TW201307705A - 具有預留螺紋軌道的滾珠螺桿 - Google Patents

Abstract

一種具有預留螺紋軌道的滾珠螺桿，包含一螺桿、一第一螺帽、一第一滾珠單元，及一迴流單元。該螺桿包括二第一螺紋軌道。該第一螺帽包括一與其中一第一螺紋軌道相對應的第一珠槽，及一刮刷器。該第一滾珠單元安裝在該第一珠槽及其對應的第一螺紋軌道間。該刮刷器具有一與安裝該第一滾珠單元的第一螺紋軌道接觸的第一接觸點及一與另一第一螺紋軌道接觸的第二接觸點。該迴流單元供該第一滾珠單元通過。藉此，該具有預留螺紋軌道的滾珠螺桿不需被更換因此能夠節省其購買成本，並能夠減少其更換重新裝配的時間。

Description

具有預留螺紋軌道的滾珠螺桿

本發明是有關於一種滾珠螺桿，特別是指一種具有預留螺紋軌道的滾珠螺桿。

滾珠螺桿是一種被廣泛使用在工具機、光電設備、半導體設備，及醫療精密設備的傳動元件。滾珠螺桿具有高精密度、高效率，及可逆性的優點。

如圖1所示，現有的第一種滾珠螺桿包括一螺桿11、一可轉動地套設在該螺桿11的螺帽12，及多數安裝在該螺桿11及該螺帽12間的滾珠13。該螺桿11具有一本體111，及一形成在該本體111外表面112的螺紋軌道113。該螺帽12具有一環形本體121、一形成在該環形本體121且鄰近該螺桿11的內周面122、一形成在該內周面122與該螺紋軌道113相對應的珠槽125，及一與該珠槽125間隔設置在該內周面122的刮刷器126。該等滾珠13可滾動地安裝在該螺紋軌道113及該珠槽125之間。

如圖2所示，現有的第二種滾珠螺桿構造與第一種現有的滾珠螺桿相似，主要差異在於第二種現有的滾珠螺桿，其螺桿11與其螺帽12分別具有二螺紋軌道113及二分別與該等螺紋軌道相對應的珠槽125，該等滾珠13分別安裝在該等螺紋軌道113與各對應的珠槽125之間。此種滾珠螺桿具有高負載的效果。

如圖3所示，現有的第三種滾珠螺桿構造與第一種現有的滾珠螺桿相似，主要差異在於第三種現有的滾珠螺桿，其螺桿11與其螺帽12分別具有三螺紋軌道113及三分別與該等螺紋軌道113相對應的珠槽125。該等滾珠13分別安裝在該等螺紋軌道113與各對應的珠槽125之間。此種滾珠螺桿具有高導程的效果。

由小型儀器設備到大型機械設備如龍門工具機，所使用的滾珠螺桿從數千元至近百萬元不等，其購買費用昂貴，也有更換重新裝配時間長的缺點。其中，該滾珠螺桿只有該螺紋軌道113較容易磨耗，但該珠槽125及該等滾珠13卻有較長的使用壽命。當滾珠螺桿的螺紋軌道113磨耗失去精度時，該使用者需要將整組滾珠螺桿拆除後再安裝全新的滾珠螺桿，不僅更換成本高且更換後再重新裝配的時間長。

因此，本發明的目的，即在提供一種不需被更換而節省其購買成本，並能夠減少更換重新裝配時間的具有預留螺紋軌道的滾珠螺桿。

於是，本發明具有預留螺紋軌道的滾珠螺桿，包含一螺桿、一第一螺帽、一第一滾珠單元，及一迴流單元。

該螺桿包括一本體及二間隔設置在該本體外表面且具有相同螺距及相同螺紋角的第一螺紋軌道。該第一螺帽可轉動地套設在該螺桿並包含一環形本體、一形成在該環形本體且鄰近該螺桿的內周面、一形成在該內周面且與其中一第一螺紋軌道相對應的第一珠槽，及一與該第一珠槽間隔設置在該內周面的刮刷器。該第一滾珠單元安裝在該第一珠槽及其對應的第一螺紋軌道間並包括多數可滾動的滾珠。該刮刷器具有一與安裝該等滾珠的第一螺紋軌道接觸的第一接觸點，及一與另一第一螺紋軌道接觸的第二接觸點。該迴流單元包括一個兩端分別連接該第一珠槽且供該第一滾珠單元通過的第一迴流管。

本發明的功效是同時在該螺桿形成一個使用中的第一螺紋軌道，及一個預留的第一螺紋軌道。待使用中的第一螺紋軌道因為磨耗而喪失精度時，另一預留的第一螺紋軌道因為尚未使用，其精度不受影響，因此可將該第一滾珠單元更換至另一預留的第一螺紋軌道，就能繼續被使用，而不用將整組滾珠螺桿更換，不僅裝配程序簡單又能減少更換重新裝配的時間，同時達到不需被更換且能節省其購買成本，本發明對全世界航太工業及金屬加工機械產業的影響甚鉅。

有關本發明的前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式的五個較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。

如圖4、圖5所示，本發明具有預留螺紋軌道的滾珠螺桿的第一較佳實施例包含一螺桿2、一第一螺帽3、一第一滾珠單元4，及一迴流單元6。本圖4是該較佳實施例移除部分螺帽後的立體剖視圖。

該螺桿2包括一本體21及二間隔設置在該本體21外表面211且具有相同螺距及相同螺紋角的第一螺紋軌道22。該第一螺帽3可轉動地套設在該螺桿2並包含一環形本體31、一形成在該環形本體31且鄰近該螺桿2的內周面32、一形成在該內周面32且與其中一第一螺紋軌道22相對應的第一珠槽33，及一與該第一珠槽33間隔設置在該內周面32的刮刷器35。該第一滾珠單元4安裝在該第一珠槽33及其對應的第一螺紋軌道22間並包括多數可滾動的滾珠41。該刮刷器35具有一與安裝該等滾珠41的第一螺紋軌道22接觸的第一接觸點351及一與另一第一螺紋軌道22接觸的第二接觸點352。該迴流單元6包括一兩端分別連接該第一珠槽33且供該第一滾珠單元4通過的第一迴流管61。

使用時，該等滾珠41只會在該第一珠槽33及其對應的第一螺紋軌道22、該第一迴流管61間滾動，而另一第一螺紋軌道22是預留備用的。該刮刷器35會隨著該第一螺帽3的環形本體31與該螺桿2同時相對轉動，該第一接觸點351能清除在使用中的第一螺紋軌道22內的異物(圖未示)，該第二接觸點352能清除在另一備用的第一螺紋軌道22內的異物，以保持其清潔度。待有安裝該等滾珠41的第一螺紋軌道22因為磨耗失去精度而無法使用時，使用者可以將該第一螺帽3拆除後，將該第一滾珠單元4安裝於另一的第一螺紋軌道22，再將該第一螺帽3安裝在該螺桿2後就能夠繼續使用，更換程序簡單。

本發明具有預留螺紋軌道的滾珠螺桿所形成的該等第一螺紋軌道22，不是同時使用而是分開單獨使用的，所以該等第一螺紋軌道22間的距離精密度不需要像雙導程螺桿有高精度的要求，因此可以減少其製造的成本。

如圖6、圖7所示，該第一較佳實施例的第一螺帽3還可包括一與該第一珠槽33間隔設置在該內周面32且與另一第一螺紋軌道22相對應的第三珠槽36，該迴流單元6還包括一個兩端分別連接該第三珠槽36的第四迴流管64。藉此，使該滾珠螺桿除了該螺桿2有預留的第一螺紋軌道22外，該第一螺帽3也有預留的第三珠槽36，能夠使該滾珠螺桿的使用時間再延長。

如圖8、圖9所示，本發明具有預留螺紋軌道的滾珠螺桿的第二較佳實施例包含一螺桿2、一第一螺帽3、一第一滾珠單元4，及一迴流單元6。

該第二較佳實施例的構造與該第一較佳實施例大致相同，主要差異在於該螺桿2還包括一具有與該等第一螺紋軌道22相同螺距及相同螺紋角且與該等第一螺紋軌道22間隔設置在該本體21外表面211的第二螺紋軌道23。該刮刷器35還具有一與該第二螺紋軌道23接觸的第三接觸點353，該第三接觸點353能夠清潔在該第二螺紋軌道23內的異物並維持其清潔度。藉此，使該滾珠螺桿具有單導程且同時具有一個預留的第一螺紋軌道22及一個預留的第二螺紋軌道23。

如圖10、圖11所示，該第二較佳實施例的第一螺帽3也可還包括二分別與該第一珠槽33間隔設置在該內周面32且分別與另一第一螺紋軌道22及該第二螺紋軌道23相對應的第三珠槽36。該迴流單元6還包括二分別連接該等第三珠槽36的第四迴流管64。藉此，使該第一螺帽3也有預留的第三珠槽36，能夠使該滾珠螺桿的使用時間再延長。

如圖12、圖13所示，本發明具有預留螺紋軌道的滾珠螺桿的第三較佳實施例包含一螺桿2、一第一螺帽3、一第一滾珠單元4、一第二滾珠單元5，及一迴流單元6。

該第三較佳實施例的構造與該第一較佳實施例大致相同，主要差異在於該螺桿2還包含二分別具有與該等第一螺紋軌道22相同螺距及相同螺紋角且與該等第一螺紋軌道22間隔設置在該本體21外表面211的第二螺紋軌道23。該第一螺帽3還包含一與該第一珠槽33間隔設置在該內周面32且與其中一第二螺紋軌道23相對應的第二珠槽34。

該第三較佳實施例的第二滾珠單元5安裝在該第二珠槽34及其對應的第二螺紋軌道23間且包括多數可滾動的滾珠51。該第二較佳實施例的迴流單元6除了包括供該第一滾珠單元4通過的第一迴流管61外還包括一個兩端分別連接該第二珠槽34並供該第二滾珠單元5通過的第二迴流管62。該刮刷器35還具有一與有安裝該第二滾珠單元5的第二螺紋軌道23接觸的第四接觸點354及一與另一第二螺紋軌道23接觸的第三接觸點353。該第四接觸點354能清除在使用中的第二螺紋軌道23內的異物，該第三接觸點353能清除在另一備用的第二螺紋軌道23內的異物，以保持其清潔度。藉此，使該滾珠螺桿具有雙導程且同時具有一個預留的第一螺紋軌道22及一個第二螺紋軌道23。

如圖14、圖15所示，該第三較佳實施例的第一螺帽3也可還包括二分別與該第一珠槽33、該第二珠槽34間隔設置在該內周面32且分別與另一第一螺紋軌道22及該第二螺紋軌道23相對應的第三珠槽36。該迴流單元6還包括二分別連接該等第三珠槽36的第四迴流管64。藉此，使該第一螺帽3也有預留的第三珠槽36，能夠使該滾珠螺桿的使用時間再延長。

本發明具有預留螺紋軌道的滾珠螺桿除了運用在單螺帽的滾珠螺桿外，亦可運用在雙螺帽的滾珠螺桿。

如圖16所示，本發明具有預留螺紋軌道的滾珠螺桿的第四較佳實施例包含一螺桿2、一第一螺帽3、一第二螺帽7、一第一滾珠單元4、一第三滾珠單元9、一迴流單元6，及一預壓片8。

該第四較佳實施例的構造與該第一較佳實施例大致相同，主要差異在於該第四較佳實施例多了該第二螺帽7、該第三滾珠單元9，及該預壓片8。該第二螺帽7可移動地套設在該螺桿2且具有與該第一螺帽3相同的構造。該第三滾珠單元9安裝在該第二螺帽7的第一珠槽33及其對應的其中一第一螺紋軌道22間且包括多數可滾動的滾珠91。該預壓片8可移動地套設在該螺桿2且介於該第一螺帽3與該第二螺帽7之間，該預壓片8可消除軸向背隙且降低因軸向力造成的彈性位移。該迴流單元6除了該第一迴流管61，還包括一形成在該第二螺帽7且其兩端分別連接該第一珠槽33並供該第三滾珠單元9通過的第三迴流管63。藉此，使該雙螺帽滾珠螺桿具有一個預留的第一螺紋軌道22。

如圖17所示，本發明具有預留螺紋軌道的滾珠螺桿的第五較佳實施例包含一螺桿2、一第一螺帽3、一第二螺帽7、一第一滾珠單元4、一第三滾珠單元9、一迴流單元6，及一預壓片8。

該第五較佳實施例的構造與該第四較佳實施例大致相同，主要差異在於該第五較佳實施例的第一螺帽3和第二螺帽7分別還包括一與該第一珠槽33間隔設置在該內周面32的第三珠槽36。該迴流單元6還可包括一個兩端分別連接該第一螺帽3的第三珠槽36的第四迴流管64與一個兩端分別連接該第二螺帽7的第三珠槽36的第五迴流管65。藉此，使該雙螺帽滾珠螺桿也有預留的第三珠槽36，能夠使該滾珠螺桿的使用時間再延長。

綜上所述，透過該螺桿2形成二個第一螺紋軌道22，配合該螺帽3的第一珠槽33，使用時將該等滾珠41只安裝在其中一第一螺紋軌道22及該第一珠槽33間。使用一段時間後，該第一螺紋軌道22因為磨耗失去精度而無法發揮功能時，使用者可將該等滾珠41更換至另一預留的第一螺紋軌道22，而不用更換整組滾珠螺桿就可以繼續使用，本發明具有預留螺紋軌道的滾珠螺桿具有以下優點：不需更換而能節省其購買成本、裝配程序簡單，以及能減少更換裝配時間，故確實能達成本發明的目的。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

2．．．螺桿

21．．．本體

211．．．外表面

22．．．第一螺紋軌道

23．．．第二螺紋軌道

3．．．第一螺帽

31．．．環形本體

32．．．內周面

33．．．第一珠槽

34．．．第二珠槽

35．．．刮刷器

351．．．第一接觸點

352．．．第二接觸點

353．．．第三接觸點

354．．．第四接觸點

36．．．第三珠槽

4．．．第一滾珠單元

41．．．滾珠

5．．．第二滾珠單元

51．．．滾珠

6．．．迴流單元

61．．．第一迴流管

62．．．第二迴流管

63．．．第三迴流管

64．．．第四迴流管

65．．．第五迴流管

7．．．第二螺帽

8．．．預壓片

9．．．第三滾珠單元

91．．．滾珠

圖1是一立體剖視圖，說明現有的第一種滾珠螺桿；

圖2是一立體剖視圖，說明現有的第二種滾珠螺桿；

圖3是一立體剖視圖，說明現有的第三種滾珠螺桿；

圖4是一立體剖視圖，說明本發明具有預留螺紋軌道的滾珠螺桿的第一較佳實施例；

圖5是一剖視圖，說明該第一較佳實施例的一螺桿、一第一螺帽、一第一滾珠單元，及一第一迴流管的組合狀態；

圖6是一立體剖視圖，說明該第一較佳實施例中一第一珠槽與一第三珠槽的位置關係；

圖7是一剖視圖，說明該第一較佳實施例的該第三珠槽與一第四迴流管的位置關係；

圖8是一立體剖視圖，說明本發明具有預留螺紋軌道的滾珠螺桿的第二較佳實施例；

圖9是一剖視圖，說明該第二較佳實施例的一第二螺紋軌道與二第一螺紋軌道的關係；

圖10是一立體剖視圖，說明該第二較佳實施例的一第一珠槽與一第三珠槽的位置關係；

圖11是一剖視圖，說明該第二較佳實施例的該第三珠槽與一第四迴流管的位置關係；

圖12是一立體剖視圖，說明本發明的第三較佳實施例；

圖13是一剖視圖，說明該第三較佳實施例的一第二滾珠單元，及一第二迴流管的組合狀態；

圖14是一立體剖視圖，說明該第三較佳實施例的一第一珠槽、一第二珠槽，及二第三珠槽的位置關係；

圖15是一剖視圖，說明該第三較佳實施例的該等第三珠槽與二第四迴流管的位置關係；

圖16是一剖視圖，說明本發明的第四較佳實施例，一第二螺帽與一螺桿的組合狀態；及

圖17是一剖視圖，說明本發明的第五較佳實施例，一第一螺帽、一第二螺帽，及一迴流單元的位置關係。

2．．．螺桿

21．．．本體

211．．．外表面

22．．．第一螺紋軌道

3．．．第一螺帽

31．．．環形本體

32．．．內周面

33．．．第一珠槽

35．．．刮刷器

4．．．第一滾珠單元

41．．．滾珠

Claims (8)

1. 一種具有預留螺紋軌道的滾珠螺桿，包含：一螺桿，包括一本體及二間隔設置在該本體外表面且具有相同螺距及相同螺紋角的第一螺紋軌道；一第一螺帽，可轉動地套設在該螺桿並包括一環形本體、一形成在該本體且鄰近該螺桿的內周面、一形成在該內周面且與其中一第一螺紋軌道相對應的第一珠槽，及一與該第一珠槽間隔設置在該內周面的刮刷器；一第一滾珠單元，該第一滾珠單元安裝在該第一珠槽及其對應的第一螺紋軌道間並包括多數可滾動的滾珠，該刮刷器具有一與安裝該等滾珠的第一螺紋軌道接觸的第一接觸點及一與另一第一螺紋軌道接觸的第二接觸點；及一迴流單元，該迴流單元包括一個兩端分別連接該第一珠槽且供該第一滾珠單元通過的第一迴流管。
2. 根據申請專利範圍第1項所述的具有預留螺紋軌道的滾珠螺桿，其中，該螺桿還包括一具有與該等第一螺紋軌道相同螺距及相同螺紋角且與該等第一螺紋軌道間隔設置在該本體外表面的第二螺紋軌道，該刮刷器還具有一與該第二螺紋軌道接觸的第三接觸點。
3. 根據申請專利範圍第1項所述的具有預留螺紋軌道的滾珠螺桿，還包含一可轉動地套設在該螺桿且具有與該第一螺帽相同構造的第二螺帽、一可滾動地安裝在該第二螺帽與該螺桿間的第三滾珠單元，及一可轉動地套設在該螺桿且介於該第一螺帽與該第二螺帽間的預壓片，該迴流單元還包括一設置在該第二螺帽且供該第三滾珠單元通過的第三迴流管。
4. 根據申請專利範圍第1項所述的具有預留螺紋軌道的滾珠螺桿，其中，該螺桿還包括二分別具有與該等第一螺紋軌道相同螺距及相同螺紋角且與該等第一螺紋軌道間隔設置在該本體外表面的第二螺紋軌道，該第一螺帽還包括一與該第一珠槽間隔設置在該內周面且與其中一第二螺紋軌道相對應的第二珠槽，該具有預留螺紋軌道的滾珠螺桿還包含一安裝在該第二珠槽及其對應的第二螺紋軌道間且具有多數可滾動的滾珠的第二滾珠單元，該刮刷器還具有一與安裝該等滾珠的第二螺紋軌道接觸的第四接觸點及一與另一第二螺紋軌道接觸的第三接觸點，該迴流單元還包括一個兩端分別連接該第二珠槽且供該第二滾珠單元通過的第二迴流管。
5. 根據申請專利範圍第4項所述的具有預留螺紋軌道的滾珠螺桿，其中，該第一螺帽還包括二分別與該第一珠槽、該第二珠槽間隔設置在該內周面且分別與另一第一螺紋軌道及另一第二螺紋軌道相對應的第三珠槽，該迴流單元還包括二分別連接該等第三珠槽的第四迴流管。
6. 根據申請專利範圍第1項所述的具有預留螺紋軌道的滾珠螺桿，其中，該第一螺帽還包括一與該第一珠槽間隔設置在該內周面且與另一第一螺紋軌道相對應的第三珠槽，該迴流單元還包括一個兩端分別連接該第三珠槽的第四迴流管。
7. 根據申請專利範圍第2項所述的具有預留螺紋軌道的滾珠螺桿，其中，該第一螺帽還包括二與該第一珠槽間隔設置在該內周面且分別與另一第一螺紋軌道及該第二螺紋軌道相對應的第三珠槽，該迴流單元還包括二分別連接該等第三珠槽的第四迴流管。
8. 根據申請專利範圍第3項所述的具有預留螺紋軌道的滾珠螺桿，其中，該第一螺帽及該第二螺帽還分別包括一與該第一珠槽間隔設置在該內周面的第三珠槽，該迴流單元還包括一個兩端分別連接該第一螺帽的第三珠槽的第四迴流管，及一個兩端分別連接該第二螺帽的第三珠槽的第五迴流管。