200902881 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明是關於將沿著軸構件運動的螺帽構件，例如$ 合運動在花鍵軸的花鍵螺帽或螺合運動在螺軸的螺旋 結合於工作台等其他活動體用的連結構造。 【先前技術】 習知，對可直線往復運動的工作台等活動體賦予指$ 進給量用的驅動機構，已知有螺軸和螺旋構件經組合形成 的進給螺桿機構。該進給螺桿機構是將形成有螺旋狀螺槽 的螺軸配設成和活動體直線運動路徑平行，另一方面，將 可螺合於上述螺軸的螺旋螺帽固定在活動體，將馬達賦予 上述螺軸的旋轉運動轉換成螺旋螺帽的直線運動，藉此構 成可將活動體驅動在直線運動路徑內。 但是於上述進給螺桿機構，即使是在活動體的直線運 動路徑和上述螺軸平行設置成精度準確的狀況，但若螺旋 螺帽安裝在活動體時的安裝精度差，則還是會產生該螺旋 螺帽軸心傾斜於螺軸旋轉中心的問題。當該傾斜存在時， 則螺軸旋轉阻力的增加會導致活動體的進給精度變差，此 外螺旋螺帽的偏磨損還會導致裝置使用壽命變短。 另一方面’對於工作台等活動體直線引導用的珠形花 鍵，在將花鍵螺帽固定於活動體時也會產生同樣的問題。 球形花鍵是由沿著軸方向形成有花鍵溝槽的花鍵軸和可沿 著該花鍵軸運動的花鍵螺帽所構成。例如：當構成爲2軸 200902881 的球形花鍵配設成平行對活動體進行引導時，即使花鍵軸 平行配設的精度良好，但若花鍵螺帽安裝在活動體時的安 裝精度差，則至少會造成一方的花鍵螺帽其軸心傾斜於花 鍵軸的軸心。如此一來，就會產生下述問題：花鍵螺帽之 移動相對作用的阻力會增加，導致活動體的運動精度變差 ，此外花鍵螺帽的偏磨損還會導致裝置使用壽命變短。 該等螺帽構件安裝在活動體時的安裝誤差吸收用的構 造，已知有日本特開平6-22 9454號公報或特開平8-2 70 649號公報所揭示的構造。該等安裝誤差吸收構造是在 螺帽構件和活動體之間裝設有活動板，例如構成爲可將活 動板和螺帽構件之間連結成可朝上下方向位移，另一方面 可將活動板和活動體之間連結成可朝左右方向位移，全體 而言螺帽構件和活動體是結合成具有全方向自由度。 〔專利文獻1〕日本特開平6-229454號公報 〔專利文獻2〕日本特開平8-270649號公報 【發明內容】 〔發明欲解決之課題〕 但是，上述習知的安裝誤差吸收構造是隔著上述活動 板連結螺帽構件和活動體，因此組裝較費工時，再加上對 於螺帽構件安裝在活動體時的安裝作業是需要較大的空間 ，以致會有活動體直線引導部大型化的問題。 〔用以解決課題之手段〕 -5- 200902881 本發明是有鑑於上述問題點所爲的發明，其目的是提 供一種能夠吸收花鍵螺帽或螺旋螺帽所謂的螺帽構件安裝 在活動体時的安裝誤差，再加上又可使螺帽構件容易安裝 在活動體並且能夠不佔空間地執行安裝之活動體連結構造 〇 即’本發明是一種將沿著直線形軸構件運動的螺帽構 件連結於活動體用的構造，其特徵爲，具備有：沿著上述 螺帽構件外圍面圓周方向形成複數設置的滾珠保持袋；球 面一部份收容在該滾珠保持袋的多數卡合滾珠；及形成爲 環狀具有上述螺帽構件遊嵌用中空部，固定在上述活動體 的同時透過上述卡合滾珠卡合於螺帽構件的凸緣板，上述 凸緣板的內圍面，沿著螺帽構件軸方向形成有和上述滾珠 保持袋成相向的滾珠收容溝槽，該凸緣板是可傾斜活動自 如卡合於螺帽構件。 根據上述技術性手段時，收容在螺帽構件側滾珠保持 袋的卡合滾珠會滑動凸緣板的滾珠收容溝槽，使該凸緣板 可傾斜活動自如卡合於螺帽構件，因此只要將活動體固定 在該凸緣板，即使當凸緣板安裝在活動體時安裝精度誤差 ’但因該誤差可在凸緣板和螺帽構件之間被吸收，所以就 能夠使螺帽構件的軸心對準螺軸或花鍵軸等所謂的軸構件 軸心。 如此一來，就能夠讓螺帽構件在軸構件上有良好的運 動，除了能夠提昇活動體的運動精度以外，還能夠防止螺 帽構件偏磨損造成的使用壽命短化。 -6- 200902881 此外，凸緣板是滑接於卡合滾珠，藉此使該凸緣板可 傾斜活動自如卡合在螺帽構件，因此該卡合滾珠只要使用 鋼珠等剛性體，就能夠使螺帽構件軸方向的直線運動及圓 周方向的旋轉運動確實傳達至該螺帽構件和凸緣板之間。 即，可使螺帽構件的運動確實傳達至固定在凸緣板的活動 體。 【實施方式】 〔發明之最佳實施形態〕 以下，根據附圖對本發明的螺帽構件之活動體連結構 造進行詳細說明。 第1圖是圖示著本發明的活動體連結構造應用在滾珠 螺桿裝置1螺旋螺帽3的例子。該滾珠螺桿裝置1，是由 :在外圍面以指定導程形成有螺旋狀滾珠滾動溝槽2 0的 螺軸2 ;及透過多數滾珠4螺合於上述螺軸2的螺旋螺帽 3所構成，透過卡合於上述螺旋螺帽3的凸緣板5可使該 螺旋螺帽3直接固定在工作台等活動體。 上述螺旋螺帽3是形成爲圓筒狀，具有螺軸2貫通的 中空部’包圍著中空部的內圍面形成有和螺軸2的滾珠滾 動溝槽20成相向的螺旋狀負荷滾動溝槽3〇。該負荷滾動 溝槽3 0是和螺軸2的滾珠滾動溝槽2 0相輔形成滾珠4的 負荷通道’滾珠4是在螺旋螺帽3和螺軸2之間一邊負載 著荷重一邊滾動在上述負荷通道。此外，雖未圖示於第j 圖，但於該螺旋螺帽3設有上述負荷通道兩端連通連結用 200902881 的無負荷通道，當在負荷通道內負載著荷重的滾珠4到達 無負荷通道就釋放荷重，以無負荷狀態滾動在無負荷通道 後，再度返回負荷通道。 即是由負荷通道和無負荷通道構成滾珠4的無限循環 路’當螺軸2相對於螺旋螺帽3旋轉時，可使滾珠4在無 限循環路循環，使螺旋螺帽3沿著螺軸2連續移動。 此外，於螺旋螺帽3軸方向的兩端部，設有螺旋螺帽 3和螺軸2之間隙密封用的一對密封構件3 1，藉此防止塵 埃進入螺旋螺帽3的內部，同時防止潤滑劑從螺旋螺帽3 的內部流出。 上述凸緣板5是形成爲可遊嵌在螺旋螺帽3外側的環 狀，卡合於該螺旋螺帽3軸方向的一端。第2圖爲第1圖 箭頭符號A方向視圖，左半部爲第1圖π - Π剖線剖面圖 。於凸緣板5形成有固定螺栓插通卡止用的安裝孔50，使 用固定螺栓就能夠將凸緣板5直接固定在活動體。 於上述凸緣板5所卡合的螺旋螺帽2的端部是隔著間 隔於圓周方向形成有複數的滾珠保持袋6，於各滾珠保持 袋6保持有卡合滾珠7。該滾珠保持袋6是仿照卡合滾珠 7的球面形成爲凹球面狀以避免所收容的卡合滾珠7位移 ’構成爲包圍保持著卡合滾珠7球面的大致1 /4。理所當 然’滾珠保持袋6加工成上述凹球面狀有所困難時，也可 將2個凹曲面合成爲滾珠保持袋6，利用上述卡合滾珠7 對各凹曲面的接觸，使收容在該滾珠保持袋6內的卡合滾 珠7形成穩定。 -8- 200902881 另一方面，於形成環狀的上述凸緣板5的內圍面是在 和滾珠保持袋6相向的位置形成有滾珠收容溝槽8。該滾 珠收容溝槽8是朝凸緣板5厚度方向延伸’從第2圖得知 ，該滾珠收容溝槽8的剖面形狀是仿照卡合滾珠7的球面 形成爲凹曲面。如此一來，就能夠防止卡合滾珠7在凸緣 板5圓周方向的位移。 此外，滾珠收容溝槽8的剖面形狀也可形成所謂哥德 式圓拱形，形成爲該形狀時卡合滾珠7因是以2點接觸於 滾珠收容溝槽8，所以還是能夠防止卡合滾珠7在凸緣板 5圓周方向的位移。另一方面，沿著螺旋螺帽3軸方向形 成的上述滾珠收容溝槽8的輪廓是形成爲凹曲面。螺旋螺 帽3的滾珠保持袋6所收容的滾珠7其一部份是收容在上 述滾珠收容溝槽8，形成滑接於該滾珠收容溝槽8。 在將上述凸緣板5組裝於螺旋螺帽3時是將凸緣板5 遊嵌於螺旋螺帽3，使上述滚珠保持袋6和滾珠收容溝槽 8成相向後，將卡合滾珠7推入滾珠保持袋6，最後將卡 止螺帽9螺合於螺旋螺帽3的端部，使卡合滾珠7封入在 由滾珠保持袋6和滾珠收容溝槽8形成的空間。如此一來 ，卡合滾珠7就不能脫離滾珠保持袋6，使凸緣板5成爲 透過卡合滾珠7卡合於螺旋螺帽3的狀態。 構成爲上述時卡合於螺旋螺帽3的凸緣板5，利用卡 合滾珠7和滾珠收容溝槽8的滑接，如第1圖二點虛線所 示，就能夠對螺旋螺帽3的軸方向成自由傾斜活動。此外 ，卡合滾珠7因是由螺旋螺帽3的滾珠保持袋6及凸緣板 -9- 200902881 5的滾珠收容溝槽8包圍保持著，所以凸緣板5就不會相 對於螺旋螺帽3產生其圓周方向的旋轉，在凸緣板5和螺 旋螺帽3之間可傳達旋轉扭矩。另，凸緣板5的傾斜活動 範圍是可根據上述滾珠收容溝槽8的長度加以設定，換句 話說是可根據凸緣板5的厚度加以設定。 因此’在使用固定螺栓將上述凸緣板5固定在活動體 時，例如即使活動體的凸緣板5安裝面的加工精度差，以 致凸緣板5安裝在活動體時的安裝精度較差時，透過凸緣 板5對螺旋螺帽3的傾斜還是能夠以螺帽3的軸心和螺軸 2的軸心成爲一致的狀態將該螺旋螺帽3結合於活動體。 這是表示即使活動體的螺旋螺帽安裝面加工精度較差 ，還是能夠有利於滾珠螺桿裝置的使用，當對於不要求進 給精度的廣泛用途使用滾珠螺桿裝置時，其重要的貢獻是 能夠減輕活動體的加工作業，能夠達到進給螺桿機構製作 成本的降低。 第3圖是圖示著本發明的活動體連結構造其他例，是 本發明應用在球形花鍵裝置10花鍵螺帽11的例子。第3 圖中，花鍵軸1 2是以一點虛線圖示。 於第1圖及第2圖所示的例子，滾珠保持袋6是直接 形成在螺旋螺帽3，但該第3圖所示的例子是於花鍵螺帽 11的外圍面嵌合著內環13，將滾珠保持袋6形成在內環 13。於花鍵螺帽11外圍面的兩端螺合著防鬆螺帽14，內 環13是由定位用套環15和防鬆螺帽14夾著固定花鍵螺 帽1 1的外圍面。此外，爲了防止內環1 3相對於花鍵螺帽 -10- 200902881 1 1產生旋轉’在內環1 3和花鍵螺帽1 1之間插入著鍵1 6 〇 凸緣板5及卡合滾珠7的構成是和第1圖及第2圖所 示例相同，於此省略其詳細說明。此外，該例是構成於內 環13螺合者卡止環9’在將卡合滾珠7收容在滾珠保持袋 6後將上述卡止環9螺合於內環12，就能夠防止卡合滾珠 7脫離。 接著，關於構成爲上述的球形花鍵裝置10的花鍵螺 帽11，同樣地，在使用固定螺栓將上述凸緣板5固定在活 動體時，例如即使活動體的凸緣板5安裝面的加工精度差 ’以致凸緣板5安裝在活動體時的安裝精度較差時，透過 凸緣板5對花鍵螺帽1 1的傾斜還是能夠以花鍵螺帽i丨的 軸心和螺軸2的軸心成爲一致的狀態將該花鍵螺帽11結 合於活動體。 本發明的活體連結構造，如以上所述只要是球形花鍵 裝置10的花鍵螺帽11、滾珠螺桿裝置1的螺旋螺帽3等 沿著軸構件運動的螺帽構件就能夠廣泛應用。此外，螺帽 構件只要能夠沿著軸構件運動，即使沒有透過滾珠而只是 和軸構件滑動接觸也無所謂。 另外’本發明的活動體連結構造，不只是以吸收螺帽 構件安裝在活動體時的安裝誤差爲目的，如第4圖所示， 對於由曲線引導裝置4 〇引導的滑件4 1和滾珠螺桿1的螺 旋螺帽3的連結時也是有效。 曲線引導裝置4 〇 ’是由：以指定曲率形成圓弧形的軌 -11 - 200902881 道42;及沿著該軌道42運動的滑件41所構成’工作台等 活動體是搭載在滑件41被引導成曲線形。因相對於上述 滑件41的曲線形運動，滾珠螺桿裝置1的螺旋螺帽3是 直線形運動，所以習知使用滾珠螺桿裝置1是難以對上述 曲線引導裝置4 0的滑件4 1賦予往復運動。 但是，使用本發明的螺帽構件之連結構造，將凸緣板 5固定在曲線引導裝置40的滑件41時因凸緣板5可自由 傾斜活動於螺旋螺帽3，所以如第4圖二點虛線所示，隨 著螺旋螺帽的行進，凸緣板5會慢慢傾斜活動吸引滑件4 1 相對於螺旋螺帽3的姿勢。另，第4圖中圖號43是表示 直線引導裝置的軌道滑軌，圖號44是表示沿著上述軌道 滑軌4 3運動的滑件，爲了吸收螺軸2和曲線引導裝置4 0 的軌道滑軌4 3的間隔變化，該等是裝設在上述凸緣板5 和曲線引導裝置40的滑件4 1之間。 即’採用本發明的活動體連結構造時，使用滾珠螺桿 裝置1是可使曲線引導裝置40的滑件41沿著曲線形的軌 道滑軌4 2往復驅動。 【圖式簡單說明】 第1圖爲表不本發明應用在滾珠螺桿裝置螺旋螺帽的 例示剖面圖。 第2圖爲第i -所示螺旋螺帽的箭頭符號A方向視圖 ’左半部爲表示第！圖π - π剖線剖面圖。 第3圖爲表示本發明應用在滚珠螺桿裝置螺旋螺帽的 -12- 200902881 其他例示剖面圖。 第4圖爲表示採用本發明將曲線引導裝置的滑件以滾 珠螺桿裝置形成往復驅動的機構平面圖。 【主要元件符號說明】 1 :滾珠螺桿裝置 2 :螺軸 3 :螺旋螺帽 4 :滾珠 5 :凸緣板 6 _浪珠保持袋 7 :卡合滾珠 8 :滾珠收容溝槽 9 :卡止螺帽 1 〇 :球形花鍵裝置 1 1 :花鍵螺帽 1 2 :花鍵軸 1 3 :內環 1 4 :防鬆螺帽 16 :鍵 20 :滾珠滾動溝槽 3 〇 :負荷滾動溝槽 3 1 :密封構件 40 :曲線引導裝置 -13- 200902881 4 1 :滑件 42 :軌道滑軌 43 :軌道滑軌 44 :滑件 5 〇 :安裝孔 -14