JP2023118152A - レールの接続構造 - Google Patents

Abstract

【課題】レール取付け部材側で生じるずれを吸収して、レールの接続部に生じる段差を小さくすることができるレールの接続構造を提供する。【解決手段】レール取付け部材４，５に取り付けられるレール６，７を接続するレールの接続構造において、一方のレール６と他方のレール７の接続部１４に配置され、レール取付け部材４，５とは別体のベースブロック２２を備え、一方のレール６と他方のレール７の取付け穴６ａ，７ａに通される締結部材によって、一方のレール６と他方のレール７にベースブロック２２を締結し、ベースブロック２２がレール取付け部材４，５に固定されておらず、レール取付け部材４，５に対して動くことができる。【選択図】図６

Description

本発明は、レール取付け部材に取り付けられるレールを接続するレールの接続構造に関する。

従来、２本以上のレールを接続する際には、レール取付け部材側に２面の基準面（レールの底面と側面が突き当てられる面）を設け、それらに対してバイスやボルトを用いて２本のレールを強い力で押し付けることで、互いにずれがない状態で固定する方法が一般的である。レールの接続部に段差が生じると、レールに沿って移動するキャリッジの動きや寿命に悪影響を及ぼすからである。ただし、この方法は２面の基準面が一体部品上に形成されており、一方のレールと他方のレールが突き当てられる基準面に相互差が生じないことが前提になっている。

一方、長い経路を構築する場合であったり、又はリニア搬送システムに代表されるようにレール及びレール取付け部材がモジュール化されているような製品であったりする場合、レールだけでなくレール取付け部材も分割されている（特許文献１参照）。

特開昭６３－７５２０２号公報

しかし、レール取付け部材が分割されていると、レール取付け部材の接続部にずれが生じるので、上記のようなレール取付け方法では、レール取付け部材に取り付けられるレールの接続部に段差が生じる。レール取付け部材が分割されていなくても、２本のレールが突き当てられるレール取付け部材の基準面に相互差が生じる場合も同様にレールの接続部に段差が生じる。

本発明は、上記の課題を鑑みてなされたものであり、レール取付け部材側で生じるずれを吸収して、レールの接続部に生じる段差を小さくすることができるレールの接続構造を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の一態様は、レール取付け部材に取り付けられるレールを接続するレールの接続構造において、一方のレールと他方のレールの接続部に配置され、前記レール取付け部材とは別体のベースブロックを備え、前記一方のレールと前記他方のレールの取付け穴に通される締結部材によって、前記一方のレールと前記他方のレールに前記ベースブロックを締結し、前記ベースブロックが前記レール取付け部材に固定されておらず、前記レール取付け部材に対して動くことができるレールの接続構造である。

本発明によれば、レール取付け部材側で生じるずれを吸収して、レールの接続部に生じる段差を小さくすることができる。

本実施形態のレールの接続構造が適用されるリニアモータの斜視図である。 本実施形態のレールの接続構造の拡大図である。 本実施形態のレールの接続構造の拡大図である（一方のレールを取り外した状態）。 図２のIV-IV線断面図である。 図４のV-V線断面図である。 図６（ａ）は本実施形態のレールの接続構造の平面図（２個のレール取付け部材が左右にずれた状態）であり、図６（ｂ）は本実施形態のレールの接続構造の側面図（２個のレール取付け部材が上下にずれた状態）である。 図７（ａ）はガイド軸とガイド穴を設けない比較例のレールの接続構造の斜視図を示し、図７（ｂ）は本実施形態のレールの接続構造の斜視図を示す。 本実施形態のレールの接続構造を適用したリニアモータの他の例の斜視図である。

以下、添付図面に基づいて、本発明の実施形態のレールの接続構造を詳細に説明する。ただし、本発明のレールの接続構造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、当業者が発明を十分に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。
（リニアモータ）

図１は、本実施形態のレールの接続構造が適用されるリニアモータ１を示す。このリニアモータ１は、２個以上のモジュール２，３を繋ぎ合わせて構成される。各モジュール２，３は、モジュール単位で完結しており、レール取付け部材４，５、レール６，７、リニアモータの固定子８，９（例えばコイル）を備える。モジュール２，３を２個以上繋ぎ合わせれば、各構成要素も２個以上繋ぎ合わせることができ、長いリニアモータ１を構築することができる。

１０は、レール６，７に沿って走行するキャリッジである。キャリッジ１０には、固定子８，９に対向する可動子（例えばマグネット、図示せず）が取り付けられる。キャリッジ１０には、リニアモータ１の推力が働く。キャリッジ１０の上下には、走行体１１，１２が設けられる。走行体１１，１２は、レール６，７を挟むローラを備える。走行体１１，１２の替わりに、リニアガイドの移動ブロックを用いてもよい。
（レールの接続構造）

本実施形態のレールの接続構造２１を説明する。レール６，７は、走行体１１のローラが走行したり、移動ブロックの転動体が転動したりするので、精密部品である。一方、レール取付け部材４，５は、レール６，７ほどの高精度の部品ではない。レール取付け部材４，５を、例えば位置決めピンと位置決めピンが嵌まる接続板を用いて気を遣って接続したとしても、これらの間にはずれが生じる。このため、レール取付け部材４，５にレール６，７を単に取り付けただけでは、レール６，７の接続部１４にも段差が生じる。本実施形態のレールの接続構造２１は、レール取付け部材４，５側で生じるずれを吸収して、レール６，７の接続部１４に生じる段差を小さくする役割を持つ。

なお、以下では説明の便宜上、水平面に配置したレール６，７を長手方向から見たときの各方向、すなわち図１に示す上下、左右、及び前後の各方向を用いて、上側のレールの接続構造２１を説明する。もちろん、レールの接続構造２１の配置はこれに限られるものではない。なお、下側のレールの接続構造２１は、上側のレールの接続構造２１を上下反転させたものであるので、同一の符号を付してその説明を省略する。また、このリニアモータ１では、各モジュール２，３に上下一対のレール６，７が設けられているが、１つのレールが設けられてもよい。

レール取付け部材４，５は、フレームである。レール取付け部材４，５は、ボルト等の締結部材によって床、定盤、架台等の基礎に締結される。レール取付け部材４，５が締結される基礎には、レール取付け部材４，５が突き当てられる基準面が形成される。レール取付け部材４，５には、締結部材が通される取付け穴４ａが形成される。レール取付け部材４とレール取付け部材５とは、例えば位置決めピンと接続板を用いて接続される。なお、位置決めピンと接続板を省略してもよい。

レール取付け部材４，５には、レール６，７が取り付けられる。レール取付け部材４，５の接続部１５とレール６，７の接続部１４とは略同じ位置にあるが、ずれていてもよい。レール６，７の上面には、締結部材が通されるザグリ穴等の取付け穴６ａ，７ａが形成される。レール６，７の側面には、走行体１１，１２のローラが転動する転動面６ｂ，７ｂが形成される。レール６，７は、ボルト等の締結部材によってレール取付け部材４，５に締結される。レール取付け部材４，５には、レール６，７が突き当てられる２面の基準面４ｂ，４ｃが形成される（図３参照）。レール６，７をレール取付け部材４，５の基準面４ｂ，４ｃに突き当てた状態で、レール６，７をレール取付け部材４，５に締結する。

図２及び図３は、本実施形態のレールの接続構造２１の拡大図を示す。図３は、一方のレール６を取り外した状態を示す。４，５はレール取付け部材、６，７はレール、２２はベースブロックである。

ベースブロック２２は、レール６とレール７の接続部１４に配置される。レール取付け部材４，５には、ベースブロック２２を入れるための切欠き４ｄ，５ｄが形成される。レール６，７は、ボルト等の締結部材によってベースブロック２２に締結される。ベースブロック２２の上面２２ａには、レール６，７の端部の取付け穴６ａ，７ａに対応する位置に、締結部材に螺合する雌ねじ２７が形成される。ベースブロック２２には、レール６，７の側面が突き当てられる基準面２２ｂが形成される。レール６，７の側面を基準面２２ｂに突き当てた状態で、レール６，７をベースブロック２２に締結する。なお、図２及び図３では、締結部材が省略されているが、実際には締結部材が存在する。

ベースブロック２２は、レール取付け部材４，５とは別体である。ベースブロック２２とレール取付け部材４，５との間には、隙間ｇ１～ｇ３（前後方向の隙間ｇ１、左右方向の隙間ｇ２、上下方向の隙間ｇ３（図４参照））が空く。ベースブロック２２は、レール６，７によってのみ保持されていて、レール取付け部材４，５に固定されていない。ベースブロック２２は、レール取付け部材４，５に対して、前後、左右、上下方向に動くことができる。なお、隙間ｇ１～ｇ３の少なくとも一つが存在すればよい。例えば、レール６，７の荷重を受けられるように上下方向の隙間ｇ３（図４参照）を実質的に無くしてもよい。また、隙間ｇ１～ｇ３の少なくとも一つにベースブロック２２の動きを許容するゴム等の介在物を介在させ、レール６，７を制振するようにしてもよい。

図４は図２のIV-IV線断面図、図５は図４のV-V線断面図を示す。本実施形態では、ベースブロック２２に螺合する押えねじ２３とレール押え２４を用いて、レール６の側面をベースブロック２２の基準面２２ｂに押し付ける。レール押え２４は、基準面２２ｂとは反対側のレール６の側面に配置されている。図２に示すように、レール押え２４，２５は、レール６の側面に配置される第１レール押え２４と、レール７の側面に配置される第２レール押え２５と、を備える。

図４に示すように、ベースブロック２２には、押えねじ２３に螺合する雌ねじ部２２ｅが形成される。押えねじ２３の頭部は、レール押え２４に係合する。押えねじ２３を回すことによって、レール６の側面を基準面２２ｂに押し付けることができる。

押えねじ２３の軸部は、先端側のねじ部２３ａと頭部側の非ねじ部２３ｂを有する。ベースブロック２２の雌ねじ部２２ｅには、雌ねじ部２２ｅを分断するように、ねじ部２３ａの軸方向長さよりも幅が広い脱落防止溝２６が形成される。

図５に示すように、ベースブロック２２には、圧入等によりガイド軸２８が突出して設けられる。レール押え２４，２５には、ガイド軸２８が嵌まるガイド穴２９が形成される。なお、レール押え２４，２５にガイド軸を設け、ベースブロック２２にガイド穴を形成してもよい。

図４に示すように、ベースブロック２２には、レール押え２４，２５の下方に突出する張出し部２２ｃが形成される。張出し部２２ｃの先端には、上方に突出する段部２２ｄが形成される。
（レールの接続構造の組立て方法）

本実施形態のレールの接続構造２１の組立て方法を説明する。まず、レール６，７が無い状態でレール取付け部材４，５を組み立てる。次に、レール取付け部材４，５の基準面４ｂ，４ｃにレール６，７を突き当て、レール６，７をレール取付け部材４，５に締結する。

次に、レール取付け部材４，５の切欠き４ｄ，５ｄにベースブロック２２を入れる。次に、レール６，７の端部の取付け穴６ａ，７ａに締結部材を通し、締結部材によってレール６，７の端部をベースブロック２２に仮締結する。次に、押えねじ２３を用いて、レール６，７をベースブロック２２の基準面２２ｂに押し付ける。このとき、押えねじ２３を規定トルクで締め付ける。最後に、仮締結したレール６，７をベースブロック２２に本締結する。このとき、締結部材を規定トルクで締め付ける。以上により、レールの接続構造２１の組立てが完了する。
（レールの接続構造の作用、効果）

本実施形態のレールの接続構造によれば、以下の作用、効果を奏する。

図６（ｂ）に示すように、２本のレール６，７をベースブロック２２の上面２２ａに配置して締結するので、２本のレール６，７が自動的に弾性変形して、その上下位置が揃う。このため、レール６，７の接続部１４での上下方向の段差を小さくすることができる。また、図６（ａ）に示すように、２本のレール６，７をベースブロック２２の基準面２２ｂに突き当てるので、２本のレール６，７が自動的に弾性変形して、その左右位置が揃う。このため、レール６，７の接続部１４での左右方向の段差を小さくすることができる。

図６（ｂ）に示すように、レール取付け部材４，５が上下方向にずれていたとしても、又は図６（ａ）に示すように、レール取付け部材４，５が左右方向にずれていたとしても、ベースブロック２２がレール取付け部材４，５に対して自由に動くことができるので、レール取付け部材４，５側で生じたずれを吸収することができる。

ベースブロック２２とレール取付け部材４，５との間に隙間ｇ１～ｇ３が存在し、又はベースブロック２２とレール取付け部材４，５との間にベースブロック２２の動きを許容する介在物が介在するので、ベースブロック２２をレール取付け部材４，５に対して自由に動かすことができる。

ベースブロック２２に螺合する押えねじ２３を用いて、レール６，７の側面をベースブロック２２の基準面２２ｂに押し付けるので、レール６，７の接続部１４での左右方向の段差をより小さくすることができる。

押えねじ２３とレール押え２４，２５を用いて、レール６，７をベースブロック２２の基準面２２ｂに押し付けるので、図４に示すように、ベースブロック２２の取付け基準面高さｈに余裕がない場合でも、レール６，７の側面をベースブロック２２の基準面２２ｂに押し付けることができる。なお、ベースブロック２２に十分な取付け基準面高さｈがある場合、レール押え２４，２５を無くして、取付け基準面側に螺合する押えねじでレール６，７を直接押してもよい。

第１レール押え２４と第２レール押え２５を備えるので、２本のレール６，７に幅方向の寸法差があっても２本のレール６，７をベースブロック２２の基準面２２ｂに押し付けることができる。

ベースブロック２２の雌ねじ部２２ｅを分断するように脱落防止溝２６を形成するので、図４に示すように、仮に押えねじ２３がベースブロック２２の雌ねじ部２２ｅ（１）から抜けても、雌ねじ部２２ｅ（２）に再び噛み合って入ることができなくなる。このため、押えねじ２３が脱落するのを防止できる。

図７（ａ）はガイド軸２８とガイド穴２９を設けない比較例を示し、図７（ｂ）は本実施形態を示す。ベースブロック２２にガイド軸２８を設け、レール押え２４，２５にガイド軸２８が嵌まるガイド穴２９を形成するので、図７（ａ）に示すように、レール押え２４が上下方向に動いたり、回転したりするのを防止できる。レール押え２４，２５は、通し穴と押えねじ２３の径の隙間ｇ４（図４参照）の分だけ動くおそれがあるが、これを防止できる。

ベースブロック２２に段部２２ｄを形成するので、レール押え２４，２５が段部２２ｄを超えて上下方向に移動できなくなる。このため、レール押え２４，２５が脱落するのを防止できる。

レール取付け部材４，５の接続部１５とレール６，７の接続部１４が略同じ位置にあるので、レール取付け部材４，５からレール６，７が飛び出すのを防止することができ、組立性が向上する。
（リニアモータの他の例）

図８は、本実施形態のレールの接続構造２１を適用したリニアモータの他の例を示す。この例のリニアモータは、直線状のレール６，７だけでなく、曲線状のレール３１，３２を備える。本実施形態のレールの接続構造２１は、直線状のレール６と直線状のレール７を接続するだけでなく、直線状のレール７と曲線状のレール３１、曲線状のレール３１と曲線状のレール３２を接続するのにも適用することができる。この場合、ベースブロック２２の基準面２２ｂは、レール３１，３２の側面の形状に合わせた曲線状に形成される。レール押え２４，２５も、レール３１，３２の側面の形状に合わせた曲線状に形成される。

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。

例えば、上記実施形態では、本発明のレールの接続構造をリニアモータに適用した例を説明したが、本発明のレールの接続構造の適用はリニアモータに限られることはない。レール取付け部材に取り付けられるレールに沿ってキャリッジや移動ブロックが移動する工作機械、半導体製造装置、表示パネル製造装置等の各種の装置に本発明のレールの接続構造を適用することができる。

上記実施形態では、レール取付け部材が分割されているが、レール取付け部材は一体の部品でもよい。

４，５…レール取付け部材、６，７…レール、６ａ，７ａ…レールの取付け穴、１４…レールの接続部、１５…レール取付け部材の接続部、２１…レールの接続構造、２２…ベースブロック、２２ｂ…ベースブロックの基準面、２２ｅ…ベースブロックの雌ねじ、２３…押えねじ、２３ａ…押えねじのねじ部、２３ｂ…押えねじの非ねじ部、２４…第１レール押え（レール押え）、２５…第２レール押え（レール押え）、２６…ベースブロックの脱落防止溝、２８…ガイド軸、２９…ガイド穴、ｇ１～ｇ３…隙間

Claims (6)

1. レール取付け部材に取り付けられるレールを接続するレールの接続構造において、
   一方のレールと他方のレールの接続部に配置され、前記レール取付け部材とは別体のベースブロックを備え、
   前記一方のレールと前記他方のレールの取付け穴に通される締結部材によって、前記一方のレールと前記他方のレールに前記ベースブロックを締結し、
   前記ベースブロックが前記レール取付け部材に固定されておらず、前記レール取付け部材に対して動くことができるレールの接続構造。
2. 前記ベースブロックと前記レール取付け部材との間に隙間が存在し、又は前記ベースブロックと前記レール取付け部材との間に前記ベースブロックの動きを許容する介在物が介在することを特徴とする請求項１に記載のレールの接続構造。
3. 前記ベースブロックに螺合する押えねじを用いて、前記レールの側面を前記ベースブロックの基準面に押し付けることを特徴とする請求項１又は２に記載のレールの接続構造。
4. 前記押えねじと前記基準面とは反対側の前記レールの側面に配置されるレール押えを用いて、前記レールの側面を前記ベースブロックの前記基準面に押し付けることを特徴とする請求項３に記載のレールの接続構造。
5. 前記押えねじの軸部は、先端側のねじ部と頭部側の非ねじ部を有し、
   前記ベースブロックの雌ねじ部には、前記雌ねじ部を分断するように、前記ねじ部の軸方向長さよりも幅が広い脱落防止溝が形成されることを特徴とする請求項４に記載のレールの接続構造。
6. 前記一方のレールが一方のレール取付け部材に取り付けられ、
   前記他方のレールが他方のレール取付け部材に取り付けられることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載のレールの接続構造。