CN1849470A - 滚柱丝杠 - Google Patents

Abstract

本发明的滚柱丝杠具有：外周面上形成有螺旋状滚柱滚动槽(1a)的螺纹轴(1)，内周面上形成有与滚柱滚动槽(1a)相向的螺旋状负荷滚柱滚动槽(2a)的螺母组件(2)，内部形成有将螺纹轴(1)的滚柱滚动槽(1a)与螺母组件(2)的负荷滚柱滚动槽(2a)之间的负荷滚柱滚动路径(3)的一端与另一端连接起来的滚柱返回路径(5)的返回管(4)，以及容纳在所述负荷滚柱滚动路径(3)和所述滚柱返回路径(5)内的多个滚柱(6)；并且，使滚柱返回路径(5)扭转，以使得滚柱(6)的姿态能够随着在返回管(4)的轴向上移动而变化，因此，可提供一种易于组装而且结构简单，还能够使滚柱圆滑地进行循环的滚柱丝杠。

Description

滚柱丝杠

技术领域

本发明涉及螺纹轴与螺母组件之间中介有可滚动的滚柱的滚柱丝杠。

背景技术

作为螺纹轴与螺母组件之间中介有可滚动的滚珠的滚珠丝杠，与不通过中介的滚珠而进行滑动接触的丝杠相比，能够降低螺纹轴相对于螺母组件进行旋转时的摩擦系数，因此，已实用于机床的定位机构、送进机构以及汽车的转向齿轮等中。

在滚珠丝杠中，在形成于螺纹轴的外周面上的螺旋状滚珠滚动槽与形成于螺母组件的内周面上的螺旋状负荷滚珠滚动槽之间中介有多个滚珠。当螺纹轴相对于螺母组件旋转时，多个滚珠在螺纹轴的滚珠滚动槽和螺母组件的负荷滚珠滚动槽上滚动。滚动到螺母组件的负荷滚珠滚动槽的一端的滚珠，在内部形成有将负荷滚珠滚动槽的一端和另一端连接起来的滚珠返回路径的返回管内上升，返回到负荷滚珠滚动槽的原来的位置上。由此，实现滚珠的循环。

近年来，有人提出用滚柱替代滚珠作为滚动体的滚柱丝杠的方案。滚珠能够向任何方向滚动，而滚珠的滚动方向受到限制。因此，滚柱丝杠存在着循环路径的结构也相对复杂的倾向。

专利文献1公开了这样一种方案，即，将螺母体的螺旋槽的一端和另一端连接起来的、使滚柱进行循环的断面呈四边形的滚柱循环路径，由与螺母体的螺旋槽之中的滚柱滚动部分的两端连通的直线形状的滚柱提升部、以及使这些滚柱提升部连通的滚柱循环部构成。滚柱提升部由分成两体的分体结构的循环部件构成。另一方面，使滚柱提升部连通的滚柱循环部是将形成有断面呈V形的循环槽的返回板组装在形成有断面呈V形的循环槽的螺母体的外周上而构成。滚柱提升部在螺母体的螺旋槽与滚柱循环部之间对滚柱使之滚动姿态发生变化地进行螺旋状引导。滚柱循环部将滚柱使之滚动姿态不变化地从某一方提升部直线引导到另一方提升部中。

专利文献1：特开平11-210858号公报

滚动体使用滚珠的滚珠丝杠已经成品化，但作为滚动体使用滚柱的滚柱丝杠，尽管已经有了例如专利文献1所述的方案，但尚未实现成品化。可以认为，这是由于滚柱在螺母的负荷滚珠滚动槽中上升时会卡在提升部中，或者为了使滚柱进行复杂的动作循环路径的结构将变得很复杂。

此外，滚珠能够向任何方向滚动，而滚柱的滚动方向则受到限制。可以认为，这是导致滚柱从螺母组件的负荷滚柱滚动槽朝向滚柱返回路径上升时，或者从滚柱返回路径返回负荷滚柱滚动槽时，滚柱会卡在负荷滚柱滚动路径与滚柱返回路径之间的接缝部分上的原因之一。

发明内容

为此，本发明的目的是，提供一种易于组装而且结构简单，还能够使滚柱圆滑地进行循环的滚柱丝杠。

此外，本发明的目的是，提供一种能够使滚柱在从负荷滚珠滚动路径与滚柱返回路径之间的接缝部分中圆滑地进行循环的滚柱丝杠。

下面，对本发明进行说明。为了便于人们了解本发明，对附图中的参考编号加了括号，但本发明并不因此而受到图示实施方式的限定。

为实现上述任务，本发明技术方案1的特征是，具有：外周面上形成有螺旋状滚柱滚动槽(1a)的螺纹轴(1)，内周面上形成有与所述滚柱滚动槽(1a)相向的螺旋状负荷滚柱滚动槽(2a)的螺母组件(2)，内部形成有将所述螺纹轴(1)的滚柱滚动槽(1a)与所述螺母组件(2)的负荷滚柱滚动槽(2a)之间的负荷滚柱滚动路径(3)的一端与另一端连接起来的滚柱返回路径(5)的返回管(4)，以及容纳在所述负荷滚柱滚动路径(3)和所述滚柱返回路径(5)内的多个滚柱(6)；所述滚柱返回路径(5)扭转成使所述滚柱(6)随着在所述返回管(4)的轴向上移动其姿态发生变化。

本发明技术方案2的特征是在技术方案1所述的滚柱丝杠中，承受来自所述螺纹轴(1)的轴向上的某一方向((1))的载荷的滚柱(6)，通过从所述返回管(4)中通过而翻转成承受来自所述某一方向之反方向((2))的载荷。

本发明技术方案3的特征是在技术方案1或2所述的滚柱丝杠中，所述返回管(4)，具有呈直线形状延伸的中央部(14)以及在中央部(14)的两侧折弯的一对端部(15、15)，所述中央部(14)内的所述滚柱返回路径(15)是扭转的。

本发明技术方案4的特征是在技术方案3所述的滚柱丝杠中，所述中央部(14)内的所述滚柱返回路径(15)从所述中央部(14)的轴向的中央(E-E)以相等的角度向所述一对端部(15、15)扭转。

本发明技术方案5的特征是在技术方案1～4之任一项所述的滚柱丝杠中，所述返回管(4)沿其轴向被分割，各分割体(23a、23b)具有构成所述滚柱返回路径(15)的槽部(26、27)，在所述滚柱返回路径(5)扭转的区段，所述槽部(26、27)的某一方槽壁(26a、27a)相对于另一方槽壁(26a′、27a′)倾斜，在某一方分割体(23a)的槽壁(26a′)和与该槽壁(26a′)相向的另一方分割体(23b)的槽壁(27a′)之间对所述滚柱(6)进行引导。

本发明技术方案6的特征是在技术方案1～5之任一项所述的滚柱丝杠中，所述返回管(4)具有中央部(14)以及在中央部(14)的两侧折弯的一对端部(15、15)，形成断面呈与所述滚柱(6)的侧面形状相对应的四边形的所述滚柱返回路径(5)的所述一对端部(15、15)的前端部(15b、15b)，从所述螺纹轴(1)的轴向看过去配置在所述负荷滚柱返回路径(5)的切线方向上，并且，从螺纹轴(1)的侧面看过去向所述负荷滚柱返回路径(5)的导程角方向倾斜。

本发明技术方案7以具有如下特征的滚柱丝杠实现上述任务，即，具有：外周面上形成有螺旋状滚柱滚动槽(1a)的螺纹轴(1)，内周面上形成有与所述滚柱滚动槽(1a)相向的螺旋状负荷滚柱滚动槽(2a)的螺母组件(2)，为了使在所述螺纹轴(1)的所述滚柱滚动槽(1a)与所述螺母组件(2)的所述负荷滚柱滚动槽(2a)之间的负荷滚柱滚动路径(3)中滚动的滚柱(6)能够循环而内部形成有与所述负荷滚柱滚动路径(3)相连的滚柱返回路径(5)的循环部件(4)，以及，容纳在所述负荷滚柱滚动路径(3)和所述滚柱返回路径(5)内的多个滚柱(6)；在所述循环部件(4)的前端部(15b)，形成有能够避免所述循环部件(4)与所述螺纹轴(1)的螺纹牙二者接触的切口(18)，在所述切口(18)的内侧，形成有从所述螺纹轴(1)的轴向看过去进入所述螺纹牙的内部的滚柱引导部(19)，位于所述滚柱引导部(19)所在位置上的所述滚柱返回路径(5)的断面形状形成为四边形。

本发明技术方案8的特征是在技术方案7所述的滚柱丝杠中，顺沿于所述滚柱返回路径(5)的轴向的所述滚柱引导部(19)的断面形状形成为呈朝向所述滚柱引导部(19)的前端(20)宽度逐渐变窄的锥形。

本发明技术方案9以具有如下特征的滚柱丝杠实现上述任务，即，具有：外周面上形成有螺旋状滚柱滚动槽(1a)的螺纹轴(1)，内周面上形成有与所述滚柱滚动槽(1a)相向的螺旋状负荷滚柱滚动槽(2a)的螺母组件(2)，为了使在所述螺纹轴(1)的所述滚柱滚动槽(1a)与所述螺母组件(2)的所述负荷滚柱滚动槽(2a)之间的负荷滚柱滚动路径(3)中滚动的滚柱(6)能够循环而内部形成有与所述负荷滚柱滚动路径(3)相连的滚柱返回路径(5)的循环部件(4)，以及，容纳在所述负荷滚柱滚动路径(3)和所述滚柱返回路径(5)内的多个滚柱(6)；在所述循环部件(4)的前端部(15b)，形成有断面呈与所述滚柱(6)的侧面形状相对应的四边形的所述滚柱返回路径(5)，为了在所述负荷滚柱滚动路径(3)与所述循环部件(4)的前端部(15b)之间的接缝部分上，使所述螺母组件(2)的所述负荷滚柱滚动槽(2a)与所述前端部(15b)的所述滚柱返回路径(5)的形状一致，所述螺母组件(2)的所述负荷滚柱滚动槽(2a)被削去。

本发明技术方案10以具有如下特征的滚柱丝杠实现上述任务，即，具有：外周面上形成有螺旋状滚柱滚动槽(1a)的螺纹轴(1)，内周面上形成有与所述滚柱滚动槽(1a)相向的螺旋状负荷滚柱滚动槽(2a)的螺母组件(2)，为了使在所述螺纹轴(1)的所述滚柱滚动槽(1a)与所述螺母组件(2)的所述负荷滚柱滚动槽(2a)之间的负荷滚柱滚动路径(3)中滚动的滚柱(6)能够循环而内部形成有与所述负荷滚柱滚动路径(3)相连的滚柱返回路径(5)的循环部件(4)，以及，容纳在所述负荷滚柱滚动路径(3)和所述滚柱返回路径(5)内的多个滚柱(6)；在所述循环部件(4)的前端部(15b)，形成有断面呈与所述滚柱(6)的侧面形状相对应的四边形的所述滚柱返回路径(5)，所述前端部(15b)，从所述螺纹轴(1)的轴向看过去配置在所述负荷滚柱滚动路径(3)的切线方向上，并且，从螺纹轴(1)的侧面看过去向所述负荷滚柱滚动路径(3)的导程角方向倾斜。

根据本发明的技术方案1，在滚柱从负荷滚柱滚动路径向返回管内上升和滚柱从返回管返回负荷滚柱滚动路径时，能够顺应在断面为四边形的负荷滚柱滚动路径内滚动的滚柱姿态上升和返回。因此，滚柱能够圆滑地进行循环。此外，使滚柱得以进行循环的只有负荷滚柱滚动路径的一端和另一端连接起来的返回管，因此，滚柱丝杠的组装以及结构可变得简单。

返回管使滚柱返回到相距数圈前的负荷滚柱滚动路径中。通过如本发明的技术方案2那样，使承受来自某一方向的载荷的滚柱翻转成承受来自该某一方向之反方向的载荷的姿态返回，可使得滚柱返回路径的扭转角度最小。

由于在返回管的端部滚柱上升，所以若使滚柱的姿态在端部变化，则有可能导致滚柱不能很好地上升。而根据本发明的技术方案3，是在距滚柱提升部一段距离的返回管的中央部使滚柱的姿态变化的，因而这个问题可得到解决。

根据本发明的技术方案4，能够在以中央部的轴向的中央为中心的返回管的两侧部分使滚柱的姿态均等地变化。

有些场合返回管是由树脂成型而成的。而根据本发明的技术方案5，即使在返回管的分割体上形成构成扭转的滚柱返回路径的槽部，也不会发生底切。而且，即使这样设计，由于是在某一方分割体的槽壁和与该槽壁相向的另一方分割体的槽壁之间对滚柱进行引导的，因此，仍能够在滚柱返回路径内可靠地对滚柱的姿态进行限制。

与交叉滚柱链那样的环形的滚柱滚动路径相比，在滚柱丝杠的负荷滚柱滚动路径中，滚柱是以倾斜导程角大小的角度滚动的。根据本发明的技术方案6，通过使滚柱以倾斜导程角大小的角度的姿态从返回管返回负荷滚柱滚动路径，可使得在从返回管进入负荷滚柱滚动路径时滚柱的姿态不发生变化(不会发生滚柱的轴线倾斜的所谓偏斜现象)的情况下，使滚柱流畅地返回负荷滚柱滚动路径。此外，还能够将滚柱从负荷滚柱滚动路径流畅地引导到返回管内。

根据本发明的技术方案7，通过在循环部件的前端部设置滚柱引导部，可使得负荷滚柱滚动路径与滚柱返回路径二者的断面形状具有连续性，因此，在负荷滚柱滚动路径与滚柱返回路径的接缝部分中，可使滚柱圆滑地进行循环。

根据本发明的技术方案8，可使未形成有断面呈四边形的滚柱返回路径的、负荷滚柱滚动槽与滚柱引导部之间的间隙更小，因此，能够使负荷滚柱滚动路径与滚柱返回路径二者的断面形状具有更好的连续性。

滚柱返回路径的直径设计得比负荷滚柱滚动路径大若干。根据本发明的技术方案9，可使螺母组件的负荷滚柱滚动槽与循环部件的前端部的形状一致，不会在负荷滚柱滚动路径与滚柱返回路径之间的接缝部分中形成台阶。因此，能够使滚柱圆滑地进行循环。此外，还能够减小滚柱从循环部件进入负荷滚柱滚动槽时的应力。

与交叉滚柱链那样的环形的滚柱滚动路径相比，在滚柱丝杠的负荷滚柱滚动路径中，滚柱是以倾斜导程角大小的角度滚动的。根据本发明的技术方案10，通过使滚柱以倾斜导程角角度的姿态从循环部件返回负荷滚柱滚动路径，可使得在从循环部件进入负荷滚柱滚动路径中时滚柱的姿态不变化(不会发生滚柱的轴线倾斜的所谓偏斜现象)的情况下，使滚柱流畅地返回负荷滚柱滚动路径内。此外，还能够将滚柱从负荷滚柱滚动路径流畅地引导到循环部件内。

附图说明

图1是本发明一实施方式中的滚柱丝杠的侧视图。

图2是螺纹轴的侧视图。

图3是滚柱滚动槽和负荷滚柱滚动槽的详细剖视图。

图4是反映载荷与预压产生的位移的关系的曲线图。

图5是螺母组件的俯视图。

图6是螺母组件的主视图。

图7是螺母组件的俯视图(返回管拆下后的状态)。

图8是螺母组件的主视图(返回管拆下后的状态)。

图9是展示返回管的附图。

图10是展示返回管的附图。

图11是展示返回管的分割体的附图。

图12是展示返回管的分割体的附图。

图13是螺母组件的、安装返回管的部位的详图。

图14是展示返回管的附图。

图15是对返回管中央部的滚柱返回路径的断面形状的变化进行展示的剖视图。

图16是展示滚柱姿态变化的附图。

图17是展示介于滚柱之间的衬垫的附图。

图18是负荷滚柱滚动路径与返回管之间的接缝的俯视图。

图19是图18中A部的放大图。

图20是负荷滚柱滚动路径与返回管之间的接缝的剖视图。

附图标记的说明

1螺纹轴，1a滚柱滚动槽，2螺母组件，2a负荷滚柱滚动槽，3负荷滚柱滚动路径，4返回管，5滚柱返回路径，6滚柱，14中央部，15端部，15a圆弧部，15b前端部，18切口，19滚柱引导部，20滚柱引导部的前端，23a、23b分割体，26、27槽部，26a′、27a′槽壁

具体实施方式

图1示出本发明一实施方式的滚柱丝杠。滚柱丝杠具有：外周面上形成有螺旋状滚柱滚动槽1a的螺纹轴1；以及内周面上形成有与所述滚柱滚动槽1a对应的螺旋状负荷滚柱滚动槽2a的、组装在螺纹轴1上能够相对旋转的螺母组件2。在螺母组件2上，安装作为将螺纹轴1的滚柱滚动槽1a和螺母组件2的负荷滚柱滚动槽2a之间的负荷滚柱滚动路径3的一端和另一端连接起来的循环部件的返回管4。在返回管4的内部，沿轴向形成有断面呈四边形、在本实施方式中为正方形的滚柱返回路径5。在螺纹轴1的滚柱滚动槽1a和螺母组件2的负荷滚柱滚动槽2a之间的负荷滚柱滚动路径3、以及返回管4内的滚柱返回路径5中排列·容纳有多个滚柱6。随着螺纹轴1相对于螺母组件2进行旋转，螺母组件2将相对于螺纹轴1在螺纹轴1的轴向上进行直线运动。此时，滚柱6在滚柱滚动槽1a和负荷滚柱滚动槽2a之间滚动。滚动到负荷滚柱滚动槽2a的一端的滚柱6被引入返回管4内的滚柱返回路径5中，返回数圈前的负荷滚柱滚动槽2a的另一端中。于是，滚柱6在由负荷滚柱滚动路径3和滚柱返回路径5构成的滚柱循环路径中进行循环。

图2示出螺纹轴1。在螺纹轴1的外周形成有具有既定的导程角的螺旋状滚柱滚动槽1a。滚柱滚动槽1a的断面呈V形，其张开角度设定为90°。螺纹可采用单头螺纹、双头螺纹、三头螺纹等各种各样的螺纹，而本实施方式采用的是双头螺纹。

图3是螺纹轴1的滚柱滚动槽1a和螺母组件2的负荷滚柱滚动槽2a的详图。螺母组件2上形成有与滚柱滚动槽1a相向的螺旋状负荷滚柱滚动槽2a。螺母组件2的负荷滚柱滚动槽2a的断面也呈V形，其张开角度设定为90°。由滚柱滚动槽1a和负荷滚柱滚动槽2a形成了断面呈四边形、在本实施方式中为正方形的负荷滚柱滚动路径3。在负荷滚柱滚动路径3中，顺着负荷滚柱滚动路径看过去，多个滚柱6以相邻滚柱6的滚动轴线7、8彼此垂直的状态交叉排列。

在滚珠丝杠中，滚珠承受来自螺纹轴的轴向的某一方向以及与该某一方向相反的另一方向的载荷。相对于此，滚柱6是以其圆周面在滚柱滚动槽1a的某一方槽壁和与该槽壁相向的负荷滚柱滚动槽2a的某一方槽壁之间受到挤压而承受载荷的，因而只能承受来自螺纹轴1的轴向的某一方向的载荷。若如本实施方式这样使滚柱6交叉排列，则能够承受来自螺纹轴1的轴向的某一方向(1)和另一方向(2)的载荷。将承受来自螺纹轴1的轴向的某一方向(1)的载荷的滚柱称作α组，承受另一方向(2)的载荷的滚柱称作β组。

滚柱6的直径D大于轴向长度L。滚柱6采用直径D大于滚柱滚动槽1a的槽壁9和与该槽壁9相向的负荷滚柱滚动槽2a的槽壁10之间的距离的所谓超尺寸滚柱。因此，在负荷滚柱滚动路径3内滚柱处于弹性变形状态，与此相应的载荷作为预压载荷存在于螺母组件2的内部。由于滚柱6在负荷滚柱滚动路径3内交叉排列，因而来自滚柱6的施加在螺母组件2上的载荷由相邻的滚柱6、6向相互推斥的方向产生作用。初始状态下，各滚柱6上作用有预压载荷A，载荷在上下左右方向上是平衡的。假设在该状态下使轴向载荷P作用于螺母组件2，螺母组件2在轴向上产生位移δ。由于螺母组件2产生位移，α滚柱组的各滚柱6的载荷增加B而成为A+B，β滚柱组的各滚柱的载荷减小C而成为A-C。

图4详细展示这种关系。由于插入超尺寸的滚柱6而形成了预压，因而在初始状态下，α滚柱组的滚柱产生δ1的弹性变形，β滚柱组的滚柱产生δ2的弹性变形。此时所形成的载荷为预压载荷A。当在这种状态下轴向载荷P起作用而产生轴向位移δ时，α滚柱组的位移沿着弹性位移曲线增加，β滚柱组的位移沿着弹性位移曲线减小。于是，作用于α滚柱组的载荷变成A+B，作用于β滚柱组的载荷变成A-C。因此，作用载荷P分为B和C，在不同的方向上作用于α滚柱组和β滚柱组。即便是变成这种状态，内部载荷也必须平衡，因此，以简单的公式表示就是

(A+B)-(A-C)-P＝0

∴B+C＝P。

之所以施加预压可提高刚性，是由于承受载荷的滚柱的数量增加，每一个滚柱的载荷减小了的缘故。若滚柱6使用直径小于规定尺寸而没有预压的滚柱，则承受轴向载荷的滚柱6只有α组和β组之中的一组。而施加预压后，可如上所述由α滚柱组和β滚柱组双方承受载荷，因而承受载荷的滚柱的数量加倍。因此，对于作用的外力，存在于螺母组件2内的滚柱6能够有效地起作用，原本不承受载荷的滚柱6也承受载荷从而使载荷分散。

如图3所示，在螺纹轴1的滚柱滚动槽1a和螺母组件2的负荷滚柱滚动槽2a的各自的槽的底部还形成有顺着槽形成的避让槽1b、2b。在滚柱6的顶面与圆周面相交的部位以及底面与圆周面相交的部位形成有圆角6a。由于滚柱6的轴向尺寸L小于滚柱6的直径D，因而滚动时有可能发生滚柱6偏斜而滚柱6的圆角6a与避让槽1b、2b接触的现象。对滚柱6施加预压后，容易发生该偏斜现象。为了滚柱6偏斜时不产生阻力而妨碍滚柱6滚动，避让槽1b、2b的圆弧半径设计得比滚柱的圆角半径大。此外，由于形成避让槽1b、2b，因而不必进行V形槽尖端的切削加工，切削的工艺性自然也得到提高。

图5和图6示出螺母组件2，图7和图8示出返回管4拆下后的螺母组件2。图5和图7是螺母组件的俯视图，图6和图8是从螺纹轴1的轴向看过去的螺母组件2的主视图。如图1所示，螺母组件2分成两个分体螺母12、12，两个分体螺母12、12之间垫有垫片13。该垫片13不是为了对滚柱6施加预压而设置的，而是从便于制造的观点出发设置的。若螺母组件2在轴向上的长度太长，则要以良好的精度加工导程角也将变得困难。在螺母组件2的轴向长度的一半的分体螺母12、12上分别形成导程角，之后中间垫着垫片13使两个分体螺母相连。然后，从两个分体螺母12、12的沿轴向开设的螺栓插入孔22插入螺栓25，将螺栓25拧到用来将螺母组件2安装到相应的部件上的法兰盘16的螺孔中将分体螺母12、12夹紧，使两个分体螺母12、12结合成一体。在两个分体螺母12、12在圆周方向上错位时，垫片13起到在圆周方向上进行定位的作用。若两个分体螺母12、12的彼此相向的端面对合时能够使两个分体螺母12、12的螺栓插入孔22定好位，则不需要垫片13。此外，若螺栓插入孔22是直径大于螺栓25的自由尺寸孔，则不需要垫片13。

图9和图10示出可安装在螺母组件2上的返回管4。在螺母组件2上安装与进行循环的滚柱列相应的多个返回管4。返回管4将负荷滚柱滚动路径3的一端和另一端连接起来，使滚动到负荷滚柱滚动路径3的一端的滚柱6返回数圈前的负荷滚柱滚动路径3中。在返回管4的内部，沿轴向形成有断面呈正方形的滚柱返回路径5。该返回管4具有呈直线形状延伸的中央部14、以及在中央部的两侧约折弯成90°的一对端部15，其整体呈门框状形成。端部15由曲率一定的圆弧部15a和从圆弧部15a延续的直线形状的前端部15b构成。如图9(c)所示，相对于中央部14的轴线，一对端部15彼此向相反的方向扭转，因此，如图9(b)、图10(a)所示，前端部15b从螺纹轴1的侧面看过去彼此朝向与导程角方向相反的方向倾斜。此外，如图10(c)所示，从螺纹轴1的轴向看过去，前端部15b朝向负荷滚柱滚动路径的切线方向。在返回管4安装在螺母组件2上、返回管4的中央部14水平方向配置的状态下，返回管4的端部的前端28延伸至螺纹轴1的轴线所在的水平面17处。

与交叉滚柱链那样的环形的滚柱滚动路径相比，在螺旋状负荷滚柱滚动路径3中，滚柱6的轴线倾斜导程角大小的角度。要使滚柱圆滑地进行循环，滚柱6从负荷滚柱滚动路径3被引入返回管4内、以及从返回管4内返回负荷滚柱滚动路径3时的滚柱6的姿态极为重要。通过使滚柱6以倾斜导程角大小的角度的姿态从返回管4返回负荷滚柱滚动路径3，可使得在从返回管4进入负荷滚柱滚动路径3时滚柱6的姿态不变化(不发生滚柱6的轴线倾斜的所谓偏斜现象)的情况下，使滚柱6流畅地返回负荷滚柱滚动路径3中。此外，也能够将滚柱6从负荷滚柱滚动路径3流畅地引入返回管4内。

为了避免返回管4与螺纹轴1的螺纹牙之间发生干涉，前端部15b上形成有沿滚柱6的轨迹的中心线形成的拱形的切口18。从螺纹轴1的轴向看过去切口18的形状为圆弧形。此外，从螺纹轴1的轴向看过去，在切口18的内侧形成有进入螺纹牙内部的滚柱引导部19。在滚柱引导部19所在位置，滚柱返回路径5的断面形状形成为呈四边形、在本实施方式中呈正方形。由于设置了滚柱引导部19，与返回管4的轴线相垂直的平面上的、滚柱返回路径5的断面形成为呈正方形的区段将变长。因此，能够使负荷滚柱滚动路径3和滚柱返回路径5的断面形状具有连续性。如图9(b)所示，滚柱引导部19的前端20从螺纹轴1的侧面看过去呈直线形状，并且相对于水平面17倾斜导程角大小的角度。此外，为了使间隙h能够更小，顺沿于返回管4的轴向的滚柱引导部19的断面呈朝向前端20宽度逐渐变窄的锥形形成(参照图11)。

滚柱6在断面呈正方形的负荷滚柱滚动路径3内滚动后被引入返回管4内。当在负荷滚柱滚动路径3中边承受载荷边螺旋状移动的滚柱上的载荷被释放时，滚柱将自然向负荷滚柱滚动路径3的导程角方向和切线方向移动。如果上述间隙h较大，则有可能使滚柱6卡在负荷滚柱滚动路径3和返回管4的接缝部分中，或者发生滚柱6的轴线倾斜的所谓偏斜现象。通过设置滚柱引导部19，可使间隙h减小，因此，能够使滚柱6向负荷滚柱滚动路径3的导程角方向和切线方向圆滑地移动。当然，滚柱6也被引向作为形成有切口18的部分的前端部15b，但由于设置了进入到螺纹牙内部的滚柱引导部19，因而能够更为稳定地受到引导。

在这里，返回管4既可以通过切削加工制造也可以通过树脂成型制造。在该图9和图10中，列举的是通过切削加工制造的例子。返回管4从中央部的正中在轴向上被分割，再沿轴向被分割，共分成4部分。图10(b)所示的分割体23a和分割体24b的形状相同，分割体23b和分割体24a的形状也相同。图11示出分割体23a，图12示出分割体23b。相对于返回管4的圆形外形，滚柱返回路径5为正方形，因此，若从正方形的对角位置分割返回管4，则返回管4的壁将较薄。为此，沿着将正方形的一边的中心位置和与该边相向的另一边的中心位置连接起来的直线分割返回管4，滚柱引导部19也沿着该直线分割。本实施例列举的是将返回管4分割成4部分的例子，但从减少零部件数量的观点出发，也可以分割成两部分。

各分割体23a、23b上形成有构成滚柱返回路径5的槽部26、27。槽部26、27由一对槽壁26a、27a和底部26b、27b构成。槽部26、27在端部15区段不扭转，其断面形状在端部15的轴向上不发生变化，详细情况将在后面进行说明。另一方面，槽部26、27在中央部14区段扭转，其断面形状在端部15的轴向上变化。如图9(c)所示，从端部15到中央部14的轴向的正中，滚柱6的姿态翻转α°，从中央部的轴向的正中到端部，滚柱6的姿态翻转α°。这样，恰好使从返回管4的端部15上升的滚柱6的姿态在中央部14的轴向的正中变得一致。

图13是螺母组件2的安装返回管4的部分的详图。螺母组件2上开设有多个可插入返回管4的端部15的返回管嵌合孔21。该返回管嵌合孔21从俯视图上看，是在螺纹轴1的两边相隔数个螺距开设的，一直延伸至负荷滚柱滚动路径3。返回管4的端部15插入返回管嵌合孔21中。返回管4上形成有安装座，通过螺栓等固定在螺母组件2上。

返回管嵌合孔21由多个锪孔构成。如前所述，返回管4的端部15以导程角大小的角度倾斜，而且朝向负荷滚柱滚动路径3的切线方向。为了能够安装这种形状复杂的返回管4，螺母组件2上开设有从俯视图上看彼此错开位置并且彼此深度不同的多个锪孔(a)～(e)。作为滚柱丝杠，相对于滚柱返回路径5的正方形断面形状，返回管4的外形为圆形。因此，在螺母组件2上需要开设大孔。如果在螺母组件2上形成一直贯通到负荷滚柱滚动槽2a的长孔而将返回管4安装到该长孔内，则有可能使螺母组件2的负荷滚柱滚动槽2a受破坏的程度超出必要程度，而加工锪孔便可解决这个问题。

图14示出返回管4，图15示出返回管4的中央部14内的滚柱返回路径5的断面形状的变化。返回管4的中央部14的滚柱返回路径5扭转成使得滚柱6的姿态能够随着沿中央部14的轴向移动而变化。中央部14内的滚柱返回路径5，从中央部14的轴向的正中位置E-E向两端A-A和I-I扭转相同的角度，从位置A-A到位置E-E的扭转角度α°与从位置E-E到I-I的扭转角度α°相等。也就是说，在这里，使滚柱返回路径5扭转成能够使从一对端部15、15上升的滚柱6的姿态在中央部14的正中位置E-E变得一致。滚柱返回路径5并不限于只在中央部14扭转，需要较长的扭转区段时可以一直扭转至端部15、15。

被引入返回管4的滚柱6，在端部15内保持一定的姿态在轴向上移动。当被引导到中央部14内时，滚柱6从位置A-A到位置I-I边逐渐例如向右翻转边在轴向上移动。滚柱6一旦移动到另一端部15内，便在端部15内保持一定的姿态在轴向上移动。之后，滚柱返回负荷滚柱滚动路径3。

分割体23a、23b具有构成滚柱返回路径5的槽部26、27。在中央部14的滚柱返回路径5扭转的区段，槽部26的某一方槽壁槽壁26a相对于另一方槽壁26’倾斜，并在某一方分割体23a的槽壁26a′(垂直于分割面29的面)和与该槽壁26相向的另一方分割体23b的槽壁27’(垂直于分割面29的面)之间对滚柱6进行引导。这是考虑到返回管4由树脂成型时容易脱模、即避免发生底切。即使这样构成，滚柱6的姿态在某一方槽壁26a′和另一方槽壁27a′之间也能够切实受到限制。分割体23a、23b的分割面29也是随着滚柱返回路径5扭转而扭转的，但根据树脂成型的容易程度，有时也不使其扭转。

图16示出滚柱6的姿态的变化。图中的(a)是俯视图，(b)是从螺纹轴1的轴向看过去的图。滚柱6从负荷滚柱滚动路径3的一端返回数圈前的负荷滚柱滚动路径3的另一端。为了使滚柱6的姿态在滚柱返回路径5中翻转的角度最小，滚柱6从返回管4中通过后正好完成完成翻转。具体地说，位于图中的一端P1的滚柱6的边AB在螺纹轴1的滚柱滚动槽1a上滚动，滚柱6的边CD在螺母组件2的负荷滚柱滚动槽2a上滚动，承受轴向(1)的载荷。当滚柱6从返回管4中通过而移动到另一端P2时，滚柱6以垂直于返回管4的直线30为中心完成翻转。之后，滚柱6的边CD在螺纹轴1的滚柱滚动槽1a上滚动，滚柱6的边AB在螺母组件2的负荷滚柱滚动槽2a上滚动，承受方向(2)的载荷。使滚柱6如上所述完成翻转，便可使滚柱返回路径5的扭转角度最小。也可以不使滚柱6完全翻转，但在这种场合，有必要使滚柱的姿态在返回管内再翻转45°、90°等角度。

图17示出介于滚柱6之间的衬垫31。在衬垫31的两端，形成有形状与相邻滚柱6的外周面相符的、与滚柱6的外周面可自由滑动地进行接触的曲面形状的凹部31a、31a。曲面形状的凹部31a、31a以能够将滚柱交叉排列而形成，其曲率半径设计得比滚柱6的半径大若干。若衬垫31的角部31a呈尖锐形状，则有可能导致衬垫31被卡在负荷滚柱滚动路径3和返回管4的接缝中。为此，要对衬垫31的角部31a进行倒角。

图18示出负荷滚柱滚动路径3和返回管4的接缝，图19是图18的A部的详图(是对螺母组件的滚柱滚动槽入口的断面形状与返回管入口的断面形状进行比较的图)。返回管4的入口的滚柱返回路径5的断面形状比螺母组件2的负荷滚柱滚动槽2a的断面形状大若干。因此，在螺母组件2的负荷滚柱滚动槽2a和返回管4的滚柱返回路径5之间的接缝处形成很小的台阶。但是，由于螺母组件2的负荷滚柱滚动槽2a和返回管4的滚柱返回路径5是具有90°张开角度的V形断面形状的相似形，因此，如图20所示，对螺母组件2的负荷滚柱滚动槽2a的靠近返回管4的部分32进行突出部分的切削(斜向切削)，便可使螺母组件2的负荷滚柱滚动槽2a和返回管4的滚柱返回路径5的形状一致。因此，不会在接缝中形成台阶，可使滚柱6圆滑地进行循环。此外，还能够减小滚柱6从返回管4进入负荷滚柱滚动槽2a时的应力。

本发明的实施方式在本发明要旨不变的范围内可以有各种变化。例如，在本实施方式中，为了提高轴向容许载荷，螺母组件是由两个分割螺母组合而成，但显然也可以由单独的螺母构成。此外，可以使用小于规定尺寸的滚柱，通过垫片施加预压。再有，作为循环部件，只要能够形成滚柱返回路径，并不限于返回管，例如也可以由与螺母组件的滚柱滚动槽的两端连通的直线形状的滚柱提升部、以及使这些滚柱提升部连通的滚柱循环部构成。滚柱循环部，是将形成有断面为V形的循环槽的返回板组装在形成有断面为V形的循环槽的螺母体的外周上而构成。

Claims (10)

1.一种滚柱丝杠，其特征是，

具有：外周面上形成有螺旋状滚柱滚动槽的螺纹轴，内周面上形成有与所述滚柱滚动槽相向的螺旋状负荷滚柱滚动槽的螺母组件，内部形成有将所述螺纹轴的滚柱滚动槽与所述螺母组件的负荷滚柱滚动槽之间的负荷滚柱滚动路径的一端与另一端连接起来的滚柱返回路径的返回管，以及容纳在所述负荷滚柱滚动路径和所述滚柱返回路径内的多个滚柱；

所述滚柱返回路径扭转成使所述滚柱随着在所述返回管的轴向上移动其姿态发生变化。

2.如权利要求1所述的滚柱丝杠，其特征是，承受来自所述螺纹轴的轴向上的某一方向的载荷的滚柱，通过从所述返回管中通过而翻转成承受来自所述某一方向之反方向的载荷。

3.如权利要求1或2所述的滚柱丝杠，其特征是，所述返回管，具有呈直线形状延伸的中央部以及在中央部的两侧折弯的一对端部，所述中央部内的所述滚柱返回路径是扭转的。

4.如权利要求3所述的滚柱丝杠，其特征是，所述中央部内的所述滚柱返回路径从所述中央部的轴向的中央以相等的角度向所述一对端部扭转。

5.如权利要求1～4之任一权利要求所述的滚柱丝杠，其特征是，

所述返回管沿其轴向被分割，

各分割体具有构成所述滚柱返回路径的槽部，

在所述滚柱返回路径扭转的区段，所述槽部的某一方槽壁相对于另一方槽壁倾斜，

在某一方分割体的槽壁和与该槽壁相向的另一方分割体的槽壁之间对所述滚柱进行引导。

6.如权利要求1～5之任一权利要求所述的滚柱丝杠，其特征是，

所述返回管具有中央部以及在中央部的两侧折弯的一对端部，

形成断面呈与所述滚柱的侧面形状相对应的四边形的所述滚柱返回路径的所述一对端部的前端部，从所述螺纹轴的轴向看过去配置在所述负荷滚柱返回路径的切线方向上，并且，从螺纹轴的侧面看过去向所述负荷滚柱返回路径的导程角方向倾斜。

7.一种滚柱丝杠，其特征是，

具有：外周面上形成有螺旋状滚柱滚动槽的螺纹轴，内周面上形成有与所述滚柱滚动槽相向的螺旋状负荷滚柱滚动槽的螺母组件，为了使在所述螺纹轴的所述滚柱滚动槽与所述螺母组件的所述负荷滚柱滚动槽之间的负荷滚柱滚动路径中滚动的滚柱能够循环而内部形成有与所述负荷滚柱滚动路径相连的滚柱返回路径的循环部件，以及，容纳在所述负荷滚柱滚动路径和所述滚柱返回路径内的多个滚柱；

在所述循环部件的前端部，形成有能够避免所述循环部件与所述螺纹轴的螺纹牙二者接触的切口，

在所述切口的内侧，形成有从所述螺纹轴的轴向看过去进入所述螺纹牙的内部的滚柱引导部，

位于所述滚柱引导部所在位置上的所述滚柱返回路径的断面形状形成为四边形。

8.如权利要求7所述的滚柱丝杠，其特征是，顺沿于所述滚柱返回路径的轴向的所述滚柱引导部的断面形状形成为呈朝向所述滚柱引导部的前端宽度逐渐变窄的锥形。

9.一种滚柱丝杠，其特征是，

具有：外周面上形成有螺旋状滚柱滚动槽的螺纹轴，内周面上形成有与所述滚柱滚动槽相向的螺旋状负荷滚柱滚动槽的螺母组件，为了使在所述螺纹轴的所述滚柱滚动槽与所述螺母组件的所述负荷滚柱滚动槽之间的负荷滚柱滚动路径中滚动的滚柱能够循环而内部形成有与所述负荷滚柱滚动路径相连的滚柱返回路径的循环部件，以及容纳在所述负荷滚柱滚动路径和所述滚柱返回路径内的多个滚柱；

在所述循环部件的前端部，形成有断面呈与所述滚柱的侧面形状相对应的四边形的所述滚柱返回路径，

为了在所述负荷滚柱滚动路径与所述循环部件的前端部之间的接缝部分上，使所述螺母组件的所述负荷滚柱滚动槽与所述前端部的所述滚柱返回路径的形状一致，所述螺母组件的所述负荷滚柱滚动槽被削去。

10.一种滚柱丝杠，其特征是，

具有：外周面上形成有螺旋状滚柱滚动槽的螺纹轴，内周面上形成有与所述滚柱滚动槽相向的螺旋状负荷滚柱滚动槽的螺母组件，为了使在所述螺纹轴的所述滚柱滚动槽与所述螺母组件的所述负荷滚柱滚动槽之间的负荷滚柱滚动路径中滚动的滚柱能够循环而内部形成有与所述负荷滚柱滚动路径相连的滚柱返回路径的循环部件，以及容纳在所述负荷滚柱滚动路径和所述滚柱返回路径内的多个滚柱；

在所述循环部件的前端部，形成有断面呈与所述滚柱的侧面形状相对应的四边形的所述滚柱返回路径，

所述前端部，从所述螺纹轴的轴向看过去配置在所述负荷滚柱滚动路径的切线方向上，并且，从螺纹轴的侧面看过去向所述负荷滚柱滚动路径的导程角方向倾斜。

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