[发明专利]滚柱丝杠

说明书

技术领域

本发明涉及将可以滚动运动的滚柱设于丝杠轴和螺母之间的滚柱丝杠。

背景技术

公知的有将可以滚动运动的滚珠设于丝杠轴和螺母之间的滚珠丝杠。滚珠丝杠与滑动接触的丝杠相比，可以降低使丝杠轴旋转时相对于螺母的摩擦系数，因此，可以实际应用于工作机械·机器人的定位机构、进给机构、或汽车的转向装置等。

近年来，为增大允许载重，使用滚柱代替滚珠来作为转动体的滚柱丝杠例如已在专利文献1中予以设想。在这种滚柱丝杠中，在丝杠轴的外周形成有螺旋状的滚柱滚道面，在螺母内周也形成有与丝杠轴的滚柱滚道面相对的螺旋状的滚柱滚道面，在丝杠轴的滚柱滚道面和螺母的滚柱滚道面之间的滚道上排列有作为转动体的多个滚柱。而且，当使丝杠轴或螺母的一方旋转时，滚柱在自转的同时绕丝杠轴公转。

专利文献1：日本特开平11-210858号公报。

发明内容

尽管滚柱丝杠如上所述进行了设想，但是至今也没有得到实际应用。发明者为了使滚柱丝杠实用化，从转动体使用滚柱的旋转轴承的设想出发，尝试进行滚柱丝杠的开发。

在旋转轴承中，在一平面内多个滚柱配置成圆环状，各滚柱的自转轴朝向圆环状的滚道的中心。由于可以认为滚柱丝杠是给滚柱轴承添加导程的丝杠，所以在旋转轴承的滚道上添加导程来设计滚柱丝杠，而且，在添加了导程的螺旋状的滚道上配置了滚柱32。

当转动体使用可以向四面八方滚动的滚珠时，从旋转轴承的设想出发设计滚珠丝杠也是没有问题的。但是，当转动体使用转动方向局限于单向的滚柱时，会在途中发生在使用滚珠时不能预见的问题，即滚柱不能顺畅地移动(在严重的情况下锁定而不能移动)。

图20表示配置在带有导程的螺旋状的滚道上的滚柱的自转轴的移动(图中(A)是配置在滚道上的滚柱的立体图、图中(B)是表示自转轴的移动的立体图、图中(C)是表示自转轴的移动的主视图、图中(D)是表示自转轴的移动的侧视图)。发明者着眼于在发生问题的滚柱丝杠的滚道上配置的各滚柱的自转轴，发现各滚柱32的自转轴32a不通过丝杠轴31的中心线31a，伴随各滚柱32的移动，滚柱32的自转轴32a上的点P以丝杠轴31的中心线31a为中心螺旋状移动。并且发现，当在滚道上施加导程时，由于滚柱32的自转轴32a从丝杠轴31的中心线31a偏离(换言之，滚柱从最初就有偏斜)，所以滚柱32不能顺畅地移动。

下面，对本发明进行说明。需要说明的是，为了便于理解本发明，将附图的参照图号写在括弧内，但本发明不局限于图示的方式。

发明者通过在滚道具有导程的情况下，滚柱的自转轴也能够通过丝杠轴的中心线的方式来解决上述课题。即，本发明第一方面提供一种滚柱丝杠，具备：丝杠轴(1)，其在外周形成有具有导程的螺旋状的滚柱滚道面(1a)；螺母(2)，其在内周形成有与所述丝杠轴(1)的所述滚柱滚道面(1a)相对的螺旋状的滚柱滚道面(2a)；多个滚柱(4)，其排列在所述丝杠轴(1)的所述滚柱滚道面(1a)和所述螺母(2)的所述滚柱滚道面(2a)间的滚道(3)上，并在自转的同时绕所述丝杠轴(1)公转；所述滚柱丝杠的特征在于，各滚柱(4)的自转轴(4a)实质上通过所述丝杠轴(1)的中心线(1b)，由此解决上述的问题。

在此，所谓的滚柱的自转轴实质上通过丝杠轴的中心线除了包括滚柱的自转轴通过丝杠轴的中心线的情况，还包括在滚柱可以顺畅移动的程度内从丝杠轴的中心线稍微偏离的情况。

本发明第二方面在第一方面的基础上，提供一种滚柱丝杠，其特征在于，在所述各滚柱(4)的自转轴(4a)和从所述各滚柱(4)的中心向所述丝杠轴(1)的中心线(1b)下垂的垂线(9)所成的角度(θ)保持一定的状态下，所述各滚柱(4)绕所述丝杠轴(1)公转。

本发明第三方面在第一或第二方面的基础上，提供一种滚柱丝杠，其特征在于，所述各滚柱(4)在从包含所述各滚柱(4)的自转轴(4a)和所述丝杠轴(1)的中心线(1b)的截面内的初始接触线(4d)稍微偏离的二次接触线(17、18)的位置，与所述丝杠轴(1)的所述滚柱滚道面(1a)及所述螺母(2)的所述滚柱滚道面(2a)接触，以使所述各滚柱(4)的自转轴(4a)可以实质上通过所述丝杠轴(1)的中心线(1b)。

本发明第四方面在第一～第三方面的基础上，提供一种滚柱丝杠，其特征在于，所述各滚柱(4)是圆筒形状。

本发明第五方面在第四方面的基础上，提供一种滚柱丝杠，其特征在于，在所述滚道(3)上，在从所述多个滚柱(4)的前进方向观察的状态下，以邻接的滚柱(4)的自转轴(4a)相互正交的方式交叉排列有所述多个滚柱(4)。