TWI512216B - 具迴流元件的滾珠螺桿 - Google Patents

Description

具迴流元件的滾珠螺桿

本發明係與滾珠螺桿有關，特別是指一種具迴流元件的滾珠螺桿。

參閱第1圖，顯示美國US4357838專利號的圖式，其主要係提供一種具迴流元件的滾珠螺桿，其迴流元件11是從螺帽12的端面軸向安裝，該迴流元件11具有一指甲111，該指甲111係呈凸起狀且設於該螺桿13的外螺旋槽道131內部，以銜接該螺桿13外螺旋槽道131和迴流元件11，各該滾珠14得以藉由該迴流元件11導引而進入該螺帽12的迴流孔(圖上未示)，使螺桿13及螺帽12之間的滾珠14能夠不斷循環並消除滾珠14迴流的衝擊力，然而，由於該螺桿13的外螺旋槽道131與該迴流元件11的指甲111係為一種凹凸配合，使得該螺桿13的外螺旋槽道131的其中一端必須呈開放式(一般業界稱之出牙設計)，如此一來，該螺桿13的肩部也必須採出牙設計，因而降低該滾珠螺桿的使用壽命。

參閱第2圖，顯示美國US 2008/0110284 A1公開號的圖式，其主要係提供一種具迴流元件的滾珠螺桿，雖然其將該迴流元件採分段的設計方式，即由一內迴流塊16及一外迴流塊17所組成，藉以解決以往螺桿18本身必須出牙的限制，然而，由於該外迴流塊17的頂面171與底面172皆為一平面並相互 平行而無夾角的形成，因此，此種結構設計必須配合外徑較大的螺帽19，對於特殊規範的螺帽並不適用，例如歐洲工業標準(DIN)所規範的螺帽外徑，因此適用性並不足。

是以，如何開發出一種具迴流元件的滾珠螺桿，其可同時解決上述缺陷即為本發明研發的動機。

本發明之目的係在提供一種具迴流元件的滾珠螺桿，其主要同時適用在外徑較小的螺帽以及為不出牙設計的螺桿。

緣是，為了達成前述目，依據本發明所提供之一種具迴流元件的滾珠螺桿，包含：一螺桿，具有一軸線以及一繞該軸線螺旋設置於外部的外螺旋槽道；一螺帽，是沿該軸線方向套設於該螺桿，並包含一繞該軸線螺旋設置於內部的內螺旋槽道，且該內螺旋槽道與外螺旋槽道形成一容置多數滾珠的負荷路徑、一與該內螺旋槽道相通的迴流孔以及一由該螺帽端面沿該軸線方向開設的容置槽，且該容置槽包含一對應該外螺旋槽道的槽底面與一被迴流孔穿設的該槽壁面；一迴流元件，是沿該軸線方向設於該容置槽，並沿該軸線方向分成一第一迴流塊與一第二迴流塊，該第一迴流塊包含一頂面、一反向於該頂面的第一分割面，該第二迴流塊包含一呈平面且貼靠於該第一分割面的第二分割面、一呈平面且貼靠於該槽底面的底面，且該底面與該第二分割面形成一夾角，令該第一分割面至該頂面的最大距離為HC1，該第二分割面至該底面的最大距離為HC2， 並滿足HC2>HC1關係式。

據此，本發明將該迴流元件設計分成一第一迴流塊與一第二迴流塊，而在組裝時得以分段組裝於滾珠螺桿，其主要使具有容易造成干涉的指甲的第一迴流塊先置於螺桿與螺帽之間，隨後再將該該第二迴流塊軸向組裝於該螺帽即可完成組裝，以有效解決以往螺桿本身必須為出牙設計的限制。

另外，本發明更限定該迴流元件具有角度的設計，且特別限定該HC1與該HC2之間的關係，即滿足HC2>HC1關係式，藉此，使得本發明得以適用在外徑較小的螺帽，以符合新、舊形式的螺帽。

有關本發明為達成上述目的，所採用之技術、手段及其他之功效，茲舉一較佳可行實施例並配合圖式詳細說明如後。

參閱第3至7圖所示，本發明實施例所提供的一種具迴流元件的滾珠螺桿，其主要係由一螺桿20、一螺帽30以及一迴流元件所組成，其中：該螺桿20，具有一軸線21以及一繞該軸線21螺旋設置於外部的外螺旋槽道22，該外螺旋槽道22的兩端可為封閉狀(即不出牙設計)或開放狀(即出牙設計)，本實施例係舉為封閉狀為例。

該螺帽30，是沿該軸線21方向套設於該螺桿20，並包含一繞該軸線21螺旋設置於內部的內螺旋槽道31，且該內螺旋 槽道31與外螺旋槽道22形成一容置多數滾珠91的負荷路徑、一與該內螺旋槽道31相通的迴流孔32以及一由該螺帽30端面沿該軸線21方向開設且對應該外螺旋槽道22與該迴流孔32的容置槽33，該容置槽33包含一對應該外螺旋槽道22的槽底面331與一被迴流孔32穿設的槽壁面332。

該迴流元件，是沿該軸線21方向設於該螺帽30的容置槽33，並沿該軸線21方向分成一第一迴流塊40與一第二迴流塊50，其中沿該軸線21方向分成是指該迴流元件貼靠於該容置槽33槽壁面332為承靠面，而反向於該承靠面為端面，由該承靠面至該端面進行分割，即分成該第一、二迴流塊40、50，其中：該第一迴流塊40包含一頂面41、一反向於該頂面41的第一分割面42、及連接該頂面41與該第一分割面42的第一曲面48，該第二迴流塊50包含一呈平面且貼靠於該第一分割面42的第二分割面51、一呈平面且貼靠於該槽底面331的底面52，且該底面52與該第二分割面51形成一夾角，該夾角A是介於18~25度之間，該第一分割面42至該頂面41的最大距離為HC1，該第二分割面51至該底面52的最大距離為HC2，並滿足HC2>HC1關係式。該第二迴流塊50又包含一與該第一曲面48相同曲率的第二曲面57。

另外，該第二迴流塊50的底面52係貼靠該容置槽33的槽底面331，且該第二分割面51與底面52間具有一貼靠於該 容置槽33槽壁面332的第二承靠面53，該第一迴流塊40的第一分割面42與頂面41間具有一與該第二承靠面53位在同一平面並貼靠於該槽壁面332的第一承靠面43，而該第一、二承靠面43、53即構成該迴流元件的承靠面。而該第一迴流塊40具有一反向於該第一承靠面43的第一端面44，該第二迴流塊50具有一反向於該第二承靠面53且與該第一端面44位在同一平面的第二端面54，而該第一、二端面44、54即構成該迴流元件的端面。

其次，該第一迴流塊40於第一分割面42凸設有一定位部45，該第二迴流塊40於第二分割面51朝底面52方向凹設有一供該定位部45定位的定位凹55，且該定位部45與該定位凹55的設計可依所需而進行變換，本實施例中該定位部45與該定位凹55係舉為相配合的鳩尾塊與鳩尾槽為例。

再者，該第一迴流塊40更包含一於該第一分割面42朝頂面41方向凹設的第一迴流道46以及一設於該螺桿30外螺旋槽道22的指甲47，且該指甲47設於該第一曲面48上，該第二迴流塊50更包含一於該第二分割面51朝底面52方向凹設的第二迴流道56，且該第二迴流道56與第一迴流道46形成一與該迴流孔32及負荷路徑連通的迴流通道92，並使該迴流通道92與該底面52相接。

最後，該第二迴流塊50更包含有一凸耳58，該凸耳58具有一對應該螺帽30鎖合的鎖槽581，藉由螺絲59配合該凸 耳58的鎖槽581與螺帽59進行鎖固。

以上所述即為本發明實施例各主要構件之結構及其組態說明。

至於本發明實施例的功效，做以下說明。

一、本發明可適用在不出牙設計的螺桿。

參閱第8圖所示，本發明滾珠螺桿於組裝時，先將該螺帽30套設於該螺桿20上，其次將被分割的第一迴流塊40略作徑向偏移使得指甲47部位不會與該螺桿20干涉，而得以軸向置入該螺帽30的容置槽33。參閱第9圖所示，待該第一迴流塊40的第一承靠面43貼靠該容置槽33的槽壁面332時，再將該第一迴流塊40徑向偏移一角度，使得指甲47設於該螺桿20的外螺旋槽道22內部。參閱第10圖所示，緊接著，將該第二迴流塊50軸向置入該螺帽30的容置槽33，且利用該第二迴流塊50的定位凹55與該第一迴流塊40的定位部45相互嵌配定位，最後，藉由螺絲59配合該第二迴流塊50凸耳58的鎖槽581與螺帽30進行鎖固，致使該迴流元件穩定鎖設在該螺帽30的容置槽33中；本發明藉由前述組裝方式可以運用先後組裝結合之創作技術避免螺牙干涉，故本發明的螺桿20無需再受到出牙設計的限制，確實解決以往螺桿20本身必須出牙的限制，讓滾珠螺桿的使用範疇再作擴大。

二、本發明可適用在外徑較小的螺帽。

由於本發明特別針對該迴流元件進行角度的結構設計， 即限定該第二迴流塊50的底面52與第二分割面51所形成的夾角A介於18~25度之間，除此之外，也對該第一、二迴流塊40、50進行高度的限制，亦即該第一迴流塊40的HC1與該第二迴流塊50的HC2之間的關係，即滿足HC2>HC1關係式，藉此，使得本明得以適用在外徑較小的螺帽30，以符合新、舊形式的螺帽30，特別是指符合歐洲工業標準(DIN)所規範的螺帽30外徑。

綜上所述，本發明所提供一種具迴流元件的滾珠螺桿，確實得以同時適用在外徑較小的螺帽以及為不出牙設計的螺桿，而上述實施例及圖示僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以之限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍所作之均等變化與修飾，皆應屬本發明專利涵蓋之範圍內。

《習知》

11‧‧‧迴流元件

111‧‧‧指甲

12‧‧‧螺帽

13‧‧‧螺桿

131‧‧‧外螺旋槽道

14‧‧‧滾珠

16‧‧‧內迴流塊

17‧‧‧外迴流塊

171‧‧‧頂面

172‧‧‧底面

18‧‧‧螺桿

19‧‧‧螺帽

《本發明》

20‧‧‧螺桿

21‧‧‧軸線

22‧‧‧外螺旋槽道

30‧‧‧螺帽

31‧‧‧內螺旋槽道

32‧‧‧迴流孔

33‧‧‧容置槽

331‧‧‧槽底面

332‧‧‧槽壁面

40‧‧‧第一迴流塊

41‧‧‧頂面

42‧‧‧第一分割面

43‧‧‧第一承靠面

44‧‧‧第一端面

45‧‧‧定位部

46‧‧‧第一迴流道

47‧‧‧指甲

48‧‧‧第一曲面

50‧‧‧第二迴流塊

51‧‧‧第二分割面

52‧‧‧底面

53‧‧‧第二承靠面

54‧‧‧第二端面

55‧‧‧定位凹

56‧‧‧第二迴流道

57‧‧‧第二曲面

58‧‧‧凸耳

581‧‧‧鎖槽

59‧‧‧螺絲

91‧‧‧滾珠

92‧‧‧迴流通道

A‧‧‧角度

第1圖 係美國US4357838專利號的圖式。

第2圖 係美國US 2008/0110284 A1公開號的圖式。

第3圖 係本發明的立體分解圖。

第4圖 係本發明螺帽的立體圖。

第5圖 係本發明迴流元件的立體組合圖。

第6圖 係本發明迴流元件的立體分解圖。

第7圖 係本發明迴流元件的組合側視圖。

第8圖 係本發明實施例之第一迴流塊軸向置入示意圖。

第9圖 係本發明實施例之第一迴流塊徑向置入示意圖。

第10圖 係本發明實施例之第二迴流塊軸向置入示意圖。

20‧‧‧螺桿

21‧‧‧軸線

22‧‧‧外螺旋槽道

30‧‧‧螺帽

31‧‧‧內螺旋槽道

33‧‧‧容置槽

40‧‧‧第一迴流塊

50‧‧‧第二迴流塊

58‧‧‧凸耳

59‧‧‧螺絲

91‧‧‧滾珠

Claims (7)

1. 一種具迴流元件的滾珠螺桿，包含：一螺桿，具有一軸線以及一繞該軸線螺旋設置於外部的外螺旋槽道；一螺帽，沿該軸線方向套設於該螺桿，並包含一繞該軸線螺旋設置於內部的內螺旋槽道，且該內螺旋槽道與外螺旋槽道形成一容置多數滾珠的負荷路徑、一與該內螺旋槽道相通的迴流孔以及一由該螺帽端面沿該軸線方向開設的容置槽，且該容置槽包含一對應該外螺旋槽道的槽底面與一被該迴流孔穿設的槽壁面；一迴流元件，沿該軸線方向設於該容置槽，並沿該軸線方向分成一第一迴流塊與一第二迴流塊，該第一迴流塊包含一頂面、一反向於該頂面的第一分割面、及連接該頂面與該第一分割面的第一曲面，該第一迴流塊更包含一於該第一分割面朝頂面方向凹設的第一迴流道以及一設於該外螺旋槽道的指甲，且該指甲設於該第一曲面上，該第二迴流塊包含一呈平面且貼靠於該第一分割面的第二分割面、一呈平面且貼靠於該槽底面的底面，且該底面與該第二分割面形成一夾角，且該角介於18°~25°之間，該第二迴流塊更包含一於該第二分割面朝底面方向凹設的第二迴流道，且該第二迴流道與第一迴流道形成一與該迴流孔及負荷路徑連通的迴流通道，並使該迴流通道與該底面相接，該第二迴流塊又包含一 與該第一曲面相同曲率的第二曲面，令該第一分割面至該頂面的最大距離為HC1，該第二分割面至該底面的最大距離為HC2，並滿足HC2>HC1。
2. 如申請專利範圍第1項所述之具迴流元件的滾珠螺桿，其中該第二迴流塊的第二分割面與底面間具有一貼靠於該槽壁面的第二承靠面，該第一迴流塊的第一分割面與頂面間具有一與該第二承靠面位在同一平面並貼靠於該槽壁面的第一承靠面。
3. 如申請專利範圍第2項所述之具迴流元件的滾珠螺桿，其中該第一迴流塊具有一反向於該第一承靠面的第一端面，該第二迴流塊具有一反向於該第二承靠面且與該第一端面位在同一平面的第二端面。
4. 如申請專利範圍第1項所述之具迴流元件的滾珠螺桿，其中該第一迴流塊於第一分割面凸設有一定位部，該第二迴流塊於第二分割面朝底面方向凹設有一供該定位部定位的定位凹。
5. 如申請專利範圍第4項所述之具迴流元件的滾珠螺桿，其中該定位部與該定位凹分別為相配合的鳩尾塊與鳩尾槽。
6. 如申請專利範圍第1項所述之具迴流元件的滾珠螺桿，其中該第二迴流塊更包含有一凸耳，該凸耳具有一對應該螺帽鎖合的鎖槽，藉由螺絲配合該凸耳的鎖槽與螺帽進行鎖固。
7. 如申請專利範圍第1項所述之具迴流元件的滾珠螺桿，其中該螺桿的外螺旋槽道的兩端為封閉狀。