TW201018813A - Return structure for a ball screw with chain type rolling assembly - Google Patents

Description

201018813 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係一種應用於線性傳動的滾珠螺桿，尤指係使用滾珠 且「具鏈條形態滾動組」之滾珠螺桿，使該鏈條到達彎曲處前即 行扭轉至變形量最小且可彎折的最佳位置處，而可有效的避免該 鏈條因局部結構於前述彎曲處產生過度擠壓與拉伸，以有效的延 長滾動組之使用壽命者。 【先前技術】 按，精密機械中常有需要控制工作平台或加工元件移動之設 δ十’而為了能夠精確且小摩擦係數的掌控移動進給量，該移動都 利用滾珠螺桿進行精密的傳動，*滾珠螺桿上設有—螺桿及一螺 帽，在該螺桿與螺_並使财複數滚珠配合，滾珠並在該螺帽 内重複的循環絲’該循環賴是利職置迴流元件於螺帽上產 ❿生循環系統所完成’如第9圖所示，其係—桿軸5()上套設一螺帽 5卜並於該聰51二端分別設—迴流元件52，而在該桿抽如、 該螺帽51及該迴流元件52間形成一循環路徑54，以該循環路徑 4提供；袞動組55的無限循環，該滾動組55為了避免非預期的 轉動’於該循環路經54中設置導引槽54卜而該滾動組55以兩側 之連結部551鏈結複數滚珠形態之滾動件咖，該連結部55ι即與 該循環路徑54之導弓|槽541以及各迴流元件52之導引槽52〇、叻 201018813 配合’且5亥各迴々il元件52兩側導引槽520、521之設置係沿彎曲 處520之弧度最小半徑與最大半徑處設置，如此當滚動、组55經過 該彎曲處520時，該滾動組55兩侧之連結部551即沿兩側導引槽 520、521滑移彎曲，其彎曲運行之方向顯然與該滾動組阳以及連 結部551可被彎曲之方向垂直，即會產生致命的破壞缺失。 即該連結部551進入該迴流元件52後，直接順著該迴流元件 52之兩侧導引槽520、521導引經直角彎曲處52〇轉彎後，至另一 ❹迴流70件52之直角彎曲處520直角轉彎後流回該桿軸5〇與螺帽 51間，該滾動組55兩侧連結部551同時經該直角彎曲處52〇時， 分別位於該弧度最小半徑與最大半徑處，即一側之連結部551於 弧度最大半徑處受到-不當拉伸之力量，而另一侧之連結部551 則位於弧度最小徑處受到―不當壓狀力量，該錄直角彎曲處 520之兩侧連結部551同一時間分別受到不當拉伸與壓擠之力 里，且由该滾動組55連結部551之設計，該滾動組55可被彎曲 ⑩之方向係在未設有連結部551處，惟該迴流元件52之兩側導引槽 520、521導引該該滾動組55 f曲之方向係在該滚動組55之兩侧 連結部551上，一側連結部551過彎時被不當的拉伸，另一側的 連結部551則同時被擠壓，極易因而產生斷裂之缺失； 且當該滾動組55於該彎曲處520之兩側連結部551同一時受 到不當的⑽與擠壓的瞬間，其滑動之速度相當的快速 ，滾動件 550於轉彎時快速改變方向極易與迴流元件52内壁碰撞而造成的 辰動’故絲動組55過彎之狀態除了受到滾動件55〇震動或彼此 201018813 間的讎拉扯外，更容易因兩側連結部55ι之不當而過度的拉伸 與壓擠，造成該滾動組55於過彎之瞬間發生斷裂，且該滾動組沾 於轉彎處兩側連結部551同時受到擠壓與拉伸而造成滾動件55〇 之偏移產生衫的雜阻力，造賴環動作的不麵，甚至不當 的碰撞而造成噪音，故有改良之必要。 【發明内容】 鲁欲解決之技術問題點： 目刚$知/袞辆翻職動之滾触，於該喊元件内部進 直角署曲。卩位時，該滾動組之連結部係由彎曲弧度最大半捏處 與最小半域滑移經過，紐動組常目為連結部轉彎角度變形量 過大且並非在料結簡f之最佳肢上崎生賴，且該滚動 、、且移動時相該連結部不當之變形而與該迴流元件間產生的磨擦 阻力過大，既使沒有斷裂在循環動作上亦較不順暢，此乃欲解決 ^ 之技術問題點。 解決問題之技術特點： 本發明係触一種具有鍵條式滾動組之滾珠螺桿迴流結構， 係包括.一桿軸、一螺帽、二迴流元件及一滾動組，該桿軸與螺 帽相對„又有滾動溝及牙峰’該兩牙峰間構成一導引空間，該滾動 4及滾動槽係配合形成一負荷路徑’該螺帽兩端設有容置槽供該 迴流元件⑧置並連接，該迴流元件依序設有—銜接部、一轉彎部 201018813 以及一連接部，該迴流元件内部依序設有一銜接部流道、一轉彎 部流道以及一連接部流道，其中，該銜接部流道與該負荷路徑銜 接，該轉彎部流道兩端分別與該銜接部流道及該連接部流道連 接，連接成一迴流道，該連接部流道另端透過一通道連接另一迴 流元件，該迴流道中設有兩導引槽，該銜接部流道之兩導引槽一 端係正對該導引空間，該兩導引槽由導引空間至該轉彎部流道處 係具有第一角度差，於該迴流道與負荷路徑移動之該滾動組係具 有一鏈條内連結複數滾動件，該鏈條之兩侧設有連結部，該連結 ® 部係於該桿軸與該螺帽間之該導引空間與該迴流道内之該導引槽 中滑移，該滚動組藉銜接部流道之導引槽的引導，使該滚動組於 銜接部流道内至§亥轉’彎部流道則扭轉一近似直角的第一角度差。 而該迴流元件迴流道的連接部流道兩導引槽則具有第二角 差，該弟二角度差約為第一角度差之一半，且扭轉之方向與該銜 接部流道内之扭轉方向相反’該滾動組之連結部配合兩該迴流元 ❹件之連接部流道之扭轉，使該連結部到達另一迴流元件之轉寶部 流道前’亦轉至該連結部可彎曲之位置上，並避開不當變形之區 域，再經過該轉彎部流道後由接續的銜接部流道扭轉約九十度角 後順利進入該導引空間者。 對照先前技術之功效： 本發明之具有鏈條式滚動組之滾珠螺桿迴流結構之主要目的 乃係’其滚動組於桿轴、螺帽及迴流元件形成的循環路徑中滚動 201018813 時，該利用在該迴流元件内部依序設有一銜接部流道、一轉彎部 流逍以及一連接部流道整體連接成一迴流道，及於該迴流道設有 兩導引槽，該銜接部流道内之導引槽由銜接導引空間處至轉彎部 流道前約相差有九十度之第一角度差，以使該滾動組之連結部進 入轉彎部流道前或導引空間前，轉至最佳的進入位置，尤其於轉 彎部流道時该滚動組之連結部係在可被朁曲之位置上，且變形量 最適當緩合之區域内滑移通過，以避免該連結部因不當變形拉扯 或壓擠斷裂者。 ® 本發明之具有鏈條式滾動組之滾珠螺桿迴流結構之另一主要 目的係在於，該迴流元件迴流道之連接部流道兩導引槽由轉彎部 >’IL道至另一迴>’IL元件如係呈相差約有四十五度之第二角度差，以 使該滚動組之連結部於該兩迴流元件之連接部流道内被扭轉兩倍 的第一角度差，以使S亥滾動組之連結部進入另一轉彎部流道前亦 扭轉至可被彎曲的位置與方向上，亦避開變形量最劇烈的區域， 以避免該連結部因不當變形拉扯或壓擠斷裂者。 Ο 本發明之具有鏈條式滾動組之滾珠螺桿迴流結構之又一主要 目的係在於，該兩迴流元件内部迴流道之該兩導引槽於該銜接部 流這先接設該導引空間後，於一迴流元件之銜接部流道以第一角 度差扭轉變化進入轉彎部流道後接著以第二角度差扭轉，再連接 另一迴流元件之連接部流道以第二角度差繼續扭轉至該轉彎部流 道後之銜接部流道以第一角度差扭轉變化轉至與相對之該導引二 間啣接之位置，使該滾動組的連結部能扭轉改變其可彎曲的方向 8 201018813 配合通過鋪彎概道’令該連結部均在可被料之位置上或在 最小變形量的位置處進行彎曲，使結構的被破壞可能性降至最 低，干涉減到最小’俾具有使該滾動組滾動更為順暢，及降低該 滾動組的鏈條斷裂的情事。 【實施方式】 為使貴審查委員對本發明之目的、特徵及功效能夠有更進 ^ 一步之瞭解與認識，以下茲請配合圖式及圖號詳述如后： 首先，先請由第1、2、3圖所示觀之，該螺桿係包括： 一桿軸10，周緣設有一呈螺旋狀滾動溝u，該滚動溝u兩 侧為一牙峰12; 一螺帽20，設有一供該桿軸1〇穿套之穿孔21，該穿孔21内 徑設有相對該滚動溝11之滾動槽22呈螺旋狀，該滾動槽22之兩 侧為一牙峰23 ’該滚動溝11及滾動槽22配合形成一負荷路徑a， ^該桿軸10與該螺帽2〇之牙峰12, 23間係構成一導引空間B，該螺 帽20兩端各設有容置槽24，該兩容置槽24間設有通道25，而該 容置槽24係各別連接於該負荷路徑a ; 二迴流元件30，係各設於該容置槽24内，另請配合參閱第3、 4圖所示’該迴流元件30係依序設有一銜接部31、一轉彎部32 以及一連接部33 ’該迴流元件30内部對應前述之銜接部31、轉 彎部32以及連接部33位置依序設有一銜接部流道34、一轉彎部 流道35以及一連接部流道36，其中，該銜接部流道34與該負荷 201018813 路徑A銜接，該轉彎部流道35兩端分別與該銜接部流道34及该 連接部流道36連接，令整體連接成一迴流道c，該連接部流遘36 另端與該通道25連接，該迴流道c中設有兩導引槽34〇, 35〇，邠〇， 该銜接部流道34之兩導引槽340 —端係銜接該導引空間b，炎以 扭轉一角度通過該銜接部流道34而銜接該轉彎部流道祁之導弓| 槽35〇，接著通過該轉管部流道35，由該轉彎部流道35銜接该速 接部流道36之導引槽36G，在該連接部流道36並以___角度通 過，該迴流道C與負荷路徑a銜接構成一循環路徑D ; ❹—滾動組40，係包含一鏈條41及複數滾動件42，請再由第3 圖觀之，其中該鏈條41係由複數間隔體41〇與兩連結部411連接 而成，相鄰之該間隔體410間係形成供該滚動件42設置之容置空 間412,該連結部411係位於該桿轴1〇與該螺帽2() 間B以及魏流道C内之該導引槽機咖刻巾，並料中= 其中，請配合第3、4、5圖所示，該迴流道C之該銜接 道34之導引槽340由與該導引空間B連接之端部為第接孩

與祕彎部流道35連接之端部為第二點取，該第一點幻邀至 點E2至銜接部流道34中心點形成第一角度差e，第—1與第二 為為80〜100度，其中又以9〇度尤佳； 角度差E 而於該迴流道c之該連接部流道36處的導引槽卿 該導引槽360與該轉彎部流道35連接之端 、中， 槽獅之另端與另-迴流元件3〇域處為第二點Μ :導引 10 201018813 F1與該第二點F2至該連接部流道36中心投影夾角為第二角度差 F，該第二角度差F為3〇~60度，其中又以45度尤佳。 其中，該迴流元件30係由一第一構件3〇〇及一第二構件3〇ι 所對合組成，如第6圖所示。 請配合第7、8圖所示，當§玄滾動組40於銜接部流道料時以 該連結部411經該導引槽340的引導’該滾動組4〇由該導引空間 B啣接之該導引槽340之該第一點E1運動至該銜接部流道料之第 ❹二點E2，以扭轉一約九十度角之方式呈現該第一角度差E，當誃 滾動組40通過該轉彎部流道35後，至該連接部流道36經由:^ 引槽360之第一點F1到達第二點F2扭轉一約四十五度角之方式 呈現該第二角度差F，形成一順暢的迴流形態者。 整體結構的動作，當該桿軸10轉動，係會同時㈣該滚動組 在該整體之循料徑D内滾動，以使該螺帽2〇在該桿轴ι〇產 ❹生直線運動，而當該滚肺4〇滾動到該負荷路徑a末端即進入一 迴流元件30，由該迴流磁3G的迴流道c 1進人，而通過另〆 迴流元件30滾出，回到該負荷路徑A起始端，以在該循環路徑d =摘環之作業，該酿⑽於該負荷路心移動，係以連結 :1在鱗引空間B配合該桿軸1G滾動，在移動到該一迴流元 於背^連接進入該導引槽34G，35M6G，則以該第一該差E 、=接韻道34内扭轉至最適當之可f曲方向，經過該轉##部 欧順卿麵並通往該連接部流道36，於該連接部流道加 11 201018813 内以第二角度差F進入而通往另一迴流元件30，並依序於該連接 部流道36内以第二角度差F經過該轉彎部流道35通往該銜接部 流道34 ’最後以第一角度差E進入並通過該銜接部流道34後回到 該負荷路徑A，在完成一循環。 藉上述具體實施例之結構，可得到下述之效益： h 避免不當彎曲破壞之可能：利用該滾動組40於一桿軸 _ 10、一螺帽20及二迴流元件30形成的循環路徑D中 滾動時，在該迴流元件3〇迴流道c之銜接部流道34 兩導引槽340以第一角度差A扭轉後，使該滾動組4〇 於該轉彎部流道35時位於可彎曲之位置上，避開變形 量最劇烈的區域’以達到避免不當彎曲破壞之缺失者。 2· 減少干涉與不當碰撞之發生：由於該轉彎部流道35 之兩導引槽350設置係避開該該轉彎部流道35曲弧最 _ 小半徑與最大半徑之區域，使該滾動組4〇之連結部 411在可彎曲之位置上進行彎曲，且該兩侧之連結部 411受力平均同時拉伸或壓擠，不致對整體鏈條4〇產 生不當的形彎力量，可保持該滚動件42在最佳的運行 位置上滾動，不致對迴流道C以及迴流元件3〇產生不 當的碰撞與干涉’可將整體破壞以及噪音降至最低， 有效延長使用壽命者。 . 連續導引變化形成完整迴流的設計：除前述之導引設 12 201018813 計之外，更藉由該該連接部流道36内之第二角度差F 扭轉變化設計，再連接另一迴流元件30以第二角度差 F配合該第一角度差E扭轉變化，使該滾動組40的連 結部411位置能於該兩迴流元件30内確實的隨彎曲而 扭轉改變，令該連結部411在可彎曲的方向上避免在 變形最劇烈的區域内進行的過彎的作業，形成一完整 的迴流路徑，將干涉減少到最低，俾使該滾動組40 於迴流道C内的滚動更為順暢，且該鏈條41也能將斷 裂的情事降到最低。 13 201018813 【圖式簡單說明】 第1圖：係本發明的立體組合圖。 第2圖：係本發明的立體分解圖。 第3圖：係本發明螺桿配合迴流元件供滾動組通過的前視圖。 第4圖：係本發明迴流元件之前視圖。 第5圖：係本發明迴流元件之側視圖。 第6圖·係本發明迴流元件的兩構件形態之立體分解圖。 ⑩第7圖：係本發明螺桿配合兩迴流元件第一構件的立體組合示立 圖。 思、 第8圖··係本發明滾動組配合滾動路徑扭轉之立體圖。 第9圖：係習式滾珠螺桿之循環路徑滾動平面示意圖。 【主要元件符號說明】 習式部份： 螺帽---~ — 51 猶環路徑———54 >袞動組--~~ — 55 滾動溝--一— 桿軸-----50 ❹迴流元件---52 導引槽 541 連結部----551 本發明部份： 桿軸-----1〇 牙峰-----12 201018813 螺帽 -20 穿孔---- —21 滾動槽--- -22 牙峰---- -23 容置槽--- -24 通道---- -25 負荷路徑-- 一 A 導引空間-- -B 迴流元件-- —30 第一構件-- -300 第二構件一一 一 301 銜接部--- —31 轉彎部--- -32 連接部--- -33 銜接部流道一 -34 轉彎部流道一 -35 連接部流道一 -36 導弓1槽--- -340, 350, 360 迴流道--- -C 循環路徑-- -D 滚動組--- -40 鏈條---- -41 間隔體--- — 410 連結部--- -411 容置空間一一 -412 滾動件--- _42 第一角度差一 —E 第一點--- -E1

第二點----E2 第二角度差一一F © 第一點----F1 第二點----F2 15

Claims (1)

1. 201018813 七、申請專利範圍： 1、一種具有鏈條式滾動組之滾珠螺桿迴流結構，其中，該螺桿 係包括： 一桿軸，周緣設有一呈螺旋狀滾動溝，該滾動溝兩側為一牙 峰； 一螺帽’設有一供該桿軸穿套之穿孔，該穿孔内徑設有相對 該滾動溝之滾動槽’該滾動槽呈螺旋狀，兩侧為一牙峰，該桿轴 與該螺帽之牙峰係構成一導引空間，該滾動溝及滾動槽係配合形 或一負荷路徑’該螺帽兩端各設有容置槽，該兩容置槽間設有通 道’而該容置槽係各別連接於該負荷路徑； 二迴流元件，係各設於該容置槽，該迴流元件係依序設有一 衡接部、一轉彎部以及一連接部，該迴流元件内部依序設有一銜 接部流道、一轉彎部流道以及一連接部流道，其中，該銜接部流 道與該負荷路徑銜接，該轉彎部流道兩端分別與該銜接部流道及 Q遠連接部流道連接，令整體連接成一迴流道，該連接部流道另端 與5亥通道連接，該迴流道中設有兩導引槽，該銜接部流道之兩導 弓丨槽一端係銜接該導引空間，而該銜接部流道的該導引槽兩端具 有一約九十度之第一角度差； 一滾動組，係包含一鏈條及複數滾動件，該鏈條係由複數間 隔體與兩側連結部連接而成，各該間隔體間形成供該滾動件設置 之容置空間，該連結部於該桿軸與該螺帽間係位於該導引空間 處’而該連結部於該迴流道内係位於該導引槽中，該滾動組於貧 16 201018813 接部流道時以該連結部經該導引槽的引導，使該滾動組由導引空 間和導引槽之銜接處運動至該轉彎部流道時，扭轉該帛一角度差 之角度。 & 2、如申料她圍第丨項所述之具有鏈條式滚動組之滾珠 螺桿迴流結構’其中’該第—角度差係該銜接部流道之導引槽與 該導引空間連接的第—點，以及與該㈣部流道連接的第二點， ❹經投影輯接部流道巾心點形狀錢；該第—肖度差為8〇〜⑽ 度。 3如申明專利範圍弟2項所述之具有鍵條式滾動組之滾珠 螺桿迴流結構’其中’該第—角度差為9〇度。 4如申明專利範圍第1項所述之具有鏈條式滾動組之滚珠 Q螺桿迴流結構，其中，該迴流元件迴流道之該連接部流道的該導 引槽兩端具一第二角度差。 5、 如申請專利範圍第4項所述之具有鏈條式滾動組之滾珠 螺桿迴流結構，其中，該第二角度差為3〇〜6〇度。 6、 如申請專利範圍第5項之具有鏈條式滾動組之滚珠螺桿 迴流結構，其中，該第二角度差為45度。