CN105508545B - 具组合式传动轴的旋转装置及其组合式传动轴 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种具组合式传动轴的旋转装置，包含旋转盘及组合式传动轴。旋转盘包含转塔及多个从动滚子。组合式传动轴包含第一滚齿凸轮及第二滚齿凸轮。第一滚齿凸轮包含一第一轴部、一组装轴部及一第一螺旋齿部。组装轴部凸出于第一轴部的一侧。第一螺旋齿部螺旋环绕于第一轴部，并具有相对的一第一外表面及一第一内表面。第二滚齿凸轮包含一第二轴部及一第二螺旋齿部。第二轴部具有一组装轴孔。第二螺旋齿螺旋环绕于第二轴部，并具有相对的第二外表面及第二内表面。第二内表面面向第一内表面。第一滚齿凸轮的组装轴部穿过第二滚齿凸轮的组装轴孔。本发明改善了旋转盘与组合式传动轴间背隙所造成的传动效率降低于凸轮寿命缩短的问题。

Description

具组合式传动轴的旋转装置及其组合式传动轴
技术领域
本发明是关于一种旋转装置，特别是一种具组合式传动轴的旋转装置及其组合式传动轴。
背景技术
诸如滚齿凸轮(Roller gear cam)与平行分度凸轮(Parallel index cam)等凸轮机构的从动件(Follower)为一转塔(Turret)。转塔的周围固设有多个滚子(Roller)呈辐射状、等间距排列。当凸轮旋转时，滚子受到凸轮的沟槽的规定与推动，便使得转塔旋转。
凸轮机构在高速运转下，因惯性负荷大，故容易产生负扭矩。此时若凸轮与滚子间有背隙(Backlash)存在，则将会发生敲击而产生振动，除降低传动效率外，更会缩短凸轮寿命。因此，各家厂商皆欲解决此背隙的问题。
发明内容
本发明在于提供一种具组合式传动轴的旋转装置及其组合式传动轴，藉以解决凸轮与滚子间存在背隙(Backlash)的问题。
本发明所揭露的具组合式传动轴的旋转装置，包含一旋转盘及一组合式传动轴。旋转盘包含一转塔及多个从动滚子。这些从动滚子环绕地设于转塔。组合式传动轴位于旋转盘的一侧。组合式传动轴包含一第一滚齿凸轮及一第二滚齿凸轮。第一滚齿凸轮包含一第一轴部、一组装轴部及一第一螺旋齿部。第一轴部具有一第一外环面、一第一侧面及一第二侧面。第一侧面及第二侧面分别连接于第一外环面的相对两侧。组装轴部凸出于第一轴部的第一侧面。第一螺旋齿部位于第一外环面，且具有相对的一第一外表面及一第一内表面。第二滚齿凸轮包含一第二轴部及一第二螺旋齿部。第二轴部具有一第二外环面、一第三侧面、一第四侧面及一组装轴孔。第三侧面及第四侧面分别连接于第二外环面的相对两侧。组装轴孔贯穿第三侧面及第四侧面，第二螺旋齿部位于第二外环面，且具有相对的一第二外表面及一第二内表面。第二内表面面向第一内表面。第一滚齿凸轮的组装轴部穿过第二滚齿凸轮的组装轴孔，且第一滚齿凸轮可相对第二滚齿凸轮位移而令第一螺旋齿部的第一外表面与第二螺旋齿部的第二外表面分别抵靠于部分这些从动滚子，或是令第一螺旋齿部的第一内表面与第二螺旋齿部的第二内表面分别抵靠于部分这些从动滚子。
本发明所揭露的组合式传动轴，包含一第一滚齿凸轮及一第二滚齿凸轮。第一滚齿凸轮包含一第一轴部、一组装轴部及一第一螺旋齿部。第一轴部具有一第一外环面、一第一侧面及一第二侧面。第一侧面及第二侧面分别连接于第一外环面的相对两侧。组装轴部凸出于第一轴部的第一侧面。第一螺旋齿部位于第一外环面，且具有相对的一第一外表面及一第一内表面。第二滚齿凸轮包含一第二轴部及一第二螺旋齿部。第二轴部具有一第二外环面、一第三侧面、一第四侧面及一组装轴孔。第三侧面与第四侧面分别连接于第二外环面的相对两侧。组装轴孔贯穿第三侧面与第四侧面。第二螺旋齿部位于第二外环面，且具有相对的一第二外表面及一第二内表面。第二内表面面向第一内表面。第一滚齿凸轮的组装轴部穿过第二滚齿凸轮的组装轴孔，且第一滚齿凸轮可相对第二滚齿凸轮位移。
根据上述本发明所揭露的具组合式传动轴的旋转装置及其组合式传动轴，由于传动轴是采组合式的设计，故组合式传动轴的第一滚齿凸轮及第二滚齿凸轮可沿轴向相对滑移，以调整第一滚齿凸轮及第二滚齿凸轮的相对位置。当第一螺旋齿部的第一外表面与第二螺旋齿部的第二外表面分别与部分这些从动滚子同时接触时，组合式传动轴转动则能通过第一滚齿凸轮的第一螺旋齿部立即带动旋转盘沿顺时针方向旋转，或通过第二滚齿凸轮的第二螺旋齿部立即带动旋转盘沿逆时针方向旋转，以尽可能地降低旋转盘与组合式传动轴间的背隙，进而改善背隙所造成的传动效率降低于凸轮寿命缩短的问题。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1为第一实施例的旋转装置的剖面示意图。
图2为图1的组合式传动轴相分解的侧视示意图。
图3为图1的组合式传动轴相分解的剖面示意图。
图4为图1的组合式传动轴相组合的剖面示意图。
图5为图1的组合式传动轴沿第一方向转动的作动示意图。
图6为图1的组合式传动轴沿第二方向转动的作动示意图。
图7为第二实施例的旋转装置的剖面示意图。
图8为第三实施例的旋转装置的剖面示意图。
其中，附图标记
10 旋转装置
100 旋转盘
110 转塔
120 从动滚子
130 凹槽
200 组合式传动轴
210 第一滚齿凸轮
211 第一轴部
211a 第一外环面
211b 第一侧面
211c 第二侧面
212 组装轴部
213 螺旋齿部
213a 第一外表面
213b 第二外表面
220 第二滚齿凸轮
221 第二轴部
221a 第二外环面
221b 第三侧面
221c 第四侧面
221d 组装轴孔
222 第二螺旋齿部
222a 第二外表面
222b 第二内表面
230 弹性件
300 联轴器
301 压板
302 套筒
303 螺栓
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案进行详细的描述，以更进一步了解本发明的目的、方案及功效，但并非作为本发明所附权利要求保护范围的限制。
请参阅图1至图4。图1为第一实施例的旋转装置的剖面示意图。图2为图1的组合式传动轴相分解的侧视示意图。图3为图1的组合式传动轴相分解的剖面示意图。图4为图1的组合式传动轴相组合的剖面示意图。
如图1所示，本实施例的具组合式传动轴200的旋转装置10包含一旋转盘100、一组合式传动轴200及一联轴器300。
旋转盘100包含一转塔110及多个从动滚子120。这些从动滚子120环绕地设于转塔110的周围，且这些从动滚子120以转塔110的中心为圆心的一圆形路径等间隔排列，并形成多个凹槽130。
组合式传动轴200啮合于旋转盘100，以带动旋转盘100转动。
详细来说，如图2至图4所示，组合式传动轴200包含一第一滚齿凸轮210及一第二滚齿凸轮220。
第一滚齿凸轮210包含一第一轴部211、一组装轴部212及一第一螺旋齿部213。第一轴部211具有一第一外环面211a及一第一侧面211b及一第二侧面211c。第一外环面211a为一曲面。进一步来说，第一外环面211a是同时以第一轴部211的轴线A与转塔110的中心线C为曲率中心线而挠曲。第一侧面211b及第二侧面211c分别连接于第一外环面211a的相对两侧。组装轴部212凸出于第一轴部211的第一侧面211b。第一螺旋齿部213位于第一外环面211a，且第一螺旋齿部213具有相对的一第一外表面213a及一第一内表面213b。第一内表面213b与第一侧面211b朝向相同方向。
第二滚齿凸轮220包含一第二轴部221及一第二螺旋齿部222。第二轴部221具有一第二外环面221a、一第三侧面221b、一第四侧面221c及一组装轴孔221d。第二外环面221a为曲面。进一步来说，第二外环面221a是同时以第二轴部221的轴线A与转塔110的中心线C为曲率中心线而挠曲。第三侧面221b及第四侧面221c分别连接于第二外环面221a的相对两侧，且第三侧面221b面向第一侧面211b。组装轴孔221贯穿第三侧面221b及第四侧面221c。第二螺旋齿部222位于第二外环面221a。第二螺旋齿部222具有相对的一第二外表面222a及一第二内表面222b，且第二内表面222b面向第一内表面213b。第一滚齿凸轮210的组装轴部212穿过第二滚齿凸轮220的组装轴孔221，且第一滚齿凸轮210可相对第二滚齿凸轮220位移而令第一螺旋齿部213与第二螺旋齿部222相对靠近或远离。
联轴器300例如为无键联轴器，套设于组装轴部212与第二轴部221。该连轴器300是由压板301，套筒302及多个螺栓303组合，其中压板301上端为一平板，其中间为一圆孔，该圆孔套在第二轴部221上，该平板上设有多个孔径,且该压板301下端外部与套筒302的内部相互成一锥状结合，该套筒302的一端与压板301上端成一间隔，当多个螺栓303穿过压板301上的多个孔径与套筒302锁紧时，可迫紧第一滚齿凸轮210的组装轴部212与第二滚齿凸轮220的第二轴部221，以防止第一滚齿凸轮210相对第二滚齿凸轮220沿轴线A的延伸方向滑移。
在本实施例中，组合式传动轴200的组装方法如下。
首先，将组合式传动轴200啮合于旋转盘100，且联轴器300先处于松开状态，使得第一滚齿凸轮210与第二滚齿凸轮220间可相对位移。
接着，调整第一滚齿凸轮210与第二滚齿凸轮220的相对位置。待第一螺旋齿部213的第一外表面213a与第二螺旋齿部222的第二外表面222a分别与部分这些从动滚子120接触时，通过联轴器300来固定第一滚齿凸轮210与第二滚齿凸轮220间的相对位置。
请参阅图5与图6。图5为图1的组合式传动轴沿第一方向转动的作动示意图。图6为图1的组合式传动轴沿第二方向转动的作动示意图。
如图5与图6所示，第一螺旋齿部213的第一外表面213a与第二螺旋齿部222的第二外表面222a分别与部分这些从动滚子120接触。并且，第一螺旋齿部213的第一外表面213a与第二螺旋齿部222的第二外表面222a分别具有与部分这些从动滚子120接触的多个第一抵靠线L1及多个第二抵靠线L2。向内平移从动滚子120的半径的这些第一抵靠线L1’与这些第二抵靠线L2’延伸而具有一交集点。此交集点即为转塔110的中心点C。所谓的向内平移是指各第一抵靠线L1沿从动滚子120的径向朝向第二滚齿凸轮220的方向平移，以及各第二抵靠线L2沿从动滚子120的径向朝向第一滚齿凸轮210的方向平移。
值得注意的是，第一螺旋齿部213的第一外表面213a与第二螺旋齿部222的第二外表面222a分别与部分这些从动滚子120接触，也就是说，组合式传动轴200与旋转盘100之间无背隙产生，使得组合式传动轴200沿一第一方向(沿箭头a所指示的方向)转动(如图5所示)时，第一滚齿凸轮210的第一螺旋齿部213能立即推抵旋转盘100的从动滚子120而产生逆时针方向的推抵力F1，以带动旋转盘100旋转(沿箭头c所指示的方向)。此外，当组合式传动轴200沿一第二方向(沿箭头b所指示的方向)反向转动(如图6所示)时，第二滚齿凸轮220的第二螺旋齿部222能立即推抵旋转盘100的从动滚子120而产生顺时针方向的推抵力F2，以带动旋转盘100旋转(沿箭头d所指示的方向)。
上述图5的实施例的第一螺旋齿部213的第一外表面213a与第二螺旋齿部222的第二外表面222a分别与部分这些从动滚子120接触而形成多个第一抵靠线L1及第二抵靠线L2，但并不以此为限。请参阅图7。图7为第二实施例的旋转装置的剖面示意图。
在本第二实施例中，第一螺旋齿部213的第一内表面213b与第二螺旋齿部222的第二内表面222b分别与部分这些从动滚子120接触而形成多个第一抵靠线L1及第二抵靠线L2。本实施例的旋转装置10的运作原理同上述实施例(如图4与图5)，故不再赘述。
请参阅图8。图8为第三实施例的旋转装置的剖面示意图。本实施例与上述图1的实施例相似，故仅就相异处进行说明。
在本第三实施例中，组合式传动轴200更包含一弹性件230。弹性件230例如为簧片或弹簧，该弹簧可为碟片，盘形，压缩或C形等弹簧，其夹设于第一轴部211的第一侧面211b与第二轴部221的第三侧面221b之间。弹性件230的好处在于可通过弹性件230的弹性将第一滚齿凸轮210与第二滚齿凸轮220向外推，以进一步定位第一滚齿凸轮210与第二滚齿凸轮220。如此一来，组合式传动轴200能够更稳固地啮合于旋转盘100，以改善背隙所造成的传动效率降低于凸轮寿命缩短的问题。
根据上述本发明所揭露的具组合式传动轴的旋转装置及其组合式传动轴，由于传动轴是采组合式的设计，故组合式传动轴的第一滚齿凸轮及第二滚齿凸轮可沿轴向相对滑移，以调整第一滚齿凸轮及第二滚齿凸轮的相对位置。当第一螺旋齿部的第一外表面与第二螺旋齿部的第二外表面分别与部分这些从动滚子同时接触时，组合式传动轴转动则能通过第一滚齿凸轮的第一螺旋齿部立即带动旋转盘沿顺时针方向旋转，或通过第二滚齿凸轮的第二螺旋齿部立即带动旋转盘沿逆时针方向旋转，以尽可能地降低旋转盘与组合式传动轴间的背隙，进而改善背隙所造成的传动效率降低于凸轮寿命缩短的问题。
当然，本发明还可有其它多种实施例，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 (19)

1.一种具组合式传动轴的旋转装置，其特征在于，包含：
一旋转盘，包含一转塔及多个从动滚子，该些从动滚子环绕地设于该转塔；以及
一组合式传动轴，位于该旋转盘的一侧，该组合式传动轴包含：
一第一滚齿凸轮，包含一第一轴部、一组装轴部及一第一螺旋齿部，该第一轴部具有一第一外环面、一第一侧面及一第二侧面，该第一侧面及该第二侧面分别连接于该第一外环面的相对两侧，该组装轴部凸出于该第一轴部的该第一侧面，该第一螺旋齿部位于该第一外环面，且具有相对的一第一外表面及一第一内表面；以及
一第二滚齿凸轮，包含一第二轴部及一第二螺旋齿部，该第二轴部具有一第二外环面、一第三侧面、一第四侧面及一组装轴孔，该第三侧面及该第四侧面分别连接于该第二外环面的相对两侧，该组装轴孔贯穿该第三侧面及该第四侧面，该第二螺旋齿部位于该第二外环面，且具有相对的一第二外表面及一第二内表面，该第二内表面面向该第一内表面，该第一滚齿凸轮的该组装轴部穿过该第二滚齿凸轮的该组装轴孔，且该第一滚齿凸轮能够相对该第二滚齿凸轮位移而令该第一螺旋齿部的该第一外表面与该第二螺旋齿部的该第二外表面分别抵靠于部分该些从动滚子，或是令该第一螺旋齿部的该第一内表面与该第二螺旋齿部的该第二内表面分别抵靠于部分该些从动滚子。
2.如权利要求1所述的具组合式传动轴的旋转装置，其特征在于，该些从动滚子沿以该转塔的轴心为圆心的一圆形路径等间距间隔排列，且该些从动滚子的轴线相交于该转塔的轴心，该第一螺旋齿部的该第一外表面与该第二螺旋齿部的该第二外表面分别具有与部分该些从动滚子接触的多个第一抵靠线及多个第二抵靠线，且向内平移该从动滚子的半径的该些第一抵靠线与该些第二抵靠线延伸而具有相同的一交集点。
3.如权利要求2所述的具组合式传动轴的旋转装置，其特征在于，该交集点位于该转塔的轴心。
4.如权利要求1所述的具组合式传动轴的旋转装置，其特征在于，该些从动滚子沿以该转塔的轴心为圆心的一圆形路径等间距间隔排列，且该些从动滚子的轴线相交于该转塔的轴心，该第一螺旋齿部的该第一内表面与该第二螺旋齿部的该第二内表面分别具有与部分该些从动滚子接触的多个第一抵靠线及多个第二抵靠线，且向外平移该从动滚子的半径的该些第一抵靠线与该些第二抵靠线延伸具有一交集点。
5.如权利要求4所述的具组合式传动轴的旋转装置，其特征在于，该交集点位于该转塔的轴心。
6.如权利要求1所述的具组合式传动轴的旋转装置，其特征在于，该第一外环面为曲面，并沿该第一轴部的轴线与该转塔的中心线为曲率中心线而挠曲，该第二外环面为曲面，并沿该第二轴部的轴线与该转塔的中心线为曲率中心线而挠曲。
7.如权利要求1所述的具组合式传动轴的旋转装置，其特征在于，更包含一联轴器，该联轴器套设于该第二轴部上。
8.如权利要求7所述的具组合式传动轴的旋转装置，其特征在于，该联轴器为无键联结器。
9.如权利要求7所述的具组合式传动轴的旋转装置，其特征在于，该联轴器是由一压板、一套筒及多个螺栓组合。
10.如权利要求9所述的具组合式传动轴的旋转装置，其特征在于，该压板上端为一平板，其中间为一圆孔，该圆孔套在该第二轴部上，该平板上设有多个孔径，且该压板下端外部与该套筒的内部相互成一锥状结合，该套筒的一端与该压板上端成一间隔。
11.如权利要求10项所述的具组合式传动轴的旋转装置，其特征在于，当该多个螺栓穿过该压板上的该多个孔径与该套筒锁紧时，能够迫紧该第一滚齿凸轮的该组装轴部与该第二滚齿凸轮的该第二轴部，以防止该第一滚齿凸轮相对该第二滚齿凸轮沿该第二滚齿凸轮的轴线的延伸方向滑移。
12.如权利要求1所述的具组合式传动轴的旋转装置，其特征在于，该组合式传动轴更包含一弹性件，该弹性件夹设于该第一轴部的该第一侧面与该第二轴部的该第三侧面之间。
13.一种组合式传动轴，其特征在于，包含：
一第一滚齿凸轮，包含一第一轴部、一组装轴部及一第一螺旋齿部，该第一轴部具有一第一外环面、一第一侧面及一第二侧面，该第一侧面及该第二侧面分别连接于该第一外环面的相对两侧，该组装轴部凸出于第一轴部的该第一侧面，该第一螺旋齿部位于该第一外环面，且具有相对的一第一外表面及一第一内表面；以及
一第二滚齿凸轮，包含一第二轴部及一第二螺旋齿部，该第二轴部具有一第二外环面、一第三侧面、一第四侧面及一组装轴孔，该第三侧面与该第四侧面分别连接于该第二外环面的相对两侧，该组装轴孔贯穿该第三侧面与该第四侧面，该第二螺旋齿部位于该第二外环面，且具有相对的一第二外表面及一第二内表面，该第二内表面面向该第一内表面，该第一滚齿凸轮的该组装轴部穿过该第二滚齿凸轮的该组装轴孔，且该第一滚齿凸轮能够相对该第二滚齿凸轮位移。
14.如权利要求13所述的组合式传动轴，其特征在于，该组合式传动轴更包含一弹性件，该弹性件夹设于该第一轴部的该第一侧面与该第二轴部的该第三侧面之间。
15.如权利要求13所述的组合式传动轴，其特征在于，更包含一联轴器，该联轴器套设于该第二轴部上。
16.如权利要求15所述的组合式传动轴，其特征在于，该联轴器为无键联结器。
17.如权利要求15所述的组合式传动轴，其特征在于，该联轴器系由一压板、一套筒及多个螺栓组合。
18.如权利要求17所述的组合式传动轴，其特征在于，该压板上端为一平板，其中间为一圆孔，该圆孔套在第二轴部上，该平板上设有多个孔径，且该压板下端外部与该套筒的内部相互成一锥状结合，该套筒的一端与该压板上端成一间隔。
19.如权利要求18项所述的组合式传动轴，其特征在于，当该多个螺栓穿过该压板上的该多个孔径与该套筒锁紧时，能够迫紧该第一滚齿凸轮的该组装轴部与该第二滚齿凸轮的该第二轴部，以防止该第一滚齿凸轮相对该第二滚齿凸轮沿该第二滚齿凸轮的轴线的延伸方向滑移。
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