TWI571577B - Dustproof element for ball screw - Google Patents

Description

用於滾珠螺桿之防塵元件

本發明與滾珠螺桿有關，特別是指一種用於滾珠螺桿之防塵元件。

在滾珠螺桿的使用過程當中，螺桿、螺帽及滾珠之間會因為彼此的滾動接觸而產生磨屑，這些殘留在內部的磨屑如果不加以排除，勢必會影響滾珠螺桿的傳動精密度及運作順暢度，進而加速縮短滾珠螺桿的使用壽命。

就習用技術來說，如US5231888號專利案是藉由吸力裝置來吸取內部所產生的磨屑，但是吸力裝置會增加整體結構的複雜度，同時也會提高安裝成本。另外如JP4967809號專利案是藉由磁鐵增強防塵元件之唇部與螺桿之間的貼合力量，不過反而容易將磨屑吸引至螺桿之螺紋槽內造成堆積，所以磁鐵的設置雖然增加了密封效果，但是會間接增加整體結構的運行阻力。

本發明之主要目的在於提供一種用於滾珠螺桿之防塵元件，其結構簡單且具有良好的密封效果，並能有效排除內部的磨屑，進而增加滾珠螺桿的使用壽命。

為了達成上述目的，本發明所提供之第1種防塵元件包含有一環狀本體與一彈性閥片。該環狀本體設於一螺帽之一端且被一螺桿所穿設，該環狀本體之內環面具有一防塵唇部，該防塵唇部抵接於該螺桿之外周面，該環狀本體之外環面具有至少一磨屑出口，該磨屑出口之一端連通於該螺帽與該螺桿之間所形成之一螺旋通道；該彈性閥片連接於該環狀本體且位於該環狀本體之磨屑出口的另一端。

由上述可知，當該彈性閥片受到流體的壓力時會開啟該磨屑出口，使磨屑隨著流體從該磨屑出口排出，一旦解除流體的壓力時，該彈性閥片會藉由本身之彈性回復力而關閉該磨屑出口。

另一方面，本發明所提供之第2種防塵元件在背對於該螺帽之一側面具有一磨屑出口，該磨屑出口經由至少一微孔連通於該螺旋通道。藉此，當流體沿著該螺旋通道到達該防塵元件之後，流體的壓力會撐開該微孔，使磨屑能夠隨著流體通過該微孔而從該磨屑出口排出，一旦流體的壓力解除之後，該微孔會回復成原本的孔徑。

有關本發明所提供之防塵元件的詳細構造、特點、組裝或使用方式，將於後續的實施方式詳細說明中予以描述。然而，在本發明領域中具有通常知識者應能瞭解，該等詳細說明以及實施本發明所列舉的特定實施例，僅係用於說明本發明，並非用以限制本發明之專利申請範圍。

請參閱第2及3圖，圖中所示之滾珠螺桿10包含有一螺桿12、一套設於螺桿12之螺帽14，以及多數設於螺桿12與螺帽14之間之滾珠(圖中未示)，螺桿12之外周面具有一外螺紋槽122，螺帽14之內周面具有一內螺紋槽142，螺桿12之外螺紋槽122與螺帽14之內螺紋槽142之間相互對應而共同形成一螺旋通道16，使滾珠能沿著螺旋通道16產生循環運行。請再參閱第1圖，本發明之防塵元件18包含有一環狀本體20與三彈性閥片30。

環狀本體20之外環面具有二相對之定位凸緣21，環狀本體20之內環面具有二相對之防塵唇部22，環狀本體20在組裝時被螺桿12所穿設且藉由定位凸緣21卡合於螺帽14之內周面的一定位凹槽144，在組裝完成後，環狀本體20之防塵唇部22抵接於螺桿12之外周面，如此可以阻擋異物進入螺帽14內而提供密封效果。此外，環狀本體20之外環面具有三個呈等間隔分布之磨屑出口23，每一個磨屑出口23朝向螺帽14之一端連通於螺旋通道16。

彈性閥片30位於環狀本體20之磨屑出口23背對於螺帽14之一端，在本實施例中，螺帽14之內周面具有三個鄰設於定位凹槽144之閥片槽146，彈性閥片30位於螺帽14之閥片槽146內且彈性閥片30之一端連接環狀本體20之外環面，用以將磨屑出口23給封閉住。

由上述可知， 當流體(如油脂)在注入螺帽14內之後會沿著螺旋通道16將磨屑帶往至磨屑出口23，此時的流體會對彈性閥片30施以往外的推力，在彈性閥片30受到流體的壓力之後會開啟磨屑出口23(如第4圖所示)，使磨屑隨著流體從磨屑出口23排出，一旦停止注入流體時，流體會解除對彈性閥片30的推力，此時的彈性閥片30會藉由本身之彈性回復力而關閉磨屑出口23(如第3圖所示)。

請再參閱第5圖，在本發明第2實施例之防塵元件40中，彈性閥片44之一端連接於環狀本體42之內環面，彈性閥片44之另一端朝遠離防塵唇部46的方向延伸且抵接於螺帽14之端面。藉此，如第7及8圖所示，當彈性閥片44受到流體的壓力時亦可開啟磨屑出口48，使磨屑隨著流體從磨屑出口48排出，當解除流體的壓力之後，彈性閥片44會藉由本身之彈性回復力而關閉磨屑出口48。

另一方面，防塵元件不一定要有彈性閥片的設計，如第9及10圖所示，在本發明第3實施例中，防塵元件50是由彈性材質所製成(例如橡膠)，防塵元件50背對於螺帽14之一側面具有三個呈等角度分布之磨屑出口52，每一個磨屑出口52經由四個圓形微孔54連通於螺旋通道16。藉此，如第11圖所示，當流體沿著螺旋通道16到達防塵元件50之後，流體的壓力會撐開所有的圓形微孔54，使磨屑能夠隨著流體通過孔徑變大後的圓形微孔54而從磨屑出口52排出，當流體的壓力解除之後，圓形微孔54之孔壁會因為彈性材質的關係而讓每一個圓形微孔54回復成原本的孔徑。在相同的原理之下，防塵元件60之微孔64不一定得用多數個圓孔的方式呈現，亦可以設計成單一個十字形孔的態樣，如第12至14圖所示，當受到流體的壓力之後，十字形微孔64必會被撐開而讓磨屑從磨屑出口62排出，當流體的壓力解除之後，十字形微孔64亦會回復成原本的孔徑大小。

綜上所陳，本發明之防塵元件與習用技術相比之下，除了同樣可以提供良好的密封效果之外，更具有相對簡單的結構且能夠有效排除內部的磨屑，進而達到增加使用壽命的效果。

10‧‧‧滾珠螺桿
12‧‧‧螺桿
122‧‧‧外螺紋槽
14‧‧‧螺帽
142‧‧‧內螺紋槽
144‧‧‧定位凹槽
146‧‧‧閥片槽
16‧‧‧螺旋通道
18‧‧‧防塵元件
20‧‧‧環狀本體
21‧‧‧定位凸緣
22‧‧‧防塵唇部
23‧‧‧磨屑出口
30‧‧‧彈性閥片
40‧‧‧防塵元件
42‧‧‧環狀本體
44‧‧‧彈性閥片
46‧‧‧防塵唇部
48‧‧‧磨屑出口
50‧‧‧防塵元件
52‧‧‧磨屑出口
54‧‧‧微孔
60‧‧‧防塵元件
62‧‧‧磨屑出口
64‧‧‧微孔

第1圖為本發明第1實施例之立體圖。 第2圖為本發明第1實施例配合滾珠螺桿使用時之立體圖。 第3圖為本發明第1實施例配合滾珠螺桿使用時之剖視圖，主要顯示排屑出口處於關閉的狀態。 第4圖為本發明第1實施例配合滾珠螺桿使用時之剖視圖，主要顯示排屑出口處於開啟的狀態。 第5圖為本發明第2實施例之立體圖。 第6圖為本發明第2實施例配合螺帽使用時之立體圖。 第7圖為本發明第2實施例配合螺帽使用時之剖視圖，主要顯示排屑出口處於關閉的狀態。 第8圖為本發明第2實施例配合螺帽使用時之剖視圖，主要顯示排屑出口處於開啟的狀態。 第9圖為本發明第3實施例之立體圖。 第10圖為本發明第3實施例之前視圖。 第11圖為本發明第3實施例配合滾珠螺桿使用時之剖視圖。 第12圖為本發明第4實施例之立體圖。 第13圖為本發明第4實施例之前視圖。 第14圖為本發明第4實施例配合滾珠螺桿使用時之剖視圖。

18‧‧‧防塵元件

20‧‧‧環狀本體

21‧‧‧定位凸緣

22‧‧‧防塵唇部

23‧‧‧磨屑出口

30‧‧‧彈性閥片

Claims (7)

1. 一種用於滾珠螺桿之防塵元件，該滾珠螺桿包含有一螺桿與一套設於該螺桿之螺帽，該螺桿之外周面具有一外螺紋槽，該螺帽之內周面具有一內螺紋槽，該螺桿之外螺紋槽與該螺帽之內螺紋槽之間相互對應而共同形成一螺旋通道，該防塵元件包含有：一環狀本體，設於該螺帽之一端且被該螺桿所穿設，該環狀本體之內環面具有一防塵唇部，該防塵唇部抵接於該螺桿之外周面，該環狀本體之外環面具有至少一磨屑出口，該磨屑出口之一端連通於該螺旋通道；以及至少一彈性閥片，連接於該環狀本體且位於該環狀本體之磨屑出口的另一端。
2. 如請求項1所述之用於滾珠螺桿之防塵元件，其中該彈性閥片之一端連接於該環狀本體之內環面，該彈性閥片之另一端朝遠離該防塵唇部的方向延伸且抵接於該螺帽。
3. 如請求項1所述之用於滾珠螺桿之防塵元件，其中該螺帽之內周面具有一閥片槽，該彈性閥片位於該螺帽之閥片槽內且該彈性閥片之一端連接該環狀本體之外環面。
4. 一種用於滾珠螺桿之防塵元件，該滾珠螺桿包含有一螺桿與一套設於該螺桿之螺帽，該螺桿之外周面具有一外螺紋槽，該螺帽之內周面具有一內螺紋槽，該螺桿之外螺紋槽與該螺帽之內螺紋槽之間相互對應而共同形成一螺旋通道，該防塵元件設於 該螺帽之一端且被該螺桿所穿設，該防塵元件之內環面具有一防塵唇部，該防塵唇部抵接於該螺桿之外周面，該防塵元件背對於該螺帽之一側面具有一磨屑出口，該磨屑出口經由至少一微孔連通於該螺旋通道。
5. 如請求項4所述之用於滾珠螺桿之防塵元件，其中該防塵元件是由彈性材質所製成。
6. 如請求項4所述之用於滾珠螺桿之防塵元件，其中該微孔的截面形狀為圓形。
7. 如請求項4所述之用於滾珠螺桿之防塵元件，其中該微孔的截面形狀為十字形。