CN203176286U - 滚珠丝杠结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供能够抑制噪声及振动、确保顺畅运行的滚珠丝杠结构。所述滚珠丝杠结构中，循环槽(4a)的两个侧面(4c)随着靠近丝杠轴(1)而逐渐张开成斜面。于是，由外滚道(1a)和内滚道(2a)形成的滚动通道与循环槽(4a)之间的高低差变小。因此，能够降低钢球(3)通过滚动通道与循环槽(4a)之间而改变滚动路径时的噪声及振动，确保滚珠丝杠顺畅运行。

Description

滚珠丝杠结构

技术领域

本实用新型涉及滚珠丝杠结构，其广泛用于工业机械以及汽车和船舶。 

背景技术

近年来，汽车等领域的省力化开发有所进展。例如，人们开发了一种电动马达系统，使汽车变速箱以及停车车闸等不用手动操作。其中，为了将电动马达的旋转运动高效率地转换成直线运动，电动马达的电动执行器大多使用滚珠丝杠结构。 

通常的滚珠丝杠结构具有丝杠轴、螺母以及在二者之间形成的滚动通道内滚动的钢球。在所谓的偏向件型滚珠丝杠结构中，为了使钢球从滚动通道的一端滚向另一端然后滚回，在螺母上安装了偏向件(参看专利文献1)。 

专利文献 

专利文献1日本特开平11-270648号公报 

实用新型内容

实用新型要解决的课题 

首先对偏向件进行说明。滚珠丝杠结构中，丝杠轴和螺母在轴向作相对移动时，原则上需要钢球循环机构。偏向件型滚珠丝杠结构中，螺母内安装了偏向件。为了补偿滚珠丝杠一个导程所对应的滚动通道的轴向偏差，在偏向件上绕中心轴设有延续340度左右并且连接滚动通道的一端和另一端的S字型循环槽。因此，钢球沿滚动通道滚动，越过丝 杠轴的外滚道峰部，从滚动通道的一端滚入偏向件的循环槽，然后从循环槽返回滚动通道的另一端，从而实现钢球的无限循环。 

对滚珠丝杠结构来说，竭力使钢球顺畅滚动对抑制噪声和振动，甚至对确保滚珠丝杠的效率以及耐久性来说是非常重要的。然而以往的滚珠丝杠中，钢球与偏向件之间的游隙设计得比较大。如果游隙过大，则钢球将在循环槽内曲折滚动，有时还会引起钢球堵塞，从而降低滚珠丝杠的寿命。再之，由于设定了较大的上述游隙，因而循环槽与螺母内滚道之间的高低差也将变大，同样会引起钢球曲折滚动所带来的寿命缩短问题。 

鉴于以上问题，本实用新型的目的是：提供能够抑制噪声及振动、确保顺畅运行的滚珠丝杠结构。 

解决课题的手段 

本实用新型提供的第一种滚珠丝杠结构，其包括： 

丝杠轴，在其外周面上具有螺旋形的外滚道； 

螺母，其围绕所述丝杠轴，且在其内周面上具有螺旋形的内滚道； 

多个钢球，其配置于由面对面设置的所述外滚道和所述内滚道形成的滚动通道内，能够滚动自如； 

偏向件，其具有循环槽并安装在所述螺母的安装孔内，所述钢球在所述循环槽内循环而从所述滚动通道的一端滚向另一端， 

其特征在于：在沿与钢球在所述循环槽内的滚动方向的轴线垂直的方向剖开而形成的截面上，所述循环槽的两个侧面中的至少一个侧面从沟底向远离沟底的方向相对于另一个侧面张开地形成斜面。 

本实用新型提供的第二种滚珠丝杠结构，其包括： 

丝杠轴，在其外周面上具有螺旋形的外滚道； 

螺母，其围绕所述丝杠轴，且在其内周面上具有螺旋形的内滚道，将所述内滚道的两端连接而形成循环槽； 

多个钢球，其配置于由面对面配置的所述外滚道和所述内滚道形成的滚动通道内，能够滚动自如； 

其特征在于：在沿与钢球在循环槽内的滚动方向的轴线垂直的方向剖开而形成的截面上，所述循环槽的两个侧面中的至少一个侧面从沟底向远离沟底的方向相对于另一个侧面张开地形成斜面。 

实用新型的效果 

根据本实用新型，由于在沿与钢球在循环槽内的滚动方向的轴线垂直的方向剖开而形成的截面上，所述循环槽的两个侧面中的至少一个侧面为斜面，并且从沟底向远离沟底的方向相对于另一个侧面张开，因此能够减小所述循环槽与所述钢球之间的游隙，抑制钢球的曲折滚动。更进一步，通过减小游隙还能够降低循环槽与滚道之间的高低差，从而能够抑制噪声和振动，确保运行顺畅。 

所述截面中，所述循环槽的沟底半径与钢球半径的差优选为0.05mm以上，0.1mm以下。 

所述循环槽的沟形可以呈哥特形。此时，构成哥特形循环槽的弓形部位的半径与所述钢球半径之差优选为0.05mm以上。还有，也可以在沟底设置退刀槽，从而方便加工哥特形循环槽的弓形部位。 

更进一步，所述外滚道和内滚道的沟形也设计成哥特形。此时，也可以在沟底设置退刀槽，从而方便加工哥特形滚道的弓形部位。 

另外，所述螺母、钢球、丝杠轴、偏向件能够使用金属材料、树脂材料、陶瓷材料等各种材料。但优选金属材料，更优选钢铁材料和不锈钢材料。特别是螺母，使用铬钢、铬钼钢或碳钢，如果施以渗碳处理或碳氮共渗处理，则优选含碳量为0.10～0.25质量％的铬钢或铬钼钢(例如，SCM415，SCM420)。还有，如果对螺母的内侧及表面施以高频淬火处理，则优选含碳量为0.4～0.6质量％的碳钢(例如S53C、SAE4150)。 

附图说明

图1是本具体实施方式之滚珠丝杠结构的主视图。 

图2是沿图1中的II-II方向的截面图。 

图3是沿图1中的III-III方向的截面图。 

图4是表示从螺母分解出的一个偏向件的立体图。 

图5是与图3相当的比较例的截面图。 

图6是与图3相当的其他实施方式的截面图。 

附图标记说明 

1  丝杠轴 

2  螺母 

3  钢球 

4  偏向件 

具体实施方式

以下参照附图对本实用新型的具体实施方式进行说明。 

图1是本实施方式之滚珠丝杠结构的主视图。图2是沿图1中的II-II方向的截面图。图3是沿图1中的与循环槽中钢球滚动方向垂直的III-III方向剖开后的截面图。图4表示从螺母分解出的一个偏向件的立体图。 

如图1所示的丝杠轴1，其外周面具有外滚道1a(只标出一部分)，与图中未标出的从动部件联结，丝杠轴1不能旋转但能轴向移动；圆筒形的螺母2，以围绕丝杠轴1的方式配置，其内周面具有内滚道2a(参看图2)，只能相对于壳体(未标出)作旋转运动。多个钢球3(参看图2)，其配置于由外滚道和内滚道形成的螺旋形滚动通道内，能够滚动自如。 

螺母2的外周面具有长圆形的通孔2b(安装孔)，通孔2b内设有偏向件4。偏向件4安装在通孔2b内，其内侧形成S字形的循环槽4a(参看图4)。 

如图3和图4所示，由外滚道1a和内滚道2a形成的滚动通道在围绕丝杠轴1不到一圈的过程中，被偏向件4分割，滚动通道的一端和另一端由偏向件4的循环槽4a联结。此外，相邻的外滚道1a之间形 成滚道峰部1c。 

以下对本实施方式之滚珠丝杠结构的运行进行说明。 

螺母2在电机(图中未标出)的驱动下旋转而使钢球3在滚动通道中滚动。于是，螺母2的旋转运动被转换成丝杠轴1的直线运动，与丝杠轴1相联结的从动部件能够在轴向移动。此时，如图3所示，从滚动通道的一端进入循环槽4a的钢球3，沿循环槽4a滚动，越过滚道峰部1c，向滚动通道的另一端移动。 

以下通过比较例对本实施方式的结构及效果作进一步说明。 

比较例示于图5，其剖开位置与图3相同。如图5所示，偏向件4’的循环槽4a’具有沟底4b’以及一对平行的侧面4c’。设沟底4b’的半径为R2，钢球3的半径为r，则循环槽4a’与钢球3之间的游隙Δ2为(R2-r)。 

与之相比，在本实施方式中，如图3所示，偏向件4的循环槽4a具有沟底4b以及一对侧面4c。两个侧面4c从沟底4b向远离沟底4b的方向相互张开形成对称的斜面。设沟底4b的半径为R1，钢球3的半径为r，则循环槽4a与钢球3之间的游隙Δ1为(R1-r)。由于两个侧面4c从沟底4b向远离沟底4b的方向相互张开形成对称的斜面，所以能够使本实施方式之沟底4b的半径R1小于比较例之沟底4b’的半径R2，即R1＜R2，因此本实施方式的游隙Δ1小于比较例的游隙Δ2。因此，钢球3滚过循环槽4a时从循环槽4a的中心附近通过，从而能够有效地抑制钢球的曲折运动，进而能够防止钢球堵塞。 

另一方面，由于两个侧面4c逐渐张开成对称的斜面，因此，随着两个侧面4c靠近外滚道1a，由外滚道1a和内滚道2a形成的滚动通道与循环槽4a之间的高度差(图2中的S)变小，钢球3通过滚动通道与循环槽4a之间而改变滚动路径时，能够抑制噪声及振动，确保顺畅运行。 

图6是本实施方式的变形例，其剖开位置与图3相同。在这个变形例中，没有设置偏向件，而在螺母2’的内周面上直接设置了循环槽2 c。更具体地说，将不满1圈的内滚道2a的两端连接后形成循环槽2c，外滚道1a与其相面对，二者之间形成闭形滚动通道。内滚道2a及循环槽2c能够通过塑性加工或通过自转的刀具在螺母2’内公转，加工形成。 

循环槽2c的形状与上述偏向件4的循环槽4c相同。换言之，循环槽2c具有沟底2d以及与其相连接的一对侧面2e。两个侧面2e从沟底2d向远离沟底2d的方向(即靠向外滚道1a的方向)相互张开形成对称的斜面。本变形例与实施方式的图3具有相同的尺寸参数，钢球3滚过循环槽2c时，从循环槽2c的中心附近通过，因此能够有效地抑制钢球的曲折运动，进而能够防止钢球堵塞。同样，钢球3通过滚动通道与循环槽2c之间而改变滚动路径时，能够抑制噪声及振动，确保顺畅运行。 

以上通过具体实施方式对本实用新型进行了说明，但本实用新型不限于上述具体实施方式。适当的改良和变更都属于本实用新型的权利范围。另外，若用金属材料制造偏向件，则优选烧结或锻造加工方法制造。若用树脂材料制造偏向件，则优选注塑成形方法制造。但材料、加工方法不限于这些。还有，循环槽的沟底2d或4d、或外滚道1a及内滚道2a的沟形，还可以为哥特形。 

Claims (18)

1.一种滚珠丝杠结构，其包括： 

丝杠轴，在其外周面上具有螺旋形的外滚道； 

螺母，其围绕所述丝杠轴，且在其内周面上具有螺旋形的内滚道； 

多个钢球，其配置在由面对面设置的所述外滚道和所述内滚道形成的滚动通道内，能够滚动自如； 

偏向件，其具有循环槽并安装在所述螺母的安装孔内，所述钢球在所述循环槽内循环而从所述滚动通道的一端滚向另一端， 

其特征在于：在沿与所述钢球在循环槽内的滚动方向的轴线垂直的方向剖开而形成的截面上，所述循环槽的两个侧面中的至少一个侧面从沟底向远离沟底的方向相对于另一个侧面张开地形成斜面。 

2.根据权利要求1所述的滚珠丝杠结构，其特征在于：所述截面中的所述循环槽的沟底半径与所述钢球半径的差为0.05mm以上，0.1mm以下。 

3.根据权利要求1所述的滚珠丝杠结构，其特征在于：所述循环槽的沟形呈哥特形。 

4.根据权利要求2所述的滚珠丝杠结构，其特征在于：所述循环槽的沟形呈哥特形。 

5.根据权利要求1～4中任意一项所述的滚珠丝杠结构，其特征在于：所述外滚道和内滚道的沟形呈哥特形。 

6.根据权利要求1～4中任意一项所述的滚珠丝杠结构，其特征在于：所述螺母使用铬钢或铬钼钢。 

7.根据权利要求5所述的滚珠丝杠结构，其特征在于：所述螺母使用铬钢或铬钼钢。 

8.根据权利要求1～4中任意一项所述的滚珠丝杠结构，其特征在于：所述螺母使用碳钢。 

9.根据权利要求5所述的滚珠丝杠结构，其特征在于：所述螺母 使用碳钢。 

10.一种滚珠丝杠结构，其包括： 

丝杠轴，在其外周面上具有螺旋形的外滚道； 

螺母，其围绕所述丝杠轴，且在其内周面上具有螺旋形的内滚道，将所述内滚道的两端连接而形成循环槽； 

多个钢球，其配置在由面对面设置的所述外滚道和所述内滚道形成的滚动通道内，能够滚动自如； 

其特征在于：在沿与钢球在循环槽内的滚动方向的轴线垂直的方向剖开而形成的截面上，所述循环槽的两个侧面中的至少一个侧面从沟底向远离沟底的方向相对于另一个侧面张开地形成斜面。 

11.根据权利要求10所述的滚珠丝杠结构，其特征在于：所述截面中的所述循环槽的沟底半径与所述钢球半径的差为0.05mm以上，0.1mm以下。 

12.根据权利要求10所述的滚珠丝杠结构，其特征在于：所述循环槽的沟形呈哥特形。 

13.根据权利要求11所述的滚珠丝杠结构，其特征在于：所述循环槽的沟形呈哥特形。 

14.根据权利要求10～13中任意一项所述的滚珠丝杠结构，其特征在于：所述外滚道和内滚道的沟形呈哥特形。 

15.根据权利要求10～13中任意一项所述的滚珠丝杠结构，其特征在于：所述螺母使用铬钢或铬钼钢。 

16.根据权利要求14所述的滚珠丝杠结构，其特征在于：所述螺母使用铬钢或铬钼钢。 

17.根据权利要求10～13中任意一项所述的滚珠丝杠结构，其特征在于：所述螺母使用碳钢。 

18.根据权利要求14所述的滚珠丝杠结构，其特征在于：所述螺母使用碳钢。 

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