[发明专利]滚珠螺杆、运动导向装置

说明书

本申请是申请日为2006年5月19日、申请号为200680018021.X、发明名称为“滚珠螺杆、运动导向装置”的分案申请。 

技术领域

本发明涉及一种在螺纹轴与螺母之间可滚动运动地装有滚珠的滚珠螺杆，或在轨道构件和滑动构件之间可滚动运动地装有滚珠的运动导向装置。 

背景技术

在螺纹轴与螺母之间可滚动运动地装有滚珠的滚珠螺杆，与滑动接触的螺杆相比，由于能够降低螺纹轴相对于螺母旋转时的摩擦系数，所以在工作机械的定位机构、汽车转向装置、导向装置、运动用螺杆等各个领域已经实用化。 

滚珠螺杆的构成为，将螺纹轴的螺旋状的滚珠滚道槽和螺母的滚珠滚道槽配合在同一位置，在其形成的槽中装入多个滚珠，在螺母的循环构件中形成用于使滚珠循环的循环路。在螺纹轴的滚珠滚道槽中滚动的滚珠接触到图1所示的循环构件1的唇部2(也被称为舌部，下同)时，被掬入循环构件的循环路内。 

但是，随着要求工作机械等以高速运行，滚珠螺杆也要以高速旋转的情况多了起来。在现有滚珠螺杆中，滚珠螺杆以高速旋转时(螺纹轴的每一分钟的转速乘于滚珠的旋转直径所得到的值即DN值被用作旋转速度的标准)，由于滚珠反复冲击唇部，导致循环构件1的唇部2的根部产生应力集中，因此，存在着唇部2因金属疲劳而破损的问题。 

为了解决该问题，申请人提出了即使不设置唇部2，也可以掬起滚珠的滚珠螺杆(参照专利文献1)。其中，如图2所示，循环构件3的两端部设有由宽度逐渐变窄的槽构成的船底掬起(舟底掬ぃ)部4，滚珠5由船底掬起部4的槽的两侧慢慢抱起，并被掬入循环路内。由于即使不设置容易破损的唇部2也能够将滚珠5掬起，因此，该发明能够实际应用于高速旋转的滚珠螺杆。 

另外，申请人提出了对船底掬起部进一步改进了的如专利文献2所述的发明。如图3所示，该发明的目的是防止装在滚珠5之间的隔离物6啮入船底掬起部4。而且，如图4所示，在船底掬起部4的底部设有不与滚珠5接触而仅与隔离物6接触的隔离物掬起部7，从而防止隔离物6的啮入。在此，为了避免与滚珠5接触，将隔离物掬起部7的内周面8相对循环路的内周面9向着前端且向外侧倾斜(换言之，形成喇叭状)。 

专利文献1：日本特开2000-18359号公报 

专利文献2：日本特开2004-28192号公报 

可是，最近提出了使滚珠螺杆以更高的DN值高速旋转的要求。发明人观察了使滚珠螺杆以更高的DN值长时间旋转后的船底掬起部，并调查对船底掬起部产生了怎样的影响。于是发现用于掬起滚珠的船底掬起部4有异常磨损，船底掬起部4的槽宽渐渐变宽，其结果如图5(A)所示，船底掬起部4自螺纹轴的滚珠滚道槽开始掬起滚珠的掬起点10渐渐地向循环路的内侧移动。而且，由于该船底掬起部4的异常磨损，最终，滚珠撞击到隔离物掬起部7，正如现有用唇部2(参照图1)掬起滚珠一样，形成用隔离物掬起部7掬起滚珠的状态，结果发现，由于滚珠的冲击使隔离物掬起部7产生破损。 

可认为，船底掬起部4的磨损，区分为如图5(A)所示，滚珠5自螺纹轴的滚珠滚道槽被掬入循环构件的循环路11时产生的磨损，和与其相反，如图5(B)所示，滚珠5自循环构件的循环路11向螺纹轴返回时产生的磨损。首先，如图5(A)所示，对滚珠5自螺纹轴的滚珠滚道槽被掬入循环构件的循环路11时产生的磨损进行说明。循环路11设置在螺纹轴的切线方向上，滚珠5被掬起到螺纹轴的切线方向时，理论上船底掬起部4不存在过大的力。但是实际上可以确认其轨迹为，在掬起滚珠5时，滚珠5稍微落入螺纹轴的轴线方向，然后在船底掬起部4的掬起点10，滚珠5被掬入循环路11内。因此，如果滚珠5以高速移动，则由于滚珠5和隔离物掬起部7接触，因此隔离物掬起部7产生磨损。 

另一方面，如图5(B)所示，在滚珠5自循环构件返回螺纹轴的滚珠滚道槽时，由于在装于螺母和螺纹轴之间的滚珠上施加有预压力，因此在循环构件的循环路11内，后面的滚珠5压挤前面的滚珠5，并且前面的滚珠5被压入螺母与螺纹轴之间。在此，由于隔离物掬起部7相对循环路11的内周面以规定的倾斜角度α(α为10度左右)倾斜，因此在该部分循环路11内滚珠5的移动空间变大，如图5(B)所示，后面的滚珠5a以交错齿的方式歪斜，并且形成对前面的滚珠5的挤压。由于该滚珠5的蛇行现象，引起每间隔一个的滚珠5挤压船底掬起部4。由于该每间隔一个的滚珠挤压船底掬起部4的分力，导致船底掬起部4容易产生磨损。图6是表示船底掬起部产生的磨损情况的一例。显然，向船底掬起部4的底部4a产生了磨损。