專利名稱：分離器和使用該分離器的線性導引件以及線性運動裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種線性導引件，更具體地說，本發(fā)明涉及一種分離器(分離元件)、配置有該分離器的一種線性導引件和使用該線性導引件的一種裝置。
本發(fā)明還涉及一種在工業(yè)機械中應用的直接作用式裝置，例如，一種線性導引軸承、滾珠絲杠、滾珠花鍵和線性滾珠襯套。
背景技術：
使用滾柱形滾動元件作為滾動元件的一種線性導引件包括一個導軌，該導軌用于引導線性運動的一個物體；以及以可運動的方式布置在所述導軌上的一個滑動件。當滑動件在縱向方向于導軌之上運動時，多個滾柱形滾動元件與導軌的縱向中的滑動件輥子相結合在導軌上形成的一個滾道及在滑動件上形成的另一個滾道之間。
與使用球形滾動元件的線性導引件相比，這種線性導引件具有更大的硬度和承載能力。當相鄰的滾動元件相互接觸時，相應的滾動元件在接觸區(qū)域處沿相反方向轉動。因此，在接觸區(qū)域產生的摩擦力對滾動元件的平穩(wěn)滾動產生限制。在上述的線性導引件中，在滾動元件中會產生軸向波動即所謂的歪斜，從而會削弱線性導引件的操作性。
為解決上述問題，在下文中提供的JP-A-2001-132745和JP-B-40-24405披露了一種線性導引件，該線性導引件具有夾置在滾柱形滾動元件之間的分離器，從而阻止?jié)L動元件之間相互接觸和歪斜。
但是，JP-A-2001-132745所披露的線性導引件利用了夾置在滾柱形滾動元件之間的分離器、分離器主體和一個凸緣部分，其中，該分離器主體的前后方向兩側上具有與滾柱形滾動元件的圓周表面相接觸的凹進表面；該凸緣部分從分離器主體的任一側沿相反方向延伸出來，并與滾動元件的一個端面相接觸。因此，滾動元件的轉動阻力在分離器主體的一端上增大，從而降低了滾動元件的轉動平衡。因此，抑制歪斜的效果就不足。
在JP-B-40-24405所披露的線性導引件中采用了一種結構，該結構中將分離元件用作為分離器，其中，在各個分離元件的兩側上布置有朝滾動元件的中心延伸的盤形腹板。分離元件的腹板在滾動元件中心的附近區(qū)域中相互接觸而相互支撐。因此，在任一相鄰的滾動元件之間及在任一相鄰的分離元件之間就產生了一個間隙。因此，相鄰的兩個滾動元件(在二者之間夾置有一個分離元件)的中心距就大于所需的距離。因而，這樣可能減小處于負荷區(qū)中的滾動元件的數目，從而就導致了承載能力的降低。此外，在使用JP-B-40-24405所披露的線性導引件的情況下，所述分離元件的橫向寬度大于滾動元件的軸向長度。因此，在滾動元件的端面和腹板之間就產生了一個間隙。這樣，抑制所述歪斜產生的效果也不大。
在其中布置有多個滾動元件的線性導引件中，滾動元件不間斷地循環(huán)運動且各個滾動元件沿單一方向滾動。當相鄰的滾動元件相互接觸時，各滾動元件在接觸區(qū)域中反向轉動。因此，在接觸區(qū)域中產生和壓制滾動元件的力阻止相互接觸的滾動元件進行平滑滾動。這樣就削弱了線性導引件的平穩(wěn)操作。
與將球形滾珠用作為滾動元件的情況相比，當將柱形或圓筒形滾柱用作為滾動元件時可提高滾動元件的硬度和承載能力(可允許的承載負荷)。但是，在運行的輥子中產生的軸向波動即所謂的歪斜(柱形或圓筒形輥子的縱軸線不能與輥子的運動方向保持垂直而產生歪斜的一種現象)，所述歪斜可削弱滾動元件的操作性，進一步會損壞線性導引件的操作性。
為此原因，線性導引件被構造成通過在滾動元件之間夾置分離器(分離元件)來阻止?jié)L動元件相互直接接觸，以使?jié)L動元件平滑滾動(運行)，從而提高滾動元件的操作性并減小滾動元件在運行過程中所產生的噪音。
例如，在下文所提供的JP-B-40-24405、JP-UM-A-52-110246和JP-B-56-2206中描述了被夾置在輥子之間的分離器。
JP-B-40-24405披露了將分離元件用作為軸承的分離元件(分離器)，所述軸承采用了輥子。所述分離元件具有一個凹陷接觸部和臂部(腹板)，所述凹陷接觸部與輥子的一個圓柱形表面相配合。所述臂部(腹板)布置在分離元件的相應側面上，臂部布置在分離元件的各側上并延伸至輥子的中心，該分離元件在線性運動方向中與臂部的中心對齊。這種分離元件使其臂部與從相鄰的分離元件上延伸出的臂部相互接觸。
但是，JP-B-40-24405所披露的分離元件的構造，使布置在通過下一個分離元件中的一個臂部將作用力傳遞給該下一個分離元件，所述作用力在輥子滾動和移動時被傳遞給分離元件。在實際應用中，分離元件會產生下述問題。
當滾動元件的運動從一個線性部分轉變到一個改向部分時，在所述臂部相互接觸的區(qū)域中產生變化，進而增加了輥子之間的距離。起初，為增大線性導引件的承載能力，輥子和分離元件在所述改向部分中布置得比較緊密，以在一個承載區(qū)中布置最大數量的分離元件。為此原因，通過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觸的臂部上，從而阻止了輥子和分離元件的平穩(wěn)運動而破壞了操作性。
如JP-B-40-24405描述，在分離元件通過使臂部相互接觸來傳輸作用力的情況下，在一個輥子和一個分離元件之間產生一個間隙，其中該分離元件在運行方向中位于該輥子之前或之后；這樣就不能足以阻止歪斜的產生。此外，布置在承載區(qū)中的輥子的數目還受到所述間隙的限制。這樣就不能充分地提高承載能力。
在線性導引件中，滑動件相對于導軌運動，而多個滾動元件則沿著一條連續(xù)的循環(huán)路徑滾動。當滑動件相對于導軌運動時，各個滾動元件移動同時在一個方向中滾動，因此，相鄰的滾動元件就相互接觸。這樣就產生了下述問題即滾動元件的平穩(wěn)運動受到阻礙、滾動元件的磨損迅速增大且增大了噪音。
因此，目前已知的一種線性導引件使?jié)L動元件平穩(wěn)滾動以抑制滾動元件的早期磨損，在相鄰的滾動元件之間布置有分離器以制動線性導引件并抑制噪音擴散(例如參見JP-A-11-247855，JP-A-2000-291668，JP-A-2001-317552，JP-A-2002-089651，JP-A-2002-039175，JP-A-2002-156018)。
一種公知的傳統(tǒng)分離器具有臂部或類似部件，用來在預定位置支撐相鄰滾動元件。例如，根據JP-A-11-247855所披露的技術，滾動元件鏈通過使相鄰的分離器與滾動元件相連接構造而成，其中該滾動元件夾置在該相鄰的分離器之間。滾動元件通過與分離器相互連接在連續(xù)的循環(huán)路徑中平行布置。因此，削弱了滾動元件的軸向波動(歪斜)及滾動元件之間的相互干擾，從而滾動元件能穩(wěn)定地循環(huán)運動。
根據JP-A-2000-291668，JP-A-2001-317552，JP-A-2002-089651，JP-A-2002-039175和JP-A-2002-156018所披露的技術，由凹槽或通孔形成的潤滑劑儲蓄器部分形成在分離器中，以用來儲存潤滑劑。由于潤滑劑儲蓄器部分形成在分離器中，滾動元件能平滑地滾動，從而，在阻止?jié)L動元件過早磨損及消除噪音產生的同時制動線性導引件。
但是，根據JP-A-11-247855所披露的技術，分離器沒有設置凹槽、通孔或類似部件，根據JP-A-2000-291668，JP-A-2001-317552，JP-A-2002-089651，JP-A-2002-039175，JP-A-2002-156018所披露的技術，該類似部件用來儲存潤滑劑。因此，這些披露的技術使以下幾個方面得到提高，這幾個方面是滾動元件的平滑滾動運動，抑制滾動元件過早磨損，消除噪音產生的同時制動線性導引件。
同時，根據JP-A-2000-291668，JP-A-2001-317552，JP-A-2002-089651，JP-A-2002-039175和JP-A-2002-156018所披露的技術，分離器沒有設置臂部或類似部件，根據JP-A-11-247855所披露的技術，該類似部件用來積極地調節(jié)滾動元件的位置。因此，在有效地抑制滾動元件中的軸向波動(歪斜)和滾動元件之間的相互干擾的同時，滾動元件的穩(wěn)定循環(huán)運動問題仍未解決。
本發(fā)明的發(fā)明人已經開發(fā)了一種分離器，該分離器能完全解決上述問題。
在將分離器夾置于相鄰的滾動元件之間的同時，人工地將滾動元件插進連續(xù)的循環(huán)路徑中的裝配操作是十分耗時的。因此，隨著生產力的提高，裝配操作的自動化是需要的。
因此，一種可能的方法是通過使用自動對準機器(如送料器)將分離器成一行排列，并通過使用如機器人連續(xù)地使裝配操作自動完成。
盡管分離器能完全地解決前述問題，仍需要配備多個分離器和潤滑劑儲蓄器部分，這些分離器僅僅組成滾動元件鏈置，每一個滾動元件都具有使?jié)L動元件對準的臂部，并且潤滑劑儲蓄器部分由凹部或通孔構成。進行了一個自動對準分離器的實驗。在某些情況下，臂部裝配入通孔或作為潤滑劑儲蓄器的類似部件中，這樣將導致分離器之間相互纏繞并最終不能將分離器對準。
如上所述，在實現分離器具有調節(jié)滾動元件的位置和儲存潤滑劑的作用之前，仍存在一些需要解決的問題，還需要考慮生產的自動化。
如圖41所示，一線性導引軸承裝置作為一種傳統(tǒng)的直接作用式裝置是眾所公知的，該線性導引軸承裝置具有軸向延伸的導軌501和滑動件502，該滑動件502被設置成跨騎在導軌51上并在軸向方向上可相對地移動。
兩軸向延伸的滾道表面503沿導軌51的橫向形成在導軌51的任一側表面上，因此總共形成了四個滾道表面503。與滾道表面503相對的滾道表面505形成在滑動件502的滑動件主體502A的套筒部分504的每一內側表面上。
多個作為滾動元件的圓柱形輥子506循環(huán)地轉動加載于滾道表面之間?；瑒蛹?02通過圓柱形輥子506的滾動運動在導軌501上可軸向地相對移動。
當滑動件502移動時，夾置于導軌501和滑動件502之間的圓柱形輥子506轉動并朝滑動件502的軸向末端移動。但是，為了連續(xù)地軸向移動滑動件502，圓柱形輥子506必須不斷地轉動。
通孔507形成在滑動件主體502A的套筒部分504上，從而穿透整個套筒部分504。循環(huán)管8裝配入每一個通孔507中，其中循環(huán)管8的內側形成一用于圓柱形輥子506的通道(滾動元件通道)508a。作為滾動元件循環(huán)部件的一對端蓋509，通過使用螺釘或類似構件固定在滑動件主體502A的各軸向末端。一改向通道510(如圖42B所示)——該改向通道510使?jié)L道表面503，505與滾動元件通道508a相通并被形成半環(huán)形狀——形成在每一端蓋509上，從而為圓柱形輥子506形成了一條連續(xù)的循環(huán)通道。
沿連續(xù)的循環(huán)通道轉動的多個圓柱形輥子506在一個方向上繞輥子軸轉動。當相鄰的圓柱形輥子506相互接觸時，位于接觸區(qū)域的輥子速度方向是互相相反的。相互接觸而產生的作用力阻礙圓柱形輥子506的平滑滾動運動。
如圖41所示，在這種情況下，分離器(分離元件)520夾置于相鄰的圓柱形輥子506之間，從而抑制圓柱形輥子506相互直接接觸。因此，滑動件502的運行將平穩(wěn)，也減小滑動件運行過程中產生的噪音。如圖42至44所示，其中分離器520包括分離器主體521和臂部522，分離器主體521夾置在相鄰的圓柱形輥子506之間，臂部522被設置成使圓柱形輥子506的軸端表面夾置在臂部522之間，并且臂部522與分離器主體521整體形成。與圓柱形輥子506的外圓周形狀相一致的凹進部521a形成在分離器主體521的區(qū)域內，該區(qū)域與圓柱形輥子506的外圓周表面相對。在圖41中，附圖標記523表示分離器導引件，該分離器導引件夾置在導軌501的外端面和滑動件502的內端面之間。
當圓柱形輥子506在某一空間內轉動時，該空間由滾道表面503和405，改向通道510和滾動元件通道508a限定，分離器520的臂部522在圓柱形輥子506轉動方向上沿導引槽524被引導，其中導引槽形成在分離器導引件523，滾動元件通道508a和改向通道510上。
此外，為了吸收由于循環(huán)通道中的滾動元件的相位改變而在通道長度方向上產生的波動(參見JP-A-2002-21849)，本發(fā)明的申請人已經提出了使用人造橡膠，如Hytrel@或Pelprene@(由Toyobo公司制造)。進一步地，油脂和潤滑油或類似物將會使分離器膨脹。根據滾動元件和分離器之間的接觸位置，滾動元件之間的節(jié)距將會大大地改變，從而產生了不利地影響操作性，低噪音特性和持久性的問題。因此，滾動元件和分離器之間的接觸位置被限定成等于或小于滾動元件直徑的50％，優(yōu)選是在30％至50％的范圍內(當參數“接觸位置”改變成參數“接觸角”時，在該“接觸位置”范圍內的“接觸角”等于或小于30°，最佳位置時的接觸角是17.5°至30°)(參見JP-A-2003-49834)。
但是，根據分離器凹進部的曲率半徑“f”(由(凹進部的凹槽半徑R)/(滾動元件的半徑Dw)值來定)或分離器凹進部的凹槽的底端厚度2δ值，JP-A-2002-21849中的滾動元件和分離器之間的接觸位置不能總是保持最佳值。例如，當分離器凹進部的曲率半徑“f”取值為0.54，滾動元件的半徑Dw取值為8mm，凹進部的厚度2δ取值為1.2mm(該數值保證了滿足承載能力所需的滾動元件的數量)時，滾動元件和分離器之間的接觸位置超過滾動元件直徑的50％(對應于30°的接觸角而言)，并且52％(對應于31°的接觸角而言)是一最佳數值(分離器徑向上的膨脹長度和分離器厚度方向上的膨脹厚度之間的尺寸差是零(參見圖45)；徑向上的膨脹導致減小滾動元件之間的節(jié)距，厚度方向上的膨脹導致增加滾動元件之間的節(jié)距)。

發(fā)明內容
本發(fā)明已經考慮了前述問題，目的在于提供一種用于線性導引件的分離器，該分離器能阻止?jié)L動元件之間發(fā)生接觸和在沒有減小承載能力的情況下抑制發(fā)生歪斜。
本發(fā)明已經考慮了相關現有技術中存在的問題，目的在于提供一種用于線性導引件的分離器，該分離器能有效地抑制承載能力減小和抑制發(fā)生歪斜，并采用一種簡單結構來提高操作性，還提供了一種包括該分離器的線性導引件和包括該線性導引件的裝置。
本發(fā)明已經考慮了上述提出的問題，目的在于提供一種用于線性導引件的分離器和一種線性導引件，該分離器削弱了滾動元件內部的軸向波動(歪斜)和滾動元件之間的相互干擾、通過以一種更穩(wěn)定的方式轉動滾動元件并更平穩(wěn)地滾動滾動元件，從而抑制滾動元件的早期磨損、抑制噪音的產生，并能提高線性導引件的生產率。
本發(fā)明已經考慮了解決這些問題，目的在于提供一種直接作用式裝置，當該裝置抑制了由于膨脹(膨脹是由潤滑劑油和油脂或類似物而引起的)影響而產生在滾動元件之間的節(jié)距中的波動時，該裝置能容易地實現在操作性、低噪音特性和低成本持久性方面上的提高。
為了達到這些目的，本發(fā)明的第一方面提供了一種用于線性導引件的分離器，該線性導引件具有一導軌，一布置在導軌上以能相互相對移動的滑動件，和多個與滑動件相結合的滾柱形滾動元件，該分離器具有一分離器主體和至少一對臂部，該分離器主體的前后方向的兩側具有與滾動元件的圓周表面相接觸的凹進表面部分；當該至少一對臂部設置在同一方向上時，它們在分離器主體部分的兩側相互平行，其中相對于分離器主體的側面方向而言，臂部的長度等于或小于兩相鄰的滾動元件之間的中心距，其中分離器主體夾置在該兩相鄰的滾動元件之間。
由于采用這種構造，能阻止?jié)L動元件與分離器主體之間產生間隙，并最終減少設置在承載區(qū)域的滾動元件數量，在JP-B-40-24405中，由于分離器臂部之間的長度L小于兩相鄰的滾動元件之間的中心距，所以JP-B-40-24405所披露的線性導引件也達到了這種效果。因此，在沒有減少承載能力的情況下能抑制滾動元件之間的接觸和歪斜。此外，這也防止了分離器的轉動阻力偏向滾動元件，JP-A-2001-132745中披露的線性導引件也具有這種特性。因此，能充分達到抑制歪斜的效果。
本發(fā)明的第二方面根據第一方面提供了一種用于線性導引件的分離器，其中臂部的高度大約是滾柱形滾動元件直徑的20％至60％。通過采用這種構造，用臂部加強了分離器主體，并且保證了滾動元件的端部表面和接觸該端部表面的滾道之間具有充足的接觸面積。
本發(fā)明的第三方面根據第一方面或第二方面提供了一種用于線性導引件的分離器，其中分離器主體的側面長度稍短于滾柱形滾動元件的軸向長度，并且滾動元件的左右側表面中的一個表面接觸形成在滑動件內側表面上的某一表面，以使?jié)L動元件的左右側表面中的一個表面與滑動件的滾道相鄰，其中該某一表面與滾道同時形成。由于采用了這種構造，滾動元件的位置變得更加穩(wěn)定，從而對抑制滾動元件的歪斜產生了有效的影響。
本發(fā)明的第四方面提供了一種用于線性導引件的分離器，其中該線性導引件具有一導軌、一設置在導軌上以能相互相對移動的滑動件、和多個與滑動件相結合的滾柱形滾動元件，該分離器具有一分離器主體和一間隙槽，其中分離器主體前后方向的兩側具有與滾動元件的圓周部分相接觸的凹進表面部分，間隙槽形成在滾動元件圓周方向上的凹進表面部分的中心處。由于采用這種構造，分離器和滾動元件之間的接觸區(qū)域限制于分離器的左右兩側。因此，抑制了滾動元件的歪斜，從而提高了線性導引件的操作性。
本發(fā)明的第五方面根據第一或第四方面提供了一種用于線性導引件的分離器，其中，一通孔形成在凹進表面部分的中心處，以在分離器主體前后方向上貫穿凹進表面部分。由于采用這種構造，潤滑劑能儲存在通孔中，并且儲存在通孔中的潤滑劑能被穩(wěn)定地供送到滾動元件中。
根據第一方面，本發(fā)明第六方面的分離器是一種用于線性導引件的分離器，進一步地包括一橋接部分，該橋接部分用于將分離器主體與臂部相連接。
通過采用這種構造，分離器能阻止相互接觸。因而，分離器能平穩(wěn)地操作，進一步地也使?jié)L動元件平穩(wěn)地操作。因為抑制了滾動元件的歪斜，則能進行更平穩(wěn)的操作。在進入承載區(qū)域時滾動元件之間相互碰撞所發(fā)出的嗒嗒聲也被抑制了。最終，抑制了在操作過程中產生的噪音和振動。
如果為了提高承載能力而通過增加設置在負載區(qū)域內的輥子數量來縮短輥子之間的距離，那么分離器主體的輥子接觸部分在移動方向(即線性運動方向)上將變薄。結果，分離器主體將被削弱。但是，根據本發(fā)明分離器主體的上部和下部之間的接合被臂部和分離器之間的橋接部分增強，從而加強了分離器主體。
因此，在保證所需的強度的前提下輥子之間的距離能縮短。因此，即使分離器主體夾置于輥子之間，設置在承載區(qū)域的輥子數量的減少能減小到最小，負載量的下降能減小到最小。
輥子端部表面由臂部來引導，因而，輥子從分離器主體中脫離的機會和歪斜將會減小到最小。
此外，在線性導引件使用該分離器的情況下，如果臂部被導引，輥子的歪斜能被更有效地抑制，從而能使輥子和分離器進行更平穩(wěn)的操作。
本發(fā)明的第七方面根據第六方面提供了一種用于線性導引件的分離器，其中，相對于凹進表面的高度而言，其中該高度是從一連接相鄰滾動元件的轉動中心的虛線、到分離器主體的凹進表面部分的端部表面之間的距離，其中該端面基本上平行于滾動元件的直接作用表面，在改變方向部分；在該改向部分，滾動元件的運動方向繞著預先設定的運動中心被改變；凹進表面的高度Ho大于凹進表面的高度Hi，其中高度Ho是指從連接相鄰滾動元件轉動中心的虛線到末端(該末端是相對于運動中心而言的)的距離，高度Hi是指從一連接相鄰滾動元件轉動中心的虛線到最近端(該最近端是相對于運動中心而言的)的距離。
本發(fā)明的第八方面根據第六方面提供了一種用于線性導引件的分離器，其中，相對于分離器主體某一端面的寬度而言，其中該端面基本上平行于位于改向部分的滾動元件的直接作用表面，在該改向部分，滾動元件的運動方向繞著預先設定的運動中心被改變。分離器主體末端的寬度“a”；該末端是相對于運動中心，大于分離器主體最近端的寬度“b”；最近端是相對于運動中心。
如果分離器以第七和第八方面所述的方式被構造，分離器主體容納輥子的能力將提高。因此，歪斜將被有效地抑制，并能有效地防止輥子脫離。特別地，由于在改向部分提高了容納輥子的功能，因而當這種分離器用于線性導引件時，即使滑動件從導軌中脫開，也能防止輥子脫離。因此，提高了維護和組裝的簡易性。
本發(fā)明的第九方面根據第六至第八方面的任一方面提供了一種用于線性導引件的分離器，其中，當臂部被構造成分別從分離器主體兩側的中心朝位于移動方向上的相鄰滾動元件的轉動中心延伸相同長度時，當一側的臂部長度以L表示時，滾動元件的直徑以Dwe表示，相鄰滾動元件的中心距以kDwe表示，從運動中心到位于改向部分的滾動元件的轉動中心的移動軌跡之間的半徑以R表示，從運動中心到包絡表面的半徑以Ri表示，其中包絡表面所在的位置比虛線距離運動中心更近并由臂部限定，該虛線連接相鄰的滾動元件的中心(臂部在垂直于滾動元件的滾道表面方向的高度以A表示)，臂部形成了一輪廓線，從而臂部一側的長度Li(即一個內臂部長度)，其中該臂部所在的位置比虛線距離運動中心更近，該虛線連接相鄰的滾動元件的中心，臂部另一側長度Lo(即外臂部長度)，其中該臂部相對于虛線位于運動中心的相反側，該虛線連接相鄰的滾動元件的中心，滿足下面的等式θ＝sin-1{kDwe/(2R)}，0.3/2×Dwe≤A≤(R-Ri)，Li＜(kDwe/2-Asinθ)，Lo＜kDwe/2。
本發(fā)明的第十方面根據第六至第八方面中的任一方面提供了一種用于線性導引件的分離器，其中，當臂部被構造成在分離器各側上相對于運動方向從分離器主體向相鄰滾動元件的中心延伸不同長度時，相對于運動方向在分離器的各側延伸的臂部總長度的最大值Ls，小于相鄰滾動元件的轉動中心距kDwe。
如果分離器以第九和第十方面描述的那種方式被構造，相鄰分離器的臂部長度被設置成，使它們在輥子的整個循環(huán)通路中相互不接觸。因而，輥子和分離器的平穩(wěn)操作能順利完成。
本發(fā)明的第十一方面根據第六至第十方面的任一方面提供了一種用于線性導引件的分離器，其中，分離器主體兩側的接觸面，相對于運動方向在某一位置處接觸相鄰的滾動元件，在該位置處，凹進表面部分的凹槽接觸表面之間的尺寸最小。
通過這樣構造，即使產生膨脹，對凹進接觸表面之間的尺寸影響最小。而且，能有效地防止輥子從分離器上脫離的危險，這種危險是由于增加輥子鏈之間的間隙增大而引起的，其中分離器夾置于該輥子鏈中。
本發(fā)明的第十二方面的特征在于根據第六至第十一方面的任一方面提供了一種用于線性導引件的分離器，其中凹進的潤滑劑儲蓄器形成在凹進表面部分的接觸表面上。通過這樣構造，能使輥子和分離器進行平穩(wěn)操作，抑制輥子和分離器的磨損，進一步也抑制了操作噪音等產生。
本發(fā)明的線性導引件的特征在于包括用于線性導引件的分離器，該分離器設置在作為滾動元件的輥子之間，這些分離器可以由第一至十二方面中的任一方面來限定。
通過采用這樣的構造，提供了一種線性導引件，該線性導引件能有效地防止承載能力下降并有效地抑制歪斜，通過采用簡單的結構提高操作性。
根據本發(fā)明的一種線性導引件的特征在于該線性導引件被構造成導引臂部。以這種方式，如果臂部被導引，輥子的歪斜能被有效地抑制，從而能使輥子和分離器進行平穩(wěn)的操作。
根據本發(fā)明的一種裝置(各種形式中的任一種形式的一種加工裝置)的特征在于包括一種根據上述方面的線性導引件。
通過采用這樣的構造，提供了一種線性導引件，該線性導引件能有效地抑制承載能力下降并防止歪斜，并且采用簡單的結構能提高操作性。
為了解決上述問題，本發(fā)明的第十三方面根據第一方面提供了一種用于線性導引件的分離器，其中，導軌具有一輥子導引表面，滑動件具有一承載輥子導引表面、一對改向通路和一輥子返回通路，與輥子導引表面相對的承載輥子導引表面和輥子導引表面共同形成了一輥子軌跡，一對改向通道與輥子軌跡的兩端相通，該輥子返回通道與該對改向通道相通，連續(xù)的循環(huán)路徑由該輥子路徑，該對換向通路和該輥子返回通路組成，線性導引件在連續(xù)的循環(huán)通路中具有導引槽，該導引槽在設置滾動元件的方向上是連續(xù)的，該對臂部由導引槽導引；潤滑劑儲蓄器部分在各個凹進表面部分是開口的，潤滑劑儲蓄器的開口小于臂部的外尺寸，從而阻止了臂部裝配入潤滑劑儲蓄器部分。
本發(fā)明的第十四方面根據第十三方面提供了一種用于線性導引件的分離器，其中開口部分的最大尺寸小于臂部的最大尺寸，其中該最大尺寸是垂直于臂部縱向的臂部橫截面部分的尺寸。
本發(fā)明的特征在于一種線性導引件，該線性導引件的特征是使用了一種分離器。該分離器用于由第十三或第十四方面限定的線性導引件中。
如果本發(fā)明的分離器用于一種線性導引件，每一輥子的側部都能夾置于相鄰分離器的凹進表面之間。并由相鄰分離器凹進表面固定。進一步地，輥子的位置能通過形成在分離器上的臂部來對準。因此，假如本發(fā)明的分離器用于該線性導引件，輥子元件中的軸向波動(歪斜)和輥子元件之間的相互干擾能被減小，從而能使?jié)L動元件更穩(wěn)定地循環(huán)運動。
潤滑劑儲蓄器部分在輥子接觸表面上是開口的。因此，如果本發(fā)明的分離器用于該線性導引件，滾動元件能更平穩(wěn)地滾動，滾動元件的早期磨損和噪音的產生能被抑制。
此外，根據本發(fā)明的第十三方面，潤滑劑儲蓄器的開口部分小于臂部的外部形狀，從而構成了分離器。根據本發(fā)明的第十四方面，開口部分的最大尺寸小于臂部的最大尺寸，其中，該最大尺寸是垂直于臂部縱向的橫截面的尺寸。因此，能阻止臂部裝配入潤滑劑儲蓄器中。例如，即使分離器被如送料器或類似構件自動對準，也能防止分離器之間互相纏繞。因而，提供了一種用于線性導引件的分離器，該線性導引件便于生產的自動化并能提高線性導引件的生產率。提供了一種線性導引件，由于使用了用于第十三方面和十四方面所限定的用于線性導引件的分離器，該線性導引件具有很多優(yōu)點。
使用的詞組“臂部裝配入潤滑劑儲蓄器部分”在此意味著，多個分離器中的一個分離器的臂部裝配入另一個分離器的潤滑劑儲蓄器部分中，從而這些分離器相互卡住。
進一步地，單詞“臂部的外部尺寸”表示有助于“臂部裝配入潤滑劑儲蓄器部分”的任一尺寸。例如，假如垂直于縱向的臂部的橫截面僅僅是一長方形，有助于裝配的尺寸是對應于四側長度和長方形的對角線長度。如果橫截面是環(huán)形的，該尺寸對應于環(huán)形的直徑，如果橫截面具有另一組合幾何形狀，該尺寸是某一形狀的各部分尺寸，該形狀凸起在有助于使臂部裝配的方向上。
根據本發(fā)明的用于線性導引件的分離器，不僅提供了一種線性導引件，還提供了一種與線性導引件一起使用的分離器，該線性導引件能提高線性導引件的生產率。
為了達到上述目的，本發(fā)明的第十五方面提供了一種線性運動裝置，其具有一導軌，該導軌包括滾動表面一滑動件，包括與導軌的滾動表面相對置的滾動表面，并通過多個滾動元件由導軌導引，滾動元件夾置在滾動表面之間，以便相互相對運動；以及一分離器，夾置在相鄰滾動元件之間，并包括凹進表面部分，該凹進表面部分形成在與所述滾動元件相對置的所述每個隔板(spacer)部分中，其中，分離器凹進表面部分和滾動元件之間的接觸位置設置在接觸角為19°至35°的范圍內。
本發(fā)明的第十六方面提供了一種用于線性運動裝置的分離器，其具有一導軌，該導軌包括滾動表面一滑動件，包括與導軌的滾動表面相對置的滾動表面，并通過多個滾動元件由導軌導引，滾動元件夾置在滾動表面之間，以便相互相對運動；以及一分離器，夾置在相鄰滾動元件之間，并包括凹進表面部分，該凹進表面部分形成在與所述滾動元件相對置的所述每個隔板(spacer)部分中，其中，凹進表面部分的橫截面部分形成尖端拱門式(gothicarch)形狀；滾動元件的直徑以Dw表示，分離器和滾動元件之間的接觸角以θ表示；凹進表面部分的夾端拱門式凹槽半徑以R表示；分離器凹進表面部分的凹槽底部厚度以2δ表示，凹進表面部分的曲率半徑以“f”表示，分離器的接觸角θ滿足下面的等式(1)至(3)0.5Dw*sinθtanθ＝δ+R(cosθ0-cosθ)(1)θ0＝sin-1[{(2f-1)/(2f)}sinθ] (2)f＝R/Dw (3)本發(fā)明的第十七方面提供了一種線性運動裝置，其具有一導軌，該導軌包括滾動表面一滑動件，包括與導軌的滾動表面相對置的滾動表面，并通過多個滾動元件由導軌導引，滾動元件夾置在滾動表面之間，以便相互相對運動；以及一分離器，夾置在相鄰滾動元件之間，并包括凹進表面部分，該凹進表面部分形成在與所述滾動元件相對置的所述每個隔板(spacer)部分中，其中凹進表面部分的橫截面部分形成單圓弧狀；滾動元件的直徑以Dw表示，分離器和滾動元件之間的接觸角以θ表示；凹進表面部分的圓弧形凹槽半徑以R表示；分離器凹進表面部分的凹槽底部厚度以2δ表示，凹進表面部分的曲率半徑以“f”表示，分離器的接觸角θ滿足下面的等式(4)至(5)0.5Dw*sinθtanθ＝δ+R(1-cosθ) (4)f＝R/Dw (5)根據第十七方面，本發(fā)明的第十八方面將提供一種用于線性導引件的分離器，其中，分離器凹進表面部分和滾動元件之間的接觸位置范圍設定在±10°的范圍內。
可以使用一種線性導引件，該線性導引件包括由第一至第十八方面中的任一方面限定的分離器。
根據本發(fā)明，考慮到由潤滑油或油脂或類似物引起分離器膨脹的徑向長度，和分離器在厚度方向上的膨脹厚度(即膨脹的徑向厚度)(徑向膨脹導致滾動元件之間的節(jié)距減小，厚度方向上的膨脹導致滾動元件之間的節(jié)距增加)，分離器的凹進部分以某一接觸角與滾動元件接觸，在該接觸角處，分離器在厚度方向上的改變變小，從而，減小了由膨脹引起的分離器的尺寸變化，這種膨脹引起滾動元件之間的節(jié)距發(fā)生改變。因此，抑制了由膨脹影響而引起的滾動元件之間的節(jié)距變化，其中這些膨脹是由潤滑油和油脂或類似物引起的，從而很容易實現在操作性、低噪音性和低成本持久性方面的提高。


圖1是線性導引件的透視圖；圖2是圖1所示的線性導引件的局部正剖視圖；圖3是沿圖2所示的III-III線的橫截面圖；圖4是圖3所示的分離器的側視圖；圖5是圖3所示的分離器的平面圖；圖6是圖3所示的分離器的正視圖；圖7是沿圖6所示的VII-VII線的縱向橫截面圖；圖8是表示形成在滑動件主體內側表面上的分離器導引表面的視圖；圖9是一透視圖(包括局部橫截面)，表示本發(fā)明的一個實施例的線性導引件(一線性導引件)的簡單構造；圖10是表示本實施例中的線性導引件的視圖(包括局部橫截面)，該圖是沿圖9中所示的線性運動方向來觀察的；圖11表示本實施例中的輥子和分離器的視圖，其中該圖是沿垂直于滾道表面的方向來觀察的；圖12表示圖11所示的輥子和分離器的視圖，其中該圖是沿線性運動方向來觀察的；圖13是沿圖12所示的A-A線的橫截面圖；圖14表示圖11所示的輥子和分離器的視圖，其中該圖沿平行于輥子軸(軸線)的方向來觀察的；圖15表示本實施例中的“臂部”長度的視圖；圖16表示本實施例中的“臂部”長度的視圖；圖17表示本實施例中的輥子鏈的視圖；圖18表示本實施例中的由“分離器”和“輥子”之間限定的接觸角的視圖；圖19表示本實施例的“凹進表面”高度的視圖；圖20表示“下降”量的視圖；圖21表示“從參考位置到輥子中心的距離S”和“下降(drop)量B”之間的關系圖；圖22表示本實施例中分離器主體的R斜面的一個例子的視圖；圖23表示本實施例中分離器主體的R斜面的一個例子的視圖；
圖24A表示本發(fā)明潤滑劑儲蓄器的一個例子的視圖；圖24B表示圖24A所示的潤滑劑儲蓄器的視圖，該視圖是沿線性運動方向來觀察的；圖25A表示本發(fā)明潤滑劑儲蓄器的另一個例子的視圖；圖25B表示圖25A所示的潤滑劑儲蓄器的視圖，該視圖是沿線性運動方向來觀察的；圖26是一描述性視圖，表示線性導引件的一部分的局部剖視圖，其中該線性導引件具有用于本發(fā)明線性導引件的分離器；圖27是沿圖26所示的X-X的線性導引件的橫截面圖；圖28是一描述性視圖，以放大方式表示圖26中所示的線性導引件的基本特性；圖29是一描述性視圖，以放大方式表示圖26中所示的線性導引件的基本特性；圖30是本發(fā)明的分離器(用于線性導引件)的放大圖，其中圖30A是分離器的正視圖，圖30B是分離器的平面圖，圖30C是分離器的右視圖；圖31A、B是局部放大圖，表示本發(fā)明的分離器(用于線性導引件)構成了輥子鏈，其夾置在相鄰的輥子之間；圖32A、B是描述性視圖，表示本發(fā)明的分離器(用于線性導引件)的另一實施例；圖33A、B是描述性視圖，表示本發(fā)明的分離器(用于線性導引件)的另一實施例；圖34A、B是描述性視圖，表示本發(fā)明的分離器(用于線性導引件)的另一實施例；圖35A、B是描述性視圖，表示本發(fā)明的分離器(用于線性導引件)的另一實施例；和圖36A、B是描述性視圖，表示本發(fā)明的分離器(用于線性導引件)如何互相裝配；圖37是一描述性視圖，表示線性導引件軸承，該軸承是本發(fā)明的本實施例中的一個例子；圖38是一曲線圖，表示對應于不同的每一δ值上的接觸角θ和滾動元件半徑Dw之間的關系，其中在該接觸角θ處，由于膨脹而引起的分離器的尺寸改變將變??；圖39是一曲線圖，表示每一輥子元件半徑Dw的接觸角θ和δ之間的關系，其中在接觸角θ處，由于膨脹而引起的分離器的尺寸改變將變小；圖40是描述性視圖，表示本發(fā)明的另一實施例的線性導引軸承；圖41是局部剖視圖，表示使用滾柱形輥子作為滾動元件的線性導引軸承，其中該軸承是直接作用式裝置的一個例子；圖42A、B表示分離器夾置在相鄰的圓柱形輥子之間的視圖，其中圖42A表示線性運動區(qū)域，圖42B表示改向通路區(qū)域；圖43表示分離器的視圖，其中該視圖是沿圓柱形輥子轉動方向觀察的；圖44是圖43的頂視圖；圖45是圖44的側視圖；和圖46是一曲線圖，表示接觸角θ和尺寸差之間的關系，其中尺寸差存在于分離器的厚度方向上的膨脹長度和分離器的膨脹徑向長度之間；具體實施方式
參見附圖，下面將對本發(fā)明的一個實施例進行描述。
圖1至8表示本發(fā)明的一個實施例。圖1是線性導引件的透視圖。如圖所示，線性導引件10包括導軌11、以可移動的方式布置在導軌11上的滑動件12、和多個與滑動件12相結合的滾動元件13(參見圖2和3)。一凹形滾道14跨過導軌11的縱向形成在導軌11的左右兩側表面上。
如圖1所示，滾道14包括滾道表面141和142。滾道表面141和142中的滾道表面141與導軌11的側面所形成的夾角大于90°(如135°)，其中該滾道表面141在圖中處于高位置上。進一步地，在圖中處于低位置的滾道表面142在與滾道表面141相對的方向上與導軌11的側面所形成的夾角大于90°(如120°)。
滑動件12包括一滑動件主體121和端蓋122，123，其中該端蓋122和123通過使用多個鎖定螺釘分別連接在滑動件主體121的前后方向上的各端上。滑動件主體121具有與導軌11的上表面相對的低表面121a。一滾動元件固定件30連接在滑動件主體121的低表面121a上?；瑒蛹黧w121具有與導軌11的側面相對的左右內側表面。滾動元件固定件31和32(參見圖2)連接在滑動件主體121的每個內側表面上。一突起的滾道16沿導軌11的縱向形成在每一內側表面上。
滾道16具有滾道表面161和162(參見圖2)。滾道表面161的滾道表面161和162中的與滑動件主體121的內側表面所形成的夾角大于90°(如135°)，其中該滾道表面161設置在上部位置上。進一步地，設置在圖中低端位置上的滾道表面162在與滾道表面161相對的方向上與滑動件主體121的內側表面所形成的夾角大于90°(如135°)。滾道表面161和162與滾道14的滾道表面141和142相對設置。一用來在導軌11上縱向上滾動滾動元件13的滾動元件滾道17(參見圖3)，形成在滾道表面141和161之間和滾道表面142和162之間。
滑動件主體121具有四個通孔18，這些通孔18沿導軌11的縱向貫穿滑動件主體121(參見圖2)。滾動元件循環(huán)組件19裝配入各通孔18中。滾動元件循環(huán)組件19由樹脂材料形成柱形。如圖3所示，一滾動元件返回通道21——該通道21與形成在端蓋122和123上的滾動元件改向通道20相連而形成了一滾動元件改向通道——形成在各個滾動元件循環(huán)組件19的每一中心部分。
當滑動件12沿導軌11的縱向移動時，滾動元件13在滾動元件滾道17中滾動，并且進一步地在滾動元件改向通道20和滾動元件返回通道21中滾動。進一步地，滾動元件13被制成圓柱形滾柱狀。在滾道141和161之間滾動的滾動元件13由滾動元件固定組件30和31來支撐。在滾道142和162之間滾動的滾動元件13由滾動元件固定組件31和32來固定。進一步地，各個滾動元件13由金屬，陶瓷或類似材料制成。進一步地，分離器22(參見圖3)夾置在滾柱狀的滾動元件之間，其中制成該分離器22的材料比制成滾動元件的材料(如樹脂)要軟。
如圖4至6所示，分離器22包括分離器主體221和一對設置在分離器主體221各端上的臂部222，222。分離器導引槽26(參見圖2)形成在滾動元件改向通道20、滾動元件返回通道21和滾動元件固定組件30至32上，其中該分離器導引槽26用來沿滾動元件13的滾動方向導引分離器22的臂部222。
臂部222，222與分離器22整體形成，以使臂部222，222的兩端在分離器22的縱向上突起。如圖4所示，臂部222，222的長度L比兩相鄰的滾動元件13，13的中心距要短，其中分離器主體221夾置在該兩相鄰的滾動元件13，13之間。優(yōu)選地，長度L大約是滾動元件直徑的50％至98％。臂部222，222(參見圖4)的高度H大約是輥子元件直徑的20％至60％。
分離器主體221的側向長度L1(參見圖5)稍短于滾動元件13的軸向長度。因此，臂部222，222中的至少一個臂部被設置成接觸滾動元件13的軸端表面。分離器主體221具有凹進表面部分23，23，該凹進表面部分23，23相對于分離器主體221的前后方向設置在分離器主體221的各側上，凹進表面部分23，23接觸滾動元件13的圓周部分。間隙槽24沿滾動元件13的圓周方向形成在每一凹進表面部分23的中心處，該間隙槽24的寬度大約是滾動元件的軸向長度的1/3。一通孔25也形成在每個凹進表面部分23的中心處，以在分離器22的前后方向上貫穿凹進表面部分23。
分離器主體221在側向上具有兩側表面部分221a，221b(參見圖5和6)。兩側表面部分221a，221b中的一側表面鄰近于滾道表面161，并接觸形成在滑動件主體121的內側表面上的分離器導引表面33a(參見圖8)相接觸，或鄰近于滾道表面162并接觸分離器導引表面33b。分離器導引表面33a，33b通過旋轉研磨機(未描述)整體研磨而成，并與滾道161，162同時進行研磨。滾動元件13左右側表面部分的任一個表面接觸分離器導引表面33a和33b。多個螺栓通孔27(參見圖1)沿附圖中導軌11的縱向基本等間隔地形成在導軌11的上表面上。在圖中，用來安裝滑動件的螺孔28形成在滑動件主體121的上表面的多個區(qū)域中。
如上所述，防止了滾動元件13和分離器主體221之間產生間隙，并最終抑制了設置在承載區(qū)域的滾動元件的數量減小，JP-B-40-24405中披露的線性導引件也具有這種優(yōu)點，這是因為分離器主體22的臂部222之間的長度L短于兩相鄰滾動元件13，13的中心距。因此，在沒有減小承載能力的情況下能抑制歪斜和滾動元件之間相互接觸。而且，抑制了分離器22的轉動阻力偏向滾動元件13，JP-A-2001-132745所披露的線性導引件具有這種優(yōu)點。因此，能有效地產生抑制歪斜的效果。
由于臂部222的高度H是滾動元件13直徑的20％至60％，分離器主體221能被臂部222加強，能保證滾動元件13的端部表面和接觸該端表面的滾道之間具有充分的接觸區(qū)域。
此外，由于間隙槽24沿滾動元件13的圓周方向形成在凹進表面部分23的中心處，滾動元件13和分離器22之間的接觸區(qū)域限制在分離器的左右兩側上。因此，當滾動元件13的歪斜能被抑制的同時可提高線性導引件的操作性。進一步地，由于通孔25形成在凹進表面部分23的中心處以在分離器主體221的前后方向上貫穿凹進表面部分，潤滑劑能儲存在通孔25中并且儲存在通孔25中的潤滑劑能被穩(wěn)定地供送到滾動元件13中。接觸滾動元件13的側面部分的分離器導引表面33a，33b設置在滑動件主體121的內側表面上。因此，分離器22和滾動元件13的位置變得穩(wěn)定，從而抑制了滾動元件13的歪斜。
本發(fā)明不僅限于上述實施例。例如，在該實施例中，臂部222之間的長度L短于兩相鄰滾動元件13，13的中心距。但是，臂部222之間的長度L可以等于兩相鄰滾動元件13，13的中心距。在前述實施例中，間隙槽24的寬度大約是滾動元件13的軸向長度的三分之一。但是，該寬度不僅僅限于大約三分之一。例如，該寬度可以大約是該槽寬度的四分之一至二分之一。
通過下面的附圖對本發(fā)明的一個實施例進行描述。
圖9根據本發(fā)明的第一實施例示意性地表示線性導引件301的結構(包括局部橫截面部分)。
如圖9所示，在本實施例中的線性導引件301中，滑動構件330被設置成以可線性移動的方式環(huán)繞導軌320進行裝配并跨騎。附圖標記370表示一端蓋，380表示一側部密封件。
圖10是沿圖9所示的線性運動方向來觀察的導軌320和滑動構件320的視圖(包括局部剖視部分)。如圖10所示，一滾道槽321形成在導軌320的任一側。滾道槽321形成在導軌320的兩側面上并形成凹狀，該凹狀具有基本上是V形的橫截面。
如圖9和10所示，環(huán)繞導軌320(其中該導軌320沿垂直于圖10的平面的方向延伸)裝配的滑動構件330具有凸起部分331，該凸起部分331與形成在導軌320上的滾道槽321相對，該凸起部分331的凸起形狀形成具有V形橫截面的凸起狀。
具有V形橫截面的滾道槽321的表面構成了用于輥子340的滾道表面322A，322B。凸起部分331的表面構成了用于輥子340的滾道表面332A，332B，其中該凸起部分331面向滾道表面332A，332B，并具有V形橫截面。滾道表面最好進行高精度研磨。
多個作為柱形或圓柱形滾動元件的輥子340，夾置在滾道凹槽321的滾道表面322A(或322B)和凸起部分331的滾道表面332A(或332B)之間。分離器(分離元件)350夾置在輥子340之間。圖10僅僅表示導軌320的右部分和相對于導軌320中心的滑動構件330的右部分。但是，圖10中表示的導軌320的左部分和相對于導軌320中心的滑動構件330的左部分以與右部分相同的方式(即繞導軌320中心軸向對稱的方式)構成。
在此，將對本實施例中的夾置在輥子340之間的分離器350進行描述。
如圖11所示，本實施例的分離器350包括夾置在輥子340之間的分離器主體351、用來導引輥子340的端面341的臂部352，其中該輥子340設置在分離器主體351各側、和用來連接分離器主體351和臂部352的橋接部分353。分離器350能整體制成，如采用樹脂材料。
如圖12，13和14所示，分離器主體351被構造成使凹進的輥子容納部分354設置在分離器主體351的各側上，每一凹進的輥子容納部分354接觸設置在各側的輥子340的圓柱形外圓周部分并容納該外圓周面部分。作為潤滑劑儲蓄器的凹槽356和通孔357形成在容納部分354的表面355上，其中該容納部分354接觸輥子340。本實施例表示的例子中僅只有一個凹槽356。但是，根據所需要的潤滑特性可以形成多個凹槽356。同理也可以形成多個通孔357。而且，根據所需的潤滑特性，凹槽356和通孔357中的任一個可以取消。作為替換，凹槽356和通孔357都可以取消。
輥子340——它們夾置在滾道表面322A和332A之間，并且滾動時它們穿過滑動構件330，進而穿過承載區(qū)域(參見圖15)，其中在該承載區(qū)域負載施加在輥子340上——和夾置在輥子340之間的分離器350，通過循環(huán)通道333A(參見圖9和10)返回到(循環(huán))滾道表面322A和332A(如負載區(qū)域)之間的空間。
輥子340——它們夾置在滾道表面322B和332B之間并以滾動的方式穿過承載區(qū)域——和夾置在輥子340之間的分離器350，通過循環(huán)通道333B(參見圖9和10)返回到(循環(huán))滾道表面322B和332B(即負載區(qū)域)之間的空間。
如圖9和10所示，循環(huán)通道333A設有循環(huán)管334A，以使輥子340和分離器350平穩(wěn)地循環(huán)運動，從而使輥子340和分離器350在滾道表面322A和332A上滾動。循環(huán)通道333B設有循環(huán)管334B，以使輥子340和分離器350平穩(wěn)地循環(huán)運動，從而使輥子340和分離器350在滾道表面322B和332B上滾動。循環(huán)管334A，334B設有容納輥子340和分離器350并使輥子340和分離器350平穩(wěn)地循環(huán)運動的導引通道335A，335B。臂部導引槽336在各個循環(huán)管上是開口的，從而面向導引通道335A，335B，其中該臂部導引槽336在輥子340和分離器350的循環(huán)運動期間導引分離器350的臂部352。
從所達到的平穩(wěn)循環(huán)操作或制造成本方面看，循環(huán)管334A，334B最好是由樹脂制成。改向部分337A，337A沿線性運動方向布置在循環(huán)管333A的各端上。改向部分337B，337B沿循環(huán)管333B的線性運動方向布置在循環(huán)管333B的各端上。為了抑制改向部分337A，337B之間的相互干擾，循環(huán)通道333A，333B最好以所謂的鏈方式布置。
如圖10所示，本實施例設有端面導引構件361，362和363，用來導引輥子340的端面341和分離器350的臂部352。因此，產生在滾動運動期間的輥子340或類似構件的歪斜能被有效地抑制，從而能使輥子340平穩(wěn)地操作。
本實施例的滑動構件330設有用來導引輥子40的端面的輥子端面導引部分338。因而，產生在輥子340滾動運動期間的歪斜或類似現象能被有效地抑制，從而能使輥子340平穩(wěn)地操作。輥子端面導引部分338是高精度研磨形成的，并和滾動表面332A，332B同時研磨形成。
下面將詳細描述本實施例中的分離器350的構造及工作效果。
如圖11至14所示，本實施例中的每一個分離器350都具有朝相鄰輥子340的轉動中心(軸)延伸的臂部352。臂部352和分離器主體351通過橋接部分353相連接在一起。因此，能提高分離器主體351的輥子接觸部分的強度。特別地，如果為了通過增加設置在承載區(qū)域的輥子數量來提高承載能力從而縮短輥子之間的距離，分離器主體351的輥子接觸部分在移動方向(即線性運動的方向)上將變薄。結果，分離器主體351將被削弱。但是，如圖14所示，通過設置在臂部352和分離器主體351之間的橋接部分353，分離器主體351的上部分和下部分之間的連接將增強，從而加強了分離器主體351。為此原因，在保證所需強度的前提下可以縮短輥子之間的距離。因此，即使分離器350夾置在輥子之間，設置在承載區(qū)域的輥子數量減小量能減小到最小，承載能力的下降量能減小到最小。
分別形成在各個端部表面導引構件361，362和363的臂部導引槽361A，362A和363A導引臂部352。因此，輥子340從分離器主體351脫離或歪斜的機會能減小到最小。如前所述，由于橋接部分353加強了分離器主體351，分離器主體351的凹進表面深度Depth(即被容納的輥子數量，參見圖17)被增加。這種深度的增加也能有效地抑制輥子脫離的機會或抑制歪斜。
同樣地，在本實施例中，提高了輥子的固定特性，因而抑制了進入承載區(qū)域的輥子340之間相互碰撞而發(fā)出的嗒嗒聲，其中在該承載區(qū)域，負載施加在輥子340上。最終地，由輥子340與端蓋370相互碰撞而產生的碰撞聲能被減小，從而能提供一種低噪音線性導引件，進而提供了一種使用該線性導引件的裝置。
如圖13所示，考慮到前面所述的加強作用，“臂部352的高度”最好是等于或大于輥子直徑的30％。同時，在保證輥子340的端表面341和用來導引輥子端表面341的端面導引構件361，362和363之間的接觸區(qū)域的前提下，為了平穩(wěn)地導引輥子340，臂部352的高度最好是等于或小于輥子340直徑的50％。特別地，在垂直于滾道表面方向上的“臂部352的高度”最好是輥子直徑的30％至50％。
下面將描述在臂部352的移動方向上的“臂部長度”(參見圖14)。
在臂部352的移動方向上的“臂部長度”設定為某一長度，從而在整個循環(huán)通道中能防止相鄰分離器主體351的臂部352互相接觸。這樣能使輥子340和分離器主體351平穩(wěn)地操作，進一步使滑動構件330能平穩(wěn)地作線性運動。
因此，相對于設置在分離器350一側的臂部352的長度L(參見圖14)而言，分離器350的臂部352相對于運動方向在兩側朝輥子340的轉動中心延伸相同長度，如圖15所示，假定輥子直徑以Dwe表示，相鄰輥子的中心距以kDwe表示，其中分離器350夾置在兩相鄰輥子之間，從運動中心O到輥子運動中心的移動軌跡的半徑以R表示(其中該輥子位于輥子改向部分337A或337B)，從運動中心O到包絡表面——該包絡表面所處的位置比虛線到運動中心的距離要近并由臂部352(高度為A)限定，其中該虛線連接相鄰輥子的中心——的半徑以Ri表示。此時，臂部352一側的長度Li(即臂部內側長度)，該側所處的位置比虛線到運動中心的距離要近，其中該虛線連接相鄰輥子的中心，和另一側臂部長度Lo(即外側臂部長度)，該側相對于虛線設置在運動中心相反側，該虛線連接相鄰輥子的中心，必須滿足下列等式θ＝sin-1{kDwe/(2R)}0.3/2×Dwe≤A≤(R-Ri)Li＜(kDwe/2-Asinθ)Lo＜kDwe/2特別地，如果臂部352的輪廓線被切削成R形或橢圓形，能避免在整個循環(huán)通路中臂部352之間相互接觸，其中該輪廓線滿足上面等式中的Li和Lo。
當滿足Li＝kDwe/2-Asinθ和Lo＝kDwe/2時，能夠獲得最有效地適應形狀。
如圖16所示，當臂部352的端部在其移動方向上形成單圓弧形狀(該單圓弧的半徑以A表示)時，如果臂部352一側(即臂部內側長度)的長度Li的最大值Limax設定為kDwe/2，其中該側所處的位置比虛線到運動中心O的距離要近，該虛線連接相鄰輥子的中心，臂部352將干擾相鄰的臂部352(參見圖16的虛線)。在此，kDwe表示相鄰輥子的中心距，其中分離器350夾置在該相鄰輥子之間。
為了避免干擾，假定從運動中心O到輥子轉動中心的移動軌跡的半徑以R表示，其中該輥子設置在輥子改向部分337A或337B，從運動中心O到包絡表面——該包絡表面所處的位置比虛線到運動中心的距離要近并由臂部352(高度為A)限定，其中該虛線連接相鄰輥子的中心——的半徑以Ri表示。此時，內側臂部長度Li的最大值Limax必須滿足下列等式θ′＝sin-1(kDwe/2R)Limax＝kDwe/2-A×(1-cosθ′)/cosθ′當分離器350的臂部352被構造成相對于線性運動方向朝相鄰輥子的轉動中心延伸不同長度時，最大長度Ls(即臂部在分離器的各側延伸的總長度)，要求小于相鄰輥子的轉動中心距kDwe，其中該相鄰輥子布置在分離器350的各側上。
參見圖17和18，下面將描述“間隙(間隔)”，當由多個輥子340和分離器350組成的鏈相對于運動方向朝一側移動時，將產生該“間隙(間隔)”。
“間隙”——當由多個輥子340和分離器350組成的鏈相對于運動方向朝一側設置時將產生該“間隙(間隔)”(參見圖17)——不能被消除以便為了通過吸收波動來保持平穩(wěn)的操作，當輥子在改向部分(337A或337B)改變它們的方向時，輥子鏈的長度方向上將產生這種波動。
相反，如果“間隙”大于所要求的值，臂部352導引或固定輥子340的能力將被削弱，并且抑制輥子脫離和抑制歪斜或類似現象的作用將被削弱。
因此，根據輥子340和凹進表面355之間所限定的接觸角α，其中該凹進表面355形成在分離器主體351的任一側，并接觸且容納相鄰的輥子340，考慮到要提高容納輥子的作用，當α＝0(度)時(即當凹進表面形成單圓弧凹槽狀，并且只具有單一的接觸點時)，“間隙”——當輥子鏈相對于運動方向偏向一側時產生該間隙——最好設定為等于或小于凹進表面的深度Depth的二分之一，或者當凹進表面形成夾端拱門狀時(如圖18所示，具有兩個接觸點)，間隙最好設定為等于或小于凹進表面深度Depth和cosα之乘積的二分之一。
參見圖19至20，下面將描述分離器350(參見圖13或其他類似圖)的凹進表面的高度。
如圖20所示，當分離器350沒有夾置在輥子340之間時，一個接觸點的現象產生在改向部分(337A，337B)，該接觸點存在與輥子之間，并且該輥子相對于轉動中心的運動軌跡向運動中心O移動(參見圖20中的“下降量B”值)。當分離器350夾置在輥子340之間時，這種現象隨著分離器350的下降而產生，如圖19所示。分離器350的下降引起分離器350在改向部分接觸改向部分(337A，337B)的內圓周部分。
在本實施例中，相對于凹進表面的高度而言，該高度是從連接相鄰輥子中心的虛線到分離器350的端面的距離，在改向部分中凹進表面的高度Ho比凹進表面的高度Hi要大，其中高度Ho是從連接相鄰輥子轉動中心的虛線到分離器350末端(該末端是相對于運動中心O而言的)的距離，其中高度Hi是從連接相鄰輥子轉動中心的虛線到分離器350最近(該最近端是相對于運動中心O而言的)的距離。
參見圖19和20，給出了一更具體的實施例。在此，當分離器350夾置在相鄰輥子之間時，該相鄰輥子的中心距以kDwe表示；從運動中心O到位于改向部分(337A或337B)的輥子中心的運動軌跡的半徑以R表示；以某一點為參考點，其中在該點處，輥子從輥子中心的運動軌跡移到改向部分，那么從該參考點到輥子中心的距離以S表示(輥子進入改向部分之前該值是負值)；分離器350在改向部分附近從輥子中心移動軌跡的下降量以B表示。此時，分離器350的下降量由下列等式來限定。
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)特別地，如果使用上面的公式，就決定了輥子340和分離器350的基本規(guī)格。分離器的下降量B僅由輥子所處的位置決定。例如，當kDwe＝4.2mm且R＝6.05mm時，根據上面的等式，分離器的下降量B如圖21所示。
為了防止分離器350接觸改向部分的內圓周部分，當分離器350向運動中心下降時會產生這種現象，分離器350的凹進表面高度被設置成滿足下面的關系Hi＜輥子直徑/2-B和Ho-Hi≤B。
類似地，對于分離器主體351的寬度(即分離器主體在移動方向上的尺寸)而言，在改向部分，分離器末端(該末端是相對于連接相鄰輥子轉動中心的虛線而言的)的寬度“a”，最好大于分離器最近端的寬度“b”，(其中該最近端是相對于連接相鄰輥子轉動中心的虛線而言的，如圖19所示)。相對于寬度而言，形成在分離器350兩側并與相鄰輥子340的外圓周面相適配的曲線表面假定是一負曲率(即一凹進表面)。因此，如果凹進表面高度Hi，Ho被設置成滿足前述要求(即滿足關系Hi＜輥子直徑/2-B和Ho-Hi≤B)，在改向部分分離器主體351的寬度(即分離器在移動方向上的尺寸)“a”大于寬度“b”。
通常，分離器具有復雜的形狀，因此分離器在許多情況下都考慮低成本制造。為此原因，能被模鑄的塑料或人造橡膠用作制造分離器的材料。但是，線性導引件是一機械構件，其通常在使用或儲存期間使用潤滑劑或抗腐蝕用劑。因此，當分離器由彈性材料或人造橡膠制成時，完全地消除膨脹是困難的。因此，當分離器夾置在輥子之間時，將對輥子轉動軸的中心距產生相當大的影響。在分離器中，高度大于凹進表面之間的尺寸，其中該凹進表面設置在分離器兩側并容納相互接觸的輥子。為此原因，如果產生膨脹，輥子高度方向上的延長是大的。在延長的影響下凹進表面之間的間隔傾向于變小。因此，將會有輥子從分離器上脫離的危險，這是因滾動鏈之間的間隙增大而引起的，其中分離器夾置在該滾動鏈中。
因此，在本實施例中，為了使凹進表面之間的間隔的膨脹影響最小，形成接觸面355使輥子340和分離器350的凹進接觸表面355之間的接觸部分處于某一位置，在該位置處，形成在分離器350兩側的凹進接觸表面355之間的尺寸最小。特別地，當凹進接觸表面355是一單圓弧時，接觸面355最佳尺寸是R(半徑)，該尺寸R大于輥子340的最大直徑的一半。
因為塑料或人造橡膠比金屬材料更易變形，輥子鏈(其中分離器夾置在該輥子鏈之間)之間的間隙很可能發(fā)生彈性變化，這樣很可能發(fā)生輥子脫離。為此原因，如圖11和12所示，通過使分離器主體351在輥子軸向上的軸向長度小于輥子長度，能抑制歪斜。進一步地，通過使寬度“a”大于圖19中所示的寬度“b”，能保證容納深度的最佳值。通過使寬度“a”大于圖19中所示的寬度“b”，改向部分337A，337B容納輥子的作用將被提高。因此，當滑動構件330從導軌320移走時所產生的輥子脫離現象被抑制。
如圖22和23所示，在分離器350中，分離器主體351的凹進表面部分的邊緣設置成R斜面或類似形狀。也可以采用C斜面取代R斜面。
本實施例描述了一種構造，在這種構造中，具有用作潤滑劑儲蓄器的凹槽356和通孔357，如圖12所示。而且，潤滑劑儲蓄器的結構并不僅限于該實施例。更具體地說，例如，可以采用圖25A-25B所示的結構。
在圖25A-25B中，附圖標記358表示形成在位于接觸部分附近的凹進接觸表面355上的渦形凹槽，其中該接觸部分位于接觸表面355和輥子340之間，從而在更大范圍內提高潤滑劑儲蓄器的效果。為了通過消除加工操作中的誤差來減小制造成本，渦形凹槽358可以形成在整個接觸表面355上。
在迄今已描述的本實施例中的線性導引件中，分離器350的分離器主體351的接觸表面355形成凹狀。因此，能很好地容納輥子340。進一步地，即使分離器350夾置在輥子之間，相鄰輥子的轉動中心距能最小，并且設置在承載區(qū)域的輥子數量能最少。
接觸表面355具有凹形形狀，輥子340固定在分離器350的臂部352上。進一步地，設有導引輥子340的側面341和臂部352的導引件361，362和363，并設有導引輥子340端面341的輥子端面導引部分338。因此，輥子的脫離能有效地被抑制，歪斜也能被充分地抑制，從而提高了線性導引件的操作性。結果，撞擊聲能減小，并且提供了一種低噪音操作的線性導引件，進而提供了一種使用該線性導引件的低噪音操作裝置。
進一步地，如果分離器350的接觸面355具有凹槽356，通孔357，和渦形部分358，則提高了潤滑特性，并且抑制了輥子340和分離器350的磨損。
在本實施例中的分離器主體351中，如果臂部352被阻止接觸分離器主體351，且如果分離器主體351在輥子軸向上的軸向長度被盡可能增加，在沒有削弱輥子的平穩(wěn)運動的情況下，能有效地抑制輥子的不適宜運動。因此，輥子能被平穩(wěn)地制動并且輥子的歪斜能被有效地抑制。
本實施例中描述的結構僅僅只是一個例子，在本發(fā)明的技術實質范圍內能對本實施例進行改進。
用于線性導引件的分離器的實施例、和該分離器的線性導引件的實施例在本發(fā)明中結合在一起，貫穿整個發(fā)明，下面將對它們進行詳細的描述。
圖26是描述性視圖，表示線性導引件的局部剖視圖，其中本發(fā)明中的用于線性導引件的分離器也與該線性導引件結合在一起。圖27是沿圖26所示的X-X線的線性導引件的橫截面圖。
如圖26和27所示，線性導引件410具有導軌412和滑動件416，該導軌412具有輥子導引表面414；滑動件416以可相對移動的方式跨騎在導軌412上，并具有承載輥子導引表面418，該承載輥子導引表面418與輥子導引表面414相對設置。
兩輥子導引表面414沿縱向形成在導軌412的任一側表面上；也就是說，總共有四個輥子導引表面414在縱向上形成。滑動件416由滑動件主體417和端蓋422構成，其中端蓋422連接在滑動件主體417的任一軸端。
當滑動件主體417和端蓋422在軸向上彼此連續(xù)時，它們具有基本C形的橫截面。一對與承載輥子導引表面418的端部相連接的改向通道424形成在端蓋422上?；瑒蛹?16由滑動件主體417和連接在滑動件主體417軸端的端蓋422構成。
一空間——該空間由導軌412的輥子導引表面414和滑動件主體417的承載輥子導引表面418之間限定，其中承載輥子導引表面418與輥子導引表面414相對設置——構成了一輥子路徑426。四個連續(xù)的循環(huán)通道428中的每一個由一對改向通道424，一輥子返回通道420和輥子路徑426構成，其中四個循環(huán)通道428彼此環(huán)狀地連續(xù)。
多個用作滾動元件的圓柱形輥子446承載在循環(huán)通道428中。分離器450的分離器主體451夾置在相鄰的輥子446之間，其中分離器450由分離器主體451和臂部452構成。更具體地說，輥子446夾置在相鄰分離器450的分離器主體451的輥子接觸面454a，454b之間。通過該對臂部452，452輥子446在對準方向上的歪斜能被抑制。以這種方式，輥子446被分離器450限制，從而構成了分離器450和輥子462的鏈。
另外，下面將詳細描述線性導引件410的某一區(qū)域，其中在該區(qū)域中，合成了輥子鏈462。
如圖26和28所示，除了形成承載輥子導引表面418的區(qū)域，滑動件主體417的內側面被分離器導引件440覆蓋，該分離器導引件440用合成樹脂或類似材料制成。而且，在分離器導引件440和與分離器導引件440相對設置的導軌412之間形成一小間隙。
凹槽——承載輥子導引表面418和分離器導引件440插入其中——形成在滑動件主體417的基本C形內側部分。更具體地說，由于分離器引導壁436b由分離器導引件440形成，所以形成了該凹槽。分離器導引壁436b之間的距離W1稍大于輥子446的筒形部分長度L，其中分離器導引壁436b在輥子446的軸向上彼此相對設置。與分離器450的臂部452相嚙合的導引槽438b在縱向上連續(xù)地形成在分離器導引壁436b上。分離器導引壁436b的寬度G稍大于臂部452的高度U，因此，臂部452能滑動地接合于導引槽438b的內側。
如圖27和29所示，輥子返回通道420形成在滑動件主體417的C形厚套筒部分，以使其與承載導引表面418隔開一定距離并平行于承載導引表面418。輥子返回通道420由通孔432形成，該通孔432的環(huán)形橫截面在縱向上連續(xù)地延伸并且循環(huán)管430插進該通孔432中。
循環(huán)管430是由合成樹脂或類似材料制成的管道。在縱向上連續(xù)的循環(huán)管430的內側空間的橫截面是一長方形，該長方形與在縱向上突起的輥子446的筒部形狀相適配，從而輥子446能穿進整個循環(huán)管430。更具體地說，長方形橫截面的寬度W2稍大于輥子446的筒部長度L。長方形橫截面的高度H稍大于輥子446的直徑Dw。因此，輥子446和分離器450能在循環(huán)管430的空間中平穩(wěn)地移動。
循環(huán)管430的壁部也作為分離器導引壁436a，其中，循環(huán)管430與在循環(huán)管430中移動的輥子446的兩側相對設置。導引壁438a在縱向上連續(xù)地形成在分離器導引壁436a上，且該導引壁438a具有某一寬度以使其以嚙合的方式導引臂部452。特別地，導引槽438a的寬度J稍大于臂部高度U。因此，分離器450的臂部452能滑動地接合于導引槽438a的內側。
如圖27所示，一對曲形改向通道424形成在端蓋422上，其中改向通道424與承載輥子導引表面418相連接并與輥子返回通道420相通。改向通道424由在縱向上連續(xù)的并是曲形的通孔形成。
特別地，改向通道424的內側空間的橫截面是一長方形，該長方形與在縱向上突起的輥子446的筒部形狀相適配，從而使輥子446能穿進改向通道424。改向通道424的壁部也作為分離器導引壁，其中，改向通道42與在改向通道42中移動的輥子446的兩側相對設置。在輥子446的軸向上彼此相對設置的分離器導引壁之間的尺寸稍大于輥子446的筒部長度L。長方形橫截面的高度稍大于輥子446的直徑Dw。因此，由輥子446和分離器450構成的輥子鏈462能在改向通道424的內側空間內平穩(wěn)地移動。在改向通道424中，當滾動時整個輥子鏈463都在移動。因此，考慮到曲率半徑與臂部452的轉動范圍相適配，改向通道424中的導引槽寬度被稍加寬。改向通道424的橫截面與輥子返回通道420的循環(huán)管430相同。因此，改向通道424的橫截面部分的描述在此省略。
接著，參見圖30A-31B，下面將詳細描述分離器450。圖30是分離器450的放大圖，圖30A是分離器450的前視圖，圖30B是分離器450的平面圖。圖30C是分離器的右視圖。圖31是局部放大圖，表示輥子鏈461由夾置在輥子446之間的分離器450構成。
分離器450由彈性合成樹脂整體形成。如圖30A所示，分離器450包括分離器主體451和臂部452，452。
分離器主體451的高度V小于輥子446的直徑Dw。一個輥子接觸面454a與一個相鄰的輥子446相對設置，其中該輥子接觸面獨立地與該相鄰的輥子446接觸。另一輥子接觸面454b與相鄰的輥子446相對設置，其中與輥子接觸面454a相反的方向上，輥子接觸面454b獨立地與相鄰的輥子446接觸。輥子接觸面454a，454b由與外圓周面S相適配的凹槽面形成(即本實施例中是凹槽面)，以至于輥子446能被轉動地支撐并被固定在相鄰的分離器441之間，其中外圓周面S是輥子446的滾動表面。
如圖30B和30C所示，為了儲存潤滑劑，從輥子接觸表面454a穿透到輥子接觸表面454b的潤滑劑儲蓄器456，從開口部分456a形成在輥子接觸表面454a，454b上，每一開口部分456a具有預定的形狀(即在本實施例中是長方形)和預定尺寸。
一對臂部452，452能穩(wěn)定地沿某一方向在連續(xù)的循環(huán)通道428中滾動，在該方向上，輥子446連續(xù)地與相互平行的輥子446的軸線對齊。更具體地說，臂部452，452從分離器主體451的端部向相鄰的輥子446的中心延伸，并沿輥子446的端面突起。進一步地，每一臂部452，452具有被導引槽438a，438b導引的預定高度U。如圖30B所示，一對臂部452之間的間隔E稍大于輥子446的筒部長度L。臂部452的高度U(參見圖30A)稍小于導引槽438a和438b的寬度。因此，分離器450的臂部452能滑動地接合于導引槽438a和438b的內側。
通常地，為了增加儲存在潤滑劑儲蓄器456的潤滑劑量并減小潤滑劑儲蓄器456和輥子446之間的接觸面積，潤滑劑儲蓄器456的開口部分456a尺寸增大，從而，當對輥子的滑動阻力減小時，潤滑效果增強。因此，使開口部分456a在某一范圍內變大能達到這種效果。其中，在該范圍內，能保證分離器450的分離器主體451的剛度。
但是，并不是將該分離器用于某一產品中就能達到分離器所要求的效果和功能。例如，采用有助于提高生產率的函數(functional)形狀是一重要的要求。特別地，所面臨的一個重要問題是采用一種函數形狀能使組裝操作的生產率提高，該組裝操作是把分離器450夾置在相鄰的輥子446之間，然后將這些被夾置的分離器450插進連續(xù)的循環(huán)通道428中。
對于分離器450來說，其采用一幾何形狀能使用自動對準機器，如送料器或類似物，以便容易地對準分離器并通過使用機器人或類似物連續(xù)地組裝對準的分離器。
如圖30C所示，為了使分離器450能完全地解決這些問題，分離器450被構造成具有臂部452——其具有構成輥子鏈462的結構——和潤滑劑儲蓄器456。潤滑劑儲蓄器456的最大尺寸——包括高度Y和寬度Z，和潤滑劑儲蓄器456的對角線尺寸，其中高度Y和寬度Z限定了潤滑劑儲蓄器456長方形開口456a的內直徑——小于另一最大尺寸，該最大尺寸包括高度U和寬度T，和對角線尺寸，其中高度U和寬度T限定了臂部452的外尺寸。特別地，臂部452具有一外部形狀以使臂部452的自由端不能裝配入潤滑劑儲蓄器456部分的開口部分456a中，其中潤滑劑儲蓄器456形成在輥子接觸表面454a和454b上。
下面將詳細描述使用本發(fā)明的分離器的線性導引件410的作用效果。
在具有前述構造的線性導引件410中，當滑動件416沿導軌412的軸向在導軌412上移動時，在滾動的同時輥子446在連續(xù)的循環(huán)通道428中移動，并且分離器450也隨同輥子440一起在連續(xù)的循環(huán)通道428中移動。此時，連續(xù)的循環(huán)通道428中的分離器450的分離器主體451，沿分離器主體451的移動方向推動設置在分離器主體451前面的輥子446。進一步地，輥子446沿其移動方向推動設置在該輥子446前面的另一分離器主體451。簡而言之，整個輥子鏈462在連續(xù)的循環(huán)通道428中重復循環(huán)。
輥子鏈462在輥子路徑426中沿與滑動件416運動的相反方向移動。輥子鏈462通過連接改向通道424的輥子路徑462的端部進入一個改向通道424中，在該改向通道424中，輥子鏈462改變其運動方向。輥子鏈462然后通過改向通道424進入輥子返回通道420中，并沿與滑動件416相同的移動方向移動。輥子鏈462然后進入另一改向通道424，在該改向通道424中，輥子鏈462再次改變其運動方向。輥子鏈462然后進入到輥子路徑426中。輥子鏈462能重復進行這種循環(huán)操作。
根據線性導引件410，分離器主體451夾置在輥子446之間，從而阻止輥子446之間相互直接接觸，因而抑制了輥子446互相摩擦時所產生的噪音和磨損。進一步地，輥子446夾置在各個輥子446的相鄰分離器450的輥子接觸表面454a和454b之間，并被該兩接觸面固定。由分離器450的臂部452調整輥子446。因此，各個輥子446保持在常態(tài)下，在該狀態(tài)下，通過分離器450輥子的中心軸互相平行。當輥子446處于預定位置并具有預定節(jié)距時，輥子446能穩(wěn)定在循環(huán)通道428中轉動和移動。
輥子446在輥子路徑426中遭受阻力。但是，各輥子446被設置在其后的分離器主體451推動。因而，輥子446能在輥子路徑426中平穩(wěn)地移動。進一步地，在輥子路徑426中的分離器導引壁436b之間的間隔稍大于輥子446筒部的長度。因此，當分離器450的臂部452接合于分離器導引壁436b的導引槽438b時，每一分離器450的臂部452被導引。因而，在輥子路徑426中的各個分離器主體454的歪斜被更穩(wěn)定地抑制，也抑制了輥子鏈462平穩(wěn)運動的阻礙，這種阻礙是由滾動鏈462裝置的波動產生的。
分離器450的臂部452沿導引槽438a和438b在循環(huán)通道428中被導引。因而，分離器450運動時所產生的波動被限制，固定在分離器450的臂部452之間的輥子446的波動能被限制。因此，整個輥子鏈462能準確并平穩(wěn)地在循環(huán)通道428中移動。因此，輥子446的軸向波動(歪斜)能被有效地抑制，因而沒有應力作用在滾動鏈462上。
而且，分離器450的臂部452接合于導引槽438a和438b。固定在分離器主體451之間的輥子446，也被輥子接觸表面454a和454b支撐和固定。因此，即使滑動件416從導軌416移走，也防止了輥子446從滑動件416上脫開。
而且，用來儲存潤滑劑的潤滑劑儲蓄器456由形成在分離器450的輥子接觸面454a，454b上的通孔形成。因為分離器450用于該線性導引件410中，輥子446能更平穩(wěn)地滾動，抑制了輥子446的早期磨損和噪音的產生。
進一步地，分離器450被構造成使?jié)櫥瑒﹥π钇鞯拈_口部分456a小于臂部452的外部尺寸。特別地，潤滑劑儲蓄器456的最大尺寸——包括潤滑劑儲蓄器456的高度Y和寬度Z，和對角線尺寸，其中該高度Y和寬度Z限定了潤滑劑儲蓄器456的長方形開口456a的內徑——小于另一最大尺寸，其中該最大尺寸包括高度U和寬度T，和對角線尺寸，其中該高度U和寬度T限定了臂部452的外尺寸。因此，防止了臂部452裝配進潤滑劑儲蓄器456中。例如，即使分離器450通過使用送料器或類似物被自動對準，能阻止分離器450之間的纏結(entanglement)。特別地，即使分離器450在被送進送料器之前已經積聚成一箱或一堆，分離器450在一箱或一堆中也不纏結。因此，便利了生產的自動化，從而提供了一種用于線性導引件的分離器，該線性導引件能提高線性導引件410的生產率。
用于線性導引件的分離器和該線性導引件結合在本發(fā)明中，它們不限于該實施例。
例如，在本實施例中，從輥子接觸面454a貫穿到輥子接觸面454b的潤滑劑儲蓄器456設置在一個位置上。但是，本發(fā)明的分離器并不僅限于該實施例。
例如，如圖32所示，在另一實施例中，從輥子接觸面454a貫穿到輥子接觸面454b的潤滑劑儲蓄器456，可以設置在多個位置上(如在圖中有三個位置)。
如圖33所示，在另一個實施例中，由多個小凹痕(在圖中是用多個點表示的)形成的凹座整體形成在輥子和分離器之間的主要接觸區(qū)域，其中在本實施例中凹痕是沿潤滑劑儲蓄器布置的，從而提高了潤滑性。
只要潤滑劑儲蓄器開口部分小于臂部的外部尺寸，潤滑劑儲蓄器的形成位置和形狀并不限于本實施例的描述，從而抑制了臂部裝配入潤滑劑儲蓄器中。例如，形成在分離器主體451上的輥子接觸面是夾端拱門形或錐形時，并且輥子接觸面接觸輥子時，在輥子接觸面上能產生任意的接觸角，并且潤滑劑儲蓄器形成在相應接觸角的接觸部分。特別地，如圖34所示，在另一實施例中，潤滑劑儲蓄器可以形成在橢圓形凹槽中的多個位置上(如在圖中是六個位置)。
如圖35所示，在另一實施例中，圖33中所示的小凹座與圖34所示的構造相結合。因而，在本發(fā)明的范圍內能對實施例進行任意變化。
而且，在本實施例中，對于潤滑劑儲蓄器456的開口部分456a和防止其進入開口部分的臂部452之間的尺寸關系，通過使開口部分456a的尺寸小于臂部的尺寸，能實現到寬度和高度之間的矩形關系。但是，本實施例并不局限于此。
本發(fā)明的要點在于可以使用任何形狀，只要該形狀能防止分離器裝配進另一分離器中即可。特別地，考慮到形狀之間的關系，這些形狀有助于使臂部裝配進潤滑劑儲蓄器部分中，僅僅要求開口部分基本上小于臂部的外部尺寸。因此，開口部分456a的最大尺寸(如果開口部分是長方形的，那么是對角線尺寸)小于臂部456的最大尺寸(如果開口部分是長方形的，那么是對角線尺寸)，其中該臂部456的尺寸是位于垂直于臂部456的縱向的橫截面的尺寸，從而阻止了分離器相互裝配。例如，如果沿臂部的縱向觀察臂部具有環(huán)形的橫截面，僅僅要求開口部分的最大尺寸小于環(huán)形的直徑。而且，如果臂部具有另一種組合的幾何形狀，開口部分的最大尺寸小于某一形狀的單個部分形狀的最大尺寸，該形狀由在有助于臂部裝配的方向上凸起該臂部獲得。
在此，短語“開口部分基本上小于臂部的外部尺寸”表示如圖36A所示，臂部452具有沿縱向延伸的相同的橫截面部分，并且臂部452的末端由具有圓形突起的自由端形成，在這種情況下，即使臂部452的圓形末端裝配進潤滑劑儲蓄器456中，分離器450也能容易地互相脫開。因此，該短語也表示包括不能引起相互卡住的形狀。原因是如果圖36A所示的關系能成立，分離器456之間的相互裝配將不會產生。如圖36B所示，其表示開口部分大于臂部452的外部尺寸的一個例子，該例子能被表示為產生分離器之間相互裝配的例子。
參見附圖，下面將描述本發(fā)明的一個實施例。圖37是表示線性導引軸承的描述性視圖，該線性導引軸承也是本發(fā)明的一實施例。圖38是一曲線圖，表示在不同的δ值下接觸角θ和滾動元件直徑Dw之間的關系，其中在該接觸角θ下由于膨脹引起的分離器尺寸的改變變小。圖39是一曲線圖，表示在不同的滾動元件直徑Dw值下接觸角θ和δ之間的關系，其中在該接觸角θ下由于膨脹引起的分離器的尺寸改變變小。圖40是一描述性視圖，根據本發(fā)明的另一實施例描述線性導引軸承。僅對實施例和圖41所示的傳統(tǒng)線性導引件軸承之間的不同進行說明。
如圖37所示，作為本發(fā)明實施例中的一個例子的線性導引軸承，包括夾置在相鄰圓柱型輥子(滾動元件)506之間的分離器主體531，和分離器(分離元件)530，其中分離器530被設置成圓柱型輥子506的兩軸端面夾置在分離器530之間。臂部(未示出)整體形成在每一分離器主體531上。與圓柱型輥子506的外圓周形狀相適配的凹進表面部分531a形成在分離器主體531的部分上，其中分離器主體531與圓柱型輥子506的外圓周表面相對布置。
具有高強度和自彈性的易澆注材料最好作為分離器530的制造材料。例如，能采用聚酰胺或人造橡膠。具有低自彈性但泄漏小數量漏氣的PEEK能運用于制造真空設備。
而且，用于圓柱型輥子506的儲存潤滑劑的結構，如凹座或油坑槽，形成在凹進表面531a部分的表面上，該表面接觸圓柱型輥子506。
在此，在本實施例中，如果凹進表面部分531a的橫截面是夾端拱門形，圓柱型輥子的直徑以Dw表示，分離器主體531的凹進表面531a和圓柱型輥子506之間的接觸角以θ表示，凹進表面531a的尖端拱門凹槽的半徑以R表示，分離器凹進表面531a的凹槽底部厚度以2δ表示，凹進表面的曲率半徑以“f”表示，則分離器的接觸角θ滿足下面等式(1)至(3)0.5Dw·sinθtanθ＝δ+R(cosθ0-cosθ)(1)θ0＝sin-1[{(2f-1)/(2f}sinθ](2)f＝R/Dw (3)在直接作用式裝置中，已公知的是當分離器夾置在滾動元件之間時，承載部分的有效滾動元件數量變小，從而影響承載能力和剛度。
例如，就承載能力作為一例子。當滾動元件是輥子時，承載能力與輥子數量的比例是0.75(同時，當滾動元件是球時，承載能力與滾動元件數量的比例是2/3)。與沒有使用被夾置的分離器的直接作用式裝置相比，承載能力和剛度的減小是不可避免的。但是，承載能力的下降要求減小到最小。通常，承載能力的下降率必須控制在等于或小于10％。特別地，滾動元件的填充率至少應保持在88％或大約88％。
通常，在承載部分是每一鏈中，直接作用式裝置的滾動元件數量是10到20個。因此，表1表示保證某一范圍內的分離器凹進表面部分的底部厚度2δ(mm)的允許能力，其中在該范圍內填充率保持在88％。在此，2δ＝[滾動元件數量×(1-滾動元件的填充率)×滾動元件的直徑DW/(滾動元件數量-1)]。
表1

在此，例如，當滾動元件直徑是2mm時，δ值在0.055mm至0.165mm范圍內變化。圖37表示當滾動元件的直徑Dw作為一水平軸時，在不同的δ值下接觸角θ使用公式(1)至(3)的計算結果。此時，由于膨脹引起的分離器尺寸變化是最小的。
在圖37中，考慮到由每個滾動元件的直徑Dw設定的δ值的范圍，接觸角θ最合適在19°至35°之間，滾動元件由圖1中所示的負荷能力或剛度調整。
當滾動元件的直徑Dw是10mm時，在表1中已經超過了8mm，接觸角θ的上限接近40°。確定接觸角θ，該接觸角θ滿足等式(1)至(3)，能決定最優(yōu)的接觸角θ，在該最優(yōu)接觸角θ下，由膨脹引起的分離器530歪斜能減小到最小。圖39表示相同的信息，其中圖38中的參數發(fā)生改變。
如上所述，在本實施例中，通過在最優(yōu)接觸角θ下使分離器530的凹進表面531a接觸圓柱形輥子506，圓柱型輥子506之間產生的尺寸變化，由分離器530的膨脹引起的，能減小到最小，這種尺寸變化對于樹脂材料來說是不可避免的。因此，由于圓柱形輥子506和分離器530的循環(huán)而引起直接作用式裝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。
參見圖40，現在將描述本發(fā)明另一實施例中的線性導引軸承。如圖40所示，線性導引軸承包括夾置在相鄰的圓柱形輥子(滾動元件)506之間的分離器主體541，和分離器540，其中分離器540被設置成使圓柱形輥子506的兩軸端面夾置在分離器540之間，并具有整體形成在每一分離器主體541上的臂部(未示出)。與圓柱形輥子506的外圓周表面形狀相適配的凹進表面541a，形成在分離器主體531的部分上，其中分離器主體531與圓柱形輥子506的外圓周表面相對布置。
在此，在本實施例中，如果凹進表面部分541a的橫截面是單圓弧形，圓柱形輥子506的直徑以Dw表示，分離器主體541的凹進表面541a和圓柱形輥子506之間的接觸角以θ表示，凹進表面541a的單圓弧形凹槽的半徑以R表示，分離器凹進表面541a的凹槽底部厚度以2δ表示，凹進表面541a的曲率半徑以“f”表示，分離器540的接觸角θ滿足下面等式(4)至(5)，其中凹進表面541a和圓柱型輥子506之間的接觸位置范圍是±10°或小于±10°。
0.5Dw·sinθtanθ＝δ+R(1-cosθ)(4)f＝R/Dw (5)下面將描述為什么凹進表面541 a和圓柱形輥子506之間的接觸位置范圍是±10或小于±10的原因。當將接觸位置設置在較寬范圍時，樹脂的變形初始很大。但是，凹進表面541a的形狀是單圓弧。因此，如果接觸位置的范圍設定為過寬，圓柱形輥子506易進行大的移動，從而導致摩擦阻力增加。因此，將接觸位置的范圍設定為更寬是不合適的。因此，接觸位置的范圍設為一常規(guī)量。另一方面，本實施例的構造和作用效果和前述實施例相同。因此，對本實施例的構造和作用效果的解釋在此省略。
本發(fā)明不限于本實施例并容易在本發(fā)明的要點范圍內進行各種變化。
例如，各個實施例已經描述了輥子元件是一輥子。但是，即使當滾動元件用輥子實施只要使接觸角θ滿足上述的等式就可以達到相同的作用效果。
各個實施例中已采用了線性導引軸承作為線性運動裝置的一個例子。但是，本發(fā)明不僅限于線性導引軸承。例如，本發(fā)明可以運用到線性運動裝置中，如滾珠絲桿，滾珠花鍵和線性球形襯套。
如上所述，權利要求1的發(fā)明防止了設置在承載區(qū)域的輥子數量的減小，這種數量減小是由于產生在滾動元件和分離器之間的間隙引起的。因此，在沒有降低承載能力的情況下，能抑制滾動元件之間接觸和歪斜。
除了產生本發(fā)明的優(yōu)點以外，本發(fā)明通過臂部使分離器主體加強，并保證滾動元件端面和接觸該滾動元件端面的滾道之間充分的接觸。
根據本發(fā)明，滾動元件的位置變得更加穩(wěn)定，從而有效地抑制了滾動元件的歪斜。
根據本發(fā)明，分離器和滾動元件之間的接觸區(qū)域限制于分離器的左右側。因此，滾動元件的歪斜能被抑制，從而提高了線性導引件的操作性。
根據本發(fā)明，潤滑劑能儲存在通孔中，并且儲存在通孔中的潤滑劑能被穩(wěn)定地輸送到滾動元件中。
根據本發(fā)明，提供了一種線性導引件，該線性導引件在抑制滾動元件的歪斜的同時能提高操作性。
如上所述，本發(fā)明提供了一種用于線性導引件的分離器，其能有效地抑制承載能力下降和歪斜，并采用簡單結構就能提高操作性，而且提供了一種包括該分離器的線性導引件和包括該線性導引件的裝置。
權利要求
1.一種用于線性導引件的分離器，該線性導引件具有一導軌、一設置在導軌上以便相互相對移動的滑動件，和多個與滑動件結合在一起的滾柱形滾動元件；該分離器包括一分離器主體，該分離器主體在其前后方向的兩側具有凹進表面部分，該凹進表面部分接觸滾動元件的圓周部分；和一間隙槽，該間隙槽在滾動元件的圓周方向上形成在凹進表面的中心處。
2.根據權利要求1所述的用于線性導引件的分離器，其中一通孔形成在凹進表面部分的中心，以沿分離器主體的前后方向貫穿凹進表面部分。
3.根據權利要求1所述的用于線性導引件的分離器，其中相對于凹進表面的高度，該高度從連接相鄰滾動元件轉動中心的虛線到分離器主體凹進表面部分的端面之間的距離，該端面基本上平行滾動元件的直接作用表面，在滾動元件的運動方向繞預定運動中心被改變的改向部分，凹進表面的高度(Ho)大于凹進表面的高度(Hi)，其中(Ho)是從連接相鄰輥子轉動中心的虛線到末端的距離，該末端相對于運動中心；(Hi)是從連接相鄰輥子轉動中心的虛線到近端的距離，該近端相對于運動中心。
4.一種包括權利要求1所述的分離器的線性導引件。
全文摘要
一種用于線性導引件的分離器，該線性導引件具有一導軌、一設置在導軌上以便相互相對移動的滑動件，和多個與滑動件結合的滾柱形滾動元件；該分離器包括一分離器主體，該分離器主體在其前后方向的兩側上具有凹進表面部分，該凹進表面部分接觸滾動元件的圓周部分；和至少一對臂部，該至少一對臂部處于相同方向時，它們在分離器主體兩側上相互平行，其中相對于分離器主體的側面方向，臂部的長度等于或小于兩相鄰滾動元件的中心距，其中分離器主體夾置在該相鄰的滾動元件之間。
文檔編號F16C33/30GK101038010SQ20071009181
公開日2007年9月19日 申請日期2004年2月10日 優(yōu)先權日2003年2月10日
發(fā)明者加藤總一郎, 秋山勝 申請人:日本精工株式會社