專利名稱：滾珠連接體及利用它的直線導向裝置和滾珠絲杠裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種將多個滾珠排列為一列的、并且這些滾珠可轉動地被保持著的滾珠連接體，該滾珠連接體組裝入例如循環滑動用的直線導向裝置或滾珠絲杠裝置的滾珠循環軌道來使用。特別涉及一種能將上述滾珠連接體自由地彎曲或扭轉而進行使用的滾珠連接體。
背景技術：
在現有技術中，作為沿底座等的固定部導向工作臺等的可動體的直線導向裝置，有直線滑動用滑座導向裝置和滾珠花鍵軸導向裝置，上述直線滑動用滑座導向裝置承載著工作臺等的可動體的滑動臺沿著配設在底座和滑鞍等的固定部上的導軌進行移動。上述滾珠花鍵軸導向裝置將通過滾珠嵌合在花鍵軸上的圓筒狀的螺母構件沿該花鍵軸移動。
其中，作為前者的直線滑動用滑座導向裝置是由導軌、滑動臺和許多的滾珠組成。上述導軌具有滾珠滾動槽；上述滑動臺具有與上述滾珠滾動槽對置的承載滾動槽和與其平行的滾珠返回孔，并且具有將滾珠從上述承載滾動槽導引向滾珠返回孔的方向轉換路，該滑動臺沿上述導軌進行移動，上述滾珠在上述導軌和滑動臺之間一邊承載負荷、一邊進行滾動，同時在由上述滑動臺的承載滾動槽、滾珠返回孔和方向轉換路構成的循環軌道中進行循環。
另外，后者的滾珠花鍵軸導向裝置由花鍵軸和螺母構件構成。上述花鍵軸沿軸向具有滾珠滾動槽；上述螺母構件具有與上述滾珠滾動槽對置的承載滾動槽，該螺母構件通過滾珠嵌合在上述花鍵軸的外周上。伴隨著上述滾珠的無限循環，螺母構件沿上述花鍵軸進行移動的同時，在這些螺母構件和花鍵軸之間相互地傳遞轉矩，由此來進行使用。
在這樣構成的現有技術的直線導向裝置中，因為稱為滑動臺和螺母構件的滑動構件的循環軌道用滾珠充滿著，所以，該滑動構件沿稱為導軌和花鍵軸的導向軸進行移動時，互相鄰接的滾珠一邊相互沖撞或摩擦、一邊在上述循環軌道內循環，所以存在著滾珠很快地被磨耗，裝置壽命短的問題。
因此，為了解決這些問題點提出了將整列保持許多滾珠的滾珠連接體組裝入上述循環軌道中的直線滑動用滑座的技術方案(特開平5-52217號公報)。如圖25和圖26所示，這種滾珠連接體200的結構為將隔離座202夾裝在相互鄰接的各滾珠201之間，而且，用沿滾珠排列方向的一對帶狀連接部203連接各隔離座202，并將滾珠201連接在串珠狀。該滾珠連接體200是由將上述滾珠201作為芯子配置在模具內進行可撓性樹脂的注射成型而制成的。
在這樣構成的現有技術的直線滑動用滑座中，如圖27所示，雖然上述滾珠連接體200被組裝入滑動臺204的滾珠返回孔205和方向轉換路206中而在該循環軌道內循環，但是，這時因為在互相鄰接的滾珠201之間夾裝著隔離座202，所以，可以防止滾珠彼此間的相互沖撞和摩擦，盡可能地防止滾珠201的磨耗。
但是，在上述循環軌道內的滾珠進行循環時，需要將卸載了的滾珠從導軌的滾珠滾動槽撈上到滑動臺的方向轉換路中，如圖28所示，在進行這樣的撈上時，最好是將滾珠201導引到導軌207的滾珠滾動槽208和滑動臺204的承載滾動槽209正對的方向(以下記為滾珠接觸方向)。若將滾珠201導引向這樣的方向，滑動臺204的循環導軌內的滾珠201的循環圓滑化。
另外，從避免滑動臺204的大型化的觀點來看，也有將滾珠返回孔205形成在滾珠接觸方向不一定妥當的情況，而且，因為為了固定工作臺等的可動體而在滑動臺204上形成有螺孔，所以，因為避免與這些螺孔發生干涉，也有不能在滾珠接觸方向上形成滾珠返回孔205的情況。
因此，為了謀求循環軌道內的滾珠201循環的固滑化，同時提高滑動臺204上的滾珠返回孔205形成位置的自由度，如圖29所示，需要將方向轉換路206自滾珠接觸方向彎曲地形成，該方向轉換路206將滾珠從承載滾動槽209導引向滾珠返回孔205。
另外，考慮使滾珠的滾動方向逆轉的方向轉換路的本來的職能，該方向轉換路中的滾珠的回轉半徑最好大些，因此，就需要長地設定方向轉換路的長度。但是，從承載滾動槽來看當滾珠返回孔位于滾珠接觸方向時，如果將方向轉換路的長度設定為長尺寸，承載滾動槽和滾珠返回孔之間的間隔必然地擴大，不能避免滑動臺的大型化。
因此，從這點來看，也需要將滾珠返回孔形成在滑動臺的任意位置上，并彎曲地形成連通連接這樣的滾珠返回孔和承載滾動槽的方向轉換路。但是，因為這樣的現有技術的滾珠連接體200中，連接各隔離座202的帶狀連接部203側緣直線地形成著，所以，存在著在與該連接部203的面交差的方向(圖26的箭頭A方向)上滾珠連接體200容易進行彎曲，但在與該連接部203的面平行的方向(圖25的箭頭B方向)上難以彎曲的問題。在如前所述地方向轉換路26從滾珠接觸方向離開地彎曲著的情況下，因為必須強拉該滾珠連接體200使其彎曲而組裝入循環軌道內，所以，不能獲得該滾珠連接體200的圓滑的循環。
因此，在采用了滾珠連接體的現有技術的直線導向裝置中，在考慮循環軌道內的該滾珠連接體的循環的圓滑性時，必須將滾珠返回孔形成在從承載滾動槽來看的滾珠接觸方向上，從而成為滑動臺大型化的一個原因。
另外，在前述現有技術的滾珠花鍵軸導向裝置中，從謀求螺母構件的小徑化的觀點來看，需要將上述滾珠返回孔盡可能地設在螺母構件的內徑附近，與前述的直線滑動用滑座一樣，將滾珠返回孔形成在從承載滾動槽看的滾珠接觸方向上是困難的。
因此，將圖25所示的現有技術的滾珠鏈組裝進滾珠花鍵軸導向裝置的循環軌道內，就不能獲得該滾珠鏈的圓滑的循環。
另外，在以將馬達的回轉運動變換為直線運動為目的進行使用的、與前述的直線導向裝置并用并構成機床等的直線導向部的滾珠絲杠裝置中，絲杠軸和螺母構件通過滾珠螺合著，在該螺母構件上也具有滾珠的循環軌道。因此，如果從防止在螺母構件內部進行循環的滾珠的磨耗的觀點來看，最好是將滾珠連接體組裝入該滾珠絲杠裝置的循環軌道內。但是，如已經說明了的那樣，現有技術的滾珠連接體具有只在特定的方向上容易彎曲的構造，所以，將它組裝入滾珠絲杠裝置的滾珠循環軌道中是困難的。
即，在將滾珠連接體組裝入滾珠絲杠裝置的滾珠循環軌道內時，需要將該滾珠連接體相對于絲杠軸環繞為螺旋狀，因此，需要使滾珠連接體不是平面地而是立體地進行循環，使用彎曲方向的自由度小的現有技術的滾珠連接體不能獲得滾珠連接體的圓滑的循環。另外，在將滾珠連接體組裝入滾珠絲桿裝置上時，該滾珠連接體在伴隨著若干的扭轉的狀態下必須在循環軌道內循環，如果將彎曲性自由度小的現有技術的滾珠連接體過分地扭轉進行使用時，有可能使滾珠從滾珠連接體的自體上脫落下來。
發明的公開本發明是鑒于這樣的問題點作成的，其目的是提供一種滾珠連接體，該滾珠連接體可以向任意方向柔軟地進行彎曲，即使被施加了彎曲和扭轉等也能在可靠地保持滾珠的狀態下在循環軌道的內部進行循環。
另外，本發明的另一目的是提供采用了過樣的滾珠連接體的直線導向裝置和滾珠絲杠裝置。
即，本發明的滾珠絲杠連接體的特征是由許多的滾珠和連接體帶構成，上述滾珠隔開規定的間隔排列為一列，上述連接體帶旋轉自由地保持著這些滾珠，并且相互地連接著互相鄰接的滾珠。上述連接體帶具有沿該滾珠的球面、并且以與多個的滾珠抵接的方式形成為帶狀的4根帶構件，另外，該帶構件在相互鄰接的滾珠之間與其它的帶構件相互連接，在這樣的連接位置中，上述連接件帶形成為比滾珠的外徑束細的形狀。
另外，利用了該滾珠連接體的本發明的直線導向裝置的特征是由導向軸、滑動構件構成，上述導向軸沿其長度方向具有滾珠滾動的滾珠滾動槽，上述滑動構件具有在它與該導向軸之間上述滾珠一邊承載負荷、一邊滾動的承載滾動槽，而且還具有這些滾珠進行循環的循環軌道，該滑動構件伴隨著滾珠的循環，沿上述導向軸進行移動。前述本發明的滾珠連接體組裝入上述循環軌道中，并且上述滾珠連接體伴隨著上述導向軸和滑動構件的相對移動在循環軌道內進行循環。
利用于該滾珠連接體的本發明的滾珠絲杠裝置特征是由絲杠軸和螺母構件構成，上述絲杠軸在其外周面上具有滾珠滾動的螺旋狀的滾珠滾動槽，上述螺母構件在其內周面上具有螺旋狀的承載滾動槽，上述滾珠在螺母構件與絲杠軸之間一邊承載負荷一邊滾動在上述承載滾動槽上，而且上述螺母構件具上述滾珠進行循環的循環導軌，并且該螺母構件通過滾珠螺合在上述絲杠軸上。上述本發明的滾珠連接體組裝入上述循環軌道內，上述滾珠連接體伴隨著上述的絲杠軸與螺母構件的相對移動在循環軌道內進行循環。
根據這樣的本發明的滾珠連接體，因為上述連接體帶具有沿滾珠的球面、而且與多個滾珠抵接地形成為帶狀的4根帶構件，這些帶構件在相互鄰近的滾珠之間與另外的帶構件相互連接，所以各個滾珠成為由上述帶構件從四方包持的狀態，即使大的彎曲和扭轉施加在該滾珠連接體上，滾珠也不會從連接體帶上脫落下來。
因此，即使從導軌上摘取直線導向裝置的滑動構件時，或從絲杠軸上摘取滾珠絲杠裝置的螺母構件時，也不用使用滾珠保持器，可以防止滾珠從該滑動構件或螺母構件的滾珠循環軌道上滾落下來。
另外，上述連接體帶的4根帶構件在相互結合的位置，即相互鄰接的滾珠的之間形成為比該滾珠的外徑束細的形狀，所以，該滾珠連接體在該位置容易柔軟地彎曲向任意方向，而且形成為容易吸收作用于該滾珠連接體上的扭轉的構造。因此，可以與帶構件在滾珠列上的形成位置無關地將該滾珠連接體彎曲向自由的方向或扭轉地進行使用，即在這種狀態下，該滾珠連接體也能在循環軌道內圓滑地進行循環。
附圖形的簡單說明
圖1是本發明的滾珠連接體的實施例的正面視圖。
圖2是圖1所示的滾珠連接體的II-II剖面圖。
圖3是表示采用了本發明滾珠連接體的直線滑動用滑座第1實施例的剖面圖。
圖4是圖3所示直線滑動用滑座的滾珠循環軌道的剖面圖。
圖5是圖4所示的滾珠循環軌道中的滾珠的運行狀態的剖面圖。
圖6是表示采用了本發明的滾珠連接體的直線滑動用滑座的第2實施例的剖面圖。
圖7是采用了本發明的滾珠連接體的直線滑動用滑座的第3實施例的剖面圖。
圖8是采用了本發明的滾珠連接體的直線滑動用滑座的第4實施例的剖面圖。
圖9是采用了本發明的滾珠連接體的滾珠花鍵軸導向裝置的第5實施例的剖面圖。
圖10是采用了本發明的滾珠連接體的滾珠花鍵軸導向裝置的第5實施例的側視圖。
圖11是采用了本發明的滾珠連接體的滾珠絲杠裝置的第6實施例的剖面圖。
圖12是第6實施例的螺母本體的正視圖。
圖13是圖2的VII-VII剖面圖。
圖14是第6實施例的蓋構件的背視圖。
圖15是圖14的XIV-XIV剖面圖。
圖16是第6實施例的返回構件的正面分解圖。
圖17是第6實施例的返回構件的側面分解圖。
圖18是第6實施例的蓋體內形成的滾珠的方向轉換路的蓋體的透視圖。
圖19是采用了本發明滾珠連接體的滾珠絲杠裝置的第7實施例的斜視圖。
圖20是第7實施例的返回導管的斜視圖和構成返回導管的半管體的斜視圖。
圖21是采用了本發明滾珠連接體的滾珠絲杠裝置的第8實施例的斜視圖。
圖22是第8實施例中的導向器正面視圖。
圖23是第8實施例中的導向器俯視圖。
圖24是圖23中XXIV-XXIV剖視圖。
圖25是現有技術滾珠鏈的俯視圖。
圖26是現有技術的滾珠鏈的側視圖。
圖27是表示現有技術的把滾珠鏈組裝在環行軌道中的狀態的剖視圖。
圖28是滾珠返回孔存在于負載滾動槽的滾珠接觸方向上時的滾珠循環滾動狀態的概略圖。
圖29是滾珠返回孔存在于從負載滾動槽的滾珠接觸方向離開的位置上時的滾珠循環滾動狀態的概略圖。
符號說明1．滾珠鏈 2．連接體帶 3．滾珠 4．連接部5．帶構件本發明最佳實施例以下根據本附圖對本發明的滾珠連接體和采用了該滾珠連接體的直線導向裝置及滾珠絲杠裝置進行詳細地說明。
圖1是表示本發明滾珠連接體1的實施例。該滾珠連接體1是把多個滾珠以規定的間隔單行地排列在合成樹脂材料制造的連接體帶2中的結構，該滾珠3在固定保持在連接體帶2中的狀態下能自由地滾動。
上述連接體帶2具有沿著滾珠3的球表面、并沿著滾珠3的排列方向形成為帶狀的4根帶構件5，這樣的帶構件5在相鄰接的滾珠3、3之間與另外的帶構件5相互連接，在相互鄰接的滾珠3之間形成著圓盤形狀的連接部4，各帶構件5通過該連接部4與其他的帶構件5互相連接。另外該連接部4起到防止互相鄰接的滾珠3接觸的隔離座的作用。
如圖2所示，上述的帶構件5將滾珠3的球面分成四等分地分布在滾珠列的上下左右，并且該帶構件5以使滾珠3不會從相鄰的一對連接部4之間脫離出來地從四個方向上約束著滾珠3的運動。另外，這種帶構件5沿滾珠3的球面形成著，連接體帶2在連接部4處形成為最束細的形狀。
該滾珠連接體是由如下方式進行制造的，把上述的滾珠作為芯子排列在模具內由注射合成樹脂成形而形成，成形后把上述的連接體帶2和滾珠3一起從模具中脫模。另外，由于連接體帶2注射成型后該連接體帶2的連接部4以及帶構件5與滾珠3緊密附著著。滾珠3相對于連接體帶2不能自由轉動，所以在該實施例中是把注塑成形后的滾珠連接體1浸泡在礦物油系的潤滑油中。經過一段時間浸泡，連接體帶2發生膨脹，滾珠3與連接部4或帶構件5之間形成間隙。滾珠3便可以自由地轉動了。
根據上述構成的本實施例的滾珠連接體1，因為上述連接體帶2在相鄰接的滾珠之間、即上述連接體帶2在連接部4的形成位置形成為束細形狀，所以在這樣的位置上，滾珠連接體1能向任意方向自由彎曲。例如，如圖2所示那樣，不僅能沿帶狀構件5的箭頭a方向自由彎曲，還能沿相鄰帶狀構件5之間的箭頭b方向自由彎曲。
另一方面，因為該滾珠連接體1，在前述各連接部4的位置被束細著。所以即使向圖2箭頭c方向相對該滾珠連接體1進行扭轉。上述連接體帶2也能隨著它的扭轉進行適當的變形，即使連接體帶2隨著上述的扭動進行變形，由于4條帶構件5從4個方向約束限制了滾珠3的運動，所以不用擔心滾珠3會從連接體帶2中脫落下來。
第一實施例圖3表示把本發明滾珠連接體應用于直線滑動用滑座上的第1實施例。
在同圖中符號10是配裝在機床的底座等的固定部件上的導軌，符號20是滑動臺，該滑動臺20具有裝有上述滾珠連接體1的滾珠循環軌道、并且該滑動臺20沿上述的導軌10導向工作臺等的可動體。符號3是滾珠、這些滾珠3在導軌10和滑動臺20之間，一邊承受載荷、一邊滾動，并同時在滑動臺20中無限循環。
首先，上述的導軌10的斷面大致形成為矩形；在其兩個側面上沿著長度方向(圖2紙面垂直的方向)形成著2條哥特式拱形的滾珠滾動槽11，在該導軌10上，在長度方向上間隔適當距離設置了螺栓安裝孔12，由圖未示的插入在該螺栓安裝孔12中的固定螺栓把導軌10固定在固定部上。
上述的滑動臺20具有形成安裝平面21的水平部20a和從該水平部20a垂下來的一對裙部20b、20b，從而其截面大略為鞍形，在各裙部20b的內側面上形成著哥特式拱形的承載滾槽23，該承載滾動槽23與導軌10的滾珠滾動軌道11相對置。在各裙部20b中對應各承載滾動槽23形成著滾珠返回孔24，行走完上述的承載滾動槽23而卸載了的滾珠3從滾珠返回孔24滾動返回，它的行走方向與在承載滾動槽上滾珠行走方向相反。
該滑動臺20是用合成樹脂注射成形制成的。即，上述滑動臺20是將樹脂部22用注射成型貼合在機械加工成形的金屬臺本體25上而形成的。上述可動體安裝面21和滾珠3的負載滾動面23等這些有機械強度要求的部位形成在金屬臺本體25上，如滾珠返回孔24等機械強度不重要的部位由合成樹脂來形成。其目的是盡量使滑動臺重量減輕。
圖4是裝有滾珠連接體1的滑動臺20的滾珠循環軌道的剖面圖。這個循環軌道是把合成樹脂制造的蓋體30固定在滑動臺20的前后兩端面上而形成的。也就是，在把蓋體30固定在滑動臺20上時，滑動臺20側面的滾珠導向部26嵌合在蓋體30側面的U型槽31內從而構成U字形的方向轉換路32，用該方向轉換路32連接滑動臺20的負載滾動面23和上述的滾珠返回孔24。
圖5是表示上述循環軌道中的滾珠滾動狀態的放大圖。
在形成為哥特式拱形的滾珠滾動槽11和承載滾動槽23的最深部分別形成著退刀槽27。當滾珠3在滾動行走槽11和23中滾動時，上述滾珠連接體1的連接部5就被收容在退刀槽27內。另外，在滑動臺20的滾珠返回孔24上沿著長度方向形成著4條導向槽28，處于無負載狀態的滾珠連接體1的連接部5就由該導向槽28進行導向，以防止滾珠返回孔24內的滾珠連接體1的擺動。
根據上述構成的本實施例的直線滑動用滑座，滑動臺20在導軌10上移動時，滾珠3就在滑動臺20中的承載滾動槽23和導軌10中的滾珠滾動槽11上滾動，滾珠連接體1就在形成在滑動臺20上的循環軌道內循環運動。
這時，在本實施例的直線滑動用滑座中，如圖5所示，滑動臺20中的滾珠返回孔的形成位置朝向導軌10的滾珠滾動槽11和滑動臺20的承載滾動槽23正對方向、即滾珠接觸方向的上方離開，連通連接承載滾動槽23和滾珠返回孔24的方向轉換路32從滾珠接觸方向離開地進行彎曲而形成。
但是上述的滾珠連接體1由于采用了能容易向任意方向柔軟彎曲的結構，所以在本實施例的直線滑動用滑座中即使上述方向轉換路32象圖5那樣地彎曲形成著時滾珠連接體1也能順利通過方向轉換路32；能實現循環軌道中的滾珠連接體的1循環的圓滑化。
第2實施例圖6是表示把本發明的滾珠連接體應用在直線滑動用的滑座上的第2實施例。
在上述的第1實施例中，導軌10的兩側面上分別各設有1條滾珠滾動槽11，而在本實施例的直線導向裝置中，導軌10兩側面上分別設有2條滾動槽11、11，它與第1實施例相比滑動臺20可以承受更大的載荷并在導軌10上移動。
在上述滑動臺20的裙部20b的內側面上也分別設置有2條承載滾珠滾動槽23，滾珠3就在該滾動槽23和導軌10的滾珠滾動槽11之間滾動，各滾動槽11、23都形成為哥特式拱狀。在各滾動槽11、23的最深部仍然如上述一樣形成著收容滾珠連接件1的連接部5用的退刀槽27。在滑動臺20的裙部20b內側面上鄰接著承載滾動槽23貼裝著合成樹脂制的導向件29。該導向件29對滾珠連接體1的連接部5進行導向，用于防止滾珠連接體1的擺動和扭轉。因為本實施例的其它結構與上述的第1實施例完全相同，所以在圖6中標注相同的符號并省略其詳細說明。
在本實施例2中，連通連接承載滾動槽23和滾珠返回孔24的方向轉換路32是自滾珠接觸方向離開地進行彎曲而形成的，但由于將圖1所示的柔軟性優良的滾珠連接體1組裝在循環軌道內，其結果與第1實施例一樣，它能順利地通過方向轉換路32，能實現循環軌道中的滾珠連接體1循環的圓滑化。
第3實施例圖7是表示把本發明的滾珠連接體應用于直線滑動用的滑座的第3實施例。
在本實施例中，與前述第2實施例一樣，在導軌10的兩側面分別設有2條滾珠滾動槽11。但是，各個滾珠滾動槽11不是一對的滾動面交叉了的哥特式拱狀，而是由單一的滾珠滾動面構成的圓弧狀。每個滾珠滾動槽11分別與水平方向成45°角、并朝上或朝下地形成著。
另外，在上述滑動臺20的裙部20b的內側面上各形成著2根圓弧狀的承載滾動槽23，該承載滾動槽23與導軌的滾珠滾動槽對置。滾珠3在這些負載滾動槽23和導軌10的滾珠滾動槽11之間滾動行走。
在該滑動臺20中，合成樹脂制造的導向件29貼裝在各承載滾動槽23的兩側，該導向件29導向滾珠連接體1的連接部5，以防止負載狀態下的滾珠連接體1擺動和扭轉。
在本實施例中，滾珠在滑動臺20的負載滾動槽23和導軌10的滾珠滾動槽11之間滾動時，因為擔心滾珠連接體1的帶構件5與承載滾動槽23和滾珠滾動槽11相接觸，所以，包持滾珠3的4條帶構件5以不是將該滾珠3的球面4等分的方式來配置，而是以位于上述承載滾動槽23和滾珠滾動槽11兩側的2根帶構件5間隔寬的方式將4根帶構件5偏置著。因為本實施例的其它結構與上述的第1實施例完全相同，在圖7中標準相同符號并省去詳細說明。
上述承載滾動槽23以相對水平方向成45°角度朝上或朝下地形成著，所以考慮到滾珠3圓滑循環時，滾珠返回孔24應該相對于負載滾動槽23形成在45°上方或45°下方。但在這樣的位置上形成滾珠返回孔24時，由于上下相鄰的滾珠返回孔24的間隔變大，可能會使滑動臺大型化，所以在該實施例中通過使方向轉換路32彎曲地形成，滾珠返回孔24在各負載滾動槽23的水平方向上相鄰地形成著。
即使在這樣的位置上形成滾珠返回孔24的情況下，因為在本實施例的直線導向裝置中，圖1所示的滾珠連接體1組裝在循環軌道內，其結果該滾珠連接體1也能順利地通過方向轉換路32，并能實現循環軌道中的滾珠連接體1的循環圓滑地進行。
第4實施例圖8表示將本發明的滾珠連接體應用于直線滑動用滑座的第4實施例。
該實施例表示變更了第3實施例的導軌10上的滾珠滾動槽11的形成位置的直線導向裝置。在這樣的導軌10上形成有2條滾珠滾動槽11，另外在導軌10的兩側面上朝下成30°角度地各形成有1條滾珠滾動槽11。
在滑動臺20上的與導軌10的滾珠滾動槽11對置的位置上形成著承載滾動槽23，排列在滾珠連接體1中的滾珠3在滾珠滾動槽11和承載滾動槽23之間一邊承受負載、一邊進行滾動。本實施例的其它結構與上述的第3實施例完全相同，在圖8中標注相同的符號并省略其詳細說明。
在該第4實施例的直線導向裝置中，朝下的承載滾動槽23形成在滑動臺20的水平部20a上，所以如果把對應于滾動槽23的滾珠返回孔24形成在滾珠接觸方向上為了獲得方向轉換路的長度，就必須使滑動臺20的水平部23具有厚度，但是如圖8那樣地在本實施例中滾珠返回孔24的構成位置從滾珠接觸方向進行位移，由于使從承載滾動槽23到滾珠返回孔24的方向轉換路32彎曲地形成著，所以即使滑動臺20的水平部20a薄，也可獲得方向轉換路32的長度，在這樣的狀態下，可以大地設定將滾珠3的回轉半徑。
即使方向轉換路32這樣地彎曲形成著，根據本實施例的直線導向裝置，把圖1所示的滾珠連接體1組裝在循環軌道中，其結果該滾珠連接體1也能順利地通過方向轉換路32，并能實現循環軌道內的滾珠連接體1的循環的圓滑化。
第5實施例圖9和圖10是本發明的滾珠連接體應用于滾珠花鍵軸導向裝置的第5實施例。
圖中符號50是構成滾珠滾動槽的花鍵軸，符號60是螺母構件，該螺母構件嵌合在上述花鍵軸50的外周上，它具有組裝入滾珠連接體1的循環軌道。符號3是在該花鍵軸50和螺母構件60之間一邊承受負載一邊進行滾動、并且在上述螺母構件60中無限循環的滾珠。
首先，上述的花鍵軸50為大致圓柱形，在其外周面上沿軸向(圖9的紙面的垂直方向)形成了凸條51。該凸條51等分配置在花鍵軸50的圓周方向上的三處。在各凸條51的兩個側面上分別形成著圓弧狀的滾珠滾動槽52。
上述螺母構件60為圓筒形狀，在其外圓周面上具有將該螺母構件60固定在可動物體上用的鍵槽61，在內圓周面上形成著與花鍵軸50的滾珠滾動槽52對置的圓弧狀的承載滾動槽62。該承載滾動槽62將其相鄰接的一對承載滾動槽62、62作為一組，上述花鍵軸50的突條51位于各組的一對承載滾動槽62、62之間。
在該螺母構件60的內周面附近形成著與各承載滾動槽62相對應的滾珠返回孔63，滾珠3行走完滾動槽62后卸載，然后沿與在承載滾動槽62上的滾動方向相反的方向進行滾動。在該滾珠返回孔63中沿其長度方向形成著4條導向槽64，無承載狀態下的滾珠連接體1的連接部5，由該導向槽64導向。以防止滾珠返回孔63內部的滾珠連接體1擺動。
滾珠導向部件65被形成在螺母構件60的內表面上、并與上述承載滾動槽62鄰接，在螺母構件60和花鍵軸50之間處于負荷狀態的滾珠連接體1的連接部5滑動接觸在上述滾珠導向部65上地被導向。
該螺母構件60是由合成樹脂的注射成型制成的，即在由機械加工制成的金屬制的螺母本體66的內周面上注射成型貼裝樹脂部67從而形成上述螺母構件60。上述的鍵槽61和承載滾動槽62等的要求機械強度的部位形成在該螺母本體66上。像滾珠返回孔63和滾珠導向部65不要求機械強度的部位用合成樹脂制成。其目的是盡可能地使螺母構件60輕量化。
上述滾珠連接體1被組裝在螺母構件60的滾珠循環軌道中，但這樣的循環軌道是通過將合成樹脂制造的蓋體80固定在螺母構件的前后兩端面上而完成的，即，如圖10所示，把蓋體80固定在螺母構件60上時，通過形成在蓋體80上的U字狀的方向轉換路81將螺母構件60的承載滾動槽62和上述的滾珠返回孔63連接起來從而完成了負載滾動槽62→滾珠方向轉換路81→滾珠返回孔63→滾珠方向轉換路81→負載滾動槽62一圈的滾珠循環軌道。
按照上述構造的本實施例的滾珠花鍵軸導向裝置，螺母部件60在花鍵軸50上移動時，滾珠3就在螺母構件承載滾動槽62和花鍵軸50的滾珠滾動槽52上滾動，滾珠連接體1也在形成在螺母構件60上的循環軌道內循環。
在本實施例的滾珠花鍵裝置中，為避免螺母構件大徑化，構成滾珠環形通路的滾珠返回孔63的形成位置位于該螺母構件的內周面的近旁，這樣的滾珠返回孔63，不位于花鍵軸50的滾珠滾動槽52和螺母構件60的承載滾動槽62的正對面方向上、即滾珠接觸方向上。本實施例中，連通連接上述承載滾動槽62和滾珠返回孔63的蓋體80的方向轉換路81，以離開滾珠接觸方向的方式彎曲形成著。
由于上述滾珠連接體1采用了前述的可容易柔軟彎曲向任何方向的構造。所以在本實施例滾珠花鍵軸導向裝置中，即使上述方向轉換路81彎曲地形成著，滾珠連接體也能順利地通過該方向轉換路81，并能實現循環軌道中的滾珠連接體1的循環的圓滑化。
第6實施例圖11是應用了該滾珠連接體的滾珠絲杠裝置的第6實施例。
在圖11中，符110是以規定的導程形成螺紋狀的滾珠滾動槽111的絲杠軸，符號120是夾著滾珠3旋合在上述絲杠軸上的螺母構件，該螺母構件具有裝入滾珠連接體1的循環軌道，通過絲杠軸110和螺母構件120相對旋轉該螺母構件120沿絲杠軸110的軸向進行運動。在絲杠軸110上設有2條滾珠滾動槽111，上述螺帽部件120上也有2條裝入滾珠連接體的循環軌道。
上述的螺母構件120是由鋼制的螺母本體121和合成樹脂制的一對蓋體130、130構成。蓋體130、130被固定在螺母本體121的前后兩端面上。通過把這樣的蓋體130、130固定在螺母本體121上。構成了滾珠3的循環軌道。
如圖12和圖13所示，上述的螺母本體121形成為中間有一個能穿進絲杠軸110的貫通孔122的圓筒狀。在其外圓面上突設著用于將該螺母本體121固定在工作臺等的可動體上的法蘭盤123。在上述貫通孔122的內周面上形成著與絲杠軸110的滾珠滾動槽111相對置的螺旋狀的負載滾動槽124。滾珠3在滾珠滾動槽111和負載滾動槽124之間一邊承受載荷一邊滾動。該負載滾動槽124形成為2個滾珠滾動面相交叉成的所謂的哥特式拱狀，在該槽的最深部形成了一個收容上述滾珠連接體1的帶構件5的導向槽125。
在該螺母本體121上，沿其軸向穿設著2個滾珠返回孔126，在這個滾珠返回孔126的內徑上沿著軸向形成有4條導向槽126a用來對上述滾珠連接1的帶構件5進行導向。在兩端面開口部形成著嵌入后述的返回構件131的定位用凸起部的凹部126b。在圖12中，符號127表示開設在法蘭盤123上的螺栓安裝孔，符號128是與上述蓋體130的安裝螺栓螺合的螺孔。固定在上述螺母本體121兩端面上的各蓋體130由一對返回構件131和蓋構件132構成，上述返回構件131具有連通連接螺母本體121的承載滾動槽124和滾珠返回孔126的方向轉換路140，上述蓋構件132以保持該返回構件131的狀態固定在上述螺母本體121的端部。
如圖14、15所示，上述蓋構件132上形成有對應于螺母本體的貫通孔122的貫通孔133，而且，用于收容上述返回構件的略扇形狀的凹部134夾著該貫通孔133形成在兩處。而且，在該孔133的內周面上形成著將從上述螺母本體121的承載滾動面124滾出的滾珠3導引向上述返回構件131的方向轉換路140的導入路135。并且在該導入路135上也形成著導向滾珠連接體1的帶構件5用的導向槽136。另外，圖14中的符號137為螺合在螺母本體121上的安裝螺栓的安裝孔。
如圖16、圖17所示，嵌合在該蓋構件132的凹部134中的返回構件131由在相互疊合的狀態下嵌合在上述凹部134中的一對第1構件片131a和第2構件片131b構成，通過疊合這些構件片131a、131b構成了上述方向轉換路140。各構件片131a、131b由合成樹脂注射制成，在第1構件片131a的表面和第2構件131b的背面分別形成著斷面略半圓狀的凹條槽140a、140b，該凹條槽槽140a、140b將上述方向轉換路140沿其長度方向二分開。在這些凹條槽140a、140b上分別形成著用于導向滾珠連接體1的帶構件5的導向槽141a、141b。
如圖16所示，上述方向轉換路140在返回構件131的內徑側沿蓋構件132的貫通孔133的切線方向延伸，并且如圖17所示地在外徑側豎立向第2構件片131b的表面側。由此，滾動完螺母本體121的承載滾動槽124的滾珠3通過蓋構件132的導入路135被圓滑地導引到上述方向轉換路140中，并且，在該方向轉換路140內將其滾動方向自螺母構件120的半徑方向轉換為軸向，滾珠3被圓滑地送入到螺母本體121的滾珠返回孔126中。
另外，在各構件片131a、131b的表面上對應于上述方向轉換路140突設著半圓形的突出片142a、142b，在將第1構件片131和第2構件片131b疊合時，這些突出片142a、142b被疊合，返回構件131的定位用凸起部142形成在方向轉換路140的端部。
而且，自第1構件片131a依次地將這些構件片131a、131b嵌合在蓋構件132的凹部134中，以第2構件片131b與螺母本體121相抵接的方式將上述蓋構件132固定在螺母本體121上，由此蓋體130向該螺母本體121上的安裝被完成。如圖18所示，由此，螺母本體121的承載滾動槽124和滾珠返回孔126由上述方向轉換路140連通連接起來，在螺母構件120內完成了滾珠3的循環軌道。這時，通過將形成在返回構件131上的定位用凸起部142嵌合在形成在螺母本體121的滾珠返回孔126的端部的凹部126b中，螺母本體121和蓋體130的位置關系最佳化，確保了滾珠返回孔126和方向轉換路140之間的滾珠3的滾動的圓滑化。另外，圖18是將裝在螺母本體121上的蓋體130從絲杠軸110的軸向透視了的圖。
根據如上構成的本實施例的滾珠絲杠裝置，在絲杠軸110和螺母構件120相對旋轉時，組裝入滾珠連接體1內的滾珠3滾動在螺母構件120的承載滾動槽124和絲杠軸110的滾珠滾動槽111上，滾珠連結體1循環在形成在螺母構件120上的循環軌道的內部。
這時，在本實施例的滾珠絲杠裝置中，因為滾珠連接體1螺旋狀地環繞在絲杠軸110的外周上，所以該滾珠連接體1伴隨著扭轉而循環在上述循環軌道中。但是，因為本實施例的滾珠連接體1采用了如前所述地可容易地在任意方向上柔軟地進行彎曲，并且容易扭轉的構造，所以，能順利地循環在螺母構件120的循環軌道中，可以謀求該循環軌道內的滾珠連接體1的循環的圓滑化。
另外，即使彎曲或扭轉頻繁地作用在滾珠連接體1上，因為在本實施例的滾珠連接體1中，滾珠3被完全地包持在連接體帶2中，所以滾珠3不會從該滾珠連接體1中脫落，可以未然地防止滾珠3從上述循環軌道中脫落的事故。
第7實施例圖19是表示將本發明的滾珠連接體應用于滾珠絲杠裝置的第7實施例。
在前述的第6實施例中，使用固定在螺母本體的前后兩端面上的蓋體構成了滾珠的循環軌道，在該循環軌道內組裝入了圖1所示的滾珠連接體，但在本實施例中，使用固定在螺母構件上的返回導管構成了滾珠的循環軌道，在該循環軌道中組裝入了與第6實施例相同的滾珠連結體1。
在圖19中，符號150是形成著螺旋狀的滾珠滾動槽151的絲杠軸，符號152是形成著與上述滾珠滾動槽151對置的承載滾動槽153的螺母構件，符號154是固定在該螺母構件152上的返回導管。該返回導管154跨越過數圈絲杠軸150的滾珠滾動槽而固定在螺母構件152上，由上述返回導管154的端部從絲杠軸150的滾珠滾動槽151撈上的滾珠3滾過該返回導管154內而被送入到數圈前的滾珠滾動槽151中，由此，滾珠3無限循環在螺母構件152內。
如圖20所示，上述返回導管154是由形成為斷面略半圓狀的一對半管體155、155組合而成，各半管體155由合成樹脂注射成形制成。另外，在各半管體155上形成著成為滾珠返回通路的凹條槽156，在該凹槽156上形成著用于導向滾珠連接體1的帶構件5的導向槽157。
而且，在如上構成的本實施例的滾珠絲杠裝置中，組裝入螺母構件152的循環軌道中的滾珠連接體1也具有容易彎曲向任意方向且易扭轉的構造，所以，可以順利地循環在螺母構件152的循環軌道中，從而可以實現循環軌道中的滾珠連接體1的循環的圓滑化。
另外，因為滾珠連接體1是在將其帶構件5嵌入在返回導管154的導向槽157中的狀態下在循環軌道內循環著，所以，在滾珠3接近于返回通管154時，因為被構成滾珠連接體1的連接體帶2拖拉著地拉入到返回導管154內，所以，滾珠3對于返回導管154的出入被圓滑化，由此，可以順利進行循環軌道內的滾珠3的循環。
第8實施例圖1是表示將本發明的滾珠連接體應用于滾珠絲杠裝置的第8實施例。
在該第8實施例中，將導向器160代替前述第7實施例中使用的返回導管而固定在螺母構件152上。使用這種導向器160構成滾珠3的循環軌道，在這樣的循環軌道中組裝入了前述的滾珠連接體1。因為其他的構成與前述第7實施例完全相同，所以在圖21中標注相同的符號并省略其說明。
如圖21所示，上述導向器160只跨越1圈絲杠軸150的滾珠滾動槽151而固定在螺母構件152上，通過絲杠軸150的滾珠滾動槽151滾動來的滾珠3由該導向器160改變進路，翻過絲杠軸150的外徑而且返回到1圈份前的滾珠滾動槽151中，由此滾珠3無限循環在螺母構件152內。另外，在該實施例中的螺母構件152上固定著將該螺母構件152的圓周3等分的3個導向器160，滾珠3的循環軌道總共形成為3軌道。因此，在上述螺母構件152上組裝入了3根滾珠連接體1。
圖22～圖24是表示上述導向器160的詳細構造的圖。
在該換向器160上形成著大致S字狀的滾珠返回槽161，在該滾珠返回槽161的中央及兩側形成著導向滾珠連接體1的帶構件5的導向槽162。另外，進入到上述滾珠返回槽161中的滾珠3被翻過絲杠軸150的外徑，該滾珠返回槽161在導向器160的中心位置成為最凹陷的形狀。
而且，在這樣構成的本實施例的滾珠絲杠裝置中，組裝入螺母構件152的循環軌道內的滾珠連接體1也具有易柔軟地向任意方向彎曲并且容易扭轉的構造。所以，可以順利地在螺母構件152的循環軌道內循環，可以實現這樣的循環軌道內的滾珠連接體1的循環的圓滑化。
另外，即使在該實施例中，因為滾珠連接體1在將其帶構件5嵌入在導向器160的導向槽161內的狀態下循環在循環軌道內，所以，在滾球3接近于導向器160時被連接體帶2拖拉著而從絲杠軸150的滾珠滾動槽151拉入到該導向器160內，所以，翻越絲杠軸150的外徑時的滾珠3的運動圓滑化，由此也能使循環軌道內的滾珠3的循環順利地進行。
產生上利用的可能性如上所述，本發明的滾珠連接體在其連接體帶相互鄰接的滾珠間形成為束頸形狀，成為易向任意方向柔軟彎曲并且容易吸收作用在該滾珠連接體上的扭轉的構造，所以，在將它組裝入直線導向裝置或滾珠絲杠裝置等的滾珠循環軌道內時，可以自由彎曲或扭轉地使用，即使在那樣的使用狀態下該滾珠連接體也能在循環軌道內圓滑地進行循環。
另外，本發明的滾珠連接體處于組裝入其上的滾珠由連接體帶完全地包持著的狀態，即使這樣的滾珠連接體被施加大的彎曲或扭轉時，該滾珠也不會從該連接體帶上脫落下來，所以，通過將該滾珠連接體組裝入直線導向裝置或滾珠絲杠裝置等的滾珠循環軌道內，不使用滾珠保持器也可以防止滾珠從該循環軌道脫落。
權利要求
1．滾珠連接體，它由隔開規定的間隔排列為一列的許多的滾珠和旋轉自由地保持這些滾珠的同時、將相互鄰接的滾珠相互地連接起來的可撓性連接體帶構成，其特征是，上述連接體帶具有沿該滾珠的球面的、并且與多個的滾珠相抵接地形成為帶狀的4根帶構件，該連接體帶還在相互鄰接的滾珠之間與其他的帶構件相互地連接，在這樣的連接位置上，上述連接體帶形成為比滾珠的外徑束細了的形狀。
2．如權利要求1所述的滾珠連接體，其特征是，上述連接體帶以將各滾珠的球面4等分的方式配置上述帶構件。
3．直線導向裝置，其特征是它利用了權利要求1所述的滾珠連接體，該直線導向裝置由導向軸和滑動構件構成，上述導向軸具有沿其長度方向的滾珠滾動的滾珠滾動槽，上述滑動構件具有在其與上述導向軸之間上述滾珠一邊承載負荷、一邊滾動的承載滾動槽，而且還具有該滾珠進行循環的循環軌道，該滑動構件伴隨著滾珠的循環沿上述導向軸進行移動。權利要求1所述的滾珠連接體組裝在上述循環軌道內，并且上述滾珠連接體伴隨著上述導向軸和滑動構件的相對移動在循環軌道內進行循環。
4．如權利要求3所述的直線導向裝置，其特征是，上述導向軸的滾珠滾動槽和上述滑動構件的承載滾動槽具有一對滾珠滾動面交叉成的哥特式拱狀的斷面，在這樣的哥特式拱狀的滾珠滾動槽及承載滾動槽的最深部形成著收容并導向上述滾珠鏈的連接部的運刀槽。
5．如權利要求3所述的直線導向裝置，其特征是，上述導向軸的滾珠滾動槽及滑動構件的承載滾動槽具有由單一的滾珠滾動面構成的圓弧狀的斷面。
6．滾珠絲杠裝置，其特征是，它是利用了權利要求1所述的滾珠連接體的滾珠絲杠裝置；該滾珠絲杠裝置由絲杠軸和螺母構件構成，上述絲杠軸在其外周面上具有滾珠滾動的螺旋狀的滾珠滾動槽，上述螺母構件的內周面上具有在該螺母構件與上述絲杠軸之間上述滾珠一邊承載負荷、一邊滾動的螺旋狀的承載滾動槽，并且上述螺母構件具有該滾珠進行循環的循環軌道，該螺母構件通過滾珠螺合在上述絲杠軸上；權利要求1所述的滾珠連接體組裝在上述循環軌道中，該滾珠連接體伴隨著上述絲杠軸和螺母構件的相對移動在循環軌道內進行循環。
全文摘要
本發明涉及一種滾珠連接體,該滾珠連接體將許多的滾珠排列為一列并可滾動地保持著這些滾珠,該滾珠連接體組裝入例如循環滑動用的直線導裝置或滾珠絲杠裝置的滾珠循環軌道中進行使用,特別涉及一種可將該滾珠連接體自由地彎曲或扭轉來使用的滾珠連接體。這樣的滾珠連接體由隔開規定間隔排列成一列的許多的滾珠和旋轉自由地保持這些滾珠并且互相連接相互鄰接滾珠的連接體帶構成。上述連接體帶具有以沿該滾珠的球面、并以與多個滾珠抵接的方式形成為帶狀的4根帶部件,該帶部件在互相鄰接的滾珠之間與其他的帶部件相互地連接,在該連接位置上,上述連接體帶形成為比滾珠的外徑束細了的形態。
文檔編號F16C29/06GK1205058SQ97191274
公開日1999年1月13日 申請日期1997年9月12日 優先權日1996年9月17日
發明者寺町博, 菅嘉一 申請人:蒂業技凱株式會社