專利名稱：滾柱螺桿及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將滾柱可滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)地設(shè)于螺紋軸和螺母之間的滾柱螺桿。
背景技術(shù)：
將滾珠可滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)地設(shè)于螺紋軸和螺母之間的滾珠螺桿與滑動(dòng)接觸 的螺桿相比，由于能夠降低使螺紋軸相對(duì)于螺母旋轉(zhuǎn)時(shí)的摩擦系數(shù)，因此， 在工作機(jī)械的定位機(jī)構(gòu)、汽車的轉(zhuǎn)向裝置、導(dǎo)向裝置、運(yùn)動(dòng)用螺桿等各個(gè) 領(lǐng)域已被實(shí)用化。滾珠螺桿是將螺紋軸的螺旋狀的滾珠滾道槽和螺母的滾 珠滾道槽合并在同一位置，并在其中產(chǎn)生的槽中放入多個(gè)滾珠而在螺母內(nèi) 形成用于使?jié)L珠循環(huán)的循環(huán)路的結(jié)構(gòu)。
近年來(lái)，為了增大容許載荷，如專利文獻(xiàn)l所述，提出使用滾柱代替 滾珠來(lái)作為滾動(dòng)體的滾柱螺桿。滾柱螺桿中，在螺紋軸及螺母上形成有滾 柱進(jìn)行滾動(dòng)的滾柱滾道槽以代替滾珠滾道槽。由于滾柱和滾柱滾道槽為線 接觸，故與點(diǎn)接觸的滾珠螺桿相比，能夠增大容許載荷。
對(duì)于滾柱在滾柱滾道路上的排列方法，考慮了各種各樣的方法。例如 專利文獻(xiàn)1中記述有在滾柱的循環(huán)路中鄰接的滾柱的軸線正交的交叉排列 的滾柱的排列方法。根據(jù)該排列方法，能夠負(fù)載螺紋軸的軸線方向的一方 向及相反方向的載荷。除此之外申請(qǐng)人還提出在滾柱滾道路上，將能夠承 受螺紋軸的軸線方向之一方向的載荷的一組前進(jìn)載荷負(fù)載用滾柱列和能 夠承受螺紋軸的軸線方向之相反方向的載荷的一組返回載荷負(fù)載用滾柱列分開(kāi)排列在螺紋軸的軸線方向的滾柱的排列方法(參照專利文獻(xiàn)2、 1 頁(yè))。
專利文獻(xiàn)l:特開(kāi)平11一210858號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)2:特開(kāi)2001—241527號(hào)公報(bào)
但是，在將滾柱交叉排列在滾柱滾道路的情況下，相鄰的滾柱的端面
通過(guò)一個(gè)滾柱進(jìn)行滾動(dòng)的滾柱滾道槽的壁面。因此，相鄰的滾柱的端面有時(shí)會(huì)與滾柱滾道槽的壁面干涉。實(shí)際上，在三維CAD上保持一定的導(dǎo)程 使?jié)L柱移動(dòng)后，若從滾柱滾道路上去掉滾柱，如圖24所示，則有時(shí)會(huì)在 滾柱滾道槽41的單側(cè)的壁面上產(chǎn)生凹坑42。若在滾柱滾道槽41的壁面上 產(chǎn)生凹坑42，則由于圖24所示的滾柱43的相鄰的滾柱的側(cè)面(周圍)在 形成有該凹坑的壁面上進(jìn)行滾動(dòng)，因此，滾柱的側(cè)面和滾柱滾道槽41的 壁面的接觸長(zhǎng)度變短。
在此，當(dāng)使用軸線方向的長(zhǎng)度短的滾柱時(shí)，能夠防止?jié)L柱的端面與滾 柱滾道槽的壁面干涉。但是，當(dāng)滾柱的軸線方向的長(zhǎng)度變短時(shí)，滾柱所承 受的容許載荷也減少該變短量。若滾柱螺桿的導(dǎo)程變大，則需要使?jié)L柱的 長(zhǎng)度更短。
相同的問(wèn)題不僅在如專利文獻(xiàn)1記述的將滾柱交叉排列在滾柱滾道路 的情況下，而且在如專利文獻(xiàn)2記述的將一組前進(jìn)載荷負(fù)載用滾柱列和一 組返回載荷負(fù)載用滾柱列分開(kāi)排列在滾柱滾道路的情況下也同樣產(chǎn)生。原 因是前進(jìn)載荷負(fù)載用滾柱列和返回載荷負(fù)載用滾柱列這雙方在螺紋軸的 一條滾柱滾道槽內(nèi)進(jìn)行滾動(dòng)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種能承受螺紋軸的軸線方向的兩方向的載 荷而且滾柱的端面和滾柱滾道槽不易干涉的滾柱螺桿。
下面，對(duì)本發(fā)明迸行說(shuō)明。需要說(shuō)明的是，為便于理解本發(fā)明，將附 圖的參照符號(hào)帶括弧附注，但并非本發(fā)明由此而不局限于圖示的方式。
為解決上述課題，本發(fā)明第一方面提供一種滾柱螺桿，其特征在于， 具備在外周面形成滾柱(4a、 4b)進(jìn)行滾動(dòng)的兩條以上的螺旋狀的滾柱 滾道面(la、 lb)的螺紋軸(1)、在內(nèi)周面形成與所述螺紋軸(1)的所 述滾柱滾道面(la、 lb)對(duì)置的兩條以上的螺旋狀的滾柱滾道面(2a、 2b) 的螺母(2)、排列在所述螺紋軸(1)的所述滾柱滾道面(la、 lb)和所 述螺母(2)的所述滾柱滾道面(2a、 2b)之間的兩條以上的滾柱滾道路 (3a、 3b、 32a、 32b、 33a、 33b)上的多個(gè)滾柱(4a、 4b),在一條滾柱滾 道路(3a、 32a、 33a)上并行排列多個(gè)滾柱(4a)，在另一條滾柱滾道路(3b、32b、 33b)上也并行排列多個(gè)滾柱(4b)，排列在所述一條滾柱滾道路(3a、 32a、 33a)上的所述多個(gè)滾柱(4a)能夠負(fù)載所述螺紋軸(1)的軸線方向 之一方向((l))的載荷，排列在所述另一條滾柱滾道路(3b、 32b、 33b) 上的所述多個(gè)滾柱(4b)能夠負(fù)載所述螺紋軸(1)的軸線方向之相反方 向((2))的載荷。
本發(fā)明第二方面在第一方面的基礎(chǔ)上，提供滾柱螺桿，其特征在于， 在包括所述螺紋軸U)的軸線的剖面中，所述滾柱(4a、 4b)的軸線和 所述螺紋軸(1)的軸線所成的角度，在排列在所述一條滾柱滾道路(32a) 上的滾柱(4a)和排列在所述另一條滾柱滾道路(32b)上的滾柱(4b) 上不同。
本發(fā)明第三方面在第一或第二方面的基礎(chǔ)上，提供滾柱螺桿，其特征 在于，所述滾柱(4a、 4b)為圓筒形，在包括所述螺紋軸(1)的軸線的 剖面中，所述滾柱(4a、 4b)的軸線和所述螺紋軸(1)的軸線所成的角 度，在排列在所述一條滾柱滾道路(33a)上的滾柱(4a)及排列在所述 另一條滾柱滾道路(33b)上的滾柱(4b)上都設(shè)定為45度以外。
本發(fā)明第四方面在第一 第三方面的基礎(chǔ)上，提供滾柱螺桿，其特征 在于，排列在所述一條滾柱滾道路(3a、 32a、 33a)上的滾柱(4a)的側(cè) 面在形成于所述螺紋軸(1)的外周面的螺紋牙(ld)的一側(cè)的壁面上滾 動(dòng)，排列在所述另一條滾柱滾道路(3b、 32b、 33b)上的滾柱(4b)的側(cè) 面在所述螺紋軸(1)的所述螺紋牙(ld)的另一側(cè)的壁面上滾動(dòng)，排列 在所述一條滾柱滾道路(3a、 32a、 33a)上的滾柱(4a)的側(cè)面在形成于 所述螺母(2)的內(nèi)周面的螺紋牙(2d)的一側(cè)的壁面上滾動(dòng)，排列在所 述另一條滾柱滾道路(3b、 32b、 33b)上的滾柱的側(cè)面在所述螺母(2) 的所述螺紋牙(2d)的另一側(cè)的壁面上滾動(dòng)。
本發(fā)明第五方面在第四方面的基礎(chǔ)上，提供滾柱螺桿，其特征在于， 在所述螺紋軸(1)及所述螺母(2)的至少一方的螺紋牙(ld或2d)和 螺紋牙(ld或2d)之間，形成有從排列在所述滾柱滾道路上的滾柱的端 面離開(kāi)的圓筒形的螺紋牙根部(le、 2e)。
本發(fā)明第六方面提供一種滾柱螺桿的制造方法，將多個(gè)滾柱(4a、 4b) 排列在螺紋軸(1)的滾柱滾道面(la、 lb)和螺母(2)的滾柱滾道面(2a、2b)之間的兩條以上的滾柱滾道路(3a、 3b、 32a、 32b、 33a、 33b)上， 其特征在于，具備在一條滾柱滾道路(3a、 32a、 33a)上并行排列多個(gè) 滾柱(4a)的工序、在另一條滾柱滾道路(3b、 32b、 33b)上并行排列多 個(gè)滾柱(4b)的工序，排列在所述一條滾柱滾道路(3a、 32a、 33a)上的 所述多個(gè)滾柱(4a)能夠負(fù)載所述螺紋軸(1)的軸線方向之一方向((l)) 的載荷，排列在所述另一條滾柱滾道路(3b、 32b、 33b)上的所述多個(gè)滾 柱(4b)能夠負(fù)載所述螺紋軸(1)的軸線方向之相反方向((2))的載荷。
發(fā)明效果
根據(jù)本發(fā)明第一方面，由于滾柱并行排列在每一條滾柱滾道路上，故 例如也能使?jié)L柱的端面?zhèn)鹊臐L柱滾道槽凹下，能夠防止?jié)L柱的端面和滾柱 滾道槽干涉(另外，有時(shí)也不使?jié)L柱的端面?zhèn)鹊臐L柱滾道槽凹下)。而且， 由于排列在一條的滾柱列能夠負(fù)載螺紋軸的軸線方向之一方向的載荷，排 列在另一條的滾柱列能夠負(fù)載螺紋軸的軸線方向之相反方向的載荷，因 此，能夠負(fù)載螺紋軸的軸線方向之兩個(gè)方向的載荷。
根據(jù)本發(fā)明第二方面，能獲得往復(fù)中負(fù)荷容量不同的滾柱螺桿。 根據(jù)本發(fā)明第三方面，即使為一種滾柱直徑，也能自由增減軸線方向 的負(fù)荷容量。
根據(jù)本發(fā)明第四方面，由于滾柱的側(cè)面在一個(gè)螺紋牙的雙側(cè)壁面進(jìn)行 滾動(dòng)，因此，作用于螺紋牙的載荷的平衡良好。
根據(jù)本發(fā)明第五方面，能夠防止?jié)L柱的端面干涉螺紋牙根部。而且， 由于螺紋軸及螺母形狀都簡(jiǎn)單，因此，前加工(粗加工)可簡(jiǎn)單進(jìn)行，槽 形狀測(cè)定等的產(chǎn)品評(píng)定也易進(jìn)行。
根據(jù)本發(fā)明第六方面，由于滾柱并行排列在每一條滾柱滾道路上，因 此，例如通過(guò)使?jié)L柱的端面?zhèn)鹊臐L柱滾道槽凹下，能夠防止?jié)L柱的端面和 滾柱滾道槽干涉(再有，有時(shí)也不使?jié)L柱的端面?zhèn)鹊臐L柱滾道槽凹下)。 而且，由于排列在一條的滾柱列能夠負(fù)載螺紋軸的軸線方向之一方向的載 荷，排列在另一條的滾柱列能夠負(fù)載螺紋軸的軸線方向之相反方向的載 荷，因此，能夠負(fù)載螺紋軸的軸線方向之兩個(gè)方向的載荷。
圖1是本發(fā)明之一實(shí)施方式的滾柱螺桿的立體圖2是上述滾柱螺桿的側(cè)視圖3是沿上述滾柱螺桿的螺紋軸的軸線的剖面圖4是上述滾柱螺桿的主視圖5是表示滾柱的側(cè)視圖6是表示排列在滾柱滾道路上的滾柱的側(cè)視圖7是表示螺紋軸的圖8是螺紋軸及螺母的立體圖9是螺紋軸及螺母的側(cè)視圖10是螺紋軸及螺母的主視圖11是表示裝入螺母內(nèi)的循環(huán)構(gòu)件的立體圖12表示一條滾柱的軌道的中心線(圖中(A)表示從螺紋軸的軸線 方向看到的狀態(tài)，圖中(B)表示從螺紋軸1的側(cè)面看到的狀態(tài))；
圖13是表示安裝在螺母的一側(cè)的端面上的方向轉(zhuǎn)換路構(gòu)成部和安裝 在另一側(cè)的端面上的方向轉(zhuǎn)換路構(gòu)成部的位置關(guān)系的圖(圖中(A)表示 螺母的主視圖，圖中(B)表示沿螺紋軸的軸線的螺母的剖面圖)；
圖14是表示方向轉(zhuǎn)換路構(gòu)成部的內(nèi)周側(cè)的圖((A)表示主視圖，(B) 表示側(cè)視圖)；
圖15是表示方向轉(zhuǎn)換路構(gòu)成部的內(nèi)周側(cè)的圖((A)表示側(cè)視圖，(B) 表示主視圖)；
圖16是表示方向轉(zhuǎn)換路構(gòu)成部的外周側(cè)的圖((A)表示主視圖，(B) 表示側(cè)視圖)；
圖17是表示方向轉(zhuǎn)換路構(gòu)成部的外周側(cè)的圖((A)表示側(cè)視圖，(B) 表示主視圖)；
圖18是導(dǎo)管的剖面圖19是表示在導(dǎo)管內(nèi)的直線軌道上進(jìn)行移動(dòng)的滾柱的姿勢(shì)的變化的圖20是表示將接觸角設(shè)定為45度的上述實(shí)施方式的滾柱螺桿的剖面圖21是表示使接觸角在排列在一條滾柱滾道路上的滾柱和排列在另
一條滾柱滾道路上的滾柱上不同的例的滾柱螺桿的剖面圖22是表示將接觸角設(shè)定為45度以外的滾柱螺桿之例的剖面圖23是表示簡(jiǎn)單構(gòu)造的滾柱螺桿之例的剖面圖24是表示將滾柱交叉排列時(shí)的滾柱和滾柱滾道槽的干涉的模式圖。
符號(hào)說(shuō)明
1、螺紋軸
la、lb、螺紋軸的滾柱滾道槽
ld、螺紋軸的螺紋牙
le、螺紋軸的螺紋牙根部
2、螺母
2a、2b、螺母的滾柱滾道槽
2d、螺母的螺紋牙
2e、螺母的螺紋牙根部
2a、2b、螺母的滾柱滾道槽
3a、3b、滾柱滾道路
32a、,32b、滾柱滾道路
33a、,33b、滾柱滾道路
4a4b、滾柱
6、滾柱的端面
10a、滾柱的軸線
具體實(shí)施例方式
下面，基于附圖對(duì)本發(fā)明的滾柱螺桿的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。圖1 圖
4表示本發(fā)明之一實(shí)施方式的滾柱螺桿。圖1為立體圖，圖2為側(cè)視圖， 圖3為剖面圖，圖4為主視圖。圖1及圖2中，為表示排列在滾柱滾道路 上的滾柱，螺母內(nèi)部透明。在圖5 圖20方面也對(duì)同一構(gòu)成部件附注同一 符號(hào)。
圖1 圖4所示的滾柱螺桿為兩條螺桿。在螺紋軸1的外周面鄰接形 成有兩條螺旋狀的滾柱滾道槽la、 lb，在螺母2的內(nèi)周面也形成兩條螺旋 狀的滾柱滾道槽2a、 2b。而且，在使螺紋軸l旋轉(zhuǎn)一周時(shí)，螺母2在軸向
移動(dòng)的距離即導(dǎo)程l (lead)和螺紋牙間的距離即螺距p (pitch)的關(guān)系為 l二2Xp的關(guān)系。需要說(shuō)明的是，滾柱螺桿只要為兩條以上的螺桿就可以， 也可以制作為三條螺桿、四條螺桿等。
在螺紋軸1的滾柱滾道槽la、 lb和螺母2的滾柱滾道槽2a、 2b之間 形成兩條滾柱滾道路3a、 3b。在兩條滾柱滾道路3a、 3b中的一條滾柱滾 道路3a上排列有能夠負(fù)載螺紋軸1的軸線方向之一方向(1)的載荷的滾 柱4a。而且，在該滾柱滾道路3a上，并行排列多個(gè)滾柱4a，使得從滾柱 4a的行進(jìn)方向看鄰接的滾柱4a的軸線朝向大致相同的方向。在該圖1中， 在一圈上表示一個(gè)滾柱4a，但是，實(shí)際上滾柱滾道路的整體上填充有滾柱 4a。
另一方面，在另一條滾柱滾道路3b上排列有能夠負(fù)載螺紋軸1的軸 線方向之相反方向(2)的載荷的滾柱4b。在該滾柱滾道路3a上也并行排 列多個(gè)滾柱4b，使得鄰接的滾柱4b的軸線從滾柱4b的行進(jìn)方向看朝向大 致相同的方向。
對(duì)滾柱4a、 4b能夠負(fù)載載荷的方向進(jìn)行說(shuō)明。圖5表示在本實(shí)施方 式中所使用的滾柱4a、 4b。滾柱4a、 4b的形狀為圓筒形且其長(zhǎng)度L和直 徑①D大致相等。因此，滾柱4a、 4b的側(cè)面形狀為大致正方形，滾柱4a、 4b滾動(dòng)的滾柱滾道路3a、 3b的剖面形狀也為大致正方形。圖6表示排列 在滾柱滾道路3a上的滾柱4a。滾柱4a其側(cè)面在螺紋軸1的滾柱滾道槽la 的壁面lal和與該壁面對(duì)置的螺母2的滾柱滾道槽2a的壁面2al之間被壓 縮而負(fù)載載荷。另一方面，滾柱4a的端面6和壁面la2、 2a2之間空幵微 小的間隙。因此， 一個(gè)滾柱4a只負(fù)載螺紋軸1的軸線方向之一方向(1) 的載荷。在此，若將使?jié)L柱4a的側(cè)面和螺紋軸1的滾柱滾道槽la的接觸 線7、滾柱4a的側(cè)面和螺母2的滾柱滾道槽2a的接觸線8以相對(duì)于這些 接觸線7、 8正交的方式連結(jié)的線定義為接觸角線9a (接觸角線9a與滾柱 4a的軸線10a正交)，則該接觸角線9a表示能夠負(fù)載載荷的方向。關(guān)于滾 柱4a的軸線10a及接觸角線9a，在圖1及圖2中也有表示。
這樣，在本實(shí)施方式的滾柱螺桿中，排列在一條滾柱滾道路3a上的 多個(gè)滾柱4a能夠負(fù)載螺紋軸1的軸線方向之一方向(1)的載荷，另一方 面，排列在剩余的一條滾柱滾道路3b上的多個(gè)滾柱4b能夠負(fù)載螺紋軸1的軸線方向之相反方向(2)的載荷。由此，能獲得負(fù)載螺紋軸1的軸線 方向之兩方向的載荷的實(shí)用的滾柱螺桿。
對(duì)并行排列滾柱4a、 4b的意義進(jìn)行說(shuō)明。在以從滾柱4a、 4b的行進(jìn) 方向看使鄰接的滾柱的軸線正交的方式將滾柱交叉排列的情況下，滾柱的 側(cè)面在滾柱滾道槽的單側(cè)的壁面上滾動(dòng)，同時(shí)滾柱的端面在該壁面上通 過(guò)。如上所述，若使用長(zhǎng)度長(zhǎng)的滾柱，則滾柱的端面與滾柱滾道槽的壁面 產(chǎn)生干涉。為防止此情況，以往使用軸線方向的長(zhǎng)度短的滾柱?？墒牵?過(guò)將滾柱4a、 4b并行排列在每一條滾柱滾道路3a、 3b上，由此，例如可 使?jié)L柱4a的端面?zhèn)鹊谋诿鎙a2、 2a2 (參照?qǐng)D6)凹下，能夠防止?jié)L柱4a 的端面6和壁面la2、 2a2干涉。因此，不需要將滾柱4a的軸線方向的長(zhǎng) 度縮短。再有，利用滾柱4a的倒角等，在滾柱4a的端面和壁面la2、 2a2 不干涉的情況下，也可以不使?jié)L柱4a的端面?zhèn)鹊谋诿鎙a2、 2a2凹下。
另外，由于滾柱4a的端面6通過(guò)的只是滾柱滾道槽la、 2a的單側(cè)的 壁面la2、2a2，因此，在滾柱4a的側(cè)面進(jìn)行滾動(dòng)的剩余的滾柱滾道槽la、 2a的壁面lal、 2al上，不會(huì)帶來(lái)滾柱4a的端面6滑動(dòng)接觸而引起的不良 影響。還有，由于只要將滾柱4a的側(cè)面進(jìn)行滾動(dòng)的滾柱滾道槽la、 2a的 單側(cè)的壁面lal、 2al精度良好地精加工就可以，因此，滾柱滾道槽la、 2a的加工容易。
如圖1所示，滾柱4a、 4b的軸線穿過(guò)螺紋軸1的軸線。即使?jié)L柱4a、 4b在滾柱滾道路3a、 3b的任一位置，滾柱4a、 4b的軸線也穿過(guò)螺紋軸1 的軸線。由此，由于滾柱4a、 4b的姿勢(shì)可保持一定，因此，滾柱4a、 4b 在滾柱滾道路3a、 3b上進(jìn)行移動(dòng)時(shí)，能夠防止?jié)L柱4a、 4b傾斜而發(fā)生變 形(skew)。由于滾柱4a、 4b以該種姿勢(shì)排列在滾柱滾道路3a、 3b上， 因此，嚴(yán)格地講，鄰接的滾柱4a彼此或滾柱4b彼此的軸線不能說(shuō)是平行。 可是，從滾柱4a、 4b的行進(jìn)方向看，鄰接的滾柱4a或滾柱4b的軸線朝 向相同方向。
如圖1及圖2所示，在螺母2的軸線方向的兩端，安裝有密封構(gòu)件14， 其是用于防止附著在螺紋軸1的表面的異物進(jìn)入螺母2的內(nèi)部，以及防止 從螺母2的內(nèi)部泄漏潤(rùn)滑劑。
下面，對(duì)滾柱螺桿的螺紋軸1及螺母2的構(gòu)造進(jìn)行說(shuō)明。圖7表示螺
紋軸1。在螺紋軸1的外周面形成具有規(guī)定的導(dǎo)程的剖面v字形的兩條螺 旋狀的滾柱滾道槽la、 lb。能夠負(fù)載螺紋軸1的軸線方向之一方向(1) 的載荷的滾柱4a并行排列在一條滾柱滾道槽la上，能夠負(fù)載螺紋軸1的 軸線方向之相反方向(2)的載荷的滾柱4b并行排列在另一條滾柱滾道槽 lb上。
圖8 圖10表示螺紋軸1及螺母2。圖8表示螺紋軸1及螺母2的立 體圖，圖9表示側(cè)視圖，圖10表示主視圖。在螺母2上，形成有與螺紋 軸l的滾柱滾道槽la、 lb對(duì)置、具有規(guī)定的導(dǎo)程的剖面V字形的兩條螺 旋狀的滾柱滾道槽2a、 2b。能夠負(fù)載螺紋軸1的軸線方向之一方向(1) 的載荷的滾柱4a并行排列在一條滾柱滾道槽2a上，能夠負(fù)載螺紋軸1的 軸線方向之相反方向(2)的載荷的滾柱4b并行排列在另一條滾柱滾道槽 2b上。當(dāng)使螺母2相對(duì)于螺紋軸1相對(duì)旋轉(zhuǎn)時(shí)，多個(gè)滾柱4a、 4b在螺旋 狀的滾柱滾道路3a、 3b上移動(dòng)。滾動(dòng)到滾柱滾道路3a、 3b的一端的滾柱 4a、 4b依靠安裝在螺母2上的循環(huán)構(gòu)件12、 13 (參照?qǐng)D11)返回到數(shù)圈 近前的滾柱滾道路3a、 3b的另一端。在該實(shí)施方式中，由于滾柱螺桿為 兩條，因此，循環(huán)構(gòu)件12、 13安裝有兩組。圖8 圖10中表示拆下循環(huán) 構(gòu)件12、 13后的狀態(tài)。
圖11表示組裝于螺母2的兩組循環(huán)構(gòu)件12、 13中的一組。循環(huán)構(gòu)件 12、 13由和螺母2的軸線平行延伸的導(dǎo)管12、設(shè)置在導(dǎo)管12的兩端的方 向轉(zhuǎn)換路構(gòu)成部13構(gòu)成。在螺母2上形成有和螺紋軸1的軸線平行延伸 的貫穿孔，導(dǎo)管12插入在該貫穿孔內(nèi)。在該導(dǎo)管12內(nèi)形成具有直線性的 軌道的剖面四方形狀的直線軌道n。方向轉(zhuǎn)換路構(gòu)成部13安裝在螺母2 的軸線方向的兩端面上。在該方向轉(zhuǎn)換路構(gòu)成部上形成有圓弧狀的曲線軌 道16。方向轉(zhuǎn)換路構(gòu)成部13被2分為內(nèi)周側(cè)13a和外周側(cè)13b。將這些 方向轉(zhuǎn)換路構(gòu)成部13的內(nèi)周側(cè)13a和外周側(cè)13b重合而定位于螺母2的 端面，用螺栓等固定裝置將凸緣部固定在螺母2的端面。由于導(dǎo)管12的 兩端嵌入方向轉(zhuǎn)換路構(gòu)成部13內(nèi)，因此，通過(guò)將方向轉(zhuǎn)換路構(gòu)成部13固 定在螺母2上，從而導(dǎo)管12被固定在螺母2上。
圖12表示在一條滾柱滾道路3a、圓弧狀的曲線軌道16及直線軌道11 上進(jìn)行循環(huán)的滾柱4a的軌道的中心線。圖12 (A)表示在滾柱滾道路3a上移動(dòng)的滾柱4a的軌道(從螺紋軸1的軸線方向看到的狀態(tài))，圖12 (B) 表示在無(wú)限循環(huán)路的整體上循環(huán)的滾柱4a的軌道(從螺紋軸1的側(cè)方看 到的狀態(tài))。在滾柱滾道路3a上的滾柱4a的軌道從螺紋軸1的軸線方向 看成為半徑RCD/2的圓形。在作為無(wú)負(fù)荷滾柱返回通路的直線軌道11上 的滾柱4a的軌道成為與螺紋軸1的軸線lc平行的直線。并且，曲線軌道 16上的滾柱4a的軌道成為曲率半徑R的圓弧。
這些滾柱滾道路3a、曲線軌道16及直線軌道11的連接點(diǎn)將滾柱4a 的軌道的切線方向連接。具體而言，在滾柱滾道路3a和曲線軌道16的連 接部分，在從螺紋軸1的軸線方向看到的狀態(tài)下，曲線軌道16的切線方 向和滾柱滾道路3a的中心線的切線方向一致，且在從螺紋軸1的側(cè)方看 到的狀態(tài)下，和滾柱滾道路3a的導(dǎo)程角一致。另外，在直線軌道ll和曲 線軌道16的連接部分，曲線軌道16的切線方向和直線軌道11的中心線 的延伸方向一致。
圖13表示安裝在螺母2的一側(cè)的端面上的方向轉(zhuǎn)換路構(gòu)成部13和安 裝在另一側(cè)的端面上的方向轉(zhuǎn)換路構(gòu)成部13的位置關(guān)系。如上所述，直 線軌道11和螺紋軸1的軸線lc平行延伸。如圖13 (A)所示，曲線軌道 16在從螺紋軸1的軸線方向看到的狀態(tài)下，沿滾柱滾道路3a的中心線的 切線方向延伸。而且，近前側(cè)的曲線軌道16的中心線和內(nèi)側(cè)的曲線軌道 16的中心線以規(guī)定的扇形角y交叉。詳細(xì)情況后述，直線軌道ll使在通 路內(nèi)進(jìn)行移動(dòng)的滾柱4a的姿勢(shì)旋轉(zhuǎn)和該扇形角度大致相等的角度y。在此， 含有曲線軌道16的平面Pl、 P2 (正確地講為含有曲線軌道16的中心線 的平面)成為與螺紋軸1的軸線lc大致平行。
圖14及圖15表示方向轉(zhuǎn)換路構(gòu)成部13的內(nèi)周側(cè)13a。該方向轉(zhuǎn)換路 構(gòu)成部的內(nèi)周側(cè)13a具有形成曲率半徑R的方向轉(zhuǎn)換路的主體部21、和 安裝在螺母2的端面的凸緣部22。在主體部21的一端形成有進(jìn)入滾柱滾 道路3a內(nèi)而掬起滾柱4a的掬起部21a。主體部21的另一端嵌入導(dǎo)管12。 內(nèi)周側(cè)13a的掬起部21a和外周側(cè)13b的掬起部協(xié)動(dòng)而將在螺旋狀的滾柱 滾道路3a上滾動(dòng)的滾柱4a沿切線方向掬起。曲線軌道16使?jié)L柱4a在掬 起之后不久進(jìn)行方向轉(zhuǎn)換，使?jié)L柱沿圓弧狀的曲線軌道16移動(dòng)。
圖16及圖17表示方向轉(zhuǎn)換路構(gòu)成部13的外周側(cè)13b。該方向轉(zhuǎn)換路構(gòu)成部的外周側(cè)13b具有形成曲率半徑R的曲線軌道16的主體部25和安 裝在螺母2的端面上的凸緣部26。在主體部25的一端，形成有進(jìn)入滾柱 滾道路3a內(nèi)而掬起滾柱的掬起部25a。主體部25的另一端嵌入導(dǎo)管12內(nèi)。 外周側(cè)13b的掬起部25a和內(nèi)周側(cè)13a的掬起部21a協(xié)動(dòng)而使在螺旋狀的 滾柱滾道路3a上滾動(dòng)的滾柱4a沿切線方向掬起。曲線軌道16使?jié)L柱4a 在掬起之后不久進(jìn)行方向轉(zhuǎn)換，使?jié)L柱4a沿圓弧狀的曲線軌道16移動(dòng)。 另外，在該方向轉(zhuǎn)換路構(gòu)成部13的外周側(cè)13b，形成與螺紋軸1的滾柱滾 道槽la的形狀配合的突出部27，由此確保掬起部25a的強(qiáng)度。方向轉(zhuǎn)換 路構(gòu)成部13既可以為金屬制、也可以為樹(shù)脂制。
圖18表示導(dǎo)管12的剖面圖。在滾柱4a通過(guò)直線軌道ll期間，扭轉(zhuǎn) 直線軌道ll以使?jié)L柱4a的姿勢(shì)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。即，滾柱4a—邊沿直線軌道 11的中心線12a移動(dòng)， 一邊繞中心線12a旋轉(zhuǎn)。在該例中，從直線軌道11 的一端到達(dá)另一端的滾柱4a旋轉(zhuǎn)約90度+2(3度(從螺紋軸1的軸線方向 看到的一對(duì)方向轉(zhuǎn)換路的扇形角y)。導(dǎo)管12沿中心線2分割。
圖19表示在直線軌道11上移動(dòng)的滾柱4a的姿勢(shì)的變化。可知隨著在 直線軌道11上的移動(dòng)，滾柱4a的Al的位置從左斜上向左斜下移動(dòng)，滾 柱4a的姿勢(shì)旋轉(zhuǎn)約90度。通過(guò)在直線軌道11上使?jié)L柱4a的姿勢(shì)旋轉(zhuǎn)， 將滾柱4a從滾柱滾道路3a掬起，另外，在使?jié)L柱4a返回到滾柱滾道路 3a上時(shí)，能夠使側(cè)面形狀為四方形的滾柱4a的姿勢(shì)與剖面四方形狀的滾 柱滾道路3a的形狀一致。另外，通過(guò)使?jié)L柱4a的姿勢(shì)旋轉(zhuǎn)與一對(duì)曲線軌 道16的扇形角y大致相等的角度，從而負(fù)載來(lái)自螺紋軸1的軸線之一方 向(1)的載荷的滾柱不反轉(zhuǎn)(仍然在能夠負(fù)載來(lái)自螺紋軸1的軸線之所 述一方向(1)的載荷的狀態(tài)下)地返回到滾柱滾道路3a上。
需要說(shuō)明的是，在上述實(shí)施方式中，對(duì)使?jié)L柱4a循環(huán)的循環(huán)構(gòu)件12、 13及滾柱滾道路3a進(jìn)行了說(shuō)明，而使?jié)L柱4b循環(huán)的循環(huán)構(gòu)件12、 13及 滾柱滾道路3b也為同樣的構(gòu)成。
圖20表示將接觸角(接觸角線9a、 9b和螺紋軸1的軸線所成的角度) 設(shè)定為45度的上述實(shí)施方式的滾柱螺桿。該情況下，由于接觸角線9a、 9b和滾柱4a、 4b的軸線正交，因此，滾柱4a、 4b的軸線和螺紋軸的軸線 所成的角度也成為45度。若將接觸角設(shè)定為45度，則可在往路及復(fù)路上負(fù)擔(dān)等載荷，但是，當(dāng)要在往復(fù)中改變負(fù)荷容量時(shí)，難以應(yīng)對(duì)。
解決該問(wèn)題的是圖21所示的滾柱螺桿。該例中，使接觸角(接觸角線31a、 31b和螺紋軸1所成的角度)在排列在一條滾柱滾道路上的滾柱 4a和排列在另一條滾柱滾道路上的滾柱4b上不同。由于接觸角線31a、 31b和滾柱4a、 4b的軸線正交，因此，換言之可以說(shuō)是使?jié)L柱4a、 4b 的軸線和螺紋軸1的軸線所成的角度在排列在一條滾柱滾道路上的滾柱4a 和排列在另一條滾柱滾道路上的滾柱4b上不同。在此，排列在一條滾柱 滾道路33a上的滾柱組4a的接觸角全部共同，排列在另一條滾柱滾道路 33b上的滾柱組4b的接觸角也全部共同。可是，滾柱組4a的接觸角和滾 柱組4b的接觸角有差別。由此，可獲得在往復(fù)中負(fù)荷容量不同的滾柱螺 桿。
如圖20所示，在將接觸角設(shè)定為45度時(shí)，如果是相同直徑的滾柱4a、 4b，則負(fù)荷容量也被保持為一定。能夠使負(fù)荷容量自由增減的是圖22所 示的那種將接觸角設(shè)定為45度以外的例子。在該例中，排列在一條滾柱 滾道路33a上的滾柱組4a的接觸角和排列在另一條滾柱滾道路33b上的 滾柱組4b的接觸角相同，設(shè)定為45度以外。
在這些圖20 圖22所示的滾柱螺桿上，排列在一條滾柱滾道路3a、 32a、 33a上的滾柱4a的側(cè)面在形成于螺紋軸1的外周面上的螺紋牙ld的 一側(cè)的壁面上滾動(dòng)，排列在剩余的一條滾柱滾道路3b、 32b、 33b上的滾 柱4b的側(cè)面在螺紋牙ld的另一側(cè)的壁面上滾動(dòng)。而且，排列在一條滾柱 滾道路3a、 32a、 33a上的滾柱4a的側(cè)面在形成于螺母2的內(nèi)周面上的螺 紋牙2d的一側(cè)的壁面上滾動(dòng)，排列在剩余的一條滾柱滾道路3b、 32b、 33b 上的滾柱4b的側(cè)面在螺紋牙2d的另一側(cè)的壁面上滾動(dòng)。如此地，若以滾 柱4a、 4b在螺紋牙ld、 2d的兩側(cè)的壁面上滾動(dòng)的方式進(jìn)行構(gòu)成，則施加 于螺紋牙ld、 2d的載荷的平衡將會(huì)良好。
圖23為將圖20所示的滾柱螺桿的構(gòu)造更簡(jiǎn)明地表示的例子。在螺紋 軸1的螺紋牙ld和螺紋牙ld之間形成有從排列在滾柱滾道路上的滾柱4a、 4b的端面離開(kāi)的圓筒形的螺紋牙根部le。螺紋牙根部le的外徑比螺紋牙 ld的外徑小。在螺母上也同樣形成螺紋牙根部2e。由此，螺紋軸l在圓 棒的表面以螺紋牙ld突出的方式形成，螺母2在筒的內(nèi)面以螺紋牙2d突
出的方式形成。若如此地形成螺紋牙根部le、 2e，則能夠防止?jié)L柱4的端 面與螺母2干涉。而且，因?yàn)槁菁y軸1及螺母2的形狀都變得簡(jiǎn)單，所以， 前加工(粗加工)可簡(jiǎn)單完成，槽形狀測(cè)定等產(chǎn)品評(píng)定也容易。特別是在 將螺紋牙ld、 2d的壁面進(jìn)行磨削加工時(shí)，由于螺紋牙根部le、 2e將會(huì)避 開(kāi)砂輪，因此，能夠便于磨削加工。
需要說(shuō)明的是，本發(fā)明的滾柱螺桿不限于上述實(shí)施方式，在不變更本 發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)，對(duì)于其他的實(shí)施方式也能實(shí)現(xiàn)。例如，在上述實(shí)施 方式中，采用兩條滾柱螺桿，但也可以采用三條滾柱螺桿， 一條以能夠負(fù) 載螺紋軸的軸線之一方向的載荷的方式排列滾柱，剩余的兩條以能夠負(fù)載 螺紋軸的軸線之相反方向的載荷的方式排列滾柱。此外也可以采用四條滾 柱螺桿，兩條以能夠負(fù)載螺紋軸的軸線之一方向的載荷的方式排列滾柱， 剩余的兩條以能夠負(fù)載螺紋軸的軸線之相反方向的載荷的方式排列滾柱。 還有，也可以制成五條以上的滾柱螺桿。
另外，對(duì)于循環(huán)構(gòu)件，不限于該實(shí)施方式的這種端蓋方式的循環(huán)構(gòu)件， 也可采用回流管方式等各種方式的循環(huán)構(gòu)件。還有，在該實(shí)施方式中，采 用直徑和長(zhǎng)度大致相等的圓筒形的滾柱，將無(wú)負(fù)荷滾柱返回通路的剖面形 狀形成為正方形，但是，此外也可以采用直徑和長(zhǎng)度不同的圓筒形的滾柱， 將無(wú)負(fù)荷滾柱返回通路的剖面形狀配合滾柱的形狀而形成為長(zhǎng)方形，其他 也可以采用圓錐形的滾柱，將無(wú)負(fù)荷滾柱返回通路的剖面形狀形成為配合 圓錐形狀的滾柱的梯形形狀。還有，也可以將防止?jié)L柱彼此接觸的護(hù)圈設(shè) 于滾柱之間。
本說(shuō)明書(shū)基于2005年6月30日申請(qǐng)的特愿2005 — 192241。該內(nèi)容全 都包含在其中。
權(quán)利要求
1、一種滾柱螺桿，其特征在于，具備在外周面上形成有滾柱進(jìn)行滾動(dòng)的兩條以上的螺旋狀滾柱滾道面的螺紋軸；在內(nèi)周面上形成有與所述螺紋軸的所述滾柱滾道面對(duì)置的兩條以上的螺旋狀滾柱滾道面的螺母；和排列在所述螺紋軸的所述滾柱滾道面和所述螺母的所述滾柱滾道面之間的兩條以上的滾柱滾道路上的多個(gè)滾柱，在一條滾柱滾道路上并行排列有多個(gè)滾柱，在另一條滾柱滾道路上也并行排列有多個(gè)滾柱，排列在所述一條滾柱滾道路上的所述多個(gè)滾柱能夠負(fù)載所述螺紋軸的軸線方向之一方向的載荷，排列在所述另一條滾柱滾道路上的所述多個(gè)滾柱能夠負(fù)載所述螺紋軸的軸線方向之相反方向的載荷。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的滾柱螺桿，其特征在于， 在包括所述螺紋軸的軸線的剖面中，所述滾柱的軸線和所述螺紋軸的軸線所成的角度，在排列在所述一條滾柱滾道路上的滾柱和排列在所述另 一條滾柱滾道路上的滾柱上不同。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的滾柱螺桿，其特征在于， 所述滾柱為圓筒形，在包括所述螺紋軸的軸線的剖面中，所述滾柱的軸線和所述螺紋軸的 軸線所成的角度，在排列在所述一條滾柱滾道路上的滾柱及排列在所述另 一條滾柱滾道路上的滾柱上均設(shè)定為45度以外。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的滾柱螺桿，其特征在于， 排列在所述一條滾柱滾道路上的滾柱的側(cè)面在形成于所述螺紋軸的外周面的螺紋牙的一側(cè)的壁面上滾動(dòng)，排列在所述另一條滾柱滾道路上的 滾柱的側(cè)面在所述螺紋軸的所述螺紋牙的另一側(cè)的壁面上滾動(dòng)，排列在所述一條滾柱滾道路上的滾柱的側(cè)面在形成于所述螺母的內(nèi) 周面的螺紋牙的一側(cè)的壁面上滾動(dòng)，排列在所述另一條滾柱滾道路上的滾 柱的側(cè)面在所述螺母的所述螺紋牙的另一側(cè)的壁面上滾動(dòng)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的滾柱螺桿，其特征在于，在所述螺紋軸及所述螺母的至少一方的螺紋牙和螺紋牙之間，形成有 從排列在所述滾柱滾道路上的滾柱的端面離開(kāi)的圓筒形的螺紋牙根部。
6、 一種滾柱螺桿的制造方法，將多個(gè)滾柱排列在螺紋軸的滾柱滾道 面和螺母的滾柱滾道面之間的兩條以上的滾柱滾道路上，其特征在于，包括在一條滾柱滾道路上并行排列多個(gè)滾柱的工序；和在另一條滾柱滾道路上也并行排列多個(gè)滾柱的工序，排列在所述一條滾柱滾道路上的所述多個(gè)滾柱能夠負(fù)載所述螺紋軸的軸線方向之一方向的載荷，排列在所述另一條滾柱滾道路上的所述多個(gè)滾柱能夠負(fù)載所述螺紋軸的軸線方向之相反方向的載荷。
全文摘要
本發(fā)明提供一種滾柱螺桿，其能夠承受螺紋軸的軸線方向的兩方向的載荷，而且，滾柱的端面和滾柱滾道槽不易干涉。在螺紋軸(1)的滾柱滾道面(1a、1b)和螺母(2)的滾柱滾道面(2a、2b)之間設(shè)置兩條以上的滾柱滾道路(3a、3b)。在一條滾柱滾道路(3a)上并行排列多個(gè)滾柱(4a)，在另一條滾柱滾道路(3b)上也并行排列多個(gè)滾柱(4b)。排列在一條滾柱滾道路(3a)上的多個(gè)滾柱(4a)能夠負(fù)載螺紋軸(1)的軸線方向之一方向((1))的載荷，排列在另一條滾柱滾道路(3b)上的多個(gè)滾柱(4b)能夠負(fù)載螺紋軸(1)的軸線方向之相反方向((2))的載荷。
文檔編號(hào)F16H25/24GK101203698SQ20068002205
公開(kāi)日2008年6月18日 申請(qǐng)日期2006年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月30日
發(fā)明者上杉正和, 吉田明正, 永井知, 荒居宏之, 藤田聰, 西村健太郎 申請(qǐng)人:Thk株式會(huì)社