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Gebiet der Erfindung
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Diese
Anmeldung beansprucht eine Priorität basierend auf der
japanischen Patentanmeldung Nr.
JP2007-62020 ,
die am 12. März 2007 eingereicht wurde und die Überschrift „Kugelumlaufspindelvorrichtung
mit einer Umlaufbahn und ein Verfahren zur Herstellung derselben” trägt.
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Stand der Technik
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Normalerweise
wird in dem Fall, wenn ein elektrischer Motor verwendet wird, um
Bewegungsenergie für eine translatorische Bewegung zu erzeugen,
eine Kugelumlaufspindelvorrichtung (inklusive einer Schraubenantriebsübertragungsvorrichtung) verwendet,
um die rotatorische Bewegung des elektrischen Motors in eine translatorische
Bewegung umzuwandeln.
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Das
Beispiel der Kugelumlaufspindelvorrichtung ist eine Struktur, mit
einer Schraubenachse, welche an ihrer Au ßenseite mit einer
schraubenförmigen Nut (hierin im folgenden „Schraubennut” genannt) ausgeführt
ist, in der die Kugeln der Vorrichtung rollen und sich bewegen können,
und einer Mutter, die an ihrer Innenseite mit einer Schraubennut
versehen und auf die Schraubenachse geschraubt ist, womit den Kugeln
ein Rollen und Bewegen in einer ausgerichteten Umlaufbahn, die durch
die Nut der Schraubenachse gebildet wird und nicht entgegengesetzt
zu einander ist, erlaubt wird, wodurch eine Kreisbahn gebildet,
die von einem Ende der Nut zu deren anderem Ende läuft,
um den Kugeln ein unbeschränktes Umlaufen zu erlauben.
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Stand
der Technik, der dieselbe Art Umlaufbahn wie diese Erfindung umfasst,
ist in Referenzdokument 1 (
japanische
veröffentlichte ungeprüfte Anmeldung Nr. H11-270648 ),
auf die unten Bezug genommen wird, offenbart.
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Wie
in 1 von Referenzdokument 1 gezeigt ist, ist die
Kugelumlaufspindelvorrichtung eine Struktur, die Nuten (2a),
(3a) aufweist, welche spiralförmig an einer Schraubenwelle
(2) und einer entsprechenden Schraubenmutter (3)
ausgebildet sind, um so den Kugeln (4) ein Rollen und Bewegen
zu erlauben. Wenn sich eine Kugel (4) entlang der Nut (3a) bewegt,
wird die Kugel (4) zu einer Rückkehrnut (5a) innerhalb
des Deflektors (5), der an dem Deflektormontagefenster
(3c) befestigt ist, geleitet und steigt durch die Nut (3a)
in einer axialen Richtung, um so den Kugeln (4) ein unbegrenztes
Umlaufen zu erlauben.
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Wie
in den
3 bis
6 von
Referenzdokument 2 (
japanische
veröffentlichte ungeprüfte Anmeldung Nr. 2007-24229 )
gezeigt ist, die eine verbesserte Version der Erfindung aus Referenzdokument
1 darstellt, wird von einer Schraubennut (
23), die an der
Außenfläche einer Schraube (
22) vorgesehen
ist, und einer Schraubennut (
24), die an der Innenfläche einer
Mutter (
25) vorgesehen ist, eine Umlaufbahn (
26)
gebildet, wodurch der Mutter (
25) erlaubt wird, sich zu
drehen und zu bewegen, und eine Kreisbahn (
28) zu bilden,
die deckungsgleich mit der Umlaufbahn (
26) ist. Die Kreisbahn
(
28) ist eine Struktur, die die aus einem tunnelförmigen
Laufring (
29), der sich von einem Ende (
24a) der
Nut (
24) zu dem anderen Ende (
24b) der Nut (
24)
innerhalb der Innenwand der Mutter (
25) erstreckt. Führungspunkte
(
31a) und (
31b) sind entsprechend an jedem Ende
des tunnelförmigen Umlaufrings (
29) vorgesehen.
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Die
Erfindung von Referenzdokument 2, die den zuvor genannten Aufbau
aufweist, löst die folgenden Probleme, welche die Erfindung
aus Referenzdokument 1 immer hat: dass ein Fehler, oder ein Maschinenfehler
in den Mitnahmestrukturen (Übernahme und Abgabe) des Deflektors
(5) und des diskreten Komponententeils auftreten wird,
d. h. des Fensterbereichs (3a), und zwischen der Rückkehrnut (5a)
und der Schraubenut (3a), was einen Umbau oder eine Nachbearbeitung
erforderlich macht: dass die Anzahl der Komponententeile zunehmen
wird, und dass die Zeit und die Kosten, die für die Instandhaltung
erforderlich sind, durch weitere Herstellung und Reparaturüberwachung,
wie auch weiteren Zusammenbau-, Umbau- und Nachbearbeitung oder Ähnliches,
steigen werden.
- Referenz 1: Japanische
veröffentlichte ungeprüfte Anmeldung Nr. H11-270648 ,
Paragraphen Nr. 0025 bis 0029 und 2)
- Referenz 2: Japanische
veröffentlichte ungeprüfte Anmeldung Nr. 2007-24229 ,
Paragraphen Nr. 0023 bis 0025 und 2 bis 6)
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[Offenbarung der Erfindung]
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[von der Erfindung zu lösende
Probleme]
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Referenz
2 hat ein Merkmal, das zeigt, wie die Probleme bezüglich
des konventionellen Aufbaus der Erfindung aus Referenz 1 vermieden
werden. Nach der Durchführung von Tests oder ähnlichem wurde
jedoch herausgefunden, dass die Erfindung aus Referenz 2 noch einige
Punkte aufweist, die zu verbessern sind. Ein Beispiel ist hier gezeigt.
Um einen tunnelförmigen Laufring (29) bereitzustellen,
der beide Enden der Schraubennut (24) der Mutter (25) verbindet,
ist es erforderlich, ein Werkzeug mit einer kleineren Breite als
die der länglichen Fensternut (35), die vorgesehen
ist, um die Kugeln vom Verlassen des Laufrings abzuhalten, zu benutzen.
Um solch ein dünnes Werkzeug in den Laufring einzuführen
ist eine kleine, leichtgewichtige Vorrichtung erforderlich. Die
Verwendung eines solchen Werkzeuges, das ein Außendurchmesser
aufweist, der kleiner als der der Kugel (27) ist, macht
das Verfahren schwierig. Außerdem ist so ein Werkzeug nicht
haltbar, seine Verwendung ist zeitaufwendig und es ist teuer in der
Herstellung oder Ähnliches. Weiterhin wird Druck aufgebaut,
wenn solch ein dünnes Werkzeug in den Laufring eingesetzt
wird, in welchem Fall es notwendig ist, den tunnelförmigen
Laufring (29) und/oder den Durchmesser der Kugeln (27)
zu vergrößern. Somit kann die gesamte Kugelumlaufspindelvorrichtung möglicherweise
eine Vergrößerung benötigen, und eine
Verbesserung ist erforderlich.
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Unter
Berücksichtigung der oben genannten Probleme weist diese
Erfindung die folgenden Merkmale auf.
- (1) Basierend
auf der Querschnittsansicht der 180° Basislinie, die sowohl
die Schraubennut der Mutter und die der Schraubenachse zeigt, liefert diese
Erfindung eine einfache und elementare Struktur, um die Kugeln durch
den die Zweipunktlagerung an einer Seite der Schraubennut und die Einpunktlagerung
an der anderen Schraubennut vom Verlassen des tunnelförmigen
Laufrings abzuhalten, so dass die Anzahl der Komponententeile reduziert
ist (d. h. große Deflektoren für einen Führungspfad
oder Ähnliches), wodurch eine kleine Kugelumlaufspindelvorrichtung
bereitgestellt wird.
- (2) Die vorgenannte kleine Kugelumlaufspindelvorrichtung wird
zur Verfügung gestellt. Damit wird eine leichtgewichtige,
kleine, elektrisch betriebene, lineare Bewegungsvorrichtung bereitgestellt.
- (3) Durch das Verkleinern und Leichtermachen der Kugelumlaufspindelvorrichtung
wird die Schwierigkeit ihrer Herstellung überwunden. Die Vorrichtung
ist haltbar, und die Zeit und Kosten bei der Herstellung werden
gespart.
- (4) Selbst nach dem Verkleinern und Leichtermachen der Kugeln
und/oder der Vorrichtung wird die Belastbarkeit und/oder die Rotierbarkeit
der Kugeln verbessert (die Rotierbarkeit wird geglättet), und
ihre Lenkfähigkeit wird sicher erhalten. Ein Brennstoffverbrauch
wird verbessert, was eine effiziente umweltbezogene Nachhaltigkeit
bewirkt.
- (5) Unnormaler Lärm von der Mutter und dem Durchgangsloch
und/oder von der Mutter und dem Führungspfad wird im Wesentlichen
eliminiert.
- (6) Um ein Durchgangsloch und seinen Führungspfad,
der durch die Kugelschraubennut zu der Innenseite der Mutter hindurchtritt,
bereitzustellen, wird das erste Werkzeug in die halbrunde Schraubennut,
die an der Innenseite der Mutter vorgesehen ist, oder in ein Loch
mit einem Durchmesser, der größer als der der
Kugeln ist, eingeführt, um so ein Verfahren für
die Herstellung der Kugelspindelvorrichtung bereitzustellen, in
dem der größte Teil des Durchgangsloches korrekt
an der Innenwand der Mutter ausgebildet wird.
- (7) Die Anzahl der Komponententeile ist reduziert, und ein einfaches
Verfahren für die Herstellung der kleinen Kugelumlaufspindelvorrichtung
wird zur Verfügung gestellt.
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Mittel zur Lösung
des Problems
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Der
erste Aspekt dieser Erfindung betrifft die vorgenannten Merkmale
(1) bis (5).
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Der
erste Aspekt dieser Erfindung betrifft eine Kugelumlaufspindelvorrichtung
mit einer Schraubenachse, die eine Schraubennut an ihrer Außenfläche
aufweist, so dass Kugeln darauf umlaufen können, einer
Mutter mit einer Schraubennut an ihrer Innenfläche, in
der Kugeln umlaufen können, einer Anzahl Kugeln, die in
einer Umlaufbahn entlang der Schraubennut der Schraubenachse und
der gegenüberliegenden Schraubennut der Mutter umlaufen, und
einem tunnelförmigen Laufring (damit die Kugeln unbegrenzt
umlaufen können), dadurch gekennzeichnet, dass sie ein
Durchgangsloch umfasst, das in der Wand der Mutter ausgebildet ist,
so dass die Kugeln von einem Ende der Schraubennut der Mutter zu
dem anderen Ende zirkulieren können, wobei das Durchgangsloch
einen Führungspfad an jedem Ende der Schraubennut aufweist,
um die Kugeln in den tunnelförmigen Laufring einzuführen,
und ein Mittel zwischen der Schraubennut an einer Stirnfläche
der Mutter und der Schraubennut der Schraubenachse vorgesehen ist,
um zu verhindern, dass die Kugeln beide Schraubennuten verlassen,
wobei das Mittel eine ausgeschnittene Nut ist, die entweder mit
einem Ende der Schraubennut der Mutter oder dem anderen Ende verbunden
ist, und in einer halbrunden Form an der Stirnfläche der
Mutter senkrecht zu der Mittelachse ausgebildet ist, wobei ein Freiraum,
der an jedem Stegbereich von einem Endbereich oder dem anderen Endbereich
der Schraubennut der Mutter ausgebildet ist, mit der ausgeschnittenen
Nut verbunden ist.
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Der
dritte Aspekt dieser Erfindung liefert eine Struktur einer Schraubennut
in der Mutter, die geeignet ist, um die Ziele des obigen ersten
Aspekts der Erfindung zu erreichen. Auch liefert der dritte Aspekt dieser
Erfindung eine Stirnfläche der Mutter, in der eine Schraubennut
an zwei Punkten und die andere Schraubennut an einem Punkt gehalten
ist, basierend auf der Basislinie von 180°, wie in der
Querschnittsansicht der Schraubennut gezeigt ist, unabhängig
von der Art des Werkzeugs, das für die Ausformung der Schraubennut
der Mutter verwendet wird.
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Der
dritte Aspekt dieser Erfindung betrifft eine Kugelumlaufspindelvorrichtung
mit einem tunnelförmigen Laufring gemäß dem
ersten Aspekt dieser Erfindung, die dadurch gekennzeichnet ist,
dass ein halbrunder Ausschnitt, in dem die Kugeln zirkulieren können,
oder ein Freiraum an jedem Stegbereich eines Endbereichs oder des
anderen Endbereichs der Schraubennut der Mutter ausgebildet ist,
der mit der ausgeschnittenen Nut verbunden ist, wobei der halbrunde
Ausschnitt einen Ausschnitt aufweist, um einen Raum zu bilden, der
sich in der Achsenrichtung erstreckt.
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Der
vierte Aspekt dieser Erfindung liefert eine Struktur einer Schraubennut
und/oder eines Stegbereichs der Mutter, die auf geeignete Weise
die Ziele des ersten Aspekts in dieser Erfindung erreicht. Gemäß dem
vierten Aspekt dieser Erfindung laufen die Kugeln von einem Ende
der Schraubennut, die schraubenförmig in der Mutter gebildet
ist, durch die Öffnung des Durchgangslochs und durch das
Durchgangsloch, das in der Wand der Mutter ausgebildet ist, wobei
die Kugeln zu dem anderen Ende der Schraubennut zurückkehren,
so dass die Anzahl der Kugeln, die ent lang einer Schraubennut an
der Mutter ausgerichtet sind, erhöht ist. Damit kann die
Breite und der Außendurchmesser der Mutter kleiner sein, und
das hohe Drehmoment der Mutter kann in eine axiale Umsetzung der
Schraubenachse überführt werden.
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Der
vierte Aspekt dieser Erfindung betrifft eine Kugelumlaufspindelvorrichtung
mit einem tunnelförmigen Laufring gemäß dem
ersten Aspekt dieser Erfindung, die dadurch gekennzeichnet ist,
dass sie eine Struktur aufweist, in welcher der Durchmesser der
Innenfläche der Mutter, in der sich die Schraubennut der
Mutter befindet, größer als der Außendurchmesser
der Schraubenachse und ungefähr genau so groß wie
der Durchmesser der Zylinderfläche ist, auf der die zirkulierenden
Kugeln in der Umlaufbahn laufen, wobei ein Stegbereich außerhalb
der Schraubennut an beiden Kanten der Mutter von einem Ende der
Schraubennut zu dem anderen Ende und von einer Seite der Mutter
zu der anderen Seite vorgesehen ist, wobei der Führungspfad
mit der Öffnung des Stegbereichs durch das Durchgangsloch und/oder
einen Endbereich und/oder den anderen Endbereich des Durchgangslochs
verbunden ist, und wobei das Durchgangsloch und die schraubenförmige
ausgeschnittene Nut durch die Öffnung des Stegbereichs
verbunden sind.
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Der
fünfte Aspekt dieser Erfindung betrifft das Bereitstellen
einer Struktur einer Schraubennut und/oder eines Stegbereichs der
Mutter, um es den langsam zirkulierenden Kugeln zu erlauben, vollständig
geführt zu werden, und das Erreichen der geeigneten Ziele
des ersten Aspekts der Erfindung.
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Der
fünfte Aspekt dieser Erfindung betrifft eine Kugelumlaufspindelvorrichtung
mit einem tunnelförmigen Laufring gemäß dem
ersten Aspekt dieser Erfindung, die dadurch gekennzeichnet ist,
dass sie eine Struktur aufweist, in welcher der Durchmesser der
Innenfläche der Mutter, in der die Schraubennut der Mutter
ausgebildet ist, größer als der Außendurchmesser
der Schraubenachse und ungefähr gleich dem Durchmesser
der Zylinderfläche ist, auf der die Kugeln passieren, die
in der Umlaufbahn zirkulieren, wobei die Stegbereiche der Mutter
außerhalb der Schraubennut an beiden Kanten der Mutter von
einem Ende der Schraubennut zu dem anderen Ende und von einer Seite
der Mutter zu der anderen Seite vorgesehen sind, wobei der Führungspfad
mit der Öffnung des Stegbereichs durch das Durchgangsloch
und/oder einen Endbereich und/oder den anderen Endbereich des Durchgangslochs
verbunden ist, und wobei das Durchgangsloch und die schraubenförmige
ausgeschnittene Nut durch die Öffnung des Stegbereichs
verbunden sind, oder ein schuppenartiger Vorsprung an dem Führungspfad des
tunnelförmigen Laufrings vorgesehen ist.
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Der
sechste Aspekt dieser Erfindung ist das Bereitstellen einer Struktur
einer schraubenförmigen Nut, die geeignet ist, um die Ziele
des ersten Aspekts der Erfindung zu erreichen. Auch der sechste
Aspekt dieser Erfindung ist das Bereitstellen einer Stirnfläche
der Mutter, in der eine Schraubennut an zwei Punkten und die andere
Schraubennut an einem Punkt gehalten ist, basierend auf der Basislinie
von 180°, wie in der Querschnittsansicht der Schraubennut
gezeigt ist, unabhängig von der Art des Werkzeugs, das
für die Ausformung der Schraubennut der Mutter verwendet
wird.
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Der
sechste Aspekt dieser Erfindung betrifft eine Kugelumlaufspindelvorrichtung
mit einem tunnelförmigen Laufring gemäß dem
ersten Aspekt dieser Erfindung, dadurch gekennzeichnet, dass ein Füllmaterial
(Deflektor) in der halbrunden Aussparungsnut an der Schraubennut
der Mutter oder in dem Loch, das einen größeren
Durchmesser als den der Kugeln aufweist, vorgesehen ist.
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Der
siebte Aspekt dieser Erfindung betrifft die zuvor genannten Merkmale
[1] bis [7].
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Der
siebte Aspekt dieser Erfindung betrifft ein Verfahren für
die Herstellung einer Kugelumlaufspindelvorrichtung mit einer Schraubenachse,
die an ihrer Außenfläche eine Schraubennut aufweist,
in der die Kugeln laufen können, einer Mutter, die an ihrer Innenseite
eine Schraubennut aufweist, in der die Kugeln laufen können,
einer Anzahl Kugeln, die in einer Umlaufbahn entlang der Schraubennut
der Schraubenachse und der gegenüberliegenden Schraubennut
der Mutter zirkulieren, und einem tunnelförmigen Laufring
(damit die Kugeln unbegrenzt zirkulieren können), dadurch
gekennzeichnet, dass in der Wand der Mutter einen Durchgangsloch
ausgeschnitten ist, damit die Kugeln von einem Ende der Schraubennut zu
dem anderen laufen können, wobei ein Führungspfad
an jedem Ende der Schraubennut ausgebildet ist, um die Kugeln in
den tunnelförmigen Laufring einzuführen, wobei
ein Mittel zwischen der Schraubennut an einer Stirnfläche
der Mutter und der Schraubennut an der Schraubenachse vorgesehen
ist, um die Kugeln am Verlassen beider Schraubennuten zu hindern,
wobei das Mittel eine Struktur aufweist, in der basierend auf der
Basislinie von 180°, wie in der Querschnittsansicht von
beiden Schraubennuten gezeigt ist, eine Schraubennut der zuvor genannten Schraubenachse
an zwei Punkten gehalten ist, während die andere Schraubennut
der zuvor genannten Mutter an einem Punkt gehalten ist, dadurch
gekennzeichnet, dass eine schraubenförmige ausgeschnittene
Nut vorgesehen wird, indem ein erstes Werkzeug, wie z. B. ein Schneidwerkzeug
oder dergleichen, in einen Ausschnitt, der an der Stirnfläche
der Mutter vorgesehen ist, oder in ein Loch, das einen größeren
Durchmesser als die Kugeln aufweist, die durch den Führungspfad
zirkulie ren, eingeführt wird, wobei ein Durchgangsloch
in dem tunnelförmigen Laufring von einem Ende der Außenfläche
der Mutter zu dem anderen Ende vorgesehen wird, indem das zweite
Werkzeug in das Loch eingeführt wird, um einen Freiraum
für die Kugeln zu schaffen, so dass diese zu der Stirnfläche
der Mutter zirkulieren können, wobei der Freiraum in Verbindung
mit der schraubenförmigen ausgeschnittenen Nut steht.
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[Vorteil dieser Erfindung]
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Der
erste Aspekt dieser Erfindung betrifft eine Kugelumlaufspindelvorrichtung
mit einer Schraubenachse, die eine Schraubennut an ihrer Außenfläche
aufweist, so dass Kugeln darauf umlaufen können, einer
Mutter mit einer Schraubennut an ihrer Innenfläche, in
der Kugeln umlaufen können, einer Anzahl Kugeln, die in
einer Umlaufbahn entlang der Schraubennut der Schraubenachse und
der gegenüberliegenden Schraubennut der Mutter umlaufen, und
einem tunnelförmigen Laufring (damit die Kugeln unbegrenzt
umlaufen können), dadurch gekennzeichnet, dass sie ein
Durchgangsloch umfasst, das in der Wand der Mutter ausgebildet ist,
so dass die Kugeln von einem Ende der Schraubennut der Mutter zu
dem anderen Ende zirkulieren können, wobei das Durchgangsloch
einen Führungspfad an jedem Ende der Schraubennut aufweist,
um die Kugeln in den tunnelförmigen Laufring einzuführen,
und ein Mittel zwischen der Schraubennut an einer Stirnfläche
der Mutter und der Schraubennut der Schraubenachse vorgesehen ist,
um zu verhindern, dass die Kugeln beide Schraubennuten verlassen,
wobei das Mittel eine ausgeschnittene Nut ist, die entweder mit
einem Ende der Schraubennut der Mutter oder dem anderen Ende verbunden
ist, und in einer halbrunden Form an der Stirnfläche der
Mutter senkrecht zu der Mittelachse ausgebildet ist, wobei ein Freiraum,
der an jedem Stegbereich von einem Endbereich oder dem anderen Endbereich
der Schraubennut der Mutter ausgebildet ist, mit der ausgeschnittenen
Nut verbunden ist.
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Daher
umfasst Anspruch 1 dieser Erfindung die unten beschriebenen Merkmale.
- (1) Basierend auf der Querschnittsansicht der 180° Basislinie,
die sowohl die Schraubennut der Mutter und die der Schraubenachse
zeigt, liefert diese Erfindung eine einfache und elementare Struktur,
um die Kugeln durch den die Zweipunktlagerung an einer Seite der
Schraubennut und die Einpunktlagerung an der anderen Schraubennut vom
Verlassen des tunnelförmigen Laufrings abzuhalten, so dass
die Anzahl der Komponententeile reduziert ist (d. h. große
Deflektoren für einen Führungspfad oder Ähnliches),
wodurch eine kleine Kugelumlaufspindelvorrichtung bereitgestellt
wird.
- (2) Die vorgenannte kleine Kugelumlaufspindelvorrichtung wird
zur Verfügung gestellt. Damit wird eine leichtgewichtige,
kleine, elektrisch betriebene, lineare Bewegungsvorrichtung bereitgestellt.
- (3) Durch das Verkleinern und Leichtermachen der Kugelumlaufspindelvorrichtung
wird die Schwierigkeit ihrer Herstellung überwunden. Die Vorrichtung
ist haltbar, und die Zeit und Kosten bei der Herstellung werden
gespart.
- (4) Selbst nach dem Verkleinern und Leichtermachen der Kugeln
und/oder der Vorrichtung wird die Belastbarkeit und/oder die Rotierbarkeit
der Kugeln verbessert (die Rotierbarkeit wird geglättet), und
ihre Lenkfähigkeit wird sicher erhalten. Ein Brennstoffverbrauch
wird verbessert, was eine effiziente umweltbezogene Nachhaltigkeit
bewirkt.
- (5) Unnormaler Lärm von der Mutter und dem Durchgangsloch
und/oder von der Mutter und dem Führungspfad wird im Wesentlichen
eliminiert.
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Der
dritte Aspekt dieser Erfindung betrifft eine Kugelumlaufspindelvorrichtung
mit einem tunnelförmigen Laufring gemäß dem
ersten Aspekt dieser Erfindung, die dadurch gekennzeichnet ist,
dass ein halbrunder Ausschnitt, in dem die Kugeln zirkulieren können,
oder ein Freiraum an jedem Stegbereich eines Endbereichs oder des
anderen Endbe reichs der Schraubennut der Mutter ausgebildet ist,
der mit der ausgeschnittenen Nut verbunden ist, wobei der halbrunde
Ausschnitt einen Ausschnitt aufweist, um einen Raum zu bilden, der
sich in der Achsenrichtung erstreckt.
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Daher
ist der dritte Aspekt dieser Erfindung das Erreichen der Ziele des
ersten Aspekts der Erfindung mit Merkmalen, welche die am besten
geeignete Struktur einer Schraubennut mit einer geeigneten Mutter
vorsehen. Außerdem ist der dritte Aspekt dieser Erfindung
das Bereitstellen einer Stirnfläche der Mutter, in der
eine Schraubennut an zwei Punkten und die andere Schraubennut an
einem Punkt gehalten ist, basierend auf der Basislinie von 180°,
wie in der Querschnittsansicht der Schraubennut gezeigt ist, unabhängig
von der Art des Werkzeugs, das für die Ausformung der Schraubennut
der Mutter verwendet wird, oder Ähnliches.
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Der
vierte Aspekt dieser Erfindung betrifft eine Kugelumlaufspindelvorrichtung
mit einem tunnelförmigen Laufring gemäß dem
ersten Aspekt dieser Erfindung, die dadurch gekennzeichnet ist,
dass sie eine Struktur aufweist, in welcher der Durchmesser der
Innenfläche der Mutter, in der sich die Schraubennut der
Mutter befindet, größer als der Außendurchmesser
der Schraubenachse und ungefähr genau so groß wie
der Durchmesser der Zylinderfläche ist, auf der die zirkulierenden
Kugeln in der Umlaufbahn lau fen, wobei ein Stegbereich außerhalb
der Schraubennut an beiden Kanten der Mutter von einem Ende der
Schraubennut zu dem anderen Ende und von einer Seite der Mutter
zu der anderen Seite vorgesehen ist, wobei der Führungspfad
mit der Öffnung des Stegbereichs durch das Durchgangsloch und/oder
einen Endbereich und/oder den anderen Endbereich des Durchgangslochs
verbunden ist, und wobei das Durchgangsloch und die schraubenförmige
ausgeschnittene Nut durch die Öffnung des Stegbereichs
verbunden sind.
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Daher
ist der vierte Aspekt dieser Erfindung das Erreichen der Ziele des
ersten Aspekts dieser Erfindung und Merkmale zu haben, welche die
am besten geeignete Struktur einer Schraubennut mit dem Stegbereich
der Mutter vorsehen, oder Ähnliches.
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Der
fünfte Aspekt dieser Erfindung betrifft eine Kugelumlaufspindelvorrichtung
mit einem tunnelförmigen Laufring gemäß dem
ersten Aspekt dieser Erfindung, die dadurch gekennzeichnet ist,
dass sie eine Struktur aufweist, in welcher der Durchmesser der
Innenfläche der Mutter, in der die Schraubennut der Mutter
ausgebildet ist, größer als der Außendurchmesser
der Schraubenachse und ungefähr gleich dem Durchmesser
der Zylinderfläche ist, auf der die Kugeln passieren, die
in der Umlaufbahn zirkulieren, wobei die Stegbereiche der Mutter
außerhalb der Schraubennut an beiden Kanten der Mutter von
einem Ende der Schraubennut zu dem anderen Ende und von einer Seite
der Mutter zu der anderen Seite vorgesehen sind, wobei der Führungspfad
mit der Öffnung des Stegbereichs durch das Durchgangsloch
und/oder einen Endbereich und/oder den anderen Endbereich des Durchgangslochs
verbunden ist, und wobei das Durchgangsloch und die schraubenförmige
ausgeschnittene Nut durch die Öffnung des Stegbereichs
verbunden sind, oder ein schuppenartiger Vorsprung an dem Führungspfad des
tunnelförmigen Umlaufrings vorgesehen ist.
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Daher
ist es der fünfte Aspekt dieser Erfindung, die Ziele des
ersten Aspekts der Erfindung mit Merkmalen zu erreichen, welche
die am besten geeignete Struktur einer Schraubennut vorsehen, wobei
der Stegbereich der Mutter ermöglicht, dass die langsam
zirkulierenden Kugeln vollständig geführt werden.
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Der
sechste Aspekt dieser Erfindung betrifft eine Kugelumlaufspindelvorrichtung
mit einem tunnelförmigen Laufring gemäß dem
ersten Aspekt dieser Erfindung, dadurch gekennzeichnet, dass ein Füllmaterial
(Deflektor) in der halbrunden Aussparungsnut an der Schraubennut
der Mutter oder in dem Loch, das einen größeren
Durchmesser als den der Kugeln aufweist, vorgesehen ist.
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Daher
ist der sechste Aspekt dieser Erfindung, die Ziele des ersten Aspekts
dieser Erfindung mit Merkmalen zu erzielen, welche die am besten
geeignete Struktur einer Schraubennut mit einer geeigneten Mutter
vorsehen. Auch der sechste Aspekt dieser Erfindung ist das Bereitstellen
einer Stirnfläche der Mutter, in der eine Schraubennut
an zwei Punkten und die andere Schraubennut an einem Punkt gehalten
ist, basierend auf der Basislinie von 180°, wie in der
Querschnittsansicht der Schraubennut gezeigt ist, unabhängig
von der Art des Werkzeugs, das für die Ausformung der Schraubennut
der Mutter verwendet wird.
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Der
siebte Aspekt dieser Erfindung betrifft ein Verfahren für
die Herstellung einer Kugelumlaufspindelvorrichtung mit einer Schraubenachse,
die an ihrer Außenfläche eine Schraubennut aufweist,
in der die Kugeln laufen können, einer Mutter, die an ihrer Innenseite
eine Schraubennut aufweist, in der die Kugeln laufen können,
einer Anzahl Kugeln, die in einer Umlaufbahn entlang der Schraubennut
der Schraubenachse und der gegenüberliegenden Schraubennut
der Mutter zirkulieren, und einem tunnelförmigen Laufring
(damit die Kugeln unbegrenzt zirkulieren können), dadurch
gekennzeichnet, dass in der Wand der Mutter einen Durchgangsloch
ausgeschnitten vorgesehen ist, damit die Kugeln von einem Ende der Schraubennut
zu dem anderen laufen können, wobei ein Führungspfad
an jedem Ende der Schraubennut ausgebildet ist, um die Kugeln in
den tun nelförmigen Laufring einzuführen, wobei
ein Mittel zwischen der Schraubennut an einer Stirnfläche
der Mutter und der Schraubennut an der Schraubenachse vorgesehen ist,
um die Kugeln am Verlassen beider Schraubennuten zu hindern, wobei
das Mittel eine Struktur aufweist, in der basierend auf der Basislinie
von 180°, wie in der Querschnittsansicht von beiden Schraubennuten
gezeigt ist, eine Schraubennut der zuvor genannten Schraubenachse
an zwei Punkten gehalten ist, während die andere Schraubennut
der zuvor genannten Mutter an einem Punkt gehalten ist, dadurch
gekennzeichnet, dass eine schraubenförmige ausgeschnittene
Nut vorgesehen, indem ein erstes Werkzeug, wie z. B. ein Schneidwerkzeug
oder Ähnliches, in einen Ausschnitt, der an der Stirnfläche
der Mutter vorgesehen ist, oder in ein Loch, das einen größeren
Durchmesser als den der Kugeln aufweist, die durch den Führungspfad
zirkulieren, eingeführt ist, wobei ein Durchgangsloch in
dem tunnelförmigen Laufring von einem Ende der Außenfläche
der Mutter zu dem anderen Ende vorgesehen ist, indem das zweite
Werkzeug in das Loch eingeführt wird, um einen Freiraum
für die Kugeln zu schaffen, so dass diese zu der Stirnfläche
der Mutter zirkulieren können, wobei der Freiraum in Verbindung
mit der schraubenförmigen ausgeschnittenen Nut ist.
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Somit
hat der siebte Aspekt der vorliegenden Erfindung die folgenden Merkmale.
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Die
Merkmale (1) bis (5), die in dem obigen Abschnitt [0025] beschrieben
sind.
- Merkmal (6): Das Bereitstellen eines
Durchgangslochs und seines Führungspfades, der die Kugelschraubennut
an der Innenseite der Mutter durchtritt, wobei das erste Werkzeug
in die halbrunde Schraubennut, die an der Innenfläche der
Mutter vorgesehen ist, oder in ein Loch mit einem Durchmesser, der
größer als der der Kugel ist, eingeführt
ist, um so ein Verfahren für die Herstellung der Kugelumlaufspindelvorrichtung
bereitzustellen, in dem der größte Teil des Durchgangslochs korrekt
an der Innenwand der Mutter geformt wird.
- Merkmal (7): Die Anzahl der Komponententeile ist reduziert,
und ein einfaches Verfahren für die Herstellung der kleinen
Kugelumlaufspindelvorrichtung ist bereitgestellt.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist
eine Endansicht von einem Stegbereich der Mutter, welche die Mutter
und eine damit verbundene Schraube auf derselben Achse zeigt.
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2 ist
eine Seitenansicht des Hauptbereichs des elektrisch betriebenen
Lenkungsapparates, in der die Kugelumlaufspindelvorrichtung aus 1 verwendet
wird.
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3-1 zeigt das Verfahren der ersten Ausführungsform
zum Bereitstellen eines Freiraums in der Mutter, um den Kugeln das
Zirkulieren zu der Stirnseite der Mutter zu erlauben. 3-1 zeigt auch das Verfahren des Bereitstellens
der Schraubennut (Führungspfad) an der Mutter und ist ebenfalls
eine Schrägansicht des ersten Werkzeugs, das in den Außenumfang
der Stirnseite der Mutter eingeführt ist (dementsprechend
kann eine vorgeformte Nut verwendet werden, um das erste Werkzeug
durch sie einzuführen).
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3-2 zeigt ein Verfahren gemäß der
ersten Ausführungsform zur Bereitstellung eines Freiraums
in der Mutter, um es den Kugeln zu erlauben, zu der Stirnfläche
der Mutter zu zirkulieren, und zeigt außerdem die Schraubennut
und den Führungspfad, der von dem zweiten Werkzeug bearbeitet
wird, nachdem er von dem ersten Werkzeug in der Außenfläche
der Stirnseite der Mutter gebohrt worden ist.
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3-3 zeigt das Verfahren gemäß der
ersten Ausführungsform zum Bereitstellen eines Freiraums,
der es den Kugeln erlaubt, zu der Stirnflä che der Mutter
zu zirkulieren, und zeigt, dass eine Schraubennut (Führungspfad)
an der Mutter vorgesehen ist. Die 3-3 ist
auch eine Schrägansicht der Öffnung des Führungspfads,
in den das zweite Werkzeug eingeführt wird, nachdem das
erste Werkzeug in die Außenfläche der Stirnseite
der Mutter gebohrt wurde.
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4-1 zeigt ein Verfahren gemäß der
ersten Ausführungsform zum Bereitstellen eines Führungspfads
und eines tunnelförmigen Laufrings an der Außenfläche
der Mutter durch das Einführen des zweiten Werkzeugs in
die Öffnung des Führungspfads, die es den Kugeln
erlauben, in der Mutter zu zirkulieren. Sie zeigt auch das zweite
Werkzeug, das in die Öffnung des Führungspfads
der Mutter eingeführt ist.
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4-2 zeigt die Verfahren der ersten Ausführungsform
zum Bereitstellen eines Führungspfads und eines tunnelförmigen
Laufrings an der Außenfläche der Mutter durch
das Einführen des zweiten Werkzeugs in die Öffnung
des Führungspfads, die es den Kugeln erlauben, in der Mutter
zu zirkulieren. Die 4-2 ist auch eine Überkopfansicht
der Ansicht aus 4-1.
-
4-3 zeigt die Verfahren gemäß der
ersten Ausführungsform zum Bereitstellen eines Führungspfads
und eines tunnelförmigen Laufrings an der Außenfläche
der Mutter durch das Einführen des zweiten Werkzeugs in
die Öffnung des Führungspfads, die es den Kugeln
erlauben, in der Mutter zu zirkulieren. Die 4-3 ist
auch eine Schrägansicht des Hauptbereichs der Querschnittansicht
entlang b-b.
-
5-1 zeigt eine weitere Ausführungsform der
ersten Ausführungsform und ist ebenfalls eine Schrägansicht
der gesamten Mutter.
-
5-2 zeigt eine weitere Ausführungsform der
ersten Ausführungsform und ist ebenfalls eine Schrägansicht
des Hauptbereichs von 5-1.
-
5-3 zeigt eine weitere Ausführungsform der
ersten Ausführungsform und ist ebenfalls eine Schrägansicht
des Hauptbereichs von 5-1.
-
6-1 ist eine Schrägansicht von einem Stegbereich
der Mutter in der zweiten Ausführungsform, der die Mutter
und die Schraube, die zusammengeschraubt sind, auf derselben Achse
zeigt.
-
6-2 ist eine Querschnittansicht aus 6-1 der zweiten Ausführungsform.
-
6-3 ist eine vergrößerte Querschnittansicht
des Hauptbereichs von 6-2 der
zweiten Ausführungsform.
-
6-4 ist eine schematische Endansicht von 6-1 der zweiten Ausführungsform.
-
7-1 ist eine Schrägansicht von einem Stegbereich
der Mutter der dritten Ausführungsform, der die Mutter
und die Schraube, die zusammengeschraubt sind, auf derselben Achse
zeigt.
-
7-2 ist eine Seitenansicht von 7-1 der dritten Ausführungsform.
-
7-3 ist eine Querschnittansicht des Hauptbereichs
der dritten Ausführungsform.
-
7-4 ist eine schematische Endansicht von 7-1 der dritten Ausführungsform.
-
8-1 ist eine Schrägansicht eines Stegbereichs
der Mutter der vierten Ausführungsform, welche die Mutter
und die Schraube, die zusammengeschraubt sind, auf derselben Achse
und ihren Zustand zeigt, bevor Füllmaterial in den Ausschnitt
der Mutter eingeführt wird.
-
8-2 ist eine Schrägansicht von einem Stegbereich
der Mutter der vierten Ausführungsform, welche die Mutter
und die Schraube, die zusammengeschraubt sind, auf derselben Achse
und ihren Zustand zeigt, nachdem Füllmaterial in den Ausschnitt der
Mutter eingeführt wurde.
-
8-3 ist eine Schrägansicht von einem Stegbereich
der Mutter der vierten Ausführungsform, der die Mutter
und die Schraube, die zusammengeschraubt sind, auf derselben Achse
zeigt.
-
8-4 ist eine schematische Endansicht von 8-3 der vierten Ausführungsform, die
ihren Zustand zeigt, bevor ein Loch bereitgestellt wurde.
-
8-5 ist eine schematische Endansicht aus 8-3 der vierten Ausführungsform, die
Füllmaterial zeigt, das in das Loch eingesetzt wurde.
-
9 ist
ein Konzeptdiagramm, das die Beziehung entlang der Linie der Umlaufbahn
(die entlang der Seiten von beiden Schraubennuten gebildet ist)
auf der 180°-Basislinie sowie den Haltepunkt zeigt.
-
- A
- Kugelumlaufspindelvorrichtung
- C1
- Zahnstangenachse
- D1
- Durchmesser
- D2
- Durchmesser
- 1
- Schraubenachse
- 100
- Schraubennut
der Schraube
- 100a
- ein
Ende der Schraubennut der Schraube
- 100b
- anderes
Ende der Schraubennut der Schraube
- 2
- Mutter
- 2A
- Außenfläche
- 2A-1
- ein
Ende der Außenfläche der Mutter
- 2A-2
- anderes
Ende der Außenfläche der Mutter
- 200
- Schraubennut
der Mutter
- 200a
- ein
Ende der Schraubennut der Mutter
- 200a-1
- Stirnfläche
der Mutter
- 200b
- anderes
Ende der Schraubennut der Mutter
- 200b-1
- Stirnfläche
der Mutter
- 201
- schraubenförmige
ausgeschnittene Nut der Mutter
- 201-1
- schraubenförmige
ausgeschnittene Nut der Mutter
- 202
- Öffnung
- 202-1
- Öffnung
- 203
- Stegbereich
der Mutter
- 203-1
- Stegbereich
der Mutter
- 3
- Umlaufbahn
- 5
- Kugel
- 6
- tunnelförmiger
Laufring
- 600
- Bodenbereich
- 10
- Durchgangsloch
- 10a
- ein
Ende des tunnelförmigen Laufrings
- 10b
- anderes
Ende des tunnelförmigen Laufrings
- 11
- Führungspfad
- 11-1
- Führungspfad
- 15
- ausgeschnittener
Bereich
- 15-1
- ausgeschnittener
Bereich
- 16
- Freiraum
- 16-1
- Freiraum
- 20
- erstes
Werkzeug
- 21
- zweites
Werkzeug
- 22
- Vorsprung
- 30
- Zugangsweg
- 30-1
- Zugangsweg
- 31
- Loch
- 31-1
- Loch
- 40
- Ausschnitt
- 41
- Füllmaterial
- 42
- Loch
-
[Bevorzugte Ausführungsform dieser
Erfindung]
-
Im
Folgenden werden die bevorzugten Ausführungsformen dieser
Erfindung insbesondere unter Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
-
Die
Figuren werden hier erläutert. Die 1 bis 5-3 zeigen die erste Ausführungsform
dieser Erfindung. Die 1 ist eine Endansicht der Mutter und
der Schraube, die miteinander in Eingriff stehen, auf derselben
Achse. Die 2 ist eine Seitenansicht des
Hauptbereichs des elektrisch betriebenen Lenkungsapparats, in dem
die Kugelumlaufspindelvorrichtung aus der 1 verwendet
wird. Die 3-1 bis 3-3 zeigen
das Verfahren zum Bereitstellen eines Freiraums in der Mutter, der
es den Kugeln erlaubt, zu der Stirnfläche der Mutter zu
zirkulieren. Die 3-1 bis 3-3 zeigen
außerdem das Verfahren zum Bereitstellen der Schraubennut
(Führungspfad) an der Mutter. Die 3-1 ist
eine Schrägansicht des ersten Werkzeugs, das in die Außenfläche
der Stirnseite der Mutter gebohrt wird (demzufolge kann auch eine
vorgeformte Nut benutzt werden, in welche das erste Werkzeug gebohrt
wird). Die 3-2 ist eine Schrägansicht,
welche die Schraubennut und den Führungspfad zeigt, der
von dem zweiten Werkzeug bearbeitet wird, nachdem er von dem ersten
Werkzeug in die Außenfläche der Stirnfläche
der Mutter gebohrt wurde. Die 3-3 ist
eine Schrägansicht der Öffnung des Führungspfads,
in welche das zweite Werkzeug eingeführt wird, nachdem
das erste Werkzeug in die Außenfläche der Stirnfläche
der Mutter gebohrt wurde. Die 4-1 bis 4-3 zeigen das Verfahren zum Bereitstellen eines
Führungspfads und eines Durchgangslochs (tunnelförmiger
Laufring) an der Außenfläche der Mutter durch
das Einführen des zweiten Werkzeugs in die Öffnung
des Führungspfads, damit die Kugeln in der Mutter zirkulieren
können. Die 4-1 ist eine Schrägansicht
des zweiten Werkzeugs, das in die Öffnung des Führungspfads
der Mutter eingeführt wird. Die 4-2 ist
eine Überkopfansicht aus der 4-1. Die 4-3 ist eine Schrägansicht des Hauptbereichs
entlang der Querschnittsansicht b-b. Die 5-1 bis 5-3 zeigen andere Ausführungsformen dieser
Erfindung. Die 5-1 ist eine Schrägansicht
der gesamten Mutter. Die 5-2 ist
eine Schrägansicht des Hauptbereichs aus der 5-1. Die 5-3 ist
eine Querschnittsansicht des Hauptbereichs aus der 5-1. Die 6-1 bis 6-4 zeigen die zweite Ausführungsform
dieser Erfindung. Die 6-1 ist
eine Schrägansicht von einem Stegbereich der Mutter und
der Schraube, die zusammengeschraubt sind, auf derselben Achse.
Die 6-2 ist eine Querschnittansicht
von 6-1. Die 6-3 ist
eine vergrößerte Querschnittansicht des Hauptbereichs
von 6-2. Die 6-4 ist
eine schematische Endansicht aus 6-1.
Die 7-1 bis 7-4 zeigen
die dritte Ausführungsform dieser Erfindung. Die 7-1 ist eine Schrägansicht von einem
Stegbereich der Mutter und einer Schraube, die zusammengeschraubt
sind, auf derselben Achse. Die 7-2 ist
eine Seitenansicht von 7-1.
Die 7-3 ist eine Querschnittsansicht
des Hauptbereichs. Die 7-4 ist
eine schematische Endansicht von 7-1.
Die 8-1 und 8-2 zeigen
die vierte Ausführungsform dieser Erfindung. Die 8-1 ist eine Schrägansicht von einem
Stegbereich der Mutter und der Schraube, die zusammengeschraubt
sind, auf derselben Achse und den Zustand der Mutter, bevor Füllmaterial
in den Ausschnitt der Mutter eingeführt worden ist. Die 8-2 zeigt eine schräge Ansicht von einem
Stegbereich der Mutter und der Schraube, die zusammengeschraubt
sind, auf derselben Achse und den Zustand der Mutter, nachdem Füllmaterial
in den Ausschnitt der Mutter eingesetzt worden ist. Die 8-3 bis 8-5 zeigen
die vierte Ausführungsform dieser Erfindung. Die 8-3 ist eine Schrägansicht von einem
Stegbereich der Mutter und der Schraube, die zusammengeschraubt
sind, auf derselben Achse. Die 8-4 ist eine
schematische Endansicht von 8-3,
die den Zustand der Mutter zeigt, bevor das Loch bereitgestellt
worden ist. Die 8-5 ist eine schematische Endansicht
von 8-3, die Füllmaterial
zeigt, das in das Loch eingesetzt worden ist. Die 9 ist
ein Konzeptdiagramm, das die Beziehung entlang der Linie der Umlaufbahn
(die durch die verbundenen schraubenförmigen Nuten gebildet
ist) an der 180°-Basislinie und des Haltepunkts zeigt.
-
Eine
Kugelumlaufspindelvorrichtung für das Umwandeln einer rotatorischen
Bewegung eines Elektromotors in eine Linearbewegung wird in dieser Erfindung
für einen elek trisch betriebenen Lenkungsapparat zur Verwendung
in einem Automobil (in den Figuren nicht gezeigt) angewendet. Der
elektrisch betriebene Lenkungsapparat für die Verwendung
in einem Automobil wird entweder auf der rechten oder der linken
Seite eines Automobils verwendet, wobei ein Aluminiumgehäuse
eine Zahnstangenachse, die Kugelumlaufspindelvorrichtung oder eine
Eingangsachse und den elektrischen Motor oder ähnliches umfasst.
-
Die
Gehäuse für den elektrisch betriebenen Lenkungsapparat
sind an beiden Enden des zylindrischen Motorgehäuses vorgesehen,
und jedes hohle Zahnstangengehäuse ist koaxial in einer
zylindrischen Form verbunden. Die Gehäuse sind an einem Automobilkörper
(in den Figuren nicht gezeigt) befestigt, wobei die Schrauben durch
einen Montagebereich laufen, der an dem Zahnstangengehäuse
ausgebildet ist.
-
Eine
Zahnstangenachse ist in das Gehäuse eingesetzt und darin
ausgerichtet. Zahnstangenzähne sind an einer Seite der
Außenfläche der Zahnstangenachse ausgebildet.
Die Zahnstangenzähne stehen mit dem Zahnradgetriebe, in
dem die Antriebswelle mit dem Lenkrad vorgesehen ist, in Eingriff. Das
Zahnradgetriebe dreht sich, um so die Zahnstangenachse in einer
Achsenrichtung (Lenkrad) zu bewegen.
-
In
der ersten Ausführungsform dieser Erfindung oder an der
Außenfläche der anderen Seite der Zahnstangenachse
C1 ist eine Schraubenachse 1 an einer Kugelumlaufspindelvorrichtung
A gebildet. Die Kugelumlaufspindelvorrichtung A umfasst, wie in
den 1 und 2 gezeigt ist, außerdem
eine Schraubenachse 1, die an ihrer Außenfläche
eine Schraubennut 100 aufweist, und eine Mutter 2,
die an ihrer Innenfläche eine Schraubennut 200 aufweist,
und Kugeln 5, die in einer Umlaufbahn 3 zirkulieren,
die durch die verbundene Schraubennut 100 der Schraubenachse 1 und
der Schraubennut 200 der Mutter 2 gebildet ist,
wodurch ein tunnelförmiger Laufring 6 gebildet
wird, der es den Kugeln erlaubt, unbegrenzt von einem Ende 200a der
Schraubennut 200 der Mutter 2 zu dem anderen Ende 200b der
Schraubennut 200 der Mutter 2 zu zirkulieren.
-
Zwischen
der Schraubennut 100 der Schraubenachsen 1 und
der Schraubennut 200 der Mutter 2, entlang denen
die Kugeln 5 zirkulieren, ist ein geeigneter Druck bereitgestellt.
Wenn die Rotation der Schraubenachse 1 reguliert ist und
ein Paar Muttern 2 verbunden sind, während die
Rotation der Muttern 2 reguliert ist, und ein bestimmtes
Drehmoment auf eine Mutter 2 ausgeübt wird, wird
eine Kraft erzeugt, um die Schraubenachse 1 in eine entgegengesetzte Richtung
zu derjenige in die sich die Mutter 2 bewegt, zu bewegen.
Somit kommen die Kugeln 5, die in Kontakt mit derjenigen
Seite der Nut, die näher an einer Mutter 2 der
Schraubennut 200 als an der anderen Mutter 2 liegt,
in Kontakt mit der Seite der Nut, die weiter von einer Mutter 2 der
Schraubennut 100 der Schraubenachse 1 entfernt
ist, und die Kugeln 5, die in Kontakt mit der Seite stehen,
die näher an der Nut der anderen Mutter 2 der
Schraubennut 200 als an der ersten Mutter 2 ist,
kommen in Kontakt mit der Nut, die weiter von der Mutter 2 der
Schraubennut der Schraubenachse 1 entfernt ist, um so einen Druckkreislauf
zu bilden.
-
In
der Wand der Mutter ist, wie in den 3-1 bis 4-3 gezeigt ist, der tunnelförmige Laufring 6 vorgesehen,
der das Durchgangsloch 10, den Führungspfad 11 an
einem Ende 10a des Durchgangslochs 10 und einen
weiteren Führungspfad 11-1 (wie der von Führungspfad 11)
an dem anderen Ende 10b des Durchgangslochs 10 umfasst,
um es den Kugeln 5 zu erlauben, von einem Ende 200a der Schraubennut 200 der
Mutter 2 zu dem anderen Ende 200b der Schraubennut
der Mutter 2 zu zirkulieren. Die Kugeln 5 treten über
den Führungspfad 11 in den tunnelförmigen
Laufring 6 ein und zirkulieren entlang der Umlaufbahn 3 (Schraubennut),
die von den verbundenen Schraubennuten 100 und 200 gebildet
ist, und treten aus dem Führungspfad 11-1 aus. In
den Stirnflächen 200a-1 und 200b-1 der
Mutter 2 ist eine halbrunde schraubenförmige ausgeschnittene
Nut 201 ausgebildet. (Die schraubenförmige ausgeschnittene
Nut 200 ist durch Halbieren einer Stirnfläche 200a und
der anderen Stirnfläche 200b der Schraubennut 200 senk recht
zu ihrer Achse gebildet). Damit wird ein Freiraum zwischen der Schraubennut 200 und
der schraubenförmigen ausgeschnittene Nut 201 gebildet.
Es wird jedoch kein Problem bezüglich der Bewegung der
Vorrichtung und/oder der Zirkulation der Kugeln 5 in dieser
Erfindung auftreten, und es wird derselbe Effekt wie in einer konventionellen
Erfindung erreicht. Basierend auf der Basislinie von 180°,
wie querschnittsmäßig von Schraubennuten 100 und 200 (Umlaufbahn 3)
gezeigt ist, werden die Kugeln 5 nicht einzeln, sondern kontinuierlich
zirkulieren, wenn eine Schraubennut 100 (oder die andere
Schraubennut 200) an zwei Punkten gehalten ist, und die
andere Schraubennut 200 (oder die andere Schraubennut 100)
an einem Punkt gehalten ist. Auf dieselbe Weise werden basierend
auf der Basislinie von 180°, die querschnittsmäßig
von Schraubennut 100 gezeigt ist, die Kugeln 5 nicht
separat, sondern kontinuierlich zirkulieren, wenn eine Schraubennut 100 (oder
Schraubennut 201 der Mutter 2) an zwei Punkten
gehalten ist, und die schraubenförmige ausgeschnittene
Nut 201 (oder die andere Schraubennut 100) an
einem Punkt gehalten ist, solange die Mutter 2 nicht von
der Schraubenachse 1 getrennt ist (solange die Stirnflachen
der Schraube 1 und der Mutter 2 nicht auf einer
Achse liegen). Die 9 zeigt die Haltepunkte (A),
(B) und (C).
-
Wenn
ein Paar Muttern 2 vorhanden sind, können zwei
verschiedene Strukturen angenommen werden, so dass die schraubenförmige
ausgeschnittene Nut 201 entweder an ei ner Stirnseite oder
an beiden Stirnseiten 200a-1 von einem Ende 201 von einer
Mutter 2 und an der Stirnfläche 200b-1 des
anderen Endes 200b-1 der anderen Mutter 2 bereitgestellt
wird. So eine Struktur, die beide Stirnflächen 200a-1 und 200b-1 der
Mutter 2 umfasst, wird es den Kugeln erlauben, noch gleichmäßiger
zu zirkulieren und damit den Lenkbetrieb vereinfachen.
-
Die
Kugeln 5 zirkulieren durch das Durchgangsloch 10 von
einem Ende 200a zu dem anderen Ende 200b der Schraubennut 200 der
Mutter 2. Als ein Beispiel der Route der Umlaufbahn bewegen
sich die Kugeln 5 von dem einen Ende 200a des
Führungspfads 11 zu einem Ende 10a des
Durchgangslochs 10, zu dem anderen Ende 10b des
Durchgangslochs 10 des Führungspfads 11-1 und
zu dem anderen Ende 200b des Durchgangslochs 10.
-
Dann
zirkulieren die Kugeln von dem anderen Ende 200b der Schraubennut 200 zu
dem anderen Ende 200a. Die Kugeln 5 zirkulieren
somit unbeschränkt durch die Umlaufbahn 3, die
durch die Mutter 2, die Schraubenachse 1 und den
tunnelförmigen Laufring 6 oder ähnliches
gebildet ist.
-
Ein
Beispiel für die Bildung des Führungspfads 11, 11-1,
der halbrund geformten schraubenförmigen ausgeschnittene
Nut 201, 201-1 wird hier beschrieben. Das erste
Werkzeug 20 (von einer Schneidklinge beispielsweise eines
Bohrers oder dergleichen) wird in den ausgeschnittener Bereich 15 (15-1),
der an der Stirnfläche 200a-1 von einem Ende 200a der
Mutter 2 und der Stirnfläche 200b-1 des
anderen Endes 200b der Mutter 2 gebildet ist,
eingeführt, um so eine Öffnung (Außendurchmesseröffnung) 202 (202-1)
zu schneiden, um den Außendurchmesser 2A zu erweitern.
Das zweite Werkzeug 21 (einer Kugelfingerfräse
oder ähnliches) wird dann in die Öffnung 202 (202-1)
eingesetzt, um so einen tunnelförmigen Laufring 6 zu
schneiden (bearbeiten), der von einem Ende 2A-1 des Außendurchmessers 2A der
Mutter 2 zu dem anderen Ende 2A-2 des Außendurchmessers 2A der
Mutter 2 läuft, und einen Freiraum 16 (16-1)
herzustellen, so dass die Kugeln 5 von der schraubenförmigen
ausgeschnittene Nut 201 der Mutter zu der Stirnfläche 200a-1 (200b-1)
der Mutter zirkulieren können, und schließlich
wird der tunnelförmige Laufring 6 gebildet, so
dass der Freiraum 16 und die schraubenförmige
ausgeschnittene Nut 201 verbunden werden. Die Verwendung
eines elektrischen Funkenprozesses, wie auch die des Schneidprozesses,
resultiert in einer genaueren Bearbeitung (Struktur), wobei die
kleinste Bearbeitung (um Kugeln 5 mit einem sehr kleinen
Durchmesser zu verwenden) keine Verwindung oder ähnliches
aufweist. So eine akkurate und/oder kleine Bearbeitung kann die
Größe der Vorrichtung reduzieren. Außerdem
kann das elektrische Funkenverfahren den Herstellungsprozess vereinfachen
und/oder reduzieren, so dass der Prozess vereinfacht wird, und eine
Harz- oder Kunstharzformung kann auch angewendet werden.
-
Der
zuvor genannte ausgeschnittener Bereich 15 und/oder die Öffnung 202-1 kann
gebildet werden, wenn die Mutter 2 hergestellt wird. In
dieser Struktur kann ein einfaches und akkurates Verfahren durch
die Öffnung 202-1 mit dem zweiten Werkzeug 21 und
seiner Kopiervorrichtung (in den Zeichnungen nicht gezeigt) angewendet
werden. Es ist bevorzugt, den Bodenbereich 600 des tunnelförmigen
Laufrings 6 in der Richtung der Schraubenachse 1 zu
bearbeiten, und den tunnelförmigen Laufring 6 zu
bilden, um es den Kugeln 5 zu erlauben, einfach zu zirkulieren, und
die Reibung zu reduzieren, um es so den Kugeln zu erlauben, in die Öffnung 202-1 freigegeben
zu werden, so dass ein Teil von jeder Kugel 5 freigegeben
ist, um jeder Kugel 5 eine einfache Zirkulation oder ähnliches
zu erlauben.
-
Der
Durchmesser D2 der Innenfläche der zuvor genannten Mutter 2 ist
größer als der Außenumfang der vorgenannten
Schraubenachse 1 und nah an dem Durchmesser D1 der Zylinderfläche,
wobei der Mittelpunkt der Kugeln 5 durch die Umlaufbahn 3 oder
um den Durchmesser D1 läuft. Dann werden die Kugeln 5,
die sich durch den Führungspfad 11 bewegen, an
einem Ende 10a des Durchgangslochs 10, das an
dem Stegbereich 203 (203-1) und/oder der schraubenförmigen
ausgeschnittenen Nut 201 vorgesehen ist, nach oben geschaufelt
und an dem anderen Ende 10b des Durchgangs lochs 10 und
dem Freiraum 16 des Stegbereichs 203 bereitgestellt,
um so die Kugeln 5 in das Durchgangsloch 10 einzuführen.
-
Ein
Betriebsbeispiel des elektrisch betätigten Lenkungsapparates
wird hier beschrieben. Wenn das Lenkrad betätigt und ein
Lenkdrehmoment von einer Lenkstange auf eine Antriebsachse übertragen
wird, wird das Lenkdrehmoment von einer Zahnstangen- und Zahnradstruktur
(bestehend aus einer Zahnstange und einem Zahnrad) in eine Lenkkraft
umgewandelt, da die Zahnstangenachse C1 in einer axialen Richtung
befördert wird. Zu diesem Zeitpunkt erfasst ein Drehmomentsensor
(in den Zeichnungen nicht gezeigt) das Lenkdrehmoment und erfasst
ein Drehwinkelsensor (in den Zeichnungen nicht gezeigt) die rotatorische
Position oder dergleichen des Rotors (in den Zeichnungen nicht gezeigt)
des elektrischen Motors (in den Zeichnungen nicht gezeigt). Basierend auf
dem Lenkdrehmoment und der rotatorischen Position oder dergleichen
des Rotors des elektrischen Motors und entsprechend eines Erfassungswerts oder
dergleichen des Drehmomentsensors und des Drehwinkelsensors betreibt
eine Steuerungsschaltung (in den Zeichnungen nicht gezeigt) ein
Hilfsdrehmoment, das in eine Hilfslenkkraft umgewandelt wird, wobei
die Kugelumlaufspindelvorrichtung A, welche die Zahnstangenachse
C1 hält, in einer axialen Richtung kanalisiert. Damit wird
für den Fahrer die Lenkkraft des Lenkrades reduziert.
-
In
der Kugelumlaufspindelvorrichtung A, in der die Mutter 2 zusammen
mit dem Rotor des elektrischen Motors bezogen auf die Zahnstangenachse C1
rotiert, zirkuliert jede der Kugeln 5 in der Umlaufbahn 3 unter
Last. Wenn sich z. B. der Rotor im Uhrzeigersinn dreht, kehren die
Kugeln 5 von einem Ende 200a der Schraubennut 200 der
Mutter 2, die spiralförmig und mehrfach aufgewickelt
ist, wie bereits erwähnt wurde, zurück und treten
an einem Ende 10a des Durchgangslochs 10 in den
Führungspfad 11 ein und zirkulieren über
den Führungspfad 11-1 zu dem anderen Ende 10b des
Durchgangslochs 10 und zu dem anderen Ende 200b der
Schraubennut 200 der Mutter 2.
-
Die 5-1 bis 5-3 zeigen
eine Ausführungsform dieser Erfindung. Der Vorsprung 22 (mit einem
winkelförmigen Aufbau) ist an dem Führungspfad 11, 11-1 des
Durchgangslochs 10 vorgesehen. Vorzugsweise ist der Vorsprung 22 an
der Schnittstelle mit der schraubenförmigen ausgeschnittene
Nut 201, 201-1 und dem Durchgangsloch 10 versehen, so
dass die Kugeln nicht austreten, selbst wenn sie bei einer geringen
Geschwindigkeit gleichmäßig durch das Durchgangsloch 10 zirkulieren.
Somit werden die Kugeln 5 bei verschiedenen Geschwindigkeiten
sicher in das Durchgangsloch 10 kanalisiert, um die Arbeit
des Lenkbetriebs zu vereinfachen. Als eine Bedingung für
das Bereitstellen des zuvor genannten Vorsprungs 22 ist
es bevorzugt, dass der Durchmesser D2 der Innenfläche der
Mutter 2 axial kleiner als der Durchmesser D1 der Zylinderfläche
ist, auf der die Kugeln 5 in der Umlaufbahn 3 zirkulieren,
und auch ist der Vorsprung 22 (mit einer winkligen Struktur)
an dem Innenquerschnitt des Durchmessers D1 der Zylinderfläche
vorgesehen, auf der die Kugeln 5 laufen. Die Kugeln 5 werden
in den tunnelförmigen Laufring 6, der die Schraubennut 100 der
Schraubenachse 1 und Schraubennut 200 der Mutter 2 umfasst, unter
Verwendung von konventionellen Werkzeugen und/oder Verfahren eingeführt.
-
In
der zweiten Ausführungsform dieser Erfindung ist ein Loch 31, 31-1 mit
einem Durchmesser größer als der der Kugeln 5 an
dem Führungspfad 11, 11-1 quer zu der
schraubenförmigen Umlaufbahn 3 an einem Ende 10a des
tunnelförmigen Laufrings 10 und an dem anderen
Ende 10b des tunnelförmigen Laufrings 10 vorgesehen,
um einen Zugangsweg zu ermöglichen. Diese Struktur kann
in einem weiten Bereich von Feldern verwendet werden, und es ist
effektiv, die Enden 200a und 200b der Mutter 2 flach und
gutaussehend zu gestalten, wenn dies gewünscht ist. Andere
Strukturen entsprechen der zuvor genannten ersten Ausführungsform.
Auch kann das Loch 31, 31-1 mit einem größeren
Durchmesser als der der Kugeln 5 durch die zuvor genannte schraubenförmige
ausgeschnittene Nut 200 ersetzt werden (anwendbar für
die anderen Ausführungsformen).
-
Die
dritte Ausführungsform ist eine Struktur, welche die zweite
Ausführungsform beinhaltet. Die Basisstruktur der dritten
Ausführungsform ist dieselbe wie die der zweiten Ausführungsform,
die eine starke und haltbare Kugelumlaufspindelvorrichtung für
ihr entsprechendes Gewicht bereitstellt. Die 7-3 zeigt
einen Aufbau, in dem eine Vorkompression zu den rechten und linken
Seiten der Kugeln 5 angewendet wird. So eine Struktur macht
es möglich, die Last und den Widerstand auf die Mutter 2 durch den
Betrieb der Lenkkraft einzustellen. Diese Struktur ist von praktischer
Bedeutung für Rennwagen (andere Strukturen sind auch verfügbar).
Pfeile a und b in der 7-3 zeigen
die entgegengesetzten Richtungen der Vorkompression.
-
In
der vierten Ausführungsform dieser Erfindung wird, wenn
der Stegbereich 203 durch das Fehlen einer schraubenförmigen
ausgeschnittene Nut 201 nicht bereitgestellt werden kann,
und das Bearbeitungswerkzeug, das nicht in der Mitte des Schneidprozesses
angehalten werden kann, verwendet wird, der Ausschnitt 40 in
der Umlaufbahn 3 (Schraubennut 100, 200),
in dem Zugangsweg 30, 30-1 oder in der schraubenförmigen
ausgeschnittenen Nut 201 gebildet. Daher sollte der Ausschnitt 40 mit
Material gefüllt werden, um so die originale Struktur wieder
herzustellen. In der Zeichnung ist, wenn der Ausschnitt 40 in
der schraubenförmigen ausgeschnittene Nut 201 gebildet
ist, ein Füllmaterial 41 in den Ausschnitt 40 eingesetzt,
um ihn zu füllen. (Die 5-1 bis 5-3 zeigen die Struktur, in welcher der Vorsprung 22 in
der Form einer Schuppe in dem Führungspfad 11, 11-1 bereitgestellt
ist.) Außerdem wird hier noch ein weiteres Beispiel beschrieben.
Obwohl das Bearbeitungswerkzeug, das oben beschrieben ist, bevorzugt
ist, können andere Bearbeitungswerkzeuge verwendet werden,
um den Prozessfehler zu überdecken (blockieren), und um
das Ende 200a-1 oder ähnliches der Mutter 2 flach
zu machen. Andere Beispiele sind entsprechend jeder Ausführungsform,
wie oben beschrieben.
-
Als
ein Beispiel der vierten Ausführungsform dieser Erfindung
ist es möglich, wenn ein Bearbeitungswerkzeug verwendet
wird, das nicht in der Mitte des Schneidens der Schraubennut 200 angehalten werden
kann, den Lauf der Kugel 5 durch die Verwendung eines Füllmaterials
wie z. B. eines Stifts oder dergleichen, der in das Loch 42 des
Außendurchmessers 2A der Mutter 2 eingesetzt
ist, zu verändern (ein anderes Beispiel ist eine Struktur
des Führungspfads 11, 11-1 mit einem
schuppenförmigen Vorsprung 22, wie in den 5-1 bis 5-3 gezeigt
ist), so dass die Kugel 5 nicht austreten wird und damit
gleichmäßig in das Durchgangsloch 10 geführt wird.
-
Industrielle Anwendbarkeit
-
Diese
Erfindung betrifft eine Kugelumlaufspindelvorrichtung (mit einer
Schraubenantriebsübertragungsvorrichtung) für
das Umwandeln der rotatorischen Bewegung eines elektrischen Motors
in eine translatorische Bewegung, in dem Fall, in dem ein elektrischer
Motor als die Bewegungsenergie für eine translatorische
Bewegung verwendet wird. Die konventionelle Kugelumlaufspindelvorrichtung
ist eine Struktur, die eine Schraubenachse, deren Außenfläche
eine Schraubennut darstellt, in der die Kugeln der Vorrichtung zirkulieren,
und eine Mutter mit einer Schraubennut an ihrer Innenseite umfasst,
die auf die Schraubenachse geschraubt ist, so dass die Kugeln in
einer ausgerichteten Umlaufbahn zirkulieren, die durch die Verbindung
der Nut der Schraubenachse mit der Nut der Mutter gebildet wird,
um eine Kreisbahn (tunnelförmiger Laufring) zu bilden,
die von einem Ende der Nut zu dem anderen Ende läuft, so
dass die Kugeln unbegrenzt zirkulieren können. Somit sind
zusätzliche Teile erforderlich, um den tunnelförmigen
Laufring zu bedecken, oder selbst wenn solche zusätzlichen
Teile nicht erforderlich sind, sind spezielle Werkzeuge und Operationen
erforderlich. Somit realisiert diese Erfindung die Herstellung einer Kugelumlaufspindelvorrichtung
unter Verwendung von allgemeinen Werkzeugen und einfachen Verfahren
bei geringen Kosten, um eine Kugelumlaufspindelvorrichtung mit einem
Durchgangsloch und einem Führungspfad bereitzustellen,
um die Kugeln korrekt zu führen.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Die
Erfindung betrifft ein Kugelumlaufspindelvorrichtung (A) mit einer
Schraubenachse (1), die eine Schraubennut (100)
an ihrer Außenfläche aufweisen, so dass Kugeln
(5) darauf umlaufen können, einer Mutter (2)
mit einer Schraubennut (200) an ihrer Innenfläche,
in der Kugeln (5) umlaufen können, einer Anzahl
Kugeln (5), die in einer Umlaufbahn (3) entlang
der Schraubennut (100) der Schraubenachse (1)
und der gegenüberliegenden Schraubennut (200)
der Mutter (2) umlaufen, und einem tunnelförmigen
Laufring (6) (so dass die Kugeln (5) unbegrenzt
umlaufen können), die dadurch gekennzeichnet ist, dass
sie ein Durchgangsloch (10) umfasst, das in der Wand der
Mutter (2) ausgebildet ist, so dass die Kugeln (5)
von einem Ende (200a) der Schraubennut (200) der
Mutter (2) zu dem anderen Ende (200b) zirkulieren
können, wobei das Durchgangsloch (10) einen Führungspfad
(11, 11-1) an jedem Ende (200a, 200b)
der Schraubennut (200) aufweist, um die Kugeln (5)
in den tunnelförmigen Laufring (6) einzuführen,
und ein Mittel zwischen der Schraubennut (200) an einer
Stirnfläche (200a-1, 200b-1) der Mutter
(2) und der Schraubennut (100) der Schraubenachse
(1) vorgesehen ist, um zu verhindern, dass die Kugeln (5)
beide Schraubennuten (100, 200) verlassen, wobei
das Mittel, das verhindert, dass die Kugeln (5) aus jeder
Schraubennut (100, 200) austreten, eine ausgeschnittene
Nut (201, 201-1) ist, die entweder mit einem Ende
(200a) der Schraubennut (200) der Mutter (2)
oder dem anderen Ende (200b) verbun den ist, und in einer
halbrunden Form an der Stirnfläche (200a-1, 200b-1)
der Mutter (2) senkrecht zu der Mittelachse ausgebildet
ist, wobei ein Freiraum (16, 16-1), der an jedem
Stegbereich (203, 203-1) von einem Endbereich
oder dem anderen Endbereich der Schraubennut (200) der Mutter
(2) ausgebildet ist, mit der ausgeschnittenen Nut (201, 201-1)
verbunden ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 2007-62020 [0001]
- - JP 11-270648 [0004, 0007]
- - JP 2007-24229 [0006, 0007]