运动引导装置及其制造方法

专利名称：运动引导装置及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种用以引导工作台等引导对象进行直线或曲线运动的 线性引导件、花键等运动引导装置及其制造方法。
背景技术：
作为用于引导工作台等引导对象的直线运动或曲线运动的机械要素， 公知有一种在引导部分中夹有滚珠、滚子等滚动体的运动引导装置。由于 能够得到轻快的运动，所以被利用在机器人、机床、半导体和液晶制造装 置、医疗机械等各种领域。
运动引导装置的一种线性引导件具有在底座上安装的轨道以及以能 够相对于轨道运动的方式安装在轨道上的移动块。在轨道上形成有沿长度 方向延伸的滚动体滚道部。在移动块上形成有与滚动体滚道部相对的负荷 滚动体滚道部，并且还设置有使滚动体循环的滚动体循环路径。滚动体介 于轨道的滚动体滚道部和移动块的负荷滚动体滚动槽之间。当移动块相对 于轨道进行相对直线运动时，介于轨道和移动块之间的滚动体做滚动运 动。
近年，对于作为机械要素的运动引导装置也期望向轻量化方向发展。 特别是在不施加高负荷的民用、或组装到多间接机器人上的情况或组装到
XY工作台上的情况等下，更期望轻量化。
作为实现运动引导装置的移动块的轻量化的技术，在专利文献l中， 如图23所示，公开了一种移动块，其是将形成有滚动体滚道部21a的中 心部分21插入模具中，在中心部分21的周围一体成形由树脂或铝制成的 成形体22。
在专利文献2中，如图24所示，公开了一种移动块，其是在形成有 滚动体滚道部31a的中空块31内填充有树脂或铝的填充材料32的移动块。 在专利文献3中，如图25所示，公开了一种移动块，用不锈钢制造形成有滚动体滚道部41a的滚道板41和用于将移动块安装在对象零件上 的安装板42，并将树脂成形体43—体成形在这些板41、 42上。
专利文献l:日本特许第3550208号公报
专利文献2:日本特开平8-326747号公报
专利文献3:日本特公平7-18448号公报
但是，当着眼于一个移动块的内部功能时，可将一个移动块分为以下 三个部分。 一是滚动体进行滚动运动的滚动体滚道部。由于需要有强度， 所以采用能够进行热处理的钢材制造。二是被安装在对象零件上的安装 面。由于要承载对象零件的荷载，所以就要有一定程度的强度，但是滚动 体并不在其上进行滚动运动，所以不需要进行热处理。三是使滚动体循环 的滚动体返回通路。由于只是通过滚动体，所以不必具有像前两者那样的 的强度，只要做出形状即可。
当着眼于上述三个部分时，在现有的实现了轻量化的移动块上会有以 下的问题。对于专利文献l中所记载的移动块，安装面和滚动体返回通路 两者是由树脂或铝制成的。但是在采用树脂制时，安装面的强度不足，在 安装面以及滚动体返回通路采用铝制时，虽说实现了某种程度的轻量化， 但是量产性降低。另外，对于专利文献2以及3中所记载的移动块，由于 安装面与滚动体滚道部采用同样的钢材，所以不能充分实现轻量化。
也就是说，无论是哪种移动块，三个部分由两种材料制造。因此，三 个部分中两个部分是同样的材料。在想要实现轻量化的情况下，不能说具 有足够的强度，在想要保证强度的情况下，又不能充分实现轻量化。

发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种既确保强度又实现轻量化，进而量 产性也优越的运动引导装置及其制造方法。 以下对本发明进行说明。
为解决上述课题，第一发明所记载的发明是一种运动引导装置，其具
有
轨道部件，其具有滚动体滚道部；
移动块，其具有与所述滚动体滚道部相对的负荷滚动体滚道部，并且
6具有滚动体循环路径，所述滚动体循环路径包括与所述负荷滚动体滚道部 大致平行延伸的滚动体返回通路；以及
多个滚动体，所述多个滚动体排列在所述滚动体循环路径上，
其中，
所述移动块包括
钢制的滚动部分，其具有所述负荷滚动体滚道部；
树脂制的返回部分，其具有所述滚动体返回通路；以及
安装部分，其结合在所述滚动部分上，并且具有用于将所述移动块安
装在对象零件上的安装面，所述安装部分由比重小于所述滚动部分的比重
且相比于所述返回部分具有刚性的材质制成。
第二发明所记载的发明的特征在于，在第一发明所记载的运动引导装
置中，所述安装部分通过多个螺栓或粘接剂而结合在所述滚动部分上。
第三发明所记载的发明的特征在于，在第一发明或第二发明所记载的
运动引导装置中，所述返回部分一体地树脂成形在所述滚动部分和所述安
装部分上。
第四发明所记载的发明的特征在于，在第二发明所记载的运动引导装 置中，所述安装部分通过多个螺栓结合在所述滚动部分上，在所述移动块 的俯视图内，在所述安装部分的所述安装面上，用于将所述移动块安装在 对象零件上的多个安装螺纹部相对于所述移动块的行进方向的中心线左 右对称排列，结合所述滚动部分和所述安装部分的所述多个螺栓以靠近所 述多个安装螺纹部的方式相对于所述移动块的行进方向的中心线左右对 称排列。
第五发明所记载的发明的特征在于，在第一发明或第二发明所记载的 运动引导装置中，所述滚动部分具有与所述轨道部件的上表面相对的中央 部和与所述轨道部件的侧面相对地从所述中央部的宽度方向的两侧垂下 的一对腿部，所述腿部的基部的壁厚比所述腿部的前端部的壁厚厚。
第六发明所记载的发明的特征在于，在第一发明或第二发明所记载的 运动引导装置中，在所述安装部分上开设有在所述移动块的行进方向上延 伸的贯通孔，在所述贯通孔内设置所述返回部分的至少一部分。
第七发明所记载的发明的特征在于，在第一发明或第二发明所记载的运动引导装置中，所述安装部分由铝、铝合金、陶瓷或FRP制成。
第八发明所记载的发明的特征在于，在第二发明所记载的运动引导装 置中，所述安装部分通过多个螺栓结合在所述滚动部分上，所述运动引导 装置还包括防错位机构，在将相互接触的所述安装部分和所述滚动部分的 接合面配置在水平面内的状态下，当从所述轨道部件的长度方向观察时， 所述防错位机构防止所述安装部分相对于所述滚动部分向左右方向偏离。
第九发明所记载的发明的特征在于，在第八发明所记载的运动引导装 置中，所述防错位机构具有在所述安装部分及所述滚动部分的接合面的至 少一方上设置的粘接槽以及填充在该粘接槽内的粘接剂。
第十发明所记载的发明的特征在于，在第八发明所记载的运动引导装 置中，所述防错位机构具有在所述安装部分及所述滚动部分的各自的接合 面上以位置对合的方式设置的孔以及嵌入到这些孔中的销。
第十一发明所记载的发明的特征在于，在第八发明所记载的运动引导 装置中，所述防错位机构具有从所述安装部分的接合面向垂直方向突出并 与所述滚动部分的侧面抵接的碰触部。
第十二发明所记载的发明的特征在于，在第三发明所记载的运动引导 装置中，在与所述返回部分接合的所述安装部分的树脂接合面上设有成型 时供树脂流入的槽，以能够防止因成型后的树脂的收缩而在所述树脂接合 面和所述返回部分之间空出空隙。
第十三发明所记载的发明是一种运动引导装置的制造方法，所述运动
引导装置具有
轨道部件，其具有滚动体滚道部；
移动块，其具有与所述滚动体滚道部相对的负荷滚动体滚道部，并且 具有滚动体循环路径，所述滚动体循环路径包括与所述负荷滚动体滚道部
大致平行延伸的滚动体返回通路；以及
多个滚动体，所述多个滚动体排列在所述滚动体循环路径上， 其中，
所述运动引导装置的制造方法包括第一结合工序和第二结合工序， 在第一结合工序中，在具有所述负荷滚动体滚道部的钢制的滚动部分 上结合安装部分，所述安装部分具有用于将所述移动块安装在对象零件上的安装面，所述安装部分由比重小于所述滚动部分的比重且相比于具有所
述滚动体返回通路的树脂制的返回部分具有刚性的材质制成；
在第二结合工序中，将具有所述滚动体返回通路的树脂制的返回部分
结合在所述滚动部分以及所述安装部分上。
第十四发明所记载的发明的特征在于，在第十三发明所记载的运动引
导装置的制造方法的所述第一结合工序中，使用多个螺栓或粘接剂在所述
滚动部分上结合所述安装部分。
第十五发明所记载的发明的特征在于，在第十三发明或第十四发明所
记载的运动引导装置的制造方法的所述第二结合工序中，将所述滚动部分
以及所述安装部分作为中心部分插入模具中，在模具中注射模塑成形树
脂，由此，将树脂制的所述返回部分一体地树脂成形在所述滚动部分以及
所述安装部分上。
第十六发明所记载的发明的特征在于，在第十三发明或第十四发明所 记载的运动引导装置的制造方法中，所述运动引导装置的制造方法还包括 滚道部精加工工序，该滚道部精加工工序是在将所述安装部分结合在所述 滚动部分上的所述第一结合工序后，对所述滚动部分的所述负荷滚动体滚 道部进行磨削加工。
发明的效果
根据第一发明的记载，移动块的具有滚动体滚道部的滚动部分使用可 以进行热处理的钢材制造，具有用于安装到对象零件上的安装面的安装部 分(不需要热处理的部分)使用比重比钢小的材料制造，只要做出形状即 可的返回部分使用树脂制造。由于将强度、比重各不相同的三种材料配置 在移动块的适当的部位，所以可以得到兼顾强度与轻量化的移动块。
根据第二发明的记载，将钢制的滚动部分插入模具中，即使不使用压 铸金属制的安装部分的压铸法，也能够结合滚动部分和安装部分。如果采 用压铸法，则滚动部分的负荷滚动体滚道部的热处理就会变得困难。究其 原因，是因为在对滚动部分的负荷滚动体滚道部进行热处理之后，若对安 装部分进行压铸，则由于压铸，被热处理过的滚动部分的负荷滚动体滚道 部钝化。相反，在对安装部分进行了压铸后，若对滚动部分的负荷滚动体 滚道槽进行热处理，则被压铸过的安装部分会因热处理而熔融。
9根据第三发明的记载，能够将返回部分一体地结合在滚动部分以及安 装部分上。另外，由于在树脂成形中成形温度不会变得像压铸那样高，所 以即使插入滚动部分和安装部分，被热处理后的滚动部分的负荷滚动体滚 道部也不会钝化。
根据第四发明的记载，由于结合滚动部分和安装部分的螺栓的位置与 用于在安装部分上安装对象零件的安装螺纹部之间的距离近，所以在有要 将移动块从轨道部件拉向上方的逆径向负载作用时，能防止安装部分变 形。
根据第五发明的记载，即使有将移动块压接到轨道部件上的径向负载 作用，或者有要从轨道部件拉拽移动块的逆径向负载作用，也能防止滚动 部分的腿部变形。
根据第六发明的记载，由于在比重更大的安装部分上开贯通孔，在贯 通孔内设有返回部分的至少一部分，所以能够实现移动块的进一步的轻量 化。
根据第七发明的记载，可得到具有介于钢材和树脂之间的比重、强度 的金属。
根据第八发明的记载，即使承载施加在移动块上的水平方向的负载， 也能防止安装部分和滚动部分的偏离。在滚动引导装置的移动块上，不仅 施加径向(垂直向上方向)和逆径向(垂直向下方向)的负载，也施加水 平方向的负载。与只依靠螺栓的座面的摩擦力来承受施加在移动块上的水 平方向的负载的情况相比，能够提高产品的安全性。
根据第九发明的记载，通过用剪切强度高的粘接剂粘接安装部分和滚 动部分，能够防止安装部分和滚动部分错开。通过适当设定粘接剂自身的 强度、粘接面积，可以确保强度(针对错开的阻力)。
根据第十发明的记载，通过使销介于安装部分和滚动部分之间，利用 销的剪切力可以防止它们错开。通过适当设定孔径、销的直径，可以确保 强度(针对错开的阻力)。
根据第十一发明的记载，由于在安装部分上设置有抵接于滚动部分的 碰触部，所以可以防止安装部分和滚动部分错开。通过适当设定碰触部的 尺寸，可以确保碰触部的剪切强度和弯曲强度。另外，与用粘接剂或销进行结合的情况相比，可以实现减少加工工时，制造容易。
根据第十二发明的记载，通过成型后的树脂的收縮，可以防止在安装 部分和返回部分之间出现空隙，可以防止滚动体返回通路的错位。
根据第十三发明的记载，由于在移动块的适当部位配置强度、比重不 同的三种材料，所以可以得到兼顾强度和轻量化的移动块。
根据第十四发明的记载，即使不采用热处理困难的压铸法，也能结合 滚动部分和安装部分。
根据第十五发明的记载，能够将返回部分一体地结合在滚动部分以及 安装部分上。另外，由于在树脂成形中成形温度不会变得像压铸那样高， 所以即使插入滚动部分和安装部分，被热处理后的滚动部分的负荷滚动体 滚道部也不会钝化。
根据第十六发明的记载，能够以安装在对象零件上的安装部分为基 准，将滚动体滚道部形成在正确的位置。


图1是本发明的第一实施方式中运动引导装置的立体图(含有局部剖
面图)；
图2是轨道的立体图3是移动块的侧视图(含有局部剖面图)；
图4是表示移动块的立体图(图中(A)表示第一实施方式的移动块、
图中(B)表示第二实施方式的移动块)；
图5是表示将滚动部分与安装部分相结合的状态的侧视图6是本发明第二实施方式中运动引导装置的立体图(含有局部剖面
图)；
图7是运动引导装置的主视图(取下端板的状态)； 图8是滚动部分的立体图； 图9是安装部分的立体图10是返回部分的分割节(分割匕。一7)的立体图； 图11是返回部分的分割节的立体图12是表示用螺栓结合滚动部分和安装部分的状态的侧视图；图13是表示将返回部分组装在滚动部分以及安装部分中的状态的立
体图14是表示本发明的第三实施方式的运动引导装置的立体图(含有 局部剖面图)；
图15是表示本发明的第四实施方式的运动引导装置的立体图(含有 局部剖面图)；
图16是第四实施方式的运动引导装置的主视图(取下端板的状态)； 图17是表示安装部分和滚动部分的示意图18是表示防错位机构的其他例子的示意图(使安装部分和滚动部 分翻转的状态)；
图19是表示防错位机构的其他例子的示意图(使安装部分和滚动部 分翻转的状态)；
图20是安装部分以及滚动部分的详细图21是表示在安装部分以及滚动部分上将返回部分树脂成型的状态 的示意图22是表示槽的其他例子的示意图(在安装部分以及滚动部分上将 返回部分树脂成型的状态的示意图)；
图23是现有的运动引导装置的截面图； 图24是现有的运动引导装置的截面图； 图25是现有的运动引导装置的截面图； 符号的说明 l一轨道(轨道部件) la—滚珠滚道槽(滚动体滚道部)
2— 移动块
3— 滚珠(滚动体) 8—滚动部分 8a—中央部 8b—腿部
8c—负荷滚珠滚道槽(负荷滚动体滚道部) 8e—螺纹部8f—接合面
8g—孔(防错位机构)
9一安装部分
9a—安装面
9b—埋头孔
9d—贯通孔
9i一粘接槽(防错位机构)
9h—接合面
9j一孔(防错位机构)
IO—返回部分
10a—滚珠返回通路(滚动体返回通路)12—螺栓
16— 碰触部(防错位机构)
17— 粘接剂(防错位机构)
18— 销(防错位机构)19一安装部分的树脂接合面20—树脂流入槽
具体实施例方式
图1是表示本发明第一实施方式中运动引导装置的立体图。此运动引导装置具有作为轨道部件的轨道1和沿轨道1滑动的移动块2。轨道1安装在基座上，移动块2安装在作为引导对象的对象零件上。作为滚动体的滚珠3以能够滚动的方式介于轨道1和移动块2之间。
图2表示中空的轨道1。轨道l是异形截面，并以细长直线状延伸。在轨道1的上表面左右两端部，加工出作为滚动体滚道部的在长度方向上延伸的例如两条滚珠滚道槽la。在轨道1的左右两侧面的上端部，也加工出作为滚动体滚道部的在长度方向上延伸的例如两条滚珠滚道槽la。艮口，在该实施方式中，合计有四条滚珠滚道槽la。滚珠滚道槽la的截面形状是由单一的圆弧构成的圆拱(circular arch)槽形状，或是由两个圆弧构成的尖端拱门(Gothic arch)槽形状。滚珠滚道槽la的条数、滚珠滚道槽la与滚珠3的接触角等可根据运动引导装置的负荷荷重进行各种设定。由于滚珠3在其上进行滚动运动，所以滚珠滚道槽la被加工成表面粗糙度小、且强度大。在中空的轨道l的上部板lc以及下部板ld上，开有用于将轨道1固定在基座上的安装孔le。在上部板lc上开设的孔的直径比用于将轨道1安装在基座上的螺栓的头部的直径稍大。在下部板ld上开设的孔的直径比螺栓头部的直径小，比螺栓的螺纹部的直径大。
对轨道l的制造方法进行说明。首先，准备热挤压后的圆的管或带有角的管。管的材质为碳素钢、铬钢或不锈钢等。而且，为了调整管的壁厚，或除去表面缺陷，使管通过拉模对管进行拉拔加工。然后，使管通过异形拉模进行异形拉拔。
通过进行异形拉拔加工，圆形管或多边形的管的截面形状塑性变形为轨道1的截面形状。在进行该异形拉拔加工的同时，加工轨道1的滚珠滚道槽la。然后，对滚珠滚道槽la进行淬火。淬火后，矫正轨道1的弯曲，在轨道1的上部板lc和下部板ld上开设安装孔。最后，磨削加工滚珠滚道槽la。
如图1所示，在轨道1上安装移动块2。移动块2的整体形成为鞍形状，并包括移动块主体6和分别设置于移动块主体6的移动方向的两端部的树脂制的端板13。图1表示的是卸下了近侧的端板13的状态。
图3表示的是从轨道1的轴向来看的移动块主体6的侧视图。(含有局部剖面图)。移动块主体6由三个部分组成，g卩，加工有作为负荷滚动体滚道部的负荷滚珠滚道槽的钢制的滚动部分8、具有用于将移动块2安装在对象零件上的安装面的铝制的安装部分9以及加工有作为滚动体返回通路的滚珠返回通路10a的树脂制的返回部分10。
滚动部分8是由碳素钢、铬钢或不锈钢等钢制成的。滚动部分8具有与轨道1的上表面相对的中央部8a和对应于轨道1的侧面从中央部8a的宽度方向的两侧垂下的一对腿部8b。腿部8b的基部的壁厚比前端部的壁厚大。在C形状的滚动部分8的内侧，作为负荷滚动体滚道部，形成有与轨道1的滚珠滚道槽la相对的合计四条负荷滚珠滚道槽8c。在滚动部分8的中央部形成有两条负荷滚珠滚道槽8c，在一对腿部上分别形成有一条负荷滚珠滚道槽8c。由于滚珠3进行滚动运动，所以负荷滚珠滚道槽8c被加工成表面粗糙度小、强度大。在滚动部分8的中央部8a，加工出用于 将安装部分9安装在滚动部分8上的螺栓12 (参照图1 )螺合用的螺纹部。 在安装部分9上，加工出插入螺栓12的埋头孔9b。另外，在滚动部分8 的腿部的两端面上，加工出用于将端板13安装于滚动部分8的螺纹部8d。
安装部分9由铝制成。安装部分9的形状是一块板子那样非常简单的 形状。安装部分9的上表面是用于将移动块2安装在对象零件上的安装面 9a。在安装部分9的上表面，加工出用于将移动块2安装在对象零件上的 螺栓螺合的多个安装螺纹部9c。安装螺纹部9c在上下方向贯通移动块2。 另外，在安装部分9上加工出埋头孔9b (参照图l)。在埋头孔9b中插 入用于将滚动部分8结合在安装部分9上的螺栓12。另外，在安装部分9 上开设有沿移动块2的行进方向延伸的贯通孔9d。在该贯通孔9d内设有 树脂制的返回部分0的一部分。
如图4 (A)所示，在安装部分9的安装面上，关于移动块2的中心 线左右对称配置有四个安装螺纹部9c。四个安装螺纹部9c配置在从移动 块2的中心线错开的位置上。另外，插入螺栓12的四个埋头孔9b也关于 移动块2的中心线左右对称配置。埋头孔9b的位置如图4 (B)所示，并 不是在移动块2的行进方向的中心线上，如图4 (A)所示，而是靠近安 装螺纹部9c的位置配置(在该实施方式中，在从移动块2的中心线向左 右方向相隔相同距离的位置处有安装螺纹部9c和埋头孔9b)。
如图4 (B)所示，若将埋头孔9b的位置配置在移动块2的中心线上， 则在施加图中箭头所表示的逆径向负载时，由于安装部分9被拉伸，所以 安装部分9的宽度方向的端部变形。通过使安装部分9被拉伸的位置即安 装螺纹部9c的位置和插入螺栓的埋头孔9b的位置接近，从而可以减小安 装部分9的变形。
返回部分IO是由日本东丽碳纤维(TORAYCA)等树脂制成的。返回 部分10不像滚动部分8、安装部分9那样对强度和精度有要求，只要做出 形状即可。如图3所示，在返回部分10上形成有与负荷滚珠滚道槽8c平 行直线状延伸的滚动体返回通路即滚珠返回通路10a。在返回部分10上形 成有数量和负荷滚珠滚道槽8c相同的四条滚珠返回通路10a。四条滚珠返 回通路10a中，上侧的两条滚珠返回通路10a形成在安装部分9的贯通孔的内部，下侧的两条形成在返回部分10单独的内部。由于滚珠返回通路
10a的直径比滚珠3的直径大，所以在滚珠返回通路10a滚珠3不承受负 载。滚珠3—边被后续的滚珠3推压一边在返回通路10a中移动。平行延 伸出的负荷滚珠滚道槽8c和滚珠返回通路10a通过U字状的方向转换路 连接。方向转换路的内周侧10b也形成在返回部分10上。方向转换路的 外周侧形成在端板13上。
如图1所示，由负荷滚珠滚道槽8c、滚珠返回通路10a、 U字状的方 向转换路构成的环行跑道状的滚珠循环路径中，配置有多个滚珠3。多个 滚珠3由带状的护圈7保持为一串。护圈7由用于防止相邻的滚珠3彼此 接触的多个垫片7a和连结多个垫片7a的带状的连结部7b构成。在返回 部分10上形成有用于对护圈7的连结部7b进行引导的引导槽10c (参照 图3)。
当使移动块2相对于轨道1做相对移动时，介于它们之间的多个滚珠 3进行滚动运动。滚动到移动块2的负荷滚珠滚道槽8c的一端为止的滚珠 3在端板13的捞起部被捞起到U字状的方向转换路内。在方向转换路行 进方向反转了的滚珠3进入滚珠返回通路10a。通过了滚珠返回通路10a 的滚珠3在经由相反侧的方向转换路后，再次进入轨道1和移动块2之间。
移动块主体6经过以下的工序制造出。首先，通过拉拔加工或者切削 加工制作出滚动部分8的形状。在制作出滚动部分8的形状的同时，在滚 动部分8上加工出负荷滚珠滚道槽8c。然后，在滚动部分8的中央部8a 和腿部8b上加工出螺纹部8d。然后，对滚动部分8进行淬火。热处理后， 由于滚动部分8变形，通过磨削加工除去变形。
安装部分9通过铝的挤压成形制作出形状。由于仅靠挤压成形的话， 形状精度低，所以在挤压成形后，切削加工外形。安装面9a是安装在对 象零件上的面，也是负荷滚珠滚道槽8c的基准面，所以要高精度切削加 工。为了提高强度，也可对安装部分9的表面进行铝钝化处理。
在除去滚动部分8的变形后，如图5所示，用螺栓12将滚动部分8 结合在安装部分9上。通过用螺栓12将滚动部分8和安装部分9结合起 来，滚动部分8和安装部分9的结合就不必釆用压铸法，而若采用压铸法， 则滚动部分8的负荷滚珠滚道槽8c的热处理会变得困难。究其原因，在对滚动部分8的负荷滚珠滚道槽8c进行热处理之后，若对安装部分9进 行压铸，则在变成20(TC的熔融金属的温度的作用下，热处理后的滚动部 分8的负荷滚珠滚道槽8c钝化。相反，在将安装部分9压铸后，若对滚 动部分8的负荷滚珠滚道槽8c进行热处理，则在变成110(TC 120(TC的热 处理温度的作用下，被压铸的安装部分9熔融。
在将滚动部分8结合在安装部分9上之后，再次磨削加工滚动部分8 的负荷滚珠滚道槽8c。以安装部分9的安装面为基准，可以加工滚动部分 8的负荷滚珠滚道槽8c。
在将滚动部分8结合到安装部分9上之后，将它们插入模具中。之后， 向模具中注射模塑树脂进行注射成形，将返回部分10 —体结合在滚动部 分8以及安装部分9上。虽然返回部分10形状复杂，但是通过使树脂流 入模具还是能够容易制造。由于树脂成形的成形温度在IO(TC之下，所以 被热处理了的滚动部分8的负荷滚珠滚道槽8c不会钝化。
虽说钢存在着具有刚性而能够进行淬火的优点，但是也有比重大的缺 点。树脂具有质轻、易成形的优点，反过来也具有刚性弱、易变形的缺点。 铝在刚性和比重方面具有介于钢和树脂中间的性质。在本实施方式的移动 块2中，由于人尽其才地使用这三种材料，所以不仅能够保留在承受负荷 的同时精度良好地运动这样的运动引导装置的特点，还能实现轻量化。例 如，与钢制的移动块相比，刚性不会降低太多、却能够减少40%左右的质
图6和图7表示本发明的第二实施方式的运动引导装置。图6是表示 运动引导装置的立体图，图7是表示运动引导装置的主视图(取下端板13 的状态)。由于被轨道1和护圈7保持的多个滚珠3、分别设置在移动块 主体6的两端面的端板13的结构与上述第一实施方式的运动引导装置相 同，所以标注同样的符号，省略其说明。
移动块主体6由加工负荷滚珠滚道槽8c的滚动部分8、具有安装面 9a的安装部分9以及形成滚珠返回通路10a的返回部分10构成。
图8表示滚动部分的立体图。滚动部分8由钢制成，截面形成为"3" 字形状。该实施方式的滚动部分8的壁厚形成得比第一实施方式的滚动部 分8的壁厚薄。在滚动部分8的内侧加工出四条负荷滚珠滚道槽8c。在滚动部分8的中央部8a的中心线上加工出多个螺纹部8e。在该螺纹部8e拧 合用于将安装部分9安装在滚动部分8上的螺栓。滚动部分_8的制造工序 与上述实施方式的滚动部分8相同。
图9表示安装部分9的立体图。安装部分9是由铝制成的。与上述实 施方式的安装部分9不同，安装部分9由板状的中央部9f和从中央部9f 的宽度方向两端部向下垂下的一对腿部9e构成。在安装部分9的下部上 形成有插入滚动部分8的槽9g。在安装部分9的上表面加工出用于将移动 块2安装在对象零件上的安装螺纹部9c，并且加工出用于将安装部分9安 装在滚动部分8上的埋头孔9b。埋头孔％排列配置在安装部分9的中心 线上。安装部分9的制造工序与上述实施方式的安装部分9相同。
图10和图11表示树脂制的返回部分10。该实施方式的返回部分10 由在移动块2的行进方向上被分成两部分的分割节14形成。各分割节14 上形成有滚珠返回通路10a和方向转换路的内周侧10b。各分割节14上形 成有用于与相对侧的分割节14进行定位的、凹凸形状的定位部14a、 14b。
图12表示用螺栓12将滚动部分8和安装部分9结合起来的状态。此 后，如图13所示，将分割节14插入滚动部分8和安装部分9中，用螺丝 将分割节14固定在它们上。然后，将剩余的分割节14从相反侧插入，在 与相对侧的分割节14进行定位后，用螺丝将剩余的分割节14固定在滚动 部分8和安装部分9上。如该实施方式那样，树脂制的返回部分10也可 不通过插入成形法而组装在滚动部分8和安装部分9中。
图14表示本发明的第三实施方式的运动引导装置。在该实施方式中， 安装部分9的埋头孔9b的位置以及滚动部分8的螺纹部8e的位置与上述 第一实施方式不同。由于其他的结构与第一实施方式的运动引导装置相 同，所以标注同样的符号，省略其说明。在该实施方式中，在四个安装部 分9的埋头孔9b之中，两处埋头孔9b被配置在移动块2的中心线上。其 余的两个埋头孔9b被配置在从移动块2的中心线隔开一定间隔的位置。 滚动部分8的螺纹部8e的位置与安装部分9的埋头孔9b的位置对应。如 该实施方式那样，安装部分9的埋头孔9b位置和滚动部分8的螺纹部8e 的位置可进行各种变更。
图15和图16表示本发明的第四实施方式的运动引导装置。图15是表示运动引导装置的立体图，图16是主视图。无论在哪个图中都表示卸
下了端板13的状态。在该实施方式中，在安装部分9上设有作为防错位 机构的碰触部16，当从轨道1的长度方向来看时，碰触部16防止安装部 分9相对于滚动部分8向左右方向偏离。
在图l所示的第一实施方式的运动引导装置中，为提高加工性，安装 部分9形成为板状。在板状的安装部分9的下表面设置有被螺栓结合的滚 动部分8。在移动块2上，不仅施加有径向(垂直向上方向)和逆径向(垂 直向下方向)的负荷，也施加有水平方向上的负荷。在水平方向上的负荷 大的情况下，也存在仅靠螺栓12的座面的摩擦力难以承受水平方向上的 负荷的情况。因此，在该实施方式中，设置有在水平方向上限制安装部分 9和滚动部分8的碰触部16。
如图16所示，在从轨道1的长度方向上来看的安装部分9的左右方 向的端部，设置有从安装部分9和滚动部分8的接合面9h向垂直方向突 出的碰触部16。滚动部分8具有与轨道1的上表面相对的中央部8a和从 中央部8a的左右方向的端部垂下的一对腿部8b (参照图15)。滚动部分 8的中央部8a的上表面成为与安装部分9接合的接合面8f。碰触部16与 滚动部分8的侧面抵接。在将安装部分9和滚动部分8的接合面8f、 9h 配置在水平面内的状态下，当从轨道1的长度方向上来看时，碰触部16 防止安装部分9相对于滚动部分8向左右方向偏离。
图17表示从轨道1的长度方向观察的安装部分9和滚动部分8。通过 设置碰触部16，可以防止滚动部分8相对于安装部分9向左右方向偏离。 对偏离的阻力是由碰触部16本身的剪切、弯曲强度来决定的。通过将碰 触部16设定为适当的尺寸，可以确保对偏离的阻力。
为了将滚动部分8嵌合在安装部分9上，当使一对碰触部16的内侧 尺寸(内法)比滚动部分8的外围尺寸(外法)稍大时，在碰触部16和 滚动部分8之间形成微小的空隙。在通常的运动引导装置中，大多情况下 平行排列两条轨道l使用(所谓的以二轴方式使用)，在移动块2上只施 加左右方向中任一方向的负荷的情况也多。因此，现实中，可以使滚动部 分8只与一个碰触部16相碰，滚动部分8与剩余的碰触部16之间可以有 空隙。但是，在以一轴方式使用运动引导装置的情况等在移动块2上施加左右方向的负荷时，优选将滚动部分8压入一对碰触部间，用粘接剂填充 空隙。
图18表示防错位机构的其他示例。图18表示使安装部分9和滚动部 分8翻转，且将滚动部分8截断的状态。在安装部分9的接合面9h上加 工出具有规定面积的粘接槽9i。粘接槽9i中填充有粘接安装部分9和滚动 部分8的粘接剂17。粘接剂17的剪切强度高。通过适当设定粘接剂17 自身的强度、粘接面积，可以确保对偏离的阻力。
图19表示防错位机构的其他示例。在安装部分9和滚动部分8的各 自的接合面8f、 9h上使位置相配合地开设孔8g、 9j。在这些孔8g、 9j中 嵌入共用的销18。通过使共用的销18介于安装部分9和滚动部分8之间， 可以防止它们偏离。通过适当设置孔8g、 9j的直径、销18的直径，可以 确保对偏离的阻力。阻力由销18的剪切力、刚性低的安装部分9的孔9j 的允许面压决定。
图20表示安装部分9和滚动部分8的详細图。在安装部分9的碰触 部16的下表面即树脂接合面19上，加工出成型时供树脂流入的槽20。在 用螺栓将安装部分9和滚动部分8结合后，在该结合体上一体地插入成型 树脂制的返回部分10。树脂在成型后收缩。树脂的收縮是物理现象，称作 树脂收缩。在返回部分10上形成有作为滚动体返回通路的滚珠返回通路 10a。当树脂收縮时，成型后的滚珠返回通路10a的位置发生偏离。由于 在安装在移动块2的端面上的端板13上形成有与滚珠返回通路10a相连 的方向转换路，所以若滚珠返回通路10a的位置错开，则会对滚珠3的循 环产生影响，或与端板13的嵌合变得不佳。实际中当使安装部分9的树 脂接合面19变平，要进行树脂成型时，在树脂接合面19和返回部分10 之间产生空隙，滚珠返回通路10a也向下方变位，整体上，要沿着滚动部 分8的腿部的外侧面向斜下方变位。这认为是因为随着朝向树脂的比例大 的方向(树脂的重心)成型后树脂收縮造成的。
因此，在该实施方式中，在安装部分9的树脂接合面19上设置成型 时供树脂流入的槽20，通过与槽20挂住来抑制树脂被向下方拉伸。如图 21所示，实际中加工槽20，在要对返回部分IO进行树脂成型时，可以通 过树脂的收縮来防止安装部分9和返回部分10之间出现空隙，另外还可以防止滚珠返回通路10a的错位。
图22表示在安装部分9的树脂接合面上设置的槽20的其他示例。该 示例的槽20形成为燕尾槽形状。只要在槽20上设置在成型后树脂被向下 方拉伸时限制树脂的挂止部即可。
另外，本发明不只限于上述实施方式中的具体化技术方案，在不改变 本发明的要旨的范围内可以进行各种变更。例如在上述实施方式中，虽然 通过螺栓将安装部分结合在滚动部分上而结合成一体，但是也可以通过将 滚动部分作为中心部分的压铸件将安装部分一体结合在滚动部分上。但 是，有必要注意滚动体滚道部的热处理问题、安装面的精度问题以及容易 出现气孔的问题。
另外，安装部分的材料可以不用铝，而可以使用铝合金或者陶瓷。
此外，可以用粘接剂结合滚动部分和安装部分，来取代用螺栓结合滚 动部分和安装部分。
此外，移动块主体、轨道的滚动体滚道部的配置和构造可以有各种变 更，作为滚动体，可以用滚子来取代滚珠。
此外，在上述实施方式中，作为运动引导装置，对使用对引导对象的 直线运动进行引导的线性引导装置的例子进行了说明，但本发明不仅适用 于引导曲线运动的曲线运动引导装置，也适用于球形花键，滚子花键。
本说明书基于2007年3月29日申请的日本特愿2007-089736以及 2007年9月14日申请的日本特愿2007-240124，其内容全部包含在此。
权利要求
1.一种运动引导装置，其具有轨道部件，其具有滚动体滚道部；移动块，其具有与所述滚动体滚道部相对的负荷滚动体滚道部，并且具有滚动体循环路径，所述滚动体循环路径包括与所述负荷滚动体滚道部大致平行延伸的滚动体返回通路；以及多个滚动体，所述多个滚动体排列在所述滚动体循环路径上，其中，所述移动块包括钢制的滚动部分，其具有所述负荷滚动体滚道部；树脂制的返回部分，其具有所述滚动体返回通路；以及安装部分，其结合在所述滚动部分上，并且具有用于将所述移动块安装在对象零件上的安装面，所述安装部分由比重小于所述滚动部分的比重且相比于所述返回部分具有刚性的材质制成。
2. 如权利要求l所述的运动引导装置，其特征在于， 所述安装部分通过多个螺栓或粘接剂而结合在所述滚动部分上。
3. 如权利要求1或2所述的运动引导装置，其特征在于， 所述返回部分一体地树脂成形在所述滚动部分和所述安装部分上。
4. 如权利要求2所述的运动引导装置，其特征在于， 所述安装部分通过多个螺栓结合在所述滚动部分上， 在所述移动块的俯视图内，在所述安装部分的所述安装面上，用于将所述移动块安装在对象零件 上的多个安装螺纹部相对于所述移动块的行进方向的中心线左右对称排 列，结合所述滚动部分和所述安装部分的所述多个螺栓以靠近所述多个 安装螺纹部的方式相对于所述移动块的行进方向的中心线左右对称排列。
5. 如权利要求1或2所述的运动引导装置，其特征在于，所述滚动部分具有与所述轨道部件的上表面相对的中央部和与所述 轨道部件的侧面相对地从所述中央部的宽度方向的两侧垂下的一对腿部，所述腿部的基部的壁厚比所述腿部的前端部的壁厚厚。
6. 如权利要求1或2所述的运动引导装置，其特征在于， 在所述安装部分上开设有在所述移动块的行进方向上延伸的贯通孔， 在所述贯通孔内设置所述返回部分的至少一部分。
7. 如权利要求1或2所述的运动引导装置，其特征在于， 所述安装部分由铝、铝合金、陶瓷或FRP制成。
8. 如权利要求2所述的运动引导装置，其特征在于， 所述安装部分通过多个螺栓结合在所述滚动部分上， 所述运动引导装置还包括防错位机构，在将相互接触的所述安装部分和所述滚动部分的接合面配置在水平面内的状态下，当从所述轨道部件的 长度方向观察时，所述防错位机构防止所述安装部分相对于所述滚动部分 向左右方向偏离。
9. 如权利要求8所述的运动引导装置，其特征在于， 所述防错位机构具有在所述安装部分及所述滚动部分的接合面的至少一方上设置的粘接槽以及填充在该粘接槽内的粘接剂。
10. 如权利要求8所述的运动引导装置，其特征在于， 所述防错位机构具有在所述安装部分及所述滚动部分的各自的接合面上以位置对合的方式设置的孔以及嵌入到这些孔中的销。
11. 如权利要求8所述的运动引导装置，其特征在于， 所述防错位机构具有从所述安装部分的接合面向垂直方向突出并与所述滚动部分的侧面抵接的碰触部。
12. 如权利要求3所述的运动引导装置，其特征在于， 在与所述返回部分接合的所述安装部分的树脂接合面上设有成型时供树脂流入的槽，以能够防止因成型后的树脂的收縮而在所述树脂接合面 和所述返回部分之间空出空隙。
13. —种运动引导装置的制造方法，所述运动引导装置具有 轨道部件，其具有滚动体滚道部；移动块，其具有与所述滚动体滚道部相对的负荷滚动体滚道部，并且 具有滚动体循环路径，所述滚动体循环路径包括与所述负荷滚动体滚道部 大致平行延伸的滚动体返回通路；以及多个滚动体，所述多个滚动体排列在所述滚动体循环路径上， 其中，所述运动引导装置的制造方法包括第一结合工序和第二结合工序， 在第一结合工序中，在具有所述负荷滚动体滚道部的钢制的滚动部分 上结合安装部分，所述安装部分具有用于将所述移动块安装在对象零件上 的安装面，所述安装部分由比重小于所述滚动部分的比重且相比于具有所述滚动体返回通路的树脂制的返回部分具有刚性的材质制成；在第二结合工序中，将具有所述滚动体返回通路的树脂制的返回部分 结合在所述滚动部分以及所述安装部分上。
14. 如权利要求13所述的运动引导装置的制造方法，其特征在于， 在所述第一结合工序中，使用多个螺栓或粘接剂在所述滚动部分上结合所述安装部分。
15. 如权利要求13或14所述的运动引导装置的制造方法，其特征在于，在所述第二结合工序中，将所述滚动部分以及所述安装部分作为中心部分插入模具中，并在模 具中注射模塑成形树脂，由此，将树脂制的所述返回部分一体地树脂成形 在所述滚动部分以及所述安装部分上。
16. 如权利要求13或14所述的运动引导装置的制造方法，其特征在于，所述运动引导装置的制造方法还包括滚道部精加工工序，该滚道部精 加工工序是在将所述安装部分结合在所述滚动部分上的所述第一结合工 序后，对所述滚动部分的所述负荷滚动体滚道部进行磨削加工。
全文摘要
提供一种兼顾强度与轻量化，进而量产性优越的运动引导装置。运动引导装置具有轨道部件(1)，其具有滚动体滚道部(1a)；移动块(2)，其具有与滚动体滚道部(1a)相对的负荷滚动体滚道部(8c)，并且具有滚动体循环路径，所述滚动体循环路径包括与负荷滚动体滚道部(8c)大致平行延伸的滚动体返回通路(10a)；以及多个滚动体(3)，所述多个滚动体排列在滚动体循环路径上。移动块(2)包括钢制的滚动部分(8)，其具有负荷滚动体滚道部(8c)；树脂制的返回部分(10)，其具有滚动体返回通路(10a)；以及金属制的安装部分(9)，其结合在滚动部分(8)上，并具有用于将移动块(2)安装在对象零件上的安装面(9a)，安装部分的材质的比重小于滚动部分的材质的比重。由于将强度、比重不同的三种材料配置在移动块的适当部位，所以可得到兼顾强度和轻量化的移动块(2)。
文档编号F16C29/06GK101641526SQ20088000980
公开日2010年2月3日 申请日期2008年3月27日 优先权日2007年3月29日
发明者三泽绫子, 会田智幸 申请人:Thk株式会社