线性导向设备制造技术

本发明专利技术公开了一种线性导向设备。每个设置在滑块侧滚动元件滚道槽１１两端部的倾斜部分１５由第一凸形面１８、平面的第二凸形面１９、以及设置在该第二凸形面和该滑块主体的端面之间的斜面２０构成，该第一凸形面１８形成为具有大曲率半径的弯曲表面形状，以便缓和地并且延续地从该滑块侧滚动元件滚道槽倾斜，该平面的第二凸形面１９与该第一凸形面相邻并朝着转向路径的内圆周表面延伸，并且该第二凸形面倾斜度比第一凸形面陡，且沿着轴向的长度比第一凸形面短；该斜面２０形成为比该第一和第二凸形面更加陡。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及线性导向设备，其中倾斜部分形成在滑块侧滚动元件 滚道槽的两端部，该滚道槽构成滚动元件的滚动路径。
技术介绍
一种线性导向设备，其中被引导的物体被沿着直线引导，同时诸 如滚柱或滚珠的无限循环滚动元件是重要的机械元件之一，其主要影 响半导体制造系统、超精密机床以及超精密测量设备的运动精度。线性导向设备是这样一种设备，其包括具有设置在其上的导轨侧 滚动元件滚道槽的导轨，和滑块主体，该滑块主体具有设置在其上以 便面向该导轨侧滚动元件滚道槽并支撑在该轨道上的滑块侧滚动元件 滚道槽，以便利用设置在滚动元件滚动路径中的多个滚动元件的滚动 沿着轴向移动，该滚动元件滚动路径形成在该滑块侧滚动元件滚道槽 和该导轨侧滚动元件滚道槽之间。这种设备包括设置在滑块主体内以 便平行于滚动元件滚动路径延伸的滚动元件返回路径，和设置在端盖 内的多个转向路径，以便每个转向路径在该滚动元件滚动路径和滚动 元件返回路径之间形成连通，该端盖安装在沿着移动方向的该滑块主 体的两端部.当线性导向设备的滚动元件沿着滚动元件滚动路径、转向路径和 滚动元件返回路径不断地循环时，产生周期性的微小振动(以下称作 滚动元件通过振动)，因而前述系统、机床和设备的运动精度大受影 响。当沿着滚动元件滚动路径(加载区)滚动，同时被预加载或外部 加载的滚动元件滚出该加载区到滚动元件循环路径，因而滚动元件上 的载荷被释放时，或者相反，当滚动元件从卸载区进入加载区，因而载荷被再一次施加给滚动元件时，引起出现滚动元件通过振动。为了抑制滚动元件通过振动，称作凸形面(crowing)的斜面设置 在构成滚动元件滚动路径的滑块侧滚动元件滚道槽的两端，以便当滚 动元件逐渐进入或离开加载区时，改变发生的载荷，因而使得能够减 少滚动元件通过振动。有两种类型的线性导向种设备只有凸形面形成在滑块侧滚动元 件滚道槽两端的导向设备，和凸形面和切角面(chamfer)两者形成在 滑块侧滚动元件滚道槽两端的导向设备。作为只有凸形面形成在滑块侧滚动元件滚道槽两端的线性导向设 备的例子，有这样一种只有凸形面的线性引导设备，其中每个凸形面 由不太陡峭地倾斜的斜面和陡峭地倾斜的斜面构成，该不太陡峭地倾 斜的斜面延伸成单个的类似弧形，同时与滑块侧滚动元件滚道槽相邻， 该陡峭地倾斜的斜面延伸成直线，同时与斜面相邻，以便抑制刚度的 减小，因而，能够将滚动元件通过振动的幅度抑制为尽可能小的值(例 如，日本待审査专利公开号JP-A-2005-337455)。此外，作为只有凸形面形成在滑块侧滚动元件滚道槽两端的线性 导向设备的另一个例子，有这样一种线性引导设备，其中凸形面构造 成这样的曲面，例如，幂函数(power function)曲面，由多个曲面和 至少一个二次方法曲面构成的曲面，并且其相对于滑块主体的垂直方 向(竖直方向)、水平方向和滚动方向中的任何一个方向的刚度基本 保持不变，并且相对于滑块主体的俯仰(pitching)方向和偏航(yawing) 方向中的任何一个或两个的刚度基本保持不变(例如，待审査的日本 专利公开号JP-A-2003-035314)。另一方面，作为凸形面和切角面两者形成在滑块侧滚动元件滚道 槽两端的线性导向设备，有这样一种线性导向装置，其中形成线性地延伸的凸形面和在该凸形面和滑块主体的端面之间直线延伸的切角面(例如，待审査的日本专利公开号JP-A-2005-273765)，和这样一种线 性导向设备，其中形成弯曲地延伸的凸形面和圆形形状的(或倒圆角 的)切角面，该切角面形成在该凸形面和滑块主体的端面之间，因而 不仅抑制元件通过振动的发生并且还抑制刚度的减小，以便当该线性 导向设备在高速下驱动时不仅增强端盖的耐久性，而且还减小噪声和 振动的水平(例如，待审査的日本专利公开号JP-A-2006-029384和PCT 申请公开号WO 2005/019668)。这里，JP-A-2006-029384包括从滚动元 件滚动路径的滚动表面延续的弯曲的有效的凸形面部分，和延续到该 有效的凸形面部分的弯曲的失效的凸形面部分，并且该有效的凸形面 部分的凸形面深度是当施加预载荷时具有滚动元件弹性变形量的量 级。还有，作为凸形面和切角面两者形成在滑块侧滚动元件滚道槽两 端的线性导向设备的另一个例子，有这样一种线性导向装置，其中相 对于加载的滚动表面，凸形面形成在加载区的两端，并且量级为滚动 元件直径的5%的台阶部分形成在加载的滚动表面的边缘部分，以便低 于转向路径的内径侧侧壁表面(例如，待审査的日本专利公开号 JP-A-2002-155936).但是，在上面已经描述的上述五个待审査的日本专利公开和PCT 公开中，具有下面固有的问题。在JP-A-2005-337455中，当滚动元件的直径为4mm时，由延伸成单 个弧形状形状的斜面和延伸成直线的斜面构成的凸形面的最大深度设 置成20微米的量级。 一般而言，当滚动元件的直径为4mm时，为了其 容易循环，转向路径相对于滚动元件的裕度(clearence)为0.1到0.4mm 的量级，并且台阶部分由0.05到0.2mm量级的水平差形成，其对应于该 裕度的一半，该台阶形成在滚动元件滚动路径的滚动表面和转向路径 的导向表面之间。即便该凸形面的最大深度为20微米，该水平的差值形成在滚动元件滚动路径的滚动表面和转向路径的导向表面之间，并 且当线性导向设备以高速驱动时，滚动元件与台阶部分碰撞，这引起 担心，即，在线性导向设备的寿命早期阶段引起诸如剥落的损坏发生 在滚动元件滚动路径的端部。此外，在JP-A-2003-035314中，(从图7和图13对其估计)该凸形 面的最大深度是10微米到20微米范围内的小值，并且与 JP-A-2005-337455中的情况一样，当线性导向设备以高速驱动时，由同 样的水平差引起的滚动元件与台阶部分碰撞引起担心，g卩，在线性导 向设备寿命的早期阶段引起诸如剥落的损坏发生在滚动元件滚动路径 的端部。此外，在JP-A-2005-273765中，形成在凸形面和滑块主体端面之间 的圆形的切角面伸出超过转向路径的导向表面，以便有意地使滚动元 件与该圆形的切角面发生碰撞。但是，由于这种圆形的切角面必需具 有O.lmm或以上的曲率半径并且形成为镜面结构，需要超精密磨削加 工，这引起加工成本的问题。此外，凸形面和圆形的切角面在分开的 步骤中加工。因此，需要花费巨大的劳动工时量检査该凸形面和圆形 切角面之间边界部分形成为与由弯曲的表面和无角度部分构成的形状 的一致性，并且具有0.1mm或以上的半径。此外，在JP-A-2006-029384中，当线性导向设备以高速驱动时，当 从转向路径进入其是加载区的滚动元件滚动路径时，使该滚动元件与 延续到有效的凸形面部分的作用范围外的凸形面部分碰撞，因而产生 应力，由于作用范围外的凸形面部分形成为曲面形状，与尖锐边缘和 微小圆形形状相比，尽管应力被减轻，但是由于滚动元件和作用范围 外的凸形面部分两者均有凸形表面形成，应力减轻的效果减小。还有，在WO2005/019668中，圆形切角面部分的轴向长度增加， 以增加其曲率半径，以便减轻由滚动元件的碰撞产生的应力。但是，采用这种结构减小了构成转向路径的内圆周导向表面的内圆周导本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种线性导向设备，包括：导轨，其包括形成在其上以便沿着该导轨的轴向延伸的导轨侧滚动元件滚道槽；滑块主体，其包括面向该导轨侧滚动元件滚道槽的滑块侧滚动元件滚道槽；多个滚动元件，其设置在由该导轨侧滚动元件滚道槽和该滑块侧滚动元件滚道槽构成的滚动元件滚动路径中，以便该滑块主体以可运动方式支撑在该导轨上；滚动元件返回路径，其设置在该滑块主体内，以便平行于该滚动元件滚动路径延伸；端盖，其沿着该滑块主体的移动方向分别安装在该滑块主体的两端面上；多个转向路径，其由内圆周导向部件形成，该内圆周导向部件设置成分别固定在该滑块主体的端面，以便在该滚动元件滚动路径和滚动元件返回路径之间形成连通；以及倾斜部分，其设置在该滑块侧滚动元件滚道槽的两端部，其中该倾斜部分每个包括：弯曲的第一凸形面，其形成为大曲率半径，以便缓和并连续地从该滑块侧滚动元件滚道槽倾斜；直线的第二凸形面，其与该第一凸形面相邻，并且朝着该转向路径的内圆周表面延伸，并且该第二凸形面的倾斜度比第一凸形面陡，并且在轴向的长度比第一凸形面短；以及设置在该第二凸形面和该滑块主体的端面之间的斜面，其形成为比该第一和第二凸形面更加陡，并且在沿着其中该倾斜部分和滚动元件相互接触的方向所截取的截面中，沿着第二凸形面线性延伸的假想线和沿着该滑块主体的端面延伸的线性假想线之间的交点与以类似弧形方式沿着内圆周导向部件的外圆周延伸的假想线和沿着该滑块主体的端面延伸的线性假想线之间的交点基本重合，所述内圆周导向部件的外圆周构成该转向路径的内圆周表面。...

【技术特征摘要】
JP 2006-11-27 2006-3181771.一种线性导向设备，包括导轨，其包括形成在其上以便沿着该导轨的轴向延伸的导轨侧滚动元件滚道槽；滑块主体，其包括面向该导轨侧滚动元件滚道槽的滑块侧滚动元件滚道槽；多个滚动元件，其设置在由该导轨侧滚动元件滚道槽和该滑块侧滚动元件滚道槽构成的滚动元件滚动路径中，以便该滑块主体以可运动方式支撑在该导轨上；滚动元件返回路径，其设置在该滑块主体内，以便平行于该滚动元件滚动路径延伸；端盖，其沿着该滑块主体的移动方向分别安装在该滑块主体的两端面上；多个转向路径，其由内圆周导向部件形成，该内圆周导向部件设置成分别固定在该滑块主体的端面，以便在该滚动元件滚动路径和滚动元件返回路径之间形成连通；以及倾斜部分，其设置在该滑块侧滚动元件滚道槽的两端部，其中该倾斜部分每个包括弯曲的第一凸形面，其形成为大曲率半径，以便缓和并连续地从该滑块侧滚动元件滚道槽倾斜；直线的第二凸形面，其与该第一凸形面相邻，并且朝着该转向路径的内圆周表面延伸，并且该第二凸形面的倾斜度比第一凸形面陡，并且在轴向的长度比第一凸形面短；以及设置在该第二凸形面和该滑块主体的端面之间的斜面，其形成为比该第一和第二凸形面更加陡，并且在沿着其中该倾斜部分和滚动元件相互接触的方向所截取的截面中，沿着第二凸形面线性延伸的假想线和沿着该滑块主体的端面延伸的线性假想线之间的交点与以类似弧形方式沿着内圆周导向部件的外圆周延伸的假想线和沿着该滑块主体的端面延伸的线性假想线之间的交点基本重合，所述内圆周导向部件的外圆周构成该转向路径的内圆周表面。2. 如权利要求l所述的线性导向设备，其中 该斜面被形成为倒圆角。3. 如权利要求l所述的线性导向设备，其中该第二凸形面和该斜面之间的边界部分被形成为倒圆角。4. 如权利要求l所述的线性导向设备，其中 该第一凸形面和该...

【专利技术属性】
技术研发人员：水村美典，松村惠介，
申请(专利权)人：日本精工株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]