螺帽及滚珠螺杆装置制造方法
【专利摘要】本实用新型的题目为一种螺帽及滚珠螺杆装置，螺帽包括螺帽本体及导引组件。螺帽本体的内侧具有内滚珠槽及轴向沟槽。导引组件上设有至少一个导引槽。导引槽朝向轴向沟槽设置，并与轴向沟槽共同构成导引通道。本实用新型利用其新颖的结构设计，达到滚珠能利用螺帽本身的刚性结构进行动作，降低直接对导引组件造成磨损，以提升整个滚珠螺杆装置在动作时的稳定度。
【专利说明】螺帽及滚珠螺杆装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种螺帽及滚珠螺杆装置，特别涉及一种内循环式的螺帽及滚珠螺杆装置。
【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]目前所应用的滚珠螺杆装置主要由螺杆、螺帽以及多个滚珠所构成。螺杆表面具有螺旋式沟槽，螺帽的内表面也具有螺旋式内沟槽，能与螺杆间形成滚珠通道，使滚珠容置于其中，并与螺杆、螺帽形成相对滚动的关系，以降低螺杆与螺帽之间相对转动的摩擦力。
[0004]图1A为一种已知的内循环式滚珠的螺帽的分解图，图1B为图1A所示的螺帽I的径向剖面图。如图1A所示，已知的螺帽1，其内侧具有内螺纹11，并在其内侧形成嵌槽12。回流片2上则设有回流通路21，其对应于螺帽I的内螺纹11而设计。当回流片2插入嵌槽12后，回流通路21与内螺纹11可共同构成回流路径。在实际操作上，螺帽I会搭配具有外螺纹的螺杆(图未示)。具体来说，螺帽I内侧的回流路径与螺杆的外螺纹共同构成完整的循环通道。滚珠3即容置于循环通道中进行滚动，进而使整个滚珠螺杆装置进行直线往复运动。
[0005]在已知技术中，考虑制作程序及成本，回流片2通常以非刚性的工程材料制作。然而，由于滚珠3动作时会持续对回流片2上的回流通路21进行摩擦或冲击，如图1B所示。时日一久，回流片2的结构非常容易因长期摩擦或冲击而产生扭曲或损坏。因此，回流片2需要时常抽换以保持滚珠螺杆装置动作时的稳定度。
[0006]另一方面，上述已知的螺帽1，嵌槽12的厚度Hl需对应回流片2及滚珠3部份的厚度设计，如图1B所示，使回流片2可插入嵌槽12中，而滚珠3则在回流片2上滚动。然而，如此的设计，螺帽I本体壁上需挖除或预留安装嵌槽12所需的厚度Hl。故若原本螺帽I外壁的径向厚度H4因扣除嵌槽12所需的厚度H1，将仅剩下厚度H2。螺帽I因长时间的动作，容易在壁厚不足处发生整体结构承受力下降的情况，甚至产生变形、碎裂、扭曲等问题。然而，倘若为使螺帽I在形成嵌槽12后，其所剩的厚度H2增加，而将螺帽I原始的外壁径向厚度H4增加，会导致滚珠螺杆装置整体的体积增加。
[0007]因此，如何提供一种螺帽及滚珠螺杆装置，利用其新颖的结构设计，解决回流组件因磨耗而发生的问题，并且不需要牺牲过多外壁厚度的效果，以提升整个滚珠螺杆装置在动作时的稳定度，已成为重要课题之一。
【发明内容】
[0008]有鉴于上述课题，本实用新型的目的为提供一种螺帽及滚珠螺杆装置，利用其新颖的结构设计，达到滚珠能利用螺帽本身的刚性结构进行动作，而降低直接对导引组件造成磨损，以提升整个滚珠螺杆装置在动作时的稳定度。
[0009]为达上述目的，本实用新型提供一种螺帽，包括螺帽本体及导引组件。螺帽本体的内侧具有内滚珠槽及轴向沟槽。导引组件上设有至少一个导引槽。导引槽朝向轴向沟槽设置，并与轴向沟槽共同构成导引通道。
[0010]在一个实施例中，导引组件具有至少一个凸部，其设置于背对导引槽的一侧。
[0011]在一个实施例中，导引组件具有多个脊部，相邻两个脊部之间夹设有导引槽。
[0012]在一个实施例中，脊部的至少一个具有固定件。
[0013]在一个实施例中，螺帽本体还具有对应于固定件的固定孔。
[0014]在一个实施例中，固定件与固定孔的固定方式选自由锁合、卡合、黏合及贴合所组成的群组。
[0015]在一个实施例中，导引组件的径向截面大概呈D形结构，导引槽位于D形结构的圆弧面。
[0016]为达上述目的，本实用新型提供一种滚珠螺杆装置，包括螺杆、螺帽及多个滚珠。螺杆具有轨道槽。螺帽滑设于螺杆。螺帽包括螺帽本体及导引组件。螺帽本体内侧具有内滚珠槽及轴向沟槽。导引组件上设有至少一个导引槽。导引槽朝向轴向沟槽设置，并与轴向沟槽共同形成导引通道，轨道槽、内滚珠槽及导引通道共同构成循环路径。多个滚珠容置于循环路径中。
[0017]承上所述，依据本实用新型的螺帽及滚珠螺杆装置，螺帽本体设有轴向沟槽，其与导引组件的导引槽共同构成导引通道，另外，螺帽本体的内滚珠槽可与螺杆的轨道槽共同构成内滚珠通道，而导引通道可与内滚珠通道共同构成循环路径。在滚珠螺杆装置实际动作时，滚珠即可容置于循环路径中，并通过滚动以实现传动功能。
[0018]通过上述设计，滚珠可直接利用螺帽本体的刚性本体(轴向沟槽)进行滚动。相比已知技术，滚珠在非刚性结构的回流片上滚动。本实用新型的滚珠螺杆装置可降低因滚珠长期滚动所产生的摩擦或冲击，所导致导引组件变形或损坏的程度，进而可提高螺帽及滚珠螺杆装置的使用寿命。
[0019]此外，相比已知技术，本实用新型的导引组件以螺杆朝向螺帽本体的方向设置，并通过导引槽与轴向沟槽共同形成导引通道，如此，螺帽本体不需要牺牲过多的外壁厚度。因此，本实用新型的螺帽及滚珠螺杆装置具有较强的结构承受力，进而可提升整个滚珠螺杆装置在动作时的稳定度。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1A为一种已知的内循环式滚珠的螺帽的分解图。
[0021]图1B为图1A所示的螺帽的径向剖面图。
[0022]图2为依据本实用新型一个实施例的一种滚珠螺杆装置的外观示意图。
[0023]图3为图2所示的滚珠螺杆装置的分解示意图。
[0024]图4为图3所示的螺帽本体的外观示意图。
[0025]图5为图3所示的导引组件的外观示意图。
[0026]图6为图2所示的螺帽之轴向剖面图。
[0027]图7为图2所示的滚珠螺杆装置的轴向剖面图。[0028]图8为图2所示的滚珠螺杆装置的部份剖面图。
[0029]图9为图2所示的滚珠螺杆装置的A-A线剖面示意图。
[0030][符号说明]
[0031]1:螺帽
[0032]11:内螺纹
[0033]12:嵌槽
[0034]2:回流片
[0035]21:回流通路
[0036]3、6:滚珠
[0037]4:螺杆
[0038]41:轨道槽
[0039]5:螺帽
[0040]51:螺帽本体
[0041]511:内滚珠槽
[0042]512:轴向沟槽
[0043]513:固定孔
[0044]52:导引组件
[0045]521:导引槽
[0046]522:脊部
[0047]523:固定件
[0048]524:凸部
[0049]A-A:剖面线
[0050]P:导引通道
[0051]Q:内滚珠通道
[0052]S:滚珠螺杆装置
[0053]H1、H2、H3、H4:厚度
【具体实施方式】
[0054]以下将参照相关附图，说明依据本实用新型优选实施例的一种螺帽及滚珠螺杆装置，其中相同的组件将以相同的参照符号加以说明。
[0055]图2为依据本实用新型一个实施例的一种滚珠螺杆装置的外观示意图，图3为图2所示的滚珠螺杆装置S的分解示意图。请同时参照图2及图3，依据本实施例所示的滚珠螺杆装置S包括螺杆4、螺帽5以及多个滚珠6。
[0056]详细而言，螺杆4具有轨道槽41。螺帽5包括螺帽本体51及导引组件52，螺帽5套设于螺杆4。螺帽本体51的内侧具有对应于轨道槽41的内滚珠槽511。在实际应用上，螺帽5套设于螺杆4时(如图2所示)，内滚珠槽511与轨道槽41可共同构成内滚珠通道Q(如图7所示)，其详细功效及动作过程将于后段进行叙述。需特别注明的是，为求图面简洁，图3所示的滚珠螺杆装置S以一个串滚珠6为举例。然而，本实用新型不以此为限。在其它实施方式中，滚珠螺杆装置S可具有多个串滚珠6。[0057]图4为图3所示的螺帽本体51的外观示意图。请参照图4所示,在本实施例中，螺帽本体51的内侧具有轴向沟槽512。事实上，轴向沟槽512可利用线切割的方式制作。在实际操作上，可以铜线作为工具电极，在铜线及螺帽本体51之间施加电压，并通过放电电弧，使螺帽本体51溶融出轴向沟槽512。后续更可通过研磨和/或抛光等方式，将不必要的毛边去除，以形成圆弧形状。然而，本实用新型不局限于此。在其它实施方式中，轴向沟槽512可利用车削或其它方式加工成型。
[0058]图5为图3所示的导引组件52的外观示意图。请同时参照图3及图5,导引组件52具有至少一个导引槽521，其用于导引及限制滚珠6在实际动作时的滚动路径，详细功效及动作过程将于后段进行叙述。在本实施例中，导引组件52具有多个脊部522，而导引槽521夹设于相邻的两个脊部522之间。需特别说明的是，本实施例以导引组件52具有七个脊部522及六个导引槽521为举例，然而，本实用新型不局限于此。在其它实施方式中，可依据实际应用情况进行不同数量的设计。
[0059]在本实施例中，导引组件52的其中一个脊部522具有固定件523。请同时参照图4及图5，而螺帽本体51具有固定孔513。固定孔513与导引组件52的固定件523对应设置。在实际组装时，可通过将固定件523及固定孔513相互组合固定，以稳定螺帽本体51与导引组件52的相对位置。事实上，固定件523与固定孔513之间的固定方式可选自锁合、卡合、黏合及贴合的以上任一种方式，以避免发生旋转位移的问题，进而提升滚珠螺杆装置S实际动作时的稳定度。需特别说明的是，本实施例的固定件523及固定孔513的数量仅为举例，其可依据实际应用情况做不同数量的设计。例如:脊部522可具有多个固定件523，而螺帽本体51则对应设有多个固定孔513 ;或是，多个脊部522上皆设有固定件523，而螺帽本体51则对应设有多个固定孔513。
[0060]再次参照图5所示，本实施例中，导引组件52具有凸部524，其设置于背对导引槽521的另一侧。事实上，导引组件52的径向剖面优选呈现类似“D”形结构。详细而言，导引槽521与脊部522设置于“D”形结构的圆弧面，而凸部524则设置于“D”形结构的平整面，意即凸部524在导引组件52上是设置于相对于导引槽521与脊部522的另一侧。其中，凸部524的功用将于后段进行叙述。
[0061]请同时参照图4及图5，在本实施例中，轴向沟槽512优选为圆弧形。如此，滚珠6(如图9所示)在其上滚动时，能有较短的路径，且可更加平滑且顺畅。再次同时参照图4及图5，在本实施例中，导引组件52的脊部522朝向相对于凸部524的另一侧凸出，而相邻的两个脊部522之间则夹设有导引槽521。此外，由于导引组件52的脊部522具有与轴向沟槽512相对应的构形。在实际操作上，脊部522可与轴向沟槽512形成更为紧密的结构，除了可使螺帽本体51与导引组件52之间具有较强的结构力之外，也可以达到防尘的功能。
[0062]图6为图2所示的螺帽5的轴向剖面图。请同时参照图3及图6，在本实施例中，螺帽5由螺帽本体51以及导引组件52共同组合构成。在实际操作上，导引组件52通过固定件523与螺帽本体51的固定孔513相互组合固定；只是固定件523与固定孔513之间的固定方式已于前段叙述，在此不再重复。
[0063]在本实施例中，固定件523位于脊部522上(如图5所不)，并且，导引槽521与脊部522设置于导引组件52的“D”形结构的圆弧面。因此，再次参照图6，当导引组件52以类似“D”形结构的圆弧面朝向螺帽本体51的轴向沟槽512 (如图4所示)设置，并使固定件523与固定孔513相互组合固定时，导引槽521可与螺帽本体51的轴向沟槽512共同形成导引通道P，而滚珠6即可在导引通道P当中进行滚动。需特别说明的是，为求图面简洁，仅以最左侧的导引通道P绘示出滚珠。然而，本实用新型不局限于此。
[0064]图7为图2所示的滚珠螺杆装置S的轴向剖面图。图8为图2所示的滚珠螺杆装置S的部分剖面图。事实上，图7所示的滚珠螺杆装置S为图6所示的螺帽5套设于螺杆4 (如图3所示)且结合滚珠6后的剖面示意图。请同时参照图6至图8，螺杆4的轨道槽41设置于螺杆4的外侧表面，其可与螺帽本体51的内滚珠槽511共同构成内滚珠通道Q。而内滚珠通道Q可进一步与导引通道P共同形成完整的循环路径，滚珠6可在内滚珠通道Q及导引通道P所共同形成的循环路径中滚动，以作为动作媒介。
[0065]请同时参照图4、图7至图9，在本实施例中，轴向沟槽512的径向剖面大概呈圆弧形。通过将导引组件52的脊部522的形状对应轴向沟槽512设计，可使导引组件52与螺帽本体51之间形成较为紧密的组合效果。另一方面，导引槽521的形状也可对应轴向沟槽512设计，并通过对应滚珠6尺寸来设计导引槽521相对于脊部522的深度，使滚珠6在导引通道P中滚动时，可有较平顺的动作过程。
[0066]请同时参照图5及图7，在本实施例中，导引组件52具有至少一个凸部524，其设置于导引组件52的类似“D”形结构的平整面，也就是相对于导引槽521及脊部522的另一侦牝并对应螺杆4的轨道槽41设计。由此，当螺帽5与螺杆4组合使用时，如图7所示，导引组件52的凸部524可对应滑合于螺杆4的轨道槽41，以提升滚珠螺杆装置S实际动作时的稳定度。然而，本实用新型不局限于此。
[0067]图9为图2所示的滚珠螺杆装置S的A-A线剖面示意图。需特别说明的是，为使图面简洁，图9省略螺杆4，仅呈现螺帽5及滚珠6。请同参照图8及图9，通过本实施例的设计，滚珠6直接在螺帽本体51的轴向沟槽512上滚动，因此，相比已知的螺帽I (如图1B所示)，其所装设的回流片2，以回流通路21朝向螺杆(即自螺帽I的外侧表面朝向内侧表面)的方向设置，并且滚珠3直接在回流通路21上滚动。而在此种情况下，是由回流通路21的表面(即其朝向螺帽I内部的一面)作为滚珠3滚动的负荷面，所以回流片2会因滚珠3冲击该表面而发生磨损。然而，本实施例的滚珠螺杆装置S (如图7至图9所示)，以导引组件52取代已知的回流片2 (如图1B所示)，且导引组件52的导引槽521以螺杆4朝向螺帽本体51的方向设置，导引槽521与轴向沟槽512共同形成导引通道P，而滚珠6则在导引通道P当中滚动。故在此种情况下，是由螺帽本体51的轴向沟槽512作为滚珠6滚动的负荷面，亦即由螺帽本体51的轴向沟槽512承受滚珠6在滚动时所产生的大部分冲击。而若螺帽本体51的材质为刚性材质(可例如但不限为钢、铁等金属或其他高硬度塑料)且导引组件52以较软的塑料材料所制成时，螺帽本体51对于冲击或磨耗的耐受力，应比导引组件52更高。因此，根据本实施例的螺帽5及滚珠螺杆装置S的设计，可降低滚珠6对于导引组件52所造成的磨耗。相比已知的螺帽I (如图1B所示)，本实施例的螺帽5及滚珠螺杆装置S不易产生变形及损坏的问题，并且可提升螺帽及滚珠螺杆装置整体抵抗滚珠撞击的能力。
[0068]另一方面，已知的螺帽I在制作嵌槽12时，需预留回流片2本身的厚度，以供回流片2装设，并同时预留滚珠3部份的厚度，以供滚珠3在回流通路21上滚动。也就是说，螺帽I在嵌槽12处，其本体仅保有厚度H2的外壁。当已知的螺帽I (如图1B所示)与本实施例的螺帽本体51 (如图9所示)的外壁具有相同厚度H4时，本实施例的螺帽本体51对应于轴向沟槽512处，可保持有较厚的外壁厚度H3 (H3>H2)。也因为如此，本实施例的螺帽5及滚珠螺杆装置S具有较强的结构承受力。
[0069]综上所述，依据本实用新型的螺帽及滚珠螺杆装置，螺帽本体设有轴向沟槽，其与导引组件的导引槽共同构成导引通道，另外，螺帽本体的内滚珠槽可与螺杆的轨道槽共同构成内滚珠通道，而导引通道可与内滚珠通道共同构成循环路径。在滚珠螺杆装置实际动作时，滚珠即可容置于循环路径中，并通过滚动以实现传动功能。
[0070]通过上述设计，滚珠可直接利用螺帽本体的刚性本体(轴向沟槽)进行滚动。相比已知技术，滚珠在非刚性结构的回流片上滚动。本实用新型的滚珠螺杆装置可降低因滚珠长期滚动所产生的摩擦或冲击，所导致导引组件变形或损坏的程度，进而可提高螺帽及滚珠螺杆装置的使用寿命。
[0071]此外，相比已知技术，本实用新型的导引组件以螺杆朝向螺帽本体的方向设置，并通过导引槽与轴向沟槽共同形成导引通道，如此，螺帽本体不需要牺牲过多的外壁厚度。因此，本实用新型的螺帽及滚珠螺杆装置具有较强的结构承受力，进而可提升整个滚珠螺杆装置在动作时的稳定度。
[0072]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围，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于权利要求中。
【权利要求】
1.一种螺帽，其特征在于，包括: 螺帽本体，其内侧具有内滚珠槽及轴向沟槽；以及 导引组件，其上设有至少一个导引槽，所述导引槽朝向所述轴向沟槽设置并与所述轴向沟槽共同构成导引通道。
2.如权利要求1所述的螺帽，其特征在于，所述导引组件具有至少一个凸部，其设置于背对所述导引槽的一侧。
3.如权利要求1所述的螺帽，其特征在于，所述导引组件具有多个脊部，相邻两个脊部之间夹设有所述导引槽。
4.如权利要求3所述的螺帽，其特征在于，所述脊部的至少一个具有固定件。
5.如权利要求4所述的螺帽，其特征在于，所述螺帽本体还具有对应于所述固定件的固定孔。
6.如权利要求5所述的螺帽，其特征在于，所述固定件与所述固定孔的固定方式选自由锁合、卡合、黏合及贴合所组成的群组。
7.如权利要求1所述的螺帽，其特征在于，所述导引组件的径向截面大概呈D形结构，所述导引槽位于D形结构的圆弧面。
8.一种滚珠螺杆装置，其特征在于，包括: 螺杆，具有轨道槽； 螺帽，滑设于所述螺杆，所述螺帽包括: 螺帽本体，其内侧具有内滚珠槽及轴向沟槽；及 导引组件，其上设有至少一个导引槽，所述导引槽朝向所述轴向沟槽设置并与所述轴向沟槽共同形成导引通道，所述轨道槽、所述内滚珠槽及所述导引通道共同构成循环路径；以及 多个滚珠，容置于所述循环路径中。
9.如权利要求8所述的滚珠螺杆装置，其特征在于，所述导引组件具有至少一个凸部，其设置背对于所述导引槽的一侧，且所述至少一个凸部滑设于所述轨道槽中。
10.如权利要求8所述的滚珠螺杆装置，其特征在于，所述导引组件具有多个脊部，相邻两个脊部之间夹设有所述导引槽。
11.如权利要求10所述的滚珠螺杆装置，其特征在于，所述脊部的至少一个具有固定件。
12.如权利要求11所述的滚珠螺杆装置，其特征在于，所述螺帽本体还具有对应于所述固定件的固定孔。
13.如权利要求12所述的滚珠螺杆装置，其特征在于，所述固定件与所述固定孔的固定方式选自由锁合、卡合、黏合及贴合所组成的群组。
14.如权利要求8所述的滚珠螺杆装置，其特征在于，所述导引组件的径向截面大概呈D形结构，所述导引槽位于D形结构的圆弧面。
【文档编号】F16H25/22GK203743358SQ201420029039
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年1月17日 优先权日:2014年1月17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