丝杠轴及其制造方法以及滚珠丝杠装置制造方法及图纸

在将滚珠丝杠装置的丝杠轴的至少一部分利用丝缠绕法、片缠绕法制作的圆筒体的外周面，固定构成螺纹槽的金属弹簧制的螺旋状部件或者分割螺旋状部件。

Screw shaft and its manufacturing method and ball screw device

At least a part of the screw shaft of the ball screw device is made up of spiral parts or split helical parts made of metal spring by thread winding method and slice winding method.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】丝杠轴及其制造方法以及滚珠丝杠装置
本专利技术涉及用于机床、工程机械等，将旋转运动转换为直线运动的滚珠丝杠装置、以及该丝杠轴和丝杠轴的制造方法。
技术介绍
在机床、工程机械等所使用的滚珠丝杠装置中，一般采用高碳铬轴承钢、不锈钢、表面硬化钢这样的硬度高的金属材料。但是近年来，轻量化的要求强烈，在构成滚珠丝杠装置的部件中，将占据大部分重量的丝杠轴从如上所述的钢材变为纤维增强塑料(FRP)从而实现轻量化。例如，专利文献1记载了如下技术，对于由铝、铁构成的芯材，边使由有机纤维制成的丝束浸渍在液状热固性树脂边以螺旋卷绕或者平行卷绕进行卷绕，使其热固化并成为柱状体，之后，切削加工为丝杠轴的形状。另外，专利文献2记载了滚动体滚动面附近由金属材料制成，其他部分由FRP制成的运动引导装置。还有，专利文献3记载了在处理X射线的机械装置所使用的运动引导装置中，使轨道部件、移动部件和滚动体中的至少1个部件由X射线透过材料即FRP制成；并且在滚动体滚动面粘贴钢带，从而改善寿命。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利第5146293号公报专利文献2：日本专利第4813373号公报专利文献3：日本专利第4842954号公报
技术实现思路
本专利技术欲解决的问题然而，专利文献1的丝杠轴其外周面是用粘结剂树脂将丝束粘结成的，不能避免滚珠的滚动所导致的磨损。另外，芯材会残留，期望进一步轻量化。另外，丝杠轴为长条状，为了抑制弯曲需要是高强度，但专利文献2、3的丝杠轴是使强化纤维分散在树脂的FRP，不能得到充分的强度，不能对应太长的丝杠轴。本专利技术鉴于这样的问题，其目的在于提供一种进一步实现轻量化，强度高且耐磨性比以往优良的丝杠轴。用于解决问题的方案为解决上述问题，本专利技术提供一种下述的丝杠轴及其制造方法、以及滚珠丝杠装置。(1)一种丝杠轴，所述丝杠轴构成滚珠丝杠装置，所述滚珠丝杠装置包括：在外周面形成有螺纹槽的丝杠轴；配置在所述螺纹槽上的多个滚珠；以及经由所述滚珠外嵌在所述丝杠轴的螺母，且所述螺母在所述丝杠轴上移动，所述丝杠轴的特征在于，所述丝杠轴的至少一部分具有：圆筒体，其主要由圆筒状卷起物和将所述圆筒状卷起物粘结的树脂构成，所述圆筒状卷起物由强化纤维的丝束构成、或者由强化纤维的丝的片构成、或者是由所述片构成的层和由所述丝束构成的层的层叠体，金属制的螺旋状部件，其固定在所述圆筒体的外周面，形成所述螺纹槽。(2)如上述(1)所述的丝杠轴，其特征在于，所述螺旋状部件包括在螺旋的长度方向上被分割的多个分割螺旋状部件，所述分割螺旋状部件彼此在长度方向上隔开间隙地相连。(3)如上述(2)所述的丝杠轴，其特征在于，所述分割螺旋状部件彼此在螺旋的长度方向上的间隙为所述滚珠直径的0.3％以上13％以下。(4)如上述(1)～(3)的任一项所述的丝杠轴，其特征在于，所述圆筒体的外周面与所述螺旋状部件或者所述分割螺旋状部件利用粘接剂固定。(5)一种丝杠轴的制造方法，所述丝杠轴构成滚珠丝杠装置，所述滚珠丝杠装置包括：在外周面形成有螺纹槽的丝杠轴；配置在所述螺纹槽上的多个滚动体；以及经由所述滚动体外嵌在所述丝杠轴的螺母，且所述螺母在所述丝杠轴上移动，所述丝杠轴的制造方法其特征在于，具有：圆筒体制造工序，其使用强化纤维的丝束利用丝缠绕法制成圆筒体，或者使用由所述丝束构成的片利用片缠绕法制成圆筒体，或者将利用所述片缠绕法所得到的层与利用所述丝缠绕法所得到的层进行层叠并制成圆筒体；以及一体化工序，其在所述圆筒体的外周面将形成所述螺纹槽的金属制的螺旋状部件固定。(6)如上述(5)所述的丝杠轴的制造方法，其特征在于，所述螺旋状部件是在其长度方向上分割的分割螺旋状部件，且在所述一体化工序中，将多个所述分割螺旋状部件在长度方向上隔开间隙地连接于所述圆筒体的外周面，并固定于该外周面。(7)如上述(6)所述的丝杠轴的制造方法，其特征在于，使所述分割螺旋状部件彼此在螺旋的长度方向上的间隙为所述滚珠直径的0.3％以上13％以下。(8)如上述(5)～(7)的任一项所述的丝杠轴的制造方法，其特征在于，在所述一体化工序中，利用粘接剂将所述螺旋状部件或者所述分割螺旋状部件粘接在所述圆筒体的外周面。(9)如上述(5)所述的丝杠轴的制造方法，其特征在于，在所述一体化工序中，在所述圆筒体的外周面配置所述螺旋状部件，并加热使所述螺旋状部件整体在其径向收缩。(10)一种滚珠丝杠装置，其特征在于，所述滚珠丝杠装置包括：在外周面形成有螺纹槽的丝杠轴；配置在所述螺纹槽上的多个滚珠；以及经由所述滚珠外嵌在所述丝杠轴的螺母，且所述螺母在所述丝杠轴上移动，所述丝杠轴是上述(1)～(4)中的任一项所述的丝杠轴。专利技术的效果根据本专利技术，得到一种更轻量，但比以往更高强度，耐磨性好的丝杠轴。另外，本专利技术的滚珠丝杠装置包括这样的丝杠轴，从而轻量，且耐久性比以往好。附图说明图1是示出滚珠丝杠装置的平面图。图2是示出用于说明丝缠绕法的装置构成的示意图。图3是说明丝缠绕法的丝束的卷绕方式的示意图，该图(a)是示出螺旋卷绕，该图(b)示出平行卷绕的图。图4是用于说明片缠绕法的示意图。图5是示出在第1实施方式中，丝杠轴的一个例子的局部切除平面图。图6是说明在第1实施方式中，利用丝缠绕法将螺旋状部件固定的方法的剖视图。图7是说明在第1实施方式中，利用丝缠绕法将螺旋状部件固定的其他方法的剖视图。图8是示出在第1实施方式中，丝杠轴的其他例子的局部切除平面图。图9是示出螺旋状部件的截面形状的一个例子的剖视图。图10是示出螺旋状部件的其他例子的局部切除平面图。图11是说明利用丝缠绕法将图10所示的螺旋状部件固定的方法的剖视图。图12是示出螺旋状部件的又一其他例的局部切除平面图。图13是示出螺旋状部件的又一其他例的局部切除平面图。图14是说明利用丝缠绕法将图12或图13所示的螺旋状部件固定的方法的剖视图。图15是示出在第2实施方式中，丝杠轴的一个例子的局部切下平面图。图16是用于说明分割螺旋状部件间的间隙(a)与滚珠的直径(Dw)的关系的示意图。图17是示出在第2实施方式中，丝杠轴的其他例子的局部切除平面图。附图标记的说明1：滚珠丝杠装置2：丝杠轴2a：螺纹槽部2b：驱动侧端部2c：驱动相反侧端部3：螺母3a：筒状部3b：凸缘4a、4b：盖板5：圆筒体6、6a～6d：凹部6e：底面7：滚珠8、8a～8d：螺旋状部件10：丝束18：分割螺旋状部件19：间隙具体实施方式下面，参照附图来详细说明本专利技术。(第1实施方式)图1是示出滚珠丝杠装置1的平面图。如图所示，滚珠丝杠装置1具有棒状的丝杠轴2；外嵌在丝杠轴2的螺母3。丝杠轴2具有：在外周面形成有螺旋状的螺纹槽的螺纹槽部2a；与螺纹槽部2a的一端部连续形成的驱动侧端部2b；与螺纹槽部2a的另一个端部连续形成的驱动相反侧端部2c。螺母3具有：丝杠轴2通过内侧的筒状部3a；在筒状部3a的一端部一体形成的凸缘3b。在筒状部3a的内周面形成有与形成于螺纹槽部2a的螺纹槽对应的螺纹槽。在筒状部3a与螺纹槽部2a之间存在多个滚珠(参照图4、5，附图标记7)。在螺母3的筒状部3a，插入有使所述滚动体在径向贯通的贯通孔循环的盖板4a、4b。盖板4a、4b由树脂制成，构成将筒状部3a的内侧所形成的螺纹槽的2个部位接合的通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种丝杠轴，所述丝杠轴构成滚珠丝杠装置，所述滚珠丝杠装置包括：在外周面形成有螺纹槽的丝杠轴；配置在所述螺纹槽上的多个滚珠；以及经由所述滚珠外嵌在所述丝杠轴的螺母，且所述螺母在所述丝杠轴上移动，所述丝杠轴的特征在于，所述丝杠轴的至少一部分具有：圆筒体，其主要由圆筒状卷起物和将所述圆筒状卷起物粘结的树脂构成，所述圆筒状卷起物由强化纤维的丝束构成、或者由强化纤维的丝的片构成、或者是由所述片构成的层和由所述丝束构成的层的层叠体；以及金属制的螺旋状部件，其固定在所述圆筒体的外周面，形成所述螺纹槽。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.04.02 JP 2015-076089;2015.04.02 JP 2015-076091.一种丝杠轴，所述丝杠轴构成滚珠丝杠装置，所述滚珠丝杠装置包括：在外周面形成有螺纹槽的丝杠轴；配置在所述螺纹槽上的多个滚珠；以及经由所述滚珠外嵌在所述丝杠轴的螺母，且所述螺母在所述丝杠轴上移动，所述丝杠轴的特征在于，所述丝杠轴的至少一部分具有：圆筒体，其主要由圆筒状卷起物和将所述圆筒状卷起物粘结的树脂构成，所述圆筒状卷起物由强化纤维的丝束构成、或者由强化纤维的丝的片构成、或者是由所述片构成的层和由所述丝束构成的层的层叠体；以及金属制的螺旋状部件，其固定在所述圆筒体的外周面，形成所述螺纹槽。2.如权利要求1所述的丝杠轴，其特征在于，所述螺旋状部件包括在螺旋的长度方向上被分割的多个分割螺旋状部件，所述分割螺旋状部件彼此在长度方向上隔开间隙地相连。3.如权利要求2所述的丝杠轴，其特征在于，所述分割螺旋状部件彼此在螺旋的长度方向上的间隙为所述滚珠直径的0.3％以上13％以下。4.如权利要求1～3的任一项所述的丝杠轴，其特征在于，所述圆筒体的外周面与所述螺旋状部件或者所述分割螺旋状部件利用粘接剂固定。5.一种丝杠轴的制造方法，所述丝杠轴构成滚珠丝杠装置，所述滚珠丝杠装置包括：在外周面形成有螺纹槽的丝杠轴；配置在所述螺纹槽上的多个滚动体；以及经由所述滚动体外嵌...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫崎一成，武藤圭祐，永井丰，新井觉，丸山大介，信朝雅弘，
申请(专利权)人：日本精工株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP