TWI495803B - Cross roller bearings - Google Patents

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TWI495803B TW101140160A TW101140160A TWI495803B TW I495803 B TWI495803 B TW I495803B TW 101140160 A TW101140160 A TW 101140160A TW 101140160 A TW101140160 A TW 101140160A TW I495803 B TWI495803 B TW I495803B
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Chang Hsin Kuo
Jheng Syun Li
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Hiwin Tech Corp
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Description

交叉式滾柱軸承
本發明係與軸承有關，尤指一種交叉式滾柱軸承的裝配結構。
按，交叉式滾柱軸承係設置彼此相互交錯的滾柱在內環及外環之間的一種軸承，而使得交叉式滾柱軸承能夠同時承受徑向負荷、軸向負荷和力矩負荷。與一般形式的軸承相比，交叉式滾柱軸承特別適用於要求高剛性和旋轉精度的場合，如工具機械及機械手臂等等。回顧現有的交叉式滾柱軸承如日本特開2000-65080、特開2002-13540和特開2005-180578號專利，皆是將用來裝配滾柱的安裝孔設計成與滾動的軌道為垂直方向設計，而用來填充安裝孔的填充件在理想情況下應與軌道面等齊，而讓軌道面保持平整。惟，因為加工誤差使得填充件與軌道面仍會有不平整的情況產生。若從習知的交叉式滾柱軸承來看，填充件須有補足兩軌道面的設計，容易產生填充件已經和其中之一的軌道面對齊，而另一軌道面卻是仍然不平整的情況，也就是軌道面不平整的機會高，因此，往往反復的加工就是為了讓軌道面平整，但也提高加工成本。
基於上述習知技術之問題點，本發明人經過研究改良後，終 有確能達成以下發明之目的之發明誕生。
即，本發明首要目的在於，研發一種交叉式滾柱軸承之安裝孔定位結構，使填充件設置於安裝孔後，藉由該定位結構能達到軌道平整之效果。
為達上述之目的，本發明係為一種交叉式滾柱軸承，係包含：一外環件，其設有第一軌道、一安裝孔，該第一軌道環繞該外環件之內緣面設置，該第一軌道之截面為V型，該安裝孔設於該外環件之外緣面並與該第一軌道連通，該安裝孔係使該第一軌道形成一破損處，該安裝孔係斜向設置；一內環件，其設於該外環件內，該內環件設有第二軌道，該第二軌道環繞該內環件之外緣面設置，該第二軌道之截面為V型，該第二軌道與第一軌道係構成一環形通道；一滾動模組，其設於該環形通道；一填充件，其容設於該外環件之安裝孔，該填充件係設有一填補該第一軌道之破損處的填補軌道；其中，該安裝孔在鄰接於該第一軌道之破損處具有兩承靠面，兩該承靠面之間係間隔一間距設置，因兩該承靠面的設置而未受移除的第一軌道區域定義為背面，兩該背面係與該第一軌道之表面銜接設置，該填充件於填補軌道之兩側分別設有相對兩該承靠面之抵靠面，該承靠面與該抵靠面係相互接觸設置。
另，為了準確控制刀具加工該安裝孔的進刀量，本發明亦定義該安裝孔加工時進刀的停止點之步驟，其步驟如下：a．訂該安裝孔之傾斜角度及其孔徑；b．定義一個第一交點為該安裝孔之內緣面與第一軌道之根徑相 交之點；c．做一線段連接該外環件之圓心及該第一交點；d．定義第二交點為該線段係與該外環件之內徑相交之點；e．訂該安裝孔加工時進刀的停止點使該第二交點已被加工到，且安裝孔在鄰接於該第一軌道之破損處具有兩承靠面。
為了更進一步瞭解本發明之特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明之實施方式說明及圖式，然而此實施方式及圖式僅供說明及參考用，而非用以對本發明做任何限制者。
(1)‧‧‧滾柱軸承
(11)‧‧‧外環件
(111)‧‧‧第一軌道
(112)‧‧‧安裝孔
(113)‧‧‧插銷孔
(114)‧‧‧承靠面
(115)‧‧‧破損處
(116)‧‧‧背面
(117)‧‧‧根徑
(118)‧‧‧內緣面
(119)‧‧‧內徑
(A)‧‧‧第一交點
(B)‧‧‧第二交點
(C)‧‧‧圓心
(D)‧‧‧線段
(12)‧‧‧內環件
(121)‧‧‧第二軌道
(13)‧‧‧滾動模組
(131)‧‧‧滾柱
(132)‧‧‧間隔件
(14)‧‧‧油封
(15)‧‧‧填充件
(151)‧‧‧填補軌道
(152)‧‧‧通孔
(153)‧‧‧抵靠面
(16)‧‧‧插銷
(90)‧‧‧環形通道
第一圖係為本發明交叉式滾柱軸承分解圖。
第二圖係為本發明交叉式滾柱軸承之外環件的安裝孔放大圖。
第三圖係為本發明交叉式滾柱軸承組合圖。
第四圖係為本發明交叉式滾柱軸承橫向剖視圖(第三圖A-A)，並顯示承靠面與抵靠面之組合型態。
第五圖係為本發明交叉式滾柱軸承直向剖視圖(第四圖B-B)，並顯示承靠面與抵靠面之組合型態。
第六圖係為本發明安裝孔的加工深度計算方式說明。
第七圖係為本發明安裝孔以鑽頭加工使承靠面為圓錐形式。
以下茲配合圖式列舉一較佳實施例，用以對本發明之組成構件及功效作進一步說明，其中各圖式之簡要說明如下：
第一圖係為本發明交叉式滾柱軸承分解圖。
第二圖係為本發明交叉式滾柱軸承之外環件的安裝孔放大圖 。
第三圖係為本發明交叉式滾柱軸承組合圖。
第四圖係為本發明交叉式滾柱軸承橫向剖視圖(第三圖A-A)，並顯示承靠面與抵靠面之組合型態。
第五圖係為本發明交叉式滾柱軸承直向剖視圖(第四圖B-B)，並顯示承靠面與抵靠面之組合型態。
第六圖係為本發明安裝孔的加工深度計算方式說明。
第七圖係為本發明安裝孔以鑽頭加工使承靠面為圓錐形式。
請參閱第一圖至第七圖所示，為本發明較佳實施例所提供之一種交叉式滾柱軸承(1)，主要包含有一外環件(11)、一內環件(12)、滾動模組(13)、兩油封(14)、一填充件(15)及插銷(16)；該外環件(11)，其設有第一軌道(111)、一安裝孔(112)及一插銷孔(113)，該第一軌道(111)環繞該外環件(11)之內緣面(118)凹陷設置，該第一軌道(111)之截面為V型，V型的夾角約為90度，該安裝孔(112)設於該外環件(11)之外緣面並與該第一軌道(111)連通，該安裝孔(112)係使該第一軌道(111)形成一破損處(115)，其中該安裝孔(112)係斜向設置，該安裝孔(112)傾斜角度必需大於0度，以使安裝孔(112)可同時具有兩承靠面(114)限制安裝孔(112)的軸向延伸，且有足夠的空間容許滾動模組(13)通過，而為達到較佳通過滾動模組(13)的效果且避免破損處(115)的區域變大，一般設計以10至70度之間較佳，而傾斜角度為30至50度為最佳角度設計；該安裝孔(112)未完全穿透第一軌道( 111)，使安裝孔(112)在鄰接於該第一軌道(111)之破損處(115)具有兩承靠面(114)，兩該承靠面(114)之間係間隔一間距設置，如第六圖所示，兩該承靠面(114)係與安裝孔(112)之軸心(E)垂直設置，而此種形式的承靠面(114)係使用端面為一平面的端銑刀加工而成，兩該承靠面(114)係限制安裝孔(112)的軸向延伸；而因為安裝孔(112)的製造上的選擇考量(例如刀具不同)，兩該承靠面(114)也可以設計為一錐面且同時位於一個和安裝孔(112)同軸的圓錐面上，此種圓錐形式的承靠面(114)係使用鑽頭加工而成(如第七圖所示)，該承靠面(114)係與安裝孔(112)之軸心(E)非垂直設置；再者，該安裝孔因為未完全穿透第一軌道(111)，使安裝孔(112)在鄰接於該第一軌道(111)之破損處(115)具有兩該承靠面(114)，為了確保該承靠面(114)的形成，故本發明提供定義該安裝孔(112)加工時進刀的停止點之步驟，如第六圖所示，首先，訂該安裝孔(112)欲傾斜角度及孔徑大小，繪製好該安裝孔(112)後，該安裝孔(112)之內緣面(118)係與第一軌道(111)之根徑(117)相交於一點，定義該點為第一交點(A)，接著，做一條連接該外環件(11)之圓心(C)及該第一交點(A)之線段(D)，該線段(D)係與該外環件(11)之內徑(119)相交於一點，定義該點為第二交點(B)，該第二交點(B)即為加工該安裝孔(112)時進刀的停止點，而當加工刀具之端面停止於該第二交點(B)時，即可形成該承靠面(114)，故藉由此方式即可精確地計算出加工該安裝孔(112)的進刀量， 以確保該承靠面(114)的形成；由於本發明之安裝孔(112)未完全穿透第一軌道(111)，在因為兩該承靠面(114)的設置而未受移除的第一軌道(111)區域稱為背面(116)，該背面(116)係與該第一軌道(111)之表面銜接，換句話說，該第一軌道面(111)與該背面(116)之間無段差，為平整之型態且為該外環件(11)結構的一部份，故在軸承承載負荷時，背面(116)可和其他的第一軌道(111)一樣共同承載負荷，使軸承可承載負荷的能力比安裝孔(112)完全穿透第一軌道(111)時更為提昇；該插銷孔(113)係由該外環件(11)之一側面貫穿至另一側面並與該安裝孔(112)連通。
該內環件(12)，係套設於該外環件(11)內，該內環件(12)設有第二軌道(121)，該第二軌道(121)環繞該內環件(12)之外緣面設置而同心於第一軌道(111)，該第二軌道(121)之截面為V型，V型的夾角約為90度，該第二軌道(121)與第一軌道(111)構成一環形通道(90)。
兩該油封(14)，係分別設於該外環件(11)與內環件(12)之間的側面，係密封該外環件(11)與內環件(12)之間的間隙，而該間隙係與該環形通道(90)連通，故亦使該環形通道(90)為封閉之型態，將油脂保持於環形通道(90)中，並避免異物從軸承的外部進入環形通道(90)中。
該滾動模組(13)，係設於該環形通道(90)，該滾動模組(13)係由複數滾柱(131)及間隔件(132)構成，複數該滾柱(13)係相互以交叉方式分別容設於該間隔件( 132)，而該間隔件(132)可為鏈條或者複數個間隔子組成(因鏈條與間隔子皆為公知技術故在此不針對其結構多作贅述)；該填充件(15)，係容設於該安裝孔(112)，該填充件(15)係設有一填補該破損處(115)的填補軌道(151)，及一與該插銷孔(113)相對之通孔(152)，當該填充件(15)設於該安裝孔(112)後，係藉由該插銷(16)插設於該插銷孔(113)及該通孔(152)後，即可將該填充件(15)定位於該安裝孔(112)，且該填充件(15)於填補軌道(151)之兩側分別設有相對該承靠面(114)之抵靠面(153)，該承靠面(114)與該抵靠面(153)係相互接觸設置，限制填充件(15)沿安裝孔(112)的軸向運動，使填充件(15)不會防礙滾動模組(13)的運動；該抵靠面(153)的表面形狀係與該承靠面(114)的表面形狀相對設計，如該承靠面(114)為平面則該抵靠面(153)亦為平面，此設計為較佳的實施型態，因為可以增加兩者之間的承靠面積。
為求清楚說明本發明之實施特點，以下說明本發明較習用進步之處及實用方式：
各該滾柱(131)係以交錯排列的的方式設於該間隔件(132)，而該滾動模組(13)係從該安裝孔(112)依序填入該環形通道(90)中，而後將該填充件(15)設置在該安裝孔(112)中並填滿該破損處(115)，而本發明藉由該承靠面(114)及抵靠面(153)的設置，使得該填補軌道(151)與第一軌道(111)之間的銜接更為準確，故可 讓第一軌道(111)、填補軌道(151)及背面(116)之間銜接為平整的型態。相對的滾柱軸承(1)的滾動模組(13)於環形通道(90)運行時，不會因為環形通道(90)不平整而產生頓挫，而造成定位精度不良，故藉由本發明的承靠面(114)及抵靠面(153)的設計，能讓滾柱軸承(1)運行時更為順暢且提升定位精度，而滾動模組(13)運行順暢相對的磨耗等等問題也減少了，故也延長滾柱軸承(1)之使用壽命；另外，值得一提的是，因為該承靠面(114)的設置，使得該破損處(115)的範圍縮小了，故亦增加了滾柱(131)與環形通道(90)的接觸面積，而滾柱軸承(1)受負荷的能力係藉由滾柱(131)與環形通道(90)之接觸面積的多寡計算之，而本發明因為增加了背面(116)與第一軌道(111)銜接設計，亦讓整體的滾柱軸承(1)負荷能力提昇了，因此，不僅解決了填補軌道(151)與第一軌道(111)對位的問題，亦提升了此種有設置安裝孔(112)的滾柱軸承(1)之負荷能力。
綜所上述，所以本發明之『具有產業之可利用性』應已毋庸置疑，除此之外，在本案實施例所揭露出的特徵技術，於申請之前並未曾見於諸刊物，亦未曾被公開使用，不但具有如上所述功效增進之事實，更具有不可輕忽的附加功效，是故，本發明的『新穎性』以及『進步性』都已符合專利法規，爰依法提出發明專利之申請，祈請惠予審查並早日賜准專利，實感德便。
以上所述實施例之揭示係用以說明本發明，並非用以限制本發明，故舉凡數值之變化與等效元件之置換，仍應隸屬本發明之範疇。
(1)‧‧‧滾柱軸承
(11)‧‧‧外環件
(111)‧‧‧第一軌道
(112)‧‧‧安裝孔
(113)‧‧‧插銷孔
(12)‧‧‧內環件
(121)‧‧‧第二軌道
(13)‧‧‧滾動模組
(131)‧‧‧滾柱
(132)‧‧‧間隔件
(14)‧‧‧油封
(15)‧‧‧填充件
(151)‧‧‧填補軌道
(152)‧‧‧通孔
(153)‧‧‧抵靠面
(16)‧‧‧插銷

Claims (8)

  1. 一種交叉式滾柱軸承，係包含：一外環件，其設有第一軌道、一安裝孔，該第一軌道環繞該外環件之內緣面設置，該第一軌道之截面為V型，該安裝孔設於該外環件之外緣面並與該第一軌道連通，該安裝孔係使該第一軌道形成一破損處，該安裝孔係斜向設置；一內環件，其設於該外環件內，該內環件設有第二軌道，該第二軌道環繞該內環件之外緣面設置，該第二軌道之截面為V型，該第二軌道與第一軌道係構成一環形通道；一滾動模組，其設於該環形通道；一填充件，其容設於該外環件之安裝孔，該填充件係設有一填補該第一軌道之破損處的填補軌道；其中，該安裝孔在鄰接於該第一軌道之破損處具有兩承靠面，兩該承靠面之間係間隔一間距設置，該填充件於填補軌道之兩側分別設有相對兩該承靠面之抵靠面，該承靠面與該抵靠面係相互接觸設置。
  2. 如請求項1所述之交叉式滾柱軸承，其中，該安裝孔的傾斜角度為10至70度。
  3. 如請求項2所述之交叉式滾柱軸承，其中，該傾斜角度最佳為30至50度。
  4. 如請求項1所述之交叉式滾柱軸承，其中，該外環件更設有一插銷孔，該插銷孔係由該外環件之一側面貫穿至另一側面 並與該安裝孔連通；該填充件更設有一與該插銷孔相對之通孔，該插銷孔與該通孔係提供一插銷插設其中。
  5. 如請求項1所述之交叉式滾柱軸承，其中，因兩該承靠面的設置而未受移除的第一軌道區域定義為背面，兩該背面係與該第一軌道之表面銜接設置。
  6. 如請求項1所述之交叉式滾柱軸承，其中，該承靠面為一平面且該抵靠面為一平面。
  7. 如請求項1所述之交叉式滾柱軸承，其中，該抵靠面為一錐面且該抵靠面為一錐面。
  8. 一種如請求項1所述之交叉式滾柱軸承，定義該安裝孔加工時進刀的停止點之步驟：a．訂該安裝孔之傾斜角度及其孔徑；b．定義一個第一交點為該安裝孔之內緣面與第一軌道之根徑相交之點；c．做一線段連接該外環件之圓心及該第一交點；d．定義第二交點為該線段係與該外環件之內徑相交之點；e．訂該安裝孔加工時進刀的停止點使該第二交點已被加工到，且安裝孔在鄰接於該第一軌道之破損處具有兩承靠面。
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