螺帽及滾珠螺杆裝置製造方法
2023-05-31 02:23:31 2
螺帽及滾珠螺杆裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型的題目為一種螺帽及滾珠螺杆裝置，螺帽包括螺帽本體及導引組件。螺帽本體的內側具有內滾珠槽及軸向溝槽。導引組件上設有至少一個導引槽。導引槽朝向軸向溝槽設置，並與軸向溝槽共同構成導引通道。本實用新型利用其新穎的結構設計，達到滾珠能利用螺帽本身的剛性結構進行動作，降低直接對導引組件造成磨損，以提升整個滾珠螺杆裝置在動作時的穩定度。
【專利說明】螺帽及滾珠螺杆裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種螺帽及滾珠螺杆裝置，特別涉及一種內循環式的螺帽及滾珠螺杆裝置。
【背景技術】
[0002]滾珠螺杆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，通過機械操作中的旋轉運動與直線運動，進而使承載的機臺或對象在直線方向上進行動作。
[0003]目前所應用的滾珠螺杆裝置主要由螺杆、螺帽以及多個滾珠所構成。螺杆表面具有螺旋式溝槽，螺帽的內表面也具有螺旋式內溝槽，能與螺杆間形成滾珠通道，使滾珠容置於其中，並與螺杆、螺帽形成相對滾動的關係，以降低螺杆與螺帽之間相對轉動的摩擦力。
[0004]圖1A為一種已知的內循環式滾珠的螺帽的分解圖，圖1B為圖1A所示的螺帽I的徑向剖面圖。如圖1A所示，已知的螺帽1，其內側具有內螺紋11，並在其內側形成嵌槽12。回流片2上則設有回流通路21，其對應於螺帽I的內螺紋11而設計。當回流片2插入嵌槽12後，回流通路21與內螺紋11可共同構成回流路徑。在實際操作上，螺帽I會搭配具有外螺紋的螺杆(圖未示)。具體來說，螺帽I內側的回流路徑與螺杆的外螺紋共同構成完整的循環通道。滾珠3即容置於循環通道中進行滾動，進而使整個滾珠螺杆裝置進行直線往復運動。
[0005]在已知技術中，考慮製作程序及成本，回流片2通常以非剛性的工程材料製作。然而，由於滾珠3動作時會持續對回流片2上的回流通路21進行摩擦或衝擊，如圖1B所示。時日一久，回流片2的結構非常容易因長期摩擦或衝擊而產生扭曲或損壞。因此，回流片2需要時常抽換以保持滾珠螺杆裝置動作時的穩定度。
[0006]另一方面，上述已知的螺帽1，嵌槽12的厚度Hl需對應回流片2及滾珠3部份的厚度設計，如圖1B所示，使回流片2可插入嵌槽12中，而滾珠3則在回流片2上滾動。然而，如此的設計，螺帽I本體壁上需挖除或預留安裝嵌槽12所需的厚度Hl。故若原本螺帽I外壁的徑向厚度H4因扣除嵌槽12所需的厚度H1，將僅剩下厚度H2。螺帽I因長時間的動作，容易在壁厚不足處發生整體結構承受力下降的情況，甚至產生變形、碎裂、扭曲等問題。然而，倘若為使螺帽I在形成嵌槽12後，其所剩的厚度H2增加，而將螺帽I原始的外壁徑向厚度H4增加，會導致滾珠螺杆裝置整體的體積增加。
[0007]因此，如何提供一種螺帽及滾珠螺杆裝置，利用其新穎的結構設計，解決回流組件因磨耗而發生的問題，並且不需要犧牲過多外壁厚度的效果，以提升整個滾珠螺杆裝置在動作時的穩定度，已成為重要課題之一。
【發明內容】
[0008]有鑑於上述課題，本實用新型的目的為提供一種螺帽及滾珠螺杆裝置，利用其新穎的結構設計，達到滾珠能利用螺帽本身的剛性結構進行動作，而降低直接對導引組件造成磨損，以提升整個滾珠螺杆裝置在動作時的穩定度。
[0009]為達上述目的，本實用新型提供一種螺帽，包括螺帽本體及導引組件。螺帽本體的內側具有內滾珠槽及軸向溝槽。導引組件上設有至少一個導引槽。導引槽朝向軸向溝槽設置，並與軸向溝槽共同構成導引通道。
[0010]在一個實施例中，導引組件具有至少一個凸部，其設置於背對導引槽的一側。
[0011]在一個實施例中，導引組件具有多個脊部，相鄰兩個脊部之間夾設有導引槽。
[0012]在一個實施例中，脊部的至少一個具有固定件。
[0013]在一個實施例中，螺帽本體還具有對應於固定件的固定孔。
[0014]在一個實施例中，固定件與固定孔的固定方式選自由鎖合、卡合、黏合及貼合所組成的群組。
[0015]在一個實施例中，導引組件的徑向截面大概呈D形結構，導引槽位於D形結構的圓弧面。
[0016]為達上述目的，本實用新型提供一種滾珠螺杆裝置，包括螺杆、螺帽及多個滾珠。螺杆具有軌道槽。螺帽滑設於螺杆。螺帽包括螺帽本體及導引組件。螺帽本體內側具有內滾珠槽及軸向溝槽。導引組件上設有至少一個導引槽。導引槽朝向軸向溝槽設置，並與軸向溝槽共同形成導引通道，軌道槽、內滾珠槽及導引通道共同構成循環路徑。多個滾珠容置於循環路徑中。
[0017]承上所述，依據本實用新型的螺帽及滾珠螺杆裝置，螺帽本體設有軸向溝槽，其與導引組件的導引槽共同構成導引通道，另外，螺帽本體的內滾珠槽可與螺杆的軌道槽共同構成內滾珠通道，而導引通道可與內滾珠通道共同構成循環路徑。在滾珠螺杆裝置實際動作時，滾珠即可容置於循環路徑中，並通過滾動以實現傳動功能。
[0018]通過上述設計，滾珠可直接利用螺帽本體的剛性本體(軸向溝槽)進行滾動。相比已知技術，滾珠在非剛性結構的回流片上滾動。本實用新型的滾珠螺杆裝置可降低因滾珠長期滾動所產生的摩擦或衝擊，所導致導引組件變形或損壞的程度，進而可提高螺帽及滾珠螺杆裝置的使用壽命。
[0019]此外，相比已知技術，本實用新型的導引組件以螺杆朝向螺帽本體的方向設置，並通過導引槽與軸向溝槽共同形成導引通道，如此，螺帽本體不需要犧牲過多的外壁厚度。因此，本實用新型的螺帽及滾珠螺杆裝置具有較強的結構承受力，進而可提升整個滾珠螺杆裝置在動作時的穩定度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1A為一種已知的內循環式滾珠的螺帽的分解圖。
[0021]圖1B為圖1A所示的螺帽的徑向剖面圖。
[0022]圖2為依據本實用新型一個實施例的一種滾珠螺杆裝置的外觀示意圖。
[0023]圖3為圖2所示的滾珠螺杆裝置的分解示意圖。
[0024]圖4為圖3所示的螺帽本體的外觀示意圖。
[0025]圖5為圖3所示的導引組件的外觀示意圖。
[0026]圖6為圖2所示的螺帽之軸向剖面圖。
[0027]圖7為圖2所示的滾珠螺杆裝置的軸向剖面圖。[0028]圖8為圖2所示的滾珠螺杆裝置的部份剖面圖。
[0029]圖9為圖2所示的滾珠螺杆裝置的A-A線剖面示意圖。
[0030][符號說明]
[0031]1:螺帽
[0032]11:內螺紋
[0033]12:嵌槽
[0034]2:回流片
[0035]21:回流通路
[0036]3、6:滾珠
[0037]4:螺杆
[0038]41:軌道槽
[0039]5:螺帽
[0040]51:螺帽本體
[0041]511:內滾珠槽
[0042]512:軸向溝槽
[0043]513:固定孔
[0044]52:導引組件
[0045]521:導引槽
[0046]522:脊部
[0047]523:固定件
[0048]524:凸部
[0049]A-A:剖面線
[0050]P:導引通道
[0051]Q:內滾珠通道
[0052]S:滾珠螺杆裝置
[0053]H1、H2、H3、H4:厚度
【具體實施方式】
[0054]以下將參照相關附圖，說明依據本實用新型優選實施例的一種螺帽及滾珠螺杆裝置，其中相同的組件將以相同的參照符號加以說明。
[0055]圖2為依據本實用新型一個實施例的一種滾珠螺杆裝置的外觀示意圖，圖3為圖2所示的滾珠螺杆裝置S的分解示意圖。請同時參照圖2及圖3，依據本實施例所示的滾珠螺杆裝置S包括螺杆4、螺帽5以及多個滾珠6。
[0056]詳細而言，螺杆4具有軌道槽41。螺帽5包括螺帽本體51及導引組件52，螺帽5套設於螺杆4。螺帽本體51的內側具有對應於軌道槽41的內滾珠槽511。在實際應用上，螺帽5套設於螺杆4時(如圖2所示)，內滾珠槽511與軌道槽41可共同構成內滾珠通道Q(如圖7所示)，其詳細功效及動作過程將於後段進行敘述。需特別註明的是，為求圖面簡潔，圖3所示的滾珠螺杆裝置S以一個串滾珠6為舉例。然而，本實用新型不以此為限。在其它實施方式中，滾珠螺杆裝置S可具有多個串滾珠6。[0057]圖4為圖3所示的螺帽本體51的外觀示意圖。請參照圖4所示,在本實施例中，螺帽本體51的內側具有軸向溝槽512。事實上，軸向溝槽512可利用線切割的方式製作。在實際操作上，可以銅線作為工具電極，在銅線及螺帽本體51之間施加電壓，並通過放電電弧，使螺帽本體51溶融出軸向溝槽512。後續更可通過研磨和/或拋光等方式，將不必要的毛邊去除，以形成圓弧形狀。然而，本實用新型不局限於此。在其它實施方式中，軸向溝槽512可利用車削或其它方式加工成型。
[0058]圖5為圖3所示的導引組件52的外觀示意圖。請同時參照圖3及圖5,導引組件52具有至少一個導引槽521，其用於導引及限制滾珠6在實際動作時的滾動路徑，詳細功效及動作過程將於後段進行敘述。在本實施例中，導引組件52具有多個脊部522，而導引槽521夾設於相鄰的兩個脊部522之間。需特別說明的是，本實施例以導引組件52具有七個脊部522及六個導引槽521為舉例，然而，本實用新型不局限於此。在其它實施方式中，可依據實際應用情況進行不同數量的設計。
[0059]在本實施例中，導引組件52的其中一個脊部522具有固定件523。請同時參照圖4及圖5，而螺帽本體51具有固定孔513。固定孔513與導引組件52的固定件523對應設置。在實際組裝時，可通過將固定件523及固定孔513相互組合固定，以穩定螺帽本體51與導引組件52的相對位置。事實上，固定件523與固定孔513之間的固定方式可選自鎖合、卡合、黏合及貼合的以上任一種方式，以避免發生旋轉位移的問題，進而提升滾珠螺杆裝置S實際動作時的穩定度。需特別說明的是，本實施例的固定件523及固定孔513的數量僅為舉例，其可依據實際應用情況做不同數量的設計。例如:脊部522可具有多個固定件523，而螺帽本體51則對應設有多個固定孔513 ;或是，多個脊部522上皆設有固定件523，而螺帽本體51則對應設有多個固定孔513。
[0060]再次參照圖5所示，本實施例中，導引組件52具有凸部524，其設置於背對導引槽521的另一側。事實上，導引組件52的徑向剖面優選呈現類似「D」形結構。詳細而言，導引槽521與脊部522設置於「D」形結構的圓弧面，而凸部524則設置於「D」形結構的平整面，意即凸部524在導引組件52上是設置於相對於導引槽521與脊部522的另一側。其中，凸部524的功用將於後段進行敘述。
[0061]請同時參照圖4及圖5，在本實施例中，軸向溝槽512優選為圓弧形。如此，滾珠6(如圖9所示)在其上滾動時，能有較短的路徑，且可更加平滑且順暢。再次同時參照圖4及圖5，在本實施例中，導引組件52的脊部522朝向相對於凸部524的另一側凸出，而相鄰的兩個脊部522之間則夾設有導引槽521。此外，由於導引組件52的脊部522具有與軸向溝槽512相對應的構形。在實際操作上，脊部522可與軸向溝槽512形成更為緊密的結構，除了可使螺帽本體51與導引組件52之間具有較強的結構力之外，也可以達到防塵的功能。
[0062]圖6為圖2所示的螺帽5的軸向剖面圖。請同時參照圖3及圖6，在本實施例中，螺帽5由螺帽本體51以及導引組件52共同組合構成。在實際操作上，導引組件52通過固定件523與螺帽本體51的固定孔513相互組合固定；只是固定件523與固定孔513之間的固定方式已於前段敘述，在此不再重複。
[0063]在本實施例中，固定件523位於脊部522上(如圖5所不)，並且，導引槽521與脊部522設置於導引組件52的「D」形結構的圓弧面。因此，再次參照圖6，當導引組件52以類似「D」形結構的圓弧面朝向螺帽本體51的軸向溝槽512 (如圖4所示)設置，並使固定件523與固定孔513相互組合固定時，導引槽521可與螺帽本體51的軸向溝槽512共同形成導引通道P，而滾珠6即可在導引通道P當中進行滾動。需特別說明的是，為求圖面簡潔，僅以最左側的導引通道P繪示出滾珠。然而，本實用新型不局限於此。
[0064]圖7為圖2所示的滾珠螺杆裝置S的軸向剖面圖。圖8為圖2所示的滾珠螺杆裝置S的部分剖面圖。事實上，圖7所示的滾珠螺杆裝置S為圖6所示的螺帽5套設於螺杆4 (如圖3所示)且結合滾珠6後的剖面示意圖。請同時參照圖6至圖8，螺杆4的軌道槽41設置於螺杆4的外側表面，其可與螺帽本體51的內滾珠槽511共同構成內滾珠通道Q。而內滾珠通道Q可進一步與導引通道P共同形成完整的循環路徑，滾珠6可在內滾珠通道Q及導引通道P所共同形成的循環路徑中滾動，以作為動作媒介。
[0065]請同時參照圖4、圖7至圖9，在本實施例中，軸向溝槽512的徑向剖面大概呈圓弧形。通過將導引組件52的脊部522的形狀對應軸向溝槽512設計，可使導引組件52與螺帽本體51之間形成較為緊密的組合效果。另一方面，導引槽521的形狀也可對應軸向溝槽512設計，並通過對應滾珠6尺寸來設計導引槽521相對於脊部522的深度，使滾珠6在導引通道P中滾動時，可有較平順的動作過程。
[0066]請同時參照圖5及圖7，在本實施例中，導引組件52具有至少一個凸部524，其設置於導引組件52的類似「D」形結構的平整面，也就是相對於導引槽521及脊部522的另一偵牝並對應螺杆4的軌道槽41設計。由此，當螺帽5與螺杆4組合使用時，如圖7所示，導引組件52的凸部524可對應滑合於螺杆4的軌道槽41，以提升滾珠螺杆裝置S實際動作時的穩定度。然而，本實用新型不局限於此。
[0067]圖9為圖2所示的滾珠螺杆裝置S的A-A線剖面示意圖。需特別說明的是，為使圖面簡潔，圖9省略螺杆4，僅呈現螺帽5及滾珠6。請同參照圖8及圖9，通過本實施例的設計，滾珠6直接在螺帽本體51的軸向溝槽512上滾動，因此，相比已知的螺帽I (如圖1B所示)，其所裝設的回流片2，以回流通路21朝向螺杆(即自螺帽I的外側表面朝向內側表面)的方向設置，並且滾珠3直接在回流通路21上滾動。而在此種情況下，是由回流通路21的表面(即其朝向螺帽I內部的一面)作為滾珠3滾動的負荷面，所以回流片2會因滾珠3衝擊該表面而發生磨損。然而，本實施例的滾珠螺杆裝置S (如圖7至圖9所示)，以導引組件52取代已知的回流片2 (如圖1B所示)，且導引組件52的導引槽521以螺杆4朝向螺帽本體51的方向設置，導引槽521與軸向溝槽512共同形成導引通道P，而滾珠6則在導引通道P當中滾動。故在此種情況下，是由螺帽本體51的軸向溝槽512作為滾珠6滾動的負荷面，亦即由螺帽本體51的軸向溝槽512承受滾珠6在滾動時所產生的大部分衝擊。而若螺帽本體51的材質為剛性材質(可例如但不限為鋼、鐵等金屬或其他高硬度塑料)且導引組件52以較軟的塑料材料所製成時，螺帽本體51對於衝擊或磨耗的耐受力，應比導引組件52更高。因此，根據本實施例的螺帽5及滾珠螺杆裝置S的設計，可降低滾珠6對於導引組件52所造成的磨耗。相比已知的螺帽I (如圖1B所示)，本實施例的螺帽5及滾珠螺杆裝置S不易產生變形及損壞的問題，並且可提升螺帽及滾珠螺杆裝置整體抵抗滾珠撞擊的能力。
[0068]另一方面，已知的螺帽I在製作嵌槽12時，需預留回流片2本身的厚度，以供回流片2裝設，並同時預留滾珠3部份的厚度，以供滾珠3在回流通路21上滾動。也就是說，螺帽I在嵌槽12處，其本體僅保有厚度H2的外壁。當已知的螺帽I (如圖1B所示)與本實施例的螺帽本體51 (如圖9所示)的外壁具有相同厚度H4時，本實施例的螺帽本體51對應於軸向溝槽512處，可保持有較厚的外壁厚度H3 (H3>H2)。也因為如此，本實施例的螺帽5及滾珠螺杆裝置S具有較強的結構承受力。
[0069]綜上所述，依據本實用新型的螺帽及滾珠螺杆裝置，螺帽本體設有軸向溝槽，其與導引組件的導引槽共同構成導引通道，另外，螺帽本體的內滾珠槽可與螺杆的軌道槽共同構成內滾珠通道，而導引通道可與內滾珠通道共同構成循環路徑。在滾珠螺杆裝置實際動作時，滾珠即可容置於循環路徑中，並通過滾動以實現傳動功能。
[0070]通過上述設計，滾珠可直接利用螺帽本體的剛性本體(軸向溝槽)進行滾動。相比已知技術，滾珠在非剛性結構的回流片上滾動。本實用新型的滾珠螺杆裝置可降低因滾珠長期滾動所產生的摩擦或衝擊，所導致導引組件變形或損壞的程度，進而可提高螺帽及滾珠螺杆裝置的使用壽命。
[0071]此外，相比已知技術，本實用新型的導引組件以螺杆朝向螺帽本體的方向設置，並通過導引槽與軸向溝槽共同形成導引通道，如此，螺帽本體不需要犧牲過多的外壁厚度。因此，本實用新型的螺帽及滾珠螺杆裝置具有較強的結構承受力，進而可提升整個滾珠螺杆裝置在動作時的穩定度。
[0072]以上所述僅為舉例性，而非為限制性。任何未脫離本實用新型的精神與範圍，而對其進行的等效修改或變更，均應包含於權利要求中。
【權利要求】
1.一種螺帽，其特徵在於，包括: 螺帽本體，其內側具有內滾珠槽及軸向溝槽；以及 導引組件，其上設有至少一個導引槽，所述導引槽朝向所述軸向溝槽設置並與所述軸向溝槽共同構成導引通道。
2.如權利要求1所述的螺帽，其特徵在於，所述導引組件具有至少一個凸部，其設置於背對所述導引槽的一側。
3.如權利要求1所述的螺帽，其特徵在於，所述導引組件具有多個脊部，相鄰兩個脊部之間夾設有所述導引槽。
4.如權利要求3所述的螺帽，其特徵在於，所述脊部的至少一個具有固定件。
5.如權利要求4所述的螺帽，其特徵在於，所述螺帽本體還具有對應於所述固定件的固定孔。
6.如權利要求5所述的螺帽，其特徵在於，所述固定件與所述固定孔的固定方式選自由鎖合、卡合、黏合及貼合所組成的群組。
7.如權利要求1所述的螺帽，其特徵在於，所述導引組件的徑向截面大概呈D形結構，所述導引槽位於D形結構的圓弧面。
8.一種滾珠螺杆裝置，其特徵在於，包括: 螺杆，具有軌道槽； 螺帽，滑設於所述螺杆，所述螺帽包括: 螺帽本體，其內側具有內滾珠槽及軸向溝槽；及 導引組件，其上設有至少一個導引槽，所述導引槽朝向所述軸向溝槽設置並與所述軸向溝槽共同形成導引通道，所述軌道槽、所述內滾珠槽及所述導引通道共同構成循環路徑；以及 多個滾珠，容置於所述循環路徑中。
9.如權利要求8所述的滾珠螺杆裝置，其特徵在於，所述導引組件具有至少一個凸部，其設置背對於所述導引槽的一側，且所述至少一個凸部滑設於所述軌道槽中。
10.如權利要求8所述的滾珠螺杆裝置，其特徵在於，所述導引組件具有多個脊部，相鄰兩個脊部之間夾設有所述導引槽。
11.如權利要求10所述的滾珠螺杆裝置，其特徵在於，所述脊部的至少一個具有固定件。
12.如權利要求11所述的滾珠螺杆裝置，其特徵在於，所述螺帽本體還具有對應於所述固定件的固定孔。
13.如權利要求12所述的滾珠螺杆裝置，其特徵在於，所述固定件與所述固定孔的固定方式選自由鎖合、卡合、黏合及貼合所組成的群組。
14.如權利要求8所述的滾珠螺杆裝置，其特徵在於，所述導引組件的徑向截面大概呈D形結構，所述導引槽位於D形結構的圓弧面。
【文檔編號】F16H25/22GK203743358SQ201420029039
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年1月17日 優先權日:2014年1月17日
【發明者】李進勝, 楊進財 申請人:全球傳動科技股份有限公司