滚珠丝杠装置以及螺纹轴的制造方法与流程

本公开涉及滚珠丝杠装置以及构成滚珠丝杠装置的螺纹轴的制造方法。

背景技术：

1、由于滚珠丝杠装置使滚珠在螺纹轴与螺母之间进行滚动运动，所以和使螺纹轴与螺母直接接触的滑动丝杆装置相比，得到较高的效率。因此，滚珠丝杠装置例如为了将电动马达等驱动源的旋转运动转换成直线运动，组装于汽车的电动制动装置、电控机械式自动变速器(amt)、机床的定位装置等各种机械装置。

2、滚珠丝杠装置具备在外周面具有螺旋状的轴侧滚珠丝杠槽的螺纹轴、在内周面具有螺旋状的螺母侧滚珠丝杠槽的螺母、以及配置在轴侧滚珠丝杠槽与螺母侧滚珠丝杠槽之间的多个滚珠。在滚珠丝杠装置中，根据用途，将螺纹轴和螺母中的一方用作旋转运动要素，将螺纹轴和螺母中的另一方用作直线运动要素。

3、图11示出日本特开2009-286137号公报所记载的现有构造的滚珠丝杠装置100。

4、滚珠丝杠装置100具备螺纹轴101、螺母102、以及未图示的多个滚珠。

5、螺纹轴101具有螺纹部103和与螺纹部103的轴向一方侧相邻配置的嵌合轴部104。在螺纹部103的外周面形成有螺旋状的轴侧滚珠丝杠槽105。嵌合轴部104具有比螺纹部103的外径小的外径。螺纹轴101在将螺纹部103插通于螺母102的内侧的状态下与螺母102同轴地配置。

6、螺母102具有圆筒形状。在螺母102的内周面形成有未图示的螺旋状的螺母侧滚珠丝杠槽。螺母102与相对于壳体106被支撑的多根导向杆107卡合。由此，实现了螺母102的止转。

7、轴侧滚珠丝杠槽105和螺母侧滚珠丝杠槽以在径向上相互对置的方式配置，构成螺旋状的负载路径。负载路径的起点和终点通过未图示的循环单元连接。因此，到达至负载路径的终点的滚珠通过循环单元而返回至负载路径的起点。此外，根据螺纹轴101和螺母102在轴向上的相对位移的方向、即螺纹轴101与螺母102的相对旋转方向来替换负载路径的起点和终点。

8、在滚珠丝杠装置100中，由滑轮装置109降低作为驱动源的电动马达108的旋转而向螺纹轴101传递。为此，相对于在螺纹轴101的轴向一方侧的端部所具备的嵌合轴部104，以不能相对旋转的方式外嵌有从动滑轮110。

9、另外，在电动马达108的马达轴111的前端部，以不能相对旋转的方式外嵌有驱动滑轮112。而且，在驱动滑轮112与从动滑轮110之间挂绕有带状件113。由此，降低电动马达108的旋转而向螺纹轴101传递。

10、现有技术文献

11、专利文献

12、专利文献1：日本特开2009-286137号公报

技术实现思路

1、发明所要解决的课题

2、为了将电动马达的旋转传递至构成滚珠丝杠装置的螺纹轴，考虑如日本特开2009-286137号公报所记载的现有构造那样利用滑轮装置、利用正齿轮式的减速机构。

3、发明人考虑到以下内容：与滑轮装置、正齿轮式的减速机构相比，利用得到能够同轴地配置输入轴和输出轴、实现装置的小型化等优点的行星减速机构，来将电动马达的旋转传递至构成滚珠丝杠装置的螺纹轴。图12示出发明人在完成本公开的滚珠丝杠装置以前考虑到的未公开的滚珠丝杠装置。

4、在该滚珠丝杠装置中，在构成滚珠丝杠装置100a的螺纹轴101a的轴向一方侧的端部，以不能相对旋转的方式外嵌有构成行星减速机构114的行星齿轮架115。具体而言，将形成于螺纹轴101a的轴向一方侧的端部的嵌合轴部104a与形成于行星齿轮架115的径向中央部的安装孔116花键嵌合。

5、另外，相对于行星齿轮架115旋转自如地支撑有多个行星齿轮117。具体而言，在形成于行星齿轮架115的径向中间部的多个支撑孔118插通支撑有小齿轮销119，并在小齿轮销119的周围，旋转自如地支撑有行星齿轮117。并且，在固定于电动马达108a的马达轴111a的前端部的太阳齿轮120与和太阳齿轮120同轴地配置且固定于壳体124的环形齿轮121之间配置有多个行星齿轮117。多个行星齿轮117分别与太阳齿轮120以及环形齿轮121啮合。

6、在该滚珠丝杠装置中，若对电动马达108a通电，使太阳齿轮120旋转，则行星齿轮117在太阳齿轮120的周围一边自转一边公转。而且，行星齿轮117的公转运动经由行星齿轮架115传递至螺纹轴101a，驱动螺纹轴101a使之旋转。

7、并且，利用滚动轴承122，相对于壳体124旋转自如地支撑有固定于螺纹轴101a的嵌合轴部104a的行星齿轮架115。因此，传递至行星齿轮架115的轴向方向的力经由滚动轴承122由壳体124承受。

8、利用这样的构造，在驱动螺纹轴101a使之旋转时，防止从螺母102a经由滚珠作用于螺纹轴101a的轴向方向的反作用力传递至行星齿轮117与太阳齿轮120的啮合部以及行星齿轮117与环形齿轮121的啮合部。另外，根据确保声音振动性能等理由，即使在因使用斜齿轮作为行星齿轮117而对行星齿轮架115作用轴向方向的力的情况下，由于具备滚动轴承122，所以也能够防止这样的轴向方向的力传递至滚珠与轴侧滚珠丝杠槽105a以及螺母侧滚珠丝杠槽125之间的滚动接触部。

9、在该滚珠丝杠装置中，为了高效地从行星齿轮架115向滚动轴承122传递轴向方向的力，在行星齿轮架115的外周面的一部分设置朝外凸缘状的凸边部123，并使凸边部123与滚动轴承122抵接。

10、在该滚珠丝杠装置中，由于利用与行星齿轮架115分体的滚动轴承122来相对于壳体124旋转自如地支撑行星齿轮架115，所以构件数量变多，并且滚珠丝杠装置100a的组装性容易降低。

11、本公开的目的在于提供滚珠丝杠装置，该滚珠丝杠装置即使在采用了利用行星减速机构驱动螺纹轴使之旋转的构造的情况下，也能够抑制构件数量，并且能够实现组装性的提高。

12、用于解决课题的方案

13、本公开的一个方案的滚珠丝杠装置具备螺纹轴、螺母、多个滚珠、以及滚动轴承。

14、上述螺纹轴具有在外周面具有螺旋状的轴侧滚珠丝杠槽的螺纹部、以及与上述螺纹部构成为一体且配置于上述螺纹部的轴向一方侧的构成行星减速机构的行星齿轮架，且在使用时进行旋转运动。

15、上述螺母在内周面具有螺旋状的螺母侧滚珠丝杠槽，在使用时进行直线运动。

16、上述多个滚珠配置在上述轴侧滚珠丝杠槽与上述螺母侧滚珠丝杠槽之间。

17、上述滚动轴承具有在内周面具有外圈轨道的外圈、在与上述外圈轨道在径向上对置的部分具备的内圈轨道、以及滚动自如地配置在上述外圈轨道与上述内圈轨道之间的多个滚动体，且将上述行星齿轮架支撑为旋转自如。

18、在本公开的一个方案的滚珠丝杠装置中，在上述行星齿轮架的外周面直接形成有上述内圈轨道。即，构成上述滚动轴承并具有上述内圈轨道的内圈与上述行星齿轮架构成为一体。

19、在本公开的一个方案的滚珠丝杠装置中，上述螺纹部能够在外周面的轴向一方侧的端部具有不完全螺纹部。

20、在该情况下，从上述螺母侧滚珠丝杠槽的轴向一方侧的端部到上述螺母的轴向一方侧的侧面为止的距离能够比从上述不完全螺纹部与上述轴侧滚珠丝杠槽的边界到上述行星齿轮架的轴向另一方侧的侧面为止的距离大。

21、在本公开的一个方案的滚珠丝杠装置中，上述螺纹部能够在外周面的轴向一方侧的端部具有锥形状的凹部，该凹部的母线形状越朝向轴向一方侧则越向外径变小的方向倾斜。

22、在本公开的一个方案的滚珠丝杠装置中，能够使上述外圈的轴向一方侧的侧面比上述行星齿轮架的轴向一方侧的侧面更向轴向另一方侧偏移。即，能够将上述外圈的轴向一方侧的侧面与上述行星齿轮架的轴向一方侧的侧面平行地配置，而且能够使之位于比上述行星齿轮架的轴向一方侧的侧面靠轴向另一方侧的位置。

23、在本公开的一个方案的滚珠丝杠装置中，能够使上述行星齿轮架的轴向宽度尺寸比上述外圈的轴向宽度尺寸大。

24、在本公开的一个方案的滚珠丝杠装置中，能够使上述行星齿轮架在径向中间部的圆周方向多个部位具有支撑孔，该支撑孔用于使构成上述行星减速机构的小齿轮销插通支撑。

25、在该情况下，能够使上述支撑孔由沿轴向贯通上述行星齿轮架的贯通孔构成。或者，也能够使上述支撑孔由仅在上述行星齿轮架的轴向一方侧的侧面开口的有底孔构成。

26、在本公开的一个方案的滚珠丝杠装置中，上述行星齿轮架能够在轴向一方侧的侧面中的包含上述支撑孔的开口部的部分具有朝向轴向一方侧伸出的伸出部。

27、在该情况下，上述伸出部能够具有圆环形状。或者，也能够使上述伸出部仅设置于上述支撑孔的开口部的周围。

28、本公开的一个方案的螺纹轴的制造方法是用于制造螺纹轴的方法，上述螺纹轴在使用时进行旋转运动，具有螺纹部、以及与上述螺纹部构成为一体且配置于上述螺纹部的轴向一方侧的构成行星减速机构的行星齿轮架，上述螺纹部在外周面具有螺旋状的轴侧滚珠丝杠槽，上述行星齿轮架在外周面直接形成有构成滚动轴承的内圈轨道，上述螺纹轴的制造方法具备锻造工序和滚轧工序。

29、在上述锻造工序中，对原材料实施锻造加工，形成一体地具备圆板部和轴状部而且在轴向上具有t字形的截面形状的中间原材料。

30、在上述滚轧工序中，对上述中间原材料实施横向进给式的滚轧加工，在上述轴状部的外周面形成上述轴侧滚珠丝杠槽。

31、在本公开的一个方案的螺纹轴的制造方法中，能够具备轨道槽切削工序，在该工序中，对上述圆板部的外周面实施切削加工来形成上述内圈轨道。

32、在本公开的一个方案的螺纹轴的制造方法中，能够在上述锻造工序后且在上述滚轧工序之前，在上述圆板部的轴向一方侧的侧面形成行星齿轮架侧中心孔，而且在上述轴状部的轴向另一方侧的侧面，与上述行星齿轮架侧中心孔同轴地形成螺纹侧中心孔。

33、在本公开的一个方案的螺纹轴的制造方法中，能够在上述滚轧工序以及上述轨道槽切削工序中，在利用上述行星齿轮架侧中心孔以及上述螺纹侧中心孔进行了上述中间原材料的定心的状态下，进行上述滚轧加工以及上述切削加工。

34、在本公开的一个方案的螺纹轴的制造方法中，能够在上述滚轧工序后，当在包含上述圆板部的外周面以及上述轴状部的外周面的范围形成热处理硬化层后，在利用上述行星齿轮架侧中心孔以及上述螺纹侧中心孔进行了上述中间原材料的定心的状态下，在上述圆板部的径向中间部的圆周方向多个部位，形成支撑孔，该支撑孔用于使构成上述行星减速机构的小齿轮销插通支撑。

35、在本公开的一个方案的螺纹轴的制造方法中，能够在上述锻造工序后且在上述滚轧工序之前，在上述轴状部的轴向一方侧的端部形成小径部，该小径部具有比上述轴状部中的从该轴向一方侧的端部偏离的部分的外径小的外径。

36、发明的效果如下。

37、在本公开的一个方案的滚珠丝杠装置、或者使用了利用本公开的一个方案的螺纹轴的制造方法制造的螺纹轴的滚珠丝杠装置中，虽然采用了经由行星减速机构驱动螺纹轴使之旋转的构造，但抑制了其构件数量，而且实现了其组装性的提高。