DE112014001910T5

DE112014001910T5 - Bewegungsführungsvorrichtung

Info

Publication number: DE112014001910T5
Application number: DE112014001910.0T
Authority: DE
Inventors: Soshi Miyahara; Hiroshi Ohara
Original assignee: THK Co Ltd
Current assignee: THK Co Ltd
Priority date: 2013-04-10
Filing date: 2014-04-09
Publication date: 2015-12-24
Also published as: TWI518257B; US9995338B2; JP5695248B2; JP2014219098A; CN105121873B; US20160305476A1; TW201502391A; CN105121873A; WO2014167853A1

Abstract

Eine Linearführung 10 umfasst: eine Führungsschiene 20 mit einer Kugelrollrille 22; einen beweglichen Block 30 mit einer belasteten Kugelrollrille 33, die der Kugelrollrille 22 entgegen steht, eine unbelastete Kugelrollrille 34, die sich parallel zu der Richtung erstreckt, in der sich die Kugelrollrille 22 erstreckt, und eine Richtungsänderungs-Führungsnut 35, die die belastete Kugelrollrille 33 und die unbelasteten Kugelrollrille 34 verbindet; und eine Vielzahl von Kugeln 40, die auf einem Endlosumlaufpfad mit einem belasteten Kugelrollpfad 50, einem unbelasteten Kugelrollpfad 60, und einem Richtungsänderungs-Pfad 70 angeordnet sind, die durch die Führungsschiene 20 und den beweglichen Block 30 gebildet werden. Der Richtungsänderungs-Pfad 70 weist eine Vielzahl von Änderungspunkten auf, wo die Schiene sich biegt. Durch diese Ausgestaltung ist es möglich, eine Linearführung zur Verfügung zu stellen, die keine Endplatte erfordert.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bewegungsführungsvorrichtung, in der ein Rollelement zwischen einem Schienenelement und einem beweglichen Element angeordnet ist.
STAND DER TECHNIK
Eine Linearführung dieser Art von Bewegungsführungsvorrichtung umfasst eine Führungsschiene, die an einem Befestigungsabschnitt und einem an einen beweglichen Abschnitt befestigten beweglichen Block befestigt ist. Der bewegliche Block wird auf der Führungsschiene in linear beweglicher Weise angebracht. Zwischen der Führungsschiene und dem beweglichen Block, wird eine Vielzahl von Kugeln rollbar angeordnet, um Reibungswiderstand zu verringern. Auf dem beweglichen Block wird ein endlos zirkulierender Pfad zum Zirkulieren der Kugeln angeordnet. Der Endlosumlaufpfad der Linearführung ist mit einem belasteten Kugelrollpfad gebildet, der zwischen einer Kugelrollrille der Führungsschiene und einer belasteten Kugelrollrille des beweglichen Blocks angeordnet ist, mit einem unbelasteten Kugelrollpfad, der parallel zu dem belasteten Kugelrollpfad ist, und mit einem Paar von U-förmigen Richtungsänderungs-Pfaden, wobei jeder den belasteten Kugelrollpfad und den unbelasteten Kugelrollpfad verbindet (siehe beispielsweise Patentliteratur 1 unten).
Das Paar von Richtungsänderungs-Pfaden ist auf Deckelelemente an beiden Endseiten in einer Bewegungsrichtung des beweglichen Blocks angeordnet, und die Richtungsänderungs-Pfade sind jeweils mit einer Kombination aus einer Endplatte mit einem Richtungsänderungs-Abschnitt auf einer äußeren Umfangsseite und einem R-Stück gebildet, das in der Endplatte als Richtungsänderungsabschnitt auf einer Innenumfangsseite gepasst wird. Mit anderen Worten, die Linearführung ist unter Verwendung der Endplatte nicht nur als Deckelelemente, sondern auch als Teil der Richtungsänderungs-Pfade gebildet.
ZITATLISTE
PATENTLITERATUR

Patentliteratur 1: JP 2008-248944 A

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDE PROBLEME
Da jedoch eine solche Endplatte einen Teil eines Endlosumlaufpfades für die Kugeln bildet, gibt es eine Möglichkeit, dass die Endplatte verhindert, dass ein beweglicher Block in einer relativ stabilen Weise auf einer Führungsschiene bewegt wird, wenn ein Fehler in der Endplatte auftritt. Mit anderen Worten, die Endplatte, die befestigt ist, um den Endlosumlaufpfad für die Kugeln zu bilden, ist eine der Hauptkomponenten, die ein Leben der Linearführung bestimmen.
Da darüber hinaus ein Prozess zum Anbringen einer Endplatte an einem beweglichen Block eine Vielzahl von zu verwendender Elemente umfassen, und somit ist der Prozess kompliziert war, gibt es einen Bedarf für einfach herstellbare Linearführungen.
Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der oben erwähnten Probleme gemacht, und hat eine Aufgabe, eine Lebensdauer von einer Linearführung zu verlängern. Darüber hinaus ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Zeitraum für die Herstellung der Linearführung zu verkürzen.
MITTEL ZUM LÖSEN DER PROBLEME
Eine Bewegungsführungsvorrichtung, gemäß der vorliegenden Erfindung, umfasst: ein Schienenelement mit einer Rollelement-Rollrille, die sich in einer Längsrichtung erstreckt; ein bewegliches Element mit einer belasteten Rollelement-Rollrille, die der Rollelement-Rollrille des Schienenelements zugewandt ist, eine unbelastete Rollelement-Rollrille, die sich parallel zu einer Richtung erstreckt, in der sich die Rollelement-Rollrille erstreckt, und eine Richtungsänderungs-Führungsnut, die die belastete Rollelement-Rollrille und die unbelastete Rollelement-Rollrille verbindet; und eine Vielzahl von Rollelementen, die auf einem Endlosumlaufpfad angeordnet sind, der einen belasteten Rollelement-Rollpfad umfasst, der zwischen der Rollelement-Rollrille des Schienenelements und der belasteten Rollelement-Rollrille des beweglichen Elements angeordnet ist, einen unbelasteten Rollelement-Rollpfad umfasst, der zwischen dem Schienenelement und der unbelasteten Rollelement-Rollrille angeordnet ist, und einen Richtungsänderungs-Pfad umfasst, der zwischen dem Schienenelement und der Richtungsänderungs-Führungsnut angeordnet ist, wobei der Richtungsänderungs-Pfad eine Vielzahl von Änderungspunkten aufweist, wo sich die Schiene biegt.
EFFEKTE DER ERFINDUNG
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Lebensdauer von einer Linearführung verlängert werden, während der Zeitraum der Herstellung der Linearführung verkürzt wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Linearführung zeigt, gemäß einer ersten Ausführungsform.
2 ist eine teilweise Querschnittsvorderansicht, die die Linearführung zeigt, gemäß der ersten Ausführungsform.
3 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, die eine Richtungsänderungs-Führungsnut zeigt, gemäß der ersten Ausführungsform.
4 ist eine schematische Querschnittsansicht, die orthogonal zu einer Längsrichtung einer Führungsschiene aufgenommen ist, gemäß der ersten Ausführungsform.
5 ist eine schematische Querschnittsansicht, die vertikal zu einer Breitenrichtung eines beweglichen Blocks aufgenommen ist, gemäß der ersten Ausführungsform.
6 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Linearführung zeigt, gemäß einer zweiten Ausführungsform.
7 ist eine schematische Querschnittsansicht, die orthogonal zu einer Längsrichtung einer Führungsschiene aufgenommen ist, gemäß der ersten Ausführungsform.
8 ist eine Ansicht, die eines aus einer Vielzahl von modifizierten Beispielen eines beweglichen Blocks zeigt, in Übereinstimmung mit der ersten und zweiten Ausführungsform.
9 ist eine Vorderansicht eines beweglichen Blocks, gemäß einem modifizierten Beispiel.
10 ist eine vertikale Querschnittsvorderansicht eines beweglichen Blocks, gemäß dem modifizierten Beispiel.
11 ist eine perspektivische Querschnittsansicht, die senkrecht zu einem zentralen Abschnitt des in 10 gezeigten beweglichen Blocks aufgenommen ist.
12 ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts, der durch Y in 10 angegeben ist.
13(a) bis 13(c) sind Ansichten, die ein Verfahren zum Herstellen des beweglichen Blocks zeigen, gemäß dem modifizierten Beispiel der vorliegenden Erfindung.
MODUS ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
Einige vorteilhafte Ausführungsformen zur Implementierung der vorliegenden Erfindung werden hier unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Zusätzlich sollen die nachstehend beschriebenen Ausführungsformen weder die vorliegende Erfindung, wie in den Ansprüchen beansprucht, beschränken noch seien alle Kombinationen der Merkmale notwendig, die in den Ausführungsformen beschrieben sind, um die Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu lösen.
[Erste Ausführungsform]
1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Linearführung zeigt, gemäß einer ersten Ausführungsform. 2 ist eine teilweise Querschnittsvorderansicht, die die Linearführung zeigt, gemäß der ersten Ausführungsform. 3 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, die eine Richtungsänderungs-Führungsnut zeigt, gemäß der ersten Ausführungsform. 4 ist eine schematische Querschnittsansicht, die orthogonal zu einer Längsrichtung einer Führungsschiene aufgenommen ist, gemäß der ersten Ausführungsform. 5 ist eine schematische Querschnittsansicht, die orthogonal zu einer Breitenrichtung einer Führungsschiene aufgenommen ist, gemäß der ersten Ausführungsform.
Wie in 1 gezeigt, umfasst eine Linearführung 10 eine Führungsschiene 20 als ein Schienenelement, das sich linear erstreckt und einen beweglichen Block 30, der in linearbeweglicher Art an die Führungsschiene 20 über Kugeln 40 als eine Vielzahl von Rollelementen angebaut ist.
Die Führungsschiene 20 weist eine annähernd rechteckige Form auf, wenn im Querschnitt betrachtet, und wird gebildet, um in einer langen und dünnen Weise zu verlaufen. An einem oberen Abschnitt der Führungsschiene 20 wird eine DF-Struktur gebildet, wo ein linkes und rechtes Paar von Vorsprüngen 21 in der Breitenrichtung überstehen. An einem oberen Abschnitt und einem unteren Abschnitt der Vorsprünge 21 wird eine Kugelrollrille 22 als Rollelement-Rollrille gebildet, die sich in einer Längsrichtung der Führungsschiene 20 erstreckt. In der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, werden insgesamt vier Kugelrollrillen 22 gebildet, zwei auf jedem des linken und rechten Paares der Vorsprünge 21. Auf der Führungsschiene 20 werden zusätzlich Durchgangsbohrungen 23 von einer oberen Oberfläche zu einer unteren Oberfläche gebildet, um durch jede einen Bolzen zum Befestigen der Führungsschiene 20 an einem Befestigungsabschnitt als Montagefläche verlaufen zu lassen.
Eine Querschnittsform der Kugelrollrille 22 wird zum Beispiel als Kreisbogen-Rillen-Form gebildet, die aus einem einzigen Bogen besteht. Ein Krümmungsradius der Kugelrollrille 22 ist geringfügig größer als ein Radius der Kugel 40, so dass die Kugel 40 die Kugelrollrille 22 an einem einzigen Punkt berührt.
Der bewegliche Block 30 umfasst, wenn die Führungsschiene 20 auf einer horizontalen Ebene angeordnet ist, einen zentralen Abschnitt 31, welcher der oberen Oberfläche der Führungsschiene 20 zugewandt ist und ein Paar von Seitenwandeinheiten 32, die sich von sowohl der rechten und linken Seite des zentralen Abschnitts 31 nach unten erstrecken der linken und rechten Seite der Führungsschiene 20 zugewandt sind. Der bewegliche Block 30 wird vollständig in einer Sattelform ausgebildet.
Der bewegliche Block 30 wird mit einer belasteten Kugelrollrille 33 als eine belastete Rollelement-Rollrille gebildet, die der Kugelrollrille 22 der Führungsschiene 20 zugewandt ist, mit einer unbelasteten Kugelrollrille 34 als eine unbelastete Rollelement-Rollrille gebildet, die sich parallel zu einer Richtung erstreckt, in der sich die Kugelrollrille 22 erstreckt, und mit einer Richtungsänderungs-Führungsnut 35 gebildet, die angeordnet ist, um die belastete Kugelrollrille 33 und die unbelasteten Kugelrollrille 34 zu verbinden. Zusätzlich werden die belastete Kugelrollrille 33, die unbelastete Kugelrollrille 34 und die Richtungsänderungs-Führungsnut 35 an einer Innenwandfläche des sattelförmigen beweglichen Blocks 30 gebildet, wobei die Innenwandfläche der Führungsschiene 20 zugewandt ist.
Im Querschnitt gesehen, wird die belastete Kugelrollrille 33 als eine Kreisbogen-Rillen-Form gebildet, die aus einem einzigen Bogen besteht, wie in der Kugelrollrille 22. Der Krümmungsradius der belasteten Kugelrollrille 33 ist geringfügig größer als der Radius der Kugel 40, so dass die Kugel 40 die belastete Kugelrollrille 33 an einem einzigen Punkt berührt. Eine Kontaktwinkellinie L1 stellt eine Linie dar, die einen Kontaktpunkt, an dem die Kugel 40 in Kontakt mit der Kugelrollrille 22 der Führungsschiene 20 kommt, und einen Kontaktpunkt, an dem die Kugel 40 in Kontakt mit der belasteten Kugelrollrille 33 des beweglichen Blocks 30 kommt, miteinander verbindet. Die Kontaktwinkellinie L1 zeigt eine Richtung an, in welche die Kugel 40 eine Last aufnimmt. In der ersten Ausführungsform ist ein Kontaktwinkel θ1 gleich 45°, der zwischen der Kontaktwinkellinie L1 der Kugel 40 an einer oberen Seite und einer horizontalen Linie L2 gebildet wird, während ein Kontaktwinkel θ2 ebenfalls 45° ist, der zwischen der Kontaktwinkellinie L1 der Kugel 40 auf einer unteren Seite und der horizontalen Linie L2 gebildet wird. Mit einer solchen Ausgestaltung kann die Linearführung 10 Belastungen in Aufwärts-, Abwärts-, Links- und Rechts-Richtung in einer ausgeglichenen Weise tragen.
Die Richtungsänderungs-Führungsnut 35 hat einen Lastbereich-Einstiegs- und Ausstiegs-Nutabschnitt 36, der auf einer Seite der belasteten Kugelrollrille 33 gebildet wird, einen Nichtlastbereich-Einstiegs- und Ausstiegs-Nutabschnitt 37, der auf einer Seite der unbelasteten Kugelrollrille 34 gebildet wird, und einen Nut-Verbindungs-Abschnitt 38, der den Lastbereich-Einstiegs- und Ausstiegs-Nutabschnitt 36 und den Nichtlastbereich-Einstiegs- und Ausstiegs-Nutabschnitt 37 verbindet. Der Lastbereich-Einstiegs- und Ausstiegs-Nutabschnitt 36, der die Richtungsänderungs-Führungsnut 35 bildet, wird so gebildet, dass die Kugel 40 aus einem Lastbereich austritt oder in diesen eintritt. Der Nichtlastbereich-Einstiegs- und Ausstiegs-Nutabschnitt 37, der die Richtungsänderungs-Führungsnut 35 bildet, wird so gebildet, dass die Kugel 40 aus einem Nichtlastbereich austritt oder in diesen eintritt. Hier wird in dem Nut-Verbindungs-Abschnitt 38 die Kugel 40 in eine Bewegungsrichtung des bewegbaren Blocks 30 und eine annähernd vertikale Richtung gerollt.
Mit anderen Worten, in der ersten Ausführungsform biegt sich eine Schiene für die Kugel 40 an einem Verbindungspunkt, an dem der Lastbereich-Einstiegs- und Ausstiegs-Nutabschnitt 36 und der Nut-Verbindungs-Abschnitt 38 verbunden sind und an einem Verbindungspunkt, an dem der Nut-Verbindungs-Abschnitt 38 und der Nichtlastbereich-Einstiegs- und Ausstiegs-Nutabschnitt 37 verbunden sind. Das heißt, da die Richtungsänderungs-Führungsnut 35 gemäß der ersten Ausführungsform eine Ausgestaltung mit einer Vielzahl von Änderungspunkten aufweist, an denen die Schiene sich biegt, ist die Schiene in der Richtungsänderungs-Führungsnut 35 (d. h. Richtungsänderungs-Pfad 70, später beschrieben) verkürzt, um der Kugel 40 zu ermöglichen, normal ohne Abweichung zu rollen, wodurch eine stabile Bewegungsführung erreicht wird.
Darüber hinaus, wie in 3 gezeigt, wird die Richtungsänderungs-Führungsnut 35 in einer C-Form gebildet, wenn sie im Querschnitt betrachtet wird. Der Krümmungsradius der Richtungsänderungs-Führungsnut 35 wird etwas größer als der Radius der Kugel 40 gebildet. Darüber hinaus wird die Richtungsänderungs-Führungsnut 35 so gebildet, dass sie eine leichte Furchen-Form (undercut shape) aufweist. Die Richtungsänderungs-Führungsnut 35 mit dem Furchen-Abschnitt stützt die Kugel 40 auf einer inneren Umfangs-Oberfläche.
Zwischen der Kugelrollrille 22 und der belasteten Kugelrollrille 33, wird ein belasteter Kugelrollpfad 50 als ein belasteter Rollelement-Rollpfad gebildet, der sich geradlinig erstreckt. Zwischen der unbelasteten Kugelrollrille 34 und einer Umfangs-Oberfläche der Führungsschiene 20, wird ein unbelasteter Kugelrollpfad 60 als ein unbelasteter Rollelement-Rollpfad gebildet, der sich geradlinig erstreckt. Des Weiteren wird zwischen der Richtungsänderungs-Führungsnut 35 und der Umfangs-Oberfläche der Führungsschiene 20 ein Richtungsänderungs-Pfad 70 gebildet, um den belasteten Kugelrollpfad 50 und den unbelasteten Kugelrollpfad 60 zu verbinden. Der belastete Kugelrollpfad 50, der unbelastete Kugelrollpfad 60 und der Richtungsänderungs-Pfad 70 bilden einen Endlosumlaufpfad.
Wenn der bewegliche Block 30 relativ zu der Führungsschiene 20 bewegt wird, rollt die Vielzahl der Kugeln 40 auf dem belasteten Kugelrollpfad 50, während sie eine Last empfangen. Die Kugeln 40, die zu einem Ende des belasteten Kugelrollpfads 50 laufen, gehen durch eine Seite eines Paares der Richtungsänderungs-Pfade 70 und treten dann in den unbelasteten Kugelrollpfad 60 ein. Die Kugeln 40, die durch den unbelasteten Kugelrollpfads 60 laufen, gehen durch eine andere Seite eines Paares der Richtungsänderungs-Pfade 70 und treten dann erneut in den belasteten Kugelrollpfad 50 ein.
Hier wird der Richtungsänderungs-Pfad 70, der zwischen der Richtungsänderungs-Führungsnut 35 und der Umfangs-Oberfläche der Führungsschiene 20 gebildet wird, im Detail beschrieben, unter Bezugnahme auf die 4 und 5.
Strichpunktierte Linien, die in den 4 und 5 gezeigt sind, sind virtuelle Kurven X, die durch einen geometrischen Ort des Zentrums der Kugel 40 gezogen wird, wenn die Kugel 40 auf dem Endlosumlaufpfades rollt.
Die Richtungsänderungs-Führungsnut 35 in dem Endlosumlaufpfades, der oberhalb der oberen Fläche der Führungsschiene 20 angeordneten und gebildet wird, wird gebildet, um eine Kante der belasteten Kugelrollrille 33 und eine Kante der unbelasteten Kugelrollrille 34 zu verbinden, um einen Außenumfang der Führungsschiene 20 zu umgehen. Daher wird die Richtungsänderungs-Führungsnut 35 nicht geradlinig gebildet, wenn in der Vorderansicht betrachtet, sondern wird in einer komplexen Windung gebildet, in welcher die Winkel zweimal geändert werden. Jeweilige Abschnitte, in denen ein Winkel verändert wird, sind ein Verbindungspunkt zwischen dem Lastbereich-Einstiegs- und Ausstiegs-Nutabschnitt 36 und dem Nut-Verbindungs-Abschnitt 38 und ein Verbindungspunkt zwischen dem Nichtlastbereich-Einstiegs- und Ausstiegs-Nutabschnitt 37 und dem Nut-Verbindungs-Abschnitt 38. Weiterhin für die Richtungsänderungs-Führungsnut 35, die an Seiten der Führungsschiene 20 angeordnet und gebildet wird, wird die Kugel 40 nicht in Kontakt mit der Führungsschiene 20 kommen, wenn der Richtungsänderungs-Pfad 70 entlang der Führungsschiene 20 gebildet wird, weil ein Raum auf einer Richtungswechsel-Seite der Kugel 40 erzeugt wird aufgrund einem vorsprungsförmigen Abschnitt des Vorsprungs 21. Da folglich eine U-förmige Windung entlang der Innenwandfläche des beweglichen Blocks 30 zum Ändern Kugelrichtungen gebildet werden kann, bildet anders als der Endlosumlaufpfad auf einem oberen Abschnitt der Endlosumlaufpfad auf einem unteren Abschnitt keine komplexe Windung. Jedoch ist der Umfang der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt, und die Richtungsänderungs-Führungsnut auf einer unteren Seite kann so aufgebaut sein, um eine Komplexe Windung zu bilden, wie in der Richtungsänderungs-Führungsnut auf dem oberen Abschnitt.
Der Lastbereich-Einstiegs- und Ausstiegs-Nutabschnitt 36 wird von einer Kante der belasteten Kugelrollrille 33 entlang der Innenwandfläche des beweglichen Blocks und einer Oberfläche des Außenumfangs der Führungsschiene 20 gebildet. Wie in 4 gezeigt, wenn im Querschnitt senkrecht zu einer Längsrichtung der Führungsschiene 20 gesehen, wird der Lastbereich-Einstiegs- und Ausstiegs-Nutabschnitt 36 so gebildet, dass sich eine verlängerte Linie L3 des Lastbereich-Einstiegs- und Ausstiegs-Nutabschnitts 36 und eine Linie, die eine belastete Richtung einer Last anzeigt, die von der Kugel 40 in der belasteten Kugelrollrille 33 aufgenommen wird (d. h. eine Richtung der Kontaktwinkellinie L1, was eine Linie ist, die einen Kontaktpunkt zwischen der Kugelrollrille 22 der Führungsschiene 20 und der Kugel 40 und einen Kontaktpunkt zwischen der belasteten Kugelrollrille 33 des beweglichen Blocks 30 und der Kugel 40 verbindet) im rechten Winkel kreuzen. Zusätzlich, wie in 5 gezeigt, wenn im Querschnitt orthogonal zu einer Breitenrichtung der Führungsschiene 20 gesehen, wird der Lastbereich-Einstiegs- und Ausstiegs-Nutabschnitt 36 so gebildet, dass ein Kreuzungswinkel θ3, der zwischen einer verlängerten Linie L4 des Lastbereich-Einstiegs- und Ausstiegs-Nutabschnitts 36 und einer Linie L5 gebildet wird, die eine Bewegungsrichtung des beweglichen Blockes 30 angibt, 45° beträgt. Dann wird der Lastbereich-Einstiegs- und Ausstiegs-Nutabschnitt 36 mit dem Nut-Verbindungs-Abschnitt 38 an einer linear ausgedehnten Position verbunden, wo ein Spalt zwischen der Kugel 40 zum Stützen und der oberen Fläche der Führungsschiene 20 gebildet wird.
Wie gezeigt in 4 und 5, wird der Nut-Verbindungs-Abschnitt 38 parallel zu der oberen Fläche der Führungsschiene 20 gebildet. Der Nut-Verbindungs-Abschnitt 38 ist mit dem Nichtlastbereich-Einstiegs- und Ausstiegs-Nutabschnitt 37 an einer verlängerten Position verbunden.
Wie gezeigt in 4, wird der Nichtlastbereich-Einstiegs- und Ausstiegs-Nutabschnitt 37 gebildet, wenn im Querschnitt senkrecht zu einer Längsrichtung der Spurschiene 20 gesehen, so dass ein Winkel θ4, in dem eine verlängerte Linie L6 des Nichtlastbereich-Einstiegs- und Ausstiegs-Nutabschnitts 37 eine Linie L7 schneidet, die eine Breitenrichtung des beweglichen Blocks 30 anzeigt, 45° beträgt. Des Weiteren, wie in 5 gezeigt, wenn im Querschnitt orthogonal zu einer Breitenrichtung der Führungsschiene 20 gesehen, wird der Nichtlastbereich-Einstiegs- und Ausstiegs-Nutabschnitt 37 so gebildet, dass ein Kreuzungswinkel θ5, der zwischen einer verlängerten Linie L8 des Nichtlastbereich-Einstiegs- und Ausstiegs-Nutabschnitt 37 und einer Linie L5 gebildet wird, die die Bewegungsrichtung des beweglichen Blockes 30 angibt, 45° beträgt. Bei einer verlängerten Position dieses Nichtlastbereich-Einstiegs- und Ausstiegs-Nutabschnitts 37, wird die unbelastete Kugelrollrille 34 gebildet, und der Nichtlastbereich-Einstiegs- und Ausstiegs-Nutabschnitt 37 und die unbelastete Kugelrollrille 34 sind verbunden.
Mit anderen Worten, die Richtungsänderungs-Führungsnut 35 wird entlang der Innenwandfläche des beweglichen Blocks 30 gebildet, sowie im Abstand von der Oberfläche des Außenumfangs der Führungsschiene 20, um einen größeren Abstand als ein Durchmesser der Kugel 40 zu haben, so dass die Kugel, die auf der Richtungsänderungs-Führungsnut 35 rollt, nicht in Kontakt mit der Oberfläche des Außenumfangs der Führungsschiene 20 kommt. Wenn die Richtungsänderungs-Führungsnut 35 in einer solchen Weise gebildet wird, erscheint eine virtuelle Kurve X, die durch einen geometrischen Ort des Zentrums der Kugel 40 gezogen wird, wenn die Kugel 40 auf dem Endlosumlaufpfad rollt, nicht in einer einzigen Ebene. Das heißt, da eine solche virtuelle Kurve X nicht auf einer einzigen Ebene erscheint, ist ein hoher Freiheitsgrad bei der Gestaltung von Pfaden für die Richtungsänderungs-Führungsnut 35 gegeben. Daraus ergibt sich, dass obwohl die Bildungspositionen für die Richtungsänderungs-Führungsnut 35, die relativ zu der Innenwandfläche des beweglichen Blocks gebildet werden, in ihrer Designbasis in Übereinstimmung mit Formen des beweglichen Blocks 30 und der Führungsschiene 20 beschränkt werden, die Richtungsänderungs-Führungsnut in jeder Pfadform gebildet werden kann, ohne Berücksichtigung dieser Beschränkungen, in Übereinstimmung mit der vorliegenden Ausführungsform. Folglich, da ein Endlosumlaufpfad mit dem beweglichen 30 und der Führungsschiene 20 gebildet werden kann, kann eine Linearführung 10 zur Verfügung gestellt werden, die keine separaten Endplatten erfordern.
Gemäß der oben beschriebenen Ausgestaltung, da ein Endlosumlaufpfad ohne Bilden, auf einer einzelnen Ebene, von einer virtuellen Kurve X gebildet werden kann, die durch einen geometrischen Ort von dem Zentrum der Kugel 40 gezogen wird, wenn die Kugel 40 auf dem Endlosumlaufpfad rollt, können Spuren des Richtungsänderungs-Pfades 70 verkürzt werden, und es kann verhindert werden, dass die Kugel 40 schlängelt, und eine stabile Bewegungsführung kann erreicht werden. Außerdem kann gemäß dieser ersten Ausführungsform eine Nut zur Bildung eines Endlosumlaufpfades an der Innenwandfläche des beweglichen Blocks 30 gebildet werden. Folglich kann eine Linearführung 10 ohne eine Endplatte vorgesehen sein, und es ist möglich, eine Menge von Teilen zu reduzieren, die für die Herstellung der Linearführung 10 benötigt wird, so dass Arbeitszeit zur Montage reduziert werden kann und man mit weniger Teilen auskommen wird und die Zeit zur Herstellung der Linearführung 10 verringert wird.
Ferner ist es gemäß dieser ersten Ausführungsform möglich alle Fehler aufgrund der Endplatte zu verhindern, weil keine Endplatte erforderlich ist. Folglich ist es möglich, eine Lebensdauer der Linearführung 10 zu verlängern.
Da ferner bei dieser ersten Ausführungsform ein Endlosumlaufpfad an einer inneren Innenwandfläche einer Sattelform gebildet wird, kann die Linearführung 10 ohne Bilden einer Durchgangsbohrung hergestellt werden, was erforderlich war, um den Endlosumlaufpfad zu bilden. Da folglich ein Raum wächst, der für den beweglichen Block 30 zur Verfügung steht, wird der Designfreiheitsgrad erhöht und wird die Herstellung einer Vielzahl von Linearführungen ermöglicht.
[Zweite Ausführungsform]
Wie in 2 gezeigt, wird die Linearführung 10 gemäß der oben beschriebenen ersten Ausführungsform so aufgebaut, dass die Kontaktwinkellinien L1 der Kugeln 40, die in den Endlosumlaufpfaden auf den oberen und unteren Abschnitten in der Führungsschiene 20 umlaufen, sich kreuzen. Eine solche Ausgestaltung wird als DF-Struktur bezeichnet und erreicht eine besonders exakte Justierungs-Leistung.
Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Linearführung 10 mit solch einer in 2 gezeigten DF-Struktur beschränkt. Wie gezeigt in 6 und 7, ist die vorliegende Erfindung beispielsweise auf eine Linearführung 80 anwendbar, die eine Struktur, eine sogenannte DB-struktur, umfasst, die konstruiert ist, um Kontaktwinkellinien L1' der Kugeln 40 zu ermöglichen, in Endlosumlaufpfaden auf den oberen und unteren Abschnitten zu zirkulieren, um sich außerhalb einer Führungsschiene 82 zu kreuzen.
Als nächstes wird die Linearführung 80 beschrieben, die mit einer DB-Struktur gemäß einer zweiten Ausführungsform gebildet wird. Weiterhin wird die Linearführung 80, gemäß dieser zweiten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die 6 und 7 für deren Ausgestaltung und Operationen beschrieben. Für dieselben oder ähnliche Komponenten, wie sie in den 1 bis 5 beschrieben wurden, werden die gleichen Bezugszeichen verwendet, aber ihre Beschreibungen kann weggelassen werden.
6 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Linearführung zeigt, gemäß einer zweiten Ausführungsform. Ferner ist 7 eine teilweise Querschnittsvorderansicht, die ein Konfigurationsbeispiel der Linearführung zeigt, die eine DB-Struktur umfasst, in Übereinstimmung mit der zweiten Ausführungsform.
Die Linearführung 80 gemäß der zweiten Ausführungsform umfasst, wie in 6 gezeigt, eine Führungsschiene 81 als ein Schienenelement, das sich linear erstreckt und einen beweglichen Block 82, der in linearbeweglicher Art an die Führungsschiene 81 über Kugeln 40 als eine Vielzahl von Rollelementen angebaut ist.
Die Führungsschiene 80 weist eine annähernd rechteckige Form auf, wenn im Querschnitt betrachtet, und wird gebildet, um in einer langen und dünnen Weise zu verlaufen. An einer Position, die leicht unterhalb von einem oberen Abschnitt der Führungsschiene 81 ist, wird ein linkes und rechtes Paar der ausgesparten Abschnitte 81a gebildet, die in einer Breitenrichtung versenkt sind. Daher ist es denkbar, dass die Linearführung 80 gemäß der zweiten Ausführungsform aus einer DB-Struktur besteht. An einem entsprechenden oberen Abschnitt und dem unteren Abschnitt der ausgesparten Abschnitte 81a wird eine Kugelrollrille 89 als eine Rollelement-Rollrille gebildet, die sich in einer Längsrichtung der Führungsschiene 81 erstreckt. In der zweiten Ausführungsform, werden insgesamt vier Kugelrollrillen 89 gebildet, zwei auf jedem des linken und rechten Paars des ausgesparten Abschnitts 81a.
Dann, wie in 7 gezeigt, da eine Richtungsänderungs-Führungsnut gemäß der zweiten Ausführungsform so gebildet wird, dass die Führungsschiene 81 von dem oberen und dem unteren Abschnitt des ausgesparten Abschnitts 81a in einer Breitenrichtung zu einem Richtungsänderungs-Pfad vorsteht, der so positioniert ist um einander zugewandt zu sein, wird nicht nur der Richtungsänderungs-Pfad, der auf dem oberen Abschnitt gebildet wird, sondern auch der Richtungsänderungs-Pfad, der auf dem unteren Abschnitt gebildet wird mit einer komplexen Windung gebildet.
Die Kugel-Richtungsänderungs-Führungsnuten 85 auf jeweils dem oberen und unteren Abschnitt haben einen Lastbereich-Einstiegs- und Ausstiegs-Nutabschnitt 86, der auf einer Seite der belasteten Kugelrollrille 83 gebildet wird, einen Nichtlastbereich-Einstiegs- und Ausstiegs-Nutabschnitt 87, der auf einer Seite der unbelasteten Kugelrollrille 84 gebildet wird, und einen Nut-Verbindungs-Abschnitt 88, der den Lastbereich-Einstiegs- und Ausstiegs-Nutabschnitt 86 und den Nichtlastbereich-Einstiegs- und Ausstiegs-Nutabschnitt 87 verbindet. Der Lastbereich-Einstiegs- und Ausstiegs-Nutabschnitt 86 wird so gebildet, dass die Kugel 40 aus einem Lastbereich austritt oder in diesen eintritt. Der Nichtlastbereich-Einstiegs- und Ausstiegs-Nutabschnitt 87 wird so gebildet, dass die Kugel 40 aus einem Nichtlastbereich austritt oder in diesen eintritt.
Die Kugel-Richtungsänderungs-Führungsnut 85 in einem Endlosumlaufpfad auf dem jeweiligen oberen und unteren Abschnitt wird gebildet, um eine Kante der belasteten Kugelrollrille 83 und eine Kante der unbelasteten Kugelrollrille 84 zu verbinden, um einen Außenumfang der Führungsschiene 81 zu umgehen. Daher wird die Richtungsänderungs-Führungsnut 85 nicht geradlinig gebildet, wenn in der Vorderansicht betrachtet, sondern wird in einer komplexen Windung gebildet, in welcher ein Winkel einmal geändert wird. Ein Abschnitt, in dem ein Winkel verändert wird, ist ein Verbindungspunkt zwischen dem Lastbereich-Einstiegs- und Ausstiegs-Nutabschnitt 86 und dem Nut-Verbindungs-Abschnitt 88 und ein Verbindungspunkt zwischen dem Nichtlastbereich-Einstiegs- und Ausstiegs-Nutabschnitt 87 und dem Nut-Verbindungs-Abschnitt 88.
Der Lastbereich-Einstiegs- und Ausstiegs-Nutabschnitt 86 auf dem oberen Abschnitt wird gebildet, um sich entlang der Führungsschiene 81 von einer Kante der belasteten Kugelrollrille 83 zu erstrecken. Wie in 7 gezeigt, im Querschnitt orthogonal zu einer Längsrichtung der Führungsschiene 81 betrachtet, wird der Lastbereich-Einstiegs- und Ausstiegs-Nutabschnitt 86 so ausgebildet, dass eine verlängerte Linie L3' des Lastbereich-Einstiegs- und Ausstiegs-Nutabschnitts 86 und eine Linie, die eine belastete Richtung einer Last anzeigt, die durch die Kugel 40 in der belasteten Kugelrollrille 83 empfangen wird (d. h. in eine Richtung der Kontaktwinkellinie L1', welche eine Linie ist, die eine Kontaktstelle zwischen der Kugelrollrille 89 der Führungsschiene 81 und der Kugel 40 und einen Kontaktpunkt zwischen der belasteten Kugelrollrille 83 des beweglichen Blocks 82 und der Kugel 40 verbindet) sich im rechten Winkel kreuzen. Zusätzlich, wenn im Querschnitt orthogonal zu einer Breitenrichtung der Führungsschiene 81 gesehen, wird der Lastbereich-Einstiegs- und Ausstiegs-Nutabschnitt 86 so gebildet, dass ein Winkel, unter dem sich eine verlängerten Linie des Lastbereich-Einstiegs- und Ausstiegs-Nutabschnitts 86 und eine Linie schneiden, die eine Bewegungsrichtung des beweglichen Blockes 82 angibt, 45° beträgt. Dann wird der Lastbereich-Einstiegs- und Ausstiegs-Nutabschnitt 86 mit dem Nut-Verbindungs-Abschnitt 88 an einer linear ausgedehnten Position entlang der Führungsschiene 81 verbunden.
Der Nut-Verbindungs-Abschnitt 88 auf dem oberen Abschnitt wird so gebildet, um den Lastbereich-Einstiegs- und Ausstiegs-Nutabschnitt 86 auf dem oberen Abschnitt und den Nichtlastbereich-Einstiegs- und Ausstiegs-Nutabschnitt 87 auf dem oberen Abschnitt zu verbinden, unter Umgehung des Außenumfangs der Führungsschiene 81.
Wie in 7 gezeigt, wird der Nichtlastbereich-Einstiegs- und Ausstiegs-Nutabschnitt 87 auf dem oberen Abschnitt gebildet, wenn im Querschnitt senkrecht zu einer Längsrichtung der Führungsschiene 81 betrachtet, so dass ein Kreuzungswinkel θ6, der zwischen einer verlängerten Linie L6' des Nichtlastbereich-Einstiegs- und Ausstiegs-Nutabschnitt 87 und einer Linie L7' gebildet wird, die eine Breitenrichtung des beweglichen Blocks 82 anzeigt, 45° beträgt. Des Weiteren, wenn im Querschnitt orthogonal zu einer Breitenrichtung der Führungsschiene 81 gesehen, wird der Nichtlastbereich-Einstiegs- und Ausstiegs-Nutabschnitt 87 so gebildet, dass ein Winkel, unter dem sich eine verlängerten Linie des Nichtlastbereich-Einstiegs- und Ausstiegs-Nutabschnitts 87 und eine Linie schneiden, die eine Bewegungsrichtung des beweglichen Blockes 82 angibt, 45° beträgt. Bei einer verlängerten Position des Nichtlastbereich-Einstiegs- und Ausstiegs-Nutabschnitts 87, wird die unbelastete Kugelrollrille 84 gebildet, und der Nichtlastbereich-Einstiegs- und Ausstiegs-Nutabschnitt 87 und die unbelastete Kugelrollrille 84 sind verbunden.
Der Lastbereich-Einstiegs- und Ausstiegs-Nutabschnitt 86 auf dem unteren Abschnitt wird gebildet, um sich entlang der Führungsschiene 81 von einer Kante der belasteten Kugelrollrille 83 zu erstrecken. Wie in 7 gezeigt, im Querschnitt orthogonal zu einer Längsrichtung der Führungsschiene 81 betrachtet, wird der Lastbereich-Einstiegs- und Ausstiegs-Nutabschnitt 86 so gebildet, dass eine verlängerte Linie L3' des Lastbereich-Einstiegs- und Ausstiegs-Nutabschnitts 86 und eine Linie, die eine belastete Richtung einer Last anzeigt, die durch die Kugel 40 in der belasteten Kugelrollrille 83 empfangen wird (d. h. in eine Richtung der Kontaktwinkellinie L1', welche eine Linie ist, die eine Kontaktstelle zwischen der Kugelrollrille 89 der Führungsschiene 81 und der Kugel 40 und einen Kontaktpunkt zwischen der belasteten Kugelrollrille 83 des beweglichen Blocks 82 und der Kugel 40 verbindet) sich im rechten Winkel kreuzen. Zusätzlich, wenn im Querschnitt orthogonal zu einer Breitenrichtung der Führungsschiene 81 gesehen, wird der Lastbereich-Einstiegs- und Ausstiegs-Nutabschnitt 86 so gebildet, dass ein Winkel, unter dem sich eine verlängerten Linie des Lastbereich-Einstiegs- und Ausstiegs-Nutabschnitts 86 und eine Linie schneiden, die eine Bewegungsrichtung des beweglichen Blockes 82 angibt, 45° beträgt. Dann wird der Lastbereich-Einstiegs- und Ausstiegs-Nutabschnitt 86 mit dem Nut-Verbindungs-Abschnitt 88 an einer linear ausgedehnten Position entlang der Führungsschiene 81 verbunden.
Der Nut-Verbindungs-Abschnitt 88 auf dem unteren Abschnitt wird entlang des Außenumfangs der Führungsschiene 81 so gebildet, dass er den Lastbereich-Einstiegs- und Ausstiegs-Nutabschnitt 87 auf dem unteren Abschnitt und den Nichtlastbereich-Einstiegs- und Ausstiegs-Nutabschnitt 87 auf dem unteren Abschnitt verbindet
Wie in 7 gezeigt, ist der Nichtlastbereich-Einstiegs- und Ausstiegs-Nutabschnitt 87 auf dem unteren Abschnitt gebildet, wenn im Querschnitt senkrecht zu einer Längsrichtung der Führungsschiene 81 betrachtet, so dass ein Kreuzungswinkel θ7, der zwischen einer verlängerten Linie L6' des Nichtlastbereich-Einstiegs- und Ausstiegs-Nutabschnitt 87 und einer Linie L7' gebildet wird, die eine Breitenrichtung des beweglichen Blocks 82 anzeigt, 45° beträgt. Des Weiteren, wenn im Querschnitt orthogonal zu einer Breitenrichtung der Führungsschiene 81 gesehen, ist der Nichtlastbereich-Einstiegs- und Ausstiegs-Nutabschnitt 87 so gebildet, dass ein Winkel, unter dem sich eine verlängerten Linie des Nichtlastbereich-Einstiegs- und Ausstiegs-Nutabschnitts 87 und eine Linie schneiden, die eine Bewegungsrichtung des beweglichen Blockes 82 angibt, 45° beträgt. Bei einer verlängerten Position dieses Nichtlastbereich-Einstiegs- und Ausstiegs-Nutabschnitts 87, ist die unbelastete Kugelrollrille 84 gebildet, und der Nichtlastbereich-Einstiegs- und Ausstiegs-Nutabschnitt 87 und die unbelastete Kugelrollrille 84 sind verbunden.
Mit der Linearführung 80 gemäß der zweiten Ausführungsform, die in einer solchen Weise gebildet wird, da ein Endlosumlaufpfad ausgebildet werden kann, während eine virtuelle Kurve X, die durch einen geometrischen Ort des Zentrums der Kugel 40 gezogen wird, wenn die Kugel 40 auf dem Endlosumlaufpfad rollt, nicht in einer einzigen Ebene erscheint, kann eine Nut zum Bilden eines Endlosumlaufpfades auf einer Innenwandfläche des bewegbaren Blocks 81 ausgebildet werden. Folglich kann eine Linearführung 80 ohne eine Endplatte vorgesehen sein, und es ist möglich, eine Menge von Teilen zu reduzieren, die für die Herstellung der Linearführung 80 benötigt wird, so dass Arbeitszeit zur Montage reduziert werden kann und man mit weniger Teilen auskommen wird und die Zeit zur Herstellung der Linearführung 80 verringert wird.
Ferner kann die Linearführung 80 gemäß der zweiten Ausführungsform insbesondere eine hohe Steifigkeit gegen Momente aufweisen, da die Linearführung 80 in einer sogenannten DB-Struktur gebildet wird, die so konstruiert ist, dass eine verlängerte Linie der Kontaktwinkellinie der Kugel 40, die in dem Endlosumlaufpfad zirkuliert, und eine verlängerte Linie einer Kontaktwinkellinie der Kugel 40, die in einem anderen Endlosumlaufpfad zirkuliert, sich außerhalb der Führungsschiene 81 erstrecken, und sich die verlängerten Linien an einer Seite der Führungsschiene 81 schneiden.
Obwohl einige vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben wurden, ist der technische Umfang der vorliegenden Erfindung nicht auf den Bereich beschränkt, der in den oben beschriebenen Ausführungsformen beschrieben ist. Verschiedene Modifikationen und Verbesserungen können in den oben beschriebenen Ausführungsformen angewendet werden.
Beispielsweise werden die Führungsschienen (20, 81) und die beweglichen Blöcke (30, 82) entsprechend der ersten und zweiten Ausführungsform geradlinig gebildet, können aber kurvenförmig gebildet werden.
Darüber hinaus können beispielsweise die Führungsschienen (20, 81) und die beweglichen Blöcke (30, 82) gemäß der ersten und zweiten Ausführungsform in geeigneter Weise in ihrer Querschnittsform abgewandelt werden. Ferner kann die Anzahl der Endlosumlaufpfade für die Kugeln 40 erhöht oder entsprechend verringert werden.
Darüber hinaus wird in den oben beschriebenen Ausführungsformen sind die Formationswinkel, bei denen sich jede der Lastbereich-Einstiegs- und Ausstiegs-Nutabschnitte (36, 86) und der Nichtlastbereich-Einstiegs- und Ausstiegs-Nutabschnitte (37, 87) und der Richtungsänderungs-Führungsnuten (35, 85) schneiden festgelegt. Jedoch sind diese Formationswinkel nicht auf bestimmte Winkel beschränkt. Mit anderen Worten, die Formationswinkel für die Lastbereich-Einstiegs- und Ausstiegs-Nutabschnitte und die Lastbereich-Einstiegs- und Ausstiegs-Nutabschnitte können eine Vielzahl von Winkel annehmen, solange eine virtuelle Kurve X, die von der Mitte der Kugel 40 gezogen wird, entlang der Innenwandfläche eines beweglichen Blocks gebildet wird, ohne in einer einzigen Ebene gebildet zu werden, ebenso wie die Richtungsänderungs-Führungsnut entfernt von einer Oberfläche eines Außenumfangs einer Führungsschiene gebildet wird, um einen längeren Abstand als der Durchmesser der Kugel 40 aufzuweisen, so dass die Kugel, die auf der Richtungsänderungs-Führungsnut rollt, nicht in Kontakt mit der Oberfläche des Außenumfangs der Führungsschiene kommt.
Obwohl darüber hinaus beispielsweise die beweglichen Blöcke (30, 82) gemäß der ersten und zweiten Ausführungsformen so aufgebaut sind, dass sie Nuten auf einem einzigen Element bilden, können solche Blöcke durch untrennbares Zusammenbauen einer Vielzahl von Teilen gebildet werden. 8 ist eine Ansicht, die ein Beispiel des Aufbaus eines beweglichen Blocks zeigt, der mit einer Vielzahl von Elementen montiert ist, in Übereinstimmung mit der ersten und zweiten Ausführungsform. Wie in 8 gezeigt, wird ein beweglicher Block 90 wird so gebildet, dass der Block zur Hälfte an einem zentralen Bereich 91 in Längsrichtung getrennt ist, in dem ein Einsatzloch 93, wie beispielsweise ein Bolzenloch, eine Keilnut (key groove), und dergleichen zum Einsetzen eines Montageelements 92, wie etwa ein Bolzen und ein Keil (key), auf jeder Schnittend-Oberfläche gebildet wird, die ein Schnittende des beweglichen Blocks 90 ist. Für ein solches Montageelement 92, das in das Einsetzloch 93 eingefügt werden soll, wird Metall (beispielsweise rostfreier Stahl) verwendet, das sich durch Wärmebehandlung ausdehnt. Durch Zusammensetzen und Wärmebehandeln eines beweglichen Blocks mit einer wie oben beschriebenen Ausgestaltung, wird der bewegliche Block 90 untrennbar gebildet. Gemäß einer solchen Ausgestaltung, da umständlich gedrehte Abschnitten der Richtungsänderungs-Führungsnuten (35, 85), die auf der Innenwandfläche des beweglichen Blocks 90 gebildet sind, geschnitzt werden können, während der bewegliche Block 90 in zwei Hälften getrennt ist, wird das Ausmaß der Bearbeitungs-Schwierigkeiten gesenkt, so dass Linearführungen ohne eine Endplatte auf einfache und kostengünstige Weise herstellbar sind.
Vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und eine Vielzahl von modifizierten beispielhaften Ausführungsformen, die in der vorliegenden Erfindung gemacht werden können, sind bisher beschrieben worden. Jedoch können weiterhin verschiedene Verbesserungen für die Bewegungsführungsvorrichtungen entsprechend der vorliegenden Erfindung angewendet werden. Mit anderen Worten, die Linearführungen 10, 80, wie oben beschrieben, sind eine Art von Bewegungsführungsvorrichtungen, bei denen die Kugeln 40 abfallen, wenn die beweglichen Blöcke 30, 82 und 90 von den Führungsschienen 20 und 81 entfernt werden. In dieser Art von Bewegungsführungsvorrichtungen, bei denen Kugeln abfallen, ist es notwendig, ein Verfahren zu verwenden, um die Kugeln jeweils nacheinander in die Nuten einzufügen, oder eine spezielle Kugelbestückungsmaschine zu produzieren, und solche Notwendigkeiten erfordern Verbesserungen zur Reduzierung der Herstellungskosten. Zusätzlich, wird von manchen Benutzern, eine Bewegungsführungsvorrichtung verwendet, indem ein beweglicher Block 30, 82 oder 90 von einer Führungsschiene 20 oder 81 entfernt wird, um die Parallelität der Führungsschiene 20 oder 81 zu messen. Für solche Benutzer ist es vorteilhaft, eine Art von Bewegungsführungsvorrichtungen zu liefern, in denen keine Kugeln 40 abfallen, um Märkte zu erschließen.
Aus den oben genannten Anforderungen haben die Erfinder eine neue Ausgestaltung erfunden, wie gezeigt in 9 und 12. Als nächstes wird eine Bewegungsführungsvorrichtung, gemäß einem modifizierten Beispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben, unter Bezugnahme auf die 9 und 12. Hier zeigt 9 eine Vorderansicht eines beweglichen Blocks, gemäß einem modifizierten Beispiel der vorliegenden Erfindung. 10 ist eine vertikale Querschnittsvorderansicht eines beweglichen Blocks, gemäß dem modifizierten Beispiel der vorliegenden Erfindung. 11 ist eine perspektivische Querschnittsansicht, die senkrecht zu einem zentralen Abschnitt des in 10 gezeigten beweglichen Blocks aufgenommen ist. 12 ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts, der durch Y in 10 angegeben ist.
Wie gezeigt in 9 und 12 ist ein beweglicher Block 100, gemäß einem modifizierten Beispiel der vorliegenden Erfindung, mit einer beweglichen Blockhauptkörper-Einheit 101 als eine bewegliche Element-Hauptkörpereinheit gebildet, bestehend aus einem metallischen Material, und gebildet aus einem Harzmaterial-Abschnitt 102, das aus einem Harz-Material besteht, das integral an diese bewegliche Blockhauptkörper-Einheit 101 unter Verwendung einer Spritzgusstechnik oder dergleichen gekoppelt ist.
Auf dem beweglichen Block 100, wie in der ersten und zweiten oben beschriebenen Ausführungsform beschrieben, wird eine belastete Kugelrollrille 103 und eine unbelastete Kugelrollrille 104 gebildet. In dem modifizierten Beispiel der vorliegenden Erfindung, wirken für diese der belasteten Kugelrollrille 103 und der unbelasteten Kugelrollrille 104, die bewegliche Blockhauptkörper-Einheit 101, bestehend aus einem metallischen Material und die Harzmaterial-Abschnitte 102, bestehend aus einem Harzmaterial, zusammen, um jede Rollrille zu gestalten. Insbesondere, wie im Detail in 12 und anderen Zeichnungen gezeigt, gestaltet die bewegliche Blockhauptkörper-Einheit 101, bestehend aus einem metallischen Material, Nut-Boden-Seiten der belasteten Kugelrollrille 103 und der unbelasteten Kugelrollrille 104, während die Harzmaterial-Abschnitte 102, bestehend aus einem Harzmaterial, Blenden-Seiten der belasteten Kugellaufrille 103 und der unbelasteten Kugelrollrille 104 gestalten.
Für Abschnitte (Nut-Boden-Seiten), die Teil der belasteten Kugelrollrille 103 und der unbelasteten Kugelrollrille 104 bilden, die in der beweglichen Blockhauptkörper-Einheit 101 gebildet sind, bestehend aus einem metallischen Material, sind Nut-Blenden-Abschnitte in der Größe größer als der Durchmesser der Kugel 40. Andererseits, angrenzend an die bewegbare Blockhauptkörper-Einheit 101, bestehend aus einem metallischen Material, bilden die Harzmaterial-Abschnitt 102, bestehend aus einem Harz-Material, verbleibenden Abschnitte (Blenden-Seiten) der belasteten Kugelrollrille 103 und der unbelasteten Kugelrollrille 104, während die Nut-Blenden-Abschnitte der belasteten Kugelrollrille 103 und der unbelasteten Kugelrollrille 104, die durch die Harzmaterial-Abschnitte 102 gebildet werden, kleiner als der Durchmesser der Kugel 40 ausgebildet werden.
Folglich fallen in dem beweglichen Block 100, gemäß dem modifizierten Beispiel der vorliegenden Erfindung, keine Kugeln 40 von dem beweglichen Block 100 ab, auch wenn der bewegliche Block 100 aus der Führungsschiene gelöst wird, da die belasteten Kugelrollrillen 103 und die unbelasteten Kugelrollrillen 104 so gebildet werden, dass sie sich um die Kugeln 40 wickeln und diese halten. Da zusätzlich in dem beweglichen Block 100, gemäß dem modifizierten Beispiel der vorliegenden Erfindung, als Öffnungsbereiche der belasteten Kugelrollrille 103 und der unbelasteten Kugelrollrille 104 mit den Harzmaterial-Abschnitten 102 gebildet werden, die aus einem weichen Material mit einem größeren elastischen Verformungsvolumen bestehen, können die Kugeln 40 leicht in die belastete Kugelrollrille 103 und die unbelastete Kugelrollrille 104 eingefügt werden, indem die Kugeln in die Nuten gedrückt werden, was zu einer vorteilhaften und sehr einfachen Herstellung führt.
Des Weiteren können für ein Verfahren zum integralen Koppeln der Harzmaterial-Abschnitte 102, die aus einem Harzmaterial bestehen, mit der beweglichen Blockhauptkörper-Einheit 101, bestehend aus einem metallischen Material, jegliche bekannte Techniken angewendet werden. Zum Beispiel die 13(a) bis 13(c) sind Ansichten, die ein Verfahren zum Herstellen des beweglichen Blocks zeigen, gemäß dem modifizierten Beispiel der vorliegenden Erfindung. Wie gezeigt in 13(a) bis 13(c), bei der Herstellung eines beweglichen Blocks 100 unter Verwendung von Formen, durch Anordnen beweglicher Formen 201 (siehe eine Einzelzeichnung in 13(a)), die sich in die linke und rechte Richtung in Bezug auf eine nach innen bewegende Seite der bewegbaren Blockhauptkörper-Einheit 101 durch einen Gleitstift 202 bewegt, und Schieben des Gleitstifts in die beweglichen Formen 201, bewegen sich die beweglichen Formen 201 nach links und nach rechts, um Hohlräume zur Bildung der Harzmaterial-Abschnitte 102 zwischen der beweglichen Blockhauptkörper-Einheit 101 und den beweglichen Formen 201 zu bilden (siehe eine separate Zeichnung in 13(b)). Aus diesem Zustand, durch ein Harzmaterial, das in die Hohlräume fließen darf, wird der bewegliche Block 100, gemäß dem modifizierten Beispiel der vorliegenden Erfindung, vollendet (siehe eine Einzelzeichnung in 13(c)). Durch die Verwendung der beweglichen Formen 201 wie diese, können die Harzmaterial-Abschnitte 102 leicht geformt und gebildet werden.
Um darüber hinaus die bewegliche Blockhauptkörper-Einheit 101, bestehend aus einem metallischen Material, und die Harzmaterial-Abschnitte 102, bestehend aus einem Harzmaterial, zu verbinden, beispielsweise durch Bereitstellen einer Gewindeöffnung, einer T-Nut oder dergleichen in der beweglichen Blockhauptkörper-Einheit 101, um einem Harzmaterial zu ermöglichen, in die Gewindeöffnung, die T-Nut oder dergleichen zu strömen, ist es möglich, eine sichere Verbindung der beiden Elemente zu erzielen. Im Übrigen kann die Gewindeöffnung eine Gewindeöffnung sein, die mit einem Gewindebohrer erzeugt wird, und die T-Nut kann eine T-Nut sein, die mit einem T-Nutenfräser erzeugt wird.
Ferner können für Verfahren zum Verbinden der beweglichen Blockhauptkörper-Einheit 101 und der Harzmaterial-Abschnitte 102 beliebige Verfahren angewendet werden, einschließlich eines Verbindungsverfahrens durch Backen eines Gummimaterials auf ein metallisches Material, eines Verbindungsverfahrens unter Verwendung von Klebstoff, beispielsweise zusätzlich zu den oben beschriebenen Verfahren.
Darüber hinaus ist in der vorliegenden Erfindung möglich, eine Ausgestaltung zum Herstellen eines Harzmaterial-Abschnitts anzuwenden, durch Trennung der Harzmaterial-Abschnitte 102, wie oben beschrieben, und anschließendem Montieren der Harzmaterial-Abschnitte mit einer Vielzahl von anderen Elementen. Die Harzmaterial-Abschnitte, die durch Zusammenfügen einer Vielzahl von anderen Materialien konstruiert werden, können mit der beweglichen Blockhauptkörper-Einheit 101 unter Verwendung einer bekannten Verbindung integriert werden, einschließlich Kleben und Schweißen. Selbst in einem solchen Harzmaterial-Abschnitt, der durch Zusammenbau einer solchen Vielzahl von anderen Materialien konstruiert wird, kann eine Bewegungsführungsvorrichtung erreicht werden, die die gleichen Effekte und Operationen, wie oben beschrieben, demonstrieren kann.
Ferner verneint der bewegliche Block 100, gemäß dem modifizierten Beispiel der vorliegenden Erfindung, wie beschrieben unter Bezugnahme auf die 9 bis 13(c) nicht den Modus, der mit Bezug auf 3 beschrieben wird, wo die Kugeln 40 durch die Richtungsänderungs-Führungsnut 35 mit Furchen-Bereichen unterstützt wird. Mit anderen Worten, in der vorliegenden Erfindung können die Kugeln 40 durch Bilden solcher Furchenabschnitte für die unbelastete Kugelrollrille ohne Lasten und der Richtungsänderungs-Führungsnut gehalten werden, während die Kugeln 40 durch Anordnen der Harzmaterial-Abschnitte 102, wie oben beschrieben, für die belastete Kugelrollrille unterstützt werden können. Das heißt, die Furchenabschnitte, gemäß der ersten und zweiten oben beschriebenen Ausführungsform, und dier Harzmaterial-Abschnitt 102, gemäß dem modifizierten Beispiel, können in geeigneter Weise für die Verwendung kombiniert werden, so dass es möglich ist, eine Bewegungsführungsvorrichtung zur Verfügung zu stellen, die anderen Produkten überlegen ist, indem jeder Aspekt in optimaler Weise kombiniert wird, in Übereinstimmung mit den Bedingungen für Gebrauch, Kosten und andere Faktoren für die Bewegungsführungsvorrichtung.
Zusätzlich sind in der obigen Beschreibung die belastete Kugelrollrille 103 und die unbelastete Kugelrollrille 104 dargestellt, um jede Rollrille durch die Zusammenarbeit der bewegbaren Blockhauptkörper-Einheit 101, bestehend aus einem Metallmaterial, und den Harzmaterial-Abschnitten 102, bestehend aus einem Harzmaterial. Wie speziell in 11 gezeigt, ist es möglich, die gleiche Ausgestaltung für die Richtungsänderung-Führungsnuten entsprechend der vorliegenden Erfindung anzunehmen.
Es ist aus den unten stehenden Ansprüchen ersichtlich, dass die angeordneten oder geänderten Moden, wie oben gezeigt, in dem technischen Umfang der vorliegenden Erfindung eingeschlossen sein können.
BEZUGSZEICHENLISTE

10, 80 Linearführung, 20, 81 Führungsschiene, 21 Vorsprung, 22, 89 Kugelrollrille, 23 Durchgangsbohrung, 30, 82, 90, 100, beweglicher Block, 31, 91 zentraler Abschnitt, 32 Seitenwandeinheit, 33, 83, 103 belastete Kugelrollrille, 34, 84, 104 unbelastete Kugelrollrille, 35, 85 Richtungsänderungs-Führungsnut, 36, 86 Lastbereich-Einstiegs- und Ausstiegs-Nutabschnitt, 37, 87 Nichtlastbereich-Einstiegs- und Ausstiegs-Nutabschnitt, 38, 88 Nut-Verbindungs-Abschnitt, 40 Kugel, 50 belasteter Kugelrollpfad, 60 unbelasteter Kugelrollpfad 70 Richtungsänderungs-Pfad, 81a ausgesparter Abschnitt, 92 Montageelement 93 Einsatzloch, 101 bewegliche Blockhauptkörper-Einheit, 102 Harzmaterial-Abschnitt, 201 bewegliche Form, 202 Gleitstift, L1, L1 Kontaktwinkellinie θ1, θ2 Kontaktwinkel, θ3, θ4, θ5, θ6, θ7 Formationswinkel, X virtuelle Kurve.

Claims

Bewegungsführungsvorrichtung, die umfasst: ein Schienenelement mit einer Rollelement-Rollrille, die sich in einer Längsrichtung erstreckt; ein bewegliches Element mit einer belasteten Rollelement-Rollrille, die der Rollelement-Rollrille des Schienenelements zugewandt ist, einer unbelasteten Rollelement-Rollrille, die sich parallel zu einer Richtung erstreckt, in der sich die Rollelement-Rollrille erstreckt, und einer Richtungsänderungs-Führungsnut, welche die belastete Rollelement-Rollrille und die unbelastete Rollelement-Rollrille verbindet; und eine Vielzahl von Rollelementen, die auf einem Endlosumlaufpfad angeordnet sind, die einen belasteten Rollelement-Rollpfad umfasst, der zwischen der Rollelement-Rollrille des Schienenelements und der belasteten Rollelement-Rollrille des beweglichen Elements angeordnet ist, einen unbelasteten Rollelement-Rollpfad umfasst, der zwischen dem Schienenelement und der unbelasteten Rollelement-Rollrille angeordnet ist, und einen Richtungsänderungs-Pfad umfasst, der zwischen dem Schienenelement und der Richtungsänderungs-Führungsnut angeordnet ist, und wobei der Richtungsänderungs-Pfad eine Vielzahl von Änderungspunkten hat, wo sich eine Schiene biegt.
Bewegungsführungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Richtungsänderungs-Führungsnut auf einer Innenwandfläche des beweglichen Elements gegenüber dem Schienenelement gebildet wird.
Bewegungsführungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Richtungsänderungs-Führungsnut hat einen Lastbereich-Einstiegs- und Ausstiegs-Nutabschnitt aufweist, der auf einer Seite der belasteten Kugelrollrille gebildet wird, einen Nichtlastbereich-Einstiegs- und Ausstiegs-Nutabschnitt aufweist, der auf einer Seite der unbelasteten Kugelrollrille gebildet wird, und einen Nut-Verbindungs-Abschnitt aufweist, der den Lastbereich-Einstiegs- und Ausstiegs-Nutabschnitt und den Nichtlastbereich-Einstiegs- und Ausstiegs-Nutabschnitt verbindet, und wenn im Querschnitt, senkrecht zu einer Längsrichtung des Schienenelements betrachtet, ein Formationswinkel des belasteten Lastbereich-Einstiegs- und Ausstiegs-Nutabschnitts ein Winkel ist, der senkrecht zu einer belasteten Richtung der entsprechenden Last ist, die von dem Rollelement auf dem belasteten Rollelement-Rollpfad empfangen wird.
Bewegungsführungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei, wenn im Querschnitt, orthogonal zu einer Breitenrichtung des Schienenelements betrachtet, ein Kreuzungswinkel zwischen einer verlängerten Linie des belasteten Lastbereich-Einstiegs- und Ausstiegs-Nutabschnitts und einer Linie, die eine Bewegungsrichtung des beweglichen Elements anzeigt, gleich 45° beträgt.
Bewegungsführungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das bewegliche Element so konstruiert ist, dass es eine bewegliche Element-Hauptkörpereinheit aufweist, bestehend aus einem metallischen Material und einem Harzmaterial-Abschnitt, und die belastete Rollelement-Rollrille, die unbelastete Rollelement-Rollrille, und die Richtungsänderungs-Führungsnut jede Rollrille durch Zusammenarbeit der Element-Hauptkörpereinheit und dem Harzmaterial-Abschnitt gestalten.
Bewegungsführungsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei ein Nut-Öffnungs-Bereich der belasteten Rollelement-Rollrille, der unbelasteten Rollelement-Rollrille, und der Richtungsänderungs-Führungsnut in ihrer Größe kleiner sind als ein Durchmesser des Rollelements.