螺旋運動機構及使用該機構的衰減裝置的製作方法

2023-10-08 17:15:49

專利名稱：螺旋運動機構及使用該機構的衰減裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及具備螺杆軸及螺合於該螺杆軸的螺帽構件，且將平移運動變換成旋轉運動、或將旋轉運動變換成平移運動的螺旋運動機構，還涉及使用該機構的衰減裝置。
背景技術：
作為將平移運動變換成旋轉運動、或將旋轉運動變換成平移運動的裝置，已知有使形成母螺絲的螺帽構件螺合於形成螺旋狀公螺絲的螺杆軸的螺旋運動機構，尤其是，在螺杆軸與螺帽構件之間介設有滾珠的滾珠絲杆裝置被使用於各種用途。例如使用於衰減裝置，用於使作用在建築構造物的振動早期收斂，作為該衰減裝置，已知有在專利文獻I所公開的裝置。該衰減裝置是交叉地設置在建築構造物的柱間的裝置，具備:結合於一方的結構體的桿構件；及以覆蓋該桿構件的方式進行設置、並且固定在另一方的結構體的殼體構件。在上述桿構件外周面形成有螺旋狀螺旋槽，在該螺旋槽螺合有螺帽構件，該螺帽構件旋轉自如地螺合在上述殼體構件。也就是說，上述桿構件相當於滾珠絲杆裝置的螺杆軸。另外，在該螺帽構件，固定有收容在上述殼體構件內的圓筒狀轉子，該轉子的外周面上形成與上述殼體構件的內周面相對的粘性流體收容室。在這種結構的衰減裝置中，當隨著作用在二個結構體之間的振動，上述桿構件相對於螺帽構件在軸方向進退時，該螺帽構件會將上述桿構件的軸方向運動變換成旋轉運動，且隨著該螺帽構件的旋轉運動，固定在該螺帽構件的轉子也進行旋轉。此時，因為上述轉子外周面與殼體構件內周面之間的間隙形成粘性流體的收容室，所以當該轉子旋轉時，對應於轉子的旋轉角速度的剪切摩擦力作用在收容室內的粘性流體，該粘性流體發熱。也就是說，在該衰減裝置，將結構體間的振動能量變換成旋轉運動的能量，再將該旋轉運動的能量變換成熱能量，其結果是，在結構體之間傳達的振動能量獲得衰減。該衰減裝置將上述殼體的一端及作為桿構件的螺杆軸的一端固定在不同結構體而使用，但此時，為了容許衰減裝置相對於各結構體的姿勢變化，上述殼體及桿構件通過U形夾連接於各結構體。該U形夾具有支軸，上述殼體或桿構件在對該支軸周圍賦予自由度的狀態下連接於各結構體。此時，上述支軸起到阻止螺杆軸旋轉的作用，由此，螺杆軸的軸方向的平移運動變換成螺帽構件的旋轉運動。專利文獻1:日本特開平10-184757號公報

發明內容
_7] 發明要解決的問題然而，由於上述U形夾只能對上述殼體或桿構件賦予支軸周圍的自由度，所以該支軸不能使殼體或桿構件向軸方向變位，從而出現當將衰減裝置設置在結構體時，對相對於該結構體的U形夾的固定位置進行的調整費時費力的問題。另外，如 上所述，在使用螺旋運動機構的衰減裝置中，雖然將隨著作用在結構體的振動的上述桿構件的軸方向運動變換成螺帽構件及轉子的旋轉運動，但在預料以外的過大加速度的振動發生作用時，上述轉子會以保持大的角動量的狀態下改變旋轉方向，從而過大的力矩作用在上述螺帽構件及螺杆軸，而導致構成螺旋運動機構的這些構件可能會受損。用於解決問題的方案本發明是鑑於上述問題而完成的發明，本發明的目的在於，提供一種不但防止螺杆軸的旋轉，並可容易地將該螺杆軸的軸端連接於結構體，而且還不會有過大的力矩作用在螺帽構件及螺杆軸，從而可防止這些螺帽構件及螺杆軸受損的螺旋運動機構及使用該機構的衰減裝置。為了達到上述目的，本發明的螺旋運動機構具備:螺杆軸，在外周面形成有螺旋狀螺旋槽，並且至少一方的軸端連接於第一結構體；螺帽構件，旋轉自如地保持在相對於上述第一結構體可向上述螺杆軸的軸方向移動的第二結構體，並且螺合在上述螺杆軸；以及球面接頭，具備球體部及收容該球體部的球體收容部，且用以將上述螺杆軸的軸端連接於上述第一結構體，其中，在上述螺帽構件與螺杆軸之間所傳達的旋轉力矩對應作用在該螺杆軸的軸力而變化，另一方面，在上述球面接頭的球體部與球體收容部之間所傳達的滑動力矩也對應作用在該螺杆軸的軸力而變化。而且，螺旋運動機構構成為，將上述螺杆軸的軸力設為變量時，旋轉力矩線圖與滑動力矩線圖交叉，並且，在軸力未作用在上述螺杆軸的初始狀態下，上述滑動力矩高於旋轉力矩。另外，本發明的衰減裝置具備:螺杆軸，在外周面形成有螺旋狀螺旋槽，並且至少一方的軸端連接於第一結構體；螺帽構件，旋轉自如地保持於第二結構體，並且螺合在上述螺杆軸，且對應相對於第一結構體的第二結構體的振動而往復旋轉；衰減機構，連接於該螺帽構件，且用以使該螺帽構件的往復旋轉衰減；以及球面接頭，包括球體部及用以收容該球體部的球體收容部，且用以將上述螺杆軸的軸端連接於上述第一結構體，其中，在上述螺帽構件與螺杆軸之間所傳達的旋轉力矩對應作用在該螺杆軸的軸力而變化，另一方面，在上述球面接頭的球體部與球體收容部之間所傳達的滑動力矩也對應作用在該螺杆軸的軸力而變化。而且，衰減裝置構成為，將上述螺杆軸的軸力設為變量時，旋轉力矩線圖與滑動力矩線圖交叉，並且，在軸力未作用在上述螺杆軸的初始狀態下，上述滑動力矩高於旋轉力矩。發明效果根據本發明的螺旋運動機構，通過在螺杆軸的軸端設有球面接頭，無論該螺杆軸為何種姿勢也可容易地將其軸端連接在第一結構體。使螺杆軸及螺帽構件相對地向軸方向平移運動，並將該平移運動變換成螺帽構件的旋轉運動時，上述螺帽構件與螺杆軸之間所傳達的旋轉力矩呈現隨著作用在該螺杆軸的軸方向的外力(以下，稱為「軸力」)越大而越大的傾向。另外，上述球面接頭的球體部與球體收容部之間所傳達的滑動力矩也呈現隨著作用在該螺杆軸的軸力越大而越大的傾向。螺杆軸的軸端通 過球面軸承連接於結構體時，上述旋轉力矩若小於上述球面接頭的滑動力矩，則螺杆軸不會發生旋轉，而可將螺杆軸及螺帽構件的相對平移運動變換成該螺帽構件的旋轉運動。另一方面，上述旋轉力矩大於上述球面接頭的滑動力矩時，球面接頭的球體部相對於球體收容部產生滑動，因此在螺杆軸與螺帽構件之間產生相對平移運動時，上述平移運動不會全部被變換成螺帽構件的旋轉運動，至少一部分變成螺杆軸的旋轉運動，從而作用在螺帽構件的旋轉力矩減小。也就是說，通過任意設定設在螺杆軸的軸端的球面接頭的球體部與球體收容部之間的滑動力矩，上述球面接頭髮揮作為螺帽構件的旋轉運動的力矩限制器的作用，而將螺杆軸及螺帽構件的相對平移運動變換成該螺帽構件的旋轉運動時，不會有過大旋轉力矩作用在螺帽構件及螺杆軸，從而可防止這些螺帽構件及螺杆軸受損。


圖1是表示使用本發明的螺旋運動機構的衰減裝置的一例的正面截面圖。圖2是表示螺杆軸與螺帽構件的組合的一例的立體圖。圖3是表示設在螺杆軸的端部的球面接頭的第一實施方式的正面截面圖。圖4是表示作用在螺杆軸的軸力與旋轉力矩之間的關係、及作用在螺杆軸的軸力與球面接頭的滑動力矩之間的關係的圖表。圖5是表示設在螺杆軸的端部的球面接頭的第二實施方式的正面截面圖。圖6是表示設在螺杆軸的端部的球面接頭的第三實施方式的正面截面圖。
具體實施方式
以下，參照附圖對本發明的螺旋運動機構及使用該機構的衰減裝置進行詳細說明。圖1是表示使用本發明的螺旋運動機構而構成的衰減裝置的一例的圖。該衰減裝置I是利用粘性阻力使振動能量衰減的裝置，例如，配置於建築物與支撐其基盤之間、或配置於建築物的柱與梁之間而使用。該衰減裝置I具備:固定外筒10,具有中空部而形成為筒狀；轉子20,收容在該固定外筒10的中空部內，並且旋轉自如地支承在該固定外筒10 ;以及螺杆軸30，貫通這些固定外筒10及轉子20，並且螺合在該轉子，其中，例如，上述螺杆軸30其一端固定在作為第一結構體的基盤100，另一方面，上述固定外筒10固定在作為第二結構體的建築物。上述固定外筒10具備:形成為筒狀的外筒本體11 ;及固定在該外筒本體11的軸方向兩端面固定的一對端板12、13。外筒本體11的內周面具備:套筒部14，隔著規定間隙與上述轉子20外周面對置；及一對內筒支撐部15、16，相對於該套筒部14向軸方向相鄰設置，其中，在一對內筒支撐部15、16嵌合有用於支承上述旋轉內筒20的旋轉的一對旋轉軸承17、18。這些旋轉軸承17、18通過用螺栓將上述端板12、13固定在外筒本體11而被固定在上述外筒本體11的內筒支撐部15、16。並且，圖中的符號19是接觸旋轉軸承17、18的外圈而對旋轉軸承17、18的軸方向進行定位的隔環。另一方面，上述轉子20具備:旋轉內筒21，收容在上述固定外筒10的中空部內，並且由上述旋轉軸承17、18支承其旋轉；及螺帽構件40，通過託架22固定在該旋轉內筒21的軸方向的一端，其中，在上述旋轉內筒21內周面與螺杆軸30外周面之間形成有間隙，另一方面，上述螺帽構件40螺合在上述螺杆軸30的外周面。也就是說，這些螺杆軸30及螺帽構件40構成將平移運動變換成旋轉運動的螺旋運動機構。上述旋轉內筒21具有與外筒本體11的套筒部14對置的軸頸部24，通過外筒本體11的套筒部14與旋轉圓筒21的軸頸部24對置，在這些構件之間形成粘性流體6的作用室2。在該作用室2中充填著粘性流體6。在上述軸頸部24的軸方向兩端，嵌設有環狀密封構件25、25，防止被封入作用室2內的粘性流體6從該作用室2漏出。作為被封入上述作用室2的粘性流體6，例如，使用動粘度為10萬mm2/S 50萬mm2/s(25°C )程度的矽油。另外，在上述外筒本體11的套筒部14，設有出入口 23，並且，在該出入口 23連接有密封式緩衝容器50。轉子20相對於固定外筒10旋轉時，充填於作用室2的粘性流體6因剪切摩擦力而發熱，且該粘性流體6的體積膨脹。上述緩衝容器50是為了吸收該粘性流體6的體積變化而設置。在連接於第一結構體的上述螺杆軸30的一端，設有球面接頭32，相對於該第一結構體的上述螺杆軸30的連接角度可自由調整。關於該球面接頭32，將在後面進行詳細說明。另一方面，在連接於第二結構體的固定外筒10的端板12，設有U形夾5。該U形夾5為將從固定在第二結構體的基部51及上述端板12雙方突出的凸緣部用支軸52進行貫通而結合的構件，可相對於第二結構體，在支軸52的周圍使固定外筒10搖動自如。圖2是表示上述螺杆軸30與螺帽構件40的組合的立體圖。在螺杆軸30的外周面，形成有螺旋狀滾珠滾動槽31。螺帽構件40隔著在上述滾珠滾動槽31滾動的多數滾珠3螺合在螺杆軸30。另外，螺帽構件40具有用於上述螺杆軸30插通的貫通孔而形成為圓筒狀，並且，設有用於使滾動在上述螺杆軸30的滾珠滾動槽31的滾珠3循環的無限循環路。也就是說，這些螺帽構件40及螺杆軸30構成將平移運動變換成旋轉運動、或將旋轉運動變換成平移運動的螺旋運動機構。另外，在該螺帽構件40的外周面，設有凸緣部41，通過將插通在該凸緣部41的固定螺栓42緊固在上述託架22，使螺帽構件40的旋轉通過託架22傳達至上述旋轉內筒21。上述託架22以螺栓緊固於旋轉內筒21的軸方向端面，從構成固定外筒10的端板13向軸方向關出。
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圖3是表示設在螺杆軸30的一端的球面接頭32的第一實施方式的圖。該球面接頭具備:球體部33，具有螺杆軸30軸端嵌合用的貫通孔34 ;及球體收容部36，將該球體部33球麵包在裡面，並且以固定螺栓35緊固於第一結構體。另外，上述球體收容部具有接觸球體部的樹脂襯墊，該樹脂襯墊固定在球體收容部，另一方面，對上述球體部進行滑動接觸。上述球體部33因為最大直徑部的球面被上述樹脂襯墊37覆蓋而不能從該球體收容部36脫離，從而使球面邊滑動接觸在上述樹脂襯墊37邊在球體收容部36中旋轉自如。因此，使用該球面接頭而將螺杆軸的軸端連接於第一結構體時，該螺杆軸可以上述球體部為中心，相對於第一結構體向箭頭A方向搖動自如，另外，可如箭頭B所示使螺杆軸旋轉。該球面接頭，例如，可以對球體部被覆樹脂襯墊後，將該球體部及樹脂襯墊設於通過鑄造或機械加工而形成的球體收容部之中，最後,對球體收容部實施鍛造加工等使該球體收容部變形，而通過將上述球體收容部及樹脂襯墊封入其內部來進行製作。另外，也可通過將球體部及樹脂襯墊作為組芯而鑄造球體收容部來進行製作。在這種結構的衰減裝置中，相對於第一結構體，第二結構體沿著圖1中的箭頭X方向相對地振動時，該振動成為向相對於固定外筒10的螺杆軸30的軸方向的平移運動。隨著該平移運動，在螺合於上述螺杆軸30的螺帽構件40，旋轉力矩發生作用，作為其反作用，與作用在螺帽構件的旋轉力矩為相同大小的反方向旋轉力矩也對螺杆軸發生作用。上述固定外筒10通過上述U形夾5固定在第二結構體，因為該U形夾5的支軸52起到阻止固定外筒10旋轉的作用，假如上述螺杆軸30的旋轉處於受到阻止的狀態，則對應上述旋轉力矩的角加速度會被賦予至包含上述螺帽構件40的轉子20，從而該轉子20相對於固定外筒10產生旋轉。圖4中以實線所示的圖是表示作用在上述螺杆軸30的軸方向外力(以下，稱為「軸力」)與上述旋轉力矩之間的關係的圖。當螺杆軸30及螺帽構件40不向軸方向相對變位時，因為旋轉力矩未作用在這些螺杆軸30及螺帽構件40，所以在軸力未作用的狀態下旋轉力矩也不會發生。另外，作用在螺杆軸30的軸力越大，則作用在螺帽構件40及螺杆軸30的旋轉力矩越大。另一方面，圖4中以虛線所示的圖是表示作用在上述螺杆軸30的軸力與上述球面接頭32的滑動力矩之間的關係的圖。在此，球面接頭32的滑動力矩是指為使上述球體部33相對於球體收容部36進行旋轉所需要的力矩，若大於滑動力矩的力矩作用在該球體部33，則例如固定在球體部33的螺杆軸30相對於球體收容部36產生搖動，或產生旋轉。一般來說，在球面接頭為了排除球體收容部36與球體部33之間的間隙，球體收容部36處於稍為夾緊球體部33的狀態。因此，如圖4所示，即使在軸力未從螺杆軸30作用在球體部33的狀態下，初始滑動力矩T1也不會成為Okgf.mm。軸力從螺杆軸30作用在球體部33時，作用在球體部33及 球體收容部36之間的摩擦力相對於該部分而增加，所以上述滑動力矩隨著軸力的增加而增加。這樣，使作用在螺杆軸30的軸力逐漸增加時，作用在該螺杆軸30的旋轉力矩及球面接頭32的滑動力矩也會逐漸增加，但如圖4所示，在旋轉力矩的增加率高於滑動力矩的增加率的情況下，當達到極限軸力Ptl時，旋轉力矩與滑動力矩之間的大小關係逆轉，旋轉力矩會高於滑動力矩。因為在軸力小於極限軸力Ptl時滑動力矩大於旋轉力矩，所以作為螺帽構件40及螺杆軸30的相對平移運動的結果，即使旋轉力矩作用在該螺杆軸30，球面接頭32也可抑制螺杆軸30的旋轉。這種情況下，使螺帽構件40相對於螺杆軸30進行相對平移運動時，螺杆軸30的旋轉通過球面接頭32而受到阻止，螺帽構件40會產生對應於根據平移運動的移動量的旋轉。另一方面，作用在螺杆軸30及螺帽構件40之間的軸力超過極限軸力P。時，因為作用在螺杆軸30的旋轉力矩大於球面接頭32的滑動力矩，所以作為螺帽構件40及螺杆軸30的相對平移運動的結果而使旋轉力矩作用在該螺杆軸30時，球面接頭32不能抑制螺杆軸30的旋轉。也就是說，在這種狀況下，使螺杆軸30及螺帽構件40進行軸力高於極限軸力Ptl那樣的平移運動時，螺杆軸30會產生旋轉，所以在螺帽構件40不會發生對應平移運動的移動量的旋轉。當將這種情況適用於上述衰減裝置I進行考察時，相對於第一結構體，第二結構體沿著圖1中的箭頭X方向相對振動，此時，若作用在螺帽構件40及螺杆軸30之間的軸力為極限軸力Ptl以下，則螺杆軸30不旋轉，而螺帽構件40旋轉，所以螺帽構件40被固定的旋轉內筒21相對於固定外筒10產生旋轉。其結果是，通過存在於上述作用室2的粘性流體6的作用，強制地使相對於第一結構體的第二結構體的X方向振動獲得衰減。另外，相對於第一結構體，第二結構體沿著圖1中的箭頭X方向相對振動，此時，若作用在螺帽構件40及螺杆軸30之間的軸力大於極限軸力Ptl,則螺杆軸30與上述球體部33一起相對於球體收容部36產生旋轉，所以由上述螺帽構件40及旋轉內筒21組合而成的轉子20即使相對於螺杆軸30向軸方向移動，也不會在轉子20產生對應該移動量的旋轉，從而抑制相對於固定外筒10的轉子20的旋轉。例如，對使用於建築物的制振裝置或免震裝置的衰減裝置進行考察時，在意料之外的巨大地震發生的情況下，因為過大加速度的振動作用在衰減裝置，且上述轉子20在保持大的角運動量的狀態下不斷重複地使旋轉方向反轉，所以衰減裝置可能會受損。關於這一點，在上述實施方式所示的衰減裝置I中，若大於極限軸力Ptl的軸力作用在螺帽構件40及螺杆軸30之間，則轉子20的旋轉被抑制，所以可事先防範衰減裝置I受到這樣的損傷。也就是說，在本發明的螺旋運動機構及使用該螺旋運動機構的衰減裝置中，上述球面接頭32起到使對應極限軸力Ptl的旋轉力矩成為設定值的力矩限制器的作用。關於旋轉力矩圖及滑動力矩圖交叉的極限軸力P。的大小，若不使旋轉力矩圖發生變化，則依存於滑動力矩圖的初始滑動力矩T1的大小、及滑動力矩相對於軸力P增加的比例。另外，由於球體部33與球體收容部36之間的摩擦係數依存於這些球體部33及球體收容部36的材質，所以，從結果上來說，通過改變初始滑動力矩T1的大小，滑動力矩圖會在維持其斜度的狀態下，在圖4的圖內上下移動，可自由調整極限軸力Ptl的值。例如，在圖3所示的球面接頭32中，通過在上述球體收容部36的鍛造加工時調整其塑性變形的程度，可任意設定上述T1。另夕卜,通過對所製作的球面接頭32全體進行加熱，促使存在於球體部33及球體收容部36之間的樹脂襯墊37變形，可任意減少球體收容部36對球體部33的緊固力，而任意設定上述V另外，當在圖4以實線所示 的旋轉力矩圖的斜度小於以虛線所示的滑動力矩圖的斜度時，因為兩圖不交叉，上述極限軸力Ptl不存在，所以上述球面接頭32起不到力矩限制器的作用。因此，在使上述球面接頭32作為力矩限制器而發揮作用的本發明中，旋轉力矩圖的斜度必須大於滑動力矩圖的傾斜。例如，因為旋轉力矩圖的斜度會受到構成螺旋運動機構的螺杆軸30的導程選擇及滾珠3的滾動摩擦係數的影響，且滑動力矩圖的斜度依存於球面接頭32的球體部33與球體收容部36之間的摩擦係數及球體部33半徑，所以通過選擇這些組合，可對上述球面接頭32賦予作為力矩限制器的功能。其次，圖5是表示上述球面接頭的第二實施方式的圖。該球面接頭32具備:球體部61 ;球體收容部60，用以保持該球體部61 ；以及摩擦構件62，滑動接觸在上述球體部61，並且可調整對該球體部61的壓接力。另外，上述球體收容部60具備:收容部本體60a ;及緊固在該收容部本體60a的環狀蓋構件60b。將上述球體部61收容在上述收容部本體60a後，將上述蓋構件60b緊固在該收容部本體60a，由此上述球體部61被夾持於收容部本體60a與蓋構件60b之間，球體部61不能從球體收容部60脫離而被關在裡面。另外，符號63是用於將上述球體收容部60緊固於第一結構體的固定螺栓。在上述球體收容部60，設有多個以球體部61為中心呈放射狀的貫通孔，在各貫通孔收容有上述摩擦構件62。這些貫通孔被設置成與固定在球體部61的螺杆軸30軸方向垂直。另外，在貫通孔，從球體收容部60的半徑方向外側螺合有調整螺絲64，而且，在該調整螺絲64與摩擦構件62之間，配置有彈簧等彈性構件65。因此，通過改變調整螺絲64對上述貫通孔的緊固量，上述彈性構件65對摩擦構件62的推壓力受到調整，上述摩擦構件62對球體部61的壓接力也隨之受到調整。在圖3所示的第一實施方式的球面接頭中，因為在其製造階段就設定了初始滑動力矩T1，所以例如難以配合衰減裝置的使用環境而任意設定初始滑動力矩1\。但是，在該第二實施方式的球面接頭中，通過改變上述調整螺絲64的緊固量，能夠在日後自由改變摩擦構件62對上述球體部61的壓接力，從而可任意改變球面接頭的初始滑動力矩!\。另外，上述摩擦構件62因為從垂直於螺杆軸30軸方向的方向壓接在上述球體部61，所以針對螺杆軸30的旋轉，可更有效地產生阻止該旋轉的摩擦力。因此，對應上述衰減裝置的使用環境，例如，對應預測作用在衰減裝置的振動能量的最大值等，可在衰減裝置的施工現場任意設定球面接頭的初始滑動力矩T1,由此可任意改變發揮衰減裝置的粘性衰減效果的上限即極限軸力Ptl值。圖6是表不上述球面接頭的第三實施方式的圖。該球面接頭具備:球體部71，具有螺杆軸30的軸端嵌合用的貫通孔70 ;及球體收容部72，將該球體部71球麵包在裡面。另外，上述球體收容部72具備第一構件72a及第二構件72b，以預壓賦予螺栓73a及螺帽73b緊固這些第一構件72a及第二構件72b，由此將上述球體部71夾入保持在該第一構件72a與第二構件72b之間。在上述第一構件72a及第二構件72b，設有與上述球體部71的球面一致的滑動接觸面，通過以這些二個構件夾入球體部71，該球體部71不能從球體收容部72脫離，上述螺杆軸30可以上述球體部71為中心相對於球體收容部72向 箭頭A方向搖動自如，另外，可以使螺杆軸向箭頭B方向旋轉。另外，在上述第一構件72a與第二構件72b之間設有間隙，通過改變上述預壓賦予螺栓73a及螺帽73b的緊固量，可很容易地改變上述球體收容部72對球體部71的緊固力。也就是說，與上述第二實施方式同樣地，通過任意改變預壓賦予螺栓73a的緊固量，可配合衰減裝置的使用環境而任意設定球面接頭32的初始滑動力矩!\。另外，在上述本發明的實施方式中，以利用作用在粘性流體的剪切摩擦力的衰減裝置為例來說明本發明的螺旋運動機構，但本發明的使用例並不局限於此，例如，以本發明的螺旋運動機構將振動能量變換成飛輪的旋轉運動，由此在謀求該振動能量的衰減的衰減裝置，也可使用本發明的螺旋運動機構。另外，在圖1所示的衰減裝置中，以U形夾5將固定外筒10連接於第二結構體，但也可以上述球面接頭32取代該U形夾5。進而，球面接頭的結構並不局限於所說明的第一至第三實施方式的結構，只要具有初始滑動力矩T1,如上所述，為滑動力矩圖的斜度小於螺旋運動機構的旋轉力矩圖的斜度的結構，可自由選擇該球面接頭的構造。
權利要求
1.一種螺旋運動機構，其特徵在於， 具備:螺杆軸(30)，在外周面形成有螺旋狀螺旋槽，並且至少一方的軸端連接於第一結構體；螺帽構件(40)，旋轉自如地保持在相對於所述第一結構體可向所述螺杆軸的軸方向移動的第二結構體，並且螺合在所述螺杆軸；以及球面接頭(32)，具備球體部(33、61)及收容該球體部的球體收容部(36、60)，且用以將所述螺杆軸(30)的軸端連接於所述第一結構體， 在所述螺帽構件(40)與所述螺杆軸(30)之間所傳達的旋轉力矩對應作用在該螺杆軸的軸力而變化，另一方面，在所述球面接頭(32)的球體部與球體收容部之間所傳達的滑動力矩也對應作用在該螺杆軸的軸力而變化， 將所述螺杆軸(30)的軸力設為變量時，旋轉力矩線圖與滑動力矩線圖交叉，而且，在軸力未作用在所述螺杆軸(30)的初始狀態下，所述滑動力矩高於旋轉力矩。
2.如權利要求1所述的螺旋運動機構，其中 在所 述球面接頭(32)的所述球體收容部(60)，設有壓接在所述球體部(61)、並且可調整其壓接力的摩擦構件(62)。
3.如權利要求2所述的螺旋運動機構，其中 所述摩擦構件￠2)從垂直於所述軸方向的方向壓接在所述球體部(61)。
4.一種衰減裝置，其特徵在於，具備: 螺杆軸(30)，在外周面形成有螺旋狀螺旋槽，並且至少一方的軸端連接於第一結構體； 螺帽構件(40)，旋轉自如地保持在第二結構體，並且螺合在所述螺杆軸(30)，且對應相對於所述第一結構體的所述第二結構體的振動而往復旋轉， 衰減機構，連接於該螺帽構件(40)，且用以使該螺帽構件的往復旋轉衰減，以及 球面接頭(32)，包括球體部(33、61)及收容該球體部的球體收容部(36、60)，且用以將所述螺杆軸的軸端連接於所述第一結構體， 在所述螺帽構件(40)與所述螺杆軸(30)之間所傳達的旋轉力矩對應作用在該螺杆軸(30)的軸力而變化，另一方面，在所述球面接頭(32)的球體部與球體收容部之間所傳達的滑動力矩也對應作用在該螺杆軸(30)的軸力而變化， 將所述螺杆軸的軸力設為變量時，旋轉力矩線圖與滑動力矩線圖交叉，而且，在軸力未作用在所述螺杆軸的初始狀態下，所述滑動力矩高於旋轉力矩。
5.如權利要求4所述的衰減裝置，其中 在所述球面接頭(32)的所述球體收容部(60)，設有壓接在所述球體部(61)、並且可調整其壓接力的摩擦構件(62)。
6.如權利要求5所述的衰減裝置，其中 所述摩擦構件￠2)從垂直於所述軸方向的方向壓接在所述球體部(61)。
全文摘要
一種螺旋運動機構，不但可以防止螺杆軸的旋轉，而且可簡便地將該螺杆軸的軸端連接於結構體，並且，不會對螺帽構件及螺杆軸有過大力矩作用的情況，可防止這些螺帽構件及螺杆軸受損，該螺旋運動機構具備螺杆軸(30)，在外周面形成有螺旋狀螺旋槽，並且至少一方的軸端連接於第一結構體；螺帽構件(40)，旋轉自如地保持在相對於上述第一結構體可向上述螺杆軸的軸方向移動的第二結構體，並且螺合在上述螺杆軸；以及球面接頭(32)，具備球體部(33、61)及收容該球體部的球體收容部(36、60)，且用以將上述螺杆軸(30)的軸端連接於上述第一結構體，該螺旋運動機構構成為在將作用在上述螺杆軸(30)的軸力設為變量時，旋轉力矩線圖與滑動力矩線圖交叉，而且，在軸力未作用在上述螺杆軸(30)的初始狀態下，上述滑動力矩高於旋轉力矩。
文檔編號F16H25/20GK103249965SQ20118005739
公開日2013年8月14日 申請日期2011年10月20日 優先權日2010年12月20日
發明者渡邊義仁, 木田英範, 中南滋樹, 田中久也 申請人:Thk株式會社, 株式會社免制震裝置