可作扭转运行的滚珠保持链及其组成的线性运动机构

摘要

本发明公开了一种可作扭转运行的滚动体保持链及其组成的线性运动机构，滚动体保持链设置一扁平长条，其上有轴向排列孔洞，孔洞的间形成隔片分隔两孔洞，且有上下间隔块结合于隔片上，且上下间隔块与隔片之间包含有一缺槽，缺槽则相互错置在上下间隔块的左右不同边，使滚动体在非垂直于保持链面的循环通道运行时，保持链的间隔块会产生扭转变形而克服弯曲的阻力。

说明书

技术领域

本发明涉及一种可作扭转运行的滚动体保持链及其组成的线性运动机构。

背景技术

现行线性运动机构中有运动件及一可轴向延伸的轨道件，运动件与轨道件各提供至少一列相互对应的轨道，轨道之间有一列滚动体与轨道接触并在轨道上滚动，运动件并对每一列相互对应的轨道提供一回流直线通道及两回转道，回转道连接回流直线通道及轨道的端面出入口，形成一循环通道，使得滚动体可以从轨道区经由回转道进入回流直线通道，从回流直线通道并再经由回转道进入轨道区，因此滚动体可以在循环通道内循环运行，借由滚动体的滚动，运动件得以在轨道件上沿着轨道无限行程地运行。

为避免滚动体两两之间互相碰撞，在美国专利第5927858号中，在滚珠之间提供间隔块的设计；由于间隔块与滚珠之间的间隙，使得间隔块容易倾斜，偏移，而与循环通道互相干涉造成无法平顺地运行。

另外，在美国专利第5947605及6155718号等揭露滚珠连接链设计，滚珠连接链有两条轴向排列的细长条并将间隔块以轴向排列方式连接起来，滚珠被置于间隔块之间并被保持住，由于滚珠连接链成扁长条状，借由扁长条的可挠性，滚珠连接链可以垂直于由两条细长条构成的平面即扁平方向（以下简称为滚珠连接链面）无阻碍地弯曲，但是在垂直方向有较大的刚性，往此方向弯曲时会产生阻力。因此,此设计只适合于循环通道完全位于垂直滚珠连接链面的平面上也及滚珠连接链在二维空间上弯曲运行；当循环通道不完全在此平面上时滚珠连接链必须往倾斜于滚珠连接链面方向弯曲，必须克服往垂直方向弯曲的阻力，因此,此设计将产生阻抗及运行不顺畅。

因此，本发明的发明人曾提出中国台湾发明专利第I273185号：滚珠链条，以解决滚珠连接链于扭转运行时不顺畅的缺失，所述的滚珠链条由一列多颗前后排列的滚珠及一轴向延伸的间隔链所构成；间隔链提供多个前后排列的凹洞，滚珠位于其中。间隔链包含多个前后排列的间隔块，间隔块位于滚珠之间将滚珠两两相隔；至少两条轴向延伸细长型的弹性带以及横向延伸弹性连结条。弹性连结条两端连结弹性带，中间与间隔块做弹性连结；并保持弹性连结条具有最大长度以及足够的弹性，可以更自由地前后左右弯曲，间隔块也可以经由弹性连结相对于弹性连结条作各方向的旋转倾斜。此一滚珠链条因此有足够的自由度得以在三度空间改变方向的循环通道中以很小的阻力下平顺地运行。

其中，本发明的发明人进一步发现，虽然前案中国台湾发明专利第I273185号所提出的滚珠链条在弹性连结条两端连结弹性带，中间与间隔块做弹性连结的结构使保持链具有极高的扭转变形的自由度，但因为间隔块与弹性连结条连结区域较小，在持续性的往复弯曲变形工作之下会有强度不足的疑虑，同时此结构在滚珠包覆面与弹性连结条之间形成缺槽会有保持链的滚珠包覆面抱持滚珠效果略为不佳，使得滚珠有运行不顺畅的缺点。

有鉴于此，本发明人针对上述滚动体链条结构设计上未臻完善所导致的诸多缺失及不便，而深入构思，且积极研究改良试做而开发设计出本案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种滚动体抱持效果好，并且可以作适当扭转变形以克服弯曲阻力的可作扭转运行的保持链结构。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种可作扭转运行的滚动体保持链，包含有一扁平长条以及多个间隔块，其中扁平长条有轴向排列孔洞，孔洞之间形成隔片分隔两孔洞，间隔块分为上间隔块及下间隔块并分别结合于隔片的相对两侧；

前述上间隔块及下间隔块与前述隔片之间分别包含有一缺槽，且缺槽相互错置在上间隔块及下间隔块的左右不同边。

上述孔洞在扁平长条垂直方向及两间隔块之间形成一孔洞面，上间隔块与下间隔块与孔洞相邻的面为一平滑面，此平滑面的一部分呈滚动体包覆面，并与扁平长条上的孔洞面平滑相接，而孔洞面再与相邻的上间隔块或下间隔块的滚动体包覆面平滑相接而形成上包覆面或下包覆面，滚动体包覆面并具有一开口，平滑面的另一部分则沿滚动体包覆面的开口切线方向呈一曲面向外延伸，上包覆面或下包覆面开口方向斜侧向位于扁平长条的轴向垂直面与轴向横侧面之间，上间隔块与下间隔块的滚动体包覆面错置分别配置于左右不同边，且开口方向相反，前述缺槽位置则在上间隔块及下间隔块所属的平滑面的曲面部份。

上述滚动体包覆面为球状包覆面。

上述滚动体包覆面为圆柱状包覆面。

上述曲面为圆筒面。

上述曲面为圆锥面。

本发明也为一种使用上述可作扭转运行的滚动体保持链的线性运动机构，包括：

一导引件，至少于其一侧设置一第一轨道；

一座体，跨置于该导引件上，其对应该第一轨道设置一第二轨道，并在第二轨道上两端各设置一转弯通道，转弯通道的另一端由一回流直线通道连接，该第二轨道、转弯通道以及回流直线通道形成一循环通道，该循环通道内设置至少一封闭的导引沟槽；

该滚动体保持链的扁平长条两侧的至少一侧位于导引沟槽内，并于该滚动体保持链的孔洞内分别设入一滚动体，该滚动体保持链及该些滚动体借着滚动体的滚动而于循环通道内循环运动。

采用上述结构后，本发明可作扭转运行的滚动体保持链的扁平长条的孔洞面，上间隔块及下间隔块的球状包覆面所形成的开口口径小于滚珠直径，能确实将滚珠拘束保持在扁平长条的孔洞中，因此滚珠在孔洞内不会有倾斜、偏移的情形，且滚珠不会与循环通道产生互相干涉，具有良好的滚动体抱持效果；上间隔块及下间隔块所属的平滑面的曲面部份与隔片之间在射出成型时预留一缺槽，使得保持链用在非垂直于保持链面的循环通道运行时，保持链的上、下间隔块可以产生扭转变形而克服弯曲的阻力，并且在上、下间隔块与隔片之间有足够的连结强度，同时滚动体包覆面也可以对滚动体提供足够的拘束力。    

附图说明

图1为本发明滚珠保持链的右上方俯视图；

图2为本发明滚珠保持链与成列滚珠斜视图；

图3为图1中的A-A剖面视图；

图4为图1中的B-B剖面视图；

图5为图1中的C-C剖面视图；

图6为本发明滚珠保持链与成列滚珠在线性运动机构的循环通道内的示意图；

图7为本发明回流直线通道未在导引面H1的垂直面T1上的示意图；

图8为本发明的滚珠保持链在转弯通道承受阻力变形的示意图。

主要元件符号说明

1   滚珠保持链   2   扁平长条    21   孔洞        

22  隔片         3   间隔块      31  上间隔块

32  下间隔块     33、34  平滑面

33a、34a   球状包覆面    33b、34b 曲面

35   孔洞面      37  上包覆面    38  下包覆面    

39   开口        4  缺槽        5    滚珠

9    滑轨        91 第一轨道    10   座体

11   端盖        101 第二轨道    100 循环通道

110  导引沟槽    120 回流直线通道130 转弯通道

e1、e2   开口口径     ψd    滚珠直径 

N1、N2  球状包覆面   33a、34a   开口方向

V    扁平长条截面上垂直方向  

H    扁平长条截面上水平方向

H1、H2     导引面     T1、T2   垂直面

C1   回流直线通道的滚珠中心点与第一轨道及第二轨道内的滚珠中心点所形成的平面

Φ1  平面C1 与垂直面T1形成角度

Δ      垂直面T1 与垂直面T2之间位移。

具体实施方式

为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。

请参阅图1所示，本发明为一种滚动体保持链，以滚珠保持链1为例（也可以是用于滚柱的保持链），该滚珠保持链1设计由一扁平长条2以及多个间隔块3组成，其中扁平长条2有轴向排列孔洞21，孔洞21之间形成一隔片22分隔两两孔洞21，间隔块3结合于隔片22上，间隔块3分为上间隔块31与下间隔块32，孔洞21在扁平长条2垂直方向及两间隔块3之间形成一孔洞面35；如图2所示，一成列的滚珠5被间隔块3两两相隔并被保持于孔洞21内，借此将两两滚珠5相隔开，当滚珠5在后述线性运动机构的循环通道内滚动时（请参阅图6），相邻滚珠5之间不会互相碰撞，使滚珠5可以顺畅的滚动。

再如图1所示，上间隔块31与下间隔块32分别与孔洞21相对应的面为一平滑面33、34，此平滑面33、34的一部分为呈略大于滚珠5的球状包覆面33a、34a（若是用在滚柱的保持链，则为圆柱状包覆面）并与扁平长条2上的孔洞面35平滑相接，经由孔洞面35再与相邻的上间隔块31或下间隔块32的球状包覆面33a、34a平滑相接而形成滚珠5的上包覆面37及下包覆面38，如图4及图5所示，上、下球状包覆面33a、34a未与孔洞面35相接的一端在前述平滑面33、34上形成一开口39；上、下球状包覆面33a、34a分别配置于左右不同边，且上、下球状包覆面33a、34a的开口39方向N1、N2方向相反，上、下球状包覆面33a、34a的开口39方向N1、N2位于扁平长条2截面上的垂直方向V与水平方向H之间，如图3所示。

再如图4及图5所示，因为扁平长条2的孔洞面35，上间隔块31及下间隔块32的球状包覆面33a、34a所形成的开口口径e1、e2小于滚珠直径ψd，能确实将滚珠5拘束保持在扁平长条2的孔洞21中，因此滚珠5在孔洞21内不会有倾斜、偏移的情形，且滚珠5不会与循环通道产生互相干涉；当球状包覆面33a、34a开口方向N1、N2越倾斜于扁平长条2的水平方向H时，球状包覆面33a、34a越大，垂直方向V对滚珠5的拘束力也越大，如图3所示。

如图3所示，上、下球状包覆面33a、34a的开口39方向N1、N2位于扁平长条2截面上的垂直方向V与水平方向H之间，因此在射出成型滚珠保持链1时，通过斜侧向的脱模，能在一次射出制程形成全部滚珠保持链1，并且如图1及图2所示，上间隔块31与下间隔块32的平滑面33、34另一部份则沿球状包覆面33a、34a开口39的切线方向向外延伸射出呈圆筒状或圆锥状的曲面33b、34b，并且使该上间隔块31及下间隔块32所属的平滑面33、34的曲面33b、34b部份与前述隔片22之间包含有一缺槽4，前述滚珠5与上间隔块31及下间隔块32呈圆筒状或圆锥状曲面33b、34b之间可作为一储油空间用以储存润滑油脂之用。

如图6所示，上述滚珠保持链1使用于一线性运动机构，如线性滑轨，其中线性滑轨包括一滑轨9，于侧面设置至少一第一轨道91；一座体10，跨置于该滑轨9上，其对应该第一轨道91设置一第二轨道101，并在座体10两端各设置一端盖11，端盖11提供至少一转弯通道130，转弯通道130的一端连接于第二轨道101的端部，另一端则与座体10提供的回流直线通道120连接；第二轨道101、转弯通道130以及回流直线通道120形成一循环通道100；循环通道100内设置导引沟槽110。滚珠保持链1与保持在孔洞21内的成列滚珠5于线性运动机构的循环通道100内循环滚动运行时；该滚珠保持链1的扁平长条2两侧位于导引沟槽内110被导引，以确保滚珠保持链1可以在正确位置上运行，同时通过滚珠5在第一轨道91及第二轨道101中滚动，使得座体10可以在滑轨9上沿第一轨道91无限行程地运动。

如图7所示，其中导引沟槽110在第一轨道91及第二轨道101内构成了导引面H1，在回流直线通道120内构成导引面H2，为使回流直线通道120能有最佳设计位置，回流直线通道120不一定要在导引面H1的垂直面T1上，而回流直线通道120的滚珠5中心点与第一轨道91及第二轨道101内的滚珠5中心点所形成的平面C1与导引面H1的垂直面T1形成一角度Φ1，因此导引面H1的垂直面T1与导引面H2的垂直面T3产生位移Δ，所以当滚珠保持链1由第一轨道91及第二轨道101内进入转弯通道130时会产生扭转形变而产生阻力。

请参阅图8所示，因此本发明在上间隔块31及下间隔块32与隔片22之间形成前述缺槽4状的缓冲区，使得滚珠保持链1在进入转弯通道130时，可以通过上间隔块31及下间隔块32的曲面33b、34b部份朝扁平长条2的隔片22弯曲变形，降低转弯通道130因为具有位移Δ的高度差异而在转弯通道130产生的连续高度变化所造成的阻力，借此使滚珠保持链1在工作时承受较低阻力，并具有足够的对滚珠5的拘束力，而能在循环通道100内平顺的运行，同时在上间隔块31及下间隔块32与隔片22的连结处有足够的连结强度，可以承受持续性的往复弯曲变形的工作。

上述实施例和附图并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。