CN1480665A - 循环元件及设置有该循环元件的运动导向设备和滚珠丝杠 - Google Patents

Abstract

一种滚珠丝杠，包括一个螺杆、一个与螺杆装配在一起的螺母、多个设置在由成形在螺杆上的滚珠滚动槽和成形在螺母上的负载滚珠的滚动槽共同形成的滚珠滚动通道中的滚珠、多个设置在滚珠滚动通道中的滚珠之间的垫圈、和用于使滚珠和垫圈根据螺母相对于螺杆的相对运动而循环的循环元件。循环元件设有一用于铲起滚珠的收集槽，是在该收集槽的两侧边缘部分接触到在滚珠滚动通道中滚动的滚珠时，同时循环元件还设置有一垫圈收集部分，其能在不接触滚珠的情况下接触并铲起在滚珠滚动通道中移动的垫圈。这样的循环元件将更适合用于例如直线运动导板或花键轴的运动导向装置。

Description

循环元件及设置有该循环元件的 运动导向设备和滚珠丝杠

技术领域

本发明涉及一种可以使多个设置在滚珠滚动通道中的滚珠和垫圈循环的循环元件，该通道成形在一个轨道元件和一个可移动元件之间，与可移动元件相对于轨道元件的相对运动相一致，还涉及一种带有这样的循环元件的运动导向装置和滚珠丝杠。

背景技术

本申请的申请人提供了如附图20所示的一种应用于滚珠丝杠的循环元件，其被第HEI 10-180767号日本专利申请所公开。

参照附图20，该滚珠丝杠成形有一滚珠滚动槽，该槽与形成在循环元件2中的收集槽3的两侧部分3a、3b相接触，并且滚珠1沿着该滚珠滚动槽滚动，而后以一种被包围的方式被从滚珠滚动槽中铲起。在收集槽3成形在循环元件2中的情况下，冲击力基本上没有应用到循环元件2上，因此，可以高速旋转一螺杆，以使滚珠1也高速移动。

这样的循环元件2在功能上只能足够用于循环滚珠1。然而，很多情况下在滚珠1之间时常要设置用于防止摩擦等的垫圈。这样的垫圈具有直径小于滚珠1的直径的大致圆柱形状，沿滚珠前进方向在其两端部分有与滚珠的球形一致的凹陷。

当用上文所述的常规结构的循环元件收集滚珠1和垫圈时，例如，因为滚珠1有一球形表面，滚珠1会被收集槽3的两侧边缘部分3a、3a包围并且铲起。在相邻的滚珠1、1之间存在小缝隙的情况下，放在滚珠1、1之间的垫圈也可以与滚珠1一起被铲起。

然而，如附图21和22所示，当垫圈4在相邻的滚珠1、1之间自由地移动时，就可能会有垫圈4与收集槽3的两侧边缘部分3a、3b相结合，因为垫圈4沿前进方向具有几乎平坦的端部，这样就会产生不便。

发明内容

因此，本发明的一个目的是从实质上消除现有技术中遇到的不便或缺陷，并提供一种循环元件，其能够可靠地将垫圈与滚珠一起铲起，即使在例如滚珠丝杠的滚珠之间存在缝隙的情况下。

本发明的另一个目的是提供一种滚珠丝杠和一种其上设置有上文所述的改进的循环元件的运动导向装置。

本发明的这些和其它发明目的可以通过以下方案实现，总的是提供一种循环元件，其上成形有一个用于铲起滚珠的收集槽，和一个在不接触滚珠的情况下接触一垫圈而将其铲起的垫圈收集部分。

也就是说，在一个主要方面，用于实现上述发明目的的循环元件是一种可根据可移动元件相对于轨道元件的相对运动而使多个滚珠和多个垫圈循环的循环元件，每个垫圈被设置在滚珠之间，它们被安装在成形于轨道元件和可移动元件之间的滚珠滚动槽中，其中该循环元件设置有一通过用收集槽的两侧边缘部分去接触在滚珠滚动通道中滚动的滚珠从而铲起滚珠的收集槽，同时还提供有一可接触并铲起在滚珠滚动通道中移动的垫圈而不接触滚珠的垫圈收集部分。

根据这一方面，在滚珠滚动通道上滚动的滚珠由成形在循环元件上的收集槽的两侧边缘部分包围，而后被其铲起。在这种操作中，即使滚珠之间的缝隙变宽，并且垫圈趋于从滚珠的轨迹离开，该垫圈也能够被垫圈收集部分铲起。同时，因为垫圈收集部分并不接触正在被收集槽铲起的滚珠，该垫圈收集部分将不会被损坏。

在这方面的一个优选实施例中，垫圈收集部分成形有一后表面，其离开被收集槽铲起的滚珠的轨迹并接触垫圈，这样就只会接触垫圈而不会接触滚珠。

在本发明的另一个方面中，还提供有一种滚珠丝杠，其包括：

一螺杆，在其外圆周上成形有一螺旋的滚珠滚动槽；

一螺母，其与螺杆装配在一起，并且在其内圆周表面上成形有一螺旋的负载滚珠的滚动槽，以使其与成形在螺杆上的滚珠滚动槽相对而形成一滚珠滚动通道；

多个设置在滚珠滚动通道中的滚珠；

多个设置在滚珠滚动通道中滚珠之间的垫圈；和

一循环元件，用于使多个滚珠和垫圈产生循环，每个垫圈根据螺母相对于螺杆的相对运动被设置在滚珠之间，其中该循环元件设置有一通过用其两侧边缘部分接触在滚珠滚动通道中滚动的滚珠而将滚珠铲起的收集槽，还设置有一垫圈收集部分，在不接触滚珠的情况下，其接触并铲起在滚珠滚动通道中移动的垫圈。

在这方面的优选实施例中，垫圈收集部分还成形有一后表面，其离开被收集槽铲起的滚珠的轨迹，并与垫圈相接触。

该循环件具有一有圆形截面的直线通道，用于沿直线移动被收集槽铲起的滚珠，并且该垫圈收集部分成形在收集槽的底部，还成形有一后表面，其相对于直线通道的内圆周表面，在包括直线通道的中心线的截面区域中，倾斜一预定的角度。

在本发明的另一方面中，还提供有一运动导向装置，其包括：

一成形有滚珠滚动槽的导轨；

一安装在导轨元件上并可相对于该导轨元件运动的滑动元件，并且成形有一负载滚珠的滚动槽，以使其与轨道元件的滚珠滚动槽相对，从而构成一滚珠滚动通道；

多个设置在滚珠滚动通道中的滚珠；

多个设置在滚珠滚动通道中的滚珠之间的垫圈；和

一循环元件，用于使多个滚珠和垫圈循环，每个垫圈根据滑动元件相对于轨道元件的相对运动被设置在滚珠之间，其中循环元件设置有一通过用其两侧边缘部分接触在滚珠滚动通道中滚动的滚珠而将滚珠铲起的收集槽，还设置有一垫圈收集部分，在不接触滚珠的情况下，其接触并铲起在滚珠滚动通道中移动的垫圈。

根据滚珠丝杠和运动导向装置，该循环元件具有一垫圈收集部分的改进结构，以使得滚珠和垫圈能够被可靠地铲起，并且不会损坏该结构元件。

结合下面参照附图的文字说明，本发明本身的和其它的特性特征将会变得更加清楚。

附图简要说明

在以下附图中：

附图1是设置有本发明第一实施例中的循环元件的滚珠丝杠的部分截面透视图；

附图2表示的是该循环元件，其中：附图2A为该循环元件平面图，附图2B为从滚珠丝杠的螺杆轴向看去的侧视图，附图2C为从垂直于滚珠丝杠轴线的方向看去的侧视图，附图2D为前视图；

附图3表明的是该循环元件的腿部，其中附图3A是表明收集槽的曲率半径剖视图，附图3B是表明后表面的倾斜度(倾斜角)的剖视图；

附图4是一表明滚珠被收集槽铲起的状态的示意图；

附图5是一放大比例的示意图，表明了在循环元件设置有收集部分和循环元件设置有非收集部分的各自情况下，收集槽和螺杆之间的缝隙的比较情况；

附图6是一表明滚珠被收集槽铲起的状态的示意图；

附图7是一表明垫圈被垫圈收集部分铲起的状态的示意图；

附图8是一部分剖面透视图，表明了一设置有根据本发明第二实施例的循环元件的端帽式滚珠丝杠；

附图9表明了一侧盖和第二实施例中的循环元件的组合，其中附图9A表明了从轴线方向看的螺杆状态，附图9B表明了从侧面看的螺杆状态；

附图10是第二实施例中循环元件的示意图；

附图11是设置有本发明中循环元件的偏转式滚珠丝杠的一实施例的透视图；

附图12设置有本发明第三实施例中循环元件的直线运动导向装置的透视图；

附图13是循环元件的透视图；

附图14是循环元件的剖视图；

附图15是被收集槽铲起的滚珠轨迹示意图；

附图16是滚珠被收集槽铲起的状态和垫圈被垫圈收集部分铲起状态的示意图；

附图17是与附图16相比没有设置垫圈收集部分的示意图；

附图18是与附图16相比没有设置垫圈收集部分的透视图；

附图19是设置有本发明循环元件的滚珠花键的透视图；

附图20是设置有常规结构的循环元件的滚珠丝杠的透视图；

附图21是从螺杆的轴线方向看去，表明了滚珠与收集槽相结合的示意图；

附图22是从收集槽前方看去，表明了相邻滚珠之间形成缝隙的示意图。

具体实施方式

在下文，将结合附图对本发明的最优实施例进行详细的描述。

附图1表明了设置有本发明第一实施例中的循环元件的滚珠丝杠。

参照附图1，一个滚珠丝杠8是由一个其外圆周表面上成形有螺旋形滚珠滚动槽9a的螺杆9和一个装配在螺杆9上的螺母10组成。该螺旋形滚珠滚动槽9a是通过磨制或轧制成形的，以便具有一个固定导程和大致半圆形的横截面。

另一方面，螺母10在其内圆周表面形成有与螺杆9的螺旋形滚珠滚动槽9a相对应的螺旋形滚珠滚动槽10a。该螺母10一般呈圆柱形并且螺母10在其一端设置有用于将滚珠丝杠8安装至机床等上面的凸缘部分14。螺母10的螺旋形滚珠滚动槽10a成形为具有大致为半圆形的横截面，其与螺杆9的滚珠滚动槽9a的形状相对应。

该螺母10在许多部分上成形有***孔，用于***循环元件12的腿部12b、12b。

螺杆9的滚珠滚动槽9a和成形在螺母10上的负载滚珠的滚动槽10a结合形成了一个滚珠滚动通道，其中容纳有多个滚珠11、11，垫圈16、16也容纳于其中并阻止滚珠11、11相互接触。

在第一实施例中，该螺母10装配有两个循环元件12、12，其被称作“回行管”。该循环元件12构成了一个非加载回路，其使滚珠滚动通道的一端与其另一端相连通，以使得多个滚珠11、11和垫圈16、16可根据螺母10和螺杆9的相对运动循环。

该循环元件12呈具有一中心部分12a和一对从该中心部分12a的两侧端部延伸的腿部12b、12b的门形。腿部12b、12b以几个螺距的间隔***到滚珠滚动通道中，并且该循环元件12由螺钉13等被紧固到螺母10上。

参照附图2(附图2A至2D)，该循环元件12的设置使得一对腿部12b、12b内圆周的中心线19、19被定位成如附图2B中所示的螺旋滚珠轨迹的中心线18的切线方向，并且腿部12b、12b依照中心线18的导程角在彼此不同的方向上发生倾斜。

按照腿部12b、12b的中心线的这种布置，滚珠11能够被铲进轨迹中心线18的切线方向和导程角方向中。也就是说，滚珠11能够沿着其滚动(前进)方向被铲起。因此在铲起滚珠11的同时对腿部12b、12b没有施加非强制力。

该循环元件12沿其轴线方向作为一对分离体20、20被分成两部分，它们是通过加热塞缝、热熔、压焊等工序或是通过紧固装置、粘接层、夹子等被连接在一起。

接下来，参照附图3，每个腿12b具有一直线通道21，并具有圆形的横截面，用于基本上直线地移动滚珠11。如上文所述，该直线通道21的内圆周面的中心线19安装在如图2所示的滚珠轨迹中心线18的切线方向上。该腿部12b具有一延伸至滚珠轨迹中心线18和直线通道21的中心线19相交之处的前端，在邻近腿部12该前端的部分成形有一个用于铲起滚珠11的收集槽22。

参照附图3A，从螺杆9的轴向看去，收集槽22的曲率半径R1设计得比滚珠11的轨迹中心线18的曲率半径R2略小，且比螺杆9的外径R3略大。此外，该收集槽22在朝向循环元件12的深度方向上具有一渐小的侧向宽度。

一个垫圈收集部分23成形在收集槽22的底部。垫圈收集部分23形成有一后表面24，使其能离开被收集槽22铲起的滚珠22的轨迹且与垫圈16相接触。

参照附图3B，在包括直线通道21的中心线19的剖视区域中，该收集部分23的后表面24相对于直线通道21的内圆周表面25倾斜一个预定角度α。根据这样一种设计，一个边界部分26形成在直线通道21的内圆周表面25和垫圈收集部分23的后表面24之间。这个后表面24能接触该垫圈16而不接触滚珠11，同时铲动该垫圈16沿滚珠滚动通道移动。

在第一实施例的结构中，该滚珠收集槽22具有一朝向循环元件12逐渐减小的宽度，同时滚珠11通过与收集槽22的侧边缘接触能够被铲起。此外，在这个实施例中，该垫圈收集部分23被成形在收集槽22的底部，以便导向设置在滚珠11、11之间的垫圈16、16进入该循环元件12。

由于其复杂的结构，尽管通过机加工，制造这些收集槽22和垫圈收集部分23十分困难，但通过由树脂或金属材料模制成该循环元件，可以实现对具有复杂结构的收集槽22和垫圈收集部分23的加工。当该循环元件被成形为一金属制品使，其是由热处理金属粉末模制成形的。另一方面一种树脂产品可通过注塑工艺成形。然而，仅使用一对横向对分模对于模制复杂结构的收集槽22和垫圈收集部分23来说仍然十分困难。因此，在该实施例中，可使用一种能沿腿部12b、12b的轴线方向滑动的滑动模来模制收集槽22和垫圈收集部分23。

特别是，在模制操作中，该滑动模被***到一对横向对分模中。接下来在滑动模被***的状态下，该收集槽22和垫圈收集部分23被制成了腿部12b、12b。另一方面，在脱模操作中，该滑动模沿相反方向滑动。如提到的，通过使用滑动模，该收集槽22和垫圈收集部分具有能够制造的复杂结构，腿部12b、12b的内圆周表面也如此。

附图4表示了滚珠被收集槽22铲起的状态，出于容易理解说明书中有关用收集槽22铲起滚珠的内容的考虑，垫圈16和收集部分23被去除。

当滚珠11沿圆周方向在螺杆9的滚珠滚动槽9a上滚动循环元件12中时，收集槽22的两个边缘部分22a、22b都将接触该滚珠11。同时，由于收集槽22的宽度朝向滚珠滚动方向(附图4中从下往上看)逐渐减小，该滚珠11能够被铲起，就好像其被包围，从滚珠滚动槽进入循环元件12。

该循环元件12具有一内径，其比滚珠11的外径稍大，所以即使粘附在滚珠11或循环元件12上的润滑剂或粘合剂稍微移位的情况下，滚珠11也能通过该循环元件12。更严格的讲，当变换了螺杆侧面中的角β之后，滚珠11不是沿滚珠11的轨迹中心线18的切线方向被铲起。

在附图4中，线L表示了滚珠11的轨迹中心。如前所述，根据本实施例，滚珠11能被收集槽22的两侧边缘部分铲起，在滚珠11接触收集槽22的同时引起的负载将被明显减轻。

另一方面，具有一个回行管式的循环元件的滚珠丝杆的传统结构中，滚珠一般是通过一个成形在回行管上的舌部被铲起。然而，在这种传统的滚珠丝杆的使用过程中，当该螺杆以高速旋转时，滚珠也以高速移动(滚珠的移动变快)，那么就会担心在滚珠与舌部的碰撞过程中舌部损坏。为了消除这种缺点，必须确定螺杆转数的上极限，这样就会不方便。

因此，本发明就设想克服这种现有的不便，并且提供了一种螺杆，通过将收集槽22成形在循环元件12上，能够在高速下旋转。根据本发明，如前所述，因为滚珠能够被收集槽22的两侧边缘部分铲起，就不需要象传统结构那样形成舌部了。

该垫圈收集部分23作用仅是铲起垫圈16，且具有类似与舌部形状相似的外形，舌部在传统结构中将滚珠铲进回行管。然而，本发明与传统结构最主要的区别在于存在后表面24。

也就是，一般，传统回行管的舌部是通过切削或磨制成形的，例如金属管或砂轮。因此，一个相对于直线通道具有预定的倾斜角α的后表面(本实施例中的后表面24)决不会形成在回行管中。因为后表面24倾斜一个预定角度α，一个从收集槽22底部的突出量将小于舌部的突出量。

附图5表明了在循环元件12设置有收集部分23且循环元件27设置有非收集部分的情况下，收集槽22和螺杆9之间的缝隙的比较。此外，需要指出的是，为了观察该缝隙，在附图5中，循环元件12和27在相对于收集槽22的侧面上的壁部在该示例中被去除。

参照附图5，滚珠11被定位在所表示的状态相反的侧面上的收集槽22铲起。在循环元件27没有设置垫圈收集部分23的情况下，一个相对大的间隙S出现在收集槽22和螺杆9之间，并且会担心从滚珠11上掉落的垫圈16会不利地与该间隙S结合。然而，在本实施例中成形有垫圈收集部分23，其可阻塞间隙S。

接下来，参照附图6和附图7，该滚珠11以一种被收集槽22的两侧边缘部分被包围的方式被铲起(附图6)。此外，即使相邻的滚珠11之间的距离变宽并且垫圈16离开移动通道，垫圈16能够可靠地被后表面24铲起，表面24成形在与垫圈16相接触的垫圈收集部分23上。该垫圈16不是经常接触该垫圈收集部分23，且只是在滚珠11之间的距离变宽且垫圈16趋于离开其轨迹的情况下，该垫圈16与垫圈收集部分23相接触。在其它情况下，该垫圈16与滚珠11一起移动。此外，该垫圈收集部分23在滚珠11被铲起的同时并不与其接触，这样就不会被损坏或破碎。

附图8表示的是根据本发明第二实施例的设置有循环元件的端帽式的滚珠丝杠。

该实施例的滚珠丝杠包括一个其上成形有滚珠滚动槽34a的螺杆34和一个螺母31，螺母31由一个其上成形有滚珠滚动槽的螺母本体32和安装在螺母本体32的两端并作为端帽33、33的侧盖组成。该螺母本体32上成形有滚珠滚动槽和一个滚珠回路，并且侧盖33、33和连通滚珠滚动槽和回路的连通通道一体成形。该循环元件被安装在每个侧盖33、33上，以使得可以铲起滚珠11、11，和设置在滚珠之间的垫圈16、16。

附图9表明了侧盖33和循环元件35的组合状态。循环元件35被安装在侧盖33的内侧并且通过螺钉等装置紧固到螺母本体32上。该循环元件35可以根据向侧盖33安装的情况而具有不同的外形。

参照附图10，其表明了循环元件35的安装状况，该循环元件35设置有一个滚珠收集槽36，在滚珠滚动通道中，该滚珠收集槽用两侧的边缘部分与滚珠接触而后将其铲起。该滚珠收集槽36在其底部成形有一个垫圈收集部分37，用于在不接触滚珠11的情况下，在滚珠滚动槽中与垫圈16接触并将其铲起。该垫圈收集部分37成形有一离开滚珠滚动轨迹定位并接触垫圈16的后表面38。

该循环元件35上形成有一直线通道39，其具有一圆形横截面，用于通过收集槽36基本上沿直线移动滚珠11。此外，在包括直线通道39的中心线的截面区域中，该垫圈收集部分37的后表面38相对于直线通道39的内圆周表面40被倾斜一个预定角度α。根据本实施例，该垫圈16能够被后表面38铲起，即使是在相邻的滚珠11、11之间的距离被扩大并且垫圈16从移动轨迹处离开的情况下。

附图11也表明了一种滚珠丝杠41，其上设置有根据本发明另一实施例中的偏转结构的循环元件。

参照附图11中的实施例，在滚珠丝杠41的滚珠滚动槽41a中行进的滚珠11、11和垫圈16、16一旦由具有偏转结构的循环元件42从滚珠滚动槽分离，则该滚珠11、11和垫圈16、16通过跳过螺杆41的外径部分返回到一个导程前的滚珠滚动槽41a部分。该循环元件42上成形有大致为S形的滚珠回行槽。该滚珠回行槽在循环元件42的中心部分具有一几乎凹陷的部分，以使得滚珠11和垫圈16在滚珠回行槽中前进的时候能够跳过螺杆41的外圆周部分。

该循环元件42，也就是偏转装置，作用是可强制地推动滚珠在滚珠滚动槽41a上从其侧面滚动，以使得滚珠能跳过螺杆41的外圆周面。此外，一个垫圈收集部分成形在循环元件42上，其用于通过与垫圈16接触但不接触滚珠11而仅将垫圈16铲起。在这个偏转器式循环元件42中，成形在收集部分上的后表面具有离开三维滚珠轨迹的三维外形。

本发明还提供有一种直线运动导向件，其设置有一个如附图12所示的第三

实施例的循环元件。

该实施例中的直线运动导向件是，例如，一种用于引导可移动元件或部件的设备，例如在机床或导轨等静止元件上的工作台。

该直线运动导向件包括一设置在一静止元件上且具有纵向延伸件的导轨51，同时与导轨51整体组装的滑动元件是相对可移动的。该导轨51上成形有一沿其纵向形成的滚珠滚动槽51a，并且滑动元件也成形有一负载滚珠的滚动槽，以使得能对应于成形在导轨51上的滚珠滚动槽51a。

该直线运动导向件还包括多个设置在滚珠滚动通道中的滚珠，通道由导轨51的滚珠滚动槽51a、成形在滑动元件52上的负载滚珠的滚动槽、多个设置在滚珠之间的垫圈，和提供给滑动元件52的循环元件53、53组合成形，该循环元件用于使滚珠和垫圈循环进行与滑动元件52相对于导轨51的相对运动相一致的循环。

该导轨51被拉长以便提供，例如，一矩形横截面。该滚珠滚动槽51a有一用于滚珠滚动的轨道，和许多排可以被用于直线运动导向的滚珠滚动槽51a。在表示的实施例中，导轨51具有一直线的结构，但其也可以具有弯曲的轨道结构。导轨51具有可固定螺杆的螺纹孔，以便可以将导轨51紧固到静止元件上。

该滑动元件52包括一块状体54和设置在块状体54的两端部分且作为循环元件53、53的端板。该循环元件53、53成形有用于改变滚珠滚动方向的U形方向偏转通道。

滑动元件52的块状体54是一コ形元件，当组装时，其具有一与导轨51上表面相对的平坦水平部分54a和与导轨51的双侧表面相对的一对支撑腿部(裙部)54b、54b。负载滚珠的滚动槽成形在块状体54的内侧表面以与成形在导轨51的外侧表面上的滚珠滚动槽51a、51a相对。滚珠回路也成形在块状体54上，形成平行于滚珠滚动槽51a的洞。该滚珠滚动槽和滚珠回路通过成形在循环元件53上的方向改变通道而连通。多个紧固孔成形在块状体54的上表面上，其用于利用螺杆或螺定装置紧固和固定一个将导入块状体54的物体。

参照下面的附图13和14，该循环元件53将被进一步描述，附图13是循环元件53的部分透视图，且附图14是表明了成形在循环元件53上的方向改变通道的剖视图。

如图所示，循环元件53成形有与滚珠回路56和滚珠滚动通道57相连通的滚珠滚动方向改变通道55。特别是，该循环元件与构成方向改变通道55的外圆周表面的外圆周导向部分58一起成形，另一方面，该块状体54形成有一构成方向改变通道55的内圆周表面的弧形内圆周导向部分59。

如附图13所示，一滚珠收集槽60成形在循环元件53的方向改变通道55的底部，用于通过槽60两侧边缘部分接触而后铲起在滚珠滚动通道57中的滚珠。该收集槽60成形在一平坦表面上，平行于导轨51，是在导轨51的侧面上而不是在方向改变通道55的中心线63上。该收集槽60具有一个朝向滚珠前进方向逐渐减小的水平宽度。该收集槽60的滚珠铲起方式基本上与前述实施例相同。

如附图13和14所示，在本实施例中，在收集槽60的底部成形有一个垫圈收集部分62，用于在不接触滚珠滚动通道57中的滚珠的前提下接触而后铲起该垫圈。垫圈收集部分62具有一后表面61，其离开收集槽60所铲起的滚珠的轨迹64，但是接触该垫圈。

附图15表示了收集槽60所铲起的滚珠11的轨迹。该实施例中，不同于滚珠丝杠的实施例，循环元件53的方向改变通道55被弯曲成圆弧形。此外，由于有一小缝隙存在于滚珠11和方向改变通道55之间，滚珠11的中心轨迹66会经过方向改变通道的中心线63的稍向外侧。因此，该垫圈收集部分62的后表面61成形时考虑到滚珠11的轨迹，以致于不与滚珠相接触。这个后表面61可以具有如附图15所示的弯曲形状，如同直线形状一样。

附图16表明了收集槽铲起滚珠11的状态和垫圈收集部分62铲起垫圈16的状态。如图所示，滚珠11先被收集槽60的两侧部分包围而后铲起。即使滚珠11与垫圈16之间的距离趋于离开轨迹，接触滚珠11的垫圈收集部分62也能铲起滚珠11。

附图17和18表明了一个用于比较的未设置垫圈收集部分的例子。

在这个比较例子中，具有球形的外表面的滚珠11的以被包围的形式被收集槽60的两侧部分铲起。另一方面，该垫圈16具有一平坦端部，并且当滚珠11、11之间的距离被加宽且趋于从轨迹上离开的时候，可能将会引起垫圈16的平坦端部不利地与收集槽60相结合，这样就很不便。

附图19也表明了一个设置有根据本发明的循环元件的滚珠花键的实施例。

该滚珠花键包括有一个作为导轨的花键轴71，和一个穿过多个设置于其中的滚珠11、11被安装在花键轴71上的作为滑动元件的外套72。

该花键轴71为具有一真正环状的柱形结构，并且具有一成形为滚珠轨道的外表面，其上有一滚珠滚动槽71a，以便沿其轴线方向延伸。

安装在花键轴71上的外套72成形有一个对应于滚珠滚动槽71a的负载滚珠的滚动槽，以便构成一作为滚珠循环通道的回路形式的滚珠滚动通道。在这个滚珠循环通道中，多个滚珠11、11和垫圈16、16被容纳于其中，以便根据外套72相对于花键轴71的相对直线运动在其中循环。也就是说，该滚珠滚动通道73是由花键轴71的滚珠滚动槽71a和外套72的负载滚珠的滚动槽构成。一个无负载回路74邻近滚珠滚动通道73而成形，在其中滚珠11、11从负载中释放。另一方面，外套72安装有一循环元件75，其作为用于在花键轴71的轴线方向设置和保持滚珠11、11的保持件。

作为保持件的循环元件75被整体安装在外套72上并且具有内部中空的圆柱结构，其中以贯穿方式设置有花键轴71。该循环元件75具有一外表面，其上形成有环路形式的滚珠循环通路。根据这种循环元件75，在滚珠滚动通道73上滚动的滚珠11、11被保持在外套72和花键轴71之间的两侧，并且在无负载回路74上滚动的滚珠11、11被保持在外套72和通道74之间，从而防止滚珠11、11在外套72被从花键轴71上分离时脱落。

一个在滚珠滚动通道73上滚动的用于铲起滚珠11、11的滚珠收集槽成形在循环元件75上，其也可以成形有一个用于铲起垫圈16的垫圈收集部分。

还应指出的是本发明并不限于所描述的实施例，并且在不脱离所附权利要求书的范围内可以有许多其它修改和变型。

例如，多个独立安装在相邻滚珠之间的垫圈可以通过绳或皮带件连续地连接起来。此外，运动导向设备的导轨可以设置有取代直线结构的弯曲结构。

本申请要求根据35U.S.C§119，申请日为2002年6月25日的题目为“循环元件、设置有该循环元件的运动导向设备和设置有该循环元件的滚珠丝杠”的第2002-184540号日本专利申请的优先权，其申请的全部内容可结合于此作为参考。

Claims (7)

1、一种循环元件，其根据可移动元件相对于轨道元件的相对运动而使多个滚珠和多个垫圈循环，每个垫圈被设置在滚珠之间，它们被安装在成形于轨道元件和可移动元件之间的滚珠滚动槽中，

其特征为，该循环元件设置有一用其两侧边缘部分去接触在滚珠滚动通道中滚动的滚珠从而铲起滚珠的收集槽，同时还设置有一个可接触并铲起在滚珠滚动通道中移动的垫圈而不接触滚珠的垫圈收集部分。

2、如权利要求1所述的循环元件，其特征为，所述的垫圈收集部分成形有一后表面，其离开被收集槽所铲起的滚珠的轨迹，并且与垫圈相接触。

3、一种滚珠丝杠，其包括：

一螺杆，在其外圆周上成形有一螺旋的滚珠滚动槽；

一螺母，其与螺杆装配在一起，并且在其内圆周表面上成形有一螺旋的负载滚珠的滚动槽，以使其与成形在螺杆上的滚珠滚动槽相对而形成一滚珠滚动通道；

多个设置在滚珠滚动通道中的滚珠；

多个设置在滚珠滚动通道中滚珠之间的垫圈；和

一循环元件，用于使多个滚珠和垫圈循环，每个垫圈根据螺母相对于螺杆的相对运动被设置在滚珠之间，其中该循环元件设置有一通过用其两侧边缘部分接触在滚珠滚动通道中滚动的滚珠而将其铲起的收集槽，还设置有一垫圈收集部分，在不接触滚珠的情况下，其接触并铲起在滚珠滚动通道中移动的垫圈。

4、如权利要求3所述的滚珠丝杠，其特征为，所述的垫圈收集部分成形有一后表面，其离开被收集槽所铲起的滚珠的轨迹，并且与垫圈相接触。

5、如权利要求4所述的滚珠丝杠，其特征为，所述的循环件具有一截面为环形的直线通道，用于沿直线移动被收集槽所铲起的滚珠，并且所述垫圈收集部分成形在收集槽的底部，还成形有一后表面，其相对于直线通道的内圆周表面，在包括直线通道的中心线的截面区域中，倾斜一个预定的角度。

6、一种运动导向装置，包括：

一成形有滚珠滚动槽的导轨；

一安装在导轨元件上并可相对该导轨元件运动的滑动元件，并且成形有一负载滚珠的滚动槽，以使其与轨道元件的滚珠滚动槽相对，从而构成一滚珠滚动通道；

多个设置在滚珠滚动通道中的滚珠；

多个设置在滚珠滚动通道中的滚珠之间的垫圈；和

一循环元件，用于使多个滚珠和垫圈循环，根据滑动元件相对于轨道元件的相对运动每个垫圈被设置在滚珠之间，其中循环元件设置有一通过用其两侧边缘部分接触在滚珠滚动通道中滚动的滚珠而将其铲起的收集槽，还设置有一垫圈收集部分，在不接触滚珠的情况下，其接触并铲起在滚珠滚动通道中移动的垫圈。

7、如权利要求6所述的运动导向装置，其特征为，所述的垫圈收集部分成形有一后表面，其离开被收集槽铲起的滚珠的轨迹，并且与垫圈相接触。

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