CN104976299A - 滚珠丝杠螺母 - Google Patents

Abstract

本发明目的在于提供一种将润滑剂供给用的润滑构件安装在端盖外而不会导致端盖大型化的滚珠丝杠螺母。本发明的特征在于，具备：螺母主体(21)，具有滚珠滚动槽(28)及滚珠返回孔(31)；一对端盖，分别通过安装用螺栓(34、35)而安装在上述螺母主体(21)的两端部；及润滑构件(23)，安装在上述一对端盖(22)中的至少任一方的端盖的另一端部。上述两个端盖(22)具有彼此相同的形态，上述润滑构件(23)具备：润滑用垫(44)，使多孔树脂浸渍润滑剂而形成；及壳体(42)，收纳上述润滑用垫(44)。上述壳体(42)通过使用上述安装用螺栓(34、35)与上述端盖(22)一起紧固而安装于上述螺母主体(21)。

Description

滚珠丝杠螺母

技术领域

本发明涉及具备向滚珠丝杠轴供给润滑剂的润滑构件的滚珠丝杠螺母。

背景技术

以往，在工业用机器人或各种制造装置等中，在对往复移动的往复构件进行驱动时多使用滚珠丝杠机构。该滚珠丝杠机构具备旋转的滚珠丝杠轴和经由多个滚珠而与该滚珠丝杠轴螺合的滚珠丝杠螺母。

滚珠丝杠螺母以旋转受限制的状态安装于往复构件。在近年来的滚珠丝杠机构中，为了尽可能地延长维护的间隔，有时会采用能够供给润滑剂的结构。

作为能够供给润滑剂的以往的滚珠丝杠机构，例如存在JP2005-42796A(文献1)公开的结构。

文献1所示的滚珠丝杠机构具备能够供给润滑剂的滚珠丝杠螺母。该滚珠丝杠螺母具备螺母主体和安装在该螺母主体的两端部的端盖。在端盖形成有朝向螺母主体开口的多个凹部。在这些凹部插入并保持有仿形于各凹部的开口形状而成形的含油构件。含油构件由含有润滑剂的聚合物形成。该含油构件所含有的润滑剂从端盖的凹部渗出而进入滚珠滚动用的槽，并附着于滚珠。

文献1所公开的含油构件收容在端盖的凹部中。该含油构件含有的润滑剂为了附着于滚珠而需要流过凹部的壁面。因此，文献1所示的滚珠丝杠螺母存在润滑性能低的问题。

通过将含油构件、即润滑剂供给用的润滑构件设置在端盖外，能够在一定程度上消除上述的不良情况。这是因为，能够将润滑剂直接供给于滚珠丝杠轴。

然而，以往的滚珠丝杠螺母为了实现上述的往复构件的小型化而在滚珠丝杠轴的径向上尽可能较小地形成。

因此，在该滚珠丝杠螺母的端盖中，功能部彼此之间的间隔较窄。该功能部是供安装用螺栓通过的贯通孔、用于将从螺母主体滚出的滚珠向螺母主体的滚珠返回孔引导的导向槽等。

为了在这样的端盖外安装润滑构件，用于将该润滑构件安装于端盖的安装座需要避免与现有功能部发生干扰地进行设置，端盖可能会大型化。

发明内容

本发明为了消除这样的问题而作出，其目的在于提供一种润滑剂供给用的润滑构件安装于端盖外而不会导致端盖大型化的滚珠丝杠螺母。

为了实现该目的，本发明的滚珠丝杠螺母的特征在于，具备：螺母主体，具有供滚珠丝杠轴通过的贯通孔，且具有沿着上述贯通孔的孔壁面以螺旋状延伸的滚珠滚动槽及沿着上述滚珠丝杠轴的轴线方向延伸的滚珠返回孔；一对端盖，在一端部形成有对上述滚珠滚动槽与上述滚珠返回孔进行连接的滚珠通道，并分别通过安装用螺栓安装在上述螺母主体的两端部；及润滑构件，安装在上述一对端盖中的至少任一端盖的另一端部，上述两个端盖具有彼此相同的形态，上述润滑构件具备：润滑用垫，使具有与上述滚珠丝杠轴的外周面接触的周面的形状的多孔树脂浸渍润滑剂而成；及壳体，以限制上述润滑用垫向上述滚珠丝杠轴的旋转方向移动的状态收纳上述润滑用垫，上述壳体通过使用上述安装用螺栓与上述端盖一起紧固而安装于上述螺母主体。

附图说明

图1是使用本发明的滚珠丝杠螺母构成的单轴机器人的俯视图。

图2是单轴机器人的侧视图。

图3是滚珠丝杠螺母的俯视图。

图4是螺母主体的侧视图。

图5是螺母主体的主视图。

图6是图5的VI-VI线剖视图。

图7是端盖的俯视图。

图8是端盖的主视图。

图9是端盖的后视图。

图10是润滑用垫的俯视图。

图11是润滑用垫的主视图。

图12是图11的XII-XII线剖视图。

图13是润滑用垫的立体图。

图14是壳体的侧视图。

图15是壳体的俯视图。

图16是图15的XVI-XVI线剖视图。

图17是壳体的立体图。

图18是滚珠丝杠螺母的安装位置不同的单轴机器人的俯视图。

图19是滚珠丝杠螺母的安装位置不同的单轴机器人的俯视图。

图20是表示壳体的其他实施方式的剖视图。

图21是表示润滑用垫的其他实施方式的主视图。

图22是表示润滑用垫的其他实施方式的俯视图。

具体实施方式

(第一实施方式)

以下，通过图1～19详细地对本发明的滚珠丝杠螺母的一实施方式进行说明。在该实施方式中，对将本发明的滚珠丝杠螺母适用于单轴机器人的滚珠丝杠装置的情况的一例进行说明。

图1所示的单轴机器人1使工作台2在图1及图2中沿左右方向往复。工作台2经由直线导轨4而移动自如地支承于该单轴机器人1的框架3上。该单轴机器人1具备用于驱动工作台2的滚珠丝杠装置5。

滚珠丝杠装置5具备：安装于框架3的一端部的电动机6；由该电动机6驱动而旋转的滚珠丝杠轴7；螺合于该滚珠丝杠轴7的滚珠丝杠螺母8。

滚珠丝杠轴7的一端部旋转自如地支承于电动机6的轴承9上，经由联轴器6b而与电动机6的输出轴6a连接。滚珠丝杠轴7的另一端部经由支撑块10及轴承11而旋转自如地支承于框架3上。如图3所示，在滚珠丝杠轴7的外周部形成有螺旋状的滚珠滚动槽12。

如图3所示，滚珠丝杠螺母8具备：螺母主体21、安装于该螺母主体21的两端的端盖22、安装于上述端盖22中的一个端盖22的润滑构件23。

如图4所示，螺母主体21由沿轴线方向(在图4中为左右方向)排列的凸缘部24和圆筒部25构成。以下，将螺母主体21的轴线方向上的两个端部中的凸缘部24所在的一端部称为“凸缘侧的端部”，将圆筒部25所在的另一端部称为“圆筒部侧的端部”。

该实施方式的凸缘部24通过多个固定用螺栓(未图示)而固定于上述的工作台2。如图2所示，该实施方式的滚珠丝杠螺母8以凸缘部24位于工作台2的一端部并且圆筒部25位于工作台2的内部的状态安装于工作台2。安装有凸缘部24的工作台2的一端部是工作台2的位于电动机6的相反侧的端部。

如图5所示，该凸缘部24形成为从滚珠丝杠轴7的轴线方向观察为长方形形状。在该凸缘部24的四个角部分别穿设有贯通孔26。这些贯通孔26供用于将滚珠丝杠螺母8固定于工作台2的固定用螺栓(未图示)通过。

如图6所示，在凸缘部24和圆筒部25上穿设有贯通孔27。滚珠丝杠轴7在该贯通孔27中通过。在贯通孔27的孔壁面上形成有螺旋状的滚珠滚动槽28。该滚珠滚动槽28沿着孔壁面延伸。该滚珠滚动槽28与滚珠丝杠轴7的滚珠滚动槽12协作而构成滚珠通道。在该螺母主体21的滚珠滚动槽28与滚珠丝杠轴7的滚珠滚动槽12之间夹有滚珠(未图示)。

另外，在凸缘部24和圆筒部25上穿设有沿滚珠丝杠轴7的轴线方向延伸的滚珠返回孔31(参照图5)。该滚珠返回孔31在凸缘部24的外端面24a(参照图4)和圆筒部25的外端面25a上开口，沿轴线方向贯通螺母主体21。凸缘部24的外端面24a是凸缘部24的与轴线方向垂直的两个端面中的位于圆筒部25的相反侧的端面。圆筒部25的外端面25a是圆筒部25的与轴线方向垂直的两个端面中的位于凸缘部24的相反侧的端面。

如图5所示，在凸缘部24的外端面24a和圆筒部25的外端面25b上分别形成有两个销孔32和四个螺纹孔33。销孔32用于对后述的端盖22进行定位。螺纹孔33用于将端盖22和根据需要将后述的润滑构件23安装于螺母主体21上。这些螺纹孔33分别设置在将凸缘部24的外端面24a或圆筒部25的外端面25a沿滚珠丝杠轴7的旋转方向四等分的位置。

端盖22用于对螺母主体21的滚珠滚动槽28与滚珠返回孔31进行连接，并且如图7～图9所示地形成为圆环状。该端盖22以与螺母主体21位于同一轴线上的状态安装于凸缘部24的外端面24a和圆筒部25的外端面25a上。

端盖22由多根安装用螺栓安装于螺母主体21。在该实施方式中，如图3所示，端盖22通过后述的第一安装用螺栓34而安装于螺母主体21的凸缘部侧的端部。另外，端盖22通过第一安装用螺栓34和贯通后述的润滑构件23的第二安装用螺栓35而安装于螺母主体21的圆筒部侧的端部上。

安装于螺母主体21的凸缘部侧的端部的端盖22和安装于螺母主体21的圆筒部侧的端部的端盖22具有彼此相同的形态、即相同的形状、结构及大小。

在该端盖22的与螺母主体21连接的一端部，如图7及图9所示，设有：向螺母主体21的滚珠返回孔31插入的突起36、与该突起36连接的凹槽37(参照图9)、两根定位销38。突起36和凹槽37构成对滚珠滚动槽12、28和滚珠返回孔31进行连接的滚珠通道。

两根定位销38形成为与螺母主体21的销孔32嵌合的形状。端盖22通过这些定位销38与销孔32嵌合而被与螺母主体21定位于同一轴线上，并且在周向上被定位于预定的位置。该预定的位置是突起36准确地插入滚珠返回孔31的位置，是穿设于端盖22的多个贯通孔39(参照图8及图9)与螺母主体21的螺纹孔33对置的位置。

这些贯通孔39分别设置在将端盖22沿周向四等分的位置，并在轴线方向上贯通端盖22。如图9所示，四个贯通孔39中的两个贯通孔39形成在端盖22的突起36与定位销38之间。

在端盖22的内周部设有用于形成滚珠通道的突片40(参照图8)。

在端盖22的另一端部，更具体而言，在端盖22的另一端部的贯通孔39开口的部分，如图7及图8所示，形成有凹部41。该凹部41形成为能够收容后述的第一安装用螺栓34的头部34a的形状。

安装于螺母主体21的两个端盖22中的位于螺母主体21的凸缘侧的端部的一个端盖22仅通过第一安装用螺栓34安装于螺母主体21。另一端盖22通过两根第一安装用螺栓34和两根第二安装用螺栓35安装于螺母主体21。

第一安装用螺栓34与第二安装用螺栓35的直径相同，且长度不同。这些第一安装用螺栓34和第二安装用螺栓35中的相对较短的第一安装用螺栓34通过端盖22的贯通孔39，并以仅贯通了端盖22的状态螺合于螺母主体21的螺纹孔33。

如图3所示，第二安装用螺栓35贯通后述的润滑构件23的壳体42和端盖22而与螺母主体21的螺纹孔33螺合。第二安装用螺栓35通过壳体42的贯通孔43(参照图16)和端盖22的贯通孔39。

润滑构件23由图10～图13所示的润滑用垫44和图14～图17所示的壳体42构成。

润滑用垫44通过使形成为圆环状的多孔树脂中浸渍润滑剂而形成。该实施方式的多孔树脂使用多孔聚氨酯树脂或多孔烧结树脂。该实施方式的润滑用垫44通过例如真空脱泡使多孔聚氨酯树脂或多孔烧结树脂浸渍具有预定粘度的润滑油而形成。另外，使润滑用垫44浸渍润滑剂的方法不限于上述的方法。

润滑用垫44的内径比滚珠丝杠轴7的外径小。即，该润滑用垫44具有与滚珠丝杠轴7的外周面接触的内周面44a。

如图11所示，在润滑用垫44的外周部上形成有两个凹槽45。这些凹槽45设置在润滑用垫44的径向的一方和另一方，沿润滑用垫44的轴线方向延伸。

壳体42收纳润滑用垫44，形成为有底圆筒状，具有形成为圆筒状的壳体主体42a和与该壳体主体42a的一端连接的由环状的板构成的底壁42b。壳体主体42a的外径等于或稍小于端盖22的外径。

壳体主体42a的内周面形成为与润滑用垫44的外周面嵌合的形状。在壳体主体42a的内部形成有两个凸部46。上述凸部46设置在壳体主体42a的径向的一方和另一方，沿壳体主体42a的轴线方向延伸。在上述凸部46上穿设有用于使第二安装用螺栓35通过的贯通孔43。即，壳体42具有开有用于使第二安装用螺栓35通过的贯通孔43的凸部46。

另外，上述凸部46从壳体主体42a的开口部沿轴线方向突出预定的长度。该凸部46从壳体主体42a突出的部分的长度与端盖22的凹部41的深度相同。另外，该长度可以比盖的凹部41的深度稍短，也可以稍长。在该长度比凹部41的深度短的情况下，壳体主体42a的凸部46以外的部位与端盖22相接。这种情况下，异物难以进入壳体42内。另外，在该长度比凹部41的深度长的情况下，在壳体主体42a与端盖22之间形成有间隙。在这样形成有间隙的情况下，能够从该间隙向壳体主体42a内注入润滑油，从而补充到润滑用垫44中。

该实施方式的凸部46形成为与润滑用垫44的凹槽45嵌合的形状。即，润滑用垫44以通过该凸部46限制润滑用垫44向滚珠丝杠轴7旋转方向移动的状态收纳于壳体42内。

该壳体42通过两根第二安装用螺栓35安装于螺母主体21，上述两根第二安装用螺栓35通过在凸部46上开口的贯通孔43和位于螺母主体21的圆筒部侧的端部的端盖22的贯通孔39。

即，壳体42通过使用两根第二安装用螺栓35与端盖22一起紧固而安装于螺母主体21上。这两根第二安装用螺栓35通过端盖22的四个贯通孔39中的隔着端盖22的轴心部而在径向的一方和另一方分离的两个贯通孔39。因此，壳体42由将端盖22安装于螺母主体21的四根安装用螺栓34、35中的一部分安装用螺栓即至少一根安装用螺栓而安装于螺母主体21。

这样构成的滚珠丝杠螺母8能够通过与滚珠丝杠轴7的外周面接触的润滑用垫44而将润滑剂直接供给于滚珠丝杠轴7。涂敷在滚珠丝杠轴7的外周面上的润滑油渗入滚珠丝杠轴7的滚珠滚动槽12，并附着于滚珠。

润滑构件23利用端盖22的现有功能部即第一安装用螺栓34所通过的贯通孔39及其周边部分(凹部41)而安装于端盖22。因此，在端盖22上未设置用于安装润滑构件23的专用的安装座。

因此，根据该实施方式，能够提供一种滚珠丝杠螺母，在端盖22外安装润滑构件23也不会导致端盖22大型化，从而提高了润滑性能。

该实施方式的一对端盖22具有彼此相同的形态，即具有相同的形状、结构及大小。因此，润滑构件23能够安装于一对端盖22中的任一端盖，所以能够在适于该滚珠丝杠螺母8的使用状态的位置配置润滑构件23。该“适于使用状态的位置”是指：例如图1所示，在滚珠丝杠螺母8安装于工作台2的一端部的情况下，滚珠丝杠螺母8的位于工作台2的内部的端部。通过采用该结构，润滑构件23收容在工作台2的内部。因此，能够防止工作台2的可移动范围由于润滑构件23与电动机6或支撑块10发生干扰而变窄的情况。

图1所示的滚珠丝杠螺母8安装在工作台2的位于电动机6的相反侧的端部。因此，该滚珠丝杠螺母8能够在将滚珠丝杠轴用轴承11从框架3拆下的状态下相对于滚珠丝杠轴7进行装卸。即，根据该实施方式，与将电动机6从框架3拆下的情况相比，能够容易地进行滚珠丝杠螺母8的更换。

滚珠丝杠螺母8能够如图18所示地安装在工作台2的与电动机6接近的一端部，也能够如图19所示地安装在工作台2的内部。通过采用图18所示的结构，在工作台2最远离电动机6的状态下，滚珠丝杠螺母8的支承跨距L比采用图1所示的结构的情况短。该支承跨距L是滚珠丝杠螺母8的轴线方向的中央部与电动机6的轴承9之间的长度。当这样支承跨距L较短时，滚珠丝杠轴7不易振动，所以能够将滚珠丝杠轴7的旋转速度设定得较高。

在采用图19所示的结构的情况下，滚珠丝杠螺母8的轴线方向上的中央部定位于工作台2的中央部附近。因此，在工作台2向电动机6侧移动时和工作台2向电动机6的相反侧移动时滚珠丝杠轴7同样地振动，所以能够容易地设定滚珠丝杠轴7的最大的旋转速度。

该实施方式的位于螺母主体21的圆筒部侧的端部的端盖22通过多根安装用螺栓(两根第一安装用螺栓34和两根第二安装用螺栓35)而安装于螺母主体21。壳体42通过这些安装用螺栓的一部分即两根第二安装用螺栓35而安装于螺母主体21。

因此，根据该实施方式，能够在端盖22安装于螺母主体21的状态下仅将润滑构件23从端盖22上拆下。因此，根据该实施方式，能够提供一种容易进行更换润滑用垫44或补充润滑剂的维护的滚珠丝杠螺母。

在该实施方式的端盖22的另一端部(螺母主体21的相反侧的端部)形成有能够收容第一安装用螺栓34的头部34a的凹部41。壳体42具有开有用于使第二安装用螺栓35通过的贯通孔43的凸部46。该凸部46形成为与端盖22的凹部41嵌合的形状。

根据该实施方式，在将润滑构件23安装于端盖22时，能够通过壳体42的凸部46与端盖22的凹部41的嵌合而将壳体42定位于端盖22。因此，能够将润滑构件23高精度地安装于端盖22，因为润滑用垫44与滚珠丝杠轴7准确地接触，所以能够提供润滑可靠性高的滚珠丝杠螺母。

该实施方式的端盖22具备：滚珠导向用突起36，构成滚珠通道的一部分并插入滚珠返回孔31；多个定位销38，与形成于螺母主体21的两端面的销孔32(定位孔)嵌合。在端盖22的滚珠导向用突起36与定位销38之间形成有供第一安装用螺栓34或第二安装用螺栓35插入的贯通孔39。

根据该实施方式，因为能够将滚珠导向用突起36、定位销38、贯通孔39配置在同一圆周上，所以能够提供一种尽管具备润滑构件23也可在滚珠丝杠轴7的径向上保持紧凑的滚珠丝杠螺母。

(第二实施方式)

润滑构件的壳体能够如图20所示地形成。在图20中，对于与通过图1～图19进行了说明的结构相同或等同的构件，标注相同的附图标记并适当省略详细的说明。

该实施方式的壳体42具有从滚珠丝杠轴7的径向的外侧向内侧对润滑用垫44进行按压的按压部51。该按压部51将壳体主体42a的两个凸部46彼此之间的筒状部分局部地形成得较厚，并分别设置在径向的一方和另一方。另外，该壳体42的凸部46形成为将凹槽45的底部从滚珠丝杠轴7的径向的外侧向内侧按压的形状。即，该实施方式的凸部46实质上作为按压部51发挥作用。

这样通过两个按压部51和两个凸部46按压润滑用垫44，将润滑用垫44的内周面44a的四个部位压紧于滚珠丝杠轴7。即，滚珠丝杠轴7如图20中的箭头所示，通过由润滑用垫44按压而从四个方向被施加预压。

因此，根据该实施方式，能够提供一种能够更可靠地将润滑剂供给于滚珠丝杠轴7的滚珠丝杠螺母。

(第三实施方式)

润滑用垫能够如图21及图22所示地构成。在图21及图22中，对于与通过图1～图19进行了说明的结构相同或等同的构件，标注同一附图标记并适当省略详细的说明。

图21及图22所示的润滑用垫44形成为将图10～图13所示的润滑用垫44沿滚珠丝杠轴7的径向分割的形状。分割的位置是一个凹槽45分成两个的位置。

该呈半圆状的润滑用垫44将两个作为一组而使用。即，两个润滑用垫44以在中心部夹有滚珠丝杠轴7的方式以相互对置的状态收容于壳体42。

当润滑用垫44如图11所示为环状时，需要所谓穿串状组装于滚珠丝杠轴7，在分解组装时必须依次进行分解、组装，而比较麻烦。但是，如该实施方式所示，当润滑用垫44为分割结构时，仅通过将壳体42从端盖22拆下，就能够容易地进行润滑用垫44的分解、组装。

即，该润滑用垫44能够在滚珠丝杠轴7的两端部与电动机6、支撑块10连接的状态下相对于滚珠丝杠轴7进行装卸。因此，根据该实施方式，能够提供一种更简单地进行润滑用垫44的组装作业、维护的滚珠丝杠螺母。

在上述的实施方式中，示出了将润滑构件23设置在螺母主体21的圆筒部侧的端部的例子。但是，本发明不限于此。润滑构件23可以仅设于螺母主体21的凸缘部侧的端部，或同时设于圆筒部侧的端部和凸缘部侧的端部。

该实施方式的滚珠丝杠螺母8用于单轴机器人1的滚珠丝杠装置5。但是，本发明的滚珠丝杠螺母8也可以用于其他工业用机器人的滚珠丝杠装置、电子元件安装装置中用于驱动往复移动构件的滚珠丝杠装置。

Claims (6)

1.一种滚珠丝杠螺母，其特征在于，具备：

螺母主体，具有供滚珠丝杠轴通过的贯通孔，且具有沿着所述贯通孔的孔壁面以螺旋状延伸的滚珠滚动槽及沿着所述滚珠丝杠轴的轴线方向延伸的滚珠返回孔；

一对端盖，在一端部形成有对所述滚珠滚动槽与所述滚珠返回孔进行连接的滚珠通道，并分别通过安装用螺栓安装在所述螺母主体的两端部；及

润滑构件，安装在所述一对端盖中的至少任一端盖的另一端部，

所述两个端盖具有彼此相同的形态，

所述润滑构件具备：

润滑用垫，使具有与所述滚珠丝杠轴的外周面接触的周面的形状的多孔树脂浸渍润滑剂而形成；及

壳体，以限制所述润滑用垫向所述滚珠丝杠轴的旋转方向移动的状态收纳所述润滑用垫，

所述壳体通过使用所述安装用螺栓与所述端盖一起紧固而安装于所述螺母主体。

2.根据权利要求1所述的滚珠丝杠螺母，其特征在于，

所述端盖通过多根所述安装用螺栓安装于螺母主体，

所述壳体通过多根所述安装用螺栓中的至少一根安装用螺栓安装于所述螺母主体。

3.根据权利要求1或2所述的滚珠丝杠螺母，其特征在于，

在所述端盖的另一端部形成有能够收容所述安装用螺栓的头部的凹部，

所述壳体具有开有用于供所述安装用螺栓通过的孔的凸部，

所述凸部形成为与所述凹部嵌合的形状。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的滚珠丝杠螺母，其特征在于，

所述壳体具有从所述滚珠丝杠轴的径向外侧向内侧对所述润滑用垫进行按压的按压部。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的滚珠丝杠螺母，其特征在于，

所述端盖还具备：

滚珠导向用突起，构成所述滚珠通道的一部分并插入所述滚珠返回孔；及

多个定位销，与形成在所述螺母主体的两端面上的定位孔嵌合，

在所述端盖的所述突起与所述定位销之间形成有供所述安装用螺栓插入的贯通孔。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的滚珠丝杠螺母，其特征在于，

所述润滑用垫沿所述滚珠丝杠轴的径向被分割。