滚珠循环导引装置的制作方法

本发明涉及一种滚珠循环导引装置，特别涉及具有轴向开口的滚珠循环导引装置。

背景技术：

现今的滚珠导引件装置，通过螺杆及螺帽的配合，来将转动运动转换为直线运动。经由使得滚珠螺帽中设置于循环通路内滚动的滚珠与具有螺旋槽的螺杆相配合，以减少滚珠螺帽及螺杆间在相对作动时所产生的摩擦力。

现有的滚珠螺帽多为完整圆筒状，当螺杆较长而设置有避免螺杆下垂的支撑座时，就需要于支撑座设置退位机构。当滚珠螺帽在螺杆上转动要经过有支撑座之处时，通过退位机构将支撑座先暂时远离螺杆。在滚珠螺帽通过后，退位机构再使得支撑座回复至支撑位置，以提供螺杆所需的支撑力。

然而，使用上述方式，一方面需要在各个支撑座额外设置退位机构。另一方面，各个支撑座在远离螺杆时，若该段螺杆因自身重量下垂，则滚珠螺帽在经过该段螺杆时，螺杆有可能产生额外的晃动，或是由于导引件(例如螺杆)弯曲而使得滚珠无法在螺旋槽道中滚动等问题，而影响实际在制程中应用时制造精度的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明于一实施例中提供滚珠循环导引装置包括导引件、开口螺帽、开口护罩、第一循环器、第二循环器以及滚珠循环组。导引件具有中心轴及螺旋槽道，螺旋槽道环绕设置于导引件的外环周。开口螺帽穿设滑移于导引件上。开口螺帽包括轴向筒体，轴向筒体具有轴向开口。轴向筒体并于轴向开口的相对两侧设有第一轴向壁及第二轴向壁。轴向筒体包括内环壁及外环壁，内环壁具有内螺旋槽道，内螺旋槽道与导引件的螺旋槽道彼此对应并共同形成内滚珠通道。

开口护罩同轴套设于轴向筒体外周，开口护罩具有内周壁。内周壁与轴向筒体的外环壁彼此对应并共同形成外滚珠通道。外滚珠通道由径向方向所形成的平面投影中，外滚珠通道与中心轴相互垂直。第一循环器设置于第一轴向壁，第一循环器包括第一弯道。第一弯道的两端分别对应连通内滚珠通道及外滚珠通道。第二循环器设置于第二轴向壁。第二循环器包括第二弯道，第二弯道的两端分别对应连通内滚珠通道及外滚珠通道。滚珠循环组包括多个钢珠。其中，内滚珠通道、第一弯道、外滚珠通道及第二弯道共同形成滚珠循环通道，滚珠循环组滚动于滚珠循环通道中。

由于开口螺帽的轴向筒体上具有轴向开口，当将滚珠螺帽设置于导引件(例如螺杆或转换棒)上移动时，即使在导引件下方设置有支撑座，开口螺帽在通过支撑座之处可借由轴向开口通过支撑座，而不会与支撑座相互干涉。借此，不需要在支撑座上设置退位机构。并且在开口螺帽通过支撑座处时，支撑座可维持支撑导引件的状态，而不会造成因为支撑座离开使得导引件下垂变形，影响实际在制程中应用时制造精度的问题。而开口护罩除了可以与轴向筒体共同形成外滚珠通道，以使得钢珠在外槽道内滚动外，也可以提供防尘的功效。

在一些实施例中，内周壁表面与外环壁还形成另一外滚珠通道。第一弯道的两端分别对应连通内滚珠通道及另一外滚珠通道。第二弯道的两端分别对应连通内滚珠通道及另一外滚珠通道。内滚珠通道、第一弯道、另一外滚珠通道及第二弯道共同形成另一滚珠循环通道。滚珠循环组选择性地滚动于滚珠循环通道或另一滚珠循环通道中。

在一些实施例中，第一弯道相对于第一循环器的短边斜向设置，且第二弯道相对于第二循环器的短边斜向设置。

在一些实施例中，第一循环器的第一弯道为多个，各该些第一弯道彼此平行设置。第二循环器的第二弯道为多个，各该些第二弯道彼此平行设置。

在一些实施例中，滚珠循环导引装置还包括滚珠保持器，多个钢珠由滚珠保持器串联。

在一些实施例中，轴向筒体的外环壁具有外槽道，以与内周壁共同形成外滚珠通道。进一步，在一些实施例中，开口护罩的内周壁具有内槽道，并对应外槽道设置，以使外槽道与内槽道对应形成外滚珠通道。

在一些实施例中，开口护罩的内周壁具有内槽道，以与轴向筒体的外环壁共同形成外滚珠通道。

以下在实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点，其内容足以使任何熟悉相关技艺者了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所揭露的内容、权利要求书及附图，任何熟习相关技艺者可轻易地理解本发明相关的目的及优点。

附图说明

图1为本发明所述一实施例的滚珠循环导引装置的立体图；

图2为本发明所述一实施例的滚珠循环导引装置的分解图；

图3为本发明所述一实施例的滚珠循环导引装置另一视角的分解图；

图4为本发明所述一实施例的开口螺帽的俯视图；以及

图5为本发明所述一实施例的第二循环器的俯视图。

其中，附图标记：

10导引件11螺旋槽道

20开口螺帽21轴向筒体

211轴向开口212第一轴向壁

213第二轴向壁214内环壁

2141内螺旋槽道215外环壁

2151外槽道30开口护罩

31内周壁40第一循环器

41第一弯道50第二循环器

51第二弯道60滚珠循环组

61钢珠a角度

c中心轴p俯视方向

具体实施方式

请先参阅图1至图5，图1为本发明所述一实施例的滚珠循环导引装置的立体图，图2为本发明所述一实施例的滚珠循环导引装置的分解图，图3为本发明所述一实施例的滚珠循环导引装置另一视角的分解图，图4为本发明所述一实施例的开口螺帽的俯视图，图5为本发明所述一实施例的第二循环器的俯视图。

由图1及图2可见，在本实施例中，滚珠循环导引装置包括导引件10、开口螺帽20、开口护罩30、第一循环器40、第二循环器50以及滚珠循环组60。导引件10可为例如螺杆或转换棒，在本实施例中以螺杆为例说明。由图1可见，导引件10具有中心轴c以及螺旋槽道11。

由图1及图2可见，开口螺帽20包括轴向筒体21，轴向筒体21具有轴向开口211。轴向筒体21于轴向开口211的相对两侧设有第一轴向壁212及第二轴向壁213。轴向筒体21包括内环壁214及外环壁215，内环壁214具有内螺旋槽道2141。内螺旋槽道2141与导引件10的螺旋槽道11会彼此对应并共同形成内滚珠通道。详细来说，导引件10具有螺旋槽道11环绕设置于导引件10的外环周。螺旋槽道11沿着导引件10外环周以所需螺旋角环绕设置。开口螺帽20会轴向穿设滑移于导引件10，并使得内螺旋槽道2141与导引件10的螺旋槽道11彼此对应并共同形成内滚珠通道。

开口护罩30轴向套设于轴向筒体21外周。开口护罩30具有内周壁31，内周壁31与轴向筒体21的外环壁215彼此对应并共同形成外滚珠通道。在本实施例中，为使滚珠循环组60能在外滚珠通道中循环滚动，在轴向筒体21的外环壁215上形成外槽道2151。此时，外槽道2151与内周壁31相互搭配下即会对应形成外滚珠通道。

在其他实施态样中，也可以通过于开口护罩30的内周壁31上形成内槽道，而轴向筒体21的外环壁215为平面，以使得内槽道与轴向筒体21的外环壁215共同形成外滚珠通道。又或者在其他实施态样中，也可以分别在轴向筒体21的外环壁215上具有外槽道2151及开口护罩30的内周壁31上具有相互对应的内槽道，当开口护罩30对应组设于轴向筒体21时，以使得内周壁31上的内槽道与外环壁215的外槽道2151共同形成外滚珠通道。

另外，开口护罩30除了可以与轴向筒体21共同形成外滚珠通道，以使得滚珠循环组60在外槽道2151内滚动外，也可以提供防尘的功效。

在本实施例中，由图2及图3可见，内螺旋槽道2141及外槽道2151皆有多个，但其仅为例示。实际可依需求仅设置一个内螺旋槽道2141及一个外槽道2151，但也可以设置两个或多个内螺旋槽道2141及外槽道2151。在图2及图3中为使图面清楚简洁，仅标示其中一个作为例示。

接着，请同时参阅图2至图4，为能清楚表示各轴向，在图2中提供相互垂直的xyz三轴坐标，以明确对空间中各视角的关系，后续也将依此坐标轴进行各图面的说明。由图2及图4可见，导引件10的中心轴c为沿x轴方向延伸。在此为方便说明，定义其中一个径向方向为沿开口护罩30的径向延伸且与中心轴c相互垂直的方向，且将其命名为一俯视方向p，也就是图2中所示的z轴方向。而沿着z轴方向由图面上的上方往下方观看(往z轴的负值方向观看)，即为俯视方向p。

由图4可见，在本实施例中作为外滚珠通道的外槽道2151为沿径向在外环壁215上环绕设置的外槽道2151，由图4即清楚可见每一外槽道2151的槽道方向为图面上所示的上下方向(此外槽道2151的样式即俗称直沟)。当将外槽道2151及中心轴c以图4所示的方向(即俯视方向p)进行投影，在俯视方向p所形成的平面投影中，外槽道2151与中心轴c相互垂直，也就是说两者之间所夹的角度a为直角。

在本实施例中，由于外槽道2151是以沿轴向筒体21的径向平行的方向设置的方式排列，因此是呈现多条直线状的外槽道2151(直沟态样)，也因此在加工制作上会更为容易。另外，采用直沟状的外槽道2151也可以使得轴向筒体21因为整个外槽道2151延伸直至第一轴向壁212及第二轴向壁213处为对称所以左右负荷比较稳定。

接着，请再参阅1至图3及图5，第一循环器40设置于第一轴向壁212。第一循环器40包括第一弯道41，第一弯道41的两端将分别对应连通内螺旋槽道2141(内滚珠通道)及外槽道2151(外滚珠通道)。第二循环器50设置于第二轴向壁213。第二循环器50包括第二弯道51，第二弯道51的两端分别对应连通内螺旋槽道2141(内滚珠通道)及外槽道2151(外滚珠通道)。同时，通过将第一循环器40设置于第一轴向壁212以及第二循环器50设置于第二轴向壁213，且将设置于两侧的循环器配置在同一轴向位置上，可以使得左右重心较为平衡，因此整个结构在运作过程中可较为稳定不会摇晃。

在本实施例中，由图2及图5可见，第一弯道41及第二弯道51皆有多个，但其仅为例示。实际可依需求仅设置一个第一弯道41及一个第二弯道51，但也可以设置两个或多个第一弯道41及第二弯道51。在图2中为使图面清楚简洁，仅标示其中一个第一弯道41及第二弯道51作为例示。

其中，第一循环器40及第二循环器50可通过螺锁、黏固或卡固的方式设置于第一轴向壁212及第二轴向壁213。若是通过螺锁方式固定，当第一循环器40及第二循环器50因为长久使用有损耗时，则可以仅更换第一循环器40及第二循环器50即可。

进一步，在本实施例中所示的第一循环器40及第二循环器50为相同的结构，如此可使得制造时只需要制作一种态样的元件，即可以同时作为第一循环器40及第二循环器50使用。当然，也可以视实际使用需求，使用具有不同结构的第一循环器40及第二循环器50。例如使用具有不同弯道数量的第一循环器40及第二循环器50，或是使用具有不同排列方式或排列间距的弯道的第一循环器40及第二循环器50。

另外，本实施中虽以各具有8个第一弯道41及第二弯道51的第一循环器40及第二循环器50为例示，但本发明不以此为限。在一些实施态样中，第一循环器40及第二循环器50可以为例如具有两个弯道、较短的第一循环器40及第二循环器50。如此，当轴向筒体21较小型或轴向筒体21上所设置的内螺旋槽道2141及外槽道2151数量较少，例如仅为各一个时，则可以使用具有较少弯道的第一循环器40及第二循环器50。当需要更多个弯道的第一循环器40及第二循环器50时，则可以通过锁固多个有着两个弯道的第一循环器40及第二循环器50，以适用于各种尺寸大小的需求。而不需要为了各种不同长度的轴向筒体21而制作各种对应长度的第一循环器40及第二循环器50。

由图2可见每一滚珠循环组60包括多个钢珠61。当如图1所示完成第一循环器40及第二循环器50的组设后，设置于轴向筒体21第一轴向壁212上的第一循环器40的第一弯道41即会对应连通内滚珠通道及外滚珠通道，而设置于轴向筒体21第二轴向壁213上的第二循环器50的第二弯道51也会对应连通内滚珠通道及外滚珠通道。内滚珠通道、第一弯道41、外滚珠通道及第二弯道51将共同形成滚珠循环通道。而滚珠循环组60中的所有钢珠61即会在滚珠循环通道中循环滚动。

借由上述结构，通过在轴向筒体21上设置第一循环器40及第二循环器50，可以通过第一循环器40及第二循环器50来连通位于轴向筒体21内环壁214上的内螺旋槽道2141及外环壁215上的外槽道2151。同时，让滚珠循环组60在滚动时由内螺旋槽道2141至外槽道2151的过程中能更为顺畅。

同时，上述虽仅说明单一滚珠循环通道，但如图2及图3所示，可以视需求设置所需要的滚珠循环通道数量，可以为一组，也可以为两组或多组的滚珠循环通道。可视轻重载的需求而自由搭配，举例来说，视需求可以仅使用两组滚珠循环通道，或多组设置，或是在整个开口螺帽20及开口护罩30上以满排设置，借此达到轻重载之分。

接着，再请参阅图2及图3，在此将一组滚珠循环组60分解出来作为示意，其也用以表示滚珠循环组60的钢珠61在滚珠循环通道中的设置状况。滚珠循环组60会沿着内滚珠通道、第一弯道41、外滚珠通道及第二弯道51环绕成一圈环型，而在一个独立的滚珠循环通道中循环滚动。实际应用时，如图2及图3中所示，可以设置多组的滚珠循环组60，并且，使得每一组滚珠循环组60仅会在其所设置的滚珠循环通道中持续滚动。

借由上述结构，由于开口螺帽20的轴向筒体21上具有轴向开口211，当开口螺帽20于导引件10上移动时，即使在导引件10下方设置有额外的支撑组件(例如支撑座，图未示)，开口螺帽20在通过支撑组件之处可借由轴向开口211通过支撑组件，而不会与支撑组件相互干涉。借此，不需要在支撑组件上设置退位机构，使得支撑组件在一般圆筒状滚珠螺帽要经过时进行退位远离导引件10。并且在开口螺帽20通过支撑组件处时，支撑组件可维持支撑导引件10的状态，而不会造成因为导引件10下垂变形，影响实际在制程中应用时制造精度的问题。

在本实施例中，由一个内滚珠通道、一个第一弯道41、一个外滚珠通道及一个第二弯道51共同形成一个滚珠循环通道。而一组滚珠循环组60中的所有钢珠61即会在一个滚珠循环通道中循环滚动。而如图2及图3可见，本实施例中为多个滚珠循环通道及多组滚珠循环组60，分别对应组设，各组滚珠循环组60是在所设置的滚珠循环通道中独立循环滚动。

在其他实施态样中，可以使得第一弯道41的两端分别对应连通一个内滚珠通道及另一个外滚珠通道，第二弯道51的两端分别对应连通一个内滚珠通道及另一个外滚珠通道。举例来说，若将依序设置的内螺旋槽道2141(内滚珠通道)由一端开始排序为第一道、第二道…第n道，而依序设置的外槽道2151(外滚珠通道)也由同一端开始排序为第一道、第二道…第n道。第一弯道41的一端可以连接位于第一道的外槽道2151，另外一端可以连接位于第二道的内螺旋槽道2141，而不是连接至同样是第一道的内螺旋槽道2141。而第二弯道51的两端则对应第一弯道41连通方式，一端连接位于第一道的外槽道2151，另外一端连接位于第二道的内螺旋槽道2141。这可以通过调整第一弯道41及第二弯道51的倾斜度来实现。

如此，即由第二道内滚珠通道、一个第一弯道41、第一道外滚珠通道及一个第二弯道51共同形成一个滚珠循环通道。设置于滚珠循环通道中的滚珠循环组60，即会在第二道内滚珠通道、一个第一弯道41、第一道外滚珠通道及一个第二弯道51中循环滚动。如此，借由不同循环器的设置，可以让不同的内、外滚珠通道进行搭配，以形成不同组合的独立滚珠循环通道。借此，使用者可以灵活搭配重载或轻载。

进一步，在本实施例中，第一弯道41相对于第一循环器40的短边斜向设置，且第二弯道51相对于第二循环器50的短边斜向设置。由于第一循环器40及第二循环器50两个是相同结构，在图5中仅以第二循环器50为例示做说明。由图5的俯视图可更清楚的了解，当第二循环器50的第二弯道51为多个，各第二弯道51彼此平行设置，且由上而下是由右向左倾斜的斜向设置。同样地，第一弯道41为多个，各第一弯道41将会彼此平行设置。若将第一循环器40移动至与第二循环器50相同视角，即开口在上时，第一弯道41也是由上而下是由右向左倾斜的斜向设置。

另外，在本实施例中，滚珠循环导引装置中所设置的钢珠61不需要另外设置滚珠保持器，即可在由导引件10、开口螺帽20、开口护罩30、第一循环器40以及第二循环器50所形成的滚珠循环通道的限位下，在各独立的滚珠循环通道中滚动，而不会掉出滚珠循环通道。但在其他实施态样中，也可以通过设置滚珠保持器将滚珠循环组60中的多个钢珠61进行串联。

虽然本发明以前述的实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习相像技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的专利保护范围须视本说明书所附的权利要求书所界定的范围为准。