滚柱螺杆及其制造方法

专利名称：滚柱螺杆及其制造方法
技术领域：
本发明涉及将滚柱可滚动运动地设于螺纹轴和螺母之间的滚柱螺杆。
背景技术：
将滚珠可滚动运动地设于螺纹轴和螺母之间的滚珠螺杆与滑动接触 的螺杆相比，由于能够降低使螺纹轴相对于螺母旋转时的摩擦系数，因此， 在工作机械的定位机构、汽车的转向装置、导向装置、运动用螺杆等各个 领域已被实用化。滚珠螺杆是将螺纹轴的螺旋状的滚珠滚道槽和螺母的滚 珠滚道槽合并在同一位置，并在其中产生的槽中放入多个滚珠而在螺母内 形成用于使滚珠循环的循环路的结构。
近年来，为了增大容许载荷，如专利文献l所述，提出使用滚柱代替 滚珠来作为滚动体的滚柱螺杆。滚柱螺杆中，在螺纹轴及螺母上形成有滚 柱进行滚动的滚柱滚道槽以代替滚珠滚道槽。由于滚柱和滚柱滚道槽为线 接触，故与点接触的滚珠螺杆相比，能够增大容许载荷。
对于滚柱在滚柱滚道路上的排列方法，考虑了各种各样的方法。例如 专利文献1中记述有在滚柱的循环路中邻接的滚柱的轴线正交的交叉排列 的滚柱的排列方法。根据该排列方法，能够负载螺纹轴的轴线方向的一方 向及相反方向的载荷。除此之外申请人还提出在滚柱滚道路上，将能够承 受螺纹轴的轴线方向之一方向的载荷的一组前进载荷负载用滚柱列和能 够承受螺纹轴的轴线方向之相反方向的载荷的一组返回载荷负载用滚柱列分开排列在螺纹轴的轴线方向的滚柱的排列方法(参照专利文献2、 1 页)。
专利文献l:特开平11一210858号公报
专利文献2:特开2001—241527号公报
但是，在将滚柱交叉排列在滚柱滚道路的情况下，相邻的滚柱的端面
通过一个滚柱进行滚动的滚柱滚道槽的壁面。因此，相邻的滚柱的端面有时会与滚柱滚道槽的壁面干涉。实际上，在三维CAD上保持一定的导程 使滚柱移动后，若从滚柱滚道路上去掉滚柱，如图24所示，则有时会在 滚柱滚道槽41的单侧的壁面上产生凹坑42。若在滚柱滚道槽41的壁面上 产生凹坑42，则由于图24所示的滚柱43的相邻的滚柱的侧面(周围)在 形成有该凹坑的壁面上进行滚动，因此，滚柱的侧面和滚柱滚道槽41的 壁面的接触长度变短。
在此，当使用轴线方向的长度短的滚柱时，能够防止滚柱的端面与滚 柱滚道槽的壁面干涉。但是，当滚柱的轴线方向的长度变短时，滚柱所承 受的容许载荷也减少该变短量。若滚柱螺杆的导程变大，则需要使滚柱的 长度更短。
相同的问题不仅在如专利文献1记述的将滚柱交叉排列在滚柱滚道路 的情况下，而且在如专利文献2记述的将一组前进载荷负载用滚柱列和一 组返回载荷负载用滚柱列分开排列在滚柱滚道路的情况下也同样产生。原 因是前进载荷负载用滚柱列和返回载荷负载用滚柱列这双方在螺纹轴的 一条滚柱滚道槽内进行滚动。

发明内容
本发明的目的在于，提供一种能承受螺纹轴的轴线方向的两方向的载 荷而且滚柱的端面和滚柱滚道槽不易干涉的滚柱螺杆。
下面，对本发明迸行说明。需要说明的是，为便于理解本发明，将附 图的参照符号带括弧附注，但并非本发明由此而不局限于图示的方式。
为解决上述课题，本发明第一方面提供一种滚柱螺杆，其特征在于， 具备在外周面形成滚柱(4a、 4b)进行滚动的两条以上的螺旋状的滚柱 滚道面(la、 lb)的螺纹轴(1)、在内周面形成与所述螺纹轴(1)的所 述滚柱滚道面(la、 lb)对置的两条以上的螺旋状的滚柱滚道面(2a、 2b) 的螺母(2)、排列在所述螺纹轴(1)的所述滚柱滚道面(la、 lb)和所 述螺母(2)的所述滚柱滚道面(2a、 2b)之间的两条以上的滚柱滚道路 (3a、 3b、 32a、 32b、 33a、 33b)上的多个滚柱(4a、 4b),在一条滚柱滚 道路(3a、 32a、 33a)上并行排列多个滚柱(4a)，在另一条滚柱滚道路(3b、32b、 33b)上也并行排列多个滚柱(4b)，排列在所述一条滚柱滚道路(3a、 32a、 33a)上的所述多个滚柱(4a)能够负载所述螺纹轴(1)的轴线方向 之一方向((l))的载荷，排列在所述另一条滚柱滚道路(3b、 32b、 33b) 上的所述多个滚柱(4b)能够负载所述螺纹轴(1)的轴线方向之相反方 向((2))的载荷。
本发明第二方面在第一方面的基础上，提供滚柱螺杆，其特征在于， 在包括所述螺纹轴U)的轴线的剖面中，所述滚柱(4a、 4b)的轴线和 所述螺纹轴(1)的轴线所成的角度，在排列在所述一条滚柱滚道路(32a) 上的滚柱(4a)和排列在所述另一条滚柱滚道路(32b)上的滚柱(4b) 上不同。
本发明第三方面在第一或第二方面的基础上，提供滚柱螺杆，其特征 在于，所述滚柱(4a、 4b)为圆筒形，在包括所述螺纹轴(1)的轴线的 剖面中，所述滚柱(4a、 4b)的轴线和所述螺纹轴(1)的轴线所成的角 度，在排列在所述一条滚柱滚道路(33a)上的滚柱(4a)及排列在所述 另一条滚柱滚道路(33b)上的滚柱(4b)上都设定为45度以外。
本发明第四方面在第一 第三方面的基础上，提供滚柱螺杆，其特征 在于，排列在所述一条滚柱滚道路(3a、 32a、 33a)上的滚柱(4a)的侧 面在形成于所述螺纹轴(1)的外周面的螺纹牙(ld)的一侧的壁面上滚 动，排列在所述另一条滚柱滚道路(3b、 32b、 33b)上的滚柱(4b)的侧 面在所述螺纹轴(1)的所述螺纹牙(ld)的另一侧的壁面上滚动，排列 在所述一条滚柱滚道路(3a、 32a、 33a)上的滚柱(4a)的侧面在形成于 所述螺母(2)的内周面的螺纹牙(2d)的一侧的壁面上滚动，排列在所 述另一条滚柱滚道路(3b、 32b、 33b)上的滚柱的侧面在所述螺母(2) 的所述螺纹牙(2d)的另一侧的壁面上滚动。
本发明第五方面在第四方面的基础上，提供滚柱螺杆，其特征在于， 在所述螺纹轴(1)及所述螺母(2)的至少一方的螺纹牙(ld或2d)和 螺纹牙(ld或2d)之间，形成有从排列在所述滚柱滚道路上的滚柱的端 面离开的圆筒形的螺纹牙根部(le、 2e)。
本发明第六方面提供一种滚柱螺杆的制造方法，将多个滚柱(4a、 4b) 排列在螺纹轴(1)的滚柱滚道面(la、 lb)和螺母(2)的滚柱滚道面(2a、2b)之间的两条以上的滚柱滚道路(3a、 3b、 32a、 32b、 33a、 33b)上， 其特征在于，具备在一条滚柱滚道路(3a、 32a、 33a)上并行排列多个 滚柱(4a)的工序、在另一条滚柱滚道路(3b、 32b、 33b)上并行排列多 个滚柱(4b)的工序，排列在所述一条滚柱滚道路(3a、 32a、 33a)上的 所述多个滚柱(4a)能够负载所述螺纹轴(1)的轴线方向之一方向((l)) 的载荷，排列在所述另一条滚柱滚道路(3b、 32b、 33b)上的所述多个滚 柱(4b)能够负载所述螺纹轴(1)的轴线方向之相反方向((2))的载荷。
发明效果
根据本发明第一方面，由于滚柱并行排列在每一条滚柱滚道路上，故 例如也能使滚柱的端面侧的滚柱滚道槽凹下，能够防止滚柱的端面和滚柱 滚道槽干涉(另外，有时也不使滚柱的端面侧的滚柱滚道槽凹下)。而且， 由于排列在一条的滚柱列能够负载螺纹轴的轴线方向之一方向的载荷，排 列在另一条的滚柱列能够负载螺纹轴的轴线方向之相反方向的载荷，因 此，能够负载螺纹轴的轴线方向之两个方向的载荷。
根据本发明第二方面，能获得往复中负荷容量不同的滚柱螺杆。 根据本发明第三方面，即使为一种滚柱直径，也能自由增减轴线方向 的负荷容量。
根据本发明第四方面，由于滚柱的侧面在一个螺纹牙的双侧壁面进行 滚动，因此，作用于螺纹牙的载荷的平衡良好。
根据本发明第五方面，能够防止滚柱的端面干涉螺纹牙根部。而且， 由于螺纹轴及螺母形状都简单，因此，前加工(粗加工)可简单进行，槽 形状测定等的产品评定也易进行。
根据本发明第六方面，由于滚柱并行排列在每一条滚柱滚道路上，因 此，例如通过使滚柱的端面侧的滚柱滚道槽凹下，能够防止滚柱的端面和 滚柱滚道槽干涉(再有，有时也不使滚柱的端面侧的滚柱滚道槽凹下)。 而且，由于排列在一条的滚柱列能够负载螺纹轴的轴线方向之一方向的载 荷，排列在另一条的滚柱列能够负载螺纹轴的轴线方向之相反方向的载 荷，因此，能够负载螺纹轴的轴线方向之两个方向的载荷。


图1是本发明之一实施方式的滚柱螺杆的立体图2是上述滚柱螺杆的侧视图3是沿上述滚柱螺杆的螺纹轴的轴线的剖面图4是上述滚柱螺杆的主视图5是表示滚柱的侧视图6是表示排列在滚柱滚道路上的滚柱的侧视图7是表示螺纹轴的图8是螺纹轴及螺母的立体图9是螺纹轴及螺母的侧视图10是螺纹轴及螺母的主视图11是表示装入螺母内的循环构件的立体图12表示一条滚柱的轨道的中心线(图中(A)表示从螺纹轴的轴线 方向看到的状态，图中(B)表示从螺纹轴1的侧面看到的状态)；
图13是表示安装在螺母的一侧的端面上的方向转换路构成部和安装 在另一侧的端面上的方向转换路构成部的位置关系的图(图中(A)表示 螺母的主视图，图中(B)表示沿螺纹轴的轴线的螺母的剖面图)；
图14是表示方向转换路构成部的内周侧的图((A)表示主视图，(B) 表示侧视图)；
图15是表示方向转换路构成部的内周侧的图((A)表示侧视图，(B) 表示主视图)；
图16是表示方向转换路构成部的外周侧的图((A)表示主视图，(B) 表示侧视图)；
图17是表示方向转换路构成部的外周侧的图((A)表示侧视图，(B) 表示主视图)；
图18是导管的剖面图19是表示在导管内的直线轨道上进行移动的滚柱的姿势的变化的图20是表示将接触角设定为45度的上述实施方式的滚柱螺杆的剖面图21是表示使接触角在排列在一条滚柱滚道路上的滚柱和排列在另
一条滚柱滚道路上的滚柱上不同的例的滚柱螺杆的剖面图22是表示将接触角设定为45度以外的滚柱螺杆之例的剖面图23是表示简单构造的滚柱螺杆之例的剖面图24是表示将滚柱交叉排列时的滚柱和滚柱滚道槽的干涉的模式图。
符号说明
1、螺纹轴
la、lb、螺纹轴的滚柱滚道槽
ld、螺纹轴的螺纹牙
le、螺纹轴的螺纹牙根部
2、螺母
2a、2b、螺母的滚柱滚道槽
2d、螺母的螺纹牙
2e、螺母的螺纹牙根部
2a、2b、螺母的滚柱滚道槽
3a、3b、滚柱滚道路
32a、,32b、滚柱滚道路
33a、,33b、滚柱滚道路
4a4b、滚柱
6、滚柱的端面
10a、滚柱的轴线
具体实施例方式
下面，基于附图对本发明的滚柱螺杆的实施方式进行说明。图1 图
4表示本发明之一实施方式的滚柱螺杆。图1为立体图，图2为侧视图， 图3为剖面图，图4为主视图。图1及图2中，为表示排列在滚柱滚道路 上的滚柱，螺母内部透明。在图5 图20方面也对同一构成部件附注同一 符号。
图1 图4所示的滚柱螺杆为两条螺杆。在螺纹轴1的外周面邻接形 成有两条螺旋状的滚柱滚道槽la、 lb，在螺母2的内周面也形成两条螺旋 状的滚柱滚道槽2a、 2b。而且，在使螺纹轴l旋转一周时，螺母2在轴向
移动的距离即导程l (lead)和螺纹牙间的距离即螺距p (pitch)的关系为 l二2Xp的关系。需要说明的是，滚柱螺杆只要为两条以上的螺杆就可以， 也可以制作为三条螺杆、四条螺杆等。
在螺纹轴1的滚柱滚道槽la、 lb和螺母2的滚柱滚道槽2a、 2b之间 形成两条滚柱滚道路3a、 3b。在两条滚柱滚道路3a、 3b中的一条滚柱滚 道路3a上排列有能够负载螺纹轴1的轴线方向之一方向(1)的载荷的滚 柱4a。而且，在该滚柱滚道路3a上，并行排列多个滚柱4a，使得从滚柱 4a的行进方向看邻接的滚柱4a的轴线朝向大致相同的方向。在该图1中， 在一圈上表示一个滚柱4a，但是，实际上滚柱滚道路的整体上填充有滚柱 4a。
另一方面，在另一条滚柱滚道路3b上排列有能够负载螺纹轴1的轴 线方向之相反方向(2)的载荷的滚柱4b。在该滚柱滚道路3a上也并行排 列多个滚柱4b，使得邻接的滚柱4b的轴线从滚柱4b的行进方向看朝向大 致相同的方向。
对滚柱4a、 4b能够负载载荷的方向进行说明。图5表示在本实施方 式中所使用的滚柱4a、 4b。滚柱4a、 4b的形状为圆筒形且其长度L和直 径①D大致相等。因此，滚柱4a、 4b的侧面形状为大致正方形，滚柱4a、 4b滚动的滚柱滚道路3a、 3b的剖面形状也为大致正方形。图6表示排列 在滚柱滚道路3a上的滚柱4a。滚柱4a其侧面在螺纹轴1的滚柱滚道槽la 的壁面lal和与该壁面对置的螺母2的滚柱滚道槽2a的壁面2al之间被压 縮而负载载荷。另一方面，滚柱4a的端面6和壁面la2、 2a2之间空幵微 小的间隙。因此， 一个滚柱4a只负载螺纹轴1的轴线方向之一方向(1) 的载荷。在此，若将使滚柱4a的侧面和螺纹轴1的滚柱滚道槽la的接触 线7、滚柱4a的侧面和螺母2的滚柱滚道槽2a的接触线8以相对于这些 接触线7、 8正交的方式连结的线定义为接触角线9a (接触角线9a与滚柱 4a的轴线10a正交)，则该接触角线9a表示能够负载载荷的方向。关于滚 柱4a的轴线10a及接触角线9a，在图1及图2中也有表示。
这样，在本实施方式的滚柱螺杆中，排列在一条滚柱滚道路3a上的 多个滚柱4a能够负载螺纹轴1的轴线方向之一方向(1)的载荷，另一方 面，排列在剩余的一条滚柱滚道路3b上的多个滚柱4b能够负载螺纹轴1的轴线方向之相反方向(2)的载荷。由此，能获得负载螺纹轴1的轴线 方向之两方向的载荷的实用的滚柱螺杆。
对并行排列滚柱4a、 4b的意义进行说明。在以从滚柱4a、 4b的行进 方向看使邻接的滚柱的轴线正交的方式将滚柱交叉排列的情况下，滚柱的 侧面在滚柱滚道槽的单侧的壁面上滚动，同时滚柱的端面在该壁面上通 过。如上所述，若使用长度长的滚柱，则滚柱的端面与滚柱滚道槽的壁面 产生干涉。为防止此情况，以往使用轴线方向的长度短的滚柱。可是，通 过将滚柱4a、 4b并行排列在每一条滚柱滚道路3a、 3b上，由此，例如可 使滚柱4a的端面侧的壁面la2、 2a2 (参照图6)凹下，能够防止滚柱4a 的端面6和壁面la2、 2a2干涉。因此，不需要将滚柱4a的轴线方向的长 度縮短。再有，利用滚柱4a的倒角等，在滚柱4a的端面和壁面la2、 2a2 不干涉的情况下，也可以不使滚柱4a的端面侧的壁面la2、 2a2凹下。
另外，由于滚柱4a的端面6通过的只是滚柱滚道槽la、 2a的单侧的 壁面la2、2a2，因此，在滚柱4a的侧面进行滚动的剩余的滚柱滚道槽la、 2a的壁面lal、 2al上，不会带来滚柱4a的端面6滑动接触而引起的不良 影响。还有，由于只要将滚柱4a的侧面进行滚动的滚柱滚道槽la、 2a的 单侧的壁面lal、 2al精度良好地精加工就可以，因此，滚柱滚道槽la、 2a的加工容易。
如图1所示，滚柱4a、 4b的轴线穿过螺纹轴1的轴线。即使滚柱4a、 4b在滚柱滚道路3a、 3b的任一位置，滚柱4a、 4b的轴线也穿过螺纹轴1 的轴线。由此，由于滚柱4a、 4b的姿势可保持一定，因此，滚柱4a、 4b 在滚柱滚道路3a、 3b上进行移动时，能够防止滚柱4a、 4b倾斜而发生变 形(skew)。由于滚柱4a、 4b以该种姿势排列在滚柱滚道路3a、 3b上， 因此，严格地讲，邻接的滚柱4a彼此或滚柱4b彼此的轴线不能说是平行。 可是，从滚柱4a、 4b的行进方向看，邻接的滚柱4a或滚柱4b的轴线朝 向相同方向。
如图1及图2所示，在螺母2的轴线方向的两端，安装有密封构件14， 其是用于防止附着在螺纹轴1的表面的异物进入螺母2的内部，以及防止 从螺母2的内部泄漏润滑剂。
下面，对滚柱螺杆的螺纹轴1及螺母2的构造进行说明。图7表示螺
纹轴1。在螺纹轴1的外周面形成具有规定的导程的剖面v字形的两条螺 旋状的滚柱滚道槽la、 lb。能够负载螺纹轴1的轴线方向之一方向(1) 的载荷的滚柱4a并行排列在一条滚柱滚道槽la上，能够负载螺纹轴1的 轴线方向之相反方向(2)的载荷的滚柱4b并行排列在另一条滚柱滚道槽 lb上。
图8 图10表示螺纹轴1及螺母2。图8表示螺纹轴1及螺母2的立 体图，图9表示侧视图，图10表示主视图。在螺母2上，形成有与螺纹 轴l的滚柱滚道槽la、 lb对置、具有规定的导程的剖面V字形的两条螺 旋状的滚柱滚道槽2a、 2b。能够负载螺纹轴1的轴线方向之一方向(1) 的载荷的滚柱4a并行排列在一条滚柱滚道槽2a上，能够负载螺纹轴1的 轴线方向之相反方向(2)的载荷的滚柱4b并行排列在另一条滚柱滚道槽 2b上。当使螺母2相对于螺纹轴1相对旋转时，多个滚柱4a、 4b在螺旋 状的滚柱滚道路3a、 3b上移动。滚动到滚柱滚道路3a、 3b的一端的滚柱 4a、 4b依靠安装在螺母2上的循环构件12、 13 (参照图11)返回到数圈 近前的滚柱滚道路3a、 3b的另一端。在该实施方式中，由于滚柱螺杆为 两条，因此，循环构件12、 13安装有两组。图8 图10中表示拆下循环 构件12、 13后的状态。
图11表示组装于螺母2的两组循环构件12、 13中的一组。循环构件 12、 13由和螺母2的轴线平行延伸的导管12、设置在导管12的两端的方 向转换路构成部13构成。在螺母2上形成有和螺纹轴1的轴线平行延伸 的贯穿孔，导管12插入在该贯穿孔内。在该导管12内形成具有直线性的 轨道的剖面四方形状的直线轨道n。方向转换路构成部13安装在螺母2 的轴线方向的两端面上。在该方向转换路构成部上形成有圆弧状的曲线轨 道16。方向转换路构成部13被2分为内周侧13a和外周侧13b。将这些 方向转换路构成部13的内周侧13a和外周侧13b重合而定位于螺母2的 端面，用螺栓等固定装置将凸缘部固定在螺母2的端面。由于导管12的 两端嵌入方向转换路构成部13内，因此，通过将方向转换路构成部13固 定在螺母2上，从而导管12被固定在螺母2上。
图12表示在一条滚柱滚道路3a、圆弧状的曲线轨道16及直线轨道11 上进行循环的滚柱4a的轨道的中心线。图12 (A)表示在滚柱滚道路3a上移动的滚柱4a的轨道(从螺纹轴1的轴线方向看到的状态)，图12 (B) 表示在无限循环路的整体上循环的滚柱4a的轨道(从螺纹轴1的侧方看 到的状态)。在滚柱滚道路3a上的滚柱4a的轨道从螺纹轴1的轴线方向 看成为半径RCD/2的圆形。在作为无负荷滚柱返回通路的直线轨道11上 的滚柱4a的轨道成为与螺纹轴1的轴线lc平行的直线。并且，曲线轨道 16上的滚柱4a的轨道成为曲率半径R的圆弧。
这些滚柱滚道路3a、曲线轨道16及直线轨道11的连接点将滚柱4a 的轨道的切线方向连接。具体而言，在滚柱滚道路3a和曲线轨道16的连 接部分，在从螺纹轴1的轴线方向看到的状态下，曲线轨道16的切线方 向和滚柱滚道路3a的中心线的切线方向一致，且在从螺纹轴1的侧方看 到的状态下，和滚柱滚道路3a的导程角一致。另外，在直线轨道ll和曲 线轨道16的连接部分，曲线轨道16的切线方向和直线轨道11的中心线 的延伸方向一致。
图13表示安装在螺母2的一侧的端面上的方向转换路构成部13和安 装在另一侧的端面上的方向转换路构成部13的位置关系。如上所述，直 线轨道11和螺纹轴1的轴线lc平行延伸。如图13 (A)所示，曲线轨道 16在从螺纹轴1的轴线方向看到的状态下，沿滚柱滚道路3a的中心线的 切线方向延伸。而且，近前侧的曲线轨道16的中心线和内侧的曲线轨道 16的中心线以规定的扇形角y交叉。详细情况后述，直线轨道ll使在通 路内进行移动的滚柱4a的姿势旋转和该扇形角度大致相等的角度y。在此， 含有曲线轨道16的平面Pl、 P2 (正确地讲为含有曲线轨道16的中心线 的平面)成为与螺纹轴1的轴线lc大致平行。
图14及图15表示方向转换路构成部13的内周侧13a。该方向转换路 构成部的内周侧13a具有形成曲率半径R的方向转换路的主体部21、和 安装在螺母2的端面的凸缘部22。在主体部21的一端形成有进入滚柱滚 道路3a内而掬起滚柱4a的掬起部21a。主体部21的另一端嵌入导管12。 内周侧13a的掬起部21a和外周侧13b的掬起部协动而将在螺旋状的滚柱 滚道路3a上滚动的滚柱4a沿切线方向掬起。曲线轨道16使滚柱4a在掬 起之后不久进行方向转换，使滚柱沿圆弧状的曲线轨道16移动。
图16及图17表示方向转换路构成部13的外周侧13b。该方向转换路构成部的外周侧13b具有形成曲率半径R的曲线轨道16的主体部25和安 装在螺母2的端面上的凸缘部26。在主体部25的一端，形成有进入滚柱 滚道路3a内而掬起滚柱的掬起部25a。主体部25的另一端嵌入导管12内。 外周侧13b的掬起部25a和内周侧13a的掬起部21a协动而使在螺旋状的 滚柱滚道路3a上滚动的滚柱4a沿切线方向掬起。曲线轨道16使滚柱4a 在掬起之后不久进行方向转换，使滚柱4a沿圆弧状的曲线轨道16移动。 另外，在该方向转换路构成部13的外周侧13b，形成与螺纹轴1的滚柱滚 道槽la的形状配合的突出部27，由此确保掬起部25a的强度。方向转换 路构成部13既可以为金属制、也可以为树脂制。
图18表示导管12的剖面图。在滚柱4a通过直线轨道ll期间，扭转 直线轨道ll以使滚柱4a的姿势进行旋转。即，滚柱4a—边沿直线轨道 11的中心线12a移动， 一边绕中心线12a旋转。在该例中，从直线轨道11 的一端到达另一端的滚柱4a旋转约90度+2(3度(从螺纹轴1的轴线方向 看到的一对方向转换路的扇形角y)。导管12沿中心线2分割。
图19表示在直线轨道11上移动的滚柱4a的姿势的变化。可知随着在 直线轨道11上的移动，滚柱4a的Al的位置从左斜上向左斜下移动，滚 柱4a的姿势旋转约90度。通过在直线轨道11上使滚柱4a的姿势旋转， 将滚柱4a从滚柱滚道路3a掬起，另外，在使滚柱4a返回到滚柱滚道路 3a上时，能够使侧面形状为四方形的滚柱4a的姿势与剖面四方形状的滚 柱滚道路3a的形状一致。另外，通过使滚柱4a的姿势旋转与一对曲线轨 道16的扇形角y大致相等的角度，从而负载来自螺纹轴1的轴线之一方 向(1)的载荷的滚柱不反转(仍然在能够负载来自螺纹轴1的轴线之所 述一方向(1)的载荷的状态下)地返回到滚柱滚道路3a上。
需要说明的是，在上述实施方式中，对使滚柱4a循环的循环构件12、 13及滚柱滚道路3a进行了说明，而使滚柱4b循环的循环构件12、 13及 滚柱滚道路3b也为同样的构成。
图20表示将接触角(接触角线9a、 9b和螺纹轴1的轴线所成的角度) 设定为45度的上述实施方式的滚柱螺杆。该情况下，由于接触角线9a、 9b和滚柱4a、 4b的轴线正交，因此，滚柱4a、 4b的轴线和螺纹轴的轴线 所成的角度也成为45度。若将接触角设定为45度，则可在往路及复路上负担等载荷，但是，当要在往复中改变负荷容量时，难以应对。
解决该问题的是图21所示的滚柱螺杆。该例中，使接触角(接触角线31a、 31b和螺纹轴1所成的角度)在排列在一条滚柱滚道路上的滚柱 4a和排列在另一条滚柱滚道路上的滚柱4b上不同。由于接触角线31a、 31b和滚柱4a、 4b的轴线正交，因此，换言之可以说是使滚柱4a、 4b 的轴线和螺纹轴1的轴线所成的角度在排列在一条滚柱滚道路上的滚柱4a 和排列在另一条滚柱滚道路上的滚柱4b上不同。在此，排列在一条滚柱 滚道路33a上的滚柱组4a的接触角全部共同，排列在另一条滚柱滚道路 33b上的滚柱组4b的接触角也全部共同。可是，滚柱组4a的接触角和滚 柱组4b的接触角有差别。由此，可获得在往复中负荷容量不同的滚柱螺 杆。
如图20所示，在将接触角设定为45度时，如果是相同直径的滚柱4a、 4b，则负荷容量也被保持为一定。能够使负荷容量自由增减的是图22所 示的那种将接触角设定为45度以外的例子。在该例中，排列在一条滚柱 滚道路33a上的滚柱组4a的接触角和排列在另一条滚柱滚道路33b上的 滚柱组4b的接触角相同，设定为45度以外。
在这些图20 图22所示的滚柱螺杆上，排列在一条滚柱滚道路3a、 32a、 33a上的滚柱4a的侧面在形成于螺纹轴1的外周面上的螺纹牙ld的 一侧的壁面上滚动，排列在剩余的一条滚柱滚道路3b、 32b、 33b上的滚 柱4b的侧面在螺纹牙ld的另一侧的壁面上滚动。而且，排列在一条滚柱 滚道路3a、 32a、 33a上的滚柱4a的侧面在形成于螺母2的内周面上的螺 纹牙2d的一侧的壁面上滚动，排列在剩余的一条滚柱滚道路3b、 32b、 33b 上的滚柱4b的侧面在螺纹牙2d的另一侧的壁面上滚动。如此地，若以滚 柱4a、 4b在螺纹牙ld、 2d的两侧的壁面上滚动的方式进行构成，则施加 于螺纹牙ld、 2d的载荷的平衡将会良好。
图23为将图20所示的滚柱螺杆的构造更简明地表示的例子。在螺纹 轴1的螺纹牙ld和螺纹牙ld之间形成有从排列在滚柱滚道路上的滚柱4a、 4b的端面离开的圆筒形的螺纹牙根部le。螺纹牙根部le的外径比螺纹牙 ld的外径小。在螺母上也同样形成螺纹牙根部2e。由此，螺纹轴l在圆 棒的表面以螺纹牙ld突出的方式形成，螺母2在筒的内面以螺纹牙2d突
出的方式形成。若如此地形成螺纹牙根部le、 2e，则能够防止滚柱4的端 面与螺母2干涉。而且，因为螺纹轴1及螺母2的形状都变得简单，所以， 前加工(粗加工)可简单完成，槽形状测定等产品评定也容易。特别是在 将螺纹牙ld、 2d的壁面进行磨削加工时，由于螺纹牙根部le、 2e将会避 开砂轮，因此，能够便于磨削加工。
需要说明的是，本发明的滚柱螺杆不限于上述实施方式，在不变更本 发明的主旨的范围内，对于其他的实施方式也能实现。例如，在上述实施 方式中，采用两条滚柱螺杆，但也可以采用三条滚柱螺杆， 一条以能够负 载螺纹轴的轴线之一方向的载荷的方式排列滚柱，剩余的两条以能够负载 螺纹轴的轴线之相反方向的载荷的方式排列滚柱。此外也可以采用四条滚 柱螺杆，两条以能够负载螺纹轴的轴线之一方向的载荷的方式排列滚柱， 剩余的两条以能够负载螺纹轴的轴线之相反方向的载荷的方式排列滚柱。 还有，也可以制成五条以上的滚柱螺杆。
另外，对于循环构件，不限于该实施方式的这种端盖方式的循环构件， 也可采用回流管方式等各种方式的循环构件。还有，在该实施方式中，采 用直径和长度大致相等的圆筒形的滚柱，将无负荷滚柱返回通路的剖面形 状形成为正方形，但是，此外也可以采用直径和长度不同的圆筒形的滚柱， 将无负荷滚柱返回通路的剖面形状配合滚柱的形状而形成为长方形，其他 也可以采用圆锥形的滚柱，将无负荷滚柱返回通路的剖面形状形成为配合 圆锥形状的滚柱的梯形形状。还有，也可以将防止滚柱彼此接触的护圈设 于滚柱之间。
本说明书基于2005年6月30日申请的特愿2005 — 192241。该内容全 都包含在其中。
权利要求
1、一种滚柱螺杆，其特征在于，具备在外周面上形成有滚柱进行滚动的两条以上的螺旋状滚柱滚道面的螺纹轴；在内周面上形成有与所述螺纹轴的所述滚柱滚道面对置的两条以上的螺旋状滚柱滚道面的螺母；和排列在所述螺纹轴的所述滚柱滚道面和所述螺母的所述滚柱滚道面之间的两条以上的滚柱滚道路上的多个滚柱，在一条滚柱滚道路上并行排列有多个滚柱，在另一条滚柱滚道路上也并行排列有多个滚柱，排列在所述一条滚柱滚道路上的所述多个滚柱能够负载所述螺纹轴的轴线方向之一方向的载荷，排列在所述另一条滚柱滚道路上的所述多个滚柱能够负载所述螺纹轴的轴线方向之相反方向的载荷。
2、 根据权利要求l所述的滚柱螺杆，其特征在于， 在包括所述螺纹轴的轴线的剖面中，所述滚柱的轴线和所述螺纹轴的轴线所成的角度，在排列在所述一条滚柱滚道路上的滚柱和排列在所述另 一条滚柱滚道路上的滚柱上不同。
3、 根据权利要求1或2所述的滚柱螺杆，其特征在于， 所述滚柱为圆筒形，在包括所述螺纹轴的轴线的剖面中，所述滚柱的轴线和所述螺纹轴的 轴线所成的角度，在排列在所述一条滚柱滚道路上的滚柱及排列在所述另 一条滚柱滚道路上的滚柱上均设定为45度以外。
4、 根据权利要求1 3中任一项所述的滚柱螺杆，其特征在于， 排列在所述一条滚柱滚道路上的滚柱的侧面在形成于所述螺纹轴的外周面的螺纹牙的一侧的壁面上滚动，排列在所述另一条滚柱滚道路上的 滚柱的侧面在所述螺纹轴的所述螺纹牙的另一侧的壁面上滚动，排列在所述一条滚柱滚道路上的滚柱的侧面在形成于所述螺母的内 周面的螺纹牙的一侧的壁面上滚动，排列在所述另一条滚柱滚道路上的滚 柱的侧面在所述螺母的所述螺纹牙的另一侧的壁面上滚动。
5、 根据权利要求4所述的滚柱螺杆，其特征在于，在所述螺纹轴及所述螺母的至少一方的螺纹牙和螺纹牙之间，形成有 从排列在所述滚柱滚道路上的滚柱的端面离开的圆筒形的螺纹牙根部。
6、 一种滚柱螺杆的制造方法，将多个滚柱排列在螺纹轴的滚柱滚道 面和螺母的滚柱滚道面之间的两条以上的滚柱滚道路上，其特征在于，包括在一条滚柱滚道路上并行排列多个滚柱的工序；和在另一条滚柱滚道路上也并行排列多个滚柱的工序，排列在所述一条滚柱滚道路上的所述多个滚柱能够负载所述螺纹轴的轴线方向之一方向的载荷，排列在所述另一条滚柱滚道路上的所述多个滚柱能够负载所述螺纹轴的轴线方向之相反方向的载荷。
全文摘要
本发明提供一种滚柱螺杆，其能够承受螺纹轴的轴线方向的两方向的载荷，而且，滚柱的端面和滚柱滚道槽不易干涉。在螺纹轴(1)的滚柱滚道面(1a、1b)和螺母(2)的滚柱滚道面(2a、2b)之间设置两条以上的滚柱滚道路(3a、3b)。在一条滚柱滚道路(3a)上并行排列多个滚柱(4a)，在另一条滚柱滚道路(3b)上也并行排列多个滚柱(4b)。排列在一条滚柱滚道路(3a)上的多个滚柱(4a)能够负载螺纹轴(1)的轴线方向之一方向((1))的载荷，排列在另一条滚柱滚道路(3b)上的多个滚柱(4b)能够负载螺纹轴(1)的轴线方向之相反方向((2))的载荷。
文档编号F16H25/24GK101203698SQ20068002205
公开日2008年6月18日 申请日期2006年6月16日 优先权日2005年6月30日
发明者上杉正和, 吉田明正, 永井知, 荒居宏之, 藤田聪, 西村健太郎 申请人:Thk株式会社