WO2023199724A1 - 取付穴用キャップ及び運動案内装置 - Google Patents

Abstract

ばりの発生を抑えることができ、保持力及び抜去力を確保することができる運動案内装置の取付穴用キャップを提供する。 本発明の取付穴用キャップ（８）は、蓋部（１１）と、嵌合部（１２）と、を備える。嵌合部（１２）は、円周方向に配置される第１嵌合部（１３）と第２嵌合部（１４）を備える。第１嵌合部（１３）と第２嵌合部（１４）との間には、スリット（１６）が形成される。第１嵌合部（１３）には、取付穴の内面に接触する突部（１７）が形成される。第１嵌合部（１３）の突部の外径は第２嵌合部（１４）の外径よりも大きい。

Description

取付穴用キャップ及び運動案内装置

　本発明は、運動案内装置のレールの取付穴を塞ぐための取付穴用キャップ及びこの取付穴用キャップを備える運動案内装置に関する。

　運動案内装置は、テーブル等の可動体の線運動（直線又は曲線運動）を案内するのに用いられる。運動案内装置は、ベースに取り付けられるレールと、レールに線運動可能に組み付けられるキャリッジと、を備える。キャリッジには、レールとキャリッジとの間を転がる転動体を循環させる循環路が設けられる。

　レールには、レールをベースに締結するための締結部材が挿入される取付穴が設けられる。この取付穴に塵芥、切り粉等の異物が溜まると、キャリッジに設けたシール装置でも異物を掻き出すことができない。取付穴に溜まった異物がキャリッジ内に浸入すると、転動体の円滑な転がりを妨げる。このため、レールの取付穴を取付穴用キャップで塞ぐことが行われている。

　従来の取付穴用キャップとして、特許文献１には、円盤状のキャップ本体の周囲に複数の突起を設けたものが知られている。キャップは、取付穴の上に仮置きされた後、ハンマ等を用いて取付穴に打ち込まれる。キャップの突起には、締め代が設けられる。キャップは、突起の締め代によって取付穴にしっかりと固定される。

　キャップを取付穴に固定する力の指標として、保持力と抜去力がある。保持力は、キャップをレールの取付穴に打ち込んだ後、キャップを上面から押し込んだときにキャップが沈み込むまでの力である。保持力が弱いと、キャップが容易に沈み込み、キャップの上面に異物が溜まってしまう。抜去力は、レールを反転させて、レールの底面側からキャップを押し込んだときにキャップが取付穴から抜けるまでの力である。抜去力が弱いと、キャリッジがレール上を走行するときにキャップが取付穴から簡単に抜けてしまう。

特開２００２－２２７８３８号公報

　特許文献１に記載の運動案内装置の取付穴用キャップにおいては、キャップの突起に締め代を設けて保持力及び抜去力を確保している。しかし、キャップを取付穴に打ち込むと、突起が削れて、レールの上面にキャップに付着したばりが発生する。ばりを切断してキャップから取り除く必要があり、キャップが多数あるので、この作業には大変な手間がかかる。一方、突起の締め代を小さくすると、ばりの発生を抑えることができるが、今度はキャップの保持力及び抜去力が弱まってしまう。このように、ばりの発生の抑制とキャップの保持力及び抜去力の確保とは、背反するような関係にあるので、両者をいかにして成立させるかに取付穴用キャップの課題がある。

　本発明は、上記の課題を鑑みてなされたものであり、ばりの発生を抑えることができ、保持力及び抜去力を確保することができる運動案内装置の取付穴用キャップ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、本発明は、運動案内装置のレールの取付穴を塞ぐための取付穴用キャップであって、蓋部と、嵌合部と、を備え、前記嵌合部は、円周方向に配置される第１嵌合部と第２嵌合部を備え、前記第１嵌合部と前記第２嵌合部との間には、スリットが形成され、前記第１嵌合部には、前記取付穴の内面に接触する突部が形成され、前記第１嵌合部の前記突部の外径が前記第２嵌合部の外径よりも大きい取付穴用キャップである。

　本発明によれば、取付穴用キャップの嵌合部をスリットで区画された第１嵌合部と第２嵌合部とから構成し、第１嵌合部に取付穴の内面に接触する突部を形成し、第１嵌合部の突部の外径を第２嵌合部の外径よりも大きくするので、ばりの発生の抑制と保持力及び抜去力の確保を両立させることが可能になる。

運動案内装置の斜視図である。 運動案内装置の断面図である。 本発明の第１の実施形態のキャップの上面側斜視図である。 本実施形態のキャップの底面側斜視図である。 本実施形態のキャップの詳細図である（図５（ａ）は図５（ｂ）のX-X線断面図であり、図５（ｂ）は底面図であり、図５（ｃ）は図５（ｂ）のY-Y線断面図である）。 図５のVI部拡大図である。 レールの取付穴に仮置きした状態の本実施形態のキャップの断面図である。 当て板をあてがった状態の本実施形態のキャップの断面図である。 レールの取付穴と本実施形態のキャップの寸法関係を示す断面図である。 レールの取付穴に打ち込んだ状態の本実施形態のキャップの断面図である。 図１０のX部拡大図である。 本発明の第２の実施形態のキャップの底面側斜視図である。 本発明の第３の実施形態のキャップの底面側斜視図である。

　以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態の運動案内装置の取付穴用キャップ（以下、単にキャップという）を詳細に説明する。ただし、本発明のキャップは種々の形態で具体化することができ、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、当業者が発明の範囲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。
　（第１の実施形態）

　まず、運動案内装置の構成を説明する。図１は、運動案内装置の斜視図を示し、図２は運動案内装置の断面図を示す。運動案内装置は、レール１と、このレール１にボール、ローラ等の複数の転動体３を介して長さ方向に線運動（直線運動又は曲線運動）可能に組み付けられるキャリッジ２と、を備える。

　図１に示すように、レール１は、直線状又は曲線状に延びる。レール１には、転動体３が転がり運動する転動体転走部１ａが形成される。キャリッジ２には、レール１の転動体転走部１ａに対向する転動体転走部２ａが形成される。レール１の転動体転走部１ａとキャリッジ２の転動体転走部２ａとの間には、転動体３が転がり運動可能に介在する。キャリッジ２には、転動体３を循環させる循環路が設けられる。６は、レール１に付着した異物を除去するシール装置である。

　なお、以下では、説明の便宜上、レール１を水平面に取り付け、レール１を長さ方向から見たときの方向、すなわち図１、図２の上下、左右、前後方向を用いて、運動案内装置の構成を説明する。もちろん、運動案内装置の配置はこれに限られるものではなく、レール１を垂直面に取り付けてもよいし、運動案内装置を上下反転させてもよい。

　レール１の上面には、長さ方向に一定の間隔を空けて複数の取付穴５が形成される。取付穴５には、レール１をベース７に締結するための締結部材であるボルト４が挿入される。

　図２に示すように、取付穴５は、ボルト４の頭部４ａが着座するザグリ部５ａと、ボルト４のねじ部４ｂが挿入される挿入孔５ｂと、を備える。ザグリ部５ａの開口部の内周縁には、面取り５ｃ（図９も参照）が設けられる。ボルト４が取付穴５内に完全に埋没するように、ザグリ部５ａの高さはボルト４の頭部４ａの高さよりも大きい。

　図１及び図２は、レール１の取付穴５にボルト４を通し、ボルト４をベース７に締結した状態を示す。取付穴５は、その後、キャップ８によって塞がれる。

　図３は、本発明の第１の実施形態のキャップ８の上面側斜視図を示し、図４は底面側斜視図を示す。図５は、キャップ８の断面図、底面図等の詳細図を示す。

　図３に示すように、キャップ８は、蓋部１１と、嵌合部１２と、を備える。嵌合部１２は、蓋部１１に一体に形成される。蓋部１１には、キャップ８の上面が形成される。嵌合部１２には、キャップ８の側面が形成される。キャップ８は、例えば樹脂の射出成型により製造される。

　図４に示すように、蓋部１１は、略円盤状の天板部１１ａと、天板部１１ａの下面に設けられる補強リブ１１ｂと、を備える。補強リブ１１ｂは、天板部１１ａの中心を中心として円環状に形成される環状リブ１１ｂ１と、環状リブ１１ｂ１から放射状に延びる放射状リブ１１ｂ２と、を備える。放射状リブ１１ｂ２は、第２嵌合部１４の円周方向の両端に接続される。環状リブ１１ｂ１は天板部１１ａを補強し、放射状リブ１１ｂ２は第２嵌合部１４を補強する。環状リブ１１ｂ１と放射状リブ１１ｂ２は、天板部１１ａの下面から嵌合部１２の下面まで延びる（図５（ａ）参照）。

　図３に示すように、嵌合部１２は、蓋部１１の外周部から下方に延びる。嵌合部１２は、略円筒状である。嵌合部１２は、円周方向に配置される複数の第１嵌合部１３と複数の第２嵌合部１４を備える。第１嵌合部１３と第２嵌合部１４は円周方向に交互に配置される。第１嵌合部１３の対角には、第２嵌合部１４が配置される。なお、第１嵌合部１３と第２嵌合部１４は、それぞれ少なくとも１つあればよい。

　第１嵌合部１３と第２嵌合部１４との間には、スリット１６が形成される。第１嵌合部１３と第２嵌合部１４は、スリット１６によって画定される。スリット１６は、嵌合部１２の下端から軸方向に天板部１１ａまで延びる。

　第１嵌合部１３には、レール１の取付穴５の内面に接触する突部１７が形成される。突部１７は、円周方向に延びる。図５（ａ）に示すように、突部１７の外面には、取付穴５の内面と略平行な円筒状の第１平行部１７ａが形成される。突部１７の第１平行部１７ａよりも下側には、突部１７が取付穴５に入るのを案内するガイド斜面１７ｂが形成される。第１嵌合部１３の突部１７よりも下側には、取付穴５の内面と略平行な円筒状の第２平行部１８が形成される。第１嵌合部１３の下端部には、第１嵌合部１３が取付穴５に入るのを案内するガイド斜面１９が形成される。第１嵌合部１３の突部１７の上部には、取付穴５の内面と略平行な円筒状の第３平行部２５が形成される。

　図３に示すように、第２嵌合部１４の上部には、取付穴５の開口部の内周縁の面取り５ｃを覆うつば２４が形成される。このつば２４は、第２嵌合部１４の上部にのみ形成されていて、第１嵌合部１３の上部には形成されていない。すなわち、つば２４は、キャップ８の周囲に途切れ途切れに形成される。

　図５（ａ）（ｂ）に示すように、第１嵌合部１３の突部１７の外径Φ１は、第２嵌合部１４の外径Φｃ、すなわち第２嵌合部１４のつば２４よりも下の外面１４ａの外径Φｃよりも大きい。第２嵌合部１４のつば２４より下側の外面１４ａは、上下方向の中間部が最も膨らんだ太鼓のような曲面状に形成される。図６に示すように、第２嵌合部１４の外面１４ａは、縦断面において、曲線状である。第２嵌合部１４の外面１４ａの中間部の外径Φｃは、上部の外径Φａ及び下部の外径Φｂよりも大きい。外面１４ａの最大径Φｃが第２嵌合部１４の外径Φｃである。

　第２嵌合部１４は、第１嵌合部１３よりもキャップ８の内側に撓みにくく形成される。図５（ａ）に示すように、第２嵌合部１４の下端部にキャップ８の中心に向かう荷重Ｐをかけたときの第２嵌合部１４の下端部の撓み量は、第１嵌合部１３の下端部にキャップ８の中心に向かう荷重Ｐをかけたときの第１嵌合部１３の下端部の撓み量よりも小さい。

　図５（ｂ）に示すように、蓋部１１の天板部１１ａの下面には、第１嵌合部１３を第２嵌合部１４よりも撓ませ易くする円弧状の溝２１ａ，２１ｂが第１嵌合部１３に沿って形成される。円弧状の溝２１ａ，２１ｂ間には、天板部１１ａの変形を抑制する梁２２が形成される。

　以下に、キャップ８を取付穴５に打ち込む工程を説明する。まず、図７に示すように、キャップ８を取付穴５に仮置きする。このとき、キャップ８の第１嵌合部１３の突部１７が取付穴５の面取り５ｃに引っ掛かる。キャップ８が取付穴５に入り込む量Ｈ１、すなわちキャップ８が面取り５ｃより下に入り込む量Ｈ１は、キャップ８の上下方向の厚さ（Ｈ）の２５％以上、望ましくは３０％以上である。

　キャップ８を取付穴５に仮置きすると、キャップ８の第１嵌合部１３の第２平行部１８が取付穴５に入り、キャップ８の第２嵌合部１４の外面１４ａが取付穴５に接触する。Ｈ１が２５％であることと相まって、仮置きしたキャップ８が傾くのを防止でき、キャップ８の据わりを良くすることができる。

　次に、図８に示すように、キャップ８の上に当て板２３を置き、当て板２３をハンマで叩く。図９は、撓み変形前のキャップ８と取付穴５との寸法関係を示す。キャップ８を取付穴５に打ち込むと、第１嵌合部１３の突部１７が取付穴５に圧入されると共に、第２嵌合部１４の外面１４ａが取付穴５に圧入される。キャップ８は、締め代δ１，δ２をもって取付穴５に圧入される。このため、保持力及び抜去力を確保することができる。

　ここで、第１嵌合部１３の突部１７の外径Φ１は、第２嵌合部１４の外面１４ａの外径Φｃよりも大きい。このため、第１嵌合部１３の締め代δ１は第２嵌合部１４の締め代δ２よりも大きい。第１嵌合部１３は第２嵌合部１４よりも大きな締め代δ１をもって取付穴５に圧入される。なお、取付穴５の寸法公差によっては、第２嵌合部１４の外面１４ａと取付穴５の内面との間には僅かなすきまが空いてもよく、少なくとも第１嵌合部１３と取付穴５との間に締め代δ１があればよい。

　図９に示すように、キャップ８を取付穴５に打ち込むと、第２嵌合部１４のつば２４が取付穴５の面取り５ｃ上に載置される。このため、つば２４のせん断力によって保持力を確保することができる。

　図１０に示すように、キャップ８を取付穴５に圧入すると、第１嵌合部１３の突部１７が取付穴５の内面に接触して第１嵌合部１３が撓む。このため、第１嵌合部１３にばりが発生するのを抑制することができる。第２嵌合部１４は第１嵌合部１３よりも小さな締め代δ２で取付穴５に圧入されているので、図１１の拡大図に示すように、第２嵌合部１４のばりになる部分２０（図中クロス線で示す領域）はわずかであり、殆どばりが発生しない。仮に、ばりが発生しても、第２嵌合部１４の外面１４ａは太鼓のような曲面状に形成されるので、ばり２３がキャップ８のつば２４と取付穴５の面取り５ｃとの間に入り込む。このため、ばり２３がレール１の上面に飛び出すことが防止される。

　以上に本実施形態のキャップ８の構成と打ち込み工程を説明した。本実施形態のキャップ８によれば以下の効果を奏する。

　キャップ８の嵌合部１２をスリット１６で区画された第１嵌合部１３と第２嵌合部１４とから構成し、第１嵌合部１３に取付穴５の内面に接触する突部１７を形成し、突部１７の外径Φ１を第２嵌合部１４の外径Φｃよりも大きくするので、ばりの発生の抑制と保持力及び抜去力の確保を両立させることができる。

　第２嵌合部１４の上部に取付穴５の開口部の面取り５ｃを覆うつば２４を形成するので、保持力を確保することができる。

　第２嵌合部１４の外面１４ａを上下方向の中間部が最も膨らんだ曲面状に形成するので、第２嵌合部１４で保持力及び抜去力を確保した上で、第２嵌合部１４でのばりの発生を抑えることができる。

　第１嵌合部１３の上部につば２４を形成しないので、つば２４と突部１７との間にアンダーカットが発生するのを防止でき、キャップ８を容易に樹脂成型することができる。また、仮に第１嵌合部１３の突部１７にばりが発生したとしても、このばりを突部１７の上部の空間ｓ（図１０参照）に留め、又はばりをスリット１６を経由してキャップ８の内部に移行させることができる。したがって、ばりを外部に出さないようにすることができる。なお、空間ｓは、ばりが外に出ることなく、空間ｓに留まる大きさに形成される。

　蓋部１１に第２嵌合部１４に接続される補強リブ１１ｂを設けるので、第２嵌合部１４を撓みにくくすることができる。

　キャップ８を取付穴５に仮置きしたときの入り込み量（Ｈ１）がキャップ８の上下方向の厚さ（Ｈ）の２５％以上であるので、キャップ８の据わりを良くすることができる。
　（第２の実施形態）

　図１２は、本発明の第２の実施形態のキャップ３１の底面側斜視図を示す。このキャップ３１も、蓋部１１と、嵌合部１２と、を備える。１１ａは蓋部１１の天板部、１１ｂ１，１１ｂ２は蓋部１１の補強リブ、１３は第１嵌合部、１７は第１嵌合部の突部、１４は第２嵌合部である。これらの構成は、第１の実施形態のキャップ８と略同一であるから同一の符号を附してその説明を省略する。

　第１の実施形態のキャップ８では、蓋部１１の天板部１１ａの変形を抑制する梁２２（図５（ｂ）参照）が溝２１ａ，２１ｂ間にのみ形成されているが、第２の実施形態のキャップ３１では、梁３２は、溝２１ａ，２１ｂ間に形成されているだけでなく、環状リブ１１ｂ１から放射状に第１嵌合部１３まで延びている。天板部１１ａの変形をより抑えたいときは、梁３２をこのように形成してもよい。ただし、天板部１１ａの下面の全域に梁３２を形成すると、第１嵌合部１３が撓みにくくなり、ばりが発生するおそれがあるので、一部分だけ天板部１１ａの下面を厚くして梁３２を形成するのが望ましい。
　（第３の実施形態）

　図１３は、本発明の第３の実施形態のキャップ４１の底面側斜視図を示す。このキャップ４１も、蓋部１１と、嵌合部１２と、を備える。蓋部１１の天板部１１ａ、補強リブ１１ｂ１，１１ｂ２、第１嵌合部１３、突部１７、第２嵌合部１４の構成は、第１の実施形態のキャップ８と略同一であるから同一の符号を附してその説明を省略する。

　第１の実施形態のキャップ８では、第１嵌合部１３を撓み易くするために天板部１１ａの下面に溝２１ａ，２１ｂを形成している。一方、第３の実施形態のキャップ４１では、溝を形成しておらず、天板部１１ａの下面をフラットにしている。取付穴５の寸法が大きい場合、第１嵌合部１３の上下方向の長さも長くなり、第１嵌合部１３を撓ませ易くなる。このため、天板部１１ａの下面に溝２１ａ，２１ｂを形成しなくても、第１嵌合部１３を撓ませることができる。

　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、第１嵌合部に形成される突部が円周方向に延びているが、軸方向に延びていてもよい。また、突部が１つ以上の突起から構成されてもよい。

　上記実施形態では、第１嵌合部の上部につばを設けていないが、第１嵌合部の上部につばを設けてもよい。

　本明細書は、２０２２年４月１４日出願の特願２０２２－０６７０２１に基づく。この内容はすべてここに含めておく。

　１…レール、２…キャリッジ、４…ボルト（締結部材）、５…取付穴、８…取付穴用キャップ、１１…蓋部、１１ａ…天板部、１１ｂ…補強リブ、１２…嵌合部、１３…第１嵌合部、１４…第２嵌合部、１４ａ…第２嵌合部の外面、１６…スリット、１７…突部、２４…つば、３１…キャップ、４１…キャップ、Φ１…第１嵌合部の突部の外径、Φｃ…第２嵌合部の外径

Claims (7)

1. 　運動案内装置のレールの取付穴を塞ぐための取付穴用キャップであって、
   　蓋部と、嵌合部と、を備え、
   　前記嵌合部は、円周方向に配置される第１嵌合部と第２嵌合部を備え、
   　前記第１嵌合部と前記第２嵌合部との間には、スリットが形成され、
   　前記第１嵌合部には、前記取付穴の内面に接触する突部が形成され、
   　前記第１嵌合部の前記突部の外径が前記第２嵌合部の外径よりも大きい取付穴用キャップ。
2. 　前記第２嵌合部の上部には、前記取付穴の開口部の内周縁の面取りを覆うつばが形成されることを特徴とする請求項１に記載の取付穴用キャップ。
3. 　前記第２嵌合部の外面は、上下方向の中間部が最も膨らんだ曲面状に形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の取付穴用キャップ。
4. 　前記第１嵌合部の上部の外面には、前記つばが形成されていないことを特徴とする請求項２に記載の取付穴用キャップ。
5. 　前記蓋部は、天板部と、前記天板部の下面に設けられ、前記第２嵌合部に接続される補強リブと、を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の取付穴用キャップ。
6. 　前記取付穴用キャップを前記取付穴に仮置きしたとき、前記取付穴用キャップが前記取付穴に入り込む量（Ｈ１）が前記取付穴用キャップの上下方向の厚さ（Ｈ）の２５％以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の取付穴用キャップ。
7. 　請求項１又は２に記載の取付穴用キャップと、
   　レールと、
   　前記レールに相対移動可能に組付けられるキャリッジと、を備える運動案内装置。