(57)【要約】軌道レールとスライダから構成される案内装置をベース部に固定するに際し、固定ボルトを用いることなく軌道レールをベース部に固定することが可能であり、特にタップ孔の加工が困難な極めて小型の案内装置に好適な軌道レールの固定構造を提供する。案内装置の軌道レール（１）をベース部（６）に固定するための構造であって、前記軌道レール（１）をベース（６）部に向けて貫く充填孔（１１）と、この充填孔（１１）と連通すると共に前記ベース部（６）に形成されたアンカー孔（６１）と、前記軌道レール（１）の充填孔（１１）及びベース部（６）のアンカー孔（６１）に充填されて硬化した結合アンカー（７）と、から構成されるものである。【特許請求の範囲】
【請求項１】
案内装置の軌道レール（１）をベース部（６）に固定するための構造であって、
前記軌道レール（１）をベース部（６）に向けて貫く充填孔（１１）と、この充填孔（１１）と連通すると共に前記ベース部（６）に形成されたアンカー孔（６１）と、前記軌道レール（１）の充填孔（１１）及びベース部（６）のアンカー孔（６１）に充填されて硬化した結合アンカー（７）と、から構成されることを特徴とする軌道レールの固定構造。
【請求項２】
前記アンカー孔（６１）の内壁及び／又は充填孔（１１）の内壁には前記結合アンカー（７）の抜け止め溝（９ａ，９ｂ）が形成されていることを特徴とする請求項１記載の軌道レールの固定構造。
【請求項３】
前記結合アンカー（７）内には、前記充填孔（１１）とアンカー孔（７）に跨がって存在する補強ピン（８）が設けられていることを特徴する請求項１記載の軌道レールの固定構造。
【請求項４】
前記ベース部（６）が板状部材であり、前記アンカー孔（６１）はこのベース部（６）に対して貫通形成される一方、前記結合アンカー（７）はベース部（６）の裏面側で前記アンカー孔（６１）からはみ出した係止頭部（７１）を有していることを特徴とする請求項１記載の軌道レールの固定構造。
【請求項５】
案内装置の軌道レール（１）をベース部（６）に固定する方法であって、
前記軌道レール（１）に対して前記ベース部（６）に向けて貫通する充填孔（１１）を形成し、
前記ベース部（６）にはこの充填孔（１１）と連通するアンカー孔（６１）を形成し、
前記軌道レール（１）の底面をベース部（６）と密着させた状態で、かかる軌道レール（１）の充填孔（１１）からベース部（６）のアンカー孔（６１）に対して型成形材を充填し、かかる型成形材を硬化させることでアンカー孔（６１）から充填孔（１１）に跨がる結合アンカー（７）を形成することを特徴とする軌道レールの固定方法。
【請求項６】
前記軌道レール（１）の充填孔（１１）に対する型成形材の充填に先立ち、前記アンカー孔（６１）の内壁及び／又は充填孔（１１）の内壁には前記結合アンカー（７）の抜け止め溝（９ａ，９ｂ）を形成することを特徴とする請求項５記載の軌道レールの固定方法。
【請求項７】
前記型成形材の充填に先立ち、前記アンカー孔（６１）の深さより長い補強ピン（８）が軌道レール（１）の充填孔（１１）からアンカー孔（６１）へ挿入されることを特徴とする請求項５記載の軌道レールの固定方法。
【請求項８】
前記ベース部（６）が板状部材であり、前記アンカー孔（６１）はこのベース部（６）に対して貫通形成される一方、前記型成形材の充填の際にはベース部（６）の裏面側に前記アンカー孔（６１）を覆う治具を押し当て、前記結合アンカー（７）にベース部（６）の裏面側で前記アンカー孔（６１）からはみ出した係止頭部（７１）を具備させることを特徴とする請求項５記載の軌道レールの固定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、軌道レールに沿ってスライダが移動し、各種可動体を往復運動自在に搬送案内する案内装置に係り、その軌道レールを各種機械装置等のベース部に固定するための構造に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来より、工作機械や各種産業ロボットの直線案内部を構成する直線案内装置としては、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スライダとから構成されるものが知られている。前記スライダ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、スライダ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。【０００３】  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おり、そのために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レール取付孔が貫通形成され、またはベース部に挿通させた固定ボルトを螺合させるためのタップ孔が形成されている（特開２００３−１６６５３１号公報等）。【０００４】  一方、このような軌道レールとスライダを組み合わせた案内装置の用途は工作機械や産業用ロボットのみならず、医療機械、各種計測機器、精密機器の分野にまで拡大してきており、これに伴って軽荷重用途に適した小型案内装置に対するニーズが増加している。また、近年においては、手のひらサイズにまで小型化されたフライス盤や旋盤、プレス機等のマイクロマシンの研究も行われており、この点においても極めて小型化された案内装置に対するニーズが高まっている。
【特許文献１】特開２００３−１６６５３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  しかし、超小型の案内装置を実用化する上で問題となるのは、軌道レールのベース部に対する固定方法である。案内装置の小型化に伴って、当然に軌道レールの幅は狭くなり、この軌道レールをベース部に固定する固定ボルトの径も小さなものとならざるを得ない。このため、軌道レールの幅が余りに狭くなると、軌道レールやベース部に対するタップ孔の加工が行えず、固定ボルトを用いて軌道レールをベース部に固定することが困難になってくる。【０００６】  軌道レールの幅が３ｍｍの案内装置は実際に市場に提供されており（ＬＭガイドＲＳＲ３Ｍ／ＴＨＫ株式会社製）、この案内装置においては軌道レールに呼び径Ｍ１．６のタップ孔を形成することで、かかる軌道レールのベース部に対する固定を実現している。しかし、例えば軌道レール幅が１ｍｍの案内装置では、軌道レールの側面にボール転走面が形成されることを考慮すると、直径０．４ｍｍの貫通孔を開設するのが限界であり、この孔にタップ加工を施すことは通常困難である。従って、固定ボルトの締結に依らない、他の方法で軌道レールをベース部に対して固定することが必要となる。【０００７】  固定ボルトを使用しない軌道レールの固定方法としては、接着剤を用いて軌道レールをベース部に貼り付ける方法が考えられる。しかし、接着強度を確保するためには、接着剤の層厚をある程度以上に設定する必要があり、折角の小型案内装置にもかかわらず、ベース部に固定された軌道レールの背が高くなってしまうといった問題点がある。また、接着剤の層厚が均一でないと、軌道レールが波うってしまい、スライダの走行精度が低下してしまうといった致命的な問題点も発生する。【０００８】  また、他の固定方法としては、軌道レールをその幅方向から挟み込むクランプ部材を設け、このクランプ部材をベース部に固定する方法が考えられる。しかし、軌道レールの幅に対してクランプ部材の方が大きくならざるを得ず、案内装置の小型化が台無しになる他、コスト的にも嵩んでしまうといった問題点がある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】  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、軌道レールとスライダから構成される案内装置をベース部に固定するに際し、固定ボルトを用いることなく軌道レールをベース部に固定することが可能であり、特にタップ孔の加工が困難な極めて小型の案内装置に好適な軌道レールの固定構造を提供することにある。【００１０】  すなわち、本発明は、案内装置の軌道レールをベース部に固定するための構造であって、前記軌道レールを固定部に向けて貫く充填孔と、この充填孔と連通すると共に前記ベース部に形成されたアンカー孔と、前記軌道レールの充填孔及びベース部のアンカー孔に充填されて硬化した結合アンカーと、から構成される。【００１１】  このような固定構造によれば、軌道レールとベース部には結合アンカーとなる型成形材を充填するための孔のみを形成すればよく、互いに連通するように形成されたこれらの孔に型成形材を充填して硬化させることにより、軌道レール側の充填孔とベース部側のアンカー孔に前記結合アンカーが跨がって存在することになる。これにより、前記結合アンカーで軌道レールとベース部とが一体化され、軌道レールをベース部に対して固定することが可能となっている。【００１２】  すなわち、本発明によれば、軌道レールやベース部に対して固定ボルトを締結するためのタップ孔を加工することができないような場合であっても、ベース部に対して軌道レールを固定することが可能となる。【００１３】  ベース部に対する軌道レールの固定強度は、前記結合アンカーが軌道レール側の充填孔及びベース部側のアンカー孔に接している面積に依存する。この接触面積が大きくなればその分だけ軌道レールの固定強度は向上する。また、固定強度を向上させるといった観点からすれば、結合アンカーが軌道レールの充填孔あるいはベース部のアンカー孔から抜け出るのを防止すべく、かかる結合アンカーに係止突部を形成するのが好ましい。このような係止突部を結合アンカーに具備させるためには、前記充填孔及びアンカー孔のいずれか一方、あるいは両方に対し、その内壁に抜け止め溝を形成すれば良い。型成形材の充填に先立ってこのような抜け止め溝を形成しておけば、前記充填孔及びアンカー孔に対する型成形材の充填に伴って、前記係止突部が自ずと形成され、結合アンカーが軌道レールやベース部から抜け出るのを防止することができる。このような充填孔及びアンカー孔の形状の変更は、必要とする軌道レールの固定強度に応じて適宜行えば良く、軌道レールの固定強度に対する要求が厳しくないのであれば、これら充填孔及びアンカー孔は均一な内径の孔であって差し支えない。【００１４】  また、本発明はタップ孔の加工が困難な極めて小型の案内装置の軌道レールをベース部に固定する際に有効なものであるが、前述の如く軌道レールの側の充填孔やベース部側のアンカー孔の形状を適宜変更することにより、ベース部に対する軌道レールの固定強度を十分に確保することができる。このため、タップ孔の加工が行い得るサイズの軌道レールであっても、本発明によってベース部に固定することが可能である。本発明の軌道レールの固定構造は固定ボルトを必要としないので、軌道レール側あるいはベース部側にタップ加工を行う必要がなく、しかも充填孔及びアンカー孔に対する型成形材の注入のみをもって軌道レールの固定を完了するので、固定ボルトを締結する従来の固定構造と比べて安価に実施することが可能である。従って、総てのサイズの軌道レールに対して有効な固定構造である。【００１５】  更に、本発明の軌道レールの固定構造はベース部側にタップ加工を行う必要がないので、ベース部に対する機械加工が困難な場合にも極めて有効なものである。【００１６】  また更に、前記充填孔及びアンカー孔に充填する型成形材としては、流動体又は半流動体として前記充填孔及びアンカー孔に充填することができ、充填後に硬化してその形状を維持するものであれば良く、例えば、接着剤等の樹脂材料、石膏、セメント、紙粘度、はんだ等が考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明を適用可能な直線案内装置の一例を示す斜視図である。
【図２】本発明の軌道レールの固定構造の第１の実施の形態を示す正面断面図である。
【図３】本発明の軌道レールの固定構造の第１の実施の形態を示す側面断面図である。
【図４】第１の実施の形態に係る固定構造を実施する際の手順の一部を示す断面図である。
【図５】本発明の軌道レールの固定構造の第２の実施の形態を示す正面断面図である。
【図６】第２の実施の形態に係る固定構造を実施する際の手順の一部を示す断面図である。
【図７】本発明の軌道レールの固定構造の第３の実施の形態を示す正面断面図である。
【図８】アンカー孔に抜け止め溝を形成する手順の一例を示す断面図である。
【図９】本発明の軌道レールの固定構造の第４の実施の形態を示す正面断面図である。
【符号の説明】
【００１８】  １…軌道レール、２…スライダ、６…ベース部、７…結合アンカー、１１…充填孔、６１…アンカー孔
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】  以下、添付図面を用いて本発明の軌道レールの固定構造を詳細に説明する。【００２０】  図１は本発明を用いてベース部に固定可能な軌道レールを備え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、ベース部上に配設される軌道レール１と、この軌道レール１に沿って自在に移動可能なスライダ２とから構成されており、前記スライダ２がベース部に固定された軌道レール１上を自在に移動し得るようになっている。【００２１】  前記軌道レール１は長手方向に垂直な断面が略矩形状に形成されており、ボール３の転走するボール転走溝１０が両側面に１条ずつ形成されている。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充填孔１１が形成されており、この充填孔は軌道レールの頂面１２から底面１３にまで貫通形成されている。【００２２】  一方、前記スライダ２は、テーブル等の可動体の取付面４１及び当該可動体の固定ボルトが螺合するタップ孔４２を有するステンレス製の移動ブロック４と、この移動ブロック４の前後両端面に対して固定される一対の合成樹脂製の蓋体５，５とから構成されており、かかる蓋体５を移動ブロック４に対して取付ボルト５０を用いて固定することで当該スライダ内にボール３の無限循環路が具備されるようになっている。【００２３】  前記移動ブロック４は断面略サドル状に形成され、軌道レール１に跨がるようにして配置されており、前記ボール３は軌道レール１の両側面に形成されたボール転走溝１０と前記移動ブロック４との間で荷重を負荷しながら転動する。これにより、可動体を搭載したスライダ２は荷重を負荷しながら軌道レール１に沿って自在に移動可能である。また、ボール３が前記無限循環路内を循環することにより、スライダ２が軌道レール１に沿ってストロークに制限なく自在に移動可能となっている。【００２４】  図２及び図３はベース部６に対する軌道レール１の固定構造を示す正面断面図及び側面断面図である。軌道レール１にはこれを上下に貫通する充填孔１１が形成されており、この充填孔１１は軌道レール１の頂面１２から底面１３まで均一な内径で形成されている。一方、ベース部６は軌道レール１が固定される平坦な取付面６０を有すると共に、かかる取付面６０には軌道レール１の充填孔１１に対応したアンカー孔６１が垂直に形成されている。図２及び図３に示した例では、前記アンカー孔６１は前記充填孔１１と同一の内径で均一に形成されており、タップ加工などは施されていない。【００２５】  軌道レール１をベース部６上の所定位置に配置した状態で、前記軌道レール１側の充填孔１１とベース部６側のアンカー孔６１とは連通している。これら充填孔１１及びアンカー孔６１の内部には、これらに跨がるようにして１本の結合アンカー７が挿入されている。この結合アンカー７は流動状態にある型成形材を軌道レール１の充填孔１１に対して上部開口から充填し、そのままベース部６のアンカー孔６１及び軌道レール１の充填孔１１に満たして硬化させたものである。従って、結合アンカー７はベース部６のアンカー孔６１及び軌道レール１の充填孔１１そのままの形状に形成されており、これらアンカー孔６１及び充填孔１１の内壁に密着している。【００２６】  前記結合��ンカー７を形成する型成形材としては、例えば樹脂材料、石膏、セメント、紙粘度、はんだ等が考えられ、この例では二液室温硬化型の接着剤を用いている。この接着剤の充填孔１１及びアンカー孔６１に対する充填は、図４に示すように、軌道レール１の底面を所定の力Ｆでベース部６の取付面６０に押し付けて、軌道レール１側の充填孔１１とベース部６側のアンカー孔６１とを完全に連通させた後、アプリケータによって接着剤の二液を混合させながら吐出させ、図中の白抜き矢印の如く充填孔１１の上部開口から該充填孔１１及びアンカー孔６１の内部に前記接着剤を流し込んで行われる。【００２７】  そして、流し込んだ接着剤が硬化すれば、軌道レール１側の充填孔１１及びベース部６側のアンカー孔６１に密着した結合アンカー７が形成される。種類によって異なるが、一般的な接着剤の剪断強度は１０〜４０ＭＰａ程度であり、結合アンカー７を充填する孔の表面積が増加する程、かかる結合アンカー７を引き抜く力に対する抗力は大きくなる。例えば剪断強度３０Ｍｐａの接着剤を結合アンカー７として使用した場合、内径０．４ｍｍ、深さ１．４ｍｍのアンカー孔６１に対して前記接着剤を充填して硬化させ、結合アンカー７として形成すると、かかる結合アンカー７の引き抜きに対する抗力は約５２．８Ｎとなる。この値は１つの充填孔１１及びアンカー孔６１に関するものであり、１本の軌道レール１に複数の充填孔１１が設けられ、これらに対応した数のアンカー孔６１がベース部６に設けられている場合には、前記抗力は更に大きなものとなる。従って、軌道レール１に形成する充填孔１１の個数を直線案内装置の使用用途に応じて選択すれば、十分な強度で軌道レール１を固定ベース６上に固定することが可能となる。【００２８】  尚、図２及び図３では結合アンカー７が軌道レール１の充填孔１１の開口縁一杯にまで存在せず、軌道レール１の頂面１２から僅かに下がった位置に存在しているが、これは接着剤を充填孔１１に注入して結合アンカー７を形成する際に、かかる接着剤が軌道レール１の頂面１２にはみ出して硬化してしまうのを防ぐためである。仮に、接着剤が軌道レール１の頂面１２にはみ出して硬化してしまうと、軌道レール１に沿ったスライダ２の移動が阻害されてしまうことになる。従って、接着剤を充填孔１１に注入した後に、スクレーパ等を用いて軌道レール１の頂面１２にはみ出した接着剤を拭い取るのであれば、かかる接着剤を充填孔１１の開口縁一杯にまで注入しても差し支えない。【００２９】  図５は本発明における軌道レール１の固定構造の第２の実施形態を示すものである。【００３０】  この図５に示す例では結合アンカー７の内部に補強ピン８を設け、軌道レール１に対してベース部６の取付面６０に沿った方向の力が作用した際に、結合アンカー７が十分な抗力を発揮できるようにしている。前記補強ピン８としては金属材料、あるいはカーボンフィラー等によって補強された樹脂材料等から形成されたものを使用することができる。もっとも、この結合アンカー７はベース部６側のアンカー孔６１と軌道レール１側の充填孔１１に跨がって存在することが必要であるから、ベース部６側のアンカー孔６１の深さよりも長いことが必要である。【００３１】  図６に示すように、前記補強ピン８は接着剤を軌道レール１の充填孔１１に注入する前にベース部６のアンカー孔６１に挿入され、図４に示した補強ピン８を具備しない場合と同様の手順によって、接着剤が軌道レール１の充填孔１１を介してベース部６のアンカー孔６１に注入される。そして、接着剤が充填孔１１及びアンカー孔６１の内部で硬化して結合アンカー７が形成されると、かかる結合アンカー７に前記補強ピン８が一体化された状態となり、図５に示したように軌道レール１がベース部６に堅固に固定される。【００３２】  前記結合アンカーを形成する型成形材と前記補強ピンとの一体化を強固なものにするため、かかる補強ピンの表面には凹凸を設けるようにしても差し支えない。特に、型成形材として石膏、セメント等を用いる場合には、結合アンカーが軌道レールに作用する逆ラジアル荷重を十分に負荷可能とするため、この実施の形態のように結合アンカー中に補強ピンを設け、しかも補強ピンと型成形材とを強固に一体化するために、かかる補強ピンの表面に凹凸を形成するのが好ましい。【００３３】  図７は本発明における軌道レール１の固定構造の第３の実施の形態を示すものである。【００３４】  この図７に示す例では、軌道レール１に対してこれをベース部６から持ち上げる方向の過度の荷重が作用した場合に、結合アンカー７が軌道レール１の充填孔１１及びベース部６のアンカー孔６１から抜け出るのを積極的に防止すべく、これら充填孔１１及びアンカー孔６１に抜け止め溝９ａ，９ｂを設けている。【００３５】  すなわち、軌道レール１の充填孔１１には頂面１２における開口縁に該充填孔１１よりも内径の大きい抜け止め溝９ａを形成する一方、ベース部６のアンカー孔６１には取付面６０から離れた内部に抜け止め溝９ｂを形成した。アンカー孔６１の抜け止め溝９ｂは、アンカー孔６１を穿設した後に、図８に示すように、エンドミル７０をアンカー孔６１の内部に挿入し、かかるエンドミル７０を用いてアンカー孔６１の内壁を削り取って形成することができる。【００３６】  そして、このように抜け止め溝９ａ，９ｂが形成された後に、図４に示した方法と同様にして、軌道レール１をベース部６に押し付けると共に、軌道レール１の充填孔１１を介して接着剤をベース部６のアンカー孔６１に充填する。これにより、図７に示すように、軌道レール１側の係止溝９ａ、ベース部６側の係止溝９ｂに入り込んだ係止突起７ａ，７ｂを備える結合アンカー７が形成される。このような係止突起７ａ，７ｂを備えた結合アンカー７によって軌道レール１の固定を行えば、軌道レール１に対してこれをベース部６から持ち上げようとする力が過度に作用したとしても、前記結合アンカー７が破断しない限り、かかる結合アンカー７が軌道レール１の充填孔１１及びベース部６のアンカー孔６１から抜け出ることがないので、図３に示した第１の実施の形態に比べて格段に強固に軌道レール１をベース部６に固定することができるものである。【００３７】  尚、アンカー孔６１の内部の抜け止め溝９ｂは必ずしもエンドミル７０によって切削形成する必要はなく、例えばタップ加工のようにアンカー孔６１の内壁に螺旋状の溝を形成するものであっても良い。【００３���】  図９は本発明における軌道レール１の固定構造の第４の実施の形態を示すものである。【００３９】  この第４の実施形態は、ベース部６が鉄板のような板材の場合における固定構造の例を示している。ベース部６が板材の場合にはアンカー孔６１の深さを十分に確保することができず、単にベース部６に貫通孔を形成し、この貫通孔に接着剤を充填して結合アンカー７を形成しただけでは、軌道レール１に対してこれを持ち上げる方向の荷重が作用した場合に、結合アンカー７がベース部６から容易に抜け出してしまう。【００４０】  そこで、図９に示す例では、板状のベース部６にアンカー孔６１を貫通形成する一方、結合アンカー７にはベース部６の裏面側に位置する係止頭部７１を具備させ、かかる結合アンカー７がベース部６の貫通孔６１から抜け出すのを防止している。この係止頭部７１はその直径がベース部６に貫通形成されたアンカー孔６１の内径よりも大きいので、結合アンカー７が軌道レール１側から引っ張られたととしても、かかる結合アンカー７がアンカー孔６１から抜け出ることがない。また、軌道レール１の充填孔１１には前記第３の実施の形態と同様にして抜け止め溝９ａを形成し、この抜け止め溝９ａ内に結合アンカー７の係止突起７ａが収容されるようにしている。【００４１】  結合アンカー７に前記係止頭部７１を具備させる方法としては、図９に示すように、かかる係止頭部７１の形状に対応するキャビティ７３を備えた治具７２を用い、かかる治具７２を板状ベース部６の裏面側に押し当てて、ベース部６に貫通形成されているアンカー孔６１を覆った後、軌道レール１の充填孔１１から接着剤の注入を行い、治具７２のキャビティ７３、アンカー孔６１及び充填孔１１に接着剤を充填する。かかる接着剤が硬化すれば、係止頭部７１と係止突起７ａを備えた結合アンカー７が完成する。【００４２】  この第４の実施の形態に示した固定構造によれば、ベース部１が板状部材の場合であっても、本発明の固定構造を実施し、固定ボルトを用いることなく軌道レール１を強固にベース部６に固定することが可能となる。【００４３】  尚、前述した各実施の形態では直線案内装置の軌道レールをベース部に固定する場合について説明したが、軌道レールは直線状のものに限られず、一定の曲率でカーブした曲線状のものであっても差し支えない。
【図１】
2006112226.tif 000002
【図２】
2006112226.tif 000003
【図３】
2006112226.tif 000004
【図４】
2006112226.tif 000005
【図５】
2006112226.tif 000006
【図６】
2006112226.tif 000007
【図７】
2006112226.tif 000008
【図８】
2006112226.tif 000009
【図９】
2006112226.tif 000010
【国際調査報告】
2006112226.tif 000011
2006112226.tif 000012
2006112226.tif 000013
2006112226.tif 000014