KR20110059625A

KR20110059625A - 헬리컬 기어장치

Info

Publication number: KR20110059625A
Application number: KR1020117006701A
Authority: KR
Inventors: 아르민 페어하겐; 빌리 나겔; 베른트 괴첼만
Original assignee: 로베르트 보쉬 게엠베하
Priority date: 2008-09-23
Filing date: 2009-07-27
Publication date: 2011-06-02
Also published as: US20110232407A1; EP2342480A1; CN102159851A; JP2012503161A; DE102008042299A1; JP5645827B2; WO2010034542A1; EP2342480B1; CN102159851B; KR101591262B1

Abstract

본 발명은 스핀들(2)과 대응부(4)를 가진 헬리컬 기어장치(1)에 관한 것으로, 상기 대응부는 스핀들(2)의 나사산(3)에 결합한다. 대응부(4)는 예컨대 관형으로 스핀들(2)을 동심으로 둘러싸고, 그 내측면에 롤러(8)를 갖고, 상기 롤러는 나사산(3)의 나사산 플랭크(9) 위에서 롤링한다. 스핀들(2)이 회전됨으로써, 대응부(4)는 스핀들 드라이브의 너트처럼 구동된다. 본 발명에 따른 헬리컬 기어장치(1)의 나사산(3)은 변하는 피치 및 그에 따라 변하는 변속비를 갖는다.

Description

헬리컬 기어장치{Helical gearing}

본 발명은 청구범위 제 1 항의 전제부에 따른 헬리컬 기어장치에 관한 것이다.

DE 602 22 101 T2호에는 스핀들과 너트를 포함하는 헬리컬 기어장치가 공지되어 있다. 스핀들이 회전 구동함으로써 너트는 축방향으로 이동된다. 그러한 점에서 공지된 헬리컬 기어장치는 종래의 헬리컬 기어장치에 상응한다. 공지된 헬리컬 기어장치의 너트는 대향 배치되고 방사방향 외측으로 돌출한 2개의 저널을 포함하고, 상기 저널 위에 롤러들이 회전 가능하게 지지된다. 롤러들은 슬리브의 슬롯에 결합하고, 상기 슬리브는 너트와 스핀들을 동축으로 둘러싼다. 슬롯은 헬리컬 기어장치의 길이방향 섹션에 걸쳐, 즉 축 평행하게 연장되고, 슬롯의 한 단부는 헬리컬 기어장치에 대해 가로방향으로 방사방향 곡선으로 끝나는 만곡된 곡선으로 이어진다. 슬리브는 고정 배치되고, 너트의 롤러들은 슬리브의 슬롯의 플랭크 위에서 롤링한다. 공지된 헬리컬 기어장치의 너트의 롤러들이 슬리브의 슬롯의 축 평행한 섹션 내에 배치되면, 너트는 상대 회전 불가능하게 지지되고, 스핀들의 회전 시 나사산 피치에 상응하게 이동된다. 종래의 헬리컬 기어장치도 마찬가지이다. 너트의 롤러들이 슬롯의 휘어진 섹션에 도달하면, 너트는 회전되고, 너트의 회전은 스핀들의 회전과 중첩되므로, 너트의 이동은, 슬롯이 스핀들의 피치 방향으로 휘어져 연장되는지 또는 반대 방향으로 연장되는지에 따라 감소하거나 증가한다. 따라서 헬리컬 기어장치의 피상적 피치가 변동되고, 구동 모멘트가 주어지면 너트의 더 큰 축방향 힘이 달성되거나 또는 반대로 스핀들의 회전 속도가 주어지면 더 큰 이동 속도가 달성된다. 헬리컬 기어장치의 피상적 변속비가 변동되고, 이 경우 피상적 변속비는 스핀들의 회전 속도에 대한 너트의 이동 속도의 비이다.

보충하자면, 스핀들에 대한 너트의 상대 운동이다. 스핀들이 회전 구동하는 대신, 너트 또는 상기 너트를 둘러싸는 슬리브가 회전 구동할 수 있고, 이로 인해 스핀들이 이동될 수 있다. 또한, 다른 부분, 즉 슬리브 또는 스핀들을 포함하는 너트의 회전 운동을 야기하기 위해, 스핀들 또는 너트의 이동도 가능하다.

본 발명의 과제는 변하는 피치를 가진 나사산을 포함하는 헬리컬 기어장치를 제공하는 것이다.

상기 과제는 청구범위 제 1 항의 특징을 포함하는 헬리컬 기어장치에 의해 달성된다.

청구범위 제 1 항의 특징을 포함하는 본 발명에 따른 헬리컬 기어장치는 예컨대 나사산 스핀들 상에 나사산을 포함한다. 나사산에 너트 대신 대응부가 고정된다. 이를 위해 대응부는 나사산의 나사산 플랭크에 접촉하는 예를 들어 저널, 슬라이딩 블록, 예컨대 롤러와 같은 롤링 바디 또는 이와 같은 것을 포함한다. 추진이 한 방향으로만 이루어지거나 또는 헬리컬 기어장치가 항상 동일한 방향으로 부하를 받는 경우에 하나의 나사산 플랭크에 접촉하는 것으로 충분하다. 2방향 구동을 위해, 서로를 향한 또는 서로 떨어져 있는 2개의 나사산 플랭크에서 나사산에 대한 대응부의 고정이 이루어져야 한다. 예컨대 나사산 열은 홈으로서 형성될 수 있고, 상기 홈에 대응부의 롤러가 결합한다. 2개의 홈 플랭크들은 서로를 향한 나사산 플랭크를 형성하고, 대응부의 롤러는 나사산의 회전 방향에 따라 2개의 나사산 플랭크들 중 하나 위에서 롤링한다. 대응 부는 2개의 방향으로 구동된다. 또한, 대응부는 2개의 롤러를 가질 수 있고, 상기 롤러들 사이에 나사산의 돌출한 나사산 열이 제공되므로, 롤러들은 나사산의 서로 떨어져 있는 2개의 나사산 플랭크 위에서 롤링한다. 대응부는 여기서도 2개의 방향으로 구동된다. 나사산에 대한 고정은 예컨대 대응부의 저널 또는 슬라이딩 블록에 의해, 롤링 대신 슬라이딩 방식으로 이루어질 수 있다.

본 발명에 따라, 헬리컬 기어장치의 나사산은 변하는 피치를 가지므로, 헬리컬 기어장치의 변속비도 변한다. 헬리컬 기어장치의 변속비는 대응부 이동 대 나사산의 회전(회전 각도)의 비이다. 선행기술에 설명된 바와 같이 대응부는 회전 구동될 수 있고, 이로써 나사산이 이동될 수 있거나 또는 나사산 또는 대응부의 이동이 다른 부분의 회전으로 변환될 수 있다.

본 발명에 따른 헬리컬 기어장치의 나사산 피치는 기본적으로 임의적으로 변동될 수 있고, 즉 예컨대 커졌다가 다시 작아질 수 있다. 부분적으로 제로 피치 또는 부분적으로 마이너스 피치도 가능하고, 그것은 나사산 피치가 전환되는 것, 즉 우측 나사산이 좌측 나사산으로서 형성된 하나 또는 다수의 섹션을 포함하는 것을 의미한다. 나사산에 대한 대응부의 이동은 이러한 섹션에서 전환된다.

본 발명에 따른 헬리컬 기어장치의 장점은 전술한 바와 같이 변하는 변속비이다. 이로써 나사산의 섹션에서 회전 모멘트가 주어질 때 큰 축방향 힘이 달성되고, 나사산의 다른 섹션에서는 회전 속도가 주어질 때 높은 이동 속도가 달성된다. 스핀들이 반드시 나사산을 포함해야 하는 것은 아니고, 반대로 대응부는 예컨대 내부 나사산을 갖는 슬리브로서 형성될 수도 있고, 상기 내부 나사산에 슬리브를 관통하는 하나의 로드 또는 기타 부품의 저널, 슬라이딩 블록, 롤러 또는 이와 유사한 것이 고정된다. 이로 인해 헬리컬 기어장치의 기능은 변하지 않고, 구조만 변하며, 물론 본 발명에 기초하는 구조적 원리는 유지된다.

종속 청구범위의 대상은 청구범위 제 1 항에 제시된 본 발명의 바람직한 실시예 및 개선예이다.

다수의 열을 갖는 나사산에서(청구범위 제 3 항), 대응부는 바람직하게 매 나사산 열마다 각각의 나사산 열에 고정되는 저널, 슬라이딩 블록, 롤링 바디 또는 이와 유사한 것을 포함한다(청구범위 제 4 항). 2개의 나사산 열에 의해 대응부는 모멘트 없이 구동될 수 있고, 모멘트는 헬리컬 기어장치에 대해 방사방향으로 가상의 축을 중심으로 하는 모멘트, 즉 대응부의 가로방향 축을 중심으로 하는 틸팅 모멘트이다. 3개의 나사산 열에 의해 나사산에 대한 대응부의 고정력이 결정된다.

청구범위 제 5 항에는 대응부가 나사산에 대해 이동됨으로써 한 방향으로 인장되고, 반대방향으로 이동됨으로써 해제되는 스프링 부재가 제공된다. 즉 한 방향으로 이동 시 에너지가 스프링 부재에 저장되고, 상기 에너지는 반대 방향으로 이동 시 스프링 부재를 다시 릴리스한다(손실은 도외시하고). 스프링 부재는 예비 응력을 받을 수 있고, 따라서 항상 대응부에 스프링력을 가한다. 또한, 청구범위 제 5 항에서, 스프링 부재의 변형에 의해, 즉 나사산에 대해서 대응부가 이동함으로써 스프링력 또는 예비 응력이 작아지는 경우에 나사산 피치는 커진다. 즉, 스프링 부재의 스프링력이 작아지면, 헬리컬 기어장치의 변속비는 커진다. 청구범위 제 5 항의 대상은 힘 또는 모멘트를 제공하는 작동 장치이다. 이동 방향의 전환 시 스프링 부재는 인장되거나 또는 더 강하게 인장되고, 다시 말해서 에너지가 저장된다. 작동 장치는 액추에이터라고도 할 수 있다. 상기 작동 장치는 비교적 출력이 약한 드라이브의 사용을 가능하게 하는데, 그 이유는 작동 장치가 가하는 힘의 일부는 인장된 스프링 부재로부터 제공되기 때문이다. 이를 위해 드라이브는 작동 장치를 능동적으로 리셋해야 하며, 즉, 먼저 제공된 에너지를 다시 저장하기 위해, 스프링 부재를 작동 후에 다시 인장해야 한다. 전술한 바와 같이, 작동 장치는 힘 또는 모멘트를 가할 수 있다. 예컨대 압축- 또는 인장 스프링처럼 선형 작용하는 스프링 부재를 제외하고, 작동 장치는 모멘트를 가하는 스프링 부재, 예컨대 헬리컬 스프링을 포함할 수 있다.

작동 장치는 전술한 바와 같이 일정한 피치를 갖는 나사산을 포함할 수 있다(청구범위 제 7 항).

청구범위 제 10 항에는, 헬리컬 기어장치를 임의의 위치에서 정지시킬 수 있는 브레이크가 제안된다. 예컨대 무전류로 작동되는, 다시 말해서 체결되는 전자기식 브레이크가 사용될 수 있다. 비형상- 및 형상 끼워맞춤 결합 방식의 브레이크 또는 클러치가 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 헬리컬 기어장치는 가변 댐퍼로서 사용될 수 있고, 이것은 청구범위 제 12 항의 대상이다. 댐핑은 나사산의 회전의 제동에 의해 및/또는 대응부의 이동의 제동에 의해 이루어진다. 제동은 브레이크 또는 예컨대 모터에 의해 이루어질 수 있다. 예컨대 전기 모터는 제너레이터로서 작동될 수 있거나 또는 소위 4-사분면 작동에서 소정의 가변적 댐핑을 일으키기 위해, 선택적으로 모터로서 및 제너레이터로서 작동될 수 있다. 모터 또는 일반적으로 드라이브는 부하와 반대로 작동한다. 또한, 유압 모터, 유압 실린더 또는 그 밖의 드라이브에 의해 가변적 댐핑이 가능하고, 필요 시 구동도 가능하다. 본 발명에 따른 헬리컬 기어장치는 에너지 저장기로서 사용될 수도 있다.

본 발명은 하기에서 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명된다.

도 1은 본 발명에 따른 헬리컬 기어장치의 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 헬리컬 기어장치를 구비한 액추에이터의 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 헬리컬 기어장치를 구비한 다른 액추에이터의 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 헬리컬 기어장치의 나사산 열의 전개도.

본 발명의 다른 특징들은 청구범위와 상기 설명 및 도면과 관련한 하기의 본 발명의 실시예 설명에 제시된다. 개별 특징들은 단독으로 또는 다수의 조합된 형태로 본 발명의 실시예에서 구현될 수 있다.

도 1에 도시된 본 발명에 따른 헬리컬 기어장치(1)는 나사산(3)을 가진 스핀들(2)과 대응부(4)를 포함하고, 상기 대응부는 나사산(3)에 고정된다. 대응부(4)는 너트의 기능을 하고, 스핀들(2)의 회전 구동 시 축방향으로 이동된다.

나사산(3)의 나사산 열들(5)은 나선형 홈으로 형성되고, 나사산 열(5)의 다른 횡단면도 가능한데, 예컨대 나사산 열들은 도 2에 도시된 바와 같이 돌출되어 있을 수도 있다. 특히, 나사산(3)은 변하는 피치를 갖고, 나사산 피치는 한 방향으로 증가한다.

대응부(4)는 슬리브(6)를 포함하고, 상기 슬리브는 스핀들(2)을 동심으로 둘러싼다. 슬리브(6)로부터 저널(7)이 내측으로 돌출하고, 상기 저널 상에 롤링 바디인 롤러들(8)이 회전 가능하게 지지된다. 롤러들(8)은 홈으로서 구현된 나사산 열(5)에 결합한다. 스핀들(2)의 회전 시 롤러들(8)은 나사산 열(5) 또는 나사산(3)의 나사산 플랭크(9) 위에서 롤링한다. 대응부(4)는 나사산 열(5) 마다 하나의 롤러(8)를 갖고, 상기 롤러는 나사산 열(5)에 결합하거나, 다시 말하면 나사산(3)에 고정된다.

스핀들(2)이 회전함으로써 대응부(4)는 축방향으로 스핀들(2)에 대해 이동되고, 나사산 피치가 변하기 때문에 스핀들(2)의 회전 속도가 일정할 때 대응부(4)의 이동 속도가 변동된다. 또한, 나사산 피치가 변하기 때문에 스핀들(2)의 구동 모멘트가 일정할 때 대응부(4)를 이동시키는 축방향 힘이 변한다.

물론, 운동학적 전환도 가능하다. 즉, 대응부(4)는 회전 구동될 수 있고, 이로써 스핀들(2)은 대응부(4)에 대해 이동된다. 또한, 스핀들(2) 또는 대응부(4)는 각각의 다른 부분(4, 2)에 대해 축방향으로 이동될 수 있고, 이로 인해 각각 다른 부분, 즉 대응부(4) 또는 스핀들(2)이 회전된다. 이동이 회전으로 변환되기 위한 전제 조건은 셀프 록킹을 방지하는, 충분한 크기의 나사산 피치이다. 나사산(3) 내로 대응부(4)의 롤러(8)가 결합하는 롤링 베어링에 의해 비교적 작은 나사산 피치도 이것을 위해 충분하다.

나사산 결합의 롤링 베어링도 반드시 필요한 것은 아니며, 예컨대 지지부(4)의 저널(7)이 핀으로서 나사산 열(5)에 결합하는 슬라이딩 베어링도 가능하다(도시되지 않음). 변하는 나사산 피치에 의해 헬리컬 기어장치(1)의 변속비도 변동된다.

기본적으로 하나의 위치에 대응부(4)가 고정되는 일렬 나사산(3), 즉 롤러(8)를 가진 대응부(4)가 결합하는 나사산 열(5)을 가진 나사산(3)으로 충분하다(도시되지 않음). 도 1에 도시된 본 발명의 실시예에서, 나사산(3)은 2열이고, 2개의 나사산 열(5)을 갖는다. 상기 나사산 열에 2개의 롤러(8)가 결합하고, 상기 롤러들은 서로 대향 배치된다. 이로써, 대응부(4)의 대칭 구동이 달성되고, 대응부의 틸팅 모멘트가 저지된다. 대응부(3)가 고정되는, 원주에 걸쳐 균일하게 또는 비균일하게 분배되어 배치된 3개의 위치를 가진 3열 나사산(3)은 대응부(4)를 특정하게 고정 지지할 수 있다(도시되지 않음).

도 2에서 헬리컬 기어장치(1)는 액추에이터(10)에 통합된다. 액추에이터(10)는 작동 장치라고도 한다. 도 1에서처럼, 나사산(3)은 변하는 나사산 피치를 갖는다. 도 1과 달리, 도 2에서 나사산 열(5)은 돌출되어 있고, 나사산(3)은 톱니 프로파일을 갖는다. 대응부(4)는 관형이고, 외측으로 돌출한 방사방향 플랜지(11)를 갖는다. 대응부(4)의 롤러들(8)은 톱니 프로파일을 갖는 나사산(3)의 방사방향 나사산 플랭크(9) 위에서 롤링한다. 액추에이터 하우징(15)의 단부 벽(19)에 지지되는 스프링 부재(17)는 대응부(4)의 방사방향 플랜지(11)를 가압하므로, 롤러들(8)은 항상 나사산(3)의 방사방향 나사산 플랭크(9) 위에서 롤링하고, 나사산 플랭크(9)로부터 분리되지 않는다.

헬리컬 기어장치(1)의 스핀들(2)은 전기 모터(13)의 모터 샤프트(12)에 견고하게 연결되고, 모터 샤프트(12)와 일체형일 수 있다. 회전 질량을 줄이기 위해, 스핀들(2) 및/또는 모터 샤프트(12)는 중공일 수 있다(도시되지 않음). 롤러들은 모터 샤프트에 또는 모터 샤프트를 연장시키는 샤프트에 배치될 수도 있고, 대응부의 내부 나사산 열 위에서 롤링할 수 있다(도시되지 않음). 스핀들(2)에 모터 샤프트(12)가 상대 회전 불가능하게 배치되는 대신에, 전기 모터(13)와 헬리컬 기어장치(1) 사이에 (감속)기어장치가 배치될 수 있다. "사이에"라는 것은 상기 기어장치의 공간적 배치와 관련된 것이 아니라, 모멘트 전달과 관련한 상기 기어장치의 배치와 관련된다. 상기 기어장치의 콤팩트한 구성으로 인해 유성 기어장치가 적합하다.

스핀들(2)과 모터 샤프트(12)는 서로 동일한 축을 갖는다. 전기 모터(13)는 관형 모터 하우징(14)을 갖고, 상기 모터 하우징은 관형 액추에이터 하우징(15) 내에 동축으로 배치된다. 액추에이터 하우징(15)의 직경은 모터 하우징(14)의 직경보다 크므로, 액추에이터 하우징(15)과 모터 하우징(14) 사이에 링 갭이 제공되고, 상기 링 갭에 스프링 부재(17)가 배치된다. 도 2에서 스프링 부재(17)는 나선형 압축 스프링(18)이다.

스핀들(2)이 전기 모터(13)에 의해 회전 구동됨으로써 대응부(4)가 이동된다. 나사산 피치는 전기 모터(13)와의 거리가 커질수록, 즉 스프링 부재(17)의 해제 시 증가한다. 회전 모멘트를 제공하기 위해 전기 모터(13)에 전류가 공급되고, 이로 인해 모터 샤프트(12)가 회전 구동된다. 회전과 회전 모멘트는 모터 샤프트(12)에서 탭(tab)될 수 있다. 회전은 스프링 부재(17)에 의해 지원되고, 상기 스프링 부재는 대응부(4)를 가압하고, 헬리컬 기어장치(1)를 통해 스핀들(2)에 회전 모멘트를 가한다. 이로써 전기 모터(13)는 회전 모멘트의 일부만을 제공하고, 액추에이터(10)는 이 회전 모멘트를 전달한다. 액추에이터(10)에 의해 전달된 회전 모멘트는 일반적으로, 액추에이터 하우징(15)의 외부에서 모멘트로서 모터 샤프트에서 작용하는 외부 부하 또는 외부 부하에 대한 반응 모멘트로서 파악될 수 있다. 복귀를 위해 전기 모터(13)는 반대 회전 방향으로 작동된다. 상기 전기 모터는 헬리컬 기어장치(1)에 의해 스프링 부재(17)를 인장하고, 따라서 에너지가 스프링 부재(17)에 저장되고, 상기 에너지는 후속해서 회전 구동시 다시 송출된다. 복귀는 전기 모터(13)에 의해 능동적으로 이루어지고, 스프링 부재를 인장하기 위해, 상기 전기 모터는 전술한 바와 같이 회전 모멘트를 가해야 한다. 복귀 시에도 외부 부하가 작용하면, 상기 부하는 복귀를 지원한다. 이러한 경우에 전기 모터(13)는 스프링 부재(17)의 인장에 필요한 모멘트의 일부만을 제공한다. 외부 부하의 유지 시, 스프링 부재(17)는 전기 모터(13)를 지원하고 이로 인해 상기 전기 모터의 전류 소비 및 열 부하가 감소한다.

도 3은 본 발명에 따른 헬리컬 기어장치(1)를 구비한 다른 액추에이터(10)를 도시하고, 상기 헬리컬 기어장치의 나사산 피치는 변한다. 헬리컬 기어장치(1)는 액추에이터 하우징(15) 내에 장착된다. 헬리컬 기어장치(1)의 스핀들(2)은 도 2와 같이 구현되고, 톱니 프로파일을 가진 나사산 열(5)을 갖고, 상기 나사산 열 위에서 관형 대응부(4)의 롤러들(8)이 롤링한다. 도 3의 액추에이터(10)는 전기 모터를 포함하지 않고, 스핀들(2)의 회전 구동을 위해 기어 휠(22)이 스핀들(2)의 한 단부에 상대 회전 불가능하게 고정된다. 스프링 부재(17)로서 도 3에 도시된 액추에이터(10)는 판 스프링 패킷(26)을 갖고, 상기 판 스프링 패킷은 관형 대응부(4)와 관형 액추에이터 하우징(15) 사이의 링 갭에 배치된다. 판 스프링 패킷(26)은 액추에이터 하우징(15)의 단부벽(19)에 지지되고, 대응부(4)의 외부로 돌출한 방사방향 플랜지(11)를 가압한다.

도 3의 액추에이터(10)는 높은 출력 밀도와 콤택트한 구조를 갖는다. 별도의 구동 모터를 포함하는 분리된 구조에 의해 자유로운 배치가 가능하다. 예컨대 전기 구동 모터는 액추에이터(10) 옆에 평행하게 또는 상기 액추에이터에 대해 방사방향으로 배치될 수 있다. 도 3의 액추에이터(10)는 패시브 액추에이터로 파악될 수 있는데, 그 이유는 상기 액추에이터가 모터 또는 그 밖의 드라이브를 포함하지 않기 때문이다. 상기 모터 또는 그 밖의 드라이브는 예컨대 전기 모터, 유압 모터 또는 공기압 모터인 액티브 액추에이터와 함께 작동한다. 도시되지 않은 액티브 액추에이터는 예컨대 기어 휠(22)을 통해 도시되지 않은, 액티브 액추에이터를 형성하거나 액티브 액추에이터의 구성부인 전기- 또는 그 밖의 모터에 결합된 패시브 액추에이터를 조절하고 제어한다. 예컨대 래크 기어와의 다른 결합도 가능하다.

도 2 및 도 3의 액추에이터(10)는 가변적으로 댐핑하는 (회전) 댐퍼로도 사용될 수 있다. 스핀들(2)의 회전 구동은, 전기 모터(13)가 제너레이터로서 작동되고, 스핀들(2)의 회전을 제동, 즉 댐핑함으로써 댐핑된다. 또한 전기 모터(13)의 소위 4-사분면 작동도 가능하고, 상기 작동에서 전기 모터는 상황에 따라서 모터 또는 제너레이터로서 작동된다. 전기 모터(13)의 제너레이터 출력의 제어 또는 조절에 의해 전기 모터(13)의 제동 모멘트의 레벨, 그에 따라 댐핑 레벨이 조절 가능하다. 즉, 댐퍼로서 사용되는 액추에이터(10)의 댐핑은 가변적이다. 댐핑 작용은 도 2를 참고로 하기에 설명되는 바와 같이 브레이크(32)에 의해서도 가능하다.

대응부(4)의 이동 시 스프링 부재(17)를 형성하는 나선형 압축 스프링(18)은 더 심하게 예비 응력을 받고, 이로 인해 에너지가 저장되고, 상기 스프링 부재는 상기 에너지를 대응부(4)의 다음 이동 시 다시 방출한다. 따라서, 액추에이터(10)는 에너지 저장기를 형성한다. 또한, 스프링 부재(17) 내에 에너지 저장은, 출력이 약한 전기 모터(13), 유압 모터, 유압 실린더 또는 그 밖의 드라이브를 사용하는 것을 지원한다.

도 4는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같은 본 발명에 따른 헬리컬 기어장치(1)의 나사산(3)의 가능한 나사산 열(5)의 전개도를 도시한다. 도 4에 도시되지 않은 스핀들(2)의 축방향은 도 4에서 수직이고, 따라서 스핀들(2)에 대한 방사방향은 수평이다. 도시된 바와 같이 나사산 열(5)은 처음과 끝에 방사방향 섹션(29, 30)을 갖는다. 거기에서 나사산(3)은 셀프 록킹하고, 도 4에 도시되지 않은 대응부(4)를 축방향 이동에 대해 저지하며, 이 경우 스핀들(2)에 모멘트가 가해질 필요가 없다. 도 4에는 나사산 열(5)의 다양한 위치에서, 대응부(4)의 저널(7) 및 그 위에 회전 가능하게 지지된 롤러들(8)이 도시된다. 도시된 바와 같이, 나사산 열(5)은 방사방향 섹션(29, 30)에 리세스(31)를 포함할 수 있고, 상기 리세스에 롤러들(8)이 소위 스냅핑 되고, 상기 위치에서 나사산 구동을 고정시킨다.

방사방향 섹션들(29, 30) 사이의 영역에서 나사산 열(5)은 계속 증가하는 피치를 갖는다. 이것이 필수적인 것은 아니며, 나사산 열(5)의 피치는 다시 감소할 수도 있고, 대응부(4)의 이동 방향이 전환되는 마이너스 피치를 가진 섹션들도 가능하다(도시되지 않음). 도 4에 도시된 바와 같이, 스핀들(2)의 각각의 위치에서 헬리컬 기어장치(1)의 소정의 변속비를 달성하기 위해, 나사산(3) 또는 상기 나사산의 나사산 열(5)의 피치가 거의 임의로 선택될 수 있다.

액추에이터(10)는 헬리컬 기어장치(1) 및 구동 모터로서 전기 모터(13)를 포함하는 어셈블리를 형성하거나 또는 도 3에서는 구동 모터 없이 헬리컬 기어장치(1)로만 이루어진 어셈블리를 형성한다.

액추에이터(10)는 브레이크(32)를 포함하고, 상기 브레이크에 의해 모터 샤프트(12)와 스핀들(2) 및 액추에이터(10)가 함께 정지할 수 있다. 브레이크(32)는 휴지 상태에서 체결되고, 릴리스를 위해 작동되어야 브레이크이다. 이러한 경우에, 액추에이터(10)가 작동되어야 하면, 브레이크(32)는 릴리스 되어야 한다. 도 2에는 자석 브레이크(32)가 도시되고, 상기 브레이크는 예컨대 체결된 상태에서 전류 없이 안정하다. 쌍안정 자석- 또는 그 밖의 브레이크의 사용도 가능하고, 상기 브레이크는 체결된 상태에는 물론 릴리스된 상태에서 전류 없이 유지되고, 전환을 위해서만, 예컨대 릴리스 및 체결을 위해 작동되고 또는 전류가 공급되어야 한다.

1 헬리컬 기어장치
3 나사산
4 대응부
5 나사산 열
8 롤러

Claims

나사산(3)과 상기 나사산(3)에 고정되는 대응부(4)를 포함하는 헬리컬 기어장치로서, 상기 나사산(3)은 상기 대응부(4)에 대해 회전 가능하므로, 상기 대응부(4)에 대한 상기 나사산(3)의 회전 운동은 상기 대응부(4)를 상기 나사산(3)에 대해 이동시키는, 헬리컬 기어장치에 있어서,
상기 나사산(3)은 변하는 피치를 갖는 것을 특징으로 하는 헬리컬 기어장치.
제 1 항에 있어서, 상기 대응부(4)는 상기 나사산(3)의 나사산 플랭크(9) 위에서 롤링하는 롤링 바디(8)를 포함하는 것을 특징으로 하는 헬리컬 기어장치.
제 1 항에 있어서, 상기 나사산(3)은 다수의 열을 갖는 것을 특징으로 하는 헬리컬 기어장치.
제 3 항에 있어서, 상기 대응부(4)는 각각의 나사선열(5) 마다 하나의 롤링 바디(8)를 포함하는 것을 특징으로 하는 헬리컬 기어장치.
제 1 항에 있어서, 상기 헬리컬 기어장치(1)는 스프링 부재(17)를 포함하고, 상기 스프링 부재는 상기 대응부(4)가 상기 나사산(3)에 대해 이동 시 변형되고, 상기 스프링 부재(17)의 스프링력이 상기 스프링 부재(17)의 변형에 의해 작아지면, 상기 나사산(3)의 피치가 증가하는 것을 특징으로 하는 헬리컬 기어장치.
제 1 항에 있어서, 상기 나사산(3)은 위치에 따라 피치를 갖지 않는 것을 특징으로 하는 헬리컬 기어장치.
제 5 항에 있어서, 상기 나사산(3)은 일정한 피치를 갖는 것을 특징으로 하는 헬리컬 기어장치.
제 5 항에 있어서, 상기 헬리컬 기어장치(1)가 어셈블리를 형성하는 것을 특징으로 하는 헬리컬 기어장치.
제 1 항에 있어서, 상기 헬리컬 기어장치(1)는 구동 모터(13)를 포함하는 것을 특징으로 하는 헬리컬 기어장치.
제 1 항에 있어서, 상기 헬리컬 기어장치(1)는 브레이크(32)를 포함하고, 상기 브레이크에 의해 상기 나사산(3)은 상기 대응부(4)와 함께 정지할 수 있는 것을 특징으로 하는 헬리컬 기어장치.
제 9 항에 있어서, 상기 헬리컬 기어장치(1)는 스프링 부재(17)를 포함하고, 상기 스프링 부재는 상기 대응부(4)가 한 방향(행정)으로 상기 나사산(3)에 대해 이동될 때 인장되며 구동 모터(13)에 추가하여 에너지를 방출하고, 상기 대응부(4)가 반대 방향(복귀 행정)으로 상기 나사산(3)에 대해 이동될 때 외부 부하가 복귀 행정의 의미로 상기 나사산(3) 또는 상기 대응부(4)에 작용하면 외부 부하의 지원을 받으면서 상기 구동 모터에 의해 상기 헬리컬 기어장치(1)를 통해 인장되는 것을 특징으로 하는 헬리컬 기어장치.
제 1 항에 있어서, 상기 헬리컬 기어장치(1)는 스프링 부재(17)를 포함하고, 상기 스프링 부재는 상기 대응부(4)가 상기 나사산(3)에 대해 이동될 때 변형되고, 상기 헬리컬 기어장치(1)는 구동 모터(13)를 포함하고, 상기 헬리컬 기어장치(1)는 가변 댐퍼로서 사용되는 것을 특징으로 하는 헬리컬 기어장치.