TWM466989U - 具有預壓組件之滾珠螺桿 - Google Patents

Description

具有預壓組件之滾珠螺桿

本創作係為一種具有預壓組件之滾珠螺桿，尤指預壓組件相互組配之接合手段。

滾珠螺桿因應各種需求會有不同設計，如想要讓滾珠螺桿能順暢運行就會讓螺帽、滾珠與螺桿之間保留一間隙，而非完全接觸配合，此間隙即為業界所稱的背隙，其應用於精密等級較低的設備。但是當滾珠螺桿使用在高精密度的領域時，需要擁有更高的定位精度，故於製造時會讓螺桿、滾珠與螺帽之間是緊密無間隙的接觸，而此作法是在兩螺帽之間提供一預壓力把兩螺帽朝相對或相異之方向推抵，如此便能夠使螺桿、滾珠與螺帽之間的間隙消除，以解決滾珠螺桿運行時造成的行程誤差。

誠如第一圖至第三圖所示，習用具預壓組件之螺帽旋轉式滾珠螺桿，係包含：一外螺帽(5)、兩內螺帽(2、3)、一預壓組件(4)、複數滾動體(7)、一螺桿(1)，該外螺帽(5)與其中一該內螺帽(2)之間係設有複數滾動體(7)(該滾動體可為滾珠或滾柱)作為兩者之間的傳動介質，該預壓組件(4)係設置於兩該內螺帽(2、3)之間，該預壓組件係由第一構件(41)及第二構件(42)組成，兩該構件(41、42)外型為C型狀，其C型之兩端部係分別以凸塊(412、422)相互配合，兩該凸塊(412、422)配合後形成一接合部(A、B)， 而各該凸塊(412、422)與鄰邊係以一直角銜接(如第三圖之放大圖所標示的角度為90度)；兩該內螺帽(2、3)與該預壓組件(4)係設有相對之鍵槽(21、31、411)，該鍵槽(21、31、411)係供一鍵(6)設置，故該鍵(6)係跨設於兩內螺帽(2、3)及第一構件(41)之間，而該鍵(6)再以一螺絲(Z)螺固於該鍵槽(21、31、411)；兩該內螺帽(2、3)與該預壓組件(4)係設有相對之插槽(421、22)(另一內螺帽之插槽未有圖示)，該插槽(421、22)係供插銷(8)設置，故該插銷係跨設於兩內螺帽(2、3)及第一構件(41)之間，該插銷(8)用以限制該預壓組件(4)徑方向之自由度；兩該內螺帽(2、3)及預壓組件(4)係提供該螺桿(1)穿設其中；兩該螺帽(2、3)與螺桿(1)之間係設有複數該滾動體(7)，該預壓組件(4)使兩該內螺帽(2、3)朝相對或相異之軸方向(S)位移，使得兩該內螺帽(2、3)、複數滾動體(7)及螺桿(1)之間的配合無間隙存在。而此種螺帽旋轉式滾珠螺桿係以該外螺帽(5)與設備之動平台結合及螺桿(1)之兩端固定於設備，藉由驅動源轉動兩該內螺帽(2、3)旋轉，使得兩該內螺帽(2、3)朝軸方向(S)往復運行，進而帶動外螺帽(5)及設備之一動平台，達到驅動之目的。

上述習知預壓組件(4)之容置配合型態，經本案創作人長時間研究使用後發現，該習知技術仍具以下問題須改進：當驅動源驅動兩該內螺帽(2、3)旋轉時，其旋轉的過程中會產生一離心力使得該預壓組件(4)因未妥善固定而掉出，其原因如第三圖所示，該第一構件(41)係藉由該鍵(6)、插銷(8)及接合部(A、B)的配合，以限制其因離心力而朝徑方向(O、R、P)位移的自由度；反觀，第二構件(42)只藉由接合部(A、B)與第一構件(41)配合、以及該插銷(8)的固定，故限制了該徑方向(Q、R、P)之自由度，而插銷(8)主要限制該第二構件(42)之徑方向(Q) 的自由度，然而，第二構件(42)常因為兩該內螺帽(2、3)的轉速過快而形成較大的離心力，因此由徑方向(Q)掉出兩該內螺帽(2、3)之間，而使得預壓的效果失效，造成滾珠螺桿的精度下降，這是因為插銷(8)受到螺帽之壁厚限制(註：由上段落可得知該插銷係插設於兩該螺帽之插槽，而插槽的大小受限於螺帽之壁厚，故也限制了插銷之尺寸)，無法使用尺寸較大之插銷來限制第二構件(42)的徑方向(Q)的自由度，故因為插銷(8)無法承受該第二構件(42)因離心力所產生的剪應力，而使得該插銷(8)斷裂，造成該第二構件(42)掉出兩該內螺帽(2、3)之間。

本創作之目的，即在解決預壓組件在與螺帽旋轉時，使預壓組件朝徑方向甩落的問題。

為達成上述之目的，本創作係為一種具有預壓組件之滾珠螺桿，係包括：一螺桿；兩內螺帽，兩該內螺帽係供該螺桿插設其中；複數滾動體，該內螺帽與該螺桿之間係設有滾動體；一預壓組件，其容置於兩該內螺帽之間，該預壓組件係由複數構件組成；一接合手段，係用以限制各該構件之任意徑方向之自由度。

較佳的，該滾珠螺桿更包括有一外螺帽，且該外螺帽係套設於其中一該內螺帽，且兩者之間係設有複數滾動體。

較佳的，該接合手段係分別設於兩該構件之兩端部，兩該端部係分別凸設一凸塊相互配合，各該凸塊與鄰邊係以小於90度之夾角銜接。

較佳的，該接合手段係分別設於兩該構件之兩端部，一該構件之兩該端部係分別形成一鳩尾槽，另一該構件之兩端部係為一鳩形塊， 該鳩形槽與該鳩形塊相互配合。

較佳的，該接合手段係分別設於兩該構件之兩端部，一該構件之一該端部係為一鳩尾槽、另一端部係為鳩尾塊，另一該構件之一該端部係為一鳩尾槽、另一端部係為鳩尾塊，該鳩尾槽與該鳩尾塊相互配合。

較佳的，該接合手段係分別設於兩該構件之兩端部，一該構件之兩該端部係分別設有一凹部，另一該構件之兩端部係分別設有一凸部，該凸部係包括一頭部及一頸部，該頭部最大之寬度大於該頸部最大之寬度，該凹部之內輪廓係相對該凸部之外型，使該凸部與該凹部係相互卡合。

較佳的，該接合手段係分別設於兩該構件之兩端部，一該構件之一端部係設有一凹部、另一端部係設有一凸部，另一該構件之一端部係設有一凹部、另一端部係設有一凸部；該凸部係包括一頭部及一頸部，該頭部最大之寬度大於該頸部最大之寬度，該凹部之內輪廓係相對該凸部之外型，使該凸部與該凹部係相互卡合。

較佳的，該接合手段係分別設於兩該構件之兩端部，一該構件之兩端部分別設有一延伸部及一凹部，該凹部係設置於該延伸部；另一該構件之兩端部分別設有一延伸部及凸部，該凸部係設置於該延伸部；兩該構件之延伸部係相對堆疊設置，使該凸部係容設於該凹部。

較佳的，該接合手段係分別設於兩該構件之兩端部，一該構件之一端設有一延伸部及一凹部、另一端設有一延伸部及凸部；另一該構件之一端設有一延伸部及一凹部、另一端設有一延伸部及凸部；該凹部係設置於該延伸部，該凸部係設置於該延伸部；兩該構件之延伸部係相對堆疊設置，使該凸部係容設於該凹部。

較佳的，該接合手段係分別設於兩該構件之兩端部，第一構件及第二構件的兩端係分別為一凹部及一凸部所組成，且兩該構件之該凸部之外形係相對該凹部之內輪廓。

本創作之功效，藉由該接合手段來限制該預壓組件之徑方向的任意自由度，因此當內螺帽被動力源驅動旋轉時，該預壓組件不會因為離心力的作用，而朝徑方向脫落，故可維持該滾珠螺桿品質及運行精度，且因為該接合手段利用巧妙的結構設計可達到方便組裝之特性故不會增加生產成本。另外，藉由該接合手段設計，能省略其中一構件的固定銷，以簡化該預壓組件的固定結構及配件數。

前案技術

1‧‧‧螺桿

2、3‧‧‧內螺帽

21、31、411‧‧‧鍵槽

4‧‧‧預壓組件

41‧‧‧第一構件

42‧‧‧第二構件

412、422‧‧‧凸塊

421、22‧‧‧插槽

5‧‧‧外螺帽

6‧‧‧鍵

7‧‧‧滾動體

8‧‧‧插銷

A、B‧‧‧接合部

O、P、Q、R‧‧‧徑方向

S‧‧‧軸方向

Z‧‧‧螺絲

本案技術

1‧‧‧螺桿

2、5‧‧‧內螺帽

3231‧‧‧頭部

4‧‧‧外螺帽

21、311、51‧‧‧鍵槽

3‧‧‧預壓組件

31‧‧‧第一構件

312‧‧‧鳩尾槽

313、3141‧‧‧凹部

314、324‧‧‧延伸部

315、325‧‧‧凸塊

32‧‧‧第二構件

321、22‧‧‧插槽

322‧‧‧鳩尾塊

323、3241‧‧‧凸部

3232‧‧‧頸部

6‧‧‧鍵

7‧‧‧插銷

8‧‧‧滾動體

C、D‧‧‧接合手段

F、I、E‧‧‧厚度

G‧‧‧角度

H、N‧‧‧寬度

O、P、Q、R‧‧‧徑方向

S‧‧‧軸方向

Z‧‧‧螺絲

第一圖為習知技術具有預壓組件之滾珠螺桿之立體圖。

第二圖為習知技術具有預壓組件之滾珠螺桿之爆炸圖。

第三圖為習知技術之預壓組件的G-G剖面圖。

第四圖為本創作第一較佳實施例具有預壓組件之滾珠螺桿之立體圖。

第五圖為本創作第一較佳實施例具有預壓組件之滾珠螺桿之爆炸圖。

第六圖為本創作第一較佳實施例之預壓組件的J-J剖面圖、接合手段之局部放大圖。

第七圖為本創作第二較佳實施例之預壓組件的組合前視及側視圖、接合手段之局部放大圖。

第八圖為本創作第三較佳實施例之預壓組件的組合前視及側視圖、接合手 段之局部放大圖。

第九圖為本創作第三較佳實施例之預壓組件的組合前視及側視圖、接合手段之局部放大圖。

第十圖為本創作第四較佳實施例之預壓組件的組合前視及側視圖、接合手段之局部放大圖。

誠如第四及第五圖所示，本創作之第一較佳實施例的具有預壓組件之滾珠螺桿，係包含：一外螺帽(4)、兩內螺帽(2、5)、一預壓組件(3)、複數滾動體(8)、一螺桿(1)、一接合手段(C、D)，該外螺帽(4)係套設於其中一該內螺帽(2)，且該內螺帽(2)與該外螺帽(4)之間係設有複數滾動體(8)，該滾動體(8)在兩者之間作動，兩該內螺帽(2、5)之間係設有該預壓組件(3)，該預壓組件(3)於本實例係由第一構件(31)及第二構件(32)組成(註：但亦可為兩個以上之構件組成)，兩該構件(31、32)外型為C型狀，其C型之兩端部係分別以凸塊(315、325)相互配合，兩該凸塊(315、325)配合後形成該接合手段(C、D)，而各該凸塊(315、325)與鄰邊係以一夾角(如第六圖之角度G所示，該角度係小於90度)銜接；一鍵(6)跨設於兩該內螺帽(2、5)與該預壓組件(3)所設相對鍵槽(21、311、51)之中，而該鍵(6)再以一螺絲(Z)螺固於該鍵槽(21)；一插銷(7)係設於兩內螺帽(2、5)及第一構件(31)所設相對插槽(321、22)(另一內螺帽之插槽未有圖示)之中，其該插銷(7)係用以限制該預壓組件(3)徑方向之自由度；兩該內螺帽(2、5)及預壓組件(3)係提供該螺桿(1)穿設其中；兩該內螺帽(2、5)與螺桿(1)之間係設有複數該滾動體(8)，該預壓組件(3)讓兩該內螺帽(2、5)朝相對或相異之軸方向(S)位移，使得兩該螺帽(2、 5)、複數滾動體(8)及螺桿(1)之間的配合無間隙存在。

再請參閱第五圖所示，本創作於驅動源驅動兩該內螺帽(2、5)旋轉時，能藉由上述技術結構以限制預壓組件(3)之徑方向(O、P、Q、R)的自由度；如第六圖所示，該第一構件(31)係藉由該鍵(6)、插銷(7)及接合手段(C、D)的配合，以限制因離心力而朝徑方向(O、R、P)位移的自由度；第二構件(32)係藉由插銷(7)及接合手段(C、D)的配合，限制該第二構件(32)之徑方向(Q)的自由度。

請參閱第七圖所示，本創作之第二較佳實施例與第一較佳實施例不同在於：該第一構件(31)之兩端部係為一鳩尾槽(312)，該第二構件(32)之兩端部係為一鳩尾塊(322)，藉由該鳩尾槽(312)與該鳩尾塊(322)相互配合形成該接合手段(C、D)；另外，第一構件及第二構件兩端亦可為一端設置該鳩尾槽(312)另一端設置鳩尾塊(322)，前述因為本較佳實施例的單純置換故就省略圖式之輔助說明；其餘元件結構及組態和產生功效與第一較佳實施例相同，在此不再多作贅述。

請參閱第八圖、第九圖所示，本創作之第三較佳實施例與第一較佳實施例不同在於：該接合手段(C、D)係由一凹部(313)及一凸部(323)所組成，該凹部(313)係設置於該第一構件(31)之兩端部，該凸部(323)係設置於該第二構件(32)之兩端部，該凸部(323)係包括一頭部(3231)及一頸部(3232)，且該頭部(3231)之外形係為圓弧形、球形(如第九圖所示)、三角形、稜形或矩形(如第八圖所示)，且該頭部(3231)最大之寬度(H)大於該頸部(3232)最大之寬度(N)，而該凹部(313)之內輪廓係相對該凸部(323)之外型；使該凸部(323)與該凹部(313)係相互卡合，而卡合能為緊配合或餘隙配合； 另外，第一構件及第二構件兩端亦可為一端設置該凹部(313)另一端設置凸部(323)，前述因為本較佳實施例的單純置換故就省略圖式來輔助說明；其餘元件結構及組態和產生功效與第一較佳實施例相同，在此不再多作贅述。

請參閱第十圖所示，本創作之第四較佳實施例與第一較佳實施例不同在於：該接合手段的結構；該第一構件(31)係於兩端部分別設有一延伸部(314)及一凹部(3141)，該凹部(3141)係設置於該延伸部(314)，於本較佳實施例該凹部(3141)係為一穿孔或一盲孔，該延伸部(314)之厚度(I)係約為該第一構件(31)之厚度(F)的二分之一為最佳；該第二構件(32)係於兩端部設有一延伸部(324)及凸部(3241)，該凸部(3241)係設置於該延伸部(324)，該延伸部(324)之厚度(E)係約為該第一構件(31)之厚度(F)的二分之一為最佳；而該第一構件(31)之延伸部(314)係相對該第二構件(32)之延伸部(324)堆疊設置，且該凸部(3241)係容設於該凹部(3141)，該凹部(3141)之內輪廓係為圓形(如圖十所示)、三角形、長方形或稜形，該凸部(3241)之外形係相對該凹部(3141)之內輪廓；讓該凹部(3141)及凸部(3241)可相互為緊配合或餘隙配合，而形成該接合手段(C、D)；另外，第一構件及第二構件兩端亦可為一端設置該延伸部(314)及一凹部(3141)、另一端設置該延伸部(324)及凸部(3241)，前述因為本較佳實施例的單純置換故就省略圖式來輔助說明；其餘元件結構及組態和產生功效與第一較佳實施例相同，在此不再多作贅述。

綜所上述，本創作之一種具有預壓組件(3)之滾珠螺桿為使預壓組件(3)與內螺帽(2、5)旋轉時，可限制預壓組件(3)之任意徑方向自由度，避免內螺帽(2、5)施轉時預壓構件(31、32)甩落，而減少預壓組件(3)之損耗及生產成本，此具有產業之可利用性應已毋庸置疑，除此之外，在本 案所揭露之特徵技術，在申請之前未曾見於諸刊物，亦未曾被公開使用，不但具有上述功效之實，更具有不可輕待之附加功效，是故，本創作之新穎性及進步性都已符合專利法規，爰依法提出創作專利之申請，祈請惠予審查並早日賜准專利，實感德便。

以上所示較佳實施例之揭示係用以說明本創作，並非用以限制本創作，故舉凡數例之變化與等效元件之置換，仍應隸屬本創作之範疇。

1‧‧‧螺桿

31‧‧‧第一構件

32‧‧‧第二構件

311‧‧‧鍵槽

315、325‧‧‧凸塊

6‧‧‧鍵

C、D‧‧‧接合手段

G‧‧‧角度

O、P、Q、R‧‧‧徑方向

Claims (12)

1. 一種具有預壓組件之滾珠螺桿，係包括：一螺桿；兩內螺帽，兩該內螺帽係供該螺桿插設其中；複數滾動體，該內螺帽與該螺桿之間係設有滾動體；一預壓組件，其容置於兩該內螺帽之間，該預壓組件係由複數構件組成；一接合手段，係用以限制各該構件之任意徑方向之自由度。
2. 如申請專利範圍第1項所述具有預壓組件之滾珠螺桿，其中，該滾珠螺桿更包括有一外螺帽，且該外螺帽係套設於其中一該內螺帽，且兩者之間係設有複數滾動體。
3. 如申請專利範圍第1項所述具有預壓組件之滾珠螺桿，其中，該接合手段係分別設於兩該構件之兩端部，兩該端部係分別凸設一凸塊相互配合，各該凸塊與鄰邊係以小於90度之夾角銜接。
4. 如申請專利範圍第1項所述具有預壓組件之滾珠螺桿，其中，該接合手段係分別設於兩該構件之兩端部，一該構件之兩該端部係分別形成一鳩尾槽，另一該構件之兩端部係為一鳩尾塊，該鳩尾槽與該鳩尾塊相互配合。
5. 如申請專利範圍第1項所述具有預壓組件之滾珠螺桿，其中，該接合手段係分別設於兩該構件之兩端部，一該構件之一該端部係為一鳩尾槽、另一端部係為鳩尾塊，另一該構件之一該端部係為一鳩尾槽、另一端部係為鳩尾塊，該鳩尾槽與該鳩尾塊相互配合。
6. 如申請專利範圍第1項所述具有預壓組件之滾珠螺桿，其中，該接合手段係分別設於兩該構件之兩端部，一該構件之兩該端部係分別設有一凹部，另一該構件之兩端部係分別設有一凸部，該凸部係包括一頭部及一頸部，該頭部最大之寬度大於該頸部最大之寬度，該凹部之內輪廓係相對該凸部 之外型，使該凸部與該凹部係相互卡合。
7. 如申請專利範圍第1項所述具有預壓組件之滾珠螺桿，其中，該接合手段係分別設於兩該構件之兩端部，一該構件之一端部係設有一凹部、另一端部係設有一凸部，另一該構件之一端部係設有一凹部、另一端部係設有一凸部；該凸部係包括一頭部及一頸部，該頭部最大之寬度大於該頸部最大之寬度，該凹部之內輪廓係相對該凸部之外型，使該凸部與該凹部係相互卡合。
8. 如申請專利範圍第6或7項所述具有預壓組件之滾珠螺桿，其中，該頭部之外形係為圓弧形、球形、三角形、稜形或方形。
9. 如申請專利範圍第1項所述具有預壓組件之滾珠螺桿，其中，該接合手段係分別設於兩該構件之兩端部，一該構件之兩端部分別設有一延伸部及一凹部，該凹部係設置於該延伸部；另一該構件之兩端部分別設有一延伸部及凸部，該凸部係設置於該延伸部；兩該構件之延伸部係相對堆疊設置，使該凸部係容設於該凹部。
10. 如申請專利範圍第1項所述具有預壓組件之滾珠螺桿，其中，該接合手段係分別設於兩該構件之兩端部，一該構件之一端別設有一延伸部及一凹部、另一端一延伸部及凸部；另一該構件之一端別設有一延伸部及一凹部、另一端一延伸部及凸部；該凹部係設置於該延伸部，該凸部係設置於該延伸部；兩該構件之延伸部係相對堆疊設置，使該凸部係容設於該凹部。
11. 如申請專利範圍第9或10項所述具有預壓組件之滾珠螺桿，其中，該凹部之外形係為圓形、三角形、長方形或稜形；該凸部之外形係相對該凹部之內輪廓。
12. 如申請專利範圍第9或10項所述具有預壓組件之滾珠螺桿，其中，該凹 部係為一穿孔或一盲孔。