TWI444544B - Roller screw with a plurality of pitch circle diameters - Google Patents

Description

複數節圓直徑之滾柱螺桿

本發明係為一種線性傳動元件，尤指一種複數節圓直徑之滾柱螺桿。

請參閱圖一至圖三所示，係為習知技術之滾柱螺桿之結構圖，滾柱螺桿係將螺桿與螺帽之間所設的滾動體以滾柱來取代以往常使用的滾珠，而以滾柱取代滾珠最佳的優勢在於提高整體的軸方向負荷的能力，因為滾柱與螺桿及螺帽所設之滾動溝及滾動槽為線接觸之型態，滾珠則為點接觸，故線與點的接觸當然是線接觸的受負荷能力大，但對於某些產業來說，例如：射出成型機、沖壓機等，其所需的滾柱螺桿承受軸方向負荷的能力比一般產業大上許多，而由圖一及圖二可得知，為了應映此種需求，且不變更原規格與螺帽尺寸下，於設計滾柱螺桿時，係將滾柱螺桿之螺桿(1)設有複數個滾動溝，分別為第一滾動溝(11)及第二滾動溝(12)，而螺帽(2)設有供該螺桿(1)穿設之穿孔(21)，該穿孔(21)之內緣面係設有複數相對該滾動溝之滾動槽，分別為第一滾動槽(211)及第二滾動槽(212)，該第一滾動溝(11)係與第一滾動槽(211)形成一第一負荷路徑(80)，該第二滾動溝(12)係與 第二滾動槽(212)形成一第二負荷路徑(90)，該第一負荷路徑(80)與第二負荷路徑(90)係設置複數個滾柱(3)，而藉由雙負荷路徑(80、90)之設計以提昇滾柱螺桿設置的滾柱(3)數量，相對的亦提高其軸方向(X)的負荷能力； 然而，此種複數負荷路徑的設計，相對使得第一滾動溝(11)及第二滾動溝(12)和第一滾動槽(211)及第二滾動槽(212)之間的間隙變小，尤其導程較低的滾柱螺桿來說最明顯，次之為中導程，而高導程就較沒有影響，而當滾柱設置於該第一負荷路徑(80)與第二負荷路徑(90)就會造成如圖三之放大圖所示的情形，也就是相鄰兩滾柱會產生干涉(如圖三的元件符號Y為干涉處)，故目前絕大部分的滾柱螺桿如設計成複數負荷路徑，就會造成此種情況，使滾柱螺桿根本無法運行，故習用之複數個負荷路徑之滾柱螺桿仍有改善精進之必要。

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，研發一種應用於複數個負荷路徑之滾柱螺桿的滾柱排列方式，使兩相鄰之滾柱不會產生干涉。

為達上述之目的，本發明係為一種複數節圓直徑之滾柱螺桿，係包含：一螺桿，係為朝一方向延伸為長條狀之結構，其外緣面設有螺旋狀之第一滾動溝及第二滾動溝；一螺帽，係設有一供該螺桿穿設之穿孔，該穿孔之內緣面設有相對該第一滾動溝之第一滾動槽及相對該第二滾動溝之第二滾動槽，該第一滾動溝係與第一滾動槽形成一第一負荷路徑，該第二滾動溝係與第二滾動槽形成一第二負荷路徑；複數滾柱，係分別設置於該第一負荷路徑及第二負荷路徑；其中，位於該第一負荷路徑之兩該滾柱之節圓直徑的值，係與該第二負荷路徑之兩該滾柱之節圓直徑的值不相等。

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： 圖四係為本發明滾柱螺桿之組合圖。

圖五係為本發明滾柱螺桿之軸方向剖視圖，此圖未設置滾柱。

圖六係為本發明滾柱螺桿之軸方向剖視圖，係將複數滾柱設置於第一負荷路徑及第二負荷路徑。

請參閱圖四至圖六所示，係為本發明一較佳實施例，本發明係為一種複數節圓直徑之滾柱螺桿，係包含：一螺桿(1)，係為朝一方向延伸為長條狀之結構，定義該延伸方向係為軸方向(X)，且該螺桿(1)係具有一軸線(13)，該軸線(13)係位於該螺桿(1)之中，而圖五及圖六之剖視圖係以軸線(13)為剖面線剖視而成，其外緣面設有螺旋狀之第一滾動溝(11)及第二滾動溝(12)；一螺帽(2)，係設有一供該螺桿(1)穿設之穿孔(21)，該穿孔(21)之內緣面設有相對該第一滾動溝(11)之第一滾動槽(211)及相對該第二滾動溝(12)之第二滾動槽(212)，該第一滾動溝(11)係與第一滾動槽(211)形成一第一負荷路徑(80)，該第二滾動溝(12)係與第二滾動槽(212)形成一第二負荷路徑(90)；複數滾柱(3)，係分別設置於該第一負荷路徑(80)及第二負荷路徑(90)。

以上說明係為本較佳實施例的各元件之結構，及各元件之間的組態說明，以下說明本較佳實施例的實施方式：請參閱圖六所示，為了避免設置於第一負荷路徑(80)及第二負荷路徑(90)的滾柱(3)相互干涉，本實施例於加工該第一滾動溝(11)及第二滾動溝(12)時，係以加工參數的設定使該第一滾動溝(11)之牙底至螺桿(1)的軸線(13)之距離(F1)與第二滾動溝(12)之牙底至螺桿(1)的軸線(13)之距離(F2)不相同，相對的，如果第一滾動溝(11)之距離(F1)係小於該第二滾動溝(12)之距離(F2)，則該第一滾動槽(211)之牙底至螺帽(2)之外緣面(22)之距離(E1)須大於該第二滾動槽(212)之牙底至螺帽(2)之外緣面(22)之距離(E2)，以使第一負荷路徑(80)與第二負荷路徑(90)能設置相同此尺寸的滾柱(3)，【註：前述之距離(E1、E2、F1、F2)之間的大小關係亦可相互對調，例如：該第一滾動溝(11)之距離(F1)係大於該第二滾動溝(12)之距離(F2)，則該第一滾動槽(211)之牙底至螺帽(2)之外緣面(22)之距離(E1)須小於該第二滾動槽(212)之牙底至螺帽(2)之外緣面(22)之距離(E2)】，且該距離(F1)的值與該距離(E1)的值的總和，係與該距離(F2)的值 與該距離(E2)的值的總和相等，如此一來，才會使得位於該第一負荷路(80)徑之兩該滾柱(3C、3D)之節圓直徑(PCD1)的值【註：節圓直徑(PCD)係為兩該滾柱分別位於該螺桿的最高點與最低點時，兩該滾柱中心的距離，如圖六所標示的(PCD1、PCD2)】，與該第二負荷路徑(90)之兩該滾柱(3A、3B)之節圓直徑(PCD2)的值不相等；亦使得兩相鄰之滾柱(3)之間會產生一錯位，而讓兩相鄰滾柱(3)之間保持一間隙(Y)，即可解決目前習知之問題點。故本發明的設計能讓滾柱螺桿能應用的產業更廣，且使滾柱螺桿的螺帽在不增加長度的前提下，增加其軸方向的負荷能力(因為如果沒有本發明之設計，欲提高軸方向的負荷能力，就必須增加滾柱之數目，相對的也必須增加螺帽之長度，而通常使用者都會要求螺帽體積越小越好，故本發明之設計即能符合使用者需求)，另外，因為複數該滾柱之間不會干涉，故相對也讓滾柱螺桿的運行順暢度提昇許多，而延長了滾柱螺桿的使用壽命。

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

(1)‧‧‧螺桿

(11)‧‧‧第一滾動溝

(12)‧‧‧第二滾動溝

(2)‧‧‧螺帽

(21)‧‧‧穿孔

(211)‧‧‧第一滾動槽

(212)‧‧‧第二滾動槽

(3)‧‧‧滾柱

(80)‧‧‧第一負荷路徑

(90)‧‧‧第二負荷路徑

(Y)‧‧‧干涉處

(X)‧‧‧軸方向

本發明

(1)‧‧‧螺桿

(11)‧‧‧第一滾動溝

(12)‧‧‧第二滾動溝

(13)‧‧‧軸線

(2)‧‧‧螺帽

(21)‧‧‧穿孔

(211)‧‧‧第一滾動槽

(212)‧‧‧第二滾動槽

(22)‧‧‧外緣面

(3、3A、3B、3C、3D)‧‧‧滾柱

(80)‧‧‧第一負荷路徑

(90)‧‧‧第二負荷路徑

(Y)‧‧‧間隙

(X)‧‧‧軸方向

(E1、E2、F1、F2)‧‧‧距離

圖一係為習知技術滾柱螺桿之組合圖。

圖二係為習知技術滾柱螺桿之軸方向剖視圖，此圖未設置滾柱。

圖三係為習知技術滾柱螺桿之軸方向剖視圖，係將複數滾柱設置於第一負荷路徑及第二負荷路徑。

圖四係為本發明滾柱螺桿之組合圖。

圖五係為本發明滾柱螺桿之軸方向剖視圖，此圖未設置滾柱。

圖六係為本發明滾柱螺桿之軸方向剖視圖，係將複數滾柱設置於第一負荷路徑及第二負荷路徑。

(1)‧‧‧螺桿

(11)‧‧‧第一滾動溝

(12)‧‧‧第二滾動溝

(13)‧‧‧軸線

(2)‧‧‧螺帽

(21)‧‧‧穿孔

(211)‧‧‧第一滾動槽

(212)‧‧‧第二滾動槽

(22)‧‧‧外緣面

(3、3A、3B、3C、3D)‧‧‧滾柱

(80)‧‧‧第一負荷路徑

(90)‧‧‧第二負荷路徑

(Y)‧‧‧間隙

(X)‧‧‧軸方向

(E1、E2、F1、F2)‧‧‧距離

Claims (1)

1. 一種複數節圓直徑之滾柱螺桿，係包含：一螺桿，係為朝一方向延伸為長條狀之結構，其外緣面設有螺旋狀之第一滾動溝及第二滾動溝；一螺帽，係設有一供該螺桿穿設之穿孔，該穿孔之內緣面設有相對該第一滾動溝之第一滾動槽及相對該第二滾動溝之第二滾動槽，該第一滾動溝係與第一滾動槽形成一第一負荷路徑，該第二滾動溝係與第二滾動槽形成一第二負荷路徑；複數滾柱，係分別設置於該第一負荷路徑及第二負荷路徑；其中，位於該第一負荷路徑之兩該滾柱之節圓直徑的值，係與該第二負荷路徑之兩該滾柱之節圓直徑的值不相等；使得兩相鄰之滾柱之間產生一錯位，讓兩相鄰滾柱之間保持一間隙。