滚珠丝杠以及滚珠丝杠用螺母的制造方法

申请号 CN201180010963.4 申请日 2011-03-16 公开(公告)号 CN102906457A 公开(公告)日 2013-01-30
申请人 日本精工株式会社; 发明人 原田徹; 桥本浩司; 伊藤毅; 山下智史; 青木直也;
摘要 提供在 螺母 的外周面中的与滚珠循环路相应的部分形成有凸缘等外周形成物的滚珠 丝杠 。滚珠丝杠(1)具有:丝杠轴(3),其在外周面具有 螺纹 槽(3a);螺母(5),其在内周面具有与螺纹槽(3a)对置的螺纹槽(5a);多个滚珠(9),它们以滚动自如的方式装填于由两个螺纹槽(3a、5a)形成的螺旋状的滚珠滚动路(7)内;以及滚珠循环路(11),其使滚珠(9)从滚珠滚动路(7)的终点返回到起点进行循环。该滚珠循环路(11)是通过塑性加工使螺母(5)的圆柱面状的内周面的一部分凹陷而形成的凹槽。而且,在螺母(5)的外周面中的与滚珠循环路(11)和螺纹槽(5a)相应的部分一体形成有凸缘(13)。
权利要求

1.一种滚珠丝杠,其特征在于,该滚珠丝杠具有:丝杠轴,其在外周面具有螺旋状的螺纹槽;螺母,其在内周面具有与所述丝杠轴的螺纹槽对置的螺纹槽;多个滚珠,它们以滚动自如的方式装填于由螺母的螺纹槽和丝杠轴的螺纹槽形成的螺旋状的滚珠滚动路内;以及滚珠循环路,其使所述滚珠从所述滚珠滚动路的终点返回到起点进行循环,利用使所述螺母的圆柱面状的内周面的一部分凹陷而形成的凹槽构成所述滚珠循环路,并且在所述螺母的外周面中的与所述凹槽相应的部分一体形成有外周形成物。
2.根据权利要求1所述的滚珠丝杠,其特征在于,
所述外周形成物是凸缘、编码器齿轮用齿列、止转部、键、键槽转子、单向超越离合器内圈轴承用轨道槽、螺纹、周向槽以及异形外周面中的至少一个。
3.根据权利要求1或2所述的滚珠丝杠,其特征在于,
所述螺母是如下得到的:对圆柱状的金属制原材料进行加工而得到与所述螺母大致相同形状的粗成形螺母,使所述粗成形螺母的圆柱面状的内周面的一部分凹陷,形成构成所述滚珠循环路的凹槽,并且在所述粗成形螺母的外周面形成所述外周形成物。
4.根据权利要求1或2所述的滚珠丝杠,其特征在于,
所述螺母是如下得到的:对圆柱状的金属制原材料进行加工而得到与所述螺母大致相同形状的粗成形螺母,通过塑性加工使所述粗成形螺母的圆柱面状的内周面的一部分凹陷,形成构成所述滚珠循环路的凹槽,并且在所述粗成形螺母的外周面形成所述外周形成物。
5.根据权利要求1所述的滚珠丝杠,其特征在于,
在所述螺母的轴向端面设置有突出部。
6.根据权利要求1所述的滚珠丝杠,其特征在于,
所述滚珠丝杠具有通过压入而嵌套于所述螺母的外周面的螺母嵌套部件。
7.根据权利要求6所述的滚珠丝杠,其特征在于,
由所述螺母嵌套部件和所述螺母的压入产生的过盈量超过该螺母嵌套部件所嵌套的所述螺母的外周面的外形尺寸的0.02%。
8.根据权利要求6所述的滚珠丝杠,其特征在于,
由所述螺母嵌套部件和所述螺母的压入产生的过盈量超过该螺母嵌套部件所嵌套的所述螺母的外周面的外形尺寸的0.02%、且小于0.16%。
9.根据权利要求6~8中的任意一项所述的滚珠丝杠,其特征在于,
在将所述螺母嵌套部件压入所述螺母的情况下,采用对该螺母嵌套部件进行加热而嵌套于所述螺母的热装法。
10.根据权利要求6~8中的任意一项所述的滚珠丝杠,其特征在于,
所述螺母嵌套部件是具有圆筒形状内周面的套筒、滚动轴承和齿轮中的任意一方或它们的组合。
11.根据权利要求1所述的滚珠丝杠,其特征在于,
所述滚珠丝杠具有通过嵌件成形而形成于所述螺母的外周面的螺母嵌套部件。
12.一种滚珠丝杠用螺母的制造方法,该制造方法用于制造滚珠丝杠的螺母,该滚珠丝杠具有:所述螺母,其在内周面形成有螺旋槽并在外周面具有突出部;丝杠轴,其在外周面形成有螺旋槽;滚珠,其配置于由螺母的螺旋槽和丝杠轴的螺旋槽形成的轨道之间;以及滚珠返回路径,其在所述螺母的内周面形成为凹部,使所述滚珠从轨道的终点返回起点,该滚珠丝杠通过使滚珠在所述轨道内滚动,从而使所述螺母相对于丝杠轴相对移动,其特征在于,
通过冷锻,在所述螺母的内周面形成所述凹部的同时,在所述螺母的外周面形成突出部。
13.根据权利要求1所述的滚珠丝杠,其特征在于,
通过使用凸轮机构的模具的冲压法,利用凸部挤压螺母原材料的内周面,由此在所述螺母原材料的内周面形成所述凹槽,
通过使所述螺母原材料的外周部在限制部件的凹陷部突出,由此形成所述外周形成物,
所述凸轮机构具有:
凸轮驱动件,其内插于圆筒状的所述螺母原材料中并沿该螺母原材料的轴向移动;
凸轮滑动件,其配置于所述螺母原材料与凸轮驱动件之间,形成有与所述凹槽对应的所述凸部,通过所述凸轮驱动件的移动使所述凸部沿所述螺母的径向移动;以及所述限制部件,其限制所述螺母原材料的轴向两端面和外周面,并在支承该外周面的内周面形成有凹陷部。
14.根据权利要求13所述的滚珠丝杠,其特征在于,
将所述外周形成物或者形成于所述外周形成物的内周面的凹部或锥面用作基准面或保持部,进行基于使用所述模具的冲压法的工序的下一工序以后的加工。
15.根据权利要求13所述的滚珠丝杠,其特征在于,
所述外周形成物是轴传递部、转矩传递部、定位部或安装部。
16.一种滚珠丝杠,其特征在于,该滚珠丝杠具有:丝杠轴,其在外周面具有螺旋状的螺纹槽;螺母,其在内周面具有与所述丝杠轴的螺纹槽对置的螺纹槽;多个滚珠,它们以滚动自如的方式装填于由螺母的螺纹槽和丝杠轴的螺纹槽形成的螺旋状的滚珠滚动路内;以及滚珠循环路,其使所述滚珠从所述滚珠滚动路的终点返回到起点进行循环,利用使所述螺母的圆柱面状的内周面的一部分凹陷而形成的凹槽构成所述滚珠循环路,并且在所述螺母的轴向端面形成有突出部。
17.根据权利要求16所述的滚珠丝杠,其特征在于,
通过使用凸轮机构的模具的冲压法,利用凸部挤压螺母原材料的内周面,由此在所述螺母原材料的内周面形成所述凹槽,
通过使由于形成所述凹槽而产生的所述螺母原材料的余料在限制部件的凹陷部突出,由此形成所述突出部,
所述凸轮机构具有:
凸轮驱动件,其内插于圆筒状的所述螺母原材料中并沿该螺母原材料的轴向移动;
凸轮滑动件,其配置于所述螺母原材料与凸轮驱动件之间,形成有与所述凹槽对应的所述凸部,通过所述凸轮驱动件的移动使所述凸部沿所述螺母的径向移动;以及所述限制部件,其限制所述螺母原材料的轴向两端面和外周面,并在支承所述螺母原材料的轴向端面的端面形成有凹陷部。
18.根据权利要求13所述的滚珠丝杠,其特征在于,
所述滚珠丝杠具有通过嵌件成形而形成于所述螺母的外周面的螺母嵌套部件,所述螺母嵌套部件形成为覆盖伴随所述凹槽的形成而产生的所述螺母的外周面的外周形成物。
19.根据权利要求11或18所述的滚珠丝杠,其特征在于,
所述螺母嵌套部件是具有圆筒形状内周面的套筒和齿轮中的任意一方或双方。
1.(补正后)一种滚珠丝杠,其特征在于,该滚珠丝杠具有:丝杠轴,其在外周面具有螺旋状的螺纹槽;螺母,其在内周面具有与所述丝杠轴的螺纹槽对置的螺纹槽;多个滚珠,它们以滚动自如的方式装填于由螺母的螺纹槽和丝杠轴的螺纹槽形成的螺旋状的滚珠滚动路内;以及滚珠循环路,其使所述滚珠从所述滚珠滚动路的终点返回到起点进行循环,利用使所述螺母的圆柱面状的内周面的一部分凹陷而形成的凹槽构成所述滚珠循环路,并且在所述螺母的外周面中的与所述凹槽相应的部分一体形成有外周形成物,所述外周形成物是编码器、齿轮用齿列、止转部、键、键槽、马达转子、单向超越离合器的内圈、轴承用轨道槽、螺纹、周向槽以及异形外周面中的至少一个。
2.(补正后)一种滚珠丝杠,其特征在于,
该滚珠丝杠具有:丝杠轴,其在外周面具有螺旋状的螺纹槽;螺母,其在内周面具有与所述丝杠轴的螺纹槽对置的螺纹槽;多个滚珠,它们以滚动自如的方式装填于由螺母的螺纹槽和丝杠轴的螺纹槽形成的螺旋状的滚珠滚动路内;以及滚珠循环路,其使所述滚珠从所述滚珠滚动路的终点返回到起点进行循环,
利用使所述螺母的圆柱面状的内周面的一部分凹陷而形成的凹槽构成所述滚珠循环路,并且在所述螺母的外周面中的与所述凹槽相应的部分一体形成有外周形成物,通过使用凸轮机构的模具的冲压法,利用凸部挤压螺母原材料的内周面,由此在所述螺母原材料的内周面形成所述凹槽,
所述凸轮机构具有:
凸轮驱动件,其内插于所述螺母原材料中并沿该螺母原材料的轴向移动;以及凸轮滑动件,其配置于所述螺母原材料与所述凸轮驱动件之间,形成有与所述凹槽对应的所述凸部,通过所述凸轮驱动件的移动使所述凸部沿所述螺母的径向移动。
3.(补正后)根据权利要求1所述的滚珠丝杠,其特征在于,
所述螺母是如下得到的:对圆柱状的金属制原材料进行加工而得到与所述螺母大致相同形状的粗成形螺母,使所述粗成形螺母的圆柱面状的内周面的一部分凹陷,形成构成所述滚珠循环路的凹槽,并且在所述粗成形螺母的外周面形成所述外周形成物。
4.(补正后)根据权利要求1所述的滚珠丝杠,其特征在于,
所述螺母是如下得到的:对圆柱状的金属制原材料进行加工而得到与所述螺母大致相同形状的粗成形螺母,通过塑性加工使所述粗成形螺母的圆柱面状的内周面的一部分凹陷,形成构成所述滚珠循环路的凹槽,并且在所述粗成形螺母的外周面形成所述外周形成物。
5.(补正后)根据权利要求1所述的滚珠丝杠,其特征在于,
在所述螺母的轴向端面以与所述螺母成为一体的方式设置有突出部。
6.(补正后)根据权利要求1或2所述的滚珠丝杠,其特征在于,
所述滚珠丝杠具有通过压入而嵌套于所述螺母的外周面的螺母嵌套部件。
7.根据权利要求6所述的滚珠丝杠,其特征在于,
由所述螺母嵌套部件和所述螺母的压入产生的过盈量超过该螺母嵌套部件所嵌套的所述螺母的外周面的外形尺寸的0.02%。
8.根据权利要求6所述的滚珠丝杠,其特征在于,
由所述螺母嵌套部件和所述螺母的压入产生的过盈量超过该螺母嵌套部件所嵌套的所述螺母的外周面的外形尺寸的0.02%、且小于0.16%。
9.根据权利要求6~8中的任意一项所述的滚珠丝杠,其特征在于,
在将所述螺母嵌套部件压入所述螺母的情况下,采用对该螺母嵌套部件进行加热而嵌套于所述螺母的热装法。
10.根据权利要求6~8中的任意一项所述的滚珠丝杠,其特征在于,
所述螺母嵌套部件是具有圆筒形状内周面的套筒、滚动轴承和齿轮中的任意一方或它们的组合。
11.(补正后)根据权利要求1或2所述的滚珠丝杠,其特征在于,
所述滚珠丝杠具有通过嵌件成形而形成于所述螺母的外周面的螺母嵌套部件。
12.一种滚珠丝杠用螺母的制造方法,该制造方法用于制造滚珠丝杠的螺母,该滚珠丝杠具有:所述螺母,其在内周面形成有螺旋槽并在外周面具有突出部;丝杠轴,其在外周面形成有螺旋槽;滚珠,其配置于由螺母的螺旋槽和丝杠轴的螺旋槽形成的轨道之间;以及滚珠返回路径,其在所述螺母的内周面形成为凹部,使所述滚珠从轨道的终点返回起点,该滚珠丝杠通过使滚珠在所述轨道内滚动,从而使所述螺母相对于丝杠轴相对移动,其特征在于,
过冷锻,在所述螺母的内周面形成所述凹部的同时,在所述螺母的外周面形成突出部。
13.根据权利要求1所述的滚珠丝杠,其特征在于,
通过使用凸轮机构的模具的冲压法,利用凸部挤压螺母原材料的内周面,由此在所述螺母原材料的内周面形成所述凹槽,
通过使所述螺母原材料的外周部在限制部件的凹陷部突出,由此形成所述外周形成物,
所述凸轮机构具有:
凸轮驱动件,其内插于圆筒状的所述螺母原材料中并沿该螺母原材料的轴向移动;
凸轮滑动件,其配置于所述螺母原材料与凸轮驱动件之间,形成有与所述凹槽对应的所述凸部,通过所述凸轮驱动件的移动使所述凸部沿所述螺母的径向移动;以及所述限制部件,其限制所述螺母原材料的轴向两端面和外周面,并在支承该外周面的内周面形成有凹陷部。
14.根据权利要求13所述的滚珠丝杠,其特征在于,
将所述外周形成物或者形成于所述外周形成物的内周面的凹部或锥面用作基准面或保持部,进行基于使用所述模具的冲压法的工序的下一工序以后的加工。
15.根据权利要求13所述的滚珠丝杠,其特征在于,
所述外周形成物是轴力传递部、转矩传递部、定位部或安装部。
16.一种滚珠丝杠,其特征在于,该滚珠丝杠具有:丝杠轴,其在外周面具有螺旋状的螺纹槽;螺母,其在内周面具有与所述丝杠轴的螺纹槽对置的螺纹槽;多个滚珠,它们以滚动自如的方式装填于由螺母的螺纹槽和丝杠轴的螺纹槽形成的螺旋状的滚珠滚动路内;以及滚珠循环路,其使所述滚珠从所述滚珠滚动路的终点返回到起点进行循环,利用使所述螺母的圆柱面状的内周面的一部分凹陷而形成的凹槽构成所述滚珠循环路,并且在所述螺母的轴向端面形成有突出部。

说明书全文

滚珠丝杠以及滚珠丝杠用螺母的制造方法

技术领域

[0001] 本发明涉及滚珠丝杠。并且,本发明涉及构成滚珠丝杠的螺母的制造方法。

背景技术

[0002] 滚珠丝杠具有:丝杠轴,其在外周面具有螺旋状的螺纹槽;螺母,其在内周面具有与丝杠轴的螺纹槽对置的螺纹槽;以及多个滚珠,它们以滚动自如的方式装填于由两个螺纹槽形成的螺旋状的滚珠滚动路内。而且,当使通过滚珠而与丝杠轴螺合的螺母和丝杠轴相对旋转运动时,通过滚珠的滚动使丝杠轴和螺母沿轴向相对移动。
[0003] 在这种滚珠丝杠中,具有使滚珠滚动路的起点和终点连通而形成环状滚珠通路的滚珠循环路。即,当滚珠一边在滚珠滚动路内移动一边绕丝杠轴周围转动而到达滚珠滚动路的终点时,滚珠从滚珠循环路的一个端部被舀起而通过滚珠循环路内,并从滚珠循环路的另一个端部返回滚珠滚动路的起点。这样,在滚珠滚动路内滚动的滚珠通过滚珠循环路无限循环,所以,丝杠轴和螺母能够持续地相对移动。
[0004] 在使用滚珠循环路的滚珠循环形式中,存在导管式、盖板式等各种形式。例如,在导管式的情况下,使滚珠滚动路的起点与终点连通的回珠管被固定于螺母的外周面。并且,在盖板式的情况下,形成有使滚珠滚动路的起点与终点连通的槽的盖板被嵌入盖板孔内,该盖板孔贯通螺母的外周面和内周面。
[0005] 现有技术文献
[0006] 专利文献
[0007] 专利文献1:美国专利第7013747号说明书
[0008] 专利文献2:日本特许公开公报2000年第297854号
[0009] 专利文献3:日本特许公开公报2008年第281063号
[0010] 专利文献4:日本特许公开公报2010年第96317号
[0011] 专利文献5:日本特许公开公报2004年第251367号

发明内容

[0012] 发明要解决的课题
[0013] 但是,在导管式的情况下,回珠管固定于螺母的外周面,在盖板式的情况下,供盖板嵌入的盖板孔在螺母的外周面开口,所以,难以在螺母的外周面中的设有滚珠循环路的部分形成凸缘等外周形成物。即,难以将螺母的外周面设计成任意形状。并且,难以在螺母的外周面中的设有滚珠循环路的部分自由安装其他部件。这样,在现有的滚珠丝杠中,螺母的外径部的构造受到限制。
[0014] 因此,本发明的课题在于,解决上述现有技术所具有的问题,提供螺母的外径部的构造自由度高的滚珠丝杠。并且,其课题还在于,提供能够制造构成这种滚珠丝杠的螺母的滚珠丝杠用螺母的制造方法。
[0015] 用于解决课题的手段
[0016] 为了解决所述课题,本发明由以下结构构成。即,本发明的一个方式的滚珠丝杠的特征在于,该滚珠丝杠具有:丝杠轴,其在外周面具有螺旋状的螺纹槽;螺母,其在内周面具有与所述丝杠轴的螺纹槽对置的螺纹槽;多个滚珠,它们以滚动自如的方式装填于由所述两个螺纹槽形成的螺旋状的滚珠滚动路内;以及滚珠循环路,其使所述滚珠从所述滚珠滚动路的终点返回到起点进行循环,利用使所述螺母的圆柱面状的内周面的一部分凹陷而形成的凹槽构成所述滚珠循环路,并且在所述螺母的外周面中的与所述凹槽相应的部分一体形成有外周形成物。
[0017] 这里,所述外周形成物可以是凸缘、编码器齿轮用齿列、止转部、键、键槽转子、单向超越离合器内圈轴承用轨道槽、螺纹、周向槽以及异形外周面中的至少一个。
[0018] 并且,所述螺母可以如下得到:对圆柱状的金属制原材料进行加工而得到与所述螺母大致相同形状的粗成形螺母,使所述粗成形螺母的圆柱面状的内周面的一部分凹陷,形成构成所述滚珠循环路的凹槽,并且在所述粗成形螺母的外周面形成所述外周形成物。
[0019] 或者,所述螺母可以如下得到:对圆柱状的金属制原材料进行加工而得到与所述螺母大致相同形状的粗成形螺母,通过塑性加工使所述粗成形螺母的圆柱面状的内周面的一部分凹陷,形成构成所述滚珠循环路的凹槽,并且在所述粗成形螺母的外周面形成所述外周形成物。
[0020] 并且,在所述本发明的一个方式的滚珠丝杠中,可以在所述螺母的轴向端面设置突出部。
[0021] 进而,在所述本发明的一个方式的滚珠丝杠中,所述滚珠丝杠可以具有通过压入而嵌套于所述螺母的外周面的螺母嵌套部件。
[0022] 此时,优选由所述螺母嵌套部件和所述螺母的压入产生的过盈量超过该螺母嵌套部件所嵌套的所述螺母的外周面的外形尺寸的0.02%。或者,优选由所述螺母嵌套部件和所述螺母的压入产生的过盈量超过该螺母嵌套部件所嵌套的所述螺母的外周面的外形尺寸的0.02%、且小于0.16%。
[0023] 并且,优选在将所述螺母嵌套部件压入所述螺母的情况下,采用对该螺母嵌套部件进行加热而嵌套于所述螺母的热装法。
[0024] 进而,优选通过压入而嵌套的所述螺母嵌套部件是具有圆筒形状的内周面的套筒、滚动轴承和齿轮中的任意一方或它们的组合。
[0025] 进而,在所述本发明的一个方式的滚珠丝杠中,所述滚珠丝杠可以具有通过嵌件成形而形成于所述螺母的外周面的螺母嵌套部件。
[0026] 并且,本发明的一个方式的滚珠丝杠用螺母的制造方法用于制造滚珠丝杠的螺母,该滚珠丝杠具有:所述螺母,其在内周面形成有螺旋槽并在外周面具有突出部;丝杠轴,其在外周面形成有螺旋槽;滚珠,其配置于由螺母的螺旋槽和丝杠轴的螺旋槽形成的轨道之间;以及滚珠返回路径,其在所述螺母的内周面形成为凹部,使所述滚珠从轨道的终点返回起点,该滚珠丝杠通过使滚珠在所述轨道内滚动,从而使所述螺母相对于丝杠轴相对移动,其特征在于,通过冷锻,在所述螺母的内周面形成所述凹部的同时在所述螺母的外周面形成突出部。
[0027] 进而,在所述本发明的一个方式的滚珠丝杠中,可以通过使用凸轮机构的模具的冲压法,利用凸部挤压螺母原材料的内周面,由此在所述螺母原材料的内周面形成所述凹槽,并通过使所述螺母原材料的外周部在限制部件的凹陷部突出,由此形成所述外周形成物,所述凸轮机构具有:凸轮驱动件,其内插于圆筒状的所述螺母原材料中并沿该螺母原材料的轴向移动;凸轮滑动件,其配置于所述螺母原材料与凸轮驱动件之间,形成有与所述凹槽对应的所述凸部,通过所述凸轮驱动件的移动使所述凸部沿所述螺母的径向移动;以及所述限制部件,其限制所述螺母原材料的轴向两端面和外周面,并在支承该外周面的内周面形成有凹陷部。
[0028] 此时,可以将所述外周形成物或者形成于所述外周形成物的内周面的凹部或锥面用作基准面或保持部,进行基于使用所述模具的冲压法的工序的下一工序以后的加工。
[0029] 并且,通过使所述螺母原材料的外周部突出而形成的所述外周形成物可以是轴传递部、转矩传递部、定位部或安装部。
[0030] 进而,本发明的另一个方式的滚珠丝杠的特征在于,该滚珠丝杠具有:丝杠轴,其在外周面具有螺旋状的螺纹槽;螺母,其在内周面具有与所述丝杠轴的螺纹槽对置的螺纹槽;多个滚珠,它们以滚动自如的方式装填于由所述两个螺纹槽形成的螺旋状的滚珠滚动路内;以及滚珠循环路,其使所述滚珠从所述滚珠滚动路的终点返回到起点进行循环,利用使所述螺母的圆柱面状的内周面的一部分凹陷而形成的凹槽构成所述滚珠循环路,并且在所述螺母的轴向端面形成有突出部。
[0031] 此时,可以通过使用凸轮机构的模具的冲压法,利用凸部挤压螺母原材料的内周面,由此在所述螺母原材料的内周面形成所述凹槽,并通过使由于形成所述凹槽而产生的所述螺母原材料的余料在限制部件的凹陷部突出,由此形成所述突出部,所述凸轮机构具有:凸轮驱动件,其内插于圆筒状的所述螺母原材料中并沿该螺母原材料的轴向移动;凸轮滑动件,其配置于所述螺母原材料与凸轮驱动件之间,形成有与所述凹槽对应的所述凸部,通过所述凸轮驱动件的移动使所述凸部沿所述螺母的径向移动;以及所述限制部件,其限制所述螺母原材料的轴向两端面和外周面,并在支承所述螺母原材料的轴向端面的端面形成有凹陷部。
[0032] 并且,优选所述滚珠丝杠具有通过嵌件成形而形成于所述螺母的外周面的螺母嵌套部件,所述螺母嵌套部件形成为覆盖伴随所述凹槽的形成而产生的所述螺母的外周面的外周形成物。
[0033] 优选这种通过嵌件成形而形成的所述螺母嵌套部件是具有圆筒形状的内周面的套筒和齿轮中的任意一方或双方。
[0034] 发明效果
[0035] 本发明的滚珠丝杠利用使螺母的内周面的一部分凹陷而形成的凹槽构成滚珠循环路,所以,螺母的外径部的构造的自由度高。并且,本发明的滚珠丝杠用螺母的制造方法能够制造外径部的构造自由度高的滚珠丝杠用螺母。附图说明
[0036] 图1是本发明的第1实施方式的滚珠丝杠的剖视图。
[0037] 图2是螺母的主视图。
[0038] 图3是图2的螺母的A-A剖视图。
[0039] 图4示出本发明的滚珠丝杠的第2实施方式的第1例,(a)是主视图,(b)是纵剖视图。
[0040] 图5仅示出图4的滚珠丝杠的螺母,(a)是右侧视图,(b)是纵剖视图。
[0041] 图6是图5的螺母的制造方法的工序图。
[0042] 图7仅示出本发明的滚珠丝杠的第2实施方式的第2例的螺母,(a)是主视图,(b)是纵剖视图。
[0043] 图8仅示出本发明的滚珠丝杠的第2实施方式的第3例的螺母,(a)是主视图,(b)是纵剖视图。
[0044] 图9仅示出本发明的滚珠丝杠的第2实施方式的第4例的螺母,(a)是主视图,(b)是纵剖视图。
[0045] 图10仅示出本发明的滚珠丝杠的第2实施方式的第5例的螺母,(a)是主视图,(b)是纵剖视图。
[0046] 图11仅示出本发明的滚珠丝杠的第2实施方式的第6例的螺母,(a)是主视图,(b)是纵剖视图。
[0047] 图12仅示出本发明的滚珠丝杠的第2实施方式的第7例的螺母,(a)是主视图,(b)是纵剖视图。
[0048] 图13示出本发明的滚珠丝杠的第2实施方式的第8例,(a)是轴垂直纵剖视图,(b)是轴平行纵剖视图。
[0049] 图14示出图13的滚珠丝杠的变形例,(a)是轴垂直纵剖视图,(b)是轴平行纵剖视图。
[0050] 图15是说明第3实施方式的滚珠丝杠的制造方法的工序图。
[0051] 图16是说明第4实施方式的第1例的方法的图。
[0052] 图17是示出在第4实施方式的第1例的方法中使用的凸轮滑动件的平面图(a)和立体图(b)、以及示出凸轮驱动件的立体图(c)。
[0053] 图18是示出在图16(b)的状态下从模具取下的螺母原材料的立体图。
[0054] 图19是说明第4实施方式的第2例的方法的图。
[0055] 图20是示出在第4实施方式的第2例的方法中使用的凸轮滑动件的平面图(a)和立体图(b)、以及示出凸轮驱动件的立体图(c)。
[0056] 图21是示出在图19(b)的状态下从模具取下的螺母原材料的立体图。
[0057] 图22是说明第4实施方式的第3例的方法的图。
[0058] 图23是示出在第4实施方式的第3例的方法中使用的凸轮滑动件的平面图(a)和立体图(b)、以及示出凸轮驱动件的立体图(c)。
[0059] 图24是示出在图22(b)的状态下从模具取下的螺母原材料的立体图。
[0060] 图25是说明第4实施方式的第4例的方法的图。
[0061] 图26是示出在图25(b)的状态下从模具取下的螺母原材料的立体图。
[0062] 图27是说明第4实施方式的第5例的方法的图。
[0063] 图28是说明专利文献3的方法的图。
[0064] 图29是示出第5实施方式的制造方法的第1例中的结构的剖视图。
[0065] 图30是示出在第5实施方式的第1例中使用的凸轮驱动件的立体图(a)、示出凸轮滑动件的平面图(b)和立体图(c)。
[0066] 图31是示出构成在第5实施方式的第1例中使用的限制部件的分割体的平面图(a)、其A-A剖视图(b)和台的剖视图(c)。
[0067] 图32是示出第5实施方式的第1例中的形成有S字状凹部和凸部的螺母原材料的主视图(a)、其A-A剖视图(b)以及立体图(c)。
[0068] 图33是示出第5实施方式的制造方法的第2例中的结构的剖视图。
[0069] 图34是示出第5实施方式的制造方法的第3例中的结构的剖视图。
[0070] 图35是示出第5实施方式的制造方法的第4例中的结构的剖视图。
[0071] 图36是说明第5实施方式的制造方法的第5例的方法的图。
[0072] 图37是说明第5实施方式的制造方法的第5例的方法的图。
[0073] 图38是示出第5实施方式的滚珠丝杠的一例的结构的图,(a)是剖视图,(b)是立体图。
[0074] 图39是示出第5实施方式的滚珠丝杠的另一例的结构的立体图。
[0075] 图40是示出第6实施方式的滚珠丝杠的第1例的纵剖视图。
[0076] 图41是示出第6实施方式的滚珠丝杠的第2例的纵剖视图。
[0077] 图42是示出第6实施方式的滚珠丝杠的第3例的纵剖视图。
[0078] 图43是示出第6实施方式的滚珠丝杠的第4例的纵剖视图。
[0079] 图44是示出第6实施方式的滚珠丝杠的第5例的纵剖视图。
[0080] 图45是示出第6实施方式的滚珠丝杠的第6例的纵剖视图。
[0081] 图46是示出第7实施方式的滚珠丝杠的第1例的纵剖视图。
[0082] 图47是示出第7实施方式的滚珠丝杠的第2例的纵剖视图。
[0083] 图48是在图47的滚珠丝杠中使用的滚珠丝杠螺母的说明图。
[0084] 图49是示出第7实施方式的滚珠丝杠的第3例的纵剖视图。
[0085] 图50是示出第7实施方式的滚珠丝杠的第4例的纵剖视图。
[0086] 图51是示出第7实施方式的滚珠丝杠的第5例的纵剖视图。
[0087] 图52是电动助力转向装置的转向齿轮的局部剖视图。

具体实施方式

[0088] 参照附图详细说明本发明的滚珠丝杠的实施方式。
[0089] [第1实施方式]
[0090] 图1是本发明的第1实施方式的滚珠丝杠的剖视图(以沿轴向的平面切断而得到的剖视图)。如图1所示,滚珠丝杠1具有:丝杠轴3,其在外周面具有螺旋状的螺纹槽3a;螺母5,其在内周面具有与丝杠轴3的螺纹槽3a对置的螺旋状的螺纹槽5a;多个滚珠9,它们以滚动自如的方式装填于由两个螺纹槽3a、5a形成的螺旋状的滚珠滚动路7内;以及滚珠循环路11,其使滚珠9从滚珠滚动路7的终点返回到起点进行循环。
[0091] 即,滚珠9一边在滚珠滚动路7内移动一边绕丝杠轴3周围转动而到达滚珠滚动路7的终点,在此,从滚珠循环路11的一个端部被舀起而通过滚珠循环路11内,并从滚珠循环路11的另一个端部返回滚珠滚动路7的起点。
[0092] 另外,丝杠轴3、螺母5和滚珠9的原材料没有特别限定,可以使用一般的材料,例如列举等的金属或陶瓷。并且,螺纹槽3a、5a的剖面形状可以是圆弧状,也可以是哥特式拱状。
[0093] 在这种滚珠丝杠1中,当使通过滚珠9而与丝杠轴3螺合的螺母5和丝杠轴3相对旋转运动时,通过滚珠9的滚动使丝杠轴3和螺母5沿轴向相对移动。而且,通过滚珠滚动路7和滚珠循环路11形成环状的滚珠通路,在滚珠滚动路7内滚动的滚珠9在环状的滚珠通路内无限循环,所以,丝杠轴3和螺母5能够持续地相对移动。
[0094] 这里,详细说明滚珠循环路11。滚珠循环路11一体地形成于螺母5的内周面。若详细叙述,将通过塑性加工或切削加工使螺母5的圆柱面状内周面的一部分凹陷而形成的凹槽作为滚珠循环路11。本实施方式的滚珠丝杠1采用使用这种滚珠循环路11的滚珠循环形式,所以,不需要在螺母5安装构成滚珠循环路的其他部件。另外,滚珠循环路11的剖面形状可以是圆弧状,也可以是哥特式拱状。
[0095] 在滚珠循环形式为导管式或盖板式的情况下,构成滚珠循环路的部件和螺母分开设置,在导管式的情况下,回珠管安装于螺母的外周面,在盖板式的情况下,盖板安装于盖板孔。因此,无法在螺母的外周面中的设有回珠管或盖板的部分形成凸缘等外周形成物,螺母的外周面的设计受到限制。
[0096] 与此相对,在本实施方式的滚珠丝杠1中,滚珠循环路11形成于螺母5的内周面,不需要在螺母5的外周面安装滚珠循环用的任何部件,所以,不会受到设有滚珠循环路11的位置和回路数的限制,能够在螺母5的外周面全体设计成任意形状。由此,能够在螺母5的外周面中的与滚珠循环路11和螺纹槽5a相应的部分一体形成外周形成物。本实施方式的滚珠丝杠1形成有凸缘13作为外周形成物。并且,由于不安装回珠管、盖板等部件,因此不用担心它们脱落,滚珠丝杠1的可靠性优良。
[0097] 外周形成物的种类没有特别限定,但是,除了凸缘以外,列举齿轮用齿列、键槽、轴承用轨道槽、异形外周面等。例如,如果在螺母5的外周面形成由沿周向排列的多个齿构成的齿轮用齿列,则能够使螺母5作为齿轮发挥功能。并且,如果在螺母5的外周面形成键槽,则通过使设于其他部件的键与该键槽卡合,能够连接该其他部件和螺母5。进而,如果在螺母5的外周面形成轴承用轨道槽,则能够使螺母5作为滚动轴承的内圈发挥功能。进而,螺母5的外周面通常剖面为圆形,但是,也可以是剖面为多边形、剖面为椭圆形等异形外周面。另外,可以在螺母5的外周面形成这些外周形成物中的一个,也可以形成2个以上。例如如本实施方式的滚珠丝杠1那样,可以在螺母5的外周面形成凸缘13,在该凸缘13的外周面形成齿轮用齿列15。
[0098] 这些外周形成物的形成方法没有特别限定,可以通过冷锻等锻造来形成,也可以通过切削加工来形成。根据这些形成方法,能够容易地形成外周形成物,所以,能够廉价地制造具有外周形成物的滚珠丝杠。并且,外周形成物和滚珠循环路11的形成顺序没有特别限定,可以先形成某一方,但是,如果在通过例如冷锻形成外周形成物之后形成滚珠循环路11,则能够更高地确保滚珠循环路11的形状精度
[0099] 这种本实施方式的滚珠丝杠1的用途没有特别限定,但是,特别适合用于在机动车、二轮车、定位装置等中组装的电动致动器
[0100] 这里,参照图6简单说明本实施方式的滚珠丝杠1的螺母5的制造方法的一例。首先,通过冷锻对圆柱状的钢制原材料(未图示)进行加工,得到大致圆筒形状(与螺母5大致相同的形状)的坯料。然后,通过锻造等塑性加工在坯料的内周面形成凹槽,作为滚珠循环路11。接着,在突出于坯料外周面的凸缘13的外周面形成由沿周向排列的多个齿构成的齿轮用齿列15。最后,通过切削加工在坯料的内周面形成螺纹槽5a后,得到螺母5。
[0101] [第2实施方式]
[0102] 在滚珠丝杠中,在使用滚珠循环路的滚珠循环形式中,存在导管式、盖板式等各种形式。例如,在导管式的情况下,使滚珠滚动路的起点与终点连通的回珠管被固定于螺母的外周面,在盖板式的情况下,形成有使滚珠滚动路的起点与终点连通的槽的盖板被嵌入盖板孔内,该盖板孔贯通螺母的外周面和内周面。并且,还公知有使螺母的内周面的一部分凹陷而形成凹槽并将该凹槽作为滚珠循环路的循环形式。
[0103] 在制造这种滚珠丝杠时,通过冷锻对圆柱状的钢制原材料进行加工,得到大致圆筒形状(与螺母5大致相同的形状)的坯料,对该坯料实施切削加工来制造螺母。若详细叙述,通过切削加工来形成供回珠管贯穿插入的贯通孔或盖板孔、形成所述凹槽、并且在螺母的外周面形成齿轮用齿列等外周形成物。并且,在专利文献2中提出了通过烧结合金来制造期望形状的螺母的技术。
[0104] 但是,通过切削加工来制造螺母时,存在材料成品率低、成本高的问题。并且,烧结金属的密度低,而且存在气孔,所以,存在难以具有作为螺母的充分强度的问题。
[0105] 第2实施方式着眼于上述问题点,其目的在于,提供材料成品率高、而且能够制造廉价且高强度的滚珠丝杠的滚珠丝杠制造方法和滚珠丝杠。
[0106] 为了解决上述课题,第2实施方式的滚珠丝杠制造方法用于制造滚珠丝杠,该滚珠丝杠具有:丝杠轴,其在外周面具有螺旋状的螺纹槽;螺母,其在内周面具有与所述丝杠轴的螺纹槽对置的螺纹槽;多个滚珠,它们以滚动自如的方式装填于由所述两个螺纹槽形成的螺旋状的滚珠滚动路内;滚珠循环路,其使所述滚珠从所述滚珠滚动路的终点返回到起点进行循环;以及外周形成物,其一体形成于所述螺母的外周面,其特征在于,该制造方法具有以下工序:粗成形工序,在该粗成形工序中,利用圆柱状的金属制原材料得到与所述螺母大致相同形状的粗成形螺母;滚珠循环路形成工序,在该滚珠循环路形成工序中,使所述粗成形螺母的圆柱面状(圆筒面状)的内周面的一部分凹陷,来形成构成所述滚珠循环路的凹槽;以及外周形成物形成工序,在该外周形成物形成工序中,在所述粗塑性螺母的外周面形成所述外周形成物,所述外周形成物是键、编码器、齿轮、止转部、螺纹、周向槽、马达转子、单向超越离合器的内圈中的至少一个。
[0107] 并且,所述滚珠丝杠制造方法的特征在于,所述粗成形工序、所述滚珠循环路形成工序和所述外周形成物形成工序中的至少一个工序基于塑性加工。
[0108] 并且,所述滚珠丝杠制造方法的特征在于,所述塑性加工是冷锻。
[0109] 并且,第2实施方式的滚珠丝杠具有:丝杠轴,其在外周面具有螺旋状的螺纹槽;螺母,其在内周面具有与所述丝杠轴的螺纹槽对置的螺纹槽;多个滚珠,它们以滚动自如的方式装填于由所述两个螺纹槽形成的螺旋状的滚珠滚动路内;以及滚珠循环路,其使所述滚珠从所述滚珠滚动路的终点返回到起点进行循环,其特征在于,利用使所述螺母的圆柱面状(圆筒面状)的内周面的一部分凹陷而形成的凹槽构成所述滚珠循环路,并且在所述螺母的外周面一体形成有外周形成物,所述外周形成物是键、编码器、齿轮、止转部、螺纹、周向槽、马达转子、单向超越离合器的内圈中的至少一个。
[0110] 而且,根据第2实施方式的滚珠丝杠的制造方法和螺母,材料成品率高,而且能够制造廉价且高强度的滚珠丝杠。
[0111] 接着,使用附图说明第2实施方式的滚珠丝杠。图4示出第2实施方式的滚珠丝杠的第1例,(a)是主视图,(b)是纵剖视图(与轴线平行的纵剖面、以下记为轴平行纵剖面)。并且,图5仅详细示出图4的滚珠丝杠的螺母,(a)是右侧视图,(b)是轴平行纵剖视图。
[0112] 如该图所示,滚珠丝杠1具有:丝杠轴3,其在外周面具有螺旋状的螺纹槽3a;螺母5,其在内周面具有与丝杠轴3的螺纹槽3a对置的螺旋状的螺纹槽5a;多个滚珠9,它们以滚动自如的方式装填于由两个螺纹槽3a、5a形成的螺旋状的滚珠滚动路7内;以及滚珠循环路11,其使滚珠9从滚珠滚动路7的终点返回到起点进行循环。
[0113] 即,滚珠9一边在滚珠滚动路7内移动一边绕丝杠轴3周围转动而到达滚珠滚动路7的终点,在此,从滚珠循环路11的一个端部被舀起并通过滚珠循环路11内,从滚珠循环路11的另一个端部返回滚珠滚动路7的起点。
[0114] 另外,丝杠轴3、螺母5和滚珠9的原材料没有特别限定,可以使用一般的材料,例如列举钢等金属或陶瓷。并且,螺纹槽3a、5a的剖面形状可以是圆弧状,也可以是连接2个以上的圆弧的所谓的哥特式拱状。
[0115] 在这种滚珠丝杠1中,当使通过滚珠9而与丝杠轴3螺合的螺母5和丝杠轴3相对旋转运动时,通过滚珠9的滚动使丝杠轴3和螺母5沿轴向相对移动。而且,通过滚珠滚动路7和滚珠循环路11形成环状的滚珠通路,在滚珠滚动路7内滚动的滚珠9在环状的滚珠通路内无限循环,所以,丝杠轴3和螺母5能够持续地相对移动。
[0116] 这里,详细说明滚珠循环路11。滚珠循环路11一体地形成于螺母5的内周面。若详细叙述,将通过例如塑性加工使螺母5的内周面的一部分凹陷而形成的凹槽作为滚珠循环路11。另外,滚珠循环路11的剖面形状可以是圆弧状,也可以是所述的哥特式拱状。本实施方式的滚珠丝杠1采用使用这种滚珠循环路11的滚珠循环形式,所以,不需要在螺母5安装构成滚珠循环路的回珠管或盖板等其他部件。并且,不需要在螺母5形成用于安装构成滚珠循环路的回珠管或盖板等其他部件的贯通孔或盖板孔等孔。
[0117] 在滚珠循环形式为导管式或盖板式的情况下,构成滚珠循环路的部件和螺母分开设置,在导管式的情况下,回珠管安装于螺母的外周面,在盖板式的情况下,盖板安装于盖板孔。因此,无法在螺母的外周面中的设有回珠管或盖板的部分形成凸缘等外周形成物,螺母的外周面的设计受到限制。
[0118] 与此相对,在本实施方式的滚珠丝杠1中,滚珠循环路11形成于螺母5的内周面,不需要在螺母5的外周面安装滚珠循环用的任何部件,并且,也不需要形成用于安装滚珠循环用部件的任何孔,所以,不会受到设有滚珠循环路11的位置和滚珠循环路11的数量的限制,能够在螺母5的外周面全体将外周面设计成任意形状。由此,在螺母5的外周面中的与滚珠循环路11或螺纹槽5a相应的部分中,也能够在该螺母5的外周面一体形成外周形成物。并且,由于不安装回珠管、盖板等部件,因此不用担心它们脱落,滚珠丝杠1的可靠性优良。螺母5的外周形成物的种类没有特别限定,但是,除了凸缘以外,列举直齿(斜齿)齿轮用齿列、编码器、键、锥齿轮、止转部、螺纹(外螺纹)、周向槽、马达转子、单向超越离合器的内圈等。例如,如果在螺母5的外周面一体形成凸缘,并在该凸缘的外周面形成由沿周向排列的多个齿构成的直齿(斜齿)齿轮用齿列,则能够使螺母5作为齿轮发挥功能。
[0119] 并且,如果在螺母5的外周面一体形成编码器,则能够直接检测螺母5的旋转状态。并且,如果在螺母5的外周面一体形成键,则通过使其与设于其他部件的键槽卡合,能够连接该其他部件和螺母5。并且,如果在螺母5的外周面一体形成锥齿轮,则能够与啮合的锥齿轮进行动力传递。
[0120] 并且,如果在螺母5的外周面形成止转部,则仅通过卡定该止转部,就能够在螺母5与丝杠轴3的相对旋转运动时得到丝杠轴3的直进运动。并且,如果在螺母5的外周面一体形成螺纹(外螺纹),则能够在与该螺纹螺合的螺纹之间得到螺纹运动。并且,如果在螺母
5的外周面一体形成周向槽,则例如通过在该周向槽装配磨损圈,能够在螺母5的外周面得到轴承功能。
[0121] 并且,如果在螺母5的外周面一体形成马达转子,则能够使螺母5自身作为马达转子发挥功能,通过将其装配于马达定子内,能够简洁或直接地得到针对螺母5的旋转力。并且,如果在螺母5的外周面一体形成单向超越离合器的内圈,则能够限制例如螺母5或单向超越离合器的外圈向任意一方的旋转。
[0122] 另外,可以在螺母5的外周面形成这些外周形成物中的一个,也可以形成2个以上。例如在本实施方式的滚珠丝杠1中,在螺母5的外周面形成凸缘13,在该凸缘13的外周面形成齿轮用齿列15,并且在所述凸缘13的图示轴向左侧一体形成编码器(旋转编码器)17。由此,本实施方式的滚珠丝杠1的螺母5作为齿轮发挥功能,并且能够通过编码器17检测其旋转状态。这种本实施方式的滚珠丝杠1的用途没有特别限定,但是,特别适合用于在机动车、二轮车、定位装置等中组装的电动致动器。
[0123] 接着,参照图6说明本实施方式的滚珠丝杠1的制造方法的一例。在本实施方式中,首先,通过例如冷锻等塑性加工对预定长度(或质量)的圆柱状的钢制原材料20进行加工,得到与螺母5大致相同形状(大致圆筒形状)的坯料21(粗成形螺母)(粗成形工序)。此时,还通过塑性加工在坯料21的外周面形成凸缘13。由此,此时的粗成形工序同时兼作外周形成物形成工序。
[0124] 接着,通过例如冷锻等塑性加工使坯料21的圆柱面状的内周面的一部分凹陷,形成构成使滚珠滚动路7的终点和起点连通的滚珠循环路11的凹槽22(滚珠循环路形成工序)。作为形成凹槽22的具体方法,列举如下方法。即,在坯料21内插入具有与凹槽22对应的形状的凸部的冲头,使冲头的凸部与坯料21的内周面接触,朝向坯料21的内周面强力按压冲头,由此能够形成凹槽22。
[0125] 另外,外周形成物和滚珠循环路11的形成顺序没有特别限定,可以先形成某一方,但是,在本实施方式中,在通过塑性加工形成外周形成物即凸缘13之后形成滚珠循环路11,所以,能够更高地确保滚珠循环路11的形状精度。
[0126] 接着,通过例如冷锻等塑性加工,在突出于坯料21外周面的凸缘13的外周面形成由沿周向排列的多个齿构成的齿轮用齿列15,并且通过例如冷锻等塑性加工,在螺母5的外周面直接形成编码器17。另外,这些形成优选采用塑性加工,但是,也可以通过切削加工来形成。
[0127] 然后,通过切削加工在坯料21的内周面形成螺纹槽5a(螺纹槽形成工序)。最后,在期望条件下实施淬火、回火等热处理,得到螺母5。作为该热处理的例子,列举渗处理、氰化处理、高频热处理等。
[0128] 对这样制造的螺母5与通过惯用方法制造的丝杠轴3和滚珠9进行组合,制造了本实施方式的滚珠丝杠1。在本实施方式中,所述粗成形工序、滚珠循环路形成工序、外周形成物形成工序全部通过塑性加工进行,所以,该滚珠丝杠1的制造方法的材料成品率高,而且能够廉价地制造高精度的滚珠丝杠。并且,由于通过塑性加工来制造,因此,几乎不会切断钢制原材料20所具有的金属流动(锻件纤维流线),并且,由于进行加工硬化,因此能够得到高强度的螺母5。
[0129] 塑性加工的种类没有特别限定,但是,优选锻造,特别优选冷锻。也可以采用热锻,但是,与热锻相比,冷锻能够进行高精度的精加工,所以,即使不实施后续加工,也能够得到充分高精度的螺母5。其结果,能够廉价地制造滚珠丝杠1。
[0130] 并且,优选粗成形工序、滚珠循环路形成工序、外周形成物形成工序所有工序中的塑性加工为冷锻,但是,也可以使任意1个或2个工序中的塑性加工为冷锻。该情况下,作为冷锻等塑性加工以外的加工方法,例如能够使用车床加工、磨削加工等切削加工、或放电加工、或者它们的组合、或它们与喷丸的组合。
[0131] 并且,在所述滚珠循环路形成工序中,可以如粗加工和精加工那样将加工工序分成二个以上。该情况下,例如作为粗加工,可以利用车床形成大体的形状,通过磨削或研磨抛光加工进行精加工。
[0132] 接着,使用图7说明第2实施方式的滚珠丝杠的第2例。图7仅示出利用与所述图4~6的第2实施方式的第1例相同的制造工序制造的滚珠丝杠中的螺母,(a)是主视图,(b)是轴平行纵剖视图。本实施方式的滚珠丝杠的丝杠轴和滚珠等与所述图4所示的第2实施方式的第1例相同。并且,作为滚珠丝杠的功能,形成于螺母5的循环路11及螺纹槽5a虽然形状稍微不同,但是功能相同,所以,省略其详细说明。
[0133] 在本实施方式中,在所述图6的外周形成物形成工序中,例如通过塑性加工在螺母5的外周面一体形成键31。该键31与未图示的其他部件的键槽卡合,由此连接该其他部件和螺母5。键31也可以通过切削加工或磨削加工而形成。并且,代替键31,也可以形成键槽。
[0134] 接着,使用图8说明第2实施方式的滚珠丝杠的第3例。图8仅示出利用与所述图4~6的第2实施方式的第1例相同的制造工序制造的滚珠丝杠中的螺母,(a)是主视图,(b)是轴平行纵剖视图。本实施方式的滚珠丝杠的丝杠轴和滚珠等与所述图4所示的第2实施方式的第1例相同。并且,作为滚珠丝杠的功能,形成于螺母5的循环路11及螺纹槽5a虽然形状稍微不同,但是功能相同,所以,省略其详细说明。
[0135] 在本实施方式中,在所述图6的外周形成物形成工序中,例如通过塑性加工在螺母5的外周面一体形成锥齿轮33。该锥齿轮33能够与啮合的锥齿轮进行轴垂直方向的动力传递。锥齿轮33也可以通过切削加工或磨削加工而形成。
[0136] 接着,使用图9说明第2实施方式的滚珠丝杠的第4例。图9仅示出利用与所述图4~6的第2实施方式的第1例相同的制造工序制造的滚珠丝杠中的螺母,(a)是主视图,(b)是轴平行纵剖视图。本实施方式的滚珠丝杠的丝杠轴和滚珠等与所述图4所示的第2实施方式的第1例相同。并且,作为滚珠丝杠的功能,形成于螺母5的循环路11及螺纹槽5a虽然形状稍微不同,但是功能相同,所以,省略其详细说明。
[0137] 在本实施方式中,在所述图6的外周形成物形成工序中,例如通过塑性加工在螺母5的外周面一体形成立方体状的止转部35。该止转部35被未图示的其他部件卡定,由此限制螺母5的旋转,例如能够在螺母5与丝杠轴的相对旋转运动时获得丝杠轴的轴线方向的直进运动。另外,如果在滚珠循环路11的径向外侧设定止转部35,则如上所述,在利用冲头形成滚珠循环路11用的凹槽时,预先在模侧形成凹部,由此,通过要向螺母5的径向外侧鼓出的原材料自动形成止转部35。止转部35也可以通过切削加工或磨削加工而形成。
[0138] 接着,使用图10说明第2实施方式的滚珠丝杠的第5例。图10仅示出利用与所述图4~6的第2实施方式的第1例相同的制造工序制造的滚珠丝杠中的螺母,(a)是主视图,(b)是轴平行纵剖视图。本实施方式的滚珠丝杠的丝杠轴和滚珠等与所述图4所示的第2实施方式的第1例相同。并且,作为滚珠丝杠的功能,形成于螺母5的循环路11及螺纹槽5a虽然形状稍微不同,但是功能相同,所以,省略其详细说明。
[0139] 在本实施方式中,在所述图6的外周形成物形成工序中,例如通过塑性加工在螺母5的外周面一体形成螺纹(外螺纹)37。该螺纹(外螺纹)37与未图示的其他部件的螺纹(例如内螺纹)螺合,由此能够得到螺旋运动。螺纹37也可以通过切削加工而形成。
[0140] 接着,使用图11说明第2实施方式的滚珠丝杠的第6例。图11仅示出利用与所述图4~6的第2实施方式的第1例相同的制造工序制造的滚珠丝杠中的螺母,(a)是主视图,(b)是轴平行纵剖视图。本实施方式的滚珠丝杠的丝杠轴和滚珠等与所述图4所示的第2实施方式的第1例相同。并且,作为滚珠丝杠的功能,形成于螺母5的循环路11及螺纹槽5a虽然形状稍微不同,但是功能相同,所以,省略其详细说明。
[0141] 在本实施方式中,在所述图6的外周形成物形成工序中,例如通过塑性加工在螺母5的外周面一体形成周向槽39,在该周向槽39内装配磨损圈40。众所周知,磨损圈40在与未图示的其他部件之间发挥轴承的功能,所以,如果将螺母5收纳于该其他部件的内部,则能够对螺母5与其他部件之间进行支承。周向槽39也可以通过切削加工或磨削加工而形成。
[0142] 接着,使用图12说明第2实施方式的滚珠丝杠的第7例。图12仅示出利用与所述图4~6的第2实施方式的第1例相同的制造工序制造的滚珠丝杠中的螺母,(a)是主视图,(b)是轴平行纵剖视图。本实施方式的滚珠丝杠的丝杠轴和滚珠等与所述图4所示的第2实施方式的第1例相同。并且,作为滚珠丝杠的功能,形成于螺母5的循环路11及螺纹槽5a虽然形状稍微不同,但是功能相同,所以,省略其详细说明。
[0143] 在本实施方式中,在所述图6的外周形成物形成工序中,例如通过塑性加工一体形成马达转子41。通过将该马达转子41收纳于未图示的马达定子内而构成马达,所以,能够简洁且直接地得到针对螺母5的旋转力。马达转子41也可以通过切削加工或磨削加工而形成。
[0144] 接着,使用图13说明第2实施方式的滚珠丝杠的第8例。图13示出利用与所述图4~6的第2实施方式的第1例相同的制造工序制造的滚珠丝杠1,(a)是与轴线垂直的纵剖视图(以下记为轴垂直纵剖视图),(b)是轴平行纵剖视图。本实施方式的滚珠丝杠1的丝杠轴3和滚珠9等与所述图1所示的第2实施方式的第1例相同。并且,作为滚珠丝杠1的功能,形成于螺母5的循环路11及螺纹槽5a虽然形状稍微不同,但是功能相同,所以,省略其详细说明。
[0145] 在本实施方式中,在所述图6的外周形成物形成工序中,例如通过塑性加工在螺母5的外周面一体形成单向超越离合器48的内圈43。本实施方式的单向超越离合器48的内圈43自身是圆筒体。该单向超越离合器48例如如本申请人之前提出的日本特许公报第4214371号记载的那样,具有嵌套于所述内圈43的径向外侧的外圈44、以及配设于内圈43与外圈44之间的多个作为滚动体的辊45,在本实施方式中,在螺母5的外周面的所述内圈
43的轴线方向两侧介入安装滚动轴承46,将内圈43和外圈44支承为旋转自如。在本实施方式中,在外圈44的内周面形成有凸轮面47,当内圈43和外圈44向图13(a)的箭头A方向相对旋转时,辊45咬入凸轮面47,通过楔作用来限制两者的相对旋转。
[0146] 另一方面,当内圈43和外圈44向与箭头A方向相反的方向相对旋转时,辊45与凸轮面47的楔作用被解除,自如地相对旋转。因此,通过单向超越离合器48,仅限制螺母5与外圈44或安装于该外圈44的未图示的其他部件的向一个方向的相对旋转。内圈43也可以通过切削加工或磨削加工而形成。
[0147] 图14是所述图13的滚珠丝杠1的变形例,单向超越离合器48的内圈43与螺母5分开设置。这种情况下,本实施方式的螺母5在外周面没有突起物,所以,能够将圆筒形状的内圈43直接嵌套于螺母5的外周面,例如如果将内圈43压入螺母5的外周,则能够使两者一体化。并且,能够抑制由于嵌合而导致的内圈43的变形。
[0148] [第3实施方式]
[0149] 在滚珠丝杠中,在使用滚珠循环路的滚珠循环形式中,存在导管式、盖板式等各种形式。例如,在导管式的情况下,使滚珠滚动路的起点与终点连通的回珠管被固定于螺母的外周面,在盖板式的情况下,形成有使滚珠滚动路的起点与终点连通的槽的盖板被嵌入盖板孔内,该盖板孔贯通螺母的外周面和内周面。并且,还公知有使螺母内周面的一部分凹陷而形成凹槽并将该凹槽作为滚珠循环路的循环形式。
[0150] 在制造这种滚珠丝杠时,通过冷锻对圆柱状的钢制原材料进行加工,得到大致圆筒形状(与螺母5大致相同的形状)的坯料,对该坯料实施切削加工来制造螺母。若详细叙述,通过切削加工来形成供回珠管贯穿插入的贯通孔或盖板孔、形成所述凹槽、并且在螺母的外周面形成齿轮用齿列等外周形成物。
[0151] 并且,在专利文献2中提出了通过烧结合金来制造期望形状的螺母的技术。
[0152] 但是,通过切削加工来制造螺母时,具有材料成品率低、成本高的问题点。并且,烧结合金的密度低,而且存在气孔,所以,存在难以具有作为螺母的充分强度的问题点。
[0153] 因此,第3实施方式的课题在于,解决上述现有技术所具有的问题点,提供材料成品率高、而且能够制造廉价且高强度的滚珠丝杠的滚珠丝杠制造方法。
[0154] 为了解决所述课题,第3实施方式由如下结构构成。即,第3实施方式的滚珠丝杠的制造方法用于制造滚珠丝杠,该滚珠丝杠具有:丝杠轴,其在外周面具有螺旋状的螺纹槽;螺母,其在内周面具有与所述丝杠轴的螺纹槽对置的螺纹槽;多个滚珠,它们以滚动自如的方式装填于由所述两个螺纹槽形成的螺旋状的滚珠滚动路内;滚珠循环路,其使所述滚珠从所述滚珠滚动路的终点返回到起点进行循环;以及外周形成物,其一体形成于所述螺母的外周面,其特征在于,该制造方法具有以下工序:粗成形工序,在该粗成形工序中,通过塑性加工利用圆柱状的金属制原材料得到与所述螺母大致相同形状的粗成形螺母;滚珠循环路形成工序,在该滚珠循环路形成工序中,通过塑性加工使所述粗成形螺母的圆柱面状的内周面的一部分凹陷,来形成构成所述滚珠循环路的凹槽;以及外周形成物形成工序,在该外周形成物形成工序中,通过塑性加工在所述粗成形螺母的外周面形成所述外周形成物。
[0155] 在这种第3实施方式的滚珠丝杠的制造方法中,优选所述粗成形工序、所述滚珠循环路形成工序和所述外周形成物形成工序中的至少一个工序的所述塑性加工是冷锻。并且,所述外周形成物可以是凸缘、齿轮用齿列、键槽、轴承用轨道槽、异形外周面等中的至少一个。
[0156] 在第3实施方式的滚珠丝杠的制造方法中,材料成品率高,而且能够制造廉价且高强度的滚珠丝杠。
[0157] 接着,参照附图详细说明第3实施方式的滚珠丝杠。图1是第3实施方式的滚珠丝杠的剖视图(以沿轴向的平面切断而得到的剖视图)。如图1所示,滚珠丝杠1具有:丝杠轴3,其在外周面具有螺旋状的螺纹槽3a;螺母5,其在内周面具有与丝杠轴3的螺纹槽3a对置的螺旋状的螺纹槽5a;多个滚珠9,它们以滚动自如的方式装填于由两个螺纹槽3a、5a形成的螺旋状的滚珠滚动路7内;以及滚珠循环路11,其使滚珠9从滚珠滚动路7的终点返回到起点进行循环。
[0158] 即,滚珠9一边在滚珠滚动路7内移动一边绕丝杠轴3周围转动而到达滚珠滚动路7的终点,在此,从滚珠循环路11的一个端部被舀起并通过滚珠循环路11内,从滚珠循环路11的另一个端部返回滚珠滚动路7的起点。
[0159] 另外,丝杠轴3、螺母5和滚珠9的原材料没有特别限定,可以使用一般的材料,例如列举钢等金属或陶瓷。并且,螺纹槽3a、5a的剖面形状可以是圆弧状,也可以是哥特式拱状。
[0160] 在这种滚珠丝杠1中,当使通过滚珠9而与丝杠轴3螺合的螺母5和丝杠轴3相对旋转运动时,通过滚珠9的滚动使丝杠轴3和螺母5沿轴向相对移动。而且,通过滚珠滚动路7和滚珠循环路11形成环状的滚珠通路,在滚珠滚动路7内滚动的滚珠9在环状的滚珠通路内无限循环,所以,丝杠轴3和螺母5能够持续地相对移动。
[0161] 这里,详细说明滚珠循环路11。滚珠循环路11一体地形成于螺母5的内周面。若详细叙述,将通过塑性加工使螺母5的圆柱面状的内周面的一部分凹陷而形成的凹槽作为滚珠循环路11。另外,滚珠循环路11的剖面形状可以是圆弧状,也可以是哥特式拱状。本实施方式的滚珠丝杠1采用使用这种滚珠循环路11的滚珠循环形式,所以,不需要在螺母5安装构成滚珠循环路的其他部件(回珠管或盖板)。并且,不需要在螺母5形成用于安装构成滚珠循环路的其他部件(回珠管或盖板)的孔(所述贯通孔或盖板孔)。
[0162] 在滚珠循环形式为导管式或盖板式的情况下,构成滚珠循环路的部件和螺母分开设置,在导管式的情况下,回珠管安装于螺母的外周面,在盖板式的情况下,盖板安装于盖板孔。因此,无法在螺母的外周面中的设有回珠管或盖板的部分形成凸缘等外周形成物,螺母的外周面的设计受到限制。
[0163] 与此相对,在本实施方式的滚珠丝杠1中,滚珠循环路11形成于螺母5的内周面,不需要在螺母5的外周面安装任何部件,也不需要形成所述贯通孔、盖板孔等孔,所以,不会受到设有滚珠循环路11的位置和回路数的限制,能够在螺母5的外周面全体设计成任意形状。由此,能够在螺母5的外周面中的与滚珠循环路11或螺纹槽5a相应的部分一体形成外周形成物。本实施方式的滚珠丝杠1形成有凸缘13作为外周形成物。并且,由于不安装回珠管、盖板等部件,因此不用担心它们脱落,滚珠丝杠1的可靠性优良。
[0164] 外周形成物的种类没有特别限定,但是,除了凸缘以外,列举齿轮用齿列、键槽、轴承用轨道槽、异形外周面等。例如,如果在螺母5的外周面形成由沿周向排列的多个齿构成的齿轮用齿列,则能够使螺母5作为齿轮发挥功能。并且,如果在螺母5的外周面形成键槽,则通过使设于其他部件的键与该键槽卡合,能够连接该其他部件和螺母5。进而,如果在螺母5的外周面形成轴承用轨道槽,则能够使螺母5作为滚动轴承的内圈发挥功能。进而,螺母5的外周面通常剖面为圆形,但是,也可以是剖面为多边形、剖面为椭圆形等异形外周面。另外,可以在螺母5的外周面形成这些外周形成物中的一个,也可以形成2个以上。例如如本实施方式的滚珠丝杠1那样,可以在螺母5的外周面形成凸缘13,在该凸缘13的外周面形成齿轮用齿列15。
[0165] 这种本实施方式的滚珠丝杠1的用途没有特别限定,但是,特别适合用于在机动车、二轮车、定位装置等中组装的电动致动器。
[0166] 接着,参照图15说明本实施方式的滚珠丝杠1的制造方法的一例。首先,通过冷锻等塑性加工对预定长度(或质量)的圆柱状的钢制原材料20进行加工,得到与螺母5大致相同形状(大致圆筒形状)的坯料21(相当于本发明的技术特征即粗成形螺母)(粗成形工序)。此时,还通过塑性加工在坯料21的外周面形成凸缘13。由此,此时的粗成形工序同时兼作外周形成物形成工序。
[0167] 接着,通过冷锻等塑性加工使坯料21的圆柱面状的内周面的一部分凹陷,形成构成使滚珠滚动路7的终点和起点连通的滚珠循环路11的凹槽22(滚珠循环路形成工序)。作为形成凹槽22的具体例,列举如下示例。即,在坯料21内插入具有与凹槽22对应的形状的凸部的冲头,使冲头的凸部与坯料21的内周面接触,朝向坯料21的内周面强力按压冲头,由此能够形成凹槽22。
[0168] 另外,外周形成物和滚珠循环路11的形成顺序没有特别限定,可以先形成某一方,但是,在本实施方式中,在通过塑性加工形成作为外周形成物的凸缘13之后形成滚珠循环路11,所以,能够更高地确保滚珠循环路11的形状精度。
[0169] 接着,通过冷锻等塑性加工,在突出于坯料21外周面的凸缘13的外周面形成由沿周向排列的多个齿构成的齿轮用齿列15(外周形成物形成工序)。另外,齿轮用齿列15优选通过塑性加工而形成,但是,也可以通过切削加工来形成。
[0170] 然后,通过切削加工在坯料21的内周面形成螺纹槽5a(螺纹槽形成工序)。最后,在期望条件下实施淬火、回火等热处理后,得到螺母5。作为该热处理的例子,列举渗碳处理、氰化处理、高频热处理等。
[0171] 对这样制造的螺母5与通过惯用方法制造的丝杠轴3和滚珠9进行组合,制造了滚珠丝杠1。
[0172] 所述粗成形工序、滚珠循环路形成工序、外周形成物形成工序全部通过塑性加工进行,所以,该滚珠丝杠1的制造方法的材料成品率高,而且能够廉价地制造高精度的滚珠丝杠。并且,由于通过塑性加工来制造,因此,几乎不会切断钢制原材料20所具有的金属流动(锻件纤维流线),并且,由于进行加工硬化,因此能够得到高强度的螺母5。
[0173] 塑性加工的种类没有特别限定,但是,优选锻造,特别优选冷锻。也可以采用热锻,但是,与热锻相比,冷锻能够进行高精度的精加工,所以,即使不实施后续加工,也能够得到充分高精度的螺母5。由此,能够廉价地制造滚珠丝杠1。
[0174] 优选粗成形工序、滚珠循环路形成工序、外周形成物形成工序所有工序中的塑性加工为冷锻,但是,也可以使任意1个或2个工序中的塑性加工为冷锻。
[0175] [第4实施方式]
[0176] 第4实施方式涉及构成滚珠丝杠的螺母及其制造方法。
[0177] 滚珠丝杠是如下装置,该滚珠丝杠具有:螺母,其在内周面形成有螺旋槽;丝杠轴,其在外周面形成有螺旋槽;滚珠,其配置于由螺母的螺旋槽和丝杠轴的螺旋槽形成的轨道之间;以及滚珠返回路径,其使所述滚珠从轨道的终点返回起点,该滚珠丝杠通过使滚珠在所述轨道内滚动从而使所述螺母相对于丝杠轴相对移动。
[0178] 这种滚珠丝杠不仅用于一般的工业用机械的定位装置等中,还用于搭载于机动车、二轮车、船舶等交通工具的电动致动器中。
[0179] 滚珠丝杠的滚珠返回路径具有循环导管方式和盖板方式等,在盖板方式的情况下,形成有构成滚珠返回路径的凹部的盖板嵌在螺母的贯通孔内。与此相对,在专利文献3中记载了,通过塑性加工在螺母原材料的内周面直接形成构成滚珠返回路径的凹部(循环槽)。使用图28说明该形成方法。
[0180] 首先,准备具有圆筒状加工头130的模具,该加工头130具有与循环槽的形状对应的S字状的凸部137、138。然后,将螺母原材料101以其轴向朝向平方向的方式放置于台190上,并将加工头130放入螺母原材料101的内部,以使凸部137、138向上的方式固定基端部130a和末端部130b。接着,在该状态下,对模具的上部部件120施加冲压压力而使其下降,将凸部137、138抵靠于螺母原材料101的内周面111,从而使螺母原材料101的内周面111塑性变形。
[0181] 在这种滚珠丝杠用螺母的制造方法中,在螺母的外周面形成突出部(凸缘;旋转或轴向的止挡部;以加工时或安装时的定位、动力传递、转矩传递等为目的的突起等)的情况下,采用切削加工。
[0182] 并且,在专利文献2中提出了,利用烧结合金一体成形具有构成滚珠返回路径的凹部(返回槽)、螺旋槽(内螺纹槽)和外周面突出部(形成外径面的部分)的螺母。
[0183] 但是,通过切削加工来制造螺母时,具有材料成品率低、成本高的问题点。并且,烧结金属的密度低,而且存在气孔,所以,存在难以具有作为螺母的充分强度的问题点。
[0184] 第4实施方式的课题在于,解决上述现有技术所具有的问题点,提供材料成品率高、而且能够制造廉价且高强度的滚珠丝杠用螺母的方法。
[0185] 为了解决上述课题,第4实施方式的第1滚珠丝杠用螺母的制造方法用于制造滚珠丝杠的螺母,该滚珠丝杠具有:所述螺母,其在内周面形成有螺旋槽并在外周面具有突出部;丝杠轴,其在外周面形成有螺旋槽;滚珠,其配置于由螺母的螺旋槽和丝杠轴的螺旋槽形成的轨道之间;以及滚珠返回路径,其在所述螺母的内周面形成为凹部,使所述滚珠从轨道的终点返回起点,该滚珠丝杠通过使滚珠在所述轨道内滚动,从而使所述螺母相对于丝杠轴相对移动,其特征在于,通过冷锻,在所述螺母的内周面形成所述凹部的同时在所述螺母的外周面形成突出部。
[0186] 并且,第4实施方式的第2滚珠丝杠用螺母的制造方法用于制造滚珠丝杠的螺母,该滚珠丝杠具有:所述螺母,其在内周面形成有螺旋槽并在外周面具有突出部;丝杠轴,其在外周面形成有螺旋槽;滚珠,其配置于由螺母的螺旋槽和丝杠轴的螺旋槽形成的轨道之间;以及滚珠返回路径,其在所述螺母的内周面形成为凹部,使所述滚珠从轨道的终点返回起点,该滚珠丝杠通过使滚珠在所述轨道内滚动,从而使所述螺母相对于丝杠轴相对移动,其特征在于,通过使用凸轮机构的模具的冲压法(冷锻),利用凸部挤压螺母原材料的内周面,由此在所述螺母原材料的内周面形成所述凹部,使所述螺母原材料的外周部在限制部件的凹陷部突出,由此在所述螺母原材料的外周面形成突出部,所述凸轮机构具有:凸轮驱动件,其内插于圆筒状的所述螺母原材料中并沿该螺母原材料的轴向移动;凸轮滑动件,其配置于所述螺母原材料与凸轮驱动件之间,形成有与所述凹部对应的所述凸部,通过所述凸轮驱动件的移动使所述凸部沿所述螺母的径向移动;以及所述限制部件,其限制所述螺母原材料的轴向两端面和外周面,并在支承所述外周面的内周面形成有凹陷部。
[0187] 该方法解决以下的问题点。即,在专利文献3中存在如下问题点:在螺母的轴向尺寸较长、内径较小的情况下,模具的加工头变得细长,所以强度不足而容易破损。并且,还存在如下问题点:无法控制伴随所述凹部的形成而产生的材料流动,通过朝向所述螺母原材料的轴向,螺母原材料的轴向两端面变形而成为凸状。螺母原材料的轴向端面在下一工序即螺旋槽加工中成为加工基准面,所以,在成为凸状的状态下,螺旋槽的加工精度降低。
[0188] 根据该方法,通过使用所述模具的冲压法,利用构成凸轮机构的斜面,凸轮驱动件的向所述轴向的运动将方向改变为所述径向而被传递到凸轮滑动件,形成于凸轮滑动件的凸部挤压螺母原材料的内周面而使其塑性变形,由此,能够在所述螺母原材料的内周面形成所述凹部。而且,即使在制造轴向尺寸较长、内径较小的螺母的情况下,与专利文献3的方法相比,所述模具也难以产生破损。
[0189] 并且,通过所述限制部件限制所述螺母原材料的轴向两端面和外周面,使所述螺母原材料的外周部在所述限制部件的凹陷部突出而形成所述突出部,所以,在形成所述凹部时,所述螺母原材料的轴向两端面难以变形。螺母原材料的轴向端面在下一工序即螺旋槽加工中成为加工基准面,所以,直接使用时的螺旋槽加工精度提高。
[0190] 并且,根据该方法,通过冷锻,在形成所述凹部的同时在螺母原材料的外周面形成突出部,所以,不会像通过切削加工来形成所述突出部时那样浪费材料。
[0191] 在第4实施方式的第1或第2滚珠丝杠用螺母的制造方法中,可以将所述突出部或者形成于所述突出部内周面的凹部或锥面用作基准面或保持部,进行下一工序以后的加工。
[0192] 作为利用第4实施方式的第1或第2方法制造的滚珠丝杠用螺母,列举所述突出部是轴力传递部、转矩传递部、定位部或安装部的滚珠丝杠用螺母。
[0193] 根据第4实施方式的第1方法,材料成品率高,而且能够降低加工成本,能够制造廉价且高强度的滚珠丝杠用螺母。
[0194] 根据第4实施方式的第2方法,作为通过塑性加工在螺母原材料的内周面直接形成构成滚珠返回路径的凹部的方法,即使在制造轴向尺寸较长、内径较小的螺母的情况下,也能够形成所述凹部而不会使模具破损,并且能够抑制所述螺母原材料的轴向两端面的变形。并且,由于在形成所述凹部的同时在螺母原材料的外周面形成突出部,所以,与通过切削加工来形成所述突出部的情况相比,能够降低材料成本。
[0195] 下面,详细说明第4实施方式。
[0196] [第1例]
[0197] 在该第1例中,利用图16所示的方法,在螺母原材料101的内周面形成S字状凹部(构成滚珠返回路径的凹部)115,同时在S字状凹部115的径向外侧形成突出于螺母原材料101的外周面的止挡部191。
[0198] 如图16所示,在该第1例中使用的模具具有:原材料保持架102,其具有保持螺母原材料101的凹部121;盖部件122,其限制螺母原材料101的上端面;以及凸轮滑动件103和凸轮驱动件104,它们配置于螺母原材料101的内部。在原材料保持架102的凹部121的内周面形成有与止挡部191对应的形状的凹陷部121a。原材料保持架102的凹部121和盖部件122构成限制螺母原材料101的轴向两端面和外周面的限制部件。
[0199] 如图17(a)和(b)所示,凸轮滑动件103是具有外周面131和与轴向平行的平面132的大致半圆柱状部件,构成外周面131的圆的直径比构成螺母原材料101的内周面111的圆111a的直径稍小。在凸轮滑动件103的平面132的径向中央部形成有沿轴向延伸的斜面133。该斜面133相当于连接轴向一端(上端)的凹部134的底面线134a与构成平面
132的下端的线132d的平面。并且,与S字状凹部115对应的S字状凸部135形成于凸轮滑动件103的外周面131。
[0200] 如图17(c)所示,凸轮驱动件104是长条的板状部件,一个侧面141成为与凸轮滑动件103的斜面133斜度相同的斜面。另一个侧面142成为沿着构成螺母原材料101的内周面111的圆111a的圆周面。凸轮驱动件104的轴向尺寸比凸轮滑动件103的轴向尺寸长。并且,凸轮驱动件104的厚度比与凸轮滑动件103的凹部134的开口宽度(斜面133的两侧面间的尺寸)相当的厚度稍薄。
[0201] 凸轮滑动件103的斜面131和凸轮驱动件104的倾斜的侧面141构成模具的凸轮机构。
[0202] 使用该模具,首先,在原材料保持架102的凹部121配置螺母原材料101,在螺母原材料101的上端面载置盖部件122,限制螺母原材料101的轴向两端面和外周面。接着,以使凹部134侧位于上方、使S字状凸部135朝向螺母原材料101的内周面111的方式,将凸轮滑动件103插入到螺母原材料101的内部。此时,使凸轮滑动件103的S字状凸部135与原材料保持架102的凹陷部121a对齐。
[0203] 接着,在凸轮滑动件103与螺母原材料101之间插入凸轮驱动件104。此时,将凸轮驱动件104的侧面141侧的部分嵌合在凸轮滑动件103的凹部134,使凸轮滑动件103的斜面133与凸轮驱动件104的倾斜的侧面141接触。图16(a)示出该状态。
[0204] 接着,当施加冲压压力而从上方按压凸轮驱动件104时,从凸轮驱动件104的倾斜的侧面141向凸轮滑动件103的斜面133传递力。与此相伴,凸轮驱动件104的向下的力被转换为使凸轮滑动件103向径向外侧移动的力,形成于凸轮滑动件103的S字状凸部135挤压螺母原材料101的内周面111而使其塑性变形。与此相伴,存在于螺母原材料101的外周部的材料被压入原材料保持架102的凹陷部121a。图16(b)示出该状态。
[0205] 由此,在螺母原材料101的内周面111形成有S字状凹部115,螺母原材料101的外周部在凹陷部121a突出,在螺母原材料101的外周面形成止挡部191。图18示出从模具取下该螺母原材料101的状态。
[0206] 由此,根据该第1例的方法,即使在制造轴向尺寸较长、内径较小的螺母的情况下,凸轮驱动件104也不会产生破损,能够形成S字状凹部115。并且,被S字状凸部135向径向外侧挤压的螺母原材料101的材料朝向凹陷部121a,所以,螺母原材料101的轴向两端面难以产生变形。螺母原材料101的轴向端面可以在下一工序即螺旋槽加工中作为加工基准面,所以,即便在直接使用来进行螺旋槽加工的情况下,加工精度也良好。
[0207] 进而,在形成S字状凹部115的同时,在螺母原材料101的外周面形成止挡部(突出部)191,所以,与通过切削加工来形成止挡部191的情况相比,能够降低材料成本。并且,通过构成螺母原材料101的材料在径向流动而形成止挡部191,所以,几乎不会切断金属流动(锻件纤维流线),并且,由于进行加工硬化,因此,该止挡部191相对于轴力或转矩的强度较高。
[0208] [第2例]
[0209] 在该第2例中,利用图19所示的方法,在螺母原材料101的内周面形成S字状凹部(构成滚珠返回路径的凹部)115,同时在轴向一端形成突出于螺母原材料101的外周面的止挡部192。
[0210] 如图19所示,在该第2例中使用的模具具有:原材料保持架102,其具有保持螺母原材料101的凹部121;盖部件122,其限制螺母原材料101的上端面;以及凸轮滑动件103A和凸轮驱动件104,它们配置于螺母原材料101的内部。在原材料保持架102的凹部121的内周面上端形成有与止挡部192对应的形状的凹陷部121b。原材料保持架102的凹部121和盖部件122构成限制螺母原材料101的轴向两端面和外周面的限制部件。
[0211] 如图20(a)和(b)所示,凸轮滑动件103A是具有外周面131和与轴向平行的平面132的大致半圆柱状部件,构成外周面131的圆的直径比构成螺母原材料101的内周面111的圆111a的直径稍小。在凸轮滑动件103A的平面132的径向中央部形成有沿轴向延伸的斜面133。该斜面133相当于连接轴向一端(上端)的凹部134的底面线134a与构成平面132的下端的线132d的平面。
[0212] 在凸轮滑动件103A的外周面131形成有与S字状凹部115对应的S字状凸部135。在凸轮滑动件103A的外周面131,进而,在与凹陷部121b对应的位置形成有止挡部192形成用的凸部136。
[0213] 如图20(c)所示,凸轮驱动件104是长条的板状部件,一个侧面141成为与凸轮滑动件103A的斜面133斜度相同的斜面。另一个侧面142成为沿着构成螺母原材料101的内周面111的圆111a的圆周面。凸轮驱动件104的轴向尺寸比凸轮滑动件103A的轴向尺寸长。并且,凸轮驱动件104的厚度比与凸轮滑动件103A的凹部134的开口宽度(斜面133的两侧面间的尺寸)相当的厚度稍薄。
[0214] 凸轮滑动件103A的斜面131和凸轮驱动件104的倾斜的侧面141构成模具的凸轮机构。
[0215] 使用该模具,首先,在原材料保持架102的凹部121配置螺母原材料101,在螺母原材料101的上端面载置盖部件122,限制螺母原材料101的轴向两端面和外周面。接着,以使凹部134侧位于上方、使S字状凸部135和凸部136朝向螺母原材料101的内周面111的方式,将凸轮滑动件103A插入到螺母原材料101的内部。此时,使凸轮滑动件103A的凸部136与原材料保持架102的凹陷部121b对齐。
[0216] 接着,在凸轮滑动件103A与螺母原材料101之间插入凸轮驱动件104。此时,将凸轮驱动件104的侧面141侧的部分嵌合在凸轮滑动件103A的凹部134,使凸轮滑动件103A的斜面133与凸轮驱动件104的倾斜的侧面141接触。图19(a)示出该状态。
[0217] 接着,当施加冲压压力而从上方按压凸轮驱动件104时,从凸轮驱动件104的倾斜的侧面141向凸轮滑动件103A的斜面133传递力。与此相伴,凸轮驱动件104的向下的力被转换为使凸轮滑动件103A向径向外侧移动的力,形成于凸轮滑动件103A的S字状凸部135和凸部136挤压螺母原材料101的内周面111而使其塑性变形。与此相伴,构成螺母原材料101的材料的被S字状凸部135挤压的部分向上侧移动,由凸部136向径向外侧挤压的部分(存在于螺母原材料1的外周部的材料)被压入原材料保持架102的凹陷部121b。
图20(b)示出该状态。
[0218] 由此,在螺母原材料101的内周面111形成S字状凹部115,螺母原材料101的外周部在凹陷部121b突出,在螺母原材料101的外周面形成止挡部192。并且,在止挡部192的内侧形成有与凸部136对应的凹部116。图21示出从模具取下该螺母原材料101的状态。
[0219] 由此,根据该第2例的方法,即使在制造轴向尺寸较长、内径较小的螺母的情况下,凸轮驱动件104也不会产生破损,能够形成S字状凹部115。并且,被S字状凸部135和凸部136挤压的构成螺母原材料101的材料朝向凹陷部121b,所以,螺母原材料101的轴向两端面难以产生变形。螺母原材料101的轴向端面可以在下一工序即螺旋槽加工中作为加工基准面,所以,即便在直接使用来进行螺旋槽加工的情况下,加工精度也良好。
[0220] 进而,在形成S字状凹部115的同时,在螺母原材料101的外周面形成止挡部(突出部)192,所以,与通过切削加工来形成止挡部192的情况相比,能够降低材料成本。并且,构成螺母原材料101的材料在径向流动而形成止挡部192,所以,几乎不会切断金属流动(锻件纤维流线),并且,由于进行加工硬化,因此,该止挡部192相对于轴力或转矩的强度较高。
[0221] [第3例]
[0222] 在该第3例中,利用图22所示的方法,在螺母原材料101的内周面的2个部位形成S字状凹部(构成滚珠返回路径的凹部)115a、115b,同时在轴向一端形成突出于螺母原材料101的外周面的一对止挡部193。
[0223] 如图22所示,在该第3例中使用的模具具有:原材料保持架102,其具有保持螺母原材料101的凹部121;盖部件122,其限制螺母原材料101的上端面;一对凸轮滑动件105A、105B,它们配置于螺母原材料101的内部;以及凸轮驱动件106,其配置于两个凸轮滑动件105A、105B之间。在原材料保持架102的凹部121的内周面上端形成有与一对止挡部
193对应的形状的一对凹陷部121c。原材料保持架102的凹部121和盖部件122构成限制螺母原材料101的轴向两端面和外周面的限制部件。
[0224] 如图23(a)和(b)所示,各凸轮滑动件105A、105B是具有直径比螺母原材料101的内径稍小的外周面151的大致半圆柱状部件,构成外周面151的相反面的线152比螺母原材料101的内径小。由此,如图23(a)所示,当使两个凸轮滑动件105A、105B的外周面151与构成螺母原材料101的内周面111的圆111a对齐配置时,在两个凸轮滑动件105A、
105B的线152之间产生间隙152a。
[0225] 在两个凸轮滑动件105A、105B的对置面(沿着线152的面)152b中,在线152的中央部形成有沿轴向延伸的斜面153。斜面153相当于连接轴向一端(上端)的凹部154的底面线154a与下端的线152的平面。并且,与2个部位的各S字状凹部115a、115b对应的S字状凸部155a、155b分别形成于各凸轮滑动件105A、105B的外周面151。在各凸轮滑动件105A、105B的外周面151,进而,在与各凹陷部121c对应的位置形成有止挡部193形成用的凸部156。
[0226] 如图23(c)所示,凸轮驱动件106是长条的四棱柱,由两侧面成为斜面161a、161b的倾斜部161以及两侧面成为相互平行的面的基端部162构成。凸轮驱动件106的斜面161a、161b与凸轮滑动件105A、105B的斜面153相同。凸轮驱动件106的斜面161a、161b的宽度比凸轮滑动件105A、105B的斜面153的宽度稍小。由此,凸轮驱动件106的倾斜部
161进入凸轮滑动件105A、105B的凹部154。
[0227] 凸轮滑动件105A、105B的斜面153和凸轮驱动件106的斜面161a、161b构成模具的凸轮机构。
[0228] 使用该模具,首先,在原材料保持架102的凹部121配置螺母原材料101,在螺母原材料101的上端面载置盖部件122,限制螺母原材料101的轴向两端面和外周面。接着,以使两斜面153相面对的方式将一对凸轮滑动件105A、105B插入到螺母原材料101的内部。此时,使凸轮滑动件105A、105B的凸部156与原材料保持架102的各凹陷部121c对齐。
[0229] 接着,在两个凸轮滑动件105A、105B的凹部154之间插入凸轮驱动件106,使两个凸轮滑动件105A、105B的斜面153与凸轮驱动件106的斜面161a、161b接触。图22(a)示出该状态。
[0230] 接着,当施加冲压压力而从上方按压凸轮驱动件106时,从凸轮驱动件106的斜面161a、161b向两个凸轮滑动件105A、105B的斜面153传递力。与此相伴,凸轮驱动件106的向下的力被转换为使各凸轮滑动件105A、105B向径向外侧移动的力,形成于各凸轮滑动件
105A、105B的S字状凸部155a、155b和凸部156挤压螺母原材料101的内周面111而使其塑性变形。
[0231] 与此相伴,构成螺母原材料101的材料的被S字状凸部155a、155b挤压的部分向上侧移动,由凸部156向径向外侧挤压的部分(存在于螺母原材料101的外周部的材料)被压入原材料保持架102的凹陷部121c。图22(b)示出该状态。
[0232] 由此,在螺母原材料101的内周面111的2个部位形成有S字状凹部115a、115b,螺母原材料101的外周部在凹陷部121c突出,在螺母原材料101的外周面形成止挡部193。并且,在止挡部193的内侧形成有与凸部156对应的凹部117。图24示出从模具取下该螺母原材料101的状态。
[0233] 由此,根据该第3例的方法,即使在制造轴向尺寸较长、内径较小的螺母的情况下,凸轮驱动件106也不会产生破损,能够形成S字状凹部115。并且,被S字状凸部155和凸部156挤压的构成螺母原材料101的材料朝向凹陷部121c,所以,螺母原材料101的轴向两端面难以产生变形。螺母原材料101的轴向端面在下一工序即螺旋槽加工中作为加工基准面,所以,即便在直接使用来进行螺旋槽加工的情况下,加工精度也良好。并且,螺母原材料101的轴向端面进行加工硬化,所以适于作为加工基准面。
[0234] 进而,在形成S字状凹部115的同时,在螺母原材料101的外周面形成止挡部(突出部)193,所以,与通过切削加工来形成止挡部193的情况相比,能够降低材料成本。并且,构成螺母原材料101的材料在径向流动而形成止挡部193,所以,几乎不会切断金属流动(锻件纤维流线),并且,由于进行加工硬化,因此,该止挡部193相对于轴力或转矩的强度较高。通过在该止挡部193设置螺栓插入孔,能够作为螺母的安装凸缘使用。
[0235] [第4例]
[0236] 在该第4例中,利用图25所示的方法,在螺母原材料101的内周面的2个部位形成S字状凹部(构成滚珠返回路径的凹部)115a、115b,同时在螺母原材料101的轴向一端的外周部形成凸缘194,在内周部形成锥面118。
[0237] 如图25所示,在该第4例中使用的模具具有:原材料保持架102,其具有保持螺母原材料101的凹部121;盖部件122,其限制螺母原材料101的上端面;一对凸轮滑动件107A、107B,它们配置于螺母原材料101的内部;以及凸轮驱动件108,其配置于两个凸轮滑动件107A、107B之间。在原材料保持架102的凹部121的内周面上端形成有与凸缘194对应的形状的周槽(凹陷部)121d。原材料保持架102的凹部121和盖部件122构成限制螺母原材料101的轴向两端面和外周面的限制部件。
[0238] 凸轮滑动件107A、107B是从所述第3例的凸轮滑动件105A、105B将在轴向形成有凸部156的一侧的端部以包含凸部156的方式切去而得到的形状,具有与凸轮滑动件105A、105B的斜面153相同的斜面173、以及与2个部位的各S字状凹部115a、115b对应的S字状突起175a、175b。
[0239] 凸轮驱动件108由具有与凸轮滑动件107A、107B的斜面173相同的斜面181a、181b的倾斜部181、以及形成有与锥面118对应的锥面182a的基端部182构成。凸轮滑动件107A、107B的斜面173和凸轮驱动件108的斜面181a、181b构成模具的凸轮机构。
[0240] 使用该模具,首先,在原材料保持架102的凹部121配置螺母原材料101,在螺母原材料101的上端面载置盖部件122,限制螺母原材料101的轴向两端面和外周面。接着,以使两斜面173相面对的方式将一对凸轮滑动件107A、107B插入到螺母原材料101的内部。
[0241] 接着,在两个凸轮滑动件107A、107B的形成有斜面173的凹部(与凸轮滑动件105A、105B的凹部154相同)之间插入凸轮驱动件108,使两个凸轮滑动件107A、107B的斜面173与凸轮驱动件108的斜面181a、181b接触。图25(a)示出该状态。
[0242] 接着,当施加冲压压力而从上方按压凸轮驱动件108时,从凸轮驱动件108的斜面181a、181b向两个凸轮滑动件107A、107B的斜面173传递力。与此相伴,凸轮驱动件108的向下的力被转换为使各凸轮滑动件107A、107B向径向外侧移动的力,形成于各凸轮滑动件
107A、107B的S字状凸部175a、175b挤压螺母原材料101的内周面111而使其塑性变形。
进而,凸轮驱动件108的锥面182a挤压螺母原材料101的内周面111的上部而使其塑性变形。
[0243] 与此相伴,构成螺母原材料101的材料的被S字状凸部175a、175b挤压的部分向上侧移动,由锥面182a向径向外侧挤压的部分(存在于螺母原材料101的外周部的材料)被压入原材料保持架102的周槽121d。图25(b)示出该状态。
[0244] 由此,在螺母原材料101的内周面111的2个部位形成S字状凹部115a、115b,螺母原材料101的外周部在周槽121d突出,在螺母原材料101的外周面形成凸缘194。并且,在凸缘194的内侧形成有与锥面182a对应的锥面118。图26示出从模具取下该螺母原材料101的状态。
[0245] 由此,根据该第4例的方法,即使在制造轴向尺寸较长、内径较小的螺母的情况下,凸轮驱动件108也不会产生破损,能够形成S字状凹部115a、115b。并且,被S字状凸部175a、175b和锥面118挤压的构成螺母原材料101的材料朝向周槽121d,所以,螺母原材料
101的轴向两端面难以产生变形。螺母原材料101的轴向端面在下一工序即螺旋槽加工中作为加工基准面,所以,即便在直接使用来进行螺旋槽加工的情况下,加工精度也良好。并且,螺母原材料101的轴向端面进行加工硬化,所以适于作为加工基准面。
[0246] 进而,在形成S字状凹部115a、115b的同时,在螺母原材料101的外周面形成凸缘(突出部)194,所以,与通过切削加工来形成凸缘194的情况相比,能够降低材料成本。并且,构成螺母原材料101的材料在径向流动而形成凸缘194,所以,几乎不会切断金属流动(锻件纤维流线),并且,由于进行加工硬化,因此,该凸缘194相对于轴力或转矩的强度较高。
[0247] 该凸缘194能够用作在螺母外周安装轴承等部件的轴环。锥面118能够用作对螺母原材料101的外周面进行研磨加工时的中心(圆筒研磨时确定旋转中心的面)。并且,通过在该凸缘194设置螺栓插入孔,能够用作螺母的安装凸缘。并且,可以在该凸缘194的外周部进行切齿而形成齿轮。
[0248] [第5例]
[0249] 如图27所示,如果预先在模具的上部部件120的下表面形成凹部196,则能够利用与图28完全相同的方法,通过冷锻,在螺母原材料101的内周面111形成凹部197的同时在螺母原材料101的外周面形成突出部198。
[0250] [第5实施方式]
[0251] 第5实施方式涉及构成滚珠丝杠的螺母的制造方法以及通过该制造方法制造出的滚珠丝杠的螺母。
[0252] 滚珠丝杠是这样的装置,该滚珠丝杠具有:螺母,其在内周面形成有螺旋槽;丝杠轴,其在外周面形成有螺旋槽;滚珠,其配置于由螺母的螺旋槽和丝杠轴的螺旋槽形成的轨道之间;以及滚珠返回路径,其使所述滚珠从轨道的终点返回起点,该滚珠丝杠通过使滚珠在所述轨道内滚动从而使所述螺母相对于丝杠轴相对移动。
[0253] 这种滚珠丝杠不仅用于一般的工业用机械的定位装置等中,还用于搭载于机动车、二轮车、船舶等交通工具的电动致动器中。
[0254] 滚珠丝杠的滚珠返回路径具有循环导管方式和盖板方式等,在盖板方式的情况下,形成有构成滚珠返回路径的凹部的盖板嵌合在螺母的贯通孔内。与此相对,在专利文献3中记载了,通过塑性加工在螺母原材料的内周面直接形成构成滚珠返回路径的凹部(循环槽)。该形成方法如在第4实施方式中说明的那样。
[0255] 但是,在专利文献3所记载的方法中存在如下问题点:在螺母的轴向尺寸较长、内径较小的情况下,模具的加工头变得细长,所以强度不足而容易破损。
[0256] 因此,本发明是着眼于上述问题点而完成的,其目的在于,作为通过塑性加工在螺母原材料的内周面直接形成构成滚珠返回路径的凹部的方法,提供如下的滚珠丝杠的螺母的制造方法:即使在制造轴向尺寸较长、内径较小的螺母的情况下,也能够形成所述凹部而不会使模具破损,并且减少对所述螺母的外径精度的影响。
[0257] 并且,本发明的另一个目的在于,提供如下的滚珠丝杠及其制造方法:能够防止所述螺母与壳体等碰撞时的粘连并抑制冲撞能量
[0258] 为了解决上述课题,第5实施方式的滚珠丝杠的螺母的制造方法用于制造滚珠丝杠的螺母,该滚珠丝杠具有:螺母,其在内周面形成有螺旋槽;丝杠轴,其在外周面形成有螺旋槽;滚珠,其配置于由螺母的螺旋槽和丝杠轴的螺旋槽形成的轨道之间;以及滚珠返回路径,其在所述螺母的内周面形成为凹部,使所述滚珠从轨道的终点返回起点,该滚珠丝杠通过使滚珠在所述轨道内滚动,从而使所述螺母相对于丝杠轴相对移动,其特征在于,通过使用凸轮机构的模具的冲压法,利用凸部挤压螺母原材料的内周面,由此在所述螺母原材料的内周面形成所述凹部,使所述螺母原材料余料在限制部件的凹陷部突出,所述凸轮机构具有:凸轮驱动件,其内插于圆筒状的所述螺母原材料中并沿该螺母原材料的轴向移动;凸轮滑动件,其配置于所述螺母原材料与凸轮驱动件之间,形成有与所述凹部对应的所述凸部,通过所述凸轮驱动件的移动使所述凸部沿所述螺母的径向移动;以及所述限制部件,其限制所述螺母原材料的轴向两端面和外周面,并在支承所述螺母原材料的轴向两端面的端面形成有凹陷部。
[0259] 根据第5实施方式的螺母的制造方法,通过使用所述模具的冲压法,利用构成凸轮机构的斜面,凸轮驱动件的向所述轴向的运动将方向改变为所述径向而被传递到凸轮滑动件,形成于凸轮滑动件的凸部挤压螺母原材料的内周面而使其塑性变形,由此,能够在所述螺母原材料的内周面形成所述凹部。而且,即使在制造轴向尺寸较长、内径较小的螺母的情况下,与专利文献3的方法相比,所述模具也难以产生破损。
[0260] 并且,通过所述限制部件限制所述螺母原材料的轴向两端面和外周面,使所述螺母原材料的端面部在所述限制部件的凹陷部突出,所以,能够减少对所述螺母的外径精度的影响。
[0261] 并且,第5实施方式的滚珠丝杠具有:螺母,其在内周面形成有螺旋槽;丝杠轴,其在外周面形成有螺旋槽;滚珠,其配置于由螺母的螺旋槽和丝杠轴的螺旋槽形成的轨道之间;以及滚珠返回路径,其在所述螺母的内周面形成为凹部,使所述滚珠从轨道的终点返回起点,其特征在于,在所述螺母的轴向端面形成有凸部。
[0262] 根据该第5实施方式的滚珠丝杠,使所述螺母原材料的端面部突出,所以,能够防止所述螺母与壳体等碰撞时的粘连并抑制冲撞能量。
[0263] 根据第5实施方式,作为通过塑性加工在螺母原材料的内周面直接形成构成滚珠返回路径的凹部的方法,即使在制造轴向尺寸较长、内径较小的螺母的情况下,也能够形成所述凹部而不会使模具破损,并且能够减少对所述螺母的外径精度的影响。并且,使所述螺母原材料的端面部突出,所以,能够提供防止所述螺母碰撞时的粘连并抑制冲撞能量的滚珠丝杠。
[0264] [第1例]
[0265] 下面,参照附图说明第5实施方式的滚珠丝杠的制造方法的第1例。图29是示出第5实施方式的制造方法的第1例中的结构的剖视图。并且,图30是示出在第1例中使用的凸轮驱动件的立体图(a)、示出凸轮滑动件的平面图(b)和立体图(c)。并且,图31是示出构成在第1例中使用的限制部件的分割体的平面图(a)、其A-A剖视图(b)和台的剖视图(c)。并且,图32是示出第1例中的形成有S字状凹部和凸部的螺母原材料的主视图(a)、其A-A剖视图(b)、立体图(c)。
[0266] <模具>
[0267] 如图29~31所示,在第1例中使用的模具具有:凸轮驱动件202,其插入螺母原材料201的内部;凸轮滑动件203A~203D,它们配置于螺母原材料201与凸轮驱动件202之间;台204,其在上表面中心形成有内径与螺母原材料201的内径相同的凹部241;限制部件205,其限制螺母原材料201的上端面和外周面;以及外方部件206,其限制限制部件205向外侧移动。
[0268] <凸轮驱动件>
[0269] 如图30(a)所示,凸轮驱动件202是剖面为正方形的棒状部件,由剖面正方形的大小在轴向不变化的基端部221、以及剖面正方形的大小朝向末端减小的主体部222构成。即,基端部221的4个侧面221a~221d是在前后和左右分别平行的面,主体部222的4个侧面222a~222b成为斜度相同的斜面。
[0270] <凸轮滑动件>
[0271] 如图30(b)和(c)所示,凸轮滑动件203A~203D是将具有直径比螺母原材料201的内径稍小的外周面231的圆柱在周向分割成四部分而得到的形状的部件,在外周面231的相反侧形成有与凸轮驱动件202的4个侧面222a~222b斜度相同的斜面233。当以使外周面231与构成螺母原材料201的内周面211的圆211a对齐的方式来配置凸轮滑动件203A~203D时,通过4个斜面233,在圆211a的中心形成供凸轮驱动件202插入的空间。
并且,在各凸轮滑动件203A~203D的外周面231形成有4个与构成滚珠返回路径的S字状凹部对应的S字状凸部235A~235D。
[0272] 凸轮驱动件202的倾斜的侧面222a~222d和凸轮滑动件203的斜面233构成模具的凸轮机构。
[0273] <限制部件>
[0274] 如图31(a)所示,限制部件205由将外周圆直径沿轴向呈锥状变化的圆筒体在周向分割成四部分而得到的形状的分割体251~254构成。如图31(b)所示,关于各分割体251~254的内周面,外周面为大径侧的部分形成于与螺母原材料201的外径对应的大径部
251a~254a,外周面为小径侧的部分形成于比螺母原材料201的内径稍大(比外径小)的小径部251b~254b。
[0275] 由此,在大径部251a~254a与小径部251b~254b的边界形成有与螺母原材料201的上端面214接触的限制面251c~254c。在这些限制面251c~254c形成有凹陷部
251d~254d(在图31(b)中,凹陷部253d未图示)。各分割体251~254的内周面的大径部251a~254a相当于支承螺母原材料201的外周面213的内周面。
[0276] 如图31(c)所示,台204在上表面204a的中心形成有内径与螺母原材料201的内径相同的凹部241,上表面204a的一部分作为与螺母原材料201的下端面215接触的限制面发挥功能。而且,在该限制面形成有凹陷部242a~242d。在图31(c)中,示出以凹陷部242a~242d位于各分割体251~254的内周面侧的方式形成的形式,所以,仅示出凹陷部242b和凹陷部242d,凹陷部242a和凹陷部242c未图示。
[0277] 凹陷部242a~242d形成于螺母原材料201的轴向的至少一个端面、即上端面214和下端面215中的至少任意一方。在第1例中,凹陷部242a~242d呈大致半球形状,在上端面214和下端面215中的至少任意一方的圆周方向上连续设置。凹陷部242a~242d的形状和数量不限于这种方式,也可以与形成于螺母原材料201的内周面的S字状凹部212A~212D的圆周方向的圆弧长度对应地独立设置。并且,这些凹陷部242a~242d的面积、深度、形状等可以相同,也可以分别不同。例如,可以减小形成于远离S字状凹部212A~212D的位置的凹陷部242a~242d的面积或深度,增大形成于接近S字状凹部212A~212D的位置的凹陷部242a~242d的面积或深度。并且,凹陷部也可以为一个,而不依赖于S字状凹部的数量。
[0278] 外方部件206是具有与限制部件205的锥状外周面对应的内周面261、以及具有与台204的外形相同的外形面的筒状体。
[0279] 使用该模具,通过以下方法,在螺母原材料201的内周面211形成4个构成滚珠返回路径的S字状凹部212A~212D。
[0280] <滚珠丝杠的螺母的制造方法>
[0281] 首先,在台204上的中心配置螺母原材料201,使螺母原材料201的内周面211与凹部241的内周面对齐。接着,将限制部件205的各分割体251~254配置于台204上,使内周面的大径部251a~254a与螺母原材料201的外周面213接触,使限制面251c~254c与螺母原材料201的上端面214接触。接着,将外方部件206配置于台204上,使内周面261与限制部件205的锥状外周面接触。在该状态下,将外方部件206固定于台204。
[0282] 由此,成为如下状态:利用外方部件206限制构成限制部件205的分割体251~254向径向外侧移动,利用限制部件205和台204限制螺母原材料201的轴向两端面214、
215和外周面。
[0283] 接着,以使各外周面231朝向螺母原材料201的内周面211的方式将凸轮滑动件203A~203D插入到螺母原材料201内。由此,利用凸轮滑动件203A~203D的4个斜面
233形成供凸轮驱动件202插入的空间。接着,在该空间内插入凸轮驱动件202的主体部
222的末端。图29(a)示出该状态。
[0284] 接着,当施加冲压压力而从上方按压凸轮驱动件202时,从凸轮驱动件202的倾斜的侧面222a~222d向凸轮滑动件203A~203D的斜面233传递力。与此相伴,凸轮驱动件202的向下的力被转换为使各凸轮滑动件203A~203D向径向外侧移动的力,形成于各凸轮滑动件203A~203D的S字状凸部235A~235D挤压螺母原材料201的内周面211而使其塑性变形。与此相伴,存在于螺母原材料201的外周面213的材料被压入构成限制部件205的分割体251~254的凹陷部251d~254d和台204的凹陷部242a~242d。图29(b)示出该状态。
[0285] 由此,在螺母原材料201的内周面211形成4个构成滚珠返回路径的S字状凹部212A~212D。并且,伴随S字状凹部212A~212D的形成而产生的余料从螺母原材料201的上端部214流入构成限制部件205的分割体251~254的凹陷部251d~254d,由此形成凸部214A~214D。进而,伴随S字状凹部212A~212D的形成而产生的余料从螺母原材料201的下端部215流入台204的凹陷部242a~242d,由此形成凸部215A~215D。下面,有时将这些凸部214A~214D和凸部215A~215D称为端面凸部。
[0286] 这里,优选螺母原材料201的外径侧的模具比较牢固地挤压螺母原材料201的外径。例如,作为模具与螺母原材料201的外径的配合,优选为数μm的间隙配合~数十μm的过盈配合。通过该方法进行塑性加工,由此,抑制余料向螺母原材料201的外径侧鼓出等,所以,不会对螺母原材料201的外径尺寸的精度等造成影响,能够进行S字状凹部212A~212D的塑性加工。
[0287] 另外,在允许在螺母原材料201的外径侧形成突出部的情况下,能够一并使用设于外径侧的凹陷部和设于端面侧的凹陷部。
[0288] 图32示出通过该方法形成有S字状凹部212A~212D、凸部214A~214D和凸部215A~215D的螺母原材料201。图32(a)是主视图,图32(b)是其A-A剖视图,图32(c)是立体图。通过在该螺母原材料201形成螺旋槽或密封安装槽等,来制造滚珠丝杠的螺母。
[0289] 这里,如图32(b)和图32(c)所示,在螺母原材料201的一个端面215形成有用于在螺母原材料201的锻造时或此后的切削时进行定位的切口部216。在第1例中,可以在台204或限制部件205形成与该切口部216嵌合或卡合的凸部(未图示),以使得在针对螺母原材料201进行塑性加工时,余料不会流入切口部216。
[0290] 并且,凸部214A~214D和凸部215A~215D的突出部分的体积之和与S字状凹部212A~212D的凹陷部分的体积之和大致相同。
[0291] 根据该第1例的方法,能够与S字状凹部同时形成端面凸部。并且,由对螺母外周的锻造引起的余料溢出的影响减小。并且,即使在制造轴向尺寸较长、内径较小的螺母的情况下,凸轮驱动件202也不会产生破损,能够在螺母原材料201同时形成4个S字状凹部212A~212D。并且,通过形成端面凸部,减小螺母与壳体等的碰撞面积,能够防止螺母沿轴向移动而在螺母端面碰撞壳体等时可能产生的螺母与壳体等的粘连。并且,根据第1例的方法,不会损害螺母端面的凸部以外的部分的平面精度。
[0292] [第2例]
[0293] 图33是示出第5实施方式的滚珠丝杠的制造方法的第2例的剖视图。另外,除了对分割体的凹陷部和台的凹陷部的形成位置进行变更以外,第2例与所述第1例相同,所以,针对标注了与第1例相同标号的相同结构,省略说明。如图33所示,在第2例中,示出对形成有凸缘部207的螺母原材料201进行塑性加工(例如冷锻)时的凹陷部的配置的一例。
[0294] 在螺母原材料201中,在凸缘部207等厚壁部与S字状凹部212A~212D的轴向相位重叠的情况下,即使在外径侧设置凹陷部,也被壁厚部阻挡,无法进行充分的塑性变形,可能对要加工的S字状凹部212A~212D的形状等造成不良影响。并且,在余料无法良好地溢出的情况下、即存在薄壁部(在图33中,轴向相位不与凸缘部重叠的部分)的情况下,还考虑该薄壁部的内径尺寸精度被破坏等的影响。
[0295] 因此,在第2例中,在与凸缘部207的端面207a对置的台204设置凹陷部242a,该凹陷部242a对应于相位在轴向与凸缘部207重叠的S字状凹部212A~212D。另外,相位在轴向不与凸缘部207重叠的凹部可以设置在凸缘部207的相反侧的端面(限制面)251c~254c,如图33所示,也可以设置在与螺母原材料201的外径对置的大径部面251a~254a的与S字状凹部212A~212D对应的位置。
[0296] 这里,在第2例中,当设“最接近形成有端面凸部的一侧的端面的S字状凹部与螺母原材料的形成有端面凸部的一侧的轴向端面之间的轴向距离”为A、设“S字状凹部与螺母原材料的最外周面之间的半径方向距离」为B时,优选A
[0297] 根据第2例,即使在螺母原材料201形成有凸缘部207等厚壁部,也能够抑制对螺母原材料201的其他部分的不良影响,能够形成在端面形成有突出部的螺母。另外,突出部的面积、深度、圆周方向的位置等能够与第1例同样地适当设定。
[0298] [第3例]
[0299] 图34是示出第5实施方式的滚珠丝杠的制造方法的第3例的剖视图。另外,除了台的结构以外,第3例与所述第1例相同,所以,针对标注了与第1例相同标号的相同结构,省略说明。
[0300] 如图34所示,在第3例中,设模具的一部分即台204的原材料为耐压橡胶,未形成内径与螺母原材料201相同的凹部241。即,使台204比上侧的挤压件(金属制)柔软,并且能够稍微进行弹性变形。换言之,与针对螺母原材料201的外周面的挤压力相比,减弱针对端面的挤压力。因此,因S字状凹部的加工而溢出的余料欲更多地突出至容易弹性变形的螺母原材料201的下端面215。其结果,螺母原材料201的轴向的两端面214、215中的余料突出的结果是,能够形成大小不同的凸部。由此,在锻造后,螺母原材料201的上端面214和下端面215中的至少任意一方不会成为平面,所以,能够防止未成为平面的一侧的螺母端面与壳体等碰撞时的粘连。
[0301] 这里,端面凸部的形状不限于所述第1例和第2例所示的突起,还包含螺母端面起伏的形状。
[0302] 并且,作为所述耐压橡胶,优选耐受高压下的压缩的材质,优选能够使用聚酯橡胶、丁腈橡胶、丙烯酸酯橡胶、氟橡胶、丙烯腈丁二烯橡胶等各种合成橡胶。
[0303] 并且,由耐压橡胶构成的台204与螺母原材料201直接抵接,由此,在担心耐压橡胶的磨损等的情况下,也可以经由橡胶或弹簧等弹性部件支承螺母原材料201的下端面215。
[0304] [第4例]
[0305] 图35是示出第5实施方式的滚珠丝杠的制造方法的第4例的剖视图。另外,除了在螺母原材料形成凹陷部以外,第4例与所述第2例相同,所以,针对标注了与第2例相同标号的相同结构,省略说明。
[0306] 如图35所示,在第4例中,在凸缘部207的端面207a形成对形成有凸缘部207的螺母原材料201进行塑性加工时的凹陷部207b。由此,即使不在台204形成凹陷部242a~242d,余料也会溢出到凹陷部207b,所以,能够适当地进行S字状凹部212A~212D的加工。
[0307] 这里,在第4例中,在锻造后,螺母原材料201的下端面215也可以不是平面。即,在凹陷部207b的体积与S字状凹部212A~212D不同的情况下,通过在凹陷部207b的位置形成凹陷或凸部,能够减小螺母与壳体等的碰撞面积,所以,能够防止螺母与壳体等的粘连。
[0308] [第5例]
[0309] 图36、37是示出第5实施方式的滚珠丝杠的制造方法的第5例的剖视图。如图36所示,如果在与螺母原材料101的轴向端面对置且限制该轴向端面的部件形成凹部196,则能够通过与图28完全相同的方法,通过冷锻,在螺母原材料101的内周面111形成凹部197的同时在螺母原材料101的轴向端面形成突出部198。
[0310] 并且,如图37所示,在与螺母原材料101的轴向端面对置的部件不限制该轴向端面的情况下,该部件与螺母原材料101的轴向端面分开,所以,即使不在该部件形成凹部196,也能够通过与图28完全相同的方法,通过冷锻,在螺母原材料101的内周面111形成凹部197的同时在螺母原材料101的轴向端面形成突出部198。
[0311] <滚珠丝杠>
[0312] 下面,参照附图对使用通过以上第1例~第4例制造出的螺母的滚珠丝杠进行说明。图38是示出第5实施方式的滚珠丝杠的一例的结构的图,(a)是剖视图,(b)是立体图。
[0313] 如图38(a)所示,滚珠丝杠302由螺母305、与该螺母305螺合的丝杠轴306、以及介入安装于螺母305和丝杠轴306之间的多个滚珠307构成,该螺母305通过轴承304以旋转自如的方式支承于大径孔部303b,该大径孔部303b与形成有作为固定部的中心开口303a的壳体303的中心开口连通。
[0314] 螺母305通过上述第1例~第4例中的任意一方制作。具体而言,螺母305由在内周面形成有螺纹槽305a的圆筒部件305b构成。该圆筒部件305b的外周面中的一个端部经由轴承304以旋转自如的方式支承于壳体303,在另一个端部外嵌有直齿齿轮305c。在该直齿齿轮305c啮合有与未图示的作为旋转驱动源的电动马达的旋转轴连接的直齿齿轮305d,通过马达的旋转力驱动螺母305旋转。
[0315] 并且,在螺母305中,在比直齿齿轮305c侧的轴向端面305e中的螺纹槽305a更靠半径方向外侧位置,沿轴向突出形成有与后述的丝杠轴306的引导突起306e的圆周方向端面卡定的作为卡定部件的圆柱状的卡定片310。
[0316] 该卡定片310是在所述第1例~第4例中形成于螺母原材料201的端面214(215)的凸部。未图示的循环槽是在第1例~第4例中形成的S字状凹部212A~212D。并且,螺纹槽305a通过切削等而形成。另外,由于卡定片310是在所述第1例~第4例中形成于螺母原材料201的端面214(215)的凸部,所以,这些突出部分的体积之和与未图示的S字状凹部212A~212D的凹陷部分的体积之和大致相同。
[0317] 丝杠轴306贯穿插入于在壳体303形成的中心开口303a内,包括:在外周面形成有螺纹槽306a的大径部306b;与形成于该大径部306b的一端的棱柱部306c嵌合的方筒部306d;从该方筒部306d的一面沿半径方向比大径部306b更向外方突出的引导突起306e;
以及与棱柱部306c连接的小径轴部306f。
[0318] 这里,在壳体303的收纳螺母305的端部,通过螺栓紧固等固定方式一体固定有对例如铝合金等进行压铸成形而构成的作为固定部的固定罩309,该固定罩309形成有收纳螺母305的收纳部309a。在该固定罩309形成有贯穿插入孔309b,该贯穿插入孔309b与贯穿插入丝杠轴306的小径轴部306f和大径部306b的壳体303的中心开口303a相比为小径,与丝杠轴306的大径部306b相比为大径,在该贯穿插入孔309b的内周面侧形成有引导丝杠轴306的引导突起306e的引导槽309c。该引导槽309c在收纳部309a侧开口,在收纳部309a的相反侧不开口而形成与引导突起306e抵接的止挡部309d。
[0319] 而且,如图38(b)所示,螺母305的卡定片310与丝杠轴306的引导突起306e的圆周方向端面抵接而位于轴向的行程末端,在该状态下,如图38(a)所示,引导突起306e的轴向一半左右与固定罩309的引导槽309c卡合。
[0320] 通过从该状态起使螺母305向箭头A方向旋转,由此,借助螺母305的旋转,卡定片310沿圆周方向从引导突起306e分开。与此同时,引导突起306e与固定罩309的引导槽309c卡合,丝杠轴306被止转,丝杠轴306沿轴向前进,引导突起306e也前进。
[0321] 然后,螺母305继续旋转,当丝杠轴306的引导突起306e的靠小径轴部306f侧的端面与固定罩309的止挡部309d抵接时,丝杠轴306停止前进,到达前方侧的行程末端。
[0322] 当从该丝杠轴306到达前方侧的行程末端的状态起使螺母305向图38(b)的箭头A的相反方向反向旋转时,伴随螺母305的反向旋转,由于丝杠轴306的引导突起306e与固定罩309的引导槽309c卡合,因此,丝杠轴306被止转而沿轴向后退。
[0323] 然后,在丝杠轴306的引导突起306e处于与螺母305的卡定片310对置的(行程末端的旋转1圈的近前)位置时,允许螺母305反转。
[0324] 因此,丝杠轴306进一步后退,引导突起306e的后端进入形成于螺母305的卡定片310的末端的轨迹内,接着,如图38(b)所示,卡定片310与引导突起306e的圆周方向端面抵接。在该状态下,如图38(a)所示,引导突起306e的轴向长度的一半左右与引导槽309c卡合,所以处于止转状态,卡定片310以具有预定的卡定长度的方式与该引导突起306e抵接,所以,卡定片310与引导突起306e卡定,限制螺母305进一步反向旋转,丝杠轴
306到达后方侧行程末端。
[0325] 这样,引导突起306e在丝杠轴306的螺母305侧的行程末端具有防止丝杠轴306转动的止转功能,形成于螺母305的卡定片310与该引导突起306e卡定而发挥止挡功能。并且,利用所述方法形成引导突起306e,由此,几乎不会切断金属流动(锻件纤维流线),并且,由于进行加工硬化,因此,引导突起306e为高强度。
[0326] 因此,能够借助引导突起306e兼具止转功能和止挡功能,不需要利用其他部件构成止挡功能,能够简化结构,并且能够削减部件数量而降低产品成本。
[0327] 并且,当丝杠轴306到达行程末端时,丝杠轴306的引导突起306e与引导槽309c卡合,在该引导突起306e的从引导槽309c突出的突出部卡定有形成于螺母305的卡定片310。因此,在传递到螺母305的输入转矩经由卡定片310传递到引导突起306e时,由于引导突起306e自身与引导槽309c卡合,所以,被传递的转矩经由引导突起306e由引导槽
309c承受,能够可靠地防止径向载荷作用于丝杠轴306和螺母305。
[0328] 接着,下面参照附图说明第5实施方式的滚珠丝杠的另一例。图39是示出第5实施方式的滚珠丝杠的另一例的结构的立体图。另外,除了对形成于螺母的轴向端面的凸部(卡定部)进行加工以外,该例的滚珠丝杠与上述例的滚珠丝杠相同,所以,针对标注相同标号的相同结构,省略说明。
[0329] 如图39所示,在该例中,代替卡定片,利用螺旋坡和卡定面构成卡定部件。即,在螺母305的直齿齿轮305c的侧端面形成的卡定部件由对形成于螺母的轴向端面的凸部进行切削、研磨和塑性加工中的任意一方而形成的螺旋坡312和卡定面313构成。
[0330] 螺旋坡312形成为,随着从始端312a向逆时针方向的圆周方向前进,轴向突出长度逐渐变长,该始端312a为从螺母305的直齿齿轮305c侧端面305e中的外周缘的一点沿半径方向朝向内周侧的预定宽度。并且,卡定面313与丝杠轴306的引导突起306e的圆周方向端面卡定,所述圆周方向端面从与螺旋坡312的始端312a对置的最长突出部312b朝向始端312a沿轴向延长而形成。
[0331] 根据这种结构,如图39所示,通过从在丝杠轴306的引导突起306e的圆周方向端面卡定有卡定面313的丝杠轴306处于后方侧行程末端的状态起,使螺母305向箭头A方向旋转,由此,通过螺母305的旋转,螺旋坡312的卡定面313沿圆周方向从引导突起306e分开。与此同时,引导突起306e与固定罩309的引导槽309c卡合,丝杠轴306被止转,所以,丝杠轴306沿轴向前进,引导突起306e也前进。
[0332] 然后,当螺母305旋转一圈时,螺母305的卡定面313与引导突起306e的后端分开,卡定面313不会与引导突起306e的圆周方向端面抵接。
[0333] 然后,螺母305继续旋转,当丝杠轴306的引导突起306e的小径轴部306f侧的端面与固定罩309的止挡部309d抵接时,丝杠轴306停止前进,到达前方侧的行程末端。
[0334] 当从该丝杠轴306到达前方侧的行程末端的状态起使螺母305向箭头A的相反方向反向旋转时,伴随螺母305的反向旋转,由于丝杠轴306的引导突起306e与固定罩309的引导槽309c卡合,因此,丝杠轴306被止转而沿轴向后退。
[0335] 然后,当丝杠轴306的引导突起306e处于与螺母305的卡定面313对置的(行程末端的旋转一圈的近前)位置时,如上所述,允许螺母305反转。
[0336] 因此,丝杠轴306进一步后退,引导突起306e的后端进入形成于螺母305的最长突出部312b的轨迹内,接着,如图39所示,卡定面313与引导突起306e的圆周方向端面抵接。在该状态下,与所述例同样,引导突起306e的轴向长度的一半左右与引导槽309c卡合,所以处于止转状态,卡定面313与该引导突起306e抵接,所以,卡定面313与引导突起306e卡定,限制螺母305进一步反向旋转,丝杠轴306到达后方侧行程末端。
[0337] 这样,在本例中,引导突起306e在丝杠轴306的螺母305侧的行程末端具有防止丝杠轴306转动的止转功能,形成于螺母305的螺旋坡312的卡定面313与该引导突起306e卡定而发挥止挡功能。
[0338] 因此,能够借助引导突起306e兼具止转功能和止挡功能,不需要利用其他部件构成止挡功能,能够简化结构,并且能够削减部件数量而降低产品成本。
[0339] 这里,可以通过图29和图33所示的方法使台204的凹部242a成为与螺旋坡大致相同的形状,通过锻造,在形成循环槽的同时形成螺旋坡(卡定部)。
[0340] 进而,关于图38和图39所示的滚珠丝杠的例子中的滚珠丝杠的形状,示出了螺母旋转的情况(螺母不沿丝杠轴的轴向移动的情况),但是,对于在螺母端面形成有凸部的滚珠丝杠,在丝杠轴旋转、螺母沿轴向移动的方式中也是有效的。
[0341] 以上,对第5实施方式的滚珠丝杠的螺母的制造方法以及通过该制造方法制造的滚珠丝杠的螺母的例子进行了说明,但是,第5实施方式只要是至少在螺母的轴向端面形成有凸部的滚珠丝杠的螺母及其制造方法即可,不限于上述例子,只要不脱离第5实施方式的该主旨,则能够进行各种变形。
[0342] 例如,第5实施方式的滚珠丝杠的螺母的制造方法以及通过该制造方法制造的滚珠丝杠的螺母也能够应用于采用丝杠轴循环的滚珠丝杠的螺母。并且,在上述例子中,例示了在螺母原材料的内周面同时对多个S字状凹部进行塑性加工的例子,但是,也可以依次形成多个S字状凹部。
[0343] 并且,作为本例中的S字状凹部212A~212D的塑性加工,能够应用热锻、冷锻、液压成形等的各种塑性加工。
[0344] [第6实施方式]
[0345] 第6实施方式涉及在滚珠丝杠轴与滚珠丝杠螺母之间介入安装滚珠的滚珠丝杠,特别适用于在滚珠丝杠螺母的内周面形成有构成循环槽的凹部的滚珠丝杠。
[0346] 滚珠丝杠在滚珠丝杠轴形成外滚珠螺纹槽,并且在滚珠丝杠螺母形成内滚珠螺纹槽,在这些内外滚珠螺纹槽之间介入安装滚珠,通过使滚珠滚动,能够进行平滑的旋转-直进运动。在使用这种滚珠丝杠时,例如在专利文献4中记载了,在滚珠丝杠螺母的外周面压入滚动轴承的技术。
[0347] 但是,在一般的滚珠丝杠中,例如需要使沿着内滚珠螺纹槽滚动的滚珠从滚珠丝杠螺母的滚动终点部返回滚动起点部的所谓的滚珠返回路径,该滚珠返回路径由从滚珠丝杠螺母的外周面插入到形成有内滚珠螺纹槽的滚珠丝杠螺母的内周面的单独的滚珠循环部件构成。即,在滚珠丝杠螺母形成有滚珠循环用的贯通孔,当在开设有该贯通孔的滚珠丝杠螺母压入滚动轴承等时,随着压入,滚珠丝杠螺母的压缩应力在圆周方向上不均匀。例如,可能对滚珠丝杠螺母的内周面、即内滚珠螺纹槽的圆度造成影响。
[0348] 第6实施方式是着眼于上述问题点而完成的,其目的在于,提供即使在滚珠丝杠螺母压入螺母嵌套部件、也容易使伴随压入而产生的滚珠丝杠螺母的压缩应力在圆周方向上均匀化的滚珠丝杠。
[0349] 为了解决上述课题,第6实施方式的滚珠丝杠的特征在于,该滚珠丝杠具有:作为滚动体的滚珠;滚珠丝杠轴,其在外周面形成有外滚珠螺纹槽作为收纳所述滚珠的滚动槽;滚珠丝杠螺母,其在内周面形成有内滚珠螺纹槽作为收纳所述滚珠的滚动槽,并且嵌套于所述滚珠丝杠轴,并且内周面与外周面不贯通;以及螺母嵌套部件,其通过压入而嵌套于所述滚珠丝杠螺母的外周面。
[0350] 并且,所述滚珠丝杠的特征在于,由所述螺母嵌套部件和滚珠丝杠螺母的压入产生的过盈量超过该螺母嵌套部件所嵌套的滚珠丝杠螺母的外周面的外形尺寸的0.02%。
[0351] 并且,所述滚珠丝杠的特征在于,由所述螺母嵌套部件和滚珠丝杠螺母的压入产生的过盈量超过该螺母嵌套部件所嵌套的滚珠丝杠螺母的外周面的外形尺寸的0.02%、且小于0.16%。
[0352] 并且,所述滚珠丝杠的特征在于,在将所述螺母嵌套部件压入滚珠丝杠螺母的情况下,采用对该螺母嵌套部件进行加热而嵌套于滚珠丝杠螺母的热装法。
[0353] 并且,所述滚珠丝杠的特征在于,在所述滚珠丝杠螺母的内周面形成有构成滚珠返回路径的循环槽。
[0354] 并且,所述滚珠丝杠的特征在于,所述螺母嵌套部件是具有圆筒形状内周面的套筒、滚动轴承和齿轮中的任意一方或它们的组合。
[0355] 而且,根据第6实施方式的滚珠丝杠,在嵌套于滚珠丝杠轴、且内周面与外周面不贯通的滚珠丝杠螺母的外周面,通过压入而嵌套螺母嵌套部件,所以,螺母嵌套部件的固定容易,并且,容易使伴随螺母嵌套部件的压入而产生的滚珠丝杠螺母的压缩应力在圆周方向上均匀化。并且,能够对滚珠丝杠螺母的内周面、即内滚珠螺纹槽赋予适当的压缩应力,由此,能够提高滚珠丝杠螺母的内滚珠螺纹槽的滚动疲劳的耐久性。
[0356] 并且,使由螺母嵌套部件和滚珠丝杠螺母的压入产生的过盈量超过该螺母嵌套部件所嵌套的滚珠丝杆螺母的外周面的外形尺寸的0.02%,所以,能够通过压入而在滚珠丝杠螺母的外周面固定螺母嵌套部件。并且,使由螺母嵌套部件和滚珠丝杠螺母的压入产生的过盈量超过该螺母嵌套部件所嵌套的滚珠丝杠螺母的外周面的外形尺寸的0.02%、且小于0.16%,所以,能够通过压入而在滚珠丝杠螺母的外周面固定螺母嵌套部件,并且,能够使在滚珠丝杠螺母和螺母嵌套部件中产生的压缩应力适当。
[0357] 并且,在将螺母嵌套部件压入滚珠丝杠螺母的情况下,采用对该螺母嵌套部件进行加热而嵌套于滚珠丝杠螺母的热装法,所以,能够增大由螺母嵌套部件和滚珠丝杠螺母的压入产生的过盈量。
[0358] 并且,在滚珠丝杠螺母的内周面形成有构成滚珠返回路径的循环槽,由此,容易使滚珠丝杠螺母的内周面和外周面成为不贯通状态,并且,能够容易地提高供螺母嵌套部件压入嵌套的滚珠丝杠螺母的外周面的圆度。
[0359] 并且,使螺母嵌套部件为具有圆筒形状内周面的套筒、滚动轴承和齿轮中的任意一方或它们的组合,由此,容易实施发明。
[0360] 接着,使用附图说明第6实施方式的滚珠丝杠的例子。图40是示出第6实施方式的滚珠丝杠的第1例的纵剖视图。
[0361] 图中的标号401是滚珠丝杠轴。在该滚珠丝杠轴401嵌套有滚珠丝杠螺母402。在滚珠丝杠轴401的外周面403形成有外滚珠螺纹槽404。并且,在滚珠丝杠螺母402的内周面405形成有内滚珠螺纹槽406。而且,在外滚珠螺纹槽404与内滚珠螺纹槽406之间介入安装有多个滚珠407。
[0362] 因此,例如当滚珠丝杠轴401或滚珠丝杠螺母402旋转时,滚珠407在外滚珠螺纹槽404和内滚珠螺纹槽406内滚动,与此相伴,滚珠丝杠螺母402或滚珠丝杠轴401直进运动。由此,实现平滑的旋转-直进运动。
[0363] 并且,在第1例中,例如如本申请人之前提出的所述专利文献3所记载的那样,通过塑性加工在滚珠丝杠螺母402的内周面405直接形成构成滚珠返回路径的循环槽408。循环槽408由形成于滚珠丝杠螺母402的内周面405的S字状凹部构成。因此,在第1例中,能够使滚珠丝杠螺母402的内周面405和外周面为不贯通状态。
[0364] 而且,在第1例中,通过例如磨削加工等使该滚珠丝杠螺母402的外周面的一部分形成高圆度的外周面409,并且,与该外周面409相邻地形成碰撞端面410,通过压入而在外周面409嵌套作为螺母嵌套部件的滚动轴承411,使该滚动轴承411的端面与碰撞端面410抵接而进行定位。滚动轴承411的内圈的内周面一般精加工为高圆度,所以,如果提高滚珠丝杠螺母402的外周面409的圆度,则能够在滚珠丝杠螺母402紧密地压入滚动轴承411。
[0365] 此时,滚珠丝杠螺母402的内周面405和外周面409处于不贯通状态,所以,容易使伴随滚动轴承411的压入而产生的滚珠丝杠螺母402的压缩应力在圆周方向上均匀化。特别地,如果提高滚珠丝杠螺母402的外周面409的圆度,则如上所述,滚动轴承411的内圈的内周面的圆度高,所以,伴随滚动轴承411的压入而产生的滚珠丝杠螺母402的压缩应力在圆周方向上大致均匀化。
[0366] 螺母嵌套部件即滚动轴承411的内圈的内周面的圆度和滚珠丝杠螺母402的外周面409的圆度均为10μm以下,优选为5μm以下,更加优选为1μm以下。并且,优选螺母嵌套部件即滚动轴承411的内圈的内周面和滚珠丝杠螺母402的外周面的表面粗糙度为3μmRa以下,更加优选为1μmRa以下。
[0367] 这样,在第1例的滚珠丝杠中,通过压入而在嵌套于滚珠丝杠轴401且内周面405和外周面不贯通的滚珠丝杠螺母402的外周面409嵌套螺母嵌套部件即滚动轴承411,由此,滚动轴承411的固定容易,并且,容易使伴随滚动轴承411的压入而产生的滚珠丝杠螺母402的压缩应力在圆周方向上均匀化。并且,能够对滚珠丝杠螺母402的内周面405、即内滚珠螺纹槽406赋予适当的压缩应力,由此,能够提高滚珠丝杠螺母402的内滚珠螺纹槽406的滚动疲劳的耐久性。
[0368] 并且,如果使由螺母嵌套部件即滚动轴承411和滚珠丝杠螺母402的压入产生的过盈量超过该滚动轴承411所嵌套的滚珠丝杠螺母402的外周面409的外形尺寸的0.02%,则能够通过压入而更加牢固地在滚珠丝杠螺母402的外周面409固定滚动轴承411。并且,如果使由螺母嵌套部件即滚动轴承411和滚珠丝杠螺母402的压入产生的过盈量小于该滚动轴承411所嵌套的滚珠丝杠螺母402的外周面409的外形尺寸的0.16%,则能够使在滚珠丝杠螺母402和滚动轴承411中产生的压缩应力适当。当所述过盈量为0.16%以上时,容易在滚动轴承411的内圈产生过大的拉伸应力,内圈产生破裂等的可能性高,所以是不理想的。
[0369] 另外,优选由螺母嵌套部件即滚动轴承411和滚珠丝杠螺母402的压入产生的过盈量为该滚动轴承411所嵌套的滚珠丝杠螺母402的外周面409的外形尺寸的0.05%~0.15%。进而,当螺母嵌套部件即滚动轴承411或滚珠丝杠螺母402所负载的载荷较大时,优选为该滚动轴承411所嵌套的滚珠丝杠螺母402的外周面409的外形尺寸的0.08%~
0.15%。
[0370] 并且,在滚珠丝杠螺母402的内周面405形成有构成滚珠返回路径的循环槽408,由此,容易使滚珠丝杠螺母402的内周面405和外周面成为不贯通状态,并且,能够容易地提高供螺母嵌套部件即滚动轴承411压入嵌套的滚珠丝杠螺母402的外周面409的圆度。并且,还能够在与循环槽408对应的位置压入滚动轴承411。
[0371] 图41是示出第6实施方式的滚珠丝杠的第2例的纵剖视图。另外,纵剖面的下半部分是与上半部分对称的形状,所以省略图示。并且,滚珠丝杠自身的结构与第1例的图40相同,所以对相同结构标注相同标号并省略其详细说明。
[0372] 在第2例中,与第1例同样,螺母嵌套部件使用滚动轴承411,通过磨削加工等,以高圆度在滚珠丝杠螺母402的轴线方向两端部形成用于压入嵌套该滚动轴承411的外周面409,在这些外周面409的轴线方向内侧相邻设置碰撞端面411。而且,从轴线方向外侧压入滚动轴承411而使其嵌套于各个外周面409。
[0373] 将螺母嵌套部件即滚动轴承411压入嵌套于滚珠丝杠螺母402的外周面409时的两者的圆度、两者的表面粗糙度、两者的过盈量等的详细情况与所述第1例相同。另外,在滚珠丝杠螺母402的外周面409压入嵌套多个滚动轴承411的情况下,也可以使这些滚动轴承411分别不同。并且,除了图示的球轴承以外,滚动轴承411还可以使用滚子轴承等各种滚动轴承。
[0374] 图42是示出第6实施方式的滚珠丝杠的第3例的纵剖视图。另外,纵剖面的下半部分是与上半部分对称的形状,所以省略图示。并且,滚珠丝杠自身的结构与所述第1例的图40相同,所以对相同结构标注相同标号并省略其详细说明。
[0375] 在第3例中,螺母嵌套部件使用套筒412。套筒412的内周面413在轴线方向全长范围内为相同直径,套筒412的内周面413所嵌套的滚珠丝杠螺母402的外周面409也在轴线方向全长范围内为相同直径。通过磨削加工等,以高圆度在滚珠丝杠螺母402的轴线方向全长范围内形成用于压入嵌套套筒412的外周面409,还通过磨削加工等,以高圆度形成套筒412的内周面413,从轴线方向一方压入套筒412而使其嵌套于滚珠丝杠螺母402的外周面409。
[0376] 将螺母嵌套部件即套筒412压入嵌套于滚珠丝杠螺母402的外周面409时的两者的圆度、两者的表面粗糙度、两者的过盈量等的详细情况与所述第1例的滚动轴承411的情况相同。另外,在滚珠丝杠螺母402的外周面409压入嵌套作为螺母嵌套部件的套筒412的情况下,能够利用套筒412对滚珠丝杠螺母402的外周进行强化,所以,能够减薄滚珠丝杠螺母402的壁厚。而且,如果能够减薄滚珠丝杠螺母402的壁厚,则还具有例如由S字状凹部构成的循环槽408的塑性加工变得容易的优点。
[0377] 并且,在将螺母嵌套部件即套筒412压入滚珠丝杠螺母402的情况下,如果采用对该套筒412进行加热并扩大内径后将其嵌套于滚珠丝杠螺母402的热装法,则能够增大由两者的压入而产生的过盈量。
[0378] 图43是示出第6实施方式的滚珠丝杠的第4例的纵剖视图。另外,纵剖面的下半部分是与上半部分对称的形状,所以省略图示。并且,滚珠丝杠自身的结构与所述第1例的图40相同,所以对相同结构标注相同标号并省略其详细说明。
[0379] 在第4例中,螺母嵌套部件使用套筒412和滚动轴承411。套筒412的内周面413与滚动轴承411的内圈的内周面对齐,并在轴线方向全长范围内为相同直径,滚动轴承411的内圈和套筒412的内周面413所嵌套的滚珠丝杠螺母402的外周面409也在轴线方向全长范围内为相同直径。通过磨削加工等,以高圆度在滚珠丝杠螺母402的轴线方向全长范围内形成用于压入嵌套套筒412的外周面409,还通过磨削加工等,以高圆度形成套筒412的内周面413,从轴线方向一方压入套筒412而使其嵌套于滚珠丝杠螺母402的外周面
409,滚动轴承411从轴线方向另一方压入并嵌套于滚珠丝杠螺母402的外周面409,使滚动轴承411的端面与套筒412的轴线方向端面抵接。
[0380] 将螺母嵌套部件即套筒412压入嵌套于滚珠丝杠螺母402的外周面409时的两者的圆度、两者的表面粗糙度、两者的过盈量等的详细情况与所述第1例的滚动轴承411的情况相同。并且,在滚珠丝杠螺母402的外周面409压入嵌套作为螺母嵌套部件的套筒412时的优点和压入方法与所述第3例相同。
[0381] 另外,在与套筒412和滚珠丝杠螺母402的压入有关的圆度、表面粗糙度、过盈量和与滚动轴承411和滚珠丝杠螺母402的压入有关的圆度、表面粗糙度、过盈量相同的情况下,套筒412的壁厚和滚动轴承411的内圈的壁厚相同,由此,能够使滚珠丝杠螺母402的供套筒412和滚动轴承411这两者压入嵌套的部分的压缩应力相同。
[0382] 图44是示出第6实施方式的滚珠丝杠的第5例的纵剖视图。另外,纵剖面的下半部分是与上半部分对称的形状,所以省略图示。并且,滚珠丝杠自身的结构与所述第1例的图40相同,所以对相同结构标注相同标号并省略其详细说明。
[0383] 在第5例中,螺母嵌套部件使用齿轮414。第5例的齿轮414在套筒状的圆筒体的外周面的轴线方向全长范围内形成有齿。齿轮414的圆筒体的内周面415在轴线方向全长范围内为相同直径,齿轮414的内周面415所嵌套的滚珠丝杠螺母402的外周面409也在轴线方向全长范围内为相同直径。通过磨削加工等,以高圆度在滚珠丝杠螺母402的轴线方向全长范围内形成用于压入嵌套齿轮414的外周面409,还通过磨削加工等,以高圆度形成齿轮414的内周面415,从轴线方向一方压入齿轮414而使其嵌套于滚珠丝杠螺母402的外周面409。
[0384] 将螺母嵌套部件即齿轮414压入嵌套于滚珠丝杠螺母402的外周面409时的两者的圆度、两者的表面粗糙度、两者的过盈量等的详细情况与所述第1例的滚动轴承411的情况相同。另外,齿轮414以直齿齿轮和斜齿齿轮等为首,也可以应用花键和锯齿等。
[0385] 图45是示出第6实施方式的滚珠丝杠的第6例的纵剖视图。另外,纵剖面的下半部分是与上半部分对称的形状,所以省略图示。并且,滚珠丝杠自身的结构与所述第1例的图40相同,所以对相同结构标注相同标号并省略其详细说明。
[0386] 在第6例中,与所述第3例同样,螺母嵌套部件使用套筒412,但第6例的套筒412在圆筒体的外周面的轴线方向端部形成有齿轮414。该带齿轮414的套筒412的内周面413在轴线方向全长范围内为相同直径,套筒412的内周面413所嵌套的滚珠丝杠螺母402的外周面409也在轴线方向全长范围内为相同直径。通过磨削加工等,以高圆度在滚珠丝杠螺母402的轴线方向全长范围内形成用于压入嵌套套筒412的外周面409,还通过磨削加工等,以高圆度形成套筒412的内周面413,从轴线方向一方压入套筒412而使其嵌套于滚珠丝杠螺母402的外周面409。
[0387] 将螺母嵌套部件即套筒412压入嵌套于滚珠丝杠螺母402的外周面409时的两者的圆度、两者的表面粗糙度、两者的过盈量等的详细情况与所述第1例的滚动轴承411的情况相同。另外,齿轮414以直齿齿轮和斜齿齿轮等为首,也可以应用花键和锯齿等。
[0388] 所述各例的滚珠丝杠螺母402的材质能够应用碳钢、轴承钢、不锈钢等。并且,压入嵌套于滚珠丝杠螺母402的滚动轴承411、套筒412、齿轮414也能够应用同样的材质。并且,优选这些部件的至少压入部分通过适当热处理而硬化。
[0389] 并且,在所述各例的滚珠丝杠中,有时由于螺母嵌套部件的压入而使滚珠丝杠螺母402的内周面405的内径减小,所以,优选将其估计在内来设定滚珠丝杠的内部间隙。
[0390] [第7实施方式]
[0391] 第7实施方式涉及在滚珠丝杠轴与滚珠丝杠螺母之间介入安装滚珠的滚珠丝杠,特别适用于在滚珠丝杠螺母的内周面形成有构成循环槽的凹部的滚珠丝杠。
[0392] 滚珠丝杠在滚珠丝杠轴形成外滚珠螺纹槽,并且在滚珠丝杠螺母形成内滚珠螺纹槽,在这些内外滚珠螺纹槽之间介入安装滚珠,通过使滚珠滚动,能够进行平滑的旋转-直进运动。在使用这种滚珠丝杠时,例如在专利文献5中记载了,在滚珠丝杠螺母的外周面嵌合安装分体的树脂制齿轮。
[0393] 但是,在滚珠丝杠螺母的外周面嵌合安装齿轮等螺母嵌套部件的情况下,两者的嵌合精度的管理是很重要的,存在加工和组装花费时间和劳力的问题。
[0394] 第7实施方式是着眼于上述问题点而完成的,其目的在于,提供能够容易地在滚珠丝杠螺母的外周面嵌套并固定螺母嵌套部件的滚珠丝杠。
[0395] 为了解决上述课题,本发明人进行专心研究的结果得到以下见解,开发了第7实施方式。即,如果能够通过嵌件成形在滚珠丝杠螺母的外周面嵌套形成齿轮等螺母嵌套部件,则能够减轻加工和组装的时间和劳力。嵌件成形是指,在模具内预先装入要铸入的部件、此时为滚珠丝杠螺母,在该模具内注射树脂等,从而与滚珠丝杠螺母一体地形成螺母嵌套部件。
[0396] 但是,在一般的滚珠丝杠中,例如需要使沿着内滚珠螺纹槽滚动的滚珠从滚珠丝杠螺母的滚动终点部返回滚动起点部的所谓的滚珠返回路径,该滚珠返回路径由从滚珠丝杠螺母的外周面插入到形成有内滚珠螺纹槽的滚珠丝杠螺母的内周面的单独的滚珠循环部件构成。即,在滚珠丝杠螺母形成有滚珠循环用的贯通孔,当在形成有贯通孔的滚珠丝杠螺母的外周面注射树脂等时,注塑成形压力从贯通孔排出,无法进行嵌件成形。
[0397] 与此相对,在本申请人之前提出的专利文献3所记载的滚珠丝杠中,通过塑性加工在滚珠丝杠螺母的内周面直接形成构成滚珠返回路径的循环槽。循环槽由形成于滚珠丝杠螺母的内周面的S字状凹部构成,所以,滚珠丝杠螺母的内周面和外周面不贯通。因此,如果是这种内周面和外周面不贯通的滚珠丝杠螺母,则能够通过嵌件成形在该滚珠丝杠螺母的外周面形成螺母嵌套部件。
[0398] 而且,第7实施方式的滚珠丝杠的特征在于,该滚珠丝杠具有:作为滚动体的滚珠;滚珠丝杠轴,其在外周面形成有外滚珠螺纹槽作为收纳所述滚珠的滚动槽;滚珠丝杠螺母,其在内周面形成有内滚珠螺纹槽作为收纳所述滚珠的滚动槽,并且嵌套于所述滚珠丝杠轴,并且内周面与外周面不贯通;以及螺母嵌套部件,其通过嵌件成形而形成于所述滚珠丝杠螺母的外周面。
[0399] 并且,所述滚珠丝杠的特征在于,在所述滚珠丝杠螺母的内周面形成有构成滚珠返回路径的循环槽。
[0400] 并且,所述滚珠丝杠的特征在于,所述螺母嵌套部件以覆盖伴随所述循环槽的形成而产生的滚珠丝杠螺母外周面的凸部的方式,通过嵌件成形而形成于滚珠丝杠螺母的外周面。
[0401] 并且,所述滚珠丝杠的特征在于,所述螺母嵌套部件是具有圆筒形状内周面的套筒和齿轮中的任意一方或双方。
[0402] 而且,根据第7实施方式的滚珠丝杠,在嵌套于滚珠丝杠轴、且内周面与外周面不贯通的滚珠丝杠螺母的外周面,通过嵌件成形而嵌套螺母嵌套部件,所以,注塑成形压力不会排出,螺母嵌套部件一体地嵌套形成于滚珠丝杠螺母的外周面,螺母嵌套部件容易被固定。
[0403] 并且,在滚珠丝杠螺母的内周面形成有构成滚珠返回路径的循环槽,由此,容易使滚珠丝杠螺母的内周面和外周面成为不贯通状态。
[0404] 并且,以覆盖伴随循环槽的形成而产生的滚珠丝杠螺母的外周面的凸部的方式,通过嵌件成形将螺母嵌套部件形成于滚珠丝杠螺母的外周面,由此,螺母嵌套部件和凸部卡定,更加容易在滚珠丝杠螺母固定螺母嵌套部件。
[0405] 并且,使螺母嵌套部件为具有圆筒形状的内周面的套筒和齿轮中的任意一方或双方,由此,容易实施发明。
[0406] 接着,使用附图说明第7实施方式的滚珠丝杠的实施方式。图46是示出第7实施方式的滚珠丝杠的第1例的纵剖视图。
[0407] 图中的标号501是滚珠丝杠轴。在该滚珠丝杠轴501嵌套有滚珠丝杠螺母502。在滚珠丝杠轴501的外周面503形成有外滚珠螺纹槽504。并且,在滚珠丝杠螺母502的内周面505形成有内滚珠螺纹槽506。而且,在外滚珠螺纹槽504与内滚珠螺纹槽506之间介入安装有多个滚珠507。因此,例如当滚珠丝杠轴501或滚珠丝杠螺母502旋转时,滚珠
507在外滚珠螺纹槽504和内滚珠螺纹槽506内滚动,与此相伴,滚珠丝杠螺母502或滚珠丝杠轴501直进运动。由此,实现平滑的旋转-直进运动。
[0408] 并且,在第1例中,例如如本申请人之前提出的专利文献3所记载的那样,通过塑性加工在滚珠丝杠螺母502的内周面505直接形成构成滚珠返回路径的循环槽508。循环槽508由形成于滚珠丝杠螺母502的内周面505的S字状凹部构成。因此,在第1例中,能够使滚珠丝杠螺母502的内周面505和外周面为不贯通状态。
[0409] 而且,在第1例中,在该滚珠丝杠螺母502的外周面509,通过嵌件成形而嵌套形成有与套筒状的齿轮基部512一体化的齿轮511,作为螺母嵌套部件。嵌件成形如上所述,将铸入对象物、此时为滚珠丝杠螺母502装入模具内,在该模具内注射树脂等,从而与滚珠丝杠螺母502一体地形成螺母嵌套部件即齿轮511和齿轮基部512。
[0410] 第1例的滚珠丝杠的滚珠丝杠螺母502如上所述,内周面505和外周面509处于不贯通状态,所以,即使在滚珠丝杠螺母502的外周面509嵌件成形齿轮511和齿轮基部512,注塑成形压力也不会排出,能够牢固且一体地将齿轮511和齿轮基部512嵌套形成于滚珠丝杠螺母502的外周面509。
[0411] 这样,在第1例的滚珠丝杠中,通过嵌件成形而在嵌套于滚珠丝杠轴501且内周面505和外周面不贯通的滚珠丝杠螺母502的外周面509嵌套形成螺母嵌套部件即滚动轴承
511,由此,注塑成形压力不会排出,螺母嵌套部件即齿轮511和齿轮基部512一体地嵌套形成于滚珠丝杠螺母502的外周面,该齿轮511和齿轮基部512容易被固定。
[0412] 并且,在滚珠丝杠螺母502的内周面505形成有构成滚珠返回路径的循环槽508,由此,容易使滚珠丝杠螺母502的内周面505和外周面509成为不贯通状态。
[0413] 图47是示出第7实施方式的滚珠丝杠的第2例的纵剖视图。另外,纵剖面的下半部分是与上半部分对称的形状,所以省略图示。该滚珠丝杠螺母502示出未在内周面505形成内滚珠螺纹槽的状态,但是,滚珠丝杠螺母502自身的结构与所述第1例的图46相同,所以对相同结构标注相同标号并省略其详细说明。
[0414] 在第2例中,与第1例同样,通过嵌件成形而在滚珠丝杠螺母502的外周面509一体地嵌套形成套筒状的齿轮基部512和齿轮511,但是,在第2例的滚珠丝杠螺母502的外周面预先形成有凸部510。如图48所示,该凸部510是在滚珠丝杠螺母502的内周面505对循环槽508进行塑性加工时产生的。
[0415] 第2例的循环槽508在例如滚珠丝杠螺母502的原材料(坯料)的内周面505内装入用于对循环槽508进行挤压成形的模具。然后,例如将具有凸轮面的棒材压进模具内部时,以滑动自如的方式安装于模具的滑动挺杆挤压滚珠丝杠螺母502的内周面505,利用该挤压力使滚珠丝杠螺母502的内周面505凹陷,通过塑性变形而形成循环槽508。伴随循环槽508的挤压成形,滚珠丝杠螺母502的原材料向外侧鼓出,在外周面509鼓出而成为凸部510。
[0416] 这样,以覆盖伴随循环槽508的形成而产生的滚珠丝杠螺母502的外周面509的凸部510的方式,通过嵌件成形将螺母嵌套部件即齿轮基部512和齿轮511形成于滚珠丝杠螺母502的外周面509,由此,齿轮基部512和齿轮511与凸部510卡定,限制它们沿轴线方向移动,更加容易在滚珠丝杠螺母502固定齿轮基部512和齿轮511。
[0417] 并且,以覆盖滚珠丝杠螺母502的轴线方向两端面的外侧部分的方式,通过嵌件成形而嵌套形成齿轮基部512,由此,限制齿轮基部512和齿轮511沿轴线方向移动,能够在滚珠丝杠螺母502的外周面牢固地固定齿轮基部512和齿轮511。
[0418] 图49是示出第7实施方式的滚珠丝杠的第3例的纵剖视图。另外,纵剖面的下半部分是与上半部分对称的形状,所以省略图示。该滚珠丝杠螺母502示出未在内周面505形成内滚珠螺纹槽的状态,但是,滚珠丝杠螺母502自身的结构与所述第1例的图46相同,所以对相同结构标注相同标号并省略其详细说明。
[0419] 在第3例中,与第1例同样,通过嵌件成形而在滚珠丝杠螺母502的外周面509一体地嵌套形成齿轮基部512和齿轮51,但是,与所述第2例同样,在第3例的滚珠丝杠螺母502的外周面预先形成有凸部510。凸部510的形成理由与所述第2例相同。
[0420] 在第3例中,从滚珠丝杠螺母502的图示左侧端面到覆盖凸部510的部分为止,设定作为齿轮511的基体的齿轮基部512。这样,如果齿轮基部512覆盖滚珠丝杠螺母502的任意一个端面且覆盖某个凸部510,则与所述第2例同样,限制齿轮基部512和齿轮511沿轴线方向移动,更加容易在滚珠丝杠螺母502固定齿轮基部512和齿轮511。
[0421] 图50是示出第7实施方式的滚珠丝杠的第4例的纵剖视图。另外,纵剖面的下半部分是与上半部分对称的形状,所以省略图示。该滚珠丝杠螺母502示出未在内周面505形成内滚珠螺纹槽的状态,但是,滚珠丝杠螺母502自身的结构与所述第1例的图46相同,所以对相同结构标注相同标号并省略其详细说明。并且,与所述第2例同样,在第4例的滚珠丝杠螺母502的外周面预先形成有凸部510。凸部510的形成理由与所述第2例相同。
[0422] 在第4例中,通过嵌件成形而在滚珠丝杠螺母502的外周面509一体地嵌套形成套筒513作为螺母嵌套部件。套筒513的轴线方向长度与滚珠丝杠螺母502的轴线方向长度一致。这样在滚珠丝杠螺母502的外周面509一体地嵌套形成套筒513,由此,例如不用通过磨削或切削来除去凸部510,就能够使滚珠丝杠螺母502的外周面(准确地讲为套筒513的外周面)为相同直径的圆形。如果能够使滚珠丝杠螺母502(套筒513)的外周面为相同直径的圆形,则能够容易地在其外周面嵌套轴承和齿轮等。该情况下,利用较硬的树脂形成套筒513,由此,轴承或齿轮的嵌合适当。并且,套筒513的外周面不限于圆形,也可以是多边形等。并且,也可以是键槽、编码器、凸缘、椭圆等异形部。
[0423] 图51是示出第7实施方式的滚珠丝杠的第5例的纵剖视图。另外,纵剖面的下半部分是与上半部分对称的形状,所以省略图示。该滚珠丝杠螺母502示出未在内周面505形成内滚珠螺纹槽的状态,但是,滚珠丝杠螺母502自身的结构与所述第1例的图46相同,所以对相同结构标注相同标号并省略其详细说明。并且,与所述第2例同样,在第5例的滚珠丝杠螺母502的外周面预先形成有凸部510。凸部510的形成理由与所述第2例相同。
[0424] 在第5例中,通过嵌件成形而在滚珠丝杠螺母502的外周面509一体地嵌套形成套筒513和齿轮511作为螺母嵌套部件。套筒513的轴线方向长度为覆盖滚珠丝杠螺母502的图示左侧端部且未到达图示右侧端部的长度。并且,套筒513的径向厚度为覆盖凸部510的程度的厚度。这样在滚珠丝杠螺母502的外周面509一体地嵌套形成套筒513,由此,与所述第4例同样,例如不用通过磨削或切削来除去凸部510,就能够使滚珠丝杠螺母502的外周面(准确地讲为套筒513的外周面)为相同直径的圆形。
[0425] 所述第7实施方式的各例的滚珠丝杠螺母502的材质能够应用碳钢、轴承钢、不锈钢等。并且,通过嵌件成形而在滚珠丝杠螺母502的外周面嵌套形成的齿轮511、套筒513等螺母嵌套部件优选为适于注塑成形的热塑性树脂,也可以是在热塑性树脂中混合填充材料或纤维强化材料而得到的材料。作为优选的树脂材料,能够使用聚酰胺、聚苯硫醚、聚酰亚胺、聚醚醚、氟树脂等。并且,作为优选的纤维强化材料,列举玻璃纤维和碳纤维
[0426] 而且,优选可以使用在聚酰胺、聚苯硫醚树脂中以5质量%~50质量%的含有率混合玻璃纤维或碳纤维而得到的材料。特别是在形成齿轮的齿或作为配合面的情况下,使玻璃纤维或碳纤维的含有率为20质量%~50质量%,更加优选为30质量%~50质量%。在玻璃纤维或碳纤维的含有率小于20质量%时,作为齿轮的齿的强度可能不足,当含有率超过50质量%时,难以进行注塑成形。
[0427] 另外,在第7实施方式的各例中,如上所述,滚珠丝杠螺母502的内周面505和外周面509处于不贯通状态,所以,能够利用较高的注塑成形压力进行加工。因此,能够提高玻璃纤维或碳纤维等强化填充材料的含有率,能够成为更加牢固的齿轮等树脂成形物。例如,在形成齿轮的情况下,最优选强化填充材料为40质量%~50质量%。并且,通过提高注塑成形压力,即使在滚珠丝杠螺母502的外周面509存在多个凸部510,也能够确保树脂良好的流动,能够没有间隙地填充树脂。
[0428] 并且,在所述第2例~第5例中,将形成循环槽508时产生的滚珠丝杠螺母502的外周面509的凸部用作齿轮511或套筒513等螺母嵌套部件的卡定部,但是,也可以预先在滚珠丝杠螺母502的外周面509形成例如基于滚花加工的槽或键槽,将其作为螺母嵌套部件的止转部。
[0429] 并且,关于通过嵌件成形而在滚珠丝杠螺母502的外周面嵌套形成的螺母嵌套部件,除了所述各例以外,例如只要能够利用注塑成形来形成即可,可以是任意部件。并且,对通过嵌件成形而形成的螺母嵌套部件进行后续加工,也能够成为期望的形状。
[0430] 另外,第2~第7实施方式的各例所示的滚珠丝杠也能够应用于第1实施方式所示的滚珠丝杠。
[0431] 并且,第1~第7实施方式所示的滚珠丝杠优选能够用于电动助力转向装置(特别是齿条式电动助力转向装置)。图52是电动助力转向装置的转向齿轮的局部剖视图。
[0432] 在图52中,在构成转向齿轮外壳的齿条&小齿轮壳体621内,内装有构成齿条&小齿轮机构的齿条轴623和未图示的小齿轮,小齿轮与下部轴622连接。齿条轴623在图示左侧形成有与小齿轮啮合的齿条625,并且在两端部固定有球面接头627,该球面接头627将拉杆615支承为摆动自如。滚珠丝杠的丝杠轴用于该齿条轴623。
[0433] 在齿条&小齿轮壳体621的图示右侧端部安装有滚珠丝杠壳体633。在滚珠丝杠壳体633的下部,利用螺栓固定有电动马达635的前端,并且,收纳有固定于电动马达635的轴的驱动齿轮637以及与该驱动齿轮637啮合的从动齿轮639。并且,在滚珠丝杠壳体633,经由双列接触球轴承将滚珠螺母645保持为旋转自如。
[0434] 滚珠螺母645收纳于从动齿轮639的内径内。而且,在从动齿轮639的轴心内径侧与滚珠螺母645的外径侧之间设有花键嵌合部661。由此,从动齿轮639和滚珠螺母645能够自由地相对滑动。
[0435] 在齿条轴623的图示右侧形成有外滚珠螺纹槽(螺纹部)651。另一方面,在滚珠螺母645形成有内滚珠螺纹槽653,在外滚珠螺纹槽651与内滚珠螺纹槽653之间介入安装有构成循环滚珠的多个钢球655。并且,在滚珠螺母645装配有用于使钢球655循环的未图示的循环槽。
[0436] 在该电动助力转向装置中,当由驾驶者对转向盘进行操纵时,该操纵力从下部轴622传递到小齿轮,伴随与该小齿轮啮合的齿条625,齿条轴623向图中左右的任意方向移动,转轮经由左右的拉杆而转舵。同时,根据未图示的操纵转矩传感器的输出,电动马达
635以具有预定旋转转矩的方式向正反的任意方向旋转,该旋转转矩经由驱动齿轮637、从动齿轮639传递到滚珠螺母645。然后,通过使该滚珠螺母456旋转,推力经由与内滚珠螺纹槽653卡合的钢球655而作用于齿条轴623的外滚珠螺纹槽651,由此发现操纵辅助转矩。
[0437] 标号说明
[0438] 1:滚珠丝杠;3:丝杠轴;3a:螺纹槽;5:螺母;5a:螺纹槽;7:滚珠滚动路;9:滚珠;11:滚珠循环路;13:凸缘;15:齿轮用齿列;17:编码器;20:钢制原材料;21:坯料;22:凹槽;31:键;33:锥齿轮;35:止转部;37:螺纹(外螺纹);39:周向槽;41:马达转子;43:
内圈;44:外圈;45:辊;46:滚动轴承;47:凸轮面;48:单向超越离合器;101:螺母原材料;
111:螺母原材料的内周面;111a:构成螺母原材料的内周面的圆;115:S字状凹部(构成滚珠返回路径的凹部);115a:S字状凹部(构成滚珠返回路径的凹部);115b:S字状凹部(构成滚珠返回路径的凹部);116:凹部;117:凹部;118:锥面;102:原材料保持架;121:凹部(限制部件);121a:凹陷部;121b:凹陷部;121c:凹陷部;121d:周槽(凹陷部);122:盖部件(限制部件);103:凸轮滑动件;103A:凸轮滑动件;133:凸轮滑动件的斜面(凸轮机构);135:
S字状凸部;136:止挡部形成用的凸部;104:凸轮驱动件;141:凸轮驱动件的倾斜的侧面(凸轮机构);142:圆周状的侧面;105A:凸轮滑动件;105B:凸轮滑动件;153:凸轮滑动件的斜面(凸轮机构);155a:S字状凸部;155b:S字状凸部;156:止挡部形成用的凸部;106:凸轮驱动件;161:倾斜部;161a:凸轮驱动件的斜面(凸轮机构);161b:凸轮驱动件的斜面(凸轮机构);162:基端部;107A、107B:凸轮滑动件;173:凸轮滑动件的斜面(凸轮机构);175a:
S字状凸部;175b:S字状凸部;108:凸轮驱动件;181:倾斜部;181a:凸轮驱动件的斜面(凸轮机构);181b:凸轮驱动件的斜面(凸轮机构);182:基端部;182a:锥面;191:止挡部(突出部);192:止挡部(突出部);193:止挡部(突出部);194:凸缘(突出部);201:螺母原材料;211:螺母原材料的内周面;212A~212D:S字状凹部;213:螺母原材料的外周面;214:
螺母原材料的上端面;214A~214D:凸部;215:螺母原材料的下端面;215A~215D:凸部;
202:凸轮驱动件;221:基端部;222:主体部;222a~222b:倾斜的侧面(凸轮机构);203A~
203D:凸轮滑动件;231:凸轮滑动件的外周面;233:凸轮滑动件的斜面(凸轮机构);235A~
235D:S字状凸部;204:台;241:凹部;242a~242d:凹陷部;205:限制部件;251~254:限制部件的分割体;251a~254a:限制部件的内周面的大径部;251b~254b:限制部件的内周面的小径部;251c~254c:限制螺母原材料的上端面的面;251d~254d:凹陷部;206:
外方部件;261:内周面;401:滚珠丝杠轴;402:滚珠丝杠螺母;403:外周面;404:外滚珠螺纹槽;405:内周面;406:内滚珠螺纹槽;407:滚珠;408:循环槽;409:外周面;410:碰撞端面;411:滚动轴承(螺母嵌套部件);412:套筒(螺母嵌套部件);413:内周面;414:齿轮(螺母嵌套部件);415:内周面;501:滚珠丝杠轴;502:滚珠丝杠螺母;503:外周面;504:外滚珠螺纹槽;505:内周面;506:内滚珠螺纹槽;507:滚珠;508:循环槽;509:外周面;510:
凸部;511:齿轮(螺母嵌套部件);512:齿轮基部(螺母嵌套部件);513:套筒(螺母嵌套部件)。
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