旋转直动转换机构制造技术

本发明专利技术的目的在于抑制旋转直动转换机构中的啮合部位以外的干扰，实现转换机构的高效率化，提高可靠性。本发明专利技术的一种旋转直动转换机构，其特征在于，备有：齿杆(1)，在外周面具有螺纹部；保持部件(3)，设在所述齿杆的外周，设置成相对于所述齿杆能够旋转并能够在轴方向上移动；以及公转辊(21)，能够旋转地支承在所述保持部件上，在其外周面具有与所述螺纹部啮合的环形槽，并且该公转辊相对于所述齿杆的中心轴，以所述环形槽与设在齿杆上的所述螺纹部啮合的轴交角扭转地配置，所述螺纹部与所述环形槽的啮合部位中的所述螺纹部的所述环形槽的相接面是在半径方向上曲率不同的凸曲面。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及旋转直动转换机构，特别涉及抑制啮合部中的干扰、提高可靠性的旋转直动转换机构。
技术介绍
作为使运动方向在旋转运动与直线运动之间相互转换的旋转直动转换机构，知道如下的旋转直动转换机构，该旋转直动转换机构备有在外周面上设有螺纹部的齿杆；相对于齿杆可旋转并可进行轴向移动地设置的保持部件；以及公转辊，可旋转地支承在该保持部件上，在其外周面上具有与上述螺纹部啮合的环状槽，以等于或大于螺纹部的螺纹升角的轴交角，相对于齿杆的中心轴扭转地配置着。在该机构中，使螺纹部与环状槽的啮合部位中的两相接平面，与公转辊的中心轴正交，使啮合部位相互成为曲面，从而可抑制啮合设定部位以外的干扰，可以产生大的推力 (见专利文献1)。现有技术专利文献1 日本专利特开2007-120659号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题上述文献中，揭示了将螺纹部与环状槽的啮合部位做成为曲面。但是，并没有述及其详细的形状。如果仅仅将啮合部位做成为曲面，例如当大的荷载作用在机构上时，啮合部位会产生变形，接触面的面积增加(多点接触)，由此引起打滑，使转换效率降低。另外，一旦发生了打滑，则啮合面产生毛糙，更容易引起打滑。本专利技术是鉴于这些问题而作出的，其目的是抑制旋转直动转换机构中的啮合设定部位以外部位的干扰，实现转换机构高效率化，提高可靠性。解决课题的技术方案为了解决上述课题，本专利技术采取以下技术方案。本专利技术的旋转直动转换机构，其特征在于，备有齿杆，在外周面具有螺纹部；保持部件，设在所述齿杆的外周，设置成相对于所述齿杆能够旋转并能够在轴方向上移动；以及公转辊，能够旋转地支承在所述保持部件上，在其外周面具有与所述螺纹部啮合的环形槽，并且该公转辊相对于所述齿杆的中心轴，以所述环形槽与设在齿杆上的所述螺纹部啮合的轴交角扭转地配置，所述螺纹部与所述环形槽的啮合部位中的所述螺纹部的所述环形槽的相接面是在半径方向上曲率不同的凸曲面。专利技术效果本专利技术由于具有以上构造，所以能抑制旋转直动机构中的啮合部位以外的干扰， 实现转换机构高效率化，提高可靠性。附图说明图1是说明本专利技术第1实施方式的旋转直动转换机构的图。图2是表示图1中的A-A剖面的图。图3是表示图2中的B-B剖面的图。图4是齿杆螺纹部的放大图。图5是表示齿杆螺纹部的详细形状的图。图6是表示齿杆螺纹部的详细形状的图。图7是表示荷载与转换效率的关系的图。图8是表示荷载与微小变形(承受面的面积变化)的关系的图。图9是表示第2实施方式的图。图10是表示用于电动助力转向装置的例子的图。附图标记的说明1 齿杆，Ia 齿杆螺纹牙，Ial 左齿杆螺纹牙齿侧面，la2 右齿杆螺纹牙齿侧面， Id 齿杆轴，21 公转辊，21d 公转辊轴，21a 公转辊槽(环形槽)，3 保持部件，3a 左保持部件，5fl、5f2 径向轴承，6 推力轴承，8 锥形卡圈，10 金属轴承。具体实施例方式下面，参照附图说明实施方式。先参照图1至图8说明本专利技术的旋转直动转换机构。图1是说明本专利技术第1实施方式的旋转直动转换机构的纵剖面图。图2是相对图 1所示的旋转直动转换机构将视角转换90度时(从图1的上部往下看时)的纵剖面图(图 1中的A-A剖面)。另外，图3是表示公转辊与保持部件的关系的剖面图(图2中的B-B剖面)，是啮合部的详细图。另外，图4是齿杆螺纹部的放大图。另外，图5至图6是表示作为本专利技术中的啮合面的齿杆螺纹部的详细形状的图。另外，图7是表示荷载与转换效率的关系的图，图8是表示荷载与微小变形(承受面的面积变化)的关系的图。首先说明本实施方式的旋转直动转换机构的构造。首先，参照图3说明形成旋转直动转换机构的多个公转辊21与保持器3的关系。如图3所示，公转辊21位于辊轴4的中间部。并且，在该辊轴4的外周面与设在该外周的公转辊21的内周面之间，设置有径向轴承5(公转辊径向轴承5Π、5 )。另外，支承公转辊21的推力轴承6 (公转辊推力轴承)， 插入在公转辊21与辊轴4的大径部之间。另外，辊轴4的右端部插入在保持器3的凹形承受面部，用螺母7固定着。在公转辊21的左侧，辊轴4和定位用(调芯用)的锥形卡圈8，插入在设在左保持器端板3a的插入孔内。辊轴4的左端，通过上述锥形卡圈8，用螺栓9固定在左保持器端板 3a上。另外，10是压入固定在保持器3内的金属轴承。如上所述，可将扭转配置的多个公转辊21装入保持器3内。这样，形成了保持器组件，该保持器组件把轴支撑的公转辊21的两端的保持器端板3、3a连接起来。在该保持器组件中，如图2所示，公转辊21的中心轴(公转辊轴)21d，以齿杆螺纹牙Ia(见图4)的螺纹升角左右的轴交角，相对于齿杆1的中心轴(齿杆轴)Id扭转地配置。上述轴交角，如后所述，取决于齿杆Ia的螺纹牙的面、和与其啮合的公转辊21的环形槽21a的面的设定。上述公转辊的环形槽的机构组装时的轴方向位置，由各公转辊21的错开量、公转辊推力轴承6的厚度、固定该推力轴承6的辊轴4的安装部位的轴方向位置等决定。因此， 如果仅仅使这些尺寸或安装位置高精度化，确保包括公转辊21的环形槽的机构组装时的轴方向位置精度是困难的(困为有误差的重叠)。因此，在本实施方式中，把公转辊21和保持器3的安装部位作为公转辊21的安装螺纹，转动设有该螺纹的公转辊推力轴承6，可调节公转辊21的轴方向位置。这样，把齿杆1拧入由公转辊21和保持部件3构成的保持器组件中，使齿杆螺纹牙Ia与公转辊环形槽21a啮合。然后，通过调节各公转辊21的轴方向位置，可容易地使齿杆1旋转。这里，将公转辊21旋转支承的轴承，可以是具有径向轴承和推力轴承功能的角接触球轴承或圆锥滚子轴承。另外，上述轴承可以是多列角接触球轴承。另外，也可以是具有调芯性的轴承，这时，可以降低轴承安装精度。另外，在上述的组装时，将润滑脂适当地流入构成部件之间。下面，说明成为啮合部位的公转辊21的环形槽面21a和齿杆Ia的螺纹牙的面形状的制作方法(参照图4 图8)。图4中，把螺纹牙的左侧的面作为左齿杆螺纹牙齿侧面lal，把右侧的面作为右齿杆螺纹牙齿侧面la2。另外，把与它们啮合的公转辊21的环形槽21a的啮合面中的作为与左齿杆螺纹牙齿侧面Ial啮合的左侧的面(看齿杆螺纹时，是同样的视角)，称为左公转辊环形槽面21al，把另一方称为右公转辊环形槽面21a2。这些公转辊环形槽21a面，在下面的说明中，在不混淆的情形下，只对特定的环形槽进行说明。关于其它环形槽的说明，与在此说明的内容相同。首先，对每个螺纹的齿侧面，设置啮合设定平面，在其各个面上，定义断面线。啮合设定平面，是与通过齿杆轴Id的平面平行、并离开一定距离的面。本实施方式的螺纹，由于具有左齿杆螺纹牙齿侧面Ial和右齿杆螺纹牙齿侧面 la2这两个面，所以通常要定义二个面的啮合设定平面。另外，本实施方式中，设为两啮合设定平面的距离为0。其结果，二个啮合设定平面缩减成为一面。把该缩减的啮合设定平面设为啮合设定平面A。接着，如图5所示，在啮合设定平面A上，描绘与决定机构的减速比例的齿杆1的螺纹牙的螺纹升角具有相同的周期的齿杆1的螺纹牙断面线β (严格地说只是纵线部，把左侧的线称为β 1，把右侧的线称为β 2)、和与其接触的公转辊21的环形槽断面线Y (严格地说只是纵线部，把左侧的线称为Y 本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种旋转直动转换机构，其特征在于，备有：齿杆，在外周面具有螺纹部；保持部件，设在所述齿杆的外周，设置成相对于所述齿杆能够旋转并能够在轴方向上移动；以及公转辊，能够旋转地支承在所述保持部件上，在其外周面具有与所述螺纹部啮合的环形槽，并且该公转辊相对于所述齿杆的中心轴，以所述环形槽与设在齿杆上的所述螺纹部啮合的轴交角扭转地配置，所述螺纹部与所述环形槽的啮合部位中的所述螺纹部与所述环形槽的相接面是在半径方向上曲率不同的凸曲面。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：冈本良雄，平工贤二，坪野勇，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：JP