CN113767234B

CN113767234B - 滚珠丝杠装置

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Publication number: CN113767234B
Application number: CN202180002341.0A
Authority: CN
Inventors: 山田和也; 下村祐二; 佐藤宽太; 阿部泰明
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2020-04-02
Filing date: 2021-03-10
Publication date: 2023-11-14
Anticipated expiration: 2041-03-10
Also published as: EP3919782A1; EP3919782B1; WO2021199989A1; EP3919782A4; CN113767234A; JPWO2021199989A1; US11680628B2; JP6947342B1; US20230087898A1

Abstract

从负载路(8)的终点向始点返回滚珠(4)的循环路(9)具备返回路径(20)、上提路径(21)以及连接路径(22)。上提路径(21)具有在圆周方向上，越靠近包括丝杠轴(2)的中心轴(O2)和返回路径(20)的中心线的基准假想平面(α)，便越向朝向径向外侧的方向弯曲的圆弧状的中心线。连接路径(22)具备具有配置于基准假想平面(α)上且沿与丝杠轴(2)的中心轴(O2)正交的方向延伸的直线状的中心线的直线路径(22a)。在将上提路径(21)的中心线的曲率半径设为R1、将上提角度设为θ、将直线路径(22a)的全长设为S的情况下，R1cos(90°－θ)+S比滚珠(4)的直径(D)大。

Description

滚珠丝杠装置

技术领域

本发明涉及滚珠丝杠装置。

背景技术

为了使滚珠在丝杠轴与螺母之间滚动，相比使丝杠轴和螺母直接接触的滑动丝杠装置，滚珠丝杠装置可得到高的效率。因此，滚珠丝杠装置为了将电动马达等驱动源的旋转运动转换成直线运动而被装入汽车的电动刹车装置、自动手动变速器(AMT)、机床的定位装置等各种机械装置。

滚珠丝杠装置具备：在外周面具有螺旋状的轴侧滚珠螺纹槽的丝杠轴；在内周面具有螺旋状的螺母侧滚珠螺纹槽的螺母；在由轴侧滚珠螺纹槽和螺母侧滚珠螺纹槽构成的负载路(负载滚珠滚行路)滚动的多个滚珠；以及使滚珠从负载路的终点返回到始点的循环部件。循环部件在内部具有将负载路的始点和终点接合的循环路(无负载滚珠滚行路)。

滚珠丝杠装置根据滚珠的循环方式的不同被分类成返回管(导管)式、导向板式、端盖式、板牙式等，在采用了任一循环方式的情况下，用于使滚珠循环的循环路都对滚珠的顺滑的循环等滚珠丝杠装置的各种性能产生大的影响。因此，一直以来在对循环路的路径进行改良。

例如，国际公开第2010/013706号中公开了以下的发明：为了使负载路的圈数接近整数，并且实现滚珠的顺滑的循环，对循环路的路径进行改良。图16～图20示出了国际公开第2010/013706号记载的现有构造的滚珠丝杠装置100。

滚珠丝杠装置100具备丝杠轴101、螺母102、多个滚珠103以及循环部件104。此外，说明书中，轴向、径向以及圆周方向除非另有说明，否则是指与丝杠轴相关的轴向、径向以及圆周方向。另外，关于轴向，将螺母的中央侧称为轴向内侧，将螺母的两侧称为轴向外侧。

丝杠轴101在外周面具有螺旋状的轴侧滚珠螺纹槽105。螺母102在内周面具有螺旋状的螺母侧滚珠螺纹槽106。丝杠轴101插通于螺母102的内侧，与螺母102配置于同轴上。轴侧滚珠螺纹槽105和螺母侧滚珠螺纹槽106配置成在径向上互相对置，且构成了螺旋状的负载路107。

循环部件104安装于螺母102的外周面。负载路107的始点P1和终点P2由配备于循环部件104的内部的循环路108相连。图18示出了负载路107及循环路108各自的中心线(滚珠103的中心轨迹)。到达了负载路107的终点P2的滚珠103通过循环路108返回负载路107的始点P1。此外，负载路107的始点和终点根据丝杠轴101与螺母102的轴向上的相对位移的方向(相对旋转方向)更换。即，螺母102相对于丝杠轴101向图17的右侧位移的情况下，P1为始点，P2为终点。另一方面，螺母102相对于丝杠轴101向图17的左侧位移的情况下，P2为始点，P1为终点。此外，循环部件104的数量是一个以上的任意的数，在图示的例中为两个。

循环路108根据其作用本分成多个路径(区间)。在现有构造的滚珠丝杠装置100中，循环路108能够分成返回路径109、上提路径110以及连接路径111。

返回路径109具有在轴向上将滚珠103从负载路107的终点侧向始点侧返回的作用。返回路径109配置于负载路107的径向外侧，具有与丝杠轴101的中心轴O101平行的中心线。

上提路径110具有将滚珠103从负载路107上提的作用。上提路径110的中心线如图19所示地从轴向观察弯曲成圆弧状，从负载路107的中心线延伸到包括丝杠轴101的中心轴O₁₀₁和返回路径109的中心线的基准假想平面α。在现有的构造的滚珠丝杠装置100中，上提路径110由配置于径向内侧部的内径侧上提路径110a和配置于径向外侧部的外径侧上提路径110b构成。

如图20所示，从与基准假想平面α正交的方向(螺母102的侧方)观察，内径侧上提路径110a的中心线配置成平行于与丝杠轴101的中心轴O101正交的正交假想平面。

与之相对，外径侧上提路径110b的中心线不仅从轴向观察弯曲成圆弧状，而且即使从与基准假想平面α正交的方向观察，也弯曲成圆弧状。即，外径侧上提路径110b的中心线在圆周方向上，越靠近基准假想平面α，一边越向朝向径向外侧的方向完全，一边还越向朝向轴向内侧的方向弯曲。

连接路径111将上提路径110(外径侧上提路径110b)和返回路径109相连，具有对滚珠103的移动方向进行方向转换的作用。连接路径111的中心线配置于基准假想平面α上，且越朝向径向外侧，越向朝向轴向内侧(靠近返回路径109)的方向弯曲。从而，对于连接路径111，也与外径侧上提路径110b同样地，在从与基准假想平面α正交的方向观察时，弯曲成圆弧状。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2010/013706号

发明内容

发明所要解决的课题

滚珠丝杠装置根据其用途，要求的性能、尺寸(体格)不同。对于装入电动刹车助力器装置等的汽车用的滚珠丝杠装置，从实现汽车的燃油性能、行驶性能的提高的方面出发，特别重要的是，(1)小型、(2)以小的驱动扭矩得到大的产生推力、(3)负载容量大。

因此，在汽车用的滚珠丝杠装置中，将螺纹槽的条数设为一条，并且相对于滚珠的直径，将螺纹槽的导程设定得小。具体而言，将螺纹槽的导程相对于滚珠的直径的比设为0.6以上。另外，为了增加能够容纳于负载路的滚珠的数量，还考虑了将上提角度设定得大。

另外，为了将具有上述这样的循环路108的现有构造的滚珠丝杠装置100用于汽车用途，在将轴侧滚珠螺纹槽105及螺母侧滚珠螺纹槽106各自的条数设为一条，并且将导程相对于滚珠103的直径的比设为0.6以上，并且增大上提角度的情况下，存在循环路108的一部分与负载路107干涉的可能性。具体而言，如图21所示，存在循环路108中的外径侧上提路径110b或连接路径111横切螺母侧滚珠螺纹槽106中的自轴向外侧起第二列的槽部(图21中的符号G部)的可能性。因此，难以将现有构造的滚珠丝杠装置100用作汽车用的滚珠丝杠装置。

本发明为了解决上述课题而作成，目的在于提供适于汽车用途的滚珠丝杠装置。

用于解决课题的方案

本发明的一方案的滚珠丝杠装置具备丝杠轴、螺母、负载路、循环路以及多个滚珠。

上述丝杠轴在外周面具有条数为一条的螺旋状的轴侧滚珠螺纹槽。

上述螺母在内周面具有条数为一条的螺旋状的螺母侧滚珠螺纹槽。

上述负载路为螺旋状，且由上述轴侧滚珠螺纹槽和上述螺母侧滚珠螺纹槽构成。

上述循环路连接上述负载路的始点和终点。

上述多个滚珠在上述负载路及上述循环路滚动。

在本发明的一方案的滚珠丝杠装置中，上述循环路具有：

返回路径，其配置于上述负载路的径向外侧，且具有与上述丝杠轴的中心轴平行的中心线；

上提路径，其在上述返回路径的长边方向两侧分别配置，且从上述负载路将上述滚珠上提；以及

连接路径，其分别配置在上述返回路径的长边方向两侧，且连接上述返回路径和上述上提路径。

上述上提路径具有圆弧状的中心线，该圆弧状的中心线在圆周方向上越靠近包括上述丝杠轴的中心轴和上述返回路径的中心线的基准假想平面，越向朝向径向外侧的方向弯曲，且从上述负载路的中心线延伸到上述基准假想平面。

上述连接路径具有直线路径和圆弧路径，该直线路径具有配置于上述基准假想平面上且沿与上述丝杠轴的中心轴正交的方向延伸的直线状的中心线，该圆弧路径具有配置于上述基准假想平面上且越朝向径向外侧便越向朝向轴向内侧的方向弯曲的圆弧状的中心线。

在将上述轴侧滚珠螺纹槽及上述螺母侧滚珠螺纹槽的导程设为L、将上述滚珠的直径设为D、将上述上提路径的中心线的曲率半径设为R1、将上述上提路径的上提角度设为θ、将上述直线路径的全长设为S的情况下，满足D/L≥0.6，且满足R1cos(90°－θ)+S＞D。

本发明的一方案的滚珠丝杠装置中，能够使上述上提路径的内壁面中的位于远离该上提路径的曲率中心的侧的外周侧部分的截面形状的曲率半径、及上述圆弧路径的内壁面中的位于远离该圆弧路径的曲率中心的侧的外周侧部分的截面形状的曲率半径均比上述滚珠的直径的二分之一大。

本发明的一方案的滚珠丝杠装置中，能够在上述负载路的中心线与上述上提路径的中心线的连接点，使相对于上述负载路的中心线的切线和相对于上述上提路径的中心线的切线沿轴向观察互相一致。

本发明的一方案的滚珠丝杠装置中，能够使上述上提路径的中心线与上述直线路径的中心线的连接点处的相对于上述上提路径的中心线的切线配置于上述基准假想平面上。

本发明的一方案的滚珠丝杠装置中，能够在从与上述基准假想平面正交的方向观察时，使上述上提路径的中心线仅倾斜与上述轴侧滚珠螺纹槽的导程角相当的角度。

本发明的一方案的滚珠丝杠装置中，能够还具备循环部件，该循环部件在内部具有上述循环路的一部分或全部。

该情况下，能够将上述循环路由上述循环部件和上述螺母构成。

发明的效果

在本发明的一方案的滚珠丝杠装置中，具备适于汽车用途的循环路的路径。

附图说明

图1是本发明的实施方式的1例的滚珠丝杠装置的立体图。

图2是上述滚珠丝杠装置的俯视图。

图3是图2的I－I线剖视图。

图4是图3的局部放大图。

图5是图2的II－II线剖视立体图。

图6是上述滚珠丝杠装置的省略了循环部件表示的俯视图。

图7是图2的III－III线剖视图。

图8是构成上述滚珠丝杠装置的循环部件的从径向内侧观察的仰视图。

图9是上述滚珠丝杠装置的从轴向观察循环路的中心线的一部分的示意图。

图10是上述滚珠丝杠装置的从螺母的侧方观察循环路的中心线的一部分的示意图。

图11(A)是上述滚珠丝杠装置的从轴向观察上提路径及连接路径的剖视示意图，图11(B)是图11(A)的IV－IV线剖视示意图。

图12(A)是上述滚珠丝杠装置的从螺母的侧方观察连接路径及返回路径的剖视示意图，图12(B)是图12(A)的V－V线剖视示意图。

图13是关于上述滚珠丝杠装置省略了螺母及循环部件仅表示丝杠轴及滚珠的俯视图。

图14是关于上述滚珠丝杠装置省略了螺母及循环部件仅表示丝杠轴及滚珠的侧视图。

图15是表示关于上述滚珠丝杠装置的使用了整体一体构成的循环部件的变形例的、相当于图1的图。

图16是表示现有构造的滚珠丝杠装置的立体图。

图17是表示现有构造的滚珠丝杠装置的透视立体图。

图18是表示现有构造的滚珠丝杠装置的负载路及循环路的中心线的示意图。

图19是现有构造的滚珠丝杠装置的从轴向观察循环路的中心线的一部分的示意图。

图20是现有构造的滚珠丝杠装置的从螺母的侧方观察循环路的中心线的一部的示意图。

图21是为了说明现有构造的问题点而表示的滚珠丝杠装置的局部剖视图。

具体实施方式

使用图1～图5，对本发明的实施方式的1例进行说明。

〔滚珠丝杠装置的整体结构〕

本例的滚珠丝杠装置1可以应用于汽车用途。例如，滚珠丝杠装置1不限于此，可用于装入电动刹车助力器装置，将作为驱动源的电动马达的旋转运动转换成直线运动，使液压缸的活塞动作。

本例的滚珠丝杠装置1具备丝杠轴2、螺母3以及多个滚珠4作为构成部件。而且，本例的滚珠丝杠装置1具备循环部件5。

丝杠轴2插通螺母3的内侧，与螺母3配置于同轴上。丝杠轴2的外周面与螺母3的内周面之间具备构成本例的滚珠丝杠装置1的螺旋状的负载路8。螺母3的外周面与循环部件5之间具备构成本例的滚珠丝杠装置1的循环路9。循环路9与负载路8的始点和终点分别连接。在负载路8及循环路9可滚动地配置有多个滚珠4。当使丝杠轴2和螺母3相对旋转时，达到了负载路8的终点的滚珠4通过循环路9返回到负载路8的始点。滚珠丝杠装置1可以将直线运动转换成旋转运动，或者将旋转运动转换成直线运动，具体而言，例如，通过使螺母3相对于丝杠轴2相对旋转，以使丝杠轴2相对于螺母3进行直线运动的方式使用。以下，在说明滚珠丝杠装置1的构成部件及构成要素的构造后，对循环路9的路径详细进行说明。

〈丝杠轴〉

丝杠轴2为金属制，且在外周面具有具备恒定的导程L的螺旋状的轴侧滚珠螺纹槽6。轴侧滚珠螺纹槽6通过对丝杠轴2的外周面实施磨削加工、切削加工、或者轧制加工而形成。轴侧滚珠螺纹槽6的条数是一条。轴侧滚珠螺纹槽6的截面的槽形状(槽底形状)是哥特式拱槽或圆拱槽。

〈螺母〉

螺母3是金属制，且整体构成为大致圆筒状。螺母3在内周面具有螺旋状的螺母侧滚珠螺纹槽7。螺母侧滚珠螺纹槽7通过对螺母3的内周面实施磨削加工、切削加工、或轧制加工、或者实施使用了轧制丝锥或切削丝锥的加工而形成。螺母侧滚珠螺纹槽7具有与轴侧滚珠螺纹槽6相同的导程L。螺母侧滚珠螺纹槽7的条数与轴侧滚珠螺纹槽6同样地为一条。螺母侧滚珠螺纹槽7的截面的槽形状也与轴侧滚珠螺纹槽6同样地为哥特式拱槽或圆拱槽。

在将丝杠轴2插通配置于螺母3的内侧的状态下，轴侧滚珠螺纹槽6和螺母侧滚珠螺纹槽7配置成在径向上对置，且构成螺旋状的负载路8。

螺母3在外周面的圆周方向一处具有平坦面状的座面部10。在座面部10具备螺母侧凹槽11和在螺母侧凹槽11的轴向两侧分别配置的贯通孔12。在座面部10安装有循环部件5。

螺母侧凹槽11沿轴向以直线状延伸，且与丝杠轴2的中心轴O₂平行地配置。螺母侧凹槽11的截面的槽形状是具有比滚珠4的直径D的二分之一大的直径的圆弧状。相距座面部10的螺母侧凹槽11的深度尺寸在轴向中间部遍及轴向不变，但在轴向两侧的端部，越靠近贯通孔12，越曲线地变大。

各个贯通孔12形成为将螺母3沿径向贯通，且在座面部10及螺母3的内周面分别开口。具体而言，贯通孔12在螺母3的内周面中的螺母侧滚珠螺纹槽7开口。另外，贯通孔12是沿螺母侧滚珠螺纹槽7伸长的长孔(矩形孔)。在各个贯通孔12无晃动地插入有循环部件5的长边方向两侧的端部(后述的脚部14)。由此，可实现循环部件5相对于螺母3的定位。

〈滚珠〉

滚珠4是具有预定的直径D的钢球，可滚动地配置于负载路8及循环路9。配置于负载路8的滚珠4一边承受压缩载荷一边滚动，与之相对，配置于循环路9的滚珠4不承受压缩载荷，被后续的滚珠4推动而滚动。本例的滚珠丝杠装置1可应用于汽车用途，因此将轴侧滚珠螺纹槽6及螺母侧滚珠螺纹槽7的导程L相对于滚珠4的直径D的比(D/L)设为0.6以上(D/L≥0.6)，以能够通过小的驱动扭矩得到大的发生推力。

〈循环部件〉

循环部件5由合成树脂或金属粉末的注射成形品构成，具备主体部13和在主体部13的长边方向两侧的端部分别配备的脚部14。循环部件5具有以长边方向的中央部为中心的旋转对称的形状。循环部件5利用压紧部件15相对于螺母3的座面部10固定为不能脱落。本例的滚珠丝杠装置1采用了所谓的返回管式(外部循环式)的循环方式。此外，在图示的例中，作为压紧部件15，使用了销状的部件。但是，作为压紧部件15，也能够使用板状的部件。

主体部13构成为长条的板状(大致半筒状)，且以将配备于座面部10的螺母侧凹槽11从径向外侧覆盖的方式配置。在主体部13的径向内侧面中的与螺母侧凹槽11对置的宽度方向中间部具备沿轴向以直线状延伸的主体侧凹槽16。主体侧凹槽16的截面的槽形状为具有比滚珠4的直径D的二分之一大的曲率半径的圆弧状。相距主体部13的径向内侧面的主体侧凹槽16的深度尺寸在轴向中间部遍及轴向不变，但在轴向两侧的端部，越朝向轴向外侧，越曲线地变小。

主体部13的径向内侧面中的从主体侧凹槽16脱离的宽度方向两侧部相对于座面部10落座。主体部13的径向外侧面以从螺母3的外周面向径向外侧不突出的方式构成为具有与螺母3的外周面的曲率半径大致相同的曲率半径的局部圆筒面状。此外，在实施本发明的情况下，虽然图示省略，在也可以将主体部的径向外侧面做成如下结构：在宽度方向中央部具有与座面部10平行的平坦面部，在该平坦面部的宽度方向两侧具备相对于座面部10倾斜的一对锥形面部。

各个脚部14构成为大致半筒状，从主体部13的长边方向两侧的端部朝向径向内侧伸长。脚部14从径向外侧无晃动地插入形成于螺母3的贯通孔12的内侧。在脚部14的前端部(径向内侧的端部)具有用于将在负载路8滚动的滚珠4上提并引导至循环路9的舌片状的上提部17。上提部17配置于轴侧滚珠螺纹槽6的内侧。在脚部14具备与配备于主体部13的主体侧凹槽16的轴向端部顺滑地相连的脚部侧凹槽18。脚部侧凹槽18相对于贯通孔12的内周面中的朝向轴向外侧的部分开口。

在本例中，在将循环部件5相对于螺母3安装的状态下，在循环部件5与螺母3之间的部分形成有循环路9。也就是，循环路9不是仅由循环部件5构成，而是由循环部件5和螺母3构成。因此，循环路9的内壁面不仅配备于循环部件5，还配备于螺母3。本例中，由形成于主体侧凹槽16与螺母侧凹槽11之间的截面大致圆形状的空间、及形成于脚部侧凹槽18与贯通孔12的内周面之间的截面大致圆形状的空间构成循环路9。循环路9与负载路8的始点和终点分别连接。换言之，负载路8的始点及终点为负载路8与循环路9的连接点(边界)，是上提部17的提捞点。此外，丝杠轴2与螺母3的轴向上的相对位移的方向(相对旋转方向)改变，滚珠4的移动方向变化，随之，负载路8的始点和终点更换。

本例中，循环部件5通过在轴向上连结两个段部件19a、19b而构成。段部件19a、19b分别具备主体部13的一半和一个脚部14。但是，作为循环部件，也可以如图15所示的变形例那样使用整体一体构成的部件。或者，也可以连结三个以上的段部件构成循环部件。

在利用使用以金属粉末为原料的注射成形品作为循环部件5的情况下，能够通过金属粉末注射成形法(MIM)制造循环部件5。该情况下，作为构成循环部件5的金属粉末(MIN用合金)，例如能够使用Fe－Ni－C(1～8％Ni、～0.8％C)、Fe－Cr－C(0.5～2％Cr、0.4～0.8％C)、SCM415、SUS630等。

〈循环路的路径说明〉

循环路9具有避免与负载路8的干涉的路径，且具备返回路径20、分别配置于返回路径20的长边方向两侧的上提路径21、以及分别配置于返回路径20的长边方向两侧且连接返回路径20和上提路径21的连接路径22。以下，参照图9～图图12，对本例的循环路9的路径进行说明。此外，图9示出了从轴向观察的循环路9的中心线(滚珠4的中心轨迹)的一部分，图10示出了从螺母3的侧方(与后述的基准假想平面α正交的方向)观察的循环路9的中心线的一部分(一半)。

在循环路9中，在负载路8的从终点到始点之间依次配置有上提路径21、连接路径22、返回路径20、连接路径22、上提路径21。上提路径21的长边方向两侧连接于负载路8及连接路径22。连接路径22的长边方向两侧连接于上提路径21及返回路径20。返回路径20的长边方向两侧分别连接于连接路径22。

《返回路径》

返回路径20具有在轴向上将滚珠4从负载路8的终点侧返回始点侧的作用。返回路径20由主体侧凹槽16的轴向中间部和螺母侧凹槽11的轴向中间部构成，且配置于负载路8的径向外侧。返回路径20具有沿轴向以直线状延伸且与丝杠轴2的中心轴O2平行的中心线。因此，在本例中，可以使负载路8的始点和终点的相位接近，使负载路8的圈数接近整数。

以下的说明中，将包括丝杠轴2的中心轴O₂和返回路径20的中心线的假想平面称为基准假想平面α。将与丝杠轴2的中心轴O₂正交的假想平面称为正交假想平面β。另外，将与丝杠轴2的中心轴O₂及返回路径20的中心线分别正交的方向称为X方向。另外，上提路径21及连接路径22分别配置于返回路径的长边方向两侧，但除了以长边方向的中央部为中心的旋转对称地配置，各自的形状在两侧也互相相同。

《上提路径》

上提路径21具有在负载路8的终点将滚珠4上提，并且向负载路8的始点供给滚珠4的作用。上提路径21由脚部侧凹槽18和贯通孔12的内周面构成。如图9所示，上提路径21的中心线从轴向观察弯曲成圆弧状，且从负载路8的中心线延伸到基准假想平面α。具体而言，上提路径21的中心线由曲率半径R1的圆弧构成，在圆周方向上，越接近基准假想平面α，越向朝向径向外侧的方向弯曲。

特别是在本例中，在负载路8的中心线与上提路径21的中心线的连接点C1，使相对于负载路8的中心线的切线T1和相对于上提路径21的中心线的切线T2从轴向观察互相一致，以使滚珠4能够从负载路8向上提路径21顺滑地移动。另外，为了可以使滚珠4从负载路8向上提路径21更顺滑地移动，如图10所示地，使上提路径21的中心线在从与基准假想平面α正交的方向(螺母3的侧方)观察时相对于直交假想平面β倾斜与轴侧滚珠螺纹槽6的导程角相当的角度。但是，在实施本发明的情况下，也可以将上提路径的中心线与直交假想平面β平行地配置。

进一步地，将上提路径21的中心线与连接路径22(后述的直线路径22a)的中心线的连接点C2处的相对于上提路径21的中心线的切线配置于基准假想平面α上，以使滚珠4能够在上提路径21与连接路径22之间顺滑地移动。

另外，如图11所示，使上提路径21的内壁面中构成位于远离上提路径21的曲率中心A1的侧的外周侧部分的脚部侧凹槽18的截面形状的曲率半径R18比滚珠4的直径D的二分之一大(R₁₈＞D/2)，以使滚珠4能够在上提路径21的内侧顺滑地移动。由此，使滚珠4相对于上提路径21的内壁面中的通过离心力滚珠4被强力地按压的部分仅在一点接触。

另外，为了增加可容纳于负载路8的滚珠4的数量，使滚珠丝杠装置1的负载容量增大，将上提部17(上提路径21)对滚珠4的上提角度θ设定得较大。具体而言，上提角度θ在滚珠4的直径为2.381mm的情况下，能够设定在45°～79°的范围，在滚珠4的直径为2mm的情况下，能够设定在45°～80°的范围。此外，上提角度θ是从相对于基准假想平面α及丝杠轴2的中心轴O₂正交的基准线Z到连接点C1的角度。

滚珠4在上提路径21的内侧一边在圆周方向上靠近基准假想平面α一边向径向外侧以圆弧状转弯地移动。滚珠4在上提路径21移动的期间，在X方向(放射方向)上移动R1cos(90°－θ)(＝R1sinθ)。本例的滚珠丝杠装置1中，与国际公开第2010/013706号记载的现有构造(参照图19及图20的符号110b)不同，滚珠4在上提路径21移动的期间朝向轴向内侧不移动。

《连接路径》

连接路径22具有连接上提路径21和返回路径20的作用。连接路径22由脚部侧凹槽18和贯通孔12的内周面、以及主体侧凹槽16的轴向端部和螺母侧凹槽11的轴向端部构成。连接路径22包括配置于径向内侧部的直线路径22a和配置于径向外侧部的圆弧路径22b。

《直线路径》

直线路径22a由脚部侧凹槽18和贯通孔12的内周面构成。直线路径22a具有配置于基准假想平面α上且在与丝杠轴2的中心轴O2正交的方向(X方向)上延伸的直线状的中心线。因此，在直线路径22a移动的滚珠4在轴向上不移动，仅在X方向上移动。本例中，将直线路径22a的全长(径向尺寸)设为S，因此滚珠4在直线路径23移动的期间在X方向上移动S的量。

《圆弧路径》

圆弧路径22b由主体侧凹槽16的轴向端部和螺母侧凹槽11的轴向端部构成。从与基准假想平面α正交的方向(螺母3的侧方)观察，圆弧路径22b的中心线以圆弧状弯曲。具体而言，圆弧路径22b的中心线由曲率半径R2的圆弧构成，配置于基准假想平面α上，且越朝向径向外侧，越向朝向轴向内侧(靠近返回路径20)的方向弯曲。

本例中，使直线路径22a的中心线与圆弧路径22b的中心线的连接点C3处的相对于圆弧路径22b的中心线的切线与直线路径22a的中心线一致，以使滚珠4能够在直线路径22a与圆弧路径22b之间顺滑地移动。

另外，使圆弧路径22b的中心线与返回路径20的中心线的连接点C4处的相对于圆弧路径22b的中心线的切线与返回路径20的中心线一致，以使滚珠4能够在圆弧路径22b与返回路径20之间顺滑地移动。

另外，如图12所示地，使圆弧路径22b的内壁面中的构成位于远离圆弧路径22b的曲率中心A₂侧的外周侧部分的主体侧凹槽16的轴向端部的截面形状的曲率半径R16比滚珠4的直径D的二分之一大(R16＞D/2)，以使滚珠4能够在圆弧路径22b的内侧顺滑地移动。由此，使滚珠4相对于圆弧路径22b的内壁面中的利用离心力滚珠4被强力地按压的部分仅一点接触。

从负载路8上提的滚珠4在循环路9的内侧以上提路径21、连接路径22的直线路径22a以及圆弧路径22b、返回路径20、连接路径22的圆弧路径22b以及直线路径22a、上提路径21的顺序移动，再次返回负载路8。在这样的本例的循环路9中，从与基准假想平面α正交的方向观察，仅圆弧路径22b以靠近负载路8的方式向轴向内侧弯曲。因此，仅圆弧路径22b有可能与负载路8干涉。

本例中，为了防止圆弧路径22b与负载路8干涉，限制了圆弧路径22b的设置高度(相距连接点C1的高度、径向位置)。更具体地，将相当于圆弧路径22b的设置高度的上提路径21的X方向尺寸与直线路径22a的X方向尺寸的和、即R1cos(90°－θ)+S的值设定为比滚珠4的直径D大(R1cos(90°－θ)+S＞D)。另外，上提路径21的X方向尺寸能够近似为曲率半径R1，因此也能够将上提路径21的曲率半径R1与直线路径22a的X方向尺寸的和、即R1+S的值设定为比滚珠4的直径D大(R1+S＞D)。

在以上这样的本例的滚珠丝杠装置1中，能够具有适于汽车用途的循环路9的路径。

本例中，为了将滚珠丝杠装置1应用于汽车用途，将轴侧滚珠螺纹槽6及螺母侧滚珠螺纹槽7的条数设为一条，且将轴侧滚珠螺纹槽6及螺母侧滚珠螺纹槽7的导程L相对于滚珠4的直径D的比(D/L)设为0.6以上，因此螺母侧滚珠螺纹槽7的间距(槽间隔)变小。因此，若将圆弧路径22b配置于相距提捞点的高度(相距C1的X方向高度)不充分的位置，则会与上述的现有构造的情况同样地，圆弧路径22b容易与负载路8干涉。

因此，在本例中，在圆弧路径22b的径向内侧设置使滚珠4向轴向内侧不移动而仅在X方向(径向、放射方向)上移动的直线路径22a，并且将上提路径21的X方向尺寸与直线路径22a的X方向尺寸的和、即R1cos(90°－θ)+S的值设定为比滚珠4的直径D大。因此，能够确保圆弧路径22b的设置高度充分，能够有效防止圆弧路径22b与负载路8干涉。具体而言，能够防止构成圆弧路径22b的螺母侧凹槽11的轴向端部横切螺母侧滚珠螺纹槽7中的从轴向外侧其的第二列槽部(图4中的符号G1部)。另外，能够确保螺母侧凹槽11的轴向端部与螺母侧滚珠螺纹槽7的该槽部之间的部分的壁厚充分。因此，能够防止因螺母3的刚性降低而使负载容量降低。

在负载路8的中心线与上提路径21的中心线的连接点C1，从轴向观察，使相对于负载路8的中心线的切线T1和相对于上提路径21的中心线的切线T2互相一致。因此，能够使滚珠4从负载路8向上提路径21顺滑地移动。而且，从与基准假想平面α正交的方向观察，使上提路径21的中心线相对于直交假想平面β仅倾斜与轴侧滚珠螺纹槽6的导程角相当的角度，因此，从该方面出发，也能够使滚珠4从负载路8向上提路径21顺滑地移动。

将上提路径21的中心线与直线路径22a的中心线的连接点C2处的相对于上提路径21的中心线的切线配置于基准假想平面α上，因此能够使滚珠4从上提路径21向直线路径22a顺滑地移动。

使直线路径22a的中心线与圆弧路径22b的中心线的连接点C3处的相对于圆弧路径22b的中心线的切线与直线路径22a的中心线一致，因此能够使滚珠4在直线路径22a与圆弧路径22b之间顺滑地移动。

使圆弧路径22b的中心线与返回路径20的中心线的连接点C4处的相对于圆弧路径22b的中心线的切线与返回路径20的中心线一致，因此能够使滚珠4在圆弧路径22b与返回路径20之间顺滑地移动。

进一步地，使上提路径21的内壁面中的构成位于远离上提路径21的曲率中心A₁的侧的外周侧部分的脚部侧凹槽18的截面形状的曲率半径R₁₈比滚珠4的直径D的二分之一大(R₁₈＞D/2)。另外，使圆弧路径22b的内壁面中的构成位于远离圆弧路径22b的曲率中心A₂的侧的外周侧部分的主体侧凹槽16的轴向端部的截面形状的曲率半径R₁₆比滚珠4的直径D的二分之一大(R₁₆＞D/2)。因此，能够使滚珠4和上提路径21及圆弧路径22b的内壁面切线抵接，因此，能够使滚珠4顺滑地移动。

在实施本发明的情况下，可代替地，构成滚珠丝杠装置的循环路也能够仅由循环部件构成。另外，也可设想省略循环部件，或者将循环部件和螺母一体形成，将循环路形成于该螺母的内部。在将循环路由循环部件和螺母构成的情况下，构成循环路的各个凹槽(内壁面)的形状也不限于上述的形状。另外，对于循环部件的各部的形状及固定方法，可以采用一直以来已知的各种形状及方法。

符号说明

1—滚珠丝杠装置，2—丝杠轴，3—螺母，4—滚珠，5—循环部件，6—轴侧滚珠螺纹槽，7—螺母侧滚珠螺纹槽，8—负载路，9—循环路，10—座面部，11—螺母侧凹槽，12—贯通孔，13—主体部，14—脚部，15—压紧部件，16—主体侧凹槽，17—上提部，18—脚部侧凹槽，19a、19b—段部件，20—返回路径，21—上提路径，22—连接路径，22a—直线路径，22b—圆弧路径，100—滚珠丝杠装置，101—丝杠轴，102—螺母，103—滚珠，104—循环部件，105—轴侧滚珠螺纹槽，106—螺母侧滚珠螺纹槽，107—负载路，108—循环路，109—返回路径，110—上提路径，110a—内径侧上提路径，110b—外径侧上提路径，111—连接路径。

Claims

1.一种滚珠丝杠装置，其特征在于，具备：

丝杠轴，其在外周面具有条数为一条的螺旋状的轴侧滚珠螺纹槽；

螺母，其在内周面具有条数为一条的螺旋状的螺母侧滚珠螺纹槽；

螺旋状的负载路，其由上述轴侧滚珠螺纹槽和上述螺母侧滚珠螺纹槽构成；

循环路，其连接上述负载路的始点和终点；以及

多个滚珠，其在上述负载路及上述循环路滚动，

上述循环路具有：

上提路径，其分别配置在上述返回路径的长边方向两侧，且从上述负载路将上述滚珠上提；以及

连接路径，其分别配置在上述返回路径的长边方向两侧，且连接上述返回路径和上述上提路径，

上述上提路径具有圆弧状的中心线，该圆弧状的中心线在圆周方向上越靠近包括上述丝杠轴的中心轴和上述返回路径的中心线的基准假想平面，越向朝向径向外侧的方向弯曲，且从上述负载路的中心线延伸到上述基准假想平面，

上述连接路径具有直线路径和圆弧路径，该直线路径具有配置于上述基准假想平面上且沿与上述丝杠轴的中心轴正交的方向延伸的直线状的中心线，该圆弧路径具有配置于上述基准假想平面上且越朝向径向外侧便越向朝向轴向内侧的方向弯曲的圆弧状的中心线，而且，

2.根据权利要求1所述的滚珠丝杠装置，其特征在于，

上述上提路径的内壁面中的位于远离该上提路径的曲率中心的侧的外周侧部分的截面形状的曲率半径、及上述圆弧路径的内壁面中的位于远离该圆弧路径的曲率中心的侧的外周侧部分的截面形状的曲率半径均比上述滚珠的直径的二分之一大。

3.根据权利要求1所述的滚珠丝杠装置，其特征在于，

在上述负载路的中心线与上述上提路径的中心线的连接点，相对于上述负载路的中心线的切线和相对于上述上提路径的中心线的切线沿轴向观察互相一致。

4.根据权利要求2所述的滚珠丝杠装置，其特征在于，

5.根据权利要求1～4中任一项所述的滚珠丝杠装置，其特征在于，

上述上提路径的中心线与上述直线路径的中心线的连接点处的相对于上述上提路径的中心线的切线配置于上述基准假想平面上。

6.根据权利要求1～4中任一项所述的滚珠丝杠装置，其特征在于，

从与上述基准假想平面正交的方向观察，上述上提路径的中心线仅倾斜与上述轴侧滚珠螺纹槽的导程角相当的角度。

7.根据权利要求5所述的滚珠丝杠装置，其特征在于，

8.根据权利要求1～4中任一项所述的滚珠丝杠装置，其特征在于，

具备循环部件，该循环部件在内部具有上述循环路的一部分或全部。

9.根据权利要求5所述的滚珠丝杠装置，其特征在于，

10.根据权利要求6所述的滚珠丝杠装置，其特征在于，

11.根据权利要求7所述的滚珠丝杠装置，其特征在于，

12.根据权利要求8所述的滚珠丝杠装置，其特征在于，

上述循环路由上述循环部件和上述螺母构成。

13.根据权利要求9所述的滚珠丝杠装置，其特征在于，

上述循环路由上述循环部件和上述螺母构成。

14.根据权利要求10所述的滚珠丝杠装置，其特征在于，

上述循环路由上述循环部件和上述螺母构成。

15.根据权利要求11所述的滚珠丝杠装置，其特征在于，

上述循环路由上述循环部件和上述螺母构成。