專利名稱：滾珠絲杠裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
[oooii本發(fā)明涉及絲杠軸和螺母構(gòu)件通過滾珠旋合，能在兩者之間
相互變換旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和直線運(yùn)動(dòng)的滾珠絲杠裝置，詳細(xì)地說，是涉及在絲 杠軸和螺母構(gòu)件之間的滾珠的循環(huán)結(jié)構(gòu)的改進(jìn)。
背景技術(shù)：
[0002
一般來說，滾珠絲杠裝置由以下構(gòu)件構(gòu)成在外周面上形成 有螺旋狀的滾珠滾動(dòng)槽的絲杠軸；具有穿插此絲杠軸的空心部并被形成 為圓筒狀，同時(shí)，在內(nèi)周面上形成有與絲杠軸的滾珠滾動(dòng)槽相對(duì)的螺旋 狀的負(fù)荷滾動(dòng)槽的螺母構(gòu)件；在由上述絲杠軸的滾珠滾動(dòng)槽和螺母構(gòu)件 的負(fù)荷滾動(dòng)槽圍成的負(fù)荷通道的內(nèi)部一邊承受載荷一邊滾動(dòng)的多個(gè)滾 珠。這種滾珠絲杠裝置能將絲杠軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變換為螺母構(gòu)件的直線運(yùn) 動(dòng)，或者將螺母構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變換為絲杠軸的直線運(yùn)動(dòng)。
[0003為了能使上述螺母構(gòu)件沿絲杠軸連續(xù)地移動(dòng)，需要連接上述 負(fù)荷通道的兩端以構(gòu)成滾珠的無限循環(huán)通道，在上述螺母構(gòu)件上具有連 接負(fù)荷通道的端部彼此的滾珠返回通道。作為這樣的滾珠返回通道的結(jié) 構(gòu)，雖然眾所周知的有折返管方式、端蓋方式等各種結(jié)構(gòu)，但作為有利 于螺母構(gòu)件的小型化、滾珠循環(huán)結(jié)構(gòu)的簡單化、生產(chǎn)成本的降低化的方
式，眾所周知的是導(dǎo)向器方式。
[0004在此導(dǎo)向器方式的滾珠絲杠裝置中，在上述螺母構(gòu)件的內(nèi)周 面上埋入了具有槽狀的滾珠返回通道(以下稱為"滾珠返回槽")的被 稱為導(dǎo)向器的板牙，由此導(dǎo)向器形成了滾珠的無限循環(huán)通道。上述導(dǎo)向 器以其滾珠返回槽與絲杠軸的螺紋牙交叉的方式被安裝在螺母構(gòu)件上， 其中的在螺母構(gòu)件和絲杠軸之間形成的滾珠的負(fù)荷通道在繞該絲杠軸一 周的跟前兒與上述滾珠返回槽連續(xù)。即，構(gòu)成了繞絲杠軸一周的滾珠的無限循環(huán)通道；當(dāng)滾珠在絲杠軸和螺母構(gòu)件之間一邊承受載荷一邊在上 述負(fù)荷通道中滾動(dòng)之后，進(jìn)入到上述導(dǎo)向器的滾珠返回槽而從載荷中被 解放，在通過此滾珠返回槽越過絲杠軸的螺紋牙之后，再次進(jìn)入到負(fù)荷 通道內(nèi)承受載荷。[0005為了在這樣的導(dǎo)向器方式的滾珠絲杠裝置中使?jié)L珠平穩(wěn)地循 環(huán)，準(zhǔn)確地連接負(fù)荷通道和導(dǎo)向器的滾珠返回槽是很重要的。但是，由 于上述導(dǎo)向器是與在螺母構(gòu)件上貫通形成的通孔，或在螺母構(gòu)件內(nèi)周面 上形成的凹處嵌合的，所以，從導(dǎo)向器本身的加工精度或螺母構(gòu)件的加 工精度的影響看，準(zhǔn)確地連接負(fù)荷通道和滾珠返回槽是很困難的。因此， 在各滾珠從負(fù)荷通道進(jìn)入到滾珠返回槽時(shí)，或者在從滾珠返回槽進(jìn)入到 負(fù)荷通道時(shí)，容易產(chǎn)生卡澀現(xiàn)象，這種現(xiàn)象作為在絲杠軸和螺母構(gòu)件之 間的旋轉(zhuǎn)扭矩的變化是很明顯的。[0006另一方面，作為解決導(dǎo)向器方式的滾珠絲杠裝置中的這樣問 題的技術(shù)，已公開的滾珠絲杠裝置是這樣的并不在與螺母構(gòu)件分體的 導(dǎo)向器上形成滾珠返回槽，而是通過切削加工或鍛造加工對(duì)螺母構(gòu)件的 內(nèi)周面直接形成了與負(fù)荷滾動(dòng)槽連續(xù)的滾珠返回槽(日本特開 2003-307263號(hào)7/^艮)。專利文獻(xiàn)l:日本特開2003-307263號(hào)公才艮發(fā)明內(nèi)容發(fā)明所要解決的課題[0007在這樣對(duì)螺母構(gòu)件的內(nèi)周面直接加工滾珠排出槽的情況下， 由于負(fù)荷通道和滾珠排出槽相互是無交界線地連續(xù)的，所以能防止這樣 交界線中的滾珠的卡澀現(xiàn)象。[0008但是，現(xiàn)有的滾珠排出槽，其與滾珠的行進(jìn)方向正交的截面 為單純的圓弧狀，另外，為了將滾珠從載荷中解放，將滾珠返回槽對(duì)寬 度方向和深度方向這兩個(gè)方向來說形成得比負(fù)荷滾動(dòng)槽大。因此，存在 的問題是，由于在滾珠返回槽的內(nèi)部的滾珠的排列狀態(tài)發(fā)生混亂，滾珠 容易堵在滾珠返回槽內(nèi)，所以，絲杠軸和螺母構(gòu)件之間的旋轉(zhuǎn)扭矩依然容易發(fā)生變化。
[0009為了解決課題的手段
本發(fā)明是鑒于上述那樣的問題作出的，其目的在于提供一種滾珠絲 杠裝置，使其在能夠?qū)崿F(xiàn)螺母構(gòu)件的小型化、滾珠的循環(huán)結(jié)構(gòu)的簡單化 的目的的同時(shí)，能夠平穩(wěn)地進(jìn)行螺母構(gòu)件和絲杠軸之間的滾珠的無限循 環(huán)，能夠?qū)⒔z杠軸和螺母構(gòu)件相對(duì)旋轉(zhuǎn)時(shí)的旋轉(zhuǎn)扭矩的變化盡可能地抑 制得小。
0010實(shí)現(xiàn)上述目的的本發(fā)明的滾珠絲杠裝置由以下構(gòu)件構(gòu)成在 外周面上形成有螺旋狀的滾珠滾動(dòng)槽的絲杠軸；至少在一個(gè)內(nèi)周面上形 成有相當(dāng)于繞此絲杠軸一周的滾珠循環(huán)槽的螺母構(gòu)件；被配置排列在上 述絲杠軸的滾珠滾動(dòng)槽和螺母構(gòu)件的滾珠循環(huán)槽之間，以使該絲杠軸和 螺母構(gòu)件相互旋合的多個(gè)滾珠。上述滾珠循環(huán)槽是由與上述絲杠軸的滾
珠滾動(dòng)槽相對(duì)的負(fù)荷滾動(dòng)槽和連接此負(fù)荷滾動(dòng)槽的一端和另 一端的滾珠 返回槽構(gòu)成的。而且，上述滾珠返回槽是與負(fù)荷滾動(dòng)槽無交界線地連續(xù) 并直接形成在上述螺母構(gòu)件的內(nèi)周面上的，這樣的滾珠返回槽的與滾珠 行進(jìn)方向相正交的截面的形狀為該滾珠進(jìn)行兩點(diǎn)接觸的哥德式尖拱狀。
[0011根據(jù)這樣構(gòu)成的本發(fā)明，構(gòu)成上述滾珠循環(huán)槽的負(fù)荷滾動(dòng)槽 和滾珠返回槽，由于是無交界線連續(xù)地對(duì)螺母構(gòu)件的內(nèi)周面直接形成的， 所以當(dāng)滾珠在上述滾珠循環(huán)槽中循環(huán)時(shí)，不會(huì)在負(fù)荷滾動(dòng)槽和滾珠返回 槽的交界線發(fā)生卡澀現(xiàn)象，能平穩(wěn)地進(jìn)行滾珠從負(fù)荷滾動(dòng)槽到滾珠返回 槽的進(jìn)入以及滾珠從滾珠返回槽到負(fù)荷滾動(dòng)槽的進(jìn)入。
[0012另外，由于滾珠返回槽的與滾珠行進(jìn)方向相正交的截面形狀 被形成為該滾珠在兩點(diǎn)接觸的哥德式尖拱狀，所以即使?jié)L珠以無負(fù)荷狀 態(tài)在滾珠返回槽內(nèi)滾動(dòng)，在這樣的滾珠返回槽內(nèi)的滾珠的軌跡也被哥德 式尖拱狀的槽引導(dǎo)而成為確定的軌跡，能防止?jié)L珠在滾珠返回槽內(nèi)曲折 地運(yùn)動(dòng)。特別是，由于離心力作用在繞絲杠軸滾動(dòng)的滾珠上，所以，即 使通過滾珠返回槽的滾珠是無負(fù)荷狀態(tài)，也會(huì)被這樣的離心力推靠在哥 德式尖拱狀的槽內(nèi)，沿規(guī)定的軌跡滾動(dòng)。因此，能夠防止在滾珠返回槽 內(nèi)的滾珠堵塞現(xiàn)象的發(fā)生，使在這樣的滾珠返回槽內(nèi)的滾珠的滾動(dòng)平穩(wěn)化。[0013即，根據(jù)本發(fā)明，能夠在由負(fù)荷滾動(dòng)槽和滾珠返回槽構(gòu)成的 滾珠循環(huán)槽的全周上使?jié)L珠的滾動(dòng)平穩(wěn)化，能夠盡可能地防止螺母構(gòu)件 和絲杠軸相對(duì)旋轉(zhuǎn)時(shí)的旋轉(zhuǎn)扭矩的變化。


圖l是表示適用本發(fā)明的滾珠絲杠裝置的實(shí)施方式的側(cè)視圖。 圖2是表示圖1所示的滾珠絲杠裝置的螺母構(gòu)件的立體圖。圖3是畫有在實(shí)施方式中所示的滾珠絲杠裝置的負(fù)荷滾動(dòng)槽的狀況 的螺母構(gòu)件的立體圖。圖4是畫有在實(shí)施方式中所示的滾珠絲杠裝置的滾珠返回槽的狀況 的螺母構(gòu)件的立體圖。圖5是表示在絲杠軸的滾珠滾動(dòng)槽和螺母構(gòu)件的負(fù)荷滾動(dòng)槽之間滾動(dòng)的滾珠的剖視圖。圖6是表示在螺母構(gòu)件的滾珠返回槽中滾動(dòng)的滾珠的剖視圖。 圖7是表示在螺母構(gòu)件的滾珠循環(huán)槽內(nèi)的滾珠的中心軌跡的坐標(biāo)圖。 圖8是表示對(duì)螺母構(gòu)件的滾珠循環(huán)槽進(jìn)行的切削加工方法的一個(gè)例子的示意圖。圖9是表示端銑刀的前端形狀和負(fù)荷滾動(dòng)槽以及滾珠返回槽的形狀的關(guān)系的剖視圖。圖IO是表示現(xiàn)有的滾珠絲杠裝置中的滾珠的中心軌跡的坐標(biāo)圖。 符號(hào)說明1:螺紋軸；2:螺母構(gòu)件；3:滾珠；10:滾珠滾動(dòng)槽；11:螺紋牙；21:滾珠循環(huán)槽22:負(fù)荷滾動(dòng)槽；23:滾珠返回槽具體實(shí)施方式
[0016以下利用附圖詳細(xì)地對(duì)本發(fā)明的滾珠絲杠裝置進(jìn)行說明。 [0017圖1是表示適用本發(fā)明的滾珠絲杠裝置的一個(gè)例子的圖。此 滾珠絲杠裝置由在外周面上形成有螺旋狀的滾珠滾動(dòng)槽的絲杠軸1和通過多個(gè)滾珠3與上述絲杠軸1旋合的螺母構(gòu)件2構(gòu)成，上述螺母構(gòu)件2 能夠繞絲杠軸1呈螺旋狀地旋轉(zhuǎn)。另外，圖1是切掉上述螺母構(gòu)件2的 一部分畫出的，另外，畫出的滾珠3是存在于螺母構(gòu)件2和絲杠軸1之 間的滾珠3的一部分。[0018在上述絲杠軸1的外周面上以規(guī)定的導(dǎo)程形成有螺旋狀的滾 珠滾動(dòng)槽IO，上述滾珠3在此滾珠滾動(dòng)槽10的內(nèi)部滾動(dòng)。在此，所謂導(dǎo) 程，是指絲杠軸1旋轉(zhuǎn)1周滾珠滾動(dòng)槽10向絲杠軸1的軸向行進(jìn)的距離。 上述滾珠滾動(dòng)槽10是兩個(gè)曲面以大致90度相交形成的，與滾珠行進(jìn)方 向正交的截面形狀為哥德式尖拱狀。因此，上述滾珠3相對(duì)于此哥德式 尖拱狀的滾珠滾動(dòng)槽10在兩點(diǎn)進(jìn)行接觸，相對(duì)于在絲杠軸1的軸向上作 用的載荷而言產(chǎn)生大約45度的接觸角。另外，在絲杠軸l的外周面上， 在相互鄰接的滾珠滾動(dòng)槽10和滾珠滾動(dòng)槽10之間形成有螺紋牙11。[00191如圖2所示，上述螺母構(gòu)件2具有穿插上述絲杠軸1的貫通 孔20,并被形成為大致圓筒狀，在貫通孔20的內(nèi)周面上形成有1條滾珠 循環(huán)槽21。此滾珠循環(huán)槽21由與上述絲杠軸1的滾珠滾動(dòng)槽10相對(duì)形 成的負(fù)荷滾動(dòng)槽22和連接此負(fù)荷滾動(dòng)槽22的一端和另一端的滾珠返回 槽23構(gòu)成。而且，通過此負(fù)荷滾動(dòng)槽22和上述滾珠返回槽23連續(xù)，形 成了相當(dāng)于繞絲杠一周份兒的滾珠循環(huán)槽21 。0020這些負(fù)荷滾動(dòng)槽22以及滾珠返回槽23,是通過對(duì)螺母構(gòu)件2 的內(nèi)周面實(shí)施切削加工在螺母構(gòu)件2上直接形成的，負(fù)荷滾動(dòng)槽22和滾 珠返回槽23是無交界線連續(xù)地設(shè)置的。[0021圖3是表示相對(duì)于上述螺母構(gòu)件2而言的負(fù)荷滾動(dòng)槽22的形 成狀態(tài)的立體圖，另外，圖4是表示相對(duì)于上述螺母構(gòu)件2而言的滾珠 返回槽23的形成狀態(tài)的立體圖。上述負(fù)荷滾動(dòng)槽22與絲杠軸1的滾珠 滾動(dòng)槽10相對(duì)地構(gòu)成滾珠3的負(fù)荷通道的，被形成得比絲杠軸1的周圍 一周稍^:短一點(diǎn)兒。另外，上述滾珠返回槽23是以與絲杠軸1的螺紋牙 ll相交叉的方式形成的。負(fù)荷滾動(dòng)槽22若在上述絲杠軸1的周圍、即螺 母構(gòu)件2的內(nèi)周面繞一周，由于向螺母構(gòu)件2的軸向僅行進(jìn)了一個(gè)導(dǎo)程 的長度，所以，上述負(fù)荷滾動(dòng)槽22的一端和另一端處于向螺母構(gòu)件2的軸向僅位移了比導(dǎo)程的長度稍微短一點(diǎn)兒的距離的狀態(tài)。但是，通過被設(shè)置成與螺紋牙11相交叉的上述滾珠返回槽23將它們之間連接起來， 形成了繞絲杠軸1 一周份兒的滾珠循環(huán)槽21。0022此滾珠循環(huán)槽21由多個(gè)滾珠3填滿著，若螺母構(gòu)件2相對(duì)于 絲杠軸1旋轉(zhuǎn)，或者絲杠軸1相對(duì)于螺母構(gòu)件2旋轉(zhuǎn)，則隨著這樣的旋 轉(zhuǎn)，滾珠3在滾珠循環(huán)槽21內(nèi)循環(huán)。滾珠3在螺母構(gòu)件2的負(fù)荷滾動(dòng)槽 22和絲杠軸1的滾珠滾動(dòng)槽10之間一邊承受載荷一邊滾動(dòng)。如圖5所示， 上述負(fù)荷滾動(dòng)槽22的與滾珠行進(jìn)方向正交的截面形狀，與絲杠軸1 一側(cè) 的滾珠滾動(dòng)槽10同樣，為哥德式尖拱狀，滾珠3相對(duì)于負(fù)荷滾動(dòng)槽23 在兩點(diǎn)接觸，相對(duì)于在絲杠軸1的軸向上(圖5的紙面的左右方向)作 用的載荷而言產(chǎn)生大約45度的接觸角。即，滾珠3相對(duì)于滾珠滾動(dòng)槽10 以及負(fù)荷滾動(dòng)槽22而言是處于與這些槽的寬度方向有關(guān)地被約束著的狀 態(tài)，即使是在螺母構(gòu)件2和絲杠軸1之間作用有軸向的載荷的情況下， 也在這些槽內(nèi)滾動(dòng)，而不會(huì)在各槽的寬度方向上搖晃。另外，圖5中的 單點(diǎn)劃線表示滾珠3與螺母構(gòu)件2的負(fù)荷滾動(dòng)槽22、滾珠3與絲杠軸1 的滾珠滾動(dòng)槽10的接觸方向。[0023另一方面，圖6是表示在上述滾珠返回槽23內(nèi)的滾珠3的滾 動(dòng)的情況的剖視圖。上述滾珠返回槽23是與現(xiàn)有的導(dǎo)向器對(duì)應(yīng)的部分， 從與上述負(fù)荷滾動(dòng)槽22相互連接的部位漸漸變深，在與絲杠軸1的螺紋 牙ll相對(duì)的位置被形成得最深。由此， 一邊承受載荷一邊在負(fù)荷滾動(dòng)槽 22中滾動(dòng)過來的滾珠3， 一進(jìn)入滾珠返回槽23就從該載荷中被解放而成 為無負(fù)荷狀態(tài)，在被滾珠返回槽23引導(dǎo)的同時(shí)，爭著從被形成為哥德式 尖拱狀的絲杠軸l的滾珠滾動(dòng)槽10a上來。而且，當(dāng)在滾珠返回槽23的 最深部騎在絲杠軸1的螺紋牙11之后，就在騎著的狀態(tài)下被滾珠返回槽 23引導(dǎo)著返回到鄰接的滾珠滾動(dòng)槽10b,即絲杠軸1的旋轉(zhuǎn)一周份兒前 的滾珠滾動(dòng)槽10b。已返回到滾珠滾動(dòng)槽10b的滾珠3，在螺母構(gòu)件2的 負(fù)荷滾動(dòng)槽22和上述滾珠滾動(dòng)槽10b之間再次一邊承受載荷一邊滾動(dòng)。 另外，圖6中的箭線表示在滾珠返回槽23的內(nèi)部的滾珠3的運(yùn)動(dòng)。0024另夕卜，上述滾珠返回槽23的與滾珠行進(jìn)方向相正交的截面形狀，與負(fù)荷滾動(dòng)槽22同樣，為哥德式尖拱狀，僅是相對(duì)于螺母構(gòu)件2的 內(nèi)周面而言的深度與負(fù)荷滾動(dòng)槽22不同。因此，滾珠3相對(duì)于滾珠返回 槽23將在兩點(diǎn)接觸。由于滾珠3在無負(fù)荷狀態(tài)下在滾珠返回槽23中滾 動(dòng)，因此，對(duì)存在于滾珠返回槽23和絲杠軸1之間的滾珠3稍微給予了 一點(diǎn)兒間隙。但是，由于在絲杠軸1的周圍循環(huán)的滾珠3上作用有離心 力，所以，由這樣的離心力，滾珠3被推靠在被形成為哥德式尖拱狀的 滾珠返回槽23的底部上，結(jié)果，相對(duì)于滾珠返回槽23在兩點(diǎn)接觸。因 此，在滾珠返回槽23內(nèi)的滾珠3的移動(dòng)軌跡將與該滾珠返回槽23的寬 度方向的中心線相一致，防止了滾珠3在這樣的滾珠返回槽23內(nèi)的曲折 運(yùn)動(dòng)。[0025圖7是將螺母構(gòu)件2的內(nèi)周面20展開成平面，表示在上述負(fù) 荷滾動(dòng)槽22以及滾珠返回槽23中滾動(dòng)的滾珠3的中心軌跡的坐標(biāo)圖， 橫軸表示螺母構(gòu)件2的旋轉(zhuǎn)角，縱軸表示滾珠3沿絲杠軸1的軸向的移 動(dòng)量。由于滾珠3在負(fù)荷滾動(dòng)槽22上滾動(dòng)的向軸向的移動(dòng)量與螺母構(gòu)件 2的旋轉(zhuǎn)角成比例，所以，在此坐標(biāo)圖內(nèi)，在負(fù)荷滾動(dòng)槽22內(nèi)滾動(dòng)的滾 珠3的中心軌跡為直線。另外，在滾珠返回槽23內(nèi)滾動(dòng)的滾珠3的中心 軌跡為連續(xù)地連接平行的一對(duì)直線的曲線。因此，由上述滾珠返回槽連 接負(fù)荷滾動(dòng)槽22的一端和另 一端，構(gòu)成了繞絲杠一周份兒的滾珠循環(huán)槽。[00261以下就對(duì)上述螺母構(gòu)件2進(jìn)行的滾珠循環(huán)槽21的加工方法進(jìn) 行說明。[0027首先，對(duì)被形成為圓筒狀的螺母構(gòu)件2實(shí)施淬火或回火熱處 理。在此狀態(tài)下，螺母構(gòu)件2的內(nèi)周面還是圓筒面，并未形成由負(fù)荷滾 動(dòng)槽22以及滾珠返回槽23構(gòu)成的滾珠循環(huán)槽21。接著，在實(shí)施了熱處 理的螺母構(gòu)件2的內(nèi)周面上實(shí)施切削加工，形成上述滾珠循環(huán)槽21。在 此切削加工過程中，是使用單一的切削工具，在一個(gè)切削工序中連續(xù)地 加工負(fù)荷滾動(dòng)槽22以及滾珠返回槽23。因此，能確保負(fù)荷滾動(dòng)槽22和 滾珠返回槽23的連續(xù)性，能高精度地加工由這些槽構(gòu)成的滾珠循環(huán)槽 21。另外，由于這樣的切削工序是在熱處理工序之后進(jìn)行的，所以，熱 處理變形的影響不會(huì)涉及到滾珠循環(huán)槽21。再有，通過對(duì)熱處理后的螺母構(gòu)件2實(shí)施切削加工，還可以看到負(fù)荷滾動(dòng)槽22以及滾珠返回槽23 的表面粗糙度的提高。另外，對(duì)于負(fù)荷滾動(dòng)槽22來說，在進(jìn)行上述切削 加工后實(shí)施磨削加工，還可力圖表面的平滑性的進(jìn)一步提高。[0028圖8是表示進(jìn)行上述滾珠循環(huán)槽21的切削加工的切削裝置的 一個(gè)例子的圖。此切削裝置是使設(shè)置在套管軸4的前端的心軸5保持作 為切削工具的端銑刀6，并使這樣的端銑刀6作旋轉(zhuǎn)切削主運(yùn)動(dòng)以進(jìn)行切 削加工的裝置，心軸5的旋轉(zhuǎn)主軸是與套管軸4的長度方向正交的。螺 母構(gòu)件2以其軸向?yàn)閆軸，被夾持在卡盤7上，上述套管軸4從Z軸方 向被插入在螺母構(gòu)件2的貫通孔20中。當(dāng)切削加工滾珠循環(huán)槽21時(shí)， 螺母構(gòu)件2在被卡盤7夾持的狀態(tài)下被給予繞Z軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，另一方 面，對(duì)保持著上述端銑刀6的套管軸4給予Z軸方向的進(jìn)給。而且，通 過使套管軸4向作為心軸5的主軸方向的Y軸方向進(jìn)給，來調(diào)整端銑刀 6對(duì)螺母構(gòu)件2的內(nèi)周面的切入深度。[00291上述心軸5由動(dòng)壓軸承支承著安裝上述端銑刀6的心軸主軸， 同時(shí)，具有被安裝在上述心軸主軸上的渦輪50，通過向上述渦輪50噴射 經(jīng)過上述套管軸4輸送來的加壓流體，能使心軸主軸以1萬rpm以上的 轉(zhuǎn)速高速旋轉(zhuǎn)。而且，通過在用該心軸5使端銑刀6高速旋轉(zhuǎn)的同時(shí)， 與上述負(fù)荷滾動(dòng)槽22以及滾珠返回槽23的形狀相應(yīng)地使螺母構(gòu)件2的 繞Z軸的旋轉(zhuǎn)、端銑刀6的Z軸方向以及Y軸方向的進(jìn)給同步，能夠?qū)?螺母構(gòu)件2的內(nèi)周面連續(xù)地切削加工滾珠循環(huán)槽21。另外，通過調(diào)整端 銑刀6的Z軸方向以及Y軸方向的進(jìn)給，能夠自由地變更負(fù)荷滾動(dòng)槽22 的深度以及導(dǎo)程、滾珠返回槽23的深度以及形狀。[00301在上述端銑刀6的前端，與負(fù)荷滾動(dòng)槽22以及滾珠返回槽 23同樣，具有哥德式尖拱狀的輪廓，如圖9所示，若在對(duì)此端銑刀6給 予旋轉(zhuǎn)切削主運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，使該端銑刀6切入螺母構(gòu)件2的內(nèi)周面，則 能夠獲得哥德式尖拱狀的負(fù)荷滾動(dòng)槽22。另外，通過調(diào)整端銑刀的Y軸 方向的進(jìn)給，即對(duì)螺母構(gòu)件2的內(nèi)周面的切入深度，同樣也能形成哥德 式尖拱狀的滾珠返回槽23。即，通過改變端銑刀6的Y軸方向的進(jìn)給量， 能夠在使用單一的切削工具的同時(shí)，在同一切削工序中連續(xù)地加工負(fù)荷滾動(dòng)槽22以及滾珠返回槽23，很容易地形成繞絲杠軸1 一周份兒的封閉 的滾珠循環(huán)槽21。[0031而且，在像上述那樣構(gòu)成的滾珠絲杠裝置中，由于對(duì)螺母構(gòu) 件2的內(nèi)周面通過切削加工直接形成了上述負(fù)荷滾動(dòng)槽22以及滾珠返回 槽23,負(fù)荷滾動(dòng)槽22以及滾珠返回槽23是無交界線地連續(xù)的，所以， 當(dāng)滾珠3在由這些槽構(gòu)成的滾珠循環(huán)槽21中循環(huán)時(shí)，在負(fù)荷滾動(dòng)槽22 和滾珠返回槽23相互的連接部分，滾珠3不會(huì)產(chǎn)生卡澀現(xiàn)象，能使?jié)L珠 3平穩(wěn)地循環(huán)。[0032另外，滾珠返回槽23的截面與負(fù)荷滾動(dòng)槽22的截面相同， 被形成為哥德式尖拱狀，由于滾珠3在滾珠返回槽23內(nèi)相對(duì)于該槽在兩 點(diǎn)接觸，與此同時(shí)進(jìn)行滾動(dòng)，所以在滾珠返回槽23內(nèi)的滾珠3的滾動(dòng)軌 跡不會(huì)出現(xiàn)搖晃，而是穩(wěn)定為一條。因此，能防止?jié)L珠3堵在滾珠返回 槽23內(nèi)的現(xiàn)象，在這一方面也可力圖滾珠3的循環(huán)的平穩(wěn)化。[0033如以上所述，在絲杠軸1的滾珠滾動(dòng)槽10和螺母構(gòu)件2的負(fù) 荷滾動(dòng)槽22之間承受著載荷的滾珠，由被形成為哥德式尖拱狀的截面的 這些槽限制了向該槽的寬度方向的搖晃。因此，在負(fù)荷滾動(dòng)槽22以及滾 珠返回槽23的雙方中，滾珠3的中心軌跡將穩(wěn)定為一條，如圖7所示， 滾珠3的中心軌跡為直線和曲線平滑地連續(xù)的軌跡。[0034若像現(xiàn)有的導(dǎo)向器那樣，將上述滾珠返回槽23對(duì)寬度方向和 深度方向這兩個(gè)方向來說形成得比負(fù)荷滾動(dòng)槽大，則滾珠3將在滾珠返 回槽23內(nèi)搖晃，如圖10所示，在滾珠返回槽23內(nèi)的滾珠3的中心軌跡 成為無規(guī)則性的不穩(wěn)定的軌跡。因此，即使無交界線連續(xù)地形成負(fù)荷滾 動(dòng)槽22和滾珠返回槽23，對(duì)在滾珠循環(huán)槽21內(nèi)的滾珠3的循環(huán)也作用 有阻力，在使螺母構(gòu)件2相對(duì)于絲杠軸1旋轉(zhuǎn)時(shí)所需要的旋轉(zhuǎn)扭矩發(fā)生 了變化。[0035在本發(fā)明的滾珠絲杠裝置中，如以上所述，由于滾珠3的中 心軌跡在滾珠循環(huán)槽21的整個(gè)區(qū)域上不會(huì)出現(xiàn)搖晃，而是穩(wěn)定為一條， 且光滑連續(xù)，所以能使螺母構(gòu)件2的旋轉(zhuǎn)扭矩的變化盡可能地小，能平 穩(wěn)地進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的相互變換。[0036另外，在使用附圖進(jìn)行了說明的滾珠絲杠裝置的例子中，雖 然在螺母構(gòu)件2的內(nèi)周面上僅形成了 l條滾珠循環(huán)槽21，但是也可以與 對(duì)螺母構(gòu)件2所要求的負(fù)載大小相應(yīng)地適當(dāng)增加滾珠循環(huán)槽21的條數(shù)。
權(quán)利要求
1.一種滾珠絲杠裝置，其特征是上述滾珠絲杠裝置由絲杠軸(1)、螺母構(gòu)件(2)和多個(gè)滾珠(3)構(gòu)成，上述絲杠軸(1)在外周面上形成有螺旋狀的滾珠滾動(dòng)槽(10)；上述螺母構(gòu)件(2)至少在一個(gè)內(nèi)周面上形成有相當(dāng)于繞上述絲杠軸(1)一周的滾珠循環(huán)槽(21)，這樣的滾珠循環(huán)槽(21)是由與上述滾珠滾動(dòng)槽(10)相對(duì)的負(fù)荷滾動(dòng)槽(22)和連接此負(fù)荷滾動(dòng)槽(22)的一端和另一端的滾珠返回槽(23)構(gòu)成的；上述多個(gè)滾珠(3)被配置排列在上述絲杠軸(1)的滾珠滾動(dòng)槽(10)和螺母構(gòu)件(2)的滾珠循環(huán)槽(21)之間，以使該絲杠軸(1)和螺母構(gòu)件(2)相互旋合，上述滾珠返回槽(23)是與負(fù)荷滾動(dòng)槽(22)無交界線地連續(xù)并直接形成在上述螺母構(gòu)件(2)的內(nèi)周面上的，同時(shí)，這樣的滾珠返回槽(23)的與滾珠行進(jìn)方向相正交的截面的形狀為該滾珠(3)進(jìn)行兩點(diǎn)接觸的哥德式尖拱狀。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所記載的滾珠絲杠裝置，其特征是上述負(fù)荷滾 動(dòng)槽(22)和滾珠返回槽(23)的分別與滾珠行進(jìn)方向相正交的截面的 形狀都為哥德式尖拱狀，這些負(fù)荷滾動(dòng)槽(22)以及滾珠返回槽(23) 被形成為相同的槽寬，另一方面，它們的槽深不同。
3. —種上述權(quán)利要求l所記載的滾珠絲杠裝置的制造方法，其特征 是在對(duì)上述螺母構(gòu)件(2)進(jìn)行了熱處理后，使用單一的切削工具(6) 在螺母構(gòu)件(2)的內(nèi)周面上連續(xù)地切削加工上述滾珠循環(huán)槽(21)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所記載的滾珠絲杠裝置的制造方法，其特征是 上述切削工具(6)的前端形狀為哥德式尖拱狀，在使這樣的切削工具(6) 作旋轉(zhuǎn)切削主運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，進(jìn)行上述滾珠循環(huán)槽(21)的切削加工。
全文摘要
滾珠絲杠裝置，在能實(shí)現(xiàn)螺母構(gòu)件(2)的小型化、滾珠(3)循環(huán)結(jié)構(gòu)的簡單化的目的的同時(shí)，能平穩(wěn)地進(jìn)行螺母構(gòu)件(2)和絲杠軸(1)間的滾珠(3)的無限循環(huán)，能將絲杠軸(1)和螺母構(gòu)件(2)相對(duì)旋轉(zhuǎn)時(shí)的旋轉(zhuǎn)扭矩的變化盡可能地抑制得小。在螺母構(gòu)件(2)的內(nèi)周面上形成相當(dāng)于繞絲杠軸(1)一周的滾珠循環(huán)槽(21)，滾珠循環(huán)槽(21)由與絲杠軸(1)的滾珠滾動(dòng)槽(10)相對(duì)的負(fù)荷滾動(dòng)槽(22)和連接此負(fù)荷滾動(dòng)槽(22)的一端和另一端的滾珠返回槽(23)構(gòu)成，滾珠返回槽(23)與負(fù)荷滾動(dòng)槽(22)無交界線地連續(xù)并直接形成在螺母構(gòu)件(2)的內(nèi)周面上，滾珠返回槽(23)與滾珠行進(jìn)方向正交的截面形狀為滾珠(3)兩點(diǎn)接觸的哥德式尖拱狀。
文檔編號(hào)F16H25/22GK101292096SQ20068003896
公開日2008年10月22日 申請(qǐng)日期2006年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月19日
發(fā)明者白井武樹 申請(qǐng)人:Thk株式會(huì)社