TWI642860B - One-way force tapered ball screw set - Google Patents

Abstract

本創作係一種單向受力錐形滾珠螺桿組，其包含一具有內螺紋部之螺桿單元及一可軸向移動地設於螺桿單元之轉動機構，內螺紋部之每一螺牙上方形成一導槽，轉動機構包含一轉動組件及多數滾珠，轉動組件之外側面形成螺接於內螺紋部之外螺紋部，外螺紋部的螺牙下方形成對應導槽之螺旋槽道，滾珠係設置於導槽及螺旋槽道之間，導槽之深度及螺旋槽道之深度皆大於滾珠之半徑，且皆小於滾珠之直徑，導槽及螺旋槽道之槽面會分別與滾珠呈垂直接觸，故在載重時僅會產生垂直方向的力，能消除側向分力，並減少功率耗損，同時提高單向受力錐形滾珠螺桿組之承載力。

Description

單向受力錐形滾珠螺桿組

本創作係一種單向受力錐形滾珠螺桿組，尤指應用於如昇降機、電梯或停車設備等升降設備之單向受力錐形滾珠螺桿組。

一般昇降機、電梯或停車設備等升降設備中，係採用以驅動組件拉動鋼索或鏈條，並使所述鋼索或鏈條帶動升降設備之載具移動，然而使用驅動組件拉動鋼索或鏈條以帶動載具移動的方式中，所述鋼索或鏈條於長期使用下容易有鏽蝕斷裂之安全性風險，故有部分升降設備係採用以驅動組件驅動滾珠螺桿組的方式帶動所述載具移動，以避免前述之安全性風險。

而現今應用於升降設備之滾珠螺桿組包含一螺桿單元及一轉動機構，該螺桿單元具有一移動槽，該移動槽具有一軸向的開口，且該移動槽的槽面盤設有複數具有U字型開口之內溝槽，所述轉動機構係設置於該螺桿單元上，該轉動機構包含一移動座、一樞設於該移動座上之轉動組件以及多數滾珠，該移動座係可軸向移動地設置於該螺桿單元上，該轉動組件上形成有一具有U字型開口之螺旋槽道，所述螺旋槽道係對應該螺桿單元之內溝槽，該多數滾珠係設置於該轉動組件之螺旋槽道與該螺桿單元之內溝槽之間，其中，該轉動機構上可接設一驅動組件及所述載具，使該驅動組件帶動該轉動組件，使該移動座能沿著該螺桿單元軸向移動，以達到帶動所述載具移動之效果。

然而，如圖6所示，由於所述螺桿單元90之內溝槽91及所述轉動組件80之螺旋槽道81之開口呈U字型，故該多數滾珠70與內溝槽91及螺旋槽道 81之槽面會以相對於垂直線L2呈45度角相接觸，當所述滾珠螺桿組於承重時，該轉動組件80與該螺桿單元90之間會產生一側向的分力，所述側向分力容易使所述移動塊與所述螺桿單元90之間產生磨擦，進而導致功率耗損較大，並降低所述滾珠螺桿組之承載力。

本創作之主要目的在於提供一單向受力錐形滾珠螺桿組，希藉此改善現今之滾珠螺桿組於載重時會產生側向分力，導致有功率耗損大及降低承載力之問題。

為達成前揭目的，本創作之單向受力錐形滾珠螺桿組包含：一螺桿單元，其包含一本體，該本體上形成有一具有軸向延伸之移動槽，且所述移動槽的槽面盤設有一內螺紋部，所述內螺紋部中二相鄰之螺牙之間分別形成一由上而下尺寸漸縮之內錐體，並於該內螺紋部之每一螺牙上方形成一導槽；以及一轉動機構，其係可軸向移動地設置於該螺桿單元之移動槽中，該轉動機構包含一移動座、一轉動組件及多數滾珠，該移動座係可移動地設於該螺桿單元之本體，該轉動組件係可軸向轉動地樞設於該移動座內並伸入該移動槽中，該轉動組件之外側面形成一外螺紋部，所述外螺紋部係螺接該本體之內螺紋部，該外螺紋部的螺牙之間形成一螺旋錐體，所述螺旋錐體與該內螺紋部之內錐體相配合，該錐形螺旋部的螺牙下方形成一螺旋槽道，該螺旋槽道係對應所述導槽，該多數滾珠係設置於所述導槽及該螺旋槽道之間，所述導槽之深度及該螺旋槽道之深度皆大於該多數滾珠之半徑，且皆小於該多數滾珠之直徑。

本創作單向受力錐形滾珠螺桿組係應用於升降設備內，並藉由一驅動組件驅動該轉動機構之轉動組件轉動，使該轉動機構帶動所述升降設備之載具沿著該螺桿單元之移動槽移動而達到垂直升降之效果。

本創作單向受力錐形滾珠螺桿組之導槽的深度及螺旋槽道的深度皆大於該多數滾珠之半徑，且皆小於該多數滾珠之直徑，位於導槽及螺旋槽道內之滾珠會分別與導槽及螺旋槽道呈垂直接觸，故當該單向受力錐形滾珠螺桿組於載重時，該轉動組件與該螺桿單元之間只會產生垂直方向的力，而不會有側向分力產生，可有效避免該移動座與該螺桿單元之間的磨擦，進而達到減少功率耗損之問題，並能有效提高該單向受力錐形滾珠螺桿組之承載力。

10‧‧‧螺桿單元

11‧‧‧本體

12‧‧‧移動槽

13‧‧‧內螺紋部

14‧‧‧內錐體

15‧‧‧導槽

16‧‧‧組接翼

20‧‧‧轉動機構

21‧‧‧移動座

211‧‧‧主座體

212‧‧‧夾持單元

213‧‧‧夾持部

214‧‧‧夾持背蓋

215‧‧‧上固定件

216‧‧‧下固定件

22‧‧‧轉動組件

221‧‧‧轉動軸

222‧‧‧轉動塊

223‧‧‧迴流蓋

224‧‧‧從動齒輪

23‧‧‧滾珠

24‧‧‧外螺紋部

25‧‧‧螺旋錐體

26‧‧‧螺旋槽道

30‧‧‧驅動組件

31‧‧‧驅動件

32‧‧‧齒輪組

W1‧‧‧深度

W2‧‧‧深度

L1‧‧‧垂直線

70‧‧‧滾珠

80‧‧‧轉動組件

81‧‧‧螺旋槽道

90‧‧‧螺桿單元

91‧‧‧內溝槽

L2‧‧‧垂直線

圖1：為本創作單向受力錐形滾珠螺桿組之一種較佳實施例之立體分解示意圖。

圖2：為本創作單向受力錐形滾珠螺桿組之前視平面示意圖。

圖3：為本創作單向受力錐形滾珠螺桿組之側視平面示意圖。

圖4：為圖2之A-A剖面示意圖。

圖5：為本創作單向受力錐形滾珠螺桿組之接設驅動組件之立體外觀示意圖。

圖6：為習用滾珠螺桿組之局部剖面示意圖。

請參閱圖1至圖3，為本創作單向受力錐形滾珠螺桿組之一種較佳實施例，其包含一螺桿單元10及一轉動機構20。

如圖1所示，該螺桿單元10包含一本體11，該本體11上形成有一具有軸向延伸之移動槽12，且所述移動槽12的槽面盤設有一內螺紋部13，所述內螺紋部13中二相鄰之螺牙之間分別形成一由上而下尺寸漸縮之內錐體14，並於該內螺紋部13之每一螺牙上方形成一導槽15。

如圖1、圖2、圖4所示，該轉動機構20係可軸向移動地設置於該螺桿單元10之移動槽12中，該轉動機構20包含一移動座21、一轉動組件22及多數滾珠23，該移動座21係可移動地設於該螺桿單元10之本體11，該轉動組件22係可軸向轉動地樞設於該移動座21內並伸入該移動槽12中，該轉動組件22之外側面形成一外螺紋部，所述外螺紋部係螺接該本體11之內螺紋部13，該外螺紋部的螺牙之間形成一螺旋錐體，所述螺旋錐體與該內螺紋部13之內錐體14相配合，該錐形螺旋部的螺牙下方形成一螺旋槽道26，該螺旋槽道26係對應所述導槽15，該多數滾珠23係設置於所述導槽15及該螺旋槽道26之間，所述導槽15之深度W1及該螺旋槽道26之深度W2皆大於該多數滾珠23之半徑，且皆小於該多數滾珠23之直徑。

如圖1、圖4所示，該轉動組件22包含一轉動軸221、一轉動塊222、二迴流蓋223及一從動齒輪224，該轉動塊222係設置於該轉動軸221上，所述外螺紋部係形成於該轉動塊222之外側面，該二迴流蓋223係分別設置於該轉動軸221上並分別位於該轉動塊222的上下二端，該二迴流蓋223內分別形成有配合該螺旋槽道26之迴流道，該從動齒輪224係設置於該轉動軸221上。

如圖1、圖3所示，該螺桿單元10之本體11分別於軸向延伸之二側向外延伸形成一組接翼16，該移動座21包含一主座體211及二夾持單元212，該主座體211上形成二分別配合該本體11的組接翼16之夾持部213，該二夾持單元212係分別所設固定於該主座體211之該二夾持部213上，該主座體211之該二夾持部213分別與該二夾持單元212可移動地夾組於對應之組接翼16上，另外， 如圖1、圖4所示，該移動座21之主座體211可進一步包含一夾持背蓋214、一上固定件215及一下固定件216，該上固定件215及該下固定件216係分別設置於該夾持背蓋214的上下兩端，所述轉動組件22係樞設於該上固定件215及該下固定件216之間。

如圖5所示，本創作單向受力錐形滾珠螺桿組係應用於升降設備內，並用以提供所述升降設備之載具(圖未示)垂直升降，其中，該單向受力錐形滾珠螺桿組之轉動機構20上可用以接設一驅動組件30，所述驅動組件30包含一驅動件31及一連接該驅動件31之齒輪組32，所述驅動組件30之齒輪組32與該轉動機構20之轉動組件22上的從動齒輪224相嚙合(圖未示)，所述驅動組件30之驅動件31能透過該齒輪組32帶動該轉動組件22上之從動齒輪224轉動，並同時帶動該轉動軸221、該轉動塊222及該二迴流蓋223轉動，使該轉動機構20能沿著該螺桿單元10之移動槽12軸向移動。

其中，如圖4所示，該單向受力錐形滾珠螺桿組之導槽15的深度W1及螺旋槽道26的深度W2皆大於該多數滾珠23之半徑，且皆小於該多數滾珠23之直徑，所述導槽15及螺旋槽道26之槽面會分別與滾珠23之上下二端呈垂直接觸，並於所述單向受力錐形滾珠螺桿組載重時，該移動座21載重之重力及該螺桿單元10提供之承載正向力會分別作用於滾珠23的上下二端，並位於同一垂直線L1上，故所述轉動組件22與該螺桿單元10之間僅會產生垂直方向的力，而不會有側向分力產生，進而避免所述移動座21與該螺桿單元10之間的磨擦，並減少功率耗損，同時亦可提高該單向受力錐形滾珠螺桿組之承載力，此外，該外螺紋部之螺旋錐體與該內螺紋部13之內錐體14能分別提高該轉動組件22與該螺桿單元10之結構強度，進而提高該轉動組件22與該螺桿單元10之承載效果。

綜上所述，該單向受力錐形滾珠螺桿組之導槽15的深度W1及螺旋槽道26的深度W2皆大於該多數滾珠23之半徑，且皆小於該多數滾珠23之直 徑，使所述導槽15及螺旋槽道26之槽面會分別與滾珠23呈垂直接觸，故在載重時僅會產生垂直方向的力，能消除側向分力，並減少功率耗損，同時提高該單向受力錐形滾珠螺桿組之承載力。

Claims (4)

1. 一種單向受力錐形滾珠螺桿組，其包含： 一螺桿單元，其包含一本體，該本體上形成有一具有軸向延伸之移動槽，且所述移動槽的槽面盤設有一內螺紋部，所述內螺紋部中二相鄰之螺牙之間分別形成一由上而下尺寸漸縮之內錐體，並於該內螺紋部之每一螺牙上方形成一導槽；以及 一轉動機構，其係可軸向移動地設置於該螺桿單元，該轉動機構包含一移動座、一轉動組件及多數滾珠，該移動座係可移動地設於該螺桿單元之本體，該轉動組件係可軸向轉動地樞設於該移動座內並伸入該移動槽中，該轉動組件之外側面形成一外螺紋部，所述外螺紋部係螺接該本體之內螺紋部，該外螺紋部的螺牙之間形成一螺旋錐體，所述螺旋錐體與該內螺紋部之內錐體相配合，該錐形螺旋部的螺牙下方形成一螺旋槽道，該螺旋槽道係對應所述導槽，該多數滾珠係設置於所述導槽及該螺旋槽道之間，所述導槽之深度及該螺旋槽道之深度皆大於該多數滾珠之半徑，且皆小於該多數滾珠之直徑。
2. 如請求項1所述之單向受力錐形滾珠螺桿組，其中該轉動組件包含一轉動軸、一轉動塊、二迴流蓋及一從動齒輪，該轉動塊係設置於該轉動軸上，所述外螺紋部係形成於該轉動塊之外側面，該二迴流蓋係分別設置於該轉動軸上並分別位於該轉動塊的上下二端，該從動齒輪係設置於該轉動軸上。
3. 如請求項2所述之單向受力錐形滾珠螺桿組，其中該螺桿單元之本體分別於軸向延伸之二側向外延伸形成一組接翼，該移動座包含一主座體及二夾持單元，該主座體上形成二分別配合該本體的組接翼之夾持部，該二夾持單元係分別所設固定於該主座體之該二夾持部上，該主座體之該二夾持部分別與該二夾持單元可移動地夾組於對應之組接翼上。
4. 如請求項3所述之單向受力錐形滾珠螺桿組，其中該移動座之主座體包含一夾持背蓋、一上固定件及一下固定件，該上固定件及該下固定件係分別設置於該夾持背蓋的上下兩端，所述轉動組件係樞設於該上固定件及該下固定件之間。