滚珠螺杆的制作方法
【专利摘要】一种滚珠螺杆包括螺杆、螺帽以及多个滚珠。螺帽滑设于螺杆。螺帽包括螺帽本体及至少一个端部组件。端部组件包括端部循环件、防尘组件及固定件。固定件与端部循环件分别装设于防尘组件的相对侧。固定件的一侧具有多个突起，且另一侧具有分别对应突起的多个凹槽。
【专利说明】滚珠螺杆
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种滚珠螺杆。
【背景技术】
[0002]滚珠螺杆为一种广泛应用在许多机械设备中的装置，其设置的目的在于提供精密的传动功能，通过机械操作中的旋转运动与直线运动，进而使承载的机台或对象在直线方向上进行动作。
[0003]由于滚珠螺杆多应用于高精度的加工工艺中，而能否维持作业的稳定与顺畅，是检视滚珠螺杆质量的基本要求。为了防止滚珠螺杆动作时有异物或液体侵入螺帽内部，而造成滚珠螺杆动作时产生噪音、停顿或失去稳定，甚至造成元件损坏，必须在滚珠螺杆的螺帽的两端设置防尘结构，以防止异物或液体侵入螺帽内部，特别是防止异物或液体在螺帽运动的轴向上顺势被带入内部。
[0004]防尘结构的形态有很多种，但其大抵都是设置于螺帽本体的两端，并通过将螺丝固定于螺帽本体上，以防止防尘结构在螺帽的轴向上移动。然而，在已知技术中，为了使防尘结构与螺帽本体的组装能够密合，其对组装精度的要求往往带来长时间的组装工时以及高组装成本。
[0005]因此，如何提供一种滚珠螺杆，以利用其新颖的设计，使防尘结构能容易地被固定，具有简化组装程序的功效，且重要的是，能够补偿防尘结构或螺帽本体加工时所产生的误差，已成为重要课题之一。
实用新型内容
[0006]有鉴于上述课题，本实用新型的目的是提供一种滚珠螺杆，以利用其新颖的设计，使防尘结构能容易地被固定，具有简化组装程序的功效，且重要的是，能够补偿防尘结构或螺帽本体加工时所产生的误差。
[0007]为达上述目的，根据本实用新型的一种滚珠螺杆包括一螺杆、一螺帽以及多个滚珠。螺杆具有至少两个轨道槽。螺帽滑设于螺杆。螺帽包括一螺帽本体及至少一个端部组件。螺帽本体具有两个组装开口。螺帽本体内侧具有对应轨道槽的至少两个内滚珠槽。内滚珠槽分别对应轨道槽，且与对应的轨道槽构成两个内滚珠通道。螺帽本体对应内滚珠通道具有两个回流通道，其与内滚珠通道分别为滚珠螺杆的两个滚珠循环通道的一部分。端部组件包括一端部循环件、一防尘组件及一固定件。端部循环件装设于螺帽本体，且具有至少两个循环部。循环部分别容置于组装开口内。防尘组件装设于端部循环件相对于螺帽本体的另一侧。固定件装设于防尘组件相对于端部循环件的另一侧。固定件的一侧具有多个突起，且另一侧具有分别对应突起的多个凹槽。滚珠容置于滚珠循环通道。
[0008]在一实施例中，突起与凹槽分别沿螺帽本体的长轴方向上延伸及凹陷。
[0009]在一实施例中，固定件在螺帽本体的长轴方向上可被压缩或形变。
[0010]在一实施例中，螺帽本体的一端具有一第一环形容置槽以及一第二环形容置槽。端部循环件容置于第一环形容置槽，且防尘组件与固定件容置于第二环形容置槽。
[0011 ] 在一实施例中，防尘组件与固定件的轴向厚度大于第二环形容置槽的轴向厚度。
[0012]在一实施例中，第二环形容置槽的内径大于第一环形容置槽的内径。
[0013]在一实施例中，防尘组件的材质为软性材质，且固定件的材质为刚性材质。
[0014]在一实施例中，突起形成彼此连接的结构。
[0015]在一实施例中，突起间具有多个间隔，而形成彼此不相连接的结构。
[0016]在一实施例中，突起为拱形、圆弧状或锥状。
[0017]在一实施例中，防尘组件由多个防尘单元组成。
[0018]在一实施例中，循环部内分别设置有一强化件。
[0019]承上所述，根据本实用新型的滚珠螺杆通过新颖的结构设计，使得端部组件内用于固定防尘组件的固定件具有可压缩的性质，因此可降低制造时对滚珠螺杆的精度的要求，因而可加快组装速度，同时，还能提供避免长时间使用后各元件之间产生位移而导致组装精度下降的效果。亦即，与已知技术相比，由于本实用新型的防尘组件可通过固定件将其固定于滚珠螺杆的环形容置槽内，因此无论是防尘组件或滚珠螺杆的环形容置槽的制造误差都是可允许的，故当然使得工艺更为容易，并节省生产成本。
[0020]整体而言，本实用新型的滚珠螺杆因其结构的特殊设计，可通过简易的加工工艺完成，不仅大幅降低加工的难度与耗费时间，更可进一步地补偿防尘组件或螺帽本体加工时所产生的误差，从而具有简化工艺的功效。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1为根据本实用新型一实施例的滚珠螺杆的示意图。
[0022]图2为图1所示的滚珠螺杆的分解示意图。
[0023]图3为图1所示的滚珠螺杆的部份剖面示意图。
[0024]图4A为图2所示的螺帽本体的示意图。
[0025]图4B为图4A所示的A-A线剖面示意图。
[0026]图5A为图2所示的滚珠螺杆的固定件的放大示意图。
[0027]图5B为图5A所示的固定件的侧面示意图。
[0028]图6为根据本实用新型一实施例的滚珠螺杆的固定件的另一形式的放大示意图。
[0029]图7为根据本实用新型一实施例的滚珠螺杆的固定件的另一形式的放大示意图。[0030]【符号说明】
[0031]1:螺杆
[0032]11、11a、Ilb:轨道槽
[0033]2:螺帽
[0034]21:螺帽本体
[0035]211:组装开口
[0036]212、212a、212b:内滚珠槽
[0037]213:回流通道
[0038]214:第一环形容置槽
[0039]215:第二环形容置槽[0040]216:环形槽
[0041]22:端部组件
[0042]221:端部循环件
[0043]222:防尘组件
[0044]222a:刮刷部
[0045]223、623、723:固定件
[0046]223a、623a、723a:突起
[0047]223b:凹槽
[0048]223c:间隔
[0049]224:循环部
[0050]225:回流弯道
[0051]226:强化件
[0052]3:滚珠
[0053]A-A:剖面线
[0054]ESl:第一端面
[0055]ES2:第二端面
[0056]IS:内表面
[0057]OS:外表面
[0058]PS:凸块
[0059]S:滚珠螺杆
[0060]W:厚度
【具体实施方式】
[0061]以下将参照相关附图，说明根据本实用新型优选实施例的一种滚珠螺杆，其中相同的元件将以相同的参照符号加以说明。
[0062]图1为根据本实用新型一实施例的滚珠螺杆的外观示意图，图2为图1所示的滚珠螺杆的分解示意图。请同时参照图1及图2所示，滚珠螺杆S由多个组件组合而成，所述组件主要包括一螺杆1、一螺帽2以及多个滚珠3。螺杆I为一圆柱状杆体，且其外表面具有沿纵轴(即螺杆I的长轴)连续缠绕的螺旋状的轨道槽11。螺帽2滑设于螺杆1，且螺帽2包括一螺帽本体21及至少一个端部组件22，在本实施例中，以两个组端部组件22为例。其中，螺帽本体21大致上为一中空的环状柱体，可套设于螺杆I。螺帽本体21更具有组装开口 211，以供端部组件22装设。另外，螺帽本体21内侧具有对应轨道槽11的至少两个内滚珠槽212。以下将先针对上述的滚珠螺杆S的结构特征及元件说明。
[0063]在本实施例中，螺帽本体21通过加工一螺帽本体材(图未示)所形成。具体来说，螺帽本体材可为金属块状或柱状材料，再经研磨加工后形成螺帽本体21及其细部结构。当然，螺帽本体21的加工成型方法并非是限制性的，在实际应用中，螺帽本体21也可通过其它如浇铸成型法、锻造成型法、车铣成型法制成等方式制成。螺帽本体21可为一环状柱体，并在内侧形成有内滚珠槽212。当然，在实际制造过程中，可根据使用需求在螺帽本体材上增设或钻设法兰孔、注油孔、回流孔等孔位，甚至是通过在螺帽本体材进行表面热处理以加强螺帽本体的硬度，本实用新型对此也不加限制。
[0064]图3为图1所示的滚珠螺杆的部份剖面示意图,请同时参考图2及图3所示。在本实施例中，以双牙口的滚珠螺杆S为例，即滚珠螺杆S具有两组分别独立的滚珠循环通道。详细而言，轨道槽11包括两条各自形成于螺杆I外表面的轨道槽lla、llb。而螺帽本体21的内侧则具有两条内滚珠槽212a、212b，以对应轨道槽I la、lib。其中，内滚珠槽212a、212b的导距及槽面构型与轨道槽IlaUlb相同或相近。当螺帽2套设至螺杆1，内滚珠槽212a、212b与轨道槽IlaUlb能相互对应而分别构成两条内滚珠通道。螺帽本体21对应内滚珠通道具有两条回流通道213，其与内滚珠通道分别为滚珠螺杆S的两条滚珠循环通道的一部分，提供滚珠3循环运动的途径。
[0065]同样请参考图2及图3所示，在本实施例中，螺帽2具有两组端部组件22，以加强各别端部组件22所能提供的功能。端部组件22包括一端部循环件221、一防尘组件222及一固定件223。且优选地，端部组件22与螺帽本体21以卡合的方式组装。
[0066]详细而言，端部组件22以其端部循环件221装设并卡合于螺帽本体21的组装开口 211，且其它部分容置并卡合于容置槽的方式，完成组装。再进一步来说，端部循环件221具有两个循环部224，循环部224分别容置于组装开口 211内。循环部224更分别包括一回流弯道225，回流弯道225与螺帽本体21的回流通道213以及内滚珠通道连通，以共同形成滚珠螺杆S的两条滚珠循环通道。
[0067]接续上述，以整体来看，内滚珠通道与回流通道213通过回流弯道225完成滚珠循环途径，而多个滚珠3容置于滚珠循环途径内，滚珠3在滚珠循环途径中持续滚动，带动螺帽2相对螺杆I移动。
[0068]此外，在本实施例中，当滚珠3行经回流弯道225处时，会对回流弯道225产生较强的冲击力，因此，回流弯道225内设置有一强化件226，其可用于强化回流弯道的强度，但是强化件226的材质并不受本实用新型所限制，其可为耐冲击性较高的不锈钢，或其它金属材料。
[0069]同样请参考图2及图3所示，组装开口 211分别自螺帽本体21的第一端面ESl向第二端面ES2的方向延伸，且组装开口 211还贯通了螺帽本体21的外表面OS及内表面IS，进而相对于螺帽本体21呈现一“开放式”的缺口形式。因此，在工艺上，本实施例仅须通过车床铣削的方式，特别是CNC车铣的方式，即可采用开放作业的方式。在螺帽本体21上，例如从第一端面ESl或从外表面OS起，前者向第二端面ES2，后者向内表面IS，直接削除预定尺寸的块体，而形成组装开口 211。在实际应用中，组装开口 211也可经由车削或切割加工成型。此外，螺帽本体21定义出组装开口 211的边壁后续更可透过研磨及/或抛光等方式处理，将粗成型后剩余的毛边去除，有助降低公差，本实用新型对此不加限制。另外，上述未说明的其它操作部分应为本实用新型所属【技术领域】中具有通常知识者所能理解者，在此不再赘述。
[0070]值得一提的是，因为组装开口 211可以通过开放式加工的方式制成，且为贯穿内外的开口，故实施品质管理时，有检测容易，量测工具简单化的优势，实际应用时，可以利用二维检测即可确保产品的精度，相对于已知技术而言，有缩短工艺或品质管理时间，降低成本的好处。整体来说，相较于已知技术，本实用新型的螺帽本体21及其组装开口 211，因其结构设计的特殊性，可通过开放式加工方式形成，不仅大幅降低细小结构加工的难度与耗费时间，更有利于提高组装开口 211的精度。
[0071]在本实施例中，双牙口的滚珠螺杆S具有两个滚珠循环通道，可分别容置两组独立的滚珠3，使滚珠3在两个滚珠循环通道内运动，进而使螺帽2以螺杆I的轴心为纵轴转动，以将旋转运动转换为直线运动。须特别注明的是，为求图面简洁，虽然本实用新型的附图仅显示其中一组滚珠3，但两组滚珠3的实际运作方式与技术内容均为本实用新型所属【技术领域】中的技术人员所能理解。当然，在其它实施例中，也可以为三牙口或其它多牙口的滚珠螺杆，仅需对应形成轨道槽、内滚珠槽、组装开口及回流通道的数量。
[0072]如图3所示，防尘组件222装设于端部循环件221相对于螺帽本体21的另一侧，固定件223装设于防尘组件222相对于端部循环件221的另一侧。优选地，如图4A及图4B所示，螺帽本体21的一端由内向外依序具有一第一环形容置槽214、一第二环形容置槽215以及一环形槽216。其中，第一环形容置槽214以及第二环形容置槽215形成于螺帽本体21的内侦彳，而环形槽216则由螺帽本体21向内侧的凸块PS所定义出来。须注明的是，图4B由于剖面的位置，故有部分显示为组装开口 211，仅示出部分的凸块PS。
[0073]请同时参考图2至图4B所示，端部循环件221容置于第一环形容置槽214，且防尘组件222与固定件223共同容置于第二环形容置槽215。在本实施例中，防尘组件222的材质为软性材质，亦即，防尘组件222可通过软性材质的特性，吸收组装时的公差，同时提供防尘及/或油封效果。
[0074]承上述，固定件223相对于螺帽本体21而位于最外侧，但同样容置于第二环形容置槽215。固定件223优选为C型结构，在组装时，固定件223可以先承受外力挤压，使得体积缩小后，如图1或图4B所示，得以穿过环形槽216，再被设置于第二环形容置槽215。之后，通过释放固定件223自身具有的弹力或形变能力，使固定件223可以扩张并顶抵第二环形容置槽215，由此在沿螺杆I的长轴的方向上固定端部组件22，并避免端部组件22发生纵向位移的问题。
[0075]依据上述，由于螺帽本体21具有组装开口 211以与端部组件22组装，且端部组件22又具有固定件223，故可以达到端部组件22与螺帽本体21的组装无须螺丝锁固也可以防止位移产生的功效。当然，在其它实施例中，滚珠螺杆若为小型或微型滚珠螺杆，或者无螺丝锁固空间的螺杆，运用上述结构可以发挥相当好的效果。
[0076]本实用新型的防尘组件可由至少一个防尘单元组成。在本实施例中，如图2所示，防尘组件222由一个防尘单元所组成，然而这并不是限制性的，在其它实施例中，防尘组件也可以具有多个防尘单元，防尘单元的数量可依据使用者的防尘需求等级进行选择，本实用新型对此不加限制。其中，防尘单元为中空的环形结构，且其中空的部分并非正圆形，而具有向内缘延伸的刮刷部222a (由于形状凸出类似舌状，亦可称为舌部)。刮刷部222a形成在防尘单元对应于轨道槽11的位置，以密切地与轨道槽11贴合，刮除轨道槽11上的灰尘或异物，或防止灰尘或异物由轨道槽11的空隙进入。如图4A及图4B所示，优选地，第二环形容置槽215的内径大于第一环形容置槽214的内径，故在螺帽本体21内侧近第一端面ESl处形成类似阶梯状的结构，而防尘组件222容置于内径较大的第二环形容置槽215，使灰尘或异物更不易进入螺帽本体21内部，进一步提升防尘的功效。
[0077]进一步而言，本实用新型的固定件还有具有多个突起的技术特征。图5A为图2所示的滚珠螺杆的固定件的放大示意图，图5B为图5A所示的固定件的侧面示意图,请同时参考图5A及图5B所示，在本实施例中，固定件223在相对于螺帽本体21的至少一侧具有多个突起223a，突起223a之间具有多个间隔223c，因而使突起223a形成彼此不相连接的结构；固定件223的另一侧具有分别对应突起223a的多个凹槽223b (由于凹凸的形状，当以整体观之时类似太阳状或波浪状，亦可称为太阳片或波浪片)。
[0078]详细而言，由于固定件223具有突起223a及凹槽223b，因此固定件223的厚度W由其相对于螺杆的长轴方面最远的距离而界定，亦即，在相同的厚度下，本实用新型的固定件223能够以最薄的肉厚达到最大的厚度W，且优选地，本实用新型的固定件223由于具有突起223a及凹槽223b，因此突起223a与凹槽223b分别沿螺帽本体21的长轴方向上延伸及凹陷，亦即，固定件223可在螺帽本体21的长轴方向上被压缩或形变，因此可在组装入第二环形容置槽215时产生微幅的行进压缩，而有效地吸收螺帽2加工时所产生的误差，以达到固定防尘组件222的目的。
[0079]承上述，相较于已知用以固定防尘元件的技术手段或类似的固定结构，由于其无法压缩，因此对于滚珠螺杆的整体组装精度要求相对较高，本实用新型的固定件223对于组装精度的要求相对较低，因而具有简化工艺的复杂性的优势，且可加快组装速度，进而降低制造成本。此外，通过固定件223的设置，可避免当长时间使用滚珠螺杆S后，各元件之间产生位移而导致组装精度下降的问题。
[0080]本实用新型针对突起结构的结构另有其它的实施方式，例如固定件在相对于螺帽本体的至少一端面具有多个连续的突起结构，详细而言，请参考图6所示，固定件623于相对于螺帽本体(图未示)的两个端面所具有的突起623a形成彼此连接的结构，从而可使固定件623的压缩效果提升，并进一步提升其组装速度及容易度。
[0081]当然，本实用新型针对突起的形状亦不限制，例如在图7的形式中，固定件723的突起723a为锥状，在实际应用时，其它可赋予固定件723的任何结构或形状的突起723a皆可应用于本实用新型的滚珠螺杆S内，此并非本实用新型所限制。
[0082]综上所述，根据本实用新型的滚珠螺杆通过新颖的结构设计，使得端部组件内用于固定防尘组件的固定件具有可压缩的性质，因此可降低制造时对滚珠螺杆的精度的要求，因而可加快组装速度，同时，还能提供避免长时间使用后各元件之间产生位移而导致组装精度下降的效果。亦即，与已知技术相比，由于本实用新型的防尘组件可通过固定件将其固定于滚珠螺杆的环形容置槽内，因此无论是防尘组件或滚珠螺杆的环形容置槽的制造误差都是可允许的，故当然使得工艺更为容易，并节省生产成本。
[0083]整体而言，本实用新型的滚珠螺杆因其结构的特殊设计，可通过简易的加工工艺完成，不仅大幅降低加工的难度与耗费时间，更可进一步地补偿防尘组件或螺帽本体加工时所产生的误差，从而具有简化工艺的功效。
[0084]以上所述仅为举例性，而非为限制性。任何未脱离本实用新型的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包括于权利要求中。
【权利要求】
1.一种滚珠螺杆，其特征在于，包括: 螺杆，具有至少两个轨道槽； 螺帽，滑设于所述螺杆，所述螺帽包括: 螺帽本体，具有两个组装开口，所述螺帽本体内侧具有对应所述轨道槽的至少两个内滚珠槽，所述内滚珠槽分别对应所述轨道槽，且与对应的所述轨道槽构成两个内滚珠通道，所述螺帽本体对应所述内滚珠通道具有两个回流通道，其与所述内滚珠通道分别为所述滚珠螺杆的两个滚珠循环通道的一部分；及 至少一个端部组件，包括: 端部循环件，装设于所述螺帽本体，且具有至少两个循环部，所述循环部分别容置于所述组装开口内； 防尘组件，装设于所述端部循环件相对于所述螺帽本体的另一侧；及 固定件，装设于所述防尘组件相对于所述端部循环件的另一侧，所述固定件的一侧具有多个突起，且另一侧具有分别对应所述突起的多个凹槽；以及 多个滚珠，容置于所述滚珠循环通道。
2.根据权利要求1所述的滚珠螺杆，其特征在于，所述突起与所述凹槽分别沿所述螺帽本体的长轴方向上延伸及凹陷。
3.如权利要求1所述的滚珠螺杆，其特征在于，所述固定件在所述螺帽本体的长轴方向上可被压缩或形变。
4.如权利要求1所述的滚珠螺杆，其特征在于，所述螺帽本体的一端具有一第一环形容置槽以及一第二环形容置槽，所述端部循环件容置于所述第一环形容置槽，且所述防尘组件与所述固定件容置于所述第二环形容置槽。
5.如权利要求4所述的滚珠螺杆，其特征在于，所述防尘组件与所述固定件的轴向厚度大于所述第二环形容置槽的轴向厚度。
6.如权利要求4所述的滚珠螺杆，其特征在于，所述第二环形容置槽的内径大于所述第一环形容置槽的内径。
7.如权利要求1所述的滚珠螺杆，其特征在于，所述防尘组件的材质为软性材质，且所述固定件的材质为刚性材质。
8.如权利要求1所述的滚珠螺杆，其特征在于，所述突起形成彼此连接的结构。
9.如权利要求1所述的滚珠螺杆，其特征在于，所述突起间具有多个间隔，而形成彼此不相连接的结构。
10.如权利要求8或9所述的滚珠螺杆，其特征在于，所述突起为拱形、圆弧状或锥状。
11.如权利要求1所述的滚珠螺杆，其特征在于，所述防尘组件由多个防尘单元组成。
12.如权利要求1所述的滚珠螺杆，其特征在于，所述循环部内分别设置有一强化件。
【文档编号】F16H25/22GK203431119SQ201320445720
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年7月25日 优先权日:2013年7月25日
【发明者】李进胜, 杨进财 申请人:全球传动科技股份有限公司