本發(fā)明涉及具有循環(huán)部件(形成滾珠返回通路的部件)的滾珠絲杠，該循環(huán)部件具有舌部。

背景技術(shù)：

滾珠絲杠具有絲杠軸、螺母以及多個(gè)滾珠。所述絲杠軸貫穿所述螺母，由形成于所述絲杠軸的外周面上的螺旋槽與形成于所述螺母的內(nèi)周面上的螺旋槽形成供所述滾珠在負(fù)載狀態(tài)下滾動(dòng)的滾動(dòng)通路。所述螺母具有使所述滾珠從所述滾動(dòng)通路的終點(diǎn)返回至起點(diǎn)的滾珠返回通路。所述滾珠配置于由所述滾動(dòng)通路和所述滾珠返回通路構(gòu)成的循環(huán)路徑內(nèi)。所述螺母與所述絲杠軸借助在所述循環(huán)路徑中循環(huán)的所述滾珠進(jìn)行相對移動(dòng)。

作為形成滾珠返回通路的部件(循環(huán)部件)，能夠例示將腿部放入從螺母的外周面向內(nèi)周面貫穿的孔中使用的部件(金屬制回程管和由沿著表示滾珠的移動(dòng)方向的線被分割的兩個(gè)分割體構(gòu)成的合成樹脂制循環(huán)部件)和與在螺母的軸向上貫穿的孔連通而使用的末端導(dǎo)向器。

這些部件具有舌部，該舌部用于在滾動(dòng)通路的終點(diǎn)將滾珠從滾動(dòng)通路向滾珠返回通路內(nèi)托起，并且在起點(diǎn)將滾珠從滾珠返回通路向滾動(dòng)通路引導(dǎo)。在安裝了這些部件的狀態(tài)下，舌部的端面至少與絲杠軸的螺旋槽對置。即，舌部的端面具有與絲杠軸的螺旋槽在該螺旋槽的最深位置(以下，稱為“槽底”。)對置的槽底對置線。

在圖5中示出具有金屬制的回程管的滾珠絲杠的現(xiàn)有例。該圖是沿著絲杠軸1和螺母2的螺旋槽11、21(滾珠3的滾動(dòng)通路31)對滾珠絲杠的配置有回程管40的部分進(jìn)行切斷的局部剖視圖。在螺母2的外周面上形成有平坦部2a，并且形成有從平坦部2a向內(nèi)周面貫穿的貫穿孔22。

對于回程管40的腿部的前端，管截面圓的周向上一半以上的范圍是沿著與管軸向垂直的基線的端面410，這部分以外的部分是從基線呈舌狀突出的舌部420?；爻坦?0的腿部插入于螺母2的貫穿孔21中，舌部420配置于滾動(dòng)通路31內(nèi)，舌部420的端面M與絲杠軸1的螺旋槽11對置。滾動(dòng)通路31內(nèi)的滾珠3與舌部420碰撞而被托起并引導(dǎo)到回程管40內(nèi)。

在圖6所示的現(xiàn)有的滾珠絲杠中，舌部420的端面所具有的槽底對置線L是沿著圓C10的圓弧，該圓C10與形成絲杠軸的槽底110的圓同心。即，在現(xiàn)有的滾珠絲杠中，舌部420的槽底對置線L與絲杠軸的槽底110之間的間隙S在從舌部420的前端側(cè)到基端側(cè)的范圍內(nèi)相同。

另外，在圖6中，回程管40的厚度顯示為僅形成有舌部420的部分變厚。從圖6可知，在舌部420的前端部(對滾珠3進(jìn)行引導(dǎo)的一側(cè)的角部)420a，回程管40的內(nèi)周面與槽底對置線L所成的角度是銳角，在基端部420b，回程管40的外周面與槽底對置線L所成的角度是鈍角。

在這樣的現(xiàn)有的槽底對置線L的設(shè)定方法中，間隙S越小，槽底對置線L的曲率半徑越小，因此能夠使舌部420形成為較長，而舌部420的前端部(銳角部)420a的厚度變薄。間隙S越大，槽底對置線L的曲率半徑越大，因此能夠使舌部420的前端部(銳角部)420a變厚，而如果增大間隙S，則舌部420的長度變短。

圖7與圖6同樣地示出間隙S比圖6大的情況。

舌部420越長，越能夠使?jié)L珠3順暢地趨向滾珠返回通路45。即，在現(xiàn)有的舌部420的槽底對置線L的設(shè)定方法(使槽底對置線L沿著與形成絲杠軸的槽底110的圓同心的圓的方法)中，為了使?jié)L珠3順暢地趨向滾珠返回通路45，最好使間隙S變小。不過，間隙S越大，滾珠3從舌部420趨向滾珠返回通路45時(shí)越容易進(jìn)入間隙S。

另一方面，在滾珠3與舌部420碰撞而舌部420發(fā)生變形的情況下，比較圖6(b)與圖7(b)可知，在間隙S較小的情況(圖6)下，舌部420的前端部(銳角部)420a容易與槽底110接觸。在間隙S較大的情況(圖7)下，只要舌部420不相當(dāng)大幅度地發(fā)生變形，舌部420的前端部(銳角部)420a就不與槽底110接觸。

尤其，由于合成樹脂制的循環(huán)部件比金屬制的循環(huán)部件機(jī)械強(qiáng)度低，因此如果間隙S過小，則有可能使舌部產(chǎn)生損傷。另外，即使在間隙S較小的情況下，在滾珠與舌部碰撞時(shí)，舌部的基端部(鈍角部)也不容易與絲杠軸的槽底接觸。

在專利文獻(xiàn)1中，關(guān)于滾珠絲杠記載了，以防止循環(huán)部件(形成滾珠返回通路的部件)的舌部的損傷為目的，使絲杠軸的槽底與舌部之間的最小間隙在滾珠的直徑的1％～15％的范圍內(nèi)。專利文獻(xiàn)1所記載的滾珠絲杠也與現(xiàn)有的方法同樣地，使舌部的槽底對置線沿著與形成絲杠軸的槽底的圓同心的圓。

在專利文獻(xiàn)2中，關(guān)于滾珠絲杠記載了，以對末端導(dǎo)向器的舌部的提前損傷的抑制為目的，使形成于舌部的前端部(銳角部)的圓角的曲率半徑R與滾珠的直徑Dw的關(guān)系滿足R/Dw≥0.015。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2007-107613號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特開2004-278551號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的課題

像上述那樣，在現(xiàn)有的舌部的槽底對置線的設(shè)定方法(使槽底對置線沿著與形成絲杠軸的槽底的圓同心的圓的方法)中，無法兼顧使?jié)L珠順暢地趨向滾珠返回通路和舌部的前端部不容易與絲杠軸的槽底接觸而使得舌部的前端部的機(jī)械強(qiáng)度較高。

本發(fā)明的課題是在具備具有舌部的循環(huán)部件(形成滾珠返回通路的部件)的滾珠絲杠中，通過適當(dāng)?shù)卦O(shè)定舌部的槽底對置線，來兼顧使?jié)L珠順暢地趨向滾珠返回通路和舌部的前端部不容易與絲杠軸的槽底接觸而使得舌部的前端部的機(jī)械強(qiáng)度較高。

用于解決課題的手段

為了解決上述課題，本發(fā)明的一個(gè)方式的滾珠絲杠具有下述的構(gòu)成要素(1)～(4)。

(1)該滾珠絲杠具有絲杠軸、螺母以及多個(gè)滾珠。所述絲杠軸貫穿所述螺母，由形成于所述絲杠軸的外周面上的螺旋槽和形成于所述螺母的內(nèi)周面上的螺旋槽形成供所述滾珠在負(fù)載狀態(tài)下滾動(dòng)的滾動(dòng)通路。所述螺母具有使所述滾珠從所述滾動(dòng)通路的終點(diǎn)返回到起點(diǎn)的滾珠返回通路。所述滾珠配置于由所述滾動(dòng)通路和所述滾珠返回通路構(gòu)成的循環(huán)路徑內(nèi)。所述螺母和所述絲杠軸借助在所述循環(huán)路徑中循環(huán)的所述滾珠進(jìn)行相對移動(dòng)。

(2)形成所述滾珠返回通路的部件具有將所述滾珠向所述滾珠返回通路內(nèi)托起的舌部。

(3)所述舌部的端面(至少與所述絲杠軸的螺旋槽面對的面)具有槽底對置線，在所述絲杠軸的螺旋槽的作為最深位置的槽底處的截面中，該槽底對置線隔著間隙與形成所述槽底的圓對置。

(4)所述槽底對置線被設(shè)置為，所述間隙從所述舌部的前端側(cè)朝向基端側(cè)而變小。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明，提供具備具有舌部的循環(huán)部件的滾珠絲杠，該滾珠絲杠能夠兼顧使?jié)L珠順暢地趨向滾珠返回通路和舌部的前端部不容易與絲杠軸的槽底接觸而使得舌部的前端部的機(jī)械強(qiáng)度較高。

附圖說明

圖1是示出構(gòu)成第一實(shí)施方式的滾珠絲杠的回程管、滾珠以及絲杠軸的螺旋槽的最深位置(槽底)的關(guān)系的圖。

圖2是對構(gòu)成實(shí)施方式的滾珠絲杠的滾珠返回通路形成部件的舌部與絲杠軸的槽底的關(guān)系進(jìn)行說明的槽底處的剖視圖，滾珠返回通路形成部件的厚度顯示為僅形成有舌部的部分較厚。

圖3是示出構(gòu)成第二實(shí)施方式的滾珠絲杠的末端導(dǎo)向器、滾珠以及絲杠軸的螺旋槽的最深位置(槽底)的關(guān)系的圖。

圖4是示出構(gòu)成第三實(shí)施方式的滾珠絲杠的合成樹脂制循環(huán)部件、末端導(dǎo)向器、滾珠以及絲杠軸的螺旋槽的最深位置(槽底)的關(guān)系的圖。

圖5是示出滾珠絲杠的現(xiàn)有例的剖視圖。

圖6是對構(gòu)成現(xiàn)有例的滾珠絲杠的滾珠返回通路形成部件的舌部與絲杠軸的槽底的關(guān)系進(jìn)行說明的圖，回程管的厚度顯示為僅形成有舌部的部分較厚。

圖7是對構(gòu)成現(xiàn)有例的滾珠絲杠的滾珠返回通路形成部件的舌部與絲杠軸的槽底的關(guān)系進(jìn)行說明的圖，回程管的厚度顯示為僅形成有舌部的部分較厚。

圖8是對間隙Sa、Sb和試驗(yàn)方法進(jìn)行說明的圖，示出了滾珠返回通路形成部件的舌部和絲杠軸的槽底處的截面。

圖9是示出接觸面壓力比與間隙比(Sa/Sb)的關(guān)系的曲線圖。

具體實(shí)施方式

以下，對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明，但本發(fā)明不限于以下的實(shí)施方式。

[第一實(shí)施方式]

該實(shí)施方式的滾珠絲杠具有與圖5所示的現(xiàn)有的滾珠絲杠相同的絲杠軸1、螺母2、滾珠3以及僅舌部的端面形狀與圖6的回程管40不同的回程管4。

如圖1和圖2所示，回程管4的舌部42的端面具有隔著間隙S與形成絲杠軸的螺旋槽的最深位置(槽底)110的圓對置的槽底對置線L。該槽底對置線L是沿著中心與形成絲杠軸的槽底110的圓不同的圓C1的圓弧，如圖2(a)所示，設(shè)置為間隙S從舌部42的前端部42a側(cè)朝向基端部42b側(cè)而變小。并且，舌部42的前端部42a側(cè)的間隙S被設(shè)定為適當(dāng)?shù)某叽?比基端42b側(cè)大但滾珠3難以進(jìn)入的尺寸)。

由此，根據(jù)該實(shí)施方式的滾珠絲杠，在滾珠3與舌部42碰撞而舌部42發(fā)生變形的情況下，例如成為圖2(b)所示的狀態(tài)。即，與圖6(b)和圖7(b)所示的狀態(tài)相比，舌部42的基端部(鈍角部)42b側(cè)的舌部42的槽底對置線L與絲杠軸的槽底110之間的距離變小。

并且，由于舌部42的前端部(銳角部)42a側(cè)的間隙S被設(shè)定為適當(dāng)?shù)某叽?，因此能夠使?jié)L珠3順暢地趨向滾珠返回通路45，并且使舌部42的前端部42a不容易與絲杠軸的槽底110接觸。

并且，在萬一舌部42與絲杠軸的槽底110接觸的情況下，由于不僅舌部42的前端部42a而且基端部42b也與槽底110接觸，槽底對置線L與絲杠軸的槽底110不是僅一點(diǎn)的接觸而容易成為線接觸。因此，與圖6(b)和圖7(b)所示的狀態(tài)相比，能夠緩和在舌部42的前端部42a產(chǎn)生的應(yīng)力。

因此，通過回程管4的舌部42的槽底對置線L被適當(dāng)?shù)卦O(shè)定，該實(shí)施方式的滾珠絲杠能夠兼顧使?jié)L珠3順暢地趨向滾珠返回通路45和舌部42的前端部42a不容易與絲杠軸的槽底110接觸而使得舌部42的前端部42a的機(jī)械強(qiáng)度較高。

[第二實(shí)施方式]

如圖3所示，該實(shí)施方式的滾珠絲杠具有合成樹脂制的末端導(dǎo)向器4A作為形成滾珠返回通路45的部件。末端導(dǎo)向器4A的舌部42與絲杠軸的槽底110具有圖2所示的關(guān)系。

即，舌部42的槽底對置線L是沿著中心與形成絲杠軸的槽底110的圓不同的圓C1的圓弧，如圖2(a)所示，設(shè)置為間隙S從舌部42的前端部42a側(cè)朝向基端部42b側(cè)而變小。并且，舌部42的前端部42a側(cè)的間隙S被設(shè)定為適當(dāng)?shù)某叽?比基端42b側(cè)大但滾珠3難以進(jìn)入的尺寸)。

由此，根據(jù)本實(shí)施方式的滾珠絲杠，在滾珠3與舌部42碰撞而舌部42發(fā)生變形的情況下，例如成為圖2(b)所示的狀態(tài)。即，與圖6(b)和圖7(b)所示的狀態(tài)相比，舌部42的基端部(鈍角部)42b側(cè)的舌部42的槽底對置線L與絲杠軸的槽底110之間的距離變小。

并且，由于舌部42的前端部(銳角部)42a側(cè)的間隙S被設(shè)定為適當(dāng)?shù)某叽?，因此，能夠使?jié)L珠3順暢地趨向滾珠返回通路45，并且使舌部42的前端部42a不容易與絲杠軸的槽底110接觸。

并且，在萬一舌部42與絲杠軸的槽底110接觸的情況下，由于不僅舌部42的前端部42a而且基端部42b也與槽底110接觸，槽底對置線L與絲杠軸的槽底110不是僅一點(diǎn)的接觸而容易成為線接觸。因此，與圖6(b)和圖7(b)所示的狀態(tài)相比，能夠緩和在舌部42的前端部42a產(chǎn)生的應(yīng)力。

因此，通過適當(dāng)?shù)卦O(shè)定末端導(dǎo)向器4A的舌部42的槽底對置線L，該實(shí)施方式的滾珠絲杠兼顧使?jié)L珠3順暢地趨向滾珠返回通路45和舌部42的前端部42a不容易與絲杠軸的槽底110接觸而使得舌部42的前端部42a的機(jī)械強(qiáng)度較高。

[第三實(shí)施方式]

如圖4所示，該實(shí)施方式的滾珠絲杠具有合成樹脂制的循環(huán)部件4B作為形成滾珠返回通路45的部件。合成樹脂制的循環(huán)部件4B由沿著表示滾珠的移動(dòng)方向的線分割而成的兩個(gè)分割體構(gòu)成。各分割體是通過合成樹脂的注塑成型而形成的，循環(huán)部件4B是通過將這兩個(gè)分割體接合起來而組裝成的。循環(huán)部件4B的舌部42與絲杠軸的槽底110具有圖2所示的關(guān)系。

即，舌部42的槽底對置線L是沿著中心與形成絲杠軸的槽底110的圓不同的圓C1的圓弧，如圖2(a)所示，間隙S設(shè)置為從舌部42的前端部42a側(cè)朝向基端部42b側(cè)而變小。并且，舌部42的前端部42a側(cè)的間隙S被設(shè)定為適當(dāng)?shù)某叽?比基端42b側(cè)大但滾珠3難以進(jìn)入的尺寸)。

由此，根據(jù)本實(shí)施方式的滾珠絲杠，在滾珠3與舌部42碰撞而舌部42發(fā)生變形的情況下，例如成為圖2(b)所示的狀態(tài)。即，與圖6(b)和圖7(b)所示的狀態(tài)相比，舌部42的基端部(鈍角部)42b側(cè)的舌部42的槽底對置線L與絲杠軸的槽底110之間的距離變小。

并且，由于舌部42的前端部(銳角部)42a側(cè)的間隙S被設(shè)定為適當(dāng)?shù)某叽?，因此，能夠使?jié)L珠3順暢地趨向滾珠返回通路45，并且使舌部42的前端部42a不容易與絲杠軸的槽底110接觸。

并且，在萬一舌部42與絲杠軸的槽底110接觸的情況下，由于不僅舌部42的前端部42a而且基端部42b也與槽底110接觸，槽底對置線L與絲杠軸的槽底110不是僅一點(diǎn)的接觸而容易成為線接觸。因此，與圖6(b)和圖7(b)所示的狀態(tài)相比，能夠緩和在舌部42的前端部42a產(chǎn)生的應(yīng)力。

因此，通過適當(dāng)?shù)卦O(shè)定合成樹脂制循環(huán)部件4B的舌部42的槽底對置線L，本實(shí)施方式的滾珠絲杠兼顧了使?jié)L珠3順暢地趨向滾珠返回通路45和舌部42的前端部42a不容易與絲杠軸的槽底110接觸而使得舌部42的前端部42a的機(jī)械強(qiáng)度較高。

即，根據(jù)上述各實(shí)施方式的舌部的槽底對置線的設(shè)定方法，能夠降低絲杠軸與舌部接觸的風(fēng)險(xiǎn)并且提高滾珠絲杠的工作性和聲學(xué)特性而不會(huì)使舌部的前端部的機(jī)械強(qiáng)度降低。

[關(guān)于本發(fā)明的一個(gè)方式的滾珠絲杠的作用的說明]

在本發(fā)明的一個(gè)方式的滾珠絲杠中，舌部的槽底對置線設(shè)置為所述間隙(形成于舌部的槽底對置線與形成絲杠軸的螺旋槽的最深位置即槽底的圓之間的間隙)從舌部的前端側(cè)朝向基端側(cè)而變小。因此，在滾珠與舌部碰撞而舌部發(fā)生變形的情況下，與將所述槽底對置線設(shè)置為所述間隙固定的滾珠絲杠相比，在該方式的滾珠絲杠中，舌部的基端側(cè)的舌部端面與絲杠軸的槽底之間的距離變小。

由此，在該方式的滾珠絲杠中，通過將舌部的前端側(cè)的所述間隙設(shè)定為適當(dāng)?shù)某叽?比基端側(cè)大但滾珠難以進(jìn)入的尺寸)，能夠使?jié)L珠順暢地趨向滾珠返回通路，并且使舌部的前端部不容易與絲杠軸的槽底接觸。

并且，在該方式的滾珠絲杠中，在萬一舌部與絲杠軸的槽底接觸的情況下，有可能不僅舌部的前端部而且基端部側(cè)也與槽底接觸。由此，所述槽底對置線與所述絲杠軸的槽底不是僅一點(diǎn)的接觸而容易成為多個(gè)點(diǎn)的接觸或者線接觸，因此，能夠緩和在舌部的前端部(銳角部)產(chǎn)生的應(yīng)力。

該方式的滾珠絲杠能夠采用所述槽底對置線是沿著中心與形成所述絲杠軸的槽底的圓不同的圓的圓弧的結(jié)構(gòu)。

并且，當(dāng)形成所述滾珠返回通路的部件是合成樹脂制時(shí)，機(jī)械強(qiáng)度比形成所述滾珠返回通路的部件是金屬制的情況低，因此優(yōu)選采用該方式的滾珠絲杠。

該方式的滾珠絲杠優(yōu)選為，所述槽底的截面圓的中心與所述槽底對置線上的離所述槽底最遠(yuǎn)的點(diǎn)之間的距離(Sa)相對于所述槽底的截面圓的中心與所述槽底對置線上的離所述槽底最近的點(diǎn)之間的距離(Sb)之比(Sa/Sb)滿足下述的式子(1)：

1.2≤Sa/Sb≤2.6…(1)。

[關(guān)于式子(1)]

準(zhǔn)備舌部42的槽底對置線L不同的多個(gè)回程管4。這些回程管4的舌部42的圖8所示的間隙Sa與間隙Sb之比(Sa/Sb)為各種各樣的值。圖8相當(dāng)于圖2(a)的放大鏡面圖。

間隙Sa是舌部42的前端部42a處的間隙，在圖8所示的截面中，是絲杠軸的槽底100的截面圓的中心與槽底對置線L上的離槽底110最遠(yuǎn)的點(diǎn)之間的距離。間隙Sb是舌部42的基端部42b處的間隙，在圖8所示的截面中，是槽底100的截面圓的中心與槽底對置線L上的離槽底110最近的點(diǎn)之間的距離。

使用組裝了各回程管4的滾珠絲杠，以圖8所示的力F將舌部42向絲杠軸的槽底110按壓，求出此時(shí)在舌部42的槽底對置面上產(chǎn)生的接觸部的面積A。而且，計(jì)算設(shè)Sa/Sb＝1.6的情況下的面積A為1的比值。該比值相當(dāng)于接觸面壓力比。在圖9中用曲線圖示出得到的接觸面壓力比與間隙比(Sa/Sb)的關(guān)系。

從圖9的曲線圖可知，通過使間隙比(Sa/Sb)滿足1.2以上且2.6以下的范圍，接觸面壓力比為1.5以下，通過使間隙比(Sa/Sb)滿足1.3以上且2.2以下的范圍，接觸面壓力比為1.4以下。

即，通過以使間隙比(Sa/Sb)滿足1.2以上且2.6以下的范圍的方式對舌部42的槽底對置線L進(jìn)行設(shè)定，將舌部42向絲杠軸的槽底110按壓時(shí)產(chǎn)生的接觸面壓力被抑制得較低，從而能夠使得不容易在舌部42的前端部42a產(chǎn)生損傷。并且，如果以使間隙比(Sa/Sb)滿足1.3以上且2.2以下的范圍的方式對舌部42的槽底對置線L進(jìn)行設(shè)定，則能夠不容易在舌部42的前端部42a產(chǎn)生損傷的效果變得更明顯。

標(biāo)號(hào)說明

1：絲杠軸；11：絲杠軸的螺旋槽；110：絲杠軸的槽底(螺旋槽的最深位置)；2：螺母；2a：螺母外周面的平坦部；21：螺母的螺旋槽；22：貫穿孔(回程管的安裝孔)；3：滾珠；31：滾珠的滾動(dòng)通路；4：回程管(形成滾珠返回通路的部件)；40：回程管；4A：末端導(dǎo)向器(形成滾珠返回通路的部件)；4B：合成樹脂制的循環(huán)部件(形成滾珠返回通路的部件)；41：回程管的腿部的端面；410：回程管的腿部的端面；42：形成滾珠返回通路的部件的舌部；42a：舌部的前端部；42b：基端部；420：回程管的舌部；45：滾珠返回通路；C1：中心與形成絲杠軸的槽底的圓不同的圓；C10：中心與形成絲杠軸的槽底的圓相同的圓；L：舌部的端面所具有的槽底對置線；M：舌部的端面；S：舌部的槽底對置線與形成絲杠軸的槽底的圓之間的間隙。