专利名称：滚珠螺杆装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种滚珠螺杆装置，其用作诸如机床、精密机械或传送设备的机械设备的运动体的进给机构。
背景技术：
一般地，在改变滚珠螺杆装置的行程的情况下，是通过根据行程制造单一滚珠螺杆轴来完成的。
在该情况下，当多个螺杆轴连接到一个滚珠螺杆轴中时，滚珠螺杆轴的长度可以容易地改变，以应对改变滚珠螺杆装置的行程的多种需要，但是目前还没有将多个螺杆轴连接到一个滚珠螺杆轴中的现有技术。
在连接多个轴的现有技术中，具有安装孔和螺钉孔的轴向阶梯凹部形成在待连接的其中一个轴的端部，具有安装部和螺钉部的阶梯凹部形成在另一轴的端部，从而将螺钉部旋进螺钉孔中，安装部压入配合到安装孔中，由此防止了连接起来的两个轴之间的径向位移(参见，例如JP5-279928A)。
然而，在上述的轴连接技术中，虽然可以防止两轴之间的径向位移，但由于其周向位置是由螺钉部与螺钉孔开始啮合时的相位以及两轴的邻接面邻接时的旋进长度决定的，故存在一个问题难于对准形成在螺杆轴的外周表面上的滚珠滚动凹槽，这是滚珠螺杆装置的滚珠螺杆轴所固有的。
发明内容
本发明已经解决了上面的问题，本发明的目的是提供可以用于滚珠螺杆装置的通过连结而形成螺杆轴的装置。
为了解决上述问题，本发明的特征在于，提供一种滚珠螺杆装置，其包括多个螺杆轴，每个螺杆轴具有外周表面和形成在该外周表面上的螺旋状的轴滚道凹槽；用于连结螺杆轴的连结件；具有内周表面的螺帽，其带有与轴滚道凹槽相对的螺帽滚道凹槽；以及承载在轴滚道凹槽与螺帽滚道凹槽之间的多个滚珠，其中，通过用连结件在轴滚道凹槽的相位对准时连结所述多个螺杆轴，来形成螺杆轴组件，并且用所述多个滚珠螺旋联接螺杆轴组件的轴滚道凹槽与螺帽滚道凹槽。
在根据本发明的滚珠螺杆装置中，由于通过用连结件在滚道凹槽的相位对准时连结多个螺杆轴来形成螺杆轴组件，因此承载在螺帽中的滚珠可以平滑地通过连结件，并且螺杆轴组件的长度可以容易地改变，以产生能够应对改变滚珠螺杆装置的行程的多种需要的效果。
图1是根据本发明第一示例的滚珠螺杆装置的横截面图。
图2是图1所示的旋进衬套的横截面图。
图3是示出根据本发明第二示例的滚珠螺杆装置的示意性构造的视图。
图4是图3所示的旋进衬套的横截面图。
图5是示出根据本发明第三示例的滚珠螺杆装置的旋进衬套的正视图。
图6是示出根据本发明第四示例的滚珠螺杆装置的旋进衬套的正视图。
图7是根据本发明第五示例的滚珠螺杆装置的横截面图。
图8是根据本发明第六示例的滚珠螺杆装置的横截面图。
图9是图8所示的旋进衬套的横截面图。
图10是示出根据本发明第七示例的滚珠螺杆装置的横截面图。
图11是示出根据本发明第八示例的滚珠螺杆装置的螺杆轴组件的侧视图。
图12是图11所示的线圈体的侧视图。
图13是示出根据本发明第九示例的滚珠螺杆装置的螺杆轴组件的侧视图。
具体实施例方式
参照附图描述根据本发明的滚珠螺杆装置的示例。
图1是根据本发明第一示例的滚珠螺杆装置的横截面图，图2是图1所示的旋进衬套的横截面图。在图1中，根据第一示例的滚珠螺杆装置1包括螺杆轴组件(滚珠螺杆轴)15、螺帽7以及多个滚珠9。
螺帽7由诸如合金钢或碳钢的钢材制成。此外，螺帽7形成为管形，其内径大于螺杆轴组件15的外径，并具有螺旋状的螺帽滚道凹槽8以及凸缘部10，用于通过多个未示出的螺栓将螺帽7固定到机械设备的运动体等。凸缘部10形成在螺帽7的一端，并具有用于供未示出的螺栓插入的多个螺栓孔。
螺帽滚道凹槽8在横截面中形成为基本半弧形。此外，螺帽滚道凹槽8以恒定导程(lead)形成在螺帽7的内周表面上，并与螺杆轴组件15的轴滚道凹槽3相对，这将在下面描述。
滚珠9由例如钢材料(例如，合金钢)或陶瓷材料制成，当螺杆轴组件15旋转时，滚珠9在螺杆轴组件15与螺帽7的滚道凹槽3、8上滚动。而后，滚珠9在沿着螺帽滚道凹槽8滚动之后进入装配到螺帽7的滚珠返回管(未示出)，并通过形成在滚珠返回管中的滚珠返回通道返回到初始位置。
螺杆轴组件15构造为包括第一螺杆轴(轴体)16、第二螺杆轴(轴体)17以及用作连结件的旋进衬套(screw-in spacer)(套筒)11。第一和第二螺杆轴16、17每个都形成为圆形横截面形状，其直径小于螺帽7的内径，并分别具有轴滚道凹槽3。轴滚道凹槽3以与螺帽7的螺帽滚道凹槽8相同的导程形成在螺杆轴16、17的外周表面上。
此外，第一和第二螺杆轴16、17在其一个端部具有与套筒11配合的轴部18、19。轴部18、19每个都分别形成为其外径小于螺杆轴16、17的外径，与螺杆轴16、17共轴，并在其顶端具有插入式螺杆部5。
旋进衬套11在满足下面的关系(1)和(2)的条件下形成为管形，假设其外径为Dk(参照图2)，并具有内周表面11a，该内周表面11a例如通过与轴部18的外周表面18a和轴部19的外周表面19a进行可动配合而配合Dk≤Dp-dw…(1)Dk≥Dp-dw-0.1dw …(2)其中Dp滚珠节距圆的直径(参照图1)，dw滚珠直径。
此外，旋进衬套11在满足下面的关系(3)和(4)的条件下形成为管形，假设其轴向长度为Bk，并具有与轴部18、19的插入式螺杆部5螺旋联接的内孔部12Bk≤Bn(3)Bk＞Bs(4)
其中Bn对应于螺帽滚道凹槽8的有效圈数的轴向长度，Bs轴部18、19的轴向长度。
旋进衬套11的内孔部12形成在旋进衬套11的内周表面上的中心部分处，其导程小于轴滚道凹槽3的导程，其长度超过插入式螺杆部5的轴向长度的两倍。此外，内孔式螺杆部12以小于旋进衬套11的轴向长度Bk的长度形成在旋进衬套11的内周表面上的中心部分处。
循环通道(circulation channel)与螺杆轴组件15的轴滚道凹槽3、对应于轴滚道凹槽3的螺帽的螺帽滚道凹槽8以及连接它们的未示出返回管一起形成，滚珠9和预定量的滑润剂(例如，润滑油)密封在循环通道中。
因此，轴滚道凹槽3和螺帽滚道凹槽8通过滚珠9进行螺旋联接，通过旋转螺杆轴组件15或螺帽7，同时使滚珠9循环通过循环通道，从而使螺帽7在轴向上运动。
此外，可以省去在螺杆轴的端部形成轴部18、19。
在上述构造中，如图1所示，当轴部18、19的插入式螺杆部5旋到旋进衬套11的内孔部12中时，第一螺杆轴16和第二螺杆轴17以这样的状态连接在轴部18的顶端面18b与轴部19的顶端面19b之间形成间隙。因此，通过为每个轴部18、19设定轴向长度Bs，使得旋进衬套11的轴向长度Bk等于轴16的端面16a与螺杆轴17的端面17a之间的轴滚道凹槽3的导程长度，螺杆轴16和螺杆轴17可以这样连接，其中通过将轴部18、19的插入式螺杆部5旋到旋进衬套11的内孔式螺杆部12中直到螺杆轴16、17的端面16a、17a邻接抵靠在旋进衬套11的端面11b上，而使形成到螺杆轴16的外周表面的轴滚道凹槽3的相位与形成到螺杆轴17的外周表面的轴滚道凹槽3的相位对准。
在该示例中，旋进衬套11的轴向长度Bk设定为在螺杆轴16与17之间所截取的轴滚道凹槽3的导程的长度，并且等分分段(fraction)的角度，从而确定每个轴部18、19的插入式螺杆部5与旋进衬套11的内孔式螺杆部12开始啮合的啮合起始处与螺杆轴16、17的每个阶梯端面16a、17a处的轴滚道凹槽3之间的相位差，以及确定螺杆旋转数(是指从插入式螺杆部5与内孔式螺杆部12之间开始啮合到旋进衬套11的端面11b与螺杆轴16的阶梯端面16a、17a邻接为止的旋转数)。
例如，在轴滚道凹槽3的所截导程的长度对应于1.5导程的情况下，分段的角度是180°(360×0.5)，在螺杆旋转数设定为整数的情况下，轴部18、19的插入式螺杆部5与旋进衬套11的内孔式螺杆部12开始啮合的啮合起始处与螺杆轴16、17的每个端面16a、17a处的轴滚道凹槽3之间的相位差确定为90°(180°/2)。
在设定了具有分段的螺杆旋转数的情况下，可以通过将分段的角度与由导程的分段确定的角度相加来确定该相位差。
此外，螺杆轴16、17的插入式螺杆部5与旋进衬套11的内孔式螺杆部12的啮合起始处与螺杆轴16、17的端面16a、17a处的轴滚道凹槽3之间的相位差可以设定为，使得总和等于由导程的分段确定的角度，从而可以确定与之相对应的螺杆旋转数。
虽然该示例示出旋进衬套11的端面11b与螺杆轴16、17的端面16a、17a彼此邻接抵靠的情况，但是由于每个部件的制造误差，即使当端面彼此邻接抵靠时，螺杆轴16、17的轴滚道凹槽3的相位有时也不能对准。该情况下，螺杆轴16、17对该旋进衬套11的旋进量可以这样来调节另外加工旋进衬套11，以缩短旋进衬套11的长度或在旋进衬套11的端面11b与螺杆轴16、17的端面16a、17a之间插入薄板，例如细小件。
另外，不总是必须使旋进衬套11的端面11b与螺杆轴16、17的端面16a、17a邻接，而是可以在旋进衬套11的端面11b与螺杆轴16、17的端面16a、17a之间设置间隙，从而通过使与滚珠装配在一起的螺帽从一个螺杆轴运动到另一螺杆轴，而使形成在螺杆轴16、17的外周表面的轴滚道凹槽3的表面相对准。
现在解释上述构造的操作。在使用旋进衬套11作为连结件连结具有上述各部分尺寸的螺杆轴16、17时，形成在螺杆轴16一端的轴部18的插入式螺杆部5旋到旋进衬套11的内孔式螺杆部12中，并且进一步旋进，同时配合轴部18的外周表面18a和旋进衬套11的内周表面11a，以使旋进衬套11的其中一个端面11b与螺杆轴16的端面16a邻接，以夹紧它们。
而后，螺杆轴17以与上述相同的方式从旋进衬套11的相反侧旋进，旋进衬套11的另一端面11b与螺杆轴17的端面17a邻接并夹紧它们。
因此，两个螺杆轴16、17在轴滚道凹槽3的相位对准的状态下装配到单一螺杆轴组件15中。
当通过借助多个滚珠9将螺帽7旋进螺杆轴组件15而装配滚珠螺杆装置1，并旋转螺杆轴组件15时，例如，螺帽7在螺杆轴组件15的轴向上运动。
当螺帽7到达螺杆轴16与螺杆轴17之间的连结部时，滚珠9脱离螺杆轴16的轴滚道凹槽3，并被引导沿着螺帽滚道凹槽8，同时被支撑在旋进衬套11的外周表面上，在旋进衬套11的外周表面上滚动，并到达螺杆轴17的端面17a。而后，当滚珠9到达螺杆轴17的端面17a时，滚珠9转移到螺杆轴17的轴滚道凹槽3，并在螺杆轴17的轴滚道凹槽3上滚动。
在该情况下，由于旋进衬套11的轴向长度Bk是在螺杆轴16、17之间截取的轴滚道凹槽3的导程的长度，并且由螺杆旋转数、以及内孔式螺杆部12与插入式螺杆部5的啮合起始处与轴滚道凹槽3的开口端之间的相位差而对准螺杆轴16、17的轴滚道凹槽3的相位，因此滚珠9可以平滑地通过旋进衬套11从螺杆轴16运动到螺杆轴17。
此外，由于使旋进衬套11的外径Dk等于或小于滚珠节距圆直径Dp减去滚珠9的直径Dw所得到的直径，因此滚珠9以处于螺帽滚道凹槽8与衬套11的外周表面之间的状态在衬套11的外周表面上滚动，从而可以防止螺帽7运动阻力的增加。
此外，由于轴部18、19与螺杆轴16、17共轴地形成，因此当用旋进衬套11连接螺杆轴16、17时，可以保持共轴状态。
此外，由于使旋进衬套11的轴向长度Bk等于或小于对应于螺帽滚道凹槽8的有效圈数的轴向长度，因此当螺帽7通过旋进衬套11的外周表面时，多个承载滚珠9中至少一个可以一直在轴滚道凹槽3与螺帽滚道凹槽8之间滚动，从而螺帽7可以平滑地从螺杆轴16转移到螺杆轴17。
此外，由于使旋进衬套11的轴向长度Bk大于轴部18和19的轴向长度的总和，因此旋进衬套11的端面11b可以总是邻接抵靠在螺杆轴16和17的端面16a、17a上，并可以通过控制旋进衬套11的轴向长度Bk，容易地控制螺杆轴组件15的轴向长度或螺杆轴16、17之间的距离。
如上所述，在第一示例中，由于螺杆轴组件15是在螺杆轴16的轴滚道凹槽3与螺杆轴17的轴滚道凹槽3的相位对准时，用旋进衬套11作为连结件连接螺杆轴16和螺杆轴17而形成的，因此可以使滚珠9平滑地滚动，并且螺杆轴组件(滚珠螺杆轴)15的长度可以容易地改变，从而能够应对滚珠螺杆装置的行程变化的多种需求。
此外，由于使衬套11的外径Dk等于或小于滚珠节距圆直径Dp减去滚珠直径dw所得到的直径，滚珠9以处于螺帽滚道凹槽8与衬套11的外周表面之间的状态在衬套11的外周表面上滚动，因此可以防止螺帽7运动阻力的增加。
此外，由于使衬套11的轴向长度Bk等于或小于与螺帽滚道凹槽8的有效圈数相对应的轴向长度，因此当螺帽7通过螺杆轴16与螺杆轴17之间的连接部时，所装载的多个滚珠中至少一个可以一直在轴滚道凹槽3与螺帽滚道凹槽8之间滚动，从而螺帽可以平滑地在多个螺杆轴之间转移。
在第一示例中，虽然已经描述了构成螺杆轴组件的多个螺杆轴的数量是两个的情况，但是当螺杆轴以与上述相同的方式连结时，可以连结任意数量的螺杆轴，以提供与上述相同的效果。
下面，将参照图3和图4描述本发明的第二示例，其中与图1和图2中相同的部分用相同的附图标记表示，并将省去对这些部分的详细解释。
在图3中，根据该第二示例的滚珠螺杆装置1包括螺杆轴组件(滚珠螺杆轴)15、螺帽7以及多个滚珠9。螺帽7形成为管形，其内径大于螺杆轴组件15的外径，并具有螺旋状的螺帽滚道凹槽8。螺帽滚道凹槽8以恒定导程形成到螺帽7的内周表面，并与螺杆轴组件15的轴滚道凹槽3相对。
螺帽7可旋转地由容纳在轴箱22中的两个角接触球轴承23支撑，并由驱动电机26通过环形带29(例如，同步皮带)旋转地驱动，轴箱22包括固定到螺帽7的外周表面的内壳24以及固定到诸如机械设备的活动工作台(未示出)的外壳25。驱动电机26附接到固定在轴箱22的外壳25的电机托架27。环形带29设置在附接到驱动电机26的旋转轴的主动带轮28与附接到螺帽7的从动带轮30之间。
当螺杆轴组件15旋转时，滚珠9相应地沿着螺杆轴组件15和螺帽7的滚道凹槽3、8滚动。而后，滚珠9在沿着螺帽滚道凹槽8滚动之后进入装配到螺帽7上的滚珠返回管(未示出)，而后通过形成在滚珠返回管中的滚珠返回通道返回到初始位置。
螺杆轴组件(滚珠螺杆轴)15构造为包括第一螺杆轴16、第二螺杆轴17以及用作连结件的旋进衬套(套筒)41。螺杆轴组件15由位于其两端的轴保持床31不可旋转地支撑。
旋进衬套11在轴芯部具有润滑剂通道32，用于将从螺杆轴保持床31供给的诸如润滑油的液体润滑剂引导到轴部18、19的两顶端。润滑剂通道32分别在轴部18、19的顶端面18b、19b处具有开口。从润滑剂通道32的开口部流出的润滑剂流过设置在旋进衬套11中的润滑剂供给孔33(参照图4)而供给到螺杆轴组件15的轴滚道凹槽3等。在避开在螺杆轴16、17之间截取的轴滚道凹槽3的轨道时，打出润滑剂供给孔33，以不阻碍滚珠9通过旋进衬套11的外周表面运动。
将描述该构造的操作。与上述第一示例相同方式组装的滚珠螺杆装置1是这样装配成滚珠螺杆装置组件21的将螺杆轴组件15的两端保持到螺杆轴保持床31，将螺帽7固定到轴箱22，并将环形带29放置在主动带轮28与从动带轮30之间。
而后，当电机26旋转时，主动带轮28的旋转力通过环形带29和从动带轮28传输到螺帽7，从而使螺帽7旋转。
在该情况下，由于螺帽7可由角接触球轴承23旋转地支撑，因此仅螺帽7旋转并在两端保持到螺杆轴保持床31的螺杆轴组件15上作轴向运动，从而使机械设备的活动床等在轴向运动。
当螺帽7到达螺杆轴16与螺杆轴17之间的连结部时，滚珠9以与第一示例中相同的方式在旋进衬套11的外周表面上滚动。
在螺帽7通过螺杆轴16与螺杆轴17之间的连结部时，润滑剂在压力下从未示出的润滑剂供给装置送出，并通过螺杆轴保持床31和润滑剂通道32从螺杆轴16、17的端面处的间隙供给到旋进衬套11内部。润滑剂流过润滑剂供给孔33到螺帽7与旋进衬套11之间的部分，从而将润滑剂供给到通过这里的滚珠。在螺帽7通过后，润滑剂的供给停止。
在该情况下，由于避开在螺杆轴16与17之间截取的轴滚道凹槽3的轨道时打出润滑剂供给孔33，因此滚珠9可以平滑地通过，而不掉落到润滑剂供给孔33中，并且可以打出相对较大的孔，以充分供给润滑剂。
此外，不再必须设置润滑剂供给孔33，而将润滑剂供给孔33设置到旋进衬套11，以易于螺杆轴16、17的制造。
此外，由于该示例中的旋进衬套11在其与螺杆轴16、17的阶梯端面16a、17a邻接抵靠的端面11b处夹紧，因此润滑剂不会漏到外面。
如上所述，在第二示例中，由于润滑剂供给孔33设置或形成到作为连结件的旋进衬套11，因此可以省去在轴滚道凹槽中打出润滑剂供给孔，从而缩短螺杆轴的制造时间，并具有与第一示例相同的效果。
此外，由于避开在螺杆轴16与17之间截取的轴滚道凹槽3的轨道时打出润滑剂供给孔33，因此这可以防止滚珠9在通过旋进衬套11的外周时掉落到润滑剂供给孔中，并且可以打出相对较大的润滑剂供给孔，以充分供给润滑剂。
在第二示例中，虽然示出一个润滑剂供给孔33设置到旋进衬套11，但是两个或更多的润滑剂供给孔33可以设置到旋进衬套11，如图5所示的第三示例以及图6所示的第四示例中的情况。总之，润滑剂供给孔33的数量可以根据待供给的润滑剂的量而确定。
此外，在图3和图4所示的示例中，示出轴滚道凹槽的轨道向下，润滑剂供给孔的周向位置不局限于仅仅是向下方向，而是可以指向侧向或向上。在该情况下，当润滑剂供给孔设置在除了向下方向以外的位置时，特别是设置在侧向位置或向上位置时，可以防止润滑剂在螺帽通过后下坠。
而后，将参照图7描述本发明的第五实施例。
在图7中，根据该第五示例的滚珠螺杆装置1包括螺杆轴组件(滚珠螺杆轴)15、螺帽7以及多个滚珠9。螺帽7形成为管形，其内径大于螺杆轴组件15的外径，并具有螺旋状的螺帽滚道凹槽8。螺帽滚道凹槽8以恒定导程形成在螺帽7的内周表面上，并与螺杆轴组件15的轴滚道凹槽3相对，这在以后描述。
当螺杆轴组件15旋转时，滚珠9相应地沿着螺杆轴组件15与螺帽7的滚道凹槽3、8滚动。而后，滚珠9在沿着螺帽滚道凹槽8滚动之后进入装配到螺帽7的滚珠返回管(未示出)，并通过形成在滚珠返回管中的滚珠返回通道返回到初始位置。
螺杆轴组件(滚珠螺杆轴)15构造为包括第一螺杆轴16、第二螺杆轴17以及用作连结件的旋进衬套(套筒)11。第一和第二螺杆轴16、17每个都形成为圆形横截面形状，其直径小于螺帽7的内径，并分别具有螺旋状的轴滚道凹槽3。轴滚道凹槽3以与螺帽7的螺帽滚道凹槽8相同的导程形成在螺杆轴16、17的外周表面上。
此外，螺杆轴16、17在其一个端部具有与套筒11配合的轴部18、19。轴部18、19每个都形成为其外径小于螺杆轴16、17的外径，与螺杆轴16和17共轴，并在其顶端具有插入式螺杆部5。
旋进衬套11在满足下面的关系(1)和(2)的条件下形成为管形，假设其外径为Dk，并具有内周表面11a，该内周表面11a例如通过与轴部18、19的外周表面18a、19a进行可动配合而配合Dk≤Dp-dw …(1)Dk≥Dp-dw-0.1dw…(2)其中Dp滚珠节距圆的直径dw滚珠直径此外，旋进衬套11在满足下面的关系(3)和(5)的条件下形成为管形，假设其轴向长度为BkBk≤Bn…(3)Bk＞Bs…(5)其中Bn对应于螺帽滚道凹槽8的有效圈数的轴向长度，Bs轴部18、19的轴向长度内孔式螺杆部12形成在旋进衬套11的内周表面上的中心部分处，其导程小于轴滚道凹槽3的导程，其长度超过插入式螺杆部5的轴向长度的两倍。此外，内孔式螺杆部12以小于旋进衬套11的轴向长度Bk的长度形成在旋进衬套11的内周表面上的中心部分处。
通过上述构造，如图7所示，当轴部18、19的插入式螺杆部5压入配合到衬套11的内孔式螺杆部12中时，第一螺杆轴16和第二螺杆轴17以轴部18的顶端面18a与轴部19的顶端面19a邻接的状态而连接。因此，当轴部18、19的轴向长度Bs设置成使得轴部18、19的轴向长度Bk为轴滚道凹槽3在螺杆轴16的端面16a与螺杆轴17的端面17b之间的导程长度的1/2时，通过将轴部18、19的插入式螺杆部5旋进到衬套11的内孔部12中直到轴部18的端面18b与轴部19的顶端面19b彼此邻接抵靠，螺杆轴16和螺杆轴17可以以这样的状态连接形成在螺杆轴16的外周表面上的滚道凹槽3的相位与形成在螺杆轴17的外周表面上的轴滚道凹槽3的相位对准。
此外，插入式螺杆部5和内孔式螺杆部12啮合开始处与轴滚道凹槽3的开口端之间的相位差可以设定为，使得总和等于由导程的分段确定的角度，从而可以相应地确定螺杆旋转数以及轴部18、19的轴向长度Bs。
下面解释上述构造的操作。
在使用旋进衬套11作为连结件连结具有上述各部分尺寸的螺杆轴16、17的情况下，形成在螺杆轴16一端的轴部18的插入式螺杆部5旋到旋进衬套11的内孔式螺杆部12中，并在轴部18的外周表面18a与衬套11的内周表面11a配合的同时进一步旋进以旋转预定的螺杆旋转数。
而后，将螺杆轴17以与上述相同的方式从旋进衬套11的相反侧旋进螺杆旋转数，并且轴部18、19的顶端面在旋进衬套11的内部彼此邻接并夹紧。
因此，两个螺杆轴16、17可以以轴滚道凹槽3的相位对准的状态组装成单一螺杆轴组件。
由于滚珠螺杆装置1的其它组装，滚珠9通过旋进衬套11等的操作与上述在第一实施例中的操作相同，故省去对其的描述。
如上所述，在第五示例中，由于使旋进衬套11的轴向长度Bk比轴部18、19的轴向长度Bs的总和短，因此螺杆轴16、17的端面可以总是彼此邻接抵靠，并且可以通过控制轴部18、19的轴向长度Bs，容易地控制螺杆轴组件15的轴向长度和螺杆轴16与17之间的距离，并且通过将旋进衬套11的轴向长度Bk的精加工精度设定为中等水平，可以提高衬套的生产率。
然后，参照图8和图9描述本发明的第六示例。
在图8中，根据第六示例的滚珠螺杆装置1包括螺杆轴组件(滚珠螺杆轴)15、螺帽7以及多个滚珠9。螺帽7形成为管形，其内径大于螺杆轴组件15的外径，并具有螺旋状的螺帽滚道凹槽8。螺帽滚道凹槽8以恒定导程形成在螺帽7的内周表面上，并与螺杆轴组件15的滚道凹槽3相对，这在以后描述。
当螺杆轴组件15旋转时，滚珠9相应地沿着螺杆轴组件15与螺帽7的滚道凹槽3、8滚动。而后，滚珠9在沿着螺帽滚道凹槽8滚动之后进入装配到螺帽7上的滚珠返回管(未示出)，并通过形成在滚珠返回管中的滚珠返回通道返回到初始位置。
螺杆轴组件(滚珠螺杆轴)15构造为包括第一螺杆轴16、第二螺杆轴17以及用作连结件的旋进衬套(套筒)41。
第一和第二螺杆轴16、17每个都形成为圆形横截面形状，其直径小于螺帽7的内径，并分别具有螺旋状的轴滚道凹槽3。轴滚道凹槽3以与螺帽7的螺帽滚道凹槽8相同的导程形成在螺杆轴16、17的外周表面上。
此外，螺杆轴16、17各在其一个端部具有与套筒41配合的轴部18、19。轴部18、19每个都形成为其外径小于螺杆轴16、17的外径，与螺杆轴16、17共轴，并在其顶端具有插入式螺杆部5。
配合的旋进衬套41具有例如通过与轴部18、19的外周表面18a、19a压入配合而配合的内周表面41a。配合的旋进衬套41在满足下面的关系(1)和(2)的条件下形成为管形，假设其外径为DkDk≤Dp-dw …(1)Dk≥Dp-dw-0.1dw…(2)其中Dp滚珠节距圆的直径，dw滚珠直径。
此外，旋进衬套41在满足下面的关系(3)和(4)的条件下形成为管形，假设轴向长度为BkBk≤Bn…(3)Bk＞Bs…(4)其中Bn对应于螺帽滚道凹槽8的有效图数的轴向长度，Bs轴部18、19的轴向长度。
通过上述构造，如图8所示，当螺杆轴16、17的轴部18、19压入配合到旋进衬套41中时，螺杆轴16和螺杆轴17以轴部18的顶端面18a与轴部19的顶端面19a之间形成间隙的状态而连接。因此，当轴部18、19的轴向长度Bs设置成使得旋进衬套41的轴向长度Bk等于轴滚道凹槽3在螺杆轴16的端面16a与螺杆轴17的端面17b之间的导程长度时，通过将螺杆轴16、17的轴部18、19插入到旋进衬套41中直到螺杆轴16、17的端面16a、17a邻接抵靠在旋进衬套41的端面41b上，螺杆轴16和螺杆轴17可以以这样的状态连接形成在螺杆轴16的外周表面上的滚道凹槽3的相位与形成在螺杆轴17的外周表面上的轴滚道凹槽3的相位对准。
下面解释上述构造的操作。
在使用旋进衬套41作为连结件连结具有上述各部分尺寸的螺杆轴16、17的情况下，螺杆轴16的轴部18压入配合到旋进衬套41中，以使旋进衬套41的端面41b邻接抵靠在螺杆轴16的端面16a上。
而后，与装载有多个滚珠9的螺帽7相同的夹具螺旋联接到螺杆轴16并固定到连结部，并且螺杆轴17的轴部19在螺杆轴17的轴滚道凹槽3与滚珠9进行螺旋联接的同时以与上述相同的方式从螺杆轴16的相对侧压入配合到旋进衬套41中。
在该情况下，由于夹具固定，因此螺杆轴17在夹具的滚珠9的引导下被迫使旋转，并连同由于通过压入配合导致的螺杆轴17的轴向运动，并且旋进衬套41的端面41b与螺杆轴16、17的端面16a、17a邻接。
因此，两个螺杆轴16、17可以以轴滚道凹槽3的相位对准的状态组装成单一螺杆轴组件15。
由于滚珠螺杆装置1的其它组装，滚珠通过旋进衬套11的操作等与上述在第一实施例中的操作相同，故省去对其的描述。
如上所述，在第六示例中，除了与第一示例相同的效果，由于使旋进衬套41的轴向长度Bk比轴部18、19的轴向长度Bs的总和长，并通过压入配合形成螺杆轴组件，因此旋进衬套41的端面41b总是可以邻接抵靠在螺杆轴16、17的端面16a、17a上，并且可以通过控制旋进衬套41的轴向长度Bk，容易地控制螺杆轴组件的轴向长度以及螺杆轴16、17之间的距离，并且还可以容易地对准螺杆轴的滚道凹槽的相位，从而可以提高作为连结件的旋进衬套的生产率。
在利用该示例中的旋进衬套进行压入配合来连结螺杆轴的情况下，可以通过与第二示例中相同在旋进衬套41中形成润滑剂供给孔33并将润滑剂通道32设置到螺杆轴16、17，获得与第二示例相同的效果。
然后，参照图10描述本发明的第七示例。
在图10中，根据第七示例的滚珠螺杆装置1包括螺杆轴组件(滚珠螺杆轴)15、螺帽7以及多个滚珠9。螺帽7形成为管形，其内径大于螺杆轴组件15的外径，并具有螺旋状的螺帽滚道凹槽8。螺帽滚道凹槽8以恒定导程形成在螺帽7的内周表面上，并与螺杆轴组件15的滚道凹槽3相对，这在以后描述。
当螺杆轴组件15旋转时，滚珠9相应地沿着螺杆轴组件15与螺帽7的滚道凹槽3、8滚动。而后，滚珠9在沿着螺帽滚道凹槽8滚动之后进入装配到螺帽7的滚珠返回管(未示出)，并通过形成在滚珠返回管中的滚珠返回通道返回到初始位置。
螺杆轴组件(滚珠螺杆轴)15构造为包括第一螺杆轴16、第二螺杆轴17以及用作连结件的旋进衬套(套筒)41。
第一和第二螺杆轴16、17每个都形成为圆形横截面形状，其直径小于螺帽7的内径，并分别具有螺旋状的轴滚道凹槽3。轴滚道凹槽3以与螺帽7的螺帽滚道凹槽8相同的导程形成在螺杆轴16、17的外周表面上。
此外，螺杆轴16、17在其一个端部具有与套筒41配合的轴部18、19。轴部18、19每个都形成为其外径小于螺杆轴16、17的外径，与螺杆轴16、17共轴，并在其顶端具有插入式螺杆部5。
旋进衬套41具有例如通过与轴部18、19的外周表面18a、19a压入配合而配合的内周表面41a，并在满足下面的关系(1)和(2)的条件下形成为管形，假设其外径为DkDk≤Dp-dw …(1)Dk≥Dp-dw-0.1dw…(2)其中Dp滚珠节距圆的直径，dw滚珠直径。
此外，旋进衬套41在满足下面的关系(3)和(4)的条件下形成为管形，假设轴向长度为BkBk≤Bn…(3)Bk＜Bs…(4)其中Bn对应于螺帽滚道凹槽8的有效圈数的轴向长度，Bs轴部18、19的轴向长度。
通过上述构造，如图10所示，当螺杆轴16、17的轴部18、19压入配合到旋进衬套41中时，螺杆轴16和螺杆轴17以轴部18的顶端面18b与轴部19的顶端面19b邻接的状态而连接。因此，当轴部18、19的轴向长度Bs设置成使得每个轴部18、19的轴向长度Bk为轴滚道凹槽3在螺杆轴16的端面16a与螺杆轴17的端面17b之间的导程长度的1/2时，通过将螺杆轴16、17的轴部18、19压入配合到旋进衬套41中直到轴部18的顶端面18b与轴部19的顶端面19b邻接，螺杆轴16和螺杆轴17可以以这样的状态连接形成在螺杆轴16的外周表面上的轴滚道凹槽3的相位与形成在螺杆轴17的外周表面上的轴滚道凹槽3的相位对准。
下面解释上述构造的操作。
在利用旋进衬套41作为连结件连结具有上述各部分尺寸的螺杆轴16、17的情况下，设置到夹具的螺杆轴16、17压入配合到旋进衬套41的两侧，并且轴部18、19的顶端面以与示例4中相同的方式在旋进衬套41的内部彼此邻接抵靠。
因此，两个螺杆轴16、17可以以轴滚道凹槽3的相位对准的状态组装成单一螺杆轴组件15。
由于滚珠螺杆装置1的其它组装，滚珠9通过旋进衬套41的操作等与第六实施例相同，故省去对其的描述。
如上所述，第七示例可以提供与第五和第六示例相同的效果。
在将使用第六和第七示例的旋进衬套41连结螺杆轴16、17应用到所使用的滚珠螺杆装置1的情况下，同时使与第二示例的滚珠螺杆装置组件21中相同的螺杆轴组件15保持旋转和轴向运动，旋进衬套41的内周表面41a与轴部18、19的外周表面18a、19a之间的配合可以采用可动的配合。
在该情况下，由于螺杆轴组件15的两端得到保持，因此连结部处的连结不会分离。此外，对于螺杆轴16、17的轴滚道凹槽3的相位对准，由于旋进衬套41与轴部18、19之间的配合是可动配合，并且旋转容易，因此轴滚道凹槽3的相位可以利用螺帽更容易地对准，而无需在以与上述相同的方式对准轴滚道凹槽3的相位之后使用任何专门的夹具以及保持螺杆轴组件15。
此外，通过为第六和第七示例设置第二示例的润滑剂供给孔，可以为通过旋进衬套等的滚珠提供润滑剂。
在该情况下，优选为螺杆轴的一个或两个端面设置径向凹部，以易于润滑剂的供给以及用O形圈等密封两侧的螺杆轴与旋进衬套之间的空间。
接下来，参照图11和图12描述本发明的第八示例。
在图11和图12中，第八示例的螺杆轴16和17除了具有轴滚道凹槽3，还具有另一个轴滚道凹槽45。轴滚道凹槽45以与轴滚道凹槽3的导程相同的导程螺旋地形成在螺杆轴16、17的外周表面上。
因此，虽然该示例的螺杆轴16、17具有与带两个轴滚道凹槽3、45的螺杆轴16、17相同的构造，但是滚珠不承载在轴滚道凹槽45中，而是用作具有螺杆轴组件15的滚珠螺杆装置，其中具有单股轴滚道凹槽3的螺杆轴16、17连结起来。
螺杆轴组件15构造成包括作为连结件的用于连接螺杆轴16与螺杆轴17的线圈体46。线圈体46形成为圆形的横截面，并且直径基本等于滚珠9的直径dw。此外，线圈体46是通过将例如由弹簧钢或合金钢制成的丝材料卷绕一圈或多圈而制造出的螺旋形的卷曲元件，其形成为卷绕节距等于或小于轴滚道凹槽3、45的导程(参照图11)，并且卷绕成线圈形状的丝材料中心的直径(称为线圈直径)等于或小于滚珠节距圆的直径Dp(参照图1)，并形成为使得与另一轴滚道凹槽45的形状一致。该示例中线圈体46的绕数是一圈。
该示例的螺杆轴16、17的端部以与截开单一螺杆轴的情况中相同的方式形成，并形成为使得当螺杆轴16、17的端面彼此邻接抵靠并旋转时，轴滚道凹槽3、45的相位对准。
下面描述上述构造的操作。
在利用线圈体46作为连结件连结螺杆轴16、17的情况下，螺杆轴16、17的端面彼此邻接抵靠，并且通过沿着另一轴滚道凹槽45卷绕该线圈体46，而安装该线圈体46。
在该情况下，由于线圈体46具有与滚珠直径dw基本相同的形状，并使卷绕节距等于或小于轴滚道凹槽45的导程，以及使卷绕直径等于或小于滚珠节距圆的直径Dp，因此在弹簧钢或合金钢的弹性的作用下，线圈体46与另一轴滚道凹槽45紧密接触，从而对准另一轴滚道凹槽45的相位，并且与此同时，对准轴滚道凹槽3的相位。此外，由于线圈体46的绕数设定为一圈或多圈，因此可以保持共轴关系。
因此，两个螺杆轴16、17可以以两个螺杆轴16、17的轴滚道凹槽3的相位对准的状态组装成单一螺杆轴组件15。
这样组装的螺杆轴组件15可以与没有连结的单一螺杆轴的功能相同。
因此，通过轴滚道凹槽3或螺帽7的连结部的滚珠9的操作与常规的螺杆轴相同。
如上所述，在第八示例中，由于未承载滚珠的另一轴滚道凹槽设置到螺杆轴，并且线圈体作为连结件卷绕在另一轴滚道凹槽周围，以将螺杆轴连结到螺杆轴组件中，因此除了与第一示例的效果相同以外，通过仅沿着螺杆轴的轴滚道凹槽卷绕线圈体，可以容易地对准轴滚道凹槽的相位。
该示例的线圈体还可以用作组装第六和第七示例的螺杆轴组件时的夹具。
接下来，将描述本发明的第九示例。与图11和图12所示相同或相应的部分采用相同的附图标记，并省去对这些部分的描述。
在图13中，根据第九示例的滚珠螺杆装置的螺杆轴16、17具有轴部47，每个轴部47形成为直径小于螺杆轴16、17一端的外径。轴部47在满足如下关系(6)的条件下形成到螺杆轴16、17的每端，其中假设其直径为DtDt≤Dp-dw…(6)其中Dp滚珠节距圆的直径，dw滚珠直径。
此外，轴部47在满足如下关系(7)的条件下形成到螺杆轴16、17的每端，假设其轴向长度为BtBt≤Bn/2 …(3)其中Bn对应于螺帽滚道凹槽8的有效圈数的轴向长度。
此外，轴部47在满足如下关系(8)的条件下形成到螺杆轴16、17的每端，假设在螺杆轴16与17之间所截的轴滚道凹槽3、45的导程长度为LBt＝L/2 …(8)在该示例中，轴部47的轴向长度Bt通过等分上述预定长度而形成。因此，其形成为使得当轴部47的端面彼此邻接抵靠并旋转时，轴滚道凹槽3、45的相位对准。
下面描述上述构造的操作。
在利用线圈体46作为连结件连结螺杆轴16、17的情况下，螺杆轴16、17的端面彼此邻接抵靠，线圈体46卷绕并附接到另一轴滚道凹槽45，在线圈体46的弹性的作用下，线圈体46与另一轴滚道凹槽45紧密接触，从而以与第八示例相同的方式对准另一轴滚道凹槽45的相位，并且与此同时，对准轴滚道凹槽3的相位。
在该情况下，由于与第一示例的旋进衬套11的外径Dk相同，轴部47的外径Dt确定为等于或小于滚珠节距圆的直径Dp减去滚珠9的直径dw而得到的直径，因此其可以以与通过轴部47的外周表面的滚珠9或螺帽7相同的方式起作用。
因此，两个螺杆轴16、17可以以轴滚道凹槽3的相位对准的状态组装成单一螺杆轴组件15。
这样组装的螺杆轴组件15可以以与第一示例相同的方式起作用。
如上所述，第九示例可以提供与第一示例和第八示例相同的效果。
在上述第八和第九示例中，虽然已经描述了用于承载滚珠的轴滚道凹槽具有单股，但是用于承载滚珠的轴滚道凹槽不限于单股，而可以是任何数量的股。
在该情况下，通过为用于承载滚珠的轴滚道凹槽增加一股，而形成另一轴滚道凹槽。
在上述每个示例中，虽然已经描述了滚珠螺杆装置具有返回管型的连通通道的示例，但是连通通道不限于上面所述，而是可以通过将本发明应用到连通通道构造为模具型或端盖型的滚珠螺杆装置，来获得相同的效果。
此外，在上述每个示例中，虽然已经描述了通过使滚珠螺杆装置的螺杆轴旋转，以使螺帽在轴向上运动，但是还可以通过将本发明应用到当螺杆轴固定时使螺帽旋转的类型的滚珠螺杆装置，来获得相同的效果。
权利要求
1.一种滚珠螺杆装置，包括多个螺杆轴，每个螺杆轴具有外周表面和形成在所述外周表面上的螺旋状的轴滚道凹槽；用于连结所述螺杆轴的连结件；具有内周表面的螺帽，其带有与所述轴滚道凹槽相对的螺帽滚道凹槽；以及多个滚珠，承载在所述轴滚道凹槽与所述螺帽滚道凹槽之间，其中通过用所述连结件在所述多个螺杆轴的轴滚道凹槽的相位对准时进行连结，并通过用所述多个滚珠螺旋联接所述螺杆轴组件的轴滚道凹槽与螺帽滚道凹槽，形成螺杆轴组件。
2.根据权利要求1的滚珠螺杆装置，其中使所述连结件的外径等于或小于用多个所承载的滚珠的滚珠节距圆的直径减去滚珠的直径而得到的直径。
3.根据权利要求1或2的滚珠螺杆装置，其中使所述连结件的轴向长度等于或小于与所述螺帽的有效圈数对应的轴向长度。
4.根据权利要求1到3中任一项的滚珠螺杆装置，其中通过使所述螺杆轴的阶梯端面与所述连结件的端面邻接，来连结所述螺杆轴。
5.根据权利要求1到3中任一项的滚珠螺杆装置，其中通过使所述螺杆轴的端面在所述连结件的内部邻接，来连结所述螺杆轴。
6.根据权利要求1到5中任一项的滚珠螺杆装置，其中润滑剂通道设置到所述螺杆轴的轴芯部，润滑剂供给孔设置到所述连结件的侧壁。
7.根据权利要求6的滚珠螺杆装置，其中当所述螺帽通过所述连结件时，从所述润滑剂供给孔供给润滑剂。
8.根据权利要求1的滚珠螺杆装置，其中未承载滚珠的另一轴滚道凹槽设置到所述多个螺杆轴，所述连结件沿着所述轴滚道凹槽形成为螺旋状的线圈体，并且所述线圈体卷绕另一轴滚道凹槽，从而连结所述螺杆轴。
全文摘要
滚珠螺杆装置(1)具有螺杆轴组件(15)、螺帽(7)和滚珠(9)，螺帽(7)具有小于螺杆轴组件(15)的外径的内径并形成为管形，滚珠(9)在形成于螺杆轴组件(15)的外周表面和螺帽(7)的内周表面的螺旋状的滚道凹槽(3，8)上滚动。螺杆轴组件(15)具有第一螺杆轴(16)，第二螺杆轴(17)，第二螺杆轴(17)的轴滚道凹槽(3)的导程与形成在第一螺杆轴(16)中的轴滚道凹槽(3)的导程相同，以及具有配合在轴部(18，19)上的内周表面的旋进衬套(11)，其中每个轴部(18，19)形成在每个第一和第二螺杆轴(16，17)的一端。
文档编号F16H25/22GK1839272SQ20058000077
公开日2006年9月27日 申请日期2005年1月7日 优先权日2004年1月9日
发明者矢部孝之 申请人:日本精工株式会社, Nsk精密株式会社