TW202407238A - 外循環式滾珠螺桿 - Google Patents

Abstract

本發明係提供一種外循環式滾珠螺桿，包括一螺桿、一螺帽及數個滾珠，其中該螺帽環套該螺桿，該螺桿及該螺帽之間形成一螺旋狀的滾珠通道，該螺帽的徑向外周凹陷一螺旋狀的迴流槽，該迴流槽及該滾珠通道的旋向相反，該螺帽嵌設一第一迴流器及一第二迴流器，該第一迴流器形成一曲弧狀的第一通道連通該滾珠通道及該迴流槽，該第二迴流器形成一曲弧狀的第二通道連通該滾珠通道及該迴流槽，各該滾珠配置在該滾珠通道、該第一通道、該迴流槽及該第二通道順暢地循環迴流滾動。

Description

外循環式滾珠螺桿

本發明涉及一種滾珠螺桿；特別是指一種外循環式滾珠螺桿之創新結構型態揭示者。

滾珠螺桿依據滾珠的迴流型態，可區分為外循環式滾珠螺桿及內循環式滾珠螺桿。

外循環式滾珠螺桿包括一螺桿、一螺帽及數個滾珠，其中該螺帽環套螺桿的徑向外周，該螺桿的徑向外周形成一螺旋狀的第一溝槽，該螺帽的徑向內周形成一螺旋狀的第二溝槽，該第一溝槽及該第二溝槽相對形成一螺旋狀的滾珠通道，該螺帽設置一第一迴流器及一第二迴流器，該第一迴流器的內部形成一第一迴流孔，該第二迴流器的內部形成一第二迴流孔，該第一迴流孔連通該第二溝槽的一端，該第二迴流孔連通該第二溝槽的另一端，該螺帽的徑向外周凹陷一迴流槽，該迴流槽的兩端分別連通該第一迴流孔及該第二迴流孔，該滾珠通道、該第一迴流孔、該迴流槽及該第二迴流孔依序首尾連通形成封閉迴圈狀，各該滾珠依序成串排列配置在該滾珠通道、該第一迴流孔、該迴流槽及該第二迴流孔，位在該滾珠通道的該滾珠承受該螺桿及該螺帽的相對作用力。

該螺桿及該螺帽相對旋轉時，成串配置的各該滾珠循著該滾珠通道、該第一迴流孔、該迴流槽及該第二迴流孔循環滾動，該螺桿及該螺帽沿著該螺桿的軸向相對位移。

查，前述外循環式滾珠螺桿於實際應用經驗中發現仍舊存在下述問題與缺弊：該第一迴流孔及該第二迴流孔分別為直形的穿孔，該第一迴流孔及該第二迴流孔沿著平行於該螺桿的軸向的正投影係沿著該滾珠通道的切線方向延伸至該螺帽的徑向外周，該第一迴流孔及該第二迴流孔沿著平行於該螺桿的徑向的正投影與該螺桿的軸向正交，該滾珠循環滾動時，該滾珠由該第一迴流孔急劇轉向進入該迴流槽，再由該迴流槽急劇轉向進入該第二迴流孔，該滾珠循環滾動的順暢度有待改善。

本發明之主要目的，係在提供一種外循環式滾珠螺桿，其所欲解決之技術問題，係針對如何研發出一種更具理想實用性之新式外循環式滾珠螺桿為目標加以思索創新突破。

基於前述目的，本發明解決問題之技術特點，主要在於該外循環式滾珠螺桿係包括：

一螺桿，該螺桿的徑向外周形成一螺旋狀的第一溝槽；

一螺帽環套該螺桿的徑向外周，該螺帽的徑向內周形成一螺旋狀的第二溝槽，該第一溝槽及該第二溝槽相對形成一螺旋狀的滾珠通道，該螺帽的徑向外周凹陷一迴流槽；

一第一迴流器嵌設於該螺帽，該第一迴流器的內部形成一第一通道，該第一通道連通該滾珠通道及該迴流槽；

一第二迴流器嵌設於該螺帽，該第二迴流器的內部形成一第二通道，該第二通道連通該滾珠通道及該迴流槽，該滾珠通道、該第一通道、該迴流槽及該第二通道依序連通形成封閉迴圈狀；

一圓管狀的外罩環套該螺帽的徑向外周；以及

數個滾珠配置在該滾珠通道、該第一通道、該迴流槽及該第二通道循環迴流滾動，該外罩對位於該迴流槽的該滾珠形成徑向止擋，位於該迴流槽的該滾珠相對於該外罩面向該迴流槽的內表面滾動；

其中該迴流槽呈螺旋狀迴繞該螺帽，該迴流槽及該滾珠通道的旋向相反，該迴流槽的導程大於該滾珠通道的導程；

定義一虛擬的第一平面與該螺桿相對，該螺桿的軸向的延伸方向正交該第一平面，該第一通道及該第二通道於該第一平面的正投影分別為曲弧狀，該第一通道主要由一第一入流道及一第一出流道連通構成，第一入流道及該第一出流道分別為曲弧狀，該第一入流道與該滾珠通道相切連通，該第一出流道與該迴流槽相切連通，定義一虛擬的第二平面平行該螺桿的軸向，且該第二平面正交該第一平面，該第一入流道於該第二平面的正投影係沿著該滾珠通道的旋向延伸，該第一出流道於該第二平面的正投影係沿著該迴流槽的旋向延伸，定義該第一入流道及該滾珠通道的連通處為第一入口，該第一出流道及該迴流槽的連通處為第一出口，該第一入口及該第一出口沿著該螺帽軸向的距離小於滾珠通道的導程，據此提高該滾珠由該滾珠通道通過該第一通道進入該迴流槽的滾動順暢度；

該第二通道主要由一第二入流道及一第二出流道連通構成，第二入流道及該第二出流道分別為曲弧狀，該第二入流道與該迴流槽相切連通，該第二出流道與該滾珠通道相切連通，該第二入流道於該第二平面的正投影係沿著該迴流槽的旋向延伸，該第二出流道於該第二平面的正投影係沿著該滾珠通道的旋向延伸，定義該第二入流道及該迴流槽的連通處為第二入口，該第二出流道及該滾珠通道的連通處為第二出口，該第二入口及該第二出口沿著該螺帽軸向的距離小於滾珠通道的導程，據此提高該滾珠由該迴流槽通過該第二通道進入該滾珠通道的滾動順暢度；

該螺帽形成二螺旋狀的槽壁，各該槽壁彼此相對且平行，該迴流槽位於各該槽壁之間，各該槽壁分別延伸至該螺帽的徑向外周，各該槽壁之間的最小距離等於或大於該滾珠的外徑。

本發明之主要效果與優點，係能夠通過該滾珠通道、該第一通道、該迴流槽及該第二通道在空間上的相對構成，使得該滾珠循環迴流滾動過程中緩和地漸進轉向，該滾珠循環迴流滾動的順暢度獲得顯著提升。

請參閱圖式所示，係本發明外循環式滾珠螺桿之實施例，惟此等實施例僅供說明之用，在專利申請上並不受此結構之限制。

如圖1至圖7所示，所述外循環式滾珠螺桿的實施例一，包括一螺桿10、一螺帽20、一第一迴流器30、一第二迴流器40、一圓管狀的外罩50及數個滾珠60，其中該螺桿10的徑向外周形成一螺旋狀的第一溝槽11，該螺帽20環套該螺桿10的徑向外周，該螺帽20的徑向內周形成一螺旋狀的第二溝槽21，該第一溝槽11及該第二溝槽21相對形成一螺旋狀的滾珠通道12，該螺帽20穿設一第一設置孔22及一第二設置孔23，該第一設置孔22及該第二設置孔23分別延伸至該第二溝槽21，該螺帽20的徑向外周凹陷一迴流槽24，該第一設置孔22及該第二設置孔23分別延伸至該迴流槽24的兩端，該第一迴流器30嵌設於該第一設置孔22，該第一迴流器30的內部形成一第一通道31，該第一通道31連通該滾珠通道12及該迴流槽24，該第二迴流器40嵌設於該第二設置孔23，該第二迴流器40的內部形成一第二通道41，該第二通道41連通該滾珠通道12及該迴流槽24，該滾珠通道12、該第一通道31、該迴流槽24及該第二通道41依序連通形成封閉迴圈狀，該外罩50環套該螺帽20的徑向外周。

該滾珠60配置在該滾珠通道12、該第一通道31、該迴流槽24及該第二通道41循環迴流滾動，該外罩50對位於該迴流槽24的該滾珠60形成徑向止擋，位於該迴流槽24的該滾珠60相對於該外罩50面向該迴流槽24的內表面52滾動。

該迴流槽24呈螺旋狀迴繞該螺帽20，該迴流槽24及該滾珠通道12的旋向相反，該迴流槽24的導程大於該滾珠通道12的導程；本例中，該迴流槽24的導程及該滾珠通道12的導程之比例以3.5:1為較佳的實施選擇。

定義一虛擬的第一平面92與該螺桿10相對，該螺桿10的軸向的延伸方向正交該第一平面92，該第一通道31及該第二通道41於該第一平面92的正投影分別為曲弧狀，該第一通道31主要由一第一入流道32及一第一出流道33連通構成，第一入流道32及該第一出流道33為曲弧狀，該第一入流道32與該滾珠通道12相切連通，該第一出流道33與該迴流槽24相切連通，定義一虛擬的第二平面94平行該螺桿10的軸向，且該第二平面94正交該第一平面92，該第一入流道32於該第二平面94的正投影係沿著該滾珠通道12的旋向延伸，該第一出流道33於該第二平面94的正投影係沿著該迴流槽24的旋向延伸，定義該第一入流道32及該滾珠通道12的連通處為第一入口34，該第一出流道33及該迴流槽24的連通處為第一出口35，該第一入口34及該第一出口35沿著該螺帽20軸向的距離小於滾珠通道12的導程，該滾珠通道12、該第一通道31及該迴流槽24之間形成緩和漸變型態的銜接，該滾珠60由該滾珠通道12依序滾動通過該第一入流道32、該第一出流道33進入該迴流槽24的過程中，該滾珠60的轉向緩和地漸進，不會產生急劇轉向的現象，而可提高該滾珠60由該滾珠通道12通過該第一通道31進入該迴流槽24的滾動順暢度。

該第二通道41主要由一第二入流道42及一第二出流道43連通構成，該第二入流道42及該第二出流道43分別為曲弧狀，該第二入流道42與該迴流槽24相切連通，該第二出流道43與該滾珠通道12相切連通，該第二入流道42於該第二平面94的正投影係沿著該迴流槽24的旋向延伸，該第二出流道43於該第二平面94的正投影係沿著該滾珠通道12的旋向延伸，定義該第二入流道42及該迴流槽24的連通處為第二入口44，該第二出流道43及該滾珠通道12的連通處為第二出口45，該第二入口44及該第二出口45沿著該螺帽20軸向的距離小於該滾珠通道12的導程，該迴流槽24、該第二通道41及該滾珠通道12之間形成緩和漸變型態的銜接，該滾珠60由該迴流槽24依序滾動通過該第二入流道42、該第二出流道43進入該滾珠通道12的過程中，該滾珠60的轉向緩和地漸進，不會產生急劇轉向的現象，而可提高該滾珠60由該迴流槽24通過該第二通道41進入該滾珠通道12的滾動順暢度。

該螺帽20形成二螺旋狀的槽壁25，各該槽壁25彼此相對且平行，該迴流槽24位於各該槽壁25之間，各該槽壁25分別延伸至該螺帽20的徑向外周，各該槽壁25之間的最小距離等於或大於該滾珠60的外徑，使得該迴流槽24形成對該螺帽20的徑向外部呈開放形態。

實施例一通過該滾珠通道12、該第一通道31、該迴流槽24及該第二通道41在空間上的相對構成，使得該滾珠60循環迴流滾動的順暢度獲得顯著提升。

該滾珠60通過該迴流槽24的過程中，該滾珠60接觸該內表面52，該滾珠60及該內表面52形成相對磨擦，當該內表面52產生損耗現象，使得該內表面52未能有效地接觸並限制該滾珠60時，由於該迴流槽24係螺旋狀迴繞該螺帽20，將該外罩50旋轉若干角度，使該內表面52未曾接觸該滾珠60的部份面向著該迴流槽24，該內表面52即可回復接觸並限制該滾珠60的狀態。

該螺帽20形成一螺旋狀的第一支承面26，該第一支承面26用於支持迴流通過該迴流槽24的該滾珠60，該第一支承面26的兩側分別連接各該槽壁25，該第一支承面26的徑向斷面配合該滾珠60呈圓弧狀，該第一支承面26形成該滾珠60的接觸滾動面。

如圖8所示，實施例二主要不同於實施例一之構成在於該螺帽20形成二螺旋狀的第二支承面27，各該第二支承面27分別用於支持迴流通過該迴流槽24的該滾珠60，各該第二支承面27分別連接各該槽壁25，該第二支承面27的徑向斷面呈圓弧狀，且各該第二支承面27彼此對稱，各該第二支承面27形成該滾珠60的接觸滾動面。

10:螺桿 11:第一溝槽 12:滾珠通道 20:螺帽 21:第二溝槽 22:第一設置孔 23:第二設置孔 24:迴流槽 25:槽壁 26:第一支承面 27:第二支承面 30:第一迴流器 31:第一通道 32:第一入流道 33:第一出流道 34:第一入口 35:第一出口 40:第二迴流器 41:第二通道 42:第二入流道 43:第二出流道 44:第二入口 45:第二出口 50:外罩 52:內表面 60:滾珠 92:第一平面 94:第二平面

圖1係本發明實施例一之立體分解圖。 圖2係本發明實施例一移除外罩狀態之左側視圖。 圖3係本發明實施例一移除外罩狀態的部份左側視圖，顯示滾珠通道、第一通道及迴流槽的銜接狀態。 圖4係本發明實施例一移除外罩狀態的部份左側視圖，顯示滾珠通道、第二通道及迴流槽的銜接狀態。 圖5係本發明實施例一之剖視示意圖，顯示實施例一沿著第一迴流孔、連通該第一迴流孔之部份滾珠通道及迴流槽的剖視狀態。 圖6係本發明實施例一之剖視示意圖，顯示實施例一沿著第二迴流孔、連通該第一迴流孔之部份滾珠通道及迴流槽的剖視狀態。 圖7係本發明實施例一之迴流槽的部份徑向剖視圖。 圖8係本發明實施例二之迴流槽的部份徑向剖視圖。

10:螺桿

11:第一溝槽

12:滾珠通道

20:螺帽

21:第二溝槽

22:第一設置孔

23:第二設置孔

24:迴流槽

30:第一迴流器

31:第一通道

40:第二迴流器

41:第二通道

50:外罩

60:滾珠

92:第一平面

94:第二平面

Claims (3)

1. 一種外循環式滾珠螺桿，包括： 一螺桿，該螺桿的徑向外周形成一螺旋狀的第一溝槽； 一螺帽環套該螺桿的徑向外周，該螺帽的徑向內周形成一螺旋狀的第二溝槽，該第一溝槽及該第二溝槽相對形成一螺旋狀的滾珠通道，該螺帽的徑向外周凹陷一迴流槽； 一第一迴流器嵌設於該螺帽，該第一迴流器的內部形成一第一通道，該第一通道連通該滾珠通道及該迴流槽； 一第二迴流器嵌設於該螺帽，該第二迴流器的內部形成一第二通道，該第二通道連通該滾珠通道及該迴流槽，該滾珠通道、該第一通道、該迴流槽及該第二通道依序連通形成封閉迴圈狀； 一圓管狀的外罩環套該螺帽的徑向外周；以及 數個滾珠配置在該滾珠通道、該第一通道、該迴流槽及該第二通道循環迴流滾動，該外罩對位於該迴流槽的該滾珠形成徑向止擋，位於該迴流槽的該滾珠相對於該外罩面向該迴流槽的內表面滾動； 其中該迴流槽呈螺旋狀迴繞該螺帽，該迴流槽及該滾珠通道的旋向相反，該迴流槽的導程大於該滾珠通道的導程； 定義一虛擬的第一平面與該螺桿相對，該螺桿的軸向的延伸方向正交該第一平面，該第一通道及該第二通道於該第一平面的正投影分別為曲弧狀，該第一通道主要由一第一入流道及一第一出流道連通構成，第一入流道及該第一出流道分別為曲弧狀，該第一入流道與該滾珠通道相切連通，該第一出流道與該迴流槽相切連通，定義一虛擬的第二平面平行該螺桿的軸向，且該第二平面正交該第一平面，該第一入流道於該第二平面的正投影係沿著該滾珠通道的旋向延伸，該第一出流道於該第二平面的正投影係沿著該迴流槽的旋向延伸，定義該第一入流道及該滾珠通道的連通處為第一入口，該第一出流道及該迴流槽的連通處為第一出口，該第一入口及該第一出口沿著該螺帽軸向的距離小於滾珠通道的導程，據此提高該滾珠由該滾珠通道通過該第一通道進入該迴流槽的滾動順暢度； 該第二通道主要由一第二入流道及一第二出流道連通構成，第二入流道及該第二出流道分別為曲弧狀，該第二入流道與該迴流槽相切連通，該第二出流道與該滾珠通道相切連通，該第二入流道於該第二平面的正投影係沿著該迴流槽的旋向延伸，該第二出流道於該第二平面的正投影係沿著該滾珠通道的旋向延伸，定義該第二入流道及該迴流槽的連通處為第二入口，該第二出流道及該滾珠通道的連通處為第二出口，該第二入口及該第二出口沿著該螺帽軸向的距離小於滾珠通道的導程，據此提高該滾珠由該迴流槽通過該第二通道進入該滾珠通道的滾動順暢度； 該螺帽形成二螺旋狀的槽壁，各該槽壁彼此相對且平行，該迴流槽位於各該槽壁之間，各該槽壁分別延伸至該螺帽的徑向外周，各該槽壁之間的最小距離等於或大於該滾珠的外徑。
2. 如請求項1所述之外循環式滾珠螺桿，其中該螺帽形成一螺旋狀的第一支承面，該第一支承面用於支持迴流通過該迴流槽的該滾珠，該第一支承面的兩側分別連接各該槽壁，該第一支承面的徑向斷面配合該滾珠呈圓弧狀。
3. 如請求項1所述之外循環式滾珠螺桿，其中該螺帽形成二螺旋狀的第二支承面，各該第二支承面分別用於支持迴流通過該迴流槽的該滾珠，各該第二支承面分別連接各該槽壁，該第二支承面的徑向斷面呈圓弧狀，且各該第二支承面彼此對稱。

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