TWI606198B - Double nut cooling ball screw - Google Patents

Description

雙螺帽冷卻式滾珠螺桿

本發明是有關於一種滾珠螺桿，特別是指一種雙螺帽冷卻式滾珠螺桿。

一種台灣證書號數第M444445號專利所公開之冷卻型雙螺帽，主要包含一包括複數相間隔的冷卻通道的前段螺帽組件、一包括複數相間隔的冷卻通道的後段螺帽組件、一緊密組設於該前、後段螺帽組件間的預壓片，及複數分別組設於該前、後段螺帽組件的各冷卻通道與相對應的預壓片所設的穿流孔相銜接處的中段止密構件，藉此冷卻液可循環流通於該前、後段螺帽組件的冷卻通道，以達到冷卻該前、後段螺帽組件的功效。

但上述冷卻型雙螺帽組裝不易，也就是說要預先將該等中段止密構件分別先裝設於該前、後段螺帽組件的冷卻通道的端口處，再將該前、後段螺帽組件旋轉螺設於一螺桿且相靠近以緊密迫緊該預壓片，在上述該前、後段螺帽組件轉動過程中，該等中段止密構件容易因旋轉作用力而脫落。再者，在上述組設過程中，該 預壓片容易刮花該等中段止密構件的表面，易造成該等中段止密構件的止密防漏的功能失效。

另外一種台灣證書號數第I479093號專利所公開之一種滾珠螺桿，主要包含一螺栓軸、二螺設於該螺栓軸的螺帽、一被該等螺帽緊密迫壓且具有複數貫通孔的間隔片，及二連接於該等螺帽間且分別穿設於該間隔片的貫通孔的密封構件。各螺帽相對另一者的端面凹陷形成二分別供該等密封構件一端部密封設置的鍃孔，該等螺帽其中一者的鍃孔(收容鍃孔)的長度較長，能完全收容相對應的密封構件，該滾珠螺桿透過該等密封構件連通該等螺帽的冷卻通道(複數貫通孔及複數連接孔連接組合)，藉此冷卻液可循環流通於該等螺帽的冷卻通道，以達到冷卻該等螺帽的功效。

但上述滾珠螺桿需要使用特別的工具進行組裝，也就是先將該等密封構件分別收容於該等收容鍃孔後，再將該等螺帽及該間隔片組裝於該螺栓軸，最後將利用一圓棒(壓入治具)依序插入分別連接該等收容鍃孔的該等貫通孔，以將收容於該等收容鍃孔的該等密封構件推向另一螺帽的鍃孔，因此每一密封構件均須需要壓入治具推移，才能連接於該等螺帽的冷卻通道間，組裝效率提升有限。

因此，本發明之目的，即在提供一種至少克服先前技術所述缺點的雙螺帽冷卻式滾珠螺桿。

於是，本發明雙螺帽冷卻式滾珠螺桿包含一螺桿、一第一螺帽、一第二螺帽、一間隔片，及複數導引組。

該第一螺帽透過複數滾珠螺設於該螺桿，且包括一頭端部、一相反於該頭端部的第一連接端部、一形成於內部的第一冷卻通道組、一形成於該頭端部且連通該第一冷卻通道組的輸入口、一形成於該頭端部且連通該第一冷卻通道組的輸出口，及複數環繞該螺桿間隔形成於該第一連接端部的端面且連通該第一冷卻通道組的接孔。

該第二螺帽透過複數滾珠螺設於該螺桿，且包括一相對該第一連接端部的第二連接端部、一相反於該第二連接端部的尾端部、一形成於內部的第二冷卻通道組，及複數環繞該螺桿間隔形成於該第二連接端部的端面且連通該第二冷卻通道組的接孔，該第二螺帽的該等接孔分別相對該第一螺帽的該等接孔。

該間隔片設置於該第一、第二連接端部間，且包括一供該螺桿穿設的穿設孔，及複數對稱且由周面朝該穿設孔凹陷形成的容槽。

該等導引組分別對應該等容槽，每一導引組連接設置於該第一螺帽及該第二螺帽的每一相對的接孔間，且包括二分別密 封地設置於所相對的接孔且對接用以將所對應的接孔相導通的導引件，及一將該等導引件固定在一起的固定件，每一導引件具有一位於所對應的接孔的身部、一位於所對應容槽的凸耳部，及一貫穿形成的流道，每一導引組的固定件是將該等導引件的凸耳部緊固在一起。

其中，每一導引組可相對該第一、第二螺帽於一非收藏位置及一收藏位置間轉動，每一導引組位於該非收藏位置時，每一導引組的該等導引件的凸耳部是凸伸於該第一、第二螺帽外，每一導引組位於該收藏位置時，每一導引組的該等導引件的凸耳部是收藏於所對應的容槽內而不凸伸於該第一、第二螺帽外。

本發明之功效在於：透過該等導引組分別設置於該第一、第二螺帽所對應的接孔，用以將該第一、第二冷卻通道組相導通，且各導引組於該非收藏位置時，該等凸耳部外露以方便組件安裝，而各導引組於該收藏位置時，避免該等凸耳部外露影響機台組裝，另外能避免習知滾珠螺桿的該預壓片將該等中段止密構件刮花及該等中段止密構件在安裝時掉落的問題，並無須改變該第一、第二螺帽的結構，以維持現有冷卻式雙螺帽的外徑、組裝方式及加工製程，另外也能達到冷卻液單進單出的功效。

100‧‧‧螺桿

1‧‧‧第一螺帽

11‧‧‧頭端部

12‧‧‧第一連接端部

13‧‧‧第一冷卻通道組

131‧‧‧第一冷卻通道

132‧‧‧主流道段

133‧‧‧連接段

14‧‧‧輸入口

15‧‧‧輸出口

16‧‧‧接孔

17‧‧‧插銷孔

2‧‧‧第二螺帽

21‧‧‧第二連接端部

22‧‧‧尾端部

23‧‧‧第二冷卻通道組

231‧‧‧第二冷卻通道

24‧‧‧接孔

3‧‧‧間隔片

31‧‧‧穿設孔

32‧‧‧容槽

33‧‧‧穿孔

34‧‧‧間隔片部

35‧‧‧連接部

4‧‧‧導引組

41‧‧‧導引件

411‧‧‧身部

412‧‧‧凸耳部

413‧‧‧流道

414‧‧‧密封環槽

415‧‧‧端密封環槽

42‧‧‧固定件

43‧‧‧密封環

5‧‧‧滾珠

232‧‧‧主流道段

233‧‧‧連接段

6‧‧‧插銷件

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是本發明雙螺帽冷卻式滾珠螺桿的一實施例的一立體圖；圖2是該實施例的一局部分解的立體圖；圖3是該實施例之一剖視圖；圖4是一不完整的立體圖，說明該實施例的其中一組裝步驟的元件組成態樣；圖5是一不完整的立體圖，說明該實施例的其中一組裝步驟的元件組成態樣；圖6是一不完整的立體圖，說明該實施例的其中一組裝步驟的元件組成態樣；圖7一不完整的立體圖，說明該實施例的其中一組裝步驟的元件組成態樣，且該實施例的二導引組位於一非收藏位置；及圖8一不完整的立體圖，說明該實施例的最後一組裝步驟的元件組成態樣，且該等導引組位於一收藏位置。

在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖1、圖2及圖3，本發明雙螺帽冷卻式滾珠螺桿之一實施例，包含一螺桿100、一第一螺帽1、一第二螺帽2、一間隔片3，及複數導引組4。

該第一螺帽1透過複數滾珠5螺設於該螺桿100，且包括一頭端部11、一相反於該頭端部11的第一連接端部12、一形成於內部且具有二相間隔的第一冷卻通道131的第一冷卻通道組13、一形成於該頭端部11的輸入口14、一形成於該頭端部11的輸出口15、二環繞該螺桿100間隔形成於該第一連接端部12的端面的接孔16，及四環繞該螺桿100間隔形成於該第一連接端部12的端面的插銷孔17。該輸入口14及該輸出口15分別連接該等第一冷卻通道131位於該頭端部11的一端。該等接孔16分別連接該等第一冷卻通道131位於該第一連接端部12的一端。在本實施例中，每一第一冷卻通道131具有複數沿該螺桿100的軸向延伸且環繞該螺桿100間隔設置的主流道段132，及複數連接於該等主流道段132間的連接段133。

該第二螺帽2透過複數滾珠5螺設於該螺桿100，且包括一相對該第一連接端部12的第二連接端部21、一相反於該第二連接端部21的尾端部22、一形成於內部的第二冷卻通道組23，及二環繞該螺桿100間隔形成於該第二連接端部21的端面且連通該第二冷卻通道組的接孔24。該第二螺帽2的該等接孔24分別相對該第 一螺帽1的該等接孔16。在本實施例中，該第二冷卻通道組23具有一兩相反端分別連接該等接孔24的第二冷卻通道231，該第二冷卻通道231具有複數沿該螺桿100的軸向延伸且環繞該螺桿100間隔設置的主流道段232，及複數連接於該等主流道段232間的連接段233。

該間隔片3設置於該第一、第二連接端部12、21間，且包括一供該螺桿100穿設的穿設孔31、二分別對應該等接孔16、24且由周面朝該穿設孔31凹陷形成的容槽32，及四分別對應該第一螺帽1的插銷孔17的穿孔33，該間隔片3透過四分別穿設於該等穿孔33且分別設置於該等插銷孔17的插銷件6而置放於該第一螺帽1，但不以此為限，該第二螺帽2的該第二連接端部21的端面也可形成插銷孔，而讓該間隔片3也可以置放於該第二螺帽2。在本實施例中，該間隔片3還包括二相間隔的間隔片部34及二相間隔且連接於該等間隔片部34的連接部35，該等間隔片部34分別形成有該等容槽32。

該等導引組4分別對應該等容槽32。每一導引組4連接設置於每一相對的接孔16、24間，且包括二分別密封地設置於所相對的接孔16、24且對接用以將所對應的接孔16、24相導通的導引件41、一將該等導引件41固定在一起的固定件42，及三密封環43。每一導引件41具有一位於所對應的接孔16、24的身部411、 一位於所對應容槽32的凸耳部412、一貫穿形成的流道413，及一凹陷形成於該身部411的周面的密封環槽414。各導引組4的該等導引件41其中一者還包括一形成於該凸耳部412的端面的端密封環槽415。每一導引組4的該等密封環43分別設置於該等導引件41的密封環槽414及端密封環槽415。在本實施例中，各固定件42是一將所對應凸耳部412鎖固而緊迫在一起的插銷件，但不以此為限，也可為一將所對應凸耳部412夾固緊迫在一起的夾件等。

其中，每一導引組4可以該螺桿100的軸向為軸向相對該第一、第二螺帽1、2於一非收藏位置(見圖3及圖7)及一收藏位置(見圖1及圖8)間轉動，每一導引組4位於該非收藏位置時，每一導引組4的該等導引件41的凸耳部412是凸伸於該第一、第二螺帽1、2的周面外，每一導引組4位於該收藏位置時，每一導引組4的該等導引件41的凸耳部412是收藏於所對應的容槽32內而不凸伸於該第一、第二螺帽1、2的周面外。

然而，該第一螺帽1的該輸入口14及該輸出口15是外接一冷卻液循環系統(圖未示)，在進行冷卻時，該冷卻液循環系統將冷卻液依序經由該輸入口14、該等第一冷卻通道131的其中一者、該等導引組4的其中一者、該第二冷卻通道231、該等導引組4的另一者，及該等第一冷卻通道131的另一者，最後由該輸出口15流回該冷卻液循環系統冷卻降溫，也就是說本發明雙螺帽冷卻式滾珠螺 桿藉由各元件結構及元件組成設計，來達到單進單出的冷卻循環方式，維持冷卻液於該第一、第二冷卻通道組13、23的流暢度且不易阻塞，從而提升整體的冷卻效果。

值得一提的是，該輸入口14、該輸出口15、該等接孔16、24、該等導引組4、該第一、第二冷卻通道組13、23的該第一、第二冷卻通道131、231的數量不以上述為限，可依需求而有所增加，而形成複數如同上述的單進單出的冷卻流道系統。

以上及為本發明雙螺帽冷卻式滾珠螺桿的構件功能及組成概述，接著，再將本發明雙螺帽冷卻式滾珠螺桿的組裝流程以及預期能達成的功效陳述如後：參閱圖2及圖4，首先將該第一螺帽1螺設於該螺桿100，接著將該等導引組4的其中一導引件41分別裝設於該第一螺帽1的該等接孔16，且使得該等導引件41的凸耳部412是凸伸於該第一螺帽1的周面外，接著參閱圖2及圖5，將該間隔片3的穿設孔31套設於該螺桿100，且將該間隔片3鎖固於該第一螺帽1的第一連接端部12的端面，也可將該間隔片3的連接部35折斷，使得該間隔片3的該等間隔片部34分離，再分別將該等間隔片部34由該螺桿100的周側鎖固於該第一螺帽1的第一連接端部12的端面，藉此省略將該間隔片3套設於該螺桿100的動作，以方便安裝，接著參閱圖2及圖6，將該等導引組4的另一導引件41分別裝設於該第二螺帽 2的該等接孔24，且使得該等導引件41凸伸於該第二螺帽2的周面外，接著參閱圖2及圖7，將該第二螺帽2螺設於該螺桿100，且將各導引組4的該等導引件41的凸耳部412鎖固在一起，最後參閱圖2及圖8，將該等導引組4轉動至該收藏位置而使得該等凸耳部412不凸伸於該第一、第二螺帽1、2外，即完成組裝。

然而，本發明雙螺帽冷卻式滾珠螺桿透過該等導引組4分別設置於該第一、第二螺帽1、2所對應的接孔16、24，且透過各固定件42將所對應凸耳部412緊固達成止密效果，以連通該第一、第二冷卻通道組13、23，且各導引組4的該等導引件41經緊固後，即可將各導引組4旋至該收藏位置，避免該等凸耳部412外露影響運作，若要該雙螺帽冷卻式滾珠螺桿拆效更換元件時，將各導引組4旋至該非收藏位置，即可卸除各固定件42以將各導引組4的該等導引件41分離。

藉此，本發明螺帽冷卻式滾珠螺桿無需特殊工具就能達到方便組裝的功效，且能避免習知滾珠螺桿的該預壓片將該等中段止密構件刮花及該等中段止密構件掉落的問題，並無須改變該第一、第二螺帽的結構，以維持現有冷卻式雙螺帽的外徑、組裝方式及加工製程，另外也能達到冷卻液單進單出的功效，故確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

100‧‧‧螺桿

1‧‧‧第一螺帽

11‧‧‧頭端部

12‧‧‧第一連接端部

13‧‧‧第一冷卻通道組

131‧‧‧第一冷卻通道

132‧‧‧主流道段

133‧‧‧連接段

24‧‧‧接孔

3‧‧‧間隔片

31‧‧‧穿設孔

32‧‧‧容槽

33‧‧‧穿孔

34‧‧‧間隔片部

35‧‧‧連接部

4‧‧‧導引組

14‧‧‧輸入口

15‧‧‧輸出口

16‧‧‧接孔

17‧‧‧插銷孔

2‧‧‧第二螺帽

21‧‧‧第二連接端部

22‧‧‧尾端部

23‧‧‧第二冷卻通道組

231‧‧‧第二冷卻通道

232‧‧‧主流道段

233‧‧‧連接段

41‧‧‧導引件

411‧‧‧身部

412‧‧‧凸耳部

413‧‧‧流道

414‧‧‧密封環槽

415‧‧‧端密封環槽

42‧‧‧固定件

43‧‧‧密封環

5‧‧‧滾珠

6‧‧‧插銷件

Claims (10)

1. 一種雙螺帽冷卻式滾珠螺桿，包含： 一螺桿； 一第一螺帽，透過複數滾珠螺設於該螺桿，且包括一頭端部、一相反於該頭端部的第一連接端部、一形成於內部的第一冷卻通道組、一形成於該頭端部且連通該第一冷卻通道組的輸入口、一形成於該頭端部且連通該第一冷卻通道組的輸出口，及複數環繞該螺桿間隔形成於該第一連接端部的端面且連通該第一冷卻通道組的接孔； 一第二螺帽，透過複數滾珠螺設於該螺桿，且包括一相對該第一連接端部的第二連接端部、一相反於該第二連接端部的尾端部、一形成於內部的第二冷卻通道組，及複數環繞該螺桿間隔形成於該第二連接端部的端面且連通該第二冷卻通道組的接孔，該第二螺帽的該等接孔分別相對該第一螺帽的該等接孔； 一間隔片，設置於該第一、第二連接端部間，且包括一供該螺桿穿設的穿設孔，及複數對稱且由周面朝該穿設孔凹陷形成的容槽；及 複數導引組，分別對應該等容槽，每一導引組連接設置於該第一螺帽及該第二螺帽的每一相對的接孔間，且包括二分別密封地設置於所相對的接孔且對接用以將所對應的接孔相導通的導引件，及一將該等導引件固定在一起的固定件，每一導引件具有一位於所對應的接孔的身部、一位於所對應容槽的凸耳部，及一貫穿形成的流道，每一導引組的固定件是將該等導引件的凸耳部緊固在一起； 其中，每一導引組可相對該第一、第二螺帽於一非收藏位置及一收藏位置間轉動，每一導引組位於該非收藏位置時，每一導引組的該等導引件的凸耳部是凸伸於該第一、第二螺帽外，每一導引組位於該收藏位置時，每一導引組的該等導引件的凸耳部是收藏於所對應的容槽內而不凸伸於該第一、第二螺帽外。
2. 如請求項1所述的雙螺帽冷卻式滾珠螺桿，其中，每一導引件還具有一凹陷形成於該身部的周面的密封環槽，該等導引件其中一者還包括一形成於該凸耳部的端面的端密封環槽，每一導引組還包括複數分別設置於該密封環槽及該端密封環槽的密封環。
3. 如請求項1所述的雙螺帽冷卻式滾珠螺桿，其中，該第一冷卻通道組包括二第一冷卻通道，該輸入口及該輸出口分別連接該等第一冷卻通道位於該頭端部的一端，該第一螺帽的該等接孔分別連接該等第一冷卻通道位於該第一連接端部的一端。
4. 如請求項3所述的雙螺帽冷卻式滾珠螺桿，其中，每一第一冷卻通道具有複數沿該螺桿的軸向延伸且環繞該螺桿間隔設置的主流道段，及複數連接於該等主流道段間的連接段。
5. 如請求項1所述的雙螺帽冷卻式滾珠螺桿，其中，該第二冷卻通道組具有一兩相反端分別連接該第二螺帽的該等接孔的第二冷卻通道。
6. 如請求項5所述的雙螺帽冷卻式滾珠螺桿，其中，該第二冷卻通道具有複數沿該螺桿的軸向延伸且環繞該螺桿間隔設置的主流道段，及複數連接於該等主流道段間的連接段。
7. 如請求項1所述的雙螺帽冷卻式滾珠螺桿，其中，該第一連接端部及該第二連接端部其中一者具有複數間隔形成於端面的插銷孔。
8. 如請求項7所述的雙螺帽冷卻式滾珠螺桿，其中，該間隔片還包括複數分別對應該等插銷孔的穿孔。
9. 如請求項1所述的雙螺帽冷卻式滾珠螺桿，其中，該間隔片還包括複數相間隔的間隔片部及複數相間隔且連接於每兩間隔片部的連接部，該等間隔片部分別形成有該等容槽。
10. 如請求項1所述的雙螺帽冷卻式滾珠螺桿，其中，各固定件是一將所對應凸耳部鎖固而緊迫在一起的螺鎖件。