專利名稱：滾珠螺旋裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于各種進給裝置的滾珠螺旋裝置，尤其是需要 高載荷容量的機床用等的滾珠螺旋裝置。
背景技術：
在現有機床等上使用的滾珠螺旋裝置中，由于使在載荷旋轉路徑 中一邊旋轉一邊移動的滾珠無限循環，因此通過循環管形成滾珠返回 通路，及由載荷旋轉路徑與返回通路所構成的滾珠無限循環路徑的場 合很多。不過，在通過循環管形成滾珠返回通路的滾珠螺旋裝置中， 當從載荷旋轉路徑往返回通路扳動滾珠時，由于滾珠與形成在循環管 端部的凸榫部碰撞，因此具有易產生噪音和振動之類的問題。
作為為消除此問題方案的滾珠螺旋裝置來說，例如日本專利文獻
1中有所記載。該滾珠螺旋裝置，如圖3所示在螺母2的兩個端部處具 備一對末端偏轉器6，由于通過該末端偏轉器6將扳動完畢的滾珠從載 荷旋轉路徑8導入到形成在螺母2上的直線狀的返回通路10，從而能 使滾珠無限循環。該滾珠螺旋裝置，當滾珠從載荷旋轉路徑8向返回 通路10移動時，通過末端偏轉器6沿著絲杠的切線方向扳動滾珠。為 此，正在降低末端偏轉器6的滾珠扳動部上產生的滾珠沖撞力，從而 可以實現運轉速度高速化，并降低噪音和振動的發生。
另外，在滾珠螺旋裝置中，對裝填在載荷旋轉路徑內的滾珠施加 預壓的情形很多。作為對裝填在載荷旋轉路徑內的滾珠施加預壓的結 構來說，具有如圖4所示的結構。在該滾動絲杠裝置1中，兩個螺母 2a、 2b與一根絲杠4相螺合。螺母2a、 2b沿著絲杠4的軸向相連接， 墊片12夾裝在螺母2a與螺母2b的相對的端面之間處。并且，通過墊
片12，對裝填在載荷旋轉路徑內的滾珠施加兩點接觸預壓。
發明內容
可是，在日本專利文獻1記載的滾珠螺旋裝置中，當使滾珠無限 循環時，利用一對末端偏轉器6之中的一方扳動滾珠，使該扳動完畢
的滾珠經過返回通路從一對末端偏轉器6之中的另一方返回到載荷旋
轉路徑。因此，為了提高滾珠絲杠的載荷容量，使裝填在負載旋轉路 徑內滾珠數增加時，就變成增加裝填在整圈回路內的滾珠，結果容易 產生滾珠的相互競爭。因而，由于在載荷旋轉路徑內變得容易發生滾 珠的堵塞，導致滾珠螺旋裝置的運轉性及耐久性降低。
另外，在如圖4所示的滾珠螺旋裝置1中，通過夾裝在螺母2a與 螺母2b的相對端面之間處的墊片12，對裝填在載荷旋轉路徑內的滾珠 施加兩點接觸預壓。為此，與通過四點接觸預壓(預壓過大)，對裝 填在載荷旋轉路徑內的滾珠施加預壓的情形相比較，連接后的螺母2a、 2b的軸向長度增長，使滾珠螺旋裝置1大型化了。
本發明主要針對上述之類方面的問題而作出的發明，本發明的課 題是提供一種可小型化的滾珠螺旋裝置，該滾珠螺旋裝置可以不增加 裝填在整圈回路中的載荷旋轉路徑內的滾珠數目而能夠提高載荷容 量，并可以提高運轉性及耐久性。
為解決上述的課題，本發明之中權利要求1記載的發明是一種滾 珠螺旋裝置，該滾珠螺旋裝置具備絲杠，該絲杠外周面具有螺旋狀 絲杠側滾珠旋轉槽、螺母，該螺母內周面具有與所述絲杠側滾珠旋轉 槽對向的螺母側滾珠旋轉槽和多個滾珠，該多個滾珠旋轉自如地裝填 在所述兩個滾珠旋轉槽之間形成的載荷旋轉路徑內，以及
在所述螺母上具備末端偏轉器，從所述末端偏轉器的一個端部將在 所述載荷旋轉路徑內移動的所述滾珠向所述絲杠的切線方向扳動，并 從另一個端部使扳動后的滾珠返回到所述載荷旋轉路徑內，其特征在
于沿著所述絲杠的中心軸連接多個所述螺母。
根據本發明，使滾珠螺旋裝置運轉時，由于從末端偏轉器的一端部 向絲杠的切線方向扳動在載荷旋轉路徑內一邊旋轉一邊移動多個滾 珠，因此降低了末端偏轉器的滾珠扳動部所產生的滾珠沖撞力。
另外，由于沿著絲杠的軸方向連接了多個具備末端偏轉器的螺母， 因此不會增加裝填在載荷旋轉路徑內的滾珠數目，也能夠提高滾珠裝 置的載荷容量。
進而，權利要求2中記載的發明，也可以沿著絲杠的中心軸，沒有 介以墊片而以螺母互相對向的端面彼此直接接連的方式連接多個螺 母。
由于連接了的多個螺母的軸向長度并沒有增加，就可以小型化。
其次，權利要求3中記載的發明為根據權利要求1或權利要求2中 記載的發明，其特征在于對裝填在所述載荷旋轉路徑內的多個滾珠均 等地施加四點接觸預壓在所述載荷旋轉路徑內配置了比所述滾珠直徑 還大的過大滾珠，使得對裝填在所述載荷旋轉路徑內的多個滾珠均等 地施加四點接觸預壓。
根據本發明，不會增大連接后的多個螺母軸向長度，也可以提高滾 珠螺旋裝置的載荷容量。
另外，權利要求4中記載的發明，通過在連接了多個螺母的狀態下
來加工螺母側滾珠絲杠旋轉槽，使用對裝填在一個螺母的載荷旋轉路 徑內的滾珠施加四點接觸預壓時同樣的方法，也可以對裝填在多個螺 母的載荷旋轉路徑內的滾珠施加四點接觸預壓，因此能夠提高滾珠螺 旋裝置的生產性。
根據本發明，可以不用增加裝填在整圈回路中的載荷旋轉路徑內的 滾珠數目，從而提高滾珠螺旋裝置的負載容量，可以提高滾珠螺旋裝 置的運轉性及耐久性，并可以使滾珠螺旋裝置小型化。
圖1為表示本發明實施方式的滾珠螺旋裝置圖。
圖2為表示本能發明實施方式變形例的滾珠螺旋裝置圖。
圖3為現有滾珠螺旋裝置上具備的末端偏轉器結構圖。
圖4為表示現有的滾珠螺旋裝置圖。 圖5為無法蘭盤而用定位鍵結合兩個螺母的例子。 圖6為對接并固定兩個螺母法蘭盤的例子。 圖7為將盤簧插入到兩個螺母法蘭盤之間給彈簧加壓的例子。 標號說明
1滾珠螺旋裝置 2螺母 4絲杠
6末端偏轉器 8載荷旋轉路徑 10返回通路 12墊片
具體實施例方式
接著， 一面參照附圖一面說明本發明的實施方式。
首先，參照圖1說明本發明實施方式的結構。并且，有關與圖3 及圖4相同的結構都標以相同標號來說明。
本實施方式的滾珠螺旋裝置具備外周面上具有螺旋狀的絲杠側 滾珠旋轉槽的絲杠；內周面上具有與絲杠側滾珠旋轉槽對向的螺母側
滾珠旋轉槽的螺母；和旋轉自如地裝填在兩個滾珠旋轉槽之間所形成 的載荷旋轉路徑內的多個滾珠。
螺母與如圖4所示的現有滾珠螺旋裝置相同，備有末端偏轉器， 該末端偏轉器使在載荷旋轉路徑內移動的滾珠從一個端部向絲杠的切 線方向扳動，并使扳動后的滾珠從另一端部返回載荷旋轉路徑內。
并且，就是由于螺母對絲杠相對旋轉，并通過滾珠的旋轉而使螺 母沿軸向移動的結構。
如圖1所示，本實施方式的滾珠螺旋裝置1中，兩個螺母2a、 2b 對一根絲杠4進行螺合，這些螺母2a、 2b以互相對向的端面相互接連 的狀態，沿著絲杠4的軸向將其連接起來。
另外，在螺母2a及螺母2b與絲杠4之間形成載荷旋轉路徑內的 至少一條路徑內配置了比滾珠直徑還大的過大滾珠。過大滾珠要這樣 配置，使其相對于螺母2a、 2b與絲杠4之間所形成的各個載荷旋轉路 徑內裝填的多個滾珠均等地施加四點接觸預壓。
其次，說明具備上述結構的滾珠螺旋裝置1的作用、效果等。 由于螺母2a、 2b對絲杠4相對旋轉，并通過滾珠的旋轉而使螺母 2a、 2b沿軸向移動時，各個載荷旋轉路徑內裝填著的多個滾珠在各個 載荷旋轉路徑內一邊旋轉一邊移動。并且，各個載荷旋轉路徑內一邊 旋轉一邊移動的多個滾珠，被從末端偏轉器的一個端部向絲杠4的切 線方向扳動，經由末端偏轉器內向另一端部移動，再從末端偏轉器的 另一個端部返回到各個載荷旋轉路徑內。即，當螺母2a、 2b對絲杠4 相對旋轉時，裝填在各個載荷旋轉路徑內的多個滾珠就在由載荷旋轉 路徑與末端偏轉器構成的無限循環路徑內進行無限循環。
因而，如果在本實施方式的滾珠螺旋裝置1，由于螺母2a、 2b對
絲杠4相對旋轉，并通過滾珠的旋轉而使螺母2a、 2b沿軸向移動，一 邊旋轉一邊移動各個載荷旋轉路徑內的滾珠，就會在末端偏轉器的一 個端部向絲杠4的切線方向扳動。由于末端偏轉器的滾珠扳動部產生 的滾珠沖撞力的降低，也降低了發生的噪音及振動，就可以使滾珠螺 旋裝置1的運轉速度高速化，并可以提高滾珠螺旋裝置1的耐久性及 運轉性。
另外，由于將兩個螺母2a、 2b沿著絲杠4的軸向連接起來，因此 不用增加裝填在整圈回路的載荷旋轉路徑內的滾珠數目，也可以提高 滾珠螺旋裝置1的載荷容量。
進而，由于將兩個螺母2a、 2b互相對向的端面彼此不介以墊片而 是直接接連的狀態，沿著絲杠4的軸向連接一起，因此能避免這些連 接后的螺母2a、 2b的軸向長度增長，從而可使滾珠螺旋裝置1小型化。
另外，使用和對于裝填在一個螺母2的載荷旋轉路徑內的多個滾 珠施加四點接觸預壓時相同的方法，也可以對裝填在連接了的兩個螺 母2a、 2b的各個載荷旋轉路徑內的多個滾珠施加四點接觸預壓，因此 可以提高滾珠螺旋裝置1的生產性。
并且，雖然說明了本實施方式的滾珠螺旋裝置1中將兩個螺母2a、 2b連接一起的情況，但是并不限定于此，如圖2所示，連接三個的螺 母2a 2b也可。這種情形下，進一步地提高了滾珠螺旋裝置1的載荷 容量。還有，連接四個以上的螺母也可。
而且，在本實施方式的滾珠螺旋裝置1中，就對于裝填在載荷旋 轉路徑內的多個滾珠施加四點接觸預壓的方法來說，雖采用將比滾珠 直徑還大的過大滾珠配置在載荷旋轉路徑內的方法，但施加四點接觸 預壓的方法并不限定于此。即，也可以是，例如預先決定過大尺寸滾 珠的滾珠直徑，之后通過調合滾珠直徑來加工絲杠側滾珠旋轉槽或者 螺母側滾珠旋轉槽，對裝填在載荷旋轉路徑內的多個滾珠施加四點接 觸預壓的結構。另外，也可以采用在決定滾珠直徑之前精加工連接了 多個螺母的狀態下的螺母側滾珠旋轉槽，對裝填在多個螺母的載荷旋 轉路徑內的滾珠施加四點接觸預壓的結構。這種情形下，由于可以將 連接了的多個螺母作為整體加以使用，因此不會增加連接的螺母軸向 長度，就可以提高滾珠螺旋裝置的載荷容量。
另外，對裝填在載荷旋轉路徑內的多個滾珠施加預壓并不限定于 四點接觸預壓，兩點接觸預壓也可。這種情形下，采用對不增長連接 了的多個螺母軸向長度施加兩點接觸預壓的方法，例如，對絲杠側滾
珠旋轉槽與螺母側滾珠旋轉槽之間的簧片(lead)產生差值的方法，能 夠對裝填在各個載荷旋轉路徑內的多個滾珠施加兩點接觸預壓。
另外，圖5為無法蘭盤而用定位鍵結合兩個螺母的例子。在螺母 一側，用螺栓等固定著定位鍵。若采用這種固定方法，就能夠使螺母 的外徑縮小。
另外，圖6為對接并固定兩個螺母的法蘭盤的例子。圖6(a)為相 對絲杠方向從垂直方向、圖6 (b)為相對絲杠方向從平行方向各自觀 察的圖。若采用這種固定方法，固定螺母的法蘭盤位于兩個螺母的中 央處，與圖1的實施例相比，由于兩個螺母的軸向剛性變得均勻，對 螺母的旋轉槽施加的載荷也變得均勻了，將以更高剛性延長壽命。
進而，圖7為將盤簧插入到兩個螺母法蘭盤之間給彈簧加壓的例 子。圖7(a)為相對絲杠方向從垂直方向、圖7 (b)為相對絲杠方向從 平行方向，各自觀察的圖。通過若采用這種固定方法，由于彈簧吸收 了兩個螺母旋轉槽的微小相位誤差，因此每個滾珠承受的負載變得更
加均勻，和用末端偏轉器降低滾珠沖撞力的效果合起來，成了運轉性 良好的滾珠絲杠。
權利要求
1.一種滾珠螺旋裝置，所述滾珠螺旋裝置具備絲杠，該絲杠外周面具有螺旋狀絲杠側滾珠旋轉槽、螺母，該螺母內周面具有與所述絲杠側滾珠旋轉槽對向的螺母側滾珠旋轉槽和多個滾珠，該多個滾珠旋轉自如地裝填在所述兩個滾珠旋轉槽之間形成的載荷旋轉路徑內，以及在所述螺母上具備末端偏轉器，從所述末端偏轉器的一個端部將在所述載荷旋轉路徑內移動的所述滾珠向所述絲杠的切線方向扳動，并從另一個端部使扳動的滾珠返回到所述載荷旋轉路徑內，其特征在于沿著所述絲杠的中心軸連接多個所述螺母。
2. —種滾珠螺旋裝置，具備絲杠、螺母和多個滾珠，該絲杠外 周面具有螺旋狀絲杠側滾珠旋轉槽，該螺母內周面具有與所述絲杠側滾珠旋轉槽對向的螺母側滾珠旋轉槽，該多個滾珠旋轉自如地裝填在 所述兩個滾珠旋轉槽之間形成的載荷旋轉路徑內，以及在所述螺母上具備末端偏轉器，從所述末端偏轉器的一個端部將 在所述載荷旋轉路徑內移動的所述滾珠向所述絲杠的切線方向扳動， 并從另一個端部使扳動后的滾珠返回到所述載荷旋轉路徑內，其特征 在于沿著所述絲杠的中心軸，將多個所述螺母以對向的端面彼此接連 的方式進行連接。
3. 根據權利要求1或2記載的滾珠螺旋裝置，其特征在于在所 述載荷旋轉路徑內配置了比所述滾珠直徑還大的過大滾珠，使得對裝 填在所述載荷旋轉路徑內的多個滾珠均等地施加四點接觸預壓。
4. 一種滾珠絲杠制造方法，在連接多個螺母的狀態下根據權利要 求書1 3記載的加工滾珠旋轉槽。
全文摘要
提供一種可以提高運轉性及生產性的滾珠螺旋裝置。該滾珠螺旋裝置1具備外周面上有螺旋狀絲杠側滾珠旋轉槽絲的杠軸4、內周面上有與絲杠側滾珠旋轉槽對向的螺母側滾珠旋轉槽的螺母2以及旋轉自如地裝填在兩個滾珠旋轉槽之間形成的載荷旋轉路徑內的多個滾珠，在螺母2上還具備末端偏轉器，從一個端部將在載荷旋轉路徑內移動的滾珠向所述絲杠的切線方向扳動，并從另一個端部使扳動后的滾珠返回所述載荷旋轉路徑內，以互相對向的端面彼此接連的狀態沿著絲杠4的軸向，連接兩個螺母2a、2b。
文檔編號F16H25/24GK101103216SQ200680001990
公開日2008年1月9日 申請日期2006年1月6日 優先權日2005年1月7日
發明者水口淳二 申請人:日本精工株式會社