TWI708017B - 滾珠螺釘 - Google Patents

Abstract

本案滾珠螺釘適用於組裝機電一體化製品、檢查裝置等各種機器，可從含油構件5把潤滑劑經常補給到供油構件6，令在轉向通路14轉動的滾珠9，與供油構件6接觸，以供應潤滑劑，達成免潤滑保養。此滾珠螺釘由具有螺旋溝11的螺釘軸1，和與此相對移動之螺帽2構成。螺帽2包括由螺旋溝12和回流通路13形成的螺帽本體3，安裝於螺帽本體3且具有轉向通路14與螺旋軌道通路15和回流通路13相通之端蓋4，配置於端蓋4之含油構件5，以及配置於端蓋4連通孔20之供油構件6。

Description

滾珠螺釘

本發明係關於一種滾珠螺釘，用於例如決定精密位置的平台等機電一體化製品、檢查裝置等之各種機器組裝，具有供脂機構，由螺釘軸和在該螺釘軸上相對運動之螺帽所構成。

習知將潤滑劑以自潤式安定供應之直線運動裝置，有例如日本專利案特開2013-174255號公開公報所揭示。該直線運動裝置係末端轉向裝置式之滾珠螺釘驅動裝置，包括在內周面形成螺旋溝之螺帽，在外周面形成螺旋溝與該螺帽的螺旋溝對立之螺釘軸，以及可裝配入螺帽的螺旋溝和螺釘軸的螺旋溝所形成螺旋軌道面間之複數滾珠。螺帽內部在軸向形成回流通路，表面係由含油樹脂材料一體射出模製。

又，本申請人為提高設計之自由度，開發潤滑油管理簡單且對滾動體滑動阻力少之滾動導引單位，已提出專利申請案(例如參見特開2006-38195號公報)。該滾動導引單位包括滑動自如穿過軌道之筒構件，由該筒構件和軌道組合形成之軌道通路，筒構件所形成軌道通路兩端經由轉向通路的凹部連通之循環通路，以及在該循環通路和上述軌道通路滾動之複數滾動體。前述滾動導引單位係因應軌道與筒構件之相對移動，使滾動體在循環通路和軌道通路內循環。前述滾動導引單位包括形成筒構件之組裝孔，組裝於該組裝孔內之含油構件，沿軌道通路或循環通路中的滾動體接觸面而設之供油構件，使該供由構件與含油構件接觸。

然而，上述直線運動裝置係在螺帽回流通路，利用含油性樹脂材料射出模製，而與螺帽一體成型。上述含油性樹脂材料的問題是，將樹脂材料和潤滑油混合，再將該混合材料射出模製，若潤滑油容量少時，無法供給潤滑油，容易造成潤滑不良，而且必須把螺帽和含油性樹脂材料一體射出模製，大費周章，並增加製造成本。另外，上述滾動導引單位也有問題，在滾珠栓槽的端蓋之轉向通路，設有供油構件，外筒設含油構件， 以實現免潤滑保養，但含油構件組裝於組裝孔時，從含油構件供應潤滑油至供油構件，不會充分。

本發明目的，旨在解決上述課題，提供一種滾珠螺釘，適合組裝於決定精密位置的平台等機電一體化製品、檢查裝置等各種機器，在構成內側回流板的端蓋外側端面形成凹部，於該凹部配置可飽浸供應潤滑油之含油構件，使裝置本體可以小型簡便構成，同時在端蓋轉向通路開口之連通孔嵌入配置供油構件，含油構件和供油構件是以飽浸潤滑劑的多孔質燒結樹脂形成，從含油構件經常補給潤滑劑至供油構件，在轉向通路滾動的滾動體之滾珠，接觸到供油構件之露出面，使潤滑劑確實適度供應於滾珠，以達成免潤滑保養。

本發明滾珠螺釘，包括可轉動螺釘軸，在外周面按軸向形成螺旋狀可供複數滾動體的滾珠滾動之第一螺旋溝；和筒狀螺帽，在內周面按軸向形成該滾珠可滾動之第二螺旋溝，與該螺釘軸之該外周面嵌合，且與該第一螺旋溝對立，該螺帽即因應該螺釘軸轉動，在該螺釘軸上方沿縱向相對移動；該螺帽包括筒狀螺帽本體，形成回流通路，按該第二螺旋溝和該滾珠轉動之該軸向延伸；端蓋，形成轉向通路，分別配置在該螺帽本體之兩端部，且與該第一螺旋溝和該第二螺旋溝所形成螺旋軌道通路，以及該回流通路相通；含油構件，配置於該端蓋的外側端面，飽浸潤滑劑；以及供油構件，形成於該端蓋，且配置在與該轉向通路和該含油構件側的該端蓋外側端面連通之連通孔；該供油構件的該含油構件側之一端面，一體設有壓接於該含油構件之彈性凸部；該供油構件之另一端面，與該轉向通路內滾動之該滾珠接觸時，該潤滑劑即供應至該滾珠，該供油構件之該凸部壓接於該含油構件，該潤滑劑即補給至該供油構件。

本案滾珠螺釘在該螺帽設有覆罩該含油構件外面之蓋，該蓋經該端蓋和該含油構件，固定於該螺帽本體。又，該螺帽本體具有凸緣部 形成安裝用孔，供安裝抗衡構件。

另外，該含油構件容納在設置於該端蓋的該外側端面之該蓋內，為配合該蓋所設密封用凸部之方向，形成C形環狀。此滾珠螺釘因應該螺釘軸之轉動，該滾珠可在該螺旋軌道通路、該回流通路和該轉向通路組成之循環通路滾動，該螺帽可在該螺釘軸上，藉滾珠按該縱向相對移動。

又，該螺釘軸係在兩端部有可轉動支持之圓軸式螺釘軸。另外，該端蓋所形成該連通孔，係在該轉向通路呈R狀彎曲的外側壁面開口。在該轉向通路露出的該供油構件之另一端面，形成與該R狀彎曲的該外側壁面同樣之該R狀彎曲。

又，在該供油構件的的該轉向通路露出之該另一端面寬度，設定在該滾珠直徑的實質上1/4~1/2範圍。另外，該端蓋係內部回流板，形成與該螺旋軌道通路及該回流通路連通之該轉向通路所形成凸部，和抓取該螺旋軌道通路側的該滾珠用之抓爪。該內部回流板之該凸部，與分別在該螺帽本體端部所形成該第二螺旋溝分別端部連通之凹部套合。

再者，該含油構件和該供油構件，係構成多孔質成形體，具有多孔部，係由聚乙烯或聚丙烯合成樹脂微粒，擠壓熱固成形，又能保持該合成樹脂微粒間之連通狀態。於該多孔質成形體之該多孔部，飽浸該潤滑劑。

本發明滾珠螺釘如上述構造，構成裝置本身簡單精巧，可在端蓋的外側端面所設蓋之凹部配置的含油構件，飽浸大量潤滑劑，當端蓋連通孔所配置之供油構件凸部，壓到含油構件時，潤滑劑即以毛細管現象等，從該含油構件確實又順利移到該供油構件。飽浸於含油構件之潤滑劑，順利補給到供油構件，在轉向通路滾動的滾珠，藉與供油構件露出的端面接觸，容易從供油構件滲出潤滑劑，把潤滑劑供應到滾珠，即可實施滾珠螺釘之潤滑免保養。又，此滾動螺釘配置於蓋的凹部之含油構件，形成C形環。另外，在蓋的內周側，設有與螺釘軸的螺旋溝配合之密封用凸部，藉該密封用凸部，可防止異物侵入。另外，含油構件外側以蓋罩覆，無潤滑劑飛散致周圍環境惡化之虞。

1‧‧‧螺釘軸

2‧‧‧螺帽

3‧‧‧螺帽本體

4‧‧‧端蓋

5‧‧‧含油構件

6‧‧‧供油構件

7‧‧‧蓋

8‧‧‧螺帽本體凸緣部

9‧‧‧滾珠

10‧‧‧螺釘軸外周面

11‧‧‧第一螺旋溝

12‧‧‧第二螺旋溝

13‧‧‧回流通路

14‧‧‧轉向通路

15‧‧‧螺旋軌道通路

16‧‧‧循環通路

17‧‧‧螺帽本體內周面

18‧‧‧螺帽本體端部

19‧‧‧端蓋的端面

20‧‧‧端蓋連通孔

21‧‧‧含油構件端面

22‧‧‧含油構件端面

23‧‧‧供油構件凸部

24‧‧‧含油構件外面

25‧‧‧安裝孔

26‧‧‧螺釘軸端部

27‧‧‧外側壁面

28‧‧‧螺帽本體凹部

29‧‧‧抓爪

30‧‧‧端蓋凸部

31‧‧‧固定螺釘

32‧‧‧缺口部

33‧‧‧螺帽本體插孔

34‧‧‧端蓋插孔

35‧‧‧含油構件插孔

36‧‧‧含油構件凹部

37‧‧‧蓋插孔

38‧‧‧蓋端面

39‧‧‧環狀外周面

40‧‧‧蓋凹部

41‧‧‧埋頭安裝孔

42‧‧‧端蓋端面

43‧‧‧端蓋安裝孔

44‧‧‧開口部

45‧‧‧含油構件內側端面

46‧‧‧螺帽本體安裝螺孔

47‧‧‧螺帽本體端面

50‧‧‧密封用凸部

第1圖表示本發明滾珠螺釘一實施例之透視圖；第2圖表示構成第1圖滾珠螺釘的螺帽之分解透視圖；第3圖表示第1圖滾珠螺釘部份剖開以顯示滾珠滾動循環通路之部份側視圖；第4圖表示構成第3圖滾珠螺釘的端蓋外側端面之前視圖；第5圖表示構成第4圖滾珠螺釘的端蓋A-A位置之斷面圖；第6圖表示第4圖端蓋的內側端面之後視圖；第7圖表示構成第1圖滾珠螺釘的供油構件，(A)為側視圖，(B)為俯視圖；第8圖表示構成第1圖滾珠螺釘的含油構件，(A)為前視圖，(B)為側視圖；第9圖表示構成第1圖滾珠螺釘的蓋，(A)表示外側端面之前視圖，(B)表示在(A)圖B-B位置之斷面圖，(C)表示內側端面之後視圖，(D)為側視圖。

本發明滾珠螺釘，最好適用於決定精密位置的平台等機電一體化製品、檢查裝置等各種機器。

茲參照附圖說明本發明滾珠螺釘一實施例。本發明滾珠螺釘如第1-3圖所示，包括螺釘軸1，係一種旋轉自如之滾珠螺釘軸，在其外周面10沿軸向形成螺旋溝11(第一螺旋溝)，可供複滾動體的滾珠滾動；和筒狀螺帽2，套合在螺釘軸1的外周面10，且在其內周面17沿軸向形成螺旋溝12(第二螺旋溝)，與螺旋溝11對立，讓滾珠9滾動，因應螺釘軸1旋轉，螺帽2即在螺釘軸1上沿縱長方向相對移動。

具體而言，螺帽2之特徵為，包括筒狀螺帽本體3，形成螺旋溝12，和滾珠9沿滾動縱長方向延伸之回流通路13；端蓋4，形成螺旋軌道通路15，分別配置在螺帽本體3的兩端面47，且由螺旋溝11和螺旋溝12形成，和轉向通路14，與回流通路13相通；含油構件5，配置在端蓋4之外側端面19，飽浸潤滑劑；以及供油構件6，配置有連通孔20，形成於端蓋4，且與轉向通路14，和與含油構件5側的端蓋4之外側端面19連通。本滾珠螺釘在螺帽2設有蓋7，罩覆於含油構件5的外面24。蓋7 經由端蓋4和含油構件5，利用固定螺釘31固定於螺帽本體3。螺帽本體3在其端面47形成複數安裝用螺孔46。固定螺釘31插入通過埋頭安裝孔41、含油構件5的凹部36，和端蓋4之安裝孔43，而旋入螺帽本體3之安裝螺孔46內，把端蓋4、含油構件5和蓋7，固定於螺帽本體3。

滾珠螺釘係以螺釘軸1插入螺帽2，由於螺釘軸1要插入螺帽2，故在構成螺帽2的螺帽本體3形成插孔33，端蓋4形成插孔34，含油構件5形成插孔35，蓋7形成插孔37，分別對齊。又，含油構件5係容納在端蓋4的外側端面19配置之蓋7內，由於與蓋7所設密封用凸部50方向配合，形成C形環狀之部份缺口部32。密封用凸部50設置與螺釘軸1之螺旋溝11配合，由於在螺釘軸1和螺帽2之間隙小，密封用凸部50即有一種迷宮式密封的功能，可防止異物的侵入。於蓋7和含油構件5組裝時，蓋7的密封用凸部50和含油構件5的缺口部32裝在一起。含油構件5在其外周面形成凹部36，可供固定螺釘31插入。蓋7中央形成可插螺釘軸1之插孔37，外側有罩覆含油構件5之端面38，周圍有環狀外周面39，在外周面39內側形成容納含油構件5之凹部40。又，蓋7設有複數(第9圖所示有四個)埋頭安裝孔41，供固定螺釘31插入。含油構件5容納於蓋7之凹部40，按外側罩覆狀態組裝。

螺釘軸1在兩端部26，構成可旋轉支持之圓軸型滾珠螺釘軸。又，螺帽本體3為安裝工作件、工具、機器等對立構件，在一端部18設有形成安裝孔25之凸緣部8。端蓋4在構成一種內部回流板之凸部30，形成抓爪29，可抓住在螺釘軸1側的螺旋溝11滾動之滾珠9；可使滾珠轉向之轉向通路14；和通口部，具有導引滾珠9從轉向通路14至回流通路13之出入口。端蓋4之凸部30，可套入螺帽本體3在兩端部18形成做為套合孔之凹部28，在端蓋4形成之轉向通路14，與螺帽本體3所形成螺旋溝12相通。

滾珠螺釘的滾珠9之循環通路16，包括螺旋軌道通路15，由滾珠9在螺釘軸1的螺旋溝11與螺帽本體3的螺旋溝12對立所構成；螺帽本體3所形成回流通路13；和在一對端蓋4分別形成的轉向通路14。此滾珠螺釘一般會因應螺釘軸1旋轉，使滾珠9在循環通路16滾動，螺帽2即藉滾珠9在螺釘軸1上，按縱長方向相對移動。

滾珠螺釘係把潤滑劑，從配置在端蓋4外側的含油構件5，經供油構件6，在轉向通路14滾動，供應給滾珠9。含油構件5配置在端蓋4形成凸部30的端面42相反側之外側端面19(第2圖)。形成於端蓋4之連通孔20，一端在轉向通路14呈R狀彎曲，以外側壁面27之長方形開口部44開口，另一端則在端蓋4之外側端面19開口。端蓋4形成之連通孔20，容供油構件6套入，露出於轉向通路14的供油構件6之端面21，與轉向通路14之外側壁面27相對應，形成同樣R狀彎曲之形狀。尤其是在供油構件6之含油構件5側之端面22，為確實供應潤滑劑，一體設置壓接在含油構件5的內側端面45之可彈性變形，即具備彈性之凸部23。本案滾珠螺冬係將供油構件6一端之凸部23，配置接觸於含油構件5的端蓋4側之端面45，故利用固定螺釘31旋入螺帽本體3之安裝螺孔46內，即可形成凸部23壓接狀態，把端蓋4之供油構件6、含油構件5和蓋7，固定於螺帽本體3。由於供油構件6的凸部23安裝於含油構件5的端面45，呈壓接狀態，則含油構件5所飽浸潤滑劑，可順利移動至供油構件6，含油構件5所飽浸潤滑劑，即順利補給到供油構件6。另外，供油構件6之一端面21，與在轉向通路14滾動的滾珠9接觸，把潤滑劑供應到滾珠9，供油構件6之另一端面22，構成與含油構件5壓接，潤滑劑即補給到供油構件6。又，供油構件6為平板狀，於轉向通路14露出之端面21，形成實質上沿縱長方向延伸呈R狀圓弧面，供油構件6之端面21寬度，形成設定在滾珠9直徑實質上1/4至1/2之範圍，可從供油構件6適量供應潤滑劑給滾珠9。

含油構件5和供油構件6，係由聚乙烯或聚丙烯合成樹脂微粒，經壓出熱固成型，形成多孔質成型體，具有多孔部，保持合成樹脂微粒間之連通狀態，於該多孔質成型體之多孔部飽浸潤滑劑。因此，本發明滾珠螺釘由於供油構件6露出於轉向通路14，在轉向通路14滾動的滾珠9，接觸到供油構件6之端面21時，飽浸於含油構件5和供油構件6之潤滑劑，即供應至滾珠9，達成免潤滑保養。又，關於本發明滾珠螺釘，滾珠螺釘規格可例如螺釘軸1的軸徑

15，螺釘軸1之外周面10形成之螺旋溝11呈一排，導管(lead)形成30mm。

1‧‧‧螺釘軸

2‧‧‧螺帽

3‧‧‧螺帽本體

4‧‧‧端蓋

5‧‧‧含油構件

6‧‧‧供油構件

7‧‧‧蓋

8‧‧‧螺帽本體凸緣部

9‧‧‧滾珠

10‧‧‧螺釘軸外周面

11‧‧‧第一螺旋溝

12‧‧‧第二螺旋溝

13‧‧‧回流通路

14‧‧‧轉向通路

15‧‧‧螺旋軌道通路

16‧‧‧循環通路

17‧‧‧螺帽本體內周面

18‧‧‧螺帽本體端部

19‧‧‧端蓋的端面

25‧‧‧安裝孔

28‧‧‧螺帽本體凹部

30‧‧‧端蓋凸部

38‧‧‧蓋端面

Claims (8)

1. 一種滾珠螺釘，其特徵在於具有：可轉動螺釘軸，其於外周面依軸向以螺旋狀形成有可供多個滾動體之滾珠滾動的第一螺旋溝；及筒狀螺帽，其於內周面依軸向以螺旋狀形成有可供該滾珠滾動的第二螺旋溝，該第二螺旋溝可與該螺釘軸之該外周面嵌合且與該第一螺旋溝相對向；該滾珠螺釘係該螺帽因應該螺釘軸轉動，而在該螺釘軸上沿縱向進行相對移動而成；該螺帽係由下述元件構成：筒狀螺帽本體，係由該第二螺旋溝與沿該縱向延伸之回流通路所形成，該回流通路可供該滾珠滾動；端蓋，係分別配置在該螺帽本體之兩端部且形成有轉向通路，該轉向通路連通由該第一螺旋溝與該第二螺旋溝形成之螺旋狀軌道通路及該回流通路；含油構件，係配置在該端蓋之外側端面，且飽浸潤滑劑；及供油構件，係形成於該端蓋且設有連通孔，該連通孔連通該轉向通路及該含油構件側之該端蓋的該外側端面；並且，在該供油構件之該含油構件側之一端面，一體設有壓接於該含油構件的彈性凸部；該供油構件之另一端面接觸該轉向通路滾動之該滾珠時，該潤滑劑便會供給至該滾珠，當該供油構件之該凸部壓接至該含油構件時，即對該供油構件補給該潤滑劑；該螺帽設有蓋件，該蓋件可將該含油構件收納至凹部且覆蓋該含油構件之端面及外周面之外面，並且該蓋件係介於該端蓋與該含油構件之間而固定在該螺帽本體；該端蓋形成有凸部及用以抓取該螺旋狀軌道通路側之該滾珠的抓爪，該凸部於與該外側端面之相反側之端面形成有連通該螺旋狀軌道通路與該回流通路的該轉向通路，並且該凸部與形成在該螺帽本體之各端部的凹部相嵌合，且該凹部與該第二螺旋溝之各端部連通。
2. 如申請專利範圍第1項之滾珠螺釘，其中該螺帽本體具備凸緣部，且該凸緣部形成有用以安裝搭配構件的安裝用孔。
3. 如申請專利範圍第1項之滾珠螺釘，其中該含油構件配合設於該蓋件之內周側的該第1螺旋溝之密封用凸部，形成有缺口部的C形環狀。
4. 如申請專利範圍第1項之滾珠螺釘，其中該滾珠因應該螺釘軸的旋 轉，在由該螺旋狀軌道通路、該回流通路及該轉向通路構成的循環通路上滾動，該螺帽則在該螺釘軸上藉該滾珠沿該縱向進行相對移動。
5. 如申請專利範圍第1項之滾珠螺釘，其中該螺釘軸係兩端部由可旋轉支持的圓軸型滾珠螺釘軸。
6. 如申請專利範圍第1項之滾珠螺釘，其中形成於該端蓋的該連通孔係開口在該轉向通路之彎曲成R形的外側壁面上，於該轉向通路露出之該供油構件的該另一端面係形成與該彎曲成R形之該外側壁面相同的該彎曲成R形之形狀。
7. 如申請專利範圍第1項之滾珠螺釘，其中該供油構件之露出在該轉向通路的該另一端面的寬度係設定在該滾珠之直徑實質上1/4至1/2之範圍內所形成。
8. 如申請專利範圍第1項之滾珠螺釘，其中該含油構件及該供油構件係以具備多孔部之多孔質成形體而形成，且該多孔部飽浸該潤滑劑，該多孔質成形體係將聚乙烯或聚丙烯之合成樹脂微粒子壓固並加熱成形，且該合成樹脂微粒子間保持連通狀態者。

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