專利名稱：滾珠花鍵組及其花鍵軸的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型關(guān)于一種滾珠花鍵組及其花鍵軸，特別是關(guān)于一種軌道槽對稱的滾珠 花鍵組及其花鍵軸。
背景技術(shù)：
在各種滾珠花鍵組中，花鍵軸同時(shí)扮演了承載與運(yùn)動功能的核心角色，一方面必 須具備足夠的剛性，以提供滾珠花鍵組足夠的支撐力，另一方面在結(jié)構(gòu)上又有極高的精度 要求，以避免整體組件的運(yùn)作效能不佳，或產(chǎn)生異常噪音。圖1是公知花鍵軸在加工制作時(shí)的示意圖。需先說明的是，公知的花鍵軸是設(shè)置 三條滾珠的軌道槽，且任意兩者間形成角度是120°的夾角。請參照圖1所示，在制程過程 中，首先將工件11設(shè)置在固定裝置12，且使預(yù)定加工的位置朝向研磨裝置13。待研磨裝置 13研磨完成一條軌道槽后，另藉由一個(gè)具有夾頭及旋轉(zhuǎn)分度功能的機(jī)構(gòu)(圖未示)夾持工 件11旋轉(zhuǎn)120°，再于下一預(yù)設(shè)位置加工研磨。如此，工件11必須經(jīng)由三次研磨程序及兩 次旋轉(zhuǎn)作動才能制成一個(gè)花鍵軸。由上述繁復(fù)的工序可知，花鍵軸的制作成本高，不僅在于工件11的轉(zhuǎn)動費(fèi)時(shí)，且 每次研磨僅能制成一條軌道槽，使得工時(shí)延長，另外在精度方面，也會因工件11在每次研 磨中僅承受一個(gè)軸向Y的外力，當(dāng)與本身重力相加成后，極容易造成結(jié)構(gòu)彎曲變形，影響成 品良率。另外，在進(jìn)行角度分度與轉(zhuǎn)動時(shí)，也常因?yàn)槎ㄎ患傲繙y的問題，導(dǎo)致研磨位置的偏 離或誤差，是不良率產(chǎn)生的另一重大因素。再者，具旋轉(zhuǎn)分度功能的機(jī)構(gòu)本身屬于專用型機(jī) 臺，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，應(yīng)用成本亦高。因此，如何提供一種制程簡單，易于加工，且具高精度與高可靠度的滾珠花鍵組及 其花鍵軸已成為一項(xiàng)重要的課題。另外，此滾珠花鍵組的花鍵軸較佳是要能與其它類型的 工件共享加工機(jī)臺，以進(jìn)一步節(jié)省設(shè)備成本。

實(shí)用新型內(nèi)容有鑒于上述課題，本實(shí)用新型的目的是提供一種制程簡單，易于加工，且具高精度 與高可靠度的滾珠花鍵組及其花鍵軸。另外，此滾珠花鍵組的花鍵軸較佳能與其它類型的 工件共享加工機(jī)臺，以進(jìn)一步節(jié)省設(shè)備成本。本實(shí)用新型可采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。依據(jù)本實(shí)用新型的一種花鍵軸包括一軸本體以及多數(shù)軌道槽。軸本體具有一中 軸。所述軌道槽相對中軸對稱設(shè)置在軸本體的表面。在本實(shí)用新型的部分實(shí)施例中，所述軌道槽是相對中軸兩兩成對地設(shè)置在中軸左 右兩側(cè)的表面。在本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，各軌道槽的槽面分別是歌德式圓弧。在本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，相對中軸而設(shè)置在同側(cè)的兩個(gè)軌道槽具有一夾角， 且夾角的范圍是30度至140度。[0012]依據(jù)本實(shí)用新型的一種滾珠花鍵組包括一花鍵軸、一外筒以及二端蓋。花鍵軸具 有一軸本體及多數(shù)軌道槽。軸本體具有一中軸，且所述軌道槽相對中軸對稱設(shè)置在軸本體 的表面。外筒套設(shè)并滑動設(shè)置在花鍵軸。外筒具有多數(shù)滾珠槽，且軌道槽及滾珠槽對應(yīng)形 成一滾珠通道。端蓋套設(shè)在花鍵軸，并分別設(shè)置在外筒的兩端。在本實(shí)用新型的部分實(shí)施例中，外筒具有多數(shù)循環(huán)通道，且各端蓋具有多數(shù)回流 通道?；亓魍ǖ牢辉跐L珠通道及循環(huán)通道的兩端，且對應(yīng)的滾珠通道、循環(huán)通道及回流通道 共同形成多數(shù)滾珠循環(huán)路徑。其中，滾珠花鍵組還包括多數(shù)滾珠，容置在滾珠循環(huán)路徑。在本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，所述軌道槽是相對中軸兩兩成對地設(shè)置在中軸左右 兩側(cè)的表面。在本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，各軌道槽的槽面分別是歌德式圓弧。在本實(shí)用新型的部分實(shí)施例中，設(shè)置在中軸左右兩側(cè)的兩個(gè)軌道槽具有一夾角， 且夾角的范圍是30度至140度。承上所述，依據(jù)本實(shí)用新型的滾珠花鍵組及其花鍵軸是通過在花鍵軸的表面設(shè)置 對稱的軌道槽，以形成高剛性、高精度且加工成本低的滾珠花鍵組。詳細(xì)而言，本實(shí)用新型 的花鍵軸利用軌道槽相對中軸對稱的特性，使研磨加工作業(yè)能同時(shí)由相對兩側(cè)實(shí)施，不僅 免除旋轉(zhuǎn)與定位等易產(chǎn)生誤差的工序，有效提高成品精度，更節(jié)省使用特殊設(shè)備以及多次 重復(fù)作業(yè)的成本。再者，由于施力方向相互對稱，可顯著減少工件因研磨加工時(shí)受力不均所 導(dǎo)致的彎曲變形。與公知技術(shù)相較，本實(shí)用新型的滾珠花鍵組及其花鍵軸不僅具有上述優(yōu) 勢，還可進(jìn)一步與其它如滑軌等類型的工件共享同一研磨機(jī)臺，增加單一廠商的生產(chǎn)品項(xiàng)， 提升競爭力。

圖1是公知花鍵軸在加工制作時(shí)的示意圖；圖2是依據(jù)本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的滾珠花鍵組的分解示意圖；圖3是圖2所示的花鍵軸的剖面圖；圖4是本實(shí)用新型另一較佳實(shí)施例的滾珠花鍵組的分解示意圖；圖5A是依據(jù)本實(shí)用新型又一較佳實(shí)施例的滾珠花鍵組在垂直花鍵軸的方向剖面 的示意圖；以及圖5B是圖5A所示的區(qū)域Z的放大示意圖。主要元件符號說明11 工件12:固定裝置13 研磨裝置2、4、5 滾珠花鍵組21、41、51 花鍵軸211,411 軸本體212、212a、212b、212c、212d、412、412a、412b、412c、412d、512 軌道槽213、413、513 中軸214、414 表面[0034]22、42、52 外筒[0035]221,421 定位槽[0036]222、422、522 滾珠槽[0037]223,423 循環(huán)通道[0038]23、43、53 滾珠保持器[0039]231,431 定位肋條[0040]232,432 滾珠開孔[0041]233,433 導(dǎo)引部[0042]24,44 端蓋[0043]241,441 回流通道[0044]25、45、55 滾珠[0045]424 凸緣[0046]L、R、A 箭號[0047]RP、RP，滾珠循環(huán)路徑[0048]S1、S2、S3 直線[0049]Y:軸向[0050]Z:區(qū)域[0051]θ、θ，夾角
具體實(shí)施方式
以下將參照相關(guān)圖式，說明依本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的一種滾珠花鍵組及其花鍵 軸，其中相同組件以相同符號表示。圖2是依據(jù)本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的滾珠花鍵組的分解示意圖，而圖3是圖2所 示的花鍵軸的剖面圖。請參考圖2所示，在本實(shí)施例中，滾珠花鍵組2包括一花鍵軸21、一 外筒22、一滾珠保持器23、二端蓋M以及多數(shù)滾珠25。以下，配合參考圖3，先說明花鍵軸21的加工過程與結(jié)構(gòu)特征。請參考圖3所示， 花鍵軸21具有一軸本體211以及多數(shù)軌道槽212，在本實(shí)施例中，是以花鍵軸21具有四個(gè) 軌道槽212為例，且為方便說明，可將其進(jìn)一步區(qū)分為軌道槽21h、212b、212c、212d。軸本 體211具有一中軸213，且四條軌道槽212相對中軸213對稱設(shè)置在軸本體211的表面214。 進(jìn)一步定義本實(shí)施例所稱的「對稱設(shè)置」，其意指以一通過中軸的直線為參考中心，在此直 線的兩側(cè)，具有相等數(shù)目的軌道槽。在圖3所示的態(tài)樣中，是以與水平線垂直的直線Sl左 右兩側(cè)各分別具有兩條軌道槽212為例，且軌道槽21 與軌道槽21北、以及軌道槽212c與 軌道槽212d是相對中軸213兩兩成對地對稱設(shè)置在軸本體211左右兩側(cè)的表面214上。需特別強(qiáng)調(diào)的是，上述軌道槽212的數(shù)目并不以四條為限，端視應(yīng)用上的需要，而 以相對于中軸213對稱設(shè)置為原則，故在其它實(shí)施例中，花鍵軸可具有例如六或八條軌道 槽。再者，相互對稱的軌道槽212亦非限定尺寸、弧度或形狀要完全相同。另外，值得說明 的是，相較于公知使用三條的設(shè)計(jì)，本實(shí)用新型設(shè)置四條或甚至四條以上的軌道槽212，還 可有效提升剛性與負(fù)載能力。是以，請參考圖3所示，具有上述結(jié)構(gòu)的花鍵軸21在制作時(shí)，可透過其特殊的軌道
5槽212配置方式，使研磨裝置能在工件的左右兩側(cè)表面214同時(shí)實(shí)施加工研磨，將多個(gè)軌道 槽212在一次操作中制作完成，同時(shí)亦不需另外增設(shè)旋轉(zhuǎn)分度機(jī)構(gòu)。再者，因研磨的施力方 向(如圖3中的箭號L、R所示)也是彼此對稱，故能在一定程度上相互抵銷，避免工件每次 僅受單向外力，導(dǎo)致彎曲變形。設(shè)置在通過中軸213的直線Sl左右兩側(cè)的兩個(gè)軌道槽212具有一夾角θ，其角度 范圍可由30°至140°，在本實(shí)施例中是以軌道槽21 與軌道槽212c間具有60°的夾角 為例說明，但不以此為限，端視應(yīng)用目的及承載對象的需要，而能與外筒22及滾珠保持器 23對應(yīng)配合為原則。請重新參考圖2所示，外筒22套設(shè)并滑動設(shè)置在花鍵軸21，具有多數(shù)定位槽221 及與軌道槽212數(shù)目對應(yīng)的多數(shù)滾珠槽222，在本實(shí)施例中，是以外筒22具有兩個(gè)定位槽 221及四個(gè)滾珠槽222為例，但不以此為限，依不同要求及設(shè)計(jì)，外筒22亦可具有一個(gè)、二個(gè) 或三個(gè)定位槽221，或者多于四個(gè)定位槽221也可以。滾珠保持器23設(shè)置在花鍵軸21與外筒22間，可使?jié)L珠25在組裝前或與花鍵軸 21分離時(shí)仍能維持其位置，避免掉落。因此，本實(shí)施例的滾珠花鍵組2的外筒22的滾珠槽 222不需形成如公知的開口較窄的結(jié)構(gòu)，借此可使?jié)L珠槽222的加工較為簡易，并可進(jìn)一步 降低制作成本。滾珠保持器23具有多數(shù)定位肋條231及多數(shù)滾珠開孔232。其中，定位肋條231 與定位槽221對應(yīng)連接，以避免滾珠保持器23發(fā)生轉(zhuǎn)動移位。滾珠開孔232與軌道槽212 及滾珠槽222對應(yīng)形成多數(shù)滾珠通道。在本實(shí)施例中，以滾珠保持器23具有四個(gè)定位肋條 231及四個(gè)滾珠開孔232為例，然非限制性，定位肋條231及滾珠開孔232的個(gè)數(shù)及設(shè)置位 置可分別對應(yīng)于定位槽221及軌道槽212的個(gè)數(shù)及設(shè)置位置而改變。另外，需特別說明的 是，在本實(shí)用新型其它實(shí)施例中，滾珠花鍵組也可以不設(shè)置滾珠保持器，而直接由軌道槽及 滾珠槽形成滾珠通道，本實(shí)用新型在此不限。此外，滾珠保持器23還可具有一導(dǎo)引部233與軌道槽212對應(yīng)連接，以進(jìn)一步導(dǎo) 引滾珠25回流及避免滾珠保持器23的轉(zhuǎn)動移位，然而導(dǎo)引部233的設(shè)置非為限制條件。請參考圖2所示，在本實(shí)施例中，二端蓋M分別套設(shè)在花鍵軸21，并分別設(shè)置在外 筒22的兩端。另外，外筒22還具有多數(shù)循環(huán)通道223，各端蓋M具有多數(shù)回流通道M1， 在本實(shí)施例中，是以外筒22具有四條循環(huán)通道223以及各端蓋M具有四條回流通道241 為例，以對應(yīng)前述其他組件結(jié)構(gòu)，但并不以此為限。回流通道Ml位在滾珠通道及循環(huán)通道 233的兩端，且滾珠通道、循環(huán)通道233及回流通道241共同形成多數(shù)滾珠循環(huán)路徑RP。而 滾珠25則設(shè)置在滾珠循環(huán)路徑RP。需特別說明的是，圖2為清楚顯示，端蓋M僅顯示四條 回流通道241其中之一。圖4是本實(shí)用新型另一較佳實(shí)施例的滾珠花鍵組的分解示意圖。請參照圖4所示， 本實(shí)施例的滾珠花鍵組4與前述實(shí)施例大致相同，然而差異在于外筒42具有一凸緣424。 借此，可增加本實(shí)用新型的滾珠花鍵組4的應(yīng)用范圍。圖5A是依據(jù)本實(shí)用新型又一較佳實(shí)施例的滾珠花鍵組在垂直花鍵軸的方向剖面 的示意圖，而圖5B是圖5A所示的區(qū)域Z的放大示意圖。請參考圖5A所示，本實(shí)施例的滾 珠花鍵組5與前述實(shí)施例的滾珠花鍵組2大致相同，惟花鍵軸51的軌道槽512及外筒52 的滾珠槽522的槽面分別是歌德式圓弧。是以，請參考圖5B所示，滾珠55容置在滾珠通道中進(jìn)行循環(huán)運(yùn)動時(shí)，其球型表面并不會完全貼合在軌道槽512及滾珠槽522的槽面，反而是 呈四點(diǎn)接觸的態(tài)樣(如箭號A所指示的位置)。在本實(shí)施例中，滾珠55的接觸點(diǎn)至滾珠中 心的直線S2與花鍵軸51的中軸513至滾珠中心的直線S3具有一角度θ ’，在本實(shí)施例中， 是以角度Θ’是40°為例，且四個(gè)接觸點(diǎn)均相同，但非為限制性。在其它實(shí)施例中，上述角 度θ ’也可以視需要而調(diào)整，例如是45°，本實(shí)用新型在此不限。本實(shí)用新型另外揭露一種用在例如上述的滾珠花鍵組的花鍵軸，然而，其技術(shù)內(nèi) 容及構(gòu)型與前述多個(gè)實(shí)施例的花鍵軸大致相同，在此不再贅述。綜上所述，依據(jù)本實(shí)用新型的滾珠花鍵組及其花鍵軸是通過在花鍵軸的表面設(shè)置 對稱的軌道槽，以形成高剛性、高精度且加工成本低的滾珠花鍵組。詳細(xì)而言，本實(shí)用新型 的花鍵軸利用軌道槽相對中軸對稱的特性，使研磨加工作業(yè)能同時(shí)由相對兩側(cè)實(shí)施，不僅 免除旋轉(zhuǎn)與定位等易產(chǎn)生誤差的工序，有效提高成品精度，更節(jié)省使用特殊設(shè)備以及多次 重復(fù)作業(yè)的成本。再者，由于施力方向相互對稱，可顯著減少工件因研磨加工時(shí)受力不均所 導(dǎo)致的彎曲變形。與公知技術(shù)相較，本實(shí)用新型的滾珠花鍵組及其花鍵軸不僅具有上述優(yōu) 勢，還可進(jìn)一步與其它如滑軌等類型的工件共享同一研磨機(jī)臺，增加單一廠商的生產(chǎn)品項(xiàng)， 提升競爭力。以上所述僅是舉例性，而非限制性。任何未脫離本實(shí)用新型的精神與范疇，而對其 進(jìn)行的等效修改或變更，均應(yīng)包括在權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種花鍵軸，其特征在于，包括 一軸本體，具有一中軸；以及多數(shù)軌道槽，相對所述中軸對稱設(shè)置在所述軸本體的表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的花鍵軸，其特征在于，所述軌道槽是相對所述中軸兩兩成對 地設(shè)置在所述中軸左右兩側(cè)的所述表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的花鍵軸，其特征在于，各所述軌道槽的槽面分別是歌德式圓弧。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的花鍵軸，其特征在于，其中相對所述中軸而設(shè)置在同側(cè)的兩 個(gè)所述軌道槽具有一夾角，且所述夾角的范圍是30度至140度。
5.一種滾珠花鍵組，其特征在于，包括一花鍵軸，具有一軸本體及多數(shù)軌道槽，所述軸本體具有一中軸，且所述軌道槽相對所 述中軸對稱設(shè)置在所述軸本體的表面；一外筒，套設(shè)并滑動設(shè)置在所述花鍵軸，所述外筒具有多數(shù)滾珠槽，且所述軌道槽及所 述滾珠槽對應(yīng)形成多數(shù)滾珠通道；以及二端蓋，套設(shè)在所述花鍵軸，并分別設(shè)置在所述外筒的兩端。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的滾珠花鍵組，其特征在于，所述軌道槽是相對所述中軸兩兩 成對地設(shè)置在所述中軸左右兩側(cè)的所述表面。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的滾珠花鍵組，其特征在于，各所述軌道槽的槽面分別是歌德 式圓弧。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的滾珠花鍵組，其特征在于，其中相對所述中軸而設(shè)置在同側(cè) 的兩個(gè)所述軌道槽具有一夾角，且所述夾角的范圍是30度至140度。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的滾珠花鍵組，其特征在于，所述外筒具有多數(shù)循環(huán)通道，各端 蓋具有多數(shù)回流通道，所述回流通道位在所述滾珠通道及所述循環(huán)通道的兩端，且對應(yīng)的 所述滾珠通道、所述循環(huán)通道及所述回流通道共同形成多數(shù)滾珠循環(huán)路徑。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的滾珠花鍵組，其特征在于，還包括 多數(shù)滾珠，容置在所述滾珠循環(huán)路徑。
專利摘要一種滾珠花鍵組包括一花鍵軸、一外筒以及二端蓋?；ㄦI軸具有一軸本體及多數(shù)軌道槽。軸本體具有一中軸，且軌道槽相對中軸對稱設(shè)置在軸本體的表面。外筒具有多數(shù)滾珠槽，且軌道槽及滾珠槽對應(yīng)形成多數(shù)滾珠通道。端蓋套設(shè)在花鍵軸，并分別設(shè)置在外筒的兩端。本實(shí)用新型另外揭露一種花鍵軸。依據(jù)本實(shí)用新型之滾珠花鍵組具有高剛性、高精度，低成本且易于加工的特性。
文檔編號F16C29/06GK201884466SQ201020627330
公開日2011年6月29日 申請日期2010年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月26日
發(fā)明者李進(jìn)勝, 楊進(jìn)財(cái) 申請人:全球傳動科技股份有限公司