专利名称：薄型滑动单元的制作方法
技术领域：
本发明涉及在例如复印机、工作机械的保护軍、重量门等滑动部 上使用的、经由多个滚珠组装在导轨上的滑动件可沿着该导轨不受限 制地移动的滑动单元，特别涉及通过组装施加了压制成形的多片金属 板而在滑动件上形成所述滚珠的无限循环路的薄型滑动单元。
背景技术：
一直以来，作为利用滚珠的滚动运动的直线导向装置，已知这样的装置由沿纵向形成滚珠的滚动槽的导轨、和借助多个滚珠安装在 所述导轨上且具有所述滚珠的无限循环路的滑动件构成，在使所述滚 珠在无限循环路内循环的同时，所述滑动件沿导轨自由往复运动。导 轨和滑动件的构造根据使用用途、负荷重量及安装空间等而有着各种 各样的方案，在实际的市场上有所供给，而作为适应轻负荷用途、能 够对应狭窄的安装空间且低成本的直线导向装置，已知有通过组装多 片金属板而构成所述滑动件的薄型滑动单元(参照非专利文献1 )。该滑动单元由具有通过一对侧壁划分出的引导路且形成为渠道状 的导轨、和具备在该导轨的引导路内移动的滚珠滑架的滑动件构成。 在导轨的各侧壁的内侧面形成有滚珠滚动槽，保持在该滚珠滑架上的 滚珠在该滚珠滚动槽内滚动，由此，滑动件沿导轨移动。滑动件构成 为在滚珠滑架上固定基板，在所述基板上固定输送对象物。如图7所 示，所述滚珠滑架由两片滚珠板100、 100和安装在这些滚珠板100 之间的导向板101构成，两片滚珠板100、 100以把形状相同的板相互 对合的状态结合在一起。在各滚珠板100上形成有轨道状的滚珠槽 102，通过相互对合这些滚珠板100地加以组合，形成供滚珠103循环 的无限循环路。 当对合两片滚珠板100时，形成无限循环路内的滚珠103的球面 突出的负荷开口部，滚珠103通过该负荷开口部与导轨的滚珠滚动面 接触。另一方面，夹于两片滚珠板100的导向板101具有位于所述负 荷开口部纵向两端的尖塔状的引导爪104，在导轨的滚珠滚动槽滚动 并到达负荷开口部端部的滚珠103移至所述引导爪104而离开滚珠滚 动槽，收纳在无限循环路内。另外，在无限循环路内循环到达负荷开 口部的滚珠103沿所述引导爪104被送入到导轨的滚珠滚动槽内。为了抑制生产成本，该滑动单元的导轨及滑动件主要以金属压制 的塑性加工形成。例如，所述导轨通过对带状的金属板进行辊轧成形 加工，而将所述侧壁弯起并形成所述滚珠滚动槽，最后再切成规定的 长度。另外，对构成所述滚珠滑架的滚珠板也使按规定间隔对带状的 金属板进行拉深加工而形成所述滚珠槽，然后在与滚珠槽稍微重合的 位置切断所述金属板，完成规定形状的滚珠板。非专利文献l: THK林式会社/直动系统综合商品说明书No. 401/ 第n-3页公开"滑动组件FBW，，在上述现有的薄型滑动单元中，在所述导向板上配备的引导爪的 前端由于其抄起在导轨中滚动的滚珠的功能，所以需要藏入该滚珠的 下侧，必须以锐利且精度良好地形成引导爪的前端。如果引导爪形成 得不好，则在导轨中滚动来的滚珠就会与引导爪从正面发生沖突，其 结果，不能把该滚珠顺畅地抄起到无限循环路内，此外还成为引导爪 的变形或早期磨损的原因，在早期就使得滑动件相对导轨的顺畅的往 复运动丧失。然而，因为滚珠在所述滚珠板和导轨之间承受负重，所以夹在一 对滚珠板之间的导向板必须相对滚珠直径在一定厚度以下，随着滚珠 直径变小，导向板也不得不变薄。为此，难以使所述引导爪形成为精 度良好的尖塔状，该导向板成为滚珠顺畅循环的障碍。另外，即便引 导爪以良好的精度形成，在导向板的板厚变薄时，也存在引导爪变形 或磨损进行过快、在早期丧失滚珠的顺畅循环的问题。而且，滚珠板和导向板由铆钉相互结合，但当导向板相对滚珠板 的位置不适合时，因为引导爪的前端与滚珠中心附近冲突，所以阻碍 了滚珠的顺畅循环，这也成为引导爪早期变形的原因。为此，在铆接 铆钉后需要检查滚珠板和导向板的错位、并在发生错位时对该错位进 行修正的工序，还存在滑动件组装花费工时的问题。另外，因为所述引导爪藏入在导轨中滚动的滚珠的下侧而将该滚 珠抄起，所以在导轨的滚珠滚动槽的中央必须要有用于收纳引导爪的 退让槽，该引导爪在该退让槽内移动。但是，如上所述那样当引导爪 变形时，由于该引导爪接触于退让槽的侧壁，所以存在滑动件相对导 轨的滑动阻力增加的问题。另外，所述退让槽是在导轨上与滚珠滚动槽同时由辊轧成形加工 形成的，但由于退让槽的宽度对应导向板的厚度，极其细小，所以使 得形成退让槽的辊轧成形模的寿命极短，存在因更换模而使制造成本 增加的问题。另外，因为在滚珠滚动槽内的中央处还形成退让槽，所 以在该退让槽的形成部位导轨的壁厚变薄，成为导轨刚性下降的一个 原因。进而，滚珠滑架在两片滚珠板间夹着导向板，把这些板用铆钉固 定进行组装，但如前所述由于引导爪的前端是锐利的，所以在组装滚 珠滑架时必须充分考虑确保操作者的安全，这也使得操作性降低。发明内容本发明是鉴于上述问题提出的，其目的在于提供一种薄型滑动单 元，即，该薄型滑动单元在组装形成有轨道状的滚珠槽的两片滚珠板 而构成滚珠的无限循环路时，不使用导向板，仅仅直接结合这两片滚 珠板就可以使滚珠顺畅循环，可以实现滑动件相对导轨的顺畅往复运 动。本发明的薄型滑动单元由导轨和滑动件构成，该导轨形成有滚珠的滚动槽；该滑动件具备在所述滚动槽中滚动的多个滚珠并具有这些 滚珠的无限循环路，并可沿所述导轨移动。所述滑动件的滚珠无限循 环路通过使成形有轨道状的滚珠槽的两片滚珠板相互对合、直接结合 这些滚珠板彼此而形成。通过相互对合形成在两片滚珠板上的滚珠槽， 这些滚珠槽协同动作而形成轨道状的滚珠无限循环路。在组装两片滚珠板时，通过使这些滚珠板的边缘相互对合，在所 述滑动件上形成露出无限循环路的滚珠的负荷开口部，在无限循环路 内滚动的滚珠经由该负荷开口部与该导轨的滚动槽接触，在滚珠板和 导轨之间承受负重。另外，通过这样地使两片滚珠板的边缘相互相向， 在负荷开口部的纵向两端形成滚珠的抄起部。该抄起部从其两侧把在 导轨的滚动槽中滚动来的滚珠緩緩抬起，把该滚珠从导轨的滚动槽中 引出，而导向无限循环路内。根据这样构成的本发明，在相互对合组装的两片滚珠板之间没有 夹装导向板，可以使滚珠在滑动件的无限循环路内循环。因此，由于 可以省去容易发生变形或磨损的引导爪，所以可以实现长期顺畅的滚 珠循环，可以长期保证滑动件相对导轨轻快的往复运动。另外，由于无需导向板，故而不需要在组装后对滚珠板和导向板 之间的错位进行检查、修正的工序，与此相对应地，可以在短时间内 容易地完成滑动件的组装，实现了制造成本的降低。另一方面，由于省去了引导爪，故而无需在导轨的滚珠滚动槽上 设置用于容纳引导爪的退让槽，能够减少加工导轨的辊轧成形模的更 换频度，所以可实现制造成本的降低。另外，通过省略该退让槽，提 高了滚动槽形成部位的导轨的刚性，与之相应地可以实现导轨壁厚的 减小，可以抑制原材料费用。
图l是表示适用了本发明的薄型滑动单元的一例的立体图。图2是表示图1所示的滑动单元的滚珠滑架的分解图。图3是表示形成在滚珠滑架上的滚珠的无限循环路的剖面图。图4是表示在滚珠滑架上所具备的负荷开口部细部的放大剖面图。图5是滚珠板的滚动槽侧的平面图。
图6是表示滚珠的抄起部的放大立体图。 图7是表示现有的滚珠滑架的分解立体图。 附图标记说明l...导轨、2…滚珠、3…滑动件、5…抄起部、30…滚珠滑架、31… 滚珠板、32…滚珠槽、36…负荷开口部、40…弯曲部具体实施方式
以下参照附图详细说明本发明的薄型滑动单元。图1是表示适用了本发明的滑动单元之一例的图。该滑动单元由 导轨l、和经由多个滚珠2组装在所述导轨1上的滑动件3构成，构 成为该滑动件3可沿导轨1自由往复运动。所述导轨1形成为从基部10竖立起一对侧壁11、 11的渠道状， 由基部IO及侧壁11围起的空间成为所述滑动件3的引导路。在面向 该引导路的各侧壁11的内侧面上，沿导轨1的纵向各形成一条滚珠2 的滚动槽12,这些滚动槽12借助引导路相互相向。各滚动槽12形成 为两个滚珠滚动面以大致90度的角度交叉的所谓哥特式尖拱状。另 外，该导轨l利用贯穿基部10的固定螺丝固定在机械装置等的被安装 部。另外，所述导轨l由带状的金属薄板形成，通过对该金属薄板进 行辊轧成形加工，使所述侧壁11相对基部10弯曲，进而在侧壁11上 形成滚动槽12。导轨l通过在输出金属薄板的同时进行辊轧成形加工 而连续地形成，切割成根据用途的规定长度以后，进行用于穿通固定 螺丝的通孔(未图示)等的加工。另一方面，所述滑动件3由在导轨l的引导路内往复运动的滚珠 滑架30、和固定在该滚珠滑架30上的基板(图中以双点划线表示)4 构成，用于引导桌台或门等的可动体利用螺丝固定在所述基板4上。 另外，所述滚珠滑架30具备一对滚珠2的无限循环路，各无限循环路 分别对应于形成在导轨1的一对侧壁11上的滚珠2的滚动槽12。图2是表示所述滚珠滑架30的分解立体图。该滚珠滑架30由形
成相同形状的一对滚珠板31、 31构成，在各滚珠板31上各形成一对 轨道状的滚珠槽32。这些滚珠板31使所述滚珠槽32相互相向地进行 组装，在一个滚珠板31的滚珠槽32与另一个滚珠板31的滚珠槽32 之间夹设多个滚珠2。即，通过相互对合地结合两片滚珠板31、 31， 形成滚珠2的无限循环路。所述滚珠槽32由负荷槽部32a、无负荷槽部32b和方向转换槽部 32c构成，其中，该负荷槽部32a沿滚珠板31的长边的缘部形成，该 无负荷槽部32b与该负荷槽部32a平行地形成，该方向转换槽部32c 在所述负荷槽部32a和无负荷槽部32b之间使滚珠2的前进方向转换 180°。在负荷槽部32a和无负荷槽部32b之间形成突堤33，在组装一 对滚珠板31、 31时，两滚珠板31的突提33彼此用铆钉接合。在图2 中，附图标记34是用于插入所述铆钉的通孔。图3是表示结合一对滚珠板31形成的滚珠2的无限循环路的剖面 图。如前所述那样，以使滚珠槽32相互相向的方式使一对滚珠板31 对合，铆接穿通了突堤33的铆钉35，使滚珠板31、 31彼此直接结合 后，所述负荷槽部32a相互对合地形成了负荷通道，另一方面，无负 荷槽部32b相互对合地形成了无负荷通道。另外，相互对合方向转换 槽部32c彼此而形成方向转换通道。而且，在滚珠滑架30上形成渠道 状的无限循环路，滚珠2排列在该无限循环路内。另外，各负荷槽部 32a沿滚珠板31的缘部形成，并非180。地完全覆盖滚珠2的球面地将 一对滚珠板31结合在一起，在该状态下，如图3所示那样形成开放负 荷槽部32a的负荷开口部36,在负荷槽部32a内滚动的滚珠的球面的 一部分从该负荷开口部36露出到滚珠滑架30的外部。滚珠2借助该 负荷开口部36与导轨1的滚动槽12接触。即，所述负荷开口部36 通过使滚珠板31的缘部彼此相向而形成。如图3所示那样，无负荷槽部32b对合的无负荷通道具有比滚珠 2直径大的内径，滚珠2在无负荷状态下在所述无负荷通道中滚动。 另外，在方向转换槽部32c对合的方向转换通道中，滚珠2也以无负 荷状态滚动。另一方面，在负荷槽部32a对合的负荷通道内，滚珠2
被夹在导轨l的滚动槽12和滚珠板31的突提33之间，一边承受负荷 一边在负荷通道内滚动。所述负荷开口部36的开口宽度W形成得比滚珠2的直径略小， 以便在从导轨1的引导路引出滚珠滑架30、使滑动件3和导轨1分离 时，滚珠2不会从滚珠滑架30的无限循环路滚落。如图4所示那样， 负荷槽部32a形成为仅覆盖图中由点划线所示的滚珠2的赤道(最大 圆周)的深度，通过在形成负荷开口部36的滚珠板31的缘部形成弯 曲部40， 4吏该负荷开口部36的开口宽度W变成为滚珠2的直径以下 的大小。图5是表示所述滚珠板31的滚珠槽的形成面的平面图。在该图中， 在滚珠板31的长边的缘部划出的斜线区域表示所述弯曲部40。该弯 曲部40形成在负荷槽部32a的滚珠板31的缘部，但在负荷槽部32a 的纵向(滚珠滚动方向)的两端，沿着方向转换槽部32c的滚珠2的 前进方向形成，在方向转换槽部32c内连续。因而，如图6所示那样，在负荷开口部36的纵向两端，该开口宽 度W也是滚珠2的直径d以下的大小，在负荷槽部32a内滚动并到达 负荷开口部36的端部的滚珠2由所述弯曲部40引导，其前进方向緩 緩变化，直接进入方向转换槽部32c。即，如图5中滚珠槽32内的点 划线所示那样，作为一边在负荷槽部32a内承受负荷一边滚动而到达 负荷槽部32a的端部的滚珠2，在向着方向转换槽部32c弯曲的弯曲 部40行进方向受到限制，该行进方向緩緩地朝向方向转换槽部32c 的弯曲方向变化。因而，在该滑动单元中，通过相互对合一对滚珠板31、 31并将它 们直接结合，在各滚珠板31的缘部形成的弯曲部40以比滚珠2直径 小的间隙相向，在负荷槽部32a的两端形成滚珠2的抄起部5，由此， 在导轨1的滚动槽12中滚动来的滚珠2离开滚动槽12而被收纳到滚 珠滑架30的无限循环路内。滚珠板31由金属薄板形成。作为具体的次序，首先，冲压金属板 形成滚珠板31的外形后，再经历两次形状拉深加工而形成所述滚珠槽32。接着，冲压用于插通铆钉35的通孔34后，为了形成负荷开口部 36，进行切掉滚珠槽32的负荷槽部32a—部分的形切。最后，对在图 5中所示的斜线区域进行面压成形，形成所述弯曲部40。在不进行最 后的面压成形时，负荷开口部36的开口宽度不稳定，即使组合滚珠板 31而构成滚珠滑架30,也还存在滚珠2从负荷开口部36滚落的可能， 不能把滚珠2可靠地保持在无限循环路内。另外，对于滚到负荷开口 部36的纵向端部的滚珠2，没有使其向方向转换槽部32c的弯曲方向 引导的力进行作用，所以，滚珠2在负荷开口部36的端部与滚珠板 31彼此对合的位置(图6中附图标记6的指示位置)冲突，对滚珠2 的循环作用大的阻力，增加滑动件3的滑动阻力，而且还在滑动件3 的运动过程中产生刺耳的噪音。但是，如上所述那样，在滚珠板31的边缘形成弯曲部40，由该 弯曲部40构成从负荷开口部36以相同的开口宽度连续的抄起部5, 这样，作为一边在导轨1和滚珠滑架30之间承受负荷一边在负荷开口 部36滚动的滚珠2，其滚动方向保持原样地向方向转换槽部32c的弯 曲方向变化，能够顺畅地从导轨l的滚动槽12抄起滚珠2，而转换到 无负荷状态。而且，在实现这样的滚珠2的顺畅循环时，在一对滚珠板31之间 不需要夹入具有引导爪的导向板，可以解决由于引导爪的存在而产生 的各种问题。
权利要求
1. 一种薄型滑动单元，其特征在于，由导轨和滑动件构成；该导 轨形成有滚珠的滚动槽；该滑动件具备在所述滚动槽中滚动的多个滚 珠且具有这些滚珠的无限循环路，并且能够沿所述导轨移动；珠板相互对合、并将这些滚珠板彼此直接结合而形成:'、通过使两片滚珠板的边缘相互相向，形成用于使无限循环路内的 滚珠与导轨的滚动槽接触的负荷开口部，并且，形成将滚珠从该滚动 槽中上提而引导至无限循环路内的抄起部。
2. 如权利要求1所述的薄型滑动单元，其特征在于，形成于所述 滚珠板的滚珠槽由负荷槽部、无负荷槽部和一对方向转换槽部构成； 该负荷槽部沿该滚珠板的缘部形成，并且滚珠一边在该负荷槽部与导 轨之间承受负荷一边滚动；该无负荷槽部与该负荷槽部平行地形成， 并且滚珠以无负荷状态在该无负荷槽部滚动；该一对方向转换槽部在 所述负荷槽部和无负荷槽部之间使滚珠往来；所述负荷开口部通过使一对滚珠板的负荷槽部相向而形成，并且 该负荷开口部的开口宽度形成得比滚珠的直径稍小；所述抄起部为与所述负荷开口部相同的开口宽度，且沿着滚珠在 所述方向转换槽部的行进方向形成。
3. 如权利要求2所述的薄型滑动单元，其特征在于，在所述滚珠 板的缘部形成有从所述负荷开口部至抄起部连续的弯曲部，该弯曲部 的形成使得负荷开口部及滚珠保持部的开口宽度形成得比滚珠直径 小。
4. 如权利要求l所述的薄型滑动单元，其特征在于，所述导轨具 有由一对侧壁区划出的引导路且形成为渠道状，并且在各侧壁的内侧 面上各形成一条滚珠的滚动槽；所述滑动件具有与各滚动槽对应的一对无限循环路，在所述导轨 的引导路内往复运动。
全文摘要
本发明提供一种薄型滑动单元，其在组装形成有轨道状滚珠槽的两片滚珠板而构成滚珠的无限循环路时，不使用导向板，仅通过直接结合这两片滚珠板就可使滚珠顺畅循环，可以实现滑动件相对导轨的顺畅往复运动。滑动件的滚珠无限循环路通过使成形有轨道状滚珠槽的两片滚珠板相互对合、并直接结合这两片滚珠板而形成，通过相互使两片滚珠板的边缘相向，形成用于使无限循环路内的滚珠与导轨的滚动槽接触的负荷开口部，同时形成把滚珠从该滚动槽中上提而引向无限循环路内的抄起部。
文档编号F16C29/06GK101147008SQ200680009428
公开日2008年3月19日 申请日期2006年2月10日 优先权日2005年3月24日
发明者宫崎英儿, 粕川励, 齐藤洋 申请人:Thk株式会社