TWM460183U

TWM460183U - 滾珠螺桿

Info

Publication number: TWM460183U
Application number: TW102207226U
Authority: TW
Inventors: Ching-Sheng Lee; Chin-Tsai Yang
Original assignee: Tbi Motion Technology Co Ltd
Priority date: 2013-04-19
Filing date: 2013-04-19
Publication date: 2013-08-21

Description

滾珠螺桿

本創作係關於一種滾珠螺桿。

滾珠螺桿為一種廣泛應用在許多機械設備中的裝置，其設置的目的在於提供精密的傳動功能，藉由機械操作中的旋轉運動與直線運動，進而使承載的機台或物件於直線方向上進行作動。

目前所應用之滾珠螺桿主要係包括一螺桿、一螺帽、複數滾珠，螺桿表面係具有螺旋式溝槽，螺帽之內表面亦具有螺旋式內溝槽，能與螺桿間形成一滾珠通道，使滾珠容置於其中，並與螺桿、螺帽形成相對滾動的關係，以降低螺桿與螺帽之間相對轉動之摩擦力。而其中，滾珠由滾珠通道的一端移動至另一端，亦即由螺帽之一端移動至另一端後，必須透過一迴流器，迴流到滾珠通道的起點，如此一來才能持續於滾珠通道中滾動。

在習知技術中，滾珠螺桿主要的組裝元件，例如迴流器、端部組件等，都需要利用螺絲鎖固，使得滾珠螺桿必須要在螺帽本體以及組件上設置螺孔，其缺點不僅是螺孔的設置係為公差產生的變數之一，使得滾珠螺桿在作動時產生噪音、停頓或失去穩定，甚至造成元件損壞，更因為螺孔必須佔有一定體積，導致小型或微型滾珠螺桿因缺乏設置空間而難以應用，或者是必須利用高難度的加工手段，進而產生拖延生產速率的問題。

另外，現有滾珠螺桿使用之迴流器的形態雖有多種，但大抵都是設置於螺帽本體的外表面上，或是設置於螺帽本體的端蓋處。然無論是上述何種設置位置，在習知技術中，為了形成容置迴流器的凹槽，螺帽本體須經過複雜卻又有高度精度要求的加工程序，且對於容置迴流器的凹槽之檢測，必須達到三維精度的要求，然而此種程度之檢測不僅難度較高，並且耗費時間久又檢測不易。但由於螺帽本體加工過程中，為形成凹槽，往往造成肉厚厚度減少，因此經熱處理後，常因肉厚較薄而使得其熱變形量增大，且更有容易碎裂的問題。甚至使凹槽部分結構產生扭曲，進而造成迴流器組裝不易，使得迴流器內的滾珠溝槽無法確實地與滾珠通道匹配，而進一步地影響到滾珠之循環運動的順暢度。

因此，如何提供一種滾珠螺桿，以利用其新穎的結構設計，達到端部組件無須螺絲鎖固的效果，簡化加工程序的目的，此外，該結構之設計還可降低加工難易度及製造成本，並加強迴流器於螺帽本體上之定位效果及組裝精度，形成完整無段差之滾珠通道，以確保生產成本與時間的降低，提升應用時整體裝置作動的穩定度，已成為重要課題之一。

有鑑於上述課題，本創作之目的為提供一種滾珠螺桿，以利用其新穎的結構設計，達到端部組件無須螺絲鎖固的效果，簡化加工程序的目的，此外，該結構之設計還可降低加工難易度及製造成本，並加強迴流器於螺帽本體上之定位效果及組裝精度，形成完整無段差之滾珠通道，以確保生產成本與時間的降低，提升應用時整體裝置作動的穩定度。

為達上述目的，依據本創作之一種滾珠螺桿包括一螺桿、一螺帽以及複數滾珠。螺桿具有一軌道槽。螺帽滑設於螺桿，螺帽包括一螺帽本體以及至少一端部組件。螺帽本體具有至少一組裝開口，螺帽本體內側具有對應軌道槽之一內滾珠槽，內滾珠槽與軌道槽共同構成一內滾珠通道，螺帽本體之一側對應該內滾珠通道具有一迴流通道，其係與內滾珠通道分別為滾珠螺桿之滾珠循環通道之一部分。端部組件包括一端部循環件、一緩衝防塵件以及一固定件。端部循環件至少部分裝設於組裝開口。緩衝防塵件裝設於端部循環件相對於螺帽本體之另一側。固定件裝設於緩衝防塵件相對於該部循環件之另一側。複數滾珠容置於滾珠循環通道。

在本創作一較佳實施例中，組裝開口係自螺帽本體之一端面向另一端面之方向延伸，且貫通螺帽本體之外表面及內表面。

在本創作一較佳實施例中，端部循環件更包含一循環通道，其連通內滾珠通道以及迴流通道。

在本創作一較佳實施例中，固定件係為C型固定件。

在本創作一較佳實施例中，螺帽本體之一端更包括一第一環形容置槽與一第二環形容置槽以及一環形槽，端部循環件容置於第一環形容置槽，緩衝防塵件及固定件容置於第二環形容置槽。

在本創作一較佳實施例中，第一環形容置槽之內徑小於第二環形容置槽之內徑，且環形槽之內徑小於第二環形容置槽之內徑。

在本創作一較佳實施例中，緩衝防塵件之材質係為軟性材質。

在本創作一較佳實施例中，固定件之材質係為剛性材質。

在本創作一較佳實施例中，端部組件與螺帽本體之組裝無須螺絲鎖固。

在本創作一較佳實施例中，滾珠螺桿係為小型滾珠螺桿。

綜上所述，依據本創作之滾珠螺桿，透過新穎的結構設計，使得端部組件與螺帽本體組裝時無須使用螺絲鎖固，因此相當適合小型或微型滾珠螺桿(其螺帽外徑較一般滾珠螺桿小)使用，或者是無螺絲鎖固空間之滾珠螺桿使用，同時，還能提供避免設置螺孔時產生公差的效果。與習知技術相比，因為本創作之滾珠螺桿無須設置螺孔，生產時亦無須實施螺鎖步驟，故當然使得製程更為容易，並節省生產成本。

另外，配合上述設計，本創作之滾珠螺桿可以是於螺帽本體上形成貫通螺帽本體之外表面及內表面的組裝開口，以供迴流器設置。特別的是，組裝開口不僅貫通螺帽本體內外，且係自螺帽本體之一端面向另一端面之方向延伸，因此組裝開口相對於螺帽本體呈現一開放式之開口結構，適合使用開放式的加工方法來製成。而開放式的加工方法，例如車銑等，係相對容易，且易於品管的加工手段。

相較於習知僅於螺帽本體之外表面、或端面上形成非貫通式的凹槽結構而言，本創作無需額外考量螺帽本體之肉厚是否足夠，且無因為經加工造成肉厚薄化，後經熱處理後，容易產生熱變形量大且容易碎裂的問題。再者，本創作之滾珠螺桿於加工過程中也不易在組裝開口處產生扭曲，影響後續之組裝精度。

整體而言，本創作之滾珠螺桿因其結構的特殊設計，可透過簡易的加工製程完成，不僅大幅降低加工之難度與耗費時間，更可進一步地提高的製造精度及良率，以提升滾珠螺桿整體運作時的穩定性。

〔習知〕

無

〔本創作〕

1‧‧‧滾珠螺桿

11‧‧‧螺桿

111‧‧‧軌道槽

12‧‧‧螺帽

121‧‧‧螺帽本體

122‧‧‧組裝開口

123‧‧‧內滾珠槽

124‧‧‧迴流通道

125‧‧‧第一環形容置槽

126‧‧‧第二環形容置槽

127‧‧‧環形槽

13‧‧‧端部組件

131‧‧‧端部循環件

132‧‧‧緩衝防塵件

133‧‧‧固定件

134‧‧‧循環通道

135‧‧‧循環部

136‧‧‧環狀部

14‧‧‧滾珠

ES1‧‧‧第一端面

ES2‧‧‧第二端面

IS‧‧‧內表面

OS‧‧‧外表面

圖1為依據本創作一實施例之一種滾珠螺桿的外觀示意圖。

圖2為圖1所示之滾珠螺桿的分解示意圖。

圖3為圖2所示之端部組件的放大示意圖。

圖4為圖1所示之滾珠螺桿於剖面線A-A的剖面示意圖。

以下將參照相關圖式，說明依據本創作實施例之一種滾珠螺桿，其中相同的元件將以相同的符號加以說明。

圖1為依據本創作一實施例之一種滾珠螺桿的外觀示意圖，圖2為圖1所示之滾珠螺桿的分解示意圖。請參考圖1及圖2所示，依據本創作之滾珠螺桿1包括一螺桿11、一螺帽12以及複數滾珠14。

詳細而言，螺桿11具有一軌道槽111。螺帽12滑設於螺桿11，且包括一螺帽本體121以及二端部組件13。然而，端部組件13的數目非限制必為二個，例如在其他實施例中，亦可以只有一端設置端部組件13，而另一端不設置或僅設置一般的端蓋與循環元件。螺帽本體121具有二個組裝開口122，其數目係與端部組件13相對應，以供端部組件13組裝。螺帽本體121內側還具有對應軌道槽111之一內滾珠槽123。其中，內滾珠槽123與軌道槽111共同構成一內滾珠通道，且螺帽本體121之一側對應內滾珠通道還具有一迴流通道124，而迴流通道124與內滾珠通道分別為滾珠螺桿之滾珠循環通道之一部分，提供滾珠14循環運動的途徑。

圖3為圖2所示之端部組件的放大示意圖，請同時參考圖2及圖3所示，端部組件13包括一端部循環件131、一緩衝防塵件132以及一固定件133。在組裝時，係可將端部循環件131至少部分裝設於組裝開口122內，以與螺帽本體121結合；其次，再將緩衝防塵件132裝設於端部循環件131相對於螺帽本體121之另一側，或稱為端部循環件131之外側；再者，再將固定件133裝設於緩衝防塵件132相對於端部循環件131之另一側，也可稱之為緩衝防塵件132之外側。然而，需特別強調的是，三者與螺帽本體121之組裝並無使用螺絲鎖固，而係透過卡合或與卡合類似之手段達成，其具體說明請參考下述。

端部循環件131更包含一循環通道134，而內滾珠通道以及迴流通道124係藉由循環通道134連通以形成滾珠循環通道。複數滾珠14容置於由循環通道134、內滾珠通道以及迴流通道124所形成滾珠循環通道中，以作為作動媒介，使螺帽12可以相對螺桿11移動。

於本實施例中，二組裝開口122係設置於螺帽本體121之相對側，即螺帽本體121之相對二端面。詳細而言，二組裝開口122皆自螺帽本體121之一端面向另一端面之方向延伸，以其中一組裝開口122為例說明，其係自螺帽本體121之第一端面ES1向第二端面ES2之方向延伸，同時，組裝開口122還貫通了螺帽本體121之外表面OS及內表面IS，進而相對於螺帽本體121呈現一「開放式」之缺口形式。因此，於製程上，本實施例僅須透過車床銑削之方式，特別是CNC車銑之方式，即可採開放作業的方式，於螺帽本體121上，例如從第一端面ES1或從外表面OS起，前者係向第二端面ES2，後者係向內表面IS，直接削除預定尺寸的塊體，而形成組裝開口122。於實際應用中，組裝開口122亦可經由車削或切割加工成型。此外，螺帽本體121定義出組裝開口122的邊壁後續更可透過研磨及/或拋光等方式處理，將粗成型後剩餘的毛邊去除，有助降低公差，本創作於此不限。又，上述未說明之其他操作部分應為本創作所屬技術領域中具有通常知識者所能理解者，於此不再贅述。

另外，值得一提的是，因為組裝開口122可以透過開放式加工的方式製成，且為貫穿內外的開口，故實施品管時，有檢測容易，量測工具簡單化的優勢，實際應用時，可以利用二維檢測即可確保產品之精度，相對習知技術而言，有縮短製程或品管時間，降低成本的好處。相較於習知技術，本創作之螺帽本體121及其組裝開口122，因其結構設計的特殊性，可透過開放式加工方式形成，不僅大幅降低細小結構加工之難度與耗費時間，更有利於提高組裝開口之精度。

緩衝防塵件132可以軟性原料製成，如樹脂、塑膠或橡膠等材質；固定件133可以剛性原料製成，如鐵或鋼等金屬材質，兩者之間有一定程度的彈性差異，以分別提供滾珠螺桿1所需之不同功能，例如緩衝防塵件132設置於端部循環件131及固定件133之間，可以藉由緩衝防塵件132軟性材質的特性，以吸收端部組件13組裝時的公差，並提供較佳的防塵及/或油封效果。而固定件133設置於螺帽12的最外側，藉由剛性材質的特性，提升抗撞擊能力。

圖4為圖1所示之滾珠螺桿於剖面線A-A的剖面示意圖，請同時參照圖2至圖4所示，在本實施例中，螺帽本體121之一端包括有一第一環形容置槽125、一第二環形容置槽126以及一環形槽127。在本實施例中，環形槽127係形成於螺帽本體121於第一端面ES1或第二端面ES2處，且環形槽127之內徑小於第二環形容置槽126之內徑。另外，第二環形容置槽126之內徑大於第一環形容置槽125之內徑。環形槽127係由螺帽本體121向內側之凸塊PS所定義出來，而端部循環件131、緩衝防塵件132以及固定件133依序組裝至第一環形容置槽125與第二環形容置槽126內，且特別地，端部循環件131容置於第一環形容置槽125，緩衝防塵件132以及固定件133容置於第二環形容置槽126。

特別說明的是，端部循環件131可分為一循環部135以及一環狀部136，其中，循環部135中設置有前述之循環通道134，並且設置於組裝開口122，而與螺帽本體121定義出組裝開口122之邊緣達成卡合的效果，以穩定端部循環件131與螺帽本體121之相對位置，避免發生旋轉位移的問題。另外，環狀部136則容置於第一環形容置槽125。緩衝防塵件132容置於第二環形容置槽126，藉由軟性材質的特性，吸收組裝時的公差，同時提供防塵及/或油封效果。固定件133位於最外側，但同樣容置於第二環形容置槽126。固定件133較佳係為C型固定件，在組裝時，固定件133可以先承受外力擠壓，使得體積縮小後，得以穿過環形槽127，再被設置於第二環形容置槽126。之後，藉由釋放固定件133自身具有的彈力或形變能力，使固定件133可以擴張並頂抵第二環形容置槽126，藉此在沿螺桿11之長軸的方向上固定端部組件13，避免端部組件13發生縱向位移的問題。

依據上述，由於螺帽本體121具有組裝開口以與端部組件13組裝，且端部組件13又具有固定件，故可以達到端部組件13與螺帽本體121之組裝無須螺絲鎖固也可以防止位移產生之功效。當然，實際應用上，滾珠螺桿若為小型或微型滾珠螺桿，或者無螺絲鎖固空間之螺桿，運用上述結構可以發揮相當好的效果。

承上所述，依據本創作之滾珠螺桿，透過新穎的結構設計，使得端部組件與螺帽本體組裝時無須使用螺絲鎖固，因此相當適合小型或微型滾珠螺桿(其螺帽外徑較一般滾珠螺桿小)使用，或者是無螺絲鎖固空間之滾珠螺桿使用，同時，還能提供避免設置螺孔時產生公差的效果。與習知技術相比，因為本創作之滾珠螺桿無須設置螺孔，生產時亦無須實施螺鎖步驟，故當然使得製程更為容易，並節省生產成本。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本創作之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。