CN112879514A - 滚珠循环导引装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种滚珠循环导引装置，其包括导引件、开口螺帽、开口护罩、第一循环器、第二循环器以及滚珠循环组。开口螺帽穿设滑移于导引件。开口螺帽包括轴向筒体，轴向筒体具有轴向开口。轴向筒体的内螺旋槽道与导引件的螺旋槽道彼此对应并共同形成内滚珠通道。开口护罩轴向套设于轴向筒体外周，开口护罩的内周壁与轴向筒体的外环壁彼此对应并共同形成外螺旋滚珠通道。第一循环器设置于轴向筒体的第一轴向壁。第二循环器设置于轴向筒体的第二轴向壁。内滚珠通道、第一弯道、外螺旋滚珠通道及第二弯道共同形成滚珠循环通道，滚珠循环组滚动于滚珠循环通道中。

Description

滚珠循环导引装置

技术领域

本发明涉及一种滚珠循环导引装置，特别涉及具有轴向开口的滚珠循环导引装置。

背景技术

现今的滚珠螺杆装置，通过螺杆及螺帽的配合，来将转动运动转换为直线运动。经由使得滚珠螺帽中设置于循环通路内滚动的滚珠与具有螺旋槽的螺杆相配合，以减少滚珠螺帽及螺杆间在相对作动时所产生的摩擦力。

现有的滚珠螺帽多为完整圆筒状，当螺杆较长而设置有避免螺杆下垂的支撑座时，就需要于支撑座设置退位机构。当滚珠螺帽在螺杆上转动要经过有支撑座之处时，通过退位机构将支撑座先暂时远离螺杆。在滚珠螺帽通过后，退位机构再使得支撑座回复至支撑位置，以提供螺杆所需的支撑力。

然而，使用上述方式，一方面需要在各个支撑座额外设置退位机构。另一方面，各个支撑座在远离螺杆时，若该段螺杆因自身重量下垂，则滚珠螺帽在经过该段螺杆时，螺杆有可能产生额外的晃动，或是由于螺杆弯曲而使得滚珠无法在螺纹槽中滚动等问题，而影响实际在制程中应用时制造精度的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明于一实施例中提供滚珠循环导引装置包括导引件、开口螺帽、开口护罩、第一循环器、第二循环器以及滚珠循环组。导引件具有中心轴以及螺旋槽道，螺旋槽道环绕设置于导引件的外环周。开口螺帽穿设滑移于导引件上。开口螺帽包括轴向筒体，轴向筒体具有轴向开口。轴向筒体并于轴向开口的相对两侧设有第一轴向壁及第二轴向壁。轴向筒体包括内环壁及外环壁，内环壁具有内螺旋槽道，内螺旋槽道与导引件的螺旋槽道彼此对应并共同形成内滚珠通道。

开口护罩轴向套设于轴向筒体外周，开口护罩具有内周壁。内周壁与轴向筒体的外环壁彼此对应并共同形成外螺旋滚珠通道。外螺旋滚珠通道于一平面投影中，外螺旋滚珠通道相对中心轴斜向设置。平面与由中心轴的一端观看开口护罩时的对称面相互垂直并平行中心轴。第一循环器设置于第一轴向壁，第一循环器包括第一弯道。第一弯道的两端分别对应连通内滚珠通道及外螺旋滚珠通道。第二循环器设置于第二轴向壁。第二循环器包括第二弯道，第二弯道的两端分别对应连通内滚珠通道及外螺旋滚珠通道。滚珠循环组包括多个钢珠。其中，内滚珠通道、第一弯道、外螺旋滚珠通道及第二弯道共同形成滚珠循环通道，滚珠循环组滚动于滚珠循环通道中。

由于开口螺帽的轴向筒体上具有轴向开口，当将滚珠螺帽设置于导引件(例如螺杆或转换棒)上移动时，即使在导引件下方设置有支撑座，开口螺帽在通过支撑座之处可借由轴向开口通过支撑座，而不会与支撑座相互干涉。借此，不需要在支撑座上设置退位机构。并且在开口螺帽通过支撑座处时，支撑座可维持支撑导引件的状态，而不会造成因为支撑座离开使得导引件下垂变形，影响实际在制程中应用时制造精度的问题。而开口护罩除了可以与轴向筒体共同形成外螺旋滚珠通道，以使得钢珠在外螺旋滚珠通道内滚动外，也可以提供防尘的功效。

在一些实施例中，内周壁表面与外环壁还形成另一外螺旋滚珠通道。第一弯道的两端分别对应连通内滚珠通道及另一外螺旋滚珠通道。第二弯道的两端分别对应连通内滚珠通道及另一外螺旋滚珠通道。内滚珠通道、第一弯道、另一外螺旋滚珠通道及第二弯道共同形成另一滚珠循环通道。滚珠循环组选择性地滚动于滚珠循环通道或另一滚珠循环通道中。

在一些实施例中，第一弯道相对于第一循环器的短边斜向设置，且第二弯道相对于第二循环器的短边斜向设置。

在一些实施例中，第一弯道与第一循环器的短边相互平行设置，且第二弯道与第二循环器的短边相互平行设置。

在一些实施例中，第一循环器的第一弯道为多个，各第一弯道彼此平行设置。第二循环器的第二弯道为多个，各第二弯道彼此平行设置。

在一些实施例中，滚珠循环导引装置还包括滚珠保持器，多个钢珠由滚珠保持器串联。

在一些实施例中，轴向筒体的外环壁具有外槽道，以与内周壁共同形成外螺旋滚珠通道。进一步，在一些实施例中，开口护罩的内周壁具有内槽道，并对应外槽道设置，以使外槽道与内槽道对应形成外螺旋滚珠通道。

在一些实施例中，开口护罩的内周壁具有内槽道，以与轴向筒体的外环壁共同形成外螺旋滚珠通道。

以下在实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点，其内容足以使任何熟悉相关技艺者了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所揭露的内容、权利要求书及附图，任何熟习相关技艺者可轻易地理解本发明相关的目的及优点。

附图说明

图1为本发明所述一实施例的滚珠循环导引装置的立体图；

图2为本发明所述一实施例的滚珠循环导引装置的分解图；

图3为本发明所述一实施例的滚珠循环导引装置另一视角的分解图；

图4为本发明所述一实施例的开口螺帽的俯视图；以及

图5为本发明所述一实施例的第二循环器的俯视图。

其中，附图标记：

10 导引件 11 螺旋槽道

20 开口螺帽 21 轴向筒体

211 轴向开口 212 第一轴向壁

213 第二轴向壁 214 内环壁

2141 内螺旋槽道 215 外环壁

2151 外槽道 30 开口护罩

31 内周壁 40 第一循环器

41 第一弯道 50 第二循环器

51 第二弯道 60 滚珠循环组

61 钢珠 A 角度

C 中心轴 P 俯视方向

具体实施方式

请先参阅图1至图5，图1为本发明所述一实施例的滚珠循环导引装置的立体图，图2为本发明所述一实施例的滚珠循环导引装置的分解图，图3为本发明所述一实施例的滚珠循环导引装置另一视角的分解图，图4为本发明所述一实施例的开口螺帽的俯视图，图5为本发明所述一实施例的第二循环器的俯视图。

由图1及图2可见，在本实施例中，滚珠循环导引装置包括导引件10、开口螺帽20、开口护罩30、第一循环器40、第二循环器50以及滚珠循环组60。导引件10可为例如螺杆或转换棒，在本实施例中以螺杆为例说明。由图1可见，导引件10具有中心轴C以及螺旋槽道11。

由图1及图2可见，开口螺帽20包括轴向筒体21，轴向筒体21具有轴向开口211。轴向筒体21于轴向开口211的相对两侧设有第一轴向壁212及第二轴向壁213。轴向筒体21包括内环壁214及外环壁215，内环壁214具有内螺旋槽道2141。内螺旋槽道2141与导引件10的螺旋槽道11会彼此对应并共同形成内滚珠通道。详细来说，导引件10具有螺旋槽道11环绕设置于导引件10的外环周。螺旋槽道11沿着导引件10外环周以所需螺旋角环绕设置。开口螺帽20轴向会穿设滑移于导引件10，并使得内螺旋槽道2141与导引件10的螺旋槽道11彼此对应并共同形成内滚珠通道。

开口护罩30轴向套设于轴向筒体21外周。开口护罩30具有内周壁31，内周壁31与轴向筒体21的外环壁215彼此对应并共同形成外螺旋滚珠通道。在本实施例中，为使滚珠循环组60能在外螺旋滚珠通道中循环滚动，在轴向筒体21的外环壁215上形成外槽道2151。此时，外槽道2151与内周壁31相互搭配下即会对应形成外螺旋滚珠通道。

在其他实施态样中，也可以通过于开口护罩30的内周壁31上形成内槽道，而轴向筒体21的外环壁215为平面，以使得内槽道与轴向筒体21的外环壁215共同形成外螺旋滚珠通道。又或者在其他实施态样中，也可以分别在轴向筒体21的外环壁215上具有外槽道2151及开口护罩30的内周壁31上具有相互对应的内槽道，当开口护罩30对应组设于轴向筒体21时，以使得内周壁31上的内槽道与外环壁215的外槽道2151共同形成外螺旋滚珠通道。

另外，开口护罩30除了可以与轴向筒体21共同形成外螺旋滚珠通道，以使得滚珠循环组60在外槽道2151内滚动外，也可以提供防尘的功效。

在本实施例中，由图2及图3可见，内螺旋槽道2141及外槽道2151皆有多个，但其仅为例示。实际可依需求仅设置一个内螺旋槽道2141及一个外槽道2151，但也可以设置两个或多个内螺旋槽道2141及外槽道2151。在图2及图3中为使图面清楚简洁，仅标示其中一个作为例示。

接着，请同时参阅图2至图4，为能清楚表示各平面及轴向，在图2中提供相互垂直的XYZ三轴坐标，以明确对空间中各视角的关系，后续也将依此坐标轴进行各图面的说明。由图2及图4可见，导引件10的中心轴C为沿X轴方向延伸。在此为方便说明，定义一对称面为由中心轴C的一端观看(例如由X轴的一端往X轴的正值方向观看)开口护罩30或开口螺帽20时，使开口护罩30或开口螺帽20呈对称的平面，也就是图2中所示由XZ轴所形成的平面。另再定义沿着Z轴方向由图面上的上方往下方观看(往Z轴的负值方向观看)，即为俯视方向P。而与对称面相互垂直并平行中心轴C的平面，也就是图2中所示由XY轴所形成的平面，也是由俯视方向P观察所形成的平面。由图4可见，在本实施例中作为外螺旋滚珠通道的外槽道2151为在外环壁215上螺旋环绕设置的外槽道2151，由俯视方向P即清楚可见每一外槽道2151的槽道方向为图面上所示的斜向方向(由左上向右下倾斜，此外槽道2151的样式即俗称斜沟)。在其他实施态样中，也可以是朝向另一方向倾斜，例如由右上向左下倾斜。当将外槽道2151及中心轴C以图4所示的方向(即俯视方向P)进行投影而投影在平面上时(即XY轴所形成的平面上)，在俯视方向P所形成的平面投影中，外槽道2151相对中心轴C斜向设置，也就是说两者之间所夹的角度A为非直角。

进一步，由于内螺旋槽道2141与外槽道2151皆为螺旋设置，当两者为螺旋角相同的螺旋槽道时，即如本实施例所示，当内螺旋槽道2141及外槽道2151为相互平行设置时，由于两者所倾斜的角度相同，当滚珠循环组60于滚珠循环通道中滚动时，其负荷可较为连续并顺畅滚动，而不会有过大的滚动角度转换而使得滚动较不连续的问题。

接着，请再参阅1至图3及图5，第一循环器40设置于第一轴向壁212。第一循环器40包括第一弯道41，第一弯道41的两端将分别对应连通内螺旋槽道2141(内滚珠通道)及外槽道2151(外螺旋滚珠通道)。第二循环器50设置于第二轴向壁213。第二循环器50包括第二弯道51，第二弯道51的两端分别对应连通内螺旋槽道2141(内滚珠通道)及外槽道2151(外螺旋滚珠通道)。

在本实施例中，由图2及图5可见，第一弯道41及第二弯道51皆有多个，但其仅为例示。实际可依需求仅设置一个第一弯道41及一个第二弯道51，但也可以设置两或多个第一弯道41及第二弯道51。在图2中为使图面清楚简洁，仅标示其中一个第一弯道41及第二弯道51作为例示。

其中，第一循环器40及第二循环器50可通过螺锁、黏固或卡固的方式设置于第一轴向壁212及第二轴向壁213。若是通过螺锁方式固定，当第一循环器40及第二循环器50因为长久使用有损耗时，则可以仅更换第一循环器40及第二循环器50即可。

进一步，在本实施例中所示的第一循环器40及第二循环器50为相同的结构，如此可使得制造时只需要制作一种态样的元件，即可以同时作为第一循环器40及第二循环器50使用。当然，也可以视实际使用需求，使用具有不同结构的第一循环器40及第二循环器50。例如使用具有不同弯道数量的第一循环器40及第二循环器50，或是使用具有不同排列方式或排列间距的弯道的第一循环器40及第二循环器50。

另外，本实施中虽以各具有8个第一弯道41及第二弯道51的第一循环器40及第二循环器50为例示，但本发明不以此为限。在一些实施态样中，第一循环器40及第二循环器50可以为例如具有两个弯道、较短的第一循环器40及第二循环器50。如此，当轴向筒体21较小型或轴向筒体21上所设置的内螺旋槽道2141及外槽道2151数量较少，例如仅为各一个时，则可以使用具有较少弯道的第一循环器40及第二循环器50。当需要更多个弯道的第一循环器40及第二循环器50时，则可以通过锁固多个有着两个弯道的第一循环器40及第二循环器50，以适用于各种尺寸大小的需求。而不需要为了各种不同长度的轴向筒体21而制作各种对应长度的第一循环器40及第二循环器50。

由图2可见每一滚珠循环组60包括多个钢珠61。当如图1所示完成第一循环器40及第二循环器50的组设后，设置于轴向筒体21第一轴向壁212上的第一循环器40的第一弯道41即会对应连通内滚珠通道及外螺旋滚珠通道，而设置于轴向筒体21第二轴向壁213上的第二循环器50的第二弯道51也会对应连通内滚珠通道及外螺旋滚珠通道。内滚珠通道、第一弯道41、外螺旋滚珠通道及第二弯道51将共同形成滚珠循环通道。而滚珠循环组60中的所有钢珠61即会在滚珠循环通道中循环滚动。

借由上述结构，通过在轴向筒体21上设置第一循环器40及第二循环器50，可以通过第一循环器40及第二循环器50来连通位于轴向筒体21内环壁214上的内螺旋槽道2141及外环壁215上的外槽道2151。同时，让滚珠循环组60在滚动时由内螺旋槽道2141至外槽道2151的过程中能更为顺畅。

同时，上述虽仅说明单一滚珠循环通道，但如图2及图3所示，可以视需求设置所需要的滚珠循环通道数量，可以为一组，也可以为两组或多组的滚珠循环通道。可视轻重载的需求而自由搭配，举例来说，视需求可以仅使用两组滚珠循环通道，或多组设置，或是在整个开口螺帽20及开口护罩30上以满排设置，借此达到轻重载之分。

接着，再请参阅图2及图3，在此将一组滚珠循环组60分解出来作为示意，其也用以表示滚珠循环组60的钢珠61在滚珠循环通道中的设置状况。滚珠循环组60会沿着内滚珠通道、第一弯道41、外螺旋滚珠通道及第二弯道51环绕成一圈环型，而在一个独立的滚珠循环通道中循环滚动。实际应用时，如图2及图3中所示，可以设置多组的滚珠循环组60，并且，使得每一组滚珠循环组60仅会在其所设置的滚珠循环通道中持续滚动。

借由上述结构，由于开口螺帽20的轴向筒体21上具有轴向开口211，当开口螺帽20于导引件10上移动时，即使在导引件10下方设置有额外的支撑组件(例如支撑座，图未示)，开口螺帽20在通过支撑组件之处可借由轴向开口211通过支撑组件，而不会与支撑组件相互干涉。借此，不需要在支撑组件上设置退位机构，使得支撑组件在一般圆筒状滚珠螺帽要经过时进行退位远离导引件10。并且在开口螺帽20通过支撑组件处时，支撑组件可维持支撑导引件10的状态，而不会造成因为导引件10下垂变形，影响实际在制程中应用时制造精度的问题。

在本实施例中，由一个内滚珠通道、一个第一弯道41、一个外螺旋滚珠通道及一个第二弯道51共同形成一个滚珠循环通道。而一组滚珠循环组60中的所有钢珠61即会在一个滚珠循环通道中循环滚动。而如图2及图3可见，本实施例中为多个滚珠循环通道及多组滚珠循环组60，分别对应组设，各组滚珠循环组60是在所设置的滚珠循环通道中独立循环滚动。

在其他实施态样中，可以使得第一弯道41的两端分别对应连通一个内滚珠通道及另一个外螺旋滚珠通道，第二弯道51的两端分别对应连通一个内滚珠通道及另一个外螺旋滚珠通道。举例来说，若将依序设置的内螺旋槽道2141(内滚珠通道)由一端开始排序为第一道、第二道…第N道，而依序设置的外槽道2151(外螺旋滚珠通道)也由同一端开始排序为第一道、第二道…第N道。第一弯道41的一端可以连接位于第一道的外槽道2151，另外一端可以连接位于第二道的内螺旋槽道2141，而不是连接至同样是第一道的内螺旋槽道2141。而第二弯道51的两端则对应第一弯道41连通方式，一端连接位于第一道的外槽道2151，另外一端连接位于第二道的内螺旋槽道2141。这可以通过调整第一弯道41及第二弯道51的倾斜度来实现。

举例来说，当第一弯道41以斜向设置，且第二弯道51也为斜向设置时，借由调整第一弯道41及第二弯道51的倾斜度，则可以使得内螺旋槽道2141与不同道的外槽道2151相连通，以达成跳道的效果。

如此，即由第二道内滚珠通道、一个第一弯道41、第一道外螺旋滚珠通道及一个第二弯道51共同形成一个滚珠循环通道。设置于滚珠循环通道中的滚珠循环组60，即会在第二道内滚珠通道、一个第一弯道41、第一道外螺旋滚珠通道及一个第二弯道51中循环滚动。如此，借由不同循环器的设置，可以让不同的内滚珠通道与外螺旋滚珠通道进行搭配，以形成不同组合的独立滚珠循环通道。借此，使用者可以灵活搭配重载或轻载。

在本实施例中，由于内螺旋槽道2141及外槽道2151为螺旋角相同的螺旋槽道，因此第一弯道41与第一循环器40的短边相互平行设置，且第二弯道51与第二循环器50的短边相互平行设置。由于第一循环器40及第二循环器50两个是相同结构，在图5中仅以第二循环器50为例示做说明。由图5的俯视图可更清楚的了解，当第二循环器50的第二弯道51为多个，各第二弯道51彼此平行设置，且由上而下直向设置，即会平行第二循环器50的短边设置。同样地，第一弯道41为多个，各第一弯道41将会彼此平行设置。若将第一循环器40移动至与第二循环器50相同视角，即开口在上时，第一弯道41也是由上而下直向设置，即会平行第一循环器40的短边设置。借此，在第一循环器40上要形成第一弯道41，或在第二循环器50上要形成第二弯道51时会更为方便定位所要铣切的方向。或者在通过射出成型制造第一循环器40或第二循环器50时，模具的制造与脱膜会较为容易。

另外，在本实施例中，滚珠循环导引装置中所设置的钢珠61不需要另外设置滚珠保持器，即可在由导引件10、开口螺帽20、开口护罩30、第一循环器40以及第二循环器50所形成的滚珠循环通道的限位下，在各独立的滚珠循环通道中滚动，而不会掉出滚珠循环通道。但在其他实施态样中，也可以通过设置滚珠保持器将滚珠循环组60中的多个钢珠61进行串联。

虽然本发明以前述的实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习相像技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的专利保护范围须视本说明书所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (9)

1.一种滚珠循环导引装置，其特征在于，包括：

一导引件，具有一中心轴以及一螺旋槽道，该螺旋槽道环绕设置于该导引件的外环周；

一开口螺帽，穿设滑移于该导引件上，该开口螺帽包括一轴向筒体，该轴向筒体具有一轴向开口，该轴向筒体并于该轴向开口的相对两侧设有一第一轴向壁及一第二轴向壁，该轴向筒体包括一内环壁及一外环壁，该内环壁具有一内螺旋槽道，该内螺旋槽道与该导引件的该螺旋槽道彼此对应并共同形成一内滚珠通道；

一开口护罩，同轴套设于该轴向筒体外周，该开口护罩具有一内周壁，该内周壁与该轴向筒体的该外环壁彼此对应并共同形成一外螺旋滚珠通道，该外螺旋滚珠通道于一平面投影中，该外螺旋滚珠通道相对该中心轴斜向设置，该平面与由该中心轴的一端观看该开口护罩时的一对称面相互垂直并平行该中心轴；

一第一循环器，设置于该第一轴向壁，该第一循环器包括一第一弯道，该第一弯道的两端分别对应连通该内滚珠通道及该外螺旋滚珠通道；

一第二循环器，设置于该第二轴向壁，该第二循环器包括一第二弯道，该第二弯道的两端分别对应连通该内滚珠通道及该外螺旋滚珠通道；以及

一滚珠循环组，包括多个钢珠，其中，该内滚珠通道、该第一弯道、该外螺旋滚珠通道及该第二弯道共同形成一滚珠循环通道，该滚珠循环组滚动于该滚珠循环通道中。

2.根据权利要求1所述的滚珠循环导引装置，其特征在于，该内周壁表面与该外环壁还形成另一外螺旋滚珠通道，该第一弯道的两端分别对应连通该内滚珠通道及该另一外螺旋滚珠通道，该第二弯道的两端分别对应连通该内滚珠通道及该另一外螺旋滚珠通道，该内滚珠通道、该第一弯道、该另一外螺旋滚珠通道及该第二弯道共同形成另一滚珠循环通道，该滚珠循环组滚动于该另一滚珠循环通道中。

3.根据权利要求1所述的滚珠循环导引装置，其特征在于，该第一弯道相对于该第一循环器的短边斜向设置，且该第二弯道相对于该第二循环器的短边斜向设置。

4.根据权利要求1所述的滚珠循环导引装置，其特征在于，该第一弯道与该第一循环器的短边相互平行设置，且该第二弯道与该第二循环器的短边相互平行设置。

5.根据权利要求1所述的滚珠循环导引装置，其特征在于，该第一循环器的该第一弯道为多个，各该些第一弯道彼此平行设置，该第二循环器的该第二弯道为多个，各该些第二弯道彼此平行设置。

6.根据权利要求1所述的滚珠循环导引装置，其特征在于，还包括一滚珠保持器，该些钢珠由该滚珠保持器串联。

7.根据权利要求1所述的滚珠循环导引装置，其特征在于，该轴向筒体的该外环壁具有一外槽道，以与该内周壁共同形成该外螺旋滚珠通道。

8.根据权利要求7所述的滚珠循环导引装置，其特征在于，该开口护罩的该内周壁具有一内槽道，并对应该外槽道设置，以使该外槽道与该内槽道对应形成该外螺旋滚珠通道。

9.根据权利要求1所述的滚珠循环导引装置，其特征在于，该开口护罩的该内周壁具有一内槽道，以与该轴向筒体的该外环壁共同形成该外螺旋滚珠通道。

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