CN114270669A - 中心一致装置以及包括其的直线运动装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种中心一致装置，其设置于滚珠丝杠贯穿的轴承的内圈，使所述轴承的中心与所述滚珠丝杠的螺丝槽的中心相一致，其中，包括：主体构件，内部沿长度方向贯穿，并与所述内圈相结合；以及中心一致构件，位于所述主体构件的内部，至少一部分位于所述螺丝槽。在所述主体构件的内周形成有间隙引导槽，所述间隙引导槽在所述主体构件的内部向一侧面开放，用于使所述中心一致构件位于间隙引导槽，所述中心一致构件和所述间隙引导槽沿所述主体构件的圆周方向形成有多个。

Description

中心一致装置以及包括其的直线运动装置

技术领域

本发明涉及一种中心一致装置以及包括其的直线运动装置。

背景技术

滚珠丝杠是在各种自动化设备中构成执行位置控制、转向等直线运动装置的关键零件，广泛使用于整个产业。在滚珠丝杠的外周形成有螺丝。滚珠丝杠上结合有滚珠螺母。

对所述滚珠丝杠的两端进行加工，并连接到轴承、马达轴等。此时，由于两端加工困难，加工质量不同，导致加工部位的中心与螺丝的中心不完全吻合，因此，频繁发生滚珠丝杠的旋转质量不均匀的现象。

于是，为了更加完美地结合滚珠丝杠和轴承、马达轴等，并使中心一致，需要改善设置有滚珠丝杠和轴承、马达轴的部位的结合结构。

发明内容

本发明提供一种通过使直线运动装置的滚珠丝杠的旋转中心和轴承的中心一致，从而可以提高旋转质量，实现高速旋转的技术。

根据本发明一实施例的中心一致装置，其设置于滚珠丝杠贯穿的轴承的内圈，使所述轴承的中心与所述滚珠丝杠的螺丝槽的中心相一致，其中，包括：主体构件，内部沿长度方向贯穿，并与所述轴承的内圈相结合；以及中心一致构件，位于所述主体构件的内部，至少一部分位于所述螺丝槽。

在所述主体构件的内周形成有间隙引导槽，所述间隙引导槽在所述主体构件的内部向一侧面开放，用于使所述中心一致构件位于间隙引导槽，所述中心一致构件和所述间隙引导槽可沿所述主体构件的圆周方向形成有多个。

所述间隙引导槽在所述滚珠丝杠的长度方向上形成为圆筒形，所述间隙引导槽可包围所述中心一致构件的2/3。

所述中心一致构件可包括钢球。

所述中心一致装置可以包括：主体加压构件，所述滚珠丝杠贯穿所述主体加压构件，与所述轴承的侧面相接触以对所述主体构件的侧面施压；以及紧固单元，紧固于所述主体加压构件，被卡在所述滚珠丝杠的螺丝槽。

所述主体加压构件上形成有供所述紧固单元紧固的紧固孔，所述紧固孔沿所述滚珠丝杠的长度方向形成有多个，相邻的所述紧固孔的中心间隔可以与所述滚珠丝杠的相邻的螺丝槽的中心相同。

所述间隙引导槽的中心与所述主体构件的中心隔开，并且，所述间隙引导槽的中心可以与所述主体构件的中心相隔开的距离均相同。

多个间隙引导槽能够以所述主体构件的一侧面为基准而具有相同或不同的深度。

根据本发明的一实施例的直线运动装置，其可以包括：滚珠丝杠；固定端单元，可旋转地支撑所述滚珠丝杠的一端；支撑端单元，可旋转地支撑所述滚珠丝杠的另一端；驱动马达，与所述滚珠丝杠的一端动力连接；底座，用于支撑所述固定端单元和所述支撑端单元；以及工作台，通过滚珠螺母与所述滚珠丝杠动力连接，并沿所述底座移动。

所述固定端单元和所述支撑端单元可分别包括如上所述的中心一致装置。

所述固定端单元还可以包括：固定端壳体，在贯穿的内部形成有第一轴承空间和第二轴承空间；第一轴承，配置在所述第一轴承空间；以及第二轴承，配置在所述第二轴承空间。

所述滚珠丝杠贯穿所述中心一致装置的主体构件和主体加压构件以及所述第一轴承和所述第二轴承的内部，在所述固定端壳体的内部可以形成有用于卡止所述第一轴承的卡止突起。

所述主体构件位于所述第二轴承的内部，所述主体构件的外周与所述第二轴承的内圈相接触，一侧面与所述第一轴承相接触，所述主体加压构件与所述第二轴承的内圈侧面和所述主体构件的另一侧面相接触，所述主体构件固定在所述主体加压构件和所述第一轴承之间。

所述支撑端单元还可以包括：支撑端壳体，在贯穿的内部形成有第三轴承空间；以及第三轴承，配置在所述第三轴承空间。

所述中心一致装置的所述主体构件位于所述第三轴承的内部，所述主体构件的外周与所述第三轴承的内圈相接触，所述中心一致装置的主体加压构件在所述第三轴承的两侧与所述主体构件的两侧面相接触。

根据本发明的实施例，通过中心一致装置的中心一致构件和主体构件，可以使滚珠丝杠的螺丝槽的中心与第二轴承、第三轴承的旋转中心一致，并使滚珠丝杠稳定地旋转。

附图说明

图1是示出根据本发明一实施例的直线运动装置的概略图。

图2是示出图1的固定端单元的放大图。

图3是图2的A部分的放大图。

图4是图2的固定端单元的分解截面图。

图5是图4的中心一致装置和滚珠丝杠的分解图。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施例进行详细说明，以便本领域的普通技术人员能够容易实施。然而，本发明可以实现为各种不同的形态，并不局限于此处说明的实施例。在整个说明书中，对相似的部分标注相同的附图标记。

本发明实施例的中心一致装置可以应用于本发明实施例的直线运动装置，下面，主要说明应用中心一致装置的直线运动装置。

接着，参照图1至图5说明根据本发明一实施例的直线运动装置。

图1是示出根据本发明一实施例的直线运动装置的概略图，图2是示出图1的固定端单元的放大图，图3是图2的A部分的放大图，图4是图2的固定端单元的分解截面图，图5是图4的中心一致装置和滚珠丝杠的分解图。

如图1至图5所示，直线运动装置1包括：底座10、滚珠丝杠20、驱动马达30、工作台40、固定端单元50，以及支撑端单元60，固定端单元50和支撑端单元60分别包括中心一致装置54、63。直线运动装置1通过中心一致装置54使滚珠丝杠20的螺丝槽的中心与轴承的旋转中心一致，从而，可以提高滚珠丝杠的旋转质量，实现高速旋转。

底座10具有预设长度，在一侧配置有固定端单元50，在另一侧配置有支撑端单元60。

滚珠丝杠20沿底座10的长度方向配置，一端可旋转地支撑于固定端单元50，另一端可旋转地支撑于支撑端单元60。滚珠丝杠20的一端贯穿固定端单元50而突出。在滚珠丝杠20的外周形成有螺丝。滚珠丝杠20的螺丝为多螺纹螺丝。滚珠丝杠20的螺纹的数量、直径、长度等可根据直线运动装置1的设计进行各种改变。

驱动马达30设置在底座10的一侧，并通过公知的联接器31与从固定端单元50突出的滚珠丝杠20的一端动力连接。通过驱动马达30的动力，滚珠丝杠20可以在被固定端单元50和支撑端单元60支撑的状态下进行旋转。

工作台40隔着滚珠丝杠20与底座10相向，通过导轨和导块与底座10相连接。另外，工作台40通过滚珠螺母41与滚珠丝杠20相连接。当滚珠丝杠20旋转时，滚珠螺母41可以沿着滚珠丝杠20的长度方向移动，此时，工作台40可以沿着导轨在底座10上移动。

如上所述的底座10、滚珠丝杠20、驱动马达30及工作台40的详细结构可以应用由本申请人在先申请的公知的直线运动装置(韩国专利授权第10-1648808号)的结构。下面将省略详细说明。

固定端单元50包括中心一致装置54、固定端壳体51、第一轴承52及第二轴承53。

其中，第一轴承52包括推力轴承(thrust bearing)，第二轴承53包括径向滚珠轴承(radial ball bearing)。第一轴承和第二轴承不限于推力轴承和径向滚珠轴承。滚珠丝杠20贯穿第一轴承52和第二轴承53。

固定端壳体51固定于底座10的上部面，向上部突出，内部被贯穿。在固定端壳体51的内部形成有用于定位第一轴承52的第一轴承空间51a和用于定位第二轴承53的第二轴承空间51b。第一轴承空间51a和第二轴承空间51b互相连接。其中，第2轴承空间51b的周径大于第1轴承空间51a的周径。第一轴承空间51a和第二轴承空间51b以固定端壳体51的中心为基准左右相对称形成。

在第一轴承空间51a形成有用于卡止第一轴承52的卡止突起511，第一轴承52的固定圈的外部面紧贴卡止在卡止突起511和第一轴承空间51a的周围。并且，第一轴承52的固定圈与滚珠丝杠20的周围分离，旋转圈与滚珠丝杠20的周围相接触。在第二轴承53位于第二轴承空间51b的状态下，第二轴承53的内圈与第一轴承52的旋转圈相接触。

中心一致装置54包括：主体构件541及中心一致构件542，位于第二轴承53与滚珠丝杠20之间，使滚珠丝杠20的螺丝槽的中心与第二轴承53的旋转中心一致。

主体构件541形成为圆筒形，位于滚珠丝杠20与第二轴承53的内圈之间。其中，主体构件541的外周与第二轴承53的内圈的内周相接触。并且，主体构件541的内周与滚珠丝杠20的外周相向。此时，滚珠丝杠20的外周与主体构件541的内周相接触。因此，主体构件541可以与第二轴承53的内圈一起随着滚珠丝杠20旋转。

另一方面，滚珠丝杠20的外周与主体构件541的内周可以互相分离。此时，主体构件541和滚珠丝杠20通过中心一致构件542相连接。

在主体构件541形成有间隙引导槽541a。间隙引导槽541a在主体构件541的一侧面形成在内部。间隙引导槽541a不贯穿主体构件541，而沿滚珠丝杠20的长度方向在主体构件541的一侧面形成为预设长度，周围形成为圆形。

间隙引导槽541a向主体构件541的一侧面和内周方向开放。间隙引导槽541a被开放的主体构件541的一侧面与第一轴承52的旋转圈相接触。间隙引导槽541a沿着主体构件541的周向以等间隔形成有多个。多个间隙引导槽541a的中心与主体构件541的中心分离，此时，分离距离L相同。

图4及图5示出多个间隙引导槽541a以主体构件541的一侧面为基准而具有相同的深度h。然而，如图6所示，间隙引导槽541a的深度以主体构件541的一侧面为基准根据滚珠丝杠20的螺纹数而不同地形成。例如，在为单纹螺丝时，间隙引导槽541a的深度h以主体构件541的一侧面为基准。然而，在为双纹螺丝时，彼此相向的间隙引导槽成一对，以主体构件541的一侧面为基准而具有相同的深度h。因此，以主体构件541的一侧面为基准，与第二螺纹一致的间隙引导槽的深度h更深于与第一螺纹一致的间隙引导槽的深度h。间隙引导槽的深度h，可以根据应用中心一致装置的滚珠丝杠20的螺纹数来进行各种改变。

中心一致构件542包括钢球。中心一致构件542位于每个间隙引导槽541a，并位于间隙引导槽541a的末端。但是，中心一致构件542可以与间隙引导槽541a的末端分离。

主体构件541的一侧在与第一轴承52的旋转圈相接触的同时被堵住，使得位于间隙引导槽541a的中心一致构件542不会从间隙引导槽541a脱离。

另外，当滚珠丝杠20为单纹螺丝时，中心一致构件542以主体构件541的一侧面为基准位于相同的地方。然而，当滚珠丝杠20为双纹螺丝，且间隙引导槽541a的深度以主体构件541的一侧面为基准而具有不同深度h时，位于第一螺纹的中心一致构件和位于第二螺纹的中心一致构件以主体构件541的一侧面为基准而位于不同的地方。

间隙引导槽541a的周围包围中心一致构件542的周围的2/3，并且周围的1/3部分位于滚珠丝杠20的螺丝槽。因此，中心一致构件542的至少一部分从主体构件541向滚珠丝杠20的方向突出。中心一致构件542的突出部分与螺丝槽的周围相接触。因此，中心一致构件542会成为被卡在螺丝槽的状态。

由此，中心一致构件542在滚珠丝杠20与主体构件541之间起关键作用。由此，当滚珠丝杠20旋转时，主体构件541可以随着滚珠丝杠20旋转。

中心一致构件542与螺丝槽相接触，主体构件541的外周与第二轴承53的内圈相接触，同时，螺丝槽的中心和第二轴承53的旋转中心相一致。由此，主体构件541通过中心一致构件542随着滚珠丝杠20进行旋转。

当滚珠丝杠20的螺丝槽的中心与第二轴承53的旋转中心一致时，滚珠丝杠20可以稳定地旋转。因此，滚珠螺母41可以在滚珠丝杠20上稳定地移动。

中心一致装置54还可以包括主体加压构件543和紧固单元544。主体加压构件543对主体构件541施压，使得主体构件541的一侧面与第一轴承52的旋转圈紧密接触。

主体加压构件543围绕滚珠丝杠20的周围，与第二轴承53的内圈和主体构件541的另一侧面相接触。主体加压构件543暴露于固定端壳体51的外部。主体加压构件543随着滚珠丝杠20旋转。

在主体加压构件543形成有紧固孔543h，紧固孔543h从主体加压构件543的外周向内周方向贯穿。紧固孔543h沿主体加压构件543的长度方向隔开间隔形成有多个。相邻的紧固孔543h的中心间隔与滚珠丝杠20的相邻的螺丝槽的中心相一致。

紧固单元544包括无头螺栓，并紧固于紧固孔543h。由于紧固孔543h的中心与螺丝槽的中心一致，因此，紧固单元544的末端位于螺丝槽，并与螺丝槽的周围相接触。通过紧固单元544的紧固，主体加压构件543被固定在滚珠丝杠20上而不移动。

另外，当以紧固单元544的末端位于螺丝槽的状态进行临时紧固时，主体加压构件543可以以滚珠丝杠20的中心为基准进行旋转。此时，由于紧固单元544的末端位于螺丝槽并沿螺丝槽移动，因此，主体加压构件543一边旋转一边逐渐对第二轴承53的内圈和主体构件541的另一侧面施压。当在主体加压构件543对第二轴承53和主体构件541施压的状态下完全紧固所临时紧固的紧固单元544时，主体加压构件543在对第二轴承53和主体构件541施压的状态下固定于滚珠丝杠20。由此，主体构件541可以被固定在第一轴承52和主体加压构件543之间而不会移动。

支撑端单元60包括中心一致装置63、支撑端壳体61及第三轴承62。其中，第三轴承62具有与第二轴承53相同的结构。

支撑端壳体61与固定端壳体51相向，在贯穿的内部配置有第三轴承62。

中心一致装置63同样包括固定端单元的中心一致装置54，主体加压构件633a、633b与紧固单元634成一对。

主体构件631位于滚珠丝杠20与第三轴承62的内圈之间，中心一致构件632位于主体构件631的内部，其至少一部分位于螺丝槽中。

主体加压构件633a、633b以主体构件631为基准分别配置在主体构件631的左右两侧，并与第三轴承62的内圈相接触。主体加压构件633a、633b通过紧固单元634固定在滚珠丝杠20的另一端。

通过主体构件631和紧固单元634，滚珠丝杠20的另一端的螺丝槽的中心可以与第三轴承62的旋转中心一致。

支撑端单元60的中心一致装置63的结构要素与上述实施例的固定端单元50的中心一致装置54相同，因此，将省略重复的说明。

尽管以上详细说明了本发明的优选实施例，但是本发明的范围不限于此，本领域的普通技术人员利用发明要求保护范围中定义的本发明的基本概念来执行的各种变形及改进的形态均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种中心一致装置，设置于滚珠丝杠贯穿的轴承的内圈，使所述轴承的中心与所述滚珠丝杠的螺丝槽的中心相一致，其中，

包括：

主体构件，内部沿长度方向贯穿，并与所述内圈相结合；以及

中心一致构件，位于所述主体构件的内部，至少一部分位于所述螺丝槽，

在所述主体构件的内周形成有间隙引导槽，所述间隙引导槽在所述主体构件的内部向一侧面开放，用于使所述中心一致构件位于间隙引导槽，所述中心一致构件和所述间隙引导槽沿所述主体构件的圆周方向形成有多个。

2.根据权利要求1所述的中心一致装置，其中，所述间隙引导槽在所述滚珠丝杠的长度方向上形成为圆筒形，所述间隙引导槽包围所述中心一致构件的2/3。

3.根据权利要求1所述的中心一致装置，其中，所述中心一致构件包括钢球。

4.根据权利要求1所述的中心一致装置，其中，包括：

主体加压构件，所述滚珠丝杠贯穿所述主体加压构件，与所述轴承的侧面相接触以对所述主体构件的侧面施压；以及

紧固单元，紧固于所述主体加压构件，被卡在所述滚珠丝杠的螺丝槽。

5.根据权利要求4所述的中心一致装置，其中，所述主体加压构件上形成有供所述紧固单元紧固的紧固孔，所述紧固孔沿所述滚珠丝杠的长度方向形成有多个，相邻的所述紧固孔的中心间隔与所述滚珠丝杠的相邻的螺丝槽的中心相同。

6.根据权利要求1所述的中心一致装置，其中，所述间隙引导槽的中心与所述主体构件的中心隔开，并且，所述间隙引导槽的中心与所述主体构件的中心相隔开的距离均相同。

7.根据权利要求1所述的中心一致装置，其中，多个间隙引导槽以所述主体构件的一侧面为基准而具有相同或不同的深度。

8.一种直线运动装置，其中，

包括：

滚珠丝杠；

固定端单元，能够旋转地支撑所述滚珠丝杠的一端；

支撑端单元，能够旋转地支撑所述滚珠丝杠的另一端；

驱动马达，与所述滚珠丝杠的一端动力连接；

底座，用于支撑所述固定端单元和所述支撑端单元；以及

工作台，通过滚珠螺母与所述滚珠丝杠动力连接，并沿所述底座移动，

所述固定端单元和所述支撑端单元分别包括权利要求1至5中任一项定义的中心一致装置。

9.根据权利要求8所述的直线运动装置，其中，

所述固定端单元还包括：

固定端壳体，在贯穿的内部形成有第一轴承空间和第二轴承空间；

第一轴承，配置在所述第一轴承空间；以及

第二轴承，配置在所述第二轴承空间，

所述滚珠丝杠贯穿所述中心一致装置的主体构件和主体加压构件以及所述第一轴承和所述第二轴承的内部，在所述固定端壳体的内部形成有用于卡止所述第一轴承的卡止突起，

所述主体构件位于所述第二轴承的内部，所述主体构件的外周与所述第二轴承的内圈相接触，一侧面与所述第一轴承相接触，所述主体加压构件与所述第二轴承的内圈侧面和所述主体构件的另一侧面相接触，所述主体构件固定在所述主体加压构件和所述第一轴承之间。

10.根据权利要求8所述的直线运动装置，其中，

所述支撑端单元还包括：

支撑端壳体，在贯穿的内部形成有第三轴承空间；以及

第三轴承，配置在所述第三轴承空间，

所述中心一致装置的所述主体构件位于所述第三轴承的内部，所述主体构件的外周与所述第三轴承的内圈相接触，所述中心一致装置的主体加压构件在所述第三轴承的两侧与所述主体构件的两侧面相接触。

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