200925451 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本毛月有關於導弓丨工作台等移動體進行直線或曲線運動的 ’線I·導軌栓槽等運動導引敦置，特別有關於能配合移動塊所 -受荷重而改變剛性的運動導弓丨裝置。 再者本發月有關於在螺桿與螺帽間介設有可滚動運動之滾 動體的螺桿裝置。 ❹以下的說明書中’對運動導引裝置的說明賦予編號a，對螺 桿裝置的說明則歟予編號B。 【先前技術】 作為導引工作台等導引對象之直線運動或曲線運動的機 械几件’已知有在導引部分中介設有滾珠、滚子等滾動體的運 動導引裳置。因為可獲得輕快的動作，因而應用於：機器人、 半V體/液晶製造裝置、醫療機器、工具機、建築物免震構造 參 專各種領域中。 作為運動導引裝置之-種’線性導軌具備有安裝於基座上的 執道滑執，以及安裝於移動體上的移動塊。移動塊組裝為，可 . 藉由滾動體相對於執道滑軌而相對運動。 • 荷重作用於運動導引裝置時，滾動體、移動塊、軌道滑軌等 f生彈性變形。此位移量與負荷的比率，稱為「剛性值」。為 能以高精度導引移動體的運動’必需提高運動導引裝置的剛 性。因為若運動導引裝置的剛性偏低，則在移動塊承受較大荷 97127082 , 200925451 重時’運動導引裝置便產生彈性變形。 為能提高運動導引裝置的剛性，可採取：對滚動體賦予預 壓、使用接觸面積較大的滾子作為滚動體、增加滾動體直徑、 增加滾動體數量等方法。但是，該等方法雖可提高運動導引裝 置的剛性，但是在運動導引裝置承受輕荷重時，則有移動塊相 對於軌道滑執而滑動時，阻力（以下稱「滑動阻力」）變大的問
❹ 題。因為運動導引裝置之剛性係配合移動塊承受大荷重的情況 而設定。 專利文獻1所揭示者係能配合荷重而改變運動導引裝置之 剛性的運動導引裝置。該運動導引裝置中，如圖17所示，在 軌道滑軌1二麻上設置有平行於輯料糾ia的荷重承 接溝槽lb ’且在軸塊2㈣内細設置與荷重 相對向的荷重承接溝槽2b。在荷重承接溝槽U、2相; :空間卞’設置有在移動塊2承受達額定靜荷重以上1: I接觸闕重承接溝槽lb的射承接構件卜 〇Tt 如圖18所示’荷重承接構件 接溝槽lb的接觸面呈細 ：：：：；：：：：：：^^ 為橢圓形，_若未設置荷重承紛^道溝槽1項的接觸面 衝擊荷重時，贿珠3錢珠 4 ’耻移動塊2承受 較大的力，導致滾珠3受到損傷。'U之間將承受局部性 97127082 5 200925451 專利文獻2所揭示麵在移動塊承餘大荷鱗，增加 塊之滑動阻力的運動導⑽置。該運料引裝置中，如圖1 所示，在移動塊5相對向於轨道滑轨6之面上’形成二端9 的凹狀收綠5a。錢收料5a巾，_複數滾動體7, ^ . 旋轉但無法循環。 1 ❹
如圖ma)所示，在移動塊5所受荷重化小時，滾 在凹狀收容溝5a内自由旋轉。另―方面，如圖i9(b)所干 在移動塊5所受射F較大時，聽_ 7在贿收容^ ’ 與軌道滑軌6之間被夾住。因為收容溝5a的端部呈封閉^ 而滾動體7的旋轉受到限制，滚_ 7只能在收容溝％ 也隨之增加 道滑軌6之間滑動。因滾動體7之滑動，移動塊5的滑動阻力 相較於滑動接觸的螺桿，滚珠螺桿因為其螺桿相對 旋轉時的摩擦係數降低，_已實用化於工具機的饋進機構 定位機構、汽車方向料各_域。滾珠螺桿在螺桿外周螺旋 狀的滾珠滚道溝槽、與螺帽内_旋_㈣滚珠滾道溝^ 間，裝入可滚動運動的複數滾珠，並在螺财設置有迴流通路 (return pipe)等卿構件，使滾珠得以循環。 在滾珠螺獅螺帽中，設置有藉之以絲於玉具機之工作台 等處的凸緣。如圖20所示，當將螺帽61安裝於工作台等處時， 螺中目61可能呈現傾斜角度0，即有凸緣安裝面61a相對於螺 桿62之減並未保持直角的情況。這是因為螺㈣内部的滾 97127082 6 200925451 珠63容易發生彈性變形。 當螺帽61呈傾斜時，在螺帽61内部排列的滚珠所承受負荷 之分佈，亦由如圖21(a)所示的一定狀態，急遽轉變為如圖 _ 21(b)所示般失去平衡的狀態。在螺桿周圍呈螺旋狀排列的滚 ‘ 珠各自所承受的負荷，亦由如圖22(a)所示之平衡狀態，轉變 為如圖22(b)所示失去平衡之狀態。在此之下，在螺帽61抽 線方向端部的滾珠63a(參關2G)將承受最大的荷重。滾珠 63a承受較大的荷重，成為滾珠伽破損的肇因。此外，當承 受負荷的滾珠63a在無負荷區域_環構件中移動時，因:滾 珠63a急遽復原’因而亦將導致循環構件遭受損壞。 為能解決此種問題，在專利文獻3中揭示有：如圖23所示， 在凸緣65上形成凸球面66，並在接觸到凸球面66的螺帽67 上形成凹球面68，使螺帽67可相對 W中目 的滾珠螺桿。 、、，而呈傾斜狀態 鲁 專利文獻1 :曰本專利特開平10-89356號公報 專利文獻2:曰本專利牲p 特開_'23_號公報 專利文獻3·日本專利特p 【發明内容】料特開鳩3-4咖號公報 (發明所欲解決之問題） A.就專利文獻i及專利 動塊所受荷重較大時，因。己載的運動導％裝置，當移 因而可將剛性變大。作3… 重承接構件與滾動體承受荷重， …因為荷重承接構件與激動體皆在轨 7 200925451 道滑軌上滑動，因而移動塊的滑動阻力極端變大。 緣是’本發明之目的在於提供缺變運動導引裝置的剛性， 且在移動塊承受大荷重時，仍可抑制移動塊之滑動阻 - 運動導引裝置。 ' 根據專敝獻3所記_滾_桿，可魏棘螺桿的螺 帽之傾斜。因而，即使將螺帽傾斜安裝於工作台上，滾珠的負 荷分佈仍不會大幅失去平衡。 ' ❹ 但是，#滚珠螺桿使用於例如衝壓機、模塾(diecushion)、 射出成形機等之時，滾珠螺桿將承受較大的荷重。此情況下， 滾珠螺桿不僅承受軸線方向之荷重，亦承受徑向荷重、彎矩荷 重。專利文獻3所記載的滾珠螺桿，在螺帽承受徑向荷重、響 矩荷重時，有螺帽内部的滾珠負荷之分佈仍會改變的問題。 緣是’本發明之目的在於提供能負荷徑向荷重與弯矩荷重的 螺桿裝置。 〇 (解決問題之手段） 以下說明本發明。 為解決上述問題，本發明第丨態樣之發明的運動導引裝置， .其具備有··軌道構件’具有複數條滚動體滚道部；移動塊，具 有可相對運動地組裝於上述執道構件上且與上述滚動體滚道 部呈相對向的負荷滾動體滾道部，及包含有與上述負荷滾動體 滾道部呈略平行延伸之滾動體迴流通路的複數滾動體循環路 徑’以及複數滾動體列，排列在上述複數滾動體循環路徑中； 97127082 8 200925451 〔複數;袞動體列具備有：第_滾動體列，在上述移動塊所受 何重未滿既定值或達既定值以上時，均承擔荷重，同時隨上述 動免=上述軌道構件之相對運動，而在上賴紐滾道部與 •上述負荷滾動體滾道部之間作滾動運動，同時在上述滚動體循 '每路棱中循環；以及第二滾動體列，在上述移動塊所受荷重未 滿既定值時不承擔荷重，在達既定值以上時則承擔荷重，且在 、，述移動塊所文何重軸定似上時，隨上述義塊對上述軌 ⑩C構件之相對運動，而在上述滾動贿道部與上述負荷滾動體 滚道之間滾動運動，且在上述滾動體循環路徑中循環。 ★第2態樣之發明’在第1態樣發明的運動導引裝置中，上述 第二滾動體列的滾動體之直徑，較小於上述第一滾動體列的滚 動體之直徑。 第3態樣之發明，在第2態樣發明的運動導引裝置中，上述 執道構件具有：上面、一對侧面及底面；上述移動塊具有：與 ❹執道構件上面呈相對向的中央部、以及與轨道構件側面呈相對 向的腳部；上述第一及第二滚動體列配置於上述軌道構件的上 面與上述移動塊的中央部之間。 . 第4態樣之發明，在第2態樣發明的運動導引裴置中，上述 - 轨道構件具有：上面、一對側面及底面；上述移動塊具有：與 執道構件上面呈相對向的中央部、以及與執道構件側面呈相對 向的腳部；上述第一及第二滾動體列配置於上述轨道構件的側 面與上述移動塊的腳部之間；上述第一滾動體列配置於上述軌 97127〇82 q 200925451 二滾動體列配置於上述軌道構件的底 道構件的上面側，上述第 面侧。 引樣之發'在第1至4祕發明中任―態樣的運動導 义巾，上述第二滾動體列由保持器所保持，該保持器具備 有.介設於複數滾動體間的複數間 連結的帶狀聯結帶。複數門^物从將複數間隔物相 ❹ ❹ 第6態樣之發，螺桿裝置，其具備有：螺桿，其外周面形 成有供滾珠滾動·少—條概狀滾珠滾道部，及供滾子滚動 的至少-條職狀滾子滾道部；螺帽，其内周面形成有與上述 滾珠滾道部呈相對向的至少—條職狀負荷滾珠滾道部，及虚 上述滾子滾道部呈㈣向的至少—條螺旋狀負荷滾子滚道 部；複數滾珠，其_於上賴桿⑽賴料與上述螺帽的 負何滾珠滾道部之間，在上述螺帽所受徑向荷重未滿既定值或 達既定值社時，均承婦重；叹料，麟列於上述 螺桿的滾子賴部與上賴_貞躲子奴狀間，在 螺帽所受徑向荷重未滿既定值_承擔荷重，在達既定值以: 時承擔荷重。 第7態樣之發明的螺桿裝置，其具備有：螺桿，其外周面形 成有供滚珠雜的至少-闕旋綠珠滾道部，及供滾子滚動 的至少-條職狀滾子滾道部；，其Μ面形成有鱼上述 滾珠滚道部呈相對向的至少-條職狀貞荷滚珠滾道部;及與 上述滚子滚道部呈相對向的至少—條螺旋狀負荷滾子滾道 97127082 10 200925451 邻’複數滾珠’其排列於上述螺桿的滚珠滾道部與上述螺帽的 負荷滾珠滾道部之間；以及複數圓筒形滚子，其排列在上述螺 才干的滾子滾道部與上剌帽的負荷滚子滾道部之間，於沿上述 螺桿之軸線的截面中，使上述螺桿之軸線與中心線呈平行。 ' 帛8態樣之發明，在帛7態樣發_轉裝置t，上述滚珠 在上述螺帽所受控向荷重未滿既定值時或達既定值以上時，均 承擔射；上述滾子在上述螺帽所受徑向荷重未滿既定值時不 Ο 承擔荷重，而在達既定值以上時承擔荷重。 (發明效果） 〃根據第1祕之㈣’當移域較荷重未滿既定值時，由 第滾動體列承擔荷重，當移動塊所受荷重達既定值以上時， 由第-及第二滾動體列承擔荷重。因而，可配合移動塊所受荷 重而改變運動導引裳置的剛性。此外，當移動塊所受荷重達 既疋值以上日守’因為第二滾動體列在滾動體循環路徑中循環， © 因而可減輕移動塊的滑動阻力。 #根據第2祕之發明，n由使大徑第-滾動_承擔較大的 何重’使小徑第二滾動體列承擔較小的荷重，可使第-滾動體 ‘列的壽命與第二滾動體列之滾動體的壽命相近。此外’假設只 有大仅第一滾動體列時，當滾動體從滾動體迴流通路進入滾動 體滾，與負荷滾動體滾道部間之負荷滾道路徑時，移動塊容 f在微觀上發生波浪狀擺動躲。藉由大徑第—滾動體列與小 徑第二滚動_敝合，可緩和職現象。 〃 97127082 200925451 根據第3態樣之發明，可改變移動塊在上下方向（徑向方向） 的剛性。 根據第4態樣之發明，可改變移動塊在左右方向的剛性。此 -外#由將大徑第一滾動體列配置於執道滑執的上面侧，可防 • 止如同移動塊的一對腳部朝外侧分開之變形。 根據第5態樣之發明，可防止未承受荷重的第二滚動體列， 在執道滑執與移動塊間發生嗔答喀答聲。 ❹根據第6祕之發明，當螺巾胃所受徑向荷重未滿既定值時， 由滾珠承擔螺帽所受之徑向荷重，而當徑向荷重達既定值以上 時，則可由滾子秘荷重。因而，能在獅滾珠持續變形之下， 獲得能承擔徑向荷重與弯矩荷重的螺捍震置。此外，當螺帽所 受徑向荷重未滿岐值時，目為滾子並縣擔射（即，滚子 周圍具有些微間隙），因而可減輕螺帽對螺桿相對旋轉時的轉 ❿ 根據第7祕之發明，與螺桿及螺帽呈線接觸的圓筒形滾 子’可有效地承擔徑向荷重，，t承受使_傾斜之力時， 可縮小螺_傾斜’故可防止螺帽⑽的滾珠遭受破損。 根據第8態樣之發明，當_所餘向荷重未滿既定值時， 由滾珠承觀酬受之㈣射，纽向射軌定值以 則可由滚子承擔荷^ _，可獲得能在獅滾_續變 下，承擔㈣荷重與f矩荷重㈣縣置。料，當螺 徑向荷重未滿既定值時，因為滾子並不承擔荷重（即，、滾子= 97127082 12 200925451 圍具有些微_)，因而可減_帽賴桿相對旋轉時的轉矩。 【實施方式】 a.圖1所示係本發日m施形態的運料引裝置之立體 • ®。該運動導引裝置具備有作為軌道構件的軌道滑執n，及 '組裝在軌道賴11上而可姆勒的移動塊12。在移動塊12 中設有作為滾動體循環路徑的複數滚珠循環路徑。在複數滾珠 循環路徑中分別收容有複數滚動體列14a、l4b。 ❹ 複數滾動體列14a、恤分成：作為第-滾動體列的大徑滚 珠列14a、與作為第二滾動體列的小徑滾珠列Ub。此實施形 態中，二條大徑滾珠列14a與二條小徑滾珠列丨扑，配置於軌 道滑軌11的上面與移動塊12的中央部12a之間。以對抗移動 塊12所受之徑向荷重。此外，該實施形態中，在軌道滑執“ 的侧面與移動塊12的腳部12b之間配置有大徑滾珠列Uc， 以對抗移動塊12所受之彎曲力矩。 ❹ 軌道滑執11之截面略呈四角形，朝單軸方向細長地延伸。 執道滑軌11具備有：上面lla、一對左右側面llb及底面llc。 在軌道滑軌11之上面11a，加工有朝轨道滑轨u長度方向延 伸的二條小徑滾珠滾道溝槽15，作為第一滾動體滾道溝槽。 . 在小徑滾珠滾道溝槽15寬度方向的外側加工有二條大徑滾珠 滾道溝槽16，作為第二滾動體滾道溝槽。小徑滾珠滾道溝槽 15與大徑滾珠滚道溝槽16相互平行。在軌道滑執u的左右 側面分別加工有一條大徑滚珠滾道溝槽17。 97127082 13 200925451 小徑及大徑滾珠滾道溝槽15、16的截面形狀為由單一圓弧 構成的圓弧溝槽形狀，或是由二個圓弧構成的哥德式溝槽形 狀。因為供作為滾動體的滚珠18在其上滾動運動，因而對小 徑及大徑滾珠滚道溝槽15、16施行研削加工以減小表面粗 度，並施行熱處理以增強強度。在軌道滑執u的寬度方向之 中央，開設有螺栓插入孔lid，以將執道滑執u安裝於基座 等對象零件上。 ❹
在執道滑軌11上組裝移動塊12 ^移動塊12之整體形成為 馬鞍形狀，具有中央部12a與一對腳部12b。該中央部I2a與 執道滑執11的上面相對向。該一對腳部12b設置成從中央部 12a寬度方向之二端部朝下方垂下，且與軌道滑執u的一對 侧面lib相對向◊移動塊丨2由鋼製移動塊本體2ι、樹脂製端 板22及密封構件23所構成。該端板&分別設置於移動塊本 體21在移動方向上的二端部。該密封構件23钱於樹脂製端 板22上以防止塵埃進入移動塊本體内部。移動塊η的 中央部12a加工有用以安裝移動體的螺孔料。 圖^所不係運動導引裝置的剖視圖。在移動塊本體21上加 有複數條負荷滚珠滾道溝槽.27，作賴軌道滑軌11之 複數條滾料別7以目對向的複數條 負祷滚動體滾 〇槽。複數條負荷滾珠滾道溝槽25〜27區分為與大徑滾珠滾 道溝槽16、17相對amp /一 州對向的大徑負荷滚珠滚道溝槽26、27,以及 ” K滾珠；t道溝槽15相對向的小徑 負荷滚珠滚道溝槽25。 97127082 200925451 負荷滾珠滾道溝槽25〜27加工成表面粗度較小且強度較大，以 供滾珠18滾動運動。在移動塊12上加卫有與負荷滚珠滚道溝 槽25〜27相平行的滾珠迴流通路31~33，作為滾動體迴流通 *路。該滾珠迴流通路31〜33亦區分為：大徑滾珠迴流通路32、 ' 33與小徑滚珠迴流通路31。滾珠迴流通路3卜33的直徑較大 於滾珠18的直徑。滾珠18並未承受負荷，而在受後續滾珠 18推擠或由保持器38(參照圖4)拉伸之下移動。 ® 在與軌道滑轨11相對向的移動塊本體21之内周面，形成有 樹脂成形體35。在樹脂成形體35中形成有用以導引保持器昶 之帶狀聯結帶的導引溝35a。藉由形成有導引溝35a，在從軌 道π軌11上拆卸移動塊12時，可防止保持器38從移動塊12 上脫落，且可防止由保持器38所保持的複數滾珠18脫落。 滾珠迴流通路31〜33藉由在移動塊12中所開設的貫通孔中 成形圓筒狀樹脂成形體40而製得。在圓筒狀樹脂成形體4〇 ❹ 中，亦加工有用以引導保持器38之帶狀聯結帶的導引溝4〇&。 另外，在軌道滑軌11中設置與移動塊12之樹脂成形體35相 接觸的接觸密封41，以防止塵埃進入移動塊12内部。 • 圖2所示係移動塊12沿滾珠循環路徑的剖視圖。在端板22 • 中形成有U字狀方向轉換路徑42之外周側，連接在移動塊12 的負荷滾珠滾道溝槽25〜27與滾珠迴流通路31〜33之間。該方 白轉換路控42亦區分為大徑方向轉換路徑與小捏方向轉換路 ^ 因為在移動塊12中加工有四條大徑負荷滾珠滾道溝槽 97127082 15 200925451 26、27與二條小徑負荷滾珠滚道溝槽25，因而在端板22中設 置有四條大徑方向轉換路徑與二條小#方向轉換路徑。 由移動塊12的負荷滾珠滚道溝槽25 27、滾珠迴流通路 • 31~33及方向轉換路徑42，構成迴圈狀滚珠循環路徑。滾珠循 •環雜區分為大徑滾_環雜與小贿珠㈣職。在大押 滚珠循環路徑中排列有作為第一滾動體列的大徑滚珠列14a、 14c。在小徑滾珠循環路徑中排列有作為第二滾動體列的小徑 φ 滾珠列14b。 在移動塊本體21在移動方向上的二端部，設置有構成方向 轉換路徑42之内周侧的R片部44。 滾珠18在軌道滑軌11的滾珠滚道溝槽15〜17與移動塊12 的負荷滾珠滾道溝槽25〜27之間承受負荷。移動塊12對軌道 2執11相對移動時，滾珠18便在軌道滑軌U的滚珠滾道溝 θ 15 17與移動塊12❾負荷滾珠滾道溝槽25〜之間滾動運 ©動。滾珠18之移動速度約為移動塊12之移動速度的一半。移 動至滾珠滾道溝槽15〜17與貞荷祕滾道賴25~2?間之負荷 滾珠滾道路徑—端的滾珠，受導引至U字狀方向轉換路徑犯。 .滾珠18由υ字狀方向轉換路徑42改變方向後，進入滚珠迴流 .通路31〜33中，並朝與負荷滾珠滚道路徑相反的方向前進。然 =經由對向側的方向轉換路經42後，再度返回最初的負荷 滾珠滾道路捏。 、 圖4所示係將滾動體列保持為—連串的保持器38μ呆持器 97127082 200925451 由“於複數滾珠]8間的圓筒 37的一對帶狀聯姓帶加耕心、― 及連結間隔物 士心 帶36所構成。在圓筒狀間隔物37由γ此 有對應於料〗8之相_ ㈣成 間隔物37的侧面。在—對㈣％ 聯結帶36結合於 形狀帶36間形成對應於之 圖所示係在大徑滚珠循環路徑中所排列的大徑滚珠伽、 與在小徑滾珠循環路徑中所排列的小徑滚珠⑽之變形。圖中 ❹（a)所示係移動塊12承受未滿既定荷重的徑向荷重時大徑與 小控滾珠18a、i8b的變形，圖中⑹所示係移動塊12承受既 定荷重的徑向荷重時，大徑與小徑滚珠18a、18b的變形，圖 中（c)所示係移動塊12承受大荷重時，大徑與小徑滚珠18a、 18b的變形。 如圖5(a)所示，當移動塊12承受未滿既定荷重的徑向荷重 時’大徑滚珠18a承擔移動塊12所受程向荷重，並在移動塊 Φ 12的大徑負荷滚珠滾道溝槽26與轨道滑執11的大徑滚珠滾 道溝槽16之間產生壓縮變形。此時，小根滾珠18b並未承擔 移動塊12所受之荷重，小徑滾珠18b與軌道滑軌11的小徑滾 • 珠滾道溝槽15之間具有間隙g。因為具有間隙g，因而即便在 . 移動塊12對軌道滑軌11相對移動時，小徑滾珠18b仍不會在 小徑滾珠滚道溝槽15與小徑負荷滚珠滚道溝槽25之間滾動運 動。所以，不會在滾珠循環路徑中循環。另一方面’因為大徑 滾珠18a在大徑滾珠滚道溝槽16與大徑負荷滾珠滚道溝槽26 97127082 17 200925451 之間承擔荷重，因而在移動塊12對軌道滑執u相 ^滾珠18a便在大徑滾珠滾道溝槽16與大徑負荷滚珠滾道 溝槽26之财動’並在滾珠循觀射循環。" 如圖5⑹所示，當軸塊12錢既定荷麵 小徑滾珠㈣執_U___ = 徑負何滾珠滾道溝槽26與軌道滑軌u的大和 滾珠滾道溝槽16 m步壓縮變形。在移 職 姆飾時，料㈣珠與大贿珠均在滾珠滾道 «路徑^^。碰珠滚賴槽25、26之間絲，並在滚珠 如圖5㈤所示’當移動塊12承受超過既定荷重的徑向荷重 時，大徑滾珠與小徑滚珠18a、⑽均在移動塊12的負荷滚珠 滾道溝槽25、26與軌道滑軌11的滾珠滾道溝槽15、16之間 ©更進-步壓縮變形。此時，大徑滾珠18a的壓縮變形量較大於 小徑滾珠18b ’且較小錄珠18b承擔更大雜縮荷重。在移 動塊12對轨道滑軌11相對移動時，小徑滾珠18b肖大徑滾珠 • 18a均在滾珠滾道溝槽15、16與貞荷滾珠滾道溝槽25、26之 • 間滾動，並在滾珠循環路徑中循環。 圖6所不係移動塊所受的徑向荷重與移動塊徑向方向的位 移量間之關係圖。當徑向荷重未滿既定荷重時，僅由大徑滾珠 18a承擔祷重。移動塊12承受徑向荷重時，大徑滾珠18a或 97127082 200925451 大徑滾珠收與執道滑軌11及移動魏12的漏部分發生彈性 變形，而移動塊12朝下方位移。 當徑向荷重超過既定荷重時，成為大徑滾珠18a與小經滾珠 18b又方均承擔何重的狀態。因而’提升運動導引裝置的剛性， 即使再增加何重，移動塊12仍不易發生位移。當徑向荷重超 過既定荷重時，圖中的斜率亦趨緩。 θ斤丁係移動塊所文的徑向荷重與移動塊I〗的滑動阻力 ❹間之關係圖。如上述’當徑向荷重未滿既定荷重時，僅由大徑 滾珠18a承擔荷重。隨徑向荷重的增加，滑動阻力亦增加，但 口為⑺動阻力僅由大徑滾珠18a的滾動阻力所造成，因而圖中 的斜率較緩和另-方面，當徑向荷重超越既定荷重時，大徑 滾珠版與小徑滾珠18b雙方均承擔荷重。因為移動塊12的 α動阻力為大徑滾珠丨8a的滾動阻力與小徑滾珠撕的滚動阻 力之合計，因而圖中的斜率趨於陡峭。 ❹滾動導引裝置的額定壽命W由基本額定動荷重⑽與 承擔荷重P(N)依照下式求得。 (數1) L=(C/P)3x50 基本額錢荷重C _珠徑越大而越大。藉由先使大徑滚珠 收承擔荷重，基本額定動荷重C較大的大徑滾珠18a承擔較 大的承擔荷重P，而基本額定動荷重C較小的小徑滚珠通便 可承擔較小的補荷重p。_，藉由大徑料與小徑滾珠， 97127082 200925451 使c/p比相接近，便可使额定壽命相接近。 當移動塊12承受軌枝重u的㈣射時大 血與小徑滾珠18b雙方均循環。假設若僅大徑滾杨猶: 當滚珠18贿珠迴錢路31〜33進人貞荷財滾道師時<’ 移動塊12便在織上發缝錄縣現象。擺_大錄珠 版之每個間距而產生。藉由使間距不同於大徑滾珠版的小 徑滾珠18b循環，便可緩和擺動現象。
當移動塊12所受徑向荷重未滿既定荷重時，大徑滚珠18a 承擔荷重’科録珠18b料承擔射。即，在小徑滾珠 18b與軌道滑軌η的滾珠滾道溝槽15之間具有些微間隙轻(參 照圖5)。說明此間隙g的計算方法之一例。
百先，如圖8(b)所示，在移動塊12與執道滑軌u之間僅 介設大徑滾珠18a。然、後，測定軌道滑軌11底面距移動塊12 上面間的高度。接著，如圖8(c)所示，在移動塊12與轨道滑 軌11之間僅介設小徑滾珠18b，並測定轨道滑轨u底面距移 動塊12上面間之高度。移動塊12的位移（高度差）即為小徑滾 珠18b與轨道滑軌11間之間隙。 再者，亦可如圖8(a)所示，在移動塊12與軌道滑轨u之 間介設所有的大徑滾珠18a與小徑滾珠18b，並慢慢對移動塊 12施加徑向荷重，再測定移動塊12的位移。當徑向荷重超過 既定荷重時，如圖6所示，圖形的斜率改變。移動塊12直到 圖形斜率出現變化前的位移量g，即為小徑滚珠18b與轨道滑 97127082 20 200925451 執11間之間隙。 圖9所示係本發明第二實施形態的運動導引裝置。本實施形 態的運動導引裝置中，大徑滾珠列54a與小徑滾珠列54b排列 •在軌道滑執51的側面與移動塊52的腳部52b之間。並且，大 •徑滚珠列54a配置於執道滑轨51的上面側（即，上方），而小 4二滚珠54b配置於軌道滑軌51的底面側（即，下方）。如圖 10所示’運動導5丨裝置不僅承受徑向荷重，亦承受有俯仰 ❹（Piling)方向的料力矩Ma、偏航（yawing)方向的彎曲力矩 Μβ及滾轉(rGlUng)方向的料力矩本實施形射，為對 抗此等力矩’將大徑滾珠列54a與小徑滾珠列娜配置於執道 滑軌51的側面與移動塊52的腳部52b之間。 移動塊52的腳部52b在承受徑向荷重等之時，如懸臂標般 變形，而使下端部朝外側張開（參照圖9中的虛線）。由配置在 軌道滑轨51侧面的大徑滾珠列54a對移動塊的腳部所作用的 ❹力’成為使腳部52b開啟的原因。藉由將大徑滾珠歹,J54a配置 於執道滑執51側面的上方，相較於配置於下方，可抑制腳部 52b之曲撓。 另外，本發明藉由上述實施形態而具體化，惟並不僅侷限於 此’舉凡在未變更本發明主旨之範相均可作各種變更。例如 大位滾珠列及小控滚珠列的配置與條數均不僅侷限於上述實 施形態，而可適當變更，亦可在軌道滑軌的上面側及側面侧配 置大控滾珠列及小徑滚珠列。此外，亦可取代滚珠改為使用滾 97127082 21 200925451 子作為滾動體。 再者，本發日月不但可適躲導引轉運動的曲線運動導引裝 置之外，亦可適用於滾珠栓槽、滚子栓槽。 ' B•以下，根據所_式，說明作為本發明第-實施形態螺桿 .f置之滾珠螺#圖11所示係滾珠螺桿使用於衝壓機、模塾、 射出成形機中的例子。 /复數條滾珠螺桿的螺桿72呈平行排列。組裝在螺桿72的螺 ❹巾目71上女裝有模具73。藉由旋轉螺桿72，將模具73押抵於 板金等使板金等成形為模具之形狀。當滾珠螺桿如此使用於 銜坠機模塾、射出成形機等之時，滚珠螺桿不僅承受轴線方 向荷重，亦承受有徑向荷重與彎矩荷重。 滚珠螺桿一般與線性導軌等運動導引裝置呈配套同時使 用。例如在工具機的工作台上同時安裝有滾珠螺桿的螺帽 與運動導引農置的移動塊。因為藉由運動導引裝置導引工作台 ❹之運動1¾而滾珠螺桿主要僅承受螺桿之軸線方向的荷重，並 未承受徑向荷重或彎矩荷重。 仁疋’滾珠螺桿的使用方法多樣化，亦有非如圖U所示般 •與運動導弓丨裝置成配套使用之情況。例如，即使與運動導引農 • 置成配套而使用，當滾珠螺桿承受大荷重時，不僅有轴線方向 的荷重，亦將承受徑向荷重與彎矩荷重。此外，當螺帽71安 裝為傾斜於工作台的狀態時，滾珠螺桿也會承受徑向荷重與彎 矩荷重。本實施形態中，在螺桿72與螺帽71之間排列有滚子 97127082 22 200925451 列’以承㈣崎滚珠雜向荷重料矩荷重。 圖12所不係滾珠螺桿的概略圖。在滾珠 2 帽7】之間，設置有-條負射珠滾道路徑75與^^^ 滾道路徑74。在負荷滾珠滾道路徑75中排 列 荷滚子滾道路徑74中排列有滾子列。在珠在 ❹ 子-與負荷滾子滾道路徑74的内周面之間 g。相對械，麵珠77與_珠滾道路徑75_面之 間並無間隙。所以，當螺帽71承受徑向荷重時’首先由滾珠 77承擔控向荷重。然後，當螺帽71所受徑向荷
上時’滾珠77因產生既定量以上之彈性變形而_，U Μ開始承擔徑向射。因為滾子76與負荷料滾道路徑以 的接觸為線接觸，因而滾子76相較於滾珠π 生彈性變形。藉由滾子76承擔荷重， =易發 而導致塑性變形。 /衰珠77持續變形 ❹目丨_3所耗滾珠螺桿的剖視圖。滾珠螺桿具備有螺桿^， 以及隔著滚珠77及滾子76而組裝於螺桿72上的螺帽7卜 在螺桿72外周面，加n条供滾珠77滾動之滾珠 .部，即滾珠滾道溝槽72a，且加工有一條供滾子76滚動之 •子滚道部，即滚子滾道溝槽观。滾珠滾道溝槽％盘、衰子衰 道溝槽72b相鄰，在該等之間加工有牙峰72c。滾珠滾道料 72a的戴面形狀例如為由二個圓弧組合的哥德式溝槽形狀 g 圖12所示，滚子76 1圓筒狀，在沿螺桿72轴線的截面中如 97127082 23 200925451 排列為螺桿72的軸線72d與滾子76的中心線76a呈平行之狀 態。滾子滾道溝槽72b的截面形狀對應於滾子76形狀，並具 有平行於滾子76中心線76a的底面72e(參照圖12)。該底面 72e位於圓筒面内。因為滾珠77在滚珠滾道溝槽72a上滚動 運動，且滾子76在滾子滾道溝槽72b上滚動運動，因而對滚 珠滚迢溝槽72a及滾子滾道溝槽72b施行研削加工等以減小表 面粗度，且施行熱處理以提高表面強度。 ❹ 在螺帽71之關面加工有-條與螺桿72的滾珠滾道溝槽 72a相對向的螺旋狀負荷滾珠滚道部之負荷滾珠滾道溝槽 負荷滾子滾道部之負荷滚子滚道溝槽71b 71a與負荷滾子滾道溝槽灿相鄰，在; 71c。負荷滾珠滾道溝槽71a的截面形狀 合的哥德式溝槽形狀。如上述， 、條與螺才干72 #滾子滾道溝槽72b相對向的螺旋狀 。負荷滾珠滾道溝槽
97127082 目71中亦可設置供滚珠77及滾子 刊用循轉件。滾珠賴環構件將 24 200925451 螺帽71的螺旋狀負荷滚珠滾道溝槽7ia 一端與另一端相連 接，使滾動至負荷滾珠滚道溝槽71a —端的滾珠77返回至另 一端。滾子用循環構件將螺帽71的螺旋狀負荷滾子滾道溝槽 • 71t) 一端與另一端相連接，使滾動至負荷滾子滾道溝槽71b 一 . 知的滾子Μ返回至另一端。滾珠77及滾子76用循環構件可 採用迴流通路方式、端蓋方式、偏向板方式等周知循環方式。 在螺桿72的滾珠滾道溝槽72a與螺帽71的負荷滾珠滾道溝 ❹槽71a間之負荷滾珠滾道路徑75中，排列有複數滾珠77。在 螺桿72的滚子滾道溝槽观與螺帽71的負荷滚子滚道溝槽 71b間之負荷滾子滚道路徑74中，排列有複數滚子76。圖13 中僅圖不一個滾珠77與一個滾子76，但當然，實際上在負荷 滾珠滚道路徑75中排列有複數滾珠77，在負荷滾子滚道路徑 74中排列有複數滾子。 滾珠77包夾於螺桿π的滾珠滾道溝槽72a與螺帽的負 ❹荷滾珠滾道溝槽71a之間，而承受負荷。另一方面，在滚子 76周圍具有間隙’滾子76並未承受負荷（參照圖12)。即，滾 珠77在螺帽71所受徑向荷重未滿既定值時、以及達既定值以 .上時，均承擔荷重。另-方面，滾子76在螺帽71所受徑向荷 •重未滿既定值時不承擔荷重，當達既定值以上時才承擔荷重。 藉由使滚子76周圍具有間隙，可減輕螺帽71對螺桿⑴目 對紅轉％的阻力。^•使m筒形滾子之+心、線平行於螺桿π 之轴線而排列’便如圖14所示平面圖般，滚子76的進行方向 97127082 25 200925451 即為螺桿72的圓周方向⑴。滾子76朝螺桿乃轴線方向⑵ 的進給量依存於滾子76與滚子滾道溝槽％及負荷滾子 溝槽7lb間的滑動量。假設在滾子76周圍並無間隙，將導致 滑動阻力增力”故，最好使滾子76周圍設有間隙。另外 =子76周圍設有間隙’亦為數"m•叫〗、_。 ❹ 列子76之中心線平行於螺桿72之轴線而排 ，可最有效地承擔徑向荷重。圖15所示係使圓筒形滾子邗 ^中心線服相對於螺桿72之軸線呈45度傾斜 =觸ΓΓ徑向—時，滾子76抵抗徑 ^Lxc^ ^76 * 便可縮短有效接觸線之長=6a千订於螺桿72之轴線而排列， 知滾:為7=77?:重’可藉由管理滾珠螺桿之轉矩而獲 為滾珠77自始即承擔荷重，因而當螺帽 而導致螺帽71對财；^ 6的滚動阻力及滑動阻力，因 矩增加。藉由檢測轉矩的 變化里，便可獲知滾子76是否已承擔荷重。 的=中ίΐ。76奋是否有承擔荷重’可從滾珠螺桿在後向方向 又 滾珠螺桿在徑向方向的剛性可由螺 徑向荷重與螺㈣朝徑向方向的位移量之比求得。目71所受 97127082 圖16所不係滾珠螺桿另—用途。本例的螺帽71組農於受彎 26 200925451 曲的螺桿72上。即使未對螺帽71施加徑向荷重、弯矩荷重的 情況下，若螺桿72受到變曲，滾珠77的負荷分佈即失去平衡。 藉由排列有能承擔彼向荷重的滾子76，可防止位於螺帽Μ轴 •線方向端部的滾珠77遭受損壞，亦可抑制螺桿72受彎曲。 • 卩外’本發明並不軸限於上述實施形態，舉凡在不變更本 么明主曰之㈣内均可作各種變更。例如就在滾子周圍設有間 隙的滾珠螺桿，亦可不排列為滾子中心線平行於螺桿轴線的狀 ❹態，而使滾子中心線相對於螺桿之軸線而呈傾斜狀態排列。就 滚子而言，除圓筒形滚子之外，亦可使用圓錐形滾子。 再者，上述實施形態中，為使滾子可循環而設置滚子用循環 構件，但是滾子亦可不循環（即亦可不設置滚子用循環構件）。 本說明書以2007年7月18日申請的日本專利特願 2007-187470號為基礎。該案内容全部均包含於本案中。 【圖式簡單說明】 Ο 圖1為本發明第一實施形態的運動導引裝置立體圖（含部分 剖視圖）。 圖2為圖1所示運動導引裝置沿滾珠循環路徑的剖視圖。 . 圖3為正交於圖1所示運動導引裝置軸線的剖視圖。 圖4為保持器的立體圖。 圖5(a)至（c)為圖3中的V部分放大圖。 圖6為徑向荷重與位移量間之關係圖。 圖7為徑向荷重與滑動阻力間之關係圖。 97127082 27 200925451 圖8為間隙計算方法之-例。（圖中⑴係排列有大徑滾珠列 及小徑滚珠列的狀態，圖中⑻係僅排列有缝滾珠列的狀 態’圖中（c)係僅排列有小徑滚珠的狀態）。 • 圖9為本發明第二實施形態的運動導引裝置之正視圖。 ' 圖10為作用於運動導引裝置的彎曲力矩概念圖。 圖11為本發明-實施形態的螺桿裝置（滾珠螺桿）使用例楙 略圖。 圖12為本發明一實施形態的螺桿裝置概略圖。 圖13為上述螺桿裝置的剖視圖。 圖14為在螺桿上滾動的滾子之平面圖。 圖15為滚子之中心線對螺桿之轴線呈傾斜的比較例。 圖16為本發明一實施形態的螺桿裝置另一使用例。 圖17為習知運動導引裝置的剖視圖。 ❹ 圖18為習知運動導引裝置的移動塊立體圖。 圖19(a)及⑹為習知運動導引裝置的移動塊剖視圖。 圖加為習知滾珠螺桿呈傾斜狀態的概略圖。 圖21為滾珠螺桿呈傾斜時的滾珠負荷分佈圖（圖中⑷孫無 頃斜時的負荷分佈，圖中（b)係呈傾斜時的負荷分佈）。 圖2為浪珠螺桿呈傾斜時的滾珠負荷分佈圖（圖中⑷係無 斜時的負荷分佈，圖中⑹係呈傾斜時的負荷分佈）。 圖23_為習知滾珠螺桿的側視圖（含部分剖視圖）。 主要元件符號說明】 97127082 28 200925451 1 > 6 軌道滑軌 la 滾珠滚道溝槽 lb、2b 荷重承接溝槽 2、5、12、52 移動塊 . 3 、 63 、 63a 、 77 4 5a γ Ο 11 lla lib 滾珠 荷重承接構件 收容溝 滾動體 執道滑軌（執道構件) 上面 侧面 11c ' 71e ' 72e 底面 lid 螺栓插入孔 12a ❹ 12b、52b 14a 、 14c 14b 15 16、17 中央部 腳部 大徑滾珠列（第一滾動體列） 小徑滚珠列（第二滾動體列） 小徑滚珠滾道溝槽（滚動體滾道部） 大徑滚珠滾道溝槽（滾動體滾道部） 18 滚珠（滾動體) 18a 大徑滾珠（第一滚動體列） 18b 小徑滾珠（第二滚動體列） 97127082 29 200925451 21 移動塊本體 22 端板 23 密封構件 24 螺孔 25 小徑負荷滾珠滾道溝槽（負荷滾動體滚道部) 26、27 大徑負荷滾珠滾道溝槽（負荷滾動體滾道部) 31 小徑滾珠迴流通路 ❹ 32、33 大徑滾珠迴流通路 35、40 樹脂成形體 35a 導引溝 36 聯結帶 37 間隔物 38 保持器 40a 導引溝 Ο 41 接觸密封 42 方向轉換路徑 44 R片部 46 袋體 51 執道滑軌 54a 大徑滚珠列（第二滚動體列） 54b 小徑滾珠列（第一滾動體列） 6卜 67、71 螺帽 97127082 30 200925451 61a 凸緣安裝面 62、72 螺桿 65 凸緣 66 凸球面 68 凹球面 ' 71a 負荷滾珠滾道溝槽（負荷滾珠滾道部) 71b 負荷滾子滾道溝槽（負荷滾子滾道部） 71c 、 72c 牙峰 © 72a 滾珠滾道溝槽（滚珠滾道部） 72b 滾子滾道溝槽（滾子滾道部） 72d 螺桿之軸線 73 模具 74 負荷滾子滚道路徑 75 負荷滚珠滚道路徑 76 滚子 76a 中心線 F 荷重 g 間隙 Ma 俯仰方向的彎曲力矩 - Mb 偏航方向的彎曲力矩 . Me 滾轉方向的彎曲力矩 P 荷重 97127082 31