CN105317954B - 滚珠丝杠装置 - Google Patents

Abstract

滚珠丝杠装置具备插通于丝杠轴的滚珠螺母。在滚珠螺母的内周设有以沿着内螺纹槽的切线方向延伸的方式凹陷的凹部。包含多个主滚珠的滚珠列和螺旋弹簧收容于滚道路径内。凹部包括：第一面，经由限动滚珠来承受螺旋弹簧的第二端部；及第二面，限制限动滚珠的向螺母轴向的移动。第二面以沿着内螺纹槽的导程角的方向延伸的方式相对于滚珠螺母的轴直角面倾斜与导程角相当的角度。

Description

滚珠丝杠装置

在2014年8月1日提出的日本专利申请2014-158166的说明书、附图及摘要作为参照而包含于此。

技术领域

本发明涉及滚珠丝杠装置。

背景技术

在丝杠轴的外周的外螺纹槽与滚珠螺母的内周的内螺纹槽之间夹设滚珠列的滚珠丝杠装置中，提出了在滚珠列端的滚珠与设于滚珠螺母的凹槽状的凹部之间夹设有螺旋弹簧的方案(例如参照美国专利申请公开第2012/0018262A1号说明书)。在这种滚珠非循环类型的滚珠丝杠装置中，在负荷有低轴力的状态下驱动丝杠轴旋转时，螺旋弹簧不收缩。因此，滚珠列的滚珠与滚珠螺母不相对移动。因此，在滚珠列的滚珠与丝杠轴之间发生滑动，并且滚珠丝杠进行行程。

另一方面，在负荷有高轴力的状态下驱动丝杠轴旋转时，螺旋弹簧收缩，滚珠相对于滚珠螺母及丝杠轴这双方滚动，并且滚珠丝杠进行行程。由此，实现高效率的螺纹传动。

螺旋弹簧收容于丝杠轴与螺母之间的滚道路径，因此在丝杠轴被驱动而旋转时，螺旋弹簧的形状容易变形。尤其是与作为限动件的凹部未直接接合的螺旋弹簧的端部，相对于凹部发生偏接触等而位置保持容易变得不稳定。因此，螺旋弹簧的端部向丝杠轴侧移动而可能与丝杠轴发生干涉。

因此，本申请发明者为了使螺旋弹簧的端部的姿势稳定，提出了经由限动滚珠利用凹部来承受螺旋弹簧的端部的方案。然而，在动力传递时，向导程角的方向倾斜，在丝杠轴的外螺纹槽与滚珠螺母的凹部的内表面之间呈楔状地嵌入限动滚珠，可能会阻碍动力传递。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种能够抑制限动滚珠呈楔状地嵌入丝杠轴与滚珠螺母之间的滚珠丝杠装置。

本发明的一方案的滚珠丝杠装置的结构上的特征在于，具备：滚珠螺母，包括内周、形成于所述内周的内螺纹槽、形成于所述内周且以沿着所述内螺纹槽的切线方向延伸的方式凹陷的作为限动件的凹部；丝杠轴，包括外周和形成于所述外周的外螺纹槽，且插通于所述滚珠螺母；滚珠列，包括在形成于所述内螺纹槽与所述外螺纹槽之间的滚道路径内收容的多个主滚珠；螺旋弹簧，包括第一端部和第二端部，且收容于所述滚道路径，所述第一端部与所述滚珠列的端部的主滚珠接合；限动滚珠，保持于所述滚珠螺母的所述凹部，且与所述螺旋弹簧的所述第二端部接合，其中，所述凹部包括：经由所述限动滚珠来承受所述螺旋弹簧的所述第二端部的作为接触面的第一面；及与所述第一面交叉且限制所述限动滚珠向滚珠螺母轴方向的移动的第二面，所述第二面以沿着所述内螺纹槽的导程角的方向延伸的方式，相对于所述滚珠螺母的轴直角面倾斜与所述导程角相当的角度。

附图说明

图1是应用了本发明的第一实施方式的滚珠丝杠装置的制动装置的概略剖视图，表示非制动时。

图2是将图1的一部分放大的制动装置的主要部分的放大剖视图。

图3(a)是滚珠丝杠装置的剖视图。在图3(a)中，省略丝杠轴的图示。图3(b)是沿着图3(a)的IIIB-IIIB线剖切的剖视图。在图3(b)中，图示出丝杠轴的截面。

图4是将图3(a)的一部分放大的放大剖视图。

图5是滚珠丝杠装置的主要部分的剖视图。

图6是表示第一螺旋弹簧的第二端部与对应的限动滚珠之间的关系的概略图。

图7是表示第二螺旋弹簧的第二端部与对应的限动滚珠之间的关系的概略图。

图8(a)是第一实施方式的限动滚珠周边的结构的示意图。图8(b)在设第一面为轴平行面且第二面为轴直角面的比较方式中，是限动滚珠周边的结构的示意图。

图9是本发明的第二实施方式的滚珠丝杠装置的剖视图，省略丝杠轴的图示。

具体实施方式

以下，参照附图，详细说明本发明的实施方式。图1是应用了本发明的第一实施方式的滚珠丝杠装置22的制动装置1的非制动状态的概略剖视图。制动装置1是向与汽车等的车轮一体旋转的圆盘2施加由摩擦产生的制动力的装置。

制动装置1具备夹紧件3、第一支承板4及第二支承板5、第一垫圈6及第二垫圈7。夹紧件3例如由关节(未图示)等支承为能够移动。第一支承板4及第二支承板5夹着圆盘2地配置，由夹紧件3支承为能够相互接近、分离。第一垫圈6及第二垫圈7分别固定于第一支承板4及第二支承板5，能够分别按压圆盘2的对应的侧面。

夹紧件3具备第一躯干8及第二躯干9、罩10。第一躯干8及第二躯干9相互固定。罩10固定于第二躯干9。第一躯干8具备主体部11和臂部12。在主体部11上固定有第二躯干9的一端。臂部12与主体部11呈正交状地连结。第二支承板5固定于臂部12。第二躯干9具备缸体13(相当于制动缸)和延设板14。缸体13固定于第一躯干8的主体部11。延设板14从缸体13延伸设置。

缸体13具有在轴向方向上相对的第一端部151及第二端部152。缸体13包括使第一端部151开放的筒状部15和与筒状部15的第二端部152连结的端面板16。在缸体13内收容有能够沿轴向方向ST移动的活塞17(相当于制动活塞)。活塞17的一端171通过缸体13的一端(相当于筒状部15的第一端部151)的开放部而向圆盘2侧突出，固定于第一支承板4。

在活塞17的外周17a与缸体13的内周(相当于筒状部15的内周15b)这两者之间夹设有将两者之间封固的封固构件18。封固构件18也可以是在设置于缸体13的内周(筒状部15的内周15b)的收容槽内收容的O型环。活塞17的外周17a和缸体13的内周(筒状部15的内周15b)这两者经由键19而连结，所述键19跨越在两者上设置的键槽而配置。经由使用了键19的键结合，引导活塞17的轴向方向ST的移动，并限制活塞17相对于缸体13的旋转。

也可以从未图示的液压路径向缸体13内供给对活塞17向圆盘2侧施力的液压。这种情况下，通过缸体13和活塞17构成液压促动器。夹紧件3起到将两垫圈6、7向圆盘2按压而产生制动力的功能。夹紧件3具备电动马达20、减速装置21、滚珠丝杠装置22。减速装置21对电动马达20的旋转进行减速。滚珠丝杠装置22将从电动马达20经由减速装置21传递的旋转运动转换成活塞17的轴向方向ST的直线运动。

电动马达20具备马达壳体23、输出轴24。马达壳体23固定于第二躯干9的延设板14。减速装置21具备驱动齿轮25、怠速齿轮26、被动齿轮27。驱动齿轮25以能够一体旋转的方式安装于电动马达20的输出轴24的一端。怠速齿轮26与驱动齿轮25啮合。被动齿轮27与怠速齿轮26啮合。怠速齿轮26能够旋转地轴支承于第二躯干9。罩10以覆盖减速装置21的方式固定于第二躯干9。

滚珠丝杠装置22具备丝杠轴28、滚珠螺母30。丝杠轴28是输入构件。滚珠螺母30是经由多个主滚珠29而与丝杠轴28螺合的能够旋转的输出构件。丝杠轴28插通于滚珠螺母30。丝杠轴28由第二躯干9支承为不能进行轴向移动且能够旋转。滚珠螺母30由第二躯干9支承为能够进行轴方向移动且不能旋转。

具体而言，通过在设置于缸体13的端面板16上的支承孔31的内周保持的滚动轴承32，丝杠轴28被支承为能够旋转且沿轴向(轴向方向ST)不能移动。在丝杠轴28的一端281以能够一体旋转的方式连结有被动齿轮27。图2是将图1的一部分放大的剖视图。如图2所示，滚珠螺母30具备外周30a和内周30b。在内周30b形成有内螺纹槽33。丝杠轴28具备形成有外螺纹槽34的外周28a。在内螺纹槽33与外螺纹槽34之间夹设有成列的主滚珠29。

滚珠螺母30的外周30a具备旋转限制部36、圆筒面部38。旋转限制部36与活塞17的内周17b的旋转限制部35接合。圆筒面部38与活塞17的内周17b的圆筒面部37嵌合。通过两旋转限制部35、36彼此的接合，限制活塞17与滚珠螺母30的相对旋转。滚珠螺母30在滚珠螺母轴向X上，具备圆盘2侧的第一端部301和与第一端部301相反的一侧的第二端部302。

滚珠螺母30的第一端部301与活塞17的内周17b的定位台阶部39抵接。而且，挡圈40与滚珠螺母30的第二端部302的端面接合，所述挡圈40与在活塞17的内周17b设置的环状槽嵌合。由此，活塞17与滚珠螺母30连结成沿轴向方向ST(滚珠螺母轴向X)能够一体移动。

电动马达20的输出轴24的旋转经由减速装置21传递，当丝杠轴28旋转时，滚珠螺母30沿滚珠螺母轴向X(轴向方向ST)移动。此时，通过键19的引导，活塞17与滚珠螺母30一起沿轴向方向ST一体移动。图3(a)是滚珠螺母30的放大剖视图，图3(b)是沿着图3(a)IIIB-IIIB线剖切的概略剖视图。图4是将图3(a)的一部分放大的放大剖视图。

如图3(a)所示，保持在滚珠螺母30的内螺纹槽33内的多个主滚珠29构成沿着形成在内螺纹槽33与外螺纹槽34之间的滚道路径K排列的滚珠列L。滚珠列L具备第一端部La和第二端部Lb。滚珠丝杠装置22具备在滚道路径K上配置于滚珠列L的两侧的第一螺旋弹簧51及第二螺旋弹簧52。

第一螺旋弹簧51具备第一端部511、第二端部512。第一端部511与滚珠列L的第一端部La的主滚珠29a接合。第二螺旋弹簧52具备第一端部521、第二端部522。第一端部521与滚珠列L的第二端部Lb的主滚珠29b接合。如图3(b)所示，在滚珠螺母30的内周30b形成有以沿着内螺纹槽33的切线方向T延伸的方式凹陷的作为第一限动件的凹部60。如图3(a)所示，凹部60在滚珠螺母30的第二端部302的端面处开放。凹部60例如通过从滚珠螺母轴向X的锻造加工而形成。滚珠丝杠装置22具备保持于凹部60的限动滚珠81。第一螺旋弹簧51的第二端部512经由限动滚珠81而由凹部60承受。

如图3(a)及图5所示，滚珠丝杠装置22具备向滚道路径K内突出的作为第二限动件的凸部70。如图5所示，凸部70是贯通滚珠螺母30的限动销700的一部分，通过向内螺纹槽33内突出的部分构成。如图6所示，限动滚珠81的直径D1大于作为第一螺旋弹簧51的第二端部512的端部磨平圈部的内径E1(D1>E1)。限动滚珠81与第一螺旋弹簧51的第二端部512(端部磨平圈部)的内周面接触而支承第一螺旋弹簧51。限动滚珠81的直径D1大于主滚珠29的直径d(参照图4)(D1>d)。

如图3(a)所示，限动滚珠82的直径D2可以与主滚珠29的直径d相同(D2＝d)，也可以小于主滚珠29的直径d(D2<d)。如图7所示，限动滚珠82的直径D2大于作为第二螺旋弹簧52的第二端部522的端部磨平圈部的内径E2(D2>E2)。限动滚珠82与第二螺旋弹簧52的第二端部522(端部磨平圈部)的内周面接触而支承第二螺旋弹簧52。

参照图3(a)及图4，滚珠螺母30的凹部60(第一限动件)包括第一面61、第二面62。第一面61是经由限动滚珠81来承受第一螺旋弹簧51的第二端部512的接触面。第二面62限制限动滚珠81的向滚珠螺母轴向X(轴向方向ST)的移动。而且，如图3(b)所示，凹部60包括与第一面61及第二面62交叉的第三面63。

如图4所示，第二面62以沿着内螺纹槽33的导程角β的方向Q(以后，也称为导程角方向Q)延伸的方式，相对于滚珠螺母30的轴直角面P1，倾斜与导程角β相当的角度β1。第一面61与第二面62交叉。具体而言，第一面61与第二面62正交。即，第一面61相对于滚珠螺母30的轴平行面P2，倾斜与导程角β相当的角度β2。

在负荷有低轴力的状态下驱动丝杠轴28旋转时，螺旋弹簧51、52不收缩。因此，滚珠列L的主滚珠29与滚珠螺母30不相对移动。因此，一边在滚珠列L的主滚珠29与滚珠螺母30的内螺纹槽33之间产生滑动，滚珠螺母30一边进行行程。另一方面，在负荷有高轴力的状态下驱动丝杠轴28旋转时，螺旋弹簧51、52收缩。因此，滚珠列L的主滚珠29相对于滚珠螺母30及丝杠轴28这双方进行滚动，并且滚珠螺母30进行行程。由此能实现高效率的螺纹传动。

根据本实施方式，如图8(a)所示，在凹部60中，对限动滚珠81向滚珠螺母轴方向X的移动进行限制的第二面62以沿着导程角方向Q延伸的方式，相对于轴直角面P1倾斜与导程角β相当的角度β1。因此，第二面62与丝杠轴28的外螺纹槽34的一方的棱线34a相互平行。因此，在动力传递时，能够抑制限动滚珠81呈楔状地嵌入丝杠轴28(的外螺纹槽34)与滚珠螺母30(的凹部60的第二面62)之间的情况。

而且，在凹部60处，作为承受限动滚珠81的接触面的第一面61相对于轴平行面P2，倾斜与导程角β相当的角度β2。因此，第一面61与丝杠轴的外螺纹槽34的一方的棱线34a所成的角度θ成为直角(θ＝90°)。因此，在动力传递时，能够抑制限动滚珠81呈楔状地嵌入丝杠轴28(外螺纹槽34)与滚珠螺母30(的凹部60的第一面61)之间的情况。

相对于此，假设如图8(b)的比较方式所示，在凹部60X处，在第一面61X沿着轴直角面P1且第二面62X沿着轴平行面P2的情况下，预想到下述的不良情况的发生。即，在图8(b)的比较方式中，第二面62X与外螺纹槽34的一方的棱线34a所成的角度θY成为锐角(θY<90°)。因此，在动力传递时，限动滚珠81可能会呈楔状地嵌入外螺纹槽34与第二面62X之间。而且，第一面61X与外螺纹槽34的一方的棱线34a所成的角度θX成为锐角(θX<90°)。因此，在动力传递时，存在限动滚珠81呈楔状地嵌入外螺纹槽34与第一面61X之间的情况。图9是第二实施方式的滚珠丝杠装置22A的剖视图。在图9中，省略丝杠轴的图示。图9的第二实施方式的滚珠丝杠装置22A与图3(a)的第一实施方式的滚珠丝杠装置22的不同之处在于将限动滚珠82废除而第二螺旋弹簧52的第二端部522由限动销700直接承受的点。

在图9的第二实施方式的构成要素中，对于与图3(a)的第一实施方式的构成要素相同的构成要素，标注与第一实施方式的构成要素的参照标号相同的参照标号。在第二实施方式中，也能够起到与第一实施方式相同的效果。本发明没有限定为各所述实施方式，虽然未图示，但是作为经由限动滚珠82来承受第二螺旋弹簧52的第二端部522的第二限动件，也可以取代凸部70而使用与作为第一限动件的凹部60相同的结构。

而且，虽然未图示，但是作为图9的第二实施方式的变更方式，可考虑将第二螺旋弹簧52废除而由凸部70直接承受滚珠列L的第二端部Lb的主滚珠29b的例子。而且，在滚珠列L的中间部的1个或多个部位也可以夹设第三螺旋弹簧(未图示)。此外，本发明在权利要求书记载的范围内能够实施各种变更。

Claims (2)

1.一种滚珠丝杠装置，具备：

滚珠螺母，包括内周、形成于所述内周的内螺纹槽、形成于所述内周且以沿着所述内螺纹槽的切线方向延伸的方式凹陷的作为限动件的凹部；

丝杠轴，包括外周和形成于所述外周的外螺纹槽，且插通于所述滚珠螺母；

滚珠列，包括在形成于所述内螺纹槽与所述外螺纹槽之间的滚道路径内收容的多个主滚珠；

螺旋弹簧，包括第一端部和第二端部，且收容于所述滚道路径，所述第一端部与所述滚珠列的端部的主滚珠接合；

限动滚珠，保持于所述滚珠螺母的所述凹部，且与所述螺旋弹簧的所述第二端部接合，所述限动滚珠的直径大于所述主滚珠的直径，

其中，

所述凹部包括：经由所述限动滚珠来承受所述螺旋弹簧的所述第二端部的作为接触面的第一面；及与所述第一面交叉且限制所述限动滚珠向滚珠螺母轴方向的移动的第二面，

所述第二面以沿着所述内螺纹槽的导程角的方向延伸的方式，相对于所述滚珠螺母的轴直角面倾斜与所述导程角相当的角度，所述第二面与所述丝杠轴的所述外螺纹槽的一方的棱线相互平行。

2.根据权利要求1所述的滚珠丝杠装置，其中，

所述第一面相对于所述滚珠螺母的轴平行面倾斜与所述导程角相当的角度，所述第一面与所述丝杠轴的所述外螺纹槽的一方的棱线所成的角度成为直角。