DE112011102957T5

DE112011102957T5 - Wälzelementumlaufspindelanordnung

Info

Publication number: DE112011102957T5
Application number: DE112011102957T
Authority: DE
Inventors: Kotaro Kawai; Harutaka Tsuiki; Masanori Yoshino; Kunio Takano
Original assignee: THK Co Ltd
Current assignee: THK Co Ltd
Priority date: 2010-09-06
Filing date: 2011-07-27
Publication date: 2013-07-04
Anticipated expiration: 2031-07-28
Also published as: TW201229404A; DE112011102957B4; CN103097772B; WO2012032871A1; US20130139629A1; TWI432660B; CN103097772A; US8925413B2; JP5042347B2; JP2012057655A

Abstract

Es wird eine Wälzelementumlaufspindelvorrichtung geschaffen, die einen Endlosumlaufweg für Wälzelemente (3) unter Verwendung einer Umlaufkomponente (4) selbst in dem Fall bilden kann, in dem eine Steigungslänge klein ist und ein Durchmesser jedes Wälzelements groß ist, und die weniger wahrscheinlich eine Stufe an einer Fuge zwischen jedem der ersten Umlaufabschnitte (41) und einem zweiten Umlaufabschnitt (42) verursacht, um dadurch keine nachteilige Auswirkung auf den Umlauf der Wälzelemente (3) zu haben. Die Wälzelementumlaufspindelvorrichtung umfasst: eine Umlaufspindelwelle (1) mit einer Wälzelementlaufbahnnut; ein Mutterelement (2), das eine belastete Wälzelementlaufbahnnut (21) gegenüber der Wälzelementlaufbahnnut aufweist und mit der Umlaufspindelwelle (1) durch Vermittlung der Wälzelemente (3) in Gewindeeingriff steht; und die Umlaufkomponente (4), die ein Paar der ersten Umlaufabschnitte (41), die durch eine Umfangswand des Mutterelements (2) verlaufen, und den zweiten Umlaufabschnitt (42), der das Paar von ersten Umlaufabschnitten (41) miteinander koppelt, umfasst, um dadurch den Endlosumlaufweg für die Wälzelemente (3) zu bilden. Jeder der ersten Umlaufabschnitte (41) umfasst einen ersten zylindrischen Abschnitt (43), der in ein Umlaufkomponentenmontageloch (24) des Mutterelements (2) eingesetzt ist, und einen zweiten zylindrischen Abschnitt (44), der einen Außendurchmesser aufweist, der größer ist als ein Außendurchmesser des ersten zylindrischen Abschnitts (43). Der erste zylindrische Abschnitt (43) umfasst ein Wälzelementeinführungsloch (46), das mit der belasteten Wälzelementlaufbahnnut (21) des Mutterelements (2) kontinuierlich ist und so ausgebildet ist, dass es in einer Steigungswinkelrichtung in Bezug auf eine Mittelachse des ersten zylindrischen Abschnitts (43) geneigt ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Wälzelementumlaufspindelvorrichtung zum Umwandeln einer Drehbewegung in eine lineare Bewegung, wobei ein Mutterelement mit einer Umlaufspindelwelle durch die Vermittlung von Wälzelementen in Gewindeeingriff steht.
STAND DER TECHNIK
Als vorstehend erwähnte Wälzelementumlaufspindelvorrichtung ist beispielsweise eine Wälzelementumlaufspindelvorrichtung eines Typs bekannt, bei dem ein Endlosumlaufweg für Wälzelemente unter Verwendung einer Umlaufkomponente gebildet ist. Die Wälzelementumlaufspindelvorrichtung dieses Typs umfasst: Kugeln als große Anzahl von Wälzelementen; eine Umlaufspindelwelle mit einer äußeren Umfangsoberfläche, in der eine spiralförmige Kugellaufbahnnut ausgebildet ist; ein Mutterelement, das eine spiralförmige belastete Wälzelementlaufbahnnut gegenüber der Kugellaufbahnnut umfasst und mit der Umlaufspindelwelle durch die Vermittlung der Kugeln in Gewindeeingriff steht; und eine Umlaufkomponente, die am Mutterelement angebracht ist, um einen Endlosumlaufweg für die Kugeln zu bilden ( JP 11-51049 A ).
Die Umlaufkomponente ist mit im Wesentlichen einer U-Form ausgebildet und umfasst ein Paar von ersten Umlaufabschnitten, die an eine Umfangswand des Mutterelements angefügt sind, und einen zweiten Umlaufabschnitt, der das Paar von ersten Umlaufabschnitten miteinander koppelt. Die Umlaufkomponente ermöglicht, dass die Kugeln innerhalb der Umlaufkomponente von einem der ersten Umlaufabschnitte zum anderen der ersten Umlaufabschnitte rollen. Jeder der ersten Umlaufabschnitte ist zu einem Zylinder mit im Wesentlichen einem elliptischen Querschnitt ausgebildet und in jedem der ersten Umlaufabschnitte ist ein Kugeleinführungsloch, das sich in einer Tangentenrichtung entlang eines Steigungswinkels der belasteten Wälzelementlaufbahnnut erstreckt, ausgebildet. Andererseits ist ein Paar von Rohrmontagelöchern, in die jeweils die ersten Umlaufabschnitte der Umlaufkomponente eingesetzt sind, im Mutterelement ausgebildet. Das Paar von Rohrmontagelöchern ist rittlings über mehrere Windungen der belasteten Wälzelementlaufbahnnut des Mutterelements ausgebildet.
Wenn die ersten Umlaufabschnitte der Umlaufkomponente in die Rohrmontagelöcher des Mutterelements eingefügt werden, wird die folgende Konfiguration erhalten. Insbesondere steht jeder der ersten Umlaufabschnitte geringfügig von einer inneren Umfangsoberfläche des Mutterelements vor. Die Kugeln, die das Rollen auf einem belasteten Wälzelementlaufbahnweg beenden, der aus der Kugellaufbahnnut der Umlaufspindelwelle und der belasteten Wälzelementlaufbahnnut des Mutterelements gebildet ist, werden in die Umlaufkomponente hochgeschaufelt, so dass sie aus der belasteten Wälzelementlaufbahnnut des Mutterelements heraus gebracht werden, und werden dann in eine Startposition des belasteten Wälzelementlaufbahnweges zurückgeführt. Das heißt, die Umlaufkomponente ist am Mutterelement angebracht und somit ist der Endlosumlaufweg für die Kugeln vervollständigt.
ENTGEGENHALTUNGSLISTE
PATENTLITERATUR

[PTL 1] JP 11-51049 A

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
VON DER ERFINDUNG ZU LÖSENDE PROBLEME
Bei der vorstehend erwähnten herkömmlichen Wälzelementumlaufspindelvorrichtung muss jedoch das in jedem ersten Umlaufabschnitt ausgebildete Kugeleinführungsloch entlang des Steigungswinkels der belasteten Wälzelementlaufbahnnut geneigt sein und daher wird die Größe des ersten Umlaufabschnitts unvermeidlich in der Konfiguration des ersten Umlaufabschnitts mit einem gleichmäßigen Durchmesser vergrößert. Außerdem rollen die Kugeln in der Umlaufkomponente mit dem zweiten Umlaufabschnitt und dem Paar von ersten Umlaufabschnitten und daher ist es erforderlich, eine Verbindungsstruktur zwischen dem zweiten Umlaufabschnitt und dem Paar von ersten Umlaufabschnitten vorzusehen, um einen gleichmäßigen Umlauf der Kugeln nicht zu behindern. In der Konfiguration des herkömmlichen ersten Umlaufabschnitts wird folglich die Größe des ersten Umlaufabschnitts unvermeidlich vergrößert.
Zusammen mit der Vergrößerung der Größe des ersten Umlaufabschnitts wird auch die Größe des Rohrmontagelochs des Mutterelements, in das der erste Umlaufabschnitt eingefügt ist, unvermeidlich vergrößert. Falls ein solches Rohrmontageloch mit einem großen Durchmesser im Mutterelement aus einer zu einer Mittelachse des Mutterelements senkrechten Richtung ausgebildet ist, ist die belastete Wälzelementlaufbahnnut in der inneren Umfangsoberfläche des Mutterelements in einem vorbestimmten Steigungswinkel ausgebildet und daher besteht eine Befürchtung, dass das Rohrmontageloch die benachbarte belastete Wälzelementlaufbahnnut stört. Insbesondere falls die Wälzelementumlaufspindelvorrichtung eine kleine Steigungslänge und einen großen Durchmesser jedes Wälzelements aufweist, war es schwierig, das Rohrmontageloch auszubilden.
Falls die Umlaufkomponente das Paar von ersten Umlaufabschnitten und den zweiten Umlaufabschnitt umfasst, ist ferner eine Fuge in einer Verbindungsposition zwischen jedem der ersten Umlaufabschnitte und dem zweiten Umlaufabschnitt gebildet. In diesem Fall verursacht eine Differenz in einem Verarbeitungsfehler zwischen den ersten Umlaufabschnitten und dem zweiten Umlaufabschnitt wahrscheinlicher eine Stufe an der Fuge zwischen jedem der ersten Umlaufabschnitte und dem zweiten Umlaufabschnitt. Dies kann einen gleichmäßigen Umlauf der Kugeln behindern.
MITTEL ZUM LÖSEN DER PROBLEME
Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der vorstehend erwähnten Probleme durchgeführt und hat daher eine Aufgabe, eine Wälzelementumlaufspindelvorrichtung zu schaffen, die einen Endlosumlaufweg für Wälzelemente unter Verwendung einer Umlaufkomponente selbst in einem Fall bilden kann, in dem eine Steigungslänge klein ist und ein Durchmesser jedes Wälzelements groß ist, und die weniger wahrscheinlich eine Stufe an der Fuge zwischen jedem der ersten Umlaufabschnitte und dem zweiten Umlaufabschnitt verursacht, um dadurch keine nachteilige Auswirkung auf den Umlauf der Wälzelemente zu haben.
Um die vorstehend erwähnte Aufgabe zu erreichen, wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine Wälzelementumlaufspindelvorrichtung geschaffen, die umfasst: eine Umlaufspindelwelle, die eine äußere Umfangsoberfläche aufweist, in der eine Wälzelementlaufbahnnut mit einer Spiralform in einem vorbestimmten Steigungswinkel ausgebildet ist; ein Mutterelement, das ein Durchgangsloch umfasst, durch das die Umlaufspindelwelle verläuft, wobei das Durchgangsloch eine innere Umfangsoberfläche aufweist, in der eine belastete Wälzelementlaufbahnnut mit einer Spiralform und gegenüber der Wälzelementlaufbahnnut ausgebildet ist, wobei das Mutterelement mit der Umlaufspindelwelle durch Vermittlung einer großen Anzahl von Wälzelementen in Gewindeeingriff steht, die in der Wälzelementlaufbahnnut und der belasteten Wälzelementlaufbahnnut rollen; und eine Umlaufkomponente, die umfasst: ein Paar von ersten Umlaufabschnitten, die durch eine Umfangswand des Mutterelements verlaufen; und einen zweiten Umlaufabschnitt, der das Paar von ersten Umlaufabschnitten miteinander koppelt, wobei die Umlaufkomponente beide Enden der belasteten Wälzelementlaufbahnnut miteinander verbindet, um einen Endlosumlaufweg für die große Anzahl von Wälzelementen zu bilden.
Ferner umfasst das Mutterelement ein Paar von Umlaufkomponentenmontagelöchern, die senkrecht zu einer Mittelachse des Mutterelements ausgebildet sind, und das Paar von ersten Umlaufabschnitten der Umlaufkomponente ist jeweils in dem Paar von Umlaufkomponentenmontagelöchern montiert. Andererseits umfasst jeder des Paars von ersten Umlaufabschnitten: einen ersten zylindrischen Abschnitt, der in jedes des Paars von Umlaufkomponentenmontagelöchern aus einer zur Mittelachse des Mutterelements senkrechten Richtung eingefügt ist; und einen zweiten zylindrischen Abschnitt, der einen Außendurchmesser aufweist, der größer ist als ein Außendurchmesser des ersten zylindrischen Abschnitts, und an einem Ende des ersten zylindrischen Abschnitts koaxial mit dem ersten zylindrischen Abschnitt vorgesehen ist. Ferner umfasst der erste zylindrische Abschnitt ein Wälzelementeinführungsloch, das mit der belasteten Wälzelementlaufbahnnut des Mutterelements kontinuierlich ist und so ausgebildet ist, dass es in einer Steigungswinkelrichtung in Bezug auf eine Mittelachse des ersten zylindrischen Abschnitts geneigt ist.
EFFEKTE DER ERFINDUNG
Gemäß der Wälzelementumlaufspindelvorrichtung der vorliegenden Erfindung können die Umlaufkomponentenmontagelöcher des Mutterelements, in die jeweils die ersten zylindrischen Abschnitte eingefügt sind, auch so festgelegt werden, dass sie einen kleinen Durchmesser aufweisen. Daher stören die Umlaufkomponentenmontagelöcher nicht die benachbarte belastete Wälzelementlaufbahnnut des Mutterelements und der Endlosumlaufweg für die Wälzelemente kann unter Verwendung der Umlaufkomponente selbst in dem Fall gebildet werden, in dem die Steigungslänge klein ist und der Durchmesser jedes Wälzelements groß ist.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
[1] Eine perspektivische Ansicht, die eine Kugelumlaufspindelvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
[2] Eine perspektivische Ansicht in auseinandergezogener Anordnung, die eine Beziehung zwischen einem Mutterelement und einem Rückführungsrohr, das für die Kugelumlaufspindelvorrichtung von 1 vorgesehen ist, darstellt.
[3] Eine Seitenansicht, die einen zweiten Umlaufabschnitt von 2 darstellt.
[4] Eine perspektivische Ansicht, die einen der ersten Umlaufabschnitte von 2 darstellt.
[5] Eine Seitenansicht, die den ersten Umlaufabschnitt von 4 darstellt.
[6] Eine Vorderansicht, die den ersten Umlaufabschnitt von 4 von einer Seite des zweiten zylindrischen Abschnitts betrachtet darstellt.
[7] Eine vergrößerte Ansicht, die einen Bereich darstellt, in dem das Rückführungsrohr in ein Einfügeloch gekoppelt ist, das im Mutterelement ausgebildet ist.
ART ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Im Folgenden wird eine Kugelumlaufspindelvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Einzelnen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
1 ist eine perspektivische Ansicht, die die Kugelumlaufspindelvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Die Kugelumlaufspindelvorrichtung umfasst: eine Umlaufspindelwelle 1 mit einer äußeren Umfangsoberfläche, in der eine spiralförmige Wälzelementlaufbahnnut, das heißt eine Kugellaufbahnnut, in einem vorbestimmten Steigungswinkel ausgebildet ist; ein Mutterelement 2, das mit der Umlaufspindelwelle 1 durch die Vermittlung einer großen Anzahl von Wälzelementen, das heißt Kugeln 3, in Gewindeeingriff steht; und eine Umlaufkomponente, das heißt, ein hohles zylindrisches Rückführungsrohr 4, das einen nicht belasteten Wälzelementdurchgang umfasst, in dem die Kugeln 3 in einem nicht belasteten Zustand rollen, und am Mutterelement 2 montiert ist, um einen Endlosumlaufweg für die Kugeln 3 zu bilden. Es ist zu beachten, dass wegen des Verständnisses der internen Struktur des Mutterelements 2 1 die Umlaufspindelwelle 1 durch eine Strich-Punkt-Linie darstellt.
Das Mutterelement 2 ist mit einer zylindrischen Form ausgebildet und umfasst ein Durchgangsloch, durch das die Umlaufspindelwelle 1 verläuft. In einer inneren Umfangsoberfläche des Durchgangslochs ist eine belastete Wälzelementlaufbahnnut 21, die der Kugellaufbahnnut der Umlaufspindelwelle 1 gegenüberliegt, ausgebildet. Die Kugeln 3 rollen, wobei die Last auf diese aufgebracht wird, in einem belasteten Wälzelementlaufbahnweg, der aus der Kugellaufbahnnut der Umlaufspindelwelle 1 und der belasteten Wälzelementlaufbahnnut 21 des Mutterelements 2 gebildet ist. Ferner ist eine flache Oberfläche 22 an einer äußeren Umfangsoberfläche des Mutterelements 2 ausgebildet und ein Paar von Einfügelöchern 23, in die das Rückführungsrohr 4 eingefügt ist, ist in der flachen Oberfläche 22 ausgebildet. Das Paar von Einfügelöchern 23 ist so ausgebildet, dass eine Mittelachse des Mutterelements 2 dazwischen eingefügt ist, und so, dass es sich in einer zur Mittelachse des Mutterelements 2 senkrechten Richtung erstreckt. Das Paar von Einfügelöchern 23 ist so ausgebildet, dass es sich durch die innere Umfangsoberfläche des Mutterelements 2 erstreckt. Es ist zu beachten, dass ein Flanschabschnitt 26 zum Befestigen des Mutterelements 2 an einer mechanischen Vorrichtung oder dergleichen an einem axialen Ende des Mutterelements 2 ausgebildet ist.
Jedes der Einfügelöcher 23, die im Mutterelement 2 ausgebildet sind, umfasst ein Umlaufkomponentenmontageloch, das heißt, ein Rohrmontageloch 24, das sich durch die innere Umfangsoberfläche des Mutterelements 2 erstreckt, und ein Öffnungsloch 25, das mit dem Rohrmontageloch 24 durch die Vermittlung eines Stufenabschnitts 25a kontinuierlich ist und in Richtung der flachen Oberfläche 22 des Mutterelements 2 offen ist (siehe 7).
2 ist eine perspektivische Ansicht in auseinandergezogener Anordnung, die eine Beziehung zwischen dem Mutterelement 2 und dem Rückführungsrohr 4 darstellt. Die Darstellung der Umlaufspindelwelle 1 und der Kugeln 3 ist in 2 weggelassen. Das Rückführungsrohr 4 umfasst ein Paar von ersten Umlaufabschnitten 41, die jeweils in die Einfügelöcher 23 des Mutterelements 2 eingefügt sind, und einen zweiten Umlaufabschnitt 42, der das Paar von ersten Umlaufabschnitten 41 miteinander koppelt. Das Rückführungsrohr 4 ist mit im Wesentlichen einer U-Form in der Gesamtansicht ausgebildet.
Das Rückführungsrohr 4 ist an der flachen Oberfläche 22 des Mutterelements 2 mit einem Befestigungsstück 5 und Befestigungsschrauben 6 befestigt, so dass es rittlings über mehreren Windungen der belasteten Wälzelementlaufbahnnut 21 liegt, die im Mutterelement 2 ausgebildet ist. Die Kugeln 3, die rollen und zu einem Ende des belasteten Wälzelementlaufbahnweges des Mutterelements 2 gelangen, treten in den nicht belasteten Wälzelementdurchgang im Rückführungsrohr 4 von einem der ersten Umlaufabschnitte 41 ein, um durch den nicht belasteten Wälzelementdurchgang zu zirkulieren, und werden dann von einem anderen der ersten Umlaufabschnitte 41 zu einem anderen Ende des belasteten Wälzelementlaufbahnweges geschickt. Das heißt, das Rückführungsrohr 4 ist an der flachen Oberfläche 22 des Mutterelements 2 befestigt und folglich sind der belastete Wälzelementlaufbahnweg und der nicht belastete Wälzelementdurchgang des Rückführungsrohrs 4 miteinander gekoppelt, um dadurch den Endlosumlaufweg für die Kugeln 3 zu vervollständigen.
Im Mutterelement 2, das in 1 und 2 dargestellt ist, ist ein einzelner Endlosumlaufweg für die Kugeln 3 ausgebildet. Ein Satz des Rückführungsrohrs 4 mit den ersten Umlaufabschnitten 41 und dem zweiten Umlaufabschnitt 42 ist am Mutterelement 2 so befestigt, dass er dem Endlosumlaufweg entspricht. Es ist zu beachten, dass in Anbetracht einer zulässigen Last, einer Größe und dergleichen der Kugelumlaufspindelvorrichtung die Anzahl von Sätzen der Rückführungsohre 4 beliebig erhöht werden kann.
3 ist eine Seitenansicht, die den zweiten Umlaufabschnitt 42 darstellt. Der zweite Umlaufabschnitt 42 ist mit einer hohlen zylindrischen Form ausgebildet, so dass er ein Führungsloch 42a umfasst, das den nicht belasteten Wälzelementdurchgang für die Kugeln 3 bildet, und ist im Wesentlichen mit einer U-Form in der Gesamtansicht ausgebildet. Das Führungsloch 42a ist so ausgebildet, dass es einen Innendurchmesser aufweist, der größer ist als ein Durchmesser jeder Kugel 3. Ferner ist an jedem Ende des zweiten Umlaufabschnitts 42 ein Paar von Aussparungen 42b ausgebildet, in die Vorsprünge 45a von jedem der ersten Umlaufabschnitte 41, die später beschrieben werden, eingefügt ist. Das Paar von Aussparungen 42b liegt einander durch die Vermittlung des Führungslochs 42a gegenüber. Hier ist das Paar von Aussparungen 42b ausgebildet, anstelle des Paars von Aussparungen kann jedoch eine einzelne Aussparung ausgebildet sein. Es ist zu beachten, dass die Seitenansicht von 3 den zweiten Umlaufabschnitt 42 aus einer Richtung betrachtet darstellt, und daher nur eine der Aussparungen 42b an jedem Endabschnitt des zweiten Umlaufabschnitts 42 dargestellt ist.
Andererseits ist 4 eine perspektivische Ansicht, die Details von einem der ersten Umlaufabschnitte 41 darstellt. Der erste Umlaufabschnitt 41 umfasst: einen ersten zylindrischen Abschnitt 43, der aus einer zur Mittelachse des Mutterelements 2 senkrechten Richtung in das Rohrmontageloch 24 eingesetzt ist, das im Mutterelement 2 ausgebildet ist; und einen zweiten zylindrischen Abschnitt 44, der so festgelegt ist, dass er einen Außendurchmesser aufweist, der größer ist als jener des ersten zylindrischen Abschnitts 43, und an einem Ende des ersten zylindrischen Abschnitts 43 koaxial mit dem ersten zylindrischen Abschnitt 43 vorgesehen ist.
An einem Endabschnitt des ersten zylindrischen Abschnitts 43, der auf einer inneren Umfangsseite des Mutterelements 2 liegt, ist ein Schaufelabschnitt 43a zum Hochschaufeln der Kugeln 3, die in der belasteten Wälzelementlaufbahnnut 21 des Mutterelements 2 gerollt sind, in den nicht belasteten Wälzelementdurchgang des Rückführungsrohrs 4 ausgebildet. Andererseits ist im zweiten zylindrischen Abschnitt 44 ein ringförmiger Positionierungsstufenabschnitt 45 ausgebildet, an den ein Endabschnitt des zweiten Umlaufabschnitts 42 angefügt ist. Am Positionierungsstufenabschnitt 45 ist das Paar von Vorsprüngen 45a ausgebildet, die in die Aussparungen 42b eingefügt sind, die in jedem Endabschnitt des zweiten Umlaufabschnitts 42 ausgebildet sind.
5 ist eine Seitenansicht, die einen der ersten Umlaufabschnitte 41 darstellt. Im ersten zylindrischen Abschnitt 43 und im zweiten zylindrischen Abschnitt 44 ist ein Wälzelementeinführungsloch, das heißt ein Kugeleinführungsloch 46, das mit der belasteten Wälzelementlaufbahnnut 21 des Mutterelements 2 kontinuierlich ist, ausgebildet. Das Kugeleinführungsloch 46 ist so ausgebildet, dass es einen Innendurchmesser aufweist, der größer ist als der Durchmesser jeder Kugel 3, und bildet den nicht belasteten Wälzelementdurchgang für die Kugeln 3 in Zusammenwirkung mit dem Führungsloch 42a des zweiten Umlaufabschnitts 42. Das heißt, das Kugeleinführungsloch 46 führt die Kugeln 3, die in der belasteten Wälzelementlaufbahnnut 21 des Mutterelements 2 gerollt sind, in das Führungsloch 42a des zweiten Umlaufabschnitts 42.
Das vorstehend beschriebene Kugeleinführungsloch 46 umfasst: einen Einführungsbereich A, der in einer inneren Umfangsoberfläche des ersten zylindrischen Abschnitts 43 ausgebildet ist und in einer Richtung, die einem Steigungswinkel α der belasteten Wälzelementlaufbahnnut 21 entspricht, in Bezug auf eine Mittelachse L des ersten zylindrischen Abschnitts 43 geneigt ist; einen Kopplungsbereich B, der in einer inneren Umfangsoberfläche des zweiten zylindrischen Abschnitts 44 senkrecht zur Mittelachse des Mutterelements 2 ausgebildet ist und mit dem Führungsloch 42a des zweiten Umlaufabschnitts 42 gekoppelt ist; und einen Zwischenbereich C, der zwischen dem Einführungsbereich A und dem Kopplungsbereich B so ausgebildet ist, dass er sich mit einer bestimmten Krümmung krümmt. Das heißt, der Positionierungsstufenabschnitt 45 des zweiten zylindrischen Abschnitts 44 ist um den Kopplungsbereich B des Kugeleinführungslochs 46 vorgesehen.
Wie vorstehend beschrieben, krümmt sich das Kugeleinführungsloch 46, das im ersten zylindrischen Abschnitt 43 und im zweiten zylindrischen Abschnitt 44 ausgebildet ist, in jedem der ersten Umlaufabschnitte 41. Wie in 6 dargestellt, ist folglich eine Mittelachse r des Positionierungsstufenabschnitts 45, der um den Kopplungsbereich B vorgesehen ist, von einer Mittelachse R des zweiten zylindrischen Abschnitts 44 verlagert. Das heißt, der zweite zylindrische Abschnitt 44 ist so ausgebildet, dass er eine ungleichmäßige Dicke aufweist.
Die Aussparungen 42b des zweiten Umlaufabschnitts 42 sind auf die Vorsprünge 45a von jedem der ersten Umlaufabschnitte 41 aufgesetzt, die wie vorstehend beschrieben konfiguriert sind, und folglich ist der zweite Umlaufabschnitt 42 an den ersten Umlaufabschnitten 41 positioniert und befestigt, um dadurch das Rückführungsrohr 4 zu vervollständigen. Ferner sind jeder der ersten Umlaufabschnitte 41 und der zweite Umlaufabschnitt 42 aneinander montiert und folglich sind das Kugeleinführungsloch 46 von jedem der ersten Umlaufabschnitte 41 und das Führungsloch 42a des zweiten Umlaufabschnitts 42 miteinander gekoppelt, um dadurch den nicht belasteten Wälzelementdurchgang für die Kugeln 3 zu vervollständigen.
Wenn das vervollständigte Rückführungsrohr 4 in die Einfügelöcher 23 des Mutterelements 2 eingefügt ist, wie in 7 dargestellt, ist der erste zylindrische Abschnitt 43 von jedem der ersten Umlaufabschnitte 41, die das Rückführungsrohr 4 bilden, in das Rohrmontageloch 24 von jedem der Einfügelöcher 23 eingefügt, wohingegen der zweite zylindrische Abschnitt 44 nicht in das Rohrmontageloch 24 eingefügt ist. Der zweite zylindrische Abschnitt 44 ist jedoch am Stufenabschnitt 25a verriegelt, der zwischen dem Rohrmontageloch 24 und dem Öffnungsloch 25 vorgesehen ist, und ist im Öffnungsloch 25 angeordnet.
Es ist zu beachten, dass wegen des leichten Verständnisses einer Beziehung zwischen den Einfügelöchern 23 des Mutterelements 2 und den ersten Umlaufabschnitten 41 7 nur einen der Einfügebereiche zwischen den Einfügelöchern 23 und den ersten Umlaufabschnitten 41 darstellt.
Wenn das Befestigungsstück 5 an der flachen Oberfläche 22 des Mutterelements 2 mit den Befestigungsschrauben 6 von einer Oberseite des zweiten Umlaufabschnitts 42 befestigt ist, sind ferner das Paar von ersten Umlaufabschnitten 41 und der zweite Umlaufabschnitt 42 am Mutterelement 2 positioniert und befestigt. Wie in 7 dargestellt, steht zu diesem Zeitpunkt der Schaufelabschnitt 43a des ersten zylindrischen Abschnitts 43 geringfügig von der inneren Umfangsoberfläche des Mutterelements 2 vor.
Wie vorstehend beschrieben, ist in einem Zustand, in dem der erste zylindrische Abschnitt 43 im Rohrmontageloch 24 des Mutterelements 2 befestigt ist, der Einführungsbereich A des Kugeleinführungslochs 46, das im ersten zylindrischen Abschnitt 43 ausgebildet ist, in der Richtung, die dem Steigungswinkel α der belasteten Wälzelementlaufbahnnut 21 des Mutterelements 2 entspricht, geneigt und daher können die Kugeln 3, die in der belasteten Wälzelementlaufbahnnut 21 des Mutterelements 2 rollen, sanft in das Führungsloch 42a des zweiten Umlaufabschnitts 42 eingeführt werden.
In der Kugelumlaufspindelvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die wie vorstehend beschrieben konfiguriert ist, erreichen beispielsweise, wenn die Umlaufspindelwelle 1 relativ zum Mutterelement 2 gedreht wird, die Kugeln 3, die zwischen der Kugellaufbahnnut der Umlaufspindelwelle 1 und der belasteten Wälzelementlaufbahnnut 21 des Mutterelements 2 gerollt sind, wobei die Last auf diese aufgebracht wird, eine Position, in der der Schaufelabschnitt 43a des ersten zylindrischen Abschnitts 43 vorsteht, und werden dann von der Last befreit und aus der belasteten Wälzelementlaufbahnnut 21 des Mutterelements 2 heraus gebracht. Danach rollen die Kugeln 3 in einem nicht belasteten Zustand in dem nicht belasteten Wälzelementdurchgang des Rückführungsrohrs 4, der aus dem Führungsloch 42a des zweiten Umlaufabschnitts 42 und dem Kugeleinführungsloch 46 von jedem der ersten Umlaufabschnitte 41 gebildet ist, und werden in eine Position zurückgeführt, die mehreren vorherigen Windungen der belasteten Wälzelementlaufbahnnut 21 entspricht.
Gemäß der vorstehend erwähnten Kugelumlaufspindelvorrichtung der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst jeder der ersten Umlaufabschnitte 41 des Rückführungsrohrs 4 den ersten zylindrischen Abschnitt 43 und den zweiten zylindrischen Abschnitt 44. Ferner ist nur der Positionierungsstufenabschnitt 45, an den ein Endabschnitt des zweiten Umlaufabschnitts 42 angefügt ist, im zweiten zylindrischen Abschnitt 44 ausgebildet, wohingegen nur das Kugeleinführungsloch 46 im ersten zylindrischen Abschnitt 43 ausgebildet ist. Folglich kann der erste zylindrische Abschnitt 43, der in das Rohrmontageloch 24 des Mutterelements 2 eingefügt ist, so festgelegt sein, dass er einen kleinen Durchmesser aufweist. Das heißt, das Rohrmontageloch 24 des Mutterelements 2, in das der erste zylindrische Abschnitt 43 eingefügt ist, kann auch so festgelegt sein, dass er einen kleinen Durchmesser aufweist.
Wie vorstehend beschrieben, kann gemäß der Kugelumlaufspindelvorrichtung der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das Rohrmontageloch 24 des Mutterelements 2 so festgelegt sein, dass es einen kleinen Durchmesser aufweist. Folglich stört das Rohrmontageloch 24 nicht die benachbarte belastete Wälzelementlaufbahnnut 21 des Mutterelements 2 und der Endlosumlaufweg für die Kugeln 3 kann unter Verwendung des Rückführungsrohrs 4 ausgebildet werden, selbst in einem Fall, in dem eine Steigungslänge klein ist und ein Kugeldurchmesser groß ist.
Gemäß der Kugelumlaufspindelvorrichtung der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ferner der Kopplungsbereich B des Kugeleinführungslochs 46, der in jedem der ersten Umlaufabschnitte 41 ausgebildet ist, senkrecht zur Mittelachse des Mutterelements 2 ausgebildet und daher weist ein Querschnitt eines Innendurchmessers des Kugeleinführungslochs 46 auf der Seite des Kopplungsbereichs B einen einzigen Kreis auf. Folglich sind die Aussparungen 42b des zweiten Umlaufabschnitts 42 nur auf die Vorsprünge 45a des Positionierungsstufenabschnitts 45 aufgesetzt und folglich ist es möglich, den Innendurchmesser des Kugeleinführungslochs 46 von jedem der ersten Umlaufabschnitte 41 und den Innendurchmesser des Führungslochs 42a des zweiten Umlaufabschnitts 42 genau zu positionieren. Folglich ist es möglich, einen gleichmäßigen Umlauf der Kugeln 3 sicherzustellen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 11-51049 A [0002]

Claims

Wälzelementumlaufspindelvorrichtung, die umfasst: eine Umlaufspindelwelle (1), die eine äußere Umfangsoberfläche aufweist, in der eine Wälzelementlaufbahnnut mit einer Spiralform in einem vorbestimmten Steigungswinkel ausgebildet ist; ein Mutterelement (2), das ein Durchgangsloch umfasst, durch das die Umlaufspindelwelle (1) verläuft, wobei das Durchgangsloch eine innere Umfangsoberfläche aufweist, in der eine belastete Wälzelementlaufbahnnut (21) mit einer Spiralform und gegenüber der Wälzelementlaufbahnnut ausgebildet ist, wobei das Mutterelement (2) mit der Umlaufspindelwelle (1) durch Vermittlung einer großen Anzahl von Wälzelementen (3) in Gewindeeingriff steht, die in der Wälzelementlaufbahnnut und der belasteten Wälzelementlaufbahnnut (21) rollen; und eine Umlaufkomponente (4), die umfasst: ein Paar von ersten Umlaufabschnitten (41), die durch eine Umfangswand des Mutterelements (2) verlaufen; und einen zweiten Umlaufabschnitt (42), der das Paar von ersten Umlaufabschnitten (41) miteinander koppelt, wobei die Umlaufkomponente (4) beide Enden der belasteten Wälzelementlaufbahnnut (21) miteinander verbindet, um einen Endlosumlaufweg für die große Anzahl von Wälzelementen (3) zu bilden, wobei das Mutterelement (2) ein Paar von Umlaufkomponentenmontagelöchern (24) umfasst, die senkrecht zur einer Mittelachse des Mutterelements (2) ausgebildet sind, und das Paar von ersten Umlaufabschnitten (41) der Umlaufkomponente (4) jeweils in dem Paar von Umlaufkomponentenmontagelöchern (24) montiert ist, wobei jeder des Paars von ersten Umlaufabschnitten (41) umfasst: einen ersten zylindrischen Abschnitt (43), der in jedes des Paars von Umlaufkomponentenmontagelöchern (24) aus einer zur Mittelachse des Mutterelements (2) senkrechten Richtung eingesetzt ist; und einen zweiten zylindrischen Abschnitt (44), der einen Außendurchmesser aufweist, der größer ist als ein Außendurchmesser des ersten zylindrischen Abschnitts (43), und an einem Ende des ersten zylindrischen Abschnitts (43) koaxial mit dem ersten zylindrischen Abschnitt (43) vorgesehen ist, und wobei der erste zylindrische Abschnitt (43) ein Wälzelementeinführungsloch (46) umfasst, das mit der belasteten Wälzelementlaufbahnnut (21) des Mutterelements (2) kontinuierlich ist und so ausgebildet ist, dass es in einer Steigungswinkelrichtung in Bezug auf eine Mittelachse des ersten zylindrischen Abschnitts (43) geneigt ist.
Wälzelementumlaufspindelvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der zweite zylindrische Abschnitt (44) einen Positionierungsstufenabschnitt (45) umfasst, an den ein Endabschnitt des zweiten Umlaufabschnitts (42) angefügt ist, wobei der Positionierungsstufenabschnitt (45) eine ringförmige Gestalt aufweist und um das Wälzelementeinführungsloch (46) ausgebildet ist, und wobei ein Zentrum des Positionierungsstufenabschnitts (45) von einer Mittelachse des zweiten zylindrischen Abschnitts (44) verlagert ist.
Wälzelementumlaufspindelvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der zweite Umlaufabschnitt (42) eine Aussparung (42b) umfasst, die an einem Endabschnitt davon ausgebildet ist, und der Positionierungsstufenabschnitt (45) des zweiten zylindrischen Abschnitts (44) einen Vorsprung (45a) umfasst, der in die Aussparung (42b) des zweiten Umlaufabschnitts (42) eingesetzt ist.
Wälzelementumlaufspindelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Wälzelementeinführungsloch (46) umfasst: einen Einführungsbereich, der im ersten zylindrischen Abschnitt (43) ausgebildet ist und in der Steigungswinkelrichtung der belasteten Wälzelementlaufbahnnut (21) in Bezug auf die Mittelachse des ersten zylindrischen Abschnitts (43) geneigt ist; einen Kopplungsbereich, der im zweiten zylindrischen Abschnitt (44) senkrecht zur Mittelachse des Mutterelements (2) ausgebildet ist und mit dem zweiten Umlaufabschnitt (42) gekoppelt ist; und einen Zwischenbereich, der zwischen dem Einführungsbereich und dem Kopplungsbereich so ausgebildet ist, dass er sich mit einer bestimmten Krümmung krümmt.