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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine vorspannungsdetektierbare Spindelvorrichtung.
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Hintergrund
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Eine Spindelvorrichtung umfasst eine Gewindespindel, eine Mutter und eine Vielzahl von Wälzkörpern, die zwischen der Gewindespindel und der Mutter angeordnet sind. Wenn die Gewindespindel z. B. durch einen Motor gedreht wird, wird die Mutter zu einer linearen Bewegung veranlasst. Die Spindelvorrichtung wird als ein Maschinenelement verwendet, das die Bewegung zwischen einer Dreh- und einer Linearbewegung umwandelt, und hat das Merkmal, dass sie in der Lage ist, den Reibungswiderstand zu reduzieren, da die Wälzkörper eine Rollbewegung ausführen, während die Gewindespindel gedreht wird.
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Die Vorspannung wird auf die Spindelvorrichtung angewendet, um die Steifigkeit der Spindelvorrichtung und die Positioniergenauigkeit zu erhöhen. Als Vorspannmethoden für die Spindeleinrichtung sind die Doppelmutter-Vorspannung, die Offset-Vorspannung und die Vorspannung mit übergroßen Kugeln bekannt. Bei der Doppelmutter-Vorspannung werden zwei Muttern verwendet und ein Distanzstück zwischen den beiden Muttern platziert, um das Axialspiel jeder Mutter zu eliminieren, das zwischen der Spindelwelle, der Mutter und den Kugeln entsteht. Die Offset-Vorspannung ist eine Methode, bei der die Vorspannung mit einer einzelnen Mutter aufgebracht wird. Ein Teil einer inneren schraubenförmigen Nut der Mutter wird relativ zu einem anderen Teil der inneren Nut in axialer Richtung der Mutter versetzt, um das Axialspiel zu beseitigen. Die Vorspannung mit übergroßen Kugeln ist eine Methode, bei der die Vorspannung mit einer einzelnen Mutter aufgebracht wird. Zur Beseitigung des Axialspiels werden Wälzkörper eingesetzt, die größer sind als eine Passage zwischen der inneren schraubenförmigen Nut der Mutter und einer äußeren schraubenförmigen Nut der Gewindespindel.
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Wenn die Spindelvorrichtung über einen längeren Zeitraum verwendet wird, werden die Wälzkörper, die Spindelwelle und die Mutter abgenutzt. Wenn sie verschlissen sind, nimmt die Vorspannung der Spindelvorrichtung ab, wodurch die Steifigkeit der Spindelvorrichtung und die Positioniergenauigkeit verringert werden. Die Patentliteratur 1 offenbart einen Kugelgewindetrieb des Doppelmutter-Vorspannverfahrens, bei dem ein Dehnungssensor als Abstandshalter zwischen zwei Muttern angeordnet ist, um die Vorspannung zu erfassen. Der Dehnungssensor erfasst eine Axialkraft, die auf gegenüberliegende Flächen der beiden Muttern wirkt. Somit kann eine Verringerung der Vorspannung aufgrund von zeitlichen Veränderungen überwacht werden.
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Zitierliste
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Patentliteratur
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Patentliteratur 1:
JP 2016-223493 A -
Zusammenfassung der Erfindung
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Technisches Problem
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Eine Spindelvorrichtung, die eine Vorspannung mit einer Einzelmutter aufbringt, hat das Problem, dass es schwieriger ist, eine Vorspannung zu erkennen als eine Spindelvorrichtung, die eine Vorspannung mit Doppelmuttern aufbringt. Dies liegt daran, dass der Betrag der Dehnung an einer Außenfläche der Mutter, der aus einer Vorspannung resultiert, gering ist, selbst wenn ein Dehnungssensor an der Außenfläche der Mutter angebracht ist.
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Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Schraubvorrichtung bereitzustellen, die mit einer einzigen Mutter eine Vorspannung aufbringt und die Vorspannung leicht erkennen kann.
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Lösung der Aufgabe
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Um das obige Problem zu lösen, ist ein Aspekt der vorliegenden Erfindung eine vorspannungsdetektierbare Spindelvorrichtung, umfassend: eine Gewindespindel mit einer äußeren schraubenförmige Nut; eine auf der Gewindespindel angebrachte Mutter, wobei die Mutter eine innere schraubenförmige Nut und einen Rückführpfad aufweist, mit dem eine zwischen der äußeren Nut und der inneren Nut gebildete Passage verbunden ist; eine Mehrzahl von Wälzkörpern, die in der Passage und dem Rückführpfad angeordnet sind; und einen an einer Außenfläche der Mutter angebrachten Dehnungssensor, wobei mindestens ein Loch zwischen einer Befestigungsfläche, an der der Dehnungssensor angebracht ist, der Mutter und/oder einer Umgebung davon und einer Innenfläche der Mutter vorgesehen ist.
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Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung
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Gemäß dem einen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das mindestens eine Loch zwischen der Befestigungsfläche, an der der Dehnungssensor befestigt ist, der Mutter und/oder deren Umgebung und der Innenfläche der Mutter vorgesehen. Dementsprechend wird die Außenfläche der Mutter in einem Bereich, in dem das mindestens eine Loch vorgesehen ist, widerstandsfähig gegen die Ausbreitung der Vorspannung. An der Grenze zwischen einem Bereich, der sich verformt, und einem Bereich, der der Verformung an der Außenfläche der Mutter widersteht, tritt eine Spannungskonzentration auf. Der Betrag der Dehnung wird erhöht. Dementsprechend erleichtert es dem Dehnungssensor, die Vorspannung zu erkennen.
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Figurenliste
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- 1 ist eine perspektivische Außenansicht einer vorspannungsdetektierbaren Spindelvorrichtung einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 2 ist eine Querschnittsansicht entlang der Achse der Spindelvorrichtung der Ausführungsform genommen.
- 3 ist eine Seitenansicht der Spindelvorrichtung der Ausführungsform.
- 4A und 4B sind schematische Diagramme, die das Prinzip der übergroßen Kugelvorspannung veranschaulichen (4A ist eine partielle Querschnittsansicht der Spindelvorrichtung, und 4B ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils b in 4A).
- 5A und 5B sind schematische Diagramme der Verformung einer Mutter aufgrund einer übergroßen Kugelvorspannung (5A ist eine Seitenansicht der Mutter, und 5B ist eine Vorderansicht der Mutter).
- 6A und 6B sind schematische Diagramme zur Veranschaulichung der Größe der Dehnung an einer Außenfläche der Mutter (6A ist eine Querschnittsansicht senkrecht zur Achse der Spindelvorrichtung, und 6B ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils b in 6A).
- 7A und 7B sind Querschnittsansichten senkrecht zur Achse der Spindelvorrichtung (7A ist ein erstes Beispiel der vorliegenden Erfindung, bei dem ein Loch in der Mutter vorgesehen ist, und 7B ist ein zweites Beispiel der vorliegenden Erfindung, bei dem zwei Löcher in der Mutter vorgesehen sind).
- 8 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Betrag der Vorspannung und dem Betrag der scheinbaren Dehnung veranschaulicht, die durch Experiment erhalten wurde.
- 9 ist ein Diagramm, das die Änderungen der Vorspannung im Laufe der Zeit veranschaulicht.
- 10 ist eine perspektivische Außenansicht einer Spindelvorrichtung einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 11 ist eine Querschnittsansicht, die entlang der Achse der Spindelvorrichtung der Ausführungsform aufgenommen ist.
- 12A und 12B sind schematische Darstellungen, die das Prinzip der versetzten Vorspannung veranschaulichen (12A ist eine Teilquerschnittsansicht der Spindelvorrichtung, und 12B ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils b in 12A).
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Beschreibung der Ausführungsformen
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Ausführungsformen einer vorspannungsdetektierbaren Spindelvorrichtung (im Folgenden einfach als Spindelvorrichtung bezeichnet) der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen detailliert beschrieben. Die Spindelvorrichtung der vorliegenden Erfindung kann jedoch in verschiedenen Ausführungsformen ausgeführt werden und ist nicht auf die in der Beschreibung beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Die Ausführungsformen werden in der Absicht bereitgestellt, dem Fachmann durch die vollständige Offenlegung der Beschreibung ein vollständiges Verständnis des Umfangs der Erfindung zu ermöglichen.
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(Erste Ausführungsform)
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1 zeigt eine perspektivische Außenansicht einer Spindelvorrichtung 1 einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 2 veranschaulicht eine Querschnittsansicht entlang der Achse der Spindelvorrichtung 1 genommen. Die Spindelvorrichtung 1 der Ausführungsform umfasst eine Gewindespindel 2, eine Mutter 3 und Kugeln 4 als Wälzkörper, die zwischen einer äußeren Nut 2a der Gewindespindel 2 und einer inneren Nut 3a der Mutter 3 angeordnet sind.
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Die äußere schraubenförmige Nut 2a, in der die Kugeln 4 abrollen, ist in einer Außenfläche der Gewindespindel 2 ausgebildet. Ein Querschnitt der äußeren Nut 2a orthogonal zu ihrer Längsrichtung hat die Form eines gotischen Bogens, d.h. zwei kombinierte Bögen mit einem etwas größeren Radius als der Radius der Kugel 4 (siehe 4B). Die Kugel 4 berührt die äußere Nut 2a an zwei Punkten.
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Die Mutter 3 ist auf die Gewindespindel 2 aufgesetzt. Ein Ende der Mutter 3 in axialer Richtung ist mit einem Flansch 3b zur Befestigung an einem Gegenstück versehen. Eine Außenfläche der Mutter 3 ist mit Ausnahme des Flansches 3b im Wesentlichen zylindrisch. An der Außenfläche der Mutter 3 ist ein ebener, flacher Abschnitt 3c ausgebildet. Die innere schraubenförmige Nut 3a, die der äußeren Nut 2a der Gewindespindel 2 zugewandt ist, ist in einer Innenfläche der Mutter 3 ausgebildet. Ein Querschnitt der inneren Nut 3a senkrecht zu ihrer Längsrichtung hat die Form eines gotischen Bogens, d.h. zwei kombinierte Bögen mit einem etwas größeren Radius als dem Radius der Kugel 4 (siehe 4B). Die Kugel 4 berührt die innere Nut 3a an zwei Punkten.
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Wie in den 1 und 2 dargestellt, ist ein Dehnungssensor 5 durch Klebemittel, wie z.B. einen Klebstoff, an dem flachen Abschnitt 3c der Außenfläche der Mutter 3 befestigt. Der Dehnungssensor 5 nutzt das Prinzip, dass sich der Widerstandswert bei Ausdehnung und Kontraktion eines Metalls oder Halbleiters ändert, um eine Dehnung an der Außenfläche der Mutter 3 zu erfassen. Der Dehnungssensor 5 der Ausführungsform erfasst eine Dehnung zumindest in Umfangsrichtung an der Außenfläche der Mutter 3 (eine Richtung Y senkrecht zur Achse der Gewindespindel 2 in 1).
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Der Typ des Dehnungssensors 5 ist nicht besonders beschränkt. Beispielsweise kann ein Metall-Dehnungsmessstreifen, bei dem ein Metallwiderstand auf einem Isolator angebracht ist, ein Halbleiter-Dehnungsmessstreifen, bei dem ein Halbleiter auf einem Isolator angebracht ist, und ein MEMS (Micro Electro Mechanical Systems)-Dehnungssensor, der mit einer Halbleiterverarbeitungstechnologie hergestellt wird, verwendet werden.
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Wie in 2 dargestellt, ist zwischen der äußeren Nut 2a der Gewindespindel 2 und der inneren Nut 3a der Mutter 3 eine schraubenförmige Passage 8 ausgebildet, in dem eine Vielzahl der Kugeln 4 angeordnet ist.
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3 zeigt eine Seitenansicht der Spindelvorrichtung 1. Die Mittellinie der Passage 8 und die Mittellinie eines mit der Passage 8 verbundenen Rückführpfads 9 sind in 3 durch punktgestrichelte Linien angedeutet. Wie in 3 dargestellt, ist die Mutter 3 mit dem Rückführpfad 9 versehen, der mit dem einen und dem anderen Ende der Passage 8 so verbunden ist, dass die Kugeln 4 darin zirkulieren können. Der Rückführpfad 9 umfasst eine Durchgangsloch 9a, das axial in der Mutter 3 vorgesehen ist, sowie Zirkulationskomponenten 9b und 9c, von denen jeweils eine an jedem Ende des Durchgangslochs 9a vorgesehen ist. Die Zirkulationskomponenten 9b und 9c sind jeweils in einer Ausnehmung in jeder Endfläche der Mutter 3 in axialer Richtung angebracht. In den Zirkulationskomponenten 9b und 9c ist jeweils ein Umlenkpfad ausgebildet, der die entlang der Passage 8 rollenden Kugeln 4 zum Durchgangsloch 9a der Mutter 3 führt. Der Rückführpfad 9 kann mit einem Rücklaufrohr ausgebildet sein, das an der Außenfläche der Mutter 3 befestigt ist.
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Wie in den 1 und 2 dargestellt, ist zwischen einer Befestigungsfläche 3e, an der der Dehnungssensor 5 befestigt ist, der Mutter 3 und einer Innenfläche 3d der Mutter 3 ein Loch 11 vorgesehen. Das Loch 11 kann auch zwischen der Umgebung der Befestigungsfläche 3e der Mutter 3 und der Innenfläche 3d der Mutter 3 vorgesehen sein. Das Loch 11 wird von einer Endfläche der Mutter 3 aus gebohrt und verläuft unterhalb der Befestigungsfläche 3e.
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Die Vorspannmethode der Spindelvorrichtung 1 der Ausführungsform ist die übergroße Kugelvorspannung. 4A und 4B sind schematische Darstellungen, die das Prinzip der Vorspannung mit übergroßen Kugeln veranschaulichen. Als Kugel wird eine übergroße Kugel 4 verwendet, deren Durchmesser größer ist als die Passage 8 zwischen der äußeren Nut 2a der Gewindespindel 2 und der inneren Nut 3a der Mutter 3. Die Kugel 4 wird zwischen der äußeren Nut 2a und der inneren Nut 3a zusammengedrückt. Ein Bezugszeichen 7 kennzeichnet eine Kontaktwinkellinie. Eine Steigung P der äußeren Nut 2a der Gewindespindel 2 ist über die gesamte Länge der äußeren Nut 2a konstant. Eine Steigung P der inneren Nut 3a der Mutter 3 ist ebenfalls über die Länge der inneren Nut 3a konstant.
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5A und 5B sind schematische Diagramme, die die Verformung der Mutter 3 aufgrund einer übergroßen Kugelvorspannung zeigen. Die durchgezogenen Linien in den 5A und 5B zeigen die Mutter 3 vor der Vorspannung. Die gestrichelten Linien in den und zeigen die Mutter 3 nach der Vorspannung. Wenn die Mutter 3 mit einer übergroßen Kugelvorspannung beaufschlagt wird, verformt sich die Mutter 3 so, dass sich ein Teil ihres Außendurchmessers vergrößert. Die Verformung der Mutter 3 ist in den 5A und 5B zur Veranschaulichung übertrieben dargestellt. Tatsächlich ist die Verformung der Mutter 3 jedoch gering. Dies liegt daran, dass eine Vorspannung, die von der Kugel 4 auf die Mutter 3 wirkt, im Falle einer übergroßen Kugelvorspannung über die gesamte Mutter 3 verteilt ist.
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6A und 6B sind schematische Diagramme zur Veranschaulichung der Größe des Betrags der Dehnung an der Außenfläche der Mutter 3. Kettenförmige doppelt gestrichelte Linien zeigen die Größe des Betrags der Dehnung an der Außenfläche der Mutter 3 in 6A und 6B. Wie in 6B dargestellt, ist das Loch 11 in der Mutter 3 vorgesehen; dementsprechend pflanzt sich eine Last F aufgrund der Vorspannung nicht durch das Loch 11 fort, und die Ausdehnung der Außenfläche der Mutter 3 an einer radial äußeren Seite des mit dem Loch 11 versehenen Abschnitts wird unterdrückt. Daher tritt eine Spannungskonzentration an der Grenze zwischen einem Abschnitt, der sich verformt, und einem Abschnitt, der der Verformung auf der Außenfläche der Mutter 3 widersteht, auf, und der Betrag der Dehnung wird erhöht. Wenn der Dehnungssensor 5 an dem Abschnitt platziert wird, an dem der Betrag der Dehnung erhöht ist, kann der Ausgang des Dehnungssensors 5 erhöht werden. Es ist möglich, z. B. den Einfluss von Rauschen zu verringern, die Auflösung des Dehnungssensors 5 zu erhöhen und eine Verstärkerplatine für den Dehnungssensor 5 zu vereinfachen.
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7A illustriert eine Querschnittsansicht der Mutter 3, in der ein Loch 11 gebohrt ist. 7B illustriert eine Querschnittsansicht der Mutter 3, in der zwei Löcher 11 gebohrt sind. Ein Loch 11 oder zwei Löcher 11, die parallel und nebeneinander liegen, können in die Mutter 3 gebohrt werden. Wie oben beschrieben, erhöht sich der Betrag der Dehnung an der Grenze zwischen dem Teil, der sich verformt, und dem Teil, der der Verformung auf der Außenfläche der Mutter 3 widersteht. Durch das Bohren von zwei Löchern 11 können sich die erhöhten Beträge der Dehnung überlagern.
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Wenn ein Loch 11 gebohrt wird, ist es wünschenswert, das Loch 11 an einer Position zu platzieren, die in Umfangsrichtung um 180 Grad von dem Durchgangsloch 9a des Rückführpfads 9 entfernt ist, wie in 7A dargestellt. Wenn zwei Löcher 11 gebohrt werden, ist es außerdem wünschenswert, die Mitte zwischen den beiden Löchern 11 in einer Position zu platzieren, die in Umfangsrichtung um 180 Grad von dem Durchgangsloch 9a des Rückführpfads 9 entfernt ist, wie in 7B dargestellt. Dies liegt daran, dass es möglich ist, den Schwerpunkt der Mutter 3 in die Nähe der Mitte der Mutter 3 zu bringen.
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8 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Betrag der Vorspannung und dem Betrag der scheinbaren Dehnung veranschaulicht, die durch ein Experiment erhalten wurde. Der Betrag der scheinbaren Dehnung ist der Betrag der Dehnung in Umfangsrichtung an der Außenfläche der Mutter 3. Die Markierung A in 8 stellt ein Vergleichsbeispiel dar, bei dem das Loch 11 nicht in der Mutter 3 vorgesehen ist. Die Markierung + in 8 stellt ein erstes Beispiel der vorliegenden Erfindung dar, bei dem ein einziges Loch 11 in der Mutter 3 vorgesehen ist. Die Markierung ■ in 8 stellt ein zweites Beispiel der vorliegenden Erfindung dar, bei dem zwei Löcher 11 in der Mutter 3 vorgesehen sind. Wenn ein einziges Loch 11 in der Mutter 3 vorgesehen ist, ist es möglich, den Betrag der scheinbaren Dehnung, d. h. die Empfindlichkeit des Dehnungssensors 5 auf etwa das Zweifache im Vergleich zu dem Fall zu erhöhen, in dem das Loch 11 nicht vorgesehen ist. Wenn zwei Löcher 11 in der Mutter 3 vorgesehen sind, kann die scheinbare Dehnung, d. h. die Empfindlichkeit des Dehnungssensors 5, im Vergleich zu dem Fall, in dem das Loch 11 nicht vorgesehen ist, auf etwa das 3,5-fache erhöht werden.
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Wenn die Spindelvorrichtung 1 über einen längeren Zeitraum verwendet wird, werden die Kugeln 4, die Spindelwelle 2 und die Mutter 3 abgenutzt, und die Vorspannung der Spindelvorrichtung 1 wird reduziert. Wenn die Vorspannung reduziert wird, verringert sich die Dehnung an der Außenfläche der Mutter 3. Der Widerstandswert des Dehnungssensors 5 wird verringert. Der Dehnungssensor 5 ist an eine nicht dargestellte Verstärkerplatine angeschlossen. Die Verstärkerplatine gibt ein Spannungssignal aus, das auf dem Widerstandswert des Dehnungssensors 5 basiert. Mit dem Spannungssignal der Verstärkerplatine kann eine Reduzierung der Vorspannung überwacht werden. 9 ist ein Diagramm, das die Änderungen der von der Verstärkerplatine ausgegebenen Spannung zeigt. Die horizontale Achse zeigt die Verwendungsdauer der Schraubvorrichtung 1. Die vertikale Achse zeigt die von der Verstärkerplatine ausgegebene Spannung (d. h. den verbleibenden Vorspannungspegel) an. Wie in 9 dargestellt, ist es möglich, eine Verringerung des verbleibenden Vorspannungspegels über die Zeit zu erfahren.
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Das loT kann eingeführt werden, um einen Sender zu veranlassen, das von der Verstärkerplatine ausgegebene Spannungssignal über eine Internetleitung an eine Cloud zu übertragen. Ein Fehlerdiagnosesystem in der Cloud kann Deep Learning an dem von der Verstärkerplatine ausgegebenen Spannungssignal unter Verwendung von künstlicher Intelligenz durchführen, um einen Fehler in der Schraubvorrichtung 1 zu diagnostizieren.
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Die Konfiguration der Schraubvorrichtung der Ausführungsform wurde oben beschrieben. Die Schraubvorrichtung 1 der Ausführungsform übt die folgenden Effekte aus:
- Das Loch 11 ist zwischen der Befestigungsfläche 3e, an der der Dehnungssensor 5 befestigt ist, der Mutter 3 und/oder deren Umgebung und der Innenfläche 3d der Mutter 3 vorgesehen. Dementsprechend wird die Außenfläche der Mutter 3 widerstandsfähig gegen die Ausbreitung der Vorspannung in dem mit dem Loch 11 versehenen Abschnitt. An der Grenze zwischen dem Abschnitt, der sich verformt, und dem Abschnitt, der der Verformung auf der Außenfläche der Mutter 3 widersteht, tritt eine Spannungskonzentration auf, und der Betrag der Dehnung wird erhöht, was dem Dehnungssensor 5 die Erfassung der Vorspannung erleichtert.
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Im Fall der Vorspannung einer übergroßen Kugel wird die Dehnung in Umfangsrichtung an der Mutter 3 erfasst, um dem Dehnungssensor 5 die Erfassung der Vorspannung zu erleichtern.
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Wenn ein Loch 11 vorgesehen ist, ist es möglich, die Empfindlichkeit des Dehnungssensors 5 im Vergleich zu dem Fall, in dem das Loch 11 nicht vorgesehen ist, auf z.B. etwa das Zweifache zu erhöhen.
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Wenn zwei parallele Löcher 11 vorgesehen sind, ist es möglich, die Empfindlichkeit des Dehnungssensors 5 im Vergleich zu dem Fall, in dem das Loch 11 nicht vorgesehen ist, auf z.B. etwa das 3,5-fache zu erhöhen.
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Der Dehnungssensor 5 ist an dem flachen Abschnitt 3c der Mutter 3 befestigt, um die Befestigung des Dehnungssensors 5 an der Mutter 3 zu erleichtern.
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(Zweite Ausführungsform)
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10 zeigt eine perspektivische Außenansicht einer Spindelvorrichtung 21 einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 11 veranschaulicht eine Querschnittsansicht entlang der Achse der Spindelvorrichtung 21 genommen. Die Spindelvorrichtung 21 der zweiten Ausführungsform umfasst auch eine Gewindespindel 2, eine Mutter 3 und Kugeln 4 als Wälzkörper, die zwischen einer äußeren Nut 2a der Spindelwelle 2 und einer inneren Nut 3a der Mutter 3 angeordnet sind.
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Die Spindelvorrichtung 1 der ersten Ausführungsform ist die Spindelvorrichtung 1 mit übergroßer Kugelvorspannung, während die Spindelvorrichtung 21 der zweiten Ausführungsform die Spindelvorrichtung 21 mit Offset-Vorspannung ist. Mit anderen Worten, wie in den 12A und 12B dargestellt, ist ein Teil 3a1 der inneren Nut 3a der Mutter 3 relativ zu einem anderen Teil 3a2 der inneren Nut 3a der Mutter 3 in axialer Richtung der Mutter 3 versetzt. Ein Zirkulationskreislauf, der den Teil 3a1 der inneren Nut 3a verwendet, und ein Zirkulationskreislauf, der den anderen Teil 3a2 der inneren Nut 3a verwendet, sind voneinander verschieden. Die Voreilung des Teils 3a1 der inneren Nut 3a ist L. Die Voreilung des anderen Teils 3a2 der inneren Nut 3a ist L. Die Voreilung eines Versatzabschnitts 18 zwischen dem Teil 3a1 und dem anderen Teil 3a2 ist L. Die Offset-Vorspannung kann in der einfachstartenden inneren Nut 3a oder zwischen den Gewinden der doppeltstartenden inneren Nut 3a aufgebracht werden.
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Wie in 12B dargestellt, hat der Querschnitt der äußeren Nut 2a der Gewindespindel 2 eine Kreisbogenform, die einen einzigen Bogen mit einem etwas größeren Radius als der Radius der Kugel 4 enthält. Die Kugel 4 berührt die äußere Nut 2a an einem Punkt. Der Querschnitt der inneren Nut 3a der Mutter 3 hat die Form eines Kreisbogens, der einen einzigen Bogen mit einem etwas größeren Radius als der Radius der Kugel 4 aufweist. Die Kugel 4 berührt die innere Nut 3a an einem Punkt. Ein Bezugszeichen 7 kennzeichnet eine Kontaktwinkellinie.
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Wie in den 10 und 11 dargestellt, ist ein Dehnungssensor 5 durch Klebemittel, wie z.B. einen Klebstoff, an einem flachen Abschnitt 3c einer Außenfläche der Mutter 3 befestigt. Ein Loch 11 ist zwischen einer Befestigungsfläche 3e, an der der Dehnungssensor 5 befestigt ist, der Mutter 3 und einer Innenfläche 3d der Mutter 3 vorgesehen. Das Loch 11 erstreckt sich in einer Richtung senkrecht zur axialen Richtung. Es können zwei benachbarte und parallele Löcher 11 vorgesehen werden. Das Loch 11 wird von einer Seitenfläche der Mutter 3 aus gebohrt und verläuft unterhalb der Befestigungsfläche 3e.
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Gemäß der Spindelvorrichtung 21 der zweiten Ausführungsform ist das Loch 11 zwischen der Befestigungsfläche 3e, an der der Dehnungssensor 5 befestigt ist, der Mutter 3 bzw. in deren Nähe und der Innenfläche 3d der Mutter 3 vorgesehen. Entsprechend wird die Außenfläche der Mutter 3 in dem mit dem Loch 11 versehenen Abschnitt widerstandsfähig gegen die Ausbreitung einer Vorspannung. An der Grenze zwischen einem Abschnitt, der sich verformt, und einem Abschnitt, der der Verformung auf der Außenfläche der Mutter 3 widersteht, kommt es zu einer Spannungskonzentration. Der Betrag der Dehnung wird erhöht. Dementsprechend erleichtert sie dem Dehnungssensor 5 die Erfassung der Vorspannung.
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Im Falle einer Offset-Vorspannung wird der Betrag der Dehnung in axialer Richtung an der Außenfläche der Mutter 3 erfasst, um die Erfassung der Vorspannung zu erleichtern. Dies liegt daran, dass die Mutter 3 durch die Offset-Vorspannung so verformt wird, dass sie sich in die axiale Richtung (eine Richtung X in 10) erstreckt.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die obigen Ausführungsformen beschränkt und kann in anderen Ausführungsformen innerhalb des Anwendungsbereichs realisiert werden, wobei das Wesentliche der vorliegenden Erfindung nicht verändert wird. Zum Beispiel kann anstelle der Kugeln eine Rolle als Wälzkörper verwendet werden.
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In den obigen Ausführungsformen ist die Form des Querschnitts des Lochs orthogonal zu der Richtung, in der sich das Loch erstreckt, ist, aber nicht beschränkt auf, ein Kreis, und kann beispielsweise ein Rechteck sein. Außerdem kann das Loch ein gerades oder bogenförmiges Langloch und/oder ein Schlitz sein.
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In den obigen Ausführungsformen ist das Innere des Lochs ein Raum. Es ist jedoch auch möglich, das Loch mit einem Füllstoff zu füllen.
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Die Beschreibung basiert auf der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2019-019349 , die am 6. Februar 2019 eingereicht wurde und deren gesamter Inhalt hier aufgenommen wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1, 21
- Spindelvorrichtung
- 2
- Gewindespindel
- 2a
- Äußere Nut
- 3
- Mutter
- 3a
- Innere Nut
- 3a1
- Ein Teil der inneren Nut der Mutter
- 3a2
- Ein weiterer Teil der inneren Nut der Mutter
- 3c
- Flacher Abschnitt
- 3d
- Innenfläche der Mutter
- 3e
- Befestigungsfläche
- 4
- Kugel (Wälzkörper)
- 5
- Dehnungssensor
- 8
- Passage
- 9
- Rückführpfad
- 11
- Loch
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2016223493 A [0005]
- JP 2019019349 [0041]
