TWI611115B - 帶有凸緣的線性軸承及帶有凸緣的線性軸承之製造方法 - Google Patents

Description

帶有凸緣的線性軸承及帶有凸緣的線性軸承之製造方法

本發明係關於在線性軸承的外筒周圍配置環狀凸緣之帶有凸緣的線性軸承及其製造方法。

線性軸承(直線軸承)，是將被插入於該軸承的軸體予以支撐，依據於該軸體之軸方向所被賦予的驅動力而可在軸體的直線方向(亦即，軸方向)圓滑地移動的機械構件，且被組裝於各種的機械裝置來使用。

線性軸承通常是由以下元件構成：金屬材料製的外筒、嵌合於外筒內側的筒狀轉動體保持器(球狀軸承保持器)、以及保持在筒狀轉動體保持器之複數個轉動體(球狀軸承)。軸體，是插入該筒狀轉動體保持器的內側，藉由在筒狀轉動體保持器的內周側部分地突出之複數的轉動體所支撐。因此，當對軸體賦予軸方向的驅動力時，可隨著該驅動力而圓滑地進行直線方向移動。

為了使線性軸承容易組裝於各種機械裝置，一般是使用於線性軸承的外筒周圍設置金屬材料製之凸緣的帶有凸緣的線性軸承。該帶有凸緣的線性軸承，一般是 製作事先與凸緣一體設置好的外筒，並藉由在該帶有凸緣的外筒，嵌入保持著複數個轉動體的筒狀轉動體保持器來製造。又，在該筒狀轉動體保持器的嵌入之際，可利用以下方法：於帶有凸緣的外筒，嵌入預先保持著複數個轉動體之筒狀轉動體保持器的方法、或是於帶有凸緣的外筒，部分嵌入筒狀轉動體保持器之後，再將轉動體嵌入於該筒狀轉動體保持器的方法。

以往一般所利用之帶有凸緣的線性軸承，是如上述般，使用預先一體成型之金屬材料製之帶有凸緣的外筒。但是，由金屬材料使帶有凸緣的外筒一體成型的方法，由於成本高，故作為工業上的製法將無法稱之為有利。尤其是當大量製造外筒為相同形狀，且凸緣的形狀或裝設位置為不同之帶有凸緣的外筒時，有著必須要有對應各自凸緣形狀或是裝設位置之模具的問題。

於專利文獻1，記載有一種方法，其在可利用於帶有凸緣之直線滾珠軸承(亦即，帶有凸緣的線性軸承)之製造的外筒，準備與外筒分別獨立製作之樹脂材料製的凸緣，將該樹脂材料製的凸緣固定於外筒的周圍而得到帶有凸緣之直線滾珠軸承。然後，於該文獻所記載的發明，是有記載著：於樹脂材料製的凸緣形成與外筒卡合用的爪，利用該爪來固定於設有爪插入孔之外筒的方法。又，於該文獻中，在將預先另外製作的凸緣固定於外筒之際，作為對照技術，也記載了利用螺絲或銅焊之固定方法的說明與圖式。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]：日本特開平9-291936號公報

專利文獻1所記載之帶有凸緣的線性軸承，是可利用將預先另外製作之樹脂材料製的凸緣嵌入於外筒而製作帶有凸緣之外筒的方法來製造，在此觀點為有用。但是，為了使凸緣對外筒實現確實的固定，必須預先將爪與爪插入孔形成於凸緣與外筒，因此，帶有凸緣的外筒在作為工業上的製法將不一定會是有利的方法。

因此，本發明的課題，為提供使用可於工業上容易製作之帶有凸緣之外筒的線性軸承。

本發明為一種帶有凸緣的線性軸承，係具備下述元件所構成的帶有凸緣的線性軸承：由金屬材料所構成之外筒、嵌合於外筒內側的筒狀轉動體保持器、以及在包含由筒狀轉動體保持器所保持之複數個轉動體的線性軸承的外筒周圍呈環狀的凸緣，其特徵為：該凸緣是在線性軸承之外筒的周圍配置模具，將流動性樹脂材料注入該模具後，藉由固化而形成的凸緣。

本發明之帶有凸緣的線性軸承，其外筒之形成有凸緣的表面區域是被施以粗糙化處理、或是對該表面區域賦予有接著性材料為佳。

且，本發明之帶有凸緣的線性軸承，特別是於該外筒之形成有凸緣的表面區域，形成有沿著圓周方向延伸之一個或是兩個以上之數量的槽為佳。

本發明亦為一種帶有凸緣的線性軸承之製造方法，其含有以下步驟：將模具配置在線性軸承之由金屬材料所構成之外筒周圍的工序；將流動性樹脂材料注入該模具的工序；將注入於模具之流動性樹脂材料予以固化，藉此於該外筒之周圍形成樹脂材料製之凸緣的工序；以及在形成有凸緣之外筒的內部將保持複數個轉動體的筒狀轉動體保持器予以嵌入的工序，藉由利用該方法可在工業上以簡便的方法來製造前述本發明之帶有凸緣的線性軸承。此處「在形成有凸緣之外筒的內部將保持複數個轉動體的筒狀轉動體保持器予以嵌入的工序」，是於形成有凸緣的外筒，嵌入預先保持著複數個轉動體之筒狀轉動體保持器的工序、或是事先於帶有凸緣的外筒，部分嵌入筒狀轉動體保持器之後，再將轉動體嵌入於該筒狀轉動體保持器的工序之任一者皆可。

本發明之帶有凸緣的線性軸承，由於是在線性軸的外筒表面賦予流動性樹脂材料，並予以固化而製造 者，故外筒的表面與凸緣的內周面之間密著性高，即使不使用爪與爪插入孔等其他固定手段(接合手段)，外筒與凸緣的接合強度，可達到在一般的使用目的下不會特別成為問題之充分的水準。又，特別是，於外筒之形成有凸緣的表面區域施予粗糙化處理、或是對該表面區域賦予有接著性材料，可提高接合強度。且，於外筒之形成有凸緣的表面區域形成有沿著圓周方向延伸之一個或是兩個以上之數量的槽時，可更加期待接合強度的提昇。

10‧‧‧帶有凸緣的線性軸承

11‧‧‧線性軸承

12‧‧‧凸緣

13‧‧‧外筒

14‧‧‧筒狀轉動體保持器

15‧‧‧轉動體(滾珠軸承)

16‧‧‧擋環

17‧‧‧凸緣形成區域

18‧‧‧安裝孔

圖1為表示本發明之帶有凸緣之線性軸承之構成範例的立體圖、仰視圖、以及側視圖。

圖2為表示於圖1所示之帶有凸緣之線性軸承的側面剖面圖。

圖3為表示本發明之帶有凸緣之線性軸承之其他構成範例的立體圖、仰視圖、以及側視圖。

圖4為表示本發明之帶有凸緣之線性軸承之其他構成範例的立體圖、仰視圖、以及側視圖。

首先，一邊參照附加的圖式，一邊針對本發明之帶有凸緣之線性軸承之代表性的實施型態進行說明。

圖1表示本發明之帶有凸緣的線性軸承10之 構成範例的立體圖(a)、仰視圖(b)、以及側視圖(c)。圖1所示之帶有凸緣的線性軸承10，是在線性軸承11之一方的端部形成有帶肋凸緣12。線性軸承11為線性軸承之普遍的構造，可使用包含下述元件的線性軸承：外筒、嵌合於外筒內側之筒狀轉動體保持器、以及保持在筒狀轉動體保持器之複數個轉動體。作為線性軸承，已知有無限循環型的線性軸承及非無限循環型的線性軸承，可使用任一者。又，凸緣，在接近線性軸承之外筒的一方端面而形成的情況時，是如圖1所示般，以外筒端面與凸緣端面在同一平面上為佳。且，外筒端面比凸緣端面更為突出，亦即，凸緣不是接於外筒端面，而是以稍微靠外筒的中央側來形成為佳。藉由上述構造，在將各種機械裝置與線性軸承安裝(組裝)時有著容易對位的優點。

無限循環型的線性軸承中，於筒狀轉動體保持器形成轉動體循環槽，並於該轉動體循環槽收容複數個轉動體。藉此，支撐軸體的複數個轉動體可循環移動。因此，所支撐之軸體的移動距離將沒有限制。

非無限循環型的線性軸承，於筒狀轉動體保持器的壁體，形成有將各轉動體可旋轉地收容保持的複數個透孔，於各透孔各自收容轉動體。藉此，支撐軸體的複數個轉動體，可與筒狀轉動體保持器一起朝軸方向移動。軸體的移動距離，通常是被限制成在軸體移動時，筒狀轉動體保持器不會從外筒之端部開口突出的距離。

作為線性軸承所支撐之軸體的例子，可舉出 剖面為圓形的軸體、或是於周面具備沿著圓周方向空出間隔而配置之複數條直線槽的軸體(亦稱作栓槽軸)。作為軸體，亦可使用中空的軸體。

外筒，是例如由鋼(例如不鏽鋼)所代表之金屬材料所形成，又，例如帶有凸緣的線性軸承在水中或高溫的環境下使用時，亦可由陶瓷材料來形成外筒。

筒狀轉動體保持器，例如由金屬材料或樹脂材料所形成。作為樹脂材料的範例，可舉出聚縮醛樹脂、聚苯硫醚(PPS)樹脂、聚醯胺樹脂、及聚醚醚酮(PEEK)樹脂。

筒狀轉動體保持器，例如可將前述樹脂材料以各種成形法(例如射出成形法、壓縮成形法、或鑄造法等)成形而製作。

轉動體，是例如由鋼(例如不鏽鋼)所代表之金屬材料所形成。且，例如帶有凸緣的線性軸承在水中或高溫的環境下使用時，亦可由陶瓷材料來形成轉動體。

作為轉動體的例子，可舉出球體(滾珠)、以及輥(與中心軸垂直的剖面為圓形的柱狀體)。

於線性軸承，亦可具備例如用來防止筒狀轉動體保持器從外筒脫離(脫落)的擋環(卡環)。且，作為防止筒狀轉動體保持器從外筒脫離(脫落)的方法，除了上述之配置擋環的方法以外，亦可使用其他的方法。

帶肋凸緣可由周知的樹脂材料所形成。作為樹脂材料，以使用熱可塑性樹脂材料、或是各種硬化性樹 脂材料為佳，特佳為熱可塑性樹脂材料。

作為熱可塑性樹脂的例子，可舉出聚縮醛樹脂、聚苯硫醚(PPS)樹脂、聚醯胺樹脂、及聚醚醚酮(PEEK)樹脂。

圖1所示之本發明之帶有凸緣的線性軸承，例如可利用以下方法來製造，該方法含有：將模具配置在線性軸承之由金屬材料所構成之外筒周圍的工序；將流動性樹脂材料注入該模具的工序；將注入於模具之流動性樹脂材料予以固化，藉此於該外筒之周圍形成樹脂材料製之凸緣的工序；以及在形成有凸緣之外筒的內部將保持複數個轉動體的筒狀轉動體保持器予以嵌入的工序。又，此處「在形成有凸緣之外筒的內部將保持複數個轉動體的筒狀轉動體保持器予以嵌入的工序」，是於形成有凸緣的外筒，嵌入預先保持著複數個轉動體之筒狀轉動體保持器的工序、或是先於帶有凸緣的外筒部分嵌入筒狀轉動體保持器之後，再將轉動體嵌入於該筒狀轉動體保持器的工序之任一者皆可。且，作為各自所使用的流動性樹脂材料，一般為使用其本身為液體之熱硬化性樹脂原料(單體組成物)、或溶融狀態的熱可塑性樹脂材料。

圖2中表示圖一之帶有凸緣的線性軸承10的側面剖面圖。圖2之帶有凸緣的線性軸承10的線性軸承11，包含：外筒13、嵌合於外筒內側的筒狀轉動體保持器14、以及由筒狀轉動體保持器所保持的複數個轉動體15，且進一步具備用以防止筒狀轉動體保持器14從外筒 13脫離(脫落)的擋環(卡環)16。且，在線性軸承11之外筒13之表面(外周表面)之設有凸緣的區域17，是沿著複數的圓周方向形成有槽。該槽，是對在該區域之周圍就地(in situ)設置的樹脂材料製凸緣12之高接合強度的固定為有效。又，於該設有凸緣的區域，亦可取代槽而施予粗糙化處理、或是亦可對該區域以塗布等之方法來賦予接著性材料。於凸緣12，設有將帶有凸緣的線性軸承組裝於各種機械裝置時之安裝用的安裝孔(透孔)18。

圖3為如圖1所示之設有帶肋凸緣之線性軸承的變形，於線性軸承的外筒，除了作為凸緣設有沒有帶肋的凸緣以外為具有相同構造。圖3之(a)、(b)、(c)是與第一圖同樣地，表示帶有凸緣的線性軸承10之構成範例的立體圖(a)、仰視圖(b)、以及側視圖(c)。

圖4為表示如圖1所示之設有帶肋凸緣之線性軸承的變形，帶肋凸緣的設置位置是在外筒之中央部的類型之帶有凸緣的線性軸承。圖4之(a)、(b)、(c)亦與第1圖同樣地，表示帶有凸緣的線性軸承10之構成範例的立體圖(a)、仰視圖(b)、以及側視圖(c)。

10‧‧‧帶有凸緣的線性軸承

11‧‧‧線性軸承

12‧‧‧凸緣

13‧‧‧外筒

14‧‧‧筒狀轉動體保持器

15‧‧‧轉動體(滾珠軸承)

16‧‧‧擋環

17‧‧‧凸緣形成區域

18‧‧‧安裝孔

Claims (8)

1. 一種帶有凸緣的線性軸承，係具備下述元件所構成的帶有凸緣的線性軸承：由金屬材料所構成之外筒、嵌合於外筒內側的筒狀轉動體保持器、以及在包含由筒狀轉動體保持器所保持之複數個轉動體的線性軸承的外筒周圍呈環狀的凸緣，其特徵為：該凸緣是在線性軸承之外筒的周圍配置模具，將流動性樹脂材料注入該模具後，藉由固化而形成的凸緣。
2. 如申請專利範圍第1項所述之帶有凸緣的線性軸承，其中，線性軸承之外筒之形成有凸緣的表面區域是被施以粗糙化處理、或是對該表面區域賦予有接著性材料。
3. 如申請專利範圍第1項所述之帶有凸緣的線性軸承，其中，於線性軸承之外筒之形成有凸緣的表面區域形成有沿著圓周方向延伸之一個或是兩個以上之數量的槽。
4. 如申請專利範圍第1~3項中任一項所述之帶有凸緣的線性軸承，其中，凸緣為帶肋凸緣。
5. 如申請專利範圍第1~3項中任一項所述之帶有凸緣的線性軸承，其中，凸緣是接近線性軸承外筒之一方的端面而形成，且該外筒端面與凸緣的端面在同一平面上、或是外筒端面比凸緣端面更為突出。
6. 一種帶有凸緣的線性軸承之製造方法，其特徵為含有以下步驟：將模具配置在線性軸承之由金屬材料所構成之外筒周圍的工序；將流動性樹脂材料注入該模具的工序；將注入於模具之流動性樹脂材料予以固化，藉此於該 外筒之周圍形成樹脂材料製之凸緣的工序；以及在形成有凸緣之外筒的內部將保持複數個轉動體的筒狀轉動體保持器予以嵌入的工序。
7. 如申請專利範圍第6項所述之帶有凸緣的線性軸承之製造方法，其中，線性軸承之外筒之形成有凸緣的表面區域是被施予粗糙化處理、或是對該表面區域賦予有接著性材料。
8. 如申請專利範圍第6項所述之帶有凸緣的線性軸承之製造方法，其中，於線性軸承之外筒之形成有凸緣的表面區域形成有沿著圓周方向延伸之一個或是兩個以上之數量的槽。