CN100480525C - 具滚动元保持链线性滑轨 - Google Patents

Abstract

本发明是关于一种具滚动元保持链线性滑轨，该线性滑轨保持滚动元的结构主要是由一负荷侧保持器及一方向回转部保持器所构成，且该负荷侧保持器及方向回转部保持器具有相接通的容纳凹槽，以容纳该滚动元保持链，而于该负荷侧保持器容纳凹槽的开口处有导角的设计，据此，除了有效提升线性滑轨运动顺畅性之外，更可使该具滚动元保持链线性滑轨的组合构件制造容易。

Description

具滚动元保持链线性滑轨

技术领域

本发明是有关于一种具滚动元保持链线性滑轨，特别是一种使其顺畅性更佳的线性滑轨。

背景技术

具滚动元保持链线性滑轨已被使用于各种需精密滑动的设备上，例如数值控制机器的工具机、自动焊接器、运载装置等等。一般线性滑轨的组态为一滚动元保持链沿着一环状滚动路径连续循环的滚动，而具滚动元保持链的线性导轨在整个循环流道上必须设计有容纳滚动元保持链连接部容纳凹槽，然而要完成整个循环的保持链连接部容纳凹槽，并无法由单一组件完成，所以在多个组件的配合上必定会产生断差而阻碍滚动元保持链连接部运动的顺畅性。

如图1、2所示，即显示一般具滚动元保持链线性滑轨，从图上可以清楚看出，该滑块本体11是设置于该线性滑轨上，而该线性滑轨主要是由一负荷侧保持器12及一方向回转部保持器13所构成，且该负荷侧保持器12及方向回转部保持器13具有相接通的容纳凹槽121131，以容纳该滚动元保持链14，该滚动元保持链14的型态如图3所示，其是由一连接部141上组设有复数个间隔部143所构成，且各滚动元142是通过间隔部143所区隔。

传统方向回转部保持器13的容纳凹槽131与负荷侧保持器12的容纳凹槽121的衔接处并无特别设计，当该滚动元保持链14的连接部141从方向回转部保持器13进入负荷侧保持器12时，会产生不顺的情形。经过分析与仿真，可统整成下述的几项。

其一、线性导轨所利用的滚动元保持链14通常为具挠性的塑料材料所构成的，其考量在于可顺利的通过方向回转部保持器13，但也因如此，当其连接部141快接近方向回转部保持器13与负荷侧保持器12的衔接处，会因为材质本身的弹性而抵住方向回转部保持器13的容纳凹槽131外缘，其状态如图4所示，于图式中该滚动元保持链14是以矩形条简化代表之。当到达衔接处时，并无法如规划的照滚动元保持链14的行进路线前进，而是产生角度偏差，其偏差状态如图5所示，其中图式上所显示的实心箭头是为实际行进方向，而空心箭头是为预设行进方向。

其二、负荷侧保持器12与其它配件组合时，通常会采取插销配合的方式，但由于考量公差配合与制造的误差，所以规划的负荷侧保持器12的保持链连接部容纳凹槽121与方向回转部保持器13的保持链连接部容纳凹槽131会有断差的产生。

基于上述两点原因，如图6所示，当滚动元保持链14的连接部141经过方向回转部保持器13的保持链连接部容纳凹槽131出口时，则会与负荷侧保持器12保持链连接部容纳凹槽121的边缘产生碰撞的情形，如此的运行模式即会使运转产生不顺。

据此，目前为了确保具滚动元保持链线性导轨的运行顺畅性的习知技术如日本特许3349238专利所展现的方式，将关于循环的整个组件配合的断差避免出现于方向回转部保持器13与负荷侧的衔接面上，因此滚动元保持链连接部也因为运动方向的关系，可平顺跨过断差的产生处，但是这种方法的缺点在于制造性不佳；采用如此的设计，若配件为采用塑料成型的制造方式，会因为细长比过大而造成尺寸收缩不易掌握，使配件配合时产生问题。

是以，显见上述具滚动元保持链线性滑轨实有进一步改良精进的必要。

发明内容

本发明的主要目的，是在提供一种具滚动元保持链线性滑轨，其主要提升具滚动元保持链的线性滑轨运动顺畅性。

本发明另一主要目的，是在提供一种具滚动元保持链线性滑轨，其主要使该具滚动元保持链线性滑轨的组合构件制造容易。

于是，为达成上述发明目的，本发明所提供一种具滚动元保持链线性滑轨，该线性滑轨保持滚动元的结构主要是由一负荷侧保持器及一方向回转部保持器所构成，且该负荷侧保持器及方向回转部保持器具有相接通的保持链连接部容纳凹槽，以容纳该滚动元保持链的连接部，而于该负荷侧保持器容纳凹槽的开口处有导角的设计，据此，除了有效提升线性滑轨运动顺畅性之外，更可使该具滚动元保持链线性滑轨的组合构件制造容易。

该导角的宽度L大于

$\frac{a\sqrt{(2r+c)(2b-c)}}{r+c-b}$

而各参数分别为：

a：方向回转部保持器与负荷侧的保持器保持链连接部容纳凹槽的衔接断差；

b：方向回转部保持器保持链连接部容纳凹槽的宽度；

c：滚动元保持链连接部厚度；

r：方向回转部保持器回流路径的半径。

该导角的角度γ小于 ${\tan }^{-1}\left(\frac{\sqrt{(2r+c)(2b-c)}}{r+c-b}\right)$ ；而各参数分别为：

b：方向回转部保持器保持链连接部容纳凹槽的宽度；

c：滚动元保持链连接部厚度；

r：方向回转部保持器回流路径的半径。

本发明的有益效果在于：

1.可以提升具滚动元保持链的线性滑轨运动顺畅性；

2.可以使该具滚动元保持链线性滑轨的组合构件制造容易。

有关本发明为达成上述目的，所采用的技术、手段及其它的功效，兹举一较佳可行实施例并配合图式详细说明如后，相信本发明上述的目的、特征及其它优点，当可具体了解。惟，此一实施例及图标，仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以之限定本发明实施的范围，即大凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利涵盖的范围内。

附图说明

图1是现有技术的具滚动元保持链线性滑轨的分解图。

图2是图1的局部放大图。

图3是滚动元保持链的立体图。

图4是滚动元保持链于习用方向回转部保持器内部作动示意图。

图5是滚动元保持链于习用方向回转部保持器导出状态示意图。

图6是滚动元保持链于习用方向回转部保持器导出碰撞于该负荷侧保持器的状态示意图。

图7是本发明的剖面图。

图8是本发明的实施状态示意图。

图9是本发明推导该导角的辅助图(一)。

图10是本发明推导该导角的辅助图(二)。

图11是本发明推导该导角的辅助图(三)。主要组件符号说明

11滑块本体        12负荷侧保持器

121保持链连接部容纳凹槽     13方向回转部保持器

131保持链连接部容纳凹槽     14滚动元保持链

141连接部         142滚动元

143间隔部

20负荷侧保持器    21保持链连接部容纳凹槽

22开口

30方向回转部保持器31保持链连接部容纳凹槽

40滚动元保持链    41连接部

50导角

具体实施方式

首先请配合参阅图7所示，本发明实施例所提供的一种具滚动元保持链线性滑轨，该线性滑轨保持滚动元的结构主要是由一负荷侧保持器20及一方向回转部保持器30所构成，且该负荷侧保持器20及方向回转部保持器30具有相接通的容纳凹槽21及31，以容纳具连接部41的滚动元保持链40，而本发明于该负荷侧保持器20保持链连接部容纳凹槽21的开口22处有导角50的设计，且该导角50是位于与该方向回转部保持器30保持链连接部容纳凹槽31衔接处。

据此，如图8所示，本发明在不改变配件形式的前提下，通过该导角50的结构设计而得以吸收滚动元保持链40一段处的连接部41行进方向所产生的偏差，俾使滚动元保持链40连接部41顺利越过该负荷侧保持器20与方向回转部保持器30衔接处的断差。同时本发明并不需要大幅度的改变该负荷侧保持器20的结构，而使其制造容易，且采用塑料射出时尺寸变异小。是以，本发明确实有效提升线性滑轨运动顺畅性，以及使该具滚动元保持链线性滑轨的组合构件制造容易。

值得注意的是，该导角50的尺寸必须经过计算，其计算推导如下：

首先如图9所示，假设滚动元保持链40连接部41为一个刚体，因为弹性回复性极大时即为刚体，如此设定可求得导角的所需最大宽度。而我们假设其有两个位置限制点，A点为方向回转部保持器30的保持链连接部容纳凹槽31开口外缘的角点，B点为方向回转部保持器30的保持链连接部容纳凹槽31内壁在补偿滚动元保持链40连接部41肉厚的曲线与滚动元保持链40外缘的切点。而在本实施例中，曲线方程式为圆方程式，即方向回转部保持器30为一半圆的形状。

再请参阅图10所示，图式中所显示的各参数分别为：

a：方向回转部保持器与负荷侧保持器的保持链连接部容纳凹槽的衔接断差；

b：方向回转部保持器保持链连接部容纳凹槽的宽度；

c：滚动元保持链连接部厚度；

k：预导角点的X轴坐标；

r：方向回转部保持器回流路径的半径；

P：预导角点(即滚动元保持链触碰的最外缘接触点)；

eq1：滚动元保持链连接部外缘相切的曲线方程式(在本实施例中为圆)；

eq2：滚动元保持链连接部外缘的直线方程式，eq2的斜率为-d(本实施例d<0)：

推导：

eq1→x²+y²＝(r-b+c)²    eq2→x-(-r-b)+dy＝0

eq1与eq2相交于一点

$x^2+{\left[\frac{-x-(r+b)}{d}\right]}^2={(r-b+c)}^2$ 简化式r-b+c＝A、r+b＝B

$x^2+\left(\frac{2B}{d^2+1}\right)x+\left(\frac{B^2-d^2{A}^2}{d^2+1}\right)=0$

在有重根的条件下

${\left(\frac{2B}{d^2+1}\right)}^2-4\&CenterDot;1\&CenterDot;\left(\frac{B^2-d^2{A}^2}{d^2+1}\right)=0$

$d=\frac{-\sqrt{(B^2-A^2)}}{A}=\frac{-\sqrt{(2r+c)(2b-c)}}{r+c-b}$

所以P点坐标为 $-\frac{a\sqrt{(2r+c)(2b-c)}}{r+c-b}-r-b,-a$

紧接着，请参阅图11所示，图式中所显示的各参数分别为：

α：滚动元保持链连接部与水平所夹的角度；

γ＝90⁰-β：导角角度

L：导角宽度

推导：

$L=|k-r-b|=\frac{a\sqrt{(2r+c)(2b-c)}}{r+c-b}$

$\tan \mathrm{\&alpha;}=-d=\frac{\sqrt{(2r+c)(2b-c)}}{r+c-b}$

$\mathrm{\&alpha;}={\tan }^1\left(\frac{\sqrt{(2r+c)(2b-c)}}{r+c-b}\right)$

为了让滚动元保持链连接部有向负Y轴运动的力量，连接部与导角面的夹角要大于90⁰

α+β>90⁰

导角角度γ小于 ${\tan }^{-1}\left(\frac{\sqrt{(2r+c)(2b-c)}}{r+c-b}\right)$

结论：导角宽度L要大于 $\frac{a\sqrt{(2r+c)(2b-c)}}{r+c-b}$

导角角度γ小于 ${\tan }^{-1}\left(\frac{\sqrt{(2r+c)(2b-c)}}{r+c-b}\right)$

Claims (2)

1.一种具滚动元保持链线性滑轨，该线性滑轨保持滚动元的结构主要是由一负荷侧保持器及一方向回转部保持器所构成，且该负荷侧保持器及方向回转部保持器具有相接通的保持链连接部容纳凹槽，以容纳该滚动元保持链，其改良在于：于该负荷侧保持器保持链连接部容纳凹槽的开口处有导角的设计，该导角的宽度L大于

$\frac{a\sqrt{(2r+c)(2b-c)}}{r+c-b}$

而各参数分别为：

a：方向回转部保持器与负荷侧保持器的保持链连接部容纳凹槽的衔接断差；

b：方向回转部保持器保持链连接部容纳凹槽的宽度；

c：滚动元保持链连接部厚度；

r：方向回转部保持器回流路径的半径。

2.根据权利要求1所述的具滚动元保持链线性滑轨，

其特征在于：该导角的角度γ小于

；而各参数分别为：

b：方向回转部保持器保持链连接部容纳凹槽的宽度；

c：滚动元保持链连接部厚度；

r：方向回转部保持器回流路径的半径。

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