TWI558924B - Direct drive device and its manufacturing method - Google Patents

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TWI558924B TW103141796A TW103141796A TWI558924B TW I558924 B TWI558924 B TW I558924B TW 103141796 A TW103141796 A TW 103141796A TW 103141796 A TW103141796 A TW 103141796A TW I558924 B TWI558924 B TW I558924B
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Description

直動式引導裝置及其製造方法
本發明是關於直動式引導裝置及其製造方法。
自以往，直動式引導裝置具有導軌、滑塊及複數滾動體。並且，上述導軌及上述滑塊在彼此相對的位置上，分別具有形成上述滾動體的滾動通路的軌道面。該等軌道面是朝上述導軌的長方向延伸，上述滾動體(例如鋼珠)被配置在上述滾動通路，使上述滑塊透過上述滾動體相對於上述導軌移動。
如上述的直動式引導裝置中，上述軌道面被以一體成形的砂輪所研磨(參閱專利文獻1)。並且，以抑制其研磨時的摩擦與發熱為目的，設軌道研磨面的最大傾斜從水平到10°以上的技術已揭示於專利文獻2。又，專利文獻3中，揭示有使各上述軌道面的粗糙度變化的直動式引導裝置。
[先前專利文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開昭63-180437號公報
[專利文獻2]日本特開2008-175363號公報
[專利文獻3]日本特開2002-130271號公報
但是，專利文獻2記載的技術中，為使得從水平方向的傾斜成為10°以上，由於上述軌道面周邊的形狀受到限制，造成對上述軌道面的形狀設計上進一步的限制而有加以研究的餘地。
又，在專利文獻3記載的技術中，控制上述軌道面之粗糙度的方法，雖揭示有超精加工暨磨合行駛，但該等的方法在上述軌道面進行研磨加工之後，必須實施其他工程。因此，隨著工程增加而會增加成本，有加以研究的餘地。
本發明是著眼於上述課題，其目的為提供一種可提升軌道面的加工性，並降低製造成本的直動式引導裝置及其製造方法。
解決上述課題用的直動式引導裝置之一樣態為具有導軌、滑塊及複數滾動體，上述導軌及上述滑塊在彼此相對的位置上，分別具有 形成上述滾動體的滾動通路的軌道面，上述軌道面是延伸於上述導軌的長方向，上述滾動體是配置在上述滾動通路，使上述滑塊透過上述滾動體相對於上述導軌移動的直動式引導裝置中，上述滑塊及上述導軌的至少一方的軌道面是由朝著上述長方向延伸的第1軌道面，及在其第1軌道面的朝上述長方向兩側延伸的第2軌道面所構成，其第2軌道面的表面粗糙度是比第1軌道面的表面粗糙度粗糙。
在此，上述直動式引導裝置中，第2軌道面的中心線平均粗糙度以較第1軌道面的中心線平均粗糙度的1.5倍~3倍為佳。
又，解決上述課題用的直動式引導裝置的製造方法之一樣態，包含：表面加工工程，對於沿著朝滑塊及導軌的至少一方的長方向延伸的軌道面施以表面加工，及組裝工程，組裝上述導軌與上述滑塊，在以上述滑塊的軌道面及與其軌道面相對而設置的上述導軌的軌道面所形成的滾動體的滾動通路配置複數滾動體，可透過該等滾動體使得上述滑塊相對於上述導軌移動之直動式引導裝置的製造方法，上述表面加工工程是以相同的砂輪將第2軌道面的表面粗糙度進行一次表面加工成比第1軌道面的表面粗糙度粗糙，以使得上述滑塊及導軌的至少一方的軌道面成為由朝著上述長方向延伸的第1軌道面及朝著其第1軌道面的 上述長方向兩側延伸的第2軌道面所構成的工程。
又，上述直動式引導裝置的製造方法，包含以滾子式砂輪修整器將上述砂輪成形的砂輪成形工程，設上述滾子式砂輪修整器中對應第2軌道面之區域的磨粒的突出量或磨粒的粒徑比對應第1軌道面之區域的磨粒的突出量或磨粒的粒徑大為佳。
根據本發明之一樣態，可提供一種提升軌道面的加工性，並可降低製造成本的直動式引導裝置及其製造方法。
1‧‧‧導軌
2‧‧‧滑塊
21‧‧‧軌道面
21A‧‧‧第1軌道面
21B‧‧‧第2軌道面
3‧‧‧滾動通路
4‧‧‧滾動體
8‧‧‧砂輪
9‧‧‧滾子式砂輪修整器
第1圖是沿著顯示直動式引導裝置的第1實施形態的構成之寬方向的剖視圖。
第2圖是沿著顯示直動式引導裝置的第1實施形態的軌道面之構成的寬方向的剖視圖。
第3圖是沿著顯示直動式引導裝置的製造方法之第1實施形態的滑塊軌道面的加工工程的寬方向的剖視圖。
第4圖是沿著顯示直動式引導裝置的製造方法之第1實施形態砂輪成形工程的寬方向的剖視圖。
第5(a)圖表示使用於直動式引導裝置的製造方法的第1實施形態砂輪成形工程之滾子式砂輪修整器的構成的側 視圖，(b)為(a)的主要部放大圖。
第6圖為第5(b)圖的第1加工部的放大圖。
第7圖為第5(b)圖的第2加工部的放大圖。
第8圖表示使用於直動式引導裝置的製造方法的第1實施形態砂輪成形工程之滾子式砂輪修整器的製作方法的圖。
第9圖表示直動式引導裝置的製造方法的第1實施形態之砂輪的構成的前視圖。
第10圖為第9圖的放大圖。
第11(a)圖為直動式引導裝置的製造方法之第2實施形態的第1加工部的放大圖，第11(b)圖為直動式引導裝置的製造方法之第2實施形態的第2加工部的放大圖。
第12圖表示直動式引導裝置的製造方法之第3實施形態的砂輪的構成的側視圖。
第13圖表示直動式引導裝置的製造方法之第4實施形態的砂輪的構成的側視圖。
第14圖表示直動式引導裝置的製造方法的變形例的側視圖。
以下的詳細說明是記載多數之特定的細部以提供本發明實施形態的完全性理解。但是，即明確地即使非相關之特定的細部仍可實施一個以上的實施樣態。除此之外，為使得圖示簡潔，僅以簡圖表示習知的構造及裝 置。
以下，針對直動式引導裝置的實施形態參閱圖示說明。
(第1實施形態) <直動式引導裝置的構成>
第1圖是沿顯示直動式引導裝置之一實施形態的構成之寬方向的剖視圖。
如第1圖表示，本實施形態的直動式引導裝置具有：直線形朝著長方向延伸的導軌1，及跨架於導軌1的滑塊2。導軌1是在長方向以預定的間隔穿設有從其上面1a貫穿下面之高度方向的螺栓插穿用的安裝孔(未圖示)。
在導軌1的寬方向兩側面，於高度方向分別設有兩列沿著上述長方向形成的軌道面11、11。又，在滑塊2的寬方向內側側面，於高度方向分別設有兩列與軌道面11成相對的軌道面21、21。
軌道面11及軌道面21是將寬方向(上述長方向及與上述高度方向正交的方向)的剖面形成大致圓弧形的溝槽形狀。並且，藉該等相對所設置的軌道面11與軌道面21構成滾動通路3。在該滾動通路3自由轉動地插入有複數滾動體(例如鋼製的滾珠)4。本實施形態的直動式引導裝置是藉如上述的構成，使滑塊2可透過複數滾動體4沿著導軌1的長方向相對移動。
在此，如第2圖表示，滑塊2的軌道面21是 由沿著長方向延伸的第1軌道面21A與被限定於該第1軌道21A兩側的第2軌道面21B、21B所構成。再者，第2圖是表示在滑塊2中所研磨的軌道面21之中，以「A1」表示第1軌道面21A所限定的區域，以「A2」表示第2軌道面21B所限定的區域，以「A3」表示未研磨的區域。
又，第1軌道面21A所限定的區域「A1」是以設沿著滑塊的寬方向將軌道面21分為二之基準面H為基準而沿著軌道面21所成的角度β在77°以下的區域為佳。
並且，設第2軌道面21B的表面粗糙度比第1軌道面21A的表面粗糙度粗糙。例如，第1軌道面21A的表面粗糙度(中心線平均粗糙度)Ra1為0.2μm~1.6μm左右。並且，第2軌道面21B的表面粗糙度(中心線平均粗糙度)Ra2是以第1軌道面21A的表面粗糙度Ra1的1.5~3倍左右為佳。
如上述，滑塊2的軌道面21是由第1軌道面21A與第2軌道面21B構成，第2軌道面21B的表面粗糙度Ra2比第1軌道面21A的表面粗糙度Ra1粗糙，第2軌道21B的加工性佳，第1軌道面21A的表面粗糙度可維持適當值。因此，可提供性能不會降低的直動式引導裝置。
<直動式引導裝置的製造方法>
以下，參閱圖示說明本實施形態的直動式引導裝置的製造方法。本實施形態的直動式引導裝置的製造方法包含：對沿著滑塊的長方向延伸的軌道面施以表面加工的表 面加工工程，及組裝工程。
並且，上述表面加工工程是以相同的砂輪將第2軌道面21B的表面粗糙度Ra2進行一次表面加工成比第1軌道面21A的表面粗糙度Ra1粗糙，以使得上述滑塊及導軌的至少一方的軌道面成為由朝著上述長方向延伸的第1軌道面及朝著其第1軌道面的上述長方向兩側延伸的第2軌道面的工程。
又，上述組裝工程是組裝上述導軌與上述滑塊，在以滑塊的軌道面及與其軌道面相對而設置的上述導軌的軌道面所形成的滾動體的滾動通路配置複數滾動體，透過該等滾動體使得上述滑塊可相對於上述導軌移動的工程。
再者，上述滑塊的長方向是在組裝於上述導軌時與該導軌的長方向平行的方向。
該工程是如第3圖表示，相對於滑塊2的軌道面21、21，使用一體成形有複數砂輪部81、81的砂輪8，複數砂輪部具有成為轉印第1軌道面21A及第2軌道面21B的面(未圖示)的外側面81a，將砂輪部81、81朝著長方向進行研磨加工。砂輪部81是由：第1加工部81A；沿著砂輪8的轉軸設置在上下面的第2加工部81B；及設置在第2加工部81B、81B間的第3加工部81C所構成。並且，該砂輪8是如第4圖表示，將砂輪部81、81以滾子式砂輪修整器9正確進行刀具加工所成形。
在此，如第5(a)圖表示，滾子式砂輪修整器9 具有形成砂輪部81、81用的形成部91、91。該形成部91是如第5(b)圖表示，係由成為轉印第1軌道面21A及第2軌道面21B的形狀的第1面91A及成為轉印第2軌道面21B的形狀的第2面91B。
如上述所構成的形成部91是在表面將磨粒93排列成預定的形狀，以電鍍等燒結層成為一體化。磨粒93可舉例如褐色氧化鋁、白色氧化鋁、淡紅色氧化鋁、裂解氧化鋁、人造金鋼砂、鋯剛玉、黑色碳化矽、綠色碳化矽、鑽石、立方氮化硼。上述鑽石舉例如天然鑽石、單晶鑽石、多晶鑽石。該等之中，其他具耐熱、耐磨損的鑽石等也可適合作為磨粒93。
其次，針對第5(b)圖表示的第1面91A，參閱第6圖說明。如第6圖表示，使用鑽石的磨粒93為不均一粒徑。使用鑽石的磨粒93的平均粒徑為50μm~300μm左右。並且，第1面91A中，使用鑽石的磨粒93的突出量d1為20μm~200μm左右。該突出量d1是從第1面91A的燒結層92突出的磨粒93的尺寸。該突出量d1也因磨粒93各粒子而不均一。因此，本實施形態中，磨粒93的突出量是以平均突出量來規定。
接著，針對第5(b)圖表示的第2面91B，參閱第7圖說明。如第7圖表示，設形成第2軌道面21B用的第2面91B的磨粒93的突出量d2比第1面91A之磨粒93的突出量d1大。該突出量d2也是從第2面91B的燒結層92突出的磨粒93的尺寸。並且，構成第2面91B的磨 粒93的平均粒徑是與構成第1面91A的磨粒93的平均粒徑大致相同。另一方面，第2面91B的突出量d2是以第1面91A的突出量d1的1.5~3倍左右為佳。
接著，針對滾子式砂輪修整器的製造方法，參閱第8圖說明。本實施形態所使用砂輪成形用的滾子式砂輪修整器9是如第8(a)圖表示，且在基材的表面排列磨粒93(例如鑽石)製作。此時的磨粒93的突出量d(=d1)在第1面91A及第2面91B皆是20μm~200μm左右(並且，第8(a)圖是表示第2面91B)。
之後，如第8(b)圖表示，僅對第2面91B熔解燒結層92(參閱第6圖、第7圖)。藉此，可以設第2面91B的磨粒93的突出量大於第1面91A的磨粒93的突出量。在此，燒結層一旦過熔解時，磨粒93變得容易脫落。並且，燒結層92一旦熔解不足時，則磨粒93的突出量在第1面91A與第2面91B並無變化。
因此，第2面91B的磨粒93的突出量d2以第1面91A的磨粒93的突出量d1的約1.5~3倍左右為佳。
該滾子式砂輪修整器的製造方法中，構成滾子式砂輪修整器9的磨粒93的粒徑不論位置皆是一樣。因此，具有比較容易製作滾子式砂輪修整器9的優點。
接著，針對藉此滾子式砂輪修整器9所成形的砂輪參閱第9圖說明。本實施形態的直動式引導裝置的製造方法的表面加工工程是藉旋轉該砂輪8使砂輪部81、81與滑塊2的軌道面21抵接，研磨加工第1軌導面 21A及第2軌道面21B的工程。
在此，如第10圖表示，砂輪部81中，研磨第2軌導面21B的第2加工部81B和研磨第1軌導面21A的第1加工部81A比較，從砂輪8的旋轉中心的距離小。因此，研磨第2軌導面21B的第2加工部81B和研磨第1軌導面21A的第1加工部81A比較，砂輪的周圍速度變小。因此，第2加工部81B的研磨能力和第1加工部81A的研磨能力比較降低。
該第1加工部81A與第2加工部81B的研磨能力的差，會在研磨加工時耗時，並增加發熱而引起因熱變質(回火等)的產生。
但是，本實施形態是如上述，設滾子式砂輪修整器9的第2面91B的磨粒93的突出量d2大於第1面91A的磨粒93的突出量d1。藉如上述所設計的滾子式砂輪修整器9所成形的砂輪8的砂輪部81是使第1加工部81A的表面粗糙度小於第2加工部81B的表面粗糙度。
因此，本實施形態具有可提升第2加工部81B的研磨性，並可實現不致明顯產生第1加工部81A與第2加工部81B的研磨性能的差的效果。
如以上說明，本實施形態使用的砂輪8為研磨滑塊2的軌道面21的砂輪部81是由第1加工部81A與第2加工部81B所構成，第2加工部81B的粗糙度與第1加工部81A的粗糙度比較大。亦即，使用該砂輪8，進行滑塊2的軌道面21的表面加工(研磨)時，與第1軌道面 21A的表面粗糙度比較，可以使第2軌道面21B的表面粗糙度比較粗糙。在此，第2軌道面21B，在砂輪部81中被以粗糙度大的第2加工部81B加工。砂輪部的粗糙度越粗糙則研磨性越高。
因此，根據本實施形態，可防止第2軌道面21B之研磨性的惡化，其結果，可縮短研磨所需的時間，防止因熱產生的變質。
再者，如僅提升砂輪8的研磨能力，可考慮使第1加工部81A及第2加工部81B的雙方皆為大的粗糙度。
但是，一旦採用以上的砂輪8時，第1加工部81A的粗糙度變得比適當值粗糙，而會有容易產生第1軌道面21A的磨損或損傷的可能性。
本實施形態中，由於可適當維持第1軌道面21A的粗糙度，所以不會產生以上的問題。
(第2實施形態)
其次，針對直動式引導裝置的製造方法的第2實施形態參閱圖示說明。並且，本實施形態僅形成使用於表面加工工程之砂輪8的滾子式砂輪修整器的形態與第1實施形態不同，針對賦予和上述實施形態相同符號的同樣的構成則有省略說明。
第11(a)圖為本實施形態之滾子式砂輪修整器的第1面的放大圖，第11(b)圖為本實施形態之滾子式砂輪修整器的第2面的放大圖，如第11(a)、(b)圖表示，本實施形 態中，並非在第1面91A與第2面91B改變磨粒93(例如鑽石)的突出量，也可在第1面91A與第2面91B改變磨粒93的(平均)粒徑。例如，第2面91B的磨粒93的粒徑是第2面91B的磨粒93粒徑的1.5~3倍左右為佳。
如上述，設第2面91B的磨粒93的粒徑比第1面91A的磨粒93的粒徑大，可藉以使第2面91B的磨粒93的突出量比第1面91A的磨粒93的突出量大。並且，使用以上滾子式砂輪修整器9所成形的砂輪8可使得研磨第2軌道部21B的第2加工部81B的粗糙度變得比第1加工部81A的粗糙度大。
因此，與第1實施形態同樣，可製作具有第2軌道部21B的表面粗糙度比第1軌道部21A的表面粗糙度粗糙的滑塊的直動式引導裝置。
(第3實施形態)
接著，針對直動式引導裝置的製造方法的第3實施形態參閱圖示說明。並且，本實施形態僅使用於表面加工工程之砂輪8的形態與第1實施形態不同，針對賦予和上述實施形態相同符號的同樣的構成則有省略說明。
第12圖表示本實施形態的砂輪的構成的側視圖。如第12圖表示，本實施形態中，設砂輪8成形之滾子式砂輪修整器(未圖示)的磨粒93(例如鑽石)的突出量是一樣，砂輪部81的粒度為不均一。亦即，本實施形態的砂輪8是以構成砂輪部81的第2加工部81B及第3加工部81C 為粒度小的砂輪部份，並以第1加工部81A為粒度大的砂輪部份交替疊合成一體化。亦即，研磨滑塊2的第2軌道面21B的第2加工部81B及第3加工部81C的粒度成為比第1加工部81A的粒度粗。再者，第12圖是以不同的斜線表示與各加工部不同粒徑構成的部份。
本實施形態中，砂輪的粒度是以篩孔粒度#30~#400左右，粒度越大則粒徑越小。又，第2加工部81B及第3加工部81C的粒度是以第1加工部81A粒度的0.2~0.8倍左右為佳。
使用該砂輪8進行表面加工工程，可藉以使直動式引導裝置的滑塊2的第2軌道面21B的表面粗糙度大於第1軌道面21A的表面粗糙度。
(第4實施形態)
接著，針對直動式引導裝置的製造方法的第4實施形態參閱圖示說明。並且，本實施形態也僅使用於表面加工工程之砂輪8的形態與第3實施形態不同，針對賦予和上述實施形態相同符號的同樣的構成則有省略說明。
第13圖表示本實施形態的砂輪的構成的側視圖。如第13圖表示，本實施形態中，設砂輪8成形之滾子式砂輪修整器(未圖示)的磨粒93(例如鑽石)的突出量是一樣，砂輪部81的粒度為不均一。亦即，本實施形態的砂輪8是以構成砂輪部81的第1加工部81A、第2加工部81B及第3加工部81C之中，以沿著砂輪8的轉軸的上下端的 第2加工部81B(81B’)及第3加工部81C(81C’)為粒度小的砂輪部份，並以夾持於該等的第1加工部81A、第2加工部81B及第3加工部81C為粒度大的砂輪部份成一體化。再者，第13圖是以不同的斜線表示與各加工部不同粒徑構成的部份。
本實施形態與上述第3實施形態比較，砂輪的構成容易，因此可降低砂輪8的製造成本。
在此，作為第3實施形態的變形例，也可以設砂輪的粒度不均一，並設滾子式砂輪修整器9的磨粒93的突出量或粒徑為不均一。如此一來，可進一步提升第2加工部81B的研磨能力。
第14圖表示直動式引導裝置的製造方法之變形例的側視圖。上述的實施形態，對於滑塊2的軌道面21的表面加工(研磨)工程已作說明，但也可將此運用在對於導軌1之軌道面11的表面加工(研磨)。
具體而言，如第14圖表示，對於導軌1的軌道面11、11，使用將轉印第1軌道面(未圖示)及第2軌道面(未圖示)的複數砂輪部81、81成形為一體的砂輪8，使砂輪部81、81朝著長方向移動進行研磨加工(表面加工工程)。藉此研磨加工(表面加工工程)的進行，使導軌1的第2軌道面變得比第1軌道面的表面粗糙度粗糙。並且，該砂輪8是使用第4圖已如上述，將砂輪部81、81以滾子式砂輪修整器9正確進行刀具加工所成形。
如上述，對於導軌1的軌道面11，也可獲得 與對上述滑塊2的軌道面21施以表面加工工程的場合相同的效果。
以上，雖參閱特定的實施形態已說明本發明，但並非以該等的說明來限定本發明的意圖。對於該業者而言，可參閱本發明的說明，藉此明確得知所揭示之實施形態的種種變形例及本發明的其他實施形態。因此，申請專利的範圍可解釋為網羅包含於本發明的範圍及主旨的該等變形例與實施形態。
2‧‧‧滑塊
21A‧‧‧第1軌道面
21B‧‧‧第2軌道面
A1‧‧‧第1軌道面限定的區域
A2‧‧‧第2軌道面限定的區域
A3‧‧‧未研磨的區域
H‧‧‧基準面
β‧‧‧角度

Claims (4)

  1. 一種直動式引導裝置，具有導軌、滑塊及複數滾動體，上述導軌及上述滑塊在彼此相對的位置上，分別具有形成上述滾動體的滾動通路的軌道面，上述軌道面是延伸於上述導軌的長方向，上述滾動體是配置在上述滾動通路，使上述滑塊透過上述滾動體相對於上述導軌移動的直動式引導裝置，其特徵為：上述滑塊的軌道面是由朝著上述長方向延伸的第1軌道面，及在其第1軌道面的朝上述長方向兩側延伸的第2軌道面所構成，上述第1軌道面所限定的區域，是以沿著上述滑塊的寬方向將上述滑塊的軌道面上下分為二之基準面為基準，從上述基準面起分別朝上下方向沿著上述滑塊的軌道面所構成的角度在77°以下的區域；上述第2軌道面的表面粗糙度是比上述第1軌道面的表面粗糙度粗糙。
  2. 如申請專利範圍第1項記載的直動式引導裝置，其中，第2軌道面的中心線平均粗糙度以較第1軌道面的中心線平均粗糙度的1.5倍~3倍。
  3. 一種直動式引導裝置的製造方法，包含：表面加工工程，對於沿著朝滑塊及導軌的至少一方的長方向延伸的軌道面施以表面加工，及 組裝工程，組裝上述導軌與上述滑塊，在以上述滑塊的軌道面及與其軌道面相對而設置的上述導軌的軌道面所形成的滾動體的滾動通路配置複數滾動體，可透過該等滾動體使得上述滑塊相對於上述導軌移動之直動式引導裝置的製造方法，其特徵為：上述表面加工工程是以相同的砂輪將第2軌道面的表面粗糙度進行一次表面加工成比第1軌道面的表面粗糙度粗糙，以使得上述滑塊的軌道面成為由朝著上述長方向延伸的第1軌道面，及朝著其第1軌道面的上述長方向兩側延伸的第2軌道面所構成的工程；上述第1軌道面所限定的區域，是以沿著上述滑塊的寬方向將上述滑塊的軌道面上下分為二之基準面為基準，從上述基準面起分別朝上下方向沿著上述滑塊的軌道面所構成的角度在77°以下的區域。
  4. 如申請專利範圍第3項記載的直動式引導裝置的製造方法，其中，包含以滾子式砂輪修整器將上述砂輪成形的砂輪成形工程，設上述滾子式砂輪修整器中對應第2軌道面之區域的磨粒的突出量或磨粒的粒徑比對應第1軌道面之區域的磨粒的突出量或磨粒的粒徑大。
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