专利名称：滚珠间隔器及其滚动组件的制作方法
技术领域：
本发明是关于一种使用于滚动组件，尤其是指一种使滚动组件中的各滚珠不和邻接的滚珠产生碰撞的滚珠间隔器及其滚动组件。
背景技术：
使用滚珠传动的滚动组件是利用球体(滚珠)在滚动的过程中其滚动磨擦阻力远小于滑动磨擦阻力所设计出来的产品，例如滚珠轴承是使其配合件经由滚珠滚动而可相对于一个圆筒面旋转(即转动滚珠轴承)或直线运动(即线性滚珠轴承)的组件；而滚珠螺杆则是使其配合件经由滚珠滚动而可相对螺旋运动的组件；线性滚珠滑轨则是使其配合件经由滚珠滚动而可沿其轨条方向作线性运动的组件。图8是一种先前滚动组件的示意图，一移动件1相对于一固定件2移动，滚珠3介于移动件1及固定件2之间，当移动件1向左移动时，滚珠3向左以逆时钟方向滚动。此种设计虽然移动件1及固定件2之间没有直接接触而可降低磨擦阻力，但滚珠3和其相邻的滚珠3’的接触点上，由于相互接触而且运动方向不同(滚珠3向上，而滚珠3’向下)，故会产生声响及磨擦。
图9是美国专利第5,615,955号所使用的一种改良式设计此设计使用一个直径较滚珠3的直径小的间隔珠4介在于滚珠3及滚珠3’之间，使滚珠3及滚珠3’逆时钟旋转时，间隔珠4可顺时钟方向旋转，因此滚珠3和滚珠3’并不直接接触，且在间隔珠4和滚珠(3及3’)的接触点上，几乎没有相对滑动，故可改善声响及磨擦；惟此一设计使得同一空间中可容纳的滚珠(3及3’)数只有原先的一半，因此会造成滚动组件的负荷能力严重下降。
图10是目前普遍使用的改良方式，在滚珠轴承的使用上如美国专利第5,597,243号，在滚珠螺杆及线性滚珠滑轨的使用上则有美国专利第5,927,858号、第6,095,009号、第6,347,558号、第6,352,367号、第6,415,676号及第6,513,978号等实施例，此型式的改良结构中，是使用一间隔块5介在于滚珠3及滚珠3’之间，使滚珠3及滚珠3’不直接接触；但此型式的设计，由于滚珠(3及3’)需旋转，而间隔块5却不旋转，使滚珠(3及3’)和间隔块5间仍有明显的相对滑动，虽然滚珠3及滚珠3’之间不直接碰撞而使碰撞的声响降低，但滚珠3和间隔块5之间仍存在有磨擦问题，显然此设计仍不够理想。此外，目前尚有另一种改良型式是使用带状(或称为炼状)的设计(未示出)，例如美国专利第5,951,168号、第5,993,064号、第5,988,883号、第6,094,819号、第6,142,671号及第6,155,718号等，其使用连接带将各间隔块相互连接，但基本上其作用仍和图10相同，其间隔块皆不能旋转，而间隔块和滚珠之间仍有明显磨擦情形。
因此，目前的滚珠滚动组件显然仍无法在不大幅降低滚动组件的负荷能力的条件下，同时改善滚珠和其相邻滚珠之间的撞碰及磨擦问题。
发明内容
本发明的目的即在于解决先前技术中滚动组件的滚珠和其相邻滚珠之间的撞碰及磨擦问题，并且不大幅降低滚动组件的负荷能力。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下一种滚珠间隔器，用以将滚动组件中相邻的两滚珠间隔离，使相邻的两滚珠不直接相互接触，滚珠间隔器上设有一圆筒面，该圆筒面用以将相邻的两滚珠间隔开，且圆筒面的中间部份的截面直径较小，而两端的截面直径较大以配合滚珠的外形，减少滚珠间隔器的占用空间。
前述圆筒面的截面直径变化配合滚珠的外形而呈一圆孤状。前述的圆孤半径略小于滚珠的半径。
滚珠间隔器的两端面各呈一球曲面，且两球曲面由同一球面的两个部份区域所构成。球曲面的曲率半径略小于滚珠的半径。
滚珠间隔器的两端面上各设有一环状切槽，使滚珠间隔器受挤压时较容易变形。
一种滚珠轴承，包含一内环、一外环、多数的滚珠及多数的间隔组件，前述的外环套合于前述的内环的外侧，而多数的滚珠环状排列于内环及外环之间滚动，多数的间隔组件设置于两相邻滚珠间使该相邻的滚珠不相互接触，且间隔组件如上所述的滚珠间隔器。
一种滚珠螺杆，包含一杆轴、一螺帽、多数的滚珠及多数的间隔组件，前述的螺帽和杆轴螺旋套合，多数的滚珠螺旋环列于前述的螺帽和杆轴间螺旋滚动，多数的间隔组件设置于两相邻滚珠间使该相邻的滚珠不相互接触，且间隔组件如上所述的滚珠间隔器。
一种线性滚珠滑轨，包含一轨条、一滑块、多数的滚珠及多数的间隔组件，前述的滑块套设于前述的杆轴上，多数的滚珠沿轨条方向介在于轨条及滑块之间滚动，多数的间隔组件设置于两相邻滚珠间使该相邻的滚珠不相互接触，且间隔组件如上所述的滚珠间隔器。
滚珠间隔器的圆筒面的中间部份的截面直径包含两种尺寸，以调整滚珠轴承中滚珠间隔器和滚珠间的间隙。
滚珠间隔器的圆筒面的中间部份的截面直径包含两种尺寸，以调整滚珠螺杆中滚珠间隔器和滚珠间的间隙。
滚珠间隔器的圆筒面的中间部份的截面直径包含两种尺寸，以调整线性滚珠滑轨中滚珠间隔器和滚珠间的间隙。
使用本发明的有益效果在于本发明设计一个具轴向对称的圆筒面的滚珠间隔器，圆筒面用以和滚珠接触，并将相邻的滚珠间隔于滚珠间隔器的两侧，使滚珠不直接碰撞相邻的滚珠，以改善滚珠和其相邻滚珠之间的撞碰所造成的声响；由于滚珠间隔器使用轴向对称的圆筒面设计，使得滚珠旋转时，滚珠间隔器亦以相反的旋转方向旋转，因此在滚珠和滚珠间隔器的接触点上几乎没有相对滑动，而降低滚珠和滚珠间隔器间的磨擦；此外，为避免滚珠和其相邻接之滚珠间距离过大，将滚珠间隔器的圆筒面的中间部份的截面直径设计成较小，而两端的截面直径较大，如此可用以配合滚珠的外形，减少滚珠间隔器的占用空间，使本发明的滚动组件相对于传统的间隔珠设计方式可容设更多的滚珠；同时，由于此一类似沙漏的造形的两端有较大的截面直径，本发明把滚珠间隔器的端面设计成球曲面，而接近球体设计的滚珠间隔器，可使滚珠间隔器和滚动组件的轨道面相接触时不会产生明显干涉现象。
为方便进一步了解本发明的特征及技术内容，请详细参阅以下有关本发明的较佳实施例，然而此实施例及图式仅供说明及参考用，而非用以对本发明做任何限制。
图1为本发明的滚珠间隔器的示意2为图1的A-A’剖视3为本发明的滚珠间隔器和滚珠接触面的示意4为本发明的滚珠间隔器的第二实施例的部份剖视5为本发明的滚珠间隔器应用于滚珠轴承的示意6为本发明的滚珠间隔器应用于滚珠螺杆的示意7为本发明的滚珠间隔器应用于线性滚珠滑轨的示意8为第一种先前滚动组件的示意9为第二种先前滚动组件的示意10为第三种先前滚动组件的示意图1 移动件 71 外环2 固定件 72 内环3 滚珠 81 螺帽3’滚珠 82 杆轴4 间隔珠 83 回流组件5 间隔块 91 滑块
6 滚珠间隔器 92 轨条61 圆筒面 93 回转组件62 端面 611 端部63 环状切槽具体实施方式
图1为本发明的滚珠间隔器的示意图，图2则为图1的A-A’剖视图。本发明的滚珠间隔器6设有一圆筒面61，圆筒面61用以将滚珠3及滚珠3’间隔于滚珠间隔器6的两侧，使滚珠3不会直接碰撞到滚珠3’；由图1可清楚看到当滚珠(3及3’)逆时钟旋转时，滚珠间隔器6顺时钟旋转，故使滚珠(3及3’)和滚珠间隔器6的接触点上几乎没有相对滑动；此外，滚珠间隔器6的圆筒面61的中间部份的截面直径较小，而两端的截面直径较大，此可用以配合滚珠(3及3’)的外形，减少滚珠间隔器6的占用空间，使滚珠3及滚珠3’在不相互接触的情形下，其间隔距离大幅相对于传统的间隔珠的设计空间缩小，因此在滚动组件中可相对于传统的间隔珠设计方式容设更多的滚珠(3及3’)。图2中显示滚珠间隔器6的两端面62各呈一球曲面，而两球曲面由同一球面的两个部份区域所构成；也就是说本发明的滚珠间隔器6的样子就像是把一颗球形的苹果的外围咬掉了一整圈后的形状(也有点像沙漏)，而圆筒面61就是被咬掉部份的轮廓。由于两端面62由同一球面的两个部份区域所构成，因此本发明的滚珠间隔器6仍保球体设计的优点，当滚珠间隔器6在滚珠运动轨道中运动时，即使偶尔滚珠间隔器6偏离原设计的轨道，由于滚珠间隔器6近似球体的设计，滚珠间隔器6的端面62，也不会和滚动组件的轨道面产生明显干涉；并且如果滚珠间隔器6和相邻的滚珠(3及3’)之间的间隙较大而使端面62和滚珠(3或3’)接触时，滚珠间隔器6也不会因而卡住，而是会以滚动的方式像间隔珠一样的滚动，直到滚珠间隔器6的圆筒面61恢复和滚珠(3及3’)相触为止；此外滚珠间隔器6不应大于滚珠运动轨道的截面，故滚珠间隔器6设计成略小于滚珠(3及3’)的尺寸是一个比较简单的设计方式，故滚珠间隔器6的两端面62可设计成由一球曲面的曲率半径略小于滚珠(3及3’)的半径球面的两个部份区域所构成。
图3为本发明的滚珠间隔器和滚珠接触面的示意图，图中显示圆筒面61和滚珠(3及3’)间的间隙很小以减少滚珠间隔器6的占用空间。但在另一方面，在滚动组件中的滚珠3及滚珠3’的距离是会因为转弯的因素而改变的，故滚珠间隔器6应设计成有一些距离上的变化弹性，以容许滚珠3及滚珠3’间距离的改变；图3中的圆筒面61，其圆筒面的截面直径变化配合滚珠的外形而呈一圆孤状，而圆孤半径则略小于滚珠的半径。
图4为本发明的滚珠间隔器的第二实施例的部份剖视图，在此实施例中，滚珠间隔器6的两端面62上各增置一个圆形环绕的环状切槽63，环状切槽63使滚珠间隔器6变形弹性增加，当圆筒面61的端部611和滚珠接触时，如果滚珠3及滚珠3’间距离产生微小变化时，端部611将更容易被弯曲，而减少作用在滚珠上的负荷。
图5为本发明的滚珠间隔器应用于滚珠轴承时的示意图，在此实施例中滚珠轴承包含外环71、内环72、滚珠(3，3’)及滚珠间隔器6，其中外环71的内侧设有环状的滚珠沟槽(未显示)，而内环72的内侧则设有对应的环状的滚珠沟槽(未显示)，并且外环71套合于内环72的外侧，而滚珠(3，3’)环状排列于外环71及内环72的滚珠沟槽间，当外环71相对于内环72旋转时，滚珠(3，3’)于外环71及内环72之间滚动；滚珠间隔器6设置于两相邻滚珠3及滚珠3’之间，使滚珠3及滚珠3’不直接相互接触，而当滚珠(3，3’)旋转时，滚珠间隔器6则以和滚珠(3，3’)相反的旋向旋转，使滚珠(3，3’)和滚珠间隔器6间的磨擦阻力降低。
图6为本发明的滚珠间隔器应用于滚珠螺杆的示意图，在此实施例中滚珠螺杆包含螺帽81、杆轴82、回流组件83、滚珠(3，3’)及滚珠间隔器6，其中螺帽81内侧设有螺旋沟槽(未显示)，而杆轴82外侧则设有对应的螺旋沟槽(未显示)，并且螺帽81螺旋套合于杆轴82的外侧，而滚珠(3，3’)则沿螺帽81及杆轴82的螺旋沟槽环列于螺帽81及杆轴82之间，回流组件83提供滚珠(3，3’)由螺旋沟槽的末端回流至螺旋沟槽的前端之用；当螺帽81相对于杆轴82旋转时，滚珠(3，3’)于螺帽81及杆轴82之间滚动；滚珠间隔器6设置于两相邻滚珠3及滚珠3’之间，使滚珠3及滚珠3’不直接相互接触，而当滚珠(3，3’)旋转时，滚珠间隔器6则以和滚珠(3，3’)相反的旋向旋转，使滚珠(3，3’)和滚珠间隔器6间的磨擦阻力降低。
图7为本发明的滚珠间隔器应用于线性滚珠滑轨的示意图，在此实施例中线性滚珠滑轨包含滑块91、轨条92、回转组件93、滚珠(3，3’)及滚珠间隔器6，其中滑块91内侧设有滚珠沟槽(未显示)，而轨条92外侧也设有对应的滚珠沟槽(未显示)，并且滑块91套合于轨条92的外侧，而滚珠(3，3’)则沿滑块91及轨条92的滚珠沟槽设置于滑块91及轨条92之间，回转组件93提供滚珠(3，3’)改变运动方向之用；当滑块91相对于轨条92旋转时，滚珠(3，3’)于滑块91及轨条92之间滚动；滚珠间隔器6设置于两相邻滚珠3及滚珠3’之间，使滚珠3及滚珠3’不直接相互接触，而当滚珠(3，3’)旋转时，滚珠间隔器6则以和滚珠(3，3’)相反的旋向旋转，使滚珠(3，3’)和滚珠间隔器6间的磨擦阻力降低。
为调整滚珠间隔器应用于上述的滚珠轴承、滚珠螺杆及线性滚珠滑轨等实施例中，滚珠间隔器和相邻滚珠间的间隙，类似于美国专利第5,927,858号使用不同厚度间隔块的做法，本发明则可在同一滚珠轴承、滚珠螺杆及线性滚珠滑轨的滚珠循环回路中使用两种不同尺寸的滚珠间隔器，其中该两种滚珠间隔器的圆筒面的中间部份的截面直径有大小差异，以调整滚珠轴承、滚珠螺杆及线性滚珠滑轨中滚珠间隔器和滚珠间的间隙。
本发明由于具轴向对称的圆筒面，并以圆筒面将相邻的滚珠间隔于滚珠间隔器的两侧，故可避免滚珠和其相邻滚珠之间撞碰所造成的声响；且由于圆筒面可以相对于滚珠旋转，因此在滚珠和滚珠间隔器的接触点上几乎没有相对滑动，而降低滚珠和滚珠间隔器间的磨擦；此外，将滚珠间隔器的圆筒面的中间部份的截面直径设计成较小，而两端的截面直径较大，可减少滚珠间隔器的占用空间，使本发明的滚动组件相对于传统间隔珠设计方式可容设更多的滚珠；而本发明把滚珠间隔器的端面设计成球曲面，而接近球体设计的滚珠间隔器，可避免滚珠间隔器和滚动组件的轨道面产生明显干涉。故明显地本发明克服先前技术的缺点，使滚动组件具有更好的产品品质。
权利要求
1.一种滚珠间隔器，用以将滚动组件中相邻的两滚珠间隔离，使相邻的两滚珠不直接相互接触，其特征在于滚珠间隔器上设有一圆筒面，该圆筒面用以将相邻的两滚珠间隔开，且圆筒面的中间部份的截面直径较小，而两端的截面直径较大以配合滚珠的外形，减少滚珠间隔器的占用空间。
2.根据权利要求1所述的滚珠间隔器，其特征在于前述圆筒面的截面直径变化配合滚珠的外形而呈一圆孤状。
3.根据权利要求2所述的滚珠间隔器，其特征在于前述的圆孤半径略小于滚珠的半径。
4.根据权利要求1所述的滚珠间隔器，其特征在于滚珠间隔器的两端面各呈一球曲面，且两球曲面由同一球面的两个部份区域所构成。
5.根据权利要求4的滚珠间隔器，其特征在于球曲面的曲率半径略小于滚珠的半径。
6.根据权利要求1所述的滚珠间隔器，其特征在于滚珠间隔器的两端面上各设有一环状切槽，使滚珠间隔器受挤压时较容易变形。
7.一种滚珠轴承，包含一内环、一外环、多数的滚珠及多数的间隔组件，其特征在于前述的外环套合于前述的内环的外侧，而多数的滚珠环状排列于内环及外环之间滚动，多数的间隔组件设置于两相邻滚珠间使该相邻的滚珠不相互接触，且间隔组件如权利要求1、2、3、4、5或6所述的滚珠间隔器。
8.一种滚珠螺杆，包含一杆轴、一螺帽、多数的滚珠及多数的间隔组件，其特征在于前述的螺帽和杆轴螺旋套合，多数的滚珠螺旋环列于前述的螺帽和杆轴间螺旋滚动，多数的间隔组件设置于两相邻滚珠间使该相邻的滚珠不相互接触，且间隔组件如权利要求1、2、3、4、5或6项所述的滚珠间隔器。
9.一种线性滚珠滑轨，包含一轨条、一滑块、多数的滚珠及多数的间隔组件，其特征在于前述的滑块套设于前述的杆轴上，多数的滚珠沿轨条方向介在于轨条及滑块之间滚动，多数的间隔组件设置于两相邻滚珠间使该相邻的滚珠不相互接触，且间隔组件如权利要求1、2、3、4、5或6项所述的滚珠间隔器。
10.根据权利要求7所述的滚珠轴承，其特征在于滚珠间隔器的圆筒面的中间部份的截面直径包含两种尺寸，以调整滚珠轴承中滚珠间隔器和滚珠间的间隙。
11.根据权利要求8所述的滚珠螺杆，其特征在于滚珠间隔器的圆筒面的中间部份的截面直径包含两种尺寸，以调整滚珠螺杆中滚珠间隔器和滚珠间的间隙。
12.根据权利要求9所述的线性滚珠滑轨，其特征在于滚珠间隔器的圆筒面的中间部份的截面直径包含两种尺寸，以调整线性滚珠滑轨中滚珠间隔器和滚珠间的间隙。
全文摘要
一种使用于滚动组件，使滚动组件中的各滚珠不和邻接的滚珠产生碰撞的滚珠间隔器及其滚动组件。本发明的滚珠间隔器具轴向对称的圆筒面，以圆筒面将相邻的滚珠间隔于滚珠间隔器的两侧，以避免滚珠和其相邻滚珠之间撞碰所造成的声响；并且由于圆筒面可以相对于滚珠旋转，因此在滚珠和滚珠间隔器的接触点上几乎没有相对滑动，而降低滚珠和滚珠间隔器间的摩擦。
文档编号F16C19/20GK1542299SQ03128468
公开日2004年11月3日 申请日期2003年4月28日 优先权日2003年4月28日
发明者郭长信 申请人:上银科技股份有限公司