CN110195743A - 滚动式直线导轨装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种滚动式直线导轨装置，包括：导轨；滑块，其契合于所述导轨上以能够沿所述导轨滑动；循环通道，其由形成于所述滑块上的导向通道以及滑块与导轨共同限定的直线滚动通道围成，所述导向通道包括与所述直线滚动通道平行的直线导向通道以及连接所述直线导向通道和所述直线滚动通道的前侧弧线导向通道和后侧弧线导向通道；滚珠，其布满所述循环通道；其中：使前侧弧线导向通道的外壁上形成弹性变形区域，以通过弹性变形而用于至少抵消部分滚珠之间的挤压力。

Description

滚动式直线导轨装置

技术领域

本发明涉及传动技术领域，特别涉及一种滚动式直线导轨装置。

背景技术

公知地，滚动式直线导轨通常包括导轨、滑块以及滚珠。滑块契合地设置于导轨上以能够在导轨上滑动，导轨与滑块限定出循环通道，滚珠被置于循环通道中，并且滚珠填满循环通道。

上述循环通道的组成如下：它由一个形成于滑块上的直线导向通道、两个形成于滑块上的弧线导向通道、以及由滑块和导轨共同限定的直线滚动通道。当滑块在导轨上滑动时，直线滚动通道内的滚珠从前向后运动，并借由后侧的弧线导向通道流入直线滚动通道，直线导向通道内的滚珠从后向前运动，并借由前侧的弧线导向通道流入直线滚动通道，如此进行滚动循环。

由于循环通道存在加工误差，并在传动过程中经常发生不可预料的各种力和冲击，使得循环通道内的各滚珠并不一定具有同步的速度，这种情况尤其在前侧的弧线导向通道和后侧的弧形导向通道发生的概率较大，这种情况尤其表现在：直线滚动通道的后侧的滚珠借由后侧的弧线导向通道进入直线导向通道内的速度大于直线导向通道的前侧的滚珠借由前侧的弧线导向通道进入直线滚动通道内的速度，这导致：直线导向通道以及前侧的弧线导向通道内的滚珠之间产生挤压，这种挤压若频繁发生容易导致滚珠发生永久性变形，且滚珠因挤压而被限制滚珠，使得滚珠与通道的侧壁，特别与前侧的弧线导向通道的外侧壁发生滑动摩擦，这会导致滚珠以及前侧的弧形导向通道发生磨损。

发明内容

针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明的实施例提供了一种滚动式直线导轨装置。

为解决上述技术问题，本发明的实施例采用的技术方案是：

一种滚动式直线导轨装置，包括：

导轨；

滑块，其契合于所述导轨上以能够沿所述导轨滑动；

循环通道，其由形成于所述滑块上的导向通道以及滑块与导轨共同限定的直线滚动通道围成，所述导向通道包括与所述直线滚动通道平行的直线导向通道以及连接所述直线导向通道和所述直线滚动通道的前侧弧线导向通道和后侧弧线导向通道；

滚珠，其布满所述循环通道；其中：

使前侧弧线导向通道的外壁上形成弹性变形区域，以通过弹性变形而用于至少抵消部分滚珠之间的挤压力。

优选地，所述弹性变形区域借由设置于所述前侧弧线导向通道的外壁上的弹性变形层形成。

优选地，所述弹性变形层由丁腈橡胶以硫化工艺结合于所述前侧弧形导向通道的外壁上的方式形成。

优选地，所述弹性变形层自所述前侧弧线导向通道的两端向中部厚度增大。

优选地，所述弹性变形层的表面还设置有耐磨层，所述耐磨层的硬度大于所述滚珠的硬度。

优选地，所述滑块包括块状的本体以及分别固定在所述本体的前、后两端的前侧盖板和后侧盖板；其中：

所述前侧弧线导向通道形成于所述前侧盖板内，所述后侧弧线导向通道形成于所述后侧盖板内。

优选地，位于所述循环通道的下方的导轨上还形成有沿长度方向延伸的导向凹陷，所述滑块上还设置有与所述导向凹陷配合的导向块。

优选地，所述循环通道包括两条，两条所述通循环通道关于所述滑块的中心面对称设置。

与现有技术相比，本发明公开的滚动式直线导轨装置的有益效果是：本发明通过在前侧弧线导向通道的外壁设置弹性变形区，一方面，从力学角度而言，与该区域接触的滚珠因对该弹性变形区域产生很大接触压力而能够使该区域产生变形，而该接触压力由直线导向通道内的滚珠之间的挤压力贡献，进而能够使得弹性变形区域通过被压迫变形而抵消直线导向通道内的滚珠之间的部分挤压力，进而减小滚珠的变形程度；另一方面，从几何学角度而言，后、前侧的滚珠的速度不同相当于使导向通道内的滚珠所在路径L的长度变小，而弹性变形区域通过变形而使该区域的路径长度从L1而增大到了L2，所增大的路基长度用于抵消滚珠之间的部分弹性变形。

此外，相比于仅刚性地外壁，本发明的前侧弧线导向通道因外壁能够进行弹性变形使得滚珠与外壁的接触压力减小，进而有效降低了滚珠与该区域的外壁之间的摩擦力，进而有效降低了滚珠的磨损。

应当理解，前面的一般描述和以下详细描述都仅是示例性和说明性的，而不是用于限制本发明。

本发明中描述的技术的各种实现或示例的概述，并不是所公开技术的全部范围或所有特征的全面公开。

附图说明

在不一定按比例绘制的附图中，相同的附图标记可以在不同的视图中描述相似的部件。具有字母后缀或不同字母后缀的相同附图标记可以表示相似部件的不同实例。附图大体上通过举例而不是限制的方式示出各种实施例，并且与说明书以及权利要求书一起用于对所发明的实施例进行说明。在适当的时候，在所有附图中使用相同的附图标记指代同一或相似的部分。这样的实施例是例证性的，而并非旨在作为本装置或方法的穷尽或排他实施例。

图1为本发明的实施例所提供的滚动式直线导轨装置立体结构示意图。

图2为本发明的实施例所提供的滚动式直线导轨装置平面结构示意图。

图3为图2的A-A向剖视图。

图4为图3的B-B向剖视图。

图5为图4的局部C的放大视图。

图6为弧线导向槽的外壁发生弹性变形时的路径长度变化视图。

附图标记：

10-滑块；11-本体；12-前侧盖板；13-后侧盖板；14-导向块；20-导轨；21-滚动凹陷；22-导向槽；30-滚珠；40-循环通道；41-直线滚动通道；42-直线导向通道；43-前侧弧线导向通道；44-后侧弧线导向通道；50-弹性变形层；51-耐磨层。

具体实施方式

为了使得本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

为了保持本发明实施例的以下说明清楚且简明，本发明省略了已知功能和已知部件的详细说明。

如图1至图5所示，本发明公开了一种滚动式直线导轨装置，该滚动式直线导轨20装置包括导轨20、滑块10、滚珠30以及循环通道40。导轨20为直线导轨，即，导轨20为沿直线延伸的条状体。滑块10为块状结构，滑块10的底部开设有嵌设空间，导轨20的上部区域伸入至嵌设空间中，使得滑块10与导轨20形成滑动配合以能够沿导轨20滑动。循环通道40形成在滑块10与导轨20之间，作为已知，滚珠30布满循环通道40以期通过滚动方式在循环通道40内进行循环运动。具体地，该循环通道40由导向通道和直线滚动通道41围成，更为具体地，该直线滚动通道41由导轨20上部侧边所开设的滚动凹陷21与滑块10在对应位置开设的滚动凹陷21限定形成；导向通道均形成在滑块10上，该导向通道包括开设在滑块10上且与直线滚动通道41平行的直线导向通道42以及连接直线导向通道42与直线滚动通道41的前、后两端的前侧弧线导向通道43和后侧弧线导向通道44。如图4并结合图2所示，当滑块10朝前方滑动时，直线滚动通道41内的滚珠30朝向后侧运动并经过后侧弧线导向通道44后进入直线导向通道42；而直线导向通道42内的滚珠30朝向前侧运动并经过前侧弧线导向通道43后进入直线导向通道42。在一些情况下，直线滚动通道41内的各滚珠30可能会出现如下运动特点：直线滚动通道41的后侧内的滚珠30的运动速度大于前侧的运动速度，即，将要进入后侧弧线导向通道44的滚珠30的速度大于刚从前侧弧线导向通道43流出的滚珠30的速度。在本发明的尤其结构特征为：使前侧弧线导向通道43的外壁上形成弹性变形区域。

下面介绍一下上述实施例所提供的装置的优势：

在滑块10滑动过程中若出现“将要进入后侧弧线导向通道44的滚珠30的速度大于刚从前侧弧线导向通道43流出的滚珠30的速度”的情况，这会使得直线导向通道42中的滚珠30之间产生挤压，并且经过前侧弧线通道的滚珠30还会与该位置的弧形通道的外壁之间产生滑动摩擦(因滚珠30之间受挤压而被彼此的限制滚动，进而使外壁产生滑动摩擦)，而现有技术中的整个循环通道40(包括直线滚动通道41、弧线导向通道以及直线导向通道42)均由近刚性材料加工而成，该近刚性材料导致滚珠30虽然与前侧弧线导向通道43的外壁存在很大接触压力，然而，该外壁却不会发生变形(或者仅发生微小变形)，这会导致直线导向通道42内的所有滚珠30需要通过自身变形而响应后、前侧的滚珠30的速度差，滚珠30之间的挤压力全部用于使滚珠30产生变形，在长期且频繁的变形下，滚珠30产生永久变形的可能增大。

而本发明通过在前侧弧线导向通道43的外壁设置弹性变形区，一方面，从力学角度而言，与该区域接触的滚珠30因对该弹性变形区域产生很大接触压力而能够使该区域产生变形，而该接触压力由直线导向通道42内的滚珠30之间的挤压力贡献，进而能够使得弹性变形区域通过被压迫变形而抵消直线导向通道42内的滚珠30之间的部分挤压力，进而减小滚珠30的变形程度；另一方面，从几何学角度而言，后、前侧的滚珠30的速度不同相当于使导向通道内的滚珠30所在路径L的长度变小，而弹性变形区域通过变形而使该区域的路径长度从L1而增大到了L2，所增大的路基长度用于抵消滚珠30之间的部分弹性变形。

此外，相比于仅刚性地外壁，本发明的前侧弧线导向通道43因外壁能够进行弹性变形使得滚珠30与外壁的接触压力减小，进而有效降低了滚珠30与该区域的外壁之间的摩擦力，进而有效降低了滚珠30的磨损。

上述实施例的弹性变形区域可通过嵌设于滑块10内的弹性块通过机械加工成弧形(作为外壁)而形成，而这种方式可能会造成固定和安装困难，且因弹性块与滑块10为不同的材料，将两者紧密结合也存在困难，并且块状结构可能会因弹性变形造成与非变形区域之间的过渡不够顺畅。

在本发明的一个优选实施例中，弹性变形区域借由设置于前侧弧线导向通道43的外壁上的弹性变形层50形成。具体地，弹性变形层50由丁腈橡胶以硫化工艺结合于前侧弧形导向通道的外壁上的方式形成。在本实施例中，使弹性变形层50结合于外壁的过程是这样的：使滑块10在前侧弧线导向通道43的外壁的区域通过机加工多去除一些材料，即，使实际外壁相比于标准外壁更内凹一些，将丁腈橡胶熔融以附着于该实际外壁，然后进行硫化作业，然后冷却，并对硫化固化的丁腈橡胶进行加工以加工出标准外壁。本实施例优势在于：将通过硫化工艺制成的弹性变形层50作为弹性变形区域，进而使弹性变形区域能够紧密的结合于滑块10上而不容易发生脱落，且还能够使得弹性变形区域与非弹性变形区域具有较好的过渡。

在本发明的一个优选实施例中，弹性变形层50自前侧弧线导向通道43的两端向中部厚度增大。本实施例中，使弹性变形层50设置成上述厚度变化特点以适应弹性变形区域不同受力位置的受力特点，进而使得弹性变形区域在变形后仍能够获得较规整的弧形表面，进而有利于滚珠30顺畅通过前侧弧线导向通道43。

在本发明的一个优选实施例中，弹性变形层50的表面还设置有耐磨层51，耐磨层51的硬度大于滚珠30的硬度。使耐磨层51的硬度大于滚珠30，这使得耐磨层51的使用寿命长于滚珠30，以便于先更换滚珠30，防止频繁更换滑块10(滚珠30的成本要比滑块10的成本低)。

在本发明的一个优选实施例中，滑块10包括块状的本体11以及分别固定在本体11的前、后两端的前侧盖板12和后侧盖板13；其中：前侧弧线导向通道43形成于前侧盖板12内，后侧弧线导向通道44形成于后侧盖板13内。本实施例的优势在于：使滑块10设置成分体结构，并使弧线导向通道形成在盖板上，这有利加工出弧形导向通道，并在一定程度上有利加工出直线导向通道42。

在一些优选实施例中，循环通道40包括两条，两条通循环通道40关于滑块10的中心面对称设置。位于循环通道40的下方的导轨20上还形成有沿长度方向延伸的导向槽22，滑块10上还设置有与导向槽22配合的导向块14。该导向槽22与导向块14的配合能够使滑块10更严格的沿导轨20滑动。

此外，尽管已经在本发明中描述了示例性实施例，其范围包括任何和所有基于本发明的具有等同元件、修改、省略、组合(例如，各种实施例交叉的方案)、改编或改变的实施例。权利要求书中的元件将被基于权利要求中采用的语言宽泛地解释，并不限于在本说明书中或本申请的实施期间所描述的示例，其示例将被解释为非排他性的。因此，本说明书和示例旨在仅被认为是示例，真正的范围和精神由以下权利要求以及其等同物的全部范围所指示。

以上描述旨在是说明性的而不是限制性的。例如，上述示例(或其一个或更多方案)可以彼此组合使用。例如本领域普通技术人员在阅读上述描述时可以使用其它实施例。另外，在上述具体实施方式中，各种特征可以被分组在一起以简单化本发明。这不应解释为一种不要求保护的公开的特征对于任一权利要求是必要的意图。相反，本发明的主题可以少于特定的公开的实施例的全部特征。从而，以下权利要求书作为示例或实施例在此并入具体实施方式中，其中每个权利要求独立地作为单独的实施例，并且考虑这些实施例可以以各种组合或排列彼此组合。本发明的范围应参照所附权利要求以及这些权利要求赋权的等同形式的全部范围来确定。

以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种滚动式直线导轨装置，其特征在于，包括：

导轨；

滑块，其契合于所述导轨上以能够沿所述导轨滑动；

循环通道，其由形成于所述滑块上的导向通道以及滑块与导轨共同限定的直线滚动通道围成，所述导向通道包括与所述直线滚动通道平行的直线导向通道以及连接所述直线导向通道和所述直线滚动通道的前侧弧线导向通道和后侧弧线导向通道；

滚珠，其布满所述循环通道；其中：

使前侧弧线导向通道的外壁上形成弹性变形区域，以通过弹性变形而用于至少抵消部分滚珠之间的挤压力。

2.根据权利要求1所述的滚动式直线导轨装置，其特征在于，所述弹性变形区域借由设置于所述前侧弧线导向通道的外壁上的弹性变形层形成。

3.根据权利要求2所述的滚动式直线导轨装置，其特征在于，所述弹性变形层由丁腈橡胶以硫化工艺结合于所述前侧弧形导向通道的外壁上的方式形成。

4.根据权利要求2所述的滚动式直线导轨装置，其特征在于，所述弹性变形层自所述前侧弧线导向通道的两端向中部厚度增大。

5.根据权利要求2所述的滚动式直线导轨装置，其特征在于，所述弹性变形层的表面还设置有耐磨层，所述耐磨层的硬度大于所述滚珠的硬度。

6.根据权利要求1所述的滚动式直线导轨装置，其特征在于，所述滑块包括块状的本体以及分别固定在所述本体的前、后两端的前侧盖板和后侧盖板；其中：

所述前侧弧线导向通道形成于所述前侧盖板内，所述后侧弧线导向通道形成于所述后侧盖板内。

7.根据权利要求1所述的滚动式直线导轨装置，其特征在于，位于所述循环通道的下方的导轨上还形成有沿长度方向延伸的导向凹陷，所述滑块上还设置有与所述导向凹陷配合的导向块。

8.根据权利要求1所述的滚动式直线导轨装置，其特征在于，所述循环通道包括两条，两条所述通循环通道关于所述滑块的中心面对称设置。