[发明专利]蜗杆齿条式传动装置

说明书

技术领域

本发明涉及具有蜗轮以及蜗杆齿条并且将蜗轮的旋转运动作为直线运动传递至蜗杆齿条的蜗杆齿条式传动装置，特别涉及蜗轮形成圆锥台状的蜗杆齿条式传动装置。

背景技术

例如，在图4中显示了适用于大型工作机械的输送用的蜗杆齿条式传动装置。在图4中，使短尺寸的蜗轮50与对开螺母状蜗杆齿条51并行并使蜗轮齿50a与蜗杆齿条51的齿条齿51a啮合。

若借助输入轴50b，通过电动机(未示出)等使蜗轮50旋转，则蜗杆齿条51沿长度方向N作直线移动，将动力传递至大型工作机械的机械手臂(未示出)等，从而进行机械部件等的送进作业。由于蜗轮齿50a在大致半圆区域部与齿条齿51a啮合，因此，从蜗轮50向蜗轮齿条51的传动力较大，从而适于长尺寸加工机械的送进机构。

但是，由于蜗杆齿条51与蜗轮50并行设置，因此，设置电动机或动力传递机构的空间狭窄，从而存在使传动机构复杂化的缺点。

作为蜗杆齿条式传动装置的其它机构，具有图5所示的三爪卡盘52。三爪卡盘52能够用于实现工件在车床(未示出)上的夹持功能，将可旋转地设置在台座53上面的螺旋形条齿52a作为涡管安装。由于螺旋形条齿52a是沿阿基米德曲线形成的，因此，能够使三个齿条件54啮合。

通过使小齿轮55与周齿56啮合并由手柄57对其进行旋转驱动，使螺旋形条齿52a转动，从而使齿条件54沿中方向L移动并实现对工件的夹持功能。由于螺旋形条齿52a的长啮合面积较大，因此，能够同时使多个齿条件54移动。相反，对于齿条件54的移动范围而言，螺旋形条齿52a的中心部G为界限，不能通过中心部G，从而不能实现长距离的驱动。

缓解这种缺点的技术有专利文献1的半开放式拉门。代替平面上的涡管，使辊组件形成伞状来设置螺旋齿。在辊组件旋转时，被动齿能够越过螺旋齿的中心移动。

但是，为了沿被动齿前进一个节矩，必须使螺旋齿旋转一周，螺旋齿相对于被动齿的滑动长度较大，从而会产生摩擦损失，因此，难以适用于必需较大驱动力的机械产业的工作机构。

[专利文献1]：特开平9-328917号公报

一般情况下，螺旋送进机构由于传动力较强、移动精度高且自锁性优良，因此，应用领域广泛，但是，其存在难以实现长距离驱动的缺点。而对于齿条小齿轮机构而言，虽然可以实现长距离驱动，但没有自锁性且齿条齿与小齿轮啮合的齿数较少，因此，在强力传动性方面存在不足。

因此，希望能够出现既吸取了螺旋送进机构的优点并弥补其不足，又吸取了齿条小齿轮机构的优点并弥补其不足的传动机构。

发明内容

本发明是针对上述情况作出的，其目的在于提供一种蜗杆齿条式传动装置，该装置传动力强，没有摩擦损失，传动效率高，可以以良好的移动精度实现精密的直线驱动，并具有自锁性，而且能够实现长距离驱动。

(技术方案1)

直线状蜗杆齿条在其表面以规定间隔形成齿条齿。圆锥台状的蜗轮齿在截头圆锥体的外表面上，以齿条齿的间隔、从最大径部到最小径部一体形成与齿条齿相对的多条螺旋状突条齿。

曲面壁部设置在齿条齿的与突条齿相对的面上，其以从突条齿的最大径部至最小径部的任何一个曲面半径作为与齿条齿平行的长径而沿齿条齿的齿向长度方向以形成椭圆的一部分的方式凹入，并且，相对于齿向长度而以突条齿的扭转变化率而沿突条齿的扭转方向扭转。将蜗轮设置成相对于蜗杆齿条而以规定的角度倾斜，以使突条齿与齿条齿的曲面壁部啮合。在蜗轮旋转驱动时，蜗轮的旋转被转换为直线运动传递至蜗杆齿条。

由于在齿条齿上形成椭圆的一部分，且形成沿突条齿的扭转变化率扭转的曲面壁部，因此，蜗轮的突条齿以线接触状态与对应的各个曲面壁部啮合。

因此，传动力强，没有摩擦损失，传动效率高，并且，可以以良好的移动精度实现精密的直线长距离驱动。

通过突条齿与齿条齿的曲面壁部啮合，只要蜗轮不旋转，就能禁止蜗杆齿条在长度方向的移动，从而具有形成不移动状态的自锁性。

(技术方案2)

以突条齿中的最大径部的曲率半径为长径、最小径部为短径的方式形成椭圆。

因此，突条齿与齿条齿的曲面壁部的啮合状态紧密并良好，从而进一步强化了技术方案1所述的效果。

(技术方案3)

使对蜗轮进行旋转驱动的电动机与蜗轮的与蜗杆齿条相反一侧的端部连为一列。