CN103097772A - 滚动体螺桿装置 - Google Patents

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Abstract

一种即使是在导程长度较短且滚动体(3)直径较大的情况下也能够利用循环部件(4)构筑滚动体(3)的无限循环路，而且第一循环部(41)与第二循环部(42)的接头不易产生段差，对滚动体(3)的循环没有不良影响的滚动体螺桿装置，其包括：具有滚动体滚行沟槽的螺桿轴(1)；具有与上述滚动体滚行沟槽相对的负载滚动体滚行沟槽(21)，隔着滚动体(3)螺合于螺桿轴(1)的螺帽构件(2)；及具有贯通螺帽构件(2)的周围壁的一对第一循环部(41)和连接这些第一循环部(41)的第二循环部(42)而形成滚动体(3)的无限循环路的循环部件(4)，其中，第一循环部(41)具有配合螺帽构件(2)的循环部件安装孔(24)的第一圆筒部(43)及比第一圆筒部(43)还大径的第二圆筒部(44)，在第一圆筒部(43)，从螺帽构件(2)的负载滚动体滚行沟槽(21)连续的滚动体诱导孔(46)形成为相对于第一圆筒部(43)的中心轴向导程角方向倾斜。

Description

滚动体螺桿装置
技术领域
本发明涉及一种螺帽构件隔着滚动体螺合于螺桿轴，将旋转运动转换成直线运动的滚动体螺桿装置。
背景技术
作为上述滚动体螺桿装置，例如已知有使用循环部件形成滚动体的无限循环路的型式的滚动体螺桿装置。这种滚动体螺桿装置具备：作为多数的滚动体的滚珠；在外围面形成有螺旋状滚珠滚行沟槽的螺桿轴；具有与上述滚珠滚行沟槽相对的螺旋状负载滚动体滚行沟槽且隔着上述滚珠螺合于螺桿轴的螺帽构件；及安装在该螺帽构件而形成滚珠的无限循环路的循环部件(日本特开平11-51049号公报)。
上述循环部件形成为大致呈U字形，具有嵌合于上述螺帽构件的周围壁的一对第一循环部和连接这些一对第一循环部的第二循环部，构成为能够使滚珠从一方的第一循环部向另一方的第一循环部滚动在该循环部件的内部。各第一循环部形成为截面大致呈椭圆形的筒体，于其内部形成有沿着上述负载滚动体滚行沟槽的导程角向接线方向延伸的滚珠诱导孔。另一方面，在上述螺帽构件形成有用于插入循环部件的第一循环部的一对管安装孔，这些一对管安装孔隔着上述螺帽构件的负载滚动体滚行沟槽的数圈形成。
当将循环部件的第一循环部嵌合于上述螺帽构件的管安装孔时，构成为各第一循环部稍微突出螺帽构件的内围面，将滚动结束在由上述螺桿轴的滚珠滚行沟槽和螺帽构件的负载滚动体滚行沟槽构成的负载滚动体滚行路的滚珠捞起至循环部件内而使滚珠从上述螺帽构件的负载滚动体滚行沟槽脱离，并返回至上述负载滚动体滚行路的开始位置。即，通过将循环部件安装在螺帽构件即可完成滚珠的无限循环路。
专利文献1：日本特开平11-51049号公报
发明内容
发明要解决的问题
但是，在如上所述的现有的滚动体螺桿装置中，由于设置在各第一循环部的内部的滚珠诱导孔需沿着上述负载滚动体滚行沟槽的导程角倾斜，因此在由同样直径构成的第一循环部的结构中，不得不使该第一循环部直径变大。另外，由于构成为滚珠滚动在包括上述第二循环部及一对第一循环部的循环部件内，所以为了不妨碍滚珠的顺畅循环，在这些第二循环部与一对第一循环部之间需要设置连接构造。因此，在现有的第一循环部的结构终究还是不得不使该第一循环部直径变大。
伴随着该第一循环部的直径变大，该第一循环部所嵌合的螺帽构件的管安装孔直径也不得不变大。当将这样的直径较大的管安装孔从与其中心轴线垂直的方向开设于螺帽构件时，因在该螺帽构件的内围面以规定的导程角形成有负载滚动体滚行沟槽，所以担心上述管安装孔会干涉到邻接的负载滚动体滚行沟槽，特别是，在导程长度较短，而且滚动体的直径较大的滚动体螺桿装置的情况下，难以开设有上述管安装孔。
另外，当上述循环部件由一对第一循环部和上述第二循环部构成时，在这些第一循环部与上述第二循环部的连接位置会产生接头。这种情况下，因第一循环部的加工误差与第二循环部的加工误差不同，所以在这些第一循环部与上述第二循环部的接头就容易产生段差，担心由此会因妨碍到滚珠的顺畅循环。
用于解决问题的方案
本发明是鉴于上述课题而完成的，其目的是提供一种即使是在导程长度较短且滚动体直径较大的情况下也能够利用循环部件构筑滚动体的无限循环路，而且第一循环部与上述第二循环部的接头不易产生段差，以不会对滚动体的循环造成不良影响的滚动体螺桿装置。
为了达成上述目的，本发明的滚动体螺桿装置具备：在外围面以规定的导程角形成有螺旋状滚动体滚行沟槽的螺桿轴；具有该螺桿轴贯通的贯通孔且在该贯通孔的内围面形成有与上述滚动体滚行沟槽相对的螺旋状负载滚动体滚行沟槽，隔着滚动在这些滚动体滚行沟槽和负载滚动体滚行沟槽的多数的滚动体螺合于上述螺桿轴的螺帽构件；及具有贯通该螺帽构件的周围壁的一对第一循环部和连接这些第一循环部的第二循环部，连接着上述负载滚动体滚行沟槽的两端而形成滚动体的无限循环路的循环部件，
而且，在上述螺帽构件，设有上述循环部件的一对第一循环部的一对循环部件安装孔被设置成与该螺帽构件的中心轴垂直，另一方面，上述第一循环部具有：第一圆筒部，其从与上述螺帽构件的中心轴垂直的方向设置于上述循环部件安装孔；及第二圆筒部，其与该第一圆筒部的轴心在该第一圆筒部的一端一致，且外径比第一圆筒部还大。另外，在上述第一圆筒部，从上述螺帽构件的负载滚动体滚行沟槽连续的滚动体诱导孔形成为相对于该第一圆筒部的中心轴向导程角方向倾斜。
发明效果
根据上述的本发明的滚动体螺桿装置，也可以将上述第一圆筒部嵌合的螺帽构件所涉及的循环部件安装孔的直径设定成较小。因此，该循环部件安装孔就不会干涉到邻接的螺帽构件的负载滚动体滚行沟槽，即使是在导程长度较短且滚动体直径较大的情况下也能够利用循环部件构筑滚动体的无限循环路。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式的滚珠螺桿装置的立体图。
图2是示出图1所示滚珠螺桿装置所具备的螺帽构件与回流管之间的关系的分解立体图。
图3是图2所示第二循环部的侧面图。
图4是图2所示第一循环部的立体图。
图5是图4所示第一循环部的侧面图。
图6是图4所示第一循环部的从第二圆筒部侧观察的正面图。
图7是示出上述回流管与形成在螺帽构件的嵌合孔的结合部位的放大图。
具体实施方式
以下，使用附图对本发明的实施方式的滚珠螺桿装置进行详细说明。
图1是示出本发明的实施方式的滚珠螺桿装置的立体图。该滚珠螺桿装置包括：在外围面以规定的导程角形成有螺旋状滚动体滚行沟槽，即滚珠滚行沟槽的螺桿轴1；隔着多数的滚动体，即滚珠3螺合于该螺桿轴1的螺帽构件2；及具有上述滚珠3以无负载状态滚动的无负载滚动体通道且安装在上述螺帽构件2而形成滚珠3的无限循环路的循环部件，即设为中空圆筒状的回流管4。另外，在图1中，为了容易理解上述螺帽构件2的内部构造，以点划线图示上述螺桿轴1。
上述螺帽构件2形成为圆筒状，具有上述螺桿轴1贯通的贯通孔，在该贯通孔的内围面形成有与上述螺桿轴1的滚珠滚行沟槽相对的负载滚动体滚行沟槽21。上述滚珠3构成为边负载着载重边滚动在由螺桿轴1的滚珠滚行沟槽和螺帽构件2的负载滚动体滚行沟槽21构成的负载滚动体滚行路内。另外，在上述螺帽构件2的外围面形成有平坦面22，在该平面部22形成有上述回流管4嵌合的一对嵌合孔23。这些一对嵌合孔23形成为隔着螺帽构件2的中心轴，并且，形成在与螺帽构件2的中心轴垂直的方向，贯通形成至该螺帽构件2的内围面。另外，在上述螺帽构件2的轴方向一端形成有用于将该螺帽构件2固定在机械装置等的凸缘部26。
形成在上述螺帽构件2的各嵌合孔23包括：贯通在上述螺帽构件2的内围面的循环部件安装孔，即管安装孔24；及通过段部25a与该管安装孔24连续且向上述螺帽构件2的平坦面22开口的开口孔25(参考图7)。
图2是示出上述螺帽构件2与回流管4之间的关系的分解立体图。上述螺桿轴1及滚珠3省略图示。上述回流管4包括嵌合于螺帽构件2的嵌合孔23的一对第一循环部41和连接这些一对第一循环部41的第二循环部42，形成为全体大致呈U字形。
该回流管4以跨过形成在上述螺帽构件2的负载滚动体滚行沟槽21数圈的方式由安装用金属零件5及固定用螺丝6固定在该螺帽构件2的平坦面22。滚动至上述螺帽构件2的负载滚动体滚行路一端的滚珠3形成为从一方的第一循环部41进入回流管4内的无负载滚动体通道，循环在该无负载滚动体通道，然后从另一方的第一循环部41送出至上述负载滚动体滚行路的另一端。即，通过将上述回流管4固定在螺帽构件2的平坦面22，连接上述负载滚动体滚行路和回流管4的无负载滚动体通道来完成滚珠3的无限循环路。
在图1及图2所示的螺帽构件2形成有1条滚珠3的无限循环路，与该无限循环路相对应而包括上述第一循环部41及第二循环部42的一组回流管4形成为被固在螺帽构件2。另外，考虑到滚珠螺桿装置的容许载重或尺寸大小等，可任意增加上述回流管4的组数。
图3是示出上述第二循环部42的侧面图。该第二循环部42形成为中空圆筒状，具有形成上述滚珠3的无负载滚动体通道的引导孔42a，且形成为全体大致呈U字形。该引导孔42a的内径形成为比上述滚珠3的直径还大。另外，在该第二循环部42的两端形成有下述第一循环部41的凸部45a嵌合的一对凹部42b，这些一对凹部42b隔着上述引导孔42a相对。在此，是设有一对的凹部42b，但也可以不是成对设置而是设成单数。另外，由于图3的侧面图是上述第二循环部42的从一方向观察的侧面图，所以在第二循环部42的各端部是只图示了一方的凹部42b。
另一方面，图4是示出上述第一循环部41的细部的立体图。该第一循环部41包括：从与该螺帽构件2的中心轴垂直的方向配合于形成在上述螺帽构件2的管安装孔24的第一圆筒部43；及外径设定成比该第一圆筒部43还大且在该第一圆筒部43的一端设置成与该第一圆筒部43轴心一致的第二圆筒部44。
在上述第一圆筒部43所涉及的螺帽构件2的靠内围侧的端部，形成用于将滚动在上述螺帽构件2的负载滚动体滚行沟槽21的滚珠3捞起至上述回流管4的无负载滚动体通道内的捞起部43a。另一方面，在上述第二圆筒部44形成有上述第二循环部42的端部嵌合的圆环状定位段部45。在该定位段部45，形成有嵌合于形成在上述第二循环部42端部的凹部42b的一对凸部45a。
图5是示出上述第一循环部41的侧面图。在上述第一圆筒部43及第二圆筒部44，形成有从上述螺帽构件2的负载滚动体滚行沟槽21连续的滚动体诱导孔，即滚珠诱导孔46。该滚珠诱导孔46的内径形成为比上述滚珠3的直径还大，与上述第二循环部42的引导孔42a配合而形成滚珠3的无负载滚动体通道。即，该滚珠诱导孔46形成为将滚动在上述螺帽构件2的负载滚动体滚行沟槽21的滚珠3引导至上述第二循环部42的引导孔42a。
如上所述的滚珠诱导孔46包括：在上述第一圆筒部43的内围面相对于该第一圆筒部43的中心轴L向与负载滚动体滚行沟槽21的导程角α一致的方向倾斜的导入区域A；在上述第二圆筒部44的内围面设置成垂直于上述螺帽构件2的中心轴而与上述第二循环部42的引导孔42a连接的连接区域B；及设置在这些导入区域A与连接区域B之间且以一定曲率弯曲的中间区C。即，上述第二圆筒部44的定位段部45设置在滚珠诱导孔46的连接区域B的周围。
如上所述，基于形成在上述第一圆筒部43及第二圆筒部44的滚珠诱导孔46于第一循环部41的内部形成弯曲，所以，如图6所示，设置在上述连接区域B的周围的定位段部45的中心轴r偏离上述第二圆筒部44的中心轴R。即，上述第二圆筒部44的板厚形成为不均等。
通过将上述第二循环部42的凹部42b嵌合于包括上述结构的各第一循环部41的凸部45a，该第二循环部42被定位固定在各第一循环部41，完成回流管4。另外，通过各第一循环部41与第二循环部42的组装，该第一循环部41的滚珠诱导孔46与第二循环部42的引导孔42a进行连接而完成滚珠3的无负载滚动体通道。
如图7所示，将完成的回流管4嵌合于螺帽构件2的嵌合孔23时，构成该回流管4的各第一循环部41的第一圆筒部43被嵌合于上述嵌合孔23的管安装孔24，另一方面，第二圆筒部44未被嵌合于该管安装孔24，而是被卡止在设置于该管安装孔24与上述开口孔25之间的段部25a，形成为配置在该开口孔25内。另外，图7中为了容易理解上述螺帽构件2的嵌合孔23与第一循环部41之间的关系，只图示一方的嵌合部位。
另外，从上述第二循环部42的上方通过固定用螺丝6将安装用金属零件5固定在螺帽构件2的平坦面22时，形成为上述一对第一循环部41及第二循环部42被定位固定在螺帽构件2。此时，如图7所示，上述第一圆筒部43的捞起部43a构成为稍微突出上述螺帽构件2的内围面。
如上所述，在上述第一圆筒部43被固定在螺帽构件2的管安装孔24的状态下，基于形成在该第一圆筒部43内的滚珠诱导孔46的导入区域A向与螺帽构件2的负载滚动体滚行沟槽21的导程角α一致的方向倾斜，所以能够将滚动在上述螺帽构件2的负载滚动体滚行沟槽21的滚珠3顺畅诱导至上述第二循环部42的引导孔42a。
在如上构成的本发明实施方式的滚珠螺桿装置中，例如当使上述螺桿轴1旋转于上述螺帽构件2时，则当边在上述螺桿轴1的滚珠滚行沟槽与螺帽构件2的负载滚动体滚行沟槽21之间负载着载重边滚动的滚珠3到达上述第一圆筒部43的捞起部43a突出的位置时，会被解除载重且从上述螺帽构件2的负载滚动体滚行沟槽21脱离。之后，滚珠3会以无负载状态滚动在由上述第二循环部42的引导孔42a和第一循环部41的滚珠诱导孔46构成的回流管4的无负载滚动体通道内而回到数圈前的负载滚动体滚行沟槽21。
另外，根据如上所述的本发明实施方式的滚珠螺桿装置，上述回流管4的第一循环部41包括第一圆筒部43和第二圆筒部44，在该第二圆筒部44只形成有第二循环部42的端部嵌合的定位段部45，另一方面，在上述第一圆筒部43只形成有滚珠诱导孔46。因此，能够将嵌合于上述螺帽构件2的管安装孔24的第一圆筒部43的直径设定成较小。即，也可将该第一圆部43嵌合的螺帽构件2的管安装孔24的直径设定成较小。
如上所述，根据本发明的实施方式的滚珠螺桿装置，由于可将上述螺帽构件2的管安装孔24的直径设定成较小，因此该管安装孔24不会干涉到邻接的螺帽构件2的负载滚动体滚行沟槽21，即使在导程长度较短且滚动体直径较大的情况下也能够利用回流管4构筑滚珠3的无限循环路。
另外，根据本发明的实施方式的滚珠螺桿装置，由于形成在上述第一循环部41的滚珠诱导孔46的连接区域B被设置成垂直于上述螺帽构件2的中心轴，所以该滚珠诱导孔46的靠连接区域B侧的内径截面形成为单一圆。因此，只要将第二循环部42的凹部42b嵌合于上述定位段部45的凸部45a，就能够使上述第一循环部41所涉及的滚珠诱导孔46的内径和上述第二循环部42所涉及的引导孔42a的内径正确定位。其结果是，能够确保滚珠3的顺畅循环。

Claims (4)

1.一种滚动体螺桿装置，具备：在外围面以规定的导程角形成有螺旋状滚动体滚行沟槽的螺桿轴(1)；具有该螺桿轴(1)贯通的贯通孔且在该贯通孔的内围面形成有与所述滚动体滚行沟槽相对的螺旋状负载滚动体滚行沟槽(21)，隔着滚动在这些滚动体滚行沟槽和负载滚动体滚行沟槽(21)的多数的滚动体(3)螺合于所述螺桿轴(1)的螺帽构件(2)；及具有贯通该螺帽构件(2)的周围壁的一对第一循环部(41)和连接这些第一循环部(41)的第二循环部(42)，连接着所述负载滚动体滚行沟槽(21)的两端而形成滚动体(3)的无限循环路的循环部件(4)，其特征在于：
在所述螺帽构件(2)，设有所述循环部件(4)的一对第一循环部(41)的一对循环部件安装孔(24)被设置成与该螺帽构件(2)的中心轴垂直，
所述第一循环部(41)具有：第一圆筒部(43)，其从与所述螺帽构件(2)的中心轴垂直的方向设置于所述循环部件安装孔(24)；及第二圆筒部(44)，其与该第一圆筒部(43)的轴心在该第一圆筒部(43)的一端一致，且外径比第一圆筒部(43)还大，
在所述第一圆筒部(43)，从所述螺帽构件(2)的负载滚动体滚行沟槽(21)连续的滚动体诱导孔(46)形成为相对于该第一圆筒部(43)的中心轴向导程角方向倾斜。
2.如权利要求1所述的滚动体螺桿装置，其特征在于，在所述第二圆筒部(44)，在所述滚动体诱导孔(46)的周围形成有所述第二循环部(42)的端部嵌合的圆环状定位段部(45)，该定位段部(45)的中心偏离该第二圆筒部(44)的中心轴。
3.如权利要求1或2所述的滚动体螺桿装置，其特征在于，在所述第二循环部(42)的端部形成有凹部(42b)，另一方面，在所述第二圆筒部(44)的定位段部(45)形成有嵌合于所述第二循环部(42)的凹部(42b)的凸部(45a)。
4.如权利要求1至3任一项所述的滚动体螺桿装置，其特征在于，所述滚动体诱导孔(46)具备：在所述第一圆筒部(43)相对于该第一圆筒部(43)的中心轴向所述负载滚动体滚行沟槽(21)的导程角方向倾斜的导入区域；在所述第二圆筒部(44)设置成与所述螺帽构件(2)的中心轴垂直而与所述第二循环部(42)连接的连接区域；及设置在所述导入区域与连接区域之间且以一定曲率弯曲的中间区域。
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