CN1720406A - 滚动体螺旋装置 - Google Patents

Abstract

组合沿无负荷通道分割的一对回行管道半体构成回行管道，另一方面，跨该回行管道地将压管构件固定于螺母构件，将上述回行管道固定于螺母构件。在各回行管道半体形成凸缘部，另一方面，在上述压管构件形成覆盖各回行管道半体凸缘部的一对固定脚部，贯通上述压管构件的固定脚部和回行管道半体的凸缘部地将连接构件连接于上述螺母构件。当由上述连接构件将压管构件的固定脚部固定于螺母构件时，该压管构件的接合部朝使其分割面对接的方向紧固一对回行管道半体。

Description

滚动体螺旋装置

技术领域

本发明涉及一种滚动体螺旋装置，该滚动体螺旋装置通过滚珠或滚柱等滚动体将螺母构件螺旋接合于螺旋轴，例如在机床的工件台等将电动机的回转运动变换成直线运动；详细地说，涉及将大体U字状的回行管道安装于螺母构件形成滚动体的无限循环通道的类型的滚动体螺旋装置。

背景技术

作为使用所谓的回行管道形成滚动体的无限循环通道的滚动体螺旋装置已知有多种。这些滚动体螺旋装置，包括：形成螺旋状的滚动槽的螺旋轴，具有与上述滚动槽相对的螺旋状的负荷滚动槽并通过滚动体螺旋接合到上述螺旋轴的螺母构件，及安装于该螺母构件而形成滚动体的无限循环通道的回行管道。

该回行管道具有插入到螺母构件的一对脚部、和将这些脚部相互连接的连接通道部，形成为大体U字状断面，从一方的脚部朝另一方的脚部形成滚动体的无负荷通道，滚动体可在其内部滚动行走。另一方面，在上述螺母构件上夹住螺母构件的中心轴线地形成一对用于插入回行管道的脚部的滚动体通过孔，这些滚动体通过孔相对螺母构件的内周面开设成切线状。另外，这些滚动体通过孔隔开与负荷滚动槽的多个匝相当的距离地形成。当将回行管道的脚部插入到该滚动体通过孔时，各脚部稍朝螺母构件的内周面突出，从螺旋轴的滚动槽将滚动体捞取到回行管道内地构成。因此，在螺旋轴的滚动槽与螺母构件的负荷滚动槽之间承受着负荷地滚动的滚动体，当其到达回行管道的脚部突出的位置时，从负荷释放，同时，从螺旋轴的滚动槽脱离，按无负荷状态在回行管道内滚动，返回到与多个匝相当的距离前的滚动槽。即，通过将回行管道安装于螺母构件，从而形成滚动体的无限循环通道。

作为上述回行管道，已知将铁制的管弯曲加工成大体U字状的回行管道。然而，在该方法中，制造成本高，另外，当进行弯曲加工时容易出现尺寸的偏差。

另一方面，作为回行管道的另一例，已知有这样的回行管道，用包含滚动体的无负荷通道的平面分割回行管道，分成一对的回行管道半体。在各回行管道半体形成断面大体为半圆状的无负荷通道，当相互对接这些回行管道时，完成滚动体的无负荷通道。

这些回行管道如图7所示那样使用由金属板形成的压管构件100固定于螺母构件101。压管构件100跨回行管道102地用螺钉固定于螺母构件101，这样，回行管道102在将一对脚部103、103插入到螺母构件101的滚动体通过孔104、104的状态下固定于该螺母构件101。

然而，上述回行管道具有的无负荷通道的内径尺寸设定得比滚动体的外径尺寸大一些，所以，如实际上滚动体在设于螺母构件的上述无限循环通道循环，则当该滚动体在无负荷通道滚动时，反复与回行管道的内周面进行冲撞。在通过一对回行管道半体的对接形成回行管道的场合，滚动体与回行管道的内周面冲撞时的冲击力作为打开回行管道半体的对接面的力起作用，在滚动体的循环过程中，该力对回行管道连续地作用。为此，随着滚动体螺旋装置的运行时间累积，在回行管道半体的对接面产生间隙，存在发生滚动体从该间隙跑出的问题的可能性。

特别是在高负荷、大推力用的滚动体螺旋装置中，相应地使滚动体以较强的势头冲撞到回行管道的内周面，所以，易于在早期产生间隙，需要反抗该冲撞产生的冲击力，确实地使一对回行管道半体对接。

发明内容

本发明就是鉴于这样的问题而作出的，其目的在于提供一种滚动体螺旋装置，该滚动体螺旋装置在使沿滚动体的无负荷通道分割的一对回行管道半体对接而构成回行管道时，通过确实地使这些回行管道半体对接，从而防止在滚动体的循环中在上述回行管道半体的对接面产生间隙，即使在高负荷、大推力的条件下使用时也能够承受长期使用。

为了达到上述目的，在本发明的滚动体螺旋装置中，组合沿无负荷通道分割的一对回行管道半体构成回行管道，另一方面，跨该回行管道地将压管构件固定于螺母构件，将上述回行管道固定于螺母构件。另外，在各回行管道半体形成朝与上述无负荷通道交叉的方向突设的凸缘部，另一方面，在上述压管构件形成具有与上述回行管道配合的凹部的接合部、和覆盖各回行管道半体的凸缘部的一对固定脚部，贯通上述压管构件的固定脚部和回行管道半体的凸缘部地将连接构件连接于上述螺母构件。然后，当由上述连接构件将压管构件的固定脚部固定于螺母构件时，该压管构件的接合部朝使其分割面对接的方向紧固一对的回行管道半体。

按照如以上那样构成的本发明，当滚动体在设于回行管道内部的无负荷通道内循环时，即使由于滚动体与回行管道的内周壁的冲撞而对一对回行管道半体相互的对接面作用将其打开的力，也可通过利用上述压管构件的紧固力，牢固地维持回行管道半体的对接状态。这样，可防止在一对回行管道半体之间产生间隙，即使在高负荷、大推力的条件下使用，也可实现回行管道的长寿命化。

附图说明

图1为示出包含适用了本发明的滚动体螺旋装置的线性执行机构的透视图。

图2A为适用了本发明的滚动体螺旋装置的回行管道的透视图。

图2B为适用了本发明的滚动体螺旋装置的回行管道的平面图。

图2C为适用了本发明的滚动体螺旋装置的回行管道的正面图。

图3为图1所示线性执行机构的纵断面图。

图4A为示出图2所示回行管道与压管构件的关系的透视图。

图4B为示出图2所示回行管道与压管构件的关系的平面图。

图5为在本发明中示出压管构件的正面图。

图6为示出压管构件的紧固力的作用方向的平面图。

图7为示出现有技术的回行管道的安装构造的透视图。

具体实施方式

下面，参照附图详细说明本发明的滚动体螺旋装置。

图1示出包含适用了本发明的滚动体螺旋装置的线性执行机构1。该线性执行机构1由外轨10、螺旋轴20、及内块30构成；该外轨10具有凹槽11，形成为渠道状；该螺旋轴20可自由回转地设于该外轨10的凹槽11内；该内块30具有该螺旋轴20贯通的贯通孔，同时，配置在上述外轨10的凹槽11内。

内块30通过多个滚珠31安装于外轨10，在内块30具有上述滚珠31循环的无限循环通道。这样，内块30可在外轨10的凹槽11内自由往复运动。

另外，上述内块30通过多个滚珠21螺旋接合于上述螺旋轴20，构成滚珠螺旋装置。螺旋轴20由设于外轨10的纵向两端的支承托架(图中未示出)可自由回转地支承，由图中未示出的电动机驱动回转。这样，上述内块30相应于螺旋轴20的回转量在外轨10的凹槽11内进退，可将搭载于内块30的台等可动体定位在预定的位置。

在上述螺旋轴20的外周面形成螺旋状的滚珠滚动槽22，另一方面，在内块30的贯通孔的内周面形成与螺旋轴20的滚珠滚动槽22相对的负荷滚动槽32。这些滚珠滚动槽22和负荷滚动槽32彼此相对，构成滚珠21的负荷滚动行走通道，当螺旋轴20回转时，滚珠21承受着负荷地在上述负荷滚动行走通道内滚动。形成于螺旋轴20的滚珠滚动槽22的断面形成为组合了曲率半径比滚珠21的半径大一些的两个圆弧的哥特式拱状，另外，内块30侧的负荷滚动槽32也形成为相同的哥特式拱状，滚珠21相对这些滚珠滚动槽22和负荷滚动槽32按四点接触着，在上述负荷滚动行走通道内滚动。对在负荷滚动行走通道内滚动的滚珠21施加预压，防止当螺旋轴20的回转使内块30移动时在这些螺旋轴20与内块30之间发生间隙，可提高内块30的反复运动的定位精度。作为施加预压的方式，采用这样的方式，即，例如选择直径比螺旋轴9与内块30之间的间隙相比稍大的滚珠(加大尺寸滚珠)，将该滚珠充填于负荷滚动行走通道内。

另外，在上述内块30安装连通连接上述负荷滚动行走通道的两端的回行管道40。该回行管道40具有一对的脚部41、41，大体形成为U字状，在其内部形成内径比滚珠21的直径稍大的无负荷通道。如图3所示那样，该回行管道40安装到内块30的下面侧，即与外轨10的基座部10a的相对面。在内块30的下面形成与回行管道40的脚部41配合的一对滚珠通过孔，回行管道40的脚部41的前端通过该滚珠通过孔稍突出到内块30的贯通孔中，将在螺旋轴20的滚珠滚动槽22滚动来的滚珠21收容于回行管道40的无负荷通道内。插入回行管道40的脚部41的一对滚珠通过孔隔开与形成为螺旋状的上述负荷滚动行走通道的多个匝相当的距离地形成。

因此，当将该回行管道40安装于内块30时，负荷滚动行走通道的两端由回行管道40的无负荷通道连通连接，完成滚珠21的无限循环通道。当螺旋轴20相对内块30回转时，排列于上述无限循环通道内的多个滚珠21在该无限循环通道内循环。

另外，上述回行管道40由后述的压管构件固定于内块30。该压管构件将在后面详细说明。

图2A、图2B、及图2C为示出上述回行管道40的详细情况的图。该回行管道40通过使一对回行管道半体50、50相对进行对接并由熔接等方法接合其对接面51而构成，该一对回行管道半体50、50由合成树脂的注射成形形成，并形成为相同形状、相同尺寸。该回行管道40具有插入到内块30的滚珠通过孔中的一对的脚部41和连接这些脚部41的连接通道部42，大体形成为U字状，突出于内块30下面的连接通道部42将与滚珠21的通过方向直交的断面形状大体形成为矩形，另一方面，一对的脚部41、41大体形成为圆筒状。另外，在上述一对的脚部41、41的前端形成滚珠21的捞取部43，通过使该捞取部43从内块30的贯通孔的内周面突出，从而可将在螺旋轴20的滚珠滚动槽22滚动的滚珠21收容于回行管道40的无负荷通道内。

一对的回行管道半体50、50的对接面51，换言之回行管道40的分割面沿连接通道部42的纵向形成，严密地说，相对连接通道部42的纵向稍倾斜。在各回行管道半体50一体形成用于将回行管道40固定于内块30的凸缘部52。该凸缘部52从上述连接通道部42朝其侧方、即与上述无负荷通道交叉的方向突设，如图2B所示那样，在使一对回行管道半体50、50相向地对接的状态下，一对的凸缘部52、52相对于连接通道部42的纵向形成于不同的位置。另外，在各凸缘部52形成用于插通作为连接构件的固定螺栓53的切口部54。

图4示出相对上述回行管道40安装压管构件60的状态。该压管构件60通过弯折金属板而形成，通过将固定螺栓53连接于内块30，从而跨上述回行管道40地固定于内块30，将回行管道40压入到内块30。在压管构件60设置具有上述回行管道40配合的凹部61的接合部62，另一方面，与该接合部62的两端相连地形成一对固定脚部63、63，各固定脚部63重合于回行管道半体50的凸缘部52将其覆盖地形成。

在各固定脚部63形成固定螺栓53插通的贯通孔64，该贯通孔64与形成于回行管道半体50的凸缘部52的切口部54重合。因此，如图4所示那样，当从上述固定脚部63上将固定螺栓53连接于内块30时，可将压管构件60和回行管道40一起固定于内块30。特别是由于回行管道半体50由合成树脂制成，所以，当从凸缘部52上直接连接固定螺栓53时，存在固定螺栓53的头部咬入到凸缘部52而不能足够牢固地固定回行管道40的可能性。然而，如用金属制的压管构件60的固定脚部63覆盖回行管道半体50的凸缘部52，从其上连接固定螺栓53的话，则可相对回行管道半体50的凸缘部52充分地施加固定螺栓53的连接力，牢固地固定回行管道40。

图5为示出上述压管构件60的具体形状的图。压管构件60具有的一对固定脚部63、63的前端分别朝从回行管道半体50的凸缘部52离开的方向倾斜地形成。即，在将压管构件60的接合部62配合于回行管道40后，在连接上述固定螺栓53以前的状态下，如图5所示那样，在固定脚部63的前端与回行管道半体50的凸缘部52之间形成楔形的间隙64。在该实施例中，上述接合部62与固定脚部63按锐角α相交地形成压管构件60。

当以这样的楔状将间隙64形成于压管构件60的固定脚部63与回行管道半体50的凸缘部52之间时，从固定脚部63的上方连接上述固定螺栓53，当强制地使该固定脚部63与凸缘部52紧密接触时，压管构件60的接合部62朝紧固回行管道40的方向弹性变形。这样，彼此相向的一对回行管道半体50、50由压管构件60的变形从外部紧固，两者在其对接面51牢固地对接。

因此，只需连接固定螺栓53对压管构件60进行固定，即可使回行管道半体50、50相互牢固地对接，即使在滚珠21以较强的势头在回行管道40的无负荷通道内滚动的场合，也可抑制在这些回行管道半体50、50的对接面51产生间隙。

另外，形成于各回行管道半体50、50的凸缘部52相对于无负荷通道的纵向突设于相互错开的位置，如图4B所示那样，压管构件60倾斜地跨回行管道40地固定。为此，如图6所示那样，上述压管构件60的紧固力F对回行管道40作为力偶作用，可更进一步使一对回行管道半体50、50相互牢固地对接。

另外，如将上述压管构件60的接合部62的凹部61的宽度t形成得比回行管道40的宽度稍小，另一方面，朝回行管道40稍打开地形成该凹部61，则如上述那样，当从压管构件60的固定脚部63之上连接固定螺栓53时，接合部62更强地紧固回行管道40，可使回行管道半体50、50相互进一步牢固地对接。

这样按照本发明，当使用作为连接构件的固定螺栓53将压管构件60固定于内块30时，该压管构件60紧固回行管道40，使相向的回行管道半体50、50相互牢固地对接。这样，即使滚珠21以较强的势头在回行管道40内的无负荷通道中滚动，也不会在回行管道半体50的对接面51产生间隙，可实现回行管道40的长寿命化。另外，即使为易于变形的合成树脂制的回行管道，也可使用于高负荷、大推力的滚珠螺旋装置。

在上述实施例中，作为滚动体使用了滚珠，但也可适用圆筒滚子等滚件。另外，作为螺母构件示出了大体矩形断面的内块，但也可适用于圆筒形状的螺母构件。

Claims (4)

1.一种滚动体螺旋装置，其特征在于，由多个滚动体、螺旋轴、螺母构件、回行管道、压管构件，及连接构件构成；该螺旋轴在外周面形成这些滚动体滚动行走的螺旋状的滚动槽；该螺母构件具有所述螺旋轴贯通的贯通孔，同时，在该贯通孔的内周面形成与所述滚动槽一起构成所述滚动体的负荷滚动行走通道的螺旋状的负荷滚动槽；该回行管道具有所述滚动体的无负荷通道，通过组合沿该无负荷通道的延伸方向分割的一对回行管道半体而构成，连通所述负荷滚动行走通道的两端而在所述螺母构件形成滚动体的无限循环通道；该压管构件跨该回行管道地将该回行管道固定于所述螺母构件；该连接构件将该压管构件固定于螺母构件；

各回行管道半体具有朝与所述无负荷通道交叉的方向突设的凸缘部，另一方面，所述压管构件具有接合部和一对固定脚部，该接合部具有所述回行管道配合的凹部，该一对固定脚部覆盖各回行管道半体的凸缘部，所述连接构件贯通所述压管构件的固定脚部和回行管道半体的凸缘部而螺旋接合于所述螺母构件，

当由所述连接构件将压管构件的固定脚部固定于螺母构件时，该压管构件的接合部朝使其分割面对接的方向紧固一对回行管道半体。

2.根据权利要求1所述的滚动体螺旋装置，其特征在于：所述压管构件通过弯折金属制的板状构件而形成。

3.根据权利要求1所述的滚动体螺旋装置，其特征在于：所述压管构件所具有的一对固定脚部使其前端朝离开回行管道半体的凸缘部的方向倾斜地形成，当由所述连接构件强制地固定到所述回行管道半体的凸缘部时，所述压管构件的接合部朝紧固回行管道的方向弹性变形。

4.根据权利要求1所述的滚动体螺旋装置，其特征在于：所述压管构件与所述回行管道半体的分割面斜交地跨过回行管道，所述压管构件的接合部紧固一对回行管道半体的力对于该压管构件作为力偶起作用。

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