CN116529506A - 滚珠丝杠装置 - Google Patents
滚珠丝杠装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116529506A CN116529506A CN202280007050.5A CN202280007050A CN116529506A CN 116529506 A CN116529506 A CN 116529506A CN 202280007050 A CN202280007050 A CN 202280007050A CN 116529506 A CN116529506 A CN 116529506A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- rotation
- groove
- ball screw
- side engagement
- driving member
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Transmission Devices (AREA)
Abstract
本发明以少的零件数量实现作为直线运动要素的螺母的行程末端的限制,实现滚珠丝杠装置的小型化,并且实现控制性的提高。在螺母(3)的轴向一方侧的端部设置突起状的非旋转侧卡合部(13),并且在相对于螺纹轴(2)不能旋转地固定且旋转驱动螺纹轴(2)的驱动部件(5)设置圆弧状的旋转侧卡合槽部(18),该旋转侧卡合槽部(18)能够使非旋转侧卡合部(13)沿轴向插入,且在圆周方向的端部能够与非旋转侧卡合部(13)在圆周方向上卡合。
Description
技术领域
本发明涉及滚珠丝杠装置。
背景技术
滚珠丝杠装置是用于将直线运动转换成旋转运动、或者将旋转运动转换成直线运动的机械要素部件之一,由于在螺纹轴与螺母之间使滚珠滚动运动,因此与使螺纹轴和螺母直接接触的滑动丝杠装置相比,可得到更高的效率。因此,滚珠丝杠装置例如为了将电动马达等驱动源的旋转运动转换成直线运动,而被装入汽车的电动制动装置、手自一体变速器(AMT)、机床的定位装置等各种机械装置。
滚珠丝杠装置具有:螺纹轴,其在外周面具有螺旋状的轴侧滚珠螺纹槽;螺母,其在内周面具有螺旋状的螺母侧滚珠螺纹槽;以及多个滚珠,其配置于轴侧滚珠螺纹槽与螺母侧滚珠螺纹槽之间。滚珠丝杠装置根据用途将螺纹轴和螺母中的一方用作旋转运动要素,且将螺纹轴和螺母中的另一方用作直线运动要素。
在滚珠丝杠装置中,为了防止直线运动要素超过预定范围进行直线运动,会限制直线运动要素的行程末端。图35表示日本特开2016-70281号公报所记载的、具备用于限制直线运动要素的行程末端的构造的现有构造的滚珠丝杠装置100。
滚珠丝杠装置100具备螺纹轴101、螺母102、未图示的多个滚珠以及限位件103。
螺纹轴101具有螺纹部104和与螺纹部104的轴向一方侧相邻配置的嵌合轴部105。在螺纹部104的外周面形成有螺旋状的轴侧滚珠螺纹槽106。嵌合轴部105具有比螺纹部104小的外径,且在外周面形成有外花键齿。螺纹轴101在将螺纹部104插通于螺母102的内侧的状态下,与螺母102同轴配置。
螺母102具有圆筒形状,且在内周面具有未图示的螺旋状的螺母侧滚珠螺纹槽和大致S字形的循环槽。螺母102在轴向一方侧的端部具有卡合部107。
轴侧滚珠螺纹槽106和螺母侧滚珠螺纹槽以在径向上相互对置的方式配置,构成螺旋状的负载路径。负载路径的始点和终点由形成于螺母102的内周面的循环槽连接。因此,到达负载路径的终点的滚珠通过循环槽返回至负载路径的始点。此外,负载路径的始点和终点根据螺纹轴101与螺母102的轴向上的相对位移的方向(相对旋转方向)而更换。
限位件103具有凸起部108和爪部109,该凸起部108具有圆环形状,该爪部109具有突起形状。凸起部108相对于螺纹轴101的嵌合轴部105不能相对旋转地外嵌。具体而言,凸起部108通过使形成于内周面的内花键齿与形成于嵌合轴部105的外周面的外花键齿花键卡合,从而相对于嵌合轴部105不能相对旋转地外嵌。爪部109从凸起部108的外周面的圆周方向一部分沿径向突出。
在现有构造的滚珠丝杠装置100中,当螺纹轴101和螺母102中任一直线运动要素直线运动到达行程末端时,配备于螺母102的卡合部107和配备于限位件103的爪部109在圆周方向上卡合。由此,螺纹轴101和螺母102中的任一旋转运动要素的旋转被阻止,因此,可以限制直线运动要素的行程末端。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2016-70281号公报
发明内容
发明所要解决的课题
在日本特开2016-70281号公报所记载的现有构造的滚珠丝杠装置100中,为了限制直线运动要素的行程末端,利用了作为专用部件的限位件103。因此,在例如将螺纹轴101用作旋转运动要素,且将螺母102用作直线运动要素的情况下,需要与限位件103分开地设置用于旋转驱动螺纹轴101的驱动部件。因此,零件数量增加,滚珠丝杠装置100容易大型化。
另外,在日本特开2016-70281号公报所记载的现有构造的滚珠丝杠装置100中,在配备于螺母102的卡合部107和配备于限位件103的爪部109在圆周方向上卡合时,限位件103产生弹性变形,而且在限位件103与驱动部件之间产生螺纹轴101的扭曲,存在在螺纹轴101进一步旋转相应量后,驱动部件停止的可能性。这样,驱动部件的旋转停止位置可能从初始位置偏移。其结果,难以严格地管理螺母102的轴向位置(行程量),存在滚珠丝杠装置100的控制性变低的可能性。
本发明是为了解决上述课题而作成的,其目的在于,提供一种滚珠丝杠装置,能够以少的零件数量实现作为直线运动要素的螺母的行程末端的限制,实现小型化,并且能够实现控制性的提高。
用于解决课题的方案
本发明的一方案的滚珠丝杠装置具备螺纹轴、螺母、多个滚珠以及驱动部件。
上述螺纹轴在外周面具有螺旋状的轴侧滚珠螺纹槽,且在使用时进行旋转运动。
上述螺母在内周面具有螺旋状的螺母侧滚珠螺纹槽,在轴向一方侧的端部具有突起状的非旋转侧卡合部,且在使用时进行直线运动。
上述多个滚珠配置于上述轴侧滚珠螺纹槽与上述螺母侧滚珠螺纹槽之间。
上述驱动部件不能相对旋转地固定于上述螺纹轴,且旋转驱动上述螺纹轴。
在本发明的一方案的滚珠丝杠装置中,使上述驱动部件具有圆弧状的旋转侧卡合槽部,该旋转侧卡合槽部能够使上述非旋转侧卡合部沿轴向插入,且在圆周方向的端部能够与上述非旋转侧卡合部在圆周方向上卡合。
在本发明的一方案的滚珠丝杠装置中,能够使上述旋转侧卡合槽部为在轴向上贯通上述驱动部件的贯通槽、或者在上述驱动部件的轴向另一方侧的侧面开口的有底槽。
在本发明的一方案的滚珠丝杠装置中,能够使上述旋转侧卡合槽部为轴向深度恒定的有底槽。
在本发明的一方案的滚珠丝杠装置中,能够使上述旋转侧卡合槽部为轴向深度沿圆周方向变化的有底槽。
该情况下,能够使上述旋转侧卡合槽部的槽底面相对于与上述驱动部件的中心轴正交的假想平面的倾斜角度与上述轴侧滚珠螺纹槽的导程角相同,或者比上述轴侧滚珠螺纹槽的导程角小。
在本发明的一方案的滚珠丝杠装置中,能够具备多个上述旋转侧卡合槽部。
该情况下,能够将多个上述旋转侧卡合槽部在上述驱动部件的圆周方向上等间隔地配置。
此外,该情况下,上述非旋转侧卡合部也能够设为一个,也能够设为与上述旋转侧卡合槽部相同数量。
在本发明的一方案的滚珠丝杠装置中,能够使上述旋转侧卡合槽部的中心角的大小为36度以上且324度以下。
在本发明的一方案的滚珠丝杠装置中,能够使上述旋转侧卡合槽部的中心角的大小比上述非旋转侧卡合部的中心角的大小大。
在本发明的一方案的滚珠丝杠装置中,能够使上述驱动部件中的从上述旋转侧卡合槽部沿圆周方向分离的部分的中心角的大小比上述非旋转侧卡合部的中心角的大小大。
在本发明的一方案的滚珠丝杠装置中,能够使上述旋转侧卡合槽部在圆周方向中间部具有将径向外侧的内侧面和径向内侧的内侧面在径向上相连的加强部。
在本发明的一方案的滚珠丝杠装置中,能够使上述驱动部件在外周面具有扭矩输入部。
该情况下,能够使上述螺纹轴具有:在外周面形成有上述轴侧滚珠螺纹槽的螺纹部;以及配置于上述螺纹部的轴向一方侧且不能相对旋转地外嵌固定有上述驱动部件的嵌合轴部,而且,将上述扭矩输入部在径向上配置于与上述旋转侧卡合槽部中的与上述非旋转侧卡合部卡合的部分重叠的位置。
该情况下,能够使上述驱动部件为齿轮、带轮以及链轮中的任一个。
在本发明的一方案的滚珠丝杠装置中,也能够使上述驱动部件为马达轴。
发明效果
根据本发明的一方案的滚珠丝杠装置,能够以少的零件数量实现作为直线运动要素的螺母的行程末端的限制,能够实现小型化,并且能够实现控制性的提高。
附图说明
图1是从轴向另一方侧观察本发明的实施方式的第一例的滚珠丝杠装置的主视图。
图2关于第一例的滚珠丝杠装置,是表示限制了螺母的行程末端的状态的、图1的A-A线剖视图。
图3是图2的局部放大图。
图4是第一例的滚珠丝杠装置的立体图。
图5是构成第一例的滚珠丝杠装置的螺母的立体图。
图6是构成第一例的滚珠丝杠装置的驱动部件的从轴向另一方侧观察的主视图。
图7是图6所示的驱动部件的立体图。
图8关于第一例的滚珠丝杠装置,是为了说明螺母的行程末端附近处的、非旋转侧卡合部与旋转侧卡合槽部的轴向及圆周方向上的位置关系而表示的示意图。
图9是构成本发明实施方式的第二例的滚珠丝杠装置的驱动部件的从轴向另一方侧观察的主视图。
图10是构成第二例的滚珠丝杠装置的螺母的从轴向一方侧且径向外侧观察的立体图。
图11是第二例的滚珠丝杠装置的相当于图8的图。
图12是构成本发明实施方式的第三例的滚珠丝杠装置的驱动部件的从轴向另一方侧观察的主视图。
图13是第三例的滚珠丝杠装置的相当于图8的图。
图14是构成本发明实施方式的第四例的滚珠丝杠装置的螺母的从轴向一方侧且径向外侧观察的立体图。
图15是构成本发明实施方式的第五例的滚珠丝杠装置的驱动部件的从轴向另一方侧观察的主视图。
图16是图15所示的驱动部件的立体图。
图17是图15的B-O-B线剖视图。
图18是构成本发明实施方式的第六例的滚珠丝杠装置的驱动部件的从轴向另一方侧观察的主视图。
图19是图18所示的驱动部件的立体图。
图20是构成本发明实施方式的第七例的滚珠丝杠装置的驱动部件的从轴向另一方侧观察的主视图。
图21是图20所示的驱动部件的立体图。
图22是本发明的实施方式的第八例的滚珠丝杠装置的相当于图2的图。
图23是本发明的实施方式的第九例的滚珠丝杠装置的相当于图2的图。
图24是图23的局部放大图。
图25是构成第九例的滚珠丝杠装置的驱动部件的从轴向另一方侧观察的主视图。
图26是图25的C-O-C线剖视图。
图27是图25所示的驱动部件的立体图。
图28是第九例的滚珠丝杠装置的相当于图8的图。
图29是构成本发明的实施方式的第十例的滚珠丝杠装置的驱动部件的从轴向另一方侧观察的主视图。
图30是第十例的滚珠丝杠装置的相当于图8的图。
图31是本发明的实施方式的第十一例的滚珠丝杠装置的相当于图8的图。
图32是本发明的实施方式的第十二例的滚珠丝杠装置的相当于图2的图。
图33是本发明的实施方式的第十三例的滚珠丝杠装置的相当于图2的图。
图34是本发明的实施方式的第十四例的滚珠丝杠装置的相当于图2的图。
图35是表示现有构造的滚珠丝杠装置的立体图。
具体实施方式
[第一例]
使用图1~图8对本发明的实施方式的第一例进行说明。
〔滚珠丝杠装置的整体结构〕
本例的滚珠丝杠装置1例如被装入电动制动助力装置,用于将作为驱动源的电动马达的旋转运动转换成直线运动,使液压缸的活塞动作等用途。
滚珠丝杠装置1具备螺纹轴2、螺母3、多个滚珠4、以及驱动部件5。
螺纹轴2是由未图示的驱动源经由驱动部件5旋转驱动,在使用时进行旋转运动的旋转运动要素。螺纹轴2插通于螺母3的内侧,与螺母3同轴配置。螺母3是由未图示的止转机构防止相对于螺纹轴2的随动旋转,且在使用时进行直线运动的直线运动要素。因此,本例的滚珠丝杠装置1以旋转驱动螺纹轴2,使螺母3直线运动的方式使用。
在螺纹轴2的外周面与螺母3的内周面之间具备螺旋状的负载路径6。在负载路径6可滚动地配置有多个滚珠4。当使螺纹轴2和螺母3相对旋转时,到达了负载路径6的终点的滚珠4通过形成于螺母3的内周面的循环槽7返回到负载路径6的始点。以下,对滚珠丝杠装置1的各构成部件的构造进行说明。
在包含本例的本发明的实施方式的说明中,轴向、径向、以及圆周方向只要没有特别说明,就是指与螺纹轴2相关的轴向、径向、以及圆周方向。轴向一方侧是指图2~图5的右侧,轴向另一方侧是指图2~图5的左侧。在本发明的实施方式中,轴向一方侧的作为直线运动要素的螺母3的行程末端的限制具有特征。另外,圆周方向一方侧是指使螺母3向轴向一方侧直线运动的螺纹轴2的旋转方向。
〈螺纹轴〉
螺纹轴2为金属制,具有螺纹部8和在螺纹部8的轴向一方侧相邻配置的嵌合轴部9。螺纹部8和嵌合轴部9同轴配置,且相互构成为一体。嵌合轴部9具有比螺纹部8小的外径。
螺纹部8在外周面具有螺旋状的轴侧滚珠螺纹槽10。轴侧滚珠螺纹槽10通过对螺纹部8的外周面实施磨削加工(切削加工)或轧制加工而形成。在本例中,轴侧滚珠螺纹槽10的条数为一条。轴侧滚珠螺纹槽10的截面的槽形状(槽底形状)为哥特式拱槽或圆弧形槽。在本例中,将轴侧滚珠螺纹槽10的形成方向(卷绕方向)限制成在使螺纹轴2向圆周方向一方侧旋转时,使螺母3向轴向一方侧直线运动的方向。
嵌合轴部9在外周面遍及全周具有外花键齿11。因此,嵌合轴部9为花键轴部。在图示的例子中,将外花键齿11设为渐开线花键齿,但也能够设为角形花键齿。
螺纹轴2在将螺纹部8插通于螺母3的内侧的状态下与螺母3同轴配置。在本例中,由螺纹部8和嵌合轴部9构成螺纹轴2,但在实施本发明的情况下,也能够在螺纹轴上还具备固定用于相对于外壳等旋转自如地支撑的滚动轴承等的支撑轴部(第二嵌合轴部)、作为扭矩传递部发挥功能的花键部、细齿部等。
〈螺母〉
螺母3为金属制,整体构成为圆筒状。螺母3在内周面具有螺旋状的螺母侧滚珠螺纹槽12及循环槽7。
螺母侧滚珠螺纹槽12具有螺旋形状,通过对螺母3的内周面实施例如磨削加工(切削加工)或轧制攻丝加工(切削攻丝加工)而形成。螺母侧滚珠螺纹槽12具有与轴侧滚珠螺纹槽10相同的导程。因此,在将螺纹轴2的螺纹部8插通配置于螺母3的内侧的状态下,轴侧滚珠螺纹槽10和螺母侧滚珠螺纹槽12以径向上对置的方式配置,构成螺旋状的负载路径6。螺母侧滚珠螺纹槽12的条数与轴侧滚珠螺纹槽10同样为一条。螺母侧滚珠螺纹槽12的截面的槽形状也与轴侧滚珠螺纹槽10同样为哥特式拱槽或圆弧形槽。
循环槽7具有大致S字形状,通过例如锻造加工(冷锻加工)形成于螺母3的内周面。循环槽7将螺母侧滚珠螺纹槽12中的在轴向上相邻的部分彼此平滑地连接,将负载路径6的始点和终点相连。因此,到达了负载路径6的终点的滚珠4通过循环槽7返回至负载路径6的始点。此外,负载路径6的始点和终点根据螺纹轴2与螺母3的轴向上的相对位移的方向(相对旋转方向)而更换。
循环槽7具有大致半圆形的截面形状。循环槽7具有比滚珠4的直径稍大的槽宽,且具有在循环槽7中移动的滚珠4能够越过轴侧滚珠螺纹槽10的螺纹牙的槽深度。
螺母3在轴向一方侧的端部具有突起状的非旋转侧卡合部13。非旋转侧卡合部13配备于螺母3的轴向一方侧的侧面3a的圆周方向一部分,且向轴向一方侧突出。非旋转侧卡合部13具有扇柱形状。
非旋转侧卡合部13在圆周方向另一方侧的侧面(图4及图5的近前侧的侧面、图8的左侧面)具有平坦面状的非旋转侧限位面14。非旋转侧限位面14与螺母3的中心轴大致平行地配置。另外,非旋转侧卡合部13的前端面(轴向一方侧的端面)存在于与螺母3的中心轴正交的假想平面上。
非旋转侧卡合部13(非旋转侧限位面14)的轴向尺寸例如能够设定为轴侧滚珠螺纹槽10的导程以上的大小。非旋转侧卡合部13的圆周方向上的形成范围在能够防止与后述的基板部15的轴向另一方侧的侧面15a的干涉,且能够支撑从旋转侧限位面22施加于非旋转侧限位面14的力的范围内适当确定。即,非旋转侧卡合部13的圆周方向上的形成范围(中心角α)能够小于后述的旋转侧卡合槽部18的圆周方向上的形成范围(中心角θ)。因此,满足α<θ的关系。在本例中,非旋转侧卡合部13形成于轴向一方侧的侧面3a的整体的1/12左右的范围。
在本例中,螺母3包括非旋转侧卡合部13整体一体构成,但在实施本发明的情况下,也能够通过将在内周面具有螺母侧滚珠螺纹槽及循环槽的筒状部件和非旋转侧卡合部结合固定而构成螺母。
本例的滚珠丝杠装置1将螺母3用作直线运动要素。因此,在本例中,通过未图示的止转机构实现螺母3的止转。作为止转机构,能够采用目前已知的各种构造。例如,能够采用使配备于外壳等固定部件的内周面的突条部(键)卡合于沿轴向形成于螺母3的外周面的凹槽的构造等。
〈滚珠〉
滚珠4为具有预定直径的钢球,可滚动地配置于负载路径6及循环槽7。配置于负载路径6的滚珠4一边承受压缩载荷一边滚动,与之相对,配置于循环槽7的滚珠4不会受到压缩载荷,被后续的滚珠4推动而滚动。
〈驱动部件〉
驱动部件5通过将从电动马达等驱动源输入的扭矩传递至螺纹轴2,旋转驱动螺纹轴2。本例的驱动部件5不仅具有旋转驱动螺纹轴2的作用,还具有限制作为直线运动要素的螺母3的行程末端的作用。
在本例的滚珠丝杠装置1中,当向圆周方向一方侧旋转驱动驱动部件5时,螺母3相对于螺纹轴2向轴向一方侧相对移动。与之相对,当向圆周方向另一方侧旋转驱动驱动部件5时,螺母3相对于螺纹轴2向轴向另一方侧相对移动。
驱动部件5具有基板部15、筒部16、扭矩输入部17以及旋转侧卡合槽部18。驱动部件5为碳钢、不锈钢等金属制、或合成树脂制。作为驱动部件5,例如能够使用齿轮、带轮、链轮等。
基板部15具有圆形平板形状。基板部15在径向中央部具有沿轴向贯通的安装孔19。在安装孔19的内周面形成有内花键齿20。基板部15通过使形成于安装孔19的内周面的内花键齿20花键卡合于形成于嵌合轴部9的外周面的外花键齿11,相对于嵌合轴部9不能相对旋转地外嵌固定。基板部15的轴向另一方侧的侧面15a中的径向内侧部相对于构成螺纹轴2的螺纹部8的轴向一方侧的端面抵接或接近对置。
筒部16具有圆筒形状,配备于驱动部件5的径向外侧的端部。筒部16的轴向一方侧的端部连接于基板部15的径向外侧的端部。筒部16具有比螺母3的外径大的内径。筒部16覆盖螺纹部8的轴向一方侧的端部的周围。
扭矩输入部17配备于驱动部件5的外周面。在本例中,扭矩输入部17配备于筒部16的外周面。因此,扭矩输入部17在径向上配置于与螺纹部8重叠的位置。在图示的例子中,筒部16中,设有扭矩输入部17的部分的外径大于从扭矩输入部17在轴向上分离的部分的外径。即,扭矩输入部17配备于筒部16的大径部。
在使用齿轮作为驱动部件5的情况下,扭矩输入部17为齿部,在使用带轮作为驱动部件5的情况下,扭矩输入部17为架设皮带的皮带承接面(齿部),在使用链轮作为驱动部件5的情况下,扭矩输入部17为架设链条的齿部。无论在任意情况下,均向扭矩输入部17输入来自驱动源的扭矩。
旋转侧卡合槽部18可以使突起状的非旋转侧卡合部13沿轴向插入,而且可以在圆周方向另一方侧的端部与非旋转侧卡合部13在圆周方向上卡合。旋转侧卡合槽部18在沿轴向观察时具有圆弧形状(C字形状),且配备于基板部15的轴向另一方侧的侧面15a的径向中间部。旋转侧卡合槽部18通过对基板部15的轴向另一方侧的侧面15a实施例如切削加工、锻造加工等而形成。
旋转侧卡合槽部18是沿轴向贯通基板部15的贯通槽。
旋转侧卡合槽部18具有可以使非旋转侧卡合部13沿轴向插入的径向宽度尺寸。因此,旋转侧卡合槽部18的径向外侧的内侧面21a为以驱动部件5的中心轴为中心的部分凹圆筒面状,且具有比通过非旋转侧卡合部13的外周面的外切圆直径稍大的内径。另外,旋转侧卡合槽部18的径向内侧的内侧面21b为以驱动部件5的中心轴为中心的部分凸圆筒面状,且具有比通过非旋转侧卡合部13的内周面的内切圆直径稍小的外径。旋转侧卡合槽部18的径向外侧的内侧面21a和径向内侧的内侧面21b配置于同心圆上。
旋转侧卡合槽部18在圆周方向另一方侧的端部具有朝向圆周方向的平坦面状的旋转侧限位面22。旋转侧限位面22在螺母3相对于螺纹轴2向轴向一方侧相对移动而到达行程末端的状态下,与非旋转侧限位面14面接触。因此,旋转侧限位面22存在于包含驱动部件5的中心轴的假想平面上。此外,也能够以在将驱动部件5相对于螺纹轴2的嵌合轴部9外嵌固定时能够指定旋转侧限位面22的圆周方向位置(相位)的方式,在驱动部件5的外表面标注外观上可识别的识别记号(标记)、形成凹部、孔、槽、扳手开口形状等外观上可识别的识别形状。
旋转侧限位面22的轴向尺寸与基板部15的轴向的厚度尺寸相同。旋转侧限位面22的轴向尺寸设定为在与非旋转侧卡合部13的非旋转侧限位面14之间能够确保充分阻止螺纹轴2的旋转的卡合量(与非旋转侧限位面14的抵接部的轴向宽度)δ的大小。在本例中,旋转侧限位面22的轴向尺寸大于非旋转侧卡合部13(非旋转侧限位面14)的轴向尺寸。
旋转侧卡合槽部18在圆周方向一方侧的端部具有朝向圆周方向的平坦面状的台阶面23。
在本例中,如图6及图7所示,旋转侧卡合槽部18的中心角θ的大小大约为180度。因此,旋转侧卡合槽部18形成于基板部15的整体的1/2的范围。
旋转侧卡合槽部18的圆周方向上的形成范围(中心角θ)和非旋转侧限位面14与旋转侧限位面22的卡合量δ的大小有关。例如,如果增大旋转侧卡合槽部18的中心角θ,则卡合量δ趋于变大,如果缩小旋转侧卡合槽部18的中心角θ,则卡合量δ趋于变小。但是,若使旋转侧卡合槽部18的中心角θ过大,则螺母3到达轴向一方侧的行程末端而使非旋转侧限位面14和旋转侧限位面22卡合的状态下的、螺母3的轴向一方侧的侧面3a与驱动部件5的轴向另一方侧的侧面15a的轴向上的间隙变小,螺母3和驱动部件5容易产生干涉。因此,旋转侧卡合槽部18的中心角θ需要设定为能够确保阻止螺纹轴2的旋转所需最低限度的卡合量δ的大小,且能够防止螺母3与驱动部件5的干涉的大小。
具体而言,为了阻止螺纹轴2的旋转,优选将卡合量δ的大小确保为轴侧滚珠螺纹槽10的导程的1/10(10%)以上。因此,旋转侧卡合槽部18的中心角θ的下限值能够设定为36度。
另一方面,为了防止螺母3与驱动部件5的干涉,优选将非旋转侧限位面14和旋转侧限位面22卡合的状态下的、螺母3的轴向一方侧的侧面3a与基板部15的轴向另一方侧的侧面15a的轴向的余隙的大小确保为轴侧滚珠螺纹槽10的导程的1/10(10%)以上。因此,旋转侧卡合槽部18的中心角θ的上限值能够设定为324度。在将旋转侧卡合槽部18的中心角θ设定为324度的情况下,卡合量δ的大小最大能够确保至轴侧滚珠螺纹槽10的导程的9/10(90%)。
如上,旋转侧卡合槽部18的中心角θ能够在36度以上且324度以下的范围设定。
另外,从确保驱动部件5的强度的方面出发,确保基板部15中的从旋转侧卡合槽部18在圆周方向上分离的部分的中心角的大小(360-θ)为某程度。在本例中,使从旋转侧卡合槽部18在圆周方向上分离的部分的中心角(360-θ)大于非旋转侧卡合部13的中心角(α)。即,满足360-θ>α的关系。因此,在本例中,非旋转侧卡合部13的中心角α和旋转侧卡合槽部18的中心角θ满足α<θ<360-α的关系。
〈滚珠丝杠装置的动作说明〉
本例的滚珠丝杠装置1利用未图示的驱动源经由驱动部件5旋转驱动螺纹轴2,从而使螺母3直线运动。特别是在本例的滚珠丝杠装置1中,当经由配备于驱动部件5的扭矩输入部17向圆周方向一方侧旋转驱动驱动部件5(螺纹轴2)时,螺母3相对于螺纹轴2向轴向一方侧相对移动。与之相对,当经由扭矩输入部17向圆周方向另一方侧旋转驱动驱动部件5(螺纹轴2)时,螺母3相对于螺纹轴2向轴向另一方侧相对移动。
当螺母3相对于螺纹轴2向轴向一方侧相对移动而接近行程末端时,如图8中表示为(A)的状态那样,非旋转侧卡合部13的轴向一方侧的端部(前端部)进入配备于驱动部件5的旋转侧卡合槽部18的内侧。具体而言,非旋转侧卡合部13的轴向一方侧的端部进入旋转侧卡合槽部18的圆周方向一方侧部分。
当向圆周方向一方侧进一步旋转驱动驱动部件5时,螺母3向轴向一方侧移动与轴侧滚珠螺纹槽10的导程相应的量。因此,非旋转侧卡合部13一边如涂黑箭头所示地向轴向一方侧移动,由此,增大相对于旋转侧卡合槽部18的轴向的进入量,一边如空心箭头所示地在旋转侧卡合槽部18的内侧从圆周方向一方侧向圆周方向另一方侧相对移动。其结果,非旋转侧卡合部13按照图8中的A-B-C的顺序,在旋转侧卡合槽部18的内侧向圆周方向另一方侧相对移动。
当螺母3到达轴向一方侧的行程末端时,非旋转侧卡合部13在旋转侧卡合槽部18的圆周方向另一方侧的端部在圆周方向上与旋转侧卡合槽部18卡合。具体而言,如图8中表示为(C)的状态那样,配备于非旋转侧卡合部13的圆周方向另一方侧的侧面所具备的非旋转侧限位面14和配备于旋转侧卡合槽部18的圆周方向另一方侧的端部的旋转侧限位面22在圆周方向上卡合。在本例中,非旋转侧限位面14和旋转侧限位面22面接触。由此,螺纹轴2的旋转被阻止。
另外,当从非旋转侧限位面14和旋转侧限位面22在圆周方向上卡合的状态向圆周方向另一方侧旋转驱动驱动部件5时,非旋转侧卡合部13按照图8中的C-B-A的顺序在旋转侧卡合槽部18的内侧向圆周方向一方侧且轴向另一方侧相对移动。然后,非旋转侧卡合部13不与旋转侧卡合槽部18的台阶面23接触,从旋转侧卡合槽部18的圆周方向一方侧的端部向旋转侧卡合槽部18的外侧脱出。
如上,根据本例的滚珠丝杠装置1,能够利用驱动部件5限制与螺母3相对于螺纹轴2向轴向一方侧相对移动相关的行程末端。此外,与螺母3相对于螺纹轴2向轴向另一方侧相对移动相关的行程末端能够利用目前已知的各种行程限制机构来限制。
根据本例的滚珠丝杠装置1,能够以少的零件数量实现作为直线运动要素的螺母3的行程末端的限制,能够实现滚珠丝杠装置1的小型化,并且能够实现控制性的提高。
即,在本例中,通过驱动部件5,不仅能够旋转驱动螺纹轴2,而且能够限制与螺母3相对于螺纹轴2向轴向一方侧相对移动相关的行程末端。因此,无需如日本特开2016-70281号公报所记载的现有构造那样使用用于限制螺母的行程末端的专用的部件(限位件)。因此,根据本例的滚珠丝杠装置1,能够实现零件数量的降低。另外,通过省略用于限制行程末端的专用的零件,能够缩短螺纹轴2的轴向尺寸,因此,能够缩短滚珠丝杠装置1的轴向尺寸。因此,能够实现滚珠丝杠装置1的小型化。
在本例中,能够在使配备于螺母3的非旋转侧卡合部13沿轴向进入配备于驱动部件5的旋转侧卡合槽部18的内侧的状态下使非旋转侧卡合部13的非旋转侧限位面14和旋转侧卡合槽部18的旋转侧限位面22在圆周方向上卡合。因此,能够实现螺母3的行程量的确保和滚珠丝杠装置1的小型化的兼顾。
在本例中,为了限制螺母3的行程末端,使配备于螺母3的非旋转侧卡合部13和配备于驱动部件5的旋转侧卡合槽部18的旋转侧限位面22在圆周方向上卡合。因此,在螺母3的非旋转侧卡合部13和驱动部件5的旋转侧限位面22在圆周方向上卡合时,能够使驱动部件5的旋转立即停止。因此,能够抑制驱动部件5的旋转停止位置从初始位置偏移。其结果,可以严格地管理螺母3的轴向位置(行程量),能够实现滚珠丝杠装置1的控制性的提高。
另外,将旋转侧卡合槽部18设为在轴向上贯通基板部15的贯通槽,因此,与使旋转侧卡合槽部为有底槽的情况相比,能够实现驱动部件5的轻量化。
进一步地,将设于构成驱动部件5的筒部16的外周面的扭矩输入部17在径向上配置于与螺纹部8重叠的位置,因此,在缩短滚珠丝杠装置1的轴向尺寸的方面是有利的。
在本例中,将扭矩输入部17径向上配置于与旋转侧限位面22中的与非旋转侧限位面14抵接的轴向另一方侧部分重叠的位置。换言之,如图3所示,在轴向上,在扭矩输入部17存在的范围R内存在旋转侧限位面22中的与非旋转侧限位面14抵接的轴向另一方侧部分。因此,从该方面出发,也能够缩短滚珠丝杠装置1的轴向尺寸。另外,能够防止从扭矩输入部17向驱动源侧施加基于冲击载荷的力矩载荷,该冲击载荷是由于非旋转侧限位面14和旋转侧限位面22碰撞而产生。
[第二例]
使用图9~图11对本发明的实施方式的第二例进行说明。
在本例的情况下,使构成驱动部件5a的旋转侧卡合槽部18a的中心角θ比第一例的构造小。具体而言,将旋转侧卡合槽部18a的中心角θ设定为下限值36度。
另外,在将旋转侧卡合槽部18a的中心角θ设定为36度的情况下,为了能够确保非旋转侧限位面14与旋转侧限位面22的卡合量δ的大小为轴侧滚珠螺纹槽10的导程的1/10(10%),对非旋转侧卡合部13a的前端面(轴向一方侧的端面)的形状进行了改良。
即,在非旋转侧卡合部13a的前端面形成相对于与螺母3的中心轴正交的假想平面倾斜的平坦面状的倾斜面(倒角)24。具体而言,在非旋转侧卡合部13a的前端面整体形成沿越朝向圆周方向一方侧便越向轴向另一方侧退避的方向倾斜的倾斜面24。倾斜面24的倾斜角度能够为轴侧滚珠螺纹槽10的导程角β以上,在图示的例子中,设为比轴侧滚珠螺纹槽10的导程角β稍大的角度。
在本例的情况下,当螺母3相对于螺纹轴2向轴向一方侧相对移动而接近行程末端时,如图11中虚线所示,非旋转侧卡合部13a的轴向一方侧的端部(前端部)进入旋转侧卡合槽部18a的内侧。具体而言,非旋转侧卡合部13a的轴向一方侧的端部进入旋转侧卡合槽部18a的圆周方向一方侧部分。在本例中,在非旋转侧卡合部13a的前端面形成倾斜面24,因此,非旋转侧卡合部13a的前端面和基板部15的轴向另一方侧的侧面15a不会干涉,非旋转侧卡合部13a的轴向一方侧的端部的圆周方向另一方侧的端部进入旋转侧卡合槽部18a的圆周方向一方侧部分。
当向圆周方向一方侧进一步旋转驱动驱动部件5a时,非旋转侧卡合部13a一边增大相对于旋转侧卡合槽部18a的轴向的进入量,一边在旋转侧卡合槽部18a的内侧从圆周方向一方侧向圆周方向另一方侧相对移动。
当螺母3到达轴向一方侧的行程末端时,非旋转侧卡合部13a在旋转侧卡合槽部18a的圆周方向另一方侧的端部与旋转侧卡合槽部18a在圆周方向上卡合。具体而言,如图11中实线所示,配备于非旋转侧卡合部13a的圆周方向另一方侧的侧面的非旋转侧限位面14和配备于旋转侧卡合槽部18a的圆周方向另一方侧的端部的旋转侧限位面22在圆周方向上卡合。由此,螺纹轴2的旋转被阻止。
在本例中,非旋转侧限位面14和旋转侧限位面22在圆周方向上卡合时的卡合量δ的大小为轴侧滚珠螺纹槽10的导程的1/10。
另外,在本例的情况下,旋转侧卡合槽部18a的中心角θ比第一例的构造小,因此,从非旋转侧卡合部13a的轴向一方侧的端部进入旋转侧卡合槽部18a的内侧到非旋转侧限位面14和旋转侧限位面22在圆周方向上卡合的驱动部件5a的旋转量比第一例的构造小。
在本例中,通过在非旋转侧卡合部13a的前端面形成倾斜面24,能够防止非旋转侧卡合部13a的前端面和基板部15的轴向另一方侧的侧面15a干涉,因此,在将旋转侧卡合槽部18a的中心角θ设定为36度的情况下,也能够确保卡合量δ的大小为轴侧滚珠螺纹槽10的导程的1/10的量。因此,能够抑制因形成旋转侧卡合槽部18a而引起的驱动部件5a的强度降低,并且能够阻止螺纹轴2的旋转。此外,在实施本发明的情况下,形成于非旋转侧卡合部的前端面的倾斜面不限于平坦面,也能够构成为凸曲面状或凹曲面状。
第二例的其它结构及作用效果与第一例相同。
[第三例]
使用图12~图13对本发明的实施方式的第三例进行说明。
在本例的情况下,使构成驱动部件5b的旋转侧卡合槽部18b的中心角θ比第一例的构造大。具体而言,将旋转侧卡合槽部18b的中心角θ设定为上限值324度。
因此,基板部15中,存在于比旋转侧卡合槽部18b靠径向内侧的部分和存在于比旋转侧卡合槽部18b靠径向外侧的部分经由位于旋转侧卡合槽部18b的不连续部且中心角为36度的连接部25连接。
在本例中,为了确保卡合量δ的大小为轴侧滚珠螺纹槽10的导程的9/10(90%),且确保螺母3的轴向一方侧的侧面3a与基板部15的轴向另一方侧的侧面15a的轴向的余隙C的大小为轴侧滚珠螺纹槽10的导程的1/10(10%)以上,将旋转侧卡合槽部18b的中心角θ设定为324度,并且将非旋转侧卡合部13b的轴向尺寸设为与轴侧滚珠螺纹槽10的导程相同,且在非旋转侧卡合部13b的前端面形成相对于与螺母3的中心轴正交的假想平面倾斜的平坦面状的倾斜面24。具体而言,与第二例的构造同样地,在非旋转侧卡合部13b的前端面整体形成沿越朝向圆周方向一方侧而越向轴向另一方侧退避的方向倾斜的倾斜面24。倾斜面24的倾斜角度能够设为轴侧滚珠螺纹槽10的导程角β以上,在图示的例子中,设为比轴侧滚珠螺纹槽10的导程角β稍大的角度。
在本例的情况下,当螺母3相对于螺纹轴2向轴向一方侧相对移动而接近行程末端时,如图13中虚线所示地,非旋转侧卡合部13b的轴向一方侧的端部(前端部)进入旋转侧卡合槽部18b的内侧。具体而言,非旋转侧卡合部13b的轴向一方侧的端部进入旋转侧卡合槽部18b的圆周方向一方侧部分。在本例中,在非旋转侧卡合部13b的前端面形成倾斜面24,因此,非旋转侧卡合部13b的前端面和基板部15的轴向另一方侧的侧面15a不会干涉,非旋转侧卡合部13b的轴向一方侧的端部的圆周方向另一方侧的端部进入旋转侧卡合槽部18b的圆周方向一方侧部分。
当向圆周方向一方侧进一步旋转驱动驱动部件5b时,非旋转侧卡合部13b一边增大相对于旋转侧卡合槽部18b的轴向的进入量,一边在旋转侧卡合槽部18b的内侧从圆周方向一方侧向圆周方向另一方侧相对移动。
当螺母3到达轴向一方侧的行程末端时,非旋转侧卡合部13b在旋转侧卡合槽部18b的圆周方向另一方侧的端部与旋转侧卡合槽部18b在圆周方向上卡合。具体而言,如图13中实线所示,配备于非旋转侧卡合部13b的圆周方向另一方侧的侧面的非旋转侧限位面14和配备于旋转侧卡合槽部18b的圆周方向另一方侧的端部的旋转侧限位面22在圆周方向上卡合。由此,螺纹轴2的旋转被阻止。
在本例中,非旋转侧限位面14和旋转侧限位面22在圆周方向上卡合时的卡合量δ的大小为轴侧滚珠螺纹槽10的导程的9/10。另外,螺母3与驱动部件5b的轴向的余隙C为轴侧滚珠螺纹槽10的导程的1/10。另外,在本例的情况下,旋转侧卡合槽部18b的中心角θ比第一例的构造大,因此,非旋转侧卡合部13b的轴向一方侧的端部进入旋转侧卡合槽部18b的内侧,直至非旋转侧限位面14和旋转侧限位面22在圆周方向上卡合的驱动部件5b的旋转量比第一例的构造大。
在本例的情况下,能够确保卡合量δ的大小为轴侧滚珠螺纹槽10的导程的9/10,因此,能够有效阻止螺纹轴2的旋转。另外,能够确保螺母3与驱动部件5b的轴向的余隙C的大小为轴侧滚珠螺纹槽10的导程的1/10,因此,能够防止螺母3与驱动部件5b的干涉。另外,也能够确保螺母3的行程量。
第三例的其它结构及作用效果与第一例相同。
[第四例]
使用图14对本发明的实施方式的第四例进行说明。
在本例中,在非旋转侧卡合部13c的前端面中的除了圆周方向另一方侧的端部的从圆周方向中间部到圆周方向一方侧的端部的范围形成倾斜面24a。因此,非旋转侧卡合部13c的前端面中的圆周方向另一方侧的端部存在于与螺母3的中心轴正交的假想平面上。倾斜面24a的倾斜角度能够设为轴侧滚珠螺纹槽10的导程角β以上。
相比如第一例的构造那样将旋转侧卡合部的前端面设为存在于与螺母的中心轴正交的假想平面上的平坦面的情况,在本例的情况下,在防止与驱动部件5(参照图2等)的干涉,并且确保卡合量δ的大小的方面上是有利的。
第四例的其它结构及作用效果与第一例相同。
[第五例]
使用图15~图17对本发明的实施方式的第五例进行说明。
本例为第三例的变形例。本例的驱动部件5c在旋转侧卡合槽部18b的圆周方向中间部(图示的例子中,中央部)设置一个将径向外侧的内侧面21a和径向内侧的内侧面21b在径向上相连的加强部26。加强部26将径向外侧的内侧面21a的轴向一方侧的端部和径向内侧的内侧面21b的轴向一方侧的端部相连。沿轴向观察,加强部26具有扇形状。
加强部26的圆周方向位置及厚度尺寸被限制为能够防止与进入到旋转侧卡合槽部18b的内侧的非旋转侧卡合部13的干涉的位置及厚度。在图示的例子中,加强部26的厚度尺寸为基板部15的厚度尺寸的1/4左右。此外,在实施本发明的情况下,也能够将加强部设置于旋转侧卡合槽部的圆周方向多处。
在本例中,将加强部26与基板部15一体构成。但是,在实施本发明的情况下,也能够将加强部与基板部分体地构成,并相对于基板部固定。例如,能够通过粘接或焊接将加强部的径向外侧的端部及径向内侧的端部相对于旋转侧卡合槽部的径向外侧的内侧面及径向内侧的内侧面固定。
在本例中,基板部15中,存在于旋转侧卡合槽部18b的径向内侧的部分和存在于旋转侧卡合槽部18b的径向外侧的部分不仅通过连接部25,还通过加强部26连接。因此,能够实现基板部15中的存在于旋转侧卡合槽部18b的径向内侧的安装孔19的周围部分的刚性的提高。因此,在形成于基板部15的旋转侧卡合槽部18b的中心角θ大的情况下,也能够确保形成于安装孔19的内周面的内花键齿20的刚性(扭曲刚性)。因此,能够利用驱动部件5c向螺纹轴2传递大的扭矩。
第五例的其它结构及作用效果与第一例及第三例相同。
[第六例]
使用图18~图19对本发明的实施方式的第六例进行说明。
本例的驱动部件5d与第一例~第五例的构造不同,在基板部15形成两个旋转侧卡合槽部18c。在本例中,将两个旋转侧卡合槽部18c的中心角θ的大小分别设为150度。另外,在驱动部件5d的圆周方向上等间隔地配置两个旋转侧卡合槽部18c。因此,存在于两个旋转侧卡合槽部18c之间的部分的中心角的大小彼此相同(30度)。另外,使两个旋转侧卡合槽部18c的径向外侧的内侧面21a及径向内侧的内侧面21b的直径彼此相同。但是,在实施本发明的情况下,对于多个旋转侧卡合槽部,能够使中心彼此不同,另外,也能够使径向外侧的内侧面及径向内侧的内侧面的直径彼此不同。
两个旋转侧卡合槽部18c分别在圆周方向另一方侧的端部具有旋转侧限位面22。在图示的例子中,两个旋转侧限位面22存在于包含驱动部件5d的中心轴的同一假想平面上。
在本例的情况下,将上述这样的驱动部件5d与第一例~第五例的构造同样地和仅具备一个非旋转侧卡合部13(13a~13c)的螺母3(参照图5等)组合使用。
在本例中,在驱动部件5d具备两个旋转侧卡合槽部18c,因此,在滚珠丝杠装置1的组装作业时,只要进行任一个旋转侧卡合槽部18c与非旋转侧卡合部13的相位对准即可,因此,与仅具备一个旋转侧卡合槽部的构造相比,能够实现组装作业的容易化。另外,在驱动部件5d的圆周方向上等间隔地配置两个旋转侧卡合槽部18c,因此,能够使驱动部件5d的旋转平衡良好。
作为本例的变形例,也能够将具备两个旋转侧卡合槽部18c的驱动部件5d和具备与旋转侧卡合槽部18c同数量的非旋转侧卡合部的螺母组合使用。在该情况下,通过使两个旋转侧卡合槽部18c和两个非旋转侧卡合部在圆周方向上同时卡合,从而限制螺母的行程末端。因此,能够降低作用于各个旋转侧卡合槽部18c的力,能够有效地防止驱动部件5d的损伤。
第六例的其它结构及作用效果与第一例相同。
[第七例]
使用图20及图21对本发明的实施方式的第七例进行说明。
本例的驱动部件5e在基板部15形成三个旋转侧卡合槽部18d。在本例中,三个旋转侧卡合槽部18d的中心角θ的大小分别为95度。另外,在驱动部件5e的圆周方向上等间隔地配置三个旋转侧卡合槽部18d。因此,存在于在圆周方向上相邻的两个旋转侧卡合槽部18d之间的部分的中心角的大小彼此相同(25度)。另外,三个旋转侧卡合槽部18d的径向外侧的内侧面21a及径向内侧的内侧面21b的直径彼此相同。
三个旋转侧卡合槽部18d分别在圆周方向另一方侧的端部具有旋转侧限位面22。
在本例的情况下,与仅具备一个旋转侧卡合槽部的构造相比,能够实现组装作业的容易化。另外,在驱动部件5e的圆周方向上等间隔地配置三个旋转侧卡合槽部18d,因此,能够使驱动部件5e的旋转平衡良好。
与第六例同样地,本例的驱动部件5e也能够与仅具备一个非旋转侧卡合部13(13a~13c)的螺母3组合使用,也能够与具备与旋转侧卡合槽部18同数量的非旋转侧卡合部的螺母组合使用。
第七例的其它结构及作用效果与第一例及第六例相同。
[第八例]
使用图22对本发明的实施方式的第八例进行说明。
在本例中,与第一例~第七例不同,将构成驱动部件5f的旋转侧卡合槽部18e设为在基板部15的轴向另一方侧的侧面15a开口,且轴向深度(槽深度)遍及圆周方向恒定的有底槽(凹槽)。因此,旋转侧卡合槽部18e的槽底面27存在于与驱动部件5f的中心轴正交的假想平面上。
相当于旋转侧卡合槽部18e的轴向深度的旋转侧限位面22的轴向尺寸设定为在与非旋转侧卡合部13的非旋转侧限位面14之间能够确保充分阻止螺纹轴2的旋转的卡合量δ的大小。在本例中,旋转侧限位面22的轴向尺寸大于非旋转侧卡合部13(非旋转侧限位面14)的轴向尺寸。
在本例中,旋转侧卡合槽部18e为有底槽,因此,与旋转侧卡合槽部为贯通槽的情况相比,能够抑制因形成旋转侧卡合槽部而引起的驱动部件5f的强度降低。
此外,在本例中,将旋转侧卡合槽部18e形成于基板部15的轴向另一方侧的侧面15a的径向中间部。因此,在基板部15中的比旋转侧卡合槽部18e靠径向外侧部分形成有突出至比旋转侧卡合槽部18e的槽底面27靠轴向另一方侧的部分圆筒形状的外径侧筒部29。另外,在基板部15中的比旋转侧卡合槽部18e靠径向内侧部分形成有突出至比旋转侧卡合槽部18e的槽底面27靠轴向另一方侧的部分圆筒形状的内径侧筒部30。而且,在本例中,将旋转侧限位面22与外径侧筒部29及内径侧筒部30分别连接。因此,能够提高旋转侧限位面22的刚性。此外,在实施本发明的情况下,若将旋转侧限位面与外径侧筒部和内径侧筒部的至少一方连接,则能够提高旋转侧限位面的刚性。
第八例的其它结构及作用效果与第一例相同。
[第九例]
使用图23~图28对本发明的实施方式的第九例进行说明。
在本例中,与第一例~第八例不同,将构成驱动部件5g的旋转侧卡合槽部18f设为在基板部15的轴向另一方侧的侧面15a开口,且轴向深度(槽深度)沿着圆周方向变化的有底槽(凹槽)。
具体而言,旋转侧卡合槽部18f的轴向深度随着从圆周方向一方侧朝向圆周方向另一方侧而变大(变深)。因此,旋转侧卡合槽部18f的槽底面27a相对于与驱动部件5g的中心轴正交的假想平面倾斜。在本例中,槽底面27a相对于与驱动部件5g的中心轴正交的假想平面向随着朝向圆周方向另一方侧而朝向轴向一方侧的方向倾斜与轴侧滚珠螺纹槽10(及螺母侧滚珠螺纹槽12)的导程角β1相同的角度α1(α1=β1)。
旋转侧卡合槽部18f具有可以将配备于螺母3的非旋转侧卡合部13沿轴向插入的径向宽度尺寸。因此,旋转侧卡合槽部18f的径向外侧的内侧面21a具有比通过非旋转侧卡合部13的外周面的外切圆直径稍大的内径。另外,旋转侧卡合槽部18f的径向内侧的内侧面21b具有比通过非旋转侧卡合部13的内周面的内切圆直径稍小的外径。旋转侧卡合槽部18f的径向外侧的内侧面21a和径向内侧的内侧面21b配置于同心圆上。
旋转侧卡合槽部18f在轴向深度最大的圆周方向另一方侧的端部具有朝向圆周方向的平坦面状的旋转侧限位面22。因此,旋转侧卡合槽部18f的槽底面27a的圆周方向另一方侧的端部经由旋转侧限位面22与基板部15的轴向另一方侧的侧面15a连接。旋转侧限位面22在螺母3相对于螺纹轴2向轴向一方侧相对移动而到达了行程末端的状态下,与非旋转侧限位面14面接触。因此,旋转侧限位面22与驱动部件5g的中心轴大致平行地配置。旋转侧限位面22的轴向尺寸设定为在与配备于螺母3的非旋转侧卡合部13的非旋转侧限位面14之间能够确保充分阻止螺纹轴2的旋转的卡合量(与非旋转侧限位面14的抵接部的轴向宽度)δ的大小。在本例中,旋转侧限位面22的轴向尺寸与非旋转侧卡合部13(非旋转侧限位面14)的轴向尺寸大致相同,为基板部15的轴向厚度尺寸的大约2/5(例如,在装入电动制动助力装置的滚珠丝杠装置的情况下,为3.5mm左右)。
旋转侧卡合槽部18f在轴向深度最小的圆周方向一方侧的端部具有朝向圆周方向的平坦面状的台阶面23。因此,旋转侧卡合槽部18f的槽底面27a的圆周方向一方侧的端部经由台阶面23与基板部15的轴向另一方侧的侧面15a连接。在图示的例子中,台阶面23的轴向尺寸为旋转侧限位面22的大约1/4(例如,在装入电动制动助力装置的滚珠丝杠装置的情况下,为1.0mm左右)。在实施本发明的情况下,能够省略台阶面。在该情况下,能够将旋转侧卡合槽部的槽底面的圆周方向一方侧的端部和驱动部件的轴向另一方侧的侧面不经由台阶面平滑地连接。
在本例中,如图25所示,旋转侧卡合槽部18f的中心角θ为大约300度。因此,旋转侧卡合槽部18f形成于基板部15的轴向另一方侧的侧面15a的整体的5/6的范围。旋转侧卡合槽部18f的圆周方向上的形成范围(中心角θ)基于轴侧滚珠螺纹槽10的导程角β1的大小、以及非旋转侧限位面14与旋转侧限位面22的卡合量δ的大小等确定。
在本例中,也是当螺母3相对于螺纹轴2向轴向一方侧相对移动而接近行程末端时,非旋转侧卡合部13的轴向一方侧的端部(前端部)进入配备于驱动部件5g的旋转侧卡合槽部18f的内侧,且通过进一步向轴向一方侧移动,一边增大相对于旋转侧卡合槽部18f的轴向的进入量,一边在旋转侧卡合槽部18f的内侧从圆周方向一方侧向圆周方向另一方侧相对移动。在本例中,将旋转侧卡合槽部18f的槽底面27a的倾斜角度α1设定为与轴侧滚珠螺纹槽10的导程角β1相同的大小,因此,在保持在非旋转侧卡合部13的轴向一方侧的端面与槽底面27a之间介有恒定的大小的间隙28的状态下,非旋转侧卡合部13按照图28中的A-B-C的顺序在旋转侧卡合槽部18f的内侧向圆周方向另一方侧相对移动。当螺母3到达轴向一方侧的行程末端时,非旋转侧卡合部13在旋转侧卡合槽部18f的圆周方向另一方侧的端部与旋转侧卡合槽部18f在圆周方向上卡合。在本例中,即使在非旋转侧限位面14和旋转侧限位面22面接触的状态下,在非旋转侧卡合部13的轴向一方侧的端面与槽底面27a之间也存在间隙28。
在本例中,当向圆周方向另一方侧旋转驱动驱动部件5g时,非旋转侧卡合部13在保持在轴向一方侧的端面与槽底面27a之间介有间隙28的状态下,按照图28中的C-B-A的顺序,在旋转侧卡合槽部18f的内侧向圆周方向一方侧且轴向另一方侧相对移动。然后,非旋转侧卡合部13不与台阶面23接触,从旋转侧卡合槽部18f的圆周方向一方侧的端部向旋转侧卡合槽部18f的外侧脱出。
在本例中,旋转侧卡合槽部18f为有底槽,因此,与旋转侧卡合槽部为贯通槽的情况相比,能够抑制因形成旋转侧卡合槽部而引起的驱动部件5g的强度降低。
在本例中,使旋转侧卡合槽部18f的轴向深度随着从圆周方向一方侧朝向圆周方向另一方侧而增大。因此,与使旋转侧卡合槽部18f的轴向深度如第八例那样遍及圆周方向恒定的情况相比,能够减少旋转侧卡合槽部18f的加工量。因此,能够降低驱动部件5g的加工工时,能够实现制造成本的降低。另外,与使旋转侧卡合槽部18f的轴向深度遍及圆周方向恒定的情况相比,在形成有旋转侧卡合槽部18f的部分中的除了圆周方向另一方侧的端部的部分,能够确保构成驱动部件5g的基板部15的轴向厚度尺寸。因此,能够确保驱动部件5g的刚性及强度。
另外,将旋转侧卡合槽部18f的槽底面27a的倾斜角度α1设定为与轴侧滚珠螺纹槽10的导程角β1相同的大小,因此,能够在保持在非旋转侧卡合部13的轴向一方侧的端面与槽底面27a之间介有恒定大小的间隙28的状态下,使非旋转侧卡合部13相对于旋转侧卡合槽部18f沿圆周方向相对移动。因此,能够防止非旋转侧卡合部13的轴向一方侧的端面和槽底面27a干涉。因此,通过在非旋转侧限位面14和旋转侧限位面22在圆周方向上卡合之前,非旋转侧卡合部13的轴向一方侧的端面和槽底面27a干涉,从而能够防止螺母3的行程末端的位置偏移。
在本例中,也将旋转侧卡合槽部18f形成于基板部15的轴向另一方侧的侧面15a的径向中间部。即,在本例中,也将旋转侧限位面22连接于部分圆筒形状的外径侧筒部29和部分圆筒形状的内径侧筒部30,该外径侧筒部29形成于基板部15中的比旋转侧卡合槽部18f靠径向外侧部分,且突出至比槽底面27a靠轴向另一方侧,该内径侧筒部30形成于基板部15中的比旋转侧卡合槽部18f靠径向内侧部分,且突出至比槽底面27a靠轴向另一方侧。因此,能够提高旋转侧限位面22的刚性。此外,在实施本发明的情况下,若将旋转侧限位面连接于外径侧筒部和内径侧筒部的至少一方,则能够提高旋转侧限位面的刚性。
第九例的其它结构及作用效果与第一例相同。
[第十例]
使用图29及图30对本发明的实施方式的第十例进行说明。
在本例的情况下,也与第九例同样地,使旋转侧卡合槽部18g的槽底面27b相对于与驱动部件5h的中心轴正交的假想平面的倾斜角度α2为与轴侧滚珠螺纹槽10的导程角β2相同(α2=β2)。但是,在本例中,将轴侧滚珠螺纹槽10的导程角β2、以及旋转侧卡合槽部18g的槽底面27b的倾斜角度α2分别设定为比第九例的构造大的值(β2>β1,α2>α1)。
在本例中,旋转侧卡合槽部18g的中心角θ为大约180度。因此,旋转侧卡合槽部18g形成于基板部15的轴向另一方侧的侧面15a的整体的1/2的范围。
在本例中,与第九例的构造相比,能够缩小旋转侧卡合槽部18g的加工范围。因此,在实现驱动部件5h的刚性及强度的方面是有利的。
第十例的其它结构及作用效果与第一例及第九例相同。
[第十一例]
使用图31对本发明的实施方式的第十一例进行说明。
在本例中,与第九例及实施方式的第十例不同,使旋转侧卡合槽部18h的槽底面27c相对于与驱动部件5i的中心轴正交的假想平面的倾斜角度α3比轴侧滚珠螺纹槽10的导程角β1小(α3<β1)。
因此,形成于进入到旋转侧卡合槽部18h的内侧的非旋转侧卡合部13的轴向一方侧的端面与槽底面27c之间的间隙28a随着非旋转侧卡合部13在旋转侧卡合槽部18h的内侧向圆周方向另一方侧相对移动而变小。但是,在本例中,对槽底面27c的倾斜角度α3及旋转侧限位面22的轴向尺寸等进行了限制,以使非旋转侧卡合部13的轴向一方侧的端面与槽底面27c之间的间隙28a即使在非旋转侧限位面14和旋转侧限位面22面接触的状态下也不会为零。
在本例中,与第九例的构造相比,能够减少旋转侧卡合槽部18h的加工量。因此,能够降低驱动部件5i的加工工时,能够实现制造成本的降低。另外,在确保驱动部件5i的刚性及强度的方面是有利的。
第十一例的其它结构及作用效果与第一例及第九例相同。
[第十二例]
使用图32对本发明的实施方式的第十二例进行说明。
在本例的滚珠丝杠装置1a中,使用马达轴作为驱动部件5j。驱动部件5j在轴向一方侧部支撑有未图示的转子,在该转子的周围配置有未图示的定子。驱动部件5j具有在轴向另一方侧的侧面(端面)的径向中央部开口的安装孔19a。在安装孔19a的内周面形成有内花键齿20。驱动部件5j通过使形成于安装孔19a的内周面的内花键齿20花键卡合于形成于嵌合轴部9的外周面的外花键齿11,相对于嵌合轴部9不能相对旋转地外嵌。
驱动部件5j在轴向另一方侧的侧面具备旋转侧卡合槽部18f。就旋转侧卡合槽部18f而言,轴向深度随着从圆周方向一方侧朝向圆周方向另一方侧而变大,而且在圆周方向另一方侧的端部,与配备于螺母3的非旋转侧卡合部13在圆周方向上卡合,限制螺母3的行程末端。
在本例中,也能够以少的零件数量实现作为直线运动要素的螺母3的行程末端,能够实现滚珠丝杠装置1a的小型化。
第十二例的其它结构及作用效果与第一例及第九例相同。
[第十三例]
使用图33对本发明的实施方式的第十三例进行说明。
在本例中,在构成驱动部件5k的基板部15的轴向另一方侧的侧面15a中的比旋转侧卡合槽部18靠径向内侧设置环状突起部31,该环状突起部31朝向轴向另一方侧突出,且具有圆环形状。环状突起部31的轴向另一方侧的端面与构成螺纹轴2的螺纹部8的轴向一方侧的端面抵碰。
环状突起部31的外径比螺母3的内径稍小,且大于形成于螺纹轴2的外周面的轴侧滚珠螺纹槽10的槽底内径。优选环状突起部31的外径能够与轴侧滚珠螺纹槽10的螺纹牙外径相同。更优选环状突起部31的外径能够比轴侧滚珠螺纹槽10的螺纹牙外径大。
在本例的情况下,在使配备于螺母3的非旋转侧限位面14和配备于驱动部件5k的旋转侧限位面22在圆周方向上卡合的状态下,使环状突起部31沿轴向进入螺母3的轴向一方侧的端部的内径侧。然后,使环状突起部31的外周面和螺母3的内周面的轴向一方侧的端部遍及全周接近对置。
在本例中,在螺母3相对于螺纹轴2向轴向一方侧相对移动时,使环状突起部31进入螺母3的轴向一方侧的端部的内径侧,从而能够利用环状突起部31将填充于螺母3的内部的润滑脂向轴向另一方侧推回。由此,能够有效地防止润滑脂滞留于螺母3的内周面的轴向一方侧的端部而从螺母3的轴向一方侧的开口部向外部漏出。
第十三例的其它结构及作用效果与第一例及第九例相同。
[第十四例]
使用图34对本发明的实施方式的第十四例进行说明。
本例为第十三例的变形例。在本例中,在使配备于螺母3的非旋转侧限位面14和配备于驱动部件5k的旋转侧限位面22在圆周方向上卡合的状态下,使环状突起部31的外周面和螺母3的内周面的轴向一方侧的端部遍及全周接近对置,并且使驱动部件5k的基板部15的轴向另一方侧的侧面15a和螺母3的轴向一方侧的侧面3a遍及全周接近对置。
在本例中,在使环状突起部31沿轴向进入螺母3的轴向一方侧的端部的内径侧时,能够抑制润滑脂从驱动部件5k的基板部15的轴向另一方侧的侧面15a与螺母3的轴向一方侧的侧面3a之间的间隙漏出到外部。因此,能够更有效地防止润滑脂从螺母3漏出到外部。
第十四例的其它结构及作用效果与第一例、第九例、以及第十三例相同。
以上,对本发明的实施方式进行了说明,但本发明不限定于此,可以在不脱离发明的技术思想的范围内适当变更。另外,本发明的实施方式的各例的构造只要不产生矛盾,就能够适当组合来实施。
在本发明的实施方式的各例中,作为突起状的非旋转侧卡合部的例子,示出了扇柱形状的非旋转侧卡合部,但在实施本发明的情况下,非旋转侧卡合部的形状不限定于扇柱形状,能够采用圆柱形状、矩形柱形状等其它形状。
在实施本发明的情况下,在驱动部件设置多个旋转侧卡合槽部的情况下,旋转侧卡合槽部的数量不限定于两个或三个,也能够设为四个以上。另外,也能够使多个旋转侧卡合槽部的中心角的大小彼此不同,也能够在驱动部件的圆周方向上不等间隔地配置多个旋转侧卡合槽部。
在本发明的实施方式的各例中示出了如下构造:螺纹轴的嵌合轴部在外周面具有外花键齿,驱动部件具有在内周面具有内花键齿的安装孔,使驱动部件相对于嵌合轴部花键嵌合。但是,在实施本发明的情况下,驱动部件相对于嵌合轴部的固定构造没有特别限定。例如,也能够采用如下构造:使嵌合轴部为截面长圆形(椭圆形),且具有在外周面具备相互平行的一对平坦外表面的扳手开口形状,使驱动部件的安装孔为长圆形孔(椭圆形孔),且具有在内周面具备相互平行的一对平坦内表面的扳手开口形状,使驱动部件相对于嵌合轴部进行非圆形嵌合。
在本发明的实施方式的各例中,对在螺母的内周面直接形成循环槽的构造进行了说明,但在实施本发明的情况下,也能够将循环槽形成为与螺母分体的循环部件(例如板牙),将该循环部件相对于螺母固定。
符号说明
1、1a—滚珠丝杠装置,2—螺纹轴,3—螺母,3a—侧面,4—滚珠,5、5a~5k—驱动部件,6—负载路径,7—循环槽,8—螺纹部,9—嵌合轴部,10—轴侧滚珠螺纹槽,11—外花键齿,12—螺母侧滚珠螺纹槽,13、13a、13b、13c—非旋转侧卡合部,14—非旋转侧限位面,15—基板部,15a—侧面,16—筒部,17—扭矩输入部,18、18a~18h—旋转侧卡合槽部,19、19a—安装孔,20—内花键齿,21a、21b—内侧面,22—旋转侧限位面,23—台阶面,24、24a—倾斜面,25—连接部,26—加强部,27、27a~27c—槽底面,28、28a—间隙,29—外径侧筒部,30—内径侧筒部,31—环状突起部,100—滚珠丝杠装置,101—螺纹轴,102—螺母,103—限位件,104—螺纹部,105—嵌合轴部,106—轴侧滚珠螺纹槽,107—卡合部,108—凸起部,109—爪部。
Claims (15)
1.一种滚珠丝杠装置,其特征在于,具备:
螺纹轴,其在外周面具有螺旋状的轴侧滚珠螺纹槽,且在使用时进行旋转运动;
螺母,其在内周面具有螺旋状的螺母侧滚珠螺纹槽,在轴向一方侧的端部具有突起状的非旋转侧卡合部,且在使用时进行直线运动;
多个滚珠,其配置于所述轴侧滚珠螺纹槽与所述螺母侧滚珠螺纹槽之间;以及
驱动部件,其不能相对旋转地固定于所述螺纹轴,且旋转驱动所述螺纹轴,
所述驱动部件具有圆弧状的旋转侧卡合槽部,该旋转侧卡合槽部能够使所述非旋转侧卡合部沿轴向插入,且在圆周方向的端部能够与所述非旋转侧卡合部在圆周方向上卡合。
2.根据权利要求1所述的滚珠丝杠装置,其特征在于,
所述旋转侧卡合槽部为在轴向上贯通所述驱动部件的贯通槽、或者在所述驱动部件的轴向另一方侧的侧面开口的有底槽。
3.根据权利要求2所述的滚珠丝杠装置,其特征在于,
所述旋转侧卡合槽部为轴向深度恒定的有底槽。
4.根据权利要求2所述的滚珠丝杠装置,其特征在于,
所述旋转侧卡合槽部为轴向深度沿圆周方向变化的有底槽。
5.根据权利要求4所述的滚珠丝杠装置,其特征在于,
所述旋转侧卡合槽部的槽底面相对于与所述驱动部件的中心轴正交的假想平面的倾斜角度与所述轴侧滚珠螺纹槽的导程角相同,或者比所述轴侧滚珠螺纹槽的导程角小。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的滚珠丝杠装置,其特征在于,
具备多个所述旋转侧卡合槽部。
7.根据权利要求6所述的滚珠丝杠装置,其特征在于,
多个所述旋转侧卡合槽部在所述驱动部件的圆周方向上等间隔地配置。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的滚珠丝杠装置,其特征在于,
所述旋转侧卡合槽部的中心角的大小为36度以上且324度以下。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的滚珠丝杠装置,其特征在于,
所述旋转侧卡合槽部的中心角的大小比所述非旋转侧卡合部的中心角的大小大。
10.根据权利要求1~9中任一项所述的滚珠丝杠装置,其特征在于,
所述驱动部件中的从所述旋转侧卡合槽部沿圆周方向分离的部分的中心角的大小比所述非旋转侧卡合部的中心角的大小大。
11.根据权利要求1~10中任一项所述的滚珠丝杠装置,其特征在于,
所述旋转侧卡合槽部在圆周方向中间部具有将径向外侧的内侧面和径向内侧的内侧面在径向上相连的加强部。
12.根据权利要求1~11中任一项所述的滚珠丝杠装置,其特征在于,
所述驱动部件在外周面具有扭矩输入部。
13.根据权利要求12所述的滚珠丝杠装置,其特征在于,
所述螺纹轴具有:在外周面形成有所述轴侧滚珠螺纹槽的螺纹部;以及配置于所述螺纹部的轴向一方侧,且不能相对旋转地外嵌固定有所述驱动部件的嵌合轴部,
所述扭矩输入部在径向上配置于与所述旋转侧卡合槽部中的与所述非旋转侧卡合部卡合的部分重叠的位置。
14.根据权利要求12~13中任一项所述的滚珠丝杠装置,其特征在于,
所述驱动部件为齿轮、带轮以及链轮中的任一个。
15.根据权利要求1~11中任一项所述的滚珠丝杠装置,其特征在于,
所述驱动部件为马达轴。
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021-109832 | 2021-07-01 | ||
JP2021-136413 | 2021-08-24 | ||
JP2021136413 | 2021-08-24 | ||
PCT/JP2022/024911 WO2023276822A1 (ja) | 2021-07-01 | 2022-06-22 | ボールねじ装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN116529506A true CN116529506A (zh) | 2023-08-01 |
Family
ID=87392633
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202280007050.5A Pending CN116529506A (zh) | 2021-07-01 | 2022-06-22 | 滚珠丝杠装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN116529506A (zh) |
-
2022
- 2022-06-22 CN CN202280007050.5A patent/CN116529506A/zh active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6107920B2 (ja) | 直動アクチュエータの製造方法 | |
EP3499070B1 (en) | Joint for torque transmission, and electric power steering device | |
JP7456515B2 (ja) | 直動アクチュエータ | |
CN220354280U (zh) | 集成内齿轮的单向离合器 | |
EP4134569A1 (en) | Ball screw device | |
CN116529506A (zh) | 滚珠丝杠装置 | |
EP4239217A1 (en) | Ball screw device | |
EP1811204A1 (en) | Ball screw mechanism | |
US11867264B2 (en) | Ball screw device and method for manufacturing same | |
CN116324220A (zh) | 滚珠丝杠装置 | |
JP2023023649A (ja) | ボールねじ装置 | |
US20240026959A1 (en) | Ball screw device and manufacturing method thereof | |
WO2023223930A1 (ja) | ボールねじ装置およびその製造方法 | |
WO2023132172A1 (ja) | ボールねじ装置 | |
JP2024021633A (ja) | ボールねじ装置 | |
JP2022189062A (ja) | ボールねじ装置 | |
CN117795227A (zh) | 滚珠丝杠装置及其制造方法 | |
JP2022181439A (ja) | ボールねじ装置及びボールねじ装置の設計方法 | |
JP2022166703A (ja) | ボールねじ装置 | |
CN116917644A (zh) | 滚珠丝杠装置以及螺纹轴的制造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |