TWI499728B - Ball with spline structure - Google Patents

Description

具潤滑結構之滾珠花鍵

本發明係為一種線性傳動元件，尤指一種具潤滑結構之滾珠花鍵。

潤滑對於線性傳動元件來說是非常重要的，不僅能提升滾動件的運行順暢度、還可以避免溫升造成熱變位、更可以延長線性傳動元件的使用壽命，故使用者對於線性傳動元件之潤滑結構設計是非常重視的，因此為了配合各種領域的使用者，線性傳動元件之業者就必須設計出通用性高的潤滑結構；而滾珠花鍵常見的潤滑結構設計如第九圖所示，其滾珠花鍵之移動體(2)上設有油孔(22)，該油孔(22)與保持器(3)之橫向油路(31)連接，而潤滑油係由油孔(22)進入後，再由橫向油路(31)導流至兩側的循環路徑(32)以潤滑滾動件(1)。

然，上述的潤滑結構設計因為該保持器的橫向油路的位置是固定的，當使用者設計的設備之輸油位置無法配合該油孔及橫向油路之位置時，該保持器就必須將該橫向油路位置移至與設備之輸油位置能配合的位置，也就是說該保持器必須重新開模製造，故如此設計不僅需花費較高設計及製造成本、且因為保持器的橫向油路規格眾多故也提高了物料管理成本，因此大幅降低滾珠花鍵製造的利潤，且亦無法提供較廉價的滾珠花鍵產品給使用者使 用，故實有改良精進之必要。

有鑑於上述問題，本發明主要目的在於：設計一通用性高的潤滑結構應用於滾珠花鍵，以符合各種領域使用者的潤滑油輸入端的設計。

為達成上述之目的，本發明係為一種具潤滑結構之滾珠花鍵，係包含：一長軸，係朝一方向伸長為長條狀結構，定義該伸長方向為軸方向，該長軸之外表面設有複數沿軸方向設置的滾動溝；一移動體，設有一供該長軸穿設之穿孔，該穿孔之內緣面設有相對該滾動溝之滾動槽，該滾動溝與滾動槽係構成一負荷路徑，該移動體之外緣面設有複數個與該穿孔連通之油孔；一保持器，係設置於該長軸與移動體之間，該保持器設有複數保持路徑，一該保持路徑與負荷路徑係構成一循環路徑，兩該保持路徑之間係設有一沿軸方向設置的軸向油道、及一與兩該保持路徑及軸向流道連接之橫向油道，該軸向油道與橫向油道係與該穿孔之內緣面構成一潤滑油流道，該潤滑油流道係與該油孔連通；複數滾動件係設於該循環路徑。

較佳的，該軸向油道最佳長度係為保持器之總長度的40%~97%。

較佳的，該軸向油道最佳的圓周角係介於2°~30°。

藉由該軸向油道與橫向油道的搭配，讓該移動體所設的油孔位置得以任意改變，例如該油孔可設置於移動體的中間或靠近兩端部之位置(註：移動體的油孔係由刀具加工成型，故可以依使 用者需求製造，但保持器是由模具塑膠射出成型，故並無法任意變更其油路結構)，以搭配使用者的設備之潤滑油輸入端的設計，以避免該保持器需重新開模製造的問題，以提高滾珠花鍵的潤滑結構與設備搭配之通用性。

本發明

1‧‧‧長軸

11‧‧‧滾動溝

2‧‧‧移動體

21‧‧‧穿孔

211‧‧‧滾動槽

212‧‧‧凹槽

213‧‧‧內緣面

22‧‧‧油孔

23‧‧‧環油槽

3‧‧‧第一構件

31‧‧‧第一軸向油道

32‧‧‧橫向油道

A‧‧‧軸向油道

33‧‧‧第一保持路徑

4‧‧‧第二構件

41‧‧‧第二保持路徑

42‧‧‧第二軸向油道

90‧‧‧保持路徑

100‧‧‧潤滑油流道

5‧‧‧滾動件

6‧‧‧固定件

X‧‧‧軸方向

L、H‧‧‧長度

Q‧‧‧圓周角

先前技術

1‧‧‧滾動件

2‧‧‧移動體

22‧‧‧油孔

3‧‧‧保持器

31‧‧‧橫向油道

32‧‧‧循環路徑

第一圖係為本發明具潤滑結構之滾珠花鍵的系統圖。

第二圖係為本發明具潤滑結構之滾珠花鍵的組合圖。

第三圖係為本發明具潤滑結構之滾珠花鍵的軸方向剖視圖一。

第四圖係為本發明具潤滑結構之滾珠花鍵的軸方向剖視圖二。

第五圖係為第四圖A-A的剖視圖。

第六圖係為第四圖B-B的剖視圖。

第七圖係為第四圖C-C的剖視圖。

第八圖係為本發明具潤滑結構之滾珠花鍵的組合圖。

第九圖係為習知技術具潤滑結構之滾珠花鍵的組合圖。

請參閱第一圖至第八圖所示，係為本發明一較佳實施例之圖式，本發明係為一種具潤滑結構之滾珠花鍵，係包含：一長軸(1)，係朝一方向伸長為長條狀結構，定義該伸長方向為軸方向(X)，該長軸(1)之外表面設有複數沿軸方向設置的滾動溝(11)；一移動體(2)，設有一供該長軸(1)穿設之穿孔(21)，該穿孔(21)之內緣面(213)設有相對該滾動溝(11)之滾動槽(211)，該滾動溝(11)與滾動槽(211)係構成一負荷路徑，該移動體(2)之外緣面設有複數個與該穿孔(21)連通之油孔(22)；一保持器，係設置於該長軸(1)與移動體(2)之 間，該保持器設有複數保持路徑(90)，一該保持路徑(90)與負荷路徑係構成一循環路徑，兩該保持路徑(90)之間係設有一沿軸方向(X)設置的軸向油道(A)、及一與兩該保持路徑(90)及軸向流道(A)連接之橫向油道(32)，該軸向油道(A)與橫向油道(32)係與該穿孔(21)之內緣面(213)構成一潤滑油流道(100)，該潤滑油流道(100)係與該油孔(22)連通；於本實施例，該保持器係由第一構件(3)與第二構件(4)所組成，該第一構件(3)的長度大於該第二構件(4)的長度，該第一構件(3)係設有複數第一保持路徑(33)及介於兩該第一保持路徑(33)之間的第一軸向油道(31)，該橫向油道(32)係設於該第一構件(3)，該第二構件(4)設有複數第二保持路徑(41)及介於兩該第二保持路徑(41)之間的第二軸向油道(42)，該第一保持路徑(33)係為U型，該第二保持路徑(41)係為半圓弧形，而該第一保持路徑(33)與第二保持路徑(41)係構成該保持路徑(90)，該第一軸向油道(31)與第二軸向油道(42)係構成該軸向流道(A)，而該保持器組裝於該穿孔(21)後，於該保持器兩端係藉由固定件(6)嵌設於該移動體(2)設置的凹槽(212)中，以將該保持器固定於該穿孔(21)；複數滾動件(5)係設於該循環路徑。

再請參閱第四圖、第五圖所示，為了提高該潤滑結構之通用性，該軸向油道(A)最佳長度(L)係為保持器之總長度(H)的40%~97%，如此的設計能符合機械、半導體、自動化、機器人及木工機等產業的需求，以提高滾珠花鍵的通用性並大幅降低製造成本；另外，因為增加了該軸向油道(A)的設置，為了不影 響該保持器的整體剛性，本發明經由分析軟體分析最佳化的尺寸結構，並進行實作測試獲得了最佳的軸向油道(A)的尺寸界定，因為該軸向流道(A)最可能影響該保持器的結構在於與該保持路徑之間的肉厚設定，故本發明將該軸向油道(A)的寬度以圓周角方式界定，如第五圖所示，應用於不同規格的保持器，該軸向油道之兩側端點與保持器的圓心所構成的圓周角Q最佳是介於2°~30°，以本實施例的規格為例子，該保持器的外徑是28mm，而該軸向油道的圓周角為5.2°，如此能獲得較佳的保持器剛性。

另請參閱第八圖所示，於該移動體(2)之外緣面設有環油槽(23)與複數該油孔(22)連接，如此就不需於使用者設備上加工該環油槽，例如：第二圖於移動體(2)之外緣面未設置該環油槽(23)，就必須於使用者設備加工環油槽(未顯示)，如此才能藉由設備的一潤滑油輸入端輸入該環油槽後輸送至各油孔，以簡化整體潤滑結構。

綜所上述，所以本發明之『具有產業之可利用性』應已毋庸置疑，除此之外，在本案實施例所揭露出的特徵技術，於申請之前並未曾見於諸刊物，亦未曾被公開使用，不但具有如上所述功效增進之事實，更具有不可輕忽的附加功效，是故，本發明的『新穎性』以及『進步性』都已符合專利法規，爰依法提出發明專利之申請，祈請惠予審查並早日賜准專利，實感德便。

以上所述實施例之揭示係用以說明本發明，並非用以限制本發明，故舉凡數值之變化與等效元件之置換，仍應隸屬本發明之範疇。

1‧‧‧長軸

11‧‧‧滾動溝

2‧‧‧移動體

21‧‧‧穿孔

212‧‧‧凹槽

213‧‧‧內緣面

22‧‧‧油孔

3‧‧‧第一構件

31‧‧‧第一軸向油道

32‧‧‧橫向油道

4‧‧‧第二構件

42‧‧‧第二軸向油道

100‧‧‧潤滑油流道

5‧‧‧滾動件

6‧‧‧固定件

X‧‧‧軸方向

L、H‧‧‧長度

A‧‧‧軸向油道

Claims (3)

1. 一種具潤滑結構之滾珠花鍵，係包含：一長軸，係朝一方向伸長為長條狀結構，定義該伸長方向為軸方向，該長軸之外表面設有複數沿軸方向設置的滾動溝；一移動體，設有一供該長軸穿設之穿孔，該穿孔之內緣面設有相對該滾動溝之滾動槽，該滾動溝與滾動槽係構成一負荷路徑，該移動體之外緣面設有複數個與該穿孔連通之油孔；一保持器，係設置於該長軸與移動體之間，該保持器設有複數保持路徑，一該保持路徑與負荷路徑係構成一循環路徑，兩該保持路徑之間係設有一沿軸方向設置的軸向油道、及一與兩該保持路徑及軸向流道連接之橫向油道，該軸向油道與橫向油道係與該穿孔之內緣面構成一潤滑油流道，該潤滑油流道係與該油孔連通；複數滾動件係設於該循環路徑。
2. 如請求項1所述之具潤滑結構之滾珠花鍵，其中，該軸向油道最佳長度係為保持器之總長度的40%~97%。
3. 如請求項1所述之具潤滑結構之滾珠花鍵，其中，該軸向油道最佳的圓周角係介於2°~30°。