TWI610032B - 直動導引裝置、直動導引裝置用端蓋 - Google Patents

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Abstract

提供一種直動導引裝置，即使在高速條件下使用的場合，在端蓋的舌頭部損傷也不易產生。端蓋(22)，是在形成方向轉換路(42)的外周面的圓弧溝(222)的軌道側的端部，具有從軌道(41)將球(3)挖起並朝方向轉換路(42)導引的舌頭部(25)。舌頭部的先端面(251)，是由：對於沿著軌道(41)的方向垂直的平面(251a)、及從此平面呈圓弧狀凹陷的圓弧面(251b)所構成。圓弧面的曲率半徑是比球的半徑更小。顯示圓弧面的曲率的圓的中心，是存在於從圓弧溝的溝底線，只有偏離至少導引軌道側的軌道溝(12)及滑件側的軌道溝(212)的偏移量的分的線上。

Description

直動導引裝置、直動導引裝置用端蓋
本發明，是有關於具有作為轉動體用的球的直動導引裝置。
具有作為轉動體用的球的直動導引裝置，是具有：導引軌道、及滑件、及複數球。滑件是被配置於導引軌道的外側。導引軌道及滑件，是在彼此相面對的位置，各別具有形成球的軌道的軌道溝。兩軌道溝是朝導引軌道的長度方向延伸。
滑件是具有滑件本體及一對的端蓋，在滑件本體形成有球的軌道溝及返回路，在端蓋形成有球的方向轉換路。在由軌道、返回路、及方向轉換路所構成的循環路徑內配置球，透過在負荷狀態下在軌道內轉動的球，使滑件沿著導引軌道直線移動。
在端蓋的滑件本體側的面，形成有成為方向轉換路的外周面的剖面為圓弧狀的溝(以下，稱為「圓弧溝」)。在圓弧溝的軌道側的端部，形成有從軌道將球挖起並朝方向轉換路導引的舌頭部。
將直動導引裝置高速驅動的場合，因為球是由高速反覆與端蓋的舌頭部衝突，所以在舌頭部容易產生損傷。因此，以往已提案，將舌頭部的剛性提高的方法。
例如，在專利文獻1中提案，舌頭部的球衝突的先端部是成為對於軌道(轉動體轉動路)延伸的方向垂直的平面狀，或凸面狀，成為具有球的半徑以上的曲率半徑的凹面狀。由此，與先端部尖銳的形狀的情況相比較，因為伴隨球的衝突的彈性變形後的接觸面積變大(凹面狀的情況時也有成為面接觸的情況)，所以接觸面壓變小，在先端部不易產生塑性變形(損傷)。
在專利文獻2中提案，將圓弧溝的至少舌頭部的前方的部分作成哥德式圓弧形狀，藉由由舌頭部的前方將球二點接觸，將施加於球的衝擊力分散。
在專利文獻2中，且，將對於舌頭部(鏟部)的球的接觸點及與舌頭部接觸的球的中心連結的線設成L10、將與舌頭部接觸的球的中心及哥德式圓弧形狀的圓弧溝的溝底連結的線設成L20的情況時，L10及L20的形成角度，是40度以上60度以下較佳。
在專利文獻3中提案，只有將舌頭部(從負荷轉動路朝方向轉換路將轉動體挖起的轉動體挖起部)從端蓋分離，將端蓋由本體及被安裝於其的舌頭部構成，將舌頭部由比本體耐衝擊性更高的材料形成。舌頭部是由螺栓等的結合構件被固定於本體。
[習知技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2004-68880號公報
[專利文獻2]日本專利第4606416號公報
[專利文獻3]日本特開2008-275065號公報
專利文獻1的端蓋，是由舌頭部被挖起時因為球是對於舌頭部由一點接觸，所以對於提高在高速條件下使用的場合的舌頭部的耐衝擊性的點仍具有改善的餘地。
專利文獻2的端蓋，是因為將圓弧溝的至少一部分形成哥德式圓弧形狀，所以對於製造成本的點仍具有改善的餘地。
專利文獻3的端蓋，是在高速條件下使用的情況時因為固定部的剛性不足，所以對於耐久性的點具有改善的餘地。
本發明的課題，是提供一種直動導引裝置，即使在高速條件下使用的場合，在端蓋的舌頭部也不易產生損傷。
為了解決上述課題，本發明的第一態樣是提 供具有下述的構成(1)~(4)的直動導引裝置。
(1)具有：導引軌道、及滑件、及複數球，上述滑件是被配置於上述導引軌道的外側。上述導引軌道及上述滑件，是在彼此相面對的位置，各別具有形成上述球的軌道的軌道溝。上述兩軌道溝是朝上述導引軌道的長度方向延伸。
(2)上述滑件是具有滑件本體及一對的端蓋，在上述滑件本體形成有上述軌道溝及上述球的返回路，在上述端蓋形成有上述球的方向轉換路。在由上述軌道、上述返回路、及上述方向轉換路所構成的循環路徑內配置上述球，透過在負荷狀態下在上述軌道內轉動的上述球，使上述滑件沿著上述導引軌道直線移動。
(3)在上述端蓋的上述滑件本體側的面，形成有成為上述方向轉換路的外周面的圓弧溝。在上述圓弧溝的上述軌道側的端部，形成有從上述軌道將上述球挖起並朝上述方向轉換路導引的舌頭部。
(4)上述舌頭部的先端面，是由：對於沿著上述軌道的方向垂直的平面、及從上述平面呈圓弧狀凹陷的圓弧面所構成。上述圓弧面的曲率半徑是比上述球的半徑更小。顯示上述圓弧面的曲率的圓的中心，是存在於從上述圓弧溝的溝底線，只有偏離至少上述導引軌道側的上述軌道溝及上述滑件側的上述軌道溝的偏移量的分的線上。
為了解決上述課題，本發明的第二態樣是提供具有下述的構成(11)~(14)的直動導引裝置的端 蓋。
(11)具有導引軌道及滑件及球，透過在負荷狀態下在由形成於上述導引軌道及上述滑件的彼此相面對的位置的軌道溝所形成的軌道內轉動的上述球，使上述滑件沿著上述導引軌道直線移動的直動導引裝置，構成上述滑件。
(12)由第一零件及第二零件及第三零件所構成。第一零件，是包含被配置於上述導引軌道的寬度方向的一側的第一腳部，形成有成為上述球的方向轉換路的外周面的圓弧溝，在上述圓弧溝的上述軌道側的端部，形成有從上述軌道將上述球挖起並朝上述方向轉換路導引的舌頭部。第二零件，是包含被配置於上述導引軌道的寬度方向的另一側的第二腳部，形成有成為上述球的方向轉換路的外周面的圓弧溝，在上述圓弧溝的上述軌道側的端部，形成有從上述軌道將上述球挖起並朝上述方向轉換路導引的舌頭部。第三零件，是包含被配置於上述導引軌道的上方的部分，具有上述第一零件及上述第二零件的卡合面。
(13)上述第一零件及上述第二零件是由金屬材料所構成。
(14)上述第一零件及上述第二零件及上述第三零件是由結合零件被結合。
依據本發明的話，可提供一種直動導引裝置，即使在高速條件下使用的場合，在端蓋的舌頭部也不 易產生損傷。
1‧‧‧導引軌道
11‧‧‧導引軌道的軌道溝
12‧‧‧導引軌道的軌道溝
111‧‧‧導引軌道的上面
13‧‧‧退避溝
2‧‧‧滑件
2A‧‧‧滑件的腳部
2B‧‧‧滑件的胴部
21‧‧‧滑件本體
211‧‧‧滑件的軌道溝
212‧‧‧滑件的軌道溝
216‧‧‧返回路
22‧‧‧端蓋
22A‧‧‧端蓋的腳部
22B‧‧‧端蓋的胴部
221‧‧‧形成方向轉換路的外周面的圓弧溝
222‧‧‧形成方向轉換路的外周面的圓弧溝
23‧‧‧側密封件
24‧‧‧返回導件
241、242‧‧‧形成方向轉換路的內周面的內側圓弧面
25‧‧‧舌頭部
251‧‧‧舌頭部的先端面
251a‧‧‧先端面的平面
251b‧‧‧先端面的圓弧面
3‧‧‧球
41‧‧‧軌道
42‧‧‧方向轉換路
5‧‧‧端蓋
501‧‧‧第一腳部
502‧‧‧第二腳部
503‧‧‧被配置於導引軌道的上方的部分
51‧‧‧第一零件
511、512‧‧‧圓弧溝
511a、512a‧‧‧舌頭部
512b‧‧‧將保持拉線的端部嵌合的凹部
513‧‧‧與第三零件的卡合面
513a‧‧‧母螺紋
514‧‧‧與第三零件的卡合面
515‧‧‧將返回導件嵌合的凹部
52‧‧‧第二零件
521、522‧‧‧圓弧溝
521a、522a‧‧‧舌頭部
522b‧‧‧將保持拉線的端部嵌合的凹部
523‧‧‧與第三零件的卡合面
523a‧‧‧母螺紋
524‧‧‧與第三零件的卡合面
525‧‧‧將返回導件嵌合的凹部
53‧‧‧第三零件
531、532‧‧‧與第一零件的卡合面
533、534‧‧‧與第二零件的卡合面
535、536‧‧‧螺栓插通孔
54‧‧‧螺栓(結合零件)
6‧‧‧返回導件
61‧‧‧形成方向轉換路的內周面的內側圓弧面
E‧‧‧方向轉換路的軌道側的開口圓
K‧‧‧先端面的平面及圓弧面的交界部
L0‧‧‧軌道延伸的方向
Lm‧‧‧圓弧溝的溝底線
Ls‧‧‧顯示圓弧面251b的曲率的圓的中心存在的直線
Oe‧‧‧存在於圓弧溝的溝底線上的開口圓E的中心
Os‧‧‧顯示圓弧面251b的曲率的圓的中心
R‧‧‧圓弧面251b的曲率半徑
T1‧‧‧球的接觸點
T2‧‧‧球的接觸點
[第1圖]顯示第一實施例的直動導引裝置的部分斷裂立體圖。
[第2圖]說明第一實施例的直動導引裝置的軌道的部分前視圖。
[第3圖]顯示構成第一實施例的直動導引裝置的端蓋的滑件本體側的前視圖。
[第4圖]第3圖的部分放大圖。
[第5圖]第4圖的A-A剖面圖。
[第6圖]第4圖的B箭頭視圖。
[第7圖]說明第3圖的端蓋中的舌頭部的先端面及圓弧溝的關係的圖。
[第8圖]舌頭部的先端面的放大立體圖。
[第9圖]顯示構成第二實施例的直動導引裝置的端蓋的滑件本體側的前視圖。
[第10圖]顯示構成第9圖的端蓋的各零件的前視圖。
[對於第一態樣及第二態樣] [第一態樣的作用]
為了滿足上述構成(4)，舌頭部的上述平面及上述圓弧面的交界部是存在二處，在舌頭部的挖起時球是與此二處接觸。因此，球的衝擊力因為被分散至二處，所以在高速條件下的使用的情況，也可抑制在舌頭部發生破裂和裂縫。
又，此作用的說明，不是限定本發明及上述第一態樣的直動導引裝置的構成要件者。
上述一態樣的直動導引裝置是具有下述的構成(5)的話，與不具有此的情況相比較，可以將由舌頭部所產生的球的挖起平順地進行。
(5)將上述圓弧溝的溝底線設成Lm，將對於上述先端面的上述球的接觸點、及存在於溝底線Lm上的上述方向轉換路的上述軌道側的開口圓E的中心Oe連結的直線設成L1、L2的情況，上述溝底線Lm及上述直線L1、L2所形成的角度是20°以上40°以下。
又，構成(5)不是限定上述第一態樣的直動導引裝置的構成要件者。
[第二態樣的作用]
依據第二態樣的端蓋的話，形成有舌頭部的第一零件及第二零件因為是由金屬材料所構成，所以與具有合成樹脂製的舌頭部的端蓋相比較，不易在舌頭部產生損傷。且，與只有將舌頭部從端蓋分離且由比本體耐衝擊性更高 的材料形成且與本體結合者相比較，舌頭部的強度變高。
又，此作用的說明，不是限定本發明及上述第二態樣的直動導引裝置的構成要件者。
[實施例]
以下，說明本發明的實施例，但是本發明不限定於以下的實施例。且，在以下所示的實施例中，為了實施本發明而在技術上較佳的限定，但是此限定不是本發明的必須要件。
[第一實施例]
如第1圖所示，第一實施例的直動導引裝置10，是具有：導引軌道1、及滑件2、及複數球3。
滑件2，是具有：被配置於導引軌道1的寬度方向的兩側的腳部2A、及將兩腳部2A連結的胴部2B，被一體化的形狀。
導引軌道1，是金屬製，具有：與滑件2的胴部2B的內面相面對的上面111、及與腳部2A的內面相面對的側面112。在由導引軌道1的上面111及側面112所構成的上側角部形成有軌道溝11，在導引軌道1的側面112形成有軌道溝12。
滑件2，是在導引軌道1的直動方向，被分成：滑件本體21、及一對的端蓋22、及一對的側密封件23。
滑件本體21，是金屬製，在腳部21A的內側中，在與導引軌道1的各軌道溝11、12相面對的位置形成有各軌道溝211、212。在滑件本體21的各腳部21A，形成有對應各軌道溝211、212的返回路216。
如第2圖所示，導引軌道1的軌道溝12及滑件2的軌道溝211、212，是將中心不同的二個圓弧組合的哥德式圓弧溝。且，第一實施例的直動導引裝置，是上下的軌道溝的間隔是在導引軌道1及滑件本體21不同(A>B)的偏移設計。上側軌道的偏移量是δ1、下側軌道的偏移量是δ2。
如第3圖所示，端蓋22是由一對的腳部22A及胴部22B所構成，在各腳部22A的滑件本體側的面，形成有：成為方向轉換路的外周面的圓弧溝221、222、及將返回導件24嵌入的凹部223。第3圖的左側的腳部22A，是顯示將返回導件24嵌入前的狀態，右側的腳部22A是顯示嵌入後的狀態。
在返回導件24中，形成有成為方向轉換路的內周面的內側圓弧面241、242。返回導件24是藉由嵌入端蓋22的凹部223，藉由端蓋22的圓弧溝221、222及返回導件24的內側圓弧面241、242，形成方向轉換路。
在直動導引裝置10中，藉由彼此相面對的導引軌道1的軌道溝11、12及滑件2的軌道溝211、212，形成有二對四行的軌道，各軌道及各返回路216是藉由方向轉換路被連接。即，由軌道、返回路216、及方向轉換 路構成的球3的循環路徑是具有二對四行，在各循環路徑內配置有複數球3。由此，直動導引裝置10，是透過在負荷狀態下在二對四行的軌道內轉動的球3，使滑件2沿著導引軌道1直線移動。
且在端蓋22中，在下側軌道的圓弧溝222的軌道側的端部，形成有從軌道將球3挖起並朝各方向轉換路導引的舌頭部25。
對於舌頭部25的形狀的詳細，使用第4~8圖說明。
第4圖，是擴大顯示端蓋22的圓弧溝222及舌頭部25的部分放大圖。將第4圖的A-A剖面圖顯示於第5圖，將第4圖的B箭頭視圖顯示於第6圖。
如第5及6圖所示，舌頭部25的先端面251，是由：對於由軌道溝12、212所構成的軌道41延伸的方向L0垂直的一對的平面251a、及從包含兩平面251a的面呈圓弧狀凹陷的圓弧面251b所構成。如第5圖所示，球3，是藉由舌頭部25，從軌道41被挖起，朝由端蓋22的圓弧溝222及返回導件24的內側圓弧面242所構成的方向轉換路42被導引。
第7圖，是對應第4圖的C箭頭視圖，對於顯示先端面251的寬度方向兩端的線S1、S2的一方，顯示一對的平面251a及圓弧面251b。如此第7圖所示，顯示圓弧面251b的曲率的圓的中心Os，是存在於從圓弧溝222的溝底線Lm，只有至少偏移量δ2的分朝上側偏離的 直線Ls上。且，圓弧面251b的曲率半徑R是比球3的半徑更小。
第8圖，是將舌頭部25從先端面251側所見的立體圖。舌頭部25是藉由具有上述的形狀，當球3在舌頭部25的挖起時，與二處的平面251a及圓弧面251b的交界部K接觸。
且如第4圖所示，將對於舌頭部25的先端面251的球3的接觸點T1、T2、及存在於圓弧溝222的溝底線Lm上的方向轉換路的軌道側的開口圓E的中心Oe連結的直線設成L1、L2時，溝底線Lm及直線L1、L2所形成的角度θ1、θ2，是成為20°以上40°以下。此角度θ1、θ2，是藉由可改變圓弧面251b的曲率半徑R(第7圖)而可以變更。
如以上，端蓋22，是球3在舌頭部25的挖起時，因為與舌頭部25的先端部二點接觸，所以球3的衝擊力被分散至二處。由此，直動導引裝置10即使是在高速條件下使用的場合，也可抑制在舌頭部25發生破裂和裂縫。
且在舌頭部25的先端部對於二點接觸的球3的接觸點T1、T2的溝底線Lm的角度θ1、θ2因為是位於20°以上40°以下的範圍，所以與不在此範圍情況相比較，可以將由舌頭部25所產生的球3的挖起平順地進行。
[第二實施例]
第二實施例的直動導引裝置，是對於第1圖的直動導引裝置，可取代構成滑件2的端蓋22而具備第9圖所示的端蓋5。
如第10圖所示，端蓋5，是由第一零件51、及第二零件52、及第三零件53、及二根螺栓(結合零件)54所構成。
第一零件51，是包含被配置於導引軌道的寬度方向的一側的第一腳部501，在滑件本體側的面，形成有成為球的方向轉換路的外周面的圓弧溝511、512。圓弧溝511、512是在軌道側的端部具有舌頭部511a、512a。在圓弧溝512的舌頭部512a中，形成有將保持球的保持拉線的端部嵌合的凹部512b。
在圓弧溝511的上側、兩圓弧溝511、512之間、及圓弧溝512的下側，形成有將返回導件6嵌合的凹部515。
第二零件52，是包含被配置於導引軌道的寬度方向的另一側的第二腳部502，在滑件本體側的面，形成有成為球的方向轉換路的外周面的圓弧溝521、522。圓弧溝521、522是在軌道側的端部具有舌頭部521a、522a。在圓弧溝522的舌頭部522a中，形成有將保持球的保持拉線的端部嵌合的凹部522b。
在圓弧溝521的上側、兩圓弧溝521、522之間、及圓弧溝522的下側，形成有將返回導件6嵌合的凹部525。
第三零件53，是包含被配置於導引軌道的上方的部分503，具有第一零件51的卡合面531、532及第二零件52的卡合面533、534。
第一零件51，是具有與第三零件53的各卡合面531、532接觸的卡合面513、514。在第一零件51的卡合面513，形成有使螺栓54的先端被螺合的母螺紋513a。第二零件52，是具有與第三零件53的各卡合面533、534接觸的卡合面523、524。在第二零件52的卡合面523，形成有使螺栓54的先端被螺合的母螺紋523a。
第三零件53，是具有朝上下方向貫通的螺栓插通孔535、536。螺栓插通孔535，是在卡合面531與第一零件51的卡合面513接觸，卡合面532與第一零件51的卡合面514接觸的狀態下，與第一零件51的母螺紋513a連通。螺栓插通孔536，是在卡合面533與第二零件52的卡合面523接觸，卡合面534與第二零件52的卡合面524接觸的狀態下，與母螺紋523a連通。
第一零件51及第二零件52是由合金工具鋼所構成，第三零件53是由聚甲醛(POM)所構成。
端蓋5是由以下的方法被組裝。
將第三零件53的卡合面531與第一零件51的卡合面513接觸，將第三零件53的卡合面532與第一零件51的卡合面514接觸，將螺栓插通孔535與母螺紋513a連通，從螺栓插通孔535將螺栓54插入，將螺栓54的公螺紋螺合在母螺紋513a。
且將第三零件53的卡合面533與第二零件52的卡合面523接觸，將第三零件53的卡合面534與第二零件52的卡合面524接觸，將螺栓插通孔536與母螺紋523a連通，從螺栓插通孔536將螺栓54插入，將螺栓54的公螺紋螺合在母螺紋523a。
由此，第一零件51及第二零件52及第三零件53是由螺栓54被結合，成為端蓋5。
藉由將返回導件6嵌合在端蓋5的各凹部515、525，藉由端蓋5的圓弧溝521及返回導件6的內側圓弧面61，形成球的方向轉換路。
依據第二實施例的端蓋5的話，形成有具有舌頭部511a、512a的圓弧溝511、512的第一零件51、及形成有具有舌頭部521a、522a的圓弧溝521、522的第二零件52因為是金屬製，所以與整體是由合成樹脂製一體形成者相比較，舌頭部511a、512a、521a、522a對於球3的衝擊力的耐久性優異。
由此，即使在高速條件下使用的場合，也可抑制在舌頭部511a、512a、521a、522a發生破裂和裂縫。
且與整體是金屬製且一體形成的端蓋相比較，材料成本及製造成本可以減少。
且圓弧溝的徑和舌頭部的長度等的規格不同的端蓋的情況，將第三零件53作為共通零件，藉由事先準備規格不同的第一零件51及第二零件52，就可以對應複數規格 的端蓋。
且將第一零件51、第二零件52、及第三零件53的全部由金屬製，製造由螺栓54結合的端蓋也可以。
3‧‧‧球
12‧‧‧導引軌道的軌道溝
22‧‧‧端蓋
25‧‧‧舌頭部
41‧‧‧軌道
42‧‧‧方向轉換路
212‧‧‧滑件的軌道溝
222‧‧‧形成方向轉換路的外周面的圓弧溝
223‧‧‧凹部
242‧‧‧形成方向轉換路的內周面的內側圓弧面
251‧‧‧舌頭部的先端面
251a‧‧‧先端面的平面
251b‧‧‧先端面的圓弧面

Claims (2)

  1. 一種直動導引裝置，具有：導引軌道、及滑件、及複數球，前述滑件是被配置於前述導引軌道的外側，前述導引軌道及前述滑件，是在彼此相面對的位置，各別具有形成前述球的軌道的軌道溝，前述兩軌道溝是朝前述導引軌道的長度方向延伸，前述滑件是具有滑件本體及一對的端蓋，在前述滑件本體形成有前述軌道溝及前述球的返回路，在前述端蓋形成有前述球的方向轉換路，在由前述軌道、前述返回路、及前述方向轉換路所構成的循環路徑內配置前述球，在前述端蓋的前述滑件本體側的面，形成有成為前述方向轉換路的外周面的圓弧溝，在前述圓弧溝的前述軌道側的端部，形成有從前述軌道將前述球挖起並朝前述方向轉換路導引的舌頭部，前述舌頭部的先端面，是由：對於沿著前述軌道的方向垂直的平面、及從前述平面呈圓弧狀凹陷的圓弧面所構成，前述圓弧面的曲率半徑是比前述球的半徑小，顯示前述圓弧面的曲率的圓的中心，是存在於從前述圓弧溝的溝底線，只有偏離至少前述導引軌道側的前述軌道溝及前述滑件側的前述軌道溝的偏移量的分的線上，透過在負荷狀態下在前述軌道內轉動的前述球，使前 述滑件沿著前述導引軌道直線移動。
  2. 如申請專利範圍第1項的直動導引裝置，其中，將前述圓弧溝的溝底線設成Lm，將對於前述先端面的前述球的接觸點、及存在於溝底線Lm上的前述方向轉換路的前述軌道側的開口圓的中心連結的直線設成L1、L2的情況，前述溝底線Lm及前述直線L1、L2所形成的角度是20°以上40°以下。
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