專利名稱：薄型滑動單元的制作方法
技術領域：
本發明涉及在例如復印機、工作機械的保護軍、重量門等滑動部 上使用的、經由多個滾珠組裝在導軌上的滑動件可沿著該導軌不受限 制地移動的滑動單元，特別涉及通過組裝施加了壓制成形的多片金屬 板而在滑動件上形成所述滾珠的無限循環路的薄型滑動單元。
背景技術：
一直以來，作為利用滾珠的滾動運動的直線導向裝置，已知這樣的裝置由沿縱向形成滾珠的滾動槽的導軌、和借助多個滾珠安裝在 所述導軌上且具有所述滾珠的無限循環路的滑動件構成，在使所述滾 珠在無限循環路內循環的同時，所述滑動件沿導軌自由往復運動。導 軌和滑動件的構造根據使用用途、負荷重量及安裝空間等而有著各種 各樣的方案，在實際的市場上有所供給，而作為適應輕負荷用途、能 夠對應狹窄的安裝空間且低成本的直線導向裝置，已知有通過組裝多 片金屬板而構成所述滑動件的薄型滑動單元(參照非專利文獻1 )。該滑動單元由具有通過一對側壁劃分出的引導路且形成為渠道狀 的導軌、和具備在該導軌的引導路內移動的滾珠滑架的滑動件構成。 在導軌的各側壁的內側面形成有滾珠滾動槽，保持在該滾珠滑架上的 滾珠在該滾珠滾動槽內滾動，由此，滑動件沿導軌移動。滑動件構成 為在滾珠滑架上固定基板，在所述基板上固定輸送對象物。如圖7所 示，所述滾珠滑架由兩片滾珠板100、 100和安裝在這些滾珠板100 之間的導向板101構成，兩片滾珠板100、 100以把形狀相同的板相互 對合的狀態結合在一起。在各滾珠板100上形成有軌道狀的滾珠槽 102，通過相互對合這些滾珠板100地加以組合，形成供滾珠103循環 的無限循環路。 當對合兩片滾珠板100時，形成無限循環路內的滾珠103的球面 突出的負荷開口部，滾珠103通過該負荷開口部與導軌的滾珠滾動面 接觸。另一方面，夾于兩片滾珠板100的導向板101具有位于所述負 荷開口部縱向兩端的尖塔狀的引導爪104，在導軌的滾珠滾動槽滾動 并到達負荷開口部端部的滾珠103移至所述引導爪104而離開滾珠滾 動槽，收納在無限循環路內。另外，在無限循環路內循環到達負荷開 口部的滾珠103沿所述引導爪104被送入到導軌的滾珠滾動槽內。為了抑制生產成本，該滑動單元的導軌及滑動件主要以金屬壓制 的塑性加工形成。例如，所述導軌通過對帶狀的金屬板進行輥軋成形 加工，而將所述側壁彎起并形成所述滾珠滾動槽，最后再切成規定的 長度。另外，對構成所述滾珠滑架的滾珠板也使按規定間隔對帶狀的 金屬板進行拉深加工而形成所述滾珠槽，然后在與滾珠槽稍微重合的 位置切斷所述金屬板，完成規定形狀的滾珠板。非專利文獻l: THK林式會社/直動系統綜合商品說明書No. 401/ 第n-3頁公開"滑動組件FBW，，在上述現有的薄型滑動單元中，在所述導向板上配備的引導爪的 前端由于其抄起在導軌中滾動的滾珠的功能，所以需要藏入該滾珠的 下側，必須以銳利且精度良好地形成引導爪的前端。如果引導爪形成 得不好，則在導軌中滾動來的滾珠就會與引導爪從正面發生沖突，其 結果，不能把該滾珠順暢地抄起到無限循環路內，此外還成為引導爪 的變形或早期磨損的原因，在早期就使得滑動件相對導軌的順暢的往 復運動喪失。然而，因為滾珠在所述滾珠板和導軌之間承受負重，所以夾在一 對滾珠板之間的導向板必須相對滾珠直徑在一定厚度以下，隨著滾珠 直徑變小，導向板也不得不變薄。為此，難以使所述引導爪形成為精 度良好的尖塔狀，該導向板成為滾珠順暢循環的障礙。另外，即便引 導爪以良好的精度形成，在導向板的板厚變薄時，也存在引導爪變形 或磨損進行過快、在早期喪失滾珠的順暢循環的問題。而且，滾珠板和導向板由鉚釘相互結合，但當導向板相對滾珠板 的位置不適合時，因為引導爪的前端與滾珠中心附近沖突，所以阻礙 了滾珠的順暢循環，這也成為引導爪早期變形的原因。為此，在鉚接 鉚釘后需要檢查滾珠板和導向板的錯位、并在發生錯位時對該錯位進 行修正的工序，還存在滑動件組裝花費工時的問題。另外，因為所述引導爪藏入在導軌中滾動的滾珠的下側而將該滾 珠抄起，所以在導軌的滾珠滾動槽的中央必須要有用于收納引導爪的 退讓槽，該引導爪在該退讓槽內移動。但是，如上所述那樣當引導爪 變形時，由于該引導爪接觸于退讓槽的側壁，所以存在滑動件相對導 軌的滑動阻力增加的問題。另外，所述退讓槽是在導軌上與滾珠滾動槽同時由輥軋成形加工 形成的，但由于退讓槽的寬度對應導向板的厚度，極其細小，所以使 得形成退讓槽的輥軋成形模的壽命極短，存在因更換模而使制造成本 增加的問題。另外，因為在滾珠滾動槽內的中央處還形成退讓槽，所 以在該退讓槽的形成部位導軌的壁厚變薄，成為導軌剛性下降的一個 原因。進而，滾珠滑架在兩片滾珠板間夾著導向板，把這些板用鉚釘固 定進行組裝，但如前所述由于引導爪的前端是銳利的，所以在組裝滾 珠滑架時必須充分考慮確保操作者的安全，這也使得操作性降低。發明內容本發明是鑒于上述問題提出的，其目的在于提供一種薄型滑動單 元，即，該薄型滑動單元在組裝形成有軌道狀的滾珠槽的兩片滾珠板 而構成滾珠的無限循環路時，不使用導向板，僅僅直接結合這兩片滾 珠板就可以使滾珠順暢循環，可以實現滑動件相對導軌的順暢往復運 動。本發明的薄型滑動單元由導軌和滑動件構成，該導軌形成有滾珠的滾動槽；該滑動件具備在所述滾動槽中滾動的多個滾珠并具有這些 滾珠的無限循環路，并可沿所述導軌移動。所述滑動件的滾珠無限循 環路通過使成形有軌道狀的滾珠槽的兩片滾珠板相互對合、直接結合 這些滾珠板彼此而形成。通過相互對合形成在兩片滾珠板上的滾珠槽， 這些滾珠槽協同動作而形成軌道狀的滾珠無限循環路。在組裝兩片滾珠板時，通過使這些滾珠板的邊緣相互對合，在所 述滑動件上形成露出無限循環路的滾珠的負荷開口部，在無限循環路 內滾動的滾珠經由該負荷開口部與該導軌的滾動槽接觸，在滾珠板和 導軌之間承受負重。另外，通過這樣地使兩片滾珠板的邊緣相互相向， 在負荷開口部的縱向兩端形成滾珠的抄起部。該抄起部從其兩側把在 導軌的滾動槽中滾動來的滾珠緩緩抬起，把該滾珠從導軌的滾動槽中 引出，而導向無限循環路內。根據這樣構成的本發明，在相互對合組裝的兩片滾珠板之間沒有 夾裝導向板，可以使滾珠在滑動件的無限循環路內循環。因此，由于 可以省去容易發生變形或磨損的引導爪，所以可以實現長期順暢的滾 珠循環，可以長期保證滑動件相對導軌輕快的往復運動。另外，由于無需導向板，故而不需要在組裝后對滾珠板和導向板 之間的錯位進行檢查、修正的工序，與此相對應地，可以在短時間內 容易地完成滑動件的組裝，實現了制造成本的降低。另一方面，由于省去了引導爪，故而無需在導軌的滾珠滾動槽上 設置用于容納引導爪的退讓槽，能夠減少加工導軌的輥軋成形模的更 換頻度，所以可實現制造成本的降低。另外，通過省略該退讓槽，提 高了滾動槽形成部位的導軌的剛性，與之相應地可以實現導軌壁厚的 減小，可以抑制原材料費用。
圖l是表示適用了本發明的薄型滑動單元的一例的立體圖。圖2是表示圖1所示的滑動單元的滾珠滑架的分解圖。圖3是表示形成在滾珠滑架上的滾珠的無限循環路的剖面圖。圖4是表示在滾珠滑架上所具備的負荷開口部細部的放大剖面圖。圖5是滾珠板的滾動槽側的平面圖。
圖6是表示滾珠的抄起部的放大立體圖。 圖7是表示現有的滾珠滑架的分解立體圖。 附圖標記說明l...導軌、2…滾珠、3…滑動件、5…抄起部、30…滾珠滑架、31… 滾珠板、32…滾珠槽、36…負荷開口部、40…彎曲部具體實施方式
以下參照附圖詳細說明本發明的薄型滑動單元。圖1是表示適用了本發明的滑動單元之一例的圖。該滑動單元由 導軌l、和經由多個滾珠2組裝在所述導軌1上的滑動件3構成，構 成為該滑動件3可沿導軌1自由往復運動。所述導軌1形成為從基部10豎立起一對側壁11、 11的渠道狀， 由基部IO及側壁11圍起的空間成為所述滑動件3的引導路。在面向 該引導路的各側壁11的內側面上，沿導軌1的縱向各形成一條滾珠2 的滾動槽12,這些滾動槽12借助引導路相互相向。各滾動槽12形成 為兩個滾珠滾動面以大致90度的角度交叉的所謂哥特式尖拱狀。另 外，該導軌l利用貫穿基部10的固定螺絲固定在機械裝置等的被安裝 部。另外，所述導軌l由帶狀的金屬薄板形成，通過對該金屬薄板進 行輥軋成形加工，使所述側壁11相對基部10彎曲，進而在側壁11上 形成滾動槽12。導軌l通過在輸出金屬薄板的同時進行輥軋成形加工 而連續地形成，切割成根據用途的規定長度以后，進行用于穿通固定 螺絲的通孔(未圖示)等的加工。另一方面，所述滑動件3由在導軌l的引導路內往復運動的滾珠 滑架30、和固定在該滾珠滑架30上的基板(圖中以雙點劃線表示)4 構成，用于引導桌臺或門等的可動體利用螺絲固定在所述基板4上。 另外，所述滾珠滑架30具備一對滾珠2的無限循環路，各無限循環路 分別對應于形成在導軌1的一對側壁11上的滾珠2的滾動槽12。圖2是表示所述滾珠滑架30的分解立體圖。該滾珠滑架30由形
成相同形狀的一對滾珠板31、 31構成，在各滾珠板31上各形成一對 軌道狀的滾珠槽32。這些滾珠板31使所述滾珠槽32相互相向地進行 組裝，在一個滾珠板31的滾珠槽32與另一個滾珠板31的滾珠槽32 之間夾設多個滾珠2。即，通過相互對合地結合兩片滾珠板31、 31， 形成滾珠2的無限循環路。所述滾珠槽32由負荷槽部32a、無負荷槽部32b和方向轉換槽部 32c構成，其中，該負荷槽部32a沿滾珠板31的長邊的緣部形成，該 無負荷槽部32b與該負荷槽部32a平行地形成，該方向轉換槽部32c 在所述負荷槽部32a和無負荷槽部32b之間使滾珠2的前進方向轉換 180°。在負荷槽部32a和無負荷槽部32b之間形成突堤33，在組裝一 對滾珠板31、 31時，兩滾珠板31的突提33彼此用鉚釘接合。在圖2 中，附圖標記34是用于插入所述鉚釘的通孔。圖3是表示結合一對滾珠板31形成的滾珠2的無限循環路的剖面 圖。如前所述那樣，以使滾珠槽32相互相向的方式使一對滾珠板31 對合，鉚接穿通了突堤33的鉚釘35，使滾珠板31、 31彼此直接結合 后，所述負荷槽部32a相互對合地形成了負荷通道，另一方面，無負 荷槽部32b相互對合地形成了無負荷通道。另外，相互對合方向轉換 槽部32c彼此而形成方向轉換通道。而且，在滾珠滑架30上形成渠道 狀的無限循環路，滾珠2排列在該無限循環路內。另外，各負荷槽部 32a沿滾珠板31的緣部形成，并非180。地完全覆蓋滾珠2的球面地將 一對滾珠板31結合在一起，在該狀態下，如圖3所示那樣形成開放負 荷槽部32a的負荷開口部36,在負荷槽部32a內滾動的滾珠的球面的 一部分從該負荷開口部36露出到滾珠滑架30的外部。滾珠2借助該 負荷開口部36與導軌1的滾動槽12接觸。即，所述負荷開口部36 通過使滾珠板31的緣部彼此相向而形成。如圖3所示那樣，無負荷槽部32b對合的無負荷通道具有比滾珠 2直徑大的內徑，滾珠2在無負荷狀態下在所述無負荷通道中滾動。 另外，在方向轉換槽部32c對合的方向轉換通道中，滾珠2也以無負 荷狀態滾動。另一方面，在負荷槽部32a對合的負荷通道內，滾珠2
被夾在導軌l的滾動槽12和滾珠板31的突提33之間，一邊承受負荷 一邊在負荷通道內滾動。所述負荷開口部36的開口寬度W形成得比滾珠2的直徑略小， 以便在從導軌1的引導路引出滾珠滑架30、使滑動件3和導軌1分離 時，滾珠2不會從滾珠滑架30的無限循環路滾落。如圖4所示那樣， 負荷槽部32a形成為僅覆蓋圖中由點劃線所示的滾珠2的赤道(最大 圓周)的深度，通過在形成負荷開口部36的滾珠板31的緣部形成彎 曲部40， 4吏該負荷開口部36的開口寬度W變成為滾珠2的直徑以下 的大小。圖5是表示所述滾珠板31的滾珠槽的形成面的平面圖。在該圖中， 在滾珠板31的長邊的緣部劃出的斜線區域表示所述彎曲部40。該彎 曲部40形成在負荷槽部32a的滾珠板31的緣部，但在負荷槽部32a 的縱向(滾珠滾動方向)的兩端，沿著方向轉換槽部32c的滾珠2的 前進方向形成，在方向轉換槽部32c內連續。因而，如圖6所示那樣，在負荷開口部36的縱向兩端，該開口寬 度W也是滾珠2的直徑d以下的大小，在負荷槽部32a內滾動并到達 負荷開口部36的端部的滾珠2由所述彎曲部40引導，其前進方向緩 緩變化，直接進入方向轉換槽部32c。即，如圖5中滾珠槽32內的點 劃線所示那樣，作為一邊在負荷槽部32a內承受負荷一邊滾動而到達 負荷槽部32a的端部的滾珠2，在向著方向轉換槽部32c彎曲的彎曲 部40行進方向受到限制，該行進方向緩緩地朝向方向轉換槽部32c 的彎曲方向變化。因而，在該滑動單元中，通過相互對合一對滾珠板31、 31并將它 們直接結合，在各滾珠板31的緣部形成的彎曲部40以比滾珠2直徑 小的間隙相向，在負荷槽部32a的兩端形成滾珠2的抄起部5，由此， 在導軌1的滾動槽12中滾動來的滾珠2離開滾動槽12而被收納到滾 珠滑架30的無限循環路內。滾珠板31由金屬薄板形成。作為具體的次序，首先，沖壓金屬板 形成滾珠板31的外形后，再經歷兩次形狀拉深加工而形成所述滾珠槽32。接著，沖壓用于插通鉚釘35的通孔34后，為了形成負荷開口部 36，進行切掉滾珠槽32的負荷槽部32a—部分的形切。最后，對在圖 5中所示的斜線區域進行面壓成形，形成所述彎曲部40。在不進行最 后的面壓成形時，負荷開口部36的開口寬度不穩定，即使組合滾珠板 31而構成滾珠滑架30,也還存在滾珠2從負荷開口部36滾落的可能， 不能把滾珠2可靠地保持在無限循環路內。另外，對于滾到負荷開口 部36的縱向端部的滾珠2，沒有使其向方向轉換槽部32c的彎曲方向 引導的力進行作用，所以，滾珠2在負荷開口部36的端部與滾珠板 31彼此對合的位置(圖6中附圖標記6的指示位置)沖突，對滾珠2 的循環作用大的阻力，增加滑動件3的滑動阻力，而且還在滑動件3 的運動過程中產生刺耳的噪音。但是，如上所述那樣，在滾珠板31的邊緣形成彎曲部40，由該 彎曲部40構成從負荷開口部36以相同的開口寬度連續的抄起部5, 這樣，作為一邊在導軌1和滾珠滑架30之間承受負荷一邊在負荷開口 部36滾動的滾珠2，其滾動方向保持原樣地向方向轉換槽部32c的彎 曲方向變化，能夠順暢地從導軌l的滾動槽12抄起滾珠2，而轉換到 無負荷狀態。而且，在實現這樣的滾珠2的順暢循環時，在一對滾珠板31之間 不需要夾入具有引導爪的導向板，可以解決由于引導爪的存在而產生 的各種問題。
權利要求
1. 一種薄型滑動單元，其特征在于，由導軌和滑動件構成；該導 軌形成有滾珠的滾動槽；該滑動件具備在所述滾動槽中滾動的多個滾 珠且具有這些滾珠的無限循環路，并且能夠沿所述導軌移動；珠板相互對合、并將這些滾珠板彼此直接結合而形成:'、通過使兩片滾珠板的邊緣相互相向，形成用于使無限循環路內的 滾珠與導軌的滾動槽接觸的負荷開口部，并且，形成將滾珠從該滾動 槽中上提而引導至無限循環路內的抄起部。
2. 如權利要求1所述的薄型滑動單元，其特征在于，形成于所述 滾珠板的滾珠槽由負荷槽部、無負荷槽部和一對方向轉換槽部構成； 該負荷槽部沿該滾珠板的緣部形成，并且滾珠一邊在該負荷槽部與導 軌之間承受負荷一邊滾動；該無負荷槽部與該負荷槽部平行地形成， 并且滾珠以無負荷狀態在該無負荷槽部滾動；該一對方向轉換槽部在 所述負荷槽部和無負荷槽部之間使滾珠往來；所述負荷開口部通過使一對滾珠板的負荷槽部相向而形成，并且 該負荷開口部的開口寬度形成得比滾珠的直徑稍小；所述抄起部為與所述負荷開口部相同的開口寬度，且沿著滾珠在 所述方向轉換槽部的行進方向形成。
3. 如權利要求2所述的薄型滑動單元，其特征在于，在所述滾珠 板的緣部形成有從所述負荷開口部至抄起部連續的彎曲部，該彎曲部 的形成使得負荷開口部及滾珠保持部的開口寬度形成得比滾珠直徑 小。
4. 如權利要求l所述的薄型滑動單元，其特征在于，所述導軌具 有由一對側壁區劃出的引導路且形成為渠道狀，并且在各側壁的內側 面上各形成一條滾珠的滾動槽；所述滑動件具有與各滾動槽對應的一對無限循環路，在所述導軌 的引導路內往復運動。
全文摘要
本發明提供一種薄型滑動單元，其在組裝形成有軌道狀滾珠槽的兩片滾珠板而構成滾珠的無限循環路時，不使用導向板，僅通過直接結合這兩片滾珠板就可使滾珠順暢循環，可以實現滑動件相對導軌的順暢往復運動。滑動件的滾珠無限循環路通過使成形有軌道狀滾珠槽的兩片滾珠板相互對合、并直接結合這兩片滾珠板而形成，通過相互使兩片滾珠板的邊緣相向，形成用于使無限循環路內的滾珠與導軌的滾動槽接觸的負荷開口部，同時形成把滾珠從該滾動槽中上提而引向無限循環路內的抄起部。
文檔編號F16C29/06GK101147008SQ200680009428
公開日2008年3月19日 申請日期2006年2月10日 優先權日2005年3月24日
發明者宮崎英兒, 粕川勵, 齊藤洋 申請人:Thk株式會社