螺杆组件及包括其的输送装置的制作方法

本发明涉及螺杆组件及包括其的输送装置。

背景技术：
滚珠螺杆作为转换运动方向的装置中之一在各种自动化设施中与马达连接而广泛使用于位置控制。滚珠螺杆包括外周面上形成有螺纹的长杆形态的螺杆和与该螺杆配合的滚珠螺母(ballnut)。在滚珠螺母配置有与螺杆的螺纹接触的多个钢球。滚珠螺母与成为输送对象的机械装置等配合，螺杆其两端以能够旋转的方式与另一机械装置配合。螺杆的一端通过联轴器(coupling)与马达连接而旋转，由此，滚珠螺母沿螺杆的长度方向移动。螺杆的一侧由轴承所支撑。在现有技术的情况下，螺杆的末端具有加工成小于其中央部直径的配合端，且在该配合端设有轴承。通过了轴承的配合端与联轴器的一侧配合。联轴器的另一侧配合有马达，马达的动力通过联轴器而传递至螺杆。螺杆按照加工方法而可以区分为利用滚轧制造的螺杆和利用磨削制造的螺杆。磨削加工由于一边切削圆筒形的母材一边加工螺纹和配合端，因此，能够精密地加工螺杆。但是，磨削加工具有制造费用高的缺点。与磨削加工相比，滚轧加工具有适合于大量生产且费用低廉的优点，但具有难以管理螺纹牙顶所形成的螺纹牙顶外径公差的缺点。即、在滚轧加工的情况下，频繁出现螺纹牙底所形成的圆的中心与配合端的轴中心不一致的情况。因此，在螺杆工作时存在有可能伴随振动的危险。

技术实现要素：
技术问题本发明的实施例提供一种螺杆组件及包括其的输送装置，所述螺杆组件能够简便且精准地对准轴中心，并耐负荷且便于拆装。解决问题方案根据本发明一实施例的螺杆组件，包括：螺杆；轴承轴，上述螺杆的一部分插入在该轴承轴中；以及，填充部件，位于上述螺杆的螺纹牙底与上述轴承轴的内周面之间，上述填充部件的外周面直径，以大于上述螺杆的外周面直径且与上述轴承轴的内周面直径相同或大于上述轴承轴的内周面直径的方式形成。上述填充部件是弹簧，上述弹簧其剖面形状具有实质上为直线的部分，且上述弹簧的直线部分能够与上述轴承轴的内周面相接。上述轴承轴包括夹紧部，上述夹紧部能够箍紧上述填充部件和上述螺杆。上述螺杆组件能够进一步包括：壳体，上述轴承轴位于该壳体内部；轴承，设置于上述壳体内部，并支撑上述轴承轴；以及，连接部件，设置于上述壳体内部，且一侧与上述轴承轴配合。上述螺杆组件能够进一步包括至少一部分插入在上述壳体中的马达，上述马达的轴能够与上述连接部件的另一侧配合。上述连接部件的一侧面能够按压支撑上述轴承。上述螺杆组件能够进一步包括固定部件，其位于上述连接部件与上述轴承之间且按压支撑上述轴承。根据本发明另一实施例的螺杆组件能够包括：螺杆；轴承轴，上述螺杆的一部分插入在该轴承轴中；填充部件，位于上述螺杆的螺纹牙底与上述轴承轴的内周面之间；以及，固定螺栓，贯通上述轴承轴而与上述螺杆连结。根据本发明一实施例的输送装置，包括：如上记载的螺杆组件；框架，其与上述壳体连接，且以能够旋转的方式设有上述螺杆；以及，工作台，其与上述螺杆连接而进行直线移动。发明效果根据本发明的实施例，由于并不是螺杆的螺纹牙顶与轴承轴相接，而是弹簧与轴承轴相接，其中，所述弹簧的中心与螺纹牙底所形成的假想的圆中心一致，因而它们的中心能够与轴承轴的中心一致。由此，轴承轴、弹簧、以及螺杆以螺杆的螺纹牙底所形成的圆中心为旋转轴而旋转，因而能够预防轴中心不一致所导致的螺杆的振动等，并且，能够准确地控制滚珠螺母的位置。根据本发明的实施例，由于弹簧的非为圆形部分的直线部分与轴承轴的内周面相接，因而最大限度地加大接触面积从而能够提高摩擦力，而且夹紧部由螺栓所箍紧而向螺杆的螺纹牙底方向加压弹簧，从而弹簧能够牢靠地固定于轴承轴。根据本发明的实施例，由于无需为了将螺杆与轴承轴配合而加工螺杆末端，且螺杆以配合有弹簧的状态与轴承轴配合，因而能够省去螺杆的末端加工时间。根据本发明的实施例，配合有弹簧的螺杆与轴承轴配合，且轴承轴与设置于壳体的轴承配合。即、在本发明的实施例的情况下，也可以不像现有技术那样形成螺杆的配合端，因而能够使用内径再大一点的轴承，因此，能够提高螺杆的支撑力。根据本发明的实施例，通过连接部件的夹紧部操作而箍紧马达轴和轴承轴，因而便于拆装马达轴和螺杆。根据本发明的实施例，在固定螺栓与螺杆的一端部连结时，形成于旋转防止部的一面的凹凸嵌入螺杆的一端部，且形成于另一面的凹凸嵌入轴承轴的内部面，因而防止螺杆与轴承轴各自动作。附图说明图1是表示了根据本发明一实施例的输送装置的立体图。图2是图1中所图示的螺杆组件的立体图。图3是图2中所图示的螺杆组件的一部分分解立体图。图4是图2中所图示的螺杆组件的剖视图。图5是螺杆的剖视图。图6是图2中所图示的轴承轴的剖开立体图。图7是图2中所图示的填充部件的剖开立体图。图8是图2中所图示的连接部件的剖开立体图。图9是根据本发明另一实施例的螺杆组件的装配剖视图。图10是图9中所图示的螺杆组件的分解立体图。图11是根据本发明另一实施例的螺杆组件的装配剖视图。图12是图11中所图示的螺杆组件的分解剖视图。图13是图11中所图示的轴承轴和马达的分解立体图。图14是图11中所图示的A部分放大图。图15是表示了根据本发明另一实施例的螺杆组件的剖视图。具体实施方式以下，参考附图详细说明本发明的实施例，以使本领域普通技术人员能够容易实施本发明。但本发明能够以各种不同方式具体实现，且并不限定于这里所说明的实施例。在整个说明书中，对于相似的部分标注了相同的附图标记。下面参考图1至图4说明根据本发明一实施例的螺杆组件及包括其的输送装置。根据本发明实施例的螺杆组件能够适用于作为本发明的实施例的输送装置，下面以适用了上述螺杆组件的输送装置为主进行说明。图1是表示了根据本发明一实施例的输送装置的立体图，图2是图1中所图示的螺杆组件的立体图，图3是图2中所图示的螺杆组件的分解立体图，图4是图2中所图示的螺杆组件的剖视图。参考图1至图4，根据本实施例的输送装置1包括螺杆组件2、框架60、以及工作台50。螺杆组件2包括螺杆10、填充部件21、31、轴承轴22、32、连接部件40、以及马达M。框架60其大小由所要输送的对象物等所决定。框架60能够固定于地面或加工装置(未图示)，根据情况，加工装置的主体能够起框架作用。在框架60设有螺杆组件2和工作台50。工作台50通过导向件61而与框架60连接，并通过滚珠螺母50a而与螺杆10连接。工作台50通过螺杆10的驱动而进行直线移动。能够以与图1中所图示的形状不同的形状来变更工作台50与导向件61的连接。在工作台50能够置放输送物(未图示)，或加工装置的一部分能够与工作台50配合。固定端部20设置于框架60的一侧，支撑端部30设置于框架60的另一侧。螺杆10以能够旋转的方式设置于固定端部20与支撑端部30之间。固定端部20包括壳体26、设置于壳体26的马达M、轴承轴22、弹簧21、轴承B、连接部件40、以及外圈压板27。螺杆10插入轴承轴22而被固定。螺杆10接受来自马达M的动力传递而旋转，在螺杆10的外周面形成有滚珠螺母50a所移动的螺纹牙底12。在螺纹牙底12配置有滚珠螺母50a的钢球(未图示)。形成于螺杆10的螺纹牙顶11和螺纹牙底12能够通过滚轧加工(rollingofrod)而形成。滚轧加工，由于其特性上的原因，以螺纹牙顶11为基准的螺杆10的中心轴与以螺纹牙底12为基准的螺杆10的中心轴并不一致的情况居多。为了使螺纹牙底12的中心与马达M轴中心一致而在螺杆10的两个边缘的一部分配合填充部件。在本实施例中将弹簧21用作填充部件。沿着螺杆10的螺纹牙底12配置弹簧21。观察弹簧21的剖面，在相当于弹簧21外侧面的部位形成有直线部分211(参考图5、图7)。通过研磨之类能够形成弹簧21的直线部分211。相当于直线部分211的弹簧21的外侧面与将在下面所说明的轴承轴22的内周面相接。但可以省略弹簧21的直线部分211。设置于螺杆10的弹簧21的外周面直径d1大于螺杆10的螺纹牙顶11中最高的螺纹牙顶11所形成的假想的圆直径d2(参考图5)。设有弹簧21的螺杆10的一端插入在轴承轴22的内部。此时，弹簧21的外周面直径d1以与轴承轴22的内周面直径相同或大于轴承轴22的内周面直径的方式形成。因此，弹簧21的外周面与轴承轴22的内周面相接，而螺杆10的螺纹牙顶11并不与轴承轴22的内周面相接。由于弹簧21的非为圆形部分的直线部分211与轴承轴22的内周面相接，因而最大限度地加大接触面积从而能够提高摩擦力，因此，弹簧21能够牢靠地固定于轴承轴22。另外，在为滚轧加工的螺杆10的情况下，并不是高度不规则的螺纹牙顶11与轴承轴22相接，而是弹簧21与轴承轴22相接，其中，所述弹簧21的中心与螺纹牙底12所形成的假想的圆中心一致，因而它们的中心能够与轴承轴22的中心一致。其结果，轴承轴22、弹簧21、以及螺杆10以螺杆10的螺纹牙底12所形成的圆中心为旋转轴而旋转，因而能够预防轴中心不一致所导致的螺杆的振动等。因此，根据本发明则即便使用通过了制作费用相对低的滚轧加工的螺杆也能够得到与使用磨削螺杆相同的高精密度。轴承轴22设置于壳体26的内部，且包括第一配合部227、第二配合部228、以及夹紧部229。在第一配合部227、第二配合部228、以及夹紧部229的内部形成有第一插入孔223和第二插入孔225。在第一配合部227形成有外螺纹2271(参考图6)。在第一插入孔223中插入马达M轴，且在第二插入孔225中插入螺杆10。由于第二插入孔225的截面积大于第一插入孔223的截面积，因此，在第二插入孔225与第一插入孔223之间形成卡坎226。因此，螺杆10在插入至卡坎226之后能够被固定。夹紧部229具有两端相隔的形状，且由螺栓等所箍紧。夹紧部229加压弹簧21的外侧面而牢靠地固定螺杆10。因此，螺杆10在轴承轴22内部并不空转且能够照直接受轴承轴22的旋转力传递。另外，由于夹紧部229同时加压弹簧21的整个外侧面，因此，并不发生螺杆10偏向某一方的问题。第二配合部228与夹紧部229连接，而第二配合部228与夹紧部229的边界一部分228a被隔开，以使夹紧部229能够被箍紧。在第二配合部228配合有轴承B。能够设置一个以上轴承B，且轴承B的一侧由壳体26内部的阶梯262所支撑。轴承B内圈的大小能够根据第二配合部228的大小而决定。外圈压板27与壳体26内部配合，且与轴承B的外圈相接而固定轴承B。第一配合部227与连接部件40配合。连接部件40配置于壳体26的内部，且具有主体41和与主体41的两侧连接的第一和第二夹紧配合部42、43。在连接部件40的内侧形成有第三插入孔403和第四插入孔404(参考图8)。第三插入孔403的截面积形成为大于第四插入孔404的截面积。在第三插入孔403形成有内螺纹405。第一和第二夹紧配合部42、43以实质上与轴承轴22的夹紧部229相似的形态形成。但是，第一和第二夹紧配合部42、43的形状能够随设计而多样地变更。第一配合部227插入第三插入孔403，在该情况下，形成于第一配合部227的外螺纹2271与形成于第三插入孔403的内螺纹405配合。但是，能够省略这种螺纹配合。若第一配合部227插入在第三插入孔403中，则第一夹紧配合部42位于第一配合部227，此时，若第一夹紧配合部42由螺栓所箍紧，则连接部件40和轴承轴22能够更为牢靠地固定。另外，第一夹紧配合部42的侧面与轴承B的内圈相接而固定轴承B，因而并不另需用于固定轴承B的内圈的构成。马达M轴插入于连接部件40的第四插入孔404，同时也插入于轴承轴22的第一插入孔223。马达M轴由第二夹紧配合部43所箍紧。其结果，马达M的旋转力通过马达M轴、连接部件40、轴承轴22等动力传递装置而传递至螺杆10。马达M轴固定于连接部件40，使得马达M轴中心与连接部件40的中心一致，且它们的中心与轴承轴22、螺纹牙底12中心也一致。因此，在马达驱动时，螺杆旋转而不会晃动，从而能够准确地控制滚珠螺母的位置。参考图2和图4，支撑端部30与固定端部20相同地包括壳体26、轴承轴22、弹簧31、轴承B、以及外圈压板27。与固定端部20配合的螺杆10的相反侧末端部分与支撑端部30的轴承轴22配合。根据本实施例的支撑端部30的壳体26、轴承轴22、弹簧31、轴承B、以及外圈压板27能够具有实质上与固定端部20的壳体26、轴承轴22、弹簧21、轴承B、以及外圈压板27相同的构成。但由于支撑端部30具有承托螺杆10的末端部分的功能，因而并不设置马达M。另外，省略连接马达M和轴承轴22的连接部件40(参考图8)。位于支撑端部30的螺杆10能够形成为自由端或固定端。支撑端部30的轴承轴22，由于无需与连接部件40连接，因而能够省略外螺纹。替代省略连接部件40，能够设置用于支撑轴承B的追加性构成(未图示)。除此之外，支撑端部30的壳体26、轴承轴22、弹簧31、轴承B、以及外圈压板27其形状一部分还能够随设计而变更。如在支撑端部30的壳体26的情况下，能够省略与马达对应的孔形状，还能够以开口环(snapring)等替代外圈压板27。下面，参考图9和图10而说明根据本发明另一实施例的螺杆组件。图9是根据本发明另一实施例的螺杆组件的装配剖视图，图10是图9中所图示的螺杆组件的分解立体图。参考图9和图10，根据本实施例的螺杆组件1包括螺杆10、固定端部20、以及支撑端部(未图示)。根据本实施例的固定端部20和支撑端部具有实质上与图1至图8中所图示的固定端部20和支撑端部30相同的构成。但根据本实施例的固定端部20进一步包括固定部件70，且连接部件40和轴承轴22具有一部分不同于图1至图8的构成的形态。根据本实施例的轴承轴22与设置于壳体26的内部的轴承B连接，并包括第一配合部227、第二配合部228、以及夹紧部229。在轴承轴22的内部形成有马达M轴所插入的第一插入孔223和配合有弹簧21的螺杆10所插入的第二插入孔225。在本实施例的情况下，不同于图1至图8中所图示的实施例，在第二配合部228形成有外螺纹2281，而在第一配合部227并未形成外螺纹。轴承B不位于形成有外螺纹2281的部分。第一配合部227的直径与第二配合部228的直径之间存在差异，由此在第一配合部227与第二配合部228的外周面之间形成阶梯差2278。但第一配合部227与第二配合部228的直径能够实质上相同，在该情况下，并不形成阶梯差2278。夹紧部229利用螺栓的箍紧来将弹簧21加压而将螺杆10固定于轴承轴22。因此，螺杆10在轴承轴22内部并不空转且能够照直接受轴承轴22的旋转力传递。另外，由于夹紧部229同时加压弹簧21的整个外侧面，因此，并不发生螺杆10偏向某一方的问题。连接部件40包括第一夹紧配合部42和第二夹紧配合部43。在第一夹紧配合部42的内部形成有第一配合部227所插入的第三插入孔403，且在第二夹紧配合部43的内部形成有马达M轴所插入的第四插入孔404。第三插入孔403的直径形成为大于第四插入孔404的直径。因此，在第三插入孔403与第四插入孔404之间形成有坎42a。在第一配合部227插入第三插入孔403时，阶梯差228a部分能够与第一夹紧配合部42相接。另外，若第一配合部227的端部与坎42a相接，则轴承轴22不再进一步向连接部件40内部插入。若第一配合部227插入在第三插入孔403中，则第一夹紧配合部42位于第一配合部227，此时，若第一夹紧配合部42箍紧，则连接部件40与轴承轴22能够更为牢靠地固定。马达M轴插入连接部件40的第四插入孔404，并由第二夹紧配合部43所箍紧。固定部件70位于连接部件40与轴承B之间，且在其内周面形成有与外螺纹2281配合的内螺纹71。与轴承轴22螺纹配合的固定部件70支撑轴承B的内圈。还能够使用定位螺钉72以提高轴承轴22与固定部件70的配合力。另一方面，箍紧第一夹紧配合部42、第二夹紧配合部43、以及夹紧部229的螺栓以在大致相同线上沿相同方向箍紧的方式就位。若箍紧第一夹紧配合部42、第二夹紧配合部43、以及夹紧部229的螺栓并不是位于相同线上且沿互不相同的方向箍紧，则马达M轴中心与螺杆10的轴中心有可能错开。在本实施例中，附图标记中未说明的符号即阶梯262形成于壳体26的内部而支撑轴承B的外圈，且外圈压板27与壳体26的内部配合而支撑轴承B的外圈。就本实施例的支撑端部而言，能够照直适用图1至图8中所说明的实施例的构成。而支撑端部的各构成还能够适用在本实施例的固定端部20中所适用的各构成。除此之外，图1至图8中所图示的所有构成均能够适用于本实施例。下面，参考图11至图14说明根据本发明另一实施例的螺杆组件。根据本实施例的螺杆组件能够设置于图1中所图示的框架60。图11是根据本发明另一实施例的螺杆组件的装配剖视图，图12是图11中所图示的螺杆组件的分解剖视图，图13是图11中所图示的轴承轴和马达的分解立体图，图14是图11中所图示的A部分放大图。参考图11至图14，根据本实施例的螺杆组件1包括螺杆10、固定端部20、以及支撑端部30。根据本实施例的螺杆10实质上与图1至图4中所图示的螺杆10相同。固定端部20向螺杆10传递动力并支撑螺杆10能够旋转，且固定端部20包括填充部件、轴承轴22、壳体26、外圈压板27、内圈压板28、以及旋转防止部29。填充部件与螺杆10的两个边缘一部分配合。在本实施例中，弹簧21用作填充部件。沿着螺纹牙底12配合弹簧21，螺纹牙底12的中心12C与弹簧21的中心21C一致(参照图14)。弹簧21的外周面直径以大于螺杆10的外径的方式形成，因而比螺杆10的外周面更突出。如图7中所图示，在弹簧21的外侧面能够形成直线部分211。壳体26能够与输送装置的框架、机床等配合，且内部配置有轴承B。在壳体26内部形成有轴承B所卡定的阶梯262。轴承轴22配置于壳体26的内部，且由轴承B所支撑。在轴承轴22一侧配合有马达M轴，轴承轴22与马达M轴由键(key)K所配合。键K由键盖25所固定于轴承轴22。在轴承轴22的另一侧插入有弹簧21所配合的螺杆10的一端部。弹簧21的外周面与轴承轴22的内周面相接。弹簧21的中心21C与螺纹牙底12的中心12C一致。而且，弹簧21与轴承轴22的内周面相接，因而弹簧21的中心21C与轴承轴22的中心22C也一致。因此，螺纹牙底12的中心12C与轴承轴22的中心22C一致，进而与马达M轴中心也一致。在轴承轴22的内部形成有隔壁223a。螺杆10由贯通了隔壁223a的固定螺栓24和从轴承轴22的外部朝向内部配合的定位螺钉23所固定于轴承轴22。旋转防止部29形成为环形，且位于隔壁223a与螺杆10之间。在固定螺栓24与螺杆10配合时，旋转防止部29与螺杆10和隔壁223a紧贴而起着防止螺杆10弯曲或在轴承轴22内部空转的作用。外圈压板27支撑轴承B的外圈部分，内圈压板28支撑轴承B内圈部分。外圈压板27和内圈压板28防止轴承B脱离壳体26。在与壳体26相对的马达M形成有向壳体26内部插入的突出部M2，使得马达M能够精准地与壳体26配合。由于突出部M2与壳体26配合，因而马达M轴与轴承轴22的中心一致。支撑端部30支撑与固定端部20配合的螺杆10的相反侧末端部分，且包括填充部件31、轴承轴22、轴承B、第一固定环34、壳体26、以及第二固定环35。由于支撑端部30具有承托螺杆10的末端部分的功能，因而省略马达。根据本实施例的支撑端部30的填充部件31和轴承B具有实质上与固定端部20的弹簧21和轴承B相同的构成和功能。支撑端部30的壳体26形状与固定端部20的壳体26形状有些差异。例如，支撑端部30的壳体26亦可不具有用于连接马达M的空间，因而不同于固定端部20的壳体26。填充部件31的外侧面与支撑端部30的轴承轴22内侧面相接。在支撑端部30的轴承轴22省略用于与马达M连接的构造。第一固定环34配置于壳体26的内部而与轴承轴22配合，且支撑轴承B的内圈。第二固定环35配置于壳体26内部而支撑轴承B的外圈。第一固定环34和第二固定环35防止轴承B在壳体26内脱离。第一固定环34和第二固定环35其两端部被断开而形成为能够蜷缩、撑开的开口环状。参考图15，作为根据本发明另一实施例的螺杆组件，具有图11至图14中所图示的实施例的大部分构成要素。但本实施例省略了壳体26(参考图11)。由于省略了壳体，因而轴承B固定于机床等主体。在轴承B以能够旋转的方式配合有轴承轴22，且在轴承轴22连接有弹簧21所配合的螺杆10。在轴承轴22连接马达M。另一方面，轴承B的一侧卡定在形成于轴承轴22的坎以防轴承B脱离主体，且另一侧由与轴承轴22连接的外圈压板28所按压而能够被固定。在轴承B一侧的情况下，还能够卡定在形成于主体的卡坎(未图示)而被固定。能够多样地变更而实施防止轴承B脱离主体的构造。此外，其它构成能够适用图11至图14中所图示的所有构成。另一方面，在图1至图4中所图示的实施例中也能够省略壳体26，在该情况下，轴承B能够固定于机床等主体。以上虽然详细说明了本发明的优选实施例，但本发明的权利范围并不限定于此，本领域技术人员利用所附的权利要求书中所定义的本发明的基本概念而进行的各种变形和改进方式均属于本发明的权利范围。