一种外循环式滚珠螺杆

摘要

本发明为一种外循环式滚珠螺杆，包含螺杆、螺帽、滚动件及循环装置，该螺帽为一中空结构并套设于该螺杆上，而该滚动件容置于该螺杆的滚动沟及该螺帽的滚动槽间；该循环装置藉由一覆盖件及一底座所组成，该覆盖件设有延伸部及第一半流道；该底座设有相对该延伸部的足部及第二半流道；于安装该循环装置时是将该足部安装至该螺帽所设的安装孔内后，再将该覆盖件盖设于该底座上，即完成该循环装置的组装，且该循环装置是藉由模具射出即可生产，进而改善习知循环装置不易制造及组装的问题。

权利要求

1.一种外循环式滚珠螺杆，其特征在于：包含有，

一螺杆，其上设有滚动沟；

一螺帽，为中空结构，其内缘设有相对该滚动沟的滚动槽，其套设于该螺杆上并于上作往复运动，且该螺帽外缘设有一平面，该平面上设有若干安装孔，该安装孔贯穿该平面；

若干滚动件，容置于该滚动槽及滚动沟所形成的滚动路径中；

循环装置装设于该螺帽上，藉由一覆盖件及一底座组成，该覆盖件盖设于该底座上；

该覆盖件的两端各设有一延伸部，且覆盖件相对于底座的一侧设有第一半流道及第一组合面；

该底座相对于覆盖件两端的延伸部分别具有足部、相对该第一半流道的第二半流道及相对该第一组合面的第二组合面，该足部设有一引导滚动件的指甲，该指甲向该螺杆的滚动沟凸伸嵌置定位；该循环装置组合后，该延伸部与该足部形成一引导部，该引导部装设于该螺帽的安装孔内，且两引导部的回流道为不平行设置；该第一半流道与该第二半流道形成所述回流道。

2.如权利要求1所述的一种外循环式滚珠螺杆，其特征在于：该第一半流道的两侧邻接设有第一配合面。

3.如权利要求1所述的一种外循环式滚珠螺杆，其特征在于：该螺帽的平面上设有若干固定孔。

4.如权利要求1所述的一种外循环式滚珠螺杆，其特征在于：该两引导部的底面位于同一平面。

5.如权利要求1所述的一种外循环式滚珠螺杆，其特征在于：该两引导部的相对角度小于180度。

6.如权利要求1所述的一种外循环式滚珠螺杆，其特征在于：该引导部的外轮廓与该安装孔的内轮廓相同。

7.如权利要求1所述的一种外循环式滚珠螺杆，其特征在于：该引导部的回流道与该滚动路径的螺旋角的角度平行，并且沿着该滚动路径的螺纹线的切线方向设置。

8.如权利要求1所述的一种外循环式滚珠螺杆，其特征在于：该回流道其截面为一圆形截面，且该圆形截面外围的轮廓相对于该圆形截面的法线方向，其厚度皆为不均等。

9.如权利要求1所述的一种外循环式滚珠螺杆，其特征在于：该覆盖件设有一润滑件，该润滑件一部分凸设于该回流道中，当滚动件运行经过时与该润滑件接触，而达到润滑滚动件的效果。

10.如权利要求2所述的一种外循环式滚珠螺杆，其特征在于：该底座设有相对该第一配合面的第二配合面。

说明书

一种外循环式滚珠螺杆

技术领域

[0001] 本发明为一种滚珠螺杆，尤指一种外循环式滚珠螺杆。

背景技术

[0002] 现今的滚珠螺杆于工业方面的应用愈来愈多，除了作为线性进给传动的高精密度效果之外，其它更有摩擦耗损率小、能量转换率高、噪音小及高刚度不易损坏等优点，因此，滚珠螺杆对于现今各种工业应用机具等重要性也不言可喻。

[0003] 承上，由于要让螺帽可无限次的在螺杆上往复运动，就必须设有循环装置使滚动体可无限次循环于滚动沟槽中，而习知主张循环装置设计如：美国专利US3661030等案，然，该循环装置的回流路径都会有弯曲处，当滚动体在高速运行的情况下，不断的冲击指甲及回流路径的弯曲处(撞击处)，使得指甲及该撞击处的强度渐渐减弱，进而使滚动体间夹杂因撞击所剥落的回流元件的残骸，而影响滚动体循环的顺畅性，故循环装置的破坏是滚珠螺杆相当常见的失效状况之一。

[0004] 于是，目前业界为解决前述问题，所提出的解决方法将弯管由切线方向插入螺纹轨道的设计，如：

[0005] 美国专利US3971264循环装置的设计方式，是以多截式弯管组合而成，其弯管因为组合式故其结构较不稳固；而且该螺帽的管孔方向同为导程角方向，故该管孔加工时需用到多轴加工机旋转螺帽位置，方可加工至需要孔位，故此项的加工难度会较高。以及；

[0006] 美国专利US4953419循环装置其弯管是设有两弯曲的回流道，故该弯曲部份于制造上的尺寸较难以控制；另该螺帽的管孔加工方式的问题点与上述专利相同；且该循环装置的固定方式，藉由螺帽外径上的固定片将其固定，其固定方式较为不稳固，并且增加螺帽外径尺寸。

[0007] 美国专利US2003/0213323该循环装置是藉由多块元件组合的方式所构成，需多种模具来应映元件需求，故造成了模具设计成本提高，且该循环装置以组合方式的设计其装配时间也增加；且当循环装置所需元件变多时，则该循环装置内部滚动件于高速运动时，容易造成元件之间的振动，进而产生不明的噪音。

[0008] 另外，以上三种习知切线外循环装置有一共同的问题点，于循环装置安装于螺帽上时不易对位，且于组装弯管时，该弯管是插设于大于该弯管的安装孔内，故该弯管与安装孔之间存在有缝隙，使异物与灰尘容易藉由缝隙侵入螺帽内部，进而影响滚珠螺杆循环的顺畅度，严重则造成滚珠螺杆损坏等。

[0009] 再者，业界为了解决前述的问题，使循环装置的结构更为简单，又开发出如美国专利US7040189的循环装置，将习知的金属导管改为塑料成形，其结构为左右两片相同配件，但该专利案经评估后有以下问题：

[0010] 1、该循环装置其结构为左右两片组合，于滚珠转弯处容易因撞击等因素，使塑料配件向左右两侧撑开，故其强度会有不足的疑虑。且异物容易从两组件配合的间隙入侵滚珠螺杆内部。

[0011] 2、因为切线外循环装置，故该循环装置进出口相对为180度(如该专利案图2A所示)，故螺帽需要较大外径；该螺帽的安装孔(系供该循环装置的两足部安装)的深度相对较深，因加工深度较深，刀具或机台的刚性容易不足，使得安装孔加工有所误差；所能位于负荷处(螺杆与螺帽之间)的滚动件相对减少。

发明内容

[0012] 本发明的主要目的是提供一种外循环式滚珠螺杆，其循环装置制造容易、易于安装可缩短装配滚珠螺杆的时间；

[0013] 本发明的次要目的是提供一种外循环式滚珠螺杆，其循环装置可确实牢固地固定于螺帽上，以维持滚动件循环的顺畅度；

[0014] 本发明的再一目的是提供一种外循环式滚珠螺杆，可缩小循环装置的两导引部(进出口)的相对角度。

[0015] 为达上述之目的，本发明采用如下结构设计：一种外循环式滚珠螺杆，包含有，一螺杆，其上设有滚动沟；一螺帽，为中空结构，其内缘设有相对该滚动沟的滚动槽，其套设于该螺杆上并于上作往复运动，且该螺帽外缘设有一平面，该平面上设有若干安装孔，该安装孔贯穿该平面；若干滚动件，容置于该滚动槽及滚动沟所形成的滚动路径中；循环装置装设于该螺帽上，藉由一覆盖件及一底座组成，该覆盖件盖设于该底座上；该覆盖件的两端各设有一延伸部，且相对于该底座的一侧设有第一半流道及第一组合面；该底座设有相对该延伸部的足部、相对该第一半流道的第二半流道及相对该第一组合面的第二组合面，该足部设有一引导滚动件的指甲，该指甲向该螺杆的滚动沟凸伸嵌置定位；该循环装置组合后，该延伸部与该足部形成一引导部，该引导部装设于螺帽的安装孔内，且两引导部的回流道为不平行设置；该第一半流道与该第二半流道形成一回流道。

[0016] 该第一半流道的两侧邻接设有第一配合面。

[0017] 该螺帽的平面上设有若干固定孔。

[0018] 该两导引部的底面位于同一平面。

[0019] 该两导引部的相对角度小于180度。

[0020] 该导引部的外轮廓与该安装孔的内轮廓相同。

[0021] 该导引部的回流道与该滚动路径的螺旋角的角度平行，并且沿着该滚动路径的螺纹线的切线方向设置。

[0022] 该回流道其截面为一圆形截面，且该圆形截面外围的轮廓相对于该圆形截面的法线方向，其厚度皆为不均等。

[0023] 该覆盖件设有一润滑件，该润滑件一部份凸设于该回流道中，当滚动件运行经过时与该润滑件接触，而达到润滑滚动件的效果。

[0024] 该底座设有相对该第一配合面的第二配合面。

[0025] 采用上述结构方案，本发明的一种外循环式滚珠螺杆，其循环装置由一覆盖件及一底座所组成，覆盖件设有延伸部及第一半流道，底座设有相对该延伸部的足部及第二半流道，第一半流道与该第二半流道形成一回流道，回流道衔接该滚动路径，滚动件藉导引部的引导进入回流道中，再由该回流道的另一端进入滚动路径中，使滚动件可无限循环于螺帽与螺杆之间。于安装时，该循环装置是将该足部安装至该螺帽所设的安装孔内后，再将该覆盖件盖设于该底座上，即完成该循环装置的组装，且该循环装置是藉由模具射出即可生产，使得滚珠螺杆在制造更为快速方便及使用上更能达到所预期的效果，并提升滚珠螺杆的刚性。

[0026] 本发明较习用技术具有下列优点：

[0027] 1、螺帽加工容易，使用传统加工机即可加工；

[0028] 2、循环装置系藉由模具射出成型，可大量生产；

[0029] 3、两引导部的相对角度小于180度；

[0030] 4、所位于负荷处的滚动元件数量增加，使滚珠螺杆的刚性增加；

[0031] 5、螺帽的安装孔深度较浅，故于加工时不会因工具或机台刚性不足，使安装孔在加工时产生误差；

[0032] 6、螺帽的外径缩小，符合客户的要求；

[0033] 7、本发明的循环装置是由上下组合的方式，再藉由固定件牢固地锁固于螺帽上，故不会因滚动件的冲击而有强度不足的疑虑；

[0034] 8、该循环装置的导引部与该螺帽的安装孔，两者藉由几何外形相互配合，故之间无缝隙产生进而防止异物入侵螺帽内部。

附图说明

[0035] 图1为本发明外循环式滚珠螺杆立体图；

[0036] 图2为本发明外循环式滚珠螺杆爆炸图；

[0037] 图3为本发明外循环式滚珠螺杆剖视图；

[0038] 图4为本发明循环装置爆炸图；

[0039] 图5为本发明循环装置爆炸图；

[0040] 图6为本发明螺杆与循环装置的端视图；

[0041] 图7为本发明第二实施例循环装置的覆盖件立体图；

[0042] 图8为本发明第二实施例循环装置的覆盖件与滚动件配合示意图。

[0043] 主要元件符号说明

[0044] 1 螺杆 11 滚动沟 2 螺帽

[0045] 21 平面 211 安装孔 212 固定孔

[0046] 22 滚动槽

[0047] 3 循环装置 30 底面 3A 覆盖件

[0048] 31A 延伸部 32A 第一半流道 33A 第一配合面

[0049] 34A 部 341A 通孔 35A 第一组合面

[0050] 36A 第一承靠面 37A 盖板 38A 容槽

[0051] 381A 穿孔 3B 底座 31B 足部

[0052] 311B 指甲 32B 第二半流道 33B 第二配合面

[0053] 34B 第二承靠面 35B 第二组合面

[0054] 4 润滑件 X 滚动件 G 固定件

[0055] R 两导引部的相对角度

具体实施方式

[0056] 本发明的一种外循环式滚珠螺杆，包含螺杆、螺帽、滚动件及循环装置，该螺杆外缘设有滚动沟；该螺帽为一中空结构套设于该螺杆上，该中空结构内缘设有滚动槽，该螺帽外缘设有一平面，该平面上设有若干安装孔及若干固定孔；该滚动件容置于该螺杆的滚动沟及该螺帽的滚动槽间；

[0057] 该循环装置藉由一覆盖件及一底座所组成，该覆盖件盖设于该底座上；

[0058] 该覆盖件的两端各设有一延伸部，且相对于该底座的一侧设有第一半流道及两第一承靠面，该第一半流道的两侧邻接设有第一配合面；该第一承靠面的内侧邻接设有一第一组合面，该第一组合面与该第一配合面相互垂直，且该第一承靠面的反向位置设有一凹部，该凹部上设有一贯穿第一承靠面的通孔；

[0059] 该底座设有相对该延伸部的足部及相对该第一半流道的第二半流道，该足部设有引导滚动件的指甲，该指甲向该螺杆的滚动沟凸伸崁置定位；且该底座的两侧设有相对该第一组合面的第二组合面；且该底座相对于该螺帽的平面设有一第二承靠面；

[0060] 再者，该覆盖件覆盖至底座上时，藉由第一组合面与第二组合面的干涉配合，使循环装置不需使用固定元件即可单独组合，组合后该足部与该延伸部形成一导引部；该第一半流道与该第二半流道形成一回流道；该第一承靠面与第二承靠面形成一承靠面；该第一配合面与该第二配合面贴合，以防止异物入侵该回流道内；

[0061] 承上述，组合完成后的循环装置，将该导引部安装至该螺帽的安装孔内，使两者藉由几何外形相互配合对位，并藉由承靠面与该螺帽的平面接触，使该导引部的指甲刚好崁置于该螺杆的滚动沟中，再藉由固定件穿设覆盖件的通孔后与该螺帽的固定孔配合固定，而固定件的头部容置于该凹部中，如此一来该循环装置就能牢固地固设于该螺帽上。

[0062] 另外值得一提的是，本发明的循环装置的两导引部(滚动件的进出口)的相对角度小于180度，使螺帽的安装孔的深度比习知技术的安装孔深度来的浅，可减少安装孔在加工时的误差，且螺帽的外径比习知技术来的小，最重要的是所位于负荷处的滚动件数量增加。该循环装置藉由射出成型的方式制造故生产快速。

[0063] 为了更进一部了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的实施方式说明及附图。

[0064] 本发明的第一实施例请参阅图1至图6所示，本发明为一种外循环式滚珠螺杆，包含：

[0065] 一螺杆1，其上设有滚动沟11；

[0066] 一螺帽2，为中空结构，其内缘设有相对该滚动沟11的滚动槽22；其套设于该螺杆1上并于上作往复运动；且该螺帽2外缘设有一平面21，该平面21上设有若干安装孔211及若干固定孔212，该安装孔211贯穿该平面21；

[0067] 若干滚动件X，容置于该滚动槽22及滚动沟11所形成的滚动路径中；

[0068] 该循环装置3藉由一覆盖件3A及一底座3B所组成，该覆盖件3A盖设于该底座3B上；

[0069] 该覆盖件3A的两端各设有一延伸部31A，且相对于该底座3B的一侧设有第一半流道32A及两第一承靠面36A，该第一半流道32A的两侧邻接设有第一配合面33A；该第一承靠面36A的内侧邻接设有一第一组合面35A，该第一组合面35A与该第一配合面33A相互垂直，且该第一承靠面36A的反向位置设有一凹部34A，该凹部34A上设有一贯穿第一承靠面36A的通孔341A；

[0070] 该底座3B设有相对该延伸部31A的足部31B及相对该第一半流道32A的第二半流道32B，该足部31B设有引导滚动件X的指甲311B，该指甲311B向该螺杆1的滚动沟11凸伸嵌置定位；且该底座3B的两侧设有相对该第一组合面35A的第二组合面35B；且该底座3B相对于该螺帽2的平面21设有一第二承靠面34B；

[0071] 再者，该覆盖件3A覆盖至底座3B上时，藉由第一组合面35A与第二组合面35B的干涉配合，使循环装置3不需使用固定元件即可单独组合，组合后该足部31B与该延伸部31A形成一导引部，且两导引部的相对角度R小于180度(如图6所示)，且两导引部的底面30位于同一平面，另外该导引部的外轮廓与该螺帽2的安装孔211的内轮廓相同；该第一半流道32A与该第二半流道32B形成一回流道，该回流道其截面为一圆形截面，且该圆形截面外围的轮廓相对于该圆形截面的法线方向，其厚度皆为不均等；该第一承靠面36A与第二承靠面34B形成一承靠面；该第一配合面33A与该第二配合面33B贴合，以防止异物入侵该回流道内；该导引部的回流道与该滚动路径的螺旋角的角度平行，并且沿着该滚动路径的螺纹线的切线方向设置；该两引导部的回流道为不平行设置。

[0072] 以上所述为各元件细部说明及其相互搭配关系，以下说明本实施例的实施方式：

[0073] 承上述，组合完成后的循环装置3，是将该引导部安装至该螺帽2的安装孔211内，两者藉由几何外形相互配合对位，并藉由承靠面与该螺帽2的平面21接触，使该引导部的指甲311B刚好崁置于该螺杆1的滚动沟11中，再藉由固定件G穿设覆盖件3A的通孔341A后与该螺帽2的固定孔212配合固定，而固定件G的头部容置于该凹部34A中，如此一来该循环装置3就能牢固地固设于该螺帽上；而该循环装置3的回流道衔接该滚动路径，使滚动件X藉导引部的指甲311B的引导进入回流道中，而再由该回流道的另一端进入滚动路径中，使滚动件X可无限循环于螺帽2与螺杆1之间。

[0074] 另，本发明的第二实施例请参阅图7、图8所示，其主要与第一实施例不同之处在于，该覆盖件3A于两端各设有一容槽38A，该容槽38A上盖设有一盖板37A，其内部与第一半流道32A的相对位置开设有一穿孔381A，而该容槽38A容置有一润滑件4，该润滑件4一部份穿设该穿孔381A凸出于第一半流道32A外侧，使滚动件X运行经过时与该润滑件4接触，而达到润滑滚动件X的效果，使滚珠螺杆不需额外增设润滑装置，以保持原始滚珠螺杆的尺寸。

[0075] 综所上述，本发明的外循环式滚珠螺杆，其中循环装置经过缜密的设计，突破习知技术的问题点，使得滚珠螺杆在制造更为快速方便及使用上更能达到所预期的效果，并提升滚珠螺杆的刚性。

[0076] 以上所述实施例是用以说明本发明，并非用以限制本发明，故举凡数值的变化与等效元件的置换，仍应隶属本发明的范畴。