專利名稱：滾珠螺桿裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種滾珠螺桿裝置，其用作諸如機床、精密機械或傳送設備的機械設備的運動體的進給機構。
背景技術：
一般地，在改變滾珠螺桿裝置的行程的情況下，是通過根據行程制造單一滾珠螺桿軸來完成的。
在該情況下，當多個螺桿軸連接到一個滾珠螺桿軸中時，滾珠螺桿軸的長度可以容易地改變，以應對改變滾珠螺桿裝置的行程的多種需要，但是目前還沒有將多個螺桿軸連接到一個滾珠螺桿軸中的現有技術。
在連接多個軸的現有技術中，具有安裝孔和螺釘孔的軸向階梯凹部形成在待連接的其中一個軸的端部，具有安裝部和螺釘部的階梯凹部形成在另一軸的端部，從而將螺釘部旋進螺釘孔中，安裝部壓入配合到安裝孔中，由此防止了連接起來的兩個軸之間的徑向位移(參見，例如JP5-279928A)。
然而，在上述的軸連接技術中，雖然可以防止兩軸之間的徑向位移，但由于其周向位置是由螺釘部與螺釘孔開始嚙合時的相位以及兩軸的鄰接面鄰接時的旋進長度決定的，故存在一個問題難于對準形成在螺桿軸的外周表面上的滾珠滾動凹槽，這是滾珠螺桿裝置的滾珠螺桿軸所固有的。

發(fā)明內容
本發(fā)明已經解決了上面的問題，本發(fā)明的目的是提供可以用于滾珠螺桿裝置的通過連結而形成螺桿軸的裝置。
為了解決上述問題，本發(fā)明的特征在于，提供一種滾珠螺桿裝置，其包括多個螺桿軸，每個螺桿軸具有外周表面和形成在該外周表面上的螺旋狀的軸滾道凹槽；用于連結螺桿軸的連結件；具有內周表面的螺帽，其帶有與軸滾道凹槽相對的螺帽滾道凹槽；以及承載在軸滾道凹槽與螺帽滾道凹槽之間的多個滾珠，其中，通過用連結件在軸滾道凹槽的相位對準時連結所述多個螺桿軸，來形成螺桿軸組件，并且用所述多個滾珠螺旋聯接螺桿軸組件的軸滾道凹槽與螺帽滾道凹槽。
在根據本發(fā)明的滾珠螺桿裝置中，由于通過用連結件在滾道凹槽的相位對準時連結多個螺桿軸來形成螺桿軸組件，因此承載在螺帽中的滾珠可以平滑地通過連結件，并且螺桿軸組件的長度可以容易地改變，以產生能夠應對改變滾珠螺桿裝置的行程的多種需要的效果。


圖1是根據本發(fā)明第一示例的滾珠螺桿裝置的橫截面圖。
圖2是圖1所示的旋進襯套的橫截面圖。
圖3是示出根據本發(fā)明第二示例的滾珠螺桿裝置的示意性構造的視圖。
圖4是圖3所示的旋進襯套的橫截面圖。
圖5是示出根據本發(fā)明第三示例的滾珠螺桿裝置的旋進襯套的正視圖。
圖6是示出根據本發(fā)明第四示例的滾珠螺桿裝置的旋進襯套的正視圖。
圖7是根據本發(fā)明第五示例的滾珠螺桿裝置的橫截面圖。
圖8是根據本發(fā)明第六示例的滾珠螺桿裝置的橫截面圖。
圖9是圖8所示的旋進襯套的橫截面圖。
圖10是示出根據本發(fā)明第七示例的滾珠螺桿裝置的橫截面圖。
圖11是示出根據本發(fā)明第八示例的滾珠螺桿裝置的螺桿軸組件的側視圖。
圖12是圖11所示的線圈體的側視圖。
圖13是示出根據本發(fā)明第九示例的滾珠螺桿裝置的螺桿軸組件的側視圖。
具體實施例方式
參照附圖描述根據本發(fā)明的滾珠螺桿裝置的示例。
圖1是根據本發(fā)明第一示例的滾珠螺桿裝置的橫截面圖，圖2是圖1所示的旋進襯套的橫截面圖。在圖1中，根據第一示例的滾珠螺桿裝置1包括螺桿軸組件(滾珠螺桿軸)15、螺帽7以及多個滾珠9。
螺帽7由諸如合金鋼或碳鋼的鋼材制成。此外，螺帽7形成為管形，其內徑大于螺桿軸組件15的外徑，并具有螺旋狀的螺帽滾道凹槽8以及凸緣部10，用于通過多個未示出的螺栓將螺帽7固定到機械設備的運動體等。凸緣部10形成在螺帽7的一端，并具有用于供未示出的螺栓插入的多個螺栓孔。
螺帽滾道凹槽8在橫截面中形成為基本半弧形。此外，螺帽滾道凹槽8以恒定導程(lead)形成在螺帽7的內周表面上，并與螺桿軸組件15的軸滾道凹槽3相對，這將在下面描述。
滾珠9由例如鋼材料(例如，合金鋼)或陶瓷材料制成，當螺桿軸組件15旋轉時，滾珠9在螺桿軸組件15與螺帽7的滾道凹槽3、8上滾動。而后，滾珠9在沿著螺帽滾道凹槽8滾動之后進入裝配到螺帽7的滾珠返回管(未示出)，并通過形成在滾珠返回管中的滾珠返回通道返回到初始位置。
螺桿軸組件15構造為包括第一螺桿軸(軸體)16、第二螺桿軸(軸體)17以及用作連結件的旋進襯套(screw-in spacer)(套筒)11。第一和第二螺桿軸16、17每個都形成為圓形橫截面形狀，其直徑小于螺帽7的內徑，并分別具有軸滾道凹槽3。軸滾道凹槽3以與螺帽7的螺帽滾道凹槽8相同的導程形成在螺桿軸16、17的外周表面上。
此外，第一和第二螺桿軸16、17在其一個端部具有與套筒11配合的軸部18、19。軸部18、19每個都分別形成為其外徑小于螺桿軸16、17的外徑，與螺桿軸16、17共軸，并在其頂端具有插入式螺桿部5。
旋進襯套11在滿足下面的關系(1)和(2)的條件下形成為管形，假設其外徑為Dk(參照圖2)，并具有內周表面11a，該內周表面11a例如通過與軸部18的外周表面18a和軸部19的外周表面19a進行可動配合而配合Dk≤Dp-dw…(1)Dk≥Dp-dw-0.1dw …(2)其中Dp滾珠節(jié)距圓的直徑(參照圖1)，dw滾珠直徑。
此外，旋進襯套11在滿足下面的關系(3)和(4)的條件下形成為管形，假設其軸向長度為Bk，并具有與軸部18、19的插入式螺桿部5螺旋聯接的內孔部12Bk≤Bn(3)Bk＞Bs(4)
其中Bn對應于螺帽滾道凹槽8的有效圈數的軸向長度，Bs軸部18、19的軸向長度。
旋進襯套11的內孔部12形成在旋進襯套11的內周表面上的中心部分處，其導程小于軸滾道凹槽3的導程，其長度超過插入式螺桿部5的軸向長度的兩倍。此外，內孔式螺桿部12以小于旋進襯套11的軸向長度Bk的長度形成在旋進襯套11的內周表面上的中心部分處。
循環(huán)通道(circulation channel)與螺桿軸組件15的軸滾道凹槽3、對應于軸滾道凹槽3的螺帽的螺帽滾道凹槽8以及連接它們的未示出返回管一起形成，滾珠9和預定量的滑潤劑(例如，潤滑油)密封在循環(huán)通道中。
因此，軸滾道凹槽3和螺帽滾道凹槽8通過滾珠9進行螺旋聯接，通過旋轉螺桿軸組件15或螺帽7，同時使?jié)L珠9循環(huán)通過循環(huán)通道，從而使螺帽7在軸向上運動。
此外，可以省去在螺桿軸的端部形成軸部18、19。
在上述構造中，如圖1所示，當軸部18、19的插入式螺桿部5旋到旋進襯套11的內孔部12中時，第一螺桿軸16和第二螺桿軸17以這樣的狀態(tài)連接在軸部18的頂端面18b與軸部19的頂端面19b之間形成間隙。因此，通過為每個軸部18、19設定軸向長度Bs，使得旋進襯套11的軸向長度Bk等于軸16的端面16a與螺桿軸17的端面17a之間的軸滾道凹槽3的導程長度，螺桿軸16和螺桿軸17可以這樣連接，其中通過將軸部18、19的插入式螺桿部5旋到旋進襯套11的內孔式螺桿部12中直到螺桿軸16、17的端面16a、17a鄰接抵靠在旋進襯套11的端面11b上，而使形成到螺桿軸16的外周表面的軸滾道凹槽3的相位與形成到螺桿軸17的外周表面的軸滾道凹槽3的相位對準。
在該示例中，旋進襯套11的軸向長度Bk設定為在螺桿軸16與17之間所截取的軸滾道凹槽3的導程的長度，并且等分分段(fraction)的角度，從而確定每個軸部18、19的插入式螺桿部5與旋進襯套11的內孔式螺桿部12開始嚙合的嚙合起始處與螺桿軸16、17的每個階梯端面16a、17a處的軸滾道凹槽3之間的相位差，以及確定螺桿旋轉數(是指從插入式螺桿部5與內孔式螺桿部12之間開始嚙合到旋進襯套11的端面11b與螺桿軸16的階梯端面16a、17a鄰接為止的旋轉數)。
例如，在軸滾道凹槽3的所截導程的長度對應于1.5導程的情況下，分段的角度是180°(360×0.5)，在螺桿旋轉數設定為整數的情況下，軸部18、19的插入式螺桿部5與旋進襯套11的內孔式螺桿部12開始嚙合的嚙合起始處與螺桿軸16、17的每個端面16a、17a處的軸滾道凹槽3之間的相位差確定為90°(180°/2)。
在設定了具有分段的螺桿旋轉數的情況下，可以通過將分段的角度與由導程的分段確定的角度相加來確定該相位差。
此外，螺桿軸16、17的插入式螺桿部5與旋進襯套11的內孔式螺桿部12的嚙合起始處與螺桿軸16、17的端面16a、17a處的軸滾道凹槽3之間的相位差可以設定為，使得總和等于由導程的分段確定的角度，從而可以確定與之相對應的螺桿旋轉數。
雖然該示例示出旋進襯套11的端面11b與螺桿軸16、17的端面16a、17a彼此鄰接抵靠的情況，但是由于每個部件的制造誤差，即使當端面彼此鄰接抵靠時，螺桿軸16、17的軸滾道凹槽3的相位有時也不能對準。該情況下，螺桿軸16、17對該旋進襯套11的旋進量可以這樣來調節(jié)另外加工旋進襯套11，以縮短旋進襯套11的長度或在旋進襯套11的端面11b與螺桿軸16、17的端面16a、17a之間插入薄板，例如細小件。
另外，不總是必須使旋進襯套11的端面11b與螺桿軸16、17的端面16a、17a鄰接，而是可以在旋進襯套11的端面11b與螺桿軸16、17的端面16a、17a之間設置間隙，從而通過使與滾珠裝配在一起的螺帽從一個螺桿軸運動到另一螺桿軸，而使形成在螺桿軸16、17的外周表面的軸滾道凹槽3的表面相對準。
現在解釋上述構造的操作。在使用旋進襯套11作為連結件連結具有上述各部分尺寸的螺桿軸16、17時，形成在螺桿軸16一端的軸部18的插入式螺桿部5旋到旋進襯套11的內孔式螺桿部12中，并且進一步旋進，同時配合軸部18的外周表面18a和旋進襯套11的內周表面11a，以使旋進襯套11的其中一個端面11b與螺桿軸16的端面16a鄰接，以夾緊它們。
而后，螺桿軸17以與上述相同的方式從旋進襯套11的相反側旋進，旋進襯套11的另一端面11b與螺桿軸17的端面17a鄰接并夾緊它們。
因此，兩個螺桿軸16、17在軸滾道凹槽3的相位對準的狀態(tài)下裝配到單一螺桿軸組件15中。
當通過借助多個滾珠9將螺帽7旋進螺桿軸組件15而裝配滾珠螺桿裝置1，并旋轉螺桿軸組件15時，例如，螺帽7在螺桿軸組件15的軸向上運動。
當螺帽7到達螺桿軸16與螺桿軸17之間的連結部時，滾珠9脫離螺桿軸16的軸滾道凹槽3，并被引導沿著螺帽滾道凹槽8，同時被支撐在旋進襯套11的外周表面上，在旋進襯套11的外周表面上滾動，并到達螺桿軸17的端面17a。而后，當滾珠9到達螺桿軸17的端面17a時，滾珠9轉移到螺桿軸17的軸滾道凹槽3，并在螺桿軸17的軸滾道凹槽3上滾動。
在該情況下，由于旋進襯套11的軸向長度Bk是在螺桿軸16、17之間截取的軸滾道凹槽3的導程的長度，并且由螺桿旋轉數、以及內孔式螺桿部12與插入式螺桿部5的嚙合起始處與軸滾道凹槽3的開口端之間的相位差而對準螺桿軸16、17的軸滾道凹槽3的相位，因此滾珠9可以平滑地通過旋進襯套11從螺桿軸16運動到螺桿軸17。
此外，由于使旋進襯套11的外徑Dk等于或小于滾珠節(jié)距圓直徑Dp減去滾珠9的直徑Dw所得到的直徑，因此滾珠9以處于螺帽滾道凹槽8與襯套11的外周表面之間的狀態(tài)在襯套11的外周表面上滾動，從而可以防止螺帽7運動阻力的增加。
此外，由于軸部18、19與螺桿軸16、17共軸地形成，因此當用旋進襯套11連接螺桿軸16、17時，可以保持共軸狀態(tài)。
此外，由于使旋進襯套11的軸向長度Bk等于或小于對應于螺帽滾道凹槽8的有效圈數的軸向長度，因此當螺帽7通過旋進襯套11的外周表面時，多個承載滾珠9中至少一個可以一直在軸滾道凹槽3與螺帽滾道凹槽8之間滾動，從而螺帽7可以平滑地從螺桿軸16轉移到螺桿軸17。
此外，由于使旋進襯套11的軸向長度Bk大于軸部18和19的軸向長度的總和，因此旋進襯套11的端面11b可以總是鄰接抵靠在螺桿軸16和17的端面16a、17a上，并可以通過控制旋進襯套11的軸向長度Bk，容易地控制螺桿軸組件15的軸向長度或螺桿軸16、17之間的距離。
如上所述，在第一示例中，由于螺桿軸組件15是在螺桿軸16的軸滾道凹槽3與螺桿軸17的軸滾道凹槽3的相位對準時，用旋進襯套11作為連結件連接螺桿軸16和螺桿軸17而形成的，因此可以使?jié)L珠9平滑地滾動，并且螺桿軸組件(滾珠螺桿軸)15的長度可以容易地改變，從而能夠應對滾珠螺桿裝置的行程變化的多種需求。
此外，由于使襯套11的外徑Dk等于或小于滾珠節(jié)距圓直徑Dp減去滾珠直徑dw所得到的直徑，滾珠9以處于螺帽滾道凹槽8與襯套11的外周表面之間的狀態(tài)在襯套11的外周表面上滾動，因此可以防止螺帽7運動阻力的增加。
此外，由于使襯套11的軸向長度Bk等于或小于與螺帽滾道凹槽8的有效圈數相對應的軸向長度，因此當螺帽7通過螺桿軸16與螺桿軸17之間的連接部時，所裝載的多個滾珠中至少一個可以一直在軸滾道凹槽3與螺帽滾道凹槽8之間滾動，從而螺帽可以平滑地在多個螺桿軸之間轉移。
在第一示例中，雖然已經描述了構成螺桿軸組件的多個螺桿軸的數量是兩個的情況，但是當螺桿軸以與上述相同的方式連結時，可以連結任意數量的螺桿軸，以提供與上述相同的效果。
下面，將參照圖3和圖4描述本發(fā)明的第二示例，其中與圖1和圖2中相同的部分用相同的附圖標記表示，并將省去對這些部分的詳細解釋。
在圖3中，根據該第二示例的滾珠螺桿裝置1包括螺桿軸組件(滾珠螺桿軸)15、螺帽7以及多個滾珠9。螺帽7形成為管形，其內徑大于螺桿軸組件15的外徑，并具有螺旋狀的螺帽滾道凹槽8。螺帽滾道凹槽8以恒定導程形成到螺帽7的內周表面，并與螺桿軸組件15的軸滾道凹槽3相對。
螺帽7可旋轉地由容納在軸箱22中的兩個角接觸球軸承23支撐，并由驅動電機26通過環(huán)形帶29(例如，同步皮帶)旋轉地驅動，軸箱22包括固定到螺帽7的外周表面的內殼24以及固定到諸如機械設備的活動工作臺(未示出)的外殼25。驅動電機26附接到固定在軸箱22的外殼25的電機托架27。環(huán)形帶29設置在附接到驅動電機26的旋轉軸的主動帶輪28與附接到螺帽7的從動帶輪30之間。
當螺桿軸組件15旋轉時，滾珠9相應地沿著螺桿軸組件15和螺帽7的滾道凹槽3、8滾動。而后，滾珠9在沿著螺帽滾道凹槽8滾動之后進入裝配到螺帽7上的滾珠返回管(未示出)，而后通過形成在滾珠返回管中的滾珠返回通道返回到初始位置。
螺桿軸組件(滾珠螺桿軸)15構造為包括第一螺桿軸16、第二螺桿軸17以及用作連結件的旋進襯套(套筒)41。螺桿軸組件15由位于其兩端的軸保持床31不可旋轉地支撐。
旋進襯套11在軸芯部具有潤滑劑通道32，用于將從螺桿軸保持床31供給的諸如潤滑油的液體潤滑劑引導到軸部18、19的兩頂端。潤滑劑通道32分別在軸部18、19的頂端面18b、19b處具有開口。從潤滑劑通道32的開口部流出的潤滑劑流過設置在旋進襯套11中的潤滑劑供給孔33(參照圖4)而供給到螺桿軸組件15的軸滾道凹槽3等。在避開在螺桿軸16、17之間截取的軸滾道凹槽3的軌道時，打出潤滑劑供給孔33，以不阻礙滾珠9通過旋進襯套11的外周表面運動。
將描述該構造的操作。與上述第一示例相同方式組裝的滾珠螺桿裝置1是這樣裝配成滾珠螺桿裝置組件21的將螺桿軸組件15的兩端保持到螺桿軸保持床31，將螺帽7固定到軸箱22，并將環(huán)形帶29放置在主動帶輪28與從動帶輪30之間。
而后，當電機26旋轉時，主動帶輪28的旋轉力通過環(huán)形帶29和從動帶輪28傳輸到螺帽7，從而使螺帽7旋轉。
在該情況下，由于螺帽7可由角接觸球軸承23旋轉地支撐，因此僅螺帽7旋轉并在兩端保持到螺桿軸保持床31的螺桿軸組件15上作軸向運動，從而使機械設備的活動床等在軸向運動。
當螺帽7到達螺桿軸16與螺桿軸17之間的連結部時，滾珠9以與第一示例中相同的方式在旋進襯套11的外周表面上滾動。
在螺帽7通過螺桿軸16與螺桿軸17之間的連結部時，潤滑劑在壓力下從未示出的潤滑劑供給裝置送出，并通過螺桿軸保持床31和潤滑劑通道32從螺桿軸16、17的端面處的間隙供給到旋進襯套11內部。潤滑劑流過潤滑劑供給孔33到螺帽7與旋進襯套11之間的部分，從而將潤滑劑供給到通過這里的滾珠。在螺帽7通過后，潤滑劑的供給停止。
在該情況下，由于避開在螺桿軸16與17之間截取的軸滾道凹槽3的軌道時打出潤滑劑供給孔33，因此滾珠9可以平滑地通過，而不掉落到潤滑劑供給孔33中，并且可以打出相對較大的孔，以充分供給潤滑劑。
此外，不再必須設置潤滑劑供給孔33，而將潤滑劑供給孔33設置到旋進襯套11，以易于螺桿軸16、17的制造。
此外，由于該示例中的旋進襯套11在其與螺桿軸16、17的階梯端面16a、17a鄰接抵靠的端面11b處夾緊，因此潤滑劑不會漏到外面。
如上所述，在第二示例中，由于潤滑劑供給孔33設置或形成到作為連結件的旋進襯套11，因此可以省去在軸滾道凹槽中打出潤滑劑供給孔，從而縮短螺桿軸的制造時間，并具有與第一示例相同的效果。
此外，由于避開在螺桿軸16與17之間截取的軸滾道凹槽3的軌道時打出潤滑劑供給孔33，因此這可以防止?jié)L珠9在通過旋進襯套11的外周時掉落到潤滑劑供給孔中，并且可以打出相對較大的潤滑劑供給孔，以充分供給潤滑劑。
在第二示例中，雖然示出一個潤滑劑供給孔33設置到旋進襯套11，但是兩個或更多的潤滑劑供給孔33可以設置到旋進襯套11，如圖5所示的第三示例以及圖6所示的第四示例中的情況?？傊?，潤滑劑供給孔33的數量可以根據待供給的潤滑劑的量而確定。
此外，在圖3和圖4所示的示例中，示出軸滾道凹槽的軌道向下，潤滑劑供給孔的周向位置不局限于僅僅是向下方向，而是可以指向側向或向上。在該情況下，當潤滑劑供給孔設置在除了向下方向以外的位置時，特別是設置在側向位置或向上位置時，可以防止?jié)櫥瑒┰诼菝蓖ㄟ^后下墜。
而后，將參照圖7描述本發(fā)明的第五實施例。
在圖7中，根據該第五示例的滾珠螺桿裝置1包括螺桿軸組件(滾珠螺桿軸)15、螺帽7以及多個滾珠9。螺帽7形成為管形，其內徑大于螺桿軸組件15的外徑，并具有螺旋狀的螺帽滾道凹槽8。螺帽滾道凹槽8以恒定導程形成在螺帽7的內周表面上，并與螺桿軸組件15的軸滾道凹槽3相對，這在以后描述。
當螺桿軸組件15旋轉時，滾珠9相應地沿著螺桿軸組件15與螺帽7的滾道凹槽3、8滾動。而后，滾珠9在沿著螺帽滾道凹槽8滾動之后進入裝配到螺帽7的滾珠返回管(未示出)，并通過形成在滾珠返回管中的滾珠返回通道返回到初始位置。
螺桿軸組件(滾珠螺桿軸)15構造為包括第一螺桿軸16、第二螺桿軸17以及用作連結件的旋進襯套(套筒)11。第一和第二螺桿軸16、17每個都形成為圓形橫截面形狀，其直徑小于螺帽7的內徑，并分別具有螺旋狀的軸滾道凹槽3。軸滾道凹槽3以與螺帽7的螺帽滾道凹槽8相同的導程形成在螺桿軸16、17的外周表面上。
此外，螺桿軸16、17在其一個端部具有與套筒11配合的軸部18、19。軸部18、19每個都形成為其外徑小于螺桿軸16、17的外徑，與螺桿軸16和17共軸，并在其頂端具有插入式螺桿部5。
旋進襯套11在滿足下面的關系(1)和(2)的條件下形成為管形，假設其外徑為Dk，并具有內周表面11a，該內周表面11a例如通過與軸部18、19的外周表面18a、19a進行可動配合而配合Dk≤Dp-dw …(1)Dk≥Dp-dw-0.1dw…(2)其中Dp滾珠節(jié)距圓的直徑dw滾珠直徑此外，旋進襯套11在滿足下面的關系(3)和(5)的條件下形成為管形，假設其軸向長度為BkBk≤Bn…(3)Bk＞Bs…(5)其中Bn對應于螺帽滾道凹槽8的有效圈數的軸向長度，Bs軸部18、19的軸向長度內孔式螺桿部12形成在旋進襯套11的內周表面上的中心部分處，其導程小于軸滾道凹槽3的導程，其長度超過插入式螺桿部5的軸向長度的兩倍。此外，內孔式螺桿部12以小于旋進襯套11的軸向長度Bk的長度形成在旋進襯套11的內周表面上的中心部分處。
通過上述構造，如圖7所示，當軸部18、19的插入式螺桿部5壓入配合到襯套11的內孔式螺桿部12中時，第一螺桿軸16和第二螺桿軸17以軸部18的頂端面18a與軸部19的頂端面19a鄰接的狀態(tài)而連接。因此，當軸部18、19的軸向長度Bs設置成使得軸部18、19的軸向長度Bk為軸滾道凹槽3在螺桿軸16的端面16a與螺桿軸17的端面17b之間的導程長度的1/2時，通過將軸部18、19的插入式螺桿部5旋進到襯套11的內孔部12中直到軸部18的端面18b與軸部19的頂端面19b彼此鄰接抵靠，螺桿軸16和螺桿軸17可以以這樣的狀態(tài)連接形成在螺桿軸16的外周表面上的滾道凹槽3的相位與形成在螺桿軸17的外周表面上的軸滾道凹槽3的相位對準。
此外，插入式螺桿部5和內孔式螺桿部12嚙合開始處與軸滾道凹槽3的開口端之間的相位差可以設定為，使得總和等于由導程的分段確定的角度，從而可以相應地確定螺桿旋轉數以及軸部18、19的軸向長度Bs。
下面解釋上述構造的操作。
在使用旋進襯套11作為連結件連結具有上述各部分尺寸的螺桿軸16、17的情況下，形成在螺桿軸16一端的軸部18的插入式螺桿部5旋到旋進襯套11的內孔式螺桿部12中，并在軸部18的外周表面18a與襯套11的內周表面11a配合的同時進一步旋進以旋轉預定的螺桿旋轉數。
而后，將螺桿軸17以與上述相同的方式從旋進襯套11的相反側旋進螺桿旋轉數，并且軸部18、19的頂端面在旋進襯套11的內部彼此鄰接并夾緊。
因此，兩個螺桿軸16、17可以以軸滾道凹槽3的相位對準的狀態(tài)組裝成單一螺桿軸組件。
由于滾珠螺桿裝置1的其它組裝，滾珠9通過旋進襯套11等的操作與上述在第一實施例中的操作相同，故省去對其的描述。
如上所述，在第五示例中，由于使旋進襯套11的軸向長度Bk比軸部18、19的軸向長度Bs的總和短，因此螺桿軸16、17的端面可以總是彼此鄰接抵靠，并且可以通過控制軸部18、19的軸向長度Bs，容易地控制螺桿軸組件15的軸向長度和螺桿軸16與17之間的距離，并且通過將旋進襯套11的軸向長度Bk的精加工精度設定為中等水平，可以提高襯套的生產率。
然后，參照圖8和圖9描述本發(fā)明的第六示例。
在圖8中，根據第六示例的滾珠螺桿裝置1包括螺桿軸組件(滾珠螺桿軸)15、螺帽7以及多個滾珠9。螺帽7形成為管形，其內徑大于螺桿軸組件15的外徑，并具有螺旋狀的螺帽滾道凹槽8。螺帽滾道凹槽8以恒定導程形成在螺帽7的內周表面上，并與螺桿軸組件15的滾道凹槽3相對，這在以后描述。
當螺桿軸組件15旋轉時，滾珠9相應地沿著螺桿軸組件15與螺帽7的滾道凹槽3、8滾動。而后，滾珠9在沿著螺帽滾道凹槽8滾動之后進入裝配到螺帽7上的滾珠返回管(未示出)，并通過形成在滾珠返回管中的滾珠返回通道返回到初始位置。
螺桿軸組件(滾珠螺桿軸)15構造為包括第一螺桿軸16、第二螺桿軸17以及用作連結件的旋進襯套(套筒)41。
第一和第二螺桿軸16、17每個都形成為圓形橫截面形狀，其直徑小于螺帽7的內徑，并分別具有螺旋狀的軸滾道凹槽3。軸滾道凹槽3以與螺帽7的螺帽滾道凹槽8相同的導程形成在螺桿軸16、17的外周表面上。
此外，螺桿軸16、17各在其一個端部具有與套筒41配合的軸部18、19。軸部18、19每個都形成為其外徑小于螺桿軸16、17的外徑，與螺桿軸16、17共軸，并在其頂端具有插入式螺桿部5。
配合的旋進襯套41具有例如通過與軸部18、19的外周表面18a、19a壓入配合而配合的內周表面41a。配合的旋進襯套41在滿足下面的關系(1)和(2)的條件下形成為管形，假設其外徑為DkDk≤Dp-dw …(1)Dk≥Dp-dw-0.1dw…(2)其中Dp滾珠節(jié)距圓的直徑，dw滾珠直徑。
此外，旋進襯套41在滿足下面的關系(3)和(4)的條件下形成為管形，假設軸向長度為BkBk≤Bn…(3)Bk＞Bs…(4)其中Bn對應于螺帽滾道凹槽8的有效圖數的軸向長度，Bs軸部18、19的軸向長度。
通過上述構造，如圖8所示，當螺桿軸16、17的軸部18、19壓入配合到旋進襯套41中時，螺桿軸16和螺桿軸17以軸部18的頂端面18a與軸部19的頂端面19a之間形成間隙的狀態(tài)而連接。因此，當軸部18、19的軸向長度Bs設置成使得旋進襯套41的軸向長度Bk等于軸滾道凹槽3在螺桿軸16的端面16a與螺桿軸17的端面17b之間的導程長度時，通過將螺桿軸16、17的軸部18、19插入到旋進襯套41中直到螺桿軸16、17的端面16a、17a鄰接抵靠在旋進襯套41的端面41b上，螺桿軸16和螺桿軸17可以以這樣的狀態(tài)連接形成在螺桿軸16的外周表面上的滾道凹槽3的相位與形成在螺桿軸17的外周表面上的軸滾道凹槽3的相位對準。
下面解釋上述構造的操作。
在使用旋進襯套41作為連結件連結具有上述各部分尺寸的螺桿軸16、17的情況下，螺桿軸16的軸部18壓入配合到旋進襯套41中，以使旋進襯套41的端面41b鄰接抵靠在螺桿軸16的端面16a上。
而后，與裝載有多個滾珠9的螺帽7相同的夾具螺旋聯接到螺桿軸16并固定到連結部，并且螺桿軸17的軸部19在螺桿軸17的軸滾道凹槽3與滾珠9進行螺旋聯接的同時以與上述相同的方式從螺桿軸16的相對側壓入配合到旋進襯套41中。
在該情況下，由于夾具固定，因此螺桿軸17在夾具的滾珠9的引導下被迫使旋轉，并連同由于通過壓入配合導致的螺桿軸17的軸向運動，并且旋進襯套41的端面41b與螺桿軸16、17的端面16a、17a鄰接。
因此，兩個螺桿軸16、17可以以軸滾道凹槽3的相位對準的狀態(tài)組裝成單一螺桿軸組件15。
由于滾珠螺桿裝置1的其它組裝，滾珠通過旋進襯套11的操作等與上述在第一實施例中的操作相同，故省去對其的描述。
如上所述，在第六示例中，除了與第一示例相同的效果，由于使旋進襯套41的軸向長度Bk比軸部18、19的軸向長度Bs的總和長，并通過壓入配合形成螺桿軸組件，因此旋進襯套41的端面41b總是可以鄰接抵靠在螺桿軸16、17的端面16a、17a上，并且可以通過控制旋進襯套41的軸向長度Bk，容易地控制螺桿軸組件的軸向長度以及螺桿軸16、17之間的距離，并且還可以容易地對準螺桿軸的滾道凹槽的相位，從而可以提高作為連結件的旋進襯套的生產率。
在利用該示例中的旋進襯套進行壓入配合來連結螺桿軸的情況下，可以通過與第二示例中相同在旋進襯套41中形成潤滑劑供給孔33并將潤滑劑通道32設置到螺桿軸16、17，獲得與第二示例相同的效果。
然后，參照圖10描述本發(fā)明的第七示例。
在圖10中，根據第七示例的滾珠螺桿裝置1包括螺桿軸組件(滾珠螺桿軸)15、螺帽7以及多個滾珠9。螺帽7形成為管形，其內徑大于螺桿軸組件15的外徑，并具有螺旋狀的螺帽滾道凹槽8。螺帽滾道凹槽8以恒定導程形成在螺帽7的內周表面上，并與螺桿軸組件15的滾道凹槽3相對，這在以后描述。
當螺桿軸組件15旋轉時，滾珠9相應地沿著螺桿軸組件15與螺帽7的滾道凹槽3、8滾動。而后，滾珠9在沿著螺帽滾道凹槽8滾動之后進入裝配到螺帽7的滾珠返回管(未示出)，并通過形成在滾珠返回管中的滾珠返回通道返回到初始位置。
螺桿軸組件(滾珠螺桿軸)15構造為包括第一螺桿軸16、第二螺桿軸17以及用作連結件的旋進襯套(套筒)41。
第一和第二螺桿軸16、17每個都形成為圓形橫截面形狀，其直徑小于螺帽7的內徑，并分別具有螺旋狀的軸滾道凹槽3。軸滾道凹槽3以與螺帽7的螺帽滾道凹槽8相同的導程形成在螺桿軸16、17的外周表面上。
此外，螺桿軸16、17在其一個端部具有與套筒41配合的軸部18、19。軸部18、19每個都形成為其外徑小于螺桿軸16、17的外徑，與螺桿軸16、17共軸，并在其頂端具有插入式螺桿部5。
旋進襯套41具有例如通過與軸部18、19的外周表面18a、19a壓入配合而配合的內周表面41a，并在滿足下面的關系(1)和(2)的條件下形成為管形，假設其外徑為DkDk≤Dp-dw …(1)Dk≥Dp-dw-0.1dw…(2)其中Dp滾珠節(jié)距圓的直徑，dw滾珠直徑。
此外，旋進襯套41在滿足下面的關系(3)和(4)的條件下形成為管形，假設軸向長度為BkBk≤Bn…(3)Bk＜Bs…(4)其中Bn對應于螺帽滾道凹槽8的有效圈數的軸向長度，Bs軸部18、19的軸向長度。
通過上述構造，如圖10所示，當螺桿軸16、17的軸部18、19壓入配合到旋進襯套41中時，螺桿軸16和螺桿軸17以軸部18的頂端面18b與軸部19的頂端面19b鄰接的狀態(tài)而連接。因此，當軸部18、19的軸向長度Bs設置成使得每個軸部18、19的軸向長度Bk為軸滾道凹槽3在螺桿軸16的端面16a與螺桿軸17的端面17b之間的導程長度的1/2時，通過將螺桿軸16、17的軸部18、19壓入配合到旋進襯套41中直到軸部18的頂端面18b與軸部19的頂端面19b鄰接，螺桿軸16和螺桿軸17可以以這樣的狀態(tài)連接形成在螺桿軸16的外周表面上的軸滾道凹槽3的相位與形成在螺桿軸17的外周表面上的軸滾道凹槽3的相位對準。
下面解釋上述構造的操作。
在利用旋進襯套41作為連結件連結具有上述各部分尺寸的螺桿軸16、17的情況下，設置到夾具的螺桿軸16、17壓入配合到旋進襯套41的兩側，并且軸部18、19的頂端面以與示例4中相同的方式在旋進襯套41的內部彼此鄰接抵靠。
因此，兩個螺桿軸16、17可以以軸滾道凹槽3的相位對準的狀態(tài)組裝成單一螺桿軸組件15。
由于滾珠螺桿裝置1的其它組裝，滾珠9通過旋進襯套41的操作等與第六實施例相同，故省去對其的描述。
如上所述，第七示例可以提供與第五和第六示例相同的效果。
在將使用第六和第七示例的旋進襯套41連結螺桿軸16、17應用到所使用的滾珠螺桿裝置1的情況下，同時使與第二示例的滾珠螺桿裝置組件21中相同的螺桿軸組件15保持旋轉和軸向運動，旋進襯套41的內周表面41a與軸部18、19的外周表面18a、19a之間的配合可以采用可動的配合。
在該情況下，由于螺桿軸組件15的兩端得到保持，因此連結部處的連結不會分離。此外，對于螺桿軸16、17的軸滾道凹槽3的相位對準，由于旋進襯套41與軸部18、19之間的配合是可動配合，并且旋轉容易，因此軸滾道凹槽3的相位可以利用螺帽更容易地對準，而無需在以與上述相同的方式對準軸滾道凹槽3的相位之后使用任何專門的夾具以及保持螺桿軸組件15。
此外，通過為第六和第七示例設置第二示例的潤滑劑供給孔，可以為通過旋進襯套等的滾珠提供潤滑劑。
在該情況下，優(yōu)選為螺桿軸的一個或兩個端面設置徑向凹部，以易于潤滑劑的供給以及用O形圈等密封兩側的螺桿軸與旋進襯套之間的空間。
接下來，參照圖11和圖12描述本發(fā)明的第八示例。
在圖11和圖12中，第八示例的螺桿軸16和17除了具有軸滾道凹槽3，還具有另一個軸滾道凹槽45。軸滾道凹槽45以與軸滾道凹槽3的導程相同的導程螺旋地形成在螺桿軸16、17的外周表面上。
因此，雖然該示例的螺桿軸16、17具有與帶兩個軸滾道凹槽3、45的螺桿軸16、17相同的構造，但是滾珠不承載在軸滾道凹槽45中，而是用作具有螺桿軸組件15的滾珠螺桿裝置，其中具有單股軸滾道凹槽3的螺桿軸16、17連結起來。
螺桿軸組件15構造成包括作為連結件的用于連接螺桿軸16與螺桿軸17的線圈體46。線圈體46形成為圓形的橫截面，并且直徑基本等于滾珠9的直徑dw。此外，線圈體46是通過將例如由彈簧鋼或合金鋼制成的絲材料卷繞一圈或多圈而制造出的螺旋形的卷曲元件，其形成為卷繞節(jié)距等于或小于軸滾道凹槽3、45的導程(參照圖11)，并且卷繞成線圈形狀的絲材料中心的直徑(稱為線圈直徑)等于或小于滾珠節(jié)距圓的直徑Dp(參照圖1)，并形成為使得與另一軸滾道凹槽45的形狀一致。該示例中線圈體46的繞數是一圈。
該示例的螺桿軸16、17的端部以與截開單一螺桿軸的情況中相同的方式形成，并形成為使得當螺桿軸16、17的端面彼此鄰接抵靠并旋轉時，軸滾道凹槽3、45的相位對準。
下面描述上述構造的操作。
在利用線圈體46作為連結件連結螺桿軸16、17的情況下，螺桿軸16、17的端面彼此鄰接抵靠，并且通過沿著另一軸滾道凹槽45卷繞該線圈體46，而安裝該線圈體46。
在該情況下，由于線圈體46具有與滾珠直徑dw基本相同的形狀，并使卷繞節(jié)距等于或小于軸滾道凹槽45的導程，以及使卷繞直徑等于或小于滾珠節(jié)距圓的直徑Dp，因此在彈簧鋼或合金鋼的彈性的作用下，線圈體46與另一軸滾道凹槽45緊密接觸，從而對準另一軸滾道凹槽45的相位，并且與此同時，對準軸滾道凹槽3的相位。此外，由于線圈體46的繞數設定為一圈或多圈，因此可以保持共軸關系。
因此，兩個螺桿軸16、17可以以兩個螺桿軸16、17的軸滾道凹槽3的相位對準的狀態(tài)組裝成單一螺桿軸組件15。
這樣組裝的螺桿軸組件15可以與沒有連結的單一螺桿軸的功能相同。
因此，通過軸滾道凹槽3或螺帽7的連結部的滾珠9的操作與常規(guī)的螺桿軸相同。
如上所述，在第八示例中，由于未承載滾珠的另一軸滾道凹槽設置到螺桿軸，并且線圈體作為連結件卷繞在另一軸滾道凹槽周圍，以將螺桿軸連結到螺桿軸組件中，因此除了與第一示例的效果相同以外，通過僅沿著螺桿軸的軸滾道凹槽卷繞線圈體，可以容易地對準軸滾道凹槽的相位。
該示例的線圈體還可以用作組裝第六和第七示例的螺桿軸組件時的夾具。
接下來，將描述本發(fā)明的第九示例。與圖11和圖12所示相同或相應的部分采用相同的附圖標記，并省去對這些部分的描述。
在圖13中，根據第九示例的滾珠螺桿裝置的螺桿軸16、17具有軸部47，每個軸部47形成為直徑小于螺桿軸16、17一端的外徑。軸部47在滿足如下關系(6)的條件下形成到螺桿軸16、17的每端，其中假設其直徑為DtDt≤Dp-dw…(6)其中Dp滾珠節(jié)距圓的直徑，dw滾珠直徑。
此外，軸部47在滿足如下關系(7)的條件下形成到螺桿軸16、17的每端，假設其軸向長度為BtBt≤Bn/2 …(3)其中Bn對應于螺帽滾道凹槽8的有效圈數的軸向長度。
此外，軸部47在滿足如下關系(8)的條件下形成到螺桿軸16、17的每端，假設在螺桿軸16與17之間所截的軸滾道凹槽3、45的導程長度為LBt＝L/2 …(8)在該示例中，軸部47的軸向長度Bt通過等分上述預定長度而形成。因此，其形成為使得當軸部47的端面彼此鄰接抵靠并旋轉時，軸滾道凹槽3、45的相位對準。
下面描述上述構造的操作。
在利用線圈體46作為連結件連結螺桿軸16、17的情況下，螺桿軸16、17的端面彼此鄰接抵靠，線圈體46卷繞并附接到另一軸滾道凹槽45，在線圈體46的彈性的作用下，線圈體46與另一軸滾道凹槽45緊密接觸，從而以與第八示例相同的方式對準另一軸滾道凹槽45的相位，并且與此同時，對準軸滾道凹槽3的相位。
在該情況下，由于與第一示例的旋進襯套11的外徑Dk相同，軸部47的外徑Dt確定為等于或小于滾珠節(jié)距圓的直徑Dp減去滾珠9的直徑dw而得到的直徑，因此其可以以與通過軸部47的外周表面的滾珠9或螺帽7相同的方式起作用。
因此，兩個螺桿軸16、17可以以軸滾道凹槽3的相位對準的狀態(tài)組裝成單一螺桿軸組件15。
這樣組裝的螺桿軸組件15可以以與第一示例相同的方式起作用。
如上所述，第九示例可以提供與第一示例和第八示例相同的效果。
在上述第八和第九示例中，雖然已經描述了用于承載滾珠的軸滾道凹槽具有單股，但是用于承載滾珠的軸滾道凹槽不限于單股，而可以是任何數量的股。
在該情況下，通過為用于承載滾珠的軸滾道凹槽增加一股，而形成另一軸滾道凹槽。
在上述每個示例中，雖然已經描述了滾珠螺桿裝置具有返回管型的連通通道的示例，但是連通通道不限于上面所述，而是可以通過將本發(fā)明應用到連通通道構造為模具型或端蓋型的滾珠螺桿裝置，來獲得相同的效果。
此外，在上述每個示例中，雖然已經描述了通過使?jié)L珠螺桿裝置的螺桿軸旋轉，以使螺帽在軸向上運動，但是還可以通過將本發(fā)明應用到當螺桿軸固定時使螺帽旋轉的類型的滾珠螺桿裝置，來獲得相同的效果。
權利要求
1.一種滾珠螺桿裝置，包括多個螺桿軸，每個螺桿軸具有外周表面和形成在所述外周表面上的螺旋狀的軸滾道凹槽；用于連結所述螺桿軸的連結件；具有內周表面的螺帽，其帶有與所述軸滾道凹槽相對的螺帽滾道凹槽；以及多個滾珠，承載在所述軸滾道凹槽與所述螺帽滾道凹槽之間，其中通過用所述連結件在所述多個螺桿軸的軸滾道凹槽的相位對準時進行連結，并通過用所述多個滾珠螺旋聯接所述螺桿軸組件的軸滾道凹槽與螺帽滾道凹槽，形成螺桿軸組件。
2.根據權利要求1的滾珠螺桿裝置，其中使所述連結件的外徑等于或小于用多個所承載的滾珠的滾珠節(jié)距圓的直徑減去滾珠的直徑而得到的直徑。
3.根據權利要求1或2的滾珠螺桿裝置，其中使所述連結件的軸向長度等于或小于與所述螺帽的有效圈數對應的軸向長度。
4.根據權利要求1到3中任一項的滾珠螺桿裝置，其中通過使所述螺桿軸的階梯端面與所述連結件的端面鄰接，來連結所述螺桿軸。
5.根據權利要求1到3中任一項的滾珠螺桿裝置，其中通過使所述螺桿軸的端面在所述連結件的內部鄰接，來連結所述螺桿軸。
6.根據權利要求1到5中任一項的滾珠螺桿裝置，其中潤滑劑通道設置到所述螺桿軸的軸芯部，潤滑劑供給孔設置到所述連結件的側壁。
7.根據權利要求6的滾珠螺桿裝置，其中當所述螺帽通過所述連結件時，從所述潤滑劑供給孔供給潤滑劑。
8.根據權利要求1的滾珠螺桿裝置，其中未承載滾珠的另一軸滾道凹槽設置到所述多個螺桿軸，所述連結件沿著所述軸滾道凹槽形成為螺旋狀的線圈體，并且所述線圈體卷繞另一軸滾道凹槽，從而連結所述螺桿軸。
全文摘要
滾珠螺桿裝置(1)具有螺桿軸組件(15)、螺帽(7)和滾珠(9)，螺帽(7)具有小于螺桿軸組件(15)的外徑的內徑并形成為管形，滾珠(9)在形成于螺桿軸組件(15)的外周表面和螺帽(7)的內周表面的螺旋狀的滾道凹槽(3，8)上滾動。螺桿軸組件(15)具有第一螺桿軸(16)，第二螺桿軸(17)，第二螺桿軸(17)的軸滾道凹槽(3)的導程與形成在第一螺桿軸(16)中的軸滾道凹槽(3)的導程相同，以及具有配合在軸部(18，19)上的內周表面的旋進襯套(11)，其中每個軸部(18，19)形成在每個第一和第二螺桿軸(16，17)的一端。
文檔編號F16H25/22GK1839272SQ20058000077
公開日2006年9月27日 申請日期2005年1月7日 優(yōu)先權日2004年1月9日
發(fā)明者矢部孝之 申請人:日本精工株式會社, Nsk精密株式會社