[实用新型]一种具间隔子的滚珠螺杆

说明书

本实用新型是关于一种滚珠螺杆，特别是一种以间隔子隔开两相邻滚珠，以避免两相邻两滚珠间相互碰撞的滚珠螺杆。

滚珠螺杆具有一螺杆轴，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；其中螺杆轴外表面具有剖面类似半圆形的螺旋状沟槽；螺帽组合具有一螺帽本体及提供滚珠循环滚动的附件，螺帽本体呈中空状，其内侧具有和螺杆轴的螺旋状沟槽相对应的剖面类似半圆形的螺旋状沟槽；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。

由于习知的滚珠螺杆，其滚珠的材料多选金属类，在滚珠螺杆转动时，滚珠在螺杆轴及螺帽本体的螺旋状沟槽间，及在循环路径中滚动，容易因滚珠间彼此互相磨擦、碰击而产生噪音与振动。滚珠在螺杆轴及螺帽本体的螺旋状沟槽间滚动时，由于相邻两颗滚珠的运转方向不同，滚珠和相邻滚珠间相互受力及磨擦；而滚珠在循环路径中滚动时，则因为循环路径的曲率和螺旋状沟槽的曲率不同，导致滚珠运动速度的改变，造成滚珠间彼此互相碰击及磨擦。近年来虽有较佳的材料(例如陶磁珠)被使用，其滚珠的质量较小，碰撞能量较低，且硬度高，耐磨耗性佳及减震性(damping)佳等优点，然而价格相当昂贵，故一般产业使用的滚珠螺杆并不能接受其价格而使用。

习知的滚珠螺杆为改善滚珠在滚珠螺杆中的磨擦及碰撞现象，常见的设计如图7所示，滚珠4在螺杆轴的螺旋状沟槽11及螺帽本体的螺旋状沟槽21间滚动，在任意两滚珠4中各加入一颗尺寸较小的间隔珠(spaceball)6，以便滚珠4和间隔珠6在相接触点上的运动方向相同，如此可减低滚珠和滚珠间的磨擦阻力，增加滚珠螺杆的顺畅度；通常此间隔珠的材质和原滚珠的材质相同。此法虽可避免滚珠在螺杆轴及螺帽本体的螺旋状沟槽间滚动时，由于相邻两颗滚珠的运转方向不同，所导致的受力及磨擦；但对于滚珠在循环路径中，由于运动速度的改变所造成的碰击及磨擦并无法改善。

美国专利4，505，522中提供一种方法，以减少滚珠进出循环路径时，循环路径可容纳滚珠数的变化；然而此技术应用在滚珠螺杆时，却因为滚珠螺杆的循环路径相对较复杂，难以设计成简单的几何形状，且不易控制滚珠螺杆的滚珠数，故在滚珠螺杆的设计上难以应用，且此法的先决条件是几何形状需相当正确，此造成滚珠螺杆制作的加工难度增加。

美国专利5，615，955中提议使用具润滑作用的材料，例如含油的塑胶材料等，以制造图7中所示的间隔珠，使该间隔珠同时具有润滑滚珠的功能，并且由于塑胶类材料的减震性佳，且具较大变形能力，可降低碰击的噪音；但上述的改善则仍因为间隔珠的尺寸接近于滚珠的尺寸，太占空间，使滚珠螺杆中可以有效承受负荷的滚珠只剩下原来的一半，大量减少有效承受负荷的滚珠，导致滚珠螺杆的强度减少。

本实用新型的目的即在于提供一种具间隔子的滚珠螺杆，其可改善习知技术中，滚珠在螺杆轴及螺帽本体的螺旋状沟槽间，及在循环路径中滚动时，容易因滚珠间彼此受力及速度差，导致互相磨擦、碰击而产生噪音与振动，及间隔珠太占空间，导致有效滚珠数减少的问题。

本实用新型的一种具间隔子的滚珠螺杆，即改良习知技术中的间隔珠，而设计一占有效空间较小的间隔子，并使滚珠螺杆的两相邻的滚珠间具有一间隔子，以隔开相邻的两滚珠，避免相邻两滚珠间的相互磨擦及碰击，以大幅降低噪音与振动；并且由于间隔子设计成类似一圆柱体，在圆柱的两端面配合滚珠的形状，设计成向内凹陷的曲面，故可使两相邻的滚珠，其间隔的距离可大量减少，而大量增加滚珠螺杆使用间隔子时的有效滚珠数，增加滚球螺杆的强度。

本实用新型的间隔子设计成类似一圆柱体，此间隔子在循环路径中并不滚动，为避免间隔子在循环过程中，和滚珠螺杆的螺旋状沟槽及循环路径发生接触，甚至于产生正向力，而造成磨擦阻力变大而影响滚珠螺杆的顺畅度，设计圆柱体的外径小于滚珠的外径。

由于滚珠螺杆的循环路径弯曲，且曲率半径小，为减少间隔子在弯曲的循环路径中和循环路径的两侧发生接触，甚至于产生正向力，而造成磨擦阻力变大而影响滚珠螺杆的顺畅度，间隔子的圆柱体外径，由正视图来看设计成内凹的圆弧状，以减少间隔子的圆柱体外径和回流路径间发生接触及干涉。

由于滚珠和间隔子间的接触面积较大，则滚珠的油膜容易破坏，为减少滚珠和间隔子间的接触面积，本实用新型将间隔子的内凹曲面设计成向内凹陷的圆弧锥面，此圆弧锥面由正视图看为两圆弧所组成，其圆弧半径略大于滚珠的半径；由于圆弧半径略大于滚珠的半径，故由正规图看圆弧锥面和滚珠呈点接触。