CN102171490A - 滚珠丝杠 - Google Patents

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CN102171490A CN2010800021633A CN201080002163A CN102171490A CN 102171490 A CN102171490 A CN 102171490A CN 2010800021633 A CN2010800021633 A CN 2010800021633A CN 201080002163 A CN201080002163 A CN 201080002163A CN 102171490 A CN102171490 A CN 102171490A
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Abstract

本发明提供一种滚珠丝杠，其能够防止固定反向器的螺栓的松动，降低噪音，且承受高速的使用条件。为此，在螺母(2)的内周面，在滚珠返回部件(5)的两端部的位置与该两端部对齐地配置有反向器(9)，在该反向器(9)形成有内螺纹孔(13)，通过在形成于螺母(2)的螺栓贯穿孔(15)中贯穿***的两根螺栓(11)，将反向器(9)固定于螺母(2)。此外，反向器(9)的舀起面(19)形成为凹曲面，该凹曲面的与滚珠(8)的舀起方向垂直的截面具有比滚珠(8)的半径稍大的曲率半径。该凹曲面形成为将从滚珠滚道(3)排出的滚珠(8)沿螺纹线的切线方向舀起的形状。反向器(9)也可以由树脂材料形成。

Description

滚珠丝杠
技术领域
本发明涉及滚珠丝杠，特别涉及具有反向器的滚珠丝杠。
背景技术
以往，作为滚珠丝杠一般已知有管循环式滚珠丝杠。管循环式滚珠丝杠的管的滚珠的舀起部(掬い上げ部)通过将薄壁金属管或者由金属薄板形成的管的末端加工成舌片状而形成。
然而，由于滚珠与该舀起部连续地碰撞，因此在滚珠也强烈且高速地碰撞舌部的、高负载容量且高速型的滚珠丝杠中，存在着舀起部在强度方面不足的问题。
改善该舀起部的现有技术包括专利文献1所示的滚珠丝杠。如图3～图5所示，该滚珠丝杠(螺母副)110具有在周面呈螺旋状地形成有槽114的丝杠114、和螺母118。在螺母118上，与槽114对应地呈螺旋状地形成有槽120。在由槽114和槽120形成的运送通道配设多个滚珠122。此外，设有使滚珠122从运送通道的终点返回起点的循环管126。并且，该滚珠丝杠(螺母副)110设有反向器(滚珠转向装置)130，以取代循环管126的舌部(未图示)。该反向器130由主体132和带螺纹的柄部134构成，该主体132通过将具有大致圆形的截面形状的杆(通常为铁材料)弯曲成鞍形形状而形成。
并且，由于借助于该主体132的两端部将滚珠122舀起，因此即使是在高负载容量且高速型的滚珠丝杠的情况下，也不存在像舌部那样强度不足的问题。
专利文献1：日本特开平4-228963号公报
然而，在专利文献1公开的滚珠丝杠中，在反向器的中心的一个部位设置有反向器的固定螺栓，在反向器将滚珠舀起时，存在着反向器振动、固定螺栓松动的可能。
此外，在该现有技术中，反向器的滚珠舀起是平面的，不是沿着滚珠丝杠的螺纹线的舀起。因此，在将滚珠舀起时滚珠的轨迹为不连续的轨迹，存在着产生噪音、因与所述舀起部碰撞而使滚珠表面产生损伤、从舌部刮落的微小碎片啮入滚珠槽等不适于高速使用的问题。
发明内容
本发明是为了解决这样的问题而作出的，其目的在于提供一种反向器的固定螺栓不会松动的滚珠丝杠。
此外，本发明的另一目的在于提供一种滚珠丝杠，该滚珠丝杠能够顺畅地利用反向器将滚珠舀起，降低噪音，且能够承受高速的使用条件。
用于解决上述课题的本发明的一个实施方式涉及的滚珠丝杠具备：丝杠轴，该丝杠轴在外周面具有螺旋状的滚珠丝杠槽；螺母，该螺母在内周面具有与所述丝杠轴的滚珠丝杠槽对置的螺旋状的滚珠丝杠槽；滚珠，所述滚珠在由所述螺母的滚珠丝杠槽和丝杠轴的滚珠丝杠槽形成的螺旋状的滚珠滚道内滚动；以及循环部件，该循环部件设于所述螺母，并且该循环部件引导所述大量滚珠在所述滚珠滚道内循环，所述循环部件包括反向器和滚珠返回部件，所述反向器用于将所述滚珠舀起，所述滚珠返回部件使所述被舀起的滚珠再次返回所述滚珠滚道，所述反向器通过多个固定部件固定于所述螺母。
此外，本发明的另一实施方式涉及的滚珠丝杠具备：丝杠轴，该丝杠轴在外周面具有螺旋状的滚珠丝杠槽；螺母，该螺母在内周面具有与所述丝杠轴的滚珠丝杠槽对置的螺旋状的滚珠丝杠槽；滚珠，所述滚珠在由所述螺母的滚珠丝杠槽和丝杠轴的滚珠丝杠槽形成的螺旋状的滚珠滚道内滚动；以及循环部件，该循环部件设于所述螺母，并且该该循环部件引导所述大量滚珠在所述滚珠滚道内循环，所述循环部件包括反向器和滚珠返回部件，所述反向器用于将所述滚珠舀起，所述滚珠返回部件使所述被舀起的滚珠再次返回所述滚珠滚道，所述反向器形成为将所述滚珠滚道的滚珠沿螺纹线朝向所述滚珠返回部件舀起的形状。
此外，本发明的另一实施方式涉及的滚珠丝杠中，与所述反向器的滚珠舀起面对置的所述螺母的通孔形成为将所述滚珠滚道的滚珠沿螺纹线朝向滚珠返回部件舀起的凹曲面形状。
此外，本发明的另一实施方式涉及的滚珠丝杠中，所述反向器的滚珠舀起面形成为将滚珠滚道的滚珠沿螺纹线朝向滚珠返回部件舀起的凹曲面形状。
此外，本发明的另一实施方式涉及的滚珠丝杠中，所述反向器由树脂材料形成。
根据本发明的一个实施方式涉及的滚珠丝杠，由于反向器的固定部件为多个，因此能够提供反向器不会发生振动、并且固定螺栓不会松动的反向器式滚珠丝杠。
根据本发明的另一实施方式涉及的滚珠丝杠，能够提供可顺畅地利用反向器舀起滚珠、降低噪音且能够承受高速的使用条件的反向器式滚珠丝杠。
附图说明
图1是示出滚珠丝杠的滚珠循环部的结构的剖视图。
图2是示出***有螺栓的反向器的结构的图，其中(a)为俯视图，(b)为主视图，(c)为侧视图。
图3是示出专利文献1中记载的滚珠丝杠的结构的俯视图。
图4是沿图3中的4-4线的剖视图。
图5是示出专利文献1中记载的反向器的结构的侧视图。
具体实施方式
(第一实施方式)
以下，参照附图对本发明涉及的滚珠丝杠的第一实施方式进行说明。
如图1所示，在丝杠轴1的外周装配有螺母2。在丝杠轴1的外周面形成有螺旋状的滚珠丝杠槽1a，在螺母2的内周面形成有与丝杠轴1的滚珠丝杠槽1a对置的螺旋状的滚珠丝杠槽2a。并且，由彼此对置的丝杠轴1的滚珠丝杠槽1a和螺母2的滚珠丝杠槽2a构成了螺旋状的滚珠滚道3。
在螺母2的周壁形成有通孔4a、4b，这些通孔4a、4b通过滚珠返回部件5连接。该滚珠返回部件5是将金属制的管弯曲成大致U字形而构成的部件，该滚珠返回部件5配置于螺母2的外周部，且该滚珠返回部件5的两端部***在通孔4a、4b内。
此外，在螺母2的内周面，在滚珠返回部件5的两端部的位置与该两端部对齐地配置有反向器9，并且该反向器9通过作为固定部件的螺栓11而固定于螺母2。
反向器9是将金属制的截面呈大致椭圆形的杆弯成圆弧状而构成的部件，滚珠滚道3内的滚珠8借助于反向器9的两端部而被舀起，并被引导向滚珠返回部件5。滚珠8借助于该滚珠返回部件5再次返回滚珠滚道3。由该反向器9和滚珠返回部件5构成了循环部件17。
并且，由通孔4a、4b和循环部件17构成了连接通道6，该连接通道6将滚珠滚道3的相互分离的一部分和另一部分连接并连通。
由此，滚珠滚道3经由连接通道6呈环状地连通，该呈环状地连通的通道为滚珠循环通道7。在该滚珠循环通道7内，以呈环状地连续排列的方式收纳有由钢、陶瓷等材料形成的许多滚珠8，这些滚珠8在丝杠轴1旋转时在滚珠循环通道7内滚动并无限循环。
通过该滚珠8在滚珠循环通道7内无限循环，螺母2能够相对于丝杠轴1沿丝杠轴1移动。
如图2的(a)、(b)、(c)所示，在反向器9形成有两处内螺纹孔13，通过在形成于螺母2的两处螺栓贯穿孔15中贯穿***的两根螺栓11，将反向器9固定于螺母2。
专利文献1所示的滚珠丝杠的反向器(滚珠转向装置)130通过在该反向器(滚珠转向装置)130的中心设置的一处固定螺栓而固定于螺母118。
与此相对地，在本发明的滚珠丝杠中，由于将反向器9通过多个固定部件(螺栓11)固定于螺母2，因此反向器9不会产生振动，并且固定部件(螺栓11)不会松动。
以上，在本发明的实施方式中，作为反向器9的固定方法，示出了采用螺栓11进行固定的例子，然而也可以取代螺栓11，像专利文献1所示的反向器130那样，将螺母(螺纹紧固件136)拧紧固定于作为固定部件而一体设于反向器的带螺纹的柄部134。
此外，在本实施方式中，示出了使用两根作为固定部件的螺栓11的例子，然而不限于两根，也可以是三根以上。
(第二实施方式)
以下，参照附图对本发明涉及的滚珠丝杠的第二实施方式进行说明。
如图1所示，在丝杠轴1的外周装配有螺母2。在丝杠轴1的外周面形成有螺旋状的滚珠丝杠槽1a，在螺母2的内周面形成有与丝杠轴1的滚珠丝杠槽1a对置的螺旋状的滚珠丝杠槽2a。并且，由彼此对置的丝杠轴1的滚珠丝杠槽1a和螺母2的滚珠丝杠槽2a构成了螺旋状的滚珠滚道3。
在螺母2的周壁形成有通孔4a、4b，这些通孔4a、4b通过滚珠返回部件5连接。该滚珠返回部件5是将金属制的管弯曲成大致U字形而构成的部件，该滚珠返回部件5配置于螺母2的外周部，且该滚珠返回部件5的两端部***在通孔4a、4b内。
此外，在螺母2的内周面，在滚珠返回部件5的两端部的位置与该两端部对齐地配置有反向器9，并且该反向器9通过作为固定部件的螺栓11而固定于螺母2。
反向器9是将金属制的截面呈圆形的杆弯成圆弧状而构成的部件，滚珠滚道3内的滚珠8借助于反向器9的两端部而被舀起，并被引导向滚珠返回部件5。滚珠8借助于该滚珠返回部件5再次返回滚珠滚道3。由该反向器9和滚珠返回部件5构成了循环部件17。
并且，由通孔4a、4b和循环部件17构成了连接通道6，该连接通道6将滚珠滚道3的相互分离的一部分和另一部分连接并连通。
由此，滚珠滚道3经由连接通道6呈环状地连通，该呈环状地连通的通道为滚珠循环通道7。在该滚珠循环通道7内，以呈环状地连续排列的方式收纳有由钢、陶瓷等材料形成的许多滚珠8，这些滚珠8在丝杠轴1旋转时在滚珠循环通道7内滚动并无限循环。
通过该滚珠8在滚珠循环通道7内无限循环，螺母2能够相对于丝杠轴1沿丝杠轴1移动。
如图2的(a)、(b)、(c)所示，在反向器9形成有两处内螺纹孔13，通过在形成于螺母2的两处螺栓贯穿孔15中贯穿***的两根螺栓11，将反向器9固定于螺母2。
专利文献1所示的滚珠丝杠的反向器(滚珠转向装置)130通过在该反向器(滚珠转向装置)130的中心设置的一处固定螺栓而固定于螺母118。
与此相对地，在本发明的滚珠丝杠中，由于将反向器9通过多个固定部件(螺栓11)固定于螺母2，因此反向器9不会产生振动，并且固定部件(螺栓11)不会松动。
如图2的(a)所示，反向器9的舀起面19形成为凹曲面，该凹曲面的与滚珠8的舀起方向垂直的截面具有比滚珠8的半径稍大的曲率半径。并且，该凹曲面形成为将从滚珠滚道3排出的滚珠8沿螺纹线的切线方向舀起的形状。
此外，关于与反向器9的舀起面19对置的螺母2的通孔4a、4b部分，与反向器9的舀起面19同样地形成为凹曲面，所述凹曲面的与滚珠8的舀起方向垂直的截面具有比滚珠8的半径稍大的曲率半径。并且，该凹曲面形成为将从滚珠滚道3排出的滚珠8沿螺纹线的切线方向舀起的形状。
在此，螺纹线指的是在滚珠滚道3内移动的螺旋状的滚珠的中心轨迹。具体来说，螺纹线的切线方向在图1中是滚珠滚道3内的滚珠8的节圆直径25的切线方向，且如图2的(b)所示，是倾斜与丝杠轴1的滚珠丝杠槽1a的导程角θ相当的量的方向。
在本实施方式中，使反向器9的舀起面19和与该舀起面19对置的螺母2的通孔4a、4b的面形成为凹曲面，该凹曲面的与滚珠8的舀起方向垂直的截面具有比滚珠8的半径稍大的曲率半径，并且使该凹曲面形成为将从滚珠滚道3排出的滚珠8沿螺纹线的切线方向舀起的形状。然而，只要至少在螺母2的通孔4a、4b设有将滚珠8沿螺纹线的切线方向舀起的凹曲面即可，反向器9的舀起面19也可以是将滚珠8沿螺纹线的切线方向舀起的平面。
这样，由于借助反向器9将从滚珠滚道3排出的滚珠8沿螺纹线的切线方向舀起，因此能够得到可顺畅地将滚珠舀起、降低噪音且能够承受高速的使用条件的反向器式滚珠丝杠。
另外，不仅利用多个固定部件(螺栓11)将反向器9固定于螺母2，而且将滚珠8顺畅地沿螺纹线舀起，因此反向器9不会发生振动，进一步防止了固定螺栓松脱。
(第三实施方式)
以下，参照附图对本发明涉及的滚珠丝杠的第三实施方式进行说明。
如图1所示，在丝杠轴1的外周装配有螺母2。在丝杠轴1的外周面形成有螺旋状的滚珠丝杠槽1a，在螺母2的内周面形成有与丝杠轴1的滚珠丝杠槽1a对置的螺旋状的滚珠丝杠槽2a。并且，由彼此对置的丝杠轴1的滚珠丝杠槽1a和螺母2的滚珠丝杠槽2a构成了螺旋状的滚珠滚道3。
在螺母2的周壁形成有通孔4a、4b，这些通孔4a、4b通过滚珠返回部件5连接。该滚珠返回部件5是将金属制的管弯曲成大致U字形而构成的部件，该滚珠返回部件5配置于螺母2的外周部，且该滚珠返回部件5的两端部***在通孔4a、4b内。
此外，在螺母2的内周面，在滚珠返回部件5的两端部的位置与该两端部对齐地配置有反向器9，并且该反向器9通过作为固定部件的螺栓11而固定于螺母2。
反向器9的与长度方向垂直的截面为圆形且反向器9整体呈部分圆弧状，并且该反向器9由树脂材料(例如聚缩醛树脂、掺有强化材料的聚酰胺树脂等工程塑料)成型而成。滚珠滚道3内的滚珠8借助于反向器9的两端部而被舀起，并被引导向滚珠返回部件5。滚珠8借助于该滚珠返回部件5再次返回滚珠滚道3。由该反向器9和滚珠返回部件5构成了循环部件17。
并且，由通孔4a、4b和循环部件17构成了连接通道6，该连接通道6将滚珠滚道3的相互分离的一部分和另一部分连接并连通。
由此，滚珠滚道3经由连接通道6呈环状地连通，该呈环状地连通的通道为滚珠循环通道7。在该滚珠循环通道7内，以呈环状地连续排列的方式收纳有由钢、陶瓷等材料形成的许多滚珠8，这些滚珠8在丝杠轴1旋转时在滚珠循环通道7内滚动并无限循环。
通过该滚珠8在滚珠循环通道7内无限循环，螺母2能够相对于丝杠轴1沿丝杠轴1移动。
如图2的(a)、(b)、(c)所示，在反向器9形成有两处内螺纹孔13，通过在形成于螺母2的两处螺栓贯穿孔15中贯穿***的两根螺栓11，将反向器9固定于螺母2。
专利文献1所示的滚珠丝杠的反向器(滚珠转向装置)130通过在该反向器(滚珠转向装置)130的中心设置的一处固定螺栓而固定于螺母118。
与此相对地，在本发明的滚珠丝杠中，由于将反向器9通过多个固定部件(螺栓11)固定于螺母2，因此反向器9不会产生振动，并且固定部件(螺栓11)不会松动。
如图2的(a)所示，反向器9的舀起面19形成为凹曲面，该凹曲面的与滚珠8的舀起方向垂直的截面具有比滚珠8的半径稍大的曲率半径。并且，该凹曲面形成为将从滚珠滚道3排出的滚珠8沿螺纹线的切线方向舀起的形状。
此外，关于与反向器9的舀起面19对置的螺母2的通孔4a、4b部分，与反向器9的舀起面19同样地形成为凹曲面，所述凹曲面的与滚珠8的舀起方向垂直的截面具有比滚珠8的半径稍大的曲率半径。并且，该凹曲面形成为将从滚珠滚道3排出的滚珠8沿螺纹线的切线方向舀起的形状。
在此，螺纹线指的是在滚珠滚道3内移动的螺旋状的滚珠的中心轨迹。具体来说，螺纹线的切线方向在图1中是滚珠滚道3内的滚珠8的节圆直径25的切线方向，且如图2的(b)所示，是倾斜与丝杠轴1的滚珠丝杠槽1a的导程角θ相当的量的方向。
在本实施方式中，使反向器9的舀起面19和与该舀起面19对置的螺母2的通孔4a、4b的面形成为凹曲面，该凹曲面的与滚珠8的舀起方向垂直的截面具有比滚珠8的半径稍大的曲率半径，并且使该凹曲面形成为将从滚珠滚道3排出的滚珠8沿螺纹线的切线方向舀起的形状。然而，只要至少在螺母2的通孔4a、4b设有将滚珠8沿螺纹线的切线方向舀起的凹曲面即可，反向器9的舀起面19也可以是将滚珠8沿螺纹线的切线方向舀起的平面。
这样，由于借助反向器9将从滚珠滚道3排出的滚珠8沿螺纹线的切线方向舀起，因此能够得到可顺畅地将滚珠8舀起、降低噪音且能够承受高速的使用条件的反向器式滚珠丝杠。此外，由于反向器9由树脂材料形成，因此能够与沿螺纹线的切线方向舀起滚珠相结合而进一步降低噪音。
另外，不仅利用多个固定部件(螺栓11)将反向器9固定于螺母2，而且将滚珠8顺畅地沿螺纹线舀起，因此反向器9不会发生振动，进一步防止了固定螺栓松脱。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，然而本发明并不限定于此，能够进行各种变更、改良。
工业上的可利用性
本发明作为以反向器为循环方式的滚珠丝杠，能够广泛地应用于各种机械装置。
标号说明
1：丝杠轴；
1a：滚珠丝杠槽(丝杠轴侧)；
2：螺母；
2a：滚珠丝杠槽(螺母侧)；
3：滚珠滚道；
5：滚珠返回部件；
8：滚珠；
9：反向器；
10：滚珠丝杠；
11：固定部件(螺栓)；
17：循环部件；
19：舀起面。

Claims (5)

1.一种滚珠丝杠，其特征在于，
该滚珠丝杠具备：
丝杠轴，该丝杠轴在外周面具有螺旋状的滚珠丝杠槽；
螺母，该螺母在内周面具有与所述丝杠轴的滚珠丝杠槽对置的螺旋状的滚珠丝杠槽；
滚珠，所述滚珠在由所述螺母的滚珠丝杠槽和丝杠轴的滚珠丝杠槽形成的螺旋状的滚珠滚道内滚动；以及
循环部件，该循环部件设于所述螺母，并且该循环部件引导所述大量滚珠在所述滚珠滚道内循环，
所述循环部件包括反向器和滚珠返回部件，所述反向器用于将所述滚珠舀起，所述滚珠返回部件使所述被舀起的滚珠再次返回所述滚珠滚道，所述反向器通过多个固定部件固定于所述螺母。
2.一种滚珠丝杠，其特征在于，
该滚珠丝杠具备：
丝杠轴，该丝杠轴在外周面具有螺旋状的滚珠丝杠槽；
螺母，该螺母在内周面具有与所述丝杠轴的滚珠丝杠槽对置的螺旋状的滚珠丝杠槽；
滚珠，所述滚珠在由所述螺母的滚珠丝杠槽和丝杠轴的滚珠丝杠槽形成的螺旋状的滚珠滚道内滚动；以及
循环部件，该循环部件设于所述螺母，并且该循环部件引导所述大量滚珠在所述滚珠滚道内循环，
所述循环部件包括反向器和滚珠返回部件，所述反向器用于将所述滚珠舀起，所述滚珠返回部件使所述被舀起的滚珠再次返回所述滚珠滚道，所述反向器具有将所述滚珠滚道的滚珠沿螺纹线朝向所述滚珠返回部件舀起的形状。
3.根据权利要求2所述的滚珠丝杠，其特征在于，
与所述反向器的滚珠舀起面对置的所述螺母的通孔形成为将所述滚珠滚道的滚珠沿螺纹线朝向所述滚珠返回部件舀起的凹曲面形状。
4.根据权利要求2或3所述的滚珠丝杠，其特征在于，
所述反向器的滚珠舀起面形成为将滚珠滚道的滚珠沿螺纹线朝向滚珠返回部件舀起的凹曲面形状。
5.根据权利要求2～4中的任意一项所述的滚珠丝杠，其特征在于，
所述反向器由树脂材料形成。
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