CN103388666A - 线性致动器 - Google Patents

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Abstract

一种线性致动器，其包含有一马达、一位移单元，以及一行程控制单元。马达具有一心轴；位移单元包含有一蜗轮、一转轴，蜗轮体身一处设有环状的涡卷线齿(spiral thread)或外螺纹线齿(helix thread)；行程控制单元则具有至少一传动件及至少一微动开关，其中至少一传动件与位移单元的涡卷线齿或外螺纹线齿连接并受其驱动而同步转动，用于作动至少一微动开关为开启或关闭的动作。通过上述技术方案，本发明在蜗轮体身一处设有涡卷线齿或外螺纹线齿的设计即可控制行程控制单元的运转。

Description

线性致动器
技术领域
本发明与致动器有关，特别是指一种体积精巧的线性致动器。
背景技术
利用线性传动行程的装置(以下简称线性致动器)运用在按摩椅、电动椅、电动病床、跑步机、折叠床、家具及上升机构等领域方面上作位置调整，已是相当常见的技术。其线性传动行程的起点位置与终点位置，必须利用一个以上的微动开关作为线性行程的去程、回程的控制，并使微动开关分别装设在线性路径的起始点位置与最终点位置，当线性致动器以线性传动的去程进行位移，并触碰终点位置的微动开关时，即可限制传动杆不再向去程位移；相对地，若线性致动器在回程位移时触碰起点的微动开关时，即可限制传动杆不再向回程方向位移，如此可形成两点间线性的往复位移动作，典型的现有技术如中国台湾新型第M247738号「线性传动机构」专利案。
其次，请参考中国台湾新型第M369950号「推杆结构」专利案，其微动开关所装置的位置与上述前案有所不同，结构组成大体包含有一马达、一位移单元，以及一行程控制单元；马达提供动力来源，位移单元则具有一转轴与一挚动件，而行程控制单元具有一时规齿轮组，以及至少一微动开关。使用时，马达的心轴带动一传动齿轮组与该时规齿轮组，使传动齿轮组驱动位移单元的转轴旋转，可让挚动件沿转轴的轴向呈直线位移，而时规齿轮组则用于动作微动开关，使微动开关控制马达心轴的转动，进而限制挚动件的位移距离极限，以防止挚动件移动时超过可位移的距离。
根据上述所公开的二线性致动器前案，其中中国台湾新型第M369950号「推杆结构」专利案需通过多数个小齿轮所构成的传动齿轮组中间驱动，才能达成线性移动挚动件及动作微动开关的功能，因此齿箱体积很大。而中国台湾新型第M247738号「线性传动机构」专利案虽未采用传动齿轮组而将微动开关直接内藏于防尘套管中，但此举也会增大防尘套管的体积。因此，总结上述前案的线性致动器的缺陷为齿轮零件多、安装复杂且体积难以进一步缩小，凡此总总都为线性致动器仍须改善之处。
发明内容
本发明的主要目的是在于提供一种线性致动器，其组成构件较为精简，整体体积得以大幅缩小。
本发明主要通过下列的技术手段，来具体实现前述的目的与功效：本发明一种线性致动器，构件组成包含有一马达、一位移单元，以及一行程控制单元。马达具有一心轴；位移单元包含有一蜗轮、一转轴，并且蜗轮一处设有一环状线齿，例如涡卷线齿(spiral thread)或外螺纹线齿(helixthread)，使用时，马达心轴可带动蜗轮旋转，蜗轮再驱动转轴；行程控制单元则具有至少一传动件及至少一微动开关，上述至少一传动件与位移单元的涡卷线齿或外螺纹线齿连接并受其驱动转动，用于动作微动开关的开启、关闭。通过上述技术方案，本发明的组成构件的连动结构简单，使线性致动器的整体体积得以缩小。
为能进一步了解本发明的构成、特征及其目的，以下列举本发明的若干实施例，并配合附图详细说明如后，同时让本领域技术人员能够具体实施。只是以下所描述的内容，仅是为了说明本发明的技术内容及特征而提供的一实施方式，凡是本发明领域中普通技术人员，在了解本发明的技术内容及特征之后，以不违背本发明的精神下，所做的种种简单的修饰、替换或构件的减省，都应当包含于本发明权利要求保护的范围之内。
附图说明
图1为本发明第一实施例的立体图；
图2为本发明第一实施例的分解图；
图3为本发明第一实施例的自另一角度视的平面图；
图4为图3-3剖线的剖视图，主要显示蜗轮的横式涡卷线齿与行程控制单元的连接状态；
图5为本发明第二实施例的剖视图；主要显示行程控制单元具有二传动件；
图6为本发明第三实施例的分解图；
图7为本发明第三实施例的剖视图，主要显示蜗轮的直式外螺纹线齿与行程控制单元的连接状态。
【主要元件符号说明】
马达10；            心轴12；
齿箱座14；
位移单元20；        输出轴21；
蜗轮25；            挚动件26；
涡卷线齿27；        轴承28；
行程控制单元30；    传动件31(31A)；
微动开关33；        圆形柱身34；
凸部341；           环齿部35；
环套29；            外螺纹线齿291。
具体实施方式
本发明线性致动器以下实施例所提及的横式、直式环状线齿为指明图中所绘制的水平或直立方向，目的仅在于提供审查的便利，并非局限本发明的范围。
首先请参阅图1至图4所示，本发明所提供的第一实施例线性致动器，包含有一马达10、一位移单元20，以及一行程控制单元30；其中马达10具有一心轴12，以及一环设于心轴12外部的齿箱座14，在本实施例中，心轴12为蜗杆。该位移单元20具有一蜗轮25、一输出轴21以及一挚动件26，蜗轮25的体身一侧面(非蜗齿处)设有一横式环状线齿(设置于蜗轮25上表面)，本实施例的环状线齿为涡卷线齿27(spiral thread)，而输出轴21为螺杆，输出轴21穿设于各轴承28及蜗轮25，可由蜗轮25带动原地旋转，挚动件26则啮合于输出轴21的外周，以本实施例而言，挚动件21虽为一可转动的联动件，但不因此受限，其他如可做直线运动的套筒同样为本发明的另一种可行的实施形式；位移单元20以二轴承28嵌设于线性致动器的齿箱座14，使蜗轮25可于齿箱座14内原地旋转，而马达10的心轴12与蜗轮25相互啮合，当心轴12受驱动而旋转时可带动蜗轮25为减速转动，进而驱转输出轴21转动，使挚动件26同步转动或做直线运动。
该行程控制单元30具有一传动件31以及二微动开关33；传动件31具有一圆形柱身34，圆形柱身34的环周设有与前述微动开关33相等数目的二凸部341，又圆形柱身34的一端面进一步设有一环齿部35，以与蜗轮25的涡卷线齿27齿合联动，传动件31可直接随涡卷线齿27的旋转为同步自转运动，供圆形柱身34的二凸部341转动，并使二凸部341分别依设定分别抵触到微动开关33。换句话说，行程控制单元30设于马达10的齿箱座14内，且以传动件31的环齿部35与蜗轮25的涡卷线齿27齿合，使输出轴21旋转时带动传动件31相对转动，而一旦任一凸部341碰触到相对应的微动开关33，即可控制马达10心轴12的转动或停止。
经由上述结构，当马达10的心轴12利用蜗轮25驱转输出轴21旋转，使输出轴21一端的挚动件26同步转动或为直线运动时，蜗轮25的涡卷线齿27同时通过环齿部35挚动传动件31转动或为直线运动，使凸部341旋转至一预定角度时，即可动作碰触相对位置的微动开关33为开启或关闭。
接下来，请参阅图5所示，为本发明第二实施例，其与第一实施例的差别在于多了一个较小尺寸的传动件31A，通过此一外径较小的传动件31A作为涡卷线齿27与一外径较大的传动件31(即为第一实施例同样大小的传动件)的中间连接，以使传动件31与涡卷线齿27的连接多了另一种方便装配的选项。
请继续参阅图6至图7所示，为本发明的第三实施例，其与第一实施例大部分结构雷同，差异处在于蜗轮25一侧面另设有与输出轴21同轴的环套29，且在环套29上设有一直立设置的外螺纹线齿291，借此，传动件30的环齿部35得与直立设置的外螺纹线齿291连接，使本发明第三优选实施例能达成与第一优选实施例相同的传递功能。
在此必须说明的是，本发明第一及第二实施例所采用的涡卷线齿27仅为一实例说明，并非为一自我限制要件。换句话说，若使用同为环状线齿的第三实施例的外螺纹线齿(helix thread)291来取代第一及第二实施例的涡卷线齿27，也为本领域技术人员简单思考就能够获取的置换设计，当然也属于本发明权利要求的等效实施。
通过上述说明，本发明剔除了传统线性致动器的齿轮组复杂设计，反以蜗轮25上设有涡卷线齿27或外螺纹线齿29的精简设计，驱使传动件30联动，达到使线性致动器体积缩小的目的。
在此必须说明的是，以上配合附图所做的详细描述，仅是为了说明本发明的技术内容及特征而提供的一实施方式，凡在本发明领域中普通技术人员，在了解本发明的技术内容及特征之后，在不违背本发明的精神下，所做的种种简单的修饰、替换或构件的减省，都应当包含于本发明权利要求保护的范围之内。

Claims (9)

1.一种线性致动器，构件组成包含有一马达、一位移单元以及一行程控制单元，其中马达具有一心轴；位移单元包含有一蜗轮、一转轴；行程控制单元则包含有至少一传动件及至少一微动开关，其特征在于：
蜗轮体身一处设有一环状线齿与行程控制单元的传动件连接，传动件受环状线齿的驱动以动作微动开关为马达的开启或关闭。
2.根据权利要求1所述的线性致动器，其中传动件具有一圆形柱身，圆形柱身的环周设有与前述微动开关相等数目的凸部，又圆形柱身的一端面进一步设有一环齿部，以与蜗轮的环状线齿齿合。
3.根据权利要求1或2所述的线性致动器，其中蜗轮的环状线齿为涡卷线齿。
4.根据权利要求1或2所述的线性致动器，其中蜗轮的环状线齿为外螺纹线齿。
5.根据权利要求1所述的线性致动器，其中环状线齿设于蜗轮体身的非蜗齿处位置。
6.根据权利要求1所述的线性致动器，其中还设有一环套，环套环绕设于蜗轮体身的非蜗齿处位置且与输出轴保持同轴，一环状线齿设于环套周缘。
7.根据权利要求5或6所述的线性致动器，其中蜗轮的环状线齿为涡卷线齿。
8.根据权利要求5或6所述的线性致动器，其中蜗轮的环状线齿为外螺纹线齿。
9.根据权利要求1所述的线性致动器，其中行程控制单元的至少一传动件为二传动件。
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