JP5034892B2

JP5034892B2 - 取付穴用キャップ及びそれを備えた直動案内装置

Info

Publication number: JP5034892B2
Application number: JP2007302742A
Authority: JP
Inventors: 信明藤村; 洋藤田
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2007-11-22
Filing date: 2007-11-22
Publication date: 2012-09-26
Anticipated expiration: 2027-11-22
Also published as: JP2009127729A

Description

本発明は、産業機械等に用いられる直動案内装置を構成する案内レールの取付穴を閉塞する取付穴用キャップ及びそれを備えた直動案内装置に関する。

従来のこの種の直動案内装置としては、例えば図１２に示すように、軸方向に延びる案内レール１と、該案内レール１上に軸方向に移動可能に跨架されたスライダ２とを備えたものが知られている。案内レール１の両側面にはそれぞれ軸方向に延びる直線状の転動体転動溝３が形成され、また、案内レール１の上面には下面まで貫通する取付穴２０が軸方向に所定の間隔で複数箇所形成されており、スライダ２のスライダ本体２Ａには、その両袖部４の内側面に、それぞれ転動体転動溝３に対向する直線状の転動体転動溝９が形成されている。

そして、これらの向き合った両転動体転動溝３，９の間には転動体としての多数の鋼球Ｂが転動自在に装填され、その鋼球Ｂの転動を介してスライダ２が案内レール１上を軸方向に沿って移動できるようになっている。この移動につれて、案内レール１とスライダ２との間に介在する鋼球Ｂは転動してスライダ２のスライダ本体２Ａの端部に移動するが、スライダ２を軸方向に継続して移動させていくためには、これらの鋼球Ｂを無限に循環させる必要がある。

そこで、スライダ本体２Ａの袖部４内に更に軸方向に貫通する直線状の転動体通路８を形成すると共に、スライダ本体２Ａの前後両端にそれぞれ転動体循環部品としてのエンドキャップ５を固定し、このエンドキャップ５に上記両転動体転動溝３，９間と上記転動体通路８とを連通する半円弧状に湾曲した転動体循環Ｒ部６を形成することにより、転動体無限循環軌道を構成している。

ところで、上記直動案内装置の基台等への取り付けは、案内レール１の取付穴２０にボルト１０（図１５参照。）を挿入して該ボルト１０のねじ部を基台のねじ穴に螺合することにより該直動案内装置を基台等へ取り付けるようにしており、かかる取り付け後は、取付穴２０の座ぐり穴２１の上部に合成樹脂製等のキャップを嵌め込んで該取付穴２０を閉塞する。

取付穴２０を閉塞する従来のキャップとしては、種々の構造が考案されている（例えば、特許文献１及び２参照。）。例えば、特許文献１に記載のキャップ３０は、図１３に示すように、外周面に締め代部３１を設けた短円柱部３２によって構成され、締め代部３１が座ぐり穴２１への取付時に嵌め込まれることが記載されている。特許文献２に記載のキャップ４０は、キャップ頭部４１と、該キャップ頭部４１から下方に延びる脚部４２と、脚部４２の周方向全周に亘って形成される切欠部４３と、を有する。そして、キャップ４０は、キャップ頭部４１の上面と案内レール１の表面とを面一になるように切欠部４３を座屈変形させながら取付穴２０を閉塞する。
特開２００２−２２７８３８号公報特開２００６−２４２３３９号公報

ところで、特許文献１に記載のキャップ３０で取付穴２０を閉塞する際、案内レール１の上面とキャップ３０の上面が面一になるようにキャップ３０が嵌めこまれるが、キャップ３０の下面とボルト３０の間に隙間が発生する場合がある。この場合、図１５に示すように、キャップ３０に上方から押し込む力が発生したり、取付穴２０の内周面に力が作用してキャップ３０が弾性変形したりすると、キャップ３０と取付穴２０との間の締め代が緩み、キャップ３０が沈み込む可能性がある。この結果、案内レール１の上面とキャップ３０の上面に段差が発生し、ゴミや埃等の異物が溜まりやすいという問題がある。

一方、特許文献２に記載のキャップ４０を一体成形する場合には、切欠部４３を形成するために中子を用いる必要があるため、金型の構成が複雑となり、また、型抜き作業が煩雑なものとなる。このため、キャップの大量生産は難しく、コストが嵩むという問題がある。

本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、キャップの上面と案内レールの上面とを面一に保つことができる、量産且つ低コスト化が可能な取付穴用キャップ及びそれを備えた直動案内装置を提供することにある。

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）直動案内装置を構成する案内レールの取付穴の座ぐり穴上部に嵌めこまれ、ボルト挿入後の該取付穴を閉塞する取付穴用キャップであって、
前記座ぐり穴の穴径に対応する外径寸法を有する略円形のキャップ頭部と、
該キャップ頭部の一側面から突出して、前記キャップ頭部と一体に形成される突起と、
を備え、
前記突起は、前記キャップ頭部の中心から所定の距離離れた位置に略円筒形状に形成され、
前記突起の内径は、先端部に向かって徐々に拡径するテーパ形状を有し、
該突起の先端部は、前記取付穴に挿入された前記ボルトと接触することで径方向外側に変形可能なように、前記突起の基部よりも薄肉であることを特徴とする取付穴用キャップ。
（２）前記突起は、前記キャップ頭部の中心から所定の距離離れた位置に略円筒形状に形成され、且つ、円周方向に略等間隔でスリットが形成されることを特徴とする（１）に記載の取付穴用キャップ。
（３）前記突起の先端部が、曲面形状を有することを特徴とする（１）に記載の取付穴用キャップ。
（４）両側部に軸方向に延びる直線状の転動体転動溝を有して軸方向に延長され、上面から下面まで貫通する取付穴が軸方向に所定の間隔で複数箇所形成された案内レールと、前記取付穴の座ぐり穴上部に嵌め込まれて該取付穴を閉塞する取付穴用キャップと、前記案内レールの前記転動体転動溝に対向する直線状の転動体転動溝を有し、これらの転動体転動溝間に挿入された多数の転動体の転動を介して軸方向に沿って移動可能に前記案内レールに支持されたスライダとを備えた直動案内装置であって、
前記取付穴用キャップは、前記座ぐり穴の穴径に対応する外径寸法を有する略円形のキャップ頭部と、該キャップ頭部から突出して、前記キャップ頭部と一体に形成される突起と、を備え、
前記突起は、前記キャップ頭部の中心から所定の距離離れた位置に略円筒形状に形成され、
前記突起の内径は、先端部に向かって徐々に拡径するテーパ形状を有し、
該突起の先端部は、前記取付穴に挿入された前記ボルトと接触することで径方向外側に変形可能なように、前記突起の基部よりも薄肉であることを特徴とする直動案内装置。

本発明の取付穴用キャップ及び直動案内装置によれば、取付穴用キャップは、座ぐり穴の穴径に対応する外径寸法を有する略円形のキャップ頭部と、キャップ頭部から突出して、キャップ頭部と一体に形成される突起と、を備え、突起の先端部は、取付穴に挿入されたボルトと接触することで径方向に変形可能なように、突起の基部よりも薄肉である。これにより、キャップの上方から押し込む力が発生した場合でも、突起の先端部が取付穴に挿入されたボルトと接触しているので、キャップが沈み込むことがなく、キャップの上面と案内レールの上面とを面一に保つことができる。また、突起の先端部は基部よりも薄肉とすることで、成形時に複雑な金型を必要とせず、射出成形にて容易に生産が可能となり、量産且つ低コスト化が可能なものとなる。

（第１実施形態）
以下、本発明に係る取付穴用キャップ及び直動案内装置の第１実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本実施形態の直動案内装置の構成は、キャップの構成以外は、図１２に示したものと同一であるので説明を省略し、ここでは、キャップについてのみ説明する。

図１及び図２に示すように、キャップ５０は、樹脂材料からなり、案内レール１の取付穴２０の座ぐり穴２１上部に嵌めこまれ、ボルト挿入後の取付穴２０を閉塞する。キャップ５０の材料としては、ポリエチレン、ポリアセタール、他、各種エラストマー（例えば、ペルプレン）等が適用可能であるが、適度な柔軟性及びキャップとしての強度を有し、成形性にも優れて大量生産に適し、比較的低価格なポリエチレンが好ましい。

キャップ５０は、案内レール１の座ぐり穴２１の穴径に対応する外径寸法を有する略円形のキャップ頭部５１と、キャップ頭部５１の一側面５１ａから突出して、キャップ頭部５１と一体に形成される突起５２と、を備える。

キャップ頭部５１には、外周面に円周方向に略等間隔で円弧状に突出する複数の突部５３が形成されており、キャップ５０が座ぐり穴２１に挿入される際に、締め代として機能する。

また、キャップ頭部５１は、外周側に円筒部５４を形成するように円形状に内部を凹ませている。このため、突起５２は、円筒部５４の下面５４ａより高い位置に形成されたキャップ頭部５１の一側面５１ａから下方に突出している。なお、キャップ頭部５１は、円筒部５４を有しない形状であってもよい。

突起５２は、キャップ頭部５１の中心Ｏから所定の距離離れた位置に略円筒形状に形成されている。キャップ頭部５１の上面（他側面）５１ｂから突起５２の先端部５２ａまでの長さＢは、キャップ頭部５１の厚さＡよりも大きく設定されており、突起５２の先端部５２ａにおける折り曲げ寸法を確保している。

なお、本実施形態においては、折り曲げ寸法は、２０ｍｍ程度のキャップ頭部５１の外径に対して、１ｍｍ程度に設定されている。例えば、座ぐり部の深さとボルト１０の頭部高さの寸法許容誤差が累積で約０．５ｍｍである場合にも、確実に折り曲げによる安定した支持が可能なように折り曲げ寸法は１ｍｍ程度とした。

また、突起５２の内径は、先端部に向かって徐々に拡径するテーパ形状を有し、外径は、一様な寸法を有する。従って、突起５２は、先端部５２ａに向かって徐々に先細り形状を有し、先端部５２ａは、突起の基部５２ｂよりも薄肉である。これにより、キャップが取付穴２０に挿入されたボルト１０の頭部に突起５２が接触した際に（図２参照。）、径方向外側に開きやすい。また、突起５２が先細り形状に形成されていることから、キャップ５０を射出成形する際に、金型はキャップ５０の軸方向に２分割する構成であればよく、比較的容易な構成となり、低コストでの大量生産に向いている。

このように構成されるキャップ５０は、案内レール１の取付穴２０にボルト挿入後、座ぐり穴２１に嵌め込まれ、取付穴２０を閉塞する。この際、キャップ５０の上面に図示しない当て材を当てて、当て材の上面を金槌等でたたくことで、キャップ５０の上面と案内レール１の上面とが面一の状態でキャップ５０は座ぐり穴２１に嵌めこまれる。この際、キャップ５０は、図２（ｂ）に示すように、突起５２の先端部５２ａがボルト１０の頭部と接触して径方向に折り曲げられた状態で、ボルト１０の頭部上で水平に安定して支持される。これにより、キャップの上方から押し込む力が発生した場合でも、キャップ頭部５１の上面５１ｂが沈み込むことがなく、キャップ５０の上面と案内レール１の上面とを面一に保つことができる。

また、突起５２の先端部５２ａは基部５２ｂよりも薄肉とすることで、成形時に複雑な金型を必要とせず、射出成形にて容易に生産が可能となり、量産且つ低コスト化が可能なものとなる。

さらに、突起５２は、キャップ頭部５１の中心Ｏから所定の距離離れた位置に略円筒形状に形成されているので、ボルト１０の頭部上で均一に安定して支持されると共に、嵌め込み後にキャップ５０を上方から押したりしても沈まない剛性が確保される。

なお、本発明の突起５２の形状は、上記実施形態のものに限定されるものでなく、その先端部５２ａが、取付穴に挿入されたボルト１０と接触することで径方向に変形可能なように、突起５２の基部５２ｂよりも薄肉であればよく、図３〜図８に示すような種々の変更が可能である。

例えば、図３に示す第１変形例の取付穴用キャップ５０ａのように、突起５２の基部側を一様内径とすることで、基部側にストレート形状部５２ｃが設けられてもよい。

また、図４に示す第２変形例である取付穴用キャップ５０ｂのように、突起５２は、基部側にストレート形状部５２ｃを設けるとともに、先端部側において外径側及び内径側をテーパ面とした先細り形状としてもよい。

さらに、図５に示す第３変形例である取付穴用キャップ５０ｃのように、突起５２は、その内径及び外径を先端部５２ａに向かって徐々に拡径するテーパ形状とし、全体的に傾斜する先細り形状としてもよい。この場合、突起５２は、キャップ５０を射出成形した際に、突起５２を弾性変形させながら金型から取り外すことができる程度に傾斜している。

加えて、図６に示す第４変形例である取付穴用キャップ５０ｄのように、突起５２は、基部側から先端部側にかけて内径を段階的に拡径する段差部５２ｄを設けることで先細り形状としてもよい。

また、図７に示す第５変形例である取付穴用キャップ５０ｅのように、突起５２は、内径を一様寸法とし、外径を先端部側に向けて縮径させたテーパ面とすることで、先細り形状に形成してもよい。この場合、先端部５２ａはボルト１０の頭部に接触して径方向内側に折り曲げられる。但し、キャップの安定した支持という面では、径方向外側に折り曲げられる図１のような実施形態のほうがより好ましい。

さらに、図８（ａ）及び（ｂ）に示す第６変形例である取付穴用キャップ５０ｆ，５０ｇのように、突起５２の先端部５２ａは、先端部側に向けて拡径しながら、或いは一様幅で伸びる環状溝５２ｅを形成することで、内径側先端部５２ａ１と外径側先端部５２ａ２に分岐して形成される。これにより、先端部５２ａの肉厚は基部５２ｂより薄肉とされている。この場合、キャップ５０ｆ，５０ｇが座ぐり穴２１に嵌め込まれると、内径側先端部５２ａ１がボルト１０の頭部に接触して径方向内側に折り曲げられ、外径側先端部５２ａ２は、ボルト１０の頭部に接触して先端部から順次径方向外側に折り曲げられる。

また、突起５２の先端部５２ａの形状は、図１に示した上記実施形態あるいはその各変形例のように、内径側及び外径側をストレート面とした尖った形状あるいは平らな形状であってもよいが、例えば、図１に示した上記実施形態の場合、図９（ａ）に示すように、内径側及び外径側をそれぞれ湾曲させて連続させた曲面形状としてもよく、図９（ｂ）に示すように、内径側のみ湾曲させて外径側のストレート面と連続させた曲面形状であってもよい。これにより、突起５２の先端部５２ａは、ボルト１０の頭部上を滑りやすくなり、より径方向に開きやすい形状となる。また、別の例として、図７に示す取付穴用キャップ５０ｅのような、径方向内側に折り曲げられる突起５２の場合には、図９（ａ）の場合と同様、内径側及び外径側をそれぞれ湾曲させるか、或いは、図９（ｃ）に示すように、外径側のみ湾曲させて内径側のストレート面と連続させた曲面形状とすることで同様の効果を奏する。さらに、他の各変形例の場合も、図９（ａ）〜（ｃ）に準じた先端部を曲面形状とすることにより同様の効果を奏する。先端部が平らな変形例においては、曲面形状に変えることで特に有効である。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る取付穴用キャップについて、図１０及び図１１を参照して説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等部分については、同一符号を付して説明を省略或いは簡略化する。

図１０に示すように、本実施形態のキャップ５０ｈでは、突起５２の円周方向において略等間隔に複数（本実施形態では４つ）のスリット５５が形成されている。これにより、４つの突起５２が円周方向に等間隔に配置されることになる。このように、スリット５５を設けることで、各突起５２は、径方向により変形しやすい構成となる。突起５２の折り曲がり方向を所望に制御する（例えば、図１に示した場合に、全周にわたって確実に外向きに曲がるようにする、等）上でも有効である。
その他の構成及び作用については、第１実施形態のものと同様である。

なお、スリット５５は、隣り合う突起５２が近接するように切り込まれてもよいが、図１０（ｂ）に示すような所定の幅を有する形状である方が、変形において好ましい。また、スリット５５は、少なくとも２つ以上で、対称に形成されることが好ましく、さらに、図１１に示すように、スリット５５は、先端側に向かってスリット幅が広がるように形成されてもよい。
スリット５５を突起５２の円周方向において略等間隔で複数形成することに関しても、上記実施形態及びその各変形例との組合せが可能である。例えば、図５に示した変形例の場合には、スリットを設けることにより、キャップの押込み時の突起５２の変形を助けるだけでなく、製造時における型成形の型から外す工程も、突起５２が弾性変形しやすくなり、スムーズに行うことができる。

尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
直動案内装置の形態も前述の実施形態のものに限定されず、案内レールに取付け用の座ぐり穴を有するものであれば本発明は適用可能である。

本発明の第１実施形態である取付穴用キャップを示し、（ａ）はその断面図であり、（ｂ）はその下面図である。図１の取付孔用キャップが嵌めこまれた状態を示し、（ａ）はその断面図であり、（ｂ）は（ａ）のII部拡大図である。第１実施形態の第１変形例である取付穴用キャップの断面図である。第１実施形態の第２変形例である取付穴用キャップの断面図である。第１実施形態の第３変形例である取付穴用キャップの断面図である。第１実施形態の第４変形例である取付穴用キャップの断面図である。第１実施形態の第５変形例である取付穴用キャップの断面図である。第１実施形態の第６変形例である取付穴用キャップの断面図である。第１実施形態の突起の先端形状に係る変形例を説明するための要部断面図である。（ａ）は、本発明の第２実施形態に係る取付穴用キャップの下面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＸ−Ｘ線に沿って切断された、突起間に形成されたスリットを説明するための部分断面図である。第２実施形態の変形例に係る突起間に形成されたスリットを説明するための部分断面図である。一般的な直動案内装置を説明する、一部切除した全体斜視図である。従来のキャップを説明するための図であり、（ａ）はその正面図であり、（ｂ）はその平面図である。従来の他のキャップを説明するための断面図である。図１３のキャップが案内レールの取付穴に取り付けられた場合の不具合を説明するための断面図である。

符号の説明

１案内レール
２０取付穴
２１座ぐり穴
５０キャップ（取付穴用キャップ）
５１キャップ頭部
５１ａ一側面
５２突起
５２ａ先端部
５２ｂ基部

Claims

直動案内装置を構成する案内レールの取付穴の座ぐり穴上部に嵌めこまれ、ボルト挿入後の該取付穴を閉塞する取付穴用キャップであって、
前記座ぐり穴の穴径に対応する外径寸法を有する略円形のキャップ頭部と、
該キャップ頭部の一側面から突出して、前記キャップ頭部と一体に形成される突起と、
を備え、
前記突起は、前記キャップ頭部の中心から所定の距離離れた位置に略円筒形状に形成され、
前記突起の内径は、先端部に向かって徐々に拡径するテーパ形状を有し、
該突起の先端部は、前記取付穴に挿入された前記ボルトと接触することで径方向外側に変形可能なように、前記突起の基部よりも薄肉であることを特徴とする取付穴用キャップ。
前記突起は、前記キャップ頭部の中心から所定の距離離れた位置に略円筒形状に形成され、且つ、円周方向に略等間隔でスリット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。
前記突起の先端部が、曲面形状を有す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。
両側部に軸方向に延びる直線状の転動体転動溝を有して軸方向に延長され、上面から下面まで貫通する取付穴が軸方向に所定の間隔で複数箇所形成された案内レールと、前記取付穴の座ぐり穴上部に嵌め込まれて該取付穴を閉塞する取付穴用キャップと、前記案内レールの前記転動体転動溝に対向する直線状の転動体転動溝を有し、これらの転動体転動溝間に挿入された多数の転動体の転動を介して軸方向に沿って移動可能に前記案内レールに支持されたスライダとを備えた直動案内装置であって、
前記取付穴用キャップは、前記座ぐり穴の穴径に対応する外径寸法を有する略円形のキャップ頭部と、該キャップ頭部から突出して、前記キャップ頭部と一体に形成される突起と、を備え、
前記突起は、前記キャップ頭部の中心から所定の距離離れた位置に略円筒形状に形成され、
前記突起の内径は、先端部に向かって徐々に拡径するテーパ形状を有し、
該突起の先端部は、前記取付穴に挿入された前記ボルトと接触することで径方向外側に変形可能なように、前記突起の基部よりも薄肉であることを特徴とする直動案内装置。