TWM484028U - 滾珠花鍵組及其滾珠保持器 - Google Patents

Description

滾珠花鍵組及其滾珠保持器

本創作係關於一種滾珠花鍵組及其滾珠保持器，特別係關於一種製程簡單、易於加工，且可節省材料之滾珠花鍵組及其滾珠保持器。

於各種滾珠花鍵組中，滾珠保持器扮演了核心角色，一方面必須具備足夠的剛性，以導引滾珠滾動，另一方面在結構上又有極高的精度要求，以避免整體組件的運作效能不佳，或產生異常噪音。

圖1A為習知滾珠花鍵組1a的示意圖，其主要元件包括花鍵軸11、外筒12a、滾珠保持器13、端蓋14以及循環運動於該些元件之間的滾珠15。其中，滾珠保持器13係為一圓筒狀，且設置於花鍵軸11與外筒12a之間。如此，滾珠開孔132可與花鍵軸11的軌道槽112及外筒12a的滾珠槽122共同形成複數個滾珠通道。滾珠15進而可於該些滾珠通道中滾動。

滾珠保持器13主要係用以導引及保持滾珠15本身的滾動路徑。為避免滾珠保持器13與其它元件的轉動移位，滾珠保持器13上設有複數個定位肋條131，其可與外筒12a的定位槽121對應卡合。然而，如圖1A所示的習知滾珠保持器13，其體積龐大，且外筒12a需額外設置定位槽121。如此，不僅使製作成本提高，亦使製作程序變的較為繁複。

圖1B為另一種習知滾珠花鍵組1b的示意圖，圖1C為圖1B所示之滾珠花鍵組1b的徑向剖面示意圖。滾珠花鍵組1b包括花鍵軸11、外筒12b、端蓋14以及循環運動於該些元件之間的滾珠15，花鍵軸11上同樣的設置有軌道槽112。滾珠花鍵組1b雖無使用如圖1A所示之圓筒狀滾珠保持器13，而如圖1C所示的，是改以在外筒12b上直接設置具有滾珠保持結構125的內珠溝123，並藉此達到保持及限制滾珠15滾動的功能。 然而，由於滾珠15大部份的體積係由內珠溝123所負荷，因此滾珠保持結構125的深度及弧度皆需設計為較大。如此一來，將使內珠溝123的加工研磨較為困難及不易。

因此，如何提供一種製程簡單、易於加工，且可節省材料的滾珠花鍵組及其滾珠保持器，已成為重要的課題之一。

有鑑於上述課題，本創作之目的為提供一種製程簡單、易於加工，且可節省材料的滾珠花鍵組及其滾珠保持器。

為達上述目的，本創作提供一種滾珠保持器，包含一本體、二導引部以及至少一定位部。本體具有一長軸，且沿長軸方向設有一滾珠開孔。導引部各自設置於本體沿長軸方向的一端。定位部設置於本體之相對該些導引部之至少其中任一的另一側。

在一實施例中，各導引部具有一導引面。各導引面係自滾珠開孔之兩端延伸設置。

在一實施例中，本體沿長軸方向的兩側邊，各自與定位部所在之表面形成具有鈍角結構的限位部。

為達上述目的，本創作提供一種滾珠花鍵組，包含一花鍵軸、一外筒、複數滾珠保持器、二端蓋以及複數滾珠。花鍵軸具有一軸本體及複數軌道槽。該些軌道槽設置於軸本體之表面。外筒套設並滑動設置於花鍵軸。外筒具有複數滾珠槽及複數循環通道。滾珠保持器各自具有一本體、二導引部及至少一定位部。本體具有一長軸，且沿長軸方向設有一滾珠開孔。導引部各自設置於本體沿長軸方向的一端。定位部設置於本體之相對該些導引部之至少其中任一的另一側並滑設於該些軌道槽。該些滾珠開孔、該些軌道槽及該些滾珠槽對應形成複數滾珠通道。端蓋套設於花鍵軸，並分別設置於外筒之兩端。端蓋具有複數迴流通道。該些迴流通道位於該些滾珠通道及該些循環通道的兩端。對應之該些滾珠通道、該些循環通道及該些迴流通道共同形成複數滾珠循環路徑。複數滾珠容置於該些滾珠循環路徑。

在一實施例中，各導引部具有一導引面。各導引面係自滾珠 開孔之兩端延伸設置。

在一實施例中，本體沿長軸方向的兩側邊，各自與定位部所在之表面形成具有鈍角結構的限位部。

在一實施例中，該些滾珠槽各自具有一滾珠接觸部以及二非滾珠接觸部，且非滾珠接觸部各自位於該滾珠接觸部的相對之一側。

在一實施例中，非滾珠接觸部的形狀係對應於限位部的形狀。

在一實施例中，滾珠槽係以拉刀拉削或抽拉成型的加工方式形成。

承上所述，依據本創作之滾珠花鍵組及其滾珠保持器，其中，滾珠保持器包括具有滾珠開孔的本體、導引部及定位部。滾珠保持器可藉由滾珠開孔限制及導引滾珠滾動的路徑，並藉由導引部導引滾珠迴流，並利用定位部直接與軌道槽滑合設置，以避免與其它元件發生轉動移位。因此，本創作之滾珠花鍵組不需製作完整圓筒狀的滾珠保持器，如此，不僅可使滾珠花鍵組整體結構較為簡單，亦可簡化加工程序以及節省工作物料。

再者，由於本創作之滾珠保持器的本體負擔了滾珠部份的厚度，使軌道槽的滾珠接觸部的深度可設計成較淺，如此可減少研磨死角的產生，使研磨過程較為容易，並使其可以拉刀拉削或抽拉成型的加工方式取代習知的線切割。此外，相較於習知，本創作之滾珠保持器整體尺寸明顯減小許多，因此，可達到節省材料及避免製作模具尺寸過大等功效。

1a、1b、2‧‧‧滾珠花鍵組

11、21‧‧‧花鍵軸

112、212‧‧‧軌道槽

12a、12b、22‧‧‧外筒

121‧‧‧定位槽

122、222‧‧‧滾珠槽

123‧‧‧內珠溝

125‧‧‧滾珠保持結構

13、23‧‧‧滾珠保持器

131‧‧‧定位肋條

132、232‧‧‧滾珠開孔

14、24‧‧‧端蓋

15、25‧‧‧滾珠

211‧‧‧軸本體

222a‧‧‧滾珠接觸部

222b‧‧‧左非滾珠接觸部

222c‧‧‧右非滾珠接觸部

223‧‧‧循環通道

224‧‧‧凸緣

230‧‧‧長軸

231‧‧‧本體

233‧‧‧導引部

234‧‧‧定位部

235‧‧‧限位部

241‧‧‧迴流通道

A-A‧‧‧剖面線

B‧‧‧區域

BC‧‧‧滾珠通道

D1‧‧‧厚度

D2‧‧‧深度

O1‧‧‧第一開口

O2‧‧‧第二開口

RP‧‧‧滾珠循環路徑

θ‧‧‧角度

圖1A為習知滾珠花鍵組的示意圖。

圖1B為另一種習知滾珠花鍵組的示意圖。

圖1C為圖1B所示之滾珠花鍵組的徑向剖面示意圖。

圖2A為依據本創作一實施例之一種滾珠花鍵組的示意圖。

圖2B為圖2A所示之滾珠花鍵組的分解圖。

圖3為圖2B所示之滾珠保持器的示意圖。

圖4為圖2A所示之滾珠花鍵組的軸向剖面圖。

圖5為圖2A所示之滾珠花鍵組之部分透視圖。

圖6為圖2A所示之滾珠花鍵組於剖面線A-A的剖面示意圖。

圖7為圖6所示之B區域的放大示意圖。

以下將參照相關圖式，說明依本創作較佳實施例之一種滾珠花鍵組及其滾珠保持器，其中相同的元件將以相同的參照符號加以說明。

圖2A為依據本創作一實施例之一種滾珠花鍵組2的示意圖，圖2B為圖2A所示之滾珠花鍵組2的分解圖。請同時參考圖2A及圖2B，在本實施例中，滾珠花鍵組2包括一花鍵軸21、一外筒22、複數個滾珠保持器23、二端蓋24以及複數滾珠25。

花鍵軸21具有一軸本體211以及複數軌道槽212。在本實施例中，係以花鍵軸21具有四個軌道槽212為例，然，軌道槽212的數目並不以此為限，端視應用上的需要。故在其它實施例中，花鍵軸21可具有其它數目的軌道槽212。在製作方面，可利用研磨裝置同時對軸本體211實施加工研磨，使複數個軌道槽212能於一次操作中製作完成。

外筒22亦可稱為花鍵螺帽，其為兩端開口的筒狀金屬件。外筒22套設並滑動設置於花鍵軸21。在實作上，外筒22與花鍵軸21之間的間隙可為0.05公釐至1公釐。然，本創作不以此為限制。外筒22具有與軌道槽212數目對應的複數滾珠槽222及複數循環通道223。其中，滾珠槽222係為長條形的凹槽，並貫通外筒22的兩端。

需特別說明的是，本實施例之外筒22係以具有一凸緣224為例。具有凸緣224的外筒22可增加滾珠花鍵組2的應用範圍。然，本創作並不以此為限制。

圖3為圖2B所示之滾珠保持器23的示意圖。事實上，圖3所繪示的複數個滾珠保持器23，為相同結構但不同呈現角度。請同時參考圖2B及圖3所示，在本實施例中，滾珠保持器23為一長條形的構件，其 本體231具有一長軸230。而本體231沿長軸230的方向設有一滾珠開孔232。滾珠開孔232位於本體231的中央，除了可限制及保持滾珠25的滾動方向外，亦可使滾珠25在組裝前仍能維持其位置，而避免掉落。

滾珠保持器23具有二導引部233，各自設置於本體231沿長軸230方向的一端。各導引部233的導引面可為一弧面，並自滾珠開孔232沿著長軸230的方向的兩端延伸設置，以進一步導引滾珠25迴流。另外，本體231於相對導引部233的另一側，則設有至少一定位部234。本實施例係以本體231相對於二導引部233的另一側各設有一定位部234為例。然，本創作不以此為限。詳細而言，各定位部234設置於本體231相對於導引部233的另一側上，並各自沿長軸230方向的一端設置。如此，各定位部234可滑設於花鍵軸21的軌道槽212(如圖2B)，以避免滾珠保持器23與花鍵軸21之間發生徑向移位。由於本實施例的滾珠保持器23係透過定位部234直接與花鍵軸21上的軌道槽212滑合，因此，本實施例之滾珠花鍵組2，不必具有如習知的完整圓筒狀的滾珠保持器13(如圖1A)，除了可使整體結構較為簡單，亦可簡化加工程序以及節省工作物料。

圖4為圖2A所示之滾珠花鍵組2的軸向剖面圖。請同時參考圖2B及圖4，在實際應用上，各滾珠保持器23的滾珠開孔232與對應的各軌道槽212及對應的各滾珠槽222可共同形成複數個滾珠通道BC(如圖4所示)，供滾珠25滾動。

由於本實施例的滾珠保持器23，並非如習知的滾珠保持器13(如圖1A)為圓筒形狀。而係以對應於軌道槽212的長條形狀設計，其整體尺寸明顯減小許多。因此，利用本實施例的滾珠保持器23，實可達到節省材料，以及避免製作模具尺寸過大等功效。

請再次參考圖2B所示，各端蓋24具有複數個迴流通道241。由於本實施例係以花鍵軸21具有四條軌道槽212為例，因此，各端蓋24較佳為具有四個迴流通道241，以對應各元件結構。然，本創作不以此為限制。並且，為求圖面簡潔，圖2B僅繪示二個迴流通道241以做說明。

在實作上，端蓋24套設於花鍵軸21，並設置在外筒22的兩端，如圖2A所示。接著，請參考圖5，圖5為圖2A所示之滾珠花鍵組 2之部分透視圖。端蓋24的迴流通道241則可對應於滾珠通道BC(如圖4)及外筒22的循環通道223(如圖5)。詳言之，每一條迴流通道241的兩端分別與一條滾珠通道BC及一條循環通道223相連接，以共同形成複數個滾珠循環路徑RP。當滾珠25於滾珠通道BC中移動至端蓋24的位置時，會順著滾珠保持器23的導引部233，並藉由迴流通道241產生反覆循環運動。具體來說，滾珠25可順著導引部233的弧面結構，將滾珠25導引進入迴流通道241當中，並藉由迴流通道241將其導引至對應的循環通道223中；待滾珠25運動至另一端的端蓋24時，可藉由另一端蓋24的迴流通道241，再將其導引回對應的滾珠通道BC中。

圖6為圖2A所示之滾珠花鍵組2於剖面線A-A的剖面示意圖，圖7為圖6所示之B區域的放大示意圖。請先同時參考圖3及圖6，在本實施例中，滾珠保持器23於本體231沿長軸230的兩側邊具有限位部235，其主要用以與外筒22的滾珠槽222配合應用，如圖6所示。

事實上，滾珠槽222具有一滾珠接觸部222a、一左非滾珠接觸部222b以及一右非滾珠接觸部222c，且左非滾珠接觸部222b以及右非滾珠接觸部222c各自位於滾珠接觸部222a的相對之一側，如圖6所示。需特別說明的是，於此所稱之「左」、「右」係以滾珠接觸部222a為基準，並以觀看者正向觀看圖面為準之方位而命名之。

滾珠接觸部222a係對應於滾珠保持器23的滾珠開孔232。詳言之，滾珠25可透過滾珠開孔232與滾珠接觸部222a接觸，如圖6所示，因此，稱之為滾珠接觸部。左非滾珠接觸部222b及右非滾珠接觸部222c係對應滾珠保持器23之限位部235的形狀。詳言之，當滾珠保持器23滑設於軌道槽212，並與外筒22的滾珠槽222搭配應用時，限位部235可設置於左非滾珠接觸部222b及右非滾珠接觸部222c的位置，如圖6所示。由於左非滾珠接觸部222b及右非滾珠接觸部222c係與限位部235接觸，而不與滾珠25接觸，因此，稱之為非滾珠接觸部。

需特別說明的是，為使圖面簡潔，以方便讀者瞭解，圖6僅繪示一串滾珠25，以及三個滾珠保持器23。然，本創作不以此為限制。滾珠25及滾珠保持器23的數量較佳係對應於軌道槽212及滾珠槽222的 數量。

請先同時參考圖3及圖6所示，在本實施例中，限位部235為一鈍角結構。需特別說明的是，於此「鈍角結構」係指各限位部235所在之側邊相對於定位部234所在之表面而言，如圖7所示之角度θ。由於左非滾珠接觸部222b及右非滾珠接觸部222c的形狀係對應於滾珠保持器23的限位部235(鈍角結構)。因此，滾珠槽222於較靠近花鍵軸21的第一開口O1會小於較遠離花鍵軸21的第二開口O2，如圖7所示。在此結構下，可以防止滾珠保持器23朝向外筒22的徑向中心掉落(如圖6)，以達到固定滾珠保持器23的功效。

請繼續參考圖7，在本實施例中，滾珠25部份的厚度D1係由滾珠保持器23所負擔，因此，滾珠接觸部222a的深度D2可設計為較淺。意即，滾珠25與滾珠接觸部222a所接觸的長度較短。於實作上，上述兩者接觸的長度可小於滾珠25圓周的四分之三。如此，便可減少研磨死角的產生，使研磨過程較為容易，其加工製作方式亦可以拉刀拉削或抽拉成型取代線切割。然，本創作不以上述為限。

綜上所述，依據本創作之滾珠花鍵組及其滾珠保持器，其中，滾珠保持器包括具有滾珠開孔的本體、導引部及定位部。滾珠保持器可藉由滾珠開孔限制及導引滾珠滾動的路徑，並藉由導引部導引滾珠迴流，並利用定位部直接與軌道槽滑合設置，以避免與其它元件發生徑向移位。因此，本創作之滾珠花鍵組不需製作完整圓筒狀的滾珠保持器，如此，不僅可使滾珠花鍵組整體結構較為簡單，亦可簡化加工程序以及節省工作物料。

再者，由於本創作之滾珠保持器的本體負擔了滾珠部份的厚度，使軌道槽的滾珠接觸部的深度可設計成較淺，如此可減少研磨死角的產生，使研磨過程較為容易，並使其可以拉刀拉削或抽拉成型的加工方式取代習知的線切割。此外，相較於習知，本創作之滾珠保持器整體尺寸明顯減小許多，因此，可達到節省材料及避免製作模具尺寸過大等功效。

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。

2‧‧‧滾珠花鍵組

21‧‧‧花鍵軸

211‧‧‧軸本體

212‧‧‧軌道槽

22‧‧‧外筒

222‧‧‧滾珠槽

223‧‧‧循環通道

224‧‧‧凸緣

23‧‧‧滾珠保持器

231‧‧‧本體

232‧‧‧滾珠開孔

233‧‧‧導引部

234‧‧‧定位部

235‧‧‧限位部

24‧‧‧端蓋

241‧‧‧迴流通道

25‧‧‧滾珠

Claims (9)

1. 一種滾珠保持器，包含：一本體，具有一長軸，該本體沿該長軸方向設有一滾珠開孔；二導引部，各自設置於該本體沿該長軸方向的一端；以及至少一定位部，設置於該本體之相對該些導引部之至少其中之一的另一側。
2. 如申請專利範圍第1項所述之滾珠保持器，其中各導引部具有一導引面，而各該導引面係自該滾珠開孔之兩端延伸設置。
3. 如申請專利範圍第1項所述之滾珠保持器，其中該本體沿該長軸方向的兩側邊，各自與該定位部所在之表面形成一具有鈍角結構的限位部。
4. 一種滾珠花鍵組，包含：一花鍵軸，具有一軸本體及複數軌道槽，該些軌道槽設置於該軸本體之表面；一外筒，套設並滑動設置於該花鍵軸，具有複數滾珠槽及複數循環通道；複數滾珠保持器，其各自具有一本體、二導引部及至少一定位部，該本體具有一長軸，且沿該長軸方向設有一滾珠開孔，該些導引部各自設置於該本體沿該長軸方向的一端，而該定位部設置於該本體之相對該些導引部之至少其中之一的另一側並滑設於該些軌道槽，且該些滾珠開孔、該些軌道槽及該些滾珠槽對應形成複數滾珠通道；二端蓋，套設於該花鍵軸，並分別設置於該外筒之兩端，具有複數迴流通道，該些迴流通道位於該些滾珠通道及該些循環通道的兩端，且對應之該些滾珠通道、該些循環通道及該些迴流通道共同形成複數滾珠循環路徑；以及複數滾珠，容置於該些滾珠循環路徑。
5. 如申請專利範圍第4項所述之滾珠花鍵組，其中各導引部具有一導引面，而各該導引面係自該滾珠開孔之兩端延伸設置。
6. 如申請專利範圍第4項所述之滾珠花鍵組，其中該本體沿該長軸方向的兩側邊，各自與該定位部所在之表面形成一具有鈍角結構的限位部。
7. 如申請專利範圍第4項所述之滾珠花鍵組，其中該些滾珠槽各自具有一滾珠接觸部以及二非滾珠接觸部，且該些非滾珠接觸部各自位於該滾珠接觸部的相對之一側。
8. 如申請專利範圍第7項所述之滾珠花鍵組，其中該些非滾珠接觸部的形狀係對應於該些限位部的形狀。
9. 如申請專利範圍第4項所述之滾珠花鍵組，其中該滾珠槽係以拉刀拉削或抽拉成型的加工方式形成。