ES2955722T3

ES2955722T3 - Husillo de bolas

Info

Publication number: ES2955722T3
Application number: ES19793968T
Authority: ES
Inventors: Keitaro Oka
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2018-04-24
Filing date: 2019-04-22
Publication date: 2023-12-05
Anticipated expiration: 2039-04-22
Also published as: KR102411226B1; CN112313430A; US20220090659A1; EP3792523A1; WO2019208510A1; TWI705208B; JP6954220B2; TW201945651A; KR20210002561A; CN112313430B; US11391350B2; JP2019190562A; EP3792523A4; EP3792523B1

Abstract

Este husillo de bolas incluye: un eje de husillo (10) que tiene una primera ranura de husillo en espiral (11) formada en una superficie periférica exterior del mismo; una tuerca (20) dispuesta en la periferia del eje de tornillo (10) y que tiene una segunda ranura de tornillo en espiral (21) formada en una superficie periférica interior del mismo; una pluralidad de bolas (30) alojadas en una trayectoria de rodadura (23) formada por las ranuras de tornillo opuestas (11, 21); y una pieza de circulación (40) que forma un paso de retorno de bolas (42) para hacer circular la pluralidad de bolas (30) a través de un circuito o menos de la trayectoria de rodadura (23). La variación del tráfico se hace pequeña determinando el ángulo máximo de inclinación (α) del paso de retorno de la bola (42) en una expresión que utiliza el avance (L), el diámetro de la bola (Da) y el ángulo de avance (β). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Husillo de bolas

Campo técnico

La presente invención se refiere a un husillo de bolas de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1. Se conoce un husillo de bolas de este tipo, por ejemplo, a partir del documento JP 2016 217 402 A. Más específicamente, la presente invención se refiere a un husillo de bolas del tipo de circulación interna para hacer circular una pluralidad de bolas que pasan a través de una trayectoria de rodadura formada entre un árbol de husillo y una tuerca.

Antecedentes de la técnica

El husillo de bolas se aplica a un dispositivo de transporte o a un dispositivo de alimentación de mesa de una máquina herramienta, una máquina industrial, o similar, y un dispositivo de dirección de un automóvil como un dispositivo que realiza un posicionamiento preciso. Entre los husillos de bolas de circulación interna, un husillo de bolas de tipo deflector interno que utiliza un deflector interno de circulación tiene la ventaja de ser el más compacto entre varios husillos de bolas.

El documento de patente 1 divulga un dispositivo de husillo de bolas que incluye: un árbol de husillo que está dispuesto y gira en un estado horizontal; una tuerca montada externamente en el árbol de husillo; una pluralidad de bolas que están llenas de forma rodable en una pista formada por ranuras de rodamiento de bolas del árbol de husillo y la tuerca; y una pluralidad de deflectores internos de circulación que están provistos en la tuerca y están provistos de ranuras de retorno de bola. La pluralidad de deflectores internos de circulación están dispuestos en fila en una dirección axial de la tuerca, mientras que las fases de los deflectores internos de circulación son sustancialmente hacia arriba, de modo que siempre se forma un espacio en la ranura de retorno de la bola, para evitar el atasco de las bolas, prevenir la fluctuación en el par de operación de un período de paso de bola, y prevenir problemas causados por la fluctuación del par de operación.

El documento de patente 2 divulga un husillo de bolas, en el que cuerpos elásticos están interpuestos entre bolas, y en el que una constante elástica de los cuerpos elásticos en la dirección de entrada-salida de una bola, que actúa entre una bola situada en un extremo y una bola situada en el otro extremo de una porción de circulación, se define, para absorber la fluctuación de entrada y salida de las bolas en la porción de circulación.

Documentos de la técnica anterior

Documentos de patente

Documento de patente 1: JP 2012-047333 A

Documento de patente 2: JP 2004-108395 A

Sumario de la invención

Problema técnico

Cuando unas esferas se disponen y se mueven en una trayectoria curva formada por una ranura, un cilindro o similar, la longitud total de una fila de esferas cambia dependiendo de las posiciones de las esferas en la trayectoria curva. Por ejemplo, cuando las esferas B se rellenan siguiendo una trayectoria curva como se muestra en las figuras 14A y 14B, puesto que las posiciones de las esferas B son diferentes en la figura 14A y la figura 14B, las longitudes totales de las esferas B son ligeramente diferentes. Esto se debe a que una línea S1 que conecta los centros de las esferas B se desvía de una línea central S2 de la ranura y forma un atajo, y una cantidad de atajo de la misma cambia dependiendo de las posiciones de las esferas B. Es decir, las longitudes totales L1 y L2 se expanden y contraen cuando la fila de esferas pasa a través de la ranura como se muestra en las figuras 14A y 14B.

Cuando una fila de esferas infinitamente continua pasa por la trayectoria curva, incluso cuando se produce la expansión y la contracción, una esfera B no se puede extender debido a las esferas B en la parte delantera y trasera, entonces la esfera B se deforma elásticamente para contrarrestar la extensión. Como resultado, dado que las esferas B se presionan y chocan entre sí en el momento de la extensión, la fila de esferas no puede pasar suavemente a través de la trayectoria curva. Sin embargo, dado que una cantidad de expansión y contracción cambia dependiendo del radio de curvatura de la trayectoria curva o de la longitud de la curva, las esferas B pueden pasar suavemente si se sabe que una forma curva reduce la cantidad de expansión y contracción.

Cuando la fila de esferas se expande y se contrae, en una entrada y una salida de la trayectoria curva, una cantidad de esferas B que entran por la entrada y una cantidad de esferas B que salen por la salida no son las mismas, sino que difieren dependiendo de la expansión y contracción. Por lo tanto, este fenómeno puede denominarse fluctuación de entrada y salida, y la cantidad de expansión y contracción puede denominarse cantidad de fluctuación de entrada y salida.

El husillo de bolas de tipo deflector interno tiene una estructura en la que se proporciona una trayectoria de circulación que tiene una forma curva tridimensional complicada dentro de un deflector interno de circulación, y en la que una fila de esferas pasa a través del mismo. Es decir, como se muestra en las figuras 14A y 14B, cuando se dibuja una trayectoria de retorno de bolas en una curva que tiene curvatura constante, una cantidad de fluctuación de entrada y salida de la misma se puede obtener mediante una fórmula de cálculo, pero dado que la trayectoria de retorno de bolas del deflector interno de circulación no incluye una curva que tenga una curvatura constante y tiene una forma curva tridimensional (ver la figura 2), es difícil obtener el monto de la fluctuación de entrada y salida mediante cálculo. Como resultado, existe el problema de que la fluctuación de entrada y salida no se puede reducir y la esfera no circula suavemente en la trayectoria de retorno de bolas.

Según el dispositivo de husillo de bolas descrito en el documento de patente 1, necesariamente se proporciona un orificio o ranura en la tuerca para ajustarse al deflector interno de circulación y, por lo tanto, existe el problema de producción de que el orificio o ranura se deforma fácilmente durante el tratamiento térmico de la tuerca. Es más, dado que las bolas en el deflector interno de circulación no pueden soportar carga, se deteriora el equilibrio de carga entre las respectivas bolas, por lo que se puede reducir la vida útil del dispositivo de husillo de bolas.

En el husillo de bolas descrito en el documento de patente 2, es necesario reducir el número de bolas, ya que los cuerpos elásticos están interpuestos entre las bolas. Por lo tanto, se reduce la capacidad de carga del husillo de bolas. Es más, una operación de llenado de bolas en el momento del montaje se vuelve complicada, y existe preocupación por la fuerza y la resistencia al desgaste de los cuerpos elásticos que están hechos de un material de alta flexibilidad y, por lo tanto, es difícil usar el husillo de bolas bajo condiciones de rotación de alta velocidad.

La presente invención se realiza en vista de los problemas descritos anteriormente, y un objetivo de la presente invención es proporcionar un husillo de bolas que incluye una porción de circulación que puede reducir la fluctuación de entrada y salida cuando las bolas pasan a través de una trayectoria de retorno de bolas.

Solución al problema

El objetivo de la presente invención se logra mediante la siguiente configuración.

(1) Un husillo de bolas que incluye:

un árbol de husillo, estando formada una ranura roscada en espiral en una superficie periférica exterior del árbol de husillo;

una tuerca dispuesta alrededor del árbol de husillo, estando formada una ranura roscada en espiral en una superficie periférica interior de la tuerca;

una pluralidad de bolas que están alojadas en pistas de rodadura formadas por las dos ranuras roscadas enfrentadas entre sí; y

una porción de circulación que constituye una trayectoria de retorno de bolas para hacer circular la pluralidad de bolas en una vuelta o menos de las trayectorias de rodadura, en el que

la trayectoria de retorno de bolas de la porción de circulación está formada de modo que cuando un paso es L, un diámetro de bola es Da y un ángulo de paso es p, un ángulo de inclinación máximo a de la trayectoria de retorno de bolas satisface cualquiera de los siguientes (c1) a (c3).

a = 22,63(L/Da)²- 32,17(L/Da) 27,00 - p ± 5 (el)

a - 5,86(L/Da)²+ 2,09(L/Da) 2,45 - p ± 5 (c2)

a = 7,24(L/Da)²- 23,65(L/Da) 44,83 - p ± 5 (c3)

(2) El husillo de bolas según (1), en el que la porción de circulación incluye un deflector interno de circulación.

Efectos ventajosos de la invención

De acuerdo con el husillo de bolas de la presente invención, la trayectoria de retorno de bolas de la porción de circulación está formada de modo que el ángulo de inclinación máximo a de la trayectoria de retorno de bolas satisfaga cualquiera de los anteriores (c1) a (c3), y por lo tanto es posible reducir la fluctuación de entrada-salida cuando las bolas pasan a través de la trayectoria de retorno de bolas.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 es una vista en perspectiva de un husillo de bolas de acuerdo con la presente invención.

La figura 2 es una vista en perspectiva que muestra una fila de bolas de acero que pasa a través de una trayectoria de circulación, junto con un árbol de husillo y un deflector interno de circulación.

La figura 3A es una vista esquemática que muestra una ranura roscada del árbol de husillo y una trayectoria de retorno de bolas del deflector interno de circulación, La figura 3B es una vista superior que muestra la forma de la trayectoria de retorno de bolas del deflector interno de circulación, y la figura 3C es una vista en sección transversal tomada a lo largo de una línea central de la trayectoria de retorno de bolas en la figura 3A.

La figura 4 es una vista ilustrativa que muestra un radio de curvatura de la trayectoria de retorno de bolas obtenido cuando la trayectoria de retorno de bolas dibujada sobre una superficie cilíndrica que tiene el mismo diámetro que un círculo central de la bola se desarrolla en un plano.

La figura 5 es un gráfico que muestra una relación entre una cantidad de fluctuación de entrada y salida y un ángulo de ruta a en el centro del deflector interno.

La figura 6 es un gráfico que muestra un ángulo de inclinación máximo a que minimiza una fluctuación de ruta cuando el radio R de la ruta/un diámetro de bola Da se cambia entre 1,5 y 2,2.

La figura 7 es un gráfico que muestra y que minimiza una fluctuación de ruta cuando el radio R de la ruta/diámetro de bola Da cambia entre 1,5 y 2,2.

La figura 8 es un gráfico que muestra una relación entre un paso/diámetro de bola e y.

La figura 9A es un gráfico que muestra una relación entre una cantidad de fluctuación de entrada y salida y el ángulo de ruta a en el centro del deflector interno, y la figura 9B es un gráfico que muestra una relación entre la cantidad de fluctuación de entrada y salida y el ángulo de ruta a en el centro del deflector interno.

La figura 10 es un gráfico que muestra una relación entre un valor de la cantidad de fluctuación de entradasalida cuando el ángulo de inclinación máximo a se establece para minimizar la cantidad de fluctuación de entrada-salida y el radio R de la ruta/el diámetro de la bola Da.

La figura 11A y la figura 11B son una vista lateral y una vista en sección transversal interior para ilustrar una unión de la ranura.

La figura 12 muestra una fila de bolas cuando hay un escalón.

La figura 13 es una vista superior del deflector interno de circulación que tiene una porción sobresaliente para posicionamiento.

La figura 14A y la figura 14B muestran un cambio en la longitud total de una fila de esferas con respecto a las posiciones de las esferas.

Descripción de la realización

Se describirá en detalle a continuación una realización de un husillo de bolas de acuerdo con la presente invención con referencia a los dibujos.

La figura 1 es una vista en perspectiva del husillo de bolas de acuerdo con la presente invención. La figura 2 es una vista en perspectiva que muestra una fila de bolas de acero que pasa a través de una trayectoria de circulación, junto con un árbol de husillo y un deflector interno de circulación.

El husillo de bolas 1 incluye un árbol de husillo 10, una tuerca 20, una pluralidad de bolas 30, y una pluralidad de deflectores internos de circulación 40 como una porción de circulación. Una primera ranura roscada en espiral 11 que tiene un paso predeterminado está formada en una superficie periférica exterior del árbol de husillo 10.

La tuerca 20 tiene una forma sustancialmente cilíndrica, tiene un diámetro interior mayor que el diámetro exterior del árbol de husillo 10, y está montado externamente en el árbol de husillo 10 con un espacio predeterminado entre ellos. En una porción de extremo de la tuerca 20 se proporciona una brida 25 que se acopla con un objetivo de guía. Una superficie periférica interior de la tuerca 20 tiene un paso que es igual al avance de la primera ranura roscada 11 del árbol de husillo 10, y está provista de una segunda ranura roscada 21 que está orientada hacia la primera ranura roscada 11. Las pistas de rodadura 23 que tienen una sección transversal sustancialmente circular están formadas por la primera ranura roscada 11 del árbol de husillo 10 y la segunda ranura roscada 21 de la tuerca 20. La pluralidad de bolas 30 se llenan de forma rodable en las pistas de rodadura 23.

La pluralidad de deflectores internos de circulación 40, que devuelven respectivamente las bolas 30 a las trayectorias de rodadura 23 anteriores, están montados en la superficie periférica interior de la tuerca 20. Una trayectoria de retorno de bolas 42, que conecta un extremo de una trayectoria de rodadura 23 con otro extremo de otra trayectoria de rodadura 23 que está prevista una vuelta antes de la trayectoria de rodadura 23, se forma en cada uno de los deflectores internos de circulación 40. Las bolas 30 que ruedan desde las trayectorias de rodadura 23 hacia los respectivos deflectores internos de circulación 40 son recogidas en una dirección radial del árbol de husillo 10 mediante las trayectorias de retorno de bolas 42, se mueven sobre las roscas de tornillo 12 del árbol de husillo 10 y regresar a las trayectorias de rodamiento 23 una vuelta antes (un paso antes), haciendo circular así las bolas 30.

Se forman trayectorias de circulación infinitas sustancialmente anulares 24 fuera del árbol de husillo 10 respectivamente mediante las vías de retorno de bolas 42 y las trayectorias de rodadura 23. En consecuencia, la tuerca 20 puede moverse relativamente linealmente en una dirección axial del árbol de husillo 10 con respecto al árbol de husillo 10 debido a una circulación sin fin de la pluralidad de bolas 30 en la trayectoria de circulación sin fin 24 de acuerdo con la rotación relativa del árbol de husillo 10 con respecto a la tuerca 20.

A continuación, se describirá en detalle cada deflector interno de circulación 40 con referencia a las figuras 3A a 3C. El deflector interno de circulación 40 es un elemento que tiene una forma sustancialmente ovalada en una vista superior, que está formado de, por ejemplo, aleación sinterizada. La trayectoria de retorno de bolas 42 sustancialmente en forma de S está formada en una superficie interior del deflector interno de circulación 40. La trayectoria de retorno de bolas 42 tiene una forma de U continua en la que una sección transversal en una dirección transversal del deflector interno de circulación 40 tiene un diámetro interior que está alineado con un diámetro exterior de la bola 3 desde ambos extremos en una dirección longitudinal hacia una porción central en una dirección longitudinal del deflector interno de circulación 40, y forma una forma de ranura integralmente con la forma sustancialmente en forma de S.

Un ángulo de inclinación formado por una superficie S ortogonal al eje central CL del árbol de husillo 10 y la trayectoria T2 de las bolas 30 en la trayectoria de retorno de bolas 42 se convierte en un ángulo de inclinación máximo a en un centro de deflector interno C en una ruta del deflector interno de circulación 40. Un ángulo formado por la trayectoria T1 de las bolas 30 en el árbol de husillo 10 y la superficie S ortogonal al eje central CL del árbol de husillo 10 es un ángulo de paso p de las ranuras roscadas 11 y 21.

Aquí, como resultado de estudios intensivos, los inventores han establecido un diseño del deflector interno de circulación 40 que tiene una pequeña fluctuación de entrada y salida obteniendo mediante análisis la cantidad de fluctuación de entrada y salida.

La forma de la trayectoria de retorno de bolas 42 del deflector interno de circulación 40 se determina sustancialmente si se determinan el ángulo de inclinación máximo a y un radio de curvatura R de la trayectoria de retorno de bolas 42. Por lo tanto, los dos valores son importantes en el diseño. En la presente realización, con el fin de diseñar la trayectoria de retorno de bolas 42 que tiene una pequeña fluctuación de entrada-salida obteniendo el ángulo de inclinación máximo a y el radio de curvatura R de la trayectoria de retorno de bolas 42 que tiene una pequeña fluctuación de entrada-salida en el husillo de bolas 1 de varias especificaciones, se aclara cómo establecer el ángulo máximo de inclinación a y el radio de curvatura R.

Como resultado del cálculo, para reducir la cantidad de fluctuación de entrada y salida, se ha descubierto que es más importante establecer el ángulo de inclinación máximo a en un valor determinado que el radio de curvatura R. Los detalles se describirán a continuación.

Aquí, el radio de curvatura R aquí no es un radio de curvatura cuando la trayectoria de retorno de bolas 42 se ve desde una dirección mostrada en la figura 3B, pero es un radio de curvatura que se obtiene cuando la trayectoria de retorno de bolas 42 dibujada sobre una superficie cilindrica que tiene el mismo diámetro que el círculo central de la bola se desarrolla en un plano como se muestra en la figura 4. Por otro lado, el ángulo de inclinación máximo a es un valor obtenido mirando desde la dirección mostrada en la figura 3B.

Primero, cuando el radio de curvatura R de la trayectoria de retorno de bolas 42 es constante y el ángulo de inclinación máximo a de la trayectoria de retorno de bolas 42 se cambia para calcular la fluctuación de entradasalida, como se muestra en la figura 5, se ha descubierto que está presente el ángulo de inclinación máximo a que cambia la cantidad de fluctuación de entrada-salida y minimiza la fluctuación de entrada-salida. (En la figura 5, a es alrededor de 32°. En este ejemplo, un diámetro de árbol es de 40 mm y el radio de curvatura R es de 12 mm.)

A continuación, como se muestra en la figura 6, un valor R/Da obtenido dividiendo el radio de curvatura R de la trayectoria de retorno de bolas 42 con el diámetro de la bola Da se cambia entre 1,5 y 2,2 en varios husillos de bolas que tienen un diámetro de árbol de 32 mm a 63 mm, y se resume el ángulo de inclinación máximo a de la trayectoria de retorno de bolas 42 cuando se minimiza la fluctuación de entrada-salida. La razón por la que R/Da cambia entre 1,5 y 2,2 es que cuando R/Da es inferior a 1,5, es difícil que la fluctuación de entrada y salida sea pequeña, como se muestra en la figura 10; cuando R/Da es superior a 2,2, la longitud total de la trayectoria de retorno de bolas 42 es larga y el deflector interno de circulación es grande.

Es más, cuando un eje vertical de la figura 6 no es el ángulo máximo de inclinación a, sino un ángulo ^y(Y = a ángulo de paso p), las líneas se superponen y se dividen en tres grupos como se muestra en la figura 8. Aquí, cuando se confirme un elemento común de los respectivos grupos, se ha descubierto que los diámetros de los pasos/bolas de los husillos de bolas en los que las líneas se superponen tienen sustancialmente el mismo valor. La figura 7 muestra los respectivos diámetros de pasos/bolas de los tres grupos.

A partir de la figura 6 y la figura 7, se descubre que incluso si se cambia el radio de curvatura R de la trayectoria de retorno de bolas 42, el ángulo Y que minimiza la fluctuación de entrada y salida casi no cambia. Dado que Y = a ángulo de paso p, es posible determinar la forma del paso de retorno de bola 42 del deflector interno de circulación 40 que tiene la fluctuación mínima de entrada y salida a pesar del radio de curvatura R, siempre que se especifique el ángulo máximo de inclinación a. Esto indica que, independientemente del radio de curvatura R de una curva cuando la trayectoria de retorno de bolas 42 del deflector interno de circulación 40 se ve en la Sección A de la figura 4, la forma de la trayectoria de retorno de bolas 42 que tiene la fluctuación mínima de entrada y salida está determinada únicamente por el ángulo máximo de inclinación a.

Es más, se ha descubierto que los ángulos de inclinación máximos a que minimizan la fluctuación de entrada y salida son casi los mismos si los diámetros de los pasos/bolas de los husillos de bolas 1 son los mismos de la figura 7. Por ejemplo, independientemente del diámetro del eje de los husillos de bolas 1 de los siguientes tres tipos A a C, los ángulos de inclinación máximos a que minimizan la fluctuación de entrada y salida son casi los mismos.

A: paso 20 mm, diámetro de bola 6,35 mm

B: paso 15 mm, diámetro de bola 4,7625 mm

C: paso 10 mm, diámetro de bola 3,175 mm

Cuando se obtiene y que minimiza la fluctuación de entrada y salida de 22 tipos de husillos de bolas, como se muestra en la figura 8, se ha descubierto que y puede expresarse mediante una relación con el diámetro del paso/bola.

Aquí, como se muestra en la figura 7, el ángulo de inclinación máximo a que minimiza la fluctuación de entradasalida varía ligeramente con el radio de curvatura R. Por lo tanto, en la figura 8, se obtiene un valor promedio del ángulo de inclinación máximo a que minimiza la fluctuación de entrada-salida obtenida cuando R/Da = 1,5 a 2,2, y el valor de y se calcula a partir del valor promedio y se utiliza.

A partir de la figura 8, cuando el deflector interno de circulación 40 está diseñado en el ángulo de inclinación máximo a que satisface las siguientes fórmulas, es posible reducir la fluctuación de entrada-salida. En las fórmulas, L representa un paso y Da representa el diámetro de la bola.

y - 22,Ó3(L/Da)²- 32,17(L/Da) 27,00 (a l )

y - 5,86(L/Da)²+ 2,09(L/Da) 2,45 (a2)

y = 7,24(L/Da)²- 23,65(L/Da) 44,83 (a3)

En concreto

a - 22,63(L/Da)²- 32,17(L/Da) 27,00 - p (b l)

a = 5,86(L/Da)²+ 2,09(L/Da) 2,45 -p (b2)

a - 7,24(L/Da)²- 23,65(L/Da) 44,83 - p (b3)

Es más, es preferible que el valor de la cantidad de fluctuación de entrada-salida pueda ser de 0,1 mm o menos, y se confirma que la cantidad de fluctuación de entrada-salida puede alcanzar 0,1 mm o menos si el valor del ángulo de inclinación máximo a que minimiza la cantidad de fluctuación se establece en un rango de aproximadamente ±5°. Como un ejemplo, la figura 9A muestra un husillo de bolas que tiene un diámetro de árbol de 50 mm y un radio de curvatura R de 12,5 mm, y la figura 9B muestra un husillo de bolas que tiene un diámetro de árbol de 40 mm y un radio de curvatura R de 12 mm. Por lo tanto, las siguientes fórmulas (c1) a (c3) se dan utilizando las fórmulas anteriores (b1) a (b3) para lograr una cantidad de fluctuación de entrada y salida de 0,1 mm o menos.

a = 22,63(L/Da)²- 32,17(L/Da)+ 27,00- p ± 5 (e l)

a - 5,86(L/Da)²+ 2,09(L/Da) 2,45 - p ± 5 (c2)

a = 7,24(L/Da)²- 23,65(L/Da) 44,83 - p ± 5 (c3)

Es más, es más preferible que la cantidad de fluctuación de entrada y salida se pueda establecer en 0,06 mm o menos. Por lo tanto, si ±5° se establece en ±3,5° en las fórmulas anteriores (c1) a (c3) de la figura 9A y la figura 9B, se pueden alcanzar 0,06 mm o menos.

Sin embargo, el diseño del deflector interno de circulación 40 tiene la ventaja de que cuanto menor sea el ángulo de inclinación máximo a, cuanto más corta sea la longitud total de la trayectoria de retorno de bolas 42, y el tamaño del deflector interno de circulación 40 se puede reducir para que sea pequeño; por el contrario, cuando el ángulo de inclinación máximo a es grande, un espesor T entre la periferia exterior del deflector interno de circulación 40 y la trayectoria de retorno de bolas 42 mostrada en las figuras 3A a 3C se puede aumentar. Por lo tanto, es necesario priorizar el tamaño o el espesor T del deflector interno de circulación 40, y en muchos casos el ángulo de inclinación máximo a no puede establecerse teniendo en cuenta únicamente la cantidad de fluctuación de entrada-salida. Por lo tanto, se considera realista que las fórmulas (c1) a (c3) caen dentro de un intervalo de aproximadamente ±5° con respecto a las fórmulas (b1) a (b3).

Por lo tanto, en el ajuste del ángulo máximo de inclinación a, cualquiera de las fórmulas (c1) a (c3) se selecciona teniendo en cuenta el tamaño del deflector interno de circulación 40, el espesor T entre la periferia exterior del deflector interno de circulación 40 y la trayectoria de retorno de bolas 42, y similares distintos de la cantidad de fluctuación de entrada-salida.

La figura 10 muestra una relación entre un valor de la cantidad de fluctuación de entrada-salida cuando el ángulo de inclinación máximo a se establece para minimizar la cantidad de fluctuación de entrada-salida y el radio de curvatura R de la trayectoria de retorno de bolas 42/el diámetro de la bola Da. En el dibujo se encuentra que cuando el radio de curvatura R/el diámetro de la bola Da es 1,5 o más, se obtiene una cantidad menor de fluctuación de entrada y salida. A partir de esto, es deseable establecer el radio de curvatura R cuando la trayectoria de retorno de bolas 42 se ve desde la dirección axial del eje de un tornillo de modo que el radio de curvatura R/el diámetro de la bola Da > 1,5 en cualquier parte de la trayectoria de retorno de bolas 42.

Es más, como se muestra en las figuras 11A y 11B, cuando hay un escalón s en una unión J de la trayectoria de retorno de bolas 42 y la segunda ranura roscada 21 de la tuerca 20, esto también provoca una fluctuación de entrada y salida. La figura 12 muestra una fila de bolas en la trayectoria de circulación cuando el paso s está presente en la articulación J. Aquí, para reducir el paso s de la articulación J, es necesario alinear con precisión el deflector interno de circulación 40 con la segunda ranura roscada 21 de la tuerca 20. Como método de alineación precisa, por ejemplo, como se muestra en la figura 13, existe un método para proporcionar una porción sobresaliente 46 para encajar con la tuerca 20 en el deflector interno de circulación 40.

Dado que las bolas 30 se desvían de un centro de la trayectoria de retorno de bolas 42 cuando el ancho de la trayectoria de retorno de bolas 42 es más ancho con respecto a las bolas 30 en el deflector interno de circulación 40, un estado de las bolas 30 se vuelve inestable, y la trayectoria T2 También se ve influenciada la posición de las bolas 30 en el deflector interno de circulación 40. Como se muestra en la figura 3B, para alinear las bolas 30 cerca del centro de la trayectoria de retorno de bolas 42 según lo diseñado, una anchura W del recorrido de retorno de la bola 42 es deseablemente el diámetro de la bola 30 * 1,07 o menos, más deseablemente el diámetro de la bola es 30 * 1,05 o menos.

Como se ha descrito anteriormente, el husillo de bolas 1 de la presente invención incluye: el árbol de husillo 10, en el que la primera ranura roscada 11 está formada en la superficie periférica exterior del árbol de husillo 10; la tuerca 20 dispuesta alrededor del árbol de husillo 10, en el que la segunda ranura roscada 21 está formada en la superficie periférica interior de la tuerca 20; la pluralidad de bolas 30 que están alojadas en la trayectoria de rodadura 23 formada por las dos ranuras roscadas 11 y 21 enfrentadas entre sí; y el deflector interno de circulación 40 que constituye la trayectoria de retorno de bolas 42 para hacer circular la pluralidad de bolas 30 en la trayectoria de rodadura 23 de una vuelta o menos. La trayectoria de retorno de bolas 42 del deflector interno de circulación 40 está formada de manera que cuando el paso es L, el diámetro de la bola es Da y el ángulo de paso es p, el ángulo de inclinación máximo a de la trayectoria de retorno de bolas 42 satisface cualquiera de los siguientes (c1) a (c3).

a = 22,63(L/Da)²- 32,17(L/Da) 27,00 -(3 ± 5 (el)

a - 5,86(L/Da)²+ 2,09(L/Da) 2,45 - p ± 5 (c2)

a - 7,24(L/Da)²- 23,65(L/Da) 44,83 -(3 ± 5 (c3)

Como resultado, es posible reducir la fluctuación de entrada y salida cuando las bolas 30 pasan a través de la trayectoria de retorno de bolas 42.

La presente invención no está limitada a la realización descrita anteriormente, ni a las modificaciones, mejoras y similares que podrían hacerse según corresponda.

Las trayectorias de retorno de bolas 42 pueden tener cualquier forma, siempre que las bolas 30 circulen hacia las pistas de rodadura 23 menos de una vuelta. Por ejemplo, en la presente realización, aunque las trayectorias de retorno de bolas 42 están formadas por los deflectores internos de circulación 40 dispuestos en la superficie interior de la tuerca 20, las trayectorias de retorno de bolas 42 no se limitan a los deflectores internos de circulación 40, y una tuerca con trayectorias de retorno de bolas formadas integralmente en la superficie periférica interna (ver el documento JP 2003307263 A) puede constituir una porción de circulación. En este caso, dado que las trayectorias de retorno de bolas están integradas con la tuerca, las trayectorias de retorno de las bolas y la ranura del tornillo de la tuerca se forman sin diferencia de nivel y, por lo tanto, las bolas 30 no quedan atrapadas en un escalón por la diferencia de nivel y se puede lograr un funcionamiento suave.

Las trayectorias de retorno de las bolas pueden separar las bolas de la superficie periférica exterior del árbol de husillo, y las bolas 30 pueden circular únicamente mediante los deflectores internos de circulación (ver el documento JP H05 10412 A). Las trayectorias de retorno de bolas pueden tener forma de túnel (ver el documento JP 4462458 B2). Los deflectores internos de circulación pueden tener una porción de lengüeta que se extiende dentro de la ranura del tornillo del árbol de husillo.

Lista de signos de referencia

I. Husillo de bolas

10. Árbol de husillo

I I . Primera ranura roscada (ranura roscada)

20. Tuerca

21. Segunda ranura roscada (ranura roscada)

23. Trayectoria de rodadura

30. Bola

40. Deflector interno de circulación (porción de circulación)

42. Trayectoria de retorno de bolas

Da. Diámetro de bola

L. Paso

R. Radio de curvatura de la trayectoria de retorno de bolas

S. Superficie perpendicular a la dirección axial del árbol de husillo

a. Ángulo en el centro del deflector interno en la trayectoria de retorno de bolas (ángulo de inclinación máximo) p. Ángulo de paso de la ranura roscada

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un husillo de bolas (1) que comprende:

un árbol de husillo (10), estando formada una ranura roscada en espiral (11) en una superficie periférica exterior del árbol de husillo (10);

una tuerca (20) dispuesta alrededor del árbol de husillo (10), estando formada una ranura roscada en espiral (21) en una superficie periférica interior de la tuerca (20);

una pluralidad de bolas (30) que están alojadas en pistas de rodadura (23) formadas por las dos ranuras roscadas (11, 21) enfrentadas entre sí; y

una porción de circulación que constituye una trayectoria de retorno de bolas (42) para hacer circular la pluralidad de bolas (30) en una vuelta o menos de las trayectorias de rodadura (23), caracterizado por que la trayectoria de retorno de bolas (42) de la porción de circulación está formada de manera que cuando un paso es L, un diámetro de bola es Da y un ángulo de paso es p, un ángulo de inclinación máximo a de la trayectoria de retorno de bolas (42) satisface cualquiera de los siguientes (c1) a (c3).

a = 22,63 (L/Da)²- 32,17(L/Da) 27,00- f )±5 (el)

a = 5,86(L/Da)²+ 2,09(L/Da) 2,45 - p ± 5 (c2)

a = 7,24(L/Da)²- 23,65(L/Da) + 44,83 - |3±5 (c3)

2. El husillo de bolas (1) de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la porción de circulación incluye un deflector interno de circulación (40).