DE112016000506T5

DE112016000506T5 - Schraubvorrichtung

Info

Publication number: DE112016000506T5
Application number: DE112016000506.7T
Authority: DE
Inventors: Tetsuhiro Nishide; Tsutomu Togashi; Futoshi Nakamura; Yuji Kubota
Original assignee: THK Co Ltd
Current assignee: THK Co Ltd
Priority date: 2015-01-28
Filing date: 2016-01-27
Publication date: 2017-11-16
Anticipated expiration: 2036-01-28
Also published as: TW201638500A; CN107208763B; US20170370454A1; US10066716B2; TWI627361B; DE112016000506B4; JP6145523B2; JP2016145642A; CN107208763A

Abstract

Es wird eine Schraubvorrichtung vorgesehen, die eine Toleranz für die Genauigkeit einer Vertiefung in einer Endfläche einer Mutter vorsehen kann. Eine Mutter 2 ist mit einem Verbindungsloch 7 versehen, das sich in einer Axialrichtung erstreckt, und ist an einer Axialendfläche 2d der Mutter 2 mit einer Vertiefung 8 versehen, die mit dem Verbindungsloch 7 verbunden ist. Ein Zirkulationsglied 4 mit einem darin enthaltenen Wendepfad ist in der Vertiefung 8 platziert. Wenn das Zirkulationsglied 4 in der Vertiefung 8 platziert wird, wird der Wendepfad des Zirkulationsglieds 4 mit einer Lastrollelement-Rollrille 2c und dem Verbindungsloch 7 der Mutter 2 verbunden, um einen Zirkulationspfad für ein Rollelement 3 zu bilden. Ein Zwischenraum g1 ist zwischen dem Zirkulationsglied 4 und einer Wandfläche der Vertiefung 8 derart vorgesehen, dass das Zirkulationsglied 4 bewegt werden kann. Das in der Vertiefung 8 platzierte Zirkulationsglied ist nicht in der Vertiefung 8 fixiert und wird durch ein an der Mutter 2 zu befestigendes Deckelglied 5 bedeckt.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schraubvorrichtung, in der Rollelemente zwischen einem Schraubenschaft und einer Mutter platziert sind, um die Rollelemente zirkulieren zu lassen.
Stand der Technik
Eine Schraubvorrichtung, in der Rollelemente zwischen einem Schraubenschaft und einer Mutter platziert sind, wird als ein mechanisches Element verwendet, das eine Drehbewegung des Schraubenschafts in eine Linearbewegung der Mutter wandelt oder eine Linearbewegung des Schraubenschafts in eine Drehbewegung der Mutter wandelt. Die Schraubvorrichtung nutzt die Rollbewegung des Rollelements und weist dementsprechend den Vorteil auf, dass eine glatte Bewegung des Schraubenschafts und der Mutter erzielt werden kann.
Eine so genannte Endteil-Schraubvorrichtung, in der ein Zirkulationsglied an jeder der Axialendflächen der Mutter angebracht ist, um die Rollelemente zirkulieren zu lassen, ist als eine Art von Schraubvorrichtung bekannt (siehe die Patentliteratur 1). In dieser Schraubvorrichtung öffnet sich ein in der Axialrichtung durch die Mutter erstreckendes Verbindungsloch in der Mutter. Eine mit dem Verbindungsloch verbundene Vertiefung und eine spiralförmige Lastrollelement-Rollrille sind in dem Axialendflächen der Mutter ausgebildet. Das Zirkulationsglied enthält einen Wendepfad. Wenn das Zirkulationsglied in die Vertiefung gepasst wird, wird der Wendepfad des Zirkulationsglieds mit der Lastrollelement-Rollrille und dem Verbindungsloch der Mutter verbunden, um einen Zirkulationspfad für die Rollelemente zu bilden. Das Zirkulationsglied wird in die Vertiefung der Mutter gepasst und dann mittels einer Schraube oder eines C-förmigen Rings fest fixiert. Das Rollelement, das zu einem Ende der Lastrollelement-Rollrille gerollt ist, kehrt über den Wendepfad des Zirkulationsglieds, das Verbindungsloch und einen Wendepfad eines Zirkulationsglieds auf der gegenüberliegenden Seite zu dem anderen Ende der Lastrollelement-Rollrille zurück.
Referenzliste
Patentliteratur

Patentliteratur 1: JP 2007-247778 A

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
In der bekannten Schraubvorrichtung wird die Vertiefung an der Endfläche der Mutter durch einen Frässchneider oder ähnliches von der Endflächenseite der Mutter her ausgebildet, nachdem die spiralförmige Lastrollelement-Rollrille an der Mutter ausgebildet wurde. Beim Ausbilden der Vertiefung an der Endfläche der Mutter ergibt sich jedoch das Problem, dass es schwierig ist, die Position der Lastrollelement-Rollrille und die Position der Vertiefung genau miteinander auszurichten. Wenn zum Beispiel die Vertiefung von einer korrekten Position in der Umfangsrichtung der Mutter verschoben wird, wird der Verbindungsteil der Lastrollelement-Rollrille und der Vertiefung in der Axialrichtung der Mutter verschoben, weil die Lastrollelement-Rollrille eine Steigung aufweist. Also auch wenn das Zirkulationsglied in die Vertiefung gepasst wird, kann die Lastrollelement-Rollrille nicht glatt über den Wendepfad des Zirkulationsglieds mit dem Verbindungsloch verbunden werden. Dadurch wird eine glatte Zirkulation der Rollelemente verhindert. Dies ist auch dann der Fall, wenn die Tiefe der Vertiefung von einer korrekten Tiefe abweicht. Um dies zu vermeiden, muss die Vertiefung mit einer großen Genauigkeit verarbeitet werden.
Deshalb gibt die vorliegende Erfindung eine Schraubvorrichtung an, die eine Toleranz für die Genauigkeit einer Vertiefung in einer Endfläche einer Mutter vorsehen kann.
Problemlösung
Um das oben genannte Problem zu lösen, umfasst gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Rollelement-Schraubvorrichtung: einen Schraubenschaft, der eine spiralförmige Rollelement-Rollrille an einer Außenumfangsfläche aufweist; eine Mutter, die ein Durchgangsloch, in dem der Schraubenschaft drehbar platziert ist, und eine spiralförmige Lastrollelement-Rollrille an einer Innenumfangsfläche aufweist, wobei die spiralförmige Lastrollelement-Rollrille der Rollelement-Rollrille zugewandt ist; und eine Vielzahl von Rollelementen, die zwischen der Rollelement-Rollrille des Schraubenschafts und der Lastrollelement-Rollrille der Mutter derart platziert sind, dass sie eine Rollbewegung vollziehen können, wobei die Mutter ein sich in einer Axialrichtung durch die Mutter erstreckendes Verbindungsloch und eine Vertiefung in einer Axialendfläche aufweist, wobei die Vertiefung mit dem Verbindungsloch und der Lastrollelement-Rollrille verbunden ist, wobei in der Vertiefung der Mutter ein Zirkulationsglied aufgenommen ist, das einen mit der Lastrollelement-Rollrille und dem Verbindungsloch der Mutter verbundenen Wendepfad aufweist, wobei die Schraubvorrichtung einen Zwischenraum zwischen dem Zirkulationsglied und einer Wandfläche der Vertiefung umfasst, sodass das Zirkulationsglied bewegt werden kann, wobei das in der Vertiefung aufgenommene Zirkulationsglied durch ein an der Mutter zu befestigendes Deckelglied bedeckt wird.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann das Zirkulationsglied in der Vertiefung bewegt werden. Also auch wenn die Vertiefung von der Lastrollelement-Rollrille der Mutter verschoben ist, wird die Position des Zirkulationsglieds basierend auf den Bewegungen der Rollelemente bestimmt. Dementsprechend können die Rollelemente glatt zirkulieren. Es kann also eine Toleranz für die Genauigkeit der Vertiefung vorgesehen werden.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine perspektivische Ansicht einer Schraubvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine perspektivische Explosionsansicht einer Mutter der Schraubvorrichtung dieser Ausführungsform.
3A ist eine Vorderansicht einer Endfläche der Mutter dieser Ausführungsform (in einem Zustand, in dem ein Zirkulationsglied in einer Vertiefung der Mutter platziert ist), und 3B ist eine Vorderansicht der Endfläche der Mutter der Ausführungsform (in einem Zustand, in dem das Zirkulationsglied entfernt wurde).
4A ist eine perspektivische Ansicht des Zirkulationsglieds der Ausführungsform, und 4B ist eine perspektivische Ansicht der Vertiefung der Mutter der Ausführungsform.
5A ist eine perspektivische Ansicht der Mutter und des Zirkulationsglieds der Ausführungsform, und 5B ist eine vergrößerte Ansicht des Teils A von 5A.
6 ist eine perspektivische Ansicht des Zirkulationsglieds der Ausführungsform.
7 ist eine vergrößerte Ansicht des Teils B von 5B und ist eine Seitenansicht eines Vorsprungs des Zirkulationsglieds der Ausführungsform.
8A zeigt das Zirkulationsglied der Ausführungsform aus der Axialrichtung eines Schraubenschafts betrachtet (wenn das Zirkulationsglied in der Richtung im Uhrzeigersinn gedreht wurde), 8B zeigt ebenfalls das Zirkulationsglied der Ausführungsform (wenn sich das Zirkulationsglied an der mittleren Position befindet) und 8C zeigt ebenfalls das Zirkulationsglied der Ausführungsform (wenn das Zirkulationsglied in der Richtung gegen den Uhrzeigersinn gedreht wurde).
9 ist eine Seitenansicht des Zirkulationsglieds (des in der Vertiefung platzierten Zirkulationsglieds) der Ausführungsform.
10 ist eine Vorderansicht des Zirkulationsglieds der Ausführungsform von der Axialrichtung aus betrachtet.
11 ist eine perspektivische Explosionsansicht einer Mutter einer Schraubvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
12 ist eine Seitenansicht eines Zirkulationsglieds (eines in der Vertiefung aufgenommenen Zirkulationsglieds) der Schraubvorrichtung der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Beschreibung von Ausführungsformen
Eine Schraubvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. 1 ist eine perspektivische Ansicht der Schraubvorrichtung. 2 ist eine perspektivische Explosionsansicht einer Mutter 2 der Schraubvorrichtung. In der folgenden Beschreibung werden durchgehend gleiche Bezugszeichen verwendet, um einander entsprechende Konfigurationen anzugeben.
Erste Ausführungsform
Wie in 1 und 2 gezeigt, umfasst die Schraubvorrichtung der Ausführungsform eine Mutter 2, einen Schraubenschaft 1, der drehbar in der Mutter 2 vorgesehen ist, eine Vielzahl von Kugeln 3 als Rollelemente (siehe 9), ein Zirkulationsglied 4, das in einer Axialendfläche 2d der Mutter 2 platziert ist, und eine Dichtungskappe 5 als ein Deckelglied, das an der Axialendfläche 2d der Mutter 2 befestigt ist.
Wie in 1 gezeigt, ist die Mutter 2 zylindrisch und ist in der Mitte mit einem sich in der Axialrichtung erstreckenden Durchgangsloch 2a versehen. Der Schraubenschaft 1 erstreckt sich durch das Durchgangsloch 2a. Ein Flansch 2b ist an einem Axialende der Mutter 2 vorgesehen. Der Flansch 2b ist mit einem Durchgangsloch versehen, durch das eine Schraube für die Befestigung der Mutter 2 an einer Gegenkomponente gesteckt wird.
Wie in 2 gezeigt, ist eine spiralförmige Lastrollelement-Rollrille 2c in der Innenumfangsfläche der Mutter 2 ausgebildet. Die Lastrollelement-Rollrille 2c ist einer spiralförmigen Rollelement-Rollrille 1a (siehe 1) in der Außenumfangsfläche des Schraubenschafts 1 zugewandt. Die Vielzahl von Kugeln 3 (siehe 9) sind zwischen der Lastrollelement-Rollrille 2c der Mutter und der Rollelement-Rollrille 1a des Schraubenschafts 1 derart platziert, dass sie eine Rollbewegung vollziehen können.
Eine mit einem Ende der Lastrollelement-Rollrille 2c verbundene Vertiefung 8 ist in der Axialendfläche 2d der Mutter 2 ausgebildet. Die Vertiefung 8 ist in der Axialendfläche 2d und in einer Axialendfläche 2e der Mutter 2 ausgebildet. 2 zeigt nur die Vertiefung 8 in der vorderen Endfläche 2d der Mutter 2. Es ist jedoch auch eine Vertiefung mit dem gleichen Aufbau in der hinteren Endfläche 2e der Mutter 2 ausgebildet.
3 zeigt die Endfläche 2d der Mutter 2 aus der Axialrichtung betrachtet. 3A zeigt die Endfläche 2d der Mutter 2, wobei das Zirkulationsglied 4 in der Vertiefung 8 platziert ist. Die X-Achse von 3B ist die Richtung, in der sich die aus dem Verbindungsloch 7 ausgetretene Kugel 3 zu der Lastrollelement-Rollrille 2c bewegt und ist eine Tangentialrichtung der Lastrollelement-Rollrille 2c. Die Y-Achse ist eine Richtung orthogonal zu der X-Achse. Die Z-Achse ist eine Achse orthogonal zu der Zeichnungsfläche und ist die Axialrichtung des Schraubenschafts 1.
Wie in 3B gezeigt, ist das Durchgangsloch 2a in der Mitte der Mutter 2 ausgebildet. Die Lastrollelement-Rollrille 2c ist in der Innenumfangsfläche der Mutter 2 ausgebildet. Das sich durch die Mutter 2 in der Axialrichtung erstreckende Verbindungsloch 7 ist auf der Seite des Durchgangslochs 2a der Mutter 2 vorgesehen. Die Endfläche 2d der Mutter 2 ist mit der Vertiefung 8 versehen, die mit dem Verbindungsloch 7 und der Lastrollelement-Rollrille 2c verbunden ist. Die Vertiefung 8 umfasst eine Einsteckteil-spezifische Vertiefung 11, die in der Z-Achsenrichtung tief ist und in der ein Wendepfad ausgebildet ist, und eine Überhangteil-spezifische Vertiefung 12, die weniger tief in der Z-Achsenrichtung als die Einsteckteil-spezifische Vertiefung 11 ist (die Bodenfläche der Überhangteil-spezifischen Vertiefung 12 wird durch Punkte angegeben). Die Einsteckteil-spezifische Vertiefung 11 bildet den Wendepfad in Zusammenwirkung mit dem Zirkulationsglied 4. Der Wendepfad umfasst einen linearen Teil P1, der in der Tangentialrichtung der Lastrollelement-Rollrille 2c platziert ist, und einen bogenförmigen Teil P2, der den linearen Teil P1 und das Verbindungsloch 7 mit einem Mittenwinkel von ungefähr 90 Grad verbindet (siehe auch 9).
4A ist eine perspektivische Ansicht des Zirkulationsglieds 4. 4B ist eine perspektivische Ansicht der Vertiefung 8. Wie weiterhin in 4B gezeigt, wird die Bodenfläche der Überhangteil-spezifischen Vertiefung 12 durch Punkte angegeben. Das Zirkulationsglied 4 umfasst einen Einsteckteil 21, der in die Einsteckteil-spezifische Vertiefung 11 eingesteckt wird, und einen Überhangteil 22, der von dem Einsteckteil 21 nach außen überhängt und in der Überhangteil-spezifischen Vertiefung 12 platziert wird. Die Innenumfangsseite des bogenförmigen Teils P2 des Wendepfads wird durch die Einsteckteil-spezifische Vertiefung 11 gebildet. Die Außenumfangsseite des bogenförmigen Teils P2 des Wendepfads wird durch den Einsteckteil 21 des Zirkulationsglieds 4 gebildet. Der lineare Teil P1 des Wendepfads wird in einer in 3B gezeigten X-Y-Ebene geteilt. Einer der geteilten linearen Teile P1 wird durch die Einsteckteil-spezifische Vertiefung 11 gebildet. Der andere geteilte lineare Teil P1 wird durch den Überhangteil 22 des Zirkulationsglieds 4 gebildet. Ein bogenförmiger Stufenteil 13 (durch schräge Linien wiedergegeben; siehe auch 3B), an dem ein fernes Ende des Einsteckteils 21 des Zirkulationsglieds 4 platziert wird, ist in der Einsteckteil-spezifischen Vertiefung 11 ausgebildet. Die Vertiefung 8 umfasst weiterhin eine bogenförmige Bewegungsbeschränkungsvertiefung 14 (durch schräge Linien wiedergegeben; siehe auch 3B) neben dem Verbindungsloch 7 und eine Rippen-spezifische Vertiefung 15 (siehe auch 3B). Die Bewegungsbeschränkungsvertiefung 14 ist tiefer in der Z-Achsenrichtung als die Rippen-spezifische Vertiefung 15.
Wie in 3B gezeigt, öffnet sich ein Umfangsende 12a der Überhangteil-spezifischen Vertiefung 12 der Vertiefung 8 nach außen zu dem Durchgangsloch 2a. Wie in 3A gezeigt, ist die Konfiguration derart beschaffen, dass das in der Vertiefung 8 platzierte Zirkulationsglied 4 um den Einsteckteil 21 in der Richtung CW im Uhrzeigersinn gedreht werden kann. Wie in 3B gezeigt, öffnet sich auch das andere Umfangsende 12b der Überhangteil-spezifischen Vertiefung 12 nach außen zu dem Durchgangsloch 2a. Wie in 3A gezeigt, ist die Konfiguration derart beschaffen, dass das in der Vertiefung 8 platzierte Zirkulationsglied 4 um den Einsteckteil 21 in der Richtung CCW gegen den Uhrzeigersinn gedreht werden kann.
Wie in 3A gezeigt, ist das Zirkulationsglied 4 in der Vertiefung 8 platziert. Ein Zwischenraum g1 ist zwischen dem Zirkulationsglied 4 und einer Wandfläche der Vertiefung 8 derart vorgesehen, dass das Zirkulationsglied 4 in der Vertiefung 8 bewegt werden kann. Wie weiter oben beschrieben, umfasst das Zirkulationsglied 4 den Einsteckteil 21 und den Überhangteil 22. Wie in 4A und 4B gezeigt, ist ein Zwischenraum zwischen dem Einsteckteil 21 des Zirkulationsglieds 4 und einer Wandfläche (siehe den schraffierten Teil 11c von 5B) der Einsteckteil-spezifischen Vertiefung 11 und auch zwischen dem Überhangteil 22 des Zirkulationsglieds 4 und einer Wandfläche (siehe den schraffierten Teil 12c von 5B) der Überhangteil-spezifischen Vertiefung 12 vorgesehen, sodass das Zirkulationsglied 4 bewegt werden kann. Hinsichtlich der Größe des Zwischenraums g1 werden hier keine besonderen Vorgaben gemacht, wobei diese zum Beispiel 50 μm bis 100 μm beträgt.
5A ist eine perspektivische Ansicht der Mutter 2 und des Zirkulationsglieds 4. 5B ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils A von 5A. 6 ist eine perspektivische Ansicht des Zirkulationsglieds 4 von der Seite des Einsteckteils 21 aus betrachtet. Wie in 5A gezeigt, ist der Überhangteil 22 des Zirkulationsglieds 4 mit einer sich entlang des Durchgangslochs 2a krümmenden Plattenform ausgebildet. Wie in 5B gezeigt, umfasst der Überhangteil 22 einen ersten Schenkelteil 23, der in der Umfangsrichtung auf der Innenumfangsseite eines Umfangsendes 22a vorsteht. Weiterhin umfasst der Überhangteil 22 einen zweiten Schenkelteil 24, der in der Umfangsrichtung an der Innenumfangsseite des anderen Umfangsendes 22b vorsteht. Wie in 3A gezeigt, stehen ein Innenumfang 22d, der erste Schenkelteil 23 und der zweite Schenkelteil 24 des Überhangteils 22 radial in dem Durchgangsloch 2a der Mutter 2 vor.
Wie in 6 gezeigt, steht der Einsteckteil 21 des Zirkulationsglieds 4 von dem Überhangteil 22 zu der Mutter 2 vor. Der Einsteckteil 21 bildet die Außenumfangsseite des bogenförmigen Teils P2 des Wendepfads. Ein Querschnitt orthogonal zu dem Wendepfad des Einsteckteils 21 ist bogenförmig. Das Zirkulationsglied 4 ist weiterhin mit einem im Wesentlichen säulenförmigen Schaufelteil 25, einer Rippe 26 zum Verstärken des Schaufelteils 25 und einem Bewegungsbeschränkungsvorsprung 27 versehen. Der Schaufelteil 25 ist entlang der Rollelement-Rollrille 1a des Schraubenschafts 1 gekrümmt und erfüllt die Funktion zum Schaufeln der Kugeln 3, die sich entlang der Rollelement-Rollrille 1 des Schraubenschafts 1 bewegen. Die Rippe 26 ist mit dem Schaufelteil 25 verbunden, um den Schaufelteil 25 zu verstärken. Der Bewegungsbeschränkungsvorsprung 27 weist eine Bogenform auf und ist dem Einsteckteil 21 benachbart. Es ist eine Stufe zwischen dem Bewegungsbeschränkungsvorsprung 27 und der Rippe 26 vorgesehen. Der Bewegungsbeschränkungsvorsprung 27 steht zu der Mutter 2 in Bezug auf die Rippe 26 vor. Wenn wie in 4A und 4B gezeigt das Zirkulationsglied 4 in der Vertiefung 8 platziert ist, ist der Bewegungsbeschränkungsvorsprung 27 in der Bewegungsbeschränkungsvertiefung 14 platziert. Die Rippe 26 ist in der Rippen-spezifischen Vertiefung 15 platziert.
Wie in 5B gezeigt, ist der Überhangteil 22 des Zirkulationsglieds 4 derart ausgebildet, dass eine der Dichtungskappe 5 gegenüberliegende Fläche 22c (eine Endfläche in der Z-Achsenrichtung) flach ist. Ein von der gegenüberliegenden Fläche 22c zu der Dichtungskappe 5 vorstehender Vorsprung 28 ist an dem einen Ende 22a, das fern von dem Verbindungsloch 7 ist, an der gegenüberliegenden Fläche 22c des Zirkulationsglieds 4 ausgebildet. Wie in der Seitenansicht des Zirkulationsglieds 4 von 7, in welcher der Vorsprung 28 vergrößert dargestellt ist, gezeigt, ist eine Fläche 28a des Vorsprungs 28 flach ausgebildet. Ein Zwischenraum g3 ist zwischen der Fläche 28a des Vorsprungs 28 und der Dichtungskappe 5 ausgebildet. Hinsichtlich der Größe des Zwischenraums g3 werden hier keine besonderen Vorgaben gemacht, wobei diese zum Beispiel 20 μm bis 40 μm beträgt. Ein Zwischenraum g2 ist zwischen der gegenüberliegenden Fläche 22c des Zirkulationsglieds 4 und der Dichtungskappe 5 vorgesehen. Der Zwischenraum g2 ist größer als der Zwischenraum g3. Hinsichtlich der Größe des Zwischenraums g2 werden hier keine besonderen Vorgaben gemacht, wobei diese zum Beispiel 50 μm bis 150 μm beträgt. Das Zirkulationsglied 4 ist aus Kunstharz ausgebildet.
Wie in 2 gezeigt, ist das Zirkulationsglied 4 in der Vertiefung 8 platziert und wird durch die Dichtungskappe 5 bedeckt. Die Dichtungskappe 5 ist mit einer dünnen Ringform ausgebildet. Die Dichtungskappe 5 enthält eine Vielzahl von Durchgangslöchern 5a, durch die jeweils eine Schraube 9 als ein Befestigungsglied gesteckt ist. Die Dichtungskappe 5 wird fest durch die Schrauben 9 an der Endfläche 2d der Mutter 2 fixiert. Die Dichtungskappe 5 ist aus Kunstharz ausgebildet. Wenn das Zirkulationsglied 4 in der Vertiefung 8 der Mutter 2 platziert wird, werden die Lastrollelement-Rollrille 2c der Mutter 2 und der Wendepfad des Zirkulationsglieds 4 verbunden und werden das Verbindungsloch 7 der Mutter 2 und der Wendepfad des Zirkulationsglieds 4 verbunden.
Es ist ein Zwischenraum g1 zwischen dem Zirkulationsglied 4 und der Wandfläche der Vertiefung 8 vorgesehen. Das Zirkulationsglied 4 kann in der Vertiefung 8 bewegt werden. Auch wenn die Vertiefung 8 von der Lastrollelement-Rollrille 2c der Mutter 2 verschoben ist, können die Kugeln 3 glatt zirkulieren. Dementsprechend kann eine Toleranz für die Genauigkeit der Vertiefung 8 vorgesehen werden.
Weiterhin umfasst das Zirkulationsglied 4 den Einsteckteil 21 und den Überhangteil 22. Wenn die Kugeln 3 wie in 3A gezeigt zirkulieren, oszilliert das Zirkulationsglied 4 um die Z-Achse an dem Einsteckteil 21 in der Richtung CW im Uhrzeigersinn und in der Richtung CCW gegen den Uhrzeigersinn. Das Zirkulationsglied 4 oszilliert um die Z-Achse, sodass auch dann, wenn die Lastrollelement-Rollrille 2c und das Zirkulationsglied 4 voneinander verschoben sind, die Position des Zirkulationsglieds 4 basierend auf den Bewegungen der Kugeln 3 bestimmt wird. Die Kugeln 3 bewegen sich glatt durch einen Verbindungsteil der Lastrollelement-Rollrille 2c und des Wendepfads.
Das Zirkulationsglied 4 und die Vertiefung 8 der Ausführungsform erfüllen die Funktion, die Bewegung des Zirkulationsglieds 4 auf weniger als eine vorbestimmte Größe zu beschränken und gleichzeitig die Bewegung des Zirkulationsglieds 4 sicherzustellen. Die Funktion zum Beschränken der Bewegung wird im Folgenden mit Bezug auf 5A und 5B sowie 8A bis 8C und 10 beschrieben. Die Z-Achse von 5A ist die Axialrichtung des Schraubenschafts 1. Die X-Achse ist die Richtung, in der sich die aus dem Verbindungsloch 7 ausgetretene Kugel 3 zu der Lastrollelement-Rollrille 2c bewegt. Die Y-Achse ist die Richtung orthogonal zu der Z-Achse und der X-Achse. In dieser Ausführungsform ist die Konfiguration derart beschaffen, dass das Zirkulationsglied 4 in den X-, Y- und Z-Achsenrichtungen bewegt werden kann, wobei die Drehung Zθ des Zirkulationsglieds 4 um die Z-Achse beschränkt ist, die Drehung Yθ des Zirkulationsglieds 4 um die Y-Achse beschränkt ist und die Bewegung des Zirkulationsglieds 4 in der X-Achsenrichtung beschränkt ist.
Die Drehung Zθ des Zirkulationsglieds 4 wird wie folgt beschränkt: 8A bis 8C zeigen das Zirkulationsglied 4 aus der Axialrichtung des Schraubenschafts 1 betrachtet. 8B zeigt das Zirkulationsglied 4 an der Mittenposition. 8A zeigt das Zirkulationsglied 4, das sich um den Einsteckteil 21 in der Richtung CW im Uhrzeigersinn gedreht hat. 8C zeigt das Zirkulationsglied 4, das sich um den Einsteckteil 21 in der Richtung CCW gegen den Uhrzeigersinn gedreht hat. Wie in 8A gezeigt, ist der zweite Schenkelteil 24 des Zirkulationsglieds 4 derart konfiguriert, dass er in einen Kontakt mit einer Wandfläche C1 der Überhangteil-spezifischen Vertiefung 12 der Vertiefung 8 kommt, bevor der erste Schenkelteil 23 des Zirkulationsglieds 4, das sich in der Richtung CW im Uhrzeigersinn dreht, in Kontakt mit dem Schraubenschaft 1 kommt. Außerdem ist wie in 8C gezeigt der erste Schenkelteil 23 des Zirkulationsglieds 4 derart konfiguriert, dass er in einen Kontakt mit der anderen Wandfläche C2 der Überhangteil-spezifischen Vertiefung 12 der Vertiefung 8 kommt, bevor der zweite Schenkelteil 24 des Zirkulationsglieds 4, das sich in der Richtung CCW gegen den Uhrzeigersinn dreht, in Kontakt mit dem Schraubenschaft 1 kommt. Folglich kann eine Behinderung zwischen dem Zirkulationsglied 4, das sich um den Einsteckteil 21 hin und her bewegt, und dem Schraubenschaft 1 vermieden werden. Außerdem sind die ersten und zweiten Schenkelteile 23 und 24 an den Umfangsenden des Zirkulationsglieds 4 platziert, sodass also der Winkel für die Hin- und Herbewegung des Zirkulationsglieds 4 mit großer Genauigkeit gesteuert werden kann.
Die Drehung Yθ des Zirkulationsglieds wird wie folgt beschränkt: 9 zeigt das Zirkulationsglied 4 aus der Y-Achsenrichtung von 5A betrachtet. Wenn das Zirkulationsglied 4 um die Y-Achse in der Richtung CCW gegen den Uhrzeigersinn geneigt ist, steht das ferne Ende des Einsteckteils 21 des Zirkulationsglieds 4 in das Verbindungsloch 7 vor und kann dementsprechend in einen Kontakt mit der aus dem Verbindungsloch 7 ausgetretenen Kugel 3 kommen. Das Zirkulationsglied 4 ist an dem einen Ende 22a, das fern von dem Verbindungsloch 7 ist, mit dem Vorsprung 28, der in Kontakt mit der Dichtungskappe 5 kommt, versehen. Dementsprechend kann die Neigung des Zirkulationsglieds 4 um die Y-Achse in der Richtung CCW gegen den Uhrzeigersinn beschränkt werden. Der Zwischenraum g3 ist zwischen dem Vorsprung 28 und der Dichtungskappe 5 vorgesehen. Dementsprechend kann sich das Zirkulationsglied 4 über eine Distanz gleich dem Zwischenraum g3 in der Z-Achsenrichtung bewegen.
Weiterhin ist der Zwischenraum g2 zwischen der gegenüberliegenden Fläche 22c des Zirkulationsglieds 4 und der Dichtungskappe 5 vorgesehen. Folglich kann das Zirkulationsglied 4 in der Richtung CW im Uhrzeigersinn geneigt werden, wobei es an dem Vorsprung 28 schwenkt. Wenn die Kugeln 3 zirkulieren, bewegt sich das Zirkulationsglied 4 um die Y-Achse von 9 hin und her. Dementsprechend bewegen sich die Kugeln 3 glatt durch den Verbindungsteil des Verbindungslochs 7 und des Wendepfads.
Die X-Achsenbewegung des Zirkulationsglieds 4 wird wie folgt beschränkt: Wenn sich wie in 9 gezeigt das Zirkulationsglied 4 in der X-Achsenrichtung bewegt, steht das ferne Ende des Einsteckteils 21 des Zirkulationsglieds 4 in das Verbindungsloch 7 vor. Dementsprechend tritt die gleiche Situation auf, wie wenn sich das Zirkulationsglied 4 um die Y-Achse in der Richtung CCW gegen den Uhrzeigersinn dreht. Um dies zu vermeiden, ist das Zirkulationsglied 4 mit dem Bewegungsbeschränkungsvorsprung 27 wie in 4A gezeigt versehen und ist die Vertiefung 8 mit der Bewegungsbeschränkungsvertiefung 14 wie in 4B gezeigt versehen. Wenn sich wie in 10 gezeigt das Zirkulationsglied 4 in der X-Achsenrichtung (nach unten in 9) bewegt, kommen der Bewegungsbeschränkungsvorsprung 27 (durch schräge Linien angegeben) und die Bewegungsbeschränkungsvertiefung 14 in Kontakt miteinander, um die Bewegung des Zirkulationsglieds 4 in der X-Achsenrichtung zu beschränken. Die Bewegungsbeschränkungsvertiefung 14 ist neben dem Verbindungsloch 7 platziert, um eine Platzierung des Bewegungsbeschränkungsvorsprungs 27 in dem Zirkulationsglied 4 wie in 10 gezeigt zu ermöglichen. Der Raum in der Vertiefung 8 wird also effektiv genutzt.
Zweite Ausführungsform
11 ist eine perspektivische Explosionsansicht einer Mutter einer Schraubvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Schraubvorrichtung der zweiten Ausführungsform umfasst ebenfalls einen Schraubenschaft 1, eine Mutter 2, ein Zirkulationsglied 4, das in einer Vertiefung 8 der Mutter 2 platziert ist, und eine Dichtungskappe 5, die das Zirkulationsglied 4 bedeckt. Die Konfigurationen des Schraubenschafts 1, der Mutter 2, der Vertiefung 8 der Mutter 2 und der Dichtungskappe 5 sind gleich denjenigen der Schraubvorrichtung der ersten Ausführungsform. Dementsprechend werden hier gleiche Bezugszeichen für dieselben verwendet und wird auf eine wiederholte Beschreibung derselben verzichtet.
In der ersten Ausführungsform ist ein einzelner Vorsprung 28 an der gegenüberliegenden Fläche 22c, die der Dichtungskappe 5 zugewandt ist, des Zirkulationsglieds 4 wie in 5B gezeigt vorgesehen. In der zweiten Ausführungsform sind jedoch zwei Vorsprünge 28 ₁ und 28 ₂ an der gegenüberliegenden Fläche 22c, die der Dichtungskappe 5 zugewandt ist, des Zirkulationsglieds 4 wie in 11 gezeigt vorgesehen. Der erste Vorsprung 28 ₁ ist an dem einen Umfangsende 22a, das fern von dem Verbindungsloch 7 ist, vorgesehen (11 zeigt den Einsteckteil 21, der in das Einsteckloch 7 eingesteckt ist) und steht von der gegenüberliegenden Fläche 22c zu der Dichtungskappe 5 vor. Der zweite Vorsprung 28 ₂ ist an dem anderen Umfangsende 22b, das dem Verbindungsloch 7 nahe ist, vorgesehen und steht von der gegenüberliegenden Fläche 22c zu der Dichtungskappe 5 vor. Die restlichen Konfigurationen des Zirkulationsglieds 4 sind gleich denjenigen des Zirkulationsglieds 4 der ersten Ausführungsform. Dementsprechend werden hier gleiche Bezugszeichen für dieselben verwendet und wird auf eine wiederholte Beschreibung derselben verzichtet.
Wie in 12 gezeigt, ist eine Fläche 28a ₁ des ersten Vorsprungs 28 ₁ derart ausgebildet, dass sie flach ist. Ein Zwischenraum g3₁ ist zwischen der Fläche 28a ₁ und der Dichtungskappe 5 vorgesehen. Hinsichtlich der Größe des Zwischenraums g3₁ werden hier keine besonderen Vorgaben gemacht, wobei diese zum Beispiel 20 μm bis 40 μm beträgt. Eine Fläche 28a ₂ des zweiten Vorsprungs 28 ₂ ist ebenfalls derart ausgebildet, dass sie flach ist. Ein Zwischenraum g3₂ ist zwischen der Fläche 28a ₂ und der Dichtungskappe 5 vorgesehen. Hinsichtlich der Größe des Zwischenraums g3₂ werden hier keine besonderen Vorgaben gemacht, wobei diese zum Beispiel 20 μm bis 40 μm beträgt. Der Zwischenraum g2 zwischen der gegenüberliegenden Fläche 22c und der Dichtungskappe 5 beträgt zum Beispiel 50 μm bis 150 μm wie in dem Zirkulationsglied 4 der ersten Ausführungsform.
Ein Demonstrationsexperiment hat ergeben, dass die Lebensdauer des Zirkulationsglieds 4 verlängert werden kann, indem die ersten und zweiten Vorsprünge 28 ₁ und 28 ₂ an dem Zirkulationsglied 4 vorgesehen werden.
Die Schraubvorrichtung der vorliegenden Erfindung kann auf verschiedene Weise verkörpert werden und ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Die Ausführungsformen dienen dazu, den Erfindungsumfang für den Fachmann beispielhaft zu verdeutlichen.
Die Formen der Vertiefungen und des Zirkulationsglieds der Ausführungsformen sind beispielhaft. Es können auch andere Formen verwendet werden, ohne dass deshalb der Erfindungsumfang verlassen wird. In den Ausführungsformen wird die Dichtungskappe mittels Schrauben an der Mutter befestigt, wobei sie aber auch mittels eines C-Rings befestigt werden kann. In den Ausführungsformen steht die Axialendfläche der Mutter etwas von der Endfläche des Flansches vor. Die Axialendfläche der Mutter kann aber auch von der Endfläche des Flansches vertieft sein. Es kann auch eine Rolle anstelle der Kugeln als das Rollelement verwendet werden.
Die vorliegende Beschreibung beruht auf der japanischen Patentanmeldung Nr. 2015-014001 vom 28. Januar 2015 und auf der japanischen Patentanmeldung Nr. 2016-012901 vom 27. Januar 2016, die hier beide vollständig unter Bezugnahme eingeschlossen sind.
Bezugszeichenliste

1: Schraubenschaft
1a: Rollelement-Rollrille
2: Mutter
2a: Durchgangsloch
2b: Flansch
2c: Lastrollelement-Rollrille
2d, 2e: Endfläche der Mutter
3: Kugel (Rollelement)
4: Zirkulationsglied
5: Dichtungskappe (Deckelglied)
7: Verbindungsloch
8: Vertiefung
11: Einsteckteil-spezifische Vertiefung
12: Überhangteil-spezifische Vertiefung
12a: ein Ende der Überhangteil-spezifischen Vertiefung
12b: anderes Ende der Überhangteil-spezifischen Vertiefung
14: Bewegungsbeschränkungsvertiefung
21: Einsteckteil
22: Überhangteil
22a: ein Ende des Zirkulationsglieds
22b: anderes Ende des Zirkulationsglieds
22c: gegenüberliegende Fläche des Zirkulationsglieds
23: erster Schenkelteil
24: zweiter Schenkelteil
25: Schaufelteil
26: Rippe
27: Bewegungsbeschränkungsvorsprung
28: Vorsprung
28,: erster Vorsprung
28₂: zweiter Vorsprung
28a: Fläche des Vorsprungs
28a₁: Fläche des ersten Vorsprungs
28a₂: Fläche des zweiten Vorsprungs
g1: Zwischenraum
g2: Zwischenraum
g3: Zwischenraum
g3₁: Zwischenraum
g3₂: Zwischenraum

Claims

Rollelement-Schraubvorrichtung, die umfasst: einen Schraubenschaft, der eine spiralförmige Rollelement-Rollrille an einer Außenumfangsfläche aufweist; eine Mutter, die ein Durchgangsloch, in dem der Schraubenschaft drehbar platziert ist, und eine spiralförmige Lastrollelement-Rollrille an einer Innenumfangsfläche aufweist, wobei die spiralförmige Lastrollelement-Rollrille der Rollelement-Rollrille zugewandt ist; und eine Vielzahl von Rollelementen, die zwischen der Rollelement-Rollrille des Schraubenschafts und der Lastrollelement-Rollrille der Mutter derart platziert sind, dass sie eine Rollbewegung vollziehen können, wobei die Mutter ein sich in einer Axialrichtung durch die Mutter erstreckendes Verbindungsloch und eine Vertiefung in einer Axialendfläche aufweist, wobei die Vertiefung mit dem Verbindungsloch und der Lastrollelement-Rollrille verbunden ist, wobei in der Vertiefung der Mutter ein Zirkulationsglied aufgenommen ist, das einen mit der Lastrollelement-Rollrille und dem Verbindungsloch der Mutter verbundenen Wendepfad aufweist, wobei die Schraubvorrichtung umfasst: einen Zwischenraum zwischen dem Zirkulationsglied und einer Wandfläche der Vertiefung, sodass das Zirkulationsglied bewegt werden kann, wobei das in der Vertiefung aufgenommene Zirkulationsglied durch ein an der Mutter zu befestigendes Deckelglied bedeckt wird.
Schraubvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Zirkulationsglied umfasst: einen Einsteckteil, der den Wendepfad aufweist, und einen Überhangteil, der von dem Einsteckteil nach außen überhängt, und die Vertiefung umfasst: eine Einsteckteil-spezifische Vertiefung, in welche der Einsteckteil des Zirkulationsglieds eingesteckt ist, und eine Überhang-spezifische Vertiefung, in welcher der Überhangteil des Zirkulationsglieds aufgenommen ist.
Schraubvorrichtung nach Anspruch 2, wobei: sich ein Umfangsende der Überhangteil-spezifischen Vertiefung nach außen zu dem Durchgangsloch öffnet, sodass das Zirkulationsglied um den Einsteckteil in der einen Richtung gedreht werden kann, sich das andere Umfangsende der Überhangteil-spezifischen Vertiefung nach außen zu dem Durchgangsloch öffnet, sodass das Zirkulationsglied um den Einsteckteil in der anderen Richtung gedreht werden kann, wobei das Zirkulationsglied umfasst: an dem einen Umfangsende, einen ersten Schenkelteil, der in Kontakt mit einer Wandfläche der Überhangteil-spezifischen Vertiefung kommt, bevor das Zirkulationsglied, das sich in der anderen Richtung dreht, in Kontakt mit dem Schraubenschaft kommt, und an dem anderen Umfangsende, einen zweiten Schenkelteil, der in Kontakt mit einer Wandfläche der Überhangteil-spezifischen Vertiefung kommt, bevor das Zirkulationsglied, das sich in der einen Richtung dreht, in Kontakt mit dem Schraubenschaft kommt.
Schraubvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei: das Zirkulationsglied, an dem einen Ende fern von dem Verbindungsloch, einen Vorsprung umfasst, der von einer gegenüberliegenden Fläche, die dem Deckelglied zugewandt ist, zu dem Deckelglied vorsteht, und ein Zwischenraum zwischen der gegenüberliegenden Fläche des Zirkulationsglieds und dem Deckelglied vorgesehen ist.
Schraubvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei: das Zirkulationsglied umfasst: an dem einen Ende fern von dem Verbindungsloch, einen ersten Vorsprung, der von einer gegenüberliegenden Fläche, die dem Deckelglied zugewandt ist, zu dem Deckelglied vorsteht, und an dem anderen Ende nahe dem Verbindungsloch, einen zweiten Vorsprung, der von der gegenüberliegenden Fläche, die dem Deckelglied zugewandt ist, zu dem Deckelglied vorsteht, wobei ein Zwischenraum zwischen der gegenüberliegenden Fläche des Zirkulationsglieds und dem Deckelglied vorgesehen ist.
Schraubvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, wobei: ein Zwischenraum zwischen dem Vorsprung und dem Deckelglied vorgesehen ist, oder ein Zwischenraum zwischen jedem der ersten und zweiten Vorsprünge und dem Deckelglied vorgesehen ist.
Schraubvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei: die Vertiefung eine Bewegungsbeschränkungsvertiefung neben dem Verbindungsloch umfasst, das Zirkulationsglied einen Bewegungsbeschränkungsvorsprung, der in der Bewegungsbeschränkungsvertiefung aufgenommen ist, umfasst, und wenn die Mutter von der Axialrichtung aus betrachtet wird, die Bewegungsbeschränkungsvertiefung und der Bewegungsbeschränkungsvorsprung in Kontakt miteinander kommen, um die Bewegung des Zirkulationsglieds in einer X-Achsenrichtung, in der sich das aus dem Verbindungsloch ausgetretene Rollelement zu der Lastrollelement-Rollrille bewegt, zu beschränken.