专利名称：分离器和使用该分离器的线性导引件以及线性运动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种线性导引件，更具体地说，本发明涉及一种分离器(分离元件)、配置有该分离器的一种线性导引件和使用该线性导引件的一种装置。
本发明还涉及一种在工业机械中应用的直接作用式装置，例如，一种线性导引轴承、滚珠丝杠、滚珠花键和线性滚珠衬套。
背景技术：
使用滚柱形滚动元件作为滚动元件的一种线性导引件包括一个导轨，该导轨用于引导线性运动的一个物体；以及以可运动的方式布置在所述导轨上的一个滑动件。当滑动件在纵向方向于导轨之上运动时，多个滚柱形滚动元件与导轨的纵向中的滑动件辊子相结合在导轨上形成的一个滚道及在滑动件上形成的另一个滚道之间。
与使用球形滚动元件的线性导引件相比，这种线性导引件具有更大的硬度和承载能力。当相邻的滚动元件相互接触时，相应的滚动元件在接触区域处沿相反方向转动。因此，在接触区域产生的摩擦力对滚动元件的平稳滚动产生限制。在上述的线性导引件中，在滚动元件中会产生轴向波动即所谓的歪斜，从而会削弱线性导引件的操作性。
为解决上述问题，在下文中提供的JP-A-2001-132745和JP-B-40-24405披露了一种线性导引件，该线性导引件具有夹置在滚柱形滚动元件之间的分离器，从而阻止滚动元件之间相互接触和歪斜。
但是，JP-A-2001-132745所披露的线性导引件利用了夹置在滚柱形滚动元件之间的分离器、分离器主体和一个凸缘部分，其中，该分离器主体的前后方向两侧上具有与滚柱形滚动元件的圆周表面相接触的凹进表面；该凸缘部分从分离器主体的任一侧沿相反方向延伸出来，并与滚动元件的一个端面相接触。因此，滚动元件的转动阻力在分离器主体的一端上增大，从而降低了滚动元件的转动平衡。因此，抑制歪斜的效果就不足。
在JP-B-40-24405所披露的线性导引件中采用了一种结构，该结构中将分离元件用作为分离器，其中，在各个分离元件的两侧上布置有朝滚动元件的中心延伸的盘形腹板。分离元件的腹板在滚动元件中心的附近区域中相互接触而相互支撑。因此，在任一相邻的滚动元件之间及在任一相邻的分离元件之间就产生了一个间隙。因此，相邻的两个滚动元件(在二者之间夹置有一个分离元件)的中心距就大于所需的距离。因而，这样可能减小处于负荷区中的滚动元件的数目，从而就导致了承载能力的降低。此外，在使用JP-B-40-24405所披露的线性导引件的情况下，所述分离元件的横向宽度大于滚动元件的轴向长度。因此，在滚动元件的端面和腹板之间就产生了一个间隙。这样，抑制所述歪斜产生的效果也不大。
在其中布置有多个滚动元件的线性导引件中，滚动元件不间断地循环运动且各个滚动元件沿单一方向滚动。当相邻的滚动元件相互接触时，各滚动元件在接触区域中反向转动。因此，在接触区域中产生和压制滚动元件的力阻止相互接触的滚动元件进行平滑滚动。这样就削弱了线性导引件的平稳操作。
与将球形滚珠用作为滚动元件的情况相比，当将柱形或圆筒形滚柱用作为滚动元件时可提高滚动元件的硬度和承载能力(可允许的承载负荷)。但是，在运行的辊子中产生的轴向波动即所谓的歪斜(柱形或圆筒形辊子的纵轴线不能与辊子的运动方向保持垂直而产生歪斜的一种现象)，所述歪斜可削弱滚动元件的操作性，进一步会损坏线性导引件的操作性。
为此原因，线性导引件被构造成通过在滚动元件之间夹置分离器(分离元件)来阻止滚动元件相互直接接触，以使滚动元件平滑滚动(运行)，从而提高滚动元件的操作性并减小滚动元件在运行过程中所产生的噪音。
例如，在下文所提供的JP-B-40-24405、JP-UM-A-52-110246和JP-B-56-2206中描述了被夹置在辊子之间的分离器。
JP-B-40-24405披露了将分离元件用作为轴承的分离元件(分离器)，所述轴承采用了辊子。所述分离元件具有一个凹陷接触部和臂部(腹板)，所述凹陷接触部与辊子的一个圆柱形表面相配合。所述臂部(腹板)布置在分离元件的相应侧面上，臂部布置在分离元件的各侧上并延伸至辊子的中心，该分离元件在线性运动方向中与臂部的中心对齐。这种分离元件使其臂部与从相邻的分离元件上延伸出的臂部相互接触。
但是，JP-B-40-24405所披露的分离元件的构造，使布置在通过下一个分离元件中的一个臂部将作用力传递给该下一个分离元件，所述作用力在辊子滚动和移动时被传递给分离元件。在实际应用中，分离元件会产生下述问题。
当滚动元件的运动从一个线性部分转变到一个改向部分时，在所述臂部相互接触的区域中产生变化，进而增加了辊子之间的距离。起初，为增大线性导引件的承载能力，辊子和分离元件在所述改向部分中布置得比较紧密，以在一个承载区中布置最大数量的分离元件。为此原因，通过增大的作用力的作用，比所需的作用力要大的作用力就作用在其余相互接触的臂部上，从而阻止了辊子和分离元件的平稳运动而破坏了操作性。
如JP-B-40-24405描述，在分离元件通过使臂部相互接触来传输作用力的情况下，在一个辊子和一个分离元件之间产生一个间隙，其中该分离元件在运行方向中位于该辊子之前或之后；这样就不能足以阻止歪斜的产生。此外，布置在承载区中的辊子的数目还受到所述间隙的限制。这样就不能充分地提高承载能力。
在线性导引件中，滑动件相对于导轨运动，而多个滚动元件则沿着一条连续的循环路径滚动。当滑动件相对于导轨运动时，各个滚动元件移动同时在一个方向中滚动，因此，相邻的滚动元件就相互接触。这样就产生了下述问题即滚动元件的平稳运动受到阻碍、滚动元件的磨损迅速增大且增大了噪音。
因此，目前已知的一种线性导引件使滚动元件平稳滚动以抑制滚动元件的早期磨损，在相邻的滚动元件之间布置有分离器以制动线性导引件并抑制噪音扩散(例如参见JP-A-11-247855，JP-A-2000-291668，JP-A-2001-317552，JP-A-2002-089651，JP-A-2002-039175，JP-A-2002-156018)。
一种公知的传统分离器具有臂部或类似部件，用来在预定位置支撑相邻滚动元件。例如，根据JP-A-11-247855所披露的技术，滚动元件链通过使相邻的分离器与滚动元件相连接构造而成，其中该滚动元件夹置在该相邻的分离器之间。滚动元件通过与分离器相互连接在连续的循环路径中平行布置。因此，削弱了滚动元件的轴向波动(歪斜)及滚动元件之间的相互干扰，从而滚动元件能稳定地循环运动。
根据JP-A-2000-291668，JP-A-2001-317552，JP-A-2002-089651，JP-A-2002-039175和JP-A-2002-156018所披露的技术，由凹槽或通孔形成的润滑剂储蓄器部分形成在分离器中，以用来储存润滑剂。由于润滑剂储蓄器部分形成在分离器中，滚动元件能平滑地滚动，从而，在阻止滚动元件过早磨损及消除噪音产生的同时制动线性导引件。
但是，根据JP-A-11-247855所披露的技术，分离器没有设置凹槽、通孔或类似部件，根据JP-A-2000-291668，JP-A-2001-317552，JP-A-2002-089651，JP-A-2002-039175，JP-A-2002-156018所披露的技术，该类似部件用来储存润滑剂。因此，这些披露的技术使以下几个方面得到提高，这几个方面是滚动元件的平滑滚动运动，抑制滚动元件过早磨损，消除噪音产生的同时制动线性导引件。
同时，根据JP-A-2000-291668，JP-A-2001-317552，JP-A-2002-089651，JP-A-2002-039175和JP-A-2002-156018所披露的技术，分离器没有设置臂部或类似部件，根据JP-A-11-247855所披露的技术，该类似部件用来积极地调节滚动元件的位置。因此，在有效地抑制滚动元件中的轴向波动(歪斜)和滚动元件之间的相互干扰的同时，滚动元件的稳定循环运动问题仍未解决。
本发明的发明人已经开发了一种分离器，该分离器能完全解决上述问题。
在将分离器夹置于相邻的滚动元件之间的同时，人工地将滚动元件插进连续的循环路径中的装配操作是十分耗时的。因此，随着生产力的提高，装配操作的自动化是需要的。
因此，一种可能的方法是通过使用自动对准机器(如送料器)将分离器成一行排列，并通过使用如机器人连续地使装配操作自动完成。
尽管分离器能完全地解决前述问题，仍需要配备多个分离器和润滑剂储蓄器部分，这些分离器仅仅组成滚动元件链置，每一个滚动元件都具有使滚动元件对准的臂部，并且润滑剂储蓄器部分由凹部或通孔构成。进行了一个自动对准分离器的实验。在某些情况下，臂部装配入通孔或作为润滑剂储蓄器的类似部件中，这样将导致分离器之间相互缠绕并最终不能将分离器对准。
如上所述，在实现分离器具有调节滚动元件的位置和储存润滑剂的作用之前，仍存在一些需要解决的问题，还需要考虑生产的自动化。
如图41所示，一线性导引轴承装置作为一种传统的直接作用式装置是众所公知的，该线性导引轴承装置具有轴向延伸的导轨501和滑动件502，该滑动件502被设置成跨骑在导轨51上并在轴向方向上可相对地移动。
两轴向延伸的滚道表面503沿导轨51的横向形成在导轨51的任一侧表面上，因此总共形成了四个滚道表面503。与滚道表面503相对的滚道表面505形成在滑动件502的滑动件主体502A的套筒部分504的每一内侧表面上。
多个作为滚动元件的圆柱形辊子506循环地转动加载于滚道表面之间。滑动件502通过圆柱形辊子506的滚动运动在导轨501上可轴向地相对移动。
当滑动件502移动时，夹置于导轨501和滑动件502之间的圆柱形辊子506转动并朝滑动件502的轴向末端移动。但是，为了连续地轴向移动滑动件502，圆柱形辊子506必须不断地转动。
通孔507形成在滑动件主体502A的套筒部分504上，从而穿透整个套筒部分504。循环管8装配入每一个通孔507中，其中循环管8的内侧形成一用于圆柱形辊子506的通道(滚动元件通道)508a。作为滚动元件循环部件的一对端盖509，通过使用螺钉或类似构件固定在滑动件主体502A的各轴向末端。一改向通道510(如图42B所示)——该改向通道510使滚道表面503，505与滚动元件通道508a相通并被形成半环形状——形成在每一端盖509上，从而为圆柱形辊子506形成了一条连续的循环通道。
沿连续的循环通道转动的多个圆柱形辊子506在一个方向上绕辊子轴转动。当相邻的圆柱形辊子506相互接触时，位于接触区域的辊子速度方向是互相相反的。相互接触而产生的作用力阻碍圆柱形辊子506的平滑滚动运动。
如图41所示，在这种情况下，分离器(分离元件)520夹置于相邻的圆柱形辊子506之间，从而抑制圆柱形辊子506相互直接接触。因此，滑动件502的运行将平稳，也减小滑动件运行过程中产生的噪音。如图42至44所示，其中分离器520包括分离器主体521和臂部522，分离器主体521夹置在相邻的圆柱形辊子506之间，臂部522被设置成使圆柱形辊子506的轴端表面夹置在臂部522之间，并且臂部522与分离器主体521整体形成。与圆柱形辊子506的外圆周形状相一致的凹进部521a形成在分离器主体521的区域内，该区域与圆柱形辊子506的外圆周表面相对。在图41中，附图标记523表示分离器导引件，该分离器导引件夹置在导轨501的外端面和滑动件502的内端面之间。
当圆柱形辊子506在某一空间内转动时，该空间由滚道表面503和405，改向通道510和滚动元件通道508a限定，分离器520的臂部522在圆柱形辊子506转动方向上沿导引槽524被引导，其中导引槽形成在分离器导引件523，滚动元件通道508a和改向通道510上。
此外，为了吸收由于循环通道中的滚动元件的相位改变而在通道长度方向上产生的波动(参见JP-A-2002-21849)，本发明的申请人已经提出了使用人造橡胶，如Hytrel@或Pelprene@(由Toyobo公司制造)。进一步地，油脂和润滑油或类似物将会使分离器膨胀。根据滚动元件和分离器之间的接触位置，滚动元件之间的节距将会大大地改变，从而产生了不利地影响操作性，低噪音特性和持久性的问题。因此，滚动元件和分离器之间的接触位置被限定成等于或小于滚动元件直径的50％，优选是在30％至50％的范围内(当参数“接触位置”改变成参数“接触角”时，在该“接触位置”范围内的“接触角”等于或小于30°，最佳位置时的接触角是17.5°至30°)(参见JP-A-2003-49834)。
但是，根据分离器凹进部的曲率半径“f”(由(凹进部的凹槽半径R)/(滚动元件的半径Dw)值来定)或分离器凹进部的凹槽的底端厚度2δ值，JP-A-2002-21849中的滚动元件和分离器之间的接触位置不能总是保持最佳值。例如，当分离器凹进部的曲率半径“f”取值为0.54，滚动元件的半径Dw取值为8mm，凹进部的厚度2δ取值为1.2mm(该数值保证了满足承载能力所需的滚动元件的数量)时，滚动元件和分离器之间的接触位置超过滚动元件直径的50％(对应于30°的接触角而言)，并且52％(对应于31°的接触角而言)是一最佳数值(分离器径向上的膨胀长度和分离器厚度方向上的膨胀厚度之间的尺寸差是零(参见图45)；径向上的膨胀导致减小滚动元件之间的节距，厚度方向上的膨胀导致增加滚动元件之间的节距)。
发明内容
本发明已经考虑了前述问题，目的在于提供一种用于线性导引件的分离器，该分离器能阻止滚动元件之间发生接触和在没有减小承载能力的情况下抑制发生歪斜。
本发明已经考虑了相关现有技术中存在的问题，目的在于提供一种用于线性导引件的分离器，该分离器能有效地抑制承载能力减小和抑制发生歪斜，并采用一种简单结构来提高操作性，还提供了一种包括该分离器的线性导引件和包括该线性导引件的装置。
本发明已经考虑了上述提出的问题，目的在于提供一种用于线性导引件的分离器和一种线性导引件，该分离器削弱了滚动元件内部的轴向波动(歪斜)和滚动元件之间的相互干扰、通过以一种更稳定的方式转动滚动元件并更平稳地滚动滚动元件，从而抑制滚动元件的早期磨损、抑制噪音的产生，并能提高线性导引件的生产率。
本发明已经考虑了解决这些问题，目的在于提供一种直接作用式装置，当该装置抑制了由于膨胀(膨胀是由润滑剂油和油脂或类似物而引起的)影响而产生在滚动元件之间的节距中的波动时，该装置能容易地实现在操作性、低噪音特性和低成本持久性方面上的提高。
为了达到这些目的，本发明的第一方面提供了一种用于线性导引件的分离器，该线性导引件具有一导轨，一布置在导轨上以能相互相对移动的滑动件，和多个与滑动件相结合的滚柱形滚动元件，该分离器具有一分离器主体和至少一对臂部，该分离器主体的前后方向的两侧具有与滚动元件的圆周表面相接触的凹进表面部分；当该至少一对臂部设置在同一方向上时，它们在分离器主体部分的两侧相互平行，其中相对于分离器主体的侧面方向而言，臂部的长度等于或小于两相邻的滚动元件之间的中心距，其中分离器主体夹置在该两相邻的滚动元件之间。
由于采用这种构造，能阻止滚动元件与分离器主体之间产生间隙，并最终减少设置在承载区域的滚动元件数量，在JP-B-40-24405中，由于分离器臂部之间的长度L小于两相邻的滚动元件之间的中心距，所以JP-B-40-24405所披露的线性导引件也达到了这种效果。因此，在没有减少承载能力的情况下能抑制滚动元件之间的接触和歪斜。此外，这也防止了分离器的转动阻力偏向滚动元件，JP-A-2001-132745中披露的线性导引件也具有这种特性。因此，能充分达到抑制歪斜的效果。
本发明的第二方面根据第一方面提供了一种用于线性导引件的分离器，其中臂部的高度大约是滚柱形滚动元件直径的20％至60％。通过采用这种构造，用臂部加强了分离器主体，并且保证了滚动元件的端部表面和接触该端部表面的滚道之间具有充足的接触面积。
本发明的第三方面根据第一方面或第二方面提供了一种用于线性导引件的分离器，其中分离器主体的侧面长度稍短于滚柱形滚动元件的轴向长度，并且滚动元件的左右侧表面中的一个表面接触形成在滑动件内侧表面上的某一表面，以使滚动元件的左右侧表面中的一个表面与滑动件的滚道相邻，其中该某一表面与滚道同时形成。由于采用了这种构造，滚动元件的位置变得更加稳定，从而对抑制滚动元件的歪斜产生了有效的影响。
本发明的第四方面提供了一种用于线性导引件的分离器，其中该线性导引件具有一导轨、一设置在导轨上以能相互相对移动的滑动件、和多个与滑动件相结合的滚柱形滚动元件，该分离器具有一分离器主体和一间隙槽，其中分离器主体前后方向的两侧具有与滚动元件的圆周部分相接触的凹进表面部分，间隙槽形成在滚动元件圆周方向上的凹进表面部分的中心处。由于采用这种构造，分离器和滚动元件之间的接触区域限制于分离器的左右两侧。因此，抑制了滚动元件的歪斜，从而提高了线性导引件的操作性。
本发明的第五方面根据第一或第四方面提供了一种用于线性导引件的分离器，其中，一通孔形成在凹进表面部分的中心处，以在分离器主体前后方向上贯穿凹进表面部分。由于采用这种构造，润滑剂能储存在通孔中，并且储存在通孔中的润滑剂能被稳定地供送到滚动元件中。
根据第一方面，本发明第六方面的分离器是一种用于线性导引件的分离器，进一步地包括一桥接部分，该桥接部分用于将分离器主体与臂部相连接。
通过采用这种构造，分离器能阻止相互接触。因而，分离器能平稳地操作，进一步地也使滚动元件平稳地操作。因为抑制了滚动元件的歪斜，则能进行更平稳的操作。在进入承载区域时滚动元件之间相互碰撞所发出的嗒嗒声也被抑制了。最终，抑制了在操作过程中产生的噪音和振动。
如果为了提高承载能力而通过增加设置在负载区域内的辊子数量来缩短辊子之间的距离，那么分离器主体的辊子接触部分在移动方向(即线性运动方向)上将变薄。结果，分离器主体将被削弱。但是，根据本发明分离器主体的上部和下部之间的接合被臂部和分离器之间的桥接部分增强，从而加强了分离器主体。
因此，在保证所需的强度的前提下辊子之间的距离能缩短。因此，即使分离器主体夹置于辊子之间，设置在承载区域的辊子数量的减少能减小到最小，负载量的下降能减小到最小。
辊子端部表面由臂部来引导，因而，辊子从分离器主体中脱离的机会和歪斜将会减小到最小。
此外，在线性导引件使用该分离器的情况下，如果臂部被导引，辊子的歪斜能被更有效地抑制，从而能使辊子和分离器进行更平稳的操作。
本发明的第七方面根据第六方面提供了一种用于线性导引件的分离器，其中，相对于凹进表面的高度而言，其中该高度是从一连接相邻滚动元件的转动中心的虚线、到分离器主体的凹进表面部分的端部表面之间的距离，其中该端面基本上平行于滚动元件的直接作用表面，在改变方向部分；在该改向部分，滚动元件的运动方向绕着预先设定的运动中心被改变；凹进表面的高度Ho大于凹进表面的高度Hi，其中高度Ho是指从连接相邻滚动元件转动中心的虚线到末端(该末端是相对于运动中心而言的)的距离，高度Hi是指从一连接相邻滚动元件转动中心的虚线到最近端(该最近端是相对于运动中心而言的)的距离。
本发明的第八方面根据第六方面提供了一种用于线性导引件的分离器，其中，相对于分离器主体某一端面的宽度而言，其中该端面基本上平行于位于改向部分的滚动元件的直接作用表面，在该改向部分，滚动元件的运动方向绕着预先设定的运动中心被改变。分离器主体末端的宽度“a”；该末端是相对于运动中心，大于分离器主体最近端的宽度“b”；最近端是相对于运动中心。
如果分离器以第七和第八方面所述的方式被构造，分离器主体容纳辊子的能力将提高。因此，歪斜将被有效地抑制，并能有效地防止辊子脱离。特别地，由于在改向部分提高了容纳辊子的功能，因而当这种分离器用于线性导引件时，即使滑动件从导轨中脱开，也能防止辊子脱离。因此，提高了维护和组装的简易性。
本发明的第九方面根据第六至第八方面的任一方面提供了一种用于线性导引件的分离器，其中，当臂部被构造成分别从分离器主体两侧的中心朝位于移动方向上的相邻滚动元件的转动中心延伸相同长度时，当一侧的臂部长度以L表示时，滚动元件的直径以Dwe表示，相邻滚动元件的中心距以kDwe表示，从运动中心到位于改向部分的滚动元件的转动中心的移动轨迹之间的半径以R表示，从运动中心到包络表面的半径以Ri表示，其中包络表面所在的位置比虚线距离运动中心更近并由臂部限定，该虚线连接相邻的滚动元件的中心(臂部在垂直于滚动元件的滚道表面方向的高度以A表示)，臂部形成了一轮廓线，从而臂部一侧的长度Li(即一个内臂部长度)，其中该臂部所在的位置比虚线距离运动中心更近，该虚线连接相邻的滚动元件的中心，臂部另一侧长度Lo(即外臂部长度)，其中该臂部相对于虚线位于运动中心的相反侧，该虚线连接相邻的滚动元件的中心，满足下面的等式θ＝sin-1{kDwe/(2R)}，0.3/2×Dwe≤A≤(R-Ri)，Li＜(kDwe/2-Asinθ)，Lo＜kDwe/2。
本发明的第十方面根据第六至第八方面中的任一方面提供了一种用于线性导引件的分离器，其中，当臂部被构造成在分离器各侧上相对于运动方向从分离器主体向相邻滚动元件的中心延伸不同长度时，相对于运动方向在分离器的各侧延伸的臂部总长度的最大值Ls，小于相邻滚动元件的转动中心距kDwe。
如果分离器以第九和第十方面描述的那种方式被构造，相邻分离器的臂部长度被设置成，使它们在辊子的整个循环通路中相互不接触。因而，辊子和分离器的平稳操作能顺利完成。
本发明的第十一方面根据第六至第十方面的任一方面提供了一种用于线性导引件的分离器，其中，分离器主体两侧的接触面，相对于运动方向在某一位置处接触相邻的滚动元件，在该位置处，凹进表面部分的凹槽接触表面之间的尺寸最小。
通过这样构造，即使产生膨胀，对凹进接触表面之间的尺寸影响最小。而且，能有效地防止辊子从分离器上脱离的危险，这种危险是由于增加辊子链之间的间隙增大而引起的，其中分离器夹置于该辊子链中。
本发明的第十二方面的特征在于根据第六至第十一方面的任一方面提供了一种用于线性导引件的分离器，其中凹进的润滑剂储蓄器形成在凹进表面部分的接触表面上。通过这样构造，能使辊子和分离器进行平稳操作，抑制辊子和分离器的磨损，进一步也抑制了操作噪音等产生。
本发明的线性导引件的特征在于包括用于线性导引件的分离器，该分离器设置在作为滚动元件的辊子之间，这些分离器可以由第一至十二方面中的任一方面来限定。
通过采用这样的构造，提供了一种线性导引件，该线性导引件能有效地防止承载能力下降并有效地抑制歪斜，通过采用简单的结构提高操作性。
根据本发明的一种线性导引件的特征在于该线性导引件被构造成导引臂部。以这种方式，如果臂部被导引，辊子的歪斜能被有效地抑制，从而能使辊子和分离器进行平稳的操作。
根据本发明的一种装置(各种形式中的任一种形式的一种加工装置)的特征在于包括一种根据上述方面的线性导引件。
通过采用这样的构造，提供了一种线性导引件，该线性导引件能有效地抑制承载能力下降并防止歪斜，并且采用简单的结构能提高操作性。
为了解决上述问题，本发明的第十三方面根据第一方面提供了一种用于线性导引件的分离器，其中，导轨具有一辊子导引表面，滑动件具有一承载辊子导引表面、一对改向通路和一辊子返回通路，与辊子导引表面相对的承载辊子导引表面和辊子导引表面共同形成了一辊子轨迹，一对改向通道与辊子轨迹的两端相通，该辊子返回通道与该对改向通道相通，连续的循环路径由该辊子路径，该对换向通路和该辊子返回通路组成，线性导引件在连续的循环通路中具有导引槽，该导引槽在设置滚动元件的方向上是连续的，该对臂部由导引槽导引；润滑剂储蓄器部分在各个凹进表面部分是开口的，润滑剂储蓄器的开口小于臂部的外尺寸，从而阻止了臂部装配入润滑剂储蓄器部分。
本发明的第十四方面根据第十三方面提供了一种用于线性导引件的分离器，其中开口部分的最大尺寸小于臂部的最大尺寸，其中该最大尺寸是垂直于臂部纵向的臂部横截面部分的尺寸。
本发明的特征在于一种线性导引件，该线性导引件的特征是使用了一种分离器。该分离器用于由第十三或第十四方面限定的线性导引件中。
如果本发明的分离器用于一种线性导引件，每一辊子的侧部都能夹置于相邻分离器的凹进表面之间。并由相邻分离器凹进表面固定。进一步地，辊子的位置能通过形成在分离器上的臂部来对准。因此，假如本发明的分离器用于该线性导引件，辊子元件中的轴向波动(歪斜)和辊子元件之间的相互干扰能被减小，从而能使滚动元件更稳定地循环运动。
润滑剂储蓄器部分在辊子接触表面上是开口的。因此，如果本发明的分离器用于该线性导引件，滚动元件能更平稳地滚动，滚动元件的早期磨损和噪音的产生能被抑制。
此外，根据本发明的第十三方面，润滑剂储蓄器的开口部分小于臂部的外部形状，从而构成了分离器。根据本发明的第十四方面，开口部分的最大尺寸小于臂部的最大尺寸，其中，该最大尺寸是垂直于臂部纵向的横截面的尺寸。因此，能阻止臂部装配入润滑剂储蓄器中。例如，即使分离器被如送料器或类似构件自动对准，也能防止分离器之间互相缠绕。因而，提供了一种用于线性导引件的分离器，该线性导引件便于生产的自动化并能提高线性导引件的生产率。提供了一种线性导引件，由于使用了用于第十三方面和十四方面所限定的用于线性导引件的分离器，该线性导引件具有很多优点。
使用的词组“臂部装配入润滑剂储蓄器部分”在此意味着，多个分离器中的一个分离器的臂部装配入另一个分离器的润滑剂储蓄器部分中，从而这些分离器相互卡住。
进一步地，单词“臂部的外部尺寸”表示有助于“臂部装配入润滑剂储蓄器部分”的任一尺寸。例如，假如垂直于纵向的臂部的横截面仅仅是一长方形，有助于装配的尺寸是对应于四侧长度和长方形的对角线长度。如果横截面是环形的，该尺寸对应于环形的直径，如果横截面具有另一组合几何形状，该尺寸是某一形状的各部分尺寸，该形状凸起在有助于使臂部装配的方向上。
根据本发明的用于线性导引件的分离器，不仅提供了一种线性导引件，还提供了一种与线性导引件一起使用的分离器，该线性导引件能提高线性导引件的生产率。
为了达到上述目的，本发明的第十五方面提供了一种线性运动装置，其具有一导轨，该导轨包括滚动表面一滑动件，包括与导轨的滚动表面相对置的滚动表面，并通过多个滚动元件由导轨导引，滚动元件夹置在滚动表面之间，以便相互相对运动；以及一分离器，夹置在相邻滚动元件之间，并包括凹进表面部分，该凹进表面部分形成在与所述滚动元件相对置的所述每个隔板(spacer)部分中，其中，分离器凹进表面部分和滚动元件之间的接触位置设置在接触角为19°至35°的范围内。
本发明的第十六方面提供了一种用于线性运动装置的分离器，其具有一导轨，该导轨包括滚动表面一滑动件，包括与导轨的滚动表面相对置的滚动表面，并通过多个滚动元件由导轨导引，滚动元件夹置在滚动表面之间，以便相互相对运动；以及一分离器，夹置在相邻滚动元件之间，并包括凹进表面部分，该凹进表面部分形成在与所述滚动元件相对置的所述每个隔板(spacer)部分中，其中，凹进表面部分的横截面部分形成尖端拱门式(gothicarch)形状；滚动元件的直径以Dw表示，分离器和滚动元件之间的接触角以θ表示；凹进表面部分的夹端拱门式凹槽半径以R表示；分离器凹进表面部分的凹槽底部厚度以2δ表示，凹进表面部分的曲率半径以“f”表示，分离器的接触角θ满足下面的等式(1)至(3)0.5Dw*sinθtanθ＝δ+R(cosθ0-cosθ)(1)θ0＝sin-1[{(2f-1)/(2f)}sinθ] (2)f＝R/Dw (3)本发明的第十七方面提供了一种线性运动装置，其具有一导轨，该导轨包括滚动表面一滑动件，包括与导轨的滚动表面相对置的滚动表面，并通过多个滚动元件由导轨导引，滚动元件夹置在滚动表面之间，以便相互相对运动；以及一分离器，夹置在相邻滚动元件之间，并包括凹进表面部分，该凹进表面部分形成在与所述滚动元件相对置的所述每个隔板(spacer)部分中，其中凹进表面部分的横截面部分形成单圆弧状；滚动元件的直径以Dw表示，分离器和滚动元件之间的接触角以θ表示；凹进表面部分的圆弧形凹槽半径以R滚示；分离器凹进表面部分的凹槽底部厚度以2δ表示，凹进表面部分的曲率半径以“f”表示，分离器的接触角θ满足下面的等式(4)至(5)0.5Dw*sinθtanθ＝δ+R(1-cosθ)(4)f＝R/Dw(5)根据第十七方面，本发明的第十八方面将提供一种用于线性导引件的分离器，其中，分离器凹进表面部分和滚动元件之间的接触位置范围设定在±10°的范围内。
可以使用一种线性导引件，该线性导引件包括由第一至第十八方面中的任一方面限定的分离器。
根据本发明，考虑到由润滑油或油脂或类似物引起分离器膨胀的径向长度，和分离器在厚度方向上的膨胀厚度(即膨胀的径向厚度)(径向膨胀导致滚动元件之间的节距减小，厚度方向上的膨胀导致滚动元件之间的节距增加)，分离器的凹进部分以某一接触角与滚动元件接触，在该接触角处，分离器在厚度方向上的改变变小，从而，减小了由膨胀引起的分离器的尺寸变化，这种膨胀引起滚动元件之间的节距发生改变。因此，抑制了由膨胀影响而引起的滚动元件之间的节距变化，其中这些膨胀是由润滑油和油脂或类似物引起的，从而很容易实现在操作性、低噪音性和低成本持久性方面的提高。
图1是线性导引件的透视图；图2是图1所示的线性导引件的局部正剖视图；图3是沿图2所示的III-III线的横截面图；图4是图3所示的分离器的侧视图；图5是图3所示的分离器的平面图；图6是图3所示的分离器的正视图；图7是沿图6所示的VII-VII线的纵向横截面图；图8是表示形成在滑动件主体内侧表面上的分离器导引表面的视图；图9是一透视图(包括局部横截面)，表示本发明的一个实施例的线性导引件(一线性导引件)的简单构造；图10是表示本实施例中的线性导引件的视图(包括局部横截面)，该图是沿图9中所示的线性运动方向来观察的；图11表示本实施例中的辊子和分离器的视图，其中该图是沿垂直于滚道表面的方向来观察的；图12表示图11所示的辊子和分离器的视图，其中该图是沿线性运动方向来观察的；图13是沿图12所示的A-A线的横截面图；图14表示图11所示的辊子和分离器的视图，其中该图沿平行于辊子轴(轴线)的方向来观察的；图15表示本实施例中的“臂部”长度的视图；图16表示本实施例中的“臂部”长度的视图；图17表示本实施例中的辊子链的视图；图18表示本实施例中的由“分离器”和“辊子”之间限定的接触角的视图；图19表示本实施例的“凹进表面”高度的视图；图20表示“下降”量的视图；图21表示“从参考位置到辊子中心的距离S”和“下降(drop)量B”之间的关系图；图22表示本实施例中分离器主体的R斜面的一个例子的视图；图23表示本实施例中分离器主体的R斜面的一个例子的视图；
图24A表示本发明润滑剂储蓄器的一个例子的视图；图24B表示图24A所示的润滑剂储蓄器的视图，该视图是沿线性运动方向来观察的；图25A表示本发明润滑剂储蓄器的另一个例子的视图；图25B表示图25A所示的润滑剂储蓄器的视图，该视图是沿线性运动方向来观察的；图26是一描述性视图，表示线性导引件的一部分的局部剖视图，其中该线性导引件具有用于本发明线性导引件的分离器；图27是沿图26所示的X-X的线性导引件的横截面图；图28是一描述性视图，以放大方式表示图26中所示的线性导引件的基本特性；图29是一描述性视图，以放大方式表示图26中所示的线性导引件的基本特性；图30是本发明的分离器(用于线性导引件)的放大图，其中图30A是分离器的正视图，图30B是分离器的平面图，图30C是分离器的右视图；图31A、B是局部放大图，表示本发明的分离器(用于线性导引件)构成了辊子链，其夹置在相邻的辊子之间；图32A、B是描述性视图，表示本发明的分离器(用于线性导引件)的另一实施例；图33A、B是描述性视图，表示本发明的分离器(用于线性导引件)的另一实施例；图34A、B是描述性视图，表示本发明的分离器(用于线性导引件)的另一实施例；图35A、B是描述性视图，表示本发明的分离器(用于线性导引件)的另一实施例；和图36A、B是描述性视图，表示本发明的分离器(用于线性导引件)如何互相装配；图37是一描述性视图，表示线性导引件轴承，该轴承是本发明的本实施例中的一个例子；图38是一曲线图，表示对应于不同的每一δ值上的接触角θ和滚动元件半径Dw之间的关系，其中在该接触角θ处，由于膨胀而引起的分离器的尺寸改变将变小；图39是一曲线图，表示每一辊子元件半径Dw的接触角θ和δ之间的关系，其中在接触角θ处，由于膨胀而引起的分离器的尺寸改变将变小；图40是描述性视图，表示本发明的另一实施例的线性导引轴承；图41是局部剖视图，表示使用滚柱形辊子作为滚动元件的线性导引轴承，其中该轴承是直接作用式装置的一个例子；图42A、B表示分离器夹置在相邻的圆柱形辊子之间的视图，其中图42A表示线性运动区域，图42B表示改向通路区域；图43表示分离器的视图，其中该视图是沿圆柱形辊子转动方向观察的；图44是图43的顶视图；图45是图44的侧视图；和图46是一曲线图，表示接触角θ和尺寸差之间的关系，其中尺寸差存在于分离器的厚度方向上的膨胀长度和分离器的膨胀径向长度之间；具体实施方式
参见附图，下面将对本发明的一个实施例进行描述。
图1至8表示本发明的一个实施例。图1是线性导引件的透视图。如图所示，线性导引件10包括导轨11、以可移动的方式布置在导轨11上的滑动件12、和多个与滑动件12相结合的滚动元件13(参见图2和3)。一凹形滚道14跨过导轨11的纵向形成在导轨11的左右两侧表面上。
如图1所示，滚道14包括滚道表面141和142。滚道表面141和142中的滚道表面141与导轨11的侧面所形成的夹角大于90°(如135°)，其中该滚道表面141在图中处于高位置上。进一步地，在图中处于低位置的滚道表面142在与滚道表面141相对的方向上与导轨11的侧面所形成的夹角大于90°(如120°)。
滑动件12包括一滑动件主体121和端盖122，123，其中该端盖122和123通过使用多个锁定螺钉分别连接在滑动件主体121的前后方向上的各端上。滑动件主体121具有与导轨11的上表面相对的低表面121a。一滚动元件固定件30连接在滑动件主体121的低表面121a上。滑动件主体121具有与导轨11的侧面相对的左右内侧表面。滚动元件固定件31和32(参见图2)连接在滑动件主体121的每个内侧表面上。一突起的滚道16沿导轨11的纵向形成在每一内侧表面上。
滚道16具有滚道表面161和162(参见图2)。滚道表面161的滚道表面161和162中的与滑动件主体121的内侧表面所形成的夹角大于90°(如135°)，其中该滚道表面161设置在上部位置上。进一步地，设置在图中低端位置上的滚道表面162在与滚道表面161相对的方向上与滑动件主体121的内侧表面所形成的夹角大于90°(如135°)。滚道表面161和162与滚道14的滚道表面141和142相对设置。一用来在导轨11上纵向上滚动滚动元件13的滚动元件滚道17(参见图3)，形成在滚道表面141和161之间和滚道表面142和162之间。
滑动件主体121具有四个通孔18，这些通孔18沿导轨11的纵向贯穿滑动件主体121(参见图2)。滚动元件循环组件19装配入各通孔18中。滚动元件循环组件19由树脂材料形成柱形。如图3所示，一滚动元件返回通道21——该通道21与形成在端盖122和123上的滚动元件改向通道20相连而形成了一滚动元件改向通道——形成在各个滚动元件循环组件19的每一中心部分。
当滑动件12沿导轨11的纵向移动时，滚动元件13在滚动元件滚道17中滚动，并且进一步地在滚动元件改向通道20和滚动元件返回通道21中滚动。进一步地，滚动元件13被制成圆柱形滚柱状。在滚道141和161之间滚动的滚动元件13由滚动元件固定组件30和31来支撑。在滚道142和162之间滚动的滚动元件13由滚动元件固定组件31和32来固定。进一步地，各个滚动元件13由金属，陶瓷或类似材料制成。进一步地，分离器22(参见图3)夹置在滚柱状的滚动元件之间，其中制成该分离器22的材料比制成滚动元件的材料(如树脂)要软。
如图4至6所示，分离器22包括分离器主体221和一对设置在分离器主体221各端上的臂部222，222。分离器导引槽26(参见图2)形成在滚动元件改向通道20、滚动元件返回通道21和滚动元件固定组件30至32上，其中该分离器导引槽26用来沿滚动元件13的滚动方向导引分离器22的臂部222。
臂部222，222与分离器22整体形成，以使臂部222，222的两端在分离器22的纵向上突起。如图4所示，臂部222，222的长度L比两相邻的滚动元件13，13的中心距要短，其中分离器主体221夹置在该两相邻的滚动元件13，13之间。优选地，长度L大约是滚动元件直径的50％至98％。臂部222，222(参见图4)的高度H大约是辊子元件直径的20％至60％。
分离器主体221的侧向长度L1(参见图5)稍短于滚动元件13的轴向长度。因此，臂部222，222中的至少一个臂部被设置成接触滚动元件13的轴端表面。分离器主体221具有凹进表面部分23，23，该凹进表面部分23，23相对于分离器主体221的前后方向设置在分离器主体221的各侧上，凹进表面部分23，23接触滚动元件13的圆周部分。间隙槽24沿滚动元件13的圆周方向形成在每一凹进表面部分23的中心处，该间隙槽24的宽度大约是滚动元件的轴向长度的1/3。一通孔25也形成在每个凹进表面部分23的中心处，以在分离器22的前后方向上贯穿凹进表面部分23。
分离器主体221在侧向上具有两侧表面部分221a，221b(参见图5和6)。两侧表面部分221a，221b中的一侧表面邻近于滚道表面161，并接触形成在滑动件主体121的内侧表面上的分离器导引表面33a(参见图8)相接触，或邻近于滚道表面162并接触分离器导引表面33b。分离器导引表面33a，33b通过旋转研磨机(未描述)整体研磨而成，并与滚道161，162同时进行研磨。滚动元件13左右侧表面部分的任一个表面接触分离器导引表面33a和33b。多个螺栓通孔27(参见图1)沿附图中导轨11的纵向基本等间隔地形成在导轨11的上表面上。在图中，用来安装滑动件的螺孔28形成在滑动件主体121的上表面的多个区域中。
如上所述，防止了滚动元件13和分离器主体221之间产生间隙，并最终抑制了设置在承载区域的滚动元件的数量减小，JP-B-40-24405中披露的线性导引件也具有这种优点，这是因为分离器主体22的臂部222之间的长度L短于两相邻滚动元件13，13的中心距。因此，在没有减小承载能力的情况下能抑制歪斜和滚动元件之间相互接触。而且，抑制了分离器22的转动阻力偏向滚动元件13，JP-A-2001-132745所披露的线性导引件具有这种优点。因此，能有效地产生抑制歪斜的效果。
由于臂部222的高度H是滚动元件13直径的20％至60％，分离器主体221能被臂部222加强，能保证滚动元件13的端部表面和接触该端表面的滚道之间具有充分的接触区域。
此外，由于间隙槽24沿滚动元件13的圆周方向形成在凹进表面部分23的中心处，滚动元件13和分离器22之间的接触区域限制在分离器的左右两侧上。因此，当滚动元件13的歪斜能被抑制的同时可提高线性导引件的操作性。进一步地，由于通孔25形成在凹进表面部分23的中心处以在分离器主体221的前后方向上贯穿凹进表面部分，润滑剂能储存在通孔25中并且储存在通孔25中的润滑剂能被稳定地供送到滚动元件13中。接触滚动元件13的侧面部分的分离器导引表面33a，33b设置在滑动件主体121的内侧表面上。因此，分离器22和滚动元件13的位置变得稳定，从而抑制了滚动元件13的歪斜。
本发明不仅限于上述实施例。例如，在该实施例中，臂部222之间的长度L短于两相邻滚动元件13，13的中心距。但是，臂部222之间的长度L可以等于两相邻滚动元件13，13的中心距。在前述实施例中，间隙槽24的宽度大约是滚动元件13的轴向长度的三分之一。但是，该宽度不仅仅限于大约三分之一。例如，该宽度可以大约是该槽宽度的四分之一至二分之一。
通过下面的附图对本发明的一个实施例进行描述。
图9根据本发明的第一实施例示意性地表示线性导引件301的结构(包括局部横截面部分)。
如图9所示，在本实施例中的线性导引件301中，滑动构件330被设置成以可线性移动的方式环绕导轨320进行装配并跨骑。附图标记370表示一端盖，380表示一侧部密封件。
图10是沿图9所示的线性运动方向来观察的导轨320和滑动构件320的视图(包括局部剖视部分)。如图10所示，一滚道槽321形成在导轨320的任一侧。滚道槽321形成在导轨320的两侧面上并形成凹状，该凹状具有基本上是V形的横截面。
如图9和10所示，环绕导轨320(其中该导轨320沿垂直于图10的平面的方向延伸)装配的滑动构件330具有凸起部分331，该凸起部分331与形成在导轨320上的滚道槽321相对，该凸起部分331的凸起形状形成具有V形横截面的凸起状。
具有V形横截面的滚道槽321的表面构成了用于辊子340的滚道表面322A，322B。凸起部分331的表面构成了用于辊子340的滚道表面332A，332B，其中该凸起部分331面向滚道表面332A，332B，并具有V形横截面。滚道表面最好进行高精度研磨。
多个作为柱形或圆柱形滚动元件的辊子340，夹置在滚道凹槽321的滚道表面322A(或322B)和凸起部分331的滚道表面332A(或332B)之间。分离器(分离元件)350夹置在辊子340之间。图10仅仅表示导轨320的右部分和相对于导轨320中心的滑动构件330的右部分。但是，图10中表示的导轨320的左部分和相对于导轨320中心的滑动构件330的左部分以与右部分相同的方式(即绕导轨320中心轴向对称的方式)构成。
在此，将对本实施例中的夹置在辊子340之间的分离器350进行描述。
如图11所示，本实施例的分离器350包括夹置在辊子340之间的分离器主体351、用来导引辊子340的端面341的臂部352，其中该辊子340设置在分离器主体351各侧、和用来连接分离器主体351和臂部352的桥接部分353。分离器350能整体制成，如采用树脂材料。
如图12，13和14所示，分离器主体351被构造成使凹进的辊子容纳部分354设置在分离器主体351的各侧上，每一凹进的辊子容纳部分354接触设置在各侧的辊子340的圆柱形外圆周部分并容纳该外圆周面部分。作为润滑剂储蓄器的凹槽356和通孔357形成在容纳部分354的表面355上，其中该容纳部分354接触辊子340。本实施例表示的例子中仅只有一个凹槽356。但是，根据所需要的润滑特性可以形成多个凹槽356。同理也可以形成多个通孔357。而且，根据所需的润滑特性，凹槽356和通孔357中的任一个可以取消。作为替换，凹槽356和通孔357都可以取消。
辊子340——它们夹置在滚道表面322A和332A之间，并且滚动时它们穿过滑动构件330，进而穿过承载区域(参见图15)，其中在该承载区域负载施加在辊子340上——和夹置在辊子340之间的分离器350，通过循环通道333A(参见图9和10)返回到(循环)滚道表面322A和332A(如负载区域)之间的空间。
辊子340——它们夹置在滚道表面322B和332B之间并以滚动的方式穿过承载区域——和夹置在辊子340之间的分离器350，通过循环通道333B(参见图9和10)返回到(循环)滚道表面322B和332B(即负载区域)之间的空间。
如图9和10所示，循环通道333A设有循环管334A，以使辊子340和分离器350平稳地循环运动，从而使辊子340和分离器350在滚道表面322A和332A上滚动。循环通道333B设有循环管334B，以使辊子340和分离器350平稳地循环运动，从而使辊子340和分离器350在滚道表面322B和332B上滚动。循环管334A，334B设有容纳辊子340和分离器350并使辊子340和分离器350平稳地循环运动的导引通道335A，335B。臂部导引槽336在各个循环管上是开口的，从而面向导引通道335A，335B，其中该臂部导引槽336在辊子340和分离器350的循环运动期间导引分离器350的臂部352。
从所达到的平稳循环操作或制造成本方面看，循环管334A，334B最好是由树脂制成。改向部分337A，337A沿线性运动方向布置在循环管333A的各端上。改向部分337B，337B沿循环管333B的线性运动方向布置在循环管333B的各端上。为了抑制改向部分337A，337B之间的相互干扰，循环通道333A，333B最好以所谓的链方式布置。
如图10所示，本实施例设有端面导引构件361，362和363，用来导引辊子340的端面341和分离器350的臂部352。因此，产生在滚动运动期间的辊子340或类似构件的歪斜能被有效地抑制，从而能使辊子340平稳地操作。
本实施例的滑动构件330设有用来导引辊子40的端面的辊子端面导引部分338。因而，产生在辊子340滚动运动期间的歪斜或类似现象能被有效地抑制，从而能使辊子340平稳地操作。辊子端面导引部分338是高精度研磨形成的，并和滚动表面332A，332B同时研磨形成。
下面将详细描述本实施例中的分离器350的构造及工作效果。
如图11至14所示，本实施例中的每一个分离器350都具有朝相邻辊子340的转动中心(轴)延伸的臂部352。臂部352和分离器主体351通过桥接部分353相连接在一起。因此，能提高分离器主体351的辊子接触部分的强度。特别地，如果为了通过增加设置在承载区域的辊子数量来提高承载能力从而缩短辊子之间的距离，分离器主体351的辊子接触部分在移动方向(即线性运动的方向)上将变薄。结果，分离器主体351将被削弱。但是，如图14所示，通过设置在臂部352和分离器主体351之间的桥接部分353，分离器主体351的上部分和下部分之间的连接将增强，从而加强了分离器主体351。为此原因，在保证所需强度的前提下可以缩短辊子之间的距离。因此，即使分离器350夹置在辊子之间，设置在承载区域的辊子数量减小量能减小到最小，承载能力的下降量能减小到最小。
分别形成在各个端部表面导引构件361，362和363的臂部导引槽361A，362A和363A导引臂部352。因此，辊子340从分离器主体351脱离或歪斜的机会能减小到最小。如前所述，由于桥接部分353加强了分离器主体351，分离器主体351的凹进表面深度Depth(即被容纳的辊子数量，参见图17)被增加。这种深度的增加也能有效地抑制辊子脱离的机会或抑制歪斜。
同样地，在本实施例中，提高了辊子的固定特性，因而抑制了进入承载区域的辊子340之间相互碰撞而发出的嗒嗒声，其中在该承载区域，负载施加在辊子340上。最终地，由辊子340与端盖370相互碰撞而产生的碰撞声能被减小，从而能提供一种低噪音线性导引件，进而提供了一种使用该线性导引件的装置。
如图13所示，考虑到前面所述的加强作用，“臂部352的高度”最好是等于或大于辊子直径的30％。同时，在保证辊子340的端表面341和用来导引辊子端表面341的端面导引构件361，362和363之间的接触区域的前提下，为了平稳地导引辊子340，臂部352的高度最好是等于或小于辊子340直径的50％。特别地，在垂直于滚道表面方向上的“臂部352的高度”最好是辊子直径的30％至50％。
下面将描述在臂部352的移动方向上的“臂部长度”(参见图14)。
在臂部352的移动方向上的“臂部长度”设定为某一长度，从而在整个循环通道中能防止相邻分离器主体351的臂部352互相接触。这样能使辊子340和分离器主体351平稳地操作，进一步使滑动构件330能平稳地作线性运动。
因此，相对于设置在分离器350一侧的臂部352的长度L(参见图14)而言，分离器350的臂部352相对于运动方向在两侧朝辊子340的转动中心延伸相同长度，如图15所示，假定辊子直径以Dwe表示，相邻辊子的中心距以kDwe表示，其中分离器350夹置在两相邻辊子之间，从运动中心O到辊子运动中心的移动轨迹的半径以R表示(其中该辊子位于辊子改向部分337A或337B)，从运动中心O到包络表面——该包络表面所处的位置比虚线到运动中心的距离要近并由臂部352(高度为A)限定，其中该虚线连接相邻辊子的中心——的半径以Ri表示。此时，臂部352一侧的长度Li(即臂部内侧长度)，该侧所处的位置比虚线到运动中心的距离要近，其中该虚线连接相邻辊子的中心，和另一侧臂部长度Lo(即外侧臂部长度)，该侧相对于虚线设置在运动中心相反侧，该虚线连接相邻辊子的中心，必须满足下列等式θ＝sin-1{kDwe/(2R)}0.3/2×Dwe≤A≤(R-Ri)Li＜(kDwe/2-Asinθ)Lo＜kDwe/2特别地，如果臂部352的轮廓线被切削成R形或椭圆形，能避免在整个循环通路中臂部352之间相互接触，其中该轮廓线满足上面等式中的Li和Lo。
当满足Li＝kDwe/2-Asinθ和Lo＝kDwe/2时，能够获得最有效地适应形状。
如图16所示，当臂部352的端部在其移动方向上形成单圆弧形状(该单圆弧的半径以A表示)时，如果臂部352一侧(即臂部内侧长度)的长度Li的最大值Limax设定为kDwe/2，其中该侧所处的位置比虚线到运动中心O的距离要近，该虚线连接相邻辊子的中心，臂部352将干扰相邻的臂部352(参见图16的虚线)。在此，kDwe表示相邻辊子的中心距，其中分离器350夹置在该相邻辊子之间。
为了避免干扰，假定从运动中心O到辊子转动中心的移动轨迹的半径以R表示，其中该辊子设置在辊子改向部分337A或337B，从运动中心O到包络表面——该包络表面所处的位置比虚线到运动中心的距离要近并由臂部352(高度为A)限定，其中该虚线连接相邻辊子的中心——的半径以Ri表示。此时，内侧臂部长度Li的最大值Limax必须满足下列等式θ′＝sin-1(kDwe/2R)Limax＝kDwe/2-A×(1-cosθ′)/cosθ′当分离器350的臂部352被构造成相对于线性运动方向朝相邻辊子的转动中心延伸不同长度时，最大长度Ls(即臂部在分离器的各侧延伸的总长度)，要求小于相邻辊子的转动中心距kDwe，其中该相邻辊子布置在分离器350的各侧上。
参见图17和18，下面将描述“间隙(间隔)”，当由多个辊子340和分离器350组成的链相对于运动方向朝一侧移动时，将产生该“间隙(间隔)”。
“间隙”——当由多个辊子340和分离器350组成的链相对于运动方向朝一侧设置时将产生该“间隙(间隔)”(参见图17)——不能被消除以便为了通过吸收波动来保持平稳的操作，当辊子在改向部分(337A或337B)改变它们的方向时，辊子链的长度方向上将产生这种波动。
相反，如果“间隙”大于所要求的值，臂部352导引或固定辊子340的能力将被削弱，并且抑制辊子脱离和抑制歪斜或类似现象的作用将被削弱。
因此，根据辊子340和凹进表面355之间所限定的接触角α，其中该凹进表面355形成在分离器主体351的任一侧，并接触且容纳相邻的辊子340，考虑到要提高容纳辊子的作用，当α＝0(度)时(即当凹进表面形成单圆弧凹槽状，并且只具有单一的接触点时)，“间隙”——当辊子链相对于运动方向偏向一侧时产生该间隙——最好设定为等于或小于凹进表面的深度Depth的二分之一，或者当凹进表面形成夹端拱门状时(如图18所示，具有两个接触点)，间隙最好设定为等于或小于凹进表面深度Depth和cosα之乘积的二分之一。
参见图19至20，下面将描述分离器350(参见图13或其他类似图)的凹进表面的高度。
如图20所示，当分离器350没有夹置在辊子340之间时，一个接触点的现象产生在改向部分(337A，337B)，该接触点存在与辊子之间，并且该辊子相对于转动中心的运动轨迹向运动中心O移动(参见图20中的“下降量B”值)。当分离器350夹置在辊子340之间时，这种现象随着分离器350的下降而产生，如图19所示。分离器350的下降引起分离器350在改向部分接触改向部分(337A，337B)的内圆周部分。
在本实施例中，相对于凹进表面的高度而言，该高度是从连接相邻辊子中心的虚线到分离器350的端面的距离，在改向部分中凹进表面的高度Ho比凹进表面的高度Hi要大，其中高度Ho是从连接相邻辊子转动中心的虚线到分离器350末端(该末端是相对于运动中心O而言的)的距离，其中高度Hi是从连接相邻辊子转动中心的虚线到分离器350最近(该最近端是相对于运动中心O而言的)的距离。
参见图19和20，给出了一更具体的实施例。在此，当分离器350夹置在相邻辊子之间时，该相邻辊子的中心距以kDwe表示；从运动中心O到位于改向部分(337A或337B)的辊子中心的运动轨迹的半径以R表示；以某一点为参考点，其中在该点处，辊子从辊子中心的运动轨迹移到改向部分，那么从该参考点到辊子中心的距离以S表示(辊子进入改向部分之前该值是负值)；分离器350在改向部分附近从辊子中心移动轨迹的下降量以B表示。此时，分离器350的下降量由下列等式来限定。
θ7＝tan-1(-R/S)θ8＝tan-1(-R/kDwe×sinθ3)θ3＝cos-1{(2R2+S2-kDwe2)/(2R×(R2+S2)1/2)}B＝kDwe/2×sin(θ7-θ8)特别地，如果使用上面的公式，就决定了辊子340和分离器350的基本规格。分离器的下降量B仅由辊子所处的位置决定。例如，当kDwe＝4.2mm且R＝6.05mm时，根据上面的等式，分离器的下降量B如图21所示。
为了防止分离器350接触改向部分的内圆周部分，当分离器350向运动中心下降时会产生这种现象，分离器350的凹进表面高度被设置成满足下面的关系Hi＜辊子直径/2-B和Ho-Hi≤B。
类似地，对于分离器主体351的宽度(即分离器主体在移动方向上的尺寸)而言，在改向部分，分离器末端(该末端是相对于连接相邻辊子转动中心的虚线而言的)的宽度“a”，最好大于分离器最近端的宽度“b”，(其中该最近端是相对于连接相邻辊子转动中心的虚线而言的，如图19所示)。相对于宽度而言，形成在分离器350两侧并与相邻辊子340的外圆周面相适配的曲线表面假定是一负曲率(即一凹进表面)。因此，如果凹进表面高度Hi，Ho被设置成满足前述要求(即满足关系Hi＜辊子直径/2-B和Ho-Hi≤B)，在改向部分分离器主体351的宽度(即分离器在移动方向上的尺寸)“a”大于宽度“b”。
通常，分离器具有复杂的形状，因此分离器在许多情况下都考虑低成本制造。为此原因，能被模铸的塑料或人造橡胶用作制造分离器的材料。但是，线性导引件是一机械构件，其通常在使用或储存期间使用润滑剂或抗腐蚀用剂。因此，当分离器由弹性材料或人造橡胶制成时，完全地消除膨胀是困难的。因此，当分离器夹置在辊子之间时，将对辊子转动轴的中心距产生相当大的影响。在分离器中，高度大于凹进表面之间的尺寸，其中该凹进表面设置在分离器两侧并容纳相互接触的辊子。为此原因，如果产生膨胀，辊子高度方向上的延长是大的。在延长的影响下凹进表面之间的间隔倾向于变小。因此，将会有辊子从分离器上脱离的危险，这是因滚动链之间的间隙增大而引起的，其中分离器夹置在该滚动链中。
因此，在本实施例中，为了使凹进表面之间的间隔的膨胀影响最小，形成接触面355使辊子340和分离器350的凹进接触表面355之间的接触部分处于某一位置，在该位置处，形成在分离器350两侧的凹进接触表面355之间的尺寸最小。特别地，当凹进接触表面355是一单圆弧时，接触面355最佳尺寸是R(半径)，该尺寸R大于辊子340的最大直径的一半。
因为塑料或人造橡胶比金属材料更易变形，辊子链(其中分离器夹置在该辊子链之间)之间的间隙很可能发生弹性变化，这样很可能发生辊子脱离。为此原因，如图11和12所示，通过使分离器主体351在辊子轴向上的轴向长度小于辊子长度，能抑制歪斜。进一步地，通过使宽度“a”大于图19中所示的宽度“b”，能保证容纳深度的最佳值。通过使宽度“a”大于图19中所示的宽度“b”，改向部分337A，337B容纳辊子的作用将被提高。因此，当滑动构件330从导轨320移走时所产生的辊子脱离现象被抑制。
如图22和23所示，在分离器350中，分离器主体351的凹进表面部分的边缘设置成R斜面或类似形状。也可以采用C斜面取代R斜面。
本实施例描述了一种构造，在这种构造中，具有用作润滑剂储蓄器的凹槽356和通孔357，如图12所示。而且，润滑剂储蓄器的结构并不仅限于该实施例。更具体地说，例如，可以采用图25A-25B所示的结构。
在图25A-25B中，附图标记358表示形成在位于接触部分附近的凹进接触表面355上的涡形凹槽，其中该接触部分位于接触表面355和辊子340之间，从而在更大范围内提高润滑剂储蓄器的效果。为了通过消除加工操作中的误差来减小制造成本，涡形凹槽358可以形成在整个接触表面355上。
在迄今已描述的本实施例中的线性导引件中，分离器350的分离器主体351的接触表面355形成凹状。因此，能很好地容纳辊子340。进一步地，即使分离器350夹置在辊子之间，相邻辊子的转动中心距能最小，并且设置在承载区域的辊子数量能最少。
接触表面355具有凹形形状，辊子340固定在分离器350的臂部352上。进一步地，设有导引辊子340的侧面341和臂部352的导引件361，362和363，并设有导引辊子340端面341的辊子端面导引部分338。因此，辊子的脱离能有效地被抑制，歪斜也能被充分地抑制，从而提高了线性导引件的操作性。结果，撞击声能减小，并且提供了一种低噪音操作的线性导引件，进而提供了一种使用该线性导引件的低噪音操作装置。
进一步地，如果分离器350的接触面355具有凹槽356，通孔357，和涡形部分358，则提高了润滑特性，并且抑制了辊子340和分离器350的磨损。
在本实施例中的分离器主体351中，如果臂部352被阻止接触分离器主体351，且如果分离器主体351在辊子轴向上的轴向长度被尽可能增加，在没有削弱辊子的平稳运动的情况下，能有效地抑制辊子的不适宜运动。因此，辊子能被平稳地制动并且辊子的歪斜能被有效地抑制。
本实施例中描述的结构仅仅只是一个例子，在本发明的技术实质范围内能对本实施例进行改进。
用于线性导引件的分离器的实施例、和该分离器的线性导引件的实施例在本发明中结合在一起，贯穿整个发明，下面将对它们进行详细的描述。
图26是描述性视图，表示线性导引件的局部剖视图，其中本发明中的用于线性导引件的分离器也与该线性导引件结合在一起。图27是沿图26所示的X-X线的线性导引件的横截面图。
如图26和27所示，线性导引件410具有导轨412和滑动件416，该导轨412具有辊子导引表面414；滑动件416以可相对移动的方式跨骑在导轨412上，并具有承载辊子导引表面418，该承载辊子导引表面418与辊子导引表面414相对设置。
两辊子导引表面414沿纵向形成在导轨412的任一侧表面上；也就是说，总共有四个辊子导引表面414在纵向上形成。滑动件416由滑动件主体417和端盖422构成，其中端盖422连接在滑动件主体417的任一轴端。
当滑动件主体417和端盖422在轴向上彼此连续时，它们具有基本C形的横截面。一对与承载辊子导引表面418的端部相连接的改向通道424形成在端盖422上。滑动件416由滑动件主体417和连接在滑动件主体417轴端的端盖422构成。
一空间——该空间由导轨412的辊子导引表面414和滑动件主体417的承载辊子导引表面418之间限定，其中承载辊子导引表面418与辊子导引表面414相对设置——构成了一辊子路径426。四个连续的循环通道428中的每一个由一对改向通道424，一辊子返回通道420和辊子路径426构成，其中四个循环通道428彼此环状地连续。
多个用作滚动元件的圆柱形辊子446承载在循环通道428中。分离器450的分离器主体451夹置在相邻的辊子446之间，其中分离器450由分离器主体451和臂部452构成。更具体地说，辊子446夹置在相邻分离器450的分离器主体451的辊子接触面454a，454b之间。通过该对臂部452，452辊子446在对准方向上的歪斜能被抑制。以这种方式，辊子446被分离器450限制，从而构成了分离器450和辊子462的链。
另外，下面将详细描述线性导引件410的某一区域，其中在该区域中，合成了辊子链462。
如图26和28所示，除了形成承载辊子导引表面418的区域，滑动件主体417的内侧面被分离器导引件440覆盖，该分离器导引件440用合成树脂或类似材料制成。而且，在分离器导引件440和与分离器导引件440相对设置的导轨412之间形成一小间隙。
凹槽——承载辊子导引表面418和分离器导引件440插入其中——形成在滑动件主体417的基本C形内侧部分。更具体地说，由于分离器引导壁436b由分离器导引件440形成，所以形成了该凹槽。分离器导引壁436b之间的距离W1稍大于辊子446的筒形部分长度L，其中分离器导引壁436b在辊子446的轴向上彼此相对设置。与分离器450的臂部452相啮合的导引槽438b在纵向上连续地形成在分离器导引壁436b上。分离器导引壁436b的宽度G稍大于臂部452的高度U，因此，臂部452能滑动地接合于导引槽438b的内侧。
如图27和29所示，辊子返回通道420形成在滑动件主体417的C形厚套筒部分，以使其与承载导引表面418隔开一定距离并平行于承载导引表面418。辊子返回通道420由通孔432形成，该通孔432的环形横截面在纵向上连续地延伸并且循环管430插进该通孔432中。
循环管430是由合成树脂或类似材料制成的管道。在纵向上连续的循环管430的内侧空间的横截面是一长方形，该长方形与在纵向上突起的辊子446的筒部形状相适配，从而辊子446能穿进整个循环管430。更具体地说，长方形横截面的宽度W2稍大于辊子446的筒部长度L。长方形横截面的高度H稍大于辊子446的直径Dw。因此，辊子446和分离器450能在循环管430的空间中平稳地移动。
循环管430的壁部也作为分离器导引壁436a，其中，循环管430与在循环管430中移动的辊子446的两侧相对设置。导引壁438a在纵向上连续地形成在分离器导引壁436a上，且该导引壁438a具有某一宽度以使其以啮合的方式导引臂部452。特别地，导引槽438a的宽度J稍大于臂部高度U。因此，分离器450的臂部452能滑动地接合于导引槽438a的内侧。
如图27所示，一对曲形改向通道424形成在端盖422上，其中改向通道424与承载辊子导引表面418相连接并与辊子返回通道420相通。改向通道424由在纵向上连续的并是曲形的通孔形成。
特别地，改向通道424的内侧空间的横截面是一长方形，该长方形与在纵向上突起的辊子446的筒部形状相适配，从而使辊子446能穿进改向通道424。改向通道424的壁部也作为分离器导引壁，其中，改向通道42与在改向通道42中移动的辊子446的两侧相对设置。在辊子446的轴向上彼此相对设置的分离器导引壁之间的尺寸稍大于辊子446的筒部长度L。长方形横截面的高度稍大于辊子446的直径Dw。因此，由辊子446和分离器450构成的辊子链462能在改向通道424的内侧空间内平稳地移动。在改向通道424中，当滚动时整个辊子链463都在移动。因此，考虑到曲率半径与臂部452的转动范围相适配，改向通道424中的导引槽宽度被稍加宽。改向通道424的横截面与辊子返回通道420的循环管430相同。因此，改向通道424的横截面部分的描述在此省略。
接着，参见图30A-31B，下面将详细描述分离器450。图30是分离器450的放大图，图30A是分离器450的前视图，图30B是分离器450的平面图。图30C是分离器的右视图。图31是局部放大图，表示辊子链461由夹置在辊子446之间的分离器450构成。
分离器450由弹性合成树脂整体形成。如图30A所示，分离器450包括分离器主体451和臂部452，452。
分离器主体451的高度V小于辊子446的直径Dw。一个辊子接触面454a与一个相邻的辊子446相对设置，其中该辊子接触面独立地与该相邻的辊子446接触。另一辊子接触面454b与相邻的辊子446相对设置，其中与辊子接触面454a相反的方向上，辊子接触面454b独立地与相邻的辊子446接触。辊子接触面454a，454b由与外圆周面S相适配的凹槽面形成(即本实施例中是凹槽面)，以至于辊子446能被转动地支撑并被固定在相邻的分离器441之间，其中外圆周面S是辊子446的滚动表面。
如图30B和30C所示，为了储存润滑剂，从辊子接触表面454a穿透到辊子接触表面454b的润滑剂储蓄器456，从开口部分456a形成在辊子接触表面454a，454b上，每一开口部分456a具有预定的形状(即在本实施例中是长方形)和预定尺寸。
一对臂部452，452能稳定地沿某一方向在连续的循环通道428中滚动，在该方向上，辊子446连续地与相互平行的辊子446的轴线对齐。更具体地说，臂部452，452从分离器主体451的端部向相邻的辊子446的中心延伸，并沿辊子446的端面突起。进一步地，每一臂部452，452具有被导引槽438a，438b导引的预定高度U。如图30B所示，一对臂部452之间的间隔E稍大于辊子446的筒部长度L。臂部452的高度U(参见图30A)稍小于导引槽438a和438b的宽度。因此，分离器450的臂部452能滑动地接合于导引槽438a和438b的内侧。
通常地，为了增加储存在润滑剂储蓄器456的润滑剂量并减小润滑剂储蓄器456和辊子446之间的接触面积，润滑剂储蓄器456的开口部分456a尺寸增大，从而，当对辊子的滑动阻力减小时，润滑效果增强。因此，使开口部分456a在某一范围内变大能达到这种效果。其中，在该范围内，能保证分离器450的分离器主体451的刚度。
但是，并不是将该分离器用于某一产品中就能达到分离器所要求的效果和功能。例如，采用有助于提高生产率的函数(functional)形状是一重要的要求。特别地，所面临的一个重要问题是采用一种函数形状能使组装操作的生产率提高，该组装操作是把分离器450夹置在相邻的辊子446之间，然后将这些被夹置的分离器450插进连续的循环通道428中。
对于分离器450来说，其采用一几何形状能使用自动对准机器，如送料器或类似物，以便容易地对准分离器并通过使用机器人或类似物连续地组装对准的分离器。
如图30C所示，为了使分离器450能完全地解决这些问题，分离器450被构造成具有臂部452——其具有构成辊子链462的结构——和润滑剂储蓄器456。润滑剂储蓄器456的最大尺寸——包括高度Y和宽度Z，和润滑剂储蓄器456的对角线尺寸，其中高度Y和宽度Z限定了润滑剂储蓄器456长方形开口456a的内直径——小于另一最大尺寸，该最大尺寸包括高度U和宽度T，和对角线尺寸，其中高度U和宽度T限定了臂部452的外尺寸。特别地，臂部452具有一外部形状以使臂部452的自由端不能装配入润滑剂储蓄器456部分的开口部分456a中，其中润滑剂储蓄器456形成在辊子接触表面454a和454b上。
下面将详细描述使用本发明的分离器的线性导引件410的作用效果。
在具有前述构造的线性导引件410中，当滑动件416沿导轨412的轴向在导轨412上移动时，在滚动的同时辊子446在连续的循环通道428中移动，并且分离器450也随同辊子440一起在连续的循环通道428中移动。此时，连续的循环通道428中的分离器450的分离器主体451，沿分离器主体451的移动方向推动设置在分离器主体451前面的辊子446。进一步地，辊子446沿其移动方向推动设置在该辊子446前面的另一分离器主体451。简而言之，整个辊子链462在连续的循环通道428中重复循环。
辊子链462在辊子路径426中沿与滑动件416运动的相反方向移动。辊子链462通过连接改向通道424的辊子路径462的端部进入一个改向通道424中，在该改向通道424中，辊子链462改变其运动方向。辊子链462然后通过改向通道424进入辊子返回通道420中，并沿与滑动件416相同的移动方向移动。辊子链462然后进入另一改向通道424，在该改向通道424中，辊子链462再次改变其运动方向。辊子链462然后进入到辊子路径426中。辊子链462能重复进行这种循环操作。
根据线性导引件410，分离器主体451夹置在辊子446之间，从而阻止辊子446之间相互直接接触，因而抑制了辊子446互相摩擦时所产生的噪音和磨损。进一步地，辊子446夹置在各个辊子446的相邻分离器450的辊子接触表面454a和454b之间，并被该两接触面固定。由分离器450的臂部452调整辊子446。因此，各个辊子446保持在常态下，在该状态下，通过分离器450辊子的中心轴互相平行。当辊子446处于预定位置并具有预定节距时，辊子446能稳定在循环通道428中转动和移动。
辊子446在辊子路径426中遭受阻力。但是，各辊子446被设置在其后的分离器主体451推动。因而，辊子446能在辊子路径426中平稳地移动。进一步地，在辊子路径426中的分离器导引壁436b之间的间隔稍大于辊子446筒部的长度。因此，当分离器450的臂部452接合于分离器导引壁436b的导引槽438b时，每一分离器450的臂部452被导引。因而，在辊子路径426中的各个分离器主体454的歪斜被更稳定地抑制，也抑制了辊子链462平稳运动的阻碍，这种阻碍是由滚动链462装置的波动产生的。
分离器450的臂部452沿导引槽438a和438b在循环通道428中被导引。因而，分离器450运动时所产生的波动被限制，固定在分离器450的臂部452之间的辊子446的波动能被限制。因此，整个辊子链462能准确并平稳地在循环通道428中移动。因此，辊子446的轴向波动(歪斜)能被有效地抑制，因而没有应力作用在滚动链462上。
而且，分离器450的臂部452接合于导引槽438a和438b。固定在分离器主体451之间的辊子446，也被辊子接触表面454a和454b支撑和固定。因此，即使滑动件416从导轨416移走，也防止了辊子446从滑动件416上脱开。
而且，用来储存润滑剂的润滑剂储蓄器456由形成在分离器450的辊子接触面454a，454b上的通孔形成。因为分离器450用于该线性导引件410中，辊子446能更平稳地滚动，抑制了辊子446的早期磨损和噪音的产生。
进一步地，分离器450被构造成使润滑剂储蓄器的开口部分456a小于臂部452的外部尺寸。特别地，润滑剂储蓄器456的最大尺寸——包括润滑剂储蓄器456的高度Y和宽度Z，和对角线尺寸，其中该高度Y和宽度Z限定了润滑剂储蓄器456的长方形开口456a的内径——小于另一最大尺寸，其中该最大尺寸包括高度U和宽度T，和对角线尺寸，其中该高度U和宽度T限定了臂部452的外尺寸。因此，防止了臂部452装配进润滑剂储蓄器456中。例如，即使分离器450通过使用送料器或类似物被自动对准，能阻止分离器450之间的缠结(entanglement)。特别地，即使分离器450在被送进送料器之前已经积聚成一箱或一堆，分离器450在一箱或一堆中也不缠结。因此，便利了生产的自动化，从而提供了一种用于线性导引件的分离器，该线性导引件能提高线性导引件410的生产率。
用于线性导引件的分离器和该线性导引件结合在本发明中，它们不限于该实施例。
例如，在本实施例中，从辊子接触面454a贯穿到辊子接触面454b的润滑剂储蓄器456设置在一个位置上。但是，本发明的分离器并不仅限于该实施例。
例如，如图32所示，在另一实施例中，从辊子接触面454a贯穿到辊子接触面454b的润滑剂储蓄器456，可以设置在多个位置上(如在图中有三个位置)。
如图33所示，在另一个实施例中，由多个小凹痕(在图中是用多个点表示的)形成的凹座整体形成在辊子和分离器之间的主要接触区域，其中在本实施例中凹痕是沿润滑剂储蓄器布置的，从而提高了润滑性。
只要润滑剂储蓄器开口部分小于臂部的外部尺寸，润滑剂储蓄器的形成位置和形状并不限于本实施例的描述，从而抑制了臂部装配入润滑剂储蓄器中。例如，形成在分离器主体451上的辊子接触面是夹端拱门形或锥形时，并且辊子接触面接触辊子时，在辊子接触面上能产生任意的接触角，并且润滑剂储蓄器形成在相应接触角的接触部分。特别地，如图34所示，在另一实施例中，润滑剂储蓄器可以形成在椭圆形凹槽中的多个位置上(如在图中是六个位置)。
如图35所示，在另一实施例中，图33中所示的小凹座与图34所示的构造相结合。因而，在本发明的范围内能对实施例进行任意变化。
而且，在本实施例中，对于润滑剂储蓄器456的开口部分456a和防止其进入开口部分的臂部452之间的尺寸关系，通过使开口部分456a的尺寸小于臂部的尺寸，能实现到宽度和高度之间的矩形关系。但是，本实施例并不局限于此。
本发明的要点在于可以使用任何形状，只要该形状能防止分离器装配进另一分离器中即可。特别地，考虑到形状之间的关系，这些形状有助于使臂部装配进润滑剂储蓄器部分中，仅仅要求开口部分基本上小于臂部的外部尺寸。因此，开口部分456a的最大尺寸(如果开口部分是长方形的，那么是对角线尺寸)小于臂部456的最大尺寸(如果开口部分是长方形的，那么是对角线尺寸)，其中该臂部456的尺寸是位于垂直于臂部456的纵向的横截面的尺寸，从而阻止了分离器相互装配。例如，如果沿臂部的纵向观察臂部具有环形的横截面，仅仅要求开口部分的最大尺寸小于环形的直径。而且，如果臂部具有另一种组合的几何形状，开口部分的最大尺寸小于某一形状的单个部分形状的最大尺寸，该形状由在有助于臂部装配的方向上凸起该臂部获得。
在此，短语“开口部分基本上小于臂部的外部尺寸”表示如图36A所示，臂部452具有沿纵向延伸的相同的横截面部分，并且臂部452的末端由具有圆形突起的自由端形成，在这种情况下，即使臂部452的圆形末端装配进润滑剂储蓄器456中，分离器450也能容易地互相脱开。因此，该短语也表示包括不能引起相互卡住的形状。原因是如果图36A所示的关系能成立，分离器456之间的相互装配将不会产生。如图36B所示，其表示开口部分大于臂部452的外部尺寸的一个例子，该例子能被表示为产生分离器之间相互装配的例子。
参见附图，下面将描述本发明的一个实施例。图37是表示线性导引轴承的描述性视图，该线性导引轴承也是本发明的一实施例。图38是一曲线图，表示在不同的δ值下接触角θ和滚动元件直径Dw之间的关系，其中在该接触角θ下由于膨胀引起的分离器尺寸的改变变小。图39是一曲线图，表示在不同的滚动元件直径Dw值下接触角θ和δ之间的关系，其中在该接触角θ下由于膨胀引起的分离器的尺寸改变变小。图40是一描述性视图，根据本发明的另一实施例描述线性导引轴承。仅对实施例和图41所示的传统线性导引件轴承之间的不同进行说明。
如图37所示，作为本发明实施例中的一个例子的线性导引轴承，包括夹置在相邻圆柱型辊子(滚动元件)506之间的分离器主体531，和分离器(分离元件)530，其中分离器530被设置成圆柱型辊子506的两轴端面夹置在分离器530之间。臂部(未示出)整体形成在每一分离器主体531上。与圆柱型辊子506的外圆周形状相适配的凹进表面部分531a形成在分离器主体531的部分上，其中分离器主体531与圆柱型辊子506的外圆周表面相对布置。
具有高强度和自弹性的易浇注材料最好作为分离器530的制造材料。例如，能采用聚酰胺或人造橡胶。具有低自弹性但泄漏小数量漏气的PEEK能运用于制造真空设备。
而且，用于圆柱型辊子506的储存润滑剂的结构，如凹座或油坑槽，形成在凹进表面531a部分的表面上，该表面接触圆柱型辊子506。
在此，在本实施例中，如果凹进表面部分531a的横截面是夹端拱门形，圆柱型辊子的直径以Dw表示，分离器主体531的凹进表面531a和圆柱型辊子506之间的接触角以θ表示，凹进表面531a的尖端拱门凹槽的半径以R表示，分离器凹进表面531a的凹槽底部厚度以2δ表示，凹进表面的曲率半径以“f”表示，则分离器的接触角θ满足下面等式(1)至(3)0.5Dw·sinθtanθ＝δ+R(cosθ0-cosθ(1)θ0＝sin-1[{(2f-1)/(2f)}sinθ] (2)f＝R/Dw (3)在直接作用式装置中，已公知的是当分离器夹置在滚动元件之间时，承载部分的有效滚动元件数量变小，从而影响承载能力和刚度。
例如，就承载能力作为一例子。当滚动元件是辊子时，承载能力与辊子数量的比例是0.75(同时，当滚动元件是球时，承载能力与滚动元件数量的比例是2/3)。与没有使用被夹置的分离器的直接作用式装置相比，承载能力和刚度的减小是不可避免的。但是，承载能力的下降要求减小到最小。通常，承载能力的下降率必须控制在等于或小于10％。特别地，滚动元件的填充率至少应保持在88％或大约88％。
通常，在承载部分是每一链中，直接作用式装置的滚动元件数量是10到20个。因此，表1表示保证某一范围内的分离器凹进表面部分的底部厚度2δ(mm)的允许能力，其中在该范围内填充率保持在88％。在此，2δ＝[滚动元件数量×(1-滚动元件的填充率)×滚动元件的直径DW/(滚动元件数量-1)]。
表1
在此，例如，当滚动元件直径是2mm时，δ值在0.055mm至0.165mm范围内变化。图37表示当滚动元件的直径Dw作为一水平轴时，在不同的δ值下接触角θ使用公式(1)至(3)的计算结果。此时，由于膨胀引起的分离器尺寸变化是最小的。
在图37中，考虑到由每个滚动元件的直径Dw设定的δ值的范围，接触角θ最合适在19°至35°之间，滚动元件由图1中所示的负荷能力或刚度调整。
当滚动元件的直径Dw是10mm时，在表1中已经超过了8mm，接触角θ的上限接近40°。确定接触角θ，该接触角θ满足等式(1)至(3)，能决定最优的接触角θ，在该最优接触角θ下，由膨胀引起的分离器530歪斜能减小到最小。图39表示相同的信息，其中图38中的参数发生改变。
如上所述，在本实施例中，通过在最优接触角θ下使分离器530的凹进表面531a接触圆柱形辊子506，圆柱型辊子506之间产生的尺寸变化，由分离器530的膨胀引起的，能减小到最小，这种尺寸变化对于树脂材料来说是不可避免的。因此，由于圆柱形辊子506和分离器530的循环而引起直接作用式装置的操作性消弱能被抑制。而且，另外在低成本下也容易提高低噪音性和持久性。
参见图40，现在将描述本发明另一实施例中的线性导引轴承。如图40所示，线性导引轴承包括夹置在相邻的圆柱形辊子(滚动元件)506之间的分离器主体541，和分离器540，其中分离器540被设置成使圆柱形辊子506的两轴端面夹置在分离器540之间，并具有整体形成在每一分离器主体541上的臂部(未示出)。与圆柱形辊子506的外圆周表面形状相适配的凹进表面541a，形成在分离器主体531的部分上，其中分离器主体531与圆柱形辊子506的外圆周表面相对布置。
在此，在本实施例中，如果凹进表面部分541a的横截面是单圆弧形，圆柱形辊子506的直径以Dw表示，分离器主体541的凹进表面541a和圆柱形辊子506之间的接触角以θ表示，凹进表面541a的单圆弧形凹槽的半径以R表示，分离器凹进表面541a的凹槽底部厚度以2δ表示，凹进表面541a的曲率半径以“f”表示，分离器540的接触角θ满足下面等式(4)至(5)，其中凹进表面541a和圆柱型辊子506之间的接触位置范围是±10°或小于±10°。
0.5Dw·sinθtanθ＝δ+R(1-cosθ)(4)f＝R/Dw (5)下面将描述为什么凹进表面541a和圆柱形辊子506之间的接触位置范围是±10或小于±10的原因。当将接触位置设置在较宽范围时，树脂的变形初始很大。但是，凹进表面541a的形状是单圆弧。因此，如果接触位置的范围设定为过宽，圆柱形辊子506易进行大的移动，从而导致摩擦阻力增加。因此，将接触位置的范围设定为更宽是不合适的。因此，接触位置的范围设为一常规量。另一方面，本实施例的构造和作用效果和前述实施例相同。因此，对本实施例的构造和作用效果的解释在此省略。
本发明不限于本实施例并容易在本发明的要点范围内进行各种变化。
例如，各个实施例已经描述了辊子元件是一辊子。但是，即使当滚动元件用辊子实施只要使接触角θ满足上述的等式就可以达到相同的作用效果。
各个实施例中已采用了线性导引轴承作为线性运动装置的一个例子。但是，本发明不仅限于线性导引轴承。例如，本发明可以运用到线性运动装置中，如滚珠丝杆，滚珠花键和线性球形衬套。
如上所述，权利要求1的发明防止了设置在承载区域的辊子数量的减小，这种数量减小是由于产生在滚动元件和分离器之间的间隙引起的。因此，在没有降低承载能力的情况下，能抑制滚动元件之间接触和歪斜。
除了产生本发明的优点以外，本发明通过臂部使分离器主体加强，并保证滚动元件端面和接触该滚动元件端面的滚道之间充分的接触。
根据本发明，滚动元件的位置变得更加稳定，从而有效地抑制了滚动元件的歪斜。
根据本发明，分离器和滚动元件之间的接触区域限制于分离器的左右侧。因此，滚动元件的歪斜能被抑制，从而提高了线性导引件的操作性。
根据本发明，润滑剂能储存在通孔中，并且储存在通孔中的润滑剂能被稳定地输送到滚动元件中。
根据本发明，提供了一种线性导引件，该线性导引件在抑制滚动元件的歪斜的同时能提高操作性。
如上所述，本发明提供了一种用于线性导引件的分离器，其能有效地抑制承载能力下降和歪斜，并采用简单结构就能提高操作性，而且提供了一种包括该分离器的线性导引件和包括该线性导引件的装置。
权利要求
1.一种线性运动装置，包括一包括滚动表面的导轨；一滑动件，包括与导轨的滚动表面相对置的滚动表面，并通过多个滚动元件由导轨导引，滚动元件夹置在滚动表面之间，以便相互相对运动；和一分离器，夹置在相邻滚动元件之间，并包括凹进表面部分，该凹进表面部分形成在与所述滚动元件相对置的所述每个隔板部分中，其中凹进表面的横截面形成为一尖端拱门形；滚动元件的直径以(Dw)表示，分离器与滚动元件之间的接触角以(θ)表示；凹进表面部分的夹端拱门槽的半径以(R)表示；分离器的凹进表面部分的凹槽底部厚度以(2δ)表示；凹进表面部分的曲率半径以(“f”)表示，分离器的接触角(θ)满足下列等式(1)至(3)0.5Dw·sinθtanθ＝δ+R(cosθ0-cosθ)(1)θ0＝sin-1[{(2f-1)/(2f)}sinθ] (2)f＝R/Dw (3)。
全文摘要
一种用于线性导引件的分离器，该线性导引件具有一导轨、一设置在导轨上以便相互相对移动的滑动件，和多个与滑动件结合的滚柱形滚动元件；该分离器包括一分离器主体，该分离器主体在其前后方向的两侧上具有凹进表面部分，该凹进表面部分接触滚动元件的圆周部分；和至少一对臂部，该至少一对臂部处于相同方向时，它们在分离器主体两侧上相互平行，其中相对于分离器主体的侧面方向，臂部的长度等于或小于两相邻滚动元件的中心距，其中分离器主体夹置在该相邻的滚动元件之间。
文档编号F16C33/30GK101025195SQ20071009181
公开日2007年8月29日 申请日期2004年2月10日 优先权日2003年2月10日
发明者加藤总一郎, 秋山胜 申请人:日本精工株式会社