前記圧入治具９を前記タップ穴９３の中心で前記軌道レール１の長手方向に沿って切断した断面図、図４は前記圧入治具９の軌道レール１との当接面を示す底面図である。この圧入治具９は前記軌道レール１と対向する仕上げ面９４を有しており、この仕上げ面９４が前記軌道レール１の上面と摺接する。前記圧入治具９が焼き入れ処理された軸受鋼である前記軌道レール１を傷つけないよう、当該圧入治具９は前記軌道レール１よりも軟質な材料、例えば真ちゅうや砲金、合成樹脂等から形成されている。また、前記圧入治具９の軌道レール１との良好な摺動性を確保するため、当該圧入治具９それ自体を含油樹脂で形成しても良いし、前記軌道レール１と接する前記仕上げ面９４に対してフッ素樹脂等の滑動性に優れた塗膜を形成しても良い。

また、前記圧入治具９には、前記軌道レール１のボルト取付け孔１１に仮置きされた閉塞キャップ７０を当該ボルト取付け孔１１に徐々に押し込むための誘導面９５が設けられている。この誘導面９５は前記仕上げ面９４に隣接すると共に、図３に示すように前記圧入治具９の長手方向に沿って傾斜しており、前記仕上げ面９４を軌道レール１の上面１２に当接させた際に、前記誘導面９５と軌道レール１の上面との間に楔状空間９６が形成される。この楔状空間９６は圧入治具の一方の端面９ａにのみ開放され、他方の端面９ｂには解放されていない。従って、前記誘導面９５は前記仕上げ面９４に接続されている。

この実施形態において、図５に示すように、前記圧入治具９を長手方向から観察した場合、前記誘導面９５は前記軌道レール１の幅方向に沿って凹曲面状に形成されており、当該幅方向の中央において前記仕上げ面９４からもっとも窪んだ形状を有している。また、前記誘導面９５の両端は前記仕上げ面９４と接続されており、前記圧入治具９の幅方向に関する前記楔状空間９６の断面形状は円弧を弦で切り取った弓形をなしている。また、前述のごとく前記誘導面９５は圧入治具９の長手方向に関して傾斜しているので、図６に示すように、弓形をなす前記楔状空間９６の断面の大きさは前記圧入治具９の端面９ａから離れるにつれて徐々に小さくなる。従って、図４に示すように、前記圧入治具９を前記仕上げ面９４の方向から観察した場合、前記誘導面９５は端面９ａから離れるにつれて徐々に窄まる形状、例えば半楕円形に近似した形状をなしている。尚、図４では前記仕上げ面９４と前記誘導面９５の境界が明確となるように、平面上に形成された前記仕上げ面９４に対して斜線を付している。

図５中の一点鎖線は軌道レール１のボルト取付け孔１１に仮置きされた前記閉塞キャップ７０を示すものである。前記圧入治具９の端面９ａにおける前記楔状空間９６の大きさは、前記圧入治具９を前記軌道レール１上で移動させた際に、当該閉塞キャップ７０が前記圧入治具９の端面９ａに引っ掛かることなく、前記楔状空間９６に進入できる大きさに形成されている。

図7は前記軌道レールのボルト取付け孔１１に対する閉塞キャップの埋め込み作業を示す斜視図である。

前記圧入治具９は、前記ベース部８に対する軌道レール１の敷設が完了した後、当該軌道レール１に組み付けられた前記移動ブロック２に対して前記保持プレート９０を用いて装着される。次に、前記軌道レール１のボルト取付け孔１１に対して前記閉塞キャップ７０を仮置きする。この仮置き状態において、前記閉塞キャップ７０は軌道レール１の上面から突出している。

この状態から前記移動ブロック２を軌道レール１に沿って図７中の矢線Ａ方向へ移動させると、閉塞キャップ７０は前記圧入治具９に設けられた前記誘導面９５の下をくぐり抜け、当該誘導面９５と前記軌道レール１の上面１２との間に存在する楔状空間９６に進入する。前記移動ブロック２を更にＡ方向へ移動させると、前記誘導面９５は軌道レール１の長手方向に傾斜していることから、前記閉塞キャップ７０は前記誘導面９５によって軌道レール１の上面１２に向けて押圧され、当該閉塞キャップ７０は軌道レール１のボルト取付け孔１１に対して徐々に押し込まれる。そして、前記誘導面９５がボルト取付け孔１１の上方を通過し終えると、前記閉塞キャップ７０はボルト取付け孔１１の大径部１１ａに完全に押し込まれる。この後、前記圧入治具９の仕上げ面９４がボルト取付け孔１１に押し込まれた閉塞キャップ７０の上を通過し、当該閉塞キャップ７０の天井面７１と軌道レール１の上面１２との段差の解消を図る。

尚、前記軌道レール１の総てのボルト取付け孔１１に対する閉塞キャップ７０の圧入が完了したら、前記圧入治具９及び前記保持プレート９０は前記移動ブロック２から取り外され、当該移動ブロック２の取付け面４１には可動体が固定される。

従って、本発明の圧入治具９では、当該圧入治具９を装着した移動ブロック２を軌道レール１に沿って移動させるのみで、前記閉塞キャップ７０のボルト取付け孔１１への圧入を完了させることができる。すなわち、軌道レール１の複数のボルト取付け孔１１に対して閉塞キャップ７０を仮置きし、前記移動ブロック２を軌道レール１に沿って走行させれば、各ボルト取付け孔１１に対して閉塞キャップ７０を連続的に圧入することができる。

この際、前記軌道レール１に対する前記移動ブロック２の移動精度は前記軌道レール１に対する前記圧入治具９の移動精度に反映され、前記移動ブロック２に固定した可動体を軌道レール１に沿って高精度に案内するという直線案内装置の本来の性質からすれば、かかる精度が圧入治具９による閉塞キャップ７０の押し込みにも反映され、複数の閉塞キャップ７０を作業むらなくボルト取付け穴１１に対して圧入することが可能となる。

また、前記圧入治具９は前記移動ブロック２の取付け面４１を利用して当該移動ブロック２に装着されることから、当該圧入治具９を前記移動ブロック２に取り付けるに当たって当該移動ブロック２には何ら特別な加工は必要なく、また、当該移動ブロック２に対する可動体の取付け精度と同じ精度で前記圧入治具９を移動ブロック２に装着することができる。

更に、図示した圧入治具９の実施形態では、前記誘導面９５は前記軌道レール１の幅方向に沿った凹曲面状に形成されると共に、当該誘導面９５の両端は前記軌道レール１の上面１２に摺接する仕上げ面９４と接続され、前記楔状空間９６の大きさは前記圧入治具９の端面９ａから離れるにつれて徐々に小さくなるので、前記移動ブロック２の進行に伴って前記閉塞キャップ７０がボルト取付け孔１１に押し込まれる際、前記誘導面９５は閉塞キャップ７０の直径部の近傍の二か所に接して当該閉塞キャップ７０を押圧することになる。このため、前記閉塞キャップ７０を前記軌道レール１のボルト取付け孔１１に押し込む際、当該閉塞キャップ７０が傾いた状態で押圧されるのを可及的に防止することができる。従って、圧入の完了した閉塞キャップ７０の天井面７１が軌道レール１の上面１２に対して傾斜してしまう不具合や、閉塞キャップ７０の圧入時に当該閉塞キャップ７０の周囲が部分的に削り取られてバリが発生する不具合を防止することが可能となる。

図８及び図９は前記圧入治具の第二実施形態を示すものであり、図８は図５と同様に軌道レールの長手方向から圧入治具を観察した図、図９は図４と同様に当該圧入治具の軌道レールとの当接面を示す図である。尚、図３〜図６に示す圧入治具の第一実施形態と同一の構成については、図中に同一の符号を付して、それら構成の詳細な説明は省略する。尚、図９では前記仕上げ面９４と前記誘導面９５の境界が明確となるように、平面上に形成された前記仕上げ面９４に対して斜線を付している。

前述した第一実施形態の圧入治具９では前記誘導面が凹曲面状に形成されていたが、この第二実施形態の圧入治具９Ａでは、前記誘導面９５が互いに交わる一対の押圧平面９５ａから形成されている。各押圧平面９５ａは前記仕上げ面９４に対して同一角度で傾斜して互いに交わっており、当該圧入治具９Ａの仕上げ面９４を前記軌道レール１に当接させた際に、前記一対の押圧平面９５ａと軌道レールの上面１２との間に楔状空間９６が形成される。図８に示すように、前記圧入治具９の幅方向に関する前記楔状空間９６の断面形状は三角形状をなしている。また、図９に示すように、前記楔状空間９６を軌道レールの側から観察した場合、各押圧平面９５ａは三角形状をなしており、前記楔状空間は前記圧入治具９の端面９ａから離れるにつれて徐々に窄まる二等辺三角形状をなしている。

このように構成された第二実施形態の圧入治具９Ａにおいても、前記移動ブロック２の進行に伴って前記閉塞キャップ７０がボルト取付け孔１１に押し込まれる際、前記一対の押圧平面９５ａから構成される誘導面９５は閉塞キャップ７０の直径部の近傍の二か所に接して当該閉塞キャップ７０を押圧することになり、当該閉塞キャップ７０が傾いた状態で押圧されるのを可及的に防止することができる。また、前記誘導面９５を一対の平面の組み合わせから形成しているので、前記誘導面９５を凹曲面状に形成する第一実施形態の圧入治具９に比べて当該誘導面９５の加工を容易に行うことができる。

尚、この第二実施形態の圧入治具９Ａでは図８に示すように当該圧入治具９Ａの幅方向に関する楔状空間９６の断面形状を三角形状としたが、前記仕上げ面９４に対して傾斜した一対の押圧平面９５ａを有するものであれば、例えば図１０に示すように、当該圧入治具９Ａの幅方向に関する楔状空間９６の断面形状を台形状にしても差し支えない。

また、図１に示した直線案内装置は例示であって、本発明の圧入治具が適用可能な案内装置はこれに限られるものではない。但し、軌道レールに組み付けられた移動ブロックは、前記閉塞キャップをボルト取付け孔に押し込む際に前記圧入治具に作用する反力を負荷して、当該圧入治具を軌道レールに当接させ続ける能力を有していることが必要である。

１…軌道レール、２…移動ブロック、９…圧入治具、１１…ボルト取付け孔、７０…閉塞キャップ、９０…保持プレート、９４…仕上げ面、９５…誘導面、９６…楔状空間

Claims (4)

1. 案内装置の軌道レールに設けられたボルト取付け孔に対して閉塞キャップを圧入するための治具であって、
   多数の転動体を介して前記軌道レールに組み付けられて当該軌道レール上を移動する移動ブロックに装着されており、
   前記ボルト取付け穴が開口する前記軌道レールの上面に摺接する仕上げ面と、前記仕上げ面に隣接すると共に前記軌道レールの長手方向に沿って傾斜して当該軌道レールとの間に楔状空間を形成し、前記移動ブロックの移動に伴って前記ボルト取付け穴に仮置きされた閉塞キャップを当該ボルト取付け穴に押し込む誘導面と、を有することを特徴とする閉塞キャップの圧入治具。
2. 前記誘導面は前記軌道レールの幅方向に沿って凹曲面状に形成され、前記楔状空間の軌道レールの幅方向に沿う断面形状は弓形をなしていることを特徴とする請求項１記載の閉塞キャップの圧入治具。
3. 前記誘導面は前記仕上げ面に対して傾斜した一対の押圧平面を有し、前記楔状空間の軌道レールの幅方向に沿う断面形状は三角形をなしていることを特徴とする請求項１記載の閉塞キャップの圧入治具。
4. 前記移動ブロックに対する可動体の取付け面に固定された保持プレートを介して前記移動ブロックに装着されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の閉塞キャップの圧入治具。