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QUERVERWEIS ZU VERWANDTEN ANMELDUNGEN
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Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der U.S. Patentanmeldung Nr. 62/153,678, eingereicht am 28. April 2015 und der U.S. Patentanmeldung Nr. 14/932,430, eingereicht am 4. November 2015. Der Inhalt der Anmeldungen ist hiermit vollständig durch Bezugnahme hierin aufgenommen.
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Die Erfindung bezieht im Wesentlichen auf eine Vorrichtung zur Umwandlung einer Drehbewegung in eine Linearbewegung. Spezifischer bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Vorrichtung zum Umwandeln einer Drehbewegung in eine Linearbewegung, welche eine sichere Positionierung von axial und radial beanspruchten Komponenten in einer Axialrichtung und einer Radialrichtung bereitstellt.
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Ein bekannter Vorrichtungstyp zum Umwandeln einer Drehbewegung eines Motors in eine Linearbewegung beinhaltet eine herkömmliche Kugelmutter zur Übertragung der Drehbewegung eines Stangengliedes in eine Linearbewegung, wobei die Kugelmutter beweglich an dem Stangenglied angeordnet ist. Da die Kugelmutter sich auf dem Stangenglied vor und zurück bewegt, sind die Lager zum Stützen des Stangengliedes hinsichtlich eines Gehäuses unter hohen axialen und radialen Belastungen.
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Ein Beispiel einer Vorrichtung zur Umwandlung einer Drehbewegung in eine Linearbewegung ist in der
JPB4722247 offenbart. Jedoch offenbart die
JPB4722247 eine herkömmliche Lageranordnung zum Drehstützen des Drehabschnittes auf dem stationären Abschnitt (d. h. Gehäuse), wobei sich die Komponenten zum Stützen des Drehabschnittes an dem stationären Abschnitt aufgrund der hohen axialen und radialen Belastung leicht lösen können.
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Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es, das sichere Positionieren zu erhöhen und den Axialschlag zu reduzieren. Ein noch weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es, in der Axialrichtung eine Stangengliedbewegung zu verhindern.
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In Anbetracht der bekannten Technologie und nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zur Umwandlung einer Drehbewegung in eine Linearbewegung bereitgestellt die im Wesentlichen ein Gehäuse, einen Stator, eine Hohlwelle, eine Vielzahl von Magneten, ein Stangenglied, zumindest ein Lager und eine Kugelmutter umfasst. Der Stator mit einer Vielzahl von Spulen ist in einer Umfangsrichtung angeordnet, wobei der Stator an einen zylindrischen Abschnitt eines Gehäuses aufweisend eine Lagerfläche, die zumindest ein Lager trägt, angeordnet ist. Die Hohlwelle ist an das Gehäuse drehbar um eine erste Drehachse gekoppelt, wobei die Hohlwelle zumindest ein gestuftes Ende an der Innenfläche des Endes der Hohlwelle aufweist. Eine Vielzahl von Magneten ist an einer Außenumfangsfläche der Hohlwelle einwärts bzw. innerlich von dem Stator in einer Radialrichtung angeordnet. Das Stangenglied ist an das Gehäuse drehbar um die erste Drehachse gekoppelt aufweisend zumindest einen Berührabschnitt, wobei der zumindest eine Berührabschnitt zumindest einen Part der Hohlwelle in einer Radialrichtung berührt. Die Kugelmutter ist drehbar an spirale Rillen bzw. Spiralnuten an einer Außenumfangsperipherie des Stangengliedes gestützt, wobei die Kugelmutter sich in der Axialrichtung der ersten Drehachse entsprechend der Drehung des Stangengliedes bewegt. Die Vorrichtung umfasst ein ringförmiges Sensorjoch, wobei ein Part der Außenfläche des Sensorjochs das gestufte Ende in einer Radialrichtung berührt.
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Bevorzugt ist die Vorrichtung ausgestaltet, derart, dass das zumindest eine gestufte Ende eine ringförmige gestufte Form bzw. Gestalt ist.
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Bevorzugt ist die Vorrichtung ausgestaltet, derart, dass eine Vielzahl von den gestuften Enden in einer Umfangsrichtung angeordnet sind, wobei das Sensorjoch eine Vielzahl von Konvex-Abschnitten, die in eine Axialrichtung vorspringen, aufweisen, und wobei die Außenflächen der Vielzahl von Konvex-Abschnitten die Vielzahl von gestuften Enden in einer Radialrichtung berühren.
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Bevorzugt ist die Vorrichtung ausgestaltet, derart, dass das Sensorjoch einen oberen ersten zylindrischen Abschnitt, einen unteren zweiten zylindrischen Abschnitt und einen Plattenabschnitt, welcher sich nach außen in eine Umfangsrichtung von dem Ende des zweiten zylindrischen Abschnitts erstreckt, aufweist, wobei der erste zylindrischen Abschnitt das gestufte Ende berührt.
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Bevorzugt ist die Vorrichtung ausgestaltet, derart, dass die Radiallänge der Kugelmutter kürzer ist als die des ersten zylindrischen Abschnitts und die Radiallänge des ersten zylindrischen Abschnitts kürzer ist als die des zweiten zylindrischen Abschnitts.
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Bevorzugt umfasst die Vorrichtung weiter ein Stoppglied, welches an das Stangenglied fixiert ist, wobei das zumindest eine Lager zumindest einen kreisförmigen Innenstützpart und zumindest einen kreisförmigen Außenstützpart, welche die Hohlwelle und das Stangenglied an das Gehäuse drehbar um die erste Drehachse stützen, umfasst. Der zumindest eine kreisförmige Innenstützpart stößt bzw. schlägt an zumindest einen Part des zumindest einen außenumlaufenden gestuften Wellenabschnittes in der Axialrichtung und der zumindest eine kreisförmige Außenstützpart stößt bzw. schlägt an die Lagerfläche des Gehäuses in der Axialrichtung. Das Stoppglied stößt bzw. schlägt in der Axialrichtung an den zumindest einen außenumlaufenden gestuften Wellenabschnitt, wobei die Hohlwelle zumindest einen außenumlaufenden gestuften Wellenabschnitt und zumindest einen innenumlaufenden gestuften Wellenabschnitt aufweist, und wobei das Stangeglied zumindest einen Vorsprungspart aufweist, wobei der zumindest eine Vorsprungspart in einer Axialrichtung an den zumindest einen innenumlaufenden gestuften Wellenabschnitt stößt bzw. schlägt.
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Die Vorteile der vorliegenden Erfindung können wie folgt zusammengefasst werden:
- a. Die Stabilität der Fixierung und Positionierung der belasteten Komponente wird in der Axial- und Radialrichtung erhöht.
- b. Der Axialschlag wird reduziert.
- c. Die Stangengliedbewegung in der Axialrichtung wird verhindert.
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Weitere Vorteile die mit den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erzielt werden können wie folgt zusammengefasst werden:
- d. Das kreisförmige Lagerhalteglied verriegelt bzw. sperrt sicher das Lager. Diese Struktur ist eine effektive Lagerfixieranordnung.
- e. Die Struktur weist eine hohe Flexibilität bezüglich der Maßtoleranzen des Lagers und/oder des Gehäuses auf.
- f. Eine ausreichende Dicke des Gehäuses zum Halten des Lagers in einer Radialrichtung wird bereitgestellt.
- g. Die Drehübertragungsstruktur überträgt die Drehung der Hohlwelle auf das Stangenglied.
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Auch werden andere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der offenbarten Vorrichtung zur Umwandlung der Drehbewegung in eine Linearbewegung für einen Fachmann aus der folgenden detaillierten Beschreibung ersichtlich.
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Zusammenfassung der Figuren
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Die Erfindung wird nun auf Grundlage von Figuren beschrieben. Es soll verstanden werden, dass die Ausführungsformen und Aspekte der vorliegenden Erfindung, die in den Figuren beschrieben werden, lediglich Beispiele sind und nicht den Schutzumfang der Ansprüche in jeglicher Beziehung einschränken. Die Erfindung wird durch die Ansprüche und ihre Äquivalente definiert. Es soll verstanden werden, dass die Merkmale von einem Aspekt oder Ausführung der Erfindung mit einem Merkmal eines unterschiedlichen Aspekts oder Aspekten von anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kombiniert werden kann bzw. können. Diese Erfindung wird nach Studium der folgenden detaillierten Beschreibungen der Ausführungsformen, die ein Teil dieser Offenbarung bilden, unter Betrachtung der beigefügten Zeichnungen ersichtlich. Bezugnehmend nun zu den beigefügten Zeichnungen, welche einen Teil dieser Offenbarung bilden:
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1 ist eine Querschnittsansicht einer Vorrichtung zur Umwandlung einer Drehbewegung in eine Linearbewegung nach einer Ausführungsform, sowie einer Drehübertragungsanordnung nach einer weiteren Ausführungsform;
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2 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht der Drehübertragungsanordnung veranschaulicht in 1;
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3A ist eine teilweise Querschnittansicht einer Hohlwelle und eines Stangengliedes der Drehübertragungsanordnung, wie entlang der Schnittlinie X-X‘ von 2 zu sehen ist, wobei das Stangenglied eine Ellipsen-Form aufweist;
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3B ist eine teilweise Querschnittsansicht der Hohlwelle und des Stangengliedes der Drehübertragungsanordnung, wie entlang der Schnittlinie X-X‘ von 2 zu sehen ist, wobei das Stangenglied eine Form beinhaltend einen Konvex-Abschnitt aufweist;
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3C ist eine teilweise Querschnittsansicht der Hohlwelle und des Stangengliedes der Drehübertragungsanordnung, wie entlang der Schnittlinie X-X‘ von 2 zu sehen ist, wobei das Stangenglied eine mehreckige Form aufweist; und
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3D ist eine teilweise Querschnittsansicht der Hohlwelle und des Stangengliedes der Drehübertragungsanordnung wie entlang der Schnittlinie X-X‘ von 2 zu sehen ist, wobei das Stangenglied eine Form beinhaltend einen Konkav-Abschnitt aufweist.
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Detaillierte Beschreibung Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird vollständig nachfolgend durch Verwendung von Beispielen zum Zwecke der Offenbarung beschrieben ohne die Offenbarung durch die genannten Beispiele einzuschränken. Die Beispiele stellen unterschiedliche Aspekte der vorliegenden Offenbarung dar. Um die vorliegende technische Lehre zu implementieren ist es nicht notwendig alle diese Aspekte kombiniert zu implementieren. Vielmehr wird ein Fachmann solche Aspekte auswählen und kombinieren die sinnvoll erscheinen und für die entsprechende Anwendung und Implementation benötigt werden.
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Zunächst bezugnehmend auf 1, eine Drehübertragungsanordnung 10 nach einer Ausführungsform wird veranschaulicht. Die Drehübertragungsanordnung 10 umfasst ein Gehäuse 1, eine Hohlwelle 3, ein Stangenglied 3 bzw. Stabglied, zumindest ein Lager 4, und ein Stoppglied 5. Die Hohlwelle 2 ist an das Gehäuse 1 drehbar um eine erste Drehachse A1 (d. h. eine Stangengliedachse) gekoppelt. Die Hohlwelle 2, wie hierin dargestellt, weist zwei außenumlaufende gestufte Wellenabschnitte auf, insbesondere einen ersten außenumlaufenden gestuften Wellenabschnitt 21A und einen zweiten außenumlaufenden gestuften Wellenabschnitt 21B, während die Hohlwelle 2, wie veranschaulicht, zwei außenumlaufende gestufte Wellenabschnitte 21A, 21B aufweist, kann die Hohlwelle 2 mehr oder weniger als zwei außenumlaufende gestufte Wellenabschnitte 21A, 21B falls benötigt und/oder gewünscht aufweisen. Die Hohlwelle 2 wie hierin dargestellt, weist weiter einen innenumlaufenden gestuften Wellenabschnitt 22 auf. Während die Hohlwelle 2, wie hierin veranschaulicht, einen innenumlaufenden gestuften Wellenabschnitt 22 aufweist, kann die Hohlwelle 2 mehr als oder weniger als einen innenumlaufenden gestuften Wellenabschnitt 22, falls benötigt und/oder gewünscht, aufweisen.
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Wie in 1 dargestellt, ist das Stangenglied 3 (z. B. eine Vollwelle) an das Gehäuse 1 drehbar um die erste Drehachse A1 gekoppelt. Das Stangenglied 3 weist zumindest ein Berührabschnitt 31 auf, welcher umfänglich an einer Außenumfangsfläche des Stangengliedes 3 ausgebildet ist, und welcher sich an der Außenumfangsfläche des Stangengliedes 3 in einer Axialrichtung hinsichtlich der ersten Drehachse A1 erstreckt. Während das Stangenglied 3, wie hierin veranschaulicht, lediglich einen Berührabschnitt 31 aufweist, kann das Stangenglied 3 mehr als einen Berührabschnitt 31, falls benötigt und/oder gewünscht, aufweisen. Das Stangenglied 3 weist weiter einen Vorsprungspart 32 auf, welcher sich aus der Außenumfangsfläche des Stangengliedes 3 in einer Radialrichtung hinsichtlich der ersten Drehachse A1 erstreckt. Während das Stangenglied 3, wie hierin veranschaulicht, lediglich einen Vorsprungspart 32 aufweist, kann das Stangenglied 3 mehr als einen Vorsprungspart 32 aufweisen und ein derartiger Vorsprungspart 32 kann in einer ringförmigen Form bzw. Gestalt ausgebildet sein, oder mehr als der eine Vorsprungspart 32 kann an dem Stangenglied 3 in einer Umfangsrichtung hinsichtlich der ersten Drehachse A1 positioniert sein, falls benötigt und/oder gewünscht. Der Berührabschnitt 31 berührt zumindest ein Part der Hohlwelle 2 in einer Radialrichtung und der Vorsprungspart 32 stößt an den innenumlaufenden gestuften Wellenabschnitt 22 der Hohlwelle 2 in einer Axialrichtung jeweils an. Folglich sind das Stangenglied 3 und die Hohlwelle 2 zueinander wirkgekoppelt, zur Drehung als ein einzelnes Einheitsglied. Das Stangenglied 3 und die Hohlwelle 2 sind aneinander beispielsweise durch Mittel einer Reibverbindung oder einer Formschlussverbindung, wie in den folgenden (3A–3D) dargestellt, miteinander fixiert. Dementsprechend bilden der Berührabschnitt 31 des Stangengliedes 2, der Vorsprungspart 32 des Stangengliedes 3 und der innenumlaufenden gestufte Wellenabschnitt 22 der Hohlwelle 2 eine Drehübertragungsstruktur aus, welche die Drehung der Hohlwelle 2 auf das Stangenglied 3 überträgt.
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In der Ausführungsform umfasst die Drehübertragungsanordnung 10 weiter ein Lager 4. Das Lager 4 umfasst zwei separate kreisförmige Innenstützparts 41A, 41B und einen kreisförmigen Außenstützpart 42. Das Lager 4, nach einer Ausführungsform, beinhaltet hinsichtlich der ersten Drehachse A1 einen axial unteren Innenstützpart 41A und einen axial oberen Innenstützpart 41B. Bevorzugt ist das Lager 4 als ein Vierpunktberührrollenlager ausgebildet, aufweisend einen einzelnen kreisförmigen Außenstützpart 42 und zwei separate bzw. getrennte kreisförmige Innenstützparts 41A, 41B, insbesondere der untere Innenstützpart 41A und der obere Innenstützpart 41B. Jedoch ist die vorliegende Erfindung darauf nicht beschränkt. Während das Lager 4, wie veranschaulicht, lediglich einen einzelnen kreisförmigen Außenstützparts 42 aufweist, kann das Lager 4 zwei separate bzw. getrennte kreisförmige Außenstützparts 42, falls benötigt und/oder gewünscht, umfassen. Des Weiteren kann das Lager 4 ein zweiteiliges Rollenlager bzw. Kugellager oder ein dreiteiliges Rollenlager bzw. Kugellager, falls benötigt und/oder gewünscht, umfassen. Beispielsweise kann das Lager 4 als ein Tiefrillenkugellager oder als ein zweireihiges Ringkontaktkugellager, falls benötigt und/oder gewünscht, ausgebildet sein.
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Wie in 1 zu sehen ist, stößt der untere Stützpart 41A des Lagers 4 an den ersten außenumlaufenden gestuften Wellenabschnitt 21A der Hohlwelle 2 in der Axialrichtung. Des Weiteren stößt der einzelne kreisförmige Außenstützpart 42 des Lagers 4 an eine Lagerfläche 11 (z. B. ein Lagersitz 11 des Gehäuses 1) des Gehäuses 1 in der Axial- und Radialrichtung hinsichtlich der Drehachse A1. Die Drehübertragungsanordnung 10 beinhaltet weiter ein Stoppglied 5 (z. B. ein Stangenstopper 5), welches an das Stangenglied 3 wirkfixiert ist. In der Ausführungsform, ist das Stoppglied 5 an das Stangenglied 3 mit Schraubgliedern befestigt, welche auf der Innenseite des Stoppgliedes 5 und der Außenseite des Endes des Stangengliedes 3 (d. h. ein Stangenstopper von einem Schraubentyp) angeordnet sind. Jedoch kann das Stoppglied an dem Stangenglied 3 durch andere Mittel, falls benötigt und/oder gewünscht, angeordnet sein. Wie in 1 zu sehen ist, stößt ein Part des Stoppgliedes 5 an einen Part des unteren Innenstützparts 41B des Lagers 4, insbesondere die untere Seite des unteren Innenstützparts 41B in der Axial- und Radialrichtung hinsichtlich der ersten Drehachse A1. Dementsprechend stützt das Vierpunktberührrollenlager 4 das Stangenglied 3 und die Hohlwelle 2 an das Gehäuse 1 drehbar in einer Radial- und Axialrichtung. Dementsprechend, wenn die Hohlwelle 2 und das Stangenglied 3 in dem Gehäuse 1 via des Lagers 4 angeordnet sind, ist das Stoppglied 5 an dem Stangenglied 3 ausgestattet und auf das Stangenglied 3 geschraubt, wodurch das Stangenglied 3 und die Hohlwelle 2 gemeinsam drehbar an dem Lager 4 in der Axial- und Radialrichtung gestützt werden. Wenn das Stoppglied 5 an das Stangenglied 3 geschraubt wird, stößt das Stoppglied 5 lediglich an den unteren Innenstützpart 41B des Lagers 4 ohne den unteren Innenstützpart 41B oder die Hohlwelle 2 zu berühren. Dadurch wird ein Abstand bzw. Lücke zwischen dem Stoppglied 5 und dem Endabschnitt der Hohlwelle 2 ausgebildet. Durch Aufnahme des oberen Innenstützparts 41B des Lagers 4 durch das Stoppglied 5 und durch Aufnahme des unteren Innenstützparts 41A des Lagers 4 durch den ersten außenumlaufenden gestuften Wellenabschnitt 21A, ist das Stangenglied 3 axial gegen die Hohlwelle 2 in einer unteren Position fixiert. Folglich kann der Axialschlag reduziert werden. Diese Axialsperranordnung ermöglicht es weiter, dass die Bewegung des Stangengliedes 3 in einer Axialrichtung verhindert wird. Folglich kann eine sichere Axialpositionierung der Hohlwelle 2 und des Stangengliedes 3 erreicht werden.
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In der Ausführungsform umfasst die Drehübertragungsanordnung 10 weiter ein kreisförmiges Lagerhalteglied 6 (z. B. eine Gewindeschraube 6). Das kreisförmige Lagerhalteglied 6 ist sicher an eine Innenfläche 12A eines Öffnungsabschnittes 12 des Gehäuses 1 fixiert. In der Ausführungsform weist die Innenfläche 12A ein Innengewinde (nicht dargestellt) auf, in welches ein Außengewinde (nicht dargestellt) des kreisförmigen Lagerhaltegliedes 6 befestigt ist. Jedoch ist die vorliegende Erfindung darauf nicht beschränkt und das kreisförmige Lagerhalteglied 6 und die Innenfläche 12A können durch andere Mittel, falls benötigt und/oder gewünscht, in Eingriff stehen/gelangen. In der Ausführungsform ist das kreisförmige Lagerhalteglied 6 an den Öffnungsabschnitt 12 des Gehäuses 1 geschraubt bis eine untere Fläche 62 der Fläche des kreisförmigen Lagerhaltegliedes 6 an den kreisförmigen Außenstützpart 42 des Lagers 4 in der Axialrichtung hinsichtlich der ersten Drehachse A1 stößt. Ein Außendurchmesser des kreisförmigen Lagerhaltegliedes 6 ist in der Radialrichtung hinsichtlich der ersten Drehachse A1 größer als ein Außendurchmesser des kreisförmigen Außenstützparts 42 des Lagers 4. Wie in 1 zu sehen ist, weist das Gehäuse 1 einen zylindrischen Abschnitt 14 und zumindest eine gestufte Gehäusesektion 13 auf, die an einem unteren Ende des Gehäuses 1 positioniert ist. Die gestufte Gehäusesektion 13 erstreckt sich in eine Radialrichtung nach innen von dem Ende des zylindrischen Abschnitts 14. Das zumindest eine Lager 4 ist dort angeordnet, wo eine axiale Endfläche des zumindest einen Lagers 4 zwischen der Außenfläche der zumindest einen gestuften Gehäusesektion 13 und der Innenfläche der zumindest einen gestuften Gehäusesektion 13 positioniert ist. Durch Bereitstellen der vorstehenden Gehäusestruktur erlaubt es die ausreichende Dicke des Gehäuses 1 das Lager 4 in der Radialrichtung zu tragen.
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Das kreisförmige Lagerhalteglied 6 umfasst weiter zumindest ein Dichtelement (z. B. ein Dichtring), welches innerhalb des kreisförmigen Lagerhaltegliedes 6 zum Zwecke der Dichtungssicherung angeordnet ist. In der Ausführungsform, nachdem das kreisförmige Lagerhalteglied 6 an die Innenfläche 12A des Öffnungsabschnittes 12 des Gehäuses 1 mit Schraubengliedern befestigt ist und an den kreisförmigen Außenstützpart 42 des Lagers 4 in der Axialrichtung stößt, um das Lager 4 in der Axialrichtung zu tragen, ist zumindest ein Part des kreisförmigen Lagerhaltegliedes 6 an zumindest einen Part des Öffnungsabschnittes 12 des Gehäuses 1 verpresst oder gequetscht bzw. gecrimpt, um das kreisförmige Lagerhalteglied 6 an das Lager 4 sicher zu fixieren. Insbesondere weist das kreisförmige Lagerhalteglied 6 einen Konkav-Abschnitt 61A auf, welcher nach innen in die Axialrichtung gedrückt wird, an einer axial unteren Fläche 61 und einen Konvex-Abschnitt 62A an der unteren Fläche 62. Ein Werkzeugeingriffsloch 63 (z. B. Werkzeugeingriff) ist an dem Konkav-Abschnitt 61A des kreisförmigen Lagerhaltegliedes 6 angeordnet, um einen Eingriff mit Spezialwerkzeugen, beispielsweise ein Schraubenschlüssel, bereitzustellen. Nachdem das kreisförmige Lagerhaltglied 6 an das Gehäuse 1 fixiert ist und der zumindest eine Part des kreisförmigen Lagerhaltegliedes 6 an das Gehäuse verpresst oder gequetscht wird, ist der Konvex-Abschnitt 62A an der unteren Fläche 62 des kreisförmigen Lagerhaltegliedes 6 in einem tieferen Bereich als der deformierte Abschnitt des kreisförmigen Lagerhaltegliedes 6 angeordnet, welcher an das Gehäuse 1 verpresst oder gequetscht ist. Durch Bereitstellung der vorstehenden Struktur des kreisförmigen Lagerhaltegliedes 6, wird das kreisförmige Lagerhalteglied 6 sicher an das Gehäuse 1 ohne Ungenauigkeit bzw. Lockerheit fixiert und die Belastung der Verpressung/Quetschung/Deformation kann an die Konvexseite des kreisförmigen Lagerhaltegliedes 6 entweichen bzw. abgegeben werden. Daher sperrt bzw. verriegelt das kreisförmige Lagerhalteglied 6 sicher das Lager 4. Des Weiteren, durch Bereitstellung der vorstehenden Struktur des kreisförmigen Lagerhaltegliedes 6, ist diese Struktur flexibel hinsichtlich der Maßtoleranzen des Lagers 4 und des Gehäuses 1.
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Eine Vorrichtung 100 zur Umwandlung einer Drehbewegung in einer Linearbewegung nach einer Ausführungsform wird nachfolgend mit Bezugnahme auf die 1 beschrieben. Die Vorrichtung 100 umfasst die gleiche Konfiguration wie die Drehübertragungsanordnung 10 außer für die zusätzlichen Komponenten eines Stators 7, einer Vielzahl von Magneten 8 und einer Kugelmutter 9. Folglich werden den Elementen, die im Wesentlichen die gleiche Funktion wie solchen in der ersten Ausführungsform aufweisen, die gleichen Bezugszeichen gegeben und hierin der Kürze halber nicht erneut beschrieben und/oder veranschaulicht.
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Wie in 1 zu sehen ist, umfasst die Vorrichtung 100 zur Umwandlung einer Drehbewegung in eine Linearbewegung nach einer Ausführungsform zusätzlich einen Stator 7 mit einer Vielzahl von Spulen 71 bzw. Wicklungen, welche in einer Umfangsrichtung an der Innenfläche des Stators 7 angeordnet sind. Der Stator 7 ist fest an den zylindrischen Abschnitt 14 des Gehäuses 1 angeordnet. Des Weiteren sind eine Vielzahl von Magneten 8 fest an eine Umfangsaußenfläche 23 der Hohlwelle 2 nach innen bzw. einwärts bzw. innerlich von dem Stator 7 in einer Radialrichtung hinsichtlich der Drehachse A1 angeordnet. Die Hohlwelle 2 ist aus einem magnetischen Material hergestellt. Daher durchläuft der magnetische Fluss bzw. Induktionsfluss, der durch einen von dem Magneten 8 erzeugt worden ist, durch die Hohlwelle 2 und fließt zu den weiteren Magneten 8. Das heißt, dass die Hohlwelle 2 als ein magnetischer Pfad verwendet werden kann. Eine Axiallänge der Magneten 8 und eine Axiallänge eines Magnetaufnahmeabschnittes 2A der Hohlwelle 2, an welchem die Magneten 8 angeordnet sind, weisen die gleiche Länge auf und die Hohlwelle 2 ist an dem Ende des Magnetaufnahmeabschnittes 2A nach innen gestuft. Im Fall, dass die Axiallänge des Magnetaufnahmeabschnittes 2A länger ist als die der Magneten 8, kann der Fluss von dem einen von den Magneten leicht diffundiert werden, durch Durchlaufen des längeren Abschnittes der Hohlwelle 2. Dies resultiert in einem wirkungslosen Flusskreislauf. So dass die gleiche Axiallänge der Magneten 8 und der Magnetaufnahmeabschnitte 2A die höchste Effizienz erreichen können. Eine Kugelmutter 9 ist an einer Vielzahl von Spiralrillen 33 bzw. Spiralnuten an einer Außenumfangsperipherie des Stangengliedes 3 drehgestützt. Durch Bereitstellen der vorstehenden Drehübertragungsanordnung 10, wird die Drehung der Hohlwelle 2 via der vorstehenden Drehübertragungsstruktur auf das Stangenglied 3 übertragen.
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Durch Bereitstellung der Vorrichtung 100, wird die Drehbewegung der Hohlwelle 2 und des Stangengliedes 3 in eine Linearbewegung der Kugelmutter 9 umgewandelt. Folglich bewegt sich die Kugelmutter 9 auf dem Stangenglied 3 in einer Axialrichtung, falls benötigt und/oder gewünscht, vor und zurück. Da die Kugelmutter 9 sich vor und zurück in einer Axialrichtung bewegt, ist das Lager 4 folglich unter einer hohen Belastung in der Axialrichtung des Stangengliedes 3. Da das Stoppglied 5 den oberen Innenstützpart 41B des Lagers 4 aufnimmt und der erste außenumlaufende gestufte Wellenabschnitt 21A den unteren Innenstützpart 41A des Lagers 4 aufnimmt, wird der Axialschlag reduziert. Diese Axialsperranordnung ermöglicht es weiter, dass die Stangengliedbewegung in eine Axialrichtung verhindert wird.
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Ein Motor 200 nach einer dritten Ausführungsform wird nun mit Bezugnahme auf 1 beschrieben. Der Motor 200 weist im Wesentlichen die gleiche Konfiguration auf wie die Vorrichtung 100 zur Umwandlung der Drehbewegung in eine Linearbewegung. Folglich werden den Elementen, die im Wesentlichen die gleiche Funktionen aufweisen wie solche in den vorstehenden Ausführungsformen, die gleichen Bezugszeichen gegeben und nicht erneut der Kürze halber im Detail hierin beschrieben und/oder veranschaulicht. Der Motor 200 umfasst die Vorrichtung 100 zur Umwandlung einer Drehbewegung in eine Linearbewegung beinhaltend die vorstehenden Elemente. Durch Bereitstellung der vorstehenden Struktur kann der Motor 200 die erforderliche Stärke bzw. Festigkeit gegen die Kraft in einer Radial- und Axialrichtung der drehenden Parts der vorliegenden Erfindung erreichen bzw. leisten. In einem weiteren Aspekt kann der Motor 200 als ein Bremsanlagemotor (Bremsmotor) ausgestaltet sein.
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Nun bezugnehmend hauptsächlich auf die 2 und 3A bis 3D. Wie in 2 zu sehen ist, ist die Drehübertragungsanordnung 10 veranschaulicht, welche die gleiche Konfiguration wie die Drehübertragungsanordnung 10 nach der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst. Folglich werden den Elementen, die im Wesentlichen die gleiche Funktion aufweisen, wie solche in denen der Ausführungsform, die gleichen Bezugszeichen gegeben und hierin der Kürze halber nicht erneut im Detail beschrieben und/oder veranschaulicht. 2 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht der Drehübertragungsanordnung 10 veranschaulicht in 1, darstellend eine Mittelschnittlinie X-X‘, hinsichtlich der Drehübertragungsstruktur, welche die Drehung der Hohlwelle 2 auf das Stangenglied 3 überträgt. Wie in 2 zu sehen ist, insbesondere an der Mittelschnittlinie X-X‘, entspricht jeweils der Berührabschnitt sowohl der Hohlwelle 2 als auch dem Stangenglied 3. Folglich wird die Drehung der Hohlwelle 2 auf das Stangenglied 3 übertragen. Das Stangenglied 3 kann eine Gestalt bzw. Form unterschiedlich von einer ringförmigen Gestalt bzw. Form, wie in den 3A bis 3D zu sehen ist, aufweisen.
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Nun Bezugnehmend auf die 3A bis 3D darstellend Drehübertragungsstrukturmuster bzw. Drehübertragungsstrukturmodelle. 3A zeigt eine teilweise Querschnittsansicht der Hohlwelle 2 und des Stangengliedes 3 der Drehübertragungsanordnung 10 entlang der Mittelschnittlinie X-X‘ von 2, wobei das Stangenglied 3 eine Ellipsen-Form aufweist und der Berührabschnitt der Hohlwelle 2 diesem entspricht.
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3B zeigt eine teilweise Querschnittsansicht der Hohlwelle 2 und des Stangengliedes 3 der Drehübertragungsanordnung 10 entlang der Mittelschnittlinie X-X‘ von 2, wobei das Stangenglied 3 eine Gestalt bzw. Form beinhaltend einen Konvex-Abschnitt aufweist und der Berührabschnitt der Hohlwelle 2 diesem entspricht.
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3C zeigt eine teilweise Querschnittsansicht der Hohlwelle 2 und des Stangengliedes 3 der Drehübertragungsanordnung 10 entlang der Mittelschnittlinie X-X‘ von 2, wobei das Stangenglied 3 eine mehreckige bzw. vieleckige Gestalt bzw. Form aufweist und der Berührabschnitt der Hohlwelle 2 dieser entspricht.
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3D zeigt eine teilweise Querschnittsansicht der Hohlwelle 2 und des Stangengliedes 3 der Drehübertragungsanordnung 10 entlang der Mittelschnittlinie X-X‘ von 2, wobei das Stangenglied 3 eine Gestalt beinhaltend einen Konkav-Abschnitt aufweist, und der Berührabschnitt der Hohlwelle 2 diesem entspricht.
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Wie in 1 zu sehen ist, weist die Innenfläche des Ende der Hohlwelle 2 ein gestuftes Ende 81 auf, welches eine ringförmige gestufte Gestalt aufweist, derart, dass ein Sensorjoch 82 bzw. an das gestufte Ende 81 angeordnet werden kann. In dieser Ausführungsform ist das Sensorjoch 82 als eine hohle ringförmige Gestalt ausgebildet und weist zwei zylindrische Abschnitte auf, ein erster zylindrischer Abschnitt 83 (ein oberer Abschnitt) und ein zweiter zylindrischer Abschnitt 84 (ein unterer Abschnitt), und von dem Ende des zweiten zylindrischen Abschnitts 84 erstreckt sich ein Plattenabschnitt 85 nach außen in einer Umfangsrichtung des zweiten zylindrischen Abschnittes 84. Ein Sensormagnet kann an dem Plattenabschnitt 85 angeordnet sein. Der erste zylindrische Abschnitt 83 ist in das gestufte Ende 81 pressgepasst und an die Hohlwelle 2 fixiert, derart, dass die Außenfläche des ersten zylindrischen Abschnittes 83 das gestufte Ende 81 in einer Radialrichtung berührt. Jedoch ist die Gestalt des Sensorjochs 82 und des gestuften Endes 81 auf diese Ausführungsform nicht beschränkt. Das gestufte Ende 81 muss keine ringförmige Gestalt aufweisen, jedoch kann zumindest ein Part der Innenfläche der Hohlwelle 2 gestuft sein, derart, dass ein Part der Außenfläche des Sensorjochs 82 das gestufte Ende in einer Radialrichtung berühren kann. Das Sensorjoch 82 kann lediglich aus einem zylindrischen Abschnitt oder aus mehr als zwei zylindrischen Abschnitten bestehen. Außerdem kann die Hohlwelle 2 eine Vielzahl von gestuften Enden 81 in einer Umfangsrichtung aufweisen und das ringförmige Sensorjoch 82 kann eine Vielzahl von Konvex-Abschnitten, die in einer Axialrichtung vorspringen, aufweisen, wobei die Außenfläche der Vielzahl von Konvex-Abschnitten die Vielzahl von gestuften Enden 81 in einer Radialrichtung berühren.
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Des Weiteren ist ein Drehprüfer (wie etwa ein Hall IC etc.) in einer Axialrichtung des Plattenabschnittes 85 (in den Zeichnungen nicht dargestellt) angeordnet, welcher die Drehung des Sensorjochs 82 detektieren kann und daraufhin wird die Drehung der Hohlwelle 2 präzise detektiert, um eine genaue Drehsteuerung zu erreichen. Eine derartige genaue Drehsteuerung ist zur Steuerung eines Bremssystems notwendig, bei welchem die benötigten Drücke in den Bremsklötzen benötigt werden, um entsprechende Bremskräfte erzeugen zu können.
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An dem Ende der Kugelmutter 9, sind Bremssysteme angeordnet und bewegen sich vor und zurück entsprechend der Drehung der Hohlwelle 2. Daher ist die Radiallänge der Kurbelmutter 9 kürzer als die des ersten zylindrischen Abschnittes 83 und die Radiallänge des ersten zylindrischen Abschnittes 83 ist kürzer als die des zweiten zylindrischen Abschnittes 84. Die Radiallänge des zweiten zylindrischen Abschnittes 84 kann entsprechend der Radiallänge des Bremssystems eingestellt werden/sein. In diesem Fall, da eine ausreichende Dicke bzw. Stärke der Hohlwelle 2 sichergestellt werden muss, um genügend Festigkeit bzw. Stärke der Hohlwelle 2 zu erreichen, und da sich das Sensorjoch 82 von der Innenfläche der Hohlwelle 2 erstreckt, kann die Außenfläche der Hohlwelle 2 lediglich zur Fixierung der Magneten 8 verwendet werden. Aufgrund dieser Anordnung kann die Drehübertragungsanordnung 10 in einer Axialrichtung mit ausreichend Festigkeit kompakt gestaltet werden.
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Von der vorstehenden Beschreibung der vorliegenden Erfindung wird der Fachmann Verbesserungen, Änderungen und Modifikationen der vorliegenden Erfindung erfassen. Solche Verbesserungen, Änderungen und Modifikationen befinden sich innerhalb des Verständnisses des Fachmanns und sind von den beigefügten Ansprüchen abgedeckt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Gehäuse
- 2
- Hohlwelle
- 2A
- Magnetaufnahmeabschnitt
- 3
- Stangenglied
- 4
- Gehäuse
- 5
- Stoppglied
- 6
- kreisförmiges Lagerhalteglied
- 7
- Stator
- 8
- Magnete
- 9
- Kugelmutter
- 10
- Drehübertragungsanordnung
- 11
- Lagerfläche
- 12
- Öffnungsabschnitt
- 12A
- Innenfläche
- 13
- gestufte Gehäusesektion
- 14
- zylindrischer Abschnitt
- 21A
- ersten außenumlaufender gestufter Wellenabschnitt
- 21B
- zweiter außenumlaufender gestufter Wellenabschnitt
- 22
- innenumlaufender gestufter Wellenabschnitt
- 23
- Umfangsaußenfläche
- 31
- Berührabschnitt
- 32
- Vorsprungspart
- 33
- Spiralrillen
- 41A, 41B
- kreisförmige Innenstützparts
- 41A
- unterer Innenstützpart
- 41B
- oberer Innenstützpart
- 42
- kreisförmiger Außenstützpart
- 61
- obere Fläche
- 61
- Konkav-Abschnitt
- 62
- untere Fläche
- 62A
- Konvex-Abschnitt
- 63
- Werkzeugeingriffsloch
- 71
- Spulen
- 81
- gestuftes Ende
- 82
- Sensorjoch
- 83
- erster zylindrischer Abschnitt
- 84
- zweiter zylindrischer Abschnitt
- 85
- Plattenabschnitt
- 100
- Vorrichtung zur Umwandlung einer Drehbewegung in eine Linearbewegung
- 200
- Motor
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 4722247 B [0004]
- JP 4722247 [0004]
