[发明专利]滚柱螺杆

说明书

技术领域

本发明为一种滚柱螺杆，尤其指一种左右轴向负荷能力不同的滚柱螺杆。

背景技术

按，精密机械中常有需要控制工作平台或加工组件移动的设计，且对于高负荷的传动来说，使用者都会想利用滚柱螺杆进行精密的传动，因为如此可大幅缩小设备的整体体积，相对可大幅降低制造成本及缩短工时。而滚柱螺杆就是因为滚柱与螺杆及螺帽所设置的螺纹槽为线接触(而滚珠为点触)，故滚柱的接触面积一定大于滚珠的接触面积，而接触面积大相对负荷能力亦高，接触面积小则反之；因此，以相同的负荷条件来说，使用滚柱作为螺帽与螺杆之间的传动介质，就能大幅减少滚柱螺杆整体的体积(换言之，滚珠螺杆的体积会大于滚柱螺杆的体积)，相对亦能缩小整个设备的体积。再者，虽然目前滚柱螺杆的型态众多，但皆未能顺利供产业利用(原因有二，一是无法大量生产，滚柱螺杆结构复杂制造成本高；二是滚柱螺杆所产生的效能不符使用者需求)，而滚柱螺杆是以螺杆与螺帽间设置螺纹槽，而螺纹槽之间设置复数滚柱，其主要设计的态样有下述几种：

A、利用一螺杆配合一螺帽并各设置一螺纹槽的结构设计，且以复数滚柱同向排列在螺纹槽中，此种单一螺纹槽的使用，所有滚柱的滚动方向与角度完全相同，因此螺帽位移时，仅能由滚柱于螺纹槽滚动接触的方向受力，故该种滚柱的排列方式仅能承受单方向的负载；但原本无受力的方向如有一轴向力产生时，就会造成滚柱螺杆的螺帽、螺杆的螺纹槽与滚柱以滑动方式运行，这样会造成螺纹槽磨损，进而造成滚柱螺杆运行不顺畅的问题产生；且该滚柱与螺杆及螺帽之间并无法设定预压力(因为滚柱为同向排列的关系，且滚柱外径大于滚柱长度)，而造成滚柱与螺纹槽之间有背隙(间隙)产生，因此其定位精度不良且运行时容易产生振动，故无法运用于精度需求的机台上。

B、利用一螺杆配合一螺帽并各设置一螺纹槽的结构设计，且螺纹槽中容置的滚柱以交错方式的排列，该种滚柱以交错方式的排列，虽然能够达到平均受力与承受二方向受力的目的，但是每一方向能承受力量的滚柱仅剩总量的一半(因为该滚柱交叉排列)，所以仍然具有负载能力差的缺失，刚性亦随之下降，且如果负荷较高时滚柱数量势必增加，相对也增长螺帽的长度。

C、利用一螺杆配合二螺帽并各设置一螺纹槽的结构设计，且以复数滚柱平行排列在螺纹槽中，该种单一螺纹槽配合二螺帽的使用，是利用二螺帽分别设置不同倾斜角度的滚柱循环滚动，以此方式使滚柱螺杆具有两个方向受力的功效，但是此为双螺帽的设计，故螺帽的整体长度在螺杆上也相对变长，使得螺帽于螺杆上的行程缩短，如要解决此问题又必须增加螺杆的总长，相对也使制造成本及物料成本增加，再者，二螺帽间的接触面需要较高的表面精度及平行度，故于制造上需要由研磨来达到高精度的标准，才能使双螺帽的设计达到一定水平，且双螺帽的设计的装配作业也非常繁杂，相对需花费较长的装配时间，故前述的问题使得双螺帽的设计的制造成本提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种滚柱螺杆，以改进公知技术中存在的缺陷。

为实现上述目的，本发明提供的滚柱螺杆，包含：

复数个滚柱，各具一径向面，该径向面呈圆柱状；

一长轴，呈长条状，其外表面呈圆柱状被定义为外缘面，该外缘面设有螺旋状的V型沟，其中该V型沟的两侧面分别被定义为第一轨道面及第二轨道面，该第一轨道面及第二轨道面的夹角概呈90度；

一螺帽模块，其具有翻转道、回流道及供该长轴穿设的穿孔，该穿孔的孔壁被定义为内缘面，该内缘面上设有相对该V型沟的V型槽，其中该V型槽的两侧面分别被定义为第一接触面及第二接触面，该第一接触面及第二接触面的夹角概呈90度；其中该V型沟及该V型槽间供该滚柱容置被定义为负荷路径；

其中，该翻转道将该负荷路径区隔为第一负荷路径及第二负荷路径，该第一负荷路径及第二负荷路径一端分别衔接该翻转道的一端，且该翻转道跨越该外缘面；该回流道的两端分别与该第一负荷路径及第二负荷路径另一端衔接；

其中，该滚柱依序由第一负荷路径进入该回流道，再由该回流道另一端进入第二负荷路径，再由第二负荷路径进入该翻转道，再由该翻转道另一端回到该第一负荷路径；

其中，该径向面于该第一负荷路径中分别与该第一轨道面及第一接触面接触，而于该第二负荷路径中分别与该第二轨道面及第二接触面接触。

所述的滚柱螺杆，其中该螺帽模块包含：一螺帽、至少一回流组件、一翻转组件；其中，该翻转道设置于该翻转组件；该回流道设置于该回流组件；该穿孔设置于该螺帽。