滾珠絲杠裝置的制作方法

專利名稱：滾珠絲杠裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種通過多個滾珠將螺紋軸和螺母部件相旋合的滾珠絲杠裝置，特別是在作為滾珠循環結構的螺母部件的兩端帶有滾珠方向轉換路徑的滾珠絲杠裝置。
背景技術：
以往，這種滾珠絲杠裝置帶有，將形成于螺紋軸外周面上的螺旋狀滾珠運行槽(滾道槽)與形成于螺母部件內周面上的螺旋形負荷運行槽相互面對而構成的負荷滾珠通路，沿軸線方向貫通上述螺母部件的滾珠返回通路，設置在上述螺母部件的軸向方向兩端、將上述負荷滾珠通路的端部與滾珠返回通路的端部連通的方向轉換路徑，在由該負荷滾珠通路、滾珠返回通路以及方向轉換通徑構成的滾珠無限循環路徑內通過滾珠循環使上述螺紋軸與螺母部件可以進行相對的旋轉運動。
螺紋軸與螺母部件的相對旋轉運動一旦產生，一面負擔其間的載荷，一面在上述負荷滾珠通路內運行的滾珠便會從該負荷滾珠通路中運行出來，將該滾珠收容到上述方向轉換路徑中，導入滾珠返回通路中，這時必須使滾珠離開螺紋軸的滾珠運行槽而到達該螺紋軸的外徑部。
以往，作為將滾珠從螺紋軸的滾珠運行槽脫離開的結構，一般是對應于滾珠脫離位置而在上述滾珠運行槽內插入舌片，使在滾珠運行槽中運行的滾珠跨上該舌片，從而將其抬起。
在這種滾珠脫離結構中，最理想的是將滾珠沿滾珠運行槽切線方向抬起。在這種情況下舌片的前端的壁厚不得不做得很薄，考慮到高速滾動的滾珠跨上舌片時的沖擊，便會出現舌片的前端強度及耐久性不足的問題。與此相反，若考慮強度及耐久性而使舌片的前端加厚的情況下，滾珠滾動槽與舌片之間便會產生臺階，由于在滾珠跨上舌片時會向該舌片施加很大的沖擊，長時間的使用就會使舌片產生變形，另外，還會出現滾珠每次跨上舌片都會發出沖擊噪音的問題。
另一方面，對于由不采用舌片的螺紋軸的滾珠運行槽中使滾珠脫離開的方式，人們已經提出了將從負荷滾珠通路運行出的滾珠的運行方向相對于螺紋軸的滾珠運行槽進行若干變位，利用該滾珠運行槽的內周面將滾珠自螺紋軸的外徑部分離，之后將該滾珠帶入方向轉換路徑內的方案(美國專利US4,148,226號公報)。


圖13和圖14表示的是該公報所公開的滾珠絲杠裝置，該滾珠絲杠裝置由以下結構構成，在外周面上形成螺旋狀滾珠運行槽102的螺紋軸101，與上述滾珠運行槽102相對、在內周面上形成負荷運行槽107，同時，沿著螺紋軸101的軸線方向形成滾珠返回通路106的螺母部件104，帶有固定在該螺母部件104的軸線方向兩端，同時，使上述負荷運行槽107與滾珠返回通路106相連通的方向轉換路徑113的一對端蓋109、109，一面負擔上述負荷運行槽107與滾珠運行槽102之間的載荷一面轉動，同時通過上述滾珠返回通路106及方向轉換路徑113進行循環的多個滾珠100。
如圖13(b)所示，上述螺母部件104的兩端部上形成有從負荷運行槽107延續出的導向槽108，上述負荷運行槽107中運行的滾珠100在從該導向槽108內的載荷上被釋放之后，運行到上述端蓋109的方向轉換路徑113中。這樣，該導向槽108形成于與螺紋軸101的軸線方向垂直的面內，同時，從負荷運行槽越接近于方向轉換路，其深度慢慢變深。
這樣，在該滾珠絲杠裝置中，形成于螺母部件104中的導向槽108的延伸方向與螺紋軸101的運行槽102的運行方向不相一致，從螺紋部件104的負荷運行槽107運行出的滾珠100通過導向槽108慢慢貼在滾珠運行槽102的側壁上，沿著該滾珠運行槽102的內周形狀而自然地爬上螺紋軸101的外徑圓周面103，因此即使不用舌片，也能使滾珠100從滾珠運行槽102上脫離開。
然而，在這種滾珠絲杠裝置中，由于將上述導向槽108設置在螺母部件104的端部，在制做上述螺母部件104時，相對于該內周面以預定的導程形成上述負荷運行槽107后，必須將連接該負荷運行槽107的導向槽108形成于與螺紋軸101的軸線方向相垂直的方向，因此會出現螺母部件104的加工工序復雜的問題。
另外，如上所述，在將上述導向槽108沿著與螺紋軸101的軸線方向垂直的方向延伸而形成的情況下，還會出現形成于螺母部件104上的導向槽108與形成于端蓋109上的方向轉換路徑113連接困難的問題。
為此，在該以往的滾珠絲杠裝置中，如圖14所示，在螺母部件104的端面上形成大致呈扇形所切口部105，在該切口部105上構成上述導向槽108一端的開口的結構，另一方面，在端蓋109上形成與該切口部105相嵌合的突出部110，通過在該突出部110上形成上述方向轉換路徑113，從而可以使該導向槽108與方向轉換路徑113相連接。
然而，在這種結構中，螺母部件104的端面以及端蓋109的端面的形狀變得復雜，出現了其加工工序麻煩，生產成本高的問題。
再有，在將這種螺母部件的導向槽108與端蓋109的方向轉換路徑113相連接的情況下，該方向轉換路徑113與螺紋部件104的端面不得不平行，在該滾珠100從設置于端蓋109的方向轉換路徑113向螺母部件104的滾珠返回通路106送入時，該滾珠100的運動方向不得不呈大致直角的變化。為此，在方向轉換路徑113與滾珠返回通路106的連接部分上的滾珠100的運動作用著較大的阻力，從而損害了滾珠100的圓滑循環，另外，容易使滾珠相互產生碰撞噪音，妨礙螺母部件104相對螺紋軸101的高速旋轉。

發明內容
本發明鑒于上述問題，其目的是提供一種在將從負荷滾珠通路運行出的滾珠收容于方向轉換路徑中時，不采用以往的舌片，便能夠將該滾珠圓滑地從螺紋軸的滾珠運行槽中脫離開，并且螺母部件加工極為容易，能夠實現生產成本的顯著降低的滾珠絲杠裝置。
即，本發明的滾珠絲杠裝置帶有在外周面上形成在螺旋狀滾珠運行槽的螺紋軸，通過多個滾珠與上述螺紋軸相旋合，并且，內周面上形成有構成與上述螺紋軸的滾珠運行槽相對的螺旋狀負荷滾珠通路的螺旋狀負荷運行槽，以及沿軸線方向貫通而形成有滾珠返回通路的螺母部件，設置于該螺母部件兩端，并且，將上述螺母部件的負荷滾珠通路的端部與滾珠返回通路的端部相連通而形成方向轉換路徑的一對端蓋，插入到上述負荷滾珠通路、滾珠返回通路及方向轉換路徑構成的無限循環路徑內，隨著上述螺紋軸與螺母部件的相對旋轉而在該無限循環路徑內循環的多個滾珠，其特征是上述端蓋中形成的方向轉換路徑將上述負荷滾珠通路中運行出來的滾珠朝著與上述螺紋軸的滾珠運行槽的延伸方向不同的方向進行導向，使該滾珠沿著上述滾珠運行槽的內周面從該滾珠運行槽中脫離的導向槽，通過該導向槽收容從上述滾珠運行槽中脫離的滾珠，朝上述螺母部件的滾珠返回通路入口導向的滾珠導向孔。
根據這種技術手段，由于螺母部件與螺紋軸的相對旋轉，從上述負荷滾珠通路運行出的滾珠首先進入到構成方向轉換路徑的導向槽中。該導向槽由于將滾珠朝著與上述螺紋軸的滾珠運行槽延伸方向不同的方向導向，從而使滾珠慢慢貼在滾珠運行槽的一側，沿著滾珠運行槽的內周形狀而爬上螺紋軸的外徑圓周面，最后從滾珠運行槽上脫離開，同時，送到將該導向槽與滾珠返回孔相連通的滾珠導向孔中。
這時，在本發明的滾珠絲杠裝置中，將上述導向槽作為方向轉換路徑的一部分而形成于端蓋上，因此，在螺母部件的兩端部沒有必要形成導向槽，在該螺母部件的內周面上只以預定的導程形成負荷運行槽就可以了。
另外，將這種導向槽形成于端蓋上，在將負荷運行槽形成于螺母部件上而構成的情況下，在負荷滾珠運行通路中運行之后的滾珠沿著螺紋軸的滾珠運行槽從螺母部件的端面運行出來，即使螺母部件軸線方向的端面形成與軸線方向垂直的平坦面，也能夠將滾珠很容易地從負荷滾珠通路過傳遞到導向槽中。因此，螺母部件及與其相接觸的端蓋的形狀可被簡化，從而能夠降低制作這些部件時的加工費用。
另一方面，上述導向槽內的滾珠一面在螺紋軸的滾珠運行槽內周面上滾動，一面慢慢從該滾珠運行槽上脫離，因此，仍然處于與螺紋軸相接觸的狀態。因此，在將該滾珠從導向槽送入隧道形的滾珠導向孔中時，必須將滾珠從螺紋軸抬起到滾珠導向孔中。在這種抬起不能圓滑地進行的情況下，滾珠就會與滾珠導向孔的入口相碰撞，從而阻礙了該滾珠的圓滑運動。根據這種觀點，最好從上述負荷滾珠通路沿著運行出的滾珠運行方向設置有將上導向槽從其寬度方向的兩側逐漸包覆的滾珠拾取部，將從上述滾珠運行槽脫離開的滾珠通過該滾珠拾取部離開上述螺紋軸，收容到上述導向槽內。
另外，如果上述導向槽將從負荷滾珠通路運行出的滾珠向不同于滾珠運行槽延伸方向的方向進行導向，那么即使是比滾珠運行槽的延伸方向更向螺紋軸的軸線方向變位地導向，或者朝與螺紋軸軸線方向垂直的方向變位導向也不會產生抵觸。然而，在將導向槽朝與螺紋軸軸線方向垂直的方向變位進行導向的情況下，導向槽的出口與滾珠返回孔相接近，其結果是將該導向槽與螺母部件的滾珠返回孔相連通的滾珠導向孔必須產生使滾珠的運行方向急轉大約90°的變更，從而擔心會妨礙滾珠圓滑運動。
因此，根據這種觀點，上述導向槽最好將從負荷滾珠通路運行出的滾珠朝著比滾珠運行槽的延伸方向更向螺紋軸的軸線方向變位的方向進行導向。根據這種結構，導向槽的出口與滾珠返回孔的入口可以充分分開，從而由于從導向槽至滾珠返回通路的滾珠導向孔可以形成具有大的曲率半徑的曲線路徑，使得通過這種滾珠導向孔的滾珠的運行方向可以有比較緩和的變化。由此，使得滾珠在該滾珠導向孔高速運行的情況下也能夠進行圓滑的運動，例如，對于螺母部件相對于螺紋軸高速旋轉的情況等是很有利的。
另外，在由上述導向槽及滾珠導向孔構成方向轉換路徑時，最好通過接合一對回位盤來形成該方向轉換路徑。通過這樣一對回位盤的組合而形成方向轉換路徑，能夠使復雜彎曲的方向轉換路徑容易制造。
再有，在將這種方向轉換路徑由一對回位盤構成的情況下，最好將一側的回位盤與螺母部件制成一體。更具體地說，可以在將螺母部件作為芯子放入成形金屬模中后，向該金屬模內射入樹脂，將該樹脂貼附在螺母部件上從而形成回位盤。通過這種一體成形，可以減少部件數目，削減組裝工序，還能夠使螺母部件的負荷運行槽與形成于回位盤上的導向槽的連接部無臺階的連續成形，從而可以獲得滾珠的圓滑運動。
另一方面，在設有上述滾珠拾取部的情況下，該滾珠拾取部如果配置在比滾珠運行槽內運動的滾珠的中心更接近螺紋軸一側，由于從負荷滾珠通路運行出的滾珠從行進方向兩側慢慢爬上上述滾珠拾取部，進入到導向槽內，因此，通過該滾珠抬起的作用，可以使滾珠從螺紋軸的滾珠運行槽上脫離開。在這種情況下，上述導向槽便沒有必要使滾珠在不同于滾珠運行槽延伸方向的方向上進行導向，該導向槽便可以配置在滾珠運行槽的對面。
附圖簡介圖1是本發明的滾珠絲杠裝置的第1實施例的的剖視圖；圖2是圖1的側視圖；圖3是第1實施例的滾珠絲杠裝置方向轉換路徑的主要部分的放大圖；圖4是圖3的側視圖；圖5是表示螺母部件與端蓋組裝狀態的立體圖；圖6是表示組成端蓋的蓋部件的圖，其中(a)是正視圖，(b)是沿圖(a)中b-b線的剖視圖，(c)是其后視圖；圖7是表示構成端蓋的回位盤組裝狀態的立體圖及側視圖；圖8是構成回位盤的第1盤的立體圖、正視圖及側視圖；圖9是構成回位盤的第2盤的立體圖、正視圖及側視圖；圖10分別是沿圖4的a-a線、b-b線、c-c線、d-d線、e-e線、f-f線、g-g線的剖視圖；圖11是本發明第2實施例的滾珠絲杠裝置方向轉換路徑主要部分的放大圖；圖12分別是沿圖4的a-a線、b-b線、c--線、d-d線、e-e線、f-f線、g-g線的剖視圖；圖13是表示美國專利US4,148,226號公報所公開的以往的滾珠絲杠裝置的正視圖及剖視圖；圖14是表示圖13的以往滾珠絲杠裝置螺母部件與端蓋組裝狀態的立體圖。
圖中，1…滾珠絲杠裝置，2…滾珠運行槽，3…螺紋軸，4…負荷運行槽，5…螺母部件，6…滾珠，7…負荷滾珠運行路徑，9…中間實體部，10…滾珠返回通路，11…端蓋，11A…凹部，60…滾珠列，12…方向轉換路徑，13…導向槽，13A…滾珠入口部，14…槽底部，15…槽內周面，16…外徑部，17…滾珠拾取部，θ0…螺紋槽超前角，θ1…滾珠導向槽傾斜角，h…開口寬度，18…滾珠導向孔。
最佳實施例下面參照附圖對本發明滾珠絲杠裝置的結構進行詳細說明。
圖1及圖2示出了本發明滾珠絲杠裝置的第1實施例。
該滾珠絲杠裝置1如圖1及圖2所示，由外周形成有螺旋狀滾珠運行槽2的螺紋軸3和內周形成有與上述滾珠運行槽2相對的負荷運行槽4的螺母部件5構成，通過相面對的該滾珠運行槽2及負荷運行槽4可自由運動地裝有多個滾珠6，構成螺旋狀負荷滾珠通路7。
螺紋部件5形成帶有法蘭8的大致呈圓筒的形狀，其中間實體部9上設置有沿軸線方向貫通的滾珠返回通路10，另一方面，在該螺母部件5的兩端面上安裝一對端蓋11。該端蓋11上設有連接上述負荷滾珠通路7的端部和滾珠返回通路10的端部的方向轉換路徑12，通過在螺母部件5上固定一對端蓋11、11形成滾珠6的無限循環路徑。
即，通過螺母部件5和螺紋軸3的相對旋轉，從上述負荷滾珠通路7中運行出的滾珠6經由一側端蓋11上形成的方向轉換路徑12送出上述滾珠返回通路10中，在運行過該滾珠返回通路后，通過另一側端蓋11的方向轉換路徑12再次被送入負荷滾珠通路7中。該實施例的滾珠絲杠裝置設有兩列循環的滾珠列60、60，各滾珠列在各自的無限循環路徑中循環。另外，由于各滾珠列60、60的循環結構是相同的，在以下的說明中只對一個滾珠列60的循環結構進行說明。
如圖3及圖4所示，上述方向轉換路徑12由以下元件構成，將通過螺母部件5與螺紋軸3相對旋轉而從負荷滾珠通路7的一端頂出的滾珠6從螺紋軸3的滾珠運行槽2內部自外徑部16向半徑方向的外側脫離的導向槽13，通過該導向槽13將螺紋軸3的滾珠運行槽2上脫離開的滾珠6導至螺母部件5的滾珠返回通路10的入口處的遂道形滾珠導向孔18。
該導向槽13的一端與其入口部13A的螺紋軸3的螺紋槽2設定成相同的相位，與螺母部件5的負荷運行槽4的端部相連通，另一方面，其另一端與滾珠導向孔18相連接，將在螺母部件5的負荷運行槽4運行之后、從負荷滾珠通路7的一端運行出的滾珠6導入該導向槽13中，朝上述滾珠導向孔18運動。如圖3所示，滾珠運行槽2相對于垂直于螺紋軸3的軸線方向的面形成升角為θ0的傾斜，該導向槽13以比升角θ0更大的的傾斜角θ1傾斜。將負荷滾珠通路7中運行出的滾珠6以朝著比上述滾珠運行槽的延伸方向更向螺紋軸的軸線方向變位的方式進行導向而構成。
另外，在該導向槽13的螺紋軸3之間，沿著上述負荷滾珠通路7運行出的滾珠6的行進方向形成有將上述導向槽13從其寬度方向兩側慢慢包住的滾珠拾取部17，以通過該導向槽13的作用使從螺紋軸3的滾珠運行槽2脫離開的滾珠6離開該螺紋軸3而收容到導向槽13內的方式構成。如圖4所示，該滾珠拾取部17將導向槽13的入口部13A處的滾珠6進行導向的方向是端蓋11的內周面的切線方向，與滾珠6從負荷滾珠通路7運行出的方向相同。
圖5表示的是形成上述方向轉換路徑12的端蓋11。如圖中所表明的那樣，上述螺母部件5的兩端固定的各端蓋11由帶有上述方向轉換路徑12的一對回位盤12，在保持該回位盤12的狀態下固定于上述螺母部件5的端部的蓋部件19構成。
如圖6所示，上述蓋部件19上形成有與上述螺母部件相同的貫通螺紋軸3的貫通孔19a，同時，收容上述回位盤12用的大致呈扇形的凹部11A夾住上述貫通路19a形成兩處。另外，的該貫通孔19a的內周面上形成有將上述螺母部件5的負荷運行槽4中運行出的滾珠6朝上述回位盤12的方向轉換路徑12導入的導入路徑4a。該導入路徑4a形成與螺母部件5的負荷運行槽4相同的節距并且形成得比負荷運行槽4大一些，在導入路徑4a與螺紋軸3的滾珠運行槽2之間形成不對滾珠作用徑向載荷或軸向載荷的狀態。
另外，嵌合在該蓋部件19的凹部11A上的回位盤12如圖7所示，由相互重合狀態下嵌合于上述凹部11A的一對第1盤12A及第2盤12B構成，該盤12A、12B通過相互重合而構成上述方向轉換路徑12。各盤12A、12B通過合成樹脂注射成形制造，如圖8及圖9所示，第1盤12A的表面及第2盤12B的里面分別形成將上述方向轉換路徑12沿其長度方向分成兩份的截面呈大致半圓狀的凹槽121、122。
上述方向轉換路徑12如圖7所示，在回位盤12的內徑一側朝著蓋部件19的貫通孔19a的切線方向延伸，另一方面，在外徑側則朝第1盤12A的表面一側直立延伸。由此，將螺母部件5的負荷運行槽4運行完之后的滾珠6通過蓋部件19的導入路徑4a圓滑地導入上述方向轉換路徑12中，另一方面，在該方向轉換路徑12內，將其運行方向從螺母部件5的半徑方向向軸線方向轉換，圓滑地送入螺紋部件5的滾珠返回通路10中。
另外，各盤12A、12B的表面上與上述方向轉換路徑12相對應突出設置有半圓形的突片123、124，在第1盤12A與第2盤12B重合時，將該突片123、124相互組合形成的回位盤12定位用的突起125形成于方向轉換路徑12的端部。
這樣，從第2盤12B依次將這些盤12A、12B嵌合在蓋部件19的凹部11A中，同時，第1盤12A以與螺母部件5相接觸的方式將上述蓋部件19固定到螺母部件5上，從而完成了將端蓋11朝該螺母部件5的安裝。由此，如圖1所示的負荷滾珠通路7與滾珠返回通路10用上述方向轉換路徑12相互連通，從而形成了滾珠6的無限循環路徑。這時，形成于回位盤12上的定位用突起125通過與螺母部件5的滾珠返回通路10端部形成的凹處10b的嵌合，使螺母部件5與端蓋11的位置關系對正，從而確保了滾珠返回通路10與方向轉換路徑12之間的滾珠6的圓滑運行。
另外，在該實施例中，第1盤12A及第2盤12B是蓋部件19分體制造的，嵌合在凹部11A內側的第2盤12B與蓋部件19一體形成也是可以的。另外，對于第1盤12A，是將螺母部件5放入成形金屬模中作為芯子后，通過合成樹脂注射成形而貼附螺母部件5的端面上，與螺母部件5一體成形也是可以的。在這種結構中，由于滾珠6的方向轉換路徑12和螺母部件5的負荷運行槽4是連續成形的，在兩槽的連接部分上不會產生臺階，從而能夠使滾珠6的循環圓滑進行。
圖10描述的是從負荷滾珠通路7運行出的滾珠通過導向槽13收容到滾珠導向孔18內的狀態，(a)～(f)的各圖分別表示的是沿圖4中a-a線、b-b線、c-c線、d-d線、e-e線、f-f線的各剖面中滾珠6的狀態。
如這些圖所示，上述導向槽13在其入口部13A上形成蓋住滾珠6的大致一半的半圓形，另一方面，隨著接近導向孔18，其深度慢慢變深，將從負荷滾珠通路7運行出的滾珠從旋紋軸3的滾珠運行槽2排出的結構。另一方面，在相對于該導向槽13的螺紋軸3的開口部兩側緣上，設置有上述滾珠拾取部17，該滾珠拾取部17隨著滾珠從導向槽13的滾珠入口部13A向滾珠導向孔18接近，其突出量慢慢增大，隨著其突出量的增大，相對與導向槽13的螺紋軸3的開口寬度h慢慢變小，最后使滾珠拾取部17基本蓋住導向槽13。滾珠拾取部17相對于滾珠6的接觸面形成與導向槽13的內周形狀相連續的圓弧狀，該導向槽13的端形狀從其入口部13A隨著向滾珠導向孔18的接近，而從半圓形狀向正圓形轉移，在與滾珠導向孔18相連接的部位上形成大致完全的圓形。
這樣，在形成上述導向槽13的本實施例的滾珠絲杠裝置1中，一旦螺紋軸3與螺母部件5產生相對旋轉，從負荷滾珠通路7運行完之后的滾珠6便會從該負荷滾珠通路7的一端出來，進入連接負荷滾珠通路7和滾珠返回通路10的方向轉換路徑12中。
進入方向轉換路徑12內的滾珠6通過導向槽13使其行進方向變位到比滾珠運行槽2的延伸方向更靠近螺紋軸3的軸線方向，如圖10(a)～(c)所示，該滾珠6以壓住導向槽13的內周面13a的方式貼在滾珠運行槽2的一側，沿著滾珠運行槽2的內周面從該滾珠運行槽2上抬起。從滾珠運行槽2上抬起的滾珠6如圖10(d)所示，由形成于導向槽13的開口部兩側緣上的拾取部17拾取到該導向槽13內，從滾珠運行槽2內脫離，再如圖10(e)及(f)的示，從導向槽13送入滾珠導向孔18。
這樣，根據在螺母部件5和端蓋11之間傳送滾珠6的本實施例的滾珠絲杠裝置，在該螺母部件5的內周面上形成預定導程的負荷運行槽4，而且該負荷運行槽4的兩端部朝著螺母部件5的軸線方向的端面開放，因此，在螺母部件5上的負荷運行槽4的研削加工變得非常容易，從而使螺母部件5的制作能夠容易及廉價地進行。
另外，由于是將上述導向槽13設置在端蓋11上，將上述負荷運行槽4的端部朝螺母部件5的端面開放而構成的，因此，在負荷滾珠通路7中運行完了的滾珠6沿著螺紋軸3的滾珠運行槽2從螺母部件5的端面送出，因此，即使將螺母部件5的端面形成垂直于軸線方向的平坦面，也能夠很容易地將滾珠6從螺母部件5一側的負荷滾珠通路7傳遞到端蓋11一側的導向槽中。因此，螺母部件5及與之相接的端蓋11的加工變得容易，使其制作費用得以更進一步降低。
另一方面，螺紋軸3的滾珠運行槽2通過一對滾珠運行面2a、2b而形成哥特式的尖拱狀，在滾珠6從螺紋軸3的滾珠運行槽2內升起的過程中如圖10(b)、(c)所示，一側的滾珠運行面2a和與其相面對的導向槽13的內周面13a之間挾持著滾珠6，滾珠6爬上上述滾珠運行面2a，因而便從滾珠運行槽2中升起。
本實施例中，在導向槽13的入口部13A上，所述滾珠6成為挾持在滾珠運行槽2的一側運行面2a與導向槽3的內周面13a之間的狀態[參照圖10(a)]，負荷滾珠通路7內的滾珠6同樣與螺紋軸3和滾珠運行槽2及螺母部件5的負荷運行槽4相接觸，負荷滾珠通路7中運行出的滾珠6仍維持著與該負荷滾珠通路內相接觸的狀態，進入導向槽13和滾珠運行槽2之間。因此，能夠使從負荷滾珠通路7向方向轉換路徑12運行的滾珠6圓滑的移動。
另外，滾珠6跨上述拾取部17地收容在導向槽13中，該拾取部17對滾珠6以從兩側支持住的方式進行支撐，因此，滾珠6從正面不會對拾取部17發行沖撞，即使在滾珠6高速運行的情況下，也不用擔心拾取部17變形或疲勞。因此，能夠長期地維持滾珠6的圓滑的循環。再者，滾珠6在導向槽13內朝著滾珠導向孔18行進時，由于拾取部17和滾珠6的接觸面積慢慢地增大，滾珠6對于拾取部產生的力分散于寬大范圍，因此可以更進一步地防止拾取部17的破損。
另外，在該實施例中，由于將上述導向槽13的傾斜角θ1設定得比螺紋軸3的升角θ0要大，換言之，將導向槽13內的滾珠6的行進方向朝著比滾珠運行槽2的延伸方向更靠近螺紋軸3的軸線方向進行變位，如圖3所示，將該導向槽13的出口與螺母部件5的滾珠返回通路10相連通的滾珠導向孔18能夠形成有較大曲率半徑的曲線路徑。在滾珠導向孔18內運動的滾珠6從負荷滾珠通路7運行出來，后續的滾珠6形成依次被推壓的移動，使滾珠導向孔18形成更加接近直線的形狀，從而使后續滾珠的推壓力能夠更有效地進行傳遞。該滾珠導向孔18內的滾珠6的移動能夠更為圓滑。因此，將這種滾珠導向孔18形成有大曲率半徑的曲線路徑，使滾珠6的行進方向舒緩變化的這種結構，能夠實現滾珠6循環的圓滑化。
另外，滾珠導向孔18由于形成隧道狀，因此還具有防止滾珠6運動而產生的噪音泄漏到端蓋11的外部的效果。
另外，在該實施例中，是將導向槽13的傾斜角θ1設定得比滾珠運行槽2的升角θ0要大，而將從負荷滾珠通路7運行出的滾珠6的行進方向朝比滾珠運行槽2的延伸方向更向螺紋軸3的軸線方向來進行變位的，但是將滾珠6的行進方向從滾珠運行槽2的延伸方向變位，而將導向槽13的傾斜角θ1設定成比螺紋槽2的升角θ0要小也無妨。即，滾珠6隨著將滾珠運行槽2的內周面慢慢抬升脫離而到達螺紋軸3的外徑部16，導向槽13的傾斜角θ1比螺紋槽2的升角θ0或大或小均無妨。
圖11及圖12示出了本發明滾珠絲杠裝置的第2實施例。
在上述第1實施例中，是將從負荷運行通路7運行出的滾珠6的行進方向從滾珠運行槽2的延伸方向進行變位，將該滾珠6從螺紋軸3的滾珠運行槽2上抬起，從而將抬起的滾珠6通過滾珠拾取部17收容到導向槽13中，而在第2實施例中，則不將從滾珠運行槽2運行的滾珠6抬起，而是在開始時就通過拾取部27在導向槽23上抬起。另外，上述導向槽23以及拾取部27以外的結構由于與上述第1實施例相同，帶有與圖11及圖12相同的符號，因此這里省略了對其的說明。
在此實施例中，將從負荷滾珠通路7運行出的滾珠6導至滾珠導向孔18的導向槽23，與滾珠運行槽2完全正對，將該導向槽23運行出的滾珠6沿著與滾珠運行槽2延伸方向相同的方向導向，進入滾珠導向孔中。即，如圖11所示，該導向槽23的傾斜方向形成與滾珠運行槽2的升角θ0相同的角度。這樣，與上述第1實施例不同，導向槽23不發揮讓滾珠6貼在滾珠運行槽2一側的作用，這樣，如果不設置拾取部27，滾珠6便不能從滾珠運行槽2上脫離。另外，導向槽23的深度與第1實施例相同，隨著接近滾珠導向孔18，其深度慢慢變深。
另一方面，在該導向槽23與螺紋軸3之間，與上述第1實施例相同，沿著從上述負荷滾珠通路7運行出的滾珠6的行進方向而使上述導向槽23從其寬度方向兩側慢慢包覆而形成拾取部27。從而形成通過該拾取部27使在滾珠運行槽2內運動的滾珠6抬起到上述導向槽13的結構。但是，在該實施例中，位于滾珠運行槽2內部滾珠6由于只通過拾取部27向著導向槽23抬起，該拾取部27配置在比滾珠運行槽2內運行的滾珠6的中心更靠近螺紋軸3的外周面16的位置。另外，為了防止該拾取部27與螺紋軸的外周面16發生干涉，螺紋軸3的滾珠運行槽2的深度形成得比上述第1實施例要淺一些。
圖12描述的是從負荷滾珠通路7運行出的滾珠6通過導向槽23收容到滾珠導向孔18的狀態，(a)～(f)的各圖表示的是與第1實施例相同的沿圖4中a-a線、b-b線、c-c線、d-d線、e-e線、f-f線的各剖面中滾珠6的狀態。
如這些圖所示，上述導向槽13在其入口部13A上形成蓋住滾珠6大致一半的半圓形，另一方面，靠近滾珠導向孔18，其深度漸漸變深，形成將從負荷滾珠通路7運行出的滾珠6從螺紋軸3的滾珠運行槽2上放出的結構。另一方面，在相對于該導向槽23的螺紋軸3的開口部兩側緣上設置有上述拾取部27，該拾取部27從導向槽23的滾珠入口部13A越接近滾珠導向孔18，其突出量慢慢增大，而隨著該突出量的增大，相對導向槽23的螺紋軸3的開口寬度慢慢變小，最后，拾取部27形成基本上蓋住導向槽23的形式。
使用這種結構，上述拾取部27沿著上述負荷滾珠通路7運行出的滾珠6的行進方向而形成將上述導向槽23慢慢蓋住其寬度方向兩側的形式，而且，由于從該滾珠運行槽2內運動的滾珠6的中心更向螺紋軸3一側突出，如圖12(a)～(c)所示，進入導向槽23的滾珠6從其兩側慢慢爬上上述拾取部27，而從滾珠運行槽2中抬起，最終離開上述滾珠運行槽2而收容到導向槽23中。
因此，在本實施例中，構成上述方向轉換路徑12的一部分的導向槽23形成于端蓋11一側，因此，相對于螺母部件5的內周面只對負荷運行槽4進行研磨加工即可，另外，即使將螺母部件5的端面做成垂直于軸線方向的平坦面，由于從螺母部件5一側的負荷滾珠通路7可以很容易地將滾珠6傳送到端蓋11一側的導向槽中，因而也能夠很容易地進行螺母部件5及與其相接合的端蓋11的加工，可以低的成本制造。
實用性根據以上的說明，本發明的滾珠絲杠裝置將與螺紋軸的滾珠運行槽相結合的、構成負荷滾珠通路的負荷運行槽形成于螺母部件的內周面上，而另一方面，使從該負荷滾珠通路運行出的滾珠從螺紋軸的滾珠運行槽脫離開的導向槽不形成于螺母部件上，而是形成于端蓋上，從而能夠使螺母部件及與其相接合的端蓋的形狀極為簡單，可望滾珠絲杠裝置的制作成本的顯著降低。
另外，在將從螺紋軸的滾珠運行槽運行出的滾珠收容到方向轉換路徑中時，即使不在滾珠運行槽的內部插入如以往技術中的那種舌片，也可以使滾珠從該滾珠運行槽中圓滑地脫離，從而使得螺母部件與螺紋軸的高速相對旋轉變得安靜，另外，可以更加圓滑地進行滾珠的循環。
權利要求
1.一種滾珠絲杠裝置，它帶有在外周面上形成在螺旋狀滾珠運行槽的螺紋軸，通過多個滾珠與上述螺紋軸相旋合，并且，內周面上形成有構成與上述螺紋軸的滾珠運行槽相對的螺旋狀負荷滾珠通路的螺旋狀負荷運行槽，以及沿著軸線方向貫通形成有滾珠返回通路的螺母部件，設置于該螺母部件兩端，并且，將上述螺母部件的負荷滾珠通路的端部與滾珠返回通路的端部相連通而形成方向轉換路徑的一對端蓋，插入到由上述負荷滾珠通路、滾珠返回通路及方向轉換路徑構成的無限循環路徑內，隨著上述螺紋軸與螺母部件的相對旋轉而在該無限循環路徑內循環的多個滾珠，其特征是上述端蓋中形成的方向轉換路徑由將上述負荷滾珠通路中運行出來的滾珠朝著與上述螺紋軸的滾珠運行槽的延伸方向不同的方向進行導向，使該滾珠沿著上述滾珠運行槽的內周面從該滾珠運行槽中脫離的導向槽，通過該導向槽收容從上述滾珠運行槽中脫離的滾珠，朝上述螺母部件的滾珠返回通路入口導向的滾珠導向孔構成。
2.如權利要求1所述的滾珠絲杠裝置，其特征是從上述負荷滾珠通路沿著運行出的滾珠運行方向設置有將上導向槽從其寬度方向的兩側慢慢蓋住的滾珠拾取部，將從上述滾珠運行槽脫離開的滾珠通過該滾珠拾取部從上述螺紋軸上離開，收容到上述導向槽內。
3.如權利要求1所述的滾珠絲杠裝置，其特征是上述導向槽使滾珠的行進方向以比上述螺紋軸的滾珠運行槽的升角更大的角度進行傾斜。
4.如權利要求3所述的滾珠絲杠裝置，其特征是將上述滾珠導向孔形成大致一定曲率的曲線路徑。
5.如權利要求1所述的滾珠絲杠裝置，其特征是上述方向轉換路徑通過接合一對回位盤而形成。
6.如權利要求5所述的滾珠絲杠裝置，其特征是一側的回位盤與上述螺母部件一體成形。
7.一種滾珠絲杠裝置，它帶有在外周面上形成在螺旋狀滾珠運行槽的螺紋軸，通過多個滾珠與上述螺紋軸相旋合，并且，內周面上形成有構成與上述螺紋軸的滾珠運行槽相對的螺旋狀負荷滾珠通路的螺旋狀負荷運行槽，以及沿著軸線方向貫通形成有滾珠返回通路的螺母部件，設置于該螺母部件兩端，并且，將上述螺母部件的負荷滾珠通路的端部與滾珠返回通路的端部相連通而形成方向轉換路徑的一對端蓋，插入到由上述負荷滾珠通路、滾珠返回通路及方向轉換路徑構成的無限循環路徑內，隨著上述螺紋軸與螺母部件的相對旋轉而在該無限循環路徑內循環的多個滾珠，其特征是上述端蓋中形成的方向轉換路徑由以下部分構成與上述螺紋軸的滾珠運行槽相對地形成的，對上述負荷滾珠通路中運行出來的滾珠進行導向的導向槽，從上述負荷滾珠通路沿著運行出的滾珠運行方向設置有將上導向槽從其寬度方向的兩側逐漸包住，同時，比上述滾珠運行槽內運行的滾珠的中心更朝著螺紋軸一側突出配置的，將該滾珠隨著它的行進而從上述滾珠運行槽上脫離開而收容到上述導向槽內的滾珠拾取部，以及將通過該導向槽收容的從上述滾珠運行槽中脫離的滾珠導向螺母部件的滾珠返回通路入口的滾珠導向孔。
全文摘要
本發明涉及一種通過多個滾珠6將螺紋軸3和螺母部件5相旋合的滾珠絲杠裝置1,特別是在作為滾珠6的循環結構的螺母部件5的兩端帶有滾珠6的方向轉換路徑的滾珠絲杠裝置。該滾珠絲杠裝置1帶有:在承擔上述螺紋軸3與螺母部件5之間的載荷的同時使滾珠6運動的螺旋狀負荷運行槽4,讓卸去載荷的無負荷狀態的滾珠6沿著螺紋軸3的軸線方向運動的滾珠返回通路10,將從上述負荷滾珠通路7運行出的滾珠6朝著與上述螺紋軸3的滾珠運行槽2的延伸方向不同的方向上導向的導向槽13,將脫開上述螺紋軸3的滾珠運行槽2而收容到導向槽13內的滾珠6朝上述螺母部件5的滾珠返回通路10的入口進行導向的滾珠導向孔18,上述導向槽13形成于固定在螺母部件5軸線方向端部的端蓋11上,與形成于螺母部件5上的負荷運行槽4相連接。
文檔編號F16H25/22GK1196782SQ97190765
公開日1998年10月21日 申請日期1997年6月23日 優先權日1996年6月21日
發明者西村健太郎 申請人:Thk株式會社