CN102192240B - 滚珠保持链、滚珠保持链制作方法及线性运动机构 - Google Patents

Abstract

本发明是有关于一种滚珠保持链、滚珠保持链制作方法及线性运动机构，滚珠保持链是设置一扁平长条，其上有轴向排列孔洞，孔洞之间形成隔片分隔两孔洞，又有上下间隔块结合于隔片上，其与孔洞相邻的面为平滑面，而一部分呈球状包覆面并与孔洞面平滑相接，球状包覆面并具有一开口，开口方向位于扁平长条的轴向垂直面与轴向横侧面之间，又球状包覆面相向配置于左右不同边，而由左右模具斜侧向开合射出成型；扁平长条两端有一平滑圆柱面，并相连接一凹入面于扁平长条内或外侧面，而使用于线性运动机构时，圆柱面可弯向内或外侧，而平顺地转向。

Description

滚珠保持链、滚珠保持链制作方法及线性运动机构

技术领域

本发明有关于一种滚珠保持链、滚珠保持链制作方法及线性运动机构，特别是指滚珠保持链将轴向延伸成列的多个滚珠保持于其中，并两两相互分隔保持一定间隔距离，滚珠保持链与滚珠并在线性运动机构提供的循环通道内循环运行。

背景技术

现行线性运动机构中有运动件及一可轴向延伸的轨道件，运动件与轨道件各提供至少一列相互对应的轨道，轨道之间有一列滚珠与轨道接触并在轨道上滚动，运动件并对每一列相互对应的轨道提供一回流通道及两回转道，回转道连接回流通道及轨道的端面出入口，形成一循环通道，使得滚珠可以从轨道区经由回转道进入回流通道，从回流通道并再经由回转道进入轨道区，因此滚珠可以在循环通道内循环运行，借助滚珠的滚动，运动件得以在轨道件上沿着轨道无限行程地运行。

为避免滚珠两两之间互相碰撞，运动件提供滚珠保持链的设计，有一列多数的保持块位于滚珠之间并由一连接条串连而成，位于滚珠间的保持块将滚珠两两分隔以避免滚珠之间互相碰撞，滚珠之间因此保持一定的距离循环运行，因此运动件得以平顺地运行，现行一般的设计，如日本专利JP 05-052217(Japanese unexamined patentpublication)所揭露的滚珠保持链是直接将滚珠为插件置入树脂射出成型模具内以形成容纳滚珠的凹槽而制成，但是因为树脂材料的收缩使得滚珠在滚珠保持链的孔洞内无法自由旋转而增加阻力造成运行困难。

在美国专利US 5,988,883所揭露的滚珠保持链使用一树脂在吸收水份或油份后可改变收缩率，经由浸泡后可增加滚珠与间隔块的间隙使得滚珠可自由转动，上述滚珠保持链设计的射出成型必须在模具内置入滚珠，此方式使得射出成型变得复杂及难以自动化，另外因为间隔块与滚珠之间贴合没有可储存润滑油脂的空间。

在美国专利US 2008-0025653所揭露的滚珠保持链在于提供一上下合模方式的射出成型模具，可以避免射不饱的情况，并且所产生的毛边不影响滚珠保持链的平顺运行，虽然此设计可以上下模设计射出成型，但滚珠保持链则失去滚珠被间隔块保持于中间孔洞的功能。

在中国台湾专利I294497“线性滑轨保持器”所揭露的保持器的各间隔体于前后相对面有两个以上的直向拘束面，各直向拘束面的垂直上下两侧各为一平直面以及一勾爪面，相邻的直向拘束面交错设置，相邻间隔体之间形成供滚动元件容置的容置空间并利用各勾爪面的外缘一同拘束滚珠而达到定位于其中滚动的功效。由于间隔体上各直向拘束面互相交错平直面及勾爪面相邻而有段差不是平滑面，各直向拘束面由不同方向的模具结合成型，因此在段差处容易产生毛边与滚动元件干涉，造成滚动元件运行不顺。

发明内容

结合前述，有鉴于习知滚珠保持链的缺陷，本发明的目的在于提供一滚珠保持链及制作方法，以解决上述射出成型时因为干涉不易脱模，无法完全拘束滚珠以及射出成型容易产生毛边的问题，并在间隔块与滚珠之间产生储油空间，以增加储油能力，延长润滑效果。

本发明的另一目的在解决滚珠保持链在循环通道的导引沟槽被导引时由于沟槽的段差或毛边产生阻碍而无法平顺运行。

为了达成上述目的，故本发明提供一种滚珠保持链，其由一扁平长条以及多个间隔块组成，其中扁平长条有轴向排列孔洞，孔洞之间形成隔片分隔两孔洞，间隔块结合于隔片上，孔洞在扁平长条垂直方向及二间隔块之间形成一孔洞面，又扁平长条的隔片可分为上面及下面及左右两侧面，而间隔块分为上间隔块与下间隔块，并分别结合于扁平长条的隔片的上面及下面，上间隔块与下间隔块与孔洞相邻的面为一平滑面，此平滑面的一部分呈球状包覆面，并与扁平长条上的孔洞面平滑相接，而孔洞面再与相邻的上间隔块或下间隔块的球状包覆面平滑相接而形成上包覆面或下包覆面，球状包覆面并具有一开口，平滑面的另一部分则沿球状包覆面的开口切线方向呈一曲面向外延伸，上包覆面或下包覆面开口方向斜侧向地位于扁平长条的轴向垂直面与轴向横侧面之间，又上间隔块与下间隔块的球状包覆面错置分别配置于左右不同边，且开口方向相反。

上述曲面为圆筒面。

上述曲面为圆锥面。

本发明还为一种滚珠保持链，其由一扁平长条以及多个间隔块组成，其中扁平长条有轴向排列孔洞，孔洞之间形成隔片分隔两孔洞，间隔块结合于隔片上；轴向排列的成列滚珠位于孔洞内并被间隔块两两相隔及保持于孔洞中；滚珠保持链与保持在孔洞内的成列滚珠于线性运动机构的循环通道内运行，循环通道提供导引沟槽，而滚珠保持链的扁平长条两侧位于导引沟槽内被导引，以确保滚珠保持链可以在正确位置上运行，滚珠保持链位于导引沟槽的扁平长条两侧的两端面为圆柱面，扁平长条的内侧面或外侧面至少有一凹入面位于圆柱面之后并与之平滑相连接。

本发明还为一种使用上述滚珠保持链的线性运动机构，包括：

一导引件，至少于一侧设置一第一轨道；一座体，跨置于该导引件上，其对应第一轨道设置一第二轨道，并在第二轨道上两端各设置一转弯通道，转弯通道的另一端由一回流直线通道连接；第二轨道、转弯通道以及回流直线通道形成一循环通道；循环通道内设置至少一封闭的导引沟槽；该滚珠保持链的扁平长条两侧的至少一侧位于导引沟槽内，并于该滚珠保持链的孔洞内分别设入一滚珠，该滚珠保持链及所述滚珠则于循环通道内循环滚动，同时借助滚珠在第一轨道及第二轨道中滚动，使得座体可以在导引件上沿第一轨道无限行程地运动。

滚珠保持链与保持在孔洞内的成列滚珠在线性运动机构的循环通道内运行时，循环通道提供导引沟槽，而滚珠保持链的扁平长条两侧位于导引沟槽内被导引，以确保滚珠保持链可以在正确位置上运行；由于循环通道为一封闭通道，至少必须由导引件及座体等两个以上的部件构成，在部件与部件相接处，一般制作在回流直线通道与转弯通道的相接处，导引沟槽相接处即使制作倒角，因制作的误差仍容易在相接处产生段差或毛边，滚珠保持链与保持在孔洞内的成列滚珠被在循环通道内的导引沟槽导引，由回流直线通道进入转弯通道或由转弯通道进入回流直线通道，因此在滚珠保持链位于导引沟槽的扁平长条两侧的两端将与导引沟槽相接处的外侧段差或毛边产生阻碍，在滚珠保持链两端有一近似圆柱面的平滑面，并于内侧面有一凹入面位于圆柱面之后并与之平滑相连接，因为扁平长条在凹入面处厚度减小而在此处容易向内弯曲；当位于最前端的圆柱面在导引沟槽直线转弯处的外侧遇到阻碍时，会使得圆柱面弯向内侧，造成圆柱面与阻碍物有更佳更小的接触角，而可以顺利地转向经过，也减小阻碍物对滚珠保持链产生的阻力。当循环通道构成部件的接合处位于回流直线通道或转弯通道处，或当接合处毛边过大，也有可能导引沟槽内侧也会对滚珠保持链位于导引沟槽的扁平长条两侧的两端导引产生阻碍，此时滚珠保持链两端圆柱面后与之平滑相连接的凹入面可位于保持链外侧面，当位于前端圆柱面在导引沟槽内侧遇到阻碍时，会使得圆柱面弯向外侧得以顺利地转向经过；若部件的接合处导引沟槽内外侧都有阻碍时，也可以在内外侧皆有凹入面而可以使得圆柱面弯向内侧或外侧而得以顺利地转向经过。

本发明还为一种滚珠保持链制作方法，其由左右二模具的第一模部沿着球状包覆面的开口方向斜侧向开合，并分别与结合左右两模具的第二模部结合，而射出成型，左右二模具的第一模部分别成型上间隔块及下间隔块的平滑面、孔洞及部分滚珠保持链外形，左右二模具的第二模部则成型滚珠保持链其余部分外形，且左右两模具的第一模部在孔洞处形成一分模线，此分模线倾斜角度不小于扁平长条孔洞截面对角线的倾斜角，而左右两模具的第一模部斜侧向开合方向倾斜角度大于分模线倾斜角度。

上述左右两模具的第一模部斜侧向开合倾斜角度小于滚珠保持链的扁平长条位于滚珠包覆面侧的侧面倾斜角度，且左右两模具的第二模部与第一模部结合为一体。

上述左右两模具的第一模部的分模线与扁平长条位于曲面侧的侧面为同一平面。

本发明的优点如下：

(1)本发明可解决上述射出成型时因为干涉不易脱模，或无法完全拘束滚珠以及射出成型容易产生毛边的问题，并在间隔块与滚珠之间产生储油空间以增加储油能力延长润滑效果；

(2)本发明可以解决滚珠保持链射出成型时，左右两模具沿着球状包覆面的开口方向斜侧向开合即可射出完整滚珠保持链；

(3)本发明的滚珠保持链位于导引沟槽的扁平长条两侧的两端面为圆柱面，扁平长条的内侧面或外侧面至少有一凹入面位于圆柱面之后并与之平滑相连接，利用该圆柱面可弯向内或外侧，可在线性运动机构中的循环通道内平顺地转向。

附图说明

图1是本发明滚珠保持链的右上方俯视图；

图2是本发明滚珠保持链与成列滚珠的斜视图；

图3是图1中的A-A剖面视图；

图4是图1中的B-B剖面视图；

图5是图1中的C-C剖面视图；

图6是射出成型上间隔块及下间隔块相对应平滑面的左右模具的第一模部、第二模部斜视图；

图7是射出成型左右模具的第一模部、第二模部与上间隔块及下间隔块相对应平滑面的示意图；

图8是本发明所揭示滚珠保持链第一实施例，射出成型左右模具的第一模部，第二模部与上间隔块及下间隔块与滚珠相对应平滑面的示意图；

图9是本发明所揭示滚珠保持链第二实施例，射出成型左右模具与上间隔块及下间隔块与滚珠相对应平滑面的示意图；

图10是本发明所揭示滚珠保持链第三实施例，射出成型左右模具与上间隔块及下间隔块与滚珠相对应平滑面的示意图；

图11是本发明所揭示滚珠保持链与成列滚珠在线性运动机构的循环通道内的示意图；

图12是图4中X部分的放大视图；

图13是本发明所揭示滚珠保持链，其两端面在循环通道的导引沟槽的示意图；

图14是本发明所揭示滚珠保持链两端圆柱面与第一凹入面及第二凹入面的设计示意图。

主要元件符号说明

滚珠保持链1，扁平长条2，孔洞21，隔片22，与曲面33b、34b位于同一侧边的侧面23，与球状包覆面33a、34a位于同一侧边的侧面24，间隔块3，上间隔块31，下间隔块32，平滑面33，34，球状包覆面33a，34a，曲面33b，34b，孔洞面35，孔洞截面的对角线36，上包覆面37，下包覆面38，圆柱面41，第一凹入面42，第二凹入面43，滚珠5，模具60，70，第一模部60a，70a，第二模部60b，70b，模具表面61，71，形成侧面23的模具面63，73，形成侧面24的模具面64，74，储油空间80，循环通道100，导引沟槽110，回流直线通道120，转弯通道130，开口口径e1，e2，滚珠直径ψd，模具60、70斜侧向开合方向、球状包覆面33a、34a开口方向N1，N2，左右两模具60、70第二模部60b、70b与第一模部60a、70a开合方向S1，S2，圆柱面41位置P1，圆柱面41位置P2，圆柱面41位置P 3，分模线PL，扁平长条截面上的垂直方向V，扁平长条截面上的水平方向H，孔洞截面对角线的倾斜角θ1，分模线的倾斜角度θ2，左右两模具斜侧向开合倾斜角度θ3，扁平长条上下两侧面的侧面倾斜度θ4

具体实施方式

请参阅图1所示，本发明为一种滚珠保持链，该滚珠保持链1由一扁平长条2以及多个间隔块3组成，其中扁平长条2有轴向排列孔洞21，孔洞21之间形成一隔片22分隔两两孔洞21，间隔块3结合于其上，间隔块3分为上间隔块31与下间隔块32，孔洞21在扁平长条2垂直方向及二间隔块3之间形成一孔洞面35；如图2所示，一成列的滚珠5被间隔块3两两相隔并被保持于孔洞21内，如图1所示，上间隔块31与下间隔块32分别与孔洞21相对应的面为一平滑面33、34，此平滑面33、34的一部分为呈略大于滚珠5的球状包覆面33a、34a并与扁平长条2上的孔洞面35平滑相接，经由孔洞面35再与相邻的上间隔块31或下间隔块32的球状包覆面33a、34a平滑相接而形成滚珠5的上包覆面37及下包覆面38，如图4及图5所示。

上下球状包覆面33a、34a分别配置于左右不同边，并且球状包覆面33a、34a的开口方向N1、N2(即后述模具60、70斜侧向开合方向)方向相反，如图3所示。上间隔块31与下间隔块32与滚珠5相对应面的平滑面33、34另一部分则沿球状包覆面33a、34a开口切线方向呈圆筒状或圆锥状的曲面33b、34b向外延伸，如图1所示。上下球状包覆面33a、34a开口方向N1、N2位于扁平长条2截面上的垂直方向V与水平方向H之间，当球状包覆面33a、34a开口方向N1、N2越倾斜于扁平长条2的水平方向H时，球状包覆面33a、34a越大，垂直方向V对滚珠5的拘束力也越大，如图3所示。

由于球状包覆面33a、34a与呈圆筒状或圆锥状的曲面33b、34b形成平滑面33、34，而射出模具60、70的第一模部60a、70a的模具表面61、71对应该平滑面33、34，故射出模具60、70的第一模部60a、70a因此可以沿球状包覆面33a、34a开口方向N1、N2斜侧向开合不会与平滑面33、34产生干涉，由于下间隔块32配置方向则与上间隔块31相反，因此上间隔块31与下间隔块32的平滑面33、34可以分别由左右模具60、70的第一模部60a、70a射出成型，如图6所示。

如图7所示，左右两模具60、70的第一模部60a、70a用以成型上间隔块31与下间隔块32相对应平滑面33、34的部分在孔洞处有一分模线PL，此分模线PL的倾斜度θ2不小于扁平长条2孔洞21截面对角线36的倾斜度θ1，亦即θ2≥θ1，因此可将上间隔块31与下间隔块32相对应平滑面33、34分别与扁平长条2上的孔洞面35由相对应的同一模具60、70的第一模部60a、70a的模具表面61、71射出，因此可以平滑相接；模具60、70的第一模部60a、70a的模具表面61、71可以成型上间隔块31及下间隔块32相对应的平滑面33、34与扁平长条2上的孔洞面35，以及保持链部分外形，左右二模具的第二模部60b、70b则成型保持链其余部分外形。

如图8所示为本发明所揭露滚珠保持链第一实施例，其中左右两模具60、70的第一模部60a、70a斜侧向开合方向N1、N2其倾斜度θ3大于分模线PL的倾斜度θ2，亦即θ3＞θ2时，左右两模具60、70因此可以斜侧向自由开合而不会产生干涉，并可以成型上间隔块31及下间隔块32相对应平滑面33、34与扁平长条2上的孔洞面35，以及保持链部分外形；当左右两模具的第一模部60a、70a沿斜侧向开合方向N1、N2开合同时左右二模具的第二模部60b、70b沿S1、S2方向分别与左右二模具的第一模部60a、70a开合，而射出成型保持链其余部分外形。

如图9所示为本发明所揭露滚珠保持链第二实施例，其中连接孔洞21的扁平长条2的上面及下面分为与球状包覆面33a、34a位于同一侧边的侧面24以及与圆筒或圆锥状曲面33b、34b位于同一侧边的侧面23，当扁平长条2的上面及下面的侧面24其倾斜度θ4大于左右两模具60、70侧向开合方向N1、N2的倾斜度θ3时，亦即θ4＞θ3，则左右两模具60的第二模部60b、70b可结合于第一模部60a、70a上成一体，且左右两模具60、70可以无干涉地斜侧向开合同时射出成型扁平长条2、隔片22、上间隔块31及下间隔块32以及孔洞21，左右两模具60、70因此得以射出成型完整的滚珠保持链1。

如图10所示为本发明所揭露滚珠保持链第三实施例，其中当扁平长条2的上面及下面位于圆筒或圆锥状曲面33b、34b侧的侧面23与左右两模具60、70用以成型上间隔块31与下间隔块32相对应平滑面33a、34a的部分的分模线PL呈同一平面时，也使得左右两模具60、70用以成型扁平长条侧面23的模具面63、73与分模线PL呈同一平面，因此容易制作及对正开合，以及容易射出成型。

如图4及图5所示，滚珠5因受到扁平长条2的孔洞面35、上间隔块31及下间隔块32的球状包覆面33a、34a的开口口径e1、e2小于滚珠直径ψd而被确实地拘束保持在扁平长条2的孔洞21中。

如图1及图2所示，另外在滚珠5与上间隔块31及下间隔块32呈圆筒状或圆锥状曲面33b、34b之间的储油空间80可以作为储存润滑油脂之用。

如图11所示，上述滚珠保持链1使用于一线性运动机构上(如线性滑轨)，包括一导引件如滑轨9，而侧面设置至少一第一轨道91；一座体10跨置于该滑轨9上，其对应第一轨道91设置一第二轨道101，并在座体10两端各设置一端盖11，端盖11提供至少一转弯通道130，转弯通道130的一端连接于第二轨道101的端部，另一端则与座体10提供的回流直线通道120连接；第二轨道101、转弯通道130以及回流直线通道120形成一循环通道100；循环通道100内设置至少一封闭的导引沟槽110。滚珠保持链1与保持在孔洞21内的成列滚珠5在线性运动机构的循环通道100内循环滚动运行时，该滚珠保持链1的扁平长条2两侧的至少一侧位于导引沟槽110内被导引，以确保滚珠保持链1可以在正确位置上运行，同时借助滚珠5在第一轨道91及第二轨道101中滚动，使得座体10可以在滑轨9上沿第一轨道91无限行程地运动。

由于循环通道100为一封闭通道，必须由两个以上的部件构成，在部件与部件相接处，一般制作在回流直线通道120与转弯通道130的相接处，导引沟槽110相接处即使制作倒角，因制作的误差仍容易在相接处产生段差或毛边，滚珠保持链1与保持在孔洞21内的成列滚珠5被在循环通道100内的导引沟槽110导引，由回流直线通道120进入转弯通道130或由转弯通道130进入回流直线通道120，因此在滚珠保持链1位于导引沟槽110的扁平长条2两侧的两端将与导引沟槽110相接处的外侧段差或毛边产生阻碍。

如图12所示，在滚珠保持链1的扁平长条2两端有一圆柱面41位于最前端，在扁平长条2的内面有一第一凹入面42位于圆柱面41之后并与之平滑相连接，因为扁平长条2在第一凹入面42处厚度减小而在此处容易向内弯曲。如图13所示，当位于最前端的圆柱面41在P1位置处于导引沟槽110直线转弯处的外侧遇到阻碍时，当圆柱面41继续前进至P2位置处时圆柱面41弯向内侧，使得圆柱面41与阻碍物有更佳更小的接触角，而得以顺利地转向经过，也减小阻碍物对滚珠保持链1产生的阻力，当圆柱面41继续前进至P3位置处时，圆柱面41又恢复到原来的形状，当循环通道100构成部件的接合处位于回流直线通道120或转弯通道130处，或当接合处毛边过大，也有可能导引沟槽110内侧也会对滚珠保持链1位于导引沟槽110的扁平长条2两侧的两端导引产生阻碍，此时扁平长条2的隔片22的外面有一第二凹入面43位于圆柱面41之后并与之平滑相连接，如图14所示，当位于前端圆柱面41在导引沟槽110内侧遇到阻碍时，会使得圆柱面41弯向外侧从而顺利地转向经过，若部件的接合处导引沟槽110内外侧都有阻碍时，还可以同时设置第一凹入面42及第二凹入面43，而可以使得圆柱面41弯向内侧或外侧而可以顺利地转向经过。

Claims (8)

1.一种滚珠保持链，其特征在于：由一扁平长条以及多个间隔块组成，其中扁平长条有轴向排列孔洞，孔洞之间形成隔片分隔两孔洞，间隔块结合于隔片上，孔洞在扁平长条垂直方向及二间隔块之间形成一孔洞面，又扁平长条的隔片有上面及下面，上面及下面各有左右两侧面，而间隔块分为上间隔块与下间隔块，并分别结合于扁平长条的隔片的上面及下面，上间隔块与下间隔块与孔洞相邻的面为一平滑面，此平滑面的一部分呈球状包覆面，并与扁平长条上的孔洞面平滑相接，而孔洞面再与相邻的上间隔块或下间隔块的球状包覆面平滑相接而形成上包覆面或下包覆面，球状包覆面并具有一开口，平滑面的另一部分则沿球状包覆面的开口切线方向呈一曲面向外延伸，上包覆面或下包覆面开口方向斜侧向地位于扁平长条的轴向垂直面与轴向横侧面之间，又上间隔块与下间隔块的球状包覆面错置分别配置于左右不同边，且开口方向相反。

2.如权利要求1所述的滚珠保持链，其特征在于：所述曲面为圆筒面。

3.如权利要求1所述的滚珠保持链，其特征在于：所述曲面为圆锥面。

4.如权利要求1所述的滚珠保持链，其特征在于：滚珠保持链位于扁平长条两侧的两端面为圆柱面，扁平长条的内侧面或外侧面至少有一凹入面位于圆柱面之后并与之平滑相连接。

5.一种如权利要求1所述的滚珠保持链制作方法，其特征在于：是由左右二模具的第一模部沿着球状包覆面的开口方向斜侧向开合，并分别与结合左右二模具的第二模部结合，而射出成型，左右二模具的第一模部分别成型上间隔块及下间隔块的平滑面、孔洞及部分滚珠保持链外形，左右二模具的第二模部则成型滚珠保持链其余部分外形，且左右二模具的第一模部于孔洞处形成一分模线，此分模线倾斜角度不小于扁平长条孔洞截面对角线的倾斜角，而左右二模具的第一模部斜侧向开合方向倾斜角度大于分模线倾斜角度。

6.如权利要求5所述的滚珠保持链制作方法，其特征在于：所述左右二模具的第一模部斜侧向开合倾斜角度小于滚珠保持链的扁平长条位于滚珠包覆面侧的侧面倾斜角度，且左右二模具的第二模部与第一模部结合为一体。

7.如权利要求6所述的滚珠保持链制作方法，其特征在于：所述左右二模具的第一模部的分模线与扁平长条位于曲面侧的侧面为同一平面。

8.一种具有如权利要求1所述的滚珠保持链的线性运动机构，其特征在于包括：

一导引件，至少于其一侧设置一第一轨道；

一座体，跨置于该导引件上，其对应第一轨道设置一第二轨道，并在第二轨道上两端各设置一转弯通道，转弯通道连接一回流直线通道，因此该第二轨道、转弯通道以及回流直线通道形成一循环通道，该循环通道内设置至少一封闭的导引沟槽；

该滚珠保持链的扁平长条两侧的至少一侧位于导引沟槽内，并于该滚珠保持链的孔洞内分别设入一滚珠，该滚珠保持链及这些滚珠则在循环通道内循环滚动。

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