JP2004508514A

JP2004508514A - 送りユニット

Info

Publication number: JP2004508514A
Application number: JP2002525397A
Authority: JP
Inventors: フランク　デュルシュミット
Original assignee: INA Schaeffler KG
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 2000-09-09
Filing date: 2001-07-27
Publication date: 2004-03-18
Also published as: US7047833B2; DE50102160D1; EP1315920A1; WO2002021019A1; DE10044733A1; EP1315920B1; US20030167866A1

Abstract

本発明は、送りユニットであって、ロッド状の操作機構と、駆動モータ（４）とが設けられており、操作機構が、ハウジング（２）内に配置されていて、該ハウジング（２）に対して軸方向に移動可能に案内されており、駆動モータ（４）が、ハウジング（４）内で軸受けに回転可能に保持された駆動装置を介して操作機構を移動させるようになっており、該操作機構が、ねじ山付きスピンドル（１）と、該ねじ山付きスピンドル（１）を取り囲むスピンドルナット（３）とを有している形式のものに関する。本発明によれば、駆動モータ（４）のステータ（５）とロータ（６）とが、ハウジング（２）内に配置されており、スピンドルナット（３）が、ロータ（６）によって取り囲まれて該ロータ（６）に固定された中空軸（７）内に同軸的に配置されていると共に固定されている。

Description

【０００１】
本発明は、送りユニットであって、ロッド状の操作機構と、駆動モータとが設けられており、操作機構が、ハウジング内に配置されていて、該ハウジングに対して軸方向に移動可能に案内されており、駆動モータが、ハウジング内で軸受けに回転可能に保持された駆動装置を介して操作機構を移動させるようになっており、該操作機構が、ねじ山付きスピンドルと、該ねじ山付きスピンドルを取り囲むスピンドルナットとを有している形式のものに関する。
【０００２】
送りユニットは、２つのジョイント点の間の剛性的なかつ長さ可変な結合のために使用することができる。送りユニットは、種々異なる技術分野で使用可能であり、たとえば通称「パラレルメカニズム」（ＰＫＭ）で知られている工作機械でも使用可能である。組み込まれた駆動装置と、測定システムとによって、送りユニットの長さを適切に変えることができる。送りユニットの作用は、走出可能なブレースの作用と比較可能である。パラレルメカニズムは３つもしくは６つのこのようなユニットを備えて形成されていてよい。
【０００３】
ドイツ連邦共和国特許第３６４２９３８号明細書に基づき、冒頭で述べた形式の送りユニットが公知である。この公知の送りユニットは、トラックのドライバキャブ傾倒装置（運転室傾倒装置）に用いられる、持上げ機構を備えた力操作装置として設けられている。持上げ機構には、モータを備えた回転駆動伝動装置機構が対応配置されている。この場合、モータは操作機構のためのハウジングの外部に位置している。したがって、この装置は複雑な構造を有していて、遊びなしに形成されていないと共に軸方向で僅かに剛性的であり、さらに、送りユニットを工作機械に使用するためには不適切となる大きな構成スペースを必要としている。
【０００４】
本発明の課題は、組付け準備されたコンパクトな構成部材を成す単純に形成された送りユニットを提供することである。
【０００５】
この課題は、本発明によれば、駆動モータのステータとロータとが、ハウジング内に配置されており、スピンドルナットが、ロータによって取り囲まれて該ロータに固定された中空軸内に同軸的に配置されていると共に固定されていることによって解決される。こうして、構造的に手間のかかる回転駆動伝動装置機構を省略することができる。ハウジングスペースに対して付加的な、駆動モータのための構成スペースは不要となる。ねじ山付きスピンドルはハウジングに対して走出可能に移動可能であり、これによって、直接操作機構として作用する。
【０００６】
中空軸は、スピンドルナットの領域で不動軸受けにかつハウジングの一方の端部領域で可動軸受けに回転可能に配置されていてよい。この場合、不動軸受けは、スラストアンギュラ玉軸受けとして形成されていてよく、所定のジョイント軸線の領域にハウジングに対して軸方向で支持されていてよい。ハウジングは、フランジボディを有していてよく、中空軸は、不動軸受けを軸方向で支持するために、一体成形されたフランジをゆうしていてよい。可動軸受けは、ころ軸受けとして形成されていてよい。
【０００７】
本発明による送りユニットでは、駆動モータとねじ山付きスピンドルとの支承装置が１つのユニットを形成していて、最適な力伝達を可能にしている。この場合、支承装置は熱的に中立に形成されているので、送りユニットの一方のジョイント点に対する他方のジョイント点の間隔にはモータ熱によって影響は与えられない。ユニットの構造は、ジョイント軸線を中心としたモーメントを最小限に抑えるために、ユニットの重心がユニットのジョイント軸線に位置するように選択することができる。
【０００８】
以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。
【０００９】
図１に示した、モジュールとも呼ばれる本発明による送りユニットはねじ山付きスピンドル１を有している。このねじ山付きスピンドル１は部分的にハウジング２内に位置していて、そこで、このハウジング２から走出可能に長手方向移動可能に案内されている。ハウジング２内では、ねじ山付きスピンドル１がスピンドルナット３によって取り囲まれている。このスピンドルナット３は駆動モータ４によって駆動される。この駆動モータ４は、ハウジング壁に固定されたステータ５と、このステータ５の内部に配置されたロータ６とを有している。このロータ６は中空軸７を同心的に取り囲んでいて、この中空軸７に固定されている。
【００１０】
中空軸７およびロータ６と共にスピンドルナット３は固定側の不動軸受け８に回転可能に支承されている。この不動軸受け８はスラストアンギュラ玉軸受けとして形成されている。この軸受けはスピンドルナット３に対して同心的にかつ送りユニットのジョイント軸線９に対して対称的に位置している。このジョイント軸線９はねじ山付きスピンドル１の長手方向軸線に対して直角に延びている。不動軸受け８はハウジング２のフランジボディ１０に固定されている。さらに、不動軸受け８のインナレースは軸方向で中空スピンドル７のフランジ１１に接触している。フランジボディ１０は、ショルダジョイントの軸ピンを収容するための孔を有している。
【００１１】
ねじ山付きスピンドル１を介してハウジング２内に導入された軸方向力は、スピンドルナット３から中空軸７に導入され、さらに、不動軸受け８とジョイント軸線９とに導入される。したがって、最大の剛性で最適なパワーフローもしくは力伝達が保証されている。スピンドルナット３と不動軸受け８とは、予荷重もしくはプレロードがかけられたユニットである。さらに、駆動モータ４と、この駆動モータ４から突出した中空軸７とに対して、ハウジング２内に自由側の可動軸受け１２が配置されている。この可動軸受け１２はころ軸受けとして形成されていて、ハウジング２の一方の端部でこのハウジング２内に配置されている。これに相応して、モータから取り込まれた熱に基づく中空軸７の熱膨張によってモジュールの位置決め精度には影響は与えられない。
【００１２】
不動軸受け８とジョイント軸線９とは、この装置では、モジュールとも呼ばれる送りユニットの重心に位置決めすることができる。これによって、ジョイント軸線９を中心とした回転時に不平衡が回避される。ジョイント軸線９の領域でのスピンドルナット３への直接的な軸受け配置と、これにより達成された高い剛性とによって、システムの高い固有周波数と、低い運転騒音とに対する出発条件も付与されている。
【００１３】
多重支承によって、すなわち、モータ支承に対しても不動軸受け８を使用することによって、小さな構成スペースで高い出力密度が得られる。不動軸受け８と可動軸受け１２とは同時に、駆動モータ４のロータ６と、ねじ山付きスピンドル１を案内するスピンドルナット３とを支承するために働く。モジュールは、モータと、ブレーキと、測定システムと、支承装置とを備えた完成ユニットとしてパラレルメカニズム（Ｐａｒａｌｌｅｌ−Ｋｉｎｅｍａｔｉｋ−Ｍａｓｃｈｉｎｅ）に対して組付け準備されている。
【００１４】
図２に示した、パラレルメカニズムとして形成された工作機械１３では、工具取付け部１４が空間内の所望の各位置に運動することができる。この機械は複数の送りユニットを備えている。これらの送りユニットは、それぞれ内外に差し込まれた管１５，１６から形成された走出可能なアーム１７から成っている。このアーム１７は、一方の端部でフレーム１８にジョイント結合されていて、他方の端部で工具取付け部１４にジョイント結合されている。この工具取付け部１４は工具（図示せず）を備えている。この工具はモータ１９によって駆動される。１つまたはそれ以上のアーム１７の走入もしくは走出によって、工具取付け部１４は空間内の所望の各位置に運動することができる。この機械では、本発明による送りユニットを、走出可能なアームとして使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明による送りユニットの縦断面図である。
【図２】
本発明による送りユニットを組み込むことができる工作機械の概略図である。
【符号の説明】
１　ねじ山付きスピンドル、　２　ハウジング、　３　スピンドルナット、　４　駆動モータ、　５　ステータ、　６　ロータ、　７　中空軸、　８　不動軸受け、　９　ジョイント軸線、　１０　フランジボディ、　１１　フランジ、　１２　可動軸受け、　１３　工作機械、　１４　工具取付け部、　１５　管、　１６　管、　１７　アーム、　１８　フレーム、　１９　モータ

Claims

送りユニットであって、ロッド状の操作機構と、駆動モータ（４）とが設けられており、操作機構が、ハウジング（２）内に配置されていて、該ハウジング（２）に対して軸方向に移動可能に案内されており、駆動モータ（４）が、ハウジング（４）内で軸受けに回転可能に保持された駆動装置を介して操作機構を移動させるようになっており、該操作機構が、ねじ山付きスピンドル（１）と、該ねじ山付きスピンドル（１）を取り囲むスピンドルナット（３）とを有している形式のものにおいて、駆動モータ（４）のステータ（５）とロータ（６）とが、ハウジング（２）内に配置されており、スピンドルナット（３）が、ロータ（６）によって取り囲まれて該ロータ（６）に固定された中空軸（７）内に同軸的に配置されていると共に固定されていることを特徴とする、送りユニット。
当該送りユニットの重心を通って延びるジョイント軸線（９）が設けられている、請求項１記載の送りユニット。
中空軸（７）が、スピンドルナット（３）の領域で不動軸受け（８）にかつハウジング（２）の一方の端部領域で可動軸受け（１２）に回転可能に配置されている、請求項１記載の送りユニット。
不動軸受け（８）が、スラストアンギュラ玉軸受けとして形成されていて、所定のジョイント軸線（９）の領域にハウジング（２）に対して軸方向で支持されている、請求項３記載の送りユニット。
ハウジング（２）が、フランジボディ（１０）を有しており、中空軸（７）が、不動軸受け（８）を軸方向で支持するために、一体成形されたフランジ（１１）を有している、請求項４記載の送りユニット。
可動軸受け（１２）が、ころ軸受けとして形成されている、請求項３記載の送りユニット。