[发明专利]滚珠丝杠

说明书

本发明的滚珠丝杠具有：丝杠轴(10)，其在外周面形成有螺旋状的第1螺纹槽(11)；螺母(20)，其配置在丝杠轴(10)的周围配置，且在内周面形成有螺旋状的第2螺纹槽(21)；多个滚珠(30)，其被容纳在利用对置的两个螺纹槽(11，21)形成的滚动路径(23)内；以及滚珠返回通道(42)，其用于使多个滚珠(30)在一圈以下的滚动路径(23)中循环。从丝杠轴(10)的第1螺纹槽(11)掬起的滚珠(30)的掬起点(43a，43b)间的滚珠返回通道(42)的长度(L)相对于在该掬起点(43a，43b)间填充的滚珠的整数值，设定为滚珠(30)的直径的‑0.1～0.3倍的数值。

技术领域

本发明涉及一种滚珠丝杠，更详细而言，涉及一种将滚珠返回通道配置在螺母的内部的内循环方式的滚珠丝杠，该滚珠返回通道供在丝杠轴和螺母之间形成的滚动路径循环的多个滚珠返回。

背景技术

现有技术中，虽然反向器式的滚珠丝杠在各种滚珠丝杠中具有能够实现最紧凑的优点，但是在低速范围内，有时出现钉状的扭矩波形，在低速范围的工作特性与其他形式的滚珠丝杠相比较低。当在机床的进给系统中使用这种反向器式的滚珠丝杠装置时，会产生钉状的扭矩波形所引起的进给速度的不均匀，有时在加工面产生条纹图样，或定位精度下降。

在专利文献1中公开了一种滚珠丝杠装置，该滚珠丝杠装置具备：丝杠轴，其以水平状态配置并旋转；螺母，其外嵌在该丝杠轴；多个滚珠，其能够转动地填充在由丝杠轴和螺母的滚珠转动槽所形成的轨道内；以及多个循环反向器，其具有滚珠返回槽且内装于螺母。多个循环反向器通过在螺母的轴向上一列地且各循环反向器的相位基本一致地配置，从而在滚珠返回槽内始终产生间隙而防止滚珠拥挤的现象，抑制滚珠通过周期的工作扭矩的变动，从而实现对工作扭矩的变动所伴随的缺点的抑制。

另外，在专利文献2中公开了一种滚珠丝杠，该滚珠丝杆在各滚珠间插入弹性体，通过规定在循环部的一端的滚珠和另一端的滚珠之间作用的滚珠出入方向的弹性体的弹簧常数，从而吸收在循环部内的滚珠出入变动。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012-47333号公报

专利文献2：日本特开2004-108395号公报

发明内容

发明欲解决的技术问题

然而，当使球体在槽、圆筒等形成的曲线路径中排列移动时，会产生球体队列的全长根据曲线路径中的球体的位置而变化的现象。例如，在将球体B填充到如图12那样的曲线路径中的情况下，在图12(a)和(b)中球体B的位置产生差别，其总长度略微不同。这是由于，连接球体B的中心的线S1从槽的中心线S2偏离而缩短球距，该缩短球距量根据球体B的位置而变化。也就是说，当球体队列通过图12那样的槽中时，其全长L1、L2会伸缩。

如果无限连续的球体队列通过曲线路径，即使产生伸缩，由于前后都存在球体B而不能伸长，球体B要自身弹性变形来消除伸长量。其结果，由于在伸长时球体B互相挤压，所以不能顺畅地通过曲线路径。然而，由于伸缩量根据曲线路径的曲率半径、曲线的长度而变化，所以如果知道伸缩量较小的曲线形状，则球体B就能够实现顺畅的通过。

需要说明的是，当球体队列伸缩时，在曲线路径的出入口处，球体B进入入口的量和从出口出来的量是不同的，从而伸缩的量不同。因此，有时将该现象称为出入变动，将伸缩量称为出入变动量。

反向器式滚珠丝杠在循环反向器的内部具有复杂的3维曲线形状的循环路径，使其中变成钢球队列通过的构造。因此，存在如下问题：产生出入变动从而钢球在循环路径内不顺畅地循环。

另外，根据专利文献1中记载的滚珠丝杠装置，存在如下生产上的问题：需要在螺母设置用于嵌合循环反向器的孔或槽，从而螺母在热处理时容易变形。另外，由于位于循环反向器内的滚珠不受到负荷，从而各滚珠的负荷平衡变差，所以作为结果，滚珠丝杠装置的寿命有可能下降。