TWI532932B - And a transmission element of a lubricating structure with two spaced annular rolling elements - Google Patents

Description

具兩間隔環狀排列的滾動體之潤滑結構的傳動元件

本發明係為一種傳動元件，尤指一種具有兩間隔環狀排列的滾動體之潤滑結構的傳動元件。

請參閱第八圖所示，係為一種具有兩間隔環狀排列的滾動體之潤滑結構的傳動元件，該傳動元件係為一螺帽旋轉式滾動螺桿，該滾動螺桿係將螺帽(1)與軸承外環(2)一體成型為一軸承，該軸承外環(2)係與工作平台(未顯示)固定，而動力馬達(未顯示)係藉由皮帶將動力傳送至螺帽(1)，盡而使螺帽(1)相對於螺桿(3)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(3)固定，因此沒有螺桿(3)旋轉時的慣性力，用於細長比大的螺桿亦能高速進給，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、搬送裝置等等，對於現今各種工業應用機具等重要性也不言可喻。

而該軸承外環(2)與螺帽(1)之間至少會設置兩列以上的環狀排列的滾動體(4)，使軸承外環(2)與螺帽(1)相對旋轉時能降低能源的耗損，而為了延長其使用壽命、並能保持滾動螺桿的運行精度，故該滾動體(4)必須進行潤滑，而兩間隔環狀排列的滾動體(4)於潤滑結構設計時，為了讓潤滑結構的體積縮小，故潤滑結構係以一注油孔(5)成形於軸承外環(2)上、並位於兩間隔環狀排列的滾動體(4)之間，得以藉由 一注油孔(5)即可潤滑到兩間隔環狀排列的滾動體(4)，但這樣的潤滑結構效果不彰，因為必須持續的注入潤滑油(脂)來填滿兩間隔環狀排列的滾動體(4)之間的環狀空間(6)，才能確保潤滑油(脂)注入滾動體(4)的運行路徑，而持續讓注油設備運作除了浪費能源外，且潤滑油(脂)注入後會因滾動體(4)運轉將潤滑油(脂)擠壓至滾珠兩側，而兩側的潤滑油(脂)即無法發揮潤滑效果而浪費掉了，且又會造成多於潤滑油溢出軸承外環而汙染環境，故為了改善此問題誠如：美國公告第3885842號、第7220059號、第6152606號、第3940191號(註：該些前案雖然皆為具有內外環的軸承結構，但其潤滑結構設計與前述螺帽旋轉式滾動螺桿相同，皆為兩間隔環狀排列的滾動體之間設置注油孔)皆於兩間隔環狀排列的滾動體之間設置一個或多個組成的導油結構，以將注入潤滑油導入該滾動體運行的路徑、或者直接噴射於滾動體上進行潤滑，達到充分潤滑的效果，然而，由前述各該前案可得知，其導油結構皆為一個或多個獨立構件，造成組裝步驟繁瑣，而延長了組裝時程相對提高了製造成本，且針對比較小規格的兩間隔環狀排列的滾動體軸承來說，製造該導油結構更為困難、且組裝更是不易，是以，其可製性有待商確，故前述之前案實有改善之必要。

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，本發明首要目的在於，研發一種應用於兩間隔環狀排列的滾動體之潤滑結構。

本發明次要目的在於，研發一種容易組裝且元件數量最少的潤滑結構，並應用於兩間隔環狀排列的滾動體之潤滑。

為達上述之目的，本發明係為一種具兩間隔環狀排列的滾動體之潤滑結構的傳動元件，係包含：一第一環體，其外緣面設有兩間隔環狀設置的外滾動溝，定義兩該外滾動溝之間為外牙峰；一第二環體，其內緣面設有分別相對兩該外滾動溝之內滾動槽，定義兩該內滾動槽之間為內牙峰，該第二環體之外緣面設有一貫穿該內牙峰之注油孔，該注油孔係相對該外牙峰設置，兩該外滾動溝與兩該內滾動槽係分別構成兩外負荷路徑；複數滾動體；兩保持器，其為環狀結構，該保持器具有複數個間隔排列的保持部，該保持部係供該滾動體設置其中，而設置複數該滾動體的兩該保持器係分別設置於兩該外負荷路徑，當該第一環體與第二環體相對旋轉時，該保持器會因滾動體帶動而順時針方向或逆時針方向旋轉；其中，兩該保持器之一端面係凸設有一導油結構，且兩該保持器之導油結構係分別容設於該內牙峰與外牙峰之間，該導油結構具有兩導油凹部，兩該導油凹部包含：第一邊、第二邊、底邊及開口端，該第一邊及第二邊係分別位於該底邊及開口端兩側，該第一邊、第二邊、底邊及開口端係構成一概呈U形之該導油凹部，該底邊係保持一間距與該滾動體鄰近設置；兩該導油凹部之一該開口端係朝順時針方向設置、另一該開口端係朝逆時針方向設置。

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。

先前技術

(1)‧‧‧螺帽

(2)‧‧‧軸承外環

(3)‧‧‧螺桿

(4)‧‧‧滾動體

(5)‧‧‧注油孔

(6)‧‧‧環狀空間

第一較佳實施例

(1)‧‧‧長軸

(11)‧‧‧滾動溝

(2)‧‧‧第一環體

(21)‧‧‧第一內緣面

(211)‧‧‧滾動槽

(22)‧‧‧外緣面

(221)‧‧‧外滾動溝

(222)‧‧‧外牙峰

(23)‧‧‧迴流孔

(3)‧‧‧第二環體

(31)‧‧‧第二內緣面

(311)‧‧‧內滾動槽

(312)‧‧‧內牙峰

(32)‧‧‧注油孔

(4)‧‧‧迴流元件

(41)‧‧‧迴流道

(5)‧‧‧第一滾動體

(6)‧‧‧保持器

(61)‧‧‧保持部

(611)‧‧‧內面

(62)‧‧‧導油結構

(621)‧‧‧導油凹部

(6211)‧‧‧第一邊

(6212)‧‧‧第二邊

(62121)‧‧‧第一線段

(62122)‧‧‧第二線段

(62123)‧‧‧交點

(6213)‧‧‧開口端

(62131)‧‧‧虛擬邊

(62132)‧‧‧第一端點

(62133)‧‧‧第二端點

(6214)‧‧‧底邊

(62141)‧‧‧第一交點

(62142)‧‧‧第二交點

(622)‧‧‧逃肉部

(63)‧‧‧安全肉厚邊

(64)‧‧‧中心點

(65)‧‧‧端面

(66)‧‧‧安全肉厚

(7)‧‧‧第二滾動體

(90)‧‧‧內負荷路徑

(100)‧‧‧外負荷路徑

(H)‧‧‧高度

(F)‧‧‧間距

(D、D1)‧‧‧直徑

(A)‧‧‧夾角

(L1、L2)‧‧‧線段長度

(T)‧‧‧寬度

(X)‧‧‧軸方向

(S)‧‧‧順時針方向

(R)‧‧‧逆時針方向

第二較佳實施例

(1)‧‧‧第一環體

(2)‧‧‧第二環體

(21)‧‧‧滾動溝

(22)‧‧‧內牙峰

(23)‧‧‧注油孔

(3)‧‧‧滾動體

(6)‧‧‧保持器

(61)‧‧‧保持部

(62)‧‧‧導油結構

第一圖係為本發明第一較佳實施例之具兩間隔環狀排列的滾動體之潤滑結構的傳動元件之系統圖。

第二圖係為本發明第一較佳實施例之具兩間隔環狀排列的滾動體之潤滑結構的傳動元件之組合圖。

第三圖係為本發明第一較佳實施例之具兩間隔環狀排列的滾動體之潤滑結構的傳動元件之立體圖，其中軸承套件為局部剖視圖。

第四圖係為本發明第一較佳實施例之具兩間隔環狀排列的滾動體之潤滑結構的傳動元件之軸方向的剖視圖。

第五圖係為本發明第一較佳實施例之具兩間隔環狀排列的滾動體之潤滑結構的傳動元件之徑方向的剖視圖，其剖面位置係位於外滾動件之位置。

第六圖係為本發明第一較佳實施例之具兩間隔環狀排列的滾動體之潤滑結構的傳動元件之保持器的導油結構細部特徵定義圖。

第七圖係為本發明第二較佳實施例之具兩間隔環狀排列的滾動體之潤滑結構的傳動元件之立體圖，其中軸承套件為局部剖視圖。

第八圖係為先前技術具有兩間隔環狀排列的滾動體之潤滑結構的傳動元件的剖視圖。

以下茲配合圖式列舉二較佳實施例，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：

第一圖係為本發明第一較佳實施例之具兩間隔環狀排列的滾 動體之潤滑結構的傳動元件之系統圖。

第二圖係為本發明第一較佳實施例之具兩間隔環狀排列的滾動體之潤滑結構的傳動元件之組合圖。

第三圖係為本發明第一較佳實施例之具兩間隔環狀排列的滾動體之潤滑結構的傳動元件之立體圖，其中軸承套件為局部剖視圖。

第四圖係為本發明第一較佳實施例之具兩間隔環狀排列的滾動體之潤滑結構的傳動元件之軸方向的剖視圖。

第五圖係為本發明第一較佳實施例之具兩間隔環狀排列的滾動體之潤滑結構的傳動元件之徑方向的剖視圖，其剖面位置係位於外滾動件之位置。

第六圖係為本發明第一較佳實施例之具兩間隔環狀排列的滾動體之潤滑結構的傳動元件之保持器的導油結構細部特徵定義圖。

第七圖係為本發明第二較佳實施例之具兩間隔環狀排列的滾動體之潤滑結構的傳動元件之立體圖，其中軸承套件為局部剖視圖。

請參閱第一圖至第六圖所示，係為本發明第一較佳實施例的圖式，本實施例係為一種具兩間隔環狀排列的滾動體之潤滑結構的傳動元件，於本實施例該傳動元件係為一螺帽旋轉式滾動螺桿，該螺帽旋轉式滾動螺桿係包含：一長軸(1)、一第一環體(2)、一第二環體(3)、兩迴流元件(4)、複數第一滾動體(5)、兩保持器(6)及複數第二滾動體(7)；該長軸(1)，係以一方向延伸為長條狀結構，定義該延伸方向為軸方向(X)，該長軸(1)外緣面設有螺旋狀之滾動溝(11)；該第 一環體(2)，其外緣面(22)設有兩間隔環狀設置的外滾動溝(221)，定義兩該外滾動溝(221)之間為外牙峰(222)，該第一環體(2)之第一內緣面(21)設有相對該滾動溝(11)之滾動槽(211)，該滾動溝(11)及滾動槽(211)係構成一內負荷路徑(90)，該內負荷路徑(90)係設有該第一滾動體(5)，該第二環體(2)係設有軸方向(X)設置的迴流孔(23)；兩該迴流元件(4)係分別設有一迴流道(41)，兩該迴流元件(4)係分別設置於該第一環體(2)的迴流孔(23)兩端，且兩該迴流道(41)一端係分別與該迴流孔(23)兩端銜接，兩該迴流道(41)另一端係分別與該內負荷路徑(90)之兩端銜接，以構成一完整循環路徑供該第一滾動體(5)循環；該第二環體(3)，其第二內緣面(31)設有分別相對兩該外滾動溝(221)之內滾動槽(311)，定義兩該內滾動槽(311)之間為內牙峰(312)，該第二環體(3)之外緣面設有一貫穿該內牙峰(312)之注油孔(32)，該注油孔(32)係相對該外牙峰(222)設置，兩該外滾動溝(221)與兩該內滾動槽(311)係分別構成兩外負荷路徑(100)；兩該保持器(6)，其為環狀結構，該保持器(6)具有複數個間隔排列的保持部(61)，該保持部(61)係供該第二滾動體(7)設置其中，而設置複數該第二滾動體(7)的兩該保持器(6)係分別設置於兩該外負荷路徑(100)，當該第一環體(2)與第二環體(3)相對旋轉時，該保持器(6)會因該第二滾動體(7)帶動而順時針方向(S)或逆時針方向(R)旋轉；其中，兩該保持器(6)之一端面(65)係凸設有一導油結構(62)，且兩該 導油結構(62)係分別容設於該內牙峰(312)與外牙峰(222)之間，該導油結構(62)具有兩導油凹部(621)，兩該導油凹部(621)包含：第一邊(6211)、第二邊(6212)、底邊(6214)及開口端(6213)，該第一邊(6211)及第二邊(6212)係分別位於該底邊(6214)及開口端(6213)兩側，該第一邊(6211)、第二邊(6212)、底邊(6214)及開口端(6213)係構成一概呈U形之該導油凹部(621)，該底邊(6214)係保持一間距與該第二滾動體(7)鄰近設置；兩該導油凹部(621)之一該開口端(6213)係朝順時針方向(S)設置、另一該開口端(6213)係朝逆時針方向(R)設置。

再者，請參閱第六圖所示，為了讓保持器(6)不會因為設置該導油結構(62)而影響其強度，而造成保持器(6)容易斷裂的問題發生，故本發明的導油凹部(621)的結構係有特殊方式定義，以防止前述之問題產生，說明如後：

該導油結構(62)係由該保持器(6)的端面(65)凸伸一距離，定義該距離為高度(H)，該高度(H)係小於該外牙峰(222)之寬度(T)的二分之一；該開口端(6213)之一第一端點(62132)至該保持部(61)之中心點(64)的連線係構成該第一邊(6211)；該第二邊(6212)係由第一線段(62121)與第二線段(62122)構成；該第一線段(62121)以該開口端(6213)之第二端點(62133)為起始點、並與該端面(65)之法線方向的一虛擬邊(62131)夾一夾角(A)延伸至與該端面(65)相交一交點(62123)即為該第一線段(62121) ，另該夾角(A)之角度最佳為40~60度，如此的角度為容易將潤滑油導入該第二滾動體(7)；該交點(62123)與該保持部(61)之中心點(64)的連線係構成該第二線段(62122)，由該保持部(61)之中心點(64)外擴一安全肉厚邊(63)，該安全肉厚邊(63)於本實施例係為一圓形，該安全肉厚邊(63)的直徑(D1)係為第二滾動體(7)之直徑(D)的1‧15至2倍，而該安全肉厚邊(63)的大小相對該第二滾動體(7)的大小而改變，越大的第二滾動體(7)相對該安全肉厚邊(63)的尺寸就越大，越小的第二滾動體(7)則反之，而該安全肉厚邊(63)至保持部(61)之內面(611)的間距(F)之間定義為一安全肉厚(66)，該安全肉厚(66)是侷限該第二滾動體(7)於保持部(61)中的強度來源，假設該安全肉厚(66)變小了或是有局部產生缺陷，則會影響該保持部(61)侷限該第二滾動體(7)的能力，而該安全肉厚邊(63)係分別與該第一邊(6211)及第二線段(62122)相交於兩點，定義兩該點為第一交點(62141)及第二交點(62142)，而該第一交點(62141)與第二交點(62142)之間即為該底邊(6214)，藉由前述之定義能讓該導油凹部(621)設置於該安全肉厚(66)以外的位置，故能使設置該導油凹部(621)之保持器(6)維持原本就具有的強度，而防止該保持器(6)斷裂的問題發生。

另外，為了減少該保持器(6)的材料使用及達到輕量化需求，於兩該導油凹部(621)之間可設置一逃肉部(622)，該逃肉部(622)可為任意形狀，本較佳實施例係為一V形 結構，但必須設置於該安全肉厚(66)以外之位置，以避免影響到保持器(6)的強度，另外，因為該導油結構(62)只有設置於該保持器(6)一端面，故該逃肉部(622)亦可防止該保持器(6)於運轉時有偏擺的現象產生。

以上說明本發明各元件之結構及元件之間的組態，以下說明本發明第一較佳實施方式的實施型態：

請參閱第四圖及第五圖所示，將該保持器(6)安裝至該外負荷路徑(100)後，藉由注油孔(32)注入潤滑油於該內牙峰(312)與外牙峰(222)之間，當該第一環體(2)與第二環體(3)相對旋轉時，該保持器(6)係因第二滾動體(7)的帶動而旋轉，此時該導油結構(62)亦旋轉，因為兩該導油凹部(621)之一該開口端(6213)係朝順時針方向(S)設置、另一該開口端(6213)係朝逆時針方向(R)設置，故不管該保持器(6)是順時針方向(S)或逆時針方向(R)旋轉，該導油凹部(621)皆會將注油孔(32)注入的潤滑油導入第二滾動體(7)或第二滾動體(7)的運行路徑中，以達到充分潤滑的效果，故本發明藉由該導油結構設置於該保持器，以減少零件數量並縮短了裝配時間以降低製造成本。

請參閱第七圖所示，係為本發明第二較佳實施例，本實施例係將該保持器(6)應用於雙列式滾動軸承，該軸承具有第一環體(1)及第二環體(2)，該第一環體(1)之外緣面設有兩間隔設置的滾動槽(未顯示)，兩滾動槽之間之部位係定義為外牙峰(未顯示)，該第二環體(2)係套設於該第一環體(1)、且設有兩分別與兩該滾動槽相對設置的滾動溝(21)，該滾動溝(21)之間部位係定義為內牙峰(22)，且該第二環體 (2)之外緣面具有一貫穿該內牙峰(22)之注油孔(23)，該滾動槽與滾動溝(21)之間係設有該保持器(6)，該滾動體(3)係容設於該滾動槽與滾動溝(21)，該保持器(6)之結構與第一較佳實施例皆相同，同樣設有供滾動體(3)設置的保持部(61)及導引潤滑油至該滾動體(3)或滾動體(3)之運行路徑的導油結構(62)，且兩該保持器(6)之導油結構(62)係相對設置於內牙峰(22)與外牙峰之間，故亦可達成第一較佳實施例之效果。

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。

(1)‧‧‧長軸

(11)‧‧‧滾動溝

(2)‧‧‧第一環體

(3)‧‧‧第二環體

(31)‧‧‧第二內緣面

(311)‧‧‧內滾動槽

(32)‧‧‧注油孔

(6)‧‧‧保持器

(61)‧‧‧保持部

(62)‧‧‧導油結構

(621)‧‧‧導油凹部

(7)‧‧‧第二滾動體

(X)‧‧‧軸方向

Claims (10)

1. 一種具兩間隔環狀排列的滾動體之潤滑結構的傳動元件，係包含：一第一環體，其外緣面設有兩間隔環狀設置的外滾動溝，定義兩該外滾動溝之間為外牙峰；一第二環體，其內緣面設有分別相對兩該外滾動溝之內滾動槽，定義兩該內滾動槽之間為內牙峰，該第二環體之外緣面設有一貫穿該內牙峰之注油孔，該注油孔係相對該外牙峰設置，兩該外滾動溝與兩該內滾動槽係分別構成兩外負荷路徑；複數滾動體；兩保持器，其為環狀結構，該保持器具有複數個間隔排列的保持部，該保持部係供該滾動體設置其中，而設置複數該滾動體的兩該保持器係分別設置於兩該外負荷路徑，當該第一環體與第二環體相對旋轉時，該保持器會因滾動體帶動而順時針方向或逆時針方向旋轉；其中，兩該保持器之一端面係凸設有一導油結構，且兩該保持器之導油結構係分別容設於該內牙峰與外牙峰之間，該導油結構具有兩導油凹部，兩該導油凹部包含：第一邊、第二邊、底邊及開口端，該第一邊及第二邊係分別位於該底邊及開口端兩側，該第一邊、第二邊、底邊及開口端係構成一概呈U形之該導油凹部，該底邊係保持一間距與該滾動體鄰近設置；兩該導油凹部之一該開口端係朝順時針方向設置、另一該開口端係朝逆時針方向 設置。
2. 如請求項1所述之具兩間隔環狀排列的滾動體之潤滑結構的傳動元件，其中，該導油結構凸伸之距離定義為高度，該高度係小於該外牙峰之寬度的二分之一。
3. 如請求項1所述之具兩間隔環狀排列的滾動體之潤滑結構的傳動元件，其中，該開口端具有第一端點及第二端點。
4. 如請求項3所述之具兩間隔環狀排列的滾動體之潤滑結構的傳動元件，其中，該第一端點至該保持部之中心點的連線係構成該第一邊。
5. 如請求項1所述之具兩間隔環狀排列的滾動體之潤滑結構的傳動元件，其中，該第二邊係由第一線段與第二線段構成；該第一線段以該第二端點為起始點、並與該端面之法線方向的一虛擬邊夾一夾角延伸至與該端面相交一交點即為該第一線段。
6. 如請求項5所述之具兩間隔環狀排列的滾動體之潤滑結構的傳動元件，其中，該夾角之角度最佳為40~60度。
7. 如請求項5所述之具兩間隔環狀排列的滾動體之潤滑結構的傳動元件，其中，該交點與該保持部之中心點的連線係構成該第二線段。
8. 如請求項1所述之具兩間隔環狀排列的滾動體之潤滑結構的傳動元件，其中，由該保持部之中心點外擴一安全肉厚邊，該安全肉厚邊的直徑係為滾動體之直徑的1.15至2倍。
9. 如請求項8所述之具兩間隔環狀排列的滾動體之潤滑結構的傳動元件，其中，該安全肉厚邊係分別與該第一邊及第二線段相交於兩點，定義兩該點為第一交點及第二交點，而該第一交點與第二交點之間為該底邊。
10. 如請求項1所述之具兩間隔環狀排列的滾動體之潤滑結構的傳動元件，其中，兩該導油凹部之間可設置一逃肉部。