TWI522541B - 直線運動模組的製造方法 - Google Patents

Description

直線運動模組的製造方法

本發明係關於一種直線運動模組的製造方法。

直線運動模組係由一線性軌道、一滑座以及複數滾珠所構成，藉由滾珠於循環通道中持續滾動，使滑座及其上機構元件沿線性軌道移動，因此直線運動模組可執行所需作業或表現其功能。

然而，於相對運動時，滾珠與線性軌道、滑座的接觸面都存在摩擦力，而高速運動下的滾珠與線性軌道、滑座相互摩擦產生的熱能更可能為直線運動模組帶來過熱及耗損的潛在危險。針對上述問題，業界已藉由許多潤滑技術試圖解決，其能透過提供油料降低摩擦係數，提升直線運動模組作動時的能量利用率，使輸入的能量得以完整地用於驅動機構運作。

一般而言，習知供油的主要作法係先於端蓋設置開放的潤滑通道，當端蓋與滑座組裝後，潤滑通道原先開放的一側便被滑座遮蔽，形成封閉的潤滑通道。接著，直接將直線運動模組之端蓋側面鑽孔，再以油槍手動對直線運動模組補充油料。抑或是，設置開放式的側注油孔，以直接供油。然而，由於潤滑通道僅藉由組裝於滑座的一端面以形成封閉的態樣，故即便端蓋與滑座的連接面僅有細微的公差，亦會導致端蓋與滑座密合不全，進而使油料於潤滑通道與滑座連接地方流出，並將直接影響直線運動模組在高速運動下的穩定性，甚至會造成元件碎裂。

因此，如何提供一種直線運動模組的製造方法，可簡易的形成新穎結構的端蓋，且該端蓋可與滑座緊密的相互連接，以避免油料自端蓋與滑座的連接處漏出，進而維持直線運動模組於高速運轉時的穩定性及 安全性，已成為重要課題之一。

有鑑於上述課題，本發明之目的為提供一種直線運動模組的製造方法，包括以下步驟：提供一線性軌道，於其兩側分別形成至少一軌道槽；提供一滑座本體，於其內側對應於軌道槽形成至少二內迴流槽，於滑座本體的兩側分別對應內迴流槽形成至少一貫通滑座本體之外迴流通道；將滑座本體裝設於線性軌道，使內迴流槽與軌道槽共同構成一內迴流通道；將複數個滾珠裝設於內迴流通道及外迴流通道之中；形成二端蓋，各端蓋具有一端蓋本體、一油封結構及至少二迴流導引槽，油封結構以朝向滑座本體方式凸設於端蓋本體的周緣；以及將二端蓋裝設於滑座本體的相對兩端面，使各端蓋的油封結構接合滑座本體以及使各端蓋的二迴流導引槽對應接合內迴流通道及外迴流通道。

在一實施例中，各端蓋的周緣更具有一注油通道，油封結構形成於注油通道的周緣。

在一實施例中，注油通道將端蓋分為一第一表面及一第二表面，第二表面較第一表面凸出0.05mm以上。

在一實施例中，第二表面為油封結構的表面。

在一實施例中，油封結構的材質與端蓋本體的材質相同。

在一實施例中，油封結構的材質與端蓋本體的材質不相同。

在一實施例中，形成該二端蓋之步驟是將油封結構與端蓋本體以雙料射出的方式一體成型端蓋。

在一實施例中，形成該二端蓋之步驟是將油封結構與端蓋本體以射包成型方式形成端蓋。

在一實施例中，各端蓋裝設於滑座本體相對兩端面時，端蓋與滑座本體的干涉量介於0.05mm至2mm。

在一實施例中，各端蓋具有至少二滾珠保持結構，容置於內迴流通道內。

在一實施例中，其中製造方法更包括以下步驟：提供至少二 迴流元件，裝設於滑座本體中，各迴流元件與各端蓋之迴流導引槽對應接合而連通內迴流通道及外迴流通道。

在一實施例中，其中製造方法更包括以下步驟：提供至少二防塵件，分別設置於端蓋相對於滑座本體的一側。

承上所述，本發明之直線運動模組的製造方法，其藉由形成端蓋時，同時於端蓋本體形成油封結構，且油封結構以朝向滑座本體方式凸設於端蓋本體的周緣，使端蓋裝設於滑座本體的相對兩端面時，便可使各端蓋的油封結構接合滑座本體，使端蓋與滑座本體的連接關係更為緊密，更可進一步吸收製備端蓋與滑座本體時所產生的公差，避免因公差所造成端蓋與滑座本體密合不全的情形，以避免潤滑油類、潤滑劑或其他潤滑物質於端蓋與滑座本體的連接處漏出，進而影響到直線運動模組於高速運轉時的穩定及安全。

另外，油封結構可以射出成型或射包成型的方式形成於端蓋本體，可以較低的成本解決端蓋與滑座因公差而密合不全的情形，以解決習知技術必須仰賴高成本的研磨方式，以避免端蓋與滑座本體產生公差。

1‧‧‧直線運動模組

11‧‧‧線性軌道

111‧‧‧軌道槽

12‧‧‧滑座本體

121‧‧‧內迴流槽

122‧‧‧外迴流通道

13‧‧‧滾珠

14‧‧‧端蓋

141‧‧‧端蓋本體

142‧‧‧油封結構

143‧‧‧迴流導引槽

144‧‧‧注油通道

145‧‧‧第一表面

146‧‧‧第二表面

147‧‧‧滾珠保持結構

15‧‧‧迴流元件

151‧‧‧迴流管部

152‧‧‧迴流彎槽

16‧‧‧防塵件

A-A‧‧‧剖面線

D‧‧‧距離

ES‧‧‧端面

R‧‧‧內迴流通道

S10~S60‧‧‧步驟

圖1為依據本發明一實施例之一種直線運動模組的製造方法的步驟流程圖。

圖2為依據圖1所示之步驟加工完成所得之直線運動模組的示意圖。

圖3為圖2所示之直線運動模組的分解示意圖。

圖4為圖2所示之直線運動模組的剖面示意圖。

圖5為圖2所示之端蓋的放大示意圖。

圖6為圖5所示之端蓋的A-A線剖面示意圖。

圖7為依據本發明另一實施例之一種直線運動模組的製造方法的步驟流程圖。

以下將參照相關圖式，說明依本發明較佳實施例之一種直線 運動模組的製造方法，其中相同的元件將以相同的參照符號加以說明。

圖1為依據本發明一實施例之一種直線運動模組的製造方法的步驟流程圖，如圖1所示，本實施例之一種直線運動模組的製造方法，包括以下步驟：步驟S10：提供一線性軌道，於其兩側分別形成至少一軌道槽；步驟S20：提供一滑座本體，於其內側對應於軌道槽形成至少二內迴流槽，於滑座本體的兩側分別對應內迴流通道形成至少一貫通滑座本體之外迴流通道；步驟S30：將滑座本體裝設於線性軌道，使內迴流槽與軌道槽共同構成一內迴流通道；步驟S40：將複數個滾珠裝設於內迴流通道及外迴流通道之中；步驟S50：形成二端蓋，各端蓋具有一端蓋本體、一油封結構及至少二迴流導引槽，油封結構以朝向滑座本體方式凸設於端蓋本體的周緣；步驟S60：將二端蓋裝設於滑座本體的相對兩端面，使各端蓋的油封結構接合滑座本體以及使各端蓋的二迴流導引槽對應接合內迴流通道及外迴流通道。

圖2為依據圖1所示之步驟加工完成所得之直線運動模組的示意圖，圖3為圖2所示之直線運動模組的分解示意圖，以下搭配圖2及圖3進一步說明本實施例之直線運動模組1的製造方法，於步驟S10中，提供一線性軌道11，於其兩側分別形成至少一軌道槽111。於本實施例中，以線性軌道11兩側分別設置二條軌道槽111之直線運動模組1為例，說明本發明之技術特徵。當然，線性軌道11兩側亦可分別設置其他數目之軌道槽111，應用上並無特別限制。另外，線性軌道11較佳為金屬材質，以提高其剛性，並且由研磨加工的方式形成軌道槽111。

於步驟S20中，提供一滑座本體12，於其內側對應於軌道槽111形成至少二內迴流槽121，以及於滑座本體12的兩側分別對應內迴流槽121形成至少一貫通滑座本體12之外迴流通道122。於本實施例中，滑座本體12的內側對應四條軌道槽111，故分別於滑座本體12的內側左右各設置兩條內迴流槽121。另外，滑座本體12的左右兩側分別設置兩條貫通滑座本體12之外迴流通道122，以對應四條內迴流通道。在本實施例中，滑座本體12較佳為一鐵件、鋼件、或一金屬件，而其內迴流槽121同樣是由研磨加工的方式製作，以減少槽面斷差及熱變形量。至於外迴流通道122 則是以滑座本體12的前後端面ES交互為基準面，於滑座本體12另一端面ES的左右兩側實施鑽孔，最後沿滑座本體12長軸方向貫通鑽孔，以形成外迴流通道122。

而需特別註明的是，步驟S10與步驟S20的先後順序並無特別限制，亦可同時進行，進而於步驟S30中，將滑座本體12裝設於線性軌道11，使內迴流槽121與軌道槽111共同構成一內迴流通道R，如圖4所示，圖4為圖2所示之直線運動模組的剖面示意圖。進而言之，前述之四條內迴流槽121與四條軌道槽111共同構成四條內迴流通道R。

請同時參考圖3及圖4所示，於步驟S40中，將複數個滾珠13裝設於內迴流通道R及外迴流通道122之中，使滑座本體12得以滑設於線性軌道11上形成完整的通路，需註明的是，為求圖面簡潔，圖4之直線運動模組1，僅其中一側的內迴流通道R及外迴流通道122顯示滾珠13。接著，於步驟S50中，形成二端蓋14，並於步驟S60中，將二端蓋14裝設於滑座本體12的相對兩端面ES。而本發明亦不限定步驟S30至步驟S60的順序，一般而言，可將線性軌道11、滑座本體12及端蓋14分別製備完成後，將其中之一的端蓋14裝設於滑座本體12的一端面ES，並將該組合(滑座本體12與一端蓋14)裝設於線性軌道11。接著，由滑座本體12的另一端面ES，即尚未設置端蓋14的該端，將滾珠13裝設於內迴流通道R及外迴流通道122之中。最後，再將另一端蓋14裝設於滑座本體12的另一端面ES，以形成完整的直線運動模組1。

圖5為圖2所示之端蓋的放大示意圖，請同時參考圖3及圖5所示，各端蓋14具有一端蓋本體141、一油封結構142及至少二迴流導引槽143。如圖2所示，油封結構142以朝向滑座本體12方式凸設於端蓋本體141的周緣，換言之，油封結構142為自端蓋本體141延伸而凸出的結構，且設置於端蓋本體141朝向滑座本體12該側的周緣。迴流導引槽143為自端蓋本體141凹陷的結構，並與油封結構142設置於端蓋本體141的同一側，且迴流導引槽143的設置位置必須對應於內迴流通道R與外迴流通道122(可參考圖4)。故於步驟S60，將端蓋14裝設於滑座本體12的相對兩端面ES時，便可使各端蓋14的油封結構142接合滑座本體12，使端 蓋14與滑座本體12的連接關係更為緊密，以及使各端蓋14的迴流導引槽143對應接合內迴流通道R及外迴流通道122，以形成完整的通路供滾珠13循環運動。

其中，油封結構142的材質與端蓋本體141的材質可為相同或不相同，當然，本發明不以此為限。進而言之，於形成二端蓋14的步驟S50中，可藉由模具的設計，除了端蓋本體141本身與迴流導引槽143的構型外，更於端蓋本體141的周緣增設油封結構142的構型，並將物料注入模具中，待冷卻後一體成型端蓋14，且其具有相同材質的油封結構142與端蓋本體141，於本實施例中，材質以塑膠或樹脂為佳。抑或是，同樣藉由模具的設計，將油封結構142與端蓋本體141以雙料射出的方式一體成型端蓋14。其中，油封結構142可使用具有彈性的物料，例如但不限於彈性較佳的橡膠或矽膠等，而端蓋本體141同樣以塑膠或樹脂為佳，以形成由不同材質的油封結構142與端蓋本體141所組成的端蓋14。另外，亦可以先形成彈性材質的油封結構142，並將油封結構142置入模具後，再注入塑膠或樹脂以形成端蓋本體141的部分，換言之，將油封結構142與端蓋本體141以射包成型方式形成不同材質的端蓋14。需註明的是，以上所列舉之各種材質僅為舉例，非可用以限制本發明。

較佳的，於步驟S60之各端蓋14裝設於滑座本體12相對兩端面ES時，端蓋14與滑座本體12的干涉量介於0.05mm至2mm，換言之，端蓋14與滑座本體12組裝後，油封結構142的厚度被壓縮0.05mm至2mm，使端蓋14與滑座本體12藉由油封結構142緊密連接，更可進一步吸收製備端蓋14與滑座本體12時所產生的公差，避免因公差所造成端蓋14與滑座本體12密合不全的情形。

如圖5所示，各端蓋14的周緣更具有一注油通道144，其與迴流導引槽143相連通，以供油料，例如潤滑油類、潤滑劑或其他潤滑等物質，流通至迴流導引槽143，進而潤滑高速循環運動的滾珠13(可參考圖3)，以保持直線運動模組1於運作上的穩定性。一般提供油料的方式，可於端蓋14的側面鑽孔，再以油槍手動對直線運動模組補充油料。抑或是，設置開放式的側注油孔，以直接供油。其中，油封結構142形成於注油通 道144的周緣，並將端蓋14分為一第一表面145及一第二表面146，而第二表面146即為油封結構142的表面。

圖6為圖5所示之端蓋的A-A線剖面示意圖，請同時參考圖3及圖6所示，較佳的，本實施例之端蓋14，其第二表面146較第一表面145凸出0.05mm以上。換言之，第二表面146朝向滑座本體12的方向以距離D凸出於第一表面145，且距離D為0.05mm以上。因此，當端蓋14裝設於滑座本體12相對兩端面ES時，端蓋14與滑座本體12可藉由油封結構142(即第二表面146的部分)緊密連接，以避免潤滑油類、潤滑劑或其他潤滑物質於端蓋14與滑座本體12的連接處漏出，進而影響到直線運動模組1於高速運轉時的穩定及安全。另需特別說明的是，圖6所示之第一表面145與第二表面146的比例關係僅為示意，非可用以限制本創作。

請同時參考圖3至圖5所示，較佳的，各端蓋14具有至少二滾珠保持結構147，於本實施例中，各端蓋14具有四個滾珠保持結構147，以容置於四條內迴流通道R內(如圖4所示)，以保持滾珠13在滑座本體12與線性軌道11分離時不致脫落。其中，油封結構142與滾珠保持結構147皆可藉由模具的設計，於形成端蓋14的步驟中，一併成型。

圖7為依據本發明另一實施例之一種直線運動模組的製造方法的步驟流程圖，請同時參考圖3及圖7所示，較佳的，直線運動模組1的製造方法更包括步驟S32，提供至少二迴流元件15，裝設於滑座本體12中，於本實施例中，具有四個迴流元件15，其可藉由扣合、卡合、黏合、鎖合、嵌合、或其組合的方式分別設置於滑座本體12之前後二端面ES的左右兩側，本實施例是藉由卡合的方式達成，且各迴流元件15與各端蓋14之迴流導引槽143對應接合而連通內迴流通道R及外迴流通道122(請參考圖4所示)。

詳細而言，本實施例之各迴流元件15更分別具有兩個迴流管部151，其沿滑座本體12長軸方向分別以對接的方式容置於外迴流通道122。迴流管部151亦可例如膠合或黏合於外迴流通道122，以進一步強化迴流元件15與滑座本體12間的連結，減少滾珠13運動時所造成整體結構的不安定性。另外，各迴流元件15分別更具有一迴流彎槽152，一端連接 迴流管部151，且當端蓋14結合於滑座本體12的端面ES上後，迴流彎槽152與迴流導引槽143共同構成實質呈U型或馬蹄型的彎管狀結構，其兩端分別對應接合內迴流通道R及外迴流通道122，以導引滾珠13平順地改變運行的方向。其中，迴流管部151及迴流彎槽152較佳為利用射出成型製成之一體成型的單一構件，且其材質以塑膠或樹脂為佳，亦可以為獨立製成的構件。當然，亦不限制其他可達到相同功效之材質及製程方式，例如金屬元件與研磨加工。

另外，較佳的，如圖3及圖7所示，直線運動模組1的製造方法更包括步驟S52，提供至少二防塵件16，分別設置於端蓋14相對於滑座本體12的一側，其功能是用於防止異物由端蓋14的外側侵入滑座本體12的內部。於本實施例中，防塵件16係為二片一組，並具有二組防塵件16分別設置於各端蓋14的外側。

綜上所述，本發明之直線運動模組的製造方法，其藉由形成端蓋時，同時於端蓋本體形成油封結構，且油封結構以朝向滑座本體方式凸設於端蓋本體的周緣，使端蓋裝設於滑座本體的相對兩端面時，便可使各端蓋的油封結構接合滑座本體，使端蓋與滑座本體的連接關係更為緊密，更可進一步吸收製備端蓋與滑座本體時所產生的公差，避免因公差所造成端蓋與滑座本體密合不全的情形，以避免潤滑油類、潤滑劑或其他潤滑物質於端蓋與滑座本體的連接處漏出，進而影響到直線運動模組於高速運轉時的穩定及安全。

另外，油封結構可以射出成型或射包成型的方式形成於端蓋本體，可以較低的成本解決端蓋與滑座因公差而密合不全的情形，以解決習知技術必須仰賴高成本的研磨方式，以避免端蓋與滑座本體產生公差。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

S10~S60‧‧‧步驟

Claims (10)

1. 一種直線運動模組的製造方法，包括以下步驟：提供一線性軌道，於其兩側分別形成至少一軌道槽；提供一滑座本體，於其內側對應於該軌道槽形成至少二內迴流槽，於該滑座本體的兩側分別對應該內迴流槽形成至少一貫通該滑座本體之外迴流通道；將該滑座本體裝設於該線性軌道，使該內迴流槽與該軌道槽共同構成一內迴流通道；將複數個滾珠裝設於該內迴流通道及該外迴流通道之中；形成二端蓋，各該端蓋具有一端蓋本體、一油封結構及至少二迴流導引槽，該油封結構以朝向該滑座本體方式凸設於該端蓋本體的周緣，各該端蓋的周緣更具有一注油通道，該油封結構形成於該注油通道的周緣，且該注油通道將該端蓋分為一第一表面及一第二表面，該第二表面較該第一表面凸出0.05mm以上；以及將該二端蓋裝設於該滑座本體的相對兩端面，使各該端蓋的該油封結構接合該滑座本體以及使各該端蓋的該二迴流導引槽對應接合該內迴流通道及該外迴流通道。
2. 如申請專利範圍第1項所述的製造方法，其中該第二表面為該油封結構的表面。
3. 如申請專利範圍第1項所述的製造方法，其中該油封結構的材質與該端蓋本體的材質相同。
4. 如申請專利範圍第1項所述的製造方法，其中該油封結構的材質與該端蓋本體的材質不相同。
5. 如申請專利範圍第4項所述的製造方法，其中形成該二端蓋之步驟是將該油封結構與該端蓋本體以雙料射出的方式一體成型該端蓋。
6. 如申請專利範圍第4項所述的製造方法，其中形成該二端蓋之步驟是將該油封結構與該端蓋本體以射包成型方式形成該端蓋。
7. 如申請專利範圍第1項所述的製造方法，其中將各該端蓋裝設於該滑座本體相對兩端面時，該端蓋與該滑座本體的干涉量介於0.05mm至2mm。
8. 如申請專利範圍第1項所述的製造方法，其中各該端蓋具有至少二滾珠保持結構，容置於該內迴流通道內。
9. 如申請專利範圍第1項所述的製造方法，更包括以下步驟：提供至少二迴流元件，裝設於該滑座本體中，各迴流元件與各該端蓋之該迴流導引槽對應接合而連通該內迴流通道及該外迴流通道。
10. 如申請專利範圍第1項所述的製造方法，更包括以下步驟：提供至少二防塵件，分別設置於該端蓋相對於該滑座本體的一側。