专利名称：串列式多头滚珠螺旋副及其与自动开启伞的组合的制作方法
技术领域：
本发明属于螺旋传动技术领域，并涉及日常生活中的一种伞，特别涉及一种串列式多头滚珠螺旋副及该串列式多头滚珠螺旋副与自动开启伞的组合方法。
多头滚珠螺旋副是指，在由滚珠螺母和滚珠丝杠组成的传动系统中，设置有两条或两条以上相互独立的螺旋滚道的滚珠螺旋副。与常见的滚珠螺旋副相比较，多头滚珠螺旋副的丝杠每旋转一周，螺母移动的距离是同尺寸的单头滚珠螺旋副的数倍。然而，要使这些分布在相互独立的滚道上的滚珠，在工作时，同常见的滚珠螺旋副中的滚珠一样，反复循环地运动，一直是件非常困难的事，有些时候几乎不可能实现。
生活中经常使用的晴雨伞，大多采用杠杆原理进手动开合、或利用弹簧张力自动打开、手动闭合，许多生产厂家也都使用上述原理进行伞的开启设计。但是，人们常常会遇到这样的情况，当你一只手提着东西、或抱着小孩、或骑行自行车，或是残疾人，需要用一只手来闭合伞，就不会与开启伞时一样的便利、安全。
伞在开启时是利用弹簧的张力，闭伞须使张开的弹簧被压缩，压缩弹簧的工作可由串列式多头滚珠螺旋副来完成，其动力是人手对伞柄(伞杆)的旋转。这对于常见的滚珠螺旋来说是不能胜任的，其虽然也能压缩开伞弹簧，但需要旋转伞柄(伞杆)的圈数太多(螺旋升角小)，低转速时所能传递行程的效率也很低。因此，目前的伞不具备这种功能本发明的另一个目的在于，提供一种串列式多头滚珠螺旋副与自动开启伞的组合，来实现自动开启伞的单手闭合。
实现上述第一个发明目的所采取的技术方案是串列式多头滚珠螺旋副，由滚珠螺母、滚珠螺旋轴、反向器构成，其特征在于串列式双头滚珠螺旋副在一个导程中，设置两条相互独立的螺旋滚道。在滚珠螺母内部的第一条螺旋滚道上安放适当数目的承载滚珠，这些承载滚珠排列在一起只占到整条螺旋滚道的一小段。在这一小段的末端，设置了反向器，反向器的回珠槽连接到了滚珠螺母内部的第二条螺旋滚道上安放有相同数目承载滚珠的一小段滚道的起始端。在这一小段的末端，又设置了第二个反向器，这个反向器的回珠槽又连接到滚珠螺母内部的第一条螺旋滚道上安放有承载滚珠的一小段滚道的起始端。把滚珠螺母内部的两条螺旋条滚道上的两个小分段，由两个反向器的回珠槽，连接成一条闭合的滚珠循环回路，从而完成了滚珠的往复循环运动。
串列式三头滚珠螺旋副在一个导程中，设置三条相互独立的螺旋滚道。在滚珠螺母内部的三条螺旋滚道上都安放有适当数目的承载滚珠，它们分别只占这三条螺旋滚道中的一小段，并且使这些滚道分段在圆周上均等分布。另设置有三个反向器，由反向器的回珠槽依次将这三个滚道分段的尾端与相邻滚道分段的首端相连接。同样形成了一条闭合的滚珠反复循环回路，使滚珠运动循环往复。
串列式多头滚珠螺旋副在一个导程中设置多条相互独立的螺旋滚道，把滚珠螺母内部的每一条螺旋滚道划分为若干个分段，只取用其中的一个分段来安放适当数目的承载滚珠，并且使取用的滚道分段沿圆周均等分布。再设置多个反向器，由反向器的回珠槽依次将每个滚道分段的尾端与相邻滚道分段的首端连接，形成一条以多个滚道分段、串列循环的滚珠运动的闭合回路，使滚珠的运动循环往复。
所述滚珠循环回路中的反向器，在一条闭滚珠合循环回路中可以设置多个，以连接所对应的螺旋滚道分段。
实现上述第二个发明目的所采取的技术方案是以串列式多头滚珠螺旋副与自动开启的伞组合，来实现自动开启伞的单手闭合，其特征在于，在自动开启伞的伞杆上增加可在伞杆上下移动的串列式多头滚珠螺旋副，压缩自动开启伞的弹簧。
本发明中的串列式多头滚珠螺旋副因其结构紧凑、构造简单、易于制造、成本低、螺母外径空间尺寸小。特别是丝杆在低转速时，也能满足较高速度的行程传递需求(螺旋升角大)，非常适合于需要以较高的行程传递工作效率来传递较大行程的场合。此外，串列式多头滚珠螺旋也具备常见的滚珠螺旋所具有的一切优点，因而，有着非常广阔的应用前景和极大的发展空间。
串列式多头滚珠螺旋副及其与自动开启伞的组合，利用串列式多头滚珠螺旋副来压缩开伞弹簧，可以实现雨伞的单手开启与闭合，这不仅可以用于直杆自动开启伞，而且可以用于二折(叠)自动开启伞。
图2是本发明中的串列式三头滚珠螺旋副，其中a)沿滚珠中心线(公称直径)展开的串列式三头滚珠螺旋副，螺母内部的螺旋滚道平面投影及滚珠循环示意图。b)串列式三头滚珠螺旋副横截面图。图中符号所表示的是，20螺旋滚道中心线，21滚珠，22回珠槽(反向器)，23滚珠螺旋轴(丝杆)，24滚珠螺母。
图3是本发明中的串列式多头滚珠螺旋副与自动开启伞组合的结构图，图中符号所表示的是，1正六方形截面的(中空)伞杆，2上盘，3上盘限位挡圈，4上盘“T”形限位销，5铆钉(把上盘限位挡圈、伞杆与“T”形限位销固定在一起)，6中盘(与开伞弹簧套为整体)，7中盘弹簧套外圆周壁上的耳状搭接孔，8开伞弹簧，9钢制拉杆联接挂钩，10下盘，11螺旋轴套限位卡，12滚珠螺母，13滚珠螺母上的耳状搭挂孔，14滚珠螺旋轴套，15伞顶螺帽。
图4是本发明中的分上、下两段结构的伞柄，图中符号所表示的是，1正六方形截面的伞杆，16上段伞柄(可以伞杆为中心旋转)，17下段伞柄(与伞杆牢固地结合为一体)，18环形挡圈，19铆钉(把环形挡圈与伞杆固定在一起)。
图5是本发明中，用于实现自动开启伞单手闭合的，串列式双头滚珠螺旋副。图中符号所表示的是，25滚珠螺母，26滚珠螺母上的耳状搭挂孔，27滚珠螺旋轴套，28滚珠。
图6是本发明中，用于实现自动开启伞单手闭合的，设置有两条平行并列闭合滚珠循回路的串列式三头滚珠螺旋副。图中符号所表示的是，25滚珠螺母，26滚珠螺母上的耳状搭挂孔，27滚珠螺旋轴套，28滚珠。
为便于说明串列式多头滚珠螺旋副的结构以及滚珠的循环方式，先将串列式多头滚珠螺旋副沿滚珠中心线(公称直径)展开，把该螺母内部的滚道及反向器的回珠槽做一个平面投影，然后把滚珠的运动和循环状态示意迭加到投影中去。参见
图1，图1是本发明中的串列式双头滚珠螺旋副。其中a)是沿滚珠中心线(公称直径)展开的串列式双头滚珠螺旋副，螺母内部的螺旋滚道平面投影及滚珠循环示意图。b)是串列式双头滚珠螺旋副横截面图。图中符号所表示的是，20螺旋滚道中心线，21滚珠，22回珠槽(反向器)，23滚珠螺旋轴(丝杆)，24滚珠螺母。
从螺母内部的螺旋滚道平面投影及滚珠循环示意中，可以看到串列式双头滚珠螺旋副，在一个导程中，设置有两条相互独立的螺旋滚道。在滚珠螺母内部的第一条螺旋滚道上设置有部分承载滚珠，这些承载滚珠排列在一起，只占到整条螺旋滚道的一小段。在这一小段的末端，设置了反向器，反向器的回珠槽连接到了第二条螺旋滚道上安放有相同数目承载滚珠的一小段滚道的起始端。在这一小段的末端，又设置了第二个反向器，这个反向器的回珠槽又连接到第一条螺旋滚道上安放有承载滚珠的一小段滚道的起始端。把两条螺旋条滚道上的两个小分段由两个反向器的回珠槽，连接成一条闭合的滚珠循环回路，从而完成了滚珠的往复循环运动。
参见图2，图2是本发明中的串列式三头滚珠螺旋副。其中a)沿滚珠中心线(公称直径)展开的串列式三头滚珠螺旋副，螺母内部的螺旋滚道平面投影及滚珠循环示意图。b)串列式三头滚珠螺旋副横截面图。图中符号所表示的是，20螺旋滚道中心线，21滚珠，22回珠槽(反向器)，23滚珠螺旋轴(丝杆)，24滚珠螺母。
串列式三头滚珠螺旋副，在一个导程中，设置有三条相互独立的螺旋滚道。在滚珠螺母内部的三条螺旋滚道上都安放有适当数目的承载滚珠，它们分别只占这三条螺旋滚道中的一小段，且在圆周上均等分布。另设置有三个反向器，由反向器的回珠槽依次将这三个滚道分段的尾端与相邻滚道分段的首端相连接。同样形成了一条闭合的滚珠反复循环回路，使滚珠运动循环往复。
串列式多头滚珠螺旋副，在一个导程中，设置有多条相互独立的螺旋滚道。把滚珠螺母内部的每一条螺旋滚道划分为若干个分段，只取用其中的一个分段来安放适当数目的滚珠，且使取用的滚道分段沿圆周均等分布。再设置多个反向器，由反向器的回珠槽依次将每个滚道分段的尾端与相邻滚道分段的首端连接，形成一条以多个滚道分段、串列循环的滚珠运动的闭合回路，使滚珠的运动循环往复。
所述滚珠循环回路中的反向器，在一条闭合循环回路中可以设置多个，以连接所对应的螺旋滚道分段。
这就是串列式多头滚珠螺旋副常见的内循环滚珠螺旋副，在每一列滚珠反复循环回路中只有一个反向器。与常见的滚珠螺旋不同，串列式多头滚珠螺旋副在一条闭合的滚珠反复循环回路中有多个滚珠反向器。当滚珠由螺旋滚道进入反向器的回珠槽，再由回珠槽进入另一条螺旋滚道时，滚珠上载荷的变化是一个逐步卸载，又逐步加载的变化过程。为了简化问题，便于分析、计算串列式多头滚珠螺旋副的工作载荷能力，可以认为在反向器的回珠槽中运行的滚珠不承担载荷，工作载荷全部由在螺旋滚道上运行的滚珠承担。
在滚珠螺母内部的一个导程中的每一条独立的螺旋滚道上，只设置数量有限的承载滚珠，实际上是把一整条独立的螺旋滚道分成几段，只取其中的一段来使用。目的是为了便于设置串列式多头滚珠螺旋副的反向器，使串列式多头滚珠螺旋反向器的回珠曲线、反向角和其它工作条件，与常见的内循环滚珠螺旋反向器的回珠曲线、反向角和工作条件相似或接近。使串列式多头滚珠螺旋副反向器的设计、制造，同常见的内循环滚珠螺旋副反向器的设计、制造基本相同，容易实现以分段、串列循环为特征的串列式多头滚珠螺旋副特殊的滚珠循环方式。把多条相互独立的螺旋滚道，用分段、串列相接的循环方式连通成一条闭合的滚珠反复循环回路，极大地简化了在多条相互独立的螺旋滚道上，滚珠的反复循环运动方式。这样，不仅容易实现串列式多头滚珠螺旋副的设计、制造和广泛应用，还有利于滚珠在闭合循环回路中灵敏、流畅的运动。
当一整条螺旋滚道被分成几段，只取用其中一段。于是每条螺旋滚道上的承载滚珠数量减少，串列式多头滚珠螺旋副的工作载荷能力会下降。但是，若将其用于低载荷、低转速、精度要求相对不太高，主要用作传递行程的场合，则非常简捷、方便、适用、高效。同时，串列式多头滚珠螺旋副还可以根据应用场合的工作载荷情况，在设计、制造时，就确定是否在第一条闭合的滚珠循环回路的下方，再平行并列或交错并列，或者有间隔地设置第二条、第三条…第n条，所必要的闭合滚珠循环回路，来完全满足应用场合工作载荷的需求。因而，串列式多头滚珠螺旋副有着结构紧凑、构造简单，工艺性好，便于制造，成本低，行程传递效率高的优越性，在不同的应用场合充分显示出广泛的适应性。
交错并列设置，是指将下一条闭合滚珠循环回路中的反向器，与上一条闭合滚珠循环回路中的反向器，在滚珠螺母的径向上错开布置。如串列式双头滚珠螺旋副，两条交错并列的闭合滚珠循环回路(上一条回路与下一条回路)中的反向器，在滚珠螺母的径向上相互错开90度设置。串列式三头滚珠螺旋副，两条交错并列的闭合滚珠循环回路(上一条回路与下一条回路)中的反向器，在滚珠螺母的径向上相互错开60度设置。
平行并列设置，是指两条或多条闭合的滚珠循环回路中的反向器在滚珠螺母的同一径向位置，上、下平行设置。
由于串列式多头滚珠螺旋副在一条闭合的滚珠反复循环回路中有多个反向器，如果连续平行并列或交错并列地设置多条闭合的滚珠循环回路，可能会造成反向器相互挤的很紧，这时，可以采用有间隔的排列方式，来设置多条闭合的滚珠循环回路，以达到良好的设计、应用效果。如连续平行并列地设置三条闭合的滚珠循环回路，导致反向器的相互设置距离过近时，可以改成，在原第三条闭合滚珠循环回路的位置安排设置第二条闭合的滚珠循环回路，把原安排在第二条位置上的闭合滚珠循环回路去掉，不做设置，使两条闭合的滚珠循环回路之间有空置间隔，反向器之间的设置距离就会相对宽余。
根据应用场合工作载荷的需求，串列式多头滚珠螺旋副可以平行并列或交错并列，或者有间隔地设置多条闭合的滚珠反复循环回路。于是每条相互独立的螺旋滚道上被取用的分段相应增多，在螺旋滚道上运动的承载滚珠数目也就大大增加，因此，串列式多头滚珠螺旋副的承载能力得以大幅度提高，从而满足工作载荷的需求。
减少每一条螺旋滚道上承载滚珠的数目，是为了建立串列式多头滚珠螺旋副特殊的滚珠反复循环方式，并可以简单、方便地设置串列式多头滚珠螺旋副的反向器，使串列式多头滚珠螺旋副的设计、制造和应用容易实现。平行并列或交错并列，或者有间隔地设置多条闭合的滚珠反复循环回路，是为了增加每一条螺旋滚道上承载滚珠的数目，以提高串列式多头滚珠螺旋副的承载能力，其优越性显而易见。这就是真正意义上的，把一整条螺旋滚道上的承载滚珠分段取用，是分段的本质和目的所在。
以串列式多头滚珠螺旋副与自动开启伞的组合，来实现自动开启伞的单手闭合，其特征在于，在自动开启伞的伞杆上增加可在伞杆上下移动的串列式多头滚珠螺旋副，压缩自动开启伞的弹簧。
以下是发明人给出的串列式多头滚珠螺旋副与自动开启伞组合的较佳实施例，需要指出的是，本发明中的串列式多头滚珠螺旋副能够应用的场合很多，并不限于该实施例。以串列式多头滚珠螺旋副与自动开启伞的组合来实现本发明中的第二个发明目的，也并不限于实施例中的唯一形式，发明人之所以选择该组合方式，是使伞的下盘、中盘、开伞弹簧等部件的外径空间尺寸最小。
把串列式多头滚珠螺旋副与自动开启伞组合，用一只手闭合伞就会和开伞时一样的方便。现有的自动开启伞，利用弹簧的张力将伞打开。但是，当你一只手提着东西、或抱着小孩、或骑行自行车时，或是残疾人，要用一只手将伞闭合，就不会与开启伞时一样的便利、安全。伞在开启时是利用弹簧的张力，闭伞须使张开的弹簧被压缩，压缩弹簧的工作可由串列式多头滚珠螺旋副来完成，其动力是人手对伞柄(伞杆)的旋转。这对于常见的滚珠螺旋来洗是不能胜任的，其虽然能也压缩开伞弹簧，但需要旋转伞柄(伞杆)的圈数太多(螺旋升角小)，低转速时所能传递行程的效率也很低，因此，串列式多头滚珠螺旋副与自动开启伞的组合是实现第二个发明目的充分而必要的条件。
依据开伞弹簧的张力，选用强度、硬度、耐磨度及抗老化性能均符合要求的工程塑料，制作串列式多头滚珠螺旋副的螺旋轴套和滚珠螺母，采用注塑法一次成型。滚珠螺母的注塑成型因其有内螺旋滚道及反向器的回珠槽，可采用活动型芯或硅橡胶型芯来完成制作。选用双圆弧滚道型面，钢制滚珠。螺旋升角应考虑弹簧被压缩的长度、闭伞时旋转手柄的圈数来具体确定。一般情况下，闭合伞时旋转手柄的圈数应小于两周(小于720度)，弹簧的压缩长度为40mm较适宜。应用于自动开启伞中的串列式多头滚珠螺旋副的螺旋升角，可以根据上述条件来确定。本实施例中，有专门为自动开启伞设计的两种形式的串列式多头滚珠螺旋副，可供选用第一种参见图5，图5是用于实现自动开启伞单手闭合的串列式双头滚珠螺旋副。图中符号所表示的是25滚珠螺母，26滚珠螺母上的耳状搭挂孔，27滚珠螺旋轴套，28滚珠。
第二种参见图6，图6是用于实现自动开启伞单手闭合的，设置有两条平行并列闭合滚珠循回路的串列式三头滚珠螺旋副。图中符号所表示的是25滚珠螺母，26滚珠螺母上的耳状搭挂孔，27滚珠螺旋轴套，28滚珠。
这两种形式的串列式多头滚珠螺旋副，与自动开启伞组合，都能安全、可靠、便捷地实现伞的单手开启与闭合。
另外，在设计滚珠螺母内螺旋滚道反向器的回珠槽时，要特别注意符合滚珠通过回珠槽时的逐步卸载和逐步加载的工作特性要求。避免滚珠的突跳和冲击，尽可能减小滚珠在运动中的震动。在整条闭合的滚珠反复循环回路中，滚珠与滚珠之间的间隙总和，应控制在不大于二分之一个滚珠直径的范围内为宜。以使开、合伞的过程灵巧舒展、圆润流畅。为方便滚珠螺母与滚珠螺旋轴套之间滚珠的安装，在滚珠螺旋轴套下端5mm区间的螺旋滚道应稍微加深、加宽，并稍稍降低滚珠螺旋轴套牙顶的高度，以利于滚珠导入螺旋副。
参见图3，图3是本发明中串列式多头滚珠螺旋副与自动开启伞组合的结构图。图中符号所表示的是1正六方形截面的(中空)伞杆，2上盘，3上盘限位挡圈，4上盘“T”形限位销，5铆钉(把上盘限位挡圈、伞杆与“T”形限位销固定在一起)，6中盘(与开伞弹簧套为整体)，7中盘弹簧套外圆周壁上的耳状搭接孔，8开伞弹簧，9钢制拉杆联接挂钩，10下盘，11螺旋轴套限位卡，12滚珠螺母，13滚珠螺母上的耳状搭挂孔，14滚珠螺旋轴套，15伞顶螺帽。
选用截面为正六方(非圆)形的钢制或铝合金中空伞杆，在伞杆的顶端，套入伞的上盘，上盘的中心孔为伞杆正六方形截面的外接圆，便于正六方形伞杆，在上盘中心孔内自由旋转。再将上盘限位挡圈置于上盘的下方，限位挡圈的中心孔为正六方形，与伞杆截面相吻合。“T”形限位销的上端有一短圆柱形凸台，它与上盘中心孔上部的圆形凹孔相吻合，下部为正六方形截面的实心杆，用以插入正六方形伞杆腹腔内与伞杆装配吻合。在上盘限位挡圈的径向有一前后贯通的小孔，“T”形限位销下部杆体中部亦有一径向小孔，调整这两个小孔可与伞杆上适当位置的小孔一致且径向贯通。在贯通的小孔中穿入铆钉，把限位挡圈、伞杆与“T”形限位销铆固在一起。使得上盘在“T”限位销与限位挡圈之间，可以自由旋转，但不能向上或向下移动。
在上盘中心凹孔外壁制有罗纹，用于安装伞顶螺帽。当上盘连接上伞骨架并敷设伞衣后，伞顶螺帽会把伞顶中心部的伞衣压紧在上盘，使伞衣得到固定。这时若旋转伞杆，上盘及伞顶螺帽、伞骨架，伞衣均不随伞杆转动。
伞的中盘与开伞弹簧套为整体，套的下端是用作和开伞横撑相连接的中盘，开伞弹簧置于套内，一并穿套在伞杆上。弹簧和中盘套既能沿伞杆上、下滑移，亦可以在伞杆上自由地转动。在弹簧套的外圆周壁上，设置有安装拉杆挂钩的耳状搭接孔。耳状搭接孔的设置个数一般和伞用串列式多头滚珠螺旋副的头数一致，但最少应设置两个。其设置的位置须和开伞横撑的方位错开，以免影响到拉杆挂钩的安装。伞的下盘顶在开伞弹簧的下端，其穿套伞杆的中心孔为伞杆正六方形截面的外接圆。下盘不仅可以沿伞杆上、下滑移，还可使伞杆在其中心孔内自由旋转。设置并安装在下盘上的与中盘开伞横撑相联接的钢丝斜拉杆，和普通自动开启伞所用的相同。在下盘的外圆周设置有竖直滑道，其设置、安装方位均应和中盘弹簧套外圆周壁耳状搭接孔的方位一致且数目相等。使连接滚珠螺母与中盘弹簧套的拉杆挂钩杆体，在竖直滑道内上、下滑移。以保证滚珠螺母与中盘、下盘在运动中或静止状态时，都始终保持同一相位角，不致发生扭转现象，保证伞的开合自如与使用便利。
在下盘之下是一支串列式多头滚珠螺旋副，滚珠螺旋副的轴杆被设计成为空心轴套，轴套的内孔为正六方形，与伞杆正六方形截面吻合，穿套在伞杆上，可沿伞杆上、下滑移，但伞杆不能在螺旋轴套内孔中旋转。多头滚珠螺旋轴套的外螺旋滚道高度，由中盘和下盘间开伞弹簧被压缩的长度，再加上螺母的高度即可确定。滚珠螺旋轴套的下端设有与伞柄处、闭伞钦键挂钩相吻接的长条孔缝，当闭合雨伞时，钦键挂钩锁住螺旋轴套，而螺旋轴套又被安置在下盘底端内的螺旋轴套限位卡联接在下盘上，可随伞杆旋转而不能与下盘脱离。从而使得螺旋轴套、下盘、中盘联接为一体，闭伞后在弹簧的张力的作用下，下盘、中盘也不能脱开滚珠螺旋轴套自行上移，使雨伞保持闭合状态，不会因弹簧张力的作用，使雨伞出现一定程度的张开。
在多头滚珠螺旋轴套上安装有滚珠螺母，当旋转伞柄(旋转伞杆)时穿套在伞杆上的多头滚珠螺旋轴套也随伞杆一同旋转。在滚珠螺旋轴套向右(逆时针)转动时，带动滚珠螺母直线向下运动，滚珠螺母上设置有与中盘弹簧套外圆周壁耳状搭接孔相同的搭挂耳状孔，并以钢制联接拉杆挂钩与中盘套联接。中盘弹簧套被连接拉杆限制，也会直线下移，从而使弹簧压缩，达到闭合伞的目的。需要说明的是，串列式多头滚珠螺旋轴套在闭合伞的过程中，既随伞杆的旋转而转动，又在弹簧被逐渐压缩的过程中，沿伞杆直线下移，最终被伞柄处的钦键挂钩锁住，自动开启伞完全闭合。
处在伞杆最下端的伞柄，也有别于普通伞的伞柄。参见图4，图4是本发明中的分上、下两段结构的伞柄。图中符号所表示的是1正六方形截面的中空伞杆，16上段伞柄(可以伞杆为中心旋转)，17下段伞柄(与伞杆牢固地结合为一体)，18环形挡圈，19铆钉(把环形挡圈与伞杆固定在一起)。
伞柄的外形为一圆柱体，由上、下两段组成，下段伞柄是整个伞柄的主体部分，与伞杆牢固地结合为整体，转动下段伞柄，伞杆也随之转动。上段伞柄只是整个伞柄的辅助功能部分，其高度为20mm，只占整个伞柄的一小段。上段伞柄内套管的中心孔，为伞杆正六方形截面的外接圆，穿套在伞杆上，可以以伞杆为中心自由旋转，内套管的下端顶在下段伞柄的内底部。在上段伞柄的上端面内，设置有环形挡圈，环形挡圈的中心孔与伞杆正六方形截面一致，穿套在伞杆上，且与伞杆铆固在一起，以限制上段伞柄向上滑移。在上段伞柄的上端面与环形挡圈之间，及上段伞柄内套管下端面与下段伞柄内底部之间均应设置铜质小垫圈，用以减轻磨擦力，降低部件磨损的速度，增加上段伞柄的旋转灵便程度。
开伞时钦下伞柄处的按键，使钦键挂钩松开串列式多头滚珠螺旋轴套。在开伞弹簧张力的作用下，滚珠螺母自动直线向上滑升，中盘也向上升移，带动下盘一起上行。多头滚珠螺旋轴套上端被安装在下盘底部的限位卡所限制，与下盘联接在一起，并且同下盘一起上移。所不同的是滚珠螺母、下盘沿伞杆直线向上滑升不旋转。而多头滚珠螺旋轴套却在带动伞杆旋转的同时，自己又随着弹簧的缓缓张开，沿伞杆向上滑升。由于伞衣及伞骨架、上盘、中盘弹簧套、弹簧、下盘、滚珠螺母等，其质量比伞杆要大的多，惯性也大的多。而伞杆、包括伞柄及螺旋轴套，质量很轻，惯性也小的多，滚珠螺旋不具有自锁特性，因而，很容易受滚珠螺母上升的带动而旋转。因此，只要握住上段伞柄，手掌的下部微微放松下段伞柄，在开伞弹簧张力的作用下，伞杆自动向左(顺时针)旋转，下盘、中盘直线向上滑升，雨伞自动开启。
由雨伞各部件受力分析知道，滚珠螺母受到的弹簧张力是由联接拉杆挂钩传递的纯轴向张力，在下段伞柄被握紧时，螺旋轴套不能旋转，滚珠螺母要向上移动，必须旋转，并且只能通过联接拉杆挂钩来向其它部件传递旋转(径向)分力，推动下盘、中盘弹簧套，并通过与下盘、中盘弹簧套相联接的钢丝斜拉杆、开伞横撑等，使上盘及整个雨伞(除伞杆外)旋转上升，这不可能实现。串列式多头滚珠螺旋副虽然不具有自锁特性，但组合于自动开启伞后，由于伞衣及伞骨架、上盘、中盘弹簧套、弹簧、下盘、滚珠螺母等，其质量较大，惯性也大，再加上旋转部件之间存在的摩擦力。当紧握下段伞柄不使其旋转(限制滚珠螺旋轴套旋转)时，仅仅凭弹簧的张力，滚珠螺母不会缓缓旋转并带动下盘、中盘弹簧套及整个雨伞(除伞杆外)旋转上升，使伞开启。由此可知，串列式多头滚珠螺旋副与自动开启伞的组合(可以实现单手开、合的伞)，在使用中是很安全的，即使是闭合伞的过程中有停顿、停止、中断(没有连续旋转伞柄闭合伞)的情况出现，雨伞也不会发生迅速、突然、自动开启的情况。
与开启伞不同，闭合伞时，旋转下段手柄(旋转伞杆)使螺旋轴套旋转，带动滚珠螺母直线下移，拉动中盘、推动下盘沿伞杆直线下行，弹簧被充分压缩，这是一个正传动过程。开启雨伞时，握住上段伞柄，钦下伞柄处的按键，松开下段伞柄，受弹簧张力的作用，滚珠螺母自动直线向上运动，带动螺旋轴套及伞杆旋转(与开伞时旋转方向相反)，中盘、下盘在弹簧的张力带动下也沿伞杆直线上升，直到雨伞完全被打开，是逆传动过程。
为减小旋转部件间的接触面摩擦，降低部件非正常损耗。尚须在上盘与“T”形限位销、上盘与上盘限位挡圈之间设置铜质小垫圈。在下盘与多头滚珠螺旋轴套顶端的旋转接触面之间，设置铜质小垫圈，尽可能减小摩擦，降低磨损。使伞的开启、闭合轻巧灵便，经久耐用。
应用串列式多头滚珠螺旋副来压缩开伞弹簧，实现雨伞的单手开启与闭合，不仅可以用于直杆伞，而且可以用于二折(叠)自动开启伞。二折(叠)自动开启伞同样是利用了弹簧的张力，使伞自动开启。而当伞在开启或闭合时，伞的中盘、下盘上升或下移的运动区间均在上节伞杆的范围之内。因此只要设定二节伞杆的抗扭转强度，主要是两节伞杆的结合部的抗扭转强度足够，串列式多头滚珠螺旋副便可以使二折伞实现与直杆伞一样的单手开启、闭合。在二折伞的两节伞杆结合部，有一圆弧形凸键，开伞时，当下节伞杆从上节伞杆腹腔中抽出时，圆弧形凸键弹出，锁住并保持两节伞杆相对的固定长度不变。闭伞时，旋转手柄(旋转伞杆)，中盘、下盘均会下移，当下盘下端的螺旋轴套压下圆弧形凸键，因下节伞杆上端与上节伞杆腹腔中的弹簧(收缩伞杆的弹簧)连接着，弹簧的拉力会使下节伞杆迅速缩入上节伞杆的腹腔中。同时，手柄处的钦键挂钩锁住已下移到位置的螺旋轴套，使伞不得自行张开，完成了伞的闭合。
权利要求
1.一种串列式多头滚珠螺旋副，由滚珠螺母、滚珠螺旋轴、反向器构成，其特征在于，按以下方法制备串列式双头滚珠螺旋副在一个导程中，设置两条相互独立的螺旋滚道，在滚珠螺母内部的第一条螺旋滚道上安放适当数目的承载滚珠，这些承载滚珠排列在一起只占到整条螺旋滚道的一小段，在这一小段的末端，设置了反向器，反向器的回珠槽连接到了滚珠螺母内部的第二条螺旋滚道上安放有相同数目承载滚珠的一小段滚道的起始端，在这一小段的末端，又设置了第二个反向器，这个反向器的回珠槽又连接到滚珠螺母内部的第一条螺旋滚道上安放有承载滚珠的一小段滚道的起始端，把滚珠螺母内部的两条螺旋条滚道上的两个小分段，由两个反向器的回珠槽，连接成一条闭合的滚珠循环回路，从而完成了滚珠的往复循环运动；串列式三头滚珠螺旋副在一个导程中，设置三条相互独立的螺旋滚道，在滚珠螺母内部的三条螺旋滚道上都安放有适当数目的承载滚珠，它们分别只占这三条螺旋滚道中的一小段，且使这些滚道分段在圆周上均等分布，另设置有三个反向器，由反向器的回珠槽依次将这三个滚道分段的尾端与相邻滚道分段的首端相连接，同样形成了一条闭合的滚珠反复循环回路，使滚珠运动循环往复；串列式多头滚珠螺旋副在一个导程中设置多条相互独立的螺旋滚道，把滚珠螺母内部的每一条螺旋滚道划分为若干个分段，只取用其中的一个分段来安放适当数目的滚珠，且使取用的滚道分段沿圆周均等分布，再设置多个反向器，由反向器的回珠槽依次将每个滚道分段的尾端与相邻滚道分段的首端连接，形成一条以多个滚道分段、串列循环的滚珠运动的闭合回路，使滚珠的运动循环往复。
2.如权利要求1所述的串列式多头滚珠螺旋副，所述滚珠循环回路中的反向器在一条闭合滚珠循环回路中可以设置多个，以连接所对应的螺旋滚道分段。
3.串列式多头滚珠螺旋副与自动开启伞的组合方法，其特征在于，在自动开启伞的伞杆上增加可在伞杆上下移动的串列式多头滚珠螺旋副，压缩自动开启伞的弹簧。
全文摘要
本发明属于螺旋传动技术领域，涉及一种串列式多头滚珠螺旋副及其与自动开启伞的组合。本发明公开了一种串列式多头滚珠螺旋副，在一个导程中设置多条相互独立的螺旋滚道，把滚珠螺母内部的每一条螺旋滚道划分为若干个分段，只取用其中的一个分段来安放适当数目的滚珠，且使取用的滚道分段沿圆周均等分布。再设置多个反向器，由反向器的回珠槽依次将每个滚道分段的尾端与相邻滚道分段的首端连接，形成一条以多个滚道分段、串列循环的滚珠运动的闭合回路。简便、有效地实现了滚珠在多头滚珠螺旋传动中的反复循环运动。本发明还公开了在自动开启伞上组装、连接串列式多头滚珠螺旋副，并以其压缩开伞弹簧，实现开启伞的单手闭合。
文档编号F16H25/22GK1439319SQ0311440
公开日2003年9月3日 申请日期2003年1月6日 优先权日2003年1月6日
发明者白新元 申请人:白新元