CN104071214B - 滚珠丝杠用反向器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及在电动动力转向器装置中容易地测量全长的滚珠丝杠用反向器，其中，反向片(42、43)的端面(S1、S2)与各反向片(42、43)之间的接合面(S3)平行，并且形成与滚珠丝杠部的导程角(A1)匹配的角度。因而，能够减少反向片(42、43)所需要的材料，并且能够利用例如游标卡尺等测量器容易地进行各反向片(42、43)的全长的测量。

Description

滚珠丝杠用反向器
于2013年3月29日提交的日本专利申请No.2013-073716以及2013年12月24日提交的日本专利申请No.2013-265381的包括说明书、附图以及摘要在内的全部公开内容通过引用并入本申请。
技术领域
本发明涉及滚珠丝杠用反向器。
背景技术
以往，公知有通过对车辆的操舵机构赋予马达的动力来辅助驾驶员的转向操作的电动动力转向装置(以下，简称为EPS)。在EPS中，通常采用齿轮齿条机构。该机构将随着转向操作的小齿轮的旋转运动转换为具有与该小齿轮啮合的齿条的直动轴的直线运动。通过该直动轴的直线运动，改变车轮的朝向。在齿条辅助型的EPS中，将马达的旋转运动转换为该直动轴的直线运动的滚珠丝杠机构设置于该直动轴。
滚珠丝杠机构构成为在形成于直动轴的外周的滚珠丝杠部经由多个滚珠旋合有滚珠螺母。在该EPS中，由于滚珠螺母旋转，所以从旋转平衡等的观点出发，希望该滚珠螺母在径向上紧凑。因此，广泛采用在滚珠螺母设置有与滚珠丝杠部对应的使滚珠滚动以及循环的反向器(循环部件)的结构。
作为通常的滚珠丝杠机构的反向器的文献，有日本实用新型登录第3165152号。由于该反向器形成为在直动轴的轴向长，所以为了保证精度而可考虑将反向器分割成多个的结构。
例如，如图9所示，在反向片100的图中左端侧，以与滚珠丝杠部的导程角匹配的角度，形成反向片100的左端面101。由此，能够以减小斜线所示的范围110的材料形成反向片100。在反向片100的内部形成有使位于滚珠丝杠部的滚珠循环的回流路105。
另外，反向片100通过接合面115而与另一反向片120连结。该接合面115在相对于直动轴的轴向正交的方向(图中的上下方向)上延伸。
但是，在该结构中，左端面101与接合面115不平行。因而，利用例如游标卡尺测量反向片100的全长变得困难。即，无法在用游标卡尺的两个测头夹住反向片100时确定它们的位置。因而，测量值存在偏差，所以测量值的可靠性降低。另外，还可以考虑三维测量，但在测量时间这点上不予优选。
发明内容
本发明的目的之一在于提供更容易测量全长的滚珠丝杠用反向器。本发明的一个方式的滚珠丝杠用反向器是使在形成于直动轴的外周的滚珠丝杠部滚动的滚珠循环且设置于上述滚珠丝杠部的周面的滚珠丝杠用反向器，上述反向器通过将在上述直动轴的轴向的中途被分割成多个的反向片组合而形成，上述各反向片的接合面和位于与该接合面相反的一侧的上述反向片的端面平行，并且形成与上述滚珠丝杠部的导程角匹配的角度。
在该方式中，各反向片的接合面和位于与该接合面相反的一侧的反向片的端面平行，并且形成与滚珠丝杠部的导程角匹配的角度。因而，能够如背景技术所说明的那样减少反向片所需要的材料，并且能用例如游标卡尺等测量器容易地进行各反向片的全长的测量。
在本发明的另一方式中，对于上述滚珠丝杠用反向器而言，上述端面形成为平面状。也就是说，反向片的端面形成为平面状。因而，能够通过游标卡尺的两个测头正确地测量反向片的全长。
在本发明的又一方式中，对于上述滚珠丝杠用反向器而言，上述各反向片从上述直动轴的径向以上述接合面匹配的方式被组装。对上述各反向片的上述接合面的角部、即在组装上述各反向片时相互干涉的两角部中的至少一方进行倒角，而形成倾斜面或者曲面。
在该方式中，在组装各反向片时，对两反向片的相互干涉的两部分中的至少一方进行倒角而形成倾斜面或者曲面。因而，在组装两反向片时沿倾斜面或者曲面相互引导两反向器，从而能够顺畅地组装两反向片。
在本发明的再一方式中，对于上述滚珠丝杠用反向器而言，在上述各反向片被组装于上述滚珠丝杠螺母的状态下，上述各反向片的外周面与上述滚珠丝杠螺母的外周面形成为共面的周面。
在该方式中，在各反向器被组装于滚珠丝杠螺母的状态下，各反向器的外周面与滚珠丝杠螺母的外周面形成为共面的周面。因而，容易相对于组装有各反向片的滚珠丝杠螺母，从外周配置轴承、或者驱动力传递系统的部件等。
附图说明
通过以下参照附图对实施方式进行的描述，本发明的上述和其它特征及优点会变得更加清楚，其中，对于相同的元件标注相同的标记。
图1是第一实施方式的电动动力转向装置的剖视图。
图2是第一实施方式的图1的放大图。
图3是第一实施方式的反向器的俯视图。
图4是第一实施方式的反向片的俯视图。
图5是第一实施方式的反向片的立体图。
图6是第一实施方式的滚珠丝杠螺母的俯视图。
图7是第二实施方式的图4的A-A线剖视图。
图8A是组装第二实施方式的反向片时的倾斜面的作用的图。
图8B是反向片不具有倾斜面的情况下的组装时的角部的干涉的情况。
图9是现有技术的反向片的俯视图。
具体实施方式
以下，使用图1～图6对本发明的第一实施方式进行说明。
如图1所示，电动动力转向装置(EPS)1具备：具有小齿轮的小齿轮轴2、具有与该小齿轮啮合的齿条的直动轴3、以及内包它们的齿条壳体5。
小齿轮轴2在与直动轴3啮合的状态下通过转向操作而旋转。另外，直动轴3通过设置于齿条壳体5内的齿条引导件13以及未图示的衬套(滑动轴承)而被支承为能够沿其轴向往复移动。另外，直动轴3与小齿轮轴2的旋转对应地沿其轴向(图中的左右方向)往复移动。随着该直动轴3的移动而改变转向轮(省略图示)的转向角。
另外，EPS1具备成为其驱动源的马达21、和将马达21的旋转运动转换为直动轴3的轴向运动的滚珠丝杠装置22。也就是说，本实施方式的EPS1作为所谓的齿条辅助型的EPS而构成。
马达21具有形成为圆筒状的马达轴26，直动轴3插通该马达轴26内。即，马达轴26与直动轴3配置为同轴。对马达轴26而言，其前端侧的外周面通过在齿条壳体5的内周面设置的第一轴承28，而被支承为能够旋转。而且，通过马达21驱动，从而马达轴26旋转。
如图2所示，滚珠丝杠装置22是所谓的反向式的滚珠丝杠装置，具备滚珠丝杠部31、多个滚珠32以及滚珠丝杠螺母33。滚珠丝杠部31通过在直动轴3的外周的一部分切出导程角A1的螺纹而形成。而且，滚珠丝杠螺母33形成为大致圆筒状，并且在其内圆周形成有与直动轴3的滚珠丝杠部31对应的螺纹槽34。
滚珠丝杠螺母33的左端被压入马达轴26的右端内。由此，马达轴26能够与滚珠丝杠螺母33一体旋转。
而且，滚珠丝杠螺母33经由多个滚珠32而与滚珠丝杠部31旋合。滚珠丝杠螺母33被在齿条壳体5的内周面设置的第二轴承35支承为能够旋转。在滚珠丝杠部31与滚珠丝杠螺母33的螺纹槽34之间作为形成为螺旋状的空间而形成滚动路R1。多个滚珠32能够滚动地填充于该滚动路R1。
另外，滚动路R1通过设定于螺纹槽34内的两处位置的连接点P1、P2而与形成于反向器41的回流路R2连接。该回流路R2具有相对于滚珠丝杠螺母33从滚动路R1提起滚珠32的功能以及向滚动路R1排出滚珠32的功能。
如图2所示，在反向器41被组装于滚珠丝杠螺母33的状态下，反向器41的外周面以及滚珠丝杠螺母33的外周面形成共面的周面。因此，第二轴承35能够将组装有反向器41的滚珠丝杠螺母33支承为能够旋转。反向器41是通过金属注射成型(MIM：Metal InjectionMolding)而成型的。MIM是将金属粉末与结合材料的混合物向成型模具内注射而成型的方法。
如图3所示，反向器41从上方观察形成为大致Z字形，并且在直动轴方向上的大致中央被分割成两份。即，反向器41由第一反向片42和第二反向片43构成。两反向片42、43以相同的形状形成。另外，两反向片42、43被连结的接合面S3在沿着导程角A1的方向上形成。
在反向器41的内部形成有从上方观察沿着反向器41的外形的大致Z字形的回流路R2。通过该回流路R2而使滚珠32相对于滚动路R1排入排出。另外，如图2所示，该回流路R2形成为向图中下侧开口的U字形。
如图4、图5所示，第一反向片42具备沿直动轴方向延伸的滚珠输送部42b、和与该滚珠输送部42b大致正交的提起部42a。提起部42a的下表面形成为沿着直动轴3的外周面的周面状。回流路R2的端部在提起部42a的下表面开口。第二反向片43与第一反向片42相同具备提起部以及滚珠输送部。
如图3所示，两反向片42、43的接合面S3、和其相反侧的端面S1、S2平行。另外，该端面S1、S2形成为平面状。因此，如图4的点划线所示那样，能够通过游标卡尺的两个测头51a、51b来容易地测量第一反向片42的全长的测量值。
如图6所示，在滚珠丝杠螺母33上的与上述两个连接点P1、P2对应的位置，形成有一对将滚珠丝杠螺母33在径向贯通的安装孔52、53。两安装孔52、53形成为在图中的上下方向长的大致椭圆形。第一反向片42的提起部42a的下端部嵌合于安装孔52。第二反向片43的提起部的下端部嵌合于安装孔53。在该嵌合的状态下，如上述那样，反向器41的外周面以及滚珠丝杠螺母33的外周面形成共面的周面。
此外，在上述MIM中，需要在成型模具与加热熔融的金属之间形成蜡等油脂的层。因此，形状的精度管理变得困难，所以需要测量反向片42、43各自的全长。
以下，对滚珠丝杠装置22的作用进行说明。
如图2所示，在滚珠丝杠装置22中，在滚珠丝杠螺母33由于马达轴26的旋转而相对于直动轴3相对旋转时，各滚珠32从直动轴3以及滚珠丝杠螺母33受到负载(摩擦力)而在滚动路R1内滚动。由此，从滚珠丝杠螺母33向直动轴3传递推力，从而使直动轴3相对于滚珠丝杠螺母33沿轴向移动。另外，在滚动路R1内滚动而到达滚动路R1的一端(连接点P1或者连接点P2)的各滚珠32通过形成于滚珠丝杠螺母33的上述回流路R2，而向滚动路R1的另一端(连接点P2或者连接点P1)排出，由此在设定于滚动路R1的两个连接点P1、P2之间从下游侧向上游侧移动。也就是说，对于滚珠丝杠装置22而言，通过在其滚动路R1滚动的各滚珠32经由回流路R2无限循环，从而将滚珠丝杠螺母33的旋转运动转换为直动轴3的轴向运动。
根据以上说明的实施方式，起到以下的效果。
1)反向片42、43的端面S1、S2与各反向片42、43之间的接合面S3平行，并且形成与滚珠丝杠部31的导程角A1匹配的角度。因而，能够使反向片42、43所需要的材料减少图9所示的范围110，并且能够容易地用例如游标卡尺等测量器进行各反向片42、43的全长的测量。
2)反向片42、43的端面S1、S2形成为平面状。因而，能够通过游标卡尺的两个测头51a、51b来正确地测量反向片42、43的全长。
3)另外，在上述背景技术所述的结构中，反向片从滚珠丝杠螺母向径向突出，对驱动力传递系统的部件(带轮)、轴承的配置、形状造成影响所以不予优选。在这点上，在上述实施方式中，在反向器41被组装于滚珠丝杠螺母33的状态下，反向器41的外周面以及滚珠丝杠螺母33的外周面形成共面的周面。因而，能够在滚珠丝杠螺母33的外周配置第二轴承35。由此，提高EPS1的设计的自由度。
另外，根据图7以及图8A、图8B对本发明的第二实施方式进行说明。该实施方式的反向片在对角部进行倒角这点上与上述第一实施方式不同。以下，以与第一实施方式的不同点为中心进行说明。
图7相当于图4的A-A线的剖视图。如图7所示，通过对第一反向片62的接合面S3的上下角部实施倒角加工，从而形成倾斜面62a、62b。上侧的倾斜面62a以将接合面S3与反向片62的上表面之间连结的方式形成，下侧的倾斜面62b以将接合面S3与反向片62的下表面之间连结的方式形成。
同样，在第二反向片63的接合面S3的上下角部也形成有倾斜面63a、63b。
接下来，对组装两反向片62、63时的作用进行说明。
如图8A所示，首先，最初将第一反向片62安装于滚珠丝杠螺母33。在该状态下，从上侧以使两反向片62、63的接合面S3面对面的方式插入第二反向片63。此时，第一反向片62的倾斜面62a与第二反向片63的倾斜面63b接触。如图8A的箭头所示，沿倾斜面62a将第二反向片63引导至第一反向片62所邻接的位置。在先将第二反向片63安装于滚珠丝杠螺母33的状态下插入第一反向片62的情况也同样具有上述作用。
另一方面，如图8B的对比例所示，在未实施倒角的反向片72、73中，在相对于反向片72插入反向片73时，两反向片72、73的角部干涉，从而会妨碍顺畅地插入反向片73。另外，还会产生毛边。
在这点上，在本实施方式(图8A的结构)中，能够顺畅地组装两反向片62、63。另外，还能够抑制产生毛边。
第二实施方式尤其起到以下的效果。
4)在组装各反向片62、63时，通过对反向片62、63的相互干涉的部分进行倒角而形成倾斜面62a、62b、63a、63b。因而，能够在组装两反向片62、63时，沿倾斜面62a、62b、63a、63b顺畅地组装两反向片62、63。因此，能够缩短组装反向片62、63所需要的时间。另外，还能够抑制产生毛边。
5)在两反向片62、63中干涉的两角部形成有倾斜面62a、63a。在该结构中，两反向片62、63的接触面积变大，所以能够抑制接触时的应力集中。
此外，上述实施方式还能够以对其进行适当地改变而得的以下的方式来实施。
在上述实施方式中，反向器41被分割成两份，但也可以被分割成3份以上。在该情况下，通过沿导程角A1形成各反向片的各端面，从而容易地测量各反向片的全长。另外，各反向片的长度也可以不同。
在上述实施方式中，两反向片42、43的端面S1、S2形成为平面状，但也可以形成为曲面状。
在上述实施方式中，EPS1为所谓的齿条同轴型，但只要是利用反向器的EPS，则也可以为其他类型例如齿条并联型等。在该情况下，滚珠丝杠螺母的外周面以及反向器的外周面形成为共面的周面，因此能够容易地在上述外周配置带轮。
在第二实施方式中，如图8A所示，在两反向片62、63中干涉的两角部形成有倾斜面62a、63a，但也可以省略倾斜面62a、63a中的任意一方。在该情况下，也能够通过倾斜面62a、63a中的任意一方而顺畅地组装两反向片62、63。
另外，两反向片62、63中干涉的两角部的倒角也可以为包括R倒角在内的曲面的倒角。通过在该角部形成曲面，能够顺畅地组装两反向片62、63。

Claims (10)

1.一种滚珠丝杠用反向器，其特征在于，
所述反向器使在形成于直动轴的外周的滚珠丝杠部以及设置于所述滚珠丝杠部的周围的滚珠丝杠螺母之间滚动的滚珠循环，
所述反向器设置于所述滚珠丝杠螺母的外周面侧，
所述反向器通过将在所述直动轴的轴向的中途被分割成多个的反向片组合而形成，
所述各反向片的接合面和位于与该接合面相反的一侧的所述反向片的端面平行，并且形成与所述滚珠丝杠部的导程角匹配的角度。
2.根据权利要求1所述的滚珠丝杠用反向器，其特征在于，
所述反向片的端面形成为平面状。
3.根据权利要求1或2所述的滚珠丝杠用反向器，其特征在于，
所述各反向片以所述接合面匹配的方式从所述直动轴的径向被组装，
对所述各反向片的所述接合面的角部、即在组装所述各反向片时相互干涉的两部分中的至少一方进行倒角，而形成倾斜面或者曲面。
4.根据权利要求1所述的滚珠丝杠用反向器，其特征在于，
在所述各反向片被组装于所述滚珠丝杠螺母的状态下，所述各反向片的外周面与所述滚珠丝杠螺母的外周面形成为共面的周面。
5.根据权利要求2所述的滚珠丝杠用反向器，其特征在于，
在所述各反向片被组装于所述滚珠丝杠螺母的状态下，所述各反向片的外周面与所述滚珠丝杠螺母的外周面形成为共面的周面。
6.根据权利要求3所述的滚珠丝杠用反向器，其特征在于，
在所述各反向片被组装于所述滚珠丝杠螺母的状态下，所述各反向片的外周面与所述滚珠丝杠螺母的外周面形成为共面的周面。
7.根据权利要求1所述的滚珠丝杠用反向器，其特征在于，
所述反向器由两个反向片构成。
8.根据权利要求7所述的滚珠丝杠用反向器，其特征在于，
两个反向片以相同的形状构成。
9.根据权利要求8所述的滚珠丝杠用反向器，其特征在于，
对所述各反向片的所述接合面的上下角部进行倒角，而形成倾斜面或者曲面。
10.根据权利要求1所述的滚珠丝杠用反向器，其特征在于，
所述各反向片通过金属注射成型来制造，所述金属注射成型是将金属粉末与结合材料的混合物向成型模具注射而成型的。
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