CN117999426A - 进给丝杠机构和电动致动器 - Google Patents

Abstract

进给丝杠机构(30)具有：旋转部件(31)，其在内周面上具有内螺纹部(31a)；直动部件(32)，其在外周面上具有直接或间接地与内螺纹部(31a)螺合的外螺纹部(32a)，该直动部件(32)随着旋转部件(31)的旋转而进行直线运动；润滑剂，其收纳在内螺纹部(31a)与外螺纹部(32a)之间；壳体(5)，其收纳旋转部件(31)和直动部件(32)；以及壁部(36)，其从直动部件(32)的外周面沿径向突出。壁部(36)与直动部件(32)一起进行直线运动，壁部(36)的外径方向端部配置成不与壳体(5)的内周面和设置于壳体(5)的内周面的部件接触，或者配置成能够相对于壳体(5)的内周面或设置于壳体(5)的内周面的部件滑动。

Description

进给丝杠机构和电动致动器

技术领域

本发明涉及进给丝杠机构和电动致动器。

背景技术

作为在汽车的自动变速机构、制动机构、转向机构等中使用的电动致动器，已知有使用了将电动马达的旋转运动转换成直线运动的进给丝杠机构的电动致动器。

在这样的进给丝杠机构中，为了提高工作性和耐久性，通常在丝杠轴与螺母之间填充有作为润滑剂的润滑脂。但是，当丝杠轴进行直线运动时，随着丝杠轴的直线运动，螺母内的润滑脂逐渐向外部漏出。而且，润滑脂向外部漏出的结果是，当螺母与丝杠轴之间的润滑脂的量减少时，工作性和耐久性会降低。

为了改善该问题，在以往的结构中，提出了下述结构：在螺母与丝杠轴之间设置有防止润滑脂漏出的密封部件(例如参照专利文献1～专利文献4)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2013-168432号

专利文献2：日本特开2008-2566号公报

专利文献3：日本特开2005-25321号公报

专利文献4：日本特许第5192074号公报

发明内容

发明要解决的课题

可是，在上述那样的进给丝杠机构中，随着螺母的旋转，丝杠轴在轴向上前进后退，因此当在从螺母露出的丝杠轴的外周面上附着有异物时，异物有可能随着丝杠轴的后退运动而侵入到螺母内。假设如果异物侵入到螺母内而混入润滑脂中，则润滑脂的性质发生变化，进给丝杠机构的工作性和耐久性有可能会降低。

作为高度防止这样的异物向螺母内侵入的方法，有增加密封部件相对于丝杠轴的接触面积、或增大接触压的方法。但是，当增加密封部件相对于丝杠轴的接触面积、或增大接触压时，则丝杠轴与密封部件之间的滑动阻力增加，有可能使进给丝杠机构的工作效率降低。

因此，本发明的目的在于提供能够抑制进给丝杠机构的工作效率降低且能够抑制来自外部的异物侵入以及润滑剂向外部漏出的进给丝杠机构和具有该进给丝杠机构的电动致动器。

用于解决课题的手段

为了解决上述课题，本发明涉及一种进给丝杠机构，其将电动马达的旋转运动转换成直线运动并向操作对象传递，其特征在于，该进给丝杠机构具有：旋转部件，其在内周面上具有内螺纹部；直动部件，其在外周面上具有直接或间接地与内螺纹部螺合的外螺纹部，该直动部件随着旋转部件的旋转而进行直线运动；润滑剂，其收纳在内螺纹部与外螺纹部之间；壳体，其收纳旋转部件和直动部件；以及壁部，其从直动部件的外周面沿径向突出，壁部与直动部件一起进行直线运动，壁部的外径方向端部配置成不与壳体的内周面和设置于壳体的内周面的部件接触，或者配置成能够相对于壳体的内周面或设置于壳体的内周面的部件滑动。

这样，在本发明中，设置有从直动部件的外周面沿径向突出的壁部，因此能够通过壁部来抑制来自外部的异物侵入以及润滑剂向外部漏出。另外，壁部的外径方向端部配置成不与壳体的内周面和设置于壳体的内周面的部件接触，或者配置成能够相对于壳体的内周面或设置于壳体的内周面的部件滑动，因此当直动部件进行直线运动时，壁部与直动部件一起进行直线运动。此时，与在以往那样的配置在进行旋转运动的旋转部件与进行直线运动的直动部件之间的具有密封功能的部件产生的滑动阻力相比，能够降低壁部产生的滑动阻力，因此能够抑制进给丝杠机构的工作效率降低，能够抑制来自外部的异物侵入以及润滑剂向外部漏出。

通过直动部件而移动的操作对象例如可以是液压设备。在该情况下，即使从液压设备飞散的油附着于直动部件的外周面，通过在外螺纹部与液压设备之间配置有壁部，也能够阻止油向外螺纹部移动。由此，能够抑制油混入润滑剂中，能够维持润滑剂的功能。另外，还能够阻止从液压设备飞散的油直接飞散到进给丝杠机构的内部，因此能够抑制油混入润滑剂中，能够维持润滑剂的功能。

优选壁部的外径的至少一部分大于旋转部件的内螺纹部的内径。通过使壁部的外径的至少一部分大于内螺纹部的内径，能够有效地抑制来自外部的异物侵入以及润滑剂向外部漏出。

另外，壁部只要配置于直动部件的外周面的周向的至少一部分即可。特别是，在壁部遍及直动部件的外周面的整周而连续地配置的情况下，能够有效地抑制来自外部的异物侵入以及润滑剂向外部漏出。另外，壁部可以仅配置于直动部件的外周面的一部分。

可以在壁部与液压设备之间设置有从壳体的内周面沿径向突出的突起部。在该情况下，能够通过设置于壳体的内周面的突起部来阻止油从液压设备侧向壁部侧移动。另外，还能够通过突起部来阻止漏出的润滑剂向液压设备侧移动。

本发明的进给丝杠机构例如能够应用于电动致动器，该电动致动器具有电动马达以及将电动马达的旋转运动转换成直线运动的进给丝杠机构。

发明效果

根据本发明，能够抑制进给丝杠机构的工作效率降低且能够抑制来自外部的异物侵入以及润滑剂向外部漏出。

附图说明

图1是本发明的一个实施方式的电动致动器的纵剖视图。

图2是将本实施方式的电动致动器的一部分放大示出的纵剖视图。

图3是从丝杠轴的轴向观察壁部的主视图。

图4是示出壁部的变形例的主视图。

具体实施方式

以下，根据图1～图3对本发明的实施方式进行说明。

本实施方式的电动致动器是所谓的直线运动型的电动致动器，其输出部件在轴向上进退移动(直线运动)。以下，以将本实施方式的电动致动器用于汽车的电动制动系统的情况为例进行说明。

如图1所示，本实施方式的电动致动器1具有：电动马达2，其产生旋转驱动力；运动转换机构3，其将电动马达2的旋转运动转换为与该电动马达2的旋转轴2a平行的直线运动并输出；传递齿轮机构4，其将旋转驱动力从电动马达2向运动转换机构3传递；以及壳体5，其对电动马达2、运动转换机构3以及传递齿轮机构4进行保持。

在本实施方式中，为了方便组装，将壳体5分割成两部分。壳体5由安装有电动马达2的第1壳体5A和与第1壳体5A连结的第2壳体5B构成。

运动转换机构3由滚珠丝杠机构30构成，该滚珠丝杠机构30具有：作为旋转部件的筒状的螺母31；作为直动部件的丝杠轴32，其随着螺母31的旋转而进行直线运动；以及多个滚珠33。螺母31通过分别设置于第1壳体5A内和第2壳体5B内的两个滚动轴承6、7(这里为球轴承)而被支承为能够旋转。

在螺母31的内周面上设置有由螺旋状的槽构成的内螺纹部31a。另一方面，在贯穿插入于螺母31的内侧的丝杠轴32的外周面上设置有由螺旋状的槽构成的外螺纹部32a。在相互对置的内螺纹部31a与外螺纹部32a之间收纳有多个滚珠33，通过这些滚珠33，与电动马达2的旋转轴2a平行地支承丝杠轴32。另外，为了提高滚珠丝杠机构30的工作性和耐久性，在内螺纹部31a与外螺纹部32a之间填充有作为润滑剂的润滑脂。

另外，在丝杠轴32的后端(图1中的右端)设置有将丝杠轴32限制成不以其轴心为中心而旋转的一对止转部件34。一对止转部件34形成为圆棒状(销状)，设置成其一部分从丝杠轴32的外周面突出。另外，各止转部件34配置于收纳在第2壳体5B内的筒状的引导部件35的引导槽35a内。各引导槽35a形成为沿丝杠轴32的轴向延伸，构成为各止转部件35能够沿着各引导槽35a移动。

上述传递齿轮机构4由设置于电动马达2的旋转轴2a的第1传递齿轮41和与第1传递齿轮41啮合的第2传递齿轮42构成。第2传递齿轮42设置于螺母31的外周面，构成为与螺母31一起进行旋转。

在如上述那样构成的电动致动器1中，当电动马达2的旋转轴2a进行旋转时，其旋转运动经由第1传递齿轮41和第2传递齿轮42而传递至螺母31。然后，当螺母31进行旋转时，多个滚珠33通过未图示的循环部件而在内螺纹部31a与外螺纹部32a之间循环，由此丝杠轴32在其轴向上前进或后退。此时，丝杠轴32要通过螺母31的旋转运动而向相同的朝向旋转，但设置于丝杠轴32的后端的止转部件34与引导部件35的引导槽35a接触，由此限制丝杠轴32的旋转。由此，丝杠轴32在不旋转的情况下前进或后退。

这样，丝杠轴32在其轴向上前进或后退，由此通过丝杠轴32的前端(图1中的左端)操作未图示的使用设备(这里为构成电动制动系统的液压缸)。

这里，在如本实施方式那样使用电动致动器作为操作构成电动制动系统的液压缸的构件的情况下，有时从液压缸内漏出的油飞散而附着于丝杠轴32的外周面、或者向滚珠丝杠机构30的内部飞散。在该情况下，当油随着丝杠轴32的前进后退运动而侵入螺母31内时，油混入夹设在螺母31与丝杠轴32之间的润滑脂中，润滑脂的性质发生变化，滚珠丝杠机构30的工作性和耐久性有可能会降低。另外，当螺母31内的润滑脂随着丝杠轴32的前进后退运动而漏出到外部时，润滑脂量减少，工作性和耐久性有可能会降低。

因此，在本实施方式的电动致动器中，为了能够有效地抑制异物侵入内部和润滑脂漏出到外部这双方，在丝杠轴32的外周面上设置有壁部36。以下，对壁部36的结构进行详细说明。

如图1所示，壁部36设置于比丝杠轴32的外螺纹部32a靠前端侧的位置、即设置于外螺纹部32与作为操作对象的液压设备(这里为液压缸)之间的外周面(未设置外螺纹部32a的部分)。壁部36按照不相对于丝杠轴32的外周面在轴向上移动或沿周向旋转的方式进行固定。因此，当丝杠轴32前进或后退时，壁部36也与丝杠轴32一起前进或后退。另外，壁部36配置成从丝杠轴32的外周面向径向(与轴向垂直的方向)突出且其突出方向的前端与壳体5(第1壳体5A)的内周面接近。即，壁部36的突出方向的前端(外径方向端部)配置成隔着间隙10(参照图2)而不与壳体5的内周面接触。

图3是从丝杠轴32的轴向观察壁部36的主视图。

如图3所示，壁部36形成为圆形的板状，在丝杠轴32的外周面的整周范围内连续地配置。另外，壁部36的形状不限于圆形，可以根据壳体5(第1壳体5A)的内周面的形状等而适当变更。另外，壁部36设置成在丝杠轴32的外周面的整周范围内与该外周面之间不产生间隙。在本实施方式中，壁部36与丝杠轴32分体构成，但壁部36也可以与丝杠轴32一体成型。另外，作为壁部36的材料，例如可以应用具有耐热性的金属材料等。

这样，在本实施方式的电动致动器1中，在丝杠轴32的外周面上设置有上述那样的壁部36，因此即使从液压设备飞散的油附着于丝杠轴32的外周面、或者从液压设备飞散的油直接飞散到滚珠丝杠机构30内，也能够有效地抑制该油沿着丝杠轴32的外周面而侵入到螺母31内。即，即使油沿着丝杠轴32的外周面而移动至螺母31侧，也能够通过壁部36来阻止油的移动，因此能够抑制油侵入螺母31内。由此，能够有效地抑制油混入螺母31内的润滑脂中，能够避免润滑脂的性质(润滑性)随着油的混入而变化，因此能够维持滚珠丝杠机构30的工作性和耐久性。

另外，壁部36除了能够抑制油侵入螺母31内之外，还能够抑制润滑脂从螺母31内漏出。即，即使螺母31内的润滑脂随着丝杠轴32的前进后退运动而沿着丝杠轴32的外周面移动至前端侧(液压设备侧)，也能够通过壁部36来阻止润滑脂的移动。由此，能够抑制螺母31内的润滑脂量减少，因此能够确保润滑脂对滚珠丝杠机构30的工作性和耐久性的维持功能。

这里，在如以往那样在螺母与丝杠轴之间设置有密封部件的结构中，当丝杠轴前进或后退时，密封部件相对于丝杠轴在直动方向和旋转方向上相对地滑动，因此当增加密封部件相对于丝杠轴的接触面积、或增大接触压时，密封部件相对于丝杠轴的滑动阻力增加，丝杠轴的工作效率会降低。另外，还考虑下述方法：代替以往的密封部件而在壳体的内周面与丝杠轴的外周面之间设置能够伸缩的波纹状的护罩，通过该护罩抑制油的侵入，但在该方法中，随着护罩的伸缩会产生阻力或壳体内压的变动。

与此相对，在本发明的实施方式中，即使壁部36与丝杠轴32一起前进或后退，由于在壁部36的外径方向端部与壳体5的内周面之间设置有间隙10(参照图2)，因此壁部36也不会相对于壳体5的内周面滑动。这样，在本实施方式中，壁部36配置成不与壳体5的内周面接触，因此在壁部36与壳体5之间不产生滑动阻力，壁部36不会妨碍丝杠轴32的前进后退运动。因此，还能够确保滚珠丝杠机构30的良好的工作性。

如上述那样，在本发明的实施方式中，在不使用以往那样的密封部件和波纹状的护罩的情况下将不与壳体5接触的壁部36设置于丝杠轴32的外周面，由此能够有效地抑制来自外部的油侵入和润滑脂向外部漏出，并且还能够确保丝杠轴的良好的工作性。

另外，壁部36的外径方向端部需要配置成不仅不与壳体5的内周面接触，而且不与包含设置于(固定于)壳体5的内周面的其他部件的内周面接触。在图1所示的例子的情况下，在壁部36的往复移动范围内，在壳体5的内周面什么也没设置，但在壳体5的内周面设置有其他部件的情况下，壁部36配置成也不与设置于该内周面的部件接触，由此能够避免随着壁部36的移动而产生滑动阻力。

另外，在如图1所示的例子那样以水平地设置的姿势使用滚珠丝杠机构30的情况下，也考虑从液压设备飞散的油随着重力而积存于壳体5的内周面的下部，油从该内周面的下部与壁部36的间隙侵入螺母31侧。

关于这一点，在本实施方式中，在壁部36与液压设备之间设置有在壳体5的内周面的整周范围内向内径方向突出的环状的突起部50(参照图1)，因此通过该突起部50，能够阻止油向螺母31侧移动。另外，即使螺母31内的润滑脂沿着壳体5的内周面的下部而移动至液压设备侧，也能够通过突起部50来阻止该润滑脂的移动，因此也能够抑制润滑脂侵入液压设备侧。这样，在本实施方式中，通过设置于壁部36与液压设备之间的壳体5的突起部50，能够更可靠地阻止油和润滑脂的移动。

壁部36只要从丝杠轴32的外周面稍微突出，就能够抑制油的侵入和润滑脂的漏出，但壁部36的突出量多时，在抑制油的侵入和润滑脂的漏出方面是优选的。具体而言，优选图1所示的壁部36的外径(最大外径)D大于螺母31的内螺纹部31a的内径(最大内径)d。这样，通过使壁部36的外径D大于螺母31的内螺纹部31a的内径d，能够有效地抑制润滑脂从螺母31内漏出以及油侵入螺母31内。另外，不限于壁部36外径整体大于螺母31的内螺纹部31a的内径的情况，也可以是仅壁部36的外径的一部分大于螺母31的内螺纹部31a的内径的情况。换言之，可以在丝杠轴32的外周面的周向的一部分，使壁部35的外径形成得大于螺母31的内螺纹部的内径31a。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不限于上述实施方式，可以在不脱离发明的主旨的范围内进行各种变更。

在上述实施方式中，以壁部36的突出方向的前端配置成不与壳体5的内周面接触的情况为例进行了说明，但为了提高密封性，也可以使壁部36的突出方向的前端以能够滑动的程度与壳体5的内周面或设置于壳体5的内周面的其他部件的内周面接触。在该情况下，与以往那样的在进行旋转运动的旋转部件与进行直线运动的直动部件之间配置有具有密封功能的部件的结构相比，也能够抑制滚珠丝杠机构的工作效率降低，能够抑制来自外部的异物侵入以及润滑剂向外部漏出。即，在以往的结构中，当旋转部件进行旋转并且直动部件进行直线运动时，密封部件相对于直动部件在直动方向和旋转方向这两个方向上滑动，但在本发明的壁部36的情况下，相对于壳体5或其他部件的内周面仅在直动方向上滑动，因此能够降低滑动阻力，能够抑制滚珠丝杠机构的工作效率降低。作为壁部36的材料，可以应用具有滑动性的树脂材料或橡胶材料等。

另外，如图4所示的例子那样，壁部36可以仅设置于丝杠轴32的外周面的周向的一部分。在图4所示的例子中，壁部36遍及丝杠轴32的下侧一半的周向区域而设置成半圆状，但壁部36的配置和形状可以适当地变更。另外，也可以遍及丝杠轴32的周向而相互隔开间隔地配置多个壁部36。

另外，在上述实施方式中，以使用本发明的电动致动器作为操作电动制动系统的液压设备的电动致动器的情况为例进行了说明，但作为操作对象的装置或部件可以是液压设备以外的装置或部件。因此，本发明的电动致动器也可以用作操作液压设备以外的装置或部件的电动致动器，上述壁部36也能够用作抑制油以外的异物侵入的壁部。

另外，将电动马达的旋转运动转换成直线运动的运动转换机构不限于将螺母(内螺纹部)与丝杠轴(外螺纹部)经由滚珠而间接地螺合的滚珠丝杠机构，也可以是螺母(内螺纹部)与丝杠轴(外螺纹部)不经由滚珠而直接地螺合的滑动丝杠机构。即，本发明不限于作为进给丝杠机构的一例的滚珠丝杠机构，也可以应用于作为其他例的滑动丝杠机构。

标号说明

1：电动致动器；2：电动马达；3：运动转换机构；4：传递齿轮机构；5：壳体；10：间隙；30：滚珠丝杠机构；31：螺母(旋转部件)；31a：内螺纹部；32：丝杠轴(直动部件)；32a：外螺纹部；33：滚珠；36：壁部；50：突起部。

Claims (6)

1.一种进给丝杠机构，其将电动马达的旋转运动转换成直线运动并向操作对象传递，其特征在于，

该进给丝杠机构具有：

旋转部件，其在内周面上具有内螺纹部；

直动部件，其在外周面上具有直接或间接地与所述内螺纹部螺合的外螺纹部，该直动部件随着所述旋转部件的旋转而进行直线运动；

润滑剂，其收纳在所述内螺纹部与所述外螺纹部之间；

壳体，其收纳所述旋转部件和所述直动部件；以及

壁部，其从所述直动部件的外周面沿径向突出，

所述壁部与所述直动部件一起进行直线运动，

所述壁部的外径方向端部配置成不与所述壳体的内周面和设置于所述壳体的内周面的部件接触，或者配置成能够相对于所述壳体的内周面或设置于所述壳体的内周面的部件滑动。

2.根据权利要求1所述的进给丝杠机构，其中，

所述操作对象是液压设备，

所述壁部配置在所述直动部件的外螺纹部与通过所述直动部件而移动的液压设备之间。

3.根据权利要求1或2所述的进给丝杠机构，其中，

所述壁部的外径的至少一部分大于所述旋转部件的内螺纹部的内径。

4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的进给丝杠机构，其中，

所述壁部配置于所述直动部件的外周面的周向的至少一部分。

5.根据权利要求2所述的进给丝杠机构，其中，

在所述壁部与所述液压设备之间设置有从所述壳体的内周面沿径向突出的突起部。

6.一种电动致动器，其特征在于，

该电动致动器具有：

电动马达；以及

权利要求1至5中的任意一项所述的进给丝杠机构，其将所述电动马达的旋转运动转换成直线运动。