專利名稱：滾珠螺桿、運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在螺紋軸與螺母之間可滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)地裝有滾珠的滾珠 螺桿，或在軌道構(gòu)件和滑動(dòng)構(gòu)件之間可滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)地裝有滾珠的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向裝置。
背景技術(shù)：
在螺紋軸與螺母之間可滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)地裝有滾珠的滾珠螺桿，與滑動(dòng)接觸 的螺桿相比，由于能夠降低螺紋軸相對(duì)于螺母旋轉(zhuǎn)時(shí)的摩擦系數(shù)，所以在 工作機(jī)械的定位機(jī)構(gòu)、汽車轉(zhuǎn)向裝置、導(dǎo)向裝置、運(yùn)動(dòng)用螺桿等各個(gè)領(lǐng)域 已經(jīng)實(shí)用化。
滾珠螺桿的構(gòu)成為，將螺紋軸的螺旋狀的滾珠滾道槽和螺母的滾珠滾 道槽配合在同一位置，在其形成的槽中裝入多個(gè)滾珠，在螺母的循環(huán)構(gòu)件 中形成用于使?jié)L珠循環(huán)的循環(huán)路。在螺紋軸的滾珠滾道槽中滾動(dòng)的滾珠接
觸到圖1所示的循環(huán)構(gòu)件1的唇部2 (也被稱為舌部，下同)時(shí)，被掬入 循環(huán)構(gòu)件的循環(huán)路內(nèi)。
但是，隨著要求工作機(jī)械等以高速運(yùn)行，滾珠螺桿也要以高速旋轉(zhuǎn)的 情況多了起來。在現(xiàn)有滾珠螺桿中，滾珠螺桿以高速旋轉(zhuǎn)時(shí)(螺紋軸的每 一分鐘的轉(zhuǎn)速乘于滾珠的旋轉(zhuǎn)直徑所得到的值即DN值被用作旋轉(zhuǎn)速度的 標(biāo)準(zhǔn))，由于滾珠反復(fù)沖擊唇部，導(dǎo)致循環(huán)構(gòu)件1的唇部2的根部產(chǎn)生應(yīng) 力集中，因此，存在著唇部2因金屬疲勞而破損的問題。
為了解決該問題，申請(qǐng)人提出了即使不設(shè)置唇部2，也可以掬起滾珠 的滾珠螺桿(參照專利文獻(xiàn)l)。其中，如圖2所示，循環(huán)構(gòu)件3的兩端部 設(shè)有由寬度逐漸變窄的槽構(gòu)成的船底掬起(舟底掬V、)部4，滾珠5由船 底掬起部4的槽的兩側(cè)慢慢抱起，并被掬入循環(huán)路內(nèi)。由于即使不設(shè)置容 易破損的唇部2也能夠?qū)L珠5掬起，因此，該發(fā)明能夠?qū)嶋H應(yīng)用于高速
另外，申請(qǐng)人提出了對(duì)船底掬起部進(jìn)一步改進(jìn)了的如專利文獻(xiàn)2所述 的發(fā)明。如圖3所示，該發(fā)明的目的是防止裝在滾珠5之間的隔離物6嚙 入船底掬起部4。而且，如圖4所示，在船底掬起部4的底部設(shè)有不與滾 珠5接觸而僅與隔離物6接觸的隔離物掬起部7，從而防止隔離物6的嚙 入。在此，為了避免與滾珠5接觸，將隔離物掬起部7的內(nèi)周面8相對(duì)循 環(huán)路的內(nèi)周面9向著前端且向外側(cè)傾斜(換言之，形成喇叭狀)。
專利文獻(xiàn)1:日本特開2000-18359號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)2:日本特幵2004-28192號(hào)公報(bào)
可是，最近提出了使?jié)L珠螺桿以更高的DN值高速旋轉(zhuǎn)的要求。發(fā)明 人觀察了使?jié)L珠螺桿以更高的DN值長(zhǎng)時(shí)間旋轉(zhuǎn)后的船底掬起部，并調(diào)査 對(duì)船底掬起部產(chǎn)生了怎樣的影響。于是發(fā)現(xiàn)用于掬起滾珠的船底掬起部4 有異常磨損，船底掬起部4的槽寬漸漸變寬，其結(jié)果如圖5 (A)所示， 船底掬起部4自螺紋軸的滾珠滾道槽開始掬起滾珠的掬起點(diǎn)IO漸漸地向 循環(huán)路的內(nèi)側(cè)移動(dòng)。而且，由于該船底掬起部4的異常磨損，最終，滾珠 撞擊到隔離物掬起部7，正如現(xiàn)有用唇部2 (參照?qǐng)D1)掬起滾珠一樣，形 成用隔離物掬起部7掬起滾珠的狀態(tài)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，由于滾珠的沖擊使隔離 物掬起部7產(chǎn)生破損。
可認(rèn)為，船底掬起部4的磨損，區(qū)分為如圖5 (A)所示，滾珠5自 螺紋軸的滾珠滾道槽被掬入循環(huán)構(gòu)件的循環(huán)路11時(shí)產(chǎn)生的磨損，和與其 相反，如圖5 (B)所示，滾珠5自循環(huán)構(gòu)件的循環(huán)路ll向螺紋軸返回時(shí) 產(chǎn)生的磨損。首先，如圖5 (A)所示，對(duì)滾珠5自螺紋軸的滾珠滾道槽 被掬入循環(huán)構(gòu)件的循環(huán)路11時(shí)產(chǎn)生的磨損進(jìn)行說明。循環(huán)路11設(shè)置在螺 紋軸的切線方向上，滾珠5被掬起到螺紋軸的切線方向時(shí)，理論上船底掬 起部4不存在過大的力。但是實(shí)際上可以確認(rèn)其軌跡為，在掬起滾珠5時(shí)， 滾珠5稍微落入螺紋軸的軸線方向，然后在船底掬起部4的掬起點(diǎn)10，滾 珠5被掬入循環(huán)路11內(nèi)。因此，如果滾珠5以高速移動(dòng)，則由于滾珠5 和隔離物掬起部7接觸，因此隔離物掬起部7產(chǎn)生磨損。
另一方面，如圖5 (B)所示，在滾珠5自循環(huán)構(gòu)件返回螺紋軸的滾 珠滾道槽時(shí)，由于在裝于螺母和螺紋軸之間的滾珠上施加有預(yù)壓力，因此
在循環(huán)構(gòu)件的循環(huán)路ll內(nèi)，后面的滾珠5壓擠前面的滾珠5，并且前面的 滾珠5被壓入螺母與螺紋軸之間。在此，由于隔離物掬起部7相對(duì)循環(huán)路 11的內(nèi)周面以規(guī)定的傾斜角度a (a為IO度左右)傾斜，因此在該部分循 環(huán)路11內(nèi)滾珠5的移動(dòng)空間變大，如圖5 (B)所示，后面的滾珠5a以交 錯(cuò)齒的方式歪斜，并且形成對(duì)前面的滾珠5的擠壓。由于該滾珠5的蛇行 現(xiàn)象，引起每間隔一個(gè)的滾珠5擠壓船底掬起部4。由于該每間隔一個(gè)的 滾珠擠壓船底掬起部4的分力，導(dǎo)致船底掬起部4容易產(chǎn)生磨損。圖6是 表示船底掬起部產(chǎn)生的磨損情況的一例。顯然，向船底掬起部4的底部4a 產(chǎn)生了磨損。
發(fā)明人為了防止因船底掬起部4的磨損，滾珠和隔離物掬起部7接觸， 而使隔離物掬起部破損，將隔離物掬起部7的傾斜角度a進(jìn)行了變更，由 現(xiàn)有的10度增大到15度。但是，仍然產(chǎn)生了同樣的磨損。即，即使增大 隔離物掬起部7的傾斜角度，也不能解決根本問題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種滾珠螺桿及運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向裝置，使得即使?jié)L珠螺 桿以高DN值高速旋轉(zhuǎn)，在其船底掬起部也不易產(chǎn)生磨損。
下面，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明。為了容易理解本發(fā)明，將附圖的參照編號(hào) 加上書寫括號(hào)，但本發(fā)明并不局限于附圖所示的方式。
用于解決上述課題的本發(fā)明的第一方面提供一種滾珠螺桿，其具有
在外周面形成有螺旋狀的滾珠滾道槽(21a)的螺紋軸(21);在內(nèi)周面形 成有與上述螺紋軸(21)的上述滾珠滾道槽(21a)對(duì)置的螺旋狀的負(fù)載 滾珠滾道槽(22a)的螺母(22);介于上述螺紋軸(21)的滾珠滾道槽(21a) 和上述螺母(22)的負(fù)載滾珠滾道槽(22a)之間的多個(gè)滾珠(23);具有 使在上述螺紋軸(21)的滾珠滾道槽(21a)和上述螺母(22)的上述負(fù) 載滾珠滾道槽(22a)之間滾動(dòng)的滾珠(23)循環(huán)的循環(huán)路(25)的循環(huán) 構(gòu)件(28)，其特征在于，在上述循環(huán)構(gòu)件(28)上設(shè)有船底掬起部(42)， 該船底掬起部(42)具有向上述循環(huán)路(25)的內(nèi)側(cè)寬度逐漸變窄的槽(41)， 用上述船底掬起部(42)的槽(41)的兩側(cè)將在上述螺紋軸(21)的滾珠 滾道槽(21a)內(nèi)滾動(dòng)的上述滾珠(23)抱住，同時(shí)將其掬入上述循環(huán)構(gòu)
件(28)的上述循環(huán)路(25)內(nèi)，在上述船底掬起部(42)上設(shè)有向上述 螺紋軸(21)的滾珠滾道槽(21a)內(nèi)突出的唇部(43)，在上述船底掬起 部(42)從上述螺紋軸(21)的滾珠滾道槽(21a)開始掬起上述滾珠(23) 的掬起點(diǎn)(P)，上述船底掬起部(42)及上述唇部(43)雙方與上述滾珠 (23)接觸。
如本發(fā)明第一方面所述的滾珠螺桿，本發(fā)明第二方面的特征在于，在 上述唇部(43)上形成有相對(duì)于上述循環(huán)構(gòu)件(28)的內(nèi)周面朝向前端且 向外側(cè)傾斜的錐面(43b)，在上述掬起點(diǎn)(P)，上述唇部(43)的上述錐 面(43b)與上述滾珠(23)接觸。
本發(fā)明第三方面提供一種滾珠螺桿，其具有在外周面形成有螺旋狀 的滾珠滾道槽(21a)的螺紋軸(21);在內(nèi)周面形成有與上述螺紋軸(21) 的滾珠滾道槽(21a)對(duì)置的螺旋狀的負(fù)載滾珠滾道槽(22a)的螺母(22); 介于上述螺紋軸(21)的滾珠滾道槽(21a)和上述螺母(22)的負(fù)載滾 珠滾道槽(22a)之間的多個(gè)滾珠(23);具有使在上述螺紋軸(21)的滾 珠滾道槽(21a)和上述螺母(22)的負(fù)載滾珠滾道槽(22a)之間滾動(dòng)的 滾珠(23)循環(huán)的循環(huán)路(25)的循環(huán)構(gòu)件(28)，其特征在于，在上述 循環(huán)構(gòu)件(28)上設(shè)有船底掬起部(42)，該船底掬起部(42)具有向上 述循環(huán)路(25)的內(nèi)側(cè)寬度逐漸變窄的槽(41)，用上述船底掬起部(42) 的槽(41)的兩側(cè)將在上述螺紋軸(21)的上述滾珠滾道槽(21a)內(nèi)滾 動(dòng)的上述滾珠(23)抱住，同時(shí)將其掬入上述循環(huán)構(gòu)件(28)的上述循環(huán) 路(25)內(nèi)，在所述船底掬起部(42)上設(shè)有向上述螺紋軸(21)的上述 滾珠滾道槽(21a)內(nèi)突出的唇部(43)，上述唇部(43)具有基部(43a) 和前端部(43b)，上述基部(43a)的內(nèi)周面相對(duì)于上述循環(huán)構(gòu)件(28) 的上述循環(huán)路(25)的內(nèi)周面，沒有傾斜或者朝向前端且向外側(cè)傾斜不足 5度，使得能夠與用上述船底掬起部(42)掬起的上述滾珠接觸。
如本發(fā)明第三方面所述的滾珠螺桿，本發(fā)明第四方面的特征在于，在 上述唇部(43)的前端部(43b)的內(nèi)周面，形成有相對(duì)于上述循環(huán)構(gòu)件 (28)的上述循環(huán)路(25)的內(nèi)周面朝向前端且向外側(cè)傾斜的錐面(43b)， 在上述船底掬起部(42)從上述螺紋軸(21)的滾珠滾道槽(21a)開始 掬起上述滾珠(23)的掬起點(diǎn)(P)，上述船底掬起部(42)及上述唇部(43)
的上述錐面(43b)雙方與上述滾珠(23)接觸。
如本發(fā)明第三或者第四方面所述的滾珠螺桿，本發(fā)明第五方面的特征 在于，從上述螺紋軸(21)的軸線方向看，將上述唇部(43)的上述基部 (43a)切成圓弧形狀(圓(l))。
如本發(fā)明第一至第五方面中的任一方面所述的滾珠螺桿，本發(fā)明第六 方面的特征在于，在上述多個(gè)滾珠(23)之間設(shè)有防止相鄰的滾珠(23) 彼此接觸的多個(gè)隔離物(24)，上述唇部(43)與上述隔離物(24)接觸， 將上述隔離物(24)掬入上述循環(huán)構(gòu)件(28)內(nèi)。
如本發(fā)明第六方面所述的滾珠螺桿，本發(fā)明第七方面的特征在于，對(duì) 上述隔離物(24)接觸的上述唇部(43)的前端(43c)進(jìn)行倒角。
本發(fā)明的第八方面提供一種運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向裝置，其具備具有滾珠滾道槽 (51a)的軌道構(gòu)件(51);具有與該滾珠滾道槽(51a)相對(duì)應(yīng)的負(fù)載滾 珠滾道槽，相對(duì)運(yùn)動(dòng)自如地組裝在上述軌道構(gòu)件(51)上的滑動(dòng)構(gòu)件(52); 介于上述軌道導(dǎo)軌(51)的滾珠滾道槽(51a)和上述滑動(dòng)構(gòu)件(52)的 負(fù)載滾珠滾道槽之間的多個(gè)滾珠；具有使在上述軌道構(gòu)件(51)的滾珠滾 道槽(51a)和上述滑動(dòng)構(gòu)件(52)的上述負(fù)載滾珠滾道槽之間滾動(dòng)的上 述滾珠循環(huán)的循環(huán)路(55)的循環(huán)構(gòu)件(53)，其特征在于，在上述循環(huán) 構(gòu)件(53)上設(shè)有船底掬起部(61)，該船底掬起部(61)具有向上述循 環(huán)路(55)的內(nèi)側(cè)寬度逐漸變窄的槽，用上述船底掬起部(61)的槽的兩 側(cè)將在上述軌道構(gòu)件(51)的上述滾珠滾道槽(51a)內(nèi)滾動(dòng)的上述滾珠 抱住，并且將其掬入上述循環(huán)構(gòu)件(53)的上述循環(huán)路(55)內(nèi)，在上述 船底掬起部(61)上設(shè)有向上述軌道構(gòu)件(51)的上述滾珠滾道槽(51a)內(nèi) 突出的唇部(62)，在上述船底掬起部(61)從上述軌道構(gòu)件(51)的滾 珠滾道槽(51a)開始掬起上述滾珠的掬起點(diǎn)，上述船底掬起部(61)及 上述唇部(62)雙方與所述滾珠接觸。
發(fā)明效果
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，在掬起點(diǎn)，由于用船底掬起部上的兩個(gè)點(diǎn)和 唇部上的一個(gè)點(diǎn)(其中，唇部和滾珠在兩個(gè)點(diǎn)以上接觸也可以)合計(jì)三個(gè) 點(diǎn)掬起滾珠，所以能夠減少在船底掬起部上產(chǎn)生的磨損。
根據(jù)本發(fā)明第二方面，在掬起點(diǎn)，由船底掬起部和唇部的錐面雙方掬
起滾珠。
根據(jù)本發(fā)明第三方面，滾珠自循環(huán)構(gòu)件的循環(huán)路返回到螺母(及螺紋 軸)時(shí)，由于唇部的基部將歪斜的滾珠加以約束，因此，滾珠擠壓船底掬 起部的分力也會(huì)減小。所以，能夠減少在船底掬起部上產(chǎn)生的磨損。
根據(jù)本發(fā)明第四方面，在掬起點(diǎn)，由于用船底掬起部上的兩個(gè)點(diǎn)和唇 部的前端側(cè)的內(nèi)周面上的一個(gè)點(diǎn)(其中，唇部和滾珠在兩個(gè)點(diǎn)以上接觸也 可以)合計(jì)三個(gè)點(diǎn)掬起滾珠，所以能夠減少在船底掬起部上產(chǎn)生的磨損。
根據(jù)本發(fā)明第五方面，其能夠緩和在唇部產(chǎn)生的應(yīng)力集中。所以，能 夠防止唇部產(chǎn)生破損。
根據(jù)本發(fā)明第六方面，可以防止介于滾珠之間的隔離物嚙入船底掬起部。
根據(jù)本發(fā)明第七方面，可以防止隔離物卡在唇部的前端部。 根據(jù)本發(fā)明第八方面，在掬起點(diǎn)，由于用船底掬起部上的兩個(gè)點(diǎn)和唇
部上的一個(gè)點(diǎn)(其中，唇部和滾珠在兩個(gè)點(diǎn)以上接觸也可以)合計(jì)三個(gè)點(diǎn)
掬起滾珠，能夠減少在船底掬起部產(chǎn)生的磨損。
圖1是表示現(xiàn)有滾珠螺桿的循環(huán)構(gòu)件(返回管)的立體圖； 圖2是表示現(xiàn)有設(shè)有船底掬起部的循環(huán)構(gòu)件(返回管)的立體圖； 圖3是表示介于滾珠之間的隔離物嚙入船底掬起部的例子的主視圖； 圖4是表示現(xiàn)有設(shè)有隔離物掬起部的船底掬起部的剖面圖； 圖5是現(xiàn)有循環(huán)構(gòu)件的剖面圖(圖中(A)表示掬起點(diǎn)，圖中(B)
表示將滾珠返回到滾道槽中的狀態(tài))；
圖6是表示船底掬起部的磨損情況的圖(圖中(A)表示船底掬起部
的整體圖，圖中(B)表示(A)的放大圖)；
圖7是本發(fā)明的第一實(shí)施方式的滾珠螺桿的剖面圖8是沿螺母主體的軸線方向的剖面圖9是表示端構(gòu)件向螺母主體緊固的例子的分解立體圖IO是表示滾珠軌道的圖(圖中(A)表示自螺紋軸的軸線方向看到 的滾珠的軌道中心線，圖中(B)表示自螺紋軸的側(cè)方看到的滾珠的軌道
中心線)；
圖11是表示滾珠的掬起方向的圖(圖中(A)表示自螺紋軸的軸線方 向看到的滾珠的掬起方向，圖中(B)表示自螺紋軸的側(cè)方看到的滾珠的 掬起方向)；
圖12是端構(gòu)件的立體圖13是端構(gòu)件的分解立體圖14是端部分的立體圖15是R部分的立體圖16是表示去掉唇部的船底掬起部的圖(圖中(A)表示自螺紋軸的 軸線方向看到的船底掬起部，圖中(B)表示自螺紋軸側(cè)看到的船底掬起 部，圖中(C)表示船底掬起部的槽寬和滾珠的掬起量的關(guān)系)；
圖17是設(shè)有唇部的船底掬起部的剖面圖18是表示將唇部的內(nèi)周面設(shè)計(jì)為直線的船底掬起部的圖(自螺紋 軸的軸線方向看到的狀態(tài))；
圖19是表示將唇部的內(nèi)周面設(shè)計(jì)為直線的船底掬起部的立體圖20是表示唇部的去掉部分的圖(自螺紋軸的軸線方向看到的狀態(tài));
圖21是最終的唇部的主視圖22是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向裝置的立體圖23是循環(huán)構(gòu)件的立體圖24是沿循環(huán)構(gòu)件的方向轉(zhuǎn)換路的剖面圖。
符號(hào)說明
21螺紋軸
21a滾珠滾道槽
22螺母
22a負(fù)載滾珠滾道槽 23滾珠 24隔離物
25方向轉(zhuǎn)換路(循環(huán)路) 26滾珠返回通路(循環(huán)路) 27管體(循環(huán)構(gòu)件)
28端構(gòu)件(循環(huán)構(gòu)件) 41船底掬起部的槽 42船底掬起部 43唇部 43a基部
43b前端部(錐面) 43c前端
51軌道導(dǎo)軌(軌道構(gòu)件) 51a滾珠滾道槽 52滑動(dòng)構(gòu)件 53循環(huán)構(gòu)件
55方向轉(zhuǎn)換路(循環(huán)路) 61船底掬起部 62唇部
具體實(shí)施例方式
圖7是本發(fā)明的第一實(shí)施方式的滾珠螺桿的剖面圖。滾珠螺桿具有在 外周面上形成螺旋狀的滾珠滾道槽21a的螺紋軸21和在內(nèi)周面上相對(duì)滾 珠滾道槽21a形成螺旋狀的負(fù)載滾珠滾道槽22a的螺母22。在螺紋軸21 的滾珠滾道槽21a和螺母22的負(fù)載滾珠滾道槽22a之間的負(fù)載滾道路A 中，可以滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)地排列有多個(gè)滾珠23。在滾珠23上施加預(yù)壓力，也就 是說，用螺紋軸21和螺母22給予壓縮負(fù)載。在滾珠23之間裝有防止?jié)L 珠23彼此接觸的隔離物24。
為了使在負(fù)載滾道路A上滾動(dòng)的多個(gè)滾珠23能夠循環(huán)，在螺母22上 形成連接負(fù)載滾道路A的一端和另一端的循環(huán)路B。循環(huán)路B在組裝在螺 母22內(nèi)的循環(huán)構(gòu)件27、 28內(nèi)形成。該實(shí)施方式中，循環(huán)構(gòu)件27、 28由 管體27和設(shè)在管體27的兩端的端構(gòu)件28構(gòu)成。螺母22相對(duì)于螺紋軸21 相對(duì)旋轉(zhuǎn)時(shí)，滾珠23承受滾珠滾道槽21a和負(fù)載滾珠滾道槽22a之間的 負(fù)載且滾動(dòng)。滾動(dòng)到負(fù)載滾道路A的一端的滾珠23由端構(gòu)件28掬起。然 后，經(jīng)由管體27自相反側(cè)的端構(gòu)件28返回到初始的負(fù)載滾道路A。
下面對(duì)各部的結(jié)構(gòu)詳細(xì)地進(jìn)行說明。如圖7所示，在螺紋軸21的外 周面上形成具有規(guī)定導(dǎo)程(導(dǎo)程角e)的螺旋狀的滾珠滾道槽21a。螺紋 軸21的截面形狀是，例如由兩個(gè)圓弧組合形成的尖端拱門槽形狀等。該 實(shí)施方式中，為了增加容許負(fù)荷而且縮短螺母22的總長(zhǎng)度，將滾珠滾道 槽21a的條數(shù)設(shè)成兩條。當(dāng)然滾珠滾道槽21a的條數(shù)也可以設(shè)定為一條、 兩條、三條等各種樣式。
圖8表示沿螺母主體29的軸線方向的剖面圖。在螺母主體29的內(nèi)周 面，形成和螺紋軸21的滾珠滾道槽21a對(duì)置的螺旋狀的負(fù)載滾珠滾道槽 22a。負(fù)載滾珠滾道槽22a的截面形狀，與螺紋軸21的滾珠滾道槽21a的
截面形狀一樣，也為兩個(gè)圓弧組合形成的尖端拱門槽形狀等。在螺母主體 29內(nèi)，形成和螺母主體29的軸線平行延伸的貫通孔30a。在該貫通孔30a 內(nèi)插入管體27，在管體27的內(nèi)部形成直線狀的滾珠返回通路26 (參照?qǐng)D 7)。在螺母主體29的軸線方向的兩端面，形成凹部30b，端構(gòu)件28安裝 在該凹部30b中。在端構(gòu)件28上，形成圓弧狀延伸的方向轉(zhuǎn)換路25 (參 照?qǐng)D7)。
如圖9所示，端構(gòu)件28用螺栓31等連接件連結(jié)在螺母主體29的端 面32上。由于將端構(gòu)件28安裝在螺母主體29上，因此管體27被夾在一 對(duì)端構(gòu)件28之間。該實(shí)施方式中，由于使用了兩條螺栓，用一對(duì)端構(gòu)件 28及管體27構(gòu)成的循環(huán)構(gòu)件27、 28合計(jì)設(shè)為兩組，當(dāng)然循環(huán)構(gòu)件27、 28的個(gè)數(shù)要按照螺紋軸21的條數(shù)等來分別設(shè)定。
如圖7所示，在螺母主體29的端面上安裝有覆蓋端構(gòu)件28的端蓋34。 在該端蓋34上，為了去掉附著在螺紋軸21上的異物以及防止?jié)櫥瑒┳月?母主體29的內(nèi)部漏出，而裝入迷宮式密封或者環(huán)狀密封構(gòu)件33 。
圖IO表示在螺旋狀負(fù)載滾道路A、圓弧狀的方向轉(zhuǎn)換路25及直線狀 的滾珠返回通路26中進(jìn)行循環(huán)的滾珠23的軌道。圖中(A)表示自螺紋 軸21的軸線方向看到的滾珠23的軌道的中心線，圖中(B)表示自螺紋 軸21的側(cè)方看到的滾珠23的軌道中心線。如該圖IO所示，在負(fù)載滾道 路A中形成的滾珠23的軌道為半徑BCD/2的螺旋狀。另一方面，在滾珠 返回通路26中形成的滾珠23的軌道為與螺紋軸21的軸線21c平行的直 線。而且，在方向轉(zhuǎn)換路25中形成的滾珠23的軌道為曲率半徑R的圓弧。
這些負(fù)載滾道路A、方向轉(zhuǎn)換路25及無負(fù)載返回通路26的接合，使?jié)L珠 23的軌道的切線方向連續(xù)。
圖11表示滾珠23的掬起方向。如圖11 (A)所示，自螺紋軸21的 軸線方向看，滾珠23沿負(fù)載滾道路A的圓形狀的軌道的切線方向被掬起。 而且，如圖ll (B)所示，自螺紋軸21的側(cè)方看，滾珠23沿和導(dǎo)程角一 致的方向被掬起。
圖12表示構(gòu)成循環(huán)構(gòu)件的端構(gòu)件28的立體圖。本發(fā)明的特征在該端 構(gòu)件28中被具體化。在端構(gòu)件28中，形成具有朝向方向轉(zhuǎn)換路的內(nèi)側(cè)寬 度逐漸變窄的槽41的船底掬起部42。用該船底掬起部42的槽41的兩側(cè) 抱起滾珠23，同時(shí)，掬入端構(gòu)件28的方向轉(zhuǎn)換路25內(nèi)。而且，在該船 底掬起部42的槽41的底部(方向轉(zhuǎn)換路25的內(nèi)側(cè))，設(shè)有向螺紋軸21 的滾珠滾道槽21a內(nèi)突出的唇部43。
如圖13所示，將端構(gòu)件28沿方向轉(zhuǎn)換路25的中心線二分割為內(nèi)周 側(cè)的R部分28a和外周側(cè)的端部分28b兩部分。船底掬起部42及唇部43 也同樣被分割為兩部分。R部分28a，由安裝在螺母主體29的端面上的凸 緣部44、與該凸緣部44 一體成形且形成有方向轉(zhuǎn)換路25的主體部45構(gòu) 成。另一方面，端部分28b具有與R部分28a的凸緣部44重疊的凸緣部 45、與該凸緣部45 —體形成且形成有方向轉(zhuǎn)換路25的主體部46。
對(duì)唇部的基部和前端部進(jìn)行說明。圖14是表示端部分28b的立體圖， 圖15是表示R部分28a的立體圖。唇部43具有船底掬起部42的底部側(cè) 的基部43a和前端側(cè)的前端部43b?；?3a的內(nèi)周面相對(duì)于方向轉(zhuǎn)換路 25的內(nèi)周面沒有傾斜。另一方面，前端部43b的內(nèi)周面相對(duì)于方向轉(zhuǎn)換路 25的內(nèi)周面具有傾斜。
以下對(duì)船底掬起部及唇部的詳細(xì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。圖16表示去掉唇部 43的船底掬起部42。圖中(A)表示自螺紋軸的軸線方向看到的船底掬起 部42,圖中(B)表示自螺紋軸側(cè)看到的船底掬起部42，圖中(C)表示 船底掬起部42的槽寬w和滾珠的掬起量t的關(guān)系。如圖中(A)所示，自 螺紋軸的軸線方向看到的船底掬起部42的槽41的形狀以圓弧形狀形成。 槽41的曲率半徑R1小于在螺紋軸21的滾珠滾道槽21a中滾動(dòng)的滾珠23 的軌道中心線47的曲率半徑R2，而且，比螺紋軸21的外徑21b的曲率
半徑R3大一些。而且，如圖中(B)所示，槽21的寬度向方向轉(zhuǎn)換路的 內(nèi)側(cè)逐漸地變窄。
依據(jù)圖16，對(duì)船底掬起部42自螺紋軸21的滾珠滾道槽21a開始掬起 滾珠23的掬起點(diǎn)進(jìn)行說明。如圖中(A)所示，將滾珠23在滾珠滾道槽 21a中滾動(dòng)時(shí)的、船底掬起部42的槽41上的滾珠23的前迸方向的尺寸設(shè) 為x。滾珠23在滾珠滾道槽21a上滾動(dòng)以后，該尺寸x始終為一定值。而 且，由于滾珠23為球形，在槽41的寬度尺寸y比該尺寸x小時(shí)，開始掬 起滾珠23。也就是說，船底掬起部42的槽41的寬度y變成比尺寸x小的 位置成為掬起點(diǎn)。該例中，因?yàn)閥bx，寬度成為yl的位置即為掬起點(diǎn)。
滾珠移動(dòng)到掬起點(diǎn)時(shí)，在滾珠滾道槽21a中滾動(dòng)的滾珠23就由船底 掬起部42掬起。如果過了掬起點(diǎn)，如圖中(B)所示，槽寬y就以yl y26 的方式逐漸變窄。如圖中(C)所示，槽寬y的尺寸變窄時(shí)，與其相對(duì)應(yīng)， 滾珠就按照tl ，"t26的大小浮起。圖中(A)，表示滾珠23浮起時(shí)的滾珠 23的中心線軌道S。滾珠23通過掬起點(diǎn)以后，相對(duì)于方向轉(zhuǎn)換路25的中 心線25a以規(guī)定的角度Y被掬起。該角度Y約為5度。
圖17是表示設(shè)有唇部43的船底掬起部42的剖面圖。唇部43的前端 43c比掬起點(diǎn)P向船底掬起部42的底部側(cè)退后。而且，唇部43的基部43a 的內(nèi)周面相對(duì)于方向轉(zhuǎn)換路25的內(nèi)周面沒有傾斜，與之相對(duì)，唇部的前 端部43b的內(nèi)周面相對(duì)于方向轉(zhuǎn)換路25的內(nèi)周面，向著前端且向外側(cè)傾 斜角度S 。該傾斜角度S以在滾珠來到掬起點(diǎn)P時(shí)(此時(shí)，滾珠23落入 螺紋軸21的軸線方向)船底掬起部42及上述唇部43雙方接觸滾珠23的 方式設(shè)定。因此，船底掬起部42及唇部43，理想的是以船底掬起部42 的槽41的兩個(gè)點(diǎn)和唇部43的前端部43b的一個(gè)點(diǎn)共計(jì)三個(gè)點(diǎn)掬起滾珠 23。這里，唇部43與其說是用點(diǎn)不如說是用面承受滾珠23。所以，用船 底掬起部42掬起滾珠23時(shí)，由滾珠23施加到船底掬起部42的力分散到 唇部43，因此可以減少船底掬起部42的磨損。即使歪斜的滾珠23從船底 掬起部42進(jìn)入滾珠滾道槽21a內(nèi)時(shí)，由于滾珠23沿前端部43b的錐面落 入螺紋軸21的軸線方向，因此也能夠防止船底掬起部42的磨損。
在此，在掬起點(diǎn)P，即使?jié)L珠23最初不是在掬起部42及唇部43的三 個(gè)點(diǎn)接觸，掬起部42也僅僅磨損能夠容許的程度，掬起點(diǎn)P移動(dòng)，因此， 滾珠23開始以掬起部42及唇部43的三個(gè)點(diǎn)接觸。理想的是從最初就以 三個(gè)點(diǎn)接觸，但從實(shí)際設(shè)計(jì)和加工誤差的觀點(diǎn)出發(fā)，這種情況也是存在的。
唇部43的前端43c (確切說是前端部43b的更前端43c)，以極小的 曲率半徑R，例如以R0.2倒角。與滾珠23不同，小直徑的隔離物24也存 在與唇部43的前端43c碰撞的情況。由于進(jìn)行了倒角，就能夠防止隔離 物24卡到唇部43的前端43c。
另一方面，如上所述，唇部43的基部43a相對(duì)于方向轉(zhuǎn)換路25的內(nèi) 周面沒有傾斜，仍然保持直線。這是為了在唇部43的基部43a將滾珠23 加以約束，從而抑制向滾珠滾道槽21a移動(dòng)的滾珠23的歪斜。如圖16(A) 所示，滾珠23被船底掬起部42以傾斜角度約為5度掬起。因此，在將基 部43a的傾斜角度設(shè)定為小于5度時(shí)，可以使?jié)L珠23和基部43a接觸。
圖18及圖19表示將唇部43的內(nèi)周面從基部43a到前端部43b其整 體設(shè)定為直線的例子。這樣的唇部43的形狀經(jīng)過試驗(yàn)性的制造 實(shí)驗(yàn)時(shí)， 確實(shí)能夠減少滾珠23的歪斜量。但是，在用船底掬起部42掬起之前即用 唇部43掬起滾珠，在唇部43的薄壁部分48上產(chǎn)生缺口。這是滾珠23撞 擊唇部43的薄壁部分48的原因。也就是說，這是滾珠23偏離軌道49而 通過靠近唇部43的軌道50的原因。
為了解決該唇部43的缺口問題，如圖20所示，以斜線表示的形狀去 掉了薄壁部分。也就是說，假定滾珠23通過最靠近唇部43的軌道50的 情況，從唇部43的前端43d引出垂線(1)，將垂線(1)作為中心位置， 而且繪出與唇部43的前端43d相接的滾珠23。在該滾珠23的端構(gòu)件28 的內(nèi)部位置引出垂線(2)。繪出與垂線(2)和端構(gòu)件28的內(nèi)側(cè)R，即船 底掬起部的槽41相接的圓(1)(根據(jù)滾珠直徑確定圓(1)的直徑)，再 繪出連接圓(1)和唇部43的前端43d的線段(3),去掉斜線部分。將唇 部43的基部43a切成圓弧形狀是為了緩和在滾珠23撞擊基部43a時(shí)產(chǎn)生 的應(yīng)力集中。另外，在該圖中，唇部43的薄壁部分48看得到兩個(gè)，是因 為唇部43傾斜了導(dǎo)程角的量。去除作業(yè)，例如可以通過立銑加工來完成。
根據(jù)以上說明，能夠避免滾珠23通過最靠近唇部的軌道50時(shí)的、滾 珠23向薄壁部分48的撞擊。不過，通過去除薄壁部分48平衡殘余部分 的壁厚，因此也影響到唇部43的強(qiáng)度提高。另外，將唇部43從基部43a
到前端43d整體設(shè)定為直線時(shí)，即使去掉斜線部分，也殘存有唇部43的 前端43d缺口的問題。為了最終解決該問題，如圖17所示，將唇部43 的前端部43b的內(nèi)周面設(shè)計(jì)成錐面。最終的唇部43的正面形狀如圖21所 示。
圖22表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向裝置。在該運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向裝 置中，運(yùn)用了與上述滾珠螺桿的船底掬起部42及唇部43同樣的技術(shù)構(gòu)思。 運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向裝置是在機(jī)床床面或者滑板等的固定部上對(duì)臺(tái)面等移動(dòng)體進(jìn)行 導(dǎo)向的裝置，其具有軌道導(dǎo)軌51、滑動(dòng)構(gòu)件52、多個(gè)滾珠、多個(gè)隔離 物、循環(huán)構(gòu)件53、 53。其中，軌道導(dǎo)軌51作為軌道構(gòu)件配置在固定部上 并且沿長(zhǎng)度方向形成有滾珠滾道槽51a;滑動(dòng)構(gòu)件52形成有包括與軌道導(dǎo) 軌51的滾珠滾道槽51a相對(duì)應(yīng)的負(fù)載滾珠滾道槽的滾珠循環(huán)路，且相對(duì) 運(yùn)動(dòng)自如地組裝在該軌道導(dǎo)軌51上；多個(gè)滾珠被收容在軌道導(dǎo)軌51的滾 珠滾道槽51a和滑動(dòng)構(gòu)件52的負(fù)載滾珠滾道槽之間；多個(gè)隔離物介于多 個(gè)滾珠之間；循環(huán)構(gòu)件53、 53用于使?jié)L珠及隔離物循環(huán)。
圖23及圖24表示循環(huán)構(gòu)件53。圖23是表示循環(huán)構(gòu)件53的立體圖， 圖24是表示沿循環(huán)構(gòu)件53的方向轉(zhuǎn)換路55的剖面圖。在循環(huán)構(gòu)件53中， 形成有連接滾珠返回通路56和滾珠滾道路57之間的方向轉(zhuǎn)換路55。再詳 細(xì)點(diǎn)說就是，在循環(huán)構(gòu)件53中，形成有構(gòu)成方向轉(zhuǎn)換路55的外周的外周 導(dǎo)向部58;在滑動(dòng)構(gòu)件52上，形成有構(gòu)成方向轉(zhuǎn)換路55的內(nèi)周的拱門形 狀的內(nèi)周導(dǎo)向部59。
如圖23所示，在循環(huán)構(gòu)件53的下部，形成具有向方向轉(zhuǎn)換路的內(nèi)側(cè) 寬度逐漸變窄的槽的船底掬起部61。而且，用船底掬起部61的槽的兩側(cè) 抱起在軌道導(dǎo)軌51的滾珠滾道槽51a中滾動(dòng)的滾珠23，并且，將其掬入 方向轉(zhuǎn)換路55內(nèi)。如圖24所示，船底掬起部61的槽在比方向轉(zhuǎn)換路55 的中心線63更靠軌道導(dǎo)軌51側(cè)形成。在船底掬起部61上，設(shè)有向軌道 導(dǎo)軌51的滾珠滾道槽51a內(nèi)突出的唇部62。另外，在船底掬起部61從軌 道導(dǎo)軌51的滾珠滾道槽51a開始掬起滾珠23的掬起點(diǎn)，船底掬起部61 及唇部62雙方接觸滾珠23。這些與上述第一實(shí)施方式的滾珠螺桿是一樣 的。
另外，本發(fā)明不局限于上述實(shí)施方式，可以在不變更本發(fā)明的要旨的
范圍內(nèi)進(jìn)行種種變化。例如，在上述實(shí)施方式中，在唇部的基部及前端部 的內(nèi)周面的交接處變更傾斜角度，如果僅考慮用三點(diǎn)掬起滾珠，那么，也 可以將基部及前端部的內(nèi)周面以相同的角度傾斜。另外，本發(fā)明也可以用 于未裝有隔離物的全滾珠式的滾珠螺桿。再者，本發(fā)明可以用于返回管方 式的滾珠螺桿，此時(shí)的返回管可以用金屬制造，也可以用樹脂制造。 實(shí)施例
發(fā)明人按照以上所述的方式制造出船底掬起部及唇部，并且實(shí)際地進(jìn)
行了滾珠循環(huán)試驗(yàn)。其結(jié)果是，以DN值21萬的高速旋轉(zhuǎn)使?jié)L珠螺桿試 驗(yàn)運(yùn)行500km左右，船底掬起部及唇部沒有產(chǎn)生顯著的磨損。而且確認(rèn)， 滾珠在掬起點(diǎn)掬起后，通過預(yù)想的理想的軌道。
本說明書基于2005年5月24日申請(qǐng)的特愿2005-151471。其內(nèi)容全 部包含在此。
權(quán)利要求
1.一種滾珠螺桿，其具有在外周面形成有螺旋狀的滾珠滾道槽的螺紋軸；在內(nèi)周面形成有與所述螺紋軸的滾珠滾道槽對(duì)置的螺旋狀的負(fù)載滾珠滾道槽的螺母；介于所述螺紋軸的滾珠滾道槽和所述螺母的負(fù)載滾珠滾道槽之間的多個(gè)滾珠；具有使在所述螺紋軸的滾珠滾道槽和所述螺母的所述負(fù)載滾珠滾道槽之間滾動(dòng)的滾珠循環(huán)的循環(huán)路的循環(huán)構(gòu)件，所述滾珠螺桿的特征在于，在所述循環(huán)構(gòu)件上設(shè)有船底掬起部，該船底掬起部具有向所述循環(huán)路的內(nèi)側(cè)寬度逐漸變窄的槽，用所述船底掬起部的槽的兩側(cè)將在所述螺紋軸的所述滾珠滾道槽內(nèi)滾動(dòng)的滾珠抱住，同時(shí)將其掬入所述循環(huán)構(gòu)件的所述循環(huán)路內(nèi)，在所述船底掬起部上設(shè)有向所述螺紋軸的所述滾珠滾道槽內(nèi)突出的唇部，在所述船底掬起部從所述螺紋軸的滾珠滾道槽開始掬起所述滾珠的掬起點(diǎn)，所述船底掬起部及所述唇部雙方與所述滾珠接觸。
2. 如權(quán)利要求1所述的滾珠螺桿，其特征在于，在所述唇部上形成有相對(duì)于所述循環(huán)構(gòu)件的內(nèi)周面朝向前端且向外 側(cè)傾斜的錐面，在所述掬起點(diǎn)，所述唇部的所述錐面與所述滾珠接觸。
3. —種滾珠螺桿，其具有 在外周面形成有螺旋狀的滾珠滾道槽的螺紋軸；在內(nèi)周面形成有與所述螺紋軸的滾珠滾道槽對(duì)置的螺旋狀的負(fù)載滾 珠滾道槽的螺母；介于所述螺紋軸的滾珠滾道槽和所述螺母的負(fù)載滾珠滾道槽之間的 多個(gè)滾珠；具有使在所述螺紋軸的滾珠滾道槽和所述螺母的負(fù)載滾珠滾道槽之 間滾動(dòng)的滾珠循環(huán)的循環(huán)路的循環(huán)構(gòu)件， 所述滾珠螺桿的特征在于，在所述循環(huán)構(gòu)件上設(shè)有船底掬起部，該船底掬起部具有向所述循環(huán)路 的內(nèi)側(cè)寬度逐漸變窄的槽，用所述船底掬起部的槽的兩側(cè)將在所述螺紋軸 的所述滾珠滾道槽內(nèi)滾動(dòng)的滾珠抱住，同時(shí)將其掬入所述循環(huán)構(gòu)件的所述 循環(huán)路內(nèi)，在所述船底掬起部上設(shè)有向所述螺紋軸的滾珠滾道槽內(nèi)突出的唇部， 所述唇部具有基部和前端部，所述基部的內(nèi)周面相對(duì)于所述循環(huán)構(gòu)件的所述循環(huán)路的內(nèi)周面，沒有傾斜或者朝向前端且向外側(cè)傾斜不足5度，使得能夠與用所述船底掬起部 掬起的所述滾珠接觸。
4. 如權(quán)利要求3所述的滾珠螺桿，其特征在于， 在所述唇部的前端部的內(nèi)周面，形成有相對(duì)于所述循環(huán)構(gòu)件的所述循環(huán)路的內(nèi)周面朝向前端且向外側(cè)傾斜的錐面，在所述船底掬起部從所述螺紋軸的滾珠滾道槽開始掬起所述滾珠的 掬起點(diǎn)，所述船底掬起部及所述唇部的所述錐面雙方與所述滾珠接觸。
5. 如權(quán)利要求3或4所述的滾珠螺桿，其特征在于， 從所述螺紋軸的軸線方向看，將所述唇部的所述基部切成圓弧形狀。
6. 如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的滾珠螺桿，其特征在于， 在所述多個(gè)滾珠之間設(shè)有防止相鄰滾珠彼此接觸的多個(gè)隔離物， 所述唇部與所述隔離物接觸，將所述隔離物掬入所述循環(huán)構(gòu)件內(nèi)。
7. 如權(quán)利要求6所述的滾珠螺桿，其特征在于， 對(duì)接觸所述隔離物的所述唇部的前端進(jìn)行倒角。
8. —種運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向裝置，其具有 具有滾珠滾道槽的軌道構(gòu)件；具有與該滾珠滾道槽相對(duì)應(yīng)的負(fù)載滾珠滾道槽，相對(duì)運(yùn)動(dòng)自如地組裝 在所述軌道構(gòu)件上的滑動(dòng)構(gòu)件；介于所述軌道構(gòu)件的滾珠滾道槽和所述滑動(dòng)構(gòu)件的負(fù)載滾珠滾道槽 之間的多個(gè)滾珠； 具有使在所述軌道構(gòu)件的滾珠滾道槽和所述滑動(dòng)構(gòu)件的所述負(fù)載滾 珠滾道槽之間滾動(dòng)的所述滾珠循環(huán)的循環(huán)路的循環(huán)構(gòu)件， 所述運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向裝置的特征在于，在所述循環(huán)構(gòu)件上設(shè)有船底掬起部，該船底掬起部具有向所述循環(huán)路 的內(nèi)側(cè)寬度逐漸變窄的槽，用所述船底掬起部的槽的兩側(cè)將在所述軌道構(gòu) 件的滾珠滾道槽內(nèi)滾動(dòng)的所述滾珠抱住，同時(shí)將其掬入所述循環(huán)構(gòu)件的所 述循環(huán)路內(nèi)，在所述船底掬起部上設(shè)有向所述軌道構(gòu)件的滾珠滾道槽內(nèi)突出的唇部，在所述船底掬起部從所述軌道構(gòu)件的滾珠滾道槽開始掬起所述滾珠 的掬起點(diǎn)，所述船底掬起部及所述唇部雙方與所述滾珠接觸。
全文摘要
本發(fā)明提供一種滾珠螺桿及運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向裝置，即使該滾珠螺桿以高DN值高速旋轉(zhuǎn)，在其船底掬起部也不易產(chǎn)生磨損。在滾珠螺桿的循環(huán)構(gòu)件(28)上設(shè)置具有向循環(huán)路(25)的內(nèi)側(cè)寬度逐漸變窄的槽(41)的船底掬起部(42)。將在螺紋軸(21)的滾珠滾動(dòng)槽(21a)內(nèi)滾動(dòng)的滾珠(23)用船底掬起部(42)的槽(41)的兩側(cè)抱住，并且將其掬入循環(huán)構(gòu)件(28)的循環(huán)路(25)內(nèi)。另外，在船底掬起部(42)上設(shè)有向螺紋軸(21)的滾珠滾道槽(21a)內(nèi)突出的唇部(43)。在船底掬起部(42)從螺紋軸(21)的滾珠滾道槽(21a)開始掬起滾珠(23)的掬起點(diǎn)(P)，船底掬起部(42)及唇部(43)雙方與滾珠(23)接觸。
文檔編號(hào)F16H25/22GK101184935SQ20068001802
公開日2008年5月21日 申請(qǐng)日期2006年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月24日
發(fā)明者宮原莊志 申請(qǐng)人:Thk株式會(huì)社