CN103732950A

CN103732950A - 滚珠丝杠及其组装方法

Info

Publication number: CN103732950A
Application number: CN201280039267.0A
Authority: CN
Inventors: 进藤雅史; 水口淳二
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2011-08-17
Filing date: 2012-08-01
Publication date: 2014-04-16
Anticipated expiration: 2032-08-01
Also published as: JP5733403B2; KR20140033508A; DE12823424T1; EP2746619A4; KR101500912B1; JPWO2013024575A1; CN103732950B; EP2746619B1; EP2746619A1; US9133921B2; WO2013024575A1; US20140157927A1

Abstract

本发明的滚珠丝杠在一个丝杠轴上连结并组装多个螺母，使制冷剂通过在该多个螺母的轴向上设置的贯通孔来冷却螺母，提高了在使多个螺母相互连结的情况下的作业性和制冷剂的密封性。该滚珠丝杠（1）具有：锪孔（4、5），其分别形成在相邻的螺母（21、22）的贯通孔（3）的对置侧端面；和环状的密封部件（6），其插入到锪孔（4、5）内，锪孔（4、5）形成为：一个锪孔的深度（D2）形成为比密封部件（6）的长度深（D2＞L），另一个锪孔的深度（D1）形成为比密封部件（6）的长度浅（D1＜L），并且相邻的螺母（21、22）的锪孔（4、5）相互在周向的位置在施加期望的预压的位置对置。

Description

滚珠丝杠及其组装方法

技术领域

本发明涉及滚珠丝杠，特别是涉及在一个丝杠轴上连结而装配有多个螺母、并使制冷剂通过在这些螺母的轴向上设置的贯通孔来冷却这些螺母的滚珠丝杠。

背景技术

以往，在具有丝杠轴、和与该丝杠轴螺合而能够相对旋转的螺母的滚珠丝杠中，在相对旋转时发生点接触或面接触。因此，有时在螺母设置冷却单元（热交换器）。

作为这样的冷却单元，公开了在螺母内配设了供制冷剂循环的冷却通路的滚珠丝杠（例如参照专利文献1）。在该文献中，公开了采用双螺母预压方式而成的滚珠丝杠中的螺母的冷却技术。在该文献中，示出了这样的结构：具有夹装在2个螺母之间的衬垫，且在2个螺母的配合面安装O形环。进而，使冷却介质通过在2个螺母的轴向上设置的贯通孔来冷却这些螺母。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010－133556号公报

发明概要

发明要解决的课题

然而，在该文献记载的结构中，在组装时，在一个丝杠轴上装配了2个螺母的状态下使螺母相互抵接时，在滚珠丝杠的机构上，有必要在使螺母旋转的同时，将安装在螺母相互的配合面的O形环压扁。因此，很有可能O形环被剪切而有损密封性。另一方面，如果在从丝杠轴上取下2个螺母的状态下使螺母相互抵接，则可避免该问题，但作业性不良，因而组装费时间。

因此，本发明是着眼于上述问题而作成的，本发明的目的是提供一种在一个丝杠轴上连结而装配有多个螺母、并使制冷剂通过在多个螺母的轴向上设置的贯通孔来冷却螺母的滚珠丝杠中，能够提高在使多个螺母相互抵接的情况下的作业性和制冷剂的密封性的滚珠丝杠及其组装方法。

用于解决课题的手段

为了解决上述课题，本发明的一个方式涉及的滚珠丝杠在一个丝杠轴上连结多个螺母，并使制冷剂通过在各螺母的轴向上设置的贯通孔来冷却各螺母。所述滚珠丝杠的特征在于，所述滚珠丝杠具有：锪孔，其分别形成在相邻的螺母相互的所述贯通孔的对置侧端面；和环状的密封部件，其插入到该锪孔内，并具有以位于相邻的螺母相互的锪孔内的方式外嵌的2个O形环。进而，所述滚珠丝杠的特征在于，所述锪孔形成为：形成在一个螺母上的锪孔的深度比所述密封部件的全长深，形成在另一个螺母上的锪孔的深度比所述密封部件的全长浅。而且，所述滚珠丝杠的特征在于，所述锪孔形成为：相邻的螺母相互的锪孔在周向的位置在施加期望的预压的位置对置。

并且，为了解决上述课题，本发明的一个方式涉及的滚珠丝杠的组装方法用于组装滚珠丝杠，所述滚珠丝杠在一个丝杠轴上连结多个螺母，并使制冷剂通过在各螺母的轴向上设置的贯通孔来冷却各螺母。进而，该滚珠丝杠的组装方法的特征在于，所述组装方法包括以下工序：使用上述本发明的一个方式涉及的滚珠丝杠，使多个螺母成为装配于一个丝杠轴的状态，在形成于相邻的螺母中的所述一个螺母上的锪孔内收纳了所述密封部件整体的状态下与相邻的另一个螺母抵接；之后，在使相邻的螺母的贯通孔之间的锪孔对置的状态下，从形成在所述一个螺母上的锪孔的与所述螺母相互的抵接侧相反的一侧的贯通孔端部将所述密封部件压入到对置的另一个螺母的锪孔内。

发明效果

根据本发明的一个方式涉及的滚珠丝杠，在相邻的螺母相互的贯通孔的对置侧端面分别形成有锪孔，具有环状的密封部件，环状的密封部件插入到这些锪孔内，并具有以位于相邻的螺母相互的锪孔内的方式外嵌的2个O形环，锪孔的形成在一个螺母上的锪孔的深度比密封部件的全长深，因而能够在该锪孔内收纳密封部件整体。

而且，另一个锪孔的锪孔深度比密封部件的全长浅，相邻的螺母相互的锪孔在周向的位置形成为在施加期望的预压的位置对置，因而在形成于2个螺母中的一个螺母上的锪孔内收纳了密封部件整体的状态下使螺母相互抵接，之后，在使相邻的螺母的贯通孔之间的锪孔对置的状态下，能够从形成在一个螺母上的锪孔的与螺母相互的抵接侧相反的一侧的贯通孔端部将密封部件压入到对置的另一个螺母的锪孔内。

此时，另一个锪孔由于其锪孔深度比密封部件的全长浅，因而通过压入到碰触位置，能够以使相邻的螺母相互连接的方式定位。因此，不会剪切O形环而有损密封性，在使相邻的螺母装配于丝杠轴的状态使螺母相互抵接的情况下的作业性良好。并且，不用从丝杠轴上取下各螺母，能够可靠密封来自多个螺母之间的制冷剂。因此，在使相邻的螺母装配于丝杠轴的状态使螺母相互抵接的情况下的制冷剂的密封性也良好。

并且，本发明的一个方式涉及的滚珠丝杠的组装方法包括以下工序：使用上述本发明的一个方式涉及的滚珠丝杠，使多个螺母成为装配于一个丝杠轴的状态，在形成于相邻的螺母中的一个螺母上的锪孔内收纳了密封部件整体的状态下与相邻的另一个螺母抵接；之后，在使相邻的螺母的贯通孔之间的锪孔对置的状态下，从形成在一个螺母上的锪孔的与螺母相互的抵接侧相反的一侧的贯通孔端部将密封部件压入到对置的另一个螺母的锪孔内，因而如上所述，不用从丝杠轴上取下各螺母，不会剪切O形环而有损密封性，能够可靠密封来自多个螺母之间的制冷剂，在使多个螺母装配于丝杠轴的状态下使螺母相互抵接的情况下的作业性和制冷剂的密封性良好。

附图说明

图1是说明本发明的一个方式涉及的滚珠丝杠的一个实施方式的图，该图示出包含轴线的截面。

图2是说明图1的滚珠丝杠的组装方法（本发明的一个方式涉及的滚珠丝杠的组装方法的一个实施方式（以下相同））的图。

图3是说明图1的滚珠丝杠的组装方法的图。

图4是说明图1的滚珠丝杠的组装方法的图。

图5是说明图1所示的滚珠丝杠的变形例的图，该图放大示出要部。

图6是说明图5的变形例的滚珠丝杠的组装方法的图。

图7是说明图5的变形例的滚珠丝杠的组装方法的图。

图8是说明图5的变形例的滚珠丝杠的组装方法的图。

图9是说明另一实施方式的图。

图10是说明本发明的一个方式涉及的滚珠丝杠中使用的衬垫的一个实施方式的图，该图的（a）是其主视图，（b）是侧视图。

图11是说明图10所示的衬垫的另一例（第一变形例）的图，该图的（a）是其主视图，（b）是侧视图。

图12是说明图10所示的衬垫的另一例（第二变形例）的图，该图的（a）是其主视图，（b）是侧视图。

具体实施方式

以下，适当参照附图说明本发明的一个实施方式。

如图1所示，本实施方式的滚珠丝杠1采用双螺母预压方式。该滚珠丝杠1具有：一个丝杠轴10；以及经由多个滚动体30与该丝杠轴10螺合的第1螺母21和第2螺母22。在第1螺母21的一端形成有圆环形的凸缘20。

第1螺母21和第2螺母22以比丝杠轴10的外径大的内径形成为筒状。在各螺母21、22的内周面，以与呈螺旋状形成在丝杠轴10的外周面的螺纹槽10a对置的方式形成有螺纹槽20a。在由螺纹槽10a和螺纹槽20a形成的滚动路径2中，多个滚动体30能够滚动。

在第1螺母21和第2螺母22之间夹装有阻止螺母相互的相对旋转的衬垫40。该衬垫40形成具有与第1螺母21和第2螺母22的内径大致相同的内径的圆环状（其中，是分成两部分的结构（参照图10））。通过将该衬垫40夹装在螺母21、22之间，对装配在第1螺母21和第2螺母22各自的螺纹槽20a和滚珠丝杠10的螺纹槽10a之间的多个滚动体30赋予预压。

在各螺母21、22中，在周向的上下的2个部位等分配地形成有在轴向上贯通的贯通孔3。在第1螺母21的凸缘20上，在上下的2个部位等间距地形成有作为与2个部位的贯通孔3分别连通的纵孔的连通孔7。而且，在第2螺母22的2个部位的贯通孔3的侧面分别安装有连结管接头8。进而，连结管接头8相互通过一个连结管9相互连接，各螺母21、22的贯通孔3作为整体呈环状连通而构成一个环状流路。进而，用于在2个部位的贯通孔3内使制冷剂循环的循环装置（未图示）经由作为纵孔的连通孔7连接，贯通孔3用作制冷剂的通路。该循环装置和贯通孔3以及作为纵孔的连通孔7构成冷却单元50，通过使制冷剂在包含贯通孔3的环状流路内循环来冷却各螺母21、22。

这里，该滚珠丝杠1针对2个螺母21、22的各贯通孔3，在螺母21、22的对置侧的端面分别同轴地形成有锪孔4、5。进而，该滚珠丝杠1具有插入到该锪孔4、5内的圆环状（空心圆筒状）的密封部件6。该密封部件6的外径比锪孔4、5的内径稍小。优选地，径向的对置间隙优选是0.2mm左右。而且，在该密封部件6，在左右的端部分别形成有圆环状的槽部6m。在各槽部6m内，从外侧嵌入有2个O形环60，该2个O形环60设置成分别位于各螺母21、22的锪孔4、5内。2个螺母21、22的对置的锪孔4、5相互在周向的位置形成为，当夹装了衬垫40时，在施加期望的预压的位置对置。

这里，对于夹装的衬垫40也形成为，与锪孔同径的贯通孔40h沿着轴向同轴地位于这样的位置：使得相邻的螺母21、22相互的锪孔4、5在周向的位置处于在施加期望的预压的位置对置。

详细地说，如图10所示，衬垫40由将圆环状部件分割成两部分而成的一对分割衬垫41、42构成。各分割衬垫41、42在外周面的中央分别具有键槽40k。相同形状的键槽也形成在螺母21、22的外周面的对应位置（未图示）。由此，在组装时，通过使键部件架设在螺母21、22和衬垫40相互的键槽上，防止衬垫40相对于螺母21、22的旋转。这里，形成有贯通孔40h（在该例中是两处）的周向的位置被作为键槽40k和分割部40b之间的位置。在图10所示的例子中，各贯通孔40h形成在键槽40k和分割部40b的中央（在周向上的大致等距离的位置）。如果在这样的位置形成贯通孔40h，则在防止在各分割衬垫41、42形成薄壁部分方面是优选的。

然后，回到图1，作为一个螺母的第2螺母22的锪孔5的锪孔深度D2比密封部件6的全长L深（D2＞L）。由此，能够将密封部件6整体收纳在锪孔5内。与此相对，形成在作为另一个螺母的第1螺母21上的锪孔4的锪孔深度D1比密封部件6的全长L浅（D1＜L）。由此，即使在将密封部件6插入到与锪孔4的底部碰触的位置的情况下，密封部件6的端部也处于突出到第2螺母22侧的位置。

下面，对该滚珠丝杠1的组装方法进行说明。

该滚珠丝杠的组装方法是这样的组装方法：使用上述滚珠丝杠1，如图2所示，在将各螺母21、22装配到丝杠轴10内的状态下使2个螺母21、22抵接。该步骤首先如图2～图3所示，在形成于2个螺母21、22中的第2螺母22上的锪孔5内收纳密封部件6整体。然后，在该状态下使2个螺母对置并夹装衬垫40的同时，使任一螺母旋转，由此如图4所示使2个螺母21、22相互抵接。

之后，如图4所示，在使相邻的螺母21、22的贯通孔3之间的锪孔4、5对置的状态下，从形成在第2螺母22上的锪孔5的与螺母21、22相互的抵接侧相反的一侧的端部插入密封部件6直到与对置的第1螺母21的锪孔4的底部碰触。此时，如该图所示，如果使用形成为能够插入到贯通孔3内并能够按压密封部件6的端部（该图的标号F）的外径的圆棒（压入工具）70，则能够容易进行将密封部件6压入到对置的第1螺母21的锪孔4内的作业。由此，被压入直到与第1螺母21的锪孔4的底部碰触的密封部件6以使相邻的螺母21、22相互连接的方式定位，其位置由2个O形环60的弹性保持。

下面，对该滚珠丝杠和滚珠丝杠的组装方法的作用和效果进行说明。

根据该滚珠丝杠1，在相邻的螺母21、22相互的贯通孔3的对置侧端面分别形成有锪孔4、5，并具有插入到这些锪孔4、5内的环状的密封部件6，该密封部件6以位于相邻的螺母21、22相互的锪孔4、5内的方式外嵌有2个O形环60，对于锪孔4、5，由于形成在一个第2螺母22上的锪孔的深度D2比密封部件6的全长L深（D2＞L），因而能够收纳密封部件6整体。

进而，由于相邻的螺母21、22相互的锪孔4、5在周向的位置形成为在施加期望的预压的位置对置，因而通过在形成于2个螺母21、22中的一个第2螺母22上的锪孔5内收纳了密封部件6整体的状态下使螺母21、22相互抵接，能够使2个螺母21、22位于赋予了期望的预压的位置。

进而，由于锪孔4、5形成在贯通孔3的端部，因而在使相邻的螺母21、22的贯通孔3之间的锪孔4、5对置的状态下，能够从形成在一个第2螺母22上的锪孔5的与螺母21、22相互的抵接侧相反的一侧的贯通孔3端部将密封部件6压入到对置的另一个第1螺母21的锪孔4内。因此，在使相邻的螺母21、22装配于丝杠轴10的状态下使螺母21、22相互抵接的情况下的作业性良好。并且，不会剪切O形环而有损密封性。并且，密封部件6的位置能够由2个O形环60保持。进而，不用从丝杠轴10上取下各螺母21、22，能够可靠密封来自多个螺母21、22之间的制冷剂。

并且，在该滚珠丝杠1的组装方法中，使用上述滚珠丝杠1，使多个螺母21、22成为装配到一个丝杠轴10的状态，在形成于相邻的螺母21、22中的一个第2螺母22上的锪孔5内收纳了密封部件6整体的状态下与相邻的另一个第1螺母21抵接，之后，在使相邻的螺母21、22的贯通孔3之间的锪孔4、5对置的状态下，从形成在一个第2螺母22上的锪孔5的与螺母21、22相互的抵接侧相反的一侧的贯通孔3端部将密封部件6压入到对置的另一个第1螺母21的锪孔4内。因此，如上所述，不用从丝杠轴10上取下各螺母21、22，不会剪切O形环而有损密封性。进而，能够可靠密封来自多个螺母21、22之间的制冷剂。并且，在使多个螺母21、22装配于丝杠轴10的状态使螺母21、22相互抵接的情况下的作业性和制冷剂的密封性良好。

另外，本发明涉及的滚珠丝杠和滚珠丝杠的组装方法不限定于上述实施方式，当然在不脱离本发明的宗旨的情况下能够进行各种变形。

例如在上述实施方式中，说明了在各螺母21、22中，在周向的上下的2个部位等分配地形成有在轴向上贯通的贯通孔3，并通过将各螺母21、22的贯通孔3作为整体呈环状连通来构成一个环状流路的例子，然而不限定于此。例如不限定于2个部位的贯通孔3，并且，在等分配地形成贯通孔3方面也不受限定。

作为具体的例子，可以在各螺母21、22上，在周向上分别在4个部位形成在轴向上贯通的贯通孔3，使各螺母21、22的两处的贯通孔3为一组，构成作为整体呈环状连通的两组环状流路。并且，也可以在周向上分别形成3个部位以上的贯通孔3，使这些贯通孔3作为整体连通来构成一组环状流路。

另外，多个部位的贯通孔3可以采用不等分配方式。在该情况下，优选的是，例如如图11所示的衬垫40那样，使各贯通孔3和与其对应形成的贯通孔40h的位置形成为，在避开各螺母21、22的滚珠循环管的安装面（参照图2所示的标号21m、22m）的同时防止形成薄壁部分。也就是说，优选的是，相对于图11所示的假想线40m（与滚珠循环管的安装面21m、22m对应的位置），在该例中是4个部位的贯通孔40h中的两处的贯通孔40h形成在键槽40k和假想线40m之间的位置。并且，优选的是，其它两处的贯通孔40h与上述的图10所示的例子同样形成。

并且，在形成两个贯通孔3的情况下，可以将该形成位置如图12所示利用一对分割衬垫41、42相互的分割部40b，形成在各分割部40b。根据这样的结构，在各分割衬垫41、42的厚壁部分（键槽40k和分割部40b之间的部分）不形成贯通孔。因此，能够防止在各分割衬垫41、42形成薄壁部分。而且，根据这样的结构，处于在分割衬垫41、42相互的分割部40b内插入有密封部件6的状态。因此，衬垫40的更换变得容易。并且，由于衬垫40的更换变得容易，因而预压的调整也变得容易。

并且，例如在上述实施方式中，以双螺母预压方式的滚珠丝杠为例作了说明，然而不限于预压品，只要是在一个丝杠轴上连结装配有多个螺母、并使制冷剂通过在这些螺母的轴向上设置的贯通孔来冷却这些螺母的滚珠丝杠，就可以应用本发明。并且，在上述实施方式中，以连结2个螺母的例子作了说明，然而不限于此，在相互连结3个以上的螺母的情况下也可以应用。

并且，在上述实施方式中，说明了将密封部件6插入到与锪孔4的底部碰触的位置、并以使相邻的螺母21、22相互连接的方式使密封部件6定位、且该位置借助2个O形环60的弹性保持的例子，然而密封部件6的固定方法不限于此，例如如图5示出的变形例的要部放大图所示，也可以采用利用螺钉固定密封部件6的结构。

详细地说，如图5所示，在该例子的密封部件6中，除了上述实施方式的结构以外，在锪孔4侧的靠O形环60的位置还形成有圆环状的槽部6n。进而，在螺母21，在使密封部件6处于与锪孔4的底部碰触的位置时与圆环状的槽部6n对置的位置还形成有贯通形成的内螺纹64和与该内螺纹64同轴的锪孔66，通过将密封部件固定螺钉62拧入内螺纹64来将密封部件固定螺钉62的末端插入到槽部6n内，从而能够限制轴向的位置。

在进一步具有这种结构的该变形例的滚珠丝杠的组装方法中，如图6～图8所示，首先，在形成于2个螺母21、22中的第2螺母22上的锪孔5内收纳密封部件6整体，在该状态下使2个螺母对置并夹装衬垫40，同时，使任一螺母旋转，从而如图8所示使2个螺母21、22相互抵接。

之后，如图8所示，在使相邻的螺母21、22的贯通孔3之间的锪孔4、5对置的状态下，从形成在第2螺母22上的锪孔5的与螺母21、22相互的抵接侧相反的一侧的端部压入密封部件6直到与对置的第1螺母21的锪孔4的底部碰触。此时，与上述实施方式一样，如果使用圆棒（压入工具）70，则能够容易进行将密封部件6压入到对置的第1螺母21的锪孔4内的作业。进而，之后，通过将密封部件固定螺钉62拧入内螺纹64内，在处于对置位置的槽部6n内插入密封部件固定螺钉62的末端，由此，限制密封部件6的轴向的位置。

在上述实施方式的结构中，由于密封部件6的位置仅由2个O形环60的弹性保持轴向的位置，因而当使冷却通路从第1螺母21侧向第2螺母22的方向循环时，根据制冷剂的压力，密封部件6有可能在第2螺母22的方向上发生偏移。因此，在循环的制冷剂的压力高的情况下，会产生使制冷剂流动的方向仅从第2螺母22侧向第1螺母21侧流动的制约。与此相对，根据上述变形例的结构，尽管还需要内螺纹64和圆环状的槽部6n的加工，并且该组装的工时也增加，但是能够在槽部6n钩挂密封部件固定螺钉62末端，因而密封部件6的固定状态不依赖于制冷剂流动方向。因此，在制冷剂的压力高、想要使制冷剂流动方向为双向的情况下，该变形例的结构是优选的。

下面，参照图9对另一实施方式进行说明。

如该图所示，该实施方式在由第2螺母22的锪孔5形成的圆筒空间内配置螺旋弹簧（弹性部件）75的方面与上述的实施方式和变形例不同。螺旋弹簧75被组装成，将收纳在两个锪孔4、5内的密封部件6的端部（该图右侧的端部）从第2螺母22的锪孔5侧向第1螺母21的锪孔4侧按压。

通过配置该螺旋弹簧75，不需要图5所示的圆环状的槽部6n、内螺纹64和锪孔66的加工、以及密封部件固定螺钉62。并且，防止由于振动或冷却液的压力等而使密封部件6移动。因此，根据配置螺旋弹簧75的廉价结构，能够使密封更可靠。并且，从两个螺母21、22的左右任一方都能够使冷却液流动。

标号说明

1：滚珠丝杠；2：滚动路径；3：贯通孔；4：锪孔；5：锪孔（收纳锪孔）；6：密封部件；7：连通孔；8：连结管接头；9：连结管；10：丝杠轴；20：凸缘；21：第1螺母；22：第2螺母；30：滚动体；40：衬垫；50：冷却单元；60：O形环；62：密封部件固定螺钉；64：内螺纹；66：锪孔；70：圆棒（压入工具）；75：螺旋弹簧（弹性部件）。

Claims

1.一种滚珠丝杠，其在一个丝杠轴上连结多个螺母，并使制冷剂通过在各螺母的轴向上设置的贯通孔来冷却各螺母，所述滚珠丝杠的特征在于，

所述滚珠丝杠具有：

锪孔，其分别形成在相邻的螺母相互的所述贯通孔的对置侧端面；和环状的密封部件，其插入到该锪孔内，并具有以位于相邻的螺母相互的锪孔内的方式外嵌的2个O形环，

所述锪孔形成为：形成在一个螺母上的锪孔的深度比所述密封部件的全长深，形成在另一个螺母上的锪孔的深度比所述密封部件的全长浅，而且，相邻的螺母相互的锪孔在周向的位置在施加期望的预压的位置对置。

2.一种滚珠丝杠的组装方法，其用于组装滚珠丝杠，所述滚珠丝杠在一个丝杠轴上连结多个螺母，并使制冷剂通过在各螺母的轴向上设置的贯通孔来冷却各螺母，所述滚珠丝杠的组装方法的特征在于，

所述组装方法包括以下工序：

使用权利要求1所述的滚珠丝杠，使多个螺母成为装配于一个丝杠轴的状态，在形成于相邻的螺母中的所述一个螺母上的锪孔内收纳了所述密封部件整体的状态下与相邻的另一个螺母抵接；之后，在使相邻的螺母的贯通孔之间的锪孔对置的状态下，从形成在所述一个螺母上的锪孔的与所述螺母相互的抵接侧相反的一侧的贯通孔端部将所述密封部件压入到对置的另一个螺母的锪孔内。