TW202132696A - 直線運動導引單元 - Google Patents
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Abstract
套管(3)具有與軌道面(22)鄰接而正交且導引滾子(5)之端面(25)的一對導引面(31)。保持板(7)具有彼此正交之一對導引面(32),該導引面(32)分別與導引面(31)相對向且分別導引滾子(5)之端面(25)。於導引面(32)分別形成有向套管(3)之導引面(31)突出的舌片部(10),舌片部(10)係將滾子(5)之端面(25)向套管(3)之導引面(31)彈性按壓,使滾子(5)之傾斜的姿勢分別整列來防止滾子(5)產生偏斜。
Description
此發明涉及一種滾子型直線運動導引單元,其係為了使在朝軌道通路上滾動之滾子軸心以相對於套管與保持板之導引面正交的方式整列,而在保持板上設有按壓滾子端面之機構者。本申請係根據2020年2月28日提申之日本專利申請案第2020-033859號主張優先權,並援引前述日本專利申請案中記載之全部記載內容者。
以往,直線運動導引單元有在軌道通路內滾動之滾子軸心相對於行進方向傾斜之情形,這時傾斜之滾子有時會伴隨滑動磨擦滾動而產生偏斜。爰此,期望能在直線運動導引單元中抑制作為滾動體之滾子的偏斜。在習知之直線運動導引單元中,為了使滾子順利循環,滾子之端面與導引面之間需要些許的間隙。這時,作為防止滾子偏斜的對策,為了縮小滾子與其導引面之間的間隙,必須高精度製作構成循環通路的各零件。然而,製造成本所費不貲,因此希望有能防止偏斜產生的低價對策。
爰此,本案申請人開發了一種直線運動導引單元,係如圖16所示,於保持構件49之端部27設置狹縫且該保持構件49構成保持滾子5之端面25的保持板,並以設於保持構件49之彈簧構件使保持構件49彈性變形而按壓滾子5之端面25來矯正滾子5之姿勢者,前述滾子5為滾動體。該直線運動導引單元係於保持構件49形成導引滾子5之端面25的導引面32,並於與套管3相對向之保持構件49之兩端部27形成自導引面32突出的突出部44。藉由該等構成,可使在無加載區傾斜之滾子5之姿勢以其軸心與套管3之導引面31正交的方式整列,而使滾子5以正確姿勢進入加載區43,並抑制滑動阻力之變動或發熱者。上述直線運動導引單元係在滾子5自方向轉換通路滾動到軌道通路14時,藉由設於保持構件49之突出部44將滾子5往套管3之導引面31的方向按壓。藉由該構成,使滾子5
之軸心在套管3之入口側分別整列成相對於導引面31為正交狀態之姿勢而防止滾子5產生偏斜者(例如參照專利文獻1)。
專利文獻1:日本專利特開2018-173132號公報
在專利文獻1之直線運動導引單元中,係如圖16所示為於保持構件49之端部27置入狹縫,使其彈性變形而按壓滾子5之端面25的結構。然而,當保持構件49彈性變形後,有保持構件49之導引面32及突出部44變傾斜,而發生突出部44僅接觸部分滾子5之狀態。因此,藉由將滾子5壓附在套管3之導引面31上來矯正滾子5之姿勢的功能有不夠充分之情形。
爰此,本案申請人為了進一步改良上述直線運動導引單元,除了在構成保持板之保持構件之寬度方向中央形成自端面側延伸的狹縫以外,並著眼於以包圍按壓滾子之突出部的方式進一步追加設置另一個狹縫向端面側。藉此,藉由使替代突出部之舌片部適當地接觸滾子端面,而變得可同時按壓複數個滾子。
此發明之目的在於解決上述課題。即,本發明目的在於:在滾子型直線運動導引單元中,以在循環通路之無加載區中傾斜的滾子之姿勢即軸心與套管之導引面正交的方式使滾子整列,而使其可在加載區中以正確姿勢滾動。在本發明中,在滾子型直線運動導引單元中,為了抑制滑動阻力之變動或發熱,而使其具有將滾子端面按壓在構成保持板之保持構件上的結構。具體上,係於保持構件之端部設置狹縫而形成為二股狀之可彈性變形的懸臂梁狀保持部,並進一步於該等懸臂梁狀保持部分別形成U字狀狹縫而更形成懸臂梁狀之舌片部。並且,懸臂梁狀保持部與舌片部之自由端與固定端的長邊方向位置係形成為相反位置。即,懸臂梁狀保持部與舌片部係形成為擴開方向彼此相反。在本發明中,可藉由懸臂梁狀保持部與舌片部,以滾子之軸心與套管之導引面正交的方式,使複數個滾子之姿勢逐步地整列。本發明目的在於提供一種可使滾子以正確姿勢進入軌道通路之加載通路且防止滾子在加載通路上產生偏斜的直線運動導引單元。
此發明涉及一種直線運動導引單元,其特徵在於:係由沿長邊方向之兩側面形成有第1軌道面之軌道軌及滑動件構成,前述滑動件係跨架在前述軌道軌上並形成有分別與前述第1軌道面相對向之第2軌道面
且透過個別在軌道通路上滾動之為滾動體的滾子對前述軌道軌進行相對移動者,前述軌道通路分別由前述第1軌道面與前述第2軌道面構成;
前述滑動件具有:
套管,係形成有一對前述第2軌道面及與前述第2軌道面平行而延伸之返回通路者;端蓋,係固定於前述套管之長邊方向之兩端面且形成有連通前述軌道通路與前述返回通路之方向轉換通路者;及保持板,係安裝於前述套管且與前述套管共同作用保持每一個前述滾子者;
在於構成前述保持板之保持構件之兩端部分別藉由第1狹縫形成有一對懸臂梁狀保持部,且前述滾子個別在由前述軌道通路、前述方向轉換通路及前述返回通路構成之循環通路上滾動的直線運動導引單元中,
於前述套管形成有與前述第2軌道面鄰接而正交且導引前述滾子之一端面的一對第1導引面,並且於前述第2軌道面之兩端部分別形成有可自前述軌道通路之無加載通路進入加載通路的凸起部;
於前述保持構件之前述懸臂梁狀保持部形成有分別與前述套管之前述第1導引面相對向且分別導引前述滾子之另一端面的第2導引面,並且於與前述凸起部相對向之前述第2導引面之兩端部分別形成有舌片部,且該舌片部自前述第2導引面向前述套管之前述第1導引面突出;
前述舌片部係將複數個前述滾子之前述一端面向前述第1導引面按壓而使前述滾子之姿勢分別整列,來防止前述滾子產生偏斜。
又,前述保持板係由下述構件所構成:合成樹脂製之前述保持構件,係形成有前述第2導引面者;金屬製之固定構件,係配設於形成在前述保持構件之前述第2導引面之背面側的凹槽且將前述保持構件固定於前述套管者;及金屬製之嵌塊構件,係配置於前述保持構件之長邊方向之切出複數個預定位置的缺口部,且將前述固定構件與前述套管之間設定成預定的指定間隔者。
又,在該直線運動導引單元,由前述保持構件之截面為V字形狀之凸部形成的尖端部係沿前述保持構件之前述一對第2導引面間之前述長邊方向所形成,該尖端部係嵌入在前述套管之前述第2軌道面間沿長邊方向形成之截面為V字狀的凹狀卡槽中。
又,形成於前述保持構件之前述端部的前述懸臂梁狀保持部
係由前述第1狹縫形成,前述第1狹縫係在前述第2導引面間之寬度方向中央且自兩端面向長邊方向中央延伸;前述舌片部係分別藉由形成於位在前述懸臂梁狀保持部之前述第2導引面上的U字狀第2狹縫所形成,並且前述舌片部會彈性變形而將複數個前述滾子之前述一端面同時向前述第1導引面按壓者。
又,前述懸臂梁狀保持部係形成為前述端蓋之前述方向轉換通路側為第1自由端且前述軌道通路之加載通路側為第1固定端,並且前述舌片部係形成為前述端蓋之前述方向轉換通路側為第2固定端且前述加載通路側為第2自由端者。
又,前述舌片部係形成於自前述懸臂梁狀保持部之前述第2導引面突出的突出導引面上且形成為前述突出導引面以前述懸臂梁狀保持部之端面側為前述第2固定端之可彈性變形的懸臂梁狀。
又,該直線運動導引單元係在形成於前述保持構件之前述第1狹縫配設有將前述第1狹縫往擴開方向按壓的彈簧構件。
此發明之直線運動導引單元如上述,構成保持板之保持構件之端部藉由第1狹縫而形成於懸臂梁狀保持部,於該懸臂梁狀保持部上藉由第2狹縫形成之舌片部形成為懸臂梁狀之結構,且舌片部相對於懸臂梁狀保持部之第2導引面突出而傾斜。直線運動導引單元可藉由舌片部沿滾子端面彈性變形而同時按壓複數個滾子。又,藉由於懸臂梁狀保持部形成舌片部,可使那些彈簧強度或狹縫形狀擁有特徵。藉由該構成,可對滾子賦予適當的按壓力。並且,藉由使第2狹縫之形狀變化可適當設定舌片部之按壓力,亦可增減同時按壓之滾子數,而可使複數個滾子之姿勢同時整列。因此,可有效抑制滑動阻力之變動或發熱。又,懸臂梁狀保持部與形成於其上之懸臂梁狀的舌片部係各自的自由端與固定端之長邊方向位置形成為逆向。換言之,舌片部與懸臂梁狀保持部之擴開方向相反。藉由該構成,舌片部與懸臂梁狀保持部會分別對滾子端面之長邊方向兩端施加按壓力,而可使滾子整列成正確姿勢。又,構成保持板之保持構件若以樹脂之射出成形製作,可降低製造成本。進一步,在配設構成保持板之固定構件的保持構件之凹槽設有抵接於固定構件之凸部,因此可在固定構件之側面與保持構件之間設置間隙,當保持構件之懸臂梁狀保持部變形時,固定構
件與懸臂梁狀保持部便不會相互干涉。
該直線運動導引單元可使在循環通路之無加載區中滾動且傾斜之滾子之姿勢即軸心以相對於套管與保持構件之導引面正交的方式整列,而使滾子以正確姿勢進入加載區。因此,可抑制因滾子偏斜而造成的滑動不順或早期磨耗、滑動阻力之變動或發熱。進一步可在形成於設在保持構件上之舌片部之兩端部的傾斜面使滾子之姿勢逐步地以滾子軸心與套管之導引面正交的方式整列,因而可順利地使滾子在循環通路上滾動。又,該直線運動導引單元在滾子通過形成於保持構件上之舌片部時,係利用保持構件之懸臂梁狀保持部撓曲來將舌片部按壓在滾子之端面上,因此可使傾斜之滾子之姿勢確實地以滾子軸心與套管之導引面正交的方式整列。該直線運動導引單元不需要滾子與循環通路之間嚴密的間隙管理,因此可降低製造成本。更可於保持構件之端部之懸臂梁狀保持部設置增強彈性變形的彈簧構件,而可將舌片部之突出導引面確實地壓附在滾子端面上。又,在保持構件之螺旋固定位置配設金屬製之嵌塊構件,可藉嵌塊構件將保持板固定於套管,因此固定螺栓之緊固力不會直接加於保持構件上,而可抑制因螺旋固定造成之保持構件變形。藉此,可避免樹脂之保持構件因固定螺栓之緊固力而變形之虞。
1:軌道軌
2:滑動件
3:套管
4:端蓋
5:滾子
7:保持板
9:狹縫(第2狹縫)
10:舌片部
11:懸臂梁狀保持部
12:保持構件
13:固定構件
14:軌道通路
15:返回通路
16:自由端(第2自由端)
17:固定端(第2固定端)
18:嵌塊構件
19:自由端(第1自由端)
20:固定端(第1固定端)
21:軌道面(第1軌道面)
22:軌道面(第2軌道面)
23:側面
25,26,28:端面
27:端部
30:凸起部
31:導引面(第1導引面)
32:導引面(第2導引面)
33:尖端部
36:凹狀卡槽
39:方向轉換通路
40:彈簧構件
45:狹縫(第1狹縫)
50:凹槽
51:嵌塊安裝孔
54:突出導引面
圖1係顯示將此發明之直線運動導引單元一實施例部分斷裂後之截面的立體圖。
圖2係顯示圖1之線A-A之直線運動導引單元的截面圖。
圖3係顯示安裝在圖1之直線運動導引單元上之保持板的立體圖。
圖4係將圖3之區域D的保持板放大顯示的部分放大立體圖。
圖5係分解顯示構成圖3之保持板的保持構件、固定構件及嵌塊構件的分解立體圖。
圖6係自套管之軌道面側觀看圖5之保持構件的俯視圖。
圖7係自軌道軌之軌道面側觀看圖5之保持構件的俯視圖。
圖8係自套管之上面側觀看圖5之保持構件的俯視圖。
圖9係自套管之端面側觀看圖1之直線運動導引單元中的套管、保持
板及滾子的前視圖。
圖10係顯示圖6之線B-B之保持構件的截面圖。
圖11係顯示在此發明之直線運動導引單元中,滾子從方向轉換通路滾動至軌道通路的動作,係顯示從滾子之端面側觀看之平面的概念圖。
圖12係顯示該直線運動導引單元中設於形成在保持構件上之懸臂梁狀保持部的舌片部按壓滾子之端面的狀態,即由第1狹縫形成之懸臂梁狀保持部撓曲而舌片部按壓著滾子之端面的狀態的說明圖。
圖13係顯示該直線運動導引單元中之保持構件的舌片部按壓滾子之端面的狀態,即在由第1狹縫形成之懸臂梁狀保持部撓曲之狀態下舌片部按壓著滾子端面的狀態,且以虛線表示懸臂梁狀保持部撓曲前之位置的說明圖。
圖14係該直線運動導引單元中設於保持構件之懸臂梁狀保持部上的舌片部按壓滾子之端面的狀態,即以第2狹縫所形成之舌片部撓曲後的狀態,且以虛線表示懸臂梁狀保持部的說明圖。
圖15係顯示此發明之直線運動導引單元中形成在保持構件之懸臂梁狀保持部上的可撓性舌片部按壓滾子之端面的狀態的說明圖。
圖16係顯示習知之直線運動導引單元中設於保持板之突出部按壓滾子之端面的狀態的說明圖。
以下參照圖式說明此發明之直線運動導引單元的實施例。如圖1及圖2所示,此發明之直線運動導引單元總體來看係由軌道軌1及滑動件2所構成。於軌道軌1,在長邊方向之兩側面23分別形成有二條列的軌道面21(第1軌道面)。二條列的軌道面21係形成在垂直於長邊方向之截面中彼此正交之方向上。滑動件2係跨架在軌道軌1上並形成有與軌道面21分別相對向之二條列的軌道面22(第2軌道面)。二條列之軌道面22係形成在垂直於長邊方向之截面中正交之方向上。滑動件2係透過個別在軌道通路14上滾動之為滾動體的滾子5對軌道軌1進行相對移動,該軌道通路14分別由軌道面21與軌道面22所構成。滑動件2具有套管3、端蓋4、端封8、滾子5及保持板7。套管3形成有一對軌道面22及與該軌道面22平行而延伸之一對返回通路15。端蓋係固定於套管3之長邊方向之兩端面
26,且形成有分別連通軌道通路14與返回通路15的一對方向轉換通路39(參照圖11-圖14)。端封8係分別配設在端蓋4之端面。滾子5係在由軌道通路14、返回通路15及一對方向轉換通路39構成之無限循環通路上滾動。保持板7係沿軌道通路14配置,且與套管3共同作用保持滾子5。如圖11所示,端蓋4係由形成方向轉換通路39之外周面側的端蓋本體4H、及形成方向轉換通路39之內周面側的分隔件4S所構成。於軌道軌1形成有複數個安裝用孔58,該安裝用孔58係在將軌道軌1安裝於基座、機床、機台等對象構件時用以插入螺栓(未圖示)者。又,在套管3於其上面形成有用以安裝於工件、機器等對象構件上的複數個安裝用螺孔57。於端蓋4設有可將潤滑劑供給至方向轉換通路39內的給油孔61,不給油時係以塞子62封閉。於套管3上係藉由固定螺栓60固定有端蓋4及端封8。
如圖2所示,該直線運動導引單元例如係構成為具備有4條軌道通路14之四條列型的直線運動導引單元。套管3係由設有螺孔57之本體部64與自本體部64之兩端垂下之一對袖部65所構成。滾子5係由在軌道通路14上滾動之滾動面24與其兩端面25所形成,該軌道通路14由軌道面21、22構成。於套管3之兩袖部65以沿軌道面22延伸之方式形成有使滾子5之滾動面24在無加載下滾動的返回通路15。返回通路15係由嵌插在嵌插孔56中之套筒6所形成,該嵌插孔56形成於套管3之袖部65。於軌道軌1之側面23沿長邊方向形成有形成軌道面21之餘隙槽66。又,於套管3之袖部65在延伸於彼此正交方向之上下軌道面22之間形成有凹狀卡槽36。於構成保持板7之保持構件12形成有尖端部33。尖端部33係以頂部47構成,該頂部47與延伸於長邊方向而彼此正交之導引面32(第2導引面)鄰接而延伸於長邊方向。於套管3之凹狀卡槽36嵌合配置有保持構件12之頂部47。於套管3之袖部65形成有導引滾子5之一端面25的導引面31(第1導引面)。並且,在保持板7之與導引面31相對向的位置形成有導引滾子5之另一端面25的導引面32。於套管3沿延伸於長邊方向之軌道通路14形成有與軌道面22正交之導引面31。又,如圖11~13所示,於軌道面22之兩端部分別形成有形成為平緩曲線的凸起部30,該凸起部30可使滾子5從軌道通路14之無加載通路43N平滑地進入加載通路43。於套管2之軌道面22形成為指定長度LC的凸起部30係由方向轉換通路
39側即套管端部側之無加載通路43N與軌道通路14側之加載通路43所構成。另,在袖部65之下面與軌道軌1之間配設有下面封件59。
如圖3~圖8所示,保持板7主要由保持構件12、固定構件13及嵌塊構件18所構成。保持構件12係形成有導引滾子5之另一端面25之導引面32的合成樹脂製構件。固定構件13係嵌入在凹槽50中而將保持構件12固定於套管3的金屬製構件,該凹槽50形成在保持構件12之導引面32的背面側。嵌塊構件18係配置於保持構件12之長邊方向之切出複數個預定位置的嵌塊安裝孔51中。嵌塊構件18係在固定構件13與套管3之間設定為預定之指定間隔的金屬製構件。又,在形成於保持構件12之凹槽50形成有抵接於固定構件13而向內延伸的凸部48。藉由凸部48於固定構件13之側面與保持構件12之間形成間隙,而構成為在保持構件12之懸臂梁狀保持部11變形時,固定構件13與懸臂梁狀保持部11不會相互干渉。又,嵌塊構件18係鬆嵌於嵌塊安裝孔51,該嵌塊安裝孔51為形成於保持構件12的嵌塊安裝部。又,在保持構件12於端部27之寬度方向中間位置形成有延伸於長邊方向的狹縫45(第1狹縫)。透過狹縫45,保持構件12之端部27形成為一對懸臂梁狀保持部11。在懸臂梁狀保持部11於狹縫45之兩側形成有可彈性變形之導引面32。懸臂梁狀保持部11係形成為保持構件12之端部27側即方向轉換通路側為自由端19(第1自由端),且保持構件12之中央側即軌道通路14之加載通路43側為固定端20(第1固定端)。於保持構件12,為了支持滾子5之滾動面24之角部並保持滾子5,而形成有延伸於導引面32之長邊方向的爪部55。於保持構件12之兩端部27,為了形成配設彈簧構件40之空間而形成有凹部35。並且懸臂梁狀保持部11係構成為可彈性變形。又,於保持構件12在其尖端部33形成有與嵌塊安裝孔51鄰接的給脂用缺口部52。給脂用缺口部52提供將潤滑劑從給油孔61供給至軌道面22或軌道通路14的空間。滾子5在軌道通路14上滾動並通過懸臂梁狀保持部11時,懸臂梁狀保持部11會彈性變形而將滾子5之端面25分別向套管3之導引面31之方向按壓。
此發明之直線運動導引單元的特徵尤在於:在形成於懸臂梁狀保持部11之導引面32的兩端部27形成切割成U字狀的狹縫9(第2狹縫)而形成有舌片部10。換言之,其特徵在於:切割成U字狀的狹縫9係以包
圍舌片部10的方式而形成,且舌片部10形成為懸臂梁狀。舌片部10係形成於突出導引面54,該突出導引面54自導引面32突出並導引滾子5之端面25。即,保持構件12之特徵在於:具有形成於突出導引面54之懸臂梁狀的舌片部10且舌片部10係形成為可彈性變形之懸臂梁狀構件,該突出導引面54自懸臂梁狀保持部11之導引面32突出。如圖9所示,於套管3形成有與軌道面22鄰接而正交且導引滾子5之一端面25的一對導引面31。又,如圖11所示,於套管3在軌道面22之兩端部分別形成有可自軌道通路14之無加載通路43N進入加載通路43的凸起部30。並且,於保持板7形成有分別與套管3之導引面31相對向且分別導引滾子5之另一端面25的一對導引面32。又,於保持板7在與套管3之凸起部30相對向之導引面32的兩端部分別形成有舌片部10,且該舌片部10自導引面32向套管3之導引面31突出。此發明之直線運動導引單元根據上述構成,其特徵尤在於:為舌片部10的突出導引面54係將複數個滾子5之一端面25向導引面31中之凸起部30按壓而使滾子5之姿勢分別整列。
在該直線運動導引單元中,若更具體描述,套管3具有與軌道面22鄰接而正交且導引滾子5之一端面25的一對導引面31。於保持板7之長邊方向兩端部27形成有彼此正交之一對導引面32,該導引面32分別與導引面31相對向且分別導引滾子5之另一端面25。即,形成於保持構件12之導引面32係形成為一對,且各導引面32分別設有舌片部10。又,舌片部10係端蓋4之方向轉換通路39側即懸臂梁狀保持部11之端面28側形成為固定端17(第2固定端),且軌道通路14之加載通路43側形成為自由端16(第2自由端)。舌片部10之自由端16及固定端17的長邊方向位置,與懸臂梁狀保持部11之自由端19及固定端20的長邊方向位置為反方向。換言之,舌片部10與懸臂梁狀保持部11之擴開方向係形成為彼此相反。即,在滾子5之端面25,係因舌片部10之自由端16與懸臂梁狀保持部11之自由端19之彈性變形而產生的撓曲力自長邊方向之兩側作用,而藉此使滾子5整列成正確姿勢。如上述,於形成有導引面32之懸臂梁狀保持部11分別形成有包圍舌片部10之狹縫9,且舌片部10係其突出導引面54自懸臂梁狀保持部11之導引面32突出。藉由該構成,滾子5在軌道通路14上滾動時,舌片部10之突出導引面54會彈性變形將滾子5之一端面
25複數個同時向導引面31按壓而發揮作用。藉此,舌片部10會將複數個滾子5之一端面25向導引面31彈性地按壓使滾子5之姿勢分別整列而發揮作用。即,舌片部10在軌道通路14上滾動之上下滾子5各自通過懸臂梁狀之舌片部10時,舌片部10可將滾子5之端面25分別向套管3之導引面31按壓而使滾子5之姿勢分別整列。
該直線運動導引單元係固定螺栓41插通套管3之安裝孔即貫通孔34,並螺入形成於保持板7之固定構件13上的安裝螺孔42,藉此將保持板7固定於套管3。在該實施例中,滑動件2係使用為了實現高剛性且高精度而形成為可有效率實施的長度者,係將套管3之全長很長地形成為相當於軌道軌1之寬度尺寸約4倍之長度的超長型。又,形成於套管3之凸起部30的長度LC係形成為滾子5之直徑實質上的4±0.5倍。套管3例如係形成為可有3個~4個軌道軌1之安裝用孔58的長度,或形成為端蓋4之移動方向長度之6.3~8.3倍的長度。即使凸起部30之長度LC會因套管3之全長而不同,形成於保持板7之舌片部10仍係以從凸起部30之無加載通路43N之區域到達加載通路43之區域的方式所形成。又,與套管3之導引面31相對向的舌片部10的部分係形成為與導引面31平行之平面,到舌片部10的保持構件12之端部27之方向轉換通路39側之傾斜面37(第1傾斜面)的傾斜角度係形成為比軌道通路14側之傾斜面38(第2傾斜面)的傾斜角度更小。進一步,如圖12,該直線運動導引單元係傾斜面37之長邊方向之長度L1形成為滾子徑實質上的1.2倍以上,且傾斜面38之長邊方向之長度L3形成為滾子徑實質上的0.25倍以上者。又,形成於懸臂梁狀保持部11之導引面32的舌片部10之平坦面的長度L2係形成為滾子徑實質上的2~3倍以上。包含舌片部10的突出部長度L係形成為滾子徑的3~4倍。舌片部10係與套管3之導引面31一起形成在會壓在滾子端面25之旋轉軸心位置上的位置。進一步,傾斜面37、38係長邊方向之截面形狀亦可形成為曲面形狀者。
在該直線運動導引單元中,狹縫45係自保持構件12之端部27到達軌道通路14之加載通路43且形成為比形成於套管3之軌道面22的凸起部30更長。進一步,於保持構件12,將懸臂梁狀保持部11往擴開方向分別按壓的彈簧構件40係配設在形成於懸臂梁狀保持部11間之凹部
35。而且,各導引面32之端部係分別形成在懸臂梁狀保持部11。保持構件12之端部27藉由狹縫45而形成有可彈性變形之一對懸臂梁狀保持部11,且於懸臂梁狀保持部11形成有舌片部10。藉由該構成,在滾子5通過舌片部10時,可利用懸臂梁狀保持部11之彈性變形的撓曲使舌片部10抵接於滾子5之一端面25,而可將滾子5之另一端面25確實地壓抵於套管3之導引面31。進一步,在該直線運動導引單元中,除了懸臂梁狀保持部11之撓曲,還會藉由彈簧構件40之彈性力使舌片部10抵接於滾子3之端面25,因此可將滾子5之另一端面25更確實地壓抵於套管3之導引面31。在該直線運動導引單元中,藉由上述構成可將正確姿勢的滾子5送入軌道通路14之加載通路43的區域中。
又,保持構件12之尖端部33係沿懸臂梁狀保持部11之一對導引面32間之長邊方向形成並嵌入在套管3之凹狀卡槽36中。保持構件12之與長邊方向正交之截面形成為山型,山型之傾斜面46構成形成為平面狀之導引面32,且山型之頂部47嵌入在套管3之凹狀卡槽36中。於固定構件13在長邊方向分隔形成有複數個安裝螺孔42。在保持板7之與安裝螺孔42對應之位置與套管3上形成有貫通孔。藉由從套管3之外側將固定螺栓41嵌插於貫通孔而螺合至安裝螺孔42,可將保持板7固定於套管3。保持構件12之安裝部係透過金屬製之嵌塊構件18固定於套管3,因此可避免固定螺栓41之緊固力直接傳遞至保持構件12,而可抑制保持構件12變形。又,於保持構件12形成有可插入嵌塊構件18的嵌塊安裝孔51。在嵌塊構件18,貫通孔53及與保持構件12之山型對應之形狀的凸部即尖端部34(圖5)係對應保持構件12之尖端部33而形成。進一步,在保持構件12具備將潤滑劑導入軌道通路14的功能,該潤滑劑係從套管3之袖部65之給油孔61所供給。
在該直線運動導引單元中,舌片部10係藉由形成於懸臂梁狀保持部11之導引面32的U字狀之狹縫9所形成。舌片部10如上述係形成為可彈性變形之懸臂梁狀。舌片部10係於保持構件12之端部27側即端蓋4之方向轉換通路39側形成固定端17(第2固定端),且於保持構件12之中央側即軌道通路14之加載通路43側形成有圓弧形狀之自由端16(第2自由端)。於舌片部10之長邊方向兩側形成有一對傾斜面37(第1傾斜面)、
38(第2傾斜面)。藉由傾斜面37、38可使傾斜之滾子5之姿勢逐步地以滾子軸心與套管3之導引面31正交的方式整列。藉此可使滾子5順利滾動,而可確實地使滾子軸心以與套管3之導引面31正交的方式整列。尤其,藉由使形成於端部27側之傾斜面37的傾斜角度比傾斜面38更小並加長傾斜面之長度,可逐步地使滾子5之姿勢以其軸心與套管3之導引面31正交的方式整列。又,藉由在軌道通路14之中央即加載區側形成傾斜面38,從加載區滾來的滾子5便可順利地通過舌片部10。又,與套管3之導引面31相對向之舌片部10的部分係形成為與導引面31平行之平面,且傾斜面37之方向轉換通路39側的傾斜角度係形成為比軌道通路14側之傾斜面38的傾斜角度更小。進一步,該直線運動導引單元係例如傾斜面37之長邊方向之長度實質上形成為滾子徑的約1.2倍,且傾斜面38之長邊方向之長度實質上形成為滾子徑的約0.25倍。舌片部10係與套管3之導引面31一起形成在會壓在滾子3之端面25之旋轉軸心位置上的位置。進一步,傾斜面37與傾斜面38係長邊方向之截面形狀亦可形成為曲面形狀者。
又,保持板7之以截面為V字形狀之凸部構成的尖端部33係沿保持板7之上下導引面32間之長邊方向形成並如圖2所示嵌入在截面為V字狀之凹狀卡槽36中,該凹狀卡槽36係於套管3之上下軌道面22間沿長邊方向形成。固定螺栓41係插通套管3之安裝孔即貫通孔,並螺入形成於保持板7之固定構件13上的安裝螺孔42。藉此將保持板7固定於套管3上。在該實施例中,滑動件2係使用為了實現高剛性且高精度而形成為可有效率實施的長度者,例如,將套管3之全長形成為相當於軌道軌1之寬度尺寸約4倍的長度。又,於圖4示出顯示安裝於套管3之彈簧構件40的立體圖,該彈簧構件40係用以擴大保持板7之端部27。於可收納固定構件13之保持構件12之凹槽50的兩端部形成有嵌塊安裝孔51,該嵌塊安裝孔51係成為餘隙部以使藉由撓曲而經變形的懸臂梁狀保持部11不干涉固定構件13。如圖9所示,保持構件12會受到如從滾子3之端面25按壓導引面32之方向之力,且如圖5所示受固定構件13所支撐。形成在保持構件12之兩端部27的一對懸臂梁狀保持部11會往狹縫45之間隔變窄的方向彈性變形。並且,一對懸臂梁狀保持部11係形成為獨立而可個別彈性變形。又,藉由將狹縫45設置在保持構件12之截面形狀中的中央位置,可將舌片部
10確實地壓附在滾子3之端面25。
在該直線運動導引單元中,如圖12~圖14所示,套管3之導引面31與保持構件12之導引面32的間隙係形成為比滾子5之高度(軸心長度)更大,因此在導引面31、32與滾子5之端面25之間會形成間隙。形成在保持構件12之導引面32的舌片部10具有突出導引面54。突出導引面54抵接於滾子5之一端面25且將滾子5之另一端面25壓附在套管3之導引面31。舌片部10係形成在靠近套管3之軌道面22側的位置上,而形成於與滾子5之端面25之中心即軸心位置相對向的位置。又,舌片部10具有按壓滾子5之端面25之中心的功能。可使軸心傾斜的滾子5以成為與套管3之導引面31正交之姿勢的方式穩定整列。因此,在滾子5通過舌片部10時,2個懸臂梁狀保持部11會將滾子5壓抵在套管3之導引面31並且往狹縫45間變窄的方向撓曲變形。於保持構件12,在形成於其上的狹縫45之基部形成有貫通保持構件12的孔63。如圖4~圖7所示,於狹縫45之基部形成有孔63,且該孔63係形成為在狹縫45側有缺口的丸孔。孔63係將丸孔形成為比狹縫45之寬度更大,來防止應力集中於狹縫45之基部。藉由形成於保持構件12之端部27之狹縫45所形成的一對懸臂梁狀保持部11係以撓曲時根部之壁厚會因孔63而變薄而變得容易彈性變形的方式所形成。懸臂梁狀保持部11係以取決於彈簧構件40之彈性力的方式所構成,該彈簧構件40組裝在保持構件12之端部27。
該直線運動導引單元如圖11~圖14所示,在方向轉換通路39及凸起部30之無加載通路43N的區域中未對滾子5加載,因此滾子5為容易傾斜的狀態。一旦滾子5傾斜而以偏斜之狀態滾動,滑動件2便會做出猶如伴隨滑行的動作。傾斜之滾子5進入加載通路43之區域後,滾子5便會一邊在軌道通路21、22上滑行而滾動,因而增加摩擦,以滾子5之端面25按壓導引面31、32,滑動阻力變大,而產生發熱之問題。爰此,為了使傾斜之滾子5之軸心整列成與套管3之導引面31正交的正確姿勢,而在軌道通路14之無加載區43N至加載通路43之區域中,於保持構件12設有成為突出部的舌片部10。如圖11所示,於軌道通路14之兩端部在套管3形成有平緩曲面形狀的凸起部30,故可將滾子5從方向轉換通路39順利地導引向導軌道通路14。凸起部30的深度例如係形成為相當於滾子5與軌
道面21及軌道面22之彈性變形量的深度,而該彈性變形量係對滑動件2加載基本靜額定負載之一半負載而產生。凸起部30之曲面形狀係沿長邊方向以單一曲率半徑R形成。凸起部30係以與套管3之軌道面22的平面部同時加工而連續形成。套管3之端面26與凸起部30之端部形成有曲面形狀之R倒角部。如圖12~圖14所示,如以符號a、b表示,在方向轉換通路39內傾斜之滾子5係以沿保持構件12之舌片部10之第1傾斜面37逐步地使滾子軸心與套管3之導引面31正交的方式而整列。滾子5變成如以符號c表示之狀態,被舌片部10導引而變成如以符號d、e表示之正常的狀態。使以符號d、e表示之滾子5之一端面25抵接舌片部10,並使滾子5之另一端面25壓附在套管3之導引面31,藉此傾斜之滾子5之姿勢變為正確姿勢,而可使滾子5之軸心整列成與套管3之導引面31正交的正確姿勢。藉由舌片部10使滾子軸心以與套管3之導引面31正交的方式而整列後的滾子5,接著會進入軌道通路14之加載通路43的區域,變成以符號f表示之狀態。藉由透過形成於舌片部10之端部的第2傾斜面38進入軌道通路14之加載通路43,滾子5便可順利地被導引滾動。
關於此發明之直線運動導引單元,如圖15所示,當滾子5進入軌道通路14時,懸臂梁狀保持部11會往以符號A表示之方向彈性變形,舌片部10會往以符號B表示之方向彈性變形,而個別按壓滾子5之端面25,來矯正滾子5之姿勢。相對地,關於圖16所示習知之直線運動導引單元,懸臂梁狀保持部11僅往以符號A表示之方向彈性變形,僅懸臂梁狀保持部11之彈性變形會按壓滾子5之端面25,對滾子5之姿勢的矯正有不足的情形。
此發明之直線運動導引單元宜應用於半導體製造裝置、精密機械、汽車等各種裝置之滑動部等。
7:保持板
9:狹縫(第2狹縫)
10:舌片部
11:懸臂梁狀保持部
12:保持構件
16:自由端(第2自由端)
17:固定端(第2固定端)
19:自由端(第1自由端)
20:固定端(第1固定端)
27:端部
32:導引面(第2導引面)
33:尖端部
40:彈簧構件
45:狹縫(第1狹縫)
51:嵌塊安裝孔
54:突出導引面
Claims (7)
- 一種直線運動導引單元,其特徵在於:係由沿長邊方向之兩側面形成有第1軌道面之軌道軌及滑動件構成,前述滑動件係跨架在前述軌道軌上並形成有分別與前述第1軌道面相對向之第2軌道面且透過個別在軌道通路上滾動之為滾動體的滾子對前述軌道軌進行相對移動者,前述軌道通路分別由前述第1軌道面與前述第2軌道面構成;前述滑動件具有:套管,係形成有一對前述第2軌道面及與前述第2軌道面平行而延伸之返回通路者;端蓋,係固定於前述套管之長邊方向之兩端面且形成有連通前述軌道通路與前述返回通路之方向轉換通路者;及保持板,係安裝於前述套管且與前述套管共同作用保持每一個前述滾子者;在於構成前述保持板之保持構件之兩端部分別藉由第1狹縫形成有一對懸臂梁狀保持部,且前述滾子個別在由前述軌道通路、前述方向轉換通路及前述返回通路構成之循環通路上滾動的直線運動導引單元中,於前述套管形成有與前述第2軌道面鄰接而正交且導引前述滾子之一端面的一對第1導引面,並且於前述第2軌道面之兩端部分別形成有可自前述軌道通路之無加載通路進入加載通路的凸起部;於前述保持構件之前述懸臂梁狀保持部形成有分別與前述套管之前述第1導引面相對向且分別導引前述滾子之另一端面的第2導引面,並且於與前述凸起部相對向之前述第2導引面之兩端部分別形成有舌片部,且該舌片部自前述第2導引面向前述套管之前述第1導引面突出;前述舌片部係將複數個前述滾子之前述一端面向前述第1導引面按壓而使前述滾子之姿勢分別整列,來防止前述滾子產生偏斜。
- 如請求項1之直線運動導引單元,其中前述保持板係由下述構件所構成:合成樹脂製之前述保持構件,係形成有前述第2導引面者;金屬製之固定構件,係配設於形成在前述保持構件之前述第2導引面之背面側的凹槽且將前述保持構件固定於前述套管者;及金屬製之嵌塊構件,係配置 於前述保持構件之長邊方向之切出複數個預定位置的缺口部,且將前述固定構件與前述套管之間設定成預定的指定間隔者。
- 如請求項1或2之直線運動導引單元,其中由前述保持構件之截面為V字形狀之凸部形成的尖端部係沿前述保持構件之前述一對第2導引面間之前述長邊方向所形成,該尖端部係嵌入在前述套管之前述第2軌道面間沿長邊方向形成之截面為V字狀的凹狀卡槽中。
- 如請求項1至3中任一項之直線運動導引單元,其中形成於前述保持構件之前述端部的前述懸臂梁狀保持部係由前述第1狹縫形成,前述第1狹縫係在前述第2導引面間之寬度方向中央且自兩端面向長邊方向中央延伸;前述舌片部係分別藉由形成於位在前述懸臂梁狀保持部之前述第2導引面上的U字狀第2狹縫所形成,並且前述舌片部會彈性變形而將複數個前述滾子之前述一端面同時向前述第1導引面按壓。
- 如請求項1至4中任一項之直線運動導引單元,其中前述懸臂梁狀保持部係形成為前述端蓋之前述方向轉換通路側為第1自由端且前述軌道通路之加載通路側為第1固定端,並且前述舌片部係形成為前述端蓋之前述方向轉換通路側為第2固定端且前述加載通路側為第2自由端。
- 如請求項5之直線運動導引單元,其中前述舌片部係形成於自前述懸臂梁狀保持部之前述第2導引面突出的突出導引面上且形成為前述突出導引面以前述懸臂梁狀保持部之端面側為前述第2固定端之可彈性變形的懸臂梁狀。
- 如請求項1至6中任一項之直線運動導引單元,其中在形成於前述保持構件之前述第1狹縫配設有將前述第1狹縫往擴開方向按壓的彈簧構件。
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