专利名称：直线导轨的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可承载重物的导轨，特别是涉及一种直线导轨。
技术背景参阅图l，为现有--种直线导轨l，该直线导轨l具有一固定于一机台(图未示)上的导轨ll、 一可于该导轨11上滑动的滑块12，及二第一、二滚珠单元13、 14，每一第 -、 二滚珠单元13、 14具有数颗成串的第一、二滚珠131、 141。当该 直线导轨1承受一重力W1时，位于该滑块12与导轨11之间的所述第一、二滚珠 131、 141可将该重力W1传递至该导轨11上而由该导轨11承受该重力W1。然而， 该重力Wl几乎多为该第二滚珠单元14所承受，但是所述第二滚珠141与该导轨 11的接触只是小面积的弧形接触面，使所述第二滚珠141所需承受的一应力(单 位面积受力)偏高，所以该直线导轨1无法承受较重的负载。参阅图2，为现有第二种直线导轨2，该直线导轨2具有一导轨21、 一可于该 导轨21上滑动的滑块22，及二第一、二滚珠单元23、 24，每一第一、二滚珠单元 23、 24具有数颗成串的第一、二滚珠231、 241。当该直线导轨2承受一拉力W2 时，该拉力W2几乎全由该第二滚珠单元24所承受，但是该第二滚珠单元24的第 二滚珠241与该导轨21的接触面积虽然较上述滚珠接触面积大，然而真正承受该 拉力W2的面积却不及整体接触弧形面积的一半，使所述第二滚珠241需承受的应 力偏高，所以，该直线导轨2也无法承受较重的负载。如图3、 4所示，为现有另一种直线导轨3，该直线导轨3具有一导轨31、 一 可于该导轨31上滑动的滑块32，及四滚柱单元33，每一滚柱单元33具有数个成 串的滚柱331。每一滚柱331具有一沿一轴线C延伸的柱身3311，借由所述滚柱 331的柱身3311与该导轨31 —接触面311的接触面积加大，可降低所述滚柱331 所承受的应力。然而由于该导轨31、该滑块32加工时的公差，及该导轨31安装 于-一机台(图未示)时的安装误差，将导致该直线导轨3的发生几何精度变形，使 该滑块32于该导轨31上滑动不顺畅，业者乃将所述滚柱331的柱身3311设计成 直径不均匀而成拋物线的弧面3312 (见图4)以改善滑动不顺畅的现象，惟，此举 将导致所述滚柱331与所述接触面311的接触面积变小，承受的应力仍偏大，同样 也无法承受较重的负载，且，所述滚柱331的制造成本是高于滚珠的制造成本，而 呈拋物线弧面3312的柱身33Ll加工成本则更高。 发明内容本发明的一 目的是在于提供一种可以承载大重量且成本低的直线导轨。本发明的直线导轨是包含二滚柱单元、二滚珠单元、 一导轨，及一滑块。每一 滚柱单元分别具有数个连接成串的滚柱，每一滚珠单元分别具有数颗连接成串的滚 珠，该导轨具有二导槽部，该滑块具有一与该导轨平行设置的平行部、二分别由该 平行部两相反侧同向延伸的侧端部、 一由该平行部与所述侧端部共同界定出的滑 槽、二分别形成于所述侧端部而位于该滑槽内且分别对应所述导槽部的滑接部、二 滚柱循环孔，及二滚珠循环孔，该滑槽是供该导轨穿过。当该滑块于该导轨上滑动时，所述滚柱是位于且接触所述滑接部与所述导槽 部，并由所述滚柱循环孔回流，且所述滚珠是位于且接触该导轨与该滑块，并由所 述滚珠循环孔回流。本发明的有益效果在于该直线导轨可以承受大的负载，且降低成本。
图1是一侧视剖视示意图，说明现有一种采用数颗滚珠设计的直线导轨受一重力；图2是一侧视剖视示意图，说明现有第二种采用数颗滚珠设计直线导轨受一拉力；图3是一侧视剖视示意图，说明现有另一种直线导轨是采用数颗滚柱设计； 图4是图3视图的一局部放大图，说明所述滚柱的一柱身是采用拋物线的弧面 设计；图5是本发明直线导轨一第一较佳实施例的立体组合示意图；图6是一侧视剖视示意图，说明该第一较佳实施例承受一外力；图7是该第一较佳实施例的一导轨的一侧视示意图；图8是本发明直线导轨一第二较佳实施例的立体组合示意图；图9是一侧视剖视示意图，说明该第二较佳实施例承受一外力；图10是该第二较佳实施例的一导轨的一侧视示意图；图11是本发明直线导轨一第三较佳实施例的立体组合示意图；图12是一侧视剖视示意图，说明该第三较佳实施例承受一外力；图13是该第三较佳实施例的一导轨的一侧视示意图。
具体实施方式
下面结合附图及三个实施例对本发明进行详细说明在本发明被详细描述之前，要注意的是，在以下的说明内容中，类似的组件是 以相同的编号来表示。 参阅图5、 6、 7，本发明直线导轨的第一较佳实施例包含二滚柱单元4、 二滚 珠单元5、 一导轨6，及一滑块7。每一滚柱单元4具有数个连接成串的滚柱41，每一滚柱41具有一呈圆柱外形 的柱身411，及二位于该柱身411二相反侧的端部412，所述端部与该身部之间皆 具有一呈弧形的导角413，而每一滚柱41的柱身411是沿一长方向等直径均匀延 伸的一圆柱体。每一滚珠单元5具有数颗连接成串的滚珠51，且每一滚珠51是呈 一球体。该导轨6具有一第--面61、 一与该第一面61相背设置的第二面62、 二相背设 置的导槽部63、 二分别是呈一平面的第一滚柱接触面64，及二分别是呈一弧面的 第一滚珠接触面65。所述导槽部63是位于该第一、二面61、 62之间，所述第一滚柱接触面64是 分别位于所述导槽部63邻近该第二面62。所述第一滚珠接触面65是分别位于所 述导槽部63邻近该第一面61。该滑块7具有一邻近该第一面61且与该第一面61平行的平行部71、 二分别 由该平行部71两相反侧同向平行延伸的侧端部72、 一由该平行部71与所述侧端 部72共同界定出的滑槽73、 二分别形成于所述侧端部72而位于该滑槽73内且分 别对应所述导槽部63的滑接部74、 二滚柱循环孔75、 二滚珠循环孔76、 二分别 与所述第一滚柱接触面64相对且呈一平面的第二滚柱接触面77，及二分别与所述 第一滚珠接触面65相对且呈一弧面的第二滚珠接触面78。所述滚柱循环孔75是 分别位于所述侧端部72邻近该平行部71，且所述滚珠循环孔76也是分别位于所 述侧端部72远离该平行部71。该滑槽73是供该导轨6穿过，且所述滑接部74是分别与所述导槽部63配合， 该第一、二滚柱接触面64、 77与该第一面61是具有一夹角，所述第二滚柱接触面 77是分别位于所述滑接部74，所述滚柱循环孔75是分别对应所述第一、二滚柱接 触面64、 77，所述滚珠循环孔76是分别对应所述第一、二滚珠接触面65、 78。每一滚柱单元4的所述滚柱41是穿过该导轨6与该滑块7之间，并由其中一 滚柱循环孔75穿过而连接成串。同理，每一滚珠单元5的所述滚珠51是穿过该导 轨6与该滑块7之间，并由其中--滚珠循环孔76穿过而连接成串。当该滑块7于 该导轨6上滑动时，部份的所述滚柱41是位于所述滑接部74与所述导槽部63之 间，并同时与所述第一、二滚柱接触面64、 77配合接触，使所述滚柱41的柱身 411是与所述第一、二滚柱接触面64、 77呈线接触，且其余的所述滚柱41是由所 述滚柱循环孔75回流。此时，部份的所述滚珠51也是位于所述滑接部74与所述 导槽部63之间，并同时与所述第一、二滚珠接触面65、 78配合接触，且其余的所 述滚珠51是由所述滚珠循环孔76回流。由机械设计原理得知由于该导轨6、该滑块7加工制造时必有一加工几何公 差，且，将该导轨6安装于一机体(图未示)时，也必有安装所造成的一安装几何 公差。因此，将该滑块7安装于该导轨6上时，该加工几何公差与该安装几何公差 将造成该直线导轨发生-一几何精度变形。该几何精度变形将使该滑块7于该导轨6上滑动时发生移动不顺畅的状况，严重者将使该滑块7卡住而无法滑动。将本发明的该直线导轨水平放置，且该滑块7上方承受一压力F时，由于所述 滚柱41与该滑块7的该第二滚柱接触面77、所述滚柱41与该导轨6的第一滚柱 接触面64均呈线接触，因此该压力F大多经由所述滚柱41与该滑块7与该导轨6 的线接触传递至该导轨6上。当每一滚柱41与该第一、二滚柱接触面64、 77的接 触面积分别为A时，每一滚柱41所承受的一应力。，由力学公式o-F + A可知 于该外力F不变的状况下，增加接触面积A可降低该应力o。因此，将呈球形的所 述滚珠141 (见图1)变更为呈圆柱状的所述滚柱41时，或将所述滚柱331 (见图 4)的柱身3311由拋物线的弧面3312变更为等直径均匀延伸的柱身411时，该接 触面积A将由小范围的弧形接触变为线接触，使所述滚柱41所承受的该应力o可 有效降低。经由以上的说明，可以将本发明的优点归纳如下-第一、本发明的所述滚柱41与所述第一滚柱接触面64是线接触，相较于现有 一、二、三的小面积弧形接触面，有更大的接触面积，该压力F所造成的应力o将 可被有效降低，使所述直线导轨可以承载大于现有直线导轨两倍以上的压力F负 载。第二、所述滚珠51与所述第一、二滚珠接触面65、 78均呈小面积的弧面接触， 由于接触面积小，使所述滚珠51可于该导轨6与该滑块7之间任意翻转滚动。借 由所述滚珠51的任意翻转滚动，使所述滑块7滑动时呈微幅的左、右偏摆状态， 如图6箭头M所示，以克服该几何精度变形所导致的该滑块7滑动不顺畅或卡住的 现象，而不采用加工成本较高的所述滚柱311 (见图4)。参阅图8、 9、 10，是本发明该第二较佳实施例。该第二较佳实施例是类似于 该第一较佳实施例，其差异处在于所述第一滚柱接触面64是分别位于所述导槽 部63邻近该第一面61，而所述滚柱循环孔75是分别位于所述侧端部72远离该平 行部71，且，所述第 一滚珠接触面65是分别位于所述导槽部63邻近该第二面62， 而所述滚珠循环孔76是分别位于所述侧端部72邻近该平行部71。当该直线导轨呈竖立设置而承受一载重或受一拉力Fl时，该拉力Fl大多几乎 经由该滑块7的第二滚柱接触面77与所述滚柱41的线接触，并借由所述滚柱41 与该第一滚柱接触面64的线接触，使该拉力Fl经由所述滚柱41传递至该导轨6 上，而所述滚珠51可克服该导轨6与该滑块7的该几何精度变形。参阅图11、 12、 13，是本发明该第三较佳实施例。该第三较佳实施例是类似 于该第二较佳实施例，其差异处在于所述第一滚珠接触面65是位于该第-一面61， 所述第二滚珠接触面78是位于该平行部71的一内平面711，且所述滚珠循环孔76 是位于该平行部71。当该直线导轨受一外力F2时，若该外力F2为一压力，该外力F2大多几乎经 由所述滚珠51直接承受，由千所述滚珠51与该导轨6的第-寸哀珠接触面65的接 触面积较大，因此可以承受较大的应力，且该外力F2是正向朝所述滚珠51施力， 所以所述滚珠51可以有效地承受该压力。若该外力F2为一拉力，该外力F2大多 几乎经由该滑块7的第二滚柱接触面77与所述滚柱41的线接触，并借由所述滚柱 41的柱身411与该第一滚柱接触面64的线接触，使该外力F2经由所述滚柱41传 递至该导轨6上，而所述滚珠51可克服该导轨6与该滑块7的该几何精度变形。归纳上述，本发明的直线导轨，借由等直径延伸且呈圆柱状的所述滚柱41与 所述第一、二滚柱接触面64、 77呈线接触，可降低所述滚柱41的应力，更借由所 述滚珠51于该导轨6与该滑块7之间的翻转滚动，使该滑块7于该导轨6上滑动 时更为顺畅，且成本有效降低，所以确实能达到发明的目的。惟以上所述者，仅为本发明的的较佳实施例而已，不能以此限定本发明实施的范围，凡依本发明申请专利范围及发明说明内容所作的简单的等效变化与修饰，皆 为本发明专利权力要求保护范围所的涵盖。
权利要求
1. -，巾直线导轨，包含二个滚柱单元、二个滚珠单元、 一根导轨，及一个滑块， 其特征在于所述滚柱单元分别具有数个连接成串的滚柱； 所述滚珠单元分别具有数颗连接成串的滚珠； 所述导轨具有二个导槽部；所述滑块具有一个与所述导轨平行设置的平行部、二个分别由所述平行部 两相反侧同向延伸的侧端部、 一个由所述平行部与所述侧端部共同界定出的滑 槽、二个分别形成于所述侧端部而位于所述滑槽内且分别对应所述导槽部的滑 接部、二个滚柱循环孔，及二个滚珠循环孔，所述滑槽是供所述导轨穿过；当 所述滑块于所述导轨上滑动时，所述滚柱是接触所述滑接部与所述导槽部而位 于两者之间，并由所述滚柱循环孔回流，且所述滚珠是接触所述导轨与所述滑 块而位于两者之间，并由所述滚珠循环孔回流。
2. 如权利要求l所述的直线导轨，其特征在于所述导轨更具有一个邻近且平行所述平行部的第一面、一个与所述第一面 相背设置的第二面、二个第一滚柱接触面，及二个第一滚珠接触面，所述第一、 二滚柱接触面是呈一个平面，每一个滚柱的一柱身是沿长方向等直径延伸的一 个圆柱体，且是与所述第一、二滚柱接触面配合而呈线接触，每一颗滚珠是呈 --个球体，且所述第一、二滚珠接触面是呈一个弧面，所述导槽部是位于所述 第一、二面之间且相背设置，所述第一滚柱接触面是分别位于所述导槽部，所 述滑块更具有二个分别与所述第一滚柱接触面相对的第二滚柱接触面，及二个 分别与所述第一滚珠接触面相对的第二滚珠接触面，所述第二滚柱接触面是分 别位于所述滑接部，所述滚柱循环孔是分别对应所述第一、二滚柱接触面，所 述滚珠循环孔是分别对应所述第一、二滚珠接触面。
3. 如权利要求2所述的直线导轨，其特征在于所述第一滚柱接触面是分别位于所述导槽部邻近所述第一面，且所述滚柱 循环孔是分别位于所述侧端部而远离所述平行部。
4. 如权利要求3所述的直线导轨，其特征在于所述第一滚珠接触面是位于所述第一面，所述第二滚珠接触面是位于所述 平行部的一个内平面，且听述滚珠循环孔是位于所述平行部。
5. 如权利要求3所述的直线导轨，其特征在于所述第一滚珠接触面是分别位于所述导槽部邻近所述第二面，且所述滚珠 循环孔是分别位于所述侧端部而邻近所述平行部。
6. 如权利要求2所述的直线导轨，其特征在于所述第 一滚柱接触面是分别位于所述导槽部邻近所述第二面，且所述滚柱循环孔是分别位于所述侧端部而邻近所述平行部。 7.如权利要求6所述的直线导轨，其特征在于所述第一滚珠接触面是分别位于所述导槽部邻近所述第一面，所述第二滚 珠接触面是分别位于所述滑接部，且所述滚珠循环孔是分别位于所述侧端部而 远离所述平行部。
全文摘要
一种直线导轨，包含二个滚柱单元、二个滚珠单元、一根导轨，及一个滑块，每一个滚柱单元分别具有数个连接成串的滚柱，每一个滚珠单元分别具有数颗连接成串的滚珠，该导轨具有二个导槽部，该滑块具有一个与该导轨平行设置的平行部、二个分别由该平行部两相反侧同向延伸的侧端部、一个由该平行部与所述侧端部共同界定出的滑槽、二个分别形成于所述侧端部而位于该滑槽内且分别对应所述导槽部的滑接部、二个滚柱循环孔，及二个滚珠循环孔，该滑槽是供该导轨穿过，借此，该直线导轨可以承受大的负载，且降低成本。
文档编号F16C29/06GK101144501SQ20061003102
公开日2008年3月19日 申请日期2006年9月11日 优先权日2006年9月11日
发明者陈锡宽 申请人:陈锡宽