TWI529325B - Self-lubricating ball screw - Google Patents

Description

自潤式滾珠螺桿

本發明與滾珠螺桿有關，尤指一種自潤式滾珠螺桿。

由於滾珠螺桿具有極佳的機械傳動效率，所以目前已經廣泛應用在各種需要精密移動的機具上。但是如果滾珠螺桿在長時間使用之下缺乏適時的潤滑，很容易造成螺帽與螺桿軸之間的摩擦力逐漸變大而加速滾珠螺桿的磨耗。

就相關的先前技術來說，中華民國公告第I325934號專利案是藉由渦卷簧片的反作用力來帶動旋轉件轉動，在旋轉件轉動的過程中再帶動刮刷器推擠潤滑脂，以達到潤滑效果。然而此一習用專利案在使用次數逐漸增加之後很可能因為渦卷簧片的彈性疲乏而無法確實對旋轉件進行驅動，如此一來，刮刷器的作動也會連帶受到影響而造成潤滑效果逐漸變差。

另一方面，美國公告第6,216,821號專利案是藉由高分子材料內所含之潤滑劑對螺桿軸提供潤滑效果，但是由於高分子材料與螺桿軸之間是保持在長時間接觸的狀況，所以此一習用專利案很容易發生過度潤滑的問題。

本發明之主要目的在於提供一種自潤式滾珠螺桿，其能維持穩定且良好的潤滑效果。

為了達成上述目的，本發明之自潤式滾珠螺桿包含有一螺桿軸、一螺帽、多數滾珠，以及一自潤裝置。該螺桿軸具有一外螺紋槽；該螺帽可沿著該螺桿軸之軸向移動地套設於該螺桿軸且具有一內螺紋槽；該些滾珠可滾動地設於該螺桿軸之外螺紋槽與該螺帽之內螺紋槽之間；該自潤裝置具有一儲油箱、一襯套、一推板，以及一導引滾珠，其中：該儲油箱固定於該螺帽之一端且具有被該螺桿軸所穿設之一儲油空間；該襯套設於該儲油箱之儲油空間內且可轉動地套設於該螺桿軸，此外，該襯套具有一傳動軸部與一導槽，該傳動軸部沿著該螺桿軸之軸向延伸且抵接於該螺桿軸之表面，使得該襯套能與該螺桿軸同步轉動，該導槽沿著該螺桿軸之軸向延伸，使得該螺桿軸之外螺紋槽與該儲油箱之儲油空間之間能經由該導槽形成連通；該推板設於該儲油箱之儲油空間內且具有一嵌卡於該導槽內之導引部，使得該推板能與該襯套同步轉動；該導引滾珠固定於該推板之導引部且可滾動地設於該螺桿軸之外螺紋槽內，用以在該螺桿軸轉動時導引該推板沿著該導槽移動。藉此，該推板在沿著該導槽移動的過程中即能將該儲油空間內之潤滑劑推擠至該螺桿軸之外螺紋槽內，以達到自動潤滑的效果。

較佳地，該襯套之傳動軸部套設有一摩擦套管且藉由該摩擦套管抵接於該螺桿軸，如此可以讓該螺桿軸於潤滑不足時能夠透過該摩擦套管確實帶動該襯套同步轉動。

較佳地，該推板具有一弧形部，該弧形部之一側面朝該襯套的方向延伸出該導引部，該導引部具有一固定孔，用以固定該導引滾珠。

較佳地，該自潤裝置更具有一刮刷器，該儲油箱遠離該螺帽之一端具有一連通該儲油空間之端孔，該刮刷器固定於該螺桿軸且位於該端孔內，用以提供防塵效果與阻擋潤滑劑外漏。

10‧‧‧自潤式滾珠螺桿

20‧‧‧螺桿軸

22‧‧‧外螺紋槽

30‧‧‧螺帽

32‧‧‧內螺紋槽

40‧‧‧滾珠

50‧‧‧自潤裝置

52‧‧‧刮刷器

60‧‧‧儲油箱

61‧‧‧前蓋

612‧‧‧端孔

62‧‧‧後蓋

63‧‧‧支撐桿

64‧‧‧套管

65‧‧‧儲油空間

70‧‧‧襯套

71‧‧‧前端壁

712‧‧‧傳動軸部

72‧‧‧後端壁

73‧‧‧管壁

732‧‧‧導槽

74‧‧‧摩擦套管

80‧‧‧推板

82‧‧‧弧形部

84‧‧‧導引部

86‧‧‧固定孔

90‧‧‧導引滾珠

第1圖為本發明之立體圖。

第2圖為本發明之立體分解圖。

第3圖為本發明之自潤裝置的立體分解圖。

第4圖為本發明之端視圖，主要顯示襯套之傳動軸部藉由摩擦套管抵接於螺桿軸之狀態。

第5圖為本發明之局部剖視圖，主要顯示推板在移動前之狀態。

第6圖類同於第5圖，主要顯示推板在移動後之狀態。

請參閱第1及2圖，本發明之自潤式滾珠螺桿10包含有一螺桿軸20、一螺帽30、多數滾珠40，以及一自潤裝置50。

螺桿軸20可受一動力源(圖中未示)之驅動而原地旋轉。螺桿軸20具有一外螺紋槽22。

螺帽30套設於螺桿20且具有一內螺紋槽32，內螺紋槽32對應於螺桿20之外螺紋槽22。

該些滾珠40安裝於螺桿軸20之外螺紋槽22與螺帽30之內螺紋槽32之間，使得螺帽30能藉由該些滾珠40而在 螺桿軸20原地旋轉時沿著螺桿軸20之軸向位移。

如第3及5圖所示，自潤裝置50具有一儲油箱60、一襯套70、四推板80，以及四導引滾珠90，其中：儲油箱60具有一前蓋61與一後蓋62，前、後蓋61、62之間藉由三根支撐桿63連接在一起，此外，儲油箱60具有一套管64，套管64接設於前、後蓋61、62之間而與前、後蓋61、62共同界定出一用來儲存潤滑劑之儲油空間65(如第5圖所示)。在組裝時係將儲油箱60套設於螺桿軸20，使儲油箱60之儲油空間65被螺桿軸20所穿過，另外再藉由後蓋62固定於螺帽30之前端，藉以使儲油箱60能隨著螺帽30同步移動。

襯套70套設於螺桿軸20且設於儲油箱60之儲油空間65內。襯套70具有一前端壁71、一抵靠於儲油箱60之後蓋62的後端壁72，以及一連接前、後端壁71、72之管壁73，前端壁71之外端面朝前蓋61的方向沿著螺桿軸20之軸向延伸出四傳動軸部712(實際上只要至少一個即可)，該些傳動軸部712以螺桿軸20之軸向為中心而呈等角度排列(如第4圖所示)，而且，該些傳動軸部712分別套設有一抵接於螺桿軸20之摩擦套管74，使得襯套70藉由摩擦套管74與螺桿軸20之間的摩擦阻力而在潤滑不足時能被螺桿軸20所帶動；此外，管壁73具有四導槽732(實際上只要至少一個即可)，該些導槽732以螺桿軸20之軸向為中心而呈等角度排列且分別沿著螺桿軸20之軸向延伸，藉此，螺桿軸20之外螺紋槽22與儲油箱60之儲油空間65之間能經由各導槽732形成互相連通。

在此需要補充說明的是，摩擦套管74的材質在此 以矽膠為例，但不以矽膠為限，使用者可以根據實際需求而選用具有不同摩擦係數之材質，此外，襯套70之傳動軸部712亦可藉由增加本身外徑的尺寸而直接抵接於螺桿軸20之表面，如此就不一定要套設摩擦套管74，然而為了獲得穩定的傳動效果，襯套70之傳動軸部712以套設有摩擦套管74為最佳實施態樣。

各推板80具有一弧形部82，弧形部82之一側面朝襯套70的方向延伸出一導引部84，導引部84之底面具有一固定孔86。各推板80在組裝時係藉由導引部84嵌卡於襯套70之導槽732內，使得各推板80能與襯套70同步轉動且能沿著襯套70之導槽732移動。

各導引滾珠90嵌設於推板80之固定孔86內，並且有一部分凸出於固定孔86外而容置於螺桿軸20之外螺紋槽22內。藉此，各導引滾珠90在螺桿軸20原地旋轉時能沿著螺桿軸20之外螺紋槽22移動，用以提升各推板80沿著襯套70之導槽732移動的順暢度。在此必須補充說明的是，導引滾珠90可以根據實際需要而不設置。

除了上述構件之外，自潤裝置50更具有一刮刷器52，儲油箱60之前蓋61具有一連通儲油空間65之端孔612，刮刷器52固定於螺桿軸20且塞設於端孔612內，用以提供防塵效果與阻擋潤滑劑外漏。

請再參閱第3、5及6圖，當螺桿軸20的潤滑度不足時，螺桿軸20與摩擦套管74之間會產生較大的摩擦阻力，所以襯套70在螺桿軸20轉動時會同時被螺桿軸20所帶動，在襯套70轉動的過程中，各推板80會先藉由本身之導引部84與襯 套70之導槽732之間的卡合而隨著襯套70轉動，接著各推板80在轉動的過程中會再藉由各導引滾珠90隨著螺桿軸20之外螺紋槽22的移動而沿著襯套70之導槽732移動，藉此，各推板80在移動的過程中便會順勢推擠儲油空間65內的潤滑劑，使潤滑劑經由襯套70之各導槽732流入螺桿軸20之外螺紋槽22內，以達到適時潤滑的目的。

綜上所陳，本發明之自潤式滾珠螺桿10所提供之自潤裝置50只有在螺桿軸20的潤滑度不足時才會作動，並不會因為使用次數的增加而降低作業效率，也不會有過度潤滑的間題，與習用技術相比之下，本發明之自潤式滾珠螺桿10確實能夠達到更良好的自動潤滑效果。

50‧‧‧自潤裝置

52‧‧‧刮刷器

61‧‧‧前蓋

612‧‧‧端孔

62‧‧‧後蓋

63‧‧‧支撐桿

64‧‧‧套管

70‧‧‧襯套

71‧‧‧前端壁

712‧‧‧傳動軸部

72‧‧‧後端壁

73‧‧‧管壁

732‧‧‧導槽

74‧‧‧摩擦套管

80‧‧‧推板

82‧‧‧弧形部

84‧‧‧導引部

86‧‧‧固定孔

90‧‧‧導引滾珠

Claims (9)

1. 一種自潤式滾珠螺桿，包含有：一螺桿軸，具有一外螺紋槽；一螺帽，可沿著該螺桿軸之軸向移動地套設於該螺桿軸且具有一內螺紋槽；多數滾珠，可滾動地設於該螺桿軸之外螺紋槽與該螺帽之內螺紋槽之間；以及一自潤裝置，具有一儲油箱、一襯套，以及至少一推板，該儲油箱固定於該螺帽之一端且具有被該螺桿軸所穿設之一儲油空間，該襯套設於該儲油箱之儲油空間內且可轉動地套設於該螺桿軸，該襯套具有至少一傳動軸部與至少一導槽，該傳動軸部沿著該螺桿軸之軸向延伸且抵接於該螺桿軸，該導槽沿著該螺桿軸之軸向延伸而使該螺桿軸之外螺紋槽與該儲油箱之儲油空間之間形成連通，該推板設於該儲油箱之儲油空間內且具有一導引部，該導引部可沿著該襯套之導槽移動地嵌卡於該襯套之導槽內；該自潤裝置更具有至少一導引滾珠，該導引滾珠設於該推板之導引部且設於該螺桿軸之外螺紋槽內。
2. 如請求項1所述之自潤式滾珠螺桿，其中該推板具有一弧形部，該弧形部之一側面朝該襯套的方向延伸出該導引部，該導引部具有一固定孔，該固定孔內設有該導引滾珠。
3. 如請求項1所述之自潤式滾珠螺桿，其中該襯套具有一前端壁和一後端壁，以及一連接該前、後端壁之管壁，其中該前端壁之外端面具有該傳動軸部，該管壁具有該導槽。
4. 如請求項1所述之自潤式滾珠螺桿，其中該襯套之傳動軸部套設有一摩擦套管且藉由該摩擦套管抵接於該螺桿軸。
5. 如請求項1所述之自潤式滾珠螺桿，其中該自潤裝置更具有一刮刷器，該儲油箱遠離該螺帽之一端具有一連通該儲油空間之端孔，該刮刷器固定於該螺桿軸且位於該端孔內。
6. 如請求項1之自潤式滾珠螺桿，其中該襯套之傳動軸部的數目為四，該四傳動軸部以該螺桿軸之軸向為中心而呈等角度排列。
7. 如請求項1之自潤式滾珠螺桿，其中該襯套之導槽的數目為四，該四導槽以該螺桿軸之軸向為中心而呈等角度排列，該推板的數目為四，各該推板之導引部嵌卡於一該導槽內。
8. 如請求項7之自潤式滾珠螺桿，其中該自潤裝置更具有四導引滾珠，各該導引滾珠設於一該推板之導引部且設於該螺桿軸之外螺紋槽內。
9. 如請求項8之自潤式滾珠螺桿，其中各該推板具有一弧形部，該弧形部之一側面朝該襯套的方向延伸出該導引部，該導引部具有一固定孔，該固定孔內設有該導引滾珠。