TWI651479B - 滾珠螺桿 - Google Patents

Abstract

一種滾珠螺桿，包含有一根螺桿軸、一個設於螺桿軸之螺帽及一個設於螺帽之迴流件，螺桿軸與螺帽之間形成一條負荷路徑與一條無負荷路徑，無負荷路徑之兩端分別銜接負荷路徑與迴流件之一條迴流通道。此外，滾珠螺桿更定義出一個假想水平面與一個假想傾斜面，假想水平面與假想傾斜面相交於螺桿軸之中心軸線，假想水平面通過無負荷路徑，假想傾斜面通過無負荷路徑與負荷路徑之銜接處，而且，假想傾斜面相對於假想水平面形成一個介於1~3度之間的負向夾角。如此可以降低各個滾動件對迴流件所產生的撞擊力道，進而提升順暢度及減少噪音。

Description

滾珠螺桿

本發明與滾珠螺桿有關，尤指一種可提升運轉順暢度及有效降低運轉噪音之滾珠螺桿。

滾珠螺桿主要是藉由滾珠在螺桿與螺帽之間的滾動來達到高精度的傳動效果，為了配合滾珠的滾動路徑，滾珠螺桿在結構方面會於螺帽內設置一個迴流元件，讓滾珠在脫離螺桿軸與螺帽之間所形成的負荷路徑之後能夠透過迴流元件之迴流通道來達到迴流效果。

然而在滾珠的迴流過程中，滾珠脫離負荷路徑的角度差異與滾珠對迴流件的撞擊力道大小之間為息息相關，如果撞擊力道過大，勢必會影響到順暢度及產生噪音的問題。因此，如何改變滾珠的脫離角度來降低滾珠對迴流件的撞擊力道實為目前業界急欲解決的問題。

本發明之主要目的在於提供一種滾珠螺桿，其能提升運轉順暢度及降低運轉噪音。

為了達成上述目的，本發明之滾珠螺桿包含有一根螺桿軸、一個螺帽、一個迴流件、多個滾動件，以及一個導向件。該螺桿軸之外周面具有一條外螺紋槽；該螺帽可沿著該螺桿軸之軸向位移地套設於該螺桿軸，該螺帽之內周面具有一條內螺紋槽與二條導引槽，該螺帽之內螺紋槽與該螺桿軸之外螺紋槽之間形成一條負荷路徑，該螺帽之各該導引槽與該螺桿軸之外螺紋槽之間形成一條無負荷路徑，各該無負荷路徑之一端銜接該負荷路徑；該迴流件設於該螺帽且具有一條迴流通道，該迴流通道之兩端分別銜接一該無負荷路徑之另一端，使得該迴流通道、該二無負荷路徑與該負荷路徑共同形成一條用來容納各該滾動件之循環路徑；該導向件設於該螺桿軸與該螺帽之間，且該導向件之一端具有一個導引部，該導引部位於該無負荷路徑內，使得該導向件可藉由該導引部將各該滾動件自該無負荷路徑導引至該迴流通道內進行迴流。

此外，本發明之滾珠螺桿更定義出一個假想水平面與一個假想傾斜面，該假想水平面死與該假想傾斜面相交於該螺桿軸之中心軸線，該假想水平面通過該無負荷路徑，該假想傾斜面通過該無負荷路徑與該負荷路徑之銜接處，且該假想傾斜面相對於該假想水平面形成一個負向夾角，該負向夾角介於1~3度之間。

更佳地，該螺帽之外周面具有二安裝孔，該迴流件之兩端分別穿設於一該安裝孔內，該迴流件之迴流通道的兩端分別銜接一該無負荷路徑之一端。

更佳地，該導向件的截面由兩個相同直徑但不同圓心之半圓所組成。

更佳地，該導向件之一端更具有一鄰接於該導引部之凹部，該凹部卡接於該迴流件之一端，使該導向件與該迴流件之間不會產生組裝干涉。

更佳地，該導向件的外徑呈漸變地由中央往兩端漸消，且該導向件的外徑介於各該滾動件之外徑的0.8倍至1.1倍。

由上述可知，本發明之滾珠螺桿改變了各該滾動件脫離該負荷路徑的角度，使各該滾動件在進入該迴流通道時對該迴流件所造成的撞擊力道可以降到最低程度，進而達到提升運轉順暢度及減少運轉噪音的目的。

請先參閱第1至3圖，本發明之滾珠螺桿10包含有一根螺桿軸20、一個螺帽30、一個迴流件40、多個滾動件50及兩個導向件60。

螺桿軸20之外周面具有一條外螺紋槽22。

螺帽30套設於螺桿軸20且能沿著螺桿軸20之軸向位移。螺帽30之外周面具有兩個安裝孔32，螺帽30之內周面具有一條內螺紋槽34，螺帽30之內螺紋槽34對應於螺桿軸20之外螺紋槽22，使得兩者之間形成一條負荷路徑52(如第4圖所示)。此外，螺帽30之內周面在對應每一個安裝孔32的位置具有一條導引槽36，螺帽30之導引槽36對應於螺桿軸20之外螺紋槽22的一小段，使得兩者之間形成一條無負荷路徑54(如第4圖所示)，無負荷路徑54之一端銜接負荷路徑52。

迴流件40具有一條迴流通道42(如第4圖所示)，迴流件40之兩端分穿設於螺帽30之一個安裝孔32內，使得迴流件40之迴流通道42的兩端分別銜接一條無負荷路徑54之另一端。藉此，迴流通道42、無負荷路徑54與負荷路徑52共同形成一條用來讓各個滾動件50運行之循環路徑56(如第4圖所示)。

如第2、4及5圖所示，各個導向件60設於螺桿軸20與螺帽30之間，各個導向件60之兩端分別具有一個位於無負荷路徑54內之導引部62，導向件60的外徑呈漸變地由中央往兩端漸消，且導向件60的外徑介於滾動件50之外徑的0.8倍至1.1倍，導向件60的漸變直徑可使導引部62的導引面積縮小，使得導向件60能藉由導引部62將各個滾動件50更準確地自無負荷路徑54導引進入迴流通道42內。此外，導向件60之兩端分別具有一鄰接導引部62之凹部64，導向件60藉由凹部64跟迴流件40之一端形成卡接，使導向件60與迴流件40之間不會產生組裝干涉。

值得一提的是，螺桿軸20的外螺紋槽22為哥德型，導向件60的截面由兩個相同直徑但不同圓心之半圓所組成，使導向件60以線接觸的方式固定在螺桿軸20的外螺紋槽22，達到結構穩定的效果，但不以此為限。

請再參閱第6圖，圖中所示之滾珠螺桿10定義出一個假想水平面P1與一個假想傾斜面P2，假想水平面P1與假想傾斜面P2相交於螺桿軸20之中心軸線A，假想水平面P1通過無負荷路徑54，假想傾斜面P2通過無負荷路徑54與負荷路徑52之銜接處，而且，假想傾斜面P2相對於假想水平面P1形成一負向夾角θ，負向夾角θ的角度即為各個滾動件50脫離負荷路徑52的角度，角度範圍介於1~3度之間。在此需要補充說明的是，根據角的定義，往逆時鐘方向旋轉的角稱為正向角，往順時鐘方向旋轉的角則是稱為負向角，從第6圖的方向看來，假想傾斜面P2相對於假想水平面P1往順時鐘方向偏轉一個角度，所以兩者之間的夾角可以視為負向角。

另外請參閱第7圖，第7圖表示滾動件50在不同脫離角度下對迴流件40所造成的撞擊力道，從圖中可以看出，滾動件50的脫離角度在負1度~負3度之間時對迴流件40的撞擊力道最小，此時的撞擊力道大約介於2.5牛頓(N)~3.8牛頓(N)之間，至於習用技術的脫離角度一般都在14度以上，此時對迴流件40的撞擊力道高達230牛頓(N)。由上述可知，本發明之滾珠螺桿10有效改變了滾動件50脫離負荷路徑52的角度，使滾動件50在進入迴流通道42時對迴流件40所造成的撞擊力道可以降到最低，進而達到提升運轉順暢度及減少運轉噪音的目的。

10‧‧‧滾珠螺桿

20‧‧‧螺桿軸

22‧‧‧外螺紋槽

30‧‧‧螺帽

32‧‧‧安裝孔

34‧‧‧內螺紋槽

36‧‧‧導引槽

40‧‧‧迴流件

42‧‧‧迴流通道

50‧‧‧滾動件

52‧‧‧負荷路徑

54‧‧‧無負荷路徑

56‧‧‧循環路徑

60‧‧‧導向件

62‧‧‧導引部

64‧‧‧凹部

P1‧‧‧假想水平面

P2‧‧‧假想傾斜面

A‧‧‧中心軸線

θ‧‧‧負向夾角

第1圖為本發明之滾珠螺桿的外觀立體圖。 第2圖為本發明之滾珠螺桿的立體分解圖。 第3圖為本發明之滾珠螺桿的局部剖視圖。 第4圖為本發明之滾珠螺桿的端面剖視圖。 第5圖為本發明之滾珠螺桿的部分元件放大圖。 第6圖為第4圖的局部放大圖。 第7圖為本發明之曲線圖，主要顯示滾動件之脫離角度與迴流件所受到之撞擊力道之間的關係。

Claims (5)

1. 一種滾珠螺桿，包含有：一螺桿軸，該螺桿軸之外周面具有一外螺紋槽；一螺帽，可沿著該螺桿軸之軸向位移地套設於該螺桿軸，該螺帽之內周面具有一內螺紋槽與二導引槽，該內螺紋槽與該外螺紋槽之間構成一負荷路徑，該螺帽之各該導引槽與該螺桿軸之外螺紋槽之間構成一無負荷路徑，各該無負荷路徑之一端銜接該負荷路徑；一迴流件，設於該螺帽且具有一迴流通道，該迴流通道之兩端分別銜接一該無負荷路徑之另一端，使得該迴流通道、該二無負荷路徑與該負荷路徑共同形成一循環路徑；多個滾動件，設於該循環路徑內；以及一導向件，設於該螺桿軸與該螺帽之間，且該導向件之一端具有一導引部，該導引部位於該無負荷路徑內；其中，該滾珠螺桿定義出一假想水平面與一假想傾斜面，該假想水平面與該假想傾斜面相交於該螺桿軸之中心軸線，該假想水平面通過該無負荷路徑，該假想傾斜面通過該無負荷路徑與該負荷路徑之銜接處，且該假想傾斜面相對於該假想水平面形成一負向夾角，該負向夾角介於1~3度之間。
2. 如請求項1所述之滾珠螺桿，其中該螺帽之外周面具有二安裝孔，該迴流件之兩端分別穿設於一該安裝孔內。
3. 如請求項1所述之滾珠螺桿，其中該導向件的截面由兩個相同直徑但不同圓心之半圓所組成。
4. 如請求項1所述之滾珠螺桿，其中該導向件之一端更具有一鄰接於該導引部之凹部，該凹部卡接於該迴流件之一端。
5. 如請求項1所述之滾珠螺桿，其中該導向件的外徑呈漸變地由中央往兩端漸消，且該導向件的外徑介於各該滾動件之外徑的0.8倍至1.1倍。