滚珠丝杠装置

技术领域

本发明涉及能够将旋转运动与平移运动相互变换的滚珠丝杠装置。

背景技术

滚珠丝杠装置是能够将旋转运动与平移运动相互变换的机械要素，且在各种机床、搬运装置、工业用机器人等中，多为了将伺服马达所产生的旋转运动变换为平移运动的目的而使用。在所述滚珠丝杠装置中，构成为：丝杠轴与大致圆筒状的螺母构件经由多个滚珠而螺合，例如通过使所述丝杠轴旋转，从而使所述螺母构件与所述丝杠轴的旋转量相应地向轴向移动。

在所述丝杠轴与所述螺母构件之间设置有螺旋状的负载通路，滚珠排列于所述负载通路，并在所述丝杠轴与所述螺母构件之间负载载荷。另外，在所述螺母构件设置有供所述滚珠在无负载状态下滚动的滚珠返回通路。所述滚珠返回通路将所述负载通路的两端连接，并使所述滚珠从所述负载通路的一端循环到另一端。即，通过所述负载通路和所述滚珠返回通路而构成了所述滚珠的无限循环路。

以往公知有多种多样的滚珠丝杠装置，但在专利文献1中公开有所述滚珠的无限循环路在所述丝杠轴的周围仅设置有一圈的滚珠丝杠装置。在该滚珠丝杠装置中，在由金属板构成的圆筒状的螺母构件的内部内置有一对插入环(专利文献1的图6)。在各插入环通过塑性加工而形成有滚珠的滚动槽，通过将一对插入环组合而使得滚珠的无限循环路完成。

所述一对插入环收容于所述螺母构件的中空部，并通过将该螺母构件的缘部折弯而被固定于所述中空部内。另外，通过将环状的弹簧元件配置于所述螺母构件的缘部与所述插入环之间，能够按压该插入环而对在所述滚动槽滚动的滚珠施予预压(参照专利文献1的图9)。

现有技术文献

专利文献1：日本特表2003-524121

发明内容

发明要解决的课题

在专利文献1的滚珠丝杠装置中，通过将所述螺母构件的缘部折弯，从而将一对插入环相对于该螺母构件的中空部固定。因此，除了在所述螺母构件的组装中花费工夫以外，也难以提升一对插入环彼此的定位精度。另外，由于难以提高一对插入环彼此的定位精度，因此存在不能精度良好地形成滚珠的无限循环路而难以提高螺母构件相对于所述丝杠轴的移动精度这样的课题。

用于解决课题的方案

本发明是鉴于这样的问题点而完成的，其目的在于提供一种滚珠丝杠装置，该滚珠丝杠装置能够在使螺母构件的生产以及组装容易的同时使滚珠的无限循环路精度良好地配置于螺母构件，并且能够容易地增加无限循环路的回路数。

即，本发明是一种滚珠丝杠装置，其具备：多个滚珠；丝杠轴，其在外周面具有供所述多个滚珠滚动的螺旋状的滚动槽；以及螺母构件，其经由所述多个滚珠而与所述丝杠轴螺合，所述螺母构件具有供所述丝杠轴贯穿的贯通孔，并且具备沿着所述丝杠轴的轴向重叠配置的多个螺母构成要件。在彼此相邻的所述螺母构成要件的边界部形成有绕所述丝杠轴的周围一周的作为滚珠的无限循环路的轨道路。各螺母构成要件所具备的与其他螺母构成要件接合的接合面具备：轨道构成面，其呈环状形成在所述贯通孔的周围；接合用抵接面，其形成于比所述轨道构成面靠半径方向外侧的位置。并且，所述轨道构成面形成为沿着所述轨道路的曲面状，另一方面，所述接合用抵接面形成为与所述丝杠轴的轴向正交的平面，所述轨道构成面在全部螺母构成要件中形成为相同形状。

发明效果

根据本发明，各螺母构成要件具备相同形状的轨道构成面，因此通过使用了模具的锻造加工等塑性加工，能够容易地生产各螺母构成要件，另外，通过将相同形状的轨道构成面彼此无间隙地重合，能够对螺母构件精度良好地形成滚珠的无限循环路。并且，通过利用在所述轨道构成面的外侧形成的接合用抵接面，能够容易地组装由多个螺母构成要件构成的螺母构件。另外，还能够通过增加重合的螺母构成要件的个数，而容易地增加配置于所述螺母构件的滚珠的无限循环路的回路数。

附图说明

图1是示出应用了本发明的滚珠丝杠装置的一例的立体图。

图2是示出丝杠轴与螺母构件的卡合状态的放大剖视图。

图3是示出构成螺母构件的第一构件的立体图。

图4是示出构成螺母构件的第二构件的立体图。

图5是示出第一构件的接合用抵接面和轨道构成面的主视图。

图6是图5的VI-VI线剖视图。

图7是图5的VII-VII线剖视图。

具体实施方式

以下，使用附图对本发明的滚珠丝杠装置详细进行说明。

图1是示出应用了本发明的滚珠丝杠装置的一例的图。

该滚珠丝杠装置1包括在外周面螺旋状地形成有滚珠的滚动槽20的丝杠轴2、以及经由多个滚珠而与上述丝杠轴2的周围螺合的圆筒状的螺母构件3。另外，上述螺母构件3具备绕上述丝杠轴的周围一周的滚珠的无限循环路。上述滚珠在排列于上述无限循环路的状态下夹设于上述丝杠轴2与螺母构件3之间，例如通过使上述丝杠轴2相对于上述螺母构件3旋转，而使该螺母构件3向上述丝杠轴2的轴向移动，或者通过使上述螺母构件3相对于上述丝杠轴2旋转，而使该丝杠轴2向上述螺母构件3的轴向移动。

图2是将上述螺母构件3以及上述丝杠轴2沿着轴向剖切而得到的放大剖视图，且示出上述丝杠轴2、上述滚珠4以及上述螺母构件3这三者的关系。上述螺母构件3具有供上述丝杠轴2贯穿的贯通孔并形成为圆筒状，在上述贯通孔的内周面设置有上述滚珠4的轨道路30。上述轨道路30作为绕上述丝杠轴2的周围一周的闭环设置，并与上述丝杠轴2的滚动槽20配合而构成滚珠4的无限循环路。

上述螺母构件3通过形成为圆筒状的一对螺母构成要件5、6的组合而构成，上述丝杠轴2贯穿各螺母构成要件5、6的贯通孔。在以后的说明中，将一方的螺母构成要件5称为第一构件，并将另一方的螺母构成要件6称为第二构件。上述轨道路30位于上述第一构件5与上述第二构件6的边界部、即上述第一构件5与上述第二构件6的接合面，在组合了上述第一构件5和第二构件6时完成上述轨道路30。

图3是示出上述第一构件5的立体图，并示出对上述第一构件5从其与上述第二构件6接合的接合面侧进行观察而得到的情形。在上述第一构件5形成有用于固定上述第二构件6的环状的接合用抵接面50，在该抵接面50设置有多个供固定螺栓贯通的插通孔51。另外，在上述接合用抵接面50的外径侧设置有将上述第二构件6的外周面包围的肋52。在上述接合用抵接面50的内径侧形成有轨道构成面53，该轨道构成面53位于上述接合用抵接面50与贯通孔的内周面54之间。即，上述轨道构成面53呈环状形成在上述贯通孔的周围，另一方面，上述接合用抵接面50形成于比上述轨道构成面53靠半径方向外侧的位置。

在上述轨道构成面53与贯通孔的内周面54相交的角部形成有构成上述轨道路30的第一滚珠循环槽55。该第一滚珠循环槽55具有：负载槽部55a，其以与上述丝杠轴2的滚动槽20相同的节距形成为螺旋状；以及无负载槽部55b，其将该负载槽部55a的两端相连而使滚珠在上述负载槽部55a的两端之间循环。

另一方面，图4是示出上述第二构件6的立体图，并示出对上述第二构件6从其与上述第一构件5接合的接合面侧进行观察而得到的情形。在上述第二构件6形成有与上述第一构件5的接合用抵接面抵接的接合用抵接面60，在该接合用抵接面60设置有多个供固定螺栓贯通的插通孔61。另外，在上述接合用抵接面60的内径侧形成有与上述第一构件5的轨道构成面53抵接的轨道构成面62，该轨道构成面62位于上述接合用抵接面60与贯通孔的内周面63之间。即，上述轨道构成面62呈环状形成在上述贯通孔的周围，另一方面，上述接合用抵接面60形成于比上述轨道构成面62靠半径方向外侧的位置。

在上述轨道构成面62与贯通孔的内周面63相交的角部形成有构成上述轨道路30的第二滚珠循环槽64。该第二滚珠循环槽64与上述第一构件5的第一滚珠循环槽55同样，具有：负载槽部64a，其以与上述丝杠轴2的滚动槽20相同的节距形成为螺旋状；以及无负载槽部64b，其将这些负载槽部64a的两端相连而使滚珠4在上述负载槽部64a的两端之间循环。

若使上述第二构件6的接合用抵接面60相对于上述第一构件5的接合用抵接面50抵接并利用固定螺栓将两者一体化，则上述第一滚珠循环槽55与上述第二滚珠循环槽64沿着上述丝杠轴的轴向彼此相邻，从而在上述螺母构件3完成上述轨道路30。滚珠排列于上述轨道路30，且在与上述负载槽部55a、64a对应的部分，滚珠在上述丝杠轴2与上述螺母构件3之间一边负载载荷一边在该丝杠轴2的周围螺旋状地滚动。另一方面，滚珠4在与上述无负载槽部55b、64b对应的部分越过上述丝杠轴2的螺纹牙部而在该丝杠轴2上彼此相邻的滚动槽20之间移动。

图5是示出上述第一构件5的主视图，并示出对上述第一构件5从其与上述第二构件6接合的接合面侧进行观察而得到的情形。另外，图6以及图7是上述第一构件5的剖视图，并与图5的VI-VI线矢视图、VII-VII线矢视图分别对应。如上述图6以及图7所示，上述第一构件5的接合用抵接面50形成为相对于该螺母构件3的轴向正交的平面。

另一方面，对于上述轨道构成面53与贯通孔的内周面54相交的角部形成有上述第一滚珠循环槽55，因此该轨道构成面53形成为沿着上述第一滚珠循环槽55的轨道形状的曲面状，换言之形成为沿着上述滚珠4的无限循环路的曲面状。因此，上述轨道构成面53在与上述第一滚珠循环槽55的负载槽部55a对应的部位形成为与上述丝杠轴2的滚动槽20对应的螺旋状。另外，上述轨道构成面53在与上述第一滚珠循环槽55的无负载槽部55b对应的部位以将上述丝杠轴2的滚动槽20横切的方式形成。

另外，根据图6以及图7可明确，上述轨道构成面53成为如下形状：该轨道构成面53的将上述丝杠轴2的周围包围的部分中，一半部分相比上述抵接面50向上述第二构件6侧突出、而剩余的一半相比上述抵接面50凹陷。即，上述轨道构成面53的形状成为：在将该轨道构成面53在穿过上述无负载槽部55b的中央和贯通孔的中心的线段A(在图5中以单点划线显示)上折回时，图5的纸面右半部与纸面左半部无间隙地重合。虽未图示，但上述第二构件6的轨道构成面62也具有与上述第一构件5的轨道构成面53相同的形状。

因此，在使上述第二构件6的接合用抵接面60相对于上述第一构件5的接合用抵接面50抵接而使上述第一构件5与第二构件6一体化了时，上述第一构件5的轨道构成面53与上述第二构件6的轨道构成面62无间隙地重合，且上述第一滚珠循环槽55与上述第二滚珠循环槽64精度良好地组合而使得上述轨道路30完成。

另一方面，如图5以及图7所示，在上述第一构件5的轨道构成面53设置有用于将上述第二构件6相对于该第一构件5定位的卡止突起56，该卡止突起56相比上述抵接面50向上述第二构件6侧突出。另一方面，在上述第一构件5的轨道构成面53设置有与上述卡止突起56的大小对应的卡止孔57，该卡止孔57相比上述抵接面50凹陷。上述卡止突起56与卡止孔57设置于相对于图5中的线段A成镜面对称的位置。另外，在上述第二构件6的轨道构成面62也设置有同样的卡止突起65以及卡止孔66(参照图4)。

因此，若将上述第一构件5上述第二构件6组合而使该第一构件5的轨道构成面53与该第二构件6的轨道构成面62重合，则上述第一构件5的卡止突起56嵌合于上述第二构件的卡止孔66，并且上述第二构件6的卡止突起65嵌合于上述第一构件5的卡止孔57，从而能够将上述第一构件5与上述第二构件6在周向上精度良好地定位。

需要说明的是，上述卡止突起56与上述卡止孔57存在于相对于上述线段A相互成镜面对称的位置即可，但在考虑到它们的加工的容易性的情况下，优选的是，如图5所示那样在隔着轴中心与上述无负载槽部55b相反的一侧的位置将上述卡止突起56与上述卡止孔57彼此相邻地设置。

根据以上那样构成的本实施方式的滚珠丝杠装置1，设置于上述螺母构件3的滚珠4的轨道路30在上述第一构件5与第二构件6的接合面处被分割为两半，通过使用了模具的锻造加工来形成上述第一构件以及第二构件，并通过将它们组合而能够容易地生产上述螺母构件。

另外，上述第一构件5的轨道构成面53与上述第二构件6的轨道构成面62具有相同形状，因此在对上述第一构件5以及第二构件6进行锻造加工时，能够使它们的模具的一部分共通化，在这一点上，能够实现上述螺母构件3的生产以及组装的容易化、生产成本的降低化。

并且，上述第一构件5的轨道构成面53所包括的第一滚珠循环槽55与上述第二构件6的轨道构成面62所包括的第二滚珠循环槽64具有相同的形状，因此在组合了上述第一构件5和上述第二构件6时，能够精度良好地形成滚珠无限循环路。由此，相对于上述丝杠轴2和上述螺母构件3中的一方的旋转运动，能够使另一方精度良好地进行平移运动。

需要说明的是，在使用图所说明的实施方式中，上述螺母构件3通过一对螺母构成要件、即第一构件5和第二构件6的结合而构成，且在上述第一构件5与第二构件6的接合面仅存在一个回路的、滚珠4的无限循环路，但也可以设置夹在第一构件5与第二构件6之间的作为螺母构成要件的第三构件，且对该第三构件的表背两面设置与上述第一构件5以及第二构件6的轨道构成面53、62相同形状的轨道构成面。通过像这样进行设计变更，能够在第一构件5与第三构件的接合面、第三构件与第二构件6的接合面分别构建滚珠的无限循环路，通过增加夹在第一构件5与第二构件6之间的第三构件的个数，能够容易地对上述螺母构件3构建多个回路的无限循环路。

另外，在使用图所说明的实施方式中，在上述第一构件的上述接合用抵接面50的外径侧设置有肋52，但根据该接合用抵接面50的形状而能够适当省略上述肋52。即，在本发明中，只要上述多个螺母构成要件具备相同形状的轨道构成面，则能够考虑上述多个螺母构成要件的接合而适当对该螺母构成要件的比上述轨道构成面靠半径方向的外侧的形状进行设计变更。