CN101031732A - 线性导向装置及其轨道的制造方法 - Google Patents

Abstract

一种线性导向装置及其轨道的制造方法。在形成有滚动体的滚动面的多个轨道部件固定在轨道架时，不需要保证这些滚动面的平行度的精加工，可尽量提高轨道的生产效率，并且，实现生产成本的降低。轨道由形成滚动体的滚动面的一对轨道部件和具有嵌合这些轨道部件的一对轨道安装槽的轨道架构成，所述轨道部件借助于粘接层固定在轨道安装槽内。在一个轨道安装槽的底部形成不借助于所述粘接层而与轨道部件相接的基准突起，嵌合在该轨道安装槽的轨道部件以与所述基准突起相抵接的状态粘接固定。另外，嵌合在另一个轨道安装槽的轨道部件，从所述基准突起在规定的距离粘接固定。

Description

线性导向装置及其轨道的制造方法

技术领域

本发明涉及通过多个滚珠安装有轨道和移动块、使固定在所述移动块上的被搭载物可沿轨道自由往复运动的线性导向装置，具体地说，涉及可廉价且精度良好地形成轨道的线性导向装置及其轨道的制造方法。

背景技术

在工作机械的工作台和各种输送装置的直线导向部中，多使用转动导向装置，其沿轨道连续移动搭载有工作台等可动体的移动块。在这种转动导向装置中，所述移动块借助滚珠和辊轮等多个滚动体安装在轨道上，滚动体在移动块和轨道间边承担负荷边滚动，从而使固定在移动块上的被搭载物沿轨道以极小的阻力轻松运动。

所述轨道具有限制滚动体转动方向的滚动面，因为该滚动面必须具有充分的硬度，所以，通常在这种线性导向装置中由可淬火的金属材料或渗碳钢形成轨道。而且，通过在轨道整体或只在滚动面的形成部位实施淬火等热处理，提高滚动面的硬度。

但是，若对轨道实施热处理，则在该轨道上产生弯曲、扭转等变形，存在必须对该变形进行矫正作业的问题。另外，虽然实现了矫正轨道变形的作业自动化，但不能完全排除微小的弯曲、扭转，为实现移动块运动的高精度化，必须要由熟练技工进行矫正作业。这样，线性导向装置的生产效率降低，生产成本上升。

另外，在日本特开平2-309011号公报、日本特开平8-14254号公报、日本特开2002-303320号公报等中公开了考虑到该问题点的线性导向装置。在这些文献所公开的线性导向装置中，轨道由设有滚珠滚动面的轨道部件、和设有该轨道部件的安装槽的轨道架(レ一ルハウジング)构成，用压入、粘接、钎焊等方法将所述轨道部件固定在轨道架的安装槽上。因为滚珠滚动面在轨道部件上形成，所以该轨道部件若选择具有充分硬度的材料，则所述轨道架不需要淬火处理等热处理，也不需要上述热处理后的矫正作业。另外，轨道架也可使用铝合金的挤压材料或混凝土成形物等，具有对应线性导向装置的使用用途来选择最合适且廉价的材料作为轨道架的优点。

专利文献1：特开平2-309011号公报

专利文献2：特开平8-14254号公报

专利文献3：特开平2002-303320号公报

发明内容

在线性导向装置中，因为移动块承受作用在被搭载物所有方向的负荷，所以设在轨道的滚动体的滚动面只有一条是不行的，在大多情况下，在轨道上形成多条的滚动面。另外，这些滚动面的形成场所也是轨道的相对向的一对面、或相反方向的一对面等，大都在轨道上的相互离开的位置形成多条滚动面。为此，如上所述，如果在轨道部件上形成滚动体的滚动面、把该轨道部件固定在轨道架，则必须对应各滚动面设置轨道部件，把多个轨道部件固定在轨道架。

但是，若这样地把多个轨道部件分别固定在轨道架上，则存在不能精度良好地保证轨道部件相互的平行度、从而不能提高移动块运动精度的问题。为此，在日本特开平8-14254号公报、日本特开2002-303320号公报公开的线性导向装置中，在将所有的轨道部件固定在轨道架以后，对各轨道部件的滚珠滚动面进行精加工的磨削加工，由此来保证各轨道部件所具有的滚珠滚动面的平行度。

即，通过将形成有滚动体的滚动面的轨道部件固定在轨道架上，尽管不需要矫正轨道热处理后的变形的作业，但在轨道部件固定在轨道架后必须进行精加工，因此，不能显著地提高轨道的生产效率、降低生产成本。

另外，因为在将轨道部件固定于轨道架后必须对滚动体的滚动面进行精加工磨削，所以在实际使用线性导向装置的现场不能进行把轨道部件固定在轨道架的工序，如上所述，虽然可以选择各种材料作为轨道架，但存在不能很充分地运用的问题点。

本发明正是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供一种线性导向装置及其轨道的制造方法，在把形成有滚动体的滚动面的多个轨道部件固定在轨道架时，不需要保证这些滚动面的平行度的精加工，在尽量提高轨道的生产工序的同时，实现生产成本的降低。

本发明的另一目的在于提供一种线性导向装置及其轨道的制造方法，在提高移动块的运动精度的同时，在实际使用现场也可以安装轨道，可以对应使用用途灵活选择轨道所使用的材料。

在实现上述目的的本发明的线性导向装置中，轨道由形成滚动体的滚动面的一对轨道部件、和设有嵌合这些轨道部件的一对轨道安装槽的轨道架构成，所述轨道部件借助于粘接层固定在轨道安装槽内。轨道安装槽形成在轨道架上的部位因轨道的形状而不同，例如是形成通道状的轨道彼此相对的内侧面、或形成矩形状的轨道的外侧面。

在形成于轨道架的一对轨道安装槽中，在一个轨道安装槽的底部形成不借助所述粘接层而与轨道部件相接的基准突起，嵌合在该轨道安装槽的轨道部件以与所述基准突起相抵接的状态粘接固定。另外，嵌合在另一个轨道安装槽的轨道部件，从所述基准突起在规定的距离粘接固定。即，在本发明中，可将形成基准突起的轨道安装槽称为基准轨道安装槽，将另一个轨道安装槽称为从动轨道安装槽。

根据这样的本发明，嵌合在从动轨道安装槽的轨道部件，由于不是以该从动轨道安装槽为基准固定在轨道架，而是以设在另一基准轨道安装槽上的基准突起为基准进行固定，所以在把一对轨道部件固定在轨道架后即可确保设在这些轨道部件上的滚动体的滚动面的平行度。从而，固定轨道部件后无需对滚动体的滚动面进行的精加工切削，可实现简化轨道的生产工序，实现降低生产成本。

这样的轨道的制造方法由以下的工序构成。即，形成具有一对轨道安装槽的轨道架，并且，在一个轨道安装槽的底部形成基准突起；在这些轨道安装槽的内部涂敷粘接剂；使形成有滚动体的滚动面的轨道部件与形成有所述基准突起的基准轨道安装槽嵌合，使该轨道部件的背面与所述基准突起相抵接；使形成有滚动体的滚动面的轨道部件与另一个从动轨道安装槽嵌合后，从这些轨道部件的端部向其纵向缓缓压入与一对轨道部件双方相卡合的轨道基准模具，对所述从动轨道安装槽内的轨道部件进行定位；在所述粘接剂硬化后，将所述轨道基准模具从一对轨道部件间拔出。

若用这种方法制造轨道，由于以嵌合在基准轨道安装槽内的轨道部件为基准，对嵌合在另一个轨道安装槽的轨道部件进行定位，所以，在把轨道部件固定在轨道架后不用对滚动体的滚动面进行精加工磨削，也可以保证形成于一对轨道部件的转动面的平行度，可以更简便且低成本地制造轨道。

另外，由于在把轨道部件固定在轨道架后不用对滚动面进行精加工，若把已加工了滚动体的滚动面的轨道部件嵌合在轨道架的安装槽，则也可以在线性导向装置的实际使用场所制作轨道架，例如，可使用混凝土和木材来形成极大型的轨道架，可实现线性导向装置的使用用途的扩展。

附图说明

图1是表示适用本发明的线性导向装置的第一实施方式的立体图。

图2是图1所示线性导向装置的正面剖面图。

图3是表示图1所示线性导向装置中的滚珠隔离圈的正面剖面图。

图4是详细表示轨道架的基准轨道安装槽的放大剖面图。

图5是详细表示轨道架的从动轨道安装槽的放大剖面图。

图6是表示在本发明的轨道的制造方法中、在轨道安装槽填充粘接剂的工序图。

图7是表示在本发明的轨道的制造方法中、在基准轨道安装槽嵌合轨道部件的工序图。

图8是表示本发明的轨道的制造方法中在从动轨道安装槽嵌合轨道部件的工序图。

图9是说明轨道基准模具的使用方法的图，图9(a)是把轨道基准模具插入一对轨道部件之间之前的状态，图9(b)是把轨道基准模具插入一对轨道部件间以后的状态。

图10表示把轨道部件嵌合在从动轨道安装槽时夹装有弹性部件的示例，图10(a)是嵌合轨道部件前的状态，图10(b)是嵌合轨道部件后的状态。

图11是表示适用本发明的线性导向装置的第二实施方式的正面剖面。

图12是表示安装第二实施方式的轨道时使用的轨道基准模具的正面剖面图。

具体实施方式

以下，参照附图详细说明本发明的线性导向装置。

图1及图2表示适用本发明的线性导向装置的第一实施方式。该线性导向装置由轨道1和移动块2构成。该轨道1具有纵向连续的导向槽10，并形成通道状；该移动块2借助多个滚珠3安装在所述轨道1的导向槽10内。该线性导向装置的所述移动块2可在轨道1的收容槽10内自由往复运动。

所述移动块2形成矩形，如图2所示，借助滚珠3安装在轨道1的导向槽10内。另外，移动块2从轨道1的导向槽10稍向上方突出，该移动块2的上面成为工作台等被搭载物的安装面20。而且，分别在所述移动块2的两侧面，上下邻接地形成两条滚珠滚动面22。

另外，所述轨道1由形成通道状的轨道架1a和固定在该轨道架1a上的一对轨道部件1b、1c构成。所述轨道架1a具有固定在各种设备的被安装部上的基座部11和立设在该基座部11两侧的一对侧壁部12、12，在互相对向的侧壁部12、12间划分形成有作为所述移动块2的通路的导向槽10。另外，在各侧壁12与所述移动块2侧面的对向位置形成剖面切成矩形的轨道安装槽13a、13b，所述轨道部件1b、1c嵌合在这些轨道安装槽13a、13b中。

所述轨道部件1b、1c形成与在轨道架1a上形成的轨道安装槽13a、13b大致相同形状，通过粘接固定在轨道安装槽13a、13b内。为此，在轨道部件1b、1c和轨道安装槽13a、13b之间形成存在粘接层的微小间隙。另外，在该轨道部件1b、1c的侧面，形成与所述移动块2的滚珠滚动面22相对的滚珠滚动面14。滚珠3以与移动块2的滚珠滚动面22和轨道部件1b、1c的滚珠滚动面14这两者接触的状态，配置在移动块2和轨道部件1b、1c之间。

另外，在所述移动块2和轨道部件1b、1c之间夹装有合成树脂制的滚珠隔离圈4。在该滚珠隔离圈4上，沿移动块2的移动方向配置两列收容各个滚珠3的保持孔。如图3所示，各个滚珠3可在收容于滚珠隔离圈4的保持孔40中的状态下自由转动。另外，所述保持孔40的内周面形成仿照滚珠3的球面的形状，形成在保持孔40的内周面和滚珠3的球面之间容易保持润滑脂等润滑剂的膜的构造。该滚珠隔离圈4随着滚珠3的滚动在移动块2和轨道部件1b、1c间移动，与移动块2的往复运动相适地在其1/2的距离往复运动。

图4及图5是表示在所述轨道架1a的轨道安装槽13a、13b上安装轨道部件1b、1c的状态的放大图。这些轨道安装槽13a、13b借助于所述移动块2形成相互对向的位置，图4所示的轨道安装槽13a不仅形成与其嵌合的轨道部件1b的安装基准，还形成嵌合轨道安装槽13b的轨道部件1c的安装基准。在成为该基准的轨道安装槽(以下称“基准轨道安装槽”)13a的底部形成与轨道部件1b的背面相抵接的基准突起15，通过轨道部件1b卡定于基准突起15来确定轨道部件1b在基准轨道安装槽13a的深度方向(纸面左右方向)的嵌合位置。另外，用粘接剂形成的粘接层16形成在轨道部件1b的上面和背面，轨道部件1b的底面不使用粘接层而是直接与轨道架1a接触。由此，在基准轨道安装槽13a的宽度方向(纸面上下方向)及深度方向定位轨道部件1b。

另外，如图5所示，在与基准轨道安装槽13a对向的轨道安装槽(以下，称为“从动轨道安装槽”)13b上并未形成上述那样的基准突起15，在嵌合于该从动轨道安装槽13b的轨道部件1c的整个背面上形成粘接层17。从动轨道安装槽13b的深度方向(纸面左右方向)上的轨道部件1c的定位，以形成于相对向的基准轨道安装槽13a的底部上的基准突起15为基准进行。即，如图2所示，以嵌合于从动轨道安装槽13b的轨道部件1c和基准突起15之间的距离D成为规定的值的方式，对从动轨道安装槽13b内的轨道部件1c进行定位。为此，在轨道部件1c的背面和从动轨道安装槽的底部之间存在的粘接层17的厚度，会因轨道架1a的加工精度而有微小的不同。另外，由粘接剂形成的粘接层17形成在轨道部件1c的上面和背面，轨道部件1c的底面不用粘接层而是直接与轨道架1a接触。由此，在从动轨道安装槽13b的宽度方向(纸面上下方向)及深度方向定位轨道部件1c。

另外，为防止在将轨道部件1b、1c压入各轨道安装槽13a、13b时从轨道安装槽13a、13b的开口边缘漏出粘接剂，使密封突起18与各轨道部件1b、1c的上面接触，并且，在轨道部件1b、1c的下面所接触的轨道安装槽13a、13b的侧面形成密封槽19。

接着，说明这样的轨道的制造方法。

首先，分别形成轨道架1a及轨道部件1b、1c。若轨道架1a能够在所述基准轨道安装槽13a的内部以高精度形成基准突起15，则不限于金属材料，也可以用混凝土、木材等材料形成。作为一个示例，可以用铝合金的挤压成型来形成。另外，由于所述基准突起15成为把轨道部件1b、1c固定在轨道架1a时的平行度的基准，所以必须形成平直。

另外，作为轨道部件1b、1c，因为必须提高滚珠滚动面14的硬度，所以可进行淬火等热处理的金属材料是理想的，例如通过对钢材施加拉拔加工而将其加工成轨道部件1b、1c的剖面形状后，通过磨削加工形成滚珠滚动面14。对于轨道部件1b、1c的滚珠滚动面14，由于在将轨道部件1b、1c固定在轨道架1a后不用进行精加工，所以在该阶段需要以各轨道部件1b、1c的背面为基准、以与之平行的方式进行磨削加工。

若完成轨道架1a及轨道部件1b、1c的加工后，把轨道部件1b、1c嵌合在轨道架1a的轨道安装槽13a、13b中，通过粘接来固定。首先，如图6所示，在形成粘接层16、17的轨道安装槽13a、13b的面上填充粘接剂5。此时，在基准轨道安装槽13a中，需要使粘接剂5不覆盖基准突起15。接着，如图7所示，使轨道部件1b与基准轨道安装槽13a嵌合，将该轨道部件1b压入基准轨道安装槽13a，直到其背面卡定于基准突起15。由此，轨道部件1b相对于基准轨道安装槽定位。此时，填充于轨道安装槽13a内部的粘接剂5被轨道部件1b压溃并扩散，形成对应于基准突起15高度的厚度的粘接层16。

在完成将轨道部件1b固定于轨道架1a以后，接着使轨道部件1c与从动轨道安装槽13b嵌合，如图8所示，使用轨道基准模具6把该轨道部件1c压入从动轨道安装槽13b。该轨道基准模具6构成用于使一对轨道部件1b、1c的间隔与规定值一致的样件，在其侧面形成在单侧各有两条总计四条的、与各轨道部件1b、1c的滚珠滚动面14接触的球状突部60。

图9是表示使用所述轨道基准模具6对轨道部件1c定位的状态的平面图。首先，把所述轨道部件1c轻轻嵌合在从动轨道安装槽13b，然后把所述轨道基准模具6从轨道架1a的端部压进轨道部件1b和轨道部件1c之间。在把轨道基准模具6压进一对轨道部件1b、1c之间以前的阶段，如图9(a)所示，轨道部件1c并未被定位，轨道部件1b和轨道部件1c的平行度不确定。但是，随着继续推压轨道基准模具，轨道部件1c被压入从动轨道安装槽13b，在所述轨道部件1b、1c的各个滚珠滚动面14与轨道基准模具6的球状突部60紧密接触的状态下定位轨道部件1c。此时，填充在从动轨道安装槽13b内部的粘接剂5被轨道部件1c压溃并扩散，形成与相对于从动轨道安装槽13b压入轨道部件1c的量对应的厚度的粘接层17。从而，如图9(b)所示，轨道基准模具6完全进入一对轨道部件之间，轨道部件1c以轨道部件1b的固定位置为基准，在从动轨道安装槽13b的内部定位固定。换言之，轨道部件1c定位于距基准轨道安装槽13a内的基准突起15规定距离的位置。

然后，如果这样对轨道部件1c进行定位，则在粘接层16、17完全硬化后，把所述基准模具6从一对轨道部件1b、1c之间取出，由此完成轨道1的制造工序。

根据这样的轨道1的制造方法，在相对于轨道架的基准突起定位一个轨道部件1b并将其固定后，以该轨道部件为基准定位另一个轨道部件1c并将其固定，从而可保证两轨道部件的平行度。另外，在后者的轨道部件1c的定位固定中，通过对应该轨道部件1c的定位使粘接层17的厚度变化，不论在轨道架1a形成的从动轨道安装槽13b的加工精度如何，可把轨道部件1c固定在合适的位置。

因此，若根据本发明方法制作轨道1，则仅通过使一对轨道部件1b、1c与轨道架1a的轨道安装槽13a、13b嵌合，就可保证这些轨道部件1b、1c的平行度，不必在固定轨道部件1b、1c后对滚珠滚动面14进行精加工的磨削加工，这样可以简易且低成本地制作轨道1。

另外，因为不必在固定轨道部件1b、1c后进行精加工的磨削加工，所以可在线性导向装置的使用现场形成轨道架1a并在该处把轨道部件1b、1c固定在轨道架1a。作为形成轨道架1a的材料可以使用混凝土或木材等。另外，也可以把线性导向装置的使用用途扩展到至今难以使用的各种用途。

图10表示把轨道部件1c固定在轨道架1a的从动轨道安装槽13b时的另一示例。在图10所示的例子中，在轨道部件1c的背面和从动轨道安装槽13b之间夹着橡皮管等弹性部件61，在将轨道部件1c嵌合在从动轨道安装槽13b时，压扁所述弹性轨道部件61。图10(a)表示把轨道部件1c与从动轨道安装槽13b嵌合前的状态，图10(b)表示使用所述轨道基准模具6定位固定轨道部件1c后的状态。这样，若在轨道部件1c与从动轨道安装槽13b之间设置弹性部件，则在使用轨道基准模具6把轨道部件1c压入从动轨道安装槽13b时，由于所述弹性部件61对轨道部件1c作用把该滚珠滚动面14压向轨道基准模具6的球状突部60方向的作用力，所以可以更正确地进行使用轨道基准模具6对轨道部件1c的定位。

图11是表示适用本发明的线性导向装置的另一实施方式的图。在图1及图2所示的第一实施方式中，轨道1形成大致通道状，移动块2在轨道1的导向槽10内部运动。在该第二实施方式，轨道7的剖面形成大致矩形，移动块8具有收容轨道7的上半体的导向槽80并形成大致鞍形。

在该第二实施方式中，轨道7由轨道架7a及一对轨道部件7b、7c构成，但轨道部件7b、7c固定于轨道架7a的外侧面。即，在轨道架7a的外侧面，向着互相相反方向形成一对轨道安装槽70a、70b，轨道部件7b、7c分别与这些轨道安装槽70a、70b嵌合。在轨道安装槽70a的底部，形成用于抵接轨道部件7b背面的基准突起71，轨道部件7b卡定于该基准突起71并定位于轨道安装槽70a内。即，轨道安装槽70a是基准轨道安装槽。

在一对轨道部件7b、7c这样嵌合固定在轨道架7a的外侧面的场合，与所述第一实施方式同样适用本发明，可确保这些轨道部件7b、7c的平行度。此时，在使轨道部件7c与从动轨道安装槽70b嵌合时，可使用图12所示的轨道基准模具9。该轨道基准模具9形成与移动块8大致相同的形状，并且，具有与各轨道部件7b、7c的滚珠滚动面14抵接以使这些轨道部件7b、7c的间隔与规定距离一致的球状突部90。使用该轨道基准模具9的轨道部件7b、7c的固定方法与所述第一实施方式同样，在此省略说明。

而且，在该第二实施方式中所示的线性导向装置中，仅通过将一对轨道部件7b、7c嵌合在轨道架7a的轨道安装槽70a、70b中，即可确保这些轨道部件7b、7c的平行度，可简易且低成本地制作轨道1。

Claims (4)

1.一种线性导向装置，其由轨道和移动块构成；该轨道具有基座部和一对侧壁以划分形成导向槽，在面向所述导向槽的各侧壁的内侧面分别形成滚动体的滚动面；该移动块借助多个滚动体安装在所述轨道的导向槽内，其特征在于，

所述轨道由形成所述滚动体的滚动面的一对轨道部件、和在各侧壁具有嵌合这些轨道部件的一对轨道安装槽的轨道架构成，所述轨道部件借助于粘接层固定在所述轨道安装槽内；

所述一对轨道安装槽，借助所述移动块彼此相对，并且，在该彼此相对方向的一个轨道安装槽的底部形成不借助于所述粘接层而与轨道部件相接的基准突起，嵌合在该轨道安装槽的轨道部件以与所述基准突起相抵接的状态粘接固定；

另一方面，嵌合在另一个轨道安装槽的轨道部件，粘接固定在距所述基准突起规定距离处。

2.一种线性导向装置，其由轨道和移动块构成，该轨道的剖面形成大致矩形，在两侧面分别形成滚动体的滚动面；该移动块具有松动嵌合该轨道的导向槽并形成鞍形，借助多个滚动体安装于所述轨道，其特征在于，

所述轨道由形成所述滚动体的滚动面的一对轨道部件、和在两侧面具有嵌合这些轨道部件的一对安装槽的轨道架构成，所述轨道部件借助于粘接层固定在所述安装槽内；

所述一对轨道安装槽，朝向彼此相反的方向，并且，在该方向的一个轨道安装槽的底部形成不借助于所述粘接层而与轨道部件相接的基准突起，嵌合在该轨道安装槽的轨道部件以与所述基准突起相抵接的状态粘接固定；

另一方面，嵌合在另一个轨道安装槽的轨道部件，粘接固定在距所述基准突起规定距离处。

3.一种线性导向装置的轨道的制造方法，在该线性导向装置中，移动块借助多个滚动体安装于轨道内，其特征在于，该制造方法由以下的工序构成：

形成在彼此相对位置具有一对轨道安装槽的轨道架，并且，在该相对方向的一个轨道安装槽的底部形成基准突起；

在这些轨道安装槽的内部涂敷粘接剂；

使形成有滚动体的滚动面的轨道部件与形成有所述基准突起的基准轨道安装槽嵌合，使该轨道部件的背面与所述基准突起相抵接；

使形成有滚动体的滚动面的轨道部件与另一个从动轨道安装槽嵌合后，从这些轨道部件的端部沿其纵向缓缓压入与一对轨道部件双方相卡合的轨道基准模具，对所述从动轨道安装槽内的轨道部件进行定位；

在所述粘接剂硬化后，将所述轨道基准模具从一对轨道部件间拔出。

4.如权利要求3所述的线性导向装置的轨道的制造方法，其特征在于，在所述从动轨道安装槽内设置弹性部件，该弹性部件向所述轨道基准模具对嵌合在该安装槽内的轨道施力。

Images