[发明专利]滚珠螺杆模块及其使用的循环装置

说明书

技术领域

本发明是提供一种滚珠螺杆模块，特别是一种具有滚珠链条的滚珠螺 杆模块。

背景技术

滚珠螺杆的原理，是在螺杆与螺帽之间加入钢珠，以钢珠滚动运动， 取代传统艾克姆螺杆(ACME)的滑动摩擦传动，大大降低摩擦耗损，有助 于维持高效率与高精度。

滚珠的使用使得螺杆的移动更为顺畅，然而，相邻的滚珠在滚动过程 中，容易彼此碰撞并发出很大的噪音，这样的碰撞使得滚珠寿命缩短，连 带影响整体螺杆装置的寿命。

为了改善此一问题，公知技术提出以链条固定滚珠的装置，美国公告 专利5,993,064更进一步提供一种改良式的滚珠链条，该滚珠链条是以具 有弹性的材料制成，并包含四个带状物固定滚珠的四周，使该链条可任意 方向地自由弯折，而滚珠仍固定在相同的位置，该滚珠链条并可应用在线 性滑轨以及滚珠螺杆等装置中。

然而，在滚珠螺杆模块中，尚需设有一循环路径，导引滚珠回流至螺 旋状沟槽中，以形成不断循环的滚珠轨道。使用滚珠链条时，当行经上述 的循环路径时，链条必须改变运动方向，才能形成回流。然，若此循环路 径未经良好设计，则链条难以顺畅地通过并改变行进方向，因此公知的设 计，其链条因为不当地扭转及拉扯而产生断裂。请参见图1，前述美国公 告专利5,993,064虽提及其滚珠链条可以应用在螺杆装置，并在螺帽内设 有循环装置供滚珠链条回流，然而，却未提及如何让滚珠链条顺畅通过循 环装置的设计，在实际应用上，由于链条两侧在从螺旋轨道进到循环装置 时，会进行三维回转，若回转路径未经过特殊角度的设计，则链条的内侧 会被挤压，而外侧会被拉扯，两侧因变形量的不同，而产生断裂。故目前 虽有设有滚珠链条的线性滑轨上市，但是设有滚珠链条的滚珠螺杆却一直 无法被设计及制造出来。

发明内容

本发明主要目的在于提供一种滚珠螺杆模块，可使滚珠链条在螺帽内 顺畅的移动，使该滚珠螺杆模块达到高效率与高精度。

本发明的另一目的在于提供一种滚珠螺杆模块，其设有循环装置于螺 帽内供滚珠链条回流，以形成一不断循环的路径(endless track)。

本发明的另一目的在于提供一种滚珠螺杆模块的循环装置，该循环装 置具有两个导引沟以引导滚珠链条的方向，且该些导引沟于循环路径的转 弯部位具有特殊设计，使滚珠链条可以顺畅的通过并且不会被不当的挤压 或拉扯。

本发明的滚珠螺杆模块主要包含有：螺杆、螺帽、滚珠链条、以及循 环装置。螺杆的外表面具有螺旋状的第一滚动沟槽；螺帽套设于螺杆外， 其内表面具有螺旋状的第二滚动沟槽，与上述的第一滚动沟槽具有一对应 关系，可对合形成螺旋状的第一滚动轨道。滚珠链条是于第一滚动轨道内 移动，主要包含：复数个滚珠与承载滚珠的保持器。保持器进一步包含复 数个间隔部、第一链接组件与第二链接组件。间隔部是用以固定并间隔滚 珠，第一链接组件与第二链接组件用以串连复数个间隔部，第一链接组件 并与第二链接组件具有一间距，使滚珠置于间隔部、第一链接组件与第二 链接组件之间。其中，上述第一滚动沟槽的截面半径略等于滚珠的半径。 又为了避免滚珠链条在移动时，其第一链接组件与第二链接组件受到伤 害，因此，螺杆所包含的第一牙峰部，以及螺帽所包含的第二牙峰部表面 粗糙度均小于Rmax＝25微米。循环装置设置于螺帽，主要包含一循环路 径，与前述的第一滚动轨道相连，用以提供滚珠链条通过，循环路径的截 面半径略等于上述的第一滚动轨道的截面半径。其中，为了导引滚珠链条 移动，循环路径形成有第一转弯部位、第二转弯部位、第一导引沟与第二 导引沟。第一导引沟位于循环路径的一侧，用以提供上述滚珠链条的第一 链接组件通过，第一导引沟具有第一曲率半径。第二导引沟位于循环路径 的另一侧，与第一导引沟具有一固定距离，用以提供上述滚珠链条的第二 链接组件通过，第二导引沟具有一第二曲率半径。当滚珠链条通过上述的 第一转弯部位与第二转弯部位时，会形成三维空间的回转，其原理在于： 当上述的第一导引沟与第二导引沟通过第一转弯部位时，第一导引沟的第 一曲率半径会大于第二导引沟的第二曲率半径，而当上述的第一导引沟与 第二导引沟通过第二转弯部位时，第一导引沟的第一曲率半径会小于第二 导引沟的第二曲率半径，且第一导引沟的总长略等于第二导引沟的总长， 故通过导引沟的第一链接组件与第二链接组件也会随着回转曲率的变化 而形成三维空间的回转。