TW201326609A

TW201326609A - 具潤滑結構之螺帽旋轉式滾珠螺桿

Info

Publication number: TW201326609A
Application number: TW100149462A
Authority: TW
Inventors: Hsin-Hua Chen; Chang-Hsin Kuo; Yih-Chyun Hwang
Original assignee: Hiwin Tech Corp
Priority date: 2011-12-29
Filing date: 2011-12-29
Publication date: 2013-07-01
Also published as: TWI444542B

Abstract

本發明係為一種具潤滑結構之螺帽旋轉式滾珠螺桿，係包含：螺桿；螺帽，係設有供該螺桿穿設之穿孔，該螺帽外緣設有兩間隔凸部，兩該間隔凸部間係設有一斜向油孔；軸承環，係套設於該螺帽外緣，該軸承環之內緣面係與該間隔凸部之端面保持一間隙而形成一第二環油道，而兩該間隔凸部之間與該軸承環之內緣面係形成一第一環油道，該第一環油道之徑方向間隙係大於該第二環油道之徑方向間隙；且該軸承環係設有一輸油孔，該輸油孔係與該第一環油道連通，另一端係貫穿該軸承環之外緣面。

Description

具潤滑結構之螺帽旋轉式滾珠螺桿

　　本發明係為一種螺帽旋轉式滾珠螺桿，尤指一種具潤滑結構之螺帽旋轉式滾珠螺桿。

　　螺帽旋轉式滾珠螺桿係將螺帽與軸承外環一體成型，該軸承外環係與工作平台固定，而動力馬達係藉由皮帶將動力傳送至螺帽，盡而使螺帽相對於螺桿轉動，將轉動扭矩轉換成軸向運動進而帶動工作平台，其主要為螺桿固定，因此沒有螺桿旋轉時的慣性力，並可選用較小驅動的馬達；其主要應用於半導體機械、木工機、搬送裝置等…，對於現今各種工業應用機具等重要性也不言可喻。
　　請參閱圖一係為一種習知螺帽旋轉式滾珠螺桿之潤滑結構，其中該螺帽旋轉式滾珠螺桿係包括：一螺桿（91）、一套合於螺桿（91）上之螺帽（92），該螺桿（91）、螺帽（92）在對合面設有相對應之螺紋溝（910）、內螺紋（920），並於螺紋溝（910）、內螺紋（920）中系列設置有滾珠（93），使螺帽（92）能以滾珠（93）囓合於螺桿（91），其主要在螺帽（92）外周安裝有一軸承（94），在實際使用時，其軸承（94）係組裝於一軸承座中，並使軸承座固設於所欲驅動之載台，而此載台上則相對設置有伺服馬達，該伺服馬達則以時規皮帶帶動螺帽（92），使螺帽（92）於軸承（94）及螺桿（91）間自轉，如此，即能驅動載台沿螺桿（91）中心以及線性軌道而移動至所需之位置。
　　該潤滑結構係於軸承外環（940）設置有一貫穿孔（941）來連接外部的潤滑裝置和軸承（94）內部，而螺帽（92）亦對應的設置有貫穿孔（921），使得外部潤滑裝置能將潤滑脂傳遞至螺帽（92）內，以達到潤滑螺桿（91）及滾珠（93）之目的，可是該潤滑方式有以下問題點：　　
　　其潤滑脂須填充軸承與螺帽之間的所有空間（M），方能將潤滑脂由該貫穿孔（921）持續性的流至該螺紋溝（910）、內螺紋（920），以便直接對承受應力之滾珠（93）進行潤滑，然而，該空間（M）區域較大，故潤滑油容易堆積於死角而變質，且又因螺帽（92）運轉時離心力的影響，該潤滑油不容易迅速的由該貫穿孔（921）流至該螺紋溝（910）、內螺紋（920），且該空間（M）與軸承（94）的滾動體（942）相連通，故潤滑脂容易將軸承（94）運轉時產生的汙垢或異物帶進該螺紋溝（910）、內螺紋（920）間，另外，亦容易造成該貫穿孔（921）阻塞而無法供潤滑脂流通，故針對以上問題點，習知技術誠有改進之必要。

　　基於上述習知技術之問題點，本發明人經過研究改良後，終有確能達成以下發明之目的之發明誕生。
　　即，本發明目的在於，研發一種應用於螺帽旋轉式滾珠螺桿之潤滑結構能讓潤滑脂流動較無阻礙。
　　為達上述之目的，一種具潤滑結構之螺帽旋轉式滾珠螺桿，係包含：
　　一螺桿，其外緣設有螺旋狀之滾動溝；
　　一螺帽，係設有供該螺桿穿設之穿孔，該穿孔內緣係設有相對該滾動溝之滾動槽，該滾動溝及滾動槽係形成一第一負荷路徑，該第一負荷路徑係供複數第一滾動件容置，且該螺帽外緣設有兩外滾動溝，及位於兩該外滾動溝之間的兩間隔凸部，兩該間隔凸部之間係保持一間距設置，兩該間隔凸部間係設有一斜向油孔，該斜向油孔係傾斜一角度設置，該角度係約等於該第一負荷路徑之導程角；
　　軸承環，係套設於該螺帽外緣，該軸承環之內緣面係設有兩相對該外滾動溝之第一內滾動溝及第二內滾動溝，兩該外滾動溝與第一內滾動溝及第二內滾動溝分別形成兩第二負荷路徑，兩該第二負荷路徑係容設複數個第二滾動件，該軸承環之內緣面係與該間隔凸部之端面保持一間隙而形成一第二環油道，而兩該間隔凸部之間與該軸承環之內緣面係形成一第一環油道，該第一環油道之徑方向間隙係大於該第二環油道之徑方向間隙，且該斜向油孔之面積係大於該第二環油道之面積；且該軸承環係設有一輸油孔，該輸油孔一係與該第一環油道連通，另一端係貫穿該軸承環之外緣面。
　　為了更進一步瞭解本發明之特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明之實施方式說明及圖式，然而此實施方式及圖式僅供說明及參考用，而非用以對本發明做任何限制者。

　　以下茲配合圖式列舉一較佳實施例，用以對本發明之組成構件及功效作進一步說明，其中各圖式之簡要說明如下：
　　圖二係為本發明之具潤滑結構之螺帽旋轉式滾珠螺桿系統圖。
　　圖三係為本發明具潤滑結構之螺帽旋轉式滾珠螺桿組合圖。
　　圖四係為本發明具潤滑結構之螺帽旋轉式滾珠螺桿之軸方向剖視圖（一）。
　　圖五係為本發明具潤滑結構之螺帽旋轉式滾珠螺桿之軸方向剖視圖（二）。
　　請參閱圖二至圖五所示係為本發明一較佳實施例，本發明係為一種具潤滑結構之螺帽旋轉式滾珠螺桿，係包含：
　　一螺桿（1），其外緣設有螺旋狀之滾動溝（11）；
　　一螺帽（2），係設有供該螺桿（1）穿設之穿孔（21），該穿孔（21）內緣係設有相對該滾動溝（11）之滾動槽（211），該滾動溝（11）及滾動槽（211）係形成一第一負荷路徑（A1），該第一負荷路徑（A1）係供複數第一滾動件（6）容置，且該螺帽（2）之外緣面設有兩外滾動溝（22），及位於兩該外滾動溝（22）之間的兩間隔凸部（8），該間隔凸部（8）係可與該螺帽（2）一體加工成型，或者，該間隔凸部（8）為一環型元件套設於該螺帽（2）之外緣面亦可，兩該間隔凸部（8）之間係保持一間距（P）設置，兩該間隔凸部間（8）係設有一斜向油孔（23），該斜向油孔（23）係傾斜一角度設置，該角度係約等於該第一負荷路徑（A1）之導程角（導程角為本業界專有名詞，再此不再多作說明），且該斜向油孔（23）於本實施例係為一長條狀之孔，其近似橢圓狀，且該斜向油孔（23）係位於滾動槽(211)之間；另，該螺帽（2）之兩端面（24）係設有複數螺絲孔（241）、迴流孔（25）及第一半迴流道（26），該複數螺絲孔（241）及迴流孔（25）係間隔設置於該端面（24），該迴流孔（25）係貫穿兩該端面（24），該第一半迴流道（26）之兩端係分別與該第一負荷路徑（A1）及迴流孔（25）連接；
　　兩迴流件（3），係分別設於兩該端面（24），該迴流件（3）係設有一供該螺桿（1）穿設之通孔（31），及第二半迴流道（32）、導引部（33）、第一貫穿孔（34），該第二半迴流道（32）係與該第一半迴流道（26）構成一迴流道，該第一負荷路徑（A1）、位於該螺帽（2）兩端之迴流道及該迴流孔（25）係構成一循環路徑，該導引部（33）係朝該滾動溝（11）凸伸設置，並容設於該滾動溝（11）中，係用以導引該第一滾動件（6）進入該迴流道，使該第一滾動件（6）能無限循環於該循環路徑，該第一貫穿孔（34）係相對該螺絲孔（241）設置，並貫穿該迴流件（3），並提供一螺絲（G）穿設後，該螺絲（G）係與該螺絲孔（241）螺合鎖固，以將該迴流件（3）固定於該螺帽（2）之端面（24）；
　　軸承環（90），係包含第一軸承環（4）及第二軸承環（5），該第一軸承環（4）係設有一供該螺帽（2）套設之第一安裝孔（41），該第一安裝孔（41）之內緣面係設有相對該外滾動溝（22）之第一內滾動溝（411），該外滾動溝（22）及第一內滾動溝（411）係構成一第二負荷路徑（A2），該第一軸承環（4）另設有複數螺孔（42）及第一輸油孔（43），該複數螺孔（42）係間隔設置於該第一軸承環（4）之端面，該第一輸油孔（43）具有第一端（431）及第二端（432），該第一端（431）係貫穿該第一軸承環（4）之ㄧ端面，第二端（432）係貫穿該第一軸承環（4）之內緣面，該第二端（432）係介於兩該間隔凸部（8）之間；該第二軸承環（5）係相對貼設於該第一軸承環（4）設有該第一端（431）之端面，該第二軸承環（5）係設有一供該螺帽（2）套設之第二安裝孔（52），該第二安裝孔（52）之內緣面係設有相對另一該外滾動溝（22）之第二內滾動溝（521），該外滾動溝（22）及第二內滾動溝（521）係構成另一第二負荷路徑（A2），該第二軸承環（5）另設有複數第二貫穿孔（53）及第二輸油孔（51），該複數第二貫穿孔（53）係間隔設置於該第二軸承環（5）之端面，並貫穿該端面，該第二輸油孔（51）具有第一端部（511）及第二端部（512），該第一端部（511）係貫穿該第二軸承環（5）之外緣面，第二端部（512）係貫穿該第二軸承環（5）之ㄧ端面，該第一輸油孔（43）之第一端（431）係與該第二輸油孔（51）之第二端部（512）相互銜接而構成一輸油孔，該第一端部（511）係與外部供油系統連接以將潤滑脂輸入至該輸油孔，兩該第二負荷路徑（A2）係容設複數個第二滾動件（7），該第二貫穿孔（53）係相對該螺孔（42）設置，並提供一螺絲（G）穿設後，該螺絲（G）係與該螺孔（42）螺合鎖固，以將該第一軸承環（4）與第二軸承環（5）連結固定構成該軸承環（90）；而該軸承環（90）套設於該螺帽（2）時，該軸承環（90）之內緣面（901）係與該間隔凸部（8）之端面保持一間隙而形成一第二環油道（B2），而兩該間隔凸部（8）之間與該軸承環（90）之內緣面（901）係形成一第一環油道（B1），該第一環油道（B1）之徑方向間隙（H1）係大於該第二環油道（B2）之徑方向間隙（H2），且該斜向油孔（23）之面積係大於該第二環油道（B2）之面積，該斜向油孔（23）之面積為孔徑內壁輪廓所圍成的面積，該二環油道（B2）之面積係為徑方向間隙（H2）乘寬度（D）。
　　以上說明係為本較佳實施例之各元件之結構及相互組態，以下說明本較佳實施例之實用方式：
　　請參閱圖四及圖五所示，本發明之潤滑結構係藉由該間隔凸部（8）的設置而形成了第一環油道（B1）及第二環油道（B2），該第一環油道（B1）係與該斜向油孔（23）連通，該第二環油道（B2）係與該第二負荷路徑（A2）連通，而當注油時，因第一負荷路徑（A1）的第一滾動件（6）數量較多，故潤滑脂須注入較多於第一負荷路徑（A1），是以，該第一環油道（B1）的截面面積大於第二環油道（B2）的截面面積，相對的第一環油道（B1）的輸油量亦大於第二環油道（B2）的輸油量，當該潤滑脂由輸油孔注入該第一環油道（B1）時，首先會充滿整個第一環油道（B1），而後流入該斜向油孔（23）再進入螺桿（1）與螺帽（2）之間，此時，當第一環油道（B1）所注入的潤滑脂壓力過大時，潤滑脂就會藉由第二環油道（B2）流入第二負荷路徑（A2），故藉由本發明的潤滑結構的設計，能使潤滑脂迅速流至該螺帽（2）與螺桿（1）之間，並讓潤滑脂區分為兩區域一為專門潤滑第一負荷路徑（A1），二為專門潤滑第二負荷路徑（A2），使兩路徑的潤滑脂不會有共用的問題，也不會讓兩路徑之間的異物相互流通干涉，且因為該斜向油孔（23）為長條型結構，而不會有阻塞的問題產生，故能確實的潤滑該第一負荷路徑（A1），不會有潤滑不足的現象產生。
　　綜所上述，所以本發明之『具有產業之可利用性』應已毋庸置疑，除此之外，在本案實施例所揭露出的特徵技術，於申請之前並未曾見於諸刊物，亦未曾被公開使用，不但具有如上所述功效增進之事實，更具有不可輕忽的附加功效，是故，本發明的『新穎性』以及『進步性』都已符合專利法規，爰依法提出發明專利之申請，祈請惠予審查並早日賜准專利，實感德便。
　　以上所述實施例之揭示係用以說明本發明，並非用以限制本發明，故舉凡數值之變化與等效元件之置換，仍應隸屬本發明之範疇。

習知技術

(91)．．．螺桿

(910)．．．螺紋溝

(92)．．．螺帽

(920)．．．內螺紋

(921)．．．貫穿孔

(M)．．．空間

(93)．．．滾珠

(94)．．．軸承

(940)．．．軸承外環

(941)．．．貫穿孔

(942)．．．滾動體

本發明

(1)．．．螺桿

(11)．．．滾動溝

(2)．．．螺帽

(21)．．．穿孔

(211)．．．滾動槽

(22)．．．外滾動溝

(23)．．．斜向油孔

(24)．．．端面

(241)．．．螺絲孔

(25)．．．迴流孔

(26)．．．第一半迴流道

(3)．．．迴流件

(31)．．．通孔

(32)．．．第二半迴流道

(33)．．．導引部

(34)．．．第一貫穿孔

(4)．．．第一軸承環

(41)．．．第一安裝孔

(411)．．．第一內滾動溝

(42)．．．螺孔

(43)．．．第一輸油孔

(431)．．．第一端

(432)．．．第二端

(5)．．．第二軸承環

(51)．．．第二輸油孔

(511)．．．第一端部

(512)．．．第二端部

(52)．．．第二安裝孔

(521)．．．第二內滾動溝

(53)．．．第二貫穿孔

(6)．．．第一滾動件

(7)．．．第二滾動件

(8)．．．間隔凸部

(90)．．．軸承環

(901)．．．內緣面

(G)．．．螺絲

(B1)．．．第一環油道

(B2)．．．第二環油道

(A1)．．．第一負荷路徑

(A2)．．．第二負荷路徑

(P)．．．間距

(D)．．．寬度

(H1、H2)．．．徑方向間隙

　　圖一係為習知技術具潤滑結構之螺帽旋轉式滾珠螺桿剖視圖。
　　圖二係為本發明之具潤滑結構之螺帽旋轉式滾珠螺桿系統圖。
　　圖三係為本發明具潤滑結構之螺帽旋轉式滾珠螺桿組合圖。
　　圖四係為本發明具潤滑結構之螺帽旋轉式滾珠螺桿之軸方向剖視圖（一）。
　　圖五係為本發明具潤滑結構之螺帽旋轉式滾珠螺桿之軸方向剖視圖（二）。