CN104675945A - 滚珠丝杠以及动力转向装置 - Google Patents

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Abstract

一种滚珠丝杠，包括：端部偏转件；以及螺母，该螺母具有容纳所述端部偏转件的容纳部，其中所述端部偏转件由两个以上分割部件构成，并且至少一个所述分割部件包括与所述容纳部的壁表面接触的突出部。

Description

滚珠丝杠以及动力转向装置
技术领域
本发明涉及一种滚珠丝杠以及动力转向装置。
背景技术
作为滚珠丝杠循环的类型，已知端部偏转件型。在这样的方法中，滚珠循环通过的循环路径形成在螺母中。该螺母在其各个相对端部具有端部偏转件，该端部偏转件具有从螺母中的螺旋凹槽将滚珠舀进到循环路径中或使滚珠从循环路径返回到螺母中的螺旋凹槽的功能。
专利文献1(JP-A-2012-154437)公开了一种包括两个分割结构的端部偏转件的滚珠丝杠。
端部偏转件通过容纳在形成在螺母中的容纳部而安装在螺母中。在这种情况下，当在端部偏转件和容纳部之间，或如果端部偏转件是分割结构，则在分割构件之间存在间隙时，间隙可能导致噪音或者增大与滚珠的摩擦。
为了抑制端部偏转件通过压嵌放置于容纳部中的结构中的间隙，可以更紧密地将端部偏转件压嵌到用于容纳的容纳部中。然而，存在组装期间的可操作性劣化的问题。
发明内容
为解决上述问题做出本发明，并且本发明的目的是提供一种滚珠丝杠，以抑制端部偏转件松动并且使得端部偏转件更适当地组装到螺母中，以及一种包括该滚珠丝杠的动力转向装置。
为实现上述目的，本发明的实施例提供一种滚珠丝杠，包括：端部偏转件；以及螺母，该螺母具有容纳所述端部偏转件的容纳部，其中所述端部偏转件由两个以上分割部件构成，并且至少一个所述分割部件包括与所述容纳部的壁表面接触的突出部。
所述滚珠丝杠使得所述突出部和所述容纳部的所述壁表面互相接触，以减少所述端部偏转件的松动。在所述突出部和所述容纳部的所述壁表面之间只产生小的接触阻力，使得所述端部偏转件更适当地组装到所述容纳部中。
另外，本发明的一个实施例提供的所述端部偏转件沿螺母轴向压嵌到所述容纳部中，并且所述突出部形成在所述端部偏转件的侧表面并且相对于所述端部偏转件在所述螺母轴向上的中心向外地形成。
所述端部偏转件的所述突出部与所述容纳部的所述壁表面接触。因此，假定所述突出部形成在所述端部偏转件的所述侧表面上并且在所述螺母轴向上向内地形成，在所述端部偏转件压嵌期间，所述突出部和所述容纳部的所述壁表面互相接触的时间增长。这导致相应增加的压嵌阻力，这将阻碍操作员执行组装操作。与之相反，当所述突出部相对于所述端部偏转件在所述螺母轴向上的中心向外地形成，接触时间减少。这相应地减少所述端部偏转件承受压嵌阻力的时间，从而促进组装。
而且，根据本发明的实施例，可以提供所述突出部是一体形成在所述端部偏转件上的突起。
该滚珠丝杠使得所述突出部能够在所述端部偏转件模制期间形成并且因此容易地设置。
此外，根据本发明的实施例提供的所述突出部是设置在所述端部偏转件上的橡胶部件。
所述滚珠丝杠使得所述突出部能够容易地附加设置在现有设计的端部偏转件上。
此外，本发明的实施例提供包括所述滚珠丝杠和补充施加到方向盘的操作员操纵力的辅助马达的动力转向装置，其中，所述辅助马达旋转所述螺母以轴向移动螺纹轴。
所述动力转向装置使得所述突出部和所述容纳部的所述壁面互相接触，减少所述端部偏转件的松动。此外，在所述突出部和所述容纳部的所述壁面之间只产生小的接触阻力，使得所述端部偏转件更适当地组装到所述容纳部中。
本发明的实施例限制所述端部偏转件的松动并使所述端部偏转件更适当的组装到螺母中。
附图说明
图1是示出动力转向装置的一个实例的总体构造的视图。
图2是根据本发明的第一实施例的滚珠丝杠的外观的、示出了端部偏转件尚未组装的状态的透视图。
图3是根据本发明的第一实施例的滚珠丝杠的外观的、示出了端部偏转件尚未组装的状态的透视图。
图4A是图示根据第一实施例的端部偏转件的、示出第一部件和第二部件已经组装到一起的状态的透视图，图4B是图示根据第一实施例的端部偏转件的、示出第一部件和第二部件尚未组装到一起的状态的透视图，并且图4C是图示根据第一实施例的端部偏转件的、示出第一部件和第二部件已经组装到一起的状态的平面图。
图5是图示在螺母的轴向上观看的根据第一实施例的螺母和端部偏转件的平面图。
图6是图示根据第一实施例的端部偏转件容纳在螺母的容纳部中的侧视图。
图7是根据第二实施例的突出部是橡胶部件的端部偏转件的透视图。
图8是示出在螺母的轴向上观看的根据第三实施例的螺母和具有设置在第二部件上的突出部的端部偏转件的平面图。
图9是图示根据第四实施例的用于防止端部偏转件在轴向上滑出的板的视图。
图10是示出在螺母轴向上观看的根据第五实施例的螺母和端部偏转件的平面图。
具体实施方式
例如，如图1所示，根据本发明的滚珠丝杠1用于齿条辅助动力转向装置50。作为实例的动力转向装置50包括：方向盘51，由操作员操作该方向盘51；转向轴52，该转向轴52与方向盘51一体地结合；上结合轴54，上结合轴54经由通用接头53结合到转向轴52；下结合轴56，该下结合轴56经由通用接头55结合到上结合轴54；小齿轮轴58，该小齿轮轴58经由扭转杆57结合到下结合轴56，并且包括形成在小齿轮轴58的下部上的小齿轮；以及齿条轴59，该齿条轴59包括与小齿轮接合的齿条齿以及经由连接杆60结合到齿条轴59的相对端的右前轮和左前轮61。
在齿条轴59和一个连接杆60之间，螺纹轴62与齿条轴59一体地安装。滚珠丝杠1安装在螺纹轴62上。从动轮63轴向地安装在滚珠丝杠1的螺母21的外周上。传送带66在从动轮63和轴向地安装在辅助电机64的输出轴上的驱动轮65之间穿过。
在如上所述构造的动力转向装置50中，通过转矩传感器(图中未示出)检测到施加于方向盘51上的转矩。根据所检测的转矩，马达64被控制装置(图中未示出)可控地驱动。因此，作为施加到方向盘51的操作员操作力的补充力，由马达64产生的转矩通过滚珠丝杠1和由驱动轮65、传送带66及从动轮63形成的带传送机构传送到齿条轴59。
根据本发明的滚珠丝杠1还可以用于被称为线控转向型的电力转向装置，该电力转向装置包括辅助马达以及电连接到该辅助马达的反作用力致动器，并且在方向盘操作期间对驾驶员提供操作感。
下面将详细描述滚珠丝杠1。
第一实施例
如图2所示，滚珠丝杠1具有：端部偏转件2；螺母21，该螺母21具有容纳端部偏转件2的容纳部27；以及螺纹轴62，该螺纹轴62具有形成在螺纹轴62的外周表面的螺旋凹槽。
螺母21
螺母21包括螺旋凹槽22，螺旋凹槽22使得滚珠41容纳在螺旋凹槽22和螺纹轴62(图1)中的螺旋凹槽之间。由于螺母21包括环形内端表面23、阶状壁表面24和环形外端表面25，所以螺母21围绕其每个端部像台阶状一样形成，该环形内端表面23围绕螺纹轴62所插通的开口的边缘形成，该阶状壁表面24形成在内端表面23的螺母轴向上(图5所示的轴O的方向)的外缘的外侧，并且该环形外端表面25形成在阶状壁表面24的关于轴O的径向上外端的外侧。凹槽26整体沿阶状壁表面24的周部形成在阶状壁表面24内，使得下面描述的卡环42能锁定在凹槽26内。螺旋凹槽22的峰部以参考标记号35示出。在下面的描述中，在轴O方向上的向外侧指的是沿轴O的方向，远离螺母21在轴O方向的中心部的方向。轴O方向上的向内侧指的是靠近螺母21在轴O方向的中心部的方向。
容纳部27
容纳部27形成在螺母21的端部。容纳部27由空间形成，通过在轴O方向上从外端表面25和内端表面23向内切割螺母21而形成该空间。容纳部27由第一侧壁表面28、第二侧壁表面29、底壁表面30以及抵接接触表面31限定，第一侧壁表面28和第二侧壁表面29形成为从螺母21的内周表面向外周表面延伸而形成并且互相对置，底壁表面30形成为跨第一侧壁表面28和第二侧壁表面29的端部中更靠近螺母21的外周表面的端部，抵接接触表面31形成为跨第一侧壁表面28、第二侧壁表面29和底壁表面30的端部中位于轴O方向上更向内的端部。
第一侧壁表面28、第二侧壁表面29以及底壁表面30沿轴O方向形成，而抵接接触表面31沿与轴O方向正交的表面形成。第一侧壁表面28和第二侧壁表面29互相对置，但不需要互相平行。根据第一实施例，第一侧壁表面28近似地沿相对于轴O的径向向外的方向形成，而第二侧壁表面29形成为向相对于轴O的径向向外的方向倾斜。因此，第二侧壁表面29的宽度尺寸L2比第一侧壁表面28的宽度尺寸L1大。螺旋凹槽22的端部22a形成在第二侧壁表面29中。循环路径32的开口33形成在抵接接触表面31中。在螺母21中，循环路径32沿轴O的方向形成。开口33也形成在螺母21的相对端部上。此外，向轴O方向倾斜的引导倾斜表面34(图6)形成在第一侧壁表面28和内端表面23之间的角部。
端部偏转件2
端部偏转件2是具有下述功能的部件：修正滚珠41(图5)通过螺旋凹槽22的旋转运动和滚珠41通过轴O方向上的循环路径32的运动，即在螺旋凹槽22的端部和循环路径32的开口33之间向前和向后移动滚珠41。
如图4A到4C所示，滚珠41所通过的通道18形成在端部偏转件2内部。主要在通道的可塑性方面，端部偏转件2由至少两个分割部件构成。根据第一实施例，端部偏转件2由两个部件构成：第一部件3和第二部件4。端部偏转件2的材料不特别限定，可以为金属材料、合成树脂材料等。当端部偏转件2由例如锌材料形成时，可以使用压模铸件方法形成构件。第一部件3是当端部偏转件2容纳在容纳部27中时与第一侧壁表面28进行抵接接触的部件，并且该第一部件3包括引导突出部5，该引导突出部5形成在第一部件3上并且位于螺纹轴62的螺旋凹槽中。第二部件4是当端部偏转件2容纳在容纳部27中时与第二侧壁表面29进行抵接接触的部件。
作为近似地沿轴O方向定位的轮廓表面，第一部件3具有第一侧表面6、内表面7和分割表面8，第一侧表面6与第一侧壁表面28对置，内表面7与螺纹轴62对置，分割表面8与第二部件4进行接触。第一部件3大致成形为如从轴O方向观察的三角形。在轴O方向上向内定位的第一部件3的端部表面形成为与抵接接触表面31进行抵接接触的底表面9。在轴O方向上向外定位的第一部件3的端部表面形成被卡环42按压的顶表面10。内表面7在径向上部分地向内膨胀以形成引导突出部5。第一部件3包括：形成在分割表面8中的第一半通道11，当第一部件3与第二部件4组装时，第一半通道11形成用于滚珠41的通道18。
作为近似地沿轴O方向定位的轮廓表面，第二部件4具有第二侧表面12、外表面13和分割表面14，第二侧表面12与第二侧壁表面29对置，外表面13与底壁表面30对置，分割表面14与第一部件3进行接触。第二部件4大致成形为如从轴O方向观察的三角形。在轴O方向上向内定位的第二部件4的端部表面形成为与抵接接触表面31抵接接触的底表面15。在轴O方向上向外定位的第二部件4的端部表面形成被卡环42按压的顶表面16。第二部件4包括形成在分割表面14中的第二半通道17，当第二部件4与第一部件3组装时，第二半通道17形成用于滚珠41的通道18。当螺母21中的螺旋凹槽22具有哥特式弧形形状时，当第二半通道17的表面也成形为如哥特式弧形的形状时，滚珠41能平滑地在螺旋凹槽22和通道18之间移动。
第二部件4包括形成在分割表面14上的接合凸出部19。第一部件3包括形成在分割表面8上的接合凹进部20。通过例如将接合凸出部19与接合凹进部20扣合以使分割表面8和分割表面14进行互相接触，来使第一部件3和第二部件4整合到一起以设置端部偏转件2。顶表面10和16互相平齐，并且底表面9和15互相平齐。接着，在端部偏转件2内部，第一半通道11和第二半通道17配对在一起以形成通道18，该通道18包括：与螺母21中的螺旋凹槽22和螺纹轴62中的螺旋凹槽连通的第一通道18A，以及从第一通道18A平滑地旋转近似90度并沿轴O方向延伸以与循环路径32的开口33连通的第二通道18B。将第一部件3和第二部件4整合到一起的结构不特别限于将接合凸出部19与接合凹进部20互相接合的方法。此外，用于将第一部件3和第二部件4整合到一起的结构可以省略。另外，分割表面8和14可以是向轴O方向倾斜的表面。
突出部43
在上述端部偏转件2中，至少一个分割部件(第一部件3和第二部件4)具有突出部43，突出部43与形成螺母21的容纳部27的壁表面接触。突出部43具有以下功能：当端部偏转件2以压嵌方式插入到容纳部27中时，通过突出部43与形成容纳部27的壁表面进行接触，将端部偏转件2牢固地定位在容纳部27中。突出部43由例如一体地形成在端部偏转件2上的突起44形成。换言之，在模制端部偏转件2期间，突起44与端部偏转件2一体地模制。突起44具有例如朝着突起末端逐渐减小的横截面面积的形状，例如球形。根据第一实施例，突出部43设置在第一部件3侧的其第一侧表面6上。
鉴于便于执行组装操作，突出部43优选地形成在端部偏转件2的侧表面，并且相对于轴O方向上的端部偏转件2的中心向外地(靠近顶表面9和15)形成。此外，不限制突出部43的数量。然而，考虑到减小按压阻力，优选地设置一个突出部43。
操作
首先，接合凸出部19与接合凹进部20接合以使第一部件3和第二部件4一体整合成单个端部偏转件2。如图6所示，端部偏转件2沿轴O方向压嵌到螺母2的容纳部27中。在压嵌期间，突出部43首先被引导倾斜面34引导，以使端部偏转件2平滑地插入到容纳部27中。
在压嵌过程期间，第一侧壁表面28不与端部偏转件2的第一侧表面6接触，而是仅与局部形成的突出部43接触。这降低了压嵌阻力以促进组装操作。当底表面9和15与抵接接触表面31进行抵接接触以完成压嵌操作时，端部偏转件2中的通道8使螺旋凹槽22与循环路径32的开口33连通。端部偏转件2的外表面13与容纳部27的底壁表面30进行接触。顶表面10和16与螺母21的内端表面23平齐地定位。卡环42嵌合到凹槽26中，以保持顶表面10和16从而防止端部偏转件2在轴O方向滑出。接着，螺纹轴62穿通螺母21。第一部件3的引导突出部5定位在螺纹轴62的螺旋凹槽中，并且因此，通过旋转螺母21执行螺纹轴62的穿通，以避免与螺纹轴62的螺旋凹槽的峰部相干涉。
容纳在容纳部27内的端部偏转件2通过突出部43接受来自第一侧壁表面28的反作用力。反作用力作用于对分割表面8和14相互施压以及针对第二侧壁表面29对第二侧表面12施压。因此，端部偏转件2没有间隙地定位并容纳在螺母21的容纳部27中。当压嵌方法涉及使第一侧表面6和第二侧表面12分别与第一侧壁表面28和第二侧壁表面29相接触时，可能由于端部偏转件2或容纳部27的制造误差而导致间隙。然而，通过利用局部形成的突出部43以吸收制造误差，能够抑制可能的间隙。
此外，当接合凸出部19和接合凹进部20形成在轴O方向上与形成突出部43的位置大致相同的位置时，来自容纳部27的壁表面的由突出部43接受的反作用力能够有效地被传递到在接合凸出部19和接合凹进部20之间的接合部。这使得防止了由接合部的松动而导致可能的间隙。
对于组装方法，端部偏转件2可以在螺纹轴62穿通螺母21后进行安装。在这种情况下，突出部43形成在第二部件4的第二侧表面12上，引导突出部5不形成在第二侧表面12上。此外，不设置用于将第一部件3和第二部件4整合到一起的单元，或者可以在轴O方向上可滑动地互相接合的凸出部和凹进部(例如，日本专利申请公开：No.2012-154437描述的定向部和定向凹处)中的每个设置在第一部件3或第二部件4中。在组装方法中，首先，第一部件3插入到螺纹轴62已穿通的螺母21的容纳部27，使得第一部件3的引导突出部5避免与螺纹轴62相干涉。然后，第一部件3向内位移并因此对准，以使引导突出部5能够突出到螺纹轴62的螺旋凹槽中。然后，将第二部件4沿轴O方向压嵌到容纳部27的剩余空间中。在压嵌过程期间，第二侧壁表面29不与第二部件4的第二侧表面12接触，而是仅与局部形成的突出部43接触。这降低了压嵌阻力，从而促进组装操作。然后，卡环42等用于防止端部偏转件2(第一部件3和第二部件4)在轴O方向上滑出。
如上所述，当端部偏转件2的至少一个分割部件(第一部件3和第二部件4)包括与容纳部27的壁面接触的突出部43时，能够减少容纳部27中的端部偏转件2的松动以促进组装。
此外，当突出部43是一体地形成在端部偏转件2上的突起44时，能够在端部偏转件2的模制期间形成突出部43。因此，能够容易地设置突出部43。
第二实施例
图7示出了突出部43是设置在端部偏转件2上的橡胶部件45的实施例。橡胶部件45通过受热或使用粘合剂装接到端部偏转件2的第一侧表面6。当突出部43由橡胶部件45如此形成时，能够减少容纳部27中的端部偏转件2的松动以促进组装。
第三实施例
另外，如图8所示，突出部43可以设置在第二部件4侧。在这种情况下，容纳在容纳部27中的端部偏转件2通过突出部43接受来自第二侧壁表面29的反作用力。反作用力作用于对分割表面8和14相互施压以及针对第一侧壁表面28对第一侧表面6施压。因此，端部偏转件2没有间隙地定位并容纳在螺母21的容纳部27中。
第四实施例
图9示出使用板46替代图1中的卡环42以防止端部偏转件2在轴O方向上滑出的形式。板46是例如略微弯曲的片状弹簧。通过使用形成在螺母21中的螺纹孔47和螺栓48，将板46安装成使端部偏转件2在轴O方向上向内偏置。这种结构也使得能够防止端部偏转件2在轴O方向上滑出。
第五实施例
图10示出了对于尺寸L3(第一侧壁表面28靠近螺母21外周面的一端和第二侧壁表面29靠近螺母21外周面的一端之间的距离)和尺寸L4(第一侧壁表面28靠近螺母21内周面的一端和第二侧壁表面29靠近螺母21内周面的一端之间的距离)之间的关系，尺寸L4设定为小于尺寸L3的形式。第五实施例使得能够容易地防止端部偏转件2在径向向内方向上滑出。
以上描述了本发明的示例性实施例。端部偏转件2可分割为三个以上部件。另外，突出部43的数量也不限于一个，并且可以设置多个突出部43。

Claims (5)

1.一种滚珠丝杠，包括：
端部偏转件；以及
螺母，该螺母具有容纳所述端部偏转件的容纳部，
其中所述端部偏转件由两个以上分割部件构成，并且
至少一个所述分割部件包括突出部，该突出部与形成所述容纳部的壁表面接触。
2.根据权利要求1所述的滚珠丝杠，其中，
将所述端部偏转件沿螺母轴向压嵌在所述容纳部中，并且
所述突出部形成在所述端部偏转件的侧表面上，并且相对于所述端部偏转件在所述螺母轴向上的中心向外地形成。
3.根据权利要求1或2所述的滚珠丝杠，其中，
所述突出部是一体地形成在所述端部偏转件上的突起。
4.根据权利要求1或2所述的滚珠丝杠，其中，
所述突出部是设置在所述端部偏转件上的橡胶部件。
5.一种动力转向装置，包括：
根据权利要求1到4的任一项所述的滚珠丝杠；以及
辅助马达，该辅助马达补充施加到方向盘的操作员的操作力，
其中，所述辅助马达使所述螺母旋转，以轴向移动螺纹轴。
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