CN101988565B - 具有减速功能的传动机构 - Google Patents

Abstract

本发明是关于一种具有减速功能的传动机构，包括导螺杆、蜗轮组、中介环、单向器及被动轴套，蜗轮组套接于导螺杆，且其包含一蜗轮及多个爪臂，在任二相邻爪臂之间形成有一间隔槽；中介环套设于各爪臂外周缘；单向器环抱于中介环外周缘，且其一端固定在致动装置上；被动轴套固接于导螺杆且彼此连动，且在其外周缘设有多个凹槽，于凹槽、间隔槽及中介环之间共同围设形成有一容置空间；各滚针分别容设于容置空间中，并与爪臂、中介环及被动轴套相互贴触；藉由各滚针与中介环的摩擦作用，以使导螺杆在特定方向的旋转受到阻碍而达成减速作用者。

Description

具有减速功能的传动机构

技术领域

本发明是有关于一种传动机构，尤指一种用于线性致动装置的传动机构。

背景技术

线性致动装置(Linear Actuator)主要是利用马达及蜗杆、蜗轮等驱动组件来带动一导螺杆旋转，同时藉由导螺杆驱使螺接于其上的伸缩管作线性的伸出或缩回的动作，由于其结构及安装等各方面条件均较气、油压缸简单与方便，因此已被广泛地应用在病床、电动椅等设备上，或其它需要作伸、缩运作的场域中。

一般线性致动装置中的导螺杆为了提高机构效率或者为了具有更快的移动速度，通常都会将导螺杆的导程加大，但是伴随而来的是两大问题，其一是导螺杆无法自锁，其二是与导螺杆相互螺接的螺帽及与螺帽连接的伸缩管下降速度过快，而造成使用者使用的不适等问题；故本发明人即以此作为研究课题进行本案的创新改良。

现有的致动装置如欧洲专利公告号EP1556630B1所揭露，其包括一可逆马达、一蜗杆蜗轮组、一可动调整构件、一圆柱形部分及一螺旋弹簧，蜗杆蜗轮组分别与马达及可动调整构件呈可操作性地连接，螺旋弹簧安装在圆柱形部分的外部，且其具有卷绕方向以至于在它的某个运动方向弹簧对调整构件施加制动效果，由此弹簧在圆柱形部份周围收紧，其中螺旋弹簧位于静止的蜗杆蜗轮组上，且螺旋弹簧的一端固定在蜗轮上，用以使螺旋弹簧绕着静止的圆柱形部份旋转。

然而，此种致动装置，其螺旋弹簧与圆柱形部份在制动时有相对运动产生而摩擦生热，此热易造成圆柱形部份的高温熔着；再者，当导螺杆的导程角愈大，所需的制动弹簧力量愈大，那高温熔着的情况更容易发生。另当无负载时，制动力量仍然存在，表示缩回时马达也必须克服制动时弹簧的阻力，因此即使无负载时仍需要消耗能量，而造成无谓的能量浪费；着实有待加以改善。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，在于提供一种具有减速功能的传动机构，其藉由各滚针与中介环的摩擦作用，以使导螺杆在特定方向的旋转受到阻碍而达成减速作用。

为了达成上述目的，本发明提供一种具有减速功能的传动机构，用于一线性致动装置，所述致动装置具有一蜗杆，该传动机构包括一导螺杆、一蜗轮组、一中介环、一单向器及一被动轴套，该蜗轮组套接于该导螺杆的一端，该蜗轮组包含受所述蜗杆驱动旋转的一蜗轮及从该蜗轮一侧向外延伸的多个爪臂，并在任二相邻爪臂之间形成有一间隔槽；该中介环套设于该等爪臂外周缘；该单向器环抱于该中介环外周缘，用以限制该中介环作单一方向旋转，该单向器的一端固定在所述致动装置；该被动轴套固接于该导螺杆且彼此连动，在该被动轴套外周缘设有多个凹槽，于该凹槽、该间隔槽及该中介环内壁面之间共同围设形成有一容置空间；该等滚针分别容设于该容置空间中，并与该爪臂、该中介环及该被动轴套相互接触；其中，当该蜗轮受驱动而旋转时，该等爪臂将推动该等滚针及该中介环作转动，藉助该单向器对该中介环的卡掣止动，将使该等爪臂驱动该等滚针及该中介环的摩擦力增加，而降低该被动轴套及该导螺杆旋转速度。

为了达成上述目的，本发明提供一种具有减速功能的传动机构，用于一线性致动装置，所述致动装置具有一主动轮，该传动机构包括一导螺杆、一从动组件、一中介环、一单向器及多个滚针，该从动组件包含受所述主动轮驱动旋转的一从动轮、穿接该从动轮的一短轴、套接该短轴的一联轴器及连接该联轴器的一爪环，该爪环具有多个爪臂，并在任二相邻爪臂之间形成有一间隔槽；该中介环套设于该等爪臂外周缘；该单向器环抱于该中介环外周缘，用以限制该中介环作单一方向旋转，该单向器的一端固定在所述致动装置；该被动轴套固接于该导螺杆且彼此连动，在该被动轴套外周缘设有多个凹槽，在该凹槽、该间隔槽及该中介环内壁面之间共同围设形成有一容置空间；该等滚针分别容设于该容置空间中，并与该爪臂、该中介环及该被动轴套相互接触；其中，当该蜗轮受驱动而旋转时，该等爪臂将推动该等滚针及该中介环作转动，藉助该单向器对该中介环的卡掣止动，将使该等爪臂驱动该等滚针及该中介环的摩擦力增加，而降低该被动轴套及该导螺杆旋转速度。

本发明具有以下功效，摩擦生热小而不产生熔着现象。中介环可在单向器内部轻易转动，使传动机构的传动效能良好。导螺杆受力反推时，可使中介环、各滚针、被动轴套及导螺杆皆不产生相对传动情况，以令导螺杆被牢牢的固定，而能有效地防止导螺杆与螺帽的自滑产生。各传动组件之间的摩擦力是随着负载的增加而增加，因此空载时没有不必要的摩擦力产生而不消耗能量，且伸缩管的缩入速度在不同负载下大致相同，因此可保持在速度恒定的情况作下降，而提高使用者的使用舒适感。

附图说明

图1为本发明传动机构立体分解图；

图2为本发明传动机构应用于致动装置立体分解图；

图3为本发明传动机构应用于致动装置组合示意图；

图4为图3的4-4剖面图；

图5为图2的5-5使用状态剖面图；

图6为图2的6-6使用状态剖面图；

图7为图2的7-7使用状态剖面图；

图8为本发明传动机构另一实施例立体分解图；

图9为本发明传动机构另一实施例组合剖视图。

【主要组件符号说明】

传动机构1、1′导螺杆10

螺牙段11                 圆轴段12

外平面13                 外嵌条14

蜗轮组20

从动组件20′

蜗轮21                   蜗齿211

从动轮21a                直齿211a

爪臂22、262              间隔槽23、263

短轴24                   联轴器25

卡块251                  爪环26

卡槽261

中介环30

单向器40

定位段41

被动轴套50

内平面51                 凹槽52

内嵌槽53

滚针60

限位挡盖70

线性致动装置8

下座体81                 嵌槽811

马达82                   蜗杆821

主动轮822                外管83

伸缩管84                 螺帽841

轴承85

上座体86

具体实施方式

有关本发明的详细说明及技术内容，配合图式说明如下，然而所附图式仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。

请参阅图1所示，本发明提供一种具有减速功能的传动机构，此传动机构1主要包括一导螺杆10、一蜗轮组20、一中介环30、一单向器40、一被动轴套50及多个滚针60。

导螺杆10具有一螺牙段11及从螺牙段11延伸而出的一圆轴段12，并于圆轴段12一侧设有一外平面13；此导螺杆10可依实际的传动需求将其设置成左旋向或右旋向，本实施例的导螺杆10为一右旋向导螺杆。

蜗轮组20可为塑料材料(如：POM)所制成，其套接于前述导螺杆10的圆轴段12上，蜗轮组20包含一蜗轮21及从蜗轮21一侧向外延伸的多个爪臂22，并在任二相邻爪臂22之间形成有一间隔槽23，且在蜗轮21的圆周成型有多数蜗齿211，此等蜗齿211可依实际的传动需求将其设置成左旋向或右旋向，本实施例与前述导螺杆10相同旋向，为一右旋向型态。

中介环30为一金属材料所制成的圆筒体，其套设于前述各爪臂21外周缘，且与各爪臂21外周表面相互贴附接触。

本实施例的单向器40为一螺旋弹簧，但不以此种型态为限，其用以限制中介环30仅能作单一方向的旋转，此单向器40是弹性夹掣在前述中介环30外周缘，且其旋向与前述蜗齿211的旋向相同，另在单向器40的右侧凸伸有一定位段41。

被动轴套50内部具有与前述导螺杆10的定位平面13相互贴接的一内平面51，以与导螺杆10相互套接后可一起转动，被动轴套50外周缘设有多个凹槽52，此等凹槽52为一V字状，在与各爪臂21和中介环30组接后，在凹槽52、间隔槽22及中介环30内壁面之间共同围设形成有一容置空间。

滚针60为一实心圆柱体，其分别容设于前述容置空间中，并与爪臂21、中介环30及被动轴套50作滚动接触。

此外，本发明的传动机构1还包括一限位挡盖70，此限位挡盖70套接于被动轴套50的一端，且凸伸遮盖住前述滚针60，以对滚针60的移动位置进行限制。

请参阅图2至图4所示，本发明的传动机构1可应用在一线性致动装置8，其主要包括一下座体81、一马达82、一外管83、一伸缩管84、多个轴承85及一上座体86，其中马达82容置在下座体81内部，且其中心处延伸有一蜗杆821，以与前述的蜗轮21相互啮合传动；另在下座体81内部开设有一嵌槽811，此嵌槽811供前述单向器40的定位段41嵌入固定；外管83一端固定在下座体81内，而伸缩管84则容置在外管83内部，并在伸缩管84一端装设有与前述导螺杆10相互螺接的一螺帽841(如图4所示)，以使伸缩管84可借助导螺杆10的旋转而相对于外管83作线性的伸出或缩入移动；此等轴承85分别套接于导螺杆10及蜗轮21上，并支承在下座体81内部；上座体86则对应于下座体81作罩合；如此以组合成一线性致动装置8。

请参阅图5所示，当蜗轮21受蜗杆821正向驱动而作顺时针方向旋转时，亦即是导螺杆10带动伸缩管84向内缩入外管83内部，各爪臂22将推动中介环30及各滚针60作转动，藉助螺旋弹簧型单向器40的旋向与蜗轮21旋转方向相同，且其定位段41固定在下座体81的嵌槽811内，而令单向器40对中介环30产生束紧的卡掣止动(即中介环30被紧抱而不能产生转动)，使各爪臂22驱动各滚针60及中介环30的摩擦力增加，而降低被动套筒50及导螺杆10旋转速度；如此，在线性致动装置8安装在电动床或椅时，可使伸缩管84缩入外管83内部的速度较为缓慢，以增加使用者的使用舒适度。

请参阅图6所示，当蜗轮21受蜗杆821反向驱动而作逆时针方向旋转时，亦即是导螺杆10带动伸缩管84向外伸出外管83外部，各爪臂22将推动中介环30及各滚针60作转动，由于螺旋弹簧型单向器40的旋向与蜗轮21旋转方向相反，单向器40将因为中介环30的转动而产生松开状态，此时中介环30、单向器40及各滚针60之间摩擦阻尼小，而使中介环30可在单向器40内部轻易转动；如此，即可令传动机构1的传动效能良好。

请参阅图7所示，当导螺杆10受伸缩管84的螺帽841反推时，将驱使被动轴套50作动，被动轴套50的V字状凹槽52的二斜面将藉助磨擦作用而推动各滚针60，由于中介环30被螺旋弹簧型单向器40束紧卡掣(即中介环30被紧抱而不能产生转动)，在中介环30、各滚针60、被动轴套50及导螺杆10皆不产生相对传动情况下，可令导螺杆10被牢牢的固持住，而能有效地防止导螺杆10与螺帽841的自滑产生；如此，即可装设在一非自锁致动装置而具有自锁效果。

请参阅图8及图9所示，本发明的传动机构除了可为上述实施例外，亦可如本实施例的型态，此传动机构1′主要在导螺杆10及被动轴套50之间分别设有相互配合的多数外嵌条14和多数内嵌槽53予以共同转动；另，前述蜗轮组20可以一从动组件20′来替代，此从动组件20′主要包含一从动轮21a、一短轴24、一联轴器25及一爪环26，其中从动轮21a外周缘成型有多数直齿211a，且此直齿211a受致动装置8的主动轮822驱动而旋转；短轴24穿接于从动轮21a中心处，而联轴器25则套接于短轴24末端并共同连动，在联轴器25及爪环26之间分别设有相互配合的多个卡块251和多个卡槽261予以共同转动；又，在爪环26一侧向外延伸的多个爪臂262，并在任二相邻爪臂262之间形成有一间隔槽263。此外，本实施例的各组成组件的组配关系与传动关系大致皆与前述实施例相同，因此不再一一重复赘述。

综上所述，本发明的具有减速功能的传动机构确可达到预期的使用目的，而解决现有技术的缺失。。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (13)

1.一种具有减速功能的传动机构，用于一线性致动装置，所述致动装置具有一蜗杆，其特征在于，该传动机构包括:

一导螺杆；

一蜗轮组，套接于该导螺杆的一端，该蜗轮组包含受所述蜗杆驱动旋转的一蜗轮及从该蜗轮一侧向外延伸的多个爪臂，并在任二相邻爪臂之间形成有一间隔槽；

一中介环，套设于该爪臂外周缘且能够跟随该蜗轮组旋转；

一螺旋弹簧，环抱于该中介环外周缘，用以限制该中介环作顺时针或逆时针的单一方向旋转，该螺旋弹簧的一端固定在所述致动装置；

一被动轴套，固接于该导螺杆且彼此连动，在该被动轴套外周缘设有多个凹槽，在每一该凹槽、该间隔槽及该中介环的内壁面之间共同围设形成有一容置空间；以及

多个滚针，分别容设于该容置空间中，并与该爪臂、该中介环及该被动轴套相互接触；

其中，当该蜗轮受驱动而旋转时，该爪臂将推动该滚针及该中介环作转动，藉助该螺旋弹簧对该中介环的卡掣止动，将使该爪臂驱动该滚针及该中介环的摩擦力增加，而降低该被动轴套及该导螺杆旋转速度。

2.如权利要求1所述的具有减速功能的传动机构，其特征在于，该蜗轮组以塑料材料制成。

3.如权利要求1所述的具有减速功能的传动机构，其特征在于，该螺旋弹簧的旋向与该蜗轮的旋向相同。

4.如权利要求1所述的具有减速功能的传动机构，其特征在于，该螺旋弹簧的旋向与该导螺杆的旋向相同。

5.如权利要求1所述的具有减速功能的传动机构，其特征在于，该被动轴套的该凹槽为一V字状。

6.如权利要求1所述的具有减速功能的传动机构，其特征在于，还包括一限位挡盖，该限位挡盖套接于该被动轴套的一端且凸伸遮盖住该滚针，以对该滚针的移动位置进行限制。

7.如权利要求1所述的具有减速功能的传动机构，其特征在于，所述致动装置包括一下座体，该下座体设有一嵌槽，该螺旋弹簧凸伸有一定位段，该定位段嵌入该嵌槽而固定。

8.一种具有减速功能的传动机构，用于一线性致动装置，所述致动装置具有一主动轮，其特征在于，该传动机构包括:

一导螺杆；

一从动组件，包含受所述主动轮驱动旋转的一从动轮、穿接该从动轮的一短轴、套接该短轴的一联轴器及连接该联轴器的一爪环，该爪环具有多个爪臂，并在任二相邻爪臂之间形成有一间隔槽；

一中介环，套设于该爪臂外周缘且能够跟随该从动组件旋转；

一螺旋弹簧，环抱于该中介环外周缘，用以限制该中介环作单一方向旋转，该螺旋弹簧的一端固定在所述致动装置；

一被动轴套，固接于该导螺杆且彼此连动，在该被动轴套外周缘设有多个凹槽，在该凹槽、该间隔槽及该中介环的内壁面之间共同围设形成有一容置空间；以及

多个滚针，分别容设于该容置空间中，并与该爪臂、该中介环及该被动轴套相互接触；

其中，当该从动轮受驱动而旋转时，该爪臂将推动该滚针及该中介环作转动，藉助该螺旋弹簧对该中介环的卡掣止动，将使该爪臂驱动该滚针及该中介环的摩擦力增加，而降低该被动轴套及该导螺杆旋转速度。

9.如权利要求8所述的具有减速功能的传动机构，其特征在于，该爪环以塑料材料制成。

10.如权利要求8所述的具有减速功能的传动机构，其特征在于，该螺旋弹簧的旋向与该导螺杆的旋向相同。

11.如权利要求8所述的具有减速功能的传动机构，其特征在于，该被动轴套的该凹槽为一V字状。

12.如权利要求8所述的具有减速功能的传动机构，其特征在于，所述致动装置包括一下座体，该下座体设有一嵌槽，该螺旋弹簧凸伸有一定位段，该定位段嵌入该嵌槽而固定。

13.如权利要求8所述的具有减速功能的传动机构，其特征在于，还包括一限位挡盖，该限位挡盖套接于该被动轴套的一端且凸伸遮盖住该滚针，以对该滚针的移动位置进行限制。

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