TWI432660B - Rolling screw device - Google Patents

Description

滾動體螺桿裝置

本發明，是關於螺帽構件隔著滾動體螺合於螺桿軸，將旋轉運動轉換成直線運動的滾動體螺桿裝置。

上述滾動體螺桿裝置，例如：已知有使用循環零件形成滾動體之無限循環道之型式的滾動體螺桿裝置。此種滾動體螺桿裝置(日本特開平11-51049號公報)，是具備：做為多數之滾動體的滾珠；外圍面形成有螺旋狀滾珠滾行溝槽的螺桿軸，具有與上述滾珠滾行溝槽成相向之螺旋狀負荷滾動體滾行溝槽的同時隔著上述滾珠螺合於螺桿軸的螺帽構件；及裝接在該螺帽構可形成滾珠之無限循環道的循環零件。

上述循環零件，是形成為大致U字形具有嵌合於上述螺帽構件之周圍壁的一對第一循環部和連結該等一對第一循環部的第二循環部，構成為能夠使滾珠從一方的第一循環部朝另一方的第一循環部滾動在該循環零件的內部。各第一循環部是以剖面大致橢圓形的筒體形成，於其內部形成有沿著上述負荷滾動體滾行溝槽的螺旋導角朝接線方向延伸的滾珠誘導孔。另一方面，於上述螺帽構件是形成有循環零件之第一循環部要插入的一對管裝接孔，該等一對管裝接孔是隔著上述螺帽構件之負荷滾動體滾行溝槽的數圈形成。

當對上述螺帽構件的管裝接孔嵌合循環零件的第一循環部時，是構成為各第一循環部會稍微突出螺帽構件的內圍面，將滾動結束在由上述螺桿軸之滾珠滾行溝槽和螺帽構件之負荷滾動體滾行溝槽所形成之負荷滾動體滾行道的滾珠掬取至循環零內使滾珠脫離上述螺帽構件的負荷滾動體滾行溝槽返回至上述負荷滾動體滾行道的開始位置。即，藉由將循環零件裝接在螺帽構件就能夠完成滾珠之無限循環道。

〔先前技術文獻〕 〔專利文獻〕

專利文獻1：日本特開平11-51049號公報

但是，如上述之先前的滾動體螺桿裝置，是需將設置在各第一循環部之內部的滾珠誘導孔沿著上述負荷滾動體滾行溝槽的螺旋導角形成傾斜著，因此對於由一樣直徑形成之第一循環部的構成勢必造成該第一循環部的大徑化。再加上，因是構成為滾珠滾動在由上述第二循環部及一對第一循環部所構成的循環零件內，所以為了不妨礙滾珠的順暢循環，在該等第二循環部和一對第一循環部之間是需要設置連接構造。因此，終究對於先前之第一循環部的構成還是會造成該第一循環部的大徑化。

該第一循環部的大徑化，勢必會造成該第一循環部所 要嵌合之螺帽構件的管裝接孔大徑化。當要將上述之直徑較大的管裝接孔對螺帽構件從其中心軸線垂直的方向開設時，因在該螺帽構件的內圍面是以指定的螺旋導角形成有滾動體滾行溝槽，所以恐怕上述管裝接孔會干涉到鄰接的動體滾行溝槽，特別是，形態為螺距長度較短，並且滾動體直徑較大的滾動體螺桿裝置時，要開設有上述管裝接孔就會較困難。

此外，當上述循環零件是由一對第一循環部和上述第二循環部構成時，在該等第一循環部和上述第二循環部的連接位置是會產生接頭。於該形態時，因第一循環部的加工誤差和第二循環部的加工誤差不同，所以該等第一循環部和上述第二循環部的接頭就容易產生段差，恐怕會因妨礙到滾珠的順暢循環。

本發明是有鑑於上述課題而為的發明，其目的是提供一種即使為螺距長度較短並且滾動體直徑較大的形態但利用循環零件就能夠構築滾動體的無限循環道，並且不易產生有第一循環部和上述第二循環部之接頭的段差，對滾動體之循環不會造成不良影響的滾動體螺桿裝置。

為了達成上述目的，本發明的滾動體螺桿裝置，具備：在外圍面以指定螺旋導角形成有螺旋狀滾動體滾行溝槽的螺桿軸；具有該螺桿軸所要貫通之貫通孔的同時在該貫通孔的內圍面形成有與上述滾動體滾行溝槽成相向之螺 旋狀負荷滾動體滾行溝槽，隔著滾動在該等滾動體滾行溝槽和負荷滾動體滾行溝槽之多數的滾動體螺合在上述螺桿軸的螺帽構件；及具有貫通該螺帽構件之周圍壁的一對第一循環部和連結該等第一循環部的第二循環部，連繫著上述負荷滾動體滾行溝槽的兩端可形成滾動體之無限循環道的循環零件。

接著，是於上述螺帽構件，將要設有上述循環零件之一對第一循環部的一對循環零件裝接孔設置成與該螺帽構件的中心軸成垂直，另一方面，上述第一循環部，是由：對上述循環零件裝接孔從與上述螺帽構件之中心軸垂直的方向設置的第一圓筒部；及於該第一圓筒部的一端形成為與該第一圓筒部軸心一致，外徑比第一圓筒部還大的第二圓筒部所構成。此外，於上述第一圓筒部，是形成有從上述螺帽構件之負荷滾動體滾行溝槽形成連續，對該第一圓筒部的中心軸成朝螺旋導角方向傾斜的滾動體誘導孔。

根據上述之本發明的滾動體螺桿裝置時，是可使上述第一圓筒部嵌合之螺帽構件相關的循環零件裝接孔的直徑設定成較小。因此，該循環零件裝接孔就不會干涉到鄰接之螺帽構件的負荷滾動體滾行溝槽，即使形態為螺距長度較短並且滾動體直徑較大時但利用循環零件就能夠構築滾動體的無限循環道。

〔發明之最佳實施形態〕

以下，是使用附圖對本發明之實形態的滾珠螺桿裝置進詳說明。

第1圖，是表示本發明之實施形態的滾珠螺桿裝置透視圖。該滾珠螺桿裝置，是由：在外圍面以指定螺旋導角形成有螺旋狀滾動體滾行溝槽即滾珠滾行溝槽的螺桿軸1；隔著多數的滾動體即滾珠3螺合在該螺桿軸1的螺帽構件2；及具有上述滾珠3以無負荷狀態滾動之無負荷滾動體通道的同時裝接在上述螺帽構件2可形成滾珠3之無限循環道的循環零件即中空圓筒狀的回流管4所構成。另，第1圖中，為了要容易理解上述螺帽構件2的內部，是以二點虛線圖示上述螺桿軸1。

上述螺帽構件2，是形成為圓筒狀具有上述螺桿軸1所要貫通的貫通孔，於該貫通孔的內圍面是形成有與上述螺桿軸1之滾珠滾行溝槽成相向的負荷滾動體滾行溝槽21。上述滾珠3，是構成為邊負荷著載重邊滾動在由螺桿軸1之滾珠滾行溝槽和螺帽構件2之負荷滾動體滾行溝槽21形成的負荷滾動體滾行道內。此外，於上述螺帽構件2的外圍面是形成有平坦面22，於該平坦面22是形成有上述回流管4所要嵌合的一對嵌合孔23。該等嵌合孔23是形成為夾著螺帽構件2的中心軸，並且，形成在與螺帽構件2之中心軸垂直的方向，形成為貫通至該螺帽構件2的內圍面。另，於上述螺帽構件2的軸方向一端是形成有要將該螺帽構件2 固定在機械裝置等用的凸緣部26。

形成在上述螺帽構件2的各嵌合孔23，是由：貫通在上述螺帽構件2之內圍面的循環零件裝接孔即管裝接孔24；及透過段部25a形成為與該管裝接孔24連續的同時朝上述螺帽構件2之平坦面22開口的開口孔25所構成(參照第7圖)。

第2圖，是表示上述螺帽構件2和回流管4之關係的分解透視圖。上述螺桿軸1及滾珠3是省略圖示。上述回流管4，是由要嵌合在螺帽構件2之嵌合孔23的一對第一循環部41和連結該等一對第一循環部41的第二循環部42所構成，全體是形成為大致U字形。

該回流管4，是跨過形成在上述螺帽構件2之負荷滾動體滾行溝槽21的數圈由安裝用鐵件5及固定用螺絲6固定在該螺帽構件2的平坦面22。滾動至上述螺帽構件2之負荷滾動體滾行道一端的滾珠3是從一方的第一循環部41進入回流管4內的無負荷滾動體通道，循環在該無負荷滾動體通道，然後從另一方的第一循環部41送出至上述負荷滾動體滾行道另一端。即，藉由將上述回流管4固定在螺帽構件2的平坦面22，就能夠連結上述負荷滾動體滾行道和回流管4的無負荷滾動體通道來完成滾珠3的無限循環道。

於第1圖及第2圖所示的螺帽構件2是形成有1條的滾珠3的無限循環道，對應著該無限循環道使上述第一循環部41及第二循環部42所形成的回流管4一組固在螺帽構件2。另，若考慮到滾珠螺桿裝置的容許載重及尺寸大小等，是 可任意增加上述回流管4的組數。

第3圖是表示第二循環部42的側面圖。該第二循環部42是形成為中空圓筒狀具有上述滾珠3之無負荷滾動體通道形成用的引導孔42a的同時，全體是大致形成為大致U字形。該引導孔42a的內徑是形成為比上述滾珠3的直徑還大。此外，於該第二循環部42的兩端是形成有下述第一循環部41之凸部45a所要嵌合的一對凹部42b，該等一對凹部42b是隔著引導孔42a形成相向。於此，是設有一對的凹部42b，但也可以不是成對設置而是設置成單數。另，第3圖的側面圖是從一方向觀察第二循環部42時之第二循環部42的側面圖，因此於第二循環部42的各端部是只圖示一方的凹部42b。

另一方面，第4圖是表示上述第一循環部41的細部透視圖。該第一循環部41，是由：針對形成在上述螺帽構件2的管裝接孔24可從與該螺帽構件2之中心軸垂直的方向配合的一第一圓筒部43；及外徑設定成比該第一圓筒部43還大的同時於該第一圓筒部43的一端設置成可和該第一圓筒部43軸心一致的第二圓筒部44所構成。

在上述第一圓筒部43相關之螺帽構件2之內圍側的端部，是形成有要將滾動至上述螺帽構件2之負荷滾動體滾行溝槽21的滾珠3掬取至上述回流管4之無負荷滾動體通道內用的掬取部43a。另一方面，於上述第二圓筒部44是形成有上述第二循環部42之端部所要嵌合的圓環狀定位段部45。於該定位段部45，是形成有要嵌合於形成在上述第二 循環部42端部之凹部42b的一對凸部45a。

第5圖是表示上述第一循環部41的側面圖。於上述第一圓筒部43及第二圓筒部44，是形成有從上述螺帽構件2之負荷滾動體滾行溝槽21形成連續的滾動體誘導孔即滾珠誘導孔46。該滾珠誘導孔46的內徑是形成為比上述滾珠3的直徑還大，與上述第二循環部42的引導孔42a合作形成滾珠3的無負荷滾動體通道。即，該滾珠誘導孔46是可使滾動至上述螺帽構件2之負荷滾動體滾行溝槽21的滾珠3引導至上述第二循環部42的引導孔42a。

上述的滾珠誘導孔46，是由：於上述第一圓筒部43的內圍面對該第一圓筒部43的中心軸L成朝與負荷滾動體滾行溝槽21的螺旋導角α 一致的方向傾斜的導入區域A；於上述第二圓筒部44的內圍面對上述螺帽構件2的中心軸設置成垂直與上述第二循環部42的引導孔42a連結的連結區域B；及設置在該等導入區域A和連結區域B之間，以一定曲率形成彎曲的中間區域C所構成。即，上述第二圓筒部44的定位段部45，是設置在滾珠誘導孔46之連結區域B的周圍。

如上述，基於形成在上述第一圓筒部43及第二圓筒部44的滾珠誘導孔46是於第一循環部41的內部形成彎曲，所以設置在上述連結區域B之周圍的定位段部45的中心軸r，如第6圖所示，是偏離上述第二圓筒部44之中心軸R。即，上述第二圓筒部44的板厚是形成為不均等。

藉由對上述構成所形成之各第一循環部41的凸部45a 嵌合上述第二循環部42的凹部42b，是可使該第二循環部42定位固定在各第一循環部41，藉此完成回流管4。此外，藉由各第一循環部41和第二循環部42的組裝，是可使該第一循環部41的滾珠誘導孔46和第二循環部42的引導孔42a形成連結藉此完成滾珠3的無負荷滾動體通道。

將完成的回流管4嵌合在螺帽構件2的嵌合孔23時，如第7圖所示，該回流管4構成用的各第一循環部41的第一圓筒部43會嵌合在上述嵌合孔23之管裝接孔24的同時，另一方面，第二圓筒部44並不會嵌合在該管裝接孔24，而是卡止在該管裝接孔24和上述開口孔25之所設置的段部25a，形成為配置在該開口孔25內。另，第7圖中為了要容易理解上述螺帽構件2之嵌合孔23和第一循環部41的關係，是只圖示一方的嵌合部位。

另外，從上述第二循環部42的上方透過固定用螺絲6將安裝用鐵件5固定在螺帽構件2的平坦面22時，是可使上述一對第一循環部41及第二循環部42定位固定在螺帽構件2。此時，上述第一圓筒部43的掬取部43a，如第7圖所示，是構成為稍微突出上述螺帽構件2的內圍面。

如上述，於上述第一圓筒部43固定在螺帽構件2之管裝接孔24的狀態，基於形成在該第一圓筒部43內的滾珠誘導孔46的導入區域A是朝與螺帽構件2之負荷滾動體滾行溝槽21的螺旋導角α 一致的方向傾斜，所以就能夠將滾動在上述螺帽構件2之負荷滾動體滾行溝槽21的滾珠3順暢誘導至上述第二循環部42的引導孔42a。

如以上構成之本發明實施形態的滾珠螺桿裝置，例如：當將上述螺桿軸1對上述螺帽構件2成旋轉時，邊負荷著載重滾動至上述螺桿軸1的滾珠滾行溝槽和螺帽構件2的負荷滾動體滾行溝槽21之間的滾珠3，若是到達上述第一圓筒部43之掬取部43a的突出位置時，是會解除載重的同時脫離上述螺帽構件2的負荷滾動體滾行溝槽21。然後，滾珠3會以無負荷狀態滾動在由上述第二循環部42的引導孔42a和第一循環部41的滾珠誘導孔46所形成之回流管4的無負荷滾動體通道內藉此回到數圈前的負荷滾動體滾行溝槽21。

接著，根據上述之本發明實施形態的滾珠螺桿裝置時，上述回流管4的第一循環部41是由第一圓筒部43和第二圓筒部44所構成，於該第二圓筒部44是只形成有第二循環部42之端部所要嵌合的定位段部45，另一方面於上述第一圓筒部43是只形成有滾珠誘導孔46。因此，就能夠使要嵌合在上述螺帽構件2之管裝接孔24的第一圓筒部43的直徑設定成較小。即，也可使該第一圓部43所要嵌合之螺帽構件2的管裝接孔24的直徑設定成較小。

如上述，根據本發明之實施形態的滾珠螺桿裝置時，由於上述螺帽構件2的管裝接孔24的直徑是可設定成較小，因此該管裝接孔24就不會干涉到鄰接之螺帽構件2的負荷滾動體滾行溝槽21，即使形態為螺距長度較短並且滾動體直徑較大的滾珠螺桿裝置還是能夠利用回流管4構成滾珠3的無限循環道。

此外，根據本發明之實施形態的滾珠螺桿裝置時，因形成在上午第一循環部41之滾珠誘導孔46的連結區域B是設置成垂直於上述螺帽構件2的中心軸，所以該滾珠誘導孔46的連結區域B側的內徑剖面是以單一圓形成。因此只要將第二循環部42的凹部42b嵌合在上述定位段部45的凸部45a，就能夠使上述第一循環部41相關之滾珠誘導孔46的內徑和上述第二循環部42相關之引導孔42a的內徑正確定位。其結果，是能夠確保滾珠3的順暢循環。

1‧‧‧螺桿軸

2‧‧‧螺帽構件

21‧‧‧負荷滾動體滾行溝槽

22‧‧‧平坦面

23‧‧‧嵌合孔

24‧‧‧管裝接孔

25‧‧‧開口孔

25a‧‧‧段部

26‧‧‧凸緣部

3‧‧‧滾珠

4‧‧‧回流管

41‧‧‧第一循環部

42‧‧‧第二循環部

42a‧‧‧引導孔

42b‧‧‧凹部

43‧‧‧第一圓筒部

43a‧‧‧掬取部

44‧‧‧第二圓筒部

45‧‧‧定位段部

45a‧‧‧凸部

46‧‧‧滾珠誘導孔

5‧‧‧安裝用鐵件

6‧‧‧固定用螺絲

A‧‧‧導入區域

B‧‧‧連結區域

C‧‧‧中間區域

R‧‧‧第二圓筒部的中心軸

r‧‧‧定位段部的中心軸

α‧‧‧螺旋導角

第1圖為表示本發明之實施形態的滾珠螺桿裝置透視圖。

第2圖為表示第1圖所示滾珠螺桿裝置所具備之螺帽構件和回流管的關係分解透視圖。

第3圖為第2圖所示第二循環部的側面圖。

第4圖為第2圖所示第一循環部的透視圖。

第5圖為第4圖所示第一循環部的側面圖。

第6圖為從第二圓筒部側觀察第4圖所示第一循環部時的該第一循環部正面圖。

第7圖為表示上述回流管和形成在螺帽構件之嵌合孔的結合部位放大圖。

41‧‧‧第一循環部

43‧‧‧第一圓筒部

43a‧‧‧掬取部

44‧‧‧第二圓筒部

45‧‧‧定位段部

45a‧‧‧凸部

Claims (3)

1. 一種滾動體螺桿裝置，具備有：在外圍面以指定螺旋導角形成有螺旋狀滾動體滾行溝槽的螺桿軸(1)；具有該螺桿軸(1)貫通之貫通孔的同時在該貫通孔的內圍面形成有與上述滾動體滾行溝槽成相向之螺旋狀負荷滾動體滾行溝槽(21)，隔著滾動在該等滾動體滾行溝槽和負荷滾動體滾行溝槽(21)之多數的滾珠(3)螺合在上述螺桿軸(1)的螺帽構件(2)；及具有貫通該螺帽構件(2)之周圍壁的一對第一循環部(41)和連結該等第一循環部(41)的第二循環部(42)，連繫著上述負荷滾動體滾行溝槽(21)的兩端可形成滾珠(3)之無限循環道的回流管(4)，其特徵為：於上述螺帽構件(2)，將設有上述回流管(4)之一對第一循環部(41)的一對管裝接孔(24)，設置成與該螺帽構件(2)的中心軸成垂直，上述第一循環部(41)，具有：對上述管裝接孔(24)從與上述螺帽構件(2)之中心軸垂直的方向設置的第一圓筒部(43)；及於該第一圓筒部(43)的一端形成與該第一圓筒部(43)的軸心一致，外徑比第一圓筒部(43)還大的第二圓筒部(44)，於上述第一圓筒部(43)，形成有：從上述螺帽構件(2)之負荷滾動體滾行溝槽(21)形成連續，對該第一圓筒部(43)的中心軸成朝螺旋導角方向傾斜的滾動體誘導孔(46)； 於上述第二圓筒部(44)，在上述滾動體誘導孔(46)的周圍形成有：讓上述第二循環部(42)之端部嵌合的圓環狀定位段部(45)，該定位段部(45)的中心是偏離該第二圓筒部(44)的中心軸。
2. 如申請專利範圍第1項所記載的滾動體螺桿裝置，其中，在上述第二循環部(42)的端部形成有凹部(42b)，另一方面於上述第二圓筒部(44)的定位段部(45)形成有凸部(45a)，該凸部(45a)可嵌合於上述第二循環部(42)之凹部(42b)。
3. 如申請專利範圍第1或2項所記載的滾動體螺桿裝置，其中，上述滾動體誘導孔(46)，具備有：於上述第一圓筒部(43)對該第一圓筒部(43)的中心軸成朝上述負荷滾動體滾行溝槽(21)的螺旋導角方向傾斜的導入區域；於上述第二圓筒部(44)設置成與上述螺帽構件(2)的中心軸垂直可和上述第二循環部(42)連結的連結區域；及設置在上述導入區域和連結區域之間的同時以一定曲率成彎曲的中間區域。