CN101861479A - 滚珠螺杆装置 - Google Patents

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Abstract

一种滚珠螺杆装置，防止在滚珠螺杆座圈上形成压痕。这是通过在停止器与壳体碰撞之前由制动器使马达转子的旋转速度减小来实现的。

Description

滚珠螺杆装置
技术领域
本发明涉及一种滚珠螺杆装置，并且更具体地，涉及与马达成一体的滚珠螺杆装置。
背景技术
包括螺杆轴和通过滚珠与螺杆轴螺纹连接的滚珠螺杆螺母的滚珠螺杆装置通常被用作电致动器或阻尼器。例如，日本专利公布号6-300106A公开了一种其内结合滚珠螺杆装置的电致动器，其中马达的转子连接到滚珠螺杆螺母，使得滚珠螺杆螺母旋转以使螺杆轴沿其轴向线性地移动。
发明内容
本发明解决的问题
当使滚珠螺杆装置负载有过量的轴向拉力时，会存在在滚珠螺杆的座圈部分中形成布氏撞击磨损的情形。尤其是在与马达的转子成一体的滚珠螺杆装置中，当滚珠螺杆的旋转或线性移动突然停止时，由于马达的转子的旋转惯性大可能形成布氏撞击磨损。为了防止在滚珠螺杆座圈上形成布氏撞击磨损，整个滚珠螺杆装置可被制造得较大以提高其刚性。但是，因为惯性力矩增加，这也不是有利的。
本发明的目的是提供一种滚珠螺杆装置，其中防止在滚珠螺杆的座圈部分中形成布氏撞击磨损。
如何解决问题
根据本发明，提供一种滚珠螺杆装置，包括：
滚珠螺杆旋转构件；
滚珠螺杆线性移动构件，其与滚珠螺杆旋转构件螺纹连接，并构造成随着相对于滚珠螺杆旋转构件的相对旋转而线性地移动；
壳体，其保持滚珠螺杆旋转构件；
马达，其设置在壳体的马达室中，并且构造成使滚珠螺杆旋转构件与联接到滚珠螺杆旋转构件的转子一起旋转；
停止器，其构造成当滚珠螺杆旋转构件和滚珠螺杆线性移动构件之间的相对线性移动的量变得不少于规定的量时与壳体碰撞；以及
制动器，其构造成通过停止器相对于壳体的碰撞使转子的旋转减速。
例如，制动器包括：阻尼器，其构造成在停止器相对于壳体碰撞之前接收停止器；制动器板，其设置在阻尼器和马达的转子之间，以在规定尺寸的间隙阻抗马达的转子；联接器，其联接制动器板和阻尼器；以及推压构件，其维持制动器板和马达的转子之间的间隙。
滚珠螺杆旋转构件可为螺杆轴(在此情形，滚珠螺杆线性移动构件为滚珠螺杆螺母)。可选地，滚珠螺杆旋转构件可为滚珠螺杆螺母(在此情形，滚珠螺杆线性移动构件为螺杆轴)。
根据本发明的滚珠螺杆装置可用作致动器(在滚珠螺杆螺母通过马达旋转的这一实施方式中，螺杆轴线性地移动，或者在螺杆轴通过马达旋转的这一实施方式中，滚珠螺杆螺母线性地移动)。可选地，滚珠螺杆装置可用作阻尼器(在螺杆轴通过外力线性地移动的这一实施方式中，滚珠螺杆螺母旋转，使得由马达产生的电磁力用作阻尼力，或者在滚珠螺杆螺母通过外力线性地移动的这一实施方式中，螺杆轴旋转，使得由马达产生的电磁力用作阻尼力)。
在任一情形中，滚珠螺杆线性移动构件往复地且线性地移动，并且通常设置停止器，用于防止该移动在规定方向上(在本说明书中称为“前进方向”。该“前进方向”指的是将与停止器碰撞的移动方向，且具体地，可为向上、向下、向前、向后、向右、向左和其它方向中的任一个)不少于规定的量。停止器可通过设置凸缘部分而形成在滚珠螺杆线性移动构件上，该停止器构造为当滚珠螺杆线性移动构件已经移动的量变得少于规定的量时对接壳体。可选地，停止器可设置在与滚珠螺杆线性移动构件成一体线性移动的构件上，或者可设置在不线性移动的另一构件上(壳体或中空轴)。因为通过停止器限定了在滚珠螺杆线性移动构件的前进方向上的极限位置，所以当滚珠螺杆线性移动构件已经到达极限位置时，其被迫停止。在滚珠螺杆线性移动构件在该场合高速移动的情形中，布氏撞击磨损将形成在滚珠螺杆的座圈中，这是由于由滚珠螺杆线性移动构件的突然停止产生的滚珠螺杆旋转构件的大的旋转惯性。
传统地，在滚珠螺杆线性移动构件的移动被迫停止的情形中，马达的转子的惯性也施加到滚珠螺杆旋转构件上，从而可能形成布氏撞击磨损。
根据本发明中的滚珠螺杆装置，在停止器相对于壳体碰撞之前，通过制动器降低马达的转子的旋转速度。因此，马达的转子的旋转惯性被减小，从而减小了施加到滚珠螺杆线性移动构件上的冲击负荷。因此，能防止在滚珠螺杆的座圈上形成布氏撞击磨损。
在上述滚珠螺杆装置中，可形成有用于引导螺杆轴的线性移动的花键，其可与作为滚珠螺杆线性移动构件的螺杆轴成一体形成。顺便提及，花键可为滚珠花键，或者可为接合型的花键，例如渐开线花键。
本发明的有利效果
根据本发明中的滚珠螺杆装置，在停止器相对于壳体碰撞之前，通过制动器降低发动机的转子的旋转速度，从而能减小施加到滚珠螺杆线性移动构件上的负荷。因此，能防止在滚珠螺杆的座圈上形成布氏撞击磨损。这样，能解决为了获得其刚性而整个装置制造得较大的情形中惯性力矩增加的问题。因而，能实现滚珠螺杆装置的尺寸减小以及重量降低。
附图说明
图1是示出根据本发明的一个实施方式的滚珠螺杆装置的纵向剖视图。
具体实施方式
下面参考附图说明本发明的实施方式。应注意，在以下说明中术语“右”和“左”分别对应于附图中的右侧和左侧。
图1是示出根据本发明的一个实施方式的滚珠螺杆装置的纵向剖视图。
滚珠螺杆装置1包括：壳体2；钢螺杆轴3，其具有设置在壳体2内的右部分3a，以便在左右方向延伸；滚珠螺杆螺母4，其通过滚珠与螺杆轴3螺纹连接；马达5，其包括转子11和定子12，并设置在壳体2的马达室6中；以及制动器7，其用于在停止器14与壳体2相撞时使马达的转子11减速。
马达室6包括柱状部分6a以及闭合柱状部分6a的右开口和左开口的右底部壁6c和左底部壁6b。螺杆轴3的右部分3a通过轴承15由马达室6的右底部壁6c和左底部壁6b可旋转地保持。
该滚珠螺杆装置1用作这样一类致动器，即，通过马达5旋转螺杆轴3，且滚珠螺杆螺母4随着旋转而线性地移动。
马达5的定子12固定到马达室6的柱状部分6a的内周边，使得马达5的转子11固定到螺杆轴3的外周边。
中空轴13固定到滚珠螺杆螺母4，以便与滚珠螺杆螺母4成一体地在左右方向线性地移动。中空轴13设有停止器14，用于限定向右线性移动的极限位置。
制动器7包括：阻尼器21，其设置在马达室6的左底部壁6b和停止器14之间，以接收停止器14，从而使停止器14不与底部壁6b碰撞，使得阻尼器21与停止器14成一体地移动；制动器板22，其设置在马达室6的左底部壁6b和马达的转子11之间，以便在规定尺寸的间隙阻抗马达的转子11；联接器23，其穿过马达室6的左底部壁6b并将制动器板22联接到阻尼器21；以及弹簧24，其用作推压构件，设置在马达室6的左底部壁6b的左面和阻尼器21的右面之间，并向左推压阻尼器21以便维持制动器板22和马达的转子11的左面之间的间隙。
当停止器14向右移动时，停止器14首先与阻尼器21碰撞，从而使阻尼器21克服弹簧24的推力向右移动。通过联接器23联接(结合)到阻尼器21的制动器板22随着停止器14的向右移动而向右移动，使得阻尼器21与马达的转子11的左面接触，而不产生停止器14相对于马达室6的左底部壁6b的碰撞，从而对马达的转子11施加制动力。因此，马达的转子11的旋转被制动，使得马达的转子11的旋转速度被降低。
在停止器14与马达室6的左底部壁6b碰撞以突然地停止滚珠螺杆螺母4的线性移动的传统情形中，螺杆轴3和马达的转子11将由于它们的旋转惯性而继续旋转。因而，旋转惯性在螺杆轴3和滚珠螺杆螺母4之间施加大的力。
相比之下，在根据本发明的滚珠螺杆装置1中，通过制动器7马达的转子11的旋转速度逐渐地降低，而在停止器14与马达室6的左底部壁6b之间没有碰撞。因而，在螺杆轴3和滚珠螺杆螺母4之间施加的马达的转子11的和螺杆轴3的旋转惯性也被逐渐地减小。由此，防止在滚珠螺杆座圈上形成布氏撞击磨损。
例如，除了作为致动器以外，该滚珠螺杆装置1可优选地用作汽车的电磁阻尼器。电磁阻尼器是下述一种阻尼器，即，其通过滚珠螺杆机构将从轮胎传递的轴向运动转变成旋转运动，并且采用马达5中的该旋转运动来将从马达5产生的电磁力用作阻尼力。在当悬挂件在越过突起等的时刻进入超行程状态时，设置在可线性移动的部件中的块停止器与壳体2(例如，马达凸缘等)碰撞的情形中，已经处于高速旋转的马达5突然停止，从而由于马达5的惯性力矩在滚珠螺杆部件3、4上负载过量轴向拉力。在此情形需要保护滚珠螺杆机构。根据上述的滚珠螺杆装置1，因为通过制动器马达的转子11的旋转速度被降低，而不产生停止器14相对于壳体2(马达室6)的碰撞，所以由于旋转惯性而施加在螺杆轴3和滚珠螺杆螺母4之间的负荷被减小。因此，滚珠螺杆机构受到保护，且防止形成布氏撞击磨损。
在致动器和阻尼器的任一情形中，代替上述的螺杆轴3的旋转，可使用螺母的旋转。而且在此情形，可以采用上述结构。

Claims (3)

1.一种滚珠螺杆装置，包括：
滚珠螺杆旋转构件；
滚珠螺杆线性移动构件，所述滚珠螺杆线性移动构件与所述滚珠螺杆旋转构件螺纹连接，并且构造成随着相对于所述滚珠螺杆旋转构件的相对旋转而线性地移动；
壳体，所述壳体保持所述滚珠螺杆旋转构件；
马达，所述马达设置在所述壳体的马达室中，且构造成使所述滚珠螺杆旋转构件与联接到所述滚珠螺杆旋转构件的转子一起旋转；
停止器，所述停止器被构造成当所述滚珠螺杆旋转构件和所述滚珠螺杆线性移动构件之间的相对线性移动的量不少于规定的量时所述停止器与所述壳体碰撞；以及
制动器，所述制动器被构造成通过所述停止器相对于所述壳体的碰撞使所述转子的旋转减速。
2.如权利要求1所述的滚珠螺杆装置，其中：
所述滚珠螺杆旋转构件为螺杆轴；且
所述滚珠螺杆线性移动构件为通过滚珠与所述螺杆轴螺纹连接的滚珠螺杆螺母。
3.如权利要求1或2所述的滚珠螺杆装置，其中：
所述制动器包括：
阻尼器，所述阻尼器设置在所述壳体的外部，并被构造成接收所述停止器；
制动器板，所述制动器板设置在所述壳体的内部，并被构造成与所述转子接触以对所述转子提供制动力；以及
推压构件，所述推压构件在离开所述转子的方向上推压所述制动器板。
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