[实用新型]一种笼套式滚珠螺杆

说明书

本实用新型是关于一种滚珠螺杆，特别是一种在螺杆轴及螺帽本体之间设有笼套型滚珠保持器，使相邻的滚珠不相互接触，且保持滚珠滚动至螺帽本体包围的范围外仍不脱落的笼套式滚珠螺杆。

传统的滚珠螺杆包含一螺杆轴，一螺帽组合及多数介于螺杆轴及螺帽组合间循环滚动的滚珠；其中螺杆轴的外表面具有类似圆孤割面的螺旋槽，而螺帽组合具有一个螺帽本体及提供滚珠循环滚动的附件，螺帽本体呈中空状，套合在螺杆轴的外侧，其内侧具有和螺杆轴的螺旋槽相对应的螺旋槽；多数的滚珠介于螺杆轴及螺帽组合间，藉螺帽组合的使滚珠循环滚动的附件及滚珠的滚动，使螺杆轴及螺帽组合间相互转动，且不管螺杆轴的螺旋槽长度有多长，螺帽组合皆可相对螺杆轴的螺旋槽做螺旋运动。然而此设计的滚珠螺杆，由于滚珠两两相互接触及磨擦，故磨擦阻力较大；并且在循环结构中，由于滚珠和螺旋槽间并不接触，且螺旋槽并无法提供循环结构中的滚珠运动的动力，故在循环结构中的滚珠是被一颗接著一颗地推挤而前进。由于滚珠的相互磨擦及相推挤，造成滚珠螺杆的磨擦阻力增加，不只造成滚珠螺杆瞬间反转时的扭力变化，且循环结构由于承受的负荷大，容易产生循环结构破坏的问题。

图10是一种先前的滚珠螺杆的改良设计(美国发明第4,542,661号)，图11为图10的A-A’剖视图，螺杆轴1及螺帽本体2上分别设有螺旋槽(11及21)，螺帽本体2上设有法兰22，法兰22为螺帽本体和外部机构结合时的一种设计；在螺杆轴1及螺帽本体2之间有一笼套形(Cage)的滚珠保持器4，而滚珠保持器4上设有很多存放滚珠的保持孔，每一保持孔中存放一颗滚珠，由于滚珠和滚珠之间被滚珠保持器4隔离，因此避免了滚珠和滚珠间相互磨擦的问题；但是由于保持器4并无法限制滚珠离开螺杆轴的螺旋槽11的表面而向外掉落，因此除了在螺帽本体的螺旋槽21包围的范围外，滚珠会自保持器4向外侧脱落。图10的设计在螺帽本体2的两侧各设置一套管5包围在滚珠3的外围，以避免滚珠掉落。套管的长度约需为螺帽本体运动行程的一半长度。由于套管5固定地设置在螺帽本体2上，而螺帽本体2移动时，套管5也跟著移动，如螺帽本体2移至行程的极限点时，套管5则必定会超过行程极限点，而和螺杆轴1的轴承座(未显示)产生干涉，为使轴承座不和套管5发生干涉，轴承座和行程极限点间的距离至少需大于套管5的长度，此造成绝大部分的情形下机台长度被迫需要加长很多，使机台制作成本严重增加。

本实用新型的目的主要即在于设计一种相邻滚珠不相互磨擦，且不需设置滚珠循环结构，且在螺帽本体的两侧不设置套管的滚珠螺杆。由于滚珠不相互磨擦且不需设置滚珠循环结构，故可降低磨擦及避免循环结构破坏的危险，而在螺帽本体的两侧不设置套管，则可避免机台空间浪费，降低机台制作成本。此外为了简化本实用新型的制作，使套管可标准化，本实用新型更提议一种套管和套管的连接方式，以方便产品规格化。

本实用新型的一种笼套式滚珠螺杆，包含一螺杆轴及至少一螺帽本体；螺杆轴的外表面上具有类似圆孤剖面的螺旋槽，螺帽本体呈中空状套合在螺杆轴的外侧，其内侧则具有和螺杆轴的螺旋槽相对应的类似圆孤剖面的螺旋槽；多数的滚珠介于螺杆轴及螺帽本体的螺旋槽间，而可沿螺旋槽滚动，由于滚珠沿螺旋槽滚动，使螺杆轴及螺帽本体间相互螺旋运动。

为了使滚动中的滚珠不相互接触，本实用新型设计的新型式的滚珠保持器设有保持孔，保持孔将滚珠保持于其中，由于本实用新型并不使用套管去限制滚珠，故本实用新型的滚珠保持器需具有保持滚珠不脱落的功能；为避免没有螺帽本体包围区域的滚珠离开螺杆轴的螺旋槽的表面而向外脱落，因此滚珠保持器的结构需经特别的设计。

由于螺帽本体的螺旋槽为一条螺旋状而凹陷的沟槽，而沟槽中的两个滚珠接触时为点和点的接触，在沟槽的底部附近滚珠和相邻的滚珠并不相互接触，并且其间具有相当的间隙，因此本实用新型利用该区域设置延伸体，延伸体在滚珠的两旁，而延伸体上设有向滚珠靠近的凸出块，以限制滚珠由保持孔向外侧脱落。

为方便产品的使用，使产品使用者可将整个笼套型滚珠保持器连同滚珠一体从螺杆轴上分离，而滚珠不会自滚珠保持器中掉落，在滚珠保持器的内侧，延螺杆轴的螺旋槽设有和外侧的延伸体相似的内延伸体，使用螺杆轴的螺旋沟的空间，以限制滚珠不由滚珠保持器的内侧脱离。

由于滚珠保持器具有各种不同的长度需求，本实用新型的一种笼套式滚珠螺杆的滚珠保持器设计一可和相邻的滚珠保持器相互组合的机构，相邻的滚珠保持器间则以结合带相互连接。