TWI682104B - 移動導引裝置 - Google Patents

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TWI682104B TW106134012A TW106134012A TWI682104B TW I682104 B TWI682104 B TW I682104B TW 106134012 A TW106134012 A TW 106134012A TW 106134012 A TW106134012 A TW 106134012A TW I682104 B TWI682104 B TW I682104B
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

本發明的課題是提供一種：相對於伴隨著移動構件的運動和滾動體的滾動所產生的負載，能確保滾動體滾動面的有效硬化層，並藉由提高軌道台整體的彈性效果，提高彈簧特性而達成疲勞特性之提升的移動導引裝置。 　　用來解決上述課題之本發明的移動導引裝置，是具備「沿著長度方向形成有滾動體滾動面，並且具有沿著長度方向形成略呈矩形剖面之中空部」的軌道台、及「在與前述滾動體滾動面相對向的位置，形成有負載滾動體滾動面」的移動構件，且前述移動構件在前述滾動體滾動面與前述負載滾動體滾動面之間，隔著複數個滾動體安裝成可朝前述軌道台之長度方向移動的移動導引裝置，其中前述軌道台，在直交於前述長度方向的剖面中，形成有對包含前述滾動體滾動面的領域實施了熱處理的熱處理領域、及未實施熱處理的非熱處理領域，前述熱處理領域，不會重疊於前述中空部的角部。

Description

移動導引裝置
[0001] 本發明，是關於移動導引裝置的發明。
[0002] 在工作母機的工作台和各種搬送裝置的移動導引內部，採用：安裝有工作台構件的移動構件沿著軌道台連續地移動的移動導引裝置。 　　[0003] 就這種傳統的移動導引裝置而言，是將軌道台近乎平行地設置於安裝面，並隔著複數的滾動體將移動構件載置於各個軌道台，再將工作台構件安裝於各個移動構件。因此，在傳統的移動導引裝置中，為了實現移動裝置的順暢動作(移動)，在移動構件的移動範圍的整體領域中，軌道台的間隔必須為一定(固定)。此外，為了解決上述的問題，下述專利文獻1所記載的移動導引裝置，將軌道台形成中空，並利用「軌道台在彈性限度內形成變形」的這點，而形成可吸收軌道台的平行誤差。 　　[0004] 　　[專利文獻1]：日本特開平5-321932號公報
[發明欲解決之問題] 　　[0005] 然而，根據上述專利文獻1所記載的移動導引裝置，對滾動體滾動面的表面實施高頻淬火(high frequency quenching)、滲碳淬火(carburizing and quenching)等的表面處理，而確保在滾動體滾動面的表面形成有效硬化層的滾動壽命，一旦藉由淬火，使有效硬化層形成至中空的角部，在已負載荷重的場合中，存在以下的課題：由於應力集中於中空的角部，而在角部產生龜裂等而有破損的可能性。 　　[0006] 本發明，是為了解決上述課題所研發而成的發明，其目的是提供一種：相對於伴隨著移動構件的移動和滾動體的轉動而產生的負載，能確保滾動體滾動面的有效硬化層，並能藉由提高軌道台整體的彈性效果，而提升彈簧特性進而達成疲勞特性之提升的移動導引裝置。 [解決問題之手段] 　　[0007] 用來解決上述課題之本發明的移動導引裝置，是具備「沿著長度方向形成有滾動體滾動面，並且具有沿著長度方向形成略呈矩形剖面之中空部」的軌道台、及「在與前述滾動體滾動面相對向的位置，形成有負載滾動體滾動面」的移動構件，且前述移動構件在前述滾動體滾動面與前述負載滾動體滾動面之間，隔著複數個滾動體安裝成可朝前述軌道台之長度方向移動的移動導引裝置，其特徵為：前述軌道台，在直交於前述長度方向的剖面中，形成有對包含前述滾動體滾動面的領域實施了熱處理的熱處理領域、及未實施熱處理的非熱處理領域，前述熱處理領域，不會重疊於前述中空部之至少一部份的角部。 [發明的效果] 　　[0008] 根據本發明，軌道台，在直交於長度方向的剖面中，形成有對包含滾動體滾動面的領域實施了熱處理的熱處理領域、及未實施熱處理的非熱處理領域，而熱處理領域，不會重疊於中空部之至少一部份的角部，因此，相對於伴隨著移動構件的移動和滾動體的滾動所產生的負載，能確保滾動體滾動面的有效硬化層，並能藉由提高軌道台整體的彈性效果，而提高彈簧特性(spring characteristic)並達成疲勞特性的提升。
[0010] 以下，參考圖面說明本發明之移動導引裝置的實施形態。以下的實施形態，並非用來限定各請求項的發明，此外，實施形態中所說明之特徵的所有組合，並非發明之解決手段所必需的。 　　[0011] [第1實施形態] 　　第1圖為本發明第1實施形態之移動導引裝置的立體圖，第2圖為第1圖中的A-A剖面圖，第3圖為本發明第1實施形態之中空的軌道台的縱剖面圖，第4圖，為顯示本發明第1實施形態之移動導引裝置負載了徑向荷重之場合的應力分布的縱剖面圖。第5圖，為顯示本發明第1實施形態之移動導引裝置負載了水平荷重之場合的應力分布的縱剖面圖。 　　[0012] 第1圖及第2圖所記載之第1實施形態的移動導引裝置，是作為直線移動導引裝置所構成者。接著，第1實施形態的運動導引裝置1具備：在長度方向上具有滾動體滾動面11的軌道台10；及隔著複數個滾動體30而安裝於前述軌道台10，並沿著前述滾動體滾動面11形成直線狀往復移動的移動構件20。 　　[0013] 如第2圖所示，軌道台10，是在其表面形成有4條朝長度方向延伸之滾動體滾動面11的構件，滾動體滾動面11，可承受來自於：被配置在其與後述移動構件20間之球形的滾動體30的負載。此外，直交於該滾動體滾動面11之長度方向的剖面，是以可實現滾動體30之順暢滾動的精度，形成圓弧形狀。 　　[0014] 移動構件20，在面向「形成於軌道台10的滾動體滾動面11」的位置，形成有負載滾動體滾動面21。然後，由滾動體滾動面11與負載滾動體滾動面21形成負載滾動體滾動通路23。此外，滾動體滾動面11、負載滾動體滾動面21及滾動體30，於上下形成2列配置，而構成：該滾動體30、30配置成彼此正面接合的DF構造。 　　[0015] 此外，形成於軌道台10之滾動體滾動面11的圓弧形狀、與形成於移動構件20之負載滾動體滾動面21的圓弧形狀之間的曲率，形成大致相同，形成較滾動體30的曲率更小。如此一來，藉由使滾動體滾動面11及負載滾動體滾動面21的曲率形成大致同，能實現滾動於負載滾動體滾動通路23之滾動體30的順暢滾動。 　　[0016] 除此之外，在移動構件20的長度方向，形成有4條無負載滾動體滾動通路22。該無負載滾動體滾動通路22與負載滾動體滾動通路23，是藉由「形成於移動構件20的長度方向兩端部之圖面中未顯示的方向轉換通路」而形成連接(連續)，進而形成：負載著荷重且滾動至負載滾動體滾動通路23之終點的滾動體30，可經由其中一個方向轉換通路而通過無負載滾動體滾動通路22，經由另一個方向轉換通路而回到負載滾動體滾動通路23的起點。如此一來，滾動體30，可藉由負載滾動體滾動通路23、方向轉換通路及無負載滾動體滾動通路22，實現無限循環(連續循環)。 　　[0017] 接著，參考第3圖說明本發明第1實施形態之中空的軌道台10。 　　[0018] 如第3圖所示，第1實施形態之中空的軌道台10具備：於兩端形成有滾動體滾動面11的頂邊12；於上端形成有滾動體滾動面11，從頂邊12的兩端部朝下方垂設的一對側邊13、13；形成連繫該一對側邊13、13之下端的底邊14。 　　[0019] 如此一來，由於藉由「外側面形成平坦的頂邊12」、「一對側邊13、13」及「外側面形成平坦的底邊14」形成軌道台10，因此，由頂邊12；一對側邊13、13及底邊14所圍繞的軌道台10的內部，形成沿著長度方向成為中空的中空部16，中空部16，其直交於長度方向的剖面形成：具有「由頂邊12；一對側邊13、13；底邊14所形成之邊部」的矩形形狀。此外，中空部16之各個角部15的內周側，形成圓弧形狀。
除此之外，在頂邊12及底邊14的中央部，穿孔形成有圖面中未顯示的安裝孔，藉由將螺栓等緊固(鎖緊固定)於該安裝孔，可將軌道台10固定於裝置等而形成安裝。
側邊13、13具備：對含有滾動體滾動面11、11的領域實施熱處理的熱處理領域41；及未實施熱處理，以未經處理的材料所構成的非熱處理領域42。此外，非熱處理領域42，也形成於頂邊12及底邊14，而構成遍及於中空部16的全周。因此，熱處理領域41不會重疊於角部15。
在此，熱處理領域41，考慮到滾動體30滾動於滾動體滾動面11時滾動體滾動面11的滾動壽命，而執行可形成特定的有效硬化層之程度的熱處理。此外，為了防止因熱處理而導致軌道台10的韌性下降，將至少含有角部15之中空部16的全周作為非熱處理領域42，據此可防止因應力集中於角部15而導致角部15破損。熱處理，只要可確保滾動體滾動面11的滾動壽命，執行任何方式的熱處理皆無妨，舉例來說，可適當地採用滲碳淬火和高頻淬火等。
亦即，熱處理領域41與非熱處理領域42的邊界線L，為了不與「用來確保滾動體滾動面11之滾動壽命的淬火範圍，亦即有效硬化層」及角部15形成重疊，而延伸設置於熱處理領域41與非熱處理領域42之間。
形成上述構造之本實施形態的移動導引裝置1，如第4圖所示，在負載了徑向荷重的場合中，徑向荷重如傳達線FR所示地形成負載，在熱處理領域41，於有效硬化層的深度部分，提高軌道台10之材料的降伏點(yield point)。如以上所述，由於在傳達線FR所通過之處形成有熱處理領域41，且在含有角部15的其餘部分形成有非熱處理領域42，故可藉由韌性高之非熱處理領域42的存在，於已負載荷重時抑制從角部15產生破損。 　　[0025] 此外，如第5圖所示，即使在從一方向負載了水平荷重的場合中，水平荷重也如同傳達線FF所示形成負載，不會使應力集中於角部15地提高位於滾動體滾動面11之材料的降伏點，藉此可緩和對軌道台10之中空部16的角部15的應力。 　　[0026] 如此一來，藉由在軌道台10形成非熱處理領域42，即使是負載了徑向荷重及水平荷重之其中任一種荷重的場合，也能緩和對軌道台10之中空部16的角部15的應力，並藉由彈性效果而提高軌道台10整體的彈簧特性，能提升疲勞特性。 　　[0027] 此外，中空部16，可在直交於長度方向的剖面遍及全周地形成非熱處理領域42，熱處理領域41與非熱處理領域42的邊界線L，不會重疊於有效硬化層及角部15地延伸設置，因此可因應規格，適當地形成非熱處理領域42。 　　[0028] 此外，由於中空部16的角部15形成圓弧狀，因此能緩和已負載荷重時的應力，可防止伴隨著應力集中的破損。 　　[0029] 以上，說明了構成第1實施形態之移動導引裝置1的中空的軌道台10。構成第1實施形態之移動導引裝置1的中空的軌道台10，是針對採用了「滾動體30配置成正面接合」之所謂的DF構造的場合進行說明。然而，本發明的移動導引裝置，並不侷限於第1實施形態所示的剖面形狀。有鑑於此，接著說明具有與第1實施形態不同之形狀的軌道台。此外，對於與第1實施形態相同或者類似的構件，標示相同的圖號並省略其說明。
[第2實施形態]
第6圖為本發明第2實施形態之移動導引裝置的剖面圖，第7圖為本發明第2實施形態之中空的軌道台的縱剖面圖。
如第6圖及第7圖所示，本實施形態的移動導引裝置1，雖然與第1實施形態的移動導引裝置1相同，滾動體滾動面11、負載滾動體滾動面21及滾動體30，於上下形成2列配置，但卻構成：該滾動體30、30配置成彼此背面接合之所謂的DB構造。
此外，側邊13、13具備：對含有滾動體滾動面11、11的領域實施熱處理的熱處理領域41；及未實施熱處理，以未經處理的材料所構成的非熱處理領域42。此外，非熱處理領域42，也形成於頂邊12及底邊14，而構成遍及於中空部16的全周。因此，熱處理領域41不會重疊於角部15。
亦即，熱處理領域41與非熱處理領域42的邊界線L，為了不使「用來確保滾動體滾動面11之滾動壽命的淬火範圍，亦即有效硬化層」及角部15形成重疊，而延伸設置於熱處理領域41與非熱處理領域42之間。 　　[0034] 如此一來，雖然本實施形態的移動導引裝置1’採用DB構造，但與第1實施形態的移動導引裝置1相同，由於在軌道台10’形成非熱處理領域42，即使是負載了徑向荷重及水平荷重之其中任一種荷重的場合，也能緩和對軌道台10’之中空部16的角部15的應力，並藉由彈性效果而提高軌道台10’整體的彈簧特性，能提升疲勞特性。 　　[0035] 此外，在上述的第1及第2實施形態中，雖然說明了採用球體的滾珠作為滾動體30的場合，但是滾動體並不侷限於滾珠，舉例來說，亦可採用圓柱狀的滾子。除此之外，舉例來說，在本實施形態的移動導引裝置中，雖然將中空部16的所有角部15作為非熱處理領域，但是非熱處理領域的範圍並不侷限於此，即使僅將「利用螺栓固定之底邊側的角部」作為非熱處理領域，也能獲得相同的效果。加入了各種變更或者改良的型態也屬於本發明的技術範圍，這點可從申請專利範圍的記載清楚得知。
[0036] 1、1’‧‧‧移動導引裝置10、10’‧‧‧軌道台11‧‧‧滾動體滾動面12‧‧‧頂邊13‧‧‧側邊14‧‧‧底邊15‧‧‧角部16‧‧‧中空部20‧‧‧移動構件21‧‧‧負載滾動體滾動面22‧‧‧無負載滾動體滾動通路23‧‧‧負載滾動體滾動通路30‧‧‧滾動體41‧‧‧熱處理領域42‧‧‧非熱處理領域L‧‧‧邊界線
[0009] 　　第1圖：本發明第1實施形態之移動導引裝置的立體圖。 　　第2圖：為第1圖中的A-A剖面圖。 　　第3圖：本發明第1實施形態之中空的軌道台的縱剖面圖。 　　第4圖：為顯示本發明第1實施形態之移動導引裝置負載了徑向荷重(radial load)之場合的應力分布的縱剖面圖。 　　第5圖：為顯示本發明第1實施形態之移動導引裝置負載了水平荷重(horizontal load)之場合的應力分布的縱剖面圖。 　　第6圖：本發明第2實施形態之移動導引裝置的剖面圖。 　　第7圖：本發明第2實施形態之中空的軌道台的縱剖面圖。
10‧‧‧軌道台
11‧‧‧滾動體滾動面
12‧‧‧頂邊
13‧‧‧側邊
14‧‧‧底邊
15‧‧‧角部
16‧‧‧中空部
41‧‧‧熱處理領域
42‧‧‧非熱處理領域
L‧‧‧邊界線

Claims (3)

  1. 一種移動導引裝置，為以下的移動導引裝置，具備：軌道台，沿著長度方向形成有滾動體滾動面，並具有沿著長度方向形成大致矩形剖面的中空部；及移動構件，在與前述滾動體滾動面相對向的位置，形成有負載滾動體滾動面，在前述滾動體滾動面與前述負載滾動體滾動面之間，隔著複數的滾動體，將前述移動構件安裝成可移動於前述軌道台的長度方向，其特徵為：前述軌道台，在直交於前述長度方向的剖面中，形成有對包含前述滾動體滾動面的領域實施了熱處理的熱處理領域、及未實施熱處理的非熱處理領域，前述熱處理領域，不會重疊於前述中空部之至少一部份的角部，前述熱處理領域與前述非熱處理領域的邊界線，沿著徑向連續地延伸設置，而不會重疊於可確保前述滾動體滾動面之滾動壽命的有效硬化層，且不會重疊於前述角部。
  2. 如請求項1所記載的移動導引裝置，其中在直交於前述長度方向的剖面中，前述中空部，遍及全周地形成前述非熱處理領域。
  3. 如請求項1或請求項2所記載的移動導引裝置，其中前述中空部，其前述角部形成圓弧狀。
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